급전 레일의 신축흡수장치{Joint device of a power rail}
본 발명은 급전 레일의 신축흡수장치에 관한 것으로, 특히 기온에 의한 급전 레일의 신축을 흡수할 수 있는 신축흡수장치에 관한 것이다.
철도차량은 외부로부터 전력을 공급받아 궤도를 따라서 운행이 이루어지며, 이때 철도차량의 전력 공급은 다양한 방식이 있을 수 있으며, 그 중의 하나가 급전 레일 방식이다. 급전 레일은 철도차량의 집전부와 접촉이 이루도록 철도차량의 궤도를 따라서 설치되어 철도차량에 전력을 공급한다. 본 출원인은 급전 레일과 관련하여 등록특허공보 제10-1269230호(등록일자: 2013.05.23)에서 유지 보수를 개선할 수 있는 급전 레일설비를 제안한 바가 있으며, 이를 개선하여 기온 변화에 따라서 급전 레일의 신축을 흡수할 수 있는 신축흡수장치를 제안하고자 하는 것이다.
본 발명은 급전 레일이 기온 변화에 따라서 신축하는 것을 흡수할 수 있는 신축흡수장치를 제공하고자 하는 것으로, 특히 급전 레일의 조립성과 내구성 등을 높일 수 있는 급전 레일의 신축흡수장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치는, 철도차량의 집전부와 접촉이 이루어지는 도전성의 접촉부와, 상기 접촉부가 끼움 조립되어 철도차량의 궤도를 따라서 설치되는 몸체부를 포함하는 단위레일에 취부되어 서로 이웃하는 단위레일을 연결하기 위한 것으로서, 상기 접촉부와 동일 폭을 갖고 서로 이웃하는 단위레일의 각 단부에 위치하여 해당 단위레일의 몸체부에 고정되어 길이 방향으로 서로 습동 가능한 제1습동부재 및 제2습동부재와; 상기 제1습동부재와 상기 제2습동부재를 체결하는 체결부재와; 서로 이웃하는 단위레일을 서로 연결하는 커넥터 케이블;을 포함하되, 상기 제1습동부재와 상기 제2습동부재는, 각각 서로 이격되어 나란하게 마련되는 적어도 두 개 이상의 습동플레이트를 포함하며, 제1습동부재와 제2습동부재의 각 습동플레이트는 서로 교번하여 배치되어 서로 면접촉이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1습동부재 및 제1습동부재는, 각각의 습동플레이트 사이에 마련되는 스페이서와; 상기 습동플레이트 일측에 마련되어 상기 습동플레이트 및 스페이서와 함께 각 단위레일의 몸체부와 볼트 조립이 이루어지는 브라켓;을 포함한다. 보다 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 습동플레이트, 상기 스페이서 및 상기 브라켓은, 서로 면접촉이 이루어지는 접촉면에 서로 끼움 조립이 이루어지는 계합요철부가 형성되는 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 브라켓은 상단 또는 하단에서 절곡 형성된 가이드턱을 더 포함한다. 더욱 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 가이드턱은 상기 브라켓의 상단에서 절곡 형성되되, 접촉부의 상부면과 높이가 같은 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 커넥터 케이블은 각 단위레일의 몸체부 하단에 마련되는 플랜지와 결합되는 케이블브라켓을 더 포함하여 케이블브라켓을 매개로 하여 연결되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 체결부재는 체결 방향으로 제1습동부재와 제2습동부재를 탄성 지지하는 탄성체를 더 포함한다.
