KR200247946Y1 - 궤도용 흡음장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소음원이 되는 레일의 양측에 인접하게 설치되어 궤도상에서 주행하는 열차의 차륜과 레일간의 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 소음을 흡수 및 차단하여 열차 운행으로 인해 유발되는 소음공해를 감소시킬 수 있도록 한 궤도용 흡음장치에 관한 것으로, 레일의 양측에 소정 거리를 두고 인접하게 설치되되, 상단이 레일 상단보다 높게 위치되어 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 차단하는 소음 차단수단; 레일과 대향하는 상기 소음 차단수단의 측면에 부착되며, 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 흡수하는 소음 흡수수단; 및 그 일측이 레일 하측의 횡방향연장부재에 장착되고, 그 타측이 상기 소음 차단수단에 체결되어 상기 소음 차단수단을 지지하되, 일정 범위내의 각도로 절곡되어 상기 소음 차단수단을 상하회동시키는 상하회동수단을 포함하는 궤도용 흡음장치를 제공하며, 열차 운행시 선로에서 발생되는 소음수준을 경감시키는 데에 이용된다.

Description

궤도용 흡음장치 {AN APPARATUS FOR TRACK NOISE ABSORPTION}

본 고안은 열차 운행간에 발생하는 소음을 흡수하기 위한 궤도용 흡음장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소음원이 되는 레일의 양측에 인접하게 설치되어 궤도상에서 주행하는 열차의 차륜과 레일간의 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 소음을 흡수 및 차단함으로써, 열차 운행으로 인해 유발되는 소음공해를 감소시킬 수 있도록 한 궤도 흡음 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 대량 운송이 가능한 육상 교통수단으로서 널리 이용되는 철도는 타 육상 교통수단과 달리 주행로인 궤도의 레일이 철 재질로 이루어지고. 그에 접하는 차량의 차륜 역시 철 재질로 이루어져 있으며, 더욱이 그 중량이 타 육상 운송수단보다 현저하게 크고, 운행 속도 역시 상대적으로 고속이기 때문에, 열차가 궤도상을 주행할 시에 레일과 차륜간의 마찰 및 충격에 의해 발생하는 소음은 필연적인 문제가 되어왔다.

과거에는 이러한 철도궤도의 소음 문제가 철도의 공공성에 대한 시민의 일방적 긍정 논리 때문에 사회문제로 크게 대두되지는 않았었으나, 최근들어 시민의 생활수준 향상에 따라 개인의 안락한 생활을 지향하는 행복 추구에 대한 요구가 커지면서 중요한 사회문제로 등장하게 되었으며, 열차의 고속화 및 중량화가 계속되고, 철도운행 시격이 단축되는 한편, 열차 궤도의 도상 구조가 자갈 도상 구조에서 콘크리트 도상구조로 전환되면서 열차 운행으로 인한 소음은 더욱 심각한 소음공해를 유발하게 되었다.

더욱이, 콘크리트 도상의 강결 궤도로 이루어지며, 열차의 주행 구간이 폐쇄된 내부 공간과 다를 바 없는 지하철과 같은 경우, 특히 곡선궤도로 이루어진 지역의 경우에는 그 소음치가 차외기준으로 130dB 정도에 달하여 그 소음정도가 소음기준치를 훨씬 초과하기 때문에 지하철 역사 내의 이용객들에게 커다란 불쾌감 및 고통을 유발하고 있다.

이러한 궤도 관련 소음을 경감시키기 위하여 세계적으로 많은 시도와 노력이 경주되고 있으며, 최근 국내에서 시행된 소음경감방법으로는 터널 벽체 혹은 선로 주변에 입식 흡음판을 설치하거나 자갈 도상이 아닌 콘크리트 도상의 경우 도상면에 흡음재를 설치하여 선로상에서 발생되는 소음을 흡수하는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 상기한 소음경감방법은 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의하여 발생된 소음을 소음원으로부터 소정 거리만큼 떨어진 도상 바닥면과 벽면 등과 같은 반사지점에서 그 일부를 흡수하는 소극적 방식이기 때문에, 발생되는 소음을 효과적으로 경감시킬 수 없으며, 실제로 바닥면과 벽체면에 동시에 흡음설비를 한 지하철 구간에서의 소음 저감 효과는 3㏈내외에 불과하여 1㎞당 1억원이 넘게 투입되는 시설비용에 비하여 너무나 비효율적인 결과를 얻게 되는 문제점이 있었다.

