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KR20120134553A - Friction damper using shape memory alloy - Google Patents

Friction damper using shape memory alloy Download PDF

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KR20120134553A
KR20120134553A KR1020110053518A KR20110053518A KR20120134553A KR 20120134553 A KR20120134553 A KR 20120134553A KR 1020110053518 A KR1020110053518 A KR 1020110053518A KR 20110053518 A KR20110053518 A KR 20110053518A KR 20120134553 A KR20120134553 A KR 20120134553A
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South Korea
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friction member
shape memory
memory alloy
friction
piston rod
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KR1020110053518A
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Korean (ko)
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최승복
한영민
전준철
맹영준
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A friction damper using a shape memory alloy is provided to remove vibration by operating as a damper when the large vibration of low frequencies is applied and to obtain vibration proof performance by lowering damping force when the small vibration of high frequencies is applied. CONSTITUTION: A friction damper using a shape memory alloy comprises a cylinder(110), a piston rod(120), a friction member(130), a friction member housing(140), a shape memory alloy member(150). The cylinder has a predetermined space in inside. The piston rod is moved to a vertical direction in the inside of the cylinder. The friction member generates damping force by being rubbed with the outer circumference of the piston rod. The friction member housing is formed in the cylinder so that the fictional member is received. The shape memory alloy member is respectively connected to both end portions of the friction member along a longitudinal direction of the piston rod in the inside of the friction member housing. The shape memory alloy member is inserted into the inside of the friction member. The shape memory alloy member is transformed by heat caused by a current applied from outside and increase the volume of the friction member, thereby selectively fixing the friction member.

Description

형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼{Friction damper using shape memory alloy}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 마찰 댐퍼에 관한 것이다.
The present invention relates to a friction damper using a shape memory alloy, and more particularly, to a 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. will be.

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)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.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. ) Is formed. 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; Included.

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. 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. 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. In the case where a large vibration displacement occurs (resonant region), not only the vibration amount can be rapidly attenuated by the vibration amount exceeding the displacement limit of the damper 8, but also the damper 8 is broken.

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.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 낮은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력과 높은 주파수의 진동에 요구되는 감쇠력 모두를 충족시킬 수 있는 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been invented to solve the above problems, and an object thereof is to provide a 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. have.

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 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 friction damper used.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 소정 공간을 갖는 실린더; 상기 실린더 내부에서 수직방향으로 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 부재의 내부에 삽입되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의한 열에 의해 강성이 증가되도록 변형됨으로써, 상기 마찰 부재의 부피를 증가시켜 상기 마찰 부재를 선택적으로 고정시키는 형상 기억 합금 부재를 포함한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a cylinder having a predetermined space therein; A piston rod moving vertically 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 shape memory alloy member inserted into the friction member and deformed to increase rigidity by heat caused by current applied from the outside, thereby increasing the volume of the friction member to selectively fix the friction member.

바람직하게는, 상기 마찰 부재 수용부는 상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸는 형태로 형성되고, 상기 마찰 부재는 상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸며 상기 피스톤 로드의 이동에 따라 수직방향으로 이동될 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, the friction member accommodating portion is formed in a shape surrounding the outer circumferential surface of the piston rod, and the friction member surrounds the outer circumferential surface of the piston rod and has a size that can be moved vertically in accordance with the movement of the piston rod. It is characterized by having.

더 바람직하게는, 상기 형상 기억 합금 부재는 전류 인가시 인장되어 상기 마찰 부재의 부피를 증가시킴으로써, 상기 마찰 부재가 상기 마찰 부재 수용부 내부에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
More preferably, the shape memory alloy member is tensioned when an electric current is applied to increase the volume of the friction member, so that the friction member is fixed inside the friction member receiving portion.

본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼는 형상 기억 합금에 전류 미 인가시, 마찰 부재의 프리 스트로트 구간에 의해 높은 주파수의 진동에 대응할 수 있는 낮은 감쇠력이 발생되고, 형상 기억 합금에 전류 인가시, 마찰 부재의 변형에 의해 낮은 주파수의 진동에 대응할 수 있는 높은 감쇠력이 발생된다.
In the friction damper using the shape memory alloy according to the present invention, when a current is not applied to the shape memory alloy, a low damping force that can cope with a high frequency vibration is generated by the free strobe section of the friction member, and a current is applied to the shape memory alloy. At the time, the deformation of the friction member generates a high damping force that can cope with a low frequency vibration.

