KR100608227B1 - 납면진 받침 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량, 건축, 건축물, 대형 탱크 등과 같이 지반 혹은 하부구조 위에 시공되는 상부 구조물들에 대하여 지반 혹은 하부구조와 그 상부구조의 사이에 설치되는 납면진 받침에 관한 것이다.

본 발명에 의한 납면진 받침는, 고무층 및 강판이 번갈아 적층되고, 그 상하 끝단면쪽에 각각 두꺼운 단부강판이 구비되며, 중공부가 상기 단부강판에 수직한 방향으로 관통하여서 형성되도록 일체로 성형한 탄성체와, 상기 탄성체의 중공부에 압입된 원기둥 형상의 납으로 구성되어 상, 하부 연결판 사이에 설치되는 납면진 받침에 있어서, 상기 원기둥 형상의 납은 상기 중공부를 규정하는 탄성체의 내주면과 주름형상으로 밀착성형되며, 상기 납의 상하 끝단부와 상, 하부 연결판 사이에는 상기 원기둥 형상의 납과 접촉하는 부분의 단면형상이 중심축에서 반경방향으로 갈수록 두께가 점차 줄어드는 원호형상이나 타원형상중 어느 하나로 이루어지는, 그리고 가장 두꺼운 부분의 두께라도 상기 단부강판의 두께보다는 같거나 작은 매개부품이 각각 구비되고, 상기 중공부에 압입될 원기둥 형상의 납의 체적 V_l과 연직하중을 가한 상태에서 상기 중공부의 체적 V_v과의 비, V_l/V_v가 0.70∼1.01인 것을 특징으로 한다.

납면진 받침, 탄성체, 매개부품, 압입

Description

납면진 받침 {Lead rubber bearing}

도 1은 종래 납면진 받침 구성을 나타내는 분해 사시도

도 2는 종래 납면진 받침 구조를 나타내는 조립 단면도

도 3은 종래 원기둥 형상의 납을 압입할 때 납의 변형 상태를 보여주는 단면도

도 4는 종래 납을 압입하기 위한 원기둥 형상의 납과 금형 설치상태 단면도

도 5는 본 발명에 따른 납면진 받침의 실시예를 나타내는 단면도

도 6은 본 발명의 따른 납면진 받침의 다른 실시예를 나타내는 단면도

도 7은 본 발명에 따른 매개부품을 이용하여 납을 압입했을 때 납의 변형상태를 보여주는 단면도

도 8은 본 발명에 따른 매개부품의 여러 가지 실시예를 나타낸 단면도

도 9는 본 발명의 매개부품과 인접부품 사이의 관계를 보여주는 단면도

도 10은 본 발명에 따른 이력특성 곡선을 나타내는 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 고무층 2 : 강판

3, 4: 단부강판 5 : 탄성체

7 : 원기둥 형상의 납 9, 10: 상, 하부 연결판

15, 16: 상, 하부 압입용 금형 17 : 접촉면

19 : 비변형 영역 21 : 금형 홀더

23 : 매개부품 24 : 공간부

본 발명은 교량, 건축, 건축물, 대형 탱크 등과 같이 지반 혹은 하부구조 위에 시공되는 상부 구조물들에 대하여 지반 혹은 하부구조와 그 상부구조의 사이에 설치되는 납면진 받침(Lead Rubber Bearing, 'LRB')에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고무층 및 강판이 번갈아 적층된 탄성체를 수직방향으로 관통하여서 형성된 중공부에 원기둥 형상의 납을 매개부품을 이용하여 압입하도록 하여 고무층으로의 납의 압입이 고무층의 높이와 관계없이 균일하게 충진되도록 하는 납면진 받침에 관한 것이다.

일반적으로 납면진 받침은 고무층과 강판이 번갈아 적층되어 이루어진 탄성체와, 탄성체에 형성된 중공부에 압입된 납봉으로 구성되어 소성변형하면서 에너지를 흡수하는 기능을 갖게 된다.

이러한 납면진 받침은 기초 혹은 하부구조와 상부구조 사이에 시공되어 대지진 시에는 탄성 고무층이 전단변형을 하여 지진 등의 진동을 절연하고, 진동 종료 후 탄성 고무층이 갖고 있는 탄성 회복력으로 원래 위치로 복원하는 기능을 가지며, 또한 미소 진동(예를 들면 풍하중, 미소 지진)에 대해서는 납봉이 갖고 있는 높은 초기 수평강성으로 진동에 저항할 수 있는 기능을 갖고 있다.

