KR102070690B1 - Displacement amplification system using cable and pulley - Google Patents

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KR102070690B1
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tension cable
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KR1020180089679A
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Korean (ko)
Inventor
정인용
류재호
이용재
오진탁
김도균
서형렬
윤준웅
민찬기
Original Assignee
(주)테크스퀘어
한국시설안전공단
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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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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Abstract

Provided is a displacement amplification system using a cable and a pulley, capable of exerting a sensitive damping capability and improving the attenuation ability of the seismic energy by generating a tensile force with an amplified displacement of a tension cable wound on a pulley during an earthquake to operate a damper. According to an embodiment of the present invention, the system comprises: first to fourth pulley wheels rotatably supported by using respective vertices of a rectangular region made in a predetermined size on a wall or a frame as a hinge; a first tension cable wound one or more times on at least one of the first pulley wheel and the third pulley wheel positioned on one diagonal line after one end thereof is connected to the corresponding wall side or the frame side; a second tension cable wound one or more times on at least one of the fourth pulley wheel and the second pulley wheel positioned on the other diagonal line after one end thereof is connected to the corresponding wall side or the frame side; and a damper connected to the other end of the first tension cable and the other end of the second tension cable. The first tension cable and the second tension cable intersect in an X-pattern to generate a tensile force with an amplified displacement generated in the first tension cable and the second tension cable during the earthquake, thereby causing attenuation of the seismic energy in the damper.

Description

케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템{Displacement amplification system using cable and pulley}Displacement amplification system using cable and pulley}

본 발명은 건축물에 설치되어 지진에너지를 감쇄시킬 수 있는 변위증폭 시스템에 관한 것으로, 특히 지진 도래시 도르래에 권취된 인장케이블의 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼가 동작되도록 함으로써 민감한 제진 능력이 발휘될 수 있고 지진에너지의 감쇠능력을 향상시킬 수 있도록 한 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement amplification system installed in a building that can attenuate seismic energy, and in particular, the vibration damper is operated by generating a tensile force with an amplified displacement of the tension cable wound on the pulley when the earthquake arrives so that the damping damper is operated. The present invention relates to a displacement amplification system using cables and pulleys that can be used to improve the damping capacity of seismic energy.

지진은 지각의 판 운동이나 화산활동에 의해 돌발적으로 일어나는 지각의 요동으로, 막대한 인명피해와 재산피해를 가져온다. 우리나라의 경우 이웃국가인 일본과 중국에 비해 상대적으로 지진이 적었던 탓에 그동안 지진 안전지대로 여겨져 왔다. 그러나 한국에서도 그동안 꾸준히 지진이 발생하고 있다. 따라서 지진에 대한 피해를 최소한으로 줄일 수 있는 대비 방안으로써, 건물에 내진설계가 이루어지면 강진이 발생했을 때 완전 붕괴를 방지할 수 있고 파손을 줄일 수 있다. 이러한 내질설계에서 지진응답에 의해 구조물에 발생하는 변위를 증폭시켜 댐핑유닛의 제진효율을 증가시키는 기술이 개발되고 있다.Earthquakes are sudden fluctuations caused by tectonic plate movements or volcanic activity, resulting in massive human and property damage. Korea has been regarded as an earthquake safety zone since it has had fewer earthquakes than its neighboring countries, Japan and China. However, earthquakes have been occurring steadily in Korea. Therefore, as a countermeasure to minimize the damage to the earthquake, the seismic design of the building can prevent complete collapse and reduce damage when a earthquake occurs. In this intrinsic design, a technique for increasing the damping efficiency of the damping unit by amplifying displacement generated in the structure by the earthquake response has been developed.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1815644호로서, '엑스 형태의 제진장치'가 제안되어 있다. 이는 상층과 하층에 대칭을 이루며 고정된 제1 써클 및 제2 써클와, 제1 써클 및 제2 써클로부터 동일한 거리로 이격되고, 상층과 하층에 대칭을 이루며 고정된 제3 써클 및 제4 써클과, 제1 써클, 제2 써클, 제3 써클 및 제4 써클에 각각 일단이 체결되고, 상층과 하층의 중간 높이의 임의 라인을 향해 연장된 다수개의 케이블과, 다수개의 케이블을 십자형태로 연결하는 십자형태의 연결체와, 케이블과 연결체 사이에 구비된 댐퍼를 포함하여, 좁은 공간에 설치 가능하며, 소요 시공 시간이 짧아 시공 비용이 절감되는 특징을 갖는다. 그러나 상기 배경기술은 지진 변위량에 해당하는 량만큼만 댐퍼가 작동하여 제진 능력을 높이는데 한계가 있다.As a background technology of the present invention, Korean Patent Registration No. 10-1815644, 'X-type vibration damping device' has been proposed. It has a first circle and a second circle symmetrically fixed to the upper and lower layers, a third circle and a fourth circle spaced at the same distance from the first circle and the second circle, and symmetrically fixed to the upper and lower layers, One end is fastened to the first circle, the second circle, the third circle, and the fourth circle, respectively, and a plurality of cables extending toward an arbitrary line of intermediate height between the upper and lower layers, and a cross connecting the plurality of cables in a cross shape. Including a connector of the type, and a damper provided between the cable and the connector, it can be installed in a narrow space, the construction time required is short, the construction cost is reduced. However, the background art has a limit to increase the damping capacity by operating the damper as much as the amount of earthquake displacement.

