KR101372567B1 - Absorbing impact energy apparatus with combining inertial and non-inertial system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로용 충격 흡수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분기점 또는 진입로 등에 설치된 중앙분리대나 가이드레일 등의 도로상의 고정구조물의 전방에 설치되어 차량의 충돌시 충격을 효과적으로 흡수하여 차량 및 운전자를 보호할 수 있는 충격흡수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a shock absorber for a road, and more particularly, it is installed in front of a fixed structure on a road such as a median separator or a guide rail installed at a branch point or an access road to effectively absorb a shock when a vehicle collides with a vehicle and a driver. It relates to a shock absorber that can protect.
일반적으로 고정구조물이 도로에 위치하는 경우 구조물의 전방에 충격흡수장치가 설치되어 운전자의 부주의 또는 불가피한 사유로 인해 충돌사고 발생시에 운전자의 사상 및 차량의 심한 파손을 방지한다. 충격흡수장치는 도로의 분기점 또는 진입로 등에 설치된 중앙분리대나 가이드레일의 시작점에 설치되거나 교각의 하단부, 터널 입구 등에 설치된다.
In general, when the fixed structure is located on the road, a shock absorbing device is installed in front of the structure to prevent the accident of the driver and severe damage of the vehicle in the event of a collision due to the driver's carelessness or unavoidable reasons. The shock absorber is installed at the starting point of the central separator or guide rail installed at the junction or the access road of the road, or at the lower end of the pier or the tunnel entrance.
탑승자 충돌속도(Occupant collision speed ( THIVTHIV )를 고려한 속도-시간 관계Speed-time relationship
충격흡수시설은 주행 차로를 벗어난 차량이 도로상의 구조물과 충돌하기 전에 차량의 충격에너지를 흡수하여 정지토록 하거나, 차량의 방향을 교정하여 본래의 주행차로로 복귀시켜주는 기능하며, 충돌차량의 복귀는 기존은 방호울타리 설계개념의 적용이 가능하며, 충격흡수시설의 설계는 에너지 소산방법이 관건이다.The shock absorbing facility absorbs the impact energy of the vehicle before it collides with the structure on the road and stops it, or corrects the direction of the vehicle and returns it to the original driving lane. Conventionally, the concept of protection fence design can be applied, and the energy dissipation method is the key to the design of shock absorbers.
기존의 충격흡수시설은 도 1에 나타나 있는 것과 같이 1단계 선형으로로 구성된 속도-시간 이력 설계개념을 적용하여 충돌 에너지를 소산시키는 것이 일반적이다. 이와 같은 1단계 선형으로 구성된 속도-시간 이력 설계개념을 적용하여 도로안전시설 설치 및 관리지침(국토해양부, 2010)에 제시되어 있는 탑승자 충돌속도(THIV) 한계값 44km/h(12m/s)을 만족시키기 위한 선형 감가속도는 12.2g로 나타나며, 선형 감가속도가 12.2g 이상인 경우는 탑승자 충돌속도가 한계값을 초과하게 된다.
Existing shock absorbers generally dissipate collision energy by applying a speed-time history design concept consisting of a linear linear stage, as shown in FIG. By applying the speed-time history design concept composed of the
도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 초기 충돌속도가 80km/h(22.2m/s)인 경우에 탑승자 충돌속도를 만족시키는 충격흡수시설의 최소 소요길이(차량 속도-시간 이력의 아래부분 면적)는 이론적으로 2.1m이다(차량 변형은 고려하지 않음.).As can be seen in FIG. 2, the minimum required length (the lower area of the vehicle speed-time history) of the shock absorber that satisfies the occupant collision speed when the initial collision speed is 80 km / h (22.2 m / s) is theoretical. 2.1m (vehicle modifications are not taken into account).
현재 국내에서 사용되고 있는 CC2 등급(충돌속도 80km/h) 충격흡수시설의 최소 길이는 3.25m이며(신도산업: 4.1m, 임팩트블랙홀: 3.7m, 코트라스: 3.25m), 설치공간의 제약과 설치비를 고려하면 충격흡수시설의 길이를 최소화 하는 것이 설계의 주요 고려사항이 되어야 한다.
Current rating CC2 used in domestic (collision speed 80km / h) minimum length of 3.25m and shock absorbing facility (Shindo Industry: 4.1m, Impact Black Hole: 3.7m, Las Court: 3.25m), the installation space constraints and installation costs Considering this, minimizing the length of the shock absorber should be a major consideration in the design .
관성형Inertia 또는 or 비관성형Pessimistic 충격흡수장치 Shock Absorber
이와 같은 충격흡수장치의 충격흡수 작용에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면, 그 작용의 국면에 따라 관성형과 비관성형으로 나누어 볼 수 있는데, 충격흡수장치에 차량이 충돌하는 경우 충격흡수장치의 중량에 비례하는 관성으로 충돌한 차량의 충격을 흡수하는 것이 관성형 충격흡수장치이고, 스프링 등과 같은 탄성체를 이용한 변형에너지로 충돌한 차량의 충격을 흡수하는 것이 비관성형 충격흡수장치로 구별할 수 있다.Looking at the shock absorbing action of the shock absorber in more detail, it can be divided into inertial and non-inertial according to the aspect of the action, which is proportional to the weight of the shock absorber when the vehicle collides with the shock absorber. Absorption of the impact of the vehicle collided by inertia is an inertial shock absorber, and absorbing the impact of the impacted vehicle by deformation energy using an elastic body such as a spring can be distinguished as an inertial shock absorber.
