KR100744166B1 - 철도용 합성수지침목 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지로 이루어져 부식ㆍ부패ㆍ해충 피해가 없고, 기계적 성질ㆍ소음 및 진동 흡수성ㆍ전기 절연성이 우수하며, 중량이 가볍다는 등의 장점이 있는 철도용 합성수지침목에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중량이 가벼운 것 때문에 오히려 도상저항(도상의 자갈과 침목 사이에 발생되는 저항력)이 작아 도상에서 철도차량 하중(압력ㆍ진동ㆍ충격 등 철도차량의 주행으로 작용하는 외력)으로 인하여 심각한 유동이 발생, 철도차량의 안전주행을 확보할 수 없었던 점 등 종래의 침목이 안고 있는 자체적인 문제 및 궤도의 각종 문제를 해결할 수 있는 철도용 합성수지침목에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 합성수지의 본체ㆍ본체의 전후이동을 방지하는 간격 유지기구ㆍ도상에서 본체가 자갈과 접촉되는 면적을 증대시키는 보강블록으로 구성되고, 본체에는 도상에서 자갈과 서로 맞물려 걸리는 작용으로 철도차량 하중으로 인한 다방면적 유동을 방지하는 요철부ㆍ신호설비용 케이블 등 각종 전기선을 도상에 배선하는 데에 사용되는 전기선 배선통로ㆍ지게차 및 인력에 의한 취급을 편리하게 하는 포크 끼움부 및 손잡이부ㆍ도상에서 자갈이 충전되어 요철부의 유동 방지작용을 향상시키는 공간부 등이 각각 형성되며, 간격 유지기구는 본체의 배면에 형성된 홀부ㆍ홀부에 한쪽 끝 부분이 삽입되는 이격로드ㆍ이격로드가 홀부로부터 분리되는 것을 방지하는 결합수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

교량, 궤도, 도상저항, 복진, 손잡이, 요철, 유동, 자갈, 지게차, 철도차량, 침목, 합성수지

Description

철도용 합성수지침목 {Synthetic resin tie for railroad}

도 1은 일반적인 철도선로의 궤도가 도시된 단면도,

도 2는 종래기술에 따른 교량침목의 체결구조가 도시된 단면도,

도 3은 종래기술에 따른 콘크리트침목의 일례가 도시된 사시도,

도 4는 종래기술에 따른 레일체결장치가 도시된 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목이 적용된 궤도의 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목이 적용된 교량의 부분사시도,

도 7은 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목이 도시된 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목이 도시된 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목이 도시된 저면도,

도 10은 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목에서 요철부의 패턴예가 도시된 정면도,

도 11은 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목에서 간격 유지기구의 이격로드가 도시된 부분사시도,

도 12는 도 8의 A 부분 확대도로서 간격 유지기구에서 결합수단의 일례를 나타내는 도면,

도 13은 도 12에 도시된 결합수단의 다른 예가 도시된 단면도,

도 14는 도 13의 B-B선 단면도,

도 15는 도 13의 C-C선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 본체 11 : 요철부

11a : 요부 11b : 철부

12 : 전기선 배선통로 13 : 포크 끼움부

14 : 공간부 15 : 손잡이부

16 : 수직관통구멍 17 : 좌부

18 : 숄더부 19 : 수평관통구멍

20 : 간격 유지기구 21 : 홀부

22 : 이격로드 23, 25 : 결합수단

23a : 암나사부 23b : 수나사부

25a : 제1안내홈부 25b : 제2안내홈부

25c : 결합돌기부 30 : 보강블록

본 발명은 철도용 합성수지침목에 관한 것으로서, 특히 <1> 도상에서 외력으로 인한 다방면적 유동을 강력하게 방지할 수 있는 한편 재료를 대폭 절감할 수 있고 <2> 레일 밀림현상(레일이 종으로 이동하는 현상)을 적극 방지할 수 있으며 <3> 궤도를 횡단하여 매설되는 각종 전기선을 안전하게 배선할 수 있고 <4> 운반ㆍ적재 등 취급을 편리하게 구현할 수 있으며 <5> 교량에 설치하기 및 레일과의 체결을 간단하게 이룰 수 있도록 한 철도용 합성수지침목에 관한 것이다.

철도선로에서 자갈(쇄석을 포함한다)을 깔아 만든 도상(道床), 철도차량 주행방향을 유도하는 레일 등과 함께 궤도를 구성하는 침목은 도 1에 도시된 바와 같이 상면을 제외한 나머지가 도상(52)에 묻힌 상태로 적당한 간격을 두고 나열되고, 그 노출되는 상면에 레일(54)이 레일체결장치(56)의 체결작용으로 정착되어 레일을 매개로 전달되는 철도차량 하중(압력ㆍ진동ㆍ충격 등 철도차량의 주행으로 작용하는 외력)을 넓게 도상에 분포시키는 역할을 하는 것으로 종류는 부설방식에 따른 블록침목ㆍ종침목ㆍ횡침목, 사용목적에 따른 교량침목ㆍ보통침목(지상침목)ㆍ분기침목, 재질에 따른 목침목ㆍ콘크리트침목ㆍ철침목으로 분류된다.

