KR100635478B1

KR100635478B1 - Rolling pendulum bearing with low friction

Info

Publication number: KR100635478B1
Application number: KR1020040114135A
Authority: KR
Inventors: 김성원; 최우식; 주지한
Original assignee: 김성원; 최우식; 주지한
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-10-17
Also published as: KR20060075358A

Abstract

본 발명은 저 마찰 구름운동 진자받침에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지반과 연결된 바닥구조물과 진동으로부터 보호를 필요로 하는 진동보호 시설물이 설치되는 층 면진 구조물 사이에 장착되어 구조물 사이에 상대운동이 발생할 경우 수평변형을 비롯하여 수직변형을 추종하여 상대 구조물로의 하중전달을 최소화시키면서 동시에 전단변형이 완료된 후 다시 원래 위치로 복원할 수 있도록 하는 저 마찰 구름운동 진자받침에 관한 것이다.The present invention relates to a low friction rolling motion pendulum bearing, and more specifically, it is mounted between a floor structure connected with the ground and a layer isolation structure in which a vibration protection facility that needs protection from vibration is installed to generate relative motion between the structures. In this case, it relates to a low friction rolling motion pendulum support that minimizes the transfer of load to the relative structure by following the vertical deformation as well as the horizontal deformation, and at the same time restores the original position after the shear deformation is completed.

그 결과, 바닥구조물과 층 면진 구조물이 서로 상대운동을 할 때 볼베어링의 구름운동으로 인하여 매우 작은 마찰을 갖으면서 상대운동을 허용하게 되어 지지파 등에 의한 층 면진의 응답가속도가 대폭 줄어들게 되며, 또한 상기 볼베어링이 구름운동을 하는 구면에 곡률에 의해 상대운동이 완료된 후, 원래의 위치로 복원하는 기능을 가지게 된다.As a result, when the floor structure and the floor isolation structure move relative to each other, the rolling motion of the ball bearing allows the relative movement with very small friction, so that the response acceleration of the layer isolation due to the support wave is greatly reduced. The ball bearing has the function of restoring to the original position after the relative motion is completed by the curvature on the sphere where the rolling motion.

나아가, 수직하중의 전달경로에 구비된 탄성체에 의하여 수직방향의 강성을 자유롭게 조절가능하여 별도의 장치없이 간결한 구조와 적은 비용으로도 3차원 면진 시스템이 달성가능하게 된다.Furthermore, the rigidity of the vertical direction can be freely adjusted by the elastic body provided in the transmission path of the vertical load, so that the three-dimensional seismic isolation system can be achieved with a simple structure and low cost without a separate device.

진자받침, 볼베어링, 복원력, 리테이너, 마찰Pendulum Support, Ball Bearing, Resilience, Retainer, Friction

Description

Rolling pendulum bearing with low friction

도 1은 종래 진자받침을 나타내는 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional pendulum bearing

도 2는 도 1에 따른 종래 진자받침을 나타내는 분해사시도 Figure 2 is an exploded perspective view showing a conventional pendulum bearing according to Figure 1

도 3은 도 1에 따른 종래 진자받침의 거동을 나타내는 단면도3 is a cross-sectional view showing the behavior of the conventional pendulum bearing according to FIG.

도 4는 종래 볼베어링 받침을 나타내는 단면도4 is a cross-sectional view showing a conventional ball bearing bearing

도 5는 도 4에 따른 종래 볼베어링 받침을 나타내는 분해사시도5 is an exploded perspective view showing a conventional ball bearing bearing according to FIG.

도 6은 도 4에 따른 종래 볼베어링 받침의 거동을 나타내는 단면도6 is a cross-sectional view showing the behavior of the conventional ball bearing bearing according to FIG.

도 7은 본 발명에 따른 저 마찰 구름운동 진자받침의 실시예를 나타내는 단면도7 is a cross-sectional view showing an embodiment of a low friction rolling motion pendulum bearing according to the present invention

도 8은 도 7에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침을 나타내는 분해사시도8 is an exploded perspective view showing the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention according to FIG.

도 9는 도 7에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침의 거동을 나타내는 단면도9 is a cross-sectional view showing the behavior of the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention according to FIG.

도 10은 도 7에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침에서 탄성체의 구조를 나타내는 단면도10 is a cross-sectional view showing the structure of the elastic body in the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention according to FIG.

도 11는 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침의 다른 실시예를 나타내는 단면도11 is a cross-sectional view showing another embodiment of the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention

도 12는 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention

도 13은 도 12에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침를 나타내는 분해사시도Figure 13 is an exploded perspective view showing a low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention according to FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 바닥구조물 2 : 층 면진 구조물1: floor structure 2: floor isolation structure

10 : 진자받침 11 : 받침하판10: pendulum stand 11: base plate

12 : 받침상판 13 : 피스톤12: base plate 13: piston

14 : 볼베어링 15 : 리테이너14 ball bearing 15 retainer

16 : 탄성체 17 : 오목한 구형상의 표면16: elastic body 17: concave spherical surface

18 : 볼록한 구형상의 표면 19 : 포트18: convex spherical surface 19: port

통상 대형 구조물들을 지진운동으로부터 보호하기 위하여 내진설계 혹은 면진설계 중의 하나가 통상 적용되고 있으며, 이를 위하여 교량 혹은 대형탱크 등과 같은 구조물들에 대하여 하부 지반으로부터 입력되는 지진운동의 영향을 저감시키기 위하여 수직하중 지지기능을 갖는 받침, 지진에 의한 운동에너지를 흡수하여 진동을 저감시키는 감쇠기능을 갖는 감쇠기구, 그리고 지진운동이 완료된 후 상부 구조물이 다시 원래 위치로 되돌아오게 하는 복원기능을 갖는 탄성체 등을 조합한 면진 장치들이 하부지반과 상기 상부구조물 사이에 설치되게 된다.In order to protect large structures from seismic motion, either earthquake-resistant design or seismic design are commonly applied. For this purpose, vertical loads are applied to reduce the effects of seismic motion input from the lower ground on structures such as bridges or large tanks. A support having a supporting function, a damping mechanism having a damping function that absorbs kinetic energy from an earthquake to reduce vibration, and an elastic body having a restoring function for returning the upper structure back to its original position after the earthquake motion is completed. Isolation devices are installed between the lower ground and the upper structure.

그러나 기존 내진규정이 적용된 구조물이더라도, 특히 건축물의 경우 지진운동의 영향을 받을 때 구조물 자체의 붕괴나 파손보다는 내부에 있는 중요 기기 혹은 시설물들의 추락, 전도 등에 의하여 손상되어 본래 기능을 유지하지 못하는 경우가 많다.However, even in the case of the structure to which the existing seismic regulations are applied, in particular, in case of the structure, when the earthquake motion is affected, it is damaged by the fall or fall of important equipment or facilities inside, rather than the collapse or damage of the structure itself, and thus it cannot maintain its original function. many.