한편, 레일의 복부에 흡음재를 부착하여 소음을 경감시키는 방법도 제안된 바 있으나, 이러한 종래의 소음경감방법은 소음의 극히 일부만을 흡수하기 때문에 소음경감 효과도 기대치 이하일 뿐 아니라, 흡음재가 레일의 측면에 고정식으로 설치되어 선로의 유지 관리가 매우 불편해지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 궤도상에서 주행하는 열차의 차륜과 레일간의 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 소음을 최단거리에서 흡수 및 차단할 수 있도록 레일의 양측에 인접하게 설치되어 열차 운행으로 인해 유발되는 소음공해를 감소시킬 수 있으면서도, 레일의 횡방향으로 회동될 수 있으며, 설치 및 철거가 용이하게 이루어질 수 있는 구조로 이루어져 선로 유지보수의 편의성이 보장될 수 있도록 한 궤도용 흡음장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 궤도용 흡음장치의 일실시예 구성을 도시한 측면도.

도2는 도1의 A-A면을 따라 절개한 단면도.

도3은 도1의 B-B면을 따라 절개한 단면도.

도4는 본 고안의 요부인 고정부재와 상하회동부재의 일실시예 구성을 상세하게 도시한 상세도.

도5는 본 고안의 요부인 받침판의 일실시예 구성을 도시한 정면 및 측면도.

도6은 본 고안의 요부인 연결부재의 일실시예 구성을 도시한 단면도.

도7은 본 고안에 따른 궤도용 흡음장치의 개방된 상태를 도시한 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 레일 101 : 횡방향연장부재

102, 104 : 볼트 103 : 너트

105 : 차륜 110 : 고정부재

121 : 고정판 122 : 고무판

130 : 상하회동부재 140 : 차음판

150 : 흡음부재 151 : 요철부

160 : 연결부재

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 레일의 양측에 소정 거리를 두고 인접하게 설치되되, 상단이 레일 상단보다 높게 위치되어 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 차단하는 소음 차단수단; 레일과 대향하는 상기 소음 차단수단의 측면에 부착되며, 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 흡수하는 소음 흡수수단; 및 그 일측이 레일 하측의 횡방향연장부재에 장착되고, 그 타측이 상기 소음 차단수단에 체결되어 상기 소음 차단수단을 지지하되, 일정 범위내의 각도로 절곡되어 상기 소음 차단수단을 상하회동시키는 상하회동수단을 포함하는 궤도용 흡음장치를 제공한다.

본 고안에 의한 궤도용 흡음장치는 열차가 철도궤도상을 주행할 시의 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음수준을 경감시키기 위한 것으로, 레일로부터 방사된 소음을 소음원으로부터 떨어져 있는 터널 내벽면 등의 반사 지점에서 흡수하는 종래의 소극적 방법에서 탈피하여 소음 발생원에 인접한 최단 거리의 위치에서 발생된 소음이 방사되는 것을 직접적으로 차단 및 흡수함으로써 소음 경감 효과를 극대화하는 적극적 방법을 제시한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 궤도흡음장치의 일실시예 구성을 도시한 측면도이고, 도2는 도1의 A-A 라인을 따라 절개한 단면도이며, 도3은 도1의 B-B 라인을 따라 절개한 단면도이다.

도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 궤도 흡음 장치는 레일(100) 저부의 횡방향 연장부재(101)의 양단부에 장착된 고정부재(110)와; 상면이 레일(100) 저면에 밀착되되, 양측이 상기 고정부재(110)와 볼트(102) 및 너트(103)를 매개로 결합되어 고정부재(110)를 레일(100)의 횡방향연장부재(101)에 고정시키는 고정판(121)과; 상기 고정판(121)과 레일(100) 저면 사이에 삽입되어고정판(121)과 레일(100) 저면 간의 밀착성 및 고정판(121)과 고정부재(110)의 결합력을 증대시키는 고무판(122)과; 상기 고정부재(110)의 상단에 탄성적으로 상하회동이 가능하도록 결합되는 상하회동부재(130)와; 상기 상하회동부재(130)의 레일(100)과 대향하는 면에 볼트(104)를 매개로 장착되며, 레일(100)과 대향하는 측면에 소정 공간이 형성되도록 굴곡된 단면형상을 갖는 구조로 이루어져 레일(100)과 차륜(105) 간의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 차단하는 합성수지 재질의 차음판(140)과; 상기 차음판(140)의 레일(100)과 대향하는 측면에 부착되며, 레일(100)과 차륜(105) 간의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 흡수하는 발포성수지 재질의 흡음부재(150)와; 레일(100)의 종방향으로 상기 차음판(140)을 연결시키는 연결부재(160)를 포함한다.

