KR101059540B1 - 철도 레일용 침목 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCT침목의 측면에 가해지는 횡방향의 힘(저항)을 차단시켜 횡방향의 힘에 의한 침목의 변형을 방지할 수 있고, 침목 부설 및 보수시 침목의 설치를 용이하게 하는 철도 레일용 침목을 제공하는 것이다.

본 발명은 철도 레일의 하부에 위치되어 철도 레일을 지지하는 침목 몸체부들, 침목 몸체부의 일측 및 일측에 대향된 타측에서 각각 돌출되도록 형성된 연결부, 및 연결부가 삽입되는 연결 홈이 양측에 형성된 횡압판을 포함하되, 횡압판은 침목 몸체부들 사이에 위치되며, 연결 홈과 연결부의 결합에 의해 횡압판의 양측에 침목 몸체부가 고정되는 것을 특징으로 한다.

콘크리트 침목(PCT)

Description

철도 레일용 침목{SLEEPER}

본 발명은 철도 레일용 침목에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침목의 측면에 가해지는 압력을 분산시켜 측방향 압력에 의한 침목의 변형 및 이에 따른 철도 레일의 이탈을 방지할 수 있고, 침목 부설 및 보수시 침목의 설치를 용이하게 하는 철도 레일용 침목에 관한 것이다.

도 1a는 종래의 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시하는 단면도이다. 일반적으로 침목(30)은 철도 레일(20)의 아래에 위치되는 나무 또는 콘크리트로 된 부재이며, 침목(30)은 자갈로 이루어진 도상(10)에 묻힌 상태로 일정한 간격을 두고 레일(20)을 따라 위치되어 레일(20)을 통하여 전달되는 철도 차량의 진행 방향 힘 및 측 방향 힘을 받게 되며, 도상(10)의 지지에 의해 침목(30)의 변형 또는 이동이 방지된다.

도 1b는 종래의 철도 레일 및 침목이 배열된 상태를 도시한 사시도이다. 철도 차량이 진행하는 경우에 진행 방향(A)으로 가해지는 힘(이하, "종방향의 힘"이라 함)은 침목(30)들 사이에 위치된 도상(10)의 자갈들이 침목(30)의 전면(30a)에 걸쳐 침목(30)을 지지하여 침목(30)의 변형 및 이동을 방지하지만, 철도 차량의 회 전시 발생되는 원심력에 의한 측방향(B)으로 가해지는 힘(이하, "횡방향의 힘"이라 함)은 침목(30)의 측면(30b)에 위치된 도상(10)의 자갈들이 침목(30)의 측면(30b)을 통해 침목(30)을 지지하므로, 침목(30)의 전면(30a)보다 더 작은 면적에 집중하여 가해지는 힘으로 인하여 침목(30)의 변형 및 이동을 방지하는 것이 어려워진다. 이에 따라 철도 레일(20)의 변형을 유발시킬 수 있다.

또한, 하절기 외기 온도의 상승으로 인해 철도 레일(20)이 팽창하는 경우에 철도 레일(20)이 고정된 침목(30)에 대하여 횡방향의 힘을 가하게 되며, 침목(30)이 이러한 철도 레일(20)의 팽창에 의한 횡방향의 힘에 대하여 충분히 저항하지 못하는 경우에는 철도 레일(20)이 장출되어 철도 차량의 탈선 사고로 이어지게 된다.

또한, 종래의 침목은 침목 사이의 간격을 정확하게 유지하며 설치하는 것이 어려운 문제점이 존재한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 침목 몸체부들 사이에 횡압판을 부설하여, 원심력에 의한 횡방향의 힘 및 레일 팽창에 따른 횡방향의 힘의 작용에 의한 철도 레일의 변형을 방지함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 침목 간격을 일정하게 하여 설계된 정확한 위치에 침목을 정밀 시공할 수 있고, 침목의 파손시 침목의 교체를 용이하게 함을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 이탈방지바를 침목 몸체부의 상면에 회전가능하게 위치시킴으로써, 횡압판이 열차 진동에 의해 상부로 이탈되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 철도 레일의 하부에 위치되어 철도 레일을 지지하는 침목 몸체부들, 침목 몸체부의 일측 및 일측에 대향된 타측에서 각각 돌출되도록 형성된 연결부, 및 연결부가 삽입되는 연결 홈이 양측에 형성된 횡압판을 포함하되, 횡압판은 침목 몸체부들 사이에 위치되며, 연결 홈과 연결부의 결합에 의해 횡압판의 양측에 침목 몸체부가 고정된다.

