놀이기구 차량

놀이기구 차량{AMUSEMENT RIDE VEHICLE INCLUDING AN ARTICULATION JOINT}

롤러 코스터와 같은 놀이기구는 통상적으로 트랙 또는 레일 위를 달리는 차량을 포함한다.

차량 또는 차는 커플링에 의해 연결되는 다수의 차량부를 포함할 수 있다. 때때로 다수의 차량부는 놀이기구의 탑승 정원을 증가시키기 위해 서로 연결된다. 트랙의 구조 및 차량부의 상대적인 크기에 따라, 2개 또는 그 이상의 차량부는 트랙에 있어서의 곡선부를 수용하도록 서로에 대해 상대적으로 방향전환 및/또는 회전될 것이 요구될 수 있다.

놀이기구는 종종 매우 급한 곡선부를 포함하는데, 이는 특히 상기 놀이기구가 예를 들어, 실내 시설 또는 협소한 외부 공간에서와 같이 비교적 좁은 공간에 설치되는 경우에 그러하다. 또한, 저속에서조차 탑승자들에게 보다 큰 중력("g" force)으로 최고의 탑승감을 고취시키기 위해 급한 반경 곡선 또는 작은 반경 곡선이 사용될 수 있다. 급한 곡선부의 결과적인 단점 중 하나는 놀이기구 차량이 급한 곡선부를 따라 안전하고 효율적으로 운행할 수 있도록, 통상적으로 전체 길이가 짧아져야 한다는 것이다. 결과적으로, 탑승 정원 또는 좌석의 개수는 통상적으로 감소된다. 이는 종종 놀이기구를 타기 위한 대기 라인 및 대기 시간을 유발한다.

놀이기구 또는 롤러 코스터와 관련된 또 다른 일반적인 문제점은 기능불량의 놀이기구 차량으로 인한 작동 중지 시간이다. 이는 차량부 사이의 조인트 또는 커플링이 기능불량일 때 발생할 수 있다. 만일, 작동 중에 조인트 또는 커플링이 기능불량을 일으키면, 적어도 조인트가 고정될 수 있거나 상기 차량이 트랙에서 제거될 수 있을 때까지 일반적으로는 놀이기구 차량 전체가 일시적으로 정지되어야 한다.

검사 및 유지보수를 매일 실행하더라도, 차량 커플링은 운행중에 기능불량을 일으킬 수 있다. 이러한 원인으로 인해, 조립체의 일부로서 관절 조인트를 갖는 최근의 놀이기구 시스템에는 예비 시스템이 장착될 수 있다. 그러나 이러한 예비 시스템은 주 관절 시스템과 같은 동일한 하중을 지지하거나, 차량부 사이에 동일한 관절을 허용하도록 설계되지는 않는다. 결과적으로, 놀이기구 차량은 일반적으로 조인트의 기능불량이 발생하는 경우, 수리를 위해 선로에서 제거되어야 할 것이다. 따라서, 급한 곡선부를 수용하면서도 다수의 승객을 태울 수 있고, 차량부 사이의 조인트 또는 커플링이 기능불량일 때에도 계속하여 작동할 수 있는 개선된 놀이기구 차량에 대한 요구가 존재한다.

발명의 요약

본 발명은 제 1 차량부, 제 2 차량부 및 제 1 및 제 2 차량부를 연결하여 상기 제 1 및 제 2 차량부 사이에서의 회전 또는 선회 운동을 제공하는 관절 조인트 또는 피봇 조인트(pivot joint)를 포함하는 놀이기구 차량에 관한 것이다.

일 측면에서, 관절 조인트는 조인트의 정상 작동 동안 하중을 지지하기 위한 제 1 축과, 상기 제 1 축이 작동 불능인 경우에 하중을 지지하기 위한 상기 제 1 축 내의 제 2 축을 포함한다.

또 다른 측면에서, 핸들 또는 레버와 같은 테스트 요소가 상기 제 2 축에 부착된다. 제 2 축은 조인트의 정상 작동 동안, 즉 상기 제 1 축이 조인트에 작용하는 하중을 지지할 때, 테스트 요소에 의해 회전 가능하다. 제 1 축이 고장나거나 작동 불능인 경우, 제 2 축은 조인트에 작용하는 하중을 다루고, 테스트 요소에 의해 회전할 수 없게 되어 제 1 축이 고장난 상태라는 것을 알려준다.

