KR101200692B1 - 마찰 댐퍼 - Google Patents

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Abstract

오일을 이용하지 않아서 만들기 쉽고 유지 및 보수가 용이하면서도 댐핑 성능을 조정하여 만들기가 쉬운 마찰 댐퍼가 개시된다. 상기 마찰 댐퍼는 상면과 하면 중 적어도 하나에 표면이 경사지게 배치된 요면이 형성되어 있는 요면부재, 상기 요면에 접촉되며 상기 요면에 접촉되는 면에 상기 요면에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면이 형성되어 있고 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 마찰접촉부재 및 상기 마찰접촉부재를 상기 요면에 대해 탄성적으로 가압하여 상기 요면부재에 대한 상기 마찰접촉부재의 마찰력을 증가시킴으로써 상기 요면부재가 상기 마찰접촉부재에 대해 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 작용시키는 탄성가압수단을 포함하는 구성을 가진다.

Description

마찰 댐퍼{Friction damper}
본 발명은 댐퍼(damper)에 관한 것으로, 특히 교각과 교량 상판 등과 같이 두 구조물 상호간에 상대적인 이동이 허용되는 두 구조물 사이에 설치되어 두 구조물 상호간에 작용하는 충격을 완충 및 흡수하는 데 사용되는 댐퍼에 대한 것이다.
일반적으로, 교각과 교량 상판 사이에는 교량 상판의 열변형 등에 의해 교각과 교량 상판 상호간에 서서히 작용하는 상시하중은 받아주면서 지진 등에 의해 두 구조물 상호간에 급격히 작용하는 충격력은 완충 및 흡수하여 주기 위해 오일이 채워진 실린더와 실린더 내부에 이동 가능케 설치되고 오리피스가 형성된 피스톤 및 피스톤과 연결된 로드로 이루어진 오일 완충기구를 설치한다.
이러한 종래의 오일 완충기구는 실린더에서 유밀을 유지해야 되기 때문에 제작과 유지 및 보수가 어렵고 이에 따라 비용이 많이 소요된다.
뿐만 아니라 오일의 점성은 온도 변화에 영향을 많이 받기 때문에, 종래의 오일 완충기구는 온도에 따라 그 성능에 편차가 심하다는 단점이 있다.
또한 종래의 오일 완충기구는 충격흡수 성능이 미흡하다는 문제점이 있다.
그리고 또한 종래의 오일 완충기구는 댐핑 성능을 조정하기가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 오일을 사용하지 않아 유밀의 유지가 필요치 않은 댐퍼를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 유지 및 보수가 용이한 댐퍼를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 두 구조물 상호간에 작용하는 충격력을 완충할 수 있고 특히 충격흡수 성능이 뛰어난 댐퍼를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 댐핑 성능의 조정이 매우 용이한 댐퍼를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 온도 변화에 따른 댐핑성능의 변화가 적은 댐퍼를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 댐퍼는 상면과 하면 중 적어도 하나에 표면이 경사지게 배치된 요면이 형성되어 있는 요면부재; 상기 요면에 접촉되며 상기 요면에 접촉되는 면에 상기 요면에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면이 형성되어 있고 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 마찰접촉부재; 및 상기 마찰접촉부재를 상기 요면에 대해 탄성적으로 가압하여 상기 요면부재에 대한 상기 마찰접촉부재의 마찰력을 증가시킴으로써 상기 요면부재가 상기 마찰접촉부재에 대해 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 작용시키는 탄성가압수단을 포함하는 구성을 가진다.