도 1은 종래 기술에 따른 직동식 피스톤형 마찰 댐퍼를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼를 도시한 단면도로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가되지 않은 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼를 도시한 단면도로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가된 상태를 도시한 도면,
도 4는 도 2에 도시된 마찰 댐퍼의 작동 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 3에 도시된 마찰 댐퍼의 작동 상태를 도시한 도면.1 is a cross-sectional view schematically showing a linear piston damper according to the prior art,
2 is a cross-sectional view showing a friction damper using the shape memory alloy according to the present invention, showing a state in which no current is applied to the shape memory alloy;
3 is a cross-sectional view showing a friction damper using the shape memory alloy according to the present invention, showing a state in which a current is applied to the shape memory alloy;
4 is a view showing an operating state of the friction damper shown in FIG.
5 is a view showing an operating state of the friction damper shown in FIG.

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. In the following description of the present invention, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the technical scope of the present invention. Will be.

도 2는 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼를 도시한 단면도로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가되지 않은 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼를 도시한 단면도로서, 형상 기억 합금에 전류가 인가된 상태를 도시한 도면이다.2 is a cross-sectional view showing a friction damper using the shape memory alloy according to the present invention, showing a state in which no current is applied to the shape memory alloy, and FIG. 3 is a friction damper using the shape memory alloy according to the present invention. Is a cross sectional view showing a state in which a current is applied to the shape memory alloy.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼는 실린더(110), 피스톤 로드(120), 마찰 부재(130), 마찰 부재 수용부(140) 및 형상 기억 합금(shape memory alloy) 부재(150)을 포함하여 구성된다.2 and 3, the friction damper using the shape memory alloy according to the present invention is a cylinder 110, a piston rod 120, a friction member 130, a friction member receiving portion 140 and a shape memory And an alloy member 150.

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

피스톤 로드(120)는 실린더(110)의 일단을 수직방향으로 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 vertical direction and is connected to a vibration generating medium (not shown) located outside the cylinder 110, and generates vibration in accordance with 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. 여기서, 마찰 부재(130)는 외력에 의해 부피가 변화될 수 있는 탄성체인 것이 바람직하다.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. Here, the friction member 130 is preferably an elastic body that can be changed in volume by an external force.

마찰 부재 수용부(140)는 마찰 부재(130)가 수용되어 피스톤 로드(120)의 이동방향으로 이동될 수 있을 만큼의 크기를 갖는 공간으로서, 실린더(110)의 일측에 형성된다. 즉, 마찰 부재 수용부(140)는 실린더(110)와 일체로 형성되고, 실린더(110)의 다른 부분보다 더 큰 직경을 갖는다.The friction member accommodating part 140 is a space having a size enough to accommodate the friction member 130 and move 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 140 is integrally formed with the cylinder 110 and has a larger diameter than other parts of the cylinder 110.

바람직하게는, 마찰 부재 수용부(140)는 피스톤 로드(120)의 외주면을 둘러싸는 형태로 형성된다. 그리고, 마찰 부재(130)는 마찰 부재 수용부(140) 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 140 is formed to surround the outer circumferential surface of the piston rod 120. In addition, the friction member 130 may have a size that may move 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 140. Therefore, the friction member 130 moves along the piston rod 120 in contact with the piston rod 120 when the piston rod 120 moves.

형상 기억 합금 부재(150)는 마찰 부재(130)의 내부에 삽입된 코일 스프링 형상의 금속이다. 즉, 마찰 부재(130)는 형상 기억 함금 부재(150)를 둘러싸도록 마찰 부재 수용부(140)에 위치된다. 그리고, 형상 기억 합금 부재(150)는 외부로부터 인가되는 전류에 의해 발생하는 열을 통해 변형되어 마찰 부재(130)의 부피를 변형시킨다. 전류 인가에 따라 형상 기억 합금 부재(150)가 변형되면, 형상 기억 합금 부재(150)는 변형 전보다 강성이 증가되므로, 마찰 부재(130)는 변형된 형태를 유지하게 된다. The shape memory alloy member 150 is a coil spring shaped metal inserted into the friction member 130. That is, the friction member 130 is positioned in the friction member accommodating part 140 to surround the shape memory alloy member 150. The shape memory alloy member 150 is deformed through heat generated by an electric current applied from the outside to deform the volume of the friction member 130. When the shape memory alloy member 150 is deformed in response to the application of current, the shape memory alloy member 150 increases in rigidity than before deformation, so that the friction member 130 maintains the deformed shape.

