KR200296639Y1 - 철도 분기기의 크로싱 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열차가 운행되는 철도에서 하나의 선로(한 쌍의 레일)가 두개의 선로(두 쌍의 레일)로 분리되는 분기기내의 교차점인 크로싱을 개량한 것으로, 특히 제일 마모가 심한 노즈부분을 고강도의 재질로 구성된 블록형으로 개선을 하여 교체하기 용이하고 또, 짧은 노즈레일과 연결되는 연결부를 호와 사선으로 구성하여 견고하게 설치할 수 있도록 하려는 것이다.

본 고안은 크로싱을 구성함에 있어서, 크로싱 교점으로부터 윙레일의 길이를 벗어나지 않는 범위 내에서 하나의 독립된 형태의 노즈블록을 구성하되, 선단부인 크로싱 교점으로부터 후단으로 선로가 벌어지는 각도와 같은 각으로 두께가 점차 두꺼워지도록 경사지게 구성하고 이러한 경사면이 일정길이를 진행한 다음에는 두께가 그 앞부분의 절반정도로 얇아지는 연결부를 구성하여 그 양측부분에 짧은 노즈레일을 결합할 수 있는 결합요부가 되도록 구성하는 것이다.

이러한 연결부는 후단 일정 길이부분을 다시 선로가 벌어지는 각도와 같은 각도로 다시 점차 두꺼워지도록 구성하고 또, 결합부의 앞쪽, 즉 연결부가 시작되는 부분은 짧은 노즈레일과 호형으로 연결되도록 호형부를 갖도록 구성함을 특징으로 하는 것이다.

이상과 같은 본 고안은 볼트체결식 조립크로싱과 대비하여 고 부하가 작용하는 노즈부의 강도를 크게 향상시키면서도 망간강을 주조하여 제조되는 일체형 크로싱에 비하여 저렴한 가격으로 크로싱을 구성할 수 있게 되며, 짧은 노즈레일(20)이결합되는 노즈블록(10) 후단의 요철형태의 결합요부(13)와 고정핀의 구성에 의해서 결합력이 향상되므로 짧은 노즈레일이 온도차 등으로 인해 길이방향으로 축력이 작용하더라도 유동이 없게 되고 또, 노즈부와 윙레일(2) 간의 간격을 유지하는 것이 훨씬 정밀해 질 수는 것이며, 열차의 차륜이 노즈블록의 호형부와 연결부 및 짧은 노즈레일 상면을 동시에 통과하기 때문에 종래에 비하여 연결부에 의한 충격을 현저하게 줄이고 또 마모량도 균등하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

철도 분기기의 크로싱{Crossing of railroad separator}

본 고안은 열차가 운행되는 철도에서 하나의 선로(한 쌍의 레일)가 두개의 선로(두 쌍의 레일)로 분리되는 분기기내의 교차점인 크로싱을 개량한 것으로, 특히 제일 마모가 심한 노즈부분을 고강도의 재질로 구성된 블록형으로 개선을 하여 교체하기 용이하고 또, 짧은 노즈레일과 연결되는 연결부를 호와 사선으로 구성하여 견고하게 설치할 수 있도록 한 것이다.

도 1에 도시된 것과 같이 하나의 선로가 두개의 선로로 분리되어 열차의 주행방향을 전환시키는 분기기(100)의 중심부에는 열차의 진행방향 선택에 따라서 차륜이 'X'형으로 교차 통과하는 부분이 구성되고 이러한 부분을 크로싱(101)이라고 하여 기존 직선형의 레일과는 별도로 구성한 후 연결을 하는 것이다.

그런데 이러한 크로싱(101)에 있어서 노즈부분(102)의 선단부인 크로싱 교점은 좁기 때문에 그 자체로 강도가 다른 선로부분에 비하여 많이 부족한 것이 당연하고 또, 노즈부분에는 양측으로 차륜이 통과를 하므로 다른 부분의 선로에 비하여 차륜이 통과하는 횟수가 2배에 달하게 된다.

따라서 노즈부분의 피로현상과 마모현상이 매우 극심하여 수명이 매우 짧아지기 때문에 내구성이 특별히 요구되는 부분이라 할 것이다.

이러한 크로싱을 구성하는 종래의 예로는 도 2에 도시된 바와 같은 볼트체결식 조립크로싱(110)이 있는데, 이는 도면과 같이 기존 직선선로에 사용되는 레일을 소재로 하여 끝단을 절단함으로써 노즈부(111)가 형성되는 길이가 긴 노즈레일(112)을 구성하고, 긴 노즈레일(112)의 선단부 조금 뒤쪽에 짧은 노즈레일(113)을 경사지게 결합하는 것으로, 이러한 결합은 간격유지용 블록(114)을 삽입한 후 기존의 윙레일(200)(201)과 볼트로 결합을 한 것이다.

