KR101861358B1 - 유지보수가 쉬운 교량용 포트 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포트 베어링에 사용되는 마찰판을 보호하는 보호씰을 통하여 마찰판의 지지력을 보조하고 윤활제의 외부 노출을 최소화 할 수 있으며, 보호씰이 탈부착가능하게 고정되어 보수 시 고정을 해제하고 마찰판, 보호씰 및 윤활제에 대해 보수를 쉽게 진행할 수 있어 유지보수가 간편한 교량용 포트 베어링에 관한 것이다.

Description

유지보수가 쉬운 교량용 포트 베어링 {A port bearing for bridge with easy maintenance}

본 발명은 교량용 포트 베어링에 관한 것으로서, 포트 베어링에 사용되는 마찰판을 보호하는 보호씰을 통하여 마찰판의 지지력을 보조하고, 윤활제의 외부 노출을 최소화 할 수 있으며, 보호씰이 탈부착가능하게 고정되어 보수 시 고정을 해제하고 마찰판, 보호씰 및 윤활제에 대해 보수를 쉽게 진행할 수 있어 유지보수가 간편한 교량용 포트 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 교량을 가설할 때 계절의 온도변화, 바람, 지진 등의 충격 등에 의한 상대변위나 상부구조물(교판)의 수평력을 정적으로 흡수하여 교량의 내진 기능을 원활하게 하고, 내구 수명을 연장하고자 상부구조물(교판)의 양단부와 교각 사이에는 내진받침의 하나인 포트 타입의 교량받침을 설치하게 된다.

이와 같은 목적을 가지고 설치 사용되는 기존의 포트 타입의 교량받침은 다양한 형태로 개발되어 있다. 포트 타입의 교량받침은 크게 고정단과 일방향 가동단으로 구분되는데, 상기 포트 타입의 교량받침은 교각에 매설되는 하부플레이트와 피스톤 실린더와 고무로 이루어져 하중(수직력) 및 수평력을 흡수하는 수직/수평력 흡수부재와 상부구조물이 얹혀 설치되는 상부플레이트로 이루어져 있다.

이와 같은 구조의 포트 타입의 교량받침은 피스톤 실린더와 고무에 의해 수평력과 수직력을 받아주게 되는데, 상기 피스톤 실린더에서 상부구조물로부터 전달되는 수평력을 받아주게 되고, 상부구조물로부터 전달되는 충격 하중과 같은 수직력을 받아주게 된다.

상기와 같이 수평력과 수직력을 받아주도록 된 종래의 포트 타입의 교량받침 중 고정단은 피스톤 실린더와 고무를 포함하는 수직/수평력 흡수부재가 상부플레이트에 형성되어 있어 상부구조물로부터 전달되는 수평력에 의한 피스톤 실린더와 고무와의 마찰로 인한 손상이 쉽게 발생함은 물론 강한 수평력에 의한 고무의 파손(터짐)과 외벽의 깨어(터짐)짐이 발생하는 단점을 가지고 있다.

상기 고정단과 혼합 설치되는 일방향 가동단은 상기 고정단에서 나타나는 단점을 어느 정도 해결한 반면, 상부 플레이트의 가이드홈 양단이 개방되어 있어 피스톤 실린더의 가이드키로부터 이탈되어 낙교 되는 단점을 가지고 있다.

또한 종래의 포트 타입의 교량받침은 교각에 직접 매설되어지는 것이어서 콘크리트 타설시 교각의 골격을 이루는 철근에 간섭이 일어나 철근에 대한 간섭을 예방하기 위한 수단의 하나로 PVC 관을 이용한 설치공간을 미리 확보하는 작업이 선행되어야 하는 작업상의 번거로움이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 안출된 종래의 기술이 한국등록실용 제20-0422408호에 개시된 바 있다.

