궤도계 교통 장치

궤도계 교통 시스템{TRACKED TRAFFIC SYSTEM}

본 발명은 미리 정해진 궤도 상을, 예를 들어 고무 타이어식 등의 주행륜에 의해 주행하고 자동 조타 기구를 구비하고, 상기 자동 조타 기구의 이상 발생 시 혹은 차량에 외력이 부가되었을 때에 대처하기 위한 페일 세이프 기구를 구비한 차량의 궤도계 교통 시스템에 관한 것이다.

고무 타이어로 차체를 지지하고, 이것을 구동 회전함으로써 주행하는 신교통시스템의 차량에 있어서는, 레일 상을 주행하는 철도 차량과 달리 주행륜인 고무 타이어를 정해진 궤도를 따라 조타하기 위해 종래 조타용의 안내용 차륜이 설치되고, 이 안내용 차륜이 궤도를 따라 설치된 안내 레일에 가이드됨으로써 차량을 기계적으로 조타하고 있었다.

그러나, 이러한 기계식 안내 기구는 안전성, 신뢰성이 우수하나, 차륜이나 구동 기구가 설치되는 대차의 구조가 복잡해져, 질량 및 운전 비용이 증대되는 동시에 안내용 차륜을 지지하는데 충분한 강도를 갖는 안내 레일을 전체 선에 걸쳐 높은 정밀도로 설치할 필요가 있어, 궤도의 건설비가 방대해진다는 결점이 있다.

따라서 이러한 결점을 해소하기 위해, 특히 조타를 위한 가이드 레일 등을 필요로 하지 않는 차량의 조타 시스템이 본원의 출원인에 의해 제안되어 있다(특허 문헌1).

특허 문헌1(일본 특허 공개2002-351544호 공보)에 개시된 조타 시스템은 차량이 주행하는 궤도의 전체 길이에 걸쳐 차량의 운전에 필요한 정보를 기억해 발신하는 복수의 지상자를 부설해 두고, 차량이 주행할 때에 차량에 설치된 제어 장치가 각 지상자가 발신하는 정보에 기초하여, 순차적으로 조타 지령을 발하여 상기 조타 지령에 따라 차량에 설치된 조타 장치가 조타를 행하는 것으로, 조타용의 가이드 레일을 필요로 하지 않아 건설비 및 보수비의 코스트 다운을 도모할 수 있는 동시에, 안내용 차륜이 상기 가이드 레일을 주행할 때에 발생하는 진동이나 소음을 저감할 수 있는 장점을 갖고 있다.

상기 지상자는 궤도의 전체 길이에 걸쳐 궤도를 따라 소정의 간격으로 복수부설되는 무전원의 지상자이며, 각각 고유한 정보가 설정되어 있다. 이러한 고유한 정보에는 각 지상자의 식별 번호와 위치 정보, 궤도 정보 및 제어 정보가 포함되어 있다.

위치 정보(지점 정보)란, 절대 위치 좌표나 기준점으로부터의 거리 등 그 지상자의 위치에 관한 정보이다. 또한 그 지상자의 지점에 있어서의 구배, 곡률, 캔트 및 분기 등 궤도의 조건을 나타내는 궤도 정보가 필요에 따라 고유한 정보로서 지상자에 설정된다.

이러한 지상자는 무전원이기는 하나, 전력의 공급을 받으면 설정되어 있는 운전 정보의 신호를 발하도록 구성되어 있다. 지상자는, 예를 들어 운전 정보를 기억하는 ROM을 포함하는 전자 회로로 구성된다.

차량에 설치된 조타 장치는 지상자로 전파에 의해 전력을 공급하는 송신기와, 전력의 공급을 받은 지상자로부터 발해지는 운전 정보를 수신하는 수신기와, 수신기가 수신한 운전 정보에 기초하여 소정의 데이터 처리를 행하여 차륜을 구동하는 구동 모터 및 상기 차륜을 타이로드를 통해 전향하는 액추에이터에 대하여 속도 지령 및 조타 지령을 전달하는 제어 장치를 구비한다.

그러나 특허 문헌1에 개시된 조타 시스템에 있어서는, 안내륜이나 가이드 레일 등에 의한 기계적인 조타 방법을 이용하고 있지 않기 때문에 조타 시스템이 고장난 경우나 바람, 비, 눈 등의 환경 외란의 비상 시에 차량의 폭주, 탈궤도에 대한 안전성을 확보하는 것이 필요하게 된다. 또한, 환경 외란의 변화에 따라 궤도 노면의 마찰 계수의 변화, 승객 인원수, 타이어의 마모 상황 등에 의해 서서히 차량이 궤도 상에서 주행하는 주행 위치의 벗어남이 발생해 오기 때문에 안전하면서 또한 고속이며 효율적인 운전에는 이러한 벗어남을 수정할 필요가 있다.

따라서 본원 출원인은 이러한 필요성에 대응할 수 있는 페일 세이프 기구를 제안하고 있다(특허 문헌2;일본 특허 공개2006-175962호 공보). 본 페일 세이프 기구를 도11 내지 도13에서 설명한다. 도11은 본 페일 세이프 기구를 평면에서 보아 도시한 전체 설명도, 도12의 (A) 내지 (C)는 동일하게 평면에서 보아 도시한 부분 설명도, 도13의 (A)는 동일하게 입면에서 보아 도시한 설명도, 도13의 (B)는 동일하게 측면에서 보아 도시한 설명도이다.

