特許 7588694 山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置およびこれを利用したラック噛み合い方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置およびこれを利用したラック噛み合い方法

(51)【国際特許分類】

   E01B 25/04 20060101AFI20241115BHJP

【ＦＩ】

E01B25/04

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023158412

(22)【出願日】2023-09-22

(65)【公開番号】P2024048376

(43)【公開日】2024-04-08

【審査請求日】2023-09-22

(31)【優先権主張番号】10-2022-0122471

(32)【優先日】2022-09-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】514247908

【氏名又は名称】コリア レイルロード リサーチ インスティテュート

【住所又は居所原語表記】１７６， Ｃｈｅｏｌｄｏｂａｎｇｍｕｌｇｗａｎ－ｒｏ， Ｕｉｗａｎｇ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】イム キ ヨン

(72)【発明者】

【氏名】キム ジャエン

(72)【発明者】

【氏名】イ ヒョボム

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５５－０４４８０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０３－２９５９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－２２５８３４０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】中国実用新案第２０８０２３３３０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－０２０７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３６２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１００８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００３７８５８（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１３５７１３５０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｂ ２５／００－２５／３４

Ｅ０１Ｂ ５／００－ ５／１８

Ｂ６１Ｂ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

山岳鉄道ラック軌道でラック（Ｒａｃｋ）が設置されていない非ラック区間（Ｎｏｎ－Ｒａｃｋ Ａｒｅａ）の進出地点または進入地点に設置されて、山岳鉄道ラック軌道のラックギアと山岳列車のピニオンギアとの円滑な噛み合いがなされるように案内するラック噛み合い案内装置であって、
山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）に対応して非ラック区間の始点部または終点部に設置されるベースプレート（１１０）；
前記ラック（３３０）に形成されたラックギア（３３１）のピッチ間隔と同一のピッチ間隔で前記ベースプレート（１１０）上に前記ラック（３３０）の縦方向に沿って形成されて前記山岳列車（４００）のピニオンギア（４３１）と前記ラックギア（３３１）の噛み合いを案内する補助ラックギア（１２０）；
前記ベースプレート（１１０）の前端部及び後端部のそれぞれの左側及び右側の下部で、かつ左外側及び右外側に突出するようにそれぞれ設置されて前記山岳列車（４００）の下部に設置されたピニオン（４３０）により前記ベースプレート（１１０）に印加される下方圧力を吸収するクッショニング部材（１３０）；および
前記山岳列車（４００）の進入により前記山岳列車（４００）のピニオンギア（４３１）が接触するように前記補助ラックギア（１２０）の前端部に設置される接触部材（１５０）；を含み、
前記ベースプレート（１１０）の一側は前記ラック（３３０）に密着し、前記ベースプレート（１１０）の他側には前記接触部材（１５０）が形成されて前記山岳列車（４００）の進入または進出を感知し、
前記ベースプレート（１１０）は山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）の幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成され、
前記補助ラックギア（１２０）の横方向の幅は前記ラックギア（３３１）の横方向の幅より狭く形成され、前記ピニオンギア（４３１）が前記ラックギア（３３１）と噛み合うことに比べて前記ピニオンギア（４３１）が前記補助ラックギア（１２０）と容易な噛み合いがなされ、
前記クッショニング部材（１３０）の下端部を枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に固定するクッショニング部材締結装置（１４０）をさらに含み、
前記クッショニング部材締結装置（１４０）はベース板とアンカーボルトからなり、前記ベース板に前記クッショニング部材（１３０）の下部が固定され、前記アンカーボルトはベース板に形成されたアンカーホールを通じて前記枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に前記クッショニング部材（１３０）を固定することを特徴とする、山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置。

【請求項2】

前記クッショニング部材（１３０）はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレート（１１０）の下部に少なくとも４つ以上設置されることを特徴とする、請求項１に記載の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置。

【請求項3】

前記接触部材（１５０）の一側に設置されて前記山岳列車（４００）のピニオン（４３０）が前記補助ラックギア（１２０）に沿って進入することを感知する接触感知センサ（１６０）をさらに含む、請求項１に記載の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置。

【請求項4】

ａ）ベースプレート（１１０）、補助ラックギア（１２０）、クッショニング部材（１３０）および接触部材（１５０）からなるラック噛み合い案内装置（１００）を山岳鉄道ラック軌道（２００）の非ラック区間終点部に設置する段階；
ｂ）下部にピニオン（４３０）が設置された山岳列車（４００）が非ラック区間からラック区間に進入運行する段階；
ｃ）前記山岳列車（４００）の下部のピニオン（４３０）に形成されたピニオンギア（４３１）が前記ラック噛み合い案内装置（１００）の接触部材（１５０）に接触する段階；
ｄ）前記ラック噛み合い案内装置（１００）の補助ラックギア（１２０）に沿って前記山岳列車（４００）の進入を案内する段階；
ｅ）前記ラック噛み合い案内装置（１００）のクッショニング部材（１３０）が前記ベースプレート（１１０）の前端部及び後端部のそれぞれの左側及び右側の下部で、かつ左外側及び右外側に突出するようにそれぞれ設置されて前記山岳列車（４００）のピニオン（４３０）を通じて印加される下方圧力を吸収する段階；
ｆ）前記山岳列車（４００）のピニオン（４３０）に形成されたピニオンギア（４３１）のラック進入角度が調整された状態で、前記ピニオンギア（４３１）が前記山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）に形成されたラックギア（３３１）と噛み合いがなされる段階；および
ｇ）前記ピニオンギア（４３１）とラックギア（３３１）の噛み合いがなされた状態で前記山岳列車（４００）がラック区間を運行する段階；を含み、
前記ａ）段階のベースプレート（１１０）の一側は前記ラック（３３０）に密着し、前記ベースプレート（１１０）の他側には前記接触部材（１５０）が形成されて前記山岳列車（４００）の進入を感知し、
前記ベースプレート（１１０）は山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）の幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成され、
前記ａ）段階で補助ラックギア（１２０）の横方向の幅は前記ラックギア（３３１）の横方向の幅より狭く形成され、前記ピニオンギア（４３１）が前記ラックギア（３３１）と噛み合うことに比べて前記ピニオンギア（４３１）が前記補助ラックギア（１２０）と容易な噛み合いがなされ、
前記クッショニング部材（１３０）の下端部を枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に固定するクッショニング部材締結装置（１４０）をさらに含み、
前記クッショニング部材締結装置（１４０）はベース板とアンカーボルトからなり、前記ベース板に前記クッショニング部材（１３０）の下部が固定され、前記アンカーボルトはベース板に形成されたアンカーホールを通じて前記枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に前記クッショニング部材（１３０）を固定することを特徴とする、山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法。

【請求項5】

前記クッショニング部材（１３０）はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレート（１１０）の下部に少なくとも４つ以上設置されることを特徴とする、請求項４に記載の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法。