더욱이, 연결부는 종단의 폭이 증가되는 형상의 돌출부이며, 연결 홈은 연결부의 형상에 대응되는 형상의 홈으로 이루어져, 연결 홈이 침목 몸체부들의 상부로부터 연결부에 끼워지는 것이 바람직하다.

침목 몸체부의 단면은 사다리꼴 형상이며, 횡압판의 단면은 역사다리꼴 형상으로 이루어져, 침목 몸체부와 횡압판은 경사를 가지고 접촉되는 것이 바람직하다.

본 발명은 횡압판의 상면에 형성된 손잡이를 더 포함한다.

한편, 본 발명은 침목 몸체부 및 횡압판의 내부에 철근이 포함된 콘크리트로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명은 침목 몸체부의 상면에 회전 가능하게 위치된 이탈방지바를 더 포함하되, 이탈방지바는 횡압판과 침목 몸체부가 결합된 상태에서, 횡압판의 상면에 걸쳐질 수 있도록 회전되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 횡압판을 침목 몸체부들 사이에 끼워넣어 사용하여, 철도 차량 운행시 레일에 가해지는 횡방향의 힘을 감소시켜 철도 레일이 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 철도 차량의 사고를 미연에 방지할 수 있고, 철도 차량의 운행 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 개별 침목 파손시 및 레일 보수 작업시, 횡압판이 탈착이 용이하여 침목을 용이하게 교체할 수 있고, 이로 인하여 철도 레일의 유지보수 비용을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 이탈방지바를 침목 몸체부의 상면에 회전가능하게 위치시킴으로써, 열차 진동에 의해 횡압판이 상부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 철도 레일형 침 목을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 분해사시도이고, 도 3a은 도 2의 화살표 방향으로 침목 몸체부와 횡압판을 결합한 본 발명의 사시도이고, 도 4는 도 3a의 측면도이다. 도 5는 본 발명의 설치 상태도이다.

본 발명은 침목 몸체부들(110, 120), 연결부(111, 112, 121, 122) 및 횡압판(210)을 포함한다. 본 발명의 재질은 콘크리트로 이루어지는 것이 바람직하며, 침목 몸체부 및 횡압판의 내부에 철근이 포함된 콘크리트로 이루어진다.

침목은 도상 위에 나란히 깔고 그 위에 레일을 고정시켜 궤간을 정확히 유지하는 동시에, 레일에 가해지는 열차의 하중을 도상을 통하여 지반에 전달하는 철로 구성재료 중 하나를 말하는 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 침목(100)은 철도 레일(300)의 하부에 위치되어 철도 레일(300)을 지지한다. 본 발명에서 침목은 침목 몸체부(110) 및 침목 몸체부로부터 돌출된 연결부(111, 112)로 이루어진다.

도 2, 도 3a, 도3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 침목 몸체부들(110, 120)은 사다리꼴 단면을 가진 육면체 형상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.

연결부(111, 112, 121, 122)는 침목 몸체부들(110, 120)의 일측(110a, 120a) 및 일측에 대향된 타측(110b, 120b)으로부터 각각 돌출되어 형성된다. 연결부(111, 112, 121, 122)는 침목 몸체부(110, 120)와 횡압판(210)을 연결하는 구조물이다. 연결부의 형상 및 횡압판과의 연결 위치 등은 당업자의 입장에서 자명하다고 인정되는 범위 내에서 다양하게 변경 가능하게 실시할 수 있다.

