KR101402030B1 - 매달기형 방진장치 - Google Patents

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KR101402030B1
KR101402030B1 KR1020130151060A KR20130151060A KR101402030B1 KR 101402030 B1 KR101402030 B1 KR 101402030B1 KR 1020130151060 A KR1020130151060 A KR 1020130151060A KR 20130151060 A KR20130151060 A KR 20130151060A KR 101402030 B1 KR101402030 B1 KR 101402030B1
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김기원
최재성
문대환
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유노빅스이엔씨(주)
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Abstract

본 발명은 매달기형 방진장치에 관한 것으로, 그 목적은 로드와 스프링이 독립적으로 거동하도록 함으로써, 로드의 수평방향 거동(진자운동)에 의한 스프링의 굽힘을 방지하고, 이를 통하여 로드와 스프링의 정확한 거동 예측을 가능하게 함으로써, 보다 효과적인 방진장치의 구성이 가능하게 하는 매달기형 방진장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 방진이 요구되는 장비가 설치되는 구조물의 바닥, 천장, 벽 중 어느 한 곳에 설치되는 프레임과, 상기 프레임을 수직방향으로 관통하도록 배치되며 하단부는 상기 장비와 연결되는 방진로드와, 스프링의 상단부와 하단부에 상부캡과 하부캡이 설치된 것으로 이루어지며 방진로드의 상단부에 결합되어 방진로드를 탄성지지하도록 프레임에 설치되는 스프링 구조체로 구성된 매달기형 방진장치에 있어서, 상기 방진로드는 상부캡에 설치되는 회전 조인트와, 상기 회전 조인트에 상단부가 결합된 채로 회전 조인트로부터 하부 방향으로 연장되어 프레임을 관통하며 하단부가 장비와 결합되는 로드로 구성되되, 상기 회전 조인트는 상부캡에 고정되는 고정부와, 상기 로드와 결합되며 고정부를 중심으로 한 로드의 진자운동이 가능하도록 고정부에 자유 회전이 가능한 구조로 결합되는 회전부로 구성된 것을 특징으로 하는 매달기형 방진장치를 제공한다.

Description

매달기형 방진장치{Suspension type vibration-proof device}
본 발명은 구조물과 장비의 사이에 방진구조를 형성하되, 특히 외부로부터 발생되어 장비로 전달되는 진동이나 충격을 완화하여 장비를 보호할 수 있는 매달기형 방진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프링과 로드가 비연성되어 각각 독립적으로 거동하도록 한 매달기형 방진장치에 관한 것이다.
진동에 의해 발생될 수 있는 문제는 일반적으로 외부에서 전달되는 진동과 내부에서 장비등과 같은 진동원에 의해 전달되는 진동이 있다. 지진이나 폭격 또는 폭발사고와 같은 외부에서 발생된 진동과 충격은 건축구조물 내의 장비를 파손 또는 사용 불가능하게 하며, 그로인해 많은 인명피해와 경제적 손실을 초래할 수 있다. 또한 각종 산업기계나 공조기 그리고 발전기와 같은 장비는 가동 중 진동이 발생되며, 이들 장비에서 발생되는 진동이 건축물의 바닥이나 벽으로 직접 전달되는 경우, 불안감 및 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 건축물의 구조적인 손상을 야기하게 된다.
따라서 외부에서 전달되는 진동이나 충격으로부터 보호가 요구되는 장비가 설치되거나, 작동과정에서 진동이나 충격이 발생되는 장비를 건축구조물의 내부에 설치된 경우, 장비와 건축물 사이에는 진동이나 충격에 대한 절연구조를 형성하기 위한 방진장치를 설치하게 된다.
한편, 고무나 스프링은 진동이나 충격을 잘 흡수하는 성질을 갖고 있어 방진장치로 널리 활용되고 있으며, 고무나 스프링은 진동이나 충격이 발생될 경우, 정해진 범위 내에서 압축되면서 진동이나 충격을 완화하게 된다.
