KR20090003837U - 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기철도차량의 집전장치인 판토그라프에 관한 것으로, 특히 판토그라프의 상승 및 하강이 제어 가능하여 종래 더블 아암 판토그라프의 상승시 작동되는 보조 공기 압축기와 하강시 작용하는 스프링의 구성을 생략할 수 있어 검수할 필요가 없으므로, 유지 및 보수가 용이하고 구성이 간소한 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 고안은 집전판의 승하강을 조절하기 위하여 제어장치에 의해 구동되는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프로서, 상기 집전판 (3) 을 지지하며 상하가 하나로 연결되어 절첩가능한 싱글 타입의 아암 (20, 21) 과, 상기 아암 (20, 21) 의 승하강에 필요한 압축공기를 공급하거나 공급된 압축공기를 회수할 수 있도록 상기 판토그라프 (100) 의 일측에 설치되는 에어 서플라이 (10) 와, 상기 에어 서플라이 (10) 로부터 배관을 통해 압축공기의 유출입으로 작동되는 승하강기 (30) 를 구비하며, 상기 승하강기 (30) 에 연결되며, 상기 승하강기 (30) 에 연동하여 승하강이 이루어지는 상기 아암 (20, 21) 을 통하여 상기 집전판 (3) 의 승하강이 이루어지는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프인 것을 특징으로 한다.

판토그라프, 에어 서플라이, 싱글 아암, 승하강기

Description

에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프{AIR TYPE SINGLE-ARM PANTOGRAPH WITH AIR-SUPPLY}

본 고안은 전기철도차량 (전동차량) 의 집전장치인 판토그라프에 관한 것으로, 특히 에어 서플라이가 일체로 구비된 싱글 아암 판토크라프에 관한 것이다.

전기철도차량용 판토그라프는 주행하면서 가선으로부터 차량의 주변압기에 차량운행시 필요로 하는 전원을 공급하는 집전장치로서, 차량이 고속으로 주행할수록 차량의 원활한 운행을 위해 반드시 필요로 하는 장치이며, 특히 판토그라프를 통하여 고압의 전류가 대차의 바닥에 설치되어 있는 모터로 전류를 인가하고, 상기 판토그라프를 처음 동작시킬 때 컴프레서를 작동시키는 역할도 수행한다.

종래의 전동차량에 적용된 판토그라프는 도 4 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 공압으로 상승이 이루어지고, 스프링력으로 하강이 실행되며, 집전판 (105) 을 지지하는 아암 (101, 102) 의 수에 따라 더블 아암 (double-arm) 판토그라프 (100) 와 싱글 아암 (single-arm) 판토그라프로 대별된다. 또한, 근래에는 도 6 과 같이 전기로 구동되는 전기 구동방식 판토그라프 (200) 가 실시되었다.

한편, 공압으로 상승시키는 예컨대, 상기 더블 아암 판토그라프 (100) 의 경 우를 살펴보면, 차량 하부에 설치된 보조공기 압축기 (ACM: 도시생략) 를 작동시키는 것으로 상승이 이루어진다. 구체적으로 설명하면, 운전실의 판토그라프 상승 스위치 (PanUS: 제어장치) 를 누르면 판토그라프 전자변 (PanV) 이 여자되며, 보조공기 압축기를 통하여 공기를 판토그라프의 공기주입구 (110) 를 통하여 실린더 (111) 에 공급하고, 상기 실린더 (111) 가 아암 (101, 102) 의 위치를 이동시켜 상측으로 상승되도록 함으로써, 상기 아암 (101, 102) 이 지지하고 있는 집전판 (105) 이 가선 (도시생략) 과 접촉된다.

또한, 상승이 완료되면, 상기 판토그라프 (100) 에 압상력을 부가하기 위하여, 상기 공기주입구 (110) 에 부착된 전환밸브 (도시생략) 를 통하여 상기 보조 공기 압축기로부터의 공기압을 차단하고, 주공기 압축기 (CM) 의 공기압으로 가압하여 상기 판토그라프 (100) 에 압상력이 부가되어 상기 집전판 (105) 과 상기 가선과 접촉상태가 유지되도록 구성되어 있었다.

반대로, 하강시에는 하강 스위치 (PanDS: 제어장치) 를 누르면, 판토그라프 (100) 의 실린더 (111) 로 공급되는 공기의 공급이 중단되게 되고, 스프링 (103) 의 힘으로 집전판 (105) 은 하강하여 가선과 접촉이 분리되게 된다.

그러나, 상기와 같이 공압에 의하여 집전판 (105) 의 상승이 이루어지는 판토그라프 (100) 의 경우는, 필수적으로 별도의 보조 공기 압축기 (ACM) 가 부착되어 있어 정기적인 검수가 요구되며, 부착위치가 차량의 하부 즉, 대차에 설치되어 있기 때문에 검수시 매우 불편하다는 문제점이 있었다.

