KR101710709B1

KR101710709B1 - 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼

Info

Publication number: KR101710709B1
Application number: KR1020170005038A
Authority: KR
Inventors: 김성환
Original assignee: (주)은성이앤씨; (주)대평이엔씨
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2017-02-28

Abstract

본 발명은 점성유체의 유동성을 이용하여 구조물에 가해지는 진동을 감쇄시키는 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 관한 것으로서, 실린더부와, 고정단과, 신축이음부와, 피스톤부와, 판막부재를 포함한다. 실린더부는 일단부가 개구된다. 고정단은 실린더부의 일단부와 이격되어 마주보게 배치된다. 실린더부와 고정단 사이의 이격공간과 실린더부의 내부를 포함하는 챔버영역에 점성유체가 채워지며, 신축이음부는 챔버영역이 외부로부터 밀폐되도록 실린더부의 일단부와 고정단을 연결하고, 실린더부와 고정단 간의 상대운동에 따라 신축된다. 피스톤부는 실린더부의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 챔버영역을 제1 챔버영역과 제2 챔버영역으로 구획하는 피스톤 헤드와, 고정단과 피스톤 헤드를 연결하는 피스톤 로드를 구비한다. 판막부재는 실린더부의 내측면으로부터 피스톤 로드를 향해 돌출되어 고정단과 접하는 제1 챔버영역을 제1 구역과 제2 구역으로 구획하고, 피스톤 로드와 소정거리 이격되어 간극을 형성한다. 본 발명은 피스톤 헤드가 피스톤 헤드와 접하는 제2 구역에 존재하는 점성유체를 가압하면, 점성유체가 제한적으로 간극을 통해 고정단과 접하는 제1 구역으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

Description

누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼{A viscous damper that prevents leakage of viscous fluid}

본 발명은 점성 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 점도를 갖는 점성유체의 유동성을 이용하여 교량이나 대형 건물 등과 같은 구조물에 가해지는 진동을 감쇄시키는 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 관한 것이다.

교량이나 대형 건물 등과 같은 철골 구조물 또는 콘크리트 구조물의 내진 보강공법에 적용되는 댐퍼에는 강재 댐퍼(Metallic Damper), 마찰 댐퍼(Friction Damper), 점성 댐퍼(Viscous Damper) 등이 있다.

이 중, 점성 댐퍼는 일반적으로 일단부가 차폐된 원통형의 실린더 본체, 실린더 본체의 타단부를 차폐하는 실린더 헤드캡, 실린더 본체 내에 삽입되는 피스톤 헤드, 피스톤 헤드에 일단부가 결합되고 타단부가 실린더 헤드캡을 관통하여 외부의 구조물에 고정되는 피스톤 로드 등으로 구성된다.

점성 댐퍼는 실린더 본체 내에 충진된 점성유체가 실린더 본체 내에 왕복운동하는 피스톤의 주변 틈 사이로 빠르게 이동하면서 진동에너지가 마찰열로 변환되는 원리를 이용하여 진동을 감쇄시키는 장치이다. 점성 댐퍼는 별도의 보조장치나 외부의 전력이 필요없고, 큰 지진 후에도 점성 댐퍼의 손상과 점성유체의 누유만 없다면 성능의 변화가 없기 때문에 유지보수가 불필요한 장치이다.

점성 댐퍼는 일반적으로 실린더 본체 내에 충진된 점성유체가 외부로 누출되지 않도록 실린더 본체와 실린더 헤드캡 사이에 씰링부재가 개재되어 볼트로 체결되고, 피스톤 헤드가 통과하는 실린더 헤드캡의 관통홀의 내주면에 패킹부재가 구비된다.

이와 같은 점성 댐퍼의 구조 및 씰링 방식은 볼트가 풀리거나, 씰링부재 또는 패킹부재가 마멸되면서 유격이 발생할 수 있기 때문에 점성유체가 외부로 누유될 수 있는 문제점을 기본적으로 안고 있다. 점성유체는 진동에너지를 감쇄시키는 가장 중요한 요소로서, 점성유체가 누유되면 점성 댐퍼의 감쇄 기능이 저하될 수밖에 없다.

