KR101134911B1 - 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치 - Google Patents

지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치에 관한 것으로, 중앙으로 제1중심홈이 형성되며, 상기 제1중심홈의 외측으로 다수개의 제1고정홈이 형성되는 제1고정부와, 상기 제1고정부에 연결되는 연결부와, 상기 연결부의 타측으로 형성되고, 제1고정부와 대향되어 형성되며 제1중심홈과 제1고정홈과 대응되는 제2중심홈과 제2고정홈이 형성되는 제2고정부로 형성된 회전연결판과, 회전형마찰패드와, 왕복판과, 중아강판과, 상기 왕복판의 제1판의 상, 하측으로 위치되며 장공홈에 대응되는 마찰홈이 형성되는 왕복형마찰패드와, 상기 왕복형마찰패드를 왕복판의 제1판에 고정시키며 일측으로 다수개의 볼트홈이 형성된 고정판으로 이루어진다.
본 발명은 지진과 같은 외부진동이 구조물 등으로 전해질 경우 그 진동을 다양한 형태로 형성된 회전연결판으로 나눠지면서 분산되도록 하면서, 구조물로 전해지는 진동을 최소화하여 구조물의 파손을 예방할 수 있는 장점이 있다.

Description

지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치{Displacement amplified linear damper assembly with rotation damper for reducing seismic energy}
본 발명은 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지진과 같은 외부진동이 구조물 등으로 전해질 때, 외부진동에 대해 회전운동과 직선운동을 하는 마찰패드로 진동이 전해지도록 하면서 외부진동을 최소화할 뿐만 아니라, 장치의 형상에 의해 회전마찰패드에 작용하는 변위를 증폭하여 더 많은 지진에너지를 저감할 수 있도록 하고, 한지점으로 전해지는 진동을 다수의 방향으로 분산되도록 함으로써, 구조물로 전해지는 진동을 최소화하여 구조물의 파손을 예방할 수 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 구조물 등의 댐퍼는 회전운동만을 하거나 직선운동만을 수행하여 구조물 등으로 전해지는 진동을 최소화하여 구조물의 파손을 예방하도록 하였다.
하지만, 외부의 진동이 회전운동이나 직선운동만을 하는 마찰패드로 전해져 진동을 최소화하더라도 그 진동이 소모되는 데에는 한계가 발생하여 구조물 등으로 전해지는 진동에 의해 구조물 등의 내구성이 떨어지거나 붕괴될 수 있는 문제점이 있었다.
그래서, 특허등록번호 제10-1024538호와 같이 교량 등에 부착하여 회전운동과 직선운동을 하는 마찰댐퍼를 형성하여 외부의 진동을 감소시키도록 사용하였다.
또한, 특허공개번호 제10-2011-28476호와 같이 구조물의 다수의 지점에서 발생되는 진동을 상기와 같이 회전운동 및 직선운동을 하는 마찰댐퍼로 전해지도록 하여 외부에서 전해지는 진동을 최소화하도록 하였다.
하지만, 상기와 같이 외부의 진동을 회전운동과 직선운동을 하는 마찰댐퍼로 전해지도록 하여 구조물 등으로 전해지는 진동을 감소시킬 수는 있었지만, 외부에서 충격이 작용시 마찰댐퍼가 기둥에 장착되어 거동하게 되면, 기둥으로 충격이 전해지게 되어 기둥에서 큰 변형이 발생하여 건물이 주저 않을 수 있는 문제점이 있었으며, 외부의 충격이 마찰댐퍼로 전해지게 되어 그 진동이 분산되지 않고, 하나의 중심으로만 전해지게 됨으로써 마찰댐퍼의 내구성이 저하됨은 물론, 외부의 진동을 흡수하는데 한계가 발생하게 되어 구조물로 전해지는 진동에 의해 구조물의 내구성이 저하되며 붕괴될 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 중앙으로 제1중심홈이 형성되며, 상기 제1중심홈의 외측으로 다수개의 제1고정홈이 형성되는 제1고정부와, 상기 제1고정부에 연결되는 연결부와, 상기 연결부의 타측으로 형성되고, 제1고정부와 대향되어 형성되며 제1중심홈과 제1고정홈과 대응되는 제2중심홈과 제2고정홈이 형성되는 제2고정부로 형성된 회전연결판과, 상기 회전연결판에 형성되는 제1고정부와 제2고정부의 상, 하측으로 위치되며 제1, 2중심홈에 대응되는 회전중간홈과, 제1, 2고정홈에 대응되는 회전고정홈이 형성되고, 진동에 대한 흡수력을 가지는 재질로 형성된 회전형마찰패드와, 상기 회전형마찰패드가 결합되는 하나의 회전연결판에 형성되는 제1고정부에 다른 회전연결판의 제1고정부나 제2고정부가 결합되되, 하나의 회전연결판과 다른 회전연결판의 사이로 위치되며, 제1, 2중심홈에 대응되는 중앙삽입홈과 제1, 2고정홈에 대응되는 외측삽입홈이 형성되는 원판과, 상기 원판에 연결되며 장공형태의 장공홈이 형성되는 제1판으로 형성된 왕복판과, 상기 왕복판이 결합되는 회전연결판의 타측의 제1고정부나 제2고정부에 결합되되, 제1, 2중심홈에 대응되는 중앙결합홈과, 제1, 2고정홈에 대응되는 외측결합홈이 형성된 중앙강판과, 상기 왕복판의 제1판의 상, 하측으로 위치되며 장공홈에 대응되는 마찰홈이 형성되는 왕복형마찰패드와, 상기 왕복형마찰패드를 왕복판의 제1판에 고정시키며 일측으로 다수개의 볼트홈이 형성된 고정판으로 이루어진다.
