KR101869058B1 - 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 레일과 강성보강판의 소성변형 및 다중의 완충구조를 통해 차량 충돌시 충격을 효과적으로 완화하고, 레일을 지주에 장착하는 고정볼트를 외부에서 손쉽게 체결하면서도 고정볼트가 돌출되지 않는 구조를 채택하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 하단이 지중에 삽입되어 고정되는 지주; 상기 지주에 고정볼트에 의해 결합될 수 있도록 체결공이 형성된 연결부와, 상기 연결부를 기준으로 높이방향 상부와 하부가 도로측을 향하여 돌출된 상부돌부와 하부돌부를 구비하되, 상기 상부돌부와 하부돌부의 돌출된 길이가 차등되게 형성되는 레일; 및 일단은 상기 레일과 지주 사이에서 개재되어 상기 고정볼트가 삽입되는 관통공을 구비하고, 타단은 상기 상부돌부 또는 하부돌부를 향하여 절곡되되, 그 끝단은 상기 상부돌부 또는 하부돌부에 접촉 또는 인접하게 배치되는 강성보강판;을 포함한다.

Description

상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일{GUARD RAIL FOR MULTISTAGE SHOCK ABSORPTION BY RAIL HAVING VERTICALLY ASYMMETRICAL SHAPE}

본 발명은 가드레일에 관한 것으로, 자세하게는 레일과 강성보강판의 소성변형 및 다중의 완충구조를 통해 차량 충돌시 충격을 효과적으로 완화하고, 레일을 지주에 장착하는 고정볼트를 외부에서 손쉽게 체결하면서도 고정볼트가 돌출되지 않는 구조를 채택하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일에 관한 것이다.

차량이 통행하는 도로의 중앙 또는 갓길 양측에 설치되는 가드레일은 운행하는 차량의 중앙선 침범이나 도로 이탈, 보도 진입 또는 추락방지를 위한 안전설비로써, 통상적으로 일정간격으로 설치되는 지주와, 상기 지주를 가로방향으로 연결하며 연속적으로 설치되는 레일로 구성되는 울타리 형태를 갖게 된다.

이러한 가드레일은 기본적으로 정상적인 경로를 벗어난 차량의 이탈을 제한하여 2차 사고를 방지하는 기능을 수행하게 되며, 차량의 충돌시 소성변형을 통해 충돌 에너지를 흡수함으로써 차량의 파손 및 탑승자의 상해를 줄일 수 있는 구조로 개발되고 있다.

하지만, 가드레일 설치에 따른 비용대비 구조, 재질적인 한계로 인해 충격에너지의 흡수에 한계가 있으므로, 고속으로 주행하는 차량의 충돌시 과도한 충격으로 인한 차량 파손 및 운전자의 상해가 여전히 발생할 수 밖에 없다.

특히 지주와 레일을 비롯한 완충 구조체에 대하여 볼트 및 너트를 활용한 결합·고정과 더불어 체결수단의 선단이 외측으로 돌출되는 구조 등으로 인해 차량 충돌시 파손된 가드레일 구조체에 차량이 걸리거나, 일반 승용차 기준으로 설치되어 차고가 높은 SUV나 버스, 화물차량의 충돌시 차량이 지주 및 가드레일을 타고 넘어가서 2차 사고나 전복이 발생하여 인명사고 피해가 발생하는 등 안전을 위해 설치되는 가드레일의 역할이 원활치 않은 문제점이 제기되어 왔다.

이의 해결을 위해 종래에 설치된 가드레일의 높이조절이나 강도 보강 작업을 비롯하여 가드레일 완충구조 및 안전성 확보를 위한 연구개발이 진행되고 있으나, 가드레일의 보강작업은 설치된 지주와 기존 가드레일을 교체하는 방식으로 이루어져 교체비용이 매우 높고, 연구 개발된 성과물들 또한 보강구조가 다소 복잡하여 생산, 설치, 보수가 쉽지 않고 비용 역시 많이 소요되어 실질적인 현장적용이 여의치 않은 상황이다.