상기 도 2에서 점선으로 표시된 것은 볼트를 결합하는 위치를 나타낸 것이다.

이러한 종래의 볼트체결식 조립크로싱(110)은 기존의 레일을 절단하여 소재로 사용하므로 고 부하가 미치는 부분인 크로싱 노즈부(111)의 강도를 향상시키는 데는 한계가 있는 것이다.

또한, 볼트와 간격유지용 블록(114)만으로 노즈레일(112)(113) 및 윙레일(200)(201)을 조립을 하므로 부품간의 정확한 위치 유지와 정밀도가 저하되어 궤도선형을 유지하기가 어려운 것이며, 또 기존레일을 절단하여 크로싱을 구성하므로 기존의 일반구간에서 연속되어야 하는 선로 상면의 기울기(cant; 1:40 또는 1:20)와 이에 따른 수평면상의 높이를 유지하기가 어려운 단점이 있는 것이다.

그리고 종래의 다른 크로싱 구성 예로 도 3에 도시된 것과 같은 일체형 크로싱(120)이 있는데, 이는 고망간강을 주조하여 윙레일(200)(201)을 포함한 크로싱 전체를 구성한 후 그 에 연장하여 기존 직선형 레일을 연결하여 사용을 하는 것이다.

이러한 일체형 크로싱(120)의 경우는 강도가 높은 고망간강으로 제조하므로견고한 장점은 있지만 고 부하를 받지 않는 부분까지 포함하여 고가의 재질로 구성되므로 단가가 불필요하게 고가이고, 필요에 따라 집중 마모된 노즈부(121)를 교체하는 것 또한 불가능하여 부분적인 마모 또는 파손에도 전체를 교체하여야 하는 비경제적인 단점이 있는 것이다.

또한 고망간강이라는 재질의 특성상 전 후단에 기존 레일을 용접 이음하는 것이 어려우므로 특수용접을 사용할 경우도 현장용접이 어렵고, 연결을 위한 특수 매개금속을 사용하여야 하므로 연결부위에 2회 이상의 용접과 또 다른 현장용접이 필요하므로 설치비용이 고가이고 유지 보수시에 갱환이 어렵다는 단점도 있는 것이다.

이러한 종래 크로싱의 문제점을 감안하여 안출한 본 고안은 종래의 볼트체결식 조립크로싱과 일체형 크로싱의 단점을 보완하고 장점을 살린 형태로 구조를 변경하려는 것으로, 하중과 충격이 많이 작용하는 주요 부분만 고강도의 재질로 구성된 노즈블록을 형성하여 연결부를 호와 사선으로 구성함으로써 짧은 노즈레일과 견고하게 설치할 수 있도록 하며, 이렇게 하므로서 기차가 주행할 때 연결부에 의한 충격을 줄여 고속주행과 승차감을 향상시켜 망간강으로 된 종래의 일체형 크로싱과 동등 이상의 성능을 가지면서도 크로싱 전 후단의 레일과 용접이음이 용이하고 경제적인 크로싱을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 열차 선로에서 크로싱이 설치되는 부위를 도시한 평면도

도 2는 종래 크로싱의 한 예를 도시한 평면도

도 3은 종래 크로싱의 다른 예를 도시한 평면도

도 4는 본 고안에 의한 크로싱을 도시한 평면도

도 5는 본 고안에 의한 노즈블록의 사시도

도 6은 도 4의 A-A선 확대단면도

도 7은 도 4의 B-B선 확대단면도

도 8은 도 4의 C-C선 확대단면도

***도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 크로싱 2: 윙레일

10: 노즈블록 11: 연결부

12: 확장부 13: 결합요부

14: 호형부 20: 짧은 노즈레일

30: 간격재 31: 결합링

32: 볼트 33: 고정와샤

34: 삽입공 40: 베이스 플레이트

42: 고정핀 43: 설치구멍

본 고안은 크로싱을 구성함에 있어서, 크로싱 교점으로부터 윙레일의 길이를벗어나지 않는 범위 내에서 하나의 독립된 형태의 노즈블록을 구성하되, 선단부인 크로싱 교점으로부터 후단으로 선로가 벌어지는 각도와 같은 각으로 두께가 점차 두꺼워지도록 경사지게 구성하고 이러한 경사면이 일정길이를 진행한 다음에는 두께가 그 앞부분의 절반정도로 얇아지는 연결부를 구성하여 그 양측부분에 짧은 노즈레일을 결합할 수 있는 결합요부가 되도록 구성하는 것이다.

