KR20210017872A - 가변구조 내진스토퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지진 시 지상의 구조물을 보호하도록 구조물을 상부에 탑재하는 방진장치의 주위에 설치되는 내진스토퍼에 관한 것으로, 본 발명에 따른 내진스토퍼는 양측면으로부터 외측 수평방향으로 절곡된 바닥면이 앵커볼트에 의해 지표면에 고정되고, 상기 양측면의 전방이 서로 연결되어 상기 방진장치와 인접하는 방진장치 대향면이 형성되며, 지진 시 상기 방진장치의 진동을 완충하도록 상기 방진장치 대향면에 돌출되게 충격 완충부가 구비되는 지지프레임과, 서로 평행하게 마주보도록 형성되어 상기 지지프레임의 양측면에 높이조절 가능하도록 결합되는 한 쌍의 측면판과, 상기 한 쌍의 측면판의 상단을 연결하여 상기 방진장치 대향면의 상부에서 상기 방진장치를 향하여 돌출되게 형성되는 지지걸림턱이 형성되어 상기 지지프레임에 탈착 가능하게 결합되는 전도방지 프레임, 및 상기 방진장치 대향면에 탈착 가능하게 결합되어 상기 지지프레임과 방진장치를 체결하는 방진장치 체결부를 구비한다.

Description

가변구조 내진스토퍼{Earthquake-proof stopper with variable structure}

본 발명은 지진 시 지상의 구조물을 보호하도록 구조물에 결합되는 방진장치의 주위에 설치되는 내진스토퍼에 관한 것으로, 다양하게 구조를 자유롭게 가변시킬 수 있어 지상 구조물의 설치환경에 적합하게 설치가 가능하며, 지진 시 수평방향으로 유동하는 방진장치의 충격이나 마찰을 효과적으로 감쇠시켜 지진에 의한 구조물 이탈이나 전도는 물론, 방진장치의 파손을 방지할 수 있는 내진스토퍼에 관한 것이다.

지진이 발생하면 지표면에 안착된 건물이나 펌프, 발전기, 공조기 등의 기계장치, 그리고 배전반과 같은 전기설비에 지진파의 진동이 전달된다. 지진파로부터 이와 같은 지상 구조물을 보호하기 위하여 건물의 경우 내진설계가 이루어지며, 기계장치나 설비 등에는 별도의 방진장치가 설치된다.

이의 예로 대한민국 특허등록 제10-1853094호의 '방진장치 일체형 내진스토퍼'가 개시되어 있는데, 상기 내진스토퍼는 지면에 고정되는 베이스판과 기계장치에 결합되는 상부 지지판 사이에 구비되는 샤프트의 외주에 코일스프링이 구비되어 지진시 기계장치로 전달되는 충격을 완충할 수 있다. 하지만, 이와 같은 내진스토퍼는 지진 시 수직방향으로 전달되는 진동을 효과적으로 억제할 수 있으나, 수평방향으로 작용하는 진동을 감쇠하기는 어렵다.

상기 특허등록 제10-1853094호의 방진장치와 달리, 수직방향의 진동을 제어할 수 있는 방진장치로 대한민국 등록특허 제10-1889093호의 '내진스토퍼'와, 등록특허 제10-1879354호의 '지진 완충장치'가 개시되어 있다. 등록특허 제10-1889093호의 '내진스토퍼'는 지표면에 고정되는 베이스 플레이트의 상부방향으로 기립된 탄성 완충부재가 형성되어 구조물의 수평방향으로 전달되는 진동을 억제할 수 있다. 그리고, 등록특허 제10-1879354호의 방진장치는 기계장치를 상부에 안착하는 본체프레임의 하부에 수직방향 진동을 제어하는 방진스프링과 함께, 본체프레임의 측면에 수평방향의 유동을 제어하는 가이드 브라켓이 더 구비되어 수직 및 수평방향의 진동을 함께 저감시킬 수 있다.

수평방향으로 전달되는 진동을 억제하도록 구조물이나 방진장치의 주위를 설치되는 내진스토퍼는 구조가 서로 상이한데, 상기 등록특허 제10-1889093호의 탄성 완충부재는 수직방향으로 기립되어 있는 것과 비교하여, 등록특허 제10-1879354호의 가이드 브라켓은 수평방향으로 끝단이 절곡되어 방진장치 상면에 결합되어 있다.

