KR20160127426A - 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리 - Google Patents

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KR20160127426A
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황종균
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00—Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles

Abstract

본 발명은 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리에 관한 것으로써, 특히, 좌측과 우측에 배치되는 비상롤러의 저면을 전후방향으로 이격되게 배치하거나, 비상롤러의 직경을 다르게 하여, 비상롤러 어셈블리를 컴팩트하게 유지하는 동시에 비상롤러의 직경을 최대화하여 비상시에도 자기부상열차의 속도를 향상시킬 수 있으며, 레일의 단차구간에서도 비상롤러가 빠지는 것을 방지할 수 있어서 비상시에도 자기부상열차의 주행이 원활하게 될 수 있는 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리에 관한 것이다.

Description

자기부상열차용 비상롤러 어셈블리{Emergency roller assembly for magnetic levitation train}
본 발명은 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리에 관한 것으로써, 특히, 좌측과 우측에 배치되는 비상롤러의 저면을 전후방향으로 이격되게 배치되는 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리에 관한 것이다.
인천국제공항에 국내최초의 도시형 자기부상열차가 시험운행중이며 곧 상용화를 앞두고 있다. 자기부상열차는 전자석에 전원을 공급하여 자력을 발생시키고 자력이 발생한 전자석과 레일 사이의 붙으려는 힘을 이용한다. 자기부상열차는 전자석에 공급되는 전압을 조정하여 열차와 레일의 간격을 일정거리(8mm)로 유지한다. 이것이 자기열차의 부상원리이다. 또한, 자기부상열차는 차 아래에 레일과 나란하게 설치된 리니어모터에 전원을 공급하고 8mm 떨어진 레일에도 전류를 흘려 자기력이 발생하고 모터와 레일이 서로 밀고 당기면서 열차가 앞으로 나가게 된다.
이러한 자기부상열차는 차량고장이나 전원이 공급되지 않는 등 비상상황이 발생하였을 때 자체 동력 및 견인차량에 의해 비상운전을 하기 위해 자기부상열차용 비상착지장치가 구비된다.
도 1은 종래의 자기부상열차용 비상착지장치를 보여주는 도면이다. 종래의 자기부상열차용 비상착지장치는, 한 쌍의 레일(10)에 대해 자기부상열차의 하중을 지지하면서 자기부상열차가 한 쌍의 레일(10) 상에서 주행할 수 있도록 복수의 롤러(20) 및 이 복수의 롤러를 자기부상열차의 하부프레임(30) 양측에 고정하는 브래킷(40)으로 구성된다.
따라서 자기부상열차가 부상력을 상실하는 비상시에는 자기부상열차가 하강함에 따라 복수의 롤러(20)가 한 쌍의 레일(10)에 접촉되면서 자기부상열차의 하중을 지지하고, 이 상태에서 자기부상열차에 구비되는 제동장치(미도시)에 의해 자기부상열차의 제동이 이루어진다. 미설명부호 11은 추진도체판이다.
이러한 비상착지장치의 롤러(20)는 비상시에만 동작을 하는 부재로, 한정된 공간에 배치되도록 설계되어 크기가 제한된다. 따라서, 비상시 자기부상열차의 속도가 25km/h로 매우 느린 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 롤러(20)의 크기를 키우게 되면 설치공간의 제한으로 인해 롤러(20)를 하나만 설치할 수 있게 된다.
그러나, 열차의 레일은 온도에 따른 팽창 수축이 있으므로 레일과 레일 사이에 단차가 있어야 한다. 자기부상열차의 레일의 경우 통상적으로 10~50mm정도의 단차가 있고, 보편적으로는 40mm정도의 단차가 있다.
이로 인해 비상착지장치에 롤러(20)가 하나만 구비될 경우에는, 레일과 레일 사이의 단차 부분에 롤러(20)가 빠져서 비상시 자기부상열차의 운행이 원활하게 될 수 없는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제1173490호 한국등록실용신안공보 제114357호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 비상롤러 어셈블리를 컴팩트하게 유지하는 동시에 비상롤러의 직경을 최대화하여 비상시에도 자기부상열차의 속도를 향상시킬 수 있으며, 레일의 단차구간에서도 비상롤러가 빠지는 것을 방지할 수 있어서 비상시에도 자기부상열차의 주행이 원활하게 될 수 있는 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리는, 자기부상열차에 연결되는 제1비상롤러와 상기 제1비상롤러의 측부에 배치되는 제2비상롤러를 포함하며, 상기 제1비상롤러의 저면과 상기 제2비상롤러의 저면은 전후 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 제1비상롤러의 저면과 상기 제2비상롤러의 저면의 전후 사이 간격은 레일의 단차간격보다 크고, 상기 제1비상롤러의 저면과 상기 제2비상롤러의 저면의 전후 사이 간격은 상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러의 반경의 합보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러는 하나의 브라켓에 설치될 수 있다.
