KR20160004491A - 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조 - Google Patents

산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선로에 설치되는 랙기어와 철도 차량이 하부에 설치되는 피니언 기어가 서로 맞물리면서 발생하는 소음과 진동을 감쇄시켜 줌으로써, 산악 철도가 보다 안정적으로 주행할 수 있을 뿐만 아니라 승차감을 향상시킬 수 있는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 랙과 랙기어를 포함하여 구성되는 산악 철도용 선로에 있어서, 상기 랙기어의 기어골에 안충부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조{vibration decrease structure of rack gear for mountain railways}
본 발명은 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선로에 설치되는 랙기어와 철도 차량이 하부에 설치되는 피니언 기어가 서로 맞물리면서 발생하는 소음과 진동을 감쇄시켜 줌으로써, 산악 철도가 보다 안정적으로 주행할 수 있을 뿐만 아니라 승차감을 향상시킬 수 있는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것이다.
철도차량은 자동차가 다니는 일반적인 도로가 아닌 특수한 통로, 즉 선로인 레일 위를 운행하도록 만들어졌기 때문에, 차량의 종류가 달라도 그 기본구조는 모두 같은데, 철도차량은 차륜부(車輪部)·차대부(車臺部)·차체부(車體部) 및 부속장치로 되어 있다.
그리고, 이러한 구성으로 이루어지는 철도차량은 일반적으로 평탄한 지역에 설치된 선로를 주행할 수도 있으나, 비교적 경사가 급한 산악지대에 설치된 선로를 주행할 수도 있는데, 경사가 급한 산악지대를 주행하는 철도차량 및 선로를 산악 철도라고 한다.
이렇게 철도차량의 차륜과 레일은 모두 금속재로 이루어지기 때문에 점착력이 일반 차량보다는 떨어지게 되어, 산악 철도와 같이 경사가 심한 지역을 운행할 경우에는 철도 차량이 선로의 하부로 미끄러지는 경우가 많아, 운행이 용이하지 않기 때문에 철도차량이 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 선로의 중심부에는 선로를 따라 랙기어를 설치하고, 차량에는 상기 랙기어에 대응되도록 피니언 기어를 설치하여 철도차량이 하부로 미끄러지는 것을 방지하여 안정적으로 경사지역을 주행할 수 있게 한다.
이러한 급경사 지역을 주행하기 위한 산악철도의 일 예로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 한국등록실용신안 제20-0362089호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 기층자갈, 침목 및 레일로 구성되는 급경사 구간의 철도 구간에 있어서, 상기 레일이 설치된 사이에는 톱니 레일이 레일 클립에 의하여 체결고정되어 열차와 연결된 열차 고정구의 끝에 설치된 톱니 바퀴와 밀착되어 열차의 속도를 감속시킬 수 있도록 구성되는 한편, 상기 톱니 레일은 길이방향으로 이탈 방지틀(42)과 삽입홈(43)이 형성되어 연장가능하고, 폭 방향 양측에 다수개의 앵커홀(41)이 형성되며, 상기 톱니 레일(40)은 측면에 다수개의 레일 클립(50)이 설치되어 고정 앵커못(60)으로 고정되는 한편, 상기 레일 클립(50)은 격자형 구조로 앵커홀(51)이 형성되고, 그 앵커홀(51)을 통해 고정 앵커못(60)이 체결되어 톱니 레일(40)이 침목(20)에 고정되며, 상기 톱니 레일(40)에는 열차와 고정된 열차 고정구(70)의 연결대(73)에 연결핀(93)으로 톱니 바퀴(90)가 결합되고, 상기 열차 고정구(70)의 연결대(73)에는 상부로 돌출된 잭 연결구에 높이 조정잭(80)이 설치되며, 상기 열차 고정구(70)는 연결대(73)의 전방에 ㄷ홈(76)이 형성되고, 그 ㄷ홈(76)에 톱니 바퀴(90)가 삽입되어 연결핀(93)으로 체결되도록 구성됨을 특징으로 한다.
