KR101870158B1 - 변위 제한형 내진 마운트 - Google Patents

변위 제한형 내진 마운트 Download PDF

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KR101870158B1
KR101870158B1 KR1020170181833A KR20170181833A KR101870158B1 KR 101870158 B1 KR101870158 B1 KR 101870158B1 KR 1020170181833 A KR1020170181833 A KR 1020170181833A KR 20170181833 A KR20170181833 A KR 20170181833A KR 101870158 B1 KR101870158 B1 KR 101870158B1
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mount
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KR1020170181833A
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안병철
이의영
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(주)지엔씨에너지
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
    • F16F15/067—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs using only wound springs

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Abstract

본 발명은 동력장치로부터 발생되는 동요를 효과적으로 완화할 수 있을 뿐만 아니라 지진 발생 시에도 동력장치를 안전하게 보호할 수 있으며, 나아가 수평성분에 의한 진동 요소를 억제함으로써 사이드스웨이로 인한 취성파괴 및 피로파괴를 방지할 수 있는 변위 제한형 내진 마운트에 관한 것으로서, 동력장치의 하부에 결합되는 상부 마운터와, 상기 상부 마운터의 아래측에 배치되며 상기 상부 마운터를 탄성적으로 지지하여 상기 동력장치에서 발생되는 동요 또는 외부환경으로부터 상기 동력장치에 전달되는 진동을 흡수하는 메인 댐퍼와, 상기 메인 댐퍼의 하단을 받치며 바닥면에 고정될 수 있도록 마련되는 하부 마운터와, 상기 상부 마운터와 상기 하부 마운터 사이를 연결하며 상기 하부 마운터에 대한 상기 상부 마운터의 수직이동은 허용하되 수평이동은 억제하는 리미트 유닛을 포함하며, 상기 메인 댐퍼는 상기 리미트 유닛에 의해 수직성분을 포함하는 변위는 허용되되 수평성분을 포함하는 변위가 제한됨으로써, 동요 또는 진동의 발생 시 상기 하부 마운터에 대한 상기 상부 마운터의 사이드스웨이(sidesway)가 감쇄되는 변위 제한형 내진 마운트가 개시된다.

Description

변위 제한형 내진 마운트 {DISPLACEMENT LIMITING TYPE ANTI-SEISMIC MOUNT}
본 발명은 변위 제한형 내진 마운트에 관한 것으로서, 동력장치로부터 발생되는 동요를 효과적으로 완화할 수 있을 뿐만 아니라 지진 발생 시에도 동력장치를 안전하게 보호할 수 있으며, 나아가 수평성분에 의한 진동 요소를 억제함으로써 사이드스웨이로 인한 취성파괴 및 피로파괴를 방지할 수 있는 변위 제한형 내진 마운트에 관한 것이다.
발전기, 모터, 펌프 등을 포함하는 각종 동력장치의 경우, 작동 과정에 있어서 터빈이나 로터의 회전으로 인한 동요 및 진동이 필연적으로 수반되며, 이러한 동요 및 진동을 얼마나 효과적으로 저감시킬 수 있는지가 동력장치의 안정성과 기계수명을 결정하는 중요한 요소가 된다.
아울러 각종 환경적 요인으로 인해 외부로부터 동력장치에 전달되는 기진력(起振力) 또한 동력장치의 작동에 심각한 악영향을 끼치기 때문에 동력장치의 설비에는 방진구조가 필수적으로 요구되고 있다.
특히 지진에 대한 이슈가 주목받고 있는 요즘, 동력장치의 안정성을 위한 내진 및 방진 설계는 더욱더 관심이 집중되고 있는 추세이다.
이를 위해 기존에는 동력장치의 설치 시 진동 및 충격을 흡수할 수 있도록 이루어진 마운트를 바닥면에 구성한 뒤, 이러한 마운트 위에 동력장치를 설치하는 것이 일반적이었다.
도 1은 종래 사용되고 있는 동력장치 설비용 마운트의 한 종류이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 사용되고 있는 마운트의 경우, 동력장치가 올려지는 상부 고정판(1)과 바닥면에 고정되는 하부 고정판(2) 사이에 스프링(3) 따위의 탄성체를 배치시킴으로써 동력장치로부터 발생되는 동요를 흡수하도록 설계되어 있다.
