KR101007694B1 - 납 면진받침 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평/수직하중 작용시 이를 감쇄시키기 위한 납 면진받침에 관한 것으로, 상, 하측 플레이트와; 상기 상, 하측 플레이트 사이에 형성되며, 전체적으로 고무재질로 다수의 이루어진 탄성판과, 상기 탄성판 사이에 적층되어 있는 금속재질로 이루어지진 다수의 금속판을 포함하고, 내측 중앙에 중공부를 형성한 탄성체와, 내측 중앙에 중공부를 형성한 탄성체와; 상기 탄성체의 중공부에 삽입하는 납봉과; 상기 탄성체에 형성된 탄성판과 금속판 사이에 적층되어 배치되되, 중공형상으로 이루어져 있으며, 내경이 탄성체의 중공부와 동일한 직경으로 구성되며, 내측에 연결홈을 형성한 변형방지링;으로 구성된 납 면진받침을 제공한다.
본 발명은 탄성체를 구성하고 있는 탄성체를 구성하고 있는 탄성판 및 금속판 사이에 변형방지링을 형성하되, 탄성판과 금속판의 간격은 그대로 유지하여 수직하중을 원활히 감쇄시키면서, 수평하중 발생시 변형방지링에 의해 납봉 주입시 탄성체의 중공부 및 납봉의 굴곡량을 줄임으로써 면진 특성을 향상시킬 수 있고, 아울러 변형방지링에 형성한 연결홈에 의해 탄성판의 부착력 향상 및 압축강도개선과 더불어 탄성력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

납 면진받침{Lead rubber bearing}

본 발명은 수평/수직하중 작용시 이를 감쇄시키기 위한 납 면진받침에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성체를 구성하고 있는 탄성판 및 금속판 사이에 변형방지링을 형성하되, 탄성판과 금속판의 간격은 그대로 유지하여 수직하중을 원활히 감쇄시키면서, 수평하중 발생시 변형방지링에 의해 납봉 주입시 탄성체의 중공부 및 납봉의 굴곡량을 줄임으로써 면진 특성을 향상시킬 수 있고, 아울러, 변형방지링에 형성한 연결홈에 의해 탄성판의 부착력 향상 및 압축강도개선과 더불어 탄성력을 향상시킬 수 있는 납 면진 받침에 관한 것이다.

일반적으로 교량받침은 교량을 구성하고 있는 교량상판과 교각 사이에 형성되어, 수직/수평하중 발생시 교각으로 전달되는 진동에너지를 감쇄시켜 안전사고를 예방할 수 있도록 설치하고 있다.

이러한, 교량받침은 다양한 형태로 형성되는데, 통상적으로 많이 사용되는 탄성받침의 경우 수직하중에 있어서는 큰 문제가 발생하지 않으나, 수평하중이 발생하였을 때에는 변위가 크게 발생하는 점이 발생하였다.

한편, 납 면진받침은 내측에 납을 충진시켜 사용하는 것으로, 내부에 충진된 납의 비선형성을 이용하여 수평하중이 발생하였을 때에도 변위를 줄여 진동에너지를 감쇄시키도록 이용하고 있다.

도 1은 일반적인 납 면진받침(1)에 대한 것으로, 상, 하측 플레이트(2, 3) 사이에 탄성판(4a)과 금속판(4b)로 구성된 탄성체(4)가 구성되고, 내측 중앙에는 중공부(4c)가 구성되어 있다.

또한, 상기 중공부(4c)에는 납봉(L)이 구성되어 있어, 교량상판과 교각 사이에 배치된다.

이러한, 납 면진받침(1)은 수직하중이 발생하였을 때에는 탄성체(4)의 탄성판(4a)의 탄성력을 통해 진동에너지를 흡수하도록 작용하고, 수평하중이 발생하였을 때에는 탄성체(4)의 탄성판(4a) 및 납봉(L)의 비선형성을 이용해 변위량을 줄여, 교각으로 전달되는 진동에너지량을 감쇄하도록 작용하게 된다.

하지만, 상기와 같은 구조로 이루어진 종래의 납 면진받침(1)은 납봉(L)을 통해 수평하중량을 감쇄시키는 작용을 하도록 구성하기 위해서는 탄성체(4)의 중공부(4c)에 납을 충진할 때에 밀실하게 채워서, 탄성판(4a)과 더불어 면진작용을 원활히 수행할 수 있도록 구성하여야만 한다.

