KR100775356B1

KR100775356B1 - 자기력 댐퍼

Info

Publication number: KR100775356B1
Application number: KR1020060072578A
Authority: KR
Inventors: 이성진; 김상범
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-11-09

Abstract

본 발명은 사장교, 현수교 등의 케이블 구조물에 사용되는 댐퍼(damper, 감쇠장치)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이블 구조물에서 비교적 점성이 낮은 케이블에 발생하는 과도한 진동을 막기 위해, 케이블과 케이블 주변에 동일 극의 자석을 설치하고 자석의 반발력을 이용함으로서 케이블의 진동을 감소시키는 자기력 댐퍼에 관한 것이다.

본 발명은 케이블을 이용한 구조물의 진동을 줄이기 위한 댐퍼에서, 케이블을 감싸고 외주면은 자석으로 구성된 피복재; 상기 피복재 둘레에 설치되고 내주면은 자석으로 구성된 케이싱; 및 하단은 고정된 구조물과 결합하고 상단은 상기 케이싱을 받쳐주는 지지대; 를 포함하여 구성되되, 상기 피복재 외주면 자석과 상기 케이싱 내주면 자석은 동일한 자극(紫極)을 갖는 것을 특징으로 하는 자기력 댐퍼를 제공한다.

케이블, 사장교, 현수교, 감쇠장치, 댐퍼, 자기력

Description

자기력 댐퍼{Magnetic damper}

도1은 사장교의 개략도이다.

도2는 본 발명에 따른 자기력 댐퍼의 분해 사시도이다.

도3은 자기력 댐퍼의 단면도이다.

도4는 자기력 댐퍼의 케이블 진동 감쇠작용에 대한 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 케이블 20 : 주탑

30 : 거더 40 : 정착부

100 : 자기력 댐퍼 110 : 피복재

111 : 금속관 112 : 자석(피복재)

113 : 결합판(피복재) 120 : 케이싱

121 : 금속프레임 122 : 자석(케이싱)

123 : 결합판(피복재) 130 : 지지대

140 : 고정판

건축물이나 교량 등에서 케이블 구조는 대형 구조물에 주로 이용된다. 하나의 예로, 사장교는 스팬(span)이 약 150m에서 600m인 경우에 있어서 현재 가장 경제적인 방법으로 간주되며, 최근 기술의 발전에 따라 1000m에 이르는 스팬도 가능하게 되었다.

이와 같이 대규모 구조물 구축시 케이블 구조는 재료 절감 및 경량화를 실현할 수는 있지만, 구조물은 낮은 감쇠비를 갖고 있기 때문에, 각종 기류, 폭풍우, 외부의 충격 등에 인한 다양한 진동 현상이 발생할 수 있다.

이러한 진동 현상이 심화되거나, 지속적으로 발생하면 케이블 정착부에 국부 적인 파괴나 피로 파괴가 발생할 수 있으며 이로 인해 케이블 구조물의 사용성 및 내구성에 치명적인 약점이 될 수 있다. 이에 따라 케이블의 진동을 감쇠시킬 수 있는 장치의 필요성이 대두된 것이다. 이에 따라 종래에는 케이블 진동 저감 장치로서, 고무로된 방진 패드, 유체를 이용한 유체댐퍼, 마찰을 이용한 마찰댐퍼 등이 사용되어 왔다.

본 발명은 자기력의 반발력을 이용하여, 종래의 진동 감쇠장치 보다 훨씬 간단한 구조로 구성되어 시공성이 뛰어나고, 운용에 소요되는 비용도 절감시킬 수 있는 자기력 댐퍼를 제공함을 그 목적으로 한다.

이하에서는 도면에 따라 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 사장교, 현수교, 경기장 지붕, 현수식 타워 등의 모든 케이블을 이용한 구조물에 적용가능하다. 도1에는 케이블(10)의 인장력을 조절하여 교량 각 구조부재의 단면력을 가능한 균등하게 분배시킴으로써, 일반적인 거더교에 비하여 단면의 크기를 줄일 수 있는 사장교의 개략도가 도시되어 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 주탑(20)에 가해지는 하중을 분담하기 위해 거더(30)는 주탑(20)으로 지지되는 케이블(10)에 걸려 있다. 이 때, 상기 케이블(10)이 거더(30)에 정착되는 정착부(40)에는 진동 감쇠장치(damper)가 설치되며, 상기 진동 감쇠장치에 의해 케이블의 진동이 감쇠된다. 본 발명에 따른 자기력 댐퍼(100)도 이러한 진동 감쇠장치의 일종이다.

도2는 본 발명에 따른 자기력 댐퍼(100)의 분해 사시도이고, 도3은 자기력 댐퍼(100)의 단면도이다. 도시된 바와 같이 자기력 댐퍼(100)는 피복재(110), 케이싱(120) 및 지지대(130)를 포함하여 구성된다.

