KR101397382B1

KR101397382B1 - 다중 충격흡수 안전레일

Info

Publication number: KR101397382B1
Application number: KR1020130137559A
Authority: KR
Inventors: 채종술; 박원균
Original assignee: (주) 금성산업
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2014-05-20

Abstract

본 발명은 차량 충돌시 레일의 돌출부와 레일의 중공으로 형성되어 1차 충격흡수가 행해지고, 레일과 지주 사이에 중공의 완충부재가 형성되어 2차 충격흡수가 행해짐과 아울러 상기 완충부재 내부에 장공의 볼트가 연결되는 볼트 몸체 외주에 스페이서가 형성되어 3차 충격흡수작용을 통해 충돌에너지가 1차에서 3차에 거친 단계별 다중으로 최대한 충격흡수가 완화되도록 제공된다.

Description

다중 충격흡수 안전레일{A safety with multiple absorbing-impact}

본 발명은 다중 충격흡수 안전레일에 관한 것으로서, 특히 차량 충돌시 충격을 흡수하는 안전레일이 충돌에너지를 단계별 다중으로 흡수와 분산되도록 설치되어 충격흡수 및 강성을 증가시킬 수 있는 다중 충격흡수 안전레일에 관한 것이다.

일반적으로, 충격흡수시설물은 차량이 고정된 구조물과 충돌시, 차량을 정지시키거나 방향을 교정하여 탑승자의 안정을 확보하며, 부차적으로는 차량과 장애물의 충돌 후 발생할 수 있는 2차 사고를 예방하고, 교각 등과 같은 도로의 주요 구조물을 보호하기 위하여 설치되게 된다.

주요 설치장소로는 도로의 중앙선 또는 도로변 상 즉, 분기부, 단부, 교각, 고속도로 톨게이트, 터널 및 지하차도 입구, 옹벽, 곡선 주로의 내리막 구배 구간과 같이 차량과의 충돌로 인해 인명과 시설을 보호해야 할 필요가 있는 장소에 설치되게 된다.

종래의 대한민국 등록특허 제1075193호에서 사고시 차량이 충돌할 경우 일차적으로 판상레일이 변형되면서 충격을 흡수하고 이후 지주가 변형되는 방식으로 거동하게 되는데, 안전레일용 지주는 노변 지반에 타입된 강철제 관체로서 판상레일에 비하여 월등한 강성을 가지고 있으므로, 이에 지주에 절개부를 형성하여 외력의 작용시 변형을 통해 충격흡수 효과를 기대한다고 제시하였다.

그러나, 전술한 바와 같이 도로의 중앙선 또는 도로변 상에 매설시키는 충격흡수시설물의 경우 차량의 충돌시 그 충격을 흡수하여 분산시킴으로써 사고의 규모를 축소시켜 인명의 상해를 줄여주는 효과가 있지만, 지주에 순간적인 충돌에너지가 증가하여 차량이 안전레일 밖으로 이탈되거나 전복되는 문제점이 발생한다.

또한, 종래에는 지주에 폐타이어와 스티로풀과 같은 인공흡수재와 같은 충격흡수부재의 회전력에 의해 차량의 속도가 감소되지 않고, 충돌시 순간적으로 증가되어 주행선을 이탈하는 등의 문제가 발생하게 된다. 따라서, 다른 차선의 주행 차량과 2차적인 충돌이 야기되어 대형사고로 이어지는 문제가 발생하게 된다.

더구나, 전술한 바와 같이 도로의 중앙선 또는 도로변 상에 매설시키는 충격흡수시설물은 그 구조가 매우 복잡하여 이에 따른 원가 상승의 원인이 됨과 아울러 현장의 조립시 많은 구성요소에 의해 조립시간이 오래 걸리게 되는 커다란 문제점도 있다. 특히, 곡선도로나 오르막길 조로 등 도로 여건상 전방 차량이 주시되지 않는 경우 차량의 충돌에 따른 사고의 발생시 그대로 주행하게 되어 보다 큰 대형사고의 위험이 있는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 차량 충돌시 레일의 돌출부와 레일의 중공으로 형성되어 1차 충격흡수가 행해지고, 레일과 지주 사이에 중공의 완충부재가 형성되어 2차 충격흡수가 행해짐과 아울러 상기 완충부재 내부에 장공의 볼트가 연결되는 볼트 몸체 외주에 스페이서가 형성되어 3차 충격흡수작용을 통해 충돌에너지가 1차에서 3차에 거친 단계별 다중으로 최대한 충격흡수가 완화되도록 제공되는 것을 목적으로 한다.

