KR20060087105A - Semiactive damper for damping vibration of structures - Google Patents

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KR20060087105A
KR20060087105A KR1020050007928A KR20050007928A KR20060087105A KR 20060087105 A KR20060087105 A KR 20060087105A KR 1020050007928 A KR1020050007928 A KR 1020050007928A KR 20050007928 A KR20050007928 A KR 20050007928A KR 20060087105 A KR20060087105 A KR 20060087105A
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이호근
이상현
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이명규
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단국대학교 산학협력단
이호근
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Abstract

본 발명은, 구조물에 결합되는 고정판과, 중심과 편심되는 축을 중심으로 회전 가능한 구조로 고정판에 결합되는 회전판과, 중단부가 회전판에 감기고 양 끝단이 각각 고정판과의 거리가 변경되는 구조물에 결합되는 케이블과, 회전판의 회전에 의해 고정판과 회전판이 접촉 및 접촉 해제되는 부위에 마련되는 마찰편과, 회전판과 고정판이 상시 접촉되는 부위에 마련되는 유변성 유체와, 유변성 유체에 자기장을 공급하는 코일과, 코일에 전원을 인가하는 전원부와, 전원부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하여, 구조물에 인가되는 외력의 크기에 따라 구조물을 지지하는 힘이 변경되며 구조물 장착 이전에 기본적인 댐핑력 설정이 가능하고 구조물에 장착된 이후에도 용이하게 댐핑력을 변경시킬 수 있도록 구성되는 구조물 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼를 제공한다.The present invention, the fixing plate coupled to the structure, the rotating plate coupled to the fixed plate in a structure rotatable about the axis eccentric with the center, and the end portion is wound on the rotating plate and both ends are coupled to the structure that the distance between the fixed plate is changed, respectively And a friction piece provided at a portion where the fixed plate and the rotating plate are in contact with and released from the rotation of the rotating plate, a rheological fluid provided at a portion where the rotating plate and the fixed plate are in constant contact with the coil, and a coil supplying a magnetic field to the rheological fluid; Including a power supply unit for applying power to the coil, and a control unit for controlling the operation of the power supply unit, the force supporting the structure is changed according to the magnitude of the external force applied to the structure, and the basic damping force can be set before the structure is mounted. Semi-active for damping structure vibrations configured to easily change the damping force even after being mounted on the structure Provide a variable damper.

구조물, 진동, 감쇠, 편심, 유변성 유체, 마찰편Structures, vibrations, damping, eccentrics, rheological fluids, friction pieces

Description

구조물의 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼 { Semiactive damper for damping vibration of structures }Semiactive damper for damping vibration of structures

도 1은 종래 댐퍼의 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional damper.

도 2는 종래 댐퍼의 사용예를 도시하는 개략 정면도이다.2 is a schematic front view showing an example of use of a conventional damper.

도 3은 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼의 분해사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view of the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼가 구조물에 설치된 형상을 도시하는 정면도이다.4 is a front view showing a shape in which the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention is installed in a structure.

도 5는 도 4에 도시된 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A shown in FIG. 4.

도 6은 도 4에 도시된 상태에서 구조물 상단이 우측으로 기울어진 형상을 도시하는 정면도이다.FIG. 6 is a front view illustrating a shape in which the top of the structure is inclined to the right in the state shown in FIG. 4.

도 7은 도 6에 도시된 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B shown in FIG. 6.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 고정판 200 : 회전판100: fixed plate 200: rotating plate

210 : 안착홈 212 : 유체홈210: seating groove 212: fluid groove

220 : 마찰편 310 : 볼트220: friction piece 310: bolt

320 : 너트 400 : 케이블320: nut 400: cable

500 : 유변성 유체 610 : 코일500 rheological fluid 610 coil

620 : 전선 700 : 제어부620: wire 700: control unit

본 발명은 구조물의 진동을 감쇠시키는 댐퍼에 관한 것으로, 더 상세하게는 기본적인 댐핑력을 사용자의 선택에 따라 설정할 수 있으며 구조물에 설치된 상태에서도 댐핑력을 용이하게 변경시킬 수 있도록 구성되는 구조물 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a damper for damping the vibration of the structure, and more particularly, it is possible to set the basic damping force according to the user's selection and for the structure vibration damping configured to easily change the damping force even when installed in the structure A semi-active variable damper.

