KR101853094B1 - 방진 장치 일체형 내진 스토퍼 - Google Patents

방진 장치 일체형 내진 스토퍼 Download PDF

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이종림
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(주)파워엔텍
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    • F16F15/022—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using dampers and springs in combination
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 평판 형태로서 지면에 고정되는 베이스판과; 상기 베이스판 위에 고정 설치된 하우징; 바(Bar) 형태로서 상기 하우징에 끼워진 채 머리 부분이 하우징 바깥으로 노출되고, 하우징의 상하 방향으로 이동되는 샤프트; 평판 형태로서 상기 샤프트의 상단에 고정 설치되고 시설물에 고정된 구조물이나 시설물과 일체로 결합 되는 상부 지지판; 상기 하우징 내부에 장착되어 상기 샤프트를 슬라이딩(Sliding) 시키는 볼 슬라이더(Ball Slider); 상기 하우징 내부에 장착되어 상기 샤프트의 상하 이동 범위를 제한하는 수직 변위 제한 수단; 및 상기 하우징 바깥에서 베이스판과 상부 지지판 사이에 끼워진 탄성 부재로서 하단이 베이스판과 맞닿은 채 상부 지지판을 탄력적으로 지탱하는 완충 수단으로 이루어져, 지진동이나 시설물 내 진동체에 의해 시설물이 진동되면, 완충 수단이 탄력적으로 수축되거나 팽창되면서 시설물로 전달된 진동을 완충하고 상기 샤프트는 시설물과 일체로 결합 된 상부 지지판을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 되며, 상기 수직 변위 제한 수단은 시설물의 상하 이동 범위가 수직 변위 제한 수단에 의해 제한된 상하 이동 범위를 넘어섰을 때 상승하는 샤프트와 상부 지지판을 멈춰 세워 시설물의 이동을 제한하여 시설물의 움직임을 최소화함으로써 시설물을 보호한다.

Description

방진 장치 일체형 내진 스토퍼{The seismic stopper combined with vibration isolation system}
본 발명은 방진 장치 일체형 내진 스토퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 방진장치나 상기 방진장치의 상부에 설치된 기기가 지진력이나 진동에 의해 전도되는 것을 방지하기 위하여, 상기 방진장치에 결합되어 진동을 방지하는 기능과 지진력에 저항하여 변형을 제한하는 기능을 가진 방진 장치 일체형 내진 스토퍼에 관한 것이다.
우리나라는 중약진 지진지역이며 건축전기설비에 대한 내진등급 구분은 실시하지 않으며, 일반적인 경우 건축전기설비의 내진등급은 모두 B로 설정하여 적용하고 있다.
다만, 건축물의 중요도를 설계하는 입장에서 건축주와 설계자가 판단하고 결정하는 것이다.
또한, 70m를 초과하는 건축물에 설치된 건축전기설비는 동적해석을 적용하여 건물의 층 지진력을 계산하고 이와 함께 설비의 동적 증폭을 고려하여 기기의 중심에 작용하는 설계지진력을 결정해야한다.
그러나, 소방시설의 내진설계 기준에 의하면, 건물 높이가 13m 이상인 건축물에 설치된 소방시설에 대하여 지진이 발생할 경우 소방시설이 정상적으로 작동이 되도록 국민안전처장관이 정하는 내진설계기준에 맞게 소방시설을 설치하여야 한다고 규정하고 있다.
건축전기설비 중에서 수변전설비, 자가발전설비, 축전지설비, 간선 및 동력설비, 조명 및 약전설비에 포함되는 기기 및 배관 등을 대상으로 하며 주요기기 및 배관 등의 내진 조치와 시공 시 주의 사항은 다음과 같으며, 다만, 적용 대상 건물은 70m 이하의 건물이다. 전술한 바와 같이 소방시설의 경우 적용 대상 건물은 높이 13m 이상이다.
회전기기는 흔히 방진장치를 설치한다. 한편 변압기와 차단기 등도 자기화에 의한 음향진동이나 폐쇄 시 기계음이나 진동이 발생하고 이러한 진동의 전달을 방지하기 위하여 방진고무가 설치된다. 특히 건식변압기에는 대부분 방진고무가 설치된다.
