KR800001200B1 - 합성철도 침목(枕木) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

합성철도 침목(枕木)

제1도는 본 발명에 의한 신규 합성침목의 부분적으로 절리된 사시도.

제2a도 및 제2b도는, 제1도에 도시된 침목의 레일지지블록의 각각 측면도 및 단면(端面)도.

제3도는, 본 발명에 의한 다른 실시예에 따른 침목단면도.

본 발명은 열차궤도의 철도침목에 관한 것인데, 특히 자갈로 구성된 도상(道床)에 있어 레일을 고정 지지하는데 사용되고 있는 종래의 목재침목을 효과적으로 대체할 수 있는, 인공적 자재로 조립한 합성철도 침목에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 종래의 목재침목에 비하여 중량이 가볍고, 목재침목보다도 내구성에 있어 월등하며, 도상에서의 레일 고정지지력이 더욱 향상된 침목을 인공적 자재로서 형성한 합성침목이 제공되는 것이다.

목재침목은 오랜동안 철도궤도 부설에 사용되어 왔으나, 그 나무고유의 특성에 기인되는 결함이나, 또는 그 재목자원의 결핍, 또한 이로 인한 코스트의 상승 따위로 근래에 목재 침목을 대체할 새로운 침목의 개발이 절실해졌다. 이렇듯 철근콘크리트나 금속이 새로운 자재로 제안되고 있는데, 이와같은 자재로 조성된 침목은 종전의 목재에 비하여 중량이 엄청나게 커서 사용하기에 불편을 주며, 콘크리트 따위는 부서지기 쉬운데다가 탄력성이 전혀 없다.

따라서 근래에 합성 플래스틱 수지 조성물이 새로운 침목재로 등장하였다. 즉, 20-lb/Cu.ft 밀도의 폴리우레탄 기포체를 안에 두고 그 외부를 유리 보강 폴리에스테르수지로 싸서 형성한 침목인데, 이는 “Modern Plastics”(1967년도 판 96면)에 기재된바 있다. 그리고, 폴리에틸렌과 같은 세포질 열가소성 중합체를 1입방 피이트당 약 20내지 50파운드 범위의 밀도로 형성한 것은 미국특허 제3,813,040호(1974년 5월 28일 특허, 특허권자 벤·W. 하이네 메이어)에 기재되어 있다. 이와같은 침목은 통나무로 부터 베어낸 목재침목과 거의 맞먹는 길이, 폭, 무게를 가진 대체적으로 직4각형태로 되어 있다.

또 하나의 합성침목은 미특허 제3,416,727호(1968년 12월 17일 특허, 특허권자벤쟈민 P.코린즈)에 기재된 것인데, 소나무 수지를 변태시킨 페놀 포름알데히드수지와 경질목(硬質木)의 조각으로된 충정물로서 조성된 침목이다.

본 발명은 철도침목을 합성재로서 조립구조로 제공하는 것으로, 여기서 “침목”이라함은 물론 자재가 목재에 한정된것이 아니고, 열차궤도 구조에 있어 자갈로 구성된 도상위에 수평적으로 가로 질러서 레일을 고정지지 하는 수단을 총괄적으로 뜻한다.

본 발명에 의한 새로운 철도침목은 적어도 2개의 레일지지블록과, 상기 블록을 연결 고착시키는 웨브(Web)시스템으로 구성된다. 각 블록은 제각기 저면, 즉 도상면과 레일면을 갖고, 적어도 한가닥의 레일을 지지하고 그 레일면에 레일플레이트, 스파이크, 볼트, 너트등의 레일 고착수단이 마련되어 있다. 레일 지지 블록은, 이 침목이 지지하게 되는 궤도의 폭에 알맞는 간격으로 떨어져 위치하고, 또 이들의 저면 및 레일면은 경우에 따라 서로 경사지게 위치할 수도 있으나, 통상적으로는 종래 방식에 따라 편편하게 위치된다. 상기한 웨브시스템은 1개 이상의 경고한 평판등으로 구성되어 침목의 정상적으로 위치할 시 도상의 자갈속에 묻히게 되어 연결한 레일지지 블록의 요동을 방지하게 된다. 본 발명의 한 실시예에 있어서 이 웨브시스템은 길이 방향으로 신장되어 상하로 기복을 갖는 소위 파형상(波形狀)으로 형성된 측판(側板)으로 구성된다.

본 발명의 한 관점으로는 종래의 목재침목 보다는 무게가 가벼운 합성침목의 구조에 관한 것이다. 또한 관점으로는, 침목의 구성요소의 신규한 조합에 관한 것이기도 하다. 즉 레일지지 블록과 이들을 연결하는 웨브시스템의 자재를 알맞게 선택함으로서, 이들의 재질적 장점을 유리하게 조합 이용할 수 있는 것이다. 다시 말하면, 종래의 목재침목에 비하여 나무로서 특성의 한계를 벗어나 그 내구성을 현저히 개선하며 따라서 가혹한 주위환경에 있어서도 영구성을 나타내게 된다. 본 발명에 의한 침목의 또하나의 중요한 장점은 합성재로 형성한 부재를 조합함으로서 균일적 형성이 가능하며, 게다가 특성에 다양성을 부여할 수 있으며, 실제 사용에 있어 월등한 효과를 발휘케 된다.