그리고 상부 구조물과 기초 사이의 상대적인 수평방향의 진동에너지는 납봉의 소성변형에 의하여 소산되므로 상부 구조물의 진동가속도를 줄일 수가 있게 된다.

도 1은 이와 같은 종래의 납면진 받침의 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도 2는 종래 납면진 받침의 구조를 나타내는 조립 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래 납면진 받침은 고무층(1)과 상대적으로 얇은 강판(2)을 번갈아 적층시키고, 그 상하 끝단면쪽에는 상대적으로 두꺼운 단부강판(3, 4)을 각각 적층시킨 후, 내부가 빈 중공부가 상기 단부강판(3, 4)에 수직한 방향으로 관통하여서 형성되도록 일체로 성형한 탄성체(5)와, 상기 탄성체(5)의 중공부에 압입된 원기둥 형상의 납(7)으로 구성되어 연결 볼트(11)에 의해 상, 하부 연결판(9, 10) 사이에서 고정 설치되며, 상기 단부강판(3, 4)과 상, 하부 연결판(9, 10) 사이에서 수평방향으로의 하중전달에 사용되는 전단키(12)를 포함하여 구성되게 된다.

이와 같은 납면진 받침은 상, 하부 연결판(9, 10)과 연직방향 및 수평방향으로 고정되어 있어, 상부 구조물로부터 작용하는 연직방향의 하중을 지탱함과 동시에 지진 등의 진동에 의해 수평방향으로 작용하는 변위에 대해 적층 형태의 탄성체가 수평방향으로 변형을 하면서 그 변위를 추종하며 그 진동 에너지를 상대 구조물에 전달하게 된다.

이때 상부 구조물에 전달되는 진동 에너지를 감소시키기 위해서 적층 형태의 탄성체(5)내 구비된 원기둥 형상의 납(7)에 의하여 진동으로 탄성체(5)가 변형할 때 상기 납(7)도 변형하게 되므로, 그 결과 납(7)의 소성변형에 필요한 에너지만큼 진동에 의해 입력된 에너지를 소비하여 상부 구조물의 운동을 감쇠시키게 된다.

도 3은 종래 원기둥 형상의 납을 압입할 때 납의 변형상태를 보여주는 단면도로, 하부 압입용 금형(15) 위에 상부 압입용 금형(16)으로 원기둥 형상의 납(7)을 압입하도록 하여, 도 2에 도시된 바와 같이 납(7)이 압입된 탄성체(5)가 얻어지게 되는데, 이때 잉여 체적의 납은 적층 형태 탄성체(5)의 고무층(1)을 오목한 주름 형상(14)으로 변형시키고, 잉여 체적의 납 그 자체는 볼록한 주름 모양(14)으로 변형되면서 채워지게 된다.

한편, 원기둥 형상의 납(7)을 중공부내로 압입하고자 할 경우, 상부 압입용 금형(16) 혹은 하부 압입용 금형(15)과 원기둥 형상의 납(7)의 접촉면(17)에서는 납의 유동을 방해하는 마찰력(Lf)이 발생하게 된다.

즉, 상부 압입용 금형(16)을 연직방향으로 가압하면 원기둥 형상의 납(7)은 소성 변형되면서 높이가 dH만큼 줄어들게 되며, 납(7)은 소성변형을 하여도 체적변화가 생기지 않으므로 반경 방향으로 유동하면서 변형되게 된다.

이때 접촉면(17)에서는 마찰에 의해 납(7)의 직경방향으로의 소성변형을 구속하는 힘이 발생하며 중앙부에서는 구속력이 없기 때문에 배가 튀어나오는 것과 같은 배불림 현상이 발생하여 변형된 납(7)의 형상은 높이 중간부가 불룩한 형상이 생기게 되며, 그 결과 마찰에 기인한 구속력에 의하여 빗금친 영역과 같이 비변형 영역(19)(Dead Metal Zone)이 형성되게 된다.

만일 접촉면(17)에서 유동을 방해하는 마찰력(Lf)이 없다면, 원기둥 형상의 납(7)은 압입시 높이방향으로 줄어드는 만큼 동일 체적이 반경방향으로 커지는 형상, 즉 변형후 형상(20)으로 변형하게 된다.

