KR100883719B1 - Shock absorbing device and structural bearing having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 완충기구 및 이를 갖는 구조물 지지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량의 교각과 같은 하부구조물에 대해 교량의 상판과 같은 상부구조물을 지지할 때에 발생하는 수평하중에 대해 저항하는 구조를 개선한 완충기구 및 이를 갖는 구조물 지지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a shock absorbing mechanism and a structure supporting apparatus having the same, and more particularly, to a structure that resists horizontal loads generated when supporting an upper structure such as a top plate of a bridge with respect to a lower structure such as a bridge pier. An improved shock absorbing mechanism and structure supporting apparatus having the same.
교량의 교각과 같은 하부구조물에 대해 교량의 상판과 같은 상부구조물을 지지하기 위해 사용되는 구조물 지지장치는 구조물의 규격이나 지지 하중 등에 따라 여러 가지 형태와 기능을 갖는다. 이러한 구조물 지지장치로는 대표적으로 교좌장치가 있다. Structural support devices used to support superstructures, such as bridge decks, for substructures, such as bridge piers, have a variety of shapes and functions, depending on the size of the structure, the supporting load, and so on. Such a structure support device is typically a bridge device.
구조물 지지장치 중에는 교량의 고정단 등에 설치되어 상부구조물의 상하방향의 하중만을 탄성적으로 지지하여 주고 상부구조물이 수평방향으로 이동하는 것은 허용하지 않는 것도 있지만, 교량의 일방향 가동단이나 양방향 가동단 등에 설치되어 지지되는 상부구조물의 열팽창이나 열수축을 허용하고, 풍압, 차량이나 열차의 주행, 정지, 지진 등에 따라 수평방향으로 작용하는 힘을 완충하여 주기 위해 어느 정도까지 상부구조물이 수평방향으로 이동되는 것을 허용하는 것도 있다. 이러한 구조물 지지장치에는 수평방향으로 완충기구가 설치된다. Some of the structure support devices are installed on the fixed end of the bridge to elastically support only the load in the vertical direction of the upper structure and do not allow the upper structure to move in the horizontal direction. The upper structure is moved to the horizontal direction to some extent in order to allow thermal expansion or thermal contraction of the upper structure to be installed and supported, and to buffer the force acting in the horizontal direction according to wind pressure, traveling, stopping, or earthquake of the vehicle or train. Some are allowed. The structure supporting device is provided with a buffer mechanism in the horizontal direction.
일반적으로 구조물 지지장치(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 교각에 고정되는 하부판(51)과, 교각에 지지되는 상부구조물의 저면에 설치되는 상부판(55)과, 상부판(55)에 결합되어 측방향의 외관을 형성하는 안내틀체(60)와, 하부판(51)의 중앙 부근에 형성된 전단핀 삽입공(52)에 삽입되는 전단핀(65)과, 전단핀(65)의 상부방향으로 결합되는 완충디스크(70)와, 안내틀체(60)의 내부에 수용되되 안내틀체(60)와 이격된 공간을 형성하도록 배치되며 완충디스크(70)의 상부에 설치되는 블록 베어링(75)과, 안내틀체(60)와 블록 베어링(75) 사이에 개재된 완충기구(80)를 구비한다. Generally, as shown in FIG. 1, the
블록 베어링(75)은 완충디스크(70)의 지지를 받아 상하 방향과 어느 한 방향으로 기울어지는 방향으로는 유동될 수 있지만, 수평방향으로는 전단핀(65)과 전단핀 삽입공(52)에 의해 그 움직임이 제한을 받는다. 그리고 블록 베어링(75)의 상면에는 마찰저감을 위한 불소수지판(76)이 설치되고, 이와 마주보는 상부판(55)의 저면에는 스테인리스 스틸판(미도시)이 부착되어 있다.The block bearing 75 may flow in a direction inclined in one of the up and down directions by the support of the
상부구조물에 설치되는 상부판(55)이 수평방향으로 이동되는 경우, 완충기구(80)는 블록 베어링(75)과 안내틀체(60) 사이에서 압축되면서 교각과 상부구조물 상호간에 작용하는 수평방향의 충격력을 완충하여 주는 역할을 한다. When the
완충기구(80)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고무나 우레탄 재질로 이뤄진 탄성몸체(81)와, 탄성몸체(81)의 내부에 형성된 축 삽입부(82)에 삽입되며 탄성몸 체(81)의 일측 단부의 바깥으로 연장되어 블록 베어링(75)의 장착공(77)에 결합되는 축부(85)와, 탄성몸체(81)의 타측 단부에 마련되며 안내틀체(60)의 내측면에 형성된 스테인리스 스틸판(미도시)에 접촉되어 스테인리스 스틸판과 상호 미끄럼 운동을 하는 불소수지판(87)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the
그러나, 이러한 종래의 완충기구(80)는 가해지는 수평방향의 압축하중에 대한 저항강도가 비교적 작기 때문에 하중을 충분히 감당해 낼 수 없다는 문제점이 있다. However, the conventional
이러한 문제를 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 구조물 지지장치(50)에는 하중이 크게 작용하는 방향으로 복수의 완충기구(80)를 설치하기도 하는데, 이로 인하여 구조물 지지장치(50)에 소요되는 완충기구(80)의 개수가 늘어나게 되어 비용이 증가될 수 있다는 문제점이 있다. In order to solve this problem, as shown in FIG. 1, the
본 발명의 목적은, 수평하중에 대한 스프링 강성을 높일 수 있는 완충기구 및 이를 갖는 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a shock absorbing mechanism and a structure support device having the same that can increase the spring rigidity against horizontal load.
