KR102634011B1 - 융합형 도로용 충격흡수장치 - Google Patents

융합형 도로용 충격흡수장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가드레일에 미리 결정된 간격에 따라 상호 이격되어 배치되는 복수의 절개홀이 길이방향으로 형성되며, 가압부재가 서로 이웃하는 절개홀 사이에 배치된 브릿지면을 연속적으로 절단하고 절단된 브릿지면을 바깥쪽으로 절곡시킨다. 이로 인해, 가드레일의 브릿지면의 절단에너지만큼 충격에너지가 1차적으로 흡수되고, 가드레일의 브릿지면의 절곡에너지만큼 충격에너지가 2차적으로 흡수된다. 따라서 본 발명을 사용하면, 절단에너지와 절곡에너지를 융합하여 가드레일이 이동하는 과정에서 차량의 충격에 의한 충격에너지를 충분히 흡수할 수 있고, 절단에너지 및 절곡에너지를 조절하여 충격에너지 흡수량을 다양하게 조절할 수 있다.

Description

융합형 도로용 충격흡수장치{Fusion Type Road Shock Absorbing Device}
본 발명은 융합형 도로용 충격흡수장치에 관한 것이다.
일반적으로 고속도로 분기점이나 자동차 전용도로의 나들목 분기점에는 차량 충돌로 인한 사고를 예방하기 위해 융합형 도로용 충격흡수장치가 설치된다. 충격흡수장치는 주행차로를 벗어난 차량이 도로에 설치된 구조물 등과 충돌하기 전에 차량의 충격에너지를 흡수하여 차량이 정지되도록 하거나 차량의 방향을 교정하여 차량이 본래의 주행차로로 복귀될 수 있도록 한다.
종래의 충격흡수장치는 양 측면에 파형으로 형성되는 통상의 가드레일이 서로 겹쳐지도록 순차적으로 고정되고, 가드레일은 레일장공을 통하여 볼트 및 너트에 의해 프레임에 고정된다.
종래의 충격흡수장치에 따르면, 차량이 충격흡수장치에 충돌하면, 볼트가 레일장공을 따라 이동하여 가드레일이 서로 겹쳐지면서 후방으로 이동하면서 충격에너지를 흡수한다.
그러나, 이 경우 가드레일이 겹쳐지도록 단계적으로 이동하면서 차량의 충격에너지를 흡수할 수 있지만, 볼트가 레일장공을 따라 쭉 밀려들어가기 때문에 가드레일이 후방으로 이동하는 과정에서 차량의 충격에너지를 충분히 흡수할 수 없다는 문제가 있어 별도의 충격에너지 흡수부재를 부가하거나 설치하여야 한다. 또한 별도의 충격에너지 흡수부재를 설치하는 경우에 흡수부재가 주로 가드레일의 아래 부분에 설치되어, 충격시 모멘트가 발생하여 충격을 효과적으로 흡수할 수 없다는 문제가 있다.
한국등록특허(10-1977806)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 융합형 도로용 충격흡수장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 융합형 도로용 충격흡수장치는,
지면에 고정되는 슬라이딩 레일;
상기 슬라이딩 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 차량의 충격에 의해 이동되는 전면 포스트;
지면에 고정되는 후면 포스트;
상기 슬라이딩 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 상기 전면 포스트와 상기 후면 포스트 사이에 위치되고, 상호 이격되어 배치되는 복수의 중간 포스트;
상기 전면 포스트와 상기 복수의 중간 포스트 각각에 결합되어 상기 전면 포스트와 상기 복수의 중간 포스트 각각의 이동에 따라 이동되어 상호 겹쳐질 수 있으며, 이동과정에서 형상이 가변되어 상기 차량의 충격에 의한 충격에너지를 흡수하는 복수의 가드레일;
상기 후면 포스트와 상기 복수의 중간 포스트 각각에 결합되며, 상기 가드레일에 연결되어 상기 가드레일의 이동과정에서, 상기 가드레일을 가압하여 상기 가드레일의 형상을 가변시키는 복수의 가압부재; 및
상기 가압부재에 결합되어, 상기 가드레일에 대해 이격되어 배치되는 이격헤드를 포함하되,
상기 가드레일은 미리 결정된 간격에 따라 상호 이격되어 배치되는 복수의 절개홀이 길이방향으로 형성되며, 상기 가압부재가 서로 이웃하는 절개홀 사이에 배치된 브릿지면을 연속적으로 절단하고 절단된 브릿지면을 바깥쪽으로 절곡시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 가드레일에 미리 결정된 간격에 따라 상호 이격되어 배치되는 복수의 절개홀이 길이방향으로 형성되며, 가압부재가 서로 이웃하는 절개홀 사이에 배치된 브릿지면을 연속적으로 절단하고 절단된 브릿지면을 바깥쪽으로 절곡시킨다. 이로 인해, 가드레일의 브릿지면의 절단에너지만큼 충격에너지가 1차적으로 흡수되고, 가드레일의 브릿지면의 절곡에너지만큼 충격에너지가 2차적으로 흡수된다. 따라서 본 발명을 사용하면, 절단에너지와 절곡에너지를 융합하여 가드레일이 이동하는 과정에서 차량의 충격에 의한 충격에너지를 충분히 흡수할 수 있고, 절단에너지 및 절곡에너지를 조절하여 충격에너지 흡수량을 다양하게 조절할 수 있다.