따라서 탄성체의 중공부에서 원기둥 형상의 납이 변형한다면, 주름형상으로 고무층을 밀어내면서 채워지므로 전 고무층에 대하여 균일한 주름형상을 얻는 것이 가능하나 물리적으로 접촉면(17)에서는 높은 마찰이 반드시 발생하므로 배불림 현상 혹은 비변형 영역의 발생을 피할 수 없게 되는 것이다.

이와 같은 납의 변형거동으로 인하여 도 3과 같이, 압입된 납 높이의 중앙부분에서는 더 볼록한 주름모양이 생기고, 납의 상, 하 단부에서는 상대적은 덜 볼록한 주름모양이 발생함으로서, 동일 제품 내에서도 압입된 납의 주름부에서 납의 직경이 달라져 상부부분에서 수평방향으로 변형할 때와 중앙부에서 수평방향으로 변형할 때 전단저항 및 전단 에너지 소비량이 달라지게 된다.

따라서 제품의 균일한 역학적 성질을 얻기 위해서는 잉여 체적의 납으로 인하여 생긴 주름모양은 높이 방향으로 가능한 균일한 형상을 갖는 것이 중요하나, 종래의 납의 압입하는 방법으로는 본 발명에서 바라는 주름형상을 얻는 것이 매우 곤란하게 된다.

또한 상부 압입용 금형과 원기둥 형상의 납의 접촉면에서, 표면 상태에 따라 높은 마찰이 발생하는 경우에는 두면이 고착 상태가 되면, 압입전 납을 삽입하기 위하여 탄성체의 중공부 직경보다 작게 제작된 원기둥형상의 납의 직경의 차이에 의하여 생긴 틈새가 채워지지 않은 경우가 발생하여 수평방향의 반복 운동시 피로 파손을 유발하고 납을 압입한 탄성체의 역학적 성질에 나쁜 영향을 미치게 된다.

한편, 종래의 경우에는 상기와 같은 문제점이외에도 부가적인 문제점도 발생되는데, 도 4는 이를 설명하기 위하여 도시한 것으로 종래 납을 압입하기 위한 원기둥 형상의 납과 금형 설치상태 단면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 압입하기 전의 원기둥형상의 납(7)을 탄성체(5)의 중공부에 압입하기 위하여 상기 중공부 끝단에 금형 홀더(21)와 상부 압입용 금형(16)을 설치한 후, 잉여 체적의 납(7)을 압입하기 위하여 유압장치(미도시) 등을 이용하여 상부 압입용 금형(16)에 압력을 가하도록 함으로써, 도 2에서 보여주는 것처럼 종래 납이 압입된 적층형태의 탄성체(5)를 완성하게 된다.

그러나, 이와 같은 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 주름형상(14)의 오목하게 변형된 고무층(1)은 본래 갖고 있는 탄성회복에 기인하여 압축으로부터 원래 형상으로 복원하려고 하면서, 그 반력으로 볼록하게 변형된 납(7)을 압축하여 밀어 올리는 현상이 시간이 경과함에 따라 발생하게 되는 문제점이 초래된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 압입시 금형 홀더(21)와 적층 형태의 탄성체(5), 혹은 상부 압입용 금형(16) 사이의 틈새로 인하여 지느러미가 발생하여 원하는 잉여 체적의 납만큼 정확한 충진율을 갖도록 제조하는 것이 어렵다는 문제점이 생기게 된다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원기둥 형상의 중공부공간에 원기둥 형상의 납을 압입할 때 매개부품을 이용하여 압입 하도록 하여 강판 사이의 고무층에 생기는 주름형상을 높이 방향으로 위치에 관계없이 거의 균일하게 성형함으로서 제품의 역학적 성질을 개선시키는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 오목하게 압축된 고무층의 복원력에 기인하여 압입된 납이 중공부 밖으로 부상하여 돌출하는 것을 방지하며, 필요 잉여 체적과 균일한 충진율이 얻어지도록 하는데도 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은, 압입될 납의 높이를 가능한 줄임으로서 납의 소비량을 줄임과 동시에 더 균일한 주름형상이 얻어지도록 하는데도 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 납면진 받침은, 고무층 및 강판이 번갈아 적층되고, 그 상하 끝단면쪽에 각각 두꺼운 단부강판이 구비되며, 중공부가 상기 단부강판에 수직한 방향으로 관통하여서 형성되도록 일체로 성형한 탄성체와, 상기 탄성체의 중공부에 압입된 원기둥 형상의 납으로 구성되어 상, 하부 연결판 사이에 설치되는 납면진 받침에 있어서, 상기 원기둥 형상의 납은 상기 중공부를 규정하는 탄성체의 내주면과 주름형상으로 밀착성형되며, 상기 납의 상하 끝단부와 상, 하부 연결판 사이에는 상기 원기둥 형상의 납과 접촉하는 부분의 단면형상이 중심축에서 반경방향으로 갈수록 두께가 점차 줄어드는 원호형상이나 타원형상 중 어느 하나로 이루어지는, 그리고 가장 두꺼운 부분의 두께라도 상기 단부강판의 두께보다는 같거나 작은 매개부품이 각각 구비되고, 상기 중공부에 압입될 원기둥 형상의 납의 체적 V_l과 연직하중을 가한 상태에서 상기 중공부의 체적 V_v과의 비, V_l/V_v가 0.70∼1.01인 것을 특징으로 한다.

