KR20040095187A

KR20040095187A - 침목

Info

Publication number: KR20040095187A
Application number: KR1020040031898A
Authority: KR
Inventors: 스코블레닉해리; 스티글리치버나드
Original assignee: 봄바디어 트랜스포테이션 게엠베하
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2004-11-12
Also published as: KR20070067031A; RU2004113648A; CA2466452A1; IE20040306A1; US20050001048A1; RU2278194C2; CN1550370A; SG154318A1; TWI260360B; TW200426277A; KR100756525B1

Abstract

본 발명은 반동 레일 지지부, 두 개의 주행 레일 지지부, 및 동력 레일 지지부를 포함하는 기다란 몸체를 구비한 침목을 제공한다. 상기 반동 레일 지지부는 반동 레일을 지지하도록 형성되고 상기 두 개의 주행 레일 지지부는 각각의 주행 레일을 지지하도록 각각 형성된다. 동력 레일 지지부는 적어도 하나의 동력 레일을 지지하도록 형성된다.

Description

침목{CROSS-TIE}

본 발명은 일반적으로 철로 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 철로에 사용되는 침목에 관한 것이다.

주 추진원으로서 선형 유도 모터(LIM: Linear Induction Motor)를 사용하는 철도 차량은 해당 기술 분야에서 공지되어 있다. 일반적으로 철도 차량에 사용되는 선형 유도 모터(LIM)는 철도 차량 아래에서 지지되는 주 부분과 철로 상에서 지지되는 반동 레일(reaction rail)로 구성된다. LIM 철도 차량용으로 건조된 철로는 철도 차량 바퀴를 지지하기 위한 한 쌍의 주행 레일(running rail)과 선형 유도 모터의 주 부분과 상호 접촉하는 반동 레일을 포함한다. 또한, LIM 철도 차량용 철로는 대개 주행 레일과 반동 레일의 위에서 그에 수직하게 배치되는 적어도 하나의 동력 레일(power rail)을 포함한다. 철도 차량이 철로 위를 움직일 때 철도 차량에 동력을 공급하는 것은 하나 이상의 동력 레일이다.

전통적으로, LIM 철도 차량용 철로는 각각의 주행 레일, 반동 레일, 그리고하나 이상의 동력 레일을 각각의 레일 패스너로 철로의 콘크리트 가이드웨이에 조여서 형성한다. 따라서, 각각의 레일들은 철로의 가이드웨이에 독립적으로 고정된다. 이렇게 철로를 건설하는 방식의 문제점은 각각의 레일이 별도의 레일 조임 장치를 필요로 하고, 따라서 철로의 설치가 시간이 많이 걸리고 비싸진다는 것이다. 이러한 종래의 철로의 또 하나의 문제점은 LIM 철도 차량의 적절한 작동에 있어 중요한, 주행 레일, 반동 레일 그리고 하나 이상의 동력 레일 간의 상대적인 배치를 조절하기가 어렵다는 것이다. 따라서, 설치 시에 각 레일이 다른 레일에 대하여 적절하게 배치되도록 각 레일의 배치를 조정해야 한다.

미국 특허 제 5,314,115호는 상기의 종래 방식 철로의 문제점의 적어도 일부분을 극복하려고 시도하는 침목에 대해 기술한다. 미국 특허 제 5,314,115호가 기술하는 침목은 주행 레일 쌍과 반동 레일 모두를 지지하고 이 레일들을 철로의 콘크리트 가이드웨이에 고정시키는 작용을 한다. 이 침목의 문제점은 주행 레일과 반동 레일에 대한 동력 레일의 상대적인 배치를 고려하지 않는다는 것이다. 그런 까닭에, 주행 레일 쌍과 반동 레일에 대한 동력 레일의 정확한 배치를 설치 시에 조정할 필요가 있다. 이에 더하여, 주행 레일과 반동 레일이 동력 레일과는 별도로 가이드웨이에 장착되므로 조임 스터드 볼트가 추가로 필요한데, 이는 철로를 설치하는 인력에 부가적인 작업이 되고 추가적인 부품은 비용을 증가시킬 수 있게 된다.

이러한 배경에 비추어 볼 때, 관련 산업계에서는 작업량이 보다 적고 비용이보다 덜 드는, LIM 레일 차량용 철로의 건설 및 유지 방식을 필요로 한다.

도 1은 본 발명의 비한정 실시예에 따른, LIM 레일 차량용 철로의 투시도이다.

도 2는 본 발명의 비한정 실시예에 따른, 철로에 사용되는 침목의 측면도이다.

도 3은 본 발명의 비한정 실시예에 따른, 도 2의 원 A 내부 부분의 확대도이다.

도 4는 본 발명의 비한정 실시예에 따른, 도 2의 원 B 내부 부분의 확대도이다.

도 5는 본 발명의 비한정 실시예에 따른, 도 2의 원 C 내부 부분의 확대도이다.

도 6은 본 발명의 특정 비한정 실시예에 따른, 도 2의 선 5-5를 따라 절개한 단면을 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2: 철로 4: 가이드웨이

6: 주행 레일 8: 반동 레일

10: 침목 12: 동력 레일

14: 기다란 몸체 16: 주행 레일 지지부

18: 반동 레일 지지부 20: 조임 장치

38: 쐐기 부재 40: 레일 클립

44: 스터드 볼트 조립체 60: 탈선 방지 레일

64: 동력 레일 지지부 66: 동력 레일 지지대

넓은 범위의 태양에 따르면, 본 발명은 기다란 몸체를 포함한 침목을 제공한다. 상기 기다란 몸체는 반동 레일 지지부, 두 개의 주행 레일 지지부, 그리고 동력 레일 지지부를 포함한다. 반동 레일 지지부는 반동 레일을 지지하도록 형성되고 두 개의 주행 레일 지지부는 각각의 주행 레일을 지지하도록 각각 형성된다. 동력 레일 지지부는 적어도 하나의 동력 레일을 지지하도록 형성된다.

