KR101184114B1

KR101184114B1 - 수직방향 면진장치

Info

Publication number: KR101184114B1
Application number: KR1020110146989A
Authority: KR
Inventors: 조영철; 조성국; 이유인; 백준호
Original assignee: 조영철
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-09-21

Abstract

수직방향의 충격에 대한 완충성능이 뛰어나면서도 수직동하중의 지지능력을 향상한 수직방향 면진장치가 제공된다. 상기 수직방향 면진장치는 받침부재, 상기 받침부재 상에 설치되고 수직동하중의 일부를 탄성적으로 지지하기 위한 수직탄성지지수단, 상기 수직탄성지지수단의 좌우 또는 전후의 상기 받침부재 표면에 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되어 상기 수직탄성지지수단과 함께 상기 수직동하중을 분담하여 지지하는 적어도 한 쌍의 쐐기부재, 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 상기 수직탄성지지수단을 향해 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단, 상기 쐐기부재에 면접촉되는 마찰접촉면을 구비하고, 승강되면서 상기 쐐기부재와 마찰을 일으키는 마찰승강부재 및 상기 수직탄성지지수단을 통과하여 한쪽은 상기 받침부재에 결합하고 다른 쪽은 상기 마찰승강부재에 결합하여 상기 받침부재에 대한 상기 마찰승강부재의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용하는 핀을 포함하는 구성을 가진다.

Description

수직방향 면진장치{Vertical isolator}

본 발명은 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되는 구조물 지지장치에 관한 것으로, 특히 상부구조물의 하중을 탄력적으로 지지하여 주면서 수직방향의 진동을 감쇠시켜주는 기능을 갖는 구조물 지지장치를 개선하는 데 사용될 수 있는 수직방향 면진장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량이 통과하는 교량이나 건물 상부로 고속철이 통과하는 고속철의 역사, 기타 수직방향의 지진에 대한 내진설계가 필요한 원자력시설이나 가스탱크 등의 구조물은 진동감쇠, 구조물의 안정성을 보장하기 위해 상부구조물과 하부구조물이 분리되어 구성되고, 상부구조물과 하부구조물 사이에 상부구조물의 하중을 탄력적으로 지지하여주면서 수직방향의 진동을 감쇠시키는 기능을 갖는 구조물 지지장치가 설치된다.

본 발명자는 상기와 같은 기능을 가지는 구조물 지지장치에 대하여 특허(등록번호 10-0716088호, 마찰을 이용한 수직진동 감쇠베어링, 이하, “선출원 발명”이라 함) 받은 바 있다.

선출원 발명은 진동흡수율이 뛰어나고, 지진 시 수직방향 면진 및 마찰 댐핑이 가능하고, 1개의 쐐기부재에 2개의 마찰면이 있으므로 2중 마찰댐핑이 이루어지고, 충격흡수력이 향상되고, 쐐기부재와 저면 경사부재의 경사각을 조절하여 수평저항력 조절이 매우 용이하고, 쐐기부재와 지지대 사이에 배치되는 머스프링의 초기압축(pre-compression)에 의한 변위조절이 용이하고, 상부에 머스프링을 설치하는 경우 수직방향 뿐만 아니라 수평방향의 충격을 완충하여줄 수 있는 등의 많은 장점이 있으나, 수직방향으로 작용하는 수직동하중을 탄력적으로 받아줄 수 있도록 수직탄성지지수단을 가지는 것은 높이가 너무 높고 상부부재와 하부부재 사이에 너무 많은 구성요소가 필요하다는 단점이 있다.

본 발명자는, 선출원발명은 앞에서 언급한 바와 같이 높이가 너무 높고 상부부재와 하부부재 사이에 너무 많은 구성요소가 소요된다는 단점 외에도 다음과 같은 단점들이 있음을 알아차렸다.

선출원발명의 도 1 내지 4에 개시된 것은 수직방향의 하중을 지지하여주는 수직탄성체가 없어서 수직방향의 충격을 완충하여주는 성능이 미흡하다는 단점이 있다.

이에 따라 선출원발명의 도 1 내지 4에 개시된 것은 수직방향의 충격하중의 작용으로 말미암아 수직방향의 진동을 부드럽고 안정적으로 감쇠시키기가 어렵다.

선출원발명의 도 5 내지 7에 개시된 것은 수직방향의 충격하중을 탄력적으로 받아주기 위한 수직탄성체를 구비하고 있어 수직방향의 충격을 완충하여주는 성능이 뛰어나지만 수직동하중 전부가 수직탄성체에 작용되기 때문에 수직탄성체의 크기가 커야 된다는 문제점이 있다. 수직탄성체의 크기가 커지면 여타 구성요소들의 크기 또는 커져야 하는 문제점이 생긴다.

또한, 선출원발명의 도 5 내지 7에 개시된 것은 수직동하중 전부가 쐐기부재들에 작용하기 때문에, 쐐기부재들로는 수직동하중 전부를 견딜 수 있는 재료를 사용하여야 한다는 문제점도 있다.

