KR101469749B1 - 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 중앙분리대 또는 편측 보차도 경계부에 설치된 각종 도로시설물에 설치되어 자체적으로 단계별 충격을 흡수 및 완충 기능을 겸비한 충격흡수장치를 제공하여 차량충돌로 인한 충격을 효과적으로 완화시켜 차량의 충돌에 의한 각종 시설물들의 파손방지 및 손괴를 최소화 시키는 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치에 관한 것이다.
본 발명은 충격을 흡수하기 위한 충격흡수장치를 포함하는 시설물 보호용 충격흡수장치로서, 상기 충격흡수장치는 충돌에 따른 단계별 충격 흡수를 위한 2단 이상의 분리된 내부 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 시설물 보호용 충격흡수장치를 개시한다.

Description

어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치{Device for absorbing impact gradually}

본 발명은 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 도로의 중앙분리대 또는 편측 보차도 경계부에 설치된 각종 도로시설물에 설치되어 자체적으로 단계별 충격을 흡수 및 완충 기능을 겸비한 충격흡수장치를 제공하여 차량충돌로 인한 충격을 효과적으로 완화시켜 차량의 충돌에 의한 각종 시설물들의 파손방지 및 손괴를 최소화 시키고 충돌한 차량이 본래의 주행방향으로 복원 가능하게 유도할 수 있도록 하는 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 운행이 증가함에 따라 다발적인 교통사고가 발생되고 기존의 안전시설로는 감당하기 어렵다. 도로 교량입구 교차로 구간의 시설물에 충돌사고를 예방하기 위하여 난간 및 안전시설을 하고 있으나 기존의 방법으로는 완벽하지 못하여 지속적인 사고가 발생하고 있다.

지금까지 우리나라의 대부분의 교량의 난간은 알루미늄으로 설계 시공을 하는 실정이다. 그러나 이러한 알루미늄의 난간은 차량의 충격에 매우 약해 강이나 절벽으로 자동차가 추락하는 사고가 많이 발생하였다. 단가도 철에 비해 비싸기 때문에 난간 훼손 시 투입하는 공사비는 적지 않게 소요되고 있다. 그리고 자동차 충돌 시 충격흡수 기능이 전혀 없기 때문에 알루미늄 난간의 보수비는 더욱더 가중되고 있는 실정이다.

또한, 기존에는 알루미늄 난간을 대부분 설치하였는데 이러한 알루미늄 난간은 자동차가 충돌할 때 충격흡수력의 부족으로 난간이 파손될 뿐만 아니라, 자동차의 파손이 심하게 발생하였다.

근래에 들어 도로에 설치된 도로용 방호책은 수평부재의 두께에 따라 일정량의 충격을 흡수하는 수평난간과 주된 충격을 감소시키는 수직부재로 구성되어 있어서 차량 충돌에 의한 충격의 대부분이 수직부재의 강성에 의존할 수밖에 없어 적절한 차량의 충돌로부터 도로 시설물의 피해를 최소화하기에는 역부족인 여러 문제점이 있었다.

또한, 도로에 설치된 각종 시설물을 보호하기 위해서는 수직부재 설치를 위한 별도의 공간과 비용이 발생하고 있는 실정이기 때문에, 이러한 구조적 문제와 예산 부족으로 인해 방음벽이나 방음터널, 교통안내 시설 및 교통안전시설물 등 각종 도로 시설물들이 차량 충돌로부터 보호받지 못하는 실정이며 이로 인한 경제적 손실이 가중되고 있다.

등록실용신안공보 Y1 20-0234810호 (2001. 09. 28)

상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 본 발명의 목적은 최초의 충돌이 발생하는 수평부재의 강성을 강화시키되, 자체가 충격에 의한 단계적인 소성 변형을 하여 충격을 흡수하도록 하는 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 충격 전달용 리브가 달린 일체형 외측프로파일 단면을 만들어 충격흡수를 시행하고, 외측프로파일의 변위가 일정량이 되었을 때 그 충격을 더 완화시키기 위해 여러 개의 리브를 갖는 일체형 또는 분리 결합형 내부 단면을 만들어 순차로 충격을 흡수시키며, 2차 변위 후 추가적인 충격 흡수를 위해 일체형 또는 분리된 원형 단면을 만들어 충격을 흡수함과 동시에 트러스 구조형태의 지지기반을 둔 여러 개의 리브를 통한 지지 및 충격 흡수가 가능하도록 구성하는 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치를 제공하기 위함이다. 덧붙여 상기 외측프로파일의 단면 두께를 순차적으로 변하게 하여 점진적이고 순차적인 에너지 소산을 유도하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 수평난간과 도로 시설물과의 연결을 위한 연결부재 사이에 완충효과를 기대하기 위한 고밀도 내진용 고무패드를 삽입하여 충격흡수장치와 지주로 전달되는 충격을 완화 시키도록 하는 단면을 제공하는 시설물 보호용 충격흡수장치를 제공하기 위함이다.

