KR102377267B1 - 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼 - Google Patents

플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진동 저감을 위한 대상 구조체에 설치되는 바텀플레이트; 상기 바텀플레이트의 상측에 위치하는 어퍼플레이트; 상기 바텀플레이트와 상기 어퍼플레이트의 사이에 상기 대상 구조체의 고유진동수에 맞추어 매스 튜닝(mass tuning)을 위해 개재되는 메인매스어셈블리; 상기 메인매스어셈블리를 관통하여 상기 바텀플레이트와 상기 어퍼플레이트를 서로 다수로 연결시키는 연결부; 상기 메인매스어셈블리로부터 상기 어퍼플레이트를 지지하도록 다수로 설치되는 제 1 메인스프링; 상기 메인매스어셈블리와 상기 바텀플레이트 사이에 다수로 고정되는 오일댐퍼; 및 상기 바텀플레이트로부터 상기 메인매스어셈블리를 지지하도록 다수로 설치되는 제 2 메인스프링;을 포함하고, 현장 세부 튜닝이 가능하도록 제 1 및 제 2 서브매스플레이트와 제 1 및 제 2 서브스프링을 더 포함하도록 한 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 진동이 발생되는 운영중인 대상 구조체에 또 다른 진동 시스템을 부가하여, 시스템의 진동응답을 효과적으로 저감시키도록 하고, 부가되는 진동 시스템으로서 강성, 감쇠, 부가 질량을 가진 부가 스프링-중량-댐퍼 시스템으로 구성된 다이나믹 옵소버(Dynamic Absorber)의 구현으로 인해, 진동 특성을 대상 구조체에 동조(Tuning)시킴으로써, 대상 구조체에 위상이 반대인 반작용력을 가하여 진동응답을 저감시킨다.

Description

플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼{Multi Spring Tuned-Mass Damper for Floor Vibration Control}
본 발명은 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현장 주파수 및 댐핑 튜닝(Tuning)이 가능하도록 바닥슬래브 직상부에 설치하여, 대상 시스템의 감쇠 증가를 통한 진동을 저감하도록 하는 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 진동을 포함하여 다양한 성분의 하중으로 인해 가진되는 선형시스템(Linear System)은 Input → System → Output 형태의 메커니즘으로 정의될 수 있다. 이에 외부 진동원으로부터 시스템에 발생하는 진동을 저감하기 위한 방법으로는 크게 (1) 진동원 저감, (2) 시스템 보강, 그리고 (3) 진동 유입 저감이 있다.
진동원 저감의 경우, 방진(Isolation) 개념을 적용하여 동적하중이 구조 시스템으로 전달되기 전에 저감하는 방법이다. 시스템 보강의 경우, 시스템 자체의 강성 혹은 감쇠의 증대를 통해 공진 주파수를 회피하고, 진동 성분에 의한 응답 자체를 저감하는 방법이다. 진동 유입 저감의 경우, 동적 하중에 의한 진동에 대해 수진점(Receiver)으로 전달되는 양을 저감하는 방법이다.
이러한 진동 저감 방법은 건축물(Building Structure)을 대상으로 진동을 저감하고자 하는 대상 건축물의 현황에 따라 달리 적용할 수 있다. 설계 단계에서부터 고진동의 발생을 고려하여, 다양한 진동 저감 방법을 적용할 수 있으나, 일반적으로 건물이 완공된 후, 운영 단계에서 입주자들에 의해 사용성 측면에서의 진동 민원이 제기되고 있는 실정이다.
이와 같이, 운영 단계인 건물의 경우, 진동원 및 진동 유입의 저감이 현실적으로 어려우며, 시스템 보강 방법 중 구조 보강안 또한 건물의 구조적 안정성 및 강성이 증가하는 장점을 가지지만, 건물의 전체 중량이 증가하고, 공사 비용 및 공사 중 입주자들의 불편함을 야기하여 적용이 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.