또 다른 넓은 범위의 태양에 따르면, 본 발명은 침목과 적어도 하나의 스터드 볼트 조립체를 포함하는 조립체를 제공한다. 상기 침목은 반동 레일을 지지하도록 형성된 반동 레일 지지부, 각각의 주행 레일을 지지하도록 각각 형성된 두 개의 주행 레일 지지부를 포함한다. 하나 이상의 스터드 볼트 조립체는 상기 침목을 철로의 가이드웨이에 고정시키도록 형성되고, 침목을 가이드웨이로부터 전기적으로 절연시키는 작용을 한다.

또 다른 넓은 범위의 태양에 따르면, 본 발명은 침목과 쐐기 부재를 포함한 조립체를 제공한다. 상기 침목은 반동 레일 지지부와 두 개의 주행 레일 지지부를 포함한 기다란 몸체를 구비한다. 상기 반동 레일 지지부는 반동 레일을 지지하도록 형성되고 두 개의 주행 레일 지지부는 각각의 주행 레일을 지지하도록 각각 형성된다. 각각의 주행 레일 지지부는 레일 가이드웨이에 접하도록 형성된 하부면과 주행 레일을 지지하도록 형성된 상부면을 구비한다. 상기 상부면은 상기 하부면에 평행하다. 상기 쐐기 부재는 상부면과 주행 레일 사이에서 상기 주행 레일 지지부의 상기 상부면 상에 배치되도록 형성된다.

또 다른 넓은 범위의 태양에 따르면, 본 발명은 침목과 동력 레일 지지대를 포함한 조립체를 제공한다. 상기 침목은 반동 레일 지지부, 두 개의 주행 레일 지지부 그리고 동력 레일 지지부를 포함한다. 상기 반동 레일 지지부는 반동 레일을 지지하도록 작용하고 상기 두 개의 주행 레일 지지부는 각각의 주행 레일을 지지하도록 각각 형성된다. 상기 동력 레일 지지대는 동력 레일 지지부에 제거가능하게 연결되도록 형성되고, 거기에 적어도 하나의 동력 레일이 연결되도록 형성된다.

본 발명의 이와 같은 특징들, 그리고 다른 태양과 특징들은 이하의 본 발명의 특정 실시예의 설명과 그에 수반하는 도면을 함께 검토함으로써 본 발명 분야의 당업자에게 명백해질 것이다.

첨부된 도면을 참조하는 이하 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명은 오직 예시의 목적으로 제공된다. 도면과 도면에 따른 설명은 단지 예시를 위한 것으로서 이해를 위한 보조 수단임을 알아야 하며, 발명의 한계를 정의할 목적으로 의도된 것이 아니다.

도 1은 주 추진원으로서 선형 유도 모터(LIM)를 사용하는 레일 차량(도시하지 않음)용 철로(2)를 나타낸다. 철로(2)는 전형적으로 콘크리트와 복수의 침목(10)들로 형성되는 가이드웨이(4)를 포함한다. 침목(10)은 주행 레일 쌍(6)과 반동 레일(8)과 적어도 하나의 동력 레일(12)을 지지하는 작용을 한다. 도 1에 나타내는 비한정 실시예에서 침목(10)은 두 개의 동력 레일(12)을 지지하는 작용을 한다.

도시한 바와 같이, 주행 레일(6)은 침목(10) 상에서 철도 차량의 바퀴가 그를 따라 움직일 수 있도록, 평행하게 그리고 일정한 간격으로 떨어져서 배치된다. 반동 레일(8)은 두 개의 주행 레일(6) 사이에 배치되고, 트랙을 따라 철도 차량을 추진하거나 후퇴시키기 위해, 철도 차량에 위치한 선형 유도 모터의 주 부분과 함께 이동 경로를 완성하는 작용을 한다. 동력 레일(12)은 주행 레일(6) 및 반동 레일(8)과 직각을 이루어 배치되어 있고, LIM 철도 차량에 동력을 공급하도록 형성된다. 동력 레일(12)는 일반적으로 주행 레일(6)에 직각을 이루어 배치되지만 주행 레일(6)에 평행하게 배치될 수도 있는 것으로 이해해야 한다.

도 2는 본 발명의 비한정 실시예에 따른 침목(10)의 보다 상세한 도면을 나타낸다. 침목(10)은 두 개의 주행 레일 지지부(16)와 반동 레일 지지부(18)를 정하는 일반적으로 기다란 몸체(14)를 포함한다. 도시한 비한정 실시예에서, 주행 레일 지지부(16) 중의 하나는 앞으로 설명할 바와 같이, 동력 레일(12)를 지지할 수 있도록 하기 위해 일반적으로 U형이고, 다른 하나의 주행 레일 지지부(16)는 L형이다. 반동 레일 지지부(18)는 직사각형 막대기의 일반적인 형상이고, 콘크리트 가이드웨이(4)의 표면에 대하여 올라간 위치에서 두 개의 주행 레일 지지부(16)의 사이에 배치된다.