여기서, 상기 차음판(140)은 차음 효율의 증대를 위해 열차운행에 지장을 주지 않는 범위 내에서 최대한의 상하 길이를 갖도록 형성되며, 그 상단이 대략 레일(100)의 상단보다 10 mm 까지 높게 위치되도록 설치된다. 또한, 상기 차음판(140)은 레일(100)과 차륜(105) 간에 발생되는 충격 및 진동에 대한 내구성 보장과 형상 변화의 방지를 위해 대략 5mm의 두께를 갖는 연질 합성수지로 이루어진다.

또한, 상기 흡음부재(150)는 소음 흡수 면적의 증대를 위해 상기 레일(100)과 대향하는 측면에 요철부(151)가 형성되며, 그 재질은 레일(100)과 차륜(105) 간의 마찰소음이 800Hz 이상의 고주파수대의 소음으로 이루어진다는 점을 감안하여 고주파수대 소음에 대한 흡수율이 높은 다공성 발포섬유로 이루어진다.

본 실시예에서의 상기 차음판(140) 및 흡음부재(150)는 산업 폐기물인 폐비닐 등을 재가공한 재생소재로 이루어지고, 열차 운행중에 발생될 수 있는 화재를 대비하여 난연성 소재로 이루어질 뿐만 아니라, 시공시의 용이성과 시공 후 유지관리의 편의를 위해 그 종방향 길이가 기침목 간의 간격과 같은 종방향 길이를 갖는 규격으로 제작된다.

도4는 상기 고정부재(110)와 상하회동부재(130)의 결합구조를 상세하게 도시한 단면도로서, 도시한 바와 같이 상기 고정부재(110)와 상하회동부재(130)는 일정 각도로 펼쳐지거나 접혀질 수 있도록 탄성적으로 결합된다. 즉, 상기 고정부재(110)의 상부에는 소정 간격만큼 이격된 제1 및 제2링크축(111, 112)이 구비되고, 상기 상하회동부재(130)에는 상기 고정부재(110)의 제1링크축(111)에 제1링크부재(113)를 매개로 연결된 제3링크축(131) 및 상기 고정부재(110)의 제2링크축(112)과 제2링크부재(114)를 매개로 연결된 제4링크축(132)이 구비되며, 상기 고정부재(110)의 제1링크축(111)에는 일측이 상기 상하회동부재(130)의 제3링크축(131)에 지지되고, 타측이 상기 제2링크축(112)에 연결된 제2링크부재(114)의 단부에 지지되어 일정 한도 내에서 상하회동부재(130)가 펼쳐지거나 접혀질 수 있도록 탄성력을 제공하는 스프링(115)이 구비된다.

도5는 상기 고정판(121)의 평면 및 측면도로서, 도시한 바와 같이 상기 고정판(121)은 그의 양측에 상기 볼트(102)가 삽입되는 한 쌍의 슬릿형 체결홀(121a)이 구비되며, 2 mm 정도의 두께를 갖는 철판으로 이루어지되, 볼트(102) 체결에 의한 굽힘응력에 대한 강성의 증대를 위해 'ㄷ'자형 단면구조로 이루어진다.

도6은 상기 차음판(140)과 그에 이웃하게 설치된 다른 차음판(140')을 연결시키는 연결부재(160)를 도시한 단면도로서, 도시한 바와 같이, 상기 각 차음판(140, 140')의 길이방향 양단에는 단턱(141, 141')이 형성되고, 상기 연결부재(160)의 양측에는 상기 차음판(140, 140')의 단부가 삽입되는 한 쌍의 삽입홈(161a)이 형성되되, 상기 삽입홈(161a)의 내측단에는 차음판(140, 140')의 단턱(141, 141')에 대응하는 한 쌍의 단턱홈(161b)이 형성되며, 상기 연결부재(160)의 레일(100)과 대향하는 측면에는 상기 차음판(140)에 부착된 흡음부재(150)과 동일한 흡음부재(150a)가 부착된다. 또한, 상기 연결부재(160)는 상기 차음판(140)과 동일하게 차음기능도 수행할 수 있도록 차음판(140)과 동일한 재질로 이루어진다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 궤도용 흡음장치에서 각 구성요소의 상세 기능을 살펴보면 다음과 같다.

