KR20140044824A

KR20140044824A - 철도 레일 지지 플레이트

Info

Publication number: KR20140044824A
Application number: KR20137033560A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 하크니스
Original assignee: 인터캐스트 & 포지 피티와이 리미티드
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2014-04-15
Also published as: AU2012260437A1; BR112013030206B1; EA201391693A1; ZA201309247B; KR101795676B1; US20140124588A1; EA026387B1; US9410294B2; AU2012260437B2; EP2714991A1; CN103890269B; EP2714991A4; WO2012159167A1; CA2837114C; NO2714991T3; DK2714991T3; BR112013030206A2; EP2714991B1; MY167019A; CA2837114A1

Abstract

본 발명은 레일 지지 부재 상에서 철도 레일을 지지하기 위한 지지 플레이트로서, 상기 지지 플레이트는 상기 레일 지지 부재의 장착면에 직접 또는 간접적으로 지지되는 하면, 상기 레일을 직접 또는 간접적으로 지지하는 상면, 및 지지 플레이트의 무게를 감소하기 위해 상기 상면과 하면 사이에 개재된 중간 영역을 포함한다.

Description

철도 레일 지지 플레이트{A RAILWAY RAIL SUPPORT PLATE}

본 발명은 철도 시스템 건설에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 철도 침목(railway sleeper), 콘크리트 기초, 또는 그 밖의 유사한 것과 같은 레일 지지 부재 상에서 철도 레일을 고정하는 지지 플레이트에 관한 것이다.

본 특허 출원은 2011년 5월 25일에 출원된 호주 특허 출원 2011-902033호(발명의 명칭 : 철도 레일 지지 플레이트)를 기초로 하는 우선권 주장 출원이다.

이러한 호주 출원의 전체 내용은 본 특허출원에 참고로 인용된다.

철도 시스템은 여러 개의 선로를 포함하고, 각각의 선로는 하나 이상의 철도 레일을 포함한다. 각각의 레일은 열차가 지나가는 상기 선로를 형성하기 위해 지지 부재에 고정된다. 상기 지지 부재는 "철도 침목", 콘크리트 기초, 철강 지지대, 또는 그 밖의 유사한 것과 같은 교차 부재를 포함한다.

실제로, 각각의 레일은, 레일의 받침부와 상기 지지 부재의 지지면 사이에 위치하는 지지 플레이트를 이용하여 지지 부재에 고정될 수 있다. 이러한 지지 플레이트는 예를 들어, "타이 플레이트" 또는 "턴아웃 플레이트"를 포함할 수 있다. 철도 침목에 레일이 지지된다는 점에서, 각각의 지지 플레이트는 실제로 고정 작업시, 상기 침목의 형상과 제조되는 재료에 따라 나사산이 형성된 잠금장치 또는 대못(크기가 큰 못)과 같은 적절한 고정부재를 사용하여 상기 침목에 고정된다. 상기 레일은 타이 클립(tie clip)을 포함하는 다른 고정부재를 이용하여, 상기 침목과 상기 지지 플레이트에 고정될 수 있다. 작동시, 각각의 침목은 대개 밸러스트 재료(ballast material)를 포함하는 기초부에 의해 지지된다. 침목은 타이 플레이트와 밸러스트에 각각 접촉하는 상면과 하면을 포함할 수 있다.

철도 시스템 건설은 긴 거리에 걸쳐 수많은 구성요소를 운반하는 것을 수반하는 작업이다. 일반적으로 상기 구성요소는 수송 컨테이너(shipping container)와 같은, 큰 체적을 가지는 컨테이너로 운반된다. 이러한 운송은 많은 운반 비용을 발생시킨다. 실제로, 운송이 수행되어야 하는 요구량을 고려하여 볼 때, 구성요소 무게의 약간의 감소는 운송 비용의 상당한 감소로 이어진다. 예를 들어, 몇몇의 운송 시스템은 무게 제한이 존재하기 때문에, 특정 구성요소의 무게 감소는 많은 양의 다른 구성요소가 상기 특정 구성요소의 감소된 무게만큼 운반될 수 있음을 의미한다.

지지 플레이트와 같은 하중을 지지하는 구성요소에 대한 필요성 때문에, 구성요소 형상에 대한 중요한 과제는 특정 구성요소의 구조적 요구를 충족시키고 작동 수명이 연장되도록 구조적인 완전성을 제공하기 위해 요구된 구조적 작동을 유지한 상태에서 구성요소 무게를 줄이는 작업을 수반한다.

