KR101263688B1 - 가속도계용 복합 감쇠기 - Google Patents

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Abstract

가속도계용 복합 감쇠기는 고정 부재, 도전 부재 및 자력 부재를 포함한다. 도전 부재는 상기 고정 부재를 향해서 질량체와 함께 전후진 가능하게 배치된다. 상기 도전 부재와 상기 고정 부재와의 사이에는 공기 감쇠를 위한 공기 유동 공간이 형성된다. 자력 부재는 상기 도전 부재와 함께 와전류 감쇠를 위한 자기장을 형성한다. 따라서, 복합 감쇠기는 공기 감쇠와 와전류 감쇠를 복합적으로 수행하게 되므로, 간단한 구조로 향상된 감쇠 효과를 발휘할 수 있게 된다.

Description

가속도계용 복합 감쇠기{HYBRID DAMPER FOR AN ACCELEROMETER}
본 발명은 가속도계용 복합 감쇠기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 질량체의 가속도를 측정하는 가속도계에 구비되어 질량체의 진동 에너지를 감쇠시키는 감쇠기에 관한 것이다.
일반적으로, 가속도계는 물체의 움직임을 측정하는 계기로써 용도와 측정 방법에 따라 여러 종류가 있으며 크게 관성식과 자이로식으로 나눌 수 있다. 직선 운동에 따른 관성을 측정하여 가속도를 얻는 관성식 센서가 많이 이용되고 있으며, 관성식 가속계 중에서도 질량체, 탄성자, 감쇠기의 가장 간단한 1자유 시스템 구성을 통해 가속도 크기에 비례하는 질량체의 상대 운동을 측정하여 쉽게 가속도 값을 얻을 수 있는 변위형(displacement type) 가속도계가 널리 사용된다.
가속도계는 사용기간 동안 지속적인 피로하중(fatigue load)에 노출되어 있다. 또한, 갑작스런 충격과 충돌에 의해 공진 현상(resonance phenomena)이 발생하여 시스템의 응답이 급격히 증가하고 이는 센서 구조물을 파손시킬 수 있다. 또한, 센서 구조물의 큰 응답은 신호처리 시스템의 측정 가능 범위를 초과하게 되어 측정 신호의 왜곡(distortion)이 발생하게 되고 사용자에게 잘못된 정보를 전달한다.
따라서, 가속도계는 이러한 문제점들을 해결하기 위해 반드시 적절한 크기의 감쇠가 적용되어야 한다. 감쇠기는 진동하는 질량체의 진동에너지를 다른 형태의 에너지로 소산(dissipation)시켜 시스템의 응답을 감소시키며, 적절한 감쇠의 적용을 통해 센서 구조물의 신뢰성과 안정성, 그리고 측정 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 가속도계를 구성하는데 있어 중요한 요소이다. 또한, 가속도계에 감쇠 적용은 측정 범위를 증가시킨다. 일반적으로, 감쇠비 값이 커질수록 측정범위가 증가하며 임계 감쇠 값인 감쇠비 0.7에서 최대의 측정 범위를 갖는다. 임계 감쇠비를 적용한 가속도계의 경우 감쇠가 적용되지 않은 가속도계보다 1.5 ~ 2.0배 정도 넓은 측정범위를 갖는 가속도계를 구성할 수 있다.
구조물의 진동저감을 위한 다양한 원리의 감쇠기가 개발 되어 있으며, 특히 지능형 재료(smart material)를 이용한 감쇠기 연구가 활발히 진행 중이다. 지능형 재료를 이용한 감쇠기는 크게 MR(magnetorheological)/ER(electrorheological) 유체를 이용한 감쇠, 형상 기억 합금(shape memory alloy, SMA)을 이용한 감쇠 등이 있다. 이러한 지능형 재료를 이용한 감쇠기는 매우 높은 감쇠 성능을 보이며 제어 시스템의 도입을 통해 보다 정밀한 능동형 제어 감쇠 시스템(active damping control system)의 구성이 가능하다. 그러나, 지능형 재료를 이용한 감쇠기의 경우 전체 시스템 구성이 매우 크고 복잡하며 전기 시스템의 도입 등 제작비용이 높다. 또한, 대형 구조물로의 적용은 용이하나 가속도계와 같은 소형 구조물에 적용이 매우 제한적이다.
