KR101708886B1 - Engineering plastic friction member, isolator and method for making the same - Google Patents

Engineering plastic friction member, isolator and method for making the same Download PDF

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지용수
백준호
이찬영
한우진
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Abstract

Disclosed is a frictional member allowing reduction of the number of parts in comparison with an existing frictional member, preventing the occurrence of a stick slip, and controlling a frictional coefficient with respect to a member to be in contact therewith in accordance with a use condition to form an isolator. A method for manufacturing a frictional member comprises: a non-stick slip compression stress information obtaining step of obtaining information on non-stick slip compression stress causing no stick slip under a specific condition such as whether a lubricant exists or the like in a predetermined frictional speed range of a frictional member made of engineering plastic material with respect to a contact member; a step of forming compression stress on at least one surface, which is smaller than the compression stress of the non-stick slip, by load to be applied to the frictional member through the contact member and preparing the frictional member having a frictional contact surface having an area for stably supporting the contact member; and a contact area reducing step of reducing the surface area in contact with the contact member by forming a groove or a hole for increasing compression stress on the frictional contact surface to allow the compression stress applied to the frictional contact surface to be the non-stick slip compression stress or more under a specific condition.

Description

엔지니어링 플라스틱 마찰부재와 면진장치 및 그 제조방법{Engineering plastic friction member, isolator and method for making the same}Technical Field [0001] The present invention relates to an engineering plastic friction member, an isolator and a method for making same,

일반적으로, 마찰 진자 시스템(FPS, friction pendulum system), 스페리컬 베어링(spherical bearing) 등의 면진장치는 교량의 상부구조물과 교각 사이에 설치되어 상부구조물로부터 전달되어 오는 하중을 교각에 전달할 뿐만 아니라 상부구조물의 열팽창이나 수축 허용, 열차나 자동차의 시동 또는 제동 시의 동하중지지, 지진 시에 면진이 필요한 교량 등의 구조물에 많이 설치되고 있다.In general, an isolation device such as a friction pendulum system (FPS) or a spherical bearing is installed between an upper structure of a bridge and a bridge to transmit a load transmitted from the upper structure to a bridge, Many structures are installed in structures such as thermal expansion and contraction allowance of structures, dynamic load support during starting or braking of trains or automobiles, and bridges requiring seismic isolation during earthquakes.

기존의 마찰 진자 시스템이나 스페리컬 베어링은 볼록 구면을 가지는 구면블록과 구면홈이 형성되어 있는 하판 및 상부에 지지되는 상부구조물의 하중을 구면블록으로 전달하며 구면블록에 대해 슬라이딩 할 수 있는 상판을 구비하는 구성을 하고 있다. 이러한 기존의 면진장치들에서 구면블록은 금속으로 되어 있고, 마찰접촉표면에 PTFE 등의 미끄럼재를 장착한 형태로 이루어져 있다.The conventional friction pendulum system or spherical bearing has a spherical block having a convex spherical surface, a lower plate having a spherical groove formed therein, and an upper plate capable of transmitting the load of the upper structure supported on the spherical block to the spherical block, . In these conventional seismic devices, the spherical block is made of metal, and the friction contact surface is formed by attaching sliding material such as PTFE.

위와 같은 종래의 면진장치는 다른 부속품들과 함께 구면블록이 금속으로 되어 있어서 무게가 많이 나가고, 구면블록에 미끄럼재 장착홈을 형성하고 이 장착홈에 PTFE 등의 미끄럼재를 장착하는 작업, 특히 구면에 홈을 형성하여 PTFE 등의 미끄럼재를 장착하여 견고하게 고정하는 작업이 매우 까다롭다는 단점이 있다.The conventional seismic isolation device as described above is heavy in weight because the spherical block is made of metal together with other accessories, and forms a slidewindowing groove in the spherical block and attaching a sliding material such as PTFE to the mounting groove, There is a disadvantage in that it is very difficult to form a groove in the groove and securely fix the sliding member such as PTFE.

또한, 기존의 PTFE나 UHMW-PE로 된 미끄럼재는 콜드 플로우(cold flow) 현상 때문에 홈에 삽입한 상태에서 접착제로 부착해야 하므로 구면블록에 장착하기가 까다롭다.In addition, the conventional slip made of PTFE or UHMW-PE is difficult to attach to the spherical block because it is attached with the adhesive in the state of being inserted into the groove due to the cold flow phenomenon.

위와 같은 종래의 면진장치의 단점을 해결한 플라스틱 구면블록이 개발되어 등록번호 10-1256829호(발명의 명칭: 스페리컬 베어링 및 이를 위한 플라스틱 구면블록, 발명자: 김성규, 이하 "선등록 발명"이라 함)로 등록되어 있다.A plastic spherical block which solves the disadvantages of the conventional seismic equipments as described above has been developed and is referred to as Registration No. 10-1256829 entitled "Spherical bearing and plastic spherical block for this purpose", inventor: Kim Sung-gyu, hereinafter referred to as " ).

선등록 발명은 종래의 금속으로 된 구면부재를 사용하는 면진장치의 여러 단점을 해결하여 가볍고, 부식되지 않으며, 가공하기 쉬운 등의 뛰어난 효과를 많이 가지긴 하지만, 더 개선해야할 사항이 있다.The line-registration invention solves many of the disadvantages of conventional seismic isolation devices using metal spherical members, which have many advantages such as being lightweight, not corroded, and easy to process, but there are still further issues to be improved.

본 발명자는 선등록 발명은 스틱 슬립(stick slip) 현상이 발생한다는 문제점이 있음 알아차렸다.The present inventor has noticed that there is a problem that a stick slip phenomenon occurs in the line registration invention.

본 발명의 목적은 스틱 슬립 현상을 방지할 수 있는 마찰부재와 이를 이용한 면진장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a friction member capable of preventing a stick slip phenomenon and an isolation device using the same.

본 발명의 다른 목적은 상면과 하면의 미끄럼 특성을 쉽게 조정하여 하여 만들수 있는 마찰부재와 이를 이용한 면진장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a friction member capable of easily adjusting sliding characteristics of an upper surface and a lower surface, and an isolator using the friction member.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 마찰부재와 면진장치를 만드는 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method of making a friction member and an isolator according to the present invention.

본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재는 접촉부재에 대한 특정 엔지니어링 플라스틱 소재로 된 마찰부재의 소정 마찰속도 범위에서 윤활제 무 및 하중의 크기의 특정 조건에서 스틱슬립(stick slip)을 일으키지 않는 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력에 대한 정보를 획득하는 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력정보 획득 단계; 적어도 한 면에 상기 접촉부재를 통해 가해지는 상기 마찰부재가 부담해야할 하중에 의해 상기 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력보다 작은 압축응력을 형성하며 상기 접촉부재의 안정된 지지를 위한 넓이의 마찰접촉표면을 가지는 상기 마찰부재를 준비하는 단계; 및 상기 특정 조건에서 상기 마찰접촉표면에 가해지는 압축응력이 상기 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력 이상이 되도록 상기 마찰접촉표면에 압축응력 증가용 홈 또는 구멍을 형성하여 상기 접촉부재와의 접촉면적을 감소시키는 접촉면적 감소단계를 포함하는 구성을 한다.The engineering plastic friction member according to the present invention is characterized in that it comprises a non-stick slip which does not cause a stick slip under certain conditions of lubricant absorber and load magnitude within a predetermined friction speed range of a friction member made of a specific engineering plastic material for the contact member obtaining non-stick slip compressive stress information to obtain information on non-stick slip compressive stress; Wherein a compressive stress smaller than the non-stick slip compressive stress is generated by a load to be imposed on at least one surface of the friction member via the contact member, Preparing a friction member having a friction contact surface; And a groove or hole for increasing a compressive stress is formed on the friction contact surface so that the compressive stress applied to the friction contact surface under the specific condition becomes the non-stick slip compressive stress or more, And a contact area reducing step of reducing a contact area of the contact area.

상기 접촉면적 감소단계에는 상기 압축응력 증가용 홈을 깊이 0.5~10㎜로 형성하는 것이 바람직하다.In the contact area decreasing step, the groove for increasing the compressive stress is preferably formed to a depth of 0.5 to 10 mm.

상기 접촉면적 감소단계에서 상기 압축응력 증가용 홈은 상기 마찰부재의 중심을 중심으로 하는 원형, 링형, 상기 원형과 상기 링형의 조합, 격자형태의 홈, 방사상으로 배치된 홈 및 간격을 두고 배치된 복수의 원형홈 중 어느 하나의 형태 또는 둘 이상을 조합한 형태로 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the contact area reducing step, the groove for increasing the compressive stress is formed in a circular shape, a ring shape, a combination of the circular shape and the ring shape, a groove in the form of a lattice, a radially arranged groove, One of the plurality of circular grooves, or a combination of two or more of the plurality of circular grooves.

상기 마찰부재는 상면과 하면 중 적어도 하나가 볼록구면으로 형성된 구면블록이고, 상기 접촉면적 감소단계에는 상기 마찰부재 가장자리를 따라 상기 압축응력증가용 홈 또는 구멍을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.The friction member may be a spherical block having at least one of an upper surface and a lower surface formed in a convex spherical shape, and the contact area reducing step may include forming a groove or hole for increasing the compressive stress along the rim of the friction member.

상기 마찰부재는 판부재일 수 있다.The friction member may be a plate member.