이러한 종래의 기술은 피스톤 실린더의 상면에 볼트에 의해 설치된 가이드키에 상부플레이트의 밑면에 형성된 가이드홈을 체결함에 따라 피스톤 실린더와 고무가 마찰되어 손상되거나 강한 수평력에 의한 하부플레이트의 외벽 깨어짐 현상을 해소하였고, 피스톤 실린더의 상면에 불소수지(PTFE)를 더 설치하여 충격흡수 및 하중 전달이 원활하게 이루어질 수 있게 하였으며, 피스톤 실린더의 가이드키에서 가이드 되는 상부플레이트의 가이드홈의 양단이 차단 형성되어 있어 가이드키로부터의 가이드홈 이탈에 따른 낙교를 방지할 수 있었다.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 불소수지가 외부에 직접 노출되어 윤활제가 이의 영향을 받을 수 있으며, 그로 인하여 윤활제가 굳어져 교량받침의 내구 연한이 저하될 수 있으며, 마찰력 증가로 인하여 교량 구조물에 악영향을 끼칠 수 있다.

한국등록실용 제20-0422408호(2006.07.20.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 포트 베어링은, 포트 베어링에 사용되는 마찰판을 보호하는 보호씰을 통하여 마찰판의 지지력을 보조하고 윤활제의 외부 노출을 최소화 할 수 있으며, 보호씰이 탈부착가능하게 고정되어 보수 시 고정을 해제하고 마찰판, 보호씰 및 윤활제에 대해 보수를 쉽게 진행할 수 있어 유지보수가 간편한 교량용 포트 베어링에 관한 것이다.

또한 본 발명은 마찰판의 재료를 엔지니어링 플라스틱으로 하여 내마모성, 내부식성, 방음성, 내충격성, 내약품성, 내구성 등의 특성을 향상시킴으로써 포트 베어링의 수명을 연장하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 교량과 상면이 접하는 상부판(111); 상기 상부판(111)의 하면과 접하도록 구비되는 미끄럼판(112); 상면이 상기 미끄럼판(112)과 접하며 다수의 구멍이 형성되어 내부에 윤활제가 충전되어진 마찰판(121); 다수의 조각으로 나누어지고, 상면이 상기 미끄럼판(112)의 하면과 접하며, 상기 마찰판(121)의 외주면에서 일정거리 이격되어 감싸는 형태로 형성되는 보호씰(122); 상기 보호씰(122)과 대응되는 다수의 조각으로 나누어지고, 내측면의 선택되는 부분이 봉합판(131)의 외측면과 볼트결합으로 결합되며, 상면이 상기 보호씰(122)과 접하도록 형성되는 보호씰지지부재(123); 상면이 상기 마찰판(121)의 하면과 접하도록 구비되는 봉합판(131); 상면이 상기 봉합판(131)의 하면과 접하도록 구비되며 탄성을 갖는 소재로 형성되는 탄성부재(132); 및 상면이 상기 탄성부재(132)의 하면과 접하며, 내측면이 상기 탄성부재(132) 외측면 및 상기 봉합판(131) 외측면의 선택되는 면을 감싸도록 형성된 하부판(133);을 포함하는 교량용 포트 베어링을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 마찰판(121)은 엔지니어링 플라스틱으로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 엔지니어링 플라스틱은 카프로락탐, 촉매, 열가소성 고무, 규산칼륨, 몰리브덴 디설파이드 및 실란커플링제를 포함하는 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 마찰판(121) 및 탄성부재(132)는 마찰계수측정센서 및 탄성측정센서에서 선택되는 어느 하나의 센서로 이루어지는 상태확인센서를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교량용 포트 베어링은 상기 상태확인센서에서 측정된 값을 전송 받는 측정값수신수단(142); 상기 측정값수신수단(142)으로 수신된 측정값과 미리 입력된 기준값을 비교하여 상태를 확인하는 상태판단수단(143); 및 상기 상태판단수단(143)에서 판단에 따라 비정상일 경우 보수필요메시지를 관리자에게 송신하는 메시지송신수단(144)으로 구성되는 유지보수알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유지보수가 쉬운 교량용 포트 베어링은,

보호씰(122)을 통하여 마찰판(121)이 외부환경의 영향을 보다 적게 받아 내구성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 내부에 충전되어 있는 윤활제의 변질을 최소화 할 수 있어 유지보수 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 마찰판(121)을 통하여 전달되는 충격의 흡수 및 하중 전달을 탄성부재(132)를 통하여 보다 효과적으로 처리할 수 있으며, 탄성부재(132)가 하부판(133)에 감싸지는 형태로 결합되어 외부환경에 직접적으로 노출되지 않아 내구성을 향상시킬 수 있다.