지반에 고정된 지주와, 지주에 설치된 레일로 구성되어 도로에 설치되는 안전레일에 있어서,

내부가 중공형으로 형성된 상기 레일의 일면과 지주의 일면 사이에 구비되어 내부가 중공형을 가진 완충부재와,

상기 레일 외측 일면에 형성된 제1볼트공을 통과하여 레일 내측 일면에 형성된 제2볼트공에 볼트 머리부가 결속되며, 상기 제2볼트공을 통과한 볼트 몸체부는 완충부재의 전/후면에 형성된 제3볼트공을 통해 지주의 전/후면에 형성된 제4볼트공을 통과하여 지주 외측으로 돌출되어 너트로 체결되는 구조를 가지되,

상기 볼트의 몸체부가 완충부재 내부를 통과시 볼트의 몸체부에 끼워지는 중공형의 스페이서로 이루어지는 다중 충격흡수 안전레일을 제공한다.

한편, 상기 볼트의 몸체부에 끼워져 완충부재의 내부에 형성된 스페이서의 길이가 완충부재 내부의 길이에 비해 짧게 형성되는 다중 충격흡수 안전레일을 제공한다.

한편, 상기 스페이서의 단부에 하나이상의 절개홈을 형성하거나 단부에서 내측으로 이격된 하나이상의 절개홈을 형성하는 다중 충격흡수 안전레일을 제공한다.

한편, 상기 지주의 전/후면에 형성된 제4볼트공에 체결되며, 상기 제4볼트공을 통과하여 지주의 내부에 형성되는 중공형의 내부를 가진 본체와 상기 제4볼트공 외측에 밀착되도록 본체의 양측 단부에 형성되어 다수개로 절개된 단턱부로 이루어지는 인도부가 더 구비되는 다중 충격흡수 안전레일을 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다중 충격흡수 안전레일은 차량 충돌시 레일의 돌출부와 레일의 중공으로 형성되어 1차 충격흡수가 행해지고, 레일과 지주 사이에 중공의 완충부재가 형성되어 2차 충격흡수가 행해짐과 아울러 상기 완충부재 내부에 장공의 볼트가 연결되는 볼트 몸체 외주에 스페이서가 형성되어 3차 충격흡수작용을 통해 충돌에너지가 1차에서 3차에 거친 단계별 다중으로 최대한 충격흡수되도록 하여 충돌한 차량의 파손을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 차량 탑승자의 부상도 최소한으로 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일의 설치조립도.
도 3은 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일에서 레일의 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일에서 완충부재 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일의 평면 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일에 차량충돌 전후의 변형도.
도 8은 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일의 스페이서에 절개홈이 형성된 구조도.
도 9는 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일에서 결합편이 형성된 레일이 설치된 구조도.
도 10은 도 9의 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일에 결합편이 형성된 레일이 설치된 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 다중 충격흡수 안전레일에서 인도부가 설치된 구조도.

본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙여서 그 설명을 반복하지 않는다.

그리고, 본 발명의 다중 충격흡수 안전레일은 도로상에 설치되는 안전레일, 교량의 난간 등에 설치될 수 있지만, 이러한 설치장소에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 같은 구조가 필요로 하는 모든 장소에 설치됨을 밝힌다.

본 발명의 다중 충격흡수 안전레일(10)은 도 1에서 도 6에 나타낸 바와 같이 지반에 고정된 지주(20)와, 지주(20)에 설치된 레일(30a)로 구성되어 도로에 설치되는 안전레일에 있어서, 내부가 중공형으로 형성된 상기 레일(30a)의 일면과 지주(20)의 일면 사이에 구비되어 내부가 중공형을 가진 완충부재(40)와, 상기 레일(30a) 외측 일면에 형성된 제1볼트공(31)을 통과하여 레일(30a) 내측 일면에 형성된 제2볼트공(32)에 볼트(70) 머리부(71)가 결속되며, 상기 제2볼트공(32)을 통과한 볼트(70) 몸체부(72)는 완충부재(40)의 전/후면에 형성된 제3볼트공(41)을 통해 지주(20)의 전/후면에 형성된 제4볼트공(21)을 통과하여 지주(20) 외측으로 돌출되어 너트(75)로 체결되는 구조를 가지되, 상기 볼트(70)의 몸체부(72)가 완충부재(40) 내부를 통과시 볼트(70)의 몸체부(72)에 끼워지는 중공형의 스페이서(50)로 이루어지는 다중 충격흡수 안전레일(10)을 제공한다.

