KR100723027B1 - 충격흡수장치와 도난방지장치를 갖춘 차량 방호 울타리 - Google Patents

충격흡수장치와 도난방지장치를 갖춘 차량 방호 울타리 Download PDF

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Abstract

충격흡수장치와 도난방지장치를 갖춘 차량 방호 울타리가 개시된다. 본 발명에 따른 차량 방호 울타리는 도로나 교량 등의 연석에 다수개가 연속으로 설치되는 포스트와, 상기 포스트의 상단 및 하부측에 횡방향으로 길게 장착되는 탑레일 및 언더레일을 포함하며, 포스트와 언더레일의 사이에 장착되는 충격흡수장치 및 탑레일 및 언더레일의 이음부에 도난방지장치가 더 포함된다. 충격흡수장치는 토막과 같은 것으로 내부에 충격흡수공간이 형성되고, 이 충격흡수공간에는 사로 대칭되는 요철부가 형성되어 충격흡수공간의 강성을 높여준다. 한편, 도난방지장치는, 일측에 나사산이 형성되어 결합너트가 체결된 볼트몸통과, 결합너트의 반대편측 볼트몸통에는 절개된 장공형태의 이동공간부가 형성되고, 이동공간부에는 바아 형상의 핑거가 이동공간부의 길이방향을 따라 이동되면서 회전되는 구조를 갖는다.

Description

충격흡수장치와 도난방지장치를 갖춘 차량 방호 울타리{A guard rail}
도 1은 일반적인 가드레일의 이음구조를 보인 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량 방호 울타리를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 A구간을 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 도시한 단면도이고,
도 5는 도 3의 B부분 확대도로서, 포스트와 탑레일의 결합구조를 보인 상세도이고,
도 6은 도 4에 도시된 충격흡수장치를 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 3에 도시된 도난방지장치를 나타낸 사시도이고,
도 8은 도 7의 도난방지장치의 작동을 나타낸 도면이고,
도 9는 트럭충돌시험으로 본 발명의 강도성능을 알아보기 위한 충돌시험 사진이고,
도 10은 승용차충돌시험으로 본 발명의 탑승자 보호 성능을 알아보기 위한 충돌시험 사진이며, 그리고
도 11은 차량 충돌후 충격흡수장치의 찌그러진 모습을 촬영한 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 차량 방호 울타리 101 : 연석
102 : 포스트 103 : 탑레일
104 : 언더레일 120 : 충격흡수장치
121 : 충격흡수공간 122 : 요철부
130 : 도난방지장치 131 : 볼트몸통
132 : 결합너트 133 : 이동공간부
134 : 핑거 135 : 조절볼트
본 발명은 차량 방호 울타리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 충돌시 튕겨짐이나 급정지를 방지하도록 충격흡수장치를 갖추면서 도난을 방지할 수 있는 차량 방호 울타리에 관한 것이다.
기존의 교량용 난간 또는 주요 간선의 경계를 표시하는 콘크리트 방호벽 또는 가드레일에 있어 교량용 난간은 차량의 사고 등에 의하여 차량과 충돌할 경우 완전 파괴되어 차량의 이탈, 추락으로 인한 사망사고가 빈번하였다.
또한 콘크리트 방호벽은 시간의 경과와 함께 중성화되어 강도가 약해지기도 하며, 자중이 너무커 교량에 적용하기에 부담되는 경향이 있으며 시인성 확보에 어려움이 많아 굽은도로 또는 안개가 심한 경우 전방의 시인성 확보에 지장을 초래하기도 하였다.
도로에 주로 설치되는 가드레일은 도심지 또는 특정 목적을 갖는 지역에 설 치되는 경우 그 형상이 세련되지 못하여 주변 환경과 잘 어울리지 못할 뿐만 아니라 시간의 경과와 함께 표면 부식으로 인하여 흉물스런 시설로 전락되는 경우가 일반적이다.