이와 같은 단점을 보완하기 위해 기존 내진규정이 적용된 전체 구조물에 대하여 면진장치를 도입하는 경우, 전체 구조물에 대한 면진장치의 설치는 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 기존 내진규정에 의거하여 시공된 구조물에 다시 면진장치를 도입함으로써 추가 비용을 부담하는 측면이 있다.When the seismic isolator is introduced for the whole structure to which the existing seismic regulations are applied to compensate for such disadvantages, the installation of the seismic isolator for the whole structure is not only expensive but also isolated to the structure constructed according to the existing seismic regulations. The introduction of the device has an additional cost.

따라서, 최근에는 구조물 전체에 면진장치를 도입하는 대신에 지진 후에도 기능유지를 필요로 컴퓨터 시설, 통신 및 관제시설, 의료시설 등과 같은 중요 시설 및 기기들을 지진의 영향으로부터 보호하기 위하여 전체 구조물 중에서 일부 층, 또는 구조물 내의 일부 공간 혹은 중요 진동보호 시설물에 대하여 층 면진 시스템을 적용하려는 시도가 이루어지고 있다.Therefore, in recent years, instead of introducing a seismic isolation device for the entire structure, it is necessary to maintain the function even after the earthquake, so as to protect important facilities and devices such as computer facilities, communication and control facilities, medical facilities, etc. from the impact of the earthquake, Attempts have been made to apply layer isolation systems to critical spaces or critical vibration protection facilities within the structure.

상기 층 면진 시스템은 지진운동에 의하여 바닥구조물이 요동하는 경우, 상기 층 면진 구조물 및 그 위에 설치되는 진동보호 시설물의 중량을 지지하면서 수평방향으로의 상대변위를 허용함과 동시에, 층 면진 구조물로 수평방향의 전달하중을 가능한 한 절연시키는 기능을 갖는 받침이, 상기 바닥구조물과 층 면진 구조물 사이에 반드시 구비되게 된다.The floor isolating system supports the relative displacement in the horizontal direction while supporting the weight of the floor isolating structure and the vibration protection facilities installed thereon when the floor structure is shaken by the earthquake movement, and is horizontal to the floor isolating structure. Supports having the function of isolating the transfer load in the direction as possible will necessarily be provided between the floor structure and the floor isolation structure.

상기와 같은 기능을 가지는 받침에는 여러가지 형태의 것이 사용되고 있으나, 그 중의 하나인 진자받침에 대해 살펴보면 다음과 같다.Various types of supports are used for the support having the above function, but one of them will be described as follows.

도 1은 종래 진자받침을 나타내는 단면도이며, 도 2는 도 1에 따른 종래 진자받침을 나타내는 분해사시도이며, 그리고 도 3은 도 1에 따른 종래 진자받침의 거동을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional pendulum bearing, Figure 2 is an exploded perspective view showing a conventional pendulum bearing according to Figure 1, and Figure 3 is a cross-sectional view showing the behavior of the conventional pendulum bearing according to FIG.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 진자받침(30)은 바닥구조물(1)과 층 면진 구조물(2) 사이에 구비되며, 상기 바닥구조물(1)에 체결되면서 일정 곡률의 구면을 갖는 받침하판(11)과, 상기 층 면진 구조물(2)과 체결되는 받침상판(12)과, 상기 받침하판(11)과 받침상판(12) 사이에 구비되는 미끄럼기구 홀더(31)와, 상기 미끄럼기구 홀더(31)와 결합되는 미끄럼기구(32) 및 윤활유를 함유한 미끄럼판(33) 등으로 이루어져 있으며, 상기 미끄럼기구(32)와 미끄럼판(33), 그리고 상기 미끄럼기구(32)와 미끄럼기구 홀더(31)는 구형상의 표면 곡률을 갖고 접촉면(34, 35)을 형성한다.As shown in Figure 1 and 2, the pendulum support 30 is provided between the floor structure (1) and the layer isolation structure (2), has a spherical surface of a certain curvature while being fastened to the floor structure (1) Support base plate 11, the support top plate 12 which is fastened to the floor isolation structure 2, the sliding mechanism holder 31 provided between the support bottom plate 11 and the support top plate 12, and the sliding A sliding mechanism 32 coupled to the mechanism holder 31 and a sliding plate 33 containing lubricating oil, and the like, the sliding mechanism 32 and the sliding plate 33, and the sliding mechanism 32 and sliding The instrument holder 31 has a spherical surface curvature and forms contact surfaces 34 and 35.

상기 층 면진 구조물(2)과 그 위에 설치되는 상기 중요 진동보호 시설물(8) 등에 의한 수직하중은 상기 받침상판(12), 미끄럼기구 홀더(31), 미끄럼기구(32), 접촉면(34, 35), 미끄럼판(33), 받침하판(11) 및 바닥구조물(1)의 전달경로로 지지된다.The vertical load due to the layer isolation structure 2 and the important vibration protection facility 8 installed thereon is the support plate 12, the slide mechanism holder 31, the slide mechanism 32, and the contact surfaces 34 and 35. ), The sliding plate 33, the support base plate 11 and the bottom structure (1) is supported by the transmission path.

만약, 지진운동 등에 의하여 상기 바닥구조물(1)과 층 면진 구조물(2) 사이에 수평방향으로의 상대운동이 일어나는 경우, 상기 바닥구조물(1)로부터 층 면진 구조물(2)로의 수평하중은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 받침의 미끄럼기구(32)와 미끄럼판(33)과의 접촉면(34)에서 미끄럼 운동에 의해 생성되는 마찰력만 전달하면서 상대운동의 전단변형을 추종하게 된다.If the relative motion in the horizontal direction occurs between the floor structure 1 and the floor isolation structure 2 due to an earthquake motion or the like, the horizontal load from the floor structure 1 to the floor isolation structure 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, only the frictional force generated by the sliding motion is transmitted from the contact surface 34 between the sliding mechanism 32 and the sliding plate 33 of the support while following the shear deformation of the relative motion.

도시된 방향으로 상대운동이 발생하면, 상기 미끄럼판(33)과의 접촉면(34)에서 바닥구조물(1)이 상기 미끄럼기구(32)에 전달하는 힘(F_a)이 발생하게 되는데, 상대운동에 따른 상기 미끄럼판(33)과의 접촉면(34)의 마찰력으로 인하여 통상 수직하중의 3% ~ 8% 사이의 수평하중이 상기 층 면진 구조물의 요동에 기여하는 것을 알 수 있다.When the relative motion occurs in the illustrated direction, the force (F _a ) that the floor structure 1 transmits to the sliding mechanism 32 at the contact surface 34 with the sliding plate 33 is generated, the relative motion Due to the frictional force of the contact surface 34 with the sliding plate 33 according to the normal horizontal load between 3% to 8% of the vertical load it can be seen that contributes to the swing of the layer base structure.

한편, 상대운동이 완료된 후에 상기 층 면진 구조물(2)의 원래 위치로의 복원기능은 상기 미끄럼판(33)에 오목한 구형상의 표면 곡률을 구비함으로써 이루어지는데, 도시된 바와 같이, 상기 층 면진 구조물(2)의 수직하중(F_v)은 반경방향의 힘 성분(F_r)과 접선방향의 힘 성분(F_t)으로 나누어지며, 따라서 접선방향의 힘 성분인 복원력이 마찰력(F_b=μ×F_r)을 초과하는 경우에만 구조물은 원래 위치로 되돌아간다.On the other hand, after the relative movement is completed, the restoring function of the floor isolation structure 2 to the original position is achieved by providing a concave spherical surface curvature on the sliding plate 33, as shown, the floor isolation structure ( The vertical load (F _v ) of 2) is divided into the radial force component (F _r ) and the tangential force component (F _t ), so that the restoring force, which is the tangential force component, is the friction force (F _b = μ × F Only when _r ) is the structure returned to its original position.

