KR102020275B1

KR102020275B1 - 자전거 전용 고가도로

Info

Publication number: KR102020275B1
Application number: KR1020170135402A
Authority: KR
Inventors: 김영관
Original assignee: 인천대학교 산학협력단
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-09-10
Also published as: KR20190043393A

Abstract

자전거 전용 고가도로가 개시된다. 본 발명의 자전거 전용 고가도로는, 인도의 상부공간에 자전거도로를 형성하는 도로부와, 상기 도로부를 지면으로부터 지지하는 기둥부와, 상기 지면과 상기 도로부를 연결하는 자전거 에스컬레이터를 포함하고, 상기 자전거 에스컬레이터는, 연속적으로 돌아가는 체인 위에 연접식 계단을 형성하는 스텝유닛; 체인과 연동하여 연속적으로 돌아가는 레일을 연접식 계단 옆에 형성하는 레일유닛; 및 스텝유닛 및 레일유닛이 설치되며, 상부는 도로부에 안착되고 하부는 지면에 안착되는 지지프레임을 포함하고, 연접식 계단에 자전거 운전자가 올라서면서 레일로 자전거를 진입시키면 스텝유닛 및 레일유닛이 정지한 운전자 및 자전거를 동시에 이동시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 인도의 상부공간을 이용하여 자전거를 탈 수 있으면서도, 에스컬레이터를 통해 지면과 고가도로를 힘을 들이지 않고 빠르게 이동할 수 있고, 이용자가 몰리더라도 기다리는 시간이 최소화되도록 이루어지는 자전거 전용 고가도로를 제공할 수 있게 된다.

Description

자전거 전용 고가도로{HIGH-LEVEL ROAD FOR BICYCLE}

본 발명은 고가도로 설치식 자전거 에스컬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인도의 상부공간을 이용하여 자전거를 탈 수 있으면서도, 에스컬레이터를 통해 지면과 고가도로를 힘을 들이지 않고 빠르게 이동할 수 있고, 이용자가 몰리더라도 기다리는 시간이 최소화되도록 이루어지는 자전거 전용 고가도로에 관한 것이다.

자전거 전용도로는 자전거만이 통행할 수 있도록 분리대, 연석 기타 이와 유사한 시설물에 의하여 차도 및 보도와 구분하여 설치된 자전거 도로를 가리킨다. 자전거 전용도로는 고가도로에도 마련된다.

고가도로는 철도나 다른 도로와 입체 교차 또는 병설하는 것을 주목적으로 하여 지평면보다 높게 교량형식의 구조로 되어 있는 도로를 의미한다. 일반적으로 도시 안의 고속도로 가운데 가로 위나 하천에 교각을 세워 만든 부분이 전형적이다.

일반적으로 고가도로와 지상의 자전거 전용도로는 계단, 경사로 또는 엘리베이터로 연결된다. 계단에는 자전거 레일이 설치되어 있으나 고가도로의 높이가 높을수록 사고위험성이 커지므로 제한적으로 설치된다. 경사로는 계단보다 낮은 경사를 형성하여 넓은 설치면적이 요구되므로 설치가 매우 제한적이다.

대한민국 등록특허공보 제935577호에는 자전거 승강장치가 개시되어 있다. 등록특허공보 제935577호는 자전거를 타고 언덕길을 운행할 때 사람이 자전거에 올라타고 있는 상태에서 경사도로를 올라갈 수 있도록 하기 위해 경사진 언덕길의 하측에서부터 상측까지 회전되는 컨베이어수단과, 컨베이어수단을 작동시켜주는 구동수단과, 컨베이어수단의 일측면에 운전자의 한쪽 발이나 자전거의 한쪽 페달을 거치할 수 있는 발판지지대를 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

등록특허공보 제935577호는 자전거 이용자가 경사를 오르는 힘을 아낄 수 있는 장점이 있으나, 사용 중에 발판지지대에서 발이 이탈하면 뒤따라 오는 이용자와 부딪힐 위험성이 있으며, 내리막 경사로에서는 사용할 수 없는 단점이 있다.

