KR101452932B1 - 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치 - Google Patents

Abstract

퍼스널 모노레일의 구동롤러장치가 개시된다. 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치는, 지상에 형성된 레일에 결합되어 이동되는 차량부와, 상기 차량부에 형성되어 동력을 발휘되는 구동장치를 포함하고, 상기 구동장치는, 상기 차량부의 하부에 형성된 메인 프레임부; 상기 메인 프레임부에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 레일을 따라 구동되는 대차부를 포함하며, 상기 대차부는, 외주에 탄성롤러가 형성되어 레일에 접촉 지지되는 휠; 상기 휠이 결합되는 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 가이드블록; 상기 가이드블록을 승강작동시켜 높이를 조절하는 높이조절수단;을 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 휠의 외면에 형성된 완충소재에 의해 레일을 주행하는 과정에서 소음 및 충격이 방지될 수 있어 승차감을 월등히 향상시킬 수 있고, 또 휠의 높이 조절이 가능하여 레일의 고저에 따라 능동적으로 신속하게 휠의 위치를 조절할 수 있어 작업능률의 향상과 유지보수 비용의 절감을 추구할 수 있는 효과가 있다.

Description

퍼스널 모노레일의 구동롤러장치{Personal Mono Rail Drive rolling Apparatus}

본 발명은 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높이 조절과 폭 조절이 용이하여 모노레일의 각 구간에 용이하게 적용될 수 있고, 충격 및 소음을 흡수될 수 있도록 롤러의 구조가 개선된 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치에 관한 것이다.

일반적으로 모노레일(Monorail)은 단궤조(單軌條) 위를 달리는 교통기관을 일컫는데, 종래의 철도가 일정한 간격으로 된 2개의 강철레일 위를 강철제 바퀴를 가진 차량부이 주행하는 데 대하여 모노레일은 높은 기둥부재(支柱) 위에 콘크리트제(製) 빔(beam)을 설치하고, 이것을 주행로로 하여 세로 방향으로 복렬(複列)의 고무타이어 바퀴를 장비한 차량부가 주행하는 것이다.

또 빔 위에 다시 레일을 고정시키고 그 위를 강철제 바퀴가 굴러 주행하는 것도 있다.

이러한 모노레일의 종류로는 크게 차량부를 선로에 걸터앉히는 과좌식(跨座式)과 선로에 매다는 현수식(懸垂式)이 있다.

과좌식은 다시 알베그식과 로키드식으로, 현수식은 사페주식과 랑겐식으로 분류된다.

과좌식인 알베그식은 콘크리트 제I형 빔의 윗면을 주행로로 하며, 빔에 걸터앉은 차체(車體)가 고무타이어인 대차부로 주행하고, 빔의 양쪽 면에는 안내바퀴와 안정바퀴가 주행하는 형식이다.

로키드식은 콘크리트빔 면을 직접 주행로로 하지 않고, 빔의 윗면 및 양쪽 면에 강철레일을 부설하고, 그 레일 위를 강철제 대차부 및 안정바퀴가 주행하는 형식이다.

현수식인 사페주식은 궤도 빔이 강철로 된 상자형이며, 그 안쪽면을 주행로로 한다. 이 경우 대차부는 안벽의 밑면을, 안내바퀴는 안벽의 측면을 주행한다. 차체는 주행장치에 설치되어 있는 현수장치에 의해서 현수된다.

모노레일에 관련된 선행기술로는 국내공개특허 10-1994-7000768호가 개시된 바 있다.

상기 선행기술은 전원과; 상기 전원에 접속된 1차도전경로와; 상기 1차도전경로와 관련하여 사용하기 위한 1 또는 그 이상의 차량을 포함하는 것과 관련된다.

한편, 국내 공개특허 2002-0015148호에는 「모노레일형 이송대차」가 개시되어 있다.

상기 모노레일형 이송대차를 개략적으로 살펴보면, 일단이 소정 급전수단으로부터 전력을 공급받아 상기 이송대차에 공급하도록 하는 급전부가 제공된 급전주행레일이 구비되며, 상기 급전주행레일과 일정 거리만큼 이격되는 타단은 바닥면에 접촉되어 상기 급전주행레일과 일정 궤도를 유지하면서 상기 이송대차가 이송되도록 주행 휠(WHEEL)이 구비되어 구성되는 것이었다.