이하, 재질에 따라 분류한 ①목침목 ②콘크리트침목 ③철침목의 장단점을 각각 살펴보면 다음과 같다.

①목침목 : 부패ㆍ해충 피해 등으로 내구연한이 비교적 짧다는 점, 임산자원이 부족하다는 점 등 여러 이유로 근래 들어 현저한 사용 감소경향을 보이고 있다. 특히나 부패의 결점을 해결하기 위하여 크레오소트유(creosote oil)를 주입하여 방부처리를 한 목침목이 상용되고 있는데, 피부질환 유발ㆍ토질 오염 등 수반되는 각종 문제로 현재는 그 대용품으로서 콘크리트침목이 주로 사용되고 있다.

②콘크리트침목 : RC(reinforced concrete)와 PC(prestressed concrete) 타입이 있는데, PC침목이 우수하여 현재는 대부분 PC침목이 사용된다. 부패ㆍ해충 피해가 없고, 중량은 약 220㎏으로 목침목(80~150㎏)보다 무겁기 때문에 도상저항(도상의 자갈과 침목 사이에 발생되는 저항력)이 커서 안정적이며(철도차량 하중에 의한 유동이 작을수록 철도차량의 안전주행을 확보하는 데 유리하다), 제조비용 또한 저렴하다는 장점이 있다.

반면 중량이 무거운 것 때문에 오히려 운반ㆍ적재 등 취급이 목침목에 비하여 더 곤란하고, 또 목침목에 비하여 소음ㆍ진동 흡수성이 현격히 부족하다는 단점이 있다.

③철침목 : 콘크리트침목과 마찬가지로 내구연한이 길고, 목침목에는 미치지 못하나 콘크리트침목보다는 우수한 탄성을 가지고 있으며, 철거 후 재활용 또는 매매가 가능하다는 등의 장점이 있다.

그러나 콘크리트침목에 비하여 2배가량 고가이고, 궤도회로가 요구되는 철도의 특성상 전기의 절연을 반드시 필요로 한다는 단점이 있다.

이와 같이 목침목, 콘크리트침목 및 철침목은 서로 다른 재질적 특성으로 그만의 장점을 가지고 있기도 하는 것이지만, 반대로 그만의 단점도 가지고 있다. 이에 각각의 단점은 보완되고 각각의 장점은 부각된 재질로 침목을 만든다면 보다 효과적인 철도환경 조성이 가능할 것이다. 따라서 최근에는 이것에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 결과의 하나가 바로 합성수지침목이다.

합성수지침목은 기계적 성질이 우수하고, 부식ㆍ부패ㆍ해충 피해가 없으며, 소음ㆍ진동 흡수 및 절연성이 뛰어나고, 무엇보다 중량이 가볍기 때문에 취급이 용이하다는 장점이 있다.

그러나 합성수지침목은 이와 같은 장점에도 불구하고 현재 널리 보급되어 있지 못한 실정이다. 이유는 중량이 가벼워 침목이 도상에 가하는 수직압력이 불충분하다는 점, 표면이 매끄러워 자갈과의 마찰이 작다는 점 등으로 인하여 도상저항이 불충분하다는 것에 있는 바, 이에 도상에서 철도차량 하중으로 인한 유동이 심각하였고, 이로써 철도차량의 안전주행을 확보할 수 없어 실용화되지 못한 것이다.

물론 이 문제점을 해결하기 위하여 중량이 증량되고 자갈과의 접촉면이 증대되도록 허용범위 이내에서 부피를 증대시켜 보기도 하였으나, 이로 인하여 향상되는 도상저항이 미약한 관계로 흡족한 성과를 거둘 수는 없었다.

반면 합성수지침목은 위와 같은 이유로 보통침목으로 사용하기는 불충분하였지만, 교량침목으로는 사용이 가능하였다. 왜냐하면 교량침목은 도 2에 도시된 바 와 같이 후크 볼트(hook bolt)(62)의 체결작용으로 침목을 정착시키므로 중량이 가볍고 표면이 매끄러운 것과 관계없이 침목의 유동을 방지할 수 있기 때문이다. 또 교량침목은 교량 위에서 교체가 이루어지므로 위험부담이 크고, 교체 전에 선로를 차단하여야 하는 등 보통침목에 비하여 교체하는 데 고비용이 소요되므로 자주 교체하지 않는 것이 최선이라 할 수 있는데, 합성수지침목의 경우 앞서 설명한 바와 같이 여러 면이 목침목ㆍ콘크리트침목ㆍ철침목보다 우수하여 이와 같은 교량침목의 조건을 충족하므로 시범적으로 채택되어 사용되고 있는 것이다.

