KR20140109039A - 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일구배(1/40, 1/20) 및 레일종류(50, 60kg, UIC60레일), 도상(자갈도상, 콘크리트도상)에 상관없이 사용가능한 체결용 탄성클립으로써, 기존 clip의 문제를 개선하여 성능을 향상하고, 사용처를 확장시켜 레일의 유지보수비용 절감과 사용관리의 편의성을 갖도록 한 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립은 선단이 침목 또는 베이스플레이트의 클립숄더에 삽입되는 헤드아치와; 상기 헤드아치로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 상부로 라운드를 크게 형성하는 리어아치와; 상기 리어아치로부터 아치를 크게 이루며 일체로 우측으로 연장되면서, 상부로 라운드를 이루는 제1프런트아치와; 상기 제1프런트아치로부터 일체로 연장되면서 하부로 라운드를 이루는 제2프런트아치와; 상기 제2프런트아치로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 라운드를 이루는 제1토우와; 상기 제1토우로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 선단의 상단이 헤드아치의 저면과 접하는 제2토우로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립 설치방법은 청구항 제1항 기재의 철도 레일 고정용 탄성클립을 클립숄더에 설치함을 특징으로 한다.

Description

철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법{For fixed rail to rail elastic clip, and its installation method}

본 발명은 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법에 관한 것으로, 특히 레일구배(1/40, 1/20) 및 레일종류(50, 60kg, UIC60레일), 도상(자갈도상, 콘크리트도상)에 상관없이 사용가능한 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법에 관한 것이다.

철도 레일은 클립숄더가 직결된 침목 또는 클립숄더가 구비된 베이스플레이트 등에 고정 설치된다.

이때, 상기 침목 또는 베이스플레이트와의 레일 고정은 침목 또는 베이스플레이트의 클립숄더와 레일 사이에 설치되는 탄성클립에 의해 이루어진다.

종래의 철도 레일 고정용 탄성클립(100')은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 침목에 직결되거나 베이스플레이트에 구비된 클립숄더(210, 310)에 선단이 삽입되는 헤드아치(10')와, 상기 헤드아치(10')로부터 일체로 연장되는 프런트아치(20')와, 상기 프런트아치(20')로부터 일체로 연장되는 토우(30')로 구성되는 것으로, 상기 헤드아치(10')의 선단이 침목 또는 베이스플레이트의 클립숄더(210, 310)에 삽입된 상태에서 토우(30')의 저면이 레일(400)의 플랜지(410) 상면에 걸침으로써, 토우(30')에 작용하는 탄성력을 통해 레일(400)을 고정하는 것이다.

여기서, 상기한 철도 레일(400)은 고하중 철도차량의 왕래가 빈번하므로 수시로 레일(400)의 도상 탬핑 및 보수작업을 실시한다.

이와 같은 도상 탬핑 및 보수작업 과정에서는 레일(400)의 양중이 이루어지며, 레일(400)을 양중하는 과정에서 레일(400)을 고정하는 탄성클립(100')에는 레일(400)과 침목의 하중과 도상과의 마찰로 인한 외력이 작용한다.

이때, 기존 탄성클립(100')은 외력에 반응하는 응력증가에 따른 소성변형을 방지할 수 있는 수단이 구비되지 않아서 도 2에 도시된 바와 같이, 레일(400) 양중과정에서 토우(30')와 프런트아치(20') 사이의 변형중에 외력에 반응하는 응력증가에 따른 변형 관계가 도 3에 도시된 바와 같이, 소성변형을 발생할 수가 있고, 소성 변형 이후에는 레일(400)의 결속상태가 취약해져 제품으로서 가치가 상실되는 문제가 있으며, 체결상태에서 이탈되어 안전사고 등 문제가 발생되어 왔다.