한국등록특허 제10-0829489호의 "모듈형 동조질량감쇠기"(2009.05.07 등록)
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 현장 주파수 및 댐핑 튜닝(Tuning)이 가능하도록 바닥슬래브 직상부에 설치함으로써, 진동이 발생되는 운영중인 대상 구조체에 또 다른 진동 시스템을 부가하여, 시스템의 진동 응답을 효과적으로 저감시키도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 진동 저감을 위한 대상 구조체에 설치되는 바텀플레이트; 상기 바텀플레이트의 상측에 위치하는 어퍼플레이트; 상기 바텀플레이트와 상기 어퍼플레이트의 사이에 상기 대상 구조체의 고유진동수에 맞추어 매스 튜닝(mass tuning)을 위해 개재되는 메인매스어셈블리; 상기 메인매스어셈블리를 관통하여 상기 바텀플레이트와 상기 어퍼플레이트를 서로 다수로 연결시키는 연결부; 상기 메인매스어셈블리로부터 상기 어퍼플레이트를 지지하도록 다수로 설치되는 제 1 메인스프링; 상기 메인매스어셈블리와 상기 바텀플레이트 사이에 다수로 고정되는 오일댐퍼; 및 상기 바텀플레이트로부터 상기 메인매스어셈블리를 지지하도록 다수로 설치되는 제 2 메인스프링;을 포함하는, 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼가 제공된다.
상기 메인매스어셈블리와 상기 바텀플레이트 사이에 압축력에 저항하도록 다수로 설치되는 제 1 서브스프링; 및 상기 메인매스어셈블리와 상기 어퍼플레이트 사이에 압축력에 저항하도록 다수로 설치되는 제 2 서브스프링;을 포함할 수 있다.
상기 메인매스어셈블리의 상측에서 상기 어퍼플레이트로부터 노출되는 양측에 각각 매스(mass) 세부 튜닝(tuning)을 위해 적어도 하나 이상의 층을 이루도록 설치되는 제 1 서브매스플레이트; 및 상기 메인매스어셈블리의 상측에서 상기 어퍼플레이트의 중심 개방측을 통해 노출되는 중심부에 매스(mass) 세부 튜닝(tuning)을 위해 적어도 하나 이상의 층을 이루도록 설치되는 제 2 서브매스플레이트;를 포함할 수 있다.
상기 메인매스어셈블리는, 하측에 위치하는 하단매스플레이트와 상측에 위치하는 상단매스플레이트 사이에 적어도 하나 이상의 삽입매스플레이트가 개재됨으로써 다층 플레이트 구조를 가지고, 상기 연결부가 관통하기 위한 제 1 관통구가 형성되며, 상기 하단매스플레이트에 상기 제 1 관통구 내측으로 연장되는 제 1 지지단이 형성되고, 상기 연결부는, 상기 바텀플레이트에 플랜지가 고정되고, 상기 플랜지로부터 상측으로 수직되게 마련되는 포스트가 상기 제 1 관통구를 관통하며, 상기 어퍼플레이트를 관통하는 연결볼트가 상기 포스트의 상단에 체결되고, 상기 제 1 메인스프링은, 상기 포스트가 내측에 삽입된 상태에서, 하단이 제 1 지지단 상에 위치하고, 상단이 상기 어퍼플레이트를 하측에서 지지할 수 있다.
상기 메인매스어셈블리는, 하측에 위치하는 하단매스플레이트와 상측에 위치하는 상단매스플레이트 사이에 적어도 하나 이상의 삽입매스플레이트가 개재됨으로써 다층 플레이트 구조를 가지고, 상기 오일댐퍼가 관통하기 위한 제 2 관통구가 형성되며, 상기 상단매스플레이트에 상기 제 2 관통구 내측으로 연장되는 제 2 지지단이 형성되고, 상기 오일댐퍼는, 상기 바텀플레이트에 고정되는 하부몸체; 상기 상단매스플레이트에 고정되어 상기 하부몸체와 함께 상기 제 2 관통구에 수용되는 상부몸체; 상기 상단매스플레이트 상에 안착되어 상기 상부몸체에 고정되는 고정부재; 및 상기 고정부재에 착탈 가능하게 결합되어 상기 상부몸체에 연결되는 볼트부재;를 포함하고, 상기 제 2 메인스프링은, 상기 하부몸체와 상기 상부몸체가 내측에 삽입된 상태에서, 하단이 바텀플레이트 상에 위치하고, 상단이 상단매스플레이트를 하측에서 지지할 수 있다.