한편, 점성 댐퍼는 외부의 온도 변화에 의해 구조물 사이의 간격이 느리게 변화되면, 점성 댐퍼는 이에 곧바로 반응하여 저속으로 신축되면서 진동을 감쇄시킨다.

반면, 바람과 지진 등에 의해 구조물 사이의 간격이 빠르게 변화되면, 일정속도까지는 점성 댐퍼가 고속으로 신축되면서 진동을 감쇄시키나, 일정속도를 넘어서부터는 점성유체의 특성(액체와 고체의 중간 상태로서 유동에 저항하려고 하는 성질)으로 인해 점성 댐퍼가 이에 곧바로 반응하지 못하고 찰나의 응답 반응시간이 지난 후부터 고속으로 신축되면서 진동을 감쇄시킨다.

응답 반응시간이 요구되는 강도 높은 진동이 구조물에 가해지면, 응답 반응시간 동안에는 점성 댐퍼 및 구조물이 진동에 의한 충격력을 그대로 받게 됨에 따라 점성 댐퍼의 내구성과 구조물의 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0476439호(2005.03.16. 등록 공고, 발명의 명칭 : 건축 구조물용 내진장치)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 점성유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있고, 응답 반응시간을 단축할 수 있으며, 시공이 용이한 점성 댐퍼를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼는, 일단부가 개구된 실린더부(100); 상기 실린더부(100)의 일단부와 이격되어 마주보게 배치되는 고정단(200); 상기 실린더부(100)와 상기 고정단(200) 사이의 이격공간(sp)과 상기 실린더부(100)의 내부(101)를 포함하는 챔버영역(C)에 점성유체(f)가 채워지며, 상기 챔버영역(C)이 외부로부터 밀폐되도록 상기 실린더부(100)의 일단부와 상기 고정단(200)을 연결하고, 상기 실린더부(100)와 상기 고정단(200) 간의 상대운동에 따라 신축되는 신축이음부(300); 상기 실린더부(100)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 상기 챔버영역(C)을 제1 챔버영역(C1)과 제2 챔버영역(C2)으로 구획하는 피스톤 헤드(410)와, 상기 고정단(200)과 상기 피스톤 헤드(410)를 연결하는 피스톤 로드(420)를 구비하는 피스톤부(400); 및 상기 실린더부(100)의 내측면으로부터 상기 피스톤 로드(420)를 향해 돌출되어 상기 고정단(200)과 접하는 제1 챔버영역(C1)을 제1 구역(C1a)과 제2 구역(C1b)으로 구획하고, 상기 피스톤 로드(420)와 소정거리 이격되어 간극(t)을 형성하는 판막부재(500);를 포함하고, 상기 피스톤 헤드(410)가 상기 피스톤 헤드(410)와 접하는 제2 구역(C1b)에 존재하는 점성유체(f1b)를 가압하면, 상기 점성유체(f1b)가 제한적으로 상기 간극(t)을 통해 상기 고정단(200)과 접하는 제1 구역(C1a)으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 있어서, 상기 판막부재(500)는, 상기 제1 구역(C1a)과 접하고 상기 제2 구역(C1b)을 향해 경사지게 형성되는 경사면(501)과, 상기 제2 구역(C1b)과 접하고 상기 제1 구역(C1a)을 향해 만곡되게 형성되는 만곡면(502)을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 있어서, 상기 고정단(200)은, 진동(w)을 받는 구조물(10)에 결합되는 제1 고정단(210)과, 상기 신축이음부(300)에 결합되는 제2 고정단(220)과, 상기 제1 고정단(210)과 상기 제2 고정단(220) 사이에 개재되는 탄성 재질의 완충블록(230)을 구비하며, 상기 진동(w)에 의해 상기 실린더부(100)와 상기 고정단(200) 간의 상대운동이 일어나면, 상기 완충블록(230)이 신축되어 상기 진동(w)을 일차적으로 흡수하고, 상기 신축이음부(300) 및 상기 점성유체(f)가 상기 진동(w)을 이차적으로 흡수할 수 있다.