또한, 충격흡수시설은 충돌 차량의 차량 복귀 여부에 따라 복원형과 비복원형으로 나누어 볼 수 있다. 일반적으로 측면 레일이 있는 경우 복원형에 해당한다. 앞에서 설명한 관성형의 경우 비복원형이, 비관성형의 경우 복원형이 일반적이다. 최근에 공개된 관련 선행기술문헌은 아래와 같다. 상기 충격흡수시설 길이의 최소화를 위해서는 관성형과 비관성형이 복합적으로 적용될 필요가 있으나 이와 관련된 연구가 별도로 진행되고 있지는 못한 실정이다.
In addition, the shock absorbing facility may be divided into a restoring type and a non-restoring type according to whether the crash vehicle returns to the vehicle. In general, if a side rail is present, it is a restoration type. In the case of the inertial type described above, the non-resilient type is generally used. Recently published related prior art documents are as follows. In order to minimize the length of the shock absorbing facility, inertia molding and non-inertia molding need to be applied in combination, but studies related to this have not been conducted.
본 발명의 목적은 종래 1단계 속도-시간 선형 변화를 가져오는 충격흡수방법이 아닌 개선된 충격흡수방법을 개시함으로써 좁은 공간에서 설치 가능할 뿐만 아니라 경제성도 우수한 충격흡수시설을 개시하고자 한다.Disclosure of the Invention An object of the present invention is to disclose a shock absorbing facility that can be installed in a narrow space and has excellent economic efficiency by disclosing an improved shock absorbing method rather than the conventional shock absorbing method that produces a linear speed-time linear change.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 개선된 충격흡수방법을 구현할 수 있는 구체적인 충격흡수시설을 제공하는데 있다.
Still another object of the present invention is to provide a specific shock absorbing facility that can implement the improved shock absorbing method.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 종래 1단계 속도-시간 변화를 가져오는 충격흡수방법과 구별되는 다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 제공한다. 본 발명에 의한 충격흡수방법은 1단계 속도-시간 변화가 아닌 다단계 속도 변화이며, 예를 들면 3단계의 속도 변화가 있되, 일정구간 충돌차량의 속도에 변화가 없는 구간을 두는 것을 특징으로 할 수 있다. 다만, 충돌차량의 속도에 변화가 없다는 것은 기술(記述)의 한계에 따라 이와 같이 설명되는 것이며, 충돌 이후 출동흡수장치가 아닌 기타 환경 요소에 의하여 속도가 감속되는 경우를 포함한 것으로 해석되어야 한다. 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 3단계 선형 속도-시간 이력 개념에 따른 충격흡수장치 또한 개시한다. 이를 구체적으로 기술하면 다음과 같다.
The present invention provides a shock absorption method by a multi-step speed-time history that is distinguished from the conventional shock absorption method for bringing about a one-step speed-time change in order to solve the above problems. The shock absorption method according to the present invention is not a one-step speed-time change, but a multi-step speed change, for example, there is a three-step speed change. have. However, the fact that the speed of the collision vehicle is not changed is explained as described in accordance with the limitations of the description and should be interpreted to include the case where the speed is reduced by other environmental factors other than the dispatch absorber after the collision. The present invention also discloses a shock absorbing device according to the three-step linear speed-time history concept to solve the above problems. This is described in detail as follows.
본 발명은 충돌차량의 충격에너지를 흡수하는 충격흡수방법에 있어서, 상기 충격흡수방법은 충돌차량의 충격이 흡수됨에 따라 상기 충돌차량의 속도가 점차 감속되되, 감속의 비율이 2개 이상의 서로 다른 속도 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법를 개시한다.
The present invention provides a shock absorbing method for absorbing impact energy of a crash vehicle, wherein the shock absorbing method gradually reduces the speed of the crash vehicle as the impact of the crash vehicle is absorbed, and the rate of deceleration is two or more different speeds. Disclosed is a multi-stage velocity-time history shock absorbing method comprising a step.
바람직하게는 상기 서로 다른 속도 단계는 충돌 후 충돌차량의 속도가 급하게 감속되는 제1 급감속 단계; 상기 제1 급감속 단계 이후 단계이되 탑승자 충돌 이후에 충돌 차량의 속도에 변화가 없도록 하는 제2 저감속 단계; 상기 제2 저감속 단계 이후의 단계로서 탑승자 충돌 이후에 상기 충돌 차량의 속도를 감속시키는 제3 감속 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Preferably, the different speed step may include a first sudden deceleration step in which the speed of the crash vehicle is rapidly decelerated after the collision; A second deceleration step of performing a step after the first sudden deceleration step such that there is no change in the speed of the crash vehicle after the passenger collision; And a third deceleration step of decelerating the speed of the crash vehicle after the collision of the passengers as a step after the second reduction speed step.
