KR102120169B1 - A contact force control device in driving for high-speed rail pantograph - Google Patents
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Abstract
주행 중에 액츄에이터를 이용하여, 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하는 것으로, 액츄에이터-승강타를 모듈화하고, 이것을 팬터그래프에 장착하여, 간단한 구성을 가지면서도 집전 성능의 향상을 도모하고자 하는 것을 목적으로 하는 것으로, 상부암, 상부암의 상측에 부착되어 가선과 접촉하며 집전하는 집전판, 하부암, 상기 상부암과 하부암을 연결하는 상부 힌지부, 상기 상부암의 전방으로 돌출되고 상부암과 힌지로 결합되는 지지부 및 상기 상부암과 하부암을 승강시키는 승강장치를 구비한 고속철도용 팬터그래프에 있어서, 주행중 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하기 위한 모듈을 더 가지며, 상기 모듈은, 상기 지지부에 장착되며, 액츄에이터와 상기 액츄에이터에 회전 가능하게 장착되는 에어포일 형상을 갖는 승강타를 결합한 액츄에이터-승강타 모듈인 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치.By using the actuator while driving, by controlling the phantom contact force of the pantograph, the actuator-elevating rudder is modularized, mounted on the pantograph, and aimed to improve the current collecting performance while having a simple configuration. , The upper plate is attached to the upper side of the upper arm, the current collecting plate in contact with the current collector, the lower arm, the upper hinge portion connecting the upper arm and the lower arm, protruding forward of the upper arm and supporting portion coupled to the upper arm and the hinge, In the pantograph for a high-speed rail having a lifting device for elevating the upper arm and the lower arm, further comprising a module for controlling the contact force of the pantograph during driving, the module is mounted on the support, it is rotatable on the actuator and the actuator An actuator-elevating module that combines an elevating rudder having an airfoil shape to be mounted. The pantograph cable contact force control device for a high-speed rail.
Description
본 발명은 고속철도용 팬터그래프에 있어서 주행 중에 가선 접촉력을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling a wire contact force during driving in a pantograph for a high-speed rail.
고속철도의 차량 상부에는 차량의 운행 동력으로서 필요한 AC 25,000V 또는 DC 1,500V의 전기에너지를, 선로를 따라 설치된 가선으로부터 공급받아 운행 및 제어장치에 사용하고 있다.In the upper part of the high-speed rail, the electric energy of AC 25,000V or DC 1,500V, which is required as the driving power of the vehicle, is supplied from the installed overhead line along the line and used in the operation and control device.
이를 위하여 전기에너지를 집전할 수 있는 팬터그래프를 고속철도의 차량 상부에 장착하여 사용하고 있다.To this end, a pantograph capable of collecting electrical energy is installed and used on the top of a high-speed rail vehicle.
이러한 고속철도용 팬터그래프는, 고속으로 주행하면서 가선 높이의 변화와 차량의 흔들림에 대하여, 가선에의 접촉력 향상을 위한 성능이 요구된다.The pantograph for such a high-speed rail is required to have a performance for improving contact force to the overhead line with respect to changes in the height of the overhead line and the shaking of the vehicle while traveling at high speed.
이와 같이, 고속철도의 팬터그래프는 고속에서도 가선과 잘 접촉하여, 팬터그래프가 가선에서 일시적으로 떨어지는 소위 "이선"이 되지 않아야 하는 것이 무엇보다 중요하다.As such, it is most important that the pantograph of the high-speed rail does not come into contact with the overhead wire even at high speed, so that the pantograph does not become a so-called "double wire" that temporarily falls off the overhead wire.
만일, 팬터그래프가 가선에서 이선하게 되면, 전기를 원활하게 받아들이기 어려울 뿐만 아니라, 아크가 튀어 가선과 팬터그래프가 녹아버리는 등, 손상되어 정상적인 운행이 어렵게 된다.If the pantograph is disconnected from the overhead line, it is not only difficult to accept electricity smoothly, but also damages, such as melting of the overhead line and the pantograph, causing arcs to melt, thereby making normal operation difficult.
이를 막기 위해 일반적으로 국내의 고속철도에서 사용되고 있는 팬터그래프는, 공압에 의한 압상력으로 팬터그래프의 접전판을 가선과 접촉시켜 주고, 전기가 필요없는 경우에는 공압을 빼주어 집전판과 가선과의 접촉을 해제시켜, 팬터그래프를 접을 수 있도록 하는 구성을 가지고 있다.In order to prevent this, the pantograph, which is generally used in high-speed railways in Korea, makes the contact plate of the pantograph contact with a wire using a pressure force by pneumatic pressure, and when electricity is not required, removes air pressure to release the contact between the collector plate and the wire It has a configuration that allows the pantograph to fold.