따라서, 등록특허 제10-1889093호는 높이나 무게중심이 낮고 지진력이 비교적 약하게 예상되는 지역에서 구조물의 이동을 억제하기 위하여 설치되고, 등록특허 제10-1879354호는 높이나 무게중심이 높고 지진력이 상대적으로 높게 예상되는 지역에서 구조물의 이동과 전도를 방지하도록 설치된다.

이와 같이 내진스토퍼는 구조물의 높이나 무게중심, 그리고 지진력의 예상크기와 같은 구조물의 설치환경에 따라 서로 다른 구조의 내진스토퍼를 설치해야 함에 따라 다양한 내진스토퍼를 생산 및 준비해야 하는 부담이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1853094호(발명의 명칭: 방진장치 일체형 내진스토퍼. 2018.04.27. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1889093호(발명의 명칭: 내진스토퍼. 2018.09.20. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1889093호(발명의 명칭: 지진 완충장치. 2018.07.18. 공고)

본 발명은 상술한 종래 내진스토퍼의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 구조물의 설치환경에 따라 구조를 자유롭게 가변시켜 설치할 수 있는 내진스토퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 지상의 구조물이 결합되는 방진장치에 주위에 설치되는 내진스토퍼로, 양측면으로부터 수평방향으로 절곡된 바닥면이 앵커볼트에 의해 지표면에 고정되고, 상기 양측면의 전방이 서로 연결되어 상기 방진장치와 인접하는 방진장치 대향면이 형성되며, 지진 시 상기 방진장치의 진동을 완충하도록 상기 방진장치 대향면에 돌출되게 충격 완충부가 구비되는 지지프레임과, 서로 평행하게 마주보도록 형성되어 상기 지지프레임의 양측면에 높이조절 가능하도록 결합되는 한 쌍의 측면판과, 상기 한 쌍의 측면판의 상단을 연결하여 상기 방진장치 대향면의 상부에서 상기 방진장치를 향하여 돌출되게 형성되는 지지걸림턱이 형성되어 상기 지지프레임에 탈착 가능하게 결합되는 전도방지 프레임, 및 상기 방진장치 대향면에 탈착 가능하게 결합되어 상기 지지프레임과 방진장치를 체결하는 방진장치 체결부를 구비한다.

본 발명에 있어서, 상기 충격 완충부는 탄성을 갖는 연성 수지 또는 연성 고무재로 이루어져 소정의 면적과 두께를 가지는 패드일 수 있으며, 또한 중공이 형성되는 링형태로 상기 방진장치 대향면의 일부영역에 구비될 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 지지프레임의 양측면은 상기 방진장치 대향면의 후방으로 평행하게 연장 형성되어 양측면 사이에 수용공간이 마련되며, 상기 양측면은 하부로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 상협하광 형태일 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 방진장치 체결부는 상기 수용공간에 설치되어 나사산이 형성되는 일단이 상기 충격 완충부의 중공을 관통하여 상기 나사산에 결합되는 너트에 의해 상기 방진장치에 결합되는 체결볼트와, 중앙홀이 형성된 원통형태로 상기 체결볼트와 충격 완충부 사이에 개재하여 설치되는 보호 슬리브를 구비할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 전도방지 프레임의 한 쌍의 측면판은 상기 지지프레임의 양측면에 수직방향으로 일정구간마다 걸림턱이 형성되는 장공형태인 높이조절홀에 걸림 결합될 수 있다.

