KR100747766B1 - 레일 분기기의 멈춤쇠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일 분기기의 멈춤쇠 구조에 관한 것으로 특히, 중앙에 볼트 삽입공을 구비하고 고정 레일의 목 부위에 끼워질 수 있도록 수직방향으로 형성되는 고정부의 상단부에서 전방부로 접촉판이 형성되도록 구상 흑연 주철 또는 탄소강 주강인 FCD400-15를 이용하여 주조를 통해 일체로 성형하되, 상기 고정부의 양 측벽과 접촉판의 저면 양측 중앙부 사이에는 보강편을 형성하고, 상기 고정부의 배면 양측에는 지지돌기를 일체로 돌출 형성하며, 상기 고정부의 상단부는 접촉판 보다 높은 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부의 경계면부터 접촉판의 상면 일부에는 요홈의 형성을 통해 접촉판의 양측 상면부로 응력 집중부를 돌출 형성한 것을 특징으로 한 것이다.

따라서, 제작이 용이하고, 구조적 성능이 우수하며, 텅 레일 밀착시 정밀시공으로 안정한 지지력을 확보할 수 있고, 유지 및 보수시 레일 간 선형유지에 유리하게 할 수 있는 것이다.

분기기, 멈춤쇠, 고정 레일, 텅 레일, 고정부, 접촉판, 보강편

Description

레일 분기기의 멈춤쇠{Detent of a turnout}

도 1은 일반적인 분기기의 구성도.

도 2는 종래 멈춤쇠의 설치상태 측면도.

도 3의 (a)(b)는 종래 멈춤쇠의 평면 및 측면도.

도 4는 본 발명 멈춤쇠의 일 실시 예에 따른 사시도.

도 5의 (a)(b)는 본 발명 일 실시 예에 따른 멈춤쇠의 평면 및 측단면도.

도 6의 (a)(b)는 본 발명 멈춤쇠의 다른 실시 예들에 따른 사시도.

도 7은 본 발명 멈춤쇠의 설치상태 측면도.

도 8은 본 발명의 실시 예들을 고정 레일과 텅 레일 사이에 설치한 상태의 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

3 : 볼트 4 : 너트

5 : 고정 레일 6 : 텅 레일

11 : 고정부 12 : 볼트 삽입공

13 : 접촉판 14 : 보강편

15 : 돌출부 16 : 지지돌기

17 : 요홈 18 : 응력 집중부

본 발명은 레일 분기기의 멈춤쇠 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정 레일과 텅 레일의 간격을 유지시켜 주는 멈춤구의 접촉판 크기를 대, 중, 소 크기로 주조를 통해 구조가 간단하게 일체로 성형하여 제작이 용이하고, 구조적 성능이 우수하며, 텅 레일 밀착시 정밀시공으로 안정한 지지력을 확보할 수 있고, 유지 및 보수시 레일 간 선형유지에 유리하며, 고정 상태를 양호하게 유지시킬 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 정차장 구간에서는 본선으로부터 측선으로 진로를 바꾸는 등 하나의 선로에서 다른 선로로 분기하기 위하여 분기 지점에 설치한 궤도설비를 분기기라 하고, 이와 같은 분기기의 방향을 전환시키는 것을 선로 전환기라 한다.

이때, 상기 철도 레일의 분기기 시스템은 한 쌍의 레일로 구성된 하나의 선로를 두 개의 선로로 분리시킬 수 있도록 하여 주행하는 열차가 두 개의 선로 중에 어느 한쪽의 선로을 선택하여 주행할 수 있도록 하는 것으로서 고정 레일과 텅 레일로 구성되어 있다.

또한, 상기 분기기는 도 1과 같이 어느 선로로 진입할 것인가를 선택하는 포 인트부와, 궤간선(레일)이 교차하는 크로싱부 및 포인트부의 후단에서 크로싱부의 전단 사이에 형성된 리드부로 구성된다.

종래 상기와 같은 철도 레일의 분기기 시스템의 분기부를 구성하는 고정 레일과 텅 레일은 서로 다른 규격으로 형성된 레일을 사용하고 있는데, 통상 고정 레일 50KGN에 대하여 텅 레일 70S, 고정 레일 60KG에 대하여 텅 레일 70S, 고정 레일 UIC60에 대하여 텅 레일 UIC60B, UIC60D 등으로 조합되는 것이다.

