KR20120082599A - 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치 - Google Patents

경량 전철용 제3 궤조 집전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경량 전철용 제3 궤조 집전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집전 슈의 교체가 용이한 경량 전철용 제3 궤조 집전장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전동차량의 대차에 결합되는 베이스, 상기 베이스에 연결되어 고정되도록 연결 암을 구비하는 패들, 상기 패들의 일단에 결합면이 구비되고, 이러한 결합면상에 대응되어 고정 결합되는 고정 브래킷 및 상기 고정 브래킷에 의하여 상기 패들에 고정되도록 결합되는 집전 슈를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 전철용 제3 궤조 집전장치를 제공한다.

Description

경량 전철용 제3 궤조 집전 장치{THIRD RAIL CURRENT COLLECTOR FOR LIGHT RAIL TRANSIT}
본 발명은 경량 전철용 제3 궤조 집전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집전 슈의 교체가 용이한 경량 전철용 제3 궤조 집전장치에 관한 것이다.
일반적으로 경량 전철은 단거리 노선이면서 수송 수요가 집중되는 지역에 건설되어 운영되고, 10,000~20,000명/방향/시간의 최대 수송능력을 갖는 최첨단 궤도 교통 시스템이다.
이와 같은 경량 전철은 기존의 도시 철도에 비해 차량과 인프라시스템의 경량화가 가능하여 건설비의 절감효과가 크고, 무인운전 방식을 적용하여 운영비의 절감효과를 가지며, 또한 운전 간격의 단축을 통한 승객 서비스 향상, 급구배 및 급곡선 통과능력으로 인한 노선선정의 유연성 향상 및 환경친화성 향상 그리고 시스템의 신뢰성 및 안정성 향상 등 많은 장점을 가지고 있는 차세대 도시 철도 시스템이다.
상기 경량 전철은 건설 유형별로 분류하면 기존 중량 전철의 지선형 노선, 대도시와 인접도시의 연계형 노선, 공항 및 항만 등의 대규모시설 접근형 노선 또는 순환형 노선으로 분류된다. 또한, 차량 시스템 형식별로 분류하면 고무차륜형식 AGT시스템, 철제차륜형식 AGT 시스템, 선형유도모터(LIM) AGT 시스템, 중저속형 자기부상열차, 모노레일(Monorail) 시스템, 재래식 전차를 개량한 저상형 노면전차 등으로 분류할 수 있다.
이와 같은 경량 전철은 주행 노선에 설치되는 주행 궤도 즉, 주행 레일과 그 주행 레일을 따라 움직이면서 승객을 수송하는 차량과 상기 주행 레일을 따라 설치되어 외부의 전력에너지가 공급되는 가선(일명; 급전레일) 과 그 가선과 접촉된 상태로 차량에 장착되어 가선으로 공급되는 전력에너지를 차량으로 공급하는 집전수단을 포함하여 구성되며, 경량 전철에 주로 적용되는 집전수단은 제3 궤조 집전방식이다.
상기 제3 궤조 집전방식은 주행용 궤도의 상면 또는 측면에 설치된 독립적인 급전선으로부터 제3 궤조 집전장치를 통해 수전하는 집전 방식으로, 고가궤도형 노선의 중?저속차량에 많이 적용되며 노선의 전체적인 외형이 단순하여 도심지의 미관에 적합한 방식이다. 또한, 급전선이 외부에 노출되지 않아 집전에 있어서 환경적 영향(눈, 비 등)이 거의 없으며 급전선이 반영구적이어서 유지보수 측면에서도 유리하다.
한편, 상기 고무차륜형식 AGT시스템의 경량 전철인 경우, +선과, 선으로 이루어지는 2개의 급전선, 즉 2개의 가선이 설치되므로 그에 적용되는 집전장치는 2개의 가선과 접촉된 상태가 되어야 한다.
그리고 경량 전철은 차량의 주행 중 주행궤도의 형태나 운전 상태에 의해 발생되는 상하, 좌우 방향의 거동에 능동적으로 대응하여 강체로 형성된 가선과 집전수단 즉 집전장치가 설정된 접촉력 변화가 최소화되어야 한다. 만일, 집전장치와 강체 가선의 접촉력이 과도하게 작용할 경우 강체 가선과 미끄럼 마찰 접촉을 하는 집전 장치의 집전 슈의 마모가 증대되어 고가인 집전 슈의 수명을 단축시킴으로써 경량 전철 시스템의 유지보수 비용을 상승시킨다.
반면, 집전장치와 강체 가선 사이의 접촉력이 약하여 일정 상태를 유지하지 못하게 되면 강체 가선과 집전 장치를 구성하는 집전 슈가 순간적으로 이선(Interruption)되는 현상이 발생하여 집전 슈의 전기적 마모를 증가시키고, 아크를 발생시켜 차량에 공급되는 전력에너지를 불안정하게 함으로써 전장품의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 차량 성능을 저하시킨다.
