KR102109580B1

KR102109580B1 - 전산볼트용 내진 커플러

Info

Publication number: KR102109580B1
Application number: KR1020170176718A
Authority: KR
Inventors: 박우현; 윤영준; 윤덕칠
Original assignee: (주) 나라기술단; 윤덕칠
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2020-05-12
Also published as: KR20190075265A

Abstract

본 발명은, 케이블 트레이나 케이블 덕트, 조명기구, 급배수관, 소화용수 배관, 휀 등과 같은 구조물이 지진 등의 외부 요인으로 인해 충격이 발생하더라도 악 영향이 가해지는 것을 방지할 수 있는 전산볼트용 내진 커플러에 관한 것이다.
본 발명은, 천정에 고정 설치되는 앙카볼트와, 구조물이 안착되어 고정 설치되는 앵글 프레임과, 이 앵글 프레임이 천정으로부터 간격을 갖고 유지되도록 설치되는 전산볼트와, 상기 앙카볼트 및 전산볼트 사이에 개재되는 완충유닛을 포함하여 구성되고, 상기 완충유닛은 내측으로 공간부를 가짐과 동시에 일측 벽면에 삽입공 및 슬릿이 각각 형성되어 앙카볼트에 체결되는 제1결속구 및 전산볼트에 체결되는 제2결속구를 수용하며, 상기 제1 및 제2결속구는 원통형 몸체로부터 연이어지는 연결간 및 회동볼이 일체로 형성되어 있다.
이에 따라, 콘크리트 천정에 매립되는 앙카볼트 및 구조물이 탑재되는 앵글 프레임의 전산볼트 사이에 완충유닛을 개재함으로써 지진 등의 외부 요인으로 인해 건축물에 진동이 가해지더라도 구조물 자체에 악 영향이 가해지거나 파손되는 일이 발생하지 않는다. 또 커플러 자체의 모듈을 단순화 함에 따라 제작에 소요되는 제반 비용을 줄여 제품 단가를 낮출 수 있음은 물론 시공성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

전산볼트용 내진 커플러{Seismic Coupler of Thread Bolt}

본 발명은 케이블 트레이나 케이블 덕트, 조명기구, 급배수관, 소화용수 배관, 휀 등과 같은 구조물이 지진(地震) 등의 외부 요인으로 인해 충격이 발생하더라도 악 영향이 가해지는 것을 방지할 수 있는 전산볼트용 내진 커플러에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 건물의 주차장이나 지하철 통로 및 기계실 등의 콘크리트 천정에는 각종 급,배수 배관이나 조명, 케이블 덕트와 같은 전기시설 등을 포함한 여러 형태의 구조물이 배설된다.

이러한 구조물은 대개 콘크리트 천정에 매립된 앙카볼트를 이용하여 직접 고정하거나 혹은 반원형의 밴드식 행거(Hanger)를 볼트로 체결하여 고정하는 방식 등이 사용된다.

콘크리트 천정에 각종 배관이나 중량물을 고정하기 위해서는 천정에 매설된 인서트 플레이트에 밴드식 행거를 일정 간격으로 유지하여 결속한 후 배관이나 중량물을 수평 상태로 장착하게 되는데, 이러한 방법은 지진이나 흔들림이 발생할 경우 관의 연결부위가 파손되거나 중량물이 지면으로 떨어져 사고를 유발하게 된다.

최근 들어, 지진 등의 외부 요인으로 인해 건축물에 진동이 발생할 경우 구조물이 영향을 받지 않도록 하기 위한 진동흡수장치가 다양하게 개발되고 있다.

이러한 진동흡수방식은 대개 건축물의 콘크리트 천정에 설치된 인서트 플레이트에 고정축을 결속시킨 후 이 고정축에 체결되는 받침수단 사이에 내진형 체결구나 스프링을 개재하여 외부 진동을 흡수할 수 있도록 함으로써 시설물에 영향을 주지 않도록 하고 있다.

