KR101258147B1 - 에어 진동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어를 이용하여 진동이 이루어지도록 하는 에어 진동기에 관한 것으로, 타설된 콘크리트를 다지거나 진동을 주되 휴대가 간단히 이루어지도록 하는 것이다.
본 발명의 진동기는 원통형의 바디케이스 내부에 원통형의 샤프트를 끼우되 바디케이스의 내부와 샤프트의 외부가 일정 간격을 유지하도록 하고, 상기 샤프트의 중앙으로 길이방향을 따라 에어가 공급되게 하며, 상기 샤프트에는 블레이드 끼움홈을 형성하여 블레이드가 끼워지게 하되 샤프트의 중앙으로 공급된 에어가 상기 블레이드 끼움홈의 저면으로 분출되게 하고, 상기 블레이드의 측면으로 블레이드 끼움홈보다 깊이가 낮은 에어 배출홈을 형성하며, 상기 샤프트의 중간에는 측면에서 중심쪽으로 일부를 절단하여 배출공간을 형성하되 상기 배출공간에서 샤프트의 내측으로 에어배출구를 형성하고, 상기 샤프트의 일측에는 에에 공급구멍과 에어배출구멍이 형성된 상부캡을 설치하며, 상기 상부캡과 샤프트의 하부가 바디 케이스에 결합되게 하는 상부커버와 하부커버를 구비함으로써 이루어진다.

Description

에어 진동기{Air vibrator}

본 발명은 에어를 이용하여 진동이 이루어지도록 하는 에어 진동기에 관한 것으로, 타설된 콘크리트를 다지거나 진동을 주되 휴대가 간단히 이루어지도록 하는 것이다.

거푸집을 설치한 후 타설된 콘크리트는 내부에 기포나 공간 또는 물 채움 현상이 없도록 하여야 치밀하고 균질의 콘크리트가 되는 것으로, 이를 위해서는 손다짐, 진공다짐, 거푸집 두드림, 가압법, 원심력법, 진동 처리법 등이 사용되고 있으나, 가장 많이 사용되고 있는 방식이 손다짐과 진공다짐 방식이다.

진동다짐은 진동기를 이용한 기계적 다짐 방식으로써, 진동기로 타설된 콘크리트에 빠른 진동충격을 주게 되면 콘크리트는 액체처럼 되고, 시멘트 및 골재와 중력이 유효하게 작용하여 유동과 낙착이 이루어지게 되므로, 콘크리트의 밀도가 증가하고 치밀하게 다져지고 안정되는 것이다.

이러한 진동다짐 방식에서는 막대형 진동기(rod type vibrator)를 많이 사용하고 있으나, 진동모터를 사용하는 관계로 속도 조절과 안전사고의 위험이 상존하게 되므로, 본 출원인은 진동모터를 사용하지 않고 에어를 사용하여 전기 감전을 방지하는 한편 속도 조절이 용이하게 이루어지는 에어 진동기를 특허10-0976578호로 특허 받은 바 있다.

본 출원인에 의해 등록되고 도 1 및 도 2에 도시된 선특허는 원통형의 바디 케이스(40) 내부 중앙에 원통형의 샤프트(10)를 끼우되 샤프트(10)와 바디 케이스(40)는 일정 간격을 유지하고, 상기 샤프트(10)의 내부에는 에어를 공급하여 샤프트(10)에 길이 방향으로 일정 간격을 두고 형성된 에어분출구(12)에서 분출되게 하며, 상기 에어 분출구(12)는 샤프트(10)의 길이방향으로 서로 연결하여 블레이드(20)가 끼워지는 블레이드 끼움홈(11)을 형성하되 상기 블레이드(20)는 에어 압력에 의해 외측으로 돌출되게 하고, 상기 샤프트(10)의 외측으로 일정 간격을 두고 원통형의 커플링(30)을 끼워주며, 상기 바디 케이스(40)의 상하부에는 중앙에 샤프트(10)가 끼워져 고정되는 상커버(50)와 하커버(60)를 끼워서 막아주되 상기 상커버(50)에는 속도조절구멍(51)을 형성하고, 상기 상커버(50)와 하커버(60)는 엔드캡(70)(80)으로 바디 케이스(40)에 나사 결합되게 구성되어 있다.

