KR100234295B1 - Self-compensating dynamic balancer - Google Patents

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Abstract

밸런싱에 소요되는 시간을 줄일 수 있도록 구조가 개선 자기보상형 밸런서가 개시되어 있다.A self-compensating balancer with an improved structure to reduce the time required for balancing is disclosed.

개시된 자기보상형 밸런서는, 회전체의 편심질량에 의한 내부진동을 억제할 수 있도록 회전체에 결합 설치된 자기보상형 밸런서에 있어서, 회전체의 회전축을 중심으로 인입 형성된 환형의 레이스와, 이 레이스의 외측벽에 형성된 설치홈을 갖는 본체와; 설치홈에 형합되어 설치되는 환형의 영구자석과; 레이스 내에 움직임 가능하게 위치된 다수의 강체와; 레이스 내에 유동 가능하게 놓인 자성(磁性)유체와; 본체에 결합되어 레이스를 덮어주는 커버부재;를 포함하여 자성유체가 영구자석의 자력에 의해 레이스의 외측벽 측에 위치되도록 된 것을 특징으로 하는징으로 한다.The disclosed self-compensating balancer is a self-compensating balancer provided to be coupled to the rotating body so as to suppress internal vibration caused by the eccentric mass of the rotating body, wherein the annular race is formed around the rotating shaft of the rotating body, A main body having an installation groove formed in the outer wall; An annular permanent magnet installed in the installation groove; A plurality of rigid bodies movably positioned within the race; Magnetic fluid fluidly placed in the race; Cover member is coupled to the main body to cover the race; including the magnetic fluid is characterized in that it is located on the outer wall side of the race by the magnetic force of the permanent magnet.

Description

자기보상형 밸런서Self Compensation Balancer

본 발명은 자기보상형 밸런서(Self-Compensating Dynamic Balancer)에 관한 것으로서, 상세하게는 초기 밸런싱 소요 시간이 경감된 자기보상형 밸런서에 관한 것이다.The present invention relates to a self-compensating dynamic balancer, and more particularly, to a self-compensating balancer in which the initial balancing time is reduced.

일반적으로 회전체는 제조 공정상의 오차 등에 의한 편심질량에 의해 그 회전 중심과 회전체의 무게중심이 불일치한다. 이와 같이, 회전 중심과 무게 중심이 불일치 한 채로 회전체가 회전하게 되면, 그 회전중심이 공전(公轉)하는 현상 즉, 훨링(whirling)이 발생한다. 그러면, 회전체는 특히 회전반경 방향으로의 내부진동이 발생하게 된다.In general, the rotational body is inconsistent with the center of rotation of the rotating body and the center of gravity of the rotating body due to an eccentric mass due to an error in the manufacturing process. As described above, when the rotating body rotates while the rotation center and the center of gravity are inconsistent, a phenomenon in which the rotation center revolves, that is, whirling occurs. Then, the internal vibration of the rotating body, in particular in the direction of the rotation radius is generated.

이와 같은 내부진동을 억제하기 위한 종래의 자기보상형 밸런서는 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(10)와, 이 케이스(10) 내에 놓인 다수의 강체(40)를 포함한다. 이 케이스(10)는 상기한 강체(40)가 놓이도록 인입 형성된 환형의 레이스(21)를 갖는 본체(20)와, 이 본체(20)의 개구부를 덮을 수 있는 커버부재(30)를 포함한다.A conventional self-compensating balancer for suppressing such internal vibration includes a case 10 and a plurality of rigid bodies 40 placed in the case 10, as shown in FIG. The case 10 includes a main body 20 having an annular lace 21 formed so that the above-mentioned rigid body 40 is placed, and a cover member 30 which can cover the opening of the main body 20. .

