KR101043292B1 - 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치에 관한 것으로서, 지지대상물과 지면 사이에 설치되는 하우징과, 하우징에 지지대상물의 하중을 탄성 지지하도록 서로 직렬로 설치되는 제 1 및 제 2 탄성부재와, 제 1 및 제 2 탄성부재 중 어느 하나에 대한 탄성 변형의 허용 여부를 선택할 수 있도록 설치되는 가변부재를 포함한다. 따라서, 본 발명은 지지대상물을 탄성 지지하는 장치의 탄성을 용이하게 변경할 수 있으며, 이러한 탄성의 변경에 의해 지지대상물의 고유진동수를 변화시킴으로써 지대상물의 외부 또는 자체로부터 발생되는 기진주파수와의 공진을 회피하여 과도한 진동 발생을 방지하도록 하는 효과를 가진다.
탄성부재, 가변부재, 하우징, 수용부, 스프링 상수, 탄성 지지

Description

스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치{RESILIENT MOUNT APPARATUS WITH VARIABLE SPRING CONSTANT}
본 발명은 지지대상물을 탄성 지지하는 장치의 탄성을 용이하게 변경할 수 있으며, 이러한 탄성의 변경에 의해 지지대상물의 고유진동수를 변화시키도록 하는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 압축기, 엔진 등과 같은 장비는 외부로부터 가해지거나 자신으로부터 발생되는 진동이나 충격을 흡수하기 위하여 탄성 마운트 장치를 사용하여 설치된다.
종래의 탄성 마운트 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 장비의 탄성 마운트 장치를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 장비의 탄성 마운트 장치(10)는 지지대상물(1)이 설치되는 지면(2)에 수직되게 설치되는 홀더(11)와, 홀더(11)에 상단이 돌출되도록 설치되는 코일스프링(12)을 포함한다.
이와 같은 종래의 장비의 탄성 마운트 장치(10)는 홀더(11)로부터 돌출되는 코일스프링(12)의 상단이 지지대상물(1)을 탄성 지지함으로써 지지대상물(1)에 가해지는 외부 진동이나 충격을 흡수하거나, 지지대상물(1)로부터 발생되는 진동이나 충격을 흡수하게 된다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 장비의 탄성 마운트 장치는 지지대상물의 질량과 코일스프링의 스프링 상수로 나타내는 지지대상물의 고유진동수가 외부의 기진주파수, 예를 들면 이러한 지지대상물이 선박에 설치된 경우 엔진 및 프로펠러에 의해 발생되는 기진주파수 또는 지지대상물 자체로부터 발생하는 기진주파수에 가깝게 되는 경우 공진이 발생되어 높은 진동을 유발시키는 문제점을 가지고 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 진동을 유발시키는 엔진이나 프로펠러의 변경이 불가피하나, 이러한 변경은 실제로 불가능하므로 탄성지지계의 고유진동수를 변화시켜야 하는데, 지지대상물의 질량을 변경시키지 않는 한 코일스프링의 스프링 상수를 변경시켜야 하기 때문에 탄성 마운트 장치의 코일스프링을 다른 스프링 상수를 가지는 제품으로 교체하여야 하며, 이를 위해 지지대상물을 들어 올리고, 탄성 마운트 장치를 분리하게 됨으로써 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지지대상물을 지지하는 장치의 탄성을 용이하게 변경할 수 있도록 함으로써 지지대상물의 고 유진동수를 변화시켜서 지지대상물의 외부 또는 자체로부터 발생되는 기진주파수와의 공진을 회피하여 과도한 진동 발생을 방지한다.
본 발명에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치는, 지지대상물을 탄성 지지하는 탄성 마운트 장치로서, 지지대상물과 지면 사이에 설치되는 하우징과, 하우징에 지지대상물의 하중을 탄성 지지하도록 서로 직렬로 설치되는 제 1 및 제 2 탄성부재와, 제 1 및 제 2 탄성부재 중 어느 하나에 대한 탄성 변형의 허용 여부를 선택할 수 있도록 설치되는 가변부재를 포함한다.
