KR20080055566A - 패시브 댐퍼 - Google Patents

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KR20080055566A
KR20080055566A KR1020070003258A KR20070003258A KR20080055566A KR 20080055566 A KR20080055566 A KR 20080055566A KR 1020070003258 A KR1020070003258 A KR 1020070003258A KR 20070003258 A KR20070003258 A KR 20070003258A KR 20080055566 A KR20080055566 A KR 20080055566A
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rigid
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KR1020070003258A
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최창식
이강석
토모키 후루타
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최창식
이강석
토모키 후루타
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    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect

Abstract

본 발명은 소진동부터 대진동까지 광범위한 진동에 대하여 감쇠를 발휘하는 패시브 댐퍼를 제공한다.
외통 부재(12)와 중실(中實)의 축 부재(13)를, 진동 감쇠재(14) 및 통(筒)형의 중간 부재(15)를 개재하여 일체로 결합하여 댐퍼(11)가 된다. 외통 부재(12), 축 부재(13) 및 중간 부재(15)는 상대 변위 가능하다. 외통 부재(12)는, 소진동의 에너지를 흡수하는 제 1 진동 감쇠재(14A)를 개재하여 중간 부재(15)에 접착에 의해 결합되고, 이 중간 부재(15)는, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재(14B)를 개재하여 축 부재(13)에 접착에 의해 결합되어 있다. 중간 부재(15)와 외통 부재(12)의 사이에는 전환 기구(16)가 설치되어 있다. 전환 기구(16)는, 외통 부재(12)로부터 돌출하는 1쌍의 피결합 볼록부(12a)와, 중간 부재(15)에 설치되어 피결합 볼록부(12a)의 사이에 위치하는 결합 볼록부(15a)로 구성된다. 외통 부재(12)와 축 부재(13)의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는 제 1 진동 감쇠재(14A)에 의해 감쇠 기능을 발휘시키고, 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는 제 2 진동 감쇠재(14B)에 의해 감쇠 기능을 발휘시킨다.
댐퍼

Description

패시브 댐퍼 {passive damper}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 통(筒)형의 하이브리드형 패시브 댐퍼를 도시하며, 도 1a는 중앙 종단면도, 도 1b는 도 1a의 A-A선에 있어서의 단면도.
도 2는 댐퍼의 배치예를 도시하는 설명도.
도 3은 댐퍼의 다른 배치예를 도시하는 설명도.
도 4는 댐퍼의 다른 배치예를 도시하는 설명도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태인 통형의 하이브리드형 패시브 댐퍼를 도시하며, 도 5a는 중앙 종단면도, 도 5b는 도 5a의 B-B선에 있어서의 단면도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태인 통형의 하이브리드형 패시브 댐퍼를 도시하는 중앙 종단면도.
도 7은 동 분해 사시도.
도 8은 상기 제 3 실시형태인 댐퍼의 배치예를 도시하는 설명도.
도 9는 상기 제 3 실시형태의 변형예를 도시하는 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
11 : 패시브 댐퍼
12 : 외통 부재(제 1 고강성 부재)
12a : 피결합부
13 : 축 부재(제 2 고강성 부재)
14A : 제 1 진동 감쇠재
14B : 제 2 진동 감쇠재
15 : 중간 부재
15a : 결합 볼록부
16 : 전환 기구
21 : 패시브 댐퍼
22 : 통형 부재(제 1 고강성 부재)
23 : 축 부재(제 2 고강성 부재)
24 : 중간 부재
25A : 제 1 진동 감쇠재
25B : 제 2 진동 감쇠재
26 : 전환 기구
31 : 패시브 댐퍼
32, 32′: 제 1 고강성 부재
33, 33′: 제 2 고강성 부재
32A, 32A′, 33A, 33A′: 장착판부
32B, 33b : 지지판부
35, 35A, 35B : 중간판 부재
36 : 전환 기구
[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2000-110399호(단락 0011 내지 0015 및 도 1 내지 도 3)
[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 2003-247269호(단락 0016 내지 0025 및 도 1 내지 도 3)
본 발명은, 개인 목조주택 등의 소규모 건축 구조물, 기계나 자동차 등의 일반적인 구조물에 사용되는 패시브 댐퍼에 관한 것이다.
