KR100630564B1 - 방진용 댐퍼 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동 구조체의 작동으로 발생하는 진동을 간단한 형상과 구조로 효과적으로 감쇠시키거나 흡수하여 구조체의 작동에 의해서 발생하는 진동과 소음을 최소화시키는 방진용 댐퍼 구조체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체는, 진동 구조체에 형성된 체결공에 관통 결합되는 샤프트와, 내부에 상기 샤프트와 직교하는 중공부가 구비되고 프레임의 안착부에 안착되도록 외측면이 구면으로 형성되는 구면부로 이루어져 상기 샤프트의 하방에 형성되는 댐퍼부와, 상기 구면부의 하방에 연장되게 형성되어 상기 프레임으로부터 축방향의 이동을 방지하는 이탈 방지부를 포함하는 구성에 의해, 진동 구조체를 방진 가능한 상태로 결합시켜 줌에 따라, 진동 구조체에서 발생한 진동을 축공형의 중공부와 구면부가 진동의 방향에 대응하여 진동을 제어할 수 있다.

축류팬, 블로워, 진동, 댐퍼, 방진

Description

방진용 댐퍼 구조체{A damper structure}

도 1은 본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체가 프레임에 체결된 상태의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체를 이용하여 블로워가 프레임에 체결된 상태를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체를 이용하여 축류팬가 프레임에 체결된 상태를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

10 : 방진용 댐퍼 구조체 11 : 샤프트

12 : 경사부 13 : 걸림턱

14 : 보조 샤프트 15 : 댐퍼부

16 : 보강부 17 : 중공부

18 : 구면부 19 : 이탈방지부

20 : 넥 21 : 플랜지부

30 : 프레임 31 : 안착부

32 : 관통공 33 : 삽입구

41 : 블로워 42 : 축류팬

43 : 체결공

본 발명은 진동이 발생하는 진동 구조체를 프레임에 고정시키는데 사용되는 방진용 댐퍼 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진동 구조체의 다축 진동 저감에 효과적인 방진용 댐퍼 구조체에 관한 것이다.

최근 급속한 성능의 향상과 소비자의 기대치가 향상됨에 따라서 각종 전자 기기에는 고발열 소자가 많이 사용되고, 이와 함께 고발열 소자를 냉각시키기 위한 송풍수단이 제공된다.

예컨대, 프로젝터나 프로젝션 텔레비젼 세트에는 고발열 램프가 사용되고 있고, 이를 냉각시키는 송풍수단이 사용되고 있다.

이러한 송풍수단은 대체로 송풍되는 압력에 따라 축류팬과 블로워로 나뉘어서, 제품의 사이즈에 대한 제약이 적거나 적은 압력으로 송풍하는 경우에는 축류팬이 사용되고, 제품의 사이즈에 대한 제약이 크거나 높은 압력으로 송풍하는 경우에는 블로워를 사용하게 된다.

상기의 송풍수단은 제품의 프레임에 체결되어, 제품의 작동시 구동발열을 냉각시키기 위한 저온의 공기를 공급시킨다. 제품의 성능향상과 함께 제품의 발열량은 증가하고, 이와 더불어 발열을 제어하기 위해서 송풍수단의 회전수도 비례하여 증가하며, 이에 따라 필연적으로 진동과 소음이 유발된다. 그러나, 근래에는 제품의 직접적인 성능향상 못지 않게, 소비자들은 제품의 작동에 따른 진동, 소음이 적은 제품을 요구하고 있다. 이러한 요구에 따라, 프레임에 송풍수단을 체결시킬 때에는 송풍수단의 작동에 따른 진동과 소음을 감소시킬 목적으로 여러 가지 방진 수단을 이용하여 프레임에 송풍수단을 체결하고 있다.

이중 한 가지는 프레임과 송풍수단 사이에 방진 스페이서를 삽입한 상태에서 프레임과 송풍수단을 체결하는 방식이다. 프레임과 송풍수단사이에 방진 스페이서가 삽입되어 있지만, 송풍수단의 작동으로 발생하는 다축 방향의 진동 중에서 일부만을 제거할 수 있을 뿐, 다축 방향의 진동을 효과적으로 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

또 다른 방식으로는 상용으로 제조되는 방진 재료를 이용한 팬 마운트를 이용하여 프레임에 송풍수단을 체결하는 방식이 제시되어 있으나, 이 방식도 축의 회전방향에 대한 진동에 대해서는 소기의 효과를 볼 수는 있지만, 축방향의 진동에 대해서는 효과적으로 제어하지 못하여 제품의 성능향상 만큼의 만족도를 얻기 어려웠다.