시험자료에 의하면 방진장치로 지지된 기기의 지진 응답배율은 1.5~2.5배이다. 기기의 고유진동 주기와 지진이 진동주기가 공진하는 롤링(rolling) 현상이 발생하게 되면 방진고무가 파단되어 기기의 탈락을 초래할 수 있다.
그러므로 방진고무를 설치할 때는 일반적인 진동을 방지하는 기능과 지진력에도 저항할 수 있는 스토퍼를 설치하여 변형을 제한할 필요가 있다.
즉 방진고무는 최대변형률 35% 이하의 것을 사용하고 변압기 상부의 변위량이 30mm 이하가 되도록 활동 및 전도 방지형 스토퍼(Stopper: 스프링이나 방진고무 등으로 기기 본체에 전달되는 진동을 저감하는 방진장치를 설치한 경우로 건축물에 직접 앵커볼트로 연결할 수 없는 경우에 지진으로부터 기기를 보호하기 위한 장착 장치)를 설치한다.
방진장치 등이 설치되어서 앵커볼트로 고정을 할 수 없는 경우에는 내진스토퍼(Stopper)를 설치한다.
내진스토퍼를 설치할 때, 스토퍼와 본체의 간격은 정상운전 중에 접촉하지 않는 범위 이내에서 최대한 간격이 좁아지도록 한다.
지진력은 기기의 중심 위치에 작용하는 것으로 판단하고, 기기가 전도할 가능성을 검토하여 내진 스토퍼 형식을 선정한다.
내진 스토퍼의 부재는 스토퍼의 종류에 따라 작용하는 지진력에 충분히 저항할 수 있는 것으로 선택한다.
내진스토퍼는 지진력이 작용하는 경우에 활동이 발생되지 않도록 볼트 등으로 기초 혹은 구조물에 고정한다.
스토퍼를 선택할 때, 스프링 등과 같이 진동량이 큰 방진장치를 사용할 경우는 활동 및 전도 방지형을 선택한다.
방진장치를 설치하는 기기는 지진 운동으로 인하여 과도한 진동이 발생할 수 있으므로 활동 및 전도를 방지하기 위하여 내진스토퍼를 설치한다.
방진재와 방진장치는 다양한 종류가 있으며 기기와의 연관성도 다양하다.
또한, 내진 스토퍼의 형식도 다양하며, 주로 사용하는 스토퍼의 예를 들면 다음과 같다.
1. 활동 방지형 - 형강 혹은 강판 등으로 제작되며, 주로 수평방향 활동을 방지하기 위하여 사용한다.
도 10에서는 활동 방지형인 L형 플레이트형 내진스토퍼를 보여주고 있다.
2. 활동 및 전도 방지형 - 형강 혹은 강판 등으로 제작하고 수평방향 활동 및 전도를 방지하기 위하여 사용한다.
도 11에서는 활동 및 전도 방지형인 크랭크 플레이트형 내진 스토퍼를 보여주고 있다.
3. 기타 - 그 외에 사용되는 내진스토퍼의 예는 도 12에서 보여주고 있다.
외국의 지진피해를 살펴보면, 방진장치로 지지된 기기는 내진스토퍼가 설치되어 있지 않거나 설치방법이 불완전한 경우에 기기가 활동하거나 전도되는 피해를 입었고, 또한, 활동 및 전도방지 스토퍼를 사용한 경우에도 2차 도체 혹은 방진받침대가 파손되었다.
스프링 방진장치 또는 변압기에 설치되는 방진패드와 같이 지진 발생시에 변위가 크게 발생하는 방진장치에 설치되는 내진스토퍼는 방진장치 상부에 탑재되는 기기를 지진진동으로부터 보호하기 위하여 기기와 근접한 외부에 비접촉방식으로 설치한다.
이러한 내진스토퍼는 기기가 고하중이거나 기기의 무게 중심과 기기의 높이가 매우 높은 경우에는 활동 및 전도를 방지하기 위한 대규모의 내진스토퍼를 산정하여 설치되어야 하며, 기기 외부 설치면적이 제한을 받는 경우 설치하기가 어렵다.