이러한 연결부는 후단 일정 길이부분을 다시 선로가 벌어지는 각도와 같은 각도로 다시 점차 두꺼워지도록 구성하고 또, 결합부의 앞쪽, 즉 연결부가 시작되는 부분은 짧은 노즈레일과 호형으로 연결되도록 호형부를 갖도록 구성함을 특징으로 하는 것이다.

이하 첨부된 도면에 의거 바람직한 실시 예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 의한 노즈블록(10)을 이용하여 크로싱(1)이 구성된 상태를 도시한 평면도로서, 통상적인 레일을 이용하여 윙레일(2)이 구성되고, 그 사이에 본 고안의 요부라 할 수 있는 노즈블록(10)이 설치되며, 노즈블록(10)의 후단에는 짧은 노즈레일(20)이 연결되어 있음을 알 수 있다.

도 4에서 점선으로 표시된 것은 볼트(32)를 결합하는 위치를 나타낸 것이다.

도 5는 본 고안에 의한 노즈블록의 사시도로서, 노즈블록(10)의 선단부인 크로싱 교점으로부터 일정길이 두께가 점차 두꺼워 진 다음에는 두께가 급격히 줄어들면서 일정길이를 유지하는 연결부(11)가 구성되어 있음을 알 수 있고 다시 끝단의 일정길이는 선로가 벌어지는 각도와 같은 각도로 점차 두께가 두꺼워지는 확장부(12)가 구성되어 있으며, 연결부(11)와 확장부(12)에 의해 구성되는결합요부(13)에 짧은 노즈레일(20)이 결합되는데, 결합요부(13)의 앞쪽에는 호형부(14)가 있고 짧은 노즈레일(20)의 선단부가 호형부(14)에 결합되도록 구성되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같이 결합되면 열차의 차륜(50)이 노즈블록(10)의 호형부(14)와 연결부(11) 및 짧은 노즈레일(20) 상면을 동시에 통과하기 때문에 연결부에 의한 충격을 줄이고 또 마모량도 균등하게 할 수 있는 것이다.

이하 본 고안의 노즈블록을 결합하는 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도면 도 6 및 도 7과 같이 윙레일(2)과 본 고안의 노즈블록(10)은 기본적으로 공지와 같이 볼트 및 간격재로 결합이 되는데, 특히 본 고안에서는 간격재(30)간 및 노즈블록(10)과 윙레일(2)간의 더욱 정확한 간격(위치)유지를 위하여 결합링(31)을 체결하는 것으로, 결합링(31)은 볼트(32)가 윙레일(2)을 관통하면서 고정와샤(33)와 간격재(30)사이에 결합이 되고, 또한 간격재(30)와 노즈블록(10)사이에 각각 삽입공(34)을 형성하여 결합을 한다.

이러한 결합링(31)을 삽입함으로써 노즈블록과 짧은 노즈레일을 더욱 견고하고 정확하게 결합/유지되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 본 고안의 크로싱(1)에 있어서 윙레일(2)과 짧은 노즈레일(20)을 설치할 때 기울기(a-1)를 갖도록 결합을 하였는데, 이는 기존 열차의 차륜이 갖는 기울기(a)를 감안한 것이므로, 바퀴가 베이스플레이트(40) 상면의 윙레일(2)이 결합되는 위치에 경사면(41)을 형성하여 결합을 하는 것이다.

노즈블록(10)의 상면 역시 기울어진 레일의 연장된 단면형태로 기울기(a-2)를 갖도록 구성함으로써 전 후에 연결되는 레일의 기울기와 동일하게 하였다.

이러한 윙레일(2)과 노즈블록(10)의 기울기는 차륜이 윙레일(2)과 노즈블록(10)의 상면에 접촉하는 면적을 최대화 할 수 있기 때문에 기차가 주행할 때 하중을 분산시키고 안정적인 주행을 할 수 있는 것이다.

또한 윙레일과 노즈블록이 설치되는 부분의 윙레일(2)과 노즈블록(10)의 저면에는 고정핀(42)을 결합하는데, 이 역시 윙레일(2)과 노즈블록(10) 위치를 정확하게 유지시키는데 도움이 되는 것으로, 결합구성으로는 베이스플레이트(40)에 설치구멍(43)을 형성하고 윙레일(2)과 노즈블록(10)의 저면에도 결합요홈(2')(15)을 형성한 후 고정핀(42)을 삽입하는 것이다.

그리고 노즈블록(10)의 후단부 즉, 연결부(11)가 형성되는 부분은 짧은 노즈레일(20)이 결합되므로 하단을 짧게 구성하여 하단부가 맞닿은 짧은 노즈레일(20)의 사이에 완전히 삽입되도록 하였다.