【請求項6】

前記ラック噛み合い案内装置（１００）は、前記クッショニング部材（１３０）の下端部を枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に固定するクッショニング部材締結装置（１４０）をさらに含む、請求項４に記載の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法。

【請求項7】

前記ラック噛み合い案内装置（１００）は、前記接触部材（１５０）の一側に設置されて前記山岳列車（４００）のピニオン（４３０）が前記補助ラックギア（１２０）に沿って進入することを感知する接触感知センサ（１６０）をさらに含む、請求項４に記載の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法。

【請求項8】

ａ）ベースプレート（１１０）、補助ラックギア（１２０）、クッショニング部材（１３０）および接触部材（１５０）からなるラック噛み合い案内装置（１００）を山岳鉄道ラック軌道（２００）の非ラック区間始点部に設置する段階；
ｂ）下部にピニオン（４３０）が設置された山岳列車（４００）がラック区間から非ラック区間に進出するように運行する段階；
ｃ）山岳列車（４００）の下部ピニオン（４３０）が山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）から離脱時、前記ラック噛み合い案内装置（１００）の補助ラックギア（１２０）に沿って山岳列車（４００）の進出を案内する段階；
ｄ）前記ラック噛み合い案内装置（１００）のクッショニング部材（１３０）が前記ベースプレート（１１０）の前端部及び後端部のそれぞれの左側及び右側の下部で、かつ左外側及び右外側に突出するようにそれぞれ設置されて前記山岳列車（４００）のピニオン（４３０）を通じて印加される下方圧力を吸収する段階；
ｅ）前記山岳列車（４００）のピニオン（４３０）に形成されたピニオンギア（４３１）が前記山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）に形成されたラックギア（３３１）から噛み合いを解除する段階；および
ｆ）前記ピニオンギア（４３１）とラックギア（３３１）の噛み合いが解除された状態で、前記ラック噛み合い案内装置（１００）から離脱して前記山岳列車（４００）が非ラック区間に沿って運行する段階；を含み、
前記ａ）段階のベースプレート（１１０）の一側は前記ラック（３３０）に密着し、前記ベースプレート（１１０）の他側には前記接触部材（１５０）が形成されて前記山岳列車（４００）の進出を感知し、
前記ベースプレート（１１０）は山岳鉄道ラック軌道（２００）のラック（３３０）の幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成され、
前記ａ）段階で補助ラックギア（１２０）の横方向の幅は前記ラックギア（３３１）の横方向の幅より狭く形成され、
前記クッショニング部材（１３０）の下端部を枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に固定するクッショニング部材締結装置（１４０）をさらに含み、
前記クッショニング部材締結装置（１４０）はベース板とアンカーボルトからなり、前記ベース板に前記クッショニング部材（１３０）の下部が固定され、前記アンカーボルトはベース板に形成されたアンカーホールを通じて前記枕木（２１０）またはコンクリートパネル（２２０）に前記クッショニング部材（１３０）を固定することを特徴とする、山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法。

【請求項9】

前記クッショニング部材（１３０）はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレート（１１０）の下部に少なくとも４つ以上設置されることを特徴とする、請求項８に記載の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置に関し、より具体的には、山岳鉄道ラック軌道でラック（Ｒａｃｋ）が設置されていない非ラック区間（Ｎｏｎ－Ｒａｃｋ Ａｒｅａ）の始点部または終点部に設置されるラック噛み合い案内装置であって、ラック軌道のラックギアと山岳列車のピニオンギアとの円滑な噛み合い（Ｍｅｓｈ）がなされるように案内する、山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置およびこれを利用したラック噛み合い方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、鉄道車両（または列車）は自動車が通行する一般的な道路ではない特殊な通路、すなわち、線路であるレールの上を運行するように作られたため、鉄道車両の種類が違ってもその基本構造はすべて同一であり、このような鉄道車両は車輪部、シャシ部、車体部および付属装置からなる。

【0003】

鉄道車両は平坦な地域に付設された線路を走行しているが、比較的傾斜が急な山岳地帯に付設された線路を走行することもあり、傾斜が急な山岳地帯を走行する鉄道車両および線路を山岳鉄道（Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｒａｉｌｗａｙ）という。

【0004】

図１ａは通常の山岳鉄道を例示する写真であり、図１ｂは山岳鉄道駆動装置を含む山岳鉄道走行システムを例示する図面である。

【0005】

山岳列車の車輪とレールはいずれも金属材からなるため、粘着力が一般の道路走行車両よりは落ちることになり、山岳鉄道のように傾斜が急な地域を運行する場合、図１ａに図示された通り、山岳列車１１がレール１２の下部に滑る場合が多くて運行が容易でないため、山岳列車１１が滑ることを防止するためにレール１２の中央部にレールの長さ方向に沿ってラック１３が設置される。

【0006】

また、図１ｂに図示された通り、ラック軌道のラック１３に対応するように山岳列車１１の下部にピニオン（Ｐｉｎｉｏｎ：１４）を設置することによって山岳列車１１が下部に滑ることを防止することができる。

【0007】

すなわち、山岳鉄道走行システムで、傾斜が急な地域に設置された線路には鋸歯状レールであるラック１３を設置し、山岳列車の下部には歯車であるピニオン１４を設置して山岳列車１１が下部に押されることを防止することによって、山岳列車１１は安定的に山岳の傾斜地域を走行することができる。

【0008】

一方、図２ａは一般道路併用山岳鉄道のラック軌道を具体的に例示する図面であり、図２ｂは図２ａに図示された一般道路併用山岳鉄道のラック軌道でラックとピニオンの動作を説明するための図面である。

【0009】

図２ａを参照すると、一般道路併用山岳鉄道のラック軌道は、プレキャストコンクリートパネル（ＰＣパネル）、レール、ラック、ラック締結アンカー、弾性充填材および排水管を含んで構成され得るが、これに限定されるものではない。

【0010】

この時、図２ｂに図示された通り、ラックに対応するように山岳列車にピニオンが設置される。

【0011】

換言すると、山岳鉄道走行システムはラックアンドピニオン（Ｒａｃｋ ａｎｄＰｉｎｉｏｎ）方式の走行システムであり、山岳鉄道ラック軌道の中央にレールの長さ方向に沿ってラックを設置し、山岳列車には車輪以外にピニオンを利用して山岳地形の勾配区間でレールの摩擦走行時に山岳列車のスリップ現象を防止し、推進力を加えることができる。

【0012】

一方、図３ａは従来の技術に係る山岳鉄道ラック軌道に設置されるラックアセンブリの組立図であり、図３ｂは山岳列車の下部に設置されるピニオンの概念を説明するための図面である。

