KR102377512B1

KR102377512B1 - 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치

Info

Publication number: KR102377512B1
Application number: KR1020210110200A
Authority: KR
Inventors: 박진완; 송현섭; 박정현; 신기돈; 강석용
Original assignee: 아이컨 주식회사
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2022-03-22

Abstract

본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치는 축력도입으로 다열의 가동부재가 서로 가압되면서 마찰재가 가동본체부의 내벽으로 밀착되어 감쇠력이 발생됨으로써 진동을 완화시키고, 진동제어장치가 현장에 설치된 상태에서 손쉽게 부품을 교체할 수 있도록 하며, 다수의 열로 배치되는 마찰재와 가동본체부 사이에 큰 감쇠력을 발생시켜 구조물에서 발생되는 풍하중 및 지진력을 효과적으로 제어하는 진동제어장치에 관한 것이다.

Description

다열다층 구조의 마찰 진동제어장치{Friction vibration control device with multi-row multi-layer structure}

구조물 또는 플랜트설비에 설치되어 외부환경이나 운전에 의해 진동발생시 감쇠력을 발생시켜 진동을 완화시키는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 구조물 또는 플랜트설비에 풍하중 및 지진에 의해 발생하는 진동을 완화시키기 위해 댐퍼를 사용하고 있으며, 주로 오리피스 구조에 점성체를 이용한 점성댐퍼(Viscous Damper) 또는 마찰면에 감쇠력을 이용한 마찰댐퍼(Friction Damper), 강재댐퍼(Metallic Damper) 등이 적용되고 있다.

구조물은 바람 및 온도 변화로 인해 움직임이 지속적으로 발생되며, 이와 같은 상시적인 움직임은 댐퍼의 주요부재에서 마모를 일으켜 점성댐퍼의 경우 누유가 발생되거나 마찰댐퍼의 경우 마찰면의 마모가 발생되어 구조물의 안정성을 유지하기 위한 감쇠력이 발휘되지 못하고 있는 실정이다.

특히, 기존 마찰댐퍼의 경우 마찰면에 볼트를 통해 직접 하중을 가하여 큰 감쇠력을 유발시키기 위해 여러개의 볼트를 적용함으로써 마찰판에 작용되는 하중이 서로 중첩된다. 그리고 순차적으로 볼트에 하중을 가할 때 인접한 볼트에 하중이 변화되며, 댐퍼가 이동될 때 볼트의 위치와 마찰재의 위치가 바뀌면서 정확한 감쇠력의 산출이 어려울 뿐만 아니라 많은 볼트들이 사용되므로 볼트의 풀림현상 등이 발생된다.