상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러 중 적어도 하나는 베어링과, 상기 베어링의 내륜에 연결되는 롤러축과, 상기 베어링의 외륜에 연결되는 롤러타이어를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
좌측과 우측에 배치되는 비상롤러의 저면을 전후방향으로 이격되게 배치하여, 비상롤러 어셈블리를 컴팩트하게 유지하는 동시에 비상롤러의 직경을 최대화하여 비상시에도 자기부상열차의 속도를 향상시킬 수 있어서 승객의 불편을 최소화할 수 있으며 2차적인 사고를 방지할 수 있다. 동시에 레일의 단차구간에서도 비상롤러가 빠지는 것을 방지할 수 있어서 비상시에도 자기부상열차의 주행이 원활하게 될 수 있다.
상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러는 하나의 브라켓에 설치되어, 비상롤러 어셈블리가 모듈화되어 설치 등이 용이하다.
상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러 중 적어도 하나는 베어링과, 상기 베어링의 내륜에 연결되는 롤러축과, 상기 베어링의 외륜에 연결되는 롤러타이어를 포함하여, 롤러타이어를 통해 충격이 흡수되어 레일의 단차구간 등에서도 충격을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 자기부상열차용 비상착지장치를 비상 착지 상태로 보여주는 저면 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리에서 롤러타이어를 분리한 저면 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리 평면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리 측면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리가 레일의 단차구간을 지날 때 상태도.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
=======================<제1실시예>=======================
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리는, 자기부상열차에 연결되는 제1비상롤러(210)와 상기 제1비상롤러(210)의 측부에 배치되는 제2비상롤러(220)를 포함하는 비상롤러(200)를 포함하며, 상기 제1비상롤러(210)의 저면(211)과 상기 제2비상롤러(220)의 저면(221)은 전후방향으로 이격되게 배치되며, 상기 제1비상롤러(210)의 저면(211)과 상기 제2비상롤러(220)의 저면(221)의 전후 사이 간격(D1)은 레일(10)의 단차간격(d)보다 크고, 상기 제1비상롤러(210)의 저면(211)과 상기 제2비상롤러(220)의 저면(221)의 전후 사이 간격(D1)은 상기 제1비상롤러(210)와 상기 제2비상롤러(220)의 반경의 합보다 작은 것을 특징으로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비상롤러(200)는 제1비상롤러(210)와 제1비상롤러(210)의 측부에 배치되는 제2비상롤러(220)를 포함한다. 이하에서 전후방향은 레일(10)을 따라 주행하는 자기부상열차(미도시)의 주행방향을 의미하며, 측방향은 자기부상열차의 폭방향을 의미한다.
또한, 제2비상롤러(220)는 제1비상롤러(210)보다 전방에 배치된다.
따라서, 제1비상롤러(210)의 저면(211)과 상기 제2비상롤러(220)의 저면(221)은 전후방향으로 이격되게 배치된다.
또한, 제1비상롤러(210)의 저면(211)(레일과 접촉하는 면)과 제2비상롤러(220)의 저면(221)의 전후 사이 간격(D1)은 제1비상롤러(210)와 제2비상롤러(220)의 반경의 합보다 작다. 즉, 측부에서 보았을 때 제1비상롤러(210)와 제2비상롤러(220)는 적어도 일부분이 겹치게 된다.
이와 같이, 제1비상롤러(210)와 제2비상롤러(220)가 구비되어, 비상롤러(200)의 직경은 최대화될 수 있다.
제1비상롤러(210)와 제2비상롤러(220)는 직경이 같게 구비된다.
제1비상롤러(210)와 제2비상롤러(220)의 내측 끝단은 측방향으로 이격되게 배치된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1비상롤러(210)의 저면(211)과 제2비상롤러(220)의 저면(221)의 전후 사이 간격(D1)은 레일(10)의 단차간격(d)보다 크다. 따라서, 제1비상롤러(210) 또는 제2비상롤러(220)가 레일(10)의 단차간격(d)에 빠졌을 때, 제2비상롤러(220) 또는 제1비상롤러(210)가 레일(10) 위에 주행중이라 안정적인 운행이 가능하다.
비상롤러(200)는 하나의 브라켓(400)에 설치된다.
브라켓(400)은 제1브라켓부재(410)와 제1브라켓부재(410)에 설치되는 제2브라켓부재(420)를 포함한다.