상기 요면에는 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 설치된 장공이 형성되어 있고,
상기 탄성가압수단은, 상기 장공을 상하로 통과하는 축부재; 상기 축부재 외주면에 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 마찰접촉부재 바깥쪽으로 배치된 탄성체; 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 탄성체 바깥쪽에 배치된 승강부재; 및 상기 축부재에 결합되어 상기 승강부재를 상기 탄성체에 대해 가압하는 가압부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 요면은 상기 요면부재의 상면과 하면 모두에 형성되어 있고, 상기 마찰접촉부재는 상기 요면부재의 상기 상면 쪽 요면에 접촉되는 상측 마찰접촉부재와 상기 요면부재의 상기 하면 쪽 요면에 접촉되는 하측 마찰접촉부재를 구비하고, 상기 탄성가압수단은 상기 상측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 상측 탄성체와 상측 승강부재 및 상기 하측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 하측 탄성체와 하측 승강부재를 구비하는 것이 좋다.
상기 상측 탄성체와 상기 상측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 상측 커버부재가 구비되고, 상기 상측 커버부재는 저면에 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 상측 마찰접촉부재의 상면에 상기 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고, 상기 하측 탄성체와 상기 하측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 하측 커버부재가 구비되고, 상기 하측 커버부재는 상면에 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 하측 마찰접촉부재의 하면에 상기 하측 커버부재의 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 요면부재의 적어도 일부분을 내부에 수용하여 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 안내하고 상기 탄성가압수단과 결합되어 상기 탄성가압수단이 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재와 함께 이동하지 못하도록 상기 탄성가압수단을 잡아주는 중공의 안내부재를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 안내부재에는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 마찰접촉부재의 상하 이동을 안내하기 위한 승강안내부가 형성되어 있는 것이 좋다.
상기 요면부재와 상기 안내부재에는 서로 다른 구조물에 각각 연결하기 위한 연결부가 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 축부재는 볼트이고, 상기 가압부재는 너트인 것이 좋다.
경우에 따라, 상기 마찰접촉부재는 일면에 상기 요면에 접촉되는 미끄럼부재가 장착되어 있고 타면은 볼록한 구면 또는 원통면을 이루는 회동허용부재 및 상기 회동허용부재와 상기 탄성체 사이에 배치되고 상기 구면 또는 상기 원통면이 결합되는 회동허용홈을 가지는 홈부재를 구비하여 구성되고, 상기 탄성가압수단에 대한 상기 요면부재의 상하회동을 허용하는 것일 수 있다.
상기 요면부재는 상하로 간격을 두고 두개 이상이 복수의 층으로 배치되고, 이웃하는 두 요면부재 사이에 상기 마찰접촉부재가 개재되어 있을 수 있다.
상기 탄성체는 고무경도가 80A ~ 100A의 범위 내에 있는 폴리우레탄으로 된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 마찰 댐퍼는 오일을 사용하지 않으므로 만들기 쉽고 유지 및 보수도 쉽다.
본 발명에 따른 마찰 댐퍼는 구조가 복잡하지 않으면서도 두 구조물 상호간에 작용하는 충격력을 완충할 수 있고 충격흡수 성능도 뛰어나다.
또한, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼는 요면부재에 형성된 요면의 곡률반경과 마찰접촉부재와 요면부재 간의 동적 마찰계수를 조정함으로써 댐핑 성능을 용이하게 조정하여 설계할 수 있고 만들기도 쉽다.
본 발명에 따른 마찰댐퍼는 댐핑성능이 온도의 영향을 적게 받는다.
본 발명에 따른 마찰댐퍼는 볼트와 너트를 이용해 마찰접촉부재가 요면부재를 가압하는 가압력을 조정함으로써 댐핑성능을 용이하게 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마찰 댐퍼의 사시도,
도 2는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 분리사시도,
도 3은 도 1의 I-I에 따른 종단면도,
도 4는 도 1의 J-J에 따른 횡단면도,
도 5는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 우측면도,
도 6은 도 1에 나타낸 상측 커버부재의 저면 사시도,
도 7은 마찰접촉부재의 종단면도,
도 8은 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 하중-변위 선도,
도 9는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 변형 예를 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 마찰 댐퍼의 다른 실시예를 나타낸 종단면도,
도 11은 도 10의 변형 예를 나타낸 부분 단면도,
도 12는 도 11의 부분 평면도,
도 13은 도 10에 나타낸 마찰 댐퍼의 변형 예를 나타낸 단면도,
도 14는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 다른 변형 예를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 마찰 댐퍼의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 분리사시도, 도 3은 도 1의 I-I에 따른 종단면도이고, 도 4는 도 1의 J-J에 따른 횡단면도, 도 5는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 우측면도, 도 6은 도 1에 나타낸 상측 커버부재의 저면 사시도이고, 도 7은 마찰접촉부재의 종단면도이다.