그렇지만, 고속철도는 주행 속도에 따라서, 팬터그래프의 공력 특성이 변동하여, 고속 주행시에 집전판과 가선과의 접촉력이 감소할 수 있으므로, 안정적인 집전이 어려워질 수 있다.However, in the high-speed rail, the aerodynamic characteristics of the pantograph fluctuate according to the traveling speed, and the contact force between the current collector plate and the overhead wire may decrease during high-speed driving, so that stable current collection may be difficult.
특허공보 제1006836호(특허문헌 1)에 기재된 철도 차량용 팬터그래프는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 가선과 접촉하는 메인 집전판과 별도의 보조 집전판을 시소 방식으로 구비하여 집전판이 가선과 상시 접촉되도록 하는 것이다.In order to solve the above problems, the pantograph for railway vehicles described in Patent Publication No. 1006836 (Patent Document 1) is provided with a main current collector plate and a separate auxiliary current collector plate in contact with the overhead wire in a seesaw manner so that the current collector plate is always in contact with the overhead wire. To make contact.
그렇지만, 상기 특허문헌 1에 기재된 팬터그래프는, 메인 접전판과 별도의 보조 접전판을 더 필요로 하는 것이므로, 장치가 복잡하게 된다는 문제점을 가진다.However, the pantograph described in Patent Document 1 has a problem in that the apparatus is complicated because it further requires a separate auxiliary contact plate from the main contact plate.
일본 특허공보 제4782597호(특허문헌 2)에 기재된 팬터그래프의 접촉력 변동 저감 방법 및 팬터그래프에는, 고속철도의 주행에 따른 공기의 상대 속도를 측정하고 이에 대응시키기 위하여, 차량 상부에 액츄에이터를 설치하고 미리 계산된 방법에 의해 액츄에이터를 제어하는 방법이 나타나 있다.In the pantograph reduction method and pantograph described in Japanese Patent Publication No. 482597 (Patent Document 2), in order to measure and respond to the relative speed of air according to the travel of a high-speed rail, an actuator is installed at the top of the vehicle and calculated in advance. A method of controlling an actuator by a method is shown.
그렇지만, 상기 특허문헌 2에 기재된 팬터그래프는, 공기의 상대 속도를 측정하기 위하여 측정장치를 별도로 설치하여야 하는 것이므로, 장치가 복잡하게 된다는 문제점을 가진다.However, the pantograph described in Patent Document 2 has a problem that the apparatus is complicated because a measuring apparatus must be separately installed to measure the relative speed of air.
또한, 최근 국내 고속철도에 사용되고 있는 팬터그래프는, 상부암, 하부암과 공압장치만으로 이루어지는 싱글암 형식의 단순한 구성을 가지고 있으나, 상기와 같이 단순한 구성으로 이루어지기 때문에, 주행 중에 계속적으로 공압장치를 일정한 압력으로 유지하여 가선 접촉력 제어하는 것이 어렵다는 문제점을 갖고 있다.In addition, the pantograph, which is currently used in domestic high-speed railways, has a simple configuration of a single arm type consisting only of an upper arm, a lower arm, and a pneumatic device. It has a problem that it is difficult to control the wire contact force by maintaining the.
본 발명은, 고속철도에서 고속 주행시 팬터그래프의 공력 특성이 변동함에 따라 가선과의 접촉력이 감소하여 안정적인 집전이 곤란하였다는 문제점을 해결하여, 팬터그래프의 공력 특성이 변동함에도 불구하고, 안정적인 집전이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention solves the problem that stable current collection is difficult due to a decrease in contact force with a wire line as the aerodynamic characteristics of the pantograph changes during high-speed driving on a high-speed rail, so that despite the aerodynamic characteristics of the pantograph change, stable current collection is achieved. It is aimed at.