본 발명의 또 다른 목적은, 구조물 지지장치에 소요되는 완충기구의 개수를 줄임으로써 비용을 절감할 수 있는 완충기구 및 이를 갖는 구조물 지지장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a buffer mechanism and a structure support apparatus having the same, which can reduce costs by reducing the number of buffer mechanisms required for the structure support apparatus.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위해, 소정의 지지물들 사이에 개재되어 상기 지지물들 중 적어도 어느 하나로부터 가해지는 수평하중에 대해 저항할 수 있도록 마련되는 완충기구에 있어서, 길이방향으로 형성된 탄성몸체와; 상기 탄성몸체의 길이방향에 대해 가로방향으로 상기 탄성몸체에 결합되어 상기 탄성몸체의 적어도 일부를 분할하며 지지하는 구획 보강판을 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기구가 제공된다. In order to achieve the first object of the present invention, in the shock absorbing mechanism interposed between the predetermined supports provided to be able to resist the horizontal load applied from at least one of the supports, the elastic body formed in the longitudinal direction Wow; A shock absorbing mechanism is provided, comprising: a partition reinforcing plate coupled to the elastic body in a transverse direction with respect to the longitudinal direction of the elastic body to divide and support at least a portion of the elastic body.
여기서, 상기 구획 보강판은 복수로 마련되어 상기 탄성몸체의 길이방향을 따라 상호 이격 배치된 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the partition reinforcement plate is provided in plural and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the elastic body.
상기 탄성몸체의 양 단부 중 어느 하나에는 불소수지 계열의 재질을 포함하는 접촉부가 마련된 것이 바람직하다. At least one of both ends of the elastic body is preferably provided with a contact portion containing a fluororesin-based material.
상기 탄성몸체는 내부에 길이방향을 따라 형성된 축 삽입부를 포함하는 것이 바람직하다.The elastic body preferably includes a shaft insertion portion formed in the longitudinal direction therein.
상기 탄성몸체의 길이방향을 따라 형성되어 상기 구획 보강판을 관통하며 상기 축 삽입부에 삽입된 축부를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a shaft portion formed along the longitudinal direction of the elastic body and penetrates the partition reinforcement plate and inserted into the shaft insertion portion.
상기 접촉부는, 상기 탄성몸체의 단부 표면에 결합된 단부 부재와, 상기 단부 부재에 결합된 미끄럼부재를 포함하며, 상기 축부는 상기 탄성몸체보다 길게 형성되고, 상기 축부의 일측은 상기 탄성몸체를 통과하여 상기 단부 부재에 결합되며 타측은 상기 탄성몸체의 외부에 노출된 것이 바람직하다.The contact portion includes an end member coupled to an end surface of the elastic body and a sliding member coupled to the end member, wherein the shaft portion is formed longer than the elastic body, and one side of the shaft portion passes through the elastic body. It is preferably coupled to the end member and the other side is exposed to the outside of the elastic body.
상기 구획 보강판은 원판의 형상으로 마련된 것이 바람직하다.The partition reinforcement plate is preferably provided in the shape of a disc.
상기 구획 보강판의 면적은 상기 탄성몸체의 단면적보다 작게 마련되어 상기 구획 보강판의 둘레가 상기 탄성몸체의 외부로 노출되지 않는 것이 바람직하다.The area of the compartment reinforcement plate is preferably smaller than the cross-sectional area of the elastic body so that the circumference of the compartment reinforcement plate is not exposed to the outside of the elastic body.
상기 구획 보강판 및 상기 탄성몸체는 몰딩(molding) 가공에 의하여 일체로 형성된 것이 바람직하다.The compartment reinforcing plate and the elastic body is preferably formed integrally by molding (molding) processing.