본 발명은 또한, 별도의 수직부재가 필요 없도록 도로시설물에 직접 부착할 수 있는 구조를 제공하기 위함이다.

본 발명은 또한, 도로시설물과 직접 부착하는 부위의 충격 완화를 위해 충격완화 수단을 제공하기 위함이다.

본 발명은 또한, 충격흡수장치를 위한 별도의 기초시설물이나 수직부재의 사용을 최소화하여 경제적인 이익을 도모하기 위함이다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 충격을 흡수하기 위한 충격흡수장치로서, 상기 충격흡수장치는 충돌에 따른 단계별 충격 흡수를 위한 2단 이상의 분리된 내부 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 시설물 보호용 충격흡수장치를 개시한다.

상기 충격흡수장치는 고정연결구에 의하여 상기 시설물에 고정되고, 상기 고정연결구와 상기 충격흡수장치의 사이에 설치되어 충돌에 따른 충격력을 완화시키는 완충부재를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 완충부재는 고밀도 내진용 고무패드임을 특징으로 할 수 있다.

상기 충격흡수장치는 여러 개의 리브 일체형 내부 단면을 갖는 이중 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 충격흡수장치는 외측벽에서 내부로 연장되는 보강리브는 내부격벽에서 내부로 연장되는 상기 보강리브와 동일선상에 배치되지 않고 서로 어긋나게 배치되어, 상기 리브가 형성된 상기 외측벽이 찌그러지면서 상기 리브가 내부격벽을 안쪽으로 밀면서 충격을 흡수하면서 안쪽으로 에너지를 전달하고, 상기 리브에 의한 상기 내부 하우징의 변형이 일어난 후, 상기 내부 하우징의 단면 변위에 저항하는 여러 개의 리브가 변형되면서 충격을 흡수하도록 이루어지며, 트러스 구조 형태의 일체형 리브 단면이 추가로 충격을 흡수하며 상기 리브들의 내측으로 강성보강재가 위치하여 충격 에너지에 저항하며 소성 변형에 의하여 에너지를 소산하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 충격흡수장치는 외측에 형성되어 충돌에 따른 충격을 흡수하기 위한 제1 하우징과; 상기 제1 하우징의 내부에 결합되어 충격에 따른 변위 방지를 위한 여러 개의 일체형 리브와, 트러스 구조 형태의 일체형 리브 단면을 가지며 추가로 충격을 흡수하기 위한 제2 하우징과; 상기 제2 하우징의 내부에 결합되어 강성을 확보하고, 변형에 의하여 에너지를 소산시키는 제3 하우징; 및 상기 제3 하우징의 내부에 설치되어 충격을 흡수하기 위한 강성보강재를 더 포함하되 상기 강성보강재에는 내측으로 원형 단면 리브돌기가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1 하우징은 내부 안쪽에서 중심부 방향으로 돌출되어 그 끝단에 돌기부를 갖는 지지돌기가 형성됨을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2 하우징의 리브는 상기 제3 하우징이 삽입 고정되기 위한 반호형태의 리브살과; 상기 리브살에 의해 지지되며 상기 제3 하우징을 거치시키는 보강리브가 형성됨을 특징으로 할 수 있다.

상기 충격흡수장치는 외측벽과 내부격벽으로 형성되는 일체형의 원형 단면을 가지는 다단 하우징과; 상기 외측벽과 내부격벽의 사이에 2개 이상의 보강리브와; 상기 내부격벽의 안쪽에 보강리브가 연결 형성되는 중심보강살을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 상기 중심보강살 내측으로 강성을 위한 강성보강재가 더 설치됨을 특징으로 할 수 있다.

상기 외측벽의 단면 두께보다 내부격벽의 단면 두께가 더 두껍게 형성되고, 상기 외측벽을 연결하는 보강리브는 적어도 2개 이상 형성하되, 차량 1차 충격 후에 두께가 얇은 외측벽의 변위에 대응하여 2차 충격에 따른 두께가 두꺼운 내부격벽의 강성에 의해 충격력을 더 흡수할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 수평난간이 자체적인 단면 구조에 의해 차량 충돌로 인한 충격을 대부분 흡수할 수 있어 도로시설물의 기둥부재에 전달되는 충격을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한, 난간의 강성이 단계별로 증대되기에 변위에 따른 흡수 방식이 점점 강성에 의한 저항으로 변하여 차량 충돌 시 차량의 이탈 또는 과도한 반발운동을 동시에 방지하는 효과가 있다.

