KR100560732B1 - 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치 - Google Patents

Abstract

교량 등의 난간에 매설되는 H비임에 장착되는 마찰댐퍼에 의해 회전력이 조정되는 충격 흡수대가 차량 충돌시 일정구간내에서 주행방향으로 변위발생되도록 하여 차량에 가해지는 반발력을 흡수함에 따라 탑승자를 보호하고, 충격 흡수대의 단부에 고정되는 가이드레일의 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 것으로,

본 발명은, 소정위치에 매설되는 지주와, 지주의 결합홈에 적층형성되어 고정지지되는 투명재질의 방응판과, 지주 하측에 고정되는 고정부재에 내측단이 회동가능하게 힌지형으로 고정되고 외측단에 롤러가 회전자재토록 고정되는 충격 흡수대와, 롤러를 감싸지지하도록 충격 흡수대 단부에 일체형으로 고정되는 가이드레일과, 고정부재와 충격 흡수대사이에 장착되고, 차량이 가이드레일에 충돌시 충격 흡수대의 회동으로 인해 가이드레일을 차량 주행방향으로 변위를 발생시켜 차량에 가해지는 반발력을 흡수하도록 하는 댐퍼를 포함하여 이루어진다.

난간형 방음벽, 방호벽, 마찰 댐퍼, 충격 흡수대

Description

회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치{soundproof wall of using friction damper}

도 1은 종래 기술에 의한 난간형 방음벽의 사용상태도,

도 2는 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치의 개략적인 측단면도,

도 3은 도 2의 정면도,

도 4는 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치에서 충격 흡수대의 요부발췌확대도,

도 5는 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치에 이용되는 마찰 댐퍼의 사시도,

도 6은 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치의 사용상태도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

10; 지주

11; 방음판

12; 고정부재

13; 지압볼트

14; 롤러

15; 충격 흡수대

16; 가이드 레일

17; 댐퍼

18,19; 스토퍼

본 발명은 차량 충돌시 가이드레일이 차량의 진행방향으로 회동되어 충격량을 흡수하여 충돌사고로 부터 탑승자를 보호하고, 충격흡수용 가이드레일의 파손되는 것을 방지하여 재사용할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 교량 등의 난간에 매설되는 H비임의 지주에 장착되는 마찰댐퍼(friction damper)에 의해 회전력이 조정되는 충격 흡수대가 차량 충돌시 일정구간내에서 주행방향으로 변위발생되도록 하여 차량에 가해지는 반발력을 흡수함에 따라 탑승자를 보호하고, 충격 흡수대의 단부에 고정되는 가이드레일의 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가이드레일은 교통사고가 발생하는 경우 차량이 중앙선이나 노견을 침범하지 않도록 설치되는 것으로서, 1998년도 건설교통부 도로건설과에서 발행한 도로 부대시설 표준도에 의하면 방호 울타리로서 가이드레일, 가이드케이블, 보도용 가이드파이프, 분리대용 박스보, 그리고 분리대용 콘크리트 블록이 사용되고 있으며, 이중 많이 사용되는 방호 울타리를 보면 다음과 같다.

도 1a는 종래 기술에 의한 분리대용 콘크리트 블록으로서, 콘크리트 블록(1)은 자체의 중량으로 충돌하는 차량에 대해 저항하며, 물품 특성상 차량 충돌시 콘크리트 블록(1)을 넘어 차량의 전복되는 것을 방지하고, 차량을 반사시켜주는 가장 초보적인 형태의 중앙분리대이다.

도 1b는 종래 기술에 의한 가이드레일의 단면도로서, 지면에 매설되는 가이드레일 지주(2)와, 지주(2)의 소정높이에 고정되는 연결대(3)의 좌우측에 형성되는 한쌍의 가이드레일판(4)으로 이루어진 것으로서, 전술한 콘크리트 블록(1)과 동일한 기능을 갖도록 사용된다.

도 1c는 종래 기술에 의한 충격흡수판이 구비된 가이드레일의 단면도로서, 매설되는 지주(2)와, 지주(2) 상측에 고정되는 연결대(3)의 좌우측에 고정되는 가이드레일판(4)과, 지주(2)와 가이드레일판(4)사이에 장착되어 충돌사고시 충격을 흡수하는 충격흡수판(5)을 포함하여 이루어지고, 차량이 가이드레일판(4)에 충돌하는 경우 충격흡수판(5)에 의해 충격을 흡수하도록 사용되고 있으나, 충격흡수 범위가 좁고 충격흡수 능력이 제한적이고, 차량의 충돌로 인해 충격흡수판(5)과 가이드 레일판(4)의 파손 또는 손상을 초래하여 사고후 이들 파손된 부품을 새것으로 교체해야되는 문제점을 가진다.