상기와 같은 진자받침(30)은 층 면진 받침으로서 갖추어야 하는 기능들을 보 유하고는 있으나, 수평방향으로 미끄럼운동에 의하여 마찰이 일어나면서 상대운동을 하기 때문에 상대적으로 마찰력이 큰 단점이 있으며, 상기 받침하판과 미끄럼기구는 일점 혹은 일면 접촉하므로 받침의 설치가 곤란하므로, 따라서 설치를 위하여 별도의 도구가 반드시 필요하게 되는 문제점이 초래된다.Although the pendulum bearing 30 has the functions to be provided as a seismic isolation bearing, the frictional force is relatively large because the relative movement occurs while the friction occurs by sliding in the horizontal direction. The lower plate and the sliding mechanism is difficult to install the support because it is one point or one side contact, thus causing a problem that a separate tool is necessary for installation.

한편, 또 다른 형태의 받침으로, 볼베어링 받침을 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, as another type of bearing, look at the ball bearing bearing as follows.

도 4는 종래 볼베어링 받침을 나타내는 단면도이며, 도 5는 도 4에 따른 종래 볼베어링 받침을 나타내는 분해사시도이며, 그리고 도 6은 도 4에 따른 종래 볼베어링 받침의 거동을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a conventional ball bearing bearing, Figure 5 is an exploded perspective view showing a conventional ball bearing bearing according to Figure 4, and Figure 6 is a cross-sectional view showing the behavior of the conventional ball bearing bearing according to FIG.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 볼베어링 받침(40)은 바닥구조물(1)과 층 면진 구조물(2) 사이에 구비되며, 상기 바닥구조물(1)에 체결되면서 볼베어링(14)과 접촉하는 지압 면(17)을 갖는 받침하판(11), 상기 층 면진 구조물과 체결되면서 볼베어링과 접촉하는 지압 면(18)을 갖는 받침상판(12), 그리고 상기 받침하판(11)과 받침상판(12) 사이에 구비되는 볼베어링(14)과 리테이너(15) 등으로 이루어져 있으며, 상기 받침하판(11)과 받침상판(12)의 지압 면(17, 18)은 평행한 평면을 이루고 볼베어링(14)은 그 사이에 구비되어 접촉면을 형성한다.4 and 5, the conventional ball bearing bearing 40 is provided between the bottom structure 1 and the layered isolation structure 2, and is in contact with the ball bearing 14 while being fastened to the bottom structure (1) Support base plate 11 having acupressure surface 17 to support, the base plate 12 having acupressure surface 18 in contact with the ball bearing while being engaged with the layer base structure, and the base plate 11 and the base plate 12 The ball bearing 14 and the retainer 15 and the like provided between the, the bearing bottom plate 11 and the bearing surface (17, 18) of the bearing upper plate 12 forms a parallel plane and the ball bearing 14 is It is provided between them to form a contact surface.

이와 같은 종래 볼베어링 받침(40)의 경우 수직하중은 상기 받침상판(12), 상부 지압 면(18), 볼베어링(14), 하부 지압 면(17), 받침하판(11) 및 바닥구조물(1)의 전달경로로 지지되며, 상기 지압 면(17, 18)과 볼베어링(14)은 평면과 구형의 접촉을 형성한다.In the case of the conventional ball bearing support 40, the vertical load is the support upper plate 12, the upper bearing surface 18, the ball bearing 14, the lower bearing surface 17, the lower bearing plate 11 and the bottom structure (1) It is supported by the transmission path of the acupressure surface (17, 18) and the ball bearing 14 forms a rectangular contact with the plane.

도시된 방향으로 상대운동이 발생하면, 상기 접촉면에서 바닥구조물이 상기 볼베어링에 전달하는 힘(F_a=μ×V)인 마찰력이 발생하며, 상대운동에 따른 구름 접촉면의 마찰력으로 인하여 통상 수직하중의 0.2% ~ 0.5% 사이의 수평하중이 상기 층 면진 구조물의 요동에 기여하게 되어 이 구름운동에 의한 마찰력은 통상 미끄럼운동에 의한 마찰력의 1/10이하가 되므로 상기 바닥구조물과 층 면진 구조물을 거의 절연시킴을 알 수 있다.When the relative motion occurs in the illustrated direction, _a frictional force (F _a = μ × V) that is transmitted from the bottom structure to the ball bearings is generated at the contact surface, and due to the frictional force of the rolling contact surface due to the relative motion, The horizontal load between 0.2% and 0.5% contributes to the fluctuation of the floor isolation structure, so that the frictional force due to the rolling motion is usually less than 1/10 of the frictional force due to the sliding motion, so that the floor structure and the floor isolation structure are almost insulated. It can be seen.

그러나, 상기와 같은 볼베어링 받침(40)의 경우, 상대운동이 완료된 후에 상기 층 면진 구조물은 원래 위치로 복원하는 기능을 가져야 하나 볼베어링 받침 단독으로는 그런 기능이 없으므로, 층 면진 시스템 받침으로서 볼베어링 받침을 사용하는 경우에는 별도의 복원기능을 부여하기 위하여 통상 미리 인장력을 도입한 스프링기구가 적용되어야만 하는 문제점이 있게 된다.However, in the case of the ball bearing support 40 as described above, after the relative movement is completed, the floor isolation structure should have a function of restoring to the original position, but since the ball bearing support alone does not have such a function, the ball bearing support is used as the floor isolation system support. In the case of use, there is a problem that a spring mechanism, which is generally introduced with a tensile force in advance, has to be applied to give a separate restoring function.

이와 함께 수직방향 강성 조절의 관점에서 살펴보면, 도 1에 도시된 종래 마찰 진자받침(30)은, 상기 받침상판(12), 미끄럼기구 홀더(31), 미끄럼기구(32), 미끄럼판(33) 및 받침하판(11)이 연속하게 인접하여 구비되어 있고, 상기 미끄럼판(33)을 제외한 나머지 부품들은 통상 금속재료로 만들어지며 또한 미끄럼판(33)은 일반적으로 얇은 판으로 구비되므로 수직강성이 매우 크며 수직강성을 조절하는 것이 어렵기 때문에 수직강성을 조절하기 위해서는 별도의 부가 장치를 필요로 한다.In addition, when viewed from the perspective of the vertical stiffness adjustment, the conventional friction pendulum support 30 shown in Figure 1, the support upper plate 12, the sliding mechanism holder 31, the sliding mechanism 32, the sliding plate 33 And the support lower plate 11 are continuously adjacent to each other, and the parts other than the sliding plate 33 are usually made of a metallic material, and the sliding plate 33 is generally provided as a thin plate, so the vertical rigidity is very high. Since it is large and it is difficult to adjust the vertical stiffness, an additional device is required to adjust the vertical stiffness.