본 발명의 비한정 실시예에서 침목(10)의 기다란 몸체(14)는 강철로 형성된다. 그러나, 다른 재료도 본 발명의 취지에서 벗어나지 않으면서 사용될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 또한, 두 개의 주행 레일 지지부(16)와 반동 레일 지지부(18)도 몰딩 성형이나 주조에 의해 일체의 부품으로 형성될 수 있는 것으로이해해야 한다. 또는 선택적으로, 반동 레일 지지부(18)와 주행 레일 지지부(16)는 하나의 기다란 몸체(14)를 형성하기 위해, 개별적인 부분들로서 함께 용접되거나 다른 적당한 방법으로 조립될 수도 있다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 반동 레일 지지부(18)는 반동 레일(8)을 지지하도록 형성된다. 여기서 나타내는 특정 실시예에서 반동 레일(8)은 조임 장치(20)에 의해서 침목(10)의 반동 레일 지지부(18)에 연결된다. 도 3은 도 2의 원 A에서 보여지는 반동 레일(8) 부분과 조임 장치(20)의 확대도를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 반동 레일(8)은 두 개의 부분, 즉 지지 철제부(22)와 상부 캡(24)으로 이루어진다. 본 발명의 침목(10)에서는 지지 철제부(22)와 상부 캡(24)이 침목(10)에 장착되기 전에 미리 조립될 수 있다. 도시되는 비한정 실시예에서, 지지 철제부(22)와 상부 캡(24)은 볼트(25)를 이용해서 미리 조립된다. 지지 철제부(22)와 상부 캡(24)이 침목(10)에 장착되기 전에 미리 조립될 수 있다는 것은 반동 레일(8)이 한 번의 단계로 침목(10)에 장착될 수 있다는 것을 의미한다. 이는 지지 철제부(22)와 상부 캡(24)를 침목(10)에 개별적으로 장착할 필요가 없다는 것이고, 건설 현장에서 반동 레일(8)을 침목(10)에 고정하는 데 요구되는 시간을 줄여준다. 통상적으로 구성 요소들을 건설 현장에서 조립하는 것은 구성 요소들을 제조 공장에서 조립하는 것보다 비용이 많이 든다. 또한, 반동 레일(8)이 한 번의 단계로 침목(10)에 설치되거나 제거될 수 있으므로, 반동 레일(8)이 손상되었을 경우에 반동 레일(8)을 교체하거나 수리하는 데 드는 시간을 줄일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 반동 레일(8)은 조임 장치(20)에 의해서 반동 레일 지지부(18)의 뒤집힌 U형 확장부(32)에 고정된다. 조임 장치(20)는 나사못(26), 너트(28) 그리고 복수의 끼움쇠들(30)을 포함한다. 복수의 끼움쇠들(30)은 침목(10)의 기다란 몸체(14)에 대하여, 즉 주행 레일(6)에 대하여 반동 레일(8)의 높이를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 비한정 실시예에서는, 다른 종류의 끼움쇠들을 삽입하거나 제거하여 반동 레일(8)의 높이를 적절하게 할 수 있도록, 끼움쇠들의 폭은 1 mm, 2 mm, 5 mm, 그리고 20 mm가 될 수 있다. 반동 레일(8)을 설치하는 작업자가 끼움쇠들의 적절한 조합을 결정하게 되면, 반동 레일(8)은 너트(28)와 나사못(26)을 죄어서 침목(10)에 단단하게 고정된다. 도시한 바와 같이, 나사못(26)은 반동 레일(8)을 반동 레일 지지부(18)의 U 형 확장부(32)에 고정시키기 위해 반동 레일(8)의 지지 철제부(22)를 통과하여 뻗어 있다.

도 2를 다시 참조하면, 각 주행 레일 지지부(16)는 각각의 주행 레일(6)을 지지하도록 형성된다. 도시한 바와 같이, 각 주행 레일 지지부(16)는 상부면(34)과 하부면(36)을 포함한다. 여기서 사용되는 바와 같이, 하부면(36)은 콘크리트 가이드웨이(4)에 면하도록 형성되고, 상부면(34)은 거기에서 지지되는 주행 레일(6)에 면하도록 형성된다.

종래에는, 선행 기술 침목의 주행 레일 지지부는 거기에 고정된 주행 레일이 반동 레일에 대하여 약간의 각을 이루어 배치되도록 각이 진 상부면을 구비한다. 그러한 선행 기술 침목의 문제점은 요구되는 엄격한 공차로 상부면의 각을 제조하기가 어려워서 버려지는 조각들의 비율이 높다는 것이다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 침목(10)의 상부면(34)과 하부면(36)은 본질적으로 서로 평행하여 제조를 단순화시킨다. 주행 레일(6)을 반동 레일(8)에 대하여 일정 각으로 배치하기 위해서는, 각이 진 쐐기 부재(38)를 주행 레일 지지부(16)의 상부면(34)와 각 주행 레일(6)의 사이에 위치시킨다. 쐐기 부재(38)는 이론적으로는 0도 내지 90도의 경사도를 형성할 수 있으나, 실제적으로 이 각도는 보통 0도 내지 3도이다.

철로의 요구 조건에 따라, 주행 레일(6)은 가이드웨이(4)에 대하여 서로 다른 경사의 각도로 배치해야 할 수도 있다. 이 경우, 다른 경사각이 요구될 때마다 각각 다른 경사각을 구비한 서로 다른 침목(10)을 사용하는 것 대신, 단지 쐐기 부재(38)만을 달리하여 동일한 침목(10)을 사용할 수 있다. 주행 레일(6)의 희망하는 경사각에 상관없이, 희망하는 경사각을 가지는 쐐기 부재(38)을 간단히 이용함으로써 동일한 침목(10)을 사용할 수 있다. 종래의 침목(10)에 있어서는, 각각 다른 경사각에 대한 침목(10)의 다른 모델이 제조되어야 했고, 이는 다른 경사각을 가지는 쐐기 부재(38)를 간단히 제조하는 것보다 비용이 훨씬 더 많이 든다. 또한, 동일한 철로의 길이 방향을 따라 한 철로 구간과 또 다른 철로 구간에서 각도가 달라질 수 있다. 따라서, 중간의 경사각을 가지는 다른 쐐기 부재(38)를 사용함으로써, 한 철로 구간에서 그 다음 철로 구간으로의 전이를 부드럽게 할 수 있다.