이처럼 고무나 스프링으로 이루어지는 방진장치는 고무 또는 스프링이 압축되는 방향과 동일한 방향에 작용하는 하중에 대해서는 효과적으로 제어할 수 있으나, 이외 방향 즉, 스프링 및 고무의 측면이나 수직방향으로 하중이 작용할 경우, 하중에 대한 제어가 어려울 뿐만 아니라 방진장치의 파손으로 인한 제 기능을 상실하게 되는 문제점을 초래할 수 있으며, 여러 방향에 대한 방진 기능을 갖는 방진장치는 그 구조가 매우 복잡해지는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점을 고려하여 매달기형 방진장치가 사용되고 있다.
도 1은 종래 매달기형 방진장치의 구조를 보인 정면도를, 도 2는 로드의 진자운동 시 스프링의 굽힘변형 상태를 나타낸 종래 매달기형 방진장치의 정면도를 도시하고 있다.
도 1에 도시된 매달기형 방진장치는 일반적으로 디젤엔진이나 펌프 또는 송풍기와 같은 바닥설치형 설비의 방진장치에 사용되는 것으로, 프레임(10)과, 상기 프레임(10)을 수직 방향으로 관통하는 구조로 배치되며 하단부가 장비와 연결되는 로드(20)와, 상기 로드(20)의 상단부와 프레임(10)을 연결하여 로드를 탄성지지하는 스프링 구조체(30)로 구성된다.
상기 스프링 구조체(30)는 상부캡(32)과 하부캡(33) 및 스프링(31)으로 구성되며, 이때 상부캡(32)은 스프링(31)의 상단부에 결합됨과 더불어 로드(20)와 결합되고, 하부캡(33)은 스프링(31)의 하단부에 결합되며 중앙부에 로드가 관통하는 홀이 형성된 것으로 구성된다.
이러한 종래의 매달기형 방진장치는 스프링(31)의 상부에 결합된 상부캡(32)과 로드(20)가 결합되어 스프링(31)과 로드(20)가 함께 거동하는 연성구조를 갖고 있다. 따라서 수직방향의 진동이나 충격에 대해서는 로드(20)의 거동에 의해 스프링(31)이 압축되며 진동이나 충격을 완화하고, 수평방향의 진동이나 충격에 대해서는 로드(20)가 X,Y 방향으로 거동 즉, 시계추와 같은 진자운동을 하며 진동이나 충격을 완화하게 된다.
이처럼 종래의 매달기형 방진장치는 스프링과 로드가 연성되어 있어 로드의 진자운동시 스프링에 굽힘이 발생된다. 이러한 스프링에서 발생한 굽힘은 스프링의 수평강성을 발생시키고, 수평강성은 정확한 진자운동 구현 및 예측이 어렵게 하며, 장비의 수평고유진동수를 증가시키게 되는 원인이 된다.
진자운동의 정확한 예측을 하지 못할 경우, 로드의 진자운동시 로드 또는 장비에 연결된 서포트가 프레임과 충돌하여, 방진장치로서의 성능이 저하되거나 기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제0228334호 (2001.06.15.) 대한민국 공개특허공보 제2002-0039178호 (2002.05.25.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 로드와 스프링이 독립적으로 거동하도록 함으로써, 로드의 수평방향 거동(진자운동)시 발생하는 스프링의 굽힘에 의한 수평강성의 간섭을 방지하여 로드와 스프링의 정확한 거동 예측이 가능하며, 이로써 보다 효과적인 방진장치의 구성이 가능하게 하는 매달기형 방진장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 방진이 요구되는 장비가 설치되는 구조물의 바닥, 천장, 벽 중 어느 한 곳에 설치되는 프레임과, 상기 프레임을 수직방향으로 관통하도록 배치되며 하단부는 상기 장비와 연결되는 방진로드와, 스프링의 상단부와 하단부에 상부캡과 하부캡이 설치된 것으로 이루어지며 방진로드의 상단부에 결합되어 방진로드를 탄성지지하도록 프레임에 설치되는 스프링 구조체로 구성된 매달기형 방진장치에 있어서, 상기 방진로드는 상부캡에 설치되는 회전 조인트와, 상기 회전 조인트에 상단부가 결합된 채로 회전 조인트로부터 하부 방향으로 연장되어 프레임을 관통하며 하단부가 장비와 결합되는 로드로 구성되되, 상기 회전 조인트는 상부캡에 고정되는 고정부와, 상기 로드와 결합되며 고정부를 중심으로 한 로드의 진자운동이 가능하도록 고정부에 자유 회전이 가능한 구조로 결합되는 회전부로 구성된 것을 특징으로 하는 매달기형 방진장치를 제공한다.