도 1d에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 방호책이 전방에 설치되는 복합구조의 방음벽의 개략도로서, 매설되는 콘크리트블록(6)과, 콘크리트블록(6)에 고정되는 방음벽(7)과, 방음벽(7) 앞면에 차량 충돌시 방음벽(7)을 보호하는 안전 방호책(A)을 구비하되, 안전 방호책(A)은 콘크리트블록(6)에 고정되며 요홈(8a)이 복수개소 형성된 방호책 기둥(8)과, 요홈(8a)에 안착되는 방호책 파이프(9)를 구비한다.

전술한 안전 방호책(A)에서는 버스 또는 화물트럭 등의 차량이 방호책 파이프(9)에 충돌하여 충격이 가해지는 경우, 방호책 파이프(9) 및 방호책 기둥(8)의 파손을 초래하여 사고처리후 이들을 교체하게 되므로 유지관리비용이 상승됨은 물론, 차량이 안전 방호책(A)에 충돌시 방호책 파이프(9)와 방호책 기둥(8)에 가해지는 충격이 차량에 그대로 전달되므로 차량의 파손은 물론 탑승객이 상해를 입게되어 귀중한 인명피해를 초래하는 문제점을 갖는다.

미국특허 제5,791,811호에 가이드레일 지주와 연결되는 케이스에 타이어와 같은 충격 흡수제를 내장시켜 충격을 흡수하도록 하는 형태의 발명이 있으나, 충격의 흡수가 제한적이고 가이드레일의 부피가 커지게되어 좁은 지역에 설치하기 곤란한 문제점을 갖는다.

미국특허 제6,082,926호에 충격을 흡수할 수 있도록 충격 흡수제를 롤(roll)형으로 말아서 가이드레일판과 부착하여 사용하도록 되어 있으나 전술한 미국특허 제 5,791,811호와 유사한 문제점을 갖는다.

미국특허 제5,876,020호에 충격시에 형태 변형이 용이한 철 구조물을 부착시켜 충격이 가해지면 충격흡수용 철구조물이 형태 변형을 일으켜 충격을 흡수하도록 되어 있으나, 충돌사고후 형태가 변형된 충격흡수용 철구조물을 교체해야되는 등의 문제점을 갖는다.

국내특허 제10-0236915호에 "복합재료를 이용한 자동차용 가이드레일"이 게시되어 있으며, 복합재료를 이용하여 가이드레일판을 제작하고, 충격 흡수에 용이하게 대응할 수 있도록 복합재료를 다양한 형태로 제작하여 사용하도록 되어 있으나, 충격을 받은 복합재료의 파손시에 복원력이 없고, 가이드레일판의 파절등에 의한 이차 사고를 유발할 문제점을 갖는다.

국내특허 제10-0256394호에 "충격흡수성이 용이한 가이드레일"이 게시되어 있으며, 큰 물리력이 순간적으로 작용하는 교통사고의 특성상 구조가 복잡하여 작동의 신뢰성이 떨어지는 문제점과, 고가의 부품인 댐퍼를 사용하는 등 충돌사고후 가이드레일이 정상적으로 기능을 발휘하도록 하기 위하여 고가의 부품을 교체해야되는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은, 매설되는 비임에 장착되는 마찰댐퍼에 의해 회전력이 조정되는 충격 흡수대가 차량 충돌시 일정구간내에서 변위발생되어 운동에너지로 변환되므로 차량에 가해지는 반발력을 흡수함에 따라 탑승자를 충돌사고로 부 터 안전하게 보호할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 중앙분리대 설치구간 또는 난간 등에 설치되는 가이드레일이 차량 충돌시 차량 주행방향으로 소정구간내에서 이동되면서 충격량을 흡수함에 따라 가이드레일 등의 해당 부품의 파손되는 것을 방지하여 재사용할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 충격 흡수대에 마찰댐퍼를 고정하는 압력조정부재의 체결력에 의해 충격 흡수대의 충격량을 조절할 수 있어 교량 등의 등급에 따라 요구되는 충격 흡수량을 조절시 사용되는 해당 부품수를 최소화하여 원가비용을 절감할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 매설되는 비임에 고정되는 투명 방음판의 표면을 코팅처리하여 이물질 부착되는 것을 방지하고, 빗물 등이 표면에 응집되는 것을 예방하여 사용수명을 연장할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 충격 흡수대의 단부에 고정되는 가이드레일 표면을 운전자의 시야를 간섭하지않고 심리적인 안정감을 유도할 수 있는 색상으로 도색하여 안전운행할 수 있도록 한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 소정위치에 매설되는 지주와, 지주의 결합홈에 적층형성되어 고정지지되는 투명재질의 방응판과, 지주 하측에 고정되는 고정부재에 내측단이 회동가능하게 힌지형으로 고정되고 외측단에 롤러가 회전자재토록 고정되는 충격 흡수대와, 롤러를 감싸지지하도록 충격 흡수대 단부에 일체형으로 고정되는 가이드레일과, 고정부재와 충격 흡수대사이에 장착되고 차량이 가이드레일에 충돌시 충격 흡수대의 회동으로 인해 가이드레일을 차량 주행방향으로 변위를 발생시켜 차량에 가해지는 반발력을 흡수하도록 하는 댐퍼를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 방음판의 표면이 광촉매 코팅처리되어 이물질 부착되는 것을 방지하고 빗물의 응집되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 충격 흡수대 및 가이드레일은 지주에 2열로 적층되어 설치된다.