도 3에 나타낸 바와 같이 상기 레일(30a)은 전면 일면에 제1볼트공(31)을 형성하고, 상기 제1볼트공(31)과 대면하는 레일(30a)의 후면 일면에 제2볼트공(32)이 형성되어 제공된다.

상기 제1볼트공(31)은 타원형을 형성하며, 상기 제1볼트공(31)을 통해 볼트(70)의 몸체부(72)와 머리부(71)가 통과되는 내부의 폭을 가지게 되며, 상기 제2볼트공(32)도 타원형으로 형성하되, 상기 제1볼트공(31)을 통과한 볼트(70)의 몸체부(72)는 통과하면서 머리부(71)는 통과하지 못하는 내부의 폭을 가지게 된다.

그리고, 레일(30a)의 전면에 이격된 다수의 돌출부(33)가 형성되어 레일(30a)에 차량충돌시 상기 돌출부(33)가 충격에너지에 의해 후방으로 밀리면서 충격을 흡수 및 완화를 가지게 된다.

그리고, 도 4와 같이 상기 완충부재(40)는 전/후면 각각에 제3볼트공(41)이 형성되어 도 6에 나타낸 바와 같이 레일(30a)의 제2볼트공(32)을 통과한 볼트(70)의 몸체부(72)가 상기 완충부재(40)의 제3볼트공(41)을 통과하여 지주(20)의 전/후면 각각에 형성된 제4볼트공(21)을 통해 지주(20)의 후면에 돌출된 볼트(70)의 몸체부(72)에 너트(75)를 체결하게 된다.

상기 완충부재(40)의 후면 중앙에 단차진 요입부(42)가 형성되어 요입부(42) 양측이 각각 돌출된 형태로 형성되고, 이 완충부재(40)가 지주(20)에 설치시 상기 완충부재(40)의 요입부(42)는 지주(20)의 일면에 밀착되며, 이때 요입부(42)의 양측 돌출된 형태는 지주(20)의 외주를 감싸진 형태로 완충부재(40)가 밀착시키게 된다.

이렇게 완충부재(40)가 지주(20)의 외주면에 견고히 밀착됨으로서, 차량충돌시 완충부재(40)가 지주방향으로 변형 또는 찌그러지면서 충돌흡수 및 완화작용을 하게 되며, 이때 완충부재(40)의 요입부(42) 양측에 돌출형태가 지주(20)의 외주면을 지지하여 충격에 의해 완충부재(40)가 이탈되거나 한쪽으로 밀리는 현상을 방지하여 완충부재(40) 전체에 충격에너지가 흡수되도록 제공된다.

그리고, 도 2와 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 완충부재(40) 내부에 형성되는 스페이서(50)는 내부에 빈공간을 가진 원통형으로 레일의 제2볼트공(32)을 통해 볼트(70)의 몸체부(72)가 통과되어 완충부재(40)의 전면의 제3볼트공(41)을 통과시 스페이서(50)를 볼트(70)의 몸체부(72)에 삽입시켜 완충부재(40) 후면의 제3볼트공(41)을 통과하여 지주(20)의 제4볼트공(21)을 통과하도록 하는 구조로서, 상기 스페이서(50)를 볼트(70)의 몸체부(72)에 내속하여 완충부재(40)의 내측에 위치하도록 한다.

상기 스페이서(50)는 차량충돌시 완충부재(40)에 충격에너지가 전달되면서 완충부재(40)가 지주방향으로 변형되면서 동시에 스페이서(50)에 의해 완충부재(40)의 변형이 일어나지 못하도록 차단하는 구속력을 발휘하여 충격에너지를 흡수하여 완화하는 역할로 작용하게 된다.

상기 완충부재(40) 내측에 스페이서(50)가 없을 시 완충부재(40)가 지주방향으로 충돌력에 의해 완전히 변형되면서 지주(20)에 직접 충돌에너지를 전달하지만, 완충부재(40) 내측에 스페이서(50)를 설치함으로서 완충부재(40)에 충돌에너지가 전달되면서 스페이서(50)로 전달된 충격에너지가 반발력이 발생하여 충격을 흡수하여 완충부재(40)가 지주방향으로 변형되는 속도와 변형률을 저감하여 충격속도를 가감하는 동시에 충격에너지를 흡수하여 충격완화를 발생하게 된다.