다시 말하면, 일반적으로 팬터그래프를 아래로 내리거나, 위로 올리는 기능을 하는 것은 공압장치이며, 이러한 공압장치에 의해 공압을 셋팅하여 일정한 접촉력으로 가선에 접촉되도록 하지만, 고속으로 주행하는 경우에는 일반적으로 팬터그래프에서 발생하는 공력하중에 의해 접촉력이 감소하게 되는데, 본 발명은 이러한 경우에도 가선에의 접촉력을 향상시키고자 하는 것이다.In other words, in general, the function of lowering or raising the pantograph is a pneumatic device, and by setting the air pressure by such a pneumatic device to contact the wire with a constant contact force, the pantograph is generally used when driving at high speed. The contact force is reduced by the generated aerodynamic load, but the present invention is intended to improve the contact force to the wire even in this case.
또한, 본 발명은, 주행 중에 액츄에이터를 이용하여, 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하는 것으로, 액츄에이터-승강타를 모듈화하고, 이것을 팬터그래프에 장착하여, 간단한 구성을 가지면서도 집전 성능의 향상을 도모하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이다.In addition, the present invention is to control the wire contact force of the pantograph by using an actuator while driving, and to modularize the actuator-elevating rudder, and mount it on the pantograph, and aim to improve the current collecting performance while having a simple configuration. Is to do it.
본 발명은, [1] 상부암(11), 상부암(11)의 상측에 부착되어 가선과 접촉하며 집전하는 집전판(12), 하부암(13), 상기 상부암(11)과 하부암(13)을 연결하는 상부 힌지부(14), 상기 상부암(11)의 전방으로 돌출되고 상부암(11)과 힌지로 결합되는 지지부(17) 및 상기 상부암(11)과 하부암(13)을 승강시키는 승강장치(미 도시)를 구비한 고속철도용 팬터그래프에 있어서, 주행중 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하기 위한 모듈을 더 가지며, 상기 모듈은, 상기 지지부(17)에 장착되며, 액츄에이터(100)와, 상기 액츄에이터(100)에 회전 가능하게 장착되는 에어포일 형상을 갖는 승강타(200)를 결합한, 액츄에이터-승강타 모듈(1000)인 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치에 관한 것이다.The present invention, [1] the
또한, 본 발명은, [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 액츄에이터(100)는, 모터(110), 상기 모터(110)의 구동축(111)에 축설된 구동기어(120), 상기 구동기어(120)와 치합되어 구동력을 감속하는 감속기어(121), 상기 감속기어(121)와 연설하여 감속된 구동력을 전달하는 웜(123), 상기 웜(123)과 치합되어 회전하는 웜휠(124) 및 상기 웜휠(124)의 중심에 승강타 회전축(125)을 형성하는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치에 관한 것이다.In addition, the present invention, [2] in the above [1], the
또한, 본 발명은, [3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 에어포일 형상을 갖는 승강타(200)는, 일측에 결합홈(230)를 형성하여, 상기 웜휠(124)의 중심에 형성된 승강타 회전축(125)과 결합되는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치에 관한 것이다.In addition, the present invention, [3] in [1] or [2], the
또한, 본 발명은, [4] 상기 [3]에 있어서, 상기 에어포일 형상을 갖는 승강타(200)는, 가선 접촉력을 증가시키기 위해서는 전면을 상측으로 회전시키며, 가선 접촉력을 감소시키기 위해서는 전면을 하측으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치에 관한 것이다.In addition, in the present invention, in [4] and [3], the
또한, 본 발명은, [5] 상기 [1]에 있어서, 상기 액츄에이터(100)는, 모터, 유압 또는 공압 액츄에이터 중에서 선택되는 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치에 관한 것이다.In addition, the present invention, [5] in the above [1], the
상기와 같은 해결 수단에 의해, 본 발명은 고속철도의 주행 속도와 가선의 상태에 따라 승강타의 각도를 제어하여, 집전판과 가선의 최적의 접촉력을 만들어 냄으로서, 안정적인 수전을 확보하고, 가선의 마모를 감소시킬 수 있게 된다.By the above-described solution, the present invention controls the angle of the rudder according to the running speed of the high-speed rail and the state of the overhead line, thereby creating an optimal contact force between the current collector plate and the overhead line, thereby ensuring stable power reception and wearing of the overhead line Can be reduced.
또한, 액츄에이터와 에어포일 형상의 승강타를 이용하여, 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하도록 하는 것으로, 액츄에이터-승강타를 모듈화하고, 이것을 팬터그래프에 장착하여, 간단한 구성을 가지면서도 집전 성능의 향상을 도모할 수 있게 되는 것이다.In addition, by using an actuator and an air-foil-shaped elevator rudder to control the phantom contact force of the pantograph, the actuator-elevator is modularized and mounted on the pantograph, so that the current collector performance can be improved while having a simple configuration. Will be.
