KR101999690B1 - 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치 - Google Patents

Abstract

이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치는 교량의 상부에 상호 대향되게 마련되되, 상호 대향되는 일면에 각각 핑거산과 핑거홈이 연속하여 복수 개 반복 형성되며, 상호 대향되는 핑거산은 상호 엇갈려 있는 빗장형태로 배열되는 한 쌍의 핑거 플레이트; 및 핑거홈에 각각 마련되되, 핑거홈의 내벽에 밀착되는 판형상으로 형성되고 핑거 플레이트의 상면에서 하방으로 이격되게 배치되며, 교량의 팽창 및 수축 시에 따라 핑거산이 핑거홈 내에서 슬라이딩 이동되는 동안 핑거산의 하면에 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 변형되어 이물질이 하부로 유입되는 것을 방지하는 이물질 유입 방지유닛을 포함한다.

Description

이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치{EXPANSION JOINT APPARATUS HAVING DUST INTRUSION PROTECTION UNIT}

본 발명은 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이물질 유입을 효과적으로 차단할 수 있는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 지상에 세워지는 다수의 교각과, 교각의 상부에 설치되는 상판으로 구성되며, 상판은 다수의 블럭 구조물을 상호 연결하는 방식으로 시공된다.

이때, 상판을 구성하는 블럭 구조물은 온도변화에 따라 팽창 및 수축되는 관계로 시공과정에서 일정한 간격을 두고 설치된다. 그리고 상판들 간의 연결부위에는 차량의 안전운행을 도모함과 동시에 이물질의 침투를 방지하도록 신축이음장치가 설치된다.

도 1은 종래 기술에 따른 신축이음장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 신축이음장치를 나타내는 정면도이다.

도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 신축이음장치(200)는 블럭 구조물(B)의 상부에 설치된 베이스 플레이트(1)와, 베이스 플레이트(1)의 상부에 상호 대향되게 설치되며 베이스 플레이트(1)에 볼트(270)로 고정되는 한 쌍의 핑거 플레이트(210,210a)와, 블럭 구조물(B) 사이에 구비되는 방수장치(260)를 포함한다.

그리고 방수장치(260)는 핑거 플레이트(210,210a)와 베이스 플레이트(1) 사이에 삽입되는 고정부재(262)와, 고정부재(262)의 일측 단부에 형성되며 하향으로 절곡되어 블럭 구조물(B)의 측면에 밀착되는 지지부재(230)와, 지지부재(230)들 사이에 신축가능하게 구비되는 방수부재(250)를 포함한다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 신축이음장치(200)는 주름체(240)로 이루어진 방수부재(260)가 내측으로 유입되는 이물질을 차단 및 방수의 역할을 수행한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 신축이음장치(200)는 방수부재(250)의 주름체(240)와 핑거 플레이트(210,210a) 사이의 높이 간격이 크고 신축이음장치(200)의 내부로 이물질이 유입되지 않더라도 방수부재(250)의 주름체(240)에 이물질이 적체되면 시간이 지남에 따라 신축이음장치(200)의 기능을 발휘하지 못하게 되고 신축이음장치(200)의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

도 3은 대한민국 등록특허 제10-0755996호에 따른 이물질방지 핑거조인트구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 이물질방지 핑거조인트구조를 나타내는 정면도이다.

이에 본 출원인은 상기한 문제점을 해결하고자 도 3 및 도 4에서 도시한 이물질방지 핑거조인트구조를 제안하였다.

도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 이물질방지 핑거조인트구조(100)는 한 쌍의 핑거 조인트판(110)의 핑거홈과 핑거산에 교량의 신축시 가변이 가능하도록 자바라 형태의 이물질 유입방지장치(150)를 형성하여, 핑거홈 및 핑거산 사이의 공간을 덮을 수 있도록 하여 이물질 유입을 차단할 수 있도록 구성하였다.

그러나 상기한 종래 기술에 따른 이물질방지 핑거조인트구조(100)는 전체적인 구조가 너무 복잡하여 제작시 어려움이 있었으며, 또한, 구조의 복잡성으로 인해 파손 발생률이 높은 문제점이 있었다. 특히, 핑거 조인트판(110)에 이물질 유입방지장치(150)를 직접 연결하는 구조로 이루어져 있어, 이물질 유입 방지장치(150)의 파손과 동시에 핑거 조인트판(110)의 파손도 발생하기 때문에, 그에 따른 유지보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

도 5는 대한민국 등록특허 제10-0885810호에 따른 이물질 유입 차단형 신축이음장치를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5에 따른 이물질 유입 차단형 신축이음장치를 나타내는 정면도이다.

이에 본 출원인은 상기한 문제점을 해결하고자 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이 본 출원인은 이물질 유입 차단형 신축이음장치를 제안하였다.