택일적으로, 상기 구획 보강판은 상기 탄성몸체의 길이방향 외부 표면이 상기 구획 보강판의 외주연에 맞물리도록 상기 구획 보강판의 외주연을 따라 형성된 외주연 돌기를 포함할 수도 있다.Alternatively, the compartment reinforcement plate may include an outer periphery protrusion formed along the outer periphery of the compartment reinforcement plate such that the longitudinal outer surface of the elastic body engages the outer periphery of the compartment reinforcement plate.
택일적으로, 상기 구획 보강판의 판면은 요철면으로 형성될 수도 있다.Alternatively, the plate surface of the partition reinforcing plate may be formed with an uneven surface.
택일적으로, 상기 구획 보강판은 사각형의 형상으로 마련될 수도 있다.Alternatively, the partition reinforcement plate may be provided in a rectangular shape.
한편, 본 발명의 두 번째 목적을 달성하기 위해, 상부구조물과 하부구조물 사이에 개재되어 상기 하부구조물에 대하여 상기 상부구조물을 수직 및 수평방향으로 지지하는 구조물 지지장치에 있어서, 적어도 일 측 방향의 외관을 형성하는 가이드 지지부와; 상기 가이드 지지부로부터 수평방향으로 이격 배치된 베어링부와; 상기 가이드 지지부에 접촉가능하게 마련되어 상기 가이드 지지부 및 상기 베어링부 중 적어도 어느 하나로부터 가해지는 수평하중에 대해 저항하는 완충기구를 포함하며, 상기 완충기구는, 길이방향으로 형성된 탄성몸체와, 상기 탄성몸체의 길이방향에 대해 가로방향으로 상기 탄성몸체에 결합되어 상기 탄성몸체의 적어도 일부를 분할하며 지지하는 구획 보강판을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 지지장치가 제공된다. On the other hand, in order to achieve the second object of the present invention, the structure supporting apparatus interposed between the upper structure and the lower structure to support the upper structure in the vertical and horizontal direction with respect to the lower structure, the appearance of at least one side direction Guide support to form a; A bearing part spaced apart from the guide support in a horizontal direction; A shock absorbing mechanism provided to be in contact with the guide support and resisting a horizontal load applied from at least one of the guide support and the bearing portion, wherein the shock absorbing mechanism includes an elastic body formed in a longitudinal direction and the elastic body; A structure supporting apparatus is provided, comprising a partition reinforcement plate coupled to the elastic body in a transverse direction with respect to the longitudinal direction of the split body to support at least a portion of the elastic body.
여기서, 상기 완충기구는 상기 가이드 지지부와 상기 베어링부 사이에 개재된 것이 바람직하다. Here, the shock absorbing mechanism is preferably interposed between the guide support and the bearing.
상기 완충기구는 상기 탄성몸체의 길이방향을 따라 형성되어 상기 구획 보강 판을 관통하는 축부를 더 포함하며, 상기 축부는 상기 가이드 지지부 및 상기 베어링부 중 어느 하나에 결합된 것이 바람직하다.The shock absorbing mechanism further includes a shaft portion formed along the longitudinal direction of the elastic body and penetrating the partition reinforcing plate, wherein the shaft portion is coupled to any one of the guide support portion and the bearing portion.
택일적으로, 상기 완충기구는 상기 탄성몸체의 길이방향을 따라 형성되어 상기 구획 보강판을 관통하는 축부를 더 포함하며, 상기 탄성몸체는 상기 베어링부와 마주보지 않는 상기 가이드 지지부의 외측 판면에 설치되되 외측 단부는 외측 단부 부재에 의해 외측으로 이동되지 않도록 지지되고 내측 단부는 내측 단부 부재와 상기 가이드 지지부를 관통하여 상기 베어링부와 상기 내측 단부 부재 사이에 개재되는 부재에 가압되는 정도에 따라 상기 축부를 따라 이동될 수 있도록 설치될 수 있다.Alternatively, the shock absorbing mechanism further includes a shaft portion formed along the longitudinal direction of the elastic body and penetrating the partition reinforcement plate, wherein the elastic body is installed on an outer plate surface of the guide support portion that does not face the bearing portion. The outer end portion is supported so as not to move outward by the outer end member and the inner end portion penetrates the inner end member and the guide support portion and is pressed against the member interposed between the bearing portion and the inner end member. It can be installed to be moved along.
그리고 상기 구획 보강판은 복수로 마련되어 상기 탄성몸체의 길이방향을 따라 상호 이격 배치된 것이 바람직하다. And it is preferable that the partition reinforcement plate is provided in plural and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the elastic body.
본 발명에 따르면, 완충기구 및 이를 갖는 구조물 지지장치의 수평하중에 대한 스프링 강성을 증가시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to increase the spring rigidity against the horizontal load of the shock absorbing mechanism and the structure support device having the same.
