KR101162687B1 - Isolator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치되는 면진장치에 관한 것으로, 특히 배전설비 등 경량의 상부구조물을 지지하여 주면서 지진이나 동하중 등에 의해 상부구조물과 하부구조물 상호간에 전달되는 충격력을 완충하여 주고 상하방향 또는 상하방향과 수평방향의 진동을 감쇠시켜주는 면진장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seismic isolation device installed between the upper structure and the lower structure, and in particular, while supporting a lightweight upper structure, such as power distribution facilities buffer the impact force transmitted between the upper structure and the lower structure by earthquake or dynamic load, and up and down The present invention relates to an isolating device for damping vibrations in a vertical direction or a vertical direction and a horizontal direction.
일반적으로, 배전설비나 가스탱크 등 중요시설은 지진에 대비하여 진동감쇠 및 안정성을 보장하기 위해 면진장치를 통해 하부의 구조물 상에 설치된다.In general, important facilities such as power distribution facilities and gas tanks are installed on the lower structure through a seismic isolation device to ensure vibration damping and stability against earthquakes.
종래의 코일 스프링을 이용한 면진장치는 코일 스프링의 특성상 충격완충 성능은 뛰어나지만 충격흡수력은 떨어지기 때문에 진동흡수율이 10% 이내이고 진동이 오래 지속된다는 문제점을 안고 있다. 이러한 코일 스프링을 이용한 면진장치는 철도교량 등의 중량구조물에 비해 가벼운 배전설비나 가스탱크 등의 경량구조물에 사용하기는 부적합하다.Conventional seismic isolation device using a coil spring has a problem that the shock absorbing performance is excellent in the characteristics of the coil spring but the shock absorbing power is lowered so that the vibration absorption rate is within 10% and the vibration lasts a long time. The seismic isolator using such a coil spring is not suitable for use in light weight distribution structures such as railroad bridges and light weight structures such as gas tanks.
그 외에 폴리우레탄 디스크 받침의 중앙부에 유압댐퍼를 설치한 면진장치가 있으나, 이는 유체를 사용하기 때문에 만들기 까다롭고 유지 및 보수가 어렵다는 단점이 있다.In addition, there is a seismic isolator provided with a hydraulic damper in the center of the polyurethane disk support, but this is difficult to make and difficult to maintain and repair because of the fluid.
본 발명의 목적은 구조물의 수직방향의 진동에 대한 충격흡수력을 현장의 상황이나 여건에 따라 쉽게 조정하여 설계할 수 있는 면진장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a seismic isolator that can be designed to easily adjust the shock absorption of the vibration in the vertical direction of the structure according to the situation or conditions of the site.
본 발명의 다른 목적은 구조물의 수직방향의 진동에 대한 충격흡수력을 현장의 상황이나 여건에 따라 쉽게 조정하여 설계할 수 있으면서도, 전후 또는 좌우 또는 전후 및 좌우의 수평방향에 대한 충격력을 흡수할 수 있는 면진장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention can be designed to easily adjust the shock absorbing force against the vibration in the vertical direction of the structure according to the situation or conditions of the site, while absorbing the impact force in the horizontal direction of the front and rear or left and right or front and rear and left and right. To provide an isolator.
본 발명의 또 다른 목적은 구조물의 수직방향의 진동에 대한 충격흡수력을 현장의 상황이나 여건에 따라 쉽게 조정하여 설계할 수 있고, 전후 또는 좌우 또는 전후 및 좌우의 수평방향에 대한 충격력을 흡수할 수 있으면서도 수평방향에 대한 복원력을 제공하는 면진장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention can be designed by easily adjusting the shock absorbing force against the vibration in the vertical direction of the structure according to the situation or conditions of the site, and can absorb the impact force in the horizontal direction of the front and rear or left and right or front and rear and left and right. The present invention provides a seismic isolation device that provides resilience in the horizontal direction.
본 발명의 또 다른 목적은 구조물의 수직방향의 진동에 대한 충격흡수력을 현장의 상황이나 여건에 따라 쉽게 조정하여 설계할 수 있고, 전후 또는 좌우 또는 전후 및 좌우의 수평방향에 대한 충격력을 흡수할 수 있고, 수평방향에 대한 복원력을 제공하면서도 지지된 구조물의 회전에 의한 경사를 허용하는 면진장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention can be designed by easily adjusting the shock absorbing force against the vibration in the vertical direction of the structure according to the situation or conditions of the site, and can absorb the impact force in the horizontal direction of the front and rear or left and right or front and rear and left and right. And, to provide a seismic isolation device that allows the inclination by the rotation of the supported structure while providing a restoring force in the horizontal direction.
본 발명의 또 다른 목적은 구조물의 수평과 수직방향의 진동에 대한 충격흡수력이 뛰어난 면진장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a seismic isolator having excellent shock absorption ability against vibration in the horizontal and vertical directions of the structure.
본 발명의 또 다른 목적은 전후, 좌우 및 상하의 3방향의 진동에 대한 충격흡수력이 뛰어난 3차원 면진장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a three-dimensional seismic isolator excellent in shock absorption ability against three directions of vibration in the front and rear, left and right, and up and down.
본 발명의 또 다른 목적은 배전설비 등의 경량구조물의 수평과 수직방향의 진동을 감쇠시키기에 적합한 면진장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a seismic isolator suitable for damping horizontal and vertical vibrations of a lightweight structure such as a power distribution facility.
본 발명의 또 다른 목적은 배전설비 등의 경량구조물의 전후, 좌우 및 상하의 3방향의 진동에 대한 충격흡수력이 뛰어난 3차원 면진장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a three-dimensional seismic isolator having excellent shock absorbing power against vibrations in three directions of front, rear, left and right, and up and down of lightweight structures such as power distribution facilities.
