技术领域
本发明涉及供连接具有不同轨距的铁路轨道的轨道用连接部件及适应该轨道用连接部件的火车轮，更详细地，提供一种连接部件，设置于具有不同轨距的两侧轨道的分界位置，从而不需要其它的设备或措施，就能够实现火车在不同轨距的轨道上的行使，还提供一种火车轮，接触该连接部件而能够顺利地实现驱动。
背景技术：
随着国家间交流及贸易往来的活跃，人口与货物的流动急剧增加，而基于轨道运行的火车作为运输人口与货物的代表性的地上交通工具，通过连接同一大陆上不同国家间的铁路轨道，使人口与货物的高效流动成为可能。
为实现火车的行使而铺设的铁路，由相对的两条钢轨(rail)构成，铁路，根据其轨道间的间距，即轨距而分为窄轨、标准轨、宽轨等，其中，窄轨的使用局限于特殊的环境，而大部分的国家依据特定目的而选择标准轨或宽轨作为该国家的主要轨道。
窄轨、标准轨、宽轨等在不同国家具有相对的标准，但如果将世界上使用最为广泛(约60％)的轨距，即1435mm视为标准轨，则宽轨是轨道间距离宽于1435mm的，具有1520mm、1524mm、1668mm、1676mm等轨距的轨道，窄轨为轨距小于1435mm的轨道。
各国所采用的轨道的现况为，中国、韩国、美国、西欧大部分国家使用1435mm的标准轨，俄罗斯及过去的独立国家联合体等使用1520mm的宽轨，西班牙使用1668mm的宽轨，前英属西南亚洲国家(孟加拉国、印度、斯里兰卡、巴基斯坦等)使用1676mm的宽轨。
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
在通过铁路轨道而在各国间进行人员与货物的运输时，如果国家间的轨道具有相同的轨距,则不存在任何限制而能够直接进行运输，但，国家间所采用的轨距互不相同时，因无法将相应国家的轨道进行整体替换，而需要在国境接壤处换乘其它火车。
由于无法将任何一个国家的轨道全部进行替换，因此，在通过国境接壤处时，不得不换乘其它火车，其中，人员的换乘虽存在一定不便，但能够实现，但对于货物的情况，需要经历一一卸载后重新装载的转运工作，由此，当货物的重量与数量十分庞大时，转运过程需要消耗相当长的时间以及大量的费用，使得转运工作成为了降低火车的运输能力，妨碍高效的交流与贸易的决定性因素。
由此，出现了许多使火车能够在具有不同轨距的轨道上行使的方法，其中，具有代表性的方法有，第一，铺设双重轨道；第二，更换转向架；第三，利用变轨距转向架等。
第一种铺设双重轨道的方式，是在一条线路上铺设具有不同轨距的两种轨道，并通过启动道岔，在火车经过时变更轨道，但，双重轨道的方式需要对道岔进行精密的设置，而且，对道岔的设置一旦出现失误，将会引发火车脱离轨道的大型事故，因此，在火车的行使过程中存在安全隐患，并且，双重轨道是在已经完成施工的轨道上额外地铺设轨道，由此，还会带来轨道施工上的费用负担。
第二种更换火车转向架的方式，是将车厢与转向架进行分离，之后，利用起重机等机构将车厢整体抬起后放置在位于待变更轨道上的转向架上并进行固定，从而实现火车行使的方式，但，更换转向架的方式，虽然避免了转运货物所带来的不便，但设置起重机需要花费大量费用，并且，每一次火车经过时，都将产生使用起重机所带来的费用，而且，乘客也无法避免换乘的不便。
第三种利用变轨距转向架的方式是，通过缩短或延长设置在转向架轴上的车轮间的宽度，从而，使设置在转向架上的火车能够在具有不同轨距的轨道上行使，利用变轨距转向架的方式，只需变化火车的构成而没有固定费用支出上的负担，但，在火车的行使过程中，因需要持续地对车轮进行变化，造成转向架轴及车轮等转向架构成品的耐用性降低，由此，需要频繁地更换转向架并持续地进行维护。
