KR20100005813A - 활차식 스프링 자동장력조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 지지암에 의해 지지되는 장력조정용풀리는 한 쌍씩의 장력조정용풀리와 장력발생용풀리를 일체로 형성하고, 장력조정용풀리와 장력발생용풀리 중에서 어느 풀리를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 풀리를 배치 형성하며, 가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하며, 장력조정로프가 감아지는 장력조정용풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생용풀리의 지름보다 상대적으로 크게 한 것을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력 조정장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은, 장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 장력조정용풀리는 한 쌍씩의 장력조정용풀리와 장력발생용풀리 중에서 어느 풀리를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 풀리를 배치 형성하여 줌으로써, 가공전차선의 장력에 의해 장력조정풀리가 정역으로 회전할 때에 장력이 발생하는 힘과 이를 상쇄시키는 힘이 균일하게 유지되어 뒤틀리는 현상을 배제시킬 수 있고, 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의해 장력을 크게 향상시킬 수 있는 활차식 스프링 자동장력 조정장치를 제공할 수 있다.

또 본 발명은, 장력조정로프가 감아지는 장력조정용풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생용풀리의 지름보다 상대적으로 크게(활차비를 상대적으로 크게) 형성하여 줌으로써, 코일스프링의 장력발생능력을 배가(향상)시키고, 중추를 대신하는 스프링의 탄성에 의해 전차선의 신축을 흡수하며, 가공전차선이 온도(기온)에 의해 신장하는 신축길이보다 코일스프링이 신장하는 길이를 현저히 감소시켜 코일스프링의 전체길이를 축소시킬 수 있도록 된 활차식 스프링 자동장력 조정장치를 제공할 수 있다.

전차선장치. 전주. 전차선. 활차식 스프링 자동장력조정장치. 장력조정풀리. 장력가변조정풀리. 장력조정로프.

Description

활차식 스프링 자동장력조정장치{Pulley And Spring Type Tensioning Device}

본 발명은 전기철도에 전기를 공급하는 가공전차선(架空電車線)과 같이 공중(空中)에 가설되는 가공전차선(架空線)의 장력을 일정하게 유지시켜 주기 위한 활차식 스프링 자동장력조정장치에 관한 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 한 쌍의 지지암에 의해 지지되는 장력조정풀리는 한 쌍씩의 장력발생풀리와 장력가변조정풀리를 일체로 형성하되, 장력발생풀리와 장력가변조정풀리 중에서 어느 하나를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 것을 배치 형성하여 가공전차선의 장력에 의해 장력조정풀리가 정역으로 회전할 때에 장력이 발생하는 힘과 이를 상쇄시키는 힘이 균일하게 유지되어 뒤틀리는 현상을 배제시킬 수 있고, 가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의해 장력이 조정되며, 장력조정로프가 감아지는 장력가변조정풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생풀리의 지름보다 상대적으로 크게 하여 코일스프링의 장력발생능력을 배가(향상)시킬 수 있도록 된 활차식 스프링 자동장력조정장치를 제공하려는 것이다.

전기철도(電氣鐵道:Electric Railway)는 기관차 외부에서 공급받은 전기를 동력으로 차량을 운행하는 철도로서, 효율적인 에너지 자원 이용ㆍ큰 견인력ㆍ빠른 속도ㆍ차량의 높은 운용 효율ㆍ간단한 취급ㆍ지상 투자설비에 비해 적은 소요적 경비ㆍ매연이나 배기 가스가 없는 장점 등이 있으며, 통상적으로 전철(電鐵)이라고 일컬어진다.

전기철도(電氣鐵道:Electric Railway)는, 전기방식에 따라 직류방식과 교류방식, 전력공급방식에 따라 가공전차선(架空電車線) 방식과 제3의 급전레일을 노면 위에 설치하는 제3궤조식, 수송 목적이나 거리의 장단에 따라 시가철도·도시고속철도·특수철도, 선로 구성에 따라 레크레일·케이블카·단궤도철도·보통철도·고가철도·지하철도 등으로 구분된다.

본 발명은 상기와 같은 전기철도에서 전력을 공급하는 전차선(電車線)의 장력을 자동으로 조정하여 주는 활차식 스프링 자동장력조정장치를 제공하려는 것이다.

가공전차선(架空線) 중에서 특히 전력을 공급하는 전차선(電車線)의 이도(弛度)와 장력(張力)은, 온도(기후) 변화에 따른 신축 및 늘어짐(Creep) 현상ㆍ트롤리선 마모에 따른 탄성의 변화(신장)ㆍ지지물의 변화 등에 의해 영향을 받게 된다.