또한 도11 내지 도13에 있어서, 차량(01)의 전륜 부분을 구성하는 부위 또는 기기에는 번호 뒤에 부호 「a」를 붙이고, 차량(01)의 후륜 부분을 구성하는 부위 또는 기기에는 번호 뒤에 부호 「b」를 붙이고, 전륜 부분 또는 후륜 부분을 구별 하지 않을 때는 부호 「a」 또는 「b」를 생략한 번호만을 붙인다.

도11에 있어서, 차량(01)은 정해진 궤도를 주행하고, 상기 궤도 노면(08)에 대하여 홈 형상으로 파여 설치된 보호 궤도(03)가 설치되어 있다. 차량(01)의 하부에 전륜 고무 타이어(04a) 및 후륜 고무 타이어(04b)가 설치되고, 상기 고무 타이어는 타이어 중심축에 접속된 타이로드(05)의 길이축 방향의 움직임에 의해 좌우 방향으로 전향된다. 타이로드(05)는 액추에이터(06)에 의해 구동된다. 도12의 (A)에 도시한 바와 같이, 액추에이터(06)는 특허 문헌1에 개시된 자동 조타 시스템(09)에 의해 제어된다.

또한, 액추에이터(06)에는 보호륜이 설치된 아암(02)이 접속되고, 아암(02)은 액추에이터(06)에 의해 항상 고무 타이어(04)의 조타 방향과 동일한 방향을 향하도록 구동된다. 보호 궤도(03)와 아암(02)에 의해 페일 세이프 기구(02)를 구성한다. 도12 및 도13은 차량(01)의 전륜 부분을 도시한다. 차량(01)의 조타 기구 및 페일 세이프 기구(02)는 전륜 부분과 후륜 부분에서 동일 구성이며, 이하 도12 및 도13에 의해 이들의 구성을 전륜 부분을 예로 들어 설명한다.

액추에이터(06a)는 도13에 도시한 바와 같이 차량(01)의 하부에서 차체를 지지하는 대차(01a)에 설치되어 있다. 도12에 있어서, 타이로드(05a)는 액추에이터(06a)의 도시하지 않은 가동부에 접속되어 길이축 방향으로 왕복 운동하는 연결 로드(011a)와 전륜 고무 타이어(04a)에 접속된 조타 로드(013a)로 이루어진다. 연결 로드(011a)와 조타 로드(013a)는 회전 조인트(012a)에 의해 회전 가능(정역 방 향으로 회전 가능한 것을 의미한다)하게 접속되고, 조타 로드(013a)와 전륜 고무 타이어(04a)는 양자의 위치 관계가 고정적으로 결합되어, 조타 로드(013a)의 방향에 대하여 전륜 고무 타이어(04a)의 좌우 방향의 방향은 일의적으로 결정된다.

상기 구성에 의해, 자동 조타 시스템(09)에 의해 제어되는 액추에이터(06a)에 의해 타이로드(05a)가 구동되어, 차량(01)은 궤도 노면(08) 상을 주행한다.

도12 및 도13에 있어서, 아암(021a)은 대차(01a)에 지지축(024a)에 의해 회전 가능하게 설치되어 있고, 아암(021a)의 하부에는 지지축(024a)을 끼워 그 전후로 2개의 보호륜(022a 및 023a)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 타이로드(05a) 및 지지축(024a)의 재질은 주행 중에 전륜 고무 타이어(04a) 또는 보호륜(022a, 023a)으로부터의 반력을 막아내기 위해 강성이 높은 금속제로 하는 것이 바람직하다.

도14는 아암(021a)의 평면에서 보아 도시한 확대도이며, 도15는 보호륜(022a또는 023a)의 사시도이다. 도14 및 도15에 도시한 바와 같이 보호륜[022a(023a)]은 베어링(028)의 하측이고 금속제, 예를 들어 알루미늄제의 중심축[026(027)]에 우레탄 고무를 가황 접착하여 구성된다. 보호륜의 재질은, 방진성과 내마모성이 높은 우레탄, 고무 및 고무 타이어 등에 사용되고 있는 스틸 벨트를 사용한 소재 등을 사용한 노펑크 타이어가 바람직하다. 보호륜(022, 023)은 아암(021a)의 하측에 종동 회전 가능하게 설치되고, 보호 궤도(03)의 내부에 위치한다.

액추에이터(06a)의 도시하지 않은 가동부에는 아암(021a)이 연동되는 동시에 타이로드(05a)가 접속되는 구조로 되어 있다. 그러나, 액추에이터 가동부 및 타이 로드(05a)가 왕복 운동하는 것에 대해 아암(021a)의 선단부는 원호 형상의 움직임을 하기 때문에 이들 삼자의 접속부에는 아암(021a)의 원호 형상의 움직임을 흡수하면서 액추에이터(06a) 및 타이로드(05a)의 왕복 이동을 가능하게 하는 회전 병진 운동 변환 기구(07a)가 설치되어 있다.

도12의 (A)에 도시한 바와 같이, 아암(021a)은 그 지지축(024a)이 전륜 고무 타이어(04a)를 연결하는 선상(b)에 위치하고 있기 때문에, 타이로드(05a)의 연결 로드(011a) 및 조타 로드(013a)와 일의적인 위치 관계를 갖는 전륜 고무 타이어(04a)와 함께 평행사변형의 링크 기구를 구성하고, 액추에이터(06a)의 작동에 의해 항상 전륜 고무 타이어(04a)와 동일한 방향을 향하면서 전향한다.

