KR101372015B1 - 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도레일이 설치된 지반 침하시 침하된 지반에 의한 철도레일의 침하를 방지하고, 철도레일의 높이를 자동으로 견고히 유지하여 열차의 운행을 원활히 하며, 철도레일에 간편하게 탈.부착되고, 유지보수가 용이한 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 철도레일 하부에 상부가 탈착되게 구비되고, 하부로 연장된 함 형태로 형성되어 내부에 공간이 형성되고, 내측면에 다수의 일 방향 래칫홈이 구비되어 하강이 방지되는 높이유지수단과; 상기 높이유지수단 내부로 삽입되고, 상부로 좁아지는 지지경사면이 구비되는 사다리꼴 형상의 지반지지수단과; 상기 지반지지수단의 지지경사면에 고정되게 구비되며, 상기 지반지지수단의 경사면에 대향되게 일측이 하부로 좁아지는 슬라이드경사면을 이루고, 타측에 상기 일 방향 래칫홈에 대향되게 역 방향 래치홈이 구비되어 상기 지반지지수단이 슬라이드 하강을 이루고, 상승을 방지하게 적어도 하나 이상 구비되는 쇄기부재;로 구비되되, 지반 침하시 상기 지반지지수단의 하중에 의해 지반지지수단이 하강하고, 높이유지수단의 일 방향 래칫홈과 쇄기부재의 역방향 래칫홈에 의해 높이유지수단의 하강을 방지하여 레일의 높이가 유지되어 레일의 침하를 방지함을 특징으로 한다.

Description

철도레일 침하방지용 레일높이유지장치{Subsidence Prevention Railroad A Rail Height Support System}

본 발명은 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도레일이 설치된 지반 침하시 침하된 지반에 의한 철도레일의 침하를 방지하고, 철도레일의 높이를 자동으로 견고히 유지하여 열차의 운행을 원활히 하며, 철도레일에 간편하게 탈.부착되고, 유지보수가 용이한 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치에 관한 것이다.

철도에서, 도상부 다짐의 불균질, 경계조건 및 하부노반구조의 차이 등으로 인하여, 레일에 열차충격하중이 작용함에 따라 침목의 하부에 존재하던 도상 자갈이 국부적으로 침하하면서 침목과 도상 자갈 사이에 틈 즉, 공동(下部空洞)이 발생하게 된다.

도 1에는 종래의 철도에서 침목(100)이 배치되고 침하가 발생된 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 선 R-R에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 것처럼 침목의 하부에서 침목과 도상 자갈 사이에 공동(300)이 발생한 "뜬 침목"은, 그 하면이 도상 자갈에 의해 충분히 지지 되고 있지 않은 상태이므로, 레일 위로 열차 차량이 통행하여 뜬 침목에 열차하중이 작용하게 되면 뜬 침목은 침하 될 수밖에 없고, 그에 따라 침목(100) 위에 설치된 레일(200)에 종방향 구배가 발생하게 되어, 열차의 승차감 저해는 물론이고 열차 안전에 큰 위협으로 작용하게 된다.

도 3에는 뜬 침목으로 인하여 레일에 종방향 구배가 발생한 상태를 보여주는 도 1의 선 P-P에 따른 개략적인 종방향 단면도가 도시되어 있다.

이러한 뜬 침목을 보강하기 위한 종래의 방법으로는, 레일을 따라 이동하는 자동화된 자갈 포설장비를 이용하여 뜬 침목 하부의 공동(300)에 자갈을 채우고 다짐을 수행하는 방법이 있다.

그러나 일반적으로 뜬 침목은 매우 국부적으로 발생하는 것이므로, 국부적인 위치에서의 자갈 포설 및 다짐을 위하여 자동화된 거대 포설장비를 활용하게 되면 그 비용이 과다하게 소요되므로 바람직하지 않다.

또한 자갈 포설장비가 레일 위에 있게 되면, 결국 열차의 통행이 큰 지장을 초래하게 되는 문제도 야기된다.