본 발명은 기존 가드레일을 활용할 수 있으므로, 충격에너지를 흡수하고 조절하기 위한 별도의 파이프나 완충재를 추가할 필요가 없다. 또한 차량의 충격부위와 동일한 높이에서 충격에너지를 흡수할 수 있어 에너지 흡수 시 모멘트가 발생하지 않는다.
본 발명은 가드레일의 브릿지면의 상부영역 및 하부영역에 슬릿을 추가할 수 있다. 이로 인해, 가드레일의 이동과정에서 절단된 브릿지면이 바깥쪽으로 절곡되기 쉬워지고, 가드레일이 충격에너지를 흡수하면서 원활히 이동할 수 있다. 또한 슬릿의 길이를 가드레일의 전방에서 후방으로 갈수록 길어지게 형성하거나 각 가드레일의 슬릿의 길이를 일정하게 하면서 전면 포스트에서 후면 포스트를 향하는 방향으로 갈수록 가드레일 각각에 형성된 슬릿의 길이를 짧게 형성함으로 충격에너지의 흡수량을 단계적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치에 충격흡수부재를 부착한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치를 구성하는 전면 포스트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치를 구성하는 가드레일, 가압부재, 이격헤드를 분해한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치의 일부를 발췌한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치의 일부를 발췌한 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치를 자세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치는 슬라이딩 레일(10), 전면 포스트(20), 후면 포스트(30), 중간 포스트(40), 가드레일(50), 가압부재(60), 이격헤드(70)로 구성된다.
[슬라이딩 레일(10)]
슬라이딩 레일(10)은 지면에 고정된다. 슬라이딩 레일(10)은 한 쌍이 구비되며, 한 쌍의 슬라이딩 레일(10)은 나란히 상호 이격되어 배치된다.
슬라이딩 레일(10)에는 복수 개의 고정 브래킷(11)이 이격되어 부착된다. 슬라이딩 레일(10)은 고정 브래킷(11)에 앵커 볼트를 결합하여 지면에 고정된다.
[전면 포스트(20)]
전면 포스트(20)는 슬라이딩 레일(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 차량의 충격에 의해 이동된다.
전면 포스트(20)는 차량이 부딪혀 차량의 충격력이 전달되는 부분이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 포스트(20)의 전방에는 충격흡수부재(80)를 추가 부착할 수 있다. 충격흡수부재(80)의 전면에는 주의 마크(미도시)가 표시될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전면 포스트(20)는 베이스(A1), 수직바(A2), 수평바(A3), 절곡바(A4)로 구성된다.
베이스(A1)에는 슬라이딩 레일(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합하는 슬라이딩 블록(A5)이 연결된다. 슬라이딩 블록(A5)은 복수 개가 결합될 수 있으며, 본 실시예에서는 각 슬라이딩 레일(10)에 2개의 슬라이딩 블록(A5)이 결합된다.
수직바(A2)는 한 쌍이 구비되며, 베이스(A1)의 상면에 상호 이격되어 연결된다. 수평바(A3)는 한 쌍이 구비되며, 한 쌍의 수직바(A2)에 상호 이격되어 연결된다.
절곡바(A4)는 한 쌍이 구비되며, 한 쌍의 수평바(A3)의 양 단부에 각각 연결된다. 절곡바(A4)는 후술하는 가드레일(50)과 동일한 형상으로 절곡되어 가드레일(50)이 포개져 놓인다. 절곡바(A4)에는 가압부재(60)가 나사 체결되는 볼트가 관통하는 볼트공(H)이 형성된다.
[후면 포스트(30)]
후면 포스트(30)는 지면에 고정된다. 후면 포스트(30)는 슬라이딩 레일(10)을 통해 슬라이딩 이동된 전면 포스트(20)와 중간 포스트(40)의 이동을 제한한다.
