KR200393763Y1 - 다기능 개량 콘크리트 침목 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열차에 하중에 의한 철도궤도가 변형되는 것을 최소화하고, 또한 궤도의 도상저항력을 충분이 확보할 수 있도록 하여 궤도의 좌굴과 궤도선형비틀림을 방지할 수 있는 다기능 개량 콘크리트 침목에 관한 것으로, 이를 위해 본 고안은 하중을 분산시키기 위해 높이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 작아지는 마름모형태의 단면을 갖는 침목본체;로 구성되되, 상기 침목본체는 접지면적을 증가시키기 위해 저면에 형성되는 다수의 미끄럼방지요철;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 개량 콘크리트 침목{Multi-Function Improved Concrete Sleeper}

본 고안은 열차에 하중에 의한 철도궤도가 변형되는 것을 최소화하고, 또한 궤도의 도상저항력을 충분이 확보할 수 있도록 하여 궤도의 좌굴과 궤도선형비틀림을 방지할 수 있는 다기능 개량 콘크리트 침목에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 하중을 도상에 넓게 분포시키기 위한 중요한 구비조건으로 침목이 쓰이고 있다. 이러한 침목의 또 다른 기능은 궤도선형을 정확히 유지하도록 레일을 고정시키고 차량의 하중을 도상자갈을 통해 노반에 분산 전달시키는 기능을 한다.

침목은 궤도구조의 개량에 따라 다양한 형태와 구조로 발전되어 왔으나 근래에는 열차의 고속화에 따라 장대레일을 부설하게 되어 강성과 중량이 큰 콘크리트 침목을 사용하고 있다.

또한 철도궤도분야는 열차주행의 안전확보와 유지보수비용 절감이 매우 중요한 과제이므로 이를 해결하기 위하여 많은 연구와 노력을 기울이고 있다. 아울러 장대레일로 부설된 철도궤도는 그 특성상 온도상승시 레일이 축방향으로 열팽창함으로써 레일의 축력이 발생하고 레일이 횡방향 및 수직방향으로 좌굴을 유발할 수 있으며 캔트가 설치된 곡선부에서는 열차주행에 의한 원심력이 철도선로에 작용하여 선로를 바깥쪽으로 미는 현상이 발생할 수 있다.

이러한 관점에서 콘크리트 침목의 기능은 철도차량의 하중과 진동을 충분히 견디고 온도신축에 대응하는 충분한 저항력을 가지고 있어야 하며 하중을 침목하부 도상자갈에 적절히 전달시켜 하중을 분산하여야 한다. 또한 궤도 곡선부에서는 철도차량의 주행시 발생하는 원심력에 대항하는 저항력을 가져야만 열차의 탈선 등 안전을 확보할 수 있게 된다. 그러나 현재의 침목 구조로는 첨목저면과 도상자갈간의 접촉면적이 작아 열차하중을 도상자갈에 넓게 분산시키기가 어렵다. 또한 도상저항력을 침목의 양단부와 측면 그리고 저면의 마찰력만으로 확보하므로 충분한 도상저항력을 확보하기가 곤란하다.

이러한 현상을 보완하기 위해서 궤도 곡선부의 바깥쪽부분에 도상자갈을 추가로 적재하거나, 침목에 좌굴방지판을 설치하기도 한다.

또한 트랙앵커, 궤도좌굴방지기 및 침목의 횡저항 증강장치 등과 같은 많은 장치들이 고안되어 있으나 추가설비에 따른 비용상승과, 지속적인 관리에 따른 많은 인건비와 비용이 드는 단점이 있다.

따라서 상기와 같은 부가적인 장치를 설치하지 않고 궤도선형비틀림이 발생되지 않는 콘크리트 침목의 형상과 구조가 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 고안의 제 1목적은, 콘크리트 침목과 도상자갈과의 접지면적을 증가시켜 궤도가 변형되는 것을 최소화하고, 또한 궤도의 도상저항력을 충분이 확보할 수 있도록 하여 궤도의 좌굴, 궤도선형비틀림 및 궤도침하를 방지할 수 있는 다기능 개량 콘크리트 침목을 제공하는 것이다.

