KR101539706B1 - 이동형 집전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동형 집전장치에 관한 것으로, 직선으로 배치되는 전차선부와, 전차선부에 접촉되어 전원을 공급받는 팬터그래프부와, 열차에 장착되고 팬터그래프부를 이동시켜 전차선부와의 접촉에 의한 편마모를 방지하는 구동부를 포함하여, 직선형 전차선부를 설치하더라도 팬터그래프부의 편마모를 방지할 수 있다.

Description

이동형 집전장치{MOVING TYPE CURRENT COLLECTOR}

본 발명은 이동형 집전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전차선로의 설치 작업성을 개선하고 시공비용을 절감하는 이동형 집전장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기철도 차량에 전력을 공급하는 집전장치의 성능은 주로 팬터그래프 헤드의 서스팬션 특성에 의하여 결정되는데, 기존선과 고속선을 모두 주행하는 열차와 같이 다양한 속도로 운행하는 열차의 경우에는 항상 전차선 추종특성을 확보할 수 있도록 집전장치의 서스팬션을 액티브 제어하는 것이 필요하다.

한편, 열차의 집전장치인 팬터그래프가 추종해야 할 가진(加振)으로 드로퍼 통과 가진이 있다. 이는 전차선로에서 전력을 공급하기 위한 가선을 지지하는 드로퍼의 설치간격이 일정하며, 열차속도를 알면 드로퍼를 통과시에 발생되는 드로퍼 통과 가진주파수를 알 수 있다.

이때, 집전장치의 성능은 드로퍼 통과 가진주파수에서의 추종진폭으로 나타낼 수 있는데, 열차의 속도가 증가하면 드로퍼 통과 가진주파수 역시 증가하게 된다.

따라서, 추종진폭의 피크가 발생하는 주파수를 조정하여 변화하는 드로퍼 통과 가진주파수와 일치시킬 수 있다면 최적의 집전성능을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2008-0052985호(2008.06.12 공개, 발명의 명칭 : 열차 집전장치의 추종특성 액티브 제어 시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다.

종래에는 전차선로가 지그재그로 배치되어 집전판의 편마모를 억제하지만, 전차선로를 지그재그로 배치하기가 어렵고, 정밀한 위치 설정을 위해 작업시간과 설치비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 집전판의 이동이 가능하여, 전차선로가 일직선으로 배치되더라도 집전판의 편마모를 억제하는 이동형 집전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치는: 직선으로 배치되는 전차선부; 상기 전차선부에 접촉되어 전원을 공급받는 팬터그래프부; 및 열차에 장착되고, 상기 팬터그래프부를 이동시켜 상기 전차선부와의 접촉에 의한 편마모를 방지하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 팬터그래프부는: 상기 구동부에 결합되어 좌우 이동되는 집전틀; 및 상기 집전틀에 결합되고, 상기 전차선부와 접촉되는 집전판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는: 상기 열차에 장착되고, 상기 팬터그래프부가 관통되어 이동되기 위한 이동홀부가 형성되는 구동하우징; 상기 구동하우징에 내장되고, 상기 팬터그래프부와 결합되는 구동본체; 및 상기 구동하우징에 장착되고, 상기 구동본체에 결합되어 길이가 가변되는 길이가변체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는: 상기 열차에 장착되고, 상기 팬터그래프부가 관통되어 이동되기 위한 작동홀부가 형성되는 구동케이스; 상기 구동케이스에 내장되는 구동스프링; 상기 구동스프링에 지지되고, 오목한 곡면이 형성되는 구동피스톤; 상기 곡면에 삽입되고, 자체 회전시 상기 구동피스톤을 밀어주는 구동회전체; 및 상기 구동회전체를 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치는: 열차에 장착되는 집전지지부; 상기 집전지지부에 장착되는 모터부; 및 상기 집전지지부에 안착되고, 상기 모터부와 결합되며, 상기 모터부의 구동에 의해 회전되면서 직선으로 배치되는 전차선부와 접촉되는 집전접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치는 전차선부와 접촉되는 팬터그래프부가 좌우 이동되어 편마모를 억제할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치는 전차선부와 접촉되는 집전접촉부가 회전되어 편마모를 억제할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 이동형 집전장치는 좌우 이동 또는 회전에 의해 편마모를 방지할 수 있으므로, 직선형 전차선부 설치가 가능하여, 전차선부의 설치비용과 설치시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 이동형 집전장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 집전장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에서 구동피스톤과 구동회전체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2에서 구동피스톤과 구동회전체의 작동관계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 이동형 집전장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에서 전차선부와 집전접촉부와의 접촉상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이동형 집전장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 이동형 집전장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 집전장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1,제2실시예에 따른 이동형 집전장치(1,2)는 전차선부(10)와, 팬터그래프부(20)와, 구동부(30,40)를 포함한다.