도 1은 종래 팬터그래프의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 모터 액츄에이터의 외부 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3는 본 발명의 모터 액츄에이터의 내부 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4a 및 도4b는 본 발명의 승강타 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 액츄에어터-승강타 모듈을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 액츄에이터-승강타 모듈이 장착된 팬터그패프의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 액츄에이터-승강타 모듈에 의해 접촉력이 증가하는 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 액츄에이터-승강타 모듈에 의해 접촉력이 감소하는 일 실시예를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional pantograph.
2 is a schematic view showing the external structure of the motor actuator of the present invention.
3 is a schematic view showing the internal structure of the motor actuator of the present invention.
4A and 4B are schematic views showing the elevator structure of the present invention.
5 is a schematic diagram showing an actuator-elevating module of the present invention.
6 is a schematic diagram of a pantogpipe equipped with an actuator-elevating module of the present invention.
7 is a schematic diagram showing an embodiment in which the contact force is increased by the actuator-elevating module of the present invention.
8 is a schematic view showing an embodiment in which the contact force is decreased by the actuator-elevating module of the present invention.
본 발명은, 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치에 관한 것으로, 상부암(11), 상부암(11)의 상측에 부착되어 가선(도시하지 않음)과 접촉하여 집전하는 집전판(12), 하부암(13), 상기 상부암(11)과 하부암(13)을 연결하는 상부 힌지부(14), 상기 상부암(11)의 전방으로 돌출되고 상부암(11)과 힌지 결합되는 지지부(17), 일단은 상기 지지부(17)의 돌출된 단부에 힌지(15) 결합되고 타단은 전동차의 상부에 설치된 프레임(20)에 회동 가능하게 힌지(16) 결합되어 상기 상부암(11)과 하부암(13)의 절첩 동작을 지지하는 지지암(18), 상기 프레임(20)에 설치되어 하부암(13)과 결합된 주축(19), 및 상기 주축(19)을 회전시켜 하부암(13)을 승강시키는 승강장치(미 도시)를 구비한 고속철도용 팬터그래프(10)에 있어서, 주행 중 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하기 위한 액츄에이터-승강타 모듈(1000)을 더 갖는 것이다.The present invention relates to a pantograph wire contact force control device for a high-speed rail, the
또한, 본 발명의 가선 접촉력 제어장치는, 현재 국내의 고속철도에서 사용되는 방식으로, 주축(19)을 회전시켜 하부암(13)을 승강시키는 공압장치를 이용한 승강장치(미 도시)를 갖는 팬터그래프에 적용할 수 있다.In addition, the wire contact force control device of the present invention, in a manner currently used in domestic high-speed rail, by rotating the
다만, 본 발명에서의 가선 접촉력 제어장치는, 상기 현재 국내에서 사용되는 방식의 팬터그래프에만 한정되는 것은 아니다.However, the wire contact force control device in the present invention is not limited to the pantograph of the method currently used in Korea.
또한, 본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈은, 주행 중에만 작동하는 것이며, 출발시 또는 도착시에는 상기 작동하지 않게 된다.In addition, the actuator-elevation module of the present invention is operated only during driving, and does not operate at the time of departure or arrival.
본 발명의 상기 상부암(11), 집전판(12), 하부암(13), 상부 힌지부(14), 힌지(15, 16), 지지부(17), 지지암(18), 주축(19) 및 프레임(20) 및 승강장치(미 도시)는, 공지된 고속철도용 팬터그래프의 구성이므로, 아래에서는 본 발명의 특징적인 구성인 액츄에이터-승강타 모듈(1000)의 구체적인 구성에 대해서 살펴본다.The upper arm (11), current collector plate (12), lower arm (13), upper hinge portion (14), hinge (15, 16), support portion (17), support arm (18), and main shaft (19) of the present invention ) And the
[액츄에이터(100)][Actuator 100]
본 발명의 액츄에이터(100)는, 모터(110)와, 상기 모터(110)의 구동축(111)에 축설된 구동기어(120)와, 상기 구동기어(120)와 치합되어 구동력을 감속하는 감속기어(121)와, 상기 감속기어(121)와 연결하여 감속된 구동력을 전달하는 웜(123)과, 이를 지지하는 지지베어링(122)과, 상기 웜(123)과 치합되어 회전하는 웜휠(124) 및 상기 웜휠(124)의 중심에 승강타 회전축(125)을 형성한 것이다.The
다만, 본 발명은, 상기와 같은 모터 액츄에이터 이외의 에너지 공급의 편의성에 따라서 공압 또는 유압 액츄에이터로 이루어지는 것을 배제하는 것은 아니다,However, the present invention does not exclude that it is composed of a pneumatic or hydraulic actuator according to the convenience of supplying energy other than the motor actuator as described above.