본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재는 상면과 하면 중 적어도 하나가 볼록구면으로 형성된 구면블록이고,
상기 구면블록은 엔지니어링 플라스틱으로 되고, 접촉부재와의 접촉면적을 줄임으로써 상기 접촉부재에 대한 예상 마찰속도 범위에서 윤활제 무, 상기 엔지니어링 플라스틱의 재질 및 하중의 크기의 특정 조건에서 상기 접촉부재에 의해 가해지는 하중에 대해 스틱슬립(stick slip)을 일으키지 않는 난스틱슬립 압축응력 이상의 압축응력을 가지도록 하기 위해 상기 접촉부재와의 마찰접촉표면에 형성된 압축응력증가용 홈을 가지는 마찰부재이고,
상기 압축응력증가용 홈의 깊이는 0.5~10㎜이고,
상기 압축응력증가용 홈은 도 3 내지 7에 나타낸 바와 같이 상기 압축응력증가용 홈이 형성되는 면의 중심을 중심으로 하는 원형, 링형, 상기 원형과 상기 링형의 조합, 격자형태의 홈 및 방사상으로 배치된 홈 중 어느 하나의 형태로 형성된 구성을 가진다.
An engineering plastic friction member according to the present invention is a spherical block having at least one of an upper surface and a lower surface formed in a convex spherical shape,
Wherein the spherical block is made of engineering plastic and is reduced in contact area with the contact member so that the lubricant is applied by the contact member under specific conditions of the material of the engineering plastic and the magnitude of the load And a groove for increasing a compressive stress formed on a frictional contact surface with the contact member so as to have a compressive stress equal to or higher than a non-stick slip compressive stress that does not cause a stick slip to a losing load,
The depth of the groove for increasing the compressive stress is 0.5 to 10 mm,
As shown in Figs. 3 to 7, the grooves for increasing the compressive stress include a circular shape, a ring shape, a combination of the circular shape and the ring shape, a lattice shape groove, and a radial shape And is formed in any one of the arranged grooves.

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본 발명에 따른 마찰부재 제조방법은 본 발명의 방법으로 엔지니어링 플라스틱 마찰부재를 만드는 과정; 상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 상면과 면접촉할 수 있도록 상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 상면과 대응하는 곡률 반경의 마찰면을 가지는 상판을 준비하는 과정; 및 상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 저면과 면접촉할 수 있도록 상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 저면과 대응하는 곡률 반경의 마찰면을 가지는 하판을 준비하는 과정을 포함하는 구성을 한다.A method of manufacturing a friction member according to the present invention includes the steps of making an engineering plastic friction member by the method of the present invention; Preparing an upper plate having a friction surface having a radius of curvature corresponding to an upper surface of the engineering plastic friction member so as to make surface contact with the upper surface of the engineering plastic friction member; And preparing a lower plate having a friction surface having a curvature radius corresponding to a bottom surface of the engineering plastic friction member so as to be in surface contact with the bottom surface of the engineering plastic friction member.

상기 마찰부재는 하방으로 볼록한 제1볼록곡면 및 상방으로 볼록하고 상기 제1볼록곡면보다 곡률반경이 큰 곡률 반경을 가지는 제2볼록곡면을 가지는 것일 수 있다.The friction member may have a first convex surface convex downward and a second convex surface convex upward and having a radius of curvature larger than that of the first convex surface.

본 발명에 따른 면진장치는 본 발명에 따른 마찰부재를 포함하는 구성을 한다.The seismic isolation device according to the present invention includes the friction member according to the present invention.

본 발명에 따르면 기존의 것에 비해 부품 개수를 줄일 수 있으면서 스틱슬립현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 스페리컬 베어링, 마찰 진자 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a spherical bearing and a friction pendulum system which can reduce the number of parts and prevent a stick slip phenomenon from occurring as compared with the conventional one.

본 발명에 따르면 면진장치의 사용 여건에 맞추어 접촉되는 부재와의 마찰 계수를 조정하여 면진장치를 구성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to configure the seismic isolation device by adjusting the coefficient of friction with the member to be contacted in accordance with the condition of use of the seismic isolation device.

본 발명에 따르면 판상으로 만들어 기존의 PTFE나 UHMW-PE 등의 미끄럼재 대용으로 사용할 수 있고, 이 경우 기존의 PTFE나 UHMW-PE 등의 미끄럼재보다 내마모성이 뛰어나고, 스틱슬립 현상을 방지할 수 있고, 사용 여건에 맞게 마찰계수 조정하여 만들 수 있다.According to the present invention, it is made into a plate and can be used for sliding materials such as conventional PTFE or UHMW-PE. In this case, it is more excellent in abrasion resistance than conventional sliding materials such as PTFE or UHMW-PE, , And adjusting the coefficient of friction according to the conditions of use.

본 발명에 따르면 마찰부재 상면의 마찰계수와 하면의 마찰계수를 같게 또는 다르게 그리고 차이나는 정도를 쉽게 조정하여 만들 수 있다.According to the present invention, the frictional coefficient of the upper surface of the friction member and the frictional coefficient of the lower surface of the friction member can be made the same or different and easily adjusted.

도 1은 스틱슬립현상을 설명하기 위한 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법의 과정을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 면진장치로서, 마찰 진자 시스템의 일례를 나타낸 분리사시도,
도 4는 도 3 면진장치의 단면도,
도 5는 도 4의 변형 예를 나타낸 분리사시도,
도 6은 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 7은 도 6 마찰부재의 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 다른 실시 예를 나타낸 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 또 다른 예를 나타낸 도면으로, 도 9(a)는 평면도, (b)는 단면도,
도 10 내지 14는 본 발명에 따른 면진장치의 다른 적용 예들을 나타낸 도면이다.
1 is a graph for explaining a stick slip phenomenon,
FIG. 2 is a block diagram illustrating a method of manufacturing an engineering plastic friction member according to the present invention.
3 is an exploded perspective view showing an example of a friction pendulum system,
4 is a cross-sectional view of the Fig. 3 facing device,
Fig. 5 is an exploded perspective view showing a modification of Fig. 4,
6 is a cross-sectional view showing another example of an engineering plastic friction member according to the present invention,
FIG. 7 is a plan view of the friction member of FIG. 6;
FIG. 8 is a view showing another embodiment of the engineering plastic friction member according to the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is a sectional view,
Fig. 9 is a view showing still another example of the engineering plastic friction member according to the present invention. Fig. 9 (a) is a plan view, Fig. 9 (b)
10 to 14 are views showing other applications of the isolation device according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 압축응력증가 홈을 형성하지 않은 마찰부재의 스틱슬립현상을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a graph for explaining a stick-slip phenomenon of a friction member not forming a compression stress increasing groove.

도 1에 나타낸 것은 마찰 진자 시스템(FPS)의 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 구면블록을 대상으로 표면에 홈 가공을 하지 않고 별도의 윤활제 적용 없이 압축응력 30MPa, 수평속도 100mm/sec, 수평변위 +/- 150mm로 실험한 그래프이다.1 shows a spherical block of an engineering plastic friction member of a friction pendulum system (FPS). The spherical block was subjected to a compressive stress of 30 MPa, a horizontal velocity of 100 mm / sec, and a horizontal displacement of +/- 150 mm Experimental graph.

도 1 그래프에서 확인할 수 있듯이, 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 마찰접촉 표면에 압축응력증가 홈을 형성하지 않은 마찰부재와 마찰부재에 접촉되는 접촉부재 상호간의 슬라이딩 운동 시 하중의 변화에 따라 변위가 증감을 반복하는 진동을 일으키는 스틱슬립(stick slip) 현상이 발생하는 것을 관찰하였다.As can be seen from the graph of FIG. 1, when the sliding movement between the friction member which does not have a compression stress increasing groove on the frictional contact surface of the engineering plastic friction member and the contact member which contacts the friction member repeatedly increases or decreases in accordance with the change of the load And a stick slip phenomenon that causes vibration to occur is observed.

스틱슬립 현상이란 마찰부재 및 마찰부재에 접촉되는 접촉부재 상호간의 미끄럼 운동이 원활하게 이루어지지 못하고 진동을 일으키면서 이동하는 현상을 말한다. 스틱슬립 현상이 발생되면 구조물에 심한 진동이 발생될 뿐만 아니라 마찰부재와 접촉부재 및 지지구조물에 무리한 힘이 가해지므로 스틱슬립 현상이 발생되지 않도록 해야 한다.The stick-slip phenomenon refers to a phenomenon in which a sliding motion between the friction member and the contact member contacting the friction member is not smooth and moves while causing vibration. If a stick slip phenomenon occurs, not only a severe vibration is generated in the structure but also an excessive force is applied to the friction member, the contact member, and the support structure, so that the stick slip phenomenon should not occur.

본 발명자는 다양한 실험을 통해, 스틱슬립 현상은 윤활재의 사용유무, 엔지니어링 플라스틱의 재질, 활주 속도, 하중의 크기 등의 많은 변수가 있어서 일률적으로 스틱슬립 현상이 발생되지 않는 조건을 결정하기는 현실적으로 어렵다는 것을 알아차렸다.The inventors of the present invention have found from various experiments that it is practically difficult to determine a condition in which the stick slip phenomenon does not occur uniformly because stick slip phenomenon has many variables such as the presence or absence of the lubricant, the material of the engineering plastic, the sliding speed, .

그러나 본 발명자는 스테인리스 스틸판이나 크롬 코팅면에서와 같이 표면이 매끄러운 금속표면에 대한 마찰계수의 크기가 스틱슬립현상에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.However, the present inventors have found that the magnitude of the coefficient of friction on a metal surface having a smooth surface, such as a stainless steel plate or a chromium coated surface, greatly affects the stick slip phenomenon.

그리고 윤활제(Lubricant)를 적용하지 않을 경우 지압력이 낮고 활주 속도(Sliding speed)가 빠르면 미끄럼 면에서 스틱슬립(Stick slip) 현상이 일어나는 것을 확인 하였고, 나일론(Nylon)으로 불리는 폴리아미드(Polyamide) 등의 엔지니어링 플라스틱 내부에 윤활제가 얼마나 또는 어떤 종류가 함침되어 있느냐에 따라 달라서 정확하지는 않지만 민무늬의 매끈한 표면의 것은 30㎜/sec 이상의 속도에서 마찰접촉 표면의 압축응력이 30MPa 이하일 경우 스틱슬립 현상이 주로 발생하였다.In addition, it was confirmed that stick slip phenomenon occurs when sliding pressure is low and sliding speed is fast when lubricant is not applied and stick slip occurs on the sliding surface, and polyamide etc. called nylon The sticky surface phenomenon is mainly caused when the compressive stress of the frictional contact surface is 30 MPa or less at a speed of 30 mm / sec or more at the smooth surface of the flat surface, although it is not accurate depending on how much or what kind of lubricant is impregnated in the engineering plastic Respectively.

