KR102378327B1 - 차량용 충격흡수장치 프레임 - Google Patents

차량용 충격흡수장치 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 충격흡수장치 프레임은, 측면프레임이 상부에 제1프레임과 제2-1프레임에 의해 이중 프레임 구조를 형성하고, 하부에 제1프레임과 제2-2프레임에 의해 이중 프레임 구조를 형성하여, 높은 모멘트에도 견딜 수 있는 강력한 다중 프레임 구조를 형성하게 된다. 이로 인해, 대형차량 운행에 따른 충격흡수장치의 강성을 유지하여 프레임의 형태를 견고하게 유지할 수 있다.

Description

차량용 충격흡수장치 프레임{FRAME OF TRUCK MOUNTED ATTENUATOR}
본 발명은 차량용 충격흡수장치 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 도로관리를 위해서, 도로 노면 보수, 도로 청소, 사고처리, 교량 보수 등과 같은 유지보수 작업이 필요하다. 그러나, 이러한 도로의 유지보수 작업 도중에 차량 충돌 사고가 빈번히 발생하고 있다.
이러한 교통사고로 인한 도로상의 작업자 및 차량 탑승자의 안전을 확보하기 위하여 작업 차량에 한시적으로 충격흡수장치를 설치하게 되며, 통상적으로 작업 차량에 탈부착이 가능하거나 트레일러 차량 형태로 설치된다.
외국의 경우 이와 같은 작업 차량용 충격흡수장치(Truck Mounted Attenuator, TMA)를 필수적으로 사용하도록 의무화하고 있으며, 국내에서도 설치를 의무화하고 있는 추세이다.
이러한 차량용 충격흡수장치는 통상적으로 에너지를 흡수하는 에너지 흡수부재와 충격흡수장치의 형상을 유지하는 프레임으로 이루어진다. 에너지 흡수부재는 허니콤과 같은 고효율 에너지 흡수유닛부터 여러 가지 에너지 흡수재를 구비하며, 짧은 시간에 충돌차량의 에너지를 흡수하기 위해 연질의 재질로 이루어진다. 프레임은 충격흡수장치의 형상을 유지하고 대형트럭 차량 장착과 운행에 따른 충격에도 변형이 이루어지지 않도록 강성 구조로 이루어진다.
그러나, 이러한 강성 구조의 프레임은 충격흡수장치의 형상을 유지하는데 유리하나, 차량 충돌로 인해 에너지를 흡수할 때는 탑승자에게 위험 요인이 될 뿐만 아니라, 충격흡수장치에 성능평가 요인이 되는 THIV(탑승자 충돌속도)와 PHD(탑승자 가속도)를 높이는 요인으로 작용하게 된다.
또한, 차량이 충돌하는 전면프레임은 에너지 흡수부재의 안정적인 에너지 흡수를 위한 목적으로 설치되나, 충돌차량의 급브레이크 조작에 의한 노즈다운, 충돌차량의 높이 차이, 정면에서 벗어난 각도 충돌 등에 의해 전면프레임과 에너지 흡수부재의 충격 방향이 틀어짐으로써 에너지 흡수부재의 안정적인 에너지를 흡수를 방해하게 된다.