도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 이물질 유입 차단형 신축이음장치(50)는 핑거산(11)과 핑거홈(12)을 형성한 한 쌍의 핑거조인트판(10)과, 핑거조인트판(10)을 교량에 연결할 수 있도록 형성한 보조플레이트(20)와, 핑거조인트판(10)의 핑거홈(12) 하단에 형성된 보조플레이트(20)에 결합부재(31)에 의해 결합되며 마주보는 핑거조인트판(10)의 핑거산(11) 하단부와 맞닿도록 구성되되 교량의 수축시 상기 핑거산(11)의 하단부와 슬라이딩 작용에 의해 하향되게 휘어져 이동할 수 있도록 하향 절곡되게 형성된 이물질 유입방지장치(30)를 포함한다. 그리고 이물질 유입방지장치(30)는 내측으로 중공부를 형성하고, 중공부에는 탄성부(33)가 배치되며, 탄성부(33)는 스프링과 스프링의 상, 하측으로 상, 하측 고정플레이트를 형성하고, 하측 고정플레이트에는 이물질 유입방지장치(30)의 중공부내에 탄성부(33)가 고정결합될 수 있도록 볼트를 구성한다.

그러나, 상기와 같은 이물질 유입 차단형 신축이음장치(50)는 반복 사용되고 시간이 지남에 따라 이물질 유입방지장치(30)를 구성하는 스프링이 노후되고 이로 인해 이물질 유입방지장치(30)의 상부가 핑거조인트판(10)의 핑거산(11)의 하단부와 맞닿는 밀착력이 저하되며, 또한 이물질 유입방지장치(30)를 보조플레이트(20)에 결합시키는 결합부재(31)가 풀리거나 결합하는데 작업공수가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

[문헌1] 대한민국 등록특허 제10-0755996호 [문헌2] 대한민국 등록특허 제10-0885810호

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이물질 유입 방지유닛의 탄성력을 높여 핑거산의 하면에 맞닿는 밀착력을 향상시키며 아울러 파손 방지 및 핑거홈에 설치가 용이한 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 교량의 상부에 상호 대향되게 마련되되, 상호 대향되는 일면에 각각 핑거산과 핑거홈이 연속하여 복수 개 반복 형성되며, 상호 대향되는 상기 핑거산은 상호 엇갈려 있는 빗장형태로 배열되는 한 쌍의 핑거 플레이트; 및 상기 핑거홈에 각각 마련되되, 상기 핑거홈의 내벽에 밀착되는 판형상으로 형성되고 상기 핑거 플레이트의 상면에서 하방으로 이격되게 배치되며, 교량의 팽창 및 수축 시에 따라 상기 핑거산이 상기 핑거홈 내에서 슬라이딩 이동되는 동안 상기 핑거산의 하면에 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 변형되어 이물질이 하부로 유입되는 것을 방지하는 이물질 유입 방지유닛을 포함하는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치가 제공될 수 있다.

상기 이물질 유입 방지유닛은 상기 핑거홈의 길이방향을 따라 길게 배치되되, 길이방향 일단부가 상기 핑거산의 하면에 밀착되고 길이방향 타단부가 상기 핑거홈의 내부 바닥면에 밀착되며 폭방향 양측부가 상기 핑거홈의 내부측벽에 밀착되는 판형상의 탄성 플레이트부를 포함하며, 상기 탄성 플레이트부의 타단부가 상기 핑거 플레이트의 상면에서 하방으로 이격되도록 상기 탄성 플레이트의 타단부는 상기 핑거홈의 높이방향 중심부에 배치될 수 있다.

상기 탄성 플레이트부는 탄성 변형가능한 판형상의 스틸 플레이트; 상기 스틸 플레이트의 외면을 감싸는 탄성 변형가능한 피복층; 및 상기 스틸 플레이트의 상면에 위치한 상기 피복층의 폭방향 양측부에서 수평방향으로 연장되어 상기 핑거홈의 내부측벽에 밀착되는 날개부를 포함할 수 있다.

상기 피복층 및 상기 날개부는 고무재질로 제조될 수 있다.

상기 피복층 및 상기 날개부는 에틸렌비닐아세테이트 수지층과, 에틸렌비닐아세테이트/폴리우레탄 복합수지층과, 폴리우레탄 수지층과, 에틸렌비닐아세테이트/폴리우레탄 복합수지층 및 에틸렌비닐아세테이트 수지층이 높이방향으로 순차로 적층된 다층수지층; 및 상기 다층수지층의 표면에 코팅된 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층을 포함할 수 있다.

