KR0164452B1 - Prt 제동 시스템 - Google Patents

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KR0164452B1
KR0164452B1 KR1019960008040A KR19960008040A KR0164452B1 KR 0164452 B1 KR0164452 B1 KR 0164452B1 KR 1019960008040 A KR1019960008040 A KR 1019960008040A KR 19960008040 A KR19960008040 A KR 19960008040A KR 0164452 B1 KR0164452 B1 KR 0164452B1
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    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
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    • B61H7/12—Grippers co-operating frictionally with tracks

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 정해진 궤도를 따라 이동하면서 승객을 이송시키는 미래의 대중교통수단의 하나인 PRT(personal repid transit)에 관련된 것으로, 특히 PRT의 제동시스템에 관한 것이다. 종래의 제동시스템은 날씨, 주위환경 등의 영향을 많이 받았을 뿐만 아니라 아주 큰 제동력을 제공할 수 없었다. 특히, 미래의 대중교통수단인 PRT에는 여러가지 여건상 종래의 제동시스템을 사용할 수 없었다. 본 발명에 따른 제동시스템은 양측의 평행하게 배치된 제동레일과 이 제동레일에 집계형태로 작동하는 제동기가 양측으로 배치되어 있어 날씨, 주위환경에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 전원이 차단되면 자동으로 작동되게 되어 있어 PRT의 주차 및 비상제동기로 사용하기에 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 제동시스템에서는 제동동작의 동력을 강철 스프링이 제공하므로 여타의 외부의 동력원이 필요없으며, 제동의 해제를 위하여 모터로 구동되는 제동해제기구를 구비하고 있다. 본 발명에 따른 수송설비의 제동시스템은 PRT의 주차 및 비상제동시스템으로 사용된다.

Description

PRT 제동 시스템
제1도는 제동기가 해제위치에 있는 단일 궤도용 차체의 단면도모습을 나타낸 도면.
제2도는 제1도 제동기가 장착되어 있는 상태를 보여주는 차량의 차체의 사시도.
제3도는 궤도가 병합되거나 분기되는 지점에서의 제동레일을 보여주는 도면.
제4도는 제1도 제동기의 동작과정을 설명하기 위한 도면.
제5도는 트리거와 구동축의 평면모습을 보여주는 반폭단면도.
제6도는 트리거와 구동축의 저면 모습을 보여주는 단면도.
제7도는 제동동작 전후의 랙과 피니언의 상태를 보여주는 측단면도.
제8도는 제동기의 평면 모습을 보여주는 반폭평면도.
제9도는 제동기의 저면모습을 보여주는 반폭저면도.
제10도는 제동암을 정면에서 본 모습을 나타낸 도면.
제11도는 제동레일 및 전기공급레일과 관련되게 배치된 지지프레임의 사시도.
제12도는 제11도 지지프레임에 제동암과 링크기구들이 설치되어 있는 상태를 나타낸 도면.
제13도는 제12도 상태에서 모터와 치차열이 더 설치된 상태를 보여주는 도면.
제14도는 지지프레임 내부에 설치되는 탄성부재, 트리거 및 솔레노이드의 설치 상태를 보여주는 파단사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 궤도 110 : 전기공급레일
120 : 제동레일 200 : 차체
202 : 객실 204 : 바퀴
300 : 제동기 310 : 지지프레임
320 : 구동축 322 : 랙
324 : 구속홈 326 : 커넥팅로드
330 : 제1링크쌍 340 : 제2링크쌍
350 : 제동암 352 : 패드
360 : 트리거기구 362 : 직선이동링크
364 : 회동링크 366 : 트리거
368 : 솔레노이드 370 : 탄성부재
380 : 제동해제기구 382 : 모터
384 : 치차열 386 : 피니언
본 발명은 정해진 궤도를 따라 이동하면서 승객을 이송시키는 미래의 대중교통수단의 하나인 PRT(personal rapid transit)에 관련된 것으로, 특히 PRT의 제동시스템에 관한 것이다.
PRT란 승객을 소형의 차량에 태우고 출발점에서 목적지까지 정차없이 수송하는 대중교통 수단이다. 완전 자동화된 PRT는 거리 위나 건물들 사이에 놓여진 경량의 공중궤도를 달릴 수 있게 되어 있다. PRT는 약0.5초의 짧은 시간간격으로 차량을 운용할 수 있기 때문에 높은 수송능력을 제공한다. 실제로 한 개의 궤도에서 시간당 약 6000대의 차량을 운용할 수 있다.
아주 짧은 시간간격으로 각 차량을 안전하게 운용할 수 있기 위해서 가속과 제동을 할 수 있는 선형 유도전동기(linear induction motor)의 추진력을 제어할 수 있는 고정밀도의 컴퓨터 제어시스템이 각 차량에 장착된다. 정상 운용 상태에서의 모든 제동은 선형 유도전동기의 추력방향을 반대로 바꿈으로써 수행된다.
그러나 정거장에서 승객을 하차 및 승차시키기 위해 멈출때와 차고에 주차시킬 때에는 위에서의 방법을 사용할 수 없으므로 별도의 주차용 제동기가 필요하다. 또한, 운행중인 차량의 제어시스템에 기능장애가 생기거나 전력이 차단되었을때에는 위험한 상태이므로 비상용 제동기가 필요하다.