도13에 도시한 바와 같이, 보호 궤도(03)는 궤도 노면(08)에서 홈 형상을 이루고, 보호 궤도(03)의 내부에 보호륜(022a, 023a)이 삽입되나, 상기 보호륜과 보호 궤도(03)의 측벽 사이에는 차량(01)이 궤도로부터 좌우로 그 이상 편향해서는 안되는 허용 범위보다 작은 간극을 갖는다.

상기 구성의 페일 세이프 기구에 있어서, 통상은 특허 문헌1에 개시된 바와 같은 자동 조타 기구에 의해 액추에이터(06a)가 구동되어 상기 액추에이터(06a)에 의해 전륜 고무 타이어(04a)가 조타되면서 차량(01)이 주행한다. 이 경우, 도12에 도시한 바와 같이 아암(021a)도 액추에이터(06a)와 함께 연동하여 전륜 고무 타이어(04a)와 동일한 방향을 향하기 때문에 보호륜(022a, 023a)은 차량(01)의 궤도 상에 설치된 보호 궤도(03) 내를 보호 궤도(03)의 측벽과 접촉하는 일없이 이동한다.

자동 조타 시스템(09)에 이상이 발생하여, 예를 들어 차량(01)이 그 궤도를 벗어나려고 한 경우에는 보호륜(022a, 023a)이 보호 궤도(03)의 측벽에 접촉하여 차량(01)을 제지하기 때문에 차량(01)이 그 이상 궤도로부터 벗어나는 일없이 상기 허용 범위로부터 벗어난 차량(01)의 탈선, 편향을 확실하게 저지할 수 있다.

따라서, 차량의 조타 계통에 고장 등이 발생한 경우에도 차량을 안전하게 보호하여 확실하게 승객을 나를 수 있어 안전성, 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한 매우 간소한 기구로 페일 세이프를 달성할 수 있기 때문에 차량의 간소화, 경량화뿐만 아니라, 궤도 설비 등 지상 설비의 간소화 및 인프라 비용의 저감을 달성할 수 있다.

또한, 자동 조타 시스템(09)이 정상인 동안에는 보호륜(022a, 023a)이 보호 궤도(03)의 측벽과 접촉하는 일이 없기 때문에, 상기 측벽과의 마찰 등에 의해 차량에 여분의 하중이 더해지는 일이 없다.

그러나, 특허 문헌2에 개시된 페일 세이프 기구에 있어서는, 도16에 도시한 바와 같이 차량(01)이 주행 중에 가로 방향으로부터 돌풍 등의 외력(c)(순간 풍속 60m/s 이상의 횡풍)을 받은 경우, 차량(01)은 처음에 옆으로 이동하여 보호륜(022, 023)이 보호 궤도(03)의 측벽에 접촉한다. 거기에서 그치지 않을 정도의 강한 횡풍의 경우, 보호륜(022, 023)에 의해 보호 궤도(03)의 측벽을 구성하는 측면판(03a)이 개방되어 비스듬히 변형되어, 바람이 불어가는 측의 고무 타이어(04)의 접지부(f)를 지지점으로 하여 전도 모멘트(d)가 작용한다. 차량(1)에는 차량의 자중에 의한 항전도 모멘트(m)가 작용하고 있으나, 상기 전도 모멘트(d)에 의해 차량(01)은 비스듬히 기울어 전도에 이를 가능성이 있다.

또한, 보호 궤도(03)의 측벽이 강, 또는 주행 노면에 대한 홈으로 되어 있는 경우, 측벽이 개방되는 일은 없으나, 전도 모멘트에 의해 보호륜부가 부상되는 힘이 보호륜과 측벽 사이에 작용하는 마찰력보다 크게 되면 바람이 불어가는 측의 고무 타이어(04)의 접지부(f)를 지지점으로 하여 차량(01)은 비스듬히 부상되어 전도에 이를 가능성이 있다.

보호륜(022, 023)이 보호 궤도(03)의 측벽에 접촉하여 받는 하중은 외력과는 반대 방향으로 되기 때문에 차량(01)의 전도 한계 풍속 이하이면 가로 방향의 하중의 밸런스를 취할 수 있어 차량(01)의 옆으로의 이동은 거기에서 멈추어 전도에는 이르지 않는다.

그러나, 차량(01)의 전도 한계 풍속 이상의 가로 외력의 경우에는 도16에 도시한 바와 같이 차량(01)이 비스듬히 기욺으로써 외력에 의한 전도 모멘트(d)와 보호륜(022, 023)이 보호 궤도(03)의 측벽에 접촉하여 상기 측벽으로부터 받는 반력(g)에 의해 발생하는 모멘트(e)는 동일한 방향으로 되기 때문에, 전도 모멘트에 의해 보호륜부가 부상하는 힘이 보호륜과 측벽의 사이에 작용하는 마찰력보다 크게 되면 바람이 불어가는 측의 주행륜 접지부(f)를 지지점으로 하여 전도에 이를 가능성이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 자동 조타 기구 및 보호 궤도와 보호륜으로 이루어지는 페일 세이프 기구를 구비한 궤도계 교통 시스템에 있어서, 간이한 구성에 의해 차량이 가로 방향의 외력을 받은 경우에도 차량이 전도될 우려가 없는 궤도계 교통 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 궤도계 교통 시스템은