본 발명에 따른 면진장치는 상부구조물에 고정하기 위한 상부부재, 상기 상부부재와 간격을 두고 배치되고 하부구조물에 고정하기 위한 하부부재를 구비하는 면진장치에 있어서, 상기 상부부재와 상기 하부부재 사이에 배치되고 상기 상부부재와 상기 하부부재 중 적어도 하나와는 간격을 두고 설치되어 상기 상부부재와 상기 하부부재 사이에서 상하로 유동 가능한 베어링블록; 및 상기 상부부재와 상기 하부부재 중 어느 하나 또는 상기 베어링블록에 설치되고 상기 베어링블록 또는 상기 상부부재와 상기 하부부재 중 어느 하나에 형성된 경사지거나 수직하게 배치된 마찰접촉면에 탄성적으로 접촉되어 상기 상부구조물의 상하 유동 시 상기 마찰접촉면과 마찰을 일으키면서 상기 베어링블록의 상하진동을 감쇠시키는 제1탄성지지수단을 포함하는 구성을 가진다.In an isolating device according to the present invention, an isolating device having an upper member for fixing to an upper structure, a lower member disposed at intervals with the upper member and fixed to a lower structure, between the upper member and the lower member. A bearing block disposed and spaced apart from at least one of the upper member and the lower member, the bearing block being movable up and down between the upper member and the lower member; And an upper portion of the upper member and the lower member or the bearing block elastically contacting the inclined or vertically disposed frictional contact surface formed on the bearing block or any one of the upper member and the lower member. It has a configuration including a first elastic support means for attenuating the vertical vibration of the bearing block while causing friction with the friction contact surface during the vertical flow of the structure.
상기 베어링블록에는 상하로 핀구멍이 형성되어 있고, 상기 하부부재 또는 상기 상부부재에는 상기 핀구멍에 삽입되어 상기 베어링블록의 수평방향의 이동을 제한하고 수직방향의 이동을 가이드하는 가이드핀이 설치되어 있는 것이 바람직하다.The bearing block is formed with a pin hole up and down, the lower member or the upper member is inserted into the pin hole to limit the horizontal movement of the bearing block and a guide pin for guiding the vertical movement is provided It is desirable to have.
상기 상부부재와 상기 하부부재 중 적어도 하나와 상기 베어링블록 사이에는 상기 상부구조물의 하중을 지지하면서 상기 하부부재에 대한 상기 상부부재의 경사를 허용하는 경사지지수단이 설치되어 있는 것이 좋다.Between the upper member and at least one of the lower member and the bearing block is preferably inclined support means for supporting the load of the upper structure while allowing the inclination of the upper member relative to the lower member.
상기 경사지지수단은 상기 하부부재에 대한 상기 상부부재의 슬라이딩 이동을 허용하는 것일 수 있다.The inclined support means may be to allow the sliding movement of the upper member relative to the lower member.
상기 마찰접촉면은 적어도 2개가 하방으로 갈수록 점점 좁아지거나 넓어지도록 경사면을 이루고, 상기 제1탄성지지수단은 탄성체와 상기 탄성체를 관통하는 축부재와 상기 축부재의 일단에 설치되어 상기 탄성체가 상기 축부재에서 이탈되는 것을 방지하고 상기 마찰접촉면에 접촉되는 접촉단부를 가지는 탄성기구를 포함하고, 상기 탄성기구는 적어도 2개가 대향하게 배치된 2개의 상기 경사면을 서로 반대방향으로 각각 지지하고 있는 것이 바람직하다.The frictional contact surface forms an inclined surface such that at least two are narrower or wider toward the lower side, and the first elastic support means is installed at one end of the shaft member and the shaft member penetrating the elastic body and the elastic body so that the elastic body is the shaft member. It is preferable to include an elastic mechanism having a contact end in contact with the friction contact surface to prevent the deviation from the, wherein the elastic mechanism preferably supports at least two of the two inclined surfaces disposed opposite each other in opposite directions.
상기 상부부재 상기 베어링블록 사이 또는 상기 하부부재와 상기 베어링블록 사이에 상기 베어링블록을 탄성적으로 지지하기 위한 제2탄성지지수단이 더 설치되어 있을 수 있다.Second elastic support means for elastically supporting the bearing block between the upper member and the bearing block or between the lower member and the bearing block may be further provided.
경우에 따라, 상기 상부부재 상기 베어링블록 사이 또는 상기 하부부재와 상기 베어링블록 사이에 적어도 일면이 마주하는 타측과 이격되게 배치된 완충재가 설치되어 있을 수 있다.In some cases, a cushioning material disposed between the upper member and the bearing block or between the lower member and the bearing block may be disposed to be spaced apart from the other side facing at least one surface thereof.
상기 마찰접촉면은 적어도 2개가 상하로 배치되고, 상기 제1탄성지지수단은 탄성체와 상기 탄성체를 관통하는 축부재와 상기 축부재의 일단에 설치되어 상기 탄성체가 상기 축부재에서 이탈되는 것을 방지하고 상기 마찰접촉면에 접촉되는 접촉단부를 가지는 탄성기구를 포함하고, 상기 탄성기구는 적어도 2개가 수직하게 배치된 2개의 상기 마찰접촉면을 서로 반대방향으로 각각 지지하고 있고,At least two friction contact surfaces are disposed up and down, and the first elastic support means is installed at one end of the shaft member and the shaft member penetrating the elastic body and the elastic body to prevent the elastic body from being separated from the shaft member. An elastic mechanism having a contact end portion in contact with the frictional contact surface, the elastic mechanism supporting at least two of the frictional contact surfaces on which at least two are vertically disposed, respectively in opposite directions;
상기 상부부재와 상기 베어링블록 사이 또는 상기 하부부재와 상기 베어링블록 사이에 상기 베어링블록을 탄성적으로 지지하기 위한 제2탄성지지수단이 더 설치되어 있을 수 있다.Second elastic support means for elastically supporting the bearing block may be further provided between the upper member and the bearing block or between the lower member and the bearing block.
