KR101294601B1 - 제진장치 - Google Patents

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KR101294601B1
KR101294601B1 KR1020130019198A KR20130019198A KR101294601B1 KR 101294601 B1 KR101294601 B1 KR 101294601B1 KR 1020130019198 A KR1020130019198 A KR 1020130019198A KR 20130019198 A KR20130019198 A KR 20130019198A KR 101294601 B1 KR101294601 B1 KR 101294601B1
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KR1020130019198A
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박관순
박장호
옥승용
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테크스타 코리아 주식회사
동국대학교 산학협력단
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    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

본 발명은 제진장체 관한 것으로, 본 발명에 따른 제진장치(100)는 실린더(113)와 실린더(113)의 일단에 삽입되어 실린더(113)를 기준으로 이동가능한 피스톤(115)을 포함하고, 서로 평행하게 배치된 다수의 감쇠기(110), 다수의 감쇠기(110)의 각각의 피스톤(115)이 서로 동일한 방향으로 이동하도록, 다수의 감쇠기(110)를 결합시키는 결합부재(120), 및 결합부재(120)를 구조물(180)에 연결하는 링크(160)를 포함한다.

Description

제진장치{Damping Device}
본 발명은 제진장치에 관한 것이다.
근래에 들어서 바람이나 지진 등의 동적하중에 의해 발생하는 구조물의 과도한 응답을 제어하기 위한 방법으로, 제진기술이 연구의 단계를 넘어서서 기존의 내진설계에 대한 대안으로 적용되고 있다. 기존의 내진설계는 크게 강도증가와 연성증가의 두가지 방법으로 분류될 수 있다. 이중, 강도증가에 의한 내진설계는 지나치게 큰 부재가 이용되어 비경제적이며, 구조물의 갑작스러운 취성 파괴 양상에 의해 큰 인명피해를 유발할 수 있는 단점이 있다. 또한, 연성증가에 의한 내진설계는 구조부재의 소성변형에 의해 지진에너지를 흡수함으로써 지진하중의 크기를 효과적으로 줄일 수 있지만, 지진발생 이후 보수/보강이 어렵고 설치비용이 많이 소모되는 단점이다.
반면, 제진기술은 구조물에 유입되는 진동에너지를 부가적인 제진장치에 집중시킴으로써, 구조물을 보호한다. 따라서, 제진기술은 초기 비용이 일반 내진구조물에 비해서 유사하거나 약간 높은 수준이지만, 구조물 자체의 소성변형을 방지하거나 최소화한다. 따라서, 제진기술은 지진 이후의 보수/보강이 용이한 장점이 있으며, 구조물에 전달되는 지반진동을 효과적으로 차단 또는 감소시켜서 내부에 수용된 여러 인력과 재화 등을 보호하는데 월등한 성능을 발휘한다. 제진기술은 주로 지진 다발지역의 교량, 병원 원자력 발전소 등의 중요 시설물들 위주로 적용이 시작되었고, 실제 지진에서 우수성이 입증된 후, 그 적용이 광범위하게 확대되어 가고 있는 추세이다. 특히, 도 8에 도시된 바와 같이, 지진하중이나 풍하중에 의해서 전축물이 횡으로 진동하게 될 때, 각 측의 횡방향 변위가 합쳐지면 저층과 고층 사이의 변위차가 커지므로, 건축물의 안정을 위해서 제진기술의 필요성은 점차 확대되고 있다.
이러한 제진기술의 핵심인 제진장치는 에너지 소산작용에 의해 구조물에 유입되는 지진하중이나 풍하중을 흡수함으로써, 구조물의 변형을 감소시키는 역할을 한다. 이를 동역학적으로 해석하면, 구조물 전체의 감쇠능력을 향상시키는 것이고, 응답스펙트럼 상에서 변위감소의 효과를 얻게 된다. 제진장치는 변형에 의해 에너지를 소산시키는 작용을 하므로, 구조물의 변위가 크게 발생하는 곳에 설치되며, 일반적으로 층과 층 사이의 가새(Brace) 형태로 설치된다. 일반적인 구조용 가새와 제진용 가새의 차이점은 구조용 가새의 경우 강성을 증가시키는 역할을 하는 반면, 제진용 가새는 감쇠를 증시키는 역할을 하는 것이다. 구조용 가새에 따른 강성의 증가는 주기를 감소시키므로, 변위는 감소하더라도 구조물에 작용하는 지진하중을 증가시킨다. 이에 반하여, 제진용 가새에 따른 감소의 증가는 구조물의 변위와 지진하중을 모두 감소시키는 효과가 있다.