따라서, 일반적으로 1자유도를 갖는 변위형 가속도계의 진동저감을 위해 간단한 구조와 저렴한 비용, 그리고 소형 구조물로의 적용이 가능한 수동형 감쇠 시스템이 적용된다. 다양한 수동형 감쇠 시스템 중에서도 질량체의 주기적인 움직임을 감쇠력으로 이용하는 유체를 이용한 감쇠기와 와전류 효과를 이용한 감쇠기가 가속도계에 주로 사용되고 있다.
기존의 변위형 가속도계로 적용을 위한 수동형 감쇠기는 유체를 이용한 감쇠기와 와전류(eddy current) 효과를 이용한 감쇠기가 많이 사용되어 왔다. 유체를 이용한 감쇠기는 크게 액체형(fluid type)과 기체형(gas type)으로 나눌 수 있으며, 액체형의 경우 높은 점성(viscosity)을 이용하여 큰 감쇠력을 얻을 수 있는 장점이 있다.
그러나, 액체를 이용한 감쇠기의 경우 부력에 의해 가속도계의 민감도나 측정범위를 떨어뜨리며, 또한 점성 크기가 온도에 크게 변하기 때문에 외부 환경 하에서 액체형 감쇠기가 적용된 가속도계의 사용을 제한하고, 액체를 위한 밀봉기술(sealing method) 적용이 필요하여 구조가 복잡해지고 제작비용이 높아지는 단점이 존재한다.
기체형의 경우 액체형에 비해 감쇠력이 상대적으로 낮지만 추가적인 전기 시스템의 도입이 필요 없고 간단한 구조로 구성이 가능하다. 또한, 공기를 작동유체(working fluid)로 사용할 경우 추가적인 작동유체의 공급과 밀봉기술이 필요 없기 때문에 보다 저렴한 비용으로 감쇠기 구성이 가능하다. 그러나, 공기 감쇠기의 경우 가속도계의 측정범위를 넓히기 위한 충분한 감쇠력을 얻기 위해 몇 가지 제약이 따른다. 공기 감쇠기를 이용해서 높은 감쇠력을 얻기 위해선 공기가 유동하는 부분의 간격이 좁아야 하기 때문에 매우 정밀한 가공이 필요하며 이는 막대한 제작비용 증가를 초래한다. 또한, 정밀한 가공을 통해서 아주 좁은 공기 유동 간격을 갖는 감쇠기를 제작하더라도 감쇠기가 장착되는 질량체의 편심하중과 스프링의 제작오차, 전체 구조물의 조립 치수 공차에 의해 완벽한 1자유도의 움직임을 얻기 힘들다. 이 경우 가속도계는 외부의 하중에 대해 질량체의 정확한 상대변위 값을 얻기 힘들기 때문에 사용자에게 잘못된 정보를 제공하게 된다. 또한 공기 유동을 이용한 감쇠기의 경우 감쇠 구조가 결정되어 제작이 완료되면 감쇠력을 바꾸기 힘든 단점을 갖는다.
와전류 효과를 이용한 감쇠기는 자석과 전도체 사이의 상대적인 운동에 의해 발생하는 자기장 변화를 통해 감쇠력을 얻는다. 자석과 전도체 사이의 상대적인 움직임은 전도체 내부에 발생하는 자기장을 변화시키며, 이는 페러데이의 법칙(Faraday’s law)에 의해 전도체 내부에 유도전류(induced current)를 발생시킨다. 이때, 전도체 내부에 발생된 유도전류는 렌츠의 법칙(Lenz’s law)에 의해 자석과 전도체 사이의 운동방향에 반대되는 반발력을 발생시키며 이를 감쇠력으로 이용한다. 와전류 효과를 이용한 감쇠기는 자석의 크기와 개수를 조절하여 감쇠력의 조절이 쉽다.