종래부터, 주로 집합주택이나 오피스빌딩 등에 공급되는 중저층이나 고층의 철근 콘크리트 제조의 건축물을 대상으로 하여, 이들의 내진 성능을 향상시키기 위해서, 예를 들면 적층 고무 또는 적층 고무와 댐퍼를 조합한 대규모의 면진(免震)장치나, 수동형 또는 능동형 제진(制震)장치를 사용하는 것이 알려져 있다. 이들 면진장치나 제진장치는 규모가 대단히 크기 때문에 큰 설치공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 제작, 시공의 양면에서의 비용부담도 대단히 커서, 목조 건축물이 주류인 개인주택 등 소규모 주택의 내진 구조로서는 실용적인 것이라고는 할 수 없다.
그래서, 소규모 주택에서의 내진 성능을 향상시키기 위해서, 종래 일반적으로는, 소규모 목조주택의 골조를 구성하는 기둥과 대들보 또는 대들보끼리의 접합부간에 걸쳐 지주나 코너 경사 보강재, 외부 장착 프레임 등의 보강용 부재를 비스듬하게 가설하여 내력을 증강하거나, 기둥의 전단(煎斷) 보강에 의해 인성(靭性)을 향상시키거나 하는 데 사용되고 있다.
상술한 바와 같은 내진 구조는, 지진시에 골조에 입력하는 에너지를 흡수하는 진동 감쇠 성능을 가지고 있지 않았기 때문에, 설계 강도를 초과하는 대지진의 발생시에는 지주 등의 보강용 부재가 처음에 항복하고, 파단(破斷) 또는 손상에 이른다. 그리고 보강용 부재가 일단 파단 또는 손상된 후에는 상기 보강용 부재에 의한 주택 전체로서의 원래의 강도 증대 효과는 바랄 수 없다. 따라서, 설계 강도를 초과하는 대지진에 대하여 충분한 내진 성능을 확보할 수 없을 뿐만 아니라, 가령 주택 전체가 붕괴되지 않았다고 해도, 파단 또는 손상된 보강용 부재를 교환하지 않는 한, 주택 전체를 원래의 강도로 복원시킬 수 없다.
그래서, 복원 기능을 갖고, 지진시 등에 있어서 진동 감쇠 성능을 발휘할 수 있는 제진 댐퍼나 조인트 댐퍼가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).
단독 목조주택을 포함한 소규모 주택은, 바람, 교통진동, 소규모의 지진 등의 비교적 작은 진동부터 대지진의 큰 진동까지 폭넓은 진동의 영향을 받지만, 상기 특허문헌 1, 2에 기재된 것으로는, 비교적 작은 진동부터 대지진의 큰 진동까지 폭 넓은 진동에 대응할 수 없다.
따라서, 본 발명은 광범위한 진폭을 갖는 진동에 대하여 진동 감쇠 효과를 발휘할 수 있는 패시브 댐퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이하, 설명의 편의를 위해 진폭의 크기에 따라 진동을 구별하여 부르기로 한다. 즉, ±1.0 ~ 5.0 mm의 진폭을 갖는 진동을 소진동, ±5.0 ~ 10.0 mm의 진폭을 갖는 진동을 중진동, ±10.0 mm 이상의 진폭을 갖는 진동을 대진동으로 부르기로 한다.