본 발명은 지진과 같은 외부진동이 구조물 등으로 전해질 경우 그 진동을 다양한 형태로 형성된 회전연결판으로 나눠지면서 분산되도록 하면서, 구조물로 전해지는 진동을 최소화하여 구조물의 파손을 예방할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 왕복판이 직선운동 시 회전연결판 배치와 길이에 비례하여 회전연결판에 부착된 마찰패드에 작용하는 변위가 증폭되어, 더 많은 지진에너지를 저감시켜 구조물의 소산을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 구조물로 전해지는 진동을 회전연결판과 왕복판에 의해 회전연결판이 회전운동을 함과 동시에, 왕복판이 직선운동을 하면서 동시에 진동을 분산함으로써, 구조물로 전해지는 진동을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 다수개로 결합되는 회전연결판, 왕복판의 사이로 각각 직선운동과 회전운동을 수행하는 마찰패드를 위치시키고, 마찰패드와 마찰패드의 사이로 강도가 우수한 금속재와 같은 재질의 강판을 위치시켜 각각의 회전연결판과 왕복판으로 전해지는 진동을 최소화함은 물론, 각각의 구성에 대한 파손을 예방할 수 있는 장점이 있다.
덧붙여, 직선운동을 하는 왕복판에 보조왕복판을 형성하여 보조왕복판은 회전운동을 하면서 타측이 고정된 상태로 형성되도록 하고, 왕복판에 형성된 마찰패드만이 왕복 직선운동을 하도록 함으로써, 외부진동이 왕복판이나 보조왕복판으로 전해지지 않고 마찰패드로만 전해지도록 하여, 왕복판, 보조왕복판으로 전해지는 진동을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 각각의 구성을 결합한 후, 최상측과 최하측에 마감강판을 위치시켜 그 진동이 외부로 전해지지 않고 마찰패드로 전해지도록 하여 진동을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치를 도시한 분해사시도.
도 3 내지 11은 본 발명의 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치의 결합공정을 도시한 사시도.
도 12는 본 발명의 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치의 사용상태도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치(100)는 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 중앙강판(40), 왕복형마찰패드(50), 고정판(60)으로 형성된다.
상기 회전연결판(10)은 중앙으로 제1중심홈(11)이 형성되며, 상기 제1중심홈(11)의 외측으로 다수개의 제1고정홈(12)이 형성되는 제1고정부(13)와, 상기 제1고정부(13)에 연결되는 연결부(14)와, 상기 연결부(14)의 타측으로 형성되고, 제1고정부(13)와 대향되어 형성되며 제1중심홈(11)과 제1고정홈(12)과 대응되는 제2중심홈(15)과 제2고정홈(16)이 형성되는 제2고정부(17)로 형성된다.
그리고, 상기 회전형마찰패드(20)는 상기 회전연결판(10)에 형성되는 제1고정부(13)와 제2고정부(17)의 상, 하측으로 위치되며 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 회전중간홈(21)과, 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 회전고정홈(22)이 형성되고, 진동에 대한 흡수력을 가지는 재질로 형성된다.
또한, 상기 왕복판(30)은 상기 회전형마찰패드(20)가 결합되는 하나의 회전연결판(10)에 형성되는 제1고정부(13)에 다른 회전연결판(10)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)가 결합되되, 하나의 회전연결판(10)과 다른 회전연결판(10)의 사이로 위치되며, 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 중앙삽입홈(31)과 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 외측삽입홈(32)이 형성되는 원판(33)과, 상기 원판(33)에 연결되며 장공형태의 장공홈(34)이 형성되는 제1판(35)으로 형성된다.
