KR20160127280A - 산악 철도용 궤도 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산악 철도용 궤도 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악철도궤도의 경사면에 설치되는 랙레일을 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과 경사면에 설치되는 제2랙레일로 분리 구성하고, 제1랙레일의 하부에 탄성부재를 설치하여 산악철도가 경사면에 진입할 때 제1랙레일이 하부로 가압되면서 산악철도차량의 피니언 기어가 제2랙레일과 용이하게 치합되도록 하는 산악 철도용 궤도 구조에 관한 것이다.
본 발명은 평지에 설치되는 평지랙레일과, 경사면에 설치되는 랙레일을 포함하여 이루어지는 산악 철도 궤도에 있어서, 상기 랙레일은 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과, 경사면에 설치되는 제2랙레일로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

산악 철도용 궤도 구조{sturcture of railway for mountain railways}

본 발명은 산악 철도용 궤도 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악철도궤도의 경사면에 설치되는 랙레일을 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과 경사면에 설치되는 제2랙레일로 분리 구성하고, 제1랙레일의 하부에 탄성부재를 설치하여 산악철도가 경사면에 진입할 때 제1랙레일이 하부로 가압되면서 산악철도차량의 피니언 기어가 제2랙레일과 용이하게 치합되도록 하는 산악 철도용 궤도 구조에 관한 것이다.

철도차량은 자동차가 다니는 일반적인 도로가 아닌 특수한 통로, 즉 선로인 레일 위를 운행하도록 제작되었기 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 부설된 선로를 주행하고 있으나, 비교적 경사가 급한 산악지대에 부설된 선로를 주행할 수도 있는데, 경사가 급한 산악지대를 주행하는 철도차량 및 선로를 산악 철도라고 한다.

그리고, 철도차량의 차륜과 레일은 모두 금속재로 이루어지기 때문에 점착력이 일반 도로주행 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, 평지에 설치된 랙레일과 경사면에 설치되는 랙레일 사이의 설치각도 차이로 인해 연결부의 랙기어가 서로 맞지 않아 평지에 설치된 랙레일을 주행하던 피니언기어가 경사면이 시작되는 지점의 랙레일에 진입할 때 철도차량의 피니언기어와 랙레일의 치합이 제대로 이루어지지 않게 되어 소음 및 진동이 발생되는 등 주행안정성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산악철도궤도의 경사면에 설치되는 랙레일을 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과 경사면에 설치되는 제2랙레일로 분리 구성하고, 제1랙레일의 하부에 탄성부재를 설치하여 산악철도가 경사면에 진입할 때 제1랙레일이 하부로 가압되면서 산악철도차량의 피니언 기어가 제2랙레일과 용이하게 치합되도록 하는 산악 철도용 궤도 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 제1랙레일의 전,후 단면에 철도차량의 진입방향을 향해 하향기울기를 갖는 경사면이 형성되어 제1랙레일이 하강할 때 차량진입반향으로 슬라이드 이동되도록 하여 랙레일과 피니언 기어가 보다 용이하게 치합되도록 하는 산악 철도용 궤도 구조를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

평지에 설치되는 평지랙레일과, 경사면에 설치되는 랙레일을 포함하여 이루어지는 산악 철도 궤도에 있어서, 상기 랙레일은 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과, 경사면에 설치되는 제2랙레일로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1랙레일의 하부에 형성된 공간부에 제1랙레일을 탄성 지지하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1랙레일의 전,후 단면에 철도차량의 진입방향을 향해 하향기울기를 갖는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1랙레일의 전방 및 후방에는 가이드부가 형성되고, 상기 평지랙레일의 후단부 및 제2랙레일의 전단부에는 가이드홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1랙레일은 전방랙레일과 후방랙레일로 분리 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 전방랙레일을 지지하는 제1탄성부재와, 상기 후방랙레일을 지지하는 제2탄성부재로 이루어지되, 상기 제1탄성부재의 탄성이 제2탄성부재의 탄성보다 크게 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 전방랙레일의 전방 및 후방랙레일의 전,후방에는 가이드부가 형성되고, 상기 평지랙레일의 후단부, 전방랙레일의 후단부 및 제2랙레일의 전단부에는 각각 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 산악철도궤도의 경사면에 설치되는 랙레일을 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과 경사면에 설치되는 제2랙레일로 분리 구성하고, 제1랙레일의 하부에 탄성부재를 설치하여 산악철도가 경사면에 진입할 때 제1랙레일이 하부로 가압되면서 산악철도차량의 피니언 기어가 제2랙레일과 용이하게 치합되도록 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 제1랙레일의 전,후 단면에 철도차량의 진입방향을 향해 하향기울기를 갖는 경사면이 형성되어 제1랙레일이 하강할 때 차량진입반향으로 슬라이드 이동되도록 하여 랙레일과 피니언기어가 보다 용이하게 치합되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 산악 철도용 선로의 사시도.
도 2는 종래의 산악 철도용 선로에 랙 기어의 조립도.
도 3은 종래의 산악 철도용 피니언 기어의 개념도.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 산악 철도용 궤도 구조의 개념도.
도 5의(a) 내지 (c)는 철도차량이 도 4의 산악 철도용 궤도를 주행하는 상태를 나타낸 도면.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 산악 철도용 궤도 구조의 다른 실시 예에 따른 개념도.
도 7의 (a) 내지 (d)는 철도차량이 도 6의 산악 철도용 궤도를 주행하는 상태를 나타낸 도면.

