KR102106039B1

KR102106039B1 - 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102106039B1
Application number: KR1020190166122A
Authority: KR
Inventors: 성상환
Original assignee: 주식회사 이수 이엔씨
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-04-29

Abstract

본 발명은 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 압연에 따른 평탄면의 단면 구조를 이룸으로써 콘크리트와의 접촉면적 증대에 따른 균열 발생을 방지함과 함께 인장강도가 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 레일 고정볼트(40)의 체결이 이루어지는 체결너트(10)가 콘크리트 침목(50)에 고정 구성되고, 상기 체결너트(10)의 주변을 감싸는 형태로 콘크리트 침목(50)에 일체로 매립 구성이 이루어지는 침목 보강용 스프링(20)에 있어서, 상기 스프링(20)은 상면과 저면이 평탄면(21)을 이루는 단면 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 콘크리트 침목 보강용 스프링 및 그 제조방법{SPRING FOR REINFORCEMENT OF RAILWAY CONCRETE SLEEPERS AND MANUFACTURE METHOD}

본 발명은 콘크리트 침목 보강용 스프링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 침목의 강도 보강을 위한 침목 보강용 스프링 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철도 선로는 궤도와 노반과 이에 부속된 선로 구조물로 구성되어 있고, 궤도는 레일과 그 부속품, 침목 및 도상(자갈)으로 이루어져 있다. 이러한 레일은 통상 일정한 길이로 규격화되어 있으며, 콘크리트 침목은 철도 레일을 견고하게 붙잡아 좌우 레일의 폭을 일정하게 유지하면서 레일로부터 받은 열차의 하중을 도상에 분포시키는 역할을 한다.

상기와 같은 목적을 갖는 종래 자갈도상 궤도 구조를 간단하게 살펴보면 레일 하단에는 콘크리트 재질의 침목이 고정볼트에 의해 체결 고정되어 있고, 이 침목의 하단측에는 자갈도상이 깔려져 있다.

이와 같은 상태에서 차량이 운행할 때 차량의 하중이 레일에 가해지면 자갈 도상은 침목과 함께 하중을 노반으로 골고루 분산시키게 된다.

한편, 콘크리트 침목에는 레일을 고정하는 고정볼트의 나사 체결이 이루어질 수 있도록 체결너트가 매립 구성되어지며, 일정 길이의 봉 형상을 이루는 체결너트 주변에는 철선을 스프링 형상의 나선방향으로 밴딩하여 완충 지지가 이루어지게 된다.

그러나 종래 철선은 통상적인 원형의 단면 형태를 이루고 있기 때문에 콘크리트와의 결합력에 한계가 있으며, 이에 따른 인장강도가 쉽게 약화되는 문제점이 있었다.

대한민국 실용신안등록 제235979호(2001.06.15.등록) 대한민국 실용신안등록 제268340호(2002.03.05.등록) 대한민국 실용신안등록 제272559호(2002.04.08.등록)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 콘크리트 침목의 완충 보강효율을 향상시킬 수 있도록 스프링 철선을 압연하여 납작한 형상으로 성형 제작하여 설치함으로써 콘크리트와의 접촉면적 향상에 따른 콘크리트 균열 발생을 방지함과 함께 인장강도가 강화될 수 있도록 하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 레일 고정볼트의 체결이 이루어지는 체결너트가 콘크리트 침목에 고정 구성되고, 상기 체결너트의 주변을 감싸는 형태로 콘크리트 침목에 일체로 매립 구성이 이루어지는 침목 보강용 스프링에 있어서, 상기 스프링은 상면과 저면이 평탄면을 이루는 단면 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링은 하단부가 체결너트의 하단부에 결합되며, 상기 체결너트의 하단부에는 스프링의 결합이 이루어지는 나선형상의 체결홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결너트는 외주면에는 콘크리트와의 접촉 면적 증대를 위한 나선돌부가 나선형상을 이루어 돌출 구비된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 콘크리트 침목 보강용 스프링은, 압연에 따른 평탄면의 단면 구조를 이룸으로써 콘크리트와의 접촉면적 증대에 따른 균열 발생을 방지함과 함께 인장강도가 안정적으로 유지될 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링과 체결너트 분리 사시도.
도 2는 본 발명에서 스프링과 체결너트 결합 사시도.
도 3은 본 발명에서 스프링과 체결너트 결합 측면도.
도 4는 본 발명의 보강용 스프링 외관도.
도 5는 도 4의 A-A부 단면도.
도 6은 본 발명의 스프링 및 체결너트의 콘크리트 침목 구성 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 콘크리트 침목의 레일 설치 상태도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 보강용 스프링 측면 구조 및 요부 단면 확대도.
도 9 및 도 10은 응용된 요부 단면 확대도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 다른 보강용 콘크리트 요부 확대 단면도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링 구조를 도 1 내지 도 5를 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 침목 보강용 스프링(20)은 체결너트(10)와 함께 콘크리트 침목(50)에 매립 구성이 이루어지게 되는데, 이러한 상기 스프링(20)은 체결너트(10)를 감싸는 형태로 구비된다.

