KR20130037953A - 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼 - Google Patents

형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼 Download PDF

Info

Publication number
KR20130037953A
KR20130037953A KR1020110102536A KR20110102536A KR20130037953A KR 20130037953 A KR20130037953 A KR 20130037953A KR 1020110102536 A KR1020110102536 A KR 1020110102536A KR 20110102536 A KR20110102536 A KR 20110102536A KR 20130037953 A KR20130037953 A KR 20130037953A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
damper housing
shape memory
friction
memory alloy
damper
Prior art date
Application number
KR1020110102536A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101286703B1 (ko
Inventor
최승복
이종우
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020110102536A priority Critical patent/KR101286703B1/ko
Publication of KR20130037953A publication Critical patent/KR20130037953A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101286703B1 publication Critical patent/KR101286703B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/08—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other
    • F16F7/09—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other in dampers of the cylinder-and-piston type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/08—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other
    • F16F7/082—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other and characterised by damping force adjustment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0258—Shape-memory metals, e.g. Ni-Ti alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 내부에 소정 공간을 갖는 댐퍼 하우징; 상기 댐퍼 하우징의 내부에서 길이방향으로 이동 가능한 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸도록 상기 댐퍼 하우징 내부에 위치되고 상기 피스톤 로드와 마찰되어 댐핑력을 발생하는 마찰 부재; 상기 마찰 부재의 외주면을 둘러싸도록 상기 댐퍼 하우징 내부에 위치되고, 상기 댐퍼 하우징을 향해 연장된 암을 구비한 고정 부재; 및 상기 고정 부재가 상기 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되도록 하여 상기 마찰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 마찰력을 가변시키는 마찰력 가변 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼에 관한 것으로서, 마찰 부재와 결합된 고정 부재가 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되어 마찰 부재의 마찰력을 가변시킴으로써, 고주파수의 진동 및 저주파수의 진동 모두에 효과적으로 대응할 수 있는 댐핑력을 제공할 수 있다.