한국 등록특허 등록번호 제10-1815644호Korea Patent Registration No. 10-1815644

본 발명은 지진 도래시 도르래에 권취된 인장케이블의 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼가 동작되도록 함으로써 민감한 제진 능력이 발휘될 수 있고 지진에너지의 감쇠능력을 향상시킬 수 있도록 한 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention generates a tensile force by the amplified displacement of the tension cable wound on the pulley when the earthquake arrives so that the damping damper is operated to exhibit a sensitive vibration damping ability and to improve the damping ability of the earthquake energy. The purpose is to provide a displacement amplification system used.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 벽체 또는 프레임에 소정 크기로 만들어지는 직사각영역의 각기 꼭지점을 힌지로 하여 회전가능하게 지지되어 있는 제1 내지 제4 도르래 휠과; 일단이 해당 벽체측 또는 프레임측에 연결된 후 어느 하나의 대각선상에 위치해 있는 제1 도르래 휠과 제3 도르래 휠에 적어도 1회 이상으로 감김되어 있는 제1 인장케이블과; 일단이 해당 벽체측 또는 프레임측에 연결된 후 다른 하나의 대각선상에 위치해 있는 제4 도르래 휠과 제2 도르래 휠에 적어도 1회 이상으로 감김되어 있는 제2 인장케이블과; 제1 인장케이블의 타단과 제2 인장케이블의 타단에 연결된 제진 댐퍼를 포함하여; 제1 인장케이블과 제2 인장케이블은 X자 형태로 교차되어, 지진 도래시 제1 인장케이블과 제2 인장케이블에서 발생되는 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼에서 지진에너지의 감쇠가 일어나는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the first to fourth pulley wheels rotatably supported by hinges of each vertex of a rectangular region made to a predetermined size on a wall or a frame; A first tension cable wound one or more times on at least one of the first pulley wheel and the third pulley wheel positioned on one diagonal line after one end thereof is connected to the corresponding wall side or the frame side; A second tension cable wound one or more times on at least one of the fourth pulley wheel and the second pulley wheel positioned on the other diagonal line after one end thereof is connected to the corresponding wall side or the frame side; A damping damper connected to the other end of the first tension cable and the other end of the second tension cable; The first tension cable and the second tension cable cross each other in an X-shape to generate a tensile force with an amplified displacement generated in the first tension cable and the second tension cable when the earthquake arrives, thereby causing the damping of the seismic energy in the damping damper. It features.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 벽체 또는 프레임에 소정 크기로 만들어지는 직사각영역의 각기 꼭지점을 힌지로 하여 회전가능하게 지지되어 있는 제1 내지 제4 도르래 휠과; 제1 도르래 휠과 제2 도르래 휠의 사이 그리고 제3 도르래 휠과 제4 도르래 휠의 사이에 각기 배치된 상부 중간 도르래 휠과 하부 중간 도르래 휠과; 일단이 해당 벽체측 또는 프레임측에 연결된 후 제1 도르래 휠과 하부 중간 도르래 휠 및 제2 도르래 휠에 순차적으로 감김되어 있는 제1 인장케이블과; 일단이 해당 벽체측 또는 프레임측에 연결된 후 제4 도르래 휠과 상부 중간 도르래 휠 및 제3 도르래 휠에 감김되어 있는 제2 인장케이블과; 제1 인장케이블의 타단과 제2 인장케이블의 타단에 연결된 제진 댐퍼를 포함하여; 제1 인장케이블과 제2 인장케이블은 X자 형태로 2회 교차되어, 지진 도래시 제1 인장케이블과 제2 인장케이블에서 발생되는 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼에서 지진에너지의 감쇠가 일어나는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the first to fourth pulley wheels rotatably supported at each vertex of the rectangular region made of a predetermined size on the wall or frame; An upper middle pulley wheel and a lower middle pulley wheel respectively disposed between the first pulley wheel and the second pulley wheel and between the third pulley wheel and the fourth pulley wheel; A first tension cable, one end of which is wound around the first pulley wheel, the lower intermediate pulley wheel, and the second pulley wheel after being connected to the wall side or the frame side; A second tension cable wound around the fourth pulley wheel, the upper middle pulley wheel, and the third pulley wheel after one end is connected to the corresponding wall side or the frame side; A damping damper connected to the other end of the first tension cable and the other end of the second tension cable; The first tension cable and the second tension cable are crossed twice in an X-shape to generate a tensile force with an amplified displacement generated in the first tension cable and the second tension cable when the earthquake arrives, thereby reducing the seismic energy in the damping damper. It is characterized by what happens.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 벽체 또는 프레임에 소정 크기로 만들어지는 직사각영역의 각기 꼭지점을 힌지로 하여 회전가능하게 지지되어 있는 제1 내지 제4 도르래 휠과; 제1 도르래 휠과 제2 도르래 휠의 사이 그리고 제3 도르래 휠과 제4 도르래 휠의 사이에 각기 배치된 한 쌍의 상부 중간 도르래 휠과 한 쌍의 하부 중간 도르래 휠과; 일단이 해당 벽체측 또는 프레임측에 연결된 후 제1 도르래 휠과 한 쌍의 하부 중간 도르래 휠 및 제2 도르래 휠에 순차적으로 감김되어 있는 제1 인장케이블과; 일단이 해당 벽체측 또는 프레임측에 연결된 후 제4 도르래 휠과 한 쌍의 상부 중간 도르래 휠 및 제3 도르래 휠에 감김되어 있는 제2 인장케이블과; 제1 인장케이블의 타단과 제2 인장케이블의 타단에 연결된 제진 댐퍼를 포함하여; 제1 인장케이블과 제2 인장케이블은 X자 형태로 2회 교차되어, 지진 도래시 제1 인장케이블과 제2 인장케이블에서 발생되는 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼에서 지진에너지의 감쇠가 일어나는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the invention, the first to fourth pulley wheel which is rotatably supported by the hinge of each vertex of the rectangular region made of a predetermined size on the wall or frame; A pair of upper middle pulley wheels and a pair of lower middle pulley wheels respectively disposed between the first pulley wheel and the second pulley wheel and between the third pulley wheel and the fourth pulley wheel; A first tension cable wound around the first pulley wheel, the pair of lower middle pulley wheels, and the second pulley wheel after one end is connected to the corresponding wall side or the frame side; A second tension cable wound around the fourth pulley wheel and the pair of upper middle pulley wheels and the third pulley wheel after one end is connected to the corresponding wall side or the frame side; A damping damper connected to the other end of the first tension cable and the other end of the second tension cable; The first tension cable and the second tension cable are crossed twice in an X-shape to generate a tensile force with an amplified displacement generated in the first tension cable and the second tension cable when the earthquake arrives, thereby reducing the seismic energy in the damping damper. It is characterized by what happens.

