KR20160016535A - 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러 - Google Patents

사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러 Download PDF

Info

Publication number
KR20160016535A
KR20160016535A KR1020150032739A KR20150032739A KR20160016535A KR 20160016535 A KR20160016535 A KR 20160016535A KR 1020150032739 A KR1020150032739 A KR 1020150032739A KR 20150032739 A KR20150032739 A KR 20150032739A KR 20160016535 A KR20160016535 A KR 20160016535A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cell
shock absorbing
absorbing roller
outer cylinder
present
Prior art date
Application number
KR1020150032739A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101727687B1 (ko
Inventor
박영택
김준섭
Original Assignee
박영택
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박영택 filed Critical 박영택
Publication of KR20160016535A publication Critical patent/KR20160016535A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101727687B1 publication Critical patent/KR101727687B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F15/00—Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact
    • E01F15/02—Continuous barriers extending along roads or between traffic lanes
    • E01F15/04—Continuous barriers extending along roads or between traffic lanes essentially made of longitudinal beams or rigid strips supported above ground at spaced points
    • E01F15/0492—Provisions for guiding in combination with rails, e.g. tire-gutters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Refuge Islands, Traffic Blockers, Or Guard Fence (AREA)

Abstract

본 발명은 도로에 설치되는 가드레일에 충격흡수 기능을 보완한 충격흡수 롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로 중앙분리대, 도로변, 터널이나, 교차로, 고속도로 분기점의 가드레일에 설치하여 차량의 추돌 시 충격을 완화하고, 속도를 차량이 진행하고자 하는 방향으로 유도하고 복귀하는 기능을 가진 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러에 관한 것이다.
본 발명은 외통(110)과 내통(120) 사이에 완충수단으로 셀(130)이 형성된 가드레일의 충격흡수 롤러(100)에 있어서, 상기 충격흡수 롤러(100)의 외통(110)과 내통(120) 및 셀(130)은 사출금형에서 열 가소성 수지로 사출성형하여 일체로 제조하고, 상기 외통(110)과 내통(120) 사이에 배치되는 셀(130)은 중심축에서 방사형 대칭구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러{Guardrail produced by injection molding of the shock absorbing roller}
본 발명은 도로에 설치되는 가드레일에 충격흡수 기능을 보완한 충격흡수 롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로 중앙분리대, 도로변, 터널이나, 교차로, 고속도로 분기점의 가드레일에 설치하여 차량의 추돌 시 충격을 완화하고, 속도를 차량이 진행하고자 하는 방향으로 유도하고 복귀하는 기능을 가지도록 하는 동시에 식별이 용이하도록 반사필름이 설치된 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러에 관한 것이다.
일반적으로 가드레일은 차량이 차도를 이탈하는 것을 방지하여 물적 인적 피해를 예방하는 구조물이다. 그러나 도로의 곡선구간이나 교차로 구간 등에서는 가드레일이 설치되었으나 이는 과속으로 오는 차량의 이탈을 충분히 막기 어려운 점이 있었다.
따라서 차량 추돌 시 견고성을 유지하면서 차량의 충격을 완화하고 차량을 진행방향으로 유도하고 복귀하는 고안이 출원된 바 있다.