본 발명의 또 다른 특징 및 이점은 이하 명백하게 될 것이다. 전술된 본 발명의 특징들은 각각 또는 함께 사용될 수 있으며, 또는 상기 특징들 중 하나 이상의 다양한 결합으로 사용될 수 있다. 본 발명은 전술된 특징들의 서브 컴비네이션으로도 존재한다.

도 1은 놀이기구 차량의 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 놀이기구 차량의 차대 및 관절 조인트의 부분 확대도,

도 3은 도 2에 도시된 관절 조인트의 확대도,

도 4는 전방 및 후방 차량 차대부에 연결되는 것으로, 도 3에 도시된 관절 조인트의 측단면도,

도 5는 도 4로부터의 A 부분의 확대 단면도.

도면에 있어서, 유사한 참조 부호는 전체 도면을 통해 유사한 요소를 나타낸다.

이제 도면을 상세하게 참조하면, 도 1은 후방 또는 제 2 차량부(14)에 부착된 전방 또는 제 1 차량부(12)를 갖는 놀이기구 또는 롤러 코스터 차량(10)을 도시한다. 제 1 및 제 2 차량부(12, 14) 각각은 놀이기구 차량(10)이 총 16개 좌석을 포함하도록 4개의 좌석(16)의 2열을 포함한다. 이와 달리 적당한 좌석열을 갖는 다른 적당한 개수의 차량부가 사용될 수 있다.

무릎 바아(26), 어깨 바아 및/또는 안전 벨트 등과 같은 승객 안전 장치는 바람직하게는 차량(10)의 이동 동안, 승객을 좌석(16)에 유지토록 하기 위해 각각의 좌석(16)에 제공된다. 통상적으로 사용되는 안전 장치의 유형은 놀이기구 차량(10)이 수행하는 이동의 유형에 종속한다. 예를 들어, 놀이기구 차량(10)이 뒤집힘 운동을 수행하면, 어깨 안전 장치가 사용될 수 있다.

한 쌍의 전방 휠 조립체(18)가 제 1 차량부(12)의 바닥에 인접하여, 상기 제 1 차량부(12)의 양쪽에 부착된다. 유사하게, 한 쌍의 후방 휠 조립체(22)가 제 2 차량부(14)의 바닥에 부착된다. 전방 및 후방 휠 조립체(18, 22) 상의 휠(20)은 놀이기구의 트랙 또는 레일에 결합하도록 구성된다. 전방 및 후방 휠 조립체(18, 22)는 트랙 또는 레일을 따라 회전하여, 놀이기구 차량(10)을 상기 트랙 또는 레일에 고정시킨다. 놀이기구에 요구되는 소정의 요건을 충족시키기 위해, 더 많은 수의 휠 조립체 또는 더 적은 수의 휠 조립체가 사용될 수 있다.

바람직하게는, 전방 및 후방 휠 조립체(18, 22) 각각은 수평 축선 및 수직 축선을 중심으로 선회할 수 있는 아암 또는 축에 부착되는 2개 이상의 수직 방향 휠(도시되지 않음)을 포함한다. 상기 수직 방향 휠은 바람직하게는 트랙 또는 레일의 상부에 올라탄다. 놀이기구 차량(10)이 트랙 내의 수직 피치에 진입하면, 아암 또는 축이 수평 축선을 중심으로 선회하여, 휠이 트랙을 운행하며 놀이기구 차량(10)은 현저한 수직 방향 굽힘 응력을 받지 않는다. 놀이기구 차량(10)이 트랙 내에서 수평 방향 회전부에 진입하는 경우, 아암 또는 축은 휠이 트랙을 운행하고, 놀이기구 차량(10)이 현저한 수평 방향 굽힘 응력을 받지 않도록 수직 축선을 중심으로 선회한다. 이 밖에 다른 적합한 휠 조립체 구조가 공지되어 있는 바와 같이, 놀이기구 차량(10)의 피치(pitch) 운동 및 요(yaw) 운동을 수용하기 위해 대안적으로 사용될 수 있다.