대한민국 등록특허 제10-1250534호(2013.03.28)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 상하 비대칭 구조를 갖는 2개의 레일과 각 레일에 대응되는 강성보강판의 소성변형 및 다중의 완충구조를 통해 차량 충돌시 충격을 효과적으로 완화하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 레일을 지주에 장착하는 고정볼트를 외부에서 손쉽게 체결하면서도 고정볼트가 돌출되지 않는 구조를 채택하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일에 관한 것으로, 하단이 지중에 삽입되어 고정되는 지주; 상기 지주에 고정볼트에 의해 결합될 수 있도록 체결공이 형성된 연결부와, 상기 연결부를 기준으로 높이방향 상부와 하부가 도로측을 향하여 돌출된 상부돌부와 하부돌부를 구비하되, 상기 상부돌부와 하부돌부의 돌출된 길이가 차등되게 형성되는 레일; 및 일단은 상기 레일과 지주 사이에서 개재되어 상기 고정볼트가 삽입되는 관통공을 구비하고, 타단은 상기 상부돌부 또는 하부돌부를 향하여 절곡되되, 그 끝단은 상기 상부돌부 또는 하부돌부에 접촉 또는 인접하게 배치되는 강성보강판;을 포함한다.

그리고 상기 하부돌부는 상부돌부에 비해 상대적으로 도로측을 향하여 더 돌출되고, 상기 상부돌부와 하부돌부의 끝단은 차량에 의한 충격시에 그 끝단이 각각의 내부방향으로 변형될 수 있도록 내측으로 절곡 형성된다.

또한 상기 상부돌부 또는 하부돌부의 도로측 돌출면에는 횡방향으로 연속적인 홈부가 형성되고, 상기 강성보강판의 타단은 차량에 의한 충격시에 상기 홈부의 곡면을 따라 변형되며 충격을 흡수할 수 있도록 상기 홈부의 횡방향 중심에 대해 어긋나게 배치된다.

그리고 상기 강성보강판의 일단은 'ㄷ' 형태로 절곡되어 상기 지주와 레일 사이에 완충공간을 형성한다.

아울러, 상기 체결공 또는 관통공에는, 상기 고정볼트의 외경보다 상대적으로 작아지도록 상하방향으로 돌출된 한 쌍의 돌기가 적어도 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상하 비대칭 구조를 갖는 2개의 레일과 각 레일에 대응되는 강성보강판의 소성변형 및 다중의 완충구조를 통해 차량 충돌시 충격을 효과적으로 완화하여 탑승자 및 차량의 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 레일을 지주에 장착하는 고정볼트를 외부에서 손쉽게 체결하면서도 고정볼트가 돌출되지 않는 구조를 채택함으로서, 체결 작업이 편리함과 아울러, 차량의 충돌시에 고정볼트에 의한 차량 걸림이나 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가드레일의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 실시예에 따른 가드레일의 구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 가드레일의 구성을 도시한 분해사시도,
도 4 내지 7은 차량의 충돌시 가드레일의 변형에 의한 충격흡수 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일의 구조를 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일의 구성을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 가드레일의 구성을 도시한 분해사시도이다. 그리고 도 4 내지 7은 차량의 충돌시 가드레일의 변형에 의한 충격흡수 과정을 도시한 도면이다.

본 발명은 기본적으로 하단이 바닥면에 고정된 지주(10) 및 상기 지주(10)에 횡방향으로 결합하는 레일(20)로 이루어지는 울타리(펜스) 형태의 가드레일로써, 지주(10) 및 레일(20)의 주요 구성을 구비하게 된다.

상기 지주(10)는 강관으로 이루어져 지면에 수직으로 박히며 도로를 따라 일정 간격으로 설치된다. 도로환경에 적합한 다양한 규격으로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 원형 또는 사각 규격의 강관을 사용할 수 있다. 이때 외부에서 충격발생시 상기 지주(10)와 지면의 접촉부에 응력이 집중되어 파손될 수 있으므로 지주(10)와 지면의 접촉부에 상기 지주(10) 외측을 두르거나 내측에 삽입되는 파이프 형태의 보강부(11)를 더 설치할 수 있다.