위와 같은 종래 마운트는 기계 진동에 따른 6 자유도 중 수직방향(Y축)에 따른 상하진동인 히브(heave) 및 바운싱(bouncing)에는 효과적일 수 있으나, 실제 기계 진동의 경우 6 자유도 요소가 복합적으로 일어나기 때문에 다양한 운동요소를 포함하고 있는 실제 동요를 완화시키기에는 무리가 있었다.
예컨대 수평방향(X축)에 따른 진동인 스웨잉(sway)나 서지(surge) 요소가 포함된 동요가 발생될 경우, 동요에 따른 상부 고정판(1)과 하부 고정판(2)의 상대이동을 스프링(3)만으로는 충분히 감쇄시킬 수 없었다.
심지어 하부 고정판(2)에 대한 상부 고정판(1)의 층간변위(sidesway)가 심화된 상태에서 상하진동이 가중될 경우, 상부 고정판(1)과 하부 고정판(2) 사이의 충돌이 일어날 수 있었으며, 이로 인해 마운트 자체에 크랙(C)이 발생하는 등 취성파괴 및 피로파괴와 같은 내구성 문제를 초래하기도 하였다.
따라서 전술한 바와 같은 종래 동력장치 설비용 마운트의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 타입의 내진 마운트의 설계가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 동력장치로부터 발생되는 동요를 효과적으로 완화할 수 있을 뿐만 아니라 지진 발생 시에도 동력장치를 안전하게 보호할 수 있으며, 나아가 수평성분에 의한 진동 요소를 억제함으로써 사이드스웨이로 인한 취성파괴 및 피로파괴를 방지할 수 있는 변위 제한형 내진 마운트를 제공함에 있다.
한편, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전술한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 변위 제한형 내진 마운트는, 동력장치의 하부에 결합되는 상부 마운터; 상기 상부 마운터의 아래측에 배치되며, 상기 상부 마운터를 탄성적으로 지지하여 상기 동력장치에서 발생되는 동요 또는 외부환경으로부터 상기 동력장치에 전달되는 진동을 흡수하는 메인 댐퍼; 상기 메인 댐퍼의 하단을 받치며, 바닥면에 고정될 수 있도록 마련되는 하부 마운터; 및 상기 상부 마운터와 상기 하부 마운터 사이를 연결하며, 상기 하부 마운터에 대한 상기 상부 마운터의 수직이동은 허용하되 수평이동은 억제하는 리미트 유닛을 포함하며, 상기 메인 댐퍼는, 상기 리미트 유닛에 의해 수직성분을 포함하는 변위는 허용되되 수평성분을 포함하는 변위가 제한됨으로써, 동요 또는 진동의 발생 시 상기 하부 마운터에 대한 상기 상부 마운터의 사이드스웨이(sidesway)가 감쇄될 수 있다.
여기서, 상기 하부 마운터는, 상기 메인 댐퍼가 내측에 수용되도록 상기 메인 댐퍼의 일부 또는 전체를 감싸도록 형성되며, 상기 상부 마운터와 기 설정된 간격만큼 간극을 갖는 높이로 마련되는 하우징을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 리미트 유닛은, 상기 하우징의 측면으로부터 돌출 형성되는 가이드 랙; 및 헤드가 상기 가이드 랙의 아랫면에 걸리도록 나사축이 상기 가이드 랙에 형성된 가이드 홀을 관통하고, 상기 나사축의 끝단은 상기 상부 마운터에 나사 결합되는 리미트 볼트을 포함하며, 상기 가이드 홀은, 상기 리미트 볼트의 나사축이 축방향을 따라 자유이동할 수 있도록 상기 나사축의 외경보다 큰 내경을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 리미트 유닛은, 탄성체로 구성되며, 상기 가이드 랙을 사이에 두고 상기 리미트 볼트의 헤드의 반대편에 위치하도록, 상기 가이드 홀을 통과한 상기 리미트 볼트의 나사축에 삽입되어 상기 가이드 랙의 윗면에 배치되는 서브 댐퍼; 및 상기 서브 댐퍼와 함께 상기 리미트 볼트의 나사축에 체결되어, 상기 리미트 볼트의 나사축 상에서 상기 서브 댐퍼의 위치를 고정시키는 댐퍼 너트를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 메인 댐퍼는, 둘 이상의 복수 개로 구성되고, 상기 리미트 유닛은, 한 쌍으로 구성되어, 상기 복수 개의 메인 댐퍼의 배열 방향을 따라 상기 하우징의 좌, 우측 외곽에 각각 배치될 수 있다.
