KR102067794B1 - 인터모달 화물 운송 시스템 및 인터모달 화물 운송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신속하게 저렴한 운송 비용으로 트레일러를 운송할 수 있는 인터모달 화물 운송 시스템 및 인터모달 화물 운송 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 인터모달 화물 운송 시스템은, 레일, 상기 레일의 외측에 설치된 복수의 플랫폼을 포함하는 물류 터미널, 및 상기 레일 상에서 스스로 주행 가능하도록 설치되는 철도 차량을 포함하고, 상기 철도 차량은 화차 상판과 상기 화차 상판에 대하여 회전 가능하게 결합되되 상기 화차 상판의 하부에 배치된 제1 대차와 제2 대차를 포함하고, 상기 레일은 2개의 주행 레일이 설치된 주행 구간과 상기 주행 레일과 연결되되 상기 주행 레일에 대하여 측방향으로 기울어지게 배치된 4개의 회전 레일이 설치된 회전 구간과 상기 회전 레일과 연결되되 상기 주행 레일에 평행하게 배치된 4개의 정렬 레일이 설치된 정렬 구간을 포함하고, 상기 철도 차량은 상기 주행 구간에서 상기 회전 구간을 거쳐 상기 정렬 구간으로 이동하여, 상기 정렬 구간에서 상기 플랫폼들 사이에 위치하고, 상기 주행 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 동일한 레일 상에 위치하고, 상기 정렬 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 서로 다른 레일 상에 위치한다.

Description

인터모달 화물 운송 시스템 및 인터모달 화물 운송 방법{INTERMODAL FREIGHT TRANSPORT SYSTEM AND INTERMODAL FREIGHT TRANSPORTING METHOD}

본 발명은 컨테이너 화물을 운송할 수 있는 인터모달 화물 운송 시스템 및 인터모달 화물 운송 방법을 제공한다.

자유무역의 확대로 인하여 전세계를 기반으로 하는 무역시장이 형성됨에 따라 항구에서 처리되는 컨테이너 물량이 증가하고 있는 추세이다. 도로운송 위주의 화물운송 체계는 교통혼잡을 유발하고, 대기 오염 및 소음을 증가시키며 대형 교통 사고와 도로파손에 의한 유지보수 비용이 증가하는 문제가 있다. 또한, 도로를 이용하여 항구까지 컨테이너를 운반한 이후에는 각 차량에 적재된 컨테이너를 크레인을 이용하여 선박 또는 철도로 이동시켜야 하며, 이 과정에서 많은 시간과 비용이 소비된다.

철도 운송 시스템은 레일 위를 주행하는 차량에 대량의 여객과 화물을 운송할 수 있는 육상 운송 시스템이다. 이러한 철도 운송 시스템을 이용하여 컨테이너 등 대용량의 화물을 하역하기 위해서는 전동 기관차를 디젤 기관차로 교체한 후에 전차선이 없는 선로로 이동하여 크레인을 이용하여 하역해야 하는 어려움이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 연속적으로 물류를 수송할 수 있는 인터모달(inter-modal) 화물 운송 시스템이 연구 개발 중에 있으며 특히 트레일러를 화차에 실어서 수송하는 TOFC(trailers on flat cars) 방식의 운송 시스템이 연구되고 있다. 그러나 종래의 TOFC 방식의 운송 시스템은 화물 차량에 결합된 트레일러를 화차로 이동시키는 데에 많은 시간이 소모되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1530010호(2015.06.18)

본 발명은 신속하게 저렴한 운송 비용으로 트레일러를 운송할 수 있는 인터모달 화물 운송 시스템 및 인터모달 화물 운송 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 인터모달 화물 운송 시스템은, 레일, 상기 레일의 외측에 설치된 복수의 플랫폼을 포함하는 물류 터미널, 및 상기 레일 상에서 스스로 주행 가능하도록 설치되는 철도 차량을 포함하고, 상기 철도 차량은 화차 상판과 상기 화차 상판에 대하여 회전 가능하게 결합되되 상기 화차 상판의 하부에 배치된 제1 대차와 제2 대차를 포함하고, 상기 레일은 2개의 주행 레일이 설치된 주행 구간과 상기 주행 레일과 연결되되 상기 주행 레일에 대하여 측방향으로 기울어지게 배치된 4개의 회전 레일이 설치된 회전 구간과 상기 회전 레일과 연결되되 상기 주행 레일에 평행하게 배치된 4개의 정렬 레일이 설치된 정렬 구간을 포함하고, 상기 철도 차량은 상기 주행 구간에서 상기 회전 구간을 거쳐 상기 정렬 구간으로 이동하여, 상기 정렬 구간에서 상기 플랫폼들 사이에 위치하고, 상기 주행 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 동일한 레일 상에 위치하고, 상기 정렬 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 서로 다른 레일 상에 위치한다.

