KR101317807B1 - 전차선용 트랙형 곡선당김금구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곡선당김금구의 무게는 증가시키지 않으면서도 곡선당김금구의 횡장력에 저항하는 강도의 향상을 이룰 수 있도록 함으로써 고속 주행을 위한 고속철도의 시설에 적합한 새로운 형태의 곡선당김금구에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전차선에 의한 횡장력에 저항하도록 내측 부위가 양측 끝단 부위에 비해 상향 절곡된 곡선 형태의 곡선형 로드; 상기 곡선형 로드의 일측 끝단에 구비되면서 전주에 설치된 가동 브라켓에 연결되는 아이로드부; 그리고, 상기 곡선형 로드의 타측 끝단에 구비되면서 전차선이 클램핑되는 클램프와의 결합을 위한 그립부:를 포함하여 구성되며, 상기 곡선형 로드의 단면은 좌우 폭에 비해 상하 폭이 더욱 크게 형성됨과 더불어 각 모서리 부위는 라운드지게 형성됨을 특징으로 하는 전차선용 트랙형 곡선당김금구이 제공된다.

Description

전차선용 트랙형 곡선당김금구{track type steady arm}

본 발명은 전차선로에 편위를 주기 위한 곡선당김금구에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 상기 전차선과 펜타그래프의 마모를 줄일 수 있도록 경량화하면서도 횡장력에 대응하는 강도의 저하는 방지될 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구에 관한 것이다.

일반적으로 전기차라 함은 전력을 공급받아 운행되는 전차 혹은, 전기 기관차 등의 차량을 말한다.

상기한 전기차는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 그의 지붕에 설치된 팬타그래프(pantagraph)(21)가 철로를 따라 설치된 전차선(12)에 접촉되면서 상기 전차선(12)으로부터 전력을 공급받게 된다.

여기서, 성기 전차선(12)은 철로를 따라 일직선을 이루도록 설치되는 것이 아니라 복수의 곡선당김금구(steady arm)(30)에 의해 일정한 편위(stagger)를 갖도록 함으로써 상기 팬타그래프(21) 집전판의 국부적인 마모가 방지될 수 있도록 구성된다.

국내 공개실용신안 제20-2011-0006264호와, 공개실용신안 제20-2010-0011639에서는 전술한 종래의 곡선당김금구가 소개되고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이, 종래의 곡선당김금구(30)는 길이 방향을 따라 휜 형태의 곡선 구조를 이루도록 형성됨으로써 상기 전차선(12)을 당김에 따라 발생되는 횡장력에 대한 강도의 보강이 이루어질 수 있도록 구성된다.

이와 함께, 종래의 곡선당김금구(30)은 그 단면이 원형을 이루는 원기둥 구조로 형성됨으로써 바람 등과 같은 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있도록 구성된다.

최근에는, 시속 300km 이상의 속도로 운행되는 고속철도와 같이 고속 주행을 위한 기술의 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 고속 주행을 위한 기술에서는 전차선의 장력을 올려야 하기 때문에 상기 곡선당김금구(30)에 의한 횡장력의 저항 강도뿐만 아니라 상기 곡선당김금구(30)의 무게 역시 중요한 요인이 되고 있다.

이는, 상기 곡선당김금구의 횡장력에 대한 저항 강도가 낮거나 상기 곡선당김금구의 무게가 과도하게 무거울 경우 전기차의 고속 주행시 발생되는 전차선의 상하 진동에 의해 상기 전차선과 팬타그래프 간의 집전성능이 저하되고 전차선의 마모가 증가될 수밖에 없기 때문이다.

이때, 상기한 전차선과 팬타그래프 간의 마모가 심하게 발생되면 순간적으로 상기 전차선과 팬타그래프 간이 떨어지는 이선(離線)이 발생되고, 이러한 이선에 의해 상기 전차선(21)의 녹음이나 스파크가 발생되는 문제점을 가진다.