나아가, 상기 상부 마운터는, 상기 동력장치의 하부에 마련되는 프레임과 결합되는 레벨 볼트; 및 상기 레벨 볼트가 나사 결합될 수 있도록 마련되는 레벨 볼트용 나사홀을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 상기 메인 댐퍼의 상단이 고정되도록 마련되어, 상기 상부 마운터와 상기 메인 댐퍼 사이에 배치되는 리바운드 플레이트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리바운드 플레이트는, 상기 상부 마운터의 아랫면을 바라보는 윗면에 형성되며, 상기 레벨 볼트용 나사홀을 통과하여 상부 마운터의 아랫면으로부터 노출된 상기 레벨 볼트의 끝단이 삽입 고정되는 레벨 볼트 팁 가이드 홈; 및 상기 메인 댐퍼의 상단과 접하는 아랫면에 형성되어, 상기 메인 댐퍼의 상단이 삽입 고정되는 메인 댐퍼 상부캡을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 하부 마운터는, 상기 하우징의 내부에 구비되어, 상기 메인 댐퍼의 하단이 삽입 고정되도록 마련되는 메인 댐퍼 하부캡을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 하부 마운터는, 상기 하부 마운터를 바닥에 고정시키기 위한 마운팅 볼트가 삽입되는 마운팅 볼트용 홈; 및 상기 하부 마운터의 아랫면에 배치되는 러버 패드를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 마운팅 볼트용 홈은, 상기 하부 마운터의 바깥 모서리 측으로 일부가 개방된 형태로 형성되며, 한 쌍으로 구성되어 상기 하부 마운터의 길이방향에 따른 양측 모서리 측에 각각 배치되되, 개방된 방향이 상기 하부 마운터의 너비방향에 따른 양측 모서리 중 어느 일측으로만 개방되도록 마련될 수 있다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 메인 댐퍼 및 서브 댐퍼를 포함하는 복수의 댐퍼 구성을 통하여 동력장치로부터 발생되는 동요를 효과적으로 완화할 수 있을 뿐만 아니라 지진 발생 시에도 동력장치를 안전하게 보호할 수 있다.
또한 리미트 유닛을 통해 수평성분에 의한 진동 요소를 억제함으로써 사이드스웨이로 인한 취성파괴 및 피로파괴를 방지할 수 있다.
나아가 복수로 구성된 메인 댐퍼와 서브 댐퍼의 배열을 이용해 롤(roll) 이나 피치(pitch)와 같은 회전성분에 의한 진동 요소까지 효과적으로 완화시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 사용되는 동력장치용 마운트를 나타내기 위하여 가상으로 설계한 마운트의 일례이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트의 각 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트의 정면도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리미트 유닛의 작동을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 마운팅 볼트용 홈의 일례를 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서 동일한 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
또한 본 실시예를 설명함에 있어서 도면에 도시된 구성은 상세한 설명에 대한 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음을 명시한다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트의 구성에 대하여 설명하겠다.
본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 동력장치가 설치되는 장소의 바닥면에 고정되며, 복수 개가 동력장치를 떠받치도록 마련되어 동력장치로부터 발생되는 동요 또는 외부환경으로부터 동력장치로 전달되는 진동을 완화시키게 된다.
이를 위하여 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 상부 마운터(100), 메인 댐퍼(200), 하부 마운터(300) 및 리미트 유닛(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
상부 마운터(100)는 동력장치의 하부에 결합되는 일종의 고정판으로서, 메인 댐퍼(200)가 동력장치를 안정적으로 받쳐 지지하기 위한 공간을 제공할 수 있다.
이와 같은 상부 마운터(100)에는 동력장치와의 결합을 위한 구성으로 레벨 볼트(110)가 포함될 수 있다.
레벨 볼트(110)는 상부 마운터(100)에 중심부에 암나사산으로 형성된 레벨 볼트용 나사홀(102)을 통해 상부 마운터(100) 상에 체결될 수 있다.
이러한 레벨 볼트(110)는 나사축 상에 체결되어 있는 레벨 볼트용 너트(112)를 상부 마운터(100)를 향해 회전시킴으로써, 레벨 볼트용 나사홀(102)에 대한 나사축 팁의 삽입 정도를 조절할 수 있으며 상부 마운터(100) 상에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
이때 레벨 볼트(110)는 도면으로 도시되지는 않았으나 마운트 설치를 위해 동력장치의 하부에 마련된 프레임에 결합된 상태에서 상부 마운터(100)와 체결됨으로써 상부 마운터(100) 상에 동력장치를 고정시킬 수 있다.