또한, 본 발명은 제1 인장케이블과 제2 인장케이블은 서로 이웃하게 배치된 케이블 고정판을 매개로 벽체측 또는 프레임측에 연결되고, 제진 댐퍼는 케이블 고정판의 반대편에 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the first tension cable and the second tension cable is connected to the wall side or the frame side via the cable fixing plate disposed adjacent to each other, the damping damper is characterized in that disposed on the opposite side of the cable fixing plate.

또한, 본 발명은 제1 인장케이블과 제2 인장케이블은 인장력의 조절을 위해 인장력조절수단을 매개로 벽체측 또는 프레임측에 연결되고; 인장력조절수단은 턴버클유닛, 래치휠유닛, 볼트체결유닛 중 어느 하나의 유닛을 적용한 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, the first tension cable and the second tension cable is connected to the wall side or the frame side via the tension force adjusting means for the adjustment of the tension force; Tensile force adjusting means is characterized by applying any one of the turnbuckle unit, latch wheel unit, bolt fastening unit.

본 발명의 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템에 따르면, 지진 도래시 도르래에 권취된 인장케이블의 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼를 동작시킴으로써 크고 작은 지진에도 민감한 제진 능력이 발휘될 수 있고, 지진에너지의 감쇠능력을 향상시킬 수 있다. 특히 기본적으로 4개의 도르래 휠, 2개의 인장케이블, 그리고 제진 댐퍼로 구성이 간단하게 이루어져 설치가 용이하고 시공비용이 저렴하다.According to the displacement amplification system using the cable and the pulley of the present invention, by generating the tensile force by the amplified displacement amount of the tension cable wound on the pulley when the earthquake comes to operate the damping damper can be exhibited sensitive vibration damping ability even in large and small earthquakes, The damping ability of seismic energy can be improved. In particular, it is easy to install and have low construction cost because it is basically composed of four pulley wheels, two tension cables, and a damping damper.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템의 사시도.
도 2a는 도 1의 정면도.
도 2b는 도 2a의 변위증폭 시스템이 지진 도래시 지진에너지의 감쇠를 수행하는 작동상태도.
도 3a는 도 2a의 변위증폭 시스템이 강재로 제작된 프레임에 설치된 정면도.
도 3b는 도 3a의 K-K선 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템의 정면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템의 정면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 적용되는 인장력조절수단의 다양한 실시 예시도.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited.
1 is a perspective view of a displacement amplification system using a cable and a pulley according to an embodiment of the present invention.
2A is a front view of FIG. 1.
FIG. 2B is an operational state diagram in which the displacement amplification system of FIG. 2A performs attenuation of seismic energy upon the arrival of an earthquake. FIG.
Figure 3a is a front view of the displacement amplification system of Figure 2a installed in a frame made of steel.
3B is a cross-sectional view taken along the line KK of FIG. 3A.
4 is a front view of the displacement amplification system using a cable and a pulley according to another embodiment of the present invention.
5 is a front view of the displacement amplification system using a cable and a pulley according to another embodiment of the present invention.
6a to 6c are various embodiments of the tension force adjustment means applied to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.In the following the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the embodiments presented are exemplary for a clear understanding of the present invention is not limited thereto.

<제 1실시 예><First Embodiment>

도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 제 1실시 예에 따른 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템(100)은 벽체(10)에 소정 크기로 만들어지는 직사각영역(A1)의 각기 꼭지점을 힌지축으로 하여 회전가능하게 지지되어 있는 제1 내지 제4 도르래 휠(21,22,23,24)이 설치된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the displacement amplification system 100 using the cable and the pulley according to the first embodiment of the present invention hinges each vertex of the rectangular region A1 that is made to a predetermined size on the wall 10. The first to fourth pulley wheels 21, 22, 23, 24 are rotatably supported.

