KR102075857B1 - 철도차량의 회전정렬형 대차 - Google Patents

철도차량의 회전정렬형 대차 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량의 회전정렬형 대차 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단절없는(seamless) 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되며, 별도의 장치나 제어과정을 거치지 않고, 레일 위를 구동하는 대차를 기계적 원리만을 이용하여 수평방향으로 회전시킨 후 정차하게 만들거나 회전하여 정차한 대차를 수평방향으로 회전시켜 레일 위를 구동하게 하는 철도차량의 회전정렬형 대차 구조에 관한 것이다.

Description

철도차량의 회전정렬형 대차{Rotary Aligned Bogies of Railway Vehicles}
본 발명은 철도차량의 회전정렬형 대차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단절없는(seamless) 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되며, 별도의 장치나 제어과정을 거치지 않고, 레일 위를 이동하는 차량을 기계적 원리만을 이용하여 수평방향으로 회전시킨 후 정차하게 만들거나 회전하여 정차한 차량을 수평방향으로 회전시켜 레일 위를 이동하게 하는 철도차량의 회전정렬형 대차에 관한 것이다.
철도는 레일 위를 주행하는 차량에 많은 수의 여객과 대량의 화물을 운송하는 대표적인 육상 운송시스템이다.
이러한 기존의 철도운송시스템을 이용하여 컨테이너 등 대용량의 화물을 운송하기 위해서는 하역을 위한 별도의 작업선 운용, 철도하역단계 추가에 따른 물류비 증대, 선로용량의 한계 등의 문제점이 존재한다.
특히, 기존 철도로 운송한 컨테이너 등의 대용량 화물을 차량으로 하역하기 위해서는 철도 상부의 전차선(pentagraph)이 없는 작업선으로 전체 열차를 입환(shunting)한 다음 갠트리크레인이나 리치스태커 등 하역설비를 통해 Lo/Lo(Lift-on/Lift-off) 방식으로 하나씩 하역함으로써 친환경 운송수단인 철도운송 확산의 최대 제약요인으로 거론되고 있으며, 고가의 하역설비(갠트리크레인 등)나 하역장비(리치스태커, 스트레들 캐리어 등)의 구매 및 운용 관련 비용, 유지보수 비용 등에 따른 경제적 부담에 대한 문제점들이 제기되고 있는 실정이다.
이러한 상술된 문제점을 극복하기 위한 방안으로서, 물류비용 및 서비스를 좌우하는 수송비용과 물류인프라 초기투자비용을 최소화하면서 교통 혼잡, 온실가스배출 등 사회환경 비용을 절감하기 위한 단절없는(seamless) 인터모달 자동화물운송시스템이 연구 개발 중에 있으며, 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되는 철도차량에 구비되는 회전정렬형 대차 구조화차를 제안하기에 이르렀다.
이와 관련된 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0069208호의 차량수송장치가 개시되어 있다.
상기 기술은, 운행 궤도를 따라 운행하는 대량수송장치는 차량들이 수평조향수단에 의해 일직선 형태에서 옆으로 나란한 형태로 접힐 수 있는 형태로 관절식으로 연결된 차량들로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 구동 또는 제동 모터장치가 구비되며, 상기 모터장치의 일부분은 상기 운행 궤도를 따라 배치되어 각 차량에 장착된 상기 모터장치의 제2 부분과 상호 작용하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 구동기계를 개선하기 위해서, 상기 모터장치의 제2 부분은 주 빔을 따라 연장되는 적어도 하나의 구동면으로 구성된다. 주 빔은 차량에 부착되며 차량의 이동방향에 평행한 것을 특징으로 하고 있다.
다른 기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-0424323호의 대량 수송 시스템이 개시되어 있다.