또한, 공용중 댐퍼의 부품들을 교체하기 위해 댐퍼전체를 해체한 후에 부품을 교체해야 하는 문제점들이 있었다 그리고 설치시점에 따라 교량 또는 건축물의 수축상태가 달라 수축상태에 따른 제품의 길이를 조정하는 초기세팅이 필요하며 초기세팅을 하기 위하여 제품을 인위적으로 수축 또는 팽창을 시켜야 하는데 이는 현장에서 작업이 불가능하여 다시 공장에서 제품을 분해해야 하는 번거로움으로 인해 사실상 유지관리가 제대로 이루어지고 있지 못하고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0405167호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 축력도입으로 다열의 가동부재가 서로 가압되면서 마찰재가 가동본체부 내벽으로 밀착되어 감쇠력을 발생시키며, 진동제어장치가 현장에 설치된 상태에서 손쉽게 부품을 교체할 수 있어 유지관리가 용이한 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치는 실린더 형태의 가동본체부와, 상기 가동본체부의 중심축에 배치되는 축력로드 및, 상기 축력로드의 외부를 감싸는 다층 구조의 가동이동부를 포함하는 가동모듈; 상기 가동모듈의 일측에 배치되는 고정본체부 및, 상기 고정본체부의 타단에 결합되는 고정로드를 포함하는 고정모듈; 및 상기 가동모듈과 상기 고정모듈을 연결하고, 상기 축력로드와 상기 고정로드에 체결되는 커플러를 구비하는 연결모듈;을 포함하고, 상기 가동이동부는, 상기 축력로드의 길이방향으로 다열로 연속으로 배치된 가동부재와, 직사각형 단면의 링 일부가 단절된 형상으로 형성되어 상기 축력로드의 길이방향으로 탄성력을 갖는 탄성복원체 및, 상기 가동부재의 외주면에 배치된 마찰재를 포함하고, 상기 가동부재는, 각각이 외주면에 상기 마찰재가 고정되며 내주면이 상기 축력로드를 감싸고 양단이 내주면으로 경사면을 이루며, 내주면 양단에 단차지게 형성되며 상기 탄성복원체가 삽입되는 탄성안착홈이 형성된 복 수열의 지압판;과, 상기 지압판의 양측에 배치되어 상기 경사면과 대응되도록 경사면을 이루는 가압판;을 포함하며, 조립시 상기 축력로드의 일측에 인장력이 가해지면서 축력이 발생되고, 상기 가압판이 상기 지압판의 경사면으로 축력을 가하여 서로 밀착되면서 상기 탄성복원체에 의해 상기 지압판의 상향력을 향상시키고, 상기 마찰재가 상기 가동본체부 내벽과 밀착되어 가압되면서 마찰력이 증가하고, 상기 탄성복원체는 각각의 상기 지압판의 탄성안착홈마다 배치되어, 해체시 상기 탄성복원체에 의해 각각의 지압판과 가압판 사이가 동시에 벌어지는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 가압판은, 첫열에 배치되며, 타단이 상기 지압판의 경사면과 대응되도록 경사면을 이루는 가동가압판; 복 수개의 상기 지압판 사이에 배치되며, 양단이 외주면으로 상기 경사면과 대응되도록 경사면을 이루는 중간가압판; 및 마지막열에 배치되며, 일단이 상기 지압판의 경사면과 대응되도록 경사면을 이루고, 상기 축력로드의 타단에 나사체결되어 고정되는 고정가압판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가동이동부의 가동부재는, 상기 축력로드의 일측에 나사체결되는 축력고정판;과 상기 축력고정판의 타측에 배치되며 링형태로 형성되어 상기 축력로드의 타방향으로 축력을 가하는 축력분산판;을 포함하며, 상기 축력로드의 일측에 인장력이 가해진 후 상기 축력고정판이 상기 축력로드에 체결되면서 감쇠력이 유지되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지압판은, 내주면 양단에 단차지게 형성되며 상기 탄성복원체가 삽입되는 탄성안착홈; 외주면에 설정깊이의 곡률반경으로 함몰되며, 상기 마찰재가 판형태로 동일한 곡률반경으로 이루어져 안착되는 마찰재안착홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지압판중 하나의 열은, 최소 3개 이상이 동일한 각도로 분할되어 상기 축력로드의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가동모듈의 상기 가동본체부는, 타단에 평판형태의 제1고정힌지판과, 상기 제1고정힌지판에 홀이 형성되며 구조물에 연결되는 제1연결핀홀을 포함하며, 상기 고정모듈의 상기 고정본체부는, 일단에 평판형태의 제2고정힌지판과, 상기 제2고정힌지판에 홀이 형성되며 구조물에 연결되는 제2연결핀홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결모듈은, 상기 가동본체부의 외측면과 상기 고정본체부의 외측면을 감싸는 자바라 형태의 차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

축력로드에 축력을 발생시켜 다열의 가동부재가 서로 가압되면서 마찰재가 가동본체부의 내벽으로 밀착되어 감쇠력이 발생됨으로써 진동을 완화시켜 구조물을 보호할 수 있다. 그리고 다수의 열로 배치되는 마찰재와 가동본체부 사이에 큰 감쇠력을 발생시켜 구조물에서 발생되는 풍하중 및 지진력을 효과적으로 제어할 수 있다.

또한, 축력로드와 고정로드 사이에 거리조절부가 형성되어, 축력로드와 고정로드가 커플러에 의해 결합된 상태에서 초기세팅시 결합길이가 조절될 수 있어 설치가 용이하다. 그리고 축력로드와 고정로드가 커플러에 의해 쉽게 분리 가능한 구조로 이루어짐으로써 진동제어장치가 구조물에 설치된 상태에서 부품교체 및 유지관리를 수행할 수 있어 매우 효율적이다.

또한, 축력로드의 일단에 인장력을 가하여 축력을 발생시키면 탄성복원체가 압착되면서 분할된 지압판이 가압판과 접하는 경사면을 따라 가동본체부의 내벽면으로 방사형태로 이동하여 마찰재가 가동본체부의 내벽에 밀착됨으로써 상향력이 발생되어 큰 감쇠력을 얻을 수 있다.

또한, 분할된 지압판의 구조에 의해 축력로드와 가동이동부가 가동본체부에 삽입될 때 분할된 지압판이 축력로드 측으로 이동하여 지압판의 마찰재와 가동본체부의 사이가 이격되면서 축력로드부와 가동이동부가 가동본체부의 내부로 쉽게 삽입될 수 있다.