도 2는 제 1 차량부(12)의 제 1 차대부(40)와 제 2 차량부(14)의 제 2 차대부(42)의 부분 확대도이다. 제 1 및 제 2 차대부(40, 42)는 바람직하게는 강철로 또는 그 밖의 다른 적절한 재료로 구성되고, 조인트(30)에 의해 연결된다. 조인트(30)는 제 1 및 제 2 차량부(12, 14) 사이에서 조인트(30)의 종방향 축선을 중심으로 상대 회전을 제공하며, 따라서 관절 조인트(30)로 지칭된다. 관절 조인트(30)는 놀이기구 차량(10)이 기구 트랙 내의 급한 곡선부를 통해 이동할 수 있게 한다. 관절 조인트(30)에 의해 제공되는, 제 1 및 제 2 차량부(12, 14) 사이의 상대 회전의 정도는 바람직하게는 기구 트랙의 구조에 의해서만 제한된다.

도 3 내지 도 5는 바람직한 실시예에 따른 관절 조인트(30)의 상세를 도시한다. 관절 조인트(30)는 바람직하게는 제 1 및 제 2 차량부(12, 14)에 연결되는 중공 원통형 주축(32)과, 상기 주축(32) 내에 동심으로 위치되고 상기 제 1 및 제 2 차량부(12, 14)에 연결되는 중공 원통형 부축(34)을 포함한다. 주축(32)은 바람직하게는 차대 튜브(36) 내에 동심으로 위치된다. 차대 튜브(36)는 제 1 및 제 2 차대부(40, 42)로 연결되고, 주축(32)을 중심으로 회전 또는 선회하여 제 1 및 제 2 차량부(12, 14) 사이의 종방향 축선(전방에서 후방으로의 축선 AA)을 중심으로 상대 회전을 제공한다.

바람직하게는, 주축(32)은 대략 18인치 내지 24인치 또는 대략 21인치의 길이와, 대략 5.5인치 내지 6.0인치 또는 대략 5.75인치의 외경과, 대략 4.1인치 내지 4.7인치 또는 대략 4.4인치의 내경을 갖는다. 부축(34)은 바람직하게는 대략 20인치 내지 26인치 또는 대략 23인치의 길이와, 대략 3.75인치 내지 4.25인치 또는 대략 4.0인치의 외경과, 대략 2.25인치 내지 2.75인치 또는 대략 2.5인치의 내경을 갖는다. 물론, 주축 및 부축(32, 34)은 제 1 및 제 2 차량부(12, 14)의 크기 및 중량에 따라 더 클 수도, 더 작을 수도 있다.

일련의 외측 또는 제 1 베어링(38)은 바람직하게는 상기 베어링(38)이 차대 튜브(chassis tube)(36)와 주축(32) 사이에 위치되도록 차대 튜브(36) 내로 가압된다. 이와 달리, 롤러 베어링, 볼 베어링 또는 그 밖의 다른 적합한 베어링이 차대 튜브(36)와 주축(32) 사이에 위치될 수 있다. 일련의 내측 또는 제 2 베어링(39)은 바람직하게는 주축(32)과 부축(34) 사이에 위치된다. 일련의 제 1 및 제 2 베어링(38, 39)은 바람직하게는 황동으로 또는 그 외 다른 적합한 재료로 제조된다. 차대 튜브(36)는 놀이기구 차량(10)의 정상 작동 동안, 주축(32)을 중심으로, 상기 일련의 제 1 베어링(38)에 대해 회전할 수 있다. 주축(32)은 상기 주축(32)이 고장나거나 작동 불능인 경우, 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이, 부축(34)을 중심으로 상기 일련의 제 2 베어링(39)에 대해 회전할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 관절 조인트(30)는 바람직하게는 제 1 차대부(40)의 후방면 또는 제 2 차대부(42)의 전방면에의 부착을 위한 제 1 차대 조립체(58)와, 제 1 차대부(40)의 후방면 및 제 2 차대부(42)의 전방면의 다른 쪽에의 부착을 위한 제 2 차대 조립체(60)를 포함한다. 주축 및 부축(32, 34)은 제 1 및 제 2 차대 조립체(58, 60) 내의 중앙 개구를 통해 제 1 및 제 2 차대부(40, 42)로 진입 및 결합한다. 바람직하게는 관절 조인트(30)는 부싱(82), 스페이서(84), 와셔(86) 등을 더 포함하여, 여러 조인트 구성요소 사이의 관절 이동 및/또는 고정 결합을 용이하게 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 주축(32)은 바람직하게는 스페이서(76)에 의해 베어링(38) 중 하나로부터 이격되는 주 로크 링(lock ring) 또는 주 로크 너트(lock nut)(78) 내로 나사결합된다. 주 로크 너트(78)는 축선 방향 또는 종방향(축선 AA를 따름)으로 힘을 가하며, 관절 조인트(30)의 정상 작동 동안, 관절 조인트(30) 상에 작용하는 추력 하중을 조절 및 분배한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 부축(34)은 바람직하게는 스페이서(82)에 의해 베어링(39) 중 하나로부터 분리되는 부 로크 링 또는 부 로크 너트(80) 내로 나사결합된다. 부 로크 너트(80)는 주축(32)이 고장나거나 작동 불능인 경우 이하 설명되는 바와 같이 관절 조인트(30) 상에 작용하는 추력 하중을 조절 및 분배한다.