또한, 도 4에 도시된 종래 볼베어링 받침(40)은, 상기 받침상판(12), 볼베어링(14), 받침하판(11)이 인접하여 구비되어 있고 모든 부품들이 통상 경도가 높은 금속재료로 만들어지므로 수직강성이 강재의 수직강성과 거의 동일하며 수직강성을 조절하는 것이 역시 어렵기 때문에 수직강성을 조절하기 위해서는 별도의 부가 장치를 필요로 한다.In addition, the conventional ball bearing bearing 40 shown in FIG. 4 is provided with the support upper plate 12, the ball bearing 14, and the support lower plate 11 adjacent to each other, and all parts are usually made of a metal material having high hardness. Since the vertical stiffness is almost the same as the vertical stiffness of the steel and it is difficult to control the vertical stiffness, an additional device is required to adjust the vertical stiffness.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조물 사이에 상대운동이 발생할 경우 수평방향으로의 상대변위를 허용하면서 수평방향으로 이동시 상대 구조물에 전달되는 수평하중이 구름운동을 할 때 발생하는 정도의 마찰력으로 최소화되도록 하고, 상대운동이 완료 후에는 원래 위치로 다시 되돌아오는 복원기능을 가지도록 하는 저 마찰 구름운동 진자받침을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, when the relative movement between the structure occurs when the horizontal load transmitted to the relative structure when moving in the horizontal direction while allowing the relative displacement in the horizontal direction when the cloud movement Its purpose is to provide a low friction rolling motion pendulum support that minimizes the friction force to a minimum, and has a restoring function that returns to the original position after the relative motion is completed.

또한, 본 발명은 종래 받침들로는 조절하기 어려운 수직강성에 대하여 조절이 가능한 저 마찰 구름운동 진자받침을 제공하는 데도 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a low friction rolling motion pendulum support that can be adjusted for vertical stiffness that is difficult to adjust with conventional supports.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하부 지반 위에 시공된 구조물의 일부인 바닥구조물과 상부에 진동보호 시설물이 설치되는 층 면진 구조물의 사이에 설치되는 진자받침에 있어서, 상부면에 오목한 구면을 구비한 받침하판이 상기 바닥구조물과 접하여 설치되고, 하부면의 가장자리를 따라 소정높이로 돌출형성된 원통형상의 포트가 구비된 받침상판이 상기 층 면진 구조물과 접하여 설치되며, 하부면에 오목한 구면을 구비한 피스톤이 상기 포트에 안착되며, 상기 받침상판과 피스톤 사이에는 상기 피스톤의 회전운동을 추종하는 탄성체가 구비되며, 상기 피스톤과 상기 받침하판사이에서 구름운동을 하는 다수 개의 볼베어링이 상기 피스톤의 볼록한 구면과 상기 받침하판의 오목한 구면에 대응되는 형상으로 이루어진 리테이너에 의해 상호간 일정 위치로 유지되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the pendulum support installed between the floor structure is a part of the structure constructed on the lower ground and the vibration protection facility is installed on the upper side, concave spherical surface on the upper surface The support base plate is provided in contact with the bottom structure, the support plate having a cylindrical port protruding to a predetermined height along the edge of the bottom surface is installed in contact with the layer-separated structure, and has a concave spherical surface on the bottom surface A piston is seated in the port, and an elastic body that follows the rotational movement of the piston is provided between the support upper plate and the piston, and a plurality of ball bearings that make a rolling motion between the piston and the support lower plate and the convex spherical surface of the piston. A retainer having a shape corresponding to the concave spherical surface of the base plate; It is characterized in that the holding in mutually fixed positions.

또한 본 발명은, 하부 지반 위에 시공된 구조물의 일부인 바닥구조물과 상부에 진동보호 시설물이 설치되는 층 면진 구조물의 사이에 설치되는 진자받침에 있어서, 하부면에 볼록한 구면을 구비한 받침상판이 상기 층 면진 구조물과 접하여 설치되고, 상부면의 가장자리를 따라 소정높이로 돌출형성된 원통형상의 포트가 구비된 받침하판이 상기 바닥구조물과 접하여 설치되고, 상부면에 오목한 구면을 구비한 피스톤이 상기 포트에 안착되며, 상기 받침하판과 피스톤 사이에는 상기 피스톤의 회전운동을 추종하는 탄성체가 구비되며, 상기 피스톤과 상기 받침상판사이에서 구름운동을 하는 다수 개의 볼베어링이 상기 피스톤의 오목한 구면과 상기 받침상판의 볼록한 구면에 대응되는 형상으로 이루어진 리테이너에 의해 상호간 일정 위치로 유지되는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention, in the pendulum support installed between the floor structure which is part of the structure constructed on the lower ground and the layer base structure in which the vibration protection facility is installed on the top, the base plate having a convex spherical surface on the lower surface is the layer It is installed in contact with the base isolation structure, the base plate is provided with a cylindrical port protruding to a predetermined height along the edge of the upper surface is installed in contact with the bottom structure, the piston having a concave sphere on the upper surface is seated in the port And, between the support lower plate and the piston is provided with an elastic body for following the rotational movement of the piston, a plurality of ball bearings rolling between the piston and the support upper plate on the concave spherical surface of the piston and the convex sphere of the support upper plate Retained in a certain position with each other by a retainer made of a corresponding shape It is characterized by.

이를 위하여 상기 탄성체는, 볼베어링에 의해 전달되는 수직하중의 중심이 구면의 중앙에 있을 때는 균일하게 압축되어지되, 수직하중의 중심이 일측으로 치우쳐 작용할 때에는 수직하중을 많이 받는 부분이 수직하중을 적게 받은 쪽보다 더 압축되도록 하여 피스톤과 접하는 면이 비스듬히 기울어지는 기능을 갖도록 하는 것이 바람직하다.To this end, the elastic body is uniformly compressed when the center of the vertical load transmitted by the ball bearing is in the center of the sphere, but when the center of the vertical load acts to one side, the portion receiving a lot of vertical load receives less vertical load. It is preferable to have a more inclined than the side so that the surface in contact with the piston has an inclined function obliquely.

그리고 상기 리테이너는, 상부 리테이너와 하부 리테이너로 분리형성되며, 상기 상, 하부 리테이너에는 다수 개의 볼베어링을 상호간 일정 위치로 유지하기 위한 안착공이 상호 대칭구조로 배치되어지되, 상기 안착공은 볼베어링에 대응되는 구형상의 표면곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.And the retainer is formed separately from the upper retainer and the lower retainer, seating holes for maintaining a plurality of ball bearings in a predetermined position between the upper, lower retainers are arranged in a mutually symmetrical structure, the seating hole corresponds to the ball bearing It is preferable that it is formed to have a spherical surface curvature.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 몇 가지 실시 예에 대하여 첨부된 도면에 기초하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to achieve the above object.

(실시 예 1)(Example 1)

도 7은 본 발명에 따른 저 마찰 구름운동 진자받침의 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 8은 도 7에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침을 나타내는 분해사시도이며, 그리고 도 9는 도 7에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침의 거동을 나타내는 단면도이다.Figure 7 is a cross-sectional view showing an embodiment of a low friction rolling motion pendulum bearing according to the invention, Figure 8 is an exploded perspective view showing a low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention according to Figure 7, and Figure 9 is in Figure 7 It is a cross-sectional view showing the behavior of the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention.