구조물 부재가 수평 외부 힘을 받는 경우에, 비틀림 또는 유사한 수평 이동이 일어난다. 특히 건물 구조물 또는 타워에서 발생되는 비틀림은 구조물의 상태에 심각한 충격 또는 심지어 붕괴를 초래할 수도 있다.When the structural member is subjected to a horizontal external force, torsion or similar horizontal movement occurs. Torsion, in particular in building structures or towers, can result in severe impact or even collapse of the structure.

상기와 같이 구조물에 인가되는 충격 및 진동을 흡수하기 위한 댐퍼(이하 '댐퍼'라 약칭함)는 구조물, 예를 들어 가옥 또는 유사한 건축 구조물을 보호하는 중요한 역할을 수행하며, 상기 댐퍼는 수많은 변형 형태로 존재한다. 댐퍼는 일반적으로 건물의 구조물 부재들 사이에 부착된 두 개의 이동 부분들 사이의 마찰력에 의해서나 혹은 제한된 튜브를 통해 두 개의 챔버들 사이에 유동하여 가압하는 유체에 의해서 움직임을 감쇠시키는 수단으로서, 외부 상태에 대응하는 감쇠 효과를 능 동적으로 변화시키는 능동 댐퍼와 일정한 크기의 감쇠 효과를 갖는 수동 댐퍼(passive damper)들이 있다. As described above, dampers (abbreviated as 'dampers') for absorbing shocks and vibrations applied to a structure play an important role in protecting a structure, for example, a house or a similar building structure, and the dampers have numerous deformation forms. Exists as. Dampers are generally means of damping movement by frictional forces between two moving parts attached between structural members of a building or by fluids flowing and pressurizing between two chambers through restricted tubes, There are active dampers that actively change the damping effect corresponding to the state and passive dampers having a constant magnitude of damping effect.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 댐퍼에 관하여 설명한다.Hereinafter, a conventional damper will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 댐퍼의 분해사시도이고, 도 2는 종래 댐퍼의 사용예를 도시하는 정면도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional damper, and FIG. 2 is a front view showing an example of use of a conventional damper.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 댐퍼는 예를 들어 구조물의 상부 기둥(1)에 결합하기 위한 결합홀(12)이 제공된 중앙 플레이트(10)와, 중앙 플레이트(10)의 양면에 결합되는 두 개의 측면 플레이트(20)를 포함하여 구성된다. 측면 플레이트(20)에는 케이블(70)을 결합시키기 위한 케이블홀(22)이 형성된다. 마찰력이 큰 재료로 제작되는 마찰편(220)(30)은 중앙 플레이트(10)와 측면 플레이트(20) 사이에 배치되고, 디스크 스프링(40)이 측면 플레이트(20) 각각의 외면에 배치된다. 중앙 플레이트(10), 마찰편(30), 측면 플레이트(20), 디스크 스프링(40)의 중심을 관통하여 본트(50)가 삽입되어 너트(60)와 결합된다. 볼트(50), 너트(60) 및 디스크 스프링(40)은 중앙 플레이트(10)와 측면 플레이트(20)를 마찰편(220)(30)에 압착시키는 역할을 한다. 사용자는 볼트(50)와 너트(60)의 체결력을 조절하여 플레이트(10, 20)와 마찰편(30) 사이의 마찰력을 조절할 수 있다.  As shown in FIGS. 1 and 2, the damper according to the invention comprises, for example, a central plate 10 provided with a coupling hole 12 for coupling to an upper pillar 1 of a structure, and a central plate 10. It consists of two side plates 20 coupled to both sides of the. The side plate 20 is formed with a cable hole 22 for coupling the cable 70. The friction pieces 220 and 30 made of a material having a large friction force are disposed between the center plate 10 and the side plate 20, and the disc spring 40 is disposed on the outer surface of each of the side plates 20. The bond 50 is inserted through the center of the center plate 10, the friction piece 30, the side plate 20, and the disc spring 40 to be coupled to the nut 60. The bolt 50, the nut 60, and the disc spring 40 serve to compress the center plate 10 and the side plate 20 to the friction pieces 220 and 30. The user may adjust the friction force between the plates 10 and 20 and the friction piece 30 by adjusting the fastening force between the bolt 50 and the nut 60.