레일(20)은 상기 지주(10)의 전면에 횡방향으로 장착되어 울타리를 이루는 구조체로서 도로측에 노출된다. 이러한 레일(20)은 1개로 구성될 수도 있고, 또는 본 실시예에서와 같이, 동일 구조를 갖는 2개가 평행하게 배치되어 지주(10)의 상부와 하부에 일정 간격 이격되게 장착될 수도 있으며, 이러한 구성에 의해 레일(20) 사이는 개방된 공간을 갖게 된다.

본 실시예에 따른 레일(20)은, 연결부(21), 상부돌부(22) 및 하부돌부(23)로 구성된다. 상기 연결부(21)에는 고정볼트(B)가 통과할 수 있는 체결공(21a)이 형성되어 상기 지주(10)에 고정볼트(B)에 의해 고정된다. 이때 상기 체결공(21a)에는 상기 고정볼트(B)의 외경보다 상대적으로 작아지도록 상하방향으로 돌출된 한 쌍의 돌기(21b)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 돌기(21b)가 하나 형성되어 체결공(21a)의 중앙에 형성된 구성이 예시되어 있으나, 상기 한 쌍의 돌기(21b)는 2개 이상 형성될 수 있다.

이는 차량 충돌시 고정볼트(B)와 너트(N)로 체결된 레일(20)에 가해지는 충격을 완화하기 위한 구성으로, 레일(20)에 충돌하는 차량에 의한 충격력이 가해져 레일(20)이 소성변형될 때 상기 고정볼트(B)가 돌기(21b)에 의한 저항을 극복하여 통과하고 이에 따라 레일(20)이 슬라이드 이동되면서 차량의 충격력을 흡수하기 위함이다.

그리고 상기 레일(20)에는, 상기 연결부(21)를 기준으로 높이방향 상부와 하부에 도로측을 따라 돌출된 상부돌부(22)와 하부돌부(23)가 형성된다. 이러한 상부돌부(22)와 하부돌부(23)는 상기 연결부(21)와 일체로 된 판재를 절곡함에 의해 형성되는 것이 바람직하며, 상기 상부돌부(22)와 하부돌부(23)의 돌출된 길이는 서로 차등되게 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하부돌부(23)가 상부돌부(22)에 비해 상대적으로 도로측을 향해 더 돌출되게 형성될 수도 있지만, 상부돌부(22)가 하부돌부(23)에 비해 더 돌출되게 형성될 수도 있다.

이러한 상부돌부(22)와 하부돌부(23)는 대략 'ㄷ' 형상으로 형성되고, 본 실시예와 같이, 상부돌부(22)와 하부돌부(23)의 끝단은 차량에 의한 충격시에 그 끝단이 각각의 내부방향으로 변형될 수 있도록 내측으로 절곡 형성된다. 즉, 차량 충격시 상부돌부(22)와 하부돌부(23)의 끝단이 외부방향으로 변형된다면, 그 끝단에 의해, 심지어 그 끝단이 비산되는 경우 차량의 파손이 심화될 수 있고, 일단 소성변형이 발생된 후에는 특별히 외부 충격을 흡수할 수 없게 되므로, 이 두가지 현상을 방지하기 위하여 상부돌부(22)와 하부돌부(23)의 끝단을 내부방향으로 절곡하는 것이다.

또한 상부돌부(22) 또는 하부돌부(23)의 도로측 돌출면에는 횡방향으로 연속적인 홈부(24)가 형성된다. 본 실시예에서는 하부돌부(23)에 비해 상대적으로 적게 돌출된 상부돌부(22)의 도로측 돌출면에 상기 홈부(24)가 형성된 것으로 예시되었지만, 하부돌부(23)에도 형성될 수 있다. 이러한 홈부(24)는 강도 향상을 위해 중앙에 횡 방향으로 연속적으로 형성되는 것으로, 충격에 의한 레일(20) 변형시 변형이 중앙부분에서 발생하도록 유도함으로 불규칙한 형태의 파손으로 인한 차량 파손 및 탑승자 상해를 방지하게 된다.