전차선(電車線)의 장력이 감소하게 되면 처짐 현상이 발생하게 되고, 전차선(電車線)이 처진 상태에서 팬터그라프가 진입하게 되면, 가선 진동이 증대하여 이선과 아크가 발생하게 되고, 전차선(電車線)과 팬터그라프의 마모를 촉진시켜 단 선사고를 유발시키게 된다.

따라서, 상기와 같은 사고를 방지하기 위해서는 장력조정장치에 의해 전차선(電車線)의 장력을 일정한 크기로 유지시켜 주어야 하며, 주로 자동장력조정장치가 널리 활용되고 있다.

전차선(電車線)의 자동장력조정장치로는 활차식 자동장력조정장치, 스프링식 자동장력조정장치, 레버식 밸런서, 유압식 밸런서 등이 알려져 있다.

활차식 자동장력조정장치는 활차비가 1:4의 비율로 형성된 것으로서, 소활차에 전차선을 인류하고 대활차에 중추를 걸어 내린 것으로서, 온도변화에 의해 전차선의 이도 및 장력이 변화하면 활차가 회전하고, 동시에 중추가 상하로 운동하여 전차선이 신축하고 이도를 조정하면서 전차선의 장력을 일정하게 유지시켜 주도록 된 것이다.

스프링식 자동장력조정장치는, 전차선의 신축길이를 스프링이 담당(스프링의 탄성을 이용하여 장력을 조정)하는 것으로서, 활차식과 동일하게 사용되며, 특히 터널과 같이 협소한 장소에 사용하면 터널단면을 줄일 수 있다.

레버식 밸런서는, 지렛대의 원리를 응용한 것으로서 온도 등에 의해 전차선의 장력이 변화하면 레버가 작용하고, 동시에 중추가 상ㆍ하로 움직여 전차선의 장력을 적정하게 유지(조정)하도록 된 것이다.

유압식 밸런서는, 원통용기에 밀봉된 기름이 외기의 온도변화에 따라 열팽창 또는 수축 작용에 의해 발생하는 체적의 변화를 피스톤운동으로 전환하여 전차선의 장력을 조정하도록 된 것이다.

상기의 자동장력조정장치에서 활차식 자동장력조정장치는, 계절의 변화(기온, 적설 등)에 따라 활차비만큼 중추쪽으로 길이가 늘어나게 되고, 중추의 잦은 상하 작동(운동)에 의해 활차를 지지하는 회전축의 베어링이 손상되므로 이를 보수 유지시켜야 하는 문제가 있다.

스프링식 자동장력조정장치로서는 국내의 공개특허 공개번호 제10-2006-3301호 "스프링식 자동장력조정장치"와 특허등록 제10-654882호 "자동장력조정장치" 가 알려져 있다.

공개특허 공개번호 제10-2006-3301호 "스프링식 자동장력조정장치"와 특허등록 제10-654882호 "자동장력조정장치" 는, 외통의 내부 중앙에는 장착구가 외측으로 돌출되도록 지지봉이 차폐판에 의해 장착되어 있고, 외통의 내부에서 지지봉의 외측에는 중첩되게 삽입되는 내통과 중간통의 외측에 코일스프링이 각각 끼워져 있으며, 내통의 선단면에는 결합구가 외통의 타단으로 돌출되게 장착되어 있으며, 외통과 내통과의 사이에는 장력의 발생상태(내통의 인출 정도)를 측정할 수 있는 측정수단이 장착되어 있다.

전차선의 장력에 의해 결합구와 함께 내통과 중간통이 각 코일스프링을 압축하면서 인출되어 장력을 상쇄시키도록 된 것이다.

그러나, 이는 전차선이 자동장력조정장치와 직접 연결되어 있으므로, 전차선에서 발생하는 진동이 자동장력조정장치에 전이되므로 자동장력조정장치가 항상 진동하고 소음이 발생하게 되며, 자동장력조정장치는 진동에 의해 부품이 풀리게 되어 기능을 상실하게 되므로 수시로 이를 점검하여 수리해 주어야 하는 문제가 있 다.