따라서, 고속철도에 적용되는 곡선당김금구는 일반적인 철도에 적용되는 곡선당김금구에 비해 횡장력에 대응하는 저항 강도가 충분히 커야만 할 뿐 아니라, 상기 곡선당김금구의 무게 역시 최대한 가벼워야만 한다.

하지만, 종래에는 전술된 곡선당김금구의 무게를 저감시키기 위한 연구나 횡장력에 저항하는 강도를 증가시키는 연구만 주로 이루어지고 있을 뿐 두 조건을 모두 만족하는 구조의 곡선당김금구에 대한 개발은 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

즉, 종래 구조에 따른 곡선당김금구(30)는 횡장력에 저항하는 강도를 크게 하기 위해서는 그 직경을 증가시킬 수밖에 없었고, 이러한 곡선당김금구(30)의 직경 증가로 인해 상기 곡선당김금구(30)의 무게 증가가 발생될 수밖에 없었다.

특히, 상기한 바와 같이 곡선당김금구(30)의 무게가 증가될 경우에는 상기 전차선(12)과 상기 팬타그래프(21) 간의 접촉 부하가 더욱 커지게 됨으로써 상기 전차선(12)과 팬타그래프(21) 간의 마모가 더욱 증가될 수밖에 없었다.

반대로, 상기 곡선당김금구(30)의 무게 저감시에는 횡장력에 저항하는 강도 역시 저감될 수밖에 없다는 문제점을 가진다.

따라서, 상기 곡선당김금구(30)의 무게를 저감시킬 수 있도록 하면서도 횡장력에 저항하는 강도는 적정 강도를 유지할 수 있도록 하는 기술이 절실히 요구되고 있는 상황이다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 곡선당김금구의 무게는 증가시키지 않으면서도 곡선당김금구의 횡장력에 저항하는 강도의 향상을 이룰 수 있도록 함으로써 고속 주행을 위한 고속철도의 시설에 적합한 새로운 형태의 곡선당김금구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전차선용 트랙형 곡선당김금구는 전차선에 의한 횡장력에 저항하도록 내측 부위가 양측 끝단 부위에 비해 상향 절곡된 곡선 형태의 곡선형 로드; 상기 곡선형 로드의 일측 끝단에 구비되면서 전주에 설치된 가동 브라켓에 연결되는 아이로드부; 그리고, 상기 곡선형 로드의 타측 끝단에 구비되면서 전차선이 클램핑되는 클램프와의 결합을 위한 그립부:를 포함하여 구성되며, 상기 곡선형 로드의 단면은 좌우 폭에 비해 상하 폭이 더욱 크게 형성됨과 더불어 각 모서리 부위는 라운드지게 형성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 곡선형 로드는 상하 폭이 좌우 폭에 비해 큰 형태로 이루어지면서 상단 및 하단은 서로 대칭된 반원형으로 이루어짐과 동시에 양측은 서로 평행한 평면으로 이루어진 트랙(track)형으로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 곡선형 로드는 알루미늄 합금으로 이루어진 중공(中空)의 튜브체로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 아이로드부 및 그립부의 일측 끝단은 각각 상기 곡선형 로드와 동일한 형상의 단면을 갖도록 형성되면서 상기 곡선형 로드의 양측 끝단 내에 각각 요입된 상태로 압착 고정됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구는 무게를 경량화시키면서도 상하 방향으로의 폭에 대한 증가를 통해 전차선으로부터 제공되는 횡장력에 대한 저항 강도의 향상을 이룰 수 있게 됨으로써 상기 전차선과 팬타그래프 간의 마모를 저감시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기한 전차선과 팬타그래프 간의 마모 저감을 통해 고속 주행용 시설에의 적용이 가능하게 된 효과를 가진다.

도 1은 종래 일반적인 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 설치 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 설치도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 설치 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 설치도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 형상을 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 곡선형 로드에 대한 형상을 설명하기 위해 나타낸 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 곡선형 로드에 대한 형상에 대한 다른 실시예를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 곡선형 로드와 그립부 간의 결합 부위에 대한 형상을 설명하기 위해 나타낸 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

이하, 본 발명의 전차선용 트랙형 곡선당김금구에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구의 설치 구조를 도시하고 있다.