그런데 종래 기술에 따른 모노레일의 구동롤러장치는 휠이 레일을 주행하는 과정이나 정지되는 과정에서 마찰에 의한 소음이 심하게 발생되는 문제점이 있었고, 또한 충격에 대한 완화성능이 미흡하여 승차감이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 종래 기술에 따른 모노레일의 구동롤러장치는 휠과 레일 간의 간격조절이 어렵고, 또한 높이 조절도 불가능하므로 애초에 제작된 형태로만 한정될 수 밖에 없어 레일의 두께 변동이나 높이 변동시 휠을 모두 교환하여야 하므로 제작 비용이 상승될 수 밖에 없고, 아울러 운행을 정지해야 하므로 이로인한 피해가 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 레일과 접촉되는 휠에 완충소재를 형성함으로써 소음 및 충격을 방지할 수 있어 승차감을 월등히 향상시킬 수 있고, 또한 휠의 간격 및 높이 조절이 가능하여 레일의 고저에 적합하도록 휠의 위치를 조절할 수 있어 작업능률의 향상과 유지보수 비용의 절감을 추구할 수 있는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 지상에 형성된 레일에 결합되어 이동되는 차량부와, 상기 차량부에 형성되어 동력을 발휘되는 구동장치를 포함하고, 상기 구동장치는, 상기 차량부의 하부에 형성된 메인 프레임부; 상기 메인 프레임부에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 레일을 따라 구동되는 대차부를 포함하며, 상기 대차부는, 외주에 탄성롤러가 형성되어 레일에 접촉 지지되는 휠; 상기 휠이 결합되는 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 가이드블록; 상기 가이드블록을 승강작동시켜 높이를 조절하는 높이조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 탄성롤러는 상기 휠의 외주를 감싸도록 형성된 합성수지 또는 고무인 것을 특징으로 한다.

상기 탄성롤러는 휠로부터 분리 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 휠은 제1휠조립체와 제2휠조립체가 결합되어 구성된 것으로, 상기 제1휠조립체는, 일측에 환형의 플랜지가 형성되고, 타측에는 원통형의 바디가 형성되며, 상기 바디의 전단면에 요홈이 형성된 것이고, 상기 제2휠조립체는, 일측에 환형의 플랜지가 형성되고, 타측에는 원통형의 바디가 형성되며, 상기 바디의 전단면에는 상기 요홈에 결합되도록 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 높이조절수단은, 상기 가이드블록의 양측단에 가이드홈이 형성되고, 상기 가이드블록에 수직되게 형성되며 상기 가이드홈에 결합되는 가이드돌기가 내측에 형성된 측벽부재; 상기 측벽부재의 상단에 결합되는 지지대; 상기 지지대를 관통하여 나사결합되며 하단이 상기 가이드블록에 나사 결합되는 조절볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드블록의 상부에는 상기 조절볼트가 나사 결합되도록 내주연에 나사산이 형성된 결합부재가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 조절볼트의 하부 외주에 결합되어 상기 결합부재에 하단부가 지지되고, 상단부는 지지대의 하부에 지지되어 탄성을 갖도록 하는 탄성수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 휠의 외면에 형성된 완충소재에 의해 레일을 주행하는 과정에서 소음 및 충격이 방지될 수 있어 승차감을 월등히 향상시킬 수 있고, 또 휠의 높이 조절이 가능하여 레일의 고저에 따라 능동적으로 신속하게 휠의 위치를 조절할 수 있어 작업능률의 향상과 유지보수 비용의 절감을 추구할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치를 나타낸 결합된 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치가 적용된 일 예를 나타낸 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치의 높이조절작동을 나타낸 정면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치를 나타낸 분해사시도, 도 2는 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치를 나타낸 결합된 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치가 적용된 일 예를 나타낸 사시도, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치의 높이조절작동을 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치(A)는, 지상에 형성된 레일(R)에 결합되어 이동되는 차량부(미도시)와, 상기 차량부에 형성되어 동력을 발휘되는 구동장치를 포함하고, 구동장치는, 차량부(100)의 하부에 형성된 메인 프레임부(2); 메인 프레임부(2)에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 레일(R)을 따라 구동되는 대차부(4)를 포함하여 구성된다.

퍼스널 모노레일 카(PMC:Personal Mono Rail Car)는 소형 자동 운행궤도차량을 의미한다.

차량부는 운전자 또는 승객 등 모노레일의 사용자가 탑승하는 공간이 형성되고, 의자와 도어가 포함된다.

레일(R)은, 지상에 수직되게 설치되는 기둥부재의 상단에 형성되어 고가형으로 장착되는 것이 일반적이며, 단면이 사각형인 2개가 한쌍을 이루도록 배치된다.

레일(R)을 타고 대차부(4)의 휠(5)이 구름작동되면서 이동된다.

메인 프레임부(2)는 차량부(100)의 하부에 결합되는데, 메인 프레임부(2)의 전방과 후방에는 각각 범퍼부가 결합된다.