상기한 바와같이, 본 발명에 의한 신규 침목은 적어도 2개의 레일지지 블록과, 이 레일지지블록을 연결고착하는 웨브시스템으로 구성되며, 상기 지지블록은 각기 본 침목에 의하여 고정지지될 궤도의 폭에 맞추어 알맞은 간격으로 위치하게 되고, 각각 저면과 레일면을 구비하고, 상기 웨브시스템은 적어도 1개 이상의 경질재로 그 외곽이 길이 방향으로 신장되어 상하로 구비치는 파형상으로 형성된 측판으로 구성되며, 이것이 침목의 정상적 위치에 있어서는 도상의 자갈속에 묻혀서 침목의 요동을 방지하도록, 즉 자갈과의 기계적 상호 작용효과가 좋게 조합구성케 되어 있는 것이다.

이와같은 본 발명의 특징을 더욱 명백히 하기 위하여 이하에 실시예를 나타내는 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하겠다.

먼저 제1도를 보면, 레일지지블록(11) 및 (12)는 웨브시스템에 의하여 연결 보지되는데, 이 웨브시스템은 측판(13) 및 (14)가 각 레일지지 블록(11) 및 (12)으 대응 측면에 곁붙어 체착구(締着具)(15)에 의하여 경고하게 고착된다. 도면에 도시한 바와같이 상기한 웨브시스템의 측판(13) 및 (14)는 침목의 길이방향으로 신장되어 상하로 굽이치는 파형상 외곽을 갖게 형성되어 있고, 상기의 레일지지블록의 측면 역시 이와 상응되는 파형상 외곽을 구비함으로서, 웨브시스템의 측판의 상응부분과 중첩합(重疊合)된다. 이와 같은 레일지지블록(11) 및 (12)는, 각각 제2a도 및 제2b도에서와 같이, 레일지지면(16)과 대향되는 저면(17), 그리고 측면(18)과 단면(端面)(19)를 구비하고 있다.

레일지지블록(11) 및 (12)의 구성자재로서는, 레일을 고착 지지하는데 알맞는 물질이면 여하한 것이라도 되지만, 세포질 고밀도 폴리에틸렌, 그것도 각별히 유리섬유로서 보강하여, 그 겉보기 밀도(부피)를 1입방피이트당 약 15 내지 50파운드범위(약 0.24 내지 0.8 범위의 비중)로서 형성한다. 재질을 이와 같이 하면, 견고할 뿐만 아니라 풍화(風化)에 인한 변질, 그리고 곰팡이, 점균류(粘菌類), 박테리아 기타 자연 발생의 세균체 및 통과하는 열차에서의 폐기물등 환경에서 발생하는 화학물질등에 대한 내항성(耐抗性)이 월등케 된다. 이와같은 플라스틱블록상에 레일플레이트 및 레일이 통상방식에 따라 스파이크, 너트, 볼트 또는 기타 체착수단에 의하여 고착되는데, 이 재질의 상기한 바와 같은 월등한 견고성과 변질 및 변형에 대한 내항성으로 말미암아, 진동으로 인하여 느슨해진다든지 또는 스파이크 구성이 헐어진다는 등의 폐단이 거의 없게 된다. 더구나 마모나 레일플레이트에 의한 절삭(切削)에 대한 내항성도 뛰어나므로서 침목에 대한 경사각 역시 소정값에 변동이 생기는 율이 저감된다. 상기한바 세포질 폴리에틸렌외에 레일지지블록 형성재로서 사용할 수 있는 것을 들면, 에틸렌 및 푸로피렌의 발포중합체 또는 폴리우레탄, 폴리(1,4-부티렌 테레프타레이트)등의 폴리에스테르, 나이론, PVC 수지, ABS 수지, 고무변태폴리스틸렌수지, 프노릭수지등으로 구성된 경세포질플라스틱 조성물들이다. 그리고 수지성 물질과 섬유성물질의 혼합물 및 안료, 충전물, 직물 기타의 보강재를 곁드린 조성물로서도 형성할 수 있고, 또한 지지블록을 상기한 재질로 단일체로서 구성할 수도 있고, 여러 재질의 박층(薄層)으로나, 피복형태 또는 한 재질을 심체(芯體)로 하여 이를 다른 재질로 싸돌려서 형성할 수도 있고, 기타 여러변형 조성이 가능하다. 이밖에도, 레일지지블록을 나무와, 나무합판, 석면-시멘트의 합판, 기타 콘크리트로서도 형성할 수 있음은 물론이다.

후술하듯이, 상기 레일지지블록의 종방향 길이가 침목전체 종방향길이에 비하여 상당히 작기 때문에, 통상길이의 침목으로는 사용에 부적합한 토막 목재로서 지지블록을 만들수 있다. 그리고, 종전의 침목 1개를 만들 수 있는 목재를 사용하여 본발명에 의한 형태의 침목의 블록 다수개를 만들수 있거니와 통상의 목재 침목으로서 더 이상 사용이 부적합한 침목의 손상되지 않는한 부분을 잘라내어 본 발명에 의한 침목의 지지블록으로 재활용 할수도 있다. 이렇게 목재를 지지블록에 이용한 본 발명의 침목에는 본래 목재가 갖는 결함은 있다 할지라도 제한된 재목자원의 절약과 중고의 목재침목의 재활용으로 그 이득이 큰바 있다.