청구항 1의 발명은, 상대 변위 가능하게 설치된 제 1 및 제 2 고강성 부재가 진동 감쇠재를 개재하여 일체로 결합되어 이루어지고, 소규모 주택의 골조를 구성하는 2개의 요소에 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재를 각각 결합하여 사용하는 패시브 댐퍼이며, 상기 진동 감쇠재는, 진동 특성이 상이한 예컨대, 소진동의 에너지를 흡수하는 제 1 진동 감쇠재와, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재로 구성되고, 상기 제 1 고강성 부재와 제 2 고강성 부재의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는 상기 제 1 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시키고, 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는 상기 제 2 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시키는 전환 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하면, 제 1 고강성 부재와 제 2 고강성 부재의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는, 전환 기구가 전환 동작을 하지 않고, 소진동의 에너지를 흡수하 는 제 1 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시키고, 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는, 전환 기구의 전환 동작에 의해 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 진동 감쇠재를 병용하여, 이들 양 진동 감쇠재의 사용을 진동의 크기에 따라서, 전환 기구에 의해 구별하여 사용하는 것으로, 소진동부터 대진동까지 광범위한 진동에 대하여 진동 감쇠 효과를 발휘할 수 있다.
청구항 2에 기재된 바와 같이, 상기 제 1 고강성 부재는 통형 부재이고, 상기 제 2 고강성 부재는 상기 통형 부재의 내부에 설치되는 축 부재로, 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재의 사이에 고강성이고 통형의 중간 부재가 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재에 대하여 상대 변위 가능하게 설치되고, 상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재가 상기 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 중간 부재에 연결되고, 상기 중간 부재가 상기 제 2 진동 감쇠재를 개재하여 상기 제 2 또는 제 1 고강성 부재에 연결되고, 상기 중간 부재와 상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재의 사이에 상기 전환 기구가, 상기 제 1 진동 감쇠재와 나란히 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 청구항 3에 기재된 바와 같이, 상기 제 1 고강성 부재는 통형 부재이고, 그 내부에 상기 제 2 고강성 부재가 설치되고, 상기 제 1 고강성 부재 내에 상기 제 2 고강성 부재와 축선방향으로 어긋나 중간 부재가 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재에 대하여 상대 변위 가능하게 설치되고, 상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재가 상기 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 상기 중간 부재에 연결되고, 상기 제 1 고강성 부재가 상기 제 2 진동 감쇠재를 개재하여 상기 제 2 고강성 부재에 연결되고, 상기 중간 부재와 상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재의 사이에 상기 전환 기구가 상기 제 1 진동 감쇠재와 나란히 설치되어 있는 것도 가능하다. 또, 청구항 2, 3의 발명에 있어서는, 제 1 또는 제 2 고강성 부재와 중간 부재의 사이에 제 1 진동 감쇠재가 설치되고, 그 제 1 진동 감쇠 부재가 설치되어 있는 고강성 부재와 중간 부재의 사이에 상기 전환 기구가 배치되어 있게 된다.
이와 같이 하면, 제 1 고강성 부재와 제 2 고강성 부재의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는, 제 1 고강성 부재와 중간 부재가 상대 변위를 하기 때문에, 소진동의 에너지를 흡수하는 제 1 진동 감쇠재의 변형에 의해 감쇠 기능이 발휘된다. 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는, 상기 제 1 고강성 부재와 상기 중간 부재의 상대 변위가 전환 기구에 의해 규제되어, 제 1 진동 감쇠재의 변형이 제한된다. 그 결과, 상기 제 1 고강성 부재(중간 부재)와 제 2 고강성 부재가 상대 변위를 하기 때문에, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재의 변형에 의해 감쇠 기능이 발휘된다.
청구항 4에 기재된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재는, 서로 직교하는 장착판부와 지지판부를 갖는 단면(斷面) L자 형상으로 구성되는 동시에, 상기 양 고강성 부재의 장착판부가 대향하도록 설치되고, 상기 각 장착판부에 상기 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 제 1 중간판 부재가 각각 연결되고, 상기 양제 1 중간 부재의 사이에, 상기 제 2 감쇠 부재를 개재하여 제 2 중간판 부재가 연결되고, 상기 각 장착판부와 상기 제 1 중간판 부재의 사이에 상기 전환 기구가 설치되어 있는 구성으로 할 수도 있다.
이와 같이 하면, 제 1 고강성 부재와 제 2 고강성 부재의 장착판부간의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는, 양 장착판부와 제 1 중간판 부재가 상대 변위를 하기 때문에, 소진동의 에너지를 흡수하는 제 1 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능이 발휘된다. 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는, 상기 양 장착판부와 제 1 중간판 부재의 상대 변위가 규제되고, 상기 제 1 중간판 부재와 제 2 중간판 부재가 상대 변위를 하게 되기 때문에, 전환 기구에 의해, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능이 발휘된다.