후면 포스트(30)는 전면 포스트(20)와 동일한 구조로 형성된다. 즉, 후면 포스트(30)는 베이스(A1), 수직바(A2), 수평바(A3), 절곡바(A4)로 구성된다. 다만, 후면 포스트(30)의 베이스(A1)는 지면에 지지되며, 슬라이딩 블록(A5) 없이 앵커 볼트를 사용하여 지면에 고정된다. 또한 슬라이딩 레일(10)이 수직바(A2)에 각각 결합된다.
[중간 포스트(40)]
중간 포스트(40)는 슬라이딩 레일(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 전면 포스트(20)와 후면 포스트(30) 사이에 위치되고, 복수 개가 상호 이격되어 배치된다. 본 실시예에서는 4개의 중간 포스트(40)가 구비되었으나, 도로 상황에 따라 중간 포스트(40)의 개수를 조절하여 융합형 도로용 충격흡수장치의 길이를 조절할 수 있다.
중간 포스트(40)도 전면 포스트(20)와 동일한 구조로 형성된다. 즉, 중간 포스트(40)는 베이스(A1), 수직바(A2), 수평바(A3), 절곡바(A4)로 구성된다. 다만, 중간 포스트(40)의 베이스(A1)에는 각 슬라이딩 레일(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합하는 2개의 슬라이딩 블록(A5)이 연결된다.
[가드레일(50)]
복수의 가드레일(50)은 전면 포스트(20)와 복수의 중간 포스트(40) 각각에 결합되어 전면 포스트(20)와 복수의 중간 포스트(40) 각각의 이동에 따라 이동되어 상호 겹쳐질 수 있으며, 이동과정에서 형상이 가변되어 차량의 충격에 의한 충격에너지를 흡수한다.
복수의 가드레일(50)은 각 가드레일(50)이 상호 겹쳐질 수 있도록 전방쪽 가드레일(50)이 후방쪽 가드레일(50) 위에 포개어지는 방식으로 배치된다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 각 가드레일(50)은 골부분과 산부분이 반복하여 형성된 W 빔 형상으로 형성되며, 각 가드레일(50)의 골부분에는 미리 결정된 간격에 따라 상호 이격되어 배치되는 복수의 절개홀(51)이 길이방향으로 형성된다.
서로 이웃하는 절개홀(51) 사이에 배치된 브릿지면(52)은 중앙영역에서 상측영역 및 하측영역으로 갈수록 면적이 커지는 모래시계(hourglass) 형상으로 형성된다. 따라서 브릿지면(52)은 중앙영역의 폭이 가장 작고, 절개홀(51)은 중앙영역의 폭이 가장 길다. 브릿지면(52)의 중앙영역 폭을 조절하여 절단에너지를 조절함으로써, 흡수되는 충격에너지를 조절할 수 있다.
본 실시예에서 브릿지면(52)은 두 개의 등변사다리꼴이 등변사다리꼴의 평행하는 한 쌍의 대변 중 작은 변을 기준으로 선대칭구조를 이루는 형상으로 형성되고, 브릿지면(52)에 의해 구획되는 절개홀(51)은 육각 형상을 이루게 된다.
[가압부재(60)]
복수의 가압부재(60)는 후면 포스트(30)와 복수의 중간 포스트(40) 각각에 결합되며, 가드레일(50)에 연결되어 가드레일(50)의 이동과정에서 가드레일(50)을 가압하여 가드레일(50)의 형상을 가변시킨다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 가압부재(60)는 가드레일(50)의 절개홀(51)에 삽입되어 가드레일(50)에 연결된다. 가드레일(50)의 이동과정에서, 가압부재(60)는 서로 이웃하는 절개홀(51) 사이에 배치된 브릿지면(52)을 연속적으로 절단하고, 절단된 브릿지면(52)을 바깥쪽으로 절곡시키는 방식으로 가드레일(50)의 형상을 가변시킨다.
가압부재(60)의 전단부는 상측영역 및 하측영역에서 중앙영역으로 갈수록 길이가 길어지는 첨두형 형상으로 형성된다. 따라서 가압부재(60)의 전단부는 브릿지면(52)의 일측면에 형상맞춤된다.
가압부재(60)에는 후면 포스트(30)와 복수의 중간 포스트(40) 각각에 나사 결합되는 볼트가 관통하는 볼트공(H)이 형성된다. 볼트는 가압부재(60)의 볼트공(H)과, 후면 포스트(30) 또는 복수의 중간 포스트(40)의 절곡바(A4)에 형성된 볼트공(H)에 삽입된다.