도 1 내지 7에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 요면부재(110)를 구비한다. 도 2에 나타낸 바와 같이 요면부재(110)는 상면에 형성된 요면(112)을 구비한다. 이 요면(112)은 표면이 요면부재(110)의 길이방향으로 경사지게 배치되어 있다. 요면부재(110)의 저면에도 표면이 요면부재(110)의 길이방향으로 경사지게 배치된 요면(112)이 형성되어 있다. 이 실시예에서, 요면(112)은 요면부재(110)의 상면과 하면에 상하 대칭으로 형성되어 있다.
경우에 따라 요면(112)은 요면부재(110)의 상면과 하면 중 어느 하나에만 형성될 수도 있는 데, 이는 도 15에 예시되어 있다.
바람직하게, 요면(112)은 요면(112)의 중앙부를 중심으로 요면부재(110)의 길이방향으로 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 이 실시예의 요면부재(110)에 형성된 요면(112)의 곡률 반경은 800㎜정도이다. 이에 따라 요면(112)에 접촉되는 마찰접촉부재(120)의 대응면은 바람직하게 곡률 반경이 800㎜ 정도인 제1볼록곡면으로 형성된다.
도 2에 나타낸 바와 같이 요면(112)의 중앙부에는 요면부재(110)의 길이방향으로 길게 연장된 장공(114)이 형성되어 있다. 또한, 요면부재(110)의 일 단부에는 다른 구조물에 연결하기 위한 통공형태의 연결부(116)가 형성되어 있다.
도 2 내지 4 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 마찰접촉부재(120)를 구비한다. 마찰접촉부재(120)는 요면부재(110)의 요면(112)에 접촉되는 부재로서, 요면(112)에 접촉되는 면에 요면(112)에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면(122)이 형성되어 있다. 이 마찰접촉부재(120)는 요면(112)에 접촉된 상태로 요면부재(110)가 요면(112)이 경사지게 배치된 방향, 여기에서는 요면부재(110)의 길이방향으로 이동하는 것을 허용한다. 이러한 마찰접촉부재(120)로는 탄성가압수단(130)의 압력을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가지는 SM490 등의 강재로 만들어진 것이 적당하고, 경우에 따라 엔지니어링 플라스틱 등의 고강도 플라스틱으로 만들어진 것이 이용될 수도 있다.
마찰접촉부재(120)의 제1볼록곡면(122)에는 미끄럼부재(SM)가 설치되어 있다. 미끄럼부재(SM)로는 PTFE, UPE, Nylon 등 마찰계수가 작은 플라스틱 마찰재가 적당하다.
이 실시예에서, 마찰접촉부재(120)는 요면부재(110)의 상면 쪽 요면(112)에 접촉되는 상측 마찰접촉부재(120a)와 요면부재(110)의 하면 쪽 요면(112)에 접촉되는 하측 마찰접촉부재(120b)를 각각 구비하고 있다.
도 1 내지 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 탄성가압수단(130)을 구비한다. 이 탄성가압수단(130)은 마찰접촉부재(120)를 요면부재(110)에 탄성적으로 가압하기 위한 것이다. 마찰접촉부재(120)가 요면부재(110)에 대해 탄성적으로 가압되면, 요면부재(110)에 대한 마찰접촉부재(120)의 마찰력이 증가된다. 이에 따라 요면부재(110)는 마찰접촉부재(120)에 대해 요면부재(110)의 길이방향 즉, 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 받게 된다. 이 상태에서 요면부재(110)가 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 충격을 받는 경우 요면부재(110)와 마찰접촉부재(120) 간에 작용하는 마찰력에 의해 충격이 완충 및 흡수될 수 있게 된다.