지지 플레이트의 무게를 감소하기 위한 하나의 접근 방안은 재료의 질량을 줄이기 위해 지지 부재와 접촉하는 지지 플레이트의 표면에 복수의 홈 또는 슬롯(slot)을 형성하는 것을 수반한다. 하지만, 상기 지지 부재와 접촉하는 상기 지지 플레이트의 표면에 홈을 형성하는 것은 적어도 상기 지지 부재의 작동 수명 감소로 이어질 수 있다. 예를 들어, 열차가 상기 철도 지지 부재를 가로질러서 레일을 따라 이동할 때, 상기 지지 부재는 열차의 무게를 지지한다. 열차 이동은 상기 지지 플레이트의 연결 면과 상기 지지 부재 사이에 경미한 움직임과 마찰력을 발생시킬 수 있다. 일정 시간이 경과하면, 이러한 마찰력은 상기 지지 플레이트 또는 상기 지지 부재의 마모를 촉진시킬 수 있고, 궁극적으로 상기 지지 플레이트 또는 지지 부재가 작동 수명이 제한되어 제거 및 대체되어야 하는 상황에 처하게 되는 결과를 가져온다. 지지 플레이트가 마찰력에 기여하는 정도와 상기 지지 부재의 노화 상태는 적어도 상기 지지 플레이트와 지지 부재 사이에 계면(interface)에 다소 의존한다.

본 발명은 상술한 배경 기술의 문제점 및 어려움을 해결하기 위하여 개발된 것이다.

본 발명의 목적 및 효과는 본 발명의 도해, 예시 및 실시 예를 참조하여 첨부 도면과 연계하여 후술하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 일 실시 예는 레일 지지 부재 상에서 철도 레일을 지지하기 위한 지지 플레이트와 관련되어 있고, 상기 지지 플레이트는 상기 레일 지지 부재의 장착면에 직접 또는 간접적으로 지지되는 하면, 상기 레일을 직접 또는 간접적으로 지지하는 상면, 및 지지 플레이트의 무게를 감소하기 위하여 상기 상면과 하면 사이에 개재된 중간 영역을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 플레이트는 상기 하면을 포함하는 베이스와, 상기 베이스 위에 배치되고 상기 상면을 포함하는 데크를 포함하고, 상기 중간 영역은 상기 베이스와 데크 사이에 개재되어 상기 베이스와 데크를 구분한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 중간 영역은 중공 영역이거나 또는 중공 영역을 포함한다.

이러한 중간(몇몇 경우에는 중공) 영역은 상기 지지 플레이트를 대부분 채우도록 하기 위해(또는 대부분 중공을 만들도록 하기 위해) 매우 광범위할 수 있다. 게다가, 상기 중간 영역은 외부에서 보일 수 있거나, 또는 실질적으로 완전히 밀봉되지는 않지만, 거의 밀폐되도록 구성된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 중간 영역은 상기 데크를 지지하기 위한 하나 이상의 지지 부재를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 부재 또는 각각의 지지 부재는 상기 베이스로부터 상기 데크로 연장된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 중간 영역은 적어도 부분적으로 상기 데크 및 베이스와 다른 물성을 가지는 재료로 구성된다.

또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명은 지지 부재에 철도 레일을 지지하기 위한 지지 플레이트에 관한 것으로서, 상기 플레이트는, 상기 지지 부재의 장착면과 접촉하기 위한 하면을 포함하는 베이스; 상기 레일의 받침부를 지지하기 위한 상면을 포함하고 상기 베이스의 상부에 배치되는 데크; 및 상기 데크와 베이스 사이에 개재되고 상기 데크를 지지하기 위해 하나 이상의 지지 부재를 포함하는 중간 영역을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 플레이트는 레일 지지 부재 상에서 레일을 지지하는 플레이트의 조립체 중 어느 하나이다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 플레이트는 타이 플레이트(tie plate) 또는 턴아웃 플레이트(turnout plate)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 플레이트는 최하부에 배치되거나 또는 상기 조립체의 베이스 플레이트에 배치된다.

상기 지지 부재는 철도 침목, 콘크리트 기초(콘크리트 슬래브와 같은), 또는 철강 구조물을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 베이스로부터 상방으로 연장하는 하나 이상의 숄더(shoulder)를 포함할 수 있다. 상기 숄더는 상기 상면의 받침부가 위치되도록 배열되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지지 플레이트는 한 쌍의 숄더를 포함하고 상기 데크는 상기 한 쌍의 숄더 사이에 연장된다.