본 발명에 의한 저 마찰 구름운동 진자받침(10)은, 하부 지반 위에 시공된 구조물의 일부인 바닥구조물(1)과 상부에 진동보호 시설물(8)이 설치되는 층 면진 구조물(2)의 사이에 설치된다.The low friction rolling motion pendulum bearing 10 according to the present invention is installed between the floor structure 1 which is a part of the structure constructed on the lower ground and the floor isolation structure 2 having the vibration protection facility 8 installed thereon. do.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 받침하판(11)이 상기 바닥구조물(1)과 접하여 설치되는데, 여기서 상기 받침하판(11)의 하부면은 상기 바닥구조물과 볼트(20) 등을 사용하여 통상 체결하는 방법으로 연결되며, 상부면은 오목한 구형상의 표면(17)(이하 '구면'이라 함)을 구비하도록 하여 상기 층 면진 구조물(2)에 의해 작용하는 수직하중의 접선방향 분력이 상기 받침하판(11)의 구면(17)의 중앙으로 향하도록 한다.As shown in Fig. 7 and 8, the support base plate 11 is installed in contact with the bottom structure (1), wherein the bottom surface of the base plate 11 using the bottom structure and the bolt (20), etc. It is usually connected by a fastening method, and the upper surface is provided with a concave spherical surface 17 (hereinafter referred to as 'spherical surface') so that the tangential component of the vertical load acting by the layer base isolation structure 2 is supported. Toward the center of the spherical surface 17 of the lower plate (11).

그리고, 받침상판(12)이 상기 층 면진 구조물(2)과 접하여 설치되는데, 여기서 받침상판(12)의 상부면은 상기 층 면진 구조물(2)과 역시 통상 체결하는 방법으로 연결되며, 하부면에는 그 가장자리를 따라 소정높이로 돌출형성된 원통형상의 포트(19)가 구비된다.And, the base plate 12 is installed in contact with the layer base structure 2, wherein the top surface of the base plate 12 is connected to the layer base structure (2) in the usual way as well, the bottom surface A cylindrical port 19 protruding to a predetermined height along its edge is provided.

상기 받침상판(12)에 형성된 원통형상의 포트(19)에는 피스톤(13)이 안착되며, 상기 받침상판(12)과 피스톤(13) 사이에는 상기 피스톤(13)의 회전운동을 추종하는 탄성체(16)가 구비되어 상기 피스톤(13)은 상기 포트(19)내에서 탄성체(16)에 의해 변위가 가변된다.A piston 13 is seated in a cylindrical port 19 formed in the support upper plate 12, and an elastic body 16 that follows the rotational movement of the piston 13 between the support upper plate 12 and the piston 13. ), The piston 13 is variable in displacement by the elastic body 16 in the port 19.

여기서, 상기 피스톤(13)의 상부면은 상기 탄성체(16)와 접하므로 평형하게, 그리고 하부면은 볼록한 구면(17)을 구비하는데, 상기 피스톤(13)은 상기 받침상판(12)의 포트(19) 안에서 회전운동을 하므로 포트(19) 벽면과 인접한 피스톤(13)의 측면은 두께가 얇으면 곡률을 구비할 필요가 없으나, 두께가 두꺼우면 곡률을 구비하여 상시 받침상판(12)의 포트(19) 벽면과 간섭하지 않도록 해야 한다.Here, the upper surface of the piston 13 is in contact with the elastic body 16, and the lower surface is provided with a convex spherical surface 17, the piston 13 is the port of the support plate 12 ( 19) the inner side of the piston (13) adjacent to the port (19) wall surface is not necessary to have a curvature if the thickness is thin, but if the thickness is thick, it has a curvature (the port of the support plate 12) 19) Do not interfere with the wall.

상기 피스톤(13)과 상기 받침하판(11)사이에는 구름운동을 하는 다수 개의 볼베어링(14)이 개재되게 되는데, 상기 볼베어링(14)은 상기 피스톤(13)의 볼록한 구면(17)과 상기 받침하판(11)의 오목한 구면(18)에 대응되는 형상으로 이루어진 리테이너(15)에 의해 상호간 일정 위치로 유지된다.Between the piston 13 and the support lower plate 11 is provided with a plurality of ball bearings 14 for rolling motion, the ball bearing 14 is a convex spherical surface 17 of the piston 13 and the support lower plate Retained by the retainer 15 formed in the shape corresponding to the concave spherical surface 18 of (11) to each other at a constant position.

여기서, 상기 리테이너(15)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상부 리테이너(15a)와 하부 리테이너(15b)로 분리형성되며, 상기 상, 하부 리테이너(15a, 15b)에는 다수 개의 볼베어링(14)을 상호간 일정 위치로 유지하기 위한 안착공(15c)이 상호 대칭구조로 배치되어지되, 상기 안착공(15c)은 볼베어링에 대응되는 구형상의 표면곡률을 갖도록 형성된다.Here, the retainer 15 is separated into an upper retainer 15a and a lower retainer 15b, as shown in FIG. 8, and a plurality of ball bearings 14 are provided on the upper and lower retainers 15a and 15b. Seating holes (15c) for maintaining a mutually constant position are arranged in a mutually symmetrical structure, the seating hole (15c) is formed to have a spherical surface curvature corresponding to the ball bearing.

따라서, 어느 일측의 리테이너의 안착공(15c)에 볼베어링(14)을 안착시킨 다 음, 타측의 리테이너를 대응되게 위치시켜 결합하도록 하여 본 발명에 따른 리테이너(15)를 완성하게 되며, 그 결과 볼베어링(14)은 상기 리테이너(15)에 의해 상대운동시 볼베어링 상호간 일정 위치에서 유지되면서 구름운동을 하게 된다.Accordingly, the ball bearing 14 is seated in the seating hole 15c of the retainer on either side, and then the retainer on the other side is correspondingly coupled to complete the retainer 15 according to the present invention. As a result, the ball bearing 14 is to maintain the rolling motion while the ball retainer at a certain position between each other during the relative movement by the retainer (15).

그리고, 상기 리테이너(15)는 다수 개의 볼베어링(14)이 원래의 간격을 유지시키는 기능만으로 충분하므로 이동할 때 상기 받침하판(11), 피스톤(13), 그리고 볼베어링(14)을 손상시키지 않도록 상기 부품들보다 연한 재질, 예를 들면 고무류, 수지류 혹은 비철금속들과 같은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the retainer 15 is sufficient to maintain the original spacing of the plurality of ball bearings 14, so that the parts do not damage the supporting plate 11, the piston 13, and the ball bearing 14 when moving. It is preferable to use a softer material, such as rubbers, resins or nonferrous metals.

상기와 같이 구성된 본원 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침(10)에 의해 수직하중은 상기 층 면진 구조물(2)로부터 받침상판(12), 탄성체(16), 피스톤(13), 볼베어링(14), 그리고 받침하판(11) 및 바닥구조물(1)의 전달경로로 지지된다.The vertical load by the low friction rolling motion pendulum bearing 10 of the present invention configured as described above is supported from the layered seismic isolation structure 2, the support top plate 12, the elastic body 16, the piston 13, the ball bearing 14, And it is supported by the transmission path of the base plate 11 and the bottom structure (1).

