KR101400793B1 - 점성댐퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점성댐퍼에 관한 것으로서, 특히 내부에 중공부가 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 상단을 밀폐하고 연결바가 설치된 제1캡과, 상기 몸체의 하단을 밀폐하는 제2캡으로 이루어진 실린더와; 상기 몸체의 내측면에 설치되는 환형(環形)의 제1스토퍼와, 상기 제1스토퍼와 일정거리 이격되게 몸체의 내측면에 설치되어 제1스토퍼와의 사이에 점성유가 수용되는 수용공간을 형성시키는 환형(環形)의 제2스토퍼로 이루어지는 스토퍼와; 상기 제1스토퍼에 밀착되도록 몸체의 내측면에 설치되되, 제1스토퍼보다 내경이 작게 형성되는 환형(環形)의 제1림블록과, 상기 제2스토퍼에 밀착되도록 몸체의 내측면에 설치되되, 제2스토퍼보다 내경이 작게 형성되는 환형(環形)의 제2림블록으로 이루어진 림블록과; 상기 실린더의 제2캡을 관통하여 몸체 내부에서 직선운동하는 로드와, 상기 로드의 외주면 일측에 돌출 형성되어 상기 제1스토퍼와 제2스토퍼 사이에서 운동하는 피스톤으로 이루어진 실린더로드;로 구성되어, 완충력을 향상시킴으로써 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 효과가 있다.

Description

점성댐퍼{Viscous Damper}
본 발명은 점성댐퍼에 관한 것으로서, 특히 완충력을 향상시켜 건물에 영향을 주는 외부의 진동을 효율적으로 흡수할 수 있는 점성댐퍼에 관한 것이다.
국내외에서 기존에 사용되고 있는 철골 구조물 또는 콘크리틀 구조물의 내진 보강공법에 사용되는 댐퍼로는 강재의 항복 메커니즘을 이용하여 에너지를 소산시키는 강재댐퍼(Metallic Damper), 마찰 메커니즘을 에너지 소산 장치로 사용한 마찰댐퍼(Friction Damper), 속도 의존성을 보이는 점성 물질을 이용하여 입력 에너지를 소산시키는 점성댐퍼(Viscous Damper) 등이 있다.
이 같은 강재 댐퍼, 마찰댐퍼, 점성댐퍼 등을 시발점으로 최근 20년 동안 제진장치는 지진공학 및 구조공학계로부터 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 하나의 방법으로 폭넓은 인정을 받기 시작하였으며 그 적용성이 점점 증가되고 있는 추세이다.
따라서, 많은 형태의 댐퍼들이 최근에 제시되고 있으나, 그 구조가 지나치게 복잡하거나 진동 흡수효과가 높지 않은 문제점이 있다.
발명의 명칭 : 유체 댐퍼 출원번호 : 10-2009-0124673 (출원일자 : 2009년12월15일) 특허권자 : 한국생산기술연구원 등록번호 : 10-1116228 (등록일자 : 2012년02월07일)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실린더의 내부와 실린더 내외부에서 운동하는 실린더로드의 형태를 변경함으로써 완충력을 향상시켜 건물에 영향을 주는 외부의 진동을 효율적으로 흡수할 수 있는 점성댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 점성댐퍼는 내부에 중공부가 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 상단을 밀폐하고 연결바가 설치된 제1캡과, 상기 몸체의 하단을 밀폐하는 제2캡으로 이루어진 실린더와; 상기 몸체의 내측면에 설치되는 환형(環形)의 제1스토퍼와, 상기 제1스토퍼와 일정거리 이격되게 몸체의 내측면에 설치되어 제1스토퍼와의 사이에 점성유가 수용되는 수용공간을 형성시키는 환형(環形)의 제2스토퍼로 이루어지는 스토퍼와; 상기 제1스토퍼에 밀착되도록 몸체의 내측면에 설치되되, 제1스토퍼보다 내경이 작게 형성되는 환형(環形)의 제1림블록과, 상기 제2스토퍼에 밀착되도록 몸체의 내측면에 설치되되, 제2스토퍼보다 내경이 작게 형성되는 환형(環形)의 제2림블록으로 이루어진 림블록과; 상기 실린더의 제2캡을 관통하여 몸체 내부에서 직선운동하는 로드와, 상기 로드의 외주면 일측에 돌출 형성되어 상기 제1스토퍼와 제2스토퍼 사이에서 운동하는 피스톤으로 이루어진 실린더로드;로 구성된다.