본 발명에 의한 특징의 하나로서, 침목의 레일고정 지지기능이 레일 지지블록의 형성재질의 개별적 지지능력으로 부여되는 잇점이 있다. 즉, 레일의 고정지지에 알맞는 재질로 전 침목을 형성하는 것이 아니고 다만 레일을 지지할 수 있는 블록만을 만들면 되기 때문에 자재를 크게 절약 할 수 있는 것이다. 이렇듯, 블록의 레일면(16)은 레일플레이트를 맞아드려 레일을 조정 고착할 만큼의 면적만으로 충분하고, 그 저면(17)은 도면에서와 같이 레일지지면(16)보다 임의로 넓힌 면적을 가짐으로서 블록에 가중되는 부하를 자갈도상에 보다 널리 분산케 한다. 따라서, 레일지지 부록의 측면은 제2a도에 보듯이 부등변 4각형 즉 사다리꼴을 하고 있다. 그리고 경우에 따라서는 레일지지블록의 재질계수와 철도 가중부하의 벡터분석으로 블록단면(19)의 저면(17)에 대한 최적(最適)각도를 계산해 내어도 된다. 레일지지블록의 측면(18)은 제1도 및 제2b도에서와 같이 서로 거의 평형되게 마련함이 통상적이나 각도를 주어서 하향으로 확대되는 사다리꼴로 마련함으로서 레일지지면(16)보다 저면(17)의 폭을 크게 해줄수도 있다. 본 발명의 한 실시예로서 도시된 침목에 있어서 레일 지지블록은, 넓이 약 8인치, 높이 약 6인치로서 직4각형의 레일지지면(16)은 8×13인치이고, 직4각형 저면(17)은 8×23인치로서 블록전체 체적은 약 0.5입방 피이트로 되어 있다. 그러나, 이밖의 크기 및 형태로 형성, 사용할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 또하나의 특징은, 상기한 레일지지블록을 연결고정하여 새로운 합성침목으로 완성시키는 웨브시스템에 있다. 첨부도면 제1도에 도시한 실시예에 있어 이 웨브시스템은 2개의 별개 측판(13) 및 (14)로 구성되는데, 각 측판은 침목에 요구되는 길이로 신장되어 각 레일지지블록(11) 및 (12)을 끼듯이 상응된 측면에 고착된다. 이와같은 웨브판의 형성 재질은 금속제이든 비금속제이든 비교적 빳빳한 재질이면 좋고, 따라서 강철판 전기도금철판, 내부식(耐腐食) 처리강철, 알미늄합금판, 열가소성수지, 기타 유리층 전 폴리에스테르 또는 에폭시수지, 혹은 유리충전 페놀수지등의 섬유보강플라스틱 혹은 석면-시멘트 조성물 혹은 수지함침목재등의 자재로된 판으로 사용할 수 있다. 레일시스템을 예를들어 신호회로등으로 전화(電化)할 필요가 있을 경우는 상기 웨브시스템을 비금속 및 비도전재질로 형성하면 되는 것이고, 또 다른 방법으로는, 상기한 레일지지블록은 그 자체가 비도전재, 즉 부도체이기 때문에, 웨브시스템을 지지블록의 레일지지면(16)보다 낮게, 즉 첨부도면 제3도인 단면도에서와 같이 지지블록(11)의 레일지지면(16)이 웨브시스템의 측면부(13) 및 (14)보다 위로 드러나게 구성함으로서 지지블록위를 가로 질러 뻗는 레일이, 블록을 연결고정하는 웨브시스템과 바로 접촉되는 일이 없도록 하기 위한 것이다.

상기한 웨브시스템의 기능은, 침목이 도상에 자리 잡았을때 레일지지 블록을 소정위치에 지지함으로서 궤도의 관련치수를 유지하는데 있다. 따라서 웨브재의 경도 및 강도와 두께, 폭 그리고 형태등은 웨브재의 선택과 기계적 특성을 고려한 디자인의 결정에 영향을 주는 요소이다. 여기서 웨브재를 빳빳한 재질이라함은 침목길이의 웨브판을 그 하단부로서 들러 올리면 스스로의 무게를 지탱하여 수평으로 자체지지 되는 것을 뜻한다.

