KR100661115B1

KR100661115B1 - 마찰 댐퍼

Info

Publication number: KR100661115B1
Application number: KR1020047010815A
Authority: KR
Inventors: 오키무라아키히코; 나가시마가즈히로; 다나카고; 아라이요시카즈
Original assignee: 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2006-12-22
Also published as: US9494207B2; CN1615409A; TW200415316A; JP2003278828A; US20130327607A1; EP1467115A4; KR20040071309A; US20050087414A1; JP4366935B2; US8584821B2; TWI266837B; US20070289828A1; EP1808615A1; EP1467115A1; US9488240B2; US20120073921A1; WO2003060344A1; EP1808615B1; CA2471499C; CA2471499A1

Abstract

마찰 댐퍼(1)는, 베이스(2)와, 베이스(2)의 길이부재(35)에 고착되어 있음과 아울러 관통공(3)을 갖는 지지체(4)와, 지지체(4)의 관통공(3)을 통해 신장되어 있음과 아울러 지지체(4)에 대하여 축 방향(X)으로 이동 가능한 로드(7)와, 지지체(4)의 관통공(3)에 있어서 지지체(4)와 로드(7)의 본체부(85) 사이에 개재된 원통부(8)를 가지고 있음과 아울러 베이스(2)에 대한 로드(7)의 축 방향(X)의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정된 마찰부재(9)와, 마찰부재(9)의 원통부(8)를 로드(7)의 본체부(85)에 조여붙이도록 지지체(4)에 대하여 설치된 조임수단(12)를 구비하고 있다.

Description

마찰 댐퍼{Friction damper}

본 발명은, 서로 상대적으로 변위하는 한 쌍의 부재 사이에 장착되어 부재 사이의 변위 에너지를 마찰에 의해 흡수하여 그 변위를 가급적 신속하게 감쇠시키는 마찰 댐퍼, 특히 사무소 빌딩, 집합 주택, 단독 주택, 교량 등의 구조물에 지진 등에 의해 발생하는 진동 에너지를 흡수하여 그 진동을 가급적 신속하게 감쇠시키는 마찰 댐퍼에 관한 것이다.

구조물에 지진 등으로 생기는 좌우 흔들림 등의 진동을 빨리 감쇠시키는 댐퍼로는, 점성체의 점성 변형을 이용한 것, 납, 강봉 등의 소성 변형을 이용한 것, 슬라이딩부재의 마찰을 이용한 것 등이 알려져 있다.

점성체를 사용하는 댐퍼는, 점성체의 충전 작업에 많은 시간을 필요로 하며, 누출을 방지하기 위해 확실한 실링을 실시할 필요가 있고, 납, 강봉 등을 이용하는 댐퍼는 납에 의한 환경 오염의 염려가 있으며, 또한 납, 강봉 등의 양단을 서로 상대적으로 변위시키는 한 쌍의 부재의 각각에 확실히 지지시킬 것이 요구된다.

한편, 슬라이딩부재를 사용하는 댐퍼는, 슬라이딩부재의 마모에 의한 특성 저하의 염려가 있으며, 슬라이딩부재의 슬라이딩층이 박리되어 이에 의해서도 특성 저하가 생길 염려가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 간단한 구성으로, 또한 마모 및 슬라이딩층의 박리를 최대한 감소시킬 수 있고, 장기간 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있는 마찰 댐퍼를 제공함에 있다.

본 발명의 제1형태의 마찰 댐퍼는, 서로 상대적으로 변위하는 한 쌍의 부재 중 일측의 부재에 장착 가능하게 되어 있는 베이스와, 이 베이스에 고착되어 있음과 아울러 관통공을 가진 지지체와, 이 지지체의 관통공을 통해 신장되어 있음과 아울러 지지체에 대하여 축 방향으로 이동 가능하며 한 쌍의 부재 중 타측의 부재에 장착 가능하게 되어 있는 로드와, 지지체의 관통공에 있어서 지지체와 로드 사이에 개재된 원통부를 가지고 있음과 아울러 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정된 마찰부재를 구비하고 있고, 마찰부재의 원통부는 직경 방향의 외주면측에 배치된 망상체(網狀體)의 베이스부재와, 이 베이스부재의 그물눈을 충전함과 아울러 그 베이스부재의 일측면에 형성된 합성수지제의 슬라이딩층을 구비하고 있고, 슬라이딩층은 로드와 그 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 원통부의 직경 방향의 내주면측에 배치되어 있다.