그런데, 상기와 같이 납을 밀실하게 충진하게 되면, 도 2에서와 같이 탄성체(4)의 금속판(4b)이 형성되어 있는 위치에서는 형상의 변형이 발생하지 않게 되지만, 탄성판(4a)에서는 탄성판(4a) 고유의 성질에 의해 엠보형상으로 형상이 변형된다.

이러한 변형의 발생은 납 면진받침(1)이 수평하중을 받았을 때에, 탄성체(4)의 탄성판(4a)과 납봉(L) 사이의 틈새를 만들게 되어, 탄성판(4a) 및 납봉(L)의 유기적인 결합에 의한 면진특성에 장애가 되는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 납 면진받침은 상, 하측 플레이트와; 상기 상, 하측 플레이트 사이에 형성되며, 전체적으로 고무재질로 다수의 이루어진 탄성판과, 상기 탄성판 사이에 적층되어 있는 금속재질로 이루어진 다수의 금속판을 포함하고, 내측 중앙에 중공부를 형성한 탄성체와; 상기 탄성체의 중공부에 삽입하는 납봉과; 상기 탄성체에 형성된 탄성판과 금속판 사이에 적층되어 배치되되, 중공형상으로 이루어져 있으며, 내경이 탄성체의 중공부와 동일한 직경으로 구성되며, 내측에 연결홈을 형성한 변형방지링;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 납 면진받침의 변형방지링은 탄성체의 금속판 사이에 형성된 탄성판의 두께보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 납 면진받침의 변형방지링을 탄성체에 결합하는 방법은 변형방지링과 동일한 제1 내경을 가지는 제1 탄성판에 변형방지링을 적층한 후, 상기 변형방지링의 외경과 동일한 제2 내경을 형성한 제2 고무판을 적층하고, 상기 제1 탄성판을 다시 적층한 상태에서 열을 가하여 열융착시켜 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 납 면진받침의 변형방지링은 금속재, 합성수지재 중 어느 하나의 재질로 형성하되, 녹는점이 탄성판보다 높은 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 납 면진받침은 탄성체를 구성하고 있는 탄성판 및 금속판 사이에 변형방지링을 형성하되, 탄성판과 금속판의 간격은 그대로 유지하여 수직하중을 원활히 감쇄시키면서, 수평하중 발생시 변형방지링에 의해 납봉 주입시 탄성체의 중공부 및 납봉의 굴곡량을 줄임으로써 면진 특성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 변형방지링에 형성한 연결홈에 의해 탄성판의 부착력 향상 및 압축강도개선과 더불어 탄성력을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 납 면진받침을 도시한 단면도.
도 2는 종래의 납 면진받침의 납봉 충진시 탄성체를 도시한 상태도.
도 3은 본 발명에 따른 납 면진받침의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 변형방지링을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 탄성체 및 변형방지링의 결합상태를 도시한 상태도.
도 6은 본 발명에 따른 납 면진받침의 수평하중 발생시 상태를 도시한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3에서와 같이 상, 하측 플레이트(10, 20)가 구성된다.

그리고 상기 상, 하측 플레이트(10, 20) 사이에는 탄성체(30)가 구성된다.

상기 탄성체(30)는 다수의 탄성판(31)과 다수의 금속판(32)이 세로방향으로 적층되어 구성되고, 내측 중앙에는 중공부(33)가 구성된다.

여기서, 상기 금속판(32) 사이에 형성되는 탄성판(31)은 수직하중을 지지하여 진동을 흡수할 수 있을 정도의 두께(t1)로 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 탄성체(30)의 중공부(33)에는 납봉(L)이 충진된다.

상기 납봉(L)은 수평하중 발생시 납의 비선형성을 이용해 종래의 탄성받침의 댐퍼와 같은 특성과 고유주기의 장주화를 이룰 수 있도록 설치하는 것으로, 납 충진시에는 밀실하게 충진 되도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 탄성체(30)의 탄성판(31)과 금속판(32) 사이에는 변형방지링(40)이 구성된다.

상기 변형방지링(40)은 탄성체(30)와 금속판(32) 사이에 형성되되, 내측이 중공형상으로 구성된 것으로, 상기 변형방지링(40)의 내경(D2)은 탄성체(30)의 중공부(33)와 동일한 직경으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 변현방지링(40)의 내측에는 다수의 연결홈(H)이 구성된다.

상기 연결홈(H)은 도 4에서와 같이 다수의 연결홈(H)이 배열되며, 바람직하게는 등 간격으로 형성하는 것이 좋다.