한편, 한국 등록실용신안 제20-373385호에는 철도 지반의 침하에 대한 대응 방안으로서 침목 상면과 철도 레일 하면 사이의 높이를 조절하는 장치를 설치하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 높이 조절장치는 뜬 침목이 발생하였을 때, 자동적으로 장치의 높이가 조정되는 것이 아니라, 작업자가 고정플레이트를 레일 및 침목으로부터 분리한 후에, 고정플레이트를 직접 회전시켜 높이를 상승시켜야 한다.

즉, 종래의 높이 조절장치는 그 높이 조절이 자동적으로 이루어지는 것이 아니라, 작업자가 현장에 접근하여 레일로부터의 분리작업 및 침목으로부터의 분리작업을 수행한 후에야 추가적인 회전에 의한 높이 상승작업을 수행할 수 있는 것이다.

따라서 종래의 높이 조절장치를 이용하는 경우, 부득이 열차의 통행을 중단시켜야 하며, 작업자가 현장에 접근하여 위와 같은 작업을 수행하기 전까지는, 철도 지반의 침하에 의해 뜬 침목이 발생한 상태가 지속되고 있는 상태가 되므로, 열차 통행 안전에 악영향을 주게 되는 문제가 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 철도레일이 설치된 지반 침하시 침하된 지반에 의한 철도레일의 침하를 방지하고, 철도레일의 높이를 자동으로 견고히 유지하여 열차의 운행을 원활히 하며, 철도레일에 간편하게 탈.부착되고, 유지보수가 용이한 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치에 있어서, 철도레일 하부에 상부가 탈착되게 구비되고, 하부로 연장된 함 형태로 형성되어 내부에 공간이 형성되고, 내측면에 다수의 일 방향 래칫홈이 구비되어 하강이 방지되는 높이유지수단과; 상기 높이유지수단 내부로 삽입되고, 상부로 좁아지는 지지경사면이 구비되는 사다리꼴 형상의 지반지지수단과; 상기 지반지지수단의 지지경사면에 고정되게 구비되며, 상기 지반지지수단의 경사면에 대향되게 일측이 하부로 좁아지는 슬라이드경사면을 이루고, 타측에 상기 일 방향 래칫홈에 대향되게 역 방향 래치홈이 구비되어 상기 지반지지수단이 슬라이드 하강을 이루고, 상승을 방지하게 적어도 하나 이상 구비되는 쇄기부재;로 구비되되, 지반 침하시 상기 지반지지수단의 하중에 의해 지반지지수단이 하강하고, 높이유지수단의 일 방향 래칫홈과 쇄기부재의 역방향 래칫홈에 의해 높이유지수단의 하강을 방지하여 레일의 높이가 유지되어 레일의 침하를 방지함을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 높이유지수단의 상부는 자석으로 구성되어 레일의 하부에 탈.착되게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 높이유지수단은 원통함 형태로 구비되어 하부가 개방되게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 지반지지수단은 상부가 좁아지는 원뿔 형상을 이루게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 높이유지수단은 사각함 형태로 구비되어 하부가 개방되게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 지반지지수단은 사각형의 사다리꼴 형상을 이루게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 높이유지수단과 상기 쇄기부재 사이에 탄성부재가 더 구비되어 상기 탄성부재에 의해 쇄기부재가 슬라이드 하강 됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 높이유지수단은 "ㄷ"자 형상을 이루게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 쇄기부재는 금속재로 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 쇄기부재는 적어도 둘 이상 분활되어 전체적으로 원통형상을 이루게 구비됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치를 적용하면 철도레일이 설치된 지반 침하시 침하 된 지반에 의한 철도레일의 침하를 방지하고, 철도레일의 높이를 자동으로 견고히 유지하여 열차의 운행을 원활히 하며, 철도레일에 간편하게 탈.부착되고, 유지보수가 용이한 탁월한 효과가 있다.

