KR20190036687A - 선로 전환기용 브레이크 - Google Patents

선로 전환기용 브레이크 Download PDF

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KR20190036687A
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Abstract

본 발명은 선로 전환기용 브레이크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선로 전환기용 브레이크에 있어서, 브레이크레치의 일측에 부착된 트랙롤러가 브레이크구동캠에 의해 상승작동하면, 상기 브레이크레치의 타측에 결합된 브레이크암이 하강하고, 상기 브레이크암의 하강에 의해 브레이크패드가 스플라인을 가압하여 제동시키는 선로 전환기용 브레이크에 관한 것이다.

Description

선로 전환기용 브레이크{Brake for Point machine}
본 발명은 선로 전환기용 브레이크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선로 전환기용 브레이크에 있어서, 브레이크레치의 일측에 부착된 트랙롤러가 브레이크구동캠에 의해 상승작동하면, 상기 브레이크레치의 타측에 결합된 브레이크암이 하강하고, 상기 브레이크암의 하강에 의해 브레이크패드가 스플라인을 가압하여 제동시키는 선로 전환기용 브레이크에 관한 것이다.
통상적으로 선로를 전환하는 선로전환기에 있어서 선로의 전환 및 쇄정동작을 유지하기 위해, 다양한 종류의 제어장치가 사용된다. 전기적인 신호를 제어하는 제어장치와 기계적인 제어를 담당하는 제어장치도 사용되게 된다.
여기서 통상의 선로전환기에 사용되는 제어장치는 전기적인 신호를 제어하기 때문에, 높은 회전력을 유지하는 구동모터의 관성까지 제어하기는 난해한 문제점이 있었다.
전기적인 신호는 단순히 전력을 공급하고 차단하는 것으로 제어가 가능하지만, 관성력을 유지하는 기계적인 제어는 전력을 차단한 후에도 관성력으로 인하여 일정시간 동안 동작상태를 유지하며 서서히 정지하게 된다.
상기와 같은 이유로 철로 선로의 첨단선로를 전환시킬 때, 원하는 위치에 첨단선로가 이동되었을 때, 그 동작이 정지 제어되어야 하는데, 구동모터의 관성으로 인하여 동작이 계속되어 기본선로를 첨단선로가 더 밀게 되어 기본선로의 기준간격을 넓혀 차륜이 이탈되는 사고가 발생하게 된다.
이러한 이유로 첨단선로가 일정위치에 도달하기 전에 전기적인 신호를 제어하여 관성을 유지한 상태에서 전력이 차단된 후에도 일정거리 이상 첨단선로가 더 진행되록 하여 기본선로와 첨단선로간의 간격을 밀착되도록 적용하는 기술 등이 사용되고는 있으나, 이 기술 또한 기본선로의 분기기 길이 및 첨단선로 하부의 깔판간의 마찰력이 상이하여 첨단선로를 정확히 원하는 위치에 정지하도록 할 수 없으므로, 완전한 쇄정을 구성하지 못하거나, 기본선로를 첨단선로가 외부쪽으로 밀어내어 기본 레일간격을 확보치 못하기 때문에 열차가 탈선하는 등의 문제점을 야기시켰다.
이를 해결하기 위해 선로전환기용 브레이크를 제공함으로써, 선로전환기의 구동을 위한 구동모터의 관성력을 제어할 수 정확한 위치에 첨단선로가 쇄정될 수 있도록 하는 기술이 개발되었으나, 선로전환기의 구동을 위한 구동모터의 관성력을 제어하기에는 역부족이었고, 정확한 위치에서 정지시키기 어려웠다.
