KR100252124B1 - 자기보상형 밸런서 - Google Patents

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Abstract

회전체의 편심질량에 의한 내부진동을 억제할 수 있도록 상기 회전체에 결합 설치된 자기보상형 밸런서가 개시되어 있다.
이 개시된 밸런서는 회전체의 회전축을 중심으로 인입 형성된 환형의 레이스를 갖는 본체와; 레이스 내에 움직임 가능하게 위치된 가동부재와; 본체에 결합되어 레이스를 덮어주는 커버부재;를 포함하며, 본체는 회전시 원심력에 의해 상기 다수의 가동부재 각각이 레이스의 외측벽에 접촉되도록 외측벽이 가동부재의 움직임을 가이드하는 형상을 가지며, 회전체가 수직방향으로 회전시 가동부재에 선택적으로 접촉되어 가동부재의 이동을 가이드하도록 커버부재 및/또는 레이스 저면의 가동부재에 대향하는 면에 돌출 형성된 돌기부가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

자기보상형 밸런서
본 발명은 자기보상형 밸런서(Self-Compensating Dynamic Balancer)에 관한 것으로서, 상세하게는 회전체가 수직방향으로 회전시 밸런싱에 소요되는 시간을 줄이고 밸런싱 성능이 향상되도록 구조가 개선된 자기보상형 밸런서에 관한 것이다.
일반적으로 회전체는 제조 공정상의 오차등에 의한 편심질량에 의해 그 회전중심과 회전체의 무게중심이 불일치한다. 이와 같이, 회전중심과 무게중심의 불일치 한 채로 회전체가 회전하게 되면, 그 회전중심이 공전(公轉) 즉, 훨링(whirling)한다. 이에 따라, 회전체는 특히, 회전반경방향으로의 내부진동이 발생하게 된다.
이와 같은 내부진동을 억제하기 위한 종래의 자기보상형 밸런서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 내에 다수의 강체(40)를 포함하여 구성된다. 상기 케이스(10)는 상기한 강체(40)가 놓이도록 인입형성된 환형의 레이스(21)를 갖는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 개구부를 덮을 수 있도록 된 커버부재(30)를 포함한다.
상기 커버부재(30)의 중심에는 구동원(50)의 회전축(51)에 상기 케이스(10)를 결합하기 위한 체결공(35)이 형성되어 있다. 상기 환형의 레이스(21)는 상기 강체(40)이 자유롭게 움직일 수 있도록 된 공간으로 상기 레이스(21)는 상기 체결공(35)의 중심을 그 회전중심으로 한다. 따라서, 상기 케이스(30)가 회전시 상기 레이스(21) 내부에 위치된 강체(40)은 원심력에 의해 상기 회전축(51)의 회전중심(35)으로부터 멀어지는 방향으로 위치되려고 한다. 여기서, 상기 회전축(51)이 편심질량에 의해 공전하는 경우, 상기 강체(40)은 상기 회전축(51)을 기준으로 상기한 공전중심과 반대쪽에 위치되어 편심질량에 의한 내부 진동을 억제한다.
상기한 바와 같이, 구성된 자기보상형 밸런서는 회전체(1)의 정상적인 회전속도를 감안하여 환형을 이루는 레이스(21) 중심의 직경과, 강체(40)의 직경과, 강체(40)의 질량 및 강체(40)의 갯수를 결정함에 의해 회전체의 불평형 질량에 의한 내부진동을 완화하게 된다.
이와 같이, 구비된 종래의 자기보상형 밸런서는 밸런싱 동작시 강체(40)와 레이스(21) 사이의 약한 댐핑에 의해 상기 강체(40)가 밸런싱 위치에 신속히 정지하지 못한다. 또한, 강체(40)가 상기 레이스(21)의 외측벽 및 저면에 접촉되므로 강체(40)의 마모 및 밸런싱 성능 저하를 초래한다. 한편, 강한 댐핑을 위해 유체를 주입하는 경우 표면장력등에 의해 밸런서의 재현성이 저하된다.
또한, 상기한 자기보상형 밸런서를 수직으로 배치시킨 경우, 중력에 의해 레이스(21)의 하단부에 모여 있는 강체(40)가 밸런싱 동작을 위해 밸런싱 위치로 이동이 어려운 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 강체가 밸런싱 위치를 찾아가는데 소요되는 시간을 줄이고, 가동부재와 레이스의 접촉면적을 줄일 수 있도록 된 구조의 자기보상형 밸런서를 제공하는데 목적이 있다.
도 1는 일반적인 자기보상형 밸런서를 보인 부분사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서를 보인 개략적인 분리사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4a 및 도 4b 각각은 도 3의 A부분 확대 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50...구동원 51...회전축 60...본체
61...레이스 61a...내측벽 61b...외측벽
61c...저면 70...가동부재 80...커버부재
81...돌기부
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전체의 편심질량에 의한 내부진동을 억제할 수 있도록 상기 회전체에 결합 설치되며, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 인입 형성된 환형의 레이스를 갖는 본체와; 상기 레이스 내에 움직임 가능하게 위치된 가동부재와; 상기 본체에 결합되어 상기 레이스를 덮어주는 커버부재;를 포함하여 된 자기보상형 밸런서에 있어서, 상기 본체는 회전시 원심력에 의해 상기 다수의 가동부재 각각이 상기 레이스의 외측벽에 접촉되도록 상기 외측벽이 상기 가동부재의 움직임을 가이드하는 형상을 가지며, 상기 회전체가 수직방향으로 회전시, 상기 가동부재에 선택적으로 접촉되어 상기 가동부재의 이동을 가이드하도록 상기 커버부재의 상기 가동부재에 대향하는 면 및/또는 레이스의 내면에 돌출 형성된 돌기부가 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서는 디스크 플레이어의 턴테이블 등의 회전체에 채용되어 편심질량에 기인한 내부진동을 억제한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기보상형 밸런서는 인입형성된 환형의 레이스(61)를 갖는 본체(60)와, 상기 레이스(61) 내부에 움직임 가능하게 놓인 가동부재(70)와, 상기 본체(60)에 결합되어 상기 레이스(61)를 덮어주는 커버부재(80) 및 상기 커버부재(80)의 상기 가동부재(70)에 대향되는 면에 형성된 돌기부(81)를 포함하여 구성된다.
