KR101169318B1 - 전동차 전력공급용 제3궤조 및 이를 이용한 전동차 전력공급 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동차가 각각 운행되는 상ㆍ하행의 주행레일을 연결하는 분기레일이 구비된 분기구간에 설치되어, 상기 전동차에 전력을 공급하기 위해 상기 전동차의 복수의 집전슈와 접촉되게 구비된 제3궤조에 관한 것으로서, 상기 주행레일을 따라 각각 설치되며, 상기 분기레일이 시작 또는 종료되는 분기지점에서 단절되게 구비되는 주행궤조; 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 그 양단이 단절되게 상기 분기레일을 따라 구비되는 분기궤조; 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 이와 인접한 상기 분기궤조의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 가동궤조; 및 상기 가동궤조를 왕복 이송하는 구동부;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 주행궤조의 단부와 분기궤조의 단부가 서로 연결 또는 분리되도록 왕복 이송되는 가동궤조가 구비됨으로써, 전동차가 분기구간을 통과할 때에도 복수의 집전슈 중 적어도 하나 이상이 분기궤조 또는 가동궤조에 접촉된 상태를 유지하여 무급전 상태가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 무급전 구간을 최소화하기 위해 길게 설치했던 분기궤조의 설치공간 확보의 목적으로 멀리 이격되게 구비된 상ㆍ하행의 주행레일의 간격을 좁힐 수 있으므로, 그 건설 비용도 크게 절감할 수 있다.

Description

전동차 전력공급용 제3궤조 및 이를 이용한 전동차 전력공급 방법 {Third rail for supplying electric power to electric train and electric power supplying method using the same}

본 발명은 전동차 전력공급용 제3궤조 및 이를 이용한 전동차 전력공급 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동차가 분기구간을 통과할 때에 무급전 상태가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 주행레일에 대한 건설비용도 크게 절감할 수 있는 전동차 전력공급용 제3궤조 및 이를 이용한 전동차 전력공급 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동차는 전기에너지를 동력원으로 하여 주행레일을 따라 승객 또는 화물을 운송하는 철도차량으로서, 이러한 전동차에 대한 전기시스템은 지난 수십 년간 눈부시게 발전해 왔는데, 이는 마이크로프로세서의 발전과 더불어 대용량 전력을 효율적으로 이용할 수 있게 됨으로써 가능했다.

이와 같은 전동차에는 전력이 항상 안정적으로 공급되어야 하는데, 이러한 전력 공급이 안전하고 경제적이며 그 이용이 용이해야 함은 물론이다. 이러한 안정적인 전력 공급을 위해, 전동차에는 주행 레일을 따라 설치된 가선으로부터 전력을 공급받기 위한 집전수단이 구비된다.

상기 집전수단은 그 유형에 따라 카테너리(Catenary) 가공선 방식과 제3궤조 방식으로 분류되는데, 카테너리 가공선 방식은 주로 지하철에 적용되는 방식으로서 전동차의 지붕에 설치된 판토그라프가 가선과의 미끄럼 접촉을 통해 전력을 공급 받는 방식이고, 제3궤조 방식은 주로 경량전철에 적용되는 방식으로서 주행레일 측면 또는 중앙에 설치된 강체의 가선(제3궤조)과 전동차에 설치된 집전슈의 미끄럼 접촉으로 전력을 공급받는 방식이다.

여기서 제3궤조 방식도 집전슈가 접촉되는 제3궤조의 부분에 따라 상면 접촉방식, 측면 접촉방식, 하면 접촉방식 등으로 구분되는데, 제3궤조가 외부에 대한 차단성이 높고 폭설이나 폭우와 같이 나쁜 기상상태에서도 안정적으로 운영될 수 있는 하면 접촉방식이 가장 널리 이용된다.

도 1은 이러한 상면 접촉방식의 제3궤조 방식에 사용되는 집전슈(11)를 도시한 도면이고, 도 2는 이 집전슈(11)가 제3궤조(40)와 접촉되는 상태를 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전동차의 휠(12)을 지지 안내하는 주행레일(20)과 나란하게 제3궤조(40)가 구비되는데, 이 제3궤조(40)는 지지부(41)에 고정체(42)에 의해 하면이 하측으로 노출되게 고정된다. 이 제3궤조(40)의 하면에 집전슈(11)의 상면이 가압된 상태로 미끄럼 접촉된다.