상기 기술은, 내부에 객실이 구비되고, 직선 위치에서 옆으로 나란한 위치로 겹쳐질 수 있도록 무한 배열로 관절 연결되게 연속적으로 배치되는 차량; 상기 각 차량의 저면에 길이 방향으로 길게 조립 설치되며, 하단 중앙에 반동판(reaction disk)이 구비된 차량프레임; 상기 차량프레임의 양측 대각선 방향에 각각 설치되며, 하단에 한쌍의 차륜과 가이드휠이 설치된 보기(bogie); 및 상기 보기와 차량프레임을 상호 연결시키는 힌지; 상기 차량프레임과 차량프레임의 사이 핀에 의해 상호 연결 설치되는 디스텐스빔(distance beam); 상기 대각선 방향에 각각 위치한 보기가 상단에 위치하여 이동하며, 가속하는 주행 방향에서는 폭이 좁게 설치되는 동시에 승객들이 승하차 하여 저속하는 플랫폼에서는 폭이 넓게 설치된 트랙; 및 상기 트랙과 트랙의 사이에는 선형유도전동기(lenear induction moter:LIM);가 구비되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 기술은 차량이 가로 방향으로 움직일 때 고속이고, 반면 접히는 과정에서 감속되며, 완전히 접혔을 때 차량이 아주 저속으로 움직이며, 이때 승객은 차량 양끝 부분으로 각각 승차 및 하차를 할 수 있도록 한 것이다.
그러나, 상기 특허문헌들은 본 발명의 인터모달 자동화물운송시스템과 상이하며, 구체적으로 보면 발명의 목적을 달성하기 위한 대차 구조가 상이하다고 할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2003-0069208호(2003.08.25. 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-0424323호(2004.03.11. 등록)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 단절없는(seamless) 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되는 철도차량의 회전정렬형 대차를 제공하는데 목적이 있다.
구체적으로, 고가의 하역설비(갠트리크레인 등)나 하역장비(리치스태커, 스트레들 캐리어 등)의 구매 및 운용 관련 비용, 유지보수 비용 등 하역비용을 절감하는 위한 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되는 철도차량의 회전정렬형 대차를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차는 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되는 철도차량의 회전정렬형 대차에 있어서, 상기 대차(100)는 철도차량용 차체의 하부에 구비되어 차체의 하중을 지지하는 대차프레임(110); 상기 대차프레임(110)의 내측에 복수개로 설치되며, 상기 대차프레임(110)의 일측에 설치된 전차선(113)에서 인가되는 전원을 공급받아 구동력을 발생시키는 견인전동기(140); 상기 대차프레임(110)의 일측면에 설치되며, 철도차량이 플랫폼에 진입할 때 전후 대차(100)가 각각의 레일(210)을 따라 회전 이동할 수 있도록 대차의 진행 선로를 안내하는 가이드 레일(220))에 의해 가이드 되는 가이드 휠(120); 대차의 단부에는 철도차량을 서로 연결하는 회전연결기(130);가 구비되되, 상기 회전연결기(130)는 대차의 양 사이드 프레임의 단부에 각각 연결되어 연장되는 2개의 연결기 프레임(131)과, 상기 연결기 프레임(131)에 상하좌우 회동이 가능하도록 힌지 결합되는 연결 프레임(135)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드 휠(120)은 전부 대차 및 후부 대차에 각각 설치되고, 상기 전부 대차에 설치된 가이드 휠과 후부 대차에 설치된 가이드 휠은 서로 반대되는 사이드 프레임(111)의 일측면에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전연결기(130)는 복수개의 사이드 프레임(111) 각각의 단부에 연결되어 연장되다가 어느 한 지점에서 인접해지도록 절곡되되 서로 맞닿지 않도록 인접하게 복수개로 구성되는 연결기 프레임(131); 상기 연결기 프레임(131)이 인접한 단부의 상측과 하측에 구성되어 사이에 이격공간이 형성되는 복수개의 고정프레임(132); 상기 고정프레임(132)에 관통되는 힌지(H1); 상기 힌지(H1)에 관통되어 힌지(H1)가 관통된 단부가 복수개의 고정프레임(132) 사이에 위치되는 측방향 프레임(133); 상기 측방향 프레임(133)의 반대 단부에 다른 힌지(H2)를 통해 연결되는 상하방향 프레임(134); 및 상기 상하방향 프레임(134)의 