제1브라켓부재(410)는 상면(412)과 상면(412) 양측 하부에 연결되는 측면(411, 413)을 포함하여, "n"자 형상으로 형성된다. 이러한 제1브라켓부재(410) 내부에 비상롤러(200)가 배치된다.
상면(412)에는 자기부상열차에 연결될 수 있도록 체결공이 형성된다.
측면(411, 413)의 하부에는 이하 서술되는 롤러축(201)이 삽입되는 제1삽입홈이 좌우방향으로 관통되도록 형성된다. 또한, 상기 제1삽입홈은 하부가 개방되도록 형성된다.
제2브라켓부재(420)는 판형상으로 형성되며, 측면(411, 413) 하부에 볼트 등을 통해 탈착가능하게 설치된다. 이러한 제2브라켓부재(420)로 인해 롤러축(201)을 용이하게 탈착시킬 수 있으며 견고하게 지지할 수 있다.
제2브라켓부재(420)의 상부에는 롤러축(201)이 삽입되는 제2삽입홈이 좌우방향으로 관통되도록 형성된다. 또한, 상기 제2삽입홈은 상부가 개방되도록 형성된다. 상기 제2삽입홈은 상기 제1삽입홈에 연통되도록 형성된다.
이와 같이 하나의 브라켓(400)에 복수개의 비상롤러(200)가 설치되어 장치가 모듈화될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1,2비상롤러(210, 220)는 베어링(203)과, 베어링(203)의 내륜에 연결되는 롤러축(201)과, 베어링(203)의 외륜에 연결되는 롤러타이어(205)를 각각 포함한다.
베어링(203)은 원통 베어링으로 구비된다. 따라서, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 원통형상의 롤러가 배치된다.
롤러축(201)은 상기 제1,2삽입홈에 삽입되어 브라켓(400)에 고정된다.
롤러축(201) 일측에는 급유구가 형성되고 타측에는 유출구가 형성된다. 롤러축(201) 내부에는 상기 급유구 및 상기 유출구에 연통되도록 급유로가 형성된다. 또한, 베어링(203)의 내륜에는 상기 유출구에 연통되는 유입구가 방사방향으로 형성된다. 따라서, 베어링(203) 내부로 급유가 원활하게 될 수 있다.
베어링(203)의 외륜에는 타이어 설치판(204)이 설치된다.
타이어 설치판(204)은 디스크형상으로 형성되며, 브라켓(400)과 베어링(203)의 외륜 사이에 배치된다.
타이어 설치판(204)에는 볼트 등이 설치될 수 있는 체결공이 형성된다.
롤러타이어(205)는 타이어 설치판(204)에 설치된다.
롤러타이어(205)는 일측에는 베어링(203)의 외륜이 삽입되는 베어링삽입홈이 형성되고, 타측에는 롤러축(201)의 타단이 삽입되는 롤러축삽입홈이 형성된다.
상기 베어링삽입홈은 상기 롤러축삽입홈에 연통되도록 형성된다.
상기 베어링삽입홈과 상기 롤러축삽입홈은 축방향을 따라 형성된다. 상기 베어링삽입홈은 상기 롤러축삽입홈보다 직경이 크게 형성된다.
롤러타이어(205)는 일단에 볼트 등이 설치될 수 있는 체결공이 형성된다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.
자기부상열차의 각 대차의 전후방 단부에 4개씩 착지스키드와 연계하여 유압 액츄에이터(미도시)가 설치되어 있다. 하나의 상기 유압 액츄에이터에 비상롤러 어셈블리의 브라켓(400)이 연결된다. 비상시에는 상기 유압 액츄에이터에 의해 비상롤러(200)가 하강하여, 비상롤러(200)가 전체 차량중량을 지지한다.
상세하게는 구동기가 작동하여 저유기에 수용된 기름으로 유압을 형성한다. 이와 같이 형성된 유압은 개방된 밸브와 유압관을 거쳐 유압실린더에 공급된다. 유압실린더가 공급받은 유압으로 비상롤러 어셈블리를 하강시킨다. 하강된 비상롤러(200)에 의해 자기부상열차가 들어 올려 진다. 따라서 자기부상열차는 비상롤러(200)에 의해 지지된 상태가 된다.
자기부상열차의 이동 중에 유압을 공급하는 유압 회로는 레일 간의 단차구간이나 코너 주행에 따라 발생하는 충격과 큰 순간 하중으로부터 축압기와 릴리프 밸브에 의해 보호된다.
비상롤러(200)의 사용이 완료되면 유압실린더에 구비된 탄성체에 의해 비상롤러 어셈블리는 상승된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
210 : 제1비상롤러 220 : 제2비상롤러
400 : 브라켓

Claims (3)

  1. 자기부상열차에 연결되는 제1비상롤러와 상기 제1비상롤러의 측부에 배치되는 제2비상롤러를 포함하며,
    상기 제1비상롤러의 저면과 상기 제2비상롤러의 저면은 전후 방향으로 이격되게 배치되며,
    상기 제1비상롤러의 저면과 상기 제2비상롤러의 저면의 전후 사이 간격은 레일의 단차간격보다 크고,
    상기 제1비상롤러의 저면과 상기 제2비상롤러의 저면의 전후 사이 간격은 상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러의 반경의 합보다 작은 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러는 하나의 브라켓에 설치되는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1비상롤러와 상기 제2비상롤러 중 적어도 하나는 베어링과, 상기 베어링의 내륜에 연결되는 롤러축과, 상기 베어링의 외륜에 연결되는 롤러타이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차용 비상롤러 어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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