KR20040039465A - 완충 장치 - Google Patents
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Abstract
완충 장치는 고정 단부(2), 충격-흡수 단부(3), 및 상기 양 단부 사이에 배열되는 하나 이상의 변형부(4)를 가진다. 변형부(4)는 탄성적으로 변형 가능한 재료 특히, 엘라스토머재로 만들어지며, 변형부(4)의 표면부가 서로를 향하여 접혀지도록 완충 장치(1)의 변형 동안에 접히도록 배열된다. 변형부(4)는 하나 이상의 표면 돌출부(5) 및 홈부(6)를 가지며, 상기 돌출부(5) 및 홈부(6)는 변형부(4)의 상기 표면부가 완충 장치(1)의 변형 동안에 서로를 향하여 접혀질 때, 빗 모양 방식으로 서로 결합할 수 있는 모양 및 위치를 갖는다.
Description
도입 형식으로 설명된 상기 유형의 완충 장치들은 부두, 유정 굴착 장치 등에 사용된다.
이러한 완충 장치들은 상이한 유형의 완충 장치를 설명하는 미국 특허 제 5, 458, 077호로부터 알려지며, 여기에는 완충 장치의 강성을 개선하기 위하여 두께를 두껍게 하는 과정이 제공된다.
유럽 특허 제 812 961호에서 설명되는 완충 장치는 유사하게, 외측 상에 두께를 두껍게 하는 과정을 제공하거나 외측뿐만 아니라 내측 상에 두께를 두껍게 하는 과정을 제공한다.
미국 특허 제 3, 999, 497호는 일단부의 외측에 관형 고무 부재를 구비하는 원통형 완충 장치를 개시한다. 이러한 고무 부재는 완충 장치가 하중을 받을 때,완충 장치가 갑작스럽게 강성을 잃어버리는 것을 방지한다.
유럽 특허 제 135 997호는 일단부에 가까이 있는 외측면에, 완충 장치가 하중을 받을 때 완충 장치의 변형을 제어하기 위한 접힘 선(슬롯)이 제공되는 완충 장치를 개시한다. 결과적으로, 완충 장치는 길이 방향으로의 붕괴가 감소하며 그로 인하여, 안정성은 개선된다.
상기 언급된 완충 장치의 결점은 경사 하중에 대하여 불만족스러운 안정성을 갖는다는 것이다. 이것은 배가 정박할 때, 완충 장치에 경사 각도로 상당한 충격을 가하게 되어 문제가 되며, 이는 완충 장치의 충격-흡수 단부가 예를 들어, 부두 지대에 단단하게 고정되어 있는 완충 장치의 고정 단부에 대하여 측면으로 변위된다는 것을 의미한다.
미국 특허 제 3, 948, 500호에 따라, 개선된 측면 안정성을 구비하는 원뿔형 절두체 완충 장치에 의하여 이러한 문제를 해결하고자 하는 시도가 이루어졌다. 그러나, 이러한 완충 장치는 재료의 상당한 소비를 야기하는 매우 두꺼운 벽부를 갖고 있다.
