KR101697963B1 - 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 충돌 시 가드 빔이 원활하게 형상 변형하도록 유도하면서 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 등분포되게 지주 측으로 전달할 수 있게 하는 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리에 관한 것으로, 차량 방호울타리는 지주와 가드 빔 사이에 개재되되, 차량 충돌 시 가드 빔으로부터 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 지주 측으로 전달하는 베어링을 가진다. 베어링은, 육면을 가지면서 내부가 빈 함체 형상으로 제공되는, 철재로 제작되는 외장부재; 및 외장부재의 내부공간에 내장되는 내장부재;를 포함하되, 내장부재는 외장부재의 내부공간에 일체화되는 가황된 고무로 이루어진다.

Description

고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리{HIGH-STRENGTH ELASTOMERS FOR VEHICLE CRASH BARRIER}

본 발명은 차량 방호울타리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 충돌 시 가드 빔이 원활하게 형상 변형하도록 유도하며 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 등분포되게 지주 측으로 전달할 수 있게 하는 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리에 관한 것이다.

일반적으로, 차도를 주행하는 차량이 정상적인 경로를 벗어나지 않고 안전운전을 하도록 도로의 중앙, 도로변, 교량 등에는 차량 방호울타리가 설치된다.

즉, 방호울타리는 운전자의 과실이나 부주의 또는 빗길에 미끄러지면서 차량이 주행 경로를 벗어나 보도나 반대 차선으로 이탈하는 것을 방지하여 보행자 및 차량을 보호하고 차량 충돌 시 충격을 완화하여 운전자의 안정을 확보하며, 또한 차량의 파손을 최소한으로 줄여 대형 사고를 미연에 방지하고 차량을 정상 경로로 복귀시키기 위하여 설치되는 것이다.

이러한 방호울타리의 종류는 매우 다양하게 분류되는데, 방호울타리의 강도에 따라서는 차량 충돌 시 다소의 변형이 수반되면서 충격을 흡수하기 위한 가요성 방호울타리와, 차량 충돌 시 차량의 복귀를 목적으로 변형되지 않는 강성 방호울타리로 구분되며, 도로 사정이나 설치 장소의 조건에 따라 선택적으로 설치되어진다.

그런데, 방호울타리의 자체 강성이 너무 약할 경우에는 차량 충돌 시 과도한 휨 변형에 의해 쉽게 절곡되거나 파손되면서 충돌 차량이 도로에서 밀려져 나와 탈선할 가능성이 있고, 이때 만일 설치 장소가 교량이나 절벽일 경우에는 외부로 추락하는 등의 위험을 초래하게 된다.

반면에 방호울타리의 강성이 필요 이상으로 커서 휨 변형이 작을 경우에는 차량 충돌 시 운전자에게 가해지는 충격을 흡수하지 못하므로 운전자의 안전을 확보하기 어려울 뿐 아니라 차량이 충돌 후 반발력에 의해 튕겨져 나옴에 따라 후속 차량들과 연속적으로 충돌하는 등 대형 사고를 유발할 우려가 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 차량 충돌 시 절곡이나 파손 등 과도하게 변형되지 않으면서도 충격을 크게 감소시키고 차량을 정상적인 진행방향으로 복귀시켜 후속 차량과의 2차 사고를 방지하여 안전운행을 유도할 수 있는 차량 방호울타리들이 개발되었으며, 그 대표적이 예로는 "대한민국 등록실용신안 제 20-0327753 호", "대한민국 등록실용신안 제 20-0335017 호", 및 "대한민국 공개실용신안 제 2010-0007313 호" 등이 있다.

전술한 "대한민국 등록실용신안" 및 "대한민국 공개실용신안"에는 지주와 가드 빔 사이에 완충부재를 개재해 차량 충돌 시 충격력을 완충하는 가드레일들이 개시되어 있다.