본 발명의 목적은 수직방향의 충격에 대한 완충성능이 뛰어나면서도 수직동하중의 지지능력을 향상한 수직방향 면진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수직동하중을 탄력적으로 받아주는 기능을 가지는 구조물 지지장치의 높이를 낮추어 개선할 수 있도록 해주는 수직방향 면진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수직동하중을 탄력적으로 받아주는 기능을 가지는 것으로서 선출원 발명보다 높이를 낮출 수 있는 수직방향 면진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부품 수가 적게 소요되는 수직방향 면진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수직탄성지지수단과 수평탄성지지수단이 외부로 드러나지 않도록 하여 부품을 보호할 수 있고 콤팩트화가 가능한 수직방향 면진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 안정성이 뛰어난 수직방향 면진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 받침부재; 상기 받침부재 상에 설치되고 수직방향으로 작용하는 수직동하중의 일부를 탄성적으로 지지하기 위한 수직탄성지지수단; 상기 수직탄성지지수단의 좌우 또는 전후의 상기 받침부재 표면에 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고 상기 수직탄성지지수단에 가까이 갈수록 두께가 점점 줄어들며 상기 수직탄성지지수단과 함께 상기 수직동하중을 분담하여 지지하는 적어도 한 쌍의 쐐기부재; 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 상기 수직탄성지지수단을 향해 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단; 상기 받침부재 반대편의 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재의 제2표면에 면접촉되는 마찰접촉면을 구비하고, 상기 수직동하중의 크기의 변화에 따라 승강되면서 상기 제2표면과 마찰을 일으키는 마찰승강부재; 및 상기 수직탄성지지수단을 통과하여 한쪽은 상기 받침부재에 결합하고 다른 쪽은 상기 마찰승강부재에 결합하여 상기 받침부재에 대한 상기 마찰승강부재의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용하는 핀을 포함하는 구성을 가진다.

경우에 따라 본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 받침부재; 상기 받침부재 상에 설치되고 수직방향으로 작용하는 수직동하중의 일부를 탄성적으로 지지하기 위한 수직탄성지지수단; 상기 수직탄성지지수단의 좌우 또는 전후의 상기 받침부재 표면에 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고 상기 수직탄성지지수단에 가까이 갈수록 두께가 점점 줄어들며 상기 수직탄성지지수단과 함께 상기 수직동하중을 분담하여 지지하는 적어도 한 쌍의 쐐기부재; 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 상기 수직탄성지지수단을 향해 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단; 상기 수직탄성지지수단과 접촉되어 상기 수직탄성지지수단과 하중을 주고받는 수직탄성지지수단지지부, 상기 수직탄성지지수단지지부를 중심으로 좌우 또는 전후로 상기 수직탄성지지수단지지부로부터 멀어질수록 점점 깊어지며 그 바닥부가 상기 받침부재 반대편의 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재의 제2표면에 면접촉되는 마찰접촉면을 가지는 경사홈을 구비하여 상기 수직동하중의 크기의 변화에 따라 승강되면서 상기 제2표면과 마찰을 일으키는 마찰승강부재; 및 상기 수직탄성지지수단을 통과하여 한쪽은 상기 받침부재에 결합하고 다른 쪽은 상기 마찰승강부재에 결합하여 상기 받침부재에 대한 상기 마찰승강부재의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용하는 핀을 포함하는 구성을 가진다.

상기 받침부재의 상기 표면은 평면이고, 상기 수직탄성지지수단과 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 동일 평면 상에 설치되고, 상기 제2표면과 상기 마찰접촉면은 경사지게 형성된 것이 바람직하다.

상기 핀은 상기 핀결합부를 통해 상기 마찰승강부재의 상하 이동을 가이드 하는 것이 바람직하다.

상기 마찰승강부재 또는 상기 받침부재에는 상기 마찰접촉면 좌우로 상기 쐐기부재의 양 측면을 가이드 하는 가이드부가 형성될 수 있다.

상기 받침부재의 상기 표면은 상기 핀에 가까이 갈수록 점점 높아지고, 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 상기 핀에서 멀어질수록 두께가 점점 증가하고, 상기 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단은 상기 표면과 평행하게 설치되고 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 수평방향으로 지지하는 성분의 힘을 가지는 것이 바람직하다.

상기 수직탄성지지수단의 둘레의 상기 마찰승강부재 또는 상기 받침부재에는 상기 쐐기부재가 상기 수직탄성지지수단에 접촉되는 것을 방지하기 위한 걸림턱이 형성되어 있을 수 있다.

상기 수직탄성지지수단은 원형의 폴리우레탄 디스크이고, 상기 수직탄성지지수단 쪽의 상기 쐐기부재에는 원호상의 홈이 형성되어 있을 수 있다.

상기 받침부재의 전, 후, 좌, 우 가장자리의 전체 둘레를 따라 돌출부가 상기 표면 위로 돌출되게 설치되어 있고, 상기 마찰승강부재 하측부의 전, 후, 좌, 우의 전체 측면을 둘러싸고 있고, 상기 돌출부와 상기 마찰승강부재의 측면 사이에는 상기 마찰승강부재가 전후, 좌우 또는 전후와 좌우로 경사지는 것을 허용하기 위한 틈이 형성된 것이 바람직하다.