상기와 같은 역할을 하는 탄성가압수단(130)은 장공(114)을 상하로 통과하는 축부재(132)와 탄성체(134)를 구비한다. 이 축부재(132)로는 양단에 나선(132a)이 형성된 볼트가 바람직하다. 탄성체(134)는 요면(112)을 기준으로 마찰접촉부재(120) 바깥쪽으로 배치되어 있다. 축부재(132)가 중앙부에 설치되는 경우, 탄성체(134)에는 축부재(132)가 통과될 수 있는 통공이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 경우에 따라 탄성체(134)에 통공이 형성되지 않을 수 있는 데, 이에 대해서는 뒤에서 도 9 등을 통해 더 자세히 설명한다.
이 실시예에서, 탄성체(134)는 상측 마찰접촉부재(120a)를 요면부재(110)에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 상측 탄성체(134a)와 하측 마찰접촉부재(120b)를 요면부재(110)에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 하측 탄성체(134b)를 각각 구비한다.
이러한 탄성체(120)로는 고무경도가 80A ~ 100A의 범위 내에 있는 폴리우레탄으로 된 머스프링(Mass Energy Regulator Spring)이 바람직하다.
바람직하게, 탄성가압수단(130)은 승강부재(136)를 구비한다. 승강부재(136)는 가압수단(130)으로 탄성체(134)의 전체 단면을 요면(112)에 대해 가압할 수 있도록 하기 위한 것으로, 탄성체(134)보다 단면적이 큰 것이 이용된다. 이 실시예에서, 승강부재(136)는 상측 탄성체(134a)와 하측 탄성체(134b)의 전체 단면을 각각 가압할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상측 승강부재(136a)와 하측 승강부재(136b)를 구비한다.
탄성가압수단(130)은 가압부재(138)를 구비한다. 이 가압부재(138)는 탄성체(134)를 요면부재(110)의 요면(112)에 대해 가압하기 위한 것이다. 이 실시예에서, 가압부재(138)로는 너트가 이용된다. 축부재(132)로, 도 1 내지 5에 나타낸 바와 같이 양 단부에 나선(132a)이 형성되어 있는 볼트가 사용된 경우 가압부재(138)로는 축부재(132)의 양 단부에 형성된 나선(123a)에 각각 결합되는 2개의 너트가 이용된다. 경우에 따라 축부재(132)로는 볼트머리를 갖는 볼트가 이용될 수 있고, 이 경우 가압부재(138)로는 1개의 너트가 이용될 수 있다.
탄성체(134)를 가압하는 가압력을 조정할 필요가 없고, 미리 정해진 가압력을 고정적으로 유지하여도 되는 경우, 가압부재(138)는 용접이나 고정핀 등에 의해 축부재(132)에 움직이지 못하도록 고정된 상태로 설치될 수 있음은 물론이다.
이 경우, 탄성가압수단(130)은 축부재(132)와 승강부재(136) 및 축부재(132)에 고정되는 너트 등의 가압부재(138)로 구성되거나, 축부재(132)와 축부재(132)에 용접 등에 의해 고정되며 탄성체(134)보다 넓은 단면적을 가지는 탄성체(134)를 압축된 상태로 가압하는 가압부재(138)로 구성될 수 있다.
도 2 내지 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 마찰접촉부재(120)를 덮어주기 위한 커버부재(140)를 구비한다.