즉, 볼트(10) 헤드와 측면 플레이트(20) 사이에, 그리고 너트(60)와 측면 플레이트(20) 사이에 장착된 하나 이상의 디스크 스프링(40)은, 댐퍼가 작동 상태에 있는 경우에 일정한 고정력을 유지시킨다. That is, the one or more disk springs 40 mounted between the head of the bolt 10 and the side plate 20 and between the nut 60 and the side plate 20 have a fixed holding force when the damper is in the operating state. Keep it.

지진 등과 같은 외력에 의하여 도 2에 도시된 바와 같이 상부 기둥이 좌우측으로 이동되면, 수직 기둥(2)이 좌우측으로 기울어지고, 플레이트(10, 20)와 마찰편(30)은 슬라이딩되어 중앙 플레이트(10)와 측면 플레이트(20) 간의 결합각이 변화된다. 이때, 상부 기둥(1)이 이동하도록 외력이 인가되기 시작하는 초기에는 플레이트(10, 20)와 마찰편(30) 간의 점탄성력에 의해 외력이 흡수되고, 구조물에 인가되는 외력이 플레이트(10, 20)와 마찰편(30) 간의 마찰력을 초과하는 경우 수직 기둥에 결합된 케이블(70)에 의하여 상부 기둥(1)의 위치 변위량이 감소된다.When the upper pillar is moved left and right as shown in FIG. 2 by an external force such as an earthquake, the vertical pillar 2 is inclined left and right, and the plates 10 and 20 and the friction piece 30 are slid to the center plate ( The coupling angle between the 10) and the side plate 20 is changed. At this time, the external force is initially absorbed by the viscoelastic force between the plates 10 and 20 and the friction piece 30 so that the upper column 1 starts to move, and the external force applied to the structure is applied to the plate 10,. When the frictional force between 20 and the friction piece 30 is exceeded, the amount of positional displacement of the upper pillar 1 is reduced by the cable 70 coupled to the vertical pillar.

그러나, 이와 같은 종래의 댐퍼는 구조물에 인가되는 외력의 크기와 관계없이 동일한 크기로 구조물을 지지하므로 구조물에 인가되는 외력이 큰 경우에는 구조물의 변형을 막을 수 없고, 구조물에 장착된 이후에는 댐핑력의 제어가 불가하므로 각종 조건이 변화함에 따라 댐핑력의 변경이 요구되는 경우 댐퍼까지 접근하여 볼트(50)를 조이거나 풀어서 댐핑력을 조절해야 한다는 불편함이 있었다. However, such a conventional damper supports the structure with the same size irrespective of the magnitude of the external force applied to the structure, so that the deformation of the structure cannot be prevented when the external force applied to the structure is large, and the damping force after being mounted on the structure Since it is impossible to control the change of the damping force as the various conditions are changed, there was an inconvenience that the damping force must be adjusted by tightening or releasing the bolt 50 by approaching the damper.

특히 상기와 같은 구조로 구성되는 댐퍼가 대형 건축 구조물에 장착되는 경우, 댐퍼까지의 접근성이 용이하지 아니하므로 댐핑력 조절작업은 더욱 어려워진다.In particular, when the damper having the structure described above is mounted on a large building structure, the damping force adjustment operation is more difficult because the access to the damper is not easy.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조물에 인가되는 외력의 크기에 따라 구조물을 지지하는 힘이 변경되고, 구조물에 장착된 이후에도 용이하게 댐핑력을 변경시킬 수 있는 댐퍼를 제공하는데 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the force supporting the structure is changed according to the magnitude of the external force applied to the structure, and provides a damper that can easily change the damping force even after being mounted on the structure. The purpose is to.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 구조물의 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼는, 구조물에 결합되는 고정판과, 중심과 편심되는 축을 중심으로 회전 가능한 구조로 고정판에 결합되는 회전판과, 중단부가 회전판에 감기고 양 끝단이 각각 고정판과의 거리가 변경되는 구조물에 결합되는 케이블을 포함하여 구성된다.Semi-active variable damper for vibration damping of the structure according to the present invention for solving the above problems, the fixed plate is coupled to the structure, the rotating plate coupled to the fixed plate in a rotatable structure around the axis and the center and the interruption portion, It is configured to include a cable wound on the rotating plate and both ends are coupled to the structure, respectively, the distance from the fixed plate is changed.

회전판은 회전각 변화에 따라 고정판과의 접촉면 넓이가 변경되는 형상으로 형성되고, 회전판의 회전에 의해 고정판과 회전판이 접촉 및 접촉 해제되는 부위에 마찰편이 추가로 구비된다.The rotating plate is formed in a shape in which the contact surface area with the fixed plate is changed in accordance with the rotation angle change, and the friction piece is further provided at a portion where the fixed plate and the rotating plate are contacted and released by the rotation of the rotating plate.