또한 차량충돌시에 콘크리트 방호벽은 충돌차량의 이탈각도가 커 나란히 주행하는 차량에 2차적 충돌사고를 발생시킬 수 있으며 유지보수시 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점을 나타내고 있다.
이에, 건설교통부 도로안전시설 설치 및 관리지침에는 실물 차량 충돌시험을 실시하여 위에 언급된 문제점을 해결하고자 충격흡수시설의 거동, 충돌후 차량의 거동, 탑승자 보호성능 등의 3가지 사항에 대하여 평가를 하고 있다.
건설교통부 발행 도로안전시설 설치 및 관리지침-차량방호울타리편(2001.7.발행) 중에서 SHB-01(SB4등급)은,
1. 충격흡수시설의 거동면에서, 충돌시 지주의 최대 충돌변형길이는 콘크리트 기초에 설치할 경우에 0.3m 이하여야 하고,
2. 충돌후 차량의 거동면에서, ① 차량 충돌중이나 충돌후에 차량의 전도가 없을 것. ② 차량 충돌후의 이탈속도는 충돌속도의 60%이상일 것. ③ 차량 충돌후의 이탈 각도는 충돌 각도의 60%이하일 것.
3. 탑승자 보호 성능면에서, 탑승자 충돌속도(THIV)가 9(33)m/s(km/h)이면서 탑승자 가속도(PHD)가 20g의 한계값을 가져야한다. 라고 규정하고 있다.
여기에서, 2-②번항목의 충돌후 이탈속도는 충돌속도의 60%이상 이라고 규정하고 있는바, 충돌후에 속도가 저감되지 않으면 안되지만 그렇다고 너무 저감되어 급정지하는 것을 방지하기 위함이다.
그리고 2-③번항목의 충돌후 이탈각도는 충돌각도의 60%이하일 것 이라고 규정하고 있는바, 이는 충돌후 튕겨져 옆차로에서 진행중인 다른 차량과의 2차충돌을 방지하기 위함이다.
그리고 3번 항목에서 g=9.8m/s2이다.
한편, 최근에는 도로부대시설 등을 무단으로 떼어내어 훔쳐가는 도난사고가 종종 발생되곤한다. 예를 들어 알루미늄 등과 같은 금속으로 제작된 난간 등과 같은 경우는 고철이라 하더라도 고가로 매매될 수 있기 때문이다.
도 1은 기존방식의 난간결합구조를 보인 예시 도면으로, 도 1을 참고하면, 난간은 횡방향으로 길게 연장되기 때문에 다수의 길지 않은 가드레일(1)을 연속해서 이어가면서 결합시켜 사용된다. 이러한 이음부위는 서로 연결될 가드레일(1)의 사이에 가드레일(1)보다 굵기가 작은 연결바아(2)를 양쪽 가드레일(1)로 삽입되도록 하고 각각의 가드레일(1)과 연결바아(2)의 접점부위에 스크류(3)를 체결하여 결합시킨다.
그러나 이와 같은 방식은 스크류만 풀면 도난에 쉽게 노출되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 관리지침을 모두 만족시키킬 수 있는 충격흡수장치와 함께 도난방지장치가 구비된 방호 울타리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
포스트의 상부 및 하부에 탑레일 및 언더레일이 장착된 차량 방호 울타리에 있어서,
포스트와 언더레일의 사이에는 내부에 충격흡수공간이 형성된 충격흡수장치가 장착되고, 탑레일 및 언더레일들의 이음부는 도난방지장치에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 방호 울타리를 제공한다.
이때, 충격흡수공간의 양 내측면은 서로 대칭되는 요철부가 형성되어 충격흡수공간의 강성을 높여줄 수 있다.
그리고 요철부의 직각 절곡부분은 라운딩 처리되어 집중응력에 의한 크렉을 방지할 수 있다.