본 발명에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 있어서, 상기 구조물(10)에는, 상기 구조물(10)의 측면과 평행한 고정축(X1) 상에서 서로 이격되어 마주보는 한 쌍의 지지브라켓(21)을 구비하는 앵커리지(20)가 고정되고, 상기 한 쌍의 지지브라켓(21)은, 상기 고정축(X1) 상에 중심을 갖는 체결공(21a)이 각각 형성되며, 상기 제1 고정단(210)은, 상기 한 쌍의 지지브라켓(21) 사이에 삽입되는 결합리브(211)와, 상기 체결공(21a)의 중심과 대응되는 결합리브(211)의 중앙부에 삽입되어 상기 결합리브(211)와 접하는 외측면이 구면을 이루며 상기 결합리브(211)와 볼 결합되는 베어링체(212)를 구비하고, 상기 베어링체(212)는, 상기 체결공(21a)과 대응되는 크기로 형성되어 부쉬(30)가 삽입되는 부쉬삽입공(212a)을 구비하며, 상기 부쉬(30)가 상기 체결공(21a)을 통해 상기 부쉬삽입공(212a)에 삽입됨에 따라 상기 베어링체(212)가 자유롭게 회전되면서 상기 부쉬삽입공(212a)의 중공축(X2)이 상기 고정축(X1)에 일치될 수 있다.

본 발명의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 따르면, 점성 댐퍼의 감쇄 기능은 그대로 유지되면서 점성유체가 외부로 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있고, 제1 고정단과 제2 고정단 사이에 개재되는 완충블록을 통해 신축이음부의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 완충부재가 진동을 일차적으로 흡수하고 점성유체를 예비적으로 가압함으로써, 점성 댐퍼의 응답 반응시간을 단축 또는 소멸시킬 수 있고, 이를 통해 점성 댐퍼의 내구성과 구조물의 안전성을 담보할 수 있다.

또한, 제1 챔버영역에 판막부재를 설치하여 신축이음부가 있는 제1 구역의 압력이 단계적으로 상승하도록 함으로써, 신축이음부의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 점성유체의 유동방향에 따라 간극을 통과하는 점성유체의 유량을 다르게 함으로써, 신축이음부의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 시공상의 각종 오차에 구애받지 않고 점성 댐퍼를 구조물에 원활하게 고정시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 포함된 피스톤 헤드가 제1 챔버영역을 가압하는 것을 부분적으로 확대하여 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에 포함된 피스톤 헤드가 제2 챔버영역을 가압하는 것을 부분적으로 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 도 1의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼가 진동을 흡수하는 과정을 부분적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 도 1의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼가 구조물에 고정된 앵커리지에 결합되는 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 관련하여 공지된 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 공지된 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼는 일정 점도를 갖는 점성유체의 유동성을 이용하여 교량이나 대형 건물 등과 같은 구조물에 가해지는 진동을 감쇄시키는 장치로서, 실린더부(100)와, 고정단(200)과, 신축이음부(300)와, 피스톤부(400)와, 판막부재(500)를 포함한다.

상기 실린더부(100)는 내부가 빈 원통 형상으로 마련되어 일단부는 개구되고, 타단부는 차폐된다. 실린더부(100)는 서로 상대적으로 진동이 발생하는 두 구조물 중 일측의 구조물(11, 교량 상판에 해당)에 결합되어 진동방향과 나란하게 배치되고, 고정단(200)은 실린더부(100)의 일단부와 이격되어 마주보게 배치된다. 고정단(200)은 두 구조물 중 타측 구조물(10, 교각에 해당)에 결합되며, 실린더부(100) 사이에 이격공간(sp)을 형성한다.

실린더부(100)의 내부(101)와 이격공간(sp)을 포함하는 챔버영역(C)에는 점성유체(f)가 채워진다. 점성유체(f)는 후술되는 피스톤 헤드(410) 사이를 왕복 이동하면서 진동에너지를 마찰열로 변환하면서 진동에너지를 흡수하게 된다.