여기서, 상기 철도 차량은 상기 플랫폼들 사이에서 상기 플랫폼들에 대하여 측방향으로 기울어지게 배치되어 화물 차량이 일측 플랫폼에서 타측 플랫폼으로 이동할 수 있도록 상기 플랫폼들을 연결하는 통로를 형성하며, 상기 플랫폼들에는 상기 화물 차량이 진입할 수 있도록 진입로와 진출로가 연결 설치될 수 있다.

또한, 상기 주행 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차의 중심을 이은 연결 라인과 상기 주행 구간에 배치된 레일이 이루는 각도는, 상기 정렬 구간에서 상기 연결 라인과 상기 정렬 구간에 배치된 레일이 이루는 각도 보다 더 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 주행 구간에는 서로 평행하게 배치된 제1 주행 레일과 제2 주행 레일이 설치되고, 상기 회전 구간에는 상기 제1 주행 레일에서 이어져 설치된 제1 회전 레일과 제3 회전 레일, 상기 제2 주행 레일에서 이어져 설치된 제2 회전 레일과 제4 회전 레일이 설치되며, 상기 정렬 구간에는 상기 제1 회전 레일에 연결 설치된 제1 정렬 레일, 상기 제2 회전 레일에 연결 설치된 제2 정렬 레일, 상기 제3 회전 레일에 연결 설치된 제3 정렬 레일, 상기 제4 회전 레일에 연결 설치된 제4 정렬 레일이 설치될 수 있다.

또한, 상기 철도 차량이 상기 주행 구간에서 회전 구간으로 진입할 때, 상기 제1 대차는 상기 화차 상판에 대하여 어느 한 방향으로 회전하고, 상기 제2 대차는 상기 화차 상판에 대하여 상기 제1 대차가 회전하는 방향과 반대인 방향으로 회전할 수 있다.

또한, 상기 제1 대차에는 상기 주행 레일 중 어느 하나의 제1 방향을 향하는 면에 맞닿는 제1 안내 롤러가 설치되고, 상기 제2 대차에는 상기 주행 레일 중 어느 하나의 제1 방향과 반대인 방향을 향하는 면에 맞닿는 제2 안내 롤러가 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 대차에는 복수의 바퀴가 설치되고, 상기 바퀴들 중 일측에 설치된 바퀴에는 2개의 플랜지가 형성되고, 타측에 설치된 바퀴에는 하나의 플랜지만 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 대차에는 상기 제1 대차를 일방향으로 회전하도록 가압하는 탄성부재가 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 화차 상판과 상기 화차 상판에 회전 가능하게 설치된 제1 대차와 제2 대차를 포함하는 철도 차량을 이용한 인터모달 화물 운송 방법은, 상기 제1 대차와 상기 제2 대차가 동일한 레일 상에 위치한 상태에서 상기 철도 차량이 이동하는 주행 단계, 상기 화차 상판의 길이방향이 상기 철도 차량의 주행방향에 대하여 회전하는 화차 상판 회전 단계, 상기 화차 상판의 길이방향이 상기 주행방향에 대하여 기 설정된 각도로 기울어진 상태를 유지하면서 상기 철도 차량이 이동하되, 상기 철도 차량이 플랫폼 사이에 위치하여 통로를 형성하는 정렬 단계, 화물 차량이 상기 철도 차량 위로 진입하여 트레일러와 트랙터가 분리되는 트레일러 거치 단계, 및 상기 트레일러와 분리된 상기 트랙터가 상기 철도 차량에서 상기 플랫폼으로 이탈되는 이탈 단계를 포함한다.

여기서, 상기 화차 상판 회전 단계에서는 상기 제1 대차와 상기 제2 대차가 서로 다른 레일로 이동하면서 상기 화차 상판이 상기 주행방향에 대하여 회전할 수 있다.

또한, 상기 화차 상판 회전 단계에서 상기 제1 대차는 상기 화차 상판에 대하여 일 방향으로 회전하다가 상기 일 방향과 반대방향으로 회전하며, 상기 제2 대차는 상기 화차 상판에 대하여 상기 일 방향과 반대방향으로만 회전할 수 있다.

또한, 상기 인터모달 화물 운송 방법은 상기 이탈 단계 이후에 실시되며, 상기 화차 상판의 길이방향이 주행방향과 일치하도록 상기 화차 상판이 회전하고 상기 제1 대차와 상기 제2 대차가 동일한 레일 상에 위치하도록 이동하여 상기 트레일러를 운반하는 화물 운송 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 정렬 구간에서 철도 차량이 플랫폼 사이에 배치되되 제1 대차와 제2 대차가 서로 다른 레일 상에 위치하여 플랫폼 사이에 통로를 형성할 수 있다. 이에 따라 화물 차량이 플랫폼에서 철도 차량으로 신속하게 이동할 수 있으며, 트레일러를 철도 차량에 옮겨 싫은 후, 철도 차량에서 신속하게 이탈할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템의 터미널을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템의 레일과 레일 상에 설치된 철도 차량을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템의 철도 차량을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도 차량이 레일 상에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도 차량에 설치된 베어링을 잘라 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도 차량이 레일 상에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템의 터미널을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템의 레일과 레일 상에 설치된 철도 차량을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템(100)은 이어져 설치된 레일(10), 레일(10)과 연결된 터미널(30), 레일(10) 상에서 스스로 주행 가능하도록 설치된 철도 차량(60)을 포함한다.