또한, 비접촉방식으로 설치 간격에 따라 지진 진동에 의한 충격으로 기기의 방진받침대가 손상될 가능성이 크다.
방진장치가 설치된 기기에 대해서는 기기의 중량이나 변위를 충분히 고려하여 내진스토퍼를 설치하고, 변압기 및 배전반 등의 상위변위량이 큰 중량기기에 대해서는 충분한 내력을 보유한 활동 및 전도방지형 스토퍼를 설치한다.
이때, 스토퍼의 간극은 2mm 정도로 설정하고, 변압기 등의 진동이 바닥에 전달되지 않도록 최대치수로 정하는 것이 바람직하다.
일반적인 파이프형 내진 스토퍼는 지진과 같이 큰 진동이 발생하면 2개의 지지파이프 사이의 유격에 지지파이프가 끼여 고정되므로 더 이상 스프링이 방진성능을 발휘할 수 없게 된다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1794989"호의 "내진용 방진 스터퍼"가 출원되어 등록되었는데, 상기 내진용 방진 스토퍼는 상벽면에 구비된 제1 관통공과, 하벽면에 구비된 제2 관통공, 및 측벽면으로 둘러싸인 내부 공간부를 갖는 하우징; 제3 관통공을 갖고, 상기 하우징 하부에 결합되는 제1 변위 제한 부재; 상기 제1 내지 제3 관통공을 관통하여 상기 하우징과 제1 변위 제한 부재를 결합 및 고정시키는 나사부재; 및 상기 하우징의 측벽면 중 일부를 구성하며, 상기 하우징에 결합되는 완충부재를 포함하여 이루어지되, 상기 하우징은 상기 측벽면을 구성하는 대형 제1 바디, 제1 바디와의 경계에 단턱부를 형성하는 소형 제2 바디를 포함하고, 상기 완충 부재는 상기 제2 바디 외측 둘레에 결합 되어, 상기 제2 바디와 상기 완충부재의 결합체는 상기 제1 바디와 동일한 크기를 갖는다.
대한민국 특허등록번호 10-0475127 (2005.03.08) 대한민국 특허등록번호 10-1042577 (2011.06.20) 대한민국 특허등록번호 10-1455292 (2014.11.04) 대한민국 특허등록번호 10-1794989 (2017.11.08)
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 지진 발생시 시설물에 가해지는 외력을 최소화시킴과 더불어 시설물의 움직임을 최소화하여 시설물 피해를 막을 수 있는 방진 장치 일체형 내진 스토퍼를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 시설물에 장착된 진동체로부터 발생된 진동을 저감하여 시설물을 보호할 수 있는 방진 장치 일체형 내진 스토퍼를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 평판 형태로서 지면에 고정되는 베이스판과; 상기 베이스판 위에 고정 설치된 하우징; 바(Bar) 형태로서 상기 하우징에 끼워진 채 머리 부분이 하우징 바깥으로 노출되고, 하우징의 상하 방향으로 이동되는 샤프트; 평판 형태로서 상기 샤프트의 상단에 고정 설치되고 시설물에 고정된 구조물이나 시설물과 일체로 결합 되는 상부 지지판; 상기 하우징 내부에 장착되어 상기 샤프트를 슬라이딩(Sliding) 시키는 볼 슬라이더(Ball Slider); 상기 하우징 내부에 장착되어 상기 샤프트의 상하 이동 범위를 제한하는 수직 변위 제한 수단; 및 상기 하우징 바깥에서 베이스판과 상부 지지판 사이에 끼워진 탄성 부재로서 하단이 베이스판과 맞닿은 채 상부 지지판을 탄력적으로 지탱하는 완충 수단으로 이루어져, 지진동이나 시설물 내 진동체에 의해 시설물이 진동되면, 완충 수단이 탄력적으로 수축되거나 팽창되면서 시설물로 전달된 진동을 완충하고 상기 샤프트는 시설물과 일체로 결합 된 상부 지지판을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 되며, 상기 수직 변위 제한 수단은 시설물의 상하 이동 범위가 수직 변위 제한 수단에 의해 제한된 상하 이동 범위를 넘어섰을 때 상승하는 샤프트와 상부 지지판을 멈춰 세워 시설물의 이동을 제한하여 시설물의 움직임을 최소화함으로써 시설물을 보호한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 지진이나 시설물의 외부 진동체에 의해 지반이 흔들리거나 시설물이 흔들릴 때 지면과 시설물 사이에서 충격을 완충함으로써 시설물 피해를 막을 수 있다.