즉, 하기 특허문헌인 국내 공개실용신안 제1999-0017816호와 등록실용신안 제20-0323064호 및 등록특허 제10-0912376호에 개시된 도로용 충격흡수시설물은 충격흡수 롤러 부재를 고분자 발포 폼을 이용한 충격흡수 롤러이다.
이러한 발포 폼은 EPS.EPU, EVA등 다양한 고분자가 적용되고 있으나 최근에 설치된 충격흡수 롤러는 EVA가 주류를 이루고 있다. 그러나 EVA는 가교와 발포하는 공정이 까다롭고 가교 및 발포 시간이 30-60 분 정도 걸리면서 생산성이 매우 낮고 가교 발포 시 열 프레스를 사용함으로 에너지의 소비가 매우 큰 것이 사실이다.
또한 발포 롤러의 표면은 발포기공의 셀이 닫혀있어 표면이 매끄럽게 보이나 그 막이 얇아서 수개월 내에 햇볕의 자외선에 표면이 파괴되어 내부의 기공으로 빗물과 먼지가 침투하여 얼룩이 생기기 때문에 도로 미관을 해치고 있다.
또한 셀에 침투한 먼지나 얼룩은 비가와도 세척이 되지 않고 더욱 깊숙하게 침투하기 때문에 발포 롤러의 오염상태는 가속되어 도로의 미관을 크게 헤치는 구조물이 된다.
또한 EVA 롤러는 밀도가 0.1-0.2/cm2 정도로 발포되기 때문에 표면경도가 매우 낮아 표면 스크래치가 쉽게 발생하고 차량의 추돌 시 흠집이 크게 발생하는 단점이 있었다.
한편, 하기 특허문헌인 국내 등록특허 제10-0710053호에는 외주링과 내주링 사이에 벌집 형태의 구조체를 배열한 도로의 차량 충돌 완화장치가 개시되었으나, 이는 외주링과 내주링 사이에 단순히 벌집 형태의 구조체를 배열하는 것으로 포괄적인 개요만 언급되었으며 실제 구체적인 발명의 기술이 미미하게 언급되었으며, 특히 등록특허 제10-0710053호 도로의 차량 충돌 완화장치는 육각형의 셀 크기가 균일하여 방사형 대칭구조가 되지 않아 차량이 충돌했을 때 충격의 에너지가 지주의 중심축으로 향하지 못하고 충돌할 때마다 충격 에너지의 방향이 다르게 나와서 오히려 차량을 위험에 빠지게 하는 문제가 있다. 즉, 벌집 구조체를 이용한 충격흡수 롤러를 제시하고 있지만 그 구조체의 배열에 관하여 기술이 되어 있지도 않았을 뿐더러 벌집형 구조체는 원점을 중심으로 방사형으로 배열되어 있지 않을 뿐 아니라 대칭구조도 아니기 때문에 충격흡수 롤러에 적용하기는 부적절한 문제가 있다.
또한 허니콤 구조로서 공개특허공보 제2008-0103883호의 안전가이드레일과, 공개특허공보 제2010-0109080호의 가이드레일 등이 있으나 이러한 구조는 도로 또는 중앙분리대에 사용되는 가이드레일로서 차량과 충돌시 일부 충격흡수 작용은 할 수 있으나 고속으로 주행하는 차량과 충돌할 경우 충격흡수가 떨어져 운전자 및 탑승자의 2차 충돌을 방지하지 못하는 문제점이 있다.
공개실용신안 제1999-0017816호(1999.06.05) 등록실용신안 제20-0323064호(2003.08.01) 등록특허 제10-0912376호(2009.08.10) 등록특허 제10-0710053호(2007.04.16) 공개특허공보 제2008-0103883호(2008. 11. 28) 공개특허공보 제2010-0109080호(2010. 10. 8)
본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 도로 중앙분리대, 도로변, 터널이나, 교차로, 고속도로 분기점의 가드레일에 설치하여 차량의 추돌 시 충격을 완화하고, 속도를 차량이 진행하고자 하는 방향으로 유도하고 복귀하는 기능을 갖도록 하여 탑승자의 2차 충돌을 방지할 수 있도록 한 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 구조적으로 외부 충격을 흡수 완화하고 복원하는 기능이 있어 기존의 발포 충격 롤러를 대체하는 비 발포방식의 사출성형으로 제조되는 가드레일 충격흡수 롤러를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 발포체가 갖는 고유의 탄성을 유지하고 경량화를 실현하면서 사출금형과 사출기를 통한 생산 방법을 도입함으로써 대량 생산을 통한 경제성을 확보할 수 있는 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외통(110)과 내통(120) 사이에 완충수단으로 허니콤 형상의 셀(130)이 형성된 가드레일의 충격흡수 롤러(100)에 있어서,
상기 충격흡수 롤러(100)의 외통(110)과 내통(120) 및 셀(130)은 사출금형에서 열 가소성 수지로 사출성형하여 일체로 제조하되,
상기 외통(110)과 내통(120) 사이에 배치되는 셀(130)은 상 하단부가 외통의 상하단보다 더 돌출되록 형성하고, 외통(110)의 외면 중앙부에 외통 전체 높이의 1/3 크기로 요홈부(110-1)를 형성하며, 내통(120)과 셀(130)의 상하단 높이는 동일하게 형성되며, 셀(130)은 중심축 내통(120)으로부터 외통(110) 방향으로 방사형 구조를 갖는 다각형으로 이루어지며, 셀(130)의 상하단 테두리는 외통(110) 상 하단까지 곡선부(131-1)를 포함하는 것으로 구성된다.
상기 외통과 내통 사이에 배치되는 셀은 중심축에서 방사형 대칭구조를 갖도록 제조한다.
