KR910000938B1 - 조종축을 가진 유도차량 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조종축을 가진 유도차량

제1도는 본 발명에 의한 반지름조종장치(radial steering appara-tus)를 가진 차량을 개략적으로 평면적으로 나타낸 다이어그램.

제2도는 로울(roll)효과를 나타내는 상기 차량의 단면도(end view).

제3도는 상기 차량의 휘일슬립(wheel slip)이 효과를 나타낸 평면 다이어그램.

제4도는 상기 차량의 제1실시예의 독립 휘일축(independent wheel axle)의 단면도(end view).

제5도는 상기 차량의 제2실시예의 독립 휘일축의 단면도.

제6도는 커플링바(couping bar)가 트랙축(track axis)에 접하는 조종장치의 실시예를 평면으로 나타낸 다이어그램.

제7도는 트레인(train)의 단부축(end axle)을 가진 조종장치의 실시예를 평면으로 나타낸 다이어그램이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 축(axle)

4 : 커플링바(coupling bars) 8 : 선회점(pivot poing)

12 : 회전축 21 : 커어브(curve of mean radius)

22 : 탄성현수부재(resilient suspen-sion members)

23 : 중앙종축(central logitudinal axks(또는 로울축)

24 : 내부휘일(inner wheel) 25 : 외부휘일(outer wheel)

26 : 화살표 27, 28 : 하프축(half axles)

29 : 제한슬립디퍼렌셜(Iimited slip differential)

31 : 고정차축(dead axle) 32, 33 : 아이들링휘일(idling wheel)

34, 35 : 브레이크장치 36 : 전자장치(electronic apparatus)

37 : 트랙축 38 : 점(point)

41 : 하중지지단축(endload bearing axle)

42 : 조타축(steering axle) 43 : 커플링바

R : 곡율반경 T : 항력(drag)

M, M' : 중앙종평면상의점 θ : 로울각(roll angle)

E : 트랙폭

본 발명은 조종됨 차축을 가진 유도차량(guided vehicle)에 관한 것으로, 특히 트랙(track)의 커어브에 있어서 차축을 변경방향으로 위치되게 조종하는 철도열차에 관한 것이다.

본 발명은 불란서 특허 제2,526,387호에 기재된 발명을 개발 또는 향상시킨 것이다.

상기 특허의 명세서에 기재된 차량에는 본체(body)와, 각각 두휘일(wheels)을 가진 제1 및 제2축과, 상기 본체를 지지하며 상기 제1 및 제2축에 각각 장착시킨 제1 및 제2장착부재를 구성하여, 상기 장착부재에는 상기 차량을 다른차량에 각각의 연결점에 연결하는 제1 및 제2의 연결부재를 각각의 제1 및 제2의 회전축을 회전할 수 있도록, 상기 본체의 축으로 지지되며, 상기 연결부재는 각각의 선회점에서 선회하도록 상기 본체에 장착되고 상기 장착부재와 상기축을 조정하도록 각각의 접촉점에서 상기 장착부재에 연결시켜, 상기 제1 및 제2의 회전축간의 거리를

로 하고 각각의 연결부재의 상기 선회점과, 그 대응하는 장착부재의 회전축 사이의 거리를

으로하며, 상기 회전축과 상기 접촉점 사이의 거리를 b로 하고, 상기 연결부재와 각각의 연결부재의 상기 선회점사이의 거리를

로 하면 다음식을 만족한다.

이식에 의해 상기축은 그 열차가 대단히 정확하게 주행하는 커어브에 대하여 이반경방향의 위치로 조종되도록 할 수 있다.

즉, 각각 축의 조종각(steer angle)은 그 커어브의 곡율중심에서 장착된 두회전축에 의해 형성된 각의 반과 실제로 같다.

탄성현수부재(resilient suspension members)는 각각의 축과 그 대응되는 장착부재의 사이에 배설시키는 것이 바람직하다.