상기 받침부재의 가장자리를 따라 돌출부가 상기 표면 위로 돌출되게 설치되어 있고, 상기 돌출부에는 축구멍이 형성되어 있고, 상기 쐐기부재에는 상기 축구멍에 좌우 또는 전후로 이동 가능케 삽입되는 축이 설치되어 있고, 상기 수평탄성지지수단은 상기 쐐기부재와 상기 돌출부 사이의 상기 축 둘레에 설치된 수평탄성체인 것이 바람직하다.

경우에 따라, 상기 받침부재의 가장자리를 따라 돌출부가 상기 표면 위로 돌출되게 설치되어 있고, 상기 돌출부에는 축구멍이 형성되어 있고, 상기 수평탄성지지수단은 일단이 상기 축구멍에 좌우 또는 전후로 이동 가능케 삽입되는 축과 상기 축의 일부 둘레에 설치되는 수평탄성체와 상기 축의 단부에 설치되어 상기 수평탄성체의 이탈을 방지하고 상기 쐐기부재에 접촉되는 접촉단부를 구비하는 탄성기구일 수 있다.

경우에 따라, 상기 핀결합부는 상기 마찰승강부재를 상하로 관통하는 통공이고, 상기 핀은 상기 통공을 통해 상기 마찰승강부재의 마찰접촉면 반대편으로 돌출되어 있을 수 있다.

상기 쐐기부재와 상기 수평탄성지지수단은 상기 수직탄성지지수단의 좌우 및 전후의 4측면에 모두 설치된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 수직방향의 충격에 대한 완충성능이 뛰어나면서도 종래의 것보다 수직동하중의 지지능력이 월등히 뛰어나다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 수직동하중을 탄력적으로 받아주는 기능을 가지는 구조물 지지장치의 높이를 낮추어 개선할 수 있도록 해준다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 선출원 발명보다 높이를 많이 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 그 제작에 부품 수가 적게 소요되고, 수직탄성지지수단과 수평탄성지지수단이 외부로 드러나지 않도록 하여 부품을 보호할 수 있고 콤팩트화가 가능하다.

본 발명에 따른 수직면진장치는 높이가 낮고 수직방향의 충격을 완충하여줄 수 있어 안정성이 뛰어나면서도 지지하는 상부구조물의 하중을 수직탄성지지수단과 쐐기부재가 분담하여 지지하기 때문에 중량이 큰 구조물을 지지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수직방향 면진장치의 사시도,
도 2는 도 1 수직방향 면진장치의 분리사시도,
도 3은 옆쪽 및 앞쪽의 돌출부를 제거한 상태의 사시도,
도 4는 도 3에서 받침부재를 제거한 상태의 저면 사시도,
도 5는 마찰승강부재의 저면사시도,
도 6은 본 발명에 따른 수직방향 면진장치의 다른 실시 예를 나타낸 부분파단 사시도,
도 7은 도 6에 나타낸 수직방향 면진장치의 변형 예를 나타낸 부분파단 사시도,
도 8은 도 1에 나타낸 수직방향 면진장치의 변형 예를 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 수직방향 면진장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수직방향 면진장치의 사시도이고, 도 2는 도 1 수직방향 면진장치의 분리사시도, 도 3은 옆쪽 및 앞쪽의 돌출부를 제거한 상태의 사시도이고, 도 4는 도 3에서 받침부재를 제거한 상태의 저면 사시도이고, 도 5는 마찰승강부재의 저면사시도이다.

도 1 내지 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 받침부재(110)를 구비한다. 이 실시 예에서, 받침부재(110)는 사각판 형상을 하고 있으며, 그 상측 표면(111)은 평면을 이루고 있다. 이 표면(111)은 받침부재(110)의 바닥 상에 스테인리스 스틸판 등의 미끄럼부재를 부착하여 구성한 것이 바람직하다. 이러한 받침부재(110)의 가장자리에는 상방으로 돌출되게 돌출부(113)가 설치되어 있다. 이 돌출부(113)는 용접이나 볼팅 등에 의해 받침판(110)에 견고하게 고정된다. 경우에 따라 돌출부(113)는 주조의 방식으로 받침판(110)에 일체로 형성될 수 있다.

돌출부(113)에는 축구멍(114)이 형성되어 있다. 축구멍(114)은 뒤에서 설명되는 축(134)이 결합하는 부분으로 수평탄성지지수단(130)을 이루는 수평탄성체(132)를 안정적으로 지지하기 위한 것이다. 축구멍(114)은 축(134)이 전후 또는 좌우로 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다. 이러한 축구멍(114)은 한 변에 설치되는 축(134)의 개수에 따라 그에 대응되는 개수로 설치된다.

도 2에 나타낸 바와 같이 받침부재(110)의 중앙에는 핀(140)이 상방으로 돌출되게 설치되어 있다. 이 실시 예에서, 핀(140)은 받침부재(110)에 설치되어 있지만, 경우에 따라 뒤에서 설명되는 마찰승강부재(160)에 설치될 수 있다. 이 경우, 받침부재(110)에 핀(140)의 단부가 결합할 수 있는 핀결합부가 형성되어야 한다.

