KR20180005044A - 무가선 노면 전차 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 일 실시 예는 레일, 레일을 따라 운행되는 전동 차량, 전동 차량의 전면 및 후면 중 적어도 하나에 배치되는 배터리 차량, 및 전동 차량과 배터리 차량을 전기적으로 접속 또는 분리시키는 커넥터부를 포함할 수 있다.
여기서, 배터리 차량은 배터리, 배터리 차량 자체적 구동을 위한 제 1 구동부, 플러그 및 제어부를 포함할 수 있다.

Description

무가선 노면 전차{CATENARY FREE TRAM}
본 발명은 무가선 노면 전차에 관한 것으로서, 전동 차량과 전동 차량에 분리 가능하게 연결되는 배터리 차량을 포함하는 무가선 노면 전차에 관한 것이다.
무가선 노면 전차는 교통 수단의 하나로서, 도로상에 부설된 전용 레일을 따라 운행된다. 무가선 노면 전차는 중전철로 분류되는 지하철보다 작은 크기를 갖는다. 또한, 레일을 따라 함께 운행되도록 연결된 차량의 수도 적다. 따라서, 무가선 노면 전차는 경전철로 분류될 수 있다. 무가선 노면 전차는 지하철보다 적은 공사비가 소모된다. 또한, 무가선 노면 전차는 운용을 위한 공사 기간이 짧다는 장점을 갖는다. 이 때문에, 천문학적인 예산이 투입되는 지하철의 대체 교통수단으로 검토되고 있다.
종래의 무가선 노면 전차는 레일을 따라 설치된 전차선으로부터 전력을 공급받는다. 예컨대, 무가선 노면 전차는 레일 상에 배치된다. 무가선 노면 전차는 그 상부에 배치된 집전장치를 갖는다. 집전장치는 전차선에 접촉된다. 따라서, 집전장치는 전차선으로부터 전력을 공급받아 무가선 노면 전차에 공급할 수 있다.
이러한, 종래의 무가선 노면 전차의 운행을 위해서, 레일과 레일을 따라 전력 공급을 위한 전차선을 설치하는 가선 공사를 수행하여야 한다. 따라서, 무가선 노면 전차의 운행을 위해서 가선 공사에 따른 공사비가 추가적으로 필요하다. 또한, 도심에 설치된 전차선은 도심의 미관을 크게 손상시킬 수 있다. 더욱이, 고압 전력을 갖는 전차선으로 인해, 감전 등 안전사고의 발생 위험이 상존한다.
본 발명의 일 실시 예는, 전동 차량에 용이하게 접속 또는 분리되는 배터리 차량을 포함하는 무가선 노면 전차를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 무가선 노면 전차의 일 실시 예는, 레일, 상기 레일을 따라 운행되는 전동 차량, 및 상기 전동 차량에 분리 가능하게 연결되어, 상기 전동 차량에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 배터리 차량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 차량과 상기 전동 차량을 전기적으로 접속 또는 분리시키는 커넥터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 차량은 상기 전동 차량의 전면 및 후면 중 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 차량은 제 1 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥터부는, 상기 배터리 차량에 배치된 플러그, 및 상기 전동 차량에 배치된 리셉터클을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리셉터클은 상기 전동 차량의 전면에 배치된 제 1 리셉터클, 및 상기 전동 차량의 후면에 배치된 제 2 리셉터클을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전동 차량은 제 2 구동부를 포함하는 적어도 하나의 구동 차량, 상기 구동 차량에 연결된 적어도 하나의 종동 차량, 및 상기 전동 차량들간 전력을 전송하는 전력 연결 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전동 차량으로부터 분리된 상기 배터리 차량을 충전하는 배터리 교환 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 교환 스테이션과 상기 레일을 연결하는 적어도 하나의 보조 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥터부는 상기 플러그의 적어도 일부를 감싸는 하우징, 상기 플러그로부터 이격되어 배치된 가이드 핀, 및 상기 플러그를 일 방향으로 이동시키는 제 3 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 레일을 따라 운행되는 전동 차량의 전면 및 후면 중 적어도 한 면에 전력 공급을 위한 배터리를 포함하는 배터리 차량이 연결될 수 있다. 배터리 차량은 배터리 교환 스테이션에서 전동 차량에 연결되거나, 전동 차량으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 전동 차량은 배터리 차량에 의해 레일을 따라 운행될 수 있다. 즉, 전동 차량에 전력을 공급하기 위한 전차선이 필요 없다.