상기 중간 영역은 중공 영역 또는 일부 중공 영역을 포함할 수 있다. 상기 중간 영역은 사용시 상기 지지 플레이트에 물의 출구와 같은 습기의 출구를 제공하기 위해 상기 지지 플레이트를 통과하도록 연장되는 하나 이상의 통로를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 부재는 상기 상면과(선택적으로) 상기 베이스에 걸쳐서 작용하는 하중을 전송 및 분배하도록 형성되어 배열된다. 일 실시 예에 따르면, 각각의 지지 부재는 상기 베이스로부터 상기 데크로 연장된다.

상기 지지 부재는 기둥(또는 칼럼)형 부재를 포함할 수 있다. 다만, 다른 실시 예에 있어서 상기 지지 부재는 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 있어서 상기 지지 부재는 리브형 부재처럼, 일반적으로 상기 중간 영역의 수평 지역을 교차하여 연장되는 하나 이상의 종방향으로 연장된 부재를 포함한다. 이 밖에 다른 형상도 가능할 것이다.

기둥형 부재의 형상으로 구성된 지지 부재를 포함하는 실시 예에 있어서, 상기 기둥형 부재는 실질적으로 동일한 수평 단면을 가질 수 있다. 다만, 상기 기둥형 부재가 실질적으로 동일한 단면을 가지는 것이 필수적인 것은 아니고, 다른 실시 예에 있어서 상기 기둥형 부재가 상기 중간 영역 내부에서 배치되는 위치에 따라 서로 다른 수평 단면을 가지는 것도 가능하다 할 것이다.

상기 기둥형 부재는 일반적으로 원통형 바디를 포함할 수 있다. 일반적으로 이러한 원통형 바디는 4㎜ 이상의 지름을 가지나, 보통 4㎜ 내지 20㎜의 범위의 지름을 가진다. 원통형 기둥형 부재는 강도/무게 비율과 제조 비용 사이에 적절한 균형을 제공할 것이다. 다만, 면 형상 또는 다각형 형상과 같은 다른 형상도 또한 가능하다 할 것이다. 다른 적절한 형상은 다이아몬드 형상, 정사각형 형상, 또는 절단된 원뿔 형상의 지지 부재를 포함한다.

상기 기둥형 부재의 단면은 계획된 하중을 운반할 수 있도록 충분히 큰 크기를 가지도록 제조되고 있으나, 다만 적절한 구조적 특성을 제공한 상태에서 상기 지지 플레이트의 무게를 감소시킬 수 있을 만큼 충분히 작게 제조될 필요가 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 기둥형 부재는 실질적으로 일률적인 배열을 가지도록 배치된다. 즉, 상기 기둥형 부재는 실질적으로 상기 중간 영역 내부에 일률적으로 배열된다. 다만, 상기 기둥형 부재가 이러한 배열을 가지도록 배치되는 것이 필수적인 것은 아니고, 다른 실시 예에 있어서 상기 기둥형 부재의 배열은 상기 상면에 작용하는 설계된 하중 분배에 따라, 예를 들어 더 큰 하중이 작용하는 영역에 상기 기둥형 부재의 배치 밀도가 더 커지도록 배열될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 기둥형 부재의 형상은 일률적으로 구성될 필요가 없고, 그 대신에 상기 상면에 작용하는 설계된 하중 분배에 따라 달라지고, 예를 들어 더 큰 설계 하중을 가지는 영역에 배치되는 기둥형 부재는 더 작은 설계 하중을 가지는 영역에 배치되는 기둥형 부재 보다 더 큰 수평 단면적을 가질 수 있다. 상기 상면에 작용하는 설계 하중 분배에 따라 상기 기둥형 부재의 배열 및/또는 형상을 최적화 하는 것은 더욱 효율적인 무게 감소로 이어질 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 중간 영역은 적어도 부분적으로 상기 데크와 베이스의 재료와 다른 물성을 가지는 재료로 형성된다. 상기 재료는 상기 데크와 베이스 사이에 층을 형성할 수 있다. 상기 재료는 a. 고무 성분; b. 플라스틱; c. 복합 재료; d. 금속; e. 콘크리트; f. 발포 고무; g. 에폭시 수지 기반 재료; h. 모래 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

몇몇 실시 예에 있어서, 상기 재료는 상기 중간 영역에 개재되어 상기 지지 플레이트의 압축력과 인장력을 향상시키는 특성을 가지는 탄성 재료를 포함한다.