또한, 상기 변형방지링(40)의 두께(t2)는 탄성체(30)의 탄성판(31)의 두께(t1)보다 작게 형성하도록 하여, 탄성체(30)의 금속판(32)과 변형방지링(40)이 서로 맞닿지 않게 구성함으로써, 수직하중 발생시 탄성체(30)가 이를 감쇄시킬 수 있게 작동하도록 구성함이 바람직하다.

여기서, 상기 변형방지링(40)을 탄성체(30)에 결합하는 방법은 도 5에서와 같이 상기 변형방지링(40)의 내경(D2)과 동일한 제1 내경(d1)을 형성한 제1 탄성판(31a)에 변형방지링(40)의 내경(D2)과 제1 내경(d1)이 일치하도록 위치시킨 상태로 적층하고, 상기 변형방지링(40)의 외경(D1)과 동일한 제2 내경(d2)을 형성한 제2 탄성판(31b)을 변형방지링(40)의 상측에 적층한 후, 제1 탄성판(31a)을 제2 탄성판(31b) 상측에 적층한 상태에서 열을 가하여 열융착에 의한 결합을 시킬 수 있다.

물론, 상기와 같이 탄성체(30)의 탄성판(31)에 변형방지링(40)을 결합하는 작업은 탄성체(30) 전체를 제작하는 작업 중 별도로 하는 것이 아니라, 탄성판(31)과 변형방지링(40) 및 금속판(32)을 모두 적층한 상태에서 열융착을 통해 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 변형방지링(40)은 금속재질 또는 합성수지 계열의 재질로 형성할 수 있으며, 특히, 열융착 작업시 변형방지링(40)이 녹지 않도록 변형방지링(40)의 녹는점이 탄성판(31)보다 높은 재질로 제작하여야 하는 것은 당연한 것이다.

아울러, 상기 금속판(32)의 내측에는 연결홈(H)이 형성된다.

상기 연결홈(H)은 다수개를 관통하도록 형성하여, 금속판(32) 사이에 형성되는 탄성판(31)을 각각 연결할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 이루어진 본 발명의 납 면진받침의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 납 면진받침(50)은 평상시에는 교량상판과 교각 사이에 설치되어 있다.

이러한, 납 면진받침(50)은 수직하중이 발생할 경우, 탄성체(30)가 이에 저항하여 교각으로 전달되는 하중을 최소화 시키도록 작용하게 된다.

즉, 본 발명에서는 탄성체(30)의 탄성판(31)과 금속판(32) 사이의 이격을 종전과 동일하게 형성함으로써, 상술한 바와 같은 작용 및 그에 따른 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 교량 상판에서 온도하중과 같이 장기간에 걸쳐 서서히 작용하는 형태의 하중이나, 풍하중, 차량의 제동에 의한 활하중 및 지진하중과 같이 단기간에 작용하는 수평하중이 발생할 경우에는 납의 비선형성에 의해 교각으로 전달되는 하중을 최소화할 수 있도록 작용하게 된다.

이를 상세히 살펴보면, 본 발명에서는 탄성체(30)를 구성하고 있는 탄성판(31) 및 금속판(32) 사이에 변형방지링(40)이 구성되어 있다.

상기 변형방지링(40)은 탄성체(30)의 중공부(33)에 납봉(L)을 밀실하게 충진하였을 때에, 금속판(32)부분은 원상태로 형태를 유지하게 되지만, 탄성력을 형성하고 있는 탄성판(31) 부분은 밀리게 되면서, 엠보형상의 굴곡면을 형성하게 되는데, 이때에 상기와 같은 수평하중이 발생하게 되면 탄성체(30)의 탄성판(31)과 납봉(L) 사이의 굴곡면에 의해 면진특성이 약화되며, 특히, 상기 굴곡면의 면적량이 많아질 수록 면진특성은 더 약화되는 현상이 발생하게 된다.

하지만, 본 발명에서는 탄성체(30)의 중공부(33)에 납봉(L)을 밀실하게 충진한다 할지라도, 변형방지링(40)에 의해 탄성판(32)의 굴곡변형 및 그에 따른 납봉(L)의 표면적의 굴곡변량을 최소한으로 이루어질 수 있도록 작용하여, 수평하중 발생시 탄성체(30)의 중공부(33)와 납봉(L)의 틈새를 줄여 면진특성을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 구성의 변형방지링(40)은 수직하중이 작용하였을 때에도, 탄성체(30)의 탄성판(32)이 밀리면서 발생하는 틈새를 줄여줄 수 있도록 작용하기 때문에, 수평하중 때와 마찬가지로 면진특성을 향상시킬 수 있게 작용하게 된다.