특히, 본 발명에서 상기 스프링(20)은 콘크리트와의 접촉면적 증대를 위해 상면과 저면이 평탄면(21)을 이루는 구조를 이루게 된다.

즉, 본 발명에서의 스프링(20)은 나선형상으로의 성형 과정에서 압연 단계를 통해 납작한 형상으로 성형 제작이 이루어지게 된다.

그리고, 스프링(20)은 하단부가 구경이 급격히 감소되도록 하여 체결너트(10)의 하단부에 결합이 이루어지며, 상기 체결너트(10)의 하단부에는 스프링(20)의 결합이 이루어지는 나선형상의 나선홈부(12)가 형성된다.

또한, 체결너트(10)는 외주면에는 콘크리트와의 접촉 면적 증대를 위한 나선돌부(13)가 나선형상을 이루어 돌출 구비된다.

도면 중 미설명 부호 11은 고정볼트(40)의 체결이 이루어지는 볼트 체결공을 나타낸다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 침목 보강용 스프링의 설치에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

본 발명의 침목 보강용 스프링(20)은 체결너트(10)와 함께 콘크리트 침목(50)에 매립 구성이 이루어지게 되며, 이는 침목용 거푸집에 체결너트(10)와 스프링(20)을 구비한 상태에서 콘크리트 몰탈을 실시함으로써 도 6과 같은 단면 형태로 성형 제작이 이루어지게 된다.

이때, 체결너트(10)의 상면에 형성된 볼트 체결공(11)은 외부에 노출된 상태를 이루게 된다.

이후, 레일(30)을 콘크리트 침목(50) 위에 안착시킨 상태에서 양측에서 고정볼트(40)를 체결너트(10)에 나사 체결함으로써 도 7에서와 같이 레일(30)의 위치 고정이 이루어지게 된다.

이와 같은 설치 구조를 이루게 되면, 콘크리트 침목(50) 내에 스프링(20)이 매립 구비되어 있기 때문에 상부의 레일(40)을 통해 콘크리트 침목(50)으로 전달되는 진동의 완충 및 흡수가 이루어지게 되어 콘크리트 균열 및 파손 발생을 방지할 수 있게 된다.

특히, 체결너트(10) 주변을 감싸는 형태로 구비된 본 발명의 보강용 스프링(20)은 압연에 따른 납작한 형상을 이루고 있기 때문에 콘크리트와의 접촉면적이 극대화 된다.

따라서 본 발명의 콘크리트 침목 보강용 스프링은, 콘크리트와의 접촉면적 증대에 따른 균열 발생을 방지함과 함께 인장강도가 안정적으로 유지될 수 있는 효과를 나타낸다.

한편, 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 스프링(20) 표면에는 콘크리트와의 접촉 면적 증대를 위한 엠보싱 돌기(20a) 또는 요홈(20b)이 선택적으로 형성된다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 엠보싱 돌기(20a) 또는 요홈(20b)의 구성으로 인해 스프링(20)의 콘크리트 접촉면적이 더욱 증대될 수 있게 되어 보다 안정적인 완충 효과를 기대할 수 있는 이점을 나타낸다.