그리고, 상기 스페이서(50)는 강성을 가진 금속 또는 비금속 재질로 이루어져 차량의 충돌에너지가 완충부재(40)에 전달되는 그 충돌에너지에 대응하는 힘에 저항하는 재질로서 탄성복원력이 아닌 완충부재(40)의 내부 폭이 스페이서(50)의 폭에 의해 더 이상 완충부재(40)가 좁아지려는 변형율에 대항하는 재질을 가지는 스페이서(50)가 제공된다.

이렇게 설치된 다중의 충격흡수 안전레일(10)에 차량이 충돌시 도 7에 나타낸 바와 같이 다음과 같은 다중의 충격흡수를 거쳐 차량 및 운전자를 보호하는 역할을 하게 됩니다.

먼저, 레일(30a)의 전면에 형성된 다수의 돌출부(33)가 변형되면서 1차적으로 충격을 흡수하게 되며, 상기 레일(30a)의 내부가 빈 공간이 형성되어 레일(30a)이 변형되면서 2차 충격흡수를 하게 됩니다.

그리고, 상기 레일(30a) 후면에 밀착된 완충부재(40)가 변형되면서 3차 충격흡수를 하게 되며, 이때 완충부재(40)로 전달된 충격에너지가 완충부재(40) 내측에 형성된 볼트(70)의 몸체부(72)에 내속된 스페이서(50)가 완충부재(40)의 변형을 차단하여 4차 충격흡수를 하게 됩니다.

물론, 지주(20) 또한 충격에너지를 흡수하게 되며, 이러한 다중의 충격흡수로 인해 차량의 충돌을 완화하여 차량 및 운전자를 보호하게 됩니다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 볼트(70)의 몸체부(72)에 끼워져 완충부재(40)의 내부에 형성된 스페이서(50)의 길이가 완충부재 내부의 길이에 비해 짧게 형성됨으로서, 충격에너지에 의해 완충부재(40)가 일부 변형되어 충격을 흡수하게 되며, 더 이상의 완충부재(40)가 변형되는 것을 방지할 뿐만 아니라 완충부재(40)에 전달된 충격에너지에 반발력이 발생하도록 하여 충돌에너지를 완화하도록 제공된다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 스페이서(50)의 단부에 하나이상의 절개홈(51)을 형성하거나 단부에서 내측으로 이격된 하나이상의 절개홈(51)을 형성함으로서, 차량 충돌시 완충부재(40)에 의해 전달된 충돌에너지가 스페이서(50)에 전달되어 스페이서(50)의 절개홈(51)을 따라 스페이서(50)가 변형되면서 충격흡수를 하도록 제공된다.

또한, 상기 레일(30a) 대신에 도 9와 도 10에 나타낸 바와 같이 내부가 중공형으로 형성되어 전면에 이격된 다수의 돌출부(33)가 형성되며, 후면에 볼트(70)의 머리부(71)가 결속되도록 하나 이상의 결합편(34)이 형성된 레일(30b)이 구비됨으로서, 상기 결합편(34)이 형성된 레일(30b)의 후면에 완충부재(40), 스페이서(50) 및 지주(20)에 볼트(70)를 통한 결속이 쉽게 조립/시공할 수 있도록 하며, 상기 레일(30b)의 후면에 형성된 하나 이상의 결합편(34)이 형성됨으로서 하나 이상의 볼트(70)가 완충부재(40), 스페이서(50) 및 지주(20)에 견고한 체결이 이루어지는 동시에 차량 충돌시 볼트(70) 몸체부(72)에 스페이서(50)가 체결된 구조로 인해 충격흡수를 빠르게 진행될 수 있도록 제공된다.

한편, 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 지주캡(90)이 구비된 지주(20)의 전/후면에 형성된 제4볼트공(21)에 체결되며, 상기 제4볼트공(21)을 통과하여 지주(20)의 내부에 형성되는 중공형의 내부를 가진 본체(61)와 상기 제4볼트공(21) 외측에 밀착되도록 본체(61)의 양측 단부에 형성되어 다수개로 절개된 단차부(62)로 이루어지는 인도부(60)가 구비됨은 지주(20)의 제4볼트공(21)에 볼트(70)의 몸체부(72)를 통과시 전/후면의 제4볼트공(21)을 찾기가 번거러우며 다소 시간이 소요되게 됨에 따라 지주(20)의 제4볼트공(21)에 인도부(60)를 내통시켜 인도부(60) 내부의 중공을 따라 볼트(70)의 몸체부(72)를 통과시키기만 하면 볼트(70)를 체결하기가 쉬워진다.