상기 피복재(110)는 케이블(10)을 감싸는 부재로서 외주면에 자석(112)이 부착된다. 상기 피복재(110)는 금속관(111)의 외주면에 자석이 부착된 구성을 취하면 자석의 부착을 위한 별도의 도구 없이 자기력만으로 금속관(111)과 자석(112)을 부착시킬 수 있다. 한편, 상기 피복재(110)를 손쉽게 설치하거나 해체하기 위해서는, 각 단부에 결합판(113)이 형성된 반원통형의 상부재와 하부재를 맞대어 원통형을 이루도록 하고, 상기 결합판(113)을 통해 볼트, 리벳, 클램프 등의 체결구로 결합하거나 용접으로 결합하도록 구성할 수 있다.

상기 케이싱(120)은 상기 피복재(110) 둘레에 설치되고 내주면은 자석(122)으로 구성된다. 상기 케이싱(120)은 금속프레임(121)의 내주면에 자석(122)이 부착된 구성을 취하면 자석의 부착을 위한 별도의 도구 없이 자기력만으로 금속과 자석을 부착시킬 수 있다. 한편, 상기 케이싱(120)을 손쉽게 설치하거나 해체하기 위해서는, 각 단부에 결합판(123)이 형성된 반원통형의 상부재와 하부재를 맞대어 원통형을 이루도록 하고, 상기 결합판(123)을 통해 볼트, 리벳, 클램프 등의 체결구로 결합되거나 용접으로 결합하도록 구성할 수 있다.

이 때, 상기 피복재(110) 외주면 자석과 상기 케이싱(120) 내주면 자석은 동일한 자극(紫極)을 갖도록 해야 한다. 케이블(10)에 진동이 발생하게 되면, 케이블(10)은 케이싱(120)의 어느 한쪽으로 근접하려는 움직임이 발생하게 되는데, 이 때, 동일한 자극으로 이루어진 피복재(110) 외주면의 자석(112)과 케이싱(120) 내주면의 자석(122)간에 발생하는 척력에 의해 케이블(10)은 원래 위치로 보내지게 된다. 즉, 동일한 극을 갖는 자석(112, 122)간의 척력에 의해 케이블(10)의 진동을 상쇄시키는 제어력을 발생시키는 것이다. 이와 같은 자기력 댐퍼(100)의 케이블 진동 감쇠작용에 대한 개념도는 도4에 도시하였다.

상기 지지대(130)는 하단은 거더, 가이드 파이프 등의 구조물과 결합하고 상단은 상기 케이싱(120)을 받쳐주는 부재이다. 상기 지지대(130)의 주목적은, 상기 피복재(110)와 상기 케이싱(120)의 상대적인 운동을 발생시키기 위해 상기 케이싱(120)을 고정 시키는 것이므로, 상기 지지대(130)는 도2, 3과 같은 형태로 교량의 거더(30)에 직접 연결할 수도 있고, 케이블 정착부(40)에 설치되는 가이드파이프 등에 연결될 수도 있다.

상기 지지대(130)에 의해 케이싱(120)이 고정되므로 케이싱 내주면에 부착된 자석(122)은 움직이지 않아, 케이블(10)을 감싸는 피복재(110)의 외주면에 부착된 자석(112)이 케이블(10)이 진동함에 따라 어느 한 방향으로 움직이더라도 상기 자석(112, 122)간의 척력에 의해 케이블(10)의 진동이 감쇠되는 것이다. 이 때 상기 지지대(130)의 하면을 받치는 고정판(140)을 더 포함하여 구성하면 지지대(130)와 구조물과의 결합을 더욱 용이하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 자기력 댐퍼는 설치가 용이하기 때문에 기존의 케이블을 이용한 구조물 뿐만 아니라 시공 중인 케이블 구조물에도 적용성이 뛰어나고, 구조 및 원리가 간단하여 댐퍼의 오작동이나 파손의 위험성이 작고, 운용비가 거의 들지 않아 경제적이다.

Claims

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케이블을 이용한 구조물의 진동을 줄이기 위한 댐퍼에서,

케이블을 감싸는 금속관 외주면에 자석이 부착된 피복재;

상기 피복재 둘레에 설치되고, 내주면에 자석이 부착된 금속프레임으로 구성된 케이싱; 및

하단은 고정된 구조물과 결합하고 상단은 상기 케이싱을 받쳐주는 지지대; 를 포함하여 구성되되,

상기 피복재 외주면 자석과 상기 케이싱 내주면 자석은 동일한 자극(紫極)을 갖고,

상기 피복재와 케이싱은, 각 단부에 결합판이 형성된 반원통형의 상부재와 하부재가 맞대어져 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자기력 댐퍼.
제3항에서,

상기 지지대의 하면을 받치는 고정판; 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기력 댐퍼.