한편, 상기 변형방지링(40)에 형성되어 있는 연결홈(H)에 의해 금속판(32) 사이에 형성되어 있는 변형방지링(40)에 의해 탄성판(31)의 일부 구간이 비연속성을 가지고 있는 구간을 연결할 수 있도록 구성하여, 탄성판(31)의 부착력 및 압축강성과 더불어 탄성력을 향상시킬 수 있도록 작용하게 된다.

즉, 통상적으로 금속판(32) 사이에 형성되어 있는 변형방지링(40)은 탄성판(31) 및 금속판(32)의 일부 구간과 겹치도록 형성되어 있기 때문에, 금속판(31)과 변형방지링(40) 사이에 배치되는 탄성판(31)의 두께가 얇아지게 된다.

특히, 탄성판(31) 및 금속판(32), 변형방지링940)은 서로 상이한 재질, 다시 말해 이형의 재질로 이루어져 있어, 상기와 같이 탄성판(31)의 두께가 얇아지는 구간에서 있어서는 접착력의 저하 현상뿐만 아니라, 탄성력의 저하가 발생하게 된다.

또한, 일반적인 설계시 탄성판(31)과 금속판(32)이 존재하는 구간까지를 유효 하중구간으로 계산하게 되는데, 상기와 같이 변형방지링(40)이 형성되었을 경우, 변형방지링(40)이 형성되어 있는 구간에서의 압축 강성이 높아질 수밖에 없게 된다.

이에 본 발명에서는 다수의 연결홈(H)을 통해 변형방지링(40)에 의해 구획되는 탄성판(31)을 연결시켜 줌으로써 접착력을 향상시키고, 상호 연결된 탄성판(31)에 의해 탄성력 및 압축강도를 향상시킬 수 있도록 작용하게 되는 것이다.

물론, 이러한 연결홈(H)은 설계반영시 하중량이나 기타 조건을 고려하여 개수를 선정하면 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경가능함을 명시한다.

10 : 상측 플레이트 20: 하측 플레이트
30 : 탄성체 31 : 탄성판
31a : 제1 탄성판 d1 : 제1 탄성판 내경
31b : 제2 탄성판 d2 : 제2 탄성판 내경
32 : 금속판 33 : 중공부
L : 납봉 t1 : 탄성판 두께
40 : 변형방지링 D1 : 변형방지링 외경
D2 : 변형방지링 내경 t2 : 변형방지링 두께
H : 연결홈
50 : 납 면진받침

Claims (4)

1. 상, 하측 플레이트(10, 20);
   상기 상, 하측 플레이트(10, 20) 사이에 형성되며, 전체적으로 고무재질로 다수의 이루어진 탄성판(31)과, 상기 탄성판(31) 사이에 적층되어 있는 금속재질로 이루어진 다수의 금속판(32)을 포함하고, 내측 중앙에 중공부(33)를 형성한 탄성체(30);
   상기 탄성체(30)의 중공부(33)에 삽입하는 납봉(L);
   상기 탄성체(30)에 형성된 탄성판(31)과 금속판(32) 사이에 적층되어 배치되되, 중공형상으로 이루어져 있으며 내경(D2)이 탄성체(30)의 중공부(33)와 동일한 직경으로 구성되며, 내측에 연결홈(H)을 형성한 변형방지링(40);으로 구성된 것에 특징이 있는 납 면진받침.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 변형방지링(40)은 탄성체(30)의 금속판(32) 사이에 형성된 탄성판(31)의 두께(t1)보다 작게 형성되는 것에 특징이 있는 납 면진받침.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 변형방지링(40)을 탄성체(30)에 결합하는 방법은 변형방지링(40)과 동일한 제1 내경(d1)을 가지는 제1 탄성판(31a)에 변형방지링(40)을 적층한 후, 상기 변형방지링(40)의 외경(D1)과 동일한 제2 내경(d2)을 형성한 제2 고무판(12a)을 적층하고, 상기 제1 탄성판(11a)을 다시 적층한 상태에서 열을 가하여 열융착시켜 결합하는 것에 특징이 있는 납 면진받침.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 변형방지링(40)은 금속재, 합성수지재 중 어느 하나의 재질로 형성하되, 녹는점이 탄성판보다 높은 것을 사용하는 것에 특징이 있는 납 면진받침.

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