아울러 보호씰(122)과 대응되는 다수의 조각으로 나누어지고 내측면의 선택되는 부분이 봉합판(131)의 외측면과 볼트결합으로 결합되며 상면이 보호씰(122)과 접하도록 형성되는 보호씰지지부재(123)를 통하여 유지보수 작업 시 포트 베어링 전체를 해체하는 것이 아니라 보호씰지지부재(123)를 봉합판(131)에서 분리하는 것만으로 유지보수가 가능하여 유지보수에 소요되는 공기를 단축할 수 있고 비용을 절감할 수 있다.

또한 상태판단수단(153)에서 보수의 필요여부를 판단할 수 있으며, 이를 이용하여 보수가 필요할 때 관리자에게 메시지송신수단(154)을 통하여 메시지를 전송하여 보수필요를 알릴 수 있어 정기유지보수 외에도 보수가 필요한 것을 적절한 시기에 인지하여 보수를 진행할 수 있다. 이를 통하여 교량을 보다 안전하게 유지할 수 있어 다양한 외력 또는 환경에서 유발될 수 있는 포트 베어링을 효율적으로 관리하여 교량의 수명을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 마찰판의 재료를 엔지니어링 플라스틱으로 하여 내마모성, 내부식성, 방음성, 내충격성, 내약품성, 내구성 등의 특성을 향상시킴으로써 포트 베어링의 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 종래 기술의 교량용 포트 베어링
도 2는 본 발명의 교량용 포트 베어링의 일 실시예
도 3은 본 발명의 교량용 포트 베어링의 분해 실시예
도 4는 본 발명의 마찰판 실시예
도 5는 본 발명의 마찰판을 해체한 경우의 실시예
도 6은 본 발명의 유지보수알림부 실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 종래 기술의 교량용 포트 베어링이고, 도 2는 본 발명의 교량용 포트 베어링의 일 실시예이며, 도 3은 본 발명의 교량용 포트 베어링의 분해 실시예, 도 4는 본 발명의 마찰판의 실시예, 도 5는 본 발명의 마찰판을 해체한 경우의 실시예, 그리고 도 6은 본 발명의 유지보수알림부 실시예 이다.

종래의 포트 베어링은 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 베이스플레이트(10)와, 상기 베이스플레이트(10)에 볼트 설치가 가능하도록 볼트가 끼워지는 고정블럭(22)이 형성되어 있고, 피스톤 실린더(43)와 고무(30)가 설치되는 요홈(21)이 형성되어 있는 하부플레이트(20)와, 상기 하부플레이트(20)의 요홈(21)의 내측으로 위치하는 고무(30)와, 상기 고무(30)의 상부로 얹히도록 설치됨과 동시에 볼트(41a)에 의해 고정 설치되는 가이드키(41)가 상부에 설치되어 있으며, 충격흡수 및 하중 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 PTFE(불소수지)(42)가 설치되어 있는 피스톤 실린더(43)로 이루어진 수직/수평력흡수부재(40)와, 상기 피스톤 실린더(43)의 가이드키(41)에 끼워지는 가이드홈(52)이 밑면으로 형성됨과 동시에 미끄럼활동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 스텐인레스판(53)이 설치되어있으며, 상부구조물에 매설되는 앵커소켓(51)을 포함하고 있는 상부플레이트(50)로 구성된다. 따라서 PTFE(불소수지)(42)가 외부로 직접 노출되며, 유지보수를 하기 위해서는 하부플레이트(20)의 분리 및 분해 작업을 진행해야 하여 공기가 많이 들어간다는 문제점이 있다.

