KR101142307B1

KR101142307B1 - 방진 댐퍼

Info

Publication number: KR101142307B1
Application number: KR1020110063453A
Authority: KR
Inventors: 김태순
Original assignee: (주)티앤에치코퍼레이션
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-05-15

Abstract

본 발명은 방진 댐퍼에 관한 것으로서, 양측단부에 구성되어 각각 바이브레이터가 있는 기어박스와 기계장치의 하우징에 고정볼트로서 결합 고정되는 베이스플레이트와, 양 베이스플레이트 사이에 설치된 방진고무와, 방진고무에 이격 설치되어 방진고무를 분할하는 서포트플레이트를 포함하는 방진 댐퍼에 있어서, 상기 방진고무는 그 외측면이 완만한 원호형상으로 외향 돌출된 만곡돌출부로 형성되고, 각 층의 방진고무는 그 폭이 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하여, 방진고무의 원주면에서 하중에 의한 힘을 받을 수 있는 면적이 넓어져 방진고무의 인장강도와 압축강도 및 내구성이 향상되어 고하중도 견고히 지지할 수 있고, 강도 및 내구성 향상에 의해 압축하중의 작용 시 서포트플레이트와 방진고무 간의 마찰이 최소화되어 마찰열의 발생을 최소화할 수 있으며, 진동 감쇄력은 극대화된다.

Description

방진 댐퍼{vibration-proof damper}

본 발명은 방진 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방진 댐퍼의 진동 흡수 시 부품 간의 간섭을 해소하는 한편 이에 구성된 부품의 손상 및 파손을 사전에 방지할 수 있도록 한 방진 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 건설기계, 산업기계 등에 있어서, 구동부를 가지는 기계장치들은 대부분은 진동을 수반하게 된다. 이러한 진동은 구동에 따른 조작성과 안정성을 떨어뜨리게 되고, 기계장치를 손상시키게 되므로 진동에 따른 규제가 심화되고 있다.

이러한 진동을 해결하기 위한 동적인 방법으로 진동 흡진기를 설치하는 경우가 있는데, 이 진동 흡진기는 기계 구조물 등을 일정 진동수로 진동하는 큰 진동체에 작은 질량-스프링-댐퍼계를 부착하여 진동을 줄이는 방법이다.

진동 흡진기의 원리는, 진동하는 진동체의 고유주파수에 맞추어 진동을 부여함으로써 진동체의 진동을 줄여주는 것이다. 진동 흡진기는 가진 진동수와 공진하는 감쇠가 작은 기계나 구조물에 효과적으로 사용되고 있으나, 상대적으로 큰 하중(압력)이 가하여진 상태에서 진동을 감쇄하여야 하는 중장비 즉, 굴삭기 등에 사용되는 방진장치는 스프링 또는 탄성고무재로 이루어지게 되는데, 이 경우 파손되거나 상대적으로 감쇄효과가 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 보완하기 위한 진동 흡진기 즉 방진장치(이하 "방진장치"라 한다)가 대한민국 등록특허공보 10-0885538호에 개시되어 있고, 이를 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 방진장치를 도시한 도면으로서, 종래의 방진장치(10)는 상호 소정간격 이격되는 제 1,2 플레이트(11)(12)와, 상기 제 1,2 플레이트(11)(12)에 양단부가 설치되어 제 1,2 플레이트(11)(12)의 사이에 위치되는 방진부(13)를 구비한다.

제 1,2 플레이트(11)(12)는 진동의 흡수를 위한 기계장치에 장착하기 위한 것으로, 고정을 위한 별도의 고정수단으로는 볼트(도 3a에서 "16")가 구성된다.

그리고, 방진부(13)는 제 1,2 플레이트(11)(12)의 적어도 일측을 통하여 전달되는 진동을 흡수하기 위한 것으로, 신축성을 가진 고무재질의 탄성체(14)와, 탄성체(14) 사이에 설치되어 탄성체(14)를 연결함과 아울러 탄성체(14)를 통하여 연속되는 진동을 단락시키는 복수의 차단부재(15)를 구비하고, 이러한 차단부재(15)는 금속 또는 합성수지재로 이루어질 수 있다.

