KR100265208B1 - 엘라스토머재 부착체 - Google Patents

Abstract

엘라스토머 설치 수단은 한 쌍의 경질 단부 부재들의 대향하는 표면들에 결합되어 그 표면들 사이에서 압축되는 표면들이 형성된 단부 영역들을 가진 엘라스토머 재료의 몸체를 포함하며, 상기 제1경질 단부 부지\재(32)가 설치 수단의 길이방향 압축 축선 (19)에서 반경방향 바깥쪽으로 연장되어 결합된 접촉면(35)위에 배치되며, 상기 제1경질 단부 부재가 압축 부하를 받게될 때 엘라스토머 몸체에 의해 접촉되는 접촉면(34)을 결합된 접촉면의 바깥쪽에 가지며, 상기 제1경질 단부 부재에 의해 불연속점이 형성되어 상기 접촉면 및 결합된 접촉면이 완전한 동일 평면의 형태에서 벗어나게 배향된다.

Description

엘라스토머재 부착체

제1도는 종래 기술의 엘라스토머재 부착체의 단면도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취해진 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 부착체를 나타낸 제1도에 대응하는 유사한 단면.

제4도 내지 제7도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 제3도에 대응하는 단면도.

본 발명은, 압축 하중을 받을 시에 접촉이 증가하는 엘라스토머재에 대항하는 경질(硬質) 단부 부재에 접합된 단부를 가진 엘라스토머재 몸체를 포함하는 엘라스토머재 부착체(elastomeric mounting)에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 압축 하중을 받을 시에 엘라스토머재가 그와의 접촉을 증가 하도록 적어도 하나가 배치된 1쌍의 경질 단부 부재에 접합되고 그리고 그 사이에 배치된 엘라스토머재로 이루어진 몸체(body)를 포함하는 엘라스토머재 부착체(附着體)에 관한 것이다. 영국특허 제 2,156,947호는 고성능, 고중량 적용물에 채택되는 타입으로 이러한 종류의 엘라스토머재 부착체의 일 예를 개시하고 있다. 엘라스토머재로 이루어진 원통형 몸체를 가진 간단한 엘라스토머재 부시(bush)와 비교하여, 상기 영국특허 제 2,156,947호의 부착체의 엘라스토머재 몸체는, 외부 면이 비원통원형 단면 외형상(non-cyclindrical circular section profile)으로 되어있고 그리고 일단부에 접합 영역의 외경이 타 단부에 비해서 현저하게 크다는 점에서 큰 차이가 있는 것이다.

또한, 본 발명은 1쌍의 경질 단부 부재의 대향 표면에 개별적으로 접합되어 그 사이에서 압력을 받게되는 표면이 형성된 1쌍의 단부 영역을 가지며, 상기 경질 단부 부재 중 적어도 하나가 부착체의 종방향 압축 축선에서 반경 외부방향으로 연장되어 접합 계면(界面)을 너머 연장되고 그리고 적어도 하나의 단부에는 타 단부에 접합 영역보다 더 멀리 반경 외부방향으로 연장되는 접합 영역이 배치되는 엘라스토머재 부착체에 관한 것이다. 엘라스토머재 부착체는 철도 화물열차의 현수부(suspension)와 같은 높은 동하중 적용체(high dynamic loading application)에 이용되는 것이다.

본 발명은 예를 들어 상술된 영국특허 제 2,156,947호와 같은 타입 또는 양호한 동하중 성능을 가진 타입의 엘라스토머재 부착체를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 면에 의거, 본 발명은 1쌍의 경질 단부 부재의 각각의 대향 면에 접합되어 그 사이에서 압축되는 표면이 형성된 단부 영역을 가진 엘라스토머 재료로 이루어진 몸체를 포함하는 엘라스토머재 부착체를 제공하는 것이며, 경질 단부 부재 중 적어도 하나가 부착체의 종방향 압축 축선에서 반경 외부방향으로 연장되어 접합 계면 너머로 놓여지고, 상기 제1경질 단부 부재는 압축 하중을 받으면 엘라스토머재 몸체와 접하는 접합 면을 접합 계면의 외부방향으로 가지며, 그리고 상기 제1경질 단부 부재에 의해 불연속부(discontinuity)가 형성되어 계면과 접할 면이 완전한 동일-평면 형태로부터 이탈되는 것이다.