또한 본 발명에서 상기 셀은 육각형과 오각형으로 이루어지는 벌집형으로 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 셀은 다각형으로 이루어지는 스포크(바퀴살)형으로 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 셀은 다각형으로 이루어지는 S자형으로 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 셀의 크기는 8cm2 이상 20cm2 이하로 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 셀의 높이와 외통의 직경은 1:1 내지 1:1.2의 비율을 갖도록 한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 셀의 면적과 셀벽의 단면적의 비율이 최소 4:1 내지 8:1이 되도록 한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 충격흡수 롤러의 사출 원료는 우레탄수지, 폴리에스테르계 엘라스토머 수지(TPEE), 스틸렌계 엘라스토머수지(TPS), 올레핀계 엘라스토머수지(TPO) 및 그 수지를 베이스로 하는 복합재료로 사출한 것이다.
또한 본 발명은 외통의 요홈부는 축광 및 야광 기능을 갖는 반사필름(140)이 외주면을 따라 설치된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 된 본 발명은 도로 중앙분리대, 도로변, 터널이나, 교차로, 고속도로 분기점의 가드레일에 설치하여 차량의 추돌 시 충격을 완화하고, 속도를 차량이 진행하고자 하는 방향으로 유도하고 복귀하는 기능을 가진 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러를 제공하여 상기 문 제점 을 해결한 것이다.
본 발명의 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러에 따르면, 하나의 사출금형으로 대량생산이 가능하고, 차량의 추돌 시 충격흡수성과 복원성이 우수하며 발포하지 않아 색상 발현이 우수하고. 원료의 선택 범위가 넓으며 표면 강도가 우수하여 내후성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 차량이 충격흡수 롤러와 충돌시 롤러의 회전에 의해 차량이 주행 방향으로 복귀됨으로 차량이 충돌하면서 운전자와 탑승자에게 충격이 가해져 2차 충돌이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 사용상태를 보인 일부절결한 사시도.
도 2는 본 발명의 사시도.
도 3은 본 발명의 일부절결한 사시도.
도 4는 본 발명의 요부를 보인 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 차량 충돌실시도.
도 6은 본 발명에 따른 단위 구획 분할 및 단위 집합을 보인 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 추돌시 시뮬레이션을 보인 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 보인 예시도.
도 9와 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 예시도.
도11은 본 발명의 충격흡수 롤러의 정면도로서 셀이 외통 상 하단 보다 더 돌출되고 외통 요홈부에 반사필름이 설치된 것을 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러는 도 1 내지 도 11에 도시되는 바와 같이, 외통(110)과 내통(120) 사이에 완충수단으로 셀(130)이 형성된 가드레일의 충격흡수 롤러(100)에 있어서, 상기 충격흡수 롤러(100)의 외통(110)과 내통(120) 및 셀(130)은 사출금형에서 열 가소성 수지로 사출성형하여 일체로 제조하고, 상기 외통(110)과 내통(120) 사이에 배치되는 셀(130)은 중심축에서 방사형 대칭구조를 갖도록 구성한 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.
여기서, 상기 외통(110)과, 내통(120) 사이의 횡단면에 다각형의 도형을 셀(130)과 셀(130) 사이의 간격이 일정하도록 배열하고, 셀(130)과 셀(130) 사이의 간격을 돌출시겨 모델링 한 본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 사출금형으로 제작되고, 사출기에 의해서 생산되는 것으로, 사출기 내의 고온의 실린더 내에서 융용된 열 가소성 수지가 본 발명의 형상을 가진 사출금형에 주입되어 형상을 만들고 냉각 후 탈취출하면 일체형으로 충격흡수 롤러(100)가 완성되는 것이다.
즉, 본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 사출금형(injection mold)으로 생산되는 것으로, 이러한 충격흡수 롤러(100)의 외통(110)과 내통(120) 사이에 구조적으로 지지되는 다각형 또는 부채꼴의 단면을 가진 셀(130) 구조체의 집합으로 이루어진다.
본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 도 1에서와 같이, 도로의 가드레일 지주(200)에 장착되는 것으로, 이러한 충격흡수 롤러(100)는 비 발포성형 방식의 다각형 구조로 이루어진다. 이때, 도 1에서와 같이 상기 지주(200)에는 다수의 충격흡수 롤러(100)가 장착되고, 상기 충격흡수 롤러(100)의 상부와 하부에는 커버(300)가 각각 장착되며, 상기 지주(200)의 상부에는 가드레일 고정 브래킷(400)이 설치된다.