제1형태의 마찰 댐퍼에 의하면, 마찰부재의 베이스부재가 망상체이며, 마찰부재의 슬라이딩층이 베이스부재의 그물눈을 충전하여 그 베이스부재의 일측면에 형성되고, 이러한 슬라이딩층이 로드와 그 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 원통부의 직경 방향의 내주면측에 배치되어 있으므로, 로드와의 사이에서의 마모를 최대한 피할 수 있어 안정된 마찰을 얻을 수 있으며, 슬라이딩층의 박리를 피할 수 있어, 장기간 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 제2형태의 마찰 댐퍼는 제1형태의 마찰 댐퍼에 있어서 마찰부재의 원통부를 로드에 조여붙이는 조임수단을 더 구비하고 있고, 지지체의 관통공 및 마찰부재의 원통부는 직경축소 가능하며, 조임수단은 지지체의 관통공의 직경축소를 통하여 마찰부재의 원통부의 직경을 축소시켜서 그 원통부를 로드에 조여붙이도록 되어 있다.

제2형태의 마찰 댐퍼에 의하면, 조임수단에 의해 마찰부재의 원통부를 로드에 최적으로 조절하여 조여붙일 수 있으므로, 간단한 작업으로 상대 변위하는 한 쌍의 부재에 대하여 최적의 마찰 저항을 얻을 수 있다.

지지체는 바람직하게는 본 발명의 제3형태의 마찰 댐퍼와 같이, 관통공에 연통되는 슬릿을 가지고 직경축소 가능하게 되어 있고, 이 경우, 조임수단은, 바람직하게는 본 발명의 제4형태의 마찰 댐퍼와 같이, 슬릿의 폭을 축소시킬 수 있도록 지지체에 나사 결합된 볼트를 가지고 있다.

또한 지지체는, 바람직하게는 본 발명의 제5형태의 마찰 댐퍼와 같이 2분할체로 되어 직경축소 가능하게 되어 있고, 이 경우 조임수단은, 바람직하게는 본 발명의 제6형태의 마찰 댐퍼와 같이 2분할체 사이의 간극의 폭을 축소시킬 수 있도록 지지체에 나사 결합된 볼트를 가지고 있다.

마찰부재의 원통부는, 바람직한 예에서는, 본 발명의 제7형태의 마찰 댐퍼와 같이 축 방향의 일단면으로부터 타단면까지 연장된 슬릿을 가지고 직경축소 가능하게 되어 있거나, 또는 본 발명의 제8형태의 마찰 댐퍼와 같이, 2분할체로 되어 직 경축소 가능하게 되어 있다.

본 발명에 있어서 마찰부재는, 바람직하게는 제9형태의 마찰 댐퍼와 같이, 원통부에 더하여, 그 원통부에 일체 형성된 플랜지부를 구비하고 있고, 이 플랜지부에 있어서 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있다.

또한, 베이스에 고착되는 지지체의 관통공에 있어서 그 지지체의 내주면에 환상 홈을 형성하고, 이 환상 홈에 마찰부재를 끼워맞추고, 이에 따라, 상기한 바 대신에 또는 상기와 함께, 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 마찰부재를 움직이지 않게 고정하여도 된다.

본 발명의 제10형태의 마찰 댐퍼는, 상기 제2 내지 제9형태 중 어느 한 형태의 마찰 댐퍼에 있어서, 축 방향으로 배열된 복수개의 지지체를 구비하고 있고, 각 지지체에 대하여 조임수단 및 마찰부재를 구비하고 있다.

제10형태의 마찰 댐퍼에 의하면, 복수개의 마찰부재를 가지고 변위 에너지를 흡수하게 되므로, 각 마찰부재의 부하를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 장기간에 걸쳐 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 마찰 댐퍼는, 이러한 복수개의 지지체 및 마찰부재를 구비한 것에 한정되지 않고, 하나의 긴 지지체와 하나의 긴 마찰부재를 구비한 것이어도 무방하며, 이 경우에는, 하나의 긴 지지체를 통하여 복수개의 볼트 등으로 이루어지는 조임수단에 의해 하나의 마찰부재의 긴 원통부를 로드에 조여붙이도록 하여도 된다.

본 발명의 제11형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제8형태 중 어느 한 형태의 마 찰 댐퍼에 있어서, 축 방향으로 배열된 복수개의 지지체를 구비하고 있고, 각 지지체에 대하여 조임수단 및 마찰부재를 구비하고 있고, 각 마찰부재는 원통부에 더하여, 그 원통부에 일체 형성된 플랜지부를 구비하고 있으며, 이 플랜지부에 있어서 인접하는 지지체에 끼워져 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있다.

본 발명의 제11형태의 마찰 댐퍼에 의하면, 제10형태의 마찰 댐퍼와 마찰가지로, 복수개의 마찰부재를 가지고 변위 에너지를 흡수하게 되므로, 각 마찰부재의 부하를 감소시킬 수 있고, 이에 따라서도 장기간에 걸쳐 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있으며, 또한 각 마찰부재가 플랜지부에 있어서 인접하는 지지체에 끼워져 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있으므로, 각 마찰부재를 확실히 고정할 수 있고, 지지체에 대하여 마찰부재가 미끄러지는 등의 문제점을 없앨 수 있다.

