KR101269230B1 - 철도차량용 도전레일설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량이 외부로부터 전력을 공급받을 수 있도록, 외부의 전력을 철도차량으로 전달하는 철도차량용 도전레일설비에 관한 것이다. 특히 본 발명은 철도차량에 외부 전력을 전달하는 도전레일을 포함하고; 상기 도전레일은, 철도차량의 궤도방향과 병행되게 설치되고, 전력을 전달받는 본체부 및, 상기 본체부와 착탈 가능토록 결합되고, 철도차량의 집전부가 이동 가능토록 접촉되어 상기 전력이 상기 철도차량의 집전부로 전달되게 하는 차량 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비를 제시한다.

철도차량, 전동차, 집전, 도전레일

Description

철도차량용 도전레일설비{Power rail assembly for railroad car}

본 발명은 철도차량이 외부로부터 전력을 공급받을 수 있도록, 외부의 전력을 철도차량으로 전달하는 철도차량용 도전레일설비에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량의 종류는 전동차, 전철, 열차, 고속전철, 기관차, 객차, 화차, 자기부상 등이 있으며, 철도차량의 외부로부터 전력을 공급받아서 정해진 궤도를 따라 운행된다.

철도차량이 외부로부터 전력을 공급받는 방법은, 여러 가지가 있으며 그 중 하나가 도전레일설비 방식이다.

그러나, 종래 기술에 따른 철도차량용 도전레일설비는, 철도차량과 접촉되어 외부 전력을 공급하는 도전레일이 마찰로 인해 마모되면, 도전레일 전체의 교체가 요구되기 때문에 장기 사용에 따른 유지보수에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 철도차량과 접촉되는 차량 접촉부의 분리가 가능한 도전레일을 형성함으로써 도전레일의 부분 교체가 가능한 철도차량용 도전레일설비를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 철도차량에 외부 전력을 전달하는 도전레일을 포함하고; 상기 도전레일은, 철도차량의 궤도방향과 병행되게 설치되고, 전력을 전달받는 본체부 및, 상기 본체부와 착탈 가능토록 결합되고, 철도차량의 집전부가 이동 가능토록 접촉되어 상기 전력이 상기 철도차량의 집전부로 전달되게 하는 차량 접촉부를 포함할 수 있다.

상기 본체부와 상기 차량 접촉부의 배치방향을 높이방향이라 할 때, 상기 본체부는 상기 높이방향 및 상기 궤도방향과 수직한 방향인 폭방향을 따라 양쪽으로 벌어질 수 있도록 절개될 수 있다.

상기 본체부는 상기 궤도방향을 따라 관통된 공간부를 갖고, 상기 절개부분은 상기 공간부와 상기 차량 접촉부 사이에 형성될 수 있다.

상기 본체부의 공간부에는, 상기 절개부분을 중심으로 양쪽 측면 중 적어도 어느 한쪽 측면으로부터 상기 공간부를 향해 돌기가 돌출 형성되고; 상기 돌기는 상기 본체부가 상기 절개부분을 중심으로 조여지면, 상기 공간부의 반대쪽 측면 또 는 상기 공간부의 반대쪽 측면으로부터 돌출된 돌기와 접촉될 수 있는 길이로 형성될 수 있다.

상기 본체부의 공간부에는 적어도 하나의 돌기가 돌출 형성될 수 있다.

상기 본체부의 절개부분의 벌림을 선택적으로 방지토록, 상기 본체부에 탈착 가능하게 결합되어 상기 본체부의 절개부분을 중심으로 상기 본체부를 조이는 조임부재를 더 포함할 수 있다.

상기 본체부는 도전레일의 절연 및 지지를 위한 지지체와 끼움 결합되기 위한 끼움부가 형성될 수 있다.

상기 본체부의 끼움부는 상기 지지체의 끼움부보다 더 크게 형성될 수 있다.