도 2는 종래의 방진장치가 설치된 기계장치의 일례로서 진동니퍼를 도시한 도면으로서, 진동니퍼(1)는 붐 또는 중장비의 아암과 결합되는 "ㄷ"자 형상의 하우징(2)과, 하우징(2)에 삽입되어 결합되며 바이브레이터(4)가 설치된 기어박스(3)와, 기어박스(3)와 하우징(2) 사이에 설치되어 진동을 흡수하는 다수의 방진장치(10)를 구비한다.

이러한 방진장치(10)는 양측단부의 플레이트(11)(12)가 각각 하우징(2)의 내측면과 기어박스(3)의 외측면에 볼트(16)로서 결합 고정된다. 따라서, 진동니퍼(1)의 작동에 의해 발생된 진동이 하우징(2)을 통해 기어박스(3)로 전달되는 것을 감쇄시키고, 기어박스(3)의 작동에 의해 발생된 진동이 하우징(2)으로 전달되는 것을 감쇄시키게 된다.

그런데, 이러한 종래의 방진장치(10)는 양측단부의 플레이트(11)(12)로 압축하중이 전달되면, 방진부(13)의 각 차단부재(15) 사이에 형성된 탄성체(14)가 압축되면서 진동을 감쇄시키고, 압축되는 각 탄성체(14)에는 도 6의 (a)에 화살표로 도시된 바와 같이 내부에서 외측으로 하중에 의한 힘이 작용하게 되는데, 이때 탄성체(14)의 원주면이 수직면으로 형성되어 있고 그 폭이 좁기 때문에, 탄성체가 견딜 수 있는 힘의 크기가 작을 뿐만 아니라 진동 흡수력도 떨어지는 문제가 있었다.

더욱이, 작은 압축하중의 작용 시에도 탄성체(14)가 과도하게 눌려지면서 차단부재(15)와 고무재의 탄성체(14) 간의 마찰면 증가로 인해 많은 마찰열이 발생되고, 이러한 마찰열에 의해 탄성체(14)의 경화가 촉진되므로 결국에는 도 3b에서와 같이 탄성체(14)의 손상 및 파손되어 수명이 단축될 뿐 아니라 탄성체(14)가 차단부재(15) 또는 플레이트(11)(12)로부터 분리되어 떨어지는 치명적인 문제가 있었다.

그리고, 양 플레이트(11)(12)를 각각 하우징(2)과 기어박스(3)에 결합 고정시키는 볼트(16)의 머리부가 차단부재(15) 측으로 돌출되어 있는데, 이는 방진장치(10)의 압축 시 차단부재(15)가 볼트(16)의 머리부와 지속적으로 접촉되어 마찰열이 발생되고, 마찰열에 의해 주위의 탄성체(14)가 경화되므로 수명이 단축될 뿐 아니라 결국에는 볼트(16)의 머리부와 지속적으로 충돌된 차단부재(15)의 일측이 도 3a에서와 같이 파손되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 방진 댐퍼의 각 방진층에 형성된 방진고무의 외측면을 외측으로 완만하게 돌출된 만곡돌출부로 형성하고, 각 방진층의 간격을 달리 형성함으로써 하중에 의한 힘을 받을 수 있는 면적이 넓어져 방진고무의 인장강도 및 압축강도가 향상되어 고하중을 견고히 지지할 수 있고, 내구성이 향상되며, 압축하중의 작용 시 서포트플레이트와 방진고무 간의 마찰이 최소화되어 마찰열의 발생을 최소화할 수 있는 한편 진동 감쇄력을 극대화할 수 있도록 한 방진 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 방진 댐퍼의 베이스플레이트에 단차부를 형성하고, 이 단차부를 통해 고정볼트를 결합함으로써 방진 댐퍼의 압축 시 서포트플레이트와 고정볼트 간의 간섭을 사전에 방지하여 방진고무의 경화를 방지하고, 서포트플레이트의 파손을 사전에 방지토록 한 방진 댐퍼를 제공함에 있다.

상술한 목적은, 양측단부에 구성되어 각각 바이브레이터가 있는 기어박스와 기계장치의 하우징에 고정볼트로서 결합 고정되는 베이스플레이트와, 양 베이스플레이트 사이에 설치된 방진고무와, 방진고무에 이격 설치되어 방진고무를 분할하는 서포트플레이트를 포함하는 방진 댐퍼에 있어서, 상기 방진고무는 그 외측면이 완만한 원호형상으로 외향 돌출된 만곡돌출부로 형성되고, 각 층의 방진고무는 그 폭이 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 방진 댐퍼에 의해 달성된다.

