KR20220039336A - 완충을 위한 스너버 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 완충용 스너버는, 상하면과 상하면을 연결하는 측면을 구비하는 상자성의 완충부재와, 상기 완충부재의 측면과 동하중을 연결하는 동하중 연결부를 구비하는 완충부; 상기 완충부재에 자력 및 접촉에 의한 마찰력을 가해 상기 동하중을 완충하도록, 상기 완충부재의 상면에 접촉하는, 자력부재; 및 적층된 상기 완충부재와 상기 자력부재를, 상하방향을 따라 서로에 대해 가압하고, 지지대상에 고정되는 케이스를 포함한다.

Description

완충을 위한 스너버{SNUBBER FOR DAMPING}
본 발명은 완충을 위한 스너버에 관한 것이다.
도 1은 예시적인 스너버의 구조를 나타낸 도면이다. 국내 원전 및 산업 현장에서 사용되는 주요 기기들은 지진이나 급격한 동하중에 대한 완충을 위하여 도 1과 같은 유압식 스너버(hydraulic snubber)를 사용한다. 유압식 스너버는 유압 실린더와 스프링 또는 교축작용을 하는 오리피스를 적절히 배치하여 급격한 동하중을 느슨한 동하중으로 바꾸어 기기를 보호하게 된다. 이런 스너버의 완충기능은 지진에 대한 우려 및 대처 요구가 커지고 있는 요즈음 더욱 그 역할의 중요성이 강조되고 있다.
현행 스너버는 유압 실린더와 스프링 또는 교축작용을 하는 오리피스를 사용하는 개념으로, 구조가 단순하지 않아 그 성능이 보장되기 위해서는 주기적인 점검과 확인이 필요하다. 또한 유압 실린더의 특성상 동하중의 완충방향은 직선운동에 한정되기에, 동하중 완충방향도 일차원적인 직선방향에 한정된다는 단점이 있다. 특히, 지진과 같이 다차원적으로 작용하는 동하중에 대해서는 현행 스너버가 적용 될 수 있는 범위가 매우 한정적이다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다차원 동하중에 대해 완충을 수행할 수 있는 스너버를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 완충용 스너버는, 상하면과 상하면을 연결하는 측면을 구비하는 상자성의 완충부재와, 상기 완충부재의 측면과 동하중을 연결하는 동하중 연결부를 구비하는 완충부; 상기 완충부재에 자력 및 접촉에 의한 마찰력을 가해 상기 동하중을 완충하도록, 상기 완충부재의 상면에 접촉하는, 자력부재; 및 적층된 상기 완충부재와 상기 자력부재를, 상하방향을 따라 서로에 대해 가압하고, 지지대상에 고정되는 케이스를 포함한다.
이에 따라, 다차원 동하중을 완충할 수 있다.
완충을 위해 자력과 마찰력을 이용하여, 구조가 단순화되므로 유지보수 관리의 필요성이 저감될 수 있다.
도 1은 예시적인 스너버의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버를 위에서 아래로 바라보되, 내부에 위치한 자력부재, 완충부재 및 보조완충부를 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버가 포함하는 자력부재, 완충부재 및 보조완충부의 분해사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버(1)의 종단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버(1)를 위에서 아래로 바라보되, 내부에 위치한 자력부재(40), 완충부재(21) 및 보조완충부(30)를 표시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버(1)는, 케이스(10), 자력부재(40) 및 완충부(20)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버(1)는, 보조완충부(30) 및 완충 체결구(50)를 더 포함할 수 있다.
완충부(20)
완충부(20)는 동하중을 전달받고 다른 부재와의 접촉을 통해 동하중을 완충하는 구성요소이다. 완충부(20)는 완충부재(21)와 동하중 연결부(22)를 포함할 수 있다.
완충부재(21)는 상하면(211, 212)과 측면(13)을 구비하는 판형으로 형성될 수 있다. 완충부재(21)는 원형의 상하면(211, 212)을 가져 원판형으로 형성될 수 있다. 완충부재(21)의 측면(213)은 상하면(211, 212)을 연결하는 면인데, 원판형으로 형성될 경우 연속된 하나의 면일 수 있고, 완충부재가 각형의 판형을 가질 경우 복수의 면으로 구성될 수 있다.