그러나 침목을 교량에 설치하기 위해서는 후크 볼트가 침목에 상하로 관통되어 침목과 이 침목을 떠받치는 거더(girder)(64)를 체결하도록 작업 전에 천공기를 이용, 시간과 인력을 들여서 구멍(66)을 침목의 양쪽 단부에 각각 천공하여야 하였고, 이 작업 시에 합성수지침목에서 인체에 유해한 각종 분진이 비산되는 것 등을 감수하여야 하였다.

도 3은 종래기술에 따른 콘크리트침목의 일례가 도시된 사시도이다.

도 3에 도시된 콘크리트침목은 콘크리트의 본체(102) 저면 중 레일이 얹히는 좌부(104)의 직하에 위치되도록 턱부(108)를 가지는 홈부(106)가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 바, 도상에 설치된 때 도상의 자갈이 홈부에 충전되고, 철도차량 하중이 레일을 매개로 전달된 때 홈부에 충전된 자갈과 턱부가 서로 걸리는 작용으로 도상에서의 유동이 방지된다.

여기에서 예컨대 도 3에 도시된 콘크리트침목의 홈부를 합성수지침목에 결합 한다면 도상에서 합성수지침목의 안정감을 보다 향상시킬 수 있을 것이다. 하지만 이 홈부를 합성수지침목에 어떠한 설계변경도 없이 그대로 적용한다면 홈부가 저면에 한하여 위치된 것과 그 형상이 단순히 오목하게 형성된 것 때문에 침목의 좌우(횡) 및 전후(종)방향 유동에 대한 방지효과는 어느 정도 기대할 수 있겠으나, 상하방향 유동에 대한 방지효과는 전혀 거둘 수 없게 된다. 또 도 3의 콘크리트침목은 그 자체만을 보았을 때 콘크리트로 이루어지기 때문에 홈부의 크기를 보다 작게 이루는 것과 홈부를 보다 조밀하도록 배열하는 것이 곤란하여 보다 세밀한 유동 방지효과를 제공할 수 없다는 문제를 갖고 있는 바, 이 문제를 여과 없이 떠안게 된다는 점을 감수하여야만 하였다.

한편 재질에 관계없이 종래기술의 침목 및 이 침목이 적용된 궤도가 갖는 공통된 문제점으로는 첫째, 철도차량 주행과 온도변화 등 주변의 각종 영향으로 레일이 종방향으로 이동하는 레일 밀림현상(rail creepage)(복진, 匐進)에 의하여 레일 및 이 레일과 체결된 침목이 함께 이동되는 것을 막을 수 없었다.

둘째, 주지와 같이 도상에는 신호설비용 케이블 등 각종 전기선이 궤도를 횡단하는 형태로 매설되어 있다. 그런데 이 전기선이 아무런 보호대책 없이 무방비로 배선되어 있기 때문에 보선(선로 등을 보수ㆍ관리하여 그 기능을 유지시키는 일)작업, 특히 기계보선 시 보선장비와의 간섭으로 훼손되기 일쑤였다.

셋째, 운반ㆍ적재 등 침목의 취급은 대부분이 인력 또는 지게차(포크리프트, forklift)로 이루어지는 바, 인력으로 취급할 때는 마땅히 파지할 부분이 없어 대개 밑을 떠받치는 형식으로 들어올려야 하였고, 이후 바닥에 내려놓을 시 주의하지 않으면 손이 바닥과의 사이에 끼게 될 우려가 있었다. 그리고 지게차로 취급할 때는 전체적으로 평평한 편이기 때문에 지게차의 포크를 끼워 넣을만한 공간이 없어 이를 협력할 작업원이 요구되는 등 취급상 애로가 많았다.

넷째, 레일체결장치에 관하여 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 상면의 양쪽에 숄더(shoulder)(5a)가 각각 형성되고 이 숄더 사이에 레일이 위치되며 침목의 상면 중 레일이 얹히는 좌부에 각각 배치된 베이스 플레이트(base plate)(5), 베이스 플레이트를 침목에 정착시키는 스터드 볼트(stud bolt)(6), 숄더 사이에 위치된 레일의 저부를 숄더에 결합된 상태로 압박하여 레일을 베이스 플레이트에 밀착시키는 레일 파스너(rail fastener)(7), 레일 파스너와 레일 사이에 개재된 인슐레이터(insulator)(8) 및 베이스 플레이트와 레일 사이에 개재된 타이 패드(tie pad)(9)로 구성된다.

따라서 베이스 플레이트를 침목의 좌부에 설치한 후 숄더 사이에 타이 패드를 깔고 그 위에 레일을 얹은 다음 인슐레이터로 레일의 저부를 감싼 뒤 레일 파스너를 숄더에 결합, 레일의 저부를 압박하는 순으로 레일이 침목에 체결되는 바, 구성요소가 많아 구조가 복잡하고, 체결작업 또한 어렵고 불편하였다.