일 실시 예에 따른 지지 플레이트는 적절한 제조 과정을 이용하여 적절한 기계적 특성을 가진 재료로부터 일체형 구성요소로서 제조될 수 있다. 적절한 제조 과정의 일 예는 모래 캐스팅(sand casting) 방식이다. 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 지지 플레이트는 주철로 만든 제품(cast-iron product)이다. 다만, 상기 지지 플레이트는 다른 제조 과정과 재료가 사용되어 제작될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 다른 실시 예에 있어서 상기 타이 플레이트는 기계 가공, 단조, 또는 용접 제품일 수 있다. 다른 적절한 재료 및 제조 과정은 숙련된 기술자의 지식 범위 내에서 해결될 것이다.

본 발명의 예시적인 실시 예는 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 타이 플레이트의 상면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 타이 플레이트의 단부를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절개한 타이 플레이트의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 B-B' 라인을 따라 절개한 타이 플레이트의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 타이 플레이트의 저면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 레일을 지지하는 조립체의 일부를 형성하는 타이 플레이트의 상면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 조립체의 단부를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 C-C' 라인을 따라 절개한 타이 플레이트의 단면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 타이 플레이트와 레일을 지지하는 추가 부재를 더 포함하는 조립체의 상면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 조립체의 단부를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 D-D' 라인을 따라 절개한 조립체의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타이 플레이트의 상면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 E-E' 라인을 따라 절개한 타이 플레이트의 단면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 F-F' 라인을 따라 절개한 타이 플레이트의 단면도이다.
후술하는 설명에 있어서, 여러 도면에 걸쳐 동일한 구성을 도시한 부분은 동일한 도면 부호로 표시하였음을 밝혀둔다.

본 명세서의 도면과 첨부하는 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 실시 예에 대한 것이다. 간결한 설명을 위해, 본 발명의 원리를 사용한 다른 실시 예는 본 명세서와 도면에 특별히 따로 설명되지는 않을 것이다.

이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예는 레일 지지 부재인 침목에 레일을 고정하기 위한 타이 플레이트의 형태인 지지 플레이트에 관한 것이다. 다만, 본 발명은 레일 지지 부재와 함께 사용되는 플레이트의 특정 유형이 타이 플레이트로 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예는 턴아웃 플레이트, 또는 실제로 이용시 다른 레일 지지 부재와 함께 이용되는 지지 플레이트와 같이 다른 유형의 지지 플레이트를 제공하고, 이러한 경우에, 상기 지지 플레이트는 레일 지지 부재 상에서 레일을 지지하는 플레이트 조립체의 일 구성으로서, 상기 지지 플레이트는 상기 조립체 중 일 플레이트를 구성한다.

이에 따라, 비록 이하의 설명이 타이 플레이트에 관한 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 본 발명의 실시 예에 따른 지지 플레이트는 다양한 레일 지지 부재와 함께 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 타이 플레이트(100)를 도시한다. 도 6 내지 도 8은 타이 플레이트(100) 하부에 접촉하도록 배치되는 철도 침목(104) 상에 상기 침목(104)을 따라 이동하는 열차의 무게를 전송하도록 철도 레일(102)을 지지하는 상기 타이 플레이트(100)를 도시한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 상기 타이 플레이트(100)는 철제, 모래 거푸집을 이용한 캐스트 구조와 같은 일체로 성형된 금속으로부터 제조된다. 다만, 상기 타이 플레이트(100)는 고무, 합성물, 다른 금속, 또는 실제로 열차에 의해 가해지는 하중을 충분히 견뎌낼 수 있는 재료와 같은 별도의 재료와, 사용시 상기 타이 플레이트(100)에 부착 또는 장착된 다른 장치로부터 제조될 수 있다. 추가로, 다른 실시 예에 있어서, 상기 타이 플레이트(100)는 분리된 재료 조각으로부터 조립될 수도 있다.

상기 타이 플레이트(100)는 베이스(106)와, 상기 베이스(106) 상부로부터 이격되게 배치되는 데크(110)를 포함한다. 상기 베이스(106)는 상기 침목(104)의 장착면과 대응되는 형상을 가지고 상기 침목(104)과 접촉하는 하면(112)(연속적인 평면으로 도시됨)을 포함한다. 상기 데크(110)는 도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼, 레일(102)의 받침부(116)를 지지하기 위한 상면(118)(연속적인 평면으로 도시됨)을 포함한다. 중간 영역(120)은 상기 데크(110)와 상기 베이스(106) 사이에 개재된다.

도시된 실시 예에 있어서 이러한 중간 영역(120)은 외부에서 볼 수 있지만, 상기 중간 영역(120)은 "캐스트 구조"로 밀폐하거나, 또는 상기 중간 영역(120)에 형성되는 개구에 커버 플레이트를 용접하는 것과 같은 추가 제조 과정의 방법을 거쳐서 밀폐할 수 있다.

