KR100860138B1 - 철도 분기기의 크로싱 및 그 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 철도 선로가 두개의 선로로 분리되는 분기기내의 교차점인 크로싱의 결선부를 방지하는 크로싱 및 그 크로싱을 제어하는 시스템에 관한 것으로, 제1노즈레일과 제2노즈레일을 경사지게 결합시킨 노즈레일접합부와, 상기 제1노즈레일의 외측으로 제1결선부가 형성되게 이격 설치되는 제1윙레일과, 상기 제2노즈레일의 외측으로 제2결선부가 형성되게 이격 설치되는 제2윙레일로 구성되는 철도 분기기의 크로싱에 있어서, 상기 제1 및 제2결선부에 각각 승강되게 구비되어 결선을 방지하는 제1 및 제2결선방지레일과, 상기 제1 및 제2결선방지레일을 각각 승강시키는 제1 및 제2승하강수단을 더 구비함으로써, 열차가 분기기를 통과시에 제1 및 제2결선부를 선택적으로 메워줌으로써 열차가 분기기 크로싱부분을 통과시 충격이 발생이 되지 않아 차륜과 분기기의 손상을 방지하는 효과가 있다.

철도, 분기기, 크로싱, 차륜

Description

철도 분기기의 크로싱 및 그 제어 시스템{Crossing of railroad separator and the control system}

도 1은 일반적인 철도 분기기를 도시한 도면이고,

도 2는 도 1의 크로싱을 확대 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱을 확대 도시한 도면이고,

도 4는 도 3의 'A'-'A'선의 단면을 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2승강레일을 도시한 도면이고,

도 6은 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템의 구성도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 차륜 100: 크로싱

100a: 플레이트 110a: 노즈부

111: 제1노즈레일 112: 제2노즈레일

120: 제1윙레일 121: 제2윙레일

130: 제1결선부 131: 제2결선부

140: 제1결선방지레일 141: 제2결선방지레일

150: 제1승하강수단 151: 제2승하강수단

200: 전철기 구동수단 300: 운전조작실

310: 제어판넬 320: 조작판넬

330: 디스플레이수단

본 발명은 철도 분기기의 크로싱 및 그 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 철도 선로가 두개의 선로로 분리되는 분기기내의 교차점인 크로싱의 결선부를 방지하는 크로싱 및 그 크로싱을 제어하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 열차가 운행되는 철도에서 하나의 선로가 두개의 선로로 분리되는 분기기는 도 1에 도시한 바와 같이 하나의 한쌍의 기본레일(11,12)로 이루어지는 기본선로(10)와, 그 기본선로(10)에서 분기되는 한쌍의 제1분기레일(21,22)로 이루어지는 제1분기선로(20)와, 그 기본선로(10)에서 분기되는 또 다른 한쌍의 제2분기레일(31,32)로 이루어지는 제2분기선로(30)로 이루어진다.

이때, 상기 기본선로(10)에서 제1분기선로(20)와 제2분기선로(30)로 분기되는 시작부위인 포인트부(40)는 좌우로 연동되어 이동하는 텅레일(41,42)의 조작 및 작동에 의해 제1분기선로(20)와 제2분기선로(30)가 선택되어 열차의 차륜(1)을 안 내하는 역할을 하게 된다. 이와 같이 텅레일(41,42)의 안내에 의해 이동하는 열차의 차륜(1)은 X자 형상의 크로싱(100)을 거치게 된다.

한편, 도 2는 그와 같은 철도 분기기의 크로싱(100)으로서, 직선레일의 단부를 경사지게 절단하여 노즈부(110a)가 형성되는 길이가 긴 제1노즈레일(111)의 선단부 조금 뒤쪽에 짧은 제2노즈레일(112)을 경사지게 결합시키고, 그 제1노즈레일(111)의 외측으로는 차륜(1)의 플랜지(1a)가 통과할 수 있게 일정간격을 유지하며 제1윙레일(120)을 구비하고, 제2노즈레일(112)의 외측으로도 차륜(1)의 플랜지(1a)가 통과할 수 있게 일정간격을 유지하며 제2윙레일(121)을 구비하게 된다.