본 발명은 지지프레임에 전도방지 프레임과 방진장치 체결부가 탈착 가능하게 결합되어 있어 지상 구조물의 높이나 무게중심, 그리고 지진력의 예상크기와 같은 구조물의 설치환경에 따라 이동방지형, 전도방지형, 및 방진장치 체결형으로 다양하게 구조를 가변하여 설치할 수 있고, 지진 시 수평방향으로 유동하는 방진장치의 충격이나 마찰을 효과적으로 감쇠시켜 지진에 의한 구조물의 이탈이나 전도는 물론, 방진장치의 파손을 방지할 수 있으며, 또한 전달되는 지진 수평력을 분산함으로써 변형이나 파손이 되지 않는 견고한 구조를 가지고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내진스토퍼의 사용상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내진스토퍼의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전도방지 프레임의 높이조절 동작을 도시한 동작상태도이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 내진스토퍼가 이동방지형으로 사용되는 구조를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 내진스토퍼가 전도방지형으로 사용되는 구조를 도시한 사시도이다.
도 8은 전도방지형으로 설치된 본 발명에 따른 내진스토퍼의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 내진스토퍼가 방진장치 체결형으로 사용되는 구조를 도시한 사시도이다.
도 10은 방진장치 체결형으로 설치된 본 발명에 따른 내진스토퍼의 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "구비하는", “결합되어”, “고정되어”등이 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 구비, 결합 및 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 내진스토퍼(100)의 사용상태도로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 내진스토퍼(100)는 하부에 방진스프링(220)이 구비되어 구조물(미도시)을 감싸도록 설치되는 방진장치(210) 주위에 설치되어 지진 시 방진장치(210)와 함께 수직 및 수평 방향으로 작용하는 진동을 억제하여 구조물이 설치위치로부터 이탈되거나 전도되지 않도록 지지한다.

도 2는 본 발명에 따른 내진스토퍼(100)의 사시도이고, 도 3은 이의 분해사시도이다. 도 2,3을 참조하면, 본 발명에 따른 내진스토퍼(100)는 지표면에 고정설치되는 지지프레임(110)과, 구조물이 전도되지 않도록 지지프레임(110)이 상부에 결합되는 전도방지 프레임(120)과, 지지프레임(110)과 방진장치(210)를 체결하는 방진장치 체결부(130)를 포함하여 이루어진다.

지지프레임(110)은 내진스토퍼(100)의 몸체를 이루는 구성으로, 양측면(111)으로부터 외측 수평방향으로 절곡된 바닥면(112)이 앵커볼트(113)에 의해 지표면에 견고하게 고정되며, 양측면(111)의 전방이 서로 연결되어 방진장치(210)와 인접하는 방진장치 대향면(114)이 형성된다. 방진장치 대향면(114)에는 지진 시 방진장치의 진동을 완충하도록 방진장치 대향면(114)에 돌출되게 충격 완충부(115)가 구비된다.

충격 완충부(115)는 방진장치(210)의 충격을 완충하도록 탄성을 갖는 연성 수지 또는 연성 고무재의 패드형태로 형성되며, 방진장치(210)와 탄성되게 면접하도록 소정의 면적과 두께를 가진다. 충격 완충부(115)는 도면에 도시된 바와 같이 방진장치 체결부(130)가 관통하도록 중공(116)이 형성되는 링형태로 형성되어 방진장치 대향면(114)의 일부영역에 부착되는 것이 바람직하다.

이와 같이 서로 마주보는 방진장치(210)와 지지프레임(110)을 개재하여 탄성재질의 충격 완충부(115)가 구비됨에 따라, 수평방향으로 작용하는 지진력에 의해 방진장치(210)가 유동하여 지지프레임(110)과 충돌하더라도 충격 완충부(115)가 탄성에 의해 압축 및 복원됨으로써 수평방향의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있고, 또한 충돌에 의한 방지장치(210)와 지지프레임(210)의 파손이나 변형을 방지할 수 있다.

한편, 지지프레임(110)의 양측면(111)은 방진장치 대향면(114)의 후방으로 평행하게 연장 형성됨에 따라, 지진에 의해 구조물 및 방진장치(210)가 수평으로 유동되어 방진장치 대향면(114)과 충돌되더라도 지지프레임의 양측면(111)이 충돌방향과 나란하게 후방으로 연장되어 있어 충돌시 외력을 후방으로 분산시킬 수 있어 구조물 및 방진장치(210)를 안전하게 지지할 수 있다. 또한, 지지프레임(110)의 양측면(111)은 도 3에 도시된 바와 같이 하부로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 상협하광 형태로 이루어짐에 따라, 상부보다 넓은 하부가 외측 수평방향으로 절곡되어 바닥면(112)를 형성하게 되어 지표면에 보다 안정되게 안착 지지될 수 있다.