상기와 같은 송풍 수단을 포함하여 구동모터 등과 같이 작동에 따라 진동이 발생하는 진동 구조체들은 프레임에 체결된 상태에서 작동시 여러 방향으로 진동과 소음의 발생 및 전달을 억제하는 수단이 필요하였으나, 일부만을 제어할 수 있을뿐 마땅히 전체적으로 이를 수행할 수 있는 수단이 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 다축 방향의 진동을 제어하는 효과를 높일 수 있도록 하는 방진용 댐퍼 구조체를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체는 프레임에 지지되는 진동 구조체를 방진 가능한 상태로 결합시키기 위한 방진용 댐퍼 구조체에 있어서, 상기 진동 구조체에 형성된 체결공에 관통 결합되는 샤프트; 내부에 중공부가 구비되고, 상기 샤프트의 하방에 형성되며, 상기 프레임의 안착부에 안착되는 댐퍼부; 및 상기 구면부의 하방에 연장되게 형성되어 상기 프레임으로부터 축방향의 이동을 방지하는 이탈 방지부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 중공부는, 상기 샤프트의 중심축과 직교하는 중심축선을 갖는 축공으로 형성되도록 한다.

또한, 상기 댐퍼부의 하부에 외측면이 구면으로 형성되는 구면부가 구비되고, 상기 프레임의 안착부는 상기 구면부와 면접촉하도록 내측면이 구면으로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 구면부는 고무재나 합성수지재 중 어느 하나로 이루어지도록 한다.

상기 이탈방지부는, 상기 안착부의 하부에 형성된 관통공으로 삽입되도록 상기 구면부의 하단에 형성되는 넥과, 상기 프레임의 저면에 면접촉되도록 상기 넥의 하방에 방사상으로 확장 형성된 플랜지부로 이루어지진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 진동 구조체의 체결공에 관통 결합되는 샤프트(11)와, 상기 샤프트(11)의 하방에 형성되고, 축공형태의 중공부(17)와 구면형상의 구면부(18)가 포함되는 댐퍼부(15)로 이루어진다.

샤프트(11)는 진동 구조체(41, 42)의 일측에 형성된 체결공(43)에 관통 결합되는 부분으로 샤프트(11)의 길이는 샤프트(11)가 관통 결합되는 진동 구조체(41, 42)에 형성된 체결공(43)에 의해 좌우된다.

상기 샤프트(11)의 상단에는 원뿔형의 경사부(12)가 형성되고, 상기 경사부(12)의 하단에는 샤프트(11)의 직경보다 약간 큰 직경을 갖는 걸림턱(13)이 형성되도록 한다. 경사부(12)는 하부에서 상부로 갈수로 직경이 줄어드는 형상을 가지고 있고, 하단에 걸림턱(13)이 형성되어 있어서, 상방에서 진동 구조체(41, 42)의 체결공(43)을 샤프트(11)로 삽입시키면, 진동 구조체(41, 42)의 체결공(43)이 경사부(12)를 통과하여 샤프트(11)로 이동할 수 있지만, 반대로 샤프트(11)에서 이탈되는 방향으로는 진동 구조체(41, 42)에 형성된 체결공(43)의 단부가 걸림턱(13)에 의해서 진동 구조체(41, 42)와 샤프트(11)가 이탈되지 못하도록 하므로, 별도의 체결수단이 필요없이도 간단하게 진동 구조체(41, 42)를 샤프트(11)에 체결하도록 한다.

또한, 상기 경사부의 상단으로는 샤프트(11)의 직경보다 작은 직경을 갖는 보조 샤프트(14)가 구비되는 것이 바람직하다. 보조 샤프트(14)는 방진용 댐퍼 구 조체(10)의 상부에서 진동 구조체(41, 42)와 한 번 더 관통 결합되도록 함으로써, 진동 구조체(41, 42)의 안정성을 향상시키게 된다.