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다음에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 납면진 받침에 대하여 첨부된 도면을 기초하면서 자세히 설명하고자 한다.

도 5는 본 발명의 납면진 받침의 대표적인 실시 예를 나타내는 단면도이며, 도 6은 본 발명의 납면진 받침의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.

먼저 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 납면진 받침은 전체적으로 원형형상의 고무층(1)과 상대적으로 얇은 강판(2)을 번갈아 적층시키며, 적층할 때 상하 끝단면쪽에는 상대적으로 두꺼운 단부강판(3, 4)이 구비되도록 적층시키게 된다.

그리고 원기둥 형상의 납(7)이 삽입될 수 있도록 내부가 비어 있는 원기둥 형상의 중공부가 형성되도록 하여 일체로 성형하여 적층 형태의 탄성체(5)를 완성하게 된다.

이를 위하여 먼저 원기둥 형상의 납(7)을 상기 중공부에다 삽입한 다음, 고무층(1)에서 주름형상이 되도록 압입을 하게 되는데, 이때 납(7)의 소성변형에 의한 유동을 제어하기 위하여, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 납(7)과 압입용 금형(15, 16) 사이에 소정 형상을 가지는 매개부품(23)을 삽입하여 달성되게 된다.

그리고 상기 매개부품(23)을 삽입하여 납(7)을 압입하고, 그 매개부품(23)을 납면진 받침의 일부가 되도록 한 후, 상, 하부 연결판(9, 10) 사이에 삽입되게 하여 도 1에 도시된 바와 같이, 상, 하부 연결판(9,10)과 본 발명에 따른 납면진 받침을 수평 및 수직방향으로 고정하기 위한 연결볼트(11)와 전단키(12)에 의해 최종 체결, 고정되어 지게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 상, 하부 연결판(9, 10)에는, 상기 매개부품(23)과 단부강판(3, 4)의 일부가 밀착되는 부분이 일정깊이로 파여진 원기둥 형상의 공간부(24)를 더 구비하되, 상기 공간부(24)가 이루는 직경(D)은 상기 매개부품(23)이 이루는 직경(D₁)보다는 크고, 상기 단부강판(3, 4)이 이루는 직경(D₂)보다는 작도록 형성되게 된다.

즉, 상기 공간부(24)에 의해 상, 하부 연결판(9, 10)이 단차지게 형성되고, 이 부분에 상기 단부강판(3, 4)이 걸리도록 결합되게 되므로 종래 전단키가 갖는 기능을 상기 공간부(24)를 구비한 상, 하부 연결판(9, 10)이 대신할 수가 있게 된다.

이를 위하여 상기 공간부(24)의 깊이는 상, 하부 연결판(9, 10)의 두께보다는 적게 형성되어야 함은 물론이다.

한편, 도 7(a)~(c)는 압입될 납의 소성변형에 따른 유동을 제어하기 위하여 매개부품을 이용하여 압축할 때 납의 변형거동을 나타내는 단면도이다.

먼저 도 7(a)는 매개부품(23)과 원기둥 형상의 납(7)의 압입 직전의 단면도로서, 상기 매개부품(23)과 납(7)의 접촉면의 단면형상이 원호형상인 경우, 점접촉을 이루게 된다.

이때 상기 매개부품(23)에 압력이나 하중을 가하면 연직방향으로만 납(7)의 소성변형에 필요한 하중이 전달되며 원기둥 형상의 납(7)은 변형을 시작한다.