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 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 산악 철도용 궤도 구조의 개념도이고, 도 5의(a) 내지 (c)는 철도차량이 도 4의 산악 철도용 궤도를 주행하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 산악 철도용 궤도 구조의 다른 실시 예에 따른 개념도이며, 도 7의 (a) 내지 (d)는 철도차량이 도 6의 산악 철도용 궤도를 주행하는 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명은 산악철도궤도의 경사면에 설치되는 랙레일을 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과 경사면에 설치되는 제2랙레일로 분리 구성하고, 제1랙레일의 하부에 탄성부재를 설치하여 산악철도가 경사면에 진입할 때 제1랙레일이 하부로 가압되면서 산악철도차량의 피니언 기어가 제2랙레일과 용이하게 치합되도록 하는 산악 철도용 궤도 구조에 관한 것으로 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 산악 철도 궤도(100)의 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일(200)과, 경사면에 설치되는 제2랙레일(300)로 이루어진다.

여기서, 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일(200)의 전방에는 평지에 매립 설치되는 평지랙레일(150)이 설치된다.

또한, 평지랙레일(150), 제1랙레일(200) 및 제2랙레일(300)은 철도 차량의 하부에 구비되는 피니언 기어(1)에 대응되도록 설치되어, 철도 차량이 경사가 급한 구간을 주행할 때, 피니언 기어(1)와 평지랙레일(150), 제1랙레일(200) 및 제2랙레일(300)의 치합에 의해 철도 차량이 경사진 하부로 미끄러지는 것을 방지하여 안정적으로 주행하도록 한다.

한편, 상기 제1랙레일(200)은 하부에 공간부(202)가 형성되고, 제1랙레일(200)의 하부에는 탄성부재(400)가 구비되어 제1랙레일(200)을 탄성 지지하게 된다.

이때, 상기 탄성부재(400)에 의해 상기 제1랙레일(200)과 제2랙레일(300)은 상부면이 일직선 상에 위치하도록 하여 연결된 상태를 유지하게 된다.

또한, 상기 제1랙레일(200)은 평지랙레일(150) 및 제2랙레일(300)과 접하는 전, 후단부가 철도차량의 진입방향을 향해 하향 기울기를 갖도록 경사면(204,206)이 형성되어 철도차량의 진입 또는 진출 시 철도차량의 자중에 의해 제1랙레일(200)이 가압되며 평지랙레일(150) 측으로 슬라이드 이동하게 된다.

따라서, 도 5의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 철도차량의 피니언 기어(1)가 평지랙레일(150)을 주행하다가 경사면으로 진입하는 경우 철도차량의 자중에 의해 탄성부재(400)가 가압되게 되어 탄성부재(400)에 의해 탄성 지지되는 제1랙레일(200)이 하방으로 이동하게 되어 평지랙레일(150)의 기어이와 제1랙레일(200)의 기어이의 높이차가 해소되게 되어 피니언 기어(1)가 제1랙레일(200)로 용이하게 진입하게 된다.

즉, 피니언 기어(1)의 기어이가 제1랙레일(200)의 철부에 맞닿게 되더라도 피니언 기어(1)가 제1랙레일(200)을 가압하게 되어 제1랙레일(200)이 탄성부재(400) 및 경사면(204,206)에 의해 하방 및 철도차량의 진입방향 측으로 이동하게 되므로 피니언 기어(1)의 기어이가 제1랙레일(200)의 요부로 맞물리게 되어 피니언 기어(1)가 제1랙레일(200)로 진입할 때 소음 및 진동이 발생되지 않게 되어 승차감이 향상되게 되고, 피니언 기어(1)가 제1랙레일(200) 및 제2랙레일(300)을 안정적으로 주행할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 제1랙레일(200)의 전방 및 후방에는 가이드부(208a,208b)가 형성되고, 상기 평지랙레일(150)의 후단부 및 제2랙레일(300)의 전단부에는 가이드홈(152,302)이 형성된다.

따라서, 상기 제1랙레일(200)이 승하강할 때, 상기 가이드부(208a,208b)가 상기 가이드홈(152,302)에 의해 가이드되어 제1랙레일(200)이 승하강시 흔들리지 않고 보다 용이하게 승하강할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 산악 철도용 궤도 구조의 다른 실시 예에 따르면, 도 6에 도시한 바와 같이 제1랙레일(200')은 전방랙레일(210)과 후방랙레일(220)로 분리 구성되고, 전방랙레일(210)의 하부에는 제1탄성부재(410)가 구비되고, 후방랙레일(220)의 하부에는 제2탄성부재(420)가 구비되어 철도차량의 피니언 기어(1)가 보다 안정적으로 제1랙레일(200') 및 제2랙레일(300)을 주행할 수 있도록 한다.