본 발명은 지지대상물을 탄성 지지하는 장치의 탄성을 용이하게 변경할 수 있으며, 이러한 탄성의 변경에 의해 지지대상물의 고유진동수를 변화시킴으로써 지대상물의 외부 또는 자체로부터 발생되는 기진주파수와의 공진을 회피하여 과도한 진동 발생을 방지하도록 하는 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치(100)는 예를 들면 공기 압축기나 엔진 등과 같은 지지대상물(1)을 탄성 지지하는 장치로서, 하우징(110)과, 하우징(110)에 설치되는 제 1 및 제 2 탄성부재(120,130)와, 제 1 및 제 2 탄성부재(120,130) 중 어느 하나에 대한 탄성 변형의 허용 여부를 선택하는 가변부재(140)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치(100)는 지지대상물(1)을 안정적으로 탄성 지지하기 위하여 지지대상물(1)과 지면(2) 사이에 다수로 설치될 수 있다.
하우징(110)은 지지대상물(1)과 지면(2) 사이에 설치되고, 본 실시예에서는 일례로 지면(2)에 설치됨을 나타내는데, 이에 한하지 않고, 지지대상물(1)의 저면에 설치될 수도 있다.
제 1 및 제 2 탄성부재(120,130)는 하우징(110)에 지지대상물(1)의 하중을 탄성 지지하도록 서로 직렬로 설치되고, 다양한 스프링의 직렬 조합으로 이루어질 수 있으며, 일례로 본 실시예에서처럼 코일스프링과 판스프링으로 각각 이루어질 수 있다.
하우징(110)은 제 1 및 제 2 탄성부재(120,130)와 가변부재(140)가 각각 수용되기 위하여 본체(111)에 제 1 내지 제 3 수용부(112,113,114)가 각각 마련된다.
본체(111)는 제 1 내지 제 3 수용부(112,113,114)가 상측으로부터 하측으로 위치하도록 형성될 수 있고, 지면(2)에 볼트나 스크루 등과 같은 고정부재(111b)로 고정되기 위한 고정부(111a)가 마련될 수 있으며, 고정부(111a)에 고정부재(111b)가 관통하기 위한 관통홀(111c)이 형성될 수 있다.
제 1 수용부(112)는 본체(111)의 상부에 마련될 수 있고, 제 1 탄성부재(120)가 일부를 상측으로 돌출시키도록 수직되게 수용될 수 있으며, 제 1 탄성부재(120)의 일부가 상측으로 돌출됨으로써 지지대상물(1)을 탄성 지지하기 위하여 상측에 개구(112a)가 형성될 수 있다.
제 2 수용부(113)는 본체(111)에서 제 1 수용부(112)의 하측에 마련될 수 있고, 제 2 탄성부재(130)가 제 1 탄성부재(120)를 탄성 지지하도록 수평되게 수용되며, 일례로 제 2 탄성부재(130)가 제 1 탄성부재(120)의 하단에 가로 놓여져서 제 1 탄성부재(120)를 탄성 지지하도록 한다.
제 2 수용부(113)는 제 2 탄성부재(130)의 양단을 수직 이동이 제한되도록 고정시키며, 이를 위해 일례로 양측에 제 2 탄성부재(130)의 양단이 수평 이동이 가능하도록 끼워진 상태에서 제 2 탄성부재(130)의 중심부위가 상하로 유동이 가능하도록 위치한다.
제 3 수용부(114)는 본체(111)에서 제 2 수용부(113)의 하측에 마련되며, 가변부재(140)가 제 2 탄성부재(130)를 지지하도록 수용될 수 있다.
제 3 수용부(114)는 제 2 탄성부재(130)를 지지하는 가변부재(140)를 외측으로 분리시킬 수 있도록 가변부재(140)가 출입하기 위한 출입구(114a)가 일측 또는 양측에 형성될 수 있다.
가변부재(140)는 제 1 및 제 2 탄성부재(120,130) 중 어느 하나에 대한 탄성 변형의 허용 여부를 선택할 수 있도록 설치되는데, 본 실시예에서는 제 2 탄성부재(130)의 하측에 밀착됨으로써 제 2 탄성부재(130)를 지지하여 탄성 변형을 억제함과 아울러 제 2 탄성부재(130)의 하측으로부터 이탈됨으로써 제 2 탄성부재(130)의 탄성 변형을 허용하며, 외부의 힘에 의해 모양이나 부피가 변하지 아니하는 강성재로 이루어짐으로써 제 2 탄성부재(130)를 강성 지지할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치의 작동을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가변부재(140)가 제 3 수용부(114)에 수용되어 제 2 탄성부재(130)를 지지함으로써 제 2 탄성부재(130)의 탄성 변형을 억제하게 되며, 이로 인해 제 1 탄성부재(120)가 단독으로 지지대상물(1)을 탄성 지지하게 되며, 이 경우 본 발명에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치(100)의 전체 스프링 상수는 제 2 탄성부재(130)의 스프링 상수가 무한에 가까우므로 제 1 탄성부재(120)의 스프링 상수와 일치하게 된다.