이러한 이유로 탄성클립 제작자들은 외력에 반응하는 응력증가에 따른 소성 변형을 방지할 수 있도록 한 철도레일 고정용 탄성클립의 개발을 시도하였으나, 현재까지 기존에 설치된 클립숄더를 사용하여 외력에 반응하는 응력증가에 따른 소성변형을 방지할 수 있는 철도 레일 고정용 탄성클립의 개발은 전무한 실정이다.

이에, 상기한 문제점을 해결하기 위해 등록특허 10-1050490 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법이 제안되었다.

상기한 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 선단이 침목(200) 또는 베이스플레이트(300)의 클립숄더(210, 310)에 삽입되는 헤드아치(10)와; 상기 헤드아치(10)로부터 일체로 연장되면서 측상부로 라운드를 이루는 제1프런트아치(20)와; 상기 제1프런트아치(20)로부터 일체로 연장되면서 그 저면이 레일(400)의 플랜지(410) 상면과 접하는 제1토우(30)로 구성되며, 상기 제1토우(30) 선단에는 제1토우(30)로부터 일체로 연장되면서 측상부로 라운드를 이루는 제2프런트아치(40)로 구성되며, 상기 제2프런트아치(40) 선단에는 제2프런트아치(40)로부터 일체로 연장되면서 선단의 상면이 헤드아치(10)의 저면과 접하는 제2토우(50)로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립은 다음과 같은 문제점이 있다.

차량의 반복하중에 의한 리어아치부에 응력이 과도하게 발생하여 작은 교번하중에 파손으로 ±0.5㎜까지만 허용된다.

등록특허 10-1050490

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 레일구배(1/40, 1/20) 및 레일종류(50, 60kg, UIC60레일), 도상(자갈도상, 콘크리트도상)에 상관없이 사용가능한 체결용 탄성클립으로써, 기존 e-clip의 문제를 개선하여 성능을 향상하고, 사용처를 확장시켜 레일의 유지보수비용 절감과 사용관리의 편의성을 갖도록 한 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립은 선단이 침목 또는 베이스플레이트의 클립숄더에 삽입되는 헤드아치와; 상기 헤드아치로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 상부로 라운드를 이루는 리어아치와; 상기 리어아치로부터 일체로 우측으로 연장되면서, 상부로 라운드를 이루는 제1프런트아치와; 상기 제1프런트아치로부터 일체로 연장되면서 하부로 라운드를 이루는 제2프런트아치와; 상기 제2프런트아치로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 라운드를 이루는 제1토우와; 상기 제1토우로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 선단의 상단이 헤드아치의 저면과 접하는 제2토우로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립 설치방법은 청구항 제1항 기재의 철도 레일 고정용 탄성클립을 클립숄더에 설치함을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립 및 이의 설치방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 레일구배(1/40, 1/20) 및 레일종류(50, 60kg, UIC60레일), 도상(자갈도상, 콘크리트도상)에 상관없이 사용 가능한 탄성클립으로써 기존 clip의 문제를 개선하여 성능을 향상하고 사용처를 확장함으로써 유지보수비용 절감과 사용관리의 편의성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은 탄성클립의 리어아치를 크게 형성함으로써, 응력이 집중하는 부위를 넓게 분포시켜 반복하중에 의한 피로수명을 대폭 향상시키는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 탄성클립의 리어아치를 기존 탄성클립 대비 허용진폭을 ±1.0mm까지 확대해도 파손이 없으며, 기존 탄성클립은 저탄성패드만을 사용가능하였으나, 고탄성패드를 사용함으로써 저탄성패드를 채용한 체결시스템의 문제인 도상에 충격하중 증대를 대폭 줄임으로써 궤도의 수명이 향상되어 도상의 유지보수력을 줄이고, 도상 안정화에 기여함으로써 자갈도상의 속도향상이 가능한 이점이 있다.

넷째, 본 발명은 탄성클립을 콘크리트궤도에 사용할 수 있어, 도상구조에 상관없이 동일한 탄성클립을 사용함으로써 예비품확보와 공구의 2중관리가 필요없는 이점이 있다.