그런데, 한국등록실용신안 제20-0362089호에 기재된 기술은 경사가 급한 지역에 설치된 선로에는 톱니 레일(40, 랙기어)을 설치하고, 철도차량의 하부에는 톱니 바퀴(90, 피니언 기어)를 설치하여 철도차량이 하부로 밀리는 것을 방지하는 장점은 있으나, 상기 톱니 바퀴(90)가 톱니 레일(40)과 맞물릴 때, 상당한 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산악 철도에서 선로에는 랙기어를 설치하고, 철도 차량의 하부에는 상기 랙기어에 대응되는 피니언 기어를 설치하여, 급구배 구간에서 철도 차량이 하부로 미끄러지지 않고 안정적인 주행을 가능하게 하며, 상기 선로에 설치되는 랙기어는 기어산과 기어골로 이루어지며, 상기 기어골에는 고무나 합성고무와 같은 탄성력이 좋은 완충부재를 구비함으로써, 랙기어와 피니언 기어가 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시켜주어 승차감을 향상시키고, 철도차량이 안정적으로 주행할 수 있게 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 산악 철도의 선로에 설치되는 랙기어의 기어골에 완충부재를 구비하되, 완충부재를 알루미늄이나 동과 같은 비철금속으로 형성하여 피니언 기어의 기어산과 접촉할 때의 마찰을 줄여주어 소음을 감쇄시킬 뿐만 아니라, 완충부재의 하부에 탄성부재를 구비하여 접촉시에 피니언 기어와 부딛히는 힘을 감쇄시켜줌으로써 진동 역시 감쇄시켜 주며, 완충부재를 비철금속으로 형성함으로써, 고무나 합성고무 보다 내구성이 좋아 보다 오랜 시간 사용할 수 있어 유지비용을 절감할 수 있는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
랙과 랙기어를 포함하여 구성되는 산악 철도용 선로에 있어서, 상기 랙기어의 기어골에 안충부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 랙기어의 기어골 하부에는 고정홈이 형성되고, 상기 완충부재의 하부에는 상기 고정홈에 대응되는 고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 완충부재는 고무 또는 합성고무로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 랙기어의 기어골 하부에는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈에는 완충부재를 탄성지지하는 탄성부재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 완충부재는 비철금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 삽입홈의 하부에는 관통공이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 산악 철도에서 선로에는 랙기어를 설치하고, 철도 차량의 하부에는 상기 랙기어에 대응되는 피니언 기어를 설치하여, 급구배 구간에서 철도 차량이 하부로 미끄러지지 않고 안정적인 주행을 가능하게 하며, 상기 선로에 설치되는 랙기어는 기어산과 기어골로 이루어지며, 상기 기어골에는 고무나 합성고무와 같은 탄성력이 좋은 완충부재를 구비함으로써, 랙기어와 피니언 기어가 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시켜주어 승차감을 향상시키고, 철도차량이 안정적으로 주행할 수 있게 하는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 산악 철도의 선로에 설치되는 랙기어의 기어골에 완충부재를 구비하되, 완충부재를 알루미늄이나 동과 같은 비철금속으로 형성하여 피니언 기어의 기어산과 접촉할 때의 마찰을 줄여주어 소음을 감쇄시킬 뿐만 아니라, 완충부재의 하부에 탄성부재를 구비하여 접촉시에 피니언 기어와 부딛히는 힘을 감쇄시켜줌으로써 진동 역시 감쇄시켜 주며, 완충부재를 비철금속으로 형성함으로써, 고무나 합성고무 보다 내구성이 좋아 보다 오랜 시간 사용할 수 있어 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 산악 철도용 선로의 사시도이다.
도 2는 종래의 산악 철도용 선로에 랙 기어의 조립도이다.
도 3은 종래의 산악 철도용 피니언 기어의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조의 고정홈이 형성된 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조의 탄성부재가 구비된 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조의 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조의 고정홈이 형성된 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조의 탄성부재가 구비된 개념도이다.
본 발명은 산악 철도에서 발생하는 진동 및 소음을 저감시키기 위한 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것으로 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 산악 철도가 주행하는 선로에 설치되는 랙기어(100)는 기어산(110)과 기어골(120)으로 형성되고, 상기 기어산(110) 사이에 형성되는 기어골(120)의 하부에 완충부재(130)가 구비된다.
여기서, 상기 완충부재(130)는 고무 또는 합성고무와 같은 탄성력이 좋은 재질로 이루어져, 상기 랙기어(110)와 철도차량의 하부에 구비되는 피니언 기어(200)가 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시켜 주게 된다.
즉, 산악 철도용 선로에 설치되는 랙기어(100)는 기어산(110)과 기어골(120)로 이루어지는데, 철도 차량의 하부에 구비되는 피니언 기어(200)와 맞물리게 되면, 피니언 기어(200)의 기어산(210)이 랙기어(100)의 기어골(120)에 삽입되어 접촉하게 되는데, 이때 피니언 기어(200)의 기어산(210)의 단부와 랙기어(100)의 기어골(120)의 하면이 접촉하게 되어, 피니언 기어(200)와 랙기어(100)는 접촉에 의해 진동이 발생하게 되어, 차량에 진동이 전달되게 되며, 또한 피니언 기어(200)와 랙기어(100) 모두 금속재질로 이루어져 마찰에 의한 소음이 발생하게 된다.
그런데, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 산악 철도용 선로에 설치되는 랙기어(100)의 기어골(120)의 내측에 탄성력이 좋은 완충부재(130)를 구비함으로써, 피니언 기어(200)의 기어산(210)이 랙기어(100)의 기어골(120)에 삽입될 때, 피니언 기어(200)의 기어산(210)의 단부와 접촉시 피니언 기어(200)의 하중을 완충시켜주게 되며, 그에 따라 랙기어(100)와 피니언 기어(200)가 맞물릴 때 발생하는 진동 역시 상당량 감쇄시켜 줌으로써, 철도 차량이 보다 안정적으로 주행할 수 있게 한다.