상기 샤프트(11)의 하방으로는 보강부(16), 중공부(17) 및 구면부(18)로 이루어지는 댐퍼부(15)가 형성된다.

댐퍼부(15)의 상부를 구성하는 보강부(16)는 상기 샤프트(11)의 하단에 이어서 상기 샤프트(11)의 직경보다 크게 형성되도록 한다. 보강부(16)의 직경이 샤프트(11)에 비해서 크게 형성되어 있고, 샤프트(11) 상단의 걸림턱(13)도 샤프트(11)의 직경보다 크게 형성되므로, 샤프트(11)의 외경과 같은 크기의 내경을 갖는 진동 구조체(41, 42)의 체결공(43)이 샤프트(11)에 관통 결합된 상태에서는 진동 구조체(41, 42)가 걸림턱(13)과 보강부(16)에 의해 구속되어 상하로 유격되지 않는다.

댐퍼부(15)의 중간에는 진동절연과 구조댐핑을 위한 중공부(17)가 형성되어 있다. 댐퍼부(15)의 양측단이 서로 통하도록 형성되는 중공부(17)는 상기 샤프트(11)의 중심축선과 수직하는 중심축선을 갖는 축공으로 형성되는 것이 바람직하다.

축공의 형태를 갖는 중공부(17)에 의해서, 길이방향에 대해서는 인장압축에 의해서 변형하고, 측방향에 대해서는 전단에 의해서 변형함으로써 전달되는 진동을 감쇠하게된다.

댐퍼부(15)의 하부를 이루는 구면부(18)는 외측면이 구면으로 형성된다. 구면부(18)는 진동을 저감하기 위해서 방진이 가능한 고무재나 합성수지재를 이용하여 이루어지도록 한다. 이때, 구면부(18) 전체를 고무재나 합성수지재로 할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 구면부(18)의 표면에 소정의 두께로 고무재나 합성 수지재가 층을 이루도록 할 수도 있다. 구면부(18)의 외측이 구면으로 형성되고 고무재나 합성수지재로 형성되어 있어서, 결합되는 상대와 면접촉되는 경우 방향성을 타지 않고 진동을 저감시킬 수 있게 된다.

상기 댐퍼부(15)의 하부로는 프레임(30)으로부터 방진용 댐퍼 구조체(10)가 상하방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 넥(20)와 플랜지부(21)로 이루어지는 이탈방지부(19)가 구비된다.

넥(20)은 상기 구면부(18)의 하방에 구면부(18)의 직경과 동일한 직경으로 형성되도록 한다.

플랜지부(21)는 넥(20)의 하방에 형성되는데, 플랜지부(21)는 프레임(30)의 저면에 면접촉되도록 상기 넥(20)의 하방에서 방사상으로 확장되어 형성된다.

이탈방지부(19)의 넥(20)을 중심으로 넥(20)의 외경보다 상부의 구면부(18)와 하부의 플랜지부(21)의 외경이 크게 형성되므로, 넥(20)의 직경에 대응하는 관통공(32)에 삽입된 상태에서는 방진용 댐퍼 구조체(10)가 샤프트(11)의 축방향으로 이동하지 못하게 된다.

한편, 상기에서 설명한 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체(10)를 프레임(30)에 결합하기 위해서는, 프레임(30)도 상기 방진용 댐퍼 구조체(10)에 대응하는 형상을 갖도록한다.

프레임(30)에는 상기 구면부(18)가 안착되는 안착부(31)와, 상기 방진용 댐퍼 구조체(10)가 상기 안착부(31)에 삽입될 수 있도록 하는 삽입구(33)가 더 형성되도록 한다.

프레임(30)의 일측에 형성되는 안착부(31)는 외측 하부가 구면으로 형성되는 구면부(18)와 면접촉할 수 있도록, 내측면이 구면으로 형성되도록 하고, 하단에는 상기 넥(20)이 위치하는 관통공(32)이 형성된다.

안착부(31)는 전체적으로 위로 오목한 형상으로 내측면이 구면으로 형성되어 있어서, 상기 방진용 댐퍼 구조체(10)가 안착된 상태에서는 방진용 댐퍼 구조체(10)의 구면부(18)와 안착부(31)는 서로 면접촉하게 된다. 안착부(31)의 하단을 내경이 상기 넥(20)의 외경에 대응하는 관통공(32)을 형성하여, 상기 관통공(32)에 방진용 댐퍼 구조체(10)의 넥(20)이 위치한 상태에서는 방진용 댐퍼 구조체(10)를 상하방향으로 구속하게 된다.