한편, 상기 고정 레일(5)과 텅 레일(6) 사이의 간격을 유지시키기 위하여 고정 레일(5)의 목 부위에는 도 2와 같이 멈춤쇠(1)를 브라켓(2)과 함께 볼트(3)와 너트(4)를 이용하여 체결하게 된다.

그런데, 종래의 멈춤쇠(1)는 도 3의 (a)(b)와 같이 고정 레일(5)의 목 부위에 위치되어 브라켓(2)과 함께 볼트(3)와 너트(4)에 의해 고정 레일(5) 상에 고정되는 플랜지(1a)의 전방부로 상판(1b)과 양 측판(1c)이 일체로 용접 고정 설치된 구성으로 되어 있다.

뿐만 아니라, 고정 레일(5)의 목 부위 형상과 달리 상기 멈춤쇠(1)의 플랜지(1a)와 브라켓(2)이 판체 형상을 갖고 있어 이들이 고정 레일(5)의 목 부위에 고정될 때 전체면이 접촉되지 않고 각 모서리 부분만(도면상에서 보면 4개의 모서리만) 접촉되는 형태에서 볼트(3)와 너트(4)에 의해 고정 레일(5) 상에 고정 설치되는 구성으로 되어 있다.

따라서, 멈춤쇠 자체의 가공 및 제작비가 많이 들고, 강성이 부족하여 고 하중과 충격에 취약하며, 멈춤쇠의 플랜지와 대응되는 형상을 갖고 고정 레일의 타측 목 부위에 위치되는 브라켓과 함께 멈춤쇠의 플랜지를 볼트와 너트를 이용하여 고정 설치할 때 체결 작업이 매우 어려울 뿐만 아니라 고정 상태가 견고하지 못한 문제점 등이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고정 레일과 텅 레일의 간격을 유지시켜 주는 멈춤구의 접촉판 크기를 대, 중, 소로 주조를 통해 구조가 간단하게 일체로 성형하여 제작이 용이하고, 구조적 성능이 우수하며, 텅 레일 밀착시 정밀시공으로 안정한 지지력을 확보할 수 있고, 유지 및 보수시 레일 간 선형유지에 유리하게 할 수 있으며, 고정 상태를 양호하게 유지시킬 수 있는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멈춤구 구조는, 중앙에 장방형의 볼트 삽입공을 구비하고 고정 레일의 목 부위에 끼워질 수 있도록 수직방향으로 형성되는 고정부의 상단부에서 전방부로 접촉판이 형성되도록 구상 흑연 주철 또는 탄소강 주강인 FCD400-15를 이용하여 주조를 통해 일체로 성형한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 고정부의 양 측벽과 접촉판의 저면 양측 중앙부 사이에는 보강편을 일체로 성형시켜 준 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부의 배면 양측에는 볼트와 너트를 통해 브라켓과 함께 고정 레일에 고정 설치할 때 작은 접촉 면적을 갖도록 하는 지지돌기를 일체로 돌출 형 성하되, 상기 지지돌기의 배면은 고정 레일의 목 부위 형상에 대향되게 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 접촉판의 길이는 고정 레일과 텅 레일의 간격에 부응하여 선택하여 설치할 수 있도록 대, 중, 소로 형성하되, 상기 접촉판은 필요에 따라 현장에서 고정 레일과 텅 레일의 간격에 부응하여 절단시켜 사용할 수 있는 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부의 상단부는 접촉판 보다 높은 돌출부를 형성하되, 상기 돌출부의 경계면부터 접촉판의 상면 일부에는 요홈의 형성을 통해 접촉판의 양측 상면부로 응력 집중부가 돌출 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 멈춤쇠의 일 실시 예에 따른 사시도를 나타낸 것이고, 도 5의 (a)(b)는 본 발명 일 실시 예에 따른 멈춤쇠의 평면 및 측단면도를 나타낸 것이며, 도 6의 (a)(b)는 본 발명 멈춤쇠의 다른 실시 예들에 따른 사시도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명 멈춤쇠의 설치상태 측면도를 나타낸 것이며, 도 8은 본 발명의 실시 예들을 고정 레일과 텅 레일 사이에 설치한 상태의 평면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 본 발명의 멈춤쇠(1) 구조는, 중앙에 장방형의 볼트 삽입공 (12)을 구비하고 고정 레일(5)의 목 부위에 끼워질 수 있도록 수직방향으로 형성되는 고정부(11)의 상단부에서 전방부로 접촉판(13)이 돌출되는 형태로 형성되도록 주조를 통해 일체로 성형한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 주조에 사용되는 재질은 구상 흑연 주철 또는 탄소강 주강인 FCD400-15인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 고정부(11)의 양 측벽과 접촉판(13)의 저면 양측 사이에는 보강편(14)을 일체로 성형시켜 준 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부(11)의 배면 양측에는 볼트(3)와 너트(4)를 통해 브라켓(2)과 함께 고정 레일(5)에 고정 설치할 때 작은 접촉 면적을 갖도록 하는 지지돌기(16)를 수직 방향에 대해 일체로 돌출 형성하되, 상기 지지돌기(16)의 배면은 고정 레일(5)의 목 부위 형상에 대향되는 형태로 만곡지게 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 접촉판(13)의 길이는 고정 레일(5)과 텅 레일(6)의 간격에 부응하여 선택하여 설치할 수 있도록 도 4 또는 도 6의 (a)(b)와 같이 대, 중, 소의 길이를 갖도록 형성하되, 상기 접촉판(13)은 필요에 따라 현장에서 고정 레일(5)과 텅 레일(6)의 간격에 부응하여 절단시켜 도 8과 같이 사용할 수 있는 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부(11)의 상단부는 접촉판(13) 보다 높은 돌출부(15)를 형성하되, 상기 돌출부(15)의 경계면부터 접촉판(13)의 상면 중앙부에 이르는 요홈(17)의 형성을 통해 접촉판(13)의 상면 양측부로 응력 집중부(18)가 돌출 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성된 본 발명 멈춤쇠의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 멈춤쇠 구조는 종래의 용접 방식과 달리 형틀을 이용한 주조를 통해 일체로 성형한 것으로, 이때, 상기 주조에 사용되는 재질은 일반 주철의 단점을 보강한 구상 흑연 주철 또는 탄소강 주강인 FCD400-15를 사용하였다.