레일(10)은 주행 구간(D1), 회전 구간(D2), 정렬 구간(D3)을 포함할 수 있다. 회전 구간은 주행 구간과 연결되며, 정렬 구간은 회전 구간과 연결된다. 정렬 구간에는 터미널이 연결 설치되며, 정렬 구간은 플랫폼 사이에 위치한다.

주행 구간(D1)에는 제1 주행 레일(11)과 제2 주행 레일(12)이 설치되는데, 제1 주행 레일(11)과 제2 주행 레일(12)은 기 설정된 간격으로 이격되며 평행하게 배치된다.

회전 구간(D2)에는 제1 주행 레일(11)과 연결 설치된 제1 회전 레일(71)과, 제3 회전 레일(73), 제2 주행 레일(12)과 연결 설치된 제2 회전 레일(72)과 제4 회전 레일(74)이 설치된다. 제1 회전 레일(71)과 제2 회전 레일(72)은 평행하게 배치되고 제3 회전 레일(73)과 제4 회전 레일(74)이 평행하게 배치된다.

또한 제1 회전 레일(71)과 제2 회전 레일(72)은 제3 회전 레일(73)과 제4 회전 레일(74)에 대하여 측방향으로 기울어지게 배치되며, 각각의 회전 레일들은 주행 레일들에 대하여 측방향으로 기울어지게 배치된다. 제2 회전 레일(72)과 제3 회전 레일(73)은 철도 차량(60)의 주행 방향으로 갈수록 간격이 점진적으로 증가하며, 이에 따라 제1 대차(65)와 제2 대차(66)의 폭방향(주행방향에 대하여 수직인 방향) 간격도 증가하여 화차 상판(61)이 회전하게 된다.

정렬 구간(D3)에는 제1 회전 레일(71)과 연결된 제1 정렬 레일(81), 제2 회전 레일(72)과 연결된 제2 정렬 레일(82), 제3 회전 레일(73)과 연결된 제3 정렬 레일(83), 및 제4 회전 레일(74)과 연결된 제4 정렬 레일(84)이 설치된다.

여기서, 각각의 정렬 레일들은 평행하게 배치되며 제1 정렬 레일(81)과 제2 정렬 레일(82)이 하나의 쌍을 이루고, 제3 정렬 레일(83)과 제4 정렬 레일(84)이 하나의 쌍을 이룬다. 제1 정렬 레일(81)과 제2 정렬 레일(82)의 간격은 제3 정렬 레일(83)과 제4 정렬 레일(84)의 간격과 동일하게 형성될 수 있으며, 제2 정렬 레일(82)과 제3 정렬 레일(83)의 간격은 제1 정렬 레일(81)과 제2 정렬 레일(82)의 간격 보다 더 크게 형성된다.

정렬 레일들은 터미널(30)의 형성된 플랫폼(31, 32) 사이에 위치한다. 도 1에 도시된 바와 같이 물류 터미널(30)에는 정렬 레일들을 사이에 두고 이격된 2개의 플랫폼(31, 32)이 형성된다. 물류 터미널(30)은 플랫폼들(31, 32), 진입로(33, 35), 진출로(34, 36), 대기 구역(36, 37)을 포함한다.

화물 차량(40)은 컨테이너를 적재하는 트레일러(42)와 트레일러(42)와 연결 설치되어 트레일러는 이동시키는 트랙터(41)를 포함할 수 있다.

한편, 철도 차량(60)은 플랫폼(31, 32) 사이에 위치하여 플랫폼들(31, 32)을 연결하는 통로를 형성하는데, 일측 플랫폼(31, 32)에는 철도 차량(60)과 연결되어 화물 차량(40)이 철도 차량(60)으로 이동할 수 있도록 대기 구역(36)이 형성되고, 타측 플랫폼(31, 32)에는 철도 차량(60)에 트레일러(42)를 적재한 화물 차량(40)이 이동할 수 있도록 철도 차량(60)과 연결된 대기 구역(37)이 형성된다.

또한, 일측 플랫폼(31)에는 화물 차량(40)이 플랫폼(31)으로 이동할 수 있도록 진입로(33) 및 진출로(34)가 연결 설치되고, 타측 플랫폼(32)에도 화물 차량(40)이 플랫폼(32)으로 이동할 수 있도록 진입로(35) 및 진출로(36)가 연결 설치된다.

상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 화물 차량(40)은 진입로(33, 35)를 따라 물류 터미널(30)에 진입하여 철도 차량(60) 위로 이동할 수 있으며, 철도 차량(60) 상에서 트레일러(42)와 화물 차량(40)을 분리한 후, 트랙터(41)만 대기 구역(37)과 진출로(34, 36)를 통해서 물류 터미널(30)에서 빠져나갈 수 있다. 이에 따라 트레일러(42)를 철도 차량(60)에 적재하는 시간이 최소화될 수 있으며, 기존의 크레인 등을 이용하는 경우에 비하여 화물을 철도 차량(60)으로 이동시키는 데에 소모되는 시간 및 비용을 현저히 감소시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템의 철도 차량을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도 차량이 레일 상에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

도 2내지 을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 철도 차량(60)은 바퀴(652, 662)가 설치된 제1 대차(65)와 제2 대차(66), 제1 대차(65)와 제2 대차(66) 상에 배치된 화차 상판(61), 대차와 화차 상판(61)을 연결하는 베어링(62)을 포함한다.