제1단부 부재의 접합 계면은 대체로 평면이고 그리고 종방향 압축 축선에 대해 대체로 수직한 평면으로 연장되는 것이다.

상기 제1부재의 접합 계면은 부착체의 타 단부에 접합 영역보다 더 멀리 반경 외부방향으로 연장될 수 있는 것이다.

단부 부재의 접합 계면 부분에 인접하여 또는 접합 계면의 반경 외부방향 말단부의 반경 외부방향으로 불연속부가 제공될 수 있는 것이다. 상기 불연속부는 대체로 편평한 접합 계면에 제공될 수 있는 것이다.

상기 불연속부는 대체로 매끄러운 형태로 이루어져서 압축을 받게 되면 몸체의 접촉 엘라스토머재에 응력 집중점 또는 파열 개시 지역이 주어지지 않게 한다.

상기 불연속부는 접합 영역 또는 양호하게 접합 영역(abutment zone)과 접합 계면(bonded interface) 사이에 함몰부(depression)를 포함할 수 있는 것이다. 다르게는, 융기 지역을 포함하여 접합 영역의 적어도 일 부분은 접합 계면에 비해 엘라스토머재 부착체의 타 단부 부재에 축 방향으로 더 근접하게 위치시키는 것이다.

또한, 본 발명은 1쌍의 경질 단부 부재의 대향 면에 각각 결합되어 그 사이에서 압축되는 면이 형성된 단부 지역을 가진 엘라스토머재 몸체를 포함하고, 상기 경질 단부 부재 중 하나가 부착체의 종방향 압축 축선에서 반경 외부방향으로 연장되어 접합 계면 너머로 놓여지는 엘라스토머재 부착체를 제공하며, 제1경질 단부부재는 접합 계면의 외부 방향으로, 압축 하중을 받을 시에, 엘라스토머재 몸체와 접촉되는 접합면을 가지며, 엘라스토머재 몸체가 대칭으로 형성되어 종방향으로 압축하중을 받을 시에 엘라스토머 재료는 부착체의 타 단부에 엘라스토머 재료보다 변형에 대해 더 강력하게 억제되는 접합면과 접촉하고 타 단부의 접합 계면의 외부방향으로 놓여지는 것이다.

바람직하게, 종방향 압축 축선에 수직하게 놓인 중간 평면에 대해 고려하면, 부착체의 단부 사이 중간에, 제1경질 단부 부재에 인접한 단부 영역에 엘라스토머재 몸체의 적어도 일부는 접합면보다 중간 평면에서 더 멀게 위치하는 것이다.

대칭 형태의 몸체는 영국특허 제 2,156,947호의 명세서에 기술된 형태에 상응하거나 또는 거의 유사한 대칭 형태를 가질 수 있는 것이다.

제1경질 단부 부재는 단일 구조 또는 서로 상대적으로 고정된 2개 이상의 부품으로 구성될 수 있는 것이다. 특히, 경질 단부 부재는 접합면을 형성하는 제1부분 및 접합 계면을 형성하는 제2부분을 포함할 수 있는 것이다.

제1경질 단부 부재가 평판 형태 또는 엘라스토머재 몸체에 접합된 유사한 부재인 것이 필수 적인 것은 아니다. 다르게, 제1경질 단부 부재가 엘라스토머재 몸체에 의해 지지를 받거나 또는 지지하는 구조물로 전체적으로 또는 부분적으로 구성될 수 있으며 그리고 본 발명은 적어도 부분적으로 제1경질 단부 부재를 형성하고 있는 지지 구조물을 가진 엘라스토머재 부착체와 지지 구조물로 구성된 조립체를 부가로 제공하는 것이다.