바람직하게는 상기 제1 급감속 단계에서는 중량부를 두어, 차량이 상기 중량부에 충돌하는 경우 관성력(inertail force)에 의하여 충돌 차량의 속도를 급격하게 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2 저감속 단계는 상기 제1 급감속 단계에서 충돌한 중량부가 충돌된 차량과 순간적으로 이격되어 이동함으로써, 상기 충돌 차량 또한 저감속을 유지되도록 하는 것을 특징으로 하고, 상기 제3 감속 단계는 다시 접하게된 상기 충돌 차량과 상기 중량부가 탄성수단에 의하여 점차적으로 속도가 감소되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Preferably, in the first sudden deceleration step, a weight part is provided so that when the vehicle collides with the weight part, the speed of the crash vehicle is rapidly reduced by an inertail force, and the second reduction is performed. The speed step is characterized in that the weight vehicle collided in the first sudden deceleration step is moved away from the crashed vehicle instantaneously, so that the collision vehicle also maintains the reduced speed, the third deceleration step is in contact with the The impact vehicle and the weight portion may be characterized in that the speed is gradually reduced by the elastic means.
본 발명은 관성에 의하여 충돌차량의 속도를 급격히 감속시키는 중량부와 상기 중량부가 차량 충돌에 의하여 저감속으로 움직일 수 있도록 형성되는 빈공간부로 이루어진 관성 구간과, 상기 중량부가 차량 충돌에 의하여 상기 빈공간부를 지난 후, 상기 충돌차량과 상기 중량부가 변형에너지에 의하여 점차 속도가 줄어들 수 있도록 탄성수단과 반력프레임으로 이루어진 비관성 구간으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 관성형과 비관성형이 결합된 복원형 충격흡수시설을 개시한다.
The present invention provides an inertia section including a weight part that rapidly reduces the speed of the collision vehicle by inertia, and an empty space part that is formed such that the weight part can move at a reduced speed due to a vehicle collision, and the weight part is the empty space part by a vehicle collision. After passing through, the impact vehicle and the weight portion is characterized by consisting of a non-inertial section consisting of an elastic means and a reaction frame so that the speed is gradually reduced by the strain energy, inertia and non-inertia combined recovery type shock absorption Start the facility.
바람직하게는 상기 중량부가 차량 충돌에 의하여 이동하여 상기 탄성수단에 접하여 에너지를 전달함에 있어서, 충격이 점차적으로 상기 탄성수단으로 전달되도록 하기 위하여, 상기 관성 구간과 상기 비관성 구간 사이로서 상기 비관성구간의 전면부에 충격완화수단이 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Preferably, the weight portion is moved by the vehicle collision, in contact with the elastic means to transfer energy, so that the impact is gradually transferred to the elastic means, between the inertial section and the non-inertial section, It may be characterized in that the shock absorbing means is further installed in the front portion.
바람직하게는 상기 충격완화수단은 차량 충돌기 상기 중량부와 접하게 되는 횡방향 강판과 상기 횡방향 간판을 상기 탄성수단에 이격하여 고정시키는 2개 이상의 종방향 강판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
Preferably, the impact mitigating means may be characterized in that it comprises a transverse steel plate which is in contact with the weight portion of the vehicle impactor and two or more longitudinal steel plates to secure the lateral signboard spaced apart from the elastic means.
바람직하게는 상기 충격흡수시설은 지면에 설치되는 가이드레일이 설치되고, 상기 중량체는 상기 가이드레일에 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 상기 충격완화수단은 상기 가이드레일에 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 상기 탄성수단은 상기 충격완화수단이 고정된 전면프레임과 상기 전면프레임과 상기 반력프레임에 연결되어 고정되는 나선형 탄성 스프링으로 이루어지되, 상기 전면프레임은 상기 가이드레일에 슬라이딩 가능하다록 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the shock absorbing facility is provided with a guide rail installed on the ground, the weight is coupled to the guide rail so as to slide, the shock absorbing means is coupled to the guide rail to be slidable, the elastic means The shock absorbing means is made of a fixed front frame and the helical elastic spring is connected to the front frame and the reaction frame is fixed, the front frame may be characterized in that coupled to the sliding guide rail. .
바람직하게는 상기 중량부의 무게는 855Kg 내지 900Kg이고, 상기 빈공간의 종방향 길이는 0.45m 내지 0.5m인 것을 특징으로 할 수 있다.
Preferably the weight of the weight portion is 855Kg to 900Kg, the longitudinal length of the empty space may be characterized in that 0.45m to 0.5m.
본 발명은 상기 3단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 개시함으로써 충격흡수시설을 좁은 공간에서 설치 가능할 수 있을 뿐만 아니라 경제적으로 당해 시설을 설치할 수 있는 효과가 있다. 충격흡수시설을 좁은 공간에 설치할 수 있다함은 충격흡수시설의 길이를 줄일 수 있음을 의미한다.The present invention has the effect of being able to install the shock absorbing facility in a narrow space as well as economically by installing the shock absorbing method by the three-step speed-time history. The fact that the shock absorber can be installed in a narrow space means that the length of the shock absorber can be reduced.
상기와 같은 발명이 국가 도로 안전시설 등의 설계 기준에 반영할 수 있는 경우 국토의 효율적인 사용과 예산을 절감할 수 있게 된다.
If the invention as described above can be reflected in the design standards of the national road safety facilities, it is possible to reduce the efficient use of the land and budget.
