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KR101257348B1 - 2 stage friction damper using shape memory alloy - Google Patents

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KR101257348B1
KR101257348B1 KR1020110053517A KR20110053517A KR101257348B1 KR 101257348 B1 KR101257348 B1 KR 101257348B1 KR 1020110053517 A KR1020110053517 A KR 1020110053517A KR 20110053517 A KR20110053517 A KR 20110053517A KR 101257348 B1 KR101257348 B1 KR 101257348B1
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KR
South Korea
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friction
shape memory
memory alloy
friction member
piston rod
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KR1020110053517A
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KR20120134552A (en
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최승복
성민상
전준철
김진규
한영민
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 내부에 소정 공간을 갖는 실린더; 상기 실린더 내부에서 길이방향으로 이동하는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드의 외주면과 마찰되어 댐핑력을 발생하는 마찰 부재; 상기 마찰 부재가 수용되도록 상기 실린더에 형성된 마찰 부재 수용부; 및 상기 마찰 부재 수용부의 내부에서 상기 마찰부재를 고정하도록 상기 피스톤 로드에 수직방향으로 승하강되는 고정부재; 및 상기 고정부재를 선택적으로 승강시키거나 하강시키도록 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어, 상기 마찰 부재를 선택적으로 고정시키는 형상 기억 합금 부재를 포함하는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼를 제공함으로써, 낮은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력과 높은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력 모두를 충족시킬 수 있다.The present invention is a cylinder having a predetermined space therein; A piston rod moving longitudinally in the cylinder; A friction member friction with an outer circumferential surface of the piston rod to generate a damping force; A friction member receiver formed in the cylinder to accommodate the friction member; And a fixing member which is lifted up and down in a direction perpendicular to the piston rod to fix the friction member inside the friction member receiving portion. And a shape memory alloy member which is deformed by an electric current applied from the outside to selectively raise or lower the fixing member, and selectively fixes the friction member, thereby providing a two-stage friction damper using the shape memory alloy. Therefore, both the damping force required for low frequency vibration and the damping force required for high frequency vibration can be satisfied.

Description

형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼{2 STAGE FRICTION DAMPER USING SHAPE MEMORY ALLOY}Two stage friction damper using shape memory alloy {2 STAGE FRICTION DAMPER USING SHAPE MEMORY ALLOY}

본 발명은 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낮은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력과 높은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력 모두를 충족시킬 수 있는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a friction damper using a shape memory alloy, and more particularly, a two-stage friction damper using a shape memory alloy capable of satisfying both the damping force required for low frequency vibration and the damping force required for high frequency vibration. It is about.

마찰 댐퍼는 예컨대, 불균형으로 인해 유발되는 기계 요소의 진동(oscillation)을 흡수 또는 제거하는 기능을 갖는다.The friction damper has the function of absorbing or eliminating oscillation of the mechanical element caused, for example, by imbalance.

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)로 구성된다. 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)로 구성된다.1 is a cross-sectional view of a friction damper according to the prior art. As shown, the friction damper according to the prior art includes a cylinder 6 and a piston rod 7 in which a predetermined portion is inserted into the cylinder 6. It is composed of In addition, a fixture (61) for connecting the cylinder (6) to one side of the vibration generating medium, a fixture (71) for connecting the piston rod (7) to the other side of the vibration generating medium, and one end of the piston rod (7). A friction member 9 which is formed in the inner surface of the cylinder 6 to perform a frictional action, and an air vent 72 formed inside the piston rod 7 to prevent the air inside the cylinder 6 from being compressed; It consists of.

이와 같은 종래 기술에 따른 마찰 댐퍼(8)의 구성을 참조하여 마찰 댐퍼(8)의 동작을 설명한다.The operation of the friction damper 8 will be described with reference to the configuration of the friction damper 8 according to the prior art.

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. When a certain amount of vibration is generated in the friction generating medium of the mechanical device, a relatively different positional displacement occurs between the inner circumferential surface of the cylinder 6 and the outer circumferential surface of the piston rod 7. The vibration amount is changed into frictional heat and attenuated by the friction member 9 formed between the cylinder 6 and the piston rod 7.