베이스부재는, 바람직하게는 본 발명의 제12형태의 마찰 댐퍼와 같이, 금속 시트, 바람직하게는 인청동제 금속 시트에 다수의 슬릿을 형성하고, 이 다수의 슬릿이 형성된 인청동제의 금속 시트를 슬릿 방향과 직교하는 방향으로 늘려서 이루어지는 익스팬디드 메탈(expanded metal) 또는 오스테나이트계 SUS 304, SUS 316, 페라이트계 SUS 430 등의 스테인레스 강선, 철선(JIS-G-3532), 아연 도금 철선(JIS-G-3547), 동-니켈 합금(백동)선, 동-니켈-아연 합금(양백)선, 황동선 또는 베릴륨동선 등으로 이루어지는 금속 세선(細線)을 1개 또는 2개 이상 사용하여 짜거나, 엮어서 형성되는 금속망으로 이루어진다.

슬라이딩층은, 바람직하게는 본 발명의 제13형태의 마찰 댐퍼와 같이, 폴리 이미드 수지를 포함하고 있고, 본 발명의 제14형태의 마찰 댐퍼와 같이, 4불화 에틸렌 수지를 포함하고 있다.

본 발명의 제15형태의 마찰 댐퍼에서는, 제1 내지 제14형태 중 어느 한 형태의 마찰 댐퍼에 있어서, 베이스는 통체와, 이 통체의 일단부에 고착되어 있음과 아울러 로드가 관통되는 관통공을 갖는 일측의 덮개와, 통체의 타단부에 고착되어 있음과 아울러 일측의 부재에 장착하기 위한 장착구가 설치되는 타측의 덮개를 구비하고 있고, 지지체는 통체의 내주면에 고착되어 있다.

본 발명에 있어서, 마찰부재로는, 상기 다수의 그물눈을 갖는 익스팬디드 메탈 또는 금속망으로 이루어지는 금속 시트(망상 금속 시트)의 일측면에, 금속 시트의 그물눈을 충전하도록 하여 폴리 이미드 수지 또는 4불화 에틸렌 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 슬라이딩층을 형성한 후에, 일측면에 그러한 슬라이딩층이 형성된 금속 시트를 직사각형상으로 절단하고, 이 직사각형상의 금속 시트를 슬라이딩층이 내주측이 되도록 하여 1회 권회하여, 금속 시트의 상호 마주하는 단면 사이에 형성되는 일단면으로부터 타단면까지 연장된 슬릿을 갖는 원통체를 형성하고, 그 후, 이 원통체를 프레스 성형하여 원통부와 플랜지부를 일체적으로 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 제16형태의 마찰 댐퍼는, 제1 내지 제15형태 중 어느 한 형태의 마찰 댐퍼에 있어서, 지지체와 마찰부재의 원통부 사이에 개재되어 있는 적어도 하나의 가변형부재를 더 구비하고 있다.

본 발명에 있어서 제16형태의 마찰 댐퍼와 같이 가변형부재를 구비하고 있으면, 마찰부재의 원통부를 로드에 균일하게 접촉시킬 수 있다.

가변형부재는, 바람직하게는, 본 발명의 제17형태의 마찰 댐퍼와 같이, 슬릿을 가지고 직경축소 가능하게 되어 있거나, 본 발명의 제18형태의 마찰 댐퍼와 같이, 2분할체로 이루어져 직경축소 가능하게 되어 있다.

가변형부재는, 본 발명의 제19형태의 마찰 댐퍼와 같이, 특히, 조임수단에 의한 마찰부재의 원통부의 로드에의 조여붙임에 있어서, 그 변형성에 의해 마찰부재의 원통부를 로드와 균일하게 접촉시킬 수 있는 고무판, 동판 또는 엠보스판으로 이루어져 있으면 좋다.

가변형부재는, 지지체와 마찰부재의 원통부 사이에 1개만 개재되어 있어도 되지만, 그 대신에, 본 발명의 제20형태의 마찰 댐퍼와 같이, 복수의 가변형부재가 지지체와 마찰부재의 원통부 사이에 중합되어 개재되어 있어도 된다.

로드는, 바람직하게는, 본 발명의 제21형태의 마찰 댐퍼와 같이, 외주면에 원통면을 갖는 중실(中實)의 부재 또는 중공의 부재로 이루어져 있다.

본 발명에 의하면, 간단한 구성이며, 또한, 마모 및 슬라이딩층의 박리를 최대한 감소시킬 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있는 마찰 댐퍼를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태의 바람직한 예의 정면 단면도이다.

