KR20230137018A - 도로용 충격흡수시설 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량이 부딪히는 전면완충모듈이, 속이 빈 기둥 형상으로 형성되고 길이 방향으로 복수 개의 슬릿들이 형성된 복수 개의 형상충돌부를 구비한다. 이로 인해, 부딪히는 차량이 각도 또는 오프셋 충돌하거나 차량의 전면이 다양한 형상을 가지고 있더라도 형상충돌부가 차량 전면의 형상대로 찌그러질 수 있다. 따라서 충돌 차량의 전면 전체로 충격에너지를 분산하여 차량 손상을 최소화하고 충돌 후 반발력에 의한 차량 이탈을 최소화할 수 있다.

Description

도로용 충격흡수시설{Shock absorption facility for road}
본 발명은 도로용 충격흡수시설에 관한 것이다.
일반적으로 고속도로 분기점이나 자동차 전용도로의 나들목 분기점에는 차량 충돌로 인한 사고를 예방하기 위해 충격흡수시설이 설치된다. 충격흡수시설은 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.
그런데 도 1에 도시된 바와 같이, 분기점에서 대부분의 차량 충돌은 정면 충돌보다는 다양한 각도로 발생하는 각도 충돌 또는 중심에서 벗어난 오프셋(offset) 충돌 형태로 발생하게 된다. 이러한 각도 충돌 또는 오프셋 충돌이 발생하는 경우 차량 전면부의 특정 부분만 충격흡수시설에 부딪히게 된다.
종래의 도로용 충격흡수시설(1)은 차량 전면부의 강성이 강한 부분이 부딪칠 경우 반발력이 크게 작용하여 원활한 충격흡수가 이루어지지 않고 차량이 튕겨져 나가게 된다. 이렇게 튕겨져 나간 차량은 분기된 도로를 주행하는 다른 차량과의 2차적인 추돌사고를 유발하게 된다. 또한, 차량의 전면부의 강성이 약한 부분이 부딪칠 경우에는 차량의 손상이 크게 발생하며, 탑승자가 상해를 입을 가능성이 높아진다. 이와 같이, 종래의 충격흡수시설은 각도 충돌 또는 오프셋 충돌 시 충돌에 따른 충격에너지의 분산기능이 약해 이로 인한 사고 예방에 미흡하였다.
한국공개특허(10-2007-0099909)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 도로용 충격흡수시설을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 도로용 충격흡수시설은,
차량이 부딪히며, 부딪히는 차량의 전면 형상대로 찌그러져 상기 차량에 가해지는 충격력을 분산하는 전면완충모듈;
전면에 상기 전면완충모듈이 결합되며, 내부공간이 형성된 케이스; 및
상기 케이스의 내부공간에 배치되며, 허니컴 구조로 형성되어 외부 충격력에 의해 소성변형되면서 상기 차량에 가해지는 충격력을 흡수하는 복수 개의 허니컴 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량이 부딪히는 전면완충모듈이, 속이 빈 기둥 형상으로 형성되고 길이 방향으로 복수 개의 슬릿들이 형성된 복수 개의 형상충돌부를 구비한다. 이로 인해, 부딪히는 차량이 각도 또는 오프셋 충돌하거나 차량의 전면이 다양한 형상을 가지고 있더라도 형상충돌부가 차량 전면의 형상대로 찌그러질 수 있다. 따라서 충돌 차량의 전면 전체로 충격에너지를 분산하여 차량 손상을 최소화하고 충돌 후 반발력에 의한 차량 이탈을 최소화할 수 있다.
또한, 전면완충모듈은 그 자체로 종래의 도로용 충격흡수시설의 전면에 장착될 수 있어, 종래의 도로용 충격흡수시설 전체를 교체하지 않고 전면완충모듈만 추가하여 그대로 활용할 수 있으므로 비용이 절약될 수 있다.