완충부재(21)는 상자성을 띈다. 따라서 자기장에 놓이면 자성을 띄고, 다른 자성을 가지는 부재와의 사이에서 자력을 가질 수 있다.
동하중 연결부(22)는 완충부재(21)의 측면(213)과 동하중을 연결한다. 동하중 연결부(22)는 수평한 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 동하중 연결부(22)는 완충부재(21)의 측면(213)으로부터 상기 일 방향을 따라 연장되는 동하중 암(221)과, 동하중 암(221)의 말단에 배치되는 동하중 그립(222)을 포함할 수 있다. 동하중 그립(222)에는 상하방향을 따라 관통된 동하중 연결공(223)이 형성되어, 동하중 연결공(223)과 동하중에 체결되는 체결구 등을 이용해 동하중과 결합될 수 있다. 동하중 연결부(22)와 완충부재(21)는 별도의 부재를 접합하거나 체결하는 방식으로 연결될 수 있으나, 일체로 형성될 수도 있다.
본 발명의 명세서에서 상하방향과 수평방향은 설명의 편의를 위해 사용되는 것으로, 반드시 연직방향과 그에 직교하는 방향을 의미하는 것이 아니라, 스너버(1)의 배치 상태에 따라서 달라질 수 있다.
자력부재(40)
자력부재(40)는 완충부재(21)에 동하중을 완충하도록 하는 외력을 가하는 구성요소이다. 자력부재(40)는 영구자석일 수 있고, 전자석으로 구성될 수도 있다. 따라서 상자성을 띄는 완충부재(21)를 자기장에 놓이도록 할 수 있고, 완충부재(21)와의 사이에서 자력을 가져 완충부재(21)에 인력을 가할 수 있다.
자력부재(40)는 완충부재(21)와 접촉한다. 자력부재(40)는 완충부재(21)에 자력 및 접촉에 의한 마찰력을 가해 동하중을 완충하도록, 완충부재(21)의 상면(211)에 접촉할 수 있다. 자력부재(40)의 하면이 완충부재(21)의 상면(211)에 접촉할 수 있다. 자력부재(40)는 완충부재(21)의 상면(211)과 동일한 하면을 가지는 판형으로 형성될 수 있다. 따라서 자력부재(40) 역시 원판형으로 형성될 수 있다.
보조완충부(30)
보조완충부(30)는 완충부재(21)에 마찰력을 작용할 수 있도록 배치되는 구성요소이다. 보조완충부(30)는 완충부재(21)의 하면(212)에 접촉할 수 있다. 보조완충부(30)는 완충부재(21)의 하면(212)에 접촉하여, 완충부재(21)의 하면(212)에 마찰력을 작용하는 방식으로 동하중의 완충이 일어나도록 할 수 있다.
보조완충부(30)의 상면(31)이 완충부재(21)의 하면(212)에 접촉할 수 있다. 보조완충부(30)는 완충부재(21)의 하면(212)과 동일한 상면(31)을 가지는 판형으로 형성될 수 있다. 따라서 보조완충부(30) 역시 원판형으로 형성될 수 있다.
보조완충부(30)는 완충부재(21)와 같이 상자성의 소재를 포함할 수 있다. 보조완충부(30)가 자력부재(40)에 의해 형성된 자기장에 놓일 수 있고, 자성을 띄게 되어 완충부재(21)에 자력을 가하여 완충이 더 일어나도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스너버(1)가 포함하는 자력부재(40), 완충부재(21) 및 보조완충부(30)의 분해사시도이다.
보조완충부(30)와 자력부재(40)가 상술한 것과 같이 배치되어, 보조완충부(30)와 자력부재(40)의 사이에 완충부재(21)가 위치하는 식으로 적층될 수 있다. 서로 접촉하는 면은 상하방향에 직교하여 수평한 면일 수 있다. 이 때, 각 부재의 표면이 가공되는 정도에 따라 완충되는 정도가 변화할 수 있다.