도 9에 도시된 바와 같이 상기 바닥구조물(1)과 층 면진 구조물(2) 사이에 상대운동이 발생하게 되더라도 수평방향의 하중은 상기 피스톤(13)과 받침하판(11) 사이의 볼베어링(14)의 구름운동에 의하여 최소화되면서 그 변위를 추종하며, 상기 받침하판(11) 상부면의 오목한 구면(17)과 피스톤(13)의 하부면에 구비된 볼록한 구면(18)에 의해 생기는 접선방향의 힘 성분(도 3의 F_t참조)이 마찰력보다 크도록 곡률을 정함으로써 원래 위치로 되돌아오는 복원이 이루어지게 된다.As shown in FIG. 9, even when relative motion occurs between the bottom structure 1 and the layered isolation structure 2, a horizontal load is applied to the ball bearing 14 between the piston 13 and the support lower plate 11. The displacement is minimized by the rolling motion of the tangential force generated by the concave spherical surface 17 of the upper surface of the supporting plate 11 and the convex spherical surface 18 provided on the lower surface of the piston 13. Restoration back to the original position is achieved by determining the curvature such that the component (see F _{t in} FIG. 3) is greater than the frictional force.

즉, 층 면진 구조물(2)의 자중으로 인하여 작용하는 상기 접선방향의 힘 성분에 의하여 오목한 구면(17)의 중심부로 층 면진 구조물(2)이 복원하는 기능을 갖고 있기 때문에 별도의 복원장치를 필요로 하지 않게 된다.That is, since the layer isolation structure 2 has a function of restoring to the center of the concave spherical surface 17 by the tangential force component acting due to the self-weight of the layer isolation structure 2, a separate restoration device is required. I do not do it.

이때, 상기 볼베어링(14)이 받침하판(11) 상부면의 오목한 구면(17) 위를 이동할 때 생기는 높이 변화는, 상기 피스톤(13)과 받침상판(12) 사이에 구비된 탄성체(16)의 회전변형 혹은 압축변형에 의하여 흡수가 가능하다.At this time, the height change generated when the ball bearing 14 moves on the concave spherical surface 17 of the upper surface of the support lower plate 11 is the height of the elastic body 16 provided between the piston 13 and the support upper plate 12. Absorption is possible by rotational deformation or compression deformation.

한편, 수직강성에 대하여는 수직하중 전달경로상에 위치하는 상기 탄성체(16)의 형상, 치수 및 재질 등을 통하여 조절할 수가 있는데, 도 10은 도 7에 따른 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침에서 탄성체의 구조를 나타내는 단면도이다.On the other hand, the vertical stiffness can be adjusted through the shape, dimensions and materials of the elastic body 16 located on the vertical load transmission path, Figure 10 is an elastic body in the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention according to FIG. It is sectional drawing which shows the structure of.

도시된 바와 같이, 상기 탄성체(16)는 볼베어링(14)에 의해 전달되는 수직하중의 중심이 구면의 중앙에 있을 때는 균일하게 압축되어지되, 수직하중의 중심이 일측으로 치우쳐 작용할 때에는 수직하중을 많이 받는 부분이 수직하중을 적게 받은 쪽보다 더 압축되도록 하여 피스톤(13)과 접하는 면이 비스듬히 기울어지는 기능을 갖게 된다.As shown, the elastic body 16 is uniformly compressed when the center of the vertical load transmitted by the ball bearing 14 is in the center of the sphere, but when the center of the vertical load is biased to one side, a lot of vertical load The receiving portion is compressed more than the side receiving less vertical load, so that the surface in contact with the piston 13 has an inclined angle.

상기 탄성체(16)는 구비해야할 수직강성의 크기에 따라 상기 받침상판(12)의 포트(19)와 피스톤(13)이 이루는 공간의 일부를 빈 공간으로 할 수 있으며(a)(b), 상기 받침상판(12)의 포트(19)와 피스톤(13)이 이루는 공간을 다 채울 수도 있으며(c), 아니면 스프링(d)으로도 할 수도 있다.The elastic body 16 may be a part of the space formed by the port 19 and the piston 13 of the support upper plate 12 according to the size of the vertical rigidity to be provided (a) (b), The space formed by the port 19 and the piston 13 of the base plate 12 may be filled (c), or may be a spring (d).

따라서, 상기와 같은 기능을 구비한 탄성체(13)라면 어떠한 형상의 것이라도 다 적용이 가능하다 할 것이며, 이 모두는 본 발명의 사상의 범주내에 포함된다고 할 수 있다.Therefore, the elastic body 13 having the above functions can be applied to any shape, all of which are included within the scope of the spirit of the present invention.

(실시 예 2)(Example 2)

도 11는 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침의 다른 실시예를 나타내는 단 면도로, 실시 예 1의 경우와 달리하는 점 위주로 설명을 하면 다음과 같다.FIG. 11 is a side view illustrating another embodiment of the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention. The following description will focus on a point different from that of the first embodiment.

도 11에 도시된 바와 같이 하부면은 상기 바닥구조물(1)과 통상 체결하는 방법으로 연결되며, 상부면은 가장자리를 따라 소정높이로 돌출형성된 원통형상의 포트(19)가 구비되는 받침하판(11)이 상기 바닥구조물(1)과 접하여 설치된다.As shown in FIG. 11, the lower surface is connected to the bottom structure 1 by a method of fastening normally, and the upper surface of the supporting plate 11 is provided with a cylindrical port 19 protruding at a predetermined height along an edge thereof. It is installed in contact with the bottom structure (1).

상기 받침하판(11)에 형성된 원통형상의 포트(19)에는 피스톤(13)이 안착되며, 상기 받침하판(11)과 피스톤(13) 사이에는 상기 피스톤(13)의 회전운동을 추종하는 탄성체(16)가 구비되어 있어 상기 피스톤(13)은 상기 포트(19)내에서 탄성체(16)에 의해 변위가 가변된다.A piston 13 is seated in a cylindrical port 19 formed in the support lower plate 11, and an elastic body 16 that follows the rotational movement of the piston 13 between the support lower plate 11 and the piston 13. ), The piston 13 is variable in displacement by the elastic body 16 in the port (19).

여기서, 상기 피스톤(13)의 하부면은 상기 탄성체(16)와 접하므로 평형하게, 그리고 상부면은 오목한 구면(17)을 구비하도록 상기 층 면진 구조물(2)에 의해 작용하는 수직하중의 접선방향 분력이 상기 피스톤(13)의 오목한 구면(17)의 중앙으로 향하도록 한다.Here, the tangential direction of the vertical load acting by the layered isolation structure 2 so that the lower surface of the piston 13 is in contact with the elastic body 16 so that it is balanced and the upper surface has a concave spherical surface 17. The component force is directed towards the center of the concave spherical surface 17 of the piston 13.

상기 피스톤(13)은 상기 받침하판(11)의 포트(19) 안에서 회전운동을 하므로 포트(19) 벽면과 인접한 피스톤(13)의 측면은 두께가 얇으면 곡률을 구비할 필요가 없으나, 두께가 두꺼우면 곡률을 구비하여 상시 받침하판(11)의 포트(19) 벽면과 간섭하지 않도록 해야 한다.Since the piston 13 rotates in the port 19 of the support lower plate 11, the side surface of the piston 13 adjacent to the wall of the port 19 does not need to have a curvature if the thickness is thin, but the thickness is increased. If thick, the curvature should be provided so as not to interfere with the wall of the port 19 of the base plate 11 at all times.