미리 정해진 궤도를 따라 주행하는 차량의 궤도계 교통 시스템으로서, 차량의 전륜 및 후륜을 액추에이터에 의해 자동 조타하는 조타 기구와, 상기 궤도의 노면에 설치된 보호 궤도 및 상기 차량의 하측에 설치되고 상기 보호 궤도를 따라 비접촉으로 이동하는 보호륜으로 이루어지는 페일 세이프 기구를 구비한 궤도계 교통 시스템에 있어서,

상기 보호 궤도 중 상기 보호륜을 가이드하는 면의 상부에 상기 보호륜측으로(L자 형상으로 편측 혹은 T, I자 형상으로 양측으로) 돌출된 플랜지를 형성하고,

상기 보호륜의 상측에 외경이 상기 보호륜의 외경보다 작고 원반 형상이며 강체인 보조륜을 상기 보호륜과 함께 회전 가능하게 설치하고,

상기 보호륜이 상기 조타 기구의 이상 시 또는 외력에 의해 상기 보호 궤도의 가이드면에 접했을 때에 상기 보호륜을 상기 플랜지의 하면에 걸리도록 구성한 것이다.

본 발명에 있어서, 차량이 주행 중에 가로 방향으로부터 돌풍 등의 외력(예를 들어 순간 풍속 60m/s 이상의 횡풍)을 받은 경우 차량은 직진 상태에서 횡력을 받기 때문에 그대로 옆으로 이동하여 보호륜이 보호 궤도의 측벽에 접촉한다. 또한 외력이 큰 경우에는 바람이 불어가는 측의 주행륜의 접지 위치를 지지점으로 하여 바람이 불어오는 측의 주행륜이 부상될 기미가 보이다가, 보호륜에 설치한 상기 보조륜이 보호 궤도의 가이드면에 설치한 상기 플랜지의 하면에 걸림으로써 차량의 전도에의 움직임은 여기에서 멈추어진다.

이때 차량은 가로 이동의 초기 단계이기 때문에 충격도 없고, 차량의 자중에 의한 항전도 모멘트도 작용하고 있기 때문에 상기 보조륜에 더해지는 하중은 그다지 크지 않다. 횡력으로서의 외력이 잦아들면, 차량은 자동 조타 기구에 의해 다시 보호 궤도의 중앙에서의 주행으로 복귀할 수 있다.

본 발명에 있어서, 보호 궤도의 중앙에 상기 플랜지를 상단부에 갖는 I자형(T자형) 단면의 가이드 부재를 배치하고, 상기 가이드 부재의 양측에 상기 가이드 부재의 가이드면에 대하여 소정의 간극을 갖게 하여 상기 보호륜을 배치하도록 해도 마찬가지로 차량의 전도 방지 효과가 얻어진다.

또한 상기 보호 궤도 중 상기 보호륜을 가이드하는 가이드면이 보호륜의 차량 진행 방향과 직교하는 좌우 양측에 위치하고, 상기 가이드면 상단부에 상기 보호륜측에 내측으로 돌출된 역L자 형상의 플랜지를 형성하여 구성할 수도 있다.

또한 전자의 구성에서는, 보호 궤도에 상기 I자형 단면의 가이드 부재를 설치함으로써 보호 궤도의 제작이 용이하게 되는 동시에 상기 가이드 부재의 양측에 보호륜을 설치함으로써 페일 세이프 기능의 신뢰성을 보다 높일 수 있다.

또 본 발명에 있어서, 바람직하게는 중앙부에 설치된 제1 지지점축을 통하여 차량의 하부에 회전 가능하게 설치된 제1 아암과, 상기 차량의 주행 중에 상기 제1 아암이 전륜 및 후륜과 동일한 방향을 향하도록 조타 기구와 연동시키는 연동 기구와, 상기 제1 아암의 양단부에 각각 제2 지지점축을 통하여 회전 가능하게 설치된 제2 아암과, 상기 제2 아암의 양단부에 각각 회전 가능하게 설치된 보호륜과, 상기 보호륜을 보호 궤도의 가이드면에 접하도록 탄성력을 부가하는 스프링 부재를 구비하도록 구성한다.

상기 구성으로 하면, 보조륜이 보호 궤도의 가이드면에 항상 접하는 상태로 된다. 또한 상기 스프링 부재가 보조륜에 부가하는 탄성력은 자동 조타 기구에 끼치는 영향이 없으며, 또한 보호륜의 마모나 내구성에 악영향을 끼치지 않을 정도로 작은 것으로 한다. 또 보호 궤도를 주행 중인 보호륜이 보호 궤도의 가이드면에 접촉하고 있는 상태에 있어서의 상기 제2 아암이 진행 방향에 대한 기울기는 보호 궤도의 연결부 등에 있어서의 단차가 있어도 큰 충격을 받지 않고, 상기 제2 아암의 회전으로 완화할 수 있는 각도 이하, 즉 30도 이하로 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 차량이 주행 중에 가로 방향의 외력을 받은 경우, 차량은 그대로 외력의 방향으로 이동한다. 또한 이미 접촉하고 있는 보호륜을 지지점으로 제2 아암이 회전하고, 반대측에 접촉하고 있던 보호륜도 동일한 가이드면에 접촉한다. 또한 상기 스프링 부재의 탄성력은 전술한 바와 같이 작게 설정되어 있기 때문에 외력에 대항하는 힘은 되지 않는다.