직사각영역(A1)은 지진이 도래되기 전 도 2a에서와 같이 일정 쇄선으로 도시한 내부 영역을 의미한다. 직사각영역(A1)의 어느 하나의 대각선상에 위치해 있는 제1 도르래 휠(21)과 제3 도르래 휠(23)에 적어도 1회 이상으로 감김되어 있는 제1 인장케이블(31)이 설치된다. 이때 제1 인장케이블(31)의 일단은 벽체(10)에 케이블 고정판(311)를 통해 연결된다.The rectangular area A1 refers to an internal area shown by a dashed line as shown in FIG. 2A before the earthquake arrives. The first tension cable 31 is wound around the first pulley wheel 21 and the third pulley wheel 23 located at one diagonal of the rectangular area A1 at least once. At this time, one end of the first tension cable 31 is connected to the wall 10 through the cable fixing plate 311.

직사각영역(A1)의 다른 하나의 대각선상에 위치해 있는 제4 도르래 휠(24)과 제2 도르래 휠(22)에 적어도 1회 이상으로 감김되어 있는 제2 인장케이블(32)이 설치된다. 이때 제2 인장케이블(32)의 일단은 벽체(10)에 고정된 케이블 고정판(321)을 통해 연결된다. 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)은 예로 강연선, 와이어로프 등으로 제작될 수 있다.A second tension cable 32 wound around the fourth pulley wheel 24 and the second pulley wheel 22 located on the other diagonal line of the rectangular area A1 at least once is provided. At this time, one end of the second tension cable 32 is connected via a cable fixing plate 321 fixed to the wall (10). The first tension cable 31 and the second tension cable 32 may be made of, for example, a stranded wire, a wire rope, or the like.

여기서 케이블 고정판(311,321)은 예로, 벽체(10)에 앵커볼트로 고정되게 설치되어 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)을 각기 연결시킬 수 있는 연결고리(311a,321a)를 가질수 있다.Here, the cable fixing plate (311, 321) is, for example, is fixed to the wall (10) anchor bolt is connected to the connection ring (311a, 321a) that can connect the first tension cable 31 and the second tension cable 32, respectively I can have it.

이같이 제 1실시 예에서는 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)이 상호 대각선 방향으로 배치되어져 X자 형태로 교차된다.Thus, in the first embodiment, the first tension cable 31 and the second tension cable 32 are arranged in a diagonal direction to each other and cross in an X shape.

제1 인장케이블(31)의 타단과 제2 인장케이블(32)의 타단에는 제진 댐퍼(40)가 연결된다. 제진 댐퍼(40)는 케이블 고정판(311,321)의 반대편에 배치된다. 제진 댐퍼(40)는 지진에너지를 감쇠 소산시키는 기술분야에서 이미 알려져 있는 점성 댐퍼, 마찰 댐퍼, 이력 댐퍼, 스프링 댐퍼 중 어느 하나이거나 이들 중 2개 이상을 조합한 것이 될 수 있다.The damping damper 40 is connected to the other end of the first tension cable 31 and the other end of the second tension cable 32. The damping damper 40 is disposed opposite the cable fixing plates 311 and 321. The damping damper 40 may be any one of viscous dampers, friction dampers, hysteresis dampers, and spring dampers that are known in the art for damping and dissipating seismic energy, or a combination of two or more thereof.

이와 같이 구성된 변위증폭 시스템(100)은 건물에 지진 도래시, 예로 도 2b와 같이 직사각영역(A1)이 마름모 형태의 영역(A2)으로 변형되어 대각선상에 위치되어 있던 제2 도르래 휠(22)과 제4 도르래 휠(24)간의 거리가 변위량(ΔS)만큼 증가되고, 이에 의해 제2 도르래 휠(22)과 제4 도르래 휠(24)에 감김되어 있는 제2 인장케이블(32)에 인장력이 발생한다. 이와 동시에 제2 인장케이블(32)은 그 인장력으로 제진 댐퍼(40)를 동작시켜 지진에너지의 감쇠가 일어나게 된다. 또한, 마름모 형태의 영역(A2)이 다른 방향으로 변형되면, 제1 인장케이블(32)에 인장력이 발생하여 제진 댐퍼(40)가 동작됨으로써 지진에너지의 감쇠가 일어난다. 여기서, 지진 도래시 제진장치(100)에서 발생되는 변형의 형태는 예시된 마름모 형태에 한정되는 것은 아니다.The displacement amplification system 100 configured as described above has a second pulley wheel 22 which is positioned on a diagonal line when the earthquake arrives at the building, for example, a rectangular area A1 is transformed into a rhombic area A2 as shown in FIG. 2B. And the distance between the fourth pulley wheel 24 is increased by the displacement amount ΔS, whereby a tensile force is applied to the second tension cable 32 wound around the second pulley wheel 22 and the fourth pulley wheel 24. Occurs. At the same time, the second tension cable 32 operates the vibration damping damper 40 with the tensile force to cause the seismic energy to be attenuated. In addition, when the rhombus-shaped region A2 is deformed in the other direction, a tensile force is generated in the first tension cable 32 so that the damping damper 40 is operated to cause attenuation of seismic energy. Here, the form of deformation generated in the vibration suppression apparatus 100 upon earthquake arrival is not limited to the illustrated diamond shape.

이같이 지진 도래시에는 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에 교대적으로 인장력이 발생하여 제진 댐퍼(40)가 동작되어 지진에너지의 감쇠가 일어남으로써 건물의 붕괴 및 파손을 최소화할 수 있다.As the earthquake arrives, tension is generated alternately between the first tension cable 31 and the second tension cable 32 so that the damping damper 40 operates to minimize the collapse and damage of the building by attenuation of the seismic energy. can do.