본 발명에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼에 의하면, 진동이 발생되는 운영중인 대상 구조체에 또 다른 진동 시스템을 부가하여, 시스템의 진동응답을 효과적으로 저감시키도록 하고, 부가되는 진동 시스템으로서 강성, 감쇠, 부가 질량을 가진 부가 스프링-중량-댐퍼 시스템으로 구성된 다이나믹 옵소버(Dynamic Absorber)의 구현으로 인해, 진동 특성을 대상 구조체에 동조(Tuning)시킴으로써, 대상 구조체에 위상이 반대인 반작용력을 가하여 진동응답을 저감시키고, 대상 구조체의 진동 에너지를 효율적으로 흡수하여 진동을 저감시키며, 대상 구조체와의 공진 영역에서 다이나믹 옵소버 매스(Dynamic Absorber Mass)의 역할(In-Phase / Out-Phase)로 진동응답을 감소시키도록 하는 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼에 의하면, 제 1 및 제 2 메인스프링의 더블 레이어(Double layer) 메인 스프링이 적용으로 인해, 상하 진동에 대한 반작용력 기능이 뛰어나며, 더블 레이어 메인 스프링 구조임에도, 제 1 및 제 2 메인스프링이 상하로 중첩됨으로써 전체 높이를 낮아지도록 하고, 이로 인해 높이가 협소한 공간에 쉽게 설치되도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 정면도이다.
도 5는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼의 현장 설치례를 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼의 설치 전후 개념을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼의 설치 전후 진동 응답을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼를 도시한 정면도이고, 도 5는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼(100)는 바텀플레이트(110), 어퍼플레이트(120), 메인매스어셈블리(130), 연결부(140), 제 1 메인스프링(150), 오일댐퍼(160) 및 제 2 메인스프링(170)을 포함할 수 있다.
바텀플레이트(110)는 진동 저감을 위한 대상 구조체에 설치되는데, 볼팅이나 용접 또는 브라켓 결합이나 그 밖의 다양한 고정수단을 사용하여 대상 구조체의 직상방에 고정될 수 있다. 바텀플레이트(110)는 예컨대, 대상 구조체의 바닥면에 고정되기 위한 앵커 볼트 홀 등이 다수로 형성될 수 있다. 여기서 대상 구조체는 건축구조물 뿐만 아니라, 진동 저감을 필요로 하는 각종 시스템 내지 장비가 해당될 수 있다.
어퍼플레이트(120)는 바텀플레이트(110)의 상측에 위치하는데, 상부 고정 플레이트로 사용될 수 있다.
메인매스어셈블리(130)는 바텀플레이트(110)와 어퍼플레이트(120)의 사이에 대상 구조체의 고유진동수에 맞추어 매스 튜닝(mass tuning)을 위해 개재된다. 여기서 매스 튜닝은 일례로 후술하게 될 다층 구조로 인해 적층 개수의 조절을 통해 이루어질 수 있다.
메인매스어셈블리(130)는 하측에 위치하는 하단매스플레이트(131)와 상측에 위치하는 상단매스플레이트(132) 사이에 적어도 하나 이상의 삽입매스플레이트(133)가 개재됨으로써 다층 플레이트 구조를 가질 수 있고, 연결부(140)가 관통하기 위한 제 1 관통구(134)가 형성될 수 있으며, 하단매스플레이트(131)에 제 1 관통구(134) 내측으로 연장되는 제 1 지지단(135)이 형성될 수 있다. 또한 메인매스어셈블리(130)는 오일댐퍼(160)가 관통하기 위한 제 2 관통구(136)가 형성될 수 있으며, 상단매스플레이트(132)에 제 2 관통구(136) 내측으로 연장되는 제 2 지지단(137)이 형성될 수 있다. 하단매스플레이트(131), 상단매스플레이트(132) 및 삽입매스플레이트(133)는 일례로 볼트에 서로 결합될 수 있으나, 이에 반드시 한하는 것은 아니다.