선등록 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 스페리컬받침(EP-Spherical Bearing) 및 엔지니어링 플라스틱 마찰 진자 시스템(EP-FPS)에 사용되는 엔지니어링 플라스틱 구면블록은 약 30~40MPa 정도의 허용압축응력으로 설계를 하고 있다. 여기서 압축응력 30~40MPa는 구면블록의 전체 원형 단면적(Whole contact area)을 토대로 응력을 계산한다.Engineering plastic spherical blocks used in EP-Spherical Bearing and EP-FPS are designed with allowable compressive stresses of about 30 to 40 MPa. Here, the compressive stress of 30 to 40 MPa is calculated based on the whole circular contact area of the spherical block.

또한, 그래프 1의 실험 예와 동일하게 하되, 단지 구면블록의 크기를 키워 상대적으로 큰 마찰접촉표면을 가지는 구면블록의 마찰접촉표면에 압축응력 증가용 홈을 형성하여 마찰접촉 표면의 압축응력이 30MPa 되게 한 상태에서 실험한 결과 스틱슬립 현상이 발생하지 않았다.Also, in the same manner as in the experimental example of the graph 1, a groove for increasing the compressive stress is formed on the frictional contact surface of the spherical block having a relatively large frictional contact surface by increasing the size of the spherical block so that the compressive stress of the frictional contact surface is 30 MPa As a result, the stick slip phenomenon did not occur.

본 발명자는 아래 표 1에 나타낸 바와 같은 압축응력 증가용 홈을 가지는 다양한 형태의 마찰부재 샘플을 제작하여 100mm/sec의 속도로 하중-변위 실험을 하여 아래 그래프에 나타낸 바와 같은 하중-변위 이력곡선을 얻을 수 있었다.The present inventors manufactured various types of friction member samples having grooves for increasing the compressive stress as shown in Table 1 below and subjected to a load-displacement test at a speed of 100 mm / sec to calculate a load-displacement hysteresis curve as shown in the following graph .

표 1Table 1

Figure 112016079426784-pat00001
Figure 112016079426784-pat00001

하중변위 이력곡선Load displacement curve

Figure 112016079426784-pat00002
Figure 112016079426784-pat00002

그 외에 아래와 같은 다양한 나일론 엔지니어링 플라스틱으로 된 다른 샘플들에 대하여도 위에서와 동일한 하중변위 실험을 하였다.In addition, the following load displacement tests were carried out for the other samples of various nylon engineering plastics as shown below.

하중변위 이력곡선 및 그 샘플들Load displacement history curves and their samples

Figure 112016079426784-pat00003
Figure 112016079426784-pat00003

Figure 112016079426784-pat00004
Figure 112016079426784-pat00004

Figure 112016079426784-pat00005
Figure 112016079426784-pat00005

또한, 아래와 같은 다양한 샘플에 대해서도 하중 변위 실험을 수행하였다.In addition, the load displacement experiment was also carried out for various samples as follows.

다른 샘플들Other samples

Figure 112016079426784-pat00006
Figure 112016079426784-pat00006

위에서 나타낸 바와 같은 다양한 샘플을 이용하여 35MPa ~ 120MPa 압축응력 하에서는 100mm/sec의 속도로 스틱슬립 현상은 발생되지 않았다. 또한 상기의 표면에 압축응력 증가용 홈이 가공된 R-nylon 샘플을 5MPa ~ 30MPa가 되도록 수직하중을 낮추고 100mm/sec의 속도로 시험을 한 결과 스틱슬립 현상은 발생되지 않았으며 0.18 ~ 0.07 정도의 마찰계수를 얻을 수 있었다. 위와 같은 다양한 실험 샘플들에서 압축응력 증가용 홈이 형성된 면적은 홈형성 전의 마찰접촉표면을 기준으로 가장 작은 것은 10% 정도였고, 가장 큰 것은 75% 정도였다.The stick slip phenomenon was not generated at a speed of 100 mm / sec under 35 MPa to 120 MPa compressive stress using various samples as shown above. In addition, when the R-nylon sample with grooves for increasing the compressive stress was subjected to a test at a rate of 100 mm / sec while lowering the vertical load to 5 MPa to 30 MPa, the stick slip phenomenon did not occur, The coefficient of friction can be obtained. In the various test samples, the area where the grooves for increasing the compressive stress were formed was about 10% and the largest was about 75% based on the friction contact surface before the groove formation.

본 발명자는 압축응력 증가용 홈이 형성된 샘플들에서는 왜 스틱슬립 현상이 발생하지 않는지에 대해 더 자세히 검토해본 결과, 마찰표면에 압축응력 증가용 홈을 형성한 것을 사용하면 엔지니어링플라스틱이 수직하중을 받은 상태에서 수평으로 곡면을 따라 움직일 경우 상하의 오목곡면판들과 엔지니어링플라스틱의 표면에서 발생되는 거동오차 등의 발생 시 압축응력 증가용 홈들이 형성된 엔지니어링플라스틱 표면에서 압축응력 증가용 홈이 형성되지 않은 것보다 쉽게 형상이 변형되면서 거동오차 등을 보상함으로써 스틱슬립현상이 일어나지 않도록 하는 큰 원인으로 작용한다는 것을 알 수 있었다.The present inventor has further examined to see why the stick-slip phenomenon does not occur in the samples in which the grooves for increasing the compressive stress are formed. As a result, when the grooves for increasing the compressive stress are formed on the friction surface, It can be seen that the grooves for increasing the compressive stress are not formed on the surface of the engineering plastic on which the grooves for increasing the compressive stress are generated when the concave curved plates on the upper and lower sides and the movement error generated on the surface of the engineering plastic are generated It can easily be understood that the shape is deformed to compensate for the movement error and the like, thereby preventing the stick slip phenomenon.

더 자세하게는, 압축응력 증가용 홈들에 의해 압축 및 마찰되는 면적이 분할되어 있어 거동오차 등에 대해서 각각의 마찰되는 면적들이 약간씩의 탄성 및 소성 압축변형을 쉽게 일으킴에 따라 스틱슬립현상이 발생되도록 하는 저항을 크게 하지 않고 스무스하게 잘 미끄러지도록 하는 것이 스틱슬립현상이 일어나지 않도록 하는 큰 원인으로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 이는 마찰접촉표면이 평면인 경우에도 마찬가지이다.More specifically, since the areas to be compressed and rubbed by the grooves for increasing the compressive stress are divided, the stick-slip phenomenon is generated as the friction areas of the respective friction areas easily slightly cause elastic and plastic compression deformation It was found that slipping smoothly without increasing the resistance acts as a major cause for preventing the stick slip phenomenon from occurring. This is true even when the friction contact surface is flat.

압축응력, 마찰부재의 재료, 수평변위의 속도, 마찰면의 곡률 등 다양한 여건에 따라 차이가 있겠지만, 압축응력 증가용 홈이 형성된 면적은, 압축응력 증가용 홈 형성 전의 마찰접촉표면을 기준으로 최소 10% 정도 이상은 되어야 바람직하다. 하지만 10% 정도 미만으로 압축응력 증가용 홈이 형성되는 경우에도 임계치 부근에서는 스틱슬립현상을 발생을 방지하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 압축응력이 30MPa이고, 30㎜/sec에서 스틱슬립현상을 일으키는 임계치를 가지는 경우, 스틱슬립현상의 주요 변수인 압축응력을 조금만 더 높이면 스틱슬립현상을 일으키지 않을 수 있는 데, 이런 경우 압축응력 증가용 홈을 예를 들어,9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 1%만 형성하여도, 극단적으로는 0.1%만 형성하여도 스틱슬립현상이 발생되지 않을 수 있다. 즉, 본 발명에서 현실적으로 압축응력증가용 홈이 형성되는 면적 비율의 하한치를 일괄적으로 정하기는 어렵고, 여러 가지 여건에 따라 변한다.The area where the grooves for increasing the compressive stress are formed will vary depending on various conditions such as the compressive stress, the material of the friction member, the speed of the horizontal displacement, and the curvature of the friction surface. However, It should be at least about 10%. However, even when the grooves for increasing the compressive stress are formed at less than about 10%, the occurrence of the stick slip phenomenon can be prevented in the vicinity of the critical value. For example, when the compressive stress is 30 MPa and the critical stress causing the stick slip phenomenon at 30 mm / sec is increased, the stick slip phenomenon may not be caused by slightly increasing the compressive stress, which is a main variable of the stick slip phenomenon. Even if only the grooves for increasing the compressive stress are formed, for example, only 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% or 1% The stick slip phenomenon may not occur. That is, in the present invention, it is difficult to collectively determine the lower limit of the area ratio at which the grooves for increasing the compressive stress are formed in reality, and it varies depending on various conditions.

압축응력 증가용 홈의 면적이 75% 정도 이상인 경우에도 120MPa까지는 그 비율이 증가할수록 스틱슬립현상을 줄이는 데 플러스 요인으로 작용하기는 하지만 마찰부재의 크기가 비정상적으로 커지므로 비용이 증가하고 실용성이 많이 떨어진다. 이런 점들을 감안하면 압축응력 증가용 홈의 면적은 현실적으로 65% 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.Even if the groove area for compressive stress increase is more than 75%, as the ratio increases up to 120 MPa, it acts as a positive factor to reduce the stick slip phenomenon. However, since the size of the friction member increases abnormally, Falls. Taking these points into consideration, it is preferable that the area of the groove for increasing the compressive stress is practically about 65% or less.

본 발명자는 위에서 언급한 바와 같은 다양한 연구와 실험을 통해, 엔지니어링 플라스틱에서는 압축응력 및 마찰속도가 스틱슬립(Stick slip) 현상의 주요 변수임을 알 수 있었고, 같은 압축응력 하에서도 마찰접촉표면이 넓게 분포되어 있을 때, 즉, 압축응력증가용 홈이 형성되어 있을 때, 더 안정적인 지지가 가능하고, 스틱슬립 현상에서도 멀어지는 것을 확인할 수 있다.As a result of various studies and experiments as mentioned above, the present inventors have found that the compressive stress and the friction speed are the main variables of the stick slip phenomenon in engineering plastics, and even under the same compressive stress, That is, when grooves for increasing the compressive stress are formed, more stable support is possible, and it is confirmed that the stick slip phenomenon is also distanced away.