한국등록특허(10-2074717)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 차량용 충격흡수장치 프레임을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 차량용 충격흡수장치 프레임은,
에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간을 폐쇄하는 측면프레임, 전면프레임, 후면프레임, 상면프레임, 및 하면프레임을 포함하며,
상기 측면프레임은, 외벽을 형성하는 제1프레임 및 내벽을 형성하는 제2프레임이 결합하여 속이 빈 이중 프레임 구조를 형성하고,
상기 제2프레임은,
상부 내벽을 형성하며, 상기 제1프레임에 결합되어 상부 이중 프레임 구조를 형성하는 제2-1프레임과,
하부 내벽을 형성하며, 상기 제1프레임에 결합되어 하부 이중 프레임 구조를 형성하는 제2-2프레임으로 구성되되,
상기 제1프레임, 상기 제2-1프레임, 상기 제2-2프레임은 리벳으로 서로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 차량용 충격흡수장치 프레임의 측면프레임이 상부에 제1프레임과 제2-1프레임에 의해 이중 프레임 구조를 형성하고, 하부에 제1프레임과 제2-2프레임에 의해 이중 프레임 구조를 형성하여, 높은 모멘트에도 견딜 수 있는 강력한 다중 프레임 구조를 형성하게 된다. 이로 인해, 대형차량 운행에 따른 충격흡수장치의 강성을 유지하여 프레임의 형태를 견고하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 가이드레일과 배출유도부를 구비하여 충돌 시 측면프레임이 외부로 원활히 배출되게 한다. 이로 인해, 강성 구조의 충격흡수장치에 의해 충돌 차량의 탑승자가 다치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 내부가이드레일과 외부가이드레일이 측면프레임의 배출 방향을 일정하게 유지시키고, 외부가이드레일이 내부가이드레일보다 선행 또는 후행하도록 배치하여 정면충돌이 아닌 각도 충돌이나 모서리 충돌의 경우에도 전면프레임이 후방으로 원활히 밀려가게 한다. 이로 인해, 다양한 충돌상황에서도 충격흡수장치의 성능을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격흡수장치 프레임을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 충격흡수장치 프레임의 좌측 상부프레임을 제거한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 차량용 충격흡수장치 프레임의 A-A 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 측면프레임과 측면프레임에 형성된 절개부를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 전면프레임과 측면프레임의 연결부분을 나타낸 도면이다.
도 7은 충격판과 외부가이드레일을 제거한 전면프레임을 나타낸 도면이다.
도 8은 외부가이드레일의 레일부가 작동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 내부가이드레일의 변형예와 외부가이드레일의 변형예1을 나타낸 도면이다.
도 10은 외부가이드레일의 변형예2를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격흡수장치 프레임을 자세히 설명한다.
차량용 충격흡수장치 프레임(10)은 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간이 형성된 사각 박스 형상으로 형성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격흡수장치 프레임(10)은, 측면프레임(100), 전면프레임(200), 후면프레임(300), 상면프레임(400), 하면프레임(500)으로 구성된다.
[측면프레임]
측면프레임(100)은 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간의 양 측면을 폐쇄한다. 측면프레임(100)은 속이 빈 사각 기둥 형상으로 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 측면프레임(100)은 외벽을 형성하는 제1프레임(110)과 내벽을 형성하는 제2프레임(120)으로 구성된다. 측면프레임(100)은 제1프레임(110)과 제2프레임(120)이 결합하여 속이 빈 이중 프레임 구조를 형성한다.
제2프레임(120)은 제2-1프레임(121), 제2-2프레임(122)으로 구성된다. 제2-1프레임(121)은 측면프레임(100)의 상부 내벽을 형성하며, 제1프레임(110)에 결합되어 상부 이중 프레임 구조를 형성한다. 제2-2프레임(122)은 측면프레임(100)의 하부 내벽을 형성하며, 제1프레임(110)에 결합되어 하부 이중 프레임 구조를 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1프레임(110), 상기 제2-1프레임(121), 상기 제2-프레임은 리벳(R)으로 서로 연결된다. 제2프레임(120)을 구성하는 제2-1프레임(121)과 제2-2프레임(122)은 제2-1프레임(121)의 하면과 제2-2프레임(122)의 상면을 맞댄 후 리벳(R)을 상하 방향으로 삽입하여 결합된다.