특히, 제 1실시 예에서는 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에 인장력이 발생될 시 제진 댐퍼(40)에서는 변위량(ΔS)에 감김횟수(n)를 곱한 만큼 비례하여 변위 작동이 일어나므로 제진능력이 높게 나타난다. 여기서 감김횟수(n)는 제1 인장케이블(31) 또는 제2 인장케이블(32)의 감김횟수를 의미한다.Particularly, in the first embodiment, when tensile force is generated in the first tension cable 31 and the second tension cable 32, the damping damper 40 displaces in proportion to the displacement amount ΔS multiplied by the number of turns n. As the operation occurs, the damping ability is high. Here, the number of turns n means the number of turns of the first tension cable 31 or the second tension cable 32.

<제 2실시 예>Second Embodiment

본 발명의 제 2실시 예는 도 4에서와 같이 벽체(10)에 소정 크기로 만들어지는 직사각영역(A1)(도 2a 참조)의 각기 꼭지점을 힌지로 하여 회전가능하게 지지되어 있는 제1 내지 제4 도르래 휠(21,22,23,24)을 설치하고, 제1 도르래 휠(21)과 제2 도르래 휠(22)의 사이 그리고 제3 도르래 휠(23)과 제4 도르래 휠(24)의 사이에 각기 배치된 상부 중간 도르래 휠(25)과 하부 중간 도르래 휠(25a)이 설치된다.According to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the first to the second parts of the rectangular area A1 (see FIG. 2A), which are made to a predetermined size, are rotatably supported by hinges. Four pulley wheels 21, 22, 23, 24 are installed, between the first pulley wheel 21 and the second pulley wheel 22 and between the third pulley wheel 23 and the fourth pulley wheel 24. An upper middle pulley wheel 25 and a lower middle pulley wheel 25a disposed therebetween are provided.

또한, 일단이 해당 벽체(10)에 고정된 후 제1 도르래 휠(21)과 하부 중간 도르래 휠(25a) 및 제2 도르래 휠(22)에 순차적으로 감김되어 있는 제1 인장케이블(31)과, 일단이 해당 벽체(10)에 고정된 후 제4 도르래 휠(24)과 상부 중간 도르래 휠(25) 및 제3 도르래 휠(23)에 감김되어 있는 제2 인장케이블(32)이 설치된다.In addition, the first tension cable 31 is wound around the first pulley wheel 21, the lower middle pulley wheel 25a and the second pulley wheel 22 after one end is fixed to the wall 10 and After the one end is fixed to the wall 10, the second tension cable 32 is wound around the fourth pulley wheel 24, the upper middle pulley wheel 25 and the third pulley wheel 23 is installed.

또한, 제1 인장케이블(31)의 타단과 제2 인장케이블(32)의 타단에 제진 댐퍼(40)가 연결되어서 구성된 것이다.In addition, the damping damper 40 is connected to the other end of the first tension cable 31 and the other end of the second tension cable 32.

따라서 제 2실시 예에서는 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)은 상부 중간 도르래 휠(25)과 하부 중간 도르래 휠(25a)에 의해 X자 형태로 2회 교차되어, 지진 도래시 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32) 중 어느 하나에서 발생되는 인장력에 의해 제진 댐퍼(40)에서 지진에너지의 감쇠가 일어나게 된다.Therefore, in the second embodiment, the first tension cable 31 and the second tension cable 32 are crossed twice in an X shape by the upper middle pulley wheel 25 and the lower middle pulley wheel 25a, and the earthquake arrives. The damping of the seismic energy occurs in the damping damper 40 by the tensile force generated in any one of the first tension cable 31 and the second tension cable 32 at the time.

물론, 제 2실시 예의 경우에도, 지진도래시 변위량(ΔS)만큼 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에 인장력이 발생되면, 제진 댐퍼(40)에서는 변위량(ΔS)에 2배를 곱한 만큼 비례하여 변위 작동이 일어나므로 제진능력이 높게 나타난다. Of course, in the case of the second embodiment, if the tensile force is generated in the first tension cable 31 and the second tension cable 32 by the displacement amount ΔS during the earthquake, the damping damper 40 is equal to the displacement amount ΔS. Since the displacement operation occurs in proportion to the product times, the damping capacity is high.

<제 3실시 예>Third Embodiment

본 발명의 제 3실시 예는 제 2실시 예의 변형예로서 제1 도르래 휠(21)과 제2 도르래 휠(22)의 사이 그리고 제3 도르래 휠(23)과 제4 도르래 휠(24)의 사이에 각기 배치된 한 쌍의 상부 중간 도르래 휠(25,25)과 한 쌍의 하부 중간 도르래 휠(25a,25a)을 설치한 것이다. 그 이외의 구성은 제 2실시 예와 동일하다.The third embodiment of the present invention is a modification of the second embodiment between the first pulley wheel 21 and the second pulley wheel 22 and between the third pulley wheel 23 and the fourth pulley wheel 24. A pair of upper middle pulley wheels 25 and 25 and a pair of lower middle pulley wheels 25a and 25a, respectively, are disposed in the installation. The other configuration is the same as in the second embodiment.