도 3은 전동차가 각각 일방향과 타방향으로 운행되는 상ㆍ하행 주행레일(20)을 연결하는 분기레일(30)이 구비된 분기구간에 있어서, 종래의 전동차 전력공급용 제3궤조(40)를 보여주는 도면이다.

종래의 전동차 전력공급용 제3궤조(40)는 주행레일(20)을 따라 형성되는 주행궤조(43) 및 분기레일(30)을 따라 형성되는 분기궤조(44)로 이루어진다.

이 제3궤조(40)가 연속적으로 형성되지 못하고 이처럼 주행궤조(43)와 분기궤조(44)로 구분되어 이루어지는 것은, 상기 주행레일(20)에서 분기레일(30)이 시작되거나 합류되는 분기지점(25)에서는 전동차가 주행레일(20)의 진행방향과 달리 분기레일(30)을 따라 움직이거나 분기레일(30)의 진행방향과 달리 주행레일(20)을 따라 움직이는 경우가 발생하므로, 제3궤조(40)가 연속적으로 설치될 경우, 제3궤조(40)의 하면에 가압 접촉된 집전슈(11)가 제3궤조(40)와 맞물린 위치가 어긋나면서 손상될 수 있기 때문이다.

이러한 손상을 방지하기 위해, 제3궤조(40)는 연속되지 않게 주행궤조(43)와 분기궤조(44)로 구분되어 이루어지고, 주행궤조(43)와 분기궤조(44)의 각 단부에는 절곡되어 집전슈(11)와의 접촉을 안내하는 유도구간(GS)이 구비된다. 이 유도구간(GS)을 통해 집전슈(11)와의 접촉이 안내되어 집전슈(11)가 주행궤조(43)와 분기궤조(44)의 접촉구간(CS)에 안정적으로 진입 및 접촉할 수 있다.

또한, 분기궤조(44)는 분기레일(30)이 어느 하나의 주행레일(20)에서 분기된 후 다른 주행레일(20)에 합류될 때, 그 다른 주행레일(20)과의 간섭으로 단절되게 구비될 수밖에 없다. 따라서 분기궤조(44)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 양단이 단절된 섬의 형태로 구비된다.

이러한 주행궤조(43)와 분기궤조(44)의 구성에 의해, 종래의 전동차 전력공급용 제3궤조(40)의 경우 전동차에 전력 공급이 단절되는 무급전 상태가 발생하는 구간이 존재하는 문제점이 있다.

도 4a 내지 도 4c는 전동차(10)가 분기레일(30)을 따라 진행할 때, 종래의 전동차 전력공급용 제3궤조(40)에 의한 전력 공급이 단절되는 무급전 상태가 발생하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 이러한 무급전 상태의 발생을 구체적으로 설명하면, 양측에 각각 3개씩 총 6개의 집전슈(11)가 구비되는 전동차(10)를 예로 들었을 때, 도 4a의 상태는 6개의 집전슈(11)가 모두 제3궤조(40)로부터 떨어져 무급전 상태가 발생한 경우이다.

그리고 도 4b와 같이 전동차(10)가 분기레일(30)을 통과함에 따라 선단의 집전슈(11)가 분기궤조(44)에 접촉되어 일시적으로 전력이 공급되는 상태가 되지만, 도 4c와 같이 전동차(10)가 더 진행하게 되면, 또다시 6개의 집전슈(11)가 모두 제3궤조(40)로부터 떨어져 무급전 상태가 발생한다.

이렇게 무급전 상태가 발생하는 구간에서는 전동차(10)가 정지하는 경우, 별도의 견인차량을 통해 해당 전동차(10)를 구원해야 하는 큰 번거로움이 있다.