상기 신축이음부(300)는 챔버영역(C)이 외부로부터 밀폐되도록 실린더부(100)의 일단부와 고정단(200)을 연결하고, 실린더부(100)와 고정단(200) 간의 상대운동에 따라 신축된다. 신축이음부(300)의 일단부는 실린더부(100)에 접합되고 타단부는 고정단(200)에 접합되어 챔버영역(C)을 외부로부터 완전히 밀폐시킨다.

신축이음부(300)는 진동방향으로 신축할 수 있는 탄성을 갖으며 점성유체(f)와 반응성이 낮고 실린더부(100)와 접합성이 상대적으로 우수한 재질로 제작될 수 있다. 대표적으로 스테인리스 튜브와 테프론 튜브가 두 겹으로 겹쳐져 파형을 이루는 고탄력의 주름관이 적용될 수 있다.

종래의 점성 댐퍼(미도시)는 실린더부의 타단부가 실린더 헤드캡으로 차폐되고, 피스톤 로드가 통과할 수 있도록 실린더 헤드캡에는 관통홀이 형성된 구조였다. 실린더부와 실린더 헤드캡 사이와, 피스톤 로드와 관통홀 사이에 각각 유격이 발생함으로 인해 점성유체가 누출될 수밖에 없는 구조적 한계를 가지고 있는 것이다.

이에 반해, 본 실시예는 누유 문제가 발생할 수 있는 실린더부(100)의 타단부를 아예 개방을 하고, 실린더부(100)의 타단부와 고정단(200) 사이에 신축이음부(300)가 도입된 구조이다. 즉, 신축이음부(300)가 실린더부(100)와 고정단(200) 사이의 간격 변화를 수용함과 동시에 점성유체(f)가 충진될 수 있는 공간을 제공함으로써, 점성 댐퍼의 감쇄 기능은 그대로 유지하면서 점성유체(f)가 외부로 누출되는 것은 원천적으로 방지할 수 있는 것이다.

다만, 신축이음부(300)는 반복되는 신축으로 인한 피로에 취약한 부분으로서, 진동에 의한 순간적인 충격력에도 취약하다. 이를 극복하기 위해 고정단(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 진동(w)을 받는 구조물(10)에 결합되는 제1 고정단(210)과, 신축이음부(300)에 결합되는 제2 고정단(220)과, 제1 고정단(210)과 제2 고정단(220) 사이에 개재되는 탄성 재질의 완충블록(230)을 구비한다.

진동(w)에 의해 실린더부(100)와 고정단(200) 간의 상대운동이 일어나면, 완충블록(230)이 신축되어 진동(w)을 일차적으로 흡수하고, 신축이음부(300) 및 점성유체(f)가 진동(w)을 이차적으로 흡수한다. 진동이 완충블록(230)에 원활하게 흡수될 수 있도록, 완충블록(230)은 신축이음부(300)의 탄성계수보다 작은 탄성계수를 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 완충블록(230)은 신축이음부(300)의 내구성이 저하되지 않도록 하는 작용을 함과 더불어 다음과 같은 작용도 한다.

점성 댐퍼는 배경기술에서 설명한 바와 같이 내부에 충진된 점성유체(f)의 특성으로 인해 진동(w)에 곧바로 반응하지 못하고 찰나의 응답 반응시간이 지난 후부터 반응하여 진동(w)을 감쇄시킨다. 강진이 발생하여 응답 반응시간이 요구되는 강도 높은 진동(w)이 구조물에 전달되면, 응답 반응시간 동안에는 진동(w)이 감쇄되지 못하여 점성 댐퍼 및 구조물이 진동(w)에 의한 충격력을 그대로 받게 된다. 점성 댐퍼의 내구성과 구조물의 안전성이 그만큼 저하될 수 있는 것이다.

본 실시예는 응답 반응시간이 요구되는 강도 높은 진동(w)이 구조물(10, 11)에 전달되면, 완충블록(230)이 신축되면서 이 진동(w)을 일차적으로 흡수하고, 이 과정에서 챔버영역(C)에 충진된 점성유체(f)가 예비적으로 가압됨으로써, 점성 댐퍼의 응답 반응시간이 단축 또는 소멸될 수 있다. 이는 점성 댐퍼의 내구성과 구조물의 안전성을 담보할 수 있는 것을 의미한다.