또한, 외부로 전달되는 시설물 자체 진동을 완충함으로써 해당 시설물의 자체 진동이 다른 시설물로 전달됨을 막아 다른 시설물의 피해를 막을 수 있다.
또한, 시설물의 상하 이동 범위가 한계선를 넘어섰을 때 시설물을 붙들어 고정함으로써 중요 장비가 내장된 시설물의 움직임을 최소화하여 시설물을 안전하게 보호할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 지진 발생시 또는 시설물 내 진동체로부터 발생 된 진동을 최소화함과 더불어 시설물의 움직임을 최소화하여 지진이나 시설물 내/외부 진동체로부터 시설물 피해를 막을 수 있다.
도면 1은 본 발명에 시설물이 얹혀진 상태도,
도면 2는 본 발명의 결합 사시도,
도면 3과 도면 4는 본 발명의 분해 사시도,
도면 5는 볼 슬라이더의 사시도,
도면 6은 하우징을 종방향으로 자른 종단면도,
도면 7은 하우징과 베이스판의 사시도,
도면 8과 도면 9는 본 발명의 작동 원리를 설명하기 위한 도면,
도면 10은 기존 활동 방지형 스토퍼 예시도,
도면 11은 기존 활동 및 전도 방지형 스토퍼 예시도,
도면 12는 기존 전도 방지형 스토퍼 제3 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 도면 1 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 평판 형태로서 지면에 고정되는 베이스판(1)과; 상기 베이스판(1) 위에 고정 설치된 하우징(3); 바(Bar) 형태로서 상기 하우징(3)에 끼워진 채 머리 부분이 하우징(3) 바깥으로 노출되고, 하우징(3)의 상하 방향으로 이동되는 샤프트(5); 평판 형태로서 상기 샤프트(5)의 상단에 고정 설치되고 시설물에 고정된 구조물이나 시설물과 일체로 결합 되는 상부 지지판(7); 상기 하우징(3) 내부에 장착되어 상기 샤프트(5)를 슬라이딩(Sliding) 시키는 볼 슬라이더(9)(Ball Slider); 상기 하우징(3) 내부에 장착되어 상기 샤프트(5)의 상하 이동 범위를 제한하는 수직 변위 제한 수단(11); 및 상기 하우징(3) 바깥에서 베이스판(1)과 상부 지지판(7) 사이에 끼워진 탄성 부재로서 하단이 베이스판(1)과 맞닿은 채 상부 지지판(7)을 탄력적으로 지탱하는 완충 수단(13)으로 이루어져, 지진동이나 시설물 내 진동체에 의해 시설물이 진동되면, 완충 수단(13)이 탄력적으로 수축되거나 팽창되면서 시설물로 전달된 진동을 완충하고 상기 샤프트(5)는 시설물과 일체로 결합 된 상부 지지판(7)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 되며, 상기 수직 변위 제한 수단(11)은 시설물의 상하 이동 범위가 수직 변위 제한 수단(11)에 의해 제한된 상하 이동 범위를 넘어섰을 때 상승하는 샤프트(5)와 상부 지지판(7)을 멈춰 세워 시설물의 이동을 제한하여 시설물의 움직임을 최소화함으로써 시설물을 보호한다.
상기 하우징(3)에는 도면 4에 도시한 바와 같이, 하우징(3)의 상단 중앙에서 하우징(3)의 안쪽 방향으로 소정 깊이 만큼 파인 볼 슬라이더 삽입공(15)이 가공되고, 상기 볼 슬라이더 삽입공(15)에는 볼 슬라이더(9)가 삽입된다.