【0013】

図３ａおよび図３ｂを参照すると、従来の技術に係る山岳鉄道ラック軌道に設置されるラックアセンブリは、基層砂利、枕木およびレールで構成される急傾斜鉄道区間において、左側レールと右側レールの間にラック２０がラック締結装置によって締結固定されて、山岳列車と下部に設置されたピニオンと噛み合って山岳列車の急傾斜区間走行時に山岳列車が滑ることを防止することができる。

【0014】

具体的には、ラック２０は長さ方向に離脱防止枠２２と挿入溝２３が形成されて延長され得、幅方向の両側に多数個のアンカーホール２１が形成され、ラック２０は側面に多数個のラック締結装置２４が設置されてアンカーボルト２６で固定される。

【0015】

この時、ラック締結装置２４はアンカーホール２５が形成されてアンカーホール２５を通じてアンカーボルト２６が締結されることによって、ラック２０が枕木に固定される。

【0016】

また、図３ｂを参照すると、図３ｂは山岳列車の下部に設置されるピニオン３０は連結ピン３５によって山岳列車に固定された列車固定具３１の連結台３２に結合され、列車固定具３１の連結台３２には上部に突出したジャック連結具に高さ調整ジャッキ３４が設置され、また、列車固定具３１は連結台３２の前方に「⊂」の形態の溝３３が形成され、「⊂」の形態の溝３３にピニオン３０が挿入されて連結ピン３５で締結される。

【0017】

一方、レール埋込型軌道は軽量鉄道で一般的に使われており、一部は道路との踏切で使われている。このようなレール埋込型軌道はレール頭頂面、すなわち、車輪との接触面を除いたすべての部分が舗装されて覆われた軌道構造を意味し、一般的に枕木と締結具は使われない。

【0018】

このようなレール埋込型軌道の特徴として、軌間を確保する追加的ないかなる材料もなく、連続弾性支持され、レールの浮き現象がなく、レールの表面が囲まれていてサビの発生がなく、寿命が長く、レールの底部と腹部で支持するのでレール支持物の応力が少なく、寿命が長く、垂直方向と横方向の弾性が維持されるなどの多くの長所がある。

【0019】

このようなレール埋込型軌道の場合、鋳型を製作した後、その上部でコンクリートモルタルを注入した後、一定時間の間養生させた後に鋳型を解体してレール埋込型コンクリートパネルを製造している。

【0020】

一方、レール埋込型軌道に関連した先行技術として、大韓民国公開特許第２０１６－１７２９６号には「海中鉄道軌道の踏切構造」という名称の発明が開示されているが、図４ａおよび図４ｂを参照して説明する。

【0021】

図４ａは従来の技術に係る海中鉄道軌道の踏切構造を示した斜視図であり、図４ｂは断面図である。

【0022】

図４ａおよび図４ｂに図示された通り、従来の技術に係る海中鉄道軌道の踏切構造４０は、レール溝４１に設置される一対のレール４２、および一対のレール４２の間に設置されるラック４３からなる海中鉄道軌道において、海中鉄道軌道を横切って一般車両が通過できるようにする踏切に位置したラック４３の下部には設置溝４４が形成され、ラック４３を昇下降させる昇下降手段４６からなる。

【0023】

より具体的には、ラック昇下降手段４６はラック４３の下部に一定間隔で形成される昇下降用ラックギア４６ａおよび昇下降用ラックギア４６ａの外側に対応するように設置溝４５の外側に設置される昇下降用ピニオンギア４６ｂからなる。

【0024】

すなわち、昇下降用ピニオンギア４６ｂはモータの回転によってラック４３の上下方向に回転するように設置溝４５の外側面に平行に設置され、昇下降用ラックギア４６ａは昇下降用ピニオンギア４６ｂに噛み合うように鋸歯が形成されて昇下降用ピニオンギア４６ｂの駆動によって上下に昇降または下降することになる。

【0025】

従来の技術に係る海中鉄道軌道の踏切構構によると、埋込型レールとラックからなる鉄道軌道において、ラックが上下に昇下降作動するようにする昇下降手段を具備して、山岳列車以外の一般車両が鉄道軌道を渡ろうとする時、ラックが下降するようにして一般車両の通行を妨害しなくなる。

【0026】

すなわち、車両感知センサを通じて踏切で車両を感知することになると、昇下降手段を通じてラックギアを下降させて昇下降手段の作動を制御することによって、車両が通行できる道路と山岳鉄道が運行できる山岳鉄道の線路に併用することができる。

【0027】

一方、山岳鉄道のラック軌道に関連した先行技術として、大韓民国登録特許第１０－２２５８３４０号には「山岳鉄道用軌道」という名称の発明が開示されているが、図５ａおよび図５ｂを参照して説明する。

【0028】

図５ａは従来の技術に係る山岳鉄道用軌道構造の概念を示す側面図であり、図５ｂは平面図である。

【0029】

図５ａおよび図５ｂを参照すると、従来の技術に係る山岳鉄道用軌道構造の場合、山岳鉄道軌道の傾斜面が始まる地点に設置される第１ラックレール５２；および傾斜面に設置される第２ラックレール５３からなる。

【0030】

ここで、傾斜面が始まる地点に設置される第１ラックレール５２の前方には、平地に埋込設置される平地ラックレール５１が設置される。

【0031】

また、平地ラックレール５１、第１ラックレール５２および第２ラックレール５３は山岳列車の下部に備えられるピニオンギアに対応するように設置されて、山岳列車が傾斜が急な区間を走行する時、ピニオンギアと平地ラックレール５１、第１ラックレール５２および第２ラックレール５３の噛み合いによって山岳列車が傾斜した下部に滑ることを防止することによって、山岳列車は安定的に走行することができる。

【0032】

具体的には、第１ラックレール５２は下部に空間部５２ａが形成され、第１ラックレール５２の下部には弾性部材５４が備えられて第１ラックレール５２を弾性支持することになる。この時、弾性部材５４により第１ラックレール５２と第２ラックレール５３は上部面が一直線上に位置して連結された状態を維持することになる。

【0033】

また、第１ラックレール５２は平地ラックレール５１および第２ラックレール５３と接する前端部および後端部が山岳列車の進入方向に向かって下向きの傾きを有するように傾斜面５２ｂ、５２ｃが形成されて、山岳列車の進入または進出時に山岳列車の自重によって第１ラックレール５２が加圧されて平地ラックレール５１側にスライド移動することになる。

【0034】

この時、図５ｂに図示された通り、第１ラックレール５２の前方および後方にはガイド部５２ｄ、５２ｅが形成され、平地ラックレール５１の後端部および第２ラックレール５３の前端部にはガイド溝５１ａ、５３ａがそれぞれ形成される。

【0035】

従来の技術に係る山岳鉄道用軌道構造によると、山岳鉄道軌道の傾斜面に設置されるラックレールを傾斜面が始まる地点に設置される第１ラックレールと傾斜面に設置される第２ラックレールに分離構成し、第１ラックレールの下部に弾性部材を設置して山岳鉄道が傾斜面に進入する時、第１ラックレールが下部に加圧されながら山岳列車のピニオンギアが第２ラックレールと容易に噛み合いがなされる。