또한, 도난방지장치는, 일측에 나사산이 형성되어 결합너트가 체결된 볼트몸통과, 결합너트의 반대편측 볼트몸통에는 절개된 장공형태의 이동공간부가 형성되고, 이동공간부에는 바아 형상의 핑거가 이동공간부의 길이방향을 따라 이동되면서 회전되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
이때, 볼트몸통의 타단에는 핑거측으로 나사결합되는 조절볼트가 체결되어 결합물의 두께에 따라 사용될 수 있도록 조절을 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격흡수장치와 도난방지장치를 갖춘 차량 방호 울타리에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량 방호 울타리를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A구간을 확대하여 나타낸 도면이며, 그리고 도 4는 도 3의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 차량 방호 울타리(100)는 포스트(102), 탑레일(103), 언더레일(104), 충격흡수장치(120) 및 도난방지장치(130)를 포함한다.
포스트(102)는 지주역할을 하는 것으로, 교량이나 도로의 연석(101)에 매립되어지는 앵커볼트(105)와, 앵커볼트(105)와 체결되는 플레이트(106)가 있고, 플레이트(106)와 포스트(102)가 볼트로 결속된다. 이러한 포스트(102)는 연석(101)에 다수개가 연속적으로 설치되며, 이웃한 포스트(102)들간에 탑레일(103)과 언더레일(104)이 연속해서 장착된다. 여기에서 포스트(102)와, 탑레일(103)과, 언더레일(104)은 모두 중공된 관 형상을 갖는다.
도 5는 도 3의 B부분 확대도로서, 포스트와 탑레일의 결합구조를 보인 단면도이다.
탑레일(103)은 알루미늄 재질로 포스트(102)들의 상단에 장착되는 것으로, 도 5에서 보는 바와 같이 포스트(102)의 상단에는 "ㄷ"자형 찬넬(111)이 볼트결합으로 장착된다. 탑레일(103)의 하부면상에는 포스트(102)가 끼워지도록 포스트(102)의 두께에 대응되는 장착공(112)이 형성된다. 이러한 장착공(112)의 양측에는 탑레일(103)과의 결합을 위해 "ㄱ"자형 찬넬(113)이 볼트결합된다.
따라서 탑레일(103)은 포스트(102)의 상단부가 장착공(112)으로 끼워지도록 얹은후 탑레일(103)의 상부에서 "ㄷ"자형 찬넬(111)로 볼트체결 시키고, "ㄱ"자형 찬넬(113)의 어느 일측에서 반대측으로 포스트(102)를 관통하면서 고장력볼트를 체결시켜 일체화시킨다.
언더레일(104)은 탑레일(103)과 마찬가지로 알루미늄 재질이며, 도 4에서 보는 바와 같이 포스트(102)의 중간이하 하부측에 장착되고, 포스트(102)의 전면으로 돌출되게 장착된다. 이러한 언더레일(104)은 길다란 고장력볼트에 의해 포스트(102)와 결합되는데, 포스트(102)와 언더레일(104)의 사이에는 고장력볼트가 함께 관통되는 충격흡수장치(120)가 같이 결합된다.
도 6은 충격흡수장치를 나타낸 사시도이다.
충격흡수장치(120)는 도 4 및 도 6에서 보는 바와 같이 토막형태로 구비된다. 이러한 충격흡수장치(120)는 세로폭이 언더레일(104)의 세로폭보다 작거나 같게 형성됨이 바람직하고, 가로폭은 포스트(102)의 가로폭보다 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 충격흡수장치(120)의 내부에는 충격이 가해질때, 충분히 압축되기 위해 충격흡수공간(121)이 형성된다.
충격흡수공간(121)은 본 발명의 가장 핵심적인 부분으로 충격의 충분한 흡수를 도모하면서 너무 많은 충격흡수를 하지 않도록 마련된 공간이다. 이와 같은 이유는 종래기술의 문제점에서도 언급한바 있지만 너무 많은 충격을 흡수하게되면 차량이나 탑승자가 급정지되기 때문에 높은 가속도로 인해 차량이나 탑승자가 위험하게 된다. 따라서 충격흡수공간(121)의 간격을 1.5~2cm 사이로 한정하고, 이 충격흡수공간(121)의 내측면에 요철부(122)를 형성시킨다.