윤거 차량(wheeld vehicle)을 위한 재래의 기계적인 제동 시스템은 잘 알려져 있다. 이 제동 시스템은 보통 차체에 장착되어 있는 기구들로 이루어져 있는데, 바퀴의 회전하는 부분들에 대해 마찰 장치를 작동시키는 구조로 되어 있다. 감속은 회전체의 표면에 제동력을 가허여 바퀴의 회전속도를 줄이므로써 이루어지게 되어 있다.
어떤 차량들은 궤도 표면에 브레이크 슈(brake shoe)를 작동시켜 제동을 한다. 이러한 차량들에서는 전자기력으로 브레이크 슈를 트랙 레일(track rail)에 작동시킨다. 그러나, 이러한 브레이크 슈의 동작에는 반드시 전력이 필요하다.
물론, 또 다른 어떤 차량들에서는 기계적으로 조작되는 브레이크 슈를 레일이나 주행표면에 작동되게 하는 제동시스템을 가지기도 한다. 이 경우 제동력은 차량의 무게 및 브레이크 슈와 주행면 사이의 마찰계수에 의존하게 된다. 마찰계수는 일반적으로 좋은 기상하에서는 0.3내지 0.7의 범위이지만, 기상이 나쁠때는 수분의 일로 줄어들게 된다.
PRT차량들은 선형 유도전동기에 의해서 생기는 추진력에 의해 구동되는데 이 추진력은 궤도에 장착되어 있는 별도의 반응레일에 대하여 작용한다. 물론, 선형 유도전동기와 반응레일 사이에는 기계적 접촉이 일어나지 않는다. 이러한 PRT차량들의 바퀴들은 단지 차량을 지지하고 안내하는 역할만을 한다. 이 바퀴들은 추진 토오크를 전달할 수 없을 뿐만아니라 적당한 제동력을 제공할 수도 없다. 그 이유는 바퀴의 표면이 매끄러우며 구름저항을 줄이기 위해 윤활된 매끄러운 궤도위를 달리기 때문이다.
즉, PRT에서는 종래의 제동시스템을 이용할 수 없다. 따라서, PRT의 주차 및 비상제동에는 별도의 제동시스템이 필요하다.
본 발명의 목적은 날씨와 환경의 영향을 적게 받고 차량의 무게에 상관없이 큰 제동력을 가지고 있으며 전력이 차단되었을 경우에는 별도의 명령없이 자동으로 작동되는 수송설비의 제동시스템을 제공하는데 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은 소정 경로를 따라 배치된 궤도와 상기 궤도를 따라 이동 가능케 설치된 차량을 구비하여 구성된 수송설비의 제동시스템에 있어서, 상기 궤도를 따라 배치된 제동레일; 및 상기 차량의 일측에 축방향으로 이동 가능하게 설치된 구동축, 상기 구동축에 연결되어 마주보고 설치되고 상기 구동축의 전후진에 의해 서로 반대방향으로 소정 각도까지 제자리 회동되는 링크쌍으로 이루어진 링크기구, 상기 링크쌍에 각각 마주보고 연결되어 상기 링크들의 회전각도에 따라 일측 끝단의 위치와 간격이 서로 달라질 수 있게 집게형태로 설치되고 상기 링크들의 일정 회전각도에서 상기 제동레일에 각각 접촉되면서 제동력을 제공하는 한쌍의 제동암, 상기 구동축을 일정위치에 구속할 수 있고, 제동이 필요한 경우 상기 구동축의 구속을 해제하여 주는 트리거기구, 상기 트리거기구에 의해 구속된 구동축을 탄성적으로 지지하였다가 상기 트리거기구에 의한 구동축의 구속이 해제되면 상기 구동축을 소정 방향으로 이동시켜 제동동작이 수행될 수 있도록 제동동작의 동력을 제공하는 탄성부재 및 상기 구동축을 필요에 따라 상기 소정방향과 반대방향으로 이동시켜 제동상태를 해제하여주기 위한 제동해제기구를 구비하는 제동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템에 의해 달성 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
제1도는 제동기가 해제위치에 있는 단일 궤도용 차체의 단면도 모습을 나타낸 도면이다. 제1도는 궤도(100)가 도시되어 있다. 이 궤도(100)의 내부에는 궤도(100)를 따라 이동하는 차체(200)가 배치되어 있다. 이 차체(200)는 궤도(100)를 따라 이동하는 차체(200)가 배치되어 있다. 이 차체(200)는 궤도(100)위쪽의 객실(202)과 연결되어 있다.
궤도(100)는 내부에 차체(200)가 수용될 수 있는 공간이 있는 대략 사각단면모양을 하고 있다. 궤도(100)의 내부 양측벽에는 전기공급레일(110)이 상하로 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 이 전기공급레일(110)사이에는 제동레일(120)이 배치되어 있다. 이 제동레일(120)은 내측으로 돌출되게 설치되어 있다. 이 제동레일(120)의 상면과 하면은 제동기가 작동하는 부분으로 높은 마찰계수를 가질 수 있도록 표면이 거칠게 되어 있다.
차체(200)에는 바퀴(204)가 설치되어 있다. 이 바퀴(204)는 위에서 언급한 바와같이 차체(200)를 추진하기 위한 구동토크와는 관련이 없을 뿐만아니라 접촉표면에 제동력을 제공하지도 않는다. 단지, 이 바퀴(204)는 주행하는 차체(200)를 지지하고 안내하는 역할을 한다.
차체(200)에는 제동기(300)를 설치하기 위한 지지프레임(310)이 결합되어 있다. 이 지지프레임(310)에는 한쌍의 제동기(300)가 서로 반대방향으로 장착되어 있다. 이는 양측의 제동레일(120)에 각각 작용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 양측의 제동기(300)의 내부구조는 동일하고 단지 배치된 방향만 서로 다르다. 제1도에서 오른쪽 제동기(300)는 단면도로 도시되어 있고, 왼쪽 제동기(300)는 그 외관이 도시되어 있다.