제1도에 있어 측판(13) 및 (14)로 구성되는 웹스시템은 레일지지블록에 고착되는데, 이 고착방법은, 연결고착됨으로 조립완성된 침목에 알맞는 강도를 부여할 수 있는 여하한 방법이라도 좋다. 도면에 있어서(15)로 표시된 체착구는 정(釘), 볼트, 니트, 스테이플등에서 엄의 선택된다. 다른 방법으로나 혹은 추가적으로 접착제를 레일지지블록의 측면과 웨브시스템의 접촉면 사이에 적용할 수도 있고, 이 접합은 블록을 웨브측판에 융합시켜도 좋고, 혹은 아교, 시멘트등의 중간 결합층을 이용하여도 된다. 또 달리하는 방식으로, 웨브판의 블록측면에 중첩되는 부분을 펀칭(Punching)해서 다수개의 돌출한 설상부(舌狀部)를 마련하여 이들이 지지블록 측면에 파고 들므로서, 결합이 이루어지게 하여도 되는데 이 방식은 특히 지지블록 재질이 세포질 고밀도 폴리에틸렌 및 같은 세포질플라스틱일 경우에 적합하다. 왜냐하면 금속판에 일체로 마련되 다수개의 설상부(舌狀部) 또는 뾰족한 돌기들이 결합부분에 보다 널리 압압력(押壓力)을 분배해 주기 때문이고, 또 이러한 결합은 자동동력장치를 사용하여 용이하게 이룩할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징의 하나는, 제1도의 측판(13) 및 (14)와 같은 웨브시스템의 측판의 적어도 한개가 도상에 묻히게 하며, 도상의 자가과 마찰적 접촉이 잘 되는 형태로 형성하는데 있다. 이와같은 목적으로 도시한 실시예에 보듯이 웨브의 측판은 침목의 길이에 걸쳐 신장되는 상하로 구비치는 파형상으로 형성한다. 이렇듯, 본발명에 의한 침목이 도상에 자리하여 그 주위에 자갈을 채워주면 자갈이 자연히 물결꼴의 홈진곳에 채워져 웨브측판을 자갈밭에 단단히 물리게 하는 것이다. 따라서 침목을 도상으로 부터 수직선상으로 치켜주는데, 필요한 힘을 증대시키며, 침목의 “유효중량”을 실제 중량보다 큰 것으로 만드려 줌으로서 실제는 가벼운 침목으로 하여금 무거운 침목구실을 하게 하고 따라서 궤도구조를 보다 안정된 것으로 해주는 것이다. 그러나, 이밖에도, 웨브측판과 자갈의 여러가지 형태의 계합이 생각된다. 즉, 웨브판의 꾸불꾸불한 형상을 둥글게 하지 않고, 정방형이나 장방형 또는 톱니꼴로 할수도 있고, 아니면 웨브에서 돌출되어 길이 방향으로 뻗는 늑골 또는 기부를 형성해 주어도 된다. 이 웨브재가 금속일 경우는 구덩을 펀칭(Punching)함으로서 수평으로 돌출하는 덮개 부분과 구멍을 형성하여 이 구멍과 덮개에 자갈이 접촉케 해주면 된다. 웨브가 비금속일 경우 주조에 의하여 필요한 자갈과의 기계적 상호 작용수단을 일체적으로 마련하여도 되고, 또 열가소성 수지판일 경우는 예를들어 진공형성등의 사후 형성으로 필요한 수단을 형성시켜 줄수도 있다. 그리고, 경우에 따라 침목의 사이드스립에 대한 방지기능을 높혀주어야 할 경우는 상기한 자갈계합수단에 침목의 요동을 최대한으로 방지해주는 수단을 포함시켜 줄수도 있다.

본 발명에 있어서는, 상기한 웨브시스템에, 침목의 저면에 걸쳐, 전술한 측판의 경우와 동일한 방식을 적용하여 포함시킬 수 있다. 즉, 이 실시예에 있어서는 상술한 측판과 같은 것을 개별적으로 저면에 별도 첨가 부착하는 것인데, 만약 재질의 경도 및 강도가 충분하다면 이와같은 저면판으로 레일지지블록을 연결고착시켜 상술한 측판을 생략할 수 있다.(이 경우 저면판 대신에 상면판만으로 측판을 생략할수는 없다. 왜냐하면 상면판만으로는 자갈과의 마찰 접촉이 없기 때문에 침목을 도상에 고정시키는데는, 부적합하기 때문이다). 또 다른 사실로서는, 웨브시스템의 저면판을 측판과 별개로 마련하지 않고, 제3도에 나사형 만면으로 도시하듯이, 측판(13) 및 (14)와 연달아 저면판(20)을 일체적으로 형성함으로서, 역골시스템을 상방이 개방된 파형상의 홈통 형태로 형성할 수 있다. 이 경우는 저면판(20)이 측판(13) 및 (14)와 일체와 형성이기 때문에 별도로 지지블록의 저면에 부착될 필요가 없고 따라서 연결되는 지지블록과의 사이의 공간에 한하여 신장되는 것으로 충분하다. 그러나 원한다면, 저면판(20) 역시 지지블록(11)의 저면까지 뻗어 거기서 고정되어도 좋고, 거기서 고정하지 않한 채로 두어도 되며, 블록(11)의 저면에 해당하는 부분을 잘라낼수도 있어서 여하튼 경우와 필요에 따라 임의의 알맞는 방식을 선택할 수 있는 이점이 있다.