메인 댐퍼(200)는 앞서 설명한 상부 마운터(100)를 지지하도록 상부 마운터(100)의 아래측에 배치되어 상부 마운터(100)를 탄성적으로 받쳐주는 구성으로서, 동력장치에서 발생되는 동요 또는 외부환경으로부터 동력장치에 전달되는 진동을 흡수하도록 마련될 수 있다.
이러한 메인 댐퍼(200)는 도면으로 도시된 바와 같이 스프링 따위의 탄성체로 구성될 수 있으나, 각종 고무 등을 포함하는 탄성중합체(elastomer)로 구성될 수도 있으며, 설계 목적과 필요에 따라 얼마든지 다양한 구성을 가질 수 있음을 명시한다.
본론으로 돌아와, 본 실시예에 따른 메인 댐퍼(200)는 둘 이상의 복수 개로 구성될 수 있는데, 이때 복수 개로 구성된 메인 댐퍼(200)의 배열 방향은 상부 마운터(100)의 길이방향과 동일하게 배치될 수 있다.
이는 상부 마운터(100)의 설치 시 상부 마운터(100)의 길이방향을 동력장치의 전장에 따른 길이방향과 일치시켜 설치하기 때문이며, 동력장비의 너비방향에 비하여 상대적인 회전 동요가 좀더 극적으로 발생되는 길이방향을 따라 메인 댐퍼(200)가 배열됨으로써 롤(roll) 이나 피치(pitch)와 같은 회전성분에 의한 진동 요소를 보다 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.
하부 마운터(300)는 바닥면에 고정될 수 있도록 마련되는 또 다른 고정판으로서, 메인 댐퍼(200)가 안정적으로 상부 마운터(100)를 지지할 수 있게끔 메인 댐퍼(200)의 하단을 받치도록 구성될 수 있다.
이와 같은 하부 마운터(300)에는 마운팅 볼트(미도시)가 삽입될 수 있도록 마련된 마운팅 볼트용 홈(302)이 형성되며, 마운팅 볼트는 마운팅 볼트용 홈(302)을 통해 하부 마운터(300)를 관통하여 바닥면에 박혀 고정됨으로써, 동력장치가 설치되는 장소의 바닥면에 하부 마운터(300)를 견고하게 고정시킬 수 있게 된다.
이때 마운팅 볼트용 홈(302)은 하부 마운터(300)의 길이방향에 따른 양측에 각각 한쌍으로 배치되되, 바깥 모서리 측으로 일부가 개방된 형태로 형성되어 일반적인 나사홀로 구성되었을 때 대비, 마운팅 볼트에 대한 하부 마운터(300)의 상대이동을 미소하게 허용함으로써 동요 및 진동에 의해 하부 마운터(300)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이는 마운팅 볼트를 일반적인 나사홀을 통해 결합시킬 경우 동요 및 진동의 발생시 바닥면에 고정된 마운팅 볼트와 나사홀 사이에 반복적인 응력이 발생하기 때문이며, 위와 같은 마운팅 볼트용 홈(302)의 형상은 반복 응력에 의해 하부 마운터(300)가 나사홀 부근을 중심으로 파손될 수 있음을 고려한 설계인 것이다.
나아가, 마운팅 볼트를 통한 고정 시 바닥면과 접하게 되는 하부 마운터(300)의 아랫면에는 러버 패드(330)가 구비되어, 동요 및 진동의 발생시 하부 마운터(300)로 전달되는 충격이 저감되도록 구성될 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 하부 마운터(300)의 경우 메인 댐퍼(300)를 감싸도록 마련된 하우징(310)을 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서 하우징(310)은 메인 댐퍼(200)가 내측에 수용되도록 메인 댐퍼(200)의 일부 또는 전체를 감싸도록 형성되며, 상부 마운터(100)와 기 설정된 간격만큼 간극(g)을 갖는 높이로 마련될 수 있다.
즉, 하우징(310)의 높이는 동요 및 진동에 의해 변위가 가해지지 않은 상태의 메인 댐퍼(200)보다 낮은 높이를 갖도록 형성되어, 메인 댐퍼(200)에 의해 지지되어 있는 상부 마운터(100)는 기 설정된 간격만큼 간극(g)을 갖고 이격될 수 있다.