메인 프레임부(2)는 양측에 이격되어 배치되는 측면프레임(21)과, 상기 측면프레임(21)의 전단부를 연결하는 전단프레임(22) 및 상기 측면프레임(21)의 후단부를 연결하는 후단프레임(23)으로 구성된다.

측면프레임(21)에는 측판(210)이 형성되고, 상기 측판(210)에 대차부(4)가 결합된다.

메인 프레임부(2)의 내측에는 동력을 제공하는 모터와, 상기 모터에 연결된 스프로켓과, 상기 스프로켓과 대차부를 연결하는 체인으로 구성된 구동부가 형성된다.

대차부(4)는, 외주에 탄성롤러(6)가 형성되어 레일(R)에 접촉 지지되는 휠(5); 휠(5)이 결합되는 샤프트(42); 샤프트(42)가 결합되는 가이드블록(43); 가이드블록(43)을 승강작동시켜 높이를 조절하는 높이조절수단(8);을 포함하여 구성된다.

휠(5)은 원통형상이되 양측에 환형 플랜지(512,522)가 형성되어 레일(R)로부터 이탈이 방지되도록 걸림구의 역할을 하게 된다.

휠(5)은 제1휠조립체(51)와 제2휠조립체(52)가 결합되어 구성된다.

제1휠조립체(51)는, 일측에 환형의 플랜지(512)가 형성되고, 타측에는 원통형의 바디(514)가 형성되며, 상기 바디(514)의 전단면에 요홈(미도시)이 형성되어 이루어진다.

제2휠조립체(52)는, 일측에 환형의 플랜지(522)가 형성되고, 타측에는 원통형의 바디(524)가 형성되며, 상기 바디(524)의 전단면에는 상기 요홈에 결합되도록 돌출부(528)가 형성되어 이루어진다.

제1휠조립체(51)와 제2휠조립체(52)는 중앙에 통공이 형성되어 샤프트(42)가 관통 결합될 수 있다.

또 제1휠조립체(51)와 제2휠조립체(52)에는 각기 베어링(58)이 결합되도록 통공의 주변에 베어링결합홈(56)이 형성된다.

샤프트(42)는 휠(5)을 관통하여 결합되며, 가이드블록(43)에 형성된 통공에 끼움결합되고, 양측에 각각 나사산이 형성되어 각기 너트(45)가 체결됨으로써 샤프트(42)에 결합된 휠(5)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

그리고 휠(5)은 샤프트(42)와 베어링(58)으로 결합됨으로써 원활한 회전 작동이 가능해진다.

가이드블록(43)은 육면체이며 중앙에 통공(431)이 형성되어 샤프트(42)가 결합될 수 있고, 양측단에 가이드홈(432)이 형성된다.

가이드홈(432)은 종방향으로 상단에서 하단까지 통하도록 형성되며, 그 단면 형상은 대략 사각형이나 사다리꼴 형상이 바람직하다.

탄성롤러(6)는, 휠(5)의 외주를 감싸도록 형성된 링형상이며, 그 재질은 탄력성을 갖도록 합성수지 또는 고무로 이루어진다.

바람직하게는 탄성롤러(6)는 내구성이 뛰어난 소재로 선택된다.

그리고 탄성롤러(6)는 휠(5)로부터 분리 가능하도록 결합된다. 따라서 탄성롤러(6)가 마모되거나 변형되면 이를 새것으로 교체할 수 있다.

높이조절수단(8)은, 가이드블록(43)의 양측단에 가이드홈(432)이 형성되고, 상기 가이드블록(43)에 수직되게 형성되며 상기 가이드홈(432)에 결합되는 가이드돌기(824)가 내측에 형성된 측벽부재(82); 측벽부재(82)의 상단에 결합되는 지지대(84); 지지대(84)를 관통하여 나사결합되며 하단이 상기 가이드블록(43)에 나사 결합되는 조절볼트(86);를 포함하여 구성된다.

가이드블록(43)의 상부에는 상기 조절볼트(86)가 나사 결합되도록 내주연에 나사산이 형성된 결합부재(433)가 형성된다.

조절볼트(86)에는 탄성수단(88)이 결합되는데, 이 탄성수단(88)은 지지대(84)와 가이드블록(43) 사이에 탄성수단(88)이 결합되어 가이드블록(43)을 적정한 탄력으로 지지토록 한다.

즉, 탄성수단(88)은 조절볼트(86)의 하부 외주에 결합되어 상기 결합부재(433)에 하단부가 지지되고, 상단부는 지지대(84)의 하부에 지지되어 탄성을 갖도록 하는 것이다.