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. In addition, the vent 72 is a passage through which air escapes to the outside in order to prevent the air inside the cylinder 6 from being compressed to weaken the damping force when the piston rod 7 is moved to the left with reference to the drawings. To form.

한편, 진동 발생 매체는 큰 진동량이 발생되는 경우와, 작은 진동량이 발생되는 경우가 구분되어 두 가지 경우가 모두 발생될 수 있다. On the other hand, in the vibration generating medium, a case in which a large amount of vibration is generated and a case in which a small amount of vibration is generated may be divided and both cases may be generated.

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. However, the same damping force is always generated by the conventional friction damper 8 as described in the drawing. Therefore, in the case where a small vibration displacement is generated (high frequency region), the friction damper 8 acts as a rigid body, which not only can quickly damp the vibration amount but also the noise is large.

한편, 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.On the other hand, when a large vibration displacement occurs (resonant region), the vibration amount cannot be attenuated quickly by the vibration amount exceeding the displacement limit of the damper 8, and the damper 8 may be damaged.

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.Thus, friction dampers require high damping coefficients (damping forces) in large vibration displacements (resonance regions) and low damping coefficients (damping forces) in small vibration displacements (high frequency regions), while conventional friction dampers always provide constant friction. Since only a constant attenuation coefficient can be obtained with an area, there is a problem that an appropriate attenuation coefficient cannot be obtained that can satisfy both vibrations generated in the resonance region and the high frequency region.

또한, 종래의 유체 댐퍼는 변위 발생에 대한 부피보상을 위해 공기 챔버를 구비함으로써 공기 챔버의 복원력으로 인한 탄성효과가 발생되는 문제점이 있으므로, 이러한 탄성효과를 줄여줄 수 있는 댐퍼가 요구되고 있다. In addition, the conventional fluid damper has a problem in that an elastic effect due to the restoring force of the air chamber is generated by providing an air chamber for volume compensation for displacement, a damper that can reduce such elastic effect is required.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 낮은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력과 높은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력 모두를 충족시킬 수 있고, 복원력에 의한 탄성효과를 감쇠시킬 수 있는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been invented to solve the above problems, and can satisfy both the damping force required for low frequency vibration and the damping force required for high frequency vibration, and shape memory capable of damping the elastic effect due to the restoring force. It is an object of the present invention to provide a two-stage friction damper using an alloy.

다시 말해, 본 발명은 낮은 주파수의 큰 진동이 인가되는 경우에는 댐퍼로 작동하여 진동을 제진하고, 높은 주파수의 작은 진동이 인가되는 경우에는 댐핑력을 낮추어 방진 성능을 확보할 수 있는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다. In other words, the present invention provides a shape memory alloy which can operate as a damper to damp vibration when a large vibration of a low frequency is applied, and secure a dustproof performance by lowering the damping force when a small vibration of a high frequency is applied. The purpose is to provide a two-stage friction damper used.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 소정 공간을 갖는 실린더; 상기 실린더 내부에서 길이방향으로 이동하는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드의 외주면과 마찰되어 댐핑력을 발생하는 마찰 부재; 상기 마찰 부재가 수용되도록 상기 실린더에 형성된 마찰 부재 수용부; 상기 마찰 부재 수용부의 내부에서 상기 마찰부재를 고정하도록 상기 피스톤 로드에 수직방향으로 승하강되는 고정부재; 및 상기 고정부재를 선택적으로 승강시키거나 하강시키도록 외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되어, 상기 마찰 부재를 선택적으로 고정시키는 형상 기억 합금 부재를 포함하는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼가 제공된다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a cylinder having a predetermined space therein; A piston rod moving longitudinally in the cylinder; A friction member friction with an outer circumferential surface of the piston rod to generate a damping force; A friction member receiver formed in the cylinder to accommodate the friction member; A fixing member which is lifted up and down in a direction perpendicular to the piston rod to fix the friction member inside the friction member accommodating part; And a shape memory alloy member which is deformed by a current applied from the outside to selectively lift or lower the fixing member, and selectively fixes the friction member. .