상기 피스톤부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더부(100)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 챔버영역(C)을 제1 챔버영역(C1)과 제2 챔버영역(C2)으로 구획하는 피스톤 헤드(410)와, 고정단(200)과 피스톤 헤드(410)를 연결하는 피스톤 로드(420)를 구비한다.

피스톤 헤드(410)가 제2 챔버영역(C2)을 가압할 경우에는 문제가 되지 않으나, 피스톤 헤드(410)가 신축이음부(300)에 의해 밀폐된 제1 챔버영역(C1)을 가압할 경우에는 문제가 될 수 있다. 왜냐하면, 신축이음부(300)는 신축 가능한 재질과 구조로 이루어져야 하므로 실린더부(100)에 비해 상대적으로 강도가 약할 수밖에 없는데, 피스톤 헤드(410)가 제1 챔버영역(C1)을 가압하면, 제1 챔버영역(C1)의 압력이 순간적으로 상승하여 신축이음부(300)에 그대로 전달됨으로 인해 신축이음부(300)의 내구성이 저하될 수 있기 때문이다.

이를 방지하기 위해 본 실시예에 따른 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼에는 판막부재(500)가 포함되어 구성된다.

상기 판막부재(500)는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 실린더부(100)의 내측면으로부터 피스톤 로드(420)를 향해 돌출되어 고정단(200)과 접하는 제1 챔버영역(C1)을 제1 구역(C1a)과 제2 구역(C1b)으로 구획하고, 피스톤 로드(420)와 소정거리 이격되어 환형의 간극(t)을 형성한다.

피스톤 헤드(410)가 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤 헤드(410)와 접하는 제2 구역(C1b)에 존재하는 점성유체(f1b)를 가압하면, 점성유체(f1b)는 유동저항을 받으며 제한적으로 간극(t)을 통해 고정단(200)과 접하는 제1 구역(C1a)으로 이동한다. 따라서, 신축이음부(300)가 존재하는 제1 구역(C1a)의 압력이 순간적으로 상승하지 않고 단계적으로 상승하게 된다.

여기서 판막부재(500)는 제1 구역(C1a)과 접하고 제2 구역(C1b)을 향해 경사지게 형성되는 경사면(501)과, 제2 구역(C1b)과 접하고 제1 구역(C1a)을 향해 만곡되게 형성되는 만곡면(502)을 구비할 수 있다.

이는 점성유체(f)의 유동방향에 따라 간극(t)을 통과하는 점성유체(f)의 유량을 다르게 하여 신축이음부(300)의 내구성이 저하되지 않도록 하기 위함으로서, 만약, 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤 헤드(420)가 제1 챔버영역(C1)을 가압하면, 제2 구역(C1b)에 존재하는 점성유체(f1b) 중 일부가 만곡면(502)을 따라 간극에서 멀어지는 방향으로 흐르고, 나머지만 간극(t)을 통과하여 제1 구역(C1a)으로 이동함으로써, 제2 구역(C1b)에서 제1 구역(C1a)으로 이동하는 점성유체(f)의 유량이 상대적으로 적어진다.

반대로, 도 3에 도시된 바와 같이 피스톤 헤드(420)가 제2 챔버영역(C2)을 가압하면, 제1 구역(C1a)에 존재하는 점성유체(f1a) 중 일부가 경사면(501)을 따라 간극(t)을 향해 흐르고, 간극(t)을 통과하여 제2 구역(C1b)으로 이동함으로써, 제1 구역(C1a)에서 제2 구역(C1b)으로 이동하는 점성유체(f)의 유량이 상대적으로 많아진다.