[승강타(200)][Rising Strike (200)]
본 발명의 승강타(200)는, 통상의 에어포일 형상을 갖는 것으로, 선단 에지와 후단 에지를 갖는다.The
또한, 본 발명의 승강타(200)에 적용되는 에어포일 형상은 비대칭형 에어포일(210, 도 4a)이어도 되며, 대칭형 에어포일(220, 도 4b)이어도 되는 것으로, 특정한 형상으로 한정되는 것은 아니다.In addition, the airfoil shape applied to the
또한, 본 발명의 승강타에 대해서, 도 4a 및 도 4b에서는 날개 뿌리(211)와 날개 끝(212)을 동일한 형상의 에어포일로 도시하였으나, 항공기의 날개와 마찬가지로 날개 끝(212)을 날개 뿌리(211)의 형상보다 좁게 할 수도 있으며, 날개 끝(212)에 윙렛을 부가할 수도 있으며, 날개 끝(212)을 후방으로 쳐지게 할 수도 있다.In addition, with respect to the elevating rudder of the present invention, in FIG. 4A and FIG. 4B, the
또한, 상기 승강타(200)의 측면 일측에는 상기 액츄에이터(100)의 승강타 회전축(125)이 결합될 수 있도록 결합홈(230)을 마련한다.In addition, a
[액츄에이터-승강타 모듈(1000)][Actuator-elevating module (1000)]
본 발명의 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 상기의 액츄에이터(100)와 승강타(200)를 결합한 것이다.The actuator-elevating
상기 액츄에이터(100)와 승강타(200)의 결합 방법은, 상기 액츄에이터(100)의 승강타 회전축(125)과, 상기 승강타(200)에 마련된 결합홈(230)을 끼워 맞추어 이루어지는 것이다.The coupling method of the
또한, 본 발명의 액츄에이터(100)와 승강타(200)의 결합 방법은, 상기와 같은 결합 방법 이외에 다양한 방법으로 결합될 수 있는 것으로, 액츄에이터(100)의 좌우 양측에 승강타(200)가 승강타 회전축(125)의 회전을 받아 회전할 수 있는 것이라면, 용접 등 다양한 방법으로 결합할 수도 있다.In addition, the coupling method of the
아래에서는, 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)이 팬터그래프(10)에 장착되는 구성에 대해서 살펴본다.Below, the configuration in which the actuator-
본 발명의 팬터그래프(10)는, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 현재 우리나라에서 흔히 사용되고 있는 고속철도의 것을 사용하는 것으로 한다,
다만, 본 발명의 팬터그래프(10)는 상기의 팬터그래프만으로 제한되는 것은 아니며, 다양한 팬터그래프에 적용 가능한 것은 물론이다.However, the
먼저, 본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈은, 상부암(11)과 힌지로 연결되며 상부암(11)의 전방으로 돌출된 지지부(17)에 장착한다.First, the actuator-elevation module of the present invention is connected to the
또한, 상기 지지부(17)는, 일단이 상부암(11)과 힌지로 연결되어 상부암(11)의 전방으로 돌출되며, 타단이 지지암(18)과 회동 가능하게 힌지(15) 결합되어 있다.In addition, the
다만, 본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 반드시 지지부(17)에 설치되어야 하는 것은 아니다.However, the actuator-elevating
본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 상부암(11) 또는 하부암(13)의 어디에 설치하여도 되며, 일부 팬터그래프의 경우에는 상기 상부 힌지부(14)에 커버를 씌우는 경우도 있으므로(특허공보 제1473417호, 2014. 12. 18. 공고), 이러한 경우에는 상기 상부 힌지부(14)의 커버에 설치하여도 된다. 다만, 실시예에서는 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)을 지지부(17)에 설치하는 것으로 한다.The actuator-
본 발명의 도 6의 실시예에 나타난 것처럼, 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 상기 지지부(17)에 결합부(300)를 만들고, 상기 결합부(300)에 결합되는 것으로 한다. 구체적으로는 상기 결합부(300)의 좌, 우측면 사이에 액츄에이터-승강타 모듈(1000)의 액츄에이터 후방 부분이 고정되도록 설치한다. As shown in the embodiment of FIG. 6 of the present invention, the actuator-elevating
상기와 같이, 액츄에이터-승강타 모듈(1000)을 결합부(300)에 고정하면, 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)의 승강타(200)가 자유롭게 회전될 수 있다.As described above, when the actuator-elevating
아래에서는 본 발명의 작동 방법의 실시예에 대해서 살펴본다.Hereinafter, an embodiment of the operating method of the present invention will be described.