아울러 본 고안의 제 2목적은, 궤도의 좌굴과 궤도선형비틀림을 방지할 수 있는 별도의 부가적인 장치를 설치하지 않아 추가설비에 따른 비용상승 및 관리에 따른 인건비를 줄일 수 있는 구조의 다기능 개량 콘크리트 침목에 제공하는 것이다.

이러한 본 고안의 목적들은, 레일을 지지하는 침목에 있어서,

하중을 분산시키기 위해 높이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 작아지는 마름모형태의 단면을 갖는 침목본체(100);로 구성되되, 상기 침목본체(100)는 접지면적을 증가시키기 위해 저면에 형성되는 다수의 미끄럼방지요철(110);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목에 의해서 달성된다.

또한 상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 폭방향을 따라 관통 형성되되, 상호 나란하게 일정간격을 두고 다수 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 길이방향을 따라 관통 형성되되, 상호 나란하게 일정간격을 두고 다수 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 저면 전체에 걸쳐 개별적으로 상호 일정간격을 두고 다수 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 저면에 개별적으로 한쌍씩 길이방향을 따라 상호 일정간격을 두고 다수 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 고안에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 설명하기로 한다.

도 1a은 본 고안의 제 1실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 사시도 이고, 도 1b는 도 1의 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도이고, 도 1c는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 1d는 도 1의 사용상태도이다.

도 1a 내지 도 1d와 같이, 본 고안은 궤도상에 적재된 도상자갈과의 접지면적을 증가시켜 궤도가 변형되는 것을 최소화하고, 또한 궤도의 도상저항력을 충분이 확보할 수 있도록 하여 궤도의 좌굴과 궤도선형비틀림을 방지할 수 있는 다기능 개량 콘크리트 침목에 관한 것이다.

이러한 다기능 개량 콘크리트 침목은 크게 2부분으로 구성되는데, 이는 침목본체(100)와 상기 침목본체(100)의 저면에 형성된 미끄럼방지요철(110)로 구성된다.

상기 침목본체(100)는 하중을 분산시키기 위해 높이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 작아지는 마름모형태의 단면을 갖는다. 이 때 침목본체(100)는 저면에는 궤도상에 깔린 도상자갈(200)과의 접지면적을 증가시키기 위해 다수의 미끄럼방지요철(110)이 형성되어 있는 구조이다.

여기서 미끄럼방지요철(110)은 도 1b와 같이, 침목본체(100)의 저면에 한쌍으로 길이방향을 따라 상호 일정간격을 두고 다수 형성되어 있는 구조이다. 이러한 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 저면에 개별적으로 독립적인 공간을 갖는 구조이다.

이 때 상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 설치시 도상자갈(200)과 안정적이고 견고한 밀착을 위해 높이방향을 따라 공간이 작아지는 마름모꼴 형태의 단면을 갖는다.

이러한 형태의 미끄럼방지요철(110)은 길이방향을 따라 한쌍으로 총 42개가 형성되어 있으며, 도상자갈(200)의 입도(일반철도 20㎜ ~ 65㎜, 고속철도 22.4㎜ ~ 63㎜)를 고려하여 하부 공간면적이 70㎜ × 70㎜이고, 상부 공간면적 50㎜ × 50㎜이며, 45°의 기울기를 갖는다. 그리고 상기 각각의 미끄럼방지요철(110)은 상호 40㎜의 간격을 두고 형성되어 있는 구조이다.

상기와 같은 구조의 침목본체(100)는 미끄럼방지요철(110)이 길이방향을 따라 개별적으로 분포된 것으로 일반적인 침목과는 달리 종방향으로의 도상저항력을 충분이 확보할 수 있는 구조이다.

즉, 신발의 스파이크와 같이 도상자갈과의 접지력 및 접지면적을 증가시킬 수 있으며, 접지면적의 증가에 따른 공간부의 형성으로 강성이 증대되어 철도차량의 하중과 진동을 충분히 견디고 온도신축에 대응하는 충분한 저항력을 가지며, 도상자갈에 적절히 전달시켜 하중을 분산시킬 수 있는 특징이 있다.

도 2a은 본 고안의 제 2실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도이며, 도 2b는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 2실시예의 다기능 개량 콘크리트 침목은 제 1실시예와 동일한 효과를 마련하면서 종/횡방향으로 도상저항력을 확보할 수 있는 구조이다.