또한, 설치공간의 협소 또는 경제적인 이유로 인해 설치하지 못한 각종 도로시설물들을 보호해 줌으로 인해 차량충돌로 인한 직/간접적인 손실을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시 예가 적용된 도로 시설물을 보인 도면임.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치의 제1 실시 예를 보인 도면임.
도 2는 본 발명에 의한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 도로 시설물 보호용 충격흡수장치의 제1 실시 예의 평면을 도시한 도면임.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예의 단면을 도시한 도면임.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 충격흡수장치를 확대 도시한 도면임.
도 5는 본 발명인 단계별 충격흡수 기능을 갖는 도로 시설물 보호용 충격흡수장치의 제2 실시 예의 단면을 도시한 도면임.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예의 단면을 도시한 도면임.
도 7 내지 도 12는 본 발명인 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치의 제4 실시 예를 도시한 도면임.
도 7는 본 발명의 제4 실시 예의 단면도임.
도 8은 도 7의 분해도임.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 강성보강재를 결합한 것을 보인 도면임.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 제4 실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면임.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예가 최초 충돌 시 작동하는 상태를 보인 단면도임.
도 11은 본 발명의 제4 실시 예가 최초 충돌 이후 작동하는 상태를 보인 단면도임.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 강성보강재가 결합된 상태에서 작용을 보인 도면임.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

이하에서는 차량이 충돌하는 방향을 정면 또는 전방으로 하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시 예가 적용된 도로 시설물을 보인 것이다.

본 발명은 도로 시설물에 적용되는 것으로서 이하에서 설명하는 각 실시 예는 도로의 중앙분리대 또는 편측 보차도 경계부 등에 설치된 시설물(10) 등에 설치된다. 상기 시설물(10)은 주로 도로 시설물일 것이나 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며 어떠한 형태라도 충격을 받을 수 있는 구조라면 본 발명은 적용될 수 있다. 본 발명인 시설물 보호용 충격흡수장치는 시설물 지주(11)에 고정되기 위한 고정연결구(110)와; 상기 고정연결구(110)의 전방에 설치되어 예를 들면 차량 등의 충돌에 따른 충격을 흡수하기 위한 충격흡수장치(A)를 포함하여 구성된다. 상기 충격흡수장치(A)는 이하에서 제시하는 바와 같이 다양한 실시 예로써 적용될 수 있으나, 도 1에는 후술하는 제4 실시 예가 도시된 것이다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치의 제1 실시 예를 보인 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 도로 시설물 보호용 충격흡수장치의 제1 실시 예의 평면을 도시한 것이다. 참고로, 후술하는 제2 내지 제4 실시 예의 경우에도 평면도는 동일하다.

상기 고정연결구(110)는 상기 충격흡수장치(A)를 도로 시설물에 고정 설치하기 위한 것으로, 도로 시설물(10)의 지주(11) 하단 일정 높이 정도에서 용접 또는 볼트(B10)에 의해 결합되도록 설치된다. 필요에 따라서는 이격고정부재(12)를 상기 지주(11)와 상기 고정연결구(110)의 사이에 배치하여 현장 여건에 맞게 시공하거나 설계에 반영할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예의 단면을 도시한 것이다.

상기 고정연결구(110)의 전방에는 상기 충격흡수장치(A)가 볼트(B20)에 의해 결합되도록 설치된다. 이때 상기 충격흡수장치(A)를 결합하는 수단은 장볼트가 바람직하나, 연결 구조에 따른 다른 어떠한 형태의 연결 고정수단이여도 무방하다.

한편, 상기 고정연결구(110)와 충격흡수장치(A)의 사이에는 차량 충돌에 따른 충격력을 완충시켜 시설물에 전달되는 충격력을 최소화하기 위한 완충부재(120)를 더 설치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 완충부재(120)는 완충 기능의 극대화를 위한 고밀도 내진용 고무패드로 설치할 수 있다.

본 발명에 의한 본 실시 예의 가장 큰 특징은 상기 충격흡수장치(A)의 단면이 순차적이면서 효율적으로 에너지를 흡수하기 위한 구조라는 것이다.