본 발명은 허니컴 구조의 허니컴 완충부재를 구비함으로써, 무게 당 에너지 흡수 능력이 뛰어나고 광범위한 강도의 충격력에 사용가능하여 차량 추돌에 따른 피해를 최소화할 수 있으며 운전자 및 탑승자의 안전을 최대한 확보할 수 있다.
또한, 허니컴 완충부재의 배치 구조를 상이하게 함으로써, 허니컴을 이용한 도로용 충격흡수시설의 성능에 따른 충돌성능을 확보할 수 있다.
도 1은 종래의 도로용 충격흡수시설에 차량의 각도 충돌 시 반발력에 의한 차량의 도로 이탈을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 충격흡수시설을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 도로용 충격흡수시설에서 케이스의 상판을 제거한 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 충격흡수시설의 전면완충모듈을 분해한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 전면완충모듈의 형상충돌부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 충격흡수시설의 허니컴 완충부재를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 충격흡수시설을 자세히 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 충격흡수시설은 전면완충모듈(100), 케이스(200), 허니컴 완충부재(300)로 구성된다.
[전면완충모듈(100)]
전면완충모듈(100)은 차량이 부딪히며, 부딪히는 차량의 전면 형상대로 찌그러져 충격력을 분산, 흡수한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전면완충모듈(100)은 백판(110), 형상충돌부(120), 커버판(130)으로 구성된다.
백판(110), 형상충돌부(120)
백판(110)은 사각판 형상으로 형성되며, 충격프레임(220)의 전면에 결합된다.
형상충돌부(120)는 하나 이상 구비된다. 형상충돌부(120)의 개수는 백판(110)의 크기에 따라 달라진다. 형상충돌부(120)는 백판(110)에 높이 방향으로 또는 폭 방향으로 또는 높이 방향과 폭 방향을 조합하여 결합될 수 있다. 또한, 형상충돌부(120)는 1열 또는 다수의 열을 조합하여 백판(110)에 결합될 수 있다. 이로 인해, 충돌차량의 손상을 최소화한다.
각 형상충돌부(120)는 속이 빈 기둥 형상으로 형성된다. 형상충돌부(120)는 백판(110) 앞쪽으로 돌출되어, 커버판(130)을 백판(110)으로부터 일정 간격으로 이격시키고 백판(110)과 커버판(130) 사이에 공간을 형성한다.
형상충돌부(120)는 ㄷ자, ○자, □자, 다각형 형상으로 성형 또는 절곡되어 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 형상충돌부(120)는 ㄷ자 형상으로 절곡되어 형성되며, 정면부(M1), 측면부(M2), 지지부(M3)로 구성된다.
정면부(M1)는 커버판(210)과 마주한다. 측면부(M2)는 정면부(M1)의 상하 양쪽에서 절곡되어 일정 길이로 연장된다. 지지부(M3)는 측면부(M2)에서 내측으로 절곡되며, 백판(110)에 볼트 또는 리벳으로 결합된다.
측면부(M2)와 연결되는 정면부(M1) 부분은 경사진다. 측면부(M2)와 정면부(M1)의 연결부에 경사각을 줌으로써, 충돌시 정면부(M1)가 후측으로 쉽게 밀려나 충격 흡수가 원활해진다. 측면부(M2)와 정면부(M1)의 연결각도는 30°, 45° 등 다양할 수 있다.
각 형상충돌부(120)는 측면부(M2)의 폭만큼 백판(110)으로부터 돌출 형성되며, 정면부(M1)와 측면부(M2)로 둘러싸인 안쪽에는 공간이 형성된다. 각 형상충돌부(120)의 돌출 정도는 최대 충격력을 고려하여 조절된다.
각 형상충돌부(120)에는 백판(110) 방향으로 절개되어 형성되는 다수 개의 슬릿(S)들이 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 본 실시예에서 각 슬릿(S)은 형상충돌부(120)의 정면부(M1)에서 각 측면부(M2) 일부까지 절개되어 형성되며, 다수 개의 슬릿(S)들은 정면부(M1)의 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 슬릿(S)의 폭과 개수는 최대 충격력을 고려하여 조절된다.