상기한 구성에 있어서, 마찰 부재 수용부에는 별도의 고정부재 수용부가 형성되고, 상기 형상 기억 합금 부재의 일단은 상기 고정부재 수용부의 내측에 고정되고, 상기 형상 기억 합금 부재의 타단은 상기 고정부재에 고정된 것일 수 있다.In the above-described configuration, a separate fixing member receiving portion is formed in the friction member receiving portion, one end of the shape memory alloy member is fixed inside the fixing member receiving portion, and the other end of the shape memory alloy member is attached to the fixing member. It may be fixed.

상기한 구성에 있어서, 고정부재는 상기 마찰부재가 상기 마찰부재 수용부의 영역에 위치될 때 상기 고정부재 수용부에서 승강되어 상기 마찰부재의 저면에 맞닿은 위치까지 이동되어 상기 마찰부재의 이동폭을 제한할 수 있다.
In the above configuration, when the friction member is located in the region of the friction member receiving portion, the fixing member is lifted from the fixing member receiving portion and moved to a position contacting the bottom surface of the friction member to limit the moving width of the friction member. can do.

본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼는 형상 기억 합금에 전류가 인가되지 않을 경우, 마찰 부재의 자유 스트로트 구간에 의해 높은 주파수의 진동에 대응할 수 있는 낮은 감쇠력이 발생되고, 형상 기억 합금에 전류 인가시, 형상 기억 합금 부재의 강성 증가에 따라 마찰 부재가 고정되어 낮은 주파수의 진동에 대응할 수 있는 높은 감쇠력이 발생됨에 따라 댐핑력을 낮출 수 있어 방진 성능을 향상시키는 효과가 있다. In the two-stage friction damper using the shape memory alloy according to the present invention, when no current is applied to the shape memory alloy, a low damping force that can cope with a high frequency vibration is generated by the free streak section of the friction member, and the shape memory When the current is applied to the alloy, the friction member is fixed according to the increase in the rigidity of the shape memory alloy member, so that the damping force can be lowered as a high damping force is generated that can cope with low frequency vibration, thereby improving the dustproof performance.

도 1은 종래 기술의 직동식 피스톤형 마찰 댐퍼를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼의 자유 스트로크 상태를 나타내는 단면도, 및
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼의 고정부재가 마찰부재를 고정한 상태를 나타내는 단면도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional direct acting piston type friction damper,
2 is a cross-sectional view showing a free stroke state of a two-stage friction damper using a shape memory alloy according to an embodiment of the present invention; and
3 is a cross-sectional view showing a state in which a fixing member of a two-stage friction damper using a shape memory alloy according to an embodiment of the present invention fixes the friction member.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 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.Hereinafter, a preferred embodiment of a friction damper using a shape memory alloy according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, in the following description of the present invention, terms referring to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, and should not be understood as a meaning of limiting the technical components of the present invention. Will be.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼의 자유 스트로크 상태를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼의 고정부재가 마찰부재를 고정한 상태를 나타내는 단면도로서, 도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 마찰 댐퍼는 실린더(110), 피스톤 로드(120), 마찰 부재(130), 마찰 부재 수용부(160), 고정부재(150), 및 형상 기억 합금 부재(shape memory alloy; 150)를 포함하여 구성된다.2 is a cross-sectional view showing a free stroke state of a two-stage friction damper using a shape memory alloy according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a two-stage friction damper using a shape memory alloy according to an embodiment of the present invention. 2 and 3, the friction damper of the present invention includes a cylinder 110, a piston rod 120, a friction member 130, and a friction member accommodation unit 160. ), A fixing member 150, and a shape memory alloy 150.

실린더(110)는 원통 형상체로서, 그 내부에 피스톤 로드(120)가 길이방향으로 이동될 수 있는 소정의 공간을 구비한다.The cylinder 110 is a cylindrical body, and has a predetermined space in which the piston rod 120 can be moved in the longitudinal direction.

피스톤 로드(120)는 실린더(110)의 일단을 길이방향으로 관통하여 실린더(110)의 외부에 위치한 진동 발생 매체(미도시)와 연결되고, 실린더(110) 내부에서의 왕복 이동에 따라 진동 발생 매체의 진동을 감쇠한다.The piston rod 120 penetrates one end of the cylinder 110 in a longitudinal direction and is connected to a vibration generating medium (not shown) located outside of the cylinder 110, and generates vibration according to the reciprocating movement inside the cylinder 110. Dampens the vibration of the medium.