완충부재(21)의 상면(211)에는, 완충부재(21)의 상면(211)의 표면적보다 작은 면적에서 완충부재(21)와 자력부재(40)의 접촉이 일어나도록, 복수의 요철이 형성될 수 있다. 자력부재(40)의 하면과 완충부재(21)의 상면(211)이 전체에 걸쳐서 서로 접촉하게 되면, 자력과 접촉에 의한 마찰력이 지나치게 강하게 작용하여 서로 강하게 결합됨에 따라 일체와 같이 움직일 뿐, 완충의 효과는 얻지 못할 수 있다. 따라서 복수의 요철을 완충부재(21)의 상면(211)에 형성하여, 요철이 자력부재(40)에 접촉하는 방식으로 접촉하는 표면적을 줄여 마찰력을 줄일 수 있다.
완충부재(21)의 하면(212)과 보조완충부(30)의 상면(31) 중 적어도 하나에는 복수의 요철이 형성될 수 있다. 완충부재(21)와 보조완충부(30)가 만나는 면에 복수의 요철을 형성함에 따라, 완충부재(21)와 보조완충부(30)가 전체 면에 걸쳐서 접촉할 때 가지는 마찰력 보다 완충부재(21)와 보조완충부(30) 사이의 마찰력이 감소하여 적절한 수준으로 조절되어, 적절한 완충효과를 가질 수 있다. 즉 완충부재(21)의 상하면(211, 212)은 모두 복수의 요철을 가질 수 있다.
완충부재(21)의 상하면 및 보조완충부(30)의 상면(31)에 형성되는 요철을 만들기 위해, 완충부재(21)의 상하면(211, 212) 및 보조완충부(30)의 상면(31)은 널링(knurling) 가공 될 수 있다.
완충 체결구(50)
완충 체결구(50)는 보조완충부(30)를 케이스(10)에 대해 체결하여 서로에 대해 고정하는 구성요소이다. 완충 체결구(50)가 보조완충부(30)와 케이스(10)를 체결하여, 보조완충부(30)가 케이스(10)의 움직임에 연동하여 움직일 수 있다. 완충 체결구(50)는 볼트일 수 있으나, 나사 등 다양한 체결구가 완충 체결구(50)로 사용될 수 있다.
케이스(10)
케이스(10)는 지지대상에 고정되어 완충된 동하중을 지지대상으로 전달하는 구성요소이다. 케이스(10)는 적층된 완충부재(21)와 자력부재(40)를, 상하방향을 따라 서로에 대해 가압한다. 보조완충부(30)가 더 적층되는 경우, 자력부재(40)와 보조완충부(30) 사이에 위치한 완충부재(21)가 상하방향을 따라 가압되도록, 케이스(10)는 자력부재(40) 및 보조완충부(30)를 상하방향을 따라 가압해 서로 접촉하도록 한다. 따라서 적층된 완충부재(21), 자력부재(40) 및 보조완충부(30)가 단순히 서로 접촉하는 것이 아니라, 서로간의 사이에서 수평방향을 따라 마찰력을 가질 수 있다.
케이스(10)는, 완충부재(21)와 자력부재(40)를 가압하는 케이스 본체(11)와, 케이스 본체(11)와 지지대상을 연결하는 지지 연결부(13)를 포함할 수 있다. 케이스 본체(11)는 케이스 하판(111), 케이스 상판(113), 하측걸림부(112), 상측걸림부(114), 및 공간형성부(115)를 포함할 수 있다. 케이스 하판(111)과 케이스 상판(113)은 각각 상하로 이격되어 배치되고, 적층된 완충부재(21), 자력부재(40) 및 보조완충부(30)를 각각 하방과 상방으로 가압해 서로 접촉하도록 하는 역할을 한다.