연결부(140)는 메인매스어셈블리(130)를 관통하여 바텀플레이트(110)와 어퍼플레이트(120)를 서로 다수로 연결시킬 수 있다.
연결부(140)는 예컨대 본 실시례에서처럼, 바텀플레이트(110)에 플랜지(141)가 볼트 등으로 고정될 수 있고, 플랜지(141)로부터 상측으로 수직되게 마련되는 포스트(142)가 제 1 관통구(134)를 관통할 수 있으며, 어퍼플레이트(120)를 관통하는 연결볼트(143)가 포스트(142)의 상단에 체결될 수 있고, 이로 인해 바텀플레이트(110)로부터 어퍼플레이트(120)가 상방으로 이탈되지 못하도록 하는 역할을 하게 된다.
제 1 메인스프링(150)은 메인매스어셈블리(130)로부터 어퍼플레이트(120)를 지지하도록 다수로 설치될 수 있고, 본 실시례에서처럼 압축력에 저항하는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 제 1 메인스프링(150)은 사전 테스트를 통해 얻은 고유 진동수 및 강성 설계에 적용된다.
제 1 메인스프링(150)은 예컨대, 포스트(142)가 내측에 삽입된 상태에서, 하단이 제 1 지지단(135) 상에 위치할 수 있고, 상단이 어퍼플레이트(1230)를 하측에서 지지하도록 할 수 있다.
오일댐퍼(160)는 메인매스어셈블리(130)와 바텀플레이트(110) 사이에 다수로 고정되고, 내측으로 수용되는 오일의 유동 저항에 의해 감쇠력을 발휘하도록 하는데, 이러한 오일의 수용 및 이동에 대해서 그 구조를 한정할 필요는 없으며, 감쇠력을 가지기 위한 다양한 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
오일댐퍼(160)는 바텀플레이트(110)에 볼트 등으로 고정되는 하부몸체(161)와, 상단매스플레이트(132)에 고정되어 하부몸체(161)와 함께 제 2 관통구(136)에 수용되어, 도 5 및 도 6에서와 같이, 하부몸체(161)에 일부가 겹쳐지도록 수용되는 상부몸체(162)와, 상단매스플레이트(132) 상에 안착되어 상단매스플레이트(132)를 관통하는 볼트가 상부몸체(162)에 체결됨으로써 상부몸체(162)에 고정되는 고정부재(163)와, 고정부재(163)에 착탈 가능하게 결합되어 상부몸체(162)에 연결되는 볼트부재(164)를 포함할 수 있다. 상부몸체(162)는 고정부재(163)와의 결합에 의해 상단매스플레이트(132)에 고정되도록 할 수 있다.
오일댐퍼(160)는 실제 설치하는 대상 구조체의 컨디션에 따라 현장에서 댐핑 재질을 주입하고 빼기 쉬운 구조를 가지도록 할 수 있는데, 이를 위해, 하부몸체(161)와 상부몸체(162)가 오일이 가해지는 압축력에 의해 이동 내지 유동하도록 수용되는 구조를 직접 형성하는 경우, 도 5 및 도 6에서와 같이, 상부몸체(162)를 통한 오일의 주입 및 배출이 가능하도록 하는 볼트부재(164)나 그 밖의 커버 개폐 구조를 가지거나, 하부몸체(161)와 상부몸체(162)가 내측에 별도의 오일 댐핑 수단이 수용되는 경우, 이러한 별도의 오일 댐핑 수단이 하부몸체(161)와 상부몸체(162) 사이에 착탈 가능하게 수용되도록 하는 구조를 가질 수 있다.