제1프레임(110)과 제2-1프레임(121)은 제1프레임(110)의 중앙 영역 내벽에 제2-1프레임(121)의 하면에서 상향 절곡된 접합면을 맞댄 후 리벳(R)을 좌우 방향으로 삽입하여 결합된다. 제1프레임(110)과 제2-2프레임(122)은 제1프레임(110)의 중앙 영역 내벽에 제2-2프레임(122)의 상면에서 하향 절곡된 접합면을 맞댄 후 리벳(R)을 좌우 방향으로 삽입하여 결합된다.
이와 같은 방식으로 측면프레임(100)은 상부에 제1프레임(110)과 제2-1프레임(121)에 의해 이중 프레임 구조를 형성하고, 하부에 제1프레임(110)과 제2-2프레임(122)에 의해 이중 프레임 구조를 형성하여, 높은 모멘트에도 견딜 수 있는 강력한 다중 프레임 구조를 형성하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2-1프레임(121)과 제2-2프레임(122)의 접합영역에는 길이 방향으로 일정 간격으로 절개부(TC)가 형성된다. 절개부(TC)는 삼각형 또는 다각형 형상으로 형성된다.
제2-1프레임(121)의 하면(121a)과 하면(121a)에서 상향 절곡된 접합면(121b)에 걸쳐 절개부(TC)가 형성되고, 제2-2프레임(122)의 상면(미도시)과 상면에서 하향 절곡된 접합면(미도시)에 걸쳐 절개부(TC)가 형성되어, 제2-1프레임(121)의 절개부(TC)와 제2-2프레임(122)의 절개부(TC)는 제2-1프레임(121)과 제2-2프레임(122)이 접합되면 서로 포개진다.
절개부(TC)로 인해, 제2프레임(120)이 제1프레임(110)으로부터 분리되어 외부로 배출될 때, 제2프레임(120)이 잘 휘어질 수 있어 배출이 용이해진다.
측면프레임(100)의 전단은 전면프레임(200)의 좌우 양단에 배치되며, 전면프레임(200)의 배출유도부(230)와 맞닿게 된다. 측면프레임(100)의 전단은 측면프레임(100)의 길이 방향에 대해 내부공간을 향해 휘어지는 사선으로 형성된다. 후술되는 배출유도부(230) 역시 동일한 형상으로 형성된다. 이로 인해, 전면프레임(200)으로 충격력이 작용할 때 배출유도부(230)가 측면프레임(100)을 밀어내 측면프레임(100)이 외부 방향으로 휘어져 배출될 수 있다.
[전면프레임]
전면프레임(200)은 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간의 전면을 폐쇄한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전면프레임(200)은 충격판(210), 충격프레임(220), 배출유도부(230), 내부가이드레일(240), 외부가이드레일(250)로 구성된다.
충격판
충격판(210)은 충격력이 직접 가해지는 부분이다. 충격판(210)의 외면에는 안전을 위한 경고표시 등이 부착될 수 있다.
충격프레임
충격프레임(220)은 전면에 충격판(210)이 부착되며, 전면프레임(200)의 외형을 형성한다.
충격판(210)이 부착되는 전면은 높이 방향으로 다수의 슬릿(미도시)이 형성된다. 슬릿은 기둥 형상의 구조물을 수직, 수평으로 배치하여 형성되는 내부공간이다.
전면에 이러한 슬릿이 형성됨으로써, 차량 충돌 시 충격프레임(220)은 충돌 차량의 전면 형상대로 찌그러지게 된다. 이로 인해, 충돌 차량의 전면 이 다양한 형상을 가지고 있더라도 다수의 슬릿에 그 형상대로 찌그러지게 되어 충격력이 충격프레임(220) 전체로 퍼질 수 있다.
배출유도부
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 배출유도부(230)는 충격프레임(220)의 좌우 양 측면에 형성되어 측면프레임(100)의 전단이 맞닿는다.