그러나 전술한 "대한민국 등록실용신안" 및 "대한민국 공개실용신안"에 개시된 완충부재들은 차량 충돌 시 충격을 효과적으로 완충 및 분산시키지 못하기 때문에 충격하중이 지주의 일부분 측으로 집중되는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점으로 인해 지주가 전도되거나 뽑혀 차량이 도로에서 탈선해 2차 사고가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 차량 충돌 시 가드 빔이 원활하게 형상 변형하도록 유도하며 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 등분포되게 지주 측으로 전달할 수 있게 함으로써, 지주가 충격하중에 의해 전도되거나 뽑혀 차량이 도로에서 탈선하는 것을 방지할 수 있게 하는 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 지주와 가드 빔 사이에 개재되되, 차량 충돌 시 가드 빔으로부터 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 지주 측으로 전달하는 베어링을 가지는 차량 방호울타리에 있어서, 베어링은, 육면을 가지면서 내부가 빈 함체 형상으로 제공되는, 철재로 제작되는 외장부재; 및 외장부재의 내부공간에 내장되는 내장부재;를 포함하되, 내장부재는 외장부재의 내부공간에 일체화되는 가황된 고무로 이루어질 수 있다.

구체적으로 외장부재는 후면은 원형단면을 가지는 지주가 안착되도록 만곡된 곡률면으로 제공될 수 있다.

구체적으로 내장부재는 외장부재의 내부공간 전부를 채워 내장될 수 있다.

더 구체적으로 내장부재는 외장부재의 내부공간 일부를 채워 내장되되, 내장부재는 외장부재의 전면 내측에서부터 외장부재의 후면 내측으로 채워지도록 내장될 수 있다.

구체적으로 내장부재에는 내부에 공기층을 형성해 차량 충돌 시 가드 빔에서 전달되는 충격하중을 도로 측으로 밀어내는 완충공이 형성되며, 완충공은, 내장부재를 수직으로 관통하여 형성되면서 내장부재의 폭 방향을 따라 연장되는 장변과 내장부재의 두께 방향을 따라 연장되는 단변을 가지며, 완충공의 장변의 길이는 내장부재의 폭의 길이 100%에 대하여 60~80% 비율을 가지도록 형성되며, 완충공의 단변의 길이는 내장부재의 두께의 길이 100%에 대하여 10~30% 사이의 비율을 가지도록 형성될 수 있다.

구체적으로 내장부재에는 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 의해 변형되면서 충격하중에 저항하는 금속패널이 내장부재 전면과 완충공 사이에 내장되도록 개재되되, 금속패널은 내장부재의 수직한 길이방향을 따라 연장되고, 금속패널의 폭의 길이는 내장부재의 폭의 길이 100%에 대하여 60~80% 비율을 가지도록 형성되며, 금속패널의 두께의 길이는 내장부재의 두께의 길이 100%에 대하여 1.52~4.54% 비율을 가지도록 형성될 수 있다.

구체적으로 베어링에는 가드 빔을 지주에 고정 장착시키는 체결볼트가 관통하는 관통공이 형성되되, 관통공은 베이링의 전면 중앙부분에서부터 베어링의 후면 중앙부분을 수평하게 관통할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 철재로 제작되는 외장부재의 내부공간에 가황된 고무(vulcanized rubber)로 이루어진 내장부재를 외장부재에 긴밀하게 부착되도록 내장시킴으로써, 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 의한 외장부재의 변형을 억제시키면서 충격하중을 고르게 분산시켜 지주 측으로 전달시킬 수 있게 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 내장부재에 완충공을 형성시킴으로써, 차량 충돌 시 가드 빔에서 전달되는 충격하중을 도로 측으로 밀어내어 충돌 차량을 정상적인 진행방향으로 복귀시킬 수 있게 하는 이점이 있다.