삭제
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 회전조인트로 인하여 스프링과 방진로드가 비연성되어 각각 독립적으로 거동하기 때문에 방진로드의 수평방향 거동 시 스프링에서 굽힘이 발생되지 않고 이로 인해 스프링의 수평강성에 의한 수평방향 고유진동수의 간섭이 없으며, 이에 따라 방진로드와 스프링의 거동 예측이 용이하며, 예측에 따른 정확한 거동제어가 가능하여 각각의 장비에 최적화된 방진장치를 효과적으로 제공할 수 있다.
도 1 은 종래 매달기형 방진장치의 구조를 보인 정면도,
도 2 는 로드의 진자운동시 스프링의 굽힘변형 상태를 나타낸 종래 매달기형 방진장치의 정면도,
도 3 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매달기형 방진구의 사시도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매달기형 방진구를 분해하여 나타낸 정면도,
도 5 는 본 발명에 따른 방진구조의 거동 형태를 예시하여 보인 예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 매달기형 방진장치를 이용하여 대형 송풍기를 지지한 상태를 보인 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매달기형 방진구의 사시도를, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매달기형 방진구를 분해하여 나타낸 정면도를, 도 5는 본 발명에 따른 방진구조의 거동 형태를 예시하여 보인 예시도를 도시하고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매달기형 방진구는 프레임(110)과, 방진로드(120)와, 스프링 구조체(130)로 구성된다.
상기 프레임(110)은 방진이 요구되는 장비가 설치되는 구조물의 바닥, 천장, 벽 중 어느 한 곳에 설치되어 스프링 구조체(130)를 지지하는 것이다. 이러한 프레임(110)은 방진장치에 의하여 지지되는 장비의 구조 그리고 장비가 설치되는 구조물의 구조 및 위치에 따라 다양한 구조로 구성될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에는 상단부가 하단부에 비하여 좁은 사다리꼴형의 구조를 구비하여 구조물의 바닥에 설치되는 프레임(110)이 도시되어 있으며, 이러한 사다리꼴형 프레임(110)의 경우, 두 지지각(111,112)의 상단부가 연결대(113)에 의해 상호 연결된 것으로 구성되며, 상기 연결대(113)에는 방진로드(120)가 관통하는 홀(113a)이 형성되되, 상기 홀(113a)은 방진로드(120)의 진자운동을 허용하도록 충분히 큰 직경으로 형성된다.
상기 방진로드(120)는 장비와 연결되어 진동이나 충격에 의해 거동하는 것으로, 상기 프레임(110)에 형성된 홀(113a)을 수직방향으로 관통하는 구조로 배치되며, 이처럼 배치되는 방진로드(120)의 상단부는 스프링 구조체(130)에 고정되고, 하단부는 별도의 연결부에 의하여 장비의 프레임과 연결된다.
한편, 본 발명에 따른 방진로드(120)는 스프링 구조체(130)를 구성하는 스프링(131)과 방진로드(120)가 비연성 구조로 이루어질 수 있도록 회전 조인트(121)와 로드(122)로 분할 구성된다.
상기 회전 조인트(121)는 후술될 상부캡(132)에 고정된 구조로 설치되어 로드(122)의 진자운동을 지지하는 것으로, 고정부(121a)와 회전부(121b)로 구성된다.
상기 고정부(121a)는 상부캡(132)에 고정되게 설치되는 부분이고, 상기 회전부(121b)는 X-Y 평면(수평면) 상에서 자유로운 회전이 가능하도록 고정부(121a)에 결합되어 로드(122)를 지지하는 부분이다.
