KR20190090461A - A contact force control device in driving for high-speed rail pantograph - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a pantograph wiring contact force control device for high-speed rails which uses an actuator during driving, controls a wiring contact force of a pantograph, modularizes an actuator-elevator, and mounts the actuator-elevator in the pantograph so as to have a simple configuration and increase performance of current collection. The pantograph wiring contact force control device for high-speed rails comprises: an upper arm; a current collection plate attached to an upper side of the upper arm to be in contact with wiring and collect current; a lower arm; an upper hinge unit connecting the upper arm and the lower arm; a support unit protruding toward a front of the upper arm and coupled with the upper arm by a hinge; an elevating device elevating the upper arm and the lower arm; and a module controlling a wiring contact force of a pantograph during driving. The module is mounted in the support unit and is an actuator-elevator module coupled with the elevator having an airfoil shape mounted to the actuator to be rotatable.

Description

고속철도용 주행 중 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치{A CONTACT FORCE CONTROL DEVICE IN DRIVING FOR HIGH-SPEED RAIL PANTOGRAPH}Pantograph wire contact force control device for driving of high-speed railway {A CONTACT FORCE CONTROL DEVICE IN DRIVING FOR HIGH-SPEED RAIL PANTOGRAPH}

본 발명은 고속철도용 팬터그래프에 있어서 주행 중에 가선 접촉력을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling wire contact force during driving in a pantograph for a high speed railway.

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.The upper part of the high-speed railway vehicle is supplied with electric energy of AC 25,000V or DC 1,500V necessary for driving power of the vehicle, and is supplied to the operation and control device by supplying the electric cable installed along the track.

이를 위하여 전기에너지를 집전할 수 있는 팬터그래프를 고속철도의 차량 상부에 장착하여 사용하고 있다.To this end, a pantograph capable of collecting electrical energy is mounted on 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 high-speed railways requires performance for improving contact force to a live wire against changes in wire height and vehicle shaking 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 railway is in good contact with the wire at high speed, so that the pantograph should not be a so-called "offline" that temporarily falls off the 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 wired off the wire, it is not only difficult to receive electricity smoothly, but also the arc is splashed and the wire and the pantograph are melted.

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 domestic high-speed railway, makes contact of the pantograph's contact plate with wires by the pneumatic pressure force, and releases the pneumatic pressure to release contact between the current collector plate and the wires when electricity is not needed. In other words, the pantograph can be folded.

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 railway, the aerodynamic characteristics of the pantograph may vary according to the traveling speed, and thus the contact force between the current collector plate and the live 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 problems described above, the pantograph for railway vehicles described in Patent Publication No. 1006836 (Patent Document 1) is provided with an auxiliary current collector plate separate from the main current collector plate in contact with the live wire in a seesaw manner so that the current collector plate is always in line with the 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, since the pantograph described in Patent Document 1 further requires an auxiliary contact plate separate from the main contact plate, there is a problem that the apparatus becomes complicated.

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 method of reducing the contact force fluctuation of the pantograph and pantograph described in Japanese Patent Publication No. 48259797 (Patent Document 2), an actuator is installed in the upper part of the vehicle in order to measure and correspond to the relative speed of air according to the traveling of a high-speed railway, and is calculated in advance. A method of controlling the actuator by the 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 becomes complicated because the measuring apparatus must be separately provided in order to measure the relative velocity 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 pantographs used in domestic high-speed railways in recent years have a simple configuration of a single arm type consisting of only an upper arm, a lower arm, and a pneumatic device, but because of the simple configuration as described above, the pneumatic device is continuously pressurized while driving. It has a problem that it is difficult to control the wire contact force by maintaining it.

특허문헌 1 : 특허공보 제1006836호(2011. 01. 12. 공고)Patent Document 1: Patent Publication No. 1006836 (January 12, 2011) 특허문헌 2 : 일본 특허공보 제4782597호(2011. 09. 28. 발행)Patent Document 2: Japanese Patent Publication No. 472597 (issued September 28, 2011)

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 wires as the aerodynamic characteristics of the pantograph changes during high-speed driving in a high-speed railway, so that a stable current collection is achieved even though the aerodynamic characteristics of the pantograph are changed. For the purpose of

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, it is generally a pneumatic device that lowers or raises the pantograph. The pneumatic device sets the pneumatic pressure so that it contacts the wire with a constant contact force. The contact force is reduced by the generated aerodynamic load. In this case, the present invention is intended to improve the contact force to the wire.

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 the actuator while driving, to modularize the actuator-lifter, and to mount it on the pantograph, aiming to improve current collection performance while having a simple configuration. It is to be done.