상기 에틸렌비닐아세테이트/폴리우레탄 복합수지층은 에틸렌비닐아세테이트 수지와 폴리우레탄 수지가 1: 0.5 내지 2의 비율로 배합되어 발포 성형되고, 상기 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층은 폴리우레아 95 내지 99.5 중량% 및 폴리페닐설폰 0.5 내지 5 중량%로 배합되어 발포 성형되고, 상기 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층은 두께가 0.01 내지 3 mm의 두께로 상기 다층수지층의 표면에 코팅될 수 있다.

상기 이물질 유입 방지유닛은 상기 핑거홈의 내부에 마련되되, 상기 핑거홈의 내부 바닥면에 밀착되게 배치되고 상기 스틸 플레이트가 상기 핑거 플레이트의 하면에서 상방으로 이격되게 결합되는 결합블록을 더 포함하며, 상기 결합블록에는 상하부를 관통하는 볼트공이 형성되며, 상기 결합블록이 교량의 상부에 볼트결합되는 경우에 볼트의 머리가 상기 핑거 플레이트의 상면에서 하방으로 이격되게 배치될 수 있다.

상기 핑거홈의 내부에 마련되되, 상기 결합블록에 인접하게 배치되고 상기 스틸 플레이트의 하부를 탄력 지지하는 탄성블록을 더 포함할 수 있다.

상기 탄성블록은 상기 스틸 플레이트의 상기 핑거산의 하면에 대한 초기 밀착력을 증가시키기 위해 상기 스틸 플레이트의 타단부에서 일단부 방향으로 두께가 증가되도록 상면이 경사지게 형성될 수 있다.

한 쌍의 상기 핑거 플레이트의 하부에 배치되고 교량의 상부에 설치되는 베이스 플레이트; 상기 핑거 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이에 마련되는 수평 플레이트와, 상기 수평 플레이트에서 하방으로 절곡된 수직 플레이트를 구비한 보조 플레이트; 및 상호 대향되게 배치된 상기 수직 플레이트에 양단이 각각 결합되며 표면에 내수성 코팅층이 형성된 배수용 고무패드를 더 포함할 수 있다.

상기 내수성 코팅층은 (i) 폴리에틸렌글리콜과 메타크릴로일 클로라이드를 반응시켜 얻은 광경화성 수지 프리폴리머, (ii) 광중합 개시제 및 (iii) 닥나무 추출액을 포함하는 혼합액을 광중합 반응시켜 수득될 수 있다.

상기 닥나무 추출액은 물의 양을 최초의 절반이 될 때까지 농축시켜 얻은 닥나무 추출액이고, 상기 혼합액은 (i) 상기 광경화성 수지 프리폴리머 100 중량부 및 상기 광경화성 수지 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 (ii) 상기 광중합 개시제 0.5 내지 1.5 중량부 및 (iii) 상기 닥나무 추출액 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 핑거 플레이트의 상면에서 하방으로 이격되게 배치되고 핑거산의 하면에 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 변형되는 이물질 유입 방지유닛을 마련함으로써, 장시간 반복 사용되는 경우에도 차량 등에 의해 이물질 유입 방지유닛이 파손되는 것을 방지할 수 있어 유지보수 비용이 증가되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛은 핑거홈의 내벽에 이격없이 밀착되게 배치되므로 이물질 유입을 효과적으로 차단하여 이물질 적체로 인한 핑거산의 슬라이딩 이동이 방해되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛은 판형상으로 형성되므로 제작이 간단하고 설치가 용이하다.

도 1은 종래 기술에 따른 신축이음장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 신축이음장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 대한민국 등록특허 제10-0755996호에 따른 이물질방지 핑거조인트구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 이물질방지 핑거조인트구조를 나타내는 정면도이다.
도 5는 대한민국 등록특허 제10-0885810호에 따른 이물질 유입 차단형 신축이음장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 이물질 유입 차단형 신축이음장치를 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A 단면도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 핑거 플레이트와 이물질 유입 방지유닛을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 B부분 확대도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성블록을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치의 동작 상태도이다.
도 13은 도 12의 D-D 단면도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치의 동작 상태도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치를 나타내는 평면도이고, 도 8은 도 7의 A-A 단면도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치를 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 핑거 플레이트와 이물질 유입 방지유닛을 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛을 나타내는 단면도이고, 도 11은 도 10의 B부분 확대도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성블록을 나타내는 단면도이다.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치는 교량(C)의 상부에 설치된 베이스 플레이트(110)와, 베이스 플레이트(110)의 상부에 상호 대향되게 마련되고 베이스 플레이트(110)에 제1 볼트(B1)로 고정되며 핑거산(143)과 핑거홈(141)이 연속하여 복수 개 반복 형성된 한 쌍의 핑거 플레이트(140)와, 핑거 플레이트(140)와 베이스 플레이트(110) 사이에 마련되며 하방으로 절곡된 보조 플레이트(120)와, 양끝단이 보조 플레이트(120)에 결합되는 배수용 고무패드(130)와, 복수 개의 핑거홈(141)의 내부에 각각 마련되는 이물질 유입 방지유닛(150)을 포함한다.