횡압판(210)은 침목의 측면에서 발생하는 원심력에 의한 횡방향의 힘을 침목 몸체부(110, 120)로부터 분산시켜 횡방향의 힘에 의한 침목 몸체부(110, 120)의 변형을 방지할 수 있는 구조물이다. 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 횡압판(210)은 침목 몸체부들(100) 사이에 위치한다. 횡압판(210)의 양측면에는 연결부(111, 112, 121, 122)에 삽입되는 연결 홈(211, 212)이 형성된다. 연결 홈(211, 212)은 침목 몸체부들로부터 돌출되어 형성된 연결부들(112, 121)에 삽입된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 삽입 방향은 화살표의 방향으로서, 침목 몸체부들(110, 120)의 상부에서 횡압판(210)이 침목 몸체부(110, 120)로 삽입된다. 구체적으로는, 횡압판(210)의 일측(210a)에 형성된 연결 홈(211)이 침목 몸체부(110)로부터 돌출된 연결부(112)에 삽입되고, 횡압판(210)의 타측(210b)에 형성된 연결 홈(212)이 다른 침목 몸체부(120)로부터 돌출된 연결부(121)에 삽입된다. 이와 같이 삽입되어 연결된 본 발명(500)의 결합 형태는 도 3a에 도시된 바와 같다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 침목 몸체부들(110, 120)의 단면은 사다리꼴 형상이고, 침목 몸체부들(110, 120)과 연결되는 횡압판(210)의 단면은 역사다리꼴 형상인 것이 바람직하다. 이는, 횡압판(210)이 침목 몸체부들(110, 120) 위로부터 끼워질 때, 횡압판(210)의 하부 면적 및 침목 몸체부들(110, 120) 상호 간의 간격이 위에서 아래로 갈수록 작아지는 양 부재의 경사에 의하여, 횡압판(210)은 침목 몸체부들(110, 120)에 더욱 용이하게 끼워지기 때문이다. 다만, 철도 레일이 휘어지는 구간에서는 침목 몸체부들에 끼워지는 횡압판의 형상 및 침목 몸체부들의 배열이 도 3c에 도시된 형태로 변경될 수 있다. 따라서, 당업자의 입장에서 횡압판 의 탈착이 용이한 구조라면 상술한 형상에 한정되지는 않고, 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 다양하게 변경 가능하게 실시할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 침목 몸체부들 사이에서 횡압판의 탈착을 용이하게 할 뿐 아니라, 침목 몸체부들 사이의 횡압판이 이리저리 움직이지 않도록 하기 위하여 연결 홈 및 연결부의 형상을 다음과 같이 하였다.

연결부의 형상은 침목 몸체부(110, 120)로부터 돌출된 연결부(111, 112, 121, 122)는 종단의 폭이 증가되는 형상이 바람직하다. 연결 홈(211)의 형상은 횡압판(210)의 일측인 홈의 외측(210a)에서 홈의 내측(211a) 방향으로 폭이 증가되는 형상으로서, 연결부(112)의 형상과 대응되는 형상이다. 아울러, 횡압판의 타측(210b)에 위치한 연결 홈(212)도 횡압판의 일측에 형성된 홈과 동일한 형상이다.

연결부(111, 112, 121, 122) 및 연결 홈(211, 212)의 형상은 횡압판(210)이 침목 몸체부들(110, 120)에 과도하게 아래로 끼워지는 것을 방지하기 위함이다. 더욱이, 연결부 및 연결 홈이 대응되는 위치에 있으므로 인하여, 침목 몸체부들과 횡압판 상호 간에 정밀한 시공을 할 수 있다.

연결부 및 연결 홈이 상호 간에 대응되는 위치에 있으면 되고, 연결부 및 연결 홈의 형상, 형성 위치 및 개수에 대해서는 상술한 것에 한정되지 않으며, 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 변형 및 변경 가능하다.

한편, 열차 진동에 의한 횡압판(210)의 상부로의 이탈을 방지하기 위해, 본 발명은 침목 몸체부(110, 120)의 상면에 이탈방지바(130)를 더 포함한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 이탈방지바(130)는 침목 몸체부(110, 120)의 상면에 위치하며, 화살표 방향으로 회전 가능하다. 이탈방지바(130)는 침목 몸체부(110, 120)와 횡압판(210)이 결합된 상태에서, 횡압판(210)의 상면에 위치되도록 회전되어 횡압판(210)이 상부로 이탈되는 것을 방지한다. 한편, 횡압판(210)을 교체하는 경우에는, 이탈방지바(130)는 횡압판(210)의 상면으로부터 제거되도록 회전된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명(500)은 침목 몸체부들(100)이 횡압판(210)의 간격만큼 일정한 간격으로 이격되도록 할 수 있어, 침목 부설 및 교체시 침목 몸체부들(100) 상호 간에 정확한 위치를 확보하게 할 수 있다.