本发明为解决上述现有轨道方式所存在的问题而研发，通过轨道用连接部件，连接具有不同轨距的轨道而容纳轨距差异，并利用接触该轨道用连接部件而顺利地实现驱动的火车轮，不需要其它的设备或措施，也能够实现火车在不同轨距的轨道上的自由行使，由此，本发明着眼于确保火车行使的安全性，最小化铺设轨道的费用、火车运行的固定费用，及维护费用等技术课题，提供一种轨道用连接部件及适应该轨道用连接部件的火车轮。
解决问题的技术方案
为解决上述技术问题本发明的特征在于，包括：轨道用连接部件，其包括，窄轨接触部，由与窄轨(narrow-gauge railway)的钢轨接触的两条窄轨接触钢轨构成；宽轨接触部，由与宽轨(broad-gauge railway)的钢轨接触的两条宽轨接触钢轨构成；及车轮转换部(transfer)，使所述窄轨接触钢轨的前端部与宽轨接触钢轨的后端部相互重叠，从而，供火车轮由窄轨转换至宽轨，或者，由宽轨转换至窄轨。
还包括，适应该轨道用连接部件的火车轮，在以维持一定距离的方式设置于车轮轴两端部的车轮上，设置与窄轨(narrow-gauge railway)或窄轨接触钢轨对应的车轮踏面部，并在车轮踏面部的内面突出形成防脱轨用法兰盘，在所述车轮踏面部的外面形成向外侧突出的辅助车轮踏面部，供与宽轨(broad-gauge railway)或宽轨接触钢轨对应，并且，所述辅助车轮踏面部的直径形成地小于车轮踏面部的直径，由此，通过车轮踏面部与辅助车轮踏面部间的高度差，在辅助车轮踏面部的内侧形成防脱轨用限位件。
发明的效果
本发明的轨道用连接部件及火车轮，通过连接具有不同轨距的轨道，即使没有其它的用于在行使中进行转换的设备或措施，火车轮也能够通过轨道用连接部件而自由地来往窄轨与宽轨，由此，促进轨距不同的国家间的交流与贸易。
通过将本发明的轨道用连接部件及火车轮用于连接具有不同轨距的轨道，能够获得如下效果：提高变换轨道的火车的行使安全性、节省铺设双重轨道的费用、最小化火车行使所需的固定费用及维护费用。
附图说明
图1为显示本发明的使用轨道用连接部件的铁路轨道的一例的立体图。
图2为显示本发明的轨道用连接部件的优选实施例的立体图。
图3为显示本发明的火车轮的立体图。
图4为说明本发明的火车轮适应本发明的轨道用连接部件时的状态的参考立体图。
图5为说明本发明的轨道用连接部件与本发明的火车轮的运行关系的参考图。
图6为图6中的“A”部的放大图。
图7为图6中的“B”的放大图。
图8为说明本发明的轨道用连接部件与本发明的火车轮的运行关系的参考图。
图9为图9中的“C”部的放大图。
图10为图9中的“D”部的放大图。
图11为说明火车轮在本发明的轨道转换部上的驱动状态的参考图。
图12为说明火车轮在本发明的轨道转换部上的驱动状态的参考图。
图13为说明火车轮在本发明的轨道转换部上的驱动状态的参考图。
图14为显示本发明的轨道用连接部件的另一实施例的立体图。
附图标记说明
10：轨道用连接部件 11：窄轨接触钢轨
11A，12A：轨底 11B，12B：轨腰
11C：钢轨前端 110：窄轨接触部
12：宽轨接触钢轨 120：宽轨接触部
12C：钢轨后端 130：车轮转换部
20：火车轮 21：车轮踏面部
22：法兰盘 23：辅助车轮踏面部
24：防脱轨用限位件
具体实施方式
图1与图2为显示使用本发明的轨道用连接部件10的铁路轨道的一例的立体图与轨道用连接部件10的优选实施例的立体图。