본 발명의 비한정 실시예에서, 쐐기 부재(38)는 나일론과 같은 전기적 절연 재료로 만들어지고, 따라서 주행 레일(6)과 침목(10)의 기다란 몸체(14) 사이의 전기적인 절연을 제공한다.

도 2에 나타낸 비한정 실시예에서, 주행 레일(6)은 한 쌍의 레일 클립(40)에의해서 각각의 주행 레일 지지부(16)에 고정된다. 그러나, 주행 레일(6)은 해당 분야에서 공지된 어떤 다른 고정 수단에 의해서 주행 레일 지지부(16)에 고정될 수도 있는 것으로 이해해야 한다.

도 4는 도 2의 원 B에서 도시한 주행 레일(6)의 확대도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 도시되는 비한정 실시예에서, 주행 레일(6)은 레일 클립(40)에 의해서 침목(10)의 주행 레일 지지부(16)에 고정된다. 또한, 쐐기 부재(38)는 주행 레일 지지부(16)의 상부면(34)과 주행 레일(6) 사이에 끼워서 제자리에 고정시킨다.

사용되는 레일 클립(40)은 팬드롤(Pandrol)사(社)의 표준 e-클립 체결구이다. 레일 클립(40)은 주행 레일(6)을 침목(10)의 주행 레일 지지부(16)에 고정시킨다. 도 2 및 도 4에 나타낸 것들과 같은 레일 클립(40)은 해당 기술 분야에서 잘 알려진 것이므로 여기서 더 상세하게 논의하지는 않을 것이다.

본 발명의 비한정 실시예에서, 레일 클립(40)은 또한 전기적으로 절연되어 있다. 예를 들어, 그것들은 나일론과 같은 전기적 절연 재료로 만들어진다. 그러므로, 전기적 절연재인 쐐기 부재(38)와 전기적 절연재인 레일 클립(40) 사이에서 주행 레일(6)은 침목(10)의 기다란 몸체(14)로부터 완전히 전기적으로 절연된다.

도 2를 참조하면, 도시된 비한정 실시예에서, 침목(10)은 스터드 볼트(46) 조립체(44)로써 철로의 가이드웨이(4)에 고정되도록 형성된다. 그러나, 침목(10)은 해당 분야에서 알려진 어떤 다른 조임 조립체에 의해서 철로의 가이드웨이(4)에 고정될 수도 있는 것으로 이해해야 한다.

도시되는 실시예에서, 스터드 볼트 조립체(44)는 그것이 콘크리트 가이드웨이(4)에 설치된 절연 삽입물(54)까지 미칠 수 있게 주행 레일 지지부(16)의 구멍을 통해서 뻗어 나가도록 형성된다. 도 2에 도시된 비한정 실시예에서, 침목(10)은 두 개의 주행 레일 지지부(16)의 각각을 통해서 연결된 스터드 볼트 조립체(44)에 의해서 가이드웨이(4)에 고정되며, 침목(10) 하나 당 총 두 개의 스터드 볼트 조립체(44)가 쓰이게 된다. 도 5는 도 2의 원 C에서 도시한 스터드 볼트 조립체(44)의 확대도를 나타낸다.

이제 도 5를 참조하면, 스터드 볼트 조립체(44)는 스터드 볼트(46), 잠금 너트(48), 코일 스프링(50) 그리고 절연 삽입물(54)을 포함한다. 절연 삽입물(54)은 물이 스터드 볼트(46)와 절연 삽입물(54) 사이에 침투하여 부식을 유발하는 것을 막기 위해 스터드 볼트(46)에 꼭맞게 죄어지도록 형성된다. 또한, 절연 삽입물(54)은 스터드 볼트(46)를 끼울 때 보다 제거할 때 더 많은 양의 토크를 필요로 하는 셀프-라킹 나사(self-locking threads)를 포함한다. 절연 삽입물(54)은 여러 번 다시 사용될 수 있도록, 스터드 볼트(46)가 제거된 후에도 그 자기-잠금 특성을 계속 보유할 수 있다.

침목(10)을 철로의 가이드웨이(4)에 장착하는 데 사용되는 절연 삽입물(54)은 침목(10)이 가이드웨이(4)로부터 전기적으로 절연될 수 있게 해준다. 이는 표류 전류(stray current)가 콘크리트 가이드웨이(4)로 전해지는 것을 방지한다. 또한, 절연 삽입물(54)은 스터드 볼트(46)의 갈바니 부식을 방지한다. 더욱이, 콘크리트 가이드웨이(4)의 절연 삽입물(54)은 가이드웨이(4)의 표면과 같은 평면 상에 있으므로, 안전의 위험요소를 구성하지 않는다. 종래의 침목에서는 스터드 볼트(46)와유사한 스터드 볼트가 가이드웨이(4)의 콘크리트에 직접 설치되었다. 그래서, 가이드웨이(4)를 건설하는 동안, 그리고 침목(10)이 설치되기 전에, 스터드 볼트의 영역이 가이드웨이(4) 밖으로 삐져나와서 구부러지거나 손상되곤 했다. 또한, 건설 노동자들이 스터드 볼트에 발이 걸리거나, 또는 심지어는 그 위에 넘어져서 심하게 부상을 입을 수도 있었다. 본 설계에 따르면, 스터드 볼트(46)는 침목(10)이 설치될 때와 동시에 절연 삽입물(54) 속으로 삽입될 뿐이다. 따라서 침목(10)의 설치 전에 가이드웨이(4)의 밖으로 삐져나오는 스터드 볼트 영역은 없다.