【0036】

一方、他の先行技術として、大韓民国登録特許第１０－１６５４８８９号には「山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造」という名称の発明が開示されているが、図６ａおよび図６ｂを参照して説明する。

【0037】

図６ａは従来の技術に係る山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造の概念を説明するための図面であり、図６ｂは山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造の弾性部材が備えられた概念を説明するための図面である。

【0038】

図６ａに図示された通り、山岳列車が走行する線路に設置されるラック６０またはラックギアはギア山６１とギア谷６２で形成され、ギア山６１の間に形成されるギア谷６２の下部に第１緩衝部材６３ａが備えられる。

【0039】

ここで、第１緩衝部材６３ａはゴムまたは合成ゴムのような弾性力の良い材質からなり、ラック６０のギア山６１と山岳列車の下部に備えられるピニオン７０に形成されたギア山７１が噛み合う時に発生する振動および騒音を減殺することができる。

【0040】

従来の技術に係る山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造の場合、山岳鉄道用線路に設置されるラック６０のギア谷６２の内側に弾性力が良い第１緩衝部材６３ａを具備することによって、ピニオン７０のギア山７１がラック６０のギア谷６２に挿入される時、ピニオン７０のギア山７１の端部と接触時にピニオン７０の荷重を緩衝させ、それにより、ラック６０とピニオン７０が噛み合う時に発生する振動も相当量減殺させることによって、山岳列車はより安定的に走行することができる。

【0041】

この時、第１緩衝部材６３ａが設置されるラック１６の中心部には排水孔６４を設置して雨または雪による水が容易に排水される。

【0042】

また、図６ｂに図示された通り、山岳鉄道を形成する線路に備えられるラック６０はギア山６１とギア谷６２からなるが、ギア谷６２の内側には第２緩衝部材６３ｂが備えられてピニオン７０とラック６０が噛み合う時に発生する振動および騒音を減殺させることができる。

【0043】

ここで、第２緩衝部材６３ｂは銅またはアルミニウムのような非鉄金属からなり、金属からなるピニオン７０と接する時に発生する摩擦を減らして、騒音を低減させることができる。

【0044】

また、ラック６０を形成するギア谷６２の下部には挿入孔６２ａが形成され、挿入孔６２ａの内側には弾性部材６２ｃが挿入設置されるが、弾性部材６２ｃは挿入孔６２ａの上部に突出するように設置されることによって、ラック６０のギア谷６２に設置される緩衝部材７３ｂを上部に弾性支持することになる。

【0045】

また、ラック６０の下部に形成される挿入孔６２ａの下部には排水孔６２ｂがさらに形成されるが、排水孔６２ｂはラック６０の上部と下部が互いに連通するように形成されることによって、雨が降ったり積もった雪が溶けてできた水を下部に排出するようにしてラック６０のギア谷６２に水が溜まることを防止することになる。

【0046】

従来の技術に係る山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造によると、山岳鉄道で線路に設置されるラックはギア山とギア谷からなり、ギア谷にはゴムや合成ゴムのような弾性力が良い緩衝部材を具備することによって、ラックとピニオンが噛み合う時に発生する振動および騒音を減殺させて乗車感を向上させ、鉄道車両が安定的に走行できるようにする。

【0047】

また、山岳鉄道の線路に設置されるラックのギア谷に緩衝部材を具備するものの、第１緩衝部材をアルミニウムや銅のような非鉄金属で形成してピニオンギアのギア山と接触する時の摩擦を減らして騒音を減殺させるだけでなく、第１緩衝部材の下部に弾性部材を具備して、接触時にピニオンギアとぶつかる力を減殺させることによって振動も減殺させ、また、第２緩衝部材を非鉄金属で形成することによってゴムや合成ゴムより耐久性がよいので、より長時間使用できるため維持費用を節減することができる。

【0048】

一方、さらに他の先行技術として、大韓民国公開特許第２０１８－６９１９６号には「山岳列車用ラックレール間隔調節装置およびこれを利用した間隔調節方法」という名称の発明が開示されているが、図７ａおよび図７ｂを参照して説明する。

【0049】

図７ａは従来の技術に係る山岳列車用ラックレール間隔調節装置が設置された第１および第２ラックレールの端部を調節することを示す斜視図であり、図７ｂは山岳列車用ラックレール間隔調節装置の正面図である。

【0050】

図７ａおよび図７ｂに図示された通り、従来の技術に係る山岳列車用ラックレール間隔調節装置９０は、山岳列車が移動する線路上に連続的に設置される第１および第２ラックレール８１、８２の端部に第１および第２支持柱９１、９２により固定され、第１および第２連結フレーム９３、９４にねじ山が形成されて第１および第２連結柱９５、９６に連結され、この時、第１および第２連結柱９５、９６の端部が共にねじ結合されるターンバックル９７を調整することによって、微細に第１および第２ラックレール８１、８２の鋸歯８１ａ、８２ａ間の間隔を調整することができる。

【0051】

この時、第１および第２連結フレーム９３、９４は第１および第２支持柱９１、９２により第１および第２ラックレール８１、８２の端部の側面に一体に固定される。

【0052】

従来の技術に係る山岳列車用ラックレール間隔調節装置によると、山岳鉄道システムに使われる第１および第２ラックレールの設置位置を簡単な構成で調整できるため、第１および第２ラックレール上に形成される第１および第２ラックギアのピッチ間隔ＲＰをターンバックルの回転だけで容易に調節することができる。

【0053】

また、第１および第２ラックレール上に形成される第１および第２ラックギアのピッチ間隔を微細間隔調節することが可能であるのでラックレールのピッチ間隔を正確に一致させることができるため、山岳列車の走行安定性を向上させるとともに脱線の危険も減らすことができる。

【0054】

しかし、従来の技術に係る山岳列車用ラックレール間隔調節装置の場合、ターンバックルの回転だけでピッチを調節した後、後続の施工時にターンバックルが緩むことによりピッチが変わる可能性が高いという問題点がある。

【0055】

一方、従来の技術によると、非ラック区間連結装置を設置することはできるが、予め構成されたラックギアの高さと非常に同一に別途に設置することが難しいという問題点があり、また、埋め込まれたラックの上昇および下降の構成を活用することはできるが、ただし下降および上昇を制御する構成を開示している。

【0056】

換言すると、山岳鉄道ラック軌道において、ラック区間と非ラック区間に区分される区間であるか、またはラック軌道の分岐器においてラック構造が断絶する非ラック区間が発生することになるが、この時、ラックが断絶した非ラック区間でラックの代わりの役割をすることによってピニオンギアとラックギアの噛み合いが円滑になされるようにする装置が必要であるのが実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0057】