종래의 전동차 전력공급용 제3궤조는 이러한 무급전 상태의 발생을 방지하기 위해 분기궤조(44)의 길이를 최대한 길게 확보하는 방식으로 무급전 상태 발생 구간을 최소화하려는 노력을 해 왔지만, 이렇게 분기궤조(44)의 길이를 길게 확보하기 위해서는 분기레일(30)의 길이가 길게 시공되어야 하고 상ㆍ하행 주행레일(20) 간의 너비가 넓게 시공되어야 하므로 건설비가 증가하는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 전동차가 분기구간의 분기레일을 주행할 때에 주행궤조의 단부와 분기궤조의 단부의 사이에서도 집전슈와의 접촉을 통한 전력 공급이 이루어지게 할 수 있고, 분기궤조의 설치 길이를 크게 줄일 수 있는 전동차 전력공급용 제3궤조 및 이를 이용한 전동차 전력공급 방법을 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조는, 전동차가 각각 운행되는 상ㆍ하행의 주행레일을 연결하는 분기레일이 구비된 분기구간에 설치되어, 상기 전동차에 전력을 공급하기 위해 상기 전동차의 복수의 집전슈와 접촉되게 구비된 제3궤조에 관한 것으로서, 상기 주행레일을 따라 각각 설치되며, 상기 분기레일이 시작 또는 종료되는 분기지점에서 단절되게 구비되는 주행궤조; 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 그 양단이 단절되게 상기 분기레일을 따라 구비되는 분기궤조; 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 이와 인접한 상기 분기궤조의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 가동궤조; 및 상기 가동궤조를 왕복 이송하는 구동부;를 포함한다.

상기 전동차 전력공급용 제3궤조는, 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 외측에 설치된 상기 주행궤조의 단절된 부분을 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 이송궤조; 및 상기 이송궤조를 왕복 이송하는 이송부;를 더 포함할 수 있다.

상기 이송궤조가 상기 주행궤조의 단절된 부분을 연결하게 이송될 때 상기 가동궤조는 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부를 분리하도록 이송되고, 상기 이송궤조가 상기 주행궤조의 단절된 부분을 분리하게 이송될 때 상기 가동궤조는 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부를 연결하도록 이송되도록 구비될 수 있다.

상기 주행궤조와 상기 분기궤조는, 상기 집전슈와 안정적으로 접촉되도록 수평으로 구비된 접촉구간, 및 상기 접촉구간의 단부에 절곡 형성되어 상기 집전슈의 안정적인 접촉을 유도하는 유도구간으로 각각 구분되며, 상기 가동궤조가 상기 주행궤조의 단부와 상기 분기궤조의 단부를 연결한 상태에서, 상기 주행궤조 또는 상기 분기궤조의 상기 접촉구간과 상기 가동궤조의 단부의 이격 거리가 상기 집전슈의 길이보다 짧게 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 전동차 전력공급 방법은, 전동차가 각각 운행되는 상ㆍ하행의 주행레일을 연결하는 분기레일이 구비된 분기구간에 설치되어, 상기 전동차의 복수의 집전슈와 접촉되게 구비된 제3궤조를 이용하여 상기 전동차에 전력을 공급하는 방법에 관한 것으로서, 상기 전동차가 상기 분기구간에 진입하기 전에, 상기 주행레일을 따라 각각 설치되며 상기 분기레일이 시작 또는 종료되는 분기지점에서 단절되게 구비되는 주행궤조, 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 그 양단이 단절되게 상기 분기레일을 따라 구비되는 분기궤조, 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 이와 인접한 상기 분기궤조의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 가동궤조 및 상기 가동궤조를 왕복 이송하는 구동부를 포함하는 전동차 전력공급용 제3궤조의 상기 가동궤조를 이송하여, 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부를 연결하는 단계; 및 상기 전동차가 상기 분기구간을 통과한 후에 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부가 분리되도록 상기 가동궤조를 이송하는 단계;를 포함하여, 상기 전동차가 상기 분기구간의 상기 분기레일을 통과하는 동안 상기 복수의 집전슈 중 적어도 하나 이상이 상기 분기궤조 또는 상기 가동궤조에 접촉된 상태를 유지하게 된다.