화차 상판(61)은 대략 사각판 형상으로 이루어지며, 화차 상판(61)의 측면에는 상부로 돌출된 측벽(611)이 형성될 수 있다. 화차 상판(61)의 선단과 후단에는 돌출부(612, 613)가 형성되며, 돌출부(612, 613)는 대략 삼각판 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 화차 상판(61)은 평행사변형 플레이트로 이루어질 수 있다.

화차 상판(61)에 돌출부(612, 613)가 형성되면 도 2에 도시된 바와 같이 철도 차량(60)이 회전하여 플랫폼(31, 32) 사이에 위치할 때, 플랫폼(31, 32)과 화차 상판(61) 사이에 간극이 발생하는 것을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 화물 차량(40)이 철도 차량(60)으로 용이하게 진입할 수 있다.

화차 상판(61)의 하부에는 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 연결 설치되며, 제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 베어링(62)을 매개로 화차 상판(61)에 설치되어 화차 상판(61)에 대하여 회전할 수 있다. 제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 화차 상판(61)의 길이방향(주행구간의 레일이 이어진 방향)으로 이격 배치된다.

제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 동일한 구조로 이루어지므로 제1 대차(65)에 대한 설명으로 제2 대차(66)에 대한 설명을 대체한다. 제1 대차(65)는 프레임(651)과 프레임(651)에 고정 설치된 복수의 바퀴(652)와 제1 안내 롤러(655)를 포함할 수 있다.

프레임(651)은 판상으로 이루어지거나 막대 형상으로 이루어질 수 있으며, 제1 대차(65)의 외형을 형성한다. 제1 대차(65)에는 적어도 4개 이상의 바퀴(652, 653)가 설치될 수 있으며, 바퀴(652, 653)는 레일(10)과 맞닿아 회전한다. 바퀴(652, 653)에는 바퀴(652, 653)를 회전시켜서 추진력을 발생시키는 전동기가 연결 설치될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 대차(65)의 일측에 설치된 바퀴(652)에는 하나의 플랜지(6521)만 형성되고, 제1 대차(65)의 타측에 설치된 바퀴(653)에는 2개의 플랜지(6531)가 형성될 수 있다. 즉, 일측 바퀴(652)에는 일측 측단에만 플랜지(6521)가 형성되고, 타측 바퀴(653)에는 양쪽 측단에 플랜지(6531)가 형성된다.

여기서 일측이라 함은 제1 대차(65)의 폭방향 중앙을 지나는 선을 기준으로 분할되는 한쪽 영역을 의미하며, 타측이라 함은 제1 대차(65)의 폭방향 중앙을 지나는 선을 기준으로 분할되는 다른 쪽 영역을 의미한다.

일측 바퀴(652)에는 내측에만 플랜지(6521)가 형성되며, 타측 바퀴(653)에는 내측과 외측에 모두 플랜지(6531)가 형성될 수 있다. 내측과 외측에 모두 플랜지(6531)가 형성된 바퀴(653)는 제1 대차(65)가 진행하고자 하는 방향에 위치하는 바퀴일 수 있다. 예를 들어 제1 대차(65)가 회전 구간(D2)에서 우측으로 진행하고자 한다면 2개의 플랜지(6531)가 형성된 바퀴(653)는 우측에 배치되고, 한쪽에만 플랜지(6521)가 형성된 바퀴(652)는 좌측에 배치될 수 있다.

한편, 제2 대차(66)에는 적어도 4개 이상의 바퀴(662, 663)가 설치될 수 있으며, 바퀴(662, 663)는 레일(10)과 맞닿아 회전한다. 바퀴(662, 663)에는 바퀴(662, 663)를 회전시켜서 추진력을 발생시키는 전동기가 연결 설치될 수 있다.

제2 대차(66)의 일측에 설치된 바퀴(663)에는 하나의 플랜지(6631)만 형성되고, 제2 대차(66)의 타측에 설치된 바퀴(662)에는 2개의 플랜지(6621)가 형성될 수 있다. 즉, 일측 바퀴(663)에는 일측 측단에만 플랜지(6631)가 형성되고, 타측 바퀴(662)에는 양쪽 측단에 플랜지(6621)가 형성된다. 일측 바퀴(663)에는 내측에만 플랜지(6631)가 형성되며, 타측 바퀴(662)에는 내측과 외측에 모두 플랜지(6621)가 형성될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 양측 바퀴의 외측에 플랜지가 형성되고, 하나의 바퀴에는 내측에 플랜지가 형성될 수도 있다. 본 기재에서 내측이라 함은 바퀴에서 대차의 중심을 향하는 부분을 의미한다.