이를 보다 구체적으로 도 4로서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 충격흡수장치를 확대 도시한 것이다.

우선 본 발명에 따른 본 실시 예의 구성상 특징은, 상기 충격흡수장치(A)가 외측벽(131)과 내부에 형성되는 하나 이상의 내부격벽(132)을 가지되, 상기 외측벽(131)과 상기 내부격벽(132)이 일체형이면서 크기가 다른 반호 단면을 가지는 다단 하우징(130)을 포함하고, 상기 외측벽(131)과 내부격벽(132)의 사이에 방사형태의 다수의 보강리브(133)가 연결된다는 것이다. 이러한 구조를 통하여 최소한 2중 나아가 3중 이상의 벽을 형성하여 충격에너지를 순차적으로 소산할 수 있게 된다.

본 실시 예의 또 다른 특징은 상기 외측벽(131)의 단면 두께보다 상기 내부격벽(132)의 단면 두께가 더 두껍게 형성되어, 충격이 가해지는 경우 충격을 가한 대상(예를 들면 차량 등)과 상기 충격흡수장치(A)가 최초 충격 시의 강한 충격에 노출되지 않고 점진적으로 대응할 수 있다는 데에 있다. 이미 설명한 바와 같이 상기 내부격벽(132)은 필요에 따라 여러 개로 구성될 수 있으며 이 경우 지주 방향으로 점차 두께를 두껍게 하여 이와 같은 효과를 증진시킬 수도 있다. 이를 보다 명확히 하기 위하여 도 4는 상기 외측벽(131)으로부터 지주 방향으로 여러 층으로 형성되는 단면의 두께를 a, b와 c로 표시하였고, 도시된 바와 같이 a보다는 b가, b보다는 c가 더 두껍게 단면이 형성된다. 물론, 이는 단순히 예시일 뿐 보다 많은 층으로 형성될 수 있음은 이미 설명한 바와 같다.

이를 통하여, 1차 충격 후에 두께가 얇은 외측벽(131)의 변위에 따른 2차 충격 시에 두께가 두꺼운 내부격벽(132)들의 강성에 의해 충격력을 추가적으로 흡수하되, 이를 단계적으로, 순차적으로 이행하는 것이다.

또한, 상기 내부격벽(132) 안쪽에는 상기 보강리브(133)를 연결하되 원형의 단면을 형성하는 중심보강살(134)가 더 형성된다. 결과적으로 상기 다단 하우징(130)은 외측벽(131), 하나 또는 2개 이상의 내부격벽(132), 보강리브(133)와 상기 중심보강살(134)를 포함하여 형성된 것이다.

상기 원형의 단면을 형성하는 중심보강살(134)은 상기 외측벽(131), 내부격벽(132) 및 이들을 연결하는 보강리브(133)의 작용과는 달리 충격력에 원형 단면으로 저항하게 하는데, 이는 매우 의미있는 내용이다. 즉, 차량 등의 충격에 의하여 순차적으로 상기 외측벽(131)과 상기 내부격벽(132)의 변형과 함께 상기 보강리브(133)를 통해 상기 원형 단면의 중심보강살(134)에 충격에너지가 전달되게 되는데, 다양한 충격 형태에 따른 에너지의 전달을 원 형상으로 전방향(360도)에 대한 지지를 통해 충격에너지에 대응하는 본 발명의 원형의 단면을 가지는 것이 상기 중심보강살(134)인 것이다. 이는 상기 외측벽(131), 내부격벽(132) 및 보강리브(133)의 트러스 구조 작용에 의한 충격력에 대한 대응과 함께 호형(또는 반호형이나 아치형)의 효율적인 충격력 대응 수단을 단면에 반영한 것이라 할 수 있다.

나아가, 필요에 따라서는(설계 시나 현장 여건 등을 고려하여) 상기 중심보강살(314) 내측으로 강한 강성을 가지는 강성보강재(P) 등을 끼워 넣을 수 있고, 이 경우 매우 높은 수준의 설계 요구나 현장 여건에 맞출 수 있다는 장점 또한 있다. 상기 강성보강재(P)로는 대표적으로 강봉을 고려할 수 있으며, 다수의 서로 다른 직경을 가지는 강관을 설계나 현장 여건에 맞게 끼워 넣을 수도 있다. 덧붙여 상기 강봉과 같은 강성보강재(P)는 연결부와 같은 취약부를 보완하는 수단이 될 수도 있다. 이 경우 취약부에만 상기 강성보강재(P)를 배치하는 것도 고려될 수 있다. 또한, 강성보강재의 비용-효율을 위하여 제2 강성보강재(p)를 추가로 포함할 수 있다.