하지만, 종래기술에 따른 제진장치는 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 댐퍼가 하나로 구성되어, 댐퍼(실린더, 피스톤 등)의 직경에 따라 협소한 공간(예를 들어, 벽의 내부)에 설치가 불가능한 문제점이 존재한다. 또한, 협소한 공간에 대응하여 댐퍼의 직경을 줄이면 감쇠용량이 저하되는 문제점도 존재한다.
KR 10-2012-0011001 A
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 직경이 작은 감쇠기(실린더와 피스톤)를 다수개 결합시킴으로써, 설치공간을 줄일 수 있는 제진장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치는 실린더와 상기 실린더의 일단에 삽입되어 상기 실린더를 기준으로 이동가능한 피스톤을 포함하고, 서로 평행하게 배치된 다수의 감쇠기, 다수의 상기 감쇠기의 각각의 상기 피스톤이 서로 동일한 방향으로 이동하도록, 다수의 상기 감쇠기를 결합시키는 결합부재, 및 상기 결합부재를 구조물에 연결하는 링크를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 결합부재는, 상기 피스톤의 말단에 결합되되, 상기 피스톤의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제1 평판형부재, 및 상기 실린더의 타단에 결합되되, 상기 실린더의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제2 평판형부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 결합부재는, 상기 실린더의 일단에 결합되되, 상기 실린더의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제3 평판형부재, 및 상기 실린더의 일단과 타단 사이에 결합되되, 상기 실린더의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제4 평판형부재를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 제1 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제1 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제2 돌출부가 형성되며, 하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제1 평판형부재의 상기 제1 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제1 평판형부재의 2개의 상기 제2 돌출부 사이에 삽입되어 결합되고, 상기 제2 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제3 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제4 돌출부가 형성되며, 하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제2 평판형부재의 상기 제3 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제2 평판형부재의 2개의 상기 제4 돌출부 사이에 삽입되어 결합된다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 제1 돌출부가 상기 제2 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부를 일직선으로 관통하는 제1 관통홀이 형성되고, 상기 제1 관통홀에 제1 결합핀이 삽입되며, 상기 제3 돌출부가 상기 제4 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제3 돌출부와 상기 제4 돌출부를 일직선을 관통하는 제2 관통홀이 형성되고, 상기 제2 관통홀에 제2 결합핀이 삽입된다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 제3 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제5 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제6 돌출부가 형성되며, 하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제3 평판형부재의 상기 제5 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제3 평판형부재의 2개의 상기 제6 돌출부 사이에 삽입되어 결합되고, 상기 제4 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제7 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제8 돌출부가 형성되며, 하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제4 평판형부재의 상기 제7 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제4 평판형부재의 2개의 상기 제8 돌출부 사이에 삽입되어 결합된다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 제5 돌출부가 상기 제6 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제5 돌출부와 상기 제6 돌출부를 일직선으로 관통하는 제3 관통홀이 형성되고, 상기 제3 관통홀에 제3 결합핀이 삽입되며, 상기 제7 돌출부가 상기 제8 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제7 돌출부와 상기 제8 돌출부를 일직선을 관통하는 제4 관통홀이 형성되고, 상기 제4 관통홀에 제4 결합핀이 삽입된다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 다수의 상기 감쇠기에 결합된 다수의 제1 평판형부재의 외면에 일체로 결합된 제1 연결부재, 및 다수의 상기 감쇠기에 결합된 다수의 제2 평판형부재의 외면에 일체로 결합된 제2 연결부재를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 링크는, 상기 제1 연결부재와 상기 구조물의 일측을 연결하는 제1 링크, 및 상기 제2 연결부재와 상기 구조물의 타측을 연결하는 제2 링크를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 제1 연결부재와 상기 제1 링크는 수직으로 만나고, 상기 제2 연결부재와 상기 제2 링크는 수직으로 만난다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 제1 연결부재와 상기 제1 링크는 예각과 둔각으로 만나고, 상기 제2 연결부재와 상기 제2 링크는 예각과 둔각으로 만나며, 상기 실린더의 길이방향이 지면과 평행하다.