본 발명에 따른 마찰부재로 마찰부재의 상면에 아래와 같은 형태로 홈(재료 색깔과 동일한 빨간색이지만 마찰접촉표면과 구분하기 위해 회색으로 표시함)을 형성하여 구성할 수 있다. 가장자리에는 홈을 넓게 형성하되 그 안쪽의 홈의 폭은 10mm로 하고, 마찰접촉표면(빨간색)의 폭은 12mm로 하여 마찰접촉표면이 100MPa의 압축응력을 받도록 하거나, 홈의 폭은 9.5mm로 하고, 마찰접촉표면(빨간색)의 폭은 10.5mm로 하여 마찰접촉표면이 120MPa의 압축응력을 받도록 할 수 있다. The friction member according to the present invention can be formed by forming a groove (indicated by gray in the figure to distinguish it from the frictional contact surface, red in the same color as the material) on the upper surface of the friction member in the following manner. The width of the groove on the inner side is 10 mm, the width of the friction contact surface (red) is 12 mm, the friction contact surface is subjected to compressive stress of 100 MPa, or the width of the groove is 9.5 mm , And the width of the friction contact surface (red) is 10.5 mm, so that the friction contact surface is subjected to compressive stress of 120 MPa.

Figure 112016079426784-pat00007
Figure 112016079426784-pat00007

더 나아가, 본 발명에 따른 마찰부재로 마찰부재의 상면에 아래와 같은 형태로 홈의 폭은 3.5mm로 하고, 마찰접촉표면(빨간색)의 폭은 1.5mm로 하여 마찰접촉표면이 100MPa의 압축응력을 받도록 하거나, 홈의 폭은 17mm로 하고, 마찰접촉표면(빨간색)의 폭은 8mm로 하여 마찰접촉표면이 100MPa의 압축응력을 받도록 할 수 있다.Furthermore, the friction member according to the present invention has a groove formed on the upper surface of the friction member with a width of 3.5 mm and a frictional contact surface (red) width of 1.5 mm so that the frictional contact surface has compressive stress of 100 MPa Or the width of the groove is 17 mm and the width of the friction contact surface (red) is 8 mm so that the friction contact surface is subjected to compressive stress of 100 MPa.

Figure 112016079426784-pat00008
Figure 112016079426784-pat00008

위에 나타낸 마찰부재 역시 저면에도 압축응력 증가용 홈을 형성할 수 있다.The above-mentioned friction member can also form a groove for increasing the compressive stress in the bottom surface.

또한, 본 발명자는 표면이 매끈한 크롬도금층에 대한 나일론 소재 마찰부재의 마찰접촉 표면의 압축응력에 따른 마찰계수에 대한 실험을 한 결과, 엔지니어링 플라스틱은 같은 조건 하에서 압축응력이 증가하면 마찰계수는 점점 감소함을 알 수 있었고, 특히 압축응력이 약 5MPa에서 30MPa까지는 마찰계수가 급격히 감소하였고, 그 후 80MPa까지 압축응력이 증가할수록 마찰계수는 서서히 감소하였고, 80MPa이후부터는 마찰계수 감소율이 현저히 줄어드는 것을 확인하였다.The inventors of the present invention have conducted experiments on the friction coefficient of the frictional contact surface of a nylon friction member against a smooth chromium plated layer as a result of which the friction coefficient is gradually decreased In particular, the friction coefficient decreased sharply from about 5 MPa to 30 MPa, and then the frictional coefficient gradually decreased as the compressive stress increased to 80 MPa, and the decrease rate of the frictional coefficient decreased significantly after 80 MPa .

본 발명자는 위 실험내용으로부터 예를 들어, 매끈한 마찰접촉표면을 가지는 마찰부재의 표면에 홈이나 구멍을 가공하여 압축응력을 증가시켜 난-스틱슬립 압축응력 이상의 압축응력을 가지도록 하면 보다 확실히 스틱슬립 현상이 발생되지 않고, 접촉한 상태로 지지하는 접촉면이 넓게 분포될 수 있어 큰 하중의 상부구조물을 보다 안정적으로 지지할 수 있음을 알 수 있었다. 안정적인 지지는 지진 등에 의해 상부구조물이 큰 변위를 일으킬 때 매우 중요한 사항이다.The inventors of the present invention have found from the above test results that if a groove or a hole is formed on the surface of a friction member having a smooth friction contact surface to increase the compressive stress to have compressive stress equal to or higher than the stick- And the contact surface to be supported in a contact state can be widely distributed, so that the upper structure with a large load can be supported more stably. Stable support is very important when an upper structure causes large displacement due to an earthquake.

도 2는 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법의 과정을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 면진장치로서, 마찰 진자 시스템의 일례를 나타낸 분리사시도이고, 도 4는 도 3 면진장치의 단면도이다.3 is a perspective view showing an example of a friction pendulum system according to the present invention, and Fig. 4 is an exploded perspective view of the friction pendulum system according to the present invention. Sectional view of the isolation device.

도 2 내지 4를 참고하여, 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재와 면진장치를 만드는 과정을 설명한다.Referring to Figs. 2 to 4, a process of making the engineering plastic friction member and the seismic isolation device according to the present invention will be described.

먼저, 스테인리스 스틸판 등 마찰부재에 접촉하는 접촉부재에 대한 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱 소재로 된 마찰부재의 특정 조건에서 스틱슬립을 일으키지 않는 마찰접촉 표면의 난-스틱슬립 압축응력에 대한 정보를 획득한다(S1).First, information on the non-stick slip compressive stress of the friction contact surface that does not cause stick slip under a specific condition of a friction member made of an engineering plastic material such as nylon for a contact member contacting a friction member such as a stainless steel plate is obtained (S1).

여기에서 특정 조건은 면진장치(100)가 설치되는 장소에 따라 정해지는 것으로, 설계에 반영되어야할 마찰접촉 상태에서의 활주 속도, 면진장치가 부담해야할 하중, 윤활제의 사용 유무 등으로서, 설계 시 정해진다.Here, the specific condition is determined according to the place where the isolation device 100 is installed, and it is determined by the design speed at the time of designing, such as the sliding speed in the frictional contact state to be reflected in design, the load to be imposed by the seismic isolation device, All.

난-스틱슬립 압축응력에 대한 정보는 해당 특정 조건에서의 실험을 통해서 획득할 수 있다. 특정 조건에서의 난-스틱슬립 압축응력에 대한 기존의 정보나 실험 데이터가 있는 경우 기존의 정보나 실험 데이터를 이용한다. Information on the I-stick slip compressive stress can be obtained through experiments under the specific conditions. If there is existing information or experimental data on the unsteady slip compressive stress under specific conditions, use existing information or experimental data.

다음으로, 마찰부재(110)가 부담해야할 하중에 의해 난-스틱슬립 압축응력보다 작은 압축응력을 형성하며 상판(120)을 통해 지지하는 구조물을 안정되게 지지할 수 있는 충분한 넓이의 마찰접촉표면(111)을 가지는 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱으로 된 마찰부재(110)를 준비한다(S2).Next, a frictional contact surface (not shown) is formed on the frictional member 110 so as to stably support the structure supporting the frictional member 110 through the upper plate 120, forming a compressive stress smaller than the hard-slip compressive stress due to the load to be borne by the frictional member 110 111) is prepared (S2). The friction member 110 is made of an engineering plastic such as nylon.

엔지니어링 플라스틱으로는 나일론(Nylon)으로도 칭해지는 폴리아미드(PA: Polyamide)로 된 것, 폴리아세탈(POM: Polyacetal or Polyoxymethylene)로 된 것, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene terephthalate)로 된 것, 폴리설폰수지(PSU: Polysulfone resin)로 된 것, 폴리에테르설폰(PES: Polyether sulfone)으로 된 것, 폴리페닐렌 설파이드(PPS: Polyphenylene sulphide)로 된 것, 폴리페닐렌설폰(PPSU: Polyphenylene sulfone), 폴리에테르이미드(PEI: Polyether imide), 폴리아미드이미드(PAI: Polyamide imide)로 된 것, 폴리벤지미다졸(PBI: Polybenzimidazole)로 된 것, 폴리이미드(PI: Polyimide)로 된 것 및 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK: Polyether ether ketone)으로 된 엔지니어링 플라스틱이 사용될 수 있다(이하, "나일론 등의 엔지니어링 플라스틱"이라 칭함).Engineering plastics include those made of polyamide (PA), also referred to as nylon, those made of polyacetal or polyoxymethylene (POM), those made of polyethylene terephthalate (PET) (PSU), polyether sulfone (PES), polyphenylene sulphide (PPS), polyphenylene sulfone (PPSU), polyphenylene sulfone Polyetherimide (PEI), polyamide imide (PAI), polybenzimidazole (PBI), polyimide (PI) and polyether ether (Hereinafter referred to as "engineering plastics such as nylon") can be used.

상기와 같은 엔지니어링 플라스틱 중, 플라스틱 구면블록으로 만들기에 적합한 것은 마찰표면이 경도 75D 내지 95D의 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 것이고 밀도가 1.14 - 1.15 g/㎤이고, 압축강도가 950 - 1,100 ㎏/㎠ 정도인 것이 바람직하다. 그리고 본 발명에 따른 마찰부재 및 면진장치로 사용하기 위한 것은 0-400㎜/s정도의 속도범위에서, 스테인리스 스틸에 대한 플라스틱 구면블록의 동적마찰계수는, 하중이 18Mpa의 경우에는 0.08 - 0.15, 하중이 35Mpa의 경우에는 0.04 - 0.10, 하중이 69Mpa인 경우에는 0.03 - 0.08인 것이다.Of the above engineering plastics, suitable for forming a plastic spherical block is that the friction surface is made of an engineering plastic having a hardness of 75D to 95D and has a density of 1.14 - 1.15 g / cm 3 and a compression strength of about 950 - 1,100 kg / desirable. The dynamic friction coefficient of the plastic spherical block to stainless steel is 0.08-0.15 when the load is 18 MPa, and 0.08-0.15 when the load is 18 MPa for the friction member and the isolator according to the present invention, 0.04 - 0.10 for a load of 35 MPa and 0.03 - 0.08 for a load of 69 MPa.