이 실시 예에서, 핀(140)은 수직탄성지지수단(150)을 통과하여 마찰승강부재(160)의 저면에 형성된 홈형태의 핀결합부(162)에 그 단부가 삽입되어 있다. 이러한 핀(140)은 받침부재(110)에 대한 마찰승강부재(160)의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용한다. 이 핀(140)은 핀결합부(162)에 결합한 부분을 통해 마찰승강부재(160)의 상하 이동을 가이드 하는 역할도 한다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 핀(140) 둘레의 받침부재(110) 상에 설치되는 수직탄성지지수단(150)을 구비한다. 이 수직탄성지지수단(150)의 중앙부에는 핀(140)이 통과될 수 있는 핀공(152)이 형성되어 있다. 이 수직탄성지지수단(150)으로는 경질 폴리우레탄이 적당하다. 이 실시 예에서, 수직탄성지지수단(150)은 측면을 따라 V자형 홈을 가지는 원판 형상을 하고 있다. 이 수직탄성지지수단(150)은 수직방향으로 작용하는 수직동하중의 일부를 탄성적으로 지지하기 위한 것이다.

수직탄성지지수단(150)의 좌우와 전후의 받침부재(110) 표면(111)에 쐐기부재(180)가 좌우 및 전후 대칭으로 각각 설치되어 있다. 이 쐐기부재(180) 저면의 제1표면(182)은 받침부재(110) 표면(111)에 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 및 전후로 각각 이동 가능케 설치되어 있다. 이 쐐기부재(180)의 저면인 제1표면(182)은 평면이다. 이에 따라 쐐기부재(180)와 수직탄성지지수단(150)은 동일평면상에 배치되어 있다. 이 쐐기부재(180)는 외측에서 내측으로 갈수록, 즉, 수직탄성지지수단(150)에 가까이 갈수록 두께가 점점 줄어든다. 즉, 이 쐐기부재(180)의 상면인 제2표면(184)은 경사면이다. 이 쐐기부재(180) 상면의 제2표면(184)은 뒤에서 설명되는 마찰승강부재(160)에 형성된 마찰접촉면(172)에 접촉되어 있다. 이러한 쐐기부재(180)의 상면과 하면에는 PTFE 등의 미끄럼재(S)를 부착하여 제1표면(182)과 제2표면(184)을 구성하는 것이 바람직하다. 경우에 따라 이 쐐기부재(180)는 좌우 양측에만 또는 전후 양측에만 각각 설치될 수 있다.

쐐기부재(180)의 바깥쪽 측면, 즉, 쐐기부재(180)의 수직탄성지지수단(150) 반대쪽 측면에는 축(134)이 설치되어 있다. 이 실시 예에서 축(134)은 수평으로 설치되어 있으며, 측방으로 간격을 두고 한 쌍이 설치되어 있다. 이 축(134)의 일부에는 수평탄성지지수단(130)을 구성하는 수평탄성체(132)가 결합하여 있다. 수평탄성체(132) 바깥으로 돌출된 축(134)의 단부는 돌출부(113)에 형성된 축구멍(114)에 삽입되어 있다. 이에 따라 수평탄성체(132)는 쐐기부재(180)의 바깥면과 돌출부(113) 내측면 사이에 설치된 상태에서 압축되어 있다. 즉, 수평탄성지지수단(130)은 쐐기부재(180)를 수직탄성체(150)를 향해 탄성적으로 지지하고 있다.

이 실시 예에서, 수평탄성지지수단(130)은 1변에 2개씩 4변에 총 8개가 설치되어 있다. 쐐기부재(180)가 좌우로만 또는 전후로만 설치되는 경우, 이 수평탄성지지수단(130) 역시 좌우로만 또는 전후로만 설치된다.

위와 같은 쐐기부재(180)들은 지지하고자 하는 구조물의 수직동하중을 수직탄성지지수단(150)과 분담하여 지지한다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 마찰승강부재(160)를 구비한다. 이 마찰승강부재(160)는 본 발명의 일 특징을 이루는 부분으로 수직탄성지지수단(150)과 접촉되어 수직탄성지지수단(150)과 하중을 주고받는 수직탄성지지수단지지부(166)를 구비한다. 이 수직탄성지지수단지지부(166)는 마찰승강부재(160)의 좌우 및 전후의 중앙부에 설치되며 수직탄성지지수단(150)을 향해 돌출되어 있다. 이러한 수직탄성지지수단지지부(166)의 중앙에 홈형태의 핀결합부(162)가 형성되어 있다. 이 핀결합부(162)는 받침부재(110)에 설치된 핀(140)의 단부가 결합하는 부분이다. 핀 결합부(162)의 깊이는 지지하고자 하는 상부구조물의 중량, 수직탄성지지수단(150)의 지지력, 수직방향의 허용진폭 등을 고려하여 정한다.