본 발명은, 장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 지지암에 의해 지지되는 장력조정용풀리는 한 쌍씩의 장력조정용풀리와 장력발생용풀리를 일체로 형성하고, 장력조정용풀리와 장력발생용풀리 중에서 어느 풀리를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 풀리를 배치 형성하며, 가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하며, 장력조정로프가 감아지는 장력조정용풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생용풀리의 지름보다 상대적으로 크게 하며, 장력의 균형을 유지하기 위하여 양측에 2개의 와이어로프를 사용하는 것을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 장력조정용풀리는 한 쌍씩의 장력조정용풀리와 장력발생용풀리 중에서 어느 풀리를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 풀리를 배치 형성하여 줌으로써, 가공전차선의 장력에 의해 장력조정풀리가 정역으로 회전할 때에 장력이 발생하는 힘과 이를 상쇄시키는 힘이 균일하게 유지되어 전주측과 가선측의 장력 불균형을 해소하여 뒤틀리는 현상을 배제시킬 수 있고, 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의해 장력을 크게 향상시킬 수 있도록 된 활차식 스프링 자동장력조정장치를 제공하려는데 있다.다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전주측과 가선측의 장력의 불균형을 유지하기 위하여 양측으로 2개씩의 와이어로프를 사용함으로써, 코일장력을 2배로 유지시키면서도 가공전차선이 온도(기온)에 의해 신장하는 신축길이보다 코일스프링이 신장하는 길이를 현저히 감소시켜 코일스프링의 전체길이를 축소시킬 수 있도록 된 활차식 스프링 자동장력조정장치를 제공하려는데 있다.

또 본 발명의 다른 목적은, 장력조정로프가 감아지는 장력조정용풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생용풀리의 지름보다 상대적으로 크게(활차비를 상대적으로 크게) 형성하여 줌으로써 코일스프링의 장력발생능력을 배가(향상)시키고 중추를 대신하는 스프링의 탄성에 의해 전차선의 신축을 흡수하며, 활차의 크기를 축소시켜 원가를 절감할 수 있도록 된 활차식 스프링 자동장력조정장치를 제공하려는데 있다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은,

코일스프링의 탄발력과 가공전차선의 신축에 의해 장력조정용풀리를 정역으로 회전시키면서 가공전차선의 장력을 일정하게 유지시키는 자동장력조정장치에 있어서;

가변장력전달수단과 조정장력전달수단의 각 로프가 서로 상반되게 감아지는 축봉에 의해 연결수단에 장착되는 복수의 장력조정용풀리;

상기 가공전차선의 신축을 복수의 로프에 의해 정역으로 회전하는 장력조정 용풀리에 전달하는 가변장력전달수단과;

상기 코일스프링의 탄발력을 정역으로 회전하는 장력조정용풀리에 전달하는 조정장력전달수단;

가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하는 장력조절장치부;

상기 장력조정용풀리와 장력조절장치부를 서로 연결하고 지지하여 주는 연결수단;을 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치는,

장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 지지암에 의해 지지되는 장력조정용풀리는 한 쌍씩의 장력조정용풀리와 장력발생용풀리를 일체로 형성하고, 장력조정용풀리와 장력발생용풀리 중에서 어느 풀리를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 풀리를 배치 형성하며, 가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하며, 장력조정로프가 감아지는 장력조정용풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생용풀리의 지름보다 상대적으로 크게 하며, 장력의 균형을 유지하기 위하여 양측에 2개의 와이어로프를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 장력조정로프와 장력발생로프가 감아지고 장력조정용풀리는 한 쌍씩의 장력조정용풀리와 장력발생용풀리 중에서 어느 풀리를 중앙에 그 외측(양측)에 다른 풀리를 배치 형성하여 줌으로써, 가공전차선의 장력에 의해 장력조정풀리가 정역으로 회전할 때에 장력이 발생하는 힘과 이를 상쇄시키는 힘이 균일하게 유지되고, 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의해 장력을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

또 본 발명은, 전주측과 가선측의 장력의 균형을 유지하기 위하여 양측으로 2개씩의 와이어로프를 사용함으로써, 코일장력을 2배로 유지시키면서도 가공전차선이 온도(기온)에 의해 신장하는 신축길이보다 코일스프링이 신장하는 길이를 현저히 감소시켜 코일스프링의 전체길이를 축소시킬 수 있는 것이다.

또 본 발명은, 장력조정로프가 감아지는 장력조정용풀리의 지름을 장력발생로프가 감아지는 장력발생용풀리의 지름보다 상대적으로 크게(활차비를 상대적으로 크게) 형성하여 줌으로써 코일스프링의 장력발생능력을 배가(향상)시키고 중추를 대신하는 스프링의 탄성에 의해 전차선의 신축을 흡수하며, 활차의 크기를 축소시켜 원가를 절감할 수 있는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부된 도면 도 1a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)의 구체적인 실현 예를 보인 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)를 보인 정면도 및 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)에서 장력조정용풀리(20)를 발췌하여 보인 평면도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)의 설치 상태도이다.