한국등록특허 제1038199호 한국등록특허 제0986836호 한국등록특허 제0972581호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선로전환기의 구동을 위한 구동모터의 관성력을 제어할 수 있어, 정확한 위치에 첨단선로를 정지시킬 수 있는 선로 전환기용 브레이크를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 선로 전환기용 브레이크에 있어서, 브레이크레치의 일측에 부착된 트랙롤러가 브레이크구동캠에 의해 상승작동하면, 상기 브레이크레치의 타측에 결합된 브레이크암이 하강하고, 상기 브레이크암의 하강에 의해 브레이크패드가 스플라인을 가압하여 제동시킨다.
상기 접점부축의 전단에는 상기 클러치모터를 정지시키기 위한 접점부구동기어가 결합되고, 양쪽에 설치된 상기 접점부구동기어는 피니언기어 및 레크기어에 의해 상호 연동되어 작동된다.
상기 피니언기어 중 좌측의 피니언 기어축에는 브레이크구동캠연결축이 형성되고, 상기 브레이크구동캠연결축에는 클러치모터의 제동을 위한 브레이크구동캠이 결합된다.
육각봉의 접점부축에 상기 접점캠구동편과 일치되는 위치에 접점부구동레버가 체결되고, 상기 접점부구동레버의 양측에 스위치구동캠이 결합되는 접점부를 더 포함한다.
상기 스위치구동캠의 작동에 의해 표시회로 스위치와 모터전원 스위치를 작동한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 선로전환기용 브레이크를 제공함으로써, 선로전환기의 구동을 위한 구동모터의 관성력을 제어할 수 있어, 정확한 위치에 첨단선로를 정지시킬 수 있으며, 정지거리 이상 이동하여 기본선로와 첨단선로가 충돌하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 정확한 위치에 선로가 정지할 수 있어서, 기본선로 및 선로전환기에 가해지는 충격 및 진동에 의해 첨단 레일이 전환되는 현상을 최소화할 수 있어, 유지보수비용이 적게 드는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 선로 전환기 전체 평면도를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 선로 전환기용 브레이크의 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 선로 전환기용 브레이크와 동작 블럭의 모습을 자세히 보여주는 도면이다.
도 4 a, b는 본 발명의 일실시예에 따라 선로 전환기용 브레이크의 동작을 위한 래크 기어와 피니언 기어와 동작간과 그 내부의 볼스크류의 세부 구조를 보여주는 도면이다.
도 5와 도 6 a, b는 본 발명의 일실시예에 따라 선로 전환기용 브레이크의 작동 방법과 세부 구조를 보여주는 도면이다.
도 7과 도 8은 종래 발명에 따라 선로 전환기용 브레이크의 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 선로 전환기용 브레이크의 전체적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 선로 전환기용 브레이크의 모습을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 1의 선로 전환기용 브레이크와 동작 블럭의 모습을 자세히 보여주는 도면이고, 도 4 a, b는 본 발명의 일실시예에 따라 선로 전환기용 브레이크의 동작을 위한 래크 기어와 피니언 기어와 동작간과 그 내부의 볼스크류의 세부 구조를 보여주는 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 4 a, b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 선로 전환기용 브레이크는, 선로전환기의 외함몸체(221)의 클러치모터(230), 감속기어부(250), 동작블럭(300), 접점부(450), 단자부(700), 제어계전기(710) 등과 함께 연결된다.
여기서 본 발명의 일실시예에 따른 선로 전환기용 브레이크를 설명하기 위해, 도 1의 선로 전환기를 먼저 설명한다. 본 발명에서는 선로 전환기에서 수직 방향을 기준으로 좌측을 선로전환기 좌측, 우측을 선로전환기 우측, 상부를 후방, 하측을 전방이라 칭하기로 한다.
외함몸체(221)의 내부에 장착되고 제어신호에 따라 정, 역회전하여 동력을 발생하며, 모터(231)와 클러치(232)가 일체로 형성된 클러치모터(230); 상기 클러치모터(230)에서 발생된 회전동력을 전달하는 감속기어부(250); 상기 감속기어부(250)에 연결되어 클러치모터(230)의 회전력을 전달받는 볼스크류(320), 상기 볼스크류(320)의 회전방향에 따라 상부가 고정된 회동축(341)을 중심으로 좌우로 회동하는 동작간(340)을 포함하여 구성되는 동작블럭(300); 상기 동작간(340)이 좌, 우 전환이 완료되었을 때 상기 동작간(340)의 회동 위치를 감지하여 동작을 정지시키는 접점부(450);를 포함하여 구성된다.