또한 도시된 실시 예는 상기 상면(118)에 레일 받침부(116)를 배치하기 위하여 한 쌍의 숄더(108, 108')를 포함한다. 본 실시 예에 있어서, 상기 숄더(108, 108')는 상기 베이스(106)로부터 상방으로 연장되고 상기 타이 플레이트(100)의 폭을 교차하도록 횡방향으로 연장된다. 상기 숄더(108, 108')는 상기 상면(118)에 배치되는 상기 레일 받침부(116)의 폭과 실질적으로 동일한 범위만큼 이격되는 서로 반대편으로 대향하는 벽체(114, 114')를 포함한다. 본 발명의 실시 예는 숄더(108, 108')를 포함하는 것으로 설명하였으나, 몇몇 실시 예에서는 상기 데크(110)의 상면(118)에 레일 받침부(116)를 배치하기 위한 숄더가 필수 구성요소가 아님을 밝혀둔다. 하지만, 본 발명에 있어서 숄더(108, 108')가 제공되는 것이 더욱 바람직하다. 숄더를 포함하는 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 숄더의 개수, 형상 및 배열은 각각의 숄더(108, 108')에 서로 다르게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

도 1에 도시된 것처럼, 본 실시 예에 따르면, 상기 데크(110)는 상기 숄더(108, 108') 사이에 연장된다. 상기 데크(110)의 상면(118)은 수용 영역(115) 또는 상기 레일(102)의 받침부(116)를 수용하기 위한 "시트"를 형성하는 상기 숄더(108, 108')의 벽체(114, 114')와 합쳐진다. 도면에 도시된 실시 예에 있어서 상기 상면(118)은 상기 타이 플레이트(100)가 침목(104)에 장착될 때 상기 레일(102)의 경사를 형성하도록 상기 베이스(106)에 대해 약 1.4도의 각도로 경사진다. 경사 각도는 계획된 설계대로 형성되지만, 1도 내지 3도의 범위가 가장 일반적이다. 도시된 것처럼, 상기 데크(110)는 중간 영역(120)을 형성하기 위해 상기 베이스(106)의 상부 방향으로 이격되게 배치되고, 본 실시 예에 있어서, 상기 중간 영역은 상기 데크(110)의 밀면 또는 하면(122)과 상기 베이스(106)의 상면(124) 사이에서 두께가 점점 얇아지는 영역으로 설명될 수 있다.

도 3에 도시된 것처럼, 복수의 지지 부재(126)는 상기 중간 영역(120) 내부에 배치된다. 도시된 실시 예에 있어서, 복수의 지지 부재(126)는 상기 타이 플레이트(100)의 제조시 일체로 형성된다. 다만, 다른 실시 예에 있어서 하나 이상의 지지 부재(126)는 각각 형성되어 상기 중간 영역(120)에 개재되거나 배치된다. 예를 들어, 하나 이상의 지지 부재(126)는 상기 데크(110)를 지지하기 위하여 개별적으로 또는 일괄적으로 상기 중간 영역(120)에 개재되거나 배치될 수 있다. 적절한 지지 부재로는 바(bar), 레일, 리브(rib), 웨빙(webbing), 기둥(pillar), 볼(ball), 시트(sheet), 그리드(grid), 격자보(lattice), 빔(beam), 로드(rod), 또는 중공 구조물(hollow structure)을 포함할 수 있다.

비록 본 실시 예에 있어서, 상기 지지 부재(126)는 상기 데크(110) 및 베이스(106)와 동일한 재료로 제조되지만, 다른 재료가 이용되는 것도 가능하다 할 것이다. 적절한 재료의 예로는 고무 성분(rubber composition), 발포 고무(foam), 콘크리트, 플라스틱, 복합 재료(composite material), 금속(metal), 또는 에폭시 수지 기반 재료(epoxy resin based material)를 포함한다. 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 재료는 압축 하에 상기 중간 영역(120)에 개재되는 탄성 재료(resilient material)를 포함할 수 있다.

본 실시 예에 있어서, 상기 지지 부재(126)는 상기 베이스(106)로부터 상기 데크(110)로 연장되는 기둥(또는 칼럼)형 부재이다. 상기 기둥형 부재(128)는 이용하는 동안 상기 데크(110)를 지지하도록 형성되고 배열된다. 비록 본 실시 예에 있어서 상기 지지 부재(126)는 기둥형 부재(128)로서 도시되고 설명되지만, 당연히 위에서 언급한 것을 포함하여 다른 유형의 지지 부재가 사용되는 것도 가능하다. 다른 적절한 지지 부재는 리브형 부재(rib-like element), 스트럿(strut), 웨빙(webbing) 또는 그 밖의 유사한 것을 포함한다. 상기 중간 영역(120) 내부에 고형 물체 대신에, 적절한 지지 부재(126)를 이용하여 배치하는 것에 의해, 상기 타이 플레이트(100)의 무게는 과도하게 구조 성능이 저하되지 않고도 감소될 수 있다.