또한, 지압판의 외주면에 설정깊이의 곡률반경으로 마찰재안착홈이 형성되고, 마찰재가 동일한 곡률반경으로 이루어져 마찰재안착홈에 안착되는 구조에 의해 마찰로 인한 감쇠력 발생시에도 마찰재가 마찰재안착홈에서 이탈되지 않아 안정성이 확보될 수 있다.

또한, 가동본체부와 고정본체부의 외측면에 설치되는 차단막에 의해 고정로드와 축력로드를 보호하고, 연결모듈의 외부를 외기로부터 차단시켜 수분 및 이물질이 내부로 유입되지 못하도록 방지할 수 있다.

또한, 지압판과 가압판의 경사면의 각도에 따라 상향력이 쉽게 조절되며, 다열의 지압판에 의해 축력을 증폭시켜 매우 효율적으로 크고 정확한 감쇠력이 유발될 수 있다. 그리고 진동제어장치가 움직임이 발생되더라도 마찰면에 발생되는 상향력의 변화가 없어 감쇠력이 일정하게 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 지압판과 가압판의 상세구성도이다.
도 4는 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 축력 도입시 지압판에 가해지는 압력을 압력을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치의 유지관리시 분해 및 조립 순서를 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 축력도입으로 다열의 가동부재가 서로 가압되면서 마찰재가 가동본체부 내벽으로 밀착되어 감쇠력을 발생시키고, 진동제어장치가 현장에 설치된 상태에서 손쉽게 부품을 교체할 수 있며, 초기세팅시 길이를 조절할 수 있어 장치를 분해하지 않고 유지관리 할 수 있는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 것이다. 이하에서는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대해 간략하게 '진동제어장치'라 약칭하기로 한다.

본 발명의 실시예의 진동제어장치의 상하좌우 방향에 대하여, 도 2에 도시된 진동제어장치의 정면을 기준으로 왼쪽방향을 '일측'과 오른쪽방향을 '타측'으로 규정하고, 지면방향을 '하방향', 반대방향을 '상방향'으로 규정하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 구성도이다. 도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 진동제어장치는 풍하중이나 지진발생 또는 운전시 교량이나 건축물 또는 기계설비에 진동을 발생시켜 구조물이나 설치시설물에 피해를 입히지 않도록 감쇠력을 발생시켜 진동을 완화시키는 것으로, 감쇠력을 발생시키는 가동모듈(100), 가동모듈(100)의 일측에 배치되어 시설물에 고정되는 고정모듈(200), 가동모듈(100) 및 고정모듈(200)을 연결하는 연결모듈(300)의 구성을 포함할 수 있다. 이러한 구성으로 이루어진 진동제어장치는 가동모듈(100), 고정모듈(200) 및 연결모듈(300)을 직렬로 배치하여 변위가 발생되면 가동모듈(100) 내에서 변위가 수용되도록 함으로써 지진 또는 태풍과 같이 큰 하중 발생시 내부에서 수용된다.

가동모듈(100)은 진동제어장치의 변위발생을 수용하고 축력도입으로 최대 감쇠력을 발생시켜 진동을 완화시키는 수단이다. 상세히, 가동모듈(100)은 실린더 형태로 변위발생을 수용하는 가동본체부(110), 가동본체부(110)에 삽입되며 축력을 전달하는 축력로드(120), 축력로드(120)에 설치되어 감쇠력을 발생시키는 가동이동부(130) 및 가동본체부(110)에 삽입된 축력로드(120)가 변위발생시 이동하기 위한 공간을 제공하는 로드이동부(140)로 구성될 수 있다.

가동본체부(110)는 실린더 형태로 타단이 폐쇄되고 일단이 개방되도록 형성되며, 일측으로 축력로드(120)와 가동이동부(130)가 삽입되게 하여 좌우이동을 수용하는 구성이다. 이러한 가동본체부(110)는 타단에 수직 평판형태의 제1고정힌지판(111)과, 제1고정힌지판(111)의 중앙에 홀이 형성되어 구조물에 연결되는 제1연결핀홀(112)을 포함할 수 있다. 특히, 가동본체부(110)는 내주면에 마찰재(133)가 밀착되어 감쇠력을 발생시키므로 표면이 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다.

축력로드(120)는 축 형태로 양단에 나사탭이 형성되고 가동본체부(110)의 일측으로 삽입되는 구성이다. 축력로드(120)는 가동이동부(130)가 설치된 후 축력로드(120)의 일단에 인장잭이 연결되어 축력을 도입할 수 있다. 이때, 축력로드(120)에만 축력도입이 이루어지도록 함으로써 가동본체부(110)와 가동이동부(130)의 마찰면에서 감쇠력이 정확하게 발생된다.