상기 경사지지수단은 상기 베어링블록의 표면에 형성된 제1구면홈, 일면에 상기 제1구면홈과 대응되는 제1볼록구면을 구비하여 상기 제1구면홈에 경사 가능케 장착된 구면블록을 포함하는 것이 바람직하다.The inclined support means includes a first spherical groove formed on a surface of the bearing block, and a spherical block mounted on the first spherical groove with a first convex spherical surface corresponding to the first spherical groove. desirable.
상기 구면블록은 상기 상부부재 또는 상기 하부부재에 면접촉된 상태에서 그의 슬라이딩을 허용하는 것일 수 있다.The spherical block may be to allow the sliding of the spherical block in the surface contact state with the upper member or the lower member.
상기 구면블록의 상기 제1볼록구면 반대편의 표면에는 상기 제1볼록구면보다 큰 곡률의 제2볼록구면이 형성되고, 상기 제2볼록구면에 접촉되는 상기 상부부재 또는 하부부재의 대응면에는 상기 제2볼록구면의 곡률과 같거나 상기 제2볼록구면의 곡률보다 큰 곡률의 제2구면홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.The second convex sphere having a curvature greater than the first convex spherical surface is formed on a surface opposite the first convex spherical surface of the spherical block. Preferably, a second spherical groove having a curvature equal to or larger than the curvature of the second convex spherical surface is formed.
경우에 따라, 상기 구면블록에는 양측에서 서로 대향하며 편평한 양 측면이 구비되고, 상기 구면블록의 상기 편평한 양 측면과 이격한 위치의 상기 상부부재 또는 상기 하부부재에는 하방 또는 상방으로 돌출되어 상기 구면블록의 상기 편평한 양 측면과 각각 마주보는 측면을 가지는 돌출부가 각각 구비되고, 상기 구면블록 또는 상기 돌출부에는 탄성체와 상기 탄성체를 관통하는 축부재와 상기 축부재의 일단에 설치되어 상기 탄성체가 상기 축부재에서 이탈되는 것을 방지하는 접촉단부를 가지는 탄성기구가 수평이동 가능케 설치되고, 상기 접촉단부는 상기 돌출부 또는 상기 구면블록의 상기 측면에 탄성접촉되어 있는 것일 수 있다.In some cases, the spherical block is provided with both sides opposite to each other on both sides of the spherical block, the spherical block protrudes downward or upward in the upper member or the lower member spaced apart from the flat both sides of the spherical block Protrusions each having a side facing each of the flat sides of the provided with, respectively, the spherical block or the protruding portion is provided in the shaft member penetrating the elastic body and the elastic body and one end of the shaft member and the elastic body in the shaft member An elastic mechanism having a contact end to prevent separation is installed to be horizontally movable, and the contact end may be in elastic contact with the protruding portion or the side surface of the spherical block.
본 발명에 따른 면진장치는 베어링블록의 상하진동을 완충하여줌과 아울러 탄성체에 의해 마찰면이 서로 탄성가압된 상태에서 마찰이 발생되므로 베어링블록의 수직진동을 감쇠시키는 진동흡수율이 뛰어나다.Since the seismic isolator according to the present invention buffers the up and down vibration of the bearing block and friction occurs in the state in which the friction surfaces are elastically pressed by the elastic body, the vibration absorption rate is excellent in damping the vertical vibration of the bearing block.
본 발명에 따른 면진장치는 마찰면의 경사각을 조절하여 베어링블록의 상하진동에 대한 마찰댐핑의 크기를 쉽게 조절할 수 있다.The seismic isolator according to the present invention can easily adjust the magnitude of the friction damping for the up and down vibration of the bearing block by adjusting the inclination angle of the friction surface.
본 발명에 따른 면진장치는 머스프링 등의 탄성기구의 초기압축(pre-compression)을 조정함으로써 마찰면에 가해지는 마찰력을 쉽게 조절할 수 있다.The seismic isolator according to the present invention can easily adjust the friction force applied to the friction surface by adjusting the pre-compression of the elastic mechanism such as the mush spring.
본 발명에 따른 면진장치는 탄성기구의 초기압축 정도를 조정하여 상부구조물의 지지높이를 정확하게 맞출 수 있다.The seismic isolator according to the present invention can adjust the initial compression degree of the elastic mechanism to accurately match the support height of the upper structure.
본 발명에 따른 면진장치는 수직방향 뿐만 아니라 수평방향의 충격을 완충하면서 그 충격력을 흡수할 수 있다.The base isolation device according to the present invention can absorb the impact force while buffering the impact in the vertical direction as well as the horizontal direction.
상기와 같은 본 발명에 따른 면진장치는 배전설비 등의 경량구조물을 지지하는 데 적합하게 사용될 수 있다.The seismic isolator according to the present invention as described above can be suitably used to support a lightweight structure, such as a power distribution equipment.
도 1은 본 발명에 따른 면진장치의 일례를 나타낸 횡단면도,
도 2는 도 1에 나타낸 면진장치의 변형 예를 나타낸 횡단면도,
도 3은 도 1에 나타낸 면진장치의 다른 변형 예를 나타낸 횡단면도,
도 4는 도 3의 또 변형 예를 나타낸 횡단면도,
도 5는 본 발명에 따른 면진장치의 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도,
도 6은 도 5의 변형 예를 나타낸 횡단면도,
도 7은 본 발명에 따른 면진장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도,
도 8은 도 1의 또 다른 변형 예를 나타낸 횡단면도,
도 9는 도 1에 나타낸 면진장치가 상하로 뒤집힌 상태의 횡단면도,
도 10은 본 발명에 따른 면진장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of an isolation device according to the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a modification of the seismic isolator shown in FIG.