그런데, 종래의 크로싱(100)은 차륜(1)이 화전하면서 레일의 상면에 접촉시에 크로싱(100)의 제1노즈레일(111) 또는 제2 노즈레일(112)을 통과하는 동안 이와 같은 제1 및 제2노즈레일(111,112)과 제1 및 제2윙레일(120,121) 사이의 이격 거리로 인해 레일이 끊겨진 지점인 제1 및 제2결선부(130,131)가 반드시 형성된다.

따라서, 제1 및 제2결선부(130,131)로 인해 열차가 이동시 충격으로 소음이 발생되어 열차의 승차감이 저하되고, 노즈레일(110)의 뽀족한 단부인 노즈부(110a)와 그 노즈부(110a)에 인접한 제1윙레일(120)의 제1돌출부(120a) 및 제2윙레일(121)의 제2돌출부(121a)에 열차의 통과로 인하여 차륜에 의해 반복적인 충격이 가해져 피로누적으로 인한 마모 및 파손이 심각한 단점을 가지고 있다.

물론, 이와 같은 노즈부(110a) 및 제1 및제2돌출부(120a,121a)의 마모를 최소화하기 위해 크로싱 전체를 강도가 높은 고망간강으로 제조한 일체형의 크로싱이 개시된 바 있으나, 이 또한 그와 같은 제1 및 제2결선부(130,131)가 형성됨으로 인 한 소음 발생문제가 해결되지 않고 가격도 고가이며, 크로싱의 노즈부(110a)가 마모된 경우 해당부분만의 교체가 아닌 크로싱(100) 전체를 교체해야 하므로 그 교체비용이 고가(高價)인 단점을 가지고 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 크로싱의 결선부을 개량하여 열차의 통과시에 결선부가 발생되는 것을 방지하여 열차의 통과로 인한 충격에 의해 노즈레일과 윙레일의 마모 및 파손을 방지할 수 있는 구조를 가진 철도 분기기의 크로싱을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 열차가 통과하는 경우에 결선부의 발생을 방지하도록 제어하는 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템을 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명은 철도 분기기의 크로싱에 관한 것으로; 노즈레일의 외측면과 윙레일의 내측면 사이에 각각 형성되는 제1 및 제2결선부를 포함하여 구성되는 철도 분기기의 크로싱에 있어서, 상기 제1 및 제2결선부에 각각 승하강되게 구비되어 결선을 방지하는 제1 및 제2결선방지레일이 설치된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 및 제2결선방지레일의 하부에는 제1 및 제2결선방지레일을 각각 승하강시키는 제1 및 제2승하강수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 및 제2결선방지레일은 그 평면형상이 평행사변형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1승하강수단은 제1피스톤로드의 단부가 상기 제1결선방지레일의 하단에 연결되는 제1실린더로 이루어지고, 상기 제2승하강수단은 제2피스톤로드의 단부가 상기 제2결선방지레일의 하단에 연결되는 제2실린더로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 노즈레일의 외측면과 윙레일의 내측면 사이에 각각 형성되는 제1 및 제2결선부를 포함하여 구성되는 철도 분기기의 크로싱에 있어서, 선로를 전환하는 텅레일를 작동시키는 전철기 구동수단을 조작하기 위한 조작판넬과; 상기 제1 및 제2결선부에 각각 구비되어 결선을 방지하는 제1 및 제2결선방지레일을 승강시키는 제1 및 제2승하강수단과; 상기 조작판넬의 조작신호가 입력되면 상기 전철기 구동수단 및 상기 제1 및 제2승하강수단을 승강 제어하는 제어판넬;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어판넬은 상기 제1승하강수단에 상승하는 제어신호를 인가하여 제1결선방지레일을 상승시켜 제1결선부를 메워주면 상기 제2승하강수단에 하강하는 제어신호를 인가하여 제2결선부의 제2결선방지레일을 하강시키고, 상기 제2승하강수단에 상승하는 제어신호를 인가하여 제2결선방지레일을 상승시켜 제2결선부를 메워주면 상기 제1승하강수단에 하강하는 제어신호를 인가하여 제1결선부의 제1결선방지레일을 하강시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 및 제2승하강수단은 유압실린더, 공압실린더, 모터 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱 및 그 제어 시스템을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이때, 도 3은 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱을 확대 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱 작동 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2승강레일을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템의 구성도이다.