열차, 특히 철도열차는 그 트랙에 평행하는 중앙종축에 대하여 적은진폭의 진동을 하는 로울(roll)동작을 할 수 있고, 어느 일정한 구역(sections)에서 트랙형상의 결정에 의해 그 로울동작은 발생되고 증대된다.

이와 같은 로울동작에 의해 본체에 구비된 커플링바(coupling bars)의 선회점을 이동시키며 이와 같은 이동에 의해 그 대응되는 축의 반경방향의 위치설정이 방해를 받는다.

그 축의 반경방향의 위치설정은 커어브에서 주행할 때, 특히 두휘일이 동일한 축에 고정되어있을 경우, 적어도 하나의 휘일의 슬립링(silpping) 또는 스피닝(spinning)에 의해 방해를 받을 수도 있다.

상기 인용특허명세서에서는 열차의 최선단축조종에 대해서는 언급된바 없으며, 하나의 축에 대하여 설명한 조정은 다음 차량축의 조정과 함께 공동으로 얻어진다.

따라서, 본 발명의 목적은 차량열차에서의 축의 조종을 개량시키는데 있다.

본 발명의 다른목적은 그 차량이 롤링(rolling)을 할 때 차량에서 축의 조정을 개량시키는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 휘일(wheel)이 슬립핑 또는 스피닝하는 상태에 있을 때 그 축의 개량조종을 제공하는데 있다.

본 발명의 또하나의 다른목적은 열차의 최선단축의 조종을 제공하는데 있다. 앞서 설명한 종류의 차량에서 본 발명은 본체(body)와, 두휘일(wheels)을 각각 가진 제1 및 제2외축과, 상기 본체에 지지되고 상기 제1 및 제2의 축에 각각 배설된 제1 및 제2의 장착부재를 구성시켜, 상기 장착부재는 상기 차량을 다른차량에 각각의 연결점에서 연결하는 제1 및 제2연결부재를 각각의 제1 및 제2의 회전축을 회전하도록 상기 본체에 축으로 지지되며, 상기 연결부재는 각각의 선회점에서 선회하도록 상기 본체에 배설되고 상기 장착부재와 상기축을 조정하도록 각각의 접촉점에서 상기 장착부재에 연결시켜, 상기 제1 및 제2의 회전축간의 거리를

로 하고, 각각의 연결부재의 상기 선회점과 그 대응하는 장착부재의 회전축사이의 거리를

으로하며, 상기 회전축과 상기 접촉점사이의 거리를

로하고, 상기 연결부재와 각각의 연결부재의 상기 선회점사이의 거리를

로 할 때, 다음식,

을 만족시키며, 상기 본체상의 연결부재 각각의 상기 선회점은 상기 차량의 로울축(roll axis)에 위치되어 구성함을 특징으로 하는 유도차량(guided vihicle)을 제공하는데 있다.

첨부도면에 따라 본 발명을 구체화하면 다음과 같다.

제1도는 불란서 특허 2,525,387에 나타낸 바와 같이, 부호 21로 나타낸 평균반경의 커어브에 따라 이동하는 반경방향축 조종장치를 가진 열차(train)를 개략적으로 나타낸 것이다.

그 열차는 각각 조정할 수 있는 2개의 축(axles)(2)을 가지며 커플링바(coupling bars)(4) 2개의 의해 서로 연결된 2개의 유도차량을 가진다.

그 커플링바(4)는 선회점(pivot point)(8)을 구성하고, 그 대응되는 축(2)은 회전축(12)을 가진다.

그 선회점(8)과 그 회전축(12)사이의 거리를

로 나타내고, 각 차량의 커플링바(4)의 길이를

로 나타내며, 동일한 차량의 두회전축(12)사이의 거리를

로 나타내고 ; 그 커플링바(4)는 접촉점에서 그 차량의 단부부품(end-piece)에 접촉하여, 그 접촉점과 회전축(12)사이의 거리를

로 나타낸다.