상기 차음판(140)은 차륜(105)과 레일(100)의 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 소음이 외부로 방사되지 못하도록 차단하는 작용을 하게 되는데, 상기 차음판(140)이 레일(100)의 양측에 최대한 인접하여 소음원이 되는 레일두부가 그 내측 중심부에 위치되도록 장착되므로, 레일두부에서 발생된 소음은 양측의 차음판(140)의 내주면 사이에서 반복적으로 반사되면서 공음과정을 거치는 동안 상기 흡음부재(150)에 의해 흡수되어 외부로 유출되는 소음이 최소화된다. 실제로, 터널내 차외 기준 130dB내외의 소음수준을 나타내는 지하철 곡선구간에 본 고안의 차음판(140) 및 흡음부재(150)를 설치한 결과 약 20dB 정도의 소음치 경감효과가 있었다.

더욱이, 상기 차음판(140) 및 흡음부재(150)는 산업 폐기물로서 환경파괴의 원인이 되고 있는 폐비닐 등을 재가공한 재생 수지로 제작되므로, 제품의 제조원가 절감은 물론 환경개선 및 보존에도 긍정적인 결과를 유발하게 되는 한편, 상기 차음판(140)은 다양한 색상으로 제작될 수 있으므로, 정거장 구내의 궤도 구간에 본 고안의 궤도용 흡음장치를 적용시킬 경우에는 상기 차음판(140)의 색상이 역사내 분위기와 조화를 이룰수 있도록 하여 역사내 환경 개선에 의한 이용객들의 만족도를 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 연결부재(160)의 각 단턱홈(161b)에 양측 차음판(140, 140')의 단턱(141, 141') 상단을 삽입시킨 후 연결부재(160)를 하방으로 밀어넣어 차음판(140, 140')을 연결시키면, 상기 차음판(140)이 종방향으로 연속성을 갖게 되어 소음의 차단 및 흡수 효과가 더욱 증대되며, 상기 단턱(141) 및 단턱홈(161b)에 의해 상기 연결부재(160)가 정확한 결합위치를 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 차음판(140)의 하단과 레일(100)의 횡방향연장부재(101)의 상면 사이에는 5mm 내외의 수직 간격이 형성되므로, 차륜(105)과 레일(100)의 마찰에 의해 발생되는 쇳가루 등의 잔해물이 자연적으로 도상 바닥으로 흘러내릴 수 있게 되어 레일(100)의 횡방향연장부(101) 상면에 쌓인 쇳가루 등으로 인한 철도신호 장애의 발생이 방지된다.

또한, 상기 차음판(140)은 도7에 도시된 바와 같이, 궤도 유지관리 목적상의 필요에 따라 레일(100)이 외부에 노출되도록 레일(100)의 좌우측으로 펼쳐질 수 있다. 즉, 소음의 차단 및 흡수를 위해 도2에 도시된 상태로 설치된 각 차음판(140)에 소정의 힘을 가하여 레일(100)의 좌우측으로 밀어내기만 하면 상기 상하회동부재(130)가 일정 각도만큼 하측으로 회동되어 차음판(140)이 도7에 도시된 바와 같이 양측으로 펼쳐지므로, 간단하게 레일보수 등과 같은 작업을 수행할 수 있는 상태가 된다.