그리고 상기 저면판(20)을 침목의 긴이 방향으로 구비치는 파형상등 알맞는 형태로 형성하여 홈진곳에 자갈이 잘 끼어들게 함으로서 침목의 도상에 있어서의 사이드스립을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 레일지지블록의 저면에도 이와같은 파형, 주름, 플랜지등을 형성하여 자갈과의 접촉마찰을 증대시킴으로서 궤도 구조의 좌우측 요동방지 효과를 증대할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 레일지지블록을 폴리에틸렌 발포체로 하고, 연결 웨브시스템은 측면판만으로 저면판 없이 하든지, 아니면 저면판을 인접하는 2개의 지지블록 사이에만 신장되게 구성한다. 이와같이 조립된 침목에 있어서는 레일지지블록의 저면은 자갈과 직접 접촉한다. 이와같은 구성은, 발포폴리에틸렌재가 부하와 자갈 사이의 압력에 자갈의 개체들과 일치되어 호응하며, 또 부하와 자갈 사이의 압력에 자갈의 개체들과 일치되어 호응하며, 또 부하와 자갈 사이의 진동은 플라스틱의 탄성에 의해 흡수되기 때문에 유리하다. 다시 말하면 개개의 자갈이 폴리에틸렌 발포체에 눌려 파고들어 물리게 됨으로 침목이 도상에서 위치 별동되는 것을 막는 효과를 갖어온다. 더욱이 플라스틱블록의 탄성 때문에, 자갈이 찔겨 가루가 되는 것을 면할 수 있어서, 소위 도상이 가루진창이 되는 것을 최소한으로 한다.

제1도에 도시한 실시예에 있어서는 웨브시스템의 외단은 도면에 보듯이 레일지지블록의 침목의 길이 방향 외단에 맞추어 잘라진 형태이지만, 이와는 달리, 도면에 도시하지 않지만, 웨브가 침목의 블록 끝을 넘어서 외향으로 뻗어나오게 할수도 있고, 또 필요에 따라서는 상기웨브의 긴이를 침목의 지지블록 외단에 못미치게 즉 전체길이보다 짧게 해줄수도 있는데, 단 이 경우 조립체에 적당한 연결강도를 주기에 충분한 만큼은 지지블록의 측면에 중첩되어야 한다.

제1도에 도시한 본 발명의 실시예에 있어서는, 침목이 고정지지하게 될 궤도의 폭에 알맞는 간격으로 서로 떨어져 있는 2개의 레일지지블록으로 되어 있는데, 경우에 따라 필요하다면, 레일지지블록을 3개 또는 그 이상으로 증설함으로서 3개 또는 그 이상의 레일을 연결, 교차, 고정지지할 수 있는 것이다. 또한 이와는 달리 본 발명에 의한 레일지지블록을 넓게 마련함으로서 원한다면 한 지지블록면상에 1개 이상의 레일을 고착시킬 수도 있는 것이다.

도면에 의한 본 발명의 실시예에, 있어 침목 웨브시스템의 측판은 레일지지블록의 측면과 중첩케 되어서 고착된다. 그러나 도시하지는 않지만 다른 실시예로서, 웨브시스템에 자갈과 효과적인 마찰 접촉을 하게될 적어도 1개 이상의 보조판을 포함시키되, 이 보조판은 직접 레일지지블록에 부착되는 것이 아니고, 다만 웨브시스템과의 연결재를 통해 간접적으로 부착케 한다. 예를들어, 제1도의 측판(13) 및 (14)와 유사한 측판을 도시치않은 토막 또는 판등에 부착하고, 이 토막 또는 판을 지지블록(11) 및 (12)의 상면, 저면 또는 측면에 고착하든지 혹은 기타적의 방식으로 블록에 고착시킨다. 이와같은 실시예 있어서는 “측판”은 반드시 지지블록의 측면에 중첩되게 고정될 필요가 없고, 블록과는 떨어지는지 혹은 어떤 각도를 갖게된다. 그리고, 지지블록에 직접 고착되지 않고 간접적으로 계합되는 보조판은 반드시 측판에 부착하여야만 되는것이 아니고, 경우에 따라서는 궤도 사이에 배설하여 침목이 도상에 부설될때 즉 자갈에 묻히게 됨에 기계적 계합효과를 내게할 수도 있다.

또 다른 실시예 있어서, 웨브시스템을 여러가지 형상의 단면, 즉 U자, H자, I자, T자, X자로 형성할 수도 있고 판을 접어 말은 형태로도 형성할 수 있다. 또 달리하는 실시예로 이들을 도시한 웨브측판의 보강재로 사용하여 지지블록과의 연결고착을 강화케할 수도 있다. 그리고, 또 웨브시스템을 홈통형성으로 마련하여 그 중간부를 침목과 수평면을 이루게하여, 거기에 자갈이 메워들게 한다든가, 예를들어 상기한 H자, I자 또는 기타 형상의 웨브시스템의 침목과 수평면을 이루는 부분을 넓게 잡아줌으로서 도상의 자갈과의 계합효과를 증대시킬 수 있는 것이다.

상기한 역골시스템의 변형예의 경우에 있어, 레일지지 블록에다 웨브을 감삽(嵌揷)하기에 적당한 끝 측 T형 또는 I형의 홈 또는 통로를 마련함으로서, 대응 끝인 웨브의 연결고착을 편리하게 할 수 있다. 또 하나의 실시로서 웨브시스템의 연결재(連結材)의 하부에 플랜지를 마련하여 이 플랜지를 지지블록의 저면에 고착시킴으로서 침목을 조렵할 수 있다. 이와는 달리 레일지지블록을 플라스틱물질로 주조할시에 지지블록을 횡부재에 고정하는 종적소자 또는 부재를 마련하여 직접 동시 주조해 버리는 방법도 때로는 이로울 것이다. 이렇듯 본 발명에 의한 레일지지블록과 이를 연결고정하는 웨브시스템의 형상 및 그 조합, 조립에 있어서는 상기한바 구체예들에 관한 설명으로 비추어 기타 갖가지 변형은 이 분야의 통상기술을 가진자에 의하여 용이하게 이룰수 있다는 것이 명백할 것이다.