제 2 메인스프링(170)은 바텀플레이트(110)로부터 메인매스어셈블리(130)를 지지하도록 다수로 설치되는데, 본 실시례에서처럼 압축력에 저항하는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 제 2 메인스프링(170)은 사전 테스트를 통해 얻은 고유 진동수 및 강성 설계에 적용될 수 있다.
제 2 메인스프링(170)은 하부몸체(161)와 상부몸체(162)가 내측에 삽입된 상태에서, 하단이 바텀플레이트(110) 상에 위치하고, 상단이 상단매스플레이트(132)를 하측에서 지지하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼(100)는 제 1 및 제 2 서브스프링(180,190)과 제 1 및 제 2 서브매스플레이트(210,220)를 포함할 수 있다.
제 1 서브스프링(180)은 메인매스어셈블리(130)와 바텀플레이트(110) 사이에 압축력에 저항하도록 다수로 설치될 수 있다. 제 1 서브스프링(180)은 메인매스어셈블리(130)의 양측부를 따라 간격을 두고서 다수로 배치되도록 설치될 수 있다.
제 2 서브스프링(190)은 메인매스어셈블리(130)와 어퍼플레이트(120) 사이에 압축력에 저항하도록 다수로 설치될 수 있다. 제 2 서브스프링(190)은 예컨대 제 1 서브스프링(180) 각각에 수직으로 배치되도록 다수로 설치될 수 있다. 제 2 서브스프링(190)은 제 1 서브스프링(180)과 함께 사전 테스트를 통해 얻은 고유진동수의 미세 주파수 튜닝에 사용될 수 있다.
제 1 서브매스플레이트(210)는 메인매스어셈블리(130)의 상측에서 어퍼플레이트(120)로부터 노출되는 양측에 각각 매스(mass) 세부 튜닝(tuning)을 위해 적어도 하나 이상의 층을 이루도록 설치될 수 있다. 제 1 서브매스플레이트(210)는 메인매스어셈블리(130)를 구성하는 하단매스플레이트(131), 상단매스플레이트(132) 및 삽입매스플레이트(133) 각각의 중량보다 작은 중량을 가짐으로써, 그 적층 개수에 따라 인가되는 하중을 보다 세밀하게 조절할 수 있도록 한다. 제 1 서브매스플레이트(210)는 메인매스어셈블리(130) 상에 볼트나 그 밖의 다양한 고정부재로 고정될 수 있다.
제 2 서브매스플레이트(220)는 메인매스어셈블리(130)의 상측에서 어퍼플레이트(120)의 중심 개방측을 통해 노출되는 중심부에 매스(mass) 세부 튜닝(tuning)을 위해 적어도 하나 이상의 층을 이루도록 설치될 수 있다. 제 2 서브매스플레이트(220)는 메인매스어셈블리(130)를 구성하는 하단매스플레이트(131), 상단매스플레이트(132) 및 삽입매스플레이트(133) 각각의 중량보다 작은 중량을 가짐으로써, 그 적층 개수에 따라 인가되는 하중을 보다 세밀하게 조절할 수 있도록 한다. 제 2 서브매스플레이트(220)는 메인매스어셈블리(130) 상에 볼트나 그 밖의 다양한 고정부재로 고정될 수 있다. 또한 제 2 서브매스플레이트(220)는 제 1 서브매스플레이트(210)와는 상이한 중량을 가짐으로써, 제 1 서브매스플레이트(210)와 함께 보다 세부적인 매스 튜닝을 가능하도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼의 작용을 설명하기로 한다.
도 8에서와 같이, 강성(K, spring), 감쇠(C, damper), 질량(M, mass)을 가지고서 진동이 발생되는 운영중인 대상 구조체에 부가 강성(K'), 부가 감쇠(C'), 부가 질량(M')을 가진 다른 진동 시스템을 부가하여, 도 9에서와 같이, 대상 구조체의 진동 응답을 효과적으로 저감시키도록 한다.