본 발명의 실시예에 따른 제진장치에 있어서, 상기 실린더의 길이방향으로 연장되어, 상기 제3 평판형부재와 상기 제4 평판형부재에 연결되는 지지부재를 더 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 직경이 작은 감쇠기(실린더와 피스톤)를 다수개 결합시킴으로써, 직경이 큰 감쇠기와 같은 감쇠용량을 구현하면서도, 설치공간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 결합부재를 이용하여, 다수의 감쇠기를 결합하거나 분리할 수 있으므로, 최적의 감쇠용량을 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감쇠기와 결합부재의 분해사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 결합사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 측면도,
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 변형예를 도시한 정면도, 및
도 8은 지진하중이나 풍하중에 따른 건축물의 횡방향 변위가 도시된 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감쇠기와 결합부재의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 결합사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제진장치(100)는 실린더(113)와 실린더(113)의 일단에 삽입되어 실린더(113)를 기준으로 이동가능한 피스톤(115)을 포함하고, 서로 평행하게 배치된 다수의 감쇠기(110), 다수의 감쇠기(110)의 각각의 피스톤(115)이 서로 동일한 방향으로 이동하도록, 다수의 감쇠기(110)를 결합시키는 결합부재(120), 및 결합부재(120)를 구조물(180)에 연결하는 링크(160)를 포함한다.
상기 감쇠기(110)는 구조물(180)에 유입되는 지진하중이나 풍하중을 에너지 소산작용에 의해서 흡수하여, 구조물(180)에 발생하는 변형을 감소시키는 역할을 한다. 여기서, 감쇠기(110)는 다수개 구비되고, 다수의 감쇠기(110)는 서로 평행하게 배치되어, 동일한 방향에 대해서 지진하중이나 풍하중을 흡수한다. 종래기술에 따른 제진장치는 하나의 감쇠기를 이용하므로, 감쇠기의 직경에 따라 협소한 공간(예를 들어, 벽의 내부)에 설치하기가 어려운 문제점이 있다. 반면, 본 실시예에 따른 제진장치(100)는 다수의 감쇠기(110)가 상하방향을 따라 일렬로 다수개가 구비되므로, 감쇠기(110)의 직경을 줄일 수 있고, 그에 따라 설치공간을 줄여 협소한 공간에도 설치할 수 있는 장점이 있다. 또한, 종래기술에 따른 제진장치는 협소한 공간에 대응하여 감쇠기의 직경을 줄이면 감쇠용량이 저하되는 문제점이 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 제진장치(100)는 다수의 감쇠기(110)를 이용하므로, 감쇠기(110)의 직경을 줄이더라도, 감쇠용량을 유지할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 감쇠기(110)는 실린더(113)와 피스톤(115)을 포함한다. 여기서, 실린더(113)는 내부에 수용공간이 구비된 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 수용공간에는 유체가 수용된다. 또한, 피스톤(115)은 실린더(113)의 일단에 삽입되어, 상기 유체에 따른 점성의 영향을 받으며, 실린더(113)를 기준으로 이동할 수 있다. 즉, 구조물(180)에 지진하중이나 풍하중이 작용하는 경우, 피스톤(115)은 실린더(113) 내부에 수용된 점성의 영향을 받으며, 실린더(113)에 삽입되거나 인출되면서, 지진하중이나 풍하중을 흡수하는 것이다.