엘리베이터는 계단보다 사고위험성이 낮고 경사로보다 작은 설치면적을 차지한다는 장점이 있으나, 한 번에 수용할 수 있는 자전거 대수가 매우 제한적인데다가 긴 운행시간이라는 단점을 안고 있어 이용자가 몰릴 경우 기다리는 시간이 매우 길어지는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제935577호 (등록일: 2009.12.29)

본 발명의 목적은, 인도의 상부공간을 이용하여 자전거를 탈 수 있으면서도, 에스컬레이터를 통해 지면과 고가도로를 힘을 들이지 않고 빠르게 이동할 수 있고, 이용자가 몰리더라도 기다리는 시간이 최소화되도록 이루어지는 자전거 전용 고가도로를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 인도의 상부공간에 자전거도로를 형성하는 도로부와, 상기 도로부를 지면으로부터 지지하는 기둥부와, 상기 지면과 상기 도로부를 연결하는 자전거 에스컬레이터를 포함하고, 상기 자전거 에스컬레이터는, 연속적으로 돌아가는 체인 위에 연접식 계단을 형성하는 스텝유닛; 상기 체인과 연동하여 연속적으로 돌아가는 레일을 상기 연접식 계단 옆에 형성하는 레일유닛; 및 상기 스텝유닛 및 상기 레일유닛이 설치되며, 상부는 상기 도로부에 안착되고 하부는 지면에 안착되는 지지프레임을 포함하고, 상기 연접식 계단에 자전거 운전자가 올라서면서 상기 레일로 자전거를 진입시키면 상기 스텝유닛 및 상기 레일유닛이 정지한 운전자 및 자전거를 동시에 이동시키는 것을 특징으로 하는 자전거 전용 고가도로에 의하여 달성된다.

상기 체인은, 상기 지지프레임의 상부에 설치된 구동휠과 상기 지지프레임의 하부에 설치된 리턴휠 사이에서 체인가이드를 따라 연속적으로 돌아가고, 상기 레일은, 벨트 전동에 의해 상기 구동휠과 연동하여 연속적으로 돌아가도록 이루어진다.

상기 지면에는 상기 지지프레임의 하부가 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 지지프레임의 상부에는 상기 도로부를 향해 돌출되는 상부안착부가 형성되고, 상기 지지프레임의 하부에는 상기 지면을 향해 돌출되는 한 쌍의 하부안착부가 서로 반대방향으로 형성되도록 이루어진다.

본 발명에 의하면, 연접식 계단에 자전거 운전자가 올라서면서 레일로 자전거를 진입시키면 스텝유닛 및 레일유닛이 정지한 운전자 및 자전거를 동시에 이동시킴으로써, 인도의 상부공간을 이용하여 자전거를 탈 수 있으면서도, 에스컬레이터를 통해 지면과 고가도로를 힘을 들이지 않고 빠르게 이동할 수 있고, 이용자가 몰리더라도 기다리는 시간이 최소화되도록 이루어지는 자전거 전용 고가도로를 제공할 수 있게 된다.

또한, 지지프레임의 상부에 도로부를 향해 돌출되는 상부안착부가 형성되고, 지지프레임의 하부에는 지면을 향해 돌출되는 한 쌍의 하부안착부가 서로 반대방향으로 형성됨으로써, 지면에 삽입홈과 하부안착부를 형성하고, 고가도로에는 상부안착홈을 형성하는 간단한 공사를 통해, 지면과 간단하게 연결하도록 이루어지는 자전거 전용 고가도로를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 전용 고가도로의 사시도.
도 2는 도 1의 자전거 전용 고가도로의 부분사시도.
도 3은 도 1의 자전거 전용 고가도로에 설치되는 자전거 에스컬레이터의 단면도.
도 4는 도 1의 자전거 전용 고가도로에 설치되는 자전거 에스컬레이터의 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 자전거 전용 고가도로는, 인도의 상부공간을 이용하여 자전거를 탈 수 있으면서도, 에스컬레이터를 통해 지면과 고가도로를 힘을 들이지 않고 빠르게 이동할 수 있고, 이용자가 몰리더라도 기다리는 시간이 최소화되도록 이루어진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 전용 고가도로의 사시도, 도 2는 도 1의 자전거 전용 고가도로의 부분사시도, 도 3은 도 1의 자전거 전용 고가도로에 설치되는 자전거 에스컬레이터의 단면도, 도 4는 도 1의 자전거 전용 고가도로에 설치되는 자전거 에스컬레이터의 측면도.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자전거 전용 고가도로(1)는, 인도의 상부공간을 이용하여 자전거를 탈 수 있으면서도, 에스컬레이터를 통해 지면(2)과 고가도로(1)를 힘을 들이지 않고 빠르게 이동할 수 있고, 이용자가 몰리더라도 기다리는 시간이 최소화되도록 이루어지며, 기둥부(1A), 도로부(1B) 및 자전거 에스컬레이터(10)를 포함하여 구성된다.