회전판은 원판 형상으로 형성되고 외주면에는 케이블 안착을 위한 안착홈이 형성된다. The rotating plate is formed in a disk shape and a seating groove for cable seating is formed on the outer peripheral surface.

또한, 회전판과 고정판이 상시 접촉되는 부위에는 전원 인가에 의한 자기장의 변화에 따라 점성이 변화되는 유변성 유체가 마련되고, 유변성 유체에 자기장을 인가하는 코일과, 코일에 전원을 인가하는 전원부가 추가로 구비된다.In addition, a rheological fluid whose viscosity changes according to the change of the magnetic field by applying power is provided at a portion where the rotating plate and the fixed plate are in constant contact with each other, and a coil for applying a magnetic field to the rheological fluid and a power supply unit for applying power to the coil It is further provided.

이때, 전원부의 동작을 제어하기 위한 제어부가 마련됨이 바람직하다.At this time, it is preferable that a control unit for controlling the operation of the power supply unit is provided.

고정판과 상시 접촉되는 부위의 회전판 일면에는 유변성 유체가 채워지는 유체홈이 형성된다.One surface of the rotating plate of the portion that is in constant contact with the fixed plate is formed with a fluid groove filled with the rheological fluid.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼 의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a semi-active variable damper for vibration damping according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼가 구조물에 설치된 형상을 도시하는 정면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.Figure 3 is an exploded perspective view of the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention, Figure 4 is a front view showing the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention installed in the structure, Figure 5 is a It is sectional drawing cut along the AA line shown.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼는, 원판 형상으로 형성되며 결합부재(J)에 의해 상부 기둥(1)에 고정되는 고정판(100)과, 고정판(100)보다 큰 지름을 갖고 내부에 소정공간의 유체홈(212)이 형성된 원판 형상으로 형성되며 회전축이 중심으로부터 상향으로 일정간격 편심되도록 볼트(310) 및 너트(320)로 상기 유체홈(212)이 폐쇄되도록 고정판(100)에 결합되는 회전판(200)과, 중단부가 회전판(200)의 외주면 상측에 감기고 양 끝단이 각각 고정판(100)과의 거리가 변경되는 구조물의 하단부에 결합되는 케이블(400)과, 상기 유체홈(212) 내에 마련되는 유변성 유체(500)와, 유변성 유체(500)의 외주면을 감싸도록 결합되어 유변성 유체(500)에 자기장을 공급하는 코일(610)과, 코일(610)에 전원을 인가하는 전원부와, 전원부의 동작을 제어하기 위한 제어부(700)을 포함하여 구성된다. 이때 코일(610)은 유변성 유체(500)와 직접 접촉되지 아니하도록 유체홈(212)의 외측 벽면과 일정간격 이격되도록 결합됨이 바람직하다.3 to 5, the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention includes a fixed plate 100 formed in a disk shape and fixed to the upper column 1 by a coupling member J, and a fixed plate. The fluid groove 212 is formed in a disk shape having a diameter larger than 100 and a fluid groove 212 in a predetermined space therein, and the rotation axis is eccentrically spaced upward from the center by the bolt 310 and the nut 320. Rotating plate 200 is coupled to the fixed plate 100 so that the closed, and the cable is coupled to the lower end of the structure in which the end portion is wound on the outer circumferential surface of the rotary plate 200 and both ends are respectively changed the distance from the fixed plate 100 ( 400, a rheological fluid 500 provided in the fluid groove 212, a coil 610 coupled to surround an outer circumferential surface of the rheological fluid 500, and supplying a magnetic field to the rheological fluid 500; The power supply unit for applying power to the coil 610, and the power supply unit It is configured to include a controller 700 for controlling. In this case, the coil 610 is preferably coupled to be spaced apart from the outer wall surface of the fluid groove 212 so as not to be in direct contact with the rheological fluid 500.