상기와 같이 집전 슈가 마모되어서 교체가 필요할 시, 집전 패들을 휴즈 및 휴즈 박스에 상기 집전 슈를 체결하기 위한 브래킷이나 패들 마운트 등을 분리시켜야 하므로 공정이 복잡하다는 문제점을 내포한다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 패들에 결합되는 집전 슈를 교체할 수 있는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 패들에 집전 슈를 견고하게 결합할 수 있는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 패들과 집전 슈의 이종 재질 간의 결합을 용이하게 할 수 있는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 패들과 집전 슈의 결합 및 교체를 간편하게 할 수 있는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치는 전동차량의 대차에 결합되는 베이스, 상기 베이스에 연결되어 고정되도록 연결 암을 구비하는 패들, 상기 패들의 일단에 결합면이 구비되고, 이러한 결합면상에 대응되어 고정 결합되는 고정 브래킷 및 상기 고정 브래킷에 의하여 상기 패들에 고정되도록 결합되는 집전 슈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정 브래킷의 길이방향을 따라 양단에는 결합 돌기가 형성되고, 이러한 결합 돌기에 의해 집전 슈가 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합 돌기는 내측을 향하여 만곡되도록 형성되고, 이러한 형상으로 인하여 상기 집전 슈의 양측면을 감싸는 것과 동시에 고정시켜 파지할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정 브래킷은 복수개의 볼트와 너트에 의하여 상기 결합면과 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치에 의하면, 집전 슈가 마모되면 패들로부터 집전 슈만 교체할 수 있으므로 경제적인 잇점을 갖는다.
또한, 집전 슈가 진동에 의한 유격의 변화로 인하여 발생되는 아크 및 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상호 이종 재질인 카본 재질의 집전 슈와 금속재질의 브래킷 간의 결합을 견고하게 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 집전 슈의 교체 시 적은 인원 및 시간으로도 가능하게 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 결합사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치는 차량에 결합되는 베이스 부재(10), 베이스 부재(10)에 고정 결합되는 패들(20), 상기 패들(20a)에 결합되는 집전 슈(32) 및 상기 집전 슈(32)와 패들(20a)의 사이에 개재되는 고정 브래킷(30)을 포함한다. 아울러, 집전 슈(32)에 공급되는 전력 에너지를 차량에 공급하는 와이어(미도시)가 더 포함될 수 있다.
상기 베이스 부재(10)는 유압 실린더(미도시) 및 탄성 부재(미도시)에 의해 설정된 압력을 집전 슈(32)에 가하게 되고 이러한 집전 슈(32)가 가선(미도시)과 일정한 접촉력을 유지한 상태로 접촉하도록 한다. 여기서, 차량이 주행 궤도, 즉 주행 레일(미도시)을 주행 중 주행 레일의 형태 및 설치 상태 등에 따라 상하, 좌우 방향의 거동이 발생하게 되므로 이러한 진동에 유연하게 대응되도록 소정의 유동이 가능하도록 형성된다.
즉, 상기 베이스 부재(10)의 일단에는 후술하는 패들(20a)의 연결 암(20)과 소정의 유격을 갖도록 다양한 관절을 갖도록 연결부(J)가 형성될 수도 있다.
이러한 연결부(J)의 구조는 본 실시예에서는 볼트 결합을 도시하였지만, 장공을 통하여 체결되는 볼트결합이나 탄성 부재가 개재되도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 연결부(J)를 통하여 결합되는 연결 암(20)은 측면에서 바라볼 때 외팔보의 형태를 이루면서 그 선단의 수직방향으로 장착된 집전 슈(32)가 급전 레일과 접촉된 상태를 유지하게 되는데 그 접촉 간격은 대체적으로 급전 레일의 중심축에 대해 외측으로 일정각도 기울어진 상태를 유지하게 된다.
이것은 전동차량의 운행으로 집전 슈(32)가 마모되더라도 그 접촉면을 장기적으로 유지하기 위함이다. 즉, 상기 연결 암(20)을 지지하기 위한 탄성부재로서 비틀림 스프링(미도시)이 설치될 수 있으며 이러한 비틀림 스프링의 팽창 압력에 의해 상기 집전 슈(32)가 급전 레일과 긴밀한 접촉상태를 유지할 수 있도록 한다.
상기와 같이 급전 레일과 접촉되는 집전 슈(32)가 설치된 비틀림 스프링의 인장 압력에 의해 균일한 접촉력으로 상기 집전 레일과 접촉되어 집전 슈의 고른 마모가 이루어지면서 외부의 물리적인 진동과 차량의 진동에 대한 충격 흡수율이 향상되는 한편, 일정한 압력을 유지한 상태로 급전 레일과 접촉됨으로써 급전 레일과의 이선을 최소화하여 차량에 전원을 이상적으로 공급하고 운용을 원활히 할 수 있게 된다.
아울러, 상기 집전 슈(32)가 패들(20a)과 견고하게 연결될 수 있도록 고정 브래킷(30)이 개재된다. 이러한 고정 브래킷(30)은 상기 집전 슈(32)의 재질이 연성재질로 이루어지는 카본이므로 이종 재질로서 금속 재질인 패들(20a)과 결합할 수 있도록 매개체 역할을 하게 된다.