한편 상기 외측벽(131)에서 내부로 연장되는 상기 보강리브(133)는 상기 내부격벽(132)에서 내부로 연장되는 상기 보강리브(133)와 동일선상에 배치되지 않는다. 즉 상기 외측벽(131)과 상기 내부격벽(132)이 이루는 각 공간에 형성되는 보강리브(133)는 인접하는 공간의 리브와 서로 어긋나게 배치된다는 것이다. 이를 통하여 상기 외측벽(131)의 보강리브는 상기 내측격벽(132)의 내부로 연장되는 리브의 사이를 밀게 된다. 결과적으로 상기 외측벽(131)과 상기 내부격벽(132)이 상기 보강리브(133)와 연결된 부위에서 에너지의 집중과 그에 따른 소성 변형이 발생하도록 유도하여, 충격 에너지의 효율적인 소산을 가져올 수 있도록 하는 것이다.

이와 관련하여서는 제4 실시 예에서 보다 구체적으로 설명한다.

<제2 실시 예>

도 5는 본 발명인 단계별 충격흡수 기능을 갖는 도로 시설물 보호용 충격흡수장치의 제2 실시 예의 단면을 도시한 도면이다.

이미 트러스 구조의 단면에 대하여는 설명하였으므로 이는 생략하고, 본 제2 실시 예의 특징부를 중심으로 설명한다.

제2 실시 예에 따른 충격흡수장치는 기본적으로 제1 실시예와 마찬가지로 외측벽(211)과 내부격벽(212)이 형성되는 일체형의 단면을 가지는 다단 하우징(210)으로 형성되고, 상기 외측벽(211)과 내부격벽(212)의 사이에 방사 형태의 다수의 보강리브(213)가 연결 형성되어, 제1 실시 예와 같이 트러스 구조로서 작용한다.

앞에서 설명한 바와 같이 상기 외측벽(211)의 단면 두께보다 내부격벽(212)의 단면 두께가 더 두껍게 형성될 수 있고, 상기 외측벽(211)을 연결하는 보강리브(213)는 적어도 2개 이상으로 형성될 수 있다. 이로써 1차 충격 후에 두께가 얇은 외측벽(211)의 변위에 따른 2차 충격에 대응하여 두께가 두꺼운 내부격벽(212)의 강성에 의해 충격력을 더 흡수할 수 있다. 또한, 상기 내부격벽(212) 안쪽에는 보강리브(213)로 연결되어 원형 단면을 가지는 중심보강살(214)이 더 형성된다.

본 제2 실시 예의 핵심 기술은 제1 실시 예와 달리 상기 중심보강살(214)의 원형 단면 내부의 강성보강재(P)에 있다.

즉, 본 제2 실시 예의 강성보강재(P)는 상기 중심보강살(214) 내측으로 강성을 가지는 강관과 같은 연결소켓(215)을 삽입 결합하고, 상기 연결소켓(215) 내에 제2 강성보강재(p)를 끼워 넣는 구조를 갖는다. 이때 상기 연결소켓(215)은 일체형 원형 단면 리브돌기(216)을 가지도록 형성되는데, 이러한 형성은 설계 요구 수준과 현장 사정을 반영하여 선택적으로 삽입 여부를 결정하면 된다. 즉 제1 실시 예와 달리 제2 실시 예는 강성보강재(P)가 연결소켓(215)과 제2 강성보강재(p)로 이루어진 것이다.

특히, 상기 원형 단면 리브돌기(216)는 상기 제2 강성보강재(p)와 함께 경제적으로 단면을 결정할 수 있는데, 일반적으로 제2 강성보강재(p)로 선택될 수 있는 강재의 경우 그 자재 값이 비싸므로 상기 원형 단면 리브돌기(216)와 결합하여 적은 자재로 다양한 설계 조건과 작업환경에 대응할 수 있게 되는 것이다.

<제3 실시 예>

도 6은 본 발명의 제3 실시 예의 단면을 도시한 것으로서 제1 실시 예와 제2 실시 예의 장점을 결합한 실시 예로 이해할 수 있다. 제3 실시 예에 따른 충격흡수장치는 외측벽(311)과 내부격벽(312)이 분리되는 일체형의 원형 단면을 가지는 다단 하우징(310)을 포함하고, 상기 외측벽(311)과 내부격벽(312)의 사이에 방사 형태로서 트러스 구조를 가지도록 다수의 보강리브(313)가 형성된다.