도 2는, 도 1에 도시한 예의 II-II선 단면도이다.

도 3은, 도 1에 도시한 예의 지지체의 단면 설명도이다.

도 4는, 도 1에 도시한 예의 마찰부재의 사시도이다.

도 5는, 도 l에 도시한 예의 일부를 파단한 저면도이다.

도 6은, 도 l에 도시한 예의 마찰부재의 설명도이다.

도 7은, 도 1에 도시한 예를 단독 주택으로 사용한 예의 설명도이다.

도 8은, 도 1에 도시한 예의 하중-변위 특성도이다.

도 9는, 도 1에 도시한 예에 있어서 지지체의 다른 예를 이용한 단면 설명도이다.

도 10은, 도 9에 도시한 지지체의 다른 예의 단면 설명도이다.

도 11은, 본 발명의 실시의 형태의 바람직한 다른 예의 단면도이다.

도 12는, 도 11에 도시한 가변형부재의 사시도이다.

도 13은, 본 발명의 실시의 형태의 바람직한 또 다른 예의 단면도이다.

도 14는, 도 13에 도시한 마찰부재 및 가변형부재의 사시도이다.

이하 본 발명의 실시의 형태를, 도면에 도시한 바람직한 예를 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 본 발명은 이들 예에 의해 어떠한 한정도 되지 않는 것이다.

도 1 내지 도 5에 있어서, 본 예의 마찰 댐퍼(1)는, 베이스(2)와, 각각이 베이스(2)의 길이부재(35)에 고착되어 있음과 아울러 관통공(3)을 가지고 축 방향(X)으로 배열된 복수개, 본 예에서는 3개의 지지체(4, 5 및 6)와, 지지체(4, 5 및 6) 의 각각의 관통공(3)을 통해 신장되어 있음과 아울러 지지체(4, 5 및 6)에 대하여 축 방향(X)으로 이동 가능한 로드(7)와, 각각이 지지체(4, 5 및 6)의 대응하는 관통공(3)에 있어서 지지체(4, 5 및 6)의 각각과 로드(7)의 원주 모양의 본체부(85) 사이에 개재된 원통부(8)를 가지고 있음과 아울러 베이스(2)에 대한 로드(7)의 축 방향(X)의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되고, 지지체(4, 5 및 6)의 각각에 대하여 마련된 마찰부재(9, 10 및 11)와, 마찰부재(9, 10 및 11)의 각각의 원통부(8)를 로드(7)의 본체부(85)에 조여붙이도록 지지체(4, 5 및 6)의 각각에 대하여 설치된 조임수단(12, 13 및 14)를 구비하고 있다.

베이스(2)는, 축 방향(X)으로 연장된 직사각형상의 통체(21)와, 통체(21)의 일단부(22)의 내면에 나사(23)에 의해 고착되어 있음과 아울러 로드(7)의 본체부(85)가 관통되는 관통공(24)을 갖는 일측의 덮개(25)와, 통체(21)의 타단부(26)의 내면에 나사(27)에 의해 고착되어 있음과 아울러 U자상의 장착구(28)가 볼트(29)에 의해 설치된 타측의 덮개(30)를 구비하고 있고, 통체(21)는, 단면이 "ㄷ"자 형상인 길이부재(35)와, 길이부재(35)의 개구면을 폐쇄하도록, 덮개(25) 및 덮개(30)에 양단에서 나사(36)에 의해 장착된 판부재(37)를 구비하고 있고, 서로 상대적으로 변위하는 한 쌍의 부재 중 일측의 부재, 예컨대 도 7에 도시한 바와 같이 구조물로서의 단독 주택의 하측 들보(下粱)(38)에 베이스(2)를 설치하기 위한 장착구(28)는 축 삽입 통과용 관통공(39)를 가지고 있다

베이스(2)는, 덮개(30)에 의해, 장착구(28)의 관통공(39)에 삽입 통과된 축부재(40)를 통하여 하측 들보(38)에 회동 가능하게 장착할 수 있게 되어 있다.

지지체(4, 5 및 6)의 각각은, 서로 동일하게 형성되어 있으므로, 이하, 지지체(4)에 대하여 상세히 설명하고, 지지체(5 및 6)에 대해서는 필요에 따라 설명하기로 한다.

개략 직육면체형의 지지체(4)는, 관통공(3)에 더하여, 특히 도 3에 도시한 바와 같이, 관통공(3)이 직경축소될 수 있도록 관통공(3)에 연통되는 슬릿(41; 절제부)을 가지고 있고, 또한 지지체(4)는 암나사공(42)과, 암나사공(42)에 대면하여 암나사공(42)과 1열로 배치된 삽입공(43)을 가지며, 통체(21)의 길이부재(35)의 내주면에 나사(44)에 의해 고착되어 있다.