이때, 완충부재(130)가 설치되는 랙기어(100)의 중심부에는 배수공(140)을 설치하여 비 또는 눈에 의한 물의 배수가 용이하게 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 산악 철도를 형성하는 선로에 구비되는 랙기어(100)는 기어산(110)과 기어골(120)로 이루어지는데, 상기 기어골(120)의 내측에는 고무 또는 합성고무와 같은 탄성력이 좋은 재질로 이루어지는 완충부재(130a)가 구비되어, 피니언 기어(200)와 랙기어(100)가 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시켜 주게 된다.
여기서, 상기 랙기어(100)의 기어골(120)의 하부에는 고정홈(125)이 형성되고, 상기 완충부재(130a)의 하면에는 상기 고정홈(125)에 대응되는 고정돌기(135)가 하부로 돌출 형성되게 된다.
한편, 철도 차량이 랙기어(100)가 설치된 구간을 주행할 때, 랙기어(100)와 피니언 기어(200)가 맞물리게 되어, 피니언 기어(200)의 기어산(210)이 완충부재(130)와 접하게 되는데, 철도 차량은 주행 시에 좌우로 조금씩 흔들릴 경우가 있어, 완충부재(130)가 랙기어(100)의 측부로 밀리게 된다.
이때, 본 발명은 상기 고정돌기(135)가 고정홈(125)에 삽입 고정되게 되어, 철도 차량이 주행 중에 발생하는 좌우 흔들림에 의해 완충부재(130)가 랙기어(100)의 측부로 밀리는 것을 방지하게 되므로, 안정적으로 철도 차량이 주행중에 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시키게 된다.
그리고, 완충부재(130a)가 설치되는 랙기어(100)의 고정홈(125) 중심부에는 배수공(140a)을 설치하여 비 또는 눈에 의한 물의 배수가 용이하게 한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 6에 도시된 바와 같이, 산악 철도를 형성하는 선로에 구비되는 랙기어(100)는 기어산(110)과 기어골(120)로 이루어지는데, 상기 기어골(120)의 내측에는완충부재(130b)가 구비되어 피니언 기어(200)와 랙기어(100)가 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시켜 주게 된다.
여기서, 상기 완충부재(130b)는 동 또는 알루미늄과 같은 비철금속으로 이루어지게 되어, 금속으로 이루어지는 피니언 기어(200)와 접할 때 발생하는 마찰을 줄여주어, 소음을 저감시키게 된다.
또한, 상기 랙기어(100)를 형성하는 기어골(120)의 하부에는 삽입공(127)이 형성되고, 상기 삽입공(127)의 내측에는 탄성부재(129)가 삽입 설치되는데, 상기 탄성부재(129)는 상기 삽입공(127)의 상부로 돌출되게 설치됨으로써, 랙기어(100)의 기어골(120)에 설치되는 완충부재(130b)를 상부로 탄성지지하게 된다.
따라서, 상기 피니언 기어(200)가 랙기어(100)와 맞물릴 때, 피니언 기어(200)의 기어산(210)과 완충부재(130b)가 접촉할 때, 탄성부재(129)의 탄성력이 피니언 기어(200)의 기어산(210)에 작용하게 되어, 피니언 기어(200)의 하중을 감쇄시켜주어 피니언 기어(200)와 랙기어(100)가 맞물릴 때 발생하는 소음을 저감시켜주며, 이때 발생하는 진동 또한 저감시켜주게 되므로, 철도차량이 보다 안전하게 주행할 수 있게 한다.
한편, 상기 랙기어(100)의 하부에 형성되는 삽입공(127)의 하부에는 배수공(128)이 더 형성되는데, 상기 배수공(128)은 랙기어(100)의 상부와 하부가 서로 연통되도록 형성됨으로써, 비가 오거나 쌓인 눈이 녹아 물을 하부로 배출하게 하여 랙기어(100)의 기어골(120)에 물이 고이는 것을 방지하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 관통공(128)을 통하여 랙기어(100)의 기어골(120)에 물이 고이는 것을 방지하여, 철도차량이 안정적으로 주행할 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선로에 설치되는 랙기어와 철도 차량이 하부에 설치되는 피니언 기어가 서로 맞물리면서 발생하는 소음과 진동을 감쇄시켜 줌으로써, 산악 철도가 보다 안정적으로 주행할 수 있을 뿐만 아니라 승차감을 향상시킬 수 있는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조에 관한 것이다.
100 : 랙기어 110,210 : 기어산
120 : 기어골 125 : 고정홈
127 : 삽입공 128,140,140a : 배수공
129 : 탄성부재 130,130a,130b : 완충부재
135 : 고정돌기 200 : 피니언 기어

Claims (6)

  1. 랙과 랙기어를 포함하여 구성되는 산악 철도용 선로에 있어서,
    상기 랙기어의 기어골에 안충부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랙기어의 기어골 하부에는 고정홈이 형성되고,
    상기 완충부재의 하부에는 상기 고정홈에 대응되는 고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 완충부재는 고무 또는 합성고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 랙기어의 기어골 하부에는 삽입홈이 형성되고,
    상기 삽입홈에는 완충부재를 탄성지지하는 탄성부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 완충부재는 비철금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 삽입홈의 하부에는 관통공이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도 궤도의 랙기어 진동 감쇄구조.
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