상기 본체(60)의 중심에는 결합공(63)이 형성되어 있다. 상기 결합공(63)은 회전력을 제공하는 구동원(50)의 회전축(51)에 결합된다. 따라서, 상기 본체(60)는 상기 구동원(50)에서 제공되는 회전력에 따라 회전된다.
상기 레이스(61)는 상기 가동부재(70)가 들어 갈 수 있도록 상기 본체(60)의 상부 전면에 걸쳐 개구될 수도 있고, 상기 레이스(61) 상부 일부에 상기 가동부재(70)가 들어 갈 수 있는 크기로 형성되어도 무방하다. 상기 다수의 가동부재(70)는 상기한 회전체의 회전시 원심력에 의해 상기 본체(60)의 중심에 대향되는 반경방향으로 향한다.
여기서, 상기 레이스(61)가 고속 회전시 가동부재(70)가 보상위치를 찾기 위하여 상기 레이스(61) 내에서 움직일 때, 상기 가동부재(70)는 상기 레이스(61)에 대해 축방향과, 축에 수직한 방향으로 접촉된다. 즉, 상기 가동부재(70)는 상기 레이스(61)의 회전력에 의해 원심력을 받으므로 상기 레이스(61)와 접촉에 있어서, 축방향으로는 주로 미끄럼 접촉이 일어나고, 축에 수직한 방향으로는 구름접촉이 일어나게 된다.
이와 같은, 물리적 원리를 이용하여 상기 가동부재(70)가 상기 레이스(61)의 저면(61c)에 접촉되지 않도록 하면 전체적인 마찰력이 작아져서 밸런스 성능을 향상시킬 수 있다.
이를 고려하여 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 레이스(61)는 내측벽(61a), 저면(61c) 및 외측벽(61b)를 가지며, 상기 본체(60)의 회전시 원심력에 의해 상기 다수의 가동부재(70) 각각이 상기 레이스(61)의 외측벽(61b)에 접촉되도록 그 외측벽(61b)을 상기 가동부재(70)의 움직임을 가이드하는 형상으로 변경하였다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여 상기 레이스(61)의 실시예들을 설명한다. 도 4a 및 도 4b 각각은 도 3의 A 부분을 확대한 상세도이다.
도 4a을 참조하면, 상기 레이스(61)는 그 내측벽(61a)이 저면(61c)에 수직한 방향으로 형성되고, 외측벽(61b)은 상기 내측벽(61a)과 나란하도록 상기 저면(61c)에 대해 수직하게 형성되고, 그 외측벽(61b) 중앙 일부분이 노치(notch)형상으로 오목하게 인입되어 상기 본체(60)의 회전시 상기 가동부재(70)가 원심력에 의해 상기 레이스(61)의 저면(61c) 및 상기 돌기부(61b)에서 이격되도록 되어 있다. 그러므로, 상기 저면(61c)의 정밀 가공이 불필요하며, 상기 가동부재(70)와 레이스(61)의 접촉에 의한 마찰력을 줄일 수 있다.
도 4b를 참조하면, 레이스(61)의 외측벽(61b)은 상기 내측벽(61a)과 나란하도록 상기 저면(61c)에 대해 수직하게 형성되고, 그 외측벽(61b)의 중앙 일부분이 오목하게 인입된 라운드형상을 가질 수 있다. 그러므로, 상기 저면(61c)의 정밀 가공이 불필요하며, 상기 가동부재(70)와 레이스(61)의 접촉에 의한 마찰력을 줄일 수 있다.
한편, 상기 돌기부(81)는 상기한 회전체가 수직방향으로 배치된 경우 즉, 회전중심을 기준으로 레이스(61)가 상,하방향으로 배치된 경우를 대비하여 구비된 것이다. 상기 돌기부(81)는 상기 커버부재(80)의 상기 가동부재(70)에 대향되는 면에 적어도 하나 이상 형성되어, 상기 회전체가 수직방향으로 배치된 경우, 상기 본체(60)의 회전속도에 따라 선택적으로 상기 가동부재(70)에 선택적으로 접촉된다.
즉, 상기 회전체가 정지된 경우 상기 가동부재(70)는 자중(自重)에 의하여 상기 레이스(61)의 하방에 위치된다. 이 경우, 상기 가동부재(70)는 상기 레이스(61)의 외측벽(61b)에 주로 접촉되며, 일부는 상기 커버부재(80)의 내측과 저면(61c)에 접촉된다.
한편, 상기 본체(60)가 밸런싱을 위하여 회전되기 시작하면, 원심력보다 자중이 더 크므로 상기 가동부재(70)는 상기 레이스 내에서 하방으로 미끄러진다. 이때, 상기 돌기부(81)가 상기 가동부재(70)와 접촉되어, 상기 가동부재(70)의 움직임을 유도한다. 따라서, 상기 본체(60)가 밸런싱에 필요한 정상속도로 회전시 상기 가동부재(70)가 자중을 이기고, 바른 밸런싱 위치로 이동하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 한편, 상기 본체(60)가 정상속도로 회전시 상기 가동부재(70)는 노치 형상 또는 라운드 형상을 갖는 외측벽(61b)에 구름접촉되고, 상기 저면(61c) 및 돌기부(81)에서 소정 간격 이격된다. 따라서, 밸런싱 동작시 상기 돌기부(81)는 상기 가동부재(70)의 움직임에 간섭하지 않는다.
여기서, 상기 돌기부(81)는 상기한 커버부재(80) 이외에 상기 저면(61c)에 형성되어도 무방하며, 상기 커버부재(80)와 상기 저면(61c) 모두에 형성 될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 구비된 본 발명에 따른 자기보상형 밸런서는 레이스의 외측벽 구조를 변경하여 배런싱 동작시 가동부재가 외측벽만 접촉되도록 하고, 커법재 및/또는 저면의 가동부재와 대향하는 면에 돌기부를 형성하여 수직방향으로 배치시 초기 밸런싱 위치로의 이동에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있다.
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.