수직탄성지지수단지지부(166)의 바깥쪽 단부는 뒤에서 설명되는 마찰접촉면(172)의 내측 단부보다 수직탄성지지수단(150)을 향해 더 돌출되어 쐐기부재(180)의 내측 단부가 걸릴 수 있는 걸림턱(168)을 형성하고 있다. 이 걸림턱(168)은 쐐기부재(180)가 중앙부로 이동하여 수직탄성지지수단(150)에 접촉되어 수직탄성지지수단(150)을 손상하는 것을 방지하기 위한 것이다.

수직탄성지지수단지지부(166)의 좌측과 우측 및 앞쪽과 뒤쪽에 경사홈(170)이 형성되어 있다. 이 실시 예에서, 경사홈(170)은 수직탄성지지수단지지부(166)를 중심으로 하여 수직탄성지지수단지지부(166)로부터 멀어질수록 점점 깊어진다. 이 경사홈(170)의 바닥부는 받침부재(110) 반대편의 쐐기부재(180)의 제2표면(184)에 면접촉되는 부분으로 경사진 마찰접촉면(172)이다. 이에 따라 4측면의 쐐기부재(180)들이 좌우 및 전후로 각각 수평이동하면 마찰승강부재(160)는 그의 마찰접촉면(172)을 통해 쐐기부재(180)의 제2표면(184)과 마찰하면서 승강동작을 할 수 있다. 물론, 각 쐐기부재(180)는 제1표면(182)을 통해 받침부재(110)의 표면과 마찰하면서 좌우 및 전후로 각각 수평이동 한다. 경사홈(170)의 양 측벽은 쐐기부재(180)의 양 측면을 가이드 하는 가이드부(174)이다. 이러한 가이드부(174)는 경우에 따라 받침부재(110)에 형성될 수 있다.

위와 같은 마찰승강부재(160)는 쐐기부재(180)들을 향해 작용하는 상부구조물의 수직동하중의 크기가 변동함에 따라 승강되면서 쐐기부재(180)와 마찰을 일으켜 수직진동을 감쇠한다. 물론, 위와 같은 마찰승강부재(160)는 쐐기부재(180)들을 향해 작용하는 상부구조물의 수직동하중의 크기의 변화 외에도 수직탄성지지수단(150)이 그 수직동하중을 지지하는 지지력의 크기, 쐐기부재(180)가 일으키는 마찰력의 크기, 수평탄성체(132)가 쐐기부재(180)를 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 지지력의 크기의 영향도 받는다.

이 마찰승강부재(160)가 전후, 좌우 또는 전후와 좌우로 회동되어 경사지는 것을 허용하도록 돌출부(113)의 내측면과 마찰승강부재(160)의 대응 측면은 약간의 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다.

하지만, 마찰승강부재(160)의 경사를 허용하지 않고자 하는 경우 돌출부(113)의 내측면과 마찰승강부재(160)의 대응 측면은 접촉상태를 유지할 수 있다. 이 경우 마찰승강부재(160)는 돌출부(113)의 안내를 받으며 승강된다.

경우에 따라, 마찰승강부재(160)의 좌우 양 측면은 좌측 및 우측의 돌출부와 이격시키고, 전후의 양 측면은 앞쪽 및 뒤쪽의 돌출부와 접촉되게 하여 좌우로만 경사지게 할 수 있다. 물론, 그 반대로 하는 것도 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 도 1을 보면 알 수 있듯이 조립된 상태에서 그 상하방향 두께가 종래의 것보다 월등히 작게 콤팩트하게 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 구조물 지지장치의 높이를 낮출 수 있도록 하고 또한 마찰승강부재(160)가 돌출부(113)에 의해 둘러싸여 있어 상부구조물의 안정적인 지지가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 마찰승강부재(160)의 경사허용여부, 경사허용방향 등을 조정하여 만들 수 있고, 경우에 따라 마찰승강부재(160)의 승강을 핀(140)과 돌출부(113)가 이중으로 안내할 수 있고, 내부로 물이나 이물질이 들어가는 것을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 수직방향 면진장치의 다른 실시 예를 나타낸 부분파단 사시도이다.

경우에 따라 쐐기부재(180)와 수평탄성지지수단(130)은 좌우 양측으로만 설치될 수 있다. 그리고 쐐기부재(180)를 수직탄성지지수단(150)이 있는 내측으로 탄성적으로 지지하는 수평탄성체(132)와 수평탄성체(132)가 결합하는 축(134)의 개수는 증가할 수 있다. 이 경우, 좌측 및 우측의 돌출부(113)에는 축(134)의 개수에 대응하는 개수의 축구멍(114)이 형성된다.

또한, 쐐기부재(180)의 제2표면(184)과 접촉되는 마찰접촉면(172)은 마찰승강부재(160)의 좌우 양측에만 형성하면 된다.

또 경우에 따라, 쐐기부재(180)의 전후방향 폭을 전후의 두 돌출부(113)의 간격과 같게 하여 쐐기부재(180)가 좌우로 이동 시 전후의 두 돌출부(113)에 의해 안내를 받도록 할 수 있다.

그리고 수직탄성지지수단지지부(166)는 수직탄성지지수단(150)의 일부가 삽입될 수 있는 홈형태로 형성될 수 있고, 도 1 내지 5에서 설명한 걸림턱(168)은 형성되지 않을 수 있다.