Description

형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼{Variable friction damper using shape memory alloy}
본 발명은 가변 마찰 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파수 영역에서는 형상 기억 합금이 인장되어 마찰 부재의 마찰력이 감소되고, 저주파수 영역에서는 마찰 부재가 고정되어 마찰력이 증가됨으로써, 고주파수의 진동 및 저주파수의 진동 모두에 효과적으로 대응할 수 있는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼에 관한 것이다.
마찰 댐퍼는 예컨대, 불균형으로 인해 유발되는 기계 요소의 진동을 흡수 또는 제거하는 기능을 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 마찰 댐퍼를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 마찰 댐퍼는 실린더(6)와, 실린더(6)의 내부에 일정 부분이 삽입 형성되는 피스톤 로드(7)가 형성된다. 그리고, 실린더(6)가 진동 발생 매체의 일측에 연결되도록 하는 고정구(61)와, 피스톤 로드(7)가 진동 발생 매체의 타측에 연결되도록 하는 고정구(71)와, 피스톤 로드(7)의 일단에 형성되어 실린더(6)의 내주면과 마찰 작용이 수행되도록 하는 마찰 부재(9)와, 피스톤 로드(7)의 안쪽에 형성되어 실린더(6) 내부의 공기가 압축되지 않도록 하기 위한 통기구(72)가 포함된다.
이와 같은 종래 기술에 따른 마찰 댐퍼(8)의 구성을 참조하여 마찰 댐퍼(8)의 동작을 설명한다.
기계 장치의 마찰 발생 매체에서 일정량의 진동이 발생될 때, 실린더(6)의 내주면과 피스톤 로드(7)의 외주면 사이에는, 상대적으로 다른 위치 변위가 발생된다. 그리고, 실린더(6)와 피스톤 로드(7) 사이에 형성되는 마찰 부재(9)에 의해서, 진동량은 마찰열로 변화되어 감쇠된다.
그리고, 통기구(72)는 피스톤 로드(7)가 도면을 기준으로 좌측으로 이동될 때, 실린더(6) 내부의 공기가 압축되어 댐핑력을 약화시키는 것을 방지하기 위하여, 공기가 외부로 빠져나가는 통로를 형성하도록 한다.
한편, 진동 발생 매체는 큰 진동량이 발생되는 경우와, 작은 진동량이 발생되는 경우가 구분되어 두 가지 경우가 모두 발생될 수 있다.
그러나, 도면에 설명된 바와 같은 종래의 마찰 댐퍼(8)에 의해서는 항상 동일한 댐핑력이 발생된다. 그러므로, 작은 진동 변위가 발생되는 경우(고주파 영역)에서 마찰 댐퍼(8)는 강체로 작용되어 신속하게 진동량을 감쇠시킬 수 없을 뿐만 아니라 소음도 크다. 그리고, 큰 진동 변위가 발생되는 경우(공진 영역)에는 댐퍼(8)의 변위 한도를 넘어서는 진동량에 의해서 신속하게 진동량을 감쇠시킬 수 없을 뿐만 아니라, 댐퍼(8)가 파손되기도 한다.
이와 같이, 마찰 댐퍼는 큰 진동 변위(공진 영역)에서는 높은 감쇠 계수(감쇠력)가 필요하고, 작은 진동 변위(고주파 영역)에서는 낮은 감쇠 계수(감쇠력)가 필요하지만, 종래의 마찰 댐퍼는 항상 일정한 마찰 면적을 가져 일정한 감쇠 계수만을 얻을 수 있기 때문에, 공진 영역 및 고주파 영역에서 발생되는 진동 모두를 만족시킬 수 있는 적절한 감쇠 계수를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 저주파수의 진동과 고주파수의 진동 모두에 효과적으로 대응할 수 있는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 소정 공간을 갖는 댐퍼 하우징; 상기 댐퍼 하우징의 내부에서 길이방향으로 이동 가능한 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸도록 상기 댐퍼 하우징 내부에 위치되고 상기 피스톤 로드와 마찰되어 댐핑력을 발생하는 마찰 부재; 상기 마찰 부재의 외주면을 둘러싸도록 상기 댐퍼 하우징 내부에 위치되고, 상기 댐퍼 하우징을 향해 연장된 암을 구비한 고정 부재; 및 상기 고정 부재가 상기 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되도록 하여 상기 마찰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 마찰력을 가변시키는 마찰력 가변 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 마찰력 가변 수단은, 상기 고정 부재의 암과 대응되는 상기 댐퍼 하우징의 외측에 구비된 소정 공간의 수용부; 상기 수용부의 내부에 수용된 누름쇠; 상기 누름쇠와 상기 암 사이에 연결되고, 상기 댐퍼 하우징을 관통하도록 설치된 이동 부재; 및 상기 누름쇠와 상기 수용부의 내벽 사이에 설치되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어 상기 이동 부재가 상기 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되도록 하는 형상 기억 합금 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 암과 상기 이동 부재의 내부에는 상기 누름쇠와 상기 댐퍼 하우징 사이에서 이동 부재를 탄성 지지하는 스프링 부재가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 형상 기억 합금 부재는 상기 누름쇠가 상기 수용부의 내벽 사이에 복수개로 구비되고, 상기 누름쇠와 상기 수용부의 내벽 사이에는 스프링 