그리고 동요 및 진동의 발생 시 수직성분을 포함하는 진동에 의해 수축되는 메인 댐퍼(200)의 변위량은 상부 마운터(100)와 하우징(310) 사이의 간극(g)만큼으로 제한될 수 있다.
이처럼 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 하우징(310)에 의해 메인 댐퍼(200)의 변위량이 제한됨에 따라, 동요 및 진동의 발생 시 상부 마운터(100)와 하우징(310) 사이에 접촉이 발생될 수 있는데, 이때 발생되는 접촉에 의해 상부 마운터(100)와 하우징(310) 사이에 야기될 수 있는 충격은 후술할 리미트 유닛(400)에 의해 충분히 완화될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 이하 리미트 유닛(400)을 설명하는 과정에서 보다 상세히 다루도록 하겠다.
한편, 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 앞서 설명한 하우징(310)의 구성에 맞춰, 하우징(310)의 내측에 마련되며 상부 마운터(100)와 메인 댐퍼(200) 사이에 배치되는 리바운드 플레이트(500)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 리바운드 플레이트(500)는 상부 마운터(100)의 아랫면을 바라보는 방향에 위치하는 윗면에 레벨 볼트 팁 가이드 홈(502)이 형성되며, 이와 같은 레벨 볼트 팁 가이드 홈(502)에는 레벨 볼트용 나사홀(102)을 통과하여 상부 마운터(100)의 아랫면으로부터 노출된 레벨 볼트(110)의 끝단이 삽입 고정될 수 있다.
그리고 리바운드 플레이트(500)의 아랫면에는 메인 댐퍼(200)의 상단이 고정될 수 있으며, 이를 위해 메인 댐퍼(200)의 상단이 삽입 고정되는 메인 댐퍼 상부캡(510)이 아랫면에 구비될 수 있다.
이때 하부 마운터(300)에는 위와 같은 메인 댐퍼 상부캡(510)에 대응되는 구성으로서 메인 댐퍼 하부캡(320)이 마련될 수 있으며, 이러한 메인 댐퍼 하부캡(320)은 하우징(310)의 내부에 구비되어 메인 댐퍼(200)의 하단이 삽입 고정되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트의 리미트 유닛(400)의 구성에 대하여 설명하도록 하겠다.
리미트 유닛(400)은 상부 마운터(100)와 하부 마운터(300) 사이를 연결하는 구성으로, 하부 마운터(300)에 대한 상부 마운터(100)의 수직이동은 허용하되 수평이동은 억제하도록 마련될 수 있다.
이러한 리미트 유닛(400)에 의해 메인 댐퍼(200)는 수직성분을 포함하는 변위는 허용되되 수평성분을 포함하는 변위가 제한됨으로써, 동요 및 진동의 발생 시 하부 마운터(300)에 대한 상부 마운터(100)의 사이드스웨이(sidesway)가 감쇄될 수 있다.
이때 리미트 유닛(400)에 허용되는 메인 댐퍼(200)의 수직성분을 포함하는 변위의 경우, 앞서 설명했듯이 상부 마운터(100)와 하우징(310) 사이의 간극(g)만큼일 수 있다.
그리고 리미트 유닛(400)이 상부 마운터(100)의 수직이동은 허용하고 수평이동은 억제하기 위한 구체적인 구성은 다음과 같을 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 리미트 유닛(400)은 하우징(310)의 측면으로부터 돌출 형성되는 가이드 랙(410)과, 가이드 랙(410) 상에 결합되어 상부 마운터(100)와 연결되는 리미트 볼트(420)을 포함할 수 있다.
가이드 랙(410)에는 리미트 볼트(420)의 나사축 부분이 삽입되어 관통될 수 있도록 마련된 가이드 홀(412)이 형성되고, 리미트 볼트(420)는 헤드 부분이 가이드 랙(310)의 아랫면에 걸리도록 나사축이 가이드 홀(412)을 관통할 수 있다.
그리고 가이드 홀(412)을 통과한 리미트 볼트(420)의 나사축의 끝단 부분은 상부 마운터(100)에 형성되어 있는 리미트 볼트용 나사홀(104)에 나사 결합됨으로써 하부 마운터(300)의 하우징(310)과 상부 마운터(100)를 연결하게 된다.