전차선부(10)는 직선으로 배치되고, 팬터그래프부(20)는 전차선부(10)에 접촉되어 전원을 공급받는다.

구동부(30,40)는 열차(100)에 장착되고, 팬터그래프부(20)를 이동시킨다. 따라서, 열차(100)가 달리는 동안 팬터그래프부(20)는 지속적으로 좌우 이동되므로, 직선으로 배치되는 전차선부(10)와의 접촉에 의한 팬터그래프부(20)의 편마모가 방지된다.

한편, 직선형 전차선부(10)를 설치하더라도 팬터그래프부(20)의 편마모가 방지되므로, 전차선부(10)의 설치 비용과 시간을 줄일 수 있다.

팬터그래프부(20)는 집전틀(21)과, 집전판(22)을 포함한다. 집전틀(21)은 구동부(30,40)에 결합되어 좌우 이동된다. 도시되지는 않았지만, 집전틀(21)은 링크 결합되어 상하 이동될 수 있다.

집전판(22)은 집전틀(21)에 결합되고, 전차선부(10)와 접촉된다. 일 예로, 집전판(22)은 집전틀(21)의 상측면에 장착된다.

집전판(22)은 전차선부(10)와의 접촉에 의해 마모되므로, 장시간 사용 후 교체된다. 이러한 집전판(22)은 집전틀(21)과 연동되어 좌우 이동되므로, 집전판(22)은 전차선부(10)에 골고루 접촉되어 편마모가 방지된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 집전장치(1)에서 구동부(30)는 구동하우징(31)과, 구동본체(32)와, 길이가변체(33)를 포함한다.

구동하우징(31)은 열차(100)에 장착되고, 팬터그래프부(20)가 관통되어 이동되기 위한 이동홀부(311)가 형성된다.

구동본체(32)는 구동하우징(31)에 내장되고, 팬터그래프부(20)와 결합된다.

길이가변체(33)는 구동하우징(31)에 장착되고 구동본체(32)에 연결된다. 길이가변체(33)는 자체 길이가 늘어나거나 줄어들어 구동본체(32)를 이동시킨다.

일 예로, 길이가변체(33)로는 유압에 의해 길이가 가변되는 유압실린더가 사용되며, 구동본체(32)에는 구동바퀴(321)가 장착되어 구동본체(32)의 이동성을 개선한다.

도 3은 도 2에서 구동피스톤과 구동회전체를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2에서 구동피스톤과 구동회전체의 작동관계를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 집전장치(2)에서 구동부(40)는 구동케이스(41)와, 구동스프링(42)과, 구동피스톤(43)과, 구동회전체(44)와, 구동모터(45)를 포함한다.

구동케이스(41)는 열차(100)에 장착되고, 팬터그래프부(20)가 관통되어 이동되기 위한 작동홀부(411)가 형성된다.

구동스프링(42)과 구동피스톤(43)은 구동케이스(41)에 내장된다. 일 예로, 구동스프링(42)은 코일스프링 형상을 하며, 구동케이스(41)의 좌측에 배치되고, 구동피스톤(43)은 구동케이스(41)의 우측에 배치된다.

구동피스톤(43)은 일측 중앙부에 오목한 곡면(431)이 형성되고, 구동회전체(44)는 곡면(431)에 삽입된다. 구동회전체(44)는 곡면(431)과 상응하는 곡률을 가지며, 자체 회전시 형상에 의해 구동피스톤(43)을 밀어준다.

구동모터(45)는 구동회전체(44)에 연결되어 구동회전체(44)를 회전시킨다. 구동모터(45)가 구동되면, 구동회전체(44)의 회전각도에 따라 구동피스톤(43)이 밀려나고, 구동스프링(42)에 의해 원위치로 복귀된다.

한편, 구동케이스(41)에는 가이드홈부(412)가 형성되고, 구동피스톤(43)에는 가이드홈부(412)에 삽입되는 피스톤바퀴(432)가 형성된다.

피스톤바퀴(432)는 구동피스톤(43)의 이동성을 개선하고, 가이드홈부(412)를 따라 이동되어 구동피스톤(43)의 축방향 회전을 제한한다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 이동형 집전장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에서 전차선부와 집전접촉부와의 접촉상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 이동형 집전장치(3)는 집전지지부(50)와, 모터부(60)와, 집전접촉부(70)를 포함한다.

집전지지부(50)는 열차(100)에 장착된다. 도시되지는 않았지만, 집전지지부(50)는 링크결합에 의해 상하 높이가 조절될 수 있다.