그리고, 상기 중앙강판(40)은 상기 왕복판(30)이 결합되는 회전연결판(10)의 타측의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 결합되되, 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 중앙결합홈(41)과, 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 외측결합홈(42)이 형성된다.
덧붙여, 상기 왕복형마찰패드(50)는 상기 왕복판(30)의 제1판(35)의 상, 하측으로 위치되며 장공홈(34)에 대응되는 마찰홈(51)이 형성된다.
또한, 상기 고정판(60)은 상기 왕복형마찰패드(50)를 왕복판(30)의 제1판(35)에 고정시키며 일측으로 다수개의 볼트홈(61)이 형성된다.
한편, 상기 왕복판(30)에는 회전연결판(10)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 밀착되며, 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 보조중앙삽입홈(31a)과, 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 보조외측삽입홈(32a)이 형성된 보조원판(33a)과 상기 보조원판(33a)에 연결되는 제2판(34a)으로 형성된 보조왕복판(35a)이 왕복판(30)과 대향되어 위치되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 왕복판(30)의 원판(33), 보조왕복판(35a)의 보조원판(33a)의 두께(t1)와 중앙강판(40)의 두께(t2)가 동일하게 형성되도록 하는 것이 좋다.
덧붙여, 상기 보조왕복판(35a)의 제2판(34a)의 상, 하측으로 보조왕복마찰패드(k)가 더 포함되어 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전연결판(10)이 다수개로 결합될 경우, 하나의 회전연결판(10)의 제1고정부(13)에 다른 회전연결판(10)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)가 대응되되, 회전연결판(10)은 마름모, 사각형, 다각형 중 어느 하나의 형태로 결합되도록 하는 것이 좋다.
아울러, 상기 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 중앙강판(40), 왕복형마찰패드(50), 고정판(60)이 결합된 후, 최상측과 최하측으로 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 중심강판홈(71)과 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 외측강판홈(72)이 형성된 마감강판(70)이 결합되도록 하는 것이 좋다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전연결판(10)의 양측으로 형성된 제1고정부(13)와 제2고정부(17)의 상, 하측으로 회전형마찰패드(20)를 위치시킨다.
여기서, 상기 제1, 2고정부(13, 17)에 회전형마찰패드(20)를 위치시킬 때, 제1, 2고정부(13, 17)에 형성된 제1, 2중심홈(11, 15)과 회전형마찰패드(20)에 형성된 회전중간홈(21)이 대응되도록 하고, 제1고정홈(12)과 제2고정홈(16)에는 회전고정홈(22)이 대응되도록 하여 밀착시켜, 제1, 2고정부(13, 17)의 상, 하측으로 회전형마찰패드(20)가 위치되도록 한다.
그런 후, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전형마찰패드(20)가 밀착된 회전연결판(10)의 상측이나 하측으로 왕복판(30)과 중앙강판(40)을 위치시키도록 한다.
이를 상세히 설명하면, 회전연결판(10)의 일측에 형성되고 회전형마찰패드(20)가 밀착된 제1고정부(13)나 제2고정부(13)의 상측이나 하측으로 왕복판(30)의 원판(33)이 회전형마찰패드(20)에 밀착시킴과 동시에, 상기 원판(33)에 형성된 중앙삽입홈(31)이 제1, 2중심홈(11, 15) 중에 어느 한 곳에 대응시키고, 외측삽입홈(32)이 제1, 2고정홈(12, 16) 중에 어느 한 곳에 대응되도록 하여 위치시킨다.
그리고, 상기 왕복판(30)이 위치된 회전연결판(10)의 타측으로 중앙강판(40)이 위치되도록 한다.
예를 들어, 회전연결판(10)의 제1고정부(13)의 상측으로 왕복판(30)이 위치되었을 경우, 제2고정부(17)의 상측으로 중앙강판(40)을 위치시키도록 하는데, 상기 중앙강판(40)에 형성된 중앙결합홈(41)이 회전연결판(10)의 제2중심홈(15)에 대응되도록 하고, 외측결합홈(42)은 제2고정홈(16)에 대응되도록 하여 결합시킨다.
여기서, 상기 왕복판(30)의 원판(33)의 두께(t1)와 중앙강판(40)의 두께(t2)는 동일하게 형성되어야 한다.