부재가 추가 설치된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 고정 부재는 상기 댐퍼 하우징의 내벽을 향해 연장된 슬라이딩부를 구비하고, 상기 댐퍼 하우징의 내벽에는 상기 슬라이딩부가 삽입되어 슬라이딩되는 가이드부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 마찰 부재와 결합된 고정 부재가 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되어 마찰 부재의 마찰력을 가변시킴으로써, 고주파수의 진동 및 저주파수의 진동 모두에 효과적으로 대응할 수 있는 댐핑력을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 직동식 피스톤형 마찰 댐퍼를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 정면에서 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면으로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가되지 않은 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면으로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가된 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면으로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가되지 않은 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면으로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가된 상태를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 형상 기억 함금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
(제1실시예)
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 정면에서 도시한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼는 댐퍼 하우징(110), 피스톤 로드(120), 마찰 부재(130), 고정 부재(140) 및 마찰력 가변 수단을 포함하여 이루어진다.
댐퍼 하우징(110)은 대체로 원통 형상체로서, 그 내부에 피스톤 로드(120)가 댐퍼 하우징(110)의 길이방향을 따라 이동될 수 있는 소정의 공간을 구비한다. 그리고, 댐퍼 하우징(110)의 상부에는 하부보다 더 넓은 폭을 갖는 공간이 구비되어, 후술되는 마찰 부재(130)와 고정 부재(140)가 수용된다.
피스톤 로드(120)는 댐퍼 하우징(110)의 일단을 길이방향으로 관통하여 댐퍼 하우징(110)의 외부에 위치한 진동 발생 매체(미도시)와 연결되고, 댐퍼 하우징(110) 내부에서의 왕복 이동에 따라 진동 발생 매체의 진동을 감쇠한다.
마찰 부재(130)는 댐퍼 하우징(110)의 내부에서 피스톤 로드(120)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되고, 피스톤 로드(120)의 외주면과 마찰되어 외부의 진동 발생 매체의 진동을 감쇠하기 위한 댐핑력을 제공한다. 여기서, 마찰 부재(130)는 스폰지와 같은 폴리우레탄 소재나 일정한 내구성 및 내마모성을 갖는 다양한 형태의 합성 섬유재 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 마찰 부재(130)는 외력에 의해 부피가 변화될 수 있는 탄성체일 수 있다.
고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)의 내부에서 마찰 부재(130)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되고, 마찰 부재(130)와 고정되어 결합된다. 그리고, 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)을 관통하여 형성된 관통공(111)을 향하여 연장된 암(141)을 구비한다. 이 암(141)은 고정 부재(140)로부터 서로 반대방향으로 연장되어 대칭을 이루는 한 쌍으로 이루어진다.
또한, 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)의 내벽을 향하여 연장되고, 상기 한 쌍의 암(110)과는 대략 90도의 방향으로 위치되는 한 쌍의 슬라이딩부(142)를 구비한다. 그리고, 댐퍼 하우징(110)의 내벽에는 슬라이딩부(142)가 삽입되어 슬라이딩되는 한 쌍의 가이드부(112)가 구비된다.
마찰력 가변 수단은 고정 부재(140)가 댐퍼 하우징(110)에 선택적으로 고정되도록 하여 피스톤 로드(120)와 마찰 부재(130) 사이의 마찰력을 가변시키는 역할을 한다. 즉 마찰력 가변 수단에 의해, 고정 부재(140)가 댐퍼 하우징(110)에 고정되었을 경우, 피스톤 로드(120)와 마찰 부재(130) 사이의 마찰력이 증가되고, 고정 부재(140)가 댐퍼 하우징(110)에 고정되지 않았을 경우, 피스톤 로드(120)와 마찰 부재(130) 사이의 마찰력이 감소된다.
구체적으로, 마찰력 가변 수단은 수용부(151), 누름쇠(152), 이동 부재(153) 및 형상 기억 합금 부재(154)를 포함하여 이루어진다.