도 1은 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 사시도 1,
도 2는 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일 양중시의 변형상태를 도시한 정면도,
도 3은 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립의 응력과 변형과의 관계를 나타낸 그래프,
도 4는 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 사시도 2,
도 5(a) 및 5(b)는 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일을 고정한 상태를 도시한 사시도,
도 6(a) 및 6(b)은 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일 양중 전후의 변형 상태를 도시한 정면도,
도 7은 종래의 철도 레일 고정용 탄성클립의 응력과 변형과의 관계를 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 정면도,
도 10은 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 측면도,
도 11은 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 평면도,
도 12a∼12d는 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일을 고정한 상태를 도시한 예시도,
도 13a 및 13b는 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일 양중 전후의 변형 상태를 도시한 정면도.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 사시도, 도 9는 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 정면도, 도 10은 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 측면도, 도 11은 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립을 도시한 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립(A)은 선단이 침목(100) 또는 베이스플레이트(200)의 클립숄더(300)에 삽입되는 헤드아치(10)와; 상기 헤드아치(10)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 상부로 라운드를 이루는 리어아치(20)와; 상기 리어아치(20)로부터 일체로 우측으로 연장되면서, 상부로 라운드를 이루는 제1프런트아치(30)와; 상기 제1프런트아치(30)로부터 일체로 연장되면서 하부로 라운드를 이루는 제2프런트아치(40)와; 상기 제2프런트아치(40)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 라운드를 이루는 제1토우(50)와; 상기 제1토우(50)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 선단의 상단이 헤드아치(10)의 저면과 접하는 제2토우(60)로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립(A)은 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 헤드아치(10), 리어아치(20), 제1프런트아치(30), 제2프런트아치(40), 제1토우(50) 및 제2토우(60)이 일체로 이루어진 구조이다.

여기서, 상기 헤드아치(10)는 선단이 침목(100) 또는 베이스플레이트(200)의 클립숄더(300)에 삽입된다.

이때, 상기 헤드아치(10)의 선단은 동일 직경의 직선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 헤드아치(10)의 선단이 동일 직경의 직선형으로 형성됨으로써, 상기 헤드아치(10)의 선단을 클립숄더(300)의 내부로 용이하게 삽입할 수 있다.

또한, 상기 리어아치(20)는 헤드아치(10)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 상부로 라운드를 이루는 부분이다.

이와 같이, 상기 리어아치(20)를 크게 형성한 이유는 응력이 집중되는 부위를 넓게 분포시켜 반복하중에 의한 피로수명을 대폭 향상시키기 위함이다.

그리고, 상기 제1프런트아치(30)는 리어아치(20)로부터 일체로 우측으로 연장되면서, 상부로 라운드를 이루는 부분이다.

이때, 상기 제1프런트아치(30)를 우측 상부로 라운드를 형성한 것은 제2프런트아치(40)로 전달되는 탄성력이 하부로 작용하도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 제2프런트아치(40)는 제1프런트아치(30)로부터 일체로 연장되면서 하부로 라운드를 이루는 부분이다.

이때, 상기 제2프런트아치(40)를 하부로 라운드를 형성한 것은 제1토우(50)으로 전달되는 탄성력이 하부로 작용하도록 하기 위한 것이다.

그리고, 상기 제1토우(50)은 제2프런트아치(40)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 라운드를 이루는 부분이다.

한편, 상기 제2토우(60)는 제1토우(50)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 선단의 상단이 헤드아치(10)의 저면과 접하는 부분이다.

이때, 상기 제2토우(60)의 저면은 부분 절삭 또는 단조가공을 통해 평면처리 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제2토우(60)의 저면이 부분 절삭 또는 단조 가공을 통해 평면 처리됨으로써 평면 처리 이전의 제2토우(60)의 저면에 비해 상대적으로 넓은 접지면적이 침목(100) 또는 베이스플레이트(200)의 상면에 접하게 된다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립의 레일 고정에 대해 설명한다.