기둥부(1A)는 지면(2)보다 높게 가설된 지대(地臺)로서, 그 위에 설치된 도로부(1B)를 지면(2)으로부터 지지하게 된다. 기둥부(1A)는 도로부(1B)의 길이방향을 따라 일정간격으로 배치된다. 도로부(1B)는 지표면상 인도와의 평면교차를 피하기 위해 인도 위에 형성된 자전거 전용의 도로로서, 인도의 상부공간을 이용하기 위해 지상보다 높게 건너지르게 설치된다.

기둥부(1A)와 도로부(1B)는 철근 콘크리트 구조물(reinforced concrete construction)로 이루어질 수 있다.

자전거 사용자는 도로부(1B)를 통해 인도의 상부공간에서 자전거를 운전함으로써, 차도를 운행하는 자동차 및 인도 통행자의 간섭을 회피한 안전하고 쾌적한 상태에서 라이딩을 즐길 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 자전거 에스컬레이터(10)는 스텝유닛(100), 레일유닛(200) 및 지지프레임(300)을 포함하여 구성된다.

자세하게 도시되지는 않았으나, 지지프레임(300)은 스텝유닛(100) 및 레일유닛(200)이 설치되는 구성으로서, 다수의 파이프나 형강의 결합체(미도시)로 하중을 지지하는 골격을 형성하고 골격의 외면은 판재로 덮은 구조를 형성한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지지프레임(300)의 상부는 도로부(1B)에 안착된다. 지지프레임(300)의 상단부에는 도로부(1B)를 향해 돌출되는 상부안착부(310)가 형성되고, 도로부(1B)에는 상부안착부(310)가 안착되는 상부안착홈(1h)이 형성된다.

지지프레임(300)의 상단부에는 각각 연접식 계단을 오르고 내리는 사용자가 고가도로(1)로 진입하는 평면(이하 '상단평면(301)')이 형성된다. 상부안착부(310)가 상부안착홈(1h)에 안착된 상태에서 상단평면(301)과 도로부(1B)는 동일 평면을 형성한다.

상부안착부(310)와 상부안착홈(1h) 사이에는 'ㄴ'자 형태의 완충부재(D)가 개재된다. 완충부재(D)는 복수의 금속판(D1)과 고무판(D2)을 번갈아 적층한 형태로 이루어진다. 최상단 금속판(D1)은 상부안착부(310)와 결합되고, 최하단 금속판(D1)은 상부안착홈(1h)에서 고가도로(1)에 고정된다.

금속판(D1)과 상부안착부(310), 금속판(D1)과 도로부(1B)는 용접, 앵커, 볼트체결 등 다양한 결합방식으로 결합될 수 있다. 완충부재(D)는 지진 등 외력에 의한 상부안착부(310)와 상부안착홈(1h) 사이의 충격력 및 마찰력을 완충하여 소산하는 기능을 하게 된다.

인접한 금속판(D1)은 각각 복수의 형상기억강봉(D3)으로 연결된다. 고무판(D2)에는 형상기억강봉(D3)이 통과하는 복수의 홀이 형성된다. 형상기억강봉(D3)은 초탄성 형상기억합금으로 형성된다.

초탄성 형상기억합금은(superelasticity shape memory alloy, 超彈性形狀記憶合金) 소성변형이 가해지고 난 후에 열이 가해지지 않더라도 실온에서 본래의 형상으로 복원하는 성질을 가지는 금속이다. 따라서 형상기억강봉(D3)은 외력에 의해 인장변형된 후 열이 가해지지 않더라도 자체적으로 원래 상태로 복귀된다.

따라서, 완충부재(D)는 고무판(D2)의 탄성력 및 형상기억강봉(D3)의 변형에너지에 의해 지진 등 외력을 흡수할 수 있으면서도, 변형 후에는 형상기억강봉(D3)의 형태회복에 의해 원상으로 회복됨으로써, 자전거 에스컬레이터(10)와 도로부(1B)의 결합구조를 오랜 기간 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지지프레임(300)의 하부는 지면(2)에 안착된다. 지면(2)에는 지지프레임(300)의 하부가 삽입되는 삽입홈(H)이 형성된다. 지지프레임(300)의 하단부에는 지면(2)을 향해 수평방향으로 돌출되는 한 쌍의 하부안착부(320)가 서로 반대방향으로 형성된다. 지면(2)에는 하부안착부(320)가 안착되는 하부안착홈(2h)이 삽입홈(H)의 가장자리에 형성된다.