상기 결합부재(120)는 다수의 감쇠기(110)의 각각의 피스톤(115)이 서로 동일한 방향으로 이동하도록, 다수의 감쇠기(110)를 결합시키는 역할을 한다. 여기서, 결합부재(120)는 제1 평판형부재(123), 제2 평판형부재(125)를 포함할 수 있다(도 3 참조). 이때, 제1 평판형부재(123)는 피스톤(115)의 말단에 결합되되, 피스톤(115)의 길이방향에 수직인 가상의 평면을 따라 연장된다. 또한, 제2 평판형부재(125)는 실린더(113)의 타단(피스톤(115)이 삽입된 실린더(113)의 일단의 반대쪽)에 결합되되, 실린더(113)의 길이방향에 수직인 가상의 평면을 따라 연장된다. 즉, 제1 평판형부재(123)와 제2 평판형부재(125)는 감쇠기(110)의 양단에 감쇠기(110)의 길이방향과 수직으로 형성되는 것이다. 한편, 다수의 감쇠기(110)에 결합된 다수의 제1 평판형부재(123)를 서로 결합시키기 위해서, 제1,2 돌출부(131a, 131b)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 돌출부(131a)는 제1 평판형부재(123)의 일측면으로부터 2개가 돌출될 수 있고, 제2 돌출부(131b)는 제1 평판형부재(123)의 타측면으로부터 2개가 돌출될 수 있다. 즉, 제1 평판형부재(123)의 양측면으로 각각 제1 돌출부(131a)와 제2 돌출부(131b)가 돌출되는 것이다. 이때, 하나의 감쇠기(110)에 결합된 제1 평판형부재(123)의 제1 돌출부(131a)는 다른 감쇠기(110)에 결합된 제1 평판형부재(123)의 2개의 제2 돌출부(131b) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 이와 동시에, 하나의 감쇠기(110)에 결합된 제1 평판형부재(123)의 제2 돌출부(131b)는 다른 감쇠기(110)에 결합된 제1 평판형부재(123)의 2개의 제1 돌출부(131a) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 인접한 2개의 감쇠기(110)는 제1 돌출부(131a)가 2개의 제2 돌출부(131b) 사이(상대적으로 오목한 부분)에 삽입되고, 제2 돌출부(131b)가 2개의 제1 돌출부(131a) 사이(상대적으로 오목한 부분)에 삽입되어, 결합될 수 있는 것이다. 이와 같이, 제1 돌출부(131a)가 제2 돌출부(131b) 사이에 삽입되어 결합될 때(또는, 제2 돌출부(131b)가 제1 돌출부(131a) 사이에 삽입되어 결합될 때), 제1 돌출부(131a)와 제2 돌출부(131b)를 일직선으로 관통하는 제1 관통홀(132)이 형성되고, 이러한 제1 관통홀(132)에는 제1 결합핀(132a)이 삽입될 수 있다. 이와 같이, 제1 결합핀(132a)이 제1 관통홀(132)에 삽입되면, 제1 돌출부(131a)와 제2 돌출부(131b)는 서로 고정될 수 있고, 결과적으로 인접한 2개의 감쇠기(110)에 결합된 2개의 제1 평판형부재(123)는 견고하게 결합될 수 있다.
또한, 다수의 감쇠기(110)에 결합된 다수의 제2 평판형부재(125)를 서로 결합시키기 위해서, 제1,2 돌출부(131a, 131b)와 유사한 제3,4 돌출부(133a, 133b)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 제3 돌출부(133a)는 제2 평판형부재(125)의 일측면으로부터 2개가 돌출될 수 있고, 제4 돌출부(133b)는 제2 평판형부재(125)의 타측면으로부터 2개가 돌출될 수 있다. 즉, 제2 평판형부재(125)의 양측면으로 각각 제3 돌출부(133a)와 제4 돌출부(133b)가 돌출되는 것이다. 이때, 하나의 감쇠기(110)에 결합된 제2 평판형부재(125)의 제3 돌출부(133a)는 다른 감쇠기(110)에 결합된 제2 평판형부재(125)의 2개의 제4 돌출부(133b) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 이와 동시에, 하나의 감쇠기(110)에 결합된 제2 평판형부재(125)의 제4 돌출부(133b)는 다른 감쇠기(110)에 결합된 제2 평판형부재(125)의 2개의 제3 돌출부(133a) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 인접한 2개의 감쇠기(110)는 제3 돌출부(133a)가 2개의 제4 돌출부(133b) 사이(상대적으로 오목한 부분)에 삽입되고, 제4 돌출부(133b)가 2개의 제3 돌출부(133a) 사이(상대적으로 오목한 부분)에 삽입되어, 결합될 수 있는 것이다. 이와 같이, 제3 돌출부(133a)가 제4 돌출부(133b) 사이에 삽입되어 결합될 때(또는, 제4 돌출부(133b)가 제3 돌출부(133a) 사이에 삽입되어 결합될 때), 제3 돌출부(133a)와 제4 돌출부(133b)를 일직선으로 관통하는 제2 관통홀(134)이 형성되고, 이러한 제2 관통홀(134)에는 제2 결합핀(134a)이 삽입될 수 있다. 이와 같이, 제2 결합핀(134a)이 제2 관통홀(134)에 삽입되면, 제3 돌출부(133a)와 제4 돌출부(133b)는 서로 고정될 수 있고, 결과적으로 인접한 2개의 감쇠기(110)에 결합된 2개의 제2 평판형부재(125)는 견고하게 결합될 수 있다.