또한, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 스프링(20) 표면에는 콘크리트와의 결합력 증대 및 산화 방지를 위한 보호코팅층(22)이 코팅 형성된다.

이때, 상기 보호코팅층(22)은 실리콘수지 60~80중량%, 내열기능 향상을 위한 열가소성 엘라스토머 1~10중량%, 소르빈산칼륨 1~10중량%, 탄소섬유 1~5중량%, 석영분말 1~5중량%, 이산화티탄 1~5중량%, 코발트 1~3중량%, 망가나이즈 1~3중량%, 나노은 0.1~2중량%, 파라핀왁스 0.1~2중량%, 벤토나이트 0.1~1중량%의 비율로 혼합 조성을 이룸이 바람직 하다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 기능성 성분의 혼합 조성을 이루는 보호코팅층(22)으로 인해 스프링(22)과 콘크리트의 결합력이 증대됨과 함께 산화 발생이 되어질 수 있게 된다.

특히, 보호코팅층(22)에는 소르빈산칼륨이 혼합되어 있기 때문에 미생물의 생육을 억제하여 코팅층의 오염을 방지하고, 탄소섬유 및 이산화티탄은 코팅층의 내구성을 강화하게 되며, 석영분말은 실리콘수지의 경화를 방지하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 코발트는 열가소성 엘라스토머의 활성화를 통한 내열 기능이 강화되고, 망가나이즈는 코팅층의 뭉침현상을 방지하여 전체적으로 균일한 두께가 유지될 수 있게 되며, 파라핀왁스는 코팅층의 기포 발생을 억제하는 기능을 수행하게 된다.

그리고 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 콘크리트 침목 보강용 스프링이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 납작한 형상의 보강용 스프링이 단독으로 사용된 형태가 설명 및 도시되었으나, 필요에 따라서는 일반 스프링과 함께 복합적으로 사용이 이루어질 수도 있게 된다.

따라서 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 체결너트 11 : 볼트 체결공
12 : 나선홈부 13 : 나선돌부
20 : 스프링 20a: 엠보싱 돌기
20b: 요홈 21 : 평탄면
30 : 레일 40 : 고정볼트
50 : 콘크리트 침목

Claims

레일 고정볼트(40)의 체결이 이루어지는 체결너트(10)가 콘크리트 침목(50)에 고정 구성되고, 상기 체결너트(10)의 주변을 감싸는 형태로 콘크리트 침목(50)에 일체로 매립 구성이 이루어지는 침목 보강용 스프링(20)에 있어서,
상기 스프링(20)은 상면과 저면이 평탄면(21)을 이루는 단면 구조를 이루되,
상기 스프링(20)의 표면에는 콘크리트와의 결합력 증대 및 산화 방지를 위한 보호코팅층(22)이 코팅 형성되고, 상기 보호 코팅층(22)은 실리콘수지 60~80중량%, 열가소성 엘라스토머 1~10중량%, 소르빈산칼륨 1~10중량%, 탄소섬유 1~5중량%, 석영분말 1~5중량%, 이산화티탄 1~5중량%, 코발트 1~3중량%, 망가나이즈 1~3중량%, 나노은 0.1~2중량%, 파라핀왁스 0.1~2중량%, 벤토나이트 0.1~1중량%의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링(20)은 하단부가 체결너트(10)의 하단부에 결합되며, 상기 체결너트(10)의 하단부에는 스프링(20)의 결합이 이루어지는 나선형상의 나선홈부(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링.
청구항 1에 있어서,
상기 체결너트(10)는 외주면에는 콘크리트와의 접촉 면적 증대를 위한 나선돌부(13)가 나선형상을 이루어 돌출 구비된 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링.
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삭제
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항의 보강 스프링을 제조함에 있어서, 상기 보강 스프링은 나선형상을 이루되 압연 공정을 통해 상면과 저면이 평탄면(21)을 이루는 단면 구조를 이루도록 성형 제조가 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도 콘크리트 침목 보강용 스프링 제조방법.