본 실시예에 따른 베이스 플레이트(110)는 교량(C)의 상부에 설치되며 상면에 설치되는 보조 플레이트(120)와 한 쌍의 핑거 플레이트(140)를 지지하는 역할을 한다.

베이스 플레이트(110)가 교량(C)의 상부에 설치된 상태에서 베이스 플레이트(110)의 상면에 보조 플레이트(120)와 한 쌍의 핑거 플레이트(140)를 순차로 제1 볼트(B1)로 볼트 결합한다.

본 실시예에 따른 보조 플레이트(120)는 베이스 플레이트(110)와 핑거 플레이트(140) 사이에 배치된다. 보조 플레이트(120)는 베이스 플레이트(110)의 상면에 마련되는 수평 플레이트(121)와 수평 플레이트(121)에서 하방으로 절곡된 수직 플레이트(123)로 구성된 "ㄱ"자 형상으로 형성된다.

그리고 배수용 고무패드(130)의 양끝단은 교량(C)에 상호 대향되게 배치되는 보조 플레이트(120)의 수직 플레이트(123)의 끝단에 각각 결합된다.

배수용 고무패드(130)는 교량(C)의 상부에서 유입된 유수를 배수하는 것으로서, 수분 등에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 배수용 고무패드(130)의 표면에는 내수성 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

실시예

실시예 1

분자량이 1,000인 폴리에틸렌글리콜 3.4g(3.4mmol)을 잘 건조된 500의 둥근바닥 플라스크에 넣고 50의 벤젠을 첨가한 다음, 오일 배스(oil bath)에서 60의 온도로 환류(reflux)하에서 완전 용해시켰다.

그 다음에 메타크릴로일 클로라이드(methacryloyl choloride) 0.68mL(7mmol)를 첨가하고, 1mL(7.2mmol)의 트리에틸아민을 첨가한 후 3시간 동안 반응시켰다.

반응물을 실온으로 냉각한 다음, 여과공정(filtering)을 통해 트리에틸아민 하이드로클로라이드를 제거하고, 반응물을 과량의 n-헥산에 적가한 후, 40의 진공오븐에서 건조하여 에스테르계 광경화형 프리폴리머를 얻었다.

이렇게 얻은 광경화성 수지 프리폴리머 100 중량부와 광중합 개시제인 벤조인 메틸 에테르 1 중량부를 혼합한 혼합액을 항온조에 장착된 5mm 노즐을 통하여 배수용 고무패드(130)에 코팅될 수 있을 정도의 양을 주입한다.

그리고 300~400nm 파장의 자외선 램프를 사용하여 배수용 고무패드(130)에 10분 동안 빛을 쬐여 경화함으로써 내수성 코팅층을 형성하였다.

실시예 2

광경화성 수지 프리폴리머 100 중량부와 광중합 개시제인 벤조인 메틸 에테르 1 중량부를 혼합한 혼합액을 사용하는 대신에, 광경화성 수지 프리폴리머 100 중량부와 광중합 개시제인 벤조인 메틸 에테르 1 중량부를 혼합한 후, 여기에 추가로 아래에서 제조한 닥나무 추출액 10 중량부를 추가로 혼합한 혼합액을 사용하는 것을 제외하고는 위 제조예 1과 동일하게 내수성 코팅층을 형성하였다.

닥나무 줄기를 5 내지 10cm 길이로 자르고, 이렇게 자른 닥나무 줄기와 닥나무 잎 및 물을 중량비가 1 : 1 : 30이 되도록 잘 섞었다. 이를 가열하되, 물이 최초 양의 절반이 될 때까지 가열시켰다. 닥나무 잎과 줄기를 제거하고 거름망으로 여과하여 닥나무 추출액을 제조하였다.

비교예 1

대조를 위하여 내수성 코팅층을 형성시키지 않은 배수용 고무패드(130)를 그대로 사용하였다.

평가예

그 결과, 비교예 1에서 배수용 고무패드(130)를 사용하여 본 발명에 따른 시스템을 제조하고 이를 장기간 운전한 결과, 운전 후 상당 시간 동안 별다른 악취가 감지되지 않았으나, 약 500 시간 정도가 지나면서 주변의 악취가 미세하게 감지되며, 그 정도가 점차 심해지는 것을 확인하였다.

반면, 실시예 1에서 내수성 코팅층이 형성된 배수용 고무패드(130)는 약 1,000 시간 정도 운전 후에도 주변 악취는 전혀 감지되지 않았으며, 다만 배수용 고무패드(130)의 내부로부터 발생한 미세한 크랙이 외부 표면에도 점차 관찰되기 시작하는 것을 확인하였다.