이러한 선특허는 에어를 사용하고 속도조절이 용이한 이점은 있으나, 블레이드(20)가 에어에 의해 이동하는 순간 에어배출이 이루어지게 되므로 강력한 힘을 발휘하기가 쉽지 않고, 또한 내부에 커플링(30)을 결합하여 사용하는 관계로 무게가 많이 나갈 수밖에 없어 이동형으로 사용하기 보다는 고정형으로 사용하는 것이 적합하므로, 손쉽게 이동하며 간단히 사용하는 한편 강력한 진동력을 제공하는 진동기를 필요로 하는 것이었다.

본 발명은 에어사용 진동기에 있어서, 진동 초기에 에어가 배출되지 않도록 하여 강력한 진동을 줄 수 있도록 하는 한편 무게를 줄여 이동형으로 간편하게 사용할 수 있도록 하는 것으로, 에어를 진동기의 내부로 주입하여 진동력을 얻어낸 후 효율적으로 배출될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 진동기는 원통형의 바디케이스 내부에 원통형의 샤프트를 끼우되 바디케이스의 내부와 샤프트의 외부가 일정 간격을 유지하도록 하고, 상기 샤프트의 중앙으로 길이방향을 따라 에어가 공급되게 하며, 상기 샤프트에는 블레이드 끼움홈을 형성하여 블레이드가 끼워지게 하되 샤프트의 중앙으로 공급된 에어가 상기 블레이드 끼움홈의 저면으로 분출되게 하고, 상기 블레이드 끼움홈의 측면으로 블레이드 끼움홈보다 깊이가 낮은 에어 배출홈을 형성하며, 상기 샤프트의 중간에는 측면에서 중심쪽으로 일부를 절단하여 배출공간을 형성하되 상기 배출공간에서 샤프트의 내측으로 에어배출구를 형성하고, 상기 샤프트의 일측에는 에에 공급구멍과 에어배출구멍이 형성된 상부캡을 설치하며, 상기 상부캡과 샤프트의 하부가 바디 케이스에 결합되게 하는 상부커버와 하부커버를 구비함으로써 이루어지게 된다.

즉, 본 발명은 에어를 샤프트의 내부 중앙으로 공급하면 블레이드가 돌출하여 바디 케이스의 내부에 폐쇄공간을 형성한 후 에어 배출홈으로 배출되는 에어에 의해 샤프트가 바디 케이스의 내부에서 에어 배출방향과 반대 방향으로 밀리면서 진동 충격을 가하게 되고, 상기 샤프트가 회전하면서 배출공간이 노출되는 순간 에어가 배출구멍을 통하여 외부로 배출됨으로써 블레이드와 반대 방향으로 밀리면서 진동 충격이 가해지는 것으로, 강력한 진동이 발생한다.

본 발명은 에어사용 진동기에 있어서, 진동 초기에 에어가 배출되지 않도록 하여 강력한 진동을 줄 수 있도록 하는 한편 내부에 진동용 커플링을 사용하지 않아 무게를 줄임으로써 이동형으로 간편하게 사용할 수 있는 것이다.

도 1은 기존 진동기의 분해 사시도
도 2는 기존 진동기의 조립 단면도
도 3은 본 발명 진동기의 분해 사시도
도 4는 본 발명 진동기의 바디 케이스와 상하부 커버 정단면도
도 5는 본 발명 진동기의 샤프트 평면도
도 6은 본 발명 진동기의 샤프트 정면도
도 7은 본 발명 진동기의 샤프트 평단면도
도 8은 본 발명 진동기의 샤프트 정단면도
도 9는 본 발명 진동기의 상부캡 평면도 및 정면도
도 10은 본 발명 진동기의 블레이드 사시도
도 11은 본 발명 진동기의 바디 케이스에 샤프트가 끼워진 상태의 단면도
도 12는 본 발명 진동기의 바디 케이스에 상부캡이 씌워진 상태의 단면도
도 13 내지 도 18은 본 발명 진동기의 작동 상태 단면도

본 발명은 에어를 이용하여 진동을 발생하는 한편 이동하면 간편하게 작업을 할 수 있는 것으로, 원통형의 바디 케이스에 끼워진 샤프트에 에어를 공급하면 샤프트가 에어 공급방향과 반대방향으로 밀리면서 회전하여 바디 케이스에 진동을 가하는 것이다.