그런 다음, 마찰접촉표면(111)에 압축응력 증가용 홈(112) 또는 구멍을 형성하여 마찰부재(110)가 부담해야할 하중에 의해 마찰접촉표면(111)에 가해지는 압축응력이 난-스틱슬립 압축응력 이상이 되도록 한다(S3). 이 실시 예에서는 압축응력 증가용 홈(112)은 마찰부재(110)의 중앙부에 원형홈으로 형성한 것으로 보여준다. 그리고 압축응력 증가용 홈(112)은 마찰접촉표면(111)과 구분을 위해 회색 또는 검은색으로 표시하였으나, 엔지니어링 플라스틱 원재료의 색깔을 하고 있는 마찰접촉표면(111)과 같은 빨간색이다. 이는 뒤에서 설명되는 도 5에서도 마찬가지이다.Then, a compressive stress increasing groove 112 or a hole is formed in the frictional contact surface 111 so that the compressive stress applied to the frictional contact surface 111 by the load to which the frictional member 110 is to bear is applied to the non- So as to be at least compressive stress (S3). In this embodiment, the groove 112 for increasing the compressive stress is formed as a circular groove at the center of the friction member 110. The grooves 112 for increasing the compressive stress are indicated by gray or black for distinguishing from the friction contact surface 111, but are red, such as the friction contact surface 111 having the color of the engineering plastic raw material. This is the same in Fig. 5 which will be described later.

한편, 마찰부재(110)의 상면에 대응하는 마찰면을 저면에 가지는 상판(120)과 마찰부재(110)의 하면에 대응하는 마찰면을 가지는 하판(130)을 준비한다(S4).An upper plate 120 having a friction surface corresponding to the upper surface of the friction member 110 and a lower plate 130 having a friction surface corresponding to the lower surface of the friction member 110 are prepared (S4).

상판(120)과 하판(130)은 마찰부재(110)를 만들기 전 또는 후에 또는 마찰부재(110)를 만들 때 함께 만들 수 있다. 이러한 상판(120)의 저면과 하판(130)의 상면에는 스테인리스 스틸판을 설치하거나 접촉면을 매끄럽게 하기 위한 크롬도금을 할 수 있다.The upper plate 120 and the lower plate 130 can be made together before or after the friction member 110 is made or when the friction member 110 is made. A stainless steel plate may be provided on the bottom surface of the upper plate 120 and an upper surface of the lower plate 130 may be chrome plated to smooth the contact surface.

위와 같은 과정으로 만든 마찰부재(110)를 도 4에 나타낸 바와 같이 상판(120)과 하판(130) 사이에 결합하면 본 발명에 따른 마찰부재(110)를 가지는 면진장치(100)를 만들 수 있다(S5).4, the friction stir piece 100 having the friction member 110 according to the present invention can be manufactured by coupling the friction member 110 formed as described above between the upper plate 120 and the lower plate 130 as shown in FIG. (S5).

도 3과 4에 나타낸 바와 같은 면진장치(100)의 하판(130)과 상판(120)은 용접을 통해 하부구조물의 상면과 상부구조물의 저면에 고정될 수 있다.The lower plate 130 and the upper plate 120 of the isolation device 100 as shown in FIGS. 3 and 4 can be fixed to the upper surface of the lower structure and the lower surface of the upper structure through welding.

도 5는 도 4의 변형 예를 나타낸 분리사시도이다.5 is an exploded perspective view showing a modification of Fig.

하부구조물이 콘크리트 등으로 이루어진 경우, 하부구조물에 앵커 너트(AN)를 심고, 하판(130)에 설치된 플랜지(133)의 구멍(134)을 통해 볼트(B)를 결합하여 하판(130)을 고정할 수 있다.When the lower structure is made of concrete or the like, the anchor nut AN is planted in the lower structure and the bolts B are coupled through the holes 134 of the flange 133 provided on the lower plate 130 to fix the lower plate 130 can do.

그리고 이 실시 예에서, 마찰부재(110)의 마찰접촉표면(111)에 형성되는 압축응력 증가용 홈(112)은 마찰부재(110)의 중심을 중심으로 하는 중심의 원형 홈과 그 바깥으로 배치된 환형 홈들로 형성한 것을 보여준다.In this embodiment, the groove 112 for increasing the compressive stress formed on the friction contact surface 111 of the friction member 110 is provided with a central circular groove centered on the center of the friction member 110, Shaped annular grooves.

참고로, 이러한 마찰 진자 시스템에서의 구면에 따른 복원강성 K는 다음의 식에 의해 구해진다.For reference, the restoring stiffness K along the spherical surface in such a friction pendulum system is obtained by the following equation.

Figure 112016079426784-pat00009
이고, 마찰력
Figure 112016079426784-pat00010
이다.
Figure 112016079426784-pat00009
, Frictional force
Figure 112016079426784-pat00010
to be.

여기에서, DL은 상부 자중, μ는 마찰계수, R1은 상부 곡률, R2는 하부 곡률,

Figure 112016079426784-pat00011
는 상부강성 반력,
Figure 112016079426784-pat00012
은 하부강성 반력, dt는 상부곡률 변위, dl은 하부곡률 변위이다.Here, DL is the upper self weight, mu is the friction coefficient, R1 is the upper curvature, R2 is the lower curvature,
Figure 112016079426784-pat00011
The upper stiffness reaction force,
Figure 112016079426784-pat00012
Dt is the upper curvature displacement, and dl is the lower curvature displacement.

나머지는 도 3과 4를 통해 설명한 것과 같다.The rest is the same as described with reference to Figs. 3 and 4.

도 6은 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 다른 예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6 마찰부재의 평면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the engineering plastic friction member according to the present invention, and FIG. 7 is a plan view of the friction member of FIG.

때에 따라, 하면은 아래로 볼록한 구면으로 형성하고, 상면은 위로 볼록한 구면으로 형성한 엔지니어링 플라스틱 마찰부재(110)의 마찰접촉표면(111)가장자리에 넓게 환형의 압축응력 증가용 홈(112a)을 형성하고, 그 안쪽으로 폭이 좁은 환형의 압축응력 증가용 홈(112b)을 형성하고, 중앙부에는 원형의 압축응력 증가용 홈(112c)을 형성하여 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재를 구성할 수 있다. 이러한 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)은 상면뿐만 아니라 저면에도 동일 또는 유사한 패턴으로 형성할 수 있다.The annular compressive stress increasing groove 112a is formed at the edge of the friction contact surface 111 of the engineering plastic friction member 110 formed with a convex spherical surface in a downward direction and a convex spherical surface in an upper surface, An annular compressive stress increasing groove 112b having a narrow width is formed on the inside thereof and a circular compressive stress increasing groove 112c is formed in the center thereof to constitute an engineering plastic friction member according to the present invention . The compressive stress increasing grooves 112a, 112b, and 112c may be formed in the same or similar pattern on the bottom surface as well as on the top surface.

외곽부의 환형의 압축응력 증가용 홈(112a)은 넓고 크게 하여 마찰접촉이 되지 않도록 하고 그 안쪽에서 마찰접촉이 될 수 있도록 설계하면 구조적으로 더욱 안정화 시킬 수 있고, 가장자리에 응력이 집중되어 가장자리가 파손되는 것을 방지할 수 있다.The annular compressive stress increasing grooves 112a of the outer periphery are designed so as to be frictional in contact with the inside of the annular compressive stress increasing grooves 112a so as not to be brought into frictional contact with each other, Can be prevented.

압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)의 깊이는 약 0.5mm 내지 10mm 사이로 하는 것이 좋고, 더 좋기로는 1~2mm 정도로 하면 된다. 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱은 경도가 크고 마모에 특히 강하여 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)을 깊이 형성할 필요는 없다. 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)의 깊이를 작게 하는 것은 되도록이면 엔지니어링 플라스틱으로 된 구면블록의 일정두께 아래 부분에서는 전체면적(홈 아래쪽 면적도 포함하여)에서 수직하중에 저항할 수 있고, 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)의 깊이가 작으면 구조적으로도 안정적이다. 하지만, 직접 마찰접촉이 있어나는 마찰접촉면은 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)이 형성된 만큼의 접촉 면적이 줄어들어 실제 작용되는 마찰접촉표면의 압축응력은 커지는 효과를 거둘 수 있다.The depths of the compressive stress increasing grooves 112a, 112b and 112c are preferably between about 0.5 mm and 10 mm, more preferably about 1 to 2 mm. Engineering plastics such as nylon are not required to form deeply the grooves 112a, 112b and 112c for increasing the compressive stress because of their high hardness and strong resistance to abrasion. Reducing the depth of the compressive stress increasing grooves 112a, 112b, 112c is preferably able to withstand vertical loads in the entire area (including the area under the groove) below a certain thickness of the spherical block of engineering plastic And the grooves 112a, 112b and 112c for compressive stress increase are structurally stable. However, since the frictional contact surface having the frictional contact with the frictional contact surface is reduced in contact area as much as the grooves 112a, 112b and 112c for increasing the compressive stress are formed, the compressive stress of the frictional contact surface actually applied can be increased.

압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)의 폭은 설계하고자 하는 표면의 압축응력에 맞추어 크기를 조절하면 된다. 때에 따라, 원형 혹은 격자형 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)을 여러 개 많이 내지 않고 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)의 폭을 크게 하여 접촉되는 면을 몇 개 혹은 아예 1개로만 할 수도 있다.The width of the compression stress increasing grooves 112a, 112b, 112c may be adjusted according to the compressive stress of the surface to be designed. The compressive stress increasing grooves 112a, 112b, and 112c may be increased in width to increase the number of circular or lattice compressive stress increasing grooves 112a, 112b, and 112c, Only one can be done.

이러한 경우 되도록이면 엔지니어링 플라스틱 구면블록 등의 마찰부재(110)는 외곽부의 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)은 넓고 크게 하여 마찰접촉이 되지 않도록 하고 그 안쪽에서 마찰접촉이 될 수 있도록 설계하면 구조적으로 더욱 안정화 시킬 수 있다.In this case, it is preferable that the friction material 110 such as an engineering plastic spherical block is designed such that the grooves 112a, 112b and 112c for increasing the compressive stress of the outer frame are wide and large so as not to come into frictional contact, Can be structurally further stabilized.