또한, 구조물 지지장치에 소요되는 완충기구의 개수를 줄임으로써 비용을 절감할 수 있다. In addition, the cost can be reduced by reducing the number of shock absorbing mechanisms required for the structure support device.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 구조물 지지장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 교량과 같은 구조물(10)의 교각과 같은 하부구조물(20) 상에 설치되어 거더(girder)(40) 등을 통해 상부구조물(30)을 지지하게 되는데, 상부구조물(30)의 상하방향의 하중을 지지하면서 평상시에는 상부구조물(30)의 수평방향의 상시 하중을 받아줌과 아울러 지진 시에는 지진에 의한 상부구조물(30)의 수평방향의 큰 충격력을 완충하여 주는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지지장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부판(110)과, 상부판(120)과, 가이드 지지부(130)와, 전단핀(140)과, 완충디스크(150)와, 베어링부(160)와, 완충기구(170)를 포함한다.
하부판(110)은 하부구조물에 고정되며, 전단핀(140)이 삽입되도록 판면의 중심부에 형성된 전단핀 삽입공(113)을 포함한다. 또한, 하부판(110)은, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 체결볼트(116)들에 의하여 하부구조물(20)에 결합될 수 있도록 판면의 둘레영역에 형성된 체결공(115)들을 포함하는 것이 바람직하다. The
한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 하부판(110)은, 하부판(110)에 대하여 상대 이동되도록 하부판(110)의 상부에 마련된 하부이동판(110a)과, 하부이동판(110a)의 양측면에 고정된 실린더(114a)를 갖는 충격전달기(114)를 더 포함할 수도 있다. 하부판(110)의 상면부와 하부이동판(110a)의 저면부에는 각각 스테인리스 스틸의 미끄럼판(111)과 그와의 마찰계수가 작은 불소수지의 접촉판(110b)이 부착된다. 이 미끄럼판(111)은 스테인리스 스틸판을 잘 연마하여 마찰저항을 최소화시킴으로써 진동 시 접촉판(110b)이 잘 미끄러지게 한다. 그로 인하여, 하부이동판(110a)의 이동시 하부판(110)과의 마찰저항을 줄일 수 있다. 또한, 하부판(110)의 상면부와 하부이동판(110a)의 저면부에는 각각 안내홈(111a) 과 안내돌기(110c)가 형성된다. 실린더(114a)의 피스톤 로드(114b)는 그 양단이 대응되는 하부판(110)의 양측으로부터 수직하게 돌출 형성된 로드지지판부(111b)들에 고정된다. 따라서, 하부이동판(110a)이 이동하면 그 양측에 고정된 충격전달기(114)에 의해 그 변위가 허용되게 되어 평상시에는 교량의 길이방향 변위를 허용하는 한편, 지진 시에는 충격전달기(114)가 강체역할을 한다. On the other hand, as shown in FIG. 5 as another embodiment of the present invention, the
상부판(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 교량의 상판과 같은 상부구조물(30)의 저면에 설치되고, 베어링부(160)의 상부에 설치되며, 상부판(120)의 저면에는 베어링부(160)의 접촉판(161)과 접촉 시 마찰이 감소되도록 상부 미끄럼판(121)이 마련된다(도 6, 도 10 및 도 12 참고).3, the
가이드 지지부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부판(120)에 결합되어 구조물 지지장치(100)의 적어도 일 측 방향의 외관을 형성한다. 본 발명의 일실시예로서, 가이드 지지부(130)는 상부판(120)에 결합되어 하부판(110)을 향해 연장된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 가이드 지지부(130)는 하부판(110)에 결합되어 상부판(120)을 향해 연장될 수도 있다. As shown in FIG. 3, the
또한, 본 발명의 일실시예로서, 가이드 지지부(130)는 사각박스 형태의 안내틀체(130a)를 이루도록 네 개가 마련된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 가이드 지지부(130)는 한 개만 마련되고 대응되는 타측에는 다른 종류의 지지물에 의하여 상부판(120)을 지지하도록 마련될 수도 있으며, 안내틀체(130a)의 형태도 사각박스가 아닌 원통이나 사각기둥 등 지지하는 구조물의 규격이나 지지 하중 등에 따라 다양하게 마련될 수 있다.In addition, as an embodiment of the present invention, the
도 3에 도시된 바와 같이, 완충기구(170)의 축부(173)가 베어링부(160)의 장착공(162)에 결합될 때에는 베어링부(160)에 대향된 가이드 지지부(130)의 판면에는 완충기구(170)의 불소수지판 등의 미끄럼부재(175b)와 미끄러짐 접촉이 이뤄지도록 스테인리스 스틸의 미끄럼판(미도시)이 배치된 것이 바람직하고, 완충기구(170)의 미끄럼부재(175b)가 베어링부(160)의 측면에 마련된 미끄럼판(163)에 접촉될 때에는 가이드 지지부(130)에 완충기구(170)의 축부(173)가 결합되도록 가이드 지지부(130)의 판면에 장착공(132)이 형성된 것이 바람직하다(도 6, 도 9, 도 10 및 도 12 참고). As shown in FIG. 3, when the