이때 상부 마운터(100)에 마련된 리미트 볼트용 나사홀(104)에 나사 결합된 리미트 볼트(420)의 끝단 측에는 리미트 너트(426)가 마련되며, 리미트 너트(426)를 상부 마운터(100)의 아랫면을 향해 조임으로써 리미트 볼트(420)의 끝단 부분을 상부 마운터(100)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
아울러 가이드 홀(412)은 리미트 볼트(420)의 나사축의 외경보다 큰 내경을 갖도록 형성되며, 내주면은 나사산이 형성되지 않는 플레인 홀로 구성됨으로써 리미트 볼트(420)는 나사축의 축방향을 따라 자유이동할 수 있게 된다.
위와 같은 구성을 갖는 리미트 볼트(420) 및 가이드 홀(412)에 의해 상부 마운터(100)는 메인 댐퍼(200)의 변위에 따른 수직이동은 허용되되 수평성분을 포함하는 수평이동은 억제되게 된다.
이러한 리미트 유닛(400)은 앞서 언급했던 바와 같이 메인 댐퍼(200)가 둘 이상의 복수 개로 구성될 경우, 한 쌍으로 구성되어 복수 개의 메인 댐퍼(200)의 배열 방향을 따라 하우징(310)의 좌, 우측 외곽에 각각 배치되도록 마련됨으로써, 메인 댐퍼(200)와 더불어 롤(roll) 이나 피치(pitch)와 같은 회전성분에 의한 진동 요소를 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
또한 리미트 유닛(400)은 상부 마운터(100)의 수직이동이 허용됨에 따라 상부 마운터(100)와 하우징(310) 사이의 접촉 시 발생되는 충격을 완화시키기 위한 구성으로서, 서브 댐퍼(422) 및 댐퍼 너트(424)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
서브 댐퍼(422)는 고무, 실리콘 등의 탄성체로 구성될 수 있으며, 가이드 랙(410)을 사이에 두고 리미트 볼트(420)의 헤드의 반대편에 위치하도록, 가이드 홀(412)을 통과한 리미트 볼트(420)의 나사축에 삽입되어 가이드 랙(410)의 윗면에 배치되도록 마련될 수 있다.
그리고 댐퍼 너트(424)는 서브 댐퍼(422)와 함께 리미트 볼트(420)의 나사축에 연속하여 체결되어, 서브 댐퍼(422)의 위치를 리미트 볼트(420)의 나사축 상에 고정시키며, 상부 마운트(100)의 수직이동 시 서브 댐퍼(422)가 상부 마운트(100)를 탄성 지지할 수 있도록 서브 댐퍼(422)를 눌러주는 역할을 한다.
이때 서브 댐퍼(422)와 댐퍼 너트(424)의 접촉면 사이에는 서브 댐퍼(422)의 단면적과 동일한 면적을 갖는 와셔가 구비되어, 상부 마운트(100)의 수직이동에 따른 리미트 볼트(420)의 축이동 시 댐퍼 너트(424)가 서브 댐퍼(422)의 윗면을 고르게 가압하도록 할 수 있다.
이처럼 탄성체로 구성되는 서브 댐퍼(422)와 서브 댐퍼(422)의 위치를 고정시키는 댐퍼 너트(424)에 의해 상부 마운터(100)는 동요 및 진동에 의한 수직이동 시 본래 위치로 복귀할 수 있는 복원력을 제공받게 되며, 이를 통하여 하우징(310)과 접촉 시 발생될 수 있는 충격을 완화시킬 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 메인 댐퍼(200)의 변위에 따라 상부 마운터(100)가 하강하게 되면 상부 마운터(100)에 연결된 리미트 볼트(420) 또한 함께 가이드 랙(410) 상에서 축이동하게 되고, 이때 댐퍼 너트(424)에 의해 고정된 서브 댐퍼(422)는 댐퍼 너트(424)와 가이드 랙(410) 사이에서 탄성변형을 통해 압착되며 메인 댐퍼(200)와 함께 상부 마운터(100)를 탄성적으로 지지하게 된다.
그리고 서브 댐퍼(422)의 탄성 복원력에 의해 하강된 상부 마운터(100)는 즉시 본래의 위치로 복귀하는 복원운동을 하게 되며, 이 과정에서 상부 마운터(100)의 하강 시 발생되는 진동 및 충격은 감쇄될 수 있다.