도 2 및 3에서 도시하고 있는 본 발명의 유지보수가 쉬운 교량용 포트 베어링은, 교량과 상면이 접하는 상부판(111); 상기 상부판(111)의 하면과 접하도록 구비되는 미끄럼판(112); 상면이 상기 미끄럼판(112)과 접하며 다수의 구멍이 형성되어 내부에 윤활제가 충전되어진 마찰판(121); 상면이 상기 마찰판(121)의 하면과 접하도록 구비되는 봉합판(131); 다수의 조각으로 나누어지고, 상면이 상기 미끄럼판(112)의 하면과 접하며, 상기 마찰판(121)의 외주면에서 일정거리 이격되어 감싸는 형태로 형성되는 보호씰(122); 상기 보호씰(122)과 대응되는 다수의 조각으로 나누어지고, 내측면의 선택되는 부분이 상기 봉합판(131)의 외측면과 볼트결합으로 결합되며, 상면이 상기 보호씰(122)과 접하도록 형성되는 보호씰지지부재(123); 상면이 상기 봉합판(131)의 하면과 접하도록 구비되며 탄성을 갖는 소재로 형성되는 탄성부재(132); 및 상면이 상기 탄성부재(132)의 하면과 접하며, 내측면이 상기 탄성부재(132) 외측면 및 상기 봉합판(131) 외측면의 선택되는 면을 감싸도록 형성된 하부판(133);을 포함하는 교량용 포트 베어링에 관한 것이다.

즉, 본 발명의 포트 베어링은 교량과 상면이 접하는 상기 상부판(111) 및 상기 상부판(111)의 하면과 접하도록 구비되는 상기 미끄럼판(112)을 구비하여 교량의 상판이 상기 미끄럼판(112)과 직접 접촉하지 않아 충격에 의한 미끄럼판의 파손이 발생되었을 때 보다 쉽게 교체할 수 있어 교량 유지보수에 이점을 갖는다.

또한, 내마모성, 내부식성, 방음성, 내충격성, 내약품성, 내구성, 내열성, 내약품성 등의 특성이 우수한 엔지니어링 플리스틱으로부터 제조되는 상기 마찰판(121)을 통하여 상기 미끄럼판(112)에서 필요한 마찰력을 제공하여 교량에서 발생되어 전달되는 충격의 흡수 및 하중 전달이 원활하게 이루어질 수 있게 하였으며 이를 통하여 교량의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

이와 더불어, 본 발명의 포트 베어링은 상면이 상기 마찰판(121)의 하면과 접하도록 구비되는 상기 봉합판(131), 상면이 상기 봉합판(131)의 하면과 접하도록 구비되며 탄성을 갖는 소재로 형성되는 상기 탄성부재(132), 상면이 상기 탄성부재(132)의 하면과 접하며 내측면이 상기 탄성부재(132) 외측면 및 상기 봉합판(131) 외측면의 선택되는 면을 감싸도록 형성된 상기 하부판(133)을 구비하여, 상기 마찰판(121)을 통하여 전달되는 충격의 흡수 및 하중 전달을 상기 탄성부재(132)를 통하여 보다 효과적으로 처리할 수 있으며, 상기 탄성부재(132)가 상기 하부판(133)에 감싸지는 형태로 결합되어 외부환경에 직접적으로 노출되지 않아 탄성부재의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한 도 2 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 다수의 조각으로 나누어지고 상면이 상기 미끄럼판(112)의 하면과 접하며 상기 마찰판(121)의 외주면에서 일정거리 이격되어 감싸는 형태로 형성되는 상기 보호씰(122)을 통하여, 상기 마찰판(121)이 외부환경의 영향을 보다 적게 받아 마찰판의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 내부에 충전되어 있는 윤활제의 변질을 최소화 할 수 있어 유지보수 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

아울러 상기 보호씰(122)과 대응되는 다수의 조각으로 나누어지고, 내측면의 선택되는 부분이 상기 봉합판(131)의 외측면과 볼트결합으로 결합되며, 상면이 상기 보호씰(122)과 접하도록 형성되는 상기 보호씰지지부재(123)를 통하여, 유지보수 작업 시 포트 베어링 전체를 해체하는 것이 아니라 상기 보호씰지지부재(123)를 상기 봉합판(131)에서 분리하는 것만으로 보호씰, 마찰판, 보호씰지지부재 및 윤활제의 유지 보수가 가능하여 공기를 단축할 수 있다.