또한, 전술한 가이드레일은 표면을 도색처리할 수 있도록 금속재로 형성된다.

또한, 전술한 충격 흡수대 및 가이드레일의 변위되는 것을 제한하도록 롤러의 좌우측으로 가이드레일을 관통하여 스토퍼가 설치된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치는, 중앙분리대 또는 난간 등의 소정위치에 매설되는 "H"비임의 지주(10)와, 지주(10)의 결합홈에 적층형성되어 고정지지되며 표면이 광촉매(TiO₂등을 말함) 코팅처리되어 이물질 부착되는 것을 방지하고 빗물의 응축되는 것을 방지할 수 있도록 투명재질의 방응판(11)과, 지주(10) 하측에 일체형으로 고정되는 고정부재(12)에 내측단이 지압볼트(13)에 의해 회동가능하게 힌지형으로 고정되고 외측단에 고무재로 성형되는 롤러(14)가 회전자재토록 고정되는 충격 흡수대(15)와,

전술한 롤러(14)를 감싸지지하도록 충격 흡수대(15) 단부에 일체형으로 고정되며 표면을 다양한 색상으로 도색처리할 수 있도록 금속재로 형성되는 가이드레일(16)과, 고정부재(12)와 충격 흡수대(15)사이에 장착되고 차량이 가이드레일(16)에 충돌시 충격 흡수대(15)의 회동으로 인해 가이드레일(16)을 차량 주행방향으로 변위를 발생시켜 차량에 가해지는 반발력을 흡수하도록 하는 댐퍼(17)와, 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)의 변위되는 것을 소정구간내에서 제한하도록 가이드레일(16)을 관통하여 롤러(14)의 좌우측에 설치되는 스토퍼(18,19)를 포함하여 이루어진다.

이때, 전술한 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)은 지주(10)에 대해 적어도 1열이상으로 배치되며, 바람직하기로는 2열로 적층되어 설치된다.

도면중 미 설명부호 20은 지주(10) 하단에 용접고정되어 매설되는 앵커볼트(21)에 의해 지주(10)를 고정지지할 수 있도록 사용되는 리브플레이트이다.

이하에서, 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치를 도로의 중앙분리대 설치구역 또는 교량 등의 난간에 방음벽 지주 또는 방호벽으로서 설치하는 경우, 주행중인 차량이 가이드레일(16)에 충돌시 전술한 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)이 변위발생되므로 차량에 가해지는 반발력을 흡수하게되어 탑승자를 충돌사고로 부터 안전하게 보호할 수 있고, 차량 충돌로 인해 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)이 차량 진행방향으로 이동되면서 충격을 흡수하게 되므로 해당 부품의 파손되는 것을 방지하여 재사용할 수 있게 된다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 차량이 주행중에 전술한 가이드레일(16)에 충돌하는 경우, 지주(10) 하측에 일체형으로 고정되는 고정부재(12)에 지압볼트(13)에 의해 힌지고정되는 충격 흡수대(15)가 지압볼트(13)를 중심축으로 하여 차량 진행방향으로 회동하게됨에 따라, 가이드레일(16)이 차량 주행방향으로 이동하게 되므로 차량 충돌로 인해 차량에 가해지는 반발력을 가이드레일(16)이 흡수하게 된다.

따라서, 차량 충돌시 운전자에게 가해지는 충돌량을 최소화하여 탑승자를 충 돌사고로 부터 안전하게 보호할 수 있고, 가이드레일(16)의 파손을 방지하여 재사용할 수 있게 된다.

이때, 전술한 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)의 이동변위량을 제한할 수 있다. 전술한 롤러(14)의 좌우측에 가이드레일(16)을 관통하여 고정된 스토퍼(18,19)에 의해 충돌 사고시 전술한 충격 흡수대(15)의 회동량 및 가이드레일(16)이 필요이상으로 이동되는 것을 제한할 수 있음은 물론이다.

한편, 전술한 고정부재(12)와 충격 흡수대(15)사이에 장착되어 차량이 가이드레일(16)에 충돌시 충격 흡수대(15)를 소정구간내에서 변위시켜 가이드레일(16)에 가해지는 충격량을 최소화시키는 댐퍼(17)의 마찰력은 전술한 지압볼트(13)의 체결력에 의해 조정할 수 있게 된다.