또한 외력이 큰 경우에는 외력 방향 하류측의 주행륜의 접지 위치를 지지점으로 하여 외력 방향 상류측의 주행륜의 바퀴 하중이 감소되어 부상 기미가 보이다가, 이 때 보호륜의 상부에 설치되어 있는 보조륜이 2개 모두 상기 플랜지의 하면에 걸려 차량의 전도의 움직임이 멈추어진다.

이 단계에서는 전도 현상으로의 초기 단계이기 때문에 보호 궤도의 가이드면에 대한 충격도 없고, 차량의 자중에 의한 항전도 모멘트가 작용하고 있기 때문에 상기 보조륜에 작용하는 하중은 작으나, 보호륜의 수가 2개이기 때문에 더 작은 힘이 된다. 차량에 대한 외력의 부가가 없어지면 차량은 자동 조타 기구에 의해 다시 궤도 중앙에서의 주행으로 복귀되고 보호륜은 보호 궤도의 양측의 가이드면에 작은 탄성력으로 접촉한 상태로 복귀된다.

또 이러한 구성에서는 보호륜이 항상 보호 궤도의 양측의 가이드면에 접촉하여, 상기 플랜지의 하측에 상기 플랜지와 겹쳐 있기 때문에 차량이 외력을 받았을 때 보조륜은 상기 가이드면의 상부에 설치되어 있는 플랜지에 확실하게 걸릴 수 있다.

본 발명에 따르면, 보호 궤도 중 보호륜을 가이드하는 면의 상부에 상기 보호륜측으로 돌출된 플랜지를 형성하고, 보호륜의 상측에 외경이 상기 보호륜의 외경보다 작고 원반 형상이며 강체인 보조륜을 상기 보호륜과 함께 회전 가능하게 설치하고, 상기 보호륜이 자동 조타 기구의 이상 시 또는 외력에 의해 상기 보호 궤도의 가이드면에 접했을 때에 상기 보호륜을 상기 플랜지의 하면에 걸리게 하도록 구성함으로써 차량을 전도되려는 움직임의 초기 단계에서 차량의 움직임을 멈출 수 있어, 어느 정도 기울고 나서 멈추는 경우와 달리 관성력에 의한 충격도 없어 필요 최소한의 힘으로 멈출 수 있다.

게다가 간소한 구성으로 차량의 전도를 효과적으로 방지할 수 있고, 외력에 의해 차량이 움직여도 손상되는 것이 없어 외력이 잦아들면 그대로 차량의 주행을 계속할 수 있다. 또한, 상기 보조륜을 보호륜의 상부에 설치함으로써 보호륜의 우레탄 고무 또는 고무 타이어용 고무 소재가 어떠한 요인으로 손상 또는 결락된 경우에도 보호륜으로서의 기능을 다하여 페일 세이프 기구를 유지할 수 있다.

도1의 (A) 및 도1의 (B)는 본 발명의 제1 실시 형태를 도시하고, 도1의 (A)는 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도1의 (B)는 도1의 (A)에서의 i부 확대도이다.

도2는 상기 제1 실시 형태의 차량의 평면에서 보아 도시한 구성도이다.

도3의 (A)는 상기 제1 실시 형태에 있어서 외력을 받은 경우의 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도3의 (B)는 도3의 (A)에서의 j부 확대도이다.

도4의 (A) 및 도4의 (B)는 본 발명의 제2 실시 형태를 도시하고, 도4의 (A)는 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도4의 (B)는 도4의 (A)에서의 n부 확대도이다.

도5는 상기 제2 실시 형태의 차량의 평면에서 보아 도시한 구성도이다.

도6의 (A)는 상기 제2 실시 형태에 있어서 외력을 받은 경우의 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도6의 (B)는 도6의 (A)에서의 o부 확대도이다.

도7의 (A) 내지 도7의 (C)는 본 발명의 제3 실시 형태를 도시하고, 도7의 (A)는 차량의 수평에서 보아 도시한 전체 구성도, 도7의 (B)는 보호륜의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도7의 (C)는 외력을 받은 상태의 보호륜의 입면에서 보아 도시한 구성도이다.

도8은 상기 제3 실시 형태의 페일 세이프 기구의 측면도이다.

도9는 상기 제3 실시 형태의 보호륜의 평면에서 보아 도시한 구성도이다.

도10은 상기 제3 실시 형태의 보호륜의 측면에서 보아 도시한 구성도이다.

도11은 종래의 궤도계 교통 시스템의 평면에서 보아 도시한 전체 설명도이다.

도12의 (A) 내지 도12의 (C)는 종래의 궤도계 교통 시스템의 평면에서 보아 도시한 부분 설명도이다.

도13의 (A)는 종래의 궤도계 교통 시스템의 입면에서 보아 도시한 설명도, 도13의 (B)는 동일하게 측면에서 보아 도시한 설명도이다.

도14는 종래의 궤도계 교통 시스템의 아암(021a)의 평면에서 보아 도시한 확대도이다.

도15는 종래의 궤도계 교통 시스템의 보호륜(022a 또는 023a)의 사시도이다.

도16의 (A)는 종래의 궤도계 교통 시스템에 있어서 외력을 받은 경우의 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도16의 (B)는 도16의 (A)에서의 h부 확대도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한은 본 발명의 범위를 그것에 한정하는 취지가 아니다.