예를 들어 본 발명의 일실시예인 3단계로 구성된 선형 속도-시간 이력 개념을 적용하면 CC2 등급 충격흡수시설의 소요길이를 이론적으로 1.5m 까지 감소시킬 수 있다. 이는 종래 공지기술(기존 1단계 선형 설계)에 비하여 약 30% 길이를 감소시킬 수 있어 경제적이며, 설치 공간의 제한을 감소시킬 수 있다.
For example, if the linear speed-time history concept consisting of three steps, which is an embodiment of the present invention, is applied, the required length of the CC2 grade shock absorber can be theoretically reduced to 1.5 m. This can reduce the length by about 30% compared to the prior art (previous one-stage linear design), which is economical and can reduce the limitation of the installation space.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 설명하기 위한 것으로서,
도 1은 종래 공지의 1단계 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 표현한 것이고, 도 2는 종래 공지의 1단계 선형-시간 이력에 의한 충격흡수시설의 최소 소요 길이를 산정한 것을 나타낸 것이며,
도 3은 본 발명의 일실시예인 다단계(3단계) 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수시설의 최소 소요 길이를 산정한 것을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예인 다단계(3단계) 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 설명하기 위한 것이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명인 상기 다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 이용한 관성형과 비관성형이 결합된 복원형 충격흡수시설의 일실시에 관한 도면으로서,
도 5는 본 발명의 일실시예의 외면 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일실시의 내부를 일부 분해하여 비스듬하게 도시한 상세도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 내부 평면도이다.1 to 4 are for explaining the shock absorption method by the multi-step speed-time history of the present invention,
1 is a representation of a shock absorption method using a conventionally known one-step linear speed-time history, and FIG. 2 shows a calculation of a minimum required length of a shock absorption facility by a conventionally known one-step linear-time history.
Figure 3 shows the calculation of the minimum required length of the shock absorbing system by the multi-stage (three-stage) linear speed-time history that is an embodiment of the present invention, Figure 4 is a multi-stage (three-stage) linear, which is an embodiment of the present invention It is for explaining the shock absorption method by the speed-time history.
5 to 7 is a view showing an embodiment of the restoration type shock absorption facility combined inertia and non-inertia using the shock absorption method according to the multi-step speed-time history of the present invention,
5 is a perspective view of the outer surface of an embodiment of the present invention,
6 is a detailed view obliquely showing a part of the interior of the embodiment of the present invention,
7 is an internal plan view for explaining an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.
다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법의 Impact absorption method by multi-step speed-time history 실시예Example
본 발명은 앞에서 설명한 과제를 해결하기 위하여 다단계의 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 개시한다. 즉, 본 발명은 충돌차량의 충격에너지를 흡수하는 충격흡수방법에 있어서, 상기 충격흡수방법은 충돌차량의 충격이 흡수됨에 따라 상기 충돌차량의 속도가 점차 감속되되, 감속의 비율이 2개 이상의 서로 다른 속도 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 제공한다.The present invention discloses a shock absorption method based on a multi-step linear speed-time history in order to solve the problems described above. That is, the present invention is a shock absorbing method for absorbing the impact energy of the crash vehicle, the shock absorbing method is the speed of the crash vehicle is gradually reduced as the impact of the impact vehicle is absorbed, the rate of deceleration is two or more It provides a multi-step speed-time history shock absorption method comprising a different speed step.
도 3은 본 발명의 일실시예인 3단계 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법이 적용된 충격흡수시설의 최소 소요 길이를 산정한 표를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예인 다단계(3단계) 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 설명하기 위한 표를 나타낸 이다.FIG. 3 is a table showing a minimum required length of a shock absorbing system to which a shock absorbing method using a three-step linear speed-time history, which is an embodiment of the present invention, is shown. FIG. 4 is a multi-stage (3) Step) The table to explain the shock absorption method by linear velocity-time history.
도 3에 나타나 있는 3단계로 구성된 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 충격흡수시설에 적용하면 CC2 등급 충격흡수시설의 소요길이를 이론적으로 1.5m 까지 감소시킬 수 있다. 이는 종래 공지기술(기존 1단계 선형 설계)에 비하여 약 30% 길이를 감소시킬 수 있어 경제적이며, 설치 공간의 제한을 감소시킬 수 있다. When the shock absorbing method using the linear speed-time history composed of three steps shown in FIG. 3 is applied to the shock absorbing facility, the required length of the CC2 grade shock absorbing facility can theoretically be reduced to 1.5 m. This can reduce the length by about 30% compared to the prior art (previous one-stage linear design), which is economical and can reduce the limitation of the installation space.
본 실시예는 상기 서로 다른 속도 단계가 충돌 후 충돌차량의 속도가 급하게 감속되는 제1 급감속 단계; 상기 제1 급감속 단계 이후 단계이되 탑승자 충돌 이후에 충돌 차량의 속도를 저감속시키는 제2 저감속 단계; 및 상기 제2 저감속 단계 이후의 단계로서 탑승자 충돌 이후에 상기 충돌 차량의 잔여 속도를 감속시키는 제3 감속 단계로 이루어진 것이다.This embodiment includes a first sudden deceleration step in which the speed of the crash vehicle is decelerated rapidly after the different speed steps are collided; A second deceleration step of reducing the speed of the crash vehicle after the crash of the passenger after the first rapid deceleration step; And a third deceleration step of decelerating the remaining speed of the crash vehicle after the collision of the passengers as a step after the second reduction speed step.