제1도는 도시된 바와같이 지지프레임(310)의 내부에는 구동축(320)이 설치되어 있다. 이 구동축(320)은 축방향으로 전후이동 가능하다. 이 구동축(320)의 일측에는 랙(322)과 구속홈(324)이 각각 형성되어 있다. 이러한 구동축(320)의 일측 끝단에는 제1링크쌍(330)이 연결되어 있다. 이 제1링크쌍(330)은 지지프레임(310)에 제자리 회동 가능하게 설치되어 있다. 제1링크쌍(330)과 소정 간격 이격된 위치의 지지프레임(310)에는 제2링크쌍(340)이 제자리 회동 가능하게 설치되어 있다. 이러한 제1링크쌍(330)과 제2링크쌍(340)은 한쌍의 제동암(35)에 의해 서로 연결되어 대략 사변형을 이루고 있다. 이러한 구성은 제동암(350)이 전기공급레일(110)과 제동레일(120)사이를 움직일 수 있도록 해준다. 물론, 경우에 따라서는 제동암(350)이 수윙방식으로 동작되게 설계할 수도 있지만 이 경우에는 부적당하다. 제1,제2링크쌍(330,340)들의 대응 링크들은 구동축(320)의 전후진에 의해 서로 반대방향으로 소정 각도까지 제자리 회동 되게된다.
제1링크쌍(330)과 제2링크쌍(340)을 연결하는 한쌍의 제동암(350)은 마주보고 배치되어 있다. 이 한쌍의 제동암(350)은 링크들의 회전각도에 따라 일측 끝단의 위치와 간격이 서로 달라질 수 있게 집게형태로 설치되어 있다. 이 한쌍의 제동암(350)은 링크들의 일정 회전각도에서 제동레일(120)에 집게형태로 각각 접촉되면서 제동력을 제공해주는 부분이다. 이 제동암(350)의 끝단에는 패드(pad)(352)가 부착되어 있다. 이 패드(352)는 제동동작시 제동레일(120)의 상면과 하면에 각각 접촉되는 부분으로 마찰계수가 큰 탄화탄소 복합재, 석면복합재 등으로 만들어진다. 물론, 이 패드(352)가 반드시 설치되어야 되는 것은 아니다. 또한, 이 패드(352)는 필요에 따라 여타의 다른 재료로 만들 수도 있다.
지지프레임(310)에는 필요에 따라 구동축(320)을 일정위치에 구속하거나, 구속을 해제할 수 있는 트리거기구(360)가 설치되어 있다. 이 트리거기구(360)는 구동축(320)에 수직한 방향으로 지지프레임(310)내부에 형성된 안내부(312)를 따라 이동 가능케 설치된 직선이동링크(362)를 구비하고 있다. 이 직선이동링크(362)의 일측 끝단에 제자리 회동 가능한 회동링크(364)가 설치되어 있다. 회동링크(364)에는 트리거(trigger)(366)가 연결되어 있다. 이 트리거(366)는 회동링크(364)와 상호 회동 가능하다. 이 트리거(366)는 일정 경우 끝단이 구속홈(324)에 삽입되어 구동축(320)을 구속하는 부분이다. 이 트리거(366)가 구동축(320)을 구속하고 있으면 제동동작이 수행되지 않는다. 직선이동링크(362)의 타측 끝단은 솔레노이드(368)에 연결되어 있다. 이 솔레노이드(368)는 직선이동링크(362)를 일정위치에 지지하다가 전원이 차단되면 직선이동링크(362)의 지지를 해제하여주는 역할을 한다. 이 솔레노이드(368)에 의한 지지가 해제되면 직선이동링크(362)는 아래쪽으로 이동하고, 회동링크(364)는 소정각도 회동되게 되어 있다. 이에 따라 트리거(366)의 일측 끝단은 구속홈(324)에서 이탈되게 되어 있다.
이러한 트리거기구(360)의 특징은 하나의 직선이동링크(362)에 양측의 트리거기구(360)가 서로 연결되어 있다는 점이다. 즉, 직선이동링크(362)의 일측 끝단에 한쌍의 회동링크(364)가 함께 결합되고 있고, 타측 끝단에 한쌍의 솔레노이드(368)가 함께 연결되어 있다. 물론, 이 경우 솔레노이드(368)는 하나만 설치하여도 된다. 솔레노이드(368)를 한쌍으로 설치하는 것은 한쪽 솔레노이드(368)의 기능에 이상이 생길때를 대비한 것이다. 즉, 한쪽의 솔레노이드(368)만이 직선이동링크(362)를 지지해주더라도 양쪽의 트리거(366)는 양쪽의 구동축(320)을 각각 구속해줄 수 있다. 이러한 트리거기구(360)에 솔레노이드(368)를 사용하는 것은 전원이 차단되면 여타의 다른 제어명령이 없더라도 제동기(300)가 즉시 작동할 수 있도록 하기 위한 것이다.