3 is a cross-sectional view showing another modified example of the isolation device shown in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view showing a further modified example of FIG.
Figure 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the seismic isolator according to the present invention,
6 is a cross-sectional view showing a modification of FIG.
Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the seismic isolator according to the present invention,
8 is a cross-sectional view showing another modified example of FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the isolating device shown in FIG. 1 upside down;
10 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the base isolation device according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 면진장치의 일례를 나타낸 횡단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a base isolation device according to the present invention.
본 발명에 따른 면진장치(100)는 하부구조물(10)의 상면에 고정되는 하부부재(110)와 상부구조물(20)의 저면에 고정되는 상부부재(130)를 구비한다. 상부부재(130)와 하부부재(110)는 서로 상하로 간격을 두고 설치되어 있다.The
도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 면진장치(100)는 상부부재(130)와 하부부재(110) 사이에 배치되는 베어링블록(150)을 구비한다. 이 베어링블록(150)은 하부부재(110)와 상하로 간격을 두고 설치되어 있어 상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 사이에서 상하로 유동이 가능하다. 경우에 따라 베어링블록(150)은 상부부재(130)와 간격을 두고 설치될 수도 있고, 상부부재(130)와 하부부재(110) 모두에 대해 간격을 두고 설치될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
즉, 베어링블록(150)은 상부부재(130)와 하부부재(110) 중 적어도 하나와는 상하로 간격을 두고 설치되어 있어야 한다.That is, the
도 1에 나타낸 바와 같이, 베어링블록(150)의 양 측면에는 하방으로 갈수록 점점 좁아지게 배치되어 경사면을 이루는 마찰접촉면(152)이 형성되어 있다. 이 마찰접촉면(152)은 적어도 2개가 하방으로 갈수록 점점 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 마찰접촉면(152)이 베어링블록(150)의 상부쪽 측면에 형성되는 경우, 마찰접촉면(152)은 하방으로 갈수록 점점 넓어진다. 이러한 마찰접촉면(152)은 좌우 또는 전후의 양 측면에 각각 형성될 수 있고, 경우에 따라 전, 후, 좌, 우 4측면 모두에 형성될 수 있다. 더 나아가 마찰접촉면(152)은 베어링블록(150)의 둘레를 따라 5개 이상이 다각형으로 배치될 수 있다. 마찰접촉면(152)에는 스테인리스스틸판 등의 미끄럼부재(153)가 부착되어 있다.As shown in FIG. 1, both side surfaces of the
베어링블록(150)의 중앙부에는 하면에서 상방으로 연장된 핀구멍(154)이 형성되어 있다.The central portion of the
또한, 베어링블록(150)의 상면에는 제1구면홈(155)이 형성되어 있고, 저면에는 핀구멍(154) 둘레를 따라 베어링플레이트(156)가 부착되어 있다.In addition, a first
하부부재(110)에는 베어링블록(150)을 탄성적으로 지지하며 그 단부가 베어링블록(150)의 측면에 형성된 마찰접촉면(152)에 탄성적으로 접촉되는 제1탄성지지수단(170)이 설치되어 있다. 이 제1탄성지지수단(170)은 베어링블록(150)의 좌우 양측에 상방으로 돌출된 지지구조물(112)을 형성하고 이 지지구조물(112)에 설치하는 것이 바람직하다.The
제1탄성지지수단(170)은 폴리우레탄 등의 탄성체(172)와 이 탄성체(172)를 관통하는 축부재(174)와 축부재(174)의 일단에 설치되어 탄성체(172)가 축부재(174)에서 이탈되는 것을 방지하고 마찰접촉면(152)에 접촉되는 접촉단부(176)를 가지는 탄성기구(170a)를 구비한다. 지지구조물(112)에는 축부재 장착공(117)이 경사지게 형성되어 있고, 축부재(174)는 이 축부재 장착공(117)에 그 길이방향으로 이동될 수 있게 장착되어 있다. 접촉단부(176) 반대편의 축부재(174) 단부에는 바람직하게 나사부(174a)가 형성되어 있고, 이 나사부(174a)에는 너트(178)가 결합되어 있다. 이러한 탄성기구(170a)를 이용하는 경우 너트(178)를 조여 탄성체(172)의 초기압축 정도를 조정할 수 있고, 베어링블록(150)의 초기 높이를 조정할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 면진장치(100)를 이용하는 경우 상부구조물(20)을 설계된 높이에 정확하게 맞출 수 있고, 이 상태에서 각 탄성체(172)가 부담해야 하는 하중 이상의 지지력을 가지도록 탄성체(172)를 충분히 압축하여 둘 수 있다.The first elastic support means 170 is installed on one end of the
도 1의 상태에서, 상부구조물(20)에 큰 하중이 작용하여 베어링블록(150)이 하방으로 이동하는 경우, 접촉단부(176)와 축부재(174)는 축부재 장착공(117)의 안내를 받으면서 아래쪽으로 이동하고, 탄성체(172)는 더 수축하게 된다. 이 때 너트(178)는 지지구조물(112)에서 떨어진다.In the state of FIG. 1, when a large load acts on the
베어링블록(150)이 탄성체(172)의 탄성력을 받아 상방으로 복귀할 때 너트(178)가 지지구조물(117)의 표면에 걸리기 때문에 탄성체(172)는 도 1에 나타낸 상태 이상으로 팽창하지 못하기 때문에 너트(178)가 없는 경우에 비해 베어링블록(150)을 진동시키려는 힘을 줄일 수 있다. Since the
그리고 접촉단부(176)에는 PTFE 등의 미끄럼부재(177)가 부착되어 있다. 이러한 탄성기구(170a)는 적어도 2개가 대향하게 배치된 2개의 경사면, 즉 2개의 대향하는 마찰접촉면(152)을 서로 반대방향으로 각각 지지하고 있다.A sliding