청구항 5에 기재된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재가, 서로 직교하는 장착판부와 지지판부를 갖는 단면 L자 형상으로 구성되는 동시에, 상기 양 고강성 부재의 장착판부가 대향하도록 설치되고, 상기 장착판부의 한쪽에 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 중간판 부재의 일 면이 연결되고, 상기 중간 부재의 다른 면에, 상기 제 2 감쇠 부재를 개재하여 상기 장착판부의 다른쪽이 연결되고, 상기 장착판부의 한쪽과 상기 중간판 부재의 사이에 상기 전환 기구가 설치되어 있는 구성으로 할 수도 있다.
이와 같이 하면, 청구항 4의 발명과 비교하여, 진동 감쇠재나 중간판 부재의 수를 적게 하고, 거의 동등한 효과를 얻을 수 있다.
이 경우, 청구항 5에 기재된 바와 같이, 상기 전환 기구는, 상기 제 1 고강성 부재 또는 제 2 고강성 부재로부터 돌출하는 1쌍의 피결합 볼록부와, 상기 제 2 고강성 부재 또는 제 1 고강성 부재에 설치되어 상기 피결합 볼록부의 사이에 위치하는 결합 볼록부로 구성하는 것이 가능하다.
이와 같이 하면, 1쌍의 피결합 볼록부와 이들의 사이에 위치하는 결합 볼록부로, 전환 기구를 간단히 구성할 수 있다.
청구항 6에 기재된 바와 같이, 상기 제 2 고강성 부재는 축 부재이고, 그 축 부재의 끝부에, 시공시에 있어서의 미소한 길이 조정을 가능하게 하는 턴버클(turnbuckle)이 설치되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
이와 같이 하면, 제 2 고강성 부재(축 부재)의 턴버클을 이용하여, 시공시에 있어서의 미소한 댐퍼 길이의 조정을 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
(제 1 실시형태)
본 예는 통(筒) 형상체인 하이브리드형 패시브 댐퍼의 예이다.
도 1a, 1b에 도시하는 바와 같이, 하이브리드형 패시브 댐퍼(11)는, 외측에 위치하는 원통 형상의 외통 부재(12; 제 1 고강성 부재)와, 이 외통 부재(12)의 내측에 위치하는 단면 원형상인 축 부재(13; 제 2 고강성 부재)가 이들의 사이에 위치하는 원통 형상의 진동 감쇠재(14) 및 원통형의 중간 부재(15)를 개재하여 일체로 결합됨으로써 구성된다. 한편, 이 댐퍼(11)는, 소규모 주택의 골조(구조물)를 구성하는 2개의 요소에 외통 부재(12) 및 축 부재(13)의 끝부를 각각 결합하여 사용된다.
진동 감쇠재(14)는, 소진동의 에너지를 흡수하는 제 1 진동 감쇠재(14A)와, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재(14B)에 의하여 구성된다. 요컨대, 외통 부재(12)의 내측에 제 1 진동 감쇠재(14A)를 개재하여 중간 부 재(15)가 접착 고정되고, 이 중간 부재(15)의 내측에 제 2 진동 감쇠재(14B)를 개재하여 축 부재(13)가 접착 고정되어 있다.
외통 부재(12), 축 부재(13), 진동 감쇠재(14A, 14B) 및 중간 부재(15)는, 동심형으로 배치되고, 외통 부재(12), 축 부재(13) 및 중간 부재(15)는, 진동 감쇠재(14A, 14B)에서 허용되는 범위로 상대 변위 가능하다.