상기 접점부(450)는 동작간(340)의 좌우 양단 부분에 각각 설치되며, 상기 볼스크류너트하우징(321)이 좌우로 이동시 상기 볼스크류너트하우징(321)의 전면과 후면의 좌우측에 형성된 접점캠구동편(323)에 의해 접점부구동레버(452)가 구동하여 작동된다. 상기 동작간(340)의 내부에는 하우징 베어링(322)이 이동할 수 있는 하우징 베어링 이동홈(343)이 형성된다.
상기 접점부(450)는 육각봉인 접점부축(451)에 상기 접점캠구동편(323)과 일치되는 위치에 접점부구동레버(452)가 체결되고, 상기 접점부구동레버(452)의 양측에 스위치구동캠(453a)이 결합된다.
상기 스위치구동캠(453a)의 작동에 의해 표시회로 스위치(453b)와 모터전원 스위치(453c)를 작동된다.
상기 접점부축(451)의 전단에는 상기 클러치모터(230)를 정지시키기 위한 접점부구동기어(455)가 결합되고, 양쪽에 설치된 상기 접점부구동기어(455)는 피니언기어(477) 및 레크기어(470)에 의해 상호 연동되어 작동된다.
상기 피니언기어(477) 중 좌측의 피니언 기어축에는 브레이크구동캠연결축(477a)이 형성되고, 상기 브레이크구동캠연결축(477a)에는 클러치모터(230)의 제동을 위한 브레이크구동캠(454)이 결합된다.
상기 감속기어부(250)는 기어박스(251) 내에 클러치모터(230)의 축과 연결되어 동력을 전달하는 스플라인(252), 상기 스플라인(252)의 우측으로 치합되어 동력을 동작블럭기어로 전달하는 제1기어 등으로 구성된다.
일반적으로 클러치모터(230)의 전원은 떨어져도 관성 때문에 계속 회전하려 한다. 이 동작이 계속 반복 될 경우 선로 전환기에 무리가 될 수 있기에 클러치모터(230)에는 브레이크가 구비된다.
본 발명에 따른 브레이크는 브레이크레치(270)의 일측에 부착된 트랙롤러(270a)가 브레이크구동캠(454)에 의해 상승작동하면, 상기 브레이크레치(270)의 타측에 결합된 브레이크암(272)이 하강하고, 상기 브레이크암(272)의 하강에 의해 브레이크패드(271)가 스플라인(252)을 가압하여 제동시키는 구조를 갖는다.
상기 기어박스(251)는 전방 우측에는 제3기어에 수동으로 동력을 전달할 수 있는 수동전환장치부(280)가 구비되고, 상기 수동전환장치부(280)의 회전에 의해 동력이 전달된다.
또한 도 4b의 볼스크류(320)에는 볼스크류너트하우징(321)이 결합되는 구조이다. 상기 볼스크류(320)의 회전방향에 따라 상기 볼스크류(320)의 나사산에 치합된 볼스크류너트하우징(321)이 좌우로 이동하게 된다. 상기 볼스크류너트하우징(321)이 좌우로 이동하게 되면 동작간(340)이 상부의 회동축(341)을 중심으로 좌우로 회동 가능한 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 볼스크류너트하우징(321)은 좌우방향으로 상기 볼스크류(320)가 관통하여 나사산에 의해 치합 체결되는 구조를 갖는다. 상기와 같은 구조는 볼스크류너트하우징(321)에 결합된 동작간(340)이 안정되고 유연한 동작을 할 수 있도록 한다.