지지프레임(310)의 내부에는 탄성부재(370)가 설치되어 있다. 이 탄성부재(370)의 안쪽 끝단은 지지프레임(310)에 고정연결되어 있고 반대족 끝단은 구동축(320)에 연결되어 있다. 이 탄성부재(370)는 구동축(320)을 탄성적으로 지지하였다가 트리거기구(360)에 의한 구동축(320)의 구속이 해제되면 구동축(320)을 뒤쪽으로 후퇴시키기 위한 것이다. 이 탄성부재(370)는 전원이 차단되었을 경우 제동기(300)가 동작할 수 있는 동력을 제공한다. 이러한 탄성부재(370)로는 강철로 만든 코일스프링이 적당하다. 이 탄성부재(370)는 인장된 상태로 트리거(366)에 구속된 구동축(320)에 힘을 작용시키고 있다가 트리거(366)에 구속이 해제되면 수축되면서 구동축(320)을 후퇴시키게 된다. 이에 따라 제동기(300)가 작동된다.
지지프레임(310)에는 제동해제기구(380)가 설치되어 있다. 제동해제기구(380)는 모터(382)와 감속을 위한 다수의 기어들로 구성된 치차열(384) 및 피니언(386)을 구비하여 구성되어 있다. 피니어(386)은 구동축(320)의 랙(322)에 물려있으며 치차열(384)에 연결되어 있다. 이 제동해제기구(380)는 제동상태에서 구동축(320)을 바깥쪽으로 이동시켜 제동상태를 해제하여 다시 세팅할 수 있게 하기 위한 것이다. 이러한 제동해제기구(380)는 한쌍이 설치되어 있다. 이 한쌍의 제동해제기구(380)는 치차열(384)의 기어들중 인접하여 배치되는 두기어(385)에 의해 서로 연결되어 있다. 즉, 하나의 모터(382)만 작동되면 양쪽의 제동해제기구(380) 모두 동작될 수 있게 되어 있다. 이는 일측이 제동해제기구(380) 모터(382)의 기능에 장애가 생길 경우를 대비한 것이다.
제2도는 제1도 제동기가 장착되어 있는 상태를 보여주는 차량의 차체의 사시도이다. 제2도에 도시된 바와같이 차체(200)에는 차체(200)를 지지해주고 안내해주기 위한 다수의 바퀴(204)들이 설치되어 있다. 이 차체(200)의 후미에는 제1도에서 설명한 제동기(300)가 장착되어 있다. 또한, 차체(200)의 측면으로는 제동레일(120)이 배치되어 있다. 즉, 제동동작시 마주보고 설치된 한쌍의 제동암(350)이 제동레일(120)의 상,하면을 집게형태로 잡게 된다. 이러한 제동암(350)에는 제동동작시 제동레일(120)에 접촉되는 패드(352)가 부착되어 있다.
제동동작시 바퀴(204)가 궤도표면에 이탈되거나 떨어지지 않게 하기 위해서는 제동기의 작동축은 차량의 무게중심 근처를 통과하도록 해야하며 또한, 제2도에 도시된 바와같이 차체(200)의 후미에 설치되어야 한다.
제3도는 궤도가 병합되거나 분기되는 지점에서의 제동레일을 보여주는 도면으로, 제3(a)도는 궤도가 분기되는 경우를, 제3(b)도는 궤도가 병합되는 경우를 각각 나타낸 것이다. 제3(a)도에 도시된 바와같이 궤도(100)가 분기되는 경우 갈림길전환지점(102)의 곡선부쪽의 궤도(100)가 시작되는 부분에서의 곡률이 큰 바깥쪽 제동레일(120)은 테이퍼가 지게 형성되어 있다. 또한, 제3(b)도에 도시된 바와같이 궤도(100)가 병합되는 경우 병합전환지점(104)에서 곡선부쪽 궤도(100)가 끝나는 부분과 재결합구역(106) 양측면의 제동레일(120)은 역시 테이퍼가 지게 형성되어 있다. 이와 같이 궤도(100)의 분기지점 또는 병합지점에서의 제동레일(120)을 테이퍼가 지게 하는 것은 이 지점에서 비상제동을 하는 경우 제동암이 제동레일(1200에서 부드럽게 이탈하고 결합할 수 있도록 하기 위한 것이다.
제4도는 제1도 제동기의 동작과정을 설명하기 위한 도면으로, 제동 동작여부에 따라 제4(a)도와 제4(b)도에 각각 도시되어 있다. 제4(a)도는 제동기가 동작되지 않은 상태를 나타낸 것이고, 제4(b)도는 제동기가 동작된 상태를 나타낸 것이다. 제4(a)도에 나타낸 바와 같이 직선이동링크(362)를 지지하고 있는 솔레노이드(368)의 전원이 차단되면 플런저(369)는 제4(b)도에 도시된 상태로 이동한다. 이에 따라 직선이동링크(362)는 아래쪽으로 이동된다. 이와동시에 회동링크(364)는 소정각도 회동되고, 아래쪽으로 이동되면서 트리거(366)를 안쪽으로 당겨주게 된다. 따라서 구동축(320)의 구속홈(324)을 지지하고 있던 트리거(366)의 끝단이 구속홈(324)에서 이탈된다. 즉, 구동축(320)의 구속이 해제되게 된다. 그러면 탄성부재(370)는 수축되면서 구동축(320)을 후퇴시킨다. 구동축(320)은 후퇴하면서 제1링크쌍(330)을 회동시키고, 제동암(350)에 의해 제1링크쌍(330)과 연결된 제2링크쌍(340)도 회동되게 된다. 이에 의해 마주보고 설치된 한쌍의 제동암(350)은 제동레일(120)쪽으로 이동하게 된다. 이때 한쌍의 제동암(350)의 앞쪽 끝단의 상호간의 간격이 좁아지게 된다. 이렇게 될 수 있도록 링크기구를 구성하는 것은 간단하다. 즉, 제동상태에서 제동암(350)과 연결되는 부분의 제2링크쌍(340)의 양쪽 끝단의 간격이 제1링크쌍(330)의 양쪽 끝단의 간격보다 더 크도록 하면된다. 이는 제4(a)도와 제4(b)도를 서로 비교해보면 쉽게 알 수 있다. 이렇게 하여 제1, 제2링크쌍(330,340)이 완전히 회동되면 한쌍의 제동암(350)은 제4(b)도에 나타낸 바와같이 제동레일(120)을 집게형태로 잡게된다. 물론, 이 때 제동레일(120)의 상면과 하면에는 제동암(350)의 끝단에 부착된 패드(352)가 접촉되게 된다. 즉, 제4(b)도에 도시된 바와같이 제동기(300)의 제동동작이 완료되게 된다.