도 2와 도 3에 더욱 명확하게 도시된 것처럼, 상기 기둥형 지지 부재(126)는 일반적으로 원통형 바디부(129)를 포함한다. 베이스(130)와 헤드(132)는 상기 바디부(129)의 하단과 상단에 각각 배치된다. 상기 베이스(130)와 헤드(132)는 상기 베이스(106)의 상면(124)과 상기 데크(110)의 하면(122)에 각각 교차하도록 상기 원통형 바디부(129)에 대해 둘레 방향으로 연장하는 필릿(fillet)(134)을 형성하기 위해 상기 바디부(129)로부터 외측으로 둘러진다. 상기 필릿(134)은 응력 집중 지점을 줄이고 제조성을 향상시킬 수 있다.

도시된 실시 예에 있어서, 복수의 지지 부재(126)는 실질적으로 동일한 이격 거리를 가지도록 상기 복수의 지지 부재(126)는 일률적인 위치에 배열된다. 게다가, 복수의 지지 부재(126)는 실질적으로 동일한 수평 단면을 가진다. 상기 지지 부재(126)가 일률적인 위치에 배열되는 것이 필수적인 것은 아니고, 동일한 단면 형상을 가지는 것도 필수적인 것은 아니며, 중간 영역(120)의 형상에 따라 상기 복수의 지지 부재가 다른 배열과 형상을 가지면서 무게 감소에 필요한 기계적 특성을 제공하는 것이 가능할 수 있다.

도 2와 도 3에 더욱 명확하게 도시된 것처럼, 복수의 지지 부재(126)의 배열은 상기 지지 부재(126) 사이에 간극(136)을 형성한다. 본 실시 예에 있어서, 이러한 간극(136)은 상기 중간 영역(120)이 부분적으로 중공이 형성되도록 그리드 형상의 빈 공간으로 형성되고, 이에 따라 상기 타이 플레이트(100)는 동등한 고형 타이 플레이트 보다 더 가벼운 무게를 가진다. 다만, 다른 실시 예에 있어서 상기 간극(136)은 인서트(insert) 또는 충진재(filler)와 같은, 상기 타이 플레이트(100)와 다른 재료로 형성된 하나 이상의 추가 지지 부재로 구성될 수 있다. 적절한 재료는 고무 성분, 플라스틱, 복합 재료, 금속, 발포 고무, 콘크리트, 모래 또는 에폭시 수지 기반 재료를 포함할 수 있다. 상기 충진재는 감음을 제공하거나 또는 부식에 대한 저항력을 향상시키기 위해 상기 간극(136)에 물을 유지하도록 할 수 있다.

상기 중간 영역(120) 내부에 하나 이상의 추가 지지 부재를 포함하는 것은 상기 데크(110)의 강도를 더욱 보강할 수 있고 사용하는 동안 상기 데크(110)를 더욱 견고하게 지지할 수 있으며 상기 레일(102)로부터 상기 침목(104)으로 무게를 전송하고 분배하는 상기 타이 플레이트(100)의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 상기 타이 플레이트(100)는 종래의 유형으로 형성된 플랜지(138)를 포함한다. 도면에 도시된 것처럼, 각각의 플랜지(138)는 공지된 방식으로 상기 침목(104)에 상기 타이 플레이트(100)를 고정하는 못(nail), 볼트, 또는 말뚝(peg)과 같은 종래의 잠금 수단을 수용하기 위한 한 쌍의 홀(140)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 홀이 포함되지 않을 수 있고 상기 다른 실시 예에서는 스프링 클립(spring clip) 또는 그 밖의 유사한 것과 같은 다른 수단을 이용하여 지지 부재에 고정될 수도 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼, 타이 플레이트(100)는 상기 타이 플레이트(100)에 상기 레일(102)을 고정하는 레일 고정 수단(144)을 배치하기 위한 안착부(142)를 포함한다. 본 실시 예에 있어서 상기 안착부(142)는 메사형 영역(mesa-shaped region)으로 간단하게 표현되도록 도시된다. 다만, 다른 적절한 안착부 형상이 이용되는 것도 가능할 것이다. 사용시 적절한 안착부 형상 및 고정 수단은 숙련된 기술자가 이해할 수 있는 범위이다.