커버부재(30)는 그 중심에 구동원(50)의 회전축(51)에 케이스(10)를 결합하기 위한 체결공(35)이 형성되어 있다. 환형의 레이스(21)는 강체(40)가 자유롭게 움직일 수 있는 공간이다. 또한, 레이스(21)는 체결공(35)의 중심을 그 회전 중심으로 한다. 따라서, 케이스(30)가 회전하면, 레이스(21) 내부에 위치된 강체(40)는 원심력에 의해 회전축(51)의 회전 중심(35)으로부터 멀어지는 방향으로 위치되려고 한다. 여기서, 회전축(51)이 편심질량에 의해 공전하는 경우, 강체(40)는 회전축(51)을 기준으로 상기한 공전 중심과 반대쪽에 위치되어 편심질량에 의한 내부 진동을 억제한다.The cover member 30 has a fastening hole 35 for coupling the case 10 to the rotation shaft 51 of the drive source 50 at the center thereof. The annular lace 21 is a space in which the rigid body 40 can move freely. Moreover, the race 21 makes the center of the fastening hole 35 the center of rotation. Therefore, when the case 30 rotates, the rigid body 40 located inside the race 21 tries to be located away from the rotation center 35 of the rotation shaft 51 by centrifugal force. Here, when the rotating shaft 51 revolves by eccentric mass, the rigid body 40 is located on the opposite side to the said revolving center with respect to the rotating shaft 51, and suppresses internal vibration by an eccentric mass.

상기한 바와 같이 구성된 자기보상형 밸런서는, 회전체(51)의 정상적인 회전속도를 감안하여 환형을 이루는 레이스(21) 중심의 직경과, 강체(40)의 직경과, 강체(40)의 질량 및 강체(40)의 개수를 결정함에 의해 회전체의 불평형 질량에 의한 내부진동을 완화하게 된다. 즉, 종래 자기보상형 밸런서는 밸런싱 동작시 강체(40)와 레이스(21) 사이의 약한 댐핑에 의해 강체(40)가 밸런싱 위치를 결정하고 그 위치에 신속히 정지하지 못한다. 한편, 강한 댐핑을 위해 유체를 주입하는 경우에는 강체와 유체사이의 표면장력 등에 의해 밸런서의 재현성이 저하된다.The self-compensating balancer configured as described above, in consideration of the normal rotational speed of the rotating body 51, the diameter of the center of the race 21 of the annular shape, the diameter of the rigid body 40, the mass of the rigid body 40 and By determining the number of the rigid bodies 40, the internal vibration due to the unbalanced mass of the rotating body is alleviated. That is, in the conventional self-compensating balancer, the rigid body 40 determines the balancing position by the weak damping between the rigid body 40 and the race 21 during the balancing operation, and does not stop quickly at that position. On the other hand, when the fluid is injected for strong damping, the reproducibility of the balancer is lowered due to the surface tension between the rigid body and the fluid.

또한, 상기한 자기보상형 밸런서를 수직으로 배치시킨 경우, 중력에 의해 레이스(21)의 하단부에 모여 있는 강체(40)가 밸런싱 동작을 위해 밸런싱 위치로 이동하는데 장시간이 소요된다.In addition, when the self-compensating balancer is disposed vertically, it takes a long time for the rigid body 40 gathered at the lower end of the race 21 by gravity to move to the balancing position for the balancing operation.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 강체가 밸런싱 위치를 찾아가는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 자기보상형 밸런서를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described point, and an object of the present invention is to provide a self-compensating balancer that can reduce the time required for a rigid body to find a balancing position.

도 1는 일반적인 자기보상형 밸런서를 도시한 부분사시도.1 is a partial perspective view showing a general self-compensating balancer.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서를 도시한 개략적 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a self-compensating balancer according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 Ⅲ부분 확대 단면도.3 is an enlarged sectional view taken along line III in FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 자기보상형 밸런서가 수직방향으로 배치된 예를 도시한 개략적 단면도.4 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the self-compensated balancer shown in FIG. 2 is disposed in the vertical direction.

도 5는 자기보상형 밸런서의 동작을 설명하기 위해 도시한 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along line V-V of FIG. 4 to illustrate the operation of the self-compensating balancer.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