상기 차량 접촉부는 상기 차량 접촉부의 최대 허용 가능한 마모 경계를 육안으로 확인할 수 있도록, 마모 경계부가 형성될 수 있다.

상기 마모 경계부는 홈으로 형성될 수 있다.

상기 차량 접촉부는 상기 본체부보다 강성이 더 우수한 재질로 형성될 수 있다.

상기 본체부는 알루미늄합금재질로 형성되고, 상기 차량 접촉부는 동합금재질로 형성될 수 있다.

상기 도전레일은 외부 전력부로부터 공급되는 외부 전력을 상기 철도차량으로 전달하는 도전레일를 포함하고; 상기 도전레일는 상기 본체부와 상기 차량 접촉부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비는, 철도차량과 접촉되는 차량 접촉부만 교체 가능하기 때문에 유지보수에 따른 비용 및 시간이 감소될 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비는 차량 접촉부에 마모 경계부가 형성됨으로써, 차량 접촉부를 적정 시기에 교체할 수 있고, 이에 따라 유지 보수가 용이하다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비는 본체부의 공간부에 돌기를 돌출 형성함으로써, 본체부가 보강될 수 있고, 본체부의 과다 조임이 방지될 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비는 본체부와 지지체의 클로우가 끼움 결합됨으로써, 서로 견고하게 결합될 수 있고, 도전레일의 신축변형 및 유동이 가능하다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비는, 차량 접촉부가 본체부와 상이한 재질로 구성됨으로써, 차량 접촉부만이 내마모성이 우수한 재질로 구성될 수 있어, 비용 부담없이 내마모성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비를 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비 적용 예의 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비 적용 예의 주요부 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비(100)는, 철도차량(10)의 차륜과 접촉되어 철도차량(10)의 운행을 안내하는 한 쌍의 궤조(20) 이외에, 철도차량(10)의 궤도방향(좌표 X)과 병행하도록 철도 궤도면 또는 지지 블록(2) 등에 설치되어, 철도차량(10)의 집전부(12)와 미끄럼 마찰됨으로써, 철도차량(10)에 외부 전력을 전달하는 방식이다.

도전레일설비(100)는, 레일체(110)로서, 철도차량(10)의 집전부(12)와 미끄럼 마찰 가능토록 설치되어 철도차량(10)의 집전부(12)에 외부 전력을 공급하는 도전레일(120)을 포함한다.

도전레일(120)은 복수 개가 철도차량(10)의 궤도방향(좌표 X)을 따라 배열되는 것이 바람직하다.

이러한 복수 개의 도전레일(120)은 일부 구간에서 서로 전기적으로 통하지 않도록 궤도방향(좌표 X)을 따라 서로 소정의 절연간격만큼 이격 설치됨으로써, 절연될 수 있다. 이때, 복수 개의 도전레일(120)은 하나로 연결되는 것이 강성 측면 및 철도차량(10)의 습동성 등의 측면에서 보다 바람직하다. 따라서, 도전레일설비(100)는 또 다른 레일체(110)로서, 복수 개의 도전레일(120)의 절연간격에 설치되는 절연레일(130)을 더 포함할 수 있다.

또한, 복수 개의 도전레일(120) 중 일부는 서로 직접 연결되도록 설치되며, 이때 조인트 플레이트(150)에 의해 서로 더욱 견고하게 결속될 수 있다.

또한 도전레일(120)들 중 일부는 그 중간에 절연레일(130)을 두지 않은 상태로 궤도방향(좌표 X)을 따라 이격 설치되고, 도전레일(120)이 온도 변화로 인하여 팽창 및 수축되는 것을 흡수할 수 있는 신축흡수부(160)에 의해 연결될 수 있다.

이와 아울러 도전레일설비(100)는, 도전레일(120)의 절연 및 지지를 위한 지지체(140)를 더 포함할 수 있다.