게다가, 본 발명은 내장부재 전면과 완충공 사이에 금속판재를 개재시킴으로써, 금속판재가 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 의해 변형되면서 충격하중을 완충시킴과 더불어 충격하중을 내장부재에 분산시켜 전달되게 하는 이점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리를 나타낸 도면이며,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 베어링을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3의 선 A-A를 따라 도시된 단면도이며, 그리고
도 5는 도 4에 도시된 내장부재의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 차량 방호울타리(100)는 도로변, 또는 도로의 중앙, 또는 교량의 가장자리에 일정간격으로 설치되는 지주(110)와, 도로와 마주하는 지주(110)들의 일측면, 또는 도로와 마주하는 지주(110)들의 양측면 상에 배치되면서 체결볼트(B) 및 체결너트(N)에 의해 지주(110)에 고정 장착되는 가드 빔(120)을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 차량 방호울타리(100)는 지주(110)와 가드 빔(120) 사이에 개재되는 베어링(130)을 포함한다.

여기서, 지주(110)와 가드 빔(120)은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 또한 체결볼트(B) 및 체결너트(N)를 이용한 지주(110)와 가드 빔(120)의 연결 관계는 당업계에서는 주지관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 가드 빔(120)의 단면 형상을 도 1 및 도 2에 도시된 형상으로 한정하는 것이 아님을 누구나 알 수 있을 것이다.

한편, 베어링(130)은 차량 충돌 시 가드 빔(120)으로부터 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 등분포되게 지주(110) 측으로 전달한다. 이러한 기능을 수행하는 베어링(130)은 외장부재(140)와 내장부재(150)를 포함한다.

외장부재(140)는 육면을 가지면서 내부가 빈 함체 형상으로 제공되며, 가혹한 외부환경에서도 견딜 수 있도록 철재로 제작된다.

그리고 외장부재(140)의 육면 중 지주(110)와 접하는 후면은 원형단면을 가지는 지주(110)의 일부가 안착되도록 형성된다. 이를 위해 외장부재(140)의 후면은 외장부재(140)를 평면에서 봤을 때 외장부재(140)의 전면 측으로 오목하게 만곡된 곡률면으로 제공된다.

바람직하게는, 외장부재(140) 후면의 곡률반경(r1)은 지주(110)의 외주면과 동일한 곡률반경(r2)으로 설정된다.

내장부재(150)는 외장부재(140)의 내부공간에 내에 내장되되, 높은 탄성력을 가지면서 노화(老化)가 더디고, 충격하중에도 체적변화가 크지 않은 가황된 고무(vulcanized rubber)로 이루어진다.

즉, 내장부재(150)는 외장부재(140)의 상부면 또는 하부면 중 어느 하나의 면을 개방시킨 상태 하에서 천연고무에 합성고무가 혼합된 혼합고무에 가류제로 유황 등을 첨가한 배합물을 외장부재(140)의 내부공간에 충진한 후 가열시킴으로써 외장부재(150) 내부에 일체화되도록 내장되는데, 이때 내장부재(150)는 외장부재(140)의 내부공간을 전부 또는 일부를 채울 수 있도록 내장된다.

여기서, 내장부재(150)가 외장부재(140)의 내부공간에 일부만을 채워 내장될 경우, 내장부재(150)는 외장부재(140)의 전면 내측에서부터 외장부재(140)의 후면 내측으로 채워지도록 내장된다.

이렇게 형성된 내장부재(150)는 외장부재(140)에 긴밀하게 부착된 상태를 유지하기 때문에 가드 빔(120)에서 전달되는 충격하중에 의한 외장부재(140)의 변형을 억제시키면서 충격하중을 고르게 분산시켜 지주(110) 측으로 전달시킨다.

여기서 내장부재(150)의 형성에 따른 구체적인 방법(열 가황; heat curing)은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 전술한 바와 같이 형성된 내장부재(150)에는 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 공기층을 형성해 차량 충돌 시 가드 빔(120)에서 전달되는 충격하중을 도로 측으로 밀어내는 완충공(152)이 형성된다.