본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)는, 가변장력전달수단과 조정장력전달수단의 각 로프가 감아지는 장력조정풀리(40)와 장력발생풀리(30)가 일체로 형성된 복수의 장력조정용풀리(20), 가공전차선의 신축을 복수의 로프에 의해 정역으로 회전하는 장력조정용풀리(20)에 전달하는 가변장력전달수단, 코일스프링(57)의 탄발력을 정역으로 회전하는 장력조정용풀리에 전달하는 조정장력전달수단, 가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하는 장력조절장치부(50), 장력조정용풀리(20)와 장력조절장치부(50)를 서로 연결하고 지지하여 주는 연결수단;으로 크게 분할하여 형성하였다.

가변장력전달수단과 조정장력전달수단의 각 로프가 서로 상반되게 감아지는 복수의 장력조정용풀리(20)는, 축관(25)의 외면에는 장력조정로프(45)가 감아지는 와이어로프 안내홈이 원뿔나선형안내홈(42)으로 형성된 장력가변조정풀리(40)와, 장력가변로프(35)가 와이어감김풀리(31)에 감아지는 장력발생풀리(30)를 일체로 형성하였다.

장력조정용풀리(20)는 축관(25)의 외면에 장력발생풀리(30)와 장력가변조정풀리(40)를 형성함에 있어, 도 1a 내지 도 2b에 예시된 바와 같이 장력가변조정풀리(40)를 내측에 형성하고 장력발생풀리(30)를 외측에 형성하거나, 또는 구체적으 로 도시하지 아니하였으나 장력발생풀리(30)를 내측에 형성하고 장력가변조정풀리(40)를 외측에 형성할 수 있다.

한 쌍의 장력조정용풀리(20)를 동일한 축봉(22)에 장착할 때에, 서로 당접되는 축관(25)의 내단 접선을 기준으로 각 장력조정용풀리(20)의 장력가변조정풀리(40)는 큰원판(43)의 내측에 형성된 원뿔나선형풀리(41)가 서로 대응되도록 하여, 각 원뿔나선형풀리(41)의 원뿔나선형안내홈(42)에 감기거나 풀어지는 각 장력조정로프(45)가 중앙을 기준으로 양측이 동일하게 감기거나 풀어지도록 하였다.

상기 장력조정용풀리(20)를 형성하는 장력발생풀리(30)와 장력가변조정풀리(40)는 장력가변조정풀리(40)의 지름을 장력발생풀리(30)의 지름보다 작게 바람직하게는 1:2의 비율로 형성하여 가공전차선에서 발생하는 힘(가변장력전달수단으로 미치는 힘)보다 장력조절장치부(50)에 의해 조정장력전달수단에 미치는 힘을 배가시킬 수 있도록 하였다.

상기와 같이 장력가변조정풀리(40)의 지름과 장력발생풀리(30)의 지름의 비율을 1:2로 형성하여 주면 코일스프링(57)의 압축 길이를 가공전차선이 신장되는 길이 보다 1/2로 줄일 수 있게 된다.

즉, 장력가변조정풀리(40)의 지름과 장력발생풀리(30)의 지름을 1:2의 비율로 형성하여 주면 코일스프링(57)의 압축 길이를 가공전차선이 신축되는 길이의 1/2로 줄일 수 있고, 가공전차선의 장력이 2 ~ 3톤(ton)일 때에 코일스프링(57)의 장력을 4 ~ 6톤(ton)으로 유지시킬 수 있게 된다.

특히, 도 4b에 예시된 바와 같이 가변장력조정풀리(40)의 원뿔나선형안내 홈(42)을 형성하되, 큰원판(43)의 내면부터 지름(R1)(R2)(R3)이 1.2:1.0:0.8로 점진적으로 작아지는 큰지름안내홈(42-1)과 중간지름안내홈(42-2) 및 작은지름안내홈(42-3)을 나선형으로 형성하게 되면, 가공전차선의 신장에 의해 가변장력조정풀리(40)가 정역으로 회전하면서 큰지름안내홈(42-1)과 중간지름안내홈(42-2) 및 작은지름안내홈(42-3)에 걸어지는 장력조정로프(45)의 위치에 따라 코일스프링(57)에서 발생하는 장력의 변화를 일정한 장력으로 유지시켜 준다.

가공전차선의 신축을 복수의 로프에 의해 정역으로 회전하는 장력조정용풀리(20)에 전달하는 가변장력전달수단은 다음과 같이 형성하였다.

가공전차선과 연결되는 직사각형상으로 형성된 외측움직플레이트(38)의 양단에는 한 쌍의 장력가변로프(35)를 장착편(37)에 의해 축(39)으로 장착하였고, 각 장력가변로프(35)는 각 장력발생풀리(30)를 형성하는 와이어감김풀리(31)에 감아주며, 각 장력가변로프(35)의 타단은 각 장력발생풀리(30)를 형성하는 외측원판(33)의 로프안내공(34-1)으로 삽입하고 걸림공(34)에서 고정구(36)에 의해 억류시켜 형성하였다.