또한, 배터리 차량은 보조 레일을 통해 배터리 교환 스테이션과 전동 차량의 사이를 이동한다. 또한, 커넥터부는 배터리 차량과 전동 차량을 전기적 접속 및 분리시킬 수 있다. 따라서, 배터리 차량은 전동 차량에 용이하게 접속되거나, 분리될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무가선 노면 전차를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 무가선 노면 전차를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배터리 차량의 일 실시 예를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 차량에 배치된 커넥터부의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션 및 보조 레일을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 배터리 차량의 접속 및 분리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시 예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시 예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면들은 다양한 실시 예들 중 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것일 뿐이다.
발명의 이해를 돕기 위해, 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 “상”에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시 예인 무가선 노면 전차(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무가선 노면 전차(10)를 도시한 사시 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 무가선 노면 전차(10)를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무가선 노면 전차(10)는 레일(100), 레일(100) 상에 배치된 전동 차량(200), 전동 차량(200)에 분리 가능하게 연결되는 배터리 차량(300), 및 전동 차량(200)과 배터리 차량(300)을 전기적으로 연결 또는 분리하는 커넥터부(400)를 포함할 수 있다.
레일(100)은 노면에 배치될 수 있다. 특히, 레일(100)은 노면 상부로 돌출되지 않게 배치될 수 있다. 즉, 레일(100)은 노면에 함몰되게 배치될 수 있다. 레일(100)은 후술할 전동 차량(200)을 지지할 뿐만 아니라, 전동 차량(200)의 하중을 분산시킬 수 있다. 레일(100)은 전동 차량(200)을 안내한다. 일 실시 예로, 레일(100)은 전동 차량(200)의 원활한 주행을 도모하면서, 마찰로 인한 마모를 최소화할 수 있는 강성을 가질 수 있다.
전동 차량(200)은 적어도 하나의 구동 차량(210)과 적어도 하나의 종동 차량(230) 및 전력 연결 단자(250)를 포함할 수 있다. 구동 차량(210)은 제 2 구동부(211)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 구동부(211)는 모터를 포함할 수 있다. 제 2 구동부(211)는 구동 차량(210)의 차륜에 구동력을 전달한다. 전동 차량(200)은 복수의 구동 차량(210)을 포함할 수 있다. 즉, 제 2 구동부(211)는 복수 개로 전동 차량(200)에 배치될 수 있다.
종동 차량(230)은 구동 차량(210)에 연결된다. 복수의 전동 차량(200)은 서로 굴절 가능하게 연결될 수 있다. 예컨대, 종동 차량(230)은 구동 차량(210)에 굴절 가능하게 연결될 수 있다. 전동 차량(200)이 복수의 구동 차량(210)을 포함하는 경우, 구동 차량(210)들은 서로 굴절 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 다수의 전동 차량(200) 중 어느 하나는 이웃하는 다른 하나와 굴절 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 전동 차량(200)은 전력 연결 단자(250)를 포함할 수 있다. 전력 연결 단자(250)는 다수의 전동 차량(200)들을 전기적으로 연결한다. 예컨대, 다수의 전동 차량(200) 중 어느 하나는 이웃하는 다른 하나와 전력 연결 단자(250)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 후술할 배터리 차량(300)에 배치된 배터리(310)로부터 공급받은 전력은 전력 연결 단자(250)를 통해 이웃하는 전동 차량(200)에 공급될 수 있다.