이 실시 예의 수직방향 면진장치(100)는, 구조물에 설치되기 전, 구조물의 수직동하중을 받지 않는 상태에서는, 마찰승강부재(160)가 수직탄성지지수단(150)과 이격된 상태로 있다. 그러나 이 수직방향 면진장치(100)가 구조물에 설치되어 상부구조물의 하중을 받는 경우, 상부구조물이 작용하는 수직동하중에 의해 마찰승강부재(160)가 하강하여 수직탄성지지수단(150)의 지지를 받게 된다.

물론, 본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)는 구조물의 수직동하중을 받지 않는 상태에서도 마찰승강부재(160)와 수직탄성지지수단(150)이 접촉된 상태로 만들어질 수 있다.

구조물의 수직동하중을 받지 않는 상태에서의 마찰승강부재(160)와 수직탄성지지수단(150)의 접촉여부는 수직방향 면진장치(100)의 용도, 지지하고자 하는 상부구조물의 중량과 진동의 특성, 수직탄성지지수단(150)의 재질이나 크기 등에 따라 수직방향 면진장치(100)의 설계자가 결정할 수 있다.

그 외의 나머지 사항은 도 1 내지 5를 통해서 앞에서 설명한 것과 같다.

도 7은 도 6에 나타낸 수직방향 면진장치의 변형 예를 나타낸 부분파단 사시도이다.

경우에 따라, 마찰승강부재(160)에 형성된 핀결합부(162)는 통공형태로 형성되고, 핀(140)은 앞 실시 예에서보다 길게 형성되어 마찰승강부재(160) 위쪽으로 돌출되어 마찰승강부재(160) 위쪽에 설치되는 구조와 결합할 수 있다.

이 경우, 핀(140)은 받침부재(110)에 고정되지 않고, 마찰승강부재(160) 위쪽에 설치되는 부재에 고정될 수 있고, 이렇게 하는 경우 받침부재(110)에는 핀(140)의 하단부가 결합할 수 있는 핀결합부가 형성되어 있어야 한다.

앞 실시 예에서는 축(134)이 쐐기부재(180)에 결합한 것을 설명하였지만, 축(134)은 쐐기부재(180)에 결합하지 않을 수 있다. 축(134)의 바깥쪽 단부는 돌출부(113)에 형성된 축구멍(114)에 삽입되도록 하고, 축(134)의 안쪽 단부에는 수평탄성체(132)의 이탈을 방지하면서 쐐기부재(180)의 바깥쪽 측면과 접촉되는 접촉단부(136)를 설치하고, 축(134)의 외주면에 수평탄성체(132)를 장착하여 쐐기부재(180)를 탄성적으로 지지할 수 있다.

여기에서, 일단이 축구멍(114)에 좌우 또는 전후로 이동 가능케 삽입되는 축(134)과 축(134)의 일부 둘레에 설치되는 수평탄성체(132)와 축(134)의 단부에 설치되어 수평탄성체(132)의 이탈을 방지하고 쐐기부재(180)에 접촉되는 접촉단부(136)는 수평탄성지지수단(130)으로서, 일종의 탄성기구이다.

나머지는 도 6에서 설명한 것과 같다.

도 8은 도 1에 나타낸 수직방향 면진장치의 변형 예를 나타낸 사시도이다.

경우에 따라 도 1의 마찰승강부재(160)의 핀결합부(162)를 통공으로 형성하고 핀(140)을 길게 형성하여 핀(140)의 단부가 마찰승강부재(160) 상부로 돌출되게 하여, 본 발명에 따른 수직방향 면진장치(100)를 구성할 수 있다.

나머지는 도 1 내지 5를 통해 설명한 것과 같다.

도 9는 본 발명에 따른 수직방향 면진장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도이다.

도 9에 나타낸 수직방향 면진장치(100)는 받침부재(110)의 표면(111)을 경사지게 형성하면서 쐐기부재(180)의 상면인 제2표면(184)과 마찰승강부재(160)의 마찰접촉면(172)은 평면으로 형성한 예를 도시한 것이다. 도 9에서, 받침부재(110)의 상측 표면(111)은 외측에서 내측으로 즉, 핀(140)에 가까이 갈수록 점점 높아진다.

반대로, 쐐기부재(180)는 핀(140)에서 멀어질수록 두께가 점점 증가하며, 쐐기부재(180)의 상면은 수평으로 배치되어 있다.

경우에 따라, 쐐기부재(180)의 상면인 제2표면(184)과 이에 대응되는 마찰승강부재(160)의 마찰접촉면(172)은 같은 각도로 수평면에 대해 상방으로 경사지게 설치될 수 있다.

이 실시 예에서, 축(134)과 수평탄성체(132)는 받침부재(110)의 경사진 표면(111)과 평행을 이루며 경사지게 설치된다. 이에 따라 축구멍(114) 역시 경사진 표면(111)과 평행을 이루며 경사지게 형성된다.

경우에 따라, 수직탄성지지수단(150)의 둘레의 마찰승강부재(160) 또는 받침부재(110)의 표면에는 쐐기부재(180)가 수직탄성지지수단(150)에 접촉되는 것을 방지하거나 일정 이상 이동하는 것을 방지하기 위한 걸림턱이 더 형성될 수 있다.