이와 같이, 각 형상충돌부(120)가 속이 빈 기둥 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 다수 개의 슬릿(S)들이 형성되어 있기 때문에, 부딪히는 차량이 각도 또는 오프셋 충돌하거나 차량의 전면이 다양한 형상을 가지고 있더라도 형상충돌부(120)가 차량 전면의 형상대로 찌그러질 수 있다.(일명“도장찍기”라 함)
커버판(130)
커버판(130)은 형상충돌부(120)에 결합되며, 차량이 부딪히며 충격력이 직접 가해지는 부분이다. 커버판(130)은 얇은 알루미늄 재질로 형성되어 쉽게 찌그러질 수 있다. 커버판(130)의 외면에는 안전을 위한 경고표시가 부착될 수 있다.
커버판(130)은 최상열의 형상충돌부(120)와 최하열의 형상충돌부(120)에 볼트 또는 리벳으로 결합된다. 이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 최상하단의 커버판(130)과, 최상하열의 형상충돌부(120)에는 볼트 또는 리벳이 결합 또는 통과되는 구멍이 뚫린다.
[케이스(200)]
케이스(200)는 속이 빈 긴 육면체 형상으로 형성된다. 케이스(200)는 전면에 전면완충모듈(100)이 결합된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 케이스(200)의 내부공간(A)은 5구획으로 구분된다. 내부공간(A)은 허니컴 완충부재(300)의 배치에 따라 다양하게 구획될 수 있다. 케이스(200)의 상판을 열고 닫아 내부공간(A)을 개폐할 수 있다.
[허니컴 완충부재(300)]
도 6에 도시된 바와 같이, 허니컴 완충부재(300)는 복수 개가 구비되며, 케이스(200)의 내부공간(A)에 배치된다.
허니컴 완충부재(300)는 알루미늄 소재로 제조된다.
도 에 도시된 바와 같이, 허니컴 완충부재(300)는 허니컴 구조로 형성되어 외부 충격력에 의해 소성변형되면서 상기 차량에 가해지는 충격력을 흡수한다. 허니컴 구조는 육각기둥 형상을 갖는 다수 개의 단위셀들이 연속적으로 연결된 구조이다. 단위셀들이 연결된 단면은 허니컴 즉, 벌집 형상을 한다. 각 허니컴 완충부재(300)는 일정한 면적과 두께로 형성되며, 복수의 허니컴 완충부재(300)들은 동일한 크기로 구성된다.
일예로, 허니컴 완충부재(300)는 4개가 구비되어, 5개로 구획된 내부공간(A)의 첫 번째 칸은 비워두고 나머지 칸에 일렬로 각각 배치된다. 이때, 복수 개의 허니컴 완충부재(300)들은 서로 다른 물성을 가질 수 있다. 여기서 물성이란 충돌성능을 의미한다. 다시 말해, 충돌 시 에너지 흡수능력이라 할 수 있다. 가해지는 충격력의 크기 순서에 따라 속도별 에너지 특성에 맞춘 허니컴 완충부재(300)들을 배치할 수 있다.
허니컴 완충부재(300)는 물성이 높은 것과 이보다 물성이 낮은 두 종류가 각각 2개씩 준비된다. 최초 강한 충격력이 작용하는 두 칸에는 물성이 높은 허니컴 완충부재(300)를 배치하고, 앞 두 칸의 에너지 흡수에 의해 완화된 충격력이 작용하는 나머지 두 칸에는 앞 두 칸보다 물성이 낮은 허니컴 완충부재(300)를 배치하여 충격력을 완화시킬 수 있다.
또는, 물성이 점차 낮아지는 4개의 허니컴 완충부재(300)가 준비된다. 최초 강한 충격력이 작용하는 칸에 물성이 가장 높은 허니컴 완충부재(300)를 배치하고, 뒤 칸으로 갈수록 물성이 낮은 허니컴 완충부재(300)를 배치하여 충격력을 점차적으로 완화시킬 수도 있다.