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 upper arm 11, the current collector plate 12, the lower arm 13, the upper arm 11 and the lower arm that is attached to the upper side of the upper arm 11 in contact with the current line An upper hinge portion 14 connecting the 13, a support portion 17 protruding forward of the upper arm 11 and coupled to the upper arm 11 by a hinge, and the upper arm 11 and the lower arm 13 In the pantograph for a high-speed railway provided with a lifting device (not shown) for elevating), further comprising a module for controlling the wire contact force of the pantograph while driving, the module is mounted to the support 17, the actuator 100 And an actuator-elevator module 1000 that combines an elevator 200 having an airfoil shape rotatably mounted to the actuator 100.

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 the present invention, [2] in the above [1], the actuator 100 includes a motor 110, a drive gear 120 arranged on the drive shaft 111 of the motor 110, the drive gear. A reduction gear 121 engaged with the 120 to decelerate the driving force, a worm 123 that delivers the reduced driving force by speaking with the reduction gear 121, and a worm wheel 124 that is engaged with the worm 123 and rotates. And it relates to a pantograph wire contact force control device for a high-speed railway, characterized in that to form a lifting shaft rotation shaft 125 in the center of the worm wheel (124).

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 the above [1] or [2], the elevator 200 having the airfoil shape, the coupling groove 230 is formed on one side, the center of the worm wheel 124 It relates to a pantograph wire contact force control device for a high-speed railway, characterized in that coupled to the elevating rotary shaft 125 formed in.

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, the present invention, [4] in the above [3], the elevator 200 having the airfoil shape, the front side is rotated upward to increase the wire contact force, the front side is lowered to reduce the wire contact force It relates to a pantograph wire contact force control device for high-speed railway, characterized in that for rotating.

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 relates to a pantograph wire contact force control apparatus for a high speed railway according to [5] above [1], wherein the actuator 100 is selected from a motor, a hydraulic pressure, or a pneumatic actuator.

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 means of the above-described solution, the present invention controls the angle of the elevator rudder in accordance with the running speed of the high-speed railway and the state of the line, thereby creating an optimal contact force between the current collector plate and the line, thereby securing a stable faucet, wear of the wire 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 controlling the wire contact force of the pantograph by using the actuator and the airfoil hoist, the actuator-lifter can be 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 an 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 diagrams showing the elevator structure of the present invention.
5 is a schematic diagram showing an actuator-elevator module of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram of a panther pad equipped with an actuator-elevator module of the present invention.
Figure 7 is a schematic diagram showing an embodiment in which the contact force is increased by the actuator-elevator module of the present invention.
Figure 8 is a schematic diagram showing an embodiment in which the contact force is reduced by the actuator-elevator 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.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pantograph wire contact force control device for a high speed railway, and includes an upper arm 11 and a current collector plate 12 and a lower arm that are attached to an upper side of the upper arm 11 to be in contact with a wire (not shown). 13, an upper hinge portion 14 connecting the upper arm 11 and the lower arm 13, a support portion 17 protruding forward of the upper arm 11 and hinged to the upper arm 11. One end is hinge 15 coupled to the protruding end of the support 17 and the other end is pivotally coupled to the frame 20 installed on the upper portion of the electric vehicle so that the upper arm 11 and the lower arm ( The support arm 18 supporting the folding operation of the 13, the main shaft 19 installed on the frame 20 and coupled to the lower arm 13, and the main shaft 19 to rotate the lower arm 13 In the pantograph 10 for a high-speed railway provided with the elevating apparatus (not shown) which makes elevating, the actuator for controlling the wire contact force of the pantograph while driving is provided. It further has an eater elevator module 1000.

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 method currently used in domestic high-speed railway, a pantograph having a lifting device (not shown) using a pneumatic device for lifting the lower arm 13 by rotating the main shaft 19. Applicable

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 the country.

또한, 본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈은, 주행 중에만 작동하는 것이며, 출발시 또는 도착시에는 상기 작동하지 않게 된다.In addition, the actuator-elevator module of the present invention operates only while driving, and does not operate when starting or arriving.

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, the current collector plate 12, the lower arm 13, the upper hinge portion 14, the hinges 15 and 16 of the present invention, the support portion 17, the support arm 18, the main shaft 19 ) And the frame 20 and the lifting device (not shown), because it is a configuration of a known high speed railway pantograph, the following describes the specific configuration of the actuator-elevating module 1000, which is a characteristic configuration of the present invention.

[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 actuator 100 of the present invention includes a motor 110, a drive gear 120 built on the drive shaft 111 of the motor 110, and a reduction gear that meshes with the drive gear 120 to reduce driving force. (121), the worm 123 for transmitting the reduced driving force by connecting to the reduction gear 121, the support bearing 122 for supporting it, and the worm wheel 124 is engaged with the worm 123 and rotates And a lifting shaft rotation shaft 125 in the center of the worm wheel 124.