반대 단부에 연결되는 연결프레임(135);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대차프레임(110)은 대차(100)의 양측을 구성하고 서로 평행하도록 구성되는 사이드 프레임(111)과, 상기 사이드 프레임(111) 사이에 횡방향으로 연결되는 트랜섬(112)을 포함하고, 상기 가이드 휠(120)은 사이드 프레임(111)의 일측면에서 측방향으로 돌출되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트랜섬(112)의 양측에는 견인전동기(140)를 고정 지지하기 위한 전동기 고정브라켓(112a)과, 드라이빙 기어(150)를 고정 지지하기 위한 기어 고정브라켓(112b)이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 견인전동기(140)의 회전축에 연결되는 기어커플링(160); 상기 기어커플링(160)에 연결되며, 다수의 톱니가 형성되는 피니언(170); 및 상기 피니언(170)에 맞물리게 치합되어 견인전동기(140)의 회전속도를 감소시키는 감속기(180);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드 휠(120)은 상기 사이드 프레임(111) 및 회전연결기(130) 중 어느 하나에 수직 방향으로 연결되는 복수개의 연결판(121); 상기 연결판(121)의 하측을 연결하는 하부판(122); 상기 하부판(122)의 저면에 '└┘'자 형태로 구성되어 하부판(122)과 함께 박스 형태를 이루는 박스판(123); 상기 하부판(122)에서부터 박스판(123)의 저면을 관통하여 연결하는 힌지(H3); 및 상기 힌지(H3)에 관통되어 힌지(H3)를 축으로 회전하는 휠부(124);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대차(100)에는 회전판(190)이 더 설치되되, 상기 회전판(190)은 트랜섬(112)에 설치되고, 상면에 롤러(191)가 회전판(190)의 원주방향으로 복수개 배열 설치되어 대차와 차체가 원활하게 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차는, 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되어 화물의 하역과정을 단순화시켜 화물 하역에 따른 비용을 획기적으로 절감하는 효과가 있다.
또한, 별도의 장치나 제어과정을 거치지 않고, 레일 위를 구동하는 철도차량을 기계적 원리만을 이용하여 수평방향으로 회전시킨 후 정차하도록 하거나 회전하여 정차한 철도차량을 수평방향으로 회전시켜 레일 위를 구동하게 하는 효과가 있다.
또한, 견인전동기 추진방식을 채택함으로써 선형유도전동기 추진방식에 비해 열발생 및 전기소모가 적으며, 설치비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인터모달 자동화물시스템용 철도차량이 플렛폼에 정차되는 일예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 인터모달 자동화물시스템용 플랫폼에 적용된 레일의 분기기 부분을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차의 대차 프레임을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차의 회전연결기를 확대하여 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차의 견인전동기를 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차를 나타낸 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차의 트랜섬을 확대하여 나타낸 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 철도차량의 회전정렬형 대차를 나타낸 측면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 인터모달 자동화물운송시스템은 2가지 이상의 운송수단을 연계하는데 필요한 하역과정을 획기적으로 단순화하고, 두 물류거점을 연결하는 새로운 방식의 자동운송기술의 일종으로 한 시스템으로서 주요 기능은 물류거점에서 운송, 하역, 기존 수단과 연계하는 것이다.
더욱 구체적으로, 상술된 사항을 첨부된 도면을 통해 설명한다.
도 1의 (a)는 회전정렬형 대차가 구비된 철도차량(이하 "화차"라 합니다)이 플랫폼 내에 진입하는 중으로서 정차하는 과정을 나타낸 것이고, 도 1의 (b)는 회전정렬형 대차가 구비된 화차가 플랫폼 내에 완전히 정차한 상태를 나타낸 것이다.