상기 볼 슬라이더(9)에는 도면 5에 도시한 바와 같이, 볼 슬라이더(9)의 상하 방향으로 샤프트 삽입공(17)이 관통되고, 상기 샤프트 삽입공(17)에는 샤프트(5)가 끼워지며, 상기 샤프트 삽입공(17)의 내부 둘레 면에는 샤프트(5)의 바깥 둘레 면과 맞닿은 상태에서 샤프트(5)가 상부 지지판(7)에 이끌려 상승 되거나 상부 지지판(7)에 밀려 하강 되었을 때 롤링(Rolling)되면서 샤프트(5)를 슬라이딩(Sliding)시키는 볼 회전 수단(19)이 장착된다.
상기 볼 회전 수단(19)은 상기 샤프트 삽입공(17)의 내부 둘레 면에 샤프트 삽입공(17)의 길이 방향으로 홈이 파진 볼 삽입 홈(21)과; 상기 볼 삽입 홈(21)에 끼워진 채 회전되는 볼(23)(Ball)을 포함하며, 상기 볼 삽입 홈(21)은 상기 샤프트 삽입공(17)의 내부 둘레 면에 3개 이상 가공된다.
또한, 상기 볼 슬라이더(9)로는 기존의 볼부쉬(Ball Bush)나 볼스플라인, 또는 볼리테이너를 사용할 수도 있다.
상기 볼(23)은 샤프트(5)의 바깥 둘레 면과 접촉되어 샤프트(5)가 상부 지지판(7)에 이끌려 상승 되거나 상부 지지판(7)에 밀려 하강 될 때 롤링(Rolling)되면서 샤프트(5)를 슬라이딩시킨다.
한편, 상기 베이스판(1)의 밑면에는 도면 6에 도시한 바와 같이, 베이스판(1)의 밑면에서 하우징(3)의 안쪽 방향으로 소정 깊이만큼 파여진 멈춤 블럭 삽입공(25)이 가공되고, 상기 멈춤 블럭 삽입공(25)과 볼 슬라이더 삽입공(15)은 서로 연통 된다.
상기 멈춤 블럭 삽입공(25)과 경계를 맞닿고 있는 상기 볼 슬라이더 삽입공(15)의 내부 둘레 면 하단에는 도면 6에 도시한 바와 같이, 볼 슬라이더 삽입공(15)의 내부 둘레면으로부터 볼 슬라이더 삽입공(15)의 안쪽 방향으로 돌출되어 볼 슬라이더(9)의 하부 가장자리를 떠받치는 볼 슬라이더 받침턱(27)이 갖추어진다.
한편, 상기 수직 변위 제한 수단(11)은 도면 3과 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 멈춤 블럭 삽입공(25)에 끼워진 채 멈춤 블럭 삽입공(25)의 길이 범위 안에서 승·하강 되는 멈춤 블럭(29)(Block)과, 상기 멈춤 블럭(29)과 샤프트(5)를 관통한 다음 끝단이 상부 지지판(7)에 고정되는 볼트(31)(Bolt), 및 상기 멈춤 블럭 삽입공(25)의 최상단 내부 둘레 면으로부터 멈춤 블럭 삽입공(25)의 안쪽 방향으로 돌출되어 멈춤 블럭(29)의 상승을 저지하는 상승 저지턱(33)으로 이루어져, 시설물과 일체로 결합 된 상부 지지판(7)이 시설물 내 진동체나 지진에 의해 상하 방향으로 이동되면 상부 지지판(7)과 볼트(31) 결합된 멈춤 블럭(29)이 상부 지지판(7)을 따라 승·하강되고, 상기 상부 지지판(7)이 소정 높이 이상 상승 되면, 멈춤 블럭(29)의 상부 가장자리가 상승 저지턱(33)에 걸려 상부 지지판(7)의 상승을 막는다.
상기 완충 수단(13)은 코일 형태의 스프링(Spring)으로서 스프링 안쪽에 하우징(3)과 샤프트(5)가 끼워지고, 상기 완충 수단(13)과 맞닿는 상기 베이스판(1)의 윗면에는 도면 7에 도시한 바와 같이, 완충 수단(13)이 얹혀지는 완충 수단 받침턱(35)이 갖추어지며, 상기 하우징(3)과 베이스판(1)이 맞닿는 경계 모서리에는 완충 수단(13)의 밑면에 끼워져 완충 수단(13) 하부가 유동되지 않도록 하는 내측 유동 방지턱(37)이 가공된다.