본 발명은 고정 단부, 충격-흡수 단부 및 양 단부 사이에 배열되는 하나 이상의 변형부를 구비하는 완충 장치에 관한 것으로, 변형부는 탄성적으로 변형 가능한 재료, 특히 엘라스토머재로 만들어지고, 변형부의 표면부가 완충 장치의 변형 동안에 서로를 향하여 접히도록 접혀지는 방식으로 배열되는 완충 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 완충 장치의 제 1 실시예를 도시하는 정면 사시도이며,
도 2는 제 1 압축 상태에 있는 도 1의 완충 장치를 도시하며,
도 3은 제 2 압축 상태에 있는 도 1의 완충 장치를 도시하며,
도 4는 제 3 압축 상태에 있는 도 1의 완충 장치를 도시하며,
도 5는 도 1의 완충 장치의 원뿔형 절두체부를 도시하는 상측에서 바라본 평면도이며,
도 6은 도 5의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 나타낸 단면도이며,
도 7은 부두 지대에 장착된 도 1에서 도시된 것과 같은 완충 장치의 사시도이며,
도 8은 본 발명에 따른 완충 장치의 제 2 실시예를 도시하는 정면도이며,
도 9는 도 6의 완충 장치의 지주부를 도시하는 측면도이며,
도 10은 제 1 압축 상태에 있는 도 6의 완충 장치를 도시하는 정면 사시도이며,
도 11은 제 2 압축 상태에 있는 도 6의 완충 장치를 도시하며,
도 12는 제 3 압축 상태에 있는 도 6의 완충 장치를 도시하며,
도 13은 제 1 압축 상태에서 도 7에 따른 두 개의 협력 완충 장치 지주부를 도시하는 측면 사시도이며,
도 14는 제 2 압축 상태에서 도 7에 따른 두 개의 협력 완충 장치 지주부를 도시하는 측면 사시도이며,
도 15는 제 3 압축 상태에서 도 7에 따른 두 개의 협력 완충 장치 지주부를 도시하는 측면 사시도이다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 비해 개선된 완충 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특별한 목적은 불균등 하중을 받는 경우에 개선된 변형 특성을 구비하는 완충 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 또 다른 하나는 재료의 소비는 감소시키면서 강한 완충 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 이러한 목적은 청구항 제 1 항으로부터 명백한 특징이 주어지는 도입 형태로 설명된 완충 장치의 유형에 의하여 달성될 수 있다. 바람직한 실시예는 종속항에서 정의된다.
본 발명의 완충 장치는 하나 이상의 표면에 돌출부 및 홈부가 제공되는 변형부를 사용하며, 상기 돌출부 및 홈부는 완충 장치의 변형 동안에 빗 모양 방식(comb like manner)으로 서로 결합할 수 있는 모양 및 위치를 갖는다. 완충 장치가 변형됨에 따라, 돌출부는 홈부에 결합하여 완충 장치의 파지(locking)를 제공한다. 따라서, 완충 장치는 측면 방향으로 변형될 수 없어 경사 하중 및 전단 하중을 받는 경우에 개선된 안정성을 갖게 된다.
본 발명의 실시예에 따라, 돌출부 및 홈부는 변형부의 외측으로 향하는 면부에 위치하게 된다. 그 대신에, 돌출부 및 홈부가 변형부의 내측으로 향하는 면부에 위치될 수 있으며, 또는 변형부의 내측으로 향하는 면부 및 외측으로 향하는 면부 양쪽에 위치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 완충 장치의 변형부는 제 1 및 제 2 원뿔형 공동부(first and second conical hollow portion)를 가지며, 상기 원뿔형 공동부의 좁은 단부는 서로 연결되고, 돌출부는 홈부를 형성하는 사이 공간에 배열되며, 제 1 및 제 2 원뿔형부는 원뿔형 절두체부 상의 돌출부가 원뿔형 절두체부 상의 홈부에 결합하는 방식으로 서로에 대하여 배열된다. 이러한 디자인으로 인해 간단하면서도 안전한 방식으로, 요구되는 파지를 제공할 수 있으며, 동시에 완충 장치의 제조는 매우 합리적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 완충 장치의 실시예에서, 제 1 원뿔형부는 필수적으로 제 2 원뿔형부보다 더 큰 경도를 구비하는 재료로 만들어진다. 이러한 것은 하중을 받을 때, 완충 장치의 변형에 대한 제어 가능성을 제공한다. 그 후에, 더 부드러운 원뿔형부는 더 견고한 원뿔형부의 변형이 시작되기 전에 전체적으로 가압된다.
또 하나의 실시예에 따라, 완충 장치는 두 개 이상의 평행 육면체 완충 장치 지주부로 디자인된다. 이것은 본 발명에 따른 강한 완충 장치를 만드는 선택적인 방법이다.
평행 육면체 완충 장치 지주부는 유리하게 V형 돌출부를 갖는다. 완충 장치의 변형 동안, V형 돌출부는 상기 V의 지주부 사이의 홈부에 결합할 것이며, 이로 인해 우수한 안정성을 갖는 파지가 보장된다.