그리고 돌출부(113)는 주조 등을 통해 받침부재(110)의 가장자리를 따라 일체로 형성될 수 있다.

핀(140)은 마찰승강부재(160)에 설치될 수 있다. 이 경우 받침부재(110)의 대응 위치에 핀결합부(112)가 형성된다.

나머지는 도 1 내지 5를 통해서 설명한 것과 같다.

이상 위에서 설명한 본 발명에 따른 수직방향 면진장치들은 상하로 뒤집힌 상태로 설치되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 수직방향으로 진동이 발생하는 구조물을 지지하는 데 이용될 가능성이 있다.

본 발명에 따른 수직방향 면진장치는 구조물 지지장치를 만드는 데 이용될 수 있다.

100: 수직방향 면진장치 110: 받침부재
111: 표면 112, 162: 핀결합부
113: 돌출부 114: 축구멍
130: 수평탄성지지수단 140: 핀
150: 수직탄성지지수단 160: 마찰승강부재
166: 수직탄성지지수단지지부 168: 걸림턱
170: 경사홈 172: 마찰접촉면
174: 가이드부 180: 쐐기부재
182: 제1표면 184: 제2표면

Claims

받침부재, 상기 받침부재 상부에 설치되고 수직방향으로 작용하는 수직동하중을 탄성적으로 지지하기 위한 수직탄성지지수단, 상기 받침부재의 표면에 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고 상기 수직동하중을 지지하는 적어도 한 쌍의 쐐기부재, 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 상기 받침부재의 중심부를 향해 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 힘을 제공하는 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단 및 상기 받침부재 반대편의 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재의 제2표면에 면접촉되는 마찰접촉면을 구비하고 상기 수직동하중의 크기의 변화에 따라 승강되면서 상기 제2표면과 마찰을 일으키는 마찰승강부재를 구비하는 수직방향 면진장치에 있어서,
상기 수직탄성지지수단은 상기 마찰승강부재를 통해 수직방향으로 작용하는 상기 수직동하중 중 일부를 분담하여 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 거치지 않고 상기 받침부재에 탄성적으로 지지하도록 설치되고,
상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 상기 수직탄성지지수단에 가까이 갈수록 두께가 점점 줄어들고, 상기 마찰승강부재를 통해 수직방향으로 작용하는 상기 수직동하중 중 일부를 분담하여 상기 받침부재에 지지하도록, 상기 수직탄성지지수단의 좌우 또는 전후의 상기 받침부재의 표면에 상기 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고,
상기 수직탄성지지수단을 통과하여 한쪽은 상기 받침부재에 결합하고 다른 쪽은 상기 마찰승강부재에 결합하여 상기 받침부재에 대한 상기 마찰승강부재의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용하는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
받침부재, 상기 받침부재 상부에 설치되고 수직방향으로 작용하는 수직동하중을 탄성적으로 지지하기 위한 수직탄성지지수단, 상기 받침부재의 표면에 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고 상기 수직동하중을 지지하는 적어도 한 쌍의 쐐기부재, 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 상기 받침부재의 중심부를 향해 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 힘을 제공하는 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단 및 상기 받침부재 반대편의 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재의 제2표면에 면접촉되는 마찰접촉면을 구비하고 상기 수직동하중의 크기의 변화에 따라 승강되면서 상기 제2표면과 마찰을 일으키는 마찰승강부재를 구비하는 수직방향 면진장치에 있어서,
상기 수직탄성지지수단은 상기 마찰승강부재를 통해 수직방향으로 작용하는 상기 수직동하중 중 일부를 분담하여 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 거치지 않고 상기 받침부재에 탄성적으로 지지하도록 설치되고,
상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 상기 수직탄성지지수단에 가까이 갈수록 두께가 점점 줄어들고, 상기 마찰승강부재를 통해 수직방향으로 작용하는 상기 수직동하중 중 일부를 분담하여 상기 받침부재에 지지하도록, 상기 수직탄성지지수단의 좌우 또는 전후의 상기 받침부재의 표면에 상기 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고,
상기 마찰승강부재는 상기 수직탄성지지수단과 접촉되어 상기 수직탄성지지수단과 하중을 주고받는 수직탄성지지수단지지부, 상기 수직탄성지지수단지지부를 중심으로 좌우 또는 전후로 상기 수직탄성지지수단지지부로부터 멀어질수록 점점 깊어지며 그 바닥부가 상기 마찰접촉면인 경사홈을 구비하고,
상기 수직탄성지지수단을 통과하여 한쪽은 상기 받침부재에 결합하고 다른 쪽은 상기 마찰승강부재에 결합하여 상기 받침부재에 대한 상기 마찰승강부재의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용하는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 받침부재의 표면은 평면이고, 상기 수직탄성지지수단과 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 동일 평면상에 설치되고, 상기 제2표면과 상기 마찰접촉면은 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
