KR100694753B1 - 동력 픽업 조립체 및 대응 철도 차량 - Google Patents

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Abstract

철도 차량용 동력 픽업 조립체는 팬토그래프(4)와 팬토그래프 지지체(7)를 포함하고, 팬토그래프 지지체(7)는 철도 차량(3)의 지붕(2)에 장착되는 고정식 섀시(8)와, 팬토그래프(4)를 유지하며 정지 위치의 각 측면 상에서 고정식 섀시에 대해 측방으로 기울어지도록 고정식 섀시(8)에 연결된 이동식 섀시(9)를 포함한다. 이동식 섀시(9)는 두 개의 경사 강성 측방 지지체(14)에 의해 고정식 섀시(8)에 연결되고, 각각의 경사 강성 측방향 지지체(14)는 한편으로는 두 개의 종방향으로 이격된 지점(17)들에서 고정식 섀시(8)에, 다른 한편으로는 두 개의 종방향으로 이격된 지점(22)들에서 이동식 섀시(9)에 관절식으로 연결된다.
철도 차량, 동력 픽업 조립체, 팬토그래프, 이동식 섀시, 고정식 섀시, 경사 강성 측방향 지지체

Description

동력 픽업 조립체 및 대응 철도 차량 {POWER PICK-UP ASSEMBLY AND CORRESPONDING RAILWAY VEHICLE}
도1은 본 발명에 따른 철도 차량의 지붕을 도시하는 개략적인 부분 사시도.
도2는 팬토그래프 지지체와, 도1의 차량의 동력 픽업 조립체를 이동시키기 위한 수단의 개략적인 분해 사시도.
도3은 도1 및 도2의 이동 수단과 이동식 섀시 사이의 링크를 종단면으로 도시하는 확대도.
도4 및 도5는 정지 위치 및 경사 위치 각각에서의 도1의 철도 차량을 도시하는 개략적인 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 동력 픽업 조립체
3 : 철도 차량
4 : 팬토그래프
7 : 팬토그래프 지지체
8 : 고정식 섀시
9 : 이동식 섀시
14 : 경사 강성 측방향 지지체
본 발명은 팬토그래프와 팬토그래프 지지체를 포함하는 유형의 철도 차량용 동력 픽업 조립체에 관한 것이고, 팬토그래프 지지체는 철도 차량의 지붕위에 장착되는 고정식 섀시와 팬토그래프를 유지하며 정지 위치의 각 측면 상에서 고정식 섀시에 대해 측방으로 기울어지도록 고정식 섀시에 연결된 이동식 섀시를 포함한다.
본 발명은 특히 좌우동(左右動, tilting) 철도 차량에 적용된다.
이러한 철도 차량은 그의 보디가 선로의 곡선 부분에서 보기 차축의 축에 대한 측방 기울기를 수용하도록 설계된다.
조립체가 가공 동력선으로부터 동력을 픽업하기 위해 철도 차량의 상부에 장착되면, 팬토그래프가 가공 동력선의 접촉선에 대해 팬토그래프의 활꼴 집전기의 측방 이동을 제한하기 위해, 조립체는 보디가 그의 차축에 대해 기울어지는 방향에 반대 방향으로 보디에 대해 측방으로 기울어지는 것이 필요하다.
이는 경사 보상 기울어짐으로 알려진 팬토그래프의 반대 방향으로의 기울어짐이 없다면 접촉선에 대한 활꼴 집전기의 상대 이동이 접촉선이 단지 활꼴 집전기의 절연 부품과 접촉하거나 또는 활꼴 집전기로부터 측방으로 이격될 정도로 충분히 클 수 있기 때문이며, 이는 특히 보디가 그의 정지 위치로 복귀할 때 가공선 및 팬토그래프에 대해 손상을 끼칠 수 있다.
유럽 특허 공개 공보 제785,100호는 이동식 팬토그래프 지지체의 섀시가 네 개의 링크 로드에 의해 고정식 섀시에 연결되어 있는 전술한 유형의 동력 픽업 조립체를 설명한다. 정지 위치에 있을 때, 즉 경사 보상이 없을 때, 링크 로드들의 관절식 연결 지점들은 하방으로 수렴하는 사다리꼴을 횡방향으로 형성한다. 이동식 섀시의 측방 이동은 팬토그래프를 보디에 대해 측방으로 기울어지게 한다.