[이격헤드(70)]
이격헤드(70)는 가압부재(60)에 결합되며, 가드레일(50)에 대해 이격되어 배치된다. 이격헤드(70)는 가드레일(50)에 대해 이격되어 있어 가드레일(50)의 이동을 방해하지 않으면서 가드레일(50)이 가압부재(60)로부터 이탈되지 않도록 이동을 제한한다. 또한 가압부재(60)의 전단부를 차폐하여 보호하는 역할을 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이격헤드(70)는 가압부재(60)에 결합되는 결합용 몸체(71)와, 결합용 몸체(71)에 연결되며 결합용 몸체(71)에서 이격되는 방향으로 갈수록 가드레일(50)에 근접하도록 비스듬하게 배치되는 경사 몸체(72)로 구성된다. 경사 몸체(72)는 가압부재(60)의 전단부 전방에 배치되어, 가드레일(50)의 이동을 방해하지 않으면서 가드레일(50)이 가압부재(60)로부터 이탈되지 않도록 한다.
이격헤드(70)는 결합용 몸체(71)에 형성된 볼트공(H)에 볼트를 체결하여 가압부재(60)에 결합된다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치의 작동을 설명한다. 도 1 내지 도 6을 기본적으로 참조한다.
차량이 전면 포스트(20)에 부딪히면, 차량의 충격에 의해 전면 포스트(20)가 슬라이딩 레일(10)을 따라 후면으로 슬라이딩 이동한다.
전면 포스트(20)에 결합된 가드레일(50)이 중간 포스트(40)에 결합된 가드레일(50)에 포개지면서 전면 포스트(20)와 함께 후면으로 이동한다. 가드레일(50)의 후단과 중간 포스트(40)에 고정된 가압부재(60)가 가드레일(50)의 이동과정에서 가드레일(50)을 가압하여 가드레일(50)의 형상을 가변시켜 충격에너지를 흡수한다.
구체적으로 설명하면, 가압부재(60)는 가드레일(50) 후단의 절개홀(51)에 삽입되어 가압부재(60)의 전단부가 가드레일(50)의 브릿지면(52)에 맞닿아 있다. 이 상태에서 가드레일(50)이 후방으로 이동하면, 가압부재(60)의 전단부가 브릿지면(52)을 가압한다. 가드레일(50)의 브릿지면(52)은 폭이 작은 중앙영역이 가압부재(60)의 전단부에 의해 절단된다. 가드레일(50)의 브릿지면(52)의 절단에너지만큼 충격에너지가 1차적으로 흡수된다. 절단된 브릿지면(52)은 가압부재(60)의 전단부에 의해 밀쳐져 각각 바깥쪽으로 절곡된다. 가드레일(50)의 브릿지면(52)의 절곡에너지만큼 충격에너지가 2차적으로 흡수된다. (도 6에 도시된 화살표 참고)
이와 같은 방식으로 가드레일(50)의 브릿지면(52)들이 연속적으로 절단 및 절곡되면서 충격에너지를 흡수한다. 전면 포스트(20)에서 후면 포스트(30)를 향하는 방향으로 갈수록 가드레일(50)이 충격에너지를 많이 흡수하는 재질로 형성되어 차량에 큰 충격을 주지 않으면서 차량에 가해지는 충격에너지를 단계적으로 흡수한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치를 자세히 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 융합형 도로용 충격흡수장치는 가드레일(50)에 슬릿(53)이 추가된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있고 나머지 구성은 제1실시예와 동일하다. 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
[가드레일(50)]
가드레일(50)은 기본적으로 제1실시예와 동일하다.
다만, 도 7에 도시된 바와 같이, 브릿지면(52)의 상부영역 및 하부영역 각각에 슬릿(53)이 복수 개가 형성된다는 점에서 차이가 있다. 여기서, 슬릿(53)의 길이는 브릿지면(52)의 상부영역 및 하부영역의 길이보다 작게 형성된다.
상부영역에 형성된 복수 개의 슬릿(53)은 서로 이격되며, 절개홀(51)의 상측면과 동일선상에 위치되며, 절개홀(51)의 위쪽으로 절개홀(51)과 나란히 배치된다.
하부영역에 형성된 복수 개의 슬릿(53)은 서로 이격되며, 절개홀(51)의 하측면과 동일선상에 위치되며, 절개홀(51)의 아래쪽으로 절개홀(51)과 나란히 배치된다.
