기술 비교 작동원리 영상 구조 셀 형상 사양 도면 KR 10-2016-0016535
사출성형 · 비발포 방식 · 허니콤 방사형 셀 구조

충격을 흡수하고
차량을 돌려보낸다

도로 가드레일에 장착되는 차세대 충격흡수 롤러. 열가소성 엘라스토머를 단일 사출금형으로 일체 성형하여, 방사형 대칭 허니콤 셀이 충돌 에너지를 분산·흡수하고 차량을 진행 방향으로 안전하게 유도합니다.

기술 살펴보기 → 기존 제품과 비교
공개번호10-2016-0016535
출원번호10-2015-0032739
국제특허분류E01F 15/04
방식비발포 일체 사출
01 — 왜 새로운 방식인가

발포 폼 롤러의 한계

기존 도로용 충격흡수 시설물은 대부분 EVA·EPS·EPU 등 고분자 발포 폼을 사용합니다. 그러나 발포 방식은 생산성과 내구성 양쪽에서 구조적인 약점을 가집니다.

ISSUE / 01

낮은 생산성

EVA는 가교·발포 공정이 까다롭고 1회 30~60분이 소요됩니다. 열 프레스 사용으로 에너지 소비가 크고 대량생산에 불리합니다.

ISSUE / 02

자외선 표면 파괴

발포 기공의 얇은 표면막이 수개월 내 자외선에 파괴되어, 내부 기공으로 빗물·먼지가 침투하며 얼룩이 발생합니다.

ISSUE / 03

오염 가속 · 미관 저하

한번 침투한 먼지와 얼룩은 비에도 세척되지 않고 더 깊이 스며들어 오염이 가속, 도로 미관을 크게 해칩니다.

ISSUE / 04

낮은 표면 경도

밀도 0.1~0.2 수준으로 발포되어 표면 경도가 매우 낮습니다. 스크래치와 흠집이 쉽게, 크게 발생합니다.

02 — 핵심 기술

발포를 버리고,
구조로 흡수한다

외통과 내통 사이를 채우는 방사형 대칭 허니콤 셀 집합체가 충격을 구조적으로 흡수·복원합니다. 단일 열가소성 수지로 사출금형에서 일체 성형되어 연결부가 존재하지 않습니다.

  • 01

    일체형 사출 성형

    외통·내통·셀이 단일 재료로 한 번에 성형되어 접착·볼트·용접 없이 연결부가 없습니다. 순간 충격에도 내구성이 보장됩니다.

  • 02

    방사형 대칭 셀 배열

    중심축을 기준으로 30° 12분할 구획에 오각·육각형 셀을 작도해 회전 배치. 충격 에너지가 항상 중심축을 향하도록 정렬됩니다.

  • 03

    회전 유도 · 복원

    원통형 롤러가 충돌 시 회전하며 반사각을 형성, 차량을 진행 방향으로 유도하고 즉시 원위치로 복원됩니다.

  • 04

    대량생산 경제성

    하나의 사출금형으로 대량생산이 가능하며, 발포체 고유의 탄성을 유지하면서 경량화를 실현합니다.

도 2 · 외통(110) · 내통(120) · 방사형 허니콤 셀(130)
03 — 기존 제품과 비교

발포 폼 롤러 vs 사출 허니콤 롤러

기존 세이프티 롤러는 발포 고분자로 만들어 손톱으로도 표면이 긁힐 만큼 무르고, 시간이 지나면 먼지·오염이 침투해 변색됩니다. CELLROLL은 비발포 사출 구조로 오염에 강하고 표면 강도가 높아 반영구적으로 사용할 수 있습니다.