이러한 본 발명의 전동차 전력공급용 제3궤조 및 이를 이용한 전동차 전력공급 방법에 의하면, 주행궤조의 단부와 분기궤조의 단부를 서로 연결 또는 분리하도록 왕복 이송되는 가동궤조가 구비됨으로써, 전동차가 분기구간의 분기레일을 통과할 때에도 복수의 집전슈 중 적어도 하나 이상이 분기궤조 또는 가동궤조에 접촉된 상태를 유지하여 무급전 상태가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 주행궤조의 단절된 부분을 연결하도록 왕복 이송되는 이송궤조가 구비됨으로써, 전동차가 분기구간의 분기레일을 통과할 때에도 복수의 집전슈가 주행궤조 또는 이송궤조에 항상 접촉되어 안정적으로 전력을 공급받을 수 있다.

뿐만 아니라, 주행궤조의 단부와 분기궤조의 단부가 서로 연결되도록 왕복 이송되는 가동궤조가 구비되어 무급전 상태가 발생하는 것이 방지됨으로써, 종래에 무급전 구간을 최소화하기 위해 길게 설치했던 분기궤조의 설치공간 확보의 목적으로 넓게 구비되었던 상ㆍ하행의 주행궤조의 간격을 좁힐 수 있고, 분기궤조의 길이를 짧게 시공하여도 무방하므로 그 건설 비용도 크게 절감할 수 있다.

도 1은 전동차에 설치된 바닥 접촉방식의 집전슈를 도시한 도면,
도 2는 바닥 접촉방식의 집전슈와 전동차 전력공급용 제3궤조가 접촉된 상태를 도시한 개략도,
도 3은 분기구간에 있어 종래의 전동차 전력공급용 제3궤조를 도시한 평면도,
도 4a 내지 도 4c는 종래의 전동차 전력공급용 제3궤조에 있어서, 전동차가 분기레일을 진행하는 경우를 기준으로 무급전 상태가 발생하는 구간을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조와 집전슈가 접촉되는 상태를 보여주는 측면도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조에 있어서, 전동차가 분기레일을 진행하는 경우를 기준으로 무급전 상태가 발생하지 않음을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조는, 전동차가 일방향 및 타방향으로 각각 운행되는 상ㆍ하행의 주행레일을 연결하는 분기레일이 구비된 분기구간에 설치되어, 전동차에 전력을 안정적으로 공급하기 위해 전동차의 복수의 집전슈와 접촉되게 구비된 장치이다.

이하, 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조는, 주행궤조(100), 분기궤조(200), 가동궤조(300), 이송궤조(400), 구동부(미도시) 및 이송부(미도시)를 포함하여 이루어진다.

상기 주행궤조(100)는 주행레일(20)을 따라 설치되어 전동차가 주행레일(20)을 진행할 때 집전슈(11)와 접촉되어 전력을 공급하는 부분이며, 분기레일(30)이 시작 또는 종료되는 분기지점(25)에서 단절되게 구비된다.

상기 분기궤조(200)는 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 그 양단이 단절되게 분기레일(30)을 따라 설치되어 전동차가 분기레일(30)을 진행할 때 집전슈(11)와 접촉되어 전력을 공급하는 부분이다.

상기 전동차 전력공급용 제3궤조가 연속되게 구비되지 못하고, 기본적으로 주행궤조(100)와 분기궤조(200)로 구분되게 이루어지며, 특히 분기궤조(200)는 그 양단이 단절된 섬의 형태로 구비될 수밖에 없는 것은 식별항목 배경기술 부분에서 설명한 바와 동일하므로, 해당 부분을 참고하고 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 가동궤조(300)는 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되게 구비된다.

이에 따라, 전동차가 분기지점(25)을 통과하여 분기레일(30)을 따라 진행할 때에도 집전슈(11)가 가동궤조(300)에 접촉되어 가동궤조(300)를 통해 안정적인 전력 공급이 이루어질 수 있다.

상기 가동궤조(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전동차의 진행방향에 대해 좌ㆍ우로 이송되게 구비될 수도 있고, 상ㆍ하로 승강 이송되게 구비될 수도 있다. 즉, 상기 가동궤조(300)가 승강함으로써 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 구비될 수도 있는 것이다.