전동 차량(200)은 적어도 하나의 전력 분배부(290)를 포함할 수 있다. 전력 분배부(290)는 배터리 차량(300)에 연결될 수 있다. 따라서, 전력 분배부(300)는 배터리 차량(300)으로부터 제공받은 전력을 다수의 전동 차량(200)에 분배할 수 있다. 또한, 전동 차량(200)은 보조 배터리(270)를 더 포함할 수 있다. 보조 배터리(270)는 배터리 차량(300)의 교체 시에 전동 차량(200)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무가선 노면 전차(10)는 커넥터부(400)를 더 포함할 수 있다. 커넥터부(400)는 배터리 차량(300)에 배치된 플러그(410)와 전동 차량(200)에 배치된 리셉터클(430)을 포함할 수 있다. 플러그(410)가 리셉터클(430)에 접속되면, 배터리(310)의 전력을 전동 차량(200)에 제공할 수 있다. 리셉터클(430)은 제 1 리셉터클(431)과 제 2 리셉터클(433)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 리셉터클(431)은 전동 차량(200)의 전면에 배치될 수 있다. 또한, 제 2 리셉터클(433)은 전동 차량(200)의 후면에 배치될 수 있다. 이로써, 전동 차량(200)은 2 개의 배터리 차량(300)과 연결될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 배터리 차량(300)의 일 실시 예를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 배터리 차량(300)은 배터리(310), 제 1 구동부(330), 플러그(410)를 포함하는 커넥터부(400), 및 제어부(350)를 포함할 수 있다. 배터리(310)는 교체 가능하게 배치될 수 있다. 제 1 구동부(330)는 배터리 차량(300)을 자체적으로 구동시킬 수 있다. 한편, 배터리 차량(300)은 적어도 하나의 플러그(410)를 포함하는 커넥터부(400)를 포함할 수 있다. 예컨대, 2 개의 커넥터부(400)가 배터리 차량(300)의 전면 및 후면에 배치될 수 있다. 이는, 배터리 차량(300)의 전면 및 후면이 선택적으로 전동 차량(200)에 연결될 수 있게 한다.
제어부(350)는 제 2 구동부(330), 커넥터부(400)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(350)는 제 2 구동부(330)의 동작을 제어하여 배터리 차량(300)을 전진 또는 후진시킨다. 여기서, 제 2 구동부(330)는 모터를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(350)는 배터리 차량(300)과 전동 차량(200)의 연결 또는 분리 시, 플러그(410)를 리셉터클에 접속시키거나, 분리 시킬 수 있다. 한편, 제어부(350)는 배터리(310)의 충전 상태를 관리할 수 있다. 예컨대, 제어부(350)는 배터리 (310)의 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 전동 차량(200) 또는 배터리 교환 스테이션(500)에 제공할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 차량(300)에 배치된 커넥터부(400)의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 배터리 차량(300)에 배치된 커넥터부(400)는 플러그(410), 하우징(450), 가이드 핀(470), 제 3 구동부(490)를 포함할 수 있다. 또한, 배터리 차량(300)에 배치된 커넥터부(400)는 탄성부재(420), 제 1 플레이트(440), 제 2 플레이트(460), 및 가이드 바(480)를 더 포함할 수 있다.
플러그(410)는 전동 차량(200)의 리셉터클(430)에 연결될 수 있다. 예컨대, 배터리 차량(300)과 전동 차량(200)의 연결 시, 플러그(410)가 리셉터클(430)에 접속될 수 있다. 또한, 배터리 차량(300)과 전동 차량(200)의 분리 시, 플러그(410)는 리셉터클(430)로부터 분리될 수 있다. 하우징(450)은 플러그의 적어도 일부를 감싼다. 가이드 핀(470)은 플러그(410)로부터 이격되어 배치된다. 가이드 핀(470)은 하우징(450)에 배치될 수 있다. 제 3 구동부(490)는 플러그(410) 또는 하우징(450)의 일측에 연결될 수 있다. 제 3 구동부(490)는 플러그(410)를 전진 또는 후진시킬 수 있다. 일 실시 예로, 제 3 구동부(490)는 실린더(491)와 로드(493)를 포함할 수 있다. 리셉터클(430)은 가이드 핀(470)에 대응하는 가이드 홈(미도시)을 가진다. 가이드 핀(470)은 전진 또는 후진하는 플러그(410)의 위치를 안내하여, 플러그(410)와 리셉터클(430)의 안정적인 접속이 이루어진다.
제 1 플레이트(440)는 하우징(450)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제 2 플레이트(460)는 제 1 플레이트(440)와 이격되어 배치될 수 있다. 하우징(450)과 제 1 플레이트(440)의 사이에는 탄성부재(420)가 배치될 수 있다. 탄성부재(420)는 플러그(410)와 리셉터클(430)의 접속 시 발생하는 충격을 흡수할 수 있다. 가이드 바(480)는 제 1 플레이트(440)에 연결될 수 있다. 제 2 플레이트(460)는 가이드 바(480)가 관통하는 관통홀을 가질 수 있다. 가이드 바(480)는 플러그(410)의 전진 또는 후진 시, 제 1 플레이트(440), 하우징(450) 및 플러그(410)의 이동을 안내할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무가선 노면 전차(10)의 배터리 차량(300)의 분리 및 접속에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 교환 스테이션(500) 및 보조 레일(600)을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 배터리 차량(300)의 접속 및 분리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무가선 노면 전차(10)는 배터리 교환 스테이션(500)과 보조 레일(600)을 더 포함할 수 있다. 배터리 교환 스테이션(500)은 전동 차량(200)으로부터 분리된 배터리 차량(300)을 충전한다. 즉, 배터리 교환 스테이션(500)의 내부에 다수의 배터리 차량(300)이 배치될 수 있다. 배터리 교환 스테이션(500)은 레일(100)과 보조 레일(600)로 연결될 수 있다.