이동식 섀시의 측방 이동은 이동식 섀시를 측방으로 밀어내며 팬토그래프 지지체의 한쪽 측면 또는 양쪽 측면들 상에 배열된 하나 이상의 램(ram)에 의해 발생된다. 제어 시스템은 이동식 섀시를 이동시키고 팬토그래프에 경사 보상을 제공하기 위해 램을 조향한다.
원치 않는 병진 및 회전 이동을 제한하는 동시에 이동식 섀시의 만족스러운 이동을 보장하기 위해, 이동식 섀시가 활주하는 가이드를 제공하고 이동식 섀시의 각 측면 상에서 중심 측방 램을 맞추는 것이 적절하다.
그러므로, 동력 픽업 조립체의 올바른 작동은 마모성 부품들로 구성된 가이드에서의 마찰에 의한 기계적 에너지를 소산시키는 복잡한 대형 구조물을 필요로 한다.
대체로 대형인 이러한 종류의 동력 픽업 조립체는 차량 내부에서 승객용으로 사용 가능한 공간의 수직 높이를 제한하지 않으면서 철도 차량에 요구되는 크기 요건을 충족시키는 데 있어서 특히 방해가 된다.
본 발명의 목적은 이동식 섀시를 만족스럽게 안내하고 비교적 간단한 구조를 갖는 전술한 유형의 동력 픽업 조립체를 제공하는 것이다.
이러한 목적으로, 본 발명의 대상은 이동식 섀시가 두 개의 경사 강성 측방 지지체에 의해 고정식 섀시에 연결되고, 각각의 경사 강성 측방향 지지체는 한편으로는 두 개의 종방향으로 이격된 지점들에서 고정식 섀시에, 다른 한편으로는 두 개의 종방향으로 이격된 지점들에서 이동식 섀시에 관절식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전술한 유형의 동력 픽업 조립체이다.
특정 실시예에 따르면, 동력 픽업 조립체는 다음의 특징들 중 하나 이상을 독립적으로 또는 기술적으로 특징적인 조합으로 포함할 수 있다.
- 각각의 경사 강성 측방향 지지체는 분기부에 의해 고정식 섀시에 관절식으로 연결되는 요크와, 요크의 기부를 연장시켜서 이동식 섀시에 관절식으로 연결되는 두 개의 U형 링크 장착부를 포함하고,
- 각각의 경사 강성 측방향 지지체는 동력 픽업 조립체의 내부를 향해 대면한 오목 다각형 형상을 구비한 횡방향 외형을 갖고,
- 각각의 경사 강성 측방향 지지체의 U형 링크 장착부들은 요크의 대응하는 분기부에 대해 대체로 직교하고,
- 경사 강성 측방향 지지체들이 이동식 및 고정식 섀시에 관절식으로 연결되는 지점들은, 동력 픽업 조립체가 철도 차량의 지붕에 장착될 때 그리고 이동식 섀시가 정지 위치에 있을 때 하방으로 수렴하는 사다리꼴을 횡방향으로 형성한다.
본 발명의 다른 대상은 동력 픽업 조립체가 상기에서 한정된 조립체인 것을 특징으로 하는 차량의 지붕에 장착되는 동력 픽업 조립체를 포함하는 철도 차량이다.
본 발명은 단지 예시적으로 주어지고 첨부된 도면을 참조하는 이하의 설명을 읽음으로써 더욱 잘 이해될 것이다.
도1은 좌우동 철도 차량(3) 지붕(2)의 상부에 장착된 동력 픽업 조립체(1)를 도시한다. 지붕(2)의 일부만이 도1의 점선 내에 개략적으로 도시되어 있다.
이 동력 픽업 조립체(1)는 본질적으로 다음을 포함한다.
- 상단부에 활꼴 집전기(6)를 구비한 관절식 아암(5)을 포함하는 팬토그래프(4)와,
- 고정식 섀시(8)와 이동식 섀시(9)를 포함하는 팬토그래프 지지체(7)와,
- 이동식 섀시(9)를 이동시키기 위한 수단(10).
명확하게 하기 위해, 지지체(7)의 도시는 도1에서 단순화되어 있고, 도2가 지체의 구조를 더욱 확실하게 도시한다.
고정식 섀시(8)는 대략 정사각형 또는 사각형 형상의 프레임(11)과, 프레임(11)의 각 코너에서 그 아래에 하나씩 배열된 네 개의 전기 절연체(12)를 포함한다. 고정식 섀시(8)는 지붕(2)위에서 섀시(8)를 지지하는 발을 형성하는 전기 절연체(12)를 거쳐 지붕(2)에 장착된다. 절연체(12)는 고정식 섀시(8)의 프레임(11)을 지붕(2)으로부터 멀리 이격되게 유지한다.