즉, 회전정렬형 대차가 구비된 화차의 각 차량은 후술되는 구조에 의해 상호 연결되어 있으며, 주행 중에는 각 개별 화차가 일직선 방향으로 통상의 열차와 같이 주행하다가, 플랫폼에 접근하면, 플랫폼에 새롭게 적용된 레일을 따라, 각각의 화차는 각 화차의 하측에 구성된 전후 대차가 각각의 레일을 따라 이동함으로 인해 화차의 차체 단부가 플랫폼으로 향하도록 화차의 차체가 회전하도록 하는 것이다.
도 2를 참조하면, 플랫폼에 적용된 레일은 플랫폼 내로 인접하면서부터 'Y'자 형태로 교차되는 레일(210)과, 상기 레일(210)의 양측면을 따라 형성되는 복수개의 가이드 레일(220)로 구성된다.
이때, 가이드 레일(220)은 후술되는 대차(100)의 가이드 휠(120)을 가이드 하는 레일로서, 화차가 플랫폼에 접근하면 가이드 휠(120)이 가이드 레일(220)에 끼워져 삽입되도록 하고, 이후 가이드 레일(220)을 따라 가이드 휠(120)이 이동되도록 함으로써, 화차에 구비된 전후 대차(100)가 가이드 휠(120)이 설치된 방향의 레일(210)을 따라 각각 이동할 수 있도록 구성된다.
상술된 바와 같이 대차(100)는 하나의 차량에 대하여 전방 및 후방에 총 2개로 구성되는데, 이때 전방의 대차를 전부 대차로 지칭하고 후방의 대차를 후부 대차로 지칭하는 경우, 전부 대차가 플랫폼에 적용된 레일에 진입시 분기기에서 어느 한 방향으로 이동하면, 후부 대차가 분기기에서 전부 대차와 다른 방향으로 이동함으로써 화차의 차체 단부가 플랫폼을 향하도록 회전하는 것이다.
이때, 후술되겠지만 화차의 차체는 차체의 하부에 구비된 센터핀을 통해 대차(100)와 개별적으로 회전될 수 있어서, 대차(100)가 선로를 따라 이동함에 따라 화차의 차체는 그 단부가 플랫폼을 향하도록 회전하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 대차(100)는 철도차량용 차체의 하부에 구비되어 차체의 하중을 지지하는 대차프레임(110); 상기 대차프레임(110)의 내측에 복수개로 설치되며, 상기 대차프레임(110)의 일측에 설치된 전차선(113)에서 인가되는 전원을 공급받아 구동력을 발생시키는 견인전동기(140); 상기 대차프레임(110)의 일측면에 설치되며, 철도차량이 플랫폼에 진입할 때 전후 대차(100)가 각각의 레일(210)을 따라 회전 이동할 수 있도록 대차의 진행 선로를 안내하는 가이드 레일(220))에 의해 가이드 되는 가이드 휠(120); 대차의 단부에는 철도차량을 서로 연결하는 회전연결기(130);를 포함한다.
상기 대차(100)는 대차 프레임(110)에 차륜 완충부와 연결되는 차축(116)과, 상기 차축(116)의 양단에 연결되는 차륜(117)을 포함한다.
상기 대차 프레임(110)은 대차(100)의 양측을 구성하고 서로 평행하도록 구성되는 사이드 프레임(111)과, 상기 사이드 프레임(111) 사이에 횡방향으로 연결되는 트랜섬(112)을 포함한다.
상기 사이드 프레임(111)은 측방향 프레임으로서, 대차(100)의 측부를 구성한다.
이때, 본 발명은 당연히 주행 차륜과 차축과 브레이크 시스템을 포함하고 있음이 당연하나, 본 발명에서는 종래 열차의 차륜, 차축 및 브레이크 시스템이 적용된다.
즉, 대차(100)는 사이드 프레임(111) 및 트랜섬(112)으로 구성된 대차 프레임(110)에 한쌍의 차축이 구비되고, 각각의 차축에는 한쌍의 차륜이 구비되어 있으며, 각 차륜의 구동력을 제동하는 브레이크 시스템이 구비되어 있다. 이러한 대차의 구조는 당업자라면 누구나 알고 있는 내용이므로, 여기에서는 차륜, 차축 및 브레이크 시스템의 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이러한 사이드 프레임(111)에는 트랜섬(112)이 고정될 수 있는데, 이는 첨부된 도 4를 참조한다.