그런데, 이러한 시설물의 경우 용도나 종류에 따라 중량을 유지하기 위한 강도를 계산하여 스프링을 배설해야 하므로 오히려 설치 작업이 복잡하고, 실제 시공시에는 대략적인 감각에 의존하여 스프링 강도를 임의 선택함에 따라 지진의 발생시에 제 기능을 행하지 못하는 문제가 있다.

더구나, 내진형 체결구나 스프링은 종횡의 내진 변형에 원상 복구가 불완전하고, 내진형 케이블 트레이 시스템의 경우에는 과다한 제작비용과 복잡한 설치과정 및 이에 따른 제반 비용의 증가를 초래하게 된다.

이러한 구조물에 대한 내진기술과 관련하여, 공개특허 제2012-0030224호 공보에 개시된 기술은 진동을 흡수하기 위해 수직고정대의 길이방향을 따라 면진스프링을 단순 설치하여 구성한 것이기 때문에 수직방향을 제외한 다른 방향에서 발생하는 진동을 억제하기가 어렵고, 면진스프링을 지지하는 체결구가 진동에 의해 수직고정대에 고정된 위치로부터 쉽게 이탈할 수 있는 구조를 갖추고 있다.

따라서, 강한 진동이나 장시간 진동에 노출될 경우 상부고정대와 하부고정대의 놓여진 케이블 트레이가 이탈되어 버리기 때문에 케이블 트레이를 안정적으로 유지할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 공개특허 제2016-0044445호에 개시된 기술은 지진파의 충격으로 인해 발생되는 상,하 진동을 흡수하여 전기 트레이에 설치된 전선의 파손 및 변형을 방지할 수 있도록 하고 있으나, 이러한 기술 역시 상하방향에 대한 충격을 흡수할 수 있을 뿐이므로 수평방향으로 작용하는 충격에는 취약하다는 문제를 내포하고 있다.

등록특허 제1326806호(2013.11.01 등록) - 발명의 명칭: 케이블 트레이 지지부재의 내진장치. 등록특허 제1759163호(2017.07.12 등록) - 발명의 명칭: 내진 특성을 가지는 케이블 트레이 구조체. 등록특허 제1104672호(2012.01.04 등록) - 발명의 명칭: 지진 발생시 원자력 발전소나 일반 건축물에 설치되는 구조물의 면진 및 내진 진동 흡수장치.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 천정에 설치되는 전기 구조물이나 트레이, 덕트, 급배수관, 소화설비 등과 같은 설비를 지지하기 위한 전산볼트에 내진형 체결구를 개재하여 지진 등과 같은 외부 요인으로 인해 건축물에 심한 진동이 가해지더라도 파손되지 않고 안전하게 유지될 수 있는 전산볼트용 내진 커플러를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 커플러 자체의 제반 모듈(Module)을 단순화 함에 따라 제작비용은 물론 시공성을 크게 향상시킬 수 있는 동시에 진동이 발생된 후에도 변형없이 원상복구가 가능한 전산볼트용 내진 커플러를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 천정에 고정 설치되는 앙카볼트와, 구조물이 안착되어 고정 설치되는 앵글 프레임과, 이 앵글 프레임이 천정으로부터 간격을 갖고 유지되도록 설치되는 전산볼트와, 상기 앙카볼트 및 전산볼트 사이에 개재되는 완충유닛을 포함하여 구성되고, 상기 완충유닛은 내측으로 공간부를 가짐과 동시에 일측 벽면에 삽입공 및 슬릿이 각각 형성되어 앙카볼트에 체결되는 제1결속구 및 전산볼트에 체결되는 제2결속구를 수용하며, 상기 본체는 삽입공 및 슬릿을 기준으로 하여 상하 및 좌우 대칭으로 구성되어 커버가 끼워져 조립되고, 상기 제1 및 제2결속구는 원통형 몸체로부터 연이어지는 연결간 및 회동볼이 일체로 형성되어 완충유닛을 구성하는 본체의 공간부 내에서 상,하 및 둘레방향으로 유동성을 갖도록 유지된다.