다시 도 2를 참조하면, 도시되는 비한정 실시예에서, 주행 레일 지지부(16)의 하부면(36)과 철로의 가이드웨이(4)의 사이에 탄성중합체 패드(58)가 배치되어 있다. 이 탄성중합체 패드(58)는 철도 차량으로부터 레일 가이드웨이(4)로 전달되는 진동의 양을 줄이는 데에 도움이 되고, 따라서 여행자의 안락함을 증진시키고 발생되는 소음의 양을 감소시킨다. 또한, 탄성중합체 패드(58)는 전기적으로 절연된 스터드 볼트 조립체(44)와 함께 침목(10)이 콘크리트 가이드웨이(4)로부터 전기적으로 절연되도록 돕는다.

침목(10)은 스터드 볼트 조립체(44)의 코일 스프링(50)에 의해서 탄성중합체 패드(58)를 향하여 한쪽으로 치우쳐 있다. 너트(48)가 코일 스프링(50)이 압축하는 스터드 볼트(46) 위에 나사산으로 결합되어 있고, 이에 의해서 침목(10)이 탄성중합체 패드(58)에 대하여 필요한 만큼 치우치게 한다.

도 2에서 또한 도시되는 것처럼, 본 발명의 비한정 실시예에 따른 침목(10)은 적어도 하나의 동력 레일, 적어도 하나의 탈선 방지 레일(60) 그리고 자동 열차제어(ATC: Automatic Train Control) 케이블 지지부(62)를 또한 지지하도록 작용한다. 이들 각각은 아래에서 보다 상세히 논의될 것이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 침목(10)은 동력 레일 지지대(66)가 침목(10)에 연결될 수 있게 하는 동력 레일 지지부(64)를 포함한다. 도시한 대로, 동력 레일 지지대(66)는 두 개의 볼트(70)에 의해서 동력 레일 지지부(64)에 연결된다. 본 발명의 취지에서 벗어나지 않으면서, 더 많거나 더 적은 볼트들이 사용될 수도 있는 것으로 보아야 한다. 또한, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않으면서, 어떤 다른 고정 수단이 동력 레일 지지대(66)를 동력 레일 지지부(64)에 고정하는 데에 사용될 수도 있다.

동력 레일 지지대(66)는 동력 레일이 침목(10)에 연결될 수 있도록 동력 레일(12)을 받치는 작용을 한다. 도시한 대로, 동력 레일(12)은 볼트(68)에 의해서 동력 레일 지지대(66)에 연결된다. 동력 레일(12)은 각각 한 개의 볼트(68)에 의해서 동력 레일 지지대(66)에 지지되고 있지만, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않으면서, 더 많거나 더 적은 볼트들이 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않으면서, 동력 레일(12)을 동력 레일 지지대(66)에 고정하는 다른 수단도 사용될 수 있다.

도면에서 도시되는 특정 실시예에서, 동력 레일 지지부(64)는 침목(10)의 왼편에 위치하고, 지면에 실질적으로 수직하다. 그러나, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않으면서 동력 레일 지지부(64)에 대한 많은 다른 배치 형태도 채용될 수 있다.

이에 더하여, 도 2에서는 침목(10)과 동력 레일 지지대(66)를 분리된 부품으로 나타내고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 침목(10)과 동력 레일 지지대(66)가 하나의 연속된 조각으로서 일체로 형성될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 그러한 실시예에서는 동력 레일 지지대(66)가 바로 동력 레일 지지부(64)가 된다.

본 발명의 배경 설명에서 언급하였듯이, 종래의 LIM 철도 차량용 철로의 동력 레일은 철로의 콘크리트 가이드웨이(4)에 직접 연결된다. 따라서, 동력 레일과 침목은 어떻게든 연결되지 않는다. 그러한 철로에 있어서의 문제점은 침목의 이동 또는 변형, 또는 동력 레일을 지지하는 구조물의 이동 또는 변형이 있는 경우, 주행 레일과 반동 레일에 대한 동력 레일의 배치가 변할 것이라는 점이다. 이는 철도 차량이 철로(2) 위를 이동하는 능력에 악영향을 줄 수 있다. 그러한 선행 기술에 있어서의 다른 문제점은 동력 레일이 가이드웨이(4)에 직접 볼트로 결합되어 있을 때, 표류 전류가 가이드웨이(4)에서 흘러서 때이르게 철도 차량의 철로 위 이동 능력을 악화시킬 수 있다는 점이다. 또한, 전류의 손실은 철로를 운용하는 회사에게는 값비싼 것이다.

동력 레일(12)이 침목(10)에 의해 지지되도록 하는 것의 하나의 이점은 주행 레일(6)과 반동 레일(8)에 관한 동력 레일(12)의 배치가 동력 레일(12)이 콘크리트 가이드웨이(4)에 직접 연결되는 경우보다 쉽게 조절된다는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 침목(10)은 동력 레일(12)과 주행 레일(6) 및 반동 레일(8) 사이의 상대적인 배치에서 보다 적은 진동에 노출된다.

특정된 비한정 실시에에서, 동력 레일(12)의 위치는 주행 레일에 대하여 수평적으로 그리고 수직적으로 6.4 밀리미터(0.25 인치) 이상 변해서는 안된다. 동력 레일(12)이 가이드웨이(4)에 직접 설치된 경우, 이러한 엄격한 허용한계를 만족시키기 위해서는 많은 조정을 필요로 한다. 그러나, 침목(10)에 직접 연결된 동력 레일(12)에 있어서, 6.4 밀리미터 허용한계는 부품들의 치수를 적절히 정하고 이러한 부품들을 적절하게 생산함으로써 더욱 쉽고 더욱 정확하게 달성할 수 있다.