이유는, 상기 왕복판(30)과 중앙강판(40)의 상측으로 다른 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20) 등이 위치되게 되는데, 원판(33)과 중앙강판(40)의 두께가 다를 경우 각각의 높이가 틀려지게 되어, 제대로 결합되지 않거나 높이 차에 따라 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20)가 비틀어지게 됨으로써, 정확한 마찰력을 얻을 수 있기 때문에, 왕복판(30)의 원판(33)의 두께(t1)와 중앙강판(40)의 두께(t2)를 동일하게 형성하도록 하는 것이다.
이처럼, 도 5에 도시된 바와 같이 회전형마찰패드(20)가 밀착된 회전연결판(10)의 일측으로 왕복판(30)을 위치시키고, 타측으로 중앙강판(40)을 위치시킨 후, 상기 왕복판(30)에 형성된 원판(33)과 중앙강판(40)의 상측으로 회전형마찰패드(20)를 상기와 같은 방법으로 위치시키도록 한다.
여기서, 상기 회전연결판(10)에 형성된 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 동일하게 왕복판(30)이나 중앙강판(40)을 위치시키지 않고, 각각 왕복판(30)과 중앙강판(40)을 위치시키는 이유는, 왕복판(30)이 위치된 방향으로는 외부진동에 의해 직선 왕복운동을 하면서 외부의 진동을 흡수하도록 하며, 중앙강판(40)이 위치된 방향에서는 회전운동을 하면서 진동을 흡수하도록 하여, 회전운동은 물론 직선운동도 동시에 이루어지도록 함으로써, 외부 진동을 두가지의 운동을 통해 동시에 진동을 효과적으로 감소시키기 위한 것이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 하나의 회전연결판(10)의 상측으로 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 중앙강판(40), 회전형마찰패드(20)가 위치하게 되면, 그 상측으로 다른 회전연결판(10)을 위치시키도록 한다.
예를 들어, 왕복판(30)이 위치된 회전형마찰패드(20)의 상측으로 다른 회전연결판(10`)을 위치시키도록 하는데, 다른 회전연결판(10`)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 형성된 제1, 2중심홈(11, 15) 중에서 임의의 중심홈을 회전형마찰패드(20)의 회전중간홈(21)과 대응되도록 하여 위치시킨다.
여기서, 중앙강판(40)이 위치된 회전형마찰패드(20)의 상측으로는 다른 회전연결판(10``)을 상기와 같은 방법으로 위치시키도록 한다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 왕복판(30)과 중앙강판(40)에 밀착되는 다른 회전연결판(10`, 10``)에 형성된 제1고정부(13)나 제2고정부(17)의 상측으로 상기와 같은 방법으로 회전형마찰패드(20)를 위치시키도록 한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 다른 회전연결판(10`, 10``)에 형성되며 왕복판(30)과, 중앙강판(40)이 밀착되지 않은 타측의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)의 상, 하측으로 회전형마찰패드(20)를 상술한 방법으로 밀착시키도록 한다.
그런 후, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 다른 회전연결판(10`, 10``)에 형성된 타측의 제1고정부(13)와 제2고정부(17)의 하측으로 밀착된 회전형마찰패드(20)의 하측으로 중앙강판(40)과 보조왕복판(35a)을 밀착시키도록 한다.
이를 상세히 설명하면, 다른 회전연결판(10`)에 형성되는 일측의 제1고정부(13)의 하측으로는 왕복판(30)이 형성되어 있는데, 타측의 제2고정부(17)의 하측으로 중앙강판(40)이 위치되도록 한다.
그리고, 다른 회전연결판(10``)에 형성되는 일측의 제2고정부(17)의 하측으로는 중앙강판(40)이 형성되어 있는 타측의 제1고정부(13)의 하측으로 보조왕복판(35a)을 위치시키도록 한다.
이처럼, 회전연결판(10, 10`, 10``)에 형성된 제1고정부(13)와 제2고정부(17)에 동일하게 왕복판(30), 보조왕복판(35a), 중앙강판(40)을 밀착시키지 않고, 엇갈리게 형성하는 이유는 다양한 형태로 설치되는 회전연결판(10, 10`, 10``)의 내측으로 직선으로 왕복운동을 하면서 외부의 진동을 흡수할 수 있는 왕복판(30)과 보조왕복판(35a)을 설치하기 위한 것이며, 각각의 제1고정부(13)나 제3고정부(17)에 왕복판(30)이나 보조왕복판(35a)만을 형성할 경우에는 각각의 왕복판(30), 보조왕복판(35a)이 겹쳐지게 되어 제대로 작동하지 못하기 때문에, 회전연결판(10, 10`, 10``)에 형성된 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에만 설치하는 것이다.