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본 발명은 상기한 바와 같은 구성들에 의해, 콘크리트 천정의 앙카볼트에 장착되는 전산볼트 사이에 완충유닛을 설치함으로써 지진 등의 외부 요인으로 인해 강한 진동이 가해지더라도 전산볼트에 부설되어 있는 각종 구조물에 악 영향이 가해지거나 파손되는 일이 발생하지 않게 된다.

또한, 커플러 자체의 모듈을 단순화 함에 따라 제작에 소요되는 제반 비용을 줄여 제품 단가를 낮출 수 있음은 물론 시공성을 크게 향상시킬 수 있으며, 진동이 발생된 후에도 별다른 변형없이 원 상태를 그대로 유지할 수 있는 것이다.

도 1은 등록특허 제1436333호의 케이블 트레이 시스템에 대한 개념도,
도 2는 내진형 케이블 트레이 시스템의 실시예를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 정면 구성도,
도 4는 내진장치를 갖는 케이블 트레이 지지부재를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 전산볼트용 내진 커플러가 적용된 예를 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 정면 구성도,
도 7은 내진 커플러의 분리상태 사시도,
도 8은 도 7의 조립상태 정면 구성도,
도 9a, 도 9b는 완충유닛의 조립 및 분리상태 사시도,
도 10a 내지 도 10c는 전산볼트에 매달아 장착하는 여러 구조물들의 예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하지만, 이들이 갖는 특정 구조 및 기능은 하나의 구성예를 나타낸 것이므로 본 명세서에 기재된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

우선, 본 발명이 적용되는 바람직한 예로서 등록특허 제1436333호에 개시된 일부 구성에 대하여 설명한 후 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 후술하고자 한다.

즉, 첨부된 도 1은 내진형 케이블 트레이 시스템의 사용예를 나타낸 개략도로서, 케이블 트레이(CT), 지지부재(a,b) 및 내진장치(c)를 포함한다. 이 내진장치(c)는 케이블 트레이 지지부재(a,b)에 장착되어 사용될 수 있으며, 이 케이블 트레이 지지부재(a,b)는 케이블 트레이(CT)가 고정되는 가로부재(a) 및 가로부재(a)를 천정에 매달 수 있는 한 쌍의 수직부재(b)를 구비한다.

상기 가로부재(a)의 양측 가장자리에 설치된 한 쌍의 내진장치(c)는 수직부재(b)와 일정한 각도(θ)를 이루면서 가로부재(a)와 천정을 연결하도록 시공할 수 있다.

이러한 구조로 이루어진 내진장치(c)는 여러 방향의 진동을 흡수하도록 케이블 트레이 지지부재(a,b)를 지지할 수 있기 때문에 케이블 트레이(CT)는 설치된 높이(h)를 유지하면서 지진이나 강한 충격으로부터 보호될 수 있다.

또한, 내진장치(c)가 케이블 트레이 지지부재(b)를 보강하면서 케이블 트레이(CT)를 지지하기 때문에 케이블 트레이 지지부재(a,b)의 파손에 따른 2차 위험으로부터 케이블 트레이(CT)를 보호할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 내진형 케이블 트레이 시스템은 케이블 트레이(300)와 케이블 트레이 지지부재(100) 및 케이블 트레이 지지부재에 부가적으로 시공되거나 케이블 트레이지 지지부재와 하나의 세트를 이루는 케이블 트레이 내진장치(200)를 포함한다.

내진장치(200)는 케이블 트레이 지지부재(100)에 장착되어 사용될 수 있다. 케이블 트레이 지지부재(100)는 케이블트레이(300)가 고정되는 가로부재(110)와 가로부재를 천정에 매달 수 있는 한쌍의 수직 부재(120)를 포함한다.