특히 본 실시예에서 상부돌부(22)에 상기 홈부(24)를 형성한 것은, 상부돌부(22)를 향하여 연장된 강성보강판(30)의 변형 방향을 유도하여 레일(20)이 강성보강판(30)과 더불어 차량의 충격에 대한 흡수량을 증가시키기 위함이다.

이러한 강성보강판(30)은, 레일(20)과 지주(10) 사이에 개재되어 레일(20)과 함께 변형되면서 차량의 충격을 효율적으로 흡수하기 위한 구성으로서, 그 일단은 상기 레일(20)과 지주(10) 사이에서 개재되어 상기 고정볼트(B)가 삽입되는 관통공(31)을 구비하고, 그 타단은 상기 상부돌부(22) 또는 하부돌부(23)를 향하여 절곡되되, 그 타단의 끝단은 상기 상부돌부(22) 또는 하부돌부(23)에 접촉 또는 인접하게 배치된다.

이때 상기 강성보강판(30)의 일단은 'ㄷ' 형태로 절곡되어 상기 지주(10)와 레일(20) 사이에 완충공간(S)을 형성하는 것이 바람직하다. 이는 이러한 완충공간(S)을 통해 고정볼트(B)가 체결되고, 이때 'ㄷ' 형태의 강성보강판(30)은 미세하게 굽혀지므로, 상기 강성보강판(30)에 의한 완충공간(S)이 스프링와셔와 유사한 기능을 수행하게 되어 상기 레일(20)을 보다 견고히 파지할 수 있게 된다. 그리고 이를 통해 차량 충돌시 체결공(21a)의 돌기(21b)를 고정볼트(B)가 통과할 때 상기 고정볼트(B)에 더 많은 저항이 가해지게 하여 레일(20)과 강성보강판(30)의 초기 변형이 경과한 후에 최종적으로 레일(20)에 의한 충격흡수가 가능하게 한다.

아울러, 상기 강성보강판(30)의 타단은 지주(10)에 면접촉한 상태에서 상부돌부(22)를 향하여 절곡되어 그 끝단은 상부돌부(22)의 돌출된 면의 배면에 접촉하거나 인접하게 배치된다. 이때 상기 강성보강판(30)의 타단은 차량에 의한 충격시에 상기 홈부(24)의 곡면을 따라 변형되며 충격을 흡수할 수 있도록 상기 홈부(24)의 횡방향 중심에 대해 어긋나게 배치되는 것이 바람직하다.

다음으로 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 가드레일의 작용에 대해 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 차량이 가드레일에 충돌하면 일반적으로 하부돌부(23)에 1차적으로 충격이 가해지고, 이에 따라 하부돌부(23)는 지주(10)방향으로 밀리면서 하부돌부(23)의 끝단이 지주(10)에 닿으면서 그 절곡된 형상에 의해 하부돌부(23)의 내부방향으로 변형이 유도된다. 이 과정을 통해 차량의 충격을 1차적으로 흡수한다.

이 후, 차량이 상부돌부(22)에 충돌하면 횡방향으로 연속적으로 형성된 홈부(24)에 의해 레일(20)의 변형이 중앙부분에서 발생되도록 유도되고, 이에 의해 불규칙한 파손으로 인한 차량 파손 및 탑승자 상해가 방지된다.

그리고 홈부(24)의 변형에 따라 상부돌부(22)가 후방으로 변형되면 홈부(24)에 강성보강판(30)의 끝단에 외력이 가해지는데, 상기 강성보강판(30)의 끝단이 홈부(24)의 횡방향 중심에 대해 어긋나게 배치되어 있으므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 충격시에 홈부(24)의 곡면을 따라 변형되며 충격을 흡수하게 된다.