추가적으로, 결합부재(120)는 제3 평판형부재(127), 제4 평판형부재(129)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제3 평판형부재(127)는 실린더(113)의 일단에 결합되되, 실린더(113)의 길이방향에 수직인 가상의 평면을 따라 연장된다. 또한, 제4 평판형부재(129)는 실린더(113)의 일단과 타단 사이에 결합되되, 실린더(113)의 길이방향에 수직인 가상의 평면을 따라 연장된다. 즉, 제3 평판형부재(127)와 제4 평판형부재(129)는 실린더(113)에 길이방향과 수직으로 형성되는 것이다. 한편, 다수의 감쇠기(110)에 결합된 다수의 제3 평판형부재(127)를 서로 결합시키고, 다수의 감쇠기(110)에 결합된 다수의 제4 평판형부재(129)를 서로 결합시키기 위해서, 제3 평판형부재(127)에는 제5,6 돌출부(135a, 135b)가 형성될 수 있고, 제4 평판형부재(129)에는 제7,8 돌출부(137a, 137b)가 형성될 수 있다. 여기서, 제3 평판형부재(127)의 제5,6 돌출부(135a, 135b)와 제4 평판형부재(129)의 제7,8 돌출부(137a, 137b)는 제1 평판형부재(123)의 제1,2 돌출부(131a, 131b)나 제2 평판형부재(125)의 제3,4 돌출부(133a, 133b)와 유사하므로, 간략히 설명하도록 한다. 우선, 제5 돌출부(135a)는 제3 평판형부재(127)의 일측면으로부터 2개가 돌출될 수 있고, 제6 돌출부(135b)는 제3 평판형부재(127)의 타측면으로부터 2개가 돌출될 수 있다. 이때, 하나의 감쇠기(110)에 결합된 제3 평판형부재(127)의 제5 돌출부(135a)는 다른 감쇠기(110)에 결합된 제3 평판형부재(127)의 2개의 제6 돌출부(135b) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 이와 같이, 제5 돌출부(135a)가 제6 돌출부(135b) 사이에 삽입되어 결합될 때(또는, 제6 돌출부(135b)가 제5 돌출부(135a) 사이에 삽입되어 결합될 때), 제5 돌출부(135a)와 제6 돌출부(135b)를 일직선으로 관통하는 제3 관통홀(136)이 형성되고, 이러한 제3 관통홀(136)에는 제3 결합핀(136a)이 삽입될 수 있다. 이와 같이, 제3 결합핀(136a)이 제3 관통홀(136)에 삽입되면, 제5 돌출부(135a)와 제6 돌출부(135b)는 서로 고정될 수 있고, 결과적으로 인접한 2개의 감쇠기(110)에 결합된 2개의 제3 평판형부재(127)는 견고하게 결합될 수 있다. 한편, 제7 돌출부(137a)는 제4 평판형부재(129)의 일측면으로부터 2개가 돌출될 수 있고, 제8 돌출부(137b)는 제4 평판형부재(129)의 타측면으로부터 2개가 돌출될 수 있다. 이때, 하나의 감쇠기(110)에 결합된 제4 평판형부재(129)의 제7 돌출부(137a)는 다른 감쇠기(110)에 결합된 제4 평판형부재(129)의 2개의 제8 돌출부(137b) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 이와 같이, 제7 돌출부(137a)가 제8 돌출부(137b) 사이에 삽입되어 결합될 때(또는, 제8 돌출부(137b)가 제7 돌출부(137a) 사이에 삽입되어 결합될 때), 제7 돌출부(137a)와 제8 돌출부(137b)를 일직선으로 관통하는 제4 관통홀(138)이 형성되고, 이러한 제4 관통홀(138)에는 제4 결합핀(138a)이 삽입될 수 있다. 이와 같이, 제4 결합핀(138a)이 제4 관통홀(138)에 삽입되면, 제7 돌출부(137a)와 제8 돌출부(137b)는 서로 고정될 수 있고, 결과적으로 인접한 2개의 감쇠기(110)에 결합된 2개의 제4 평판형부재(129)는 견고하게 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이, 인접한 제1,2,3,4 평판형부재(123, 125, 127, 129)가 서로 결합됨으로써, 다수의 감쇠기(110)가 일체로 결합될 수 있다. 또한, 구조물(180)에 필요한 최적의 감쇠용량을 구현하기 위해서, 감쇠기(110)의 개수를 자유롭게 조절할 수 있다.
