KR101792691B1 - 분기기 크로싱의 윙레일 구조물 - Google Patents

Abstract

철도의 궤도가 교차하는 지점에 설치되는 분기기 크로싱에 있어 크로싱의 수명을 연장할 수 있는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물를 개시한다.
본 발명에 따른 철도 분기기 크로싱의 윙레일 구조물은, 베이스와, 웹과, 웹을 기준으로 상측에 좌우 대칭으로 형성되는 헤드로 이루어지며, 서로 대향하는 한 쌍의 표준레일로 구성되는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물에 있어서, 각 표준레일은 서로 대향하는 측의 헤드가 절삭되고, 절삭된 부분을 보강하기 위해, 웹에 합금강 소재의 보강블록이 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

분기기 크로싱의 윙레일 구조물{WING RAIL STRUCTURE OF RAILROAD TURNOUT CROSSING}

본 발명은 분기기 크로싱의 윙레일 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도의 궤도가 교차하는 지점에 설치되는 분기기 크로싱에 있어 크로싱의 수명을 연장할 수 있는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물에 관한 것이다.

철도 분기기 크로싱(TURNOUT CROSSING)이란, 철도의 궤도가 교차하는 지점에 설치되는 설비로서, 철도 분기기의 일 부분을 의미한다.

도 1은 분기기 크로싱을 설명하기 위한 종래 일반적인 철도 분기기의 개략도이다.

종래 철도 분기기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 궤도가 분기되는 지점에 설치되는 포인트부(P)와, 열차의 방향을 다른 방향으로 리드하는 리드부(L), 두 궤도가 교차하는 부분으로 궤도가 완전히 분리되는 지점에 설치되는 크로싱(C)으로 나뉜다.

이 중 크로싱(C)은 다시 X자형 윙레일(C-10, wing rail)과 V자형의 노스레일(C-20, nose rail)로 구성된다.

크로싱(C)의 경우 열차의 하중을 가장 많이 받는 관계로 잦은 파손이 발생되어 문제가 되고 있으며, 이에 철도업계에서 이를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있다.

이와 관련된 종래기술로는 대한민국 등록실용신안 제20-0402755호에 개시된 철도 분기기용 용접 크로싱과 대한민국 등록실용신안 제20-0296639호에 개시된 철도 분기기의 크로싱이 있다.

상기의 종래기술들은 크로싱(C)의 노스레일(C-20) 부분을 강도가 높은 고강도 재질로 제작함으로써 노스레일(C-20) 부분의 내마모성을 향상시켜 그 수명을 연장시킬 수 있었다.

그러나, 노스레일(C-20) 수명 연장에도 불구하고 윙레일(C-10) 부분은 표준강인 철강 소재로 이루어져 노스레일(C-20) 부분 보다 조기에 파손이 일어나고 이에 따라 크로싱(C) 전체의 수명 개선은 크게 효과를 거두지 못하고 있다.

KR 20-0402755 Y1 KR 20-0296639 Y1

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 분기기 크로싱의 윙레일 수명을 개선함으로써 분기기 크로싱 전반의 수명을 향상시킬 수 있는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 분기기 크로싱의 윙레일 구조물은, 베이스와, 웹과, 웹을 기준으로 상측에 좌우 대칭으로 형성되는 헤드로 이루어지며, 서로 대향하는 한 쌍의 표준레일로 구성되는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물에 있어서, 각 표준레일은 서로 대향하는 측의 헤드가 절삭되고, 절삭된 부분을 보강하기 위해, 웹에 합금강 소재의 보강블록(120)이 결합될 수 있다.

여기서, 보강블록은 볼트 결합방식 또는 용접에 의한 결합방식 중 어느 하나에 의해 표준레일에 결합될 수 있다.

한편, 보강블록은 분기기 크로싱의 노스레일과 인접한 부분인 노스레일 인접구간의 표준레일에 결합될 수 있다.

이 경우, 상단부는 헤드의 절삭된 부분을 메우고, 중앙부는 베이스와 헤드의 사이에 형성된 측면공간을 메우는 것을 특징으로 한다.