50...구동원 51...회전축50 ... Drive 51 ... Rotating shaft

60...본체 61...레이스60 ... body 61 ... race

61a...내측벽 61b...외측벽61a ... inner wall 61b ... outer wall

61c...저면 63...설치홈61c ... base 63 ... installation groove

68...영구자석 71...강체68 Permanent magnet 71 Rigid body

75...유체 80...커버부재75. Fluid 80. Cover member

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전체의 편심질량에 의한 내부진동을 억제할 수 있도록 상기 회전체에 결합 설치된 자기보상형 밸런서에 있어서, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 인입 형성된 환형의 레이스와, 상기 레이스의 외측벽에 형성된 설치홈을 갖는 본체와; 상기 설치홈에 끼워져 설치되는 환형의 영구자석과; 상기 레이스 내에 움직임 가능하게 위치된 다수의 강체와; 상기 레이스 내에 유동 가능하게 놓인 자성(磁性)유체와; 상기 본체에 결합되어 상기 레이스를 덮어주는 커버부재;를 포함하여 상기 자성유체가 상기 영구자석의 자력에 의해 상기 외측벽 측에 균일하게 위치되도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a self-compensating balancer coupled to the rotating body so as to suppress internal vibration caused by the eccentric mass of the rotating body, the annular formed in the center of the rotation axis of the rotating body A main body having a race and an installation groove formed in an outer wall of the race; An annular permanent magnet fitted into the installation groove; A plurality of rigid bodies movably positioned within the race; Magnetic fluid fluidly placed in the race; And a cover member coupled to the main body to cover the race, wherein the magnetic fluid is uniformly positioned on the outer wall side by the magnetic force of the permanent magnet.

여기서, 상기 레이스의 외측벽은 상기 설치홈을 중심으로 경사지게 형성되어, 상기 회전체의 회전시 상기 설치홈 측으로 자성유체가 이동되는 것을 가이드할 수 있도록 되는 것이 바람직하다.Here, the outer wall of the race is formed to be inclined around the installation groove, it is preferable to be able to guide the movement of the magnetic fluid toward the installation groove side of the rotating body.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 환형의 레이스(61)와, 이 레이스(61)의 외측벽(61b)에 형성된 설치홈(63)를 갖는 본체(60)와, 설치홈(63)에 끼워져 설치되는 환형의 영구자석(68)과, 레이스(61) 내부에 움직임 가능하게 놓인 다수의 강체(70)와, 본체(60)에 결합되어 레이스(61)를 덮어주는 커버부재(80) 및 레이스(61) 내부에 유동 가능하게 놓인 자성(磁性)유체(75)를 포함한다. 도 2는 자기보상형 밸런서가 수평으로 배치되고 회전되지 않는 경우에 자성유체(75)가 영구자석(68)에 부착된 상태를 나타낸 것이다.As shown in FIGS. 2 and 3, the self-compensating balancer according to the embodiment of the present invention has an annular race 61 and an installation groove 63 formed in the outer wall 61b of the race 61. The main body 60, an annular permanent magnet 68 inserted into the installation groove 63, a plurality of rigid bodies 70 movably placed in the race 61, and coupled to the main body 60 to race A cover member 80 covering the 61 and a magnetic fluid 75 placed in a flowable manner within the race 61 are included. 2 shows a state in which the magnetic fluid 75 is attached to the permanent magnet 68 when the self-compensating balancer is horizontally disposed and does not rotate.

본체(60)는 구동원(50)의 회전축(51)에 회전 가능하게 설치된다. 레이스(61)는 강체(70)와, 자성유체(75)가 움직일 수 있도록 본체(60)에 인입 형성된 공간으로 내측벽(61a), 외측벽(61b),저면(61c) 및 설치홈(63)을 가진다.The main body 60 is rotatably installed on the rotation shaft 51 of the drive source 50. The race 61 is a space formed in the main body 60 so that the rigid body 70 and the magnetic fluid 75 can move. The inner wall 61a, the outer wall 61b, the bottom surface 61c, and the installation groove 63 are provided. Has

강체(70)는 레이스(61) 내에 위치되며, 구동원(50)에 의해 회전시 원심력에 의하여 레이스(61)의 외측벽(61b)에 접촉된다. 설치홈(63)은 외측벽(61b)에 인입 형성되며, 상기 영구자석(68)이 끼워져 설치되는 공간이다. 여기서, 자성유체(75)가 영구자석(68) 측으로 유동시 이를 가이드 할 수 있도록 외측벽(61b)은 경사지게 형성된 것이 바람직하다.The rigid body 70 is located in the race 61 and is in contact with the outer wall 61b of the race 61 by centrifugal force during rotation by the drive source 50. The installation groove 63 is formed into the outer wall 61b and is a space in which the permanent magnet 68 is fitted. Here, the outer wall (61b) is preferably formed to be inclined so that the magnetic fluid (75) can be guided when the flow to the permanent magnet (68) side.

영구자석(68)은 설치홈(63)에 설치되어 자기보상형 밸런서가 정지해 있거나 수직으로 설치된 경우에 자성유체(75)를 레이스(61)의 내에 균일하게 분포시켜, 초기 밸런싱 동작시 강체(71)의 움직임을 용이하게 한다.Permanent magnet 68 is installed in the installation groove (63) to distribute the magnetic fluid 75 evenly in the race 61 when the self-compensating balancer is stationary or installed vertically, the rigid body during the initial balancing operation ( 71) to facilitate the movement.