가동이동부(130)는 축력로드(120)에서 축력도입 후 가동본체부(110)의 내벽에 밀착되며 진동발생시 마찰을 일으켜 감쇠력을 발생시키는 구성이다. 상세히, 가동이동부(130)는 축력로드(120)에 다열의 가동부재(131)가 설치되며, 가동부재(131) 사이에 탄성복원체(132)가 설치되고, 가동부재(131)의 상면에 마찰재(133)가 갖추어진다. 이러한 구성으로 이루어진 가동이동부(130)는 가동본체부(110)에 삽입된 상태에서 축력발생으로 인해 가동부재(131)가 서로 가압되면서 마찰재(133)가 가동본체부(110) 내벽으로 밀착되어 감쇠력이 발생된다.

로드이동부(140)는 축력로드(120)가 가동본체부(110)에 삽입시 축력로드(120)의 타단과 가동본체부(110) 사이에 형성되는 공간이다. 로드이동부(140)는 구조물에 진동발생시 축력로드(120)가 이동할 수 있도록 제공됨으로써 축력로드(120)가 가동본체부(110)에 부딪히지 않도록 방지할 수 있으며, 진동발생시 축력로드(120)의 이동을 유도하여 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

고정모듈(200)은 가동모듈(100)의 일측에 배치되어 구조물에 설치될 수 있도록 가동모듈(100)과 연결되는 수단이다. 상세히, 고정모듈(200)은 구조물에 연결되는 고정본체부(210), 축력로드(120)와 연결되는 고정로드(220)로 구성될 수 있다.

고정본체부(210)는 가동본체부(110)의 외경과 동일한 직경으로 이루어진 원판형태 형성된다. 또한, 고정본체부(210)는 일단에 수직 평판형태의 제2고정힌지판(211)과, 제2고정힌지판(211)의 중앙에 홀이 형성되어 구조물에 연결되는 제2연결핀홀(212)을 포함할 수 있다.

고정로드(220)는 축 형태로 외주면에 나사탭이 형성되고 고정본체부(210)의 타측으로 삽입되는 구성이다. 고정로드(220)는 축력로드(120)의 외경과 동일한 직경으로 이루어져, 연결모듈(300)에 의해 결합된다. 이때, 고정로드(220)는 연결모듈(300)에 의해 축력로드(120)와 간격이 조절될 수 있으며, 설치시 구조물의 수축상태에 따라 조절된다.

연결모듈(300)은 가동모듈(100)과 고정모듈(200)을 연결하는 구성으로, 고정로드(220)와 축력로드(120)에 나사식으로 커플러(310)에 의해 결합되어 분해가 용이하며 구조물에 설치된 상태에서 부품교체가 쉽다. 이러한 연결모듈(300)은 가동본체부(110)의 외측면과 고정본체부(210)의 외측면을 감싸는 자바라 형태의 차단막(320)이 갖추어질 수 있다. 이때,차단막(320)은 연결모듈(300)의 외부를 외기로부터 차단시켜 유지관리성을 향상시킨다.

또한, 연결모듈(300)은 고정로드(221)와 축력로드(121) 사이에 공간이 형성되며, 커플러(310)로 나사결합되면서 결합길이가 조절되게 하는 거리조절부(330)를 더 포함한다. 거리조절부(330)는 축력로드(120)와 고정로드(220)가 커플러(310)에 의해 결합된 상태에서 초기세팅시 결합길이가 조절될 수 있어 설치를 용이하게 한다. 특히, 거리조절부(330)는 구조물에 설치된 상태에서 진동제어장치를 분해시 커플러(310)를 고정모듈(200) 측으로 이동시킨 후 가동모듈(100)을 회전시킬 수 있도록 공간을 제공한다.

본 실시예는 가동이동부(130) 중 가동부재(131)에 있어 종래와 상이한 구조로 인해 감쇠력을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이하에서는 가동부재(131)의 각 구성들에 대해 상세하게 설명한다. 가동부재(131)는 가동본체부(110)의 내벽에 밀착되어 마찰을 일으키는 지압판(131a), 지압판(131a)의 양단에 배치되어 축력도입에 의해 서로 가압되는 가압판, 축력로드(120)의 일단에 결합되며 발생된 축력이 유지되게 하는 축력고정판(131e), 인장잭에 의해 발생된 축력을 전달하는 축력분산판(131f)으로 구성된다.