즉, 피스톤 헤드(420)가 제1 챔버영역(C1)을 가압할 때는 신축이음부(300)가 존재하는 제1 구역(C1a)의 압력이 급격하게 높아지지 않도록 점성유체(f)의 유량을 상대적으로 적게 하고, 피스톤 헤드(420)가 제2 챔버영역(C2)을 가압할 때는 제1 구역(C1a)에 존재하는 점성유체(f1a)가 공간이 넓어지는 제2 구역(C1b)으로 신속하게 역류하여 제2 구역(C1b)을 채울 수 있도록 점성유체(f)의 유량을 상대적으로 많게 하는 것이다.

한편, 점성 댐퍼를 구조물에 고정시키기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 구조물(10)에는 구조물(10)의 측면과 평행한 고정축(X1) 상에서 서로 이격되어 마주보는 한 쌍의 지지브라켓(21)을 구비하는 앵커리지(20)가 고정된다.

한 쌍의 지지브라켓(21)에는 고정축(X1) 상에 중심을 갖는 체결공(21a)이 각각 형성되고, 고정단(200)에 마련된 결합리브(211)의 중앙부에는 부쉬(30)가 삽입되는 부쉬삽입공(212a)이 체결공(21a)과 대응되는 크기로 형성된다.

한 쌍의 지지브라켓(21) 사이에 결합리브(211)가 삽입되어 부쉬(30)로 고정되는 과정에서 앵커리지(20)의 수평 오차, 체결공(21a) 및 부쉬삽입공(212a)의 홀 가공 오차 등으로 인해 고정축(X1)과 중공축(X2)이 서로 어긋날 수 있다. 이렇게 되면, 부쉬(30)가 삽입되는 과정에서 심한 마찰을 받거나, 체결공(21a)과 부쉬삽입공(212a) 간에 형성된 단턱(st)에 걸려 시공에 어려움이 많게 된다.

이를 해결하기 위해, 제1 고정단(210)은 한 쌍의 지지브라켓(21) 사이에 삽입되는 결합리브(211)와, 체결공(21a)의 중심과 대응되는 결합리브(211)의 중앙부에 삽입되어 결합리브(211)와 접하는 외측면이 구면을 이루며 결합리브(211)와 볼 결합되는 베어링체(212)를 구비하고, 베어링체(212)에는 부쉬(30)가 삽입되는 부쉬삽입공(212a)이 체결공(21a)과 대응되는 크기로 형성된다.

부쉬(30)가 체결공(21a)을 통해 부쉬삽입공(212a)에 삽입됨에 따라 베어링체(212)가 자유롭게 회전되면서 부쉬삽입공(212a)의 중공축(X2)이 고정축(X1)에 일치된다. 이로써, 점성 댐퍼의 시공 과정에서 발생하는 각종 오차에 구애받지 않고 점성 댐퍼를 구조물에 원활하게 고정시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼는, 점성 댐퍼의 감쇄 기능은 그대로 유지하면서 점성유체가 외부로 누출되는 것은 원천적으로 방지할 수 있고, 제1 고정단과 제2 고정단 사이에 개재되는 완충블록을 통해 신축이음부의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 완충부재가 진동을 일차적으로 흡수하고 점성유체를 예비적으로 가압함으로써, 점성 댐퍼의 응답 반응시간을 단축 또는 소멸시킬 수 있고, 이를 통해 점성 댐퍼의 내구성과 구조물의 안전성을 담보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제1 챔버영역에 판막부재를 설치하여 신축이음부가 존재하는 제1 구역의 압력이 단계적으로 상승하도록 함으로써, 신축이음부의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 점성유체의 유동방향에 따라 간극을 통과하는 점성유체의 유량을 다르게 함으로써, 신축이음부의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 부쉬의 시공 과정에서 부쉬가 삽입되는 베어링체가 자유롭게 회전됨으로써, 시공상의 각종 오차에 구애받지 않고 점성 댐퍼를 구조물에 원활하게 고정시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 실린더부
200 : 고정단
300 : 신축이음부
400 : 피스톤부
500 : 판막부재

