KR20160004492A

KR20160004492A - 산악 철도용 침목 구조

Info

Publication number: KR20160004492A
Application number: KR1020140082707A
Authority: KR
Inventors: 문형석; 서승일; 사공명
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-01-13
Also published as: KR101654892B1

Abstract

본 발명은 산악 철도용 침목 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악 철도에 설치되는 피니언 기어에 대응되는 랙기어를 선로에 설치할 때, 안정적으로 지지하도록 하여 랙기어의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 보다 용이하게 설치할 수 있는 산악 철도용 침목 구조에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 산악 철도에 사용되는 산악 철도용 침목 구조에 있어서, 일자형상으로 형성되는 메인 받침대와, 상기 메인 받침대의 중심부에 일측으로 돌출 형성되는 보강대로 이루어지고, 상기 보강대의 단부에는 원호 형상의 연결홈이 형성되고, 상기 메인 받침대의 일측에는 상기 연결홈에 대응되도록 반원형상의 연결돌부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

산악 철도용 침목 구조{structure of sleeper for mountain railways}

본 발명은 산악 철도용 침목 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악 철도에 설치되는 피니언 기어에 대응되는 랙기어를 선로에 설치할 때, 안정적으로 지지하도록 하여 랙기어의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 보다 용이하게 설치할 수 있는 산악 철도용 침목 구조에 관한 것이다.

철도용 침목은 레일을 선로의 소정의 위치에 고정함과 동시에 레일로부터 받는 열차의 하중을 도상에 널리 분포시키기 위해 레일 하부에 부설해 놓은 목재 또는 콘크리트 재질 등의 침목을 말한다.

여기서, 상기한 철도용 침목은 일반적으로 일자형으로 형성되어 상기 레일의 직각방향으로 다수 개 배치된 것이 대부분인데, 최근에는 철도차량 주행시 안정성, 내구성 및 침목의 부설에 따른 용이성과 경제성 및 향후 유지관리의 측면에서 효과적이고 경쟁력 있는 다양한 형상의 침목이 제안되기도 하였다.

이러한 종래의 일자형 침목은 도상 횡저항력과 종저항력에 취약하여 선로에 장출현상을 발생시켜 열차의 탈선과 안전운행을 위협하는 등 선로의 안전도면에서 취약하며, 종래의 철도용 침목은 일자형으로 인하여 선로의 잦은 궤도틀림으로 인하여 유지보수에 어려움이 있으며, 이것은 승차감을 저하시키는 주요 원인이 되고 있다.

또한, 종래의 철도용 침목은 일자형으로 인하여 선로의 비틀림현상이 발생하고 있어 열차의 안전운행에 위협을 주고 있으며 비틀림 현상은 열차대차의 3점 지지현상에 의해 열차탈선의 문제점을 안고 있다.

그리고, 산악 철도의 경우 급경사 부분을 운행할 때 하부로 밀리는 것을 방지하기 위하여 선로에 랙기어를 설치하고 차체의 하부에 랙기어에 대응되는 피니언기어를 설치하게 되는데, 이렇게 설치된 랙기어에는 하중이 많이 집중되기 때문에 일정간격으로 설치된 침목으로 지지할 경우, 침목의 사이 공간에 위치한 랙기어는 쉽게 손상될 수 있는 문제점이 있다.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 한국공개특허 제10-2013-0022219호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 레일(100)의 하부에 설치되는 철도용 침목(T)에 있어서, 상면에 상기 레일(100)이 안착되며, 폭방향으로 상호 이격되어 설치되는 1개의 일자형 메인 받침대(200); 상기 메인 받침대(200)의 측면 중앙부에 설치한 돌기부 (300);를 포함하되, 상기 메인 받침대(200)는 PC(prestressed concrete)이고, 돌기부의 폭은 5cm에서 1m로 제한하고 돌기부의 길이는 5cm에서 80cm로 제한하여 제작함으로써 궤도 틀림을 획기적으로 방지하고, 형상 및 구조를 개선하여 선로를 보강함으로써 열차운행의 안전도를 획기적으로 높이고, 상기 메인 받침대(200)에 연결된 돌기부 측면에는 선로의 배수를 용이하게 하는 배수구를 1cm～ 15cm 까지 둔것을 특징으로 한다.