그리고, 상기 방진고무는 방진 댐퍼의 중앙부에서 양측단부로 갈수록 더 큰 폭을 갖도록 형성되고, 양 베이스플레이트에는 고정볼트의 머리부를 수용할 수 있도록 단차진 단차부가 형성됨이 바람직하다.

본 발명의 방진 댐퍼에 따르면, 각 방진층에 형성된 방진고무의 외측면이 원호형상으로 외향 돌출된 만곡돌출부로 형성되고, 각 방진층의 간격을 종래보다 더 넓게 형성함으로써 방진고무의 원주면에서 하중에 의한 힘을 받을 수 있는 면적이 넓어져 방진고무의 인장강도와 압축강도 및 내구성이 향상되어 고하중도 견고히 지지할 수 있고, 강도 및 내구성 향상에 의해 압축하중의 작용 시 서포트플레이트와 방진고무 간의 마찰이 최소화되어 마찰열의 발생을 최소화할 수 있으며, 진동 감쇄력은 극대화되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 방진 댐퍼에 형성된 다수의 방진층 중 양측단부에 형성된 방진층의 간격을 더 넓게 형성하여 하우징 또는 기어박스로부터 전달되는 진동을 초기 및 말기에 보다 많이 감쇄시킬 수 있도록 함으로써 진동을 효율적으로 감쇄시킬 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따르면, 방진 댐퍼의 베이스플레이트에 단차부를 형성하고, 이 단차부를 통해 고정볼트를 하우징 또는 기어박스에 결합 고정하여 고정볼트의 머리부가 단차부에 수용되도록 함으로써 방진 댐퍼의 압축 시 고정볼트와 서포트플레이트 간의 간섭이 방지되어 서포트플레이트의 파손 및 마찰열의 발생을 방지할 수 있고, 이로 인해 방진고무의 경화를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 방진장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 방진장치가 설치된 기계장치의 일례로서 진동니퍼를 도시한 도면이다.
도 3은 종래 방진장치의 단점을 보인 도면으로서, 도 3a는 압축하중 발생 시 플레이트와 고정볼트 간의 간섭으로 인해 마모된 플레이트를 보인 도면이고, 도 3b는 플레이트와 고정볼트 간의 간섭에 의해 발생된 마찰열로 인해 경화된 고무를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 방진 댐퍼를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방진 댐퍼의 정면 구성도이다.
도 6의 (a)와 (b)는 종래의 방진장치와 본 발명의 방진 댐퍼에 작용하는 하중에 의한 힘의 분포를 보인 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분 즉 기계장치인 진동니퍼 및 이의 하우징과, 기어박스 등에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략키로 한다.

첨부도면 도 4는 본 발명에 따른 방진 댐퍼를 도시한 것으로서, 본 발명의 방진 댐퍼(100)는 양측단부에 구성되는 복수의 베이스플레이트(110)(120)와, 양 베이스플레이트(110)(120) 사이에 구성되는 다수의 방진층(130)(140)(150)을 포함한다.

먼저, 베이스플레이트(110)(120)는 사각의 평판으로서, 각 코너부에는 베이스플레이트(110)(120)를 각각 기계장치인 진동니퍼(1)의 하우징(2)이나 바이브레이터(4)가 구성되어 있는 기어박스(3)에 결합 고정시키기 위한 고정볼트(160)가 결합된다.

한편, 고정볼트(160)가 결합되는 베이스플레이트(110)(120)의 각 코너부에는 고정볼트(160)의 머리부를 수용할 수 있도록 단차진 단차부가 형성될 수 있고, 단차부에 의해 머리부가 수용된 고정볼트(160)는 방진 댐퍼(100)의 작동 시 인접한 서포트플레이트(133)(143)와의 간섭을 사전에 방지할 수 있게 된다.

그리고, 양 베이스플레이트(110)(120) 사이에는 다수의 방진고무(131)(141)(151)와 서포트플레이트(133)(143)로 구성되는 다수의 방진층(130)(140)(150)이 형성된다.