여기서, 형상 기억 합금 부재(150)는 다음과 같은 과정을 거친 후, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼에 설치된다. 먼저, 형상 기억 합금 부재(150)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(150)를 마찰 부재(130) 내부에 삽입한다.Here, the shape memory alloy member 150 is installed in the friction damper according to the present invention after the following process. First, the shape memory alloy 150 is subjected to the shape memory heat treatment, and the shape memory alloy subjected to the shape memory heat treatment is easily deformed by an external force below the transformation temperature, and an external force is applied so that the length becomes the initial set length. Thereafter, the shape memory alloy member 150 deformed to be reduced in the longitudinal direction is inserted into the friction member 130.

이렇게 설치된 형상 기억 합금 부재(150)에 전류가 인가되면 열이 발생되고, 발생된 열이 형상 회복 개시 온도까지 상승되면, 형상 기억 합금 부재(150)는 변형되어 그 길이가 증가되고, 강성 역시 증가된다. 즉, 원래의 형태로 변형된 후, 변형된 상태를 유지할 수 있는 충분한 강성을 지닌다. 따라서, 형상 기억 합금 부재(150) 외부의 마찰 부재(130)는 형상 기억 합금 부재(150)의 길이 증가에 따라 그 부피가 증가하게 된다.When current is applied to the shape memory alloy member 150 installed as described above, heat is generated, and when the generated heat is raised to the shape recovery start temperature, the shape memory alloy member 150 is deformed, its length is increased, and its rigidity is also increased. do. That is, after it is deformed in its original form, it has sufficient rigidity to maintain the deformed state. Therefore, the friction member 130 outside the shape memory alloy member 150 increases in volume as the length of the shape memory alloy member 150 increases.

이와 같이, 형상 기억 합금 부재(150)의 변형 및 강성 증가에 따라, 마찰 부재(130)는 마찰 부재 수용부(140) 내부를 꽉 채우도록 부피가 증가된 상태를 유지하게 된다. 이 상태에서, 피스톤 로드(120)가 왕복 이동하게 되면 마찰 부재(130)는 마찰 부재 수용부(140) 내부에서 고정된 상태를 유지하기 때문에, 큰 감쇠력이 발생된다.As such, as the deformation and rigidity of the shape memory alloy member 150 increase, the friction member 130 maintains an increased volume to fill the friction member accommodating part 140. In this state, when the piston rod 120 is reciprocated, the friction member 130 maintains a fixed state inside the friction member accommodating part 140, so that a large damping force is generated.

한편, 형상 기억 합금 부재(150)는 소성 변형이 일어나지 않는 초탄성 재료인 것이 바람직하다. 따라서, 인가된 전류가 제거되면 형상 기억 합금 부재(150)는 본래의 위치로 복귀하고, 이에 따라 마찰 부재(130)도 본래의 부피로 감소된다.On the other hand, the shape memory alloy member 150 is preferably a superelastic material in which plastic deformation does not occur. Thus, when the applied current is removed, the shape memory alloy member 150 returns to its original position, thereby reducing the friction member 130 to its original volume.

본 발명에서는 전류가 인가되면, 형상 기억 합금 부재(150)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.
In the present invention, the deformation of the shape memory alloy member 150 is increased when the current is applied. However, according to the form of the external force applied after the shape memory heat treatment, the length of the shape memory alloy is changed when the current is applied. It can be modified in a reduced manner.

도 4는 도 2에 도시된 마찰 댐퍼의 작동 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 마찰 댐퍼의 작동 상태를 도시한 도면으로서, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼의 작동을 설명한다.4 is a view showing an operating state of the friction damper shown in FIG. 2, FIG. 5 is a view showing an operating state of the friction damper shown in FIG. 3, according to the present invention with reference to FIGS. The operation of the friction damper using the shape memory alloy will be described.

먼저, 외부의 진동 발생 매체로부터의 진동이 작은 경우, 즉 높은 주파수 구간에서는 낮은 감쇠력이 필요하다. 이 경우, 형상 기억 합금 부재(150)에는 전류가 인가되지 않는다.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 150.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 형상 기억 합금 부재(150) 및 마찰 부재(130)는 변형되지 않는다. 이 상태에서, 진동 발생 매체로부터의 작은 진동이 발생되어 피스톤 로드(120)가 이동하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 마찰 부재(130)는 피스톤 로드(120)의 이동에 따라 마찰 부재 수용부(140) 내부에서 이동이 가능하다. Thus, as shown in FIG. 2, the shape memory alloy member 150 and the friction member 130 are not deformed. In this state, when a small vibration from the vibration generating medium is generated and the piston rod 120 moves, as shown in FIG. 4, the friction member 130 moves along the movement of the piston rod 120. It is possible to move inside 140.