마찰 부재(130)는 피스톤 로드(120)의 외주면과 마찰되어 외부의 진동 발생 매체의 진동을 감쇠하기 위한 댐핑력을 제공한다. 마찰 부재(130)는 스폰지와 같은 폴리우레탄 소재나 일정한 내구성 및 내마모성을 갖는 다양한 형태의 합성 섬유재 등이 부착될 수 있다.The friction member 130 is rubbed with the outer circumferential surface of the piston rod 120 to provide a damping force for damping the vibration of the external vibration generating medium. The friction member 130 may be attached to a polyurethane material such as a sponge or a synthetic fiber material of various forms having a certain durability and wear resistance.

마찰 부재 수용부(160)는 마찰 부재(130)가 수용되어 피스톤 로드(120)의 이동방향으로 이동될 수 있을 만큼의 길이(L1)를 갖는 공간으로서, 실린더(110)의 일측에 형성된다. 즉, 마찰 부재 수용부(160)는 실린더(110)와 일체로 형성되고, 실린더(110)의 다른 부분보다 더 큰 직경을 갖는다.The friction member accommodating part 160 is a space having a length L 1 such that the friction member 130 is accommodated and moved in the movement direction of the piston rod 120, and is formed at one side of the cylinder 110. . That is, the friction member accommodating part 160 is formed integrally with the cylinder 110 and has a larger diameter than other parts of the cylinder 110.

바람직하게는, 마찰 부재 수용부(160)는 피스톤 로드(120)의 외주면을 둘러싸는 형태로 형성된다. 그리고, 마찰 부재(130)는 마찰 부재 수용부(160) 내부에서 피스톤 로드(120)의 외주면을 둘러싸며 피스톤 로드(120)의 이동에 따라 수직방향으로 이동될 수 있는 크기를 갖는다. 따라서, 마찰 부재(130)는 피스톤 로드(120)의 이동시 피스톤 로드(120)와 접촉한 상태로 피스톤 로드(120)를 따라 이동하게 된다.Preferably, the friction member accommodating part 160 is formed to surround the outer circumferential surface of the piston rod 120. In addition, the friction member 130 has a size that can be moved in the vertical direction as the piston rod 120 moves around the outer circumferential surface of the piston rod 120 within the friction member accommodating part 160. Therefore, the friction member 130 moves along the piston rod 120 in contact with the piston rod 120 when the piston rod 120 moves.

한편, 마찰 부재 수용부(160)에 인접하게 고정부재 수용부(170)가 형성된다. 이 고정부재 수용부(170)는 실린더(110)에 일체로 형성되며, 마찰 부재 수용부(160)보다 더 큰 지름을 갖도록 형성된다.Meanwhile, the fixing member accommodating part 170 is formed adjacent to the friction member accommodating part 160. The fixing member accommodating part 170 is formed integrally with the cylinder 110 and is formed to have a larger diameter than the friction member accommodating part 160.

상기한 고정부재 수용부(170)에는 고정부재(150)에 장착되는데, 이 고정부재(150)는 형상 기억 합금 부재(140)에 의해 고정부재 수용부(170)에서 수직방향으로 승하강될 수 있다. 즉 형상 기억 합금 부재(140)은 고정부재 수용부(170) 내부에서 고정 부재(150)의 양단에 각각 연결된 코일 스프링 형상의 금속이다. 구체적으로, 형상 기억 합금 부재(140)는 피스톤 로드(120)의 길이방향에 수직한 방향으로 인장 및 수축된다. 따라서, 고정부재(150)는 피스톤 로드(120)의 길이방향에 수직하게 승강 및 하강이 가능하다. The fixing member accommodating part 170 is mounted to the fixing member 150, which can be moved up and down in the vertical direction from the fixing member accommodating part 170 by the shape memory alloy member 140. have. That is, the shape memory alloy member 140 is a coil spring-shaped metal connected to both ends of the fixing member 150 inside the fixing member accommodating portion 170. Specifically, the shape memory alloy member 140 is stretched and contracted in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the piston rod 120. Therefore, the fixing member 150 can be raised and lowered perpendicularly to the longitudinal direction of the piston rod 120.