도 3 내지 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱은 일체형 크로싱(100)으로서, 일정면적의 플레이트(100a) 상부에 X자형상으로 교차되는 부위로서 노즈부(110a)가 형성되는 노즈레일(110)과, 상기 노즈레일(110)의 외측으로 차륜(1)의 플랜지(1a)가 통과할 수 있는 폭만큼 이격되게 구비되는 제1윙레일(120)과, 상기 노즈레일(110)의 다른 외측으로 차륜(1)의 플랜지(1a)가 통과할 수 있는 폭만큼 이격되게 구비되는 제2윙레일(121)로 이루어지게 된다.

이때, 상기 노즈레일(110)의 외측면과 제1윙레일(120)의 내측면 사이에는 평면상으로 대략 평행사변형의 레일이 끊겨진 지점인 제1결선부(130)가 형성되고, 상기 노즈레일(110)의 다른 외측면과 제2윙레일(121)의 내측면 사이에는 평면상으로 대략 평행사변형의 레일이 끊겨진 지점인 제2결선부(131)가 형성된다.

이와 같은 강판재질의 플레이트(100a)는 제1결선부(130) 및 제2결선부(131)에 해당하는 부위에 상하로 관통되는 제1 및 제2관통공(101,102)이 형성된다. 이때 상기 제1 및 제2관통공(101,102)은 상기 제1결선부(130) 및 제2결선부(131)의 평면 형상과 동일하게 평행사변형으로 이루어지게 된다.

한편, 상기 제1관통공(101)에는 상하로 승강가능한 제1결선방지레일(140)이 구비되고, 상기 제2관통공(102)에는 상하로 승강가능한 제2결선방지레일(141)이 구비된다.

물론, 상기 제1결선방지레일(140)과 제2결선방지레일(141)의 형상 역시 그 평면상으로는 평행사변형으로 이루어지게 된다.

이와 같은 제1결선방지레일(140)의 하부에는 상기 제1결선방지레일(140)을 승강시키는 제1승하강수단(150)이 구비되고, 제2결선방지레일(141)의 하부에는 상기 제2결선방지레일(141)을 승강시키는 제2승하강수단(151)이 구비된다.

이때, 상기 제1승하강수단(150)은 제1실린더(150a)로 이루어지는데, 그 제1실린더(150a)의 제1피스톤로드(150b)의 단부가 제1결선방지레일(140)의 하단에 지지되어 제1실린더(150a)의 작동에 의해 제1피스톤로드(150b)가 상하로 승강되면서 제1결선방지레일(140)을 승강시키게 된다.

그리고, 상기 제2승하강수단(151) 역시 상기 제1승하강수단(150)의 구성과 동일하게 제2실린더(151a)로 이루어지는데, 그 제2실린더(151a)의 제2피스톤로드(151b)의 단부가 제2결선방지레일(141)의 하단에 지지되어 제2실린더(151a)의 작동에 의해 제2피스톤로드(151b)가 상하로 승강되면서 제2결선방지레일(141)을 승강시키게 된다.

물론, 상기 제1 및 제2승하강수단(150,151)은 유압실린더 또는 에어실린더로 구성되는 바람직 하나, 모터를 이용한 구성도 적용될 수 있으며, 이는 모두 동일한 기술적 범주에 속하는 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참고로 본 발명에 따른 분기기 크로싱의 작동 과정을 상세히 설명한다

먼저, 상기 제1노즈레일(111)과 제2노즈레일(112)은 서로 다른 제1 및 제2분기선로의 레일들과 연결되는 것으로 편의상 제1노즈레일(111)은 제1분기선로(예를 들면, 본선선로)의 일측 레일과 연결되고, 제2노즈레일(112)은 제2분기선로(예를 들면, 측선선로)의 일측 레일과 연결되는 것으로 설명한다.

따라서, 열차가 분기기의 크로싱(100)을 거쳐 본선선로의 레일로 진행하는 경우에는 노즈부(110a)와 제2윙레일(121) 사이의 제2결선부(131)의 하측에 구비되는 제2승하강수단(151)이 작동되어 제2승하강수단(151)의 제2피스톤로드(151b)가 상승하게 되며, 그 제2피스톤로드(151b)의 단부에 구비되는 제2결선방지레일(141)이 상승하여 제2결선부(131)를 메워주게 된다.