마찰부재(9, 10 및 11)의 각각은, 서로 동일하게 형성되어 있으므로, 이하 마찰부재(9)에 대하여 상세히 설명하고, 마찰부재(10, 11)에 관해서는 필요에 따라 설명하기로 한다.

마찰부재(9)는, 특히 도 4에 도시한 바와 같이, 원통부(8)에 더하여, 원통부(8)에 일체 형성된 플랜지부(5l)를 구비하고 있고, 플랜지부(5l)는 인접하는 지지체(5)의 관통공(3)에 있어서 지지체(5)와 로드(7)의 본체부(85)와의 사이에 개재된 원통부(8)를 갖는 마찰부재(10)의 플랜지부(5l)와 중합되어 지지체(4, 5)의 서로 대면하는 측면(52, 53) 사이에 끼워져 지지되게 배치되어 있고, 이와 같이 하여 마찰부재(9)는 플랜지부(5l)에 있어서 베이스(2)에 대한 로드(7)의 축 방향(X)의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있다.

지지체(6)의 관통공(3)에 있어서 지지체(6)와 로드(7)의 본체부(85)와의 사이에 개재된 원통부(8)를 갖는 마찰부재(11)는 지지체(6)와 지지체(6)에 인접한 덮 개(25)의 서로 대면하는 측면(54, 55) 사이에 끼워져 지지되게 배치된 플랜지부(5l)에 있어서 베이스(2)에 대한 로드(7)의 축 방향(X)의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있다.

마찰부재(9)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 다수의 그물눈(61)을 갖는 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)으로 이루어지는 금속 시트(망상 금속 시트)의 일측면에 금속 시트의 그물눈(61)을 충전하도록 하여 폴리 이미드 수지 또는 4불화 에틸렌 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 슬라이딩층(63)을 형성한 후에, 일측면에 이러한 슬라이딩층(63)이 형성된 금속 시트를 직사각형상으로 절단하고, 이 직사각형상의 금속 시트를 슬라이딩층(63)의 내주측이 되도록 하여 1회 권회하여, 금속 시트의 상호 마주하는 단면(64, 65) 사이에서 형성되는 일단면으로부터 타단면까지 연장된 슬릿을 가진 원통체를 형성하고, 그 후, 이 원통체를 프레스 성형함으로써 직경 방향의 외주면측에 배치된 망상체의 베이스부재로서의 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)과, 이 망상체의 베이스부재로서의 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)의 그물눈(61)을 충전함과 아울러 그 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)의 일측면에 형성되고 또한 직경 방향의 내주면측에 배치된 합성수지제의 슬라이딩층(63)을 구비한 원통부(8) 및 원통부(8)에 일체 형성된 플랜지부(5l)를 가지고 제작된다.

이렇게 하여 제작된 마찰부재(9)의 원통부(8)는 축 방향(X)의 일단면(71)으로부터 타단면(72)까지 연장된 슬릿(73)을 가지고 직경축소 가능하게 되어 있고, 또한 마찰부재(9)의 플랜지부(5l)도 슬릿(73)과 연속하여 직경 방향으로 연장되는 슬릿(74)을 가지고 있으며, 이에 따라 원통부(8)의 직경이 축소되는 것이 가능해지 도록 하고 있다.

마찰부재(9)에 있어서, 폴리 이미드 수지 및 4불화 에틸렌 수지 중 적어도 하나를 포함하고 있는 슬라이딩층(63)은 로드(7)의 본체부(85)와 그 축 방향(X)으로 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 원통부(8)의 직경 방향의 내주면측에 배치되어 있다.

또한 조임수단(l2, 13, 14)의 각각도 서로 마찬가지 방법으로 형성되어 있으므로, 이하 조임수단(12)에 대하여 상세하게 설명하고, 조임수단(13, l4)에 대해서는 필요에 따라 설명하기로 한다.

조임수단(12)은, 슬릿(41)의 폭을 축소시킬 수 있도록, 나사 삽입공(43)을 통하여 지지체(5)에 삽입되어 지지체(5)의 암나사공(42)에 나사 결합된 볼트(81)를 가지고 있고, 볼트(81)를 돌려 암나사공(42)과의 나사 결합 상태를 바꿈으로써 슬릿(41)의 폭을 축소하여 지지체(5)의 관통공(3)의 직경을 축소시키고, 이 직경축소를 통하여 마찰부재(9)의 원통부(8)의 직경을 축소시켜, 원통부(8)를 로드(7)의 본체부(85)에 조여붙이도록 되어 있다.