본 발명은 원통형의 바디 케이스 내부에 샤프트를 끼우되 상기 샤프트는 중앙에 외부에서 에어를 공급하는 에어공급구가 형성되는 한편 중간에는 측면에서 내측으로 함몰되는 배출공간을 형성시킨 후 상기 배출공간에서 샤프트의 측면으로 에어를 배출하는 에어 배출구를 형성하고, 상기 샤프트에는 블레이드 끼움홈을 형성하되 상기 블레이드 끼움홈에는 저면으로 에어공급구의 에어가 배출되는 배출구를 형성하며, 상기 블레이드의 측면으로 블레이드가 블레이드 끼움홈에서 일부 돌출하였을 때 에어를 배출하는 에어 배출홈을 형성하고, 상기 샤프트는 바디 케이스에서 상하부 커버로 고정되나 상부커버와 샤프트 사이에는 외부 에어를 샤프트로 공급하고 샤프트의 에어를 외부로 배출하는 에어 공급구멍 및 에어배출구멍이 형성된 상부캡을 끼워 결합하게 된다.

이러한 본 발명은 샤프트의 내부로 에어가 공급되면 에어는 에어 배출구로 배출되면서 블레이드를 돌출시켜 바디 케이스에 밀착시키는 동시에 블레이드에 형성된 에어 배출홈을 통하여 분출되는 에어의 힘에 의해 샤프트는 에어 배출과는 반대쪽으로 밀리는 힘을 받게 되어 샤프트의 외측이 바디 케이스의 내부를 밀면서 진동이 발생하게 되고, 샤프트가 에어 압력에 의해 추가로 밀리면서 배출공간이 노출되는 순간 샤프트를 미는 에어가 배출구멍을 통하여 외부로 배출되게 되므로, 샤프트를 미는 힘은 제거되고 샤프트는 블레이드와 반대방향으로 밀리면서 초기위치로 이동하며 진동을 가하게 된다.

따라서 위와 같은 과정을 반복하면 샤프트는 바디 케이스의 내부에서 진동을 가하면서 타원형을 그리며 회전을 하게 되고, 이로 인하여 에어 진동기의 바디 케이스는 진동을 하게 된다.

즉, 본 발명은 샤프트로 에어를 공급하면 샤프트는 밀리면서 에어를 배출하는 동작을 반복하여 원통형의 바디 케이스 내부에 끼워진 샤프트가 진동을 가하는 동시에 회전이 이루어지게 함으로써 바디 케이스는 샤프트의 편심 회전에 의해 진동을 발생시키게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 에어 진동기(200)는 에어 콤프레서의 에어를 공급받아 진동이 이루어지는 것으로, 통상의 에어 콤프레서에서 공급되는 에어가 상부캡(140)을 통하여 샤프트(120)로 공급될 수 있도록 상부캡(140)의 일측에 에어 호스가 체결될 수 있도록 한다.

본 발명의 샤프트(120)는 원통형을 이루고, 내측 중앙으로 길이방향을 따라 에어가 공급될 수 있는 에어 공급구(121)를 형성하는 한편 샤프트(120)의 중간부위에 측면에서 내측으로 함몰되는 배출공간(127)을 형성하되 상기 배출공간(127)과 샤프트(120)의 측면을 관통하는 에어배출구(122)를 형성하고, 상기 샤프트(120)에는 블레이드 끼움홈(125)을 길이방향으로 형성하여 블레이드(130)가 끼워질 수 있게 하며, 상기 블레이드 끼움홈(125)의 저면과 에어 공급구(121) 사이는 수 개의 배출구(123)를 형성하고, 상기 블레이드(130)의 측면으로 블레이드(130)가 블레이드 끼움홈(125)에서 일부 돌출되었을 때 에어가 배출되게 하는 에어배출홈(131)을 형성한다.