도 3은 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 대한 지압판과 가압판의 상세구성도이다. 도 1 내지 3을 참조하면, 지압판(131a)은 축력 도입에 의해 가동본체부(110)의 내벽에 밀착되어 감쇠력을 발생시키는 구성이다. 지압판(131a)은 양단이 내주면으로 대칭되게 좁아지면서 설정각도의 경사면(131a-1)을 이룬다. 특히, 지압판(131a)은 가압판과 접하는 경사면(131a-1)이 30 내지 60°의 범위로 형성되어 축력 도입시 가압판과 서로 가압되면서 상향력이 발생할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상세히, 지압판(131a)은 외경이 가동본체부(110)의 내경보다 작게 형성되고, 내경이 축력로드(120)의 외경보다 크게 형성되어, 축력로드(120)에 다수의 열로 배치되는 구조를 가진다. 그리고 하나의 열의 지압판(131a)은 최소 3개 이상으로 분할될 수 있으며, 동일한 각도로 분할되어 축력로드(120)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 이와 같은 분할된 지압판(131a)은 가동본체부(110)에 축력로드(120) 삽입시 축력로드(120)측으로 이동되며, 지압판(131a)의 마찰재(133)와 가동본체부(110) 의 내벽 사이가 이격되어, 축력로드(120)가 가동본체부(110)의 내부로 쉽게 삽입된다.

지압판(131a)은 양측에 탄성복원체(132)가 안착되는 탄성안착홈(131a-2)과 외주면에 마찰재(133)가 고정되는 마찰재안착홈(131a-3)이 형성된다. 탄성안착홈(131a-2)은 지압판(131a)의 내주면 양단에 단차지게 설정깊이로 함몰형성되어 탄성복원체(132)가 삽입된다. 이때, 탄성복원체(132)는 탄성안착홈(131a-2)의 설정깊이보다 좁은 두께의 원형 링으로 이루어져, 일부구간이 절단된 형태로 형성되고 양 끝단이 일측과 타측으로 벌어진 구조로 이루어짐으로써 탄성력을 가지게 된다. 특히, 탄성복원체(132)는 축력 도입으로 가압판에 의해 압축되고, 지압판(131a)과 가압판의 경사면이 서로 밀착되도록 함으로써 지압판(131a)이 가동본체부(110)의 내벽으로 밀착되도록 지압판(131a)의 상향력을 향상시킨다.

마찰재안착홈(131a-3)은 지압판(131a)의 외주면에 설정깊이의 곡률반경으로 함몰되어 형성되며, 마찰재(133)가 안착되어 홈에 끼워지면서 고정된다. 마찰재안착홈(131a-3)은 마찰재(133)가 안착된 상태에서 외측으로 설정높이만큼 돌출될 수 있도록 고려하여, 마찰재안착홈(131a-3)의 설정깊이를 결정하는 것이 바람직하다. 여기서 마찰재(133)는 판형태로 이루어져 마찰재안착홈(131a-3)과 대응되는 곡률반경을 가지며, 마찰재안착홈(131a-3)에 헐겁지 않게 딱맞게 끼워질 수 있도록 갖추어진다.

가압판은 지압판(131a)을 양측에서 가압하여 지압판(131a)이 가동본체부(110)의 내벽으로 방사형태로 이동하여 상향력이 발생할 수 있도록 하는 구성이다. 상세히, 가압판은 축력로드(120)의 타측으로 축력을 전달하는 가동가압판(131b), 지압판(131a) 사이에 배치되어 양측으로 축력을 전달하는 중간가압판(131c), 축력로드의 타단에 고정되어 축력로드의 일측으로 축력을 전달하는 고정가압판(131d)으로 구성될 수 있다.

가동가압판(131b)은 첫열에 배치되어 축력 도입시 지압판(131a)을 축력로드(120)의 타측으로 가압하는 구성이다. 가동가압판(131b)은 일단이 수직면으로 이루어지고, 타단이 지압판(131a)의 경사면(131a-1)과 대응되도록 외주면으로 좁아지면서 경사면(131b-1)을 가진다. 그리고 가동가압판(131b)은 타단의 모서리가 평탄하게 형성되어 탄성복원체(132)의 측면을 가압하는 가압면(131b-2)이 형성될 수 있다.

중간가압판(131c)은 두 열의 지압판(131a) 사이에 배치되어, 양측으로 가압하는 구성이다. 중간가압판(131c)은 양단이 외주면으로 대칭되게 좁아지면서 지압판(131a)의 경사면(131a-1)과 대응되도록 경사면(131c-1)을 이룬다. 그리고 중간가압판(131c)은 내주면 양단의 모서리가 평탄하게 평성되어 탄성복원체(132)의 측면을 가압하는 가압면(131c-2)이 형성될 수 있다. 이때, 중간가압판(131c)의 가압면(131c-2)은 가동가압판(131b)의 가압면(131c-2)과 대응되게 형성되는 것이 바람직하다.