로드(7)는 원기둥형의 본체부(85)와, 본체부(85)의 축 방향(X)의 양단부에 일체적으로 형성된 나사부(86, 87)를 구비하고 있고, 나사부(86)에는 빠짐 방지용 너트(88)가 나사 결합되어 있고, 나사부(87)에는, 나사부(87)에 나사 결합된 너트(89)를 통하여 축부재 삽입 통과용 관통공(90)을 가진 U자형 장착구(91)가 설치되어 있다.

로드(7)는, 나사부(87)에 의해 서로 상대적으로 변위하는 한 쌍의 부재 중 타측의 부재, 예컨대 도 7에 도시한 바와 같이 구조물로서의 단독 주택 상측 들보(上梁)(92)에 장착구(91)의 관통공(90)에 삽입 통과된 축부재(93)를 통하여 회동 가능하게 장착되게 되어 있다.

이상의 마찰 댐퍼(1)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 베이스(2)가 장착구(28), 축 부재(40) 및 장착판(95)을 통하여, 기둥(96) 사이에 설치된 하측 들보(38)에 회동 가능하게, 로드(7)가 장착구(91), 축 부재(93) 및 장착판(97)을 통하여, 기둥(96) 사이에 설치된 상측 들보(92)에 회동 가능하게 각각 장착되어 이용된다.

지진에 의해 하측 들보(38)에 대하여 상측 들보(92)이 횡 방향(H)으로 상대적으로 변위되면, 로드(7)는 베이스(2)에 대하여 축 방향(X)으로 상대적으로 이동된다. 로드(7)의 베이스(2)에 대한 축 방향(X)의 상대적인 이동에 있어서, 마찰부재(9)의 원통부(8)와 로드(7)의 본체부(85) 사이의 마찰에 의해, 이러한 상대적인 이동 에너지, 환언하면 하측 들보(38)에 대한 상측 들보(92)의 횡 방향(H)의 상대적인 변위 에너지가 흡수 되어, 조기에 하측 들보(38)에 대한 상측 들보(92)의 횡 방향(H)의 상대적인 변위가 감쇠되게 된다.

마찰 댐퍼(1)에 의하면, 마찰부재(9)의 베이스부재가 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)으로 이루어지는 망상체이며, 마찰부재(9)의 슬라이딩층(63)이 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)의 그물눈(61)을 충전하여 그 익스팬디드 메탈 또는 금속망(62)의 일측면에 형성되고, 이러한 슬라이딩층(63)이 로드(7)와 그 축 방향(X)으로 슬라이딩 가능하게 접촉되도록 원통부(8)의 직경 방향의 내주면측에 배치되어 있으므로, 로드(7)의 본체부(85) 사이에서의 마모를 최대한 피할 수 있어 안정된 본체부(85)와 원통부(8)의 원하는 마찰을 얻을 수 있으며, 또한 슬라이딩층(63)의 박리를 피할 수 있고, 따라서 장기간에 걸쳐 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있다.

또한, 마찰 댐퍼(1)에 의하면, 조임수단(12)에 의해 마찰부재(9)의 원통부(8)를 로드(7)의 본체부(85)에 최적으로 조절하여 조여붙일 수 있으므로, 간단한 작업으로 횡 방향(H)으로 상대 변위되는 상측 들보(92) 및 하측 들보(38)에 대하여 최적의 마찰 저항을 얻을 수 있다.

더욱이, 마찰 댐퍼(1)에 의하면, 3개의 마찰부재(9, 10 및 11)를 가지고 변위 에너지를 흡수하게 되므로, 마찰부재(9, 10 및 11)의 각각의 부하를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 장기간에 걸쳐 안정된 감쇠 특성을 얻을 수 있다.

또한 마찰 댐퍼(1)에 의하면, 마찰부재(9, 10 및 11)의 각각이 플랜지부(5l)에 있어서 인접된 지지체(4)와 지지체(5) 사이 및 지지체(6)와 덮개(25) 사이에 끼워져 베이스(2)에 대한 로드(7)의 축 방향(X)의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있으므로, 마찰부재(9, 10, 11)의 각각을 확실히 고정할 수 있어, 지지체(4, 5 및 6)에 대하여 마찰부재(9, 10 및 11)가 미끄러지는 문제점을 없앨 수 있다.

로드(7)의 본체부(85)의 직경 12mm, 마찰부재(9, 10, 11)의 슬라이딩층(63)의 마찰력 200N의 마찰 댐퍼(1)를 제작하고, 이러한 마찰 댐퍼(1)에 있어서, 로드(7)를 베이스(2)에 대하여 축 방향(X)으로 약 ±30mm의 상대 변위를 0.05Hz로 3회 반복하여 하중-변위 특성을 측정한 결과를 도 8에 나타낸다.

