KR20110062733A - 집전판의 마모 표시구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬터그래프에 적용되는 집전판의 마모상태를 표시하여 집전판의 교체시기를 파악할 수 있는 집전판의 마모 표시구조에 관한 것이다. 본 발명은 집전판몸체와, 상기 집전판몸체에 형성되어 상기 집전판몸체의 마모정도를 표시하는 마모표시수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 집전판의 마모정도가 표시되므로 집전판의 교체시기를 파악할 수 있는 이점이 있다.

전동차, 팬터그래프, 집전판, 동선

Description

집전판의 마모 표시구조{WEAR INDICATING MARKING STRUCTURE OF PANTOGRAPH HEAD}

본 발명은 팬터그래프에 적용되는 집전판의 마모상태를 표시하여 집전판의 교체시기를 파악할 수 있는 집전판의 마모 표시구조에 관한 것이다.

일반적으로, 집전판은 팬터그래프에 설치되어 이동하는 전동차에 의해 전차선에 미끄럼접촉하면서 전력을 공급하데 사용되는 것이다.

먼저, 도 1은 종래의 전동차에 적용되고 있는 접지용 팬터그래프를 보인 도면으로, 도시된 바와 같이, 종래의 팬터그래프의 상부에는 전차선에 접촉하는 집전판(1)가 한줄의 습판스트립 형상으로 되어 있으며, 두개의 집전판지지봉(2)에 견고하게 연결되어 있어 수직운동을 하게 되어 있다. 그리고, 하부에는 피스톤(3)과 연결되어 실린더(5)의 내부에서 압축스프링(4)에 의해 상부로 압축력을 전달하여 가선의 처짐에 의한 높이변위를 추종하며 접지할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 2는 종래의 전동차용 팬터그래프를 보인 도면으로, 도시된 바와 같이, 양쪽에 두줄의 집전판(1)이 설치되어 있다. 그리고, 집전판(1)은 집전판지지구(6)에 의해 지지되고, 집전판지지구(6)는 장착용 발(7)에 설치되어 있다.

여기서, 집전판(1)은 전기전도도와 집전능력이 좋아 접촉점에서 에너지 손실이 없어야 하고, 상대 전차선에 대하여 우수한 윤활특성과 낮은 마찰계수로 마모가 적어야 한다. 그리고, 고속주행과 외력에 의한 구조적인 파단이 없도록 적절한 기계강도를 갖고 있어야 한다. 또한, 아크 등에 의한 전력손실이 없어야 한다.

이와 같은, 특성을 갖는 집전판(1)은 소결합금과 카본재료로 대별될 수 있다. 먼저, 소결합금은 원료가 되는 금속분을 태워 굳힌 재료이며, 습판용으로는 동이 주성분인 동계와 철이 주성분인 철계가 있다.

소결합금은 카본재료에 비하여 기계적 강도나 전기전도성에서는 우수하지만 전차선의 마모에서는 뒤진다. 특히 동계소결합금은 전기전도성에 중점을 두고 개발되었지만 의착마모의 관점에서 동종의 금속인 동의 전차선과 의착하기 쉽다.

한편, 카본재료는 자기윤활성의 장점이 있다. 카본재료 중에 포함된 흑연성분이 막을 만들어 그 부분이 조각조각 떨어지기 쉽기 때문에 전차선이나 집전판(1)의 의착마모가 덜 되는 것이다. 약점으로는 비교적 여려서 기계적 강도가 약하고, 전기전도성에 뒤지는 점이 있다.

현재, 소결합금 집전판(1)이 개발되면서 대부분이 대체되어 카본재료를 오랬동안 사용하지 않았다. 그러나 전차선의 마모가 적은 잇점을 소결합금으로는 좀처럼 얻기 힘들어서, 기계적 강도나 전기전도성의 결점을 극복할 수 있는 카본에 금속을 침투시킨 습판재료가 개발 되었다.

또한, 집전판(1)과 대응되는 전차선은 전동차의 집전장치와 직접 접촉하여 전동차에 전력을 급전하는 것으로, 전기전도성이 높아야하고, 인장강도도 높아야 한다. 그리고, 내열성 및 내마모성이 좋아야하고, 내부식성 및 내피로성도 좋아야 한다.

이와 같은, 전차선의 재질에 따라 경동과 합금강으로 분류되며 일반적으로는 경동이 널리 사용되고 있다. 경동선은 도전유리 97.5% 이상 요구되고, 허용온도는 90~100도 정도이다. 합금동선에는 카드뮴동선과 은동선이 사용된다.