한편, 실시예 2에서 내수성 코팅층이 형성된 배수용 고무패드(130)는 위 실시예 1의 배수용 고무패드(130)와 같이 약 1,000 시간 정도 운전 후에도 주변 악취는 전혀 감지되지 않았을 뿐만 아니라, 위 실시예 1의 배수용 고무패드(130)와 달리 배수용 고무패드(130)의 내부로부터 발생한 미세한 크랙도 외부 표면에서 전혀 관찰되지 않는다는 것을 확인하였다.

본 실시예에 따른 핑거 플레이트(140)의 일면에는 각각 핑거산(143)과 핑거홈(141)이 연속하여 복수 개 반복 형성된다. 그리고 교량(C)의 상부에는 상호 대향되게 한 쌍의 핑거 플레이트(140)가 마련된다.

한 쌍의 핑거 플레이트(140)는 핑거산(143)과 핑거홈(141)이 연속하여 반복 형성된 일면이 상호 대향되며, 상호 대향되는 핑거산(143)은 대향되는 핑거홈(141)에 삽입된 상태에서 상호 엇갈려 있는 빗장형태로 배열된다. 그리고, 교량(C)이 팽창 또는 수축하는 경우에 핑거산(143)은 대향되게 마련된 핑거홈(141) 내에서 슬라이딩 이동된다.

본 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛(150)은 한 쌍의 핑거 플레이트(140) 각각의 핑거홈(141)의 내부에 마련되고 양측부가 핑거홈(141)의 내벽에 밀착되는 판형상으로 형성된다.

이물질 유입 방지유닛(150)은 교량(C)의 팽창 및 수축 시에 핑거산(143)이 핑거홈(141) 내에서 슬라이딩 이동하는 동안 핑거산(143)의 하면에 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 변형되며 이물질이 하부로 유입되는 것을 방지한다.

또한 이물질 유입 방지유닛(150)은 핑거 플레이트(140)의 상면에서 하방으로 이격되게 배치된다. 이는 이물질 유입 방지유닛(150)이 장시간 반복 사용되는 경우에도 차량 등에 의해 이물질 유입 방지유닛(150)이 파손되는 것을 방지할 수 있어 유지보수 비용이 증가되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로 이물질 유입 방지유닛(150)은 핑거홈(141)의 길이방향(X방향)을 따라 길게 배치되되 길이방향(X방향) 일단부가 핑거산(143)의 하면에 밀착되고 길이방향(X방향) 타단부가 핑거홈(141)의 내부 바닥면에 밀착되며 폭방향(Y방향) 양측부가 핑거홈(141)의 내부측벽에 밀착되는 판형상의 탄성 플레이트부(151)를 포함한다.

탄성 플레이트부(151)의 일단부는 탄성 변형되어 핑거산(143)의 하면에 밀착된 상태를 유지한다. 그리고 탄성 플레이트부(151)의 타단부는 핑거 플레이트(140)의 상면에서 하방으로 이격되고 핑거홈(141)의 높이방향(Z방향) 중심부에 배치된다.

또한 본 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛(150)은 핑거홈(141)의 내부 바닥면에 밀착되게 배치되고 탄성 플레이트부(151)의 타단부가 핑거 플레이트(140)의 하면에서 상방으로 이격되게 결합되는 결합블록(158)을 더 포함한다. 결합블록(158)에는 상하부를 관통하는 볼트공(159)이 형성되며 결합블록(158)이 교량의 상부에 볼트결합되는 경우에 제2 볼트(B2)의 머리가 핑거 플레이트(140)의 상면에서 하방으로 이격되게 배치된다.

도 10에서 도시한 바와 같이 탄성 플레이트부(151)의 타단부가 결합블록(158)의 중심부에 결합된 상태에서 제2 볼트(B2)가 결합블록(158)의 볼트공(159)을 관통하여 수평 플레이트(121) 및 베이스 플레이트(110)에 결합된다. 이때 제2 볼트(B2)의 머리는 핑거 플레이트(140)의 상면에서 하방으로 이격되게 배치되도록 하여 이로써 차량 등에 의해 제2 볼트(B2)의 머리가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한 탄성 플레이트부(151)가 결합블록(158)의 중심부에 일체로 결합된 상태에서 수평 플레이트(121) 및 베이스 플레이트(110)에 관통결합되므로 탄성 플레이트부(151)의 설치가 용이할 뿐 아니라 탄성 플레이트부(151)가 핑거홈(141)의 높이방향(Z방향) 중심부에 배치되므로 차량 등에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 9 및 도 10을 참조하면, 탄성 플레이트부(151)는 탄성 변형가능한 판형상의 스틸 플레이트(152)와, 스틸 플레이트(152)의 외면을 감싸는 탄성 변형가능한 피복층(153)과, 스틸 플레이트(152)의 상면에 위치한 피복층(153)의 폭방향 양측부에서 수평방향으로 연장되어 핑거홈(141)의 내부측벽에 밀착되는 날개부(154)를 포함한다. 피복층(153)과 날개부(154)는 일체로 형성될 수 있다.