그리고 도 7(b)는 매개부품의 압입에 의해 납이 어느 정도 변형이 진행되었을 때의 납의 변형거동을 보여주는 단면도이다. 상기 매개부품(23)에 하중이나 압력을 가하면 압입되는 납(7)으로의 하중전달은 매개부품(23)의 단면형상이 원호형상인 경우, 원호형상의 반경방향으로 납(7)의 소성변형에 필요한 하중이 전달되며 매개부품(23)의 납으로의 압입 부분 체적만큼 납(7)은 체적은 일정하게 유지하면서 소성변형한다.

그리고 도 7(c)는 상기 매개부품의 압입에 의해 납이 완전히 변형되기 직전의 단면도를 보여준다. 도시된 바와 같이, 상, 하부에서 압입된 잉여 체적의 납만큼 납(7)은 반경방향으로 변형하게 된다.

이상 도 7(a)~(c)에서 알 수 있듯이, 상기와 같은 매개부품(23)을 이용할 경우 납의 변형과정은, 앞서 도 3과 같이, 변형의 시작초기부터 접촉면(17)이 면접촉 을 하면서 평면인 경우의 변형과정과 비교하여, 잉여 체적의 납이 반경방향으로 유동할 때 원기둥 형상의 납(7)의 외면의 변형 모양에 매우 큰 차이를 보이게 됨을 알 수 있다.

본 발명의 경우, 상기 매개부품(23)에 의해 납(7)이 반경방향으로 소성변형할 때 압입되는 납(7)은 수평방향으로 변형된 후에 접촉면이 발생하므로 접촉면 끝단부에서는 변형을 구속하는 마찰력이 없으며, 접촉면에서도 경사를 이루기 때문에 납(7)의 소성변형을 구속하는 마찰력이 매우 작아지고 따라서 비변형 영역도 작아져 원기둥 형상의 납(7)의 높이 방향의 외면은 거의 균일한 형상을 유지하면서 변형하게 된다.

그 결과 적층 형태의 탄성체의 중공부에 원기둥 형상의 납을 압입할 때 높이 방향으로 중앙 쪽에 있는 고무층에서의 납의 압입에 의한 주름직경과 양 끝단부쪽 주름직경은 거의 같아져 균일한 주름 형상을 얻을 수 있어 제품의 역학적 성질에 편차가 없어지게 되는 것이다.

이를 위하여 본 발명에 따른 상기 매개부품(23)은 납과의 접촉면의 중심, 즉 중심축에서 가장 두껍고, 반경방향으로 갈수록 두께가 점점 줄어드는 형상을 갖고, 또한 납 보다는 더 큰 강성을 갖는 것이 바람직하다.

그리고 상기 매개부품(23)의 단면형상은, 도 8에 도시된 바와 같이, 압입되는 납과 접촉하는 부분의 단면의 형상은 적어도 원호, 타원형, 사다리꼴, 삼각형 등과 같이 중심축에서 두껍고 반경방향으로 갈수록 두께가 얇아지는 형상(예를 들면 23a ~ f)들 중의 하나, 바람직하게는 원호형상이나 타원형상을 갖는 매개부품(23)을 삽입하여 납을 압입한 후 제품의 일부가 되도록 구성되게 된다.

한편, 본 발명에 따르면 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 매개부품(23)과 적층 형태 탄성체(5)의 중공부 사이의 틈새(Cl)는 가능한 한 작을수록 좋으나, 삽입할 때 외력을 가하지 않고 들어가야 하므로 0.05mm이상이면 적당하며, 따라서 상기 매개부품(23)의 직경은, 탄성체(5)를 관통하여서 형성된 중공부의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이상 본 발명과 같이 이루어진 매개부품에 의하여 원기둥 형상의 납이 압입되면 소성변형에 의하여 납은 적층형태의 탄성체의 고무층 사이로 돌출되면서 주름형상을 이루게 되며, 일부는 적층 형태 탄성체의 양 끝단에 있는 상대적으로 더 두꺼운 단부강판의 중공부와 매개부품과의 틈새로 납이 압입된다.

이때 납은 이 틈새가 작을수록 상대적으로 압입되기 어려워 대부분 고무층을 밀면서 주름형상을 이루면서 돌출되게 되며, 일부 이 틈새로 밀려 들어가는 납의 양은 매개부품의 압입하중에 의하여 결정되게 된다.