완충 장치의 변형부는 바람직하게는 완충 장치에 요구되는 안정성 및 가요성을 제공하는 엘라스토머재로 만들어진다.
본 발명은 첨부되는 도면 및 실시예를 참고로 하여, 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1에 도시되는 완충 장치(1)는 고정 단부(2) 및 충격-흡수 단부(3)를 갖는다. 변형부(4)는 양 단부(2, 3) 사이에서 연장된다. 변형부(4)는 다수의돌출부(5) 및 상기 돌출부 사이에 배열되는 홈부(6)를 갖는다. 변형부(2)는 도면의 상부에, 제 1 원뿔형 공동 절두체부(first frustoconical hollow portion)(7) 및 도면의 하부에, 제 2 원뿔형 공동 절두체부(8)로 구성된다. 상기 절두체부의 좁은 단부에서, 원뿔형부(7, 8)는 연결링(9)에 의하여 상호 연결될 수 있고, 또는 접착제로 함께 접착되거나 성형될 수 있다. 넓은 단부에서, 제 1 원뿔형부(7)는 장착 플랜지(10)에 결합한다. 대응적으로, 제 2 원뿔형부(8)는 장착 플랜지(11)에 결합한다.
원뿔형부(7, 8)는 폴리우레탄으로 성형된다. 또한, 다른 엘라스토머재(elastomeric material)가 사용될 수 있다. 동일한 주형이 제 1 및 제 2 원뿔형 절두체부(7, 8)용으로 사용될 수 있는데, 이는 합리적인 제조를 가능하게 한다. 장착 플랜지(10, 11)는 각각의 원뿔형부(7, 8)와 함께 성형된다. 장착 플랜지(10, 11)는 일체형 금속 링(integrated metal ring)으로도 성형될 수 있다. 완충 장치(1)를 조립할 때, 두 원뿔형부(7, 8)는 서로에 대하여 회전하도록 배열되며, 이는 제 1 원뿔형부(7)의 돌출부(5)가 제 2 원뿔형부(8)의 홈부(6)의 바로 앞부분에 위치되도록 하기 위해서이며, 그 역의 경우도 마찬가지이다. 제 1 원뿔형부(7)는 제 2 원뿔형부(8)(약 78 쇼어 A경도)보다 더 부드러운 재료(약 70 쇼어 A경도)로 만들어진다. 또한, 재료는 상기와 반대로 선택되어질 수도 있고 또는 동일한 경도를 갖는 것으로 선택될 수도 있다. 만약, 상이한 경도가 선택된다면, 더 단단한 부분의 변형이 시작되기 전에 먼저 더 부드러운 부분이 전체적으로 가압되도록 완충 장치의 변형이 제어될 수 있다.
완충 장치(1)는 도 7에 도시된 것과 같이 부두 지대(13)에 장착된다. 충격-흡수 단부(3)는 제 1 원뿔형부(7)의 장착 플랜지(10)에 의하여 완충 장치 차폐물(12)에 나사로 고정된다. 그리고 완충 장치 차폐물(12)을 구비하는 완충 장치(1)는 제 2 원뿔형부(8)의 장착 플랜지(11)에 의하여 부두 지대(13)에 나사로 고정된다.
완충 장치(1)가 완충 장치 차폐물(12)을 통해서, 부두 지대(13)에 정박하는 배에 의해 발생되는 하중을 받을 때, 완충 장치(1)는 도 2 내지 도 4에서 도시된 것과 같이 전체적으로 가압된다. 그 후, 변형부의 표면부는 서로를 향하여 접히게 된다. 도 4는 완충 장치(1)가 크게 변형될 때, 고정 단부(2)의 표면부에 대해 완충 장치(1)의 충격-흡수 단부(3)의 표면부가 어떻게 접하게 되는지 도시한다. 부두 지대에서 자주 발생되는 경사 하중을 받는 경우에도, 완충 장치는 우수한 안정성을 갖게 되며, 이는 돌출부(5)가 홈부(6)에 결합하여 파지 되기 때문이다. 따라서, 완충 장치(1)는 측면 방향으로는 미미하게만 변형된다.