상기 트랜섬(112)은 2개의 사이드 프레임(111)을 수직방향으로 잇도록 구성되며, 각 단부에 사이드 프레임(111)과의 결합을 위한 삽입부재(111a)가 돌출된다. 이때, 사이드 프레임(111)에는 삽입부재(111a)의 위치에 대응되도록 상기 삽입부재(111a)가 삽입될 수 있는 홈 구성이 마련됨이 당연하다.
또한, 상기 트랜섬(112)에는 센터핀이 삽입되는 센터피봇(111b)이 형성될 수 있는데, 상기 센터피봇(111b)은 상기 센터핀이 센터피봇(111b)으로부터 이탈되지 않도록 센터핀과의 연결구조를 갖는다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상기 트랜섬(112)에는 보강재(stiffener)가 복수개 배열될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 트랜섬(112)은, 사이드 프레임(111)에 결합되고, 상기 사이드 프레임(111)의 일측 단부에는 양 사이드 프레임(111)의 단부에 연결하는 회전연결기(130)가 결합되어 고정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전연결기(130)는, 각각의 사이드 프레임(111)의 일측 단부에 연결되어 연장되다가 어느 한 지점에서 인접해지도록 1회 절곡되되, 서로 맞닿지 않도록 인접하게 각각 2개로 구성된 연결기 프레임(131)을 포함한다.
그리고 2개의 연결기 프레임(131)의 상호 인접한 단부의 상측 및 하측에는 고정프레임(132)이 각각 고정 구성되어 2개의 고정프레임(132) 사이에 이격공간이 형성되도록 구성된다.
이러한 고정프레임(132)은 힌지(H1)가 삽입될 수 있으며, 이를 위해 힌지삽입홀(미도시)이 형성될 수 있다. 이는 아래에서 힌지가 기재되는 모든 경우도 마찬가지이다.
이와 같이 고정프레임(132)에 관통된 힌지(H1)에는 측방향 프레임(133)도 함께 관통하되, 힌지(H1)가 관통된 단부는 2개의 고정프레임(132) 사이에 위치되도록 구성될 수 있다.
이러한 측방향 프레임(133)의 반대 단부에는 상하방향 프레임(134)이 측방향 프레임(133)과 힌지(H2)를 통해 연결되도록 구성된다.
또한, 상하방향 프레임(134)의 반대 단부에는 연결프레임(135)이 구성된다.
이러한 연결프레임(135)은 어느 한 화차에 대하여 후부 대차에 고정되면, 상기 화차와 인접한 다른 화차에 구비된 전부 대차에 고정됨으로써, 화차의 연속 배열이 가능하다.
한편, 사이드 프레임(111) 각각의 하측에 차축의 단부를 지지하고 보호하는 기능을 하는 액슬박스(도면부호 미도시)가 구비된다.
상기 액슬박스는 하나의 사이드 프레임(111)에 대하여 2개씩 구성되어 총 2쌍, 따라서 하나의 대차에는 총 4개의 액슬박스가 구성될 수 있다.
구체적으로, 액슬박스는 사이드 프레임(111)과 직접 체결되어 연결될 수도 있으나, 별도의 보조 프레임 등의 구성을 통해 연결될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 견인전동기(140)는 상기 대차프레임(110)의 내측에 복수개로 설치되며, 상기 대차프레임(110)의 일측에 설치된 전차선(113)에서 인가되는 전원을 공급받아 구동력을 발생시킨다.
특히, 상기 트랜섬(112)의 양측에는 견인전동기(140)를 고정 지지하기 위한 전동기 고정브라켓(112a)과, 드라이빙 기어(150)를 고정 지지하기 위한 기어 고정브라켓(112b)이 각각 설치된다.
한편, 본 발명은 상기 견인전동기(140)의 회전축에 연결되는 기어커플링(160); 상기 기어커플링(160)에 연결되며, 다수의 톱니가 형성되는 피니언(170); 및 상기 피니언(170)에 맞물리게 치합되어 견인전동기(140)의 회전속도를 감소시키는 감속기(180);를 포함한다.