위 인용특허명세서의 발명에 의해 이들의 피라미터(parameters)는 다음식을 만족할 수 있도록 선택한다.

이식에 의해 조종장치는 그 커어브(21)에 대하여 거의 반경방향으로 축(2)을 지지할 수 있다.

제2도는 그 차량의 로울(roll)효과를 나타낸 것이다.

본체와 축의 연결은 견고하지(regid)않으나 탄성현수부재(22)에 의해 명백하게 보장을 받을 수 있으므로 그 본체는 그 로울축(roll axis)으로서의 중앙종축(23)에 회전할 수 있고, 그 축(2)에 대한 본체의 경사각은 로울각(roll angle)θ로 나타낸다.

로울(roll)의 이동시에 그 차량의 중앙종평면상의 점 M은 최대위치 M'에서 수평으로 이동되며 그 이동은 로울축(23)에서 점 M까지의 거리와 로울각 θ레디안의 적(積)과 거의 동일하다.

상기 인용특허명세서에 기재된 조종장치에서는 그 커플링 바(4)가 그 본체(1)에 부착한곳의 선회점(8)은 수평방향으로 이동되며, 따라서 그 커플링바는 그 축(2)의 반경방향의 위치설정을 방해하는 수평면상을 회동한다.

그 커플링바의 회동에 의해 로울이동을 보호지지하는 축을 회전시켜 그 본체는 그 통상위치의 부근에서 진동한다.

본 발명의 실시예에 의해, 로울링(rolling)시키는 차량축의 반경방향 위치설정의 방해는 그 본체(1)상의 커플링바(4)의 선회점(8)을 차량의 로울축(23)에 위치설정시킴으로써 피할 수 있다.

이와 같이 하여, 로울작동을 할 때, 그 선회점(8)은 그 축에 대하여 이동하지 않으며 그 축은 반경방향 위치를 위치한다. 로울측에 대한 그 커플링바(4)의 선회점(8)의 직열배열은 그 커플링바(4)의 구조를 수정하여 로울축의 레벨로 선회점(8)을 유도하도록 함으로써 얻어질 수 있다.

또, 그 대신 로울축은 그 로울축(23)에 그 커플링바의 선회점(8)을 통하여 그 본체로 이동하도록 하는 레벨로 그 탄성현수 부재(22)의 회전점을 위치시킴으로써 그 로울축(23)을 변경시킬 수 있다.

제3도는 내부휘일(inner wheel)(24)과 외부휘일(outer wheel)(25)을 가진 축(2)을 이동시키는 커어브상의 두레일(rails)을 개략적으로 나타낸 것이다. 축(2)은 종래의 철도축(railway axle)이다. 즉, 상기 두휘일(24) 및 (25)가 그 축(2)에 고정되고 항상 동일한 속도로 회전한다.

그 축(2)이 커어브된 레일(curved rails)에 따라 주행할 때 그 내측휘일과 외축휘일은 동일한 거리를 주행하지 않으며 외측휘일은 예로서 E/R(E는 트랙폭, R은 내측레일의 곡율반경)과 동일하게 활동(slippage)하게 된다.

특히, 도시철도인 경우, 소형반경의 커어브에 의해 트랙폭이 1.5m이고, 곡율반경이 30m에 대응되는 5% 값의 슬립(silp)이 발생할 수 있다. 그 외부휘일(25)의 슬립(slip)에 의해 화살표(26)로 나타낸 바와 같이, 전방향작동(forward motion)과 반대방향의 항력 T을 발생한다.

이것은 직선방향으로 조종되는 경향에 대응하여 축(2)의 반경방향위치설정을 방해하는 토오크를 발생한다. 본 발명의 실시에에 의해 각각의 구동축은 독립하여 회전하는 휘일과 그 휘일의 상대적 슬립(relative ship)을 제한하는 수단을 구성한다.