핸들, 레버, 너트, 접근 구멍과 같은 테스트 요소 또는 그 외 다른 적합한 수단이 부축(34)에 회전을 제공하기 위해 상기 부축(34)에 부착되거나, 그렇지 않으면 상기 부축(34)과 연통한다. 하나 이상의 볼트(90) 또는 그 외 다른 적합한 부착 수단을 통해 부축(34)에 부착되는 테스트 핸들(70)이 예로서 이하 설명될 것이다. 관절 조인트(30)의 정상 작동 동안, 테스트 핸들(70)은 검사자에 의해 밀리거나 당겨져 부축(34)을 회전시킬 수 있는데, 이는 이하 설명되는 바와 같이 주축(32)이 적절하게 작동되고 있는지를 나타낸다. 놀이기구 차량(10)이 트랙 상에 정지하고 있을 때, 테스트 핸들(70)은 바람직하게는 하방으로 돌출하고(중력에 의함), 놀이기구 차량(10)의 바닥에 근접하여 연장하여, 트랙 아래에 서 있는 검사자가 핸들(70)을 들어 올리거나 밀거나 당길 수 있게 된다.

사용시, 하나 이상의 놀이기구 차량(10)은 놀이기구의 트랙 또는 레일 상에 위치된다. 탑승자는 놀이기구 차량(10)에 탑승하여 차량 좌석(16)에 앉는다. 이 후, 무릎 바아(26) 및/또는 다른 안전 장치가 하방으로 내려지거나 제 위치에서 결합 및 로킹되어, 탑승자를 차량(10) 내에 고정시킨다. 일단 탑승자가 좌석(16)에 안전하게 구속되면, 놀이기구 차량(10)은 트랙 아래에 위치되는 견인 기구, 시동 기구, 또는 그 밖의 다른 추진 시스템을 통해 트랙 또는 레일을 따라 이동하기 시작한다.

놀이기구 차량(10)이 트랙 내의 결합된 수직 및 수평 곡선부에 다다르게 되면, 제 1 차량부(12)는 곡선부로 진입하고, 관절 조인트(30)를 통해 제 2 차량부(14)에 대하여 축선(AA)을 중심으로 회전한다. 특히, 차대 튜브(36)는 제 1 차량부(12)가 상기 굴곡부로 진입함에 따라 제 2 차량부(14)에 상대적으로 회전할 수 있도록 주축(32)을 중심으로 베어링(38)에 대해 회전한다. 그 후, 제 2 차량부(14)가 곡선부로 진입하고, 유사한 방식으로 제 1 차량부(12)에 대해 상대적으로 회전한다. 놀이기구 차량(10)이 트랙을 따라 계속되기 때문에, 상기 차량은 동일한 방식으로 트랙 내의 다양한 회전 및 굴곡부를 통해 이동한다.

정상 탑승 차량 작동 상태하에서, 주축(32)은 관절 조인트(30) 상에 작용하는 반경 방향 및 축선 방향 하중을 다룬다. 따라서, 주축(32)은 (비록 어느 정도 회전할 수 있지만) 상대적으로 정적으로 되는 반면, 차대 튜브(36)는 주축(32)을 중심으로 회전한다. 이와 대조적으로, 부축(34)은 정상 작동 조건 하에서 어떠한 하중도 다루지 않으며, 따라서 주축(32) 내에서 회전 하는데 무리가 없다.