보호씰, 마찰판, 보호씰지지부재 또는 윤활제의 보수 및 교체가 필요한 경우, 기존에는 포트 베어링 전체를 해체하고 보수 또는 교체한 후 다시 재설치하는 과정을 수행해야만 해서 시간이 많이 걸리고 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

이러한 작업의 어려움으로 인해 기존에는 보호씰, 마찰판, 보호씰지지부재 또는 윤활제의 보수 및 교체가 필요하더라도 이를 감수하고 사용하였는데, 이로 인해 보호씰, 마찰판 및 보호씰지지부재의 마모 및 파손으로 교량받침의 내구 연한이 감소하고, 윤활제가 마찰판 위에 굳어서 마찰판의 마찰력이 증가하여 교량받침에 악영향을 초래하였다.

본 발명은 유지보수 작업 시 포트 베어링 전체를 해체하는 것이 아니라 상기 보호씰지지부재(123)를 상기 봉합판(131)에서 분리하는 것만으로 보호씰, 마찰판, 보호씰지지부재 및 윤활제의 유지 보수가 가능하다. 상기 보호씰과 보호씰지지부재는 대응되는 다수의 조각으로 나누어지고, 상기 보호씰은 보호씰지지부재의 상면에 접하여 위치하므로, 상기 보호씰지지부재를 상기 봉합판에서 분리하면 보호씰이 얹혀진 보호씰지지부재가 다수의 조각으로 쉽게 분리될 수 있다(도 5).

상기 마찰판(121)은 엔지니어링 플라스틱으로부터 제조될 수 있다. 마찰판의 재료를 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱으로 하여 내마모성, 내부식성, 방음성, 내충격성, 내약품성, 내구성 등의 특성을 향상시킴으로써 포트 베어링의 수명을 연장할 수 있다.

상기 엔지니어링 플라스틱은 카프로락탐, 촉매, 열가소성 고무, 규산칼륨, 몰리브덴 디설파이드 및 실란커플링제를 포함하는 조성물로부터 제조될 수 있다.

엔지니어링 플라스틱의 한 종류인 모노머 캐스트 나일론의 제조 공정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 우선 촉매조와 조촉매조에 진공 건조된 동일한 양의 카프로락탐을 투입한다. 촉매조에 촉매를 첨가한 후 500~5,000rpm의 회전속도로 50∼150℃에서 1~30분간 질소 분위기에서 교반시킨다. 조촉매조에 조촉매를 첨가한 후 500~5,000rpm의 회전속도로 50∼150℃에서 1~30분간 질소 분위기에서 교반시킨다. 열가소성 고무, 규산칼륨, 몰리브덴 디설파이드, 실란 커플링제, 안료, 난연제, 오일 등의 첨가제는 촉매조 또는 조촉매조에 첨가될 수 있다.

촉매조와 조촉매조에 있는 혼합물을 80∼150℃로 가열된 혼합조에 투입하여 1∼30분간 교반한다. 120∼200℃로 미리 가열된 금형에 상기 혼합조의 혼합물을 투입하여 중합 반응을 수행하여 모노머 캐스트 나일론을 제조한다.

상기 촉매는 중합 반응을 촉진시키는 역할을 하며, 촉매로는 나트륨, 리튬 등의 알칼리 금속, 알칼리토금속 등이 사용될 수 있다.

촉매의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 0.5~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 0.5중량부 미만인 경우 중합 반응이 느리고, 5중량부를 초과하는 경우 제조된 모노머 캐스트 나일론의 기계적 특성 및 열적 특성이 오히려 저하된다.