도 3에 나타나 있는 3단계로 구성된 선형 속도-시간 이력 개념을 적용하면 CC2 등급 충격흡수시설의 소요길이를 이론적으로 1.5m 까지 감소시킬 수 있다. 이는 종래 공지기술(기존 1단계 선형 설계)에 비하여 약 30% 길이를 감소시킬 수 있어 경제적이며, 설치 공간의 제한을 감소시킬 수 있다.By applying the three-step linear speed-time history concept shown in FIG. 3, the required length of the CC2 class shock absorber can be theoretically reduced to 1.5 m. This can reduce the length by about 30% compared to the prior art (previous one-stage linear design), which is economical and can reduce the limitation of the installation space.
도 4에 도시된 바와 같이 3단계 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법이라 함은 탑승자 충돌 이전과 이후 단계를 구분하여 충돌차량이 다르게 거동하도록 하는 것이고, 나아가 탑승자 충돌 이전 단계 또한 경제적이면서 고효율의 시설이 될 수 있도록 비선형의 충돌차량 운동이 될 수 있도록 충돌 차량의 충격을 흡수하는 것을 말한다. 보다 구체적으로는 3단계 선형 속도-시간 이력 개념을 적용한 충격흡수시설을 구현하기 위해서는 충돌초기에 급격한 차량의 감속을 유발할 수 있어야 하고(도 4, Section 1) 급격한 속도 감소 이후에 차량 속도가 저감되는 구간(도 4 , Section 2)이 필요하다. 또한 탑승자 충돌속도 발생시간 이후에는 감가속도를 PHD(충돌후 감가속도) 한계값인 20g 근처로 만들 수 있다(도 4, Section 3).
As shown in FIG. 4, a three-step linear velocity-time history shock absorption method distinguishes a vehicle before and after a passenger collision so that the collision vehicle behaves differently. Absorbs the impact of a crash vehicle so that it can be a non-linear crash vehicle movement. More specifically, in order to implement a shock absorbing system using the three-step linear speed-time history concept, it is necessary to cause a sudden deceleration of the vehicle at the beginning of the crash (Fig. 4, Section 1). Sections (Figure 4, Section 2) are needed. In addition, after the occupant collision speed occurs, the deceleration can be made around 20g PHD (deceleration after impact) limit (Fig. 4, Section 3).
상기 제1 급감속 단계에서는 중량부를 두어, 차량이 상기 중량부에 충돌하는 경우 관성력(inertail force)에 의하여 충돌 차량의 속도를 급격하게 감소시키도록 하고, 상기 제2 저감속 단계는 상기 제1 급감속 단계에서 충돌된 차량과 충돌한 중량부가 이동하면서 차량의 속도를 저감속함으로써, 상기 충돌 차량 또한 속도가 현저하게 상쇄되도록 하며, 상기 제3 감속 단계는 다시 접하게 된 상기 충돌 차량과 상기 중량부가 탄성수단에 의하여 점차적으로 속도가 감소되도록 하는 것이다.
In the first sudden deceleration step, a weight part is provided so that when the vehicle collides with the weight part, the speed of the crash vehicle is drastically reduced by an inertail force, and the second reduction step is the first sudden deceleration step. By reducing and reducing the speed of the vehicle while moving the weight collided with the vehicle collided in the next step, the collision vehicle also significantly cancels the speed, and the third deceleration step is such that the crash vehicle and the weight portion are brought back into contact with each other. By means of means the speed is gradually reduced.
관성형과Inertia 비관성형이Pessimism 결합된Combined 복원형 충격흡수시설의 Of restoration type shock absorber 실시예Example
본 발명은 상술한 다단계 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 적용한 충격흡수시설을 개시하며, 그 일 실시예로서 3단계 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수시설을 제안한다. 이하 도면에 의하여 그 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.The present invention discloses a shock absorbing system to which the above-described multi-stage linear velocity-time history shock absorbing method is applied, and as an example, proposes a three-stage linear velocity-time history shock absorbing system. Hereinafter, the configuration and operation thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5 내지 도 7은 본 발명인 상기 다단계 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법을 이용한 관성형과 비관성형이 결합된 복원형 충격흡수시설의 일실시에 관한 도면으로서, 도 5는 본 발명의 일실시예의 외면 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시의 내부를 일부 분해하여 비스듬하게 도시한 상세도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 내부 평면도이다.