상기 링크(160)는 결합부재(120)를 구조물(180)에 연결하는 역할을 한다. 여기서, 링크(160)는 제1 연결부재(140)와 제2 연결부재(150)를 통해서 결합부재(120)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결부재(140)는 다수의 감쇠기(110)에 결합된 다수의 제1 평판형부재(123)의 외면(피스톤(115)의 반대방향에 배치된 면)에 일체로 결합될 수 있다. 또한, 제2 연결부재(150)는 다수의 감쇠기(110)에 결합된 다수의 제2 평판형부재(125)의 외면(실린더(113)의 반대방향에 배치된 면)에 일체로 결합될 수 있다. 즉, 다수의 제1 평판형부재(123)가 서로 결합되어, 외면이 하나의 평면을 이룰 때, 이러한 평면에 평편한 제1 연결부재(140)가 결합되고, 다수의 제2 평판형부재(125)가 서로 결합되어, 외면이 하나의 평면이 이룰 때, 이러한 평면에 평편한 제2 연결부재(150)가 결합되는 것이다. 여기서, 제1 평판형부재(123)와 제1 연결부재(140)의 결합이나, 제2 평판형부재(125)와 제2 연결부재(150)의 결합은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 용접 등을 활용할 수 있다. 한편, 링크(160)는 제1 링크(163)와 제2 링크(165)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 링크(163)는 제1 연결부재(140)와 구조물(180)의 일측을 연결하고, 제2 링크(165)는 제2 연결부재(150)와 구조물(180)의 타측을 연결할 수 있다. 이때, 구조물(180)의 일측과 타측은 서로 대각선 방향에 배치되어, 제1 링크(163)와 제2 링크(165)는 지면에 대해서 사선을 이룰 수 있다. 이와 같이, 제1 링크(163)와 제2 링크(165)가 대각선 방향에 배치된 구조물(180)의 일측과 타측에 각각 연결되면, 감쇠기(110)에는 가장 큰 변위가 발생하므로, 지진하중이나 풍하중의 흡수능력을 극대화할 수 있다.
또한, 제1,2 연결부재(140, 150)와 제1,2 링크(163, 165)의 연결각도는 다양하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1,2 연결부재(140, 150)는 각각 제1,2 링크(163, 165)와 수직으로 만날 수 있다. 이 경우, 제1 링크(163)와 제2 링크(165)에 작용하는 지진하중이나 풍하중의 방향과 다수의 감쇠기(110)의 피스톤(115)이 이동하는 방향이 일치하므로, 감쇠기(110)는 효과적으로 지진하중이나 풍하중을 흡수할 수 있다. 다만, 제1,2 연결부재(140, 150)와 제1,2 링크(163, 165)는 반드시 수직으로 만나야하는 것은 아니고, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2 연결부재(140, 150)는 각각 제1,2 링크(163, 165)와 예각(α)과 둔각(β)으로 만날 수 있다. 이 경우, 실린더(113)의 길이방향이 지면과 평행하게 배치될 수 있다. 한편, 제1,2 연결부재(140, 150)와 제1,2 링크(163, 165)가 "수직이다" 또는, 실린더(113)의 길이방향이 지면과 "평행하다"는 의미는 수학적으로 정확히 수직이거나 평행하다는 것을 의미하는 것은 아니고, 제진장치(100)의 제작/설치 공정에서 발생할 수 있는 오차 등에 의한 미미한 각도의 변화를 포함하는 것이다.