코일스프링(57)의 탄발력을 정역으로 회전하는 장력조정용풀리에 전달하는 조정장력전달수단은 다음과 같이 형성하였다.

장력조절장치부(50)의 작동바(55)가 장착되는 내측움직플레이트(48)의 양단에는 한 쌍의 장력조정로프(45)의 일단을 장착편(47)에 의해 축(49)으로 장착하였고, 각 장력조정로프(45)는 각 장력가변조정풀리(40)를 형성하는 원뿔나선형풀리(41)의 원뿔나선형안내홈(42)에 감아주며, 각 장력조정로프(45)의 타단은 각 장 력가변조정풀리(40)를 형성하는 큰원판(43)의 로프안내공(44-1)으로 삽입하고 걸림공(44)에서 고정구(46)로 억류시켜 형성하였다.

장력조정용풀리(20)와 차후에 구체적으로 설명되는 장력조절장치부(50)를 서로 연결시키는 연결수단은, 나란하게 구비되는 한 쌍의 연결지지암(21)의 내측 일단에는 장력조정용풀리(20)를 축봉(22)으로 장착하였고, 연결지지암(21)의 내측 타단에는 장력조정장치부(50)를 형성하는 스프링하우징(51)의 선단 양측을 축(24)으로 각각 장착하였다.

가공전차선의 신축을 직렬로 설치되는 여러 개의 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하는 장력조절장치부(50)는 다음과 같이 형성하였다.

내부가 전후로 개방되는 스프링하우징(51)의 내부에는 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)과 가동스프링지지링(58)을 교호로 내장시키되, 제1스프링(57-1)의 선단은 스프링하우징(51)의 내부 선단에 고정시켜 전방으로 이탈되지 못하도록 하였다.

스프링하우징(51)의 내부에서 제4스프링(57-4)의 후단에는 가변원판(52)을 구비하되 가변부재(52)의 중앙에는 연결부재(61)를 코일스프링(57)을 향하도록 장착하였고, 그 연결부재(61)의 선단에는 교호로 내장된 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)과 가동스프링지지링(58)의 내부에 끼워지는 작동바(55)의 일단 링(55-1)을 축볼트(70)와 너트(71) 및 핀(72)에 의해 체결하였으며, 작동바(55)의 타단 링(55-2)에는 내측움직플레이트(48)의 중앙에 장착된 장착구(56)를 축볼트(70)와 너트(71) 및 핀(72)에 의해 체결하여 장착하였다.

제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)의 사이 사이에 배치되는 가동스프링지지링(58)은 지지링(58-1)의 외주 중앙에 중간분할벽(58-2)을 일체로 형성하여, 중간분할벽(58-2)에 의해 분할되는 지지링(58-1)의 외주 양측으로 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)의 단부가 끼워지도록 하였다.

스프링하우징(51)의 내부 후단에는 고정편(60)을 고정시키고, 고정편(60)의 중앙에는 연결부재(60)를 후방을 향하도록 장착하였으며, 고정편(60)의 후방으로 돌출되는 연결부재(60)의 선단에는 장착구(62)의 일단을 축볼트(70)와 너트(71) 및 핀(72)에 의해 체결하여 장착하였다.

특히, 장력조절장치부(50)를 형성하는 스프링하우징(51)의 선단과 작동바(55)의 선단과의 사이에는 통상의 장력측정수단(80)을 장착하여 장력을 측정할 수 있도록 하였다.

작동바(55)와 장착구(56)를 연결하는 축볼트(70)에는 게이지장착편(82)을 장착하였고, 스프링하우징(51)의 단부에는 게이지가이드(83)를 고정시켰으며, 게이지장착편(82)의 하단에는 게이지가이드(83)에 삽입되는 게이지바(81)를 일체로 형성하였다.

상기와 같이 형성된 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)의 작동관계를 설명한다.

본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)는 도 1a와 도 1b 및 도 3a와 도 3b에 예시된 바와 같이, 전차선(1)의 전차선(4)과 조가선(5)을 전주(2)에 설치할 때에 적용하여 설치된다.

전차선(1)의 전차선(4)과 조가선(5)은 조정스트랩(6-1)(6-2)을 개입시켜 작동레버(7)의 양단에 장착하고, 작동레버(7)에는 애자(9)를 중간에 개입시켜 연결봉(8-1)(8-2)을 연결하며, 연결봉(8-2)은 장착밴드(3)에 의해 전주(2)에 장착된 본 발명의 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)와 연결하여 설치한다.