이 실시예에서, 커버부재(140)는 상측 탄성체(134a)와 상측 마찰접촉부재(120a) 사이의 축부재(132) 외주면에 승강 가능케 결합된 상측 커버부재(140a)와, 하측 탄성체(134b)와 하측 마찰접촉부재(120b) 사이의 축부재(132) 외주면에 승강 가능케 결합된 하측 커버부재(140b)로 이루어져 있다. 탄성체(134)와 마찰접촉부재(120)가 요면부재(110)의 상면과 하면 중 어느 한쪽에만 설치된 경우, 상측 커버부재(140a)와 하측 커버부재(140b) 중 어느 하나만 설치된다.
바람직하게, 상측 커버부재(140a)의 저면에 요면(112)보다 작은 곡률 반경의 표면을 가지는 오목홈(141)이 좌우 양측으로 분리된 상태로 형성되어 있다. 이 오목홈(141)의 곡률 반경은 200㎜ 정도이다. 이에 따라 이 실시예에서, 상측 마찰접촉부재(120a)는 2개가 필요하다. 이 오목홈(141) 역시 길이방향의 중심을 기준으로 좌우 대칭의 형상을 하고 있다. 이러한 커버부재(140)의 중앙부에는 축부재(132)가 통과될 수 있는 통공(145)이 형성되어 있다.
이에 따라 상측 마찰접촉부재(120a)의 상면은 오목홈(141)에 대응되는 200㎜ 정도의 곡률 반경을 가지는 제2볼록곡면(124)으로 형성되어 있고, 그 표면에 미끄럼부재(SM)가 설치되어 있다.
마찬가지로, 하측 커버부재(140b)의 상면에 요면(112)보다 작은 곡률 반경의 오목홈(142)이 형성되어 있다. 이 오목홈(142)의 곡률 반경은 200㎜ 정도이다.
이에 따라 하측 마찰접촉부재(120b)의 하면은 오목홈(142)에 대응되는 200㎜ 정도의 곡률 반경을 가지는 제2볼록곡면(125)으로 형성되어 있다. 물론, 하측 마찰접촉부재(120b)의 상면은 마주하는 요면(112)과 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면(126)으로 형성되어 있다.
이 실시예에서, 상측 커버부재(140a)와 하측 커버부재(140b)는 상하 대칭으로 배치되어 있고, 상측 마찰접촉부재(120a)와 하측 마찰접촉부재(120b)도 상하 대칭으로 배치되어 있다.
상기와 같은 상측 커버부재(140a)와 하측 커버부재(140b)는 탄성가압수단(130)의 일 구성요소로서의 역할을 한다.
도 1내지 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 바람직하게 중공의 안내부재(150)를 구비한다. 이 안내부재(150)는 요면부재(110)의 일부분을 내부에 수용하여 요면부재(110)가 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 안내하는 역할과 탄성가압수단(130)과 결합되어 탄성가압수단(130)이 요면부재(110)와 함께 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 이동하지 못하도록 탄성가압수단(130)을 잡아주는 역할을 한다.
물론, 축부재(132)가 직접 연결 대상물에 고정되는 경우, 안내부재(150) 없이 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(110)가 구성될 수 있다.
마찰접촉부재(120)의 바깥쪽 측면과 이에 접촉되는 안내부재(150)의 내측면에는 바람직하게 미끄럼부재가 설치된다.
이러한 안내부재(150)의 일측에는 요면부재(110)의 이동방향에 수직한 방향으로 커버부재(140)와 마찰접촉부재(120)의 상하 이동을 안내하는 승강안내부(152)가 형성되어 있다. 경우에 따라 승강안내부(152)는 승강부재(136)의 상하 이동을 안내하도록 구성할 수도 있다. 이 승강안내부(152)는 커버부재(140)와 마찰접촉부재(120)의 상하 이동을 안내하는 역할을 함과 아울러 탄성가압수단(130)이 요면부재(110)의 길이방향으로는 움직이지 못하도록 잡아주는 역할을 한다. 이 승강안내부(152)는 바람직하게, 탄성가압수단(130)이 요면부재(110)의 폭방향으로도 움직이지 못하도록 잡아주는 역할을 한다. 이러한 안내부재(150)는 직육면체의 형상을 하고 있으며, 그 일단에 다른 구조물에 연결하기 위한 구멍형태의 연결부(154)가 설치되어 있다. 이러한 안내부재(150)는 바람직하게 중공의 직육면체 박스 형태로 구성된다. 경우에 따라, 상기와 같은 안내부재는 원통형 실린더 형태로 구성될 수 있다.