또한, 지반침하시 신속히 자동으로 대체할 수 있으므로, 갑작스런 지반침하에 용이하게 대처할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 지반의 수리가 이루어진 상태에서 단순히 레일높이유지장치만 레일에서 탈착하고 이를 재조립하여 간편하게 설치할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

도 1은 종래의 철도에서 침목이 배치된 상태를 보여주는 개략도.
도 2는 뜬 침목의 상태를 보여주는 도 1의 선 R-R에 따른 개략적인 단면도.
도 3은 뜬 침목으로 인하여 레일에 종방향 구배가 발생한 상태를 보여주는 철도레일의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 레일높이유지장치의 제1 실시 예를 개략적으로 도시한 분해사시도.
도 5는 도 4의 결합상태를 도시한 단면도.
도 6 및 도 7은 도 5의 작동상태를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 레일높이유지장치에 의해 레일이 지지된 상태를 도시한 사용상태도.
도 9는 도 8에서 지반의 침하시 본 발명에 따른 레일높이유지장치에 의해 레일의 높이가 유지되어 지지 된 상태를 도시한 사용상태도.
도 10은 본 발명에 따른 레일높이유지장치가 침목 하부에 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 탄성부재가 더 구비된 상태를 도시한 사용상태 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 레일높이유지장치의 제2 실시 예를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 레일높이유지장치의 제3 실시 예를 개략적으로 도시한 분해 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레일높이유지장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제1 실시 예의 레일높이유지장치(10)는, 원통함 형상을 이룬 높이유지수단(20)과, 상기 높이유지수단(20) 내에 삽입되게 상부가 좁은 사다리꼴 형상을 이룬 지반지지수단(40)과, 상기 높이유지수단(20)과 지반지지수단(40) 사이에 구비되는 쇄기부재(60)로 구성된다.

상기 높이유지수단(20)은 상부가 자석으로 구비된 원통형상의 함체로 구비되어 하부가 개방되게 구비되며, 내측면에 하부로 경사진 다수의 일 방향 래칫홈(22)이 구비되어 높이유지수단(20)의 하강을 방지하고, 철도레일(200)의 하부에 자력에 의해 탈.부착되게 구비된다.

물론, 상기 높이유지수단(20)과 레일(200)을 상호 탈.부착하기 위해 공지의 여러방식에 의해 탈.부착되게 될 수 있으며, 그 한 예로 기존의 철도레일(200)과 침목(100)을 상호 고정하기 위한 구성이 사용될 수 있다.

상기 지반지지수단(40)은 상기 높이유지수단(20) 내부로 삽입되고, 상부로 좁아지는 지지경사면(42)이 구비되는 사다리꼴 형상을 이루게 구비된다.

바람직하게는 도면에 도시된 바와 같이 상기 높이유지수단(20)에 대응되는 원뿔 형상을 이루게 구비된다.

아울러, 상기 높이유지수단(20)과 지반지지수단(40)은 적어도 삼각 이상의 다각형으로 구비됨이 더욱 바람직하다.

상기 쇄기부재(60)는 원통형상을 이루게 구비되며, 상기 지반지지수단(40)의 지지경사면(42)에 대향되게 내측 하부로 좁아지는 슬라이드경사면(62)을 이룬다.

그리고, 타측에 하부로 경사를 이루어 상기 높이유지수단(20)의 일 방향 래칫홈(22)에 대향되는 역 방향 래칫홈(64)이 적어도 하나 이상 구비되어 상기 지반지지수단(40)과 슬라이드 하강을 이루고, 상기 지반지지수단(40)의 상승을 방지하게 구비된다.

더욱 바림직하게는, 도면에 도시된 바와 같이 상기 쇄지부재(60)는 적어도 셋 이상 분할되어 전체적으로 원통 형상을 이루게 구비된다.

아울러, 상기 쇄기부재(60) 하부가 상기 지반지지수단(40)의 지지경사면(42)에 볼트와 같은 고정수단(미도시)에 의해 가 조립되어 설치위치로 용이하게 이송될 수 있다.

상기와 같이 구비된 본 발명의 일 실시 예에 따른 레일높이유지장치의 결합관계 및 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 높이유지수단(20)의 내측면에 쇄기부재가 최대한 깊게 삽입되어 높이유지수단(40)의 일 방향 래칫홈(22)과 쇄기부재(60)의 역방향 래칫홈(64)이 상호 맞물리게 가 조립된다.

그리고, 상기 쇄기부재(60)의 슬라이드 경사면(62)에 지반지지수단(40)의 지지경사면(42)이 상호 맞 닫게 지반지지수단(40)이 쇄지부재(60) 내측 슬라이드 경사면(62)을 따라 삽입된다.

그리고, 상기 쇄기부재(60)와 지반지지수단(40)이 고정수단에 의해 상호 가 조립된 상태로 고정되어 설치장소로 용이하게 이송된다.

물론, 상기와 같은 결합순서는 사용자에 편의에 의해 변경가능하다.

상기와 같이 높이유지수단(20)과, 지반지지수단(40)과, 쇄기부재(60)가 상호 조립된 상태에서 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 레일의 하부에 자력에 의해 부착되게 되고, 고정수단은 제거되게 된다.

이때, 상기 지반지지수단(40)은 지반에 지지 되게 설치됨은 물론이다.

상기와 같이 레일(200)하부에 부착되고, 지반에 지지된 레일높이유지장치(10)는 도 6에 도시된 바와 같이 지반의 침하시 지반에 지지되는 지반지지수단(40)이 자체하중에 의해 하강하게 된다.

이때, 상기 지반지지수단(40)의 지지경사면(42)에 의해 지지되던 쇄기부재(60)가 상기 지반지지수단(40)의 하강에 의해 형성된 공간에 의해 자연스럽게 상기 높이유지수단(20)의 일 방향 래칫홈(22)에서 이탈되어 하강하게 된다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 지반지지수단(40)의 지지경사면(42)과 쇄기부재(60)의 슬라이드 경사면(62)이 다시 맞 닫게 되어 상기 쇄기부재(60)의 역방향 래칫홈(64)과 높이유지수단(20)의 일 방향 래칫홈(22)이 상호 맞물려 상기 높이유지수단(20)을 지지하게 된다.

즉, 레일(200)이 설치된 지반이 침하 된 만큼 지반지지수단(40)이 자연스럽게 하강하게 되고, 지반지지수단(40)이 하강 된 만큼 쇄지부재(60)가 자연스럽게 하강하여 지반지지수단(40)의 지지경사면(42)에 의해 지지 되어 높이유지수단(20)을 지지함으로 레일(200)의 침하를 방지하고, 용이하게 레일(200)을 지지할 수 있는 것이다.

그러므로, 상기 높이유지수단(20)은 레일(200) 하부에 부착된 상태를 유지하고, 높이유지수단(20)의 일 방향 래칫홈(22)이 쇄기부재(60)의 역방향 래칫홈(64)에 의해 지지되어 높이유지수단(20)이 하강 되지 않고 견고하게 레일(200)의 높이를 유지하게 된다.

그러므로, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이 지반의 침하시 레일높이유지장치(10)에 의해 자동으로 레일(200)의 높이가 유지된 상태를 이룸으로 열차운행을 원활히 할 수 있다.

또한, 지반침하시 신속히 자동으로 대체할 수 있으므로, 갑작스런 지반침하에 용이하게 대처할 수 있다.

또한, 지반의 수리가 이루어진 상태에서 단순히 레일높이유지장치만 레일에서 탈착하고 이를 재조립하여 간편하게 설치할 수 있다.

아울러, 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 높이유지장치(10)는 침목(100)하부에 구비될 수도 있음은 물론이다.

도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 탄성부재가 더 구비된 상태를 도시한 사용상태 단면도로서, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예와 그 구성 및 작동관계가 대동소이함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 도 11에 도시된 바와 같이 높이유지수단(20)의 내부의 하부면과 쇄기부재(60)의 상부 사이에 탄성부재(80)가 더 구비되게 구비되어 상기 탄성부재(80)에 의해 상기 쇄기부재(60)가 더욱 용이하게 하강 된다.

그러므로, 쇄기부재(60)의 자체하중과 탄성부재(80)의 탄력에 의해 미세한 지반침하에도 더욱 용이하게 대응할 수 있는 것이다.

상기 탄성부재(80)는 스프링으로 도시되었으나, 사용자의 선택에 따라 공지된 여러 탄성부재가 사용될 수 있으며, 그 한 예로 고무 또는 우레탄 부재가 사용될 수도 있다.

도 12는 본 발명의 레일높이유지장치의 제2 실시 예를 도시한 분해 사시도로서, 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예와 그 구성 및 작동관계가 대동소이함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 도 12에 도시된 바와 같이 높이유지수단(20)이 사각형의 함 형상을 이루게 구비되고, 지반지지수단(40)이 사각형의 사다리꼴 형상을 이루게 구비되며, 쇄기부재(60)가 상기 지반지지수단(40) 지지경사면(42)과 및 높이유지수단(20)의 내측면과 상호 맞물리게 각면에 각각 구비되게 구성된다.

그러므로, 사용자가 더욱 용이하게 레일높이유지장치를 간편하게 분해 조립할 수 있으며, 유지보수가 용이한 것이다.

도 13은 본 발명의 레일높이 유지장치의 제3 실시 예를 도시한 분해 사시도로서, 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 및 제2 실시 예와 그 구성 및 작동관계가 대동소이함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 도 13에 도시된 바와 같이 높이유지수단(20)이 "ㄷ"자 형상을 이루게 구비되어 쇄기부재(60)와 지반지지수단(40)이 상호 결합된 상태에서 간편하게 높이유지수단(20)에 결합수 있는 것이다.

그러므로, 사용자가 언제든지 레일높이유지장치(10)를 간편하게 분해 조립할 수 있으며, 유지보수가 용이한 것이다.

아울러, 상기 지반지지수단(40)은 사용자의 선택에 따라 내부가 빈 중공부(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 상기 중공부에 공지의 하중물이 중천되게 구비될 수도 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

그 한 예로, 기름 또는 가스를 이송하기 위해 설치되는 파이프 라인 같이 지반의 침하에 의해 파손될 수 있는 여러 구성물 하부에 설치되어 사용될 수 있는 것이다.

10: 높이유지장치 20: 높이유지수단
22: 일 방향 래칫홈 40: 지반지지수단
42: 지지경사면 60: 쇄기부재
62: 슬라이드 경사면 64: 역방향 래칫홈

Claims (10)

1. 철도레일 하부에 상부가 탈착되게 구비되고, 하부로 연장된 함 형태로 형성되어 내부에 공간이 형성되고, 내측면에 다수의 일 방향 래칫홈이 구비되어 하강이 방지되는 높이유지수단과;
   상기 높이유지수단 내부로 삽입되고, 상부로 좁아지는 지지경사면이 구비되는 사다리꼴 형상의 지반지지수단과;
   상기 지반지지수단의 지지경사면에 고정되게 구비되며, 상기 지반지지수단의 경사면에 대향되게 일측이 하부로 좁아지는 슬라이드경사면을 이루고, 타측에 상기 일 방향 래칫홈에 대향되게 역 방향 래치홈이 구비되어 상기 지반지지수단이 슬라이드 하강을 이루고, 상승을 방지하게 적어도 하나 이상 구비되는 쇄기부재;로 구비되되,
   지반 침하시 상기 지반지지수단의 하중에 의해 지반지지수단이 하강하고, 높이유지수단의 일 방향 래칫홈과 쇄기부재의 역방향 래칫홈에 의해 높이유지수단의 하강을 방지하여 레일의 높이가 유지되어 레일의 침하를 방지함을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이유지수단의 상부는 자석으로 구성되어 레일의 하부에 탈.착되게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이유지수단은 원통함 형태로 구비되어 하부가 개방되게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 지반지지수단은 상부가 좁아지는 원뿔 형상을 이루게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이유지수단은 사각함 형태로 구비되어 하부가 개방되게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 지반지지수단은 사각형의 사다리꼴 형상을 이루게 구비됨 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이유지수단과 상기 쇄기부재 사이에 탄성부재가 더 구비되어 상기 탄성부재에 의해 쇄기부재가 슬라이드 하강 되게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이유지수단은 "ㄷ"자 형상을 이루게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 쇄기부재는 금속재로 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 쇄기부재는 적어도 둘 이상 분활되어 전체적으로 원통형상을 이루게 구비됨을 특징으로 하는 철도레일 침하방지용 레일높이유지장치.
    

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