한편, 상기 차음판(140)의 형상은 전술한 실시예에서와 같은 반원형 단면 형상으로 한정되는 것이 아니고, 그 일측에 소음의 차단을 위한 소정 공간이 형성된 다른 여러가지 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 본 고안에 따른 궤도용 흡음장치는 주어진 궤도의 상황과 여건에 따라 선별적 적용이 용이하므로, 지하철과 같은 콘크리트 도상구조의 궤도 구간 뿐 아니라 자갈 도상구조로 이루어진 일반철도 구간 및 놀이기구 등의 여타 궤도 구조구간에도 적용이 가능함은 주지의 사실이다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안에 따르면, 설치 및 철거가 용이하고 레일의 횡방향으로 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어져 선로 유지보수의 편의성이 보장되면서도, 열차의 차륜과 레일간의 마찰 및 충돌에 의해 발생하는 소음을 최단 거리에서 차단및 흡수하여 소음수준을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 산업 폐기물인 폐자재를 재활용한 재생소재를 활용함으로써, 제조 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 환경 보호 측면에서도 유리한 효과가 있으며, 댜양한 색상으로 이루어질 수 있어 역사내의 시각적 환경을 개선하는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 레일의 양측에 소정 거리를 두고 인접하게 설치되되, 상단이 레일 상단보다 높게 위치되어 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 차단하는 소음 차단수단;

   레일과 대향하는 상기 소음 차단수단의 측면에 부착되며, 레일과 차륜의 마찰 및 충돌에 의한 소음을 흡수하는 소음 흡수수단; 및

   그 일측이 레일 하측의 횡방향연장부재에 장착되고, 그 타측이 상기 소음 차단수단에 체결되어 상기 소음 차단수단을 지지하되, 일정 범위내의 각도로 절곡되어 상기 소음 차단수단을 상하회동시키는 상하회동수단

   을 포함하는 궤도용 흡음장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소음 차단수단의 길이방향 양단부에 장착되며, 소음차단 수단을 레일의 길이방향으로 연결시키기 위한 연결수단을 더 포함하는 궤도용 흡음장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 소음 차단수단은

   레일 두부를 중심으로 하여 반원형으로 굴곡된 단면형상을 갖는 판형의 차음판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 궤도용 흡음장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 소음 차단수단이 폐수지를 재생한 난연성의 연질합성수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 궤도용 흡음장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 소음흡수수단의 레일과 대향하는 측면에 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 궤도용 흡음장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 소음 흡수수단이 폐수지를 재생한 난연성의 발포성수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 궤도용 흡음장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 상하회동수단은

   제1 및 제2링크축이 구비된 고정부재와;

   일측에 상기 고정부재의 제1링크축과 제1링크부재를 매개로 연결된 제3링크축이 구비되고, 타측에 상기 고정부재의 제2링크축과 제2링크부재를 매개로 연결된 제4링크축이 구비되어 상기 고정부재에 대해 상하회동되는 상하회동부재와;

   상기 고정부재의 제1링크축에 장착되되, 일측이 상기 상하회동부재의 제3링크축에 지지되고, 타측이 상기 제2링크축에 연결된 제2링크부재의 단부에 지지되며, 상기 상하회동부재가 일정 각도로 펼쳐지거나 접혀진 상태를 유지할 수 있도록 탄성력을 제공하는 스프링과;

   상기 고정부재를 레일의 횡방향 연장부에 고정시키기 위한 고정수단

   을 포함하는 궤도용 흡음장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 고정수단은

   하방으로 개구된 'ㄷ'자형 단면형상을 갖으며, 그 양측에 상기 고정부재가 볼트체결되는 한 쌍의 슬릿형 체결홀이 구비되어 레일의 저면에 밀착되면서 고정부재를 고정시키는 고정판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 궤도용 흡음장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 고정판과 레일의 저면 사이에 삽입되어 고정판과 레일 저면 간의 밀착성 및 고정판과 고정부재의 결합력을 증대시키는 고무판을 더 포함하는 궤도용 흡음장치.
10. 제3항에 있어서,

    상기 연결수단은

    그 양측에 상기 차음판의 길이방향 단부가 삽입되는 삽입홈이 구비된 'H' 형 단면 형상을 갖는 연결부재와;

    상기 연결부재의 레일과 대향하는 측면에 부착되며, 상기 소음 흡수수단과 동일하게 이루어진 흡음부재

    를 포함하는 궤도용 흡음장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 연결부재가 차음판 사이의 정확한 위치에 고정될 수 있도록 차음판의 종방향 단부에 단턱이 형성되고, 상기 연결부재의 삽입홈의 내측단에는 상기 차음판의 단턱에 대응하는 형상의 단턱홈이 형성된 것을 특징으로 하는 궤도용 흡음장치.