본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치는, 단위레일 사이에 길이 방향으로 서로 습동이 가능한 습동부재를 마련되며, 두 습동부재는 적어도 두 개 이상의 습동플레이트가 서로 이격되어 각 습동부재의 습동플레이트가 서로 교번하여 면접촉이 이루어지도록 함으로써, 온도 변화에 따른 신축을 효과적으로 흡수할 수 있으면서도 철도차량에서 전달되는 충격에 대한 강성을 확보할 수 있으며, 또한 조립성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치의 일부 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치의 평면도,
도 4의 (a)(b)는 각각 도 3의 AA 선의 단면도 및 BB 선의 단면도.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 구체적인 설명에 앞서서 급전 레일은 복수 개가 서로 이격되어 연결되며, 이하 설명에서 각 급전 레일을 구성하는 단위 급전 레일을 "단위레일 "로 지칭한다. 본 실시예에서는 2개의 단위레일만을 예시하여 설명하도록 하며, 각 단위레일을 구분할 필요가 있는 경우에는 제1단위레일, 제2단위레일로 구분하고 단위레일로 지칭하는 경우에는 단위레일 모두를 지칭하는 것으로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치의 일부 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 급전 레일의 신축흡수장치는, 서로 이웃하는 단위레일(110)(120)의 각각에 취부되어 두 단위레일(110)(120) 사이를 연결하여 기온에 따른 신축 또는 팽창을 흡수하기 위한 제1습동부재(130) 및 제2습동부재(140)와, 제1,2습동부재(130)(140)를 체결하는 체결부재(150)와, 서로 이웃하는 단위레일(110)(120)을 서로 연결하는 커넥터 케이블(160)을 포함한다. 제1단위레일(110)은 철도차량의 집전부와 접촉이 이루어지는 도전성의 접촉부(111)와, 접촉부(111)가 끼움 조립되어 철도차량의 궤도를 따라서 설치되는 몸체부(112)를 포함하며, 제2단위레일(120)은 제1단위레일(110)과 동일하다. 몸체부(112) 하부는 양측으로 연장 형성된 플랜지(112a)가 마련되며, 플랜지(112a)에 애자를 포함한 지지체(미도시)가 조립되어 급전 레일은 철도 궤도면 또는 지지블록에 고정되어 설치된다. 제1습동부재(130)와 제2습동부재(140)는 접촉부(111)와 동일 폭을 갖고 서로 이웃하는 단위레일(110)(120)의 각 단부에 마련되며, 길이 방향으로 서로 습동(sliding contact) 가능하게 조립된다. 제1습동부재(130)는 제2습동부재(140)와 볼트 조립을 위한 제1관통공(130a)이 형성되며, 제1단위레일(110)과 볼트 조립을 위한 제2관통공(130b)이 형성된다. 제2습동부재(140)는 장공의 가이드홈(140a)이 형성되어 체결부재(150)에 의해 제1습동부재(130)와 길이 방향을 따라서 전후 습동이 가능하게 조립이 이루어진다. 가이드홈(140a)의 길이는 기온에 의한 신축 또는 팽창을 흡수할 수 있는 충분한 범위 내에서 결정되며, 소재의 열팽창율과 길이 등에 따라서 상이할 수 있으나 대략 100~200㎜ 범위 내에서 결정될 수 있다. 제2습동부재(140)는 제2단위레일(120)과 볼트 조립이 이루어진다. 체결부재(150)는 제1습동부재(130)와 제2습동부재(140)가 서로 습동 가능하게 조립이 이루어지며, 주지의 볼트와 너트가 사용될 수 있으며, 하나 또는 복수 개일 수 있다. 바람직하게는 체결부재(150)는 체결 방향으로 제1습동부재(130)와 제2습동부재(140)를 가압하여 탄성 지지할 수 있는 탄성체(151)를 더 포함할 수 있다. 커넥터 케이블(160)은 제1단위레일(110)과 제2단위레일(120)을 연결하여 단위레일 사이의 통전이 이루어져 단위레일 사이의 통전 회로를 제공한다. 