케이스 하판(111)은 보조완충부(30)의 하면과 접촉할 수 있다. 케이스 상판(113)은 자력부재(40)의 상면과 접촉할 수 있다. 하측걸림부(112)는 케이스 하판(111)으로부터 상방으로 돌출되어 보조완충부(30)의 측면을 감쌀 수 있다. 따라서 하측걸림부(112)는 케이스 하판(111)의 상면의 둘레로부터 돌출될 수 있다. 상측걸림부(114)는 케이스 상판(113)으로부터 하방으로 돌출되어 자력부재(40)의 측면을 감쌀 수 있다. 따라서 상측걸림부(114)는 케이스 상판(113)의 하면의 둘레로부터 돌출될 수 있다. 하측걸림부(112)가 형성되어, 보조완충부(30)가 수평한 방향으로 케이스 하판(111)으로부터 이탈하지 않을 수 있다. 상측걸림부(114)가 형성되어, 자력부재(40)가 수평한 방향으로 케이스 상판(113)으로부터 이탈하지 않을 수 있다.
케이스(10)는, 완충부재(21)의 측면(213)의 적어도 일부가 수평방향을 따라 외부에 노출되도록 개방된 형상을 가질 수 있다. 즉 케이스 하판(111)과 케이스 상판(113) 사이에, 상측걸림부(114), 하측걸림부(112) 및 공간형성부(115)에 의해서 가려지는 부분을 제외한 나머지 부분이 외부로 노출될 수 있다. 따라서 상측걸림부(114)와 하측걸림부(112)는 서로 만나지 않을 수 있고, 상측걸림부(114)와 하측걸림부(112)의 높이를 합한 값은 케이스 상판(113)과 케이스 하판(111)의 거리보다 작을 수 있다. 외부로 노출된 완충부재(21)의 일부분으로부터 동하중 연결부(22)가 돌출될 수 있다.
공간형성부(115)는 케이스 상판(113)과 상기 케이스 하판(111)을 서로 연결한다. 공간형성부(115)는 동하중 연결부(22)가 연장된 방향을 따라 완충부재(21)로부터 이격되어, 완충부재(21)와의 사이에 완충공간(12)을 형성한다. 완충공간(12)은 완충부재(21)가 자력부재(40)로부터 수평한 방향으로 밀려나도 케이스(10)로부터 완충부재(21)가 완전히 밀려나지 않도록 하는 여유공간이다. 만일 완충부재(21)가 원판형으로 형성될 경우, 공간형성부(115)와 완충부재(21)가 동하중 연결부(22)가 연장된 방향을 따라 서로 이격된 거리는, 완충부재(21)의 직경의 40% 내지 50%일 수 있다.
상술한 것과 같이 케이스(10)의 측면의 일부가 개방되고 공간형성부(115)를 가지게 됨으로써, 동하중 암(221)이 연장된 방향으로의 동하중을 마찰과 자력에 의해 완충할 수 있고, 완충부재(21)의 중심을 상하방향으로 지나가는 임의의 회전축을 중심으로 한 완충부(20)의 회전을 유도하는 동하중 역시 마찰과 자력에 의해서 완충될 수 있다. 따라서 도 3에서 동하중 그립(222)에 도시한 화살표가 가리키는 방향과 같이, 다차원의 동하중의 지지가 가능하다.
지지 연결부(13)는 공간형성부(115)를 지지대상과 연결한다. 지지 연결부(13)는 수평한 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 지지 연결부(13)가 연장되는 방향이, 동하중 연결부(22)가 연장되는 방향과 나란할 수 있다.