이와 같이 제2결선방지레일(141)가 상승한 상태에서 열차가 직선선로를 이동하면 차륜(1)이 그 제2결선방지레일(141)의 상면에 접촉되어 회전 이동하므로 노즈레일(110)의 노즈부(110a) 및 제2윙레일(121)의 제2돌출부(121a)의 마모를 방지하게 된다.

한편, 열차가 분기기의 크로싱(100)을 거쳐 측선선로의 레일로 진행하는 경우에는 노즈부(110a)와 제1윙레일(120) 사이의 제1결선부(130)의 하측에 구비되는 제1승하강수단(150)이 작동되어 제1승하강수단(150)의 제1피스톤로드(150b)가 상승하게 되며, 그 제1피스톤로드(150b)의 단부에 구비되는 제1결선방지레일(140)이 상승하여 제1결선부(130)를 메워주게 된다.

이와 같이 제1결선방지레일(140)이 상승한 상태에서 열차가 측선선로로 이동하면 차륜(1)이 그 제1결선방지레일(140)의 상면에 접촉되어 회전 이동하므로 노즈레일접합부(110)의 노즈부(110a) 및 제1윙레일(120)의 제1돌출부(120a)의 마모를 방지하게 된다.

한편, 상기 제1결선방지레일(140)과 제2결선방지레일(141)은 동시에 상승하지 않고, 측선선로의 레일로 열차가 이동해야 하는 경우에는 제1결선방지레일(140)이 제1승하강수단(150)에 의해 상승되어 제1결선부(130)를 메워주고, 제2결선방지레일(141)이 제2승하강수단(151)에 의해 하강하게 되어 열차가 이동시에 열차의 차륜(1) 플랜지(1a)가 제2결선방지레일(141)에 접촉이 되지 않게 되어 제2결선부(131)를 통과하게 된다.

물론, 본선선로의 레일로 열차가 이동해야 하는 경우에는 제2결선방지레일(141)이 제2승하강수단(151)에 의해 상승되어 제2결선부(131)를 메워주고, 제1결선방지레일(141)이 제1승하강수단(150)에 의해 하강하게 되어 열차가 이동시에 열차의 차륜(1) 플랜지(1a)가 제1결선방지레일(140)에 접촉이 되지 않게 되어 제1결선부(130)를 통과하게 된다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템의 개략적인 구성도로서, 분기기의 기본선로에서 제1분기선로 또는 제2분기선로로 전환하는 텅레일의 작동을 제어하는 공지(公知)의 전철기 구동수단(200)과, 그와 같은 전철기구동수단(200)이 제1분기선로로 전환되는 경우 상승되어 제2결선부(131)를 메워주는 제2결선방지레일(141)및 그 제2결선방지레일(141)을 승강시키는 제2승하강수단(151)과, 그와 같은 전철기구동수단(200)이 제2분기선로로 전환되는 경우 상승되어 제1결선부(130)를 메워주는 제1결선방지레일(140)및 그 제1결선방지레일(140)을 승강시키는 제1승하강수단(150)과, 상기 전철기구동수단(200)과 제1 및 제2승하강수단(150,151)의 작동을 제어하되 상기 제1승하강수단(150)이 상승되는 경우 상기 제2승하강수단(151)을 하강시키고 상기 제2승하강수단(151)이 상승되는 경우 상기 제1승하강수단(150)을 하강시키는 제어판넬(310)과, 상기 전철기구동수단(200)과 제1 및 제2결선방지레일(140,141)의 동작 상태를 표시해주는 디스플레이수단(330)과, 상기 전철기구동수단(200)과 제1 및 제2결선방지레일(140,141)의 작동을 제어하기 위한 조작판넬(320)로 이루어진다.

이때, 상기 제어판넬(310)과 조작판넬(320)은 일체로 구비될 수 있으며, 상기 조작판넬(320)은 열차가 정차하는 역(정거장)의 운전조작실(300)에 구비되어 관리자가 조작판넬(320)을 조작함으로써 열차가 이동하게 되는 분기선로를 선택 전환하게 된다.

이하, 도 6을 참고로 본 발명에 따른 분기기 크로싱 제어 시스템의 운영과정을 설명한다.