이동식 섀시(9)는 프레임(11)보다 작은 치수의 프레임이다. 이동식 섀시(9)는 고정식 섀시(8) 내부에 배열되어 이동식 섀시(9)의 각 측면에 하나씩 배열된 두 개의 경사 강성 측방향 지지체(14)에 의해 고정식 섀시에 연결된다.
각각의 지지체(14)는 두 분기부(16)들이 지점(17)들에서 프레임(11)의 전방측(18) 및 후방측(19)에 관절식으로 연결되는 U형 부품(15) 또는 요크와, 요크(15)의 기부(21)를 분기부(16)들에 대해 직교하게 하방으로 연장시키며 지점(22)들에서 이동식 섀시(9)의 측방에 관절식으로 연결되는 두 개의 러그 또는 U형 링크 장착부(20)를 포함한다.
그러므로, 경사 강성 측방향 지지체(14)는 차량(3)의 종방향(L)에 대해, 팬토그래프 지지체(7)의 내부를 향해 대면한 오목 다각형 형상으로 구부러진 횡방향 외형을 갖는다.
지점(17, 22)들은 종방향(L)에 평행한 축에 대한 관절식 연결 지점들이다.
분기부(16)들의 관절식 연결 지점(17)들과, 동일 경사 강성 측방향 지지체(14)의 러그(20)들의 관절식 연결 지점(22)들은 종방향으로 정렬되어 이격되어 있다. 즉, 차량(3)의 종방향(L)으로 정렬되어 이격되어 있다.
도4는 정지 위치, 즉 경사지지 않은 차량(3)의 보디를 도시하고, 따라서 차량의 지붕(2)은 보기의 차축의 축에 대해 그리고 차량(3)이 위치해 있는 선로의 면에 대해 평행하다. 이 도면에서, 선로의 면은 수평인 것으로 가정되고, 차량(3)의 보디 및 동력 픽업 조립체(1)만이 도시되어 있다. 고정식 섀시(8) 및 이동식 섀시(9)에 대한 경사 강성 측방향 지지체(14)의 관절식 연결 지점(17, 22)들은 하방으로 수렴하는, 즉 철도 차량의 지붕(2)을 향해 수렴하는 등변 사다리꼴을 횡방향으로 형성한다.
도4에서, 경사 강성 측방향 지지체(14)는 간단하게 하기 위해 직선 횡방향 외형을 갖는 것으로 도시되어 있다는 것을 알아야 한다.
두 경사 강성 측방향 지지체(14)들의 관절식 연결 지점(17)들을 측방으로 분리하는 거리는 약 870 mm이다. 두 경사 강성 측방향 지지체(14)들의 관절식 연결 지점(22)들을 측방으로 분리하는 거리는 약 760 mm이다. 동일 경사 강성 측방향 지지체(14)의 관절식 연결 지점(17, 22)들을 횡방향으로 분리하는 거리는 약 280 mm이다. 고정식 섀시(8)에 대한 경사 강성 측방향 지지체(14)의 관절식 연결 지점(17)들은 지붕(2) 위 540 mm에 위치한다.
두 개의 측방으로 이격된 피벗 링크를 형성하는 경사 강성 측방향 지지체(14)에 의해, 이동식 섀시(9)는 도4에 도시된 정지 위치의 각 측면 상에서 고정식 섀시(8)에 대해 측방으로 기울어질 수 있어서, 관절식 연결 지점(17, 22)들에 의해 형성된 사변형이 변형된다.
지지체(14)의 강성과 관절식 연결 지점(17, 22)들의 종방향 이격 때문에, 이동식 섀시(9)는 원치 않는 회전 및 병진 이동을 제한하면서, 경사 이동에 있어서 만족스럽게 안내된다.
도1 및 도2에서 알 수 있는 것처럼, 이동식 섀시(9)를 이동시키는 수단(10)은 팬토그래프 지지체(7)의 (도1 및 도2의 좌측에) 전방에 배열되고, 전기 모터(26), 감속 기어부(27), 구동 아암(28)을 포함한다.
전기 모터(26)는 지지체(29)에 의해 철도 차량(3)의 지붕(2)에 고정된다. 도시되지 않은 전기 모터의 출력 샤프트는 종방향(L)에 평행하며 후방을 향해 배치되다. 이 출력 샤프트는 전기 절연체(30)를 거쳐 감속 기어부(27)에 연결된다.