다만, 본 발명은, 상기와 같은 모터 액츄에이터 이외의 에너지 공급의 편의성에 따라서 공압 또는 유압 액츄에이터로 이루어지는 것을 배제하는 것은 아니다,However, this invention does not exclude what consists of pneumatic or hydraulic actuators according to the convenience of energy supply other than the above-mentioned motor actuator,

[승강타(200)][Heater 200]

본 발명의 승강타(200)는, 통상의 에어포일 형상을 갖는 것으로, 선단 에지와 후단 에지를 갖는다.The elevator 200 of the present invention has a normal airfoil shape and has a leading edge and a trailing edge.

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 elevator 200 of the present invention may be an asymmetric airfoil 210 (FIG. 4A) or a symmetric airfoil 220 (FIG. 4B), but is not limited to a specific shape.

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.4A and 4B, the wing root 211 and the wing tip 212 are illustrated as airfoils having the same shape. However, the wing tip 212 is similar to the wing of an aircraft. It may be narrower than the shape of 211, a winglet may be added to the wing tip 212, and the wing tip 212 may be struck rearward.

또한, 상기 승강타(200)의 측면 일측에는 상기 액츄에이터(100)의 승강타 회전축(125)이 결합될 수 있도록 결합홈(230)을 마련한다.In addition, the coupling groove 230 is provided on one side of the elevator 200 to be coupled to the elevator rotary shaft 125 of the actuator 100.

[액츄에이터-승강타 모듈(1000)][Actuator-elevator module (1000)]

본 발명의 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 상기의 액츄에이터(100)와 승강타(200)를 결합한 것이다.The actuator-elevator module 1000 of the present invention combines the actuator 100 and the elevator 200.

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 method of coupling the actuator 100 and the elevator 200 is to fit the elevator rotary shaft 125 of the actuator 100 and the coupling groove 230 provided in the elevator 200.

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 actuator 100 and the elevator 200 of the present invention, which can be coupled in various ways in addition to the coupling method as described above, the elevator 200 is lifted on the left and right sides of the actuator 100, the rotary shaft ( If it can rotate by receiving the rotation of 125), it may be combined by various methods such as welding.

아래에서는, 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)이 팬터그래프(10)에 장착되는 구성에 대해서 살펴본다.Hereinafter, the configuration in which the actuator-elevator module 1000 is mounted on the pantograph 10 will be described.

본 발명의 팬터그래프(10)는, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 현재 우리나라에서 흔히 사용되고 있는 고속철도의 것을 사용하는 것으로 한다,The pantograph 10 of the present invention, as shown in Figure 1, is to use a high-speed rail that is commonly used in the present country,

다만, 본 발명의 팬터그래프(10)는 상기의 팬터그래프만으로 제한되는 것은 아니며, 다양한 팬터그래프에 적용 가능한 것은 물론이다.However, the pantograph 10 of the present invention is not limited to the above pantograph, of course, and can be applied to various pantographs.

먼저, 본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈은, 상부암(11)과 힌지로 연결되며 상부암(11)의 전방으로 돌출된 지지부(17)에 장착한다.First, the actuator-elevator module of the present invention is connected to the upper arm 11 and hinged and mounted to the support 17 protruding forward of the upper arm 11.

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 support portion 17, one end is connected to the upper arm 11 and the hinge is projected forward of the upper arm 11, the other end is coupled to the hinge 15 so as to be rotatable with the support arm 18. .

다만, 본 발명의 상기 액츄에이터-승강타 모듈(1000)은, 반드시 지지부(17)에 설치되어야 하는 것은 아니다.However, the actuator-elevator module 1000 of the present invention is not necessarily installed on the support 17.

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-elevator module 1000 of the present invention may be installed anywhere of the upper arm 11 or the lower arm 13, and in some pantographs, the upper hinge portion 14 may be covered. (Patent Publication 1473417, 2014.12.18.) In this case, it may be provided in the cover of the upper hinge portion (14). However, in the embodiment, it is assumed that the actuator-elevating module 1000 is installed on the support 17.

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-elevator module 1000 may be coupled to the coupling part 300 by making the coupling part 300 in the support part 17. In detail, the actuator rear portion of the actuator-elevating module 1000 is fixed between the left and right sides of the coupling part 300.

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-elevator module 1000 is fixed to the coupling unit 300, the elevator 200 of the actuator-elevator module 1000 may be freely rotated.

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.As shown in FIG. 2, the outer structure of the actuator 100 of the present invention is covered with the left and right cases 101 and 102, and has a streamlined shape in the forward direction so that resistance can be reduced during high-speed driving. Preferably, the internal structure is as shown in FIG.

상기 액추에이터(100)는, 모터 액츄에이터(100)이며, 좌, 우 케이스(101, 102)는, 나사 등에 의하여 조립될 수 있다.The actuator 100 is a motor actuator 100, and the left and right cases 101 and 102 may be assembled by screws or the like.