그런데, 한국공개특허 제10-2013-0022219호에 기재된 기술은 침목의 중앙부에 돌기부(300)를 설치함으로써 궤도의 틀림을 방지하고 도상 횡저항력과 종저항력을 2 ~ 2.5배 이상 증대시킬 수 있는 장점은 있으나, 침목의 설치시에 돌기부(300)를 일렬로 정렬시키기가 용이하지 않으며, 또한 곡선 구간을 시공할 때 설치가 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 선로를 형성하는 침목을 일자형상의 메인 받침대와 상기 메인 받침대의 중심부에 돌출되도록 형성되는 보강대로 형성하여, 보강대의 상부에 산악 철도용 랙기어를 위치하도록 함으로써, 랙기어에 집중되는 하중을 안정적으로 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보강대의 단부에는 반원형상의 연결홈을 형성하고, 메인 받침대에는 상기 연결홈에 대응되도록 반원형상의 연결돌부를 형성하여, 설치시에 별도로 중심을 맞추지 않더라도 연결홈과 연결돌부만 연결하면 되므로 보다 용이하게 설치할 수 있게 하는 산악 철도용 침목 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 메인 받침대와 보강대로 이루어지는 침목에서 메인 받침대에 형성되는 연결돌부와 보강대에 형성되는 연결홈을 단턱지게 형성하고, 상기 연결돌부의 하부에는 제1고정홈을 형성하고, 연결홈의 상부에는 상기 제1고정홈에 대응되도록 제1고정돌기를 형성하여, 제1고정홈에 제1고정돌기가 삽입 고정되도록 하여, 침목 설치시에 임의로 침목이 분리되는 것을 방지하여 보다 용이하게 침목을 설치할 수 있게 하는 산악 철도용 침목 구조를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 메인 받침대와 보강대로 이루어지는 침목에서 메인 받침대와 접하는 인접한 침목의 보강대의 상면에는 서로 연통되도록 제1가이드홈과 제2가이드홈을 각각 형성하고, 상기 제1가이드홈과 제2가이드홈의 내측에는 각각 제2고정홈을 형성하며, 바형상의 몸체와 양측단부에 상기 제2고정홈에 대응되는 제2고정돌기가 형성된 결합부재를 삽입 고정하도록 하여 인접한 침목을 견고하게 고정하도록 함으로써, 보다 용이하게 침목을 설치할 수 있게 하는 산악 철도용 침목 구조를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

산악 철도에 사용되는 산악 철도용 침목 구조에 있어서, 일자형상으로 형성되는 메인 받침대와, 상기 메인 받침대의 중심부에 일측으로 돌출 형성되는 보강대로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보강대의 단부에는 원호 형상의 연결홈이 형성되고, 상기 메인 받침대의 타측에는 상기 연결홈에 대응되도록 반원형상의 연결돌부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 연결돌부는 상부만이 돌출되도록 형성되고, 상기 연결홈은 보강대의 단부의 상부에 형성되어, 연결돌부는 보강대의 단부의 상부에 겹쳐지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연결돌부의 하면 중심부에는 제1고정홈이 형성되고, 상기 연결홈의 중심부에는 상기 제1고정홈에 대응되는 제1고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 연결돌부의 상면과 연결돌부와 접하는 보강대의 단부 상면에는 각각 제1가이드홈과 제2가이드홈이 형성되고, 상기 제1,2가이드홈에는 제2고정홈과 제3고정홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1,2가이드홈에는 결합부재가 삽입되되, 상기 결합부재의 양측에는 상기 제2고정홈에 대응되는 제2고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1,2가이드홈은 부채꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 선로를 형성하는 침목을 일자형상의 메인 받침대와 상기 메인 받침대의 중심부에 돌출되도록 형성되는 보강대로 형성하여, 보강대의 상부에 산악 철도용 랙기어를 위치하도록 함으로써, 랙기어에 집중되는 하중을 안정적으로 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보강대의 단부에는 반원형상의 연결홈을 형성하고, 메인 받침대에는 상기 연결홈에 대응되도록 반원형상의 연결돌부를 형성하여, 설치시에 별도로 중심을 맞추지 않더라도 연결홈과 연결돌부만 연결하면 되므로 보다 용이하게 설치할 수 있게 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 메인 받침대와 보강대로 이루어지는 침목에서 메인 받침대에 형성되는 연결돌부와 보강대에 형성되는 연결홈을 단턱지게 형성하고, 상기 연결돌부의 하부에는 제1고정홈을 형성하고, 연결홈의 상부에는 상기 제1고정홈에 대응되도록 제1고정돌기를 형성하여, 제1고정홈에 제1고정돌기가 삽입 고정되도록 하여, 침목 설치시에 임의로 침목이 분리되는 것을 방지하여 보다 용이하게 침목을 설치할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 메인 받침대와 보강대로 이루어지는 침목에서 메인 받침대와 접하는 인접한 침목의 보강대의 상면에는 서로 연통되도록 제1가이드홈과 제2가이드홈을 각각 형성하고, 상기 제1가이드홈과 제2가이드홈의 내측에는 각각 제2고정홈을 형성하며, 바형상의 몸체와 양측단부에 상기 제2고정홈에 대응되는 제2고정돌기가 형성된 결합부재를 삽입 고정하도록 하여 인접한 침목을 견고하게 고정하도록 함으로써, 보다 용이하게 침목을 설치할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 철도용 침목 구조의 사시도이다.
도 2는 종래의 철도용 침목 구조의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 산악 철도용 침목 구조의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 산악 철도용 침목 구조의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결돌부 및 연결홈을 단턱지게 형성한 산악 철도용 침목 구조의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연결홈에 고정돌기를 형성한 산악 철도용 침목 구조의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 침목이 접하는 부분의 상면에 고정홈을 형성한 산악 철도용 침목 구조의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 침목이 접하는 부분의 상면에 고정홈을 형성한 산악 철도용 침목 구조의 단면도이다.