커버부재(80)는 레이스(61)의 개구부에 결합되어, 레이스(61)를 밀봉하여 강체(70) 및 자성유체(75)를 보호한다.The cover member 80 is coupled to the opening of the lace 61 to seal the lace 61 to protect the rigid body 70 and the magnetic fluid 75.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서의 동작을 도 3을 참조하여 설명한다.The operation of the self-compensating balancer according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.

도 3은 자기보상형 밸런서가 정지해 있거나 저속으로 회전하는 경우를 나타낸 도 2의 Ⅲ부분 확대 단면도이다. 도시된 바와 같이, 자성유체(75)는 영구자석(68)의 자력에 의해 레이스(61)의 설치홈(63)에 설치된 영구자석(68) 부위에 위치할 수 있는 적정량이면 족하므로, 레이스(61) 내에 과도하게 분포할 필요는 없다. 따라서, 강체(70)는 자성유체(75)아닌 일반 윤활유로서 유체가 레이스(61)의 저면(61c)에 고여 있는 경우보다 유체의 점성에 따른 간섭을 적게 받으므로 밸런싱 시간을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 자기보상형 밸런서가 고속 회전시, 상기한 회전체의 고유진동수보다 빠른 회전수로 회전하는 경우, 자성유체(75)에는 영구자석(68)의 자력과 원심력이 중복되어 작용하기 때문에, 자성유체(75)의 대부분은 영구자석(68) 부근에 위치된다. 이때, 상기 레이스(61)의 외측벽(61b)이 경사지게 형성되므로써, 영구자석(68) 쪽으로의 자성유체(75) 및 강체(71)의 이동을 가이드한다. 따라서, 강체(70)와 자성유체(75) 간의 윤활작용에 의해 강체(70)가 쉽게 움직일 수 있으므로, 강체(75)가 빠른시간 내에 정확한 밸런싱 위치에 위치할 수 있다. 이는 윤활작용 및 밸런싱의 초기화에 대해서 자기보상형 밸런서가 수평되게 사용되는 경우에는 자석과 자성유체를 사용하지 않는 경우와 실질적인 효과는 동일하다고 할 수 있다. 그러나, 후술하는 바와 같이 자기보상형 밸런서를 수직되게 사용하는 경우에 그 실질적 효과를 기대할 수 있다.FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III of FIG. 2 showing a case where the self-compensating balancer is stopped or rotates at low speed. As shown, since the magnetic fluid 75 is a suitable amount that can be located in the permanent magnet 68 installed in the installation groove 63 of the race 61 by the magnetic force of the permanent magnet 68, the race ( It is not necessary to overdistribute within 61). Therefore, the rigid body 70 is a general lubricating oil, not a magnetic fluid 75, and thus receives less interference due to the viscosity of the fluid than when the fluid is accumulated on the bottom 61c of the race 61, thereby reducing the balancing time. In addition, when the self-compensating balancer rotates at a higher speed than the natural frequency of the rotating body at the time of high speed rotation, since the magnetic and centrifugal forces of the permanent magnet 68 overlap with the magnetic fluid 75, Most of the magnetic fluid 75 is located near the permanent magnet (68). At this time, the outer wall 61b of the race 61 is formed to be inclined to guide the movement of the magnetic fluid 75 and the rigid body 71 toward the permanent magnet 68. Therefore, since the rigid body 70 can be easily moved by the lubrication between the rigid body 70 and the magnetic fluid 75, the rigid body 75 can be located at the correct balancing position in a short time. This can be said that the practical effect is the same as when the magnetic compensation balancer is used horizontally with respect to the lubrication and the initialization of the balancing, when the magnet and the magnetic fluid are not used. However, when the self-compensating balancer is used vertically as described below, its practical effect can be expected.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서가 수직방향으로 배치된 경우의 동작 상태를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.An operation state when the self-compensating balancer according to the embodiment of the present invention configured as described above is disposed in the vertical direction will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 자기보상형 밸런서가 수직방향으로 배치된 경우 즉, 회전중심을 기준으로 레이스(61)가 상,하방향으로 배치된 경우를 나타낸 것이고, 도 5는 자기보상형 밸런서가 정지해 있거나 저속 회전시를 나타낸 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.4 illustrates a case in which the self-compensated balancer is disposed in the vertical direction, that is, the race 61 is disposed in the up and down directions based on the rotational center, and FIG. 5 illustrates that the self-compensated balancer is stopped or low speed. 4 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4.