내측과 외측에 모두 플랜지(6621)가 형성된 바퀴(662)는 제2 대차(66)가 진행하고자 하는 방향에 위치하는 바퀴일 수 있다. 예를 들어 제2 대차(66)가 회전 구간(D2)에서 좌측으로 진행하고자 한다면 2개의 플랜지(6621)가 형성된 바퀴(662)는 좌측에 배치되고, 한쪽에만 플랜지(6631)가 형성된 바퀴(663)는 우측에 배치될 수 있다. 제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 서로 다른 방향으로 진행하므로 2개의 플랜지가 형성된 바퀴는 서로 다른 편에 설치된다.

레일(10)에서 분기되는 부분에는 플랜지가 통과할 수 있는 갭이 형성되는데, 본 실시예에서는 내측에 위치하는 플랜지가 통과할 수 있도록 갭이 형성되어 있다. 이에 따라 바퀴의 내측에 형성된 플랜지는 분기된 부분을 통과할 수 있지만 바퀴의 외측에 형성된 플랜지는 레일의 측면에 지지되어 이동하게 된다.

이에 따라 제1 대차(65)와 제2 대차(66)에서 외측에 형성된 플랜지(6531, 6621)와 레일(10)의 측면이 맞닿아 대차가 원하는 방향으로 진행할 수 있으며, 제2 대차(66)가 탈선하는 것도 방지할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 대차(65)에는 복수의 제1 안내 롤러(655)가 설치될 수 있으며, 제1 안내 롤러(655)는 레일들의 측면과 맞닿아 제1 대차(65)가 이동하는 방향을 안내한다. 제1 대차(65)에는 2개의 제1 안내 롤러(655)가 설치될 수 있으며, 제1 안내 롤러들(653)은 각각 제1 주행 레일(11)과 제2 주행 레일(12)에 맞닿도록 설치될 수 있다. 또한 제1 안내 롤러들(653)은 주행 레일에서 제1 방향을 향하는 면과 맞닿도록 설치될 수 있다. 제1 안내 롤러들(653)은 동일한 방향을 향하는 면과 맞닿도록 설치되면 충분하고, 주행 방향을 기준으로 좌측면 또는 우측면 중 어느 하나와 접촉하도록 설치될 수 있다.

한편, 제2 대차(66)에는 2개의 제2 안내 롤러(665)가 설치되며, 제2 안내 롤러들(663)은 레일의 측면과 맞닿도록 설치되되 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향을 향하는 면과 맞닿도록 설치된다.

제1 안내 롤러(655)와 제2 안내 롤러(665)는 주행 구간(D1)과 회전 구간(D2)이 연결되는 부분에서 대차가 화차 상판(61)에 대하여 어느 한 방향으로 회전하여 지정된 레일로 이동하도록 안내한다. 제1 안내 롤러(655)와 제2 안내 롤러(665)가 주행 레일에서 서로 다른 방향을 향하는 면과 맞닿도록 설치되면 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 화차 상판(61)에 대하여 서로 다른 방향으로 회전하여 서로 다른 회전 레일로 진입할 수 있다. 또한 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 서로 다른 회전 레일로 진입하면 사선으로 이어진 회전 레일에 의하여 대차 화차 상판(61)이 기 설정된 각도로 회전할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링(62)은 제1 회전체(621), 제2 회전체(622), 및 제1 회전체(621)와 제2 회전체(622) 사이에 배치된 롤링부재(625)를 포함한다. 여기서 제1 회전체(621)와 제2 회전체(622)는 중앙에 홀이 형성된 판상으로 이루어지며 롤링부재(625)를 사이에 두고 상하 방향으로 이격 배치된다. 제1 회전체(621)는 화차 상판(61)에 고정될 수 있으며, 제2 회전체(622)는 대차에 고정 설치될 수 있다. 롤링부재(625)는 볼 또는 롤러로 이루어질 수 있다. 베어링(62)은 축방향 하중을 지지할 수 있는 스러스터 베어링으로 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도 차량에 설치된 베어링을 잘라 본 단면도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 제1 회전체(621)에는 돌기(626)가 형성되고, 제2 회전체(622)에는 돌기(626)가 삽입되는 제어 홈(627)이 형성된다. 제어 홈(627)은 원주방향으로 기 설정된 길이만큼 곡선으로 이어져 형성될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 회전체에 돌기가 형성되고, 제1 회전체에 제어 홈이 형성될 수 있다. 제어 홈(627)은 베어링(62)의 회전 방향과 회전 각도를 제어한다. 또한, 돌기는 프레임에 형성되고, 제어 홈은 화차 상판(61)에 형성될 수도 있다. 제어 홈(627)은 베어링(620)의 회전 정도를 제어할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 주행 구간(D1)에서 회전 구간(D2)으로 철도 차량(60)이 진입할 때, 제1 대차(65)는 화차 상판(61)에 대하여 시계 방향으로 회전하고, 제2 대차(66)는 화차 상판(61)에 대하여 반시계 방향으로 회전하여 지정된 회전 레일로 이동한다. 이에 따라 결과적으로 제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 서로 다른 레일 상에 위치한다.