상기 내진장치(200)는 가로부재(110)의 좌측단에 연결된 것으로 도시되어 있지만, 내진장치(200)는 양단부 중의 일측에 배치되거나 양측에 배치될 수도 있다.

내진장치(200)는 제1힌지부(210), 연결부(220), 제2힌지부(230)를 구비하며, 가로부재(110)의 좌우측에 배치되도록 한쌍으로 마련되어 지지부재(100)와 천정을 연결하도록 설치될 수 있다.

제1힌지부(210)는 힌지축(212)에 의해 서로 회전가능하게 결합되는 한쌍의 힌지부재(211)를 구비하여 가로부재(110)에 회동가능하게 결합된다.

제1힌지부(210)는 가로부재(110)의 양측 가장자리 상면에 돌출되도록 장착될 수 있다. 제1힌지부(210)의 일측에 위치한 힌지부재(211)는 고정부재(222, 223)에 의해 가로부재(110)에 고정되고, 타측에 위치한 힌지부재(211)는 체결부재(221)에 의해 연결부(220)와 결합될 수 있다.

따라서, 제1힌지부(210)는 진동이 발생하면 연결부(220)가 가로부재(110)에 대하여 회동할 수 있도록 가로부재(110)와 연결부(220)를 탄성적으로 지지할 수 있다.

연결부(220)는 제1힌지부(210)를 통해 수직부재(120)와 일정 각도만큼 경사지게 위치하도록 가로부재(110)에 회동가능하게 결합된다. 연결부(220)는 서로 이격된 제1힌지부(210)와 제2힌지부(230)를 연결할 수 있도록 일정한 길이를 갖는다. 제2힌지부(230)는 일측이 연결부(220)에 회동가능하게 결합되고 타측이 천정에 고정된다.

제2힌지부(230)는 수직부재의 외측에서 일정거리 이격된 위치로 천정에 시공될 수 있다. 제2힌지부(230)는 일측이 연결부(220)에 회동가능하게 결합되고 타측이 천정에 고정된다. 제2힌지부(230)는 수직부재의 외측에서 일정거리 이격된 위치로 천정에 시공될 수 있다.

내진장치(200)는 가로부재(110a)의 적어도 어느 일측 가장자리에 다수개가 장착될 수 있다. 도 2 및 3은 3개가 장착된 실시예를 도시한다. 예를 들어 다수개의 내진장치(200)는 힌지축이 가로부재와 나란한 방향으로 배치되는 한 쌍과 힌지축이 가로부재와 교차되는 방향으로 하나가 배치될 수 있다.

이와 같이 힌지축이 서로 다른 방향이 되도록 가로부재(110a)의 일측에 내진장치(200)를 여러개 설치할 경우, 다양한 방향에서 오는 충격과 지진 등에 의해 케이블 트레이 지지부재(100)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

이와 같은 케이블 트레이 지지부재의 내진장치는, 여러 방향의 진동을 흡수하도록 케이블 트레이 지지부재를 탄성 지지하기 때문에 지진이나 강한 충격으로부터 케이블 트레이를 보호할 수 있는 잇점을 갖는 것이지만, 상기 케이블 트레이를 설치하기 위한 각종 구조물로 인해 작업성이 크게 떨어지게 되고, 제품 가격은 물론 공사기간이 상당히 길어지기 때문에 비용을 크게 상승시키는 요인이 된다.

한편, 첨부된 도 5 내지 도 10c는 본 발명에 따른 전산볼트용 내진 커플러를 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 천정(P)에 고정 설치되는 앙카볼트(10)와, 구조물(T)이 안착되는 앵글 프레임(20)과, 이 앵글 프레임(20)이 천정으로부터 간격을 갖고 유지되도록 설치되는 전산볼트(30)와, 상기 앙카볼트(10) 및 전산볼트(30) 사이에 개재되는 완충유닛(40)을 포함하여 구성된다.