5 to 7 is a view showing an embodiment of a restoration type shock absorber combined with an inertia and a non-inertia using the shock absorption method according to the multi-step speed-time history of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention 6 is an exploded perspective view showing a part of the interior of an embodiment of the present invention in an oblique view, and FIG. 7 is an internal plan view for explaining an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예인 상기 3단계 선형 속도-시간 이력에 의한 충격흡수방법이 적용된 충격흡수시설은 i) 관성에 의하여 충돌차량의 속도를 급격히 감속시키는 중량부(100)와, 상기 중량부(100)가 차량 충돌에 의하여 이동되면서 충돌 속도가 저감속 될 수 있도록 형성되는 빈공간부(200)로 이루어진 관성 구간(P1)과, ii) 상기 중량부(100)가 차량 충돌에 의하여 상기 빈공간부(200)를 지난 후, 상기 충돌차량과 상기 중량부(100)가 변형에너지에 의하여 점차 속도가 줄어들 수 있도록 탄성스프링(400)과 작동프레임(500)으로 이루어진 비관성 구간(P3) 및 iii) 상기 중량부(100)가 차량 충돌에 의하여 이동하여 상기 탄성스프링(400)에 접하여 에너지를 전달함에 있어서, 충격이 점차적으로 상기 탄성스프링(400)으로 전달되도록 하기 위하여, 상기 관성 구간(P1)과 상기 비관성 구간(P3) 사이로서 상기 비관성 구간(P3)의 전면부에 설치되어 있는 충격전이구간(P2)을 포함하여 이루어진다.The shock absorbing facility to which the shock absorbing method based on the three-step linear speed-time history, which is an embodiment of the present invention, includes: i) a
상기 충격전이구간(P2)은 차량 충돌시 상기 중량부(100)와 접하게 되는 횡방향 강판(301)과 상기 횡방향 간판(301)을 상기 탄성 스프링(400)에 이격하여 고정시키는 2개 이상의 종방향 강판(302)을 포함하여 이루어지는 충격완화장치(300)를 포함하여 구성된다.The impact transition section (P2) is two or more species for fixing the
상기 충격흡수시설은 상부를 마감하는 상부덮개(10)와, 상기 중량부(100)의 전방에 설치되는 전면덮개(20)와, 후방에서 지면에 고정되는 고정대(30)과, 상기 상부덮개(10)의 좌우에서 지면과 수직 방향으로 설치되는 양측 가드레일(40)을 포함하여 구성된다.The shock absorbing facility includes an
또한 상기 충격흡수시설의 내부에는 바닥면에 설치되어 차량 충돌에 따른 충격흡수구간을 이루기 위한 가이드레일(50)이 설치된다.In addition, the interior of the shock absorbing facility is installed on the floor
상기 중량부(100)는 전후측에 상기 중량부(100)를 고정하는 프레임(101)에 설치되는 것이 바람직하다.The
상기 전면덮개(10)에서부터 후방으로 빈공간부(200)까지 상기 중량부(100)가 차량 충돌에 의하여 저항 없이 움직일 수 있도록 하는 관성 구간(P1)을 이루는 것이다.It is to form an inertial section (P1) to allow the
상기 관성 구간(P1)이 끝나는 시점에는 바로 충격전이구간(P2)이 이루어지는 것으로, 상기 충격전이구가(P2)에는 충격완화장치(300)가 구성된다.At the time when the inertia section P1 ends, the impact transition section P2 is made immediately, and the impact transition tool P2 is configured with an
상기 충격완화장치(300)는 차량 충돌시 상기 중량부(100)와 접하게 되는 횡방향 강판(301)과 상기 횡방향 간판(301)을 상기 탄성 스프링(400)에 이격하여 고정시키는 2개 이상의 종방향 강판(302)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The
상기 탄성수단는 상기 충격완화장치(300)가 고정된 작동 프레임(500)과 상기 작동 프레임(500)과 지면에 설치된 고정대(30)에 연결되는 탄성 스프링(400)으로 이루어진다.The elastic means is composed of an
한편 상기 중량부(100) 및 상기 충격완화장치(300) 작동프레임(500)은 상기 가이드레일(50)에 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 상기 가이드레일(50)의 상단면에는 차량 충돌시 상기 작동프레임(500)이 후방으로 밀리면서 탄성스프링(400)에 의해 복원되는 것을 방지하는 스토퍼(600)가 마련되도록 형성된다.On the other hand, the
상기 스토퍼(600)는 상단에 상기 작동프레임(500)이 걸려 이동이 차단되도록 하는 걸림판(601)과, 상기 걸림판(601)의 하단에는 상기 걸림판(601)을 작동시키는 지지스프링(602)이 형성되는 것이 바람직하다.
The
중량부의By weight 무게 등 Weight etc.
본 발명의 일실시예인 상기 충격흡수시설의 상기 중량부의 무게는 900Kg이고, 도로 시설물 설치시 5%의 수공 오차를 고려할 때 상기 중량부의 무게는 855kg에서 900kg으로 할 수 있다. 상기 빈공간의 종방향 길이는 0.5m이다. 최적의 길이는 0.45m이나 안전율과 설치 오차를 고려하여 0.5m의 범위내로 한 것이다. 따라서, 바람직하게는 0.45m 내지 0.5m가 바람직하다.
The weight of the weight portion of the shock absorbing facility of one embodiment of the present invention is 900Kg, when considering the manual error of 5% when installing the road facilities the weight of the weight may be from 855kg to 900kg. The longitudinal length of the void is 0.5 m. The optimum length is 0.45m but is within 0.5m considering safety factor and installation error. Therefore, preferably 0.45 m to 0.5 m.
중량부의 무게가 900Kg이고, 빈공간의 종방향 길이가 0.45m가 바람직한 이유를 아래와 같이 도 4로 구체적으로 설명한다.
The weight of the weight part is 900Kg, the reason why the longitudinal length of the empty space is preferably 0.45m will be described in detail with reference to FIG.