이와 같은 방식으로, 첫 번째 빈 내부공간(A)으로 전면완충모듈(100)에 의해 완화된 충격력을 그대로 받아들이고, 뒤로 갈수록 충격력을 점차적으로 완화시킬 수 있다.
다른 일예로, 허니컴 완충부재(300)는 5개가 구비되어, 5개로 구획된 내부공간(A)에 일렬로 각각 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 허니컴 완충부재(300)들은 모두 동일한 물성을 갖는다. 한 종류의 허니컴 완충부재(300)를 사용하게 되므로, 제조가 단순해진다.
상술한 방식 외에도, 허니컴 완충부재(300)의 개수와 물성을 달리하여 다양한 방식으로 허니컴 완충부재(300)를 배치할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로용 충격흡수시설의 작동을 자세히 설명한다. 도 1 내지 도 6을 기본적으로 참조한다.
차량이 전면완충모듈(100)에 부딪히면, 전면완충모듈(100)은 부딪히는 차량의 전면 형상대로 찌그러져 차량에 가해지는 충격력을 1차적으로 흡수한다.
전면완충모듈(100)의 커버판(130) 후면에 위치된 형상충돌부(120)가 속이 빈 기둥 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 다수 개의 슬릿(S)들이 형성되어 있기 때문에, 차량이 전면완충모듈(100)의 커버판(130)에 부딪혀 밀고 들어가면, 형상충돌부(120)가 차량 전면의 형상대로 찌그러지게 된다.
그러면 차량 전면부에 대한 지지력이 증대됨과 동시에 차량 전면부 전체로 충격에너지가 분산된다. 이로 인해, 차량 손상은 최소화되고, 충돌 후 반발력에 의한 차량 이탈이 최소화된다.
전면완충모듈(100)에서 1차적으로 충격력이 완화된 차량은, 차량 전면의 형상대로 찌그러진 형상충돌부(120)와 커버판(130)과 함께, 케이스(200)를 밀고 들어가게 된다. 케이스(200)의 내부공간(A)에 배치된 허니컴 완충부재(300)는 완화된 충격력에 의해 소성변형되면서 차량에 가해지는 충격력을 2차적으로 흡수한다.
100: 전면완충모듈 110: 백판
120: 형상충돌부 130: 커버판
200: 케이스 300: 허니컴 완충부재
A: 내부공간 M1: 정면부
M2: 측면부 3: 지지부
S: 슬릿

Claims (5)

  1. 차량이 부딪히며, 부딪히는 차량의 전면 형상대로 찌그러져 상기 차량에 가해지는 충격력을 분산하는 전면완충모듈;
    전면에 상기 전면완충모듈이 결합되며, 내부공간이 형성된 케이스; 및
    상기 케이스의 내부공간에 배치되며, 허니컴 구조로 형성되어 외부 충격력에 의해 소성변형되면서 상기 차량에 가해지는 충격력을 흡수하는 복수 개의 허니컴 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로용 충격흡수시설.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전면완충모듈은,
    상기 케이스에 결합되는 백판;
    속이 빈 기둥 형상으로 형성되며, 상기 백판에 결합되는 하나 이상의 형상충돌부; 및
    상기 형상충돌부에 결합되며, 차량이 부딪히는 커버판을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로용 충격흡수시설.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 형상충돌부는 ㄷ자, ○자, □자, 다각형 형상으로 성형 또는 절곡되는 것을 특징으로 하는 도로용 충격흡수시설.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 형상충돌부는 상기 백판에 높이 방향으로 또는 폭 방향으로 또는 높이 방향과 폭 방향을 조합하여 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수시설.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 형상충돌부에는 백판 방향으로 절개되어 형성되는 다수 개의 슬릿들이 길이 방향으로 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도로용 충격흡수시설.
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