전단핀(140)은 하부판(110)의 중심부에 형성된 전단핀 삽입공(113)에 삽입되어 완충디스크(150)를 회전가능하게 지지하고 베어링부(160)의 회전을 수용할 수 있도록 전단(shear), 벤딩(bending), 지압(bearing)에 대해 견딜 수 있는 고강도 핀(pin)으로 설계된다.The
완충디스크(150)는 전단핀(140)의 상부방향으로 결합되어 베어링부(160)와 하부판(110) 사이에 설치되며, 본 발명의 일실시예로서, 폴리우레탄(polyurethane) 재질로 마련된 것이 바람직하다. 특히, 완충디스크(150)는 평균압축응력 5.0Ksi를 수용하며 회전을 허용하도록 설계된 고강도 폴리우레탄판으로서, 적당한 압축변형을 수용할 수 있도록 외부에 오목한 홈이 있으며 내부에는 적당한 회전여유가 있다. The
베어링부(160)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 지지부(130)와 함께 상부판(120) 및 하부판(110) 사이에 설치되어 하부판(110)과 상부판(120)이 일정변위 로 유동할 수 있게 지지하는 지지물로서, 완충디스크(150) 및 상부판(120) 사이에 설치되며, 가이드 지지부(130)로부터 수평방향으로 이격 배치된다. As shown in FIG. 3, the bearing
완충기구(170)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 가이드 지지부(130)에 접촉가능하게 마련되어 가이드 지지부(130) 및 베어링부(160) 사이에 직간접으로 개재되며 가이드 지지부(130) 및 베어링부(160) 중 적어도 어느 하나로부터 가해지는 수평하중에 대하여 저항한다. As illustrated in FIG. 3, the
본 발명의 일실시예로서 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 완충기구(170)는 가이드 지지부(130)와 베어링부(160) 사이에 수평방향으로 직접 개재될 수도 있고, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이, 완충기구(170)는 수용부(135)에 수용되어 가이드 지지부(130)와 베어링부(160) 사이에 간접적으로 개재될 수도 있다. As shown in FIG. 3 and FIG. 5 as an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예에 따른 완충기구(170)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성몸체(171)와, 축부(173)와, 접촉부(175)와, 구획 보강판(177)을 포함한다.As illustrated in FIG. 4, the
탄성몸체(171)는 길이방향으로 형성되며, 내부에 길이방향을 따라 축 삽입부(171a)가 형성된다. 탄성몸체(171)의 재질은 고무로도 마련될 수 있지만, 고무에 비해 16배이상 큰 압축계수를 가지며 수십만회의 고속충격에도 견딜 수 있도록 마련된 폴리우레탄 재질인 것이 바람직하다.The
축부(173)는 탄성몸체(171)의 길이방향을 따라 형성되어 구획 보강판(177)을 관통하며 축 삽입부(171a)에 삽입된다. 본 발명의 일실시예로서, 축부(173)는 탄성몸체(171)보다 길게 형성되고, 축부(173)의 적어도 일부에는 나선(173a)이 형성되 며, 축부(173)의 일측은 탄성몸체(171)의 내부에서 금속판 등으로 된 단부 부재(175a)에 결합되며 타측은 탄성몸체(171)의 외부에 노출되어 베어링부(160)에 결합된 것이 바람직하다. The
본 발명의 일실시예로서 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 축부(173)가 베어링부(160)에 결합된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 9 및 도 12에 도시된 바와 같이, 축부(173)는 가이드 지지부(130)에 결합될 수도 있다. 이때, 축부(173)는 단부에 너트(151)가 결합될 수 있도록 장착공(132)을 통해 가이드 지지부(130)를 관통하여 안내틀체(130a)의 외부로 소정 길이만큼 노출되는 것이 바람직하다. 또한, 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이, 탄성몸체(171)가 베어링부(160)와 마주보지 않는 가이드 지지부(130)의 판면에 결합된 수용부(135)에 수용되어 축부(173)가 탄성몸체(171)의 내부로부터 가이드 지지부(130)를 지나 베어링부(160)를 향해 연장될 수도 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 탄성몸체(171)가 베어링부(160)와 마주보지 않는 가이드 지지부(130)의 외측 판면에 결합되되 축부(173)의 일측은 가이드 지지부(130) 내측으로 연장되지 않은 상태로 가이드 지지부(130)에 결합되고 타측은 탄성몸체(171)의 외측 단부의 부재에 너트(151) 등으로 고정되며, 탄성몸체(171)의 내측 단부의 부재에서 가이드 지지부(130)를 관통하여 베어링부(160)쪽으로 보조 축을 연장하여 보조 축들의 단부에 마련된 접촉부(175)가 베어링부(160)의 미끄럼판(163)에 접촉되도록 할 수 있다. 이 경우 수용부(135)는 없어도 되고 탄성몸체(171)의 내측 단부의 부재는 보조 축에 의해 바깥쪽으로 힘을 받는 경우 축부(173)를 따라 이동되면서 탄성몸체(171)를 압축할 수 있도록 설치되어야 한다. 이렇게 하여 완충기구(170)가 가이드 지지부(130)와 베어링부(160) 사이에 간접적으로 개재되도록 하여도 된다.3 and 5 as an embodiment of the present invention, the