전도방지 프레임(120)은 구조물 및 방진장치(210)가 지진에 의해 수직 상부 방향으로 유동하지 않도록 이동을 제한하는 구성으로, 서로 평행하게 마주보도록 형성되는 한 쌍의 측면판(121)과, 한 쌍의 측면판(121)의 상단을 연결하여 방진장치 대향면(114)의 상부에서 방진장치(210)를 향하여 돌출되게 형성되어 구조물 및 방진장치(210)가 수직 상부방향으로 이동되지 않도록 함으로써 지진에 의한 전도를 방지할 수 있는 지지걸림턱(122)을 구비한다.

측면판(121)은 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 방진장치(210)의 높이에 따라 지지프레임(110)의 양측면(111)에 높이조절 가능하도록 지지프레임(110)의 양측면(111)에 형성된 높이조절홀(117)에 연통되는 체결홀(123)이 형성되어 높이조절 볼트(124) 및 너트(125)에 의해 결합된다. 높이조절홀(117)은 도 5에 도시된 바와 같이 지지프레임(110)의 양측면(111)에 수직방향으로 일정구간마다 걸림턱(118)이 형성되는 장공형태로 이루어짐에 따라, 전도방지 프레임(120)의 측면판(121)은 높이조절이 가능함은 물론, 높이조절 시 높이조절 볼트(124)가 걸림턱(118)에 지지되어 지진에 의한 진동에도 탈리되지 않게 된다.

방진장치 체결부(130)는 충격 완충부(115)를 개재하여 지지프레임(110)과 방진장치(210)를 체결하는 구성으로, 방진장치 대향면(114)에 관통하여 설치되는 체결볼트(131)와, 체결볼트(131)의 외면에 결합되는 보호 슬리브(132)로 이루어진다.체결볼트(131)는 나사산(133)이 형성되는 일단이 충격 완충부(115)의 중공(116)을 관통하여 나사산(133)에 결합되는 체결너트(134)에 의해 방진장치(210)에 결합된다. 그리고, 보호 슬리브(132)는 중앙홀이 형성된 원통형태로 체결볼트(131)와 충격 완충부(115) 사이에 개재하여 설치되어 체결볼트(131)의 회전 마찰에 의해 충격 완충부(115)가 마모되지 않도록 보호한다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 지진스토퍼(100)는 지지프레임(110)에 전도방지 프레임(120)과 방진장치 체결부(130)에 탈착가능하게 결합됨에 따라, 구조물의 설치환경에 구조를 자유롭게 가변시켜 설치할 수 있다. 이와 같은 예가 도 6 내지 10에 도시되어 있는데, 도면에는 본 발명의 내진스토퍼(100)가 이동방지형, 전도방지형, 및 방진장치 체결형으로 사용되는 구조가 도시되어 있다.

먼저 도 6에 도시된 내진스토퍼(100)는 지지프레임(110)으로만 이루어져 높이나 무게중심이 낮고 지진력이 비교적 약하게 예상되는 지역에서 설치되는 구조물의 이동을 억제하도록 사용되는 구조로, 방진장치 대향면(114)에 구비된 충격 완충부(115)가 구조물 및 방진장치(210)의 수평방향 진동을 완충 억제하여 이동을 제한할 수 있다.

그리고, 도 7 및 8에 도시된 내진스토퍼(100)는 지지프레임(110)과 전도방지 프레임(120)이 결합되어 높이나 무게중심이 비교적 높고 지진력이 상대적으로 높게 예상되는 지역에서 설치되는 구조물의 이동과 전도를 방지하도록 설치되는 구조로, 방진장치(210)의 높이에 맞게 지지프레임(110)의 상부에 높이조절되어 결합되는 전도방지 프레임(120)이 방진장치(210)를 향하여 돌출되게 형성되어 상술한 지지프레임(110)에 의한 수평방향의 이동을 제한함과 동시에, 구조물 및 방진장치(210)가 수직 상부방향으로 이동되지 않도록 함으로써 지진에 의한 전도를 방지할 수 있다.

또한, 도 9,10에 도시된 내진스토퍼(100)는 지지프레임(110)에 방진장치 체결부(130)가 결합되는 구조로, 높이나 무게중심이 매우 높고 지진력이 아주 높게 예상되는 지역에서 설치되는 구조물을 고정하여 완충하도록 설치된다. 도 9,10의 내진스토퍼(100)는 방진장치 체결부(130)에 의해 지지프레임(110)이 결합됨에 따라 수직 및 수평 방향 이외에 다양한 방향으로 전파되는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 지지프레임(110)에 전도방지 프레임(120)과 방진장치 체결부(130)가 탈착 가능하게 결합되어 있어 지상 구조물의 높이나 무게중심, 그리고 지진력의 예상크기와 같은 구조물의 설치환경에 따라 이동방지형, 전도방지형, 및 방진장치 체결형으로 다양하게 구조를 가변하여 설치할 수 있다.