이와 같이 마찰접촉표면(111)에 형성되는 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)의 깊이를 매우 작게 하면, 마찰접촉표면(111)의 압축응력은 매우 높게 할 수 있지만 그 하부에서는 엔지니어링 플라스틱 구면블록 등의 마찰부재(110)의 전체 단면적이 수직하중을 지지할 수 있는 구조(약 30~40MPa)로 구면블록 구조의 마찰부재(110)의 안정화를 이룰 수 있다는 큰 장점을 가질 수 있다.When the depth of the compressive stress increasing grooves 112a, 112b and 112c formed on the friction contact surface 111 is made very small, the compressive stress of the friction contact surface 111 can be made very high. However, The overall sectional area of the friction member 110 such as a spherical block can have a great advantage that the stabilization of the friction member 110 having a spherical block structure can be achieved with a structure (about 30 to 40 MPa) capable of supporting a vertical load.

이러한 장점은 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱 재질 자체가 종래에 사용되고 있는 여타의 마찰재보다 훨씬 고강도이기 때문에 가능할 수 있지만, 일반적으로 사용하고 있는 PTFE나 UHMW-PE 등의 미끄럼재는 마찰접촉표면의 압축응력이 크면 콜드 플로우(Cold flow) 현상이 일어나므로 이러한 장점을 살릴 수 없다.Such an advantage can be achieved because the engineering plastic material itself such as nylon is much stronger than other friction materials conventionally used. However, when a sliding material such as PTFE or UHMW-PE generally used has a large compressive stress on the frictional contact surface, This phenomenon can not be taken advantage of because cold flow phenomenon occurs.

위와 같이 마찰접촉표면(111)에 아주 작은 깊이로 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)을 형성함으로써 표면 압축응력을 높이면서 그에 해당하는 마찰계수를 확보할 수 있다. 엔지니어링 플라스틱에 함침된 윤활제의 종류 및 % 등에 따라 달라지겠지만 마찰접촉표면(111)에 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)을 형성함으로써 마찰접촉표면(111)의 압축응력을 달리하면 마찰계수를 약 0.03~0.1 사이에서 조정하여 설계가 가능하다.By forming the grooves 112a, 112b and 112c for increasing the compressive stress with a very small depth on the friction contact surface 111 as described above, the surface compressive stress can be increased and the corresponding friction coefficient can be ensured. The compressive stress of the friction contact surface 111 may be varied by forming the grooves 112a, 112b and 112c for increasing the compressive stress on the friction contact surface 111 depending on the type and% of the lubricant impregnated in the engineering plastic, Can be adjusted between about 0.03 and 0.1.

더 작은 마찰계수를 얻고자 할 경우는 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)이 형성된 표면에 별도의 윤활제를 도포하여 설계할 수도 있음은 물론이다.Needless to say, in order to obtain a smaller coefficient of friction, another lubricant may be applied to the surface on which the grooves for increasing the compressive stress 112a, 112b, and 112c are formed.

위와 같이 하는 경우 추가적인 미끄럼재를 별도로 사용하지 않고 스페리컬 베어링의 구면블록 또는 마찰 진자 시스템의 구면블록 등을 이루는, 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱으로 된 마찰부재(110) 자체의 표면이 미끄럼재의 역할을 하고, 충분한 크기로 구조물을 안정적으로 지지할 수 있으면서도 마찰접촉표면(111)의 면적을 줄여 압축응력을 증가시킬 수 있고, 스테인리스 스틸판이나 크롬도금층 등 매끄러운 금속표면에 대한 마찰계수도 감소되어 스틱슬립현상을 방지할 수 있다.In this case, the surface of the friction member 110 made of an engineering plastic such as nylon, which constitutes a spherical block of a spherical bearing or a spherical block of a friction pendulum system or the like, serves as a sliding material without using any additional sliding material , It is possible to stably support the structure with a sufficient size and reduce the area of the friction contact surface 111 to increase the compressive stress and to reduce the coefficient of friction on the smooth metal surface such as the stainless steel plate and the chromium plating layer, Can be prevented.

위에서 설명한 이 실시 예에서의 압축응력 증가용 홈(112a, 112b, 112c)과 관련한 설명은 앞과 뒤에서 설명하는 압축응력 증가용 홈에 대해서도 그대로 적용될 수 있다.The description of the grooves 112a, 112b and 112c for increasing the compressive stress in the above-described embodiment can be applied to the grooves for increasing the compressive stress as described above.

도 8은 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 다른 실시 예를 나타낸 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 단면도이다.8 is a view showing another embodiment of the engineering plastic friction member according to the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a sectional view.

때에 따라 판상의 마찰부재(110)에 동일 중심을 가지는 환상의 압축응력 증가용 홈(112)을 간격을 두고 형성하여 본 발명에 따른 마찰부재(110)를 구성할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같은 마찰부재(110)는 그 설치되는 부재에 같은 모양의 장착홈을 형성하고, 장착홈에 끼워서 사용하면 된다. 즉, 도 8에 나타낸 바와 같은 마찰부재(110)는 별도의 마찰재 시트로 사용될 수 있다. 이 경우, 압축응력 증가용 홈(112)은 아주 작은 깊이로 형성함으로써 표면 압축응력을 높이면서 스틱슬립이 발생되지 않게 할 수 있고, 콜드 플로우가 없고, 장착홈이 가공된 스틸 백킹 판(Steel backing plate)에 단순히 삽입하면 되고, 별도의 본딩이 필요치 않으나, 본딩하여 사용할 수 있음은 물론이다. 이렇게 하는 경우, 별도의 윤활제(Lubricant)적용 없이 낮은 마찰계수를 확보할 수 있다. The friction material 110 according to the present invention can be formed by forming annular compressive stress increasing grooves 112 having the same center at intervals in the plate-like friction material 110 at intervals. The friction member 110 as shown in Fig. 8 may be used by forming a mounting groove having the same shape in the member to be mounted, and inserting it into the mounting groove. That is, the friction member 110 as shown in FIG. 8 can be used as a separate friction material sheet. In this case, the groove 112 for increasing the compressive stress can be formed to have a very small depth, thereby making it possible to prevent the stick slip from occurring while increasing the surface compressive stress. There is no cold flow and the steel backing plate. However, it is needless to say that bonding is not required, but it can be used by bonding. In this case, a low coefficient of friction can be secured without applying a separate lubricant.

별도의 마찰재 시트로 사용하기 위한 마찰부재(110)인 경우, 압축응력 증가용 홈(112) 대신 작은 원형구멍 등을 여러 개 뚫어 압축응력을 높일 수 있고, 압축응력 증가용 홈(112)과 구멍을 혼합하여 형성하는 것도 가능하다. 이는 아래의 도 9에 나타낸 실시 예에서도 마찬가지이다.In the case of the friction member 110 for use as a separate friction material sheet, instead of the grooves 112 for increasing the compressive stress, several small circular holes can be drilled to increase the compressive stress, May be mixed and formed. This is also true in the embodiment shown in Fig. 9 below.

본 발명에서와 같이 마찰부재(110)를 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱으로 만드는 경우, 표면 가공이 아주 쉬워 어떠한 형태로든 가공을 할 수 있고, 철 등의 재료에 비하여 가공비가 매우 저렴하고, 녹이 발생되지 않으며, 유지보수가 필요치 않으면서도 마모에 매우 강하여 반영구적으로 사용될 수 있다. 그리고 기존에 널리 사용되고 있는 PTFE 및 UPE에 비하여 콜드 플로우(Cold flow)현상이 없다.When the friction member 110 is made of an engineering plastic such as nylon as in the present invention, surface processing is very easy, and any form of machining can be performed. The machining cost is very low as compared with a material such as iron, , It is very resistant to wear without maintenance, and can be used semi-permanently. And there is no cold flow phenomenon as compared with PTFE and UPE which are widely used.

이 실시 예에 따른 본 발명에 따른 마찰부재(110)는 기존의 PTFE, UHMW-PE 혹은 기타 마찰재 대신 사용하면 기존 마찰재보다 향상된 성능을 제공할 수 있고, 수명이 길고, 필요에 따라 마찰 계수의 크기를 쉽게 조정하여 사용할 수 있다. 이는 아래에 설명되는 도 9의 실시 예에서도 마찬가지이다.When the friction material 110 according to the present invention is used in place of the conventional PTFE, UHMW-PE or other friction material, it can provide improved performance over the existing friction material, has a long life, Can be easily adjusted and used. This is the same in the embodiment of Fig. 9 described below.

도 9는 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 또 다른 예를 나타낸 도면으로, 도 9(a)는 평면도, (b)는 단면도이다.Fig. 9 is a view showing still another example of the engineering plastic friction member according to the present invention, wherein Fig. 9 (a) is a plan view and Fig. 9 (b) is a sectional view.

때에 따라, 압축응력 증가용 홈(112)은 판상 마찰부재(110)의 한쪽 마찰접촉표면(111)에 격자모양(Lattice)으로 형성될 수 있다. 격자모양으로 하면 가공이 편하다.The grooves 112 for increasing the compressive stress may be formed in a lattice shape on one frictional contact surface 111 of the plate-like friction member 110. [ It is easier to work with a lattice shape.

때에 따라, 압축응력 증가용 홈(112)은 원형의(Circular) 형태로 형성될 수 있고, 여타의 다른 형태로도 가능하다. 구면을 가지는 마찰부재(110)에도 도 9(a)에 나타낸 바와 같은 격자모양의 압축응력 증가용 홈(112)이 형성될 수 있다.Sometimes, the grooves 112 for increasing the compressive stress can be formed in a circular shape, or in other forms. A lattice-shaped compressive stress increasing groove 112 as shown in Fig. 9 (a) may also be formed in the friction member 110 having a spherical surface.

나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.The rest is the same as described above.

더 나아가 압축응력 증가용 홈(112)은 중앙부에 원형 홈을 형성하고, 그 바깥으로 방사상으로 일자형 홈을 형성하여 구성할 수 있음은 물론이다.Further, it is needless to say that the groove 112 for increasing the compressive stress may be formed by forming a circular groove at the center and forming a straight groove radially outside the groove.

도 10 내지 14는 본 발명에 따른 면진장치의 다른 적용 예들을 나타낸 도면이다.10 to 14 are views showing other applications of the isolation device according to the present invention.