수용부(151)는 댐퍼 하우징(110)의 관통공(111) 외측에서 고정 부재(140)의 암(141)과 대응되는 위치에 소정 공간으로 구비되어, 후술되는 누름쇠(152) 및 형상 기억 합금 부재(154)를 수용한다.
누름쇠(152)는 수용부(151)에 내부에 수용되고, 댐퍼 하우징(110)과 대면하는 측면이 댐퍼 하우징(110)의 외주면과 대응되는 형상을 이루며, 후술되는 형상 기억 합금 부재(154)의 변형에 따라 댐퍼 하우징(110) 측으로 이동된다.
이동 부재(153)는 누름쇠(152)와 고정 부재(140)의 암(141) 사이에 연결되고, 암(141)이 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 형성된다. 그리고, 이동 부재(153)는 누름쇠(152)의 이동에 따라 댐퍼 하우징(110)의 관통공(111)을 통해 댐퍼 하우징(110)의 내부로 이동이 가능하다.
형상 기억 합금 부재(154)는 누름쇠(152)와 수용부(151)의 내벽 사이에 설치되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어 이동 부재(153)가 댐퍼 하우징(110)에 선택적으로 고정되도록 한다. 즉, 형상 기억 합금 부재(154)가 변형되어 누름쇠(152)를 댐퍼 하우징(110) 측으로 밀면, 이동 부재(153)가 관통공(111)을 통과해서 댐퍼 하우징(110) 내부에 위치되어 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정되지 않은 상태가 된다. 반대로, 형상 기억 합금 부재(154)가 변형되지 않으면, 이동 부재(153)가 관통공(111) 사이에 위치되어 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정된 상태가 된다.
여기서, 형상 기억 합금 부재(154)는 수용부(151)에 수용된 코일 스프링 형상의 금속이다. 또한, 형상 기억 합금 부재(154)는 외부로부터 인가되는 전류에 의해 발생하는 열을 통해 변형되어 그 길이가 증가된다.
또한, 형상 기억 합금 부재(154)는 다음과 같은 과정을 거친 후, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼에 설치된다. 먼저, 형상 기억 합금 부재(154)에 형상 기억 열처리를 실시하고, 형상 기억 열처리된 형상 기억 합금은 변태 온도 이하에서 외력에 의해 쉽게 변형되므로 그 길이가 최초 설정 길이가 되도록 외력을 인가한다. 이후 길이방향으로 감소되도록 변형된 형상 기억 합금 부재(154)를 수용부(151) 내부에 설치한다.
이렇게 설치된 형상 기억 합금 부재(154)에 전류가 인가되면 열이 발생되고, 발생된 열이 형상 회복 개시 온도까지 상승되면, 형상 기억 합금 부재(154)는 변형되어 그 길이가 증가되고, 강성 역시 증가된다. 즉, 원래의 형태로 변형된 후, 변형된 상태를 유지할 수 있는 충분한 강성을 지닌다.
한편, 형상 기억 합금 부재(154)는 소성 변형이 일어나지 않는 초탄성 재료인 것이 바람직하다. 따라서, 인가된 전류가 제거되면 형상 기억 합금 부재(154)는 본래의 위치로 복귀하게 된다.
본 발명에서는 전류가 인가되면, 형상 기억 합금 부재(154)의 길이가 증가되는 방식으로 변형되는 것을 설명하였지만, 형상 기억 열처리 후 적용되는 외력의 형태에 따라 형상 기억 합금은 전류가 인가되면 그 길이가 감소되는 방식으로 변형될 수 있다.
바람직하게는, 고정 부재(140)의 암(141)과 이동 부재(153)는 중공의 부재이고, 암(141)과 이동 부재(154) 내부에는 누름쇠(152)와 댐퍼 하우징(110) 사이에서 이동 부재(153)를 탄성 지지하는 스프링 부재(155)가 설치된다.
이러한 스프링 부재(155)에 의해, 형상 기억 합금 부재(154)에 전류가 인가되지 않은 상태에서, 이동 부재(153)는 누름쇠(152) 방향으로 가압되어 댐퍼 하우징(110)에 고정된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 형상 기억 합금 부재(154)는 수용부(151) 내부에 복수개로 구비될 수 있다. 그리고, 복수개의 형상 기억 합금 부재(154) 사이에는 스프링 부재(156)가 추가적으로 설치될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 작동예를 설명한다.
먼저, 형상 기억 합금 부재(154)에 전류가 인가되지 않은 상태에서는, 형상 기억 합금 부재(154)가 변형되지 않기 때문에, 누름쇠(152)는 댐퍼 하우징(110)과 일정간격 이격된 위치를 유지한다. 이에 따라, 고정 부재(140)의 암(141)과 연결된 이동 부재(153)는 스프링 부재(155)의 탄성력에 의해 댐퍼 하우징(110)의 관통공(111) 삽입되어 걸쳐진 상태에 있게 되어, 이동 부재(153)와 연결된 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정된 상태가 된다(도 4 참조).
따라서, 피스톤 로드(120)의 이동시 마찰 부재(130)는 이동이 불가능하므로 마찰 부재(130)와 피스톤 로드(120) 사이의 마찰력이 증가된다. 이러한 마찰 감쇠력의 증가는 변위가 큰 구간, 즉 비교적 낮은 주파수의 진동에 효과적으로 대응할 수 있도록 해준다.
반면, 형상 기억 합금 부재(154)에 전류가 인가되면, 형상 기억 합금 부재(154)가 변형되어 그 길이가 증가되고, 누름쇠(152)가 이동하여 댐퍼 하우징(110)의 외벽과 접촉하게 된다. 이에 따라, 고정 부재(140)의 암(141)과 연결된 이동 부재(153)는 누름쇠(152)의 가압에 의해 마찰 부재(130) 방향으로 이동하여 댐퍼 하우징(110)의 내부에 위치되고, 이동 부재(153)와 연결된 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정되지 않은 상태가 된다(도 5 참조).