추가적으로, 감쇠기(110)의 실린더(113)가 변형되는 것을 방지하기 위해서, 제3 평판형부재(127)와 제4 평판형부재(129) 사이에 지지부재(170)가 구비될 수 있다. 여기서, 지지부재(170)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 실린더(113)의 길이방향으로 연장되어, 제3 평판형부재(127)와 제4 평판형부재(129)에 연결된다. 이때, 지지부재(170)의 개수는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 안정적인 지지력을 구현하기 위해서, 제3 평판형부재(127)의 네모서리와 제4 평판형부재(129)의 네모서리에 각각 연결되도록 총 4개가 구비될 수 있다. 이러한 지지부재(170)를 구비함으로써, 실린더(113)의 길이방향으로 설계치 이상의 힘이 인가되더라도, 실린더(113)가 쉽게 파손되지 않는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제진장치의 측면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제진장치(100)는 벽(185)의 내부에 설치될 수 있다. 제진장치(100)를 벽(185)의 내부에 설치하기 위해서는, 실린더(113)의 직경(D1)이나 피스톤(115)의 직경(D2)이 벽(185)의 두께(T)보다 얇아야 한다. 따라서, 실린더(113)의 직경(D1)이나 피스톤(115)의 직경(D2)을 충분한 크기로 형성하지 못하므로, 감쇠용량이 제한될 우려가 있다. 하지만, 본 발명에 따른 제진장치(100)는 실린더(113)의 직경(D1)이나 피스톤(115)의 직경(D2)이 작더라도, 벽(185)의 상하방향을 따라 일렬로 다수의 감쇠기(110)가 평행하게 배치되므로, 필요한 감쇠용량을 충분히 구현할 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 1 내지 도 5에서, 6개의 감쇠기(110)를 기준으로 도시하였지만, 감쇠기(110)의 개수는 필요에 따라 조절할 수 있다. 예를 들어, 구조물(180)에 유입되는 지진하중이나 풍하중이 상대적으로 작다고 예측되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 5개의 감쇠기(110)를 평행하게 배치할 수 있다. 반면, 구조물(180)에 유입되는 지진하중이나 풍하중이 상대적으로 크다고 예측되는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 7개의 감쇠기(110)를 평행하게 배치할 수 있다. 이때, 다수의 감쇠기(110)는 결합부재(120)를 이용하여 간편하면서도 견고하게 결합시킬 수 있다. 이와 같이, 결합부재(120)를 이용하여 감쇠기(110)의 개수를 용이하게 조절할 수 있으므로, 본 발명에 따른 제진장치(100)는 구조물(180)에 필요한 최적의 감쇠용량을 구현할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 제진장치 110: 감쇠기
113: 실린더 115: 피스톤
120: 결합부재 123: 제1 평판형부재
125: 제2 평판형부재 127: 제3 평판형부재
129: 제4 평판형부재 131a: 제1 돌출부
131b: 제2 돌출부 132: 제1 관통홀
132a: 제1 결합핀 133a: 제3 돌출부
133b: 제4 돌출부 134: 제2 관통홀
134a: 제2 결합핀 135a: 제5 돌출부
135b: 제6 돌출부 136: 제3 관통홀
136a: 제3 결합핀 137a: 제7 돌출부
137b: 제8 돌출부 138: 제4 관통홀
138a: 제4 결합핀 140: 제1 연결부재
150: 제2 연결부재 160: 링크
163: 제1 링크 165: 제2 링크
170: 지지부재 180: 구조물
185: 벽 D1: 실린더의 직경
D2: 피스톤의 직경 T: 벽의 두께
α: 예각 β: 둔각

Claims (12)

  1. 실린더와 상기 실린더의 일단에 삽입되어 상기 실린더를 기준으로 이동가능한 피스톤을 포함하고, 서로 평행하게 배치된 다수의 감쇠기;
    다수의 상기 감쇠기의 각각의 상기 피스톤이 서로 동일한 방향으로 이동하도록, 다수의 상기 감쇠기를 결합시키는 결합부재; 및
    상기 결합부재를 구조물에 연결하는 링크;
    를 포함하고,
    상기 결합부재는,
    상기 피스톤의 말단에 결합되되, 상기 피스톤의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제1 평판형부재; 및
    상기 실린더의 타단에 결합되되, 상기 실린더의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제2 평판형부재;
    를 포함하며,
    상기 제1 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제1 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제2 돌출부가 형성되며,
    하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제1 평판형부재의 상기 제1 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제1 평판형부재의 2개의 상기 제2 돌출부 사이에 삽입되어 결합되고,