열차가 역 구내에 진입하기 전에 운전조작실(300)의 관리자는 조작판넬(320)을 조작하여 선로를 선택하게 된다.

만약 관리자가 제1분기선로를 선택하는 경우에는 제어판넬(310)은 그 조작신호를 입력받고 전철기 구동수단(200)을 구동시켜 텅레일을 좌우수평이동시켜 제1분기선로로 차륜(1)이 안내되도록 전환된다.

이때, 상기 제어판넬(310)은 상기 전철기 구동수단(200)을 제어함과 동시에 제2승하강수단(151)에는 상승하는 제어신호를 인가하여 제2결선방지레일(141)을 상승시켜 제2결선부(131)를 메워주게 되고, 제1승하강수단(150)에는 하강하는 제어신호를 인가하여 제1결선방지레일(140)을 하강시켜 제1결선부(130)가 생기도록 제어하게 된다.

이와 같이 열차가 통과하고 난 후, 관리자가 제2분기선로를 선택하는 경우에는 제어판넬(310)은 그 조작신호를 입력받고 전철기 구동수단(200)을 구동시켜 텅레일을 다시 좌우수평이동시켜 제2분기선로로 차륜(1)이 안내되도록 전환된다.

이때, 상기 제어판넬(310)은 상기 전철기 구동수단(200)을 제어함과 동시에 제1승하강수단(150)에는 상승하는 제어신호를 인가하여 제1결선방지레일(140)을 상승시켜 제1결선부(130)를 메워주게 되고, 제2승하강수단(151)에는 하강하는 제어신호를 인가하여 제2결선방지레일(141)을 하강시켜 제2결선부(131)가 생기도록 제어하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위 는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열차가 분기기를 통과시에 제1 및 제2결선부를 선택적으로 메워줌으로써 열차가 통과시 차륜이 레일을 따라 이동하므로 충격이 발생이 되지 않아 차륜과 분기기의 손상을 방지하는 효과가 있다.

아울러, 철도차량과 선로의 손상방지로 유지보수 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 분기기에서의 탈선 사고를 사전에 방지하는 효과도 있다.

Claims (7)

1. 노즈레일의 외측면과 윙레일의 내측면 사이에 각각 형성되는 제1 및 제2결선부를 포함하여 구성되는 철도 분기기의 크로싱에 있어서,

   상기 제1 및 제2결선부에 각각 승하강되게 구비되어 결선을 방지하는 제1 및 제2결선방지레일이 설치된 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2결선방지레일의 하부에는 제1 및 제2결선방지레일을 각각 승하강시키는 제1 및 제2승하강수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 및 제2결선방지레일은 그 평면형상이 평행사변형인 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제1승하강수단은 제1피스톤로드의 단부가 상기 제1결선방지레일의 하단에 연결되는 제1실린더로 이루어지고,

   상기 제2승하강수단은 제2피스톤로드의 단부가 상기 제2결선방지레일의 하단에 연결되는 제2실린더로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.
5. 노즈레일의 외측면과 윙레일의 내측면 사이에 각각 형성되는 제1 및 제2결선부를 포함하여 구성되는 철도 분기기의 크로싱에 있어서,

   선로를 전환하는 텅레일를 작동시키는 전철기 구동수단을 조작하기 위한 조작판넬과;

   상기 제1 및 제2결선부에 각각 구비되어 결선을 방지하는 제1 및 제2결선방지레일을 승강시키는 제1 및 제2승하강수단과;

   상기 조작판넬의 조작신호가 입력되면 상기 전철기 구동수단 및 상기 제1 및 제2승하강수단을 승강 제어하는 제어판넬;로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제어판넬은 상기 제1승하강수단에 상승하는 제어신호를 인가하여 제1결선방지레일을 상승시켜 제1결선부를 메워주면 상기 제2승하강수단에 하강하는 제어신호를 인가하여 제2결선부의 제2결선방지레일을 하강시키고,

   상기 제2승하강수단에 상승하는 제어신호를 인가하여 제2결선방지레일을 상승시켜 제2결선부를 메워주면 상기 제1승하강수단에 하강하는 제어신호를 인가하여 제1결선부의 제1결선방지레일을 하강시키는 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 제1 및 제2승하강수단은 유압실린더, 공압실린더, 모터 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱 제어 시스템.

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