경우에 따라, 베어링블록(150)의 높이를 작게 하여 제1탄성지지수단(170)은 지지구조물(112) 없이 하부부재(110)의 바닥부에 직접 설치될 수 있다. 이 경우 하부부재(110)는 상대적으로 두꺼운 재료를 사용하여야 하고, 그 상면에는 중앙 쪽으로 갈수록 경사진 V자 형태의 홈을 형성하여 좌우로 경사면을 설치할 수 있다.In some cases, the first elastic support means 170 may be directly installed at the bottom of the
또, 경우에 따라 제1탄성지지수단(170)은 도 1에 나타낸 것과는 반대로 베어링블록(150)에 설치될 수 있다. 이 경우 제1탄성지지수단(170)의 접촉단부(176)는 지지구조물(112) 또는 지지구조물(112) 없는 하부부재(110)에 경사지게 형성된 경사면에 의해 구성되는 마찰접촉면에 탄성적으로 접촉된다.In addition, in some cases, the first elastic support means 170 may be installed in the bearing block 150 as opposed to that shown in FIG. 1. In this case, the
이에 따라 상부구조물의 상하 유동 시 베어링블록(150)도 상부구조물(20)과 함께 하부구조물(10)에 대해 상하로 유동되고, 제1탄성지지수단(170)의 접촉단부(176)는 마찰접촉면(152)과 마찰을 일으키면서 베어링블록(150)과 이 베어링블록(150)의 지지를 받고 있는 상부구조물(20)의 상하방향의 진동 에너지를 흡수하여 베어링블록(150)의 상하진동을 감쇠시킨다.Accordingly, the bearing block 150 also flows up and down with respect to the
도 1에 도시된 바와 같이, 하부부재(110)에는 중앙부에 상방으로 돌출되게 핀(120)이 설치되어 있다. 이 핀(120)은 핀구멍(154)에 삽입되어 베어링블록(150)의 수평방향의 이동을 제한하고 수직방향의 이동을 가이드하는 역할을 한다.As shown in Figure 1, the
핀(120)의 하측부 외주면에는 완충재(122)가 설치되어 있다. 이 완충재(122)는 베어링블록(150)이 일정 이상 하강 시 베어링블록(150)이 하부부재(110)에 직접 충돌되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 베어링블록(150)의 저면과 이격되어 있다.The
상부부재(130)와 베어링블록(150) 사이에는 상부구조물(20)의 하중을 베어링블록(150)에 지지하면서 하부부재(110)에 대한 상부부재(130)의 경사를 허용하는 경사지지수단(190)이 설치되어 있다. 이 경사지지수단(190)은 베어링블록(150)의 표면에 형성된 제1구면홈(155)과 이 제1구면홈(155)에 결합된 구면블록(190a)을 구비한다. 구면블록(190a)은 하면에 제1구면홈(155)과 대응되는 형상의 제1볼록구면(192)을 구비하여 제1구면홈(155)에 경사 가능케 장착되어 있다. 이 구면블록(190a)은 바람직하게 상부부재(130)의 저면에 면접촉된 상태에서 상부부재(130)가 전후 또는 좌우로 슬라이딩 이동하는 것을 허용한다.Between the
구면블록(190a)의 상면에는 제1볼록구면(192)보다 큰 곡률의 제2볼록구면(194)이 상방으로 볼록하게 형성되어 있다. 제2볼록구면(194)에는 PTFE 등의 미끄럼부재(195)가 장착되어 있다.On the upper surface of the
한편, 상부부재(130)의 저면에는 제2구면홈(132)이 형성되어 있다. 이 제2구면홈(132)은 제2볼록구면(194)에 면접촉되는 부분으로 제2볼록구면(194)의 곡률과 동일한 곡률로 형성하는 것이 바람직하다. 경우에 따라, 제2구면홈(132)의 곡률은 제2볼록구면(194)의 곡률보다 조금 더 크게 형성될 수도 있다. 이러한 제2구면홈(132)에는 스테인리스스틸 등의 미끄럼부재(134)가 부착되어 있다.On the other hand, the second
도 1에 나타낸 바와 같은 면진장치(100)에서, 지진 등에 의해 베어링블록(150)이 상하로 진동하는 경우, 제1탄성지지수단(170)의 탄성체(172)는 수축과 팽창을 반복하면서 베어링블록(150)에 작용하는 수직하중을 완충하면서 받아주고, 제1탄성지지수단(170)의 접촉단부(176)는 마찰접촉면(152)과 마찰을 일으키면서 베어링블록(150) 및 그 위쪽의 상부구조물(20)의 운동에너지를 흡수하여 베어링블록(150)의 상하진동을 감쇠시켜준다.In the
베어링블록(150)의 상하 진동이 큰 경우 베어링블록(150)의 하부에 부착된 베어링플레이트(156)가 완충재(122)에 접촉되면, 완충재(122)가 제1탄성지지수단(170)과 함께 베어링블록(150)에 작용하는 수직하중을 받아서 완충하여 준다.When the up and down vibration of the
핀(120)은 핀구멍(154)에 결합된 상태에서 베어링블록(150)의 상하진동을 가이드하면서 베어링블록(150)이 측방으로 기울어지는 것을 방지한다.The
구면블록(190a)은 상부부재(130)가 하부부재(110)에 대해 전후 또는 좌우로 경사지는 것을 허용한다.The
또한, 상부부재(130)는 구면블록(190a)의 상면인 제2볼록구면(194)을 타고 전후 또는 좌우의 전 방향으로 슬라이딩하여 이동할 수 있다. 상부부재(130)가 제2볼록구면(194)을 타고 전후 또는 좌우로 슬라이딩하여 이동한 상태에서, 상부부재(130)는 제2볼록구면(194)과 제2구면홈(132) 및 상부부재(130)와 그 위쪽의 상부구조물(20)에 작용하는 중력에 의해 원위치로 복귀시키려는 복원력을 받는다.In addition, the
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 도 1에 나타낸 본 발명에 따른 면진장치(100)는 지지하는 상부구조물의 상하진동을 완충하면서 탄성가압에 의한 마찰에 의해 진동에너지를 흡수하여 상부구조물의 상하진동을 감쇠시킬 수 있고, 좌우방향 및 전후방향의 슬라이딩을 허용하면서 마찰에 의해 수평방향의 변위도 감소시킬 수 있다.As can be seen from the above description, the
즉, 도 1에 따른 본 발명에 따른 면진장치(100)는 3차원 공간의 모든 방향에 대한 진동에너지를 흡수할 수 있다.That is, the
도 1에 나타낸 바와 같은 면진장치(100)는 상하로 뒤집힌 상태로 설치될 수 있다. 이 경우, 상부부재(130)는 하부부재가 되고, 하부부재(110)는 상부부재가 된다. 이는 이하에서 설명되는 이 실시 예의 변형 예나 다른 실시 예들에서도 마찬가지이다.The
도 2는 도 1에 나타낸 면진장치의 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.FIG. 2 is a cross sectional view showing a modification of the base isolation device shown in FIG. 1. FIG.