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 motor actuator 100, the motor 110, the drive gear 120 is installed on the drive shaft 111 of the motor 110 and the drive gear 120 is engaged with the drive gear 120 to reduce the driving force Reduction gear 121, a worm 123 for transmitting the reduced driving force by connecting to the reduction gear 121, a support bearing 122 for supporting it, and a worm wheel that is engaged with the worm 123 to rotate 124 and the elevator shaft 125 is formed at the center of the worm wheel 124.

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 motor actuator 100, when the drive gear 120 built on the drive shaft 111 is rotated by the rotation of the motor 110, the drive gear 120 is laterally engaged with the drive gear 120. The reduction gear 121 for decelerating the driving force of the driving gear 120 receives the driving force in a decelerated state.

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 worm 123 coupled to the reduction gear 121 is rotated by the rotation of the reduction gear 121 that receives the driving force in the decelerated state as described above.

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 worm wheel 124 engaged with the worm 123 is rotated by the rotation of the worm 123, and the elevator shaft 125 formed at the center of the worm wheel 124 is rotated.

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 decelerated first in the reduction gear 121, and decelerated second in the worm wheel 124, two-stage deceleration is made, if the worm wheel does not drive itself to maintain the position Since the self-supporting function, the elevator is advantageous to maintain the position.

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-elevator module 1000 of the present invention is to couple the elevator 200 having an airfoil shape to the elevator rotary shaft 125 formed on the left and right of the motor actuator 100.

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, the elevator 200 may be kept in a parallel state under the control of the motor actuator 100, and the front edge portion of the elevator 200 may be rotated upward, and, conversely, the front edge of the elevator 200. The part can rotate downward and go down.

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 maintaining the elevator 100 in a parallel state as described above, the lift force is generated by the air flow proceeds at a high speed, and the lower arm 13 and the upper arm 11 are raised by this lift force. The force to act so that the current collector plate 12 is in smooth contact with the wire.

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.When the traveling speed of the high speed railway is high, the front edge portion of the elevator 200 is controlled to be raised. When the traveling speed of the high speed railway is low speed, the front edge portion of the elevator 200 is controlled to be lowered. As a result, the current collector plate 12 is guided to smoothly contact the wire.

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 actuator 100 has been described as a motor actuator, and the shape of the elevator 200 is described as having the same airfoil shape as the wing root and the wing tip, but the present invention is necessarily The present invention is not limited to the above embodiments, and various substitutions, modifications, and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.

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 portion
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: hoisting shaft
200: lift hit
210: asymmetric airfoil
220: symmetrical airfoil
211: wing root
212: wing tip
230: coupling groove
300: coupling part
1000; Actuator-lift module

Claims (5)

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.An upper arm, a current collector plate attached to an upper side of the upper arm and in contact with the wire, and collecting current, a lower arm, an upper hinge portion connecting the upper arm and the lower arm, protruding forward of the upper arm, and coupled to the upper arm and the hinge; In the high speed railway pantograph having a support and a lifting device for elevating the upper and lower arms,
It further has a module for controlling the wire contact force of the pantograph while driving,
The module is a pantograph wire contact force control apparatus for high-speed railway, characterized in that the actuator-elevator module coupled to the actuator, the elevator having an airfoil shape rotatably mounted to the actuator. 제1항에 있어서,
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.The method of claim 1,
The actuator includes:
motor,
A drive gear built on a drive shaft of the motor,
A reduction gear that meshes with the driving gear to reduce driving force;
Worm for transmitting the reduced driving force in connection with the reduction gear,
A worm wheel engaged with the worm and rotating
Pantograph wire contact force control device for a high-speed railway, characterized in that the lifting shaft rotation axis is formed in the center of the worm wheel. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에어포일 형상을 갖는 승강타는, 일측에 결합홈를 형성하여, 상기 웜휠의 중심에 형성된 승강타 회전축과 결합되는 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The elevator having the airfoil shape, forming a coupling groove on one side, the pantograph wire contact force control device for high-speed railway, characterized in that coupled to the elevator shaft formed in the center of the worm wheel. 제3항에 있어서,
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.The method of claim 3,
The elevator having the airfoil shape, the pantograph wire contact force control apparatus for rotating the front side to the upper side to increase the wire contact force of the pantograph, and to rotate the front side to reduce the wire contact force of the pantograph. 제1항에 있어서,
상기 액츄에이터는, 모터, 유압 또는 공압 액츄에이터 중에서 선택되는 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고속철도용 팬터그래프 가선 접촉력 제어장치.The method of claim 1,
The actuator is a pantograph wire contact force control apparatus for a high-speed railway, characterized in that consisting of one selected from a motor, hydraulic or pneumatic actuator.
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