KR102487822B1 - 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치 - Google Patents

수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하부지지대와, 상기 하부지지대 상부에 구비되는 상부지지대;로 구성되는 본체와, 상기 하부지지대에 상부에 구비되는 하부플레이트, 상기 상부지지대 하부에 구비되는 상부플레이트, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 구비되는 베어링으로 구성되는 면진받침;으로 구성되는 면진장치에 있어서, 상기 하부지지대와 상기 하부플레이트 사이 및 상기 상부지지대와 상기 상부플레이트 사이에는 각각 제1탄성고무가 위치하고, 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트의 표면에 제2탄성고무가 위치하는 것을 특징으로 하는 면진장치를 제공한다.

Description

수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치{Hybrid isolation apparatus with reinforced vertical damping and horizontal multi-layer friction}
본 발명은 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치에 관한 것으로, 볼베어링의 면진응답을 빠르게 할 수 있는 기술에 관한 것이다.
과거 지진에 의한 피해는 주로 대형의 건축물과 교량, 터널 등 도로시설물, 댐과 수문 등 사회 인프라 시설물의 구조적 손상이 문제가 되었으나, 최근 선진국에서는 구조물에 대한 내진설계기술과 내진보강기술이 발전함에 따라 구조적 피해는 줄어들고 있는 실정이다. 이에 반하여 전기설비, 통신설비 및 기계설비 등 비구조요소에 대한 피해는 제품의 첨단화, 다기능화, 고부가가치화로 그 피해가 증가되고 있다. 미국 FEMA(Federal Emergency Management Agency)의 보고서에 의하면 건축물 설치 시 상기 비구조요소는 전체 건축물 공사비의 70%를 차지한다고 한다.
그러므로 이와 같은 비구조요소를 지진시 보호하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 기존의 앵커와 지지대를 설치하는 내진장치뿐만 아니라 면진장치 및 제진장치 등 기술의 개발과 적용이 활발하게 이루어지고 있다.
특히, 통신설비와 전기설비 등은 복잡한 전자 및 전기적, 또는 기계적 장치를 포함하고 있어 지진에 의한 구조적 성능 외에 상기 장치들의 기능적 안전성과 연속성 확보가 요구된다.
상기와 같은 설치물에 대한 기능적 안전성과 연속성을 확보하기 위한 종래의 방법으로는 장치에 전달되는 지진력을 저감하는 면진장치기술이 적용되고 있으며, 곡률판과 일정 크기의 구를 포함하는 진자베이링장치(pendulum bearing)와 마찰이 작은 리니어가이드장치(linear guide)를 활용하는 방법 등이 대표적이다.
상기와 같은 면진장치는 일반적인 지진파가 갖고 있는 주파수 대역보다 낮은 고유주파수를 갖도록 설계되기 때문에 상시에 작용할 수 있는 수평력에 취약하고 감쇠 능력이 작아 지진 중 에너지 소산이 쉽게 되지 않으며, 지진 발생 후에도 비교적 장시간 동안 운동을 지속하는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
이와 같은 감쇠력 증가 및 지진 발생 후 진동을 저감시키기 위한 종래의 방법으로 대한민국등록특허공보 제10-0956487호에 곡률판 하부에 흔들림 방지용 완충장치를 구비하거나 대한민국등록특허공보 제10-1285236호에 곡률판 내부에 돌기를 형성하여 마찰을 발생시키는 방법 및 대한민국등록특허공보 제10-1187412호에 상재 하중에 의해 압축변형이 발생하는 고무볼을 면진요소로 사용하는 방법 등이 제시되고 있다.
곡률판 하부에 흔들림 방지용 완충장치를 구비하는 방법과 하중에 의해 압축변형이 발생하는 고무볼을 면진요소로 사용하는 방법은 상부에 설치되는 설치물의 중량변화에 따라 각 요소에 대한 추가적 설계 및 교체가 요구되는 문제점이 있었다.
또한, 곡률판 내부에 돌기를 형성하여 마찰을 발생시키는 방법은 구름 마찰력 발생에 따른 지진 에너지 저감 효과가 크지 않은 문제점이 있었다.