여기서 배출공간(127)은 샤프트(120)의 중간위치에 형성되나 에어공급구(121)보다 축 중심에서 멀은 위치에 형성되게 하고, 배출구(123)와 에어배출홈(131)을 일정 간격을 두고 연속적으로 설치되게 하며, 배출공간(127)에서 샤프트(120)의 측면을 향하여 형성된 에어배출구(122)는 샤프트(120)의 한쪽으로만 형성하고 타측으로는 형성하지 않는다.

본 발명의 샤프트(120)는 원통형을 이루는 바디 케이스(110)에 일정 유격을 갖고 끼워지게 되고, 상기 바디 케이스(110)의 하부는 하부커버(160)가 씌워져 고정되며, 바디 케이스(110)의 상부는 상부커버(150)로 씌워져 고정되는 것으로, 본 발명의 샤프트(120)와 상부 케이스(150) 사이에는 상부캡(140)을 끼운다.

본 발명의 상부캡(140)은 중앙으로 고압의 공기가 유입되는 에어 공급구멍(141)이 형성되고, 상부캡(140)의 일측으로는 수 개의 에어 배출구멍(142)이 형성되게 된다.

본 발명의 상부캡(140)에 형성된 에어 공급구멍(141)으로 유입된 공기는 샤프트(120)의 중앙에 뚫린 에어 공급구(121)로 공급되게 되고, 샤프트(120)의 측면으로 형성되어 배출공간(127)과 관통되는 에어 배출구(122)를 통하여 배출되는 에어는 상부캡(140)의 에어배출구멍(142)을 통하여 배출이 이루어지게 한다.

이러한 구성의 본 발명은 콘크리트 타설시 다짐을 할 때 사용되거나, 진동 선별기 등의 호퍼에 부착되어 진동을 가하는 진동기로 사용될 수 있는 것으로, 기존과 같이 진동모터를 사용하지 않고 에어를 사용하여 진동이 가해질 수 있도록 하는 한편 가볍고 간단히 제작할 수 있어 이동시켜가며 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 에어 진동기(200)는 상부캡(140)의 중앙에 형성된 에어공급구멍(141)로 에어를 공급하면, 상부캡(140)으로 공급되는 에어는 샤프트(120)의 에어공급구(121)로 공급되게 되고, 샤프트(120)의 에어공급구(121)로 공급된 에어는 배출구(123)로 배출되므로, 블레이드 끼움홈(125)에 끼워진 블레이드(130)는 배출구(123)를 통하여 에어 배출이 이루어질 때 샤프트(120)의 외측으로 돌출되어 바디 케이스(110)의 내부에 밀착되게 된다.

즉, 에어가 상부캡(140)을 통하여 샤프트(120)의 에어공급구(121)로 공급되면, 도 13과 같이 블레이드(130)가 놓여져 있는 상태에서 에어가 배출구(123)를 통하여 강하게 배출되므로, 블레이드(130)는 배출구(123)를 통하여 배출되는 에어의 압력에 의해 도 14와 같이 샤프트(120)의 외측으로 돌출되어 바디 케이스(110)의 내벽에 밀착되게 된다.

여기서 블레이드(130)가 샤프트(120)의 블레이드 끼움홈(125)에 끼워져 에어배출홈(131)이 노출되지 않을 때는 배출구(123)로 배출되는 에어가 온전히 블레이드(130)를 밀게 되므로, 블레이드(130)가 강하게 바디 케이스(110)의 내벽에 밀착되어 에어가 바디케이스(110)와 블레이드(130)의 접촉면으로 누출되지 않게 된다.