상기와 같이 전주(2)에 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)를 장착할 때에 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)의 상측을 지지수단(11)에 의해 전주(2)에 고정시켜 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)를 수평으로 유지시켜 준다.

장착밴드(3)에 의해 상측의 지지봉(12-1)을 축(15-1)으로 장착하고, 장력자동조절장치(10)를 형성하는 스프링하우징(51)의 상면에 고정된 축편(14)에는 하측의 지지봉(12-2)을 축(15-2)으로 설치하며, 상기 상하 측의 지지봉(12-1)(12-2)을 턴버클(13)에 의해 결합하여 줌으로서 지지수단(11)을 형성하게 되며, 턴버클(13)을 정역으로 회전하여 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)의 수평상태를 조정하여 준다.

상기와 같이 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)를 이용하여 설치된 전차선장치(1)에서 가공전차선 즉, 전차선(4)과 조가선(5)의 길이가 기후의 조건 등에 따라 늘어나거나 줄어들게 된다.

전차선(4)과 조가선(5)의 길이가 기후의 조건 등에 의해 줄어들게 되면 가변장력전달수단인 장력가변로프(35)가 당겨지게 되고, 가변장력전달수단인 한 쌍의 장력가변로프(35)가 당겨지게 되면 각 장력가변로프(35)는 축봉(22)으로 설치된 각 장력조절풀리(20)의 장력발생풀리(30)를 당기면서 회전(도 1b에서 보아 반 시계방향)시키게 된다.

장력발생풀리(30)가 당겨지는 장력가변로프(35)에 의해 회전하게 되면 장력발생풀리(30)와 일체로 형성된 장력가변조정풀리(40)도 동일한 방향으로 함께 회전하게 되고, 장력가변조정풀리(40)가 장력발생풀리(30)와 함께 동일한 방향으로 회전하게 되면 조정장력전달수단의 장력조정로프(45)들이 각 장력가변조정풀리(40)의 원뿔나선형안내홈(42)에 감아지게 된다.

장력조정로프(45)들이 각 장력발생풀리(30)의 원뿔나선형안내홈(42)에 감아지게 되면 장력조절장치부(50)의 작동바(55)가 당겨지게 되고, 가변원판(52)이 작동바(55)에 의해 당겨지면서 코일스프링(57)인 분할된 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)을 동시에 압축시키게 된다.

압축되는 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)의 탄발력에 의해 장력조정로프(45)가 장력가변조정풀리(40)의 원뿔나선형안내홈(42)에 감아지는 것이 억제되고, 압축되는 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)의 탄발력을 이기고 장력조정로프(45)가 원뿔나선형안내홈(42)에 감아짐과 동시에 장력발생풀리(30)에 감아진 장력가변로프(35)가 풀어지면서 스프링의 탄성에 의하여 줄어드는 전차선(4)과 조가선(5)의 장력을 조정해(일정하게 유지시켜) 주게 된다.

반면에, 기후 등의 조건에 의해 전차선(4)과 조가선(5)의 길이가 늘어나게 되면 가변장력전달수단인 장력가변로프(35)가 느슨해지게 되고, 가변장력전달수단인 한 쌍의 장력가변로프(35)가 느슨해지게 되며, 장력가변로프(35)가 느슨해지게 되면 장력가변로프(35)도 느슨해지면서 장력발생풀리(30)를 당기는 힘이 제거된다.

장력가변로프(35)가 느슨해지면서 장력발생풀리(30)를 당기는 힘이 제거되면 장력조정로프(45)의 장력도 느슨해지게 되고, 장력조정로프(45)의 장력도 느슨해지게 되면 압축되어 있던 코일스프링(57) 즉, 압축되었던 제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)이 신장하면서 가변원판(52)과 함께 작동바(55)를 후진시키게 된다.

제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4)의 신장에 의해 가변원판(52)과 함께 작동바(55)를 후진하게 되면 장력조정로프(45)가 작동바(55)측으로 이동하게 되고, 장력조정로프(45)가 작동바(55)측으로 이동하게 되면 장력가변조정풀리(40)가 역회전하면서 원뿔나선형안내홈(42)에 감아져 있던 장력조정로프(45)가 풀어짐과 동시에 장력가변조정풀리(40)와 함께 장력발생풀리(30)도 역회전하게 된다.

장력가변조정풀리(40)와 함께 장력발생풀리(30)이 역회전하게 되면 느슨한 장력가변로프(35)는 장력발생풀리(30)의 와이어감김풀리(31)에 감아지게 되고, 장력가변로프(35)가 와이어감김풀리(31)에 감아지게 되면 느슨하였던 전차선(4)과 조가선(5)이 본 발명에 따른 장력조정장치(10)측으로 당겨지게 된다.