배출유도부(230)는 측면프레임(100)의 길이 방향에 대해 내부공간을 향해 휘어지는 사선으로 형성된다. 배출유도부(230)가 상술한 측면프레임(100)의 전단과 마찬가지로 측면프레임(100)의 길이 방향에 대해 내부공간을 향해 사선으로 형성됨으로써, 전면프레임(200)으로 충격력이 작용할 때 배출유도부(230)가 측면프레임(100)을 밀어내 측면프레임(100)이 외부 방향으로 휘어져 배출될 수 있다.
내부가이드레일
내부가이드레일(240)은 배출유도부(230)에 연결되어 측면프레임(100)의 배출을 안내한다. 내부가이드레일(240)은 내부몸체부(241), 내부날개부(242)로 구성된다.
내부몸체부(241)는 배출유도부(230)에 연결되며, 측면프레임(100)의 내벽에 접촉된다.
내부날개부(242)는 내부몸체부(241)의 하단에서 내부공간을 향해 사선으로 절곡 연장된다. 내부날개부(242)는 내부몸체부(241)에 대해 약 45도 정도 각도로 절곡된다.
이러한 형상으로 인해, 충격력이 작용할 때, 측면프레임(100)이 내부가이드레일(240)과 외부가이드레일(250)의 레일부(251) 사이로 원활히 진입되어 외부로 배출될 수 있다.
내부가이드레일의 변형예
도 9에 도시된 바와 같이, 내부가이드레일(240)에는 측면프레임(100)의 내벽에 접촉되는 롤러(GR)가 구비될 수 있다. 롤러(GR)는 내부가이드레일(240)이 측면프레임(100)의 내벽을 따라 이동할 때, 내부가이드레일(240)의 마찰저항을 줄여준다.
외부가이드레일
외부가이드레일(250)은 내부가이드레일(240)과 함께 측면프레임(100)의 배출을 안내한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 외부가이드레일(250)은 레일부(251), 연결부(252), 고정부(253)로 구성된다.
레일부(251)는 측면프레임(100)의 외벽에 배치되어 측면프레임(100)의 배출을 안내한다. 레일부(251)는 내부가이드레일(240)보다 선행하도록, 측면프레임(100)의 외벽에서 후면프레임(300) 방향으로 내부가이드레일(240)보다 설정된 간격만큼 앞에 위치된다. 이로 인해, 정면 충돌이 아닌 각도 충돌이나 모서리 충돌의 경우에도 레일부(251)가 측면프레임(100)을 틀어지지 않게 하여 전면프레임(200)이 후방으로 원활히 밀려가게 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 레일부(251)는 외부몸체부(251a), 외부날개부(251b), 리벳제거부(251c)로 구성된다. 외부몸체부(251a)는 측면프레임(100)의 외벽에 부착된다. 외부날개부(251b)는 외부몸체부(251a)의 폭 방향 양단에서 외부를 향해 사선으로 절곡 연장된다. 외부날개부(251b)는 외부몸체부(251a)에 대해 약 45도 정도 각도로 절곡된다. 리벳제거부(251c)는 외부몸체부(251a)의 중앙 영역에 슬릿 모양으로 형성된 개구로서, 측면프레임(100)의 외벽에 부착된 리벳(R)을 제거한다.
이러한 형상으로 인해, 충격력이 작용할 때, 측면프레임(100)이 내부가이드레일(240)과 외부가이드레일(250)의 레일부(251) 사이로 원활히 진입되어 외부로 배출될 수 있다.
고정부(253)는 한 쌍이 상면프레임(400)과 하면프레임(500) 위에 각각 배치된다. 상면프레임(400) 위에 배치된 고정부(253)는 상면프레임(400)과 함께 전면프레임(200)의 충격프레임(220)에 볼트(B)로 고정된다. 하면프레임(500) 위에 배치된 고정부(253)는 하면프레임(500)과 함께 전면프레임(200)의 충격프레임(220)에 볼트(B)로 고정된다.