Claims

일단부가 개구된 실린더부(100);
상기 실린더부(100)의 일단부와 이격되어 마주보게 배치되는 고정단(200);
상기 실린더부(100)와 상기 고정단(200) 사이의 이격공간(sp)과 상기 실린더부(100)의 내부(101)를 포함하는 챔버영역(C)에 점성유체(f)가 채워지며, 상기 챔버영역(C)이 외부로부터 밀폐되도록 상기 실린더부(100)의 일단부와 상기 고정단(200)을 연결하고, 상기 실린더부(100)와 상기 고정단(200) 간의 상대운동에 따라 신축되는 신축이음부(300);
상기 실린더부(100)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 상기 챔버영역(C)을 제1 챔버영역(C1)과 제2 챔버영역(C2)으로 구획하는 피스톤 헤드(410)와, 상기 고정단(200)과 상기 피스톤 헤드(410)를 연결하는 피스톤 로드(420)를 구비하는 피스톤부(400); 및
상기 실린더부(100)의 내측면으로부터 상기 피스톤 로드(420)를 향해 돌출되어 상기 고정단(200)과 접하는 제1 챔버영역(C1)을 제1 구역(C1a)과 제2 구역(C1b)으로 구획하고, 상기 피스톤 로드(420)와 소정거리 이격되어 간극(t)을 형성하는 판막부재(500);를 포함하고,
상기 피스톤 헤드(410)가 상기 피스톤 헤드(410)와 접하는 제2 구역(C1b)에 존재하는 점성유체(f1b)를 가압하면, 상기 점성유체(f1b)가 제한적으로 상기 간극(t)을 통해 상기 고정단(200)과 접하는 제1 구역(C1a)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼.
제1항에 있어서,
상기 판막부재(500)는, 상기 제1 구역(C1a)과 접하고 상기 제2 구역(C1b)을 향해 경사지게 형성되는 경사면(501)과, 상기 제2 구역(C1b)과 접하고 상기 제1 구역(C1a)을 향해 만곡되게 형성되는 만곡면(502)을 구비하는 것을 특징으로 하는 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼.
제1항에 있어서,
상기 고정단(200)은, 진동(w)을 받는 구조물(10)에 결합되는 제1 고정단(210)과, 상기 신축이음부(300)에 결합되는 제2 고정단(220)과, 상기 제1 고정단(210)과 상기 제2 고정단(220) 사이에 개재되는 탄성 재질의 완충블록(230)을 구비하며,
상기 진동(w)에 의해 상기 실린더부(100)와 상기 고정단(200) 간의 상대운동이 일어나면, 상기 완충블록(230)이 신축되어 상기 진동(w)을 일차적으로 흡수하고, 상기 신축이음부(300) 및 상기 점성유체(f)가 상기 진동(w)을 이차적으로 흡수하는 것을 특징으로 하는 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼.
제3항에 있어서,
상기 구조물(10)에는, 상기 구조물(10)의 측면과 평행한 고정축(X1) 상에서 서로 이격되어 마주보는 한 쌍의 지지브라켓(21)을 구비하는 앵커리지(20)가 고정되고,
상기 한 쌍의 지지브라켓(21)은, 상기 고정축(X1) 상에 중심을 갖는 체결공(21a)이 각각 형성되며,
상기 제1 고정단(210)은, 상기 한 쌍의 지지브라켓(21) 사이에 삽입되는 결합리브(211)와, 상기 체결공(21a)의 중심과 대응되는 결합리브(211)의 중앙부에 삽입되어 상기 결합리브(211)와 접하는 외측면이 구면을 이루며 상기 결합리브(211)와 볼 결합되는 베어링체(212)를 구비하고,
상기 베어링체(212)는, 상기 체결공(21a)과 대응되는 크기로 형성되어 부쉬(30)가 삽입되는 부쉬삽입공(212a)을 구비하며,
상기 부쉬(30)가 상기 체결공(21a)을 통해 상기 부쉬삽입공(212a)에 삽입됨에 따라 상기 베어링체(212)가 자유롭게 회전되면서 상기 부쉬삽입공(212a)의 중공축(X2)이 상기 고정축(X1)에 일치되는 것을 특징으로 하는 누유 방지 구조를 갖는 점성 댐퍼.