제 1 진동 감쇠재(14A)로서는, 소진동에 대해서는 저탄성(G=0.001 내지 0.25N/㎟)이고 고감쇠 성능(Heq=20 내지 40%)을 발휘하는 것, 예를 들면 폴리우레탄 고무가 사용되어, 소진동의 에너지를 흡수한다. 제 2 진동 감쇠재(14B)로서는, 중진동 내지 대진동에 대해서는 면진·지승(support)에서 실적이 높은 탄성 범위(G=0.20 내지 2.0N/㎟)이고 감쇠 능력이 높은(Heq=20 내지 40%) 것, 예를 들면 고감쇠 고무(HDR)가 사용되어, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 데 효과를 발휘한다.
중간 부재(15)와 외통 부재(12)의 사이에는, 외통 부재(12)와 축 부재(13)의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는 제 1 진동 감쇠재(14A)의 전단(剪斷) 변형에 의해 감쇠 기능을 발휘시키고, 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는 제 2 진동 감쇠재(14B)의 전단 변형에 의해 감쇠 기능을 발휘시키는 전환 기구(16)가 설치되어 있다.
전환 기구(16)는, 외통 부재(12)로부터 안쪽으로 돌출하여 외통 부재(12)와 축 부재(13)의 상대 변위방향에 있어서 떨어져 있는 1쌍의 피결합 볼록부(12a)와, 중간 부재(15)에 설치되어 피결합 볼록부(12a)의 사이에 위치하는 결합 볼록 부(15a)로 구성되고, 설정치(ΔS)의 상대 변위가 생기면 바뀌어, 이들의 상대 변위를 규제하도록 되어 있다. 또, 중간 부재(15)에 외통 부재(12)로 돌출하여 상대 변위방향에 있어서 떨어져 있는 1쌍의 피결합 볼록부를 설치하고, 외통 부재(12)에 상기 피결합 볼록부의 사이에 위치하는 결합 볼록부를 설치하는 구성으로 하는 것도 가능한 것은 말할 필요도 없다.
축 부재(13)의 끝부에는 턴버클(13a)이 형성되어, 축 부재(13)에 따라서 댐퍼(11)의 길이 조정이 시공시에 가능하게 되어 있다.
상기한 바와 같이 구성하면, 외통 부재(12)와 축 부재(13)의 상대 변위량이 설정치(ΔS; 예를 들면 1.0 내지 5.0㎜) 미만일 때는, 제 1 진동 감쇠재(14A)가 제 2 진동 감쇠재(14B)보다도 저탄성이기 때문에, 제 2 진동 감쇠 부재(14B)가 변형되지 않고 제 1 진동 감쇠재(14A)가 변형되고, 제 1 진동 감쇠재(14A)가 감쇠 기능을 발휘한다.
한편, 상기 상대 변위량이 설정치(ΔS)를 초과할 때는, 전환 기구(16)에 의해 제 1 진동 감쇠재(14A)의 전단 변형이 상대 변위방향에 있어서 규제되기 때문에, 제 2 진동 감쇠재(14B)가 변형되고, 제 2 진동 감쇠재(14B)에 의해 감쇠 기능을 발휘한다.
이와 같이, 본 댐퍼는, 고비용이고 시공 조건에 제약이 있는 면진 구조나 진동 조건에 제약이 있는 종래형 댐퍼에 대하여, 저가이고 단순한 구조에 의해, 통상 일어날 수 있다고 예측되는 소진동부터 대진동까지의 모든 진동의 진동폭에 대응할 수 있다. 즉, 소규모 진동에 대해서는, 저탄성(G=0.001 내지 0.25N/㎟)이고 고감 쇠(Heq=20 내지 40%)의 제 1 진동 감쇠재(14A; 폴리우레탄 고무)의 특성을 살리는 것으로 진동 에너지를 흡수하고, 대규모 진동에 대해서는, 제 2 진동 감쇠재(14B; 고감쇠 고무(HDR))의 탄성(G=0.20 내지 2.0N/㎟)과 고감쇠성(Heq=20 내지 40%)의 특성을 살리는 것으로 진동 에너지를 흡수한다. 양 진동 감쇠재(14A, 14B)를 직렬로 배치하는 것으로, 각각의 특성을 이용하여, 모든 진동을 억제하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기 댐퍼(11)는, 신축시 및 내진 보강시에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기둥(41a)과 대들보(41b)로 이루어지는 골조(41)에 대해 대각선 방향으로 지주(브레이스(brace))형으로 배치할 수도 있고, 그와 같이 배치할 수 없는 경우나 창문 등의 개구를 설치할 필요가 있는 경우에는, 약간 소형화하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 골조의 네 코너에 방장(方丈)형으로 배치하는 것도 가능하다. 또, 기둥과 기둥을 가로로 관통하여 연결하는 관(41c)이 있는 골조(41′)의 경우에도, 규격 치수로 수납할 수 없는 경우가 있기 때문에, 그 경우에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 방장형으로 배치하는 것이 가능하다. 단독 목조주택을 대상으로 한 경우, 댐퍼를 직경 10cm 이하로 설계할 수 있어, 경량화를 도모할 수 있다. 이것에 의해, 시공성이 향상되고, 시공 불량을 없애는 것으로, 안정된 제진 성능을 발휘할 수 있다.