이같이 블레이드(130)가 돌출되어 블레이드 끼움홈(125)에서 돌출되면 배출구(123)를 통하여 블레이드(130)를 밀어주는데 사용된 에어는 도 15와 같이 블레이드(130)의 측면에 형성된 에어배출홈(131)을 통하여 샤프트(120)의 외측으로 배출되게 되고, 이렇게 에어 배출홈(131)을 통하여 샤프트(120)의 외측으로 배출된 에어는 바디케이스(110)의 내벽과 샤프트(120)의 외측 공간(A공간)에서는 압축이 이루어지게 되고, 배출공간(127)이 위치한 공간(B공간)에서는 에어 압축이 이루어지지 않게 되므로 도 16과 같이 샤프트(120)가 밀리면서 바디케이스(110)를 치게 되어 진동을 발생시키는 동시에 블레이드(130)가 돌출된 부위가 B공간으로 밀리면서 일부 회전을 하게 된다.

이와 같이 에어 압력에 의해 샤프트(120)가 밀리면서 충격을 주게되면 샤프트(120)는 도 17과 같이 바디 케이스(110)의 내측에서 상측으로 이동하게 되며, 샤프트(120)가 도 16과 같이 바디케이스(110)의 내벽과 샤프트(120)가 밀착되어 배출공간(127)이 노출되지 않은 상태에서 샤프트(120)가 도 17과 같이 이동하게 되면, 이제까지 개방되지 않았던 배출공간(127)의 개방이 이루어지게 되고, 이로 인하여 샤프트(120)를 밀게 되는 에어가 배출공간(127)에서 에어배출구(122)를 통하여 배출되고, 샤프트(120)에서 배출된 에어는 상부캡(140)의 에어 배출구멍(142)을 통하여 배출이 이루어지게 된다.

이때 배출공간(127)이 노출되면 샤프트(120)를 밀게 되는 A공간의 에어가 배출공간(127)으로 빠지게 되어, 샤프트(120)에서 블레이드(130)를 밀어주는 힘이 사라지게 되고, 이 상태에서 에어공급이 계속 이루어지게 되므로, 블레이드(130)를 배출시키는 힘이 작용하나 이미 블레이드(130)는 바디 케이스(110)의 내벽에 밀착되어 있는 관계로 샤프트(120)가 도 18과 같이 밀리면서 바디케이스(110)의 내벽을 치며 진동 충격을 발생하게 된다.

그리고, 다시 처음부터 에어공급에 의해 샤프트(120)의 회전이 이루어지게 되는 과정을 반복함으로써 샤프트(120)가 에어가 배출되는 방향과 반대 방향으로 조금씩 회전하면서 편심 회전이 이루어지게 되고, 블레이드(130)가 돌출된 후 에어압력에 의해 밀리면서 바디케이스(110)에 가해지는 충격과 에어배출 후 샤프트(120)가 원위치되는 충격에 의해 진동효과를 보게 된다.

이와 같이 본 발명은 에어공급이 이루어지는 초기에는 블레이드(130)가 돌출하여 바디 케이스(110)의 내벽과 밀착되는 한편 블레이드(130)의 돌출이 이루어지는 시점부터 에어배출홈(131)을 통하여 에어가 배출됨으로써 블레이드(130)에 의해 막혀지고 샤프트(120)와 바디케이스(110)가 밀접한 A공간에 대한 에어압력이 상승하고 배출공간(127)이 위치하는 B공간의 압력이 낮아져 샤프트(120)가 에어 압력에 의해 밀리면서 진동충격을 발생하게 된다.

샤프트(120)가 밀리면서 이동할 때 블레이드(130)가 B공간으로 밀리면서 샤프트(120)의 일부 회전이 이루어지게 되며, 샤프트(120)가 이동하는 도중에는 배출공간(127)으로 바디 케이스(110)의 내부로 공급된 에어가 배출되지 않으나, 샤프트(120)가 밀리면서 배출공간(127)이 노출되는 순간 에어압력이 배출공간(127)과 에어배출구(122)를 통하여 배출되게 되므로, 샤프트(120)를 밀고 회전하는 에어압이 사라지게 되고, 이와 동시에 블레이드(130)도 블레이드 끼움홈(125)에 끼워진 상태를 유지하게 된다.