고정가압판(131d)은 마지막열에 배치되어 축력로드(120)의 타단에 결합되고, 축력 도입시 가동가압판(131b)의 가압에 의해 지압판(131a)을 축력로드(120)의 일측으로 가압지지하는 구성이다. 고정가압판(131d)은 일단이 지압판(131a)의 경사면(131a-1)과 대응되도록 외주면으로 좁아지면서 경사면(131d-1)을 이루고, 타단이 수직면을 가진다. 그리고 고정가압판(131d)은 축력로드(120)의 타단과 나사결합될 수 있도록 내주면이 나사산이 형성됨으로써 분리결합이 간편하며 유지관리가 용이하다.

또한, 고정가압판(131d)은 일단의 모서리가 평탄하게 형성되어 탄성복원체(132)의 측면을 가압하는 가압면(131d-2)이 형성될 수 있다. 이와 같은 가동가압판(131b)과 중간가압판(131c) 및 고정가압판(131d)의 가압면은 축력 도입시 동시에 지압판(131a)을 양측에서 가압하게 됨으로써 다열의 지압판(131a)이 가동본체부(110)의 내벽면으로 일시에 이동하여 상향력이 발생된다. 이로 인해 구조물에 진동발생시 진동제어장치의 이동이 발생되면서 지압판(131a)의 마찰재(133)가 가동본체부(110)의 내벽에 마찰되고, 마찰재(133)의 동마찰계수에 의해 감쇠력이 발생됨으로서 진동을 완화시킬 수 있다.

축력고정판(131e)은 인장잭을 이용해 축력 도입 후에 축력로드(120)에 결합되는 구성으로, 축력로드(120)의 일측과 결합될 수 있도록 축력고정판(131e)의 내주면에 나사산이 형성된다. 이때, 축력고정판(131e)은 양단이 수직면으로 이루어져, 지압판(131a)과 가압부가 서로 밀착되어 가압하는 상태로 유지될 수 있도록 함으로써 진동제어장치의 이동에도 변화없이 감쇠력이 유지될 수 있다.

축력분산판(131f)은 가동가압판(131b)측으로 축력을 전달하는 구성으로, 축력고정판(131d)과 가동가압판(131b) 사이에 배치된다. 그리고 축력분산판(131f)은 링형태로 형성되며, 외경이 축력고정판(131e)의 외경보다 크고 가동가압판(131b)의 외경보다 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 축력분산판(131f)의 측면 전체는 가동가압판(131b)의 측단면으로 축력을 가함으로써 균일하게 일정한 힘으로 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치에 축력 도입시 지압판에 가해지는 압력을 압력을 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 가압판은 하나의 열에서 3개 이상으로 분할된 구조를 가지는 지압판(131a)과 달리 일체로 형성됨으로써 가동가압판(131b)과 중간가압판(131c) 및 고정가압판(131d)에 의해 분할된 지압판(131a)을 양측에서 균일하게 가압할 수 있으며, 분할된 지압판(131a)의 마찰재(133)가 가동본체부(110)의 내벽면에서 동일한 마찰력을 가진다.

이러한 구성으로 이루어진 가압판은 축력로드(120)의 일단이 인장잭에 의해 축력(P)을 도입함으로써 지압판(131a)을 가압하여 하나의 열의 지압판(131a)에서 2P의 축력을 발생시키며, 설치된 전체의 지압판(131a)에서 지압판(131a)의 열의 수만큼 축력이 증폭된다. 즉, 전체 지압판의 축력 = 2 x 지압판 열의 수(N) x P 의 식으로 이루어진다. 그리고 하나의 열의 지압판(131a)에 발생된 축력(2P)에 의해 마찰재(133)와 가동본체부(110)의 내벽에서 T만큼의 상향력이 발생된다.

도 5는 본 발명의 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치의 유지관리시 분해 및 조립 순서를 나타내는 도면이다.

차단막해체단계(S100)는 진동제어장치가 구조물에 설치된 상태에서 차단막(320)이 가동본체부(110)의 외측으로 이동된다. 이때, 차단막(320)은 가동모듈(100)과 고정모듈(200)에 고정부재에 의해 고정된 상태이면 고정부재가 해체된 후 이동된다.

커플러해체단계(S200)는 차단막해체단계(S100)가 실행된 후 가동모듈(100)과 고정모듈(200)을 연결하는 커플러(310)가 회전되어 고정로드(220) 측으로 이동되면서 축력로드(120)와 결합이 해제된다.

가동모듈회전단계(S300)는 커플러해체단계(S200)가 실행된 후 제1연결핀홀(112)이 구조물에 연결된 상태에서 가동모듈(100)과 고정모듈(200) 사이에 형성된 거리조절부(330)를 통해 일단이 회전된다.