본 발명에 따라 구조적으로 충격을 흡수하는 충격흡수 롤러(100)는 외통(110)과, 내통(120) 사이에서 외부 충격 힘을 장력 상태로 전달하는 다수의 허니콤 및 다각형의 조합에 의해 생성되는 셀(130)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1 내지 도 7에서와 같이, 상기 셀(130)은 육각형과 오각형으로 이루어지는 벌집형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유용한 실시 예에 따라, 본 발명은 외통(110)과 내통(120)이 하나의 축으로 정렬되어 있고, 외측의 안쪽 벽에서 내통(120)의 바깥쪽 사이에 육각형 및 오각형이 축을 중심으로 방사형으로 회전하면서 나열되면, 셀(130)과 셀(130) 사이에 셀벽(131)이 형성되어 구조적으로 안정된 횡단면의 형상을 갖게 된다.
상기 셀(130)과 셀벽(131)의 조합은 방사형 대칭구조를 이루어 나열된다. 외통(110)과 내통(120) 사이를 도 6에서와 같이 축을 중심으로 30도로 분할하면 12개의 부채꼴 모양의 구획이 만들어지고 그 중 임의의 구획에 오각형과 육각형의 셀(130)을 작도하여 하나의 구획을 완성한 다음 회전하면서 구획을 연결하면 전체 셀(130) 구조체가 완성되는 것이다. 본 발명은 사출성형으로 제조되는 충격흡수 롤러(100)로 사출성형이 되기 위해서는 셀(130)의 모양이 정방형에 가까우면서 크기는 코어제작이 가능한 수준이 되어야 한다.
특히 본 발명은 셀(130)의 높이를 갖기 때문에 금형의 상/하 한쪽의 코어의 높이는 셀(130) 높이의 1/2이 된다.
따라서 사출금형의 코어는 셀(130)의 높이에 1/2만큼의 막대 모양이 되는 것이다. 이 막대 모양의 코어는 코어베이스에 고정되어야 하고 또 냉각홀을 부설하여 냉각수가 흐르도록 해야 하기 때문에 셀(130)의 단면이 정방형이 아니거나 작게 되면 금형 제작이 불가능하거나 제작되더라도 생산성 및 금형의 내구성에 문제가 발생할 수 있는 것이다. 따라서 상기 셀(130)은 셀벽(131)을 만드는 단면과 높이를 포함하는 형상을 갖는다.
본 발명에 따르면 상기 셀(130)의 높이와 외통(110)의 직경은 1:1 내지 1:1.2의 비율을 갖는 게 바람직하다.
본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 외통(110)과 내통(120) 그리고 그 사이에 정열된 셀(130)로 구분하여 설명하고 있으나 모두가 단일체로 연결되어 있으며, 따라서 구조적 지지는 물론 탄성 복원성도 우수하다.
따라서 각각의 셀(130)과 셀(130), 셀(130)과 외통(110), 셀(130)과 내통(120)은 셀(130)의 높이만큼 일체형으로 연결되는 것이다. 이렇게 제조된 본 발명은 셀(130)의 집합체가 스포크 역할을 하면서 외부의 충돌에너지를 각각의 셀(130)에 분산시켜 흡수하고 최종적으로는 적은 에너지만 내통(120)에 끼워진 지주(200)에 전달하면서 충격을 흡수하게 되는 것이다. 또한 원통형의 충격흡수 롤러(100)는 외부 충격에 의해서 회전하면서 반사각을 형성하여 도 5에서와 같이 차량(1)이 원래의 방향으로 주행하도록 충돌각도(θ1)로 충돌 후 이탈각도(θ2)가 되어 차량이 안전하게 유도된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 사출금형에 의해 제조되는 충격흡수 롤러(100)에 관한 것이다. 참고로, 사출금형은 상측금형과 하측금형으로 이루어지고, 본 발명 충격흡수 롤러(100)의 높이는 1/2로 횡으로 분할하여 하측은 하측금형 상측은 상측금형에 각각 형상이 부설된 코어를 장착하고 제품을 생산하게 되는 것이다. 본 발명에서 일반적인 사출금형과 상이한 점은 중심축과 같은 방향으로 관통된 셀 집합체가 형성되어 있다는 것이다. 즉 각각의 셀 수량만큼 상,하측 코어베이스에 각각의 셀코어를 부설해야 하는 것이다.
따라서 셀코어는 셀의 단면적에 1/2만큼의 높이를 연장한 막대 모양이 되는 것이다. 이 막대 모양의 셀코어는 코어베이스에 고정되어야 하고 또 냉각홀을 부설하여 냉각수가 흐르도록 해야 하기 때문에 셀의 단면이 정방형에 가까우면서 일정한 크기 이상을 가져야만 금형제작이 가능한 것이다. 따라서 셀의 크기는 8cm2 이상 20cm2 이하일 때 금형 제작과 제품의 기능을 충족하는 범위가 되는 것이다. 셀 크기가 8cm2 이하일 때는 셀코어에 냉각홀을 부설하기 어렵고 단면적이 적어서 코어베이스에 고정이 쉽지 않을 것이다. 셀코어는 긴 막대 모양이 되기 때문에 단면적이 적으면 사출시 수지의 높은 압력에 코어에 변형을 가져다줄 수 있기 때문에 최소한의 단면적은 유지하는 것이 필요하다. 또한 단면적이20cm2 이상일 땐 셀의 수가 외통과 내통의 한정된 공간에 들어가는 셀의 숫자가 줄어들어서 셀의 집합체가 외부 충격을 흡수하지 못하게 될 것이다.
상기 셀(130)은 셀(130)의 셀벽(131)을 만드는 단면과 높이를 포함하는 형상을 갖는다. 이때, 다수의 셀코어를 부설해야 하는 금형의 특성상 높이가 높으면 셀코어의 길이가 길어지기 때문에 금형 제작이 어렵고, 직경이 높이보다 작게 되면 셀코어가 작아지거나 부설 수가 줄어들게 되어 충격흡수 롤러의 기능에 미흡할 것이다.