여기서 상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 측부 4방면으로 관통형성되어 있는 구조이며, 또한 축선방향으로 개별적인 독립공간을 다수 갖는다.

이와 같은 구조는 제 1실시예의 구조와는 달리 도상저항력을 침목본체(100)의 전체에 걸쳐 고루 분포시켜 궤도의 곡선부에 적절히 대응 할 수 있는 구조이다.

도 3은 본 고안의 제 3실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도이며, 도 4은 본 고안의 제 4실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도이다.

먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 제 3실시예의 다기능 개량 콘크리트 침목은 상기 제 1실시예와 동일하게 종방향으로의 도상저항력 효과를 마련하면서 제조하기가 쉽도록 그 구조가 매우 단순한 구조이다.

이러한 상기 침목본체(100)의 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 길이방향을 따라 관통 형성되되, 상호 나란하게 일정간격을 두고 다수 형성되어 구성된다. 여기서 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 축선을 중심으로 하여 상호 40㎜의 간격을 두고 2개가 형성되어 있는 구조이다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 4실시예의 다기능 개량 콘크리트 침목은 제 3실시예와는 반대로 횡방향으로의 도상저항력을 증대시킬 수 있는 구조이다.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목은 언급된 수치에 한정하지 않이 하고 침목본체(100)의 크기 또는 요구되는 기능에 따라 변형이 가능함은 물론이다.

또한 상기에서 설명된 단면이 마름모꼴형태를 갖는 미끄럼방지요철(110) 이외에, 도 5와 같이, 그 입체 형상이 삼각뿔(A), 사각뿔(B), 삼각뿔대(C), 사각뿔대(D), 육각뿔대(E) 및 반구(F)형태 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

그리고 본 고안은 콘크리트 침목에만 한정하지 아니하고, 그 재질이 합성수지나, 목재로도 구성할 수 있다

한편 본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록청구의 범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

이상에서와 같이 본 고안의 다기능 개량 콘크리트 침목은 도상자갈과의 접지면적을 증가시켜 궤도가 변형되는 것을 최소화하고, 또한 궤도의 도상저항력을 충분이 확보할 수 있도록 하여 궤도의 좌굴, 궤도선형비틀림 및 궤도침하를 방지할 수 있는 특징이 있다.

또한 궤도의 좌굴과 궤도선형비틀림을 방지할 수 있는 별도의 부가적인 장치가 필요치 않아 추가설비에 따른 비용상승 및 관리에 따른 인건비를 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1a은 본 고안의 제 1실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 사시도,

도 1b는 도 1의 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도,

도 1c는 도 1의 A-A선에 따른 단면도,

도 1d는 도 1의 사용상태도,

도 2a은 본 고안의 제 2실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 사시도,

도 2b은 도 2a의 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도,

도 2c는 도 2a의 B-B선에 따른 단면도,

도 3은 본 고안의 제 3실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도,

도 4은 본 고안의 제 4실시예에 따른 다기능 개량 콘크리트 침목의 저면도,

도 5은 본 고안의 다양한 실시예를 나타내는 개량 콘크리트 침목의 미끄럼방지요철을 나타내는 개념도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 침목본체 110: 미끄럼방지요철

200: 도상자갈

Claims (6)

1. 레일을 지지하는 침목에 있어서,

   하중을 분산시키기 위해 높이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 작아지는 마름모형태의 단면을 갖는 침목본체(100);로 구성되되,

   상기 침목본체(100)는 접지면적을 증가시키기 위해 저면에 형성되는 다수의 미끄럼방지요철(110);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 폭방향을 따라 관통 형성되되, 상호 나란하게 일정간격을 두고 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 길이방향을 따라 관통 형성되되, 상호 나란하게 일정간격을 두고 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 저면 전체에 걸쳐 개별적으로 상호 일정간격을 두고 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 미끄럼방지요철(110)은 침목본체(100)의 저면에 개별적으로 한쌍씩 길이방향을 따라 상호 일정간격을 두고 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목.
6. 제 1항 또는 제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 미끄럼방지요철(110)의 입체형상은 삼각뿔(A), 사각뿔(B), 삼각뿔대(C), 사각뿔대(D), 육각뿔대(E) 및 반구(F)형상 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다기능 개량 콘크리트 침목.