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(150)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 150.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 형상 기억 합금 부재(150)가 변형되고 강성이 증가하게 되어, 마찰 부재(130)는 마찰 부재 수용부(140) 내부를 꽉 채우도록 부피가 증가한다. 이 상태에서, 진동 발생 매체로부터 큰 진동이 발생되어 피스톤 로드(120)가 이동하여도, 도 5에 도시된 바와 같이, 마찰 부재(130)는 이동이 불가능하게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 3, the shape memory alloy member 150 is deformed and rigidity is increased, so that the friction member 130 increases in volume to fill the friction member accommodating part 140. In this state, even when a large vibration is generated from the vibration generating medium and the piston rod 120 moves, as shown in FIG. 5, the friction member 130 becomes impossible to move.

그 결과, 피스톤 로드(120)와 마찰 부재(130)의 접촉 마찰에 의해 큰 크기의 감쇠력이 발생하게 된다.As a result, a large amount of damping force is generated by the contact friction between the piston rod 120 and the friction member 130.

이와 같이, 본 발명에 따른 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼는 작은 크기의 감쇠력이 필요한 경우에는 형상 기억 합금 부재(150)에 전류가 인가되지 않아 마찰 부재(130)가 프리 스트로크 구간을 갖게 됨으로써, 작은 크기의 감쇠력을 갖게 되고, 큰 크기의 감쇠력이 필요한 경우에는 형상 기억 합금 부재(150)에 전류가 인가되어 마찰 부재(130)의 이동이 불가능하므로, 큰 크기의 감쇠력을 갖게 된다.
As described above, the friction damper using the shape memory alloy according to the present invention does not apply a current to the shape memory alloy member 150 when a small damping force is required, so that the friction member 130 has a free stroke period. When a large damping force is required and a large damping force is required, a current is applied to the shape memory alloy member 150, so that the friction member 130 cannot move, and thus, a large damping force is obtained.

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 scope of protection of the present invention should be interpreted according to the claims. In addition, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention, all technical ideas within the scope equivalent to the present invention of the present invention It should be interpreted as being included in the scope of rights.

110: 실린더 120: 피스톤 로드
130: 마찰 부재 140: 마찰 부재 수용부
150: 형상 기억 합금 부재110: cylinder 120: piston rod
130: friction member 140: friction member receiving portion
150: shape memory alloy member

Claims (3)

내부에 소정 공간을 갖는 실린더;
상기 실린더 내부에서 수직방향으로 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 부재의 내부에 삽입되고, 외부로부터 인가되는 전류에 의한 열에 의해 강성이 증가되도록 변형됨으로써, 상기 마찰 부재의 부피를 증가시켜 상기 마찰 부재를 선택적으로 고정시키는 형상 기억 합금 부재를 포함하는 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼.
A cylinder having a predetermined space therein;
A piston rod moving vertically 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 shape memory including a shape memory alloy member inserted into the friction member and deformed to increase rigidity by heat from current applied from the outside, thereby increasing the volume of the friction member to selectively fix the friction member; Friction damper with alloy.
제1항에 있어서,
상기 마찰 부재 수용부는 상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸는 형태로 형성되고, 상기 마찰 부재는 상기 피스톤 로드의 외주면을 둘러싸며 상기 피스톤 로드의 이동에 따라 수직방향으로 이동될 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼.
The method of claim 1,
The friction member accommodating portion is formed in a shape surrounding the outer circumferential surface of the piston rod, wherein the friction member surrounds the outer circumferential surface of the piston rod and has a size that can be moved vertically in accordance with the movement of the piston rod. Friction damper using shape memory alloy.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 형상 기억 합금 부재는 전류 인가시 인장되어 상기 마찰 부재의 부피를 증가시킴으로써, 상기 마찰 부재가 상기 마찰 부재 수용부 내부에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 형상 기억 합금을 이용한 마찰 댐퍼.The method according to claim 1 or 2,
And the shape memory alloy member is tensioned when an electric current is applied to increase the volume of the friction member so that the friction member is fixed inside the friction member accommodating portion.
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