【文献】大韓民国登録特許第１０－２２５８３４０号（登録日：２０２１年５月２５日）、発明の名称：「山岳鉄道用軌道」

【文献】大韓民国登録特許第１０－１６５４８８９号（登録日：２０１６年８月３１日）、発明の名称：「山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造」

【文献】大韓民国登録特許第１０－１５４５９６７号（登録日：２０１５年８月１３日）、発明の名称：「山岳鉄道用ピニオンギア昇下降構造」

【文献】大韓民国公開特許第２０１６－１２７２８０号（公開日：２０１６年１１月３日）、発明の名称：「山岳鉄道用軌道構造」

【文献】大韓民国公開特許第２０１８－６９１９６号（公開日：２０１８年６月２５日）、発明の名称：「山岳列車用ラックレール間隔調節装置およびこれを利用した間隔調節方法」

【文献】大韓民国公開特許第２０１６－１７２９６号（公開日：２０１６年２月１６日）、発明の名称：「海中鉄道軌道の踏切構造」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0058】

前述した問題点を解決するための本発明が達成しようとする技術的課題は、山岳列車の下部の車軸に設置されたピニオンに形成されたピニオンギアとの上下の噛み合いがなされるように非ラック区間に設置されたラック噛み合い案内装置が、ラックが断絶した非ラック区間でラックの代わりの役割をすることができる、山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置およびこれを利用したラック噛み合い方法を提供するためのものである。

【0059】

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、山岳鉄道ラック軌道に沿って走行中の山岳列車が、ラック区間と非ラック区間が混ざる状況が発生したり、分岐器の区間でラックが断絶する非ラック区間が発生する場合、ラック区間と非ラック区間の間を連結することによって、山岳列車の連続的な運行に支障が発生しないようにする、山岳鉄道レックェドヨンラック噛み合い案内装置およびこれを利用したラック噛み合い方法を提供するためのものである。

【0060】

本発明が達成しようとするさらに他の技術的課題は、ピニオンギアがラックギアと噛み合うように山岳列車の進入時、スプリングや弾性力のある部材などからなるクッショニング部材がラック噛み合い案内装置の下方圧力を所定量吸収できる、山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置およびこれを利用したラック噛み合い方法を提供するためのものである。

【課題を解決するための手段】

【0061】

前述した技術的課題を達成するための手段として、本発明に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置は、山岳鉄道ラック軌道でラックが設置されていない非ラック区間の進出地点または進入地点に設置されて、山岳鉄道ラック軌道のラックギアと山岳列車のピニオンギアとの円滑な噛み合いがなされるように案内するラック噛み合い案内装置であって、山岳鉄道ラック軌道のラックに対応して非ラック区間の始点部または終点部に設置されるベースプレート；前記ラックに形成されたラックギアのピッチ間隔と同一のピッチ間隔で前記ベースプレート上に前記ラックの縦方向に沿って形成されて前記山岳列車のピニオンギアと前記ラックギアの噛み合いを案内する補助ラックギア；前記ベースプレートの前端部及び後端部のそれぞれの左側及び右側の下部で、かつ左外側及び右外側に突出するようにそれぞれ設置されて前記山岳列車の下部に設置されたピニオンにより前記ベースプレートに印加される下方圧力を吸収するクッショニング部材；および前記山岳列車の進入により前記山岳列車のピニオンギアが接触するように前記補助ラックギアの前端部に設置される接触部材を含んで構成される。

【0062】

ここで、前記ベースプレートの一側は前記ラックに密着し、前記ベースプレートの他側には前記接触部材が形成されて前記山岳列車の進入または進出を感知することができる。

【0063】

前記ベースプレートは山岳鉄道ラック軌道のラックの幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成され得る。

【0064】

ここで、前記補助ラックギアの横方向の幅は前記ラックギアの横方向の幅より狭く形成され、前記ピニオンギアが前記ラックギアと噛み合うことに比べて前記ピニオンギアが前記補助ラックギアと容易な噛み合いがなされ得る。

【0065】

ここで、前記クッショニング部材はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレートの下部に少なくとも４つ以上設置され得る。

【0066】

本発明に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置は、前記クッショニング部材の下端部を枕木またはコンクリートパネルに固定するクッショニング部材締結装置を追加で含むことができる。

【0067】

ここで、前記クッショニング部材締結装置はベース板とアンカーボルトからなり、前記ベース板に前記クッショニング部材の下部が固定され、前記アンカーボルトはベース板に形成されたアンカーホールを通じて前記枕木またはコンクリートパネルに前記クッショニング部材を固定することができる。

【0068】

本発明に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置は、前記接触部材の一側に設置されて前記山岳列車のピニオンが前記補助ラックギアに沿って進入することを感知する接触感知センサを追加で含むことができる。

【0069】

一方、前述した技術的課題を達成するための他の手段として、本発明に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法は、ａ）ベースプレート、補助ラックギア、クッショニング部材および接触部材からなるラック噛み合い案内装置を山岳鉄道ラック軌道の非ラック区間終点部に設置する段階；ｂ）下部にピニオンが設置された山岳列車が非ラック区間からラック区間に進入運行する段階；ｃ）前記山岳列車の下部のピニオンに形成されたピニオンギアが前記ラック噛み合い案内装置の接触部材に接触する段階；ｄ）前記ラック噛み合い案内装置の補助ラックギアに沿って前記山岳列車の進入を案内する段階；ｅ）前記ラック噛み合い案内装置のクッショニング部材が前記ベースプレートの前端部及び後端部のそれぞれの左側及び右側の下部で、かつ左外側及び右外側に突出するようにそれぞれ設置されて前記山岳列車のピニオンを通じて印加される下方圧力を吸収する段階；ｆ）前記山岳列車のピニオンに形成されたピニオンギアのラック進入角度が調整された状態で、前記ピニオンギアが前記山岳鉄道ラック軌道のラックに形成されたラックギアと噛み合いがなされる段階；およびｇ）前記ピニオンギアとラックギアの噛み合いがなされた状態で前記山岳列車がラック区間を運行する段階を含んでなり、前記ａ）段階のベースプレートの一側は前記ラックに密着し、前記ベースプレートの他側には前記接触部材が形成されて前記山岳列車の進入を感知することができる。