상기 안착부(142)는 레일 고정 수단(144)의 제 1 단부(146)를 고정하기 위한 기초를 제공하고, 상기 레일 고정 수단(144)의 제 2 단부(148)는 상기 레일 받침부(116)에 고정력을 제공하기 위해 레일(102)쪽으로 편향된다. 상기 고정력은 상기 레일(102)이 비틀릴 정도로 무더운 날씨에서도 상기 데크(110)의 상면(118)에 상기 레일(102)이 고정 유지될 정도로 충분한 크기를 가진다. 본 실시 예에 있어서 상기 레일 고정 수단(144)은 탄성 클립 유형 물품이다. 다만, 다른 적절한 레일 고정 수단은 숙련된 기술자가 이해할 수 있는 범위이다.

도 6에 도시된 실시 예에 있어서, 패드(150)는 상기 레일 받침부(116)와 상기 데크(110)의 상면(118) 사이에 배치된다. 상기 패드(150)는 예를 들어, 고무 패드 또는 고분자 기반 패드(polymeric based pad)를 포함할 수 있다.

후술하는 도면은 본 발명의 추가 실시 예를 도시한다. 후술하는 도면에서 도시된 주요 특징은 위에서 설명한 특징과 동일하기 때문에, 동일한 구성은 동일한 도면 부호로 표시하고 반복되는 구성의 상세한 설명은 생략한다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 이전 실시 예의 설명에서 언급된 도 6 내지 도 8에 도시된 조립체는 상기 침목(도 9 내지 도 11에서는 미도시됨)과 접촉하는 베이스 플레이트(160), 및 상기 베이스 플레이트(160)와 상기 타이 플레이트 사이에 개재되는 일 시트로 구성된 소음 감소 재료(170)를 더 포함한다.

상기 베이스 플레이트(160)는 내부가 꽉 채워져 있는 고형으로 구성(도 11 참조)되는 반면에, 본 명세서에 설명된 창의적 개념에 따라 상면과 하면 사이에 개재되는 중간 영역은 무게가 가볍게(즉, 무게 감소) 제공될 수 있다.

도 12 내지 도 14에는, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 추가 실시 예에 따른 타이 플레이트(200)가 도시되어 있다. 구조적으로 본 실시 예의 타이 플레이트(200)는 이전 실시 예에서 설명된 타이 플레이트(100)와 많은 공통점을 가지고 있으나, 두 가지 중요한 관점에서 차이가 있다.

첫째로, 타이 플레이트(200)의 중간 영역(120)은 실질적으로 상기 타이 플레이트(200)에 에워 싸인 상태로 밀폐된다. 결과적으로, 상기 타이 플레이트(200)의 중간 영역(120)은 도 12에서 보이지 않으나, 도 13과 도 14에 제공된 단면도에서는 보인다. 이전 실시 예에서 설명한 바와 같이, 이러한 중간 영역(120)은 "캐스트 구조"로 밀폐될 수 있거나, 또는 상기 중간 영역(120)에 형성되는 개구를 덮도록 용접하는 방법과 같은 추가 제조 과정을 거쳐서 밀폐될 수 있다.

둘째로, 도 14에 도시된 것처럼, 상기 타이 플레이트(200)의 중간 영역(120)은 상기 중간 영역(120)의 외부를 덮는 상기 타이 플레이트(200)의 크기에 대응할 정도로 매우 광범위한 크기를 가진다. 복수의 지지 부재(126)는 수용 영역(115) 또는 상기 레일(102)의 받침부(116)를 수용하는 "시트" 아래의 영역에서 상기 베이스(106)와 상기 데크(110) 사이에 연장되지만, 상기 타이 플레이트(200)는 실질적으로 중공으로 구성되고, 상기 복수의 지지 부재는 상기 타이 플레이트(200)를 형성하는 재료와 다른 재료로 채워진다. 예를 들어, 타이 플레이트(200)가 캐스트 과정을 이용하여 제조되는 경우, 타이 플레이트(200)는 캐스트 과정 동안 상기 중간 영역(120)을 형성하는 코어(도시되지 않음)를 원래 위치에 그대로 남긴채, 밀폐된 중간 영역(120)을 "캐스트 구조"로 제공할 수 있다. 이러한 과정은 타이 플레이트(200)가 동등한 고형의 주철 타이 플레이트 보다 훨씬 더 가벼운 무게를 가지는 결과를 가져온다.