회전축을 중심으로 회전을 함에 따라 그에 비례하여 고정판(100)과의 접촉면적이 넓어지도록, 회전판(200)에는 마찰편(220)이 구비된다. 예를 들어, 회전판에는 고정판(100)과 접촉되는 면의 상측 가장자리에 회전판(200)보다 마찰력이 큰 마찰편(220)이 구비된다. 따라서 도 4에 도시된 바와 같이 고정판(100)과 회전판 (200)이 중심축이 일치하도록 위치되는 경우 마찰편(220)은 고정판(100)에 접촉되지 아니하고, 회전판(200)이 회전되었을 때 마찰편(220)은 고정판(100)에 접촉된다. 본 실시예에서는 고정판(100)과 회전판(200)이 원판 형상으로 형성되고 있으나, 고정판(100)과 회전판(200)의 형상은 이에 한정되지 아니하고 다양하게 변경될 수 있다. 이때, 유체홈(212)과 마찰편(220)의 결합위치는 본 실시예에 도시된 바와 같이 회전판(200)에 마련되도록 한정되지 아니하고, 고정판(100)판에 마련될 수도 있다.The rotating plate 200 is provided with a friction piece 220 so that the contact area with the fixed plate 100 increases in proportion to the rotation about the rotation axis. For example, the rotating plate is provided with a friction piece 220 having a greater frictional force than the rotating plate 200 at the upper edge of the surface in contact with the fixed plate 100. Therefore, as shown in FIG. 4, when the fixed plate 100 and the rotary plate 200 are positioned to coincide with the central axis, the friction piece 220 does not contact the fixed plate 100, but the friction when the rotary plate 200 is rotated. The piece 220 is in contact with the fixed plate 100. In this embodiment, the fixing plate 100 and the rotating plate 200 are formed in a disc shape, but the shapes of the fixing plate 100 and the rotating plate 200 are not limited thereto and may be variously changed. At this time, the coupling position of the fluid groove 212 and the friction piece 220 is not limited to being provided in the rotating plate 200 as shown in this embodiment, it may be provided in the fixed plate 100 plate.

한편, 유체홈(212)에 담겨진 유변성 유체(500)는 회전판(200)과 고정판(100)의 결합에 해제되지 아니하는 한 회전판(200) 외부로 유출되지 아니하여야만 한다. 이를 위해서, 회전축에서 회전판(200)의 외주면까지의 최단거리는 회전축에서 유체홈(212)의 내측벽까지의 최장거리보다 커야한다. 이때, 전원부는 제어부(700)의 제어 신호에 따라 코일(610)에 전류를 전달하는 전선(620)을 포함하여 구성된다. 따라서 사용자는 고정판(100)과 회전판(200)이 구조물에 설치된 상태에서도 제어부(700) 조작을 통하여 유변성 유체(500)의 점도를 변화시킴으로써 고정판(100)과 마찰편(220) 간의 마찰력을 용이하게 변경시킬 수 있다. On the other hand, the rheological fluid 500 contained in the fluid groove 212 should not flow out of the rotating plate 200 unless it is released to the combination of the rotating plate 200 and the fixed plate 100. To this end, the shortest distance from the rotating shaft to the outer circumferential surface of the rotating plate 200 should be greater than the longest distance from the rotating shaft to the inner wall of the fluid groove 212. At this time, the power supply unit is configured to include a wire 620 for transmitting a current to the coil 610 according to the control signal of the control unit 700. Therefore, the user may easily friction between the fixed plate 100 and the friction piece 220 by changing the viscosity of the rheological fluid 500 through the control of the control unit 700 even when the fixed plate 100 and the rotating plate 200 are installed in the structure. Can be changed.

본 발명에 사용되는 유변성 유체(500)는, 전기장 변화에 따라 점도가 변화되는 전자 유변성 유체 또는 자기장 변화에 따라 점도가 변화되는 자기 유변성 유체 등과 같은 다양한 종류의 유변성 유체로 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 자기장 변화에 의해 점도가 변화되는 자기 유변성 유체가 적용된 경우를 설명한다. The rheological fluid 500 used in the present invention may be applied to various kinds of rheological fluids such as an electron rheological fluid whose viscosity changes with an electric field change or a magnetorheological fluid whose viscosity changes with a magnetic field change. . In this embodiment, a case in which a magnetorheological fluid whose viscosity is changed by a magnetic field change is applied will be described.

또한, 회전판(200)의 외주면에는 케이블(400) 안착을 위한 안착홈(210)이 형 성되어, 회전판(200) 회전 시 케이블(400)이 회전판(200)으로부터 이탈되지 아니하도록 구성된다.In addition, a seating groove 210 for seating the cable 400 is formed on the outer circumferential surface of the rotating plate 200 so that the cable 400 is not separated from the rotating plate 200 when the rotating plate 200 is rotated.