【0070】

一方、前述した技術的課題を達成するための他の手段として、本発明に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法は、ａ）ベースプレート、補助ラックギア、クッショニング部材および接触部材からなるラック噛み合い案内装置を山岳鉄道ラック軌道の非ラック区間始点部に設置する段階；ｂ）下部にピニオンが設置された山岳列車がラック区間から非ラック区間に進出するように運行する段階；ｃ）山岳列車の下部ピニオンが山岳鉄道ラック軌道のラックから離脱時、前記ラック噛み合い案内装置の補助ラックギアに沿って山岳列車の進出を案内する段階；ｄ）前記ラック噛み合い案内装置のクッショニング部材が前記ベースプレートの前端部及び後端部のそれぞれの左側及び右側の下部で、かつ左外側及び右外側に突出するようにそれぞれ設置されて前記山岳列車のピニオンを通じて印加される下方圧力を吸収する段階；ｅ）前記山岳列車のピニオンに形成されたピニオンギアが前記山岳鉄道ラック軌道のラックに形成されたラックギアから噛み合いを解除する段階；およびｆ）前記ピニオンギアとラックギアの噛み合いが解除された状態で、前記ラック噛み合い案内装置から離脱して前記山岳列車が非ラック区間に沿って運行する段階を含んでなり、前記ａ）段階のベースプレートの一側は前記ラックに密着し、前記ベースプレートの他側には前記接触部材が形成されて前記山岳列車の進入を感知することができる。

【発明の効果】

【0071】

本発明によると、山岳列車の下部の車軸に設置されたピニオンに形成されたピニオンギアとの上下の噛み合いがなされるように非ラック区間に設置されたラック噛み合い案内装置が、ラックが断絶した非ラック区間でラックの代わりの役割をすることによってピニオンギアとラックギアの噛み合いが円滑になされ得る。

【0072】

本発明によると、山岳鉄道ラック軌道に沿って走行中の山岳列車がラック区間と非ラック区間が混ざる状況が発生したり、分岐器の区間でラックが断絶する非ラック区間が発生する場合、ラック区間と非ラック区間の間を連結することによって、山岳列車の連続的な運行に支障が発生しないようにする。

【0073】

本発明によると、ピニオンギアがラックギアと噛み合うように山岳列車の進入時、スプリングや弾性力のある部材などからなるクッショニング部材がラック噛み合い案内装置の下方圧力を所定量吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0074】

【図1a】通常の山岳鉄道を例示する写真である。

【図1b】山岳鉄道駆動装置を含む山岳鉄道走行システムを例示する図面である。

【図2a】従来の技術に係る山岳鉄道用線路を示す斜視図である。

【図2b】埋込型鋸歯軌道を例示する図面である。

【図3a】従来の技術に係る山岳鉄道ラック軌道に設置されるラックアセンブリの組立図である。

【図3b】山岳列車の下部に設置されるピニオンの概念を説明するための図面である。

【図4a】従来の技術に係る海中鉄道軌道の踏切構造を示した斜視図である。

【図4b】従来の技術に係る海中鉄道軌道の踏切構造を示した断面図である。

【図5a】従来の技術に係る山岳鉄道用軌道構造の概念を示す側面図である。

【図5b】従来の技術に係る山岳鉄道用軌道構造の概念を示す平面図である。

【図6a】従来の技術に係る山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造の概念を説明するための図面である。

【図6b】山岳鉄道軌道のラックギア振動減殺構造の弾性部材が備えられた概念を説明するための図面である。

【図7a】従来の技術に係る山岳列車用ラックレール間隔調節装置が設置された第１および第２ラックレールの端部を調節することを示す斜視図である。

【図7b】山岳列車用ラックレール間隔調節装置の正面図である。

【図8】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を示す平面図である。

【図9】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を示す側面図である。

【図10】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が設置される分岐器の非ラック区間を例示する図面である。

【図11】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が適用され得るコンクリートパネル埋込式ラック軌道を示す図面である。

【図12】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が設置されたことを例示する写真である。

【図13】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法を示す動作フローチャートである。

【図14】本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い解除方法を示す動作フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0075】

以下では、添付した図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明にかかわらない部分は省略し、明細書全体を通じて類似する部分については類似する図面符号を付した。

【0076】

明細書全体で、或る部分が何らかの構成要素を「含む」とする時、これは特に反対の記載がない限り他の構成要素を除くものでなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

【0077】

［山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００］

【0078】

図８は本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を示す平面図であり、図９は本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を示す側面図であり、図１０は本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が設置されたことを例示する写真である。

【0079】

図８および図９を参照すると、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００は、ベースプレート１１０、補助ラックギア１２０、クッショニング部材１３０、クッショニング部材締結装置１４０、接触部材１５０および接触感知センサ１６０を含んで構成され、この時、山岳鉄道ラック軌道が枕木据え置き式ラック軌道であるものとして説明するが、後述するように、コンクリートパネル埋込式ラック軌道であってもよい。

【0080】

ベースプレート１１０は山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０に対応して非ラック区間（Ｎｏｎ－Ｒａｃｋ Ａｒｅａ）の始点部または終点部に設置される。

【0081】

この時、前記ベースプレート１１０の一側は前記ラック３３０に密着し、前記ベースプレート１１０の他側には接触部材１５０が形成されて山岳列車４００の進入または進出を感知することになる。また、前記ベースプレート１１０は山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０の幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成される。

【0082】

補助ラックギア１２０は前記ラック３３０に形成されたラックギア３３１のピッチ間隔と同一のピッチ間隔で前記ベースプレート１１０上に縦方向に形成されて前記山岳列車４００のピニオンギア４３１とラックギア３３１の噛み合いを案内する。

【0083】

この時、補助ラックギア１２０の数は前記山岳列車４００のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１の数より多く形成され、これに伴い、前記ピニオン４３０は前記ベースプレート１１０上で少なくとも１回転以上回転することになる。

【0084】

この時、前記補助ラックギア１２０の横方向の幅は前記ラックギア３３１の横方向の幅より狭く形成され、前記ピニオンギア４３１が前記ラックギア３３１と噛み合うことに比べて前記補助ラックギア１２０とより容易に噛み合いがなされる。

【0085】

すなわち、前記補助ラックギア１２０は前記山岳列車４００が滑ることを防止するためのものではなく、ラックの締結を案内するためのものであるため、前記ラックギア３３１の横方向の幅より狭く形成されることが好ましい。

【0086】

クッショニング部材１３０は前記ベースプレート１１０の両端部両側の下部にそれぞれ設置されて山岳列車４００の下部に設置されたピニオン４３０により前記ベースプレート１１０に印加される下方圧力を吸収する。

【0087】

例えば、前記クッショニング部材１３０は前記ベースプレート１１０の下部に少なくとも４つ以上設置され得、スプリングや弾性部材で形成され得る。

【0088】

また、前記クッショニング部材１３０が山岳列車４００の進入時に山岳列車４００の自重によって下方に印加される圧力を吸収することによって、前記ベースプレート１１０の位置が上下に微細調整され、前記山岳列車４００のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１と前記ラック３３０のラックギア３３１間のラック進入角度が調整され、これに伴い、前記ピニオンギア４３１とラックギア３３１の噛み合いが円滑になされ得る。