본 명세서에 개시된 내용은 통상의 기술자의 관점에서 이해될 수 있고 본 발명은 다양한 철도 형상에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 콘크리트 침목, 목재 침목, 또는 플라스틱 침목, 또는 실제로 콘크리트 슬래브 또는 그 밖의 유사한 것과 같은 레일 지지 부재의 다른 유형에도 이용될 수 있다.

문맥에 따라 달리 해석되지 않는 한, 상세한 설명과 후술하는 청구범위에 걸쳐서 기재되는 단어인 "포함하다"와 "구성하다" 및 이에 대한 변형어구인 "포함하는"과 "구성하는"은 기재된 용어의 의미 또는 그 용어와 관련된 용어가 내포하는 의미를 포함하여 이해되어야 하지만, 이러한 방식이 다른 용어의 의미 또는 그 용어와 관련된 용어가 내포하는 의미를 배제하는 것은 아님을 밝혀둔다.

본 명세서에 기재된 종래 기술에 대한 참조 내용은, 일반적으로 알려진 기술 내용으로 취급되어서는 아니된다.

본 발명은, 본 명세서에서 설명된 특정 실시 예를 사용하는 것에만 한정되는 것이 아니라, 통상의 기술자에 의해 이해되는 부분까지 확대 해석될 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 설명 또는 도시된 특정 요소 및/또는 특징에 관한 실시 예에 제한되어 해석되지 아니한다. 본 발명은 기재된 실시 예 또는 실시 예에 한정되지 않고, 후술하는 청구범위에 제시되고 규정된 대로 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 여러 가지의 재배열, 수정 및 대체가 가능할 것이다.

Claims

레일 지지 부재 상에서 철도 레일을 지지하기 위한 지지 플레이트로서,
상기 지지 플레이트는 상기 레일 지지 부재의 장착면에 직접 또는 간접적으로 지지되는 하면, 상기 레일을 직접 또는 간접적으로 지지하는 상면, 및 지지 플레이트의 무게를 감소하기 위해 상기 상면과 하면 사이에 개재된 중간 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는, 상기 하면을 포함하는 베이스와, 상기 베이스 위에 배치되고 상기 상면을 포함하는 데크를 더 포함하고,
상기 중간 영역은, 상기 베이스와 데크 사이에 개재되어 상기 베이스와 데크를 구분하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중간 영역은, 중공 영역이거나 또는 중공 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 중간 영역은 상기 데크를 지지하는 하나 이상의 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 4 항에 있어서,
상기 지지 부재 또는 각각의 지지 부재는 상기 베이스로부터 상기 데크로 연장되는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간 영역은, 적어도 부분적으로 상기 데크 및 상기 베이스와 다른 물성을 가지는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재 또는 각각의 지지 부재는 칼럼 또는 기둥형 부재인 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재는 복수 개로 구성되고,
각각의 지지 부재는 실질적으로 동일한 수평 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기둥형 부재 또는 각각의 기둥형 부재는, 상기 중간 영역 내에서 배치되는 위치에 따라 서로 다른 수평 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기둥형 지지 부재 또는 각각의 기둥형 지지 부재는 일반적인 원통형 바디를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수 개의 지지 부재는 실질적으로 일률적인 배열로 배치되는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재 또는 각각의 지지 부재는 상기 중간 영역의 수평 지역을 교차하여 연장되는 하나 이상의 종방향 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 12 항에 있어서,
상기 지지 부재 또는 각각의 지지 부재는 리브형 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 6 항에 있어서,
상기 재료는 상기 데크와 베이스 사이에 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 6 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 재료는,
a. 고무 성분;
b. 플라스틱;
c. 복합 재료;
d. 금속;
e. 콘크리트;
f. 발포 고무;
g. 에폭시 수지 기반 재료;
h. 모래
중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 캐스트 구조인 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 조립 구조인 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간 영역은 실질적으로 밀폐되는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 레일 지지 부재 상에서 레일을 지지하는 플레이트의 조립체 중 하나인 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 타이 플레이트인 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 20 항에 있어서,
상기 상면에 레일 받침부를 배치하기 위하여, 상기 베이스로부터 상방으로 연장하는 한 쌍의 숄더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 21 항에 있어서,
상기 숄더는 상기 상면 위에 받침부를 배치하기 위한 제 1 및 제 2 배치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 22 항에 있어서,
각각의 배치 수단은 상기 상면으로부터 상방에 배치되는 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 턴아웃 플레이트인 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.
제 19 항에 있어서,
상기 지지 플레이트는 최하부에 배치하거나 상기 조립체의 베이스 플레이트에 배치하는 것을 특징으로 하는 지지 플레이트.