한편, 도 3에서 지지대상물(1)의 고유진동수가 외부 기진주파수 또는 지지대상물(1) 자체로부터 발생하는 기진주파수에 근접하는 경우 공진의 발생으로 인해 과도한 진동을 발생할 수 있는데, 이를 회피하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 가변부재(140)를 제 3 수용부(114)로부터 이탈시킴으로써 제 2 탄성부재(130)가 제 1 탄성부재(120)와 직렬을 이루어서 제 1 탄성부재(120)와 함께 지지대상물(1)을 탄성 지지하도록 한다.
따라서, 아래의 수학식 1에서처럼 본 발명에 따른 스프링 상수의 변경이 가 능한 탄성 마운트 장치(100)의 스프링 상수(K)는 제 1 탄성부재(120)와 제 2 탄성부재(130)가 직렬로 배열될 경우의 스프링 상수값을 가지도록 변화되며, 이로 인해 지지대상물(1)의 지지 탄성을 변경시킴으로써 지지대상물(1)의 고유진동수를 변화시켜서 공진을 회피하도록 하여 과도한 진동 발생을 방지한다.
Figure 112009053734982-pat00001
여기서, k1은 제 1 탄성부재(120)의 스프링 상수이고, k2는 제 2 탄성부재(130)의 스프링 상수이다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 지지대상물을 탄성 지지하는 장치의 탄성을 용이하게 변경할 수 있으며, 이러한 탄성의 변경에 의해 지지대상물의 고유진동수를 변화시킴으로써 지대상물의 외부 또는 자체로부터 발생되는 기진주파수와의 공진을 회피하여 과도한 진동 발생을 방지하도록 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 장비의 탄성 마운트 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치의 다른 사용모습을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 하우징 111 : 본체
111a : 고정부 111b : 고정부재
111c : 관통홀 112 : 제 1 수용부
112a : 개구 113 : 제 2 수용부
114 : 제 3 수용부 114a : 출입구
120 : 제 1 탄성부재 130 : 제 2 탄성부재
140 : 가변부재

Claims (7)

  1. 지지대상물을 탄성 지지하는 탄성 마운트 장치로서,
    상기 지지대상물과 지면 사이에 설치되는 하우징과,
    상기 하우징에 상기 지지대상물의 하중을 탄성 지지하도록 서로 직렬로 설치되는 제 1 및 제 2 탄성부재와,
    상기 제 1 및 제 2 탄성부재 중 어느 하나에 대한 탄성 변형의 허용 여부를 선택할 수 있도록 설치되는 가변부재
    를 포함하는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 탄성부재는,
    코일스프링과 판스프링으로 각각 이루어지는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    본체와,
    상기 본체에 마련되며, 상기 제 1 탄성부재가 일부를 상측으로 돌출시키도록 수직되게 수용되는 제 1 수용부와,
    상기 본체에서 상기 제 1 수용부의 하측에 마련되며, 상기 제 2 탄성부재가 상기 제 1 탄성부재를 탄성 지지하도록 수평되게 수용되는 제 2 수용부와,
    상기 본체에서 상기 제 2 수용부의 하측에 마련되며, 상기 가변부재가 상기 제 2 탄성부재를 지지하도록 수용되는 제 3 수용부
    를 포함하는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 지면에 고정부재로 고정되기 위한 고정부가 마련되는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 수용부는,
    상기 제 2 탄성부재의 양단을 수직 이동이 제한되도록 고정시키는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 수용부는,
    상기 가변부재가 출입하기 위한 출입구가 형성되는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 가변부재는,
    상기 제 2 탄성부재를 강성 지지하기 위한 강성재로 이루어지는 스프링 상수의 변경이 가능한 탄성 마운트 장치.
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