조촉매로는 메틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트가 사용되며, 조촉매의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 0.5~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 0.5중량부 미만인 경우 중합 반응이 느리고, 5중량부를 초과하는 경우 제조된 모노머 캐스트 나일론의 기계적 특성 및 열적 특성이 오히려 저하된다.

상기 열가소성 고무는 탄성, 내후성 및 내오존성을 부여하기 위하여 사용되며, 스티렌계 열가소성 고무, 올레핀계 열가소성 고무, 우레탄계 열가소성 고무, 아미드계 열가소성 고무, 에스테르계 열가소성 고무 등이 제한 없이 사용될 수 있다.

특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 올레핀계 수지를 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 고무), 천연고무, SBR(스티렌-부타디엔 고무) 등의 고무와 동적 가교하거나 혼합한 올레핀계 열가소성 고무가 사용되는 것이 바람직하다.

열가소성 고무는 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부 사용되는 것이 바람직하며, 열가소성 고무의 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 기계적 특성 및 열적 특성이 오히려 저하된다.

규산칼륨은 접착성이 우수하여 조성물의 혼화성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 난연성을 개선할 수도 있다.

규산칼륨의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 조성물의 기계적 특성이 저하된다.

상기 몰리브덴 디설파이드는 자기 윤활 특성을 부여하는 역할을 하며, 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하는 경우 제조된 모노머 캐스트 나일론의 기계적 특성 및 열적 특성이 오히려 저하된다.

실란 커플링제는 유기 화합물과 결합할 수 있는 유기 관능기 및 무기물과 반응할 수 있는 가수분해기를 가지며, 조성물의 계면 접착력을 향상시켜 모노머 캐스트 나일론의 내마모성, 내부식성, 내열성, 내약품성, 강도 등을 향상시킬 수 있다.

실란 커플링제로는 알킬기 함유 실란, 아미노기 함유 실란, 에폭시기 함유 실란, 아크릴기 함유 실란, 이소시아네이트기 함유 실란, 메르캅토기 함유 실란, 불소기 함유 실란, 비닐기 함유 실란 등이 사용된다.

실란 커플링제의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하는 경우 과다한 실란 커플링제의 사용으로 오히려 계면 접착 특성 및 강도가 저하된다.

특히 아미노기 함유 실란 커플링제 50~80중량% 및 에폭시기 함유 실란 커플링제 20~50중량%로 구성되는 실란 커플링제 혼합물이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 조성물은 유리섬유를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유리섬유는 강도 및 내열성을 부여하기 위하여 사용되며, 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부 사용되는 것이 바람직하다. 유리섬유의 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 기계적 특성이 오히려 저하된다.

상기 조성물은 규산나트륨을 추가로 포함할 수 있다. 상기 규산나트륨은 난연성 및 접착성의 부여를 위해 사용되며, 고체상 또는 용액으로 사용될 수 있다.

규산나트륨의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 기계적 특성이 오히려 저하된다.

상기 조성물은 말단이 이소시아네이트기인 폴리에스테르 프리폴리머를 포함할 수 있다. 상기 프리폴리머는 폴리에스테르 폴리올과 디이소시아네이트를 반응시켜 제조될 수 있다.

폴리에스테르 폴리올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 3-메틸펜탄디올, 헥산디올, 비스옥시메틸시클로헥산 등의 글리콜 성분과 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산 등의 산 성분을 중합하여 제조될 수 있다.

디이소시아네이트로는 p-페닐렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌디이소시아네이트, 1,10-데카메탄디이소시아네이트, 1,5-테트라하이드록시나프탈렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 등이 있다.

말단이 이소시아네이트기인 폴리에스테르 프리폴리머의 중량평균분자량은 1,000~10,000g/mol인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 상기 범위를 벗어나면 베어링 플레이트의 내열성, 내구성 및 탄성이 저하된다.

말단이 이소시아네이트기인 폴리에스테르 프리폴리머의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 내열성, 탄성 회복력 및 가공성이 오히려 저하된다.

상기 조성물은 폴리스티렌을 추가로 포함할 수 있다. 상기 폴리스티렌은 내열성, 저수축성의 향상을 위해 사용되며, 공지의 중합체 및 공중합체가 제한 없이 사용될 수 있다.