또한, 왕복판(30), 보조왕복판(35a)이 형성되지 않는 회전연결판(10, 10`, 10``)의 타측의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 중앙강판(40)을 형성하는 이유는 왕복판(30), 보조왕복판(35a)으로 발생되는 높이의 차를 없애주면서 회전형마찰패드(20)가 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위한 것이다.
그런 후, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 중앙강판(40)과 보조왕복판(35a)의 하측으로 회전형마찰패드(20) 밀착시키도록 한다.
이를 상세히 설명하면, 상기 중앙강판(40)의 하측으로 위치되는 회전형마찰패드(20)를 상술한 방법과 동일하게 위치시키고, 보조왕복판(35a)의 하측으로 위치되는 회전형마찰패드(20)는 보조왕복판(35a)에 형성된 보조원판(33a)의 보조중앙삽입홉(31a)을 다른 회전연결판(10``)에 형성된 제1중심홈(11)과 대응되도록 하고, 보조외측삽입홈(32a)은 제1고정홈(12)과 대응되도록 하여 밀착시킨다.
그리고, 상기 다른 회전연결판(10`, 10``)에 형성된 타측의 제1고정부(13)와 제2고정부(17)의 하측으로 밀착된 회전형마찰패드(20)의 하측으로 다른 회전연결판(10```)을 상술한 방법과 동일하게 밀착시키도록 한다.
그러면, 하나의 회전연결판(10)과 다른 회전연결판(10```)이 동일한 높이에 위치되며, 다른 회전연결판(10`)과 다른 회전연결판(10``)이 동일한 높이에 위치하게 되어, 서로 마주보는 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)이 동일한 높이로 형성되는 것이다.
여기서, 서로 마주보는 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)을 동일한 높이로 위치하도록 하는 것은 왕복판(30), 중앙강판(40) 등이 일정한 높이를 유지하며, 각각의 구성이 틀어지지 않고 일정한 높이를 가지도록 하여 외부의 진동을 원활하게 흡수할 수 있도록 하기 위한 것이다.
또한, 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)의 상, 하측으로 회전형마찰패드(20)가 위치하고, 다수개의 회전형마찰패드(20)의 상, 하측으로 왕복판(30)이나 중앙강판(40)이 위치하는 것은, 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)으로 전해지는 진동이 회전형마찰패드(20)로 전해질 때, 회전형마찰패드(20) 끼리 맞닿게 되어 있으면, 회전형마찰패드(20)는 진동을 흡수하는 고무 등과 같은 재질로 되어 있어, 회전형마찰패드(20)가 회전하지 않고 고정된 상태로 되어 있기 때문에, 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)으로 전해지는 진동을 회전형마찰패드(20)로 제대로 전해지지 않게 된다.
그래서, 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)으로 전해지는 진동이 회전형마찰패드(20)로 외부 진동이 전해지면서 회전형마찰패드(20)가 회전하게 되면서 외부의 진동을 흡수하여 진동을 감소시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
그런 후, 상기와 같이 다른 회전연결판(10```)이 다른 회전연결판(10`, 10``)의 하측으로 밀착되고 나면, 다른 회전연결판(10```)의 제1고정부(13)와 제1도정부(17)의 하측으로 상술한 바와 같은 방법으로 회전형마찰패드(20)를 위치시키도록 한다.
한편, 상기와 같이 다수개의 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)을 사각형이나 마름모 형태로 배열하고, 각각의 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)에 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 보조왕복판(35a), 중앙강판(40)을 형성하도록 한다.
여기서, 상기 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)은 사용자의 목적에 따라 다양한 상술한 바와 같이 마름모 형태로 형성할 수도 있으며, 회전연결판(10)의 개수를 조절하여 다각형 형태 등으로 제작할 수도 있다.
또한, 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 보조왕복판(35a), 중앙강판(40)은 모두 동일한 두께로 제작할 수도 있으며, 사용자의 목적에 따라 다양하게 조절하여 제작할 수도 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 상기와 같이 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)을 마름모 형태로 형성하고, 각각 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)에 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 보조왕복판(35a), 중앙강판(40)을 위치시키고 난 후, 최상측과 최하측으로 위치된 회전형마찰패드(20)의 상측과 하측으로 마감강판(70)을 밀착시키도록 한다.
이를 상세히 설명하면, 상기 회전형마찰패드(20)에 형성된 회전중간홈(21)에 마감강판(70)의 중심강판홈(71)이 대응되도록 하고, 회전고정홈(22)에 외측강판홈(72)이 대응되도록 하여, 회전형마찰패드(20)에 마감강판(70)을 밀착시키는 것이다.
그런 후, 상기 마감강판(70)의 중심강판홈(71)에 볼트(도면에 미도시)를 삽입하고 상기 볼트에 너트를 결합하여, 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 보조왕복판(35a), 중앙강판(40), 마감강판(70)을 고정시키도록 한다.