제1 대차(65)는 회전하여 제1 회전 레일(71), 제2 회전 레일(72)을 따라 이동하고 제1 정렬 레일(81), 제2 정렬 레일(82) 상에서 정차한다. 한편, 제2 대차(66)는 제3 회전 레일(73), 제4 회전 레일(74)을 따라 이동하고, 제3 정렬 레일(83), 제4 정렬 레일(84) 상에서 정차한다.

한편, 제2 회전 레일(72)과 제3 회전 레일(73)의 간격이 궤도 차량(60)의 진행방향으로 갈수록 증가하여 화차 상판(61)이 회전함에 따라 제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 화차 상판(61)에 대하여 동일한 방향으로 회전하고 정렬구간(D3)에서 제1 대차(65)와 제2 대차(66)는 화차 상판(61)에 대하여 동일한 각도로 기울어지게 배치된다. 즉, 제1 대차(65)는 회전 구간 초기에는 화차 상판(61)에 대하여 제1 방향(도 2에서 시계방향)으로 회전하였다가 다시 제1 방향과 반대방향(반시계 방향)으로 회전한다. 한편, 제2 대차(66)는 회전 구간에서 화차 상판(61)에 대하여 제1 방향과 반대방향(반시계 방향)으로만 회전한다.

이와 같이 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 서로 다른 레일 상에 위치하면 화차 상판(61)이 정렬 레일의 길이방향에 대하여 기 설정된 각도로 측방향으로 기울어지게 배치되고 플랫폼(31, 32) 사이에서 화물 차량(40)이 일측 플랫폼에서 타측 플랫폼으로 이동할 수 있도록 통로를 형성하여 화물 차량(40)이 화차 상판(61) 위로 용이하게 이동할 수 있다.

주행 구간(D1)에서 제1 대차(65)와 제2 대차(66)의 중심을 이은 연결 라인(CL1)은 주행 레일들과 평행하게 배치될 수 있으며, 이에 따라 연결 라인(CL1)과 주행 레일이 이루는 각도는 0 또는 미세오차로 이루어질 수 있다.

정렬 구간(D3)에서 연결 라인(CL1)과 정렬 레일들이 이루는 각도는 주행 구간(D1)에서 연결 라인(CL1)과 주행 레일이 이루는 각도보다 더 크게 형성되는데, 정렬 구간(D3)에서 연결 라인(CL1)과 정렬 레일들이 이루는 각도는 45도 ~ 60도로 이루어질 수 있다.

본 제1 실시예에 따르면 가이드 롤러(653, 663)에 의하여 화차 상판(61)에 대하여 제1 대차(65)는 기 설정된 방향으로 회전하고, 제2 대차(66)는 이와 반대방향으로 용이하게 회전하여 정렬 구간(D3)에서 화차 상판(61)이 기 설정된 각도로 플랫폼 사이에 위치할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 방법은 주행 단계(S101), 화차 상판 회전 단계(S102), 정렬 단계(S103), 트레일러 거치 단계(S104), 이탈 단계(S105), 화물 운송 단계(S106)를 포함할 수 있다.

주행 단계(S101)에서는 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 동일한 레일 상에 위치한 상태에서 철도 차량(60)이 주행 레일을 따라 이동한다. 이때, 화차 상판(61)은 주행 레일과 평행하게 배치된 상태에서 이동한다.

화차 상판 회전 단계(S102)에서는 화차 상판(61)의 길이방향이 주행방향에 대하여 회전하는데, 제1 대차(65)와 상기 제2 대차(66)가 서로 다른 레일로 이동하면서 화차 상판(61)이 주행방향에 대하여 회전한다. 화차 상판 회전 단계(S102)에는 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 화차 상판(61)에 대하여 서로 다른 방향으로 회전하면서 서로 다른 레일로 이동한다.

정렬 단계(S103)에서는 화차 상판(61)의 길이방향이 주행방향에 대하여 기 설정된 각도로 기울어진 상태를 유지하면서 철도 차량(60)이 이동하되, 철도 차량(60)이 플랫폼(31, 32) 사이에 위치하여 통로를 형성한다.

트레일러 거치 단계(S104)는 화물 차량(40)이 철도 차량(60) 위로 진입하고 트레일러(42)와 화물 차량(40)이 분리되어 화차 상판(61) 상에 트레일러(42)가 위치된다. 화물 차량(40)은 진입로(33)를 통해서 플랫폼(31)으로 이동할 수 있으며, 플랫폼(31, 32) 사이에서 통로를 형성하는 철도 차량(60) 위로 용이하게 이동할 수 있다.

이탈 단계(S105)는 트레일러(41)와 분리된 화물 차량(40)이 철도 차량(60)에서 플랫폼(32)으로 이동하여 철도 차량(60)에서 이탈한다. 플랫폼(32)으로 이탈된 화물 차량(40)은 진출로(34)를 통해서 터미널(30)에서 빠져나갈 수 있다.