따라서, 피스톤 로드(120)의 이동시 마찰 부재(130)는 일정 폭의 자유 행정(free-stroke) 구간을 갖게 되어, 마찰 부재(130)와 피스톤 로드(120) 사이의 마찰력이 감소된다. 이러한 마찰 감쇠력의 감소는 변위가 작은 구간, 즉 비교적 높은 주파수의 진동에 효과적으로 대응할 수 있도록 해준다.
(제2실시예)
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면으로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가되지 않은 상태를 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼의 구성을 상부에서 도시한 도면으로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가된 상태를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼는 제1실시예에서 설명한 것과 거의 동일하고, 마찰력 가변 수단에 있어서만 차이를 갖는다.
구체적으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 마찰 댐퍼의 마찰력 가변 수단은 이동 부재(153') 및 형상 기억 합금 부재(154')를 포함한다.
이동 부재(153')는 고정 부재(140)로부터 연장된 암(141)의 내주면 또는 외주면에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 댐퍼 하우징(110)의 관통공(111)을 관통하여 댐퍼 하우징(110) 내부로 이동 가능하게 설치된 중공의 부재이다.
그리고, 형상 기억 합금 부재(154')는 암(141)과 이동 부재(153')의 내부에서 이동 부재(153')의 길이방향을 따라 설치되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어 이동 부재(153')가 댐퍼 하우징(110)에 선택적으로 고정되도록 한다. 여기서, 형상 기억 합금 부재(154')는 전류가 인가되면 그 길이가 감소되도록 처리된 것이 바람직하다.
즉, 전류가 인가되면 형상 기억 합금 부재(154')가 변형되어 그 길이가 증가되고, 이동 부재(153')가 관통공(111)을 통과해서 댐퍼 하우징(110) 내부에 위치되어 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정되지 않은 상태가 된다. 반대로, 전류가 인가되지 않아 형상 기억 합금 부재(154')가 변형되지 않으면, 이동 부재(153')가 관통공(111) 사이에 위치되어 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정된 상태가 된다.
바람직하게는, 암(141)과 이동 부재(153')의 내부에는 형상 기억 합금 부재(154')와 나란한 방향으로 스프링 부재(155')가 설치된다. 스프링 부재(155')는 전류가 인가되지 않은 상태에서 자체의 탄성력에 의해 이동 부재(153')의 일부가 댐퍼 하우징(110)의 외부로 노출되도록 한다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 형상 기억 합금 부재를 이용한 가변 마찰 댐퍼의 작동예를 설명한다.
먼저, 형상 기억 합금 부재(154')에 전류가 인가되지 않은 상태에서는, 형상 기억 합금 부재(154')는 그 길이가 감소되지 않고, 고정 부재(140)의 암(141)과 연결된 이동 부재(153')는 스프링 부재(155')의 탄성력에 의해 댐퍼 하우징(110)의 관통공(111) 삽입되어 걸쳐진 상태에 있게 된다. 이에 따라, 이동 부재(153')와 연결된 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정된 상태가 된다(도 7 참조).
따라서, 피스톤 로드(120)의 이동시 마찰 부재(130)는 이동이 불가능하므로 마찰 부재(130)와 피스톤 로드(120) 사이의 마찰력이 증가된다. 이러한 마찰 감쇠력의 증가는 변위가 큰 구간, 즉 비교적 낮은 주파수의 진동에 효과적으로 대응할 수 있도록 해준다.
반면, 형상 기억 합금 부재(154')에 전류가 인가되면, 형상 기억 합금 부재(154')가 변형되어 그 길이가 감소되고, 고정 부재(140)의 암(141)과 연결된 이동 부재(153')는 형상 기억 합금(154')의 길이 감소에 의해 마찰 부재(130) 방향으로 이동하여 댐퍼 하우징(110)의 내부에 위치되고, 이동 부재(153')와 연결된 고정 부재(140)는 댐퍼 하우징(110)에 고정되지 않은 상태가 된다(도 8 참조).
따라서, 피스톤 로드(120)의 이동시 마찰 부재(130)는 일정 폭의 자유 행정(free-stroke) 구간을 갖게 되어, 마찰 부재(130)와 피스톤 로드(120) 사이의 마찰력이 감소된다. 이러한 마찰 감쇠력의 감소는 변위가 작은 구간, 즉 비교적 높은 주파수의 진동에 효과적으로 대응할 수 있도록 해준다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 댐퍼 하우징 111: 관통공
112: 가이드부 120: 피스톤 로드
130: 마찰 부재 140: 고정 부재
141: 암 142: 슬라이딩부
151: 수용부 152: 누름쇠
153, 153': 이동 부재 154, 154': 형상 기억 합금 부재
155, 156, 155': 스프링 부재