때에 따라, 도 10에 나타낸 바와 같이, 마찰부재(110)의 저면 쪽 마찰접촉표면(111)은 구면으로 형성하고, 상면 쪽 마찰접촉표면(111)은 평면으로 형성하되, 상면 쪽 마찰접촉표면(111) 중앙부에 원형의 압축응력 증가용 홈(112)을 형성하여 본 발명에 따른 면진장치(100)를 구성할 수 있다. 때에 따라, 압축응력 증가용 홈(112)에는 흑연이나 그리스 또는 플라스틱용 윤활유를 채워둘 수 있다. 이때, 상판(120)의 저면은 평면으로 형성하여야 하며, 스테인리스스틸판으로 된 미끄럼재(122)를 부착하는 것이 바람직하다. 그리고 하판(130)의 오목구면(132)에는 크롬도금층을 형성하여 표면을 매끄럽게 한 것이 좋다.10, the frictional contact surface 111 of the bottom surface of the friction member 110 is formed as a spherical surface, and the frictional contact surface 111 of the top surface is formed in a plane, and the frictional contact surface 111 may be formed at the center thereof to form a circular compressive stress increasing groove 112 to constitute the isolation device 100 according to the present invention. At times, the grooves 112 for increasing the compressive stress can be filled with graphite, grease or lubricant for plastic. At this time, the bottom surface of the upper plate 120 should be formed as a flat surface, and it is preferable to attach a sliding material 122 made of a stainless steel plate. A chromium plating layer may be formed on the concave spherical surface 132 of the lower plate 130 to smooth the surface.

또, 때에 따라 도 11에 나타낸 바와 같이 마찰부재(110)의 저면 쪽 마찰접촉표면(111)은 구면으로 형성하고, 상면 쪽 마찰접촉표면(111)은 평면으로 형성하되, 상면 쪽 마찰접촉표면(111)과 하면 쪽 마찰접촉표면(111)의 중앙부에 원형의 압축응력 증가용 홈(112c)을 형성하고, 그 바깥쪽으로 각각 환형의 압축응력 증가용 홈(112b)을 간격을 두고 각각 형성할 수 있다. 그리고 상판(120)의 양측 가장자리를 따라 하방으로 돌출되게 그리고 하판(130)의 양 측면과 마주보게 돌출부(125)를 각각 설치하여 일 방향 가동단에 사용하기 위한 본 발명에 따른 면진장치(100)를 구성할 수 있다. 이렇게 하기 위해, 돌출부(125) 및 돌출부(125)와 마주보는 하판(130)의 양 측면은 직선으로 형성된다. 또한, 돌출부(125)는 상판(120)의 회동을 허용하기 위해 하판(130)의 양 측면과 약간의 간격을 두고 설치된다.11, the frictional contact surface 111 of the bottom surface of the friction member 110 is formed as a spherical surface and the frictional contact surface 111 of the upper surface is formed as a plane, A circular compressive stress increasing groove 112c is formed at the center of the bottom surface friction contact surface 111 and annular compressive stress increasing grooves 112b are formed at intervals apart from each other have. The isolation device 100 according to the present invention for use in one movable end is provided with protrusions 125 protruding downward along both side edges of the upper plate 120 and opposite side surfaces of the lower plate 130, . To do this, both sides of the lower plate 130 facing the protrusions 125 and the protrusions 125 are formed in a straight line. The protrusions 125 are spaced apart from both sides of the lower plate 130 to allow the upper plate 120 to rotate.

나머지 사항은 도 10을 통해 설명한 것과 같다The remaining items are the same as those described with reference to FIG. 10

또, 때에 따라 도 12에 나타낸 바와 같이 상면 쪽의 평면상의 마찰접촉표면(111)에 환형의 압축응력 증가용 홈(112b)을 간격을 두고 설치하되, 마찰부재(110)의 가장자리를 따라서도 환형의 홈(112a)을 형성하여 마찰부재(110)의 모서리가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 상면 쪽의 평면상의 마찰접촉표면(111)에 앞에서 설명한 격자형 압축응력 증가용 홈(112)이 형성될 수 있다.12, annular compressive stress increasing grooves 112b are provided at intervals on the frictional contact surface 111 on the flat surface on the upper surface side, and also annular compressive stress increasing grooves 112b are formed along the edge of the friction member 110, It is possible to prevent the edge of the friction member 110 from being broken. The lattice type compressive stress increasing grooves 112 described above may be formed on the frictional contact surface 111 on the upper surface side.

그리고 부반력 저항기능을 주기 위해 하판(130)의 가장자리에 바깥으로 돌출된 걸림턱(136)을 형성하고, 상판(120)의 가장자리에 볼트 또는 용접을 통해 걸림턱(136)에 걸릴 수 있는 턱(126a)을 가지는 턱부재(126)를 설치하여 부반력 저항기능을 가지는 면진장치(100)를 구성할 수 있다.A hook 136 protruding outward from the edge of the lower plate 130 is formed to provide a negative reaction force resistance function and a jaw 136 which can be hooked on the edge of the upper plate 120 through bolts or welding, And a jaw member 126 having a side surface 126a may be provided to constitute the base isolation device 100 having a negative-reaction-resistance function.

나머지는 도 11에서 설명한 것과 같다.The remainder is the same as that described in Fig.

또, 어떤 경우에는, 도 13에 나타낸 바와 같이 환형으로 된 한 개의 압축응력 증가용 홈(112)을 평면을 이루는 마찰부재(110)의 상면에 형성하고, 상판(120)의 가장자리에 하방으로 연장된 돌출부(125)를 하판(130)의 양 측면과 이격시켜 각각 설치하고, 하판(130)과 돌출부(125) 사이에 탄성기구(140)를 설치하여 본 발명에 따른 면진장치(100)를 구성할 수 있다.In some cases, as shown in Fig. 13, one annular compressive stress increasing groove 112 is formed on the upper surface of the friction member 110 forming a plane, and the lower surface of the upper plate 120 is extended downward And a resilient mechanism 140 is provided between the lower plate 130 and the protrusion 125 so as to constitute the isolation device 100 according to the present invention. can do.

탄성기구(140)로는 축(142), 축(142)의 외주면 일부에 결합된 탄성체(144) 및 축(142)의 단부에 설치되어 탄성체(144)의 이탈을 방지하고 돌출부(125)의 내측면에 접촉되는 접촉단부(146)를 가지는 것이 바람직하다.The elastic mechanism 140 includes an elastic body 144 coupled to a part of the outer circumferential surface of the shaft 142 and an end of the shaft 142 to prevent detachment of the elastic body 144, It is preferable to have the contact end 146 contacting the side surface.

경우에 따라, 탄성기구(140)는 돌출부(125)에 장착되고 접촉단부(146)가 하판(130)의 측면에 면접촉 되도록 구성될 수 있다. 이러한 탄성기구(140)는 좌우 또는 전후에만 설치되거나 좌우 및 전후 4방향에 모두 설치될 수 있다.Optionally, the resilient mechanism 140 may be configured to be mounted to the protrusion 125 and the contact end 146 to be in surface contact with the side surface of the lower plate 130. The elastic mechanism 140 may be installed only in the left or right or front and rear, or in all four directions.

또, 때에 따라, 도 14에 나타낸 바와 같이 육면체 형태의 베어링블록(110a) 상면에 마찰부재 장착홈(115)을 형성하고, 이 마찰부재 장착홈(115)에 상면에 압축응력 증가용 홈(112)이 형성된 판상의 마찰부재(110)를 장착하여 본 발명에 따른 면진장치(100)를 구성할 수 있다.14, a friction member mounting groove 115 is formed on the top face of a hexahedral bearing block 110a and a groove 112 for increasing compressive stress is formed on the upper surface of the friction member mounting groove 115 The friction material 110 of the present invention can be mounted on the plate-like friction material 110 to form the isolation device 100 according to the present invention.

때에 따라, 마찰부재 장착홈(115)를 구면으로 형성하되, 마찰부재(110)로 저면이 구면으로 형성된 것을 사용하여 상부구조물의 회전을 더 많이 받아주도록 할 수 있다. At this time, the friction member mounting groove 115 is formed as a spherical surface, and the bottom surface of the friction member 110 is formed into a spherical surface, thereby allowing the rotation of the upper structure to be received more.

여기에서, 베어링블록(110a)의 측면에는 탄성기구(140)의 축(142)이 삽입되어 수평방향으로 이동할 수 있는 축구멍(117)을 형성하고, 베어링블록(110a) 저면에는 탄성패드(150)와 탄성패드(150)를 관통하는 전단핀(P)을 장착한 것이 사용된다.The shaft block 142 of the elastic block 140 is inserted into the side surface of the bearing block 110a to form a shaft hole 117 which can move in the horizontal direction and an elastic pad 150 And a front end pin P passing through the elastic pad 150 are used.

그리고 상판(120)에는 가장자리를 따라 하방으로 연장된 돌출부(125)를 설치하고, 하판(130)의 중앙부에는 전단핀(P)의 하단이 삽입되는 핀구멍(137)을 형성하여 베어링 블록(110a)이 수평방향으로 이동하는 것을 방지한다. 상판(120) 저면에는 스테인리스 스틸판 등의 미끄럼재가 설치된 것이 좋다.The upper plate 120 is provided with a projection 125 extending downward along the edge and a pin hole 137 into which the lower end of the shearing pin P is inserted is formed at the center of the lower plate 130, ) In the horizontal direction. A sliding member such as a stainless steel plate may be disposed on the bottom surface of the upper plate 120.

나머지는 도 13을 통해 설명한 것과 같다.The rest is the same as described with reference to FIG.

도 10 내지 14에서 설명한 실시 예에서도 압축응력 증가용 홈은 격자형, 방사상으로 배치된 홈, 작은 원형 홈 복수 개가 균일하게 분포된 형태 등으로 구성될 수 있다.In the embodiment described with reference to Figs. 10 to 14, the grooves for increasing the compressive stress may be formed in a lattice shape, a radially arranged groove, a shape in which a plurality of small circular grooves are uniformly distributed, or the like.

나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.The rest is the same as described above.