본 발명에 의한 침목은 상술한 바와 같은 구조적 특징을 갖고 있기 때문에 궤도부설의 현장까지 구성부재채로 운반하여 거기서 간편한 도구만으로 용이하게 조립조성할 수 있는 것이다. 또한 본 발명에 의하면 상수란 바와 같이 웨브의 조립구성품으로 형성되기 때문에 현존하는 궤도 아래 삽입하여 고정시킬 수 있어 특히 터널이나 기타 번잡한 장소에서 궤도 사이의 국한된 작업으로 궤도의 수선유지에 이바지 할 수 있는 큰 이득이 있다.

실제 사용에 있어, 본 발명에 의한 신규 침목은 도상에 높여 레일을 고정케 된다. 통상적인 부설에 있어 본 발명에 의한 침목은 소위 “들보(梁)”힘이 큰것이 아니기 때문에, 즉 본 발명의 웨브시스템은 이와 같은 목적으로 형성한것은 아니기 때문에, 궤도 노선하의 도상의 밑바닥은 경고히 하고 또 좋은 자갈을 사용하여 침목을 잘 메워서 침목의 상면이 자갈의 상면과 편편하게 해준다. 이렇게 해주면 침목의 지지블록은 이에 가중된 궤도부하를 자갈을 통해 도상에 저면에 분산시킨다. 그리고 상술한 바와 같이 레일은 지지블록에 적당한 수단에 의하여 고착되는데, 이 경우 공지의 추측방식에 따라 가중부하 및 통과열차의 속도 그리고 레일블록의 재질등의 상관 관계를 감안하여 가중부하를 가장 효과적으로 흡수 분산시킬 수 있는 넓이외 형상의 레일판을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 신규 침목의 하나의 큰특징은, 특히 세포질 플라스틱으로 레일블록을 조성하고 저밀도 재질로 연결고정웨브를 마련한 경우는 더욱 그렇지만, 실제 침목의 중량이 아주 가벼운 것이면서도 실제 도상에 위치하였을때는 상당한 무게를 갖는 것으로서의 기능을 발휘하는데 있다. 즉, 본 발명에 의한 침목을 자갈 도상의 소정자리에서 끌어올리는데 소요되는 힘은 실로 종래 사용의 목재 침목의 경우에 비해 월등하다. 이것은 바로 본 발명에 의한 신규웨브시스템이 도상의 자갈과 이상적으로 기계적 계합을 이루기 때문이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 특징 및 이득을 더욱 명백히 하기 위하여 이하에 몇가지 실시예를 들겠으나, 본 발명이 이들에 국한되는 것이 아님은 물론이다.

[실시예 1]

밀도 0.965g/cm³와 표준용해계수 0.7dg/min을 갖는 폴리에틸렌을, 약 3중량퍼센트의 안료로서의 카아본브랙과 약 1중량퍼센트의 팽창제로서의 아조디카아본아미드와 중합체의 융점이상 및 팽창제의 분해 온도 이상의 온도하에 반응시킴으로써 폐쇄세포를 갖는 폴리에틸렌발포체를 얻어, 이 발포플래스틱 괴체(塊體)를 주형에 넣어 냉각하여 굳어지게 방치함으로서 지지블록을 만들었다. 이 지지블록은 저면이 직4각형이고, 상부벽면은 서로 평행되고, 평행된 측면벽은 상면과 저면에 직각되고, 단면은 측면벽과 직각되나 저면 및 상면에 대해선 각도를 이루어 측면벽의 주의가 대칭적인 사다리꼴을 이루게 한 것이다. 이러한 사다리꼴블록의 측면벽에는 벽의 평행 연부(緣部)에 평행되게 파장이 약 1.25인치되는 파형이 주조로 형성되어 있고, 기타면벽은 평탄으로 되어 있다.

주형의 내경은, 주조된 지지블록의 높이(즉 직4각형의 상, 하면의 간격)가 약 7.5인치되고, 폭(즉 파형상 면벽의 간격)이 약 8.5인치이며, 상부 직4각면(블록의 레일지지면이 되는곳)은 약 8.5×14인치이고, 또 하나의 직4각면(블록의 저면이 되는곳)은 약 8.5×16인치가 되겠끔 하는 크기의 것이다. 이와같이 주조된 세포질 폴리에틸렌블록은 평균겉보기 밀도가 1입방피이트당 약 37파운드였다.