따라서, 견인전동기(140)의 회전력을 차륜(117)에 부드럽게 전달하면서도 레일과의 사이에서 일어나는 차륜의 진동과 충격은 전동기에 전달되지 못하도록 하여 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
이처럼 본 발명은 견인전동기 추진방식을 채택하여 선형유도전동기 추진방식에 비해 열발생 및 전기소모가 적으며, 설치비용을 절감할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 휠(120)은 화차가 플랫폼으로 접근할 때, 플랫폼에 적용된 레일에 구성된 가이드 레일(220)에 삽입되면서 상기 가이드 레일(220)에 가이드 되어 화차가 안정적으로 회전 주행 및 정차할 수 있도록 돕는 보조 휠의 역할을 한다.
상기 가이드 휠(120)은 전부 대차 및 후부 대차에 각각 설치되고, 상기 전부 대차에 설치된 가이드 휠과 후부 대차에 설치된 가이드 휠은 서로 반대되는 사이드 프레임(111)의 일측면에 각각 설치된다. 특히, 상기 가이드 휠(120)은 사이드 프레임(111)의 일측면에서 측방향으로 돌출되도록 결합된다.
상기 가이드 휠(120)은 상기 사이드 프레임(111) 및 회전연결기(130) 중 어느 하나에 수직 방향으로 연결되는 복수개의 연결판(121); 상기 연결판(121)의 하측을 연결하는 하부판(122); 상기 하부판(122)의 저면에 '└┘'자 형태로 구성되어 하부판(122)과 함께 박스 형태를 이루는 박스판(123); 상기 하부판(122)에서부터 박스판(123)의 저면을 관통하여 연결하는 힌지(H3); 및 상기 힌지(H3)에 관통되어 힌지(H3)를 축으로 회전하는 휠부(124)를 포함한다. 이때, 휠부(124)가 가이드 레일(220)에 삽입되어 동작된다.
이하에서는, 첨부된 도 8 및 도 9를 참조하여, 상술된 바와 같은 구조를 갖는 대차(100)에 차체가 놓여지는 구성과, 상기 차체로부터 대차(100)가 회전하는 동작관계를 설명하고자 한다.
상기 트랜섬(112)에는 센터피봇(111b)이 형성되고, 상기 센터피봇(111b)이 형성된 지점을 중심으로 트랜섬(112)의 일면으로부터 지지되는 접속 플레이트(112c)가 형성된다.
그리고 상기 접속 플레이트(112c)의 상측으로는 회전판(190)이 위치된다.
이러한 회전판(190)은 상면에 롤러(191)가 회전판(190)의 원주방향으로 차체가 회전할 수 있도록 복수 개 배열되어 있다.
그리고 상기 트랜섬(112)에 형성된 센터피봇(111b)에는 하부 센터플레이트(114)가 센터피봇(111b)의 형태에 대응되도록 구성되는데, 상기 하부 센터플레이트(114)의 하면은 다단으로 구성되어, 일부가 상기 센터피봇(111b)의 내경에 삽입되고, 다른 일부는 트랜섬(112)의 상면에 안착되도록 구성된다.
그리고 센터피봇(111b)에 삽입된 차체에 구비된 센터핀은 구체적으로 하부 센터플레이트(114)를 관통하는 형태로 센터피봇(111b)에 삽입될 수 있다.
이때, 하부 센터플레이트(114)는 상면에 반구 형태로 오목하게 형성되되, 센터핀이 관통되는 중심부가 볼록하게 돌출되도록 구성되어 단턱이 형성될 수 있다.
또한, 하부 센터플레이트(114)는 이의 외면 상부 센터플레이트(115) 측으로부터 전해지는 수직하중을 보강하기 위하여, 트랜섬(112)에 닿는 저면 외곽에 강도 보강부(114a)가 형성될 수 있다.