Claims (3)

  1. 회전체의 편심질량에 의한 내부진동을 억제할 수 있도록 상기 회전체에 결합 설치되며,
    상기 회전체의 회전축을 중심으로 인입 형성된 환형의 레이스를 갖는 본체와; 상기 레이스 내에 움직임 가능하게 위치된 가동부재와; 상기 본체에 결합되어 상기 레이스를 덮어주는 커버부재;를 포함하여 된 자기보상형 밸런서에 있어서,
    상기 본체는 회전시 원심력에 의해 상기 다수의 가동부재 각각이 상기 레이스의 외측벽에 접촉되도록 상기 외측벽이 상기 가동부재의 움직임을 가이드하는 형상을 가지며,
    상기 회전체가 수직방향으로 회전시, 상기 가동부재에 선택적으로 접촉되어 상기 가동부재의 이동을 가이드하도록 상기 커버부재 및/또는 레이즈의 저면의 상기 가동부재에 대향하는 면에 돌출 형성된 돌기부가 구비된 것을 특징으로 하는 자기보상형 볼밸런서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이스의 외측벽은 레이스의 내측벽과 나란하도록 상기 저면에 대해 수직하게 형성되고, 그 외측벽 중앙 일부분이 노치(notch)형상으로 오목하게 인입되어 상기 본체의 회전시 상기 가동부재가 원심력에 의해 상기 레이스이 저면 및 상기 돌기부에서 이격되도록 된 것을 특징으로 하는 자기보상형 밸런서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레이스의 외측벽은 레이스의 내측벽과 나란하도록 상기 저면에 대해 수직하게 형성되고, 그 외측벽 중앙 일부분이 라운드(round)형상으로 오목하게 인입되어 상기 본체의 회전시 상기 가동부재가 원심력에 의해 상기 레이스이 저면 및 상기 돌기부에서 이격되도록 된 것을 특징으로 하는 자기보상형 밸런서.
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