이렇게 지주(20)의 제4볼트공(21)을 따라 인도부(60)를 삽입시 인도부(60)의 단차부(62)가 다수로 절개됨에 따라 지주(20)의 제4볼트공(21)을 통과시 단차부(62)가 다수로 절개되어 내측으로 접혀지게 되어 지주(20)의 제4볼트공(21)에 쉽게 내통시킬 수 있으며, 상기 제4볼트공(21)을 통과 후 접혀진 단차부(62)가 펴져 제4볼트공(21)을 통해 빠지거나 이탈되는 것을 방지하게 된다.

물론, 상기 인도부(60)는 합성수지재로 이루어져 탄성력이 우수하며, 인도부(60)를 통해 결속된 볼트(70)의 몸체부(72)에 너트(75)를 체결시 너트(75)의 조임력에 의해 인도부(60)의 단차부(62)가 밀착되거나 파손되어 볼트(70)와 너트(75)를 견고히 체결하게 된다.

상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 다중 충격흡수 안전레일은 다양하게 설계변경하여 제작할 수 있는 것으로 상시 실시예를 통하여 그 원리를 본 발명의 구성으로 한정하여 제작하되 그 원리를 통한 기구에 있어서는 통상의 지식을 가진 자가 설계변경으로 용이하게 제작할 수 있다는 것을 밝힌다.

다중 충격흡수 안전레일 : 10 완충부재 : 40
지주 : 20 제3볼트공 : 41
제4볼트공 : 21 요입부 : 42
레일 : 30a, 30b 스페이서 : 50
제1볼트공 : 31 절개홈 : 51
제2볼트공 : 32 인도부 : 60
돌출부 : 33 본체 : 61
결합편 : 34 단차부 : 62

Claims

지반에 고정된 지주(20)와 상기 지주(20)에 설치되면서 전면에 이격된 다수의 돌출부(33)가 형성된 중공형의 내부를 가진 레일(30a)과 상기 레일(30a)의 일면과 지주(20)의 일면 사이에 구비되어 상기 지주(20)와 면접되는 완충부재(40)의 후면 중앙에 단차진 요입부(42)가 형성되면서 내부가 중공형을 가진 완충부재(40)가 설치되며, 상기 레일(30a) 외측 일면에 형성된 제1볼트공(31)을 통과하여 레일(30a) 내측 일면에 형성된 제2볼트공(32)에 볼트(70) 머리부(71)가 결속되며, 상기 제2볼트공(32)을 통과한 볼트(70) 몸체부(72)는 완충부재(40)의 전/후면에 형성된 제3볼트공(41)을 통해 지주(20)의 전/후면에 형성된 제4볼트공(21)을 통과하여 지주(20) 외측으로 돌출되어 너트(75)로 체결되는 구조를 가지는 도로에 설치되는 안전레일에 있어서,
상기 볼트(70)의 몸체부(72)가 완충부재(40) 내부를 통과시 볼트(70)의 몸체부(72)에 끼워지는 중공형의 스페이서(50)가 설치하되,
상기 볼트(70)의 몸체부(72)에 끼워져 완충부재(40)의 내부에 형성된 스페이서(50)의 길이가 완충부재(40) 내부의 길이에 비해 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 충격흡수 안전레일.
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제1항에 있어서, 상기 스페이서(50)의 단부에 하나이상의 절개홈(51)을 형성하거나 단부에서 내측으로 이격된 하나이상의 절개홈(51)을 형성하는 것을 특징으로 하는 다중 충격흡수 안전레일.
제1항에 있어서, 상기 레일(30a) 대신에 내부가 중공형으로 형성되어 전면에 이격된 다수의 돌출부(33)가 형성되며, 후면에 볼트(70)의 머리부(71)가 결속되도록 하나 이상의 결합편(34)이 형성된 레일(30b)이 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 충격흡수 안전레일.
제1항에 있어서, 상기 지주(20)의 전/후면에 형성된 제4볼트공(21)에 체결되며, 상기 제4볼트공(21)을 통과하여 지주(20)의 내부에 형성되는 중공형의 내부를 가진 본체(61)와 상기 제4볼트공(21) 외측에 밀착되도록 본체(61)의 양측 단부에 형성되어 다수개로 절개된 단턱부(62)로 이루어지는 인도부(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 충격흡수 안전레일.