이러한 강도 보강부(114a)는 수평 바닥면과 수직 테두리면을 포함하고, 수평 바닥면의 높이는 하부 센터플레이트(114)의 맨 저면 높이보다 높게 형성되고, 수직 테두리면의 외경은 하부 센터플레이트(114)의 내면의 최대 직경보다 작게 형성될 수 있다.
이와 같은 강도 보강부(114a)는 주물 제작시 하부 센터플레이트(114)와 일체로 형성되며, 하부 센터플레이트(114)의 취성을 대폭 보강하는 역할을 한다.
이러한 하부 센터플레이트(114)의 상측으로는 상면이 그의 하부방향으로 오목한 반구 형태의 홈이 형성되고, 상기 하부 센터플레이트(114)에 삽입되기 위하여 반구형상의 몸체를 갖되, 상기 홈의 저면에는 하부방향으로 관통되어 상기 하부 센터플레이트(114)에 형성된 단턱이 삽입될 수 있는 홀이 형성된 상부 센터플레이트(115)가 안착되며, 상기 상부 센터플레이트(115)는 반구형상의 몸체 테두리에 플랜지부를 포함하는 구성을 갖는다.
이러한 플랜지부 둘레에는 상부 센터플레이트(115)를 차체에 결합하기 위한 복수개의 체결공들이 형성될 수 있다.
이때, 상기 하부 센터플레이트(114)와 상부 센터플레이트(115) 사이에는 마찰 센터플레이트(미도시)가 구비된다. 이러한 마찰 센터플레이트의 구체적인 설명은 생략한다.
상술된 구조에 대하여, 상기 회전판(190), 접속 플레이트(112c) 및 상부 센터플레이트(115)의 플랜지부까지 볼트를 관통시켜 너트와 핀의 조합으로 이들을 연결시킨다.
이에 따라, 대차(100)가 상술된 플랫폼에 적용된 레일을 주행하면서 전부 대차와 후부 대차의 방향이 달라지게 되는 경우, 차체가 안착되어 직접 맞닿는 회전판(190)에 의해 회전하게 된다.
이때 차체의 회전은 회전판(190)에 형성된 롤러(191)에 의해 회전이 용이해 진다.
한편, 상부 센터플레이트(115)까지 관통된 센터핀의 단부에 헤드부(미도시)가 구성되어, 상기 센터핀이 상부 센터플레이트(115)와 함께 회전될 수 있도록 한다.
이때, 상기 헤드부는 센터핀의 단부에 형성된 헤드와 헤드 일측에 연결된 보조구성들을 모두 포함하는 의미이다. 다만, 상부 센터플레이트(115)와 센터핀이 같이 회전될 수 있는 구조이면 다른 구조로 변경될 수도 있을 것이다. 즉, 본 발명에서 주장하고자 하는 것 상부 센터플레이트(115)외 센터핀이 같이 회전되는 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
100 : 대차 110 : 대차프레임
111 : 사이드 프레임 111a : 삽입부재
111b : 센터피봇 112 : 트랜섬
112a : 전동기 고정브라켓 112b : 기어 고정브라켓
112c : 접속 플레이트 113 : 전차선
114 : 하부 센터플레이트 114a : 강도 보강부
115 : 상부 센터플레이트 116 : 차축
117 : 차륜 120 : 가이드 휠
121 : 연결판 122 : 하부판
123 : 박스판 124 : 휠부
130 : 회전연결기 131 : 연결기 프레임
132 : 고정프레임 133 : 측방향 프레임
134 : 상하방향 프레임 135 : 연결프레임
140 : 견인전동기 150 : 드라이빙 기어
160 : 기어커플링 170 : 피니언
180 : 감속기 190 : 회전판
191 : 롤러 210 : 레일
220 : 가이드 레일 H1,H2,H3 : 힌지

Claims (8)

  1. 인터모달 자동화물운송시스템에 적용되는 철도차량의 회전정렬형 대차에 있어서,
    상기 대차(100)는,
    철도차량용 차체의 하부에 구비되어 차체의 하중을 지지하는 대차프레임(110);
    상기 대차프레임(110)의 내측에 복수개로 설치되며, 상기 대차프레임(110)의 일측에 설치된 전차선(113)에서 인가되는 전원을 공급받아 구동력을 발생시키는 견인전동기(140);
    상기 대차프레임(110)의 일측면에 설치되며, 철도차량이 플랫폼에 진입할 때 전후 대차(100)가 각각의 레일(210)을 따라 회전 이동할 수 있도록 대차의 진행 선로를 안내하는 가이드 레일(220))에 의해 가이드 되는 가이드 휠(120);