화물 운송 단계(S106)는 이탈 단계(S105) 이후에 실시되며, 철도 차량(60)이 정렬 구간(D3)에서 회전 구간(D2)으로 진입하여 화차 상판(61)의 길이방향이 주행방향과 일치하도록 화차 상판(61)이 회전하며, 철도 차량(60)이 회전 구간(D2)에서 주행 구간(D1)으로 진입하여 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 동일한 레일 상에 위치하도록 이동하여 트레일러(41)를 운반한다.

상기한 바와 같이 본 제1 실시예의 인터모달 화물 운송 방법에 의하면 제1 대차(65)와 제2 대차(66)가 서로 다른 레일 상으로 이동하여 화차 상판(61)이 플랫폼(31, 32) 사이에서 통로를 형성하므로 화물 차량(40)이 신속하게 철도 차량(60)에 트레일러(41)를 적재할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 방법에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도 차량이 레일 상에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템(200)은 제1 대차(165)와 제2 대차(166)에 탄성부재가 설치된 것을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 제2 실시예에 따른 인터모달 화물 운송 시스템(200)은 이어져 설치된 레일(10)과 레일(10)을 사이에 두고 이격 설치된 플랫폼(31, 32), 레일(10) 상에서 스스로 주행하는 철도 차량(160)을 포함한다. 한편, 철도 차량(160)은 화차 상판(161)과 화차 상판의 아래에 배치되어 레일(10)을 따라 이동하는 제1 대차(165)와 제2 대차(165)를 포함한다.

제1 대차(165)에는 제1 대차(165)가 일방향으로 회전하도록 가압하는 제1 탄성부재(121)가 연결 설치되는데, 제1 탄성부재(121)는 제1 대차(165)의 중심에서 이격된 지점에 연결 설치된다. 제1 탄성부재(121)의 일측은 제1 대차(165)에서 제2 대차(166)와 마주하는 일측 코너부에 연결 설치될 수 있으며 제1 탄성부재(121)의 타측은 화차 상판(161)에 연결 설치될 수 있다. 제1 탄성부재(121)는 탄성을 갖는 밴드 또는 인장 스프링으로 이루어질 수 있다.

제2 대차(166)에는 제2 대차(166)가 제1 대차(165)와 반대방향으로 회전하도록 가압하는 제2 탄성부재(123)가 연결 설치되는데, 제2 탄성부재(123)는 제2 대차(166)의 중심에서 이격된 지점에 연결 설치된다. 제2 탄성부재(123)의 일측은 제2 대차(166)에서 제1 대차(165)와 마주하는 코너부에 연결 설치된다. 한편, 제2 탄성부재(123)의 타측은 화차 상판(161)에 연결 설치될 수 있다. 제2 탄성부재(123)는 탄성을 갖는 밴드 또는 인장 스프링으로 이루어질 수 있다.

제1 탄성부재(121)와 제2 탄성부재(123)는 화차 상판(161)의 폭방향으로 동일한 측에 위치하는 코너부에 연결 설치된다. 즉, 화차 상판(161)의 폭방향 중심을 지나는 가상선의 중심선으로 화차 상판(161)을 2개의 영역으로 분할할 때, 동일한 영역에 위치하는 코너부에 제1 탄성부재(121)와 제2 탄성부재(123)가 연결 설치된다.

이에 따라 제1 대차(165)는 제1 탄성부재(121)에 의하여 일 방향(도 7에서 반시계 방향)으로 회전하도록 가압되고, 제2 대차(166)는 제2 탄성부재(123)에 의하여 일 방향과 반대 방향(도 7에서 시계방향)으로 회전하도록 가압된다.

주행 구간(D1)에서 회전 구간(D2)으로 철도 차량(160)이 진입할 때, 제1 대차(165)는 제1 탄성부재(121)에 의하여 화차 상판(361)에 대하여 반시계 방향으로 회전하고, 제2 대차(166)는 제2 탄성부재(123)에 의하여 화차 상판(161)에 대하여 시계 방향으로 회전하여 서로 다른 레일로 이동할 수 있다.

한편, 제1 대차(165)와 제2 대차(166)가 폭방향으로 이격됨에 따라 화차 상판(161)이 회전하면 제1 대차(165)는 화차 상판(161)에 대하여 시계 방향으로 회전하고, 제2 대차(166)는 화차 상판(161)에 대하여 시계 방향으로 더 큰 각도로 회전한다. 제1 대차(165)가 시계 방향으로 회전하면 제1 탄성부재(121)가 팽창하지만, 하나의 레일을 따라 이동하므로 이동 과정에서 제1 대차(165)가 안정적으로 회전할 수 있다. 제1 탄성부재(121)와 제2 탄성부재(123)는 대차가 분기 지점에서 회전할 수 있을 정도로만 탄성력을 가지면 충분하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100, 200: 인터모달 물류 운송 시스템
10: 레일
11: 제1 주행 레일
12: 제2 주행 레일
30: 터미널
31, 32: 플랫폼
33, 35: 진입로
34, 36: 진출로
36, 37: 대기 구역
40: 화물 차량
42: 트레일러
60, 160: 철도 차량
61, 161: 화차 상판
611: 측벽
612, 613: 돌출부
62: 베어링
621: 제1 회전체
622: 제2 회전체
625: 롤링부재
626: 돌기
627: 제어 홈
65, 165: 제1 대차
651: 프레임
652, 653, 662, 663: 바퀴
655: 제1 안내 롤러
66, 166: 제2 대차
665: 제2 안내 롤러
71: 제1 회전 레일
72: 제2 회전 레일
73: 제3 회전 레일
74: 제4 회전 레일
81: 제1 정렬 레일
82: 제2 정렬 레일
83: 제3 정렬 레일
84: 제4 정렬 레일
121: 제1 탄성부재
123: 제2 탄성부재
D1: 주행 구간
D2: 회전 구간
D3: 정렬 구간