EXISTING · 발포 방식기존 폼 롤러EVA · PU 발포 솔리드 본체
표면이 변색·균열된 기존 발포 롤러표면 변색 · 균열 · 오염
  • 손톱으로도 표면이 긁힐 만큼 무름
  • 시간이 지나면 먼지·오염이 침투해 변색
  • 표면막 파괴로 빗물·먼지가 기공에 흡수
  • 오염이 누적되어 도로 미관을 저해
기존 제품 설치 현장
장기 사용으로 변색·반사필름 박리·표면 오염이 진행된 기존 발포 롤러
장기 사용 후 변색 · 반사필름 박리 · 표면 오염이 진행된 기존 발포 롤러 설치 현장
CELLROLL · 사출 비발포사출 허니콤 롤러열가소성 엘라스토머 일체 사출 · 방사형 셀
사출 허니콤 충격흡수 롤러 실물오염 강함 · 반영구
  • 먼지·오염에 탁월 — 잘 닦이고 변색 없음
  • 높은 표면 강도로 스크래치에 강함
  • 비발포 구조라 내후성 우수, 반영구적 사용
  • 방사형 허니콤 셀이 충격을 구조적으로 분산
CELLROLL 실물 제품
방사형 허니콤 셀 구조 상부
방사형 허니콤 셀 구조 (상부)
외통 요홈부와 반사필름 밴드
외통 요홈부 + 반사필름 밴드
가드레일 지주에 장착된 롤러
가드레일 지주 장착 실물
비교 항목 기존 폼 롤러 (발포) CELLROLL (사출 비발포)
제조 방식가교·발포 공정 (1회 30~60분)단일 사출금형 일체 성형, 대량 사출
본체 구조솔리드 발포체 (기공 구조)외통·내통·셀 일체의 방사형 허니콤
표면 강도무름 — 손톱으로도 긁힘높음 — 스크래치에 강함
먼지·오염 저항먼지 침투·흡수로 변색, 세척 안 됨오염에 탁월 — 잘 닦이고 변색 없음
내후성 · 수명자외선에 표면막 파괴, 미관 저하내후성 우수 — 반영구적 사용
색상 발현발포 공정상 제약발포 없음 → 색상 발현 우수
충격 흡수 원리발포체 자체의 압축 변형셀벽 3면 접점의 압축·인장 분산
생산성긴 공정 시간으로 낮음단일 금형 대량생산으로 경제적

※ 비교 내용은 본 특허(10-2016-0016535) 배경기술 및 실제 설치 제품 관찰을 기준으로 정리했습니다. 실측 성능 수치는 별도 시험 성적서로 보완하시기 바랍니다.

04 — 충격 분산 메커니즘

충격은 중심에 닿기 전에 흩어진다

외통이 받은 압축력은 셀벽의 3면 접점을 거치며 압축력과 인장력으로 반복 분산됩니다. 내통의 지주에는 크게 감소된 충격만 전달됩니다.

도 7 · 충격 시뮬레이션 단면 (P1 입력 → P2 감쇠)
STEP 01

외통 압축 (P1)

차량 추돌 시 외통(110)의 외주면이 압축력 P1을 직접 받습니다.

STEP 02

셀벽 1차 분산

외통과 연결된 셀벽(131a)이 압축력을 받아 접점(132a)을 거쳐 인접 셀벽으로 압축·인장을 분배합니다.

STEP 03

3면 접점 연쇄 분산

3개가 맞닿은 접점 구조가 충격을 연속적으로 분산. 방사형 대칭 덕분에 에너지가 한쪽으로 쏠리지 않습니다.

STEP 04

감쇠된 충격 전달 (P2)

내통(120)의 접점 P2에는 크게 줄어든 충격만 전달, 셀과 수지의 탄성으로 즉시 복원됩니다.

05 — 내구성 시험 영상

중장비 충격에도 버티는 구조

굴착기 등 중장비를 이용한 충격·내구 시험 영상입니다. 강한 외력에도 셀 구조가 파손되지 않고 충격을 흡수한 뒤 형태를 회복하는 거동을 확인할 수 있습니다.

굴착기를 이용한 충격·내구 시험

※ 영상 파일(crash-test-1.mp4)을 index.html과 같은 폴더에 함께 업로드해야 재생됩니다.

06 — 구성 요소

롤러를 이루는 부품들

모든 요소는 단일 사출품으로 연결되어 있으며, 구조적 지지와 탄성 복원성을 동시에 확보합니다.

110

외통

롤러 외곽을 형성하며 외부 충돌을 직접 받는 부분. 중앙부에 전체 높이의 1/3 크기로 요홈부를 형성합니다.

120

내통

중심축이자 가드레일 지주가 끼워지는 부분. 셀과 상하단 높이가 동일하게 형성됩니다.

130

셀

내통에서 외통 방향으로 방사 배열된 다각형 완충 단위. 상하단이 외통보다 더 돌출되어 탄성력을 높입니다.

131

셀벽

셀과 셀 사이 간극이 만드는 벽. 3개가 만나는 접점(132)을 형성하며 충격을 분산합니다.

131-1

곡선부

셀 상하단 테두리를 외통 상하단까지 곡선으로 연결, 셀의 탄성력을 한층 증가시킵니다.

140

반사필름

외통 요홈부 외주면에 설치되는 축광·야광 필름. 야간에 안전표지판 역할을 수행합니다.

07 — 셀 형상 실시예

세 가지 셀 구조

모두 방사형 대칭과 8~20cm² 셀 크기 조건을 충족하면서, 용도에 따라 서로 다른 흡수·유도 특성을 가집니다.