완충공(152)은 내장부재(150)를 수직으로 관통하여 형성되되, 내장부재(150)의 폭(W) 방향을 따라 연장되는 장변(w1)과 내장부재(150)의 두께(T) 방향을 따라 연장되는 단변(t1)을 가지도록 형성된다.

즉, 완충공(152)에 의해 내장부재(150)는 사각 중공 단면을 가지는데, 이때 완충공(152)의 장변(w1)의 길이는 내장부재(150)의 폭(W)의 길이 100%에 대하여 60~80% 사이의 비율을 가지도록 형성되며, 완충공(152)의 단변(t1)의 길이는 내장부재(150)의 두께(T)의 길이 100%에 대하여 10~30% 사이의 비율을 가지도록 형성된다.

여기서 완충공(152)의 장변(w1)의 길이 및 단면(t1)의 길이가 상기 임계값 미만일 경우 완충공(152) 내부의 체적이 작아지기 때문이 공기층이 얇아져 충격하중을 도로 측으로 밀어내지 못하고, 완충공(152)의 장변(w1)의 길이 및 단면(t1)의 길이가 상기 임계값을 초과할 경우 완충공(152)의 단변(t1)측과 내장부재(150) 측면 사이, 그리고 완충공(152)의 장변(w1)과 내장부재(150)의 전면 및 후면 사이의 거리가 짧아지기 때문에 저속 차량의 충돌에도 내장부재(150)가 쉽게 찢어져 내장부재(150)의 기능을 수행할 없게 된다.

한편, 내장부재(150)에는 도 5에 도시된 바와 같이 가드 빔(120)에서 전달되는 충격하중에 의해 변형되면서 충격하중에 저항(완충)하는 금속패널(154)이 내장부재(150) 전면과 완충공(152) 사이에 내장되도록 개재될 수 있다.

이때, 금속패널(154)은 내장부재(150)의 수직한 길이방향을 따라 연장되되, 소정의 폭(w2) 및 두께(t2)를 가지는데, 금속패널(154)의 폭(w2)의 길이는 내장부재(150)의 폭(W)의 길이 100%에 대하여 60~80% 사이의 비율을 가지도록 형성되며, 금속패널(154)의 두께(t2)의 길이는 내장부재(150)의 두께(T)의 길이 100%에 대하여 1.52~4.54% 사이의 비율을 가지도록 형성된다.

여기서 금속패널(152)의 폭(w2)의 길이 및 두께(t2)의 길이가 상기 임계값 미만일 경우 금속패널(152)의 면적이 작아지기 때문에 충격하중에 저항하지 못하게 되고, 금속패널(152)의 폭(w2)의 길이 및 두께(t2)의 길이가 상기 임계값을 초과할 경우 금속패널(154)의 양단과 내장부재(150)의 측면 사이가 얇아지게 될 뿐만 아니라 완충공(152)의 단변(t1)의 길이가 작아지게 된다.

바람직하게는, 금속패널(152)은 일반 강판, 또는 인장강도가 고장력 강판, 또는 내부에 등방성(isotropic) 망목구조형상이 3차원적으로 서로 연결된 기공(pore) 조직을 가지는 다공질금속 등으로 제조될 수 있다.

한편, 전술한 외장부재(140) 및 내장부재(150)로 이루어진 베어링(130)에는 체결볼트(B)가 관통하는 관통공(132)이 베이링(130)의 전면 중앙부분에서 베어링(130)의 후면 중앙부분을 관통하여 형성된다.