이같이 배출공간(127)을 통하여 에어배출이 이루어지게 되면 블레이드 끼움홈(125)에 끼워진 블레이드(130)가 에어 압력에 의해 돌출되며 바디케이스(110)에 받쳐진채로 샤프트(130)를 밀게되고, 이에 따라 샤프트(130)는 도 18과 같이 밀리면서 진동 충격을 가하게 되며, 이러한 과정을 반복 수행하게 됨으로써 진동기로서의 역할을 하게 된다.

본 발명의 에어 진동기(200)는 상기 된 바와 같이 바디 케이스(110)의 진동을 이용하는 것으로, 콘크리트 다짐용으로 사용되는 경우 바디 케이스(110)를 길게 하여 콘크리트 속에 묻어주면 되고, 진동 선별기에서 진동기를 사용하는 경우는 바디 케이스(110)를 진동 선별기의 호퍼 외측에 고정시킴으로서 진동 선별기에 진동을 주게 된다.

특히 본 발명은 간단한 구조에 의거 저중량물로 제작이 가능하여 휴대 이동이 용이한 이점이 있고, 전기를 사용하지 않고 에어를 사용하는 관계로 습도가 많은 곳에서 사용하여도 감전사고가 발생하지 않으며, 또한 작업현장에는 에어를 이용하여 작업을 하는 기계를 많이 사용하는 관계로 에어를 공급 받는데 하등 문제가 없다.

그리고 본 발명은 휴대가 용이하여 이동식으로 간편하게 사용할 수 있다.

110 : 바디 케이스 120 : 샤프트
125 : 블레이드 끼움홈 130 : 블레이드
131 : 에어배출홈 140 : 상부캡
150 : 상부커버 160 : 하부커버
200 : 에어 진동기

Claims (4)

1. 원통형의 바디 케이스(110) 내부에 원통형의 샤프트(120)를 끼우되 샤프트(120)의 외측과 바디 케이스(110)의 내측 사이는 일정 간격이 형성되게 하고,
   상기 샤프트(120)에는 길이 방향으로 블레이드(130)가 끼워지는 블레이드 끼움홈(125)을 형성하되 상기 블레이드 끼움홈(125)의 저면으로는 샤프트(120)의 중앙으로 형성된 에어 공급구(121)와 연통되는 배출구(123)를 일정 간격으로 형성하며,
   상기 블레이드(130)의 측면으로 블레이드끼움홈(125)에서 블레이드(130)가 돌출될 때 에어가 배출되게 하는 에어배출홈(131)을 일정 간격으로 형성하며,
   상기 샤프트(120)는 중앙으로 에어를 공급하는 에어공급구(121)가 형성되는 한편 상기 샤프트(120)의 측면 중앙에는 내측으로 함몰되는 배출공간(127)을 형성하되 상기 배출공간(127)에서 샤프트(120)를 관통하여 에어를 배출하는 에어배출구(122)를 형성하고,
   상기 샤프트(120)의 일측에는 외부에서 공급되는 에어를 샤프트(120)의 에어 공급구(121)로 공급하는 에어공급구멍(141)이 형성되는 한편 샤프트(120)의 에어배출구(122)에서 배출되는 에어를 외부로 배출하는 에어배출구멍(142)이 형성된 상부캡(140)을 씌우며,
   상기 상부캡(140)은 상부커버(150)에 의해 바디 케이스(110)의 상부에 결합되고,
   상기 바디 케이스(110)의 하부는 하부커버(160)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 에어 진동기.
2. 제1항에 있어서, 상부캡(140)의 에어공급구멍(141)에서 샤프트(120)의 에어 공급구(121)로 공급된 에어는 초기에 블레이드 끼움홈(125)의 저면과 연통되게 형성된 배출구(123)를 통하여 블레이드(130)를 밀어내게 하고, 상기 배출구(123)는 블레이드 끼움홈(125)의 저면에 일정 간격을 두고 연속적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 에어 진동기.
3. 제1항에 있어서, 블레이드(130)의 측면으로 일정 간격을 두고 연속적으로 형성된 에어배출홈(131)은 블레이드 끼움홈(125)의 저면 깊이보다 낮게 형성하여 블레이드(130)가 에어에 의해 분출된 후 에어가 에어배출홈(131)을 통하여 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 에어 진동기.
4. 삭제

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