탄성 플레이트부(151)의 중심부에 마련된 스틸 플레이트(152)는 탄성력 및 복원력이 우수한 스테인레스 스틸 재질의 판 형상으로 형성될 수 있다.

스틸 플레이트(152)와 핑거 플레이트(140)는 온도변화에 따라 팽창 및 수축될 수 있으므로 스틸 플레이트(152)의 양측부와 핑거홈(141)의 내부측벽은 소정간격 이격된 상태를 유지하여야 한다.

또한 스틸 플레이트(152)의 상면부와 핑거산(143)의 하면부가 상호 밀착 유지되므로 차량 진행시 진동에 의한 소음이 발생될 수 있으며, 스틸 플레이트(152)의 양측부와 핑거홈(141)의 내부측벽이 상호 밀착되면 핑거홈(141)의 내부에서 스틸 플레이트(152)가 탄성 변형되는 경우에, 스틸 플레이트(152)와 핑거홈(141)의 내부측벽 사이의 마찰에 의한 소음이 발생될 수 있다. 아울러 스틸 플레이트(152)와 핑거홈(141)의 내부측벽 사이의 마찰로 인해 스틸 플레이트(152)의 탄성 변형이 제한되고 이로 인해 핑거홈(141)의 내부에서 핑거산(143)의 슬라이딩 운동이 방해될 수 있다. 따라서 스틸 플레이트(152)의 양측부와 핑거홈(141)의 내부측벽은 상호 소정간격 이격된다.

한편, 탄성 플레이트부(151)는 이물질이 하부로 유입되는 것을 방지하여야 하므로, 본 실시예에서는 스틸 플레이트(152)의 외면을 감싸는 피복층(153)을 마련하고, 스틸 플레이트(152)의 상면에 위치한 피복층(153)의 폭방향 양측부에서 수평방향으로 연장되어 핑거홈(141)의 내부측벽에 밀착되는 날개부(154)를 마련한다.

스틸 플레이트(152)의 상면에 위치한 피복층(153)의 폭방향(Y방향) 너비와 스틸 플레이트(152)의 상면에 위치한 피복층(153)의 폭방향(Y방향) 양측부에서 연장된 날개부(154)의 폭방향(Y방향) 너비의 합은 핑거홈(141)의 폭방향(Y방향) 너비에 대응된다.

상기와 같이 피복층(153)에서 연장된 날개부(154)가 핑거홈(141)의 내부측벽에 밀착되므로 스틸 플레이트(152)와 핑거홈(141)의 내부측벽 사이에 마찰로 인한 소음 발생을 방지할 수 있으며 아울러 핑거홈(141)의 내부에서 핑거산(143)의 슬라이딩 운동이 방해되는 것을 방지할 수 있다. 또한 피복층(153)에서 연장된 날개부(154)가 핑거홈(141)의 내부측벽에 밀착되므로 이물질이 하부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한 피복층(153)이 스틸 플레이트(152)의 외면을 감싸므로, 차량진행에 의한 진동에 의해 발생되는 소음을 방지할 수 있으며 아울러 스틸 플레이트(152)가 장시간 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있어 스틸 플레이트(152)에 발생될 수 있는 녹을 방지할 수 있다.

또한, 피복층(153)은 스틸 플레이트(152)의 외면에 본딩제를 도포한 후 견고하게 본딩결합될 수 있으며, 본 실시예에서 본딩제는 피복층(153)을 스틸 플레이트(152)에 견고하게 본딩결합시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다.

한편, 피복층(153) 및 날개부(154)는 스틸 플레이트(152)와 함께 탄성 변형된다. 따라서, 피복층(153) 및 날개부(154)는 스틸 플레이트(152)와 동일한 탄성력 및 복원력을 갖는 재질로 제조되는 것이 바람직하다.

피복층(153) 및 날개부(154)는 스틸 플레이트(152)와 동일한 탄성력 및 복원력을 갖는 고무재질로 형성될 수 있다.

또한, 도 10을 참조하면, 피복층(153) 및 날개부(154)가 스틸 플레이트(152)와 동일한 탄성력 및 복원력을 갖도록 피복층(153) 및 날개부(154)는 다층수지층(155)과, 다층수지층(155)의 표면에 코팅된 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층(156)을 포함한다.