또, 상기 완충 수단(13)의 하부 가장자리와 맞닿는 베이스판(1)의 윗면에는 베이스판(1)의 상부 방향으로 돌출되어 내측 유동 방지턱(37)과 함께 완충 수단(13)의 하단을 물어 잡아 완충 수단(13) 하부가 유동 되지 않도록 하는 2개 이상의 외측 유동 방지턱(39)이 갖추어진다.
상기 베이스판(1)의 각 모서리에는 지면과 고정 볼트가 연결되도록 고정 볼트가 끼워지는 하부 볼트 구멍(41)이 가공되고, 상기 상부 지지판(7)의 각 모서리에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 시설물이나 시설물과 결합된 구조물과 고정 볼트가 연결되도록 고정 볼트가 끼워지는 상부 볼트 구멍(43)이 가공된다.
또한, 상기 완충 수단(13)과 맞닿는 상부 지지판(7)의 밑면에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 원 형태의 완충 수단 끼움홈(45)이 가공되어 상기 완충 수단 끼움홈(45)에 완충 수단(13)의 상단이 끼워져 유동 되지 않도록 한다.
또, 상기 상부 지지판(7)의 밑면 중앙에는 샤프트(5) 상단이 끼워지는 샤프트 고정홈(47)이 가공된다.
또, 상기 멈춤 블럭(29)의 중앙에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 볼트(31)가 통과되는 볼트 통과 홀(49)이 가공되고, 상기 볼트 통과 홀(49)의 하부 가장자리에는 볼트(31) 머리가 걸치도록 단이 진 볼트 머리 걸침턱(51)이 가공된다.
상기 멈춤 블럭 삽입공(25)의 하부에는 도면3과 도면 4에 도시한 바와 같이, 볼트(31) 머리에 고정 결합 된 댐퍼 로드(53)가 볼트(31)를 따라 상하 이동되고 몸체가 멈춤 블럭 삽입공(25) 하부에 고정 결합 되어 댐퍼 로드(53)로 전달되는 충격이나 진동 또는 베이스판(1)으로 전달된 충격이나 진동을 유체 저항이나 공기 저항을 이용하여 완화하는 댐퍼(55)(Damper)가 부가 장착된다.
상기 댐퍼(55)는 유압 댐퍼나, 공압 댐퍼, 유압 실린더, 또는 공압 실린더를 사용한다.
상기 댐퍼(55) 저면에는 댐퍼(55) 저면과 베이스판(1) 저면을 고정 결합하는 고정 브라켓(57)이 부가 설치된다.
본 발명에 대해 추가 설명하면, 상기 샤프트(5)와 볼 슬라이더(9) 사이의 최대 유격 거리는 0.02mm로 구성되어 본 발명은 오직 상하 수직 방향으로만 운동할 수 있고, 좌우 수평 방향으로는 운동할 수 없다. 즉, 좌우 수평 방향으로는 흔들릴 수 없다.
또한, 샤프트(5)의 외부 둘레면은 볼 슬라이더(9)의 볼(23)과 맞닿고 있기 때문에 상하 이동시 마찰을 최소화하여 완충 수단(13)이 어떠한 방해 없이도 탄력적으로 수축되거나 복원되어 방진 성능을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼가 동작 되는 과정을 도면 8 내지 도면 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
지진이나 시설물 내 진동체에 의해 지반이 흔들리거나 시설물이 흔들리면, 상부 지지판(7)이나 하우징(3)과 일체로 결합된 베이스판(1)이 시설물이나 지반을 따라 이동하고, 동시에 상기 완충 수단(13)은 상부 지지판(7)과 베이스판(1) 사이의 높이 간격에 따라 탄력적으로 수축되거나 팽창되면서 시설물 내 진동체나 지진으로부터 발생 된 진동을 완충시켜 시설물을 보호한다.
한편, 상기 샤프트(5)는 상부 지지판(7)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 되고, 상기 멈춤 블럭(29)은 볼트(31)를 통해 상부 지지판(7)에 이끌려 상하 방향으로 이동된다.
또한, 상기 댐퍼 로드(53)가 볼트 머리에 고정 결합 된 댐퍼(55)는 볼트를 통해 댐퍼 로드(53)로 전달되는 진동이나 충격 또는 베이스판(1)으로 전달되는 진동이나 충격을 유체 저항이나 공기 저항을 이용하여 완하함으로써 시설물을 보호한다.