유지보수세팅단계(S400)는 도면에 도시된 바와 같이 축력제거단계(S400-a), 축력로드설치단계(S400-b), 축력도입단계(S400-c) 순서로 진행된다.

먼저, 축력제거단계(S400-a)는 가동모듈회전단계(S300)가 실행된 후 인장잭이 축력로드(120)의 일단에 연결되어 축력이 제거된다. 그리고 축력고정판(131e)이 회전되어 결합이 해제된 후 탄성복원체(132)에 의해 각각의 지압판(131a)과 가압판 사이가 벌어지게 된다. 이후 분할된 지압판(131a)이 가동본체부(110)의 내벽면으로부터 이격되면서 축력로드(120) 측으로 이동하게 된다. 그리고 가동본체부(110)의 내부에 삽입된 축력로드(120)와 가동이동부(130)가 외부로 배출되면서 부품이 교체될 수 있다.

축력로드설치단계(S400-b)는 축력제거단계(S400-a)에서 부품이 교체된 후 가동모듈(100)이 다시 재설치되기 위해 가동본체부(110)의 내부에 축력로드(120)와 축력로드(120)에 장착되는 가동이동부(130)가 함께 삽입된다. 이때, 분할된 지압판(131a)은 설치시 축력로드(120)측으로 이동되어 가동본체부(110)의 내벽면과 이격되면서 가동본체부(110)의 내부로 쉽게 삽입된다. 특히, 축력로드(120)는 가동본체부(110)의 내부에 삽입시 초기세팅을 위한 거리조절부(330)의 간격이 고려되기 위해 가동본체부(110)에 삽입되는 깊이가 조절된다.

축력도입단계(S400-c)는 축력로드설치단계(S400-b)에서 가동본체부(110)에 축력로드(120)와 가동이동부(130)가 삽입된 상태에서 축력로드(120)의 일단에 인장잭이 연결된다. 이후 축력로드(120)는 인장잭에 의해 축력이 도입되며, 가압판이 지압판(131a)에 동시에 압력을 가해 탄성복원체(132)가 압착되면서 지압판(131a)이 가압판의 경사면을 타고 가동본체부(110)의 내벽면으로 이동하게 된다. 그리고 지압판(131a)의 마찰재(133)가 가동본체부(110)에 밀착된 상태에서 축력고정판(131e)이 체결되어 고정된다.

가동모듈원위치회전단계(S500)는 축력도입단계(S400-c)에서 가동본체부(110)의 내부에 축력로드(120)와 가동이동부(130)가 장착된 상태로 고정된 후 가동모듈회전단계(S300)의 위치로 다시 원위치된다. 이때, 축력로드(120)의 일단은 거리조절부(330)의 공간을 통해 역회전되어 본래의 위치로 이동된다.

커플러조립단계(S600)는 가동모듈원위치회전단계(S500)가 실행된 후 고정로드(220)에 장착된 커플러(310)가 회전되어 축력로드(120)측으로 이동되면서 가동모듈(100)과 고정모듈(200)이 연결된다. 이때, 가동모듈(100)과 고정모듈(200) 사이에 거리조절부(330)의 간격이 유지된 상태로 고정된다.

차단막조립단계(S700)는 가동본체부(110)의 외측에 설치된 차단막(320)이 고정본체부(210)의 외측면으로 이동되어 축력로드(120)와 고정로드(220)가 보호되며, 외기로부터 차단됨으로써 이물질이 연결모듈(300)의 내부로 유입되지 않도록 방지된다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 가동모듈
110 : 가동본체부
111 : 제1고정힌지판
112 : 제1연결핀홀
120 : 축력로드
130 : 가동이동부
131 : 가동부재
131a : 지압판
131a-1 : 경사면
131a-2 : 탄성안착홈
131a-3 : 마찰재안착홈
131b : 가동가압판
131b-1 : 경사면
131c : 중간가압판
131c-1 : 경사면
131c-2 : 가압면
131d : 고정가압판
131d-1 : 경사면
131e : 축력고정판
131f : 축력분산판
132 : 탄성복원체
133 : 마찰재
140 : 로드이동부
200 : 고정모듈
210 : 고정본체부
211 : 제2고정힌지판
212 : 제2연결핀홀
220 : 고정로드
300 : 연결모듈
310 : 커플러
320 : 차단막
330 : 거리조절부