KR 10-2094884 B1 "감쇠성능을 향상시킨 면진장치"
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 지진 발생시 베어링 면진 받침에서 베어링의 진자 운동을 빠르게 감쇠되도록 하는 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 하부지지대와, 상기 하부지지대 상부에 구비되는 상부지지대;로 구성되는 본체와, 상기 하부지지대에 상부에 구비되는 하부플레이트, 상기 상부지지대 하부에 구비되는 상부플레이트, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 구비되는 베어링으로 구성되는 면진받침;으로 구성되는 면진장치에 있어서, 상기 하부지지대와 상기 하부플레이트 사이 및 상기 상부지지대와 상기 상부플레이트 사이에는 각각 제1탄성고무가 위치하고, 상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트의 표면에 제2탄성고무가 위치하는 것을 특징으로 하는 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치를 제공한다.
상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트에는, 복수 개의 홀이 일정한 배치 간격으로 형성되어 상기 제1탄성고무와 일체로 된 상기 제2탄성고무가 표면으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트에는, 표면에 환형으로 요(凹)홈이 형성되고, 상기 요홈에 제2탄성고무가 접착되는 것을 특징으로 한다.
상기 본체에 양측으로 상기 면진받침이 형성되고, 상기 본체의 중앙에는 상기 하부지지대에는 댐퍼가 형성되고, 상기 상부지지대와 하부지지대에는 마찰재가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 해결 수단에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 면진받침의 내부에 고무가 있어 베어링의 수평 진자 움직임에 대한 감쇠가 이루어지고, 또한 표면에 고무가 있어 베어링의 수평 움직임에 대한 마찰이 이루어져 지진 발생 후 진자 운동을 감쇠시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치의 구성도.
도 2는 도 1의 주요부 확대도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치의 구성도.
도 5는 도 4의 주요부 확대도.
도 6은 도 5의 평면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 주요부 확대도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명은 본체(100), 면진받침(200), 제1탄성고무(300), 제2탄성고무(400)를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 하부지지대(120)와, 상기 하부지지대(120) 상부에 구비되는 상부지지대(140)로 구성되는 본체(100)와, 상기 하부지지대(120)에 상부에 구비되는 하부플레이트(220), 상기 상부지지대(140) 하부에 구비되는 상부플레이트(240), 상기 상부플레이트(240)와 하부플레이트(220) 사이에 구비되는 베어링(260)으로 구성되는 면진받침(200)으로 구성되는 면진장치에 있어서, 상기 하부지지대(120)와 상기 하부플레이트(220) 사이 및 상기 상부지지대(140)와 상기 상부플레이트(240) 사이에는 각각 제1탄성고무(300)가 위치하고, 상기 하부플레이트(220)와 상기 상부플레이트(240)의 표면에 제2탄성고무(400)가 위치하는 것을 특징으로 하는 면진장치를 제공한다.
본 발명에서는 상기 본체(100)와, 상기 베어링(260)으로 구성된 면진받침(200)은 통상의 면진장치와 동일한 것으로 자세한 설명은 생략하기로 하고, 제1탄성고무(300)와 제2탄성고무(400)의 구성에 주요한 특징이 있어 이부분에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.
먼저, 상기 하부플레이트(220)와 상기 상부플레이트(240)에는, 복수 개의 홀이 일정 반경 그리고 배치로 형성되어 상기 제1탄성고무(300)와 일체로 된 상기 제2탄성고무(400)가 표면으로 돌출되는 것을 특징으로 한다. 여기서 제2탄성고무(400)는 전체적 형상이 원형으로 형성될 수 있고, 조각 부분이 모여 원형이 될 수 도 있다.
상기 제1탄성고무(300)와 상기 제2탄성고무(400)는 상기 하부플레이트(220)와 상부플레이트(240)에 각각 구비되게 되는데 동일하므로 하부플레이트(220)에 설치된 것으로만 설명하기로 한다.
즉, 제1탄성고무(300)는 상기 하부플레이트(220)와 하부지지대(120) 사이에 설치되어 베어링(260)의 움직임에 대하여 재질에 의해 위아래로 탄성이 생겨 베어링(260)의 진자운동을 감쇠시킬 수 있다.