본 발명의 상기 액츄에이터(100)의 외부 구조는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 좌, 우 케이스(101, 102)로 덮여 있으며, 앞쪽으로 유선형 형상을 가지게 하여 고속주행 중에 저항을 적게 받을 수 있게 하는 것이 바람직하며, 내부 구조는 도 3에 나타나 있는 것과 같다.The outer structure of the
상기 액추에이터(100)는, 모터 액츄에이터(100)이며, 좌, 우 케이스(101, 102)는, 나사 등에 의하여 조립될 수 있다.The
상기 모터 액츄에이터(100)의 내부 구조를 살펴보면, 모터(110)와, 모터(110)의 구동축(111)에 축설되는 구동기어(120)와, 상기 구동기어(120)와 치합되어 구동력을 감속하는 감속기어(121)와, 상기 감속기어(121)와 연결하여 감속된 구동력을 전달하는 웜(123)과, 이를 지지하는 지지베어링(122)과, 상기 웜(123)과 치합되어 회전하는 웜휠(124) 및 상기 웜휠(124)의 중심에 승강타 회전축(125)이 형성된다.Looking at the internal structure of the
상기 모터 액츄에이터(100)의 구동 작용을 살펴보면, 상기 모터(110)의 회전에 의해 구동축(111)에 축설된 구동기어(120)가 회전하게 되면, 상기 구동기어(120)와 횡으로 치합하여 상기 구동기어(120)의 구동력을 감속하는 감속기어(121)가 감속되는 상태로 구동력을 전달받게 된다.Looking at the driving action of the
또한, 상기와 같이 감속된 상태의 구동력을 전달받은 감속기어(121)의 회전에 의해 감속기어(121)와 축 결합된 웜(123)이 회전하게 된다.In addition, the
또한, 상기 웜(123)의 회전에 의해 웜(123)과 치합되는 웜휠(124)이 회전하게 되며, 상기 웜휠(124)의 중심에 형성된 승강타 회전축(125)이 회전하게 된다.In addition, the
본 발명은, 상기에서 설명한 것과 같이, 감속기어(121)에서 1차로 감속되며, 웜휠(124)에서 2차로 감속되는 것으로, 2단 감속이 이루어지며, 웜휠은 구동을 하지 않으면 스스로 위치를 유지하는 자립 기능이 있으므로, 승강타가 위치를 유지하는데 유리하다.The present invention, as described above, is the first deceleration in the
또한, 본 발명의 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 상기 모터 액츄에이터(100)의 좌, 우에 형성된 승강타 회전축(125)에 에어포일 형상을 갖는 승강타(200)를 결합하는 것이다.In addition, the actuator-
이렇게 되면, 모터 액츄에이터(100)의 제어에 따라 승강타(200)는 평행한 상태를 유지할 수도 있으며, 승강타(200)의 전면 에지 부분이 상측으로 회전하며 올라갈 수 있고, 반대로 승강타(200)의 전면 에지 부분이 하측으로 회전하며 내려갈 수 있게 된다.In this case, under the control of the
또한, 상기와 같이 승강타(100)를 평행한 상태로 유지하는 경우에는, 고속으로 진행하는 공기 흐름에 의해, 양력이 발생되며, 이러한 양력에 의하여 하부암(13) 및 상부암(11)을 상승하게 하는 힘이 작용하게 되며, 따라서 집전판(12)이 가선과 원활하게 접촉이 이루어지게 된다.In addition, when the
그리고, 고속철도의 주행속도가 고속인 경우에는, 승강타(200)의 전면 에지 부분이 상승되도록 제어하며, 고속철도의 주행 속도가 저속인 경우에는, 승강타(200)의 전면 에지 부분이 하강되도록 제어하는 것에 의하여, 집전판(12)이 가선에 원활하게 접촉하도록 유도한다.And, when the driving speed of the high-speed rail is high, the front edge portion of the hoist 200 is controlled to rise, and when the traveling speed of the high-speed rail is low speed, to control the front edge portion of the hoist 200 to descend. Thereby, the
이상의 설명에서는 본 발명의 실시예에 있어서, 액츄에이터(100)를 모터 액츄에이터를 설명하고, 승강타(200)의 형상을 날개 뿌리와 날개 끝이 동일한 에어포일 형상을 갖는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 반드시 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자라면 본원발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.In the above description, in the embodiment of the present invention, the
10 : 팬터그래프
11 : 상부암
12 : 집전판
13 : 하부암
14 : 상부 힌지부
15 : 힌지
16 : 힌지
17 : 지지부
18 : 지지암
19 : 주축
20 : 프레임
100 : 액츄에이터
101 : 좌 케이스
102 : 우 케이스
110 : 모터
111 : 구동축
120 : 구동기어
121 : 감속기어
122 : 지지베어링
123 : 웜
124 : 웜휠
125 : 승강타 회전축
200 : 승강타
210 : 비대칭형 에어포일
220 : 대칭형 에어포일
211 : 날개 뿌리
212 : 날개 끝
230 : 결합홈
300 : 결합부
1000 ; 액츄에이터-승강타 모듈10: pantograph