아울러 서브 댐퍼(422)의 경우 리미트 볼트(420)에 의해 연결된 상부 마운터(100)의 수평성분을 포함하는 운동을 완전히 배제하는 것이 아닌 탄성변형을 통해 일부 허용하기 때문에 수평성분을 포함하는 동요 및 진동을 리미트 볼트(420)의 수직이동으로 분산시키는 역할까지 수행할 수 있게 되며, 이와 같은 기능이 가능한 이유는 리미트 볼트(420)가 삽입된 가이드 홀(412)의 내경이 리미트 볼트(420)의 나사축 외경보다 크게 형성되었기 때문이다.
위와 같은 구성을 갖는 리미트 유닛(400)을 통해 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트는 상부 마운터(100)의 수직성분에 의한 진동에 따른 수직이동을 허용하되, 수직이동 시 발생될 수 있는 진동 및 충격을 메인 댐퍼(200)와 더불어 작동하는 서브 댐퍼(422)를 이용하여 안정적으로 완화시킬 수 있다.
또한 상부 마운터(100)의 수평성분에 의한 진동 요소를 억제함으로써 상부 마운터(100)의 사이드스웨이로 인해 리바운드 플레이트(500)와 같은 구성들이 하우징(310)의 내측과 충돌하는 것을 방지할 수 있어, 사이드스웨이로 인한 구성들 간의 취성파괴 및 피로파괴를 방지할 수 있다.
이어서, 본 실시예에 따른 변위 제한형 내진 마운트의 경우, 교체 및 유지보수의 편의를 위해 고려된 구성으로서 마운팅 볼트용 홈(302)이 변형된 형태로 구성될 수도 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 하부 마운터(300)를 고정시키기 위한 마운팅 볼트가 삽입되는 마운팅 볼트용 홈(302)은 하부 마운터(300)의 바깥 모서리 측으로 일부가 개방된 형태로 형성되되, 개방된 방향이 하부 마운터(300)의 너비방향에 따른 양측 모서리 중 어느 일측으로만 개방되도록 마련될 수 있다.
앞서 설명했듯이 마운팅 볼트용 홈(302)은 하부 마운터(300)의 길이방향에 따른 양측 모서리 측에 한 쌍이 각각 배치될 수 있는데, 이때 마운팅 볼트용 홈(302)의 개방된 방향은 모두가 너비방향에 따른 하부 마운터(300)의 어느 일측 방향 모서리를 향하도록 형성될 수 있다.
이를 통해 교체 또는 유지보수가 필요할 경우, 동력장치를 마운트로부터 해체하거나 마운팅 볼트를 제거할 필요 없이, 상부 마운터(100)의 레벨 볼트(110)만을 해체하고 마운팅 볼트를 일정만큼만 풀어낸 뒤 하부 마운터(300)를 마운팅 볼트용 홈(302)이 개방된 방향과 반대되는 방향으로 밀어내는 작업을 통해 손쉽게 동력장치로부터 마운트 일체를 제거해낼 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 일 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 상부 마운터
104: 리미트 볼트용 나사홀
110: 레벨 볼트
112: 레벨 볼트용 너트
200: 메인 댐퍼
300: 하부 마운터
302: 마운팅 볼트용 홈
310: 하우징
320: 메인 댐퍼 하부캡
330: 러버 패드
400: 리미트 유닛
410: 가이드 랙
412: 가이드 홀
420: 리미트 볼트
422: 서브 댐퍼
424: 댐퍼 너트
426: 리미트 너트
500: 리바운드 플레이트
502: 레벨 볼트 팁 가이드 홈
510: 메인 댐퍼 상부캡

Claims (11)

  1. 동력장치의 하부에 결합되는 상부 마운터;
    상기 상부 마운터의 아래측에 배치되며, 상기 상부 마운터를 탄성적으로 지지하여 상기 동력장치에서 발생되는 동요 또는 외부환경으로부터 상기 동력장치에 전달되는 진동을 흡수하는 메인 댐퍼;
    상기 메인 댐퍼의 하단을 받치며, 바닥면에 고정될 수 있도록 마련되고, 상기 상부 마운터와 기 설정된 간격만큼 간극을 갖는 높이로 마련되는 하우징을 포함하는 하부 마운터; 및
    상기 상부 마운터와 상기 하부 마운터 사이를 연결하며, 상기 하부 마운터에 대한 상기 상부 마운터의 수직이동은 허용하되 수평이동은 억제하는 리미트 유닛을 포함하고,
    상기 리미트 유닛은,
    상기 하우징의 측면으로부터 돌출 형성되는 가이드 랙; 및