지지체(140)는, 도전레일(120)과 결합되는 클로우(146)(claw)와, 철도 궤도면 또는 지지 블록(2) 등에 고정 설치되는 금구(142)와, 금구(142)와 클로우(146)를 연결토록 그 사이에 설치되는 애자(144)를 포함하여 구성될 수 있다.

특히 도전레일(120)는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

도 3은 도 2의 일부분 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이고, 도 5는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.

참고로 이하 설명의 편의를 위해, 본체부(200)와 차량 접촉부(210)의 배치방향을 높이방향(좌표 Z)이라 하고, 높이방향(좌표 Z) 및 궤도방향(좌표 X)과 수직한 방향을 폭방향(좌표 Y)이라 한다.

도시된 바와 같이 도전레일(120)은, 철도차량(10)의 궤도방향(좌표 X)과 병행되게 설치되고, 전력을 전달받는 본체부(200)와; 본체부(200)와 착탈 가능토록 결합되고, 철도차량(10)의 집전부(12)가 이동 가능토록 접촉되어 전력이 철도차량(10)의 집전부(12)로 전달되게 하는 차량 접촉부(210)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 차량 접촉부(210)가 본체부(200)와 탈착 가능하기 때문에, 철도차량(10)의 집전부(12)와의 마찰 등으로 인한 차량 접촉부(210)의 마모시 본체부(200)는 그대로 두고 차량 접촉부(210)만 교체될 수 있다.

따라서, 도전레일설비(100)의 유지,보수가 용이해질 수 있고 그에 따른 비용이 현저히 절감될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

본체부(200)는 지지체(140), 보다 정확하는 클로우 접촉면(200A)이 폭방향(좌표 Y)을 따라 상대적으로 더 확장되게 형성됨으로써, 지지체(140), 보다 정확하게는 클로우(146)와 보다 견고하게 결합될 수 있다.

본체부(200)는 차량 접촉부(210)와 다양한 방식으로 탈착될 수 있도록 구성될 수 있으며, 일 예로써 도시된 바와 같이 차량 접촉부(210)가 끼움 방식으로 탈착될 수 있도록, 차량 접촉부(210)와의 결합면에 끼움홈(202)이 형성될 수 있다.

본체부(200)의 끼움홈(202)은 다양한 형상을 취할 수 있으며, 일 예로써 도시된 바와 같이 차량 접촉부(210)가 궤도방향(좌표 X)을 따라서만 끼워지고, 높이방향(좌표 Z)으로는 턱에 의해 차량 접촉부(210)가 본체부(200)의 끼움홈(202)에 걸림되도록 형성될 수 있다.

또한, 본체부(200)는 폭방향(좌표 Y)을 따라 양쪽으로 벌어질 수 있도록 절개될 수 있다.

즉, 본체부(200)가 그 폭방향(좌표 Y)을 따라 양쪽으로 어느 정도 벌어질 수 있기 때문에, 차량 접촉부(210)가 보다 용이하게 본체부(200)의 끼움홈(202)에 끼워질 수 있다. 따라서, 차량 접촉부(210)의 탈착 작업성이 향상될 수 있다.

이와 아울러, 본체부(200)는 궤도방향(좌표 X)을 따라 관통된 공간부(206)를 가지도록 형성되며, 이때, 본체부(200)의 절개부분(204)은 본체부(200)의 공간부(206)와 차량 접촉부(210) 사이에 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다. 따라서, 본체부(200)의 중량 및 재료비를 줄일 수 있고, 본체부(200)가 그 절개부분(204)을 중심으로 보다 용이하게 벌어질 수 있다.

이때, 본체부(200)의 공간부(206)에는 적어도 하나의 돌기(208)가 돌출 형성됨으로써, 이 돌기(208)에 의해 본체부(200)가 보강될 수 있다.