안착부(31)의 일측에는 프레임(30)의 일부가 개방되어, 방진용 댐퍼 구조체(10)가 출입할 수 있는 삽입구(33)를 마련하도록 한다. 삽입구(33)는 방진용 댐퍼 구조체(10)가 출입할 수 있는 정도의 폭으로 형성되어 상기 방진용 댐퍼 구조체(10)가 상기 안착부(31)에 수평으로 이동하여 안착부(31)에 안착되도록 한다.

상기와 같은 안착부(31)와 상기 안착부(31)의 일측에 마련된 삽입구(33)를 프레임(30)에 다수를 구비하여, 각각의 안착부(31)에 각각 방진용 댐퍼 구조체(10)를 삽입하여, 각 방진용 댐퍼 구조체(10)에 진동 구조체(41, 42)를 관통 결합시켜 프레임(30)의 여러 지점에서 진동 구조체(41, 42)를 지지하도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 방진용 댐퍼 구조체의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(30)에 블로워(41) 또는 축류팬 (42)과 같은 진동 구조체를 결합시키는 경우에는 우선 프레임(30)에 형성된 다수의 안착부(31)에 각각 방진용 댐퍼 구조체(10)를 수평방향으로 삽입시켜, 프레임(30)의 안착부(31)에 방진용 댐퍼 구조체(10)가 삽입되도록 한다.

안착부(31)의 일측에는 방진용 댐퍼 구조체(10)가 출입이 가능한 삽입구(33)가 형성되어 있어서, 삽입구(33)를 통하여 방진용 댐퍼 구조체(10)가 안착부(31)에 안착되도록 한다. 안착부(31)의 삽입구(33)에 의해서 개방된 상태이므로, 삽입구(33)를 통하여 방진용 댐퍼 구조체(10)를 수평방향으로 밀어넣으면 용이하게 방진용 댐퍼 구조체(10)를 안착부(31)에 위치시킬 수 있다.

각각의 안착부(31)에 방진용 댐퍼 구조체(10)가 삽입된 후에는 각 방진용 댐퍼 구조체(10)에 진동 구조체(41, 42)의 체결공(43)이 관통 결합되도록 한다. 프레임(30)에 방진용 댐퍼 구조체(10)가 결합된 상태에서, 방진용 댐퍼 구조체(10)의 샤프트(11)의 축방향으로 이동시켜 방진용 댐퍼 구조체(10)와 진동 구조체(41, 42)를 결합시킨다.

진동 구조체(41, 42)의 체결공(43)이 방진용 댐퍼 구조체(10)의 상부에서 하부로 이동하면, 우선 체결공(43)이 보조 샤프트(14)를 지나게 된다. 보조 샤프트(14)의 직경이 진동 구조체(41, 42)에 형성된 체결공(43)의 직경보다 작기 때문에 원활히 통과한다. 보조 샤프트(14)를 통과한 체결공(43)은 원뿔형의 경사부(12)에 이른다.

경사부(12)는 외측면이 원뿔형으로 형성되어 있어서, 체결공(43)은 경사부(12)를 원할히 통과한다. 다만, 경사부(12)의 하단이 체결공(43)의 직경보다 약간 크지만, 통상의 진동 구조체(41, 42) 및 샤프트(11)가 경질의 재질로 이루어져 있지 않으므로, 지속해서 진동 구조체(41, 42)를 누르면 체결공(43)은 경사부(12)를 통과하게 된다.

경사부(12)를 통과한 체결공(43)은 방진용 댐퍼 구조체(10)의 샤프트(11)에 위치한다. 방진용 댐퍼 구조체(10)의 샤프트(11)에 위치한 체결공(43)은 샤프트(11) 상방의 걸림턱(13)과 샤프트(11) 하방의 보강부(16)에 의해서 축방향의 이동이 구속된다.

이와 같은 과정을 통하여 프레임(30)에 방진용 댐퍼 구조체(10)를 결합하고, 상기 방진용 댐퍼 구조체(10)에 진동 구조체(41, 42)를 관통 결합시켜서, 프레임(30)에 진동 구조체(41, 42)를 체결시킨다.