제4(b)도의 상태에서 모터(382)를 구동하면, 모터(382)의 동력은 치차열(384)의 각 기어들을 통해 감속된 후 피니언(386)에 전달된다. 이 때 불가피한 경우 일측의 모터(382)만을 구동하여도 된다. 구동축(320)의 랙(322)에 물려있는 피니언(386)은 회전되면서 구동축(320)을 바깥쪽 즉, 제동레일(12)쪽으로 이동시킨다. 이에 따라 제1, 제2링크쌍(330,340)들은 제동동작을 시작할 때와는 반대방향으로 회동된다. 그러면 제동레일(120)을 집게형태로 잡고 있던 한쌍의 제동암(350)의 양끝단은 약간식 벌어지면서 제동 레일(120)에서 이탈하게 되고, 결국은 제4(a)도 상태로 복귀하게 된다.
한편, 피니언(386)에 의해 구동축(320)이 바깥쪽으로 이동하게 되면 탄성부재(370)는 인장되게 된다. 이 탄성부재(370)는 인장되면서 제동동작의 수행에 필요한 탄성력을 저장해두게 된다. 구동축(320)이 충분히 바깥쪽으로 이동되면 솔레노이드(368)에 전원을 인가하여 직선이동링크(362)를 위쪽으로 밀어준다. 이 떼 불가피한 경우 한쪽의 솔레노이드(368)만을 구동하여도 된다. 이에 따라 직선이동링크(362)는 위쪽으로 이동하고, 여기에 결합되어 있는 한쌍의 회동링크(364)는 위쪽으로 이동되면서 소정 각도 회동한다. 이 회동링크(364)는 연결된 부분의 트리거(366)의 끝단을 들어준다. 그러면 트리거(366)의 반대편 끝단은 구동축(320)의 구속홈(324)에 걸리게 된다. 즉, 제동기(300)는 제4(a)도에 도시된 바와같이 다음 제동동작을 수행 할 수 있는 준비 상태를 완료하게 된다.
제5도는 트리거와 구동축의 평면모습을 보여주는 반폭단면도로서, 제동동작여부에 따라 제5(a)도와 제5(b)도에 각각 도시되어 있다. 제5(a)도는 제동동작 전의 상태를 나타낸 것이고, 제5(b)도는 제동동작한 상태를 나타낸 것이다.
제5도에서 알 수 있는 바와같이 탄성부재(370)의 안쪽 끝단은 지지프레임(310)에 고정되어 있고 그 반대쪽 끝단은 구동축(320)에 연결되어 있다. 구동축(320)의 끝단에는 제1링크쌍들과 연결되는 커넥팅로드(326)가 결합되어 있다. 이러한 구동축(320)은 트리거(366)에 의한 구속 여부에 따라 상태를 달리하는데, 제5(a)도 트리거(366)는 구동축(320)을 구속하고 있는 상태이고, 제5(b)도 트리거(366)는 구동축(320)의 구속을 해제한 상태이다. 구동축(320)이 트리거(366)에 구속되어 있는 경우 탄성부재(370)는 제5(a)도에 도시된바와 같이 인장된 상태를 유지한다. 이 경우는 제동동작이 수행되기 전의 상태이다. 트리거(366)에 의한 구동축(320)의 구속이 해제되면 탄성부재(370)는 제5(b)도에서 볼 수 있는 바와같이 수축된 상태를 유지한다. 이 경우는 제동동작이 완료된 상태이다. 이러한 제동기(300)의 측면으로는 제동레일(120)이 배치되어 있다.
제6도는 트리거와 구동축의 저면 모습을 보여주는 단면도이다. 제6도는 양측 제동기(300) 모두가 제동동작을 수행하기 전의 상태를 나타내고 있다. 제6도에서 알 수 있는 바와같이 구동축(320)의 저면에는 랙(322)이 형성되어 있다. 이 랙(322)에는 피니언(386)이 물려있다. 이 피니언(386)은 치차열(384)의 한 기어와 축(387)으로 연결되어 있다. 이 축(387)은 지지프레임(30)에 회동 가능하게 설치되어 있다. 좌, 우측의 두 치차열(384)은 축(387)을 통해 피니언(386)과 연결된 한쌍의 기어(385)에 의해 서로 연결되어 있다. 즉, 한쪽의 치차열(384)이 구동되면 반대편의 치차열(384)도 같이 구동되게 되어 있다. 이러한 제동기(300)의 좌, 우측면에는 제동레일(120)이 서로 평행하게 배치되어 있다.