상기 가동궤조(300)는 전동차가 주행레일(20)에서 분기레일(30)을 따라 진행할 때 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 연결하게 이송되고, 전동차가 주행레일(20)을 따라 계속 진행할 때에는 분리하도록 이송된다.

그 이유는 전동차가 주행레일(20)을 따라 계속 진행할 때에도 가동궤조(300)가 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 연결하고 있다면, 전동차는 주행레일(20)을 따라 직진하므로 가동궤조(300)와 접촉된 집전슈(11)와 가동궤조(300)의 위치가 어긋나게 되고, 이에 따라 집전슈(11)가 파손될 수 있기 때문이다.

상기 이송궤조(400)는 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 외측에 설치된 주행궤조(100)의 단절된 부분을 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되게 구비된다.

이에 따라, 전동차가 주행레일(20)을 따라 진행함에 있어서, 분기지점(25)을 통과할 때에도 집전슈(11)가 이송궤조(400)에 접촉되어 이송궤조(400)를 통해 안정적인 전력 공급이 이루어질 수 있다.

상기 이송궤조(400)도 전술된 가동궤조(300)와 같이 좌ㆍ우로 왕복 이송되게 구비될 수도 있고, 상ㆍ하로 승강 이송되게 구비될 수도 있다.

상기 이송궤조(400)는 전술된 가동궤조(300)와는 반대로, 전동차가 분기지점(25)을 통과하여 주행레일(20)을 따라 계속 진행할 때에는 주행레일(20)의 단절된 부분을 연결하도록 이송되고, 전동차가 주행레일(20)에서 분기레일(30)을 따라 진행할 때에는 연결했던 주행레일(20)의 단절된 부분을 분리하도록 이송된다.

그 이유는 전동차가 주행레일(20)에서 분기레일(30)을 따라 진행할 때에도 이송궤조(400)가 주행레일(20)의 단절된 부분을 연결하고 있다면, 전동차는 분기레일(30)을 따라 진행하므로 이송궤조(400)와 접촉된 집전슈(11)와 이송궤조(400)의 위치가 어긋나게 되고, 이에 따라 집전슈(11)가 파손될 수 있기 때문이다.

한편, 전술된 주행궤조(43)와 분기궤조(44)의 각 단부에는, 도 6에 도시된 바와 같이 절곡되어 집전슈(11)와 접촉을 안내하는 유도구간(GS)이 각각 구비된다. 이 유도구간(GS)과 구별되는 접촉구간(CS)에서는 집전슈(11)와 주행궤조(43) 또는 분기궤조(44)가 안정적인 접촉이 이루어진다.

이러한 유도구간(GS)을 통해 집전슈(11)와의 접촉이 안내되어 집전슈(11)가 주행궤조(43)와 분기궤조(44)의 접촉구간(CS)에 안정적으로 진입 및 접촉할 수 있다.

그런데 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가동궤조(300)와 이송궤조(400)는 그 양단이 유도구간(GS)과의 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위해 경사지게 형성되고, 그 끝단과 주행궤조(100) 또는 분기궤조(200)의 접촉구간(CS) 간의 이격거리(D)가 집전슈(11)의 상면 길이(L)보다 짧게 구비된다.

이에 따라, 상기 가동궤조(300)가 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 연결하도록 이송되거나, 상기 이송궤조(400)가 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 외측에 설치된 주행궤조(100)의 단절된 부분을 연결하도록 이송된 경우, 주행궤조(100)와 분기궤조(200)의 접촉구간(CS)에 접촉되던 집전슈(11)가 유도구간(GS)을 통과하지 않고 곧바로 가동궤조(300) 또는 이송궤조(400)와 안전하게 접촉될 수 있다.

물론 가동궤조(300)와 이송궤조(400)가 각각 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 분리하도록 이송되거나, 주행궤조(100)의 단절된 부분을 분리하도록 이송된 경우에는, 주행궤조(100)와 분기궤조(200)의 유도구간(GS)은 정상적으로 집전슈(11)가 안정적으로 접촉구간(CS)에 진입 및 접촉할 수 있도록 집전슈(11)의 접촉을 안내하는 역할을 수행하게 된다.