특히, 도 4b에 예시된 바와 같이 가변장력조정풀리(40)의 원뿔나선형안내홈(42)이, 큰원판(43)의 내면부터 지름(R1)(R2)(R3)이 점진적으로 작아지는 큰지름 안내홈(42-1)과 중간지름안내홈(42-2) 및 작은지름안내홈(42-3)을 나선형으로 형성되어 있으므로, 가공전차선의 신장에 의해 가변장력조정풀리(40)가 정역으로 회전하면서 큰지름안내홈(42-1)과 중간지름안내홈(42-2) 및 작은지름안내홈(42-3)에 걸어지는 장력조정로프(45)의 위치에 따라 코일스프링(57)의 장력을 일정하게 유지한다.

즉, 큰지름안내홈(42-1)과 중간지름안내홈(42-2) 및 작은지름안내홈(42-3)의 각 지름(R1)(R2)(R3)의 비를 1.2:1:08로 유지시키고, 장력조정로프(45)가 중간지름안내홈(42-2)에 걸어지면 코일스프링(57)의 장력은 4톤으로 유지하며, 스프링은 탄성에 의해 ±20%정도의 장력변화가 발생함으로 가공전차선의 길이가 온도변화에 의해 신장(길이가 늘어남) 되면 스프링의 장력은 3.2톤으로 장력이 저하되며 장력조정로프(45)가 장력발생풀리(30)에 감아지게 되고, 반면에 장력조정로프(45)는 중간지름안내홈(42-2)에서 풀어져 큰지름안내홈(42-1)에 위치하게 되며, 스프링에 가해지는 장력은 4톤을 유지하게 된다.

반면에 가공전차선의 길이가 단축(길이가 줄어 듬) 되면 스프링의 장력은 4.8톤으로 커지게 되며, 장력발생로프(35)가 장력발생풀리(30)에서 풀어지게 되고, 반면에 장력조정로프(45)는 중간지름안내홈(42-2)에서 작은지름안내홈(42-3)까지 감아지게 되며, 이와 같이 장력조정로프(45)가 작은지름안내홈(42-3)에 까지 감아지게 되면 스프링에 가해지는 장력은 4톤을 유지하게 된다.

상기와 같이, 가공전차선(전차선(4)과 조가선(5))이 기온 등의 조건에 의해 신축될 때에 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치(10)에 의해 당겨지는 전차선(4)과 조가선(5)은 장력이 자동으로 조정(일정하게 유지) 된다.

이와 같이 전차선(4)과 조가선(5)의 길이가 기후 등의 조건에 의해 줄어들거나 늘어나게 되면, 장력조절장치부의 코일스프링((제1스프링(57-1)ㆍ제2스프링(57-2)ㆍ제3스프링(57-3)ㆍ제4스프링(57-4))이 압축되거나 신장되면서 장력발생로프와 장력조정로프를 장력조정풀리의 장력발생풀리와 장력가변조정풀리에서 풀어주거나 감아주면서 전차선(4)과 조가선(5)의 장력을 조정(일정하게 유지)하게 된다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치를 보인 정면도 및 평면도.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치에서 장력조정용 풀리를 발췌하여 보인 평면도 및 부분확대도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 활차식 스프링 자동장력조정장치의 설치 상태를 보인 정면도 및 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 전차선장치 2: 전주 3: 장착밴드

4: 전차선 5: 조가선 8-1. 8-2: 연결봉

10: 활차식 스프링 자동장력조정장치 20: 장력조정풀리

30: 장력발생풀리 35: 장력발생로프 40: 장력가변조정풀리

45: 장력조정로프 50: 장력조정장치부 51: 스프링하우징

55: 작동바 57: 코일스프링 60: 고정편

70: 축볼트 71: 너트 80: 장력측정수단

Claims (10)

1. 코일스프링의 탄발력과 가공전차선의 신축에 의해 장력조정용풀리를 정역으로 회전시키면서 가공전차선의 장력을 일정하게 유지시키는 자동장력조정장치에 있어서;

   가변장력전달수단과 조정장력전달수단의 각 로프가 서로 상반되게 감아지는 축봉에 의해 연결수단에 장착되는 복수의 장력조정풀리;

   상기 가공전차선의 신축을 복수의 로프에 의해 정역으로 회전하는 장력조정용풀리에 전달하는 가변장력전달수단;

   상기 코일스프링의 탄발력을 정역으로 회전하는 장력조정풀리에 전달하는 조정장력전달수단;