상기 수직 변위 제한 수단(11)은 상부 지지판(7)의 상승폭이 상한선을 넘었을 때 상부 지지판(7)과 샤프트(5)를 멈춰 세움으로써 상부 지지판(7)과 일체로 결합된 시설물의 움직임을 최소화시켜 시설물을 보호한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 지진이나 시설물의 외부 진동체에 의해 지반이 흔들리거나 시설물이 흔들릴 때 지면과 시설물 사이에서 충격을 완충함으로써 시설물 피해를 막을 수 있다.
또한, 외부로 전달되는 시설물 자체 진동을 완충함으로써 해당 시설물의 자체 진동이 다른 시설물로 전달됨을 막아 다른 시설물의 피해를 막을 수 있다.
또한, 시설물의 상하 이동 범위가 한계선를 넘어섰을 때 시설물을 붙들어 고정함으로써 중요 장비가 내장된 시설물의 움직임을 최소화하여 시설물을 안전하게 보호할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방진 장치 일체형 내진 스토퍼는 지진 발생시 또는 시설물 내 진동체로부터 발생 된 진동을 최소화함과 더불어 시설물의 움직임을 최소화하여 지진이나 시설물 내/외부 진동체로부터 시설물 피해를 막을 수 있다.
1. 베이스판 3. 하우징
5. 샤프트 7. 상부 지지판
9. 볼 슬라이더 11. 수직 변위 제한 수단
13. 완충 수단 15. 볼 슬라이더 삽입공
17. 샤프트 삽입공 19. 볼 회전 수단
21. 볼 삽입 홈 23. 볼
25. 멈춤 블럭 삽입공 27. 볼 슬라이더 받침턱
29. 멈춤 블럭 31. 볼트
33. 상승 저지턱 35. 완충 수단 받침턱
37. 내측 유동 방지턱 39. 외측 유동 방지턱
41. 하부 볼트 구멍 43. 상부 볼트 구멍
45. 완충 수단 끼움홈 47. 샤프트 고정홈
49. 볼트 통과 홀 51. 볼트 머리 걸침턱
53. 댐퍼 로드 55. 댐퍼
57. 고정 브라켓

Claims (4)

  1. 평판 형태로서 지면에 고정되는 베이스판(1)과;
    상기 베이스판(1) 위에 고정 설치된 하우징(3);
    바(Bar) 형태로서 상기 하우징(3)에 끼워진 채 머리 부분이 하우징(3) 바깥으로 노출되고, 하우징(3)의 상하 방향으로 이동되는 샤프트(5);
    평판 형태로서 상기 샤프트(5)의 상단에 고정 설치되고 시설물에 고정된 구조물이나 시설물과 일체로 결합 되는 상부 지지판(7);
    상기 하우징(3) 내부에 장착되어 상기 샤프트(5)를 슬라이딩(Sliding) 시키는 볼 슬라이더(9)(Ball Slider);
    상기 하우징(3) 내부에 장착되어 상기 샤프트(5)의 상하 이동 범위를 제한하는 수직 변위 제한 수단(11);
    및 상기 하우징(3) 바깥에서 베이스판(1)과 상부 지지판(7) 사이에 끼워진 탄성 부재로서 하단이 베이스판(1)과 맞닿은 채 상부 지지판(7)을 탄력적으로 지탱하는 완충 수단(13)으로 이루어져,
    지진동이나 시설물 내 진동체에 의해 시설물이 진동되면, 완충 수단(13)이 탄력적으로 수축되거나 팽창되면서 시설물로 전달된 진동을 완충하고 상기 샤프트(5)는 시설물과 일체로 결합 된 상부 지지판(7)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 되며, 상기 수직 변위 제한 수단(11)은 시설물의 상하 이동 범위가 수직 변위 제한 수단(11)에 의해 제한된 상하 이동 범위를 넘어섰을 때 상승하는 샤프트(5)와 상부 지지판(7)을 멈춰 세워 시설물의 이동을 제한하여 시설물의 움직임을 최소화함으로써 시설물을 보호하고,