모터부(60)는 집전지지부(50)에 장착되고, 집전접촉부(70)는 집전지지부(50)에 안착된다. 이러한 집전접촉부(70)는 모터부(60)와 결합되며, 모터부(60)의 구동에 의해 회전되면서 직선으로 배치되는 전차선부(10)와 접촉된다.

일 예로, 집전접촉부(70)는 원판 형상을 하되, 저면에는 집전지지부(50)의 상판(51)에 안착되어 회전되는 집전바퀴(71)가 장착된다.

그리고, 모터부(60)의 모터축(61)이 상판(51)을 관통하여 집전접촉부(70)에 연결되되, 모터축(61)이 회전됨에 따라 집전접촉부(70)가 회전된다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 이동형 집전장치의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 집전장치(1)는 열차(100)가 주행중일 때 길이가변체(33)의 길이가 늘어나거나 줄어드는 과정을 반복한다.

길이가변체(33)의 길이변화로 인해, 구동하우징(31)에 내장된 구동본체(32)가 좌우 이동된다.

구동본체(32)가 이동되면, 구동본체(32)에 연결된 팬터그래프부(20)가 이동되므로, 직선으로 배치되는 전차선부(10)에 집전판(22)이 골고루 접촉되어 집전판(22)의 편마모를 방지할 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 집전장치(2)는 구동모터(45)가 구동되어 구동회전체(44)가 45도 회전되면, 구동피스톤(43)과 구동회전체(44)간의 접촉 부분에 의해 구동피스톤(43)이 좌측으로 일부 이동된다.

그리고, 구동모터(45)가 90도 회전되면, 구동피스톤(43)이 좌측으로 최대치로 이동되면서 구동스프링(42)을 수축시킨다.

한편, 구동모터(45)가 90도 회전된 후 180도 회전되는 동안, 구동스프링(42)의 복원력에 의해 구동피스톤(43)이 우측으로 이동된다.

즉, 구동회전체(44)의 회전각도에 따라 구동피스톤(43)이 좌우 이동되고, 구동피스톤(43)이 이동되면 구동피스톤(43)에 연결된 팬터그래프부(20)가 이동된다.

팬터그래프부(20)가 이동되면, 직선으로 배치되는 전차선부(10)에 집전판(22)이 골고루 접촉되어 집전판(22)의 편마모를 방지할 수 있다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 이동형 집전장치(3)는 모터부(60)가 구동됨에 따라 집전지지부(50)에 지지되는 집전접촉부(70)가 회전되면서 직선으로 배치되는 전차선부(10)와 접촉된다.

이때, 집전접촉부(70)는 전차선부(10)와 골고루 접촉되어 집전접촉부(70)의 편마모를 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치(1,2)는 전차선부(10)와 접촉되는 팬터그래프부(20)가 좌우 이동되어 편마모를 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치(3)는 전차선부(10)와 접촉되는 집전접촉부(70)가 회전되어 편마모를 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 이동형 집전장치(1,2,3)는 좌우 이동 또는 회전에 의해 편마모를 방지할 수 있으므로, 직선형 전차선부(10) 설치가 가능하여, 전차선부(10)의 설치비용과 설치시간을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 전차선부 20 : 팬터그래프부
21 : 집전틀 22 : 집전판
30,40 : 구동부 31 : 구동하우징
32 : 구동본체 33 : 길이가변체
41 : 구동케이스 42 : 구동스프링
43 : 구동피스톤 44 : 구동회전체
45 : 구동모터 50 : 집전지지부
60 : 모터부 70 : 집전접촉부

Claims (5)

1. 직선으로 배치되는 전차선부;
   상기 전차선부에 접촉되어 전원을 공급받는 팬터그래프부; 및
   열차에 장착되고, 상기 팬터그래프부를 이동시켜 상기 전차선부와의 접촉에 의한 편마모를 방지하는 구동부를 포함하고,
   상기 구동부는
   상기 열차에 장착되고, 상기 팬터그래프부가 관통되어 이동되기 위한 작동홀부가 형성되는 구동케이스;
   상기 구동케이스에 내장되는 구동스프링;
   상기 구동스프링에 지지되고, 오목한 곡면이 형성되는 구동피스톤;
   상기 곡면에 삽입되고, 자체 회전시 상기 구동피스톤을 밀어주는 구동회전체; 및
   상기 구동회전체를 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 집전장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 팬터그래프부는
   상기 구동부에 결합되어 좌우 이동되는 집전틀; 및
   상기 집전틀에 결합되고, 상기 전차선부와 접촉되는 집전판을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 집전장치.
   
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