또한 셀벽(131)의 두께는 사출에 있어서 매우 중요한 요소이다. 셀벽(131)이 너무 두껍거나 얇으면 제품의 탄성율에 영향을 주고 사출성형성이 떨어질 뿐만 아니라 충격흡수력이 떨어지고 원가 상승 요인이 발생하기 때문에, 셀(130)의 면적과 셀벽(100)의 단면적의 비율이 최소 4:1 내지 8:1의 비율이 적정하다 할 것이다. 즉 외통(110)의 외주면과 내통(120)의 내주면 사이의 면적에서 상하로 관통된 셀(130) 단면적의 합계를 차감한 것이 롤러의 단면적의 비율이 되는 것이다. 이때, 셀벽(131)의 두께와 셀(130)의 크기는 반비례 관계가 되는 것으로 셀벽(131)이 지나치게 두꺼우면 탄성이 떨어져서 충격흡수력이 떨어지고 비용이 상승하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충격흡수 롤러(100)의 외통(110)과 내통(120)이 동심원으로 정렬되어 있고, 상기 외통(110)의 안쪽 벽에서 내통(120)의 바깥쪽 벽 사이에 셀(130) 집합체가 정열되어 있어서 구조적으로 안정된 횡단면의 형상을 갖게 된다. 상기 셀(130) 집합체는 육각형의 허니콤으로 만 구성된 것이 아니라 변형된 오각형 그리고 원주와 만나서 절단된 형태의 육각형으로 구성되어 있다. 이렇게 변형된 오각형이 셀(130) 집합체 내부에 지그재그로 배치되어 셀(130)의 크기(단면적)가 비슷하도록 설계하여 금형제작이 가능하도록 하기 위함이다.
따라서 본 발명은 전술한 요건을 충족하는 셀 구조 배치에 관한 작도법에 관한하여 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 실시예에서와 같이 비 발포성 충격흡수 롤러(100)는 외통(110)의 외주원과 내통(120)의 내주원 사이에 셀(130)이 형성되고, 셀(130)과 셀(130)이 일정한 간격을 두고 배치됨으로 인하여 그 간극은 곧바로 셀벽(131)이 되고 모든 셀(130)이 이러한 셀벽(131)을 스스로 만들게 되는 것이다.
본 발명의 비 발포성 충격흡수 롤러(100)는 외통(110)과 내통(120) 및 셀(130)이 일체형으로 구성된다.
도 2,3,4에서와 같이 상기 셀벽(131)은 3개 접한 접점(132)을 갖고 다양한 모양을 형성할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 오각형과 육각형의 조합으로 되어 있다.
도 6에서와 같이 외통(110)의 외주원과 내통(120)의 내주원 중심에서 30도 각도로 분할하여 12개의 구획을 만들고, 부채꼴 모양의 임의의 구획내에 전술한 요건을 충족하도록 오각형과 육각형을 배치하여 단위 셀(130)을 작도한 후, 원점을 중심으로 회전하여 12개의 구획에 배치하면 방사 대칭형 셀(130) 집합체가 작도되는 것이다. 이렇게 작도된 도면을 높이만큼 돌출시키면 본 발명의 사출가능한 충격 흡수 롤러(100)의 모델링이 완성되는 것이다.
도 2,3,4는 원형의 외통(110)과 내통(120)은 일정한 높이를 갖고 중심축과 평행하게 상하로 관통된 셀(130)을 형성한 사출성형으로 제조된 단일체의 충격흡수 롤러(100)를 나타낸 것이다. 본 발명에서 단일체란 외통(110)과 내통(120) 및 셀(130)이 단일 재료로 사출금형에서 단일 품으로 제조된 것으로 연결 부위가 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 이때, 가드레일 충격흡수 롤러는 순간 충격에 견디면서 차량의 방향을 진행 방향으로 유도해야 하기 때문에 접착제나 볼트, 용접의 방법으로 조립된다면 충격흡수 롤러의 내구성이 현저히 감소할 것이므로 도로에 적용하기 부적합할 것이다.
본 발명에서 셀벽(131)는 3개 접한 접점(132)을 갖고 외통(110)과 내통(120) 사이에 연속된 벌집구조의 구조물이 만들어진다. 즉 접점(132)은 사출금형내에서 융용된 수지로 동시에 성형된 것으로 어떠한 충격이나 인장력으로도 접점(132)을 분리할 수 없을 것이다. 각각의 섹션에서 서로 맞닿는 접점(132)은 셀 구조와 결합한다. 이러한 연속된 연결구조는 외주면으로부터 전달되는 충격을 분배하는데 효과적이다.
단일 셀벽(131)의 집합체는 중심축을 기점으로 방사형 대칭구조를 가지기 때문에 외부 충격에 대하여 충격흡수 롤러(100)의 중심축에 수직으로 작동되고, 충격은 외통(110)을 거쳐 외통(110)의 내주면과 접한 다수의 셀벽(131)으로 전달되고 셀벽(131)은 3면 접점(132)에서 충격이 분산된다.
즉 도 7의 충격 시뮬레이션 단면도에서 보는 바와 같이, 차량 추돌시 충격흡수 롤러(100)에 충격이 가해지면 외통(110)의 외주면은 압축력(P1)을 받는다. 외통(110)의 내주면과 직접 연결된 셀벽(131a)은 압축력을 받아 접점(132a)을 거처 셀벽(131b)과 셀벽(131c)으로 압축력이 분산되는데 셀벽(131a)은 압축력이 셀벽(131b)은 인장력이 발생한다. 이러한 메카니즘은 외통(110)에서 내통(120)으로 직접 충격(P1)이 전달되지 않고 외통(110)과 접한 셀벽의 접점에서 내통(120) 쪽의 3면 접점(132b)으로 전달되어 계속 압축력과 인장력으로 분산되면서 내통(120)의 충격접점(P2)에는 감소된 충격만이 전달되는 모습이 도 7에 나타나 있다. 물론 충격 후 각 셀의 구조와 사출재료의 탄성에 의해서 바로 복원되는 것은 본 발명의 특징이라 할 수 있다.
이렇게 내통(120)에 받는 충격이 완화되면서 내통(120)과 결합한 지주(200)에 전달되는 충격을 완화하고 도 5에서와 같이 추돌된 차량(1)이 충격흡수 롤러(100)의 회전력에 의하여 진행방향으로 유도하게 되는 것이다.
본 발명에서 금형 제작 후 직접 사출을 하여 본 결과 본 발명의 목적인 차량 추돌시 충격완화의 목적을 달성하기 위해서는 수지의 개발이 함께 이루어져야 함은 물론이다. 즉 PP나 PE 등 범용 수지를 사용할 경우 성형은 잘되어지나 차량 추돌 시 파손이 쉽게 일어나고 말 것이다.