상기 구동부 및 이송부는 상술하고 도 5에 도시한 바와 같이, 가동궤조(300)와 이송궤조(400)를 왕복 이송하는 동력을 제공한다. 이러한 구동부 및 이송부는 전동차의 진행 방향을 안내하는 분기기와 연동할 수 있게 구비될 수 있다.

즉, 분기기가 전동차를 분기레일(30)로 안내하는 경우, 구동부와 이송부가 그 신호를 받아서 구동부는 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 연결하도록 가동궤조(300)를 이송하고, 이송부는 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 외측에 설치된 주행궤조(100)의 단절된 부분이 분리되도록 이송궤조(400)의 위치를 조정한다.

이와 같은 가동궤조(300)와 이송궤조(400)를 일정 거리만큼 왕복 이송하는 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '당업자'라고 한다)에게 자명한 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어서, 하나의 분기레일(30)이 구비된 분기구간을 기준으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조는 더욱 복합한 형태의 분기구간에도 용이하게 적용될 수 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 가동궤조(300)와 이송궤조(400)가 모두 구비되는 것으로 설명하였으나, 이송궤조(400)의 구비가 필수적인 것은 아니며 가동궤조(300)만 설치하더라도 많은 경우의 무급전 상태 발생을 방지할 수 있다.

이하, 도 7a 내지 도 7c를 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조의 동작 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다. 도 7a 내지 도 7c는 전동차(10)가 분기레일(30)을 통과하는 경우를 예를 들어 도시한 것이다.

먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 전동차(10)가 분기레일(30)을 통과하는 경우 구동부가 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 연결하도록 가동궤조(300)를 이송한다.

종래의 전동차 전력공급용 제3궤조의 경우, 도 7a와 동일한 상황에서 무급전 상태가 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 전동차 전력공급용 제3궤조는 이렇게 가동궤조(300)가 이송됨에 따라 전동차(10)가 분기지점(25)을 통과할 때에도 집전슈(11)가 가동궤조(300)와 접촉된 상태를 유지하면서 안정적으로 전력을 공급받게 된다.

다음, 도 7b에 도시된 바와 같이, 전동차(10)가 더 진행하면 집전슈(11)가 분기궤조(200)와 접촉되면서 분기궤조(200)를 통해 전력을 공급받게 된다.

이때, 전동차(10)의 진입에 대비하여 다음 분기지점(25)에 구비된 가동궤조(300)가 상ㆍ하행 주행레일(20)의 사이 내측에 설치된 주행궤조(100)의 단부 및 인접된 분기궤조(200)의 단부를 연결하도록 이송된다.

이후, 전동차(10)가 더 진행한 도 7c의 경우, 도 7b에 도시한 바와 같이 집전슈(11)가 다음 분기지점(25)에 구비된 가동궤조(300)와 접촉되면서 이 가동궤조(300)를 통해 안정적으로 전력을 공급받게 된다.

종래의 전동차 전력공급용 제3궤조의 경우, 이러한 도 7c의 상황에서도 무급전 상태가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조의 동작 및 사용상태를 설명함에 있어서, 전동차(10)가 분기레일(30)을 따라 진행하는 경우를 예로 들어, 가동궤조(300)가 왕복 이송되는 경우만을 설명하였으나, 전동차(10)가 주행레일(20)을 따라 계속 진행하는 경우에는 가동궤조(300)는 주행궤조(100)의 단절된 부분이 분리된 상태로 유지되게 정지해 있고, 이송부에 의해 이송궤조(400)가 왕복 이송되는 것만 상이할 뿐, 전술된 경우와 대동소이하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동차 전력공급용 제3궤조는, 주행궤조(100)의 단부와 분기궤조(200)의 단부가 서로 연결 또는 분리되도록 왕복 이송되는 가동궤조(300)가 구비됨으로써, 전동차(10)가 분기구간을 통과할 때에도 복수의 집전슈(11) 중 적어도 하나 이상이 분기궤조(200) 또는 가동궤조(300)에 접촉된 상태를 유지하여 무급전 상태가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 무급전 구간을 최소화하기 위해 길게 설치했던 분기궤조(200)의 설치공간 확보의 목적으로 기존에 넓게 구비되었던 상ㆍ하행의 주행레일(20)의 간격을 좁힐 수 있으므로, 그 건설 비용도 크게 절감할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 주행궤조 200 : 분기궤조
300 : 가동궤조 400 : 이송궤조
10 : 전동차 11 : 집전슈
20 : 주행레일 25 : 분기지점
30 : 분기레일 CS : 접촉구간
GS : 유도구간
D : 가동궤도의 단부와 주행궤조 또는 분기궤조의 접촉구간 간의 이격거리
L : 집전슈의 상면 길이