그리고 고무층으로 주름모양으로 돌출되는 납의 양과 틈새(Cl) 사이로 압출되는 양의 관계는 압입하중을 작용하였을 때의 각 방향으로의 압출력의 평형에 따르므로 압입하중을 제거하였을 때, 고무층의 오목한 주름형상의 복원력에 의해 틈새로 튀어나오는 현상은 발생하지 않게 되는 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 매개부품과 인접 부품 사이의 관계를 나타낸 단면도이다.

본 발명에 의하면, 상기 매개부품(23)의 강성은 압입되는 납보다는 반드시 커야하며, 그 두께(Tm)를 적층 형상의 탄성체의 상하 끝단면쪽에 구비된 단부강판(3, 4)의 두께(Te)와 같거나 작도록 하는 것이 성형성을 위하여 바람직하게 된다.

한편 종래의 경우 적층 형태의 탄성체에 있는 중공부의 체적보다는 압입될 원기둥 형상의 납의 체적은 커야만 하고, 또한 삽입되는 납의 직경은 중공부의 직경보다 작아야만 했기 때문에 탄성체의 중공부 높이보다 삽입될 원기둥 형상의 납의 높이가 커질 수밖에 없었다.

또한 적층 형태 탄성체의 중공부 안으로 압입될 원기둥 형상의 납을 삽입하면, 납의 높이가 중공부 높이보다 크므로 밖으로 돌출되게 된다. 이때 납의 압입시 돌출부 측면으로의 납의 유동을 방지하기 위하여 보통 홀더를 설치하여 작업을 행하나 홀더와 탄성체 사이의 틈새로 납이 유동하기가 쉽다.

그러나 본 발명의 매개 부품을 이용하여 압입하는 경우 매개부품의 체적만큼 압입될 원기둥 형상의 납의 체적을 줄일 수 있기 때문에 적층 형태 탄성체의 중공부의 높이보다 작은 높이의 원기둥 형상의 납을 사용하는 것이 가능하게 되며, 납의 높이가 작아짐에 따라 동시에 배불림 현상도 최소화가 가능하다.

또한 별도의 지그가 전혀 필요가 없으며, 필요하다 하더라도 매개부품을 안내하는 역할만을 한다. 따라서 압입 후 손실되는 납이 없게 되며, 잉여 체적의 납이 주름 형상을 이룰 때 설계자가 원하는 정확한 주름 형상 체적을 조절할 수가 있게 된다.

그리고 납이 압입되지 않은 적층 형태의 탄성체는 연직하중을 받으면 중공부 의 고무층은 볼록하게 주름형상을 이루면서 돌출하며 따라서 중공부의 체적은 줄어들게 되며, 이와 같이 줄어드는 체적은 연직하중의 크기와 고무 층 두께 및 평면적에 따라 달라진다. 본 발명의 경우 유한요소 해석에 의한 해석결과로는 설계 최대하중에서 일반적으로는 10%이내 임을 알 수 있었다.

따라서 압입될 원기둥 형상의 납의 체적(V_l)대 연직하중을 받은 상태에서 적층 형태의 탄성체의 중공부의 체적(V_v)의 비, V_l/V_v의 값은 압입될 원기둥 형상의 납의 높이가 적층 형태 탄성체 중공부의 높이보다 작게 할 수 있는 최대 1.01로 하며, 가장 작은 범위는, 도 6의 실시 예에서 보여주는 것처럼 매개부품(23)과 단부강판(3, 4)의 일부가 밀착되는 부분이 일정깊이로 파여진 원기둥 형상의 공간부(24)가 형성되어 있는 경우 최소 0.70까지로 하여, 즉 V_l/V_v의 값을 0.70 ~ 1.01를 함으로써 보다 바람직한 제조성을 얻을 수가 있게 된다.

만약에 V_l/V_v의 값을 0.70 보다 적게 형성한 경우에는, 탄성체의 내주면과, 내주면에 대면하여 접하는 원기둥 형상의 납의 외주면과의 사이에 틈새가 생기기 쉽고, 그 결과 불안정한 면진특성을 나타내게 된다.