제7도는 제동동작 전후의 랙과 피니언의 상태을 보여주는 측단면도로서, 제동동작전의 상태는 제7(a)도에 도시되어 있고, 제동동작의 상태는 제7(b)도에 도시되어 있다. 제7(a)도에서 솔레노이드(368)는 직선이동링크(362)를 지지하고 있다. 이에 따라 트리거(366)는 일측 끝단이 구동축(320)의 구속홈(324)에 삽입되어 구동축(320)을 구속하고 있다. 이 때의 피니언(386)과 랙(322)의 상태를 살펴보면 구동축(320)의 안쪽 끝단 부근에 형성된 랙(322)이 피니언(386)과 물려있음을 알 수 있다. 제7(b)도에서 솔레노이드(368)는 직선이동링크(362)의 지지를 해제한 상태다. 이에 따라 직선이동링크(362)는 아래쪽으로 이동해 있고, 트리거(366)는 구동축(320)의 구속을 해제한 상태로 있다. 이 때의 랙(322)과 피니언(386)의 위치를 상대적으로 비교해보면 피니언(386)은 구동축(320)의 중앙쪽 부근에 형성된 랙(322)에 물려있음을 알 수 있다.
제8도는 제동기의 평면 모습을 보여주는 반폭평면도로서, 제동동작여부에 따라 제8(a)도와 제8(b)도에 각각 도시되어 있다. 제8(a)도는 제동동작전의 상태를 나타낸 것이고, 제8(b)도는 제동동작상태를 나타낸 것이다. 제8(a)도에서 지지프레임(310) 중앙부에는 모터(382)가 설치되어 있다. 이 모터(382)는 제동해제를 위한 것이다. 제동레일(120)쪽의 지지프레임(310)에는 제동암(350)이 설치되어 있다. 이 제동암(350)은 제1링크쌍(330)과 제2링크쌍(340)에 연결되어 있다. 제동암(350)은 제동레일(120)에 접촉되지 않은 상태이고, 제동동작의 준비를 하고 있는 상태이다. 제8(b)도에는 지지프레임(310), 제동해제를 위한 모터(382), 제동암(350), 제1링크쌍(330) 및 제2링크쌍(340)이 도시되어 있다. 제1링크쌍(330), 제2링크쌍(340)은 소정 각도 회동한 상태이고 제동암(350)은 제동레일(120)에 접촉되어 있다. 즉, 제동동작이 완료된 상태이다.
제9도는 제동기의 저면모습을 보여주는 반폭저면도로서, 제동동작여부에 따라 제9(a)도와 제9(b)도에 각각 도시되어 있다. 제9(a)도는 제동동작전의 상태를 나타낸 것이고, 제9(b)도는 제동동작상태를 나타낸 것이다. 제9도에서 알 수 있는 바와 같이 지지프레임(310)의 저면에는 솔레노이드(368)가 부착되어 있다. 제9(a)도에 도시된 솔레노이드(368)는 위에서 설명한 직선이동링크를 지지하고 있는 상태이고, 제9(b)도에 도시된 소레노이드(368)는 직선이동링크의 지지를 해제한 상태이다. 이는 솔레노이드(368) 내부의 플런저와 연결되는 자동축(369a)의 돌출정도를 보면 알 수 있다. 제9(a)도 제동암(350)은 제동레일(120)의 저면에 작동되지 않은 상태이다. 이와 반대로 제9(b)도 제동암(350)은 제동레일(120)의 저면에 작동된 상태이다.
제10도는 제동암을 정면에서 본 모습을 나타낸 도면으로, 제동동작 여부에 따라 제10(a)도와 제10(b)도에 각각 도시되어 있다. 제10(a)도는 제동동작전의 상태를 나타낸 것이고, 제10(b)도는 제동동작상태를 나타낸 것이다. 제10(a)도에서 상하 한쌍의 제동암(350)은 제10(b)도에서보다 앞쪽끝단이 벌려진 상태이고 앞쪽에서 보면 제동동작시 제동레일(120) 접촉되는 면 즉, 패드(352)의 접촉면이 보인다. 이와는 반대로 제10(b)도 에서 상하 한쌍의 제동암(350)은 앞쪽끝단이 제10(a)에서보다 오무려진 상태이고 앞쪽에서 보면 제동레일(120)과 접촉되는 면 즉, 패드(352)의 접촉면이 보이지 않는다. 이 경우 패드(352)의 접촉면은 제동레일(120)의 상,하면에 각각 접촉되게 된다.
제11도는 제동레일 및 전기공급레일과 관련되게 배치된 지지프레임의 사시도이다. 제11도에는 제동레일(120)이 소정 간격을 두고 평행하게 배치되어 있다. 이 제동레일(120)의 상부쪽과 하부쪽에는 일정 간격 이격하여 배치되는 전기공급레일(110)이 설치되어 있다. 차체에 설치되는 지지프레임(310)은 두 제동레일(120) 사이에 위치하게 된다.
도시된 바와 같이 지지프레임(310)은 전체적으로 대략 직육면체의 모양을 하고 있고, 좌, 우측면 및 상면에는 개구부(314,315,316)가 형성되어 있다. 상면의 개구부(316) 부근에는 한쌍의 모터를 설치할 수 있도록 되어 있다. 좌, 우측면의 개구부(314,315) 내부로는 구동축, 탄성부재 등이 설치되게 되고, 그 외주면 주위로는 제동암, 제1링크쌍, 제2링크쌍 등이 설치되게 된다. 이러한 지지프레임(310) 하면쪽에 솔레노이드가 설치되는데 이는 제14도를 보면 더 자세히 알 수 있다.