Claims (12)

1. 레일;
   상기 레일의 외측에 설치된 복수의 플랫폼을 포함하는 물류 터미널; 및
   상기 레일 상에서 스스로 주행 가능하도록 설치되는 철도 차량;을 포함하고,
   상기 철도 차량은 화차 상판과 상기 화차 상판에 대하여 회전 가능하게 결합되되 상기 화차 상판의 하부에 배치된 제1 대차와 제2 대차를 포함하고,
   상기 레일은 서로 평행한 제1 주행 레일과 제2 주행 레일이 설치된 주행 구간과 상기 제1 주행 레일과 경사지게 연결된 제1 회전 레일과 제3 회전 레일, 및 상기 제2 주행 레일과 경사지게 연결된 제2 회전 레일과 제4 회전 레일이 설치된 회전 구간과 상기 제1 회전 레일에 연결된 제1 정렬 레일, 상기 제2 회전 레일에 연결된 제2 정렬 레일, 상기 제3 회전 레일에 연결된 제3 정렬 레일, 상기 제4 회전 레일에 연결된 제4 정렬 레일이 설치된 정렬 구간을 포함하고,
   상기 철도 차량은 상기 주행 구간에서 상기 회전 구간을 거쳐 상기 정렬 구간으로 이동하여, 상기 정렬 구간에서 상기 플랫폼들 사이에 위치하고,
   상기 주행 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 동일한 레일 상에 위치하고, 상기 정렬 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 서로 다른 레일 상에 위치하며,
   상기 제1 회전 레일과 상기 제2 회전 레일은 평행하게 배치되며, 상기 제3 회전 레일과 상기 제4 회전 레일은 평행하게 배치되고, 정렬 레일들은 주행 레일들과 평행하게 배치되며,
   상기 제1 대차의 2개의 바퀴는 상기 제1 회전 레일을 따라 이동하고, 상기 제1 대차의 2개의 바퀴는 2개의 바퀴는 상기 제2 회전 레일을 따라 이동하며, 상기 제2 대차의 2개의 바퀴는 상기 제3 회전 레일을 따라 이동하고, 상기 제2 대차의 2개의 바퀴는 상기 제4 회전 레일을 따라 이동하고,
   상기 제1 정렬 레일과 상기 제2 정렬 레일의 간격, 및 상기 제3 정렬 레일과 상기 제4 정렬 레일의 간격은 상기 제1 주행 레일과 상기 제2 주행 레일의 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 철도 차량은 상기 플랫폼들 사이에서 상기 플랫폼들에 대하여 측방향으로 기울어지게 배치되어 화물 차량이 일측 플랫폼에서 타측 플랫폼으로 이동할 수 있도록 상기 플랫폼들을 연결하는 통로를 형성하며,
   상기 플랫폼들에는 상기 화물 차량이 이동할 수 있도록 진입로와 진출로가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 주행 구간에서 상기 제1 대차와 상기 제2 대차의 중심을 이은 연결 라인과 상기 주행 구간에 배치된 레일이 이루는 각도는, 상기 정렬 구간에서 상기 연결 라인과 상기 정렬 구간에 배치된 레일이 이루는 각도 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
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5. 제1 항에 있어서,
   상기 철도 차량이 상기 주행 구간에서 회전 구간으로 진입할 때, 상기 제1 대차는 상기 화차 상판에 대하여 어느 한 방향으로 회전하고, 상기 제2 대차는 상기 화차 상판에 대하여 상기 제1 대차가 회전하는 방향과 반대인 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 대차에는 상기 주행 레일 중 어느 하나의 제1 방향을 향하는 면에 맞닿는 제1 안내 롤러가 설치되고, 상기 제2 대차에는 상기 주행 레일 중 어느 하나의 제1 방향과 반대인 방향을 향하는 면에 맞닿는 제2 안내 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 대차에는 복수의 바퀴가 설치되고, 상기 바퀴들 중 일측에 설치된 바퀴에는 2개의 플랜지가 형성되고, 타측에 설치된 바퀴에는 하나의 플랜지만 형성된 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 대차에는 상기 제1 대차를 일방향으로 회전하도록 가압하는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 인터모달 화물 운송 시스템.
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