11: upper arm
12: current collector
13: lower arm
14: upper hinge
15: hinge
16: hinge
17: support
18: support arm
19: spindle
20: frame
100: actuator
101: left case
102: right case
110: motor
111: drive shaft
120: drive gear
121: reduction gear
122: support bearing
123: worm
124: worm wheel
125: hoist shaft
200: ascent
210: asymmetric airfoil
220: symmetrical airfoil
211: wing root
212: wing tip
230: coupling groove
300: coupling part
1000; Actuator-elevation module
Claims (5)
주행중 팬터그래프의 가선 접촉력을 제어하기 위한 모듈을 더 가지며,
상기 모듈은, 상기 지지부에 장착되며, 액츄에이터와 상기 액츄에이터에 회전 가능하게 장착되는 에어포일 형상을 갖는 승강타를 결합한 액츄에이터-승강타 모듈이며,
상기 액츄에이터는,
모터,
상기 모터의 구동축에 축설된 구동기어,
상기 구동기어와 치합되어 구동력을 감속하는 감속기어,
상기 감속기어와 연결하여 감속된 구동력을 전달하는 웜,
상기 웜과 치합되어 회전하는 웜휠 및
상기 웜휠의 중심에 승강타 회전축을 형성하는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치.Upper arm, the upper plate attached to the upper side of the upper arm in contact with the wire and collecting current, the lower arm, the upper hinge part connecting the upper arm and the lower arm, protruding forward of the upper arm and being combined with the upper arm and the hinge In the pantograph for a high-speed rail having a support and a lifting device for lifting the upper and lower arms,
It also has a module to control the contact force of the pantograph while driving.
The module is an actuator-elevating module that is mounted on the support part and combines an actuator and an elevator having an airfoil shape rotatably mounted on the actuator,
The actuator,
motor,
A drive gear built on the drive shaft of the motor,
A reduction gear that meshes with the driving gear to decelerate the driving force,
A worm connected to the reduction gear to transmit the decelerated driving force,
A worm wheel that rotates in engagement with the worm, and
A pantograph wire contact force control device for a high-speed rail, characterized in that an elevator shaft is formed at the center of the worm wheel.
상기 에어포일 형상을 갖는 승강타는, 일측에 결합홈를 형성하여, 상기 웜휠의 중심에 형성된 승강타 회전축과 결합되는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치.According to claim 1,
The hoist having the airfoil shape, by forming a coupling groove on one side, the pantograph wire contact force control device for a high-speed rail, characterized in that coupled to the rotating shaft formed in the center of the worm wheel.
상기 에어포일 형상을 갖는 승강타는, 팬터그래프의 가선 접촉력을 증가시키기 위해서는 전면을 상측으로 회전시키며, 팬터그래프의 가선 접촉력을 감소시키기 위해서는 전면을 하측으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치.According to claim 3,
The hoist having the air foil shape, the pantograph rotating contact force control device for a high-speed rail pantograph characterized in that to rotate the front side to increase the overhead contact force of the pantograph, to decrease the front contact force of the pantograph.
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