如图1及图2所示，本发明的轨道用连接部件10的构成，包括：窄轨接触部110，由与窄轨(narrow-gauge railway)的钢轨接触的两条窄轨接触钢轨11构成；宽轨接触部120，由与宽轨(broad-gauge railway)的钢轨接触的两条宽轨接触钢轨12构成；及车轮转换部(transfer)130，使所述窄轨接触钢轨11的前端部与宽轨接触钢轨12的后端部相互重叠，从而，供通过轨道用连接部件10的车轮由窄轨转换至宽轨，或者由宽轨转换至窄轨。
所述轨道用连接部件10的窄轨接触钢轨11及宽轨接触钢轨12具有与待连接的窄轨及宽轨的钢轨，即现有的轨道钢轨相同的构成与规格，窄轨接触钢轨11及宽轨接触钢轨12，通过宽度窄的轨腰(11B，12B)而与固定于地面的轨底(11A，12A)相连接，从而，使窄轨接触钢轨11及宽轨接触钢轨12构成为与地面分隔一定距离的方式。
包含在轨道用连接部件10的车轮转换部130范围内的窄轨接触钢轨11，具有以与宽轨接触钢轨12的钢轨后端12C的重叠处为基准，趋向钢轨前端11C方向逐渐向下倾斜的倾斜度。
图3为本发明的火车轮20的立体图，所述火车轮20供适应图1及图2所示的轨道用连接部件10。
如图3所示，本发明的火车轮20，在以维持一定距离的方式设置于车轮轴S两端部的车轮20上，设置与窄轨(narrow-gauge railway)或窄轨接触钢轨11对应的车轮踏面部21，并在车轮踏面部21的内面突出形成防脱轨用法兰盘22，在所述车轮踏面部21的外面形成向外侧突出的辅助车轮踏面部23，供与宽轨(broad-gauge railway)或宽轨接触钢轨12对应，并且，所述辅助车轮踏面部23的直径形成地小于车轮踏面部21的直径，由此，通过车轮踏面部21与辅助车轮踏面部23间的高度差，在辅助车轮踏面部23的内侧形成防脱轨用限位件24。
如上构成的火车轮20，在窄轨(narrow-gauge railway)上行驶时，通过车轮踏面部21接触窄轨的钢轨而实现驱动，在宽轨(broad-gauge railway)上行驶时，通过辅助车轮踏面部23接触宽轨的钢轨而实现驱动。
如上所述而构成的火车轮20能够以将两个火车轮20一体成型于车轮轴S两端的方式制造，或者，以在另外成型的车轮轴S的两端结合火车轮20的方式构成，并且，所述火车轮20，设置于以动力牵引火车的动车，或者，以两个为一组的方式设置于供固定并设置客车或货车的转向架上进行使用。
图4显示火车轮20适应本发明的轨道用连接部件10的状态，即说明其相互运行关系的参考立体图，如图所示，本发明的火车轮20灵活地适应供连接窄轨与宽轨的轨道用连接部件10，从而实现“窄轨→宽轨”或“宽轨→窄轨”的轨道变更，轨道用连接部件10与火车轮20的具体的相互作用关系，如下述说明。
本发明的火车轮20，在经过窄轨钢轨或与该钢轨接触的窄轨接触部110的窄轨接触钢轨11时，火车轮20的车轮踏面部21接触窄轨钢轨或窄轨接触部110的窄轨接触钢轨11的上面而实现驱动(参照图5至图7)，火车轮20在经过宽轨钢轨或与该钢轨接触的宽轨接触部120的宽轨接触钢轨12时，火车轮20的辅助车轮踏面部23接触宽轨钢轨或宽轨接触部120的宽轨接触钢轨12的上面而实现驱动(参照图8至图10)。
具有如上所述的驱动关系的本发明的火车轮20，在一个车轮上构成有供在窄轨及窄轨接触部110运行的车轮踏面部21，以及，供在宽轨及宽轨接触部120运行的辅助车轮踏面部23，从而，无需其它设备或措施，能够实现火车轮20在窄轨及窄轨接触部110或宽轨及宽轨接触部上的行使。