또한, 노스레일 인접구간의 표준레일은 길이방향 중심을 기준으로 좌우로 갈수록 헤드의 절삭부분이 감소하고, 보강블록은 헤드의 절삭부분의 감소에 따라 상단부의 폭이 길이방향 중심을 기준으로 좌우로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 노스레일 인접구간의 표준레일은 보강블록의 상단부 폭이 증가되도록 외측으로 볼록하게 휘어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 따르면, 분기기 크로싱의 윙레일 일부를 노스레일과 동일한 고강도의 합금강 소재로 구현함으로서 크로싱 전반의 수명을 향상시킬 수 있는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물을 제공함에 있다.

도 1은 분기기 크로싱을 설명하기 위한 종래 일반적인 철도 분기기의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 분기기 크로싱의 윙레일 구조물을 설명하기 위한 개략도.
도 3은 도 2에서 A부분의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 Ⅰ-Ⅰ 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 '분기기 크로싱의 윙레일 구조물'(이하, '윙레일 구조물'이라 약칭함)에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 분기기 크로싱의 윙레일 구조물을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 도 2에서 A부분의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 Ⅰ-Ⅰ 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 윙레일 구조물(C-10)이 적용되는 분기기 크로싱(C)은 궤도의 교차지점에 위치하는 X자형 윙레일(C-10, wing rail)과 궤도의 분리가 완료되는 지점에 위치하는 V자형의 노스레일(C-20, nose rail)로 구성된다.

노스레일(C-20)은 강도가 높은 고강도 재질, 가령 합금강으로 이루어지며, 윙레일(C-10)은 서로 대향하는 한 쌍의 표준레일(100)로 구성되되 그 일부 구간에는 헤드(106)가 절삭되고 절삭된 부분을 보강하기 위해 보강블록(120)이 결합된다. 여기서, 표준레일(100)은 일반적인 철도 레일과 동일한 소재인 철강 내지 망간강 소재로 이루어지며, 베이스(102, base)와, 웹(104, web)과, 웹(104)을 기준으로 상측에 좌우 대칭으로 형성되는 헤드(106, head)로 구성된다.

구체적으로, 윙레일 구조물(C-10)의 각 표준레일(100)은 서로 대향하는 측의 헤드(106)가 절삭되고, 헤드(106)가 절삭된 구간에는 합금강 소재의 보강블록(120)이 표준레일(100)의 웹(104)에 결합된다. 이때, 윙레일 구조물(C-10)의 기능이 원할하게 수행되도록 보강블록(120)의 상부면은 표준레일(100)의 상부면과 나란하게 형성됨이 바람직하다.

보강블록(120)은 체결볼트(142)에 의해 표준레일(100)에 결합되게 되는데, 이를 위해 보강블록(120)에는 다수의 체결공(120a)이 형성되고, 표준레일(100)에는 보강블록(120)의 체결공(120a)과 서로 대응되는 다수의 체결공(100a)이 형성된다.

보강블록(120)의 결합과정을 살펴보면, 먼저 상술한 바와 같이 서로 대향하는 측의 헤드(106)를 절삭한 다음 보강블록(120)을 삽입하고, 체결볼트(142)를 보강블록(120)과 표준레일(100)의 체결공(120a, 100a)에 끼워넣은 다음 너트(144)에 의해 조임으로써 이루어진다.

본 실시예에서는 볼트 결합을 예로 들었으나 용접에 의해 결합될 수 있음은 물론이다. 다만, 이 경우 표준레일(100)이 망간강 소재로 이루어지는 경우 합금강과 망간강의 재료 특성상 용접이 제대로 이루어질 수 없어 체결볼트에 의해서만 결합될 수 있다.

한편, 보강블록(120)은 분기기 크로싱(C)의 노스레일(C-20)과 인접한 부분인 노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)에 결합되는 것이 바람직하다. 이는, 노스레일 인접구간(h)은 열차가 다른 궤도로 옮겨 가기 직전의 부분으로 크로싱(C)의 노스레일(C020) 다음으로 열차의 하중 등에 의해 부하가 심하여 잦은 파손이 일어나기 때문이다. 윙레일 구조물(C-10)의 표준레일(100) 자체를 합금강 소재로 구현할 수도 있으나 합금강의 비용이 고가이므로 상당한 설치비용이 수반되는 단점이 있다.