카드뮴동선은 동에 카드뮴을 0.2~0.3% 정도의 미량을 가하여 항장력을 크게 하고 내열성 및 내마모성을 향상시킨 것이나, 도전율은 나쁘다.

은동선은 동에 은을 0.2% 정도 미량을 가하고 도전율을 많이 감소시키지 않은 97%이상으로 내열성 및 내마모성을 크게한 것이다.

이와 같이, 집전판(1)과 전차선은 전동차가 기동되면서 집전판(1)과 전차선이 습동되면서 기계적으로 마모되는 것으로, 팬터그래프의 압상력이 크고 집전판(1)이 견고한 만큼 커진다. 그리고, 팬터그래프의 도약, 착선시의 충격에 의한 국부적 마모도 발생한다.

또한, 전차선과 집전판(1)은 전기적 마모가 있는데, 직류구간의 역행개소에는 전기적 마모가 특히 많이 발생한다. 즉, 집전판(1)과 전차선의 불완전한 접촉 또는 이선 등에 기인하여 발생한다. 불꽃 및 아크 등의 전기적인 원인에 의해 발생되며, 집전전류의 증가에 따라 마모가 커지고, 전차선의 구배 변화점, 경점개소, 장력 부적정개소, 습동 접촉면이 변형되어 있는 개소 등에서 많이 발생한다.

따라서, 종래에는 전기공급선을 가설하고 전동차에 전기공급선과 접촉되는 팬터그래프를 설치하여 전기공급선을 흐르고 있는 전기가 팬터그래프를 통해 전동차로 공급되도록 하고 있는 상태에서, 전동차가 빠른 속도로 달리기 때문에 팬터그래프와 전기공급선의 마찰이 발생하고 이러한 마찰로 인해 전기공급선과 접촉부분인 집전판의 마모가 생기게 되므로, 전동차의 계속적인 운행에 의해 집전판은 계속 마모가 되어 결국에는 집전판이 모두 마모되면 전동차가 전기공급을 받을 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서, 전동차의 집전판은 일정한 운행시간이 경과하면 교체를 해주어야 하는데, 이러한 교체작업을 위하여 전동차관리자는 수시로 전동차의 지붕위로 올라 가 집전판의 마모정도를 체크해야 하며, 또한 언제 어떤 전동차를 체크하였는지를 계속적으로 관리하여야만 한다.

그런데 이와 같이 관리자가 전동차의 지붕위로 올라가 집전판의 마모상태를 확인하는 것은 매우 번거롭고 불편하며, 각 전동차마다 그 마모정도가 다르므로 어떤 전동차를 언제 체크해야 하는지를 관리하는 것도 많은 시간과 인력을 필요로 하는 문제점도 있다.

그러므로, 팬터그래프에서 집전판을 분리하지 않은 상태에서도 집전판의 마모상태를 용이하게 파악할 수 있는 집전판구조의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 집전판의 마모정도가 표시되어 집전판의 교체시기를 파악할 수 있는 집전판의 마모 표시구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 집전판이 층층이 마모되는 것을 확인 할 수 있는 집전판의 마모 표시구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 집전판이 층층이 마모될 때 어느 층에까지 마모되었는지 확인할 수 있는 집전판의 마모 표시구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 집전판에 홈을 형성하여 집전판의 마모상태를 확인할 수 있는 집전판의 마모 표시구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 집전판에 컬러를 표시하여 집전판의 마모상태를 확인할 수 있는 집전판의 마모 표시구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 집전판의 외측면에 표시구조의 형성이 용이한 집전판의 마모 표시구조를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 집전판몸체와, 상기 집전판몸체에 형성되어 상기 집전판몸체의 마모정도를 표시하는 마모표시수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마모표시수단은 상기 집전판몸체가 여러 층으로 형성된 사이에 각각 적층된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마모표시수단은 상기 집전판몸체에 설정된 간격으로 이격되게 층층이 배열되되, 상층에서 하층으로 갈수록 점차적으로 마모표시수단의 수를 증가 또는 감소되도록 배열된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마모표시수단은 상기 집전판몸체의 길이방향을 따라 긴 장홈이 형성되되, 상층에서 하층으로 갈수록 층별 장홈의 수가 증가 또는 감소되도록 배열 된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마모표시수단은 컬러를 갖는 형광물질인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마모표시수단은 상기 집전판몸체의 외측의 표면에 여러 층으로 구성되되, 각 층은 서로 다른 색상으로 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 집전판의 마모정도가 표시되므로 집전판의 교체시기를 파악할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명은 집전판이 층층이 마모되는 것을 확인 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 집전판이 층층이 마모될 때 어느 층에까지 마모되었는지 확인할 수 있는 이점이 있다.