감속 기어부(27)는 고정식 섀시(8)의 프레임(11)의 전방측(18) 상에 플랜지 장착된다. 감속 기어부의 출력 샤프트(31, 도3)는 종방향(L)에 평행하고, 고정식 섀시(8)의 전방측(18)으로부터 후방으로 약간 연장된다.
구동 아암(28)의 상단부(33)는 아암(28)이 모터(26)의 작동 시에 종방향(L)에 평행한 축(X-X) 둘레에서 측방으로 피벗될 수 있도록 출력 샤프트(31)에 고정된다.
아암(28)의 하단부(34)는 그의 후방측 상에서 아암(28)의 길이 방향으로 연장되는 사각형 홈(35)을 갖는다. 이 대체로 사각형인 홈(35)은 이동식 섀시(9)의 전방측(39)으로부터 전방으로 돌출한 스터브(37) 상에 고정된 볼(36)을 유지한다. 볼(36) 및 사각형 홈(35)은 구동 아암(28)과 이동식 섀시(9) 사이에서, 축(X-X)에 대해서 피벗팅 및 반경방향 슬라이딩을 허용하는 링크를 형성한다.
도4에 의해 개략적으로 도시된 것처럼, 이동식 섀시(9)에 대한 아암(28)의 관절식 연결 지점에 대응하는 볼(36)은 관절식 연결 지점(17, 22)들에 의해 형성된 사다리꼴의 짧은 기부의 중심에 위치된다. 따라서, 관절식 연결 지점(136)은 경사 강성 측방향 지지체(14)들이 이동식 섀시(9)에 대해 관절식으로 연결되는 지점(22)들 사이의 측방향 중간에 위치된다.
유사하게, 아암(28)이 피벗될 수 있는 축(X-X)은 경사 강성 측방향 지지체(14)들이 고정식 섀시(8)에 대해 관절식으로 연결되는 지점(17)들 사이의 측방향 중간에 위치된다. 이 축(X-X)은 이러한 관절식 연결 지점(17)들 레벨의 약간 아래에 위치된다. 그러나, 축(X-X)은 간단하게 하기 위해 관절식 연결 지점(17, 22)들에 의해 횡방향으로 형성된 사다리꼴의 긴 기부 상에 도시되어 있다.
팬토그래프(4)의 아암(5)의 하단부는 아암(5)과 이동식 섀시(9)를 측방으로 고정시키기 위한 방식으로 이동식 섀시(9)에 연결된다.
그러므로, 경사 강성 측방향 지지체(14)는 팬토그래프(4)의 각 측면 상에 측방향으로 배열된다.
종래의 방식으로, 아암(5)은 활꼴 집전기(6)가 지붕(2) 위에서 수직 병진 이동하도록, 전개된 동력 픽업 위치와 접혀진 공간 최소화 위치 사이에서 변형 가능하다.
도4에 점선으로 도시된 전개된 위치에서, 팬토그래프(4)의 활꼴 집전기(6)의 중심 영역(43)은 철도 차량(3)의 상부 위의 가공 동력선 세트의 접촉선(44)에 대해 가압한다.
(도1의) 접혀진 위치에서, 하부(46)와 상부(47) 사이를 연결하는 아암(5)의 중간 관절식 연결부(45)는 팬토그래프 지지체(7)의 후방에 위치된다.
철도 차량(3)이 선로의 곡선 부분을 따라 주행할 때, 철도 차량의 보디와 지붕(2)은 트랙의 곡률 중심을 향해, 예를 들어 도5에 도시된 것처럼 좌측을 향한 측방 기울기(α)를 갖게 된다.
모터(26)는 아암(28)을 반대 방향으로, 즉 도5에서 우측을 향해 측방으로 피벗시키도록 도시되지 않은 제어 유닛에 의해 제어된다. 이동식 섀시(9)는 팬토그래프(4)의 아암(5)이 선로에 대체로 수직 또는 직교하게 유지되도록 구동 아암(28)의 작용 하에서 고정식 섀시(8)에 대해 측방으로 이동된다.
따라서, 활꼴 집전기(6)는 선로의 면에 대해 대체로 수평 또는 평행하게 유지되고, 가공 동력선의 접촉선(44)은 활꼴 집전기(6)의 중심 영역(43)과 접촉한다.
이동식 섀시(9)가 정지 위치 주위에서 측방으로 이동할 때, 관절식 연결 지점(17, 22)들에 의해 횡방향으로 형성된 사변형의 변형에 의해, 관절식 연결 지점(136)은 실질적으로 축(X-X)에 중심 설정된 (도5의) 원호(49) 내에서 이동하는 것이 관찰된다.