그러나, 와전류 효과를 이용한 감쇠기는 가속도계로 적용을 위한 높은 감쇠력을 얻기 위해 몇 가지 제약이 따른다. 와전류 감쇠기의 감쇠 성능은 자석과 전도체 사이의 거리가 가까울수록 감쇠력이 커지기 때문에 충분한 감쇠력을 얻기 위해선 자석과 전도체 사이의 거리가 충분히 가까워야 한다. 이는 질량체의 움직이는 구간을 제한하여 가속도계의 민감도를 저하시키거나 자석과 전도체 사이의 가까운 거리를 위해 가공 정밀도가 높아지기 때문에 제작비용이 증가하게 된다. 또한, 감쇠기에 사용되는 전도체의 양이 증가할수록, 그리고 사용되는 자석의 개수가 많아질수록 감쇠력이 커지는데, 이러한 전도체의 양 증가 또는 자석 개수의 증가는 가속도계 질량체의 무게 증가를 초래한다. 진동하는 구조물의 고유진동수는 다음의 수학식 1을 이용해 표현이 가능하다.
wn = (k/m)1/2
여기에서 k는 구조물의 스프링 상수, m은 구조물의 질량을 나타낸다. 식을 통해 구조물의 질량이 증가하게 되면 고유진동수가 감소하는 것을 알 수 있으며, 이는 가속도계의 측정범위를 감소시킨다. 특히, 소형 가속도계의 경우 작은 질량 증가도 센서 구조물의 고유진동수를 크게 감소시켜 측정범위가 크게 좁아지게 된다.
따라서, 기존의 가속도계로의 적용을 위한 감쇠기가 갖는 단점을 극복하여 추가적인 전기 장치와 밀봉 기술이 필요 없고, 간단한 구조와 저렴한 비용으로 구성이 가능하면서도 가속도계의 민감도를 떨어뜨리지 않고 측정범위를 넓힐 수 있는 충분히 높은 감쇠력을 갖는 감쇠기의 개발이 필요하다.
본 발명은 공기 감쇠와 와전류 감쇠의 장점들을 모두 갖는 가속도계용 복합 감쇠기를 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 가속도계용 복합 감쇠기는 고정 부재, 도전 부재 및 자력 부재를 포함한다. 도전 부재는 상기 고정 부재를 향해서 질량체와 함께 전후진 가능하게 배치된다. 상기 도전 부재와 상기 고정 부재와의 사이에는 공기 감쇠를 위한 공기 유동 공간이 형성된다. 자력 부재는 상기 도전 부재와 함께 와전류 감쇠를 위한 자기장을 형성한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 자력 부재는 상기 도전 부재를 향하는 상기 고정 부재 부분에 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 자력 부재와 상기 고정 부재는 동일한 폭을 가질 수 있다. 상기 폭은 상기 도전 부재의 전후진 방향과 직교하는 방향일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 고정 부재와 상기 자력 부재를 수용하는 크기를 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 고정 부재와 상기 자력 부재는 상기 도전 부재를 수용하는 크기를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 고정 부재는 하부면이 막힌 내부가 빈 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 도전 부재는 상부면이 막히고 내부가 빈 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 자력 부재는 상하부면을 갖지 않는 내부가 빈 원통 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 가속도계용 감쇠기는 고정 부재, 도전 부재 및 자력 부재를 포함한다. 고정 부재는 하부면이 막힌 내부가 빈 원통 형상을 갖는다. 도전 부재는 상기 고정 부재를 향해서 질량체와 함께 전후진 가능하게 배치된다. 도전 부재는 상기 고정 부재와의 사이에 공기 감쇠를 위한 공기 유동 공간을 형성한다. 도전 부재는 상부면이 막힌 내부가 빈 원통 형상을 갖는다. 자력 부재는 상기 도전 부재를 향하는 상기 고정 부재 부분에 장착되어, 상기 도전 부재와 함께 와전류 감쇠를 위한 자기장을 형성한다. 자력 부재는 상하부면을 갖지 않는 내부가 빈 원통 형상을 갖는다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 자력 부재와 상기 고정 부재는 동일한 직경을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 고정 부재와 상기 자력 부재보다 긴 직경을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 고정 부재와 상기 자력 부재보다 짧은 직경을 가질 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 고정 부재와 도전 부재 사이에 형성된 공기 유동 공간에 의해서 공기 감쇠가 이루어진다. 또한, 도전 부재와 자력 부재 사이에 발생된 자기장에 의해서 와전류 감쇠가 이루어진다. 따라서, 복합 감쇠기는 공기 감쇠와 와전류 감쇠를 복합적으로 수행하게 되므로, 간단한 구조로 향상된 감쇠 효과를 발휘할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도계용 복합 감쇠기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 복합 감쇠기를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 복합 감쇠기의 감쇠 동작을 나타낸 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도계용 복합 감쇠기를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 복합 감쇠기를 나타낸 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 5의 복합 감쇠기의 감쇠 동작을 나타낸 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도계용 복합 감쇠기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 복합 감쇠기를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 가속도계용 복합 감쇠기(100)는 고정 부재(110), 도전 부재(120) 및 자력 부재(130)를 포함한다.