경우에 따라, 상부구조물(20)의 중량이 큰 것인 경우, 도 1의 완충재(122) 대신에 하부부재(110)와 베어링플레이트(156) 사이를 빈틈없이 채우고 있는 제2탄성지지수단(180)으로 베어링블록(150)을 탄성적으로 지지할 수 있다.In some cases, when the weight of the
나머지는 도 1에서 설명한 것과 같다.The rest is the same as described in FIG.
도 3은 도 1에 나타낸 면진장치의 다른 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.3 is a cross-sectional view showing another modified example of the isolation device shown in FIG. 1.
경우에 따라, 구면블록(190a) 상부는 사각 블록형태로 형성되어 양측에서 서로 대향하며 편평한 양 측면(196)을 가질 수 있다.In some cases, the upper portion of the
구면블록(190a)의 편평한 양 측면(196)과 이격한 위치의 상부부재(130)에는 하방으로 돌출되어 구면블록(190)의 편평한 양 측면(196)과 각각 마주보는 측면(136)을 가지는 돌출부(137)가 각각 형성되어 있다. 이 돌출부(137)들에는 탄성기구(210)의 축부재(215)가 삽입되어 그 길이방향으로 이동될 수 있는 축공(137a)이 각각 형성되어 있다.The
그리고 양측 돌출부(137)에는 축공(137a)를 통해 수평탄성기구(210)가 좌우로 수평이동 가능케 설치되어 있고, 이 수평탄성기구(210)의 접촉단부(216)는 구면블록(190a)의 편평한 측면(196)에 접촉되어 있다. 수평탄성기구(210)는 축부재(215)에 설치된 너트를 통해 압축되어 있을 수 있다.In addition, the horizontal
돌출부(137)와 수평탄성기구(210)는 전후의 양 방향에서 대향되게 더 설치될 수 있다. 이 경우, 상부부재(130)는 구면블록(190a)에 대해 전후와 좌우의 전 방향으로 슬라이딩되는 것이 허용되고, 4방향에 설치된 수평탄성기구(210)들에 의해 원위치로 복귀시키려는 복원력을 받는다.The
경우에 따라, 수평탄성기구(210)는 구면블록(190a)에 설치되고, 그 접촉단부(216)가 돌출부(137)의 측면(136)에 접촉되는 형태로 구성될 수 있다.In some cases, the horizontal
나머지는 도 1을 통해 설명한 것과 같다.The rest is as described with reference to FIG.
도 4는 도 3의 또 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.4 is a cross-sectional view showing another modified example of FIG.
경우에 따라 상부구조물(20)의 중량이 큰 경우, 도 3의 완충재(122) 대신에 베어링블록(150)을 하부부재(110)에 대해 탄성적으로 지지하는 제2탄성지지수단(180)이 설치될 수 있다.In some cases, when the weight of the
나머지는 도 3을 통해 설명한 것과 같다.The rest is as described with reference to FIG. 3.
도 5는 본 발명에 따른 면진장치의 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도이고, 도 6은 도 5의 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the isolation device according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a modified example of FIG.
경우에 따라 제1탄성지지수단(170)을 이루는 탄성기구(170a)의 접촉단부(176)의 끝면을 경사지게 형성하고, 이 탄성기구(170a)를 수평으로 배치하여 베어링블록(150)의 마찰접촉면(152)을 탄성적으로 가압하게 할 수 있다. 이 경우 접촉단부(176)는 도 1의 실시 예에 비해 길게 형성하고, 그 저면에는 접촉단부(176)를 지지하면서 접촉단부(176)의 원활한 좌우 수평이동을 위해 상면에 PTFE 등의 미끄럼부재(112a)가 설치된 접촉단부 지지부(112b)를 형성하여야 한다.In some cases, the end surface of the
나머지는 도 1을 통해 설명한 것과 같다.The rest is as described with reference to FIG.
경우에 따라, 도 5의 완충재(122) 대신에 도 6에 나타낸 바와 같이 베어링블록(150)과 하부부재(110) 사이에 도 2에 나타낸 바와 같이 베어링블록(150)을 탄성적으로 지지하는 제2탄성지지수단(180)이 설치될 수 있다.In some cases, instead of the
나머지는 도 6을 통해 설명한 것과 같다.The rest is as described with reference to FIG.
도 7은 본 발명에 따른 면진장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도이다.Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the base isolation device according to the present invention.