도 4의 4 SectionSection 1 구간 모듈질량 산정 Calculation of 1 section module mass
충돌차량 질량 900kg, 충돌속도 80km/h인 경우 탑승자 충돌속도 한계값 44km/h에 대하여 안전율 10%를 고려하여 탑승자 충돌속도=40km/h로 만드는 모듈질량 산정을 산정한 것이다.If the collision vehicle mass is 900kg and the collision speed is 80km / h, the module mass calculation is made to make the occupant collision speed = 40km / h in consideration of the safety factor of 10% against the occupant collision speed limit value of 44km / h.
운동량 보존의 법칙을 적용 Apply the law of conservation of momentum
도 4의 4 SectionSection 1 구간 속도-시간 이력 산정 Calculation of 1 section speed-time history
차량이 집중질량에 충돌하는 거동은 아래 그림 같은 2자유도 Mass-Spring 모델로 이상화시킬 수 있다.The behavior of the vehicle impacting the concentrated mass can be idealized by the two-degree-of-freedom mass-spring model shown below.
위 그림에서 자유물체도의 평형을 고려하면 다음식과 같이 운동방정식이 결정된다. Considering the equilibrium of free object diagram in the above figure, the equation of motion is determined as
위의 운동방정식의 해를 구하면 다음과 같다. The solution of the equation above is as follows.
여기서, 
위의 운동방정식의 해를 이용하면 차량의 속도-시간 이력 그래프를 산출할 수 있다.
Using the solution of the above equation of motion, we can calculate the speed-time history graph of the vehicle.
도 4의 4
Section
도로안전시설 설치 및 관리지침에 나타나있는 탑승자 충돌속도 정의에 의하여 A1=0.6m가 되는 시간을 산정하여 도 4의 Section 2 구간을 설정하고 속도-시간 이력곡선의 아래 부분 면적을 산정하면 빈공간부의 소요길이는 0.45m로 나타난다.Calculate the time when A 1 = 0.6m according to the definition of occupant collision speed in the road safety facility installation and management guideline, and set
도 4의 4
Section
PHD 한계값 20g에 대하여 안전율 10%를 적용하여 PHD=18g로 만드는 도 4의 Section 3 구간의 모듈강성 k3를 산정하였다.The module stiffness k 3 of
차량의 충돌거동은 다음 그림과 같은 2자유도 Mass-Spring 모델로 이상화 시킬 수 있다.The collision behavior of the vehicle can be idealized by a two-degree-of-freedom mass-spring model as shown in the following figure.
위 그림을 이용하여 다음식과 같이 운동방정식이 결정된다.Using the above figure, the equation of motion is determined as follows.
위의 운동방정식의 해는 앞서 언급한 2자유도 운동방정식의 해에서 mc 대신 mc + m1, Δ1 대신 Δ3 을 대입하여 얻을 수 있다. In the solution of a two degree of freedom motion equations to an equation of motion it is mentioned above, instead of c m m c + m 1, Δ 1, instead can be obtained by substituting a Δ 3.
PHD=18g로 만드는 모듈의 강성 k3=1000kN/m로 산정된다(m3=100kg인 경우). 도 4의 Section 3 구간의 면적으로 산정되는 모듈의 길이는 0.75m로 나타난다.The stiffness k 3 = 1000 kN / m of the module making PHD = 18 g is estimated (if m 3 = 100 kg). The length of the module calculated as the area of the
충격흡수시설의 전체길이 산정Estimation of Overall Length of Shock Absorber
충돌차량 질량 1300kg, 충돌속도 80km/h인 경우에 대하여 위에서 산정된 첫 번째 모듈의 질량 900kg과 empty space의 길이 0.45m를 적용하여 2자유도 Mass-Spring 모델을 이용하여 차량 속도-시간 이력을 산정하면, 탑승자 충돌속도값은 34km/h 이고 PHD값은 20g로 나타나 도로안전시설 설치 및 관리지침의 기준값에 만족하며, 도 4의 Section 3 구간의 면적으로 산정되는 모듈의 길이는 0.93m로 나타난다.
In case of 1300kg of collision vehicle and 80km / h of collision speed, the vehicle speed-time history is calculated by using the two-degree of freedom Mass-Spring model by applying the mass of 900kg of the first module and 0.45m of empty space. In this case, the occupant collision speed value is 34km / h and the PHD value is 20g, which satisfies the reference value of the road safety facility installation and management guideline, and the module length calculated as the area of
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents.