연결부(252)는 한 쌍이 마련되어, 측면프레임(100)에 배치되는 레일부(251)와 상면프레임(400) 및 하면프레임(500)에 배치되는 한 쌍의 고정부(253)를 각각 연결한다. 연결부(252)에 의해 레일부(251)는 충격프레임(220)에 상면과 하면에 고정된 고정부(253)와 함께 움직이게 된다.
외부가이드레일의 변형예1
도 9에 도시된 바와 같이, 외부가이드레일(250)의 레일부(251)에는 내부가이드레일(240)과 마찬가지로, 측면프레임(100)의 외벽에 접촉되는 롤러(GR)가 구비될 수 있다. 롤러(GR)는 외부가이드레일(250)이 측면프레임(100)의 외벽을 따라 이동할 때, 외부가이드레일(250)의 레일부(251)의 마찰저항을 줄여준다.
외부가이드레일의 변형예2
도 10에 도시된 바와 같이, 외부가이드레일(250) 상단과 하단에는 제1프레임(110)과 제2프레임(120)의 상단과 하단 연결부위를 절개하는 컷팅날(CB)이 구비될 수 있다.
제1프레임(110)과 제2프레임(120)의 상단과 하단은 용접으로 결합되어 있다. 외부가이드레일(250) 상단과 하단에 구비된 컷팅날(CB)은 외부가이드레일(250)이 측면프레임(100)의 외벽을 따라 이동할 때 제1프레임(110)과 제2프레임(120)의 상하단 연결부위를 절개한다. 이로 인해 측면프레임(100)은 여러 조각으로 분리 배출될 수 있다.
[후면프레임]
후면프레임(300)은 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간의 후면을 폐쇄한다. 후면프레임(300)은 측면프레임(100)에 리벳(R)과 볼트로 결합된다.
[상면프레임]
상면프레임(400)은 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간의 상면을 폐쇄한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상면프레임(400)은 두 개의 판으로 구성된다. 두 개의 판으로 분리됨으로써, 충격력에 의해 더 쉽게 찌그러질 수 있다.
상면프레임(400)은 좌우 가장자리에서 측면프레임(100)에 리벳(R)으로 결합된다. 또한, 상면프레임(400)은 외부가이드레일(250)의 고정부(253)에 의해 전면프레임(200)의 충격프레임(220)에 고정된다.
[하면프레임]
하면프레임(500)은 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간의 하면을 폐쇄한다. 하면프레임(500)은 상면프레임(400)과 동일한 구조로 형성되고, 동일한 방식으로 결합된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격흡수장치 프레임의 작동을 자세히 설명한다. 도 1 및 도 2을 기본적으로 참조한다.
전면프레임(200)의 충격판(210)에 충격력이 가해지면, 전면프레임(200)이 전면프레임(200)의 양 측단에 연결된 측면프레임(100)을 밀게 된다. 이때, 사선으로 형성된 전면프레임(200)의 배출유도부(230)가 사선으로 형성된 측면프레임(100)의 전단을 밀어 측면프레임(100)의 전단이 외부를 향해 휘어지기 시작한다.
외부가이드레일(250)과 내부가이드레일(240) 사이에 배치된 측면프레임(100)은 외부가이드레일(250)과 내부가이드레일(240)과 배출유도부(230)에 의해 안내되어 외부로 배출된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 충격에 의해 전면프레임(200)이 후방으로 밀리면, 외부가이드레일(250)의 레일부(251)도 함께 후방으로 밀린다. 이때, 측면프레임(100)의 외벽에 돌출된 리벳(R)이 리벳제거부(251c)에 의해 제거된다. 제1프레임(110)과 제2프레임(120)은 별개의 부재로 분리된 채 외부가이드레일(250), 내부가이드레일(240), 배출유도부(230)에 안내되어 외부로 배출된다.