도시되는 비한정 실시예에서, 동력 레일(12)의 수직 위치와 측면 위치는 침목(10)에 대하여 독립적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 수직 위치는 동력 레일 지지부(64)와 쌍이 되는 동력 레일 지지대(66)의 일부분에 있는 수직 슬롯을 통해서 조정할 수 있다. 선택적으로 상기 수직 슬롯은 동력 레일 지지부(64)에 위치할 수도 있다. 침목(10)에 대한 동력 레일(12)의 측면 위치는 동력 레일 지지부(64)와 동력 레일 지지대(66) 사이에 위치할 수 있는 끼움쇠(도시되지 않음)를 사용하여 조정하거나, 또는 선택적으로 볼트(68) 상의 너트를 사용하여 적당하게 조정할 수 있다. 그러나, 제조 공차가 만족된다면, 조정이 요구되지 않도록 하는 것도 충분히 가능하다.

침목(10)이 동력 레일(12)을 지지한다는 사실은 침목(10)과 동력 레일(12)을 가이드웨이(4)에 연결하는 데에 필요한 패스너가 더 적다는 이점을 제공한다. 이것으로 인해 조립 시간은 더 짧아지고, 설치 비용은 더 낮아진다. 또 다른 이점은 스터드 볼트 조립체(44)의 절연 삽입물(54)이 동력 레일(12)에 대한 전기적으로 절연된 시스템을 제공한다는 것이다.

도면에서의 철로(2)는 두 개의 동력 레일(12)을 도시하고 있지만, 철로(2)가오직 하나의 동력 레일(12)을 포함할 수도 있는 것으로 이해해야 한다. LIM 철도 차량용 철로(2)의 분야에서는, 두 가지 형태의 동력 레일 배열이 사용될 수 있다. 동력 레일 배열의 제1 형태는 "제3 레일"이라 불리는 오직 하나의 동력 레일을 포함하고, 동력 레일 배열의 제2 형태는 "제4 레일"이라 불리는 두 개의 동력 레일을 포함한다.

동력 레일 배열의 제1 형태(즉, 오직 한 개의 동력 레일(12)이 있는 경우)는 동력 레일을 양극 레일로서 사용하고, 주행 레일 중의 하나를 음극 귀환 경로로 사용하는 반면, 동력 레일 배열의 제2 형태(즉, 두 개의 동력 레일(12)이 있는 경우)는 하나의 양극 레일과 하나의 음극 레일을 가진다. 두 번째 동력 레일(12)을 부가하는 비용을 아낄 수 있다는 점 때문에 동력 레일 배열의 제1 형태가 가장 흔히 사용된다. 그러나, 주행 레일(6)을 음극 귀환 경로로 사용하기 위해서는, 전류의 손실을 피하기 위해 주행 레일(6)이 콘크리트 가이드웨이(4)으로부터 충분히 절연되어야 한다.

일반적으로 종래의 기술에 따른 침목(10)은 가이드웨이(4)로부터 전기적으로 절연되어 있지 않기 때문에, 침목(10)이 동력 레일을 지지하는 작용을 한다면 그러한 침목은 철로(2)가 두 개의 동력 레일이 있는 동력 레일 배열을 채용하는 경우에만 사용되도록 제한될 것이다.

따라서, 본 발명의 침목(10)의 장점은 기다란 몸체(14)가 절연 삽입물(54)과 탄성중합체 패드(58)에 의해서 가이드웨이(4)로부터 전기적으로 절연되어 있으므로, 동력 레일 배열이 하나의 동력 레일을 가지든, 또는 두 개의 동력 레일을 가지든 침목(10)이 동력 레일 배열을 지지하는 작용을 한다는 것이다. 또한, 동력 레일(12)은 주행 레일이 절연 레일 클립(40)과 절연 쐐기 부재(38)에 의해서 침목(10)으로부터 전기적으로 절연된다는 사실로부터도 이점을 얻는다.

상기에 설명한 바와 같이, 본 발명의 침목(10)은 ATC(자동 열차 제어) 케이블 지지대(62)를 포함한다. ATC 케이블 지지대(62)는 침목(10)의 반동 레일 지지부(18) 위에 위치하고 있고, ATC 케이블이 돌아다니지 않도록 하는 클램프를 포함한다. ATC 케이블 지지대(62)는 ATC 케이블이 돌아다니지 않도록 하는 데에 적합한, 해당 기술 분야에서 알려진 어떤 형태의 클램프나 고정 장치를 포함할 수 있다. 통상적으로, ATC 케이블은 주행 레일(6)의 상부에서 약 1 인치 아래에 배치해야 한다. 열차가 철로를 따라 움직일 때 열차에 있는 센서가 ATC 케이블로부터 신호를 받는다. 선행 기술에 따른 철로에서는, ATC 케이블이 L형 브래킷의 상부에 고정되어 있고 이는 그 케이블을 주행 레일의 상부에서 약 1인치 아래로 가져오기에는 약 4인치가 높은 것이다. 이 브래킷은 가이드웨이에 직접 나사로 고정된다. 본 발명에 따르면, ATC 케이블은 주행 레일(6)의 상부에서 약 2인치 아래에 위치하고, 이는 상기의 1인치보다 더 낮은 것이지만, 이 위치에서도 열차의 센서는 ATC 케이블로부터 여전히 강한 신호를 수신할 수 있다. ATC 케이블이 침목(10) 상에서 직접 지지되므로 추가적인 브래킷을 사용해야 할 필요가 없어지고, 이로써 비용, 재료, 그리고 설치 시간을 절약할 수 있다.