상기한 합성블록로서 시험실 테스트용으로 침목원형을 만들었다. 즉, 공칭두께 0.018인치, 길이 9피이트 폭 7.75인치이고 상기한 블록측면벽의 파형에 상응된 파형상의 전기도금철판으로 된 2개의 웨브측판을 사용, 상기의 블록 2개를 중심에서 중심의 거리를 59인치 두고 파형상 측면벽에 2개의 웨브측판을 중첩시킴으로서 시험용 침목 A를 만들였는데, 이 결합에 시판의 공업용 에폭시 접착제를 상용하여 발포블록에 역골측판을 접착시키고, 추가적으로 측면과 대략 직각되는 방향으로 웨브측판과 블록을 가로지르는 작은 구멍 5개를 뚫어서, 이 구멍에 볼트를 끼어 왓샤와 너트로 조여서 강철측판을 발포 플라스틱블록에 고착시켰다. 이와같이하여 조립된 시험용 침목 A는 대략 제1도에 도시한 것과 같으나, 단 파형상 측판이 발포플라스틱블록의 최하단보다 외향으로 신장된 형태로 되어 있다.

시험용 침목 B는 대략 상기한 침목 A의 경우와 같은 방식으로 만들되, 단 침목 A에 있어서의 파형상전기도금 철측판 대신에 공칭두께 0.040인치의 파형상의 유리-보강폴리에스텔 수지판을 침목A의 강철 측판과 같은 형상으로 길이 8피이트, 폭 7.5인치로 사용하였다.

시험용 침목C에는 역시 파형상(파장 2.5인치)유리-보강폴리에스테르수지판으로 길이 9피이트, 폭 8인치로 사용하였다. 이 경우의 측판 파형이 상기한 블록측면벽의 파형과 맞어들지 않기 때문에, 측판과 블록을 폭 넓은 접착테이프로 몇겹으로 둘러 감아서 고착시켰는데, 이것은 임시적인 것이기는 하나 의도하는바 시험에는 지장이 없었다.

이제 각 시험용 침목원형을 자갈을 깐 전형적인 궤도도상에서 빼올릴적의 저항을 알아보기 위해 시험장을 마련하였다. 이 시험장에서 시험대상 침목원형을 놓고, 거기에서 통상적인 궤도도상을 자갈을 블록사이와 웨브판 사이를 메워 침목윗면과 편편하게 까지 채워주였다. 이를 위해서 건축토목의 경우나 궤도부설에 있어 종래 사용하는 진동등의 방법으로 자갈을 완전히 자리잡게하고 굼쳤다. 즉 본 시험에 있어서는 레일이 침목상에 고정되지 않는것 외에는 실제 열차궤도와 똑같은 상태로 만들어주고, 이렇게 도상자갈에 매워진 침목을 수직상으로 잡어 올려주는 장치, 예를들어 2개의 블록 밑바닥으로 돌린테등을 잡어 당겨올리는 장치를 비치시키고 이에 부하측정기를 연결시켜 두었다.

첫번째시험으로, 무게 6인치×8인치, 길이 8피이트 4인치되는 철도의 목재침목의 경우를 알아 보았는데, 이 침목 실제무게는 135파운드였고, 이 침목을 상기한 시험방식으로 자갈도상에서 빼올리는 데에는 240파운드의 힘이 필요했었다.

상기한 바 본 발명에 의한 합성침목 A.B 및 C를 각각 첫째와 목재침목과 같은 조건에서 시험하였는데, 그들의 실제 무게와 이들을 자갈도상에서 빼내는데 소요된 힘을 다음 제1도에 제시한다.

[제1표]

상기 제1표에서 본 발명에 의한 침목은, 첫시험에 사용한 목재침목에 비해 그 실제중량이 현저하게 저감되면서도, 이를 자갈도상에서 빼내려면 더 큰 힘이 소요된다는 사실이 분명하며, 다시 말해서 본 발명에 의한 침목은 그만큼 자갈도상에 경고하게 정착된다는 괄목할 효과를 갖어오는 것이다.

[실시예 2]

본 실시예에 있어서도, 실시예에 기재한 바와같은 재료 카아본블랙 안료 및 카아본 아미드 발표제와 같은 방식으로 지지블록을 형성하되, 다만 주형을 바꾸어 형성된 블록의 폭(파형상 측면벽의 간격)이 8인치, 높이(상면과 저면의 간격)가 6인치이고, 상면의 넓이가 8×13인치며, 저면의 넓이가 8×23인치되게 하였다.

이러한 치수로 형성된 블록의 전체체적은 약 0.5입방파이트였고, 겉보기 밀도는 1입방피이트당 약 30파운드였다. 파형상 측면벽은 파장 2.5인치의 표준 파형상 강철판에 합치되게 조성하였다.

이와같이 형성된 블록을, 웨브시스템으로 전기도금된 공칭두께 0.034인치의 표준 파형상(파장 2.5인치) 강철로된 연결판을 사용하여 다음과 같은 침목을 조성하였다.

시험용 침목원형 D는 발포플라스틱블록 2개를 중심에서 중심거리 59인치 간격으로 위치시켜, 이 블록의 각 측면에 파형과 평행되는 길이 8피이트, 록 6인치의 측판으로 그 양단부가 블록의 최외단보다 외향으로 신장되게하고, 블록측면의 파형에 측면판의 파형을 중첩 합치시켜, 측면과 블록을 관통하는 5개 구멍을 뚫어 2인치 길이의 볼트를 조여서 직접 블록에 고착시켰는데, 여기서는 접착제는 사용치 않였다.