도 6은 도 4에 도시된 상태에서 구조물 상단이 우측으로 기울어진 형상을 도시하는 정면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 6 is a front view illustrating a shape in which the upper end of the structure is inclined to the right in the state shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 6.

도 4에 도시된 상태에서 구조물의 상부 기둥(1)이 우측으로 이동하고 수직 기둥(2)이 시계방향으로 기울어지도록 외력이 인가되면, 좌측 케이블(400) 끝단과 회전판(200)과의 거리는 멀어지고 우측 케이블(400) 끝단과 회전판(200)과의 거리는 짧아지므로 회전판(200)은 도 6에 도시된 바와 같이 케이블(400)을 따라 반시계 방향으로 회전된다.In the state shown in FIG. 4, when an external force is applied such that the upper pillar 1 of the structure moves to the right and the vertical pillar 2 is inclined clockwise, the distance between the end of the left cable 400 and the rotating plate 200 is far. Since the distance between the end of the right cable 400 and the rotating plate 200 is shortened, the rotating plate 200 is rotated counterclockwise along the cable 400 as shown in FIG. 6.

이때 회전판(200)은 중심점으로부터 상측으로 이격된 지점에 회전축이 위치하므로, 회전각이 커짐에 따라 회전중심과 상측 끝단과의 거리가 점점 멀어진다. 이에 따라 케이블(400)의 장력 즉, 회전판(200) 상측 끝단을 하향으로 누르는 케이블(400)간의 반력이 증가되므로, 회전판(200)을 회전시키는데 소요되는 힘 역시 회전판(200)의 회전각과 비례하여 점차적으로 증대된다. At this time, since the rotating shaft is positioned at a point spaced upward from the center point, the distance between the center of rotation and the upper end increases as the rotation angle increases. Accordingly, since the tension of the cable 400, that is, the reaction force between the cables 400 pressing the upper end of the rotating plate 200 downward, the force required to rotate the rotating plate 200 is also proportional to the rotation angle of the rotating plate 200. It is gradually increased.

도 6에 도시된 상태에서 구조물에 인가되는 외력이 해제되면, 케이블(400)의 장력에 의해 회전판(200)은 상측 끝단과 회전중심과의 거리가 짧아지는 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 구조물은 도 4에 도시된 상태로 복귀된다.When the external force applied to the structure in the state shown in Figure 6 is released, the rotating plate 200 by the tension of the cable 400 is rotated in a direction that the distance between the upper end and the center of rotation is shortened, thereby the structure It returns to the state shown in FIG.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 회전판(200)이 회전하면 마찰편(220)과 고정판(100)이 접촉되므로, 회전판(200)의 회전을 저지하는 방향으로 마찰력이 발생된 다. 상기와 같은 마찰력은 고정판(100)과 회전판(200)을 결합시키는 볼트(310)와 너트(320)의 체결력에 따라 변경되며, 회전판(200)의 회전각이 커지면 고정판(100)과 마찰편(220)이 접촉하는 면적이 증대되므로 마찰력의 크기도 이에 비례하여 증대된다.In addition, as shown in FIG. 6, when the rotating plate 200 rotates, the friction piece 220 and the fixing plate 100 contact each other, and thus a frictional force is generated in a direction of preventing rotation of the rotating plate 200. The frictional force as described above is changed according to the fastening force of the bolt 310 and the nut 320 to couple the fixed plate 100 and the rotating plate 200, and when the rotation angle of the rotating plate 200 is increased, the fixed plate 100 and the friction piece ( Since the area in contact with 220 is increased, the magnitude of the frictional force is also increased in proportion to it.

상기와 같이 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼는, 회전판(200)이 회전함에 따라 회전판(200)의 회전을 저지하는 마찰력과 회전판(200)을 초기 상태로 되돌리는 복원력이 점점 크게 발생되므로, 구조물에 발생되는 진동의 크기에 따라 자동적으로 댐핑력이 변경된다. As described above, in the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention, as the rotating plate 200 rotates, frictional force for preventing rotation of the rotating plate 200 and restoring force for returning the rotating plate 200 to an initial state are gradually generated. Therefore, the damping force is automatically changed according to the magnitude of the vibration generated in the structure.