    상기 제2 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제3 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제4 돌출부가 형성되며,
    하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제2 평판형부재의 상기 제3 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제2 평판형부재의 2개의 상기 제4 돌출부 사이에 삽입되어 결합되는 제진장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합부재는,
    상기 실린더의 일단에 결합되되, 상기 실린더의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제3 평판형부재; 및
    상기 실린더의 일단과 타단 사이에 결합되되, 상기 실린더의 길이방향에 수직인 평면을 따라 연장된 제4 평판형부재;
    를 더 포함하는 제진장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 돌출부가 상기 제2 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부를 일직선으로 관통하는 제1 관통홀이 형성되고,
    상기 제1 관통홀에 제1 결합핀이 삽입되며,
    상기 제3 돌출부가 상기 제4 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제3 돌출부와 상기 제4 돌출부를 일직선을 관통하는 제2 관통홀이 형성되고,
    상기 제2 관통홀에 제2 결합핀이 삽입되는 제진장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제3 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제5 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제6 돌출부가 형성되며,
    하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제3 평판형부재의 상기 제5 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제3 평판형부재의 2개의 상기 제6 돌출부 사이에 삽입되어 결합되고,
    상기 제4 평판형부재에는 일측면으로부터 돌출된 2개의 제7 돌출부가 형성되고, 타측면으로부터 돌출된 2개의 제8 돌출부가 형성되며,
    하나의 상기 감쇠기에 결합된 상기 제4 평판형부재의 상기 제7 돌출부는 다른 상기 감쇠기에 결합된 상기 제4 평판형부재의 2개의 상기 제8 돌출부 사이에 삽입되어 결합되는 제진장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제5 돌출부가 상기 제6 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제5 돌출부와 상기 제6 돌출부를 일직선으로 관통하는 제3 관통홀이 형성되고,
    상기 제3 관통홀에 제3 결합핀이 삽입되며,
    상기 제7 돌출부가 상기 제8 돌출부 사이에 삽입되어 결합될 때, 상기 제7 돌출부와 상기 제8 돌출부를 일직선을 관통하는 제4 관통홀이 형성되고,
    상기 제4 관통홀에 제4 결합핀이 삽입되는 제진장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    다수의 상기 감쇠기에 결합된 다수의 제1 평판형부재의 외면에 일체로 결합된 제1 연결부재; 및
    다수의 상기 감쇠기에 결합된 다수의 제2 평판형부재의 외면에 일체로 결합된 제2 연결부재;
    를 더 포함하는 제진장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 링크는,
    상기 제1 연결부재와 상기 구조물의 일측을 연결하는 제1 링크; 및
    상기 제2 연결부재와 상기 구조물의 타측을 연결하는 제2 링크;
    를 포함하는 제진장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 연결부재와 상기 제1 링크는 수직으로 만나고,
    상기 제2 연결부재와 상기 제2 링크는 수직으로 만나는 제진장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 연결부재와 상기 제1 링크는 예각과 둔각으로 만나고,
    상기 제2 연결부재와 상기 제2 링크는 예각과 둔각으로 만나며,
    상기 실린더의 길이방향이 지면과 평행한 제진장치.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 실린더의 길이방향으로 연장되어, 상기 제3 평판형부재와 상기 제4 평판형부재에 연결되는 지지부재;
    를 더 포함하는 제진장치.
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JP2011094414A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Takenaka Komuten Co Ltd 制振装置

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