여기서 상기 외측벽(311)의 단면 두께보다 내부격벽(312)의 단면 두께가 더 두껍게 형성되고, 상기 외측벽(311)을 연결하는 보강리브(313)는 적어도 2개 이상으로 형성될 수 있음은 앞에서 본 바와 같다.

또한, 상기 내부격벽(312) 안쪽에는 보강리브(313)가 연결되어 중심보강살(314)이 더 형성된다. 또한, 상기 중심보강살(314) 내측으로 추가 강성을 위한 연결소켓(315)이 있으며, 상기 연결소켓(315)은 일체형 원형 단면 리브돌기(316)를 가진다. 상기 연결소켓(315) 내측에는 추가 적인 내부 강성을 위한 제2 강성보강재(p)가 끼움 결합되어 강성보강재(P)를 이룬다. 본 제3 실시 예를 통하여 본 발명은 다양한 조합으로 적용될 수 있음을 설명하였다.

<제4 실시 예>

제1 내지 제3 실시 예의 다단 하우징과 달리 복수 개의 하우징이 선택적으로 결합되어 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다. 도 7 내지 도 12는 본 발명인 어긋나게 형성되는 리브의 변형을 통한 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치의 제4 실시 예를 도시한 것으로, 이로써 본 발명의 제4 실시 예를 구체적으로 설명한다.

본 실시 예도 충격흡수장치를 가지는데, 이는 이중 구조의 내/외부 하우징으로서, 그 내부에 여러 개의 일체형 리브 단면을 갖는 것이다.

상기 충격흡수장치는 단계별 충격흡수를 위한 구조로서, 가장 외측에서 내부를 감싸는 제1 하우징(410)과; 상기 제1 하우징(410)의 내측에 차례로 끼움 결합되는 제2 하우징(420) 및 제3 하우징(430)을 포함하여 구성된다.

또한 상기 제3 하우징(430)의 내부에 설치되어 4차 충격을 흡수하기 위한 강성보강재(P)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 상기 강성보강재(P)는 상술한 바와 같이 강봉 등으로 선택되어 질 수 있다. (본 명세서는 4차 충격 흡수라 기술하였으나, 이는 크게 보아 그렇다는 것이며, 리브의 변형 등을 고려하면 8차 이상의 단계적인 충격 흡수가 이루어진다.)

상기 제1 하우징(410)은 가장 바깥쪽에 설치되어 차량 등의 충돌에 따른 1차 충격을 흡수하기 위한 것으로, 상기 제1 하우징(410)은 내부 안쪽에서 중심부 방향으로 돌출되어 그 끝단에 돌기부(411a)를 갖는 지지돌기(411)가 형성된다. 이때 상기 지지돌기(411)는 안쪽 방향으로 적어도 2개 이상 돌출 형성됨이 바람직하다.

한편 상기 제1 하우징(410)은 차량 충돌 방향에 대하여 전방이 반호형의 곡면을 유지하도록 형성됨이 바람직하고, 후방은 안쪽으로 상기 고정연결구(110)와 함께 결합되는 완충부재(120)를 수용할 수 있는 형태이다. 이때 상기 제1 하우징(410)에 결합되는 완충부재(120) 및 고정연결구(110)는 모두 장볼트(B20)에 의해 나사 결합하여 고정된다. (용접에 의한 접합이나 이격고정부재의 사용 등은 앞의 실시 예에서 설명한 바와 동일하다.)

상기 제2 하우징(420)은 상기 제1 하우징(410)의 내측에 결합되어 1차 충격에 따른 변위에 저항하며 에너지를 소산시키는 충격부 쪽으로 형성되는 여러 개의 일체형 리브(421)와 뒤쪽에서 제3 하우징(430)을 지지해 주는 트러스 구조형태의 내부 단면을 가지는 일체형 리브(422)가 형성되어 순차적으로 충격을 흡수한다.

상기 제2 하우징(420)의 리브(421)(422)는 상기 제3 하우징(430)이 삽입 고정되도록 지지하기 위한 반호형태의 리브살(421a)(422a)과, 상기 리브살(421a)(422a)을 지지하는 방사 형태의 보강리브(421b)와 트러스 구조형태의 보강리브(422b)로 형성할 수 있다. 상기 반호형태의 리브살(421a)(422a)은 간격이 있어 분리된 구조이다. 이는 변형을 보다 적극적으로 유도하여 효율적인 에너지 소산에 도움이 된다. 즉, 상기 일체형 리브(421, 보다 구체적으로는 그 리브살(421a))와 트러스 구조형태의 내부 단면을 가지는 일체형 리브(422, 보다 구체적으로는 그 리브살(422a))는 분리되어 상기 제3 하우징(430)을 지지한다.