상기 앙카볼트(10)는 콘크리트 천정(P)의 미리 설정된 부분에 통상의 방식대로 구멍을 뚫어 고정시킬 수 있는 것이며, 상기 앵글 프레임(20)의 경우 각형 파이프(Pipe)로 제작되어 시판되는 기성 제품을 규격에 따라 절단하여 사용할 수 있다.

상기 앵글 프레임(20)에는 앞서 설명한 바와 같은 케이블 트레이 등과 같은 통상의 구조물(T)이 탑재되어 체결부재(도시생략)에 의해 고정 설치된다. 이 케이블 트레이에는 각종 전력선이나 신호선을 배선하기 위하여 금속이나 불연성 재료로 제작되며, 사다리형, 펀칭형, 채널형, 바닥 밀폐형 등과 같이 다양한 구조를 가질 수 있다.

또한, 상기 전산볼트(30)는 콘크리트 천정(P)으로부터 구조물(T)이 일정 길이를 유지하도록 매달아 설치하는데 사용하는 통상적인 것으로서, 이 전산볼트(30)와 앙카볼트(10) 사이에 완충유닛(40)을 개재하여 결속되며, 전산볼트(30)의 타측에는 대개 한쌍의 너트(21a) 및 와셔(21b)를 개재하여 앵글 프레임(20)이 장착된다.

본 발명에서는 앵글 프레임(20) 및 전산볼트(30)를 이용하여 케이블 트레이가 탑재되는 예에 대하여 도시하고 있지만, 뒤에 설명하는 바와 같이 조명용 등기구가 설치되는 부스웨이(Busway)나 일반 덕트(Duct), 급배수관, 소화용수 배관, 휀(Fan) 등과 같은 설비에 행거(Hanger)나 클램프(Clamp)를 장착하여 매달아 설치하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있는 것임은 물론이다.

상기 완충유닛(40)을 구성하는 본체(41a)의 내측으로 공간부(41b)를 가짐과 동시에 일측 벽면에 형성된 삽입공(42a)을 중심으로 그 양측에 슬릿(42b)이 각각 형성되어 있으며, 이들 삽입공(42a) 및 슬릿(42b)을 기준으로 상하 및 좌우 대칭을 이루도록 구성되어 제1 및 제2결속구(50A,50B)를 수용하게 된다.

또, 상기 삽입공(42a) 및 슬릿(42b)에는 제1 및 제2결속구(50A,50B)가 조립된 상태에서 커버(43)를 끼워 고정시켜줌에 따라 제1 및 제2결속구(50A,50B)의 이탈을 방지하거나 외관을 미려하게 유지할 수 있다.

상기 각각의 제1 및 제2결속구(50A,50B)는 원통형 몸체(51)로부터 연이어지는 연결간(52)을 개재하여 회동볼(53)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 원통형 몸체(51)의 내경측에 나사부(54)가 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 제1 및 제2결속구(50A,50B)에 형성된 회동볼(53)이 완충유닛(40)을 구성하는 본체(41a)의 공간부(41b) 내에 탈,부착이 가능하도록 조립되어 유동성을 갖추게 되는 것이며, 제1결속구(50A)는 앙카볼트(10)에 체결되고 제2결속구(50B)는 전산볼트(30)에 체결될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 콘크리트 천정(P)의 정해진 위치에 앙카볼트(10)가 장착되어 있는 상태에서 제1결속구(50A) 및 제2결속구(50B)를 구성하는 회동볼(53)을 완충유닛(40)의 본체(41a)에 형성된 삽입공(42a) 및 슬릿(42b)을 통해 조립하여 본체(41a)의 상,하측 공간부(41b) 내에 유지할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2결속구(50A,50B)의 원통형 몸체(51)의 내경측에는 나사부(54)가 형성되어 있으므로 상기 제1결속구(50A)에는 앙카볼트(10)를 체결하고 제2결속구(50B)에는 전산볼트(30)를 각각 체결하여 상호 결속시킬 수 있게 된다.