한편, 상면프레임(400)과 하면프레임(500)은 전면프레임(200)의 충격프레임(220) 및 외부가이드레일(250)과 볼트(B)로 함께 고정되어 있으므로, 전면프레임(200)이 후방으로 밀리면 상면프레임(400)과 후면프레임(300)을 고정시키는 리벳(R)이 떨어져나가고 상면프레임(400)과 후면프레임(300)은 후방으로 찌그러져 압축된다.
10: 차량용 충격흡수장치 프레임
100: 측면프레임 110: 제1프레임
120: 제2프레임 121: 제2-1프레임
122: 제2-2프레임 200: 전면프레임
210: 충격판 220: 충격프레임
230: 배출유도부 240: 내부가이드레일
250: 외부가이드레일 300: 후면프레임
400: 상면프레임 500: 후면프레임
R:리벳

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 에너지 흡수부재가 수용되는 내부공간을 폐쇄하는 측면프레임, 전면프레임, 후면프레임, 상면프레임, 및 하면프레임을 포함하며,
    상기 측면프레임은, 외벽을 형성하는 제1프레임 및 내벽을 형성하는 제2프레임이 결합하여 속이 빈 이중 프레임 구조를 형성하고,
    상기 제2프레임은,
    상부 내벽을 형성하며, 상기 제1프레임에 결합되어 상부 이중 프레임 구조를 형성하는 제2-1프레임과,
    하부 내벽을 형성하며, 상기 제1프레임에 결합되어 하부 이중 프레임 구조를 형성하는 제2-2프레임으로 구성되되,
    상기 제1프레임, 상기 제2-1프레임, 상기 제2-2프레임은 리벳으로 서로 연결되며,
    상기 전면프레임은,
    충격력이 가해지는 충격판;
    상기 충격판이 부착되는 전면에, 높이 방향으로 다수의 슬릿이 형성된 충격프레임;
    상기 충격프레임의 양 측면에 형성되어 상기 측면프레임이 맞닿는 배출유도부;
    상기 배출유도부에 연결되어, 상기 측면프레임의 내벽을 따라 상기 측면프레임의 배출을 안내하는 내부가이드레일; 및
    상기 내부가이드레일과 함께, 상기 측면프레임의 외벽을 따라 상기 측면프레임의 배출을 안내하는 외부가이드레일로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치 프레임.
  4. 제3항에 있어서, 상기 배출유도부와, 상기 배출유도부와 맞닿는 상기 측면프레임의 전단은 상기 측면프레임의 길이 방향에 대해 내부공간을 향해 휘어지는 사선으로 형성되어, 충격력이 작용할 때 상기 측면프레임이 외부로 배출되도록 안내하는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치 프레임.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 내부가이드레일은, 상기 배출유도부에 연결되며 상기 측면프레임의 내벽에 접촉하는 내부몸체부와, 상기 내부몸체부의 하단에서 상기 내부공간을 향해 사선으로 절곡 연장된 내부날개부로 구성되며,
    상기 외부가이드레일은, 상기 측면프레임의 외벽에 배치되어 상기 측면프레임의 배출을 안내하는 레일부와, 상기 상면프레임과 상기 하면프레임 위에 각각 배치되어 상기 충격프레임에 볼트로 고정되는 한 쌍의 고정부와, 상기 레일부와 상기 고정부를 연결하는 한 쌍의 연결부로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치 프레임.
  6. 제3항에 있어서, 상기 내부가이드레일과 상기 외부가이드레일에는 상기 측면프레임과 접촉되는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치 프레임
  7. 제3항에 있어서, 상기 외부가이드레일 상단과 하단에는 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 상단과 하단 연결부위를 절개하는 컷팅날이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치 프레임
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5947452A (en) * 1996-06-10 1999-09-07 Exodyne Technologies, Inc. Energy absorbing crash cushion
KR102074717B1 (ko) 2019-09-24 2020-02-07 (주)코트라스 작업차량 부착형 충격흡수장치
KR102150107B1 (ko) * 2020-02-05 2020-08-31 지영완 작업차량 장착용 충격흡수장치

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