여기서, 상기 실린더로드의 피스톤 외주면에는 일정간격 이격되게 점성유 유통홈이 형성되어, 피스톤이 제1림블록이나 제2림블록에 내부에 삽입될 때 점성유 유통홈을 통하여 점성유가 이동된다.
그리고, 상기 제1스토퍼와 제2스토퍼에는 제1,2패킹이 각각 설치되어 상기 로드와 제1스토퍼, 상기 로드와 제2스토퍼 사이로 점성유가 누출되는 것을 방지한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 점성댐퍼는 실린더로드의 피스톤이 제1림블록 또는 제2림블록의 내부에 삽입됨으로써 제1림블록이나 제2림블록의 내부에 수용되어 있던 점성유가 넓은 수용공간으로 유동함으로써 완충력이 향상되는 이점이 있다.
또한, 점성유가 피스톤에 형성된 점성유 유통홈을 통하여 제1림블록 또는 제2림블록의 외부로 용이하게 유통됨으로써 완충력을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 점성댐퍼를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 점성댐퍼의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 점성댐퍼의 피스톤을 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 점성댐퍼가 철골구조물에 설치된 모습을 보인 도.
이하, 본 발명에 의한 점성댐퍼의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 점성댐퍼를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 점성댐퍼의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 점성댐퍼의 피스톤을 보인 도이다.
그리고, 도 4는 본 발명에 의한 점성댐퍼가 철골구조물에 설치된 모습을 보인 도이다.
본 발명에 의한 점성댐퍼는 건축물에 영향을 주는 여러 가지 진동을 흡수하여 건축물의 구조적 안전성을 오랫동안 유지하기 위한 목적을 갖고 제조된 장치로서, 건축물의 벽면에 설치되는 4각 형태의 철골구조물(F)에 설치된다. 좀 더 자세히는 상기 철골구조물(F)의 네 모서리에 대각선 형태로 배치되는 것으로서, 실린더(100)와, 상기 실린더(100) 내부에 설치되는 스토퍼(200)와, 상기 실린더(100) 내부에 설치되는 림블록(300)과, 상기 실린더(100) 내외부를 운동하는 실린더로드(400)로 구성된다.
상기 실린더(100)는 양단이 개방된 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 개방된 상단에 설치되는 제1캡(120)과, 상기 몸체(110)의 개방된 하단에 설치되는 제2캡(130)으로 구성된다.
상기 몸체(110)는 상단과 하단이 개방된 원통 형상으로 제작되고, 내부에 중공부(111)가 형성된다.
상기 제1캡(120)은 일정한 두께를 갖는 원판 형상으로 형성되어 볼팅 또는 용접에 의하여 상기 몸체(110)의 개방된 상단을 밀폐하는 것으로서, 이 제1캡(120)의 외측면 중앙에는 연결바(121)가 설치된다. 상기 연결바(121)는 건축물의 벽면에 설치된 4각의 철골구조물(F)에 연결된다.
상기 제2캡(130)은 일정한 두께를 갖는 원판 형상으로 형성되어 볼팅 또는 용접에 의하여 상기 몸체(110)의 하단을 밀폐하는 것으로서, 이 제2캡(130)의 중앙 부분은 후술할 실린더로드(400)의 로드(410)에 의하여 관통된다.
상기 스토퍼(200)는 제1스토퍼(210)와, 상기 제2스토퍼(220)에 일정거리 이격되게 설치되는 제2스토퍼(220)로 구성된다.
상기 제1스토퍼(210)는 외측면이 상기 몸체(110)의 내측면에 밀착되어 고정 설치되는 것으로서, 그 형태는 고리모양, 즉 환형(環形)의 형태를 취한다. 이러한 제1스토퍼(210)는 후술할 실린더로드(400)의 피스톤(420)이 몸체(110)의 상부쪽으로 이동할 때 그 이동거리를 제한하는 역할을 한다.
상기 제2스토퍼(220)는 상기 제1스토퍼(210)와 마찬가지로 외측면이 상기 몸체(110)의 내측면에 밀착되어 고정 설치되는 것으로서, 그 형태는 고리모양, 즉 환형(環形)의 형태를 취한다. 좀 더 부연하면, 상기 제2스토퍼(220)는 상기 제1스토퍼(210)와 일정거리 이격되게 몸체(110)의 내측면에 설치되어 제1스토퍼(210)와의 사이에 일정한 체적의 수용공간(R)을 형성시킨다. 이렇게 제1스토퍼(210)와 제2스토퍼(220) 사이에 형성되는 수용공간(R)에는 실린더(100)에 유압을 제공하는 점성유가 수용된다. 여기서, 상기 수용공간(R)에 점성유를 주입하기 위한 주입구(112)가 상기 실린더(100)의 몸체(110)의 일측에 구비된다.