접촉부(175)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 불소수지 계열의 재질을 포함하며, 탄성몸체(171)의 양 단부 중 적어도 어느 하나에 마련된다. 본 발명의 일실시예로서, 접촉부(175)는, 탄성몸체(171)의 단부 표면에 결합된 금속판 등으로 된 단부 부재(175a)와, 단부부재(175a)에 결합된 불소수지판 등의 미끄럼부재(175b)를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일실시예로서, 단부 부재(175a)와 미끄럼부재(175b)가 별개로 마련되어 결합된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 단부 부재(175a)에 일체로 미끄럼부재(175b)를 형성시키거나 단부 부재(175a)의 표면을 가공하여 불소수지판 등의 미끄럼부재(175b)와 동일한 마찰계수를 갖도록 할 수도 있다. 3 and 4, the
불소수지판 등의 미끄럼부재(175b)로는 폴리테트라 폴루오르 에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene; PTFE) 코팅이 이뤄진 것이 바람직하다. 이 PTFE는 유백색이며 유연한 수지의 일종이다. 이에 따라, 완충기구(170)의 불소수지판 등의 미끄럼부재(175b)와 이에 접촉되는 가이드 지지부(130)의 스테인리스 스틸 미끄럼판 사이에 원활한 미끄러짐 접촉이 이뤄질 수 있다. As the sliding
본 발명의 일실시예로서, 접촉부(175)가 탄성몸체(171)에 마련된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이, 완충기구(170)의 접촉부(175)는 탄성몸체(171)의 외부로 노출된 축부(173)의 단부에 마련될 수도 있다. 이에 따라, 탄성몸체(171)가 수용부(135)에 수용되어 가이드 지지 부(130) 및 베어링부(160) 사이에 간접적으로 개재된 경우, 베어링부(160)의 미끄럼판(163)에 완충기구(170)의 불소수지판 등의 미끄럼부재(175b)가 접촉되어 베어링부(160)와 완충기구(170) 사이에 원활한 미끄러짐 접촉이 이뤄질 수 있다. As an embodiment of the present invention, the
구획 보강판(177)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성몸체(171)의 길이방향에 대해 가로방향으로 탄성몸체(171)에 결합되어 탄성몸체(171)의 적어도 일부를 분할하며 가이드 지지부(130) 및 베어링부(160) 중 적어도 어느 하나로부터 가해지는 수평하중에 대하여 탄성몸체(171)를 지지한다. 구획 보강판(177)은 한 개일 수도 있지만, 본 발명의 일실시예로서, 복수로 마련되어 탄성몸체(171)의 길이방향을 따라 상호 이격 배치된 것이 바람직하다. 3 and 4, the
본 발명의 일실시예로서, 완충기구(170)는 축부(173)와 접촉부(175)를 포함하는 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도시되지는 않았지만, 축부(173) 및 접촉부(175) 중 적어도 어느 하나가 없이 완충기구(170)는 탄성몸체(171)와 구획 보강판(177)으로 마련될 수도 있다. As an embodiment of the present invention, the
이러한 구획 보강판(177)이 적용됨으로써 완충기구(170)의 스프링 강성이 개선되는 원리를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the principle that the spring stiffness of the
우선, 구획 보강판(177)이 있는 경우와 없는 경우의 탄성몸체의 외경(OD)과 내경(ID)이 공통적으로 각각 98mm, 24mm이면,First, if the outer diameter (OD) and the inner diameter (ID) of the elastic body with and without the
구획 보강판(177)이 없는 종래기술에 따른 완충기구(80)의 스프링 강성을 개념적으로 도시하면 다음과 같다. Conceptually illustrating the spring stiffness of the
(E: 탄성계수)(E: modulus of elasticity)
다음에, 구획 보강판(177)이 적용된 본 발명에 따른 완충기구(170)의 스프링 강성을 개념적으로 도시하면 다음과 같다. Next, the spring stiffness of the
따라서, 구획 보강판(177)이 적용된 완충기구(170)의 스프링 강성이 종래기술에 따른 완충기구(80)의 스프링 강성보다 대략 1.53배 정도 더 커지는 것을 알 수 있다. 이것은 수평하중(압축하중)에 대한 본 발명에 따른 완충기구(170)의 스프링 강성이 종래기술에 따른 완충기구(80)의 스프링 강성보다 높아진다는 것을 의미한다. Accordingly, it can be seen that the spring stiffness of the
이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 구조물 지지장치(100)의 일 방향별로 복수의 완충기구(170)를 설치할 필요 없이, 완충기구(170)를 하나씩만 설치하더라도 수평방향으로 가해지는 큰 압축하중에 대하여 충분한 스프링 강성을 가질 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 3, even if only one
본 발명에 따른 완충기구(170)의 다양한 실시 예를 도 3 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Various embodiments of the
본 발명의 일실시예로서, 구획 보강판(177)은 원판의 형상으로 마련되어 중심부에는 축부(173)가 관통되도록 관통공(177c)(도 8 참고)이 형성된 것이 바람직하다. 이때, 관통공(177c)의 크기는 축부(173)보다 약간 크게 형성되어 구획 보강판(177)이 탄성몸체(171)의 길이방향을 따라 움직일 수 있도록 마련된 것이 바람직하다. 즉, 탄성몸체(171)가 신축되면 축부(173)는 신축됨이 없이 구획 보강판(177)만 축부(173)를 따라 이동될 수 있도록 마련된 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the