또한 이 상태가 되면 하부돌부(23)와 상부돌부(22)가 함께 변형되면서 충격 흡수량이 현저히 증가하게 되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부돌부(23)의 끝단이 지주(10)를 따라 이동되며 변형되다가 강성보강판(30)의 일단에 접촉하게 되면 이동이 제한되면서 다시 한번 저항으로 작용하며, 강성보강판(30)의 타단도 상부돌부(22)가 변형됨과 함께 좌굴되면서 충격을 흡수하게 된다.

아울러, 도 7에 도시된 바와 같이, 체결공(21a)에 삽입되어 있는 고정볼트(B)가 돌기(21b)에 의한 저항을 극복하며 이동하면서 다시 한번 충격량을 흡수할 수 있게 된다. 더구나 앞서 설명한 바와 같이, 강성보강판(30)에 의한 완충공간(S)이 스프링와셔와 유사한 기능을 수행하게 되어 레일(20)이 고정볼트(B)에 의해 보다 견고하게 파지하고 있으므로, 차량 충돌시 체결공(21a)의 돌기(21b)를 고정볼트(B)가 통과할 때 상기 고정볼트(B)에 더 많은 저항이 가해지게 하여 레일(20)과 강성보강판(30)의 초기 변형이 경과한 후에 최종적으로 레일(20)에 의한 충격흡수가 가능하게 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10 : 지주 11 : 보강부
20 : 레일 21 : 연결부 22 : 상부돌부
23 : 하부돌부 24 : 홈부
30 : 강성보강판 31 : 관통공
B : 고정볼트 S : 완충공간

Claims (5)

1. 하단이 지중에 삽입되어 고정되는 지주(10);
   상기 지주(10)에 고정볼트(B)에 의해 결합될 수 있도록 체결공(21a)이 형성된 연결부(21)와, 상기 연결부(21)를 기준으로 높이방향 상부와 하부가 도로측을 향하여 돌출된 상부돌부(22)와 하부돌부(23)를 구비하되, 상기 상부돌부(22)와 하부돌부(23)의 돌출된 길이가 차등되게 형성되는 레일(20); 및
   일단은 상기 레일(20)과 지주(10) 사이에서 개재되어 상기 고정볼트(B)가 삽입되는 관통공(31)을 구비하고, 타단은 상기 지주(10)에 면접촉한 상태에서 상기 상부돌부(22) 또는 하부돌부(23)의 도로측 돌출면을 향하여 절곡되되, 그 끝단은 상기 상부돌부(22) 또는 하부돌부(23)의 도로측 돌출면의 배면에 접촉 또는 인접하게 배치되는 강성보강판(30);을 포함하고,
   상기 상부돌부(22) 또는 하부돌부(23)의 도로측 돌출면에는 횡방향으로 연속적인 홈부(24)가 형성되며,
   상기 강성보강판(30)의 타단은 차량에 의한 충격시에 상기 홈부(24)의 곡면을 따라 변형되며 충격을 흡수할 수 있도록 상기 홈부(24)의 횡방향 중심에 대해 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부돌부(23)는 상부돌부(22)에 비해 상대적으로 도로측을 향하여 더 돌출되고, 상기 상부돌부(22)와 하부돌부(23)의 끝단은 차량에 의한 충격시에 그 끝단이 각각의 내부방향으로 변형될 수 있도록 내측으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 강성보강판(30)의 일단은 'ㄷ' 형태로 절곡되어 상기 지주(10)와 레일(20) 사이에 완충공간(S)을 형성하는 것을 특징으로 하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일.
5. 제1항에 있어서,
   상기 체결공(21a) 또는 관통공(31)에는, 상기 고정볼트(B)의 외경보다 상대적으로 작아지도록 상하방향으로 돌출된 한 쌍의 돌기(21b)가 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 상하 비대칭 구조를 갖는 레일을 통한 다단의 충격 흡수 가능한 가드레일.

Images