이렇게 함으로써 길이방향으로 축력이 작용하더라도 연결부가 서로 이완되지 않고 단일체로 견고하게 유지될 수 있는 것이다.

이상과 같은 구성으로 된 본 고안의 작용은 여러 가지 뛰어난 효과를 얻을 수 있게 된다.

우선, 볼트체결식 조립크로싱과 대비하여 고 부하가 작용하는 노즈부의 강도를 크게 향상시키면서도 망간강을 주조하여 제조되는 일체형 크로싱에 비하여 저렴한 가격으로 크로싱을 구성할 수 있게 되며, 짧은 노즈레일(20)이 결합되는 노즈블록(10) 후단의 요철형태의 결합요부(13)와 고정핀의 구성에 의해서 결합력이 향상되므로 짧은 노즈레일이 온도차 등으로 인해 길이방향으로 축력이 작용하더라도 유동이 없게 되고 또, 노즈부와 윙레일(2) 간의 간격을 유지하는 것이 훨씬 정밀해 질 수가 있게 되는 것이며, 열차의 차륜이 노즈블록의 호형부와 연결부 및 짧은 노즈레일 상면을 동시에 통과하기 때문에 종래에 비하여 연결부에 의한 충격을 현저하게 줄이고 또 마모량도 균등하게 할 수 있는 효과가 있다.

특히 고 부하에 의해 파손과 마모가 많은 노즈부가 본 고안에서는 고망간강 이상으로 강한 재질로 노즈블록 형태로 구성되므로 일부분(노즈블록)만을 간편하게 교체할 수가 있는 것으로, 전체적인 크로싱을 구성하는데 소요되는 비용 뿐 아니라 유지관리를 하는데도 매우 저렴한 비용과 시간이 소요된 것이다.

또 고 부하가 작용하는 노즈부분의 재질을 용도에 따라 부분적으로 선택 사용할 수 있게 되고 종래 망간크로싱을 사용함에서 오는 용접이음의 불편함을 해소할 수 있게 되었으며, 노즈부의 형태를 단순화함에 따라 기존의 일체식 망간크로싱에서 발생하는 주조결함으로 인한 노즈부의 결함이 감소될 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 노즈블록을 별도로 구성하여 크로싱을 구성하고 이러한 노즈블록을 적절하게 결합하는 구성을 제공함으로써 노즈부분의 강도 향상과 비용의 절감, 유지관리의 편리성, 위치유지의 정밀성 등 모든 문제점을 일거에 해결할 수 있게 되는 매우 유용한 고안이라 할 것이다.

Claims (3)

1. 분기기용 크로싱의 노즈블록(10)을 구성함에 있어서, 크로싱 교차점으로부터 후단으로 선로가 벌어지는 각도와 같은 각으로 두께가 점차 두꺼워지는 구성이 일정길이를 진행토록 한 다음에 호형부(14)을 통하여 두께가 그 앞부분의 절반정도로 얇아지는 연결부(11)를 구성하고, 연결부(11)는 후단 일정 길이부분을 다시 선로가 벌어지는 각도와 같은 각도로 다시 점차 두꺼워지는 확장부(12)를 구성하며, 이러한 연결부(11)의 양측부분에 형성되는 결합요부(13)에 일치되도록 짧은 노즈레일(20)을 결합하여 구성하고, 연결부는 짧은 노즈레일의 사이에 완전히 삽입되도록 구성함을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.
2. 제 1항에 있어서,

   노즈블록(10)을 윙레일(2)과 결합하기 위한 구성으로 공지와 같이 볼트 및 간격재를 이용하되, 볼트(32)가 윙레일(2)을 관통하면서 고정와샤(33)와 간격재(30)사이 및 간격재(30)와 노즈블록(10)사이에 각각 삽입공(34)을 형성한 후 결합링(31)을 사용하여 결합하며, 베이스플레이트(40)에 설치구멍(43)을 형성하고 윙레일(2)과 노즈블록(10)의 저면에도 결합요홈(2')(15)을 형성한 후 고정핀(42)을 삽입함을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.
3. 제 1항에 있어서,

   차륜과의 접촉면적을 늘이기 위하여 윙레일(2)과 짧은 노즈레일(20)을 설치할 때 베이스플레이트(40) 상면의 윙레일(2)이 결합되는 위치에 경사면(41)을 형성하여 기울기(a-1)를 갖도록 결합을 하고, 노즈블록(10)의 상면 역시 기울어진 레일의 연장된 단면형태로 기울기(a-2)를 갖도록 구성함을 특징으로 하는 철도 분기기의 크로싱.