도 8은 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 하중-변위 선도이다.
도 8에 나타낸 마찰 댐퍼의 하중-변위 선도는 다음의 값들을 기초로 실험한 결과에 따른 하중-변위 선도이다. 이 하중-변위 선도의 설명에는 앞에서 설명한 도면들을 함께 참조한다.
요면부재(110)의 최대 수평변위는 ±50㎜이고, 요면(112) 및 요면(112)에 접촉되는 마찰접촉부재(120)의 대응면의 곡률 반경은 800㎜이고, 오목홈(141, 142) 및 오목홈(141, 142)에 접촉되는 마찰접촉부재(120)의 대응면의 곡률 반경은 200㎜이고, 초기압축력은 10,000N이고, 탄성체(134)의 스프링 계수 k = 2,000 N/㎜이고, 마찰접촉부재(120)는 SM490의 강재 표면에 미끄럼부재(SM)로 UPE를 장착한 것을 이용하였다.
도 8 선도를 참조하면, 앞에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 1 사이클 동안 하중-변위 선으로 둘러싸인 면적만큼의 일을 하므로 그 만큼의 충격흡수 능력이 있고, 또 변위를 하면서 충격을 흡수하기 때문에 충격완충능력도 뛰어나다.
위와 같은 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 요면(112) 등의 곡률반경, 미끄럼부재의 종류 등을 조정함으로써 필요한 성능의 댐퍼를 쉽게 설계하고 만들 수 있다.
도 9는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
경우에 따라 축부재(132)와 가압부재(138)는 탄성체(134) 바깥쪽으로 좌우 양측에 설치될 수 있다. 이 경우, 상측 및 하측 탄성체(134a, 134b)와 상측 및 하측 커버부재(140a, 140b)에 구멍을 뚫지 않아도 되고, 요면부재(110)에 장공을 형성하지 않아도 된다. 나머지는 도 1 내지 8을 통해 설명한 것과 같다.
도 10은 본 발명에 따른 마찰 댐퍼의 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.
경우에 따라, 마찰접촉부재(120)는 일면에 요면(112)에 접촉되는 미끄럼부재(SM)가 장착되어 있고 타면은 볼록한 구면 또는 원통면을 이루는 회동허용부재(127) 및 회동허용부재(127)와 탄성체(134) 사이에 배치되고 구면 또는 원통면이 결합되는 회동허용홈을 가지는 홈부재(128)를 구비하여 구성될 수 있다. 이 경우, 요면부재(110)는 탄성가압수단(130)에 대해 어느 정도의 범위 내에서 상하로 회동할 수 있다.
이 실시예에서 요면부재(110)는 요면체(110a)와 요면체(110a)에 연결된 로드(110b)로 이루어져 있다. 요면체(110a)는 안내부재(150) 내부에 수용되어 있다. 이에 따라 요면부재(110)의 좌, 우로 각각의 이동거리는 D로 제한되어 있다.
그리고 안내부재(150)에는 요면부재(110)의 이동방향에 수직한 방향으로 마찰접촉부재(120)의 상하 이동을 안내하는 승강안내부(152)가 형성되어 있다. 이 승강안내부(152) 둘레로는 보강판(153)이 설치되어 있다.
안내부재(150)는 중공의 사각 기둥형상을 하거나 중공의 원통형 형상일 수 있다.
나머지는 도 1 내지 7을 통해 설명한 것과 같다.
도 11은 도 10의 변형 예를 나타낸 부분 단면도이고, 도 12는 도 11의 부분 평면도이다.