완충 장치(1)의 디자인에 의해 완충 장치 상에 발생되는 힘은 완충 장치(1)의 중심으로 수렴하게 된다. 더 나아가, 더 긴 탄성 길이가 얻어질 것이며, 이로 인해 더 적은 재료를 소비하는 강력한 완충 장치(1)를 얻게된다.
도 6으로부터 분명한 것과 같이, 완충 장치(1)는 외측으로 향하는 면(14) 및 내측으로 향하는 면(15) 모두에 돌출부 및 홈부를 갖고 있다. 다른 실시예도 실현 가능하다. 예를 들어, 완충 장치는 평평하게 내측으로 향하는 면(15)을 가질 수 있고 외측으로 향하는 면(14)에만 돌출부 및 홈부를 가질 수 있다. 완충 장치는넓은 단부에서 상호 연결되는 두 개의 원뿔형 절두체부로도 구성될 수 있다. 완충 장치의 내측으로 향하는 면(15)은 돌출부 및 홈부가 제공되며, 반면에 외측으로 향하는 면(14)은 평평하게 유지된다.
본 발명에 따른 또 하나의 실시예에 따른 완충 장치(101)는 도 8에 도시된다. 이러한 완충 장치(101)는 두 개의 평행 육면체의 지주부(106)로 형성되며, 그 중 하나가 도 9에 도시된다. 완충 장치(101)는 두 개 이상의 완충 장치 지주부(116)로도 형성될 수 있다. 완충 장치(101)는 고정 단부(102), 충격-흡수 단부(103) 및 그 사이에 배열되며 V형 돌출부(105)를 구비하는 변형부(104)를 갖는다. 홈부(106)는 돌출부(105)의 지주부 사이에 형성된다. 각각의 지주부에 있어 V자 끝부분의 가까이에서, 돌출부(105)는 홈부(117)가 형성된다. 돌출부(105) 외측면에서, 변형부(104)는 홈부(117)와 동일 높이의 접힘 선(118)을 갖는다. 도면의 상단부에서, 완충 장치(101)는 금속 플레이트(119)가 위치하는 장착 플랜지(110)를 갖는다. 완충 장치(101)의 장착을 위한 나사 구멍(121)은 플랜지(110) 및 금속 플레이트(119)의 외측 단부를 관통하여 연장된다. 대응적으로, 도면의 하단부에는 금속 플레이트(120) 및 나사 구멍(122)을 구비하는 장착 플랜지(111)가 있다.
완충 장치(101)는 우레탄 고무로 성형되거나, 다른 엘라스토머재도 사용될 수 있다. 성형 공정 동안에, 금속 플레이트(119, 120)가 장착 플랜지(110, 111) 내에 성형된다. 그 후에, 플랜지(110, 111)에 나사 구멍(121, 122)을 형성한다.
완충 장치(101)는 완충 장치 차폐물(112)을 구비하여 도 1과 관련하여 설명된 완충 장치(1)와 같은 방식으로 부두 지대(113)에 장착된다. 도 9에 도시된 것과 같이, 완충 장치 지주부(116)는 내측으로 향하는 면(115)에 돌출부(105) 및 홈부(106)를 구비하여 장착될 수 있고, 또는 도 10 내지 도 12에 도시된 것과 같이, 외측으로 향하는 면(114)에 돌출부(105) 및 홈부(106)를 구비하여 장착될 수 있다. 내측으로 향하는 면 및 외측으로 향하는 면 모두에 돌출부(105) 및 홈부(106)를 구비하여 완충 장치 지주부(116)를 형성하는 것도 가능하다.
완충 장치(101)가 부두 지대에 정박하는 배에 의한 하중을 받을 때, 완충 장치(101)는 도 10 내지 도 15에서 도시된 것과 같이 전체적으로 가압된다. 도 1에서 도시된 완충 장치(1)에서와 같이, 완충 장치의 표면부는 완충 장치가 변형됨에 따라 서로를 향하여 접혀지게 된다. V형 지주부 사이에서의 V형 돌출부(105)와 홈부(106)의 협력은 완충 장치(101)의 파지(locking)를 제공한다. 따라서, 완충 장치(101)는 경사 하중을 받는 경우에도 우수한 안정성을 유지하게 된다.