폴리스티렌의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 내열성, 저수축성 및 가공성이 오히려 저하된다.

상기 조성물은 아크릴 수지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 아크릴 수지는 접착성 및 탄성을 부여하기 위하여 사용되며, 사용되는 아크릴 수지로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 아크릴 공중합체 등이 있다.

아크릴 수지의 함량은 카프로락탐 100중량부에 대하여 1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 강도가 오히려 저하된다.

상기 마찰판(121)은 상면에 폴리우레탄 수지, 아크릴 에멀젼, 몰리브덴 디설파이드, 폴리스티렌 및 실란 커플링제를 포함하는 조성물로부터 제조되는 코팅층을 형성할 수 있다.

상기 코팅층을 형성함으로써 마찰판(121)의 경도, 내구성, 내오존성, 내부식성, 내마모성 등이 한층 더 향상될 수 있다.

상기 폴리우레탄 수지는 코팅층의 내마모성 및 내부식성을 향상시킬 수 있고, 상기 아크릴 에멀젼은 접착성 및 탄성을 부여하기 위하여 사용되며, 사용되는 아크릴계 수지로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 아크릴 공중합체 등이 있다.

아크릴 에멀젼의 함량은 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 5~20중량부인 것이 바람직하며, 함량이 5중량부 미만인 경우 접착성 및 탄성이 충분히 발현될 수 없고, 20중량부를 초과하는 경우 강도가 오히려 저하된다.

상기 몰리브덴 디설파이드는 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 1~5중량부 사용되는 것이 바람직하며, 상기 폴리스티렌은 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 1~5중량부 사용되는 것이 바람직하고, 상기 실란 커플링제는 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 1~5중량부 사용되는 것이 바람직하다.

상기 마찰판(121)은 다수의 구멍을 통하여 윤활제가 충전되어 보존되기 적합한 형태로 형성될 수 있으며, 내부에 그리스 계열 등의 다양한 윤활제가 충전될 수 있다. 이를 통하여 상기 미끄럼판(112)과 상기 마찰판(121) 사이에 과도한 마찰력이 발생될 경우 발생될 수 있는 포트 베어링의 내구성 하락과 포트 베어링 파손으로 발생될 수 있는 교량 구조물의 악영향을 미연에 방지하여 교량의 유지보수 편의성을 향상시킬 수 있으며 내구성을 유지하여 교량의 내구 연한을 보다 연장할 수 있다.

또한 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 유지보수가 쉬운 포트 베어링은 상기 마찰판(121) 및 탄성부재(132)에 마찰계수측정센서 및 탄성측정센서 중 선택되는 어느 하나의 센서로 이루어지는 상태확인센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이를 통하여, 본 발명의 유지보수가 쉬운 포트 베어링은, 충격흡수 및 하중 전달에 중요한 역할을 하는 상기 마찰판(131)의 마찰계수상태 및 상기 탄성부재(132)의 탄성 상태를 모니터링 할 수 있다. 이러한 모니터링을 통하여, 기존에 일정 기간이 경과하였을 경우 실시하던 유지보수공사를 포트 베어링의 상태를 보다 정확하게 확인하여 필요한 때에 수행할 수 있다. 따라서 본 발명의 유지보수가 쉬운 포트 베어링은 보다 효율적인 포트 베어링의 유지보수가 가능하며, 포트 베어링의 상태를 보다 정확하게 파악할 수 있어, 포트 베어링의 상태를 제대로 확인하지 못하여 제때 유지보수작업을 진행하지 못함으로 인해 발생하는 포트 베어링의 파손을 방지할 수 있고, 이러한 파손으로 인하여 발생되는 교량 구조물의 파손을 미연에 방지할 수 있다는 장점을 갖는다.