이어서, 상기 전산볼트(30)의 하측에 앵글 프레임(20)을 조립시킨 상태에서 이 앵글 프레임(20)에 케이블 트레이 등의 구조물(T)를 탑재한 후 통상의 체결요소를 이용하여 고정시킴으로써 간단히 조립시킬 수 있는 것이다.

이 경우, 전산볼트(30)가 장착된 앵글 프레임(20)에 구조물(T)를 먼저 고정시키고, 상기 전산볼트(30)의 상측으로 제2결속구(50B)를 체결한 후 이 제2결속구(50B)의 회동볼(53)을 완충유닛(40)를 구성하는 본체(41a) 내의 공간부(41b)에 걸어 유지하는 것도 가능하며, 앙카볼트(10)에 제1결속구(50A)을 체결한 상태에서 완충유닛(40)을 걸어 고정시킬 수도 있다.

한편, 상기 예에서 설명한 구조물(T)의 경우 케이블 트레이에만 한정되는 것은 아니며, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, 여러 다른 종류의 구조물(P)을 매달아 설치하더라도 상하방향은 물론 가상선으로 나타낸 둘레방향으로 발생하는 진동을 흡수할 수 있음은 물론이다.

예컨대, 본 발명에 따른 완충유닛(40)은 전산볼트(30)에 체결되는 행거(H1)를 이용하여 하우징(60a)의 상,하측에 배선덕트(60b) 및 조명용 등기구(60c)가 장착된 통상의 부스웨이(W)를 설치하거나 또는 행거(H2)에 탑재된 전선관(61a)을 매달아 설치할 수도 있고, 또 브라켓(62)에 의해 다수의 전선관(61a)이 배설된 구조물(P)을 매달아 설치하는 등의 다양한 용도에 적용할 수 있는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전산볼트용 내진 커플러는, 콘크리트 천정에 매립되는 앙카볼트 및 구조물이 탑재되는 앵글 프레임의 전산볼트 사이에 완충유닛을 개재함으로써 지진 등의 외부 요인으로 인해 건축물에 진동이 가해지더라도 구조물 자체에 악 영향이 가해지거나 파손되는 일이 발생하지 않게 된다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

10: 앙카볼트 20: 앵글 프레임
21a: 너트 21b: 와셔
30: 전산볼트 40: 완충유닛
41a: 본체 41b: 공간부
42a: 삽입공 42b: 슬릿
43: 커버 50A: 제1결속구
50B: 제2결속구 51: 원통형 몸체
52: 연결간 53: 회동볼
54: 나사부 60a: 하우징
60b: 배선덕트 60c: 조명용 등기구
61a: 전선관 62: 브라켓

Claims

천정에 고정 설치되는 앙카볼트(10)와, 구조물이 안착되어 고정 설치되는 앵글 프레임(20)과, 이 앵글 프레임이 천정으로부터 간격을 갖고 유지되도록 설치되는 전산볼트(30)와, 상기 앙카볼트 및 전산볼트 사이에 개재되는 완충유닛(40)을 포함하여 구성되고,
상기 완충유닛(40)은 본체(41a)의 내측으로 공간부(41b)를 가짐과 동시에 일측 벽면에 삽입공(42a) 및 슬릿(42b)이 각각 형성되어 앙카볼트에 체결되는 제1결속구(50A) 및 전산볼트에 체결되는 제2결속구(50B)를 수용하며,
상기 본체(41a)는 삽입공(42a) 및 슬릿(42b)을 기준으로 하여 상하 및 좌우 대칭으로 구성되어 커버(43)가 끼워져 조립되고,
상기 제1 및 제2결속구(50A,50B)는 원통형 몸체(51)로부터 연이어지는 연결간(52) 및 회동볼(53)이 일체로 형성되어 완충유닛(40)을 구성하는 본체(41a)의 공간부(41b) 내에서 상,하 및 둘레방향으로 유동성을 갖도록 유지되는 것을 특징으로 하는 전산볼트용 내진 커플러.
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