물론 레일체결장치는 레일이나 침목의 종류에 따라 이에 적합하도록 그 구성 이 변화되는 것이므로 도 4에 도시된 타입 이외에도 여러 타입들이 있겠으나, 이들 대부분 그 기본적인 형태가 도 4에 도시된 타입에서 크게 벗어남이 없어 구조가 복잡하고, 아울러 체결작업이 복잡하다는 문제점은 그대로 안고 있는 것이 현재의 실정이다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 합성수지침목에 있어서, 표면 중 일부를 제외한 나머지를 올록볼록하도록 형성함으로써 도상에서 이 올록볼록한 표면과 자갈이 서로 맞물리는 작용으로 경량화에 반함이 없이 철도차량 하중으로 인한 다방면적 유동을 강력하게 방지할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또 탈착이 가능하여 장착된 때 침목의 표면적을 증대시키는 블록을 갖춤으로써 도상에서의 유동을 올록볼록한 표면과 함께 보다 강력하게 방지할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공함에 있다.

그리고 도상의 자갈이 충전되는 공간을 형성함으로써 재료를 절감할 수 있는 한편 도상에서의 유동을 올록볼록한 표면과 함께 보다 강력하게 방지할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 도상에 나열된 침목 사이에서 침목 사이의 간격이 변동되도록 침목이 이동되는 것을 강제적으로 방지하는 수단을 갖춤으로써 궤간(레일 사이의 간격)을 보다 정확하게 유지할 수 있음을 물론 레일 밀림현상을 적극적으로 방지할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부에 통로를 형성함으로써 궤도에 요구되는 각종 전기선을 안전하게 배선할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 바닥에 놓았을 때 바닥과의 사이에 틈새가 형성되게 함으로써 취급 시 지게차를 이용할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공하는 데 있다.

아울러 손잡이를 형성함으로써 작업원이 안정감 있게 파지하여 취급할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 교량침목으로 사용 시 침목을 체결시키는 데 요구되는 각종 볼트구멍을 형성해 놓음으로써 체결작업에 소요되는 시간ㆍ인력 등을 절감할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 레일체결장치의 구성요소 중에서 일부분을 침목과 일체형으로 구성해 놓음으로써 레일체결장치의 구성 및 체결구조를 단순화할 수 있는 철도용 합성수지침목을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 본체가 합성수지로 이루어지고 레일 하측에 간격을 두고 나열되는 철도용 합성수지침목에 있어서, 상기 본체는 도상에 설치된 때 상기 도상의 자갈과 서로 맞물려 걸리도록 상면을 제외한 표면 전체에 걸쳐 요철부가 일정한 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 본체와 직후의 본체 사이에 위치되도록 상기 본체의 배면에 설치되어 상기 본체의 전후이동을 방지하는 간격 유지기구와, 상기 본체의 정면 및 배면에 각각 1개 이상 탈착 가능하게 설치되고 장착된 때 각각 상기 본체의 전방과 후방으로 돌출되어 상기 본체가 도상에 설치된 때 상기 도상의 자갈과 접촉되는 면적을 증대시키는 보강블록을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 본체는 좌우로 관통되는 전기선 배선통로가 형성되고, 지게차가 포크를 삽입하여 들어올릴 수 있도록 저면의 중앙부에 전후로 통하는 홈 형태의 포크 끼움부가 형성되며, 도상에 설치된 때 상기 도상의 자갈이 충전되는 홈 형태의 공간부가 상기 포크 끼움부의 양쪽에 각각 위치되도록 저면에 형성되고, 양쪽 측면에 손잡이부가 각각 형성되며, 교량에 설치할 때 후크 볼트를 상기 본체에 상하로 관통시켜 상기 본체와 본체를 떠받치는 거더를 체결하도록 양쪽 단부에 상기 후크 볼트가 삽입되는 수직관통구멍이 각각 형성되고, 레일이 각각 얹히는 좌부에 상기 레일을 레일 파스너로 정착시킬 수 있도록 상기 좌부의 양쪽에 상기 레일 파스너가 결합되는 숄더부가 각각 형성되며, 교량에 설치할 때 관통볼트를 상기 본체에 전후로 관통시켜 상기 본체와 본체를 떠받치는 거더에 세워진 브래킷을 체결하 도록 중앙부에 상기 관통볼트가 삽입되는 수평관통구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 철도용 합성수지침목이 도 5 내지 도 15에 도시되어 있다.

본 발명에 따른 철도용 합성수지침목은 침목의 근본이 되는 합성수지의 본체(10), 간격 유지기구(20) 그리고 보강블록(30)으로 구성된다.

레일의 밑에 적당한 간격을 두고 나열되는 본체(10)는 도상에서 철도차량 하중에 의한 유동을 방지하는 요철부(11), 전기선 배선통로(12), 운반ㆍ적재 등 지게차를 이용하여 취급할 때 사용되는 포크 끼움부(13), 요철부(11)와 함께 도상에서의 유동을 방지하는 공간부(14), 인력으로 직접 취급할 때 사용되는 손잡이부(15), 수직관통구멍(16), 레일을 본체(10)에 정착시킬 때 사용되는 숄더부(18) 및 수평관통구멍(19)이 각각 형성된다.