이처럼 고정부(121a)와 회전부(121b)로 구성되는 회전 조인트(121)로는 공지의 볼조인트가 대표적이다. 주지된 바와 같이, 볼조인트는 로드의 끝단에 구형의 볼이 형성되고, 상기 볼을 케이싱으로 감싼 것으로 이루어져 볼의 회전을 통하여 로드가 방향에 상관없이 자유롭게 회전할 수 있도록 구성된 것으로, 볼조인트의 케이싱은 고정부(121a)에 해당하고, 볼조인트의 로드는 회전부(121b)에 해당한다.
한편, 회전 조인트(121)와 로드(122)를 이용하여 방진로드(120)를 구성함에 있어서, 회전 조인트(121)의 회전부(121b)를 로드(122)의 상단부에 일체형으로 구성할 수 있으며, 도 4에는 회전 조인트(121)의 회전부(121b)가 로드(122)와 따로 구성되되, 공지의 커플링(123)을 매개로 결합되는 구조가 도시되어 있다. 한편 이미 다양한 구조의 커플링이 사용되고 있으며, 회전부(121b)와 로드(122)를 연결함에 특별한 구조의 커플링 사용이 요구되는 것은 아니므로, 커플링(123)에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 회전 조인트(121)는 볼조인트 이외에도 공지의 유니버셜 조인트 등과 같이 수평방향 거동이 자유로운 굴절하는 회전 조인트로 구성될 수도 있다.
상기 로드(122)는 상단부가 회전 조인트(121)의 회전부(121b)와 결합되며, 하단부가 장비와 연결되도록 설치된다. 이처럼 설치된 로드(122)는 수평방향으로 작용하는 진동이나 충격에 의하여 회전 조인트(121)의 회전부(121b)와 함께 회전하면서 진자운동을 하게 된다.
상기 스프링 구조체(130)는 프레임(110)에 설치되어 방진로드(120)를 탄성지지 하는 것으로, 스프링(131)과 상부캡(132) 및 하부캡(133)으로 구성된다.
상기 스프링(131)은 방진로드(120)의 거동에 의해 압축되면서 진동 및 충격을 완화하는 것으로, 이러한 스프링(131)은 프레임(110)의 상부로 돌출되는 방진로드(120)의 상단부를 감싸는 구조로 배치된다.
한편, 상기 스프링(131)은 스프링의 특성(하중 변형 선도)가 직선인 일반 스프링으로 구성될 수도 있고, 스프링의 특성이 곡선인 비선형 스프링으로 구성될 수도 있다.
상기 상부캡(132)은 스프링(131)과 함께 거동하도록 스프링(131)의 상단부에 배치되며, 방진로드(120)의 회전 조인트(121)와 결합 고정된다.
상기 하부캡(133)은 스프링(131)과 프레임(110)의 사이에 위치하도록 스프링(131)의 하단부에 배치된다. 이러한 하부캡(133)은 볼팅 또는 용접에 의하여 프레임(110)에 고정될 수도 있다.
한편, 상기 하부캡(133)에는 방진로드(120)가 관통하는 홀(133a)이 형성되며, 이러한 홀(133a)은 프레임(110)에 형성된 홀(113a)과 마찬가지로 방진로드(120)의 진자운동시 방진로드(120)과 충돌 하지 않도록 충분히 큰 직경으로 형성된다.
한편, 상기 프레임(110)의 연결대(113)에는 방진로드(120)의 진자운동을 적정 범위에서 제한하여 방진로드(120)가 프레임(110)에 충돌하는 것을 방지하고, 더불어 방진로드(120)와 장비를 연결하는 서포트가 프레임(110)에 충돌하는 것을 방지하는 스토퍼(140)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
상기 스토퍼(140)는 프레임(110)에 형성된 홀(113a)에 삽입되는 홀 삽입부(141)와, 상기 홀 삽입부(141)의 하단부에 형성되어 연결대(111)의 저면에 밀착되는 플랜지부(142)로 구성된다. 물론 상기 홀 삽입부(141)와 플랜지부(142)는 일체형으로 구조로 형성되어 스토퍼(140)를 구성하게 되며, 이러한 스토퍼(140)는 전체적으로 원형의 링구조로 형성됨과 더불어 고무나 우레탄과 같은 탄성재질로 이루어지며, 별도의 고정캡(143)과 볼트(144)에 의하여 프레임(110)에 고정된다.