또한, 방진장치 대향면(114)에 구비된 충격 완충부(115)에 의해 지진 시 수평방향으로 유동하는 방진장치(210)의 충격이나 마찰을 효과적으로 저감시켜 지진에 의한 구조물의 이탈이나 전도는 물론, 방진장치의 파손을 방지할 수 있으며, 지표면에 고정설치되는 지지프레임(110)이 전달되는 지진 수평력을 효과적으로 분산할 수 있어 지진 충격에도 변형이나 파손이 되지 않는 견고하게 구조물 및 방진장치(210)를 지지할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

100: 내진스토퍼 110: 지지프레임
111: 지지프레임 양측면 112: 지지프레임 바닥면
113: 앵커볼트 114: 방진장치 대향면
115: 충격 완충부 116: 중공
117: 높이조절홀 118: 걸림턱
120: 전도방지 프레임 121: 전도방지 프레임 측면판
122: 지지걸림턱 123: 체결홀
124: 높이조절 볼트 130: 방진장치 체결부
131: 체결볼트 132: 보호 슬리브
133: 나사산 134: 체결너트
210: 방진장치 220: 방진스프링

Claims (6)

1. 지상의 구조물이 결합되는 방진장치에 주위에 설치되는 내진스토퍼에 있어서,
   양측면으로부터 외측 수평방향으로 절곡된 바닥면이 앵커볼트에 의해 지표면에 고정되고, 상기 양측면의 전방이 서로 연결되어 상기 방진장치와 인접하는 방진장치 대향면이 형성되며, 지진 시 상기 방진장치의 진동을 완충하도록 상기 방진장치 대향면에 돌출되게 충격 완충부가 구비되는 지지프레임;
   서로 평행하게 마주보도록 형성되어 상기 지지프레임의 양측면에 높이조절 가능하도록 결합되는 한 쌍의 측면판과, 상기 한 쌍의 측면판의 상단을 연결하여 상기 방진장치 대향면의 상부에서 상기 방진장치를 향하여 돌출되게 형성되는 지지걸림턱이 형성되어 상기 지지프레임에 탈착 가능하게 결합되는 전도방지 프레임; 및,
   상기 방진장치 대향면에 탈착 가능하게 결합되어 상기 지지프레임과 방진장치를 체결하는 방진장치 체결부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 방진장치 장착용 가변형 내진스토퍼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 충격 완충부는,
   탄성을 갖는 연성 수지 또는 연성 고무재로 이루어져 소정의 면적과 두께를 가지는 패드인 것을 특징으로 방진장치 장착용 가변형 내진스토퍼.
3. 제2항에 있어서,
   상기 충격 완충부는,
   중공이 형성되는 링형태로 상기 방진장치 대향면의 일부영역에 구비되는 것을 특징으로 방진장치 장착용 가변형 내진스토퍼.
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지프레임의 양측면은 상기 방진장치 대향면의 후방으로 평행하게 연장 형성되어 양측면 사이에 수용공간이 마련되며, 상기 양측면은 하부로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 상협하광 형태인 것을 특징으로 방진장치 장착용 가변형 내진스토퍼.
5. 제4항에 있어서,
   상기 방진장치 체결부는,
   나사산이 형성되는 일단이 상기 충격 완충부의 중공을 관통하여 상기 나사산에 결합되는 너트에 의해 상기 방진장치에 결합되는 체결볼트; 및,
   중앙홀이 형성된 원통형태로 상기 체결볼트와 충격 완충부 사이에 개재하여 설치되는 보호 슬리브;를 구비하는 것을 특징으로 방진장치 장착용 가변형 내진스토퍼.
6. 제5항에 있어서,
   상기 전도방지 프레임의 한 쌍의 측면판은 상기 지지프레임의 양측면에 수직방향으로 일정구간마다 걸림턱이 형성되는 장공형태인 높이조절홀에 걸림 결합되는 것을 특징으로 하는 방진장치 장착용 가변형 내진스토퍼.

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