즉, 관통공(132)은 외장부재(140) 전면에서 내장부재(150) 및 외장부재(140) 후면을 수평하게 관통한다.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 차량 방호울타리(100)는 철재로 제작되는 외장부재(140)의 내부공간에 가황된 고무(vulcanizedE rubber)로 이루어진 내장부재(150)를 외장부재(140)에 긴밀하게 부착되도록 내장시킴으로써, 가드 빔(120)에서 전달되는 충격하중에 의한 외장부재(140)의 변형을 억제시키면서 충격하중을 고르게 분산시켜 지주(110) 측으로 전달시킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량 방호울타리(100)는 내장부재(150)에 완충공(152)을 형성시킴으로써, 차량 충돌 시 가드 빔(120)에서 전달되는 충격하중을 도로 측으로 밀어내어 충돌 차량을 정상적인 진행방향으로 복귀시킬 수 있게 한다.

게다가, 본 발명에 따른 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리(100)는 내장부재(150) 전면과 완충공(152) 사이에 금속판재(154)를 개재함으로써, 금속판재(154)가 가드 빔(120)에서 전달되는 충격하중에 의해 변형되면서 충격하중을 완충시킴과 더불어 충격하중을 내장부재(140)에 분산시켜 전달되게 한다.

상기와 같은 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 차량 방호울타리 110 : 지주
120 : 가드 빔 130 : 베어링
132 : 관통공 140 : 외장부재
150 : 내장부재 152 : 완충공
154 : 금속패널

Claims (7)

1. 지주와 가드 빔 사이에 개재되되, 차량 충돌 시 상기 가드 빔으로부터 전달되는 충격하중에 반발하면서 충격하중을 등분포되게 상기 지주 측으로 전달하는 베어링을 가지는 차량 방호울타리에 있어서,
   상기 베어링은,
   육면을 가지면서 내부가 빈 함체 형상으로 제공되는, 철재로 제작되는 외장부재; 및
   상기 외장부재의 내부공간에 혼합고무와 가류제를 충진하여 상기 외장부재와 함께 열 가황시켜 상기 외장부재에 일체화되도록 형성되는 내장부재;를 포함하되,
   상기 내장부재는,
   상기 외장부재의 내부공간 일부를 채워 내장되되, 상기 외장부재의 전면 내측에서부터 상기 외장부재의 후면 내측으로 채워지도록 내장되고,
   내부에 공기층을 형성해 차량 충돌 시 상기 가드 빔에서 전달되는 충격하중을 도로 측으로 밀어내는 완충공, 및 상기 내장부재 전면과 상기 완충공 사이에 내장되도록 개재되어 상기 가드 빔에서 전달되는 충격하중에 의해 변형되면서 충격하중에 저항하는 금속패널을 포함하며,
   상기 완충공은, 상기 내장부재를 수직으로 관통하여 형성되면서 상기 내장부재의 폭 방향을 따라 연장되는 장변과 상기 내장부재의 두께 방향을 따라 연장되는 단변을 가지되, 상기 완충공의 상기 장변의 길이는 상기 내장부재의 폭의 길이 100%에 대하여 60~80% 비율을 가지도록 형성되며, 상기 완충공의 상기 단변의 길이는 상기 내장부재의 두께의 길이 100%에 대하여 10~30% 사이의 비율을 가지도록 형성되고,
   상기 금속패널은, 강판 또는 고장력 강판 또는 다공질금속으로 이루어지면서 상기 내장부재의 수직한 길이방향을 따라 연장되되, 상기 금속패널의 폭의 길이는 상기 내장부재의 폭의 길이 100%에 대하여 60~80% 비율을 가지도록 형성되며, 상기 금속패널의 두께의 길이는 상기 내장부재의 두께의 길이 100%에 대하여 1.52~4.54% 비율을 가지도록 형성되며,
   상기 외장부재의 후면은 원형단면을 가지는 상기 지주가 안착되도록 만곡된 곡률면으로 제공되고,
   상기 베어링에는 상기 가드 빔을 상기 지주에 고정 장착시키는 체결볼트가 관통하는 관통공이 형성되되, 상기 관통공은 상기 베어링의 전면 중앙부분에서부터 상기 베어링의 후면 중앙부분을 수평하게 관통하는 고강도 탄성체를 가지는 차량 방호울타리.
   
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