즉, 상기 고정 브래킷(30)은 판재 형상으로 형성되고 양단의 모서리가 외측으로부터 내측을 향하도록 경사지도록 절곡부(31)가 형성됨으로써 상기 집전 슈(32)의 양측면을 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 절곡부(31)와 집전 슈(32)의 가압되는 부분에는 내측으로 함몰되도록 결합 홈(미도시)이 형성되면 더욱 견고한 결합력을 기대할 수 있게 된다.
또한, 상기 고정 브래킷(30)에는 복수개의 체결 홀(22)이 형성되어서 별도로 구비되는 볼트(313 및 너트(33)에 의해 견고하게 결합될 수 있다.
상기와 같이 집전 슈(32)가 볼트 결합되는 고정 브래킷(30)과 패들(20a)에 일체로 결합되면 급전 레일과 집전 슈(32)의 접촉으로 상기 급전 레일로부터 공급되는 전기가 집전 슈(32) 및 이러한 집전 슈(32)로부터 연결되는 케이블(미도시)을 경유하면서 휴즈 박스(미도시)를 통과하게 됨으로써 그 일측에 마련된 출력 단자(미도시)를 통하여 접속되어 전동차에 공급되는 것이다.
이후, 상기 급전 레일과 연결되는 집전기(미도시)를 통하여 전동 차량(미도시)에 전기를 공급시키게 됨으로써 상기 전동차가 주행하게 되고 그 전동차의 주행 방향을 따라 설치되는 급전 레일과 집전기의 연결간에 취부된 집전 슈(32)는 지속적인 접속 상태를 유지하게 되어 필요한 전력을 공급받게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 집전 슈(320)가 하측을 향하도록 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서 급전 레일의 하측을 향하여 접촉됨으로써 전류를 공급받을 수 있도록 형성되는 것을 나타낸 집전 슈(32), 고정 브래킷(30) 및 절곡부(31)와는 달리 급전 레일의 연결 상태 및 종류에 따라 급전 레일의 상측을 따라 접촉되어 전류를 공급받을 수 있도록 연결 암(200)의 단부에 고정 브래킷(미설명 부호)이 형성되고 이러한 고정 브래킷으로부터 하측을 향하여 절곡되는 절곡부(310)를 포함하는 구성으로서 집전 슈(320)의 급전 레일과의 접촉면이 하측을 향하도록 형성되는 점에서 상이하므로 그 외의 동일 및 유사한 구성의 설명은 생략하도록 한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 작동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
경량 전철은 차량의 주행 중 주행 궤도의 형태나 운전 상태에 의해 발생되는 상하 또는 좌우 방향의 거동에 의하여 집전 슈(32)와 급전 레일 간의 과도한 접촉으로 인한 마모가 발생된다. 이때, 집전 슈(32)의 교체가 요구된다.
따라서, 베이스 부재(10)로부터 연결 암(20)을 분리시키고 이러한 연결 암(20)의 단부에 형성되어 있는 패들(20a)에 체결되어 있는 볼트 및 너트를 분리시키게 되면 간편하게 상기 집전 슈(32)의 탈부착이 가능하게 된다. 여기서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치의 단면도로서, 패들(20a)에 천공 형성되는 관통 홀(21)을 통하여 육안으로 집전 슈(32)의 마모 상태를 확인할 수 있으므로 교체 시기를 미리 알 수 있게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 베이스 부재
20: 연결 암
20a: 패들
21: 관통 홀
22: 체결 홀
30: 고정 브래킷
31: 절곡부
313: 볼트
32: 집전 슈
33: 너트

Claims (4)

  1. 전동차량의 대차에 결합되는 베이스;
    상기 베이스에 연결되어 고정되도록 연결 암을 구비하는 패들;
    상기 패들의 일단에 결합면이 구비되고, 이러한 결합면상에 대응되어 고정 결합되는 고정 브래킷; 및
    상기 고정 브래킷에 의하여 상기 패들에 고정되도록 결합되는 집전 슈;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 전철용 제3 궤조 집전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정 브래킷의 길이방향을 따라 양단에는 결합 돌기가 형성되고, 이러한 결합 돌기에 의해 집전 슈가 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합 돌기는 내측을 향하여 만곡되도록 형성되고, 이러한 형상으로 인하여 상기 집전 슈의 양측면을 감싸는 것과 동시에 고정시켜 파지할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정 브래킷은 복수개의 볼트와 너트에 의하여 상기 결합면과 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 경량 전철용 제3 궤조 집전 장치.
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