이와 같은 작동에 의해 제4도에 나타낸 바와 같이하여 축(2)이 예로서 슬립을 5%로 제한시키는 제한슬립 디퍼렌실(differential)(29)에 연결된 2개의 하프축(half-axles)(27, 28)으로 구성되어 있다.

제5도에서와 같이, 본 발명의 또다른 실시예에서 각각의 축은 각각의 브레이크장치(brake apparatus)(34, 35)를 가진 아이들링휘일(idling wheel)(32, 33)을 지지하는 고정차축(dead axle)(31)을 구성하며, 개략적으로 나타낸 전자장치(36)는 상기 두휘일의 네트토오크(net torgue)를 같게하기 위하여 구동시에 회전(spin)할려는 경향이 있는 휘일을 제동하거나 또는 "미끄럼장치"(anti-skid)작용으로 제동에 의해 슬립핑을 하는 경향이 있는 휘일의 브레이크토오크(brake torgue)를 수정(또는 조절)함으로써 상기 아이들링휘일(32, 33)의 각각의 회전속도와 브레이크장치(34, 35)의 동작을 조절한다. 다시, 제1도에서 차량의 길이

는 다음식으로 나타낸다.

여기서, 그 길이

는 통상적으로 미리 설정되며, 반경방향의 위치설정을 조절하기 위하여 변경시킬 수 없다.

또, 인접객차(carriages)사이의 승객이동을 위한 통로에 관련된 문제에 대해서는 커플링바의 길이

를 수 cm(2, 3cm)내에서 결정되어 이 파라미터는 실제로 역시 변경될 수 없다. 이것에 의해 변경할 수 있는 3가지 파라미터, 즉 길이

,

및

가 얻어지며 이들의 파라미터는 반경방향의 위치설정의 요구에 의해 또 미리 설정된 차량전체길이를 결정하는 상기 식에 의해 관련되어 있다.

따라서, 그남아있는 3가지 파라미터는 두식에 의해 관련되어 그 파라미터 중 하나를 임의로 선택할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하여, 피라미터

, 즉 커플링바의 선회점에서 그 축의 회전축(12)사이의 거리

은 다음식으로 정해진다.

이때, 피라미터

,

및

가 상기 식에 의해 결정되고 얻어진다. 이 최종식에 의해 그 커플링바(4)가 트랙(track)의 중간축(median axis) 즉, 두레일에서 등거리의 커어브에 접해있는 것으로 판단된다. 이것은 트랙축(37)에 접해있는 2개의 커플링바(4)의 중간점인 접점, 즉 2개의 커플링바가 서로 연결된 점(38)을 나타내는 제6도에 도시되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 최종식(last equatio)은 최단축(end-most axles), 즉 열차(train)의 단부에 있는 축의 유도를 위하여 각각의 하중지지단축(end load-bearing axle)(41)에, 열차의 단부를 지나, 즉 차량의 제2하중지지축과 반대축에 있는 하중지지단축의 측면에 배설된 조타축(steering axle)(42)이 추가로 구비되어 있다. 또, 그 하중지지단축(41)의 커플링바(43)는 그 조타축(42)의 중간일단에 이것에 수직으로 고정되어 있다.

이와 같이, 그 조타축(42)은 그 트랙축(37)의 축상에서 그 커플링바(4)의 자유단을 자동적으로 지지한다.

따라서, 그 커플링바(43)는 제6도의 접선위치에서 유지된다. 상기 인용특허명세서에서 언급된 바와 같이, 파라미터

,

,

및

에 관한 다른식(equation)이 주어지면, 자동적으로 열차전체의 모든축에 대하여 반경방향의 위치설정이 얻어진다. 위에서 기술한 본 발명의 실시예에 의해 커어브를 통과할 때 독립하여 열차의 로울(roll)동작을 하는 철도열차의 모든축의 반경방향 위치설정을 가능하도록 한다.