그리고, 형상 기억 합금 부재(140)가 외부로부터 인가되는 전류에 의해 발생하는 열을 통해 변형되어 인장된 상태(즉, 고정부재의 승강된 상태)를 이루면 도 3과 같이 고정부재(150)는 마찰부재(130)의 저면(131) 내에 위치됨으로써 마찰부재(130)의 이동 길이(L2)를 제한하게 된다. 이때 고정부재(150)는 탄성재질로 형성될 수 있어 높은 댐퍼력을 제공함으로써 감쇠력을 증가시킬 수 있다. In addition, when the shape memory alloy member 140 is deformed through a heat generated by an electric current applied from the outside to form a tensioned state (that is, a lifted state of the fixing member), the fixing member 150 is frictional as shown in FIG. 3. Positioning within the bottom surface 131 of the member 130 limits the moving length (L 2 ) of the friction member 130. At this time, the fixing member 150 may be formed of an elastic material to increase the damping force by providing a high damper force.

즉, 도 3과 같이 형상 기억 합금 부재(140)의 전류 인가에 따라 형상 기억 합금 부재(140)가 인장되면, 고정부재(150)는 마찰부재(130)의 이동을 일정 폭(이동 길이 ;L2)으로 제한하게 되어 고정부재(150)는 높은 댐퍼력을 제공할 수 있다. That is, as shown in FIG. 3, when the shape memory alloy member 140 is tensioned according to the application of the current of the shape memory alloy member 140, the fixing member 150 may move the friction member 130 by a predetermined width (moving length; L). 2 ) the fixing member 150 may provide a high damper force.

여기서, 형상 기억 합금 부재(140)는 다음과 같은 과정을 거친 후, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼에 설치된다. 먼저, 형상 기억 합금 부재(140)에 형상 기억 열처리를 실시하고, 형상 기억 열처리된 형상 기억 합금 부재(140)는 변태 온도 이하에서 외력에 의해 쉽게 변형되므로 그 길이가 최초 설정 길이가 되도록 외력을 인가한다. 이후 수직방향으로 감소되도록 변형된 형상 기억 합금 부재(140)를 마찰 부재(130)와 고정부재 수용부(170) 사이에 삽입한다.Here, the shape memory alloy member 140 is installed in the friction damper according to the present invention after the following process. First, the shape memory alloy member 140 is subjected to shape memory heat treatment, and the shape memory alloy member 140 subjected to the shape memory heat treatment is easily deformed by an external force at a transformation temperature or less, so that an external force is applied so that its length becomes the initial set length. do. Thereafter, the shape memory alloy member 140 which is deformed to be reduced in the vertical direction is inserted between the friction member 130 and the fixing member accommodating portion 170.

이렇게 설치된 형상 기억 합금 부재(140)에 전류가 인가되면 열이 발생되고, 발생된 열이 형상 회복 개시 온도까지 상승되면, 형상 기억 합금 부재(140)가 변형되어 그 길이가 증가된다. When current is applied to the shape memory alloy member 140 thus installed, heat is generated. When the generated heat is raised to the shape recovery start temperature, the shape memory alloy member 140 is deformed and its length is increased.

따라서, 도 3과 같이 고정부재(150)는 형상 기억 합금 부재(140)의 인장에 따라 마찰부재(130)의 저면(131)을 지지한 상태의 위치로 이동하게 된다(고정부재 수용부에서 지지됨). 이 상태에서, 피스톤 로드(120)가 왕복 이동하게 되면 마찰 부재(130)는 고정부재(150)에 고정된 상태를 유지하기 때문에, 큰 감쇠력이 발생된다.Therefore, as shown in FIG. 3, the fixing member 150 moves to a position where the bottom surface 131 of the friction member 130 is supported in accordance with the tension of the shape memory alloy member 140 (supported by the fixing member receiving portion). being). In this state, when the piston rod 120 is reciprocated, the friction member 130 maintains the state fixed to the fixing member 150, so that a large damping force is generated.