또한, 다수개의 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```), 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 보조왕복판(35a), 중앙강판(40), 마감강판(70)을 고정시키고 난 후, 왕복판(30)과, 보조왕복판(35a)의 상, 하측으로 왕복형마찰패드(50), 보조왕복마찰패드(k), 고정판(60)을 고정시키도록 한다.
이를 상세히 설명하면, 왕복판(30)에 형성된 제1판(35)의 상측과 하측으로 왕복형마찰패드(50)를 위치시키도록 하는데, 상기 왕복형마찰패드(50)에 형성된 마찰홈(51)이 제1판(35)에 형성된 장공홈(34)과 대응되도록 하여 위치시킨다.
그런 후, 상기 왕복판(30)에 대칭되어 형성된 보조왕복판(35a)의 제2판(34a)에 보조왕복마찰패드(k)를 위치시킨다.
여기서, 상기 보조왕복마찰패드(k)는 제2판(34a)에 고정시킬 수 있는 별도의 홀(도면에 미도시)이 형성되어 있지 않기 때문에, 보조왕복마찰패드(k)를 용접, 이나 접착제 등을 이용하는 것과 같은 다양한 방법 등을 통해 고정하도록 한다.
그런 후, 상기 왕복형마찰패드(50)와 보조왕복마찰패드(k)의 상, 하측으로 고정판(60)을 위치시키도록 하는데, 상기 고정판(60)에는 볼트홈(61)이 일측으로만 몰려서 형성되어 있어, 상기 볼트홈(61)을 왕복형마찰패드(50)에 형성된 마찰홈(51)과 대응되도록 하고, 볼트홈(61)이 형성되지 않은 타측은 보조왕복마찰패드(k)의 방향으로 향하도록 하여 고정판(60)을 결합시키도록 한다.
그리고, 상기 마찰홈(51), 볼트홈(61)에 볼트(도면에 미도시)를 삽입하고 상기 볼트에 너트를 결합하여 왕복판(30), 보조왕복판(35a)에 왕복형마찰패드(50)와 보조왕복마찰패드(k), 고정판(60)을 견고하게 고정하도록 한다.
여기서, 상기 왕복판(30)과 보조왕복판(35a)을 상호 대칭되도록 형성하는데, 왕복판(30)과 같이 보조왕복판(35a)에 볼트가 삽입되는 홀을 형성하지 않는 이유는 홀이 형성되지 않는 방향으로 고정판이 고정되도록 하여, 왕복판(30)에 형성된 왕복형마찰패드(50)만이 원활하게 직선 왕복운동을 할 수 있도록 하여 왕복형마찰패드(50)로 외부진동이 전해지도록 함으로써, 외부진동을 원활하게 흡수하기 위한 것이다.
이는, 보조왕복판(35a)에도 홀이 형성되어 있을 경우, 왕복형마찰패드(50)와 보조왕복마찰패드(k)가 약한 외부 진동에도 쉽게 미끄러지게 되어 각각의 마찰패드로 진동이 제대로 전달되지 않을 수 있기 때문에, 고정판(60)의 일측은 견고하게 고정시킨 상태에서 왕복판(30)의 방향에 형성된 고정판(60)의 일측만이 움직이도록 함으로써, 외부진동에 대한 흡수력을 극대화시키기 위한 것이다.
한편, 상기와 같이 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치(100)를 형성하고 사용자가 설치하고자 하는 구조물 등에 설치하며, 구조물에 실린더(도면에 미도시)와 같은 장치(도면에 미도시)가 설치되면 상기 장치가 일반적으로 설치되는 것은 자명한 사항으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이 외부에서 구조물의 A방향으로 진동이 전해지게 되면, 외부에서 전해진 진동과 가장 인접한 회전연결판(10`)의 제1고정부(13)와 제2고정부(17)전해짐과 동시에 제1, 2고정부(13, 17)가 회전하게 되면서, 제1고정부(13)와 제2고정부(17)와 회전연결판(10`)에 위치된 제1, 2고정부(13, 17)와, 중앙강판(40), 보조왕복판(35a) 등과 접촉된 회전형마찰패드(20)로 전달되면서, 상기 회전형마찰패드(20)가 제1, 2고정부(13, 17)와, 중앙강판(40), 보조왕복판(35a) 등에 마찰되면서 외부진동을 흡수하여 감소시키게 된다.