더욱이 동절기가 있는 지역에서는 플라스틱에 취성이 발생하여 작은 충격에도 잘 파손되기 때문에 범용 수지만의 사용은 불가능하다.
따라서 본 발명의 사출성형으로 제조되는 충격흡수 롤러(100)는 충격시 셀(130)의 구조가 파손되지 않고, 충격을 완화하며 탄성이 있어 충격 후 원위치로 복원되는 재료이어야만 한다.
본 발명에 따른 충격흡수 롤러(100)의 사출 원료는 우레탄수지, 폴리에스테르계 엘라스토머 수지(TPEE), 스틸렌계 엘라스토머수지(TPS), 올레핀계 엘라스토머수지(TPO) 및 그 수지를 베이스로 다른 재료를 첨가한 복합재료로 가능할 것이다. 이때, 산화 방지제, 자외선차단제, 열 안정제, 가소제, 윤활제, 화학발포제 형광 발광제, 착색제충전제 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 8에서와 같이, 상기 셀(130)은 다각형으로 이루어지는 스포크형으로 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 셀(130)은 도 8에서와 같이 육각형의 허니콤이나 오각형의 셀을 사용하지 않고 방사형 대칭구조를 지니면서 전술한 셀의 크기를 충족하는 스포크형으로 제조된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 도 9,10에서와 같이, 상기 셀(130)은 다각형으로 이루어지는 S자형으로 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 셀(130)은 도 9,10에서와 같이 육각형의 허니콤이나 오각형의 셀을 사용하지 않고 방사형 대칭구조를 지니면서 전술한 셀의 크기를 충족하는 단위 셀의 형태가 S자 형태로 제조된다.
또한 상기 셀은 내통(120)에서 외통(110) 방향으로 방사형으로 형성하되 셀(130)은 내통(120)에서 외통(110)으로 갈수록 다각형의 크기가 순차적으로 커지도록 형성하고, 셀(130)의 셀벽(131)이 내통(120)에서 외통(110)방향으로 S자 형상으로 형성하여 차량과 충돌시 회전방향으로 수축되면서 충격을 흡수할 수 있도록 된다
도 10은 도 9의 셀(130)을 모델링 한 것으로 충돌 시뮬레이션을 한 결과 충격의 전달 방향이 내주면의 중심축을 향하지 않고 약간의 각도를 갖는 것을 알 수 있다. 이는 추돌의 에너지로 충격흡수 롤러(100)를 회전시켜 차량을 진행 방향으로 복귀시키는 기능을 촉진할 수 있는 것이다.
따라서 이러한 본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 도로 중앙분리대, 도로변, 터널이나, 교차로, 고속도로 분기점의 가드레일에 설치하여 차량의 추돌 시 충격을 완화하고, 속도를 차량이 진행하고자 하는 방향으로 유도하고 복귀하는 기능을 가지는 장점이 있다.
도11은 본 발명의 충격흡수 롤러의 정면도로서 셀이 외통 상 하단 보다 더 돌출되고 외통 요홈부에 반사필름이 설치된 것을 나타낸 것이다.
본 발명은 충격흡수 로러를 구성함에 있어서, 상기 외통(110)과 내통(120) 사이에 배치되는 셀(130)은 상 하단부가 외통의 상 하단보다 더 돌출되록 형성함으로 차량과 충돌시 수축되었다 복귀하는 탄성력을 증가시켜 충격흡수를 높이는 작용을 한다.
또한 외통(110)의 외면 중앙부에 외통 전체 높이의 1/3 크기로 요홈부(110-1)를 형성하며, 내통(120)과 셀(130)의 상하단 높이는 동일하게 형성된다.
또한 셀(130)은 중심축 내통(120)으로부터 외통(110) 방향으로 방사형 구조를 갖는 다각형으로 이루어지며, 셀(130)의 상하단 테두리는 외통(110) 상 하단까지 곡선부(131-1)로 형성된다.
상기 셀보다 외통의 길이를 작게하여 셀이 상하로 돌출되도록 하고, 셀의 상하테두리는 곡선부(131-1)을 형성 함으로 셀의 탄성력을 증가시키는 작용을 한다.
즉, 외통의 상 하단부 보다 셀이 더 돌출되도록 함으로 차량이 충돌시 외통의 요홈부(110-1)에 "〈"와 같이 충격력이 전달되도록 함으로 충격흡수가 효율적이고 충격흡수 롤러가 회전 후 다시 원상태로 복귀 할려는 탄성력이 발생된다.
또한 본 발명은 외통의 요홈부(110-1)에 축광 및 야광 기능을 갖는 반사필름(140)을 외주면을 따라 설치함으로 야간에 안전표지판 역할을 한다.
본 발명의 요홈부에 설치되는 반사필름은 제작시 태양 빛 또는 차량의 불빛에 축관되도록 형성하고, 밤에 는 축관된 빛이 반사하도록 하여 야간에 운전자가 용이하게 식별할 수 있도록하였다.
또한 본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 구조적으로 외부 충격을 흡수 완화하고 복원하는 기능이 있어 기존의 발포 충격 롤러를 대체하는 비 발포방식의 사출성형으로 제조되기 때문에, 차량의 추돌 시 충격흡수성과 복원성이 우수하며 발포하지 않아 색상 발현이 우수하고. 원료의 선택 범위가 넓으며 표면 강도가 우수하여 내후성이 크게 향상되는 장점이 있다.
그리고 이러한 본 발명의 충격흡수 롤러(100)는 발포체가 갖는 고유의 탄성을 유지하고 경량화를 실현하면서 사출금형과 사출기를 통한 생산 방법을 도입함으로써 대량 생산을 통한 경제성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
100 : 충격흡수 롤러 110 : 외통
110-1: 요홈부 120 : 내통
130 : 셀 131 : 셀벽
131-1: 곡선부 140: 반사필름