图11至图13为说明火车轮20在本发明的轨道用连接部件10的轨道转换部130上的驱动状态的参考附图，如图所示，火车轮20在进入与窄轨接触的窄轨接触部110的窄轨接触钢轨11后，随着火车轮20经过与宽轨接触钢轨12的钢轨后端12C相重叠的位置，火车轮20的车轮踏面部21进入具有趋向钢轨前端11C而向下倾斜的倾斜度的窄轨接触钢轨11的前端部(参照图11)，当火车轮20到达窄轨接触钢轨11的倾斜面中的特定位置时，火车轮20的车轮踏面部21及辅助车轮踏面部23将同时接触窄轨接触钢轨11及宽轨接触钢轨12(参照图12)，火车轮20在这一状态下持续运行，使得形成于车轮踏面部21外侧的辅助车轮踏面部23接触宽轨接触钢轨12，与此同时，车轮踏面部21自然地由窄轨接触钢轨11分离(参照图13)，之后，火车轮20通过辅助车轮踏面部23接触宽轨接触钢轨12及宽轨的钢轨而实现驱动。
并且，相反，在火车由宽轨向轨道用连接部件10行驶的情况，形成于火车轮20外侧的辅助车轮踏面部23进入宽轨接触部120的宽轨接触钢轨12而接触宽轨接触钢轨12，并随着火车轮20经过钢轨后端12C与窄轨接触钢轨11相重叠的位置，形成于辅助车轮踏面部23的内侧的车轮踏面部21位于具有倾斜度的窄轨接触钢轨11的前端部的上方，当火车轮20持续驱动而使车轮踏面部21位于窄轨接触钢轨11的倾斜面中的特定位置时，火车轮20的车轮踏面部21及辅助车轮踏面部23同时接触窄轨接触钢轨11及宽轨接触钢轨12，并且，火车轮20在这一状态下持续运行，使得形成于辅助车轮踏面部23的内侧的车轮踏面部21接触窄轨接触钢轨11，与此同时，辅助车轮踏面部23自然地由宽轨接触钢轨12分离，之后，火车轮20通过车轮踏面部21接触窄轨接触钢轨11及窄轨钢轨而实现驱动。
为帮助理解，对于本发明的各示例附图中的轨道用连接部件，是以强调其特定部位的方式进行图示，实际上，优选地，对于设置于轨道用连接部件10的轨道转换部130长度，或具有倾斜度的窄轨接触钢轨11的前端部的长度，形成地越长则越能够平滑地倾斜，从而，减少或防止因火车轮20的轨道变更而产生的冲击，实现火车轮20的稳定运行，并且，轨道转换部130的整体长度或窄轨接触钢轨的前端部(倾斜度)的长度应考虑周围的施工条件而进行选择。
另外，在连接具有不同轨距的两条轨道时，因窄轨与宽轨的轨距相差不大，发生部分钢轨相互重叠的情况，此时，有必要对轨道用连接部件10进行不同的设计。
图14为本发明的轨道用连接部件10的另一实施例的立体图，该轨道用连接部件10是考虑窄轨的轨距与宽轨的轨距相差不大时的情况而构成的。
如图14中所示，对于构成轨道用连接部件10的窄轨接触钢轨11与宽轨接触钢轨12，将相互对接的一部分连接为一体，而未对接部分的窄轨接触钢轨11的前端部向宽轨(broad-gauge railway)方向伸长，使窄轨接触钢轨11的前端部与宽轨接触钢轨12的后端部相互重叠，由此，构成供火车轮20由窄轨向宽轨，或者，由宽轨向窄轨转换的车轮转换部(transfer)130，并且，包含在车轮转换部130范围内的窄轨接触钢轨11，具有以与宽轨接触钢轨12的钢轨后端12C重叠的位置为基准，趋向钢轨前端11C方向逐渐向下倾斜的倾斜度。
如上所述而构成轨道用连接部件10时，应依据窄轨接触钢轨11与宽轨接触钢轨12所重叠的宽度，相对应地，对构成火车轮20的车轮踏面部21与辅助车轮踏面部23的宽度进行设计上的变更，虽然，由此会发生火车轮20的硬度及耐用性降低的问题，但，只要所降低的火车轮20的硬度及耐用性不妨碍火车的安全运行，变更设计后的轨道用连接部件10及火车轮20能够得到充分地利用。