본 실시예에서는 3개의 방진층(130)(140)(150)을 일례로 예시하여 설명하나, 방진 댐퍼(100)의 진동 흡수력에 따라 방진층(130)(140)(150)의 개수는 얼마든지 변경할 수 있다.

한편, 방진고무(131)(141)(151)는 원기둥 형태의 고무재로서 양 베이스플레이트(110)(120) 사이에 설치되고, 다수의 서포트플레이트(133)(143)는 베이스플레이트(110)(120)보다 작은 직경의 원판으로서 각 방진고무(131)(141)(151) 사이에 삽입되어 이격 설치된다. 따라서, 이와 같이 설치된 각 층의 방진고무(131)(141)(151)가 각각의 방진층(130)(140)(150)을 구성하게 된다.

그리고, 이와 같이 형성된 방진고무(131)(141)(151)의 원주면은 외측으로 완만하게 돌출된 원호형상의 만곡돌출부(132)(142)(152)로 형성된다. 따라서, 이와 같이 형성된 만곡돌출부(132)(142)(152)에 의해서 하중에 의한 힘(도 6b에서 화살표로 도시됨)이 작용하는 면적이 종래보다 더 넓어지고, 넓어진 면적에 의해 방진고무(131)(141)(151)의 인장강도 및 압축강도, 내구성이 향상됨으로써 이에 작용하는 하중이 고루 분포되어 고하중도 견고히 지지할 수 있고, 고하중에 의해 전달되는 큰 진동 역시도 원활하게 흡수하여 감쇄시킬 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 형성된 각 방진층(130)(140)(150)의 방진고무(131)(141)(151)는 서포트플레이트(133)(143)에 의해서 각각 분리된 형태로 설치될 수도 있으나, 보다 바람직하게는 각 방진고무(131)(141)(151)가 도 4에 도시된 바와 같이, 서포트플레이트(133)(143)의 통공(h)를 통해 연결되게 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 방진 댐퍼의 정면 구성도로서, 방진 댐퍼(100)에 구성된 각 방진층(130)(140)(150)의 폭(L1)(L2)(L3)은 각기 다르게 형성된다.

이러한 방진층(130)(140)(150)의 폭(L1)(L2)(L3)은 각 방진고무(131)(141)(151)의 폭에 의해서 결정되는 바, 방진고무(131)(141)(151)는 양 베이스플레이트(110)(120) 사이의 중앙부에서 양측단부로 갈수록 더 큰 폭을 갖도록 형성된다.

즉, 제 2 방진층(140)의 방진고무(141)보다 베이스플레이트(110)(120) 측에 인접한 제 1,3 방진층(130)(150)의 방진고무(131)(151)가 더 큰 폭(L1＝L3 ＞ L2)을 갖도록 형성되고, 이와 같이 더 넓은 폭으로 형성된 제 1,3 방진층(130)(150)의 방진고무(131)(151)는 제 2 방진층(140)의 방진고무(141)보다 하중에 의한 힘이 작용할 수 있는 면적 즉 충격력 및 진동력을 흡수할 수 있는 면적이 더 넓어져 인장강도와 압축강도 및 내구성이 더 우수하게 된다.

따라서, 기어박스(3)의 작동 시 기어박스(3)에서 하우징(2)으로 전달되는 대부분의 진동은 제 3 방진층(150)의 제 3 방진고무(151)와 제 2 서포트플레이트(143)에서 1차 흡수되어 감쇄되고, 나머지 잔여 진동은 제 2 서포트플레이트(143)의 통공(h)을 통해 제 3 방진층(150)과 연결된 제 2 방진층(140)으로 전달되고, 이는 다시 제 1 서포트플레이트(133)의 통공(h)을 통해 제 2 방진층(140)과 연결된 제 1 방진층(130)으로 전달되어, 제 2 방진층(140)의 제 2 방진고무(141)와, 제 1 서포트플레이트(133) 및 제 1 방진층(130)의 제 1 방진고무(131)에서 순차적으로 흡수되어 감쇄된다. 그리고, 진동 니퍼(1)의 작동 시 이의 작동력에 의해 하우징(2)에서 기어박스(3)로 전달되는 대부분의 진동은 제 1 방진층(130)의 제 1 방진고무(131)와 제 1 서포트플레이트(133)에서 1차 흡수되어 감쇄되고, 잔여 진동은 제 1 서포트플레이트(133)의 통공(h)을 통해 제 1 방진층(130)과 연결된 제 2 방진층(140)으로 전달되고, 이는 다시 제 2 서포트플레이트(143)의 통공(h)을 통해 제 2 방진층(140)과 연결된 제 3 방진층(150)으로 전달되어, 제 2 방진층(140)의 제 2 방진고무(141)와, 제 2 서포트플레이트(143) 및 제 3 방진층(150)의 제 3 방진고무(151)에서 순차적으로 흡수되어 감쇄됨으로써 진동 감쇄력이 향상되어 우수한 진동 감쇄력을 갖게 된다.