탄성수단(88)은 코일스프링이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

메인 프레임부(2)의 측판(210)에 형성된 홈에 대차부(4)의 측벽부재(82)가 대향되게 각기 결합되고, 양 측벽부재(82)의 사이에 가이드블록(43)이 끼움결합되며, 양 측벽부재(82)의 상단에 지지대(84)가 장착된다.

가이드블록(43)의 가이드홈(432)에 측벽부재(82)의 가이드돌기(824)가 결합됨으로써 가이드블록(43)이 측벽부재(82)를 타고 상,하방향으로 승강 작동될 수 있다.

이후 휠(5)이 결합된 샤프트(42)의 일측이 가이드블록(43)의 통공(431)에 결합된다.

이후 샤프트(42)의 양단부에 각기 너트(45)가 체결되어 가이드블록(43)과 일체가 되도록 한다.

한편 측벽부재(82)의 상부에 결합된 지지대(84)를 관통하여 조절볼트(86)가 결합되고, 조절볼트(86)의 하부에 탄성수단(88)이 결합되며, 조절볼트(86)의 하단이 가이드블록(43)의 결합부재(433)에 나사 결합되어 조립이 완료된다.

이후 조절볼트(86)를 조이거나 풀어 주면 가이드블록(43)이 하강 또는 상승하게 하게 되므로 높이 조절이 가능해질 수 있고, 이에 종동되어 가이드블록(43)에 결합된 휠이 승강됨으로써 높이 조절이 이루어지게 된다.

한편 휠(5)에 장착된 탄성롤러(6)가 레일(R)의 상면에 접촉된 채 휠(5)이 구름작동되면 탄성롤러(6)가 구름작동된다.

탄성롤러(6)는 탄성을 갖는 소재이므로 레일(R)과의 마찰 접촉되더라도 소음 발생이 현저하게 감소될 수 있으며, 아울러 충격도 완화될 수 있어 승차감이 월등히 향상될 수 있다.

또한 제동수단이 작동되었을때도 탄성롤러(6)는 마찰력이 높아 제동성능이 신속히 발현될 수 있어 안전성이 향상될 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 : 메인 프레임부 4 : 대차부
5 : 휠 6 : 탄성롤러
8 : 높이조절수단 42 : 샤프트
43 : 가이드블록 51 : 제1휠조립체
52 : 제2휠조립체 82 : 측벽부재
84 : 지지대 86 ; 조절볼트
88 : 탄성수단

Claims (7)

1. 지상에 형성된 레일에 결합되어 이동되는 차량부와, 상기 차량부에 형성되어 동력을 발휘되는 구동장치를 포함하고,
   상기 구동장치는,
   상기 차량부의 하부에 형성된 메인 프레임부; 및
   상기 메인 프레임부에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 레일을 따라 구동되는 대차부를 포함하며,
   상기 대차부는,
   외주에 탄성체가 형성되어 레일에 접촉 지지되는 휠;
   상기 휠이 결합되는 샤프트;
   상기 샤프트가 결합되는 가이드블록; 및
   상기 가이드블록을 승강작동시켜 높이를 조절하는 높이조절수단을 포함하며,
   상기 높이조절수단은,
   상기 가이드블록의 양측단에 가이드홈이 형성되고, 상기 가이드블록에 수직되게 형성되며 상기 가이드홈에 결합되는 가이드돌기가 내측에 형성된 측벽부재;
   상기 측벽부재의 상단에 결합되는 지지대; 및
   상기 지지대를 관통하여 나사결합되며 하단이 상기 가이드블록에 나사 결합되는 조절볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 탄성체는
   상기 휠의 외주를 감싸도록 형성된 합성수지 또는 고무인 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 탄성체는 휠로부터 분리 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 휠은
   제1휠조립체와 제2휠조립체가 결합되어 구성된 것으로,
   상기 제1휠조립체는, 일측에 환형의 플랜지가 형성되고, 타측에는 원통형의 바디가 형성되며, 상기 바디의 전단면에 요홈이 형성된 것이고;
   상기 제2휠조립체는,
   일측에 환형의 플랜지가 형성되고, 타측에는 원통형의 바디가 형성되며, 상기 바디의 전단면에는 상기 요홈에 결합되도록 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드블록의 상부에는 상기 조절볼트가 나사 결합되도록 내주연에 나사산이 형성된 결합부재가 형성된 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 조절볼트의 하부 외주에 결합되어 상기 결합부재에 하단부가 지지되고, 상단부는 지지대의 하부에 지지되어 탄성을 갖도록 하는 탄성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼스널 모노레일의 구동롤러장치.
   
   

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