더욱이, 본 발명은 집전판에 층층이 홈을 형성하는 것으로 집전판의 마모상태를 확인할 수 있는 이점이 있다.

게다가, 본 발명은 집전판에 컬러를 표시하여 집전판의 마모상태를 확인할 수 있는 이점이 있다.

이에 더하여, 본 발명은 집전판의 외측에 도료를 도포하는 것으로 표시층의 형성이 용이하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 집전판몸체(10)와, 상기 집전판몸체(10)에 형성되어 상기 집전판몸체(10)의 마모정도를 표시하는 마모표시수단(30)을 포함한다.

여기서, 집전판몸체(10)는 직사각형상으로 형성되며, 금속분말과 카본으로 구성된다. 이때, 탄소를 소결하는 것으로 마찰시 탄소분말에 의해 전기접촉저항이 감소되어 접전체에서 소모되는 전력이 최소화될 수 있다.

이와 같이 구성되는 집전판몸체(10)는 철보다 접촉면이 부드럽고 유연성이 있어서, 충격흡수가 용이하게 이루어 질 수 있다. 이때, 집전판몸체(10)는 양측에 배치되는 집전판(12)사이에 설치된다.

그리고, 상기 마모표시수단(30)은 상기 집전판몸체(10)가 여러 층(11)으로 형성된 사이에 각각 적층된 것이 바람직하다.

여기서, 여러 층(11)으로 되는 집전판몸체(10)의 사이에 마모표시수단(30)이 층층이 형성되면, 집전판몸체(10)가 마찰됨에 따라서 여러 층(11)이 순차적으로 마모되므로, 층층이 형성된 마모표시수단(30)이 마모의 정도에 따라 순차적으로 표시되게 된다.

마모표시수단(30)이 순차적으로 표시되면, 사용자는 집전판몸체(10)의 마모상태를 용이하게 파악할 수 있게 된다.

그리고, 상기 마모표시수단(30)은 상기 집전판몸체(10)에 설정된 간격으로 이격되게 층층이 배열되되, 상층에서 하층으로 갈수록 점차적으로 수를 증가 또는 감소되도록 배열된 것이 바람직하다.

여기서, 마모표시수단(30)이 집전판몸체(10)에서 상층에서 하층으로 갈수록 점차적으로 수가 증가되면서 배열되면, 집전판몸체(10)의 마모상태에 따라서 마모표시수단(30)이 한 개에서부터 다수개로 순차적으로 표시될 수 있다.

따라서, 마모표시수단(30)이 순차적으로 표시될 때, 마모정도에 따라 개수로 표시되므로, 집전판몸체(10)의 마모상태는 더욱 용이하게 파악될 수 있게 된다.

그리고, 상기 마모표시수단(30)은 상기 집전판몸체(10)의 길이방향을 따라 긴 장홈이 형성되되, 상층에서 하층으로 갈수록 층별 장홈의 수가 증가 또는 감소되도록 배열된 것이 바람직하다.

여기서, 마모표시수단(30)이 집전판몸체(10)에 장홈으로 형성되면, 마모표시수단(30)의 제조가 용이하다. 또한, 마모상태를 표시하기 위한 별도의 부재가 사용되지 않으므로, 비용절감의 효과도 있다.

그리고, 상기 마모표시수단(30)은 컬러를 갖는 형광물질인 것이 바람직하다.

먼저, 형광물질은 파쇄된 천연석 분말, 축광재, 바인더인 에폭시수지 및 경화재 등으로 혼합되어 구성될 수 있다. 그리고, 축광재를 대신하여 자외선 흡수에 수반하여 발광하는 자외선 발광재를 사용할 수도 있다. 이때, 보조첨가재인 규사를 더 혼합시킬 수도 있다.

여기서, 집전판몸체(10)에 컬러를 갖는 형광물질이 배치되면, 집전판몸체(10)의 마모상태에 따라 컬러가 표시되므로, 시인성이 뛰어나서 원거리에서도 집 전판몸체(10)의 마모상태는 쉽게 파악될 수 있다.