또한, 상기 지지체(4)는, 관통공(3)과 슬릿(41)을 가지고 일체 형성되어 있 는데, 이를 대신하여, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 관통공(3)을 형성하는 반원구멍(101, 102)을 각각이 갖는 2분할체(103, 104)에 의해 지지체(4)를 구성하고, 2분할체(103, 104)에 의해 관통공(3)을 직경축소 가능하게 하여도 된다. 도 9 및 도 10에 도시한 2분할체(103, 104)로 이루어지는 지지체(4)는, 일측의 분할체(l03)를 베이스(2)의 길이부재(35)에 나사(105)에 의해 고착하고, 타측의 분할체(104)를, 반원공(102)이 반원공(101)에 대면하도록 하여 통체(21) 내에 이동 가능하게 배치하고, 이러한 지지체(4)에 대한 조임수단(12)은, 2분할체(103, 104) 사이의 간극(106)의 폭을 축소시킬 수 있도록, 분할체(104)의 2개의 나사 삽입공(43)의 각각을 통하여 지지체(5)의 분할체(104)에 삽입되어 지지체(5)의 분할체(103)의 2개의 암나사공(42)에 각각 나사 결합된 2개의 볼트(8l)를 가지고 있다.

도 9 및 도 10에 도시한 지지체(4)를 구비한 마찰 댐퍼(1)에서도, 상기와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다.

상기 마찰 댐퍼(l)에서는, 지지체(4)를 직접 마찰부재(9)의 원통부(8)에 접촉시켜 원통부(8)를 로드(7)의 본체부(85)에 조여붙였지만, 이를 대신하여, 도 1l 및 도 12에 도시한 바와 같이, 슬릿(111)을 가지고 직경축소 가능하도록 되어 있으며 고무판, 동판 또는 엠보스판으로 이루어지는 원통형의 가변형부재(112)를 지지체(4)의 2분할체(103, 104)와 마찰부재(9)의 원통부(8) 사이에 개재시키고, 지지체(4)를 통한 조임수단(12)에 의한 원통부(8)의 본체부(85)로의 조여붙임을 가변형부재(112)를 통하여 행하도록 하여도 좋으며, 고무판, 동판 또는 엠보스판으로 이루어져 직경 방향에 관한 다소의 변형, 구체적으로는 직경 방향의 다소의 두께의 변 경을 탄성적으로 허용하는 가변형부재(112)를 지지체(4)와 마찰부재(9)의 원통부(8)와의 사이에 개재시킴으로써 마찰부재(9) 등의 크립(creep) 변형에 대하여, 가변형부재(112)의 탄성변형으로 대응시킬 수 있어, 원통부(8)를 본체부(85)에 균일하게 눌러붙여 접촉시킬 수 있고, 이에 따라 전체적으로 적절한 마찰 저항을 얻을 수 있게 된다.

도 11 및 도 12에 도시한 예에서는, 하나의 가변형부재(112)를 지지체(4)와 원통부(8) 사이에 개재시키고 있는데, 복수의 가변형부재(112)를 서로 중합시키고, 이러한 복수의 가변형부재(112)를 지지체(4)와 원통부(8) 사이에 개재시켜도 된다.

또한 상기 마찰부재(9)는, 원통부(8)와 플랜지부(5l)를 가지고 있음과 아울러 슬릿(73)에 의해 직경축소 가능하게 되어 일체로 형성되어 있는데, 이를 대신하여, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 반원통부(l21)와 반원통부(121)에 일체로 형성된 반 플랜지부(122)로 이루어진 분할체(123) 및 반원통부(131)과 반원통부(131)에 일체로 형성된 반플랜지부(l32)로 이루어진 분할체(133)을 가지고 마찰부재(9)를 구성하여, 반원통부(121)와 반원통부(131)로 구성되는 원통부(8)를 이러한 2분할체(123, 133)로 하여 직경축소될 수 있도록 하여도 된다.

또한 가변형부재(112)도, 도 13 및 도 14 도시한 바와 같이, 2분할체(141, 142)로 구성하고, 2분할체(141, 142)에 의해 직경축소 가능하게 되도록 하여도 되며, 분할체(141)는 분할체(103)와 반원통부(121) 사이에, 분할체(142)는 분할체(104)와 반원통부(131) 사이에 각각 개재되어 있다.

또한 도 2 및 도 9 등에 도시한 바와 같이, 로드(7)의 본체부(85)는 외주면 에 원통면을 갖는 중실의 부재로 이루어져 있어도 되지만, 이를 대신하여, 도 13에 도시한 바와 같이 로드(7)의 본체부(85)는 중공의 부재, 즉 관부재로 이루어져 있어도 좋다.

본 발명의 마찰댐퍼는, 서로 상대적으로 변위하는 한 쌍의 부재 사이에 장착되어 부재 사이의 변위 에너지를 마찰에 의해 흡수하여 그 변위를 가급적 신속하게 감쇠시키는 것으로, 특히 사무소 빌딩, 집합 주택, 단독 주택, 교량 등의 구조물에 지진 등에 의해 발생하는 진동 에너지를 흡수하여 그 진동을 가급적 신속하게 감쇠시킨다.