더불어, 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 유지보수가 쉬운 포트 베어링은 상기 상태확인센서에서 측정된 값을 전송 받는 측정값수신수단(142), 상기 측정값수신수단(142)으로 수신된 측정값과 미리 입력된 기준값을 비교하여 상태를 확인하는 상태판단수단(143), 상기 상태판단수단(143)에서 판단에 따라 비정상일 경우 보수필요메시지를 관리자에게 송신하는 메시지송신수단(144)로 구성되는 유지보수알림부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 상태확인센서에서 상기 마찰판(121) 및 탄성부재(132)의 상태를 모니터링 하는 것을 넘어서 측정된 값을 상기 측정값수신수단(142)에서 수신하고 해당 측정값을 상기 상태판단수단(143)에서 보수가 필요할 때 관리자에게 상기 메시지송신수단(144)을 통하여 메시지를 전송하여 보수필요를 알릴 수 있어 정기유지보수 외에도 보수가 필요한 것을 적절한 시기에 인지하여 보수를 진행할 수 있다. 이를 통하여 교량을 보다 안전하게 유지할 수 있어 다양한 외력 또는 환경에서 유발될 수 있는 포트 베어링을 효율적으로 관리하여 교량의 수명을 향상시킬 수 있다.

111: 상부판 112: 미끄럼판
121: 마찰판 122: 보호씰
123: 보호씰지지부재
131: 봉합판 132: 탄성부재
133: 하부판
142: 측정값수신수단
143: 상태판단수단 144: 메시지송신수단

Claims (5)

1. 교량과 상면이 접하는 상부판(111);
   상기 상부판(111)의 하면과 접하도록 구비되는 미끄럼판(112);
   상면이 상기 미끄럼판(112)과 접하며 다수의 구멍이 형성되어 내부에 윤활제가 충전되어진 마찰판(121);
   다수의 조각으로 나누어지고, 상면이 상기 미끄럼판(112)의 하면과 접하며, 상기 마찰판(121)의 외주면에서 일정거리 이격되어 감싸는 형태로 형성되는 보호씰(122);
   상기 보호씰(122)과 대응되는 다수의 조각으로 나누어지고, 내측면의 선택되는 부분이 봉합판(131)의 외측면과 볼트결합으로 결합되며, 상면이 상기 보호씰(122)과 접하도록 형성되는 보호씰지지부재(123);
   상면이 상기 마찰판(121)의 하면과 접하도록 구비되는 봉합판(131);
   상면이 상기 봉합판(131)의 하면과 접하도록 구비되며 탄성을 갖는 소재로 형성되는 탄성부재(132); 및
   상면이 상기 탄성부재(132)의 하면과 접하며, 내측면이 상기 탄성부재(132) 외측면 및 상기 봉합판(131) 외측면의 선택되는 면을 감싸도록 형성된 하부판(133);을 포함하고,
   상기 마찰판(121)은 카프로락탐, 촉매, 열가소성 고무, 규산칼륨, 몰리브덴 디설파이드, 실란 커플링제, 말단이 이소시아네이트기인 폴리에스테르 프리폴리머 및 폴리스티렌을 포함하는 조성물로부터 제조되며,
   상기 조성물은 카프로락탐 100중량부에 대하여 촉매 0.5~5중량부, 열가소성 고무 1~5중량부, 규산칼륨 1~5중량부, 몰리브덴 디설파이드 1~10중량부, 실란 커플링제 1~10중량부, 말단이 이소시아네이트기인 폴리에스테르 프리폴리머 1~5중량부 및 폴리스티렌 1~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 포트 베어링.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 마찰판(121) 및 탄성부재(132)는 마찰계수측정센서 및 탄성측정센서에서 선택되는 어느 하나의 센서로 이루어지는 상태확인센서를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 교량용 포트 베어링.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 교량용 포트 베어링은
   상기 상태확인센서에서 측정된 값을 전송받는 측정값수신수단(142);
   상기 측정값수신수단(142)으로 수신된 측정값과 미리 입력된 기준값을 비교하여 상태를 확인하는 상태판단수단(143); 및
   상기 상태판단수단(143)에서 판단에 따라 비정상일 경우 보수필요메시지를 관리자에게 송신하는 메시지송신수단(144)으로 구성되는 유지보수알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 포트 베어링.
   
   

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