부가되는 진동 시스템으로서, 본 발명에서와 같이, 부가 강성(K'), 부가 감쇠(C'), 부가 질량(M')을 가진 부가 스프링(Spring)-중량(Mass)-댐퍼(Damper) 시스템으로 구성된 다이나믹 옵소버(Dynamic Absorber)의 구현으로 인해, 진동 특성을 대상 구조체에 동조(Tuning)시킴으로써(도 8 참조), 대상 구조체에 위상이 반대인 반작용력을 가하여 진동응답을 저감시켜서, 대상 구조체의 진동 에너지를 효율적으로 흡수하여 진동을 저감시키며(도 9 참조), 대상 구조체와의 공진 영역에서 다이나믹 옵소버 매스(Dynamic Absorber Mass)의 역할(In-Phase / Out-Phase)로 진동응답을 감소시키도록 할 수 있다.
또한, 액세스 플로어(Access floor) 설치 높이를 고려한 제 1 및 제 2 메인스프링(150,170)의 더블 레이어(Double layer) 메인 스프링이 적용으로 인해, 상하 진동에 대한 반작용력 기능이 뛰어나며, 본 발명에서의 설치 구조에 의해 더블 레이어 메인 스프링 구조임에도, 제 1 및 제 2 메인스프링(150,170)이 상하로 중첩됨으로써 전체 높이를 낮아지도록 하고, 이로 인해 높이가 협소한 공간에 쉽게 설치되도록 할 수 있다.
또한, 기존 기성제품 대비 사전테스트에서 측정한 대상 구조체의 주파수를 맞추기 위해, 다수 예컨대, 24개의 제 1 및 제 2 서브스프링(180,190)과 제 1 및 제 2 서브매스플레이트(210,220)에 대한 미세 콘트롤이 현장에서 가능하도록 할 수 있다. 여기서, 대상 구조체의 주파수(fsystem)는 아래의 수학식 1에서와 같다.
여기서, Kmain은 제 1 및 제 2 메인스프링(150,170)의 총 강성이고, Ksub는 제 1 및 제 2 서브스프링(180,190)의 총 강성이며, Mmain은 메인매스어셈블리(130)의 총 질량이고, Msub는 제 1 및 제 2 서브매스플레이트(210,220)의 총 질량이다.
또한, 오일댐퍼(160)는 실제 설치하는 대상 구조체의 컨디션에 따라, 사전 Shop Test Damping ratio가 달라지므로, 현장에서 댐핑 재질을 주입하고 빼기 쉬운 구조를 가지도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 바텀플레이트 120 : 어퍼플레이트
130 : 메인매스어셈블리 131 : 하단매스플레이트
132 : 상단매스플레이트 133 : 삽입매스플레이트
134 : 제 1 관통구 135 : 제 1 지지단
136 : 제 2 관통구 137 : 제 2 지지단
140 : 연결부 141 : 플랜지
142 : 포스트 143 : 연결볼트
150 : 제 1 메인스프링 160 : 오일댐퍼
161 : 하부몸체 162 : 상부몸체
163 : 고정부재 164 : 볼트부재
170 : 제 2 메인스프링 180 : 제 1 서브스프링
190 : 제 2 서브스프링 210 : 제 1 서브매스플레이트
220 : 제 2 서브매스플레이트

Claims (5)

  1. 진동 저감을 위한 대상 구조체에 설치되는 바텀플레이트;
    상기 바텀플레이트의 상측에 위치하는 어퍼플레이트;
    상기 바텀플레이트와 상기 어퍼플레이트의 사이에 상기 대상 구조체의 고유진동수에 맞추어 매스 튜닝(mass tuning)을 위해 개재되는 메인매스어셈블리;
    상기 메인매스어셈블리를 관통하여 상기 바텀플레이트와 상기 어퍼플레이트를 서로 다수로 연결시키는 연결부;
    상기 메인매스어셈블리로부터 상기 어퍼플레이트를 지지하도록 다수로 설치되는 제 1 메인스프링;
