판타그래프 동작원리

판타그래프 동작원리

 

 

1. 습판체(Collector Shoe) 및 Pan 지지장치 (Pan Supporter)

 

주행중인 전동차와 전차선의 간격은 항상 변화되고 있기 때문에 습판체는 전차선에 의하여 눌려지고 떨어지는 일이 있다.

이것의 큰 변화는 틀의 운동에 의하여 판타그래프가 전차선에 추종하나 작은 변화에 대해서는 습판체를 지지하고 있는 벨로오즈부 스프링과 복원스프링(Restoring Spring)에 의하여 추종하게 된다.

특히, 강체전차선구간에 있어서는 전차선이 판타그래프에 주는 가진력이나 충격력이 소진폭이고 고주파수이기 때문에 보통의 스프링만으로는 추종하기 어려워 댐퍼(Damper)가 필요하게 된다.

습판체의 벨로오즈와 작은 구멍(Orifice)에서 에어댐퍼를 형성하여 이 요구에 응하도록 한 것이다.

또한, 습판체에 전후 방향의 힘(풍압, 전차선과 습판간의 마찰력, 전차선의 경점을 판타그래프가 통과할 때의 충격력 등)을 받으면 아암호울더는 핀을 지점으로 하여 후방으로 넘어지고 습판체는 후방 아래로 기울어져 전차선과의 상대속도를 감소시켜 추종성을 좋게 한다.

그러나 아암호울더는 회전각도가 적으므로 습판체의 상하 움직임도 적다. 그리고 이 아암호울더의 복원작용은 상부 틀에 쳐져 있는 완충스프링(Buffer Spring)에 의하여 이루어진다.

고속도운전을 할 때에는 아주 작은 전차선의 고저 변화에 대해서는 전술한 바와 같이 벨로오즈부 스프링이 작용하나 약간 큰 변화에 대해서는 아암이 아암호울더의 핀 주위를 회전하여 복원스프링 (Restoring Spring)을 신축시켜 습판체는 상하 운동에 대하여 전차선에 추종한다. 또한, 전차선의 경사에 대해서는 습판체를 지지하고 있는 핀의 주위를 습판체가 소회전할 수 있음과 동시에 습판체아암, 스프링과 일체로 되어 핀 주위를 회전 할 수 있으므로 습판체는 전차선에 원만하게 접촉하여 추종성은 좋아진다.

아암과 상부 틀 사이에 설치되어 있는 평형스프링(Balancing Spring)은 판타그래프가 상승․하강할 때에 습판체가 전차선으로부터 떨어지면 불안정하게 되기 때문에 이것을 막기 위하여 사용된 것이다.

      

 

2. 실린더 압상력 증가장치 및 공기배관

 

1) 상승동작

전자변이 여자되면 압축공기는 제어변-유니온 죠인트를 경유하여 실린더내에 유입된다. 이 공기압력에 의하여 실린더내의 스프링이 압축됨과 동시에 피스톤은 돌출된다.

피스톤이 돌출하면 레버는 회전하고, 하강링크(Down Link)는 우상방으로 밀려진다.

피스톤이 완전히 나오면 하강레버에 붙어있는 로울러는 하강링크의 타원공을 마음대로 움직일 수 있게 되어 판타그래프는 주 스프링의 힘에 의하여 상승한다.

판타그래프가 적설 등으로 인하여 주 스프링의 힘만으로는 상승할 수 없을 때에는 다음과 같은 작용을 한다.

즉, 실린더 힘에 의하여 하강링크의 타원공이 로울러에 도달하여도 아직 피스톤 스트로오크에는 여유가 있으므로 로울러는 실린더 힘에 의하여 강제적으로 압상된다.

따라서 하강레버는 아래 방향으로 회전하므로 판토그라프는 상승한다. 이 실린더에 의한 판타그래프 치올림력은 접은 위치로부터 최소작용 높이보다 약간 낮은 높이의 범위에서도 작용하도록 되어있다.

2) 하강동작

전자변이 소자되면 실린더내의 압축공기를 배출시키며 스프링의 힘에 의하여 피스톤은 원위치로 복귀한다.

동시에 레버, 하강링크, 하강레버도 잡아 당겨져 주축이 회전하여 판타그래프는 하강하고 접은 위치로 된다.