요철부(122)는 충격흡수공간(121)이 찌그러질때, 강성을 부여하기 위한 것이다. 이러한 요철부(122)는 일반적인 형상이 직각으로 절곡된 형상을 갖지만, 본 발명에서는 번갈아가면서 요철부(122)의 절곡부분을 라운딩처리하였다. 이와 같은 이유는 충격흡수공간(121)이 찌그러지면서 요철부(122)에 응력이 발생되는데, 이때, 요철부(122)가 직각으로 절곡되어 있으면 직각인 절곡부위에 응력이 집중되어 크렉이 발생되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 요철부(122)중에서 볼록부의 중앙에는 그 길이방향을 따라 홈부(123)가 형성된다. 이 홈부(123)는 충격흡수공간(121)이 찌그러질때 요철부(122)의 볼록부가 서로 맞닿으면서 충분히 압축되지 않는 것을 방지하기 위해 홈부(123)를 두어 볼록부가 깍지결합될 수 있도록 하였다.
한편, 도난방지장치(130)는 탑레일(103)들의 이음부 및 언더레일(104)들의 이음부분에 장착된다.
도 7은 도난방지장치를 나타낸 사시도이며, 그리고 도 8은 도난방지장치의 작용을 나타낸 도면이다.
도난방지장치(130)는 도 7에서 보는 바와 같이 외주면에 나사산이 형성되어 결합너트(132)가 체결되는 통상의 볼트몸통(131), 결합너트(132)의 반대편측 볼트몸통(131)에는 절개된 장공형태의 이동공간부(133)가 형성되고, 이동공간부(133)에는 바아 형상의 핑거(134)가 이동공간부(133)의 길이방향을 따라 이동되면서 회전되는 구조를 갖는다. 이때, 볼트몸통(131)의 타단에는 핑거(134)측으로 나사결합되는 조절볼트(135)가 체결되어 체결물의 두께에 따라 조절이 가능하게 된다. 바람직하게는 이동공간부(133)의 양 내측면상 중앙에는 길이방향으로 가이드홈이 형성되고, 핑거(134)의 양측면상에는 가이드홈에 대응되는 가이드가 돌출 형성된다.
이와 같은 도난방지장치(130)는 도 8에서 보는 바와 같이 핑거(134)부분이 결합물의 내부로 진입된후, 약간 흔들어주면 핑거(134)가 펼쳐지게 되고, 이러한 상태에서 결합너트(132)를 체결시켜 조여주면 펼쳐진 핑거(134)와 결합너트(132)에 의해서 결합물이 결합된다. 이때, 이 결합을 분해하기 위해 결합너트(132)를 풀어도 핑거(134)가 원위치(일자형태)되지 않으면 결합물을 분해할 수 없게 된다. 따라서 결합물을 분해하기 위해서는 절단하는 방법밖에 없기 때문에 도난을 방지할 수 있다. 여기에서, 결합물이라함은 전술한 종래기술에서 설명한 바와 같이 탑레일(103)과 탑레일(103)들의 이음부분에 삽입되는 연결바아(2)와의 결합 또는, 언더레일(104)과 언더레일(104)들의 이음부분에 삽입되는 연결바아(2)와의 결합을 의미한다.
상기와 같이 형성된 차량 방호 울타리(100)의 작용은 실제 충돌 시험을 한 사진을 첨부하는 것으로 대체한다.
도 9는 트럭충돌시험으로 본 발명의 강도성능을 알아보기 위한 충돌시험 사진이고, 도 10은 승용차충돌시험으로 본 발명의 탑승자 보호 성능을 알아보기 위한 충돌시험 사진이며, 그리고 도 11은 차량 충돌후 충격흡수장치의 찌그러진 모습을 촬영한 사진이다.