또한, 전기식 판토그라프 (200) 의 경우는 스프링 (210) 으로 압상력을 유지 하여야 하기 때문에 압상력의 유지가 원활하지 않고, 하강시에는 별도로 설치된 DC 모터 (220) 를 구동시켜야하므로 구성이 단순하지 않다는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 판토그라프의 상승 및 하강을 제어하여 종래 더블 아암 판토그라프의 상승시 작동되는 보조 공기 압축기와 하강시 작용하는 스프링의 구성을 생략할 수 있어 검수할 필요가 없으므로, 유지 및 보수가 용이하고 구성이 간소한 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 고안은, 집전판의 승하강을 조절하기 위하여 제어장치에 의해 구동되는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프로서, 상기 집전판을 지지하며 상하가 하나로 연결되어 절첩가능한 싱글 타입의 아암과, 상기 아암의 승하강에 필요한 압축공기를 공급하거나 공급된 압축공기를 회수할 수 있도록 상기 판토그라프의 일측에 설치되는 에어 서플라이와, 상기 에어 서플라이의 압축공기의 유출입으로 작동되는 승하강기를 구비하며, 상기 승하강기에 연결되어 승하강이 이루어지는 상기 아암을 통하여 상기 집전판의 승하강이 이루어지는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 상기 에어 서플라이에는 외부 공기를 압축하기 위한 압축기를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 상기 에어 서플라이는 절연체의 박스를 구비하며, 상기 박 스 내부에 상기 압축기가 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 에어 서플라이를 판토그라프의 일측에 설치하여 상기 판토그라프의 상승 및 하강을 제어할 수 있으므로, 종래 더블 아암 판토그라프의 상승시 작동되는 보조 공기 압축기와 하강시 작용하는 스프링의 구성을 생략할 수 있어 검수할 필요가 없으므로, 유지 및 보수 용이하고 구성이 간소한 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프를 제공할 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

그러나, 하기 실시 예는 단지 예시적인 것으로, 본 고안의 기술적 사상 내에서 다양한 변형이 가능하며, 본 고안을 한정하는 것이 아니다.

도 1 은 본 고안의 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프의 사시도이고, 도 2 는 본 고안의 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프의 작동을 설명하는 도이며, 도 3 은 본 고안의 승하강기에 연동하여 아암의 작동원리를 설명하는 도이다.

본 고안의 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프 (1) 는 도 1 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제어장치 (2) 의 신호에 의거하여 압축공기를 공급하거나 공급된 압축공기를 회수하여 배출시키는 에어 서플라이 (10) 와, 상기 에어 서플라이 (10) 로부터 공기를 공급받아 상부 및 하부 아암 (20, 21) 을 동작 시키는 승하강기 (30) 와, 상기 상부 아암 (20) 의 상측 단부에 지지되어 가선 (도시생략) 과 접촉하는 집전판 (3) 을 구비하여 구성되어 있다.

상기 에어 서플라이 (10) 는 판토그라프 (1) 의 일측에 설치되며, 절연체로 이루어진 박스 (11) 의 내부에 제어장치 (2) 의 신호에 따라 작동되는 압축기 (12) 등이 설치되어 있는 것으로, 상기 압축기 (12) 는 외부의 공기를 흡입한 후 압축시켜 상기 승하강기 (30) 에 공급하여 상측으로 상승시키고, 또한 상승된 승하강기 (30) 를 하강시키기 위하여 공급된 공기를 회수함으로써, 하강이 이루어지도록 한다. 또한, 상기 박스 (11) 의 일측에는 압축공기를 공급 또는 회수하기 위한 배관 (13) 이 상기 승하강기 (30) 와 각각 연결되어 있다.

상기 배관 (13) 은 상기 박스 (11) 의 측면에 부착된 압축공기의 주입구 (14) 와 회수구 (15) 에 연결된 하나의 관으로, 상기 주입구 (14) 와 회수구 (15) 중의 어느 한쪽에 의해 공급되거나 회수되면, 다른 한쪽은 자동으로 차단되는 전환밸브 (도시생략) 가 구비되어 있다.

상기 아암 (20, 21) 은 상기 집전판 (3) 을 승하강 및 지지하기 위하여 상하가 하나로 연결된 싱글 타입의 관절이며, 상측에 위치하여 집전판 (3) 을 지지하는 상부아암 (20) 과 하측에 위치하여 이하에 상세하게 설명하는 승하강기 (30) 의 동작에 연동하는 하부아암 (21) 으로 이루어져 있다. 상기 상부아암 (20) 과 하부아암 (21) 의 연결은 힌지 (22) 로 결합되어 있어 절첩가능하다. 또한, 상기 하부아암 (21) 과 소정 간격을 두고 동일한 위치에는 하측의 프레임 (4) 에 일단부가 회전운동 가능하게 부착된 하부 지지대 (23) 가 연장되어 상기 힌지 (22) 와 연동가 능하게 부착되어 있다. 이에 의해, 상기 상부아암 (20) 과 하부아암 (21) 의 운동궤적이 한정되거나, 소정 자세가 유지되도록 지지된다.