지지프레임(300)의 하단부에는 각각 연접식 계단을 오르고 내리는 사용자가 지면(2)으로 진입하는 평면(이하 '하단평면(302)')이 형성된다. 하부안착부(320)가 하부안착홈(2h)에 안착된 상태에서 하단평면(302)과 지면(2)은 동일 평면을 형성한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하부안착부(320)와 하부안착홈(2h) 사이에는 'ㄴ'자 형태의 완충부재(D)가 개재된다. 완충부재(D)는 복수의 금속판(D1)과 고무판(D2)을 번갈아 적층한 형태로 이루어진다. 최상단 금속판(D1)은 하부안착부(320)와 결합되고, 최하단 금속판(D1)은 하부안착홈(2h)에서 지면(2)에 고정된다.

도시되지는 않았으나, 금속판(D1)과 하부안착부(320), 금속판(D1)과 지면(2)은 용접, 앵커, 볼트체결 등 다양한 결합방식으로 결합될 수 있다. 완충부재(D)는 지진 등 외력에 의한 하부안착부(320)와 하부안착홈(2h) 사이의 충격력 및 마찰력을 완충하여 소산하는 기능을 하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 금속판(D1)은 각각 복수의 형상기억강봉(D3)으로 연결된다. 고무판(D2)에는 형상기억강봉(D3)이 통과하는 복수의 홀이 형성된다. 형상기억강봉(D3)은 초탄성 형상기억합금으로 형성된다.

따라서, 완충부재(D)는 고무판(D2)의 탄성력 및 형상기억강봉(D3)의 변형에너지에 의해 지진 등 외력을 흡수할 수 있으면서도, 변형 후에는 형상기억강봉(D3)의 형태회복에 의해 원상으로 회복됨으로써, 자전거 에스컬레이터(10)와 지면(2)의 결합구조를 오랜 기간 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스텝유닛(100)은 연속적으로 돌아가는 체인(150) 위에 연접식 계단을 형성하는 구성으로서, 전기모터(110), 구동기어(120), 구동휠(130), 리턴휠(140), 체인(150), 스텝(160), 체인가이드(170) 및 이너레일(180)을 포함하여 구성된다.

전기모터(110)는 지지프레임(300)의 상부에 설치되어 체인(150)을 통해 구동기어(120)에 회전력을 전달한다. 도시되지는 않았으나, 전기모터(110)에는 감속기, 전자 브레이크 등이 장착될 수 있다.

구동휠(130)은 구동기어(120)에 결합되어 구동기어(120)와 함께 회전한다. 구동휠(130)은 지지프레임(300)의 상부에 회전 가능하게 설치되고, 리턴휠(140)은 지지프레임(300)의 하부에 회전 가능하게 설치된다.

체인(150)은 복수의 스텝(160)을 서로 연결하며, 지지프레임(300)의 상부에 설치된 구동휠(130)과 지지프레임(300)의 하부에 설치된 리턴휠(140) 사이에서 체인가이드(170)를 따라 연속적으로 돌아가게 된다.

이너레일(180)은 스텝(160)에 회전 가능하게 장착된 롤러(R)가 미끄러져 진행하는 경로를 형성한다. 다수의 스텝(160)은 체인(150)에 의해 서로 연결됨으로써, 연속적으로 돌아가는 체인(150) 위에 연접식 계단을 형성하게 된다.

스텝유닛(100)을 구성하는 전기모터(110), 구동휠(130), 리턴휠(140), 체인(150), 스텝(160), 체인가이드(170) 및 이너레일(180)은 에스컬레이터 제조분야에서 공지된 기술로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 레일유닛(200)은 연접식 계단 옆에 연속적으로 돌아가는 레일(210)을 형성하는 구성으로서, 레일(210), 주동풀리(220) 및 연결풀리(230)를 포함하여 구성된다.

주동풀리(220)는 구동휠(130)의 회전력을 레일(210)에 전달하는 구성으로서, 벨트 전동에 의해 구동휠(130)의 회전력을 전달받는다. 미설명된 도면부호 P와 B는 벨트 전동을 구성하는 풀리와 벨트를 가리킨다. 연결풀리(230)는 복수로 구비되어 레일(210)의 경로에 회전 가능하게 설치된다. 연결풀리(230)는 레일(210)의 경로를 형성하면서, 레일(210)의 장력을 유지시키는 기능을 한다.

레일(210)은 정지된 자전거(C)를 연접식 계단과 동일한 속도로 이동시키는 구성으로서, 연속적으로 돌아가는 경로의 일부를 연접식 계단 옆에 형성한다. 레일(210) 고무 등 탄력적인 재질의 벨트로 구비된다.