본 실시예에서, 고정 부재(110)는 내부가 빈 원통 형상을 갖는다. 또한, 고정 부재(110)는 하부면이 막힌 구조를 갖는다. 즉, 고정 부재(110)는 하부면을 갖는다. 따라서, 고정 부재(110)는 내부 공간(112)을 갖는다. 또한, 고정 부재(110)는 제 1 직경(D1)을 갖는다.
도전 부재(120)는 고정 부재(110)의 상부에 배치된다. 도전 부재(120)는 가속도계의 질량체(M)에 장착된다. 도전 부재(120)는 고정 부재(110)를 향해서 전후진한다. 즉, 도전 부재(120)는 고정 부재(110)를 향해서 수직 방향을 따라 이동하게 된다.
본 실시예에서, 도전 부재(120)는 내부가 빈 원통 형상을 갖는다. 도전 부재(120)는 상부가 막힌 구조를 갖는다. 즉, 도전 부재(120)는 상부면을 갖는다. 따라서, 도전 부재(120)의 내부에는 공기 유동을 형성하기 위한 내부 공간(122)을 갖는다. 한편, 질량체(M)는 도전 부재(120)의 상부면에 장착된다.
본 실시예에서, 도전 부재(120)는 고정 부재(110)를 수용할 정도의 크기를 갖는다. 즉, 도전 부재(120)는 고정 부재(110)의 제 1 직경(D1)보다 긴 제 2 직경(D2)을 갖는다. 따라서, 고정 부재(110)와 도전 부재(120) 사이에는 공기 유동 공간(S)이 형성된다. 공기 유동 공간(S)은 고정 부재(110)의 외측면과 도전 부재(120)의 내측면 사이에 정의된다. 공기 유동 공간(S)의 폭은 제 1 직경(D1)과 제 2 직경(D2)의 차이의 절반에 해당한다. 공기 유동 공간(S)의 폭이 좁을수록, 공기에 의한 감쇠력을 증가된다.
본 실시예에서, 전기 전도도(electric conductivity)가 클수록 자력 부재의 자속밀도 값인 가우스(gauss)값이 커지고, 이에 따라 와전류(eddy current) 효과에의한 감쇠력이 증가된다. 따라서, 도전 부재(120)의 재질은 원하는 감쇠력에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
자력 부재(130)는 도전 부재(120)와 함께 자기장(F)을 형성한다. 본 실시예에서, 자기장(F)은 자력 부재(130)의 외측면과 도전 부재(120)의 내측면 사이에 형성된다. 자기장(F)의 세기 변화는 도전 부재(120) 내부에 유도 전류를 발생시키고, 이러한 유도 전류는 도전 부재(120)의 이동 방향과 반대되는 방향으로 반발력을 발생시킨다.
본 실시예에서, 자력 부재(130)는 고정 부재(110)의 상단에 배치된다. 즉, 자력 부재(130)는 도전 부재(120)를 향하는 고정 부재(110) 부분에 구비된다. 또한, 자력 부재(130)는 내부가 빈 원통 형상을 갖는다. 따라서, 자력 부재(130)는 상부면과 하부면을 갖지 않는 내부 공간(132)을 갖는다. 자력 부재(130)는 고정 부재(110)의 제 1 직경(D1)과 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있다. 즉, 자력 부재(130)와 고정 부재(120)는 실질적으로 동일한 폭을 갖고, 상기 폭은 상기 도전 부재(120)의 전후진 방향과 직교하는 방향이다.
본 실시예에서와 같이, 자력 부재(130)가 고정 부재(110)의 제 1 폭(D1)과 실질적으로 동일한 폭을 가지면서 고정 부재(110)의 상부에 장착되어 일체형 구조를 이루게 되므로, 공기 유동 공간(S)은 자력 부재(130)의 외측면과 도전 부재(120)의 내측면 사이에도 형성된다.