경질 단부 부재는 금속 또는 합성수지 또는 탄소합성재와 같은 합성재로 이루어진 평판 또는 다른 경질 부품으로 구성될 수 있는 것이다. 제1경질 단부 부재의 접합면과 타 단부 부재의 임의적 접합면은 저 마찰 및/또는 탄성재 피복층을 가질 수 있는 것이다. 상기 피복층은 부착체의 엘라스토머재 몸체를 형성하는 것과 유사한 타입의 엘라스토머 재료로 이루어질 수 있는 것이다.

본 발명의 엘라스토머재 몸체는 종방향 축선을 중심으로 단면이 대칭형태이고, 그리고 타 단부에서 연장되어 그 길이의 제2부분을 통해 점진적으로 증가되는 외부단면과 제1단부 지역으로 연장되는 그 길이의 제1부분 위로 점진적으로 감소되는 외부 단면 치수로 이루어진 것이다.

점진적으로 증가하는 직경을 가진 제2부분은 대향 단부 지역의 제2부분에서 제1부분으로의 몸체의 길이방향 길이의 적어도 50%, 바람직하게는 60 내지 97%를 점유하는 것이다.

엘라스토머재 몸체는 제2단부 지역 부근에서 솔리드(solid)이고 제1단부 지역 근처에서 중공(hollow)이다. 몸체의 솔리드 부분에는 중공 지역 안밖으로 유체를 유동시키기 위한 배기 통로(vent passage)가 합체된다. 몸체는 종방향으로 보았을때 길이의 적어도 10%이상 그리고 80% 이하의 부분이 중공(中空) 이다. 양호하게는, 몸체는 종방향으로 몸체 길이의 적어도 30%이상, 보다 양호하게는 40 내지 70% 사이가 중공 인 것이다.

종방향에 수직한 엘라스토머재 몸체의 최대 외경부는 몸체의 단면이 환형인 곳에서, 즉 중공 부분에 위치에 있다.

몸체의 종축선이 내재된 평면을 고려하면, 몸체의 외형상은 그 길이의 제1 및 제2부분 모두에 걸쳐 곡선진 것이다. 따라서, 상기 평면을 고려하면, 외형상은 볼록한 것이다.

엘라스토머재 몸체와 경질 단부 부재의 접합작업은 잘 알려져 있는 고온결합공정(hot bonding process)으로 고무를 금속에 접합시키거나 또는 접착제에 의해, 또는 엘라스토머재 몸체의 단부 영역에 매립된 보강 성분과 경질 단부 부재를 형성하는 구조물 사이에 협력으로 이루어진다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

공지된 구조로 이루어진 엘라스토머재 부착체(10)는 단면이 원형이며 금속 단부 평판(12, 13) 사이에 배치 접합되는 엘라스토머 재료로 이루어진 몸체(11)를 포함하는 것이다.

몸체(11)는, 하부 제2단부 평판(12)으로부터 보았을 때 직경이 점진적으로 증가하는 제2부분(14)과, 상부 제1단부 평판(13)쪽으로 점진적으로 감소하는 직경으로 이루어진 몸체의 나머지 부분인 제1부분(15)을 포함하는 것이다. 상기 몸체(11)는 부착체 압축 하중의 정상 방향에 평행하게 있는 종축선(19)에 대해 대칭인 것이다.

몸체의 제1부분(15)과 제2부분(14)은 제2도에 도시된 바와 같이 횡단면이 환형이고 몸체 내에 공동(16)이 형성된 것이다. 공동은 제1도의 평면에서 단면으로 볼 때 U형상이고 제1단부 평판(13)으로부터 서로 이격 분리된 2개 단부 평판 사이에 거리에 약 40% 연장되는 것이다.

제2도는 제1 및 제2부분(14, 15) 사이에 횡방향 평면, 즉 최대 외경(外經)을 평면으로 하여 나타낸 단면도이다. 상기 평면은 제2단부 평판(12)에서 상기 평판이 분할되는 거리의 약 70% 거리에 위치한다.

제2단부 평판(12)은 디스크 형태이지만, 제1단부 평판(13)은 환형상 이어서 공동(16) 안밖으로 공기가 자유로이 유동할 수 있는 것이다. 상부의 제1단부 평판(13)에는 볼트(27)와 같은 설치 수단이 제공된다.