경우에 따라, 도 11과 12에 나타낸 바와 같이, 마찰접촉부재(120)와 승강부재(136)의 표면에 탄성체(134)의 단부가 삽입될 수 있는 홈(G)을 형성하여 탄성체(134)가 두 부재 사이에서 안정적인 장착상태를 유지하도록 할 수 있다. 필요 시 승강부재(136) 바깥쪽에 보조부재(136a)를 더 설치할 수 있다. 그리고 도 12를 참조하면, 축부재(132)는 탄성체(134)의 전후의 양측 가장자리에 각각 설치하고, 너트 등으로 된 가압부재(138)를 축부재(132)에 각각 결합하여 보조부재(136a)와 승강부재(136)를 요면부재(110)에 대해 가압하여 탄성체(134)와 마찰접촉부재(120)에 축부재(132)의 결합을 위한 구멍을 형성하지 않고, 또 요면부재(110)에 장공을 형성하지 않고 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(110)를 구현할 수 있다.
나머지는 도 10을 통해 설명한 것과 같다.
도 13은 도 10에 나타낸 마찰 댐퍼의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
경우에 따라, 요면부재(110)는 상하로 간격을 두고 2개 이상 배치할 수 있고, 두 요면부재(110) 사이에 마찰접촉부재(120)를 개재시킬 수 있다. 이 때, 두 요면부재(110) 사이에 개재되는 마찰접촉부재(120)는 상하 양면이 모두 요면(112)에 대응되는 볼록한 곡면으로 형성된다. 이렇게 요면부재(110)를 2층으로 설치하는 경우, 요면부재(110)를 단층으로 설치하는 경우에 비해 댐핑력을 증가시킬 수 있다.
도 13을 참조하면, 요면부재(110)가 3층 이상의 다층으로 설치될 수 있음도 알 수 있다.
나머지는 도 10을 통해 설명한 것과 같다.
도 14는 도 1에 나타낸 마찰 댐퍼의 다른 변형 예를 나타낸 단면도이다.
경우에 따라 요면부재(110)의 상면 또는 하면의 어느 하나에만 요면(112)이 형성되고 나머지 하나에는 요면이 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 요면(112)이 형성되지 않은 면은 안내부재(150)의 대응면에 미끄럼부재를 통해 접촉되어 가이드 될 수 있다. 그리고 축부재(132)로는 머리부(132b)가 형성되어 있는 볼트가 이용될 수 있고, 탄성체(134)와 승강부재(136) 및 마찰접촉부재(120)는 요면(112)이 있는 한쪽에만 설치될 수 있다. 나머지는 도 1 내지 7을 통해 앞에서 설명한 것과 같다.
본 발명은 두 구조물 사이에 설치되어 두 구조물 상호간에 작용하는 충격력을 완충 및 흡수하는 댐퍼의 제조 및 개선에 이용될 가능성이 있다.