상기에 또한 설명한 대로, 본 발명에 따른 침목(10)은 적어도 하나의 탈선 방지 레일(60)을 지지하는 작용을 한다. 도 2에 나타낸 특정된 실시예에서,침목(10)은 거기에 부착된 두 개의, 즉 반동 레일 지지부(18)의 각 면에 하나 씩의 탈선 방지 레일(60)을 가진다. 도시한 대로, 각 탈선 방지 레일(60)은 탈선 방지 레일(60)을 통해서 뻗어 있고 탈선 방지 레일(60)을 각 주행 레일 지지부(16)의 각각의 상단 부분에 고정하는 볼트(72)에 의해서 침목(10)에 연결된다. 탈선 방지 레일(60)은 해당 기술 분야에서 공지된 것이므로 여기서 더 상세히 설명하지는 않을 것이다.

도 1에서 보인 것과 같이 LIM 레일 차량용 철로를 제조하기 위해서는, 본 발명에 따른 다수의 침목들(10)이 콘크리트 가이드웨이(4)를 가로질러서 배치된다. 비한정 실시예에서, 침목들(10)은 대략 매 1미터 당 하나의 침목(10)이 있도록 콘크리트 가이드웨이(4)에 설치된다.

도 1에서 도시한 대로, 각각의 침목(10)은 동력 레일 지지부(64)를 포함하지만, 세 개의 침목(10)마다 하나의 침목(10)만이 거기에 연결된 동력 레일 지지대(66)를 가진다. 그러나, 동력 레일 지지대(66)는 모든 침목(10)마다 연결되거나, 세 개 침목(10) 중의 하나보다 더 빈번하게 또는 덜 빈번하게 연결될 수도 있는 것으로 이해해야 한다.

일단 침목(10)이 콘크리트 가이드웨이(4)에 설치되면, 주행 레일(6), 반동 레일(8) 그리고 동력 레일(12)이 침목(10)에 설치된다. 일반적으로, 반동 레일(8)은 3 미터 내지 10 미터 길이의 구간들로 형성된다. 도 6에 도시한 대로, 반동 레일(8)의 구간들은 반동 레일(8)의 이어지는 부분들 사이에 간격(75)이 있도록 반동 레일 지지부(18)에 부착된다.

다양한 실시예가 설명되었지만, 이것들은 발명을 제한하는 것이 아니라 발명을 기술하려는 목적이었다. 이것들을 다양하게 개량한 것도 해당 기술 분야의 당업자에게 명백한 것이며, 본 발명의 범위 내에 있다. 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 더욱 특정적으로 정의된다.

본 발명의 침목(10)에서는 지지 철제부(22)와 상부 캡(24)이 침목(10)에 장착되기 전에 미리 조립될 수 있어서, 건설 현장에서 반동 레일(8)을 침목(10)에 고정하는 데 요구되는 시간과 비용을 줄일 수 있다. 또한, 반동 레일(8)이 한 번의 단계로 침목(10)에 설치되거나 제거될 수 있으므로, 반동 레일(8)이 손상되었을 경우에 반동 레일(8)을 교체하거나 수리하는 데 드는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에서는 주행 레일(6)의 희망하는 경사각이 다르더라도 희망하는 경사각을 가지는 쐐기 부재(38)을 간단히 이용하여 동일한 침목(10)을 사용할 수 있어서 비용을 절감할 수 있고, 중간의 경사각을 가지는 다른 쐐기 부재(38)를 사용함으로써 한 철로 구간에서 그 다음 철로 구간으로의 전이를 부드럽게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스터드 볼트(46)는 침목(10)이 설치될 때와 동시에 절연 삽입물(54) 속으로 삽입되고 침목(10)의 설치 전에 가이드웨이(4)의 밖으로 삐져나오는 않으므로, 스터드 볼트에 의한 건설 노동자들의 부상을 방지할 수 있다.

본 발명에서는 동력 레일(12)이 침목(10)에 의해 지지되므로, 주행 레일(6)과 반동 레일(8)에 관한 동력 레일(12)의 배치가 동력 레일(12)이 콘크리트 가이드웨이(4)에 직접 연결되는 경우보다 쉽게 조절된다. 따라서, 본 발명에 따른 침목(10)은 동력 레일(12)과 주행 레일(6) 및 반동 레일(8) 사이의 상대적인 배치에서 보다 적은 진동을 받는 이점이 있다.

본 발명에서는 동력 레일(12)이 침목(10)에 직접 연결되어 있으므로, 동력 레일(12)의 주행 레일(6)에 대한 수평적인 그리고 수직적인 위치의 허용한계를 더욱 쉽고 더욱 정확하게 달성할 수 있다. 또한, 침목(10)이 동력 레일(12)을 지지한다는 사실은 침목(10)과 동력 레일(12)을 가이드웨이(4)에 연결하는 데에 필요한 패스너가 더 적다는 이점을 제공한다. 이로 인해 조립 시간과 설치 비용을 줄이는 효과가 있다.

본 발명에서는 침목(10)의 기다란 몸체(14)가 절연 삽입물(54)과 탄성중합체 패드(58)에 의해서 가이드웨이(4)로부터 전기적으로 절연되어 있으므로, 동력 레일 배열이 하나의 동력 레일을 가지든, 또는 두 개의 동력 레일을 가지든 침목(10)이 동력 레일 배열을 지지하는 작용을 할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 ATC 케이블이 침목(10) 상에서 직접 지지되므로 추가적인 브래킷을 사용해야 할 필요가 없어지고, 이로써 비용, 재료, 그리고 설치 시간을 절약하는 효과가 있다.