한편, 도 2와 같이 인가된 전류가 제거되면 형상 기억 합금 부재(140)는 본래의 강성으로 복귀하고, 이에 따라 형상 기억 합금 부재(140)는 탄성체로서 작동하게 되어, 마찰 부재(130)는 피스톤 로드(120)의 이동에 따라 마찰 부재 수용부(160) 내부에서 이동 가능한 상태가 된다.On the other hand, when the current applied as shown in FIG. 2 is removed, the shape memory alloy member 140 returns to its original rigidity, whereby the shape memory alloy member 140 operates as an elastic body, and the friction member 130 is a piston. As the rod 120 moves, the friction member accommodating part 160 becomes movable.

본 발명에서는 전류가 인가되면, 형상 기억 합금 부재(140)의 강성이 증가되는 방식으로 변형되는 것을 설명하였지만, 형상 기억 열처리 후 적용되는 외력의 형태에 따라 형상 기억 합금 부재에 전류가 인가되면 그 강성이 감소되는 방식으로 변형될 수 있다.In the present invention, the deformation of the shape memory alloy member 140 is increased in the manner in which the current is applied. However, when the current is applied to the shape memory alloy member according to the shape of the external force applied after the shape memory heat treatment, the rigidity This can be modified in a reduced manner.

이하, 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼의 작동을 설명한다.The operation of the friction damper using the shape memory alloy according to the present invention will be described below.

먼저, 외부의 진동 발생 매체로부터의 진동이 작은 경우, 즉 높은 주파수 구간에서는 낮은 감쇠력이 필요하다. 이 경우, 형상 기억 합금 부재(140)에는 전류가 인가되지 않는다(도 2와 같은 상태).First, when the vibration from the external vibration generating medium is small, that is, in the high frequency section, a low damping force is required. In this case, no current is applied to the shape memory alloy member 140 (as shown in FIG. 2).

이 상태에서 진동 발생 매체로부터의 작은 진동이 발생되어 피스톤 로드(120)가 이동하면, 마찰 부재(130)는 피스톤 로드(120)의 이동에 따라 마찰 부재 수용부(160)에서 고정부재 수용부(170) 까지의 길이(L1)만큼 이동이 가능하다. In this state, when a small vibration from the vibration generating medium is generated and the piston rod 120 moves, the friction member 130 is fixed at the friction member accommodating part 160 according to the movement of the piston rod 120. The length L 1 up to 170 can be moved.

그 결과, 마찰 부재(130)는 넓은 프리-스트로크(free-stroke) 구간을 갖게 되고, 작은 크기의 감쇠력이 발생하게 된다.As a result, the friction member 130 has a wide free-stroke section, and a small amount of damping force is generated.

반면, 외부의 진동 발생 매체로부터 진동이 큰 경우, 즉 낮은 주파수 구간에서는 큰 감쇠력이 필요하다. 이 경우, 형상 기억 합금 부재(140)에 전류가 인가된다.On the other hand, when the vibration is large from the external vibration generating medium, that is, a large damping force is required in the low frequency section. In this case, a current is applied to the shape memory alloy member 140.

따라서, 형상 기억 합금 부재(140)가 인장되고, 고정부재(150)를 승강시킨다. 이에 따라 고정부재(150)는 마찰부재(130)의 저면(131)을 지지한 상태를 이루게 되어, 마찰 부재(130)는 고정된 상태가 된다. 이 상태에서, 진동 발생 매체로부터 큰 진동이 발생되어 피스톤 로드(120)가 이동하면, 도 3과 같이, 피스톤 로드(120)가 이동하여도 마찰 부재(130)의 이동이 제한된다.Therefore, the shape memory alloy member 140 is tensioned and the fixed member 150 is lifted. Accordingly, the fixing member 150 is in a state of supporting the bottom surface 131 of the friction member 130, so that the friction member 130 is in a fixed state. In this state, when a large vibration is generated from the vibration generating medium and the piston rod 120 moves, as shown in FIG. 3, the movement of the friction member 130 is limited even when the piston rod 120 moves.

그 결과, 피스톤 로드(120)에서 마찰 부재(130)의 이동 길이(L2)가 짧아지고, 이에 의해 큰 크기의 감쇠력이 발생될 수 있다.As a result, the moving length L 2 of the friction member 130 in the piston rod 120 is shortened, whereby a large magnitude of damping force can be generated.