Claims

서로 상대적으로 변위하는 한 쌍의 부재 중 일측의 부재에 장착 가능하게 되어 있는 베이스와, 이 베이스에 고착되어 있음과 아울러 관통공을 가진 지지체와, 이 지지체의 관통공을 통해 신장되어 있음과 아울러 지지체에 대하여 축 방향으로 이동 가능하며 한 쌍의 부재 중 타측의 부재에 장착 가능하게 되어 있는 로드와, 지지체의 관통공에 있어서 지지체와 로드 사이에 개재된 원통부를 가지고 있음과 아울러 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정된 마찰부재를 구비하고 있고, 마찰부재의 원통부는 직경 방향의 외주면측에 배치된 망상체의 베이스부재와, 이 베이스부재의 그물눈을 충전함과 아울러 그 베이스부재의 일측면에 형성된 합성수지제의 슬라이딩층을 구비하고 있고, 베이스부재는 익스팬디드 메탈 또는 금속망으로 이루어지며, 슬라이딩층은 로드와 그 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 원통부의 직경 방향의 내주면측에 배치되어 있는 마찰 댐퍼.
제 1 항에 있어서, 마찰부재의 원통부를 로드에 조여붙이는 조임수단을 더 구비하고 있고, 지지체의 관통공 및 마찰부재의 원통부는 직경축소 가능하며, 조임수단은 지지체의 관통공의 직경축소를 통하여 마찰부재의 원통부의 직경을 축소시켜, 그 원통부를 로드에 조여붙이도록 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항에 있어서, 지지체는 관통공에 연통되는 슬릿을 가지고 직경축소 가 능하게 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 3 항에 있어서, 조임수단은 슬릿의 폭을 축소시킬 수 있도록 지지체에 나사 결합한 볼트를 가지고 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항에 있어서, 지지체는 2분할체로 되어 직경축소 가능하게 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 5 항에 있어서, 조임수단은 2분할체 사이의 간극의 폭을 축소시킬 수 있도록 지지체에 나사 결합한 볼트를 가지고 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰부재의 원통부는 축 방향의 그 일단면으로부터 타단면까지 연장된 슬릿을 가지고 직경축소 가능하게 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰부재의 원통부는 2분할체로 되어 직경축소 가능하게 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰부재는 원통부에 더하여 그 원통부에 일체 형성된 플랜지부를 구비하고 있고, 이 플랜지부에 있어서 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향으로 배열된 복수개의 지지체를 구비하고 있고, 각 지지체에 대하여 조임수단 및 마찰부재를 구비하고 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향으로 배열된 복수개의 지지체를 구비하고 있고, 각 지지체에 대하여 조임수단 및 마찰부재를 구비하고 있고, 각 마찰부재는 원통부에 더하여, 그 원통부에 일체 형성된 플랜지부를 구비하고 있으며, 이 플랜지부에 있어서 인접하는 지지체에 끼워져 베이스에 대한 로드의 축 방향의 상대적인 이동에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있는 마찰 댐퍼.
삭제
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 슬라이딩층은 폴리 이미드 수지를 포함하고 있는 마찰 댐퍼.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 슬라이딩층은 4불화 에틸렌 수지를 포함하고 있는 마찰 댐퍼.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스는 통체와, 이 통체의 일단부에 고착되어 있음과 아울러 로드가 관통되는 관통공을 갖는 일측의 덮개와, 통체의 타단부에 고착되어 있음과 아울러 일측의 부재에 장착하기 위한 장착구가 설치되는 타측의 덮개를 구비하고 있고, 지지체는 통체의 내주면에 고착되어 있는 마찰 댐퍼.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체와 마찰부재의 원통부 사이에 개재되어 있는 적어도 하나의 가변형부재를 더 구비하는 마찰 댐퍼.
제 16 항에 있어서, 가변형부재는 슬릿을 가지고 직경축소 가능하게 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 16 항에 있어서, 가변형부재는 2분할체로 되어 직경축소 가능하게 되어 있는 마찰 댐퍼.
제 16 항에 있어서, 가변형부재는 고무판, 동판 또는 엠보스판으로 이루어지는 마찰 댐퍼.
제 16 항에 있어서, 지지체와 마찰부재의 원통부 사이에 복수의 가변형부재가 중합되어 개재되어 있는 마찰 댐퍼.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 로드는, 외주면에 원통면을 갖는 중실 또는 중공의 부재로 이루어지는 마찰 댐퍼.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 마찰 댐퍼에 사용하기 위한 마찰부재.