특히 본체부(200)의 돌기(208)는 절개부를 중심으로 양쪽 측면(200C) 중 적어도 어느 한쪽 측면(200C)으로부터 공간부(206)를 향해 돌출 형성됨과 아울러, 본체부(200)가 절개부를 중심으로 조여지면 공간부(206)의 반대쪽 측면(200C) 또는 공간부(206)의 반대쪽 측면(200C)으로부터 돌출된 돌기(208)와 접촉될 수 있는 길이로 형성될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 본체부(200)의 돌기(208)는 본체부(200)의 양쪽 측면(200C)에 모두 형성됨으로써, 본체부(200)가 적당히 조여지면, 양쪽 돌기(208)가 접촉되며, 양쪽 돌기(208)의 접촉으로 인해 본체부(200)가 과도하게 조여지는 것이 방지될 수 있다.

또는 이외 실시 예로써, 본체부(200)의 돌기(208)는 본체부(200)의 어느 한쪽 측면(200C)에서 형성되어, 본체부(200)가 적당히 조여지면 반대쪽 측면(200C)에 접촉될 수 있다.

이러한 본체부(200)의 돌기(208)는 도시된 바와 같이 궤도방향(좌표 X)을 따라 쭉 형성될 수 있으며, 이외에도 궤도방향(좌표 X)을 따라 복수 개소에 분리되어 형성될 수 있으며, 높이방향(좌표 Z)을 따라서도 둘 이상 형성될 수 있다.

본체부(200)는 지지체(140), 보다 정확하게는 클로우(146)와 견고하게 끼움 결합되기 위한 끼움부(209)가 형성될 수 있다. 본체부(200)의 끼움부(209)는 도시된 바와 같이 본체부(200)의 클로우 접촉면(200A)에 클로우(146)의 끼움부(146A)인 돌기(208)가 높이방향(좌표 Z)을 따라 삽입될 수 있는 홈으로 이루어질 수 있다. 또는 도시하지 않았지만 반대로 본체의 끼움부(209)는 클로우(146)의 끼움부(146A)인 홈에 끼워질 수 있는 돌기(208)로 이루어질 수도 있다.

이러한 본체부(200)의 끼움부(209)는 상술한 신축흡수부(160)와 동일한 목적을 위해, 도전레일(120)이 궤도방향(좌표 X)을 따라 지지체(140)에 대하여 변형 및 유동 가능토록, 지지체(140)의 끼움부(146A)보다 더 크게 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다.

한편, 본체부(200)는 차량 접촉부(210)를 꽉 물어서 차량 접촉부(210)와 보다 견고하게 결합될 수 있도록, 조임부재(220)에 의해 본체부(200)의 절개부분(204)의 벌림이 선택적으로 방지될 수 있다.

조임부재(220)가 본체부(200)에 탈착 가능하게 결합되어 본체부(200)의 절개부분(204)을 중심으로 본체부(200)를 조일 수 있도록, 본체부(200)에는 조임부재(220)와의 결합을 위한 체결홀(200B)이 적어도 하나 형성될 수 있다.

이때, 조임부재(220)는 본체부(200)를 폭방향(좌표 Y)을 따라 조이는 것이 바람직한 바, 본체부(200)의 체결홀(200B)은 본체부(200)의 양 측면(200C)에 각각 형성될 수 있다.

이러한 조임부재(220)는 본체부(200)를 선택적으로 조일 수 있다면 어떠한 것이든 무방하며, 일 예로써 볼트(222) 및 너트(224)로 구성될 수 있다.

따라서, 조임부재(220)에 의해 본체부(200)를 조일 수 있고, 조임부재(220)를 본체부(200)로부터 분리하면 본체부(200)의 벌림이 가능하다.

차량 접촉부(210)는 철도차량(10)의 집전부(12)와의 마찰 접촉에 의해 마모되는 바, 마모 정도에 따라 교체가 요구된다. 이때, 차량 접촉부(210)에는 차량 접촉부(210)의 최대 허용 가능한 마모 경계를 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록, 마모 경계부(212)가 형성될 수 있다.