【0089】

クッショニング部材締結装置１４０は前記クッショニング部材１３０の下端部を枕木２１０またはコンクリートパネル２２０に固定する。

【0090】

例えば、前記クッショニング部材締結装置１４０はベース板とアンカーボルトからなり、前記ベース板に前記クッショニング部材１３０の下部が固定され、前記アンカーボルトはベース板に形成されたアンカーホールを通じて前記枕木２１０またはコンクリートパネル２２０に固定する。

【0091】

この時、前記クッショニング部材１３０の上端部は前記ベースプレート１１０に固定される。ここで、前記山岳鉄道ラック軌道２００は、図９および図１０に図示された枕木据え置き式ラック軌道２００ａであるかまたは後述する図１２に図示されたコンクリートパネル埋込式ラック軌道２００ｂであり得る。

【0092】

接触部材１５０は前記山岳列車４００の進入により前記山岳列車４００のピニオンギア４３１が接触するように前記補助ラックギア１２０の前端部に設置される。

【0093】

接触感知センサ１６０は、前記接触部材１５０の一側に設置されて前記山岳列車４００のピニオン４３０が前記補助ラックギア１２０に沿って進入することを感知する。この時、前記接触感知センサ１６０により生成された接触感知信号は、無線通信を通じて前記山岳列車４００の統制室に伝送されて山岳列車運転者は山岳列車４００が山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００に進入することを把握することができる。

【0094】

換言すると、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００の場合、図１０に図示された通り、山岳鉄道ラック軌道２００のラック区間と非ラック区間の間に補助ラックギア１２０が形成されたベースプレート１１０が設置され、前記ベースプレート１１０の下部にスプリングや弾性部材からなるクッショニング部材が設置される。

【0095】

これに伴い、山岳列車４００が前記非ラック区間の山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００を通過する時、山岳列車の下部のピニオンギア４３１が下方に前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００に印加する圧力を前記クッショニング部材１３０が吸収することによって、前記ピニオンギア４３１と前記ラックギア３３１が良好に噛み合うことができ、その結果、前記ラック区間だけでなく非ラック区間でも山岳列車４００が円滑に運行され得る。

【0096】

一方、図１１は本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が設置される分岐器の非ラック区間を例示する図面である。

【0097】

本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００の場合、図１１に図示された通り、例えば、分岐器の非ラック区間に設置され得る。

【0098】

具体的には、山岳鉄道のラック軌道用分岐器は、主レール、分岐レール、ラック、枕木および埋込型線路切り換え器を含んで構成される。

【0099】

主レールはポイント部、リード部およびクロッシング部に区分されるラック軌道用分岐器の主方向に設置され、基本レール、タングレール、リードレールおよびガードレールを含むことができる。

【0100】

分岐レールは前記ラック軌道用分岐器の分期方向に設置され、基本レール、タングレール、リードレールおよびガードレールを含むことができる。

【0101】

ラックは前記分岐器の非ラック区間に設置されず、前記分岐器のラック区間にのみ設置される。ここで、非ラック区間は前記ラックが設置されない区間であり、前記ラック区間は前記ラックが設置された区間をいい、例えば、前記非ラック区間は山岳鉄道のラック軌道用分岐器でラックと分岐レール間の干渉が発生しないように設置され得る。

【0102】

枕木はその上部に主レール、分岐レールおよびラックが設置される。ここで、前記枕木はラック軌道の類型により施工されない場合もあり、例えば、ラック軌道がコンクリートパネル上に埋め込まれる形態である場合、前記枕木は設置されなくてもよい。

【0103】

これに伴い、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置の場合、山岳鉄道ラック軌道に沿って走行中の山岳列車がラック区間（Ｒａｃｋ Ａｒｅａ）と非ラック区間（Ｎｏｎ－Ｒａｃｋ Ａｒｅａ）が混在する状況が発生したり、分岐器の区間でラックが断絶する非ラック区間が発生する場合、ラック区間と非ラック区間の間を連結することによって、山岳列車の連続的な運行に支障がないようにする。

【0104】

一方、図１２は本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が適用され得るコンクリートパネル埋込式ラック軌道を示す図面である。

【0105】

本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００は、前述した枕木据え置き式ラック軌道２００ａに適用されたり、またはコンクリートパネル埋込式ラック軌道２００ｂに適用されてもよい。

【0106】

具体的には、図１２に図示された通り、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置が適用され得るコンクリートパネル埋込式ラック軌道２００ｂの場合、山岳列車４００は駆動軸である車軸４１０の両側に走行輪である車輪４２０が設置され、車軸４１０の中央にピニオン４３０が設置され、前記車輪４２０は右側レール３２０に沿って走行し、前記ピニオン４３０はピニオンギア４３１とラックギア３３１が噛み合いがなされた状態で前記ラック３３０のラックギア３３１に沿って走行することになる。

【0107】

この時、コンクリートパネルには左側レール３１０、右側レール３２０およびラック３３０が埋め込まれ、前記ラック３３０はラック締結装置３５０を通じて埋込式コンクリートパネル上に埋込設置され、具体的には、前記ラック締結装置３５０はラック固定用アンカー３５１、ラック連結板３５２およびラック締結ボルト３５３を含むことができるが、これに限定されるものではない。

【0108】

つまり、本発明の実施例によると、山岳鉄道ラック軌道のラック区間と非ラック区間の間にラック噛み合い案内装置のベースプレートを設置し、前記ベースプレート上に形成された補助ラックギアに沿って前記山岳列車の下部のピニオンギアが案内される時、前記ラック噛み合い案内装置に印加される下方圧力を吸収できるように前記ベースプレートの下部にスプリングまたは弾性部材などのクッショニング部材を設置することによって、前記非ラック区間でも山岳列車が円滑に運行することができる。

【0109】

［山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法］

【0110】

図１３は、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法を示す動作フローチャートである。

【0111】

図１３を参照すると、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い方法は、まず、ベースプレート１１０、補助ラックギア１２０、クッショニング部材１３０および接触部材１５０からなる山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００を山岳鉄道ラック軌道２００の非ラック区間終点部に設置する（Ｓ１１０）。

【0112】

ここで、前記山岳鉄道ラック軌道２００は枕木据え置き式ラック軌道２００ａであるかコンクリートパネル埋込式ラック軌道２００ｂであり得る。また、前記非ラック区間終点部は山岳列車４００が山岳鉄道ラック軌道２００に進入する地点をいう。

【0113】

具体的には、前記ベースプレート１１０の一側は前記ラック３３０に密着し、前記ベースプレート１１０の他側には前記接触部材１５０が形成されて前記山岳列車４００の進入を感知し、この時、前記ベースプレート１１０は山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０の幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成され得る。また、前記補助ラックギア１２０の横方向の幅は前記ラックギア３３１の横方向の幅より狭く形成される。

【0114】

次に、下部にピニオン４３０が設置された山岳列車４００が非ラック区間からラック区間に進入運行する（Ｓ１２０）。

【0115】

次に、前記山岳列車４００の下部のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１が前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００の接触部材１５０に接触する（Ｓ１３０）。