본 발명에 따른 차량 방호 울타리는 탑레일이나 언더레일에 고휘도 반사지를 부착하여 주, 야간 주행중 발생할 수 있는 불행한 상황 또는 급격하며 불가 항력적인 상황에서도 탑승자의 안전을 확보할 수 있도록 설계, 제작할 수 있다.
또한, 비교적 면적이 넓은 탑레일에 지역적 특성을 표현한 디자인 판넬을 부착할 수 있어 주변환경과 조화를 이룰 수 있는 구조로 설계될 수도 있다.
또한, 탑레일과 언더레일의 사이 빈공간에 지역적 특성을 표현한 디자인 판넬을 부착할 수 있어 주변경관과 조화를 이룰 수 있는 구조로 설계될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명은 충격흡수장치와 도난방지장치를 사용하여 결속되며, 이중 중공형 박스 구조로 최대 처짐을 억제하는 특징을 갖는 것으로,
첫째, 교량과 체결되는 방법이 앵커 볼트 조립형으로써 시공 및 유지보수가 매우 용이하며, 기존 교량의 적용 또한 매우 용이하다.
둘째, 주변 경관과 잘 어울릴 수 있는 디자인 판넬을 부착하기 매우 용이하다.
셋째, 해변 또는 염해에 의한 손상이 우려되는 지역에 내염도장을 하기에도 매우 용이한 구조로 되어 있다.
넷째, 레일의 구조가 중공형 박스 형태를 채택하여 매우 견고하고, 특히 하부레일은 이중 중공레일로 발명하여 그 강성을 최대한 활용할 수 있는 구조이다.
다섯째, 충격흡수장치를 승용차량이 충격을 가하는 지점인 하부레일과 지주 사이에 배치하여 운전자의 안전을 확보할 수 있도록 한 매우 유용한 발명이다.
본 발명은 도로안전시설 설치 및 관리지침(SB4등급)의 기준에 합격점을 받은 것으로 차량 충돌후, 대형사고를 방지할 수 있고, 탑승자의 안전을 도모할 수 있으며, 빈번하게 발생되는 국가 재산의 도난을 방지할 수 있는 잇점이 있다. 하기에는 이를 증명하기 위해 한국도로공사 도로교통기술원에서 본 발명을 테스트한 시험성적서를 첨부한다.
Figure 112006088984669-pat00001
Figure 112006088984669-pat00002
Figure 112006088984669-pat00003
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 포스트(102)의 상부 및 하부에 탑레일(103) 및 언더레일(104)이 장착되면서 상기 포스트(102)와 상기 언더레일(104)의 사이에는 내부에 충격흡수공간(121)이 형성된 충격흡수장치(120)가 장착된 차량방호울타리에 있어서,
    상기 탑레일(103) 및 상기 언더레일(104)들의 이음부는 도난방지장치(130)에 의해 결합되되, 상기 도난방지장치(130)는 일측에 나사산이 형성되어 결합너트(132)가 체결된 볼트몸통(131)의 타측이 상기 이음부로 삽입되고, 상기 결합너트(132)의 반대편측 볼트몸통(131)에는 절개된 장공형태의 이동공간부(133)가 형성되고, 상기 이동공간부(133)에는 바아 형상의 핑거(134)가 상기 이동공간부(133)의 길이방향을 따라 이동되면서 회전되며, 상기 볼트몸통(131)의 일단에는 상기 핑거(134)측으로 나사결합되는 조절볼트(135)가 체결되는 구조임을 특징으로 하는 차량 방호 울타리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 충격흡수공간(121)의 양 내측면은 서로 대칭되는 요철부(122)가 형성되며, 상기 요철부(122) 중에서 볼록부의 중앙에는 그 길이방향을 따라 홈부(123)가 형성됨을 특징으로 하는 차량 방호 울타리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 요철부(122)의 직각 절곡부분은 라운딩 처리되는 것을 특징으로 하는 차량 방호 울타리.
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