따라서, 차량 접촉부(210)의 마모 정도의 확인이 용이하고 가능하여, 차량 접촉부(210)의 과마모로 인한 사고 및 접촉 불량 등을 방지할 수 있고, 차량 접촉부(210)의 교체 등의 유지,보수가 보다 용이해질 수 있다.

차량 접촉부(210)의 마모 경계부(212)는 마모 경계를 표시할 수 있다면 어떠한 것이든 무방하며, 도시된 바와 같이 홈으로 형성될 수 있다.

또한 차량 접촉부(210)는 철도차량(10)의 집전부(12)와의 마찰 접촉으로 인해 마모되기 쉬운 바, 수명 연장을 위해 본체부(200)보다는 강성이 더 우수한 재질로 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다. 바람직한 일 예로써, 본체부(200)는 알루미늄합금재질로 형성되고, 차량 접촉부(210)는 동합금재질로 형성될 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비 적용 예의 정단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 도전레일설비 적용 예의 주요부 사시도이다.

도 3은 도 2의 일부분 사시도이다.

도 4는 도 3의 분해 사시도이다.

도 5는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100; 도전레일설비 120; 도전레일

130; 절연레일 140; 지지체

142; 금구 144; 애자

146; 클로우 150; 조인트 플레이트

160; 신축흡수부 200; 본체부

210; 차량 접촉부 212; 마모 경계부

220; 조임부재

Claims (13)

1. 절연 및 지지 가능토록 지지체에 의해 지지되어 철도차량에 외부 전력을 전달하는 도전레일을 포함하고;

   상기 도전레일은,

   상기 지지체에 의해 지지되며 철도차량의 궤도방향과 병행되게 설치되고, 전력이 전달되는 본체부 및,

   상기 본체부와 착탈 가능토록 결합되고, 철도차량의 집전부가 이동 가능토록 접촉되어 상기 본체부에 전달된 전력이 상기 철도차량의 집전부로 전달되게 하는 차량 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체부와 상기 차량 접촉부의 배치방향을 높이방향이라 할 때,

   상기 본체부는 상기 높이방향 및 상기 궤도방향과 수직한 방향인 폭방향을 따라 양쪽으로 벌어질 수 있도록 절개된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 본체부는 상기 궤도방향을 따라 관통된 공간부를 갖고, 상기 폭방향을 따라 양쪽으로 벌어질 수 있도록 절개된 부분이 상기 공간부와 상기 차량 접촉부 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 본체부의 공간부에는,

   상기 절개부분을 중심으로 양쪽 측면 중 적어도 어느 한쪽 측면으로부터 상기 공간부를 향해 돌기가 돌출 형성되고;

   상기 돌기는 상기 본체부가 상기 절개부분을 중심으로 조여지면, 상기 공간부의 반대쪽 측면 또는 상기 공간부의 반대쪽 측면으로부터 돌출된 돌기와 접촉될 수 있는 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체부의 공간부에는 적어도 하나의 돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체부의 절개부분의 벌림을 선택적으로 방지토록, 상기 본체부에 탈착 가능하게 결합되어 상기 본체부의 절개부분을 중심으로 상기 본체부를 조이는 조임부재를 더 포함하는 철도차량용 도전레일설비.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체부는 상기 지지체와 끼움 결합되기 위한 끼움부가 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 본체부의 끼움부는 상기 지지체의 끼움부보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 차량 접촉부는 상기 차량 접촉부의 최대 허용 가능한 마모 경계를 육안으로 확인할 수 있도록, 마모 경계부가 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 마모 경계부는 홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
11. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 차량 접촉부는 상기 본체부보다 강성이 더 우수한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 본체부는 알루미늄합금재질로 형성되고, 상기 차량 접촉부는 동합금재 질로 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 도전레일설비.
13. 삭제

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