그리고, 상기 제2스토퍼(220)는 실린더로드(400)의 피스톤(420)이 몸체(110)의 하부쪽으로 이동할 때 그 이동거리를 제한하는 역할을 한다. 따라서, 실린더로드(400)의 피스톤(420)은 상기 제1스토퍼(210)와 제2스토퍼(220) 사이에서만 직선운동을 하게 된다.
한편, 상기 제1스토퍼(210)의 내측면에는 제1패킹(211)이 설치되고, 상기 제2스토퍼(220)에는 제2패킹(221)이 설치된다. 이 제1패킹(211)은 후술할 실린더로드(400)의 로드(410)와 제1스토퍼(210) 사이로 수용공간(R)에 수용된 점성유가 누출되는 것을 방지하고, 제2패킹(221)은 실린더로드(400)의 로드(410)와 제2스토퍼(220) 사이로 수용공간(R)에 수용된 점성유가 누출되는 것을 방지한다.
상기 림블록(Rim Block,300)은 제1림블록(310)과, 상기 제1림블록(310)에 일정거리 이격되게 설치되는 제2림블록(320)으로 구성된다.
상기 제1림블록(310)은 외측면이 상기 몸체(110)의 내측면에 밀착되도록 설치되되, 상기 제1스토퍼(210)의 내경보다 그 내경이 작게 형성되는 고리모양, 즉 환형(環形)의 형태를 취한다. 좀 더 자세히는, 상기 제1림블록(310)은 원형의 외측면이 상기 몸체(110)의 내측면에 밀착되면서 동시에 다른 일측면이 상기 제1스토퍼(210)의 하측면에 밀착된다. 이러한 제1림블록(310)의 내경은 실린더로드(400)의 피스톤(420) 직경과 동일하거나 그 보다 약간 크게 형성되어 피스톤(420)은 제1림블록(310) 내부로 삽입된다. 여기서, 상기 제1스토퍼(210)의 내경은 실린더로드(400)의 피스톤(420) 직경보다 작게 형성되기 때문에 피스톤(420)은 제1림블록(310)의 내부에는 삽입되지만 제1스토퍼(210)에는 걸림된다.
상기 제2림블록(320)은 외측면이 상기 몸체(110)의 내측면에 밀착되도록 설치되되, 상기 제2스토퍼(220)의 내경보다 그 내격이 작게 형성되는 고리모양, 즉 환형(環形)의 형태를 취한다. 좀 더 자세히는, 상기 제2림블록(320)은 원형의 외측면이 상기 몸체(110)의 내측면에 밀착되면서 동시에 다른 일측면이 상기 제2스토퍼(220)의 상측면에 밀착된다. 이러한 제2림블록(320)의 내경은 실린더로드(400)의 피스톤(420) 직경과 동일하거나 그 보다 약간 크게 형성되어 피스톤(420)은 제2림블록(320) 내부로 삽입된다. 여기서, 상기 제2스토퍼(220)의 내경은 실린더로드(400)의 피스톤(420) 직경보다 작게 형성되기 때문에 피스톤(420)은 제2림블록(320) 내부에는 삽입되지만 제2스토퍼(220)에는 걸림된다.
상기 실린더로드(400)는 로드(410)와, 상기 로드(410)의 외주면 일측에 돌출 형성되는 피스톤(420)으로 구성된다.
상기 로드(410)는 상기 실린더(100)의 제2캡(130)을 관통하여 몸체(110) 내외부에서 직선운동하는 것으로서, 건축물의 벽면에 설치된 4각의 철골구조물(F)에 연결된다. 부연하면, 상기 로드(410)는 제1스토퍼(210)와 제1림블록(310), 제2스토퍼(220)와 제2림블록(320)을 관통하여 몸체(110) 내외부를 따라 움직인다.