【0116】

次に、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００の補助ラックギア１２０に沿って前記山岳列車４００の進入を案内する（Ｓ１４０）。

【0117】

次に、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００のクッショニング部材１３０が前記山岳列車４００のピニオン４３０を通じて印加される下方圧力を吸収する（Ｓ１５０）。

【0118】

この時、前記クッショニング部材１３０はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレート１１０の下部に少なくとも４つ以上設置される。

【0119】

次に、前記山岳列車４００のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１のラック進入角度が調整された状態で、前記ピニオンギア４３１が前記山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０に形成されたラックギア３３１と噛み合いが円滑になされる（Ｓ１６０）。

【0120】

すなわち、前述した通り、前記クッショニング部材１３０が山岳列車４００の進入時に山岳列車４００の自重によって下方に印加される圧力を吸収することにより、前記ベースプレート１１０の位置が上下に微細調整され、前記山岳列車４００のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１と前記ラック３３０のラックギア３３１間のラック進入角度が調整され、これに伴い、前記ピニオンギア４３１とラックギア３３１の噛み合いが円滑になされ得る。

【0121】

次に、前記ピニオンギア４３１とラックギア３３１の噛み合いがなされた状態で、前記山岳列車４００がラック区間を運行することができる（Ｓ１７０）。

【0122】

換言すると、山岳鉄道ラック軌道２００のラック区間と非ラック区間の間、すなわち、非ラック区間の始点部または終点部に山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００が設置されることによって、山岳列車４００が山岳鉄道ラック軌道２００上で円滑に運行することができる。

【0123】

この時、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００はベースプレート１１０、補助ラックギア１２０およびクッショニング部材１３０からなり、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００は山岳鉄道ラック軌道のラック区間と非ラック区間の間に設置される。

【0124】

また、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００で、クッショニング部材１３０はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレート１１０の下部に設置されて前記ピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１により下方に前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００に印加される圧力を吸収する。

【0125】

また、前記ベースプレート１１０の下部にスプリングや弾性部材からなるクッショニング部材１３０が設置されることによって、山岳列車４００が山岳鉄道ラック軌道２００の非ラック区間の前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００を通過して案内される時、山岳列車４００の下部のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１が下方に前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００に印加される圧力を前記クッショニング部材１３０が吸収することによって、前記ピニオンギア４３１と前記ラックギア３３１が円滑に噛み合うことができ、これに伴い、山岳鉄道ラック軌道２００の非ラック区間でも山岳列車４００が円滑に運行することができる。

【0126】

［山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い解除方法］

【0127】

図１４は、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い解除方法を示す動作フローチャートである。

【0128】

図１４を参照すると、本発明の実施例に係る山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置を利用したラック噛み合い解除方法は、まず、ベースプレート１１０、補助ラックギア１２０、クッショニング部材１３０および接触部材１５０からなる山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００を山岳鉄道ラック軌道２００の非ラック区間の始点部に設置する（Ｓ２１０）。

【0129】

ここで、前記山岳鉄道ラック軌道２００は枕木据え置き式ラック軌道２００ａであるかコンクリートパネル埋込式ラック軌道２００ｂであり得る。

【0130】

また、前記非ラック区間始点部は山岳列車４００が山岳鉄道ラック軌道２００から進出する地点をいう。

【0131】

具体的には、前記ベースプレート１１０の一側は前記ラック３３０に密着し、前記ベースプレート１１０の他側には前記接触部材１５０が形成されて前記山岳列車４００の進出を感知し、この時、前記ベースプレート１１０は山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０の幅より広い幅で形成され、鋼材材質で形成され得る。また、前記補助ラックギア１２０の横方向の幅は前記ラックギア３３１の横方向の幅より狭く形成される。

【0132】

次に、下部にピニオン４３０が設置された山岳列車４００がラック区間から非ラック区間に進出するように運行する（Ｓ２２０）。

【0133】

次に、山岳列車４００のピニオン４３０が山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０から離脱時、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００の補助ラックギア１２０に沿って山岳列車４００の進出を案内する（Ｓ２３０）。

【0134】

次に、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００のクッショニング部材１３０が前記山岳列車４００のピニオン４３０を通じて印加される下方圧力を吸収する（Ｓ２４０）。

【0135】

この時、前記クッショニング部材１３０はスプリングや弾性部材で形成され、前記ベースプレート１１０の下部に少なくとも４つ以上設置される。

【0136】

次に、前記山岳列車４００のピニオン４３０に形成されたピニオンギア４３１が前記山岳鉄道ラック軌道２００のラック３３０に形成されたラックギア３３１から噛み合いを解除する（Ｓ２５０）。

【0137】

次に、前記ピニオンギア４３１とラックギア３３１の噛み合いが解除された状態で、前記山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置１００から容易に離脱して前記山岳列車４００が非ラック区間に沿って安定的に運行することができる（Ｓ２６０）。

【0138】

つまり、本発明の実施例によると、山岳列車の下部の車軸に設置されたピニオンに形成されたピニオンギアとの上下の噛み合いがなされるように非ラック区間に設置されたラック噛み合い案内装置が、ラックが断絶した非ラック区間でラックの代わりの役割をすることによってピニオンギアとラックギアの噛み合いが円滑になされ得る。

【0139】

また、山岳鉄道ラック軌道に沿って走行中の山岳列車がラック区間と非ラック区間が混ざる状況が発生したり、分岐器の区間でラックが断絶する非ラック区間が発生する場合、ラック区間と非ラック区間の間を連結することによって、山岳列車の連続的な運行に支障が発生しないようにする。

【0140】

また、ピニオンギアがラックギアと噛み合うように山岳列車の進入時、スプリングや弾性力のある部材などからなるクッショニング部材がラック噛み合い案内装置の下方圧力を所定量吸収することができる。

【0141】

前述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態に容易に変形が可能であることが理解できるであろう。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり限定的ではないものと理解されるべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は分散されて実施されてもよく、同様に分散されたものとして説明されている構成要素も結合された形態で実施され得る。

【0142】

本発明の範囲は前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態も本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0143】

１００：山岳鉄道ラック軌道用ラック噛み合い案内装置
１１０：ベースプレート
１２０：補助ラックギア
１３０：クッショニング部材
１４０：クッショニング部材締結装置
１５０：接触部材
１６０：接触感知センサ
２００：山岳鉄道ラック軌道
２００ａ：枕木据え置き式ラック軌道
２００ｂ：コンクリートパネル埋込式ラック軌道
２１０：枕木
２２０：コンクリートパネル
３１０：左側レール
３２０：右側レール
３３０：ラック
３３１：ラックギア
３４０：レール締結装置
３５０：ラック締結装置
４００：山岳列車
４１０：車軸（駆動軸）
４２０：車輪（走行輪）
４３０：ピニオン
４３１：ピニオンギア

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】