일례로서 단독 목조주택을 대상으로, 도 2에 도시하는 바와 같이, 댐퍼를 지주(브레이스)형으로 배치한 경우(도 2 참조)에 관해서 검토를 하였다.
일반적인 1층 기둥 높이를 2850㎜, 기둥 사이를 900㎜로 규정하고, 소규모 진동으로서 1구면(構面)에 수평력 6kN이 입력된다고 하면, 층간 변형각을 1/500로 가정하면, 댐퍼(브레이스)의 신장은 약 1.8㎜가 된다.
그래서, 제 1 진동 감쇠재(14A; 저강성 고감쇠 폴리우레탄 고무)의 변위량이 약 2㎜ 이동하였을 때에 전환 기구(16)가 작용하는 것으로 하여, 전단 탄성율이 (G)=0.15N/㎟인 경우, 두께 0.5㎜, 폭 40㎜, 길이 900㎜가 된다. 대규모 진동에 의한 그 이상의 변위에 대해서는 전환 기구(16)에 의해 제 2 진동 감쇠재(14B; 고감쇠 고무)가 작용하여, 1구면에 수평력 80kN이 입력되고, 층간 변형각을 1/120로 가정하면 댐퍼(브레이스)의 신장은 약 7.3㎜가 된다. 전단 탄성율이 G=0.8N/㎟인 경우, 두께 1.5㎜, 폭 40㎜, 길이 1600㎜가 된다.
상기 실시형태에서는, 외통 부재(12), 축 부재(13) 및 중간 부재(15)를 갖고 2개의 진동 감쇠재(14A, 14B)를 갖는 이중 구조로 되어 있지만, 그것에 한정되는 것이 아니라, 통형의 중간 부재의 수를 늘려, 이들의 사이에 설치하는 진동 감쇠재를 제 1 진동 감쇠재로 할지 제 2 진동 감쇠재로 할지를 적절하게 선택하여 진동 감쇠재의 수를 늘린 3중 내지 5중 구조로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 예를 들면 제 1 및 제 2 진동 감쇠재(14A, 14B)의 중간의 진동 감쇠 성능을 갖는 진동 감쇠재를 사용하는 등, 진동 감쇠재의 종류를 더욱 늘리는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태는, 소규모 건축 구조물에 대하여 사용하는 경우에 관해서 설명하였지만, 제 1 실시형태에 관계되는 패시브 댐퍼의 용도는 그것에 한정되는 것이 아니라, 그 밖에, 기계나 자동차 등의 일반적인 구조물에 대해서도 사용할 수 있다.
(제 2 실시형태)
본 예는, 평판형의 하이브리드형 패시브 댐퍼의 예이다.
도 5a, 5b에 도시하는 바와 같이, 댐퍼(21)는, 사각 통형의 통형 부재(22)의 내부의 중앙에 단면 사각형 축 부재(23; 제 2 고강성 부재)가 설치되고, 그 통형 부재(22)의 내부에서 축 부재(23)의 양측에 축 부재(23)와 축선방향(상대 변위방향)으로 어긋나 판형의 중간 부재(24)가 설치되어 있다. 통형 부재(22), 축 부재(23) 및 중간 부재(24)는, 제 1 실시형태와 같이, 제 1 및 제 2 진동 감쇠재(25A, 25B)를 개재하여 상대 변위 가능하게 설치되어 있다.