    상기 메인매스어셈블리와 상기 바텀플레이트 사이에 다수로 고정되는 오일댐퍼; 및
    상기 바텀플레이트로부터 상기 메인매스어셈블리를 지지하도록 다수로 설치되는 제 2 메인스프링;을 포함하고,
    상기 메인매스어셈블리의 상측에서 상기 어퍼플레이트로부터 노출되는 양측에 각각 매스(mass) 세부 튜닝(tuning)을 위해 적어도 하나 이상의 층을 이루도록 설치되는 제 1 서브매스플레이트; 및
    상기 메인매스어셈블리의 상측에서 상기 어퍼플레이트의 중심 개방측을 통해 노출되는 중심부에 매스(mass) 세부 튜닝(tuning)을 위해 적어도 하나 이상의 층을 이루도록 설치되는 제 2 서브매스플레이트;를 포함하고,
    상기 메인매스어셈블리는,
    하측에 위치하는 하단매스플레이트와 상측에 위치하는 상단매스플레이트 사이에 적어도 하나 이상의 삽입매스플레이트가 개재됨으로써 다층 플레이트 구조를 가지고, 상기 연결부가 관통하기 위한 제 1 관통구가 형성되며, 상기 하단매스플레이트에 상기 제 1 관통구 내측으로 연장되는 제 1 지지단이 형성되고,
    상기 연결부는,
    상기 바텀플레이트에 플랜지가 고정되고, 상기 플랜지로부터 상측으로 수직되게 마련되는 포스트가 상기 제 1 관통구를 관통하며, 상기 어퍼플레이트를 관통하는 연결볼트가 상기 포스트의 상단에 체결되고,
    상기 제 1 메인스프링은,
    상기 포스트가 내측에 삽입된 상태에서, 하단이 제 1 지지단 상에 위치하고, 상단이 상기 어퍼플레이트를 하측에서 지지하고,
    상기 오일댐퍼는,
    상기 바텀플레이트에 고정되는 하부몸체;
    상기 상단매스플레이트에 고정되어 상기 하부몸체에 일부가 겹쳐지도록 수용되는 상부몸체;
    상기 상단매스플레이트 상에 안착되어 볼트로 상기 상부몸체에 고정되는 고정부재; 및
    상기 고정부재에 착탈 가능하게 결합되어 상기 상부몸체를 통한 오일의 주입 및 배출이 가능하도록 상기 상부몸체에 연결되는 볼트부재;
    를 포함하는, 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인매스어셈블리와 상기 바텀플레이트 사이에 압축력에 저항하도록 다수로 설치되는 제 1 서브스프링; 및
    상기 메인매스어셈블리와 상기 어퍼플레이트 사이에 압축력에 저항하도록 다수로 설치되는 제 2 서브스프링;
    을 포함하는, 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 메인매스어셈블리는,
    하측에 위치하는 하단매스플레이트와 상측에 위치하는 상단매스플레이트 사이에 적어도 하나 이상의 삽입매스플레이트가 개재됨으로써 다층 플레이트 구조를 가지고, 상기 오일댐퍼가 관통하기 위한 제 2 관통구가 형성되며, 상기 상단매스플레이트에 상기 제 2 관통구 내측으로 연장되는 제 2 지지단이 형성되고,
    상기 오일댐퍼는,
    상기 바텀플레이트에 고정되는 하부몸체;
    상기 상단매스플레이트에 고정되어 상기 하부몸체와 함께 상기 제 2 관통구에 수용되는 상부몸체;
    상기 상단매스플레이트 상에 안착되어 상기 상부몸체에 고정되는 고정부재; 및
    상기 고정부재에 착탈 가능하게 결합되어 상기 상부몸체에 연결되는 볼트부재;를 포함하고,
    상기 제 2 메인스프링은,
    상기 하부몸체와 상기 상부몸체가 내측에 삽입된 상태에서, 하단이 바텀플레이트 상에 위치하고, 상단이 상단매스플레이트를 하측에서 지지하는, 플로어 진동 제어를 위한 멀티 스프링 질량 동조 댐퍼.
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