2개 단부 평판(12, 13)은 몸체(11)외 최대 외경과 거의 같은 유사한 외경을 가진다. 몸체(11)와 하부 제2단부 평판(12) 사이에 접합 계면(22)의 최대 반경방향 연장부(21)는, 몸체(11)와 상부 제1단부 평판(13) 사이에 접합 계면(24)의 반경 외부 방향 경계부(23)의 내부방향으로 놓여지며 그리고 상부 평판 구멍(75)의 내경과 대체로 동일한 것이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 접합 계면(22, 24)의 반경방향 연장부에 차이부(difference)와 결합된 제1 및 제2몸체 부분의 볼록한 곡선 면(17, 18)은, 이러한 실시예에서는, 하부 제2단부 평판(12)에 대한 하부 부분의 외부 곡선 면(17)과의 사이에 접촉에 앞서 제1단부 평판(13)과 접촉하도록 이동시키는 성질이 있는 스프링의 제1부분(15)의 외부 곡선 면(18)에서 발생된다. 따라서, 제1평판은 압축 하중을 받을 시에 엘라스토머재 몸체의 변형에 상당한 억제력을 나타나게 한다.

제3도에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의거, 환형상 접촉 평판(30)이 하부 평판과 대향하고 있는 측면(33)에 제1단부 평판(32)의 반경방향 외측부(31)에 고정(또는 일체로 형성)된다. 접합 평판은 상부 평판과 몸체 사이에 접합 계면(35)의 외부 말단부(34)에서 반경방향으로 연장되어서 제1단부 평판(32)의 반경방향 외부모서리(36)에 정렬 설치된다.

접합 평판의 반경방향 내부 모서리는 둥근 외형상 부분(rounded profile)(37)을 가지며 그리고 엘라스토머재 몸체는 그 지점에서 계단 모양 부분(38)을 제공하는 외형상으로 이루어져서, 부착체가 하중을 받지 않을 시에는 스프링의 제1부분의 볼록한 외부 면(39)이 곡선진 내부 모서리로부터 약간 이격지게 놓여진다. 계단 모양 부분을 대신하여, 엘라스토머재 몸체는 외형상 부분(37)의 곡률을 따라서 그와 접촉하거나 또는 이격지는 외형상으로 형성될 수 있는 것이다.

제4도는 접합 제1평판(41)이 제한된 반경방향 연장부를 이루고 있고 그리고 엘라스토머재 몸체의 상단부 면(43)의 반경 내부방향으로 놓여있는 외부 모서리(42)를 가지는 실시예를 설명하는 도면이다. 이러한 평판은 접합 평판에 있는 구멍을 통해 연장하도록 배열된 제1평판의 배치 스터드(location studs) 또는 볼트에 의해 제1평판과 관련하여 배치된 접합 평판(44)을 지지하는 것이다.

접합 평판(44)의 전체 외형상 단면은 제3도에 도시된 제1평판과 접합 평판이 합체된 단면 외형상에 대체로 대응하는 형상이다. 그러나, 더 작은 외경을 갖는 제1평판(41)을 제공하고 접합 평판을 지지하도록 배열시킴으로써, 이러한 실시예에서 몸체 부분(47)이 엘라스토머 재료로 충진되는 환형 홈(46)을 형성하는 것이다.

접합 평판(44)은 제1평판에 엘라스토머재로 접합되는 금속 대 고무에 대한 접합에 앞서 제1평판에 조립될 수 있으며, 이러한 경우에 몸체는 홈(46)을 형성하는 접합 평판의 표면에도 접합될 수 있는 것이다. 다르게는, 접합 평판이 몸체의 제1평판의 접합작업에 순차적으로 제공되는 것이며 그리고 엘라스토머재는 접합평판에 접합되지 않을 수 있는 것이다.