통형 부재(22)와 중간 부재(24)는, 제 1 진동 감쇠재(25A)를 개재하여 접착에 의해 결합되고, 통형 부재(22)와 축 부재(23)는 제 2 진동 감쇠재(25B)를 개재하여 접착에 의해 결합되어 있다. 중간 부재(24)와 통형 부재(22)의 사이에, 제 1 실시형태와 같이 피결합 볼록부(22a)와 결합 볼록부(24a)로 이루어져 설정치(ΔS)의 상대 변위가 발생하면, 제 1 및 제 2 진동 감쇠재(25A, 25B)의 동작이 바뀌는 전환 기구(26)가 설치되어 있다.
(제 3 실시형태)
본 예는, 조인트형 하이브리드형 패시브 댐퍼의 예이다.
도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 댐퍼(31)는, 단면 L자 형상으로 구성되는 제 1 및 제 2 고강성 부재(32, 33)를 구비한다. 제 1 및 제 2 고강성 부재(32, 33)는, 서로 직교하는 삼각판 형상의 장착판부(32A, 33A)와, 직사각형판 형상의 지지판부(32B, 33b)를 갖는다. 제 1 및 제 2 고강성 부재(32, 33)는 장착판부(32A, 33A)가 대향하도록 설치된다. 그리고, 각 장착판부(32A, 32A)에 삼각판 형상의 제 1 진동 감쇠재(34A, 34A)를 개재하여 삼각판 형상의 중간판 부재(35A, 35A)가 각각 접착에 의해 결합되어 있다. 양 중간판 부재(35A, 35A)의 사이에, 또 1장의 삼각판 형상의 중간판 부재(35B)가 배치되고, 이들의 사이가 삼각판 형상의 제 2 진동 감쇠재(34B, 34B)를 개재하여 접착에 의해 결합되어 있다. 각 장착판부(32A, 32A)와 중간판 부재(35A, 35A)의 사이에, 제 1 실시형태와 같이 피결합 볼록부(32Aa, 32Aa, 33Aa, 33Aa)와 결합 볼록부(35a)로 이루어지는 전환 기구(36)가 설치되어 있다. 이 댐퍼(31)는, 예를 들면 도 8에 도시하는 바와 같이, 댐퍼(31)의 지지판부(32B, 33b)가 못 등의 고정구에 의하여 기둥(42)과 횡가재(43; 橫架材)의 접합부분에 장착된다. 또, 전환 기구(36)는, 제 1 진동 감쇠재(34A)의 양측에 2개 설치하고 있지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 1개 설치할 뿐이어도 좋다.
도 6 및 도 7에 도시하는 예에서는, 제 1 및 제 2 진동 감쇠재(34A, 34B)를 각각 1장씩으로 하여, 도 9에 도시하는 바와 같이 구성하는 것도 가능하다.
요컨대, 댐퍼(31′)는, 제 1 및 제 2 고강성 부재(32′, 33′)의 장착판부(32A′, 33A′)가 대향하도록 설치되고, 장착판부(32A′)의 한쪽에 제 1 진동 감쇠재(34A)를 개재하여 중간판 부재(35)의 일 면이 접착에 의해 결합되고, 이 중간판 부재(35)의 다른 면에, 제 2 감쇠 부재(34B)를 개재하여 장착판부(33A′)가 접착에 의해 결합되고, 상기 장착판부(32A′)의 한쪽과 중간판 부재(35)의 사이에 전 환 기구(36)가 설치되어 있다.
이상과 같이 구성하였기 때문에, 본 발명은, 전환 기구의 전환 동작에 의해, 제 1 고강성 부재와 제 2 고강성 부재의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는, 소진동의 에너지를 흡수하는 제 1 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시키고, 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는, 중진동 내지 대진동의 에너지를 흡수하는 제 2 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시킬 수 있다. 따라서, 소진동부터 대진동까지 광범위한 진동에 대하여 진동 감쇠 효과를 발휘할 수 있다.