받침부재, 상기 받침부재 상부에 설치되고 수직방향으로 작용하는 수직동하중을 탄성적으로 지지하기 위한 수직탄성지지수단, 상기 받침부재의 표면에 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고 상기 수직동하중을 지지하는 적어도 한 쌍의 쐐기부재, 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 상기 받침부재의 중심부를 향해 수평방향으로 탄성적으로 지지하는 힘을 제공하는 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단 및 상기 받침부재 반대편의 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재의 제2표면에 면접촉되는 마찰접촉면을 구비하고 상기 수직동하중의 크기의 변화에 따라 승강되면서 상기 제2표면과 마찰을 일으키는 마찰승강부재를 구비하는 수직방향 면진장치에 있어서,
상기 수직탄성지지수단은 상기 마찰승강부재를 통해 수직방향으로 작용하는 상기 수직동하중 중 일부를 분담하여 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 거치지 않고 상기 받침부재에 탄성적으로 지지하도록 설치되고,
상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 상기 수직탄성지지수단에 가까이 갈수록 두께가 점점 줄어들고, 상기 마찰승강부재를 통해 수직방향으로 작용하는 상기 수직동하중 중 일부를 분담하여 상기 받침부재에 지지하도록, 상기 수직탄성지지수단의 좌우 또는 전후의 상기 받침부재의 표면에 상기 제1표면이 면접촉된 상태로 마찰을 일으키면서 좌우 또는 전후로 이동 가능케 각각 설치되고,
상기 받침부재의 전, 후, 좌, 우 가장자리의 전체 둘레를 따라 상기 받침부재에 대한 상기 마찰승강부재의 수평방향의 이동은 제한하고 상하방향의 이동은 허용하는 돌출부가 상기 받침부재의 표면 위로 돌출되게 설치되어 있고, 상기 마찰승강부재 하측부의 전, 후, 좌, 우의 전체 측면을 둘러싸고 있고, 상기 돌출부와 상기 마찰승강부재의 측면 사이에는 상기 마찰승강부재가 전후, 좌우 또는 전후와 좌우로 경사지는 것을 허용하기 위한 틈이 형성된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제1항에 있어서, 상기 마찰승강부재 또는 상기 받침부재에는 상기 마찰접촉면 좌우로 상기 쐐기부재의 양 측면을 가이드 하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 받침부재의 표면은 상기 핀에 가까이 갈수록 점점 높아지고, 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재는 상기 핀에서 멀어질수록 두께가 점점 증가하고, 상기 적어도 한 쌍의 수평탄성지지수단은 상기 받침부재의 표면과 평행하게 설치되고 상기 적어도 한 쌍의 쐐기부재를 수평방향으로 지지하는 성분의 힘을 가지는 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제3항에 있어서, 상기 수직탄성지지수단의 둘레의 상기 마찰승강부재 또는 상기 받침부재에는 상기 쐐기부재가 상기 수직탄성지지수단에 접촉되는 것을 방지하기 위한 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제3항에 있어서, 상기 수직탄성지지수단은 원형의 폴리우레탄 디스크이고, 상기 수직탄성지지수단 쪽의 상기 쐐기부재에는 원호상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 받침부재의 전, 후, 좌, 우 가장자리의 전체 둘레를 따라 돌출부가 상기 받침부재의 표면 위로 돌출되게 설치되어 상기 마찰승강부재 하측부의 전, 후, 좌, 우의 전체 측면을 둘러싸고 있고, 상기 돌출부와 상기 마찰승강부재의 측면 사이에는 상기 마찰승강부재가 전후, 좌우 또는 전후와 좌우로 경사지는 것을 허용하기 위한 틈이 형성된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제3항에 있어서, 상기 받침부재의 가장자리를 따라 돌출부가 상기 받침부재의 표면 위로 돌출되게 설치되어 있고, 상기 돌출부에는 축구멍이 형성되어 있고, 상기 쐐기부재에는 상기 축구멍에 좌우 또는 전후로 이동 가능케 삽입되는 축이 설치되어 있고, 상기 수평탄성지지수단은 상기 쐐기부재와 상기 돌출부 사이의 상기 축 둘레에 설치된 수평탄성체인 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제3항에 있어서, 상기 받침부재의 가장자리를 따라 돌출부가 상기 받침부재의 표면 위로 돌출되게 설치되어 있고, 상기 돌출부에는 축구멍이 형성되어 있고, 상기 수평탄성지지수단은 일단이 상기 축구멍에 좌우 또는 전후로 이동 가능케 삽입되는 축과 상기 축의 일부 둘레에 설치되는 수평탄성체와 상기 축의 단부에 설치되어 상기 수평탄성체의 이탈을 방지하고 상기 쐐기부재에 접촉되는 접촉단부를 구비하는 탄성기구인 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제3항에 있어서, 상기 핀이 결합되는 핀결합부는 상기 마찰승강부재를 상하로 관통하는 통공이고, 상기 핀은 상기 통공을 통해 상기 마찰승강부재의 상기 마찰접촉면 반대편으로 돌출된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 쐐기부재와 상기 수평탄성지지수단은 상기 수직탄성지지수단의 좌우 및 전후의 4측면에 모두 설치된 것을 특징으로 하는 수직방향 면진장치.