100: 마찰댐퍼 110: 요면부재
112: 요면 120: 마찰접촉부재
122, 126: 제1볼록곡면 124, 125: 제2볼록곡면
127: 회동허용부재 128: 홈부재
130: 탄성가압수단 132: 축부재
134: 탄성체 136: 승강부재
138: 가압부재 140: 커버부재
141, 142: 오목홈 150: 안내부재
152: 승강안내부 SM: 미끄럼부재

Claims (11)

  1. 상면과 하면 중 적어도 하나에 표면이 경사지게 배치된 요면이 형성되어 있는 요면부재;
    상기 요면에 접촉되며 상기 요면에 접촉되는 면에 상기 요면에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면이 형성되어 있고 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 마찰접촉부재; 및
    상기 마찰접촉부재를 상기 요면에 대해 탄성적으로 가압하여 상기 요면부재에 대한 상기 마찰접촉부재의 마찰력을 증가시킴으로써 상기 요면부재가 상기 마찰접촉부재에 대해 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 작용시키는 탄성가압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요면에는 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 설치된 장공이 형성되어 있고,
    상기 탄성가압수단은,
    상기 장공을 상하로 통과하는 축부재;
    상기 축부재 외주면에 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 마찰접촉부재 바깥쪽으로 배치된 탄성체;
    상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 탄성체 바깥쪽에 배치된 승강부재; 및
    상기 축부재에 결합되어 상기 승강부재를 상기 탄성체에 대해 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  3. 제2항에 있어서, 상기 요면은 상기 요면부재의 상면과 하면 모두에 형성되어 있고, 상기 마찰접촉부재는 상기 요면부재의 상기 상면 쪽 요면에 접촉되는 상측 마찰접촉부재와 상기 요면부재의 상기 하면 쪽 요면에 접촉되는 하측 마찰접촉부재를 구비하고,
    상기 탄성가압수단은 상기 상측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 상측 탄성체와 상측 승강부재 및 상기 하측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 하측 탄성체와 하측 승강부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상측 탄성체와 상기 상측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 상측 커버부재가 구비되고,
    상기 상측 커버부재는 저면에 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 상측 마찰접촉부재의 상면에 상기 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
    상기 하측 탄성체와 상기 하측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 하측 커버부재가 구비되고,
    상기 하측 커버부재는 상면에 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 하측 마찰접촉부재의 하면에 상기 하측 커버부재의 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요면부재의 적어도 일부분을 내부에 수용하여 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 안내하고 상기 탄성가압수단과 결합되어 상기 탄성가압수단이 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재와 함께 이동하지 못하도록 상기 탄성가압수단을 잡아주는 중공의 안내부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  6. 제5항에 있어서, 상기 안내부재에는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 마찰접촉부재의 상하 이동을 안내하기 위한 승강안내부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  7. 제5항에 있어서, 상기 요면부재와 상기 안내부재에는 서로 다른 구조물에 각각 연결하기 위한 연결부가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  8. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축부재는 볼트이고, 상기 가압부재는 너트인 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  9. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰접촉부재는 일면에 상기 요면에 접촉되는 미끄럼부재가 장착되어 있고 타면은 볼록한 구면 또는 원통면을 이루는 회동허용부재 및 상기 회동허용부재와 상기 탄성체 사이에 배치되고 상기 구면 또는 상기 원통면이 결합되는 회동허용홈을 가지는 홈부재를 구비하여 구성되고, 상기 탄성가압수단에 대한 상기 요면부재의 상하회동을 허용하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요면부재는 상하로 간격을 두고 두개 이상이 복수의 층으로 배치되고, 이웃하는 두 요면부재 사이에 상기 마찰접촉부재가 개재되어 있는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  11. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성체는 고무경도가 80A ~ 100A의 범위 내에 있는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512122B1 (ko) * 2014-09-30 2015-04-16 주식회사 에스코알티에스 진자형 마찰 댐퍼
KR101632432B1 (ko) * 2015-12-15 2016-06-22 주식회사 에스코알티에스 V홈 마찰 댐퍼

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000220693A (ja) 1999-01-29 2000-08-08 Tokkyokiki Corp 免震装置
JP2000291712A (ja) 1999-04-06 2000-10-20 Ohbayashi Corp ボルト接合部の制振構造

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000220693A (ja) 1999-01-29 2000-08-08 Tokkyokiki Corp 免震装置
JP2000291712A (ja) 1999-04-06 2000-10-20 Ohbayashi Corp ボルト接合部の制振構造

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512122B1 (ko) * 2014-09-30 2015-04-16 주식회사 에스코알티에스 진자형 마찰 댐퍼
KR101632432B1 (ko) * 2015-12-15 2016-06-22 주식회사 에스코알티에스 V홈 마찰 댐퍼
WO2017104951A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Esco Rts Co., Ltd. Friction damper with v-groove
US10294618B2 (en) 2015-12-15 2019-05-21 Esco Rts Co., Ltd. Friction damper with V-groove

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