도 12a∼12d는 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일을 고정한 상태를 도시한 예시도이며, 도 13a, 13b는 철도 레일 고정용 탄성클립으로 레일 양중 전후의 변형 상태를 도시한 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립 설치방법은 침목(100) 또는 베이스플레이트(200)의 클립숄더(300)에 탄성클립(A)의 헤드아치(10) 선단을 삽입한 후, 리어아치(20)와 제1프런트아치(30)가 클립숄더(300)의 상면에 걸치도록 한 후 제1토우(50) 저면이 레일(400)의 플랜지 상면에 걸치도록 하여 제2토우(60) 선단이 헤드아치(10)의 하부에 위치되도록 함으로써, 탄성클립(A)의 설치가 완료된다.

이와 같이 탄성클립(A)이 클립숄더(300)에 설치된 상태에서 제1토우(50)에는 탄성력이 작용하여 레일(400)의 플랜지 상면이 하부로 눌림으로써 침목(100) 또는 베이스플레이트(200)의 상면에 레일(400)이 고정될 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립은 도상 탬핑 및 보수작업을 위한 레일(400) 양중시 제1프런트아치(30)와 제1토우(50)에 미치는 외력에 반응하는 응력증가에 따른 소성변형이 방지되므로 레일(400)의 양중 후에도 지속적으로 레일(400)을 견고히 고정할 수 있다.

특히, 탄성클립(A)의 리어아치(20)를 크게 형성함으로써, 응력이 집중되는 부위를 넓게 분포시켜 반복하중에 의한 피로수명을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 증가된 리어아치(20)는 탄성클립(A)의 허용진폭을 확대해도 파손이 없으며, 특히 기존의 탄성클립은 저탄성패드만을 사용하였으나, 본 발명에서는 고탄성패드를 사용함으로써, 기존의 저탄성패드를 체용한 체결시스템의 문제인 도상에 충격하중 증대를 대폭 줄임으로써 도상의 유지보수력을 줄이고, 도상 안정화에 기여함으로써 자갈도상의 속도향상이 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 철도 레일 고정용 탄성클립은 콘크리트궤도에 사용할 수 있어, 도상구조에 상관없이 동일한 탄성클립을 사용함으로써 예비품확보와 공구의 2중관리를 없애 관리의 편의성을 제공하고, 도상의 충격을 고탄성패드가 흡수함으로써 궤도의 수명이 향상되어 유지보수력을 대폭 줄일 수 있다.

10: 헤드아치 20: 리어아치
30: 제1프런트아치 40: 제2프런트아치
50: 제1토우 60: 제2토우
100: 침목 200: 베이스플레이트
300: 클립숄더 400: 레일
A: 철도 레일 고정용 탄성클립

Claims (2)

1. 선단이 침목(100) 또는 베이스플레이트(200)의 클립숄더(300)에 삽입되는 헤드아치(10)와; 상기 헤드아치(10)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 상부로 라운드를 이루는 리어아치(20)와; 상기 리어아치(20)를 크게 형성하고 그로부터 일체로 우측으로 연장되면서, 상부로 라운드를 이루는 제1프런트아치(30)와; 상기 제1프런트아치(30)로부터 일체로 연장되면서 하부로 라운드를 이루는 제2프런트아치(40)와; 상기 제2프런트아치(40)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 라운드를 이루는 제1토우(50)와; 상기 제1토우(50)로부터 좌측으로 일체로 연장되면서 선단의 상단이 헤드아치(10)의 저면과 접하는 제2토우(60)로 구성됨을 특징으로 하는 철도 레일 고정용 탄성클립.
2. 청구항 제1항 기재의 철도 레일 고정용 탄성클립(A)을 클립숄더(300)에 설치함을 특징으로 하는 철도 레일 고정용 탄성클립 설치방법.

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