또한, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 구획 보강판(177)의 면적은 탄성몸체(171)의 단면적보다 작게 마련되어 구획 보강판(177)의 둘레가 탄성몸체(171)의 외부로 노출되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 구획 보강판(177)은 예컨대, 폴리우레탄과 같은 수지로 탄성몸체(171)를 압출 또는 사출 성형 시 소정의 틀(mold) 내부에 구획 보강판(177)들이 먼저 배치된 후 폴리우레탄 수지가 틀에 주입되어 구획 보강판(177)이 탄성몸체(171)와 함께 몰딩(molding) 가공에 의하여 일체로 형성된 것이 바람직하다. 3 to 6, the area of the
본 발명의 일실시예로서, 구획 보강판(177)은 탄성몸체(171)를 길이방향으로 사등분하도록 세 개가 상호 이격배치된 것이 바람직하고, 구획 보강판(177) 상호간의 이격거리가 대략 30mm일 때에 두께는 대략 3mm~5mm 정도인 것이 바람직하며, 탄성몸체(171)의 단면 직경이 대략 103mm일 때에 구획 보강판(177)의 외주연이 탄성몸체(171)의 길이방향 표면으로부터 대략 2.5mm씩 내부로 후퇴한 곳에 마련되도록 구획 보강판(177)의 외경은 대략 98mm, 내경(관통공(177c)의 직경)은 대략 24mm인 것이 바람직하다. 상기 치수들은 0.01mm 내지 5.0mm의 범위 이내에서 가감 변경될 수 있으며, 구조물의 규격이나 지지 하중 등에 따라 보다 큰 범위로 가감 변경될 수도 있다. In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예로서, 구획 보강판(177) 및 탄성몸체(171)는 몰딩 가공에 의해 일체로 형성된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 탄성몸체(171)가 성형된 후, 탄성몸체(171)의 길이방향 표면에 구획 보강판(177)이 결합될 수 있도록 틈(미도시)을 형성하여 이 틈에 구획 보강판(177)을 삽입하는 방법으로 완충기구(170)를 마련할 수도 있다. As an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일실시예로서, 구획 보강판(177)의 면적이 탄성몸체(171)의 단면적보다 작게 마련되어 구획 보강판(177)의 둘레가 탄성몸체(171)의 외부로 노출되지 않는 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 구획 보강판(177)은 탄성몸체(171)의 길이방향 외부 표면이 구획 보강판(177)의 외주연에 맞물리도록 구획 보강판(177)의 외주연을 따라 형성된 외주연 돌기(177a)를 포함할 수도 있다. In addition, as an embodiment of the present invention, the area of the
즉, 완충기구(170)의 조립이 용이해지고, 완충기구(170)가 압축하중에 의해 압축될 때에 구획 보강판(177)에 의해 분할되는 탄성몸체(171)의 각 단부가 탄성몸체(171)의 반경방향으로 확장되는 것을 억제시켜 방지하도록 구획 보강판(177)은 탄성변형방지부로서의 외주연 돌기(177a)를 포함한다. 이에 따라, 압축하중에 대한 저항강도가 단순히 탄성몸체(171)의 내부에 구획 보강판(177)을 적층시켰을 때보다 크게 증가될 수 있다. That is, assembling of the
본 발명의 일실시예로서, 탄성변형방지부는 외주연 돌기(177a)인 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 탄성변형방지부는 구획 보강판(177)의 판면에 요철면(177b)으로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 구획 보강판(177)과 탄성몸체(171) 간의 결합이 더욱 긴밀해지고 상호 접촉되는 면에서 발생되는 미끄러짐이 최소화될 수 있다. As an embodiment of the present invention, the elastic deformation preventing portion is described as the outer periphery protrusion (177a), as shown in Figure 11 and 12 as another embodiment of the present invention, the elastic deformation preventing portion is a partition reinforcement plate ( The plate surface of the 177 may be formed as an
구획 보강판(177)이 외주연 돌기(177a)나 요철면(177b)을 갖는 경우, 구획 보강판(177)은 탄성몸체(171)와 함께 몰딩 가공에 의해 일체로 형성될 수도 있지만, 구획 보강판(177)의 외주연 돌기(177a)나 요철면(177b)에 탄성몸체(171)가 맞물리도록 조립하여 구획 보강판(177)과 탄성몸체(171)를 결합할 수도 있다. When the
본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 구획 보강판(177)은 대략 사각형의 형상으로 마련될 수도 있다. 관통공(177c)은 적어도 하나 이상 형성될 수도 있다. 구획 보강판(177)의 형상은 이 밖에도 탄성몸체(171)의 형상이나 지지하는 구조물의 형상 및 규격에 따라 다양하게 마련될 수 있다. As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, the