제12도는 제11도는 지지프레임에 제동암과 링크기구들이 설치되어 있는 상태를 나타낸 도면이다. 제12도에서 볼 수 있는 바와 같이 지지프레임(310)의 좌, 우측면 개구부 부근에는 지지프레임(310) 외면에 제1링크쌍(330)과 제2링크쌍(340)이 회동 가능하게 설치되어 있다. 제1링크쌍(330)은 구동축(320)의 끝단에 설치된 커넥팅로드(326)에 연결되어 있다. 이러한 제1링크쌍(330)과 제2링크쌍(340)은 마주보고 설치되는 한쌍의 제동암(350)에 의해 서로 연결되어 있다. 이러한 제동암(350)에는 패드(352)가 각각 부착되어 있다.
제12도에서 알 수 있는 바와 같이 구동축(320)이 전,후이동 하게 되면 커넥팅로드(326)에 연결된 제1링크쌍(330)들의 각 링크들은 각각의 방향으로 회동되게 된다. 이에 따라 제동암(350)을 통해 제1링크쌍(330)과 연결된 제2링크쌍(340)들의 각 링크들도 각각의 방향으로 회동되게 된다. 마주보고 배치된 한쌍의 제동암(350)은 제1링크쌍(330)과 제2링쌍(340)의 각 링크들의 회전각도에 따라 제동레일(120)을 집게형태로 잡거나 놓을 수 있게 된다.
제13도는 제12도상태에서 모터와 치차열이 더 설치된 상태를 보여주는 도면이다. 도시된 바와같이 지지프레임(310)의 상면에는 한쌍의 모터(382)가 설치되어 있다. 이 한쌍의 모터(382)에는 다수의 기어들로 구성된 한쌍의 치차열(384)이 각각 연결되어 있다. 이 치차열(384)들은 모터(382)의 구동속도를 감속하여 내부의 피니언에 전달하기 위한 것이다. 즉, 이 모터(382)와 치차열(384)은 제동동작을 해제하기 위한 것이다. 제13도에서 알 수 있는 바와같이 좌, 우의 각 치차열(384)은 인접한 한쌍의 기어(385)에 의해 서로 연결되어 있다. 이는 한쌍의 모터(382)들중 하나의 모터(382)만으로도 제동상태를 해제해줄 수 있음을 의미한다. 이러한 두 치차열(384)을 서로 연결하는 기어(385)의 회전축(387)에 각각의 피니언이 연결되게 되어 있다.
제14도는 지지프레임 내부에 설치되는 탄성부재, 트리거 및 솔레노이드의 설치 상태를 보여주는 파단사시도이다. 제14도에 도시된 바와같이 지지프레임(310) 내부에는 한쌍의 구동축(320)이 서로 반대방향으로 배치되어 있다. 구동축(320)의 안쪽 끝단 부근의 하면에는 랙(322)이 형성되어 있고, 상면 일측에는 구속홈(324)이 형성되어 있다. 랙(322)에는 피니언(386)이 각각 물려있고, 구속홈(324) 위쪽으로는 트리거(366)가 배치되어 있다. 이 트리거(366)는 한쌍의 회동링크(364)를 통해 하나의 직선이동링크(362)에 연결되어 있다. 이 직선이동링크(362)는 그 아래쪽에 설치된 한쌍의 솔레노이드(368)에 연결되어 있다. 이러한 연결구조에서 하나의 솔레노이드(368)만으로도 양측의 트리거(366)를 동작시킬 수 있다. 이 트리거(366)의 구동수단으로 솔레노이드(368)를 사용하여는 것은 전원이 차단되었을 경우 여타의 제어명령 없이도 즉시 제동동작이 수행될 수 있도록 하기 위한 것이다.
구동축(320)의 바깥쪽 끝단에는 제1링크쌍(330)들과 연결되는 커넥팅로드(326)가 설치되어 있다. 이러한 구동축(320)의 둘레에는 탄성부재(370)가 설치되어 있다. 이 탄성부재(370)의 안쪽 끝단은 지지프레임(310)의 내부 일측에 고정연결되고, 그 반대편의 끝단은 구동축(320)에 연결된다. 이 탄성부재(370)로는 위에서 설명한 바와 같이 강철로된 코일스프링이 적당하다. 구동축(320)을 동작시키기 위해 이러한 탄성부재(370)를 사용하는 것은 전원이 차단되더라도 제동동작이 수행될 수 있도록 하기 위한 것이다.
제1도 내지 제14도를 통해 설명한 바와같은 본 발명에 따른 PRT제동시스템은 극히 짧은 차량간격을 유지하며 작동중인 차량의 비상 제동시, 모든 기상 조건하에서 2.00G(약20m/S2)를 초과하는 높은 감속 능력을 제공할 수 있다. 이 것은 제동기의 제동암이 제동레일에 집게모양으로 작동하기 때문에 가능하다. 또한, 기본적인 작동요소들은 복수로 구성되어 있고 한 요소의 고장이 다른 중복된 동일요소의 동작을 막지 않도록 되어 있어 높은 작동성이 보장된다. 즉, 2개의 전동기, 2개의 구동축, 서로 연결된 2개의 치차열, 2개의 작동 스프링, 2개의 트리거, 서로 연결된 2개의 솔레노이드, 제동레일의 상하면, 2개의 제동레일 등이 그 것이다. 또한, 본 발명에 따른 제동시스템에서는 강철 스프링 등의 탄성부재에 의해 동력을 얻으므로 어떠한 외부의 동력원도 필요치 않다. 또한, 본 발명에 따른 제동시스템은 전원이 차단되면 여타의 제어명령없이 즉시 작동되므로 높은 신뢰성을 제공한다. 이러한, 본 발명에 따른 제어시스템은 PRT의 주차 및 비상제동시스템으로 사용하기에 적합하며 뛰어난 제동성능을 가지고 있다.