Claims (7)

  1. 내부에 소정 공간을 갖는 댐퍼 하우징;
    상기 댐퍼 하우징의 내부에서 길이방향으로 이동 가능한 피스톤 로드;
    상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸도록 상기 댐퍼 하우징 내부에 위치되고 상기 피스톤 로드와 마찰되어 댐핑력을 발생하는 마찰 부재;
    상기 마찰 부재의 외주면을 둘러싸도록 상기 댐퍼 하우징 내부에 위치되고, 상기 댐퍼 하우징을 향해 연장된 암을 구비한 고정 부재; 및
    상기 고정 부재가 상기 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되도록 하여 상기 마찰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 마찰력을 가변시키는 마찰력 가변 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마찰력 가변 수단은,
    상기 고정 부재의 암과 대응되는 상기 댐퍼 하우징의 외측에 구비된 소정 공간의 수용부;
    상기 수용부의 내부에 수용된 누름쇠;
    상기 누름쇠와 상기 암 사이에 연결되고, 상기 댐퍼 하우징을 관통하도록 설치된 이동 부재; 및
    상기 누름쇠와 상기 수용부의 내벽 사이에 설치되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어 상기 이동 부재가 상기 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되도록 하는 형상 기억 합금 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 기업 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 암과 상기 이동 부재의 내부에는 상기 누름쇠와 상기 댐퍼 하우징 사이에서 이동 부재를 탄성 지지하는 스프링 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 형상 기억 합금 부재는 상기 누름쇠가 상기 수용부의 내벽 사이에 복수개로 구비되고, 상기 누름쇠와 상기 수용부의 내벽 사이에는 스프링 부재가 추가 설치된 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마찰력 가변 수단은,
    상기 암의 내주면 또는 외주면에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 댐퍼 하우징을 관통하도록 설치된 이동 부재; 및
    상기 암과 상기 이동 부재의 내부에서 상기 이동 부재의 길이방향을 따라 설치되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어 상기 이동 부재가 상기 댐퍼 하우징에 선택적으로 고정되도록 하는 형상 기억 합금 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 암과 상기 이동 부재의 내부에는 상기 형상 기억 합금 부재와 나란한 방향으로 스프링 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 댐퍼 하우징의 내벽을 향해 연장된 슬라이딩부를 구비하고, 상기 댐퍼 하우징의 내벽에는 상기 슬라이딩부가 삽입되어 슬라이딩되는 가이드부를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼.
KR1020110102536A 2011-10-07 2011-10-07 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼 KR101286703B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110102536A KR101286703B1 (ko) 2011-10-07 2011-10-07 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110102536A KR101286703B1 (ko) 2011-10-07 2011-10-07 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130037953A true KR20130037953A (ko) 2013-04-17
KR101286703B1 KR101286703B1 (ko) 2013-07-16