    헤드가 상기 가이드 랙의 아랫면에 걸리도록 나사축이 상기 가이드 랙에 형성된 가이드 홀을 관통하고, 상기 나사축의 끝단은 상기 상부 마운터에 나사 결합되는 리미트 볼트을 포함하며,
    상기 메인 댐퍼는,
    상기 리미트 유닛에 의해 수직성분을 포함하는 변위는 허용되되 수평성분을 포함하는 변위가 제한됨으로써, 동요 또는 진동의 발생 시 상기 하부 마운터에 대한 상기 상부 마운터의 사이드스웨이(sidesway)가 감쇄되는 변위 제한형 내진 마운트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 마운터는,
    상기 메인 댐퍼가 내측에 수용되도록 상기 메인 댐퍼의 일부 또는 전체를 감싸도록 형성된 변위 제한형 내진 마운트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홀은,
    상기 리미트 볼트의 나사축이 축방향을 따라 자유이동할 수 있도록 상기 나사축의 외경보다 큰 내경을 갖도록 형성되는 변위 제한형 내진 마운트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리미트 유닛은,
    탄성체로 구성되며, 상기 가이드 랙을 사이에 두고 상기 리미트 볼트의 헤드의 반대편에 위치하도록, 상기 가이드 홀을 통과한 상기 리미트 볼트의 나사축에 삽입되어 상기 가이드 랙의 윗면에 배치되는 서브 댐퍼; 및
    상기 서브 댐퍼와 함께 상기 리미트 볼트의 나사축에 체결되어, 상기 리미트 볼트의 나사축 상에서 상기 서브 댐퍼의 위치를 고정시키는 댐퍼 너트를 더 포함하는 변위 제한형 내진 마운트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 댐퍼는,
    둘 이상의 복수 개로 구성되고,
    상기 리미트 유닛은,
    한 쌍으로 구성되어, 상기 복수 개의 메인 댐퍼의 배열 방향을 따라 상기 하우징의 좌, 우측 외곽에 각각 배치되는 변위 제한형 내진 마운트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 마운터는,
    상기 동력장치의 하부에 마련되는 프레임과 결합되는 레벨 볼트; 및
    상기 레벨 볼트가 나사 결합될 수 있도록 마련되는 레벨 볼트용 나사홀을 포함하는 변위 제한형 내진 마운트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인 댐퍼의 상단이 고정되도록 마련되어, 상기 상부 마운터와 상기 메인 댐퍼 사이에 배치되는 리바운드 플레이트를 더 포함하는 변위 제한형 내진 마운트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리바운드 플레이트는,
    상기 상부 마운터의 아랫면을 바라보는 윗면에 형성되며, 상기 레벨 볼트용 나사홀을 통과하여 상부 마운터의 아랫면으로부터 노출된 상기 레벨 볼트의 끝단이 삽입 고정되는 레벨 볼트 팁 가이드 홈; 및
    상기 메인 댐퍼의 상단과 접하는 아랫면에 형성되어, 상기 메인 댐퍼의 상단이 삽입 고정되는 메인 댐퍼 상부캡을 포함하는 변위 제한형 내진 마운트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부 마운터는,
    상기 하우징의 내부에 구비되어, 상기 메인 댐퍼의 하단이 삽입 고정되도록 마련되는 메인 댐퍼 하부캡을 더 포함하는 변위 제한형 내진 마운트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하부 마운터는,
    상기 하부 마운터를 바닥에 고정시키기 위한 마운팅 볼트가 삽입되는 마운팅 볼트용 홈; 및
    상기 하부 마운터의 아랫면에 배치되는 러버 패드를 더 포함하는 변위 제한형 내진 마운트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마운팅 볼트용 홈은,
    상기 하부 마운터의 바깥 모서리 측으로 일부가 개방된 형태로 형성되며, 한 쌍으로 구성되어 상기 하부 마운터의 길이방향에 따른 양측 모서리 측에 각각 배치되되, 개방된 방향이 상기 하부 마운터의 너비방향에 따른 양측 모서리 중 어느 일측으로만 개방되도록 마련되는 변위 제한형 내진 마운트.
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