그리고 V_l/V_v의 값을 1.01 보다 많게 형성한 경우에는, 원기둥 형상의 납이 크게 고무층으로 파고 들어서, 탄성체의 내주면이 과도한 오목면으로 되고, 그 결과 이 위치부근에서 과도한 응력이 생기게 되어 고무층의 열화를 앞당기게 되고, 내구성도 떨어지게 된다. 또한 많은 납을 압입하기 위하여 밀어넣는 힘을 매우 크 게 하지 않으면 안됨으로 하여 탄성체를 파손을 초래할 수가 있어 실용적이지 못함을 알 수 있다.

여기서 상기 연직하중은 상부 구조물의 자중이거나 혹은 자중과 함께 작용하는 다른 어떤 부가적인 하중을 포함한 설계 최대하중이 된다.

한편, 도 10은 본 발명에 따른 납면진 받침의 이력특성 곡선을 나타내는 그래프로, 압입된 납의 주름형상의 직경이 거의 균일하므로 적층 형태의 탄성체가 수평하중을 받으면서 변형할 때 납의 전단 단면적이 동일하므로 거의 비례하는 경향을 보이고 있다. 따라서 소산되는 에너지량의 보다 정확한 측정이 가능하고, 더 균일한 역학적 성질을 얻을 수 있음을 알 수가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 상, 하부 압입용 금형과 압입될 원기둥 형상의 납 사이에 매개부품을 이용하여 압입함으로써 고무층으로의 납의 압입이 고무층의 높이와 관계없이 균일하게 충진되도록 하여 역학적 성질이 균일한 납면진 받침을 얻고자 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고 본 발명에서는 원형형상에 대하여 수직방향으로 관통하여 형성된 중공부에 원기둥 형상의 납이 압입되는 것에 대하여만 한정하여 설명하고 있으나, 필요에 따라 사각형상 등 다양한 형상에 하나가 아닌 여러 개의 중공부를 형성하고, 여기다 여러 개의 납을 압입하는 경우라 하더라도 이는 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 변형이 가능한 정도의 것으로 당연히 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에 속한다 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

먼저, 매개부품을 이용하여 압입할 경우, 필연적으로 변형될 납에서 생기는 비변형 영역과 배불림 현상을 최소화시킬 수가 있어 균일한 역학적 성질을 얻을 수 있다.

또한 압축된 고무 층의 복원력에 기인하여 압입된 납의 중공부 밖으로 부상하여 돌출하는 것을 방지하는 기능이 얻어지도록 제품을 구성하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 의하면, 압입되는 납의 양을 엄밀하게 예측하여 납의 손실을 줄일 수 있으며, 동시에 종래보다 압입될 원기둥 형상의 납의 크기 자체를 줄임으로서 제조비용이 대폭 절감될 수가 있다.

또 본 발명의 경우 원기둥 형상의 납을 적층 형태의 탄성체에 압입한 후에는 매개부품에 의하여 중금속인 납이 대기 중으로 노출되는 것이 방지되므로 납이 대기중에 노출되는 위험성을 방지할 수가 있으며, 제작시 지그가 매개부품만을 안내하면 되므로 압입하는 방법이 간소화될 수 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 고무층(1) 및 강판(2)이 번갈아 적층되고, 그 상하 끝단면쪽에 각각 두꺼운 단부강판(3, 4)이 구비되며, 중공부가 상기 단부강판에 수직한 방향으로 관통하여서 형성되도록 일체로 성형한 탄성체(5)와, 상기 탄성체의 중공부에 압입된 원기둥 형상의 납(7)으로 구성되어 상, 하부 연결판(9, 10) 사이에 설치되는 납면진 받침에 있어서,

   상기 원기둥 형상의 납(7)은 상기 중공부를 규정하는 탄성체의 내주면과 주름형상으로 밀착성형되며, 상기 납의 상하 끝단부와 상, 하부 연결판 사이에는 상기 원기둥 형상의 납과 접촉하는 부분의 단면형상이 중심축에서 반경방향으로 갈수록 두께가 점차 줄어드는 원호형상이나 타원형상 중 어느 하나로 이루어지는, 그리고 가장 두꺼운 부분의 두께라도 상기 단부강판의 두께보다는 같거나 작은 매개부품이 각각 구비되고, 상기 중공부에 압입될 원기둥 형상의 납의 체적 V_l과 연직하중을 가한 상태에서 상기 중공부의 체적 V_v과의 비, V_l/V_v가 0.70∼1.01인 것을 특징으로 하는 납면진 받침.
6. 삭제

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