이때, 집전판몸체(10)에 여러 색의 형광물질을 층층이 배열시킬 수 있다. 즉, 청, 황, 적의 순서로 컬러가 배열된 상태에서 사용자는 청색이 보이면 안전한 상태이고, 황색이 보이면 경계의 상태이고, 적색이 보이면 교체하여야 하는 상태인 것을 용이하게 파악할 수 있다.

따라서, 촬영장치를 이용하여 집전판의 영상을 획득하고 컴퓨터 시스템을 이용하여 획득된 영상으로부터 집전판몸체(10)에서 표시되는 마모표시수단(30)의 마모상태를 파악하여 사람이 직접 지붕위로 올라가지 않고서도 집전판의 마모상태를 확인할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 마모표시수단(30)은 상기 집전판몸체(10)의 외측의 표면에 구성되되, 각 층은 서로 다른 색상으로 표시에 여러 층으로 표시되는 것이 바람직하다. 이때, 마모표시수단(30)은 은 집전판몸체(10)의 외측에 여러 층으로 표시되되, 육안으로 파악이 용이하도록 계단형상으로 표시되는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 마모표시수단(30)이 집전판몸체(10)의 외측에 표시되면, 집전판몸체(10)의 내부구조가 손상되지 않으면서 견고히 유지될 수 있다. 따라서, 집전판몸체(10)의 집전성능은 저하되지 않는다.

먼저, 마모표시수단(30)은 집전판몸체(10)의 외측에서 일측면에 마련되거나 또는 양측면에 동일한 구조로 대칭되게 마련될 수 있다. 여기서, 집전판몸체(10)의 측면에 여러 층으로 표시되는 마모표시수단(30)은 집전판몸체(10)가 마모될 때, 집전판몸체(10)의 측면에서 육안으로 관찰이 용이하게 이루어 질 수 있다. 즉, 집전 판몸체(10)가 마모될 때, 집전판몸체(10)의 측면에 표시된 마모표시수단(30)도 층층이 순서대로 마모되므로, 사용자는 집전판몸체(10)의 마모상태를 용이하게 파악할 수 있게 된다.

또한, 마모표시수단(30)은 집전판몸체(10)의 측면에 여러 층으로 도포되어 표시되는 도료일 수 있다. 이때, 도료는 집전판몸체(10)의 측면에 층층이 여러 색의 컬러로 도포되는 것이 바람직하다. 또한, 도료는 열에 의해 타거나 변색되지 않는 내열성 또는 내화성도료인 것이 더욱 바람직하다. 그러면, 사용자는 집전판몸체(10)의 마모상태를 확인할 때 여러 색으로 도포된 도료의 갯수를 파악하여 집전판몸체(10)의 마모상태를 측정할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였다. 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 전동차에 적용되는 접지용 팬터그래프의 측면도.

도 2는 도 1의 평면도.

도 3은 본 발명이 적용된 팬터그래프의 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예를 보인 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 도면.

도 7은 본 발명의 집전판의 외측면에 마모표시수단이 표시된 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 집전판몸체

11 : 층

30 : 마모표시수단

Claims (6)

1. 집전판몸체(10);

   상기 집전판몸체(10)에 형성되어 상기 집전판몸체(10)의 마모정도를 표시하는 마모표시수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 집전판의 마모 표시구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마모표시수단(30)은

   상기 집전판몸체(10)가 여러 층(11)으로 형성된 사이에 각각 적층된 것을 특징으로 하는 집전판의 마모 표시구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마모표시수단(30)은

   상기 집전판몸체(10)에 설정된 간격으로 이격되게 층층이 배열되되,

   상층에서 하층으로 갈수록 점차적으로 상기 마모표시수단(30)의 수를 증가 또는 감소되도록 배열된 것을 특징으로 하는 집전판의 마모 표시구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 마모표시수단(30)은

   상기 집전판몸체(10)의 길이방향을 따라 긴 장홈이 형성되되, 상층에서 하층으로 갈수록 층별 장홈의 수가 증가 또는 감소되도록 배열된 것을 특징으로 하는 집전판의 마모 표시구조.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 마모표시수단(30)은

   컬러를 갖는 형광물질인 것을 특징으로 하는 집전판의 마모 표시구조.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 마모표시수단(30)은

   상기 집전판몸체(10)의 외측의 표면에 여러 층으로 구성되되, 각 층은 서로 다른 색상으로 표시되는 것을 특징으로 하는 집전판의 마모 표시구조.

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