따라서 제 3실시 예의 제진장치(100)는 제 2실시 예와 마찬가지로 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)이 X자 형태로 2회 교차되어 진다.Therefore, in the vibration suppression apparatus 100 of the third embodiment, the first tension cable 31 and the second tension cable 32 cross each other twice in an X shape like the second embodiment.

따라서 지진 도래시 변위량(ΔS)만큼 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에서 발생되는 인장력에 의해 제진 댐퍼(40)에서 제 2실시 예와 동일한 작용으로 지진에너지의 감쇠가 일어나게 되는 것이다.Therefore, the seismic damper 40 is attenuated by seismic energy by the tensile force generated in the first tension cable 31 and the second tension cable 32 by the displacement amount ΔS. It will be.

한편, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에서 변위증폭 시스템(100)을 벽체(10)에 구성하였으나 도 3a와 같이 강재로 제작된 프레임(11)에 구성하여 제진을 수행할 수도 있다.Meanwhile, although the displacement amplification system 100 is configured on the wall 10 in the first to third embodiments of the present invention, the vibration damping may be performed by configuring the frame 11 made of steel as shown in FIG. 3A.

이와 같이 구성된 본 발명의 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템은 기본적으로 4개의 도르래 휠(21,22,23,24), 2개의 인장케이블(31,32), 그리고 제진 댐퍼(40)로 구성이 간단하게 이루어져 설치가 용이하다. 또한 지진 도래시 인장케이블(31,32)에 변위가 증폭되어 발생된 인장력으로 제진 댐퍼(40)를 동작시킴으로써 제진 감쇠를 민감하고 효율적으로 수행할 수 있다.The displacement amplification system using the cable and the pulley of the present invention configured as described above is basically composed of four pulley wheels 21, 22, 23, 24, two tension cables 31, 32, and a damping damper 40. It is simple and easy to install. In addition, the damping damper 40 can be sensitively and efficiently carried out by operating the damping damper 40 with the tensile force generated by the displacement amplified in the tension cables 31 and 32 during the earthquake.

한편, 본 발명은 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)의 인장력을 조절하기 위해 인장력조절수단이 추가적으로 설치될 수 있다. 인장력조절수단은 2개가 구비되어 벽체(10)측 또는 프레임(11)측에 각기 설치되어 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에 각각 일대일 대응되게 연결된다. 인장력조절수단은 도 6a의 턴버클유닛(51), 도 6b의 래치휠유닛(52), 도 6c의 볼트체결유닛(53) 중 어느 하나의 유닛이 될 수 있다.On the other hand, the present invention may be additionally provided with a tension force adjusting means for adjusting the tensile force of the first tension cable 31 and the second tension cable (32). Two tension force adjusting means are provided on the wall 10 side or the frame 11 side, respectively, and are connected one-to-one to the first tension cable 31 and the second tension cable 32, respectively. The tension force adjusting means may be any one of the turnbuckle unit 51 of FIG. 6A, the latch wheel unit 52 of FIG. 6B, and the bolt fastening unit 53 of FIG. 6C.

도 6a의 턴버클유닛(51)은 조임블록(511), 조임블록(511)의 양단에 나사결합된 장력조절볼트(512,513)를 포함한다. 이때 한 쪽의 장력조절볼트(513)는 벽체(10)측 또는 프레임(11)측에 고정 설치되고, 다른쪽의 장력조절볼트(512)는 제1 인장케이블(31) 또는 제2 인장케이블(32)에 연결된다. 따라서 조임블록(511)의 회전 조작방향에 따라 제1 인장케이블(31) 또는 제2 인장케이블(32)의 인장력을 조절할 수 있다.The turnbuckle unit 51 of FIG. 6A includes a tightening block 511 and tension adjusting bolts 512 and 513 screwed to both ends of the tightening block 511. At this time, one tension adjusting bolt 513 is fixed to the wall 10 or the frame 11 side, the other tension adjusting bolt 512 is the first tension cable 31 or the second tension cable ( 32). Therefore, the tension of the first tension cable 31 or the second tension cable 32 can be adjusted according to the rotation operation direction of the tightening block 511.

도 6b의 래치휠유닛(52)은 인장케이블 권취도르래(521a)를 갖고 벽체(10)측 또는 프레임(11)측에 회전 가능하게 설치되는 래치휠(521), 래치휠(521)의 역회전을 방지하는 폴(523), 폴(523)을 래치휠(521)의 외주면측 치형에 이물림시키는 스프링(524)를 포함한다. 따라서 래치휠(521)을 화살표로 도시한 반시계방향으로 조작시킴에 따라 제1 인장케이블(31) 또는 제2 인장케이블(32)의 인장력을 조절할 수 있다.The latch wheel unit 52 of FIG. 6B has a tension cable winding pulley 521a and a reverse rotation of the latch wheel 521 and the latch wheel 521 which are rotatably installed on the wall 10 side or the frame 11 side. And a spring 524 for engaging the pawl 523 against the outer peripheral surface side teeth of the latch wheel 521. Accordingly, the tension of the first tension cable 31 or the second tension cable 32 may be adjusted by operating the latch wheel 521 in the counterclockwise direction as shown by the arrow.