본 실시예에서, 자력 부재(130)는 고정 부재(110)의 상부면에 자성 물질을 코팅해서 형성할 수 있다. 또는, 자력 부재(130)는 고정 부재(110)의 상단에 별도로 부착될 수도 있다. 또한, 자력 부재(130)는 고정 부재(110)에 연결되지 않고 고정 부재(110)의 상부에 별도의 고정 부재(미도시)를 이용해서 배치할 수도 있다. 다른 실시예로서, 자력 부재(130)는 도전 부재(120)에 연결될 수도 있다.
한편, 고정 부재(110), 도전 부재(120) 및 자력 부재(130)는 원통 형상 대신에 다른 형상들, 예를 들면 직육면체 형상을 가질 수도 있다.
도 3 및 도 4는 도 1의 복합 감쇠기의 감쇠 동작을 나타낸 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 자력 부재(130)는 자기장 분포(F)를 보인다. 가속도계가 외부 가진에 의해 힘을 받으면, 질량체(M)는 주기적인 움직임을 갖는다. 본 실시예에서, 질량체(M)는 화살표와 같이 하부로 움직일 때를 나타내고 있다.
도 4를 참조하면, 외부 가진에 의해 질량체(M0)가 하부로 움직이게 되면, 도전 부재(120)와 자력 부재(130) 사이의 상대 운동에 의해 도전 부재(120)에 발생하는 자기장(F)의 세기가 변한다. 이때, 페러데이 법칙(Faraday’s law)에 의해 도전 부재(120) 내부에 유도전류(induced current)가 발생된다. 자기장(F) 세기의 변화에 의해 발생하는 유도전류는 다음의 수학식 2를 이용해 표현이 가능하다.
J = σ(V×B)
수학식 2에서, σ는 도전 부재(120)의 전기 전도도, V는 도전 부재(120)와 자력 부재(130)의 상대 속도, B는 자력 부재(130)에 의해 발생하는 자기장(F)을 나타낸다.
이러한 도전 부재(120) 내부에 발생하는 자기장(F)의 세기 변화에 의해 발생하는 유도전류는 렌츠의 법칙(Lenz’s law)에 의해 도전 부재(120)와 자력 부재(130) 사이의 운동방향에 반대되는 제 1 반발력을 발생시킨다. 유도전류에 의해 발생하는 제 1 반발력(G)은 다음의 수학식 3을 이용해 표현이 가능하다.
G = ∫VJ×BdV
수학식 3에서, J는 도전 부재(120)에 발생하는 유도전류, B는 자력 부재(130)의 자기장(F)을 나타낸다.
또한, 도전 부재(120)는 상부면이 막힌 내부 공간(122)을 갖고 있다. 따라서, 도전 부재(120)가 질량체(M)와 함께 아래 방향으로 이동하게 되면, 아래 방향으로 공기 유동이 발생된다. 반면에, 고정 부재(110)는 하부면이 막힌 내부 공간을 갖고 있으므로, 공기 유동은 고정 부재(110)의 내부를 통해서는 빠져나갈 수 없다. 따라서, 공기 유동은 고정 부재(110)와 도전 부재(120) 사이에 형성된 공기 유동 공간(S)을 통해서만 흐르게 된다. 공기 유동 간격(S)이 좁은 폭을 갖고 있으므로, 공기 유동 공간(S) 내부에서 공기 유동의 속도 차이가 발생하게 된다. 이러한 속도 차이는 질량체(M)에 부착된 도전 부재(120)에 압력변화를 발생시킴으로써, 질량체(M)의 운동 방향과 반대되는 제 2 반발력을 발생시킨다.