이와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼는 2단(2 stage)의 스트로크 구간을 갖는 방식으로, 작은 크기의 감쇠력이 필요한 경우에는 형상 기억 합금 부재(140)에 전류가 인가되지 않아 마찰 부재(130)가 프리 스트로크 구간을 갖게 됨으로써, 작은 크기의 감쇠력을 갖고, 큰 크기의 감쇠력이 필요한 경우에는 형상 기억 합금 부재(140)에 전류가 인가되어 마찰 부재(130)의 이동이 불가능하므로, 큰 크기의 감쇠력을 갖게 된다.As described above, the friction damper according to the present invention has a two-stage stroke section, and when a small damping force is required, no current is applied to the shape memory alloy member 140, so that the friction member 130 Has a free stroke section, when the damping force has a small magnitude and a large damping force is required, a current is applied to the shape memory alloy member 140 so that the friction member 130 cannot be moved. Will have

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.The embodiments of the present invention described above are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be interpreted that it is included in the scope of right.

110: 실린더 120: 피스톤 로드
130: 마찰 부재 140: 형상 기억 합금 부재
150: 고정부재 160: 마찰 부재 수용부
170: 고정부재 수용부
110: cylinder 120: piston rod
130: friction member 140: shape memory alloy member
150: fixing member 160: friction member receiving portion
170: holding member receiving portion

Claims (3)

내부에 소정 공간을 갖는 실린더(110);
상기 실린더(110) 내부에서 길이방향으로 이동하는 피스톤 로드(120);
상기 피스톤 로드(120)의 외주면과 마찰되어 댐핑력을 발생하는 마찰 부재(130);
상기 마찰 부재(130)가 수용되도록 상기 실린더(110)에 형성된 마찰 부재 수용부(160);
상기 마찰 부재 수용부(160)의 내부에서 상기 마찰부재(130)를 고정하도록 상기 피스톤 로드(120)에 수직방향으로 승하강되는 고정부재(150); 및
외부로부터 인가되는 전류에 의해 변형되는 것으로 상기 고정부재(150)를 선택적으로 승강/하강시켜 상기 마찰 부재(130)의 이동길이를 선택적으로 제한하는 형상 기억 합금 부재(140)를 포함하는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼.
A cylinder 110 having a predetermined space therein;
A piston rod 120 moving in the longitudinal direction in the cylinder 110;
A friction member 130 which friction with the outer circumferential surface of the piston rod 120 to generate a damping force;
A friction member accommodating part 160 formed in the cylinder 110 to accommodate the friction member 130;
A fixing member 150 which is lowered in a vertical direction to the piston rod 120 to fix the friction member 130 in the friction member accommodating part 160; And
The shape memory alloy includes a shape memory alloy member 140 that selectively deforms and lowers the fixing member 150 by being deformed by a current applied from the outside, thereby selectively restricting the moving length of the friction member 130. Stage friction damper
제1항에 있어서,
상기 마찰 부재 수용부(160)에는 상기 마찰부재 수용부(160)보다 큰 지름을 갖는 고정부재 수용부(170)가 형성되고,
상기 형상 기억 합금 부재(140)의 일단은 상기 고정부재 수용부(170)의 내측에 고정되고, 상기 형상 기억 합금 부재(140)의 타단은 상기 고정부재(150)에 고정된 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼.
The method of claim 1,
The friction member accommodating part 160 is provided with a fixing member accommodating part 170 having a diameter larger than that of the friction member accommodating part 160.
One end of the shape memory alloy member 140 is fixed to the inside of the fixing member receiving portion 170, the other end of the shape memory alloy member 140 is fixed to the fixing member 150 Two stage friction damper using memory alloy.
제2항에 있어서,
상기 고정부재(150)는 상기 마찰부재(130)가 상기 마찰부재 수용부(160)의 영역에 위치될 때 상기 고정부재 수용부(170)에서 승강되어 상기 마찰부재(130)의 저면에 맞닿은 위치까지 이동되어 상기 마찰부재(130)의 이동폭을 제한하는 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 2 스테이지 마찰 댐퍼.
The method of claim 2,
The fixing member 150 is lifted from the fixing member accommodating part 170 when the friction member 130 is located in the region of the friction member accommodating part 160 to be in contact with the bottom surface of the friction member 130. Two-stage friction damper using a shape memory alloy, characterized in that moved to limit the movement width of the friction member (130).
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