본 발명은 특히, 도시의 열차에서 보여지는 작은반경의 커어브를 가진 트랙을 사용하기 위한 철도차량에만 적용되는 것은 아니다.

Claims (9)

1. 본체(body)(1)와, 두 개의 휘일(two wheels)를 각각 가진 제1 및 제2의 축(2)과, 본체(1)를 가지며 축(2)상에 각각 배설된 제1 및 제2의 장착부재(first and second mount members)를 구비한 유도차량(guided vehicle)를 구성시켜, 제1 및 제2의 장착부재는 위차량을 각각의 연결점에서 다른차량으로 연결하는 제1 및 제2의 연결부재(coupl-ing members)를 각각의 제1 및 제2의 회전축(12)에 대하여 회전할 수 있도록 하기 위하여 본체(1)에서 선회할 수 있게 배설되고, 제1 및 제2의 연결부재는 각각의 선회점(8)에서 선회할 수 있도록 본체(1)에 배설되며, 제1 및 제2의 장착부재와 축(2)을 조정(steer)할 수 있게 각각의 접촉점에서 제1 및 제2의 장착부재에 연결시켜 제1 및 제2의 회전축(12)사이의 거리를

   

   로 하고, 각각의 연결부재의 선회점(8)과 그 대응하는 장착부재의 회전축(12)사이의 거리를

   

   으로 하며, 회전축(12)과 접촉점사이의 거리를

   

   로 하고, 연결점과 각각의 연결부재의 선회점(8)사이의 거리를

   

   로 할 때 아래에 나타낸 식으로 만족시키며, 본체(1)의 각각의 연결부재의 선회점(8)은 실제로 상기 차량의 로울축(23)에 위치시켜 구성함을 특징으로 하는 유도차량.

   
2. 제1항에 있어서, 장착부재와 각각의 축(2)사이에는 배설된 탄성현수부재(resillient suspension members)(22)를 가지며, 이 탄성현수부재(22)에 의해 차량의 상기 로울축(23)이 실제로 연결부재의 높이에서 위치되도록 구성함을 특징으로 하는 유도차량.
3. 제1항에 있어서, 축(2)중에서 적어도 하나의 휘일이 서로 독립하여 회전할 수 있게 배설되고, 그 차량에는 상기 휘일을 구동하는 구동수단(drive means)을 구비하여 상기 구동수단은 모터(motor means)와, 적어도 하나의 상기 축(2)의 휘일사이에서 회전속도의 차이를 제한하도록 하는 제한슬립수단(limited slipmeans)를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 유도차량.
4. 제3항에 있어서, 제한슬립수단은 모터에서 휘일에 토오크를 전달하는 제한슬립디퍼렌셜 (limited slip differential)(29)를 가짐을 특징으로 하는 유도차량.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 제한슬립수단은 차량을 사용할 때 얻어지는 최대치보다 더 큰값으로 회전속도의 차를 제한시킴을 특징으로 하는 유도차량.
6. 제5항에 있어서, 제한슬립수단은 회전속도차를 5%로 제한시킴을 특징으로 하는 안내차량.
7. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 축(2)의 휘일에는 브레이크수단(brake means)을 각각 구비하여, 그 브레이크수단에 의해 가하여진 브레이크토오크를 조절하는 브레이크조절수단(brake contral means)을 구비하며 이것에 의해 적어도 하나의 축(2)의 차량에 가한 토오크를 같도록 구성함을 특징으로 하는 안내차량.
8. 제1항에 있어서, 거리

   

   ,

   

   및

   

   은 실제로 다음식을 만족시킴을 특징으로 하는 상기 유도차량.

   
9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 열차의 단부에 사용하기 위하여 차량의 자유단에 제1의 축(2)을 지나 배설된 다른조타축(steering axle)(42)을 구비하며, 커플링바(4)는 조타축(42)의 중간점(mid-point)에서 커플링바(43)에 수직으로 형성되는 조타축(42)에 연결시켜 구성함을 특징으로 하는 유도차량.

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