상부영역에 형성된 복수 개의 슬릿(53)이 절개홀(51)의 상측면과 동일선상에 위치되며, 하부영역에 형성된 복수 개의 슬릿(53)이 절개홀(51)의 하측면과 동일선상에 위치됨으로써, 가드레일(50)의 이동과정에서 절단된 브릿지면(52)이 계획한 양만큼 정확하게 연속적으로 바깥쪽으로 접힐 수 있다.
한편, 슬릿(53)의 길이를 조절하여 절곡에너지를 조절함으로써, 흡수되는 충격에너지를 조절할 수 있다.
즉, 각 가드레일(50)의 전방에서 후방으로 갈수록 슬릿(53)의 길이는 길어질 수 있다. 이로 인해, 가압부재(60)가 진입하는 후방쪽이 전방쪽보다 절곡되기 쉽고, 전방으로 갈수록 점점 접히기 어려워 충격에너지의 흡수량을 단계적으로 증가시킬 수 있다.
또는, 슬릿(53)의 길이는 가드레일(50)마다 서로 다를 수 있다. 전면 포스트(20)에서 후면 포스트(30)를 향하는 방향으로 갈수록 가드레일(50) 각각에 형성된 슬릿(53)의 길이는 짧아진다. 따라서 전방쪽 가드레일(50)이 후방쪽 가드레일(50)에 포개지면서 후방으로 이동할수록 점점 접히기 어려워 점점 충격에너지를 많이 흡수하게 된다.
10: 슬라이딩 레일 20: 전면 포스트
30: 후면 포스트 40: 중간 포스트
50: 가드레일 51: 절개홀
52: 브릿지면 53: 슬릿
60: 가압부재 70: 이격헤드

Claims (5)

  1. 지면에 고정되는 슬라이딩 레일; 상기 슬라이딩 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 차량의 충격에 의해 이동되는 전면 포스트; 지면에 고정되는 후면 포스트; 상기 슬라이딩 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 상기 전면 포스트와 상기 후면 포스트 사이에 위치되고, 상호 이격되어 배치되는 복수의 중간 포스트; 상기 전면 포스트와 상기 복수의 중간 포스트 각각에 결합되어 상기 전면 포스트와 상기 복수의 중간 포스트 각각의 이동에 따라 이동되어 상호 겹쳐질 수 있는 복수 개의 가드레일; 상기 후면 포스트와 상기 복수의 중간 포스트 각각에 결합된 복수 개의 가압부재; 및 상기 가압부재에 결합되며 상기 가드레일에 대해 이격되어 배치되는 이격헤드를 포함하며,
    상기 가드레일에는 미리 결정된 간격에 따라 상호 이격되어 배치된 복수 개의 절개홀이 길이방향으로 형성되고, 서로 이웃하는 상기 절개홀 사이에는 브릿지면이 형성되며,
    차량의 충격에 의한 상기 가드레일의 이동과정에서, 상기 가압부재가 서로 이웃하는 상기 절개홀 사이에 배치된 브릿지면을 연속적으로 절단하고, 절단된 브릿지면을 바깥쪽으로 절곡시키면서,
    상기 가드레일의 브릿지면의 절단에너지로 인해 차량의 충격에너지가 1차적으로 흡수되고, 상기 가드레일의 브릿지면의 절곡에너지로 인해 차량의 충격에너지가 2차적으로 흡수되며,

    상기 브릿지면의 상부영역에는 상기 절개홀의 상측면과 동일선상에 배치된복수 개의 슬릿이 서로 이격되게 형성되며,
    상기 브릿지면의 하부영역에는 상기 절개홀의 하측면과 동일선상에 배치된 복수 개의 슬릿이 서로 이격되게 형성되어,
    상기 가드레일의 이동과정에서 절단된 상기 브릿지면이 상기 복수 개의 슬릿을 기준으로 계획된 양만큼 연속적으로 바깥쪽으로 접힐 수 있게 한 것을 특징으로 하는 융합형 도로용 충격흡수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브릿지면은, 중앙영역에서 상측영역 및 하측영역으로 갈수록 면적이 커지는 모래시계(hourglass) 형상으로 형성되며,
    상기 가압부재의 전단부는, 상측영역 및 하측영역에서 중앙영역으로 갈수록 길이가 길어지는 첨두형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 융합형 도로용 충격흡수장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이격헤드는,
    상기 가압부재에 결합되는 결합용 몸체; 및
    상기 결합용 몸체에 연결되며, 상기 결합용 몸체에서 이격되는 방향으로 갈수록 상기 가드레일에 근접하도록 비스듬하게 배치되는 경사 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 도로용 충격흡수장치.
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