추가적으로, 본 발명은 횡압판(210)의 상면에 손잡이(215, 216)를 더 포함한다. 손잡이는 침목 교체시 침목 교체를 용이하게 하기 위함이다. 손잡이는 고리형으로 되어있어, 도 4의 확대도에서 도시된 바와 같이 사용하지 않는 경우에는 횡압판의 상면에 눕혀져 놓인다. 손잡이의 형상 및 개수는 제한이 없으며, 당업자의 입장에서 자명하다고 인정되는 범위 내에서 다양하게 변경 가능하게 실시할 수 있다.

이하에서는, 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 철도 차량 운행시 침목의 측면에 가해지는 횡방향의 힘 및 도상 자갈에 의한 지지력에 대하여 종래기술과 본 발명을 비교한다. 도 6a는 종래 기술의 횡압판이 없는 침목(30)의 압력 분포를 간략하게 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 횡압판이 있는 침목(500)의 압력 분포를 간략하게 도시한 도면이다.

횡방향의 힘은 철도의 회전에 의해 발생하는 원심력이나 레일의 팽창에 의해 측방향으로 가해지는 힘이다. 이러한 힘에 의해 침목이 변형되거나 이동되는 것을 도상 자갈의 지지에 의해 방지할 수 있다.

도상 자갈 및 침목의 접촉 면적이 넓어질수록 도상 자갈에 가해지는 압력은 작아진다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 도 6b의 접촉 면적(110c+120c+210c)이 도 6a의 접촉 면적(30b)보다 더 크므로, 도 6b에 도시된 도상 자갈이 도 6a에 도시된 도상 자갈보다 더 작은 압력을 받게 되어 더 큰 횡방향의 힘에도 침목을 지지할 수 있다. 만약, 도 6a 및 도 6b의 침목에 동일한 횡방향의 힘이 가해진다면, 도 6b에 도시된 본 발명(500)이 종래기술보다 더욱 용이하게 침목을 지지할 수 있다. 따라서, 도 6b에 도시된 본 발명(500)은 도상 자갈에 의한 지지면적(110c+ 120c+210c)을 증가시켜 더 큰 횡방향의 힘을 지지하게 할 수 있다.

위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명들로부터 얻어질 수 있는 많은 변형 및 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

도 1a 및 도 1b는 철도 레일의 기본구조를 나타내는 정면도 및 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분해사시도이다.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 사시도이다.

도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사시도이다.

도 3c는 철도 레일의 곡선부에 설치되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사시도이다.

도 4는 도 3a의 측면도이다.

도 5는 본 발명을 철도 레일에 설치한 설치상태도이다.

도 6a는 종래 기술의 횡압판이 없는 침목(30)의 압력 분포를 간략하게 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명인 횡압판이 있는 침목(500)의 압력 분포를 간략하게 도시한 도면이다.

Claims (3)

1. 철도 레일의 하부에 위치되어 상기 철도 레일을 지지하는 침목 몸체부들;

   상기 침목 몸체부의 일측 및 상기 일측에 대향된 타측에서 각각 돌출되도록 형성된 연결부;

   상기 연결부가 삽입되는 연결 홈이 양측에 형성된 횡압판; 및

   상기 침목 몸체부의 상면에 회전 가능하게 위치된 이탈방지바를 포함하되,

   상기 횡압판은 상기 침목 몸체부들 사이에 위치되며, 상기 연결 홈과 상기 연결부의 결합에 의해 상기 횡압판의 양측에 상기 침목 몸체부가 결합되며,

   상기 이탈방지바는 상기 횡압판과 상기 침목 몸체부가 결합된 상태에서, 상기 횡압판의 상면에 걸쳐질 수 있도록 회전되는 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결부는 종단의 폭이 증가되는 형상의 돌출부이며, 상기 연결 홈은 상기 연결부의 형상에 대응되는 형상의 홈으로 이루어져, 상기 연결 홈이 상기 침목몸체부들의 상부로부터 상기 연결부에 끼워지는 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 침목 몸체부의 단면은 사다리꼴 형상이며, 상기 횡압판의 단면은 역사다리꼴 형상으로 이루어져, 상기 침목 몸체부와 상기 횡압판은 경사를 가지고 접촉되는 것을 특징으로 하는 철도 레일용 침목.

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