(제1 실시 형태)

본 발명의 제1 실시 형태를 도1 내지 도3에 의해 설명한다. 도1의 (A)는 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도1의 (B)는 도1의 (A)에서의 i부 확대도, 도2 는 차량의 평면에서 보아 도시한 구성도, 도3의 (A)는 외력을 받은 경우의 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도3의 (B)는 도3의 (A)에서의 j부 확대도이다. 또한 본 실시 형태는 특허 문헌1에 개시된 자동 조타 기구를 구비하는 동시에, 특허 문헌2에 개시된 페일 세이프 기구를 구비하는 것을 전제로 한다.

도2에 있어서, 차량(1) 하측의 전방부에는 1쌍의 전륜 고무 타이어(4a)를 갖는 대차(1a)가 설치되고, 차량(1) 하측의 후방부에는 1쌍의 후륜 고무 타이어(4b)를 갖는 대차(1b)가 설치되어 있다. 또한 도2에 있어서, 차량(1)의 전륜 부분을 구성하는 부위 또는 기기에는 번호 뒤에 부호 a를 붙이고, 차량(1)의 후륜 부분을 구성하는 부위 또는 기기에는 번호 뒤에 부호 b를 붙여 구별하고 있다. 그러나, 차량(1)의 전륜 부분과 후륜 부분은 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 도1 및 도3에서는 a 또는 b의 부호를 생략하고, 또한 이후의 설명에 있어서 전륜 부분과 후륜 부분을 구별하지 않을 때는 a 또는 b의 부호를 생략한다.

도2에 있어서, 1쌍의 고무 타이어(4)를 연결하는 차축(11)의 중앙부 하측에는 지지축(24)을 통하여 아암(21)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 아암(21)의 양단부에는 각각 보호륜(22 및 23)이 회전 가능하게 설치되어 있다.

도1에 있어서, 차량(1)이 주행하는 정해진 궤도의 노면(8)에는 오목부(10)가 형성되고, 상기 오목부(10)에 보호 궤도(3)가 설치되어 있다. 보호 궤도(3)는 상측 방향의 역ㄷ자형 단면을 이루는 보호 가이드(31)로 구성되고, 보호륜(22 및 23)은 보호 가이드(31)의 내부에 위치한 상태로 차량(1)이 주행한다. 이 경우, 자동 조타 기구(도시 생략)에 의해, 통상은 보호륜(22 및 23)은 보호 가이드(31)의 측벽 내측의 가이드면(32)에 접촉하지 않은 상태로 차량(1)이 주행한다. 보호륜(22, 23)은 금속제의 차륜에 우레탄 고무를 가황 접착하여 이루어져 보호륜축(26)에 베어링을 개재하여 설치되어 종동 회전 가능하게 되어 있다.

보호륜축(26)과 베어링 사이에 들어간 특수 워셔(28)와 보호륜(22, 23) 사이에 금속제이고 보호륜(22, 23)의 외경보다 작은 외경(예를 들어 5㎜ 작게 한다)을 갖는 보조륜(33)이 설치되어 있다. 또한 보호륜(22, 23)과 보호 가이드(31)의 가이드면(32) 사이에는, 예를 들어 양측에 50㎜의 간격이 설정된다. 보호 가이드(31)의 양측 상단부에는 내측에 거의 수평으로 돌출되는 플랜지(34)가 형성된다. 상기 플랜지(34)의 돌출 치수는, 예를 들어 15㎜이다.

이러한 구성의 제1 실시 형태에 있어서, 도3에 의해 외력(c)을 받은 경우의 차량(1)의 거동을 설명한다. 도3에 있어서, 차량(1)이 주행 중에 가로 방향으로부터 돌풍 등의 외력(c)(순간 풍속 60m/s 이상의 횡풍)을 받은 경우, 차량(1)은 직진 상태에서 횡력을 받기 때문에 그대로 가로 방향으로 이동하여 보호륜(22, 23)이 보호 가이드(31)의 가이드면(32)에 접촉한다.

또한 외력(c)이 큰 경우에는 바람이 불어가는 측의 고무 타이어(4)의 접지 위치(f)를 지지점으로 하여 바람이 불어오는 측의 고무 타이어(4)가 부상 기미가 보이다가, 보조륜(33)이 플랜지(34)의 하측에 들어가 플랜지(34)의 하면에 걸려 플랜지(34)로부터 보조륜(33)에 대하여 전도 방지 반력(k)이 작용하기 때문에 차량(1)의 전도에의 움직임은 여기에서 멈추어진다.

즉 주행륜(4)의 접지 위치(f)를 지지점으로 하여 외력(c)에 의한 전도 모멘 트(d)와 보호륜(22, 23)이 가이드면(32)으로부터 받는 가로 방향 반력(g)에 의한 전도 모멘트에 대하여, 상기 전도 방지 반력(k)에 의한 항전도 모멘트(1)가 상기 전도 모멘트에 대하여 역방향으로 작용하므로 차량(1)의 전도에의 움직임이 멈추어진다.

외력(c)에 의한 차량(1)의 움직임은 초기 단계이기 때문에 가이드면(32)에 대한 충격도 없으며, 또한 차량(1)의 자중에 의한 항전도 모멘트(m)도 작용하고 있으므로 보조륜(33)에 가해지는 전도 방지 반력(k)은 그다지 크지 않아도 된다.

횡력으로서의 외력(c)이 잦아들면 차량(1)은 자동 조타 기구에 의해 다시 보호 가이드(31)의 중앙에서의 주행으로 복귀할 수 있다. 또한, 보조륜(33) 상면과 플랜지(34) 하면의 접촉 면적을 확보하기 위해 특수 워셔(28)의 외경에 대하여 보조륜(33)의 외경을 충분히 크게 취할 필요가 있다.