Claims (18)

  1. 소정 경로를 따라 배치된 궤도와 상기 궤도를 따라 이동 가능케 설치된 차량을 구비하여 구성된 수송설비의 제동시스템에 있어서, 상기 궤도를 따라 배치된 제동레일; 및 상기 차량의 일측에 축방향으로 이동 가능하게 설치된 구동축, 상기 구동축에 연결되어 마주보고 설치되고 상기 구동축의 전후진에 의해 서로 반대방향으로 소정 각도까지 제자리 회동되는 링크쌍으로 이루어진 링크기구, 상기 링크쌍에 각각 마주보고 연결되어 상기 링크들의 회전각도에 따라 일측 끝단의 위치와 간격이 서로 달라질 수 있게 집게형태로 설치되고 상기 링크들의 일정 회전각도에서 상기 제동레일에 각각 접촉되면서 제동력을 제공하는 한쌍의 제동암, 상기 구동축을 일정위치에 구속할 수 있고, 제동이 필요한 경우 상기 구동축의 구속을 해제하여 주는 트리거기구, 상기 트리거기구에 의해 구속된 구동축을 탄성적으로 지지하였다가 상기 트리거기구에 의한 구동축의 구속이 해제되면 상기 구동축을 소정 방향으로 이동시켜 제동동작이 수행될 수 있도록 제동동작의 동력을 제공하는 탄성부재 및 상기 구동축을 필요에 따라 상기 소정방향과 반대방향으로 이동시켜 제동상태를 해제하여주기 위한 제동해제기구를 구비하는 제동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제동레일은 상기 궤도의 양측벽을 따라 한쌍이 소정 높이로 마주보고 설치되고 내측으로 돌출되어 있으며, 상기 제동기는 상기 한쌍의 제동레일에 각각 동작할 수 있도록 한쌍이 이웃하여 반대방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 레일이 분기되거나 병합되는 지점에서의 상기 일측의 제동레일은 수평방향 및 수직방향으로 테이퍼가 지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제동레일의 상면과 하면은 마찰계수를 증가 시키기 위해 표면이 거칠게 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제동기는 상기 차량의 후미에 설치되고, 상기 구동축의 중심선은 상기 차량의 무게중심 주위를 지나는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 한쌍의 제동기는 좌, 우측면 및 하측면의 개구부를 갖는 대략 직육면체모양을 이루며 촤우 대칭인 하나의 지지프레임에 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구동축에는 상기 제동해제기구의 동력을 전달 받기 위한 랙과 상기 트리거기구에 구속될 수 있도록 하기 위한 구속홈이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 링크기구는 상기 지지프레임에 제자리 회동가능케 설치되고 상기 구동축에 연결되는 제1링크쌍, 상기 제1링크쌍과 소정 간격 이격하여 상기 지지프레임에 제자리 회동 가능하게 설치되고 상기 제동암을 통해 상기 제1링크쌍들과 연결되는 제2링크쌍을 구비하여 사변형으로 구성된 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 구동축의 끝단에는 구동축에 수직하고 수평되게 배치되는 커넥팅로드가 설치되어 있고, 상기 커넥팅로드에 2조의 제1링크쌍이 소정 간격을 두고 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제동암은 대략 상기2조의 제1링크쌍의 배치간격정도의 폭을 갖는 평판모양을 하고 있으며, 상기 제2링크쌍은 사다리 모양을 하고 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 트리거기구는 상기 구동축에 수직한 방향으로 상기 지지프레임 내부에 형성된 소정 경로를 따라 이동 가능케 설치된 직선이동링크, 상기 직선이동링크의 끝단에 회동 가능케 연결된 회동링크, 상기 회동링크와 상호 회동 가능케 연결되고 일정 경우 상기 구속홈에 삽입되어 상기 구동축을 각각 구속하는 트리거 및 상기 직선이동링크에 연결되어 상기 직선이동링크를 일정위치에 지지하다가 전원이 차단되면 상기 직선이동링크의 지지를 해제하므로써 상기 트리거가 상기 구속홈에서 이탈될 수 있도록 하는 솔레노이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 좌,우 한쌍의 회동링크와 좌,우 한쌍의 솔레노이드는 동일한 하나의 직선이동부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  13. 제6항에 있어서, 상기 탄성부재의 일측은 상기 지지프레임에 연결되어 있고, 그 반대편의 타측은 상기 구동축에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 탄성부재는 인장된 상태로 상기 구동축을 지지하고 있다가 상기 트리거에 의한 상기 구동축의 구속이 해제되면 수축되면서 상기 구동축을 소정 방향으로 이동시키므로써 제동동작이 수행되도록 하는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  15. 제7항에 있어서, 상기 제동해제기구는 상기 구동축의 랙에 물려있는 피니언, 상기 피니언과 연결된 다수의 감속 치차열 및 상기 치차열에 동력을 전달하기 위한 구동모터를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 좌우 한쌍의 치차열은 어느 한쌍의 기어를 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  17. 제1항 내지 제16항중 어느 한 항에 있어서, 제동동작시 상기 제동레일에 접촉되는 부분의 상기 제동암에는 접촉마찰력을 높이기 위한 제동패드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수송설비의 제동시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제동패드는 탄화탄소 복합재 또는 석면 복합재로 만들어진 것을 특징으로 수송설비의 제동시스템.
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