경우에 따라, 베어링블록(150)의 양 측면에 형성되는 마찰접촉면(152)을 수직하게 각각 형성하고, 그 양측으로 이격한 위치의 하부부재(110)에 접촉단부 지지부(112b)를 각각 형성하여 접촉단부(176)가 마찰접촉면(152)에 탄성 가압되도록 하여 베어링블록(150)의 상하 진동 시 마찰이 생길 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 도 7의 상태에서, 너트(178)는 너슨 하게 체결된 상태에서 제1탄성지지수단(170)의 탄성체(172)가 마찰접촉면(152)을 큰 힘으로 탄성가압 할 수 있도록 하는 것이 좋다. 이 너트(178)는 지지구조물(112)에서 이격되어 있거나 없어도 된다.In some cases, the friction contact surfaces 152 formed on both sides of the bearing block 150 are vertically formed, respectively, and contact
한편, 하부부재(110)와 베어링블록(150) 사이에는 베어링블록(150)에 작용하는 하중을 하부부재(110)에 탄성적으로 지지하기 위한 제2탄성지지수단(180)이 설치되어 있다. 제2탄성지지수단(180)으로는 폴리우레탄이나 고무 등이 이용될 수 있다. 이 실시 예에서, 베어링블록(150)과 그 위쪽의 상부구조물(20)의 하중은 제2탄성지지수단(180)이 주로 부담하므로, 제2탄성지지수단(180)은 그에 걸맞게 고무경도가 큰 재료를 사용하여야 한다. On the other hand, between the
나머지는 도 1을 통해 설명한 것과 같다.The rest is as described with reference to FIG.
도 8은 도 1의 또 다른 변형 예를 나타낸 횡단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating another modified example of FIG. 1.
경우에 따라 제1탄성지지수단(170)은 베어링블록(150)에 경사지게 설치되어 그 접촉단부(176)가 하부부재(110)에 형성된 마찰접촉면(112c)에 탄성가압 되도록 설치될 수 있다. 이 경우, 마찰접촉면(112c)은 베어링블록(150)의 좌우 양측으로 베어링블록(150)의 측면과 이격한 위치에 지지구조물(112)을 각각 형성하고, 이 지지구조물(112)에 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.In some cases, the first elastic support means 170 may be installed to be inclined to the bearing block 150 so that the
경우에 따라 마찰접촉면(112c)은 지지구조물(112) 없이 하부부재(110) 상면에 V자형 경사면으로 형성할 수 있다.In some cases, the
이 경우, 축부재(174)에는 나선부가 형성될 필요가 없고 너트도 필요치 않다.In this case, the spiral member need not be formed in the
베어링블록(150)에는 축부재(174)가 삽입되어 그 길이방향으로 이동될 수 있는 축부재 장착홈(157)이 형성되어 있어야 한다.The
나머지는 도 1을 통해 설명한 것과 같다.The rest is as described with reference to FIG.
도 9는 도 1에 나타낸 면진장치가 상하로 뒤집힌 상태의 횡단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view of the base isolation device shown in FIG. 1 being turned upside down.
이 경우, 핀(120), 축부재(174)가 삽입되어 그 길이 방향으로 이동될 수 있는 축공(137a)이 형성되어 있는 지지구조물(132a) 및 제1탄성지지수단(170)은 상부부재(130)에 설치되어 있다. 베어링블록(150)에 형성되는 마찰접촉면(152)은 하방으로 갈수록 점점 넓어지도록 배치되어 경사면을 이루고 있다.In this case, the
핀구멍(154)은 베어링블록(150)의 상면에 형성되어 있고, 구면블록(190a)의 설치를 위한 제1구면홈(155)은 베어링블록(150)의 저면에 형성되어 있다.The
그리고 구면블록(190a)의 제1볼록구면(192)은 구면블록(190a)의 상면에 배치되고, 제2볼록구면(194)은 구면블록(190a)의 하면에 배치되어 있다.The first convex
또한, 하부부재(110)의 상면에는 제2볼록구면(194)과 면접촉되는 제2구면홈(114)이 형성되어 있다. 이 제2구면홈(114)에는 바람직하게 미끄럼부재(114a)가 설치되어 있다.In addition, a second
그 외의 사항과 각 구성요소들 간의 작용은 도 1을 참조하면 알 수 있다.Other matters and the action between the components can be seen with reference to FIG. 1.
도 10은 본 발명에 따른 면진장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도이다.10 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the base isolation device according to the present invention.
상부부재(130)가 하부부재(110)에 대해 슬라이딩이 필요치 않은 경우에는, 베어링블록(150)의 상면에 핀홈(159)을 형성하고, 그 위에 폴리우레탄 디스크(220)를 장착하고, 그 위에 상부부재(130)를 장착하고, 상부부재(130) 저면에 폴리우레탄 디스크(220)를 관통하여 핀홈(159)에 단부가 삽입되는 핀(230)을 설치하여 본 발명에 따른 면진장치를 구성할 수 있다.When the
본 발명에서, 베어링블록(150) 위쪽은 도 10에 나타낸 형태의 것 외에 현장의 상황이나 면진장치(100)의 용도에 따라 여타의 다른 형태로 변형될 수 있다.In the present invention, the bearing block 150 may be modified in other forms according to the situation of the field or the use of the
이상의 본 발명에 대한 설명에서 언급된 탄성체 또는 완충재로는 폴리우레탄이 적합하지만, 여타의 탄성중합체나 고무제품도 사용이 가능하다. 또, 본 발명에서 언급된 탄성체 또는 완충재로는 코일스프링이나 디스크스프링도 사용될 수 있다. Polyurethane is suitable as the elastomer or cushioning material mentioned in the above description of the present invention, but other elastomers or rubber products may also be used. In addition, a coil spring or a disk spring may also be used as the elastic body or shock absorbing material mentioned in the present invention.