그리고, 제2탄성고무(400)는 베어링(260)이 움직이는 하부플레이트(220)의 표면에 형성됨으로써 마찰력을 향상시켜 진자의 움직임을 더 감쇠시킬 수 있다.
상기의 제2탄성고무(400)는 상기 하부플레이트(220) 보다 돌출되게 하여 실시할 수 있으며 도시된 바와 같이 반지름 반경으로 여러 단이 더 돌출되게 하여 감쇠 성능을 더 향상시킬 수 있다.
여기서, 제1탄성고무(300)는 상기 하부플레이트(220)와 하부지지대(120) 사이에 볼트(210) 체결함으로써 고정하게 된다. 하부플레이트(220)와 제1탄성고무(300)가 전체로 움직이게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치의 구성도이고, 도 5는 도 4의 주요부 확대도이며, 도 6은 도 5의 평면도이다.
도 4 내지 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1탄성고무(300)에 별도의 제2탄성고무(400)가 베어링(260)에 설치되도록 하였다.
먼저, 상기 하부플레이트(220)와 상기 상부플레이트(240)에는, 표면에 환형으로 요홈(h)이 형성되고, 상기 요홈(h)에 제2탄성고무(400)가 접착되는 것을 특징으로 하여 하부플레이트(220)의 철 재질보다 고무에 의한 마찰력을 증가시켜 베어링의 진자운동을 감쇠시킬 수 있다.
그리고, 상기 본체(100)에 양측으로 상기 면진받침(200)이 형성되고, 상기 본체(100)의 중앙에는 상기 하부지지대에는 댐퍼(500)가 형성되고, 상기 상부지지대와 하부지지대에는 마찰재(600)가 형성되는 것을 특징으로 하여 상,하 진동에 대해 감쇠할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치의 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
100: 본체
120: 하부지지대
140: 상부지지대
200: 면진받침
220: 하부플레이트
240: 상부플레이트
260: 베어링
300: 제1탄성고무
400: 제2탄성고무
500: 댐퍼
600: 마찰재
h: 요(凹)홈

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 하부지지대와, 상기 하부지지대 상부에 구비되는 상부지지대로 구성되는 본체와,
    상기 하부지지대에 상부에 구비되는 하부플레이트, 상기 상부지지대 하부에 구비되는 상부플레이트, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 구비되는 베어링으로 구성되는 면진받침으로 구성되는 면진장치에 있어서,
    상기 하부지지대와 상기 하부플레이트 사이 및 상기 상부지지대와 상기 상부플레이트 사이에는 각각 제1탄성고무가 위치하고,
    상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트의 표면에 제2탄성고무가 위치하는 것을 특징으로 하며,
    상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트에는,
    복수 개의 홀이 일정한 배치 간격으로 형성되어 상기 제1탄성고무와 일체로 된 상기 제2탄성고무가 표면으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치.
  3. 하부지지대와, 상기 하부지지대 상부에 구비되는 상부지지대로 구성되는 본체와,
    상기 하부지지대에 상부에 구비되는 하부플레이트, 상기 상부지지대 하부에 구비되는 상부플레이트, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 구비되는 베어링으로 구성되는 면진받침으로 구성되는 면진장치에 있어서,
    상기 하부지지대와 상기 하부플레이트 사이 및 상기 상부지지대와 상기 상부플레이트 사이에는 각각 제1탄성고무가 위치하고,
    상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트의 표면에 제2탄성고무가 위치하는 것을 특징으로 하며,
    상기 하부플레이트와 상기 상부플레이트에는,
    표면에 환형으로 요홈(h)이 형성되고, 상기 요홈에 제2탄성고무가 접착되는 것을 특징으로 하는 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 본체에 양측으로 상기 면진받침이 형성되고,
    상기 본체의 중앙에는 상기 하부지지대에는 댐퍼가 형성되고, 상기 상부지지대와 하부지지대에는 마찰재가 형성되는 것을 특징으로 하는 수직감쇠 보강형 및 수평 다중 마찰형 하이브리드 면진장치.
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