한편, 본 발명의 멈춤쇠 구조는 크게 고정부(11)와 접촉판(13)으로 구성하되 필요에 따라서는 이에 보강편(14)과 지지돌기(16) 및 응력 집중부(18)를 부가 형성한 것이다.

상기에 있어서 고정 레일(5)의 목 부위에 끼워질 수 있도록 수직방향으로 형성되는 고정부(11)의 중앙에 볼트(3)를 원활히 끼울 수 있도록 하는 장방형의 볼트 삽입공(12)을 구비시킨 구성을 갖는다.

또한, 상기 고정부(11)의 배면 양측에는 볼트(3)와 너트(4)를 통해 고정 레일(5)에 고정 설치할 때 작은 접촉 면적을 갖도록 하는 지지돌기(16)를 수직 방향에 대해 일체로 돌출 형성시키되, 상기 지지돌기(16)의 배면은 고정 레일(5)의 목 부위 형상에 대향되는 형태로 만곡진 구성을 갖는다.

그리고, 상기 고정부(11)의 전방 상단부에서 돌출되게 형성되는 접촉판(13)의 길이는 고정 레일(5)과 텅 레일(6)의 간격에 부응하여 선택하여 설치할 수 있도록 도 4 또는 도 6의 (a)(b)와 같이 대, 중, 소의 길이를 갖도록 형성한 구성을 갖게 되는데, 이때 상기 접촉판(13)은 필요에 따라 현장에서 고정 레일(5)과 텅 레일(6)의 간격에 부응하여 절단시켜 사용할 수도 있다.