Claims (5)

1. 전동차가 각각 운행되는 상ㆍ하행의 주행레일을 연결하는 분기레일이 구비된 분기구간에 설치되어, 상기 전동차에 전력을 공급하기 위해 상기 전동차의 복수의 집전슈와 접촉되게 구비된 제3궤조에 있어서,
   상기 주행레일을 따라 각각 설치되며, 상기 분기레일이 시작 또는 종료되는 분기지점에서 단절되게 구비되는 주행궤조;
   상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 그 양단이 단절되게 상기 분기레일을 따라 구비되는 분기궤조;
   상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 이와 인접한 상기 분기궤조의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 가동궤조; 및
   상기 가동궤조를 왕복 이송하는 구동부;
   를 포함하는 전동차 전력공급용 제3궤조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전동차 전력공급용 제3궤조는,
   상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 외측에 설치된 상기 주행궤조의 단절된 부분을 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 이송궤조; 및
   상기 이송궤조를 왕복 이송하는 이송부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 전력공급용 제3궤조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 이송궤조가 상기 주행궤조의 단절된 부분을 연결하게 이송될 때 상기 가동궤조는 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부를 분리하도록 이송되고, 상기 이송궤조가 상기 주행궤조의 단절된 부분을 분리하게 이송될 때 상기 가동궤조는 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부를 연결하도록 이송되는 것을 특징으로 하는 전동차 전력공급용 제3궤조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 주행궤조와 상기 분기궤조는, 상기 집전슈와 안정적으로 접촉되도록 수평으로 구비된 접촉구간, 및 상기 접촉구간의 단부에 절곡 형성되어 상기 집전슈의 안정적인 접촉을 유도하는 유도구간으로 각각 구분되며,
   상기 가동궤조가 상기 주행궤조의 단부와 상기 분기궤조의 단부를 연결한 상태에서, 상기 주행궤조 또는 상기 분기궤조의 상기 접촉구간과 상기 가동궤조의 단부의 이격 거리가 상기 집전슈의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 전동차 전력공급용 제3궤조.
5. 전동차가 각각 운행되는 상ㆍ하행의 주행레일을 연결하는 분기레일이 구비된 분기구간에 설치되어, 상기 전동차의 복수의 집전슈와 접촉되게 구비된 제3궤조를 이용하여 상기 전동차에 전력을 공급하는 방법에 있어서,
   상기 전동차가 상기 분기구간에 진입하기 전에, 상기 주행레일을 따라 각각 설치되며 상기 분기레일이 시작 또는 종료되는 분기지점에서 단절되게 구비되는 주행궤조, 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 그 양단이 단절되게 상기 분기레일을 따라 구비되는 분기궤조, 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 이와 인접한 상기 분기궤조의 단부를 서로 연결하거나 분리하도록 왕복 이송되는 가동궤조 및 상기 가동궤조를 왕복 이송하는 구동부를 포함하는 전동차 전력공급용 제3궤조의 상기 가동궤조를 이송하여, 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부를 연결하는 단계; 및
   상기 전동차가 상기 분기구간을 통과한 후에 상기 상ㆍ하행의 주행레일의 사이 내측에 설치된 상기 주행궤조의 단부 및 인접된 상기 분기궤조의 단부가 분리되도록 상기 가동궤조를 이송하는 단계;를 포함하여,
   상기 전동차가 상기 분기구간의 상기 분기레일을 통과하는 동안 상기 복수의 집전슈 중 적어도 하나 이상이 상기 분기궤조 또는 상기 가동궤조에 접촉된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전동차 전력공급 방법.

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