이때, 상기와 같은 마찰력과 복원력의 크기는 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼를 구조물에 설치하기 이전에 설정되는 요소이므로, 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼가 구조물에 설치된 이후에는 구조물에 발생되는 진동을 흡수하는 댐핑력을 변경시킬 수 없다. 따라서, 본 발명에 의한 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼는 제어기(700)에 의해 코일(610)로 인가되는 전원의 크기를 조절하여 유변성 유체(500)의 점도를 변화시킴으로써 고정판(100)과 마찰편(220) 간의 마찰력을 변경시킬 수 있다.At this time, since the magnitude of the frictional force and the restoring force is an element set before the vibration damping semi-active variable damper is installed in the structure, the vibration damping semi-active variable damper is installed in the structure to absorb the vibration generated in the structure. It is not possible to change the damping force. Accordingly, the vibration damping semi-active variable damper according to the present invention is friction with the fixed plate 100 by changing the viscosity of the rheological fluid 500 by adjusting the size of the power applied to the coil 610 by the controller 700 The friction force between the pieces 220 can be changed.

사용자는 제어부(700) 조작을 통해 고정판(100)과 회전판(200) 사이의 마찰력을 변경시킬 수 있으므로, 구조물로부터 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼를 분리시키지 아니하더라도 댐핑력을 조절할 수 있다. Since the user can change the friction force between the fixed plate 100 and the rotating plate 200 through the operation of the control unit 700, the damping force can be adjusted even if the semi-active variable damper for vibration damping is not separated from the structure.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

본 발명에 의한 구조물 진동 감쇠용 반능동 가변 댐퍼는, 구조물에 인가되는 외력의 크기에 따라 구조물을 지지하는 힘이 변경되며, 구조물 장착 이전에 기본적인 댐핑력 설정이 가능하고 구조물에 장착된 이후에도 용이하게 댐핑력을 변경시킬 수 있다는 장점이 있다.Semi-active variable damper for vibration damping structure according to the present invention, the force for supporting the structure is changed according to the magnitude of the external force applied to the structure, it is possible to set the basic damping force before mounting the structure and easily even after it is mounted on the structure The advantage is that the damping force can be changed.

Claims (6)

구조물에 결합되는 고정판과, A fixed plate coupled to the structure, 중심에서 편심되는 축을 중심으로 회전 가능한 구조로 상기 고정판에 결합되는 회전판과, A rotating plate coupled to the fixed plate in a rotatable structure about an axis eccentric from the center, 중단부가 상기 회전판에 감기고 양 끝단이 각각 상기 고정판과의 거리가 변경되는 동일 또는 다른 구조물에 결합되는 케이블Cables having a stopper wound on the rotating plate and both ends being coupled to the same or another structure whose distance from the fixed plate is changed, respectively. 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.Damper, characterized in that comprises a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회전판은 회전각 변화에 따라 상기 고정판과의 접촉면 넓이가 변경되는 형상으로 형성되고, The rotating plate is formed in a shape in which the contact surface area with the fixed plate is changed according to the rotation angle change, 상기 회전판의 회전에 의해 상기 고정판과 회전판이 접촉 및 접촉 해제되는 부위에 마찰편이 구비되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.A damper, characterized in that the friction piece is provided at a portion where the fixed plate and the rotating plate contact and release contact by the rotation of the rotating plate. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회전판은,The rotating plate, 원판 형상으로 형성되고, 외주면에 상기 케이블 안착을 위한 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼. The damper is formed in the shape of a disk, characterized in that the seating groove for the cable is formed on the outer peripheral surface. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 회전판과 고정판이 상시 접촉되는 부위에 자기장 변화에 따라 점성이 변화되는 유변성 유체가 마련되며, A rheological fluid whose viscosity is changed in accordance with a magnetic field change is provided at a portion where the rotating plate and the fixed plate are in constant contact with each other. 전원이 인가됨에 따라 상기 유변성 유체에 자기장을 공급하는 코일과,A coil for supplying a magnetic field to the rheological fluid as power is applied, 상기 코일에 전원을 인가하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐퍼.And a power supply unit for applying power to the coil. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 전원부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 댐퍼.And a control unit for controlling the operation of the power supply unit. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 회전판은, 상기 고정판 또는 상기 고정판에 상기 유변성 유체가 채워지는 유체홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.The rotating plate, the damper, characterized in that the fluid plate is formed in the fixed plate or the fixed fluid is filled with the rheological fluid.
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