본 실시예에 따르면, 한 번의 질량체 움직임에 대해 공기 감쇠와 와전류 감쇠 효과를 동시에 발생시킬 수 있다. 따라서, 복합 감쇠기는 공기 감쇠와 와전류 감쇠를 복합적으로 수행하게 되므로, 간단한 구조로 향상된 감쇠 효과를 발휘할 수 있게 된다. 또한, 질량체의 주기적인 움직임을 감쇠력을 얻기 위한 동력으로 사용하기 때문에, 추가적인 전기장치가 필요 없고 공기를 작동유체로 사용하기 때문에 밀봉기술이 필요없다. 결과적으로, 복합 감쇠기는 공기 감쇠기와 와전류 감쇠기의 단점들을 배제하고 장점들만을 구비하여, 매우 간단한 구조와 저렴한 비용으로 넓은 측정 범위를 갖는 가속도계로 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도계용 복합 감쇠기를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 복합 감쇠기를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 가속도계용 복합 감쇠기(200)는 고정 부재(210), 도전 부재(220) 및 자력 부재(230)를 포함한다.
고정 부재(210)와 자력 부재(230)는 도전 부재(220)를 수용할 정도의 크기를 갖는다. 즉, 고정 부재(210)와 자력 부재(230)의 제 1 직경(D1)은 도전 부재(220)의 제 2 직경(D2)보다 긴 길이를 갖는다. 따라서, 공기 유동 공간(S)은 고정 부재(210)와 자력 부재(230)의 내측면과 도전 부재(220)의 외측면 사이에 형성된다.
따라서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 자기장(F)도 고정 부재(210)와 자력 부재(230)의 내측면과 도전 부재(220)의 외측면 사이에 형성된다.
본 실시예에 따른 복합 감쇠기(200)의 감쇠 동작은 도 1의 복합 감쇠기(100)의 감쇠 동작과 실질적으로 동일하므로, 감쇠 동작에 대한 반복 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 의하면, 고정 부재와 도전 부재 사이에 형성된 공기 유동 공간에 의해서 공기 감쇠가 이루어진다. 또한, 도전 부재와 자력 부재 사이에 발생된 자기장에 의해서 와전류 감쇠가 이루어진다. 따라서, 복합 감쇠기는 공기 감쇠와 와전류 감쇠를 복합적으로 수행하게 되므로, 간단한 구조로 향상된 감쇠 효과를 발휘할 수 있게 된다.
아울러, 본 실시예의 복합 감쇠기는 항공 우주 분야 및 건축, 그리고 교통 등 진동 억제 효과를 요구하는 분야에 적용되어, 상술한 효과들을 발휘할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 고정 부재 120 ; 도전 부재
130 ; 자력 부재

Claims (10)

  1. 고정 부재;
    상기 고정 부재를 향해서 질량체와 함께 전후진 가능하게 배치되고, 상기 고정 부재와의 사이에 공기 감쇠를 위한 공기 유동 공간을 형성하는 도전 부재; 및
    상기 도전 부재와 함께 와전류 감쇠를 위한 자기장을 형성하는 자력 부재를 포함하는 가속도계용 복합 감쇠기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자력 부재는 상기 도전 부재를 향하는 상기 고정 부재 부분에 구비된 가속도계용 복합 감쇠기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 자력 부재와 상기 고정 부재는 동일한 폭을 갖고, 상기 폭은 상기 도전 부재의 전후진 방향과 직교하는 방향인 가속도계용 복합 감쇠기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 고정 부재와 상기 자력 부재를 수용하는 크기를 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 부재와 상기 자력 부재는 상기 도전 부재를 수용하는 크기를 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 부재는 하부면이 막힌 내부가 빈 원통 형상을 갖고, 상기 도전 부재는 상부면이 막히고 내부가 빈 원통 형상을 가지며, 상기 자력 부재는 상하부면을 갖지 않는 내부가 빈 원통 형상을 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
  7. 하부면이 막히고 내부가 빈 원통형 고정 부재;
    상기 고정 부재를 향해서 질량체와 함께 전후진 가능하게 배치되고, 상기 고정 부재와의 사이에 공기 감쇠를 위한 공기 유동 공간을 형성하는 상부면이 막히고 내부가 빈 원통형 도전 부재; 및
    상기 도전 부재를 향하는 상기 고정 부재 부분에 장착되어, 상기 도전 부재와 함께 와전류 감쇠를 위한 자기장을 형성하는 원통형 자력 부재를 포함하는 가속도계용 복합 감쇠기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 자력 부재와 상기 고정 부재는 동일한 직경을 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 고정 부재와 상기 자력 부재보다 긴 직경을 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 고정 부재와 상기 자력 부재보다 짧은 직경을 갖는 가속도계용 복합 감쇠기.
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