Family

ID=48438774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110102536A KR101286703B1 (ko) 2011-10-07 2011-10-07 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101286703B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105317914A (zh) * 2015-11-06 2016-02-10 中国电力科学研究院 一种用于支柱类电气设备的减震器
IT202100005237A1 (it) 2021-03-05 2022-09-05 Milano Politecnico Dispositivo smorzatore di vibrazioni

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000230666A (ja) 1999-02-12 2000-08-22 Nitto Kohki Co Ltd 流路切替バルブ
DE102004047999A1 (de) 2004-10-01 2006-04-06 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Reibungsdämpfereinrichtung für eine Waschmaschine
KR20120106122A (ko) * 2011-03-17 2012-09-26 인하대학교 산학협력단 형상 기억 합금을 이용한 유압 댐퍼
KR101257350B1 (ko) * 2011-06-02 2013-04-23 인하대학교 산학협력단 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼

Also Published As

Publication number Publication date
KR101286703B1 (ko) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016173533A1 (zh) 一种可变阻尼减震器及洗衣机
EP2665854B1 (en) Shock absorber having an improved friction element
JP5192246B2 (ja) 手持工具装置のための制振器
RU2303722C1 (ru) Виброизолятор с переменной структурой демпфирования
KR101228500B1 (ko) 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼
KR101286703B1 (ko) 형상 기억 합금을 이용한 가변 마찰 댐퍼
KR101272836B1 (ko) 저 유체 저항용 ｍｒ 댐퍼
US9618073B2 (en) Shock absorber having an improved friction element
KR101257348B1 (ko) 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼
KR101257350B1 (ko) 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼
JP6429628B2 (ja) 共振スプリングおよび変形制御装置を有するリニア駆動ユニット
KR101221474B1 (ko) 가변 마찰 댐퍼
KR101286701B1 (ko) 가변 마찰 댐퍼
KR100484663B1 (ko) 드럼 세탁기의 댐퍼 구조
KR101048092B1 (ko) 드럼세탁기용 댐퍼
KR20170068760A (ko) 동흡진기
KR101285827B1 (ko) 댐퍼
KR101821953B1 (ko) 관성형 가진기
KR101257352B1 (ko) 다이아프레임을 이용한 저탄성 댐퍼
JP4791981B2 (ja) ドラム式洗濯機
KR101255168B1 (ko) 가변 마찰 댐퍼
KR100498315B1 (ko) 댐퍼
JP2007285377A (ja) 振動減衰装置
KR101286702B1 (ko) 가변 스테이지 마찰 댐퍼
KR20040097817A (ko) 세탁기 댐퍼

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160602

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200304

Year of fee payment: 7

R401 Registration of restoration