만일, 주축(32)이 고장나거나 작동 불능이 되면, 부축(34)이 주축 및 부축(32, 34)의 배열에 의해 주축(32)의 역할을 하며, 관절 조인트(30) 상에 작용하는 부하를 다룬다. 즉, 부축(34)은 주축(32)의 하중 지지 역할을 하게 된다. 바람직하게는, 부축(34)은 적어도 상기 하중을 다루기 위해 주축(32)만큼 강하다. 결과적으로, 놀이기구 차량(10)은 탑승 작동 동안, 주축(32)이 고장날 경우에도 지속적으로 작동할 수 있다.

매일 작동하는 사이에, 바람직하게는 검사자가 놀이기구 차량(10)을 검사하여, 놀이기구 차량의 모든 구성요소가 적합하게 기능하고 있음을 보장한다. 관절 조인트(30)가 적합하게 작동하고 있는지 확인하기 위해, 검사자는 부축(34)을 회전시키고자, 부축(34)의 회전 방향으로 테스트 핸들(70)(또는 다른 테스트 요소)을 밀거나 당긴다. 만일, 부축(34)이 회전하면, 부축(34)이 관절 조인트(30) 상에 작용하는 하중을 다루지 않으며, 따라서 주축(32)이 하중을 다루고 적절하게 기능한다는 것을 나타낸다.

만일, 검사자가 테스트 핸들(70)을 밀거나 당길 때, 부축(34)이 자유롭게 회전하지 않는다면, 이는 부축(34)이 관절 조인트(30) 상에 작용하는 하중을 다루고, 따라서 주축(32)이 고장이 났거나 작동 불능임을 나타낸다. 이러한 경우에, 놀이기구 차량(10)은 추가적인 검사 및 보수를 위해 트랙에서 하차될 수 있다. 만일, 주축(32)이 탑승 작동 중에 기능불량을 일으키는 경우, 탑승을 멈출 필요가 없게 되는데, 이는 그 후, 부축이 조인트(30) 상에 작용하는 하중을 지지하기 때문이다.

놀이기구 차량(10)은 기존의 놀이기구 차량에 비해 다수의 이점을 제공한다. 먼저, 놀이기구 차량(10)은 흔히 실내 놀이기구나 협소한 공간에 위치되는 실외 놀이기구 상의 급한 곡선부를 갖는 트랙 상에서 사용될 수 있다. 만일, 관절 조인트(30)가 없다면, 이러한 유형의 트랙 상의 급한 곡선부를 통해 이동하기 위해 놀이기구 차량은 보다 짧아야 할 것이다. 결과적으로, 더 적은 수의 승객이 각각의 차량에 탑승할 수 있으며, 이는 종종 대기 라인을 더 길게 한다.

소형 놀이기구 차량이 더 많이 사용되더라도, 정원 또는 거의 정원에 가깝게 작동할 때 더 적은 수의 사람이 놀이기구 차량에 탑승할 수 있게 될 것인데, 이는 놀이기구 차량이 안전 예방 차원에서 소정의 시간 간격 및/또는 거리에 의해 서로 이격되어야 하기 때문이다. 따라서, 주어진 시간 간격 동안, 몇 대의 소형 차량을 포함하는 놀이기구에서보다 대형 놀이기구 차량(10)을 포함하는 놀이기구에 더 많은 사람이 탑승할 수 있다.

추가로, 이중 축 관절 조인트(30)를 사용함으로써, 놀이기구 차량(10)은, 주축(32)이 고장나거나 작동 불능일 경우에도, 계속 작동할 수 있다. 그 후, 놀이기구 차량(10)은 비 작동 시간 동안 트랙으로부터 제거되어 선로 밖에서 보수될 수 있다. 결과적으로, 놀이기구는 작동 시간 동안에는 놀이기구 차량(10) 상의 주축(32)이 고장나더라도 정지되지 않는다. 따라서, 이러한 고장으로 인한 지연 및 라인 정체가 방지된다.

본 발명의 실시예 및 적용예가 도시되고 설명되었지만, 당업자 수준에서 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않은 다른 변형예들이 가능하다는 것은 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 및 그 동등물에 의해서만 제한된다.