도 6은 본 발명에 따른 매달기형 방진장치를 이용하여 대형 송풍기를 지지한 상태를 보인 사시도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 매달기형 방진장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임(110)에 다수개의 방진구(V)가 설치되는 것으로 구성될 수 있다. 여기서 언급된 방진구는 방진로드(120)와 스프링 구조체(130)가 결합된 조립체로서, 하나의 프레임(110)에 다수개의 방진구(V)를 설치하여 장비를 지지함으로써, 보다 효과적인 방진구조를 구성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 매달기형 방진장치는 수직방향의 진동이나 충격에 대해서는 스프링(131)과 방진로드(120)가 함께 거동하면서 진동이나 충격을 완화하는 반면, 수평방향의 진동이나 충격에 대해서는 로드(122)가 회전 조인트(121)를 중심으로 독립적으로 진자운동을 하면서 진동이나 충격을 완화하게 된다.
이처럼 본 발명에 따른 매달기형 방진장치는 수평방향의 진동이나 충격에 대하여 방진로드(120)와 스프링(131)이 독립적으로 거동하는 비연성 구조를 구현함으로써, 방진로드(120)의 수평거동시 발생되던 스프링(131)의 수평강성의 영향을 억제하여 방진로드의 정확안 거동이 가능하게 할 수 있고, 특히 외부로부터 전달되는 진동 및 충격이 장비로 전달될 때, 수평방향의 낮은 고유진동수를 형성시켜 방진효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
한편, 수평방향의 진동이나 충격에 의하여 로드(122)가 회전 조인트(121)를 기준으로 회전하며 진자운동을 할 때, 로드(122)의 진자운동 범위가 큰 경우, 로드(122)는 스토퍼(140)와 접촉하게 되므로, 로드(122)와 프레임(110)의 충돌로 인한 손상 그리고 로드(122)와 장비를 연결하는 서포트와 프레임(110)의 충돌로 인한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 프레임 120: 방진로드
121: 회전 조인트 121a: 고정부
121b: 회전부 122: 로드
130: 스프링 구조체 131: 스프링
132: 상부캡 133: 하부캡
140: 스토퍼 141: 홀 삽입부
142: 플랜지부

Claims (2)

  1. 방진이 요구되는 장비가 설치되는 구조물의 바닥, 천장, 벽 중 어느 한 곳에 설치되는 프레임(110)과, 상기 프레임(110)을 수직방향으로 관통하도록 배치되며 하단부는 상기 장비와 연결되는 방진로드(120)와, 스프링(131)의 상단부와 하단부에 상부캡(132)과 하부캡(133)이 설치된 것으로 이루어지며 방진로드(120)의 상단부에 결합되어 방진로드(120)를 탄성지지하도록 프레임(110)에 설치되는 스프링 구조체(130)로 구성된 매달기형 방진장치에 있어서,
    상기 방진로드(120)는 상부캡(132)에 설치되는 회전 조인트(121)와, 상기 회전 조인트(121)에 상단부가 결합된 채로 회전 조인트(121)로부터 하부 방향으로 연장되어 프레임(110)을 관통하며 하단부가 장비와 결합되는 로드(122)로 구성되되,
    상기 회전 조인트(121)는 상부캡(132)에 고정되는 고정부(121a)와, 상기 로드(122)와 결합되며 고정부(121a)를 중심으로 한 로드(122)의 진자운동이 가능하도록 고정부(121a)에 자유 회전이 가능한 구조로 결합되는 회전부(121b)로 구성된 것을 특징으로 하는 매달기형 방진장치.
  2. 삭제
KR1020130151060A 2013-12-06 2013-12-06 매달기형 방진장치 KR101402030B1 (ko)

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