이러한 도면에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구(100)는 전주(10)의 가동 브라켓(11)에 연결된 상태로 전차선(12)을 당기도록 설치되며, 이러한 곡선당김금구(100)에 의해 상기 전차선(12)은 편위를 가지면서 전기차(20)의 팬타그래프(21)에 접촉되도록 배치된다.

첨부된 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡선당김금구(100)의 상세 구조를 나타내고 있음과 더불어 첨부된 도 4는 곡선당김금구(100)의 단면 구조를 나타내고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 전차선용 트랙형 곡선당김금구(100)은 크게 곡선형 로드(110)와, 아이로드부(120)와, 그립부(130)를 포함하여 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 곡선형 로드(110)는 곡선당김금구(100)의 몸체를 형성하는 부위로써, 내측 부위가 양측 끝단 부위에 비해 상향 절곡된 곡선 형태로 이루어지면서 알루미늄 합금으로 이루어진 중공의 튜브체로 형성된다.

이때, 상기한 곡선형 로드(110)의 곡률은 전체적으로 동일하도록 형성될 수도 있고, 각 부분별로 서로 다른 곡률을 갖도록 형성할 수도 있으며, 이러한 곡률 및 곡률 부위는 전차선(12)의 편위에 대한 횡장력에 따라 달리 설정된다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 곡선형 로드(110)가 그 단면이 좌우 폭(W1)에 비해 상하 폭(W2)이 더욱 크게 형성됨을 특징으로 제시한다.

이러한 구조는, 곡선형 로드(110)의 상하 폭(W2)을 더욱 키움으로써 횡장력에 저항하는 강도가 더욱 증가될 수 있도록 하면서도 곡선형 로드(110)의 좌우 폭(W1)을 줄여 전체적인 무게의 저감이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

즉, 종래의 일반적인 곡선형 로드와 대비하여 봤을 때 서로 동일한 상하 폭을 가진다고 가정할 경우 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 로드(110)의 무게가 상대적으로 가볍고, 종래의 곡선형 로드와 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 로드(110)의 무게가 서로 동일하다고 가정할 경우에는 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 로드(110)의 횡장력에 저항하는 강도가 더욱 우수한 것이다.

이와 함께, 상기 곡선형 로드(110)의 각 모서리 부위는 라운드지게 형성됨을 추가적으로 제시한다. 상기한 라운드의 구조는 바람의 영향을 최소화하면서도 최대한 무게의 저감을 이룰 수 있도록 하기 위함이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 곡선형 로드(110)가 상하 폭(W2)이 좌우 폭(W1)에 비해 큰 형태로 이루어지면서 상단 및 하단은 서로 대칭된 반원형으로 이루어짐과 동시에 양측은 서로 평행한 평면으로 이루어진 트랙(track)형으로 형성됨을 특징으로 제시한다.

즉, 전술한 트랙형 구조로 곡선형 로드(110)를 형성함으로써 상하 폭(W2)이 좌우 폭(W1)에 비해 큰 형태로 구성함과 더불어 각 모서리 부위는 라운드지게 형성함으로써 전체적인 무게는 줄일 수 있되 횡장력에 저항하는 강도는 향상될 수 있도록 한 것이다.

물론, 첨부된 도 5와 같이 상기 곡선형 로드(110)는 그 단면이 상하로 긴 타원형을 이루도록 형성할 수도 있다.

하지만, 상기한 타원형의 경우는 후술될 아이로드부(120) 혹은, 그립부(130)와의 압착시 그 압착 작업에 어려움이 야기될 수 있을 뿐 아니라 상측 끝단 및 하측 끝단이 상대적으로 뾰족한 형태를 이루기 때문에 응력 집중 현상에 따른 손상이 야기될 우려가 있으며, 동일한 높이일 경우라면 전술된 트랙형 형상에 비해 전체적인 중량이 증가될 수밖에 없다. 따라서 상기 곡선형 로드(110)는 전술된 바와 같은 트랙형 형상으로 구성함이 가장 바람직한 것이다.