Claims (5)

  1. 외통(110)과 내통(120) 사이에 완충수단으로 허니콤 형상의 셀(130)이 형성된 가드레일의 충격흡수 롤러(100)에 있어서,
    상기 충격흡수 롤러(100)의 외통(110)과 내통(120) 및 셀(130)은 사출금형에서 열 가소성 수지로 사출성형하여 일체로 제조하되,
    상기 외통(110)과 내통(120) 사이에 배치되는 셀(130)은 상 하단부가 외통의 상하단보다 더 돌출되록 형성하고, 외통(110)의 외면 중앙부에 외통 전체 높이의 1/3 크기로 요홈부(110-1)를 형성하며, 내통(120)과 셀(130)의 상하단 높이는 동일하게 형성되며, 셀(130)은 중심축 내통(120)으로부터 외통(110) 방향으로 방사형 구조를 갖는 다각형으로 이루어지며, 셀(130)의 상하단 테두리는 외통(110) 상 하단까지 곡선부(131-1)로 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀(130)의 크기는 8cm2 이상 20cm2 이하로 형성되고, 상기 셀(130)의 높이와 외통(110)의 직경은 1:1 내지 1:1.2의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀(130)의 면적과 셀벽(131)의 단면적의 비율이 최소 4:1 내지 8:1로 이루어진 것을 특징으로 하는 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셀은 내통(120)에서 외통(110) 방향으로 방사형으로 형성하되 셀(130)은 내통(120)에서 외통(110)으로 갈수록 다각형의 크기가 순차적으로 커지도록 형성하고, 셀(130)의 셀벽(131)이 내통(120)에서 외통(110)방향으로 S자 형상으로 형성하여 차량과 충돌시 회전방향으로 수축되면서 충격을 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러.
  5. 제1항에 있어서,
    외통의 요홈부는 축광 및 야광 기능을 갖는 반사필름(140)이 외주면을 따라 설치된 것을 특징으로 하는 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러.