요철부(11)는 본체(10)의 표면 중 본체(10)가 도상에 설치된 때(종래기술에서 설명하였듯이 침목은 도상에 상면을 제외한 나머지가 묻힌 형태로 설치된다) 외부로 노출되는 상면을 제외한 전체에 걸쳐 형성되는 것으로서, 오목한 요부(11a)와 상대적으로 볼록한 철부(11b)로 구성된다. 이때 요부(11a)는 정사각형 모양으로 형 성된 다수의 홈으로 이루어지고, 철부(11b)는 이 요부(11a)의 각 홈 사이에 위치되는 본체(10)의 표면 자체로 이루어진다.

즉 요철부(11)는 본체(10)의 표면에 요부(11a)를 형성, 이로써 자연히 철부(11b)가 형성되는 음각형태의 요철로서, 이처럼 구성한 것은 본체(10)의 표면을 평평하도록 형성하였을 때 보관 또는 적재하기 위하여 차곡차곡 쌓는 것이 양각형태의 요철에 비하여 안정적이기 때문이다.

이와 같은 요철부(11)는 도상에서의 유동 방지를 도상의 자갈과 서로 맞물려 걸리는 작용에 의하여 구현하는 바, 요부(11a)를 이루는 각 홈은 도상에 설치된 때 도상의 자갈이 끼워질 수 있도록 그 면적이 이 도상의 자갈에 비하여 크도록 형성된다.

따라서 본체(10)를 도상에 설치하면, 도상의 자갈은 자연히 요철부(11)의 요부(11a)에 끼워지게 되는 바, 전체적으로 보았을 때 도상의 자갈은 철부(11b)를 물고 있는 상태가 되고, 이와 반대로 요철부(11)의 철부(11b)는 도상의 자갈을 물고 있는 상태가 되어 도상의 자갈과 요철부(11)는 서로 맞물려 걸린 상태가 된다. 때문에 본 발명에 따른 철도용 합성수지침목의 경우, 중량이 가볍지만 이러한 요철부(11)의 작용으로 철도차량 하중에 의한 유동이 방지되어 철도차량의 안전주행 확보가 가능하게 된다.

여기에서 본체(10)의 저면에 위치한 요철부(11)는 전후(종) 및 좌우(횡)방향 유동만을 방지하는 것에 대하여 본체(10)의 둘레(전후ㆍ좌우)에 위치한 요철부(11)는 전후 및 좌우방향 유동은 물론, 더불어 상하방향 유동을 방지하게 된다.

한편 위에서 요부(11a)의 형상은 정사각형인 것으로 설명하고 도 5 내지 도 7 및 도 9에도 정사각형인 것으로 도시하였으나, 그 형상은 여기에 국한되지 않는다. 따라서 삼각형이나 오각형 이상의 다각형, 원형이나 타원형, 격자형, 파형 등 도상의 자갈이 끼워져 유동을 방지할 수 있는 형상이라면 어떤 형상이든 가능하다. 또 그 배열이 규칙적인 것으로 도시하였으나, 이 역시 불규칙적으로 형성하여도 무방하다.(도 10 참조)

전기선 배선통로(12)는 신호설비용 케이블 등 궤도를 횡단하는 각종 전기선을 종래에는 도상에 매설하였던 것을 본체(10)의 내부에 배선할 수 있도록 하는 것으로서, 본체(10)를 좌우로 관통하는 통로 형태의 구멍이다.

이러한 전기선 배선통로(12)는 그 양끝 중 한쪽으로 전기선을 넣어 반대쪽으로 나오게 하면 배선이 완료되는 바, 보선작업 시 외부와의 차단작용으로 보선장비와 전기선의 간섭을 방지, 전기선을 보호한다.

포크 끼움부(13)는 본체(10)를 바닥에 놓았을 때 바닥과의 사이에 지게차의 포크를 삽입할 수 있도록 일정한 크기의 틈새를 형성하는 것으로서, 저면의 중앙부에 위치되고 지게차의 포크를 본체(10)의 전방이나 후방에서 삽입하여 들어올릴 수 있도록 전후로 통하는 호형의 홈 형태로 형성되고, 그 폭은 물론 일반적인 지게차의 포크에 비하여 크도록 형성된다.

공간부(14)는 포크 끼움부(13)의 좌측 및 우측에 각각 위치되도록 본체(10)의 저면에 하측이 개방된 박스 형상으로 형성되는 일정한 크기의 홈이다.

이와 같은 공간부(14)는 본체(10)가 도상에 설치된 때 내부에 도상의 자갈이 충전되어 요철부(11)의 유동 방지작용을 향상시키는 역할을 하는 한편 재료 절감효과를 제공한다.