구체적으로 다층수지층(155)은 에틸렌비닐아세테이트 수지층(155a)과, 에틸렌비닐아세테이트/폴리우레탄 복합수지층(155b)과, 폴리우레탄 수지층(155c)과, 에틸렌비닐아세테이트/폴리우레탄 복합수지층(155b) 및 에틸렌비닐아세테이트 수지층(155a)이 높이방향(Z방향)으로 순차로 적층된다. 여기서 에틸렌비닐아세테이트/폴리우레탄 복합수지층(155b)은 에틸렌비닐아세테이트 수지와 폴리우레탄 수지가 1: 0.5 내지 2의 비율로 배합되어 발포 성형된다.

피복층(153) 및 날개부(154)가 에틸렌비닐아세테이트로 구성되는 경우에는 신율과 내구성이 저하되는 문제가 있으며, 폴리우레탄으로 구성되는 경우에는 복원력이 낮으며 복원속도가 느린 문제가 있다. 이에 본 출원인은 피복층(153) 및 날개부(154)를 상기와 같은 다층으로 적층된 구조를 가지는 다층수지층(155)으로 구성하였으며, 다층수지층(155)으로 구성된 피복층(153) 및 날개부(154)는 내구성이 우수하고, 1000회 이상 반복사이클 실험에서도 신율 및 복원력이 95%이상 유지되고 우수한 밀착력을 가지는 것으로 확인되었다.

한편, 다층수지층(155)에는 높이방향(Z방향)으로 직경이 1 내지 5 mm인 관통홀(미도시)이 복수 개 형성될 수 있다. 이는 특히 교량(C)의 수축 시에 핑거산(143)이 핑거홈(141)의 내부 바닥면 방향으로 슬라이딩 이동됨에 따라 다층수지층(155)이 하방으로 탄성 변형되는 경우에 다층수지층(155)의 하부 폭이 증가되어 핑거홈(141)의 내부측벽을 압착하게 되면 핑거산(143)의 슬라이딩 운동이 방해될 수 있으므로 본 실시예에서는 다층수지층(155)에 복수 개의 관통홀을 형성하여 다층수지층(155)의 탄성 변형에 따른 핑거산(143)의 슬라이딩 운동을 원활하게 한다.

또한 본 실시예에 따른 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층(156)은 폴리우레아 95 내지 99.5 중량% 및 폴리페닐설폰 0.5 내지 5 중량%로 배합되어 발포 성형될 수 있다. 또한 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층(156)은 두께가 0.01 내지 3 mm의 두께로 다층수지층(155)의 표면에 코팅될 수 있다.

폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층(156)은 피복층(153) 및 날개부(154)의 내화학성과 방수특성을 향상시킨다. 특히, 폴리우레아/폴리페닐설폰 복합수지 코팅층(156)은 피복층(153) 및 날개부(154)가 핑거산(143) 하면에 밀착된 상태에서 슬라이딩되어 하방으로 이동되는 경우에, 슬라이딩이 원활히 이루어지도록 한다. 폴리페닐설폰의 함량이 상기 범위 미만이면 핑거산(143)의 슬라이딩이 원활히 이루어지기 어려우며, 상기 범위를 초과하면 표면경도가 상승하여 핑거산(143)의 하면에 대한 밀착력을 떨어뜨리기 때문에 이물질 유입방지 효과가 저하될 수 있다.

한편, 탄성 플레이트부(151)가 결합된 결합블록(158)이 교량의 상부에 볼트결합되는 경우에 탄성 플레이트부(151)는 핑거 플레이트(140)의 하면에서 상방으로 이격된다.

따라서, 결합블록(158)에 인접한 탄성 플레이트부(151)의 하부를 지지함과 동시에 초기에 탄성 플레이트부(151)의 일단부의 핑거산(143)의 하면에 대한 밀착력을 증가시키기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛(150)을 구비한 신축이음장치(100)는 핑거홈(141)의 내부에 마련되되 결합블록(158)에 인접하게 배치되고 탄성 플레이트부(151)의 타단부 하면을 탄력 지지하는 탄성블록(170)을 더 포함한다.

구체적으로 도 11(a)에서 도시한 바와 같이 탄성 플레이트부(151)의 일단부가 핑거산(143)의 하면에 밀착되는 초기 밀착력을 증가시키기 위해 탄성블록(170)은 탄성 플레이트부(151)의 타단부에서 일단부 방향으로 두께가 증가되도록 상면이 경사지게 형성된다.