지지 연결부(13)는 공간형성부(115)로부터 상기 일 방향을 따라 연장되는 지지 암(131)과, 지지 암(131)의 말단에 배치되는 지지 그립(132)을 포함할 수 있다. 지지 암(131)의 길이는, 동하중 암(221)의 길이보다 작을 수 있다. 지지 그립(132)에는 상하방향을 따라 관통된 지지 연결공(133)이 형성되어, 지지 연결공(133)과 고정대상에 체결되는 체결구 등을 이용해 고정대상과 결합될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 스너버
10 : 케이스
11 : 케이스 본체
12 : 완충공간
13 : 지지 연결부
20 : 완충부
21 : 완충부재
22 : 동하중 연결부
30 : 보조완충부
31 : 보조완충부의 상면
40 : 자력부재
50 : 완충 체결구
111 : 케이스 하판
112 : 하측걸림부
113 : 케이스 상판
114 : 상측걸림부
115 : 공간형성부
131 : 지지 암
132 : 지지 그립
133 : 지지 연결공
211 : 완충부재의 상면
212 : 완충부재의 하면
213 : 완충부재의 측면
221 : 동하중 암
222 : 동하중 그립
223 : 동하중 연결공

Claims (13)

  1. 상하면과 상하면을 연결하는 측면을 구비하는 상자성의 완충부재와, 상기 완충부재의 측면과 동하중을 연결하는 동하중 연결부를 구비하는 완충부;
    상기 완충부재에 자력 및 접촉에 의한 마찰력을 가해 상기 동하중을 완충하도록, 상기 완충부재의 상면에 접촉하는, 자력부재; 및
    적층된 상기 완충부재와 상기 자력부재를, 상하방향을 따라 서로에 대해 가압하고, 지지대상에 고정되는 케이스를 포함하는, 스너버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재의 하면에 접촉하는 보조완충부를 더 포함하고,
    상기 케이스는, 상기 자력부재와 상기 보조완충부 사이에 위치한 상기 완충부재가 상하방향을 따라 가압되도록, 상기 자력부재 및 상기 보조완충부를 상하방향을 따라 서로를 향해 더 가압하는, 스너버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조완충부와 상기 케이스를 체결하여 서로에 대해 고정하는 완충 체결구를 더 포함하는, 스너버.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보조완충부는 상자성의 소재를 포함하는, 스너버.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 완충부재의 하면과 상기 보조완충부의 상면에는 복수의 요철이 형성되는, 스너버.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 보조완충부와 접촉하는 케이스 하판과, 상기 보조완충부가 수평한 방향으로 상기 케이스 하판으로부터 이탈하지 않도록, 상기 케이스 하판으로부터 상방으로 돌출되어 상기 보조완충부의 측면을 감싸는 하측걸림부를 포함하는, 스너버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는 원형의 상하면을 가지는 원판형으로 형성되는, 스너버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 자력부재의 상면과 접촉하는 케이스 상판과, 상기 자력부재가 수평한 방향으로 상기 케이스 상판으로부터 이탈하지 않도록, 상기 케이스 상판으로부터 하방으로 돌출되어 상기 자력부재의 측면을 감싸는 상측걸림부를 포함하는, 스너버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 완충부재의 측면의 적어도 일부가 수평방향을 따라 외부에 노출되도록 개방된 형상을 가지는, 스너버.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 동하중 연결부는 수평한 일 방향을 따라 연장되고,
    상기 케이스는,
    상기 자력부재와 상기 완충부재를 각각 하방과 상방으로 가압하는 케이스 상판과 케이스 하판; 및
    상기 케이스 상판과 상기 케이스 하판을 서로 연결하고, 상기 일 방향을 따라 상기 완충부재로부터 이격되어, 상기 완충부재와의 사이에 완충공간을 형성하는 공간형성부를 포함하는, 스너버.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 완충부재는 원판형으로 형성되고,
    상기 일 방향을 따라 상기 공간형성부와 상기 완충부재가 서로 이격된 거리는, 상기 완충부재의 직경의 40% 내지 50%인, 스너버.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재의 상면에는, 상기 완충부재의 상면의 표면적보다 작은 면적에서 상기 완충부재와 상기 자력부재의 접촉이 일어나도록, 복수의 요철이 형성되는, 스너버.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 완충부재와 상기 자력부재를 가압하는 케이스 본체와, 상기 케이스 본체와 상기 지지대상을 연결하는 지지 연결부를 포함하는, 스너버.
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Citations (4)

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JPH0560160A (ja) * 1991-08-27 1993-03-09 Kayaba Ind Co Ltd 電磁式フリクシヨンダンパ
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