손잡이부(15)는 본체(10)를 취급할 때 작업원이 양쪽에 파지하여 들 수 있게 하는 편의를 제공하는 것으로서, 노브(knob) 형태로 형성할 수도 있겠으나, 파손 등을 고려할 때 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 손끝을 끼운 형태로 파지 가능하도록 홈 형태로 형성하는 것이 바람직하고, 아울러 이 홈의 내부 형상은 도 5에 도시된 바와 같이 파지한 상태가 안정적이도록 단부가 상측을 향하여 구부러진 Ｌ자형으로 형성하는 것이 바람직하겠다.

수직관통구멍(16)은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 본체(10)를 교량에 설치하여 교량침목으로 사용할 때 본체(10)를 거더에 체결시키는 후크 볼트가 삽입되는 구멍이다. 이때 수직관통구멍(16)은 본체(10)의 양쪽 단부에 각각 상하로 관통된 형태로 형성된다.

그러므로 본체(10)와 거더를 후크 볼트로 체결할 때 이에 앞서 후크 볼트를 본체(10)에 관통시키기 위한 구멍을 천공함이 없이 그 즉시 수직관통구멍(16)에 후크 볼트를 삽입시켜 작업하면 된다.

숄더부(18)는 도 4에 도시된 레일체결장치 중 베이스 플레이트(도 4의 도면부호 5 참조)의 숄더(도 4의 도면부호 5a 참조)에 해당되는 구성요소로 본체(10)의 상면 중 레일이 각각 얹히는 좌부(17)의 양쪽에 각각 형성된다.

이와 같은 숄더부(18)는 레일 체결작업에 있어서, 종래에는 베이스 플레이트를 스터드 볼트(도 4의 도면부호 6 참조)로 침목에 정착시켜야 하였던 것을 생략 가능하게 하는 바, 곧바로 레일의 저부가 압박되도록 레일 파스너를 숄더부(18)에 결합하여 레일을 좌부(17)에 밀착시키면 된다.

참고로 본 발명은 합성수지침목이므로 종래와는 달리 전기를 절연하는 인슐레이터(도 4의 도면부호 8 참조) 및 진동을 흡수하는 타이 패드(도 4의 도면부호 9 참조)를 굳이 갖출 필요 없이 레일을 체결할 수 있게 한다.

수평관통구멍(19)은 도 6에 도시된 바와 같이 수평관통구멍(16)과 마찬가지로 본체(10)를 교량에 설치하여 교량침목으로 사용할 때 필요한 것으로 본체(10)를 거더에 세워진 브래킷과 체결시키는 관통볼트가 삽입되는 구멍이다. 이때 수평관통구멍(19)은 본체(10)의 중앙부에 각각 전후로 관통된 형태로 형성된다.

이러한 수평관통구멍(19)은 본체(10)와 브래킷을 관통볼트로 체결할 때 이에 앞서 관통볼트를 본체(10)에 관통시키기 위한 구멍을 천공할 필요가 없게 하는 것으로서, 수평관통구멍(16)과 기능 면에서 볼 때 유사하다 할 수 있겠다.

참고로 브래킷은 수평판과 수직판으로 구성되고, 수평판은 거더의 상측에 용 접으로 접합되며, 수직판은 관통볼트가 삽입되는 구멍이 형성되어 관통볼트로 본체(10)와 체결되는 바, 후크 볼트와는 달리 교량침목을 거더에 체결할 때 항시 사용되는 것은 아니고 보다 강력한 침목의 유동방지가 요구되는 구간에 한정적으로 사용되는 것이다.

간격 유지기구(20)는 본체(10)와 이 본체(10)의 직후에 있는 본체 사이의 간격이 변동되도록 본체(10)가 전후방향으로 이동되는 것을 방지하여 결과적으로는 레일 밀림현상을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 본체(10)와 그 직후의 본체 사이에 위치되도록 본체(10)의 배면에 설치된다.

이와 같은 간격 유지기구(20)는 본체(10)의 배면에 좌우방향을 따라 배치되고 일정한 깊이로 형성된 다수의 홀부(21)와, 한쪽 끝은 홀부(21)에 각각 삽입되고 다른 쪽 끝은 본체(10)의 직후에 있는 본체의 바로 앞쪽에 위치되는 다수의 이격로드(22)와, 이 이격로드(22)가 홀부(21)로부터 빼내어져 분리되는 것을 방지하는 결합수단(23)(25)으로 구성된다.

여기에서 이격로드(22)는 일직선상의 막대로서, 경우에 따라 본체(10)를 도상에 먼저 설치한 뒤 이격로드(22)를 이 도상에 설치된 본체(10)에 설치하는 것이 가능하도록 본체(10)와 직후에 있는 본체 사이의 간격에 비하여 길이가 약간 짧도록 형성되고, 도 11에 도시된 바와 같이 본체(10)의 직후에 있는 본체의 바로 앞쪽에 위치되는 다른 쪽 끝에는 그 면적을 증대시키는 플레이트(22a)가 각각 마련된다.