상기 볼스크류너트하우징(321)은 전후측에는 각각 하우징베어링(322)이 형성되고, 상기 동작간(340)의 양측 내부에는 상기 하우징베어링(322)이 안착되어 이동할 수 있는 하우징베어링이동홈(343)이 형성되어, 상기 볼스크류너트하우징(321)의 좌우 이동에 따라 상기 동작간(340)이 좌우로 이동하는 구조를 갖는다.
또한 도 5와 도 6a에 도시된 바와 같이, 브레이크패드(271)가 스플라인(252) 등을 과도하게 누르는 것을 방지하기 위해 브레이크암(272)의 외측부에 텐션스프링(273)이 적용된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크암(272)의 하강에 의해 브레이크패드(271)가 스플라인(252)을 가압하여 제동시키는 구조에서 브레이크패드(271)와 브레이크암(272)은 서로 이종 재료로 이루어져 있어 용접하기 용이한 이종 접합 기술을 이용하여 용접한다.
브레이크패드(271)는 이종 접합되고, 브레이크패드(271)와 브레이크암(272)을 일체로 교환하도록 하여, 종래의 브레이크패드가 떨어져 나가거나 파손되어 선로 전환기 내부로 낙하하여 다른 부품에 장애를 발생시키던 문제를 해결하였다.
브레이크암(272)은 내부에서 마찰률을 줄이기 위해 요철 모양으로 굴곡지게 수직 형성으로 형성시켜 닿는 면적을 줄이고 내구성을 높였다.
도 7과 도 8은 종래 발명에 따라 선로 전환기용 브레이크의 구성을 보여주는 도면이다.
종래 발명의 선로전환기용 브레이크는 제1쇄정부연동링크(10), 제2쇄정부연동링크(20), 제1가이드링크(30), 제2가이드링크(40), 브레이크링크(50), 브레이크구동바(60), 브레이크 패드부(70)로 구성된다.
보다 상세하게 설명하면, 종래 발명은 선로전환기의 내부에 위치하며, 선로전환기의 쇄정부재(130)의 동작에 따라 동작하게 되는 것으로, 상기 쇄정부재(130)에 제1쇄정부연동링크(10)와 제2쇄정부연동링크(20)의 일측이 결합되어 연동된다. 상기 제1쇄정부연동링크(10)의 일측에 제1가이드링크(30)가 연결되고, 제2쇄정부연동링크(20)의 일측에 제2가이드링크(40)가 연결된다.
그러나 본 발명은 스플라인커버(240)의 상부에 모터의 전원이 차단되어도 관성에 의해 계속 회전하는 모터를 제동할 수 있는 브레이크장치가 구비하여 하나의 링크에 의해 결합되어 간단한 구조와 내구성을 가지고 있다.
상기와 같이 종래 발명은 연결된 제1가이드링크(30)와 제2가이드링크(40)의 단부는 브레이크링크(50)의 단부에 접하도록 형성되는 데, 본 발명은 클러치모터(230)를 정지시키기 위한 접점부구동기어(455)가 결합되고, 양쪽에 설치된 상기 접점부구동기어(455)는 피니언기어(477) 및 레크기어(470)에 의해 상호 연동되어 작동되는 것으로서 서로 구성이 전혀 다르다.
상기 브레이크링크(50)의 일측에는 브레이크구동바(60)가 구비되며, 상기 브레이크구동바(60)의 단부에는 브레이크패드(70)가 결합되는데, 상기와 같은 브레이크패드(70)는 구동모터회전축(90)에 접하도록 위치한다.
종래 발명의 선로전환기용 브레이크의 동작을 설명하면, 선로전환기의 내측에 설치되어 선로전환기가 선로를 전환하기 위한 동작을 하게 되면, 내측에 구비되는 쇄정부재(130)가 쇄정가이드홈(140)을 따라 이동하게 되고, 상기 쇄정가이드홈(140)의 양측단부에 위치하는 제1쇄정부연동링크(10)와 제2쇄정부연동링크(20)를 상기 쇄정부재(130)가 이동함에 따라, 가압하여 동작하게 된다.