배터리 차량(300)은 배터리 교환 스테이션(500)에 진입한 전동 차량(200)으로부터 분리되거나, 전동 차량(200)에 접속될 수 있다. 일 실시 예로, 전동 차량(200)은 전동 차량(200)의 전면에 연결된 배터리 차량(300)을 포함할 수 있다. 전동 차량(200)이 배터리 교환 스테이션(500)에 진입하면, 전동 차량(200)의 전면에 연결된 배터리 차량(300)은 보조 레일(600)을 따라 배터리 교환 스테이션(500)으로 이동된다. 이때, 배터리 차량(300)의 플러그(410)는 리셉터클(430)로부터 분리되어 배터리 차량(300)은 제 1 구동부(330)에 의해 자체적으로 이동될 수 있다.
한편, 배터리 차량(300)은 배터리 교환 스테이션(500)으로부터 전동 차량(200)으로 보조 레일(600)을 따라 이동된다. 배터리 차량(300)은 제 1 구동부(330)에 의해 자체적으로 이동될 수 있다. 배터리 차량(300)은 전동 차량(200)의 후면에 연결된다. 이때, 배터리 차량(300)의 플러그(410)는 전동 차량(200)의 리셉터클(430)에 접속된다. 배터리 차량(300)이 연결된 전동 차량(200)은 레일(100)을 따라 이동된다. 이후, 전동 차량(200)은 다시 배터리 교환 스테이션(500)에 진입할 수 있다. 이 경우, 전동 차량(200)의 전면으로 배터리 차량(300)이 연결된다. 또한, 전동 차량(200)의 후면에 연결된 배터리 차량(300)은 전동 차량(200)으로부터 분리되어 배터리 교환 스테이션(500)으로 이동된다.
이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 무가선 노면 전차
100 : 레일
200 : 전동 차량
300 : 배터리 차량
400 : 커넥터부
500 : 배터리 교환 스테이션
600 : 보조 레일

Claims (11)

  1. 레일;
    상기 레일을 따라 운행되는 전동 차량; 및
    상기 전동 차량에 분리 가능하게 연결되어, 상기 전동 차량에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 배터리 차량;
    을 포함하는 무가선 노면 전차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 차량과 상기 전동 차량을 전기적으로 접속 또는 분리시키는 커넥터부를 더 포함하는 무가선 노면 전차.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 차량은 상기 전동 차량의 전면 및 후면 중 적어도 하나에 연결되는 무가선 노면 전차.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배터리 차량은 제 1 구동부를 포함하는 무가선 노면 전차.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 커넥터부는,
    상기 배터리 차량에 배치된 플러그; 및
    상기 전동 차량에 배치된 리셉터클을 포함하는 무가선 노면 전차.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리셉터클은
    상기 전동 차량의 전면에 배치된 제 1 리셉터클; 및
    상기 전동 차량의 후면에 배치된 제 2 리셉터클;
    을 포함하는 무가선 노면 전차.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 커넥터부는
    상기 플러그의 적어도 일부를 감싸는 하우징;
    상기 플러그로부터 이격되어 배치된 가이드 핀; 및
    상기 플러그를 일 방향으로 이동시키는 제 3 구동부;
    를 더 포함하는 무가선 노면 전차.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동 차량은
    제 2 구동부를 포함하는 적어도 하나의 구동 차량;
    상기 구동 차량에 연결된 적어도 하나의 종동 차량; 및
    상기 전동 차량들간 전력을 전송하는 전력 연결 단자;
    를 포함하는 무가선 노면 전차.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동 차량으로부터 분리된 상기 배터리 차량을 충전하는 배터리 교환 스테이션을 더 포함하는 무가선 노면 전차..
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리 교환 스테이션과 상기 레일을 연결하는 적어도 하나의 보조 레일을 더 포함하는 무가선 노면 전차.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조 레일은 상기 레일과 복수의 교차점을 갖고 연결되는 무가선 노면 전차.
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