Claims

실린더 형태의 가동본체부(110)와, 상기 가동본체부(110)의 중심축에 배치되는 축력로드(120) 및, 상기 축력로드(120)의 외부를 감싸는 다층 구조의 가동이동부(130)를 포함하는 가동모듈(100);
상기 가동모듈(100)의 일측에 배치되는 고정본체부(210) 및, 상기 고정본체부(210)의 타단에 결합되는 고정로드(220)를 포함하는 고정모듈(200); 및
상기 가동모듈(100)과 상기 고정모듈(200)을 연결하고, 상기 축력로드(120)와 상기 고정로드(220)에 체결되는 커플러(310)를 구비하는 연결모듈(300);을 포함하고,
상기 가동이동부(130)는,
상기 축력로드(120)의 길이방향으로 다열로 연속으로 배치된 가동부재(131)와, 직사각형 단면의 링 일부가 단절된 형상으로 형성되어 상기 축력로드의 길이방향으로 탄성력을 갖는 탄성복원체(132) 및, 상기 가동부재(131)의 외주면에 배치된 마찰재(133)를 포함하고,
상기 가동부재(131)는,
각각이 외주면에 상기 마찰재(133)가 고정되며 내주면이 상기 축력로드(120)를 감싸고 양단이 내주면으로 경사면(131a-1)을 이루며, 내주면 양단에 단차지게 형성되며 상기 탄성복원체(132)가 삽입되는 탄성안착홈(131a-2)이 형성된 복 수열의 지압판(131a);과,
상기 지압판(131a)의 양측에 배치되어 상기 경사면(131a-1)과 대응되도록 경사면을 이루는 가압판;을 포함하며,
조립시 상기 축력로드(120)의 일측에 인장력이 가해지면서 축력이 발생되고, 상기 가압판이 상기 지압판(131a)의 경사면(131a-1)으로 축력을 가하여 서로 밀착되면서 상기 탄성복원체(132)에 의해 상기 지압판(131a)의 상향력을 향상시키고, 상기 마찰재(133)가 상기 가동본체부(110) 내벽과 밀착되어 가압되면서 마찰력이 증가하고,
상기 탄성복원체(132)는 각각의 상기 지압판(131a)의 탄성안착홈(131a-2)마다 배치되어, 해체시 상기 탄성복원체(132)에 의해 각각의 지압판(131a)과 가압판 사이가 동시에 벌어지는 마찰 진동제어장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가압판은,
첫열에 배치되며, 타단이 상기 지압판(131a)의 경사면(131a-1)과 대응되도록 경사면(131b-1)을 이루는 가동가압판(131b);
복 수개의 상기 지압판(131a) 사이에 배치되며, 양단이 외주면으로 상기 경사면(131a-1)과 대응되도록 경사면(131c-1)을 이루는 중간가압판(131c); 및
마지막열에 배치되며, 일단이 상기 지압판(131a)의 경사면(131a-1)과 대응되도록 경사면(131d-1)을 이루고, 상기 축력로드(120)의 타단에 나사체결되어 고정되는 고정가압판(131d);을 포함하는 것을 특징으로 하는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치.
제1항에 있어서,
상기 가동이동부(130)의 가동부재(131)는,
상기 축력로드(120)의 일측에 나사체결되는 축력고정판(131e);과
상기 축력고정판(131e)의 타측에 배치되며 링형태로 형성되어 상기 축력로드(120)의 타방향으로 축력을 가하는 축력분산판(131f);을 포함하며,
상기 축력로드(120)의 일측에 인장력이 가해진 후 상기 축력고정판(131e)이 상기 축력로드(120)에 체결되면서 감쇠력이 유지되게 하는 것을 특징으로 하는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치.
제1항에 있어서,
상기 지압판(131a)은,
외주면에 설정깊이의 곡률반경으로 함몰되며, 상기 마찰재(133)가 판형태로 동일한 곡률반경으로 이루어져 안착되는 마찰재안착홈(131a-3);을 포함하는 것을 특징으로 하는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치.
제1항에 있어서,
상기 지압판(131a) 중 하나의 열은,
최소 3개 이상이 동일한 각도로 분할되어 상기 축력로드(120)의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치.
제1항에 있어서,
상기 가동모듈(100)의 상기 가동본체부(110)는,
타단에 평판형태의 제1고정힌지판(111)과, 상기 제1고정힌지판(111)에 홀이 형성되며 구조물에 연결되는 제1연결핀홀(112)을 포함하며,
상기 고정모듈(200)의 상기 고정본체부(210)는,
일단에 평판형태의 제2고정힌지판(211)과, 상기 제2고정힌지판(211)에 홀이 형성되며 구조물에 연결되는 제2연결핀홀(212)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치.
제1항에 있어서,
상기 연결모듈(300)은,
상기 가동본체부(110)의 외측면과 상기 고정본체부(210)의 외측면을 감싸는 자바라 형태의 차단막(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다열다층 구조의 마찰 진동제어장치.