    상기 완충 수단(13)은 코일 형태의 스프링(Spring)으로서 스프링 안쪽에 하우징(3)과 샤프트(5)가 끼워지고,
    상기 하우징(3)에는 하우징(3)의 상단 중앙에서 하우징(3)의 안쪽 방향으로 소정 깊이 만큼 파인 볼 슬라이더 삽입공(15)이 가공되며,
    상기 볼 슬라이더 삽입공(15)에는 볼 슬라이더(9)가 삽입되며,
    상기 볼 슬라이더(9)에는 볼 슬라이더(9)의 상하 방향으로 샤프트 삽입공(17)이 관통되고,
    상기 샤프트 삽입공(17)에는 샤프트(5)가 끼워지며,
    상기 샤프트 삽입공(17)의 내부 둘레 면에는 샤프트(5)의 바깥 둘레 면과 맞닿은 상태에서 샤프트(5)가 상부 지지판(7)에 이끌려 상승 되거나 상부 지지판(7)에 밀려 하강 되었을 때 롤링(Rolling)되면서 샤프트(5)를 슬라이딩(Sliding)시키는 볼 회전 수단(19)이 장착되는 것을 특징으로 하는 방진 장치 일체형 내진 스토퍼.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징(3)에는 하우징(3)의 상단 중앙에서 하우징(3)의 안쪽 방향으로 소정 깊이 만큼 파인 볼 슬라이더 삽입공(15)이 가공되며,
    상기 베이스판(1)의 밑면에는 베이스판(1)의 밑면에서 하우징(3)의 안쪽 방향으로 소정 깊이만큼 파여진 멈춤 블럭 삽입공(25)이 가공되고,
    상기 멈춤 블럭 삽입공(25)과 볼 슬라이더 삽입공(15)은 서로 연통 되며,
    상기 멈춤 블럭 삽입공(25)과 경계를 맞닿고 있는 상기 볼 슬라이더 삽입공(15)의 내부 둘레 면 하단에는 볼 슬라이더 삽입공(15)의 내부 둘레 면으로부터 볼 슬라이더 삽입공(15)의 안쪽 방향으로 돌출되어 볼 슬라이더(9)의 하부 가장자리를 떠받치는 볼 슬라이더 받침턱(27)이 갖추어지고,
    상기 수직 변위 제한 수단(11)은 상기 멈춤 블럭 삽입공(25)에 끼워진 채 멈춤 블럭 삽입공(25)의 길이 범위 안에서 승·하강 되는 멈춤 블럭(29)(Block)과,
    상기 멈춤 블럭(29)과 샤프트(5)를 관통한 다음 끝단이 상부 지지판(7)에 고정되는 볼트(31)(Bolt),
    및 상기 멈춤 블럭 삽입공(25)의 최상단 내부 둘레 면으로부터 멈춤 블럭 삽입공(25)의 안쪽 방향으로 돌출되어 멈춤 블럭(29)의 상승을 저지하는 상승 저지턱(33)으로 이루어져,
    시설물과 일체로 결합 된 상부 지지판(7)이 시설물 내 진동체나 지진에 의해 상하 방향으로 이동되면 상부 지지판(7)과 볼트(31) 결합된 멈춤 블럭(29)이 상부 지지판(7)을 따라 승·하강되고,
    상기 상부 지지판(7)이 소정 높이 이상 상승 되면, 멈춤 블럭(29)의 상부 가장자리가 상승 저지턱(33)에 걸려 상부 지지판(7)의 상승을 막는 것을 특징으로 하는 방진 장치 일체형 내진 스토퍼.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 멈춤 블럭 삽입공(25)의 하부에는 볼트(31) 머리에 고정 결합 된 댐퍼 로드(53)가 볼트(31)를 따라 상하 이동되고 몸체가 멈춤 블럭 삽입공(25) 하부에 고정 결합 되어 댐퍼 로드(53)로 전달되는 충격이나 진동 또는 베이스판(1)으로 전달된 충격이나 진동을 유체 저항이나 공기 저항을 이용하여 완화하는 댐퍼(55)(Damper)가 부가 장착된 것을 특징으로 하는 방진 장치 일체형 내진 스토퍼.
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