이로 인해, 난간형 방음벽이 설치되는 장소의 특성에 따라 전술한 댐퍼(17)의 마찰력을 조정함에 따라 해당 지역의 도로에 완충시설물을 최소 개소에 설치하여 원가비용 및 설치비용을 절감할 수 있다.

그리고, 차량의 충돌 사고후, 전술한 댐퍼(17)의 마찰력에 의해 차량의 진행방향으로 소정구간내에서 이동변위된 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)은 전술한 지압볼트(13)를 풀어 초기 상태로 복귀시킨 후, 지압볼트(13)를 조임에 따라 충격 흡수대(15) 및 가이드레일(16)을 재사용할 수 있게 된다.

한편, 전술한 지주(10)의 결합홈에 적층형성되어 고정지지는 투명한 재질의 방음판(11) 표면에 광촉매(TiO₂)가 코팅처리됨에 따라, 방음판(11) 표면에 먼지 등의 이물질 부착으로 인해 이를 세척하는 작업을 최소화하고, 빗물 등의 수분이 표면에 응집되는 것을 방지하여 사용수명을 연장할 수 있음은 물론이다.

또한, 전술한 가이드레일(16)이 금속재로 형성됨에 따라, 주행중 운전자의 시야를 간섭하지않고 심리적 안정감을 유도할 수 있는 색깔로 도색하여 운전자가 편안한 상태에서 운전할 수 있어 안전사고 발생율을 낮출 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치는, 중앙분리대, 난간 등에 충격하중을 흡수하도록 설치되는 방음벽 지주는 물론 방호책 기능을 동시에 수행할 수 있다. 또한 방호벽 자체 또는 내진 등의 조건을 만족하도록 건축물 브레이싱재로서 사용할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

첫째, 난간 등에 매설되는 지주에 장착되는 마찰댐퍼에 의해 회전력이 조정되는 충격 흡수대가 차량 충돌시 일정구간내에서 변위발생되어 운동에너지로 변환되므로 차량에 가해지는 반발력을 흡수함에 따라 각종 충돌사고로 부터 운전자를 보호하여 인명피해를 최대한 줄일 수 있게된다.

둘째, 중앙분리대 설치구간 등에 설치되는 가이드레일이 차량 충돌시 차량 주행방향으로 소정구간내에서 이동되면서 충격량을 흡수함에 따라 가이드레일 등의 해당 부품의 파손되는 것을 방지하여 재사용할 수 있어 유지관리비용을 줄일 수 있다.

셋째, 충격 흡수대에 마찰댐퍼를 고정하는 압력조정부재의 체결력에 의해 충격 흡수대의 충격량을 조절할 수 있어 교량 등의 등급에 따라 요구되는 충격 흡수량을 조절시 사용되는 해당 부품수를 최소화하여 원가비용 및 설치비용을 절감할 수 있다.

넷째, 매설되는 지주에 고정되는 투명 방음판의 표면을 광촉매로 코팅처리하여 이물질 부착되는 것을 방지하고, 빗물 등이 표면에 응집되는 것을 예방하여 사용수명을 연장할 수 있다.

다섯째, 충격 흡수대의 단부에 고정되는 가이드레일 표면을 운전자의 시야를 간섭하지않고 심리적인 안정감을 유도할 수 있는 색상으로 도색하여 운전자가 편안한 상태에서 안전운행하여 교통사고 발생건수를 최소화할 수 있다.

Claims (5)

1. 소정위치에 매설되는 지주;

   상기 지주의 결합홈에 적층형성되어 고정지지되는 투명재질의 방응판;

   상기 지주 하측에 고정되는 고정부재에 내측단이 회동가능하게 힌지형으로 고정되고 외측단에 롤러가 회전자재토록 고정되는 충격 흡수대;

   상기 롤러를 감싸지지하도록 상기 충격 흡수대 단부에 일체형으로 고정되는 가이드레일; 및

   상기 고정부재와 충격 흡수대사이에 장착되고, 차량이 상기 가이드레일에 충돌시 상기 충격 흡수대의 회동으로 인해 상기 가이드레일을 차량 주행방향으로 변위를 발생시켜 차량에 가해지는 반발력을 흡수하도록 하는 댐퍼를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 방음판의 표면이 광촉매 코팅처리되어 이물질 부착되는 것을 방지하고 빗물의 응집되는 것을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 충격 흡수대 및 가이드레일은 상기 지주에 2열로 적층되어 설치되는 것을 특징으로 하는 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가이드레일은 표면을 도색처리할 수 있도록 금속재로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 충격 흡수대 및 가이드레일의 변위되는 것을 제한하도록 상기 롤러의 좌우측으로 상기 가이드레일을 관통하여 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 회전마찰재를 이용한 충격 흡수장치.

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