체인(150)이 지지프레임(300)의 상부에 설치된 구동휠(130)과 지지프레임(300)의 하부에 설치된 리턴휠(140) 사이에서 체인가이드(170)를 따라 연속적으로 돌아가면, 레일(210)은 벨트 전동에 의해 구동휠(130)과 연동하여 연속적으로 돌아가게 된다.

상단평면(301) 및 하단평면(302)에는 자전거(C) 바퀴를 레일(210)로 안내하는 경사부(330)가 각각 형성된다.

본 발명의 자전거 에스컬레이터(10)는, 연접식 계단에 자전거(C) 운전자가 올라서면서 레일(210)로 자전거(C)를 진입시키면 스텝유닛(100) 및 레일유닛(200)이 정지한 운전자 및 자전거(C)를 동시에 이동시킴으로써, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 고가도로 1h : 상부안착홈
1A : 기둥부 1B : 도로부
10 : 자전거 에스컬레이터
100 : 스텝유닛 200 : 레일유닛
110 : 전기모터 210 : 레일
120 : 구동기어 220 : 주동풀리
130 : 구동휠 230 : 연결풀리
140 : 리턴휠 300 : 지지프레임
150 : 체인 310 : 상부안착부
160 : 스텝 320 : 하부안착부
R : 롤러 330 : 경사부
170 : 체인가이드 301 : 상단평면
180 : 이너레일 302 : 하단평면
C : 자전거 D : 완충부재
2 : 지면 D1 : 금속판
H : 삽입홈 D2 : 고무판
2h : 하부안착홈 D3 : 형상기억강봉

Claims

인도의 상부공간에 자전거도로를 형성하는 도로부와, 상기 도로부를 지면으로부터 지지하는 기둥부와, 상기 지면과 상기 도로부를 연결하는 자전거 에스컬레이터를 포함하고,
상기 자전거 에스컬레이터는,
연속적으로 돌아가는 체인 위에 연접식 계단을 형성하는 스텝유닛;
상기 체인과 연동하여 연속적으로 돌아가는 레일을 상기 연접식 계단 옆에 형성하는 레일유닛; 및
상기 스텝유닛 및 상기 레일유닛이 설치되며, 상부는 상기 도로부에 안착되고 하부는 지면에 안착되는 지지프레임을 포함하고,
상기 연접식 계단에 자전거 운전자가 올라서면서 상기 레일로 자전거를 진입시키면 상기 스텝유닛 및 상기 레일유닛이 정지한 운전자 및 자전거를 동시에 이동시키며,
상기 지면에는 상기 지지프레임의 하부가 삽입되는 삽입홈이 형성되고,
상기 지지프레임의 상부에는 상기 도로부를 향해 돌출되는 상부안착부가 형성되고,
상기 지지프레임의 하부에는 상기 지면을 향해 돌출되는 한 쌍의 하부안착부가 서로 반대방향으로 형성되며,
상기 지면에는 상기 하부안착부가 안착되는 하부안착홈이 상기 삽입홈의 가장자리에 형성되고,
상기 하부안착부와 상기 하부안착홈 사이에는 'ㄴ'자 형태의 완충부재가 개재되며,
상기 완충부재는 복수의 금속판과 고무판을 번갈아 적층한 형태를 이루고,
상기 복수의 금속판 중 최상단 금속판은 상기 하부안착부와 결합되고, 최하단 금속판은 상기 하부안착홈에서 상기 지면에 고정되며,
인접한 상기 금속판은 각각 복수의 형상기억강봉으로 연결되고,
상기 고무판에는 상기 형상기억강봉이 통과하는 복수의 홀이 형성되며,
상기 완충부재는 상기 고무판의 탄성력 및 상기 형상기억강봉의 변형에너지에 의해 지진 등 외력을 흡수할 수 있으면서도, 변형 후에는 상기 형상기억강봉의 형태회복에 의해 원상으로 회복되는 것을 특징으로 하는 자전거 전용 고가도로.
제1항에 있어서,
상기 체인은, 상기 지지프레임의 상부에 설치된 구동휠과 상기 지지프레임의 하부에 설치된 리턴휠 사이에서 체인가이드를 따라 연속적으로 돌아가고,
상기 레일은, 벨트 전동에 의해 상기 구동휠과 연동하여 연속적으로 돌아가는 것을 특징으로 하는 자전거 전용 고가도로.
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