본 발명의 윙레일 구조물(C-10)은 내마모성이 우수한 합금강 소재의 보강블록(120)이 노스레일 인접구간(h)에 국한되어 결합 설치됨으로써 윙레일 구조물(C-10)의 전체적인 수명을 연장하는 동시에 설치비용을 크게 절감하는 이점이 있다.

노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)에 보강블록을 결합하기 위하여, 먼저 표준레일(100)의 길이방향 기준으로 그 중심인 지점에서는 표준레일(100)의 헤드(106)를 깊게 절삭하고 좌우로 갈수록 헤드(106)의 절삭부분을 감소시키는 것이 바람직하다.

이때, 노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)에 결합되는 보강블록(120)은 그 상단부는 헤드(106)의 절삭된 부분을 메우고, 중단부는 표준레일(100)의 베이스(102)와 헤드(106) 사이에 형성된 측면공간(100a)을 메우도록 이루어짐이 바람직하다.

또한, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 보강블록(120)은 헤드(106)의 절삭부분 감소에 따라 상단부의 폭은 길이방향 중심을 기준으로 좌우로 갈수록 좁아지도록 이루어짐이 바람직하다.

한편, 노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)은 외측, 즉 서로 마주보는 방향의 반대방향으로 볼록하게 휘어지도록 이루어짐이 바람직하다.

이 경우, 표준레일(100)에 보강블록(120)이 결합, 설치되더라도 표준레일(100)의 헤드(106)의 길이방향 외곽선은 전과 동일하게 직선이나 부드러운 곡선을 유지하는 동시에 보강블록(120)의 상단부 폭은 기존보다 더 넓힐 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 구성에 따르면, 분기기 윙레일(C-10)의 일부 구간인, 노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)을 노스레일(C-20)과 동일한 고강도의 합금강 소재로 구현함으로서 크로싱(C) 전반의 수명을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 표준레일 102: 베이스
104: 웹 106: 헤드
120: 보강블록 142: 볼트
C-10: 윙레일 C-20: 노스레일
h: 노스레일 인접구간

Claims (7)

1. 베이스(102)와, 웹(104)과, 상기 웹(104)을 기준으로 상측에 좌우 대칭으로 형성되는 헤드(106)로 이루어지며, 서로 대향하는 한 쌍의 표준레일(100)로 구성되는 분기기 크로싱의 윙레일 구조물(C-10)에 있어서,
   상기 각 표준레일(100)은 서로 대향하는 측의 상기 헤드(106)가 절삭되고, 절삭된 부분을 보강하기 위해, 상기 웹(104)에 합금강 소재의 보강블록(120)이 결합되고,
   상기 보강블록(120)의 상부면은 상기 표준레일(100)의 상부면과 나란하게 형성되며,
   상기 보강블록(120)은 상기 분기기 크로싱(C)의 노스레일(C-20)과 인접한 부분인 노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)에 결합되고,
   상기 노스레일 인접구간(h)의 상기 표준레일(100)은 길이방향 중심을 기준으로 좌우로 갈수록 상기 헤드(106)의 절삭부분이 감소하고,
   상기 보강블록(120)은, 상기 헤드(106)의 절삭부분의 감소에 따라 상단부의 폭이 길이방향 중심을 기준으로 좌우로 갈수록 좁아지고,
   상기 노스레일 인접구간(h)의 표준레일(100)은 상기 보강블록(120)의 상단부 폭이 증가되도록 외측으로 볼록하게 휘어지는 것을 특징으로 하는, 분기기 크로싱의 윙레일 구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 보강블록(120)은 볼트 결합방식 또는 용접에 의한 결합방식 중 어느 하나에 의해 상기 표준레일(100)에 결합되는 것을 특징으로 하는, 분기기 크로싱의 윙레일 구조물.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 보강블록(120)은 상단부는 상기 헤드(106)의 절삭된 부분을 메우고, 중앙부는 상기 베이스(102)와 헤드(106)의 사이에 형성된 측면공간(100b)을 메우는 것을 특징으로 하는, 분기기 크로싱의 윙레일 구조물.
6. 삭제
7. 삭제

Images