시험용 침목E는, 상기한 침목D와 같은 재질과 같은 방식으로 형성하되, 다만 제1도에 도시된 경우와 같이 연결측판을 블록의 경사진 최외단에 맞추어 가지런히 잘라 내었다.

시험용 침목F도 상기 침목D 및 E와 같은 재질 같은 방식으로 형성하되, 이 경우는 연결 웨브시스템으로, 파형상 강철판을 폭 20인치로 1개로 잘라서 이것을 저면폭 8인치, 양측변 높이 각각 6인치로 접은 U자형 홈통을 만들고, 이 저면을 양단으로 부터 잘라들어 블록의 저면을 그대로 드러나게 하고, 측벽을 블록을 관통하는 볼트로 조여 블록에 고착시키고 측벽 양단부는 상기 침목E의 경우처럼 블록의 외단에 맞추어 잘라 내였다.

이와같이 본 발명에 의하여 형성한 합성 침목을 각각 실제 무게를 달고, 실시예 1의 경우와 같은 방식의 시험에 붙혀 그 결과를 제2표에 제시한다.

[제2표]

상기표에서 보듯이 시험침목(2F)의 경우 보다 힘이 요구된다는 것은, 물론 연결웨브의 홈통내에 끼어들은 자갈의 중량 때문인데, 이와같은 웨브저면을 갖지 않는 침목(2D) 및 (2E)의 경우에 있어서도 가벼운 자체중량에도 불구하고 자갈도상에서 빼내는데는, 실시예 1에 있어 1차로 시행한 종래 목재침목의 경우보다 더욱 큰 힘이 요구된다는 것을 알 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예는 본 발명에 의한 신규합성 침목을 실제 열차 궤도구조에 적용한 경우의 것이다.

상기 실시예 2의 경우의 자재와 방식으로 시험침목(E)와 (F)를 각각 23개씩 만들었다.

종래의 통나무 침목에 레일을 스파이크로 고착시켜 자갈을 메움으로서 부설된 전형적인 열차궤도의 한구분을 선정하여, 이 구분의 레일을 들어올려 목재 침목을 빼내고, 46개의 새 침목(E) 및 (F)를 바꾸어 넣어 지지블록위에 레일플레이트를 다시 안치시키고나서, 스파이크를 힘들지 않고 발포체 블록에 쳐넣을 수 있었고, 경고하게 고착이 이루어졌다. 자갈을 침목 주위에 메워서 종래 방식으로 다지고 새로운 자갈로 침목위와 궤도 사이 그리고 도상의 좌우깃을 고루게 입혔다.

이와같이 새침목을 교환 부설하고 나서 이곳을 매일같이 적재량 100톤이고 적재시의 총중량이 135톤이나 되는 석탄화차들을 통과시키거나, 임시대기 장소로 사용하였다. 이리하여 교환한 7개월후에 정기적 보수계획에 따라 교환한 합성침목구분과 종전 목재침목구분을 포함한 궤도의 보수작업을 하였는데 교환된 합성침목 구분에는 레일위치나 스파이크 고착에 있어 아무런 이상이 없었고, 또한 보수작업에도 아무런 지장이 없었다. 교환부설된지 9개월후에도, 그간에 게절은 늦가을에서 여름으로 바뀌고, 눈과 비의 가뭄을 모두 맞았는데도 본 발명에 의한 합성침목이 그 영향을 받은 흔적을 찾아볼 수 없었다.

Claims (1)

1. 본문에서 상술하고 도면에 표시한 바와 같이, 각각 저면과 레일지지면을 갖는 적어도 2개의 레일지지블록과 상기 레일지지블록을 연결고착하는 웨브시스템(Web System)으로 형성되며, 상기 레일지지블록이 지지고정하게되는 철도 궤도폭에 알맞는 간격으로 서로 떨어져 위치하게되는 철도침목에 있어서, 상기 웨브 시스템은 최소한 1개의 자체지지경도의 판(板)부재로서 수직방향의 다수 기복이 길이 방향으로 신장되는 파형상판으로 형성됨으로써 이것을 메우게되는 도상자갈과의 기계적 상호작용을 이룩하게하며, 상기 레일지지블록은 세포질 플라스틱으로 형성하고, 이 세포질 플라스틱은 1입방피이트당 15 내지 50파운드인 평균 겉보기 밀도를 갖는 고밀도 세포질폴리에틸렌이며, 상기 웨브판부재는 2개의 측판으로부터 각각 대응하는 지지블록의 측면과 중첩되어 고착되고, 레일지지블록의 측면벽이 웨브측판의 파형기복과 합치되는 파형상으로 형성되며, 웨브측판이 지지블록의 측면벽에 접촉되는 부분에 복수개의 설상부(舌狀部)를 일체적으로 형성하여 이 설상부들이 지지블록의 측면벽에 꽂혀 들어감으로써 연결고착이 이루게되고, 레일지지블록의 횡단면은 직4각형이며, 웨브측판은 금속 또는 비금속판으로 형성되고, 웨브부재는 지지블록의 저면과 평행되는 저면부를 갖는 홈통형상으로 형성되어 그 양측면부에 의하여 블록측면벽에 고착되며 상기 홈통상 웨브의 저면이 지지블록의 저면 밑에 해당되는 부분을 제외하고 지지블록사이에 신장되게 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성철도침목.

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