그리고, 고정볼트(160)의 머리부를 수용하는 단차부는 양 베이스플레이트(110)(120)의 마주하는 면의 각 코너부에 모두 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 주된 진동원인 기어박스(3)에 부착되는 제 2 베이스플레이트(120)의 각 코너부에만 단차부(121)가 형성된 것을 그 일례로 예시하여 설명한다.

이와 같이 형성된 단차부(121)에 의해서 제 2 베이스플레이트(120)를 기어박스(3)에 고정시키는 고정볼트(160)의 머리부가 삽입되어 수용됨으로써 압축하중에 의해서 방진 댐퍼(100)가 압축되어도 제 2 서포트플레이트(120)와 고정볼트(160) 간의 간섭이 해소되어 제 2 서포트플레이트(120)의 손상 및 파손을 방지할 수 있고, 제 2 서포트플레이트(120)와 고정볼트(160) 간의 간섭으로 인한 마찰열의 발생을 방지할 수 있으며, 방진고무(131)(141)(151)의 경화를 방지할 수 있게 된다.

도 6은 (a)와 (b)는 종래의 방진장치와 본 발명의 방진 댐퍼에 작용하는 하중에 의한 힘의 분포를 보인 도면이다.

종래의 방진장치(10)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 차단부재(15) 사이에 형성된 탄성체(14)의 원주면이 수직한 면으로 형성되어 있고, 이 수직면에 하중에 의한 힘(화살표로 도시)이 작용하게 된다.

본 발명의 방진 댐퍼(100)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 각 서포트플레이트(133)(143) 사이에 형성된 방진고무(131)(141)(151)의 원주면이 외측으로 완만하게 돌출된 원호형상의 만곡돌출부(132)(142)(152)로 형성되고, 이 만곡돌출부(132)(142)(152)에 의해서 하중에 의한 힘(화살표로 도시)이 작용하는 면적이 종래보다 더 넓어져 하중이 분산됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 방진 댐퍼(100)에 형성된 방진층(130)(140)(150)이 종래의 방진장치(10)에 형성된 방진부(13)보다 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 면적이 더 넓어짐으로써 인장강도 및 압축강도, 내구성이 더 향상되어 고하중도 견고히 지지할 수 있고, 강도 및 내구성 향상에 의해 압축하중의 작용 시 서포트플레이트(133)(143)와 방진고무(131)(141)(151) 간의 마찰이 최소화되어 마찰열의 발생을 최소화할 수 있으며, 진동 감쇄력은 극대화된다.

100 : 방진 댐퍼 110,120 : 베이스플레이트
121 : 단차부 130,140,150 : 방진층
131,141,151 : 방진고무 132,142,152 : 만곡돌출부
133,143 : 서포트플레이트 160 : 고정볼트
L1,L2,L3 : 방진층의 폭 h : 통공

Claims

양측단부에 구성되어 각각 바이브레이터가 있는 기어박스와 기계장치의 하우징에 고정볼트로서 결합 고정되는 베이스플레이트와, 양 베이스플레이트 사이에 설치된 방진고무와, 방진고무에 이격 설치되어 방진고무를 분할하는 서포트플레이트를 포함하는 방진 댐퍼에 있어서,
상기 방진고무는 그 외측면이 완만한 원호형상으로 외향 돌출된 만곡돌출부로 형성되고, 각 층의 방진고무는 방진 댐퍼의 중앙부에서 양측단부로 갈수록 더 큰 폭을 갖도록 형성되며,
상기 서포트플레이트에는 각 층의 방진고무를 연결시키는 통공이 형성되고,
상기 양 베이스플레이트에는 고정볼트의 머리부를 수용할 수 있도록 단차진 단차부가 형성되는 방진 댐퍼.
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