한편, 상기 접촉판(13)을 고정부(11)의 상단부에서 판체 형상으로만 돌출 형성할 경우 고정부(11)와 접촉판(13)의 연결부 면적이 작아 작은 충격이나 압력에 의해서도 연결부가 절단 또는 파손될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 고정부(11)의 양 측벽과 접촉판(13)의 저면 양측 사이에 대략 삼각형의 판체 형상을 갖는 보강편(14)을 일체로 성형시켜 줌으로써 이들 사이의 결합력을 증진시킬 수 있어 횡압 또는 응력에 의해 상기 고정부(11)와 접촉판(13)의 연결부가 절단 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 고정부(11)의 배면부 전체가 고정 레일(5)의 목 부위와 직접 접촉되는 형태에서 볼트(3)와 너트(4)를 통해 고정 레일(5)에 고정 설치될 경우 멈춤쇠 자체가 고정 레일(5)에 완벽히 고정되지 못하고 텅 레일(6)의 접촉에 의해 전달되는 횡압이나 충격 등에 의해 유동될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 고정부(11)의 배면 양측에 항 쌍의 지지돌기(16)를 수직 방향으로 일체로 돌출 형성하되 그 배면의 형상은 고정 레일(5)의 목 부위 형상에 대향되도록 만곡지게 형성하여 줌으로써 볼트(3)와 너트(4)를 통해 고정 레일(5)에 고정 설치할 때 고정부(11)가 지지돌기(16)에 의해 작은 접촉 면적을 갖고 접촉됨은 물론 고정 레일(5)의 목 부위에 밀착되는 형태에서 고정 설치되므로 텅 레일(6)의 접촉에 의해 전달되는 횡압이나 충격 등에 의해 멈춤쇠 자체가 고정 레일(5)로부터 유동되는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에서는 상기 고정부(11)의 상단부에는 접촉판(13) 보다 높은 돌출부(15)를 형성하고, 상기 돌출부(15)의 경계면부터 접촉판(13)의 상면 중앙부에 이르는 요홈(17)의 형성을 통해 접촉판(13)의 상면 양측부로 응력 집중부(18)가 돌출 형성되도록 함으로써 접촉판(13)의 전단부를 통해 상방향으로 가해지는 압력이 응력 집중부(18)에 집중되어 접촉판(13)이 상방향으로 휘거나 소손되는 것 등을 방지할 수 있다.

한편, 상기와 같이 본 발명 멈춤쇠의 접촉판(13)을 대, 중, 소의 길이를 갖도록 성형하여 시험한 결과 최대 응력은 접촉판(13)의 하부에 나타났으며, 길이가 긴 제품이 더 큰 응력을 발생하는 것으로 나타났는데, 최대 횡압 6.3ton을 접촉면적으로 나눈 압력으로 환산하여 분포하중으로 적용하였을 때 그 최대 응력 값은 재료의 항복 응력 250MPa 대비 대의 경우 87.8MPa, 소의 경우 73.5MPa로 나타났다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다.

본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 멈춤쇠 구조에 의하면, 고정 레일과 텅 레일의 간격을 유지시켜 주는 멈춤구를 주조를 통해 구조가 간단하게 일체로 성형하되, 접촉판의 길이는 대, 중, 소로 성형하여 줌으로써 첫째 제작 이 용이하고, 둘째 구조적 성능이 우수하며, 셋째 텅 레일 밀착시 정밀시공으로 안정한 지지력을 확보할 수 있고, 넷째 유지 및 보수시 레일 간 선형유지에 유리하게 할 수 있으며, 다섯째 고정 상태를 양호하게 유지시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (10)

1. 중앙에 볼트 삽입공을 구비하고 고정 레일의 목 부위에 끼워질 수 있도록 수직방향으로 형성되는 고정부의 상단부에서 전방부로 접촉판이 돌출되는 돌출부가 형성되도록 주조를 통해 일체로 성형하되, 상기 돌출부의 경계면부터 접촉판의 상면 양측부에 응력집중부를 돌출 성형한 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 주조에 사용되는 재질은 구상 흑연 주철 또는 탄소강 주강인 FCD400-15인 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 고정부의 양 측벽과 접촉판의 저면 양측 사이에는 보강편을 일체로 성형시켜 준 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 고정부의 배면 양측에는 지지돌기를 수직 방향에 대해 일체로 돌출 형 성한 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 지지돌기의 배면 형상은 고정 레일의 목 부위 형상에 대향되는 형태로 만곡지게 성형한 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 접촉판의 길이는 고정 레일과 텅 레일의 간격에 부응하여 선택하여 설치할 수 있도록 대, 중, 소의 길이를 갖도록 형성한 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 접촉판은 필요에 따라 현장에서 고정 레일과 텅 레일의 간격에 부응하여 절단시켜 사용할 수 있는 것임을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.
8. 삭제
9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 볼트 삽입공은 장방형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레일 분기기의 멈춤쇠 구조.

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