이와 동시에, 회전연결판(10`)과 인접한 회전연결판(10, 10``)으로 진동이 전해지게 되는데, 최초 회전연결판(10`)으로 전해진 진동에서 상기 회전연결판(10`)에 형성된 회전형마찰패드(20)에 의해 일정부분의 진동이 감소된 상태에서 회전연결판(10, 10``)으로 전해지게 된다.
그러면, 상기 회전연결판(10, 10``)으로 전해진 진동이 상기와 같이 각각의 제1고정부(13)와 제2고정부(17)의 위치에 형성된 제1, 2고정부(13, 17)와, 중앙강판(40), 왕복판(30), 보조왕복판(35a)으로 전해지면서 각각의 사이마다 위치된 회전형마찰패드(20)로 전해지고, 상기 회전형마찰패드(20)로 전해진 진동이 회전형마찰패드(20)가 제1, 2고정부(13, 17)와, 중앙강판(40), 왕복판(30), 보조왕복판(35a) 등과 마찰되면서 회전하게 되어 진동을 흡수하여 감소시키게 된다.
또한, 상기 회전연결판(10, 10``)으로 전해진 진동이 상기 회전연결판(10```)으로 전해지게 되고, 상기와 같은 방법으로 작동되면서 진동이 감소하며, 실린더와 같은 장치로 전해지게 되어 그 장치가 작동되게 되는 것이다.
이와 동시에, 상기 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)이 회전운동으로 작동하게 되면서, 왕복판(30)과 보조왕복판(35a)이 작동하게 된다.
이를 상세히 설명하면, 상기 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)이 회전하면서 외부진동을 흡수함과 동시에, 보조왕복판(35a)으로 진동이 전해지게 된다.
그러면, 상기 보조왕복판(35a)으로 전달된 힘이 제2판(34a)과 고정판(60)에 고정된 보조왕복마찰패드(k)로 전달되어 힘이 일부분 감소된 상태에서 왕복형마찰패드(50)로 전달되게 된다.
그런 후, 상기 왕복형마찰패드(50)는 직선운동을 반복하게 되면서, 왕복판(30), 고정판(60)과 마찰되면서 직선운동을 반복하여 외부진동을 흡수하게 되는 것이다.
여기서, 상기 왕복형마찰패드(50)가 직선운동을 할 수 있는 것은, 왕복판(30)에 장공형태의 장공홈(34)이 형성되어 있는데, 상기 장공홈(34)의 길이방향에 따라 왕복형마찰패드(50)가 움직이게 되면서, 제1판(35), 고정판(60)과 마찰이 되면서 외부진동을 흡수하게 되는 것이다.
한편, 상기 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)의 제1고정부(13)와 제2고정부(17)에 형성된 제1고정홈(12)과 제2고정홈(16)을 장공형태로 형성함으로써, 회전형마찰패드(20)가 제1, 2고정홈(12, 16)을 따라 원활하게 회전하게 되어, 외부진동을 흡수할 수 있게 되는 것이다.
이처럼, 한지점에서 외부진동이 전해지더라도 가장 인접한 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)을 그 힘이 전달됨과 동시에 외부 진동이 중앙으로 집중되지 않고, 각각의 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)으로 퍼지면서 분산되기 때문에, 외부진동을 더욱 원활하게 흡수하여 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 회전연결판(10, 10`, 10``, 10```)이 회전운동을 하면서 힘을 분산시킴과 동시에, 왕복판(30)과, 보조왕복판(35a)으로도 힘이 전달되면서, 상기 왕복판(30)과, 보조왕복판(35a)이 직선으로 왕복운동을 하면서 외부진동을 다중으로 흡수할 수 있게 되어 구조물로 전해지는 진동을 최소화할 수 있는 것이다.
덧붙여, 상기 왕복판(30)과, 보조왕복판(35a)으로 외부 진동이 전달될 때, 보조왕복판(35a)이 고정된 상태에서 왕복판(30)에 밀착된 왕복형마찰패드(50)만을 운동시키기 때문에, 일측이 고정된 부분이 왕복형마찰패드(50)를 더욱 견고하게 고정시킨 상태에서 그 힘을 왕복형마찰패드(50)로만 전달할 수 있도록 함으로써, 외부진동을 더욱 원활하게 흡수하여 감소시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기 왕복판의 작동시 회전연결판의 배치 및 길이에 따라 회전연결판에 결합된 마찰패드의 작용하는 변위가 증폭되게 되면서 더 많은 지진에너지를 저감시켜 구조물의 소산을 줄일 수 있게 되는 것이다.