한편, 받침상판(12)은 상기 층 면진 구조물(2)과 접하여 설치되는데, 여기서 상기 받침상판(11)의 상부면은 상기 층 면진 구조물(2)과 역시 통상 체결하는 방법으로 연결되며, 하부면은 볼록한 구면(18)을 구비하게 된다.On the other hand, the base plate 12 is installed in contact with the layer base isolation structure 2, wherein the top surface of the base plate 11 is connected to the layer base structure (2) in the usual way as well, the bottom surface Has a convex spherical surface 18.

상기 피스톤(13)과 상기 받침상판(12)사이에는 구름운동을 하는 다수 개의 볼베어링(14)이 개재되게 되는데, 상기 볼베어링(14)은 상기 피스톤(13)의 오목한 구면(17)과 상기 받침상판(12)의 볼록한 구면(18)에 대응되는 형상으로 이루어진 리테이너(15)에 의해 상호간 일정 위치로 유지된다.Between the piston 13 and the support upper plate 12 is a plurality of ball bearings 14 for rolling motion is interposed, the ball bearing 14 is a concave spherical surface 17 of the piston 13 and the support upper plate Retained by the retainer 15 formed in the shape corresponding to the convex spherical surface 18 of 12 is mutually maintained at a fixed position.

상기 리테이너(15)는 앞서 상술한 바와 같이, 상부 리테이너(15a)와 하부 리테이너(15b)로 분리형성되며, 상기 상, 하부 리테이너(15a, 15b)에는 다수 개의 볼베어링(14)을 상호간 일정 위치로 유지하기 위한 안착공(15c)이 상호 대칭구조로 배치되어지되, 상기 안착공(15c)은 볼베어링에 대응되는 구형상의 표면곡률을 갖도록 형성된다.As described above, the retainer 15 is separated into an upper retainer 15a and a lower retainer 15b, and a plurality of ball bearings 14 are disposed at predetermined positions on the upper and lower retainers 15a and 15b. Seating holes 15c for holding are arranged in a mutually symmetrical structure, the seating hole 15c is formed to have a spherical surface curvature corresponding to the ball bearing.

그 외 리테이너(15)의 설명은 실시예 1에서 이미 상술한 바와 같이 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.Since the description of the other retainers 15 is the same as described above in Embodiment 1, the description thereof will be omitted.

상기와 같이 구성된 본원 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침(10)에 의해 수직하중은 상기 층 면진 구조물(2)로부터 받침상판(12), 볼베어링(14), 피스톤(13), 탄성체(16), 그리고 받침하판(11) 및 바닥구조물(1)의 전달경로로 지지된다.By the low friction rolling motion pendulum support 10 of the present invention configured as described above, the vertical load from the layer base isolation structure 2, the support top plate 12, the ball bearing 14, the piston 13, the elastic body 16, And it is supported by the transmission path of the base plate 11 and the bottom structure (1).

또한 상기 바닥구조물(1)과 층 면진 구조물(2) 사이에 상대운동이 발생하게 되더라도 수평방향의 하중은 상기 피스톤(13)과 받침상판(12) 사이의 볼베어링(14)의 구름운동에 의하여 최소화되면서 그 변위를 추종하며, 상기 받침상판(12) 하부면의 볼록한 구면(18)과 피스톤(13)의 상부면에 구비된 오목한 구면(17)에 의해 생 기는 접선방향의 힘 성분(도 3의 F_t참조)이 마찰력보다 크도록 곡률을 정함으로써 원래 위치로 되돌아오는 복원이 이루어지게 된다.In addition, even if a relative motion occurs between the floor structure 1 and the floor isolation structure 2, the horizontal load is minimized by the rolling motion of the ball bearing 14 between the piston 13 and the support plate 12. While following the displacement, the tangential force component generated by the convex spherical surface 18 of the lower surface of the base plate 12 and the concave spherical surface 17 provided on the upper surface of the piston 13 (Fig. Restoration is achieved by setting the curvature such that F _t ) is greater than the frictional force.

이때, 상기 볼베어링(14)이 피스톤(13) 상부면의 오목한 구면(17) 위를 이동할 때 생기는 높이 변화는, 상기 피스톤(13)과 받침하판(11) 사이에 구비된 탄성체(16)의 회전변형 혹은 압축변형에 의하여 흡수가 가능하다.At this time, the height change generated when the ball bearing 14 moves on the concave spherical surface 17 of the upper surface of the piston 13 is the rotation of the elastic body 16 provided between the piston 13 and the support lower plate 11. It can be absorbed by deformation or compressive deformation.

그리고 수직강성에 대하여는 상기 탄성체(16)의 형상, 치수 및 재질 등을 통하여 충분히 조절할 수가 있게 되며, 그 외 상기 탄성체(16)에 대한 설명은 실시예 1에서 이미 상술한 바와 같이 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.And the vertical stiffness can be sufficiently adjusted through the shape, dimensions and materials of the elastic body 16, and the description of the other elastic body 16 is the same as described above in the first embodiment is omitted here. Shall be.

(실시 예 3)(Example 3)

도 12는 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 13은 도 12에 따른 분해사시도이다.12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the low friction rolling motion pendulum bearing of the present invention, Figure 13 is an exploded perspective view according to FIG.

도시된 바와 같이 본 발명의 저 마찰 구름운동 진자받침(10)은, 상부면에 오목한 구면(17)을 구비한 받침하판(11)이 상기 바닥구조물(1)과 접하여 설치되고, 하부면에 볼록한 구면(18)을 구비한 받침상판(12)이 상기 층 면진 구조물(2)과 접하여 설치된다.As shown in the low friction rolling motion pendulum support 10 of the present invention, the lower plate 11 having a concave spherical surface 17 on the upper surface is installed in contact with the bottom structure 1, the lower surface is convex A support plate 12 having a spherical surface 18 is installed in contact with the layered isolation structure 2.

그리고, 상기 받침하판(11)과 상기 받침상판(12)사이에서 구름운동을 하는 다수 개의 볼베어링(14)이 상기 받침하판(11)의 오목한 구면(17)과 상기 받침상판(12)의 볼록한 구면(18)에 대응되는 형상으로 이루어진 리테이너(15)에 의해 상호간 일정 위치로 유지되게 된다.In addition, a plurality of ball bearings 14 having a rolling motion between the base plate 11 and the base plate 12 are concave spheres 17 of the base plate 11 and the convex spheres of the base plate 12. Retainers 15 having a shape corresponding to 18 are maintained at a predetermined position to each other.

상기와 같은 저 마찰 구름운동 진자받침(10)은, 바닥구조물(1)과 층 면진 구조물(2)이 상대운동을 하게 되면, 상기 볼베어링(14)의 구름운동에 의하여 수평방향의 변위를 추종하면서, 층 면진 구조물(2)의 자중으로 인하여 작용하는 접선방향의 힘 성분에 의하여 오목한 구면(17)의 중심부로 층 면진 구조물(2)이 복원하게 된다.The low friction rolling motion pendulum support 10 as described above, when the bottom structure 1 and the layered seismic isolation structure 2 has a relative movement, while following the horizontal displacement by the rolling motion of the ball bearing 14, In addition, the layer isolating structure 2 is restored to the center of the concave spherical surface 17 by the tangential force component acting due to the self-weight of the layer isolating structure 2.