KR1020150032739A 2014-08-04 2015-03-09 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러 KR101727687B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140099839 2014-08-04
KR1020140099839 2014-08-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160016535A true KR20160016535A (ko) 2016-02-15
KR101727687B1 KR101727687B1 (ko) 2017-04-17

Family

ID=55357233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150032739A KR101727687B1 (ko) 2014-08-04 2015-03-09 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101727687B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018159931A1 (ko) * 2017-02-28 2018-09-07 (주)카리스가드레일 가드레일 회전체 구조

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102365515B1 (ko) * 2020-12-15 2022-02-18 선상원 충격흡수 볼라드
KR102354121B1 (ko) * 2021-08-25 2022-01-21 유한회사 아가페테크 차량 충격완화장치
KR102503249B1 (ko) * 2022-02-22 2023-02-24 엄도부 중공형 탄성체의 감쇄장치가 적용된 능동형 낙석방지책

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200376016Y1 (ko) * 2004-11-15 2005-03-11 최원혁 도로의 차량 충돌 완화장치
KR100912376B1 (ko) * 2009-02-10 2009-08-19 (주) 금성산업 도로용 충격흡수시설물
KR100955178B1 (ko) * 2010-01-06 2010-04-29 주식회사 광동메가텍 허니컴형 기둥 구조물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018159931A1 (ko) * 2017-02-28 2018-09-07 (주)카리스가드레일 가드레일 회전체 구조

Also Published As

Publication number Publication date
KR101727687B1 (ko) 2017-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101727687B1 (ko) 사출성형으로 제조되는 가드레일의 충격흡수 롤러
KR200391872Y1 (ko) 충격흡수용 도로 방호대
CN111593691A (zh) 一种基于frp和聚氨酯泡沫填充蜂窝状橡胶混凝土的桥墩防撞构件
CN204174558U (zh) 一种公路防护板
KR102083904B1 (ko) 충격흡수롤러가 포함된 가드레일
CN112709175A (zh) 一种低等级公路路侧电力杆件安全防护半圆槽装置
KR20060107483A (ko) 중앙분리대의 롤러형 완충장치
KR101244386B1 (ko) 충격흡수용 완충부재를 구비한 도로용 가이드레일
CN207727474U (zh) 一种旋转护栏
CN216108159U (zh) 一种公路桥梁工程建设用的挡风屏
CN205711878U (zh) 一种具有承转结构的防撞道路护栏
CN205711872U (zh) 一种新型安全柔性缓冲防撞道路护栏
KR20110031554A (ko) 완충기능을 갖는 가드펜스
CN210049159U (zh) 一种旋转筒及旋转式缓冲护栏
KR200364642Y1 (ko) 충격흡수용 방호책
CN210507229U (zh) 高吸能菱形环保公路护栏
KR101771134B1 (ko) 봉형 플라스틱 가드레일
KR20230139953A (ko) 폐합성수지를 이용한 충격흡수 도로용 가이드레일
JP5417076B2 (ja) 弾性柱状体
KR20170032007A (ko) 유체 방호벽
JP2019085809A (ja) 道路標識柱用緩衝材
CN210684551U (zh) 高吸能之字形环保公路护栏
CN215289853U (zh) 一种具有吸能减震功能的装配式道路护栏
KR200423564Y1 (ko) 가드 레일용 쿠션 부재
KR200464371Y1 (ko) 도로 중앙분리대

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant