KR101569190B1 - 자동 궤간 변환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 궤간 변환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 역구내의 분기기 등에 설치되어 철도차량 또는 대차의 자체 하중에 의해 자동으로 궤간이 변환되도록 한 자동 궤간 변환장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선로의 폭 방향으로 이동하는 이동부와, 상기 이동부의 상부에 설치되는 레일과, 상기 한 쌍의 이동부를 서로 지지하는 지지부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

자동 궤간 변환장치{Automatic track gauge conversion device}

본 발명은 자동 궤간 변환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 역구내의 분기기 등에 설치되어 철도차량 또는 대차의 자체 하중에 의해 자동으로 궤간이 변환되도록 한 자동 궤간 변환장치에 관한 것이다.

통상적으로, 철도의 선로는 궤간에 따라 광궤(廣軌) 철도, 표준궤(標準軌) 철도 및 협궤(挾軌) 철도로 구별된다.

이때, 궤간이 1,435mm의 것을 표준궤 철도라 하고, 표준궤 철도를 기준으로 넓은 것을 광궤 철도라 하며, 좁은 것은 협궤 철도라고 부르고 있다.

우리나라에서는 궤간을 표준궤 철도를 적용하고 있으나, 러시아, 핀란드에서는 궤간이 1,524mm인 광궤 철도를 적용하고 있고, 아일랜드는 궤간이 약 1,600mm인 광궤 철도를 적용하고 있으며, 스페인, 포르투칼, 인도, 파키스탄 등에서는 궤간이 1,676mm인 광궤 철도를 채택하고 있다.

반면에 일본의 재래선 및 대만, 필리핀, 뉴질랜드, 수단 등에서는 궤간이 1,067mm인 협궤 철도를 사용하고 있다.

위와 같이 선로의 궤간이 나라마다 상이하고, 같은 국가 내에서도 여러 종류의 궤간이 사용되고 있는 경우가 있어 열차가 궤간이 다른 선로로 운행되는 경우에 많은 어려움이 발생한다.

일반적으로 궤간의 폭이 다른 선로로 열차를 운행하고자 하는 경우에는 운행을 중지하고,철도차량의 차체만을 들어올린 후 운행하고자 하는 궤간의 폭에 맞는 대차(貸車, truck)로 교환하는 방법과, 운행 중인 열차를 정지시켜 변경되어지는 궤간에서 운행하기에 적합한 다른 열차로 승객 또는 화물을 환승, 환적시키는 방법 등이 있다.

그러나, 상기와 같이 대차를 교환시키는 방법은 그 교환작업에 따른 열차 운행시간의 지연과, 대차의 교환 작업이 완료될 때까지 승객들이 기다려야만 하는 불편함을 주게 되며, 또한 다른 열차로 승객 도는 화물을 환승, 환적하는 방법은 열차를 바꿔 타는 승객들에게 불편함을 주게 되고, 또 화물을 환적시키는 작업도 필요하게 되므로 그에 따른 물류비용이 증가할 수밖에 없는 문제점들이 있다.

따라서, 상기와 같은 방법들은 열차의 운행을 중지하고 실시하게 되는데, 그로 인하여 열차의 운행시간이 지연됨으로써, 열차운행에 큰 지장을 초래하고 있는 현실이다.

그러므로, 국내의 경우 남북철도 연결사업이 가속화되고 있고, 이로 인하여 표준궤인 남북철도와 광궤인 러시아 철도간의 국경에서 궤간 차이를 극복할 방안들에 대한 관심이 고조되어 있으며, 그러한 방안으로서, 환적, 대차교환, 궤간가변 대차 등이 검토되고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0089938호 " 궤간변환용 차륜 및 궤간 변환용 레일과 이를 이용한 궤간 변환 시스템'이 제시되어 있다.

따라서, 열차가 궤간이 다른 선로로 운행될 때 궤간 변환용 차륜이 궤간 변환구간에서 자연스럽게 변경되어야 할 궤간의 레일로 이동하면서 열차의 궤간 변경이 간단하게 이루어질 뿐만 아니라, 열차운행을 중지시키지 않고도 계속하여 주행할 수 있기 때문에 열차의 운행시간을 단축시킬 수 있다.

그러나, 상기와 같이 궤간가변 대차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데 반해 레일 사이의 거리, 즉 궤간을 자동으로 변경시킬 수 있도록 하는 장치는 개발되어 있지 않은 실정이다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 철도차량의 자중에 의해 자동으로 궤간이 변경될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 한 쌍의 레일 하부에 일측으로 경사면이 형성된 이동부재를 서로 대응되게 구비함으로써, 철도차량 또는 대차의 자중에 의해 레일의 사이 간격이 조절될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 한 쌍의 이동부재의 사이에 탄성지지부를 구비함으로써, 이 탄성지지부의 탄성력에 의해 용이하게 레일의 사이 간격이 자동으로 조절됨과 동시에 원상복귀할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 서로 대응되게 설치되는 이동부재의 하부에 바퀴를 구비함으로써, 레일이 용이하게 이동할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 이동부재를 제어하는 제어부를 더 구비함으로써, 필요에 따라 이동부를 동작할 수 있도록 제어할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
하부에 외측방향으로 하향 기울기를 갖는 제2경사면이 형성된 레일과, 상기 레일의 하부에 설치되고 상단부에 제2경사면과 동일한 기울기를 갖는 제1경사면이 형성되어 철도차량의 하중에 의해 선로의 폭방향으로 슬라이드 이동하는 이동부재와, 상기 이동부재의 사이에 연결 설치되는 인장스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이동부재의 제1경사면에는 안착홈이 형성되고, 상기 레일의 하단부는 안착홈에 안착 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동부재에는 바퀴가 구비되고, 이동부재의 하부에는 바퀴의 이동을 가이드하는 가이드부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이동부재 또는 가이드부재에는 바퀴의 동작을 제어하는 제어부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

이와 같이 구성된 본 발명은 철도차량의 자중에 의해 자동으로 궤간이 변경될 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 한 쌍의 레일 하부에 일측으로 경사면이 형성된 이동부재를 서로 대응되게 구비함으로써, 철도차량 또는 대차의 자중에 의해 레일의 사이 간격이 조절될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 한 쌍의 이동부재의 사이에 탄성지지부를 구비함으로써, 이 탄성지지부의 탄성력에 의해 용이하게 레일의 사이 간격이 자동으로 조절됨과 동시에 원상복귀할 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 서로 대응되게 설치되는 이동부재의 하부에 바퀴를 구비함으로써, 레일이 용이하게 이동할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 이동부재를 제어하는 제어부를 더 구비함으로써, 필요에 따라 이동부를 동작할 수 있도록 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치를 보인 도면.
도 3은 도 2의 A부를 보인 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치의 작용관계를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치를 보인 도면이고, 도 3은 도 2의 A부를 보인 확대도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치(100)는 선로의 폭 방향으로 슬라이드 이동동작을 수행하는 이동부(110)가 구비된다.

여기서, 상기 이동부(110)는 서로 대응되게 한 쌍이 소정의 간격으로 이격되게 이동부재(112)가 구비된다.

나아가, 상기 한 쌍의 이동부재(112) 상부에는 서로 대응되는 외측 방향으로 경사지게 제1경사면(114)이 형성된다. 즉, 상기 제1경사면(114)은 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 이동부재(112)의 외측 방향으로 하향 기울기를 갖도록 형성된다.

아울러, 상기 이동부재(112)의 제1경사면(114)에는 안착홈(116)이 형성되고, 하부에는 다수개의 바퀴(118)가 구비된다.

그리고, 상기 이동부(110)의 이동부재(112) 하부에 구비된 바퀴(118)가 안착되는 가이드부재(120)가 구비되고, 이 이동부재(112)에는 바퀴(118)의 동작을 제어하는 제어부재(122)가 구비된다.

이때, 상기 제어부재(122)는 이동부재(112)에 설치할 수도 있고, 이동부재(112)를 가이드하는 가이드부재(120)에 설치할 수도 있다.

따라서, 상기 이동부재(112)는 하부에 구비된 바퀴(118)가 가이드부재(120)를 따라 선로의 폭 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 되고, 가이드부재(120)에 구비된 제어부재(122)에 의해 바퀴(118)를 잠금/해지시킬 수 있게 된다.

즉, 상기 제어부재(122)의 제어에 의해 바퀴(118)의 동작을 잠금/해지시킬 수 있게 되어 필요에 따라 이동부재(112)를 고정 또는 슬라이드 이동동작을 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 이동부(110)의 이동부재(112) 상부에 설치되어 철도차량이 진입하는 레일(210)이 구비된다.

여기서, 상기 레일(210)은 하부에 이동부재(112)의 제1경사면(114)과 대응되게 제2경사면(212)이 형성되고, 레일(210)의 하부는 이동부재(112)의 제1경사면(114)에 형성된 안착홈(116)에 안착 고정된다.

즉, 상기 레일(210)의 하부에 형성되는 제2경사면(212)은 한 쌍의 레일(210)이 서로 대응되는 방향인 내측 하단부에 형성되고, 이동부재(112)의 제1경사면(114)과 마찬가지로 레일(210)의 외측방향으로 하향 기울기를 갖도록 형성된다.

따라서, 상기 레일(210)의 상부로 진입하는 철도차량의 자중에 의해 자동으로 이동부재(112)가 선로의 폭 외측 방향으로 이동하게 되면서 자동으로 궤간이 변환되게 된다.

이때, 철도차량의 윤축은 궤간 변경에 따라 차륜 간격이 자동 또는 수동으로 변경이 가능한 구조로 되어 있어 있음은 물론이다.

그리고, 상기 한 쌍의 이동부재(112)의 사이에 설치되어 이동부재(112)를 탄성지지하는 지지부(310)가 구비된다.

여기서, 상기 지지부(310)는 한 쌍의 이동부재(112)의 서로 대응면에 양측부가 각각 고정수단에 의해 결속 고정되는 탄성부재(312)가 구비된다.

이때, 상기 탄성부재(312)는 인장력을 가지는 인장스프링이 적용되게 된다.

따라서, 상기 탄성부재(312)의 인장력에 의해 철도차량이 레일(210)로부터 벗어나게 되면 이동부재(112)가 선로의 폭, 즉 선로의 폭 내측으로 이동하면서 원상복귀하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치의 작용관계를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치(100)는 주로 철도 역사에서 철도차량이 정지되어 있는 경우에 활용된다.

즉, 철도차량이 자동 궤간 변환장치(100)의 레일(210)로 진입하게 되면 철도차량의 하중이 레일(210)로 전달되고, 레일(210)로 전달되는 하중에 의해 이동부재(112)의 외측부에 형성된 제1경사면(114)과 레일(210)의 하부에 형성된 제2경사면(212)으로 전달되는 하중에 의해 이동부재(112) 및 레일(210)이 외측으로 이동하려는 힘이 발생하게 된다.

따라서, 상기 레일(210)의 상부로 진입하는 철도차량의 하중에 의해 레일(210)은 선로의 폭 외측으로 이동하려는 힘에 의해 이동부재(112)가 가이드부재(120)를 따라 외측으로 이동하게 되어 협궤에서 광궤로 자동 변환되게 된다.

이때, 상기 이동부재(112)가 외측으로 이동시 한 쌍의 이동부재(112)의 사이에 구비된 탄성부재(310)는 인장력을 가지게 된다.

이와 같이 상기 이동부재(112)가 외측으로 이동하여 협궤에서 광궤로 자동변환된 상태에서 철도차량이 레일(210)로부터 벗어나게 되면 이 탄성부재(310)의 인장력에 의해 이동부재(112)는 원상복귀 된다.

한편, 상기 이동부재(112)의 하부에 구비된 바퀴(118)를 제어하는 제어부재(122)가 구비되어 필요에 따라 제어부재(122)를 이용하여 바퀴(118)를 잠금/해지시키게 되어 필요한 경우에만 궤간이 변경되게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치(100)는 외부의 힘을 받지 않고도 자동, 즉 철도차량의 진입시 자체 하중에 의해 협궤에서 광궤로 자동 변경되게 된다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

상기에서는 본 발명에 따른 자동 궤간 변환장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

100 : 자동 궤간 변환장치 110 : 이동부
112 : 이동부재 114 : 제1경사면
116 : 안착홈 118 : 바퀴
120 : 가이드부재 122 : 제어부재
130 : 제3경사면 210 : 레일
212 : 제2경사면 220 : 제4경사면
310 : 지지부 312 : 탄성부재

Claims (9)

1. 하부에 외측방향으로 하향 기울기를 갖는 제2경사면이 형성된 레일과,
   상기 레일의 하부에 설치되고 상단부에 제2경사면과 동일한 기울기를 갖는 제1경사면이 형성되어 철도차량의 하중에 의해 선로의 폭방향으로 슬라이드 이동하는 이동부재와,
   상기 이동부재의 사이에 연결 설치되는 인장스프링을 포함하여 구성되되,
   상기 이동부재의 제1경사면에는 저면부가 제1경사면과 동일한 기울기를 갖는 안착홈이 형성되고, 상기 레일의 하단부는 안착홈에 안착 고정된 것을 특징으로 하는 자동 궤간 변환장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이동부재에는 바퀴가 구비되고, 이동부재의 하부에는 바퀴의 이동을 가이드하는 가이드부재가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 궤간 변환장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이동부재 또는 가이드부재에는 바퀴의 동작을 제어하는 제어부재가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 궤간 변환장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images