그리고, 도 11(b)에서와 같이 탄성블록(170)의 상면에 탄성 플레이트부(151)의 타단부가 안착되고 탄성 플레이트부(151)의 일단부가 핑거산(143)의 하면에 밀착되어 초기에 탄성 플레이트부(170)가 핑거산(143)의 하면에 밀착되는 밀착력을 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 탄성블록(170)은 고무재질로 제조될 수 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 의해 한정되지 않으며 탄성 플레이트부(151)의 탄성변형에 대응하여 탄성 플레이트부(151)의 타단부 하면을 지지하는 것이면 다양한 재질로 제조될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치의 동작 상태도이고, 도 13은 도 12의 D-D 단면도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음장치의 동작 상태도이다.

교량(C)의 상부에 한 쌍의 핑거 플레이트(140)가 마련 및 설치되며, 탄성 플레이트부(150)는 핑거홈(141)의 내부에 각각 마련되고 핑거산(143)의 하면에 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 변형되며 핑거산(143)의 하면에 밀착된 상태를 유지하면서 핑거산(143)에 대해 상대 슬라이딩 운동한다.

그리고, 도 12 및 도 13에서 도시한 바와 같이, 교량(C)이 수축되는 경우에 한 쌍의 핑거 플레이트(140)는 상호 접근되는 방향으로 이동되고 핑거산(143)은 대향되게 마련된 핑거홈(141)의 내부로 슬라이딩 이동된다. 이때 탄성 플레이트부(151)는 핑거산(143)의 이동에 따라 핑거산(143)의 하면에 밀착된 상태를 유지하면서 더욱 하방으로 탄성 변형된다. 그리고 탄성 플레이트부(151)의 양측부는 핑거홈(141)의 내부측벽 밀착되고 상면은 핑거산(143)의 하면에 밀착되므로 이물질이 핑거홈(141)의 하부로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 신축이음장치 110: 베이스 플레이트
120: 보조 플레이트 130: 배수용 고무패드
140: 핑거 플레이트 141: 핑거홈
143: 핑거산 150: 이물질 유입 방지유닛
151: 탄성 플레이트부 152: 스틸 플레이트
153: 피복층 158: 결합블록
170: 탄성블록

Claims (12)

1. 교량의 상부에 상호 대향되게 마련되되, 상호 대향되는 일면에 각각 핑거산과 핑거홈이 연속하여 복수 개 반복 형성되며, 상호 대향되는 상기 핑거산은 상호 엇갈려 있는 빗장형태로 배열되는 한 쌍의 핑거 플레이트;
   상기 핑거홈에 각각 마련되되, 상기 핑거홈의 길이방향을 따라 길게 배치되고 길이방향 일단부가 상기 핑거산의 하면에 밀착되고 길이방향 타단부가 상기 핑거홈의 높이방향 중심부에 배치되고 폭방향 양측부가 상기 핑거홈의 내부측벽에 밀착되는 판형상의 탄성 플레이트부와 상기 핑거홈의 내부에 마련되고 상기 탄성 플레이트부의 타단부가 중심부에 결합되는 결합블록을 구비하여 이물질이 하부로 유입되는 것을 방지하는 이물질 유입 방지유닛; 및
   상기 핑거홈의 내부에 마련되되, 상기 결합블록에 인접하게 배치되며 상기 탄성 플레이트부의 상기 핑거산의 하면에 대한 초기 밀착력을 증가시키기 위해 상기 탄성 플레이트부의 타단부에서 일단부 방향으로 두께가 증가되도록 상면이 경사지게 형성되어 상기 탄성 플레이트부의 하부를 탄력 지지하는 탄성블록을 포함하는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 플레이트부는,
   탄성 변형가능한 판형상의 스틸 플레이트;
   상기 스틸 플레이트의 외면을 감싸는 탄성 변형가능한 피복층; 및
   상기 스틸 플레이트의 상면에 위치한 상기 피복층의 폭방향 양측부에서 수평방향으로 연장되어 상기 핑거홈의 내부측벽에 밀착되는 날개부를 포함하는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피복층 및 상기 날개부는 고무재질로 제조되는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 결합블록에는 상하부를 관통하는 볼트공이 형성되며, 상기 결합블록이 교량의 상부에 볼트결합되는 경우에 볼트의 머리가 상기 핑거 플레이트의 상면에서 하방으로 이격되게 배치되는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치.
5. 제1항에 있어서,
   한 쌍의 상기 핑거 플레이트의 하부에 배치되고 교량의 상부에 설치되는 베이스 플레이트;
   상기 핑거 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이에 마련되는 수평 플레이트와, 상기 수평 플레이트에서 하방으로 절곡된 수직 플레이트를 구비한 보조 플레이트; 및
   상호 대향되게 배치된 상기 수직 플레이트에 양단이 각각 결합되며 표면에 내수성 코팅층이 형성된 배수용 고무패드를 더 포함하는 이물질 유입 방지유닛을 구비한 신축이음장치.
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