또한, 상기 전방랙레일(210)의 전, 후단부, 후방랙레일(220)의 전, 후단부에는 각각 경사면(204',205a,205b,206')이 평지랙레일(150) 측으로 하향 기울기를 갖도록 형성된다.

이때, 상기 제1탄성부재(410)는 제2탄성부재(420) 보다 탄성이 크게 구성되는데, 상기 제1탄성부재(410)의 탄성이 제2탄성부재(420)의 탄성보다 크게 구성됨으로써 후방랙레일(220)이 전방랙레일(210)에 비해 철도차량의 피니언 기어(1)의 가압에 따른 변형이 적게 발생되게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 산악 철도용 궤도 구조의 나머지 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 상기 철도차량의 피니언 기어(1)가 평지랙레일(150)을 주행하다가 경사면으로 진입하는 경우 철도차량의 자중에 의해 탄성이 큰 제1탄성부재(410)에 의해 탄성 지지되는 전방랙레일(210)이 가압되며 피니언 기어(1)가 경사면으로 진입하게 되고, 제1탄성부재(410)보다 탄성이 작은 제2탄성부재(420)에 의해 탄성 지지되는 후방랙레일(220)의 상부로 피니언 기어(1)가 진입하게 되면, 후방랙레일(220)은 제2탄성부재(420)의 탄성에 의해 전방랙레일(410)이 가압된 높이보다 적게 가압되어 제2랙레일(300)과 높이차가 많이 발생되지 않게 되므로 피니언 기어(1)가 후방랙레일(220)에서 제2랙레일(300)로 진입할 때 소음 및 진동이 적게 발생되어 승차감이 보다 향상되게 된다.

또한, 상기 전방랙레일(210)의 전방 및 후방랙레일(220)의 전,후방에는 가이드부(212,222,224)가 형성되고, 상기 평지랙레일(150)의 후단부, 전방랙레일(210)의 후단부 및 제2랙레일(300)의 전단부에는 각각 가이드홈(152,214,302)이 형성된다.

따라서, 상기 전방랙레일(210) 및 후방랙레일(220)이 승하강할 때, 상기 가이드부(212,222,224)가 상기 가이드홈(152,214,302)에 의해 가이드되어 전방랙레일(210) 및 후방랙레일(220)이 승하강시 흔들리지 않고 보다 용이하게 승하강할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 탄성부재(400) 및 제1,2탄성부재(410,420)는 스프링, 유압실린더 등 탄성을 가지는 다양한 구성으로 형성될 수 있음은 물론이다.

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 철도용 궤도 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산악철도궤도의 경사면에 설치되는 랙레일을 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과 경사면에 설치되는 제2랙레일로 분리 구성하고, 제1랙레일의 하부에 탄성부재를 설치하여 산악철도가 경사면에 진입할 때 제1랙레일이 하부로 가압되면서 산악철도차량의 피니언 기어가 제2랙레일과 용이하게 치합되도록 하는 산악 철도용 궤도 구조에 관한 것이다.

100: 산악 철도용 궤도
150: 평지랙레일 200: 제1랙레일
202: 공간부 204,206: 경사면
210: 전방랙레일 220: 후방랙레일
300: 제2랙레일 400: 탄성부재
410,420: 제1,2탄성부재

Claims (7)

1. 평지에 설치되는 평지랙레일과, 경사면에 설치되는 랙레일을 포함하여 이루어지는 산악 철도 궤도에 있어서,
   상기 랙레일은 경사면이 시작되는 지점에 설치되는 제1랙레일과,
   경사면에 설치되는 제2랙레일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1랙레일의 하부에 형성된 공간부에 제1랙레일을 탄성 지지하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1랙레일의 전,후 단면에 철도차량의 진입방향을 향해 하향기울기를 갖는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1랙레일의 전방 및 후방에는 가이드부가 형성되고,
   상기 평지랙레일의 후단부 및 제2랙레일의 전단부에는 가이드홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 제1랙레일은 전방랙레일과 후방랙레일로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 탄성부재는 상기 전방랙레일을 지지하는 제1탄성부재와, 상기 후방랙레일을 지지하는 제2탄성부재로 이루어지되,
   상기 제1탄성부재의 탄성이 제2탄성부재의 탄성보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 전방랙레일의 전방 및 후방랙레일의 전,후방에는 가이드부가 형성되고,
   상기 평지랙레일의 후단부, 전방랙레일의 후단부 및 제2랙레일의 전단부에는 각각 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 산악 철도용 궤도 구조.

Images