상기 피스톤(420)은 상기 제1스토퍼(210)와 제2스토퍼(220) 사이에서 운동하는 것으로서, 앞서 기재한 것처럼 피스톤(420)의 외경은 제1스토퍼(210)나 제2스토퍼(220)의 내경보다는 크게 형성되고, 제1림블록(310)과 제2림블록(320)의 내경과는 같거나 그 보다 작게 형성된다. 이러한 피스톤(420)의 외주면에는 일정간격 이격되게 점성유 유통홈(421)이 형성된다. 따라서, 상기 피스톤(420)이 제1림블록(310)이나 제2림블록(320) 내부에 삽입될 때 점성유가 점성유 유통홈(421)을 통하여 이동된다.
상기 점성유 유통홈(421)은 상기 피스톤(420)의 길이방향을 따라 직선 형태로 형성될 수 있지만, 피스톤(420)의 길이방향을 따라 특정한 곡선 형태로 형성될 수도 있다. 상기 점성유 유통홈(421)이 곡선 형태로 형성되면 직선 형태로 형성되는 것보다 완충력 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 점성댐퍼의 작동모습을 간단히 설명하면 다음과 같다.
건물에 본 발명에 의한 점성댐퍼가 설치되어 있는 상태에서 진동과 같은 외력이 실린더로드(400)의 로드(410)에 작용하면 수용공간(R) 내에 있던 피스톤(420)이 운동을 하게 되는데, 이러한 운동 과정에서 피스톤(420)이 상기 제1림블록(310)의 내부에 삽입되면 피스톤(420)에 형성된 점성유 유통홈(421)을 통하여 제1림블록(310) 내부에 있던 점성유가 제1림블록(310)과 제2림블록(320) 사이의 수용공간(R)으로 빠져나간다. 이렇게 점성유 유통홈(421)을 통해서 점성유가 빠져 나가면서 완충력이 더욱 상승되어 효율적으로 진동을 흡수한다.
100: 실린더 110: 몸체
111: 중공부 112: 주입구
120: 제1캡 121: 연결바
130: 제2캡 200: 스토퍼
210: 제1스토퍼 211: 제1패킹
220: 제2스토퍼 221: 제2패킹
300: 림블록 310: 제1림블록
320: 제2림블록 400: 실린더로드
410: 로드 420: 피스톤
421: 점성유 유통홈
F: 철골구조물 R: 수용공간

Claims (4)

  1. 내부에 중공부(111)가 형성되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상단을 밀폐하고 연결바(121)가 설치된 제1캡(120)과, 상기 몸체(110)의 하단을 밀폐하는 제2캡(130)으로 이루어진 실린더(100)와;
    상기 몸체(110)의 내측면에 설치되는 환형(環形)의 제1스토퍼(210)와, 상기 제1스토퍼(210)와 일정거리 이격되게 몸체(110)의 내측면에 설치되어 제1스토퍼(210)와의 사이에 점성유가 수용되는 수용공간(R)을 형성시키는 환형(環形)의 제2스토퍼(220)로 이루어지는 스토퍼(200)와;
    상기 제1스토퍼(210)에 밀착되도록 몸체(110)의 내측면에 설치되되, 제1스토퍼(210)보다 내경이 작게 형성되는 환형(環形)의 제1림블록(310)과, 상기 제2스토퍼(220)에 밀착되도록 몸체(110)의 내측면에 설치되되, 제2스토퍼(220)보다 내경이 작게 형성되는 환형(環形)의 제2림블록(320)으로 이루어진 림블록(300)과;
    상기 실린더(100)의 제2캡(130)을 관통하여 몸체(110) 내부에서 직선운동하는 로드(410)와, 상기 로드(410)의 외주면 일측에 돌출 형성되어 상기 제1스토퍼(210)와 제2스토퍼(220) 사이에서 운동하는 피스톤(420)으로 이루어진 실린더로드(400);로 구성된 것을 특징으로 하는 점성댐퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실린더로드(400)의 피스톤(420) 외주면에는 일정간격 이격되게 점성유 유통홈(421)이 형성되어, 피스톤(420)이 제1림블록(310)이나 제2림블록(320)에 내부에 삽입될 때 점성유 유통홈(421)을 통하여 점성유가 이동되는 것을 특징으로 하는 점성댐퍼.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 점성유 유통홈(421)은 상기 피스톤(420)의 길이방향을 따라 직선 또는 곡선 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 점섬댐퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스토퍼(210)와 제2스토퍼(220)에는 제1,2패킹(211,221)이 각각 설치되어 상기 로드(410)와 제1스토퍼(210), 상기 로드(410)와 제2스토퍼(220) 사이로 점성유가 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 점성댐퍼.
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