상기 제3 하우징(430)은 상기 제2 하우징(420)의 리브살(421a)(422a)의 안쪽에 밀착 고정되어 설치되는 것으로, 상기 제3 하우징(430)의 내부 안쪽에 일체형 원형 단면 리브돌기(431)를 다수개 가지도록 형성되어 상기 제2 하우징(420)의 내부에서 2차 충격 변위 후 전달되는 충격을 흡수하도록 형성할 수 있다.

정리컨대, 상기 충격흡수장치는 충격전달용 지지돌기가 달린 외측 하우징이 찌그러지면서 상기 지지돌기가 내부 하우징을 안쪽으로 밀면서 1차 충격을 흡수하도록 이루어지고, 1차 충격 후에 상기 지지돌기의 변위가 일정량이 되었을 때 그 충격에 대한 내부 하우징의 단면 변위 방지를 위한 여러 개의 리브가 찌그러지면서 2차 충격을 흡수하도록 이루어지며, 2차 충격 변위 후 트러스 구조형태의 지지기반을 둔 일체형 리브 단면이 형성되어 3차 충격을 흡수함과 동시에 강성을 갖는 내부 강성보강재(P)에 의해 4차 충격흡수가 가능하도록 이루어지는 것이다. (상기 "1차 내지 4차 등"의 표현은 순차적으로 작용하는 것을 설명하기 위한 것이지, 실제로는 각각의 구성들이 순차적으로 변형을 통해 에너지를 소산시키는 바 매우 많은 단계를 통하여 충격에너지가 소산된다.)

이하 본 발명에 따른 시설물 보호용 충격흡수장치의 작용과 효과를 도 10 내지 도 12로 설명하면 다음과 같다. 이러한 작용과 효과는 제1 내지 제3 실시 예의 경우에도 공통적으로 적용될 수 있다.

먼저, 시설물 보호용 충격흡수장치는 도로의 중앙분리대 또는 편측 보차도 경계부에 설치된 각종 도로시설물에 설치되어 제공된다.

본 발명의 시설물 보호용 충격흡수장치는 예기치 못한 급작스런 차선의 이탈 등으로 도로 시설물에 차량 등이 충돌할 경우, 충격전달용 리브가 달린 하우징 외측 단면이 변위되면서 1차 충격을 흡수할 수 있다.

다음, 1차 충격 후에 하우징의 외측 변위가 일정량이 되었을 때 그 충격을 더 완화시키기 위해 변위 방지를 위한 여러 개의 리브를 갖는 일체형 내부 단면에 의해 2차 충격을 더 흡수할 수 있다.

다음으로, 2차 충격 변위 후 트러스 구조형태의 지지기반으로 3차 충격을 더 흡수할 수 있다.

끝으로, 하우징의 가장 내부 안쪽에 있는 강성보강재의 강성에 의해 4차 충격흡수가 효율적으로 단계적으로 이루어진다.

아울러, 상기 고정연결구와 상기 충격흡수장치의 사이에 설치되는 완충부재에 의해 차량 충돌에 따른 충격력을 완충시켜 시설물에 전달되는 충격력을 줄일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 시설물 보호용 충격흡수장치 중 여러 개의 리브 일체형 내부 단면 구조는 차량 충돌에 따른 충격력을 단계별로 흡수하여 시설물의 피해를 최소화하고, 충격흡수장치를 위한 별도의 기초시설물이나 수직부재의 사용을 최소화하거나 사용하지 않도록 하여 경제적인 이익을 도모할 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10: 시설물
11: 지주
12: 이격고정부재
A: 충격흡수장치
110: 고정연결구
120: 완충부재
130: 다단 하우징
131: 외측벽
132: 내부격벽
133: 보강리브
134: 중심보강살
P: 강성보강재
210: 다단 하우징
211: 외측벽
212: 내부격벽
213: 보강리브
214: 중심보강살
215: 연결소켓
216: 리브돌기
p: 제2 강성보강재
310: 다단 하우징
311: 외측벽
312: 내부격벽
313: 보강리브
314: 중심보강살
315: 연결소켓
316: 리브돌기
410: 제1 하우징
411: 지지돌기
420: 제2 하우징
421, 422: 리브
421a, 422a: 리브살
421b, 422b: 보강리브
430: 제3 하우징
431: 리브돌기

Claims (11)