벌집형 셀 구조 도면 EMBODIMENT 01

벌집형 (허니콤)

오각형과 육각형 조합. 변형 오각형을 지그재그로 배치해 셀 크기를 균일하게 유지하며 가장 안정적인 횡단면을 형성합니다.

스포크형 셀 구조 도면 EMBODIMENT 02

스포크형

바퀴살 형태의 다각형 셀. 방사형 대칭을 유지하면서 셀 집합체가 스포크처럼 에너지를 각 셀로 분산합니다.

S자형 셀 구조 도면 EMBODIMENT 03

S자형

셀벽을 S자로 형성해 충돌 시 회전 방향으로 수축. 충격 방향에 각도를 주어 차량 복귀 기능을 한층 촉진합니다.

08 — 사출 원료

탄성과 내후성을
함께 만족하는 수지

일반 범용 수지(PP·PE)는 성형성은 좋지만 추돌 시 파손되고, 동절기 취성에 약합니다. 본 발명은 충격에 파손되지 않고 즉시 복원되는 엘라스토머 계열을 적용합니다.

우레탄 수지Urethane
TPEE폴리에스테르계 엘라스토머
TPS스티렌계 엘라스토머
TPO올레핀계 엘라스토머
복합재료위 수지 베이스 + 첨가제

+ 산화방지제 · 자외선차단제 · 열안정제 · 가소제 · 윤활제 · 형광발광제 · 착색제 등 첨가 가능

도 10 · 충돌 응력 해석 (URES, 청색 저 → 적색 고)
09 — 설계 사양

금형 제작과 흡수 성능을 동시에

셀 크기·비율은 사출 코어 제작 가능성과 충격흡수 성능을 모두 만족하는 범위로 정의됩니다.

8~20cm²
셀(130) 단면적 범위. 8 미만은 냉각홀 부설이 어렵고, 20 초과는 셀 수가 부족해 흡수력이 떨어집니다.
1 : 1~1.2
셀 높이 대 외통 직경의 비율. 안정적인 셀코어 길이와 흡수 기능을 보장합니다.
4 : 1~8:1
셀 면적 대 셀벽 단면적 비율. 탄성률·성형성·흡수력·원가의 최적 균형점입니다.
30°
12분할 방사 구획 각도. 단위 구획을 회전 배치해 방사형 대칭 집합체를 완성합니다.
10 — 발명의 효과

한 번의 성형, 다섯 가지 이점

대량생산

하나의 사출금형으로 대량생산이 가능해 경제성이 확보됩니다.

흡수 · 복원성

추돌 시 충격흡수성과 복원성이 우수하여 즉시 원상태로 돌아옵니다.

색상 · 내후성

발포하지 않아 색상 발현이 뛰어나고, 표면 강도와 내후성이 크게 향상됩니다.

야간 식별

요홈부 축광·야광 반사필름이 야간 안전표지판 역할을 수행합니다.

2차 충돌 방지

회전 유도로 차량을 주행 방향으로 복귀시켜 운전자·탑승자의 2차 충돌을 방지합니다.

11 — 적용 분야

충돌 위험이 있는 모든 도로

곡선·교차로 등 과속 차량 이탈 위험이 높은 구간에서 견고성을 유지하며 충격을 완화하고 차량을 유도·복귀시킵니다.

도로 중앙분리대 도로변 터널 입구 교차로 고속도로 분기점 곡선 구간
12 — 특허 도면 · 기술 자료

설계부터 해석·금형까지

공개특허 10-2016-0016535에 수록된 도면과 구조 해석·사출금형 자료입니다.

충격흡수 롤러 사시도
도 2충격흡수 롤러 사시도
일부 절결 사시도
도 3일부 절결 사시도
셀 요부 확대도
도 4셀 요부 확대도
단위 구획 분할 (30° 12분할)
도 6단위 구획 분할 (30° 12분할)
추돌 충격 시뮬레이션
도 7추돌 충격 시뮬레이션
충돌 응력 해석 (FEA · URES)
도 10충돌 응력 해석 (FEA · URES)
차량 충돌·유도 거동
도 5차량 충돌·유도 거동
가드레일 지주 장착 사용상태
도 1가드레일 지주 장착 사용상태
사출금형 3D
금형사출금형 3D
사출금형 캐비티 배치도
금형사출금형 캐비티 배치도

도로의 안전을
구조로 다시 설계하다

발포의 시대를 넘어, 사출성형 비발포 방식으로. 더 빠르게 생산하고, 더 오래 견디며, 더 안전하게 유도합니다.

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