홈부(117) 및 접힘 선(118)은 완충 장치(101)의 변형 동안 접힘 발생의 표시로 작용한다. 완충 장치(101)는 도 10에서 분명한 것과 같이, 홈부(117) 및 접힘 선(118) 없이도 형성될 수 있다.
완충 장치(101)는 그것의 디자인으로 인해 증가된 탄성 길이를 갖게 되며, 이로 인해 재료의 절감 및 안정성을 유지할 수 있게 된다.
상기 기술된 실시예에서, 우레탄 고무 및 성형 공정은 제조 과정에서 사용되어 왔다. 그러나, 다른 유형의 엘라스토머재가 사용될 수 있고, 당업자에게 알려진 것과 같이, 제조 방법은 선택된 엘라스토머재의 유형에 따라 정해져야한다. 만약 예를 들어, 천연 고무(NR) 및/또는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)의 혼합물이 사용된다면 도 8 및 도 9에 따른 완충 장치 지주부에 바람직하며, 경화 주형에 제공되어 경화되는 고무 재료에 의하여 전통적인 방식으로 제조가 이루어진다.
Claims (9)
- 고정 단부(2; 102), 충격-흡수 단부(3; 103) 및 상기 단부 사이에 배열되는 하나 이상의 변형부(4; 104)를 구비하는 완충 장치로서, 상기 변형부(4; 104)는 탄성적으로 변형 가능한 재료 특히, 엘라스토머재로 만들어지고, 상기 변형부(4; 104)가 상기 완충 장치의 변형 동안 접히도록 배열됨으로써, 상기 변형부(4; 104)의 표면부가 서로를 향하여 접히는 완충 장치에 있어서,상기 변형부(4; 104)는 하나 이상의 표면에 돌출부(5; 105) 및 홈부(6; 106)를 가지고, 상기 변형부(4; 104)의 상기 표면부가 상기 완충 장치의 변형 동안 서로를 향하여 접혀질 때, 상기 돌출부(5; 105) 및 상기 홈부(6; 106)는 빗 모양과 같은 형태로 서로 결합할 수 있는 모양 및 위치를 가지는 것을 특징으로 하는,완충 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출부(5; 105) 및 상기 홈부(6; 106)는 상기 변형부(4; 104)의 외측으로 향하는 표면(14; 114)에 위치하는,완충 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출부(5; 105) 및 상기 홈부(6; 106)는 상기 변형부(4; 104)의 내측으로 향하는 표면(15; 115)에 위치하는,완충 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출부(5; 105) 및 상기 홈부(6; 106)는 상기 변형부(4; 104)의 내측으로 향하는 표면(15; 115) 및 외측으로 향하는 표면(14; 114) 모두에 위치하는,완충 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 변형부(4; 104)는 좁은 단부가 서로 연결되는 제 1 원뿔형 공동 절두체부(7) 및 제 2 원뿔형 공동 절두체부(8)를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 원뿔형 공동 절두체부(7, 8)에서 상기 돌출부(5)는 상기 홈부(6)를 형성하는 사이 공간(6)에 배열되고, 제 1 원뿔형 공동 절두체부(7) 및 제 2 원뿔형 공동 절두체부(8)는 하나의 원뿔형 공동 절두체부(7) 상의 상기 돌출부(5)가 상기 완충 장치의 변형 동안, 다른 원뿔형 공동 절두체부(8)의 상기 홈부(6)에 결합할 가능성을 갖는 방식으로 서로에 대하여 배열되는,완충 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 원뿔형 절두체부(7)는 상기 제 2 원뿔형 절두체부(8)보다 필수적으로 더 높은 경도를 구비하는 재료로 만들어지는,완충 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,두 개 이상의 평행 육면체의 완충 장치 지주부(116)를 가지는,완충 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 돌출부(105)는 V형인,완충 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,적어도 상기 변형부(4; 104)는 엘라스토머재로 만들어지는,완충 장치.
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