1. 충돌에 따른 단계별 충격 흡수를 위한 2단 이상의 분리된 리브가 형성되어 있는 내부 공간을 가지며, 그 내측으로는 강성보강재를 가지는 단계별 충격흡수 기능을 갖는 시설물 보호용 충격흡수장치에 있어서,
   상기 충격흡수장치의 외측벽(131)에서 내부로 연장되는 보강리브는 내부격벽(132)에서 내부로 연장되는 보강리브와 동일선상에 배치되지 않고 서로 어긋나게 배치되어, 충격에 의하여 상기 외측벽(131)이 찌그러지면서 상기 외측벽에서 내부로 연장된 보강리브가 상기 내부격벽(132)을 안쪽으로 밀되, 상기 내부격벽에서 내부로 연장되는 보강리브의 사이를 밀어 충격을 흡수하면서 에너지를 전달하고,
   상기 내부격벽(132)의 변형이 일어나면서, 상기 내부격벽(132)의 단면 변위에 저항하는 상기 내부격벽에서 내부로 연장되는 보강리브가 변형되면서 충격을 흡수하도록 이루어져, 단계별 소성 변형에 의한 순차적 에너지 소산을 특징으로 하면서,
   상기 내부격벽에서 내부로 연장되는 보강리브의 내측으로 끼워 넣을 수 있는 강성보강재(P)가 추가로 위치하여 충격 에너지에 저항하며 추가로 소성 변형을 하되, 상기 강성보강재(P)는 연결소켓(215)과 상기 연결소켓(215) 내부에 끼워 넣는 제2 강성보강재(p)를 포함하여 구성되며, 상기 연결소켓(215)의 내측면에는 안쪽으로 돌출되는 리브돌기(216)가 형성되어 상기 제2 강성보강재의 단면 크기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 충격흡수장치는 고정연결구에 의하여 상기 시설물에 고정되고,
   상기 고정연결구와 상기 충격흡수장치의 사이에 설치되어 충돌에 따른 충격력을 완화시키는 완충부재를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 완충부재는 고밀도 내진용 고무패드임을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 충격흡수장치는 여러 개의 리브 일체형 내부 단면을 갖는 이중 구조인 것을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 외측벽은 외측에 형성되어 충돌에 따른 충격을 흡수하기 위한 제1 하우징으로 이루어지고,
   상기 제1 하우징의 내부에 결합되어 충격에 따른 변위 방지를 위한 여러 개의 일체형 리브와,
   트러스 구조 형태의 일체형 리브 단면을 가지며 추가로 충격을 흡수하기 위한 제2 하우징과;
   상기 제2 하우징의 내부에 결합되어 강성을 확보하고, 변형에 의하여 에너지를 소산시키는 제3 하우징을 포함하되,
   상기 제3 하우징의 내부에 설치되어 충격을 흡수하기 위한 상기 강성보강재가 포함되어 있고, 상기 강성보강재에는 내측으로 원형 단면 리브돌기가 형성된 것을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 하우징은
   상기 제2 하우징을 지지하도록 내부 안쪽에서 중심부 방향으로 돌출되어 그 끝단에 돌기부를 갖는 지지돌기가 형성됨을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 제2 하우징(420)의 리브(421)(422)는
   상기 제3 하우징(430)이 삽입 고정되도록 지지하기 위한 반호형태의 리브살(421a)(422a)과, 상기 리브살(421a)(422a)을 지지하는 방사 형태의 보강리브(421b)와 트러스 구조형태의 보강리브(422b)로 형성되며, 상기 반호형태의 리브살(421a)(422a)은 간격이 있어 분리된 구조이고, 상기 일체형 리브(421a)와 트러스 구조형태의 내부 단면을 가지는 일체형 리브(422a)는 분리되어 상기 제3 하우징(430)을 지지하여 변형을 유도하여 효율적인 에너지 소산이 되도록 하고,
   상기 제3 하우징은 선택적으로 착탈이 가능하도록 삽입되는 것을 특징으로 하는
   시설물 보호용 충격흡수장치.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1 항에 있어서,
    상기 외측벽의 단면 두께보다 내부격벽의 단면 두께가 더 두껍게 형성되고, 상기 외측벽을 연결하는 보강리브는 적어도 2개 이상 형성하되,
    차량 1차 충격 후에 두께가 얇은 외측벽의 변위에 대응하여 2차 충격에 따른 두께가 두꺼운 내부격벽의 강성에 의해 충격력을 더 흡수할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는
    시설물 보호용 충격흡수장치.

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