또한, 상기와 같은 제2쇄정부연동링크(20)를 가압하고 있던 쇄정부재(130)는 전환선로가 고정선로로부터 이격되면 쇄정가이드홈(140)을 따라 다시 이동하여 제1쇄정부연결링크(10) 쪽으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제2쇄정부연동링크(20)를 가압하고 있던 쇄정부재(130)가 제1쇄정부연동링크(10) 쪽으로 이동함과 동시에 제2쇄정부연동링크(20)의 상측에 위치한 탄성가이드부(80)의 탄성체(85)에 의해 제2쇄정부연동링크(20)가 상측방향으로 복원되도록 한다.
그러나, 본 발명은 브레이크레치(270)의 일측에 부착된 트랙롤러(270a)가 브레이크구동캠(454)에 의해 상승작동하면, 상기 브레이크레치(270)의 타측에 결합된 브레이크암(272)이 하강하고, 상기 브레이크암(272)의 하강에 의해 브레이크패드(271)가 스플라인(252)을 가압하여 제동시키는 발명으로서, 기본적인 구조가 전혀 다르다.
또한 상술한 종래 발명은 브레이크패드와 브레이크암이 하나의 몸체로 이루어져 있어 파손시 주위의 부품에 영향을 주고, 선로 전환기의 고장으로 연결될 수 있다.
221 : 외함몸체
230 : 클러치모터
231 : 모터
232 : 클러치
240 : 스플라인 커버
250 : 감속기어부
251 : 기어박스
252 : 스플라인
270 : 브레이크레치
270a : 트랙롤러
271 : 브레이크패드
272 : 브레이크암
273 : 텐션스프링
280 : 수동 핸들 삽입구
300 : 동작블럭
320 : 볼스크류
321 : 볼 스크류 너트 하우징
322 : 하우징 베어링
323 : 접점캠구동편
341 : 회동축
340 : 동작간
343 : 하우징 베어링 이동홈
450 : 접점부
451 : 접점부축
452 : 접점부구동레버
453 : 전환정지 스위치
453a : 스위치구동캠
453b : 표시회로 스위치
453c : 모터전원 스위치
454 : 브레이크구동캠
455 : 접점부구동기어
470 : 레크기어
477 : 피니언기어
477a : 브레이크구동캠연결축
700 : 단자부
710 : 제어계전기

Claims (5)

  1. 선로 전환기용 브레이크에 있어서,
    브레이크레치의 일측에 부착된 트랙롤러가 브레이크구동캠에 의해 상승작동하면, 상기 브레이크레치의 타측에 결합된 브레이크암이 하강하고, 상기 브레이크암의 하강에 의해 브레이크패드가 스플라인을 가압하여 제동시키는 것을 특징으로 하는 선로 전환기용 브레이크.
  2. 제1항에 있어서,
    육각봉의 접점부축에 접점캠구동편과 일치되는 위치에 접점부구동레버가 체결되고, 상기 접점부구동레버의 양측에 스위치구동캠이 결합되는 접점부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기용 브레이크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치구동캠의 작동에 의해 표시회로 스위치와 모터전원 스위치를 작동하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기용 브레이크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 접점부축의 전단에는 클러치모터를 정지시키기 위한 접점부구동기어가 결합되고, 양쪽에 설치된 상기 접점부구동기어는 피니언기어 및 레크기어에 의해 상호 연동되어 작동되는 것을 특징으로 하는 선로 전환기용 브레이크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피니언기어 중 좌측의 피니언 기어축에는 브레이크구동캠연결축이 형성되고, 상기 브레이크구동캠연결축에는 클러치모터의 제동을 위한 브레이크구동캠이 결합되는 것을 특징으로 하는 선로 전환기용 브레이크.
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