본 실시 형태에 따르면, 보호 가이드(31)측 및 보호륜(22, 23)측 모두 간단한 구성으로 차량(1)의 전도를 방지할 수 있는 동시에, 전도에 이르는 움직임의 초기 단계에서 방지하는 구성이기 때문에, 어느 정도 기울고 나서 멈추는 경우와 달리, 관성력에 의한 충격도 없어 필요 최소한의 힘으로 차량(1)의 전도를 방지할 수 있다.

또한, 전도에 대한 외력이 잦아들면 그대로 차량(1)의 주행을 계속할 수 있다. 또한 보호륜(22, 23)의 우레탄 고무 또는 고무 타이어용 고무 소재가 어떠한 요인에 의해 손상 또는 용융 등에 의해 결락된 경우에도 보조륜(33)에 의해 페일 세이프 기능을 유지할 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태를 도4 내지 도6에 의해 설명한다. 도4의 (A)는 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도4의 (B)는 도4의 (A)에서의 n부 확대도, 도5는 차량의 평면에서 보아 도시한 구성도, 도6의 (A)는 외력을 받은 경우의 차량의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도6의 (B)는 도6의 (A)에서의 o부 확대도이다.

도5에 있어서, 이 제2 실시 형태는 아암(2)의 양단부에 제2 아암(41)이 설치되고, 제2 아암(41)의 양단부에 보호륜(22 또는 23)이 설치되어 있다.

또 도4에 있어서, 보호 궤도(3)는 궤도 노면(8)의 고무 타이어(4) 사이에 오목부(10)를 형성하고, 오목부(10)의 중앙부에 I자형 단면을 이루는 보호 가이드(45)를 설치하고 있다.

이에 의해 보호 가이드(45)의 양측에 보호륜(22, 23)을 통과시키는 2개의 홈부가 형성되고, 이들 2개의 홈부의 한 쪽에 제2 아암(41)의 일단부에 설치된 보호륜(22, 23)이 삽입되고, 상기 홈부의 다른 쪽에 제2 아암(41)의 타단부에 설치된 보호륜(22, 23)이 삽입된다. 보호 가이드(45)의 상단부에는 상기 상단부로부터 거의 수평 방향으로 양측으로 돌출된 1쌍의 플랜지(47)가 형성되어 있다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 동일하므로 그들 동일 부위 또는 동일 기기에는 제1 실시 형태와 동일한 부호를 붙이고, 이들 부위 또는 기기의 설명을 생략한다.

또한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 보조륜(33)의 외경은 보호륜(22, 23)의 외경보다 작고, 보호 가이드(45)의 측벽 내측의 가이드면(46)과 보호륜(22, 23)의 간극의 치수 및 플랜지(47)의 돌출 치수는 제1 실시 형태와 동일하다.

이러한 구성의 제2 실시 형태에 있어서, 도6에 도시한 바와 같이 차량(1)이 주행 중에 횡풍 등의 외력(c)을 받았을 때는 보조륜(33)의 상면이 플랜지(47)의 하면에 걸림으로써 전도에 이르는 움직임이 멈추어진다.

즉, 바람이 불어가는 측 고무 타이어(4)의 접지 위치(f)를 지지점으로 하여 차량(1)에 더해지는 외력(c)에 의한 전도 모멘트(d) 및 보호륜(22, 23)이 보호 가이드(45)의 가이드면(46)으로부터 받는 가로 방향 반력(g)에 의한 전도 모멘트에 대하여, 보조륜(33)이 플랜지(47)로부터 받는 전도 방지 반력(k)에 의한 전도 방지 모멘트(1) 및 차량(1)의 자중에 의한 항전도 모멘트(m)가 상기 전도 모멘트와 역방향으로 작용함으로써 차량(1)의 전도가 미연에 방지된다. 따라서 본 실시 형태도 제1 실시 형태와 마찬가지의 전도 방지 효과를 발휘한다.

(제3 실시 형태)

다음에 본 발명의 제3 실시 형태를 도7 내지 도10에 의해 설명한다. 도7의 (A)는 차량의 수평에서 보아 도시한 전체 구성도, 도7의 (B)는 보호륜의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도7의 (C)는 외력을 받은 상태의 보호륜의 입면에서 보아 도시한 구성도, 도8은 페일 세이프 기구의 측면도, 도9는 보호륜의 평면에서 보아 도시한 구성도, 도10은 보호륜의 측면에서 보아 도시한 구성도이다.

도7의 (A) 및 도7의 (B)에 있어서, 아암(2)의 양단부에는 각각 지지축(52)을 통하여 회전 가능하게 제2 아암(51)이 설치되어 있다. 제2 아암(51)의 양단부에는 각각 보호륜축(26)을 통하여 보호륜(22 및 23)이 설치되어 있다.

또 도9 및 도10에 도시한 바와 같이, 아암(2)의 하면에는 여압 스프링(55)의 일단부를 접속하는 접속부(53)가 설치되고, 제2 아암(51)의 상면에는 여압 스프링(55)의 타단부를 접속하는 접속부(54)가 설치되어 있다. 여압 스프링(55)은 상기 접속부(53 및 54)에 양단부를 접속하고, 제2 아암(51)의 양단부에 설치된 보호륜(22, 23)의 한 쪽의 보호륜을 보호 가이드(31)의 한 쪽의 가이드면(32)에 압박하는 동시에, 다른 쪽의 보호륜(22, 23)을 다른 쪽의 가이드면(32)에 압박하는 탄성력을 부여한다.