Claims (7)

  1. 상대 변위 가능하게 설치된 제 1 및 제 2 고강성 부재가 진동 감쇠재를 개재하여 일체로 결합되어 이루어지고, 구조물을 구성하는 2개의 요소에 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재를 각각 결합하여 사용하는 패시브 댐퍼에 있어서,
    상기 진동 감쇠재는 탄성 특성이 서로 다른 제 1 진동 감쇠재와 제 2 진동 감쇠재를 포함하고,
    상기 제 1 고강성 부재와 제 2 고강성 부재의 상대 변위량이 설정치 미만일 때는 상기 제 1 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시키고, 상기 상대 변위량이 상기 설정치를 초과할 때는 상기 제 2 진동 감쇠재에 의해 감쇠 기능을 발휘시키는 전환 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 고강성 부재는 통형 부재이고, 상기 제 2 고강성 부재는 상기 통형 부재의 내부에 설치되는 축 부재이며, 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재의 사이에 고강성으로 통형의 중간 부재가 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재에 대하여 상대 변위 가능하게 설치되고,
    상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재가 상기 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 중간 부재에 연결되고, 상기 중간 부재가 상기 제 2 진동 감쇠재를 개재하여 상기 제 2 또는 제 1 고강성 부재에 연결되고,
    상기 중간 부재와 상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재의 사이에 상기 전환 기구가, 상기 제 1 진동 감쇠재와 나란히 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 고강성 부재는 통형 부재로, 그 내부에 상기 제 2 고강성 부재가 설치되고, 상기 제 1 고강성 부재 내에 상기 제 2 고강성 부재와 축선방향으로 어긋나 중간 부재가 상기 제 1 및 제 2 고강성 부재에 대하여 상대 변위 가능하게 설치되고,
    상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재가 상기 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 상기 중간 부재에 연결되고, 상기 제 1 고강성 부재가 상기 제 2 진동 감쇠재를 개재하여 상기 제 2 고강성 부재에 연결되고,
    상기 중간 부재와 상기 제 1 또는 제 2 고강성 부재의 사이에 상기 전환 기구가 상기 제 1 진동 감쇠재와 나란히 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고강성 부재는, 서로 직교하는 장착판부와 지지판부를 갖는 단면 L자 형상으로 구성되는 동시에, 상기 양 고강성 부재의 장착판부가 대향하도록 설치되고,
    상기 각 장착판부에 상기 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 제 1 중간판 부재가 각각 연결되고,
    상기 양 제 1 중간 부재의 사이에, 상기 제 2 감쇠 부재를 개재하여 제 2 중간판 부재가 연결되고,
    상기 각 장착판부와 상기 제 1 중간판 부재의 사이에 상기 전환 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고강성 부재는, 서로 직교하는 장착판부와 지지판부를 갖는 단면 L자 형상으로 구성되는 동시에, 상기 양 고강성 부재의 장착판부가 대향하도록 설치되고,
    상기 장착판부의 한쪽에 제 1 진동 감쇠재를 개재하여 중간판 부재의 일 면이 연결되고,
    상기 중간 부재의 다른 면에, 상기 제 2 감쇠 부재를 개재하여 상기 장착판부의 다른쪽이 연결되고,
    상기 장착판부의 한쪽과 상기 중간판 부재의 사이에 상기 전환 기구가 설치 되어 있는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전환 기구는, 상기 제 1 고강성 부재 또는 제 2 고강성 부재로부터 돌출하는 한 쌍의 피결합 볼록부와, 상기 제 2 고강성 부재 또는 제 1 고강성 부재에 설치되어 상기 피결합 볼록부의 사이에 위치하는 결합 볼록부로 구성되는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 고강성 부재는 축 부재이고, 상기 축 부재의 단부에, 시공시에 있어서의 미소한 길이 조정을 가능하게 하는 턴버클이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패시브 댐퍼.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106639028A (zh) * 2017-01-25 2017-05-10 上海史狄尔建筑减震科技有限公司 U型粘滞阻尼墙

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