본 발명에 따른 면진장치는 배전설비 등의 경량구조물이나 기타 구조물을 탄력적으로 지지하는 구조물 지지장치로 이용될 가능성이 있다.The seismic isolator according to the present invention may be used as a structure support device for elastically supporting lightweight structures such as power distribution facilities or other structures.
110: 하부부재 112: 지지구조물
112c, 152: 마찰접촉면 120: 핀
122: 완충재 130: 상부부재
150: 베어링블록 152: 핀구멍
170: 제1탄성지지수단 180: 제2탄성지지수단
190: 경사지지수단 190a: 구면블록110: lower member 112: support structure
112c, 152: Friction contact surface 120: Pin
122: buffer 130: upper member
150: bearing block 152: pin hole
170: first elastic support means 180: second elastic support means
190: inclined support means 190a: spherical block
Claims (14)
상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 사이에 배치되고 상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 중 적어도 하나와는 간격을 두고 설치되어 상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 사이에서 상하로 유동 가능한 베어링블록(150); 및
상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 중 어느 하나에 설치되고 상기 베어링블록(150)에 형성된 경사지거나 수직하게 배치된 마찰접촉면(152)에 탄성적으로 접촉되어 상기 상부구조물(20)의 상하 유동 시 상기 마찰접촉면(152)과 마찰을 일으키면서 상기 베어링블록(150)의 상하진동을 감쇠시키는 제1탄성지지수단(170)을 포함하는 것을 특징으로 하는 면진장치.In the seismic isolator having an upper member 130 for fixing to the upper structure 20, the lower member 110 is disposed at intervals from the upper member 130 and fixed to the lower structure 10,
It is disposed between the upper member 130 and the lower member 110 and installed at intervals from at least one of the upper member 130 and the lower member 110, the upper member 130 and the lower member. A bearing block 150 movable up and down between the 110; And
The upper structure 20 is installed on one of the upper member 130 and the lower member 110 and elastically contacts the inclined or vertically disposed frictional contact surface 152 formed on the bearing block 150. And a first elastic support means (170) for damping up and down vibrations of the bearing block (150) while causing friction with the friction contact surface (152) during vertical flow of the.
상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 사이에 배치되고 상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 중 적어도 하나와는 간격을 두고 설치되어 상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 사이에서 상하로 유동 가능한 베어링블록(150); 및
상기 베어링블록(150)에 설치되고 상기 상부부재(130)와 상기 하부부재(110) 중 어느 하나에 형성된 경사지거나 수직하게 배치된 마찰접촉면(112c)에 탄성적으로 접촉되어 상기 상부구조물(20)의 상하 유동 시 상기 마찰접촉면(112c)과 마찰을 일으키면서 상기 베어링블록(150)의 상하진동을 감쇠시키는 제1탄성지지수단(170)을 포함하는 것을 특징으로 하는 면진장치.In the seismic isolator having an upper member 130 for fixing to the upper structure 20, the lower member 110 is disposed at intervals from the upper member 130 and fixed to the lower structure 10,
It is disposed between the upper member 130 and the lower member 110 and installed at intervals from at least one of the upper member 130 and the lower member 110, the upper member 130 and the lower member. A bearing block 150 movable up and down between the 110; And
The upper structure 20 is installed on the bearing block 150 and elastically contacts the inclined or vertically disposed frictional contact surface 112c formed on any one of the upper member 130 and the lower member 110. And a first elastic support means (170) for damping up and down vibrations of the bearing block (150) while causing friction with the friction contact surface (112c) during vertical flow of the.
상기 하부부재(110) 또는 상기 상부부재(130)에는 상기 핀구멍(154)에 삽입되어 상기 베어링블록(150)의 수평방향의 이동을 제한하고 수직방향의 이동을 가이드하는 핀(120)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 면진장치.The method of claim 1, wherein the bearing block 150 is formed with a pin hole 154 up and down,
The lower member 110 or the upper member 130 is installed in the pin hole 154 to limit the horizontal movement of the bearing block 150 in the horizontal direction is installed with a pin 120 to guide the movement in the vertical direction Isolation device characterized in that the.
상기 하부부재(110) 또는 상기 상부부재(130)에는 상기 핀구멍(154)에 삽입되어 상기 베어링블록(150)의 수평방향의 이동을 제한하고 수직방향의 이동을 가이드하는 핀(120)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 면진장치.The method of claim 2, wherein the bearing block 150 is formed with a pin hole 154 up and down,
The lower member 110 or the upper member 130 is installed in the pin hole 154 to limit the horizontal movement of the bearing block 150 in the horizontal direction is installed with a pin 120 to guide the movement in the vertical direction Isolation device characterized in that the.
상기 상부부재(130)와 상기 베어링블록(150) 사이 또는 상기 하부부재(110)와 상기 베어링블록(150) 사이에 상기 베어링블록(150)을 탄성적으로 지지하기 위한 제2탄성지지수단(180)이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 면진장치.The frictional contact surface (112c or 152) according to any one of claims 1 to 4, wherein the frictional contact surface (112c or 152) is formed vertically vertically and at least two are spaced from side to side, the first elastic support means 170 Is installed at one end of the shaft member 174 and the shaft member 174 penetrating the elastic body 172 and the elastic body 172 to prevent the elastic body 172 from being separated from the shaft member 174 and the An elastic mechanism (170a) having a contact end 176 in contact with the frictional contact surface (112c or 152), the elastic mechanism (170a) is at least two of the two frictional contact surfaces (112c or 152) arranged vertically Are supported in opposite directions,
Second elastic support means 180 for elastically supporting the bearing block 150 between the upper member 130 and the bearing block 150 or between the lower member 110 and the bearing block 150. ) Is further characterized in that the isolation device is installed.
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