본 발명은 큰 하중을 받는 면진장치의 스페리컬 베어링, 마찰 진자 시스템의 구면을 가지는 베어링 블록으로 활용될 수 있고, 두께가 얇은 판상으로 만들어져 PTFE나 UHMW-PE로 된 판상의 미끄럼재 대신 사용될 수 있다.The present invention can be applied to a spherical bearing of a seismic device subjected to a large load, a bearing block having a spherical surface of a friction pendulum system, can be formed in a thin plate shape and can be used in place of a plate slip material made of PTFE or UHMW-PE .

100: 면진장치 110: 마찰부재
111: 마찰접촉표면
112, 112a, 112b, 112c: 압축응력 증가용 홈
120: 상판 130: 하판
100: Isolation device 110: Friction member
111: Friction contact surface
112, 112a, 112b, 112c: a groove for increasing the compressive stress
120: top plate 130: bottom plate

Claims (13)

접촉부재에 대한 특정 엔지니어링 플라스틱 소재로 된 마찰부재의 소정 마찰속도 범위에서 윤활제 무 및 하중의 크기의 특정 조건에서 스틱슬립(stick slip)을 일으키지 않는 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력에 대한 정보를 획득하는 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력정보 획득 단계;
적어도 한 면에 상기 접촉부재를 통해 가해지는 상기 마찰부재가 부담해야할 하중에 의해 상기 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력보다 작은 압축응력을 형성하며 상기 접촉부재의 안정된 지지를 위한 넓이의 마찰접촉표면을 가지는 상기 마찰부재를 준비하는 단계; 및
상기 특정 조건에서 상기 마찰접촉표면에 가해지는 압축응력이 상기 난-스틱슬립(non-stick slip) 압축응력 이상이 되도록 상기 마찰접촉표면에 압축응력 증가용 홈 또는 구멍을 형성하여 상기 접촉부재와의 접촉면적을 감소시키는 접촉면적 감소단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법.
In non-stick slip compressive stresses that do not cause stick slip under certain conditions of the lubricant radial and load magnitudes over a given friction speed range of the friction member made of a particular engineering plastic material for the contact member A non-stick slip compressive stress information obtaining step of obtaining information on a non-stick slip;
Wherein a compressive stress smaller than the non-stick slip compressive stress is generated by a load to be imposed on at least one surface of the friction member via the contact member, Preparing a friction member having a friction contact surface; And
Wherein a groove or hole for increasing compressive stress is formed on the friction contact surface so that the compressive stress applied to the friction contact surface under the specific condition becomes equal to or higher than the non-stick slip compressive stress, And a contact area reducing step of reducing the contact area.
제1항에서, 상기 접촉면적 감소단계에는 상기 압축응력 증가용 홈을 깊이 0.5~10㎜로 형성하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법.2. The method of manufacturing an engineering plastic friction member according to claim 1, wherein the groove for increasing the compressive stress is formed to a depth of 0.5 to 10 mm. 제1항 또는 제2항에서, 상기 접촉면적 감소단계에서 상기 압축응력 증가용 홈은 상기 마찰부재의 중심을 중심으로 하는 원형, 링형, 상기 원형과 상기 링형의 조합, 격자형태의 홈, 방사상으로 배치된 홈 및 간격을 두고 배치된 복수의 원형홈 중 어느 하나의 형태 또는 둘 이상을 조합한 형태로 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법.The method according to claim 1 or 2, wherein in the contact area reducing step, the groove for increasing the compressive stress is formed in a circular shape, a ring shape centered on the center of the friction member, a combination of the circular shape and the ring shape, And a plurality of circular grooves arranged in the circumferential direction and arranged in the circumferential direction and arranged in the circumferential direction, or a combination of two or more of them. 제1항 또는 제2항에서, 상기 마찰부재는 상면과 하면 중 적어도 하나가 볼록구면으로 형성된 구면블록이고,
상기 접촉면적 감소단계에는 상기 마찰부재 가장자리를 따라 상기 압축응력증가용 홈 또는 구멍을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법.
The friction member according to claim 1 or 2, wherein the friction member is a spherical block having at least one of an upper surface and a lower surface formed in a convex spherical shape,
And the step of reducing the contact area includes forming the groove or hole for increasing the compressive stress along the rim of the friction member.
제1항 또는 제2항에서, 상기 마찰부재는 판부재인 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 마찰부재 제조방법.The method of manufacturing an engineering plastic friction member according to claim 1 or 2, wherein the friction member is a plate member. 상면과 하면 중 적어도 하나가 볼록구면으로 형성된 구면블록이고,
상기 구면블록은 엔지니어링 플라스틱으로 되고, 접촉부재와의 접촉면적을 줄임으로써 상기 접촉부재에 대한 예상 마찰속도 범위에서 윤활제 무, 상기 엔지니어링 플라스틱의 재질 및 하중의 크기의 특정 조건에서 상기 접촉부재에 의해 가해지는 하중에 대해 스틱슬립(stick slip)을 일으키지 않는 난-스틱슬립 압축응력 이상의 압축응력을 가지도록 하기 위해 상기 접촉부재와의 마찰접촉표면에 형성된 압축응력증가용 홈을 가지는 마찰부재이고,
상기 압축응력증가용 홈의 깊이는 0.5~10㎜이고,
상기 압축응력증가용 홈은 상기 압축응력증가용 홈이 형성되는 면의 중심을 중심으로 하는 원형, 링형, 상기 원형과 상기 링형의 조합, 격자형태의 홈 및 방사상으로 배치된 홈 중 어느 하나의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 마찰부재.
Wherein at least one of the upper surface and the lower surface is a spherical block having a convex spherical surface,
Wherein the spherical block is made of engineering plastic and is reduced in contact area with the contact member so that the lubricant is applied by the contact member under specific conditions of the material of the engineering plastic and the magnitude of the load A friction material having a groove for increasing compressive stress formed on a friction contact surface with the contact member so as to have a compressive stress equal to or higher than an unstable slip compression stress not causing a stick slip against a low load,
The depth of the groove for increasing the compressive stress is 0.5 to 10 mm,
Wherein the groove for increasing the compressive stress is formed in a circular shape, a ring shape, a combination of the circular shape and the ring shape, a groove in a lattice shape, and a groove in a radially arranged shape Wherein the frictional member is made of a plastic material.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항의 방법으로 엔지니어링 플라스틱 마찰부재를 만드는 과정;
상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 상면과 면접촉할 수 있도록 상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 상면과 대응하는 곡률 반경의 마찰면을 가지는 상판을 준비하는 과정; 및
상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 저면과 면접촉할 수 있도록 상기 엔지니어링 플라스틱 마찰부재의 저면과 대응하는 곡률 반경의 마찰면을 가지는 하판을 준비하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면진장치 제조방법.
A process for making an engineering plastic friction member by the method of claim 1 or 2;
Preparing an upper plate having a friction surface having a radius of curvature corresponding to an upper surface of the engineering plastic friction member so as to make surface contact with the upper surface of the engineering plastic friction member; And
And preparing a lower plate having a friction surface having a radius of curvature corresponding to a bottom surface of the engineering plastic friction member so as to be in surface contact with the bottom surface of the engineering plastic friction member.
제11항에 있어서,
상기 마찰부재는 하방으로 볼록한 제1볼록곡면 및 상방으로 볼록하고 상기 제1볼록곡면보다 곡률반경이 큰 곡률 반경을 가지는 제2볼록곡면을 가지는 것임을 특징으로 하는 면진장치 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the friction member has a first convex surface convex downward and a second convex surface convex upward and having a radius of curvature larger than the first convex surface.
제6항의 마찰부재를 가지는 면진장치.An isometric device having the friction member of claim 6.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101987231B1 (en) 2018-10-24 2019-06-10 김성원 Friction pendulum bearing
KR20210039851A (en) * 2019-10-02 2021-04-12 한국전력공사 Sliding pendulum bearing for earthquake proof
KR20210115706A (en) * 2020-03-16 2021-09-27 최현정 Friction pendulum type seismic isolation support with fine tuned wedge
KR102353909B1 (en) 2021-05-18 2022-01-21 대창이엔지 주식회사 Pendulum bearing and construction method thereof
KR20230089390A (en) 2021-12-13 2023-06-20 주식회사 네오엔프라 Engineering plastic composition with excellent mechanical properties

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100584473B1 (en) * 2004-11-23 2006-05-29 유니슨 주식회사 Friction pad for friction pot bearing and manufacturing method of the pad
KR101256829B1 (en) * 2012-06-21 2013-04-23 (주)알티에스 Spherical bearing and plastic block with spherical surface for the same
KR101410025B1 (en) * 2013-10-15 2014-06-20 (주)알티에스 Bearing block assembly made of plastic and isolator using the assembly
WO2014173622A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Maurer Söhne Engineering GmbH & Co. KG Structural sliding bearing and dimensioning method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100584473B1 (en) * 2004-11-23 2006-05-29 유니슨 주식회사 Friction pad for friction pot bearing and manufacturing method of the pad
KR101256829B1 (en) * 2012-06-21 2013-04-23 (주)알티에스 Spherical bearing and plastic block with spherical surface for the same
WO2014173622A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Maurer Söhne Engineering GmbH & Co. KG Structural sliding bearing and dimensioning method
KR101410025B1 (en) * 2013-10-15 2014-06-20 (주)알티에스 Bearing block assembly made of plastic and isolator using the assembly

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101987231B1 (en) 2018-10-24 2019-06-10 김성원 Friction pendulum bearing
KR20210039851A (en) * 2019-10-02 2021-04-12 한국전력공사 Sliding pendulum bearing for earthquake proof
KR102239024B1 (en) * 2019-10-02 2021-04-13 한국전력공사 Sliding pendulum bearing for earthquake proof
KR20210115706A (en) * 2020-03-16 2021-09-27 최현정 Friction pendulum type seismic isolation support with fine tuned wedge
KR102440250B1 (en) * 2020-03-16 2022-09-06 최현정 Friction pendulum type seismic isolation support with fine tuned wedge
KR102353909B1 (en) 2021-05-18 2022-01-21 대창이엔지 주식회사 Pendulum bearing and construction method thereof
KR20230089390A (en) 2021-12-13 2023-06-20 주식회사 네오엔프라 Engineering plastic composition with excellent mechanical properties

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