이는, 회전연결판(10) 및 회전형마찰패드(20), 왕복판(30) 등이 구조물의 가새부재에 장착되어 사용됨으로써 구조물로 전해지는 진동을 최소화하며, 지진에너지에 대한 마찰변위가 증폭되어 진동을 마찰패드에서 흡수하도록 하여, 지진에너지에 의한 구조물의 내구성 감소 및 붕괴를 예방할 수 있게 되는 것이다.
10 : 회전연결판 11 : 제1중심홈
12 : 제1고정홈 13 : 제1고정부
14 : 연결부 15 : 제2중심홈
16 : 제2고정홈 17 : 제2고정부
20 : 회전형마찰패드 21 : 회전중간홈
22 : 회전고정홈 30 : 왕복판
31 : 중앙삽입홈 32 : 외측삽입홈
33 : 원판 34 : 장공홈
35 : 제1판 40 : 중앙강판
41 : 중앙결합홈 42 : 외측결합홈
50 : 왕복형마찰패드 51 : 마찰홈
60 : 고정판 61 : 볼트홈
70 : 마감강판 71 : 중심강판홈
72 : 외측강판홈
100 : 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치

Claims (6)

  1. 중앙으로 제1중심홈(11)이 형성되며, 상기 제1중심홈(11)의 외측으로 다수개의 제1고정홈(12)이 형성되는 제1고정부(13)와, 상기 제1고정부(13)에 연결되는 연결부(14)와, 상기 연결부(14)의 타측으로 형성되고, 제1고정부(13)와 대향되어 형성되며 제1중심홈(11)과 제1고정홈(12)과 대응되는 제2중심홈(15)과 제2고정홈(16)이 형성되는 제2고정부(17)로 형성된 회전연결판(10);
    상기 회전연결판(10)에 형성되는 제1고정부(13)와 제2고정부(17)의 상, 하측으로 위치되며 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 회전중간홈(21)과, 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 회전고정홈(22)이 형성되고, 진동에 대한 흡수력을 가지는 재질로 형성된 회전형마찰패드(20);
    상기 회전형마찰패드(20)가 결합되는 하나의 회전연결판(10)에 형성되는 제1고정부(13)에 다른 회전연결판(10)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)가 결합되되, 하나의 회전연결판(10)과 다른 회전연결판(10)의 사이로 위치되며, 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 중앙삽입홈(31)과 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 외측삽입홈(32)이 형성되는 원판(33)과, 상기 원판(33)에 연결되며 장공형태의 장공홈(34)이 형성되는 제1판(35)으로 형성된 왕복판(30);
    상기 왕복판(30)이 결합되는 회전연결판(10)의 타측의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 결합되되, 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 중앙결합홈(41)과, 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 외측결합홈(42)이 형성된 중앙강판(40);
    상기 왕복판(30)의 제1판(35)의 상, 하측으로 위치되며 장공홈(34)에 대응되는 마찰홈(51)이 형성되는 왕복형마찰패드(50);
    상기 왕복형마찰패드(50)를 왕복판(30)의 제1판(35)에 고정시키며 일측으로 다수개의 볼트홈(61)이 형성된 고정판(60)으로 이루어진 것에 특징이 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 왕복판(30)에는 회전연결판(10)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)에 밀착되며, 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 보조중앙삽입홈(31a)과, 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 보조외측삽입홈(32a)이 형성된 보조원판(33a)과 상기 보조원판(33a)에 연결되는 제2판(34a)으로 형성된 보조왕복판(35a)이 왕복판(30)과 대향되어 위치되는 것에 특징이 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 왕복판(30)의 원판(33), 보조왕복판(35a)의 보조원판(33a)의 두께(t1)와 중앙강판(40)의 두께(t2)가 동일하게 형성되는 것에 특징이 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 보조왕복판(35a)의 제2판(34a)의 상, 하측으로 보조왕복마찰패드(k)가 더 포함되어 형성되는 것에 특징이 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 회전연결판(10)이 다수개로 결합될 경우, 하나의 회전연결판(10)의 제1고정부(13)에 다른 회전연결판(10)의 제1고정부(13)나 제2고정부(17)가 대응되되, 회전연결판(10)은 마름모, 사각형, 다각형 중 어느 하나의 형태로 결합되는 것에 특징이 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 회전연결판(10), 회전형마찰패드(20), 왕복판(30), 중앙강판(40), 왕복형마찰패드(50), 고정판(60)이 결합된 후, 최상측과 최하측으로 제1, 2중심홈(11, 15)에 대응되는 중심강판홈(71)과 제1, 2고정홈(12, 16)에 대응되는 외측강판홈(72)이 형성된 마감강판(70)이 결합되는 것에 특징이 있는 지진에너지 저감을 위한 변위 증폭형 왕복운동하는 회전식 댐퍼장치.

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