도시된 바와 같이, 자성유체(75)는 영구자석(68)의 자력에 의해 레이스(61) 내에 균일하게 위치된다. 따라서, 아래부분에 위치된 강체(70)와 균일하게 분포된 자성유체(75)간의 접촉 면적은, 유체가 하부 바닥에 고여 있는 경우 보다 적으므로, 상기 자기보상형 밸런서가 저속회전시 강체(70)가 자성유체가 아닌 일반 윤활유를 사용한 경우에 비해 자성유체(75)의 간섭의 영향을 덜 받으므로, 신속하게 원심력에 의해 레이스(61)를 따라 움직이게 된다.As shown, the magnetic fluid 75 is uniformly positioned in the race 61 by the magnetic force of the permanent magnet 68. Therefore, since the contact area between the rigid body 70 positioned below and the uniformly distributed magnetic fluid 75 is smaller than that when the fluid is accumulated on the bottom, the self-compensating balancer is rigid when the low speed rotation is performed. ) Is less affected by the interference of the magnetic fluid 75 than when using a general lubricant other than the magnetic fluid, and thus moves quickly along the race 61 by centrifugal force.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 자기보상형 밸런서는 레이스 내에 강체(71)와 자성유체(75)를 주입하고, 레이스(61)의 외측벽(61b)에 설치홈(63)을 형성하고, 이 설치홈(63)에 설치되는 영구자석(68)을 설치함으로써, 레이스(61) 내에 주입된 자성유체(75)를 영구자석(68)에 달라 붙게하여 자성유체(75)가 레이스(61) 내에 고르게 분포시킨다. 따라서, 자기보상형 밸런서의 밸런싱을 정확히 할 수 있고 밸런싱 시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 밸런서를 수직으로 사용할 때에도 신속하고 정확하게 밸런싱 할 수 있다.As described above, the self-compensating balancer according to the present invention injects the rigid body 71 and the magnetic fluid 75 into the race, forms an installation groove 63 in the outer wall 61b of the race 61, and installs the same. By providing the permanent magnet 68 installed in the groove 63, the magnetic fluid 75 injected into the race 61 is stuck to the permanent magnet 68 so that the magnetic fluid 75 is evenly in the race 61. Distribution. Therefore, it is possible to accurately balance the self-compensating balancer, to drastically reduce the balancing time, and to quickly and accurately balance the balancer even when the balancer is used vertically.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. .

Claims (2)

회전체의 편심질량에 의한 내부진동을 억제할 수 있도록 상기 회전체에 결합 설치된 자기보상형 밸런서에 있어서,In the self-compensation balancer coupled to the rotating body to suppress the internal vibration caused by the eccentric mass of the rotating body, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 인입 형성된 환형의 레이스와, 상기 레이스의 외측벽에 형성된 설치홈을 갖는 본체와;A main body having an annular lace formed around a rotation axis of the rotating body and an installation groove formed on an outer wall of the lace; 상기 설치홈에 설치되는 환형의 영구자석과;An annular permanent magnet installed in the installation groove; 상기 레이스 내에 움직임 가능하게 위치된 다수의 강체와;A plurality of rigid bodies movably positioned within the race; 상기 레이스 내에 유동 가능하게 놓인 자성(磁性)유체와;Magnetic fluid fluidly placed in the race; 상기 본체에 결합되어 상기 레이스를 덮어주는 커버부재;를 포함하여 상기 자성유체가 상기 영구자석의 자력에 의해 상기 레이스의 외측벽 측에 위치되도록 된 것을 특징으로 하는 자기보상형 밸런서.And a cover member coupled to the main body to cover the race, wherein the magnetic fluid is positioned on the outer wall side of the race by the magnetic force of the permanent magnet. 제1항에 있어서, 상기 레이스의 외측벽은 상기 설치홈을 중심으로 경사지게 형성되어, 상기 회전체의 회전시 상기 영구자석 측으로 상기 자성유체 및 상기 강체가 이동되는 것을 가이드할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자기보상형 밸런서.According to claim 1, The outer wall of the race is formed to be inclined around the installation groove, it characterized in that the magnetic fluid and the rigid body to be guided to move to the permanent magnet side when the rotating body is rotated. Self-compensated balancer.
KR1019970066761A 1997-12-08 1997-12-08 Self-compensating dynamic balancer KR100234295B1 (en)

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