도 6c의 볼트체결유닛(53)은 벽체(10)측 또는 프레임(11)측에 고정 설치되는 정착브라켓(531), 정착브라켓(531)에 나사 결합되어 제1 인장케이블(31) 또는 제2 인장케이블(32)에 연결되는 연결볼트(532) 및 연결볼트(532)에 나사 결합되어 정착브라켓(531)에 지지되는 장력조절너트(533)를 포함한다. 따라서 장력조절너트(533)의 회전 조작방향에 따라 연결볼트(532)를 이동시켜 제1 인장케이블(31) 또는 제2 인장케이블(32)의 인장력을 조절할 수 있다.The bolt fastening unit 53 of FIG. 6C is screwed to the fixing bracket 531 and the fixing bracket 531 fixedly installed at the wall 10 side or the frame 11 side, so that the first tensile cable 31 or the second It includes a connection bolt 532 connected to the tension cable 32 and a tension adjusting nut 533 is screwed to the connection bolt 532 is supported on the fixing bracket 531. Therefore, the tensioning force of the first tension cable 31 or the second tension cable 32 can be adjusted by moving the connection bolt 532 according to the rotation operation direction of the tension adjusting nut 533.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. So far, the present invention has been described in detail with reference to the presented embodiments, but those skilled in the art may make various modifications and modifications without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiments. will be. The invention is not limited by the invention as such variations and modifications but only by the claims appended below.

21,22,23,24: 제1,2,3,4 도르래 휠
31,32: 제1,2 인장케이블
311,321: 케이블 고정판
40: 제진 댐퍼
51: 턴버클유닛
52: 래치휠유닛
53: 볼트체결유닛21,22,23,24: 1st, 2,3,4 pulley wheel
31,32: 1st, 2nd tension cable
311,321: cable retention plate
40: damping damper
51: turnbuckle unit
52: latch wheel unit
53: bolt tightening unit

Claims (5)