바람직하게는 각 단위레일(110)(120)의 몸체부(111)(121) 하단에 마련되는 플랜지(112a)(122a)에는 케이블브라켓(161)이 조립되며, 케이블브라켓(161)에 케이블의 단자가 볼트 조립되어 커넥터 케이블(160)이 제공될 수 있다. 특히 본 발명에서 제1습동부재(130)와 제2습동부재(140)는, 각각 서로 이격되어 나란하게 마련되는 두 개의 습동플레이트(131)(132)(141)(142)를 포함하며, 제1습동부재(130)와 제2습동부재(140)의 각 습동플레이트(131)(132)(141)(142)는 서로 교번하여 배치되어 서로 면접촉이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 제1습동부재(130)는 스페이서(133)를 매개로 하여 제1습동플레이트(131)와 제2습동플레이트(132)가 서로 일정 간격 이격되어 마련되며, 제2습동플레이트(132) 바깥 측으로 조립용 브라켓(134)이 위치하여 제1습동플레이트(131), 제2습동플레이트(132), 스페이서(133) 및 브라켓(134)은 제1단위레일(110) 단부에 삽입되어 볼트 조립된다. 제1단위레일(110)은 접촉부(111)를 고정하는 몸체부(112)에 접촉부(111)와 동일 폭만큼의 슬롯(112b)이 형성되며, 슬롯(112b) 내에 제1습동부재(130)의 단부가 결합되어 볼트 조립이 이루어질 수 있다. 도면부호 112c는 제1습동부재(130) 단부를 볼트 조립하기 위한 조립공이다. 바람직하게는 조립용 브라켓(134)의 상단 및/또는 하단에는 절곡 형성된 가이드턱(134b)이 마련될 수 있으며, 가이드턱(134b)은 제1습동플레이트(131), 제2습동플레이트(132), 및 스페이서(133)의 상하단 조립 위치를 규제하여 제1습동부재(130)와 제1단위레일(110)의 조립 편의성을 높일 수 있다. 한편 가이드턱(134b)의 폭은 접촉부(111)와 동일하게 마련될 수 있으며, 또한 가이드턱(134b) 두께만큼 제1습동플레이트(131)와 제1습동플레이트(132)는 단턱(S)이 마련되어 접촉부(111), 가이드턱(134b) 및 제1,2습동플레이트(131)(132)로 연결되는 상부면은 단차가 없도록 마련됨이 바람직할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 급전 레일의 신축흡수장치의 평면도이며, 도 4의 (a)(b)는 각각 도 3의 AA 선의 단면도 및 BB 선의 단면도이다. 도 4의 (a)에 예시된 것과 같이, 제1습동부재를 구성하는 제1습동플레이트(131)와 제2습동플레이트(132)는 서로 이격되어 마련되고 그 사이에 제2습동부재를 구성하는 제3습동부재(141)가 마련되며, 제4습동부재(142)는 제2습동플레이트(142)와 접하여 마련된다. 이와 같이 본 발명에서 서로 면접촉하여 습동이 이루어지는 제1습동부재와 제2습동부재는 두 개 이상의 습동플레이트가 서로 교번하여 배치됨을 특징으로 한다. 다음으로 도 4의 (b)에 예시된 것과 같이, 제1단위레일(110) 단부와 조립되는 제1습동부재는 브라켓(134)의 가이드턱(134b)에 제1습동플레이트(131), 스페이서(133) 및 제2습동플레이트(132)의 상하단 조립 위치가 규제되며, 각 접촉면에는 조립 방향으로 서로 끼움 조립이 이루어지도록 계합요철부(P1)(P2)가 마련됨으로써 제1단위레일(110)과 습동부재의 조립 편의성을 높일 수가 있다. 또한 본 발명은 철도차량의 집전부와 직접 접촉하게 되는 접촉부(111), 상부 가이드턱(134b) 및 제1,2습동플레이트(131)(132)가 단차없이 연결되어 철도차량 주행 시에 급전 레일과의 습동성과 강성 측면에서 유리하다. 한편 제2단위레일과 제2습동부재의 결합구조 역시도 제1단위레일과 제1습동부재와 동일하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 제1단위레일 111 : 접촉부
112 : 몸체부 120 : 제2단위레일
130 : 제1습동부재 131 : 제1습동플레이트
132 : 제2습동플레이트 133 : 스페이서
134 : 브라켓 134b : 가이드턱
140 : 제2습동부재 141 : 제3습동플레이트
142 : 제4습동플레이트 150 : 체결부재
151 : 탄성체 160 : 커넥터 케이블
161 : 케이블브라켓 |