따라서, 이동식 섀시(9)를 구동하기 위한 아암(28)은 이동식 섀시가 팬토그래프(4)에 경사 보상을 제공하기에 만족스럽게 이동되는 것을 가능케 한다.
통상적으로, 고정식 섀시(8) 및 이동식 섀시(9)와 이들 사이의 링크들은 10°보다 작은 경사각에 대해 경사 보상을 제공하기 위해 이동식 섀시(9)가 고정식 섀시(8)에 대해 경사질 때 관절식 연결 지점(136)이 대체로 원호를 그리도록 설계된다.
실제로, 아암(28)의 하단부(34)와 이동식 섀시(9) 사이의 슬라이딩 링크는 원호(49)에 대한 볼(36)의 작은 반경방향 오정렬을 완화시키는 것을 가능케 한다.
또한, 경사 강성 측방향 지지체(14)는 이동식 섀시(9)에 만족스러운 측방향 안내 및 제한된 마찰을 제공한다. 경사 강성 측방향 지지체(14)의 존재는 지금까지 이동식 섀시(9)를 만족스럽게 구동하기 위해 필요했던 두 개의 측방향 램 및 가이드가 필요없다는 것을 의미한다.
그러므로, 경사 강성 측방향 지지체(14)는 한편으로는 동력 픽업 조립체(1)의 크기를 제한하며 다른 한편으로는 팬토그래프에 대한 효과적인 경사 보상을 획득하는 역할을 한다.
팬토그래프 지지체(7)의 내부를 향해 대면한 오목 다각형 형상을 구비한 경사 강성 측방향 지지체(14)의 횡방향 외형이 작은 크기의 팬토그래프 지지체(14)들의 넓은 각진폭을 획득하는 것을 가능케 한다는 것을 알아야 한다. 이러한 특징은 동력 픽업 조립체(1)의 크기를 더욱 감소시키는 것을 가능케 한다.
또한, 팬토그래프(4)를 지지하기 위한 지지체(7)의 구조는 종래 구조의 팬토 그래프(4)를 사용하는 것을 허용한다.
본 발명에 따르면, 이동식 섀시가 팬토그래프에 경사 보상을 제공하기에 만족스럽게 이동되며, 동력 픽업 조립체의 크기를 제한하며 팬토그래프에 대한 효과적인 경사 보상을 획득할 수 있다.

Claims (3)

  1. 팬토그래프(4)와, 철도 차량(3) 지붕(2)에 장착되는 고정식 섀시(8)와 팬토그래프(4)를 지지하며 정지 위치의 각 측면에서 고정식 섀시에 대해 측방으로 기울어지도록 고정식 섀시(8)에 연결된 이동식 섀시(9)를 포함하는 팬토그래프 지지체(7)를 포함하는 유형의 철도 차량용 동력 픽업 조립체(1)에 있어서,
    이동식 섀시(9)는 동력 픽업 조립체(1)의 내부를 향해 대면한 오목 다각형 형상을 구비한 횡방향 외형을 갖는 두 개의 경사 강성 측방향 지지체(14)에 의해 고정식 섀시(8)에 연결되고, 각각의 경사 강성 측방향 지지체(14)는 그의 분기부(16)들에 의해 두 개의 종방향으로 이격된 지점(17)에서 고정식 섀시(8)에 관절식으로 연결되는 요크(15)와, 요크(15)의 기부를 연장시켜서 요크(15)의 분기부(16)들에 대체로 직교하는 두 개의 U형 링크 장착부(20)를 포함하고, 상기 두 개의 U형 링크 장착부(20)들은 두 개의 종방향으로 이격된 지점(22)들에서 이동식 섀시(9)에 관절식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 동력 픽업 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 경사 강성 측방향 지지체(14)가 이동식 섀시(9) 및 고정식 섀시(8)에 관절식으로 연결되는 지점(17, 22)들은, 동력 픽업 조립체(1)가 철도 차량의 지붕(2)에 장착될 때 그리고 이동식 섀시(9)가 정지 위치에 있을 때 하방으로 수렴하는 사다리꼴을 횡방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 동력 픽업 조립체.
  3. 차량의 지붕(2)에 장착되는 동력 픽업 조립체(1)를 포함하는 철도 차량에 있어서,
    동력 픽업 조립체(1)는 제1항 또는 제2항에 따른 조립체인 것을 특징으로 하는 철도 차량.
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