10 상부덮개(Top cover)
20 전면덮개(Front cover)
30 고정대(Reaction Frame)
40 가드레일(Guard Rail)
50 가이드레일(Guide Rail)
P1 관성구간(Inertia portion)
100 중량부(Mass) 101 프레임(Frame)
200 빈공간부(Empty Space)
P2 충격전이구간(Impact Transition portion)
300 충격완화장치(Impact Alleviation Device)
301 횡방향 강판(Lateral Steel Plate)
302 종방향 강판(Longitudinal Thin Steel Plate)
P3 비관성구간(Non-Inertia portion)
400 탄성 스프링
500 작동 프레임
500 스토퍼
501 걸림판
502 지지스프링10 Top cover
20 Front cover
30 Reaction Frame
40 Guard Rail
50 Guide Rail
P1 Inertia portion
100
200 Empty Space
P2 Impact Transition Section
300 Impact Alleviation Device
301 Lateral Steel Plate
302 Longitudinal Thin Steel Plate
P3 Non-Inertia portion
400 elastic spring
500 working frames
500 stopper
501 hanger
502 Support Spring
Claims (8)
상기 중량부(100)가 차량 충돌에 의하여 상기 빈공간부(200)를 지난 후, 상기 충돌차량과 상기 중량부(100)가 변형에너지에 의하여 점차 속도가 줄어들 수 있도록 탄성수단과 작동 프레임(500)으로 이루어진 비관성 구간(P3)으로 이루어지고,
상기 중량부(100)가 차량 충돌에 의하여 이동하여 상기 탄성수단에 접하여 에너지를 전달함에 있어서, 충격이 점차적으로 상기 탄성수단으로 전달되도록 하기 위하여, 상기 관성구간(P1)과 상기 비관성구간(P3) 사이로서 상기 비관성구간(P3)의 전면부에 충격전이구간(P2)이 더 설치되는 충격흡수시설로서,
상기 충격흡수시설은 지면에 설치되는 가이드레일(50)에 설치되고,
상기 중량부(100)는 상기 가이드레일(50)에 슬라이딩 가능하도록 결합되고,
충격완화장치(300)는 상기 가이드레일(50)에 슬라이딩 가능하도록 결합되고,
상기 탄성수단은 충격완화장치(300)가 고정된 작동 프레임(500)과 상기 작동 프레임(500)과 지면에 설치된 고정대(30)에 연결되는 탄성 스프링(400)으로 이루어지되, 상기 작동 프레임(500)은 상기 가이드레일(50)에 슬라이딩 가능하도록 결합되며,
상기 가이드레일(50)의 상단면에는 차량 충돌 시 상기 작동프레임(500)이 후방으로 밀리면서 탄성스프링(400)에 의해 복원되는 것을 방지하는 스토퍼(600)가 형성되고,
상기 스토퍼(600)는 상단에 상기 작동프레임(500)이 걸려 이동이 차단되도록 하는 걸림판(601)과, 상기 걸림판(601)의 하단에는 상기 걸림판(601)을 작동시키는 지지스프링(602)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
관성형과 비관성형이 결합된 복원형 충격흡수시설.
Inertia section consisting of a weight portion 100 for rapidly decelerating the speed of the collision vehicle by the inertia and an empty space portion 200 that is formed so that the collision speed can be reduced while moving by the vehicle collision ( P1),
After the weight part 100 passes the empty space part 200 by the collision of the vehicle, the collision vehicle and the weight part 100 may gradually reduce the speed due to the deformation energy. It consists of a non-inertia section (P3),
When the weight part 100 is moved by the collision of the vehicle and in contact with the elastic means to transmit energy, the inertia section P1 and the non-inertial section P3 so that the impact is gradually transmitted to the elastic means. As a shock absorbing facility in which a shock transition section (P2) is further installed in the front portion of the non-inertial section (P3) between,
The shock absorbing facility is installed on the guide rail 50 is installed on the ground,
The weight part 100 is coupled to the guide rail 50 to be slidable,
Shock absorbing device 300 is coupled to the guide rail 50 to be slidable,
The elastic means is made of an operation frame 500 is fixed to the shock absorbing device 300 and the elastic spring 400 is connected to the operation frame 500 and the fixed base 30 is installed on the ground, the operation frame 500 ) Is coupled to the guide rail 50 to be slidable,
The upper surface of the guide rail 50 is formed with a stopper 600 which prevents the operation frame 500 from being restored by the elastic spring 400 while being pushed backward in a vehicle collision,
The stopper 600 has a locking plate 601 to stop the movement of the operation frame 500 at the top, and a support spring 602 for operating the locking plate 601 at the lower end of the locking plate 601. Characterized in that comprises a)
Resilient shock absorption system combining inertia and non-inertia.
상기 충격전이구간(P2)은 차량 충돌기 상기 중량부(100)와 접하게 되는 횡방향 강판(301)과 상기 횡방향 간판(301)을 탄성스프링(400)에 이격하여 고정시키는 2개 이상의 종방향 강판(302)을 포함하여 이루어진 충격완화장치(300)가 포함된 것을 특징으로 하는
관성형과 비관성형이 결합된 복원형 충격흡수시설.
5. The method of claim 4,
The impact transition section (P2) is a two or more longitudinal steel plate for fixing the transverse steel plate 301 and the transverse signage 301 to be in contact with the weight portion 100 and spaced apart from the elastic spring 400, the vehicle collider. Shock absorbing device 300 made, including (302) is characterized in that it is included
Resilient shock absorption system combining inertia and non-inertia.
상기 중량부(100)의 무게는 855Kg 내지 900Kg이고,
상기 빈공간의 종방향 길이는 0.45m 내지 0.5m인 것을 특징으로 하는
관성형과 비관성형이 결합된 복원형 충격흡수시설.
5. The method of claim 4,
The weight of the weight portion 100 is 855Kg to 900Kg,
The longitudinal length of the void is characterized in that 0.45m to 0.5m
Resilient shock absorption system combining inertia and non-inertia.
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|---|---|---|---|
| KR1020120121681A KR101372567B1 (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | Absorbing impact energy apparatus with combining inertial and non-inertial system |
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| KR101372567B1 true KR101372567B1 (en) | 2014-03-25 |
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