결합수단(23)(25)은 홀부(21)와 이격로드(22)에 형성되는 것으로 다음과 같이 두 가지 타입이 있다.

도 12에 도시된 바와 같이 첫 번째 타입의 결합수단(23)은 홀부(21)의 내주에 형성된 암나사부(23a)와, 이 암나사부(23a)와 나사결합이 가능하도록 이격로드(22)의 한쪽 끝에 형성된 수나사부(23b)로 구성된다.

이 타입은 수나사부(23b)가 암나사부(23a)와 결합되어 이격로드(22)가 홀부(21)에 진입된 정도에 따라 이격로드(22)가 본체(10)로부터 돌출된 길이가 조절되므로 본체(10)와 직후에 있는 본체의 간격에 따라 유연하게 대처할 수 있다.

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이 두 번째 타입의 결합수단(25)은 홀부(21)의 내주 양쪽에 길이방향을 따라 각각 형성된 제1안내홈부(25a)와, 이 제1안내홈부(25a)의 끝에서 내주방향, 즉 도 15의 화살표방향(시계방향)을 따라 각각 연장된 제2안내홈부(25b)와, 이격로드(22)의 한쪽 끝에서 양쪽에 각각 형성되어 이격로드(22)가 홀부(21)에 삽입된 때는 제1안내홈부(25a)에 끼워지고 홀부(21)에 삽입된 이격로드(22)가 회전된 때는 제2안내홈부(25b)에 끼워지는 결합돌기부(25c)로 구성된다.

따라서 제1안내홈부(25a)에 결합돌기부(25c)가 끼워지도록 홀부(21)에 이격로드(22)를 삽입한 뒤 제2안내홈부(25b)에 결합돌기부(25c)가 끼워지도록 이격로드(22)를 회전시키면 이격로드(22)의 분리가 방지되는 바, 이 타입은 홀부(21)와 이 격로드(22)의 결합 및 분해를 간단하고 신속하게 이룰 수 있다.

보강블록(30)은 수평관통구멍(19)의 양쪽에 각각 위치되도록 본체(10)의 정면 및 배면에 각각 탈착 가능하게 설치되고 본체(10)에 장착된 때 각각 전방 및 후방을 향하도록 돌출되어 본체(10)가 도상에 설치된 때 도상의 자갈과 접촉되는 면적을 증대시킴으로써 공간부(14)와 함께 요철부(11)의 유동 방지작용이 향상되게 하는 일정한 형태의 블록이다.

여기에서 보강블록(30)의 탈착은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본체(10)의 정면 및 배면에 각각 형성된 홈에 보강블록(30)이 꼭 맞게 끼워지는 것으로 가능하게 된다.

한편 도 5 및 도 7에서 정확하게 확인할 수 있듯이 도면에서는 보강블록(30)이 Ｘ자형인 것으로 도시되어 있으나, 이와 같이 반드시 Ｘ자형으로 형성되어야 할 이유는 없다. 또한 본체(10)의 전면 및 후면 중앙 부분에 각각 2개씩 마련된 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 그 개수는 증감이 가능하고, 그 설치위치는 변동이 가능하며, 가령 설치된 개수가 과도하게 많아 그 중 일부를 제거할 필요가 있는 경우에는 본체(10)로부터 분리하여 따로 보관하면 된다.

또 한편 보강블록(30)의 탈착은 위와 같은 방식이 아닌 다른 방식으로도 구성이 가능한 바, 일례로 결합수단(23)(25)의 구성을 적용하는 것도 가능하겠다.

이상에서 설명한 바와 같은 발명의 철도용 합성수지침목은 다음과 같은 이점이 있다.

1) 본체의 표면 중 상면을 제외한 나머지에 요철부가 형성되어 도상에 설치된 때 요철부가 도상의 자갈과 서로 맞물려 걸리는 작용으로 철도차량 하중에 의한 상하ㆍ전후ㆍ좌우 등 다방면적 유동을 방지할 수 있다. 때문에 여러 장점에도 불구하고 중량이 가벼워 교량침목에 한하여 시범적으로 사용되어 온 합성수지침목을 보통침목으로도 사용할 수 있다.

2) 요철부가 다수의 홈으로 이루어진 요부를 형성함으로써 홈 사이에 철부가 형성되는 음각형태의 요철이므로 본체를 표면이 평평하도록 형성하면 보관ㆍ적재할 때 안정되게 쌓을 수 있다.

3) 본체의 배면에 간격 유지기구가 설치되므로 본체가 이동되어 본체 간(본체와 그 직후의 본체 사이)의 간격이 변동되는 것을 방지할 수 있고, 이로써 궤간을 정확히 유지할 수 있으며, 또 레일 밀림현상도 방지할 수 있다.