벽체(10) 또는 프레임(110)에 소정 크기로 형성되어지는 직사각영역(A1)의 각기 꼭지점에 회전가능하게 연결되는 제1 내지 제4 도르래 휠(21, 22, 23, 24);과 상기 제1 내지 제 4 도르래 휠(21, 22, 23, 24)에 감김 되어있는 제1, 2 인장케이블(31, 32)에 있어서,
상기 제1 내지 제4 도르래 휠(21, 22, 23, 24)은 제1 ,2 인장케이블(31, 32)이 감겨지는 권취도르래(521a);와, 톱니 형상으로 형성되어 상기 권취도르래(521a)에 설치되어지는 래치휠(521)로 구성되고,
상기 래치휠(521)은 래치휠(521)의 역회전이 방지되어지도록 하는 폴(523)과 상기 폴(523)이 래치휠(521)의 외주면 측 치형에 이 물림되어지도록 하는 스프링(524)이 더 포함되어, 상기 래치휠(521)이 회전되어짐에 따라 상기 제1, 2인장케이블(31, 32)가 감겨, 인장력이 조절되어지되 상기 폴(523)에 의해 래치휠(521)의 역회전이 방지되어 인장력이 유지되어지며,
상기 제1 ,2 인장케이블(31, 32)의 일단은 벽체(10) 또는 프레임(11)에 고정 설치된 케이블 고정판(311, 321)에 연결되고, 타단은 대각선상으로 배치된 제1 내지 제 4 도르래 휠(21, 22, 23, 24)에 적어도 1회 이상 감김되어지고.
상기 케이블 고정판(311, 321)은 제1 ,2 인장케이블(31, 32)의 일단에 연결된 연결볼트(532)가 삽입되어지는 정착브라켓(531)과; 상기 정착브라켓(531)에 삽입된 연결볼트(532)가 고정되어 지지되어지도록 하는 장력조절너트(533)로 구성되어, 상기 장력조절너트(533)의 회전에 의해 상기 연결볼트(532)가 이동되어져 제1, 2 인장케이블(31, 32)의 인장력이 조절되어지며,
제1, 2 인장케이블(31, 32)는 타단에 연결된 제진 댐퍼(40)를 더 포함하여, 지진이 도래 시 제1, 2 인장케이블(31, 32)에서 발생되는 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 상기 제진 댐퍼(40)에서 지진에너지의 감쇠가 일어나는 것을 특징으로 하는 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭시스템.
First to fourth pulley wheels 21, 22, 23, and 24 rotatably connected to respective vertices of the rectangular area A1 formed on the wall 10 or the frame 110 in a predetermined size; In the first and second tension cables (31, 32) wound on the first to fourth pulley wheels (21, 22, 23, 24),
The first to fourth pulley wheels 21, 22, 23, and 24 are winding pulleys 521a to which the first and second tension cables 31 and 32 are wound; and the saw pulleys 521a are formed in a sawtooth shape. It consists of a latch wheel 521 is installed in
The latch wheel 521 is a pawl 523 to prevent the reverse rotation of the latch wheel 521 and a spring 524 to allow the pawl 523 to be bite to the teeth of the outer peripheral surface side of the latch wheel 521. In addition, as the latch wheel 521 is rotated, the first and second tensile cables 31 and 32 are wound, and the tensile force is controlled, but the reverse of the latch wheel 521 by the pole 523 The rotation is prevented, the tensile force is maintained,
One end of the first and second tension cables 31 and 32 is connected to cable fixing plates 311 and 321 fixed to the wall 10 or the frame 11, and the other ends of the first to fourth tension cables are arranged diagonally. Wound on the pulley wheels 21, 22, 23, 24 at least once.
The cable fixing plates 311 and 321 may include a fixing bracket 531 into which a connection bolt 532 connected to one end of the first and second tension cables 31 and 32 is inserted; The connecting bolt 532 inserted into the fixing bracket 531 is composed of a tension adjusting nut (533) to be fixed and supported, the connection bolt 532 is moved by the rotation of the tension adjusting nut (533). The tensile force of the first and second tension cables 31 and 32 is adjusted,
The first and second tension cables 31 and 32 further include a damping damper 40 connected to the other end to generate a tensile force with an amplified displacement amount generated in the first and second tension cables 31 and 32 when an earthquake arrives. Displacement amplification system using a cable and a pulley, characterized in that the damping of the seismic energy occurs in the damping damper (40).
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 도르래 휠(21, 22, 23, 24)은 제1 도르래 휠(21)과 제2 도르래 휠(22)의 사이 및 제3 도르래 휠(23)과 제4 도르래 휠(24)의 사이에 각기 배치되는 상부 중간 도르래 휠(25)과 하부 중간 도르래 휠(25a)을 더 포함하여,
상기 제1 인장케이블(31)은 제1 도르래 휠(21)과 제2 도르래 휠(22) 및 하부 중간 도르래 휠(25a)에 의해
Figure 112019021035814-pat00011
자 형태로 배치되고, 상기 제2 인장케이블(32)은 제3 도르래 휠(23)과 제4 도르래 휠(24) 및 상부 중간 도르래 휠(25)에 의해
Figure 112019021035814-pat00012
자 형태로 배치되며,
상기 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)은 상기 상부 중간 도르래 휠(25)과 하부 중간 도르래 휠(25a)에 의해 X자 형태로 2회 교차되어, 지진도래시 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에서 발생되는 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼(40)에서 지진에너지의 감쇠가 일어나는 것을 특징으로 하는 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템.
The method of claim 1,
The first to fourth pulley wheels 21, 22, 23, and 24 are disposed between the first pulley wheel 21 and the second pulley wheel 22 and the third pulley wheel 23 and the fourth pulley wheel 24. Further comprising: an upper middle pulley wheel 25 and a lower middle pulley wheel 25a respectively disposed between
The first tension cable 31 is formed by the first pulley wheel 21 and the second pulley wheel 22 and the lower middle pulley wheel 25a.
Figure 112019021035814-pat00011
It is arranged in the shape of a child, the second tension cable 32 is the third pulley wheel 23 and the fourth pulley wheel 24 and the upper middle pulley wheel 25
Figure 112019021035814-pat00012
Placed in the form of a ruler,
The first tension cable 31 and the second tension cable 32 are crossed twice in an X-shape by the upper middle pulley wheel 25 and the lower middle pulley wheel 25a, so that the first tension when the earthquake arrives. Displacement amplification system using a cable and pulley, characterized in that the damping of the seismic energy occurs in the damping damper 40 by generating a tensile force by the amplified displacement amount generated in the cable 31 and the second tensile cable (32).
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 도르래 휠(21, 22, 23, 24)은 제1 도르래 휠(21)과 제2 도르래 휠(22)의 사이 및 제3 도르래 휠(23)과 제4 도르래 휠(24)의 사이에 각기 배치되는 한 쌍의 상부 중간 도르래 휠(25)과 한 쌍의 하부 중간 도르래 휠(25a)을 더 포함하여,
상기 제1 인장케이블(31)은 제1 도르래 휠(21)과 제2 도르래 휠(22) 및 한 쌍의 하부 중간 도르래 휠(25a)에 의해
Figure 112019021035814-pat00013
자 형태로 배치되고, 상기 제2 인장케이블(32)은 제3 도르래 휠(21)과 제4 도르래 휠(22) 및 한 쌍의 상부 중간 도르래 휠(25)에 의해
Figure 112019021035814-pat00014
자 형태로 배치되며,
상기 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)은 한쌍의 상부 중간 도르래 휠(25)과 한쌍의 하부 중간 도르래 휠(25a)에 의해 X자 형태로 2회 교차되어, 지진도래시 제1 인장케이블(31)과 제2 인장케이블(32)에서 발생되는 증폭된 변위량으로 인장력을 발생시켜 제진 댐퍼(40)에서 지진에너지의 감쇠가 일어나는 것을 특징으로 하는 케이블과 도르래를 이용한 변위증폭 시스템.

The method of claim 1,
The first to fourth pulley wheels 21, 22, 23, and 24 are disposed between the first pulley wheel 21 and the second pulley wheel 22 and the third pulley wheel 23 and the fourth pulley wheel 24. Further comprises a pair of upper middle pulley wheels 25 and a pair of lower middle pulley wheels 25a, each disposed between
The first tension cable 31 is formed by the first pulley wheel 21 and the second pulley wheel 22 and a pair of lower middle pulley wheels 25a.
Figure 112019021035814-pat00013
It is arranged in the shape of a child, the second tension cable 32 is formed by the third pulley wheel 21 and the fourth pulley wheel 22 and a pair of upper middle pulley wheel 25
Figure 112019021035814-pat00014
Placed in the form of a ruler,
The first tension cable 31 and the second tension cable 32 are crossed twice in an X shape by a pair of upper middle pulley wheels 25 and a pair of lower middle pulley wheels 25a, and when the earthquake arrives. Displacement amplification system using a cable and pulley, characterized in that the damping of the seismic energy occurs in the damping damper 40 by generating a tensile force by the amplified displacement amount generated in the first tension cable 31 and the second tension cable 32 .

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