상기와 같이, 블로워(41), 축류팬(42)과 같은 진동 구조체(41, 42)를 방진용 댐퍼 구조체(10)를 이용하여 프레임(30)에 체결한 상태에서 작동시키면, 진동 구조체(41, 42)에서 진동이 발생한다.

진동 구조체(41, 42)에서 발생한 진동은 진동 구조체(41, 42)의 내부에 위치한 회전체의 축방향에 의한 진동과 회전반경방향에 대한 진동이 발생하므로, 진동 구조체(41, 42)에서 발생한 진동은 여러 방향으로 전파된다.

진동 구조체(41, 42)에서 발생한 진동중에서, 회전축 방향으로 발생한 진동은 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체(10)를 통하여 프레임(30)으로 전달되려 한다. 그러나, 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체(10)의 댐퍼부(15)에 형성된 중공부(17)에 진동이 도달하면 진동은 더 이상 진행하지 못하고 진동 에너지를 감쇠시킨다. 진동이 축공 형태의 중공부(17)에 도달하면, 진동 에너지에 의해서 중공부(17)에 인장변형과 압축변형이 교번하여 발생하기 때문에 진동이 감쇠된다.

이와 함께, 진동 구조체(41, 42)에서는 회전체의 회전방향으로도 진동이 발생한다. 진동 구조체(41, 42)에서 회전체의 회전방향으로 발생한 진동도 방진용 댐퍼 구조체(10)를 통하여 프레임(30)으로 전달되려고 한다.

그러나, 회전방향의 진동도 방진용 댐퍼 구조체(10)의 중공부(17)에 도달하면, 진동 에너지에 의해서 중공부(17)에서는 전단변형이 교번하여 발생하여 진동 에너지가 진행하지 못하고 전단변형에 소요되므로 진동이 감쇠된다.

그리고, 진동 구조체(41, 42)에서 발생한 진동이 중공부(17)에서도 감쇠되지만, 중공부(17)에서 감쇠되지 않은 진동은 구면부(18)에서 추가로 감쇠된다. 구면부(18)는 외측이 구면으로 형성되어 있고, 재질이 방진에 용이한 고무재 또는 합성수지재로 이루어져 있어서, 진동의 방향과 무관하게 구면부(18)에서는 프레임(30)의 안착부(31)와 면접촉된 상태에서 구면부(18)를 이루고 있는 고무재 또는 합성수지재에 진동이 가해지면 분자의 운동성을 활성화하여 진동을 저감시키는 점성댐핑이 발휘된다.

상기와 같은 구성과 작용을 갖는 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

간단한 형상으로 이루어지는 본 발명의 방진용 댐퍼 구조체는 진동 구조체에서 발생한 여러 방향의 진동을 중공부에서 진동 구조체의 축방향과 진동 구조체에 서 회전하는 회전체의 회전방향에 대한 진동은 진행도중에 중공부에서 축방향 변형과 이와 수직한 방향의 변형에 소진되므로 진동을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 중공부에서 미처 감쇠되지 않은 진동도 진동에너지에 의해서 분자의 활성에너지가 증가되는 방진 재질로 이루어진 구면부에서 방향에 대응하여 제진되므로 진동 구조체에서 발생한 진동을 효과적을 제어할 수 있다.

Claims (5)

1. 프레임에 지지되는 진동 구조체를 방진 가능한 상태로 결합시키기 위한 방진용 댐퍼 구조체에 있어서,

   상기 진동 구조체에 형성된 체결공에 관통 결합되는 샤프트;

   내부에 중공부가 형성되고, 하부에 외측면이 고무재 또는 합성수지로 이루어진 구면부가 구비되며, 상기 샤프트의 하방에 형성되어 상기 프레임에 형성된 안착부에 안착되는 댐퍼부; 및

   상기 안착부의 하부에 형성된 관통공으로 삽입되도록 상기 구면부의 하단에 형성되는 넥과, 상기 프레임의 저면에 면접촉되도록 상기 넥의 하방에 방사상으로 확장 형성된 플랜지부가 구비되는 이탈방지부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 방진용 댐퍼 구조체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중공부는,

   상기 샤프트의 중심축과 직교하는 중심축선을 갖는 축공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방진용 댐퍼 구조체.
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