다음으로, 상기 아이로드부(120)는 전주(10)에 설치된 가동 브라켓(11)에 연결되는 부위로써 상기 곡선형 로드(110)의 일측 끝단에 구비되며, 상기 그립부(130)는 클램프(131)와의 결합을 위한 부위로써 상기 곡선형 로드(110)의 타측 끝단에 구비된다.

이때, 상기 클램프(131)는 전차선(12)을 클램핑하는 구성이며, 상기 그립부(130)에 착탈 가능하게 결합된다.

이와 함께, 상기한 아이로드부(120) 및 그립부(130)의 일측 끝단인 곡선형 로드(110)와의 결합이 이루어지는 부위는 각각 상기 곡선형 로드(110)와 동일한 형상의 단면을 갖도록 형성되면서 상기 곡선형 로드(110)의 양측 끝단 내에 각각 요입된 상태로 압착 고정된다. 이의 상태는 첨부된 도 6에 도시한 바와 같다. 이때, 첨부된 도 6에 표시된 도면부호 133은 압착 과정에 의해 형성된 주름이다.

물론, 상기 아이로드부(120)와 그립부(130)는 상기 곡선형 로드(110)에 리벳이나 볼트를 이용하여 결합될 수도 있지만, 상기한 리벳이나 볼트 결합은 조립 효율이 떨어질 뿐 아니라 별도의 부재가 추가로 제공됨에 따른 무게 증가로 인해 압착식 결합에 비해서는 바람직하지 않다.

결국, 전술된 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 곡선당김금구(100)은 횡장력에 대한 저항 강도는 향상시키면서도 무게의 저감을 이룰 수 있게 된 장점을 가진다.

특히, 전술한 바와 같은 장점으로 인해 시속 300km 이상의 속도로 운행되는 고속철도와 같이 고속 주행용 시설에의 적용이 가능하다는 장점을 가진다.

10. 전주 11. 가동 브라켓
12. 전차선 20. 전기차
21. 팬타그래프 100. 곡선당김금구
110. 곡선형 로드 120. 아이로드부
130. 그립부

Claims (4)

1. 전차선에 의한 횡장력에 저항하도록 내측 부위가 양측 끝단 부위에 비해 상향 절곡된 곡선 형태의 곡선형 로드,
   상기 곡선형 로드의 일측 끝단에 구비되면서 전주에 설치된 가동 브라켓에 연결되는 아이로드부, 그리고
   상기 곡선형 로드의 타측 끝단에 구비되면서 전차선이 클램핑되는 클램프와의 결합을 위한 그립부를 포함하여 구성되며,
   상기 곡선형 로드의 단면은 좌우 폭에 비해 상하 폭이 더욱 크게 형성되고 각 모서리 부위는 라운드지게 형성됨을 특징으로 하는 전차선용 트랙형 곡선당김금구.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 곡선형 로드는, 상하 폭이 좌우 폭에 비해 크고, 상단 및 하단은 서로 대칭된 반원형으로 이루어지며, 동시에 좌우 양측은 서로 평행한 평면으로 이루어진 트랙(track)형으로 형성됨을 특징으로 하는 전차선용 트랙형 곡선당김금구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 곡선형 로드는 알루미늄 합금으로 이루어진 중공(中空)의 튜브체로 형성됨을 특징으로 하는 전차선용 트랙형 곡선당김금구.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 아이로드부 및 그립부의 일측 끝단은 각각 상기 곡선형 로드와 동일한 형상의 단면을 갖도록 형성되면서 상기 곡선형 로드의 양측 끝단 내에 각각 요입된 상태로 압착 고정됨을 특징으로 하는 전차선용 트랙형 곡선당김금구.
   

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