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 철도용 침목 구조의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 산악 철도용 침목 구조의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결돌부 및 연결홈을 단턱지게 형성한 산악 철도용 침목 구조의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연결홈에 고정돌기를 형성한 산악 철도용 침목 구조의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 침목이 접하는 부분의 상면에 고정홈을 형성한 산악 철도용 침목 구조의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 침목이 접하는 부분의 상면에 고정홈을 형성한 산악 철도용 침목 구조의 단면도이다.

본 발명은 산악 철도의 선로에 사용되는 산악 철도용 침목 구조에 관한 것으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 일자 형상으로 형성되는 메인 받침대(400)와 상기 메인 받침대(400)의 중심부에 일측으로 돌출 형성되는 보강대(500)로 이루어진다.

한편, 일반적인 산악 철도의 경우에는 급경사지역을 운행할 때 하부로 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 선로의 중심부에 랙기어를 설치하고, 차량의 하부에는 상기 랙기어에 대응되는 피니언 기어를 설치하여 랙기어와 피니언 기어에 의해 급경사 지역에서도 안정적으로 운행할 수 있게 되는데, 이러한 산악 철도에서는 랙기어에 차량의 하중이 집중되게 되므로 일반적인 침목을 사용할 경우에는 침목의 중간에 위치하는 랙기어는 쉽게 파손될 수 있는 문제점이 있다.

그런데, 본 발명에서는 침목(600)을 메인 받침대(400)와 보강대(500)로 형성함으로써, 선로를 부설할 때, 본 발명의 침목(600)을 사용하게 되면, 침목(600)에 형성된 보강대(500)의 상부에 랙기어가 위치하게 되므로 랙기어에 집중되는 하중을 선로의 하부로 안정적으로 분산시켜주어 랙기어가 손상되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 본 발명의 침목(600)을 형성하는 상기 메인 받침대(400)에는 상기 보강대(500)가 돌출되는 타측 방향으로 반원 형상의 연결돌부(410)가 형성되고, 상기 보강대(500)의 단부에는 상기 연결돌부(410)에 대응되도록 원호 형상의 연결홈(510)이 형성된다.

그래서, 본 발명의 침목(600)을 설치할 때, 상기 연결홈(510)에 연결돌부(510)만을 삽입하게 되면, 각 침목(600)의 중심이 일정하게 유지되게 되므로, 각 침목(600)의 중심을 맞추기 위하여 미세조정하는 과정을 생략할 수 있어 보다 용이하고 신속하게 침목을 설치할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 침목(600)은 직선 선로뿐만 아니라 곡선 선로를 설치하는 경우에도, 상기 연결돌부(410)가 반원 형상으로 형성되고, 상기 연결홈(510) 역시 원호 형상으로 형성되기 때문에 연결돌부(410)가 연결홈(510)에 삽입된 상태로 일정 각도로 용이하게 휘어질 수 있어, 침목(600) 간의 중심과 간격을 유지한 상태로 곡선 선로의 곡률반경에 따라 적절하게 침목(600)을 휘어진 상태로 설치할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예로 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 침목(600)은 메인 받침대(400)와 상기 메인 받침대(400)의 일측으로 돌출 형성되는 보강대(500)로 이루어지고, 상기 메인 받침대(400)에는 반원 형상의 연결돌부(410')가 형성되며, 상기 보강대(500)에는 연결돌부(410')에 대응되는 원호 형상의 연결홈(510')이 형성된다.

여기서, 상기 연결돌부(410')는 상부만이 돌출되도록 형성되고, 상기 연결홈(510)은 보강대(500) 단부의 상부에 형성되게 되어, 상기 연결돌부(410')와 보강대(500) 단부의 하부는 서로 겹쳐지게 된다.