이에, 본 발명에 따르면, 완충기구(170)의 수평하중에 대한 스프링 강성이 증가됨으로써 완충기구(170)가 적용되는 구조물 지지장치(100)의 수평하중에 대한 지지력 또한 증가될 수 있고, 구조물 지지장치(100)에 소요되는 완충기구(170)의 개수도 줄일 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있다. Thus, according to the present invention, by increasing the spring stiffness with respect to the horizontal load of the
도 1은 종래기술에 따른 구조물 지지장치의 분해사시도,1 is an exploded perspective view of a structure supporting apparatus according to the prior art,
도 2는 구조물 지지장치의 설치상태를 나타낸 도면, 2 is a view showing an installation state of the structure support device,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지지장치의 분해사시도, 3 is an exploded perspective view of a structure supporting apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 완충기구의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the shock absorbing mechanism of FIG. 3;
도 5는 도 4의 완충기구가 적용되는 구조물 지지장치의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도,5 is an exploded perspective view showing another embodiment of a structure supporting apparatus to which the shock absorbing mechanism of FIG. 4 is applied;
도 6은 도 4의 완충기구가 적용된 구조물 지지장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the structure supporting apparatus to which the shock absorbing mechanism of FIG. 4 is applied;
도 7은 도 3의 완충기구의 다른 실시예를 나타낸 단면도,7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the shock absorbing mechanism of FIG. 3;
도 8은 도 7의 구획 보강판의 사시도,8 is a perspective view of the partition reinforcing plate of FIG.
도 9는 도 7의 완충기구가 적용되는 구조물 지지장치의 또 다른 실시예를 나타낸 분해사시도,9 is an exploded perspective view showing another embodiment of a structure supporting apparatus to which the shock absorbing mechanism of FIG. 7 is applied;
도 10은 도 7의 완충기구가 적용된 구조물 지지장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,10 is a cross-sectional view showing another embodiment of the structure supporting apparatus to which the shock absorbing mechanism of FIG. 7 is applied;
도 11은 도 3의 완충기구의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,11 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the shock absorbing mechanism of FIG. 3;
도 12는 도 11의 완충기구가 적용된 구조물 지지장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the structure supporting apparatus to which the shock absorbing mechanism of FIG. 11 is applied;
도 13은 도 3의 완충기구의 또 다른 실시예를 나타낸 부분 절개 사시도이다. FIG. 13 is a partially cutaway perspective view illustrating still another embodiment of the shock absorbing mechanism of FIG. 3. FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 : 구조물 지지장치 110 : 하부판100: structure support device 110: lower plate
120 : 상부판 130 : 가이드 지지부120: upper plate 130: guide support
140 : 전단핀 150 : 완충디스크140: shear pin 150: buffer disk
160 : 베어링부 170 : 완충기구160: bearing portion 170: buffer mechanism
171 : 탄성몸체 171a : 축 삽입부171:
173 : 축부 173a : 나선173:
175 : 접촉부 177 : 구획 보강판 175
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- 2008-07-01 KR KR1020080063278A patent/KR100883719B1/en active IP Right Grant
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