    대차의 단부에는 철도차량을 서로 연결하는 회전연결기(130);가 구비되되,
    상기 회전연결기(130)는,
    대차의 양 사이드 프레임의 단부에 각각 연결되어 연장되는 2개의 연결기 프레임(131)과, 상기 연결기 프레임(131)에 상하좌우 회동이 가능하도록 힌지 결합되는 연결 프레임(135)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 회전정렬형 대차 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 휠(120)은 전부 대차 및 후부 대차에 각각 설치되고,
    상기 전부 대차에 설치된 가이드 휠과 후부 대차에 설치된 가이드 휠은 서로 반대되는 사이드 프레임(111)의 일측면에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전연결기(130)는,
    복수개의 사이드 프레임(111) 각각의 단부에 연결되어 연장되다가 어느 한 지점에서 인접해지도록 절곡되되 서로 맞닿지 않도록 인접하게 복수개로 구성되는 연결기 프레임(131);
    상기 연결기 프레임(131)이 인접한 단부의 상측과 하측에 구성되어 사이에 이격공간이 형성되는 복수개의 고정프레임(132);
    상기 고정프레임(132)에 관통되는 힌지(H1);
    상기 힌지(H1)에 관통되어 힌지(H1)가 관통된 단부가 복수개의 고정프레임(132) 사이에 위치되는 측방향 프레임(133);
    상기 측방향 프레임(133)의 반대 단부에 다른 힌지(H2)를 통해 연결되는 상하방향 프레임(134); 및
    상기 상하방향 프레임(134)의 반대 단부에 연결되는 연결프레임(135);을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 대차프레임(110)은 대차(100)의 양측을 구성하고 서로 평행하도록 구성되는 사이드 프레임(111)과, 상기 사이드 프레임(111) 사이에 횡방향으로 연결되는 트랜섬(112)을 포함하고,
    상기 가이드 휠(120)은 사이드 프레임(111)의 일측면에서 측방향으로 돌출되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 트랜섬(112)의 양측에는 견인전동기(140)를 고정 지지하기 위한 전동기 고정브라켓(112a)과, 드라이빙 기어(150)를 고정 지지하기 위한 기어 고정브라켓(112b)이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 견인전동기(140)의 회전축에 연결되는 기어커플링(160);
    상기 기어커플링(160)에 연결되며, 다수의 톱니가 형성되는 피니언(170); 및
    상기 피니언(170)에 맞물리게 치합되어 견인전동기(140)의 회전속도를 감소시키는 감속기(180);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 휠(120)은,
    상기 사이드 프레임(111) 및 회전연결기(130) 중 어느 하나에 수직 방향으로 연결되는 복수개의 연결판(121);
    상기 연결판(121)의 하측을 연결하는 하부판(122);
    상기 하부판(122)의 저면에 '└┘'자 형태로 구성되어 하부판(122)과 함께 박스 형태를 이루는 박스판(123);
    상기 하부판(122)에서부터 박스판(123)의 저면을 관통하여 연결하는 힌지(H3); 및
    상기 힌지(H3)에 관통되어 힌지(H3)를 축으로 회전하는 휠부(124);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 대차(100)에는 회전판(190)이 더 설치되되, 상기 회전판(190)은 트랜섬(112)에 설치되고, 상면에 롤러(191)가 회전판(190)의 원주방향으로 복수개 배열 설치되어 대차와 차체가 원활하게 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 회전정렬형 대차구조.
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