제5도는, 제4도에 도시된 것과 유사한 제1평판(50)을 포함하며 그리고 제1평판의 반경방향 외부 모서리(53)에 인접하여 환형상 함몰부(52)가 형성된 다른 균일한 두께를 갖는 제4도에 도시된 것과 다른 접합 평판(51)이 제1평판과 상관하여 배치된 실시예를 설명하는 도면이다. 엘라스토머재 몸체의 고무 재료는 환형상 함몰부(52) 안으로 연장하도록 배열된다.

제6도는 제1단부 평판(60)이 제한된 반경방향 연장부로 이루어지며 그리고 엘라스토머재 몸체와의 접합 계면(62)의 반경방향 외부 말단부와 일치하는 반정방향 외부 위치까지 이어지는, 제3도와 유사한 실시예를 설명하는 도면이다. 접합 평판(63)은 접합 계면(62)의 말단부로부터 반경 외부방향으로 연장된다. 이러한 실시예에서, 접합 평판(63)의 축방향으로의 이동 및 엘라스토머재 몸체(64)의 압축 중에 발생하는 힘 그리고 접합 평판(63)에 대한 변형에 대한 내성은, 제1단부 평판(60)이 고정되는 지지 구조물(도시 않음)에 의해 저항을 받게 된다.

제7도는, 제4도의 2개 평판(41, 44)이 일체형 구조로 되어있고, 평판(71)에 기계 가공된 환형상 홈(70)이 몸체(72)를 이루고 있는 엘라스토머 재료로 점유되는, 제4도와 유사한 실시예를 설명하는 도면이다.

Claims (5)

1. 경질 단부 부재 중 적어도 제1단부 평판(13)은 종방향 압축 축선에서 반경 외방향으로 연장되어 접합 계면 너머에 위치하며, 제1경질 단부 평판은 압축 하중을 받을 시에 엘라스토머재 몸체에 의해 접하게 되는 접합 면을 접합 계면의 외부 방향으로 구비하고, 표면이 그 사이에서 압축되는 1쌍의 경질 단부 평판(12, 13)의 각각의 대향면에 접합되는, 단부 지역 곡선 면(17, 18)을 갖는 엘라스토머 재료로 이루어진 몸체(11)를 포함하는 엘라스토머재 부착체에 있어서; 제1경질 단부 평판(13)은, 접합 계면(35)과 접합 면이 전체적 동일 평면으로부터 빗나가도록, 제1경질 평판(30)과 엘라스토머재 몸체(11) 와의 사이에 접합 계면의 반경 외부방향 말단부에 인접한 위치에 불연속부를 형성하고, 엘라스토머재 몸체는 제1단부 영역 곡선 면(18) 근처에서 중공(hollow)이고 그리고 제2단부 영역 곡선 면(17) 근처에서 솔리드(solid) 이며, 그리고 상기 제1경질 단부 부재에 접합 계면(35)은 부착체의 타 단부에 접합 영역 보다 반경 외방향으로 더 연장되는 것을 특징으로 하는 엘라스토머재 부착체.
2. 제1항에 있어서, 상기 부착체의 단부 사이의 중간인, 종방향 압축축선에 수직하게 놓여있는 중간 평면에 대해서, 제1경질 단부 평판(44,71) 근처 단부 영역에 엘라스토머재 몸체의 적어도 일 부분 환형상 홈(40, 70)이, 접합 면보다 중간 평면에서 더 멀리 배치되는 것을 특징으로 하는 엘라스토머재 부착체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1경질 탄부 평판의 접합 면에는 저마찰 및 탄성 재료의 피복층이 제공되는 것을 특징으로 하는 엘라스토머재 부착체.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엘라스토머재 몸체가 종방향 축선을 중심으로 대칭 형태이며, 타 단부에서 연장하는 몸체의 제2부분이 점진적으로 증가되는 단면 형태로 되어있고, 제1단부 영역으로 연장되는 몸체의 제1부분이 점진적으로 감소되는 외측 단면 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 엘라스토머재 부착체.
5. 제4항에 있어서, 점진적으로 증가하는 직경을 가진 제2부분이 대향 단부 영역의 제2부분에서 제1부분까지의 길이 방향 간격의 60 내지 90%를 점유하는 것을 특징으로 하는 엘라스토머재 부착체.