이때 상기 진자받침(10)에는 높이변화가 발생하게 되나, 그 높이변화는 상기 받침상판(12)과 받침하판(11)에 구비된 곡률이 커짐에 따라 그 변화가 작으며, 또한 상대운동량이 작을수록 높이변화가 점점 작아지므로 곡률이 크고 이동량이 작은 경우에 사용하면 적합하다.In this case, the height change occurs in the pendulum support 10, but the change in height is small as the curvature provided in the support upper plate 12 and the support lower plate 11 increases, and the relative momentum is small. As the height change gets smaller, it is suitable to use when the curvature is large and the movement amount is small.

특히, 상기 실시예의 경우 제작이 간편하고 부품 종류가 줄어드는 장점이 있게 된다.In particular, in the case of the above embodiment there is an advantage that the production is easy and the number of parts is reduced.

이상과 같이 하여 본원 발명은 상대운동이 일어나는 구조물 사이에 다수 개의 볼베어링을 구비하도록 하여 볼베어링의 구름운동을 통하여 수평변형을 추종하면서 상대운동이 완료된 후 다시 원래위치로 복원되도록 하고, 또한 수직하중 전달경로상에 탄성체를 위치시켜 수직강성을 조절할 수 있도록 하는 저 마찰 구름운동 진자받침을 제공하고자 하는데 기본적인 기술적 사상이 있음을 알 수 있다.As described above, the present invention is provided with a plurality of ball bearings between the structure in which the relative motion occurs to follow the horizontal deformation through the rolling motion of the ball bearing so that the relative motion is restored to the original position after completion of the relative motion, and also the vertical load transmission path It is understood that there is a basic technical idea to provide a low friction rolling motion pendulum support to adjust the vertical stiffness by placing an elastic body on the top.

따라서, 비록 앞서 기술되지 않은 실시예라 하더라도 오목한 구면과 볼록한 구면 사이에서 다수 개의 볼베어링이 구름운동하거나, 이에 더하여 수직하중 전달경로상에 탄성체가 구비되는 경우라면 모두 본 발명의 기술적 범주내에 포함됨은 물론이라 할 것이다.Therefore, even if the embodiment is not described above, if a plurality of ball bearings rolling between the concave and convex spheres, or in addition to the elastic body is provided on the vertical load transmission path, all of them fall within the technical scope of the present invention. something to do.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.According to the present invention as described above is expected the following effects.

바닥구조물과 층 면진 구조물이 상대운동을 할 때 볼베어링의 구름운동으로 인하여 매우 작은 마찰을 갖고 상대운동을 허용하므로 지진파 등에 의한 층 면진의 응답가속도가 대폭 줄어들게 되어 상대 구조물로의 하중전달을 최대한 억제할 수가 있다.When the floor structure and the base isolation structure have relative friction and allow the relative movement due to the rolling motion of the ball bearing, the response acceleration of the layer isolation due to the earthquake wave is greatly reduced, so that the load transfer to the relative structure can be suppressed as much as possible. There is a number.

또한, 층 면진 구조물의 자중에 의한 접선방향의 힘 성분에 의하여 오목한 구면의 중심부로 층 면진 구조물이 복원하는 기능을 갖고 있기 때문에 별도의 복원장치를 필요로 하지 않는다.In addition, since the layer isolation structure has a function of restoring to the center of the concave spherical surface by the tangential force component due to the weight of the layer isolation structure, no separate restoration device is required.

그리고, 무엇보다 수직하중 전달경로상에 구비된 탄성체의 수직강성을 조절함으로써 기존 받침에는 구비되지 못하는 수직방향의 강성을 자유롭게 조절하는 것이 가능하게 된다.And, above all, by adjusting the vertical stiffness of the elastic body provided on the vertical load transmission path, it is possible to freely adjust the rigidity of the vertical direction that is not provided in the existing bearing.

그 결과 별도의 복원장치와 수직강성 조절장치 없이 본 발명의 받침과 감쇠장치만으로도 3차원 면진 시스템의 구성이 가능하게 되어 제작비용과 사용 공간 등을 대폭 절감할 수가 있게 된다.As a result, it is possible to configure the three-dimensional seismic isolation system using only the support and the damping device of the present invention without a separate restoration device and a vertical stiffness adjustment device, thereby significantly reducing manufacturing cost and use space.

Claims

In the pendulum support installed between the floor structure (1) which is a part of the structure constructed on the lower ground and the floor isolation structure (2) in which the vibration protection facility (8) is installed on the upper part,

A support upper plate 11 having a concave spherical surface 17 on an upper surface thereof is installed in contact with the bottom structure 1, and a support upper plate having a cylindrical port 19 protruding to a predetermined height along an edge of the lower surface. 12 is installed in contact with the layered isolation structure 2, a piston 13 having a convex spherical surface 18 on the lower surface is seated in the port 19, the support plate 12 and the piston ( Between the 13 is provided with an elastic body 16 to follow the rotational movement of the piston 13,

A plurality of ball bearings 14 rolling between the piston 13 and the support lower plate 11 are formed on the convex spherical surface 18 of the piston 13 and the concave spherical surface 17 of the support lower plate 11. Low friction rolling motion pendulum bearing, characterized in that it is maintained at a predetermined position to each other by a retainer (15) made of a corresponding shape.

A support plate 12 having a convex spherical surface 18 on the lower surface is installed in contact with the layered isolation structure 2, and is provided with a cylindrical port 19 protruding to a predetermined height along the edge of the upper surface. The lower plate 11 is installed in contact with the bottom structure 1, the piston 13 having a concave spherical surface 17 on the upper surface is seated in the port 19, the support lower plate 11 and the piston ( Between the 13 is provided with an elastic body 16 to follow the rotational movement of the piston 13,

A plurality of ball bearings 14 rolling between the piston 13 and the support upper plate 12 are formed on the concave spherical surface 17 of the piston 13 and the convex spherical surface 18 of the support upper plate 12. Low friction rolling motion pendulum bearing, characterized in that it is maintained at a predetermined position to each other by a retainer (15) made of a corresponding shape.

3. The elastic body (16) according to claim 1 or 2, wherein the elastic body (16) is uniformly compressed when the center of the vertical load transmitted by the ball bearing is at the center of the spherical surface, and is vertical when the center of the vertical load is biased to one side. Low friction rolling motion pendulum bearing characterized in that the portion under heavy load is compressed more than the side with less vertical load so that the surface contacting the piston has an inclined function.

According to claim 1 or 2, wherein the retainer (15) is separated into an upper retainer (15a) and a lower retainer (15b), the upper and lower retainers a plurality of ball bearings (14) in a mutually fixed position The seating hole (15c) for holding is arranged in a mutually symmetrical structure, the seating hole is characterized in that the low friction rolling motion pendulum bearing characterized in that it is formed to have a spherical surface curvature corresponding to the ball bearing.