   가공전차선의 신축을 분할되어 직렬로 설치되는 제1스프링ㆍ제2스프링ㆍ제3스프링ㆍ제4스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하는 장력조절장치부;

   상기 장력조정용풀리와 장력조절장치부를 서로 연결하고 지지하여 주는 연결수단;을 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 장력조정풀리는;

   동일한 축봉에 한 쌍의 장력조정풀리를 장착한 것;

   축관의 외면에는 장력조정로프와 장력가변로프가 서로 상반되게 감아지는 장력가변조정풀리와 장력발생풀리를 일체로 형성한 것;

   장력발생풀리와 장력가변조정풀리는, 장력가변조정풀리의 지름을 장력발생풀리의 지름보다 작게 형성한 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
3. 청구항 1에 있어서, 가공전차선의 신축을 장력조정풀리에 전달하는 가변장력전달수단은;

   가공전차선과 연결되는 외측움직플레이트의 양단에는 한 쌍의 장력가변로프를 장착편에 의해 축으로 장착한 것과;

   각 장력가변로프를 각 장력발생풀리의 와이어감김풀리에 감아준 것과;

   각 장력가변로프의 타단은 각 장력발생풀리를 형성하는 외측원판의 로프안내공으로 삽입하여 걸림공에서 고정구로 억류시킨 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
4. 청구항 1에 있어서, 코일스프링의 탄발력을 장력조정풀리에 전달하는 조정장력전달수단은;

   장력조절장치부의 작동바가 장착되는 내측움직플레이트의 양단에는 한 쌍의 장력조정로프의 일단을 장착편에 의해 축으로 장착한 것과;

   각 장력조정로프를 각 원뿔나선형풀리의 원뿔나선형안내홈에 감아준 것과;

   각 장력조정로프의 타단은 각 장력가변조정풀리를 형성하는 큰원판의 로프안내공으로 삽입하여 걸림공에서 고정구로 억류시킨 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
5. 청구항 1에 있어서, 장력조정용풀리와 장력조절장치부를 서로 연결시키는 연결수단은;

   한 쌍이 나란하게 구비되는 연결지지암과;

   나란한 연결지지암의 내측 일단에는 장력조정용풀리를 축봉으로 장착한 것과;

   나란한 연결지지암의 내측 타단에는 장력조정장치부를 형성하는 스프링하우징의 선단 양측을 축으로 각각 장착한 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
6. 청구항 1에 있어서, 가공전차선의 신축을 코일 스프링의 탄발력에 의한 장력에 의해 조정하는 장력조절장치부는;

   내부가 전후로 개방되는 스프링하우징의 내부에는 복수로 분할된 코일스프링과 가동스프링지지링을 교호로 내장시킨 것과;

   최 선단에 위치하는 코일스프링의 선단을 스프링하우징의 내부 선단에 억류시킨 것과;

   스프링하우징의 내부에서 후단에 위치하는 코일스프링의 후측에는 가변원판을 구비하고, 상기 가변원판에는 코일스프링과 가동스프링지지링의 내부에 끼워지는 작동바의 일단을 체결한 것과;

   작동바의 타단은 내측움직플레이트의 중앙에 장착하여 체결한 것과;

   스프링하우징의 내부 후단에는 고정편을 고정시키고, 고정편에는 연결부재를 장착한 것; 을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력 조정장치.
7. 청구항 2에 있어서, 장력조정용풀리의 장력발생풀리는, 와이어감김풀리의 양면에는 내측원판과 외측원판을 와이어감김풀리의 지름보다 크게 일체로 형성한 것과;

   장력조정용풀리의 장력가변조정풀리는, 원뿔나선형안내홈이 외면에 형성된 원뿔나선형풀리인 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
8. 청구항 2에 있어서, 동일한 축봉에 장착되는 한 쌍의 장력조정풀리는;

   각 장력가변조정풀리의 원뿔나선형풀리를 서로 인접하게 장착한 것과;

   인접하게 장착되는 각 원뿔나선형풀리는 각 원뿔나선형안내홈이 서로 대칭되는 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
9. 청구항 2에 있어서, 원뿔나선형풀리의 외면에 형성되는 원뿔나선형안내홈은;

   나선형으로 형성되는 큰지름안내홈(42-1)ㆍ중간지름안내홈(42-2)ㆍ작은지름안내홈(42-3)은 지름(R1)(R2)(R3)의 비가 1.2:1.0:0.8인 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.
10. 청구항 2에 있어서, 장력조정용풀리를 형성하는 장력발생풀리와 장력가변조 정풀리의 지름 비율은;

    1(장력가변조정풀리의 지름):2(장력발생풀리의 지름) 인 것;을 특징으로 하는 활차식 스프링 자동장력조정장치.

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