또한, 상기 승하강기 (30) 는 신축등의 유연성을 부여하기 위한 에어 벨로우즈 (31: air belows), 형틀을 갖추는 공지의 케임 (came:도시생략) 및 승하강시 동력 전달을 위한 체인 (chain:도시생략) 등의 구성품으로 이루어지며, 상기 구성품들에 의하여 상하로 작동되도록 이루어져 있다. 동력원으로는 상기 에어 서플라이 (10) 로부터 압축 공기를 상기 배관 (13) 을 통하여 공급받아 일측에 연결된 하부아암 (21) 을 상승시키거나, 반대로 공급받은 압축공기를 상기 배관 (13) 을 통하여 회수하여 하부아암 (21) 을 하강시키는 동작을 행함으로써, 상부아암 (20) 단부에 지지된 집전판 (3) 이 가선에 접촉 또는 분리 되도록 한다.

한편, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 하부아암(21)의 일단부(21a)가 상기 승하강기(30)의 로드바(32)와 끼워 맞춰져 있으며, 상기 벨로우즈(31)의 승하강에 연동하여 상기 로드바(32)가 승하강되어 상기 하부아암(21)의 승하강이 이루어져 집전판(3)에 전해진다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 고안에 따른 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프 (1) 의 작동을 설명한다.

본 고안은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 운전실에 있는 제어장치 (2) 의 명령(단계1: S1)에 의해 외부의 공기를 흡입하여 압축할 수 있는 압축기 (12) 를 가지는 상기 에어 서플라이 (10) 의 압축공기에 의하여 승하강기 (30) 가 작동되고 (단계2: S2), 이와 연결되어 연동하는 상하부 아암 (20, 21) 을 통하여 집전판 (3) 과 가선의 접촉과 분리가 이루어지므로, 상기 에어 서플라이 (10) 를 판토그라프 (1) 의 일측에 설치하여 상기 판토그라프 (1) 의 상승 및 하강을 제어할 수 있다.

그러므로, 종래 더블 아암 판토그라프 (100) 의 상승시 작동되는 보조 공기 압축기와 하강시 작용하는 스프링 (103) 의 구성을 생략할 수 있어 검수할 필요가 없으므로, 유지 및 보수 용이하고 구성이 간소하다.

또한, 압상력의 유지는 종래의 더블 아암 판토그라프 (100) 와 동일하게 주공기 압축기 (CM) 를 통하여 실행하므로(단계3: S3), 종래 전기식 판토그라프 (200) 와 같이 스프링 (210) 력으로 압상력을 유지하는 경우에 발생하는 스프링 (210) 력의 편차에 의하여 압상력의 유지가 원활하지 않았던 문제점을 해결할 수 있다.

도 1 은 본 고안의 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프의 사시도이다.

도 2 는 본 고안의 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프의 작동을 설명하는 도이다.

도 3 은 본 고안의 승하강기에 연동하여 아암의 작동원리를 설명하는 도이다.

도 4 는 종래의 더블 아암 판토그라프를 나타내는 도이다.

도 5 는 종래 더블 아암 판토그라프의 작동을 설명하는 도이다.

도 6 은 종래의 전기식 판토그라프를 나타내는 도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 공기식 싱글 아암 판토그라프 2 : 제어장치

3 : 집전판 4 : 프레임

10 : 에어 서플라이 11 : 박스

12 : 압축기 13 : 배관

14 : 주입구 15 : 회수구

20 : 상부아암 21 : 하부아암

22 : 힌지 23 : 지지대

30 : 승하강기 31 : 에어 벨로우즈

Claims (3)

1. 집전판의 승하강을 조절하기 위하여 제어장치에 의해 구동되는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프로서,

   상기 집전판 (3) 을 지지하며 상하가 하나로 연결되어 절첩가능한 싱글 타입의 아암 (20, 21) 과,

   상기 아암 (20, 21) 의 승하강에 필요한 압축공기를 공급하거나 공급된 압축공기를 회수할 수 있도록 상기 판토그라프 (100) 의 일측에 설치되는 에어 서플라이 (10) 와,

   상기 에어 서플라이 (10) 의 압축공기의 유출입으로 작동되는 승하강기 (30) 를 구비하며,

   상기 승하강기 (30) 에 연결되어 승하강이 이루어지는 상기 아암 (20, 21)을 통하여 상기 집전판 (3) 의 승하강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어 서플라이 (10) 에는 외부 공기를 압축하기 위한 압축기 (12) 를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 에어 서플라이 (10) 는 절연체의 박스 (11) 를 구비하며, 상기 박스 (11) 내부에 상기 압축기 (12) 가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 서플라이를 구비한 공기식 싱글 아암 판토그라프.

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