또한 상기 탄성력은 자동 조타 기구로의 영향이 없도록 하기 위해 보호륜(22, 23)의 마모나 내구성에 악영향을 끼치지 않을 정도의 약한 힘, 예를 들어 10㎏ 이하의 압박력으로 한다.

또 주행 중인 보호륜(22 및 23)이 가이드면(32)에 접촉하고 있는 상태에 있어서의 제2 아암(51)의 차량 주행 방향에 대한 각도(p)는 보호 가이드(31)의 연결부 등에 단차가 있어도 충격을 받지 않고, 제2 아암(51)의 회전으로 완화할 수 있는 각도, 즉 30도 이하로 한다.

그 밖의 구성은 상기 제1 실시 형태와 동일하므로, 제1 실시 형태와 동일한 부위 또는 기기에는 제1 실시 형태와 동일한 부호를 붙이고, 그들의 부위 또는 기기의 설명을 생략한다.

이러한 구성의 제3 실시 형태에 있어서, 도7의 (C)에 도시한 바와 같이 차량(1)의 주행 중에 횡풍(c)을 받았을 때 차량(1)은 그대로 바람이 불어가는 측으로 이동한다. 또한 보호륜(22, 23)도 여압 스프링(55)의 탄성력으로 이미 바람이 불 어가는 측의 가이드면(32)에 접촉하고 있는 보호륜을 지지점으로 하여 제2 아암(51)이 회전하여 바람이 불어오는 측의 가이드면(32)에 접촉하고 있던 보호륜도 바람이 불어가는 측의 가이드면(32)에 접촉한다. 또한 여압 스프링(55)의 탄성력은 약하게 설정되어 있기 때문에 풍압력에 대항하는 힘은 되지 않는다.

또한 풍압력이 큰 경우에는 도3 또는 도6에 도시하는 제1 또는 제2 실시 형태와 마찬가지로 바람이 불어가는 측의 고무 타이어(4)의 접지 위치(f)를 지지점으로 하여, 바람이 불어오는 측의 고무 타이어(4)의 바퀴 하중이 감소하여 부상할 기미가 보인다. 이 때 보호륜(22, 23)의 상측에 설치되어 있는 보조륜(33)이 2개의 보호륜 모두 보호 가이드(31)의 플랜지(34)의 하면에 걸리기 때문에 차량(1)의 전도의 움직임이 멈추어진다.

이 단계는 전도 현상의 초기 단계이기 때문에, 보호 가이드(31)에 대한 충격도 작고, 차량(1)의 자중에 의한 항전도 모멘트도 작용하고 있으므로 보호륜(22, 23)에 작용하는 하중은 작으나, 본 실시 형태에서는 보호륜의 수가 2개이기 때문에 1개의 보호륜에 작용하는 하중은 반감된다.

횡풍이 잦아들면 차량(1)은 자동 조타 기구(도시 생략)에 의해 다시 보호 가이드(31)의 중앙에서의 주행으로 복귀되고, 보호륜(22, 23)도 양측의 가이드면(32)에 압박력으로 접촉한 상태로 복귀된다. 또한 본 실시 형태에서는 보호륜(22, 23)은 여압 스프링(55)의 탄성력에 의해 항상 양측에 가이드면(32)에 접촉하여 플랜지(34)와 겹쳐 있기 때문에, 보호륜의 보조륜(33)은 보호 가이드(31)의 상부에 형성된 플랜지(34)에 확실히 걸린다.

이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 보호륜(22, 23)이 보호 가이드(31)의 양측에 가이드면(32)에 항상 접촉하고 있기 때문에 보조륜(33)이 플랜지(34)에 확실히 걸리게 할 수 있으므로 전도 방지 기능의 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 또 횡풍 등의 외력에 의해 전도되려던 경우에도 보호륜의 수가 2배이기 때문에(제1, 제2 실시 형태가 4개/1 차량에 대하여, 제3 실시 형태는 8개/1 차량이 된다), 개개의 보호륜에 작용하는 하중은 1/2이 되어 안전성을 증가시킬 수 있다.

또한, 아암(2)에 제2 아암(51)을 추가 설치하고 있으므로, 보호 가이드(31)의 연결부에 대한 단차나 궤도의 분기부의 꺽임각 등에 의한 충격 완화 성능이 증가되어 보호륜이나 다른 페일 세이프 기구에의 데미지를 작게 할 수 있다. 또한 충격 완화 성능이 증가됨으로써 자동 조타 기구로 조타되고 있는 주행 상태에 있어서도 승차감이 좋아지는 동시에, 보호륜 2개로 하중을 받기 때문에 보호륜의 마모나 손상을 적게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 안내륜이나 가이드 레일 등에 의한 기계적인 조타 방법을 사용하지 않고, 미리 정해진 궤도 상을 자동 조타하여 주행하는 동시에 상기 자동 조타 기구의 이상 시에 차량을 조타하는 페일 세이프 기구를 구비한 궤도계의 교통 시스템에 있어서, 간단한 구성으로 상기 페일 세이프 기구에 의한 차량의 전도 방지 기능을 향상시킬 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있으며, 또한 고속 운전을 가능하게 한다.