상기에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 침목(10)은 일체로 된 조립체로서 주행 레일(6), 반동 레일(8) 그리고 하나 이상의 동력 레일(12)을 지지하도록 작용한다. 따라서, 본 발명에 따른 침목(10)은, 조립체의 상대적으로 높은 강성이 반동 레일(8)과 LIM이 탑재된 차량 사이의 공기갭의 높이에 있어서 요구되는 엄격한 허용한계를 유지할 수 있게 하고, 침목(10)/가이드웨이(4)의 접촉면에서의 상대적으로 낮은 강성이 기준에 맞는 승차 품질, 바퀴/레일 상호작용과 진동의 분리를 확보할 수 있게 한다. 주행 레일(6)과 반동 레일(8)은 모두 침목(10)에 의해서 지지되므로, 작동 조건 하에서 그것들 사이의 상대적인 편향은 제한이 되고 탄성중합체 패드(58) 상에서 가이드웨이(4)에 설치된 침목(10)의 편향에는 관계가 없게 된다.

Claims

기다란 몸체를 포함한 침목으로서,

상기 기다란 몸체는 반동 레일을 지지하도록 형성된 반동 레일 지지부와, 각각의 주행 레일을 각각 지지하도록 형성된 두 개의 주행 레일 지지부와, 하나 이상의 동력 레일을 지지하도록 형성된 동력 레일 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침목.
제1항에 있어서, 상기 동력 레일 지지부는 동력 레일 지지대를 지지하도록 형성되고, 이 동력 레일 지지대는 다시 상기의 하나 이상의 동력 레일을 지지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 동력 레일이 상기 기다란 몸체에 대하여 수직방향 또는 측방향 중에서 어느 하나 이상의 방향으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 침목.
제2항에 있어서, 상기 동력 레일 지지부는 동력 레일을 지지하도록 작용하고, 상기 동력 레일과 하나 이상의 주행 레일은 서로로부터 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 침목.
제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 주행 레일이 동력 레일에 대한 음극 귀환 경로로 작동하는 것을 특징으로 하는 침목.
제1항에 있어서, 쐐기 부재가 상기 주행 레일 지지부와 각각의 주행 레일 사이에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제6항에 있어서, 상기 쐐기 부재는 상기 주행 레일 지지부와 접촉하도록 형성된 제1표면과 각각의 주행 레일과 접촉하도록 형성된 제2표면을 포함하고, 상기 제1표면과 상기 제2표면은 서로에 대하여 0도 내지 90도의 각도로 배열되는 것을 특징으로 하는 침목.
제7항에 있어서, 상기 쐐기 부재는 전기적 절연 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 침목.
제8항에 있어서, 상기 절연 재료는 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 침목.
제1항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 하나 이상의 탈선 방지 레일을 지지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제1항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 하나 이상의 자동 열차 제어(ATC) 케이블 지지대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제1항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 하나 이상의 스터드 볼트 조립체에 의해서 가이드웨이에 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제12항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 상기 가이드웨이로부터 전기적으로 절연되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제13항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 탄성중합체 패드에 의해서 가이드웨이로부터 전기적으로 절연되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 침목.
제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 스터드 볼트 조립체는 상기 가이드웨이로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 침목.
제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 스터드 볼트 조립체는 상기 하나 이상의 스터드 볼트 조립체를 가이드웨이로부터 전기적으로 절연시키기 위한 절연 삽입물을 포함하는 것을 특징으로 하는 침목.
제15항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 상기 하나 이상의 스터드 볼트 조립체로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 침목.
제17항에 있어서, 상기 기다란 몸체는 어깨 부위에 위치한 절연 링에 의해서 상기 하나 이상의 스터드 볼트 조립체로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 침목.
제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 동력 레일은 상기 레일 가이드웨이로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 침목.
제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 동력 레일은 하나 이상의 탄성중합체 패드, 절연 삽입물, 어깨 부위에 위치한 절연 링, 그리고 절연 쐐기 부재에 의해서 상기 레일 가이드웨이으로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 침목.
레일 가이드웨이를 포함하고, 상기 레일 가이드웨이를 가로질러 뻗어 있는 제1항에 따른 다수의 침목들을 포함하여 구성되는 철로.
반동 레일을 지지하도록 형성된 반동 레일 지지부와, 각각의 주행 레일을 각각 지지하도록 형성된 두 개의 주행 레일 지지부를 구비하는 침목과;

상기 침목을 철로의 가이드웨이에 고정하기 위해 형성되고 상기 침목이 상기 가이드웨이로부터 전기적으로 절연되도록 작용하는 하나 이상의 스터드 볼트 조립체를 포함하여 구성되는 조립체.
제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 스터드 볼트 조립체는 상기 침목을 상기 가이드웨이로부터 전기적으로 절연시키기 위한 절연 삽입물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
반동 레일을 지지하도록 형성된 반동 레일 지지부와, 레일 가이드웨이에 접하도록 형성된 하부면과 주행 레일을 지지하도록 형성된 상부면을 구비하며 상기 상부면은 상기 하부면에 실질적으로 평행하게 구성된 두 개의 주행 레일 지지부를 포함한 기다란 몸체를 구비한 침목과;

상기 상부면과 상기 주행 레일 사이에서 상기 주행 레일 지지부의 상기 상부면 상에 위치하도록 형성되는 쐐기 부재를 포함하여 구성되는 조립체.
반동 레일을 지지하도록 형성된 반동 레일 지지부와, 각각의 주행 레일을 각각 지지하도록 형성된 두 개의 주행 레일 지지부와, 동력 레일 지지부를 구비하는 침목과;

하나 이상의 동력 레일이 거기에 연결되도록 형성되고, 상기 동력 레일 지지부에서 상기 침목에 제거가능하게 연결되도록 형성되는 동력 레일 지지대를 포함하여 구성되는 조립체.