4) 간격 유지기구가 본체의 배면에 형성된 홀부ㆍ홀부에 삽입된 이격로드ㆍ이격로드가 홀부로부터 분리됨을 방지하는 결합수단으로 구성되고, 결합수단이 홀부의 내주에 형성된 암나사부ㆍ이격로드에 형성된 수나사부로 구성되어 이격로드가 수나사부와 암나사부의 결합으로 홀부에 진입한 정도에 따라 본체로부터 돌출된 길이가 조절되어 본체 간의 간격에 따른 유연한 대응이 가능하다.

5) 본체의 정면 및 배면에 보강블록이 탈착 가능하게 설치되므로 보강블록을 본체에 장착한 상태로 도상에 설치하면 도상의 자갈과 접촉되는 면적이 증대되어 이에 비례하여 도상저항을 크게 할 수 있고, 이로써 철도차량 하중으로 인한 유동을 보다 강력히 방지할 수 있다.

6) 본체를 좌우로 관통하는 전기선 배선통로가 형성되어 신호설비용 케이블 등 궤도를 횡단하여 매설되었던 각종 전기선을 안전하게 배선할 수 있다.

7) 본체의 저면 중앙에 포크 끼움부가 형성되는 한편 본체의 양쪽 측면에 손잡이부가 각각 형성되어 지게차나 인력을 이용한 보관ㆍ적재 등 취급이 용이하다.

8) 도상에 설치된 때 도상의 자갈이 충전되는 공간부가 포크 끼움부의 양쪽에 각각 형성되어 도상에서의 유동을 보다 강력히 방지할 수 있는 한편 공간부의 부피에 상당하여 재료를 절감할 수 있다.

9) 본체의 양쪽 단부에 수직관통구멍이 각각 형성됨과 아울러 중앙부에 수평관통구멍이 형성되어 있어 교량침목으로 사용할 때 후크 볼트 및 관통볼트에 의한 본체와 거더 간의 체결을 신속하고 간편하게 이룰 수 있다.

10) 본체에서 레일이 얹히는 좌부의 양쪽에 숄더부가 각각 형성되어 있어 레일을 본체에 체결시키는 레일체결장치의 구성 및 그 체결작업을 단순화할 수 있다.

Claims (14)

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6. 레일 하측에 간격을 두고 나열되는 철도용 합성수지침목의 본체와; 도상에 설치된 때 도상의 자갈과 서로 맞물려 걸리도록 상기 본체의 상면을 제외한 표면 전체에 걸쳐 일정한 패턴으로 형성된 요철부와; 상기 본체와 직후의 본체 사이에 위치되도록 상기 본체의 배면에 설치되어 상기 본체의 전후이동을 방지하는 간격 유지기구와; 상기 본체의 정면 및 배면에 각각 1개 이상 탈착 가능하게 설치되고 장착된 때 각각 상기 본체의 전방과 후방으로 돌출되어 상기 본체가 도상에 설치된 때 상기 도상의 자갈과 접촉되는 면적을 증대시키는 보강블록과; 상기 본체의 좌우로 관통되는 전기선 배선통로와; 지게차가 포크를 삽입하여 들어올릴 수 있도록 저면의 중앙부에 전후로 통하는 홈 형태의 포크 끼움부와; 상기 포크 끼움부의 양쪽에 각각 위치되도록 저면에 형성되고 도상에 설치된 때 상기 도상의 자갈이 충전되는 홈 형태의 공간부와; 상기 본체의 양쪽 측면에 각각 형성된 손잡이부와; 교량에 설치할 때 후크 볼트를 상기 본체에 상하로 관통시켜 상기 본체와 본체를 떠받치는 거더를 체결하도록 양쪽 단부에 상기 후크 볼트가 삽입되는 수직관통구멍과; 교량에 설치할 때 관통볼트를 상기 본체에 전후로 관통시켜 상기 본체와 본체를 떠받치는 거더에 세워진 브래킷을 체결하도록 중앙부에 상기 관통볼트가 삽입되는 수평관통구멍; 및 레일이 각각 얹히는 좌부와 상기 레일을 레일 파스너로 정착시킬 수 있도록 본체와 일체형으로 형성된 숄더부를 포함하는 통상의 철도용 합성수지침목에 있어서,

   상기 간격 유지기구와 상기 본체의 결합수단(25)은 홀부(21)의 내주 양쪽에 길이방향을 따라 각각 형성된 제1안내홈부(25a)와; 이 제1안내홈부(25a)의 끝에서 내주방향(시계방향)을 따라 각각 연장된 제2안내홈부(25b)와; 이격로드(22)의 한쪽 끝에서 양쪽에 각각 형성되어 이격로드(22)가 홀부(21)에 삽입된 때는 제1안내홈부(25a)에 끼워지고 홀부(21)에 삽입된 이격로드(22)가 회전된 때는 제2안내홈부(25b)에 끼워지는 결합돌기부(25c)로 구성된 것을 특징으로 하는 철도용 합성수지침목.
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