따라서, 전술한 바와 같이 직선 선로 및 곡선 선로 모두에서 용이하게 침목(600)의 중심을 맞출 수 있게 되고, 각 침목(600)의 거리 또한 별도로 조절할 필요가 없어, 용이하게 침목(600)을 설치할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 메인 받침대(400)의 상부에 돌출 형성되는 연결돌부(410')의 하면 중심부에는 제1고정홈(412)이 형성되고, 상기 보강대(500)의 단부에 형성되는 연결홈(510')의 중심부에는 상기 제1고정홈(412)에 대응되는 제1고정돌기(512)가 형성된다.

그래서, 상기 연결홈(510')에 연결돌부(410')가 삽입되게 되면, 상기 연결홈(510')의 제1고정돌기(512)가 상기 연결돌부(510')의 고정홈(512)에 삽입되게 되어, 인접한 침목(600)이 연결된 상태에서 외력이 작용하더라도 임의로 침목(600)이 분리되는 것을 방지할 수 있게 되므로, 보다 용이하게 침목(600)을 설치할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 받침대(400)와 보강대(500)로 이루어지되, 메인 받침대(400)에 형성되는 연결돌부(410)가 보강대(500)에 형성되는 연결홈(510)에 삽입되게 되는데, 상기 연결돌부(410)의 상면에는 제1가이드홈(420)이 형성되고, 상기 보강대(500)의 단부 상면에는 제2가이드홈(520)이 서로 연통되도록 형성된다.

여기서, 상기 제1가이드홈(420)의 하면에는 제2고정홈(422)이 형성되고, 상기 제2가이드홈(520)의 하면에는 제3고정홈(522)이 형성되며, 상기 제1,2가이드홈(420,520)에는 결합부재(610)가 삽입되는데, 상기 결합부재(610)의 양측에는 상기 제2,3고정홈(422,522)에 대응되도록 제2고정돌기(612)가 형성되어, 제2,3고정홈(422,522)에 제2고정돌기(612)가 삽입되어, 인접한 침목(600)을 고정하게 된다.

이때, 상기 제1가이드홈(420)과 제2가이드홈(520)은 부채꼴 형상으로 형성됨으로써, 상기 결합부재(610)의 제2고정돌기(612)가 제2,3고정홈(422,522)에 삽입된 상태에서도 인접한 침목(600)이 서로 회전할 수 있게 된다.

따라서, 선로를 부설할 때, 직선 선로뿐만 아니라 곡선 선로에 침목(600)을 설치하더라도 별도로 간격을 조절하거나 중심을 조절하지 않더라도 용이하게 설치할 수 있으며, 메인 받침대(400)에 설치된 보강대(500)의 상부에 산악 철도용 랙기어를 설치하도록 하여, 랙기어에 집중되는 하중을 선로의 하부로 용이하게 분산시킬 수 있어, 랙기어의 손상을 방지할 수 있게 된다.

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.

400 : 메인 받침대 410,410' : 연결돌부
412 : 제1고정홈 420 : 제1가이드홈
422 : 제2고정홈 500 : 보강대
510,510' : 연결홈 512 : 제1고정돌기
520 : 제2가이드홈 522 : 제3고정홈
600 : 침목 610 : 결합부재
612 : 제2고정돌기

Claims

산악 철도에 사용되는 산악 철도용 침목 구조에 있어서,
일자형상으로 형성되는 메인 받침대와,
상기 메인 받침대의 중심부에 일측으로 돌출 형성되는 보강대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목 구조.
제1항에 있어서,
상기 보강대의 단부에는 원호 형상의 연결홈이 형성되고,
상기 메인 받침대의 타측에는 상기 연결홈에 대응되도록 반원형상의 연결돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목 구조.
제2항에 있어서,
상기 연결돌부는 상부만이 돌출되도록 형성되고, 상기 연결홈은 보강대의 단부의 상부에 형성되어, 연결돌부는 보강대의 단부의 상부에 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목 구조.
제3항에 있어서,
상기 연결돌부의 하면 중심부에는 제1고정홈이 형성되고,
상기 연결홈의 중심부에는 상기 제1고정홈에 대응되는 제1고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목 구조.
제2항에 있어서,
상기 연결돌부의 상면과 연결돌부와 접하는 보강대의 단부 상면에는 각각 제1가이드홈과 제2가이드홈이 형성되고,
상기 제1,2가이드홈에는 제2고정홈과 제3고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목 구조.
제5항에 있어서,
상기 제1,2가이드홈에는 결합부재가 삽입되되, 상기 결합부재의 양측에는 상기 제2고정홈에 대응되는 제2고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목.
제5항에 있어서,
상기 제1,2가이드홈은 부체꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 침목.