KR102100807B1 - 댐퍼 내장형 에어스프링 - Google Patents

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KR102100807B1 KR1020190043810A KR20190043810A KR102100807B1 KR 102100807 B1 KR102100807 B1 KR 102100807B1 KR 1020190043810 A KR1020190043810 A KR 1020190043810A KR 20190043810 A KR20190043810 A KR 20190043810A KR 102100807 B1 KR102100807 B1 KR 102100807B1
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김영구
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주식회사 에이티에스
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Abstract

댐퍼를 내장시킨 에어스프링을 구현하여 아주 간단한 구성으로 효과적인 기계의 방진을 달성할 수 있도록 개선된 댐퍼 내장형 에어스프링이 개시된다.

Description

댐퍼 내장형 에어스프링{AIR SPRING WITH DAMPER}
본 발명은 댐퍼 내장형 에어스프링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐퍼를 내장시킨 에어스프링을 구현하여 아주 간단한 구성으로 효과적인 기계의 방진을 달성할 수 있도록 개선된 댐퍼 내장형 에어스프링에 관한 것이다.
반도체 제조 장비, LCD 제조장비 등은 아주 정숙한 진동 환경에서 운용되는데, 이들 장비의 주변에 설치된 모터, 팬, 펌프 등의 진동유발 기계에서 발생한 진동, 심지어 주변 지역으로 사람 보행시 발생하는 진동 등 미세한 진동도 장비가 설치된 건물의 바닥 구조체를 통하여 장비에 전달되어, 장비들의 정밀도를 저하시키고, 이들 장비의 고장 원인이 될 수도 있으며, 이들 장비들이 설치된 건물의 진동이 전달되어 정상적인 장비의 운용을 방해할 수 있다.
따라서 이러한 정밀 장비들은 기계에서 발생한 진동이 주변으로 전달되거나, 기계가 설치된 곳의 주변 진동이 기계로 전달되는 것을 차단하기 위해 방진장치가설치된다.
통상적인 기계의 방진장치는 스프링의 기능만 가지는 스프링마운트를 사용하는데, 주로 사용되는 스프링마운트로는 금속스프링마운트, 방진고무마운트, 에어스프링마운트 등이 있다. 이들 스프링마운트들의 종류는 스프링의 기능을 하는 탄성체의 종류에 따라 구분된다.
상기와 같은 스프링마운트만을 이용하여 기계를 방진할 경우, 스프링은 기본적으로 진동에너지를 흡수하는 기능이 없으므로 공진이 발생할 염려가 있고, 과도응답시간이 길어 한번 발생한 진동이 오래 지속되는 등의 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 기계의 방진에 있어서 진동에너지를 열로 변환시켜 주변으로 소산시키는 기능을 하는 댐퍼(Damper)가 스프링마운트와 함께 사용된다.
현재 사용되는 댐퍼로는 마찰댐퍼, 오일댐퍼, 가스댐퍼 등이 있는데, 마찰댐퍼는 상대적으로 운동을 하는 부위에서 마찰이 일어나 진동에너지가 마찰열로 소산되는 댐퍼이고, 오일댐퍼와 가스댐퍼는 액체 또는 기체인 유체가 작은 구멍이나 틈새로 빠르게 움직이는 과정에서 진동에너지가 유체의 점성에 의하여 마찰열로 변환되어 주변으로 소산되는 댐퍼이다.
상기와 같은 댐퍼들은 큰 변위의 진동이 있는 경우에는 대단히 유효하다. 그러나 통상적으로 기계가 정상적으로 작동할 때의 진동 진폭은 수 마이크론에서 수십 마이크론 정도밖에 되지 않으므로 상기한 통상적인 형태의 댐퍼들은 기계의 방진에는 적당하지 못하다.
또한, 효과적인 기계의 방진을 위해서는 상기한 스프링마운트와 댐퍼를 함께 사용하여 기계를 지지하여야 하겠지만, 이 경우 기계의 설치 장치가 복잡해지고, 댐퍼가 고가이므로 많은 비용이 소요되고, 경우에 따라서는 설치공간을 확보하기 어려운 경우도 있어서 문제가 된다.
따라서 기계의 방진을 위하여 저렴하게 제작할 수 있고, 구조적으로 완벽하게 진동을 차단할 수 있으며, 주변환경의 영향을 받지 않고, 또한 작은 변위에서도 댐핑 기능을 발휘할 수 있는 스프링마운트와 댐퍼를 결합한 새로운 형태의 방진수단이 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 댐퍼를 내장시킨 에어스프링을 구현하여 아주 간단한 구성으로 효과적인 기계의 방진을 달성할 수 있도록 개선된 댐퍼 내장형 에어스프링을 제공하는 것이다.
상술한 목적은, 장비를 받쳐 지지하는 상부프레임과 지면에 설치되는 베이스판의 사이에 설치되어 장비의 방진을 위해 설치되는 것으로, 외부에어쿠션체 및 상기 외부에어쿠션체 내부에 설치되는 내부댐퍼로 구성되며, 상기 외부에어쿠션체는, 상기 상부프레임의 저면에 고정되는 상부플레이트와, 상기 상부플레이트와 대칭되게 형성되고, 상기 베이스판의 상면에 고정되는 하부플레이트와, 상기 상부플레이트와 하부플레이트의 사이에 개재되되, 상면은 상기 상부플레이트의 저면에 밀착되게 고정되고 하면은 상기 하부플레이트의 상면에 밀착되게 고정되며, 외주면은 외측으로 볼록하게 돌출되게 형성되고, 내부에는 에어가 충진되는 에어충진공간이 형성되는 에어쿠션부재를 포함하여 구성되며, 상기 내부댐퍼는, 상기 에어충진공간 내에 형성되고 상기 하부플레이트의 상면에서 상방향으로 연장되며 상부는 개구되어 내부에 점성 오일이 충진되는 내부원통과, 상기 에어충진공간 내에 형성되고 상기 상부플레이트의 저면에서 하방향으로 연장되고 원통형으로 구성되며 상기 내부원통 내부로 삽입되어 점성 오일과 접촉되게 구성되는 내부피스톤과, 상기 내부원통과 내부피스톤의 결합부분에 구비되고 신축이 자유롭게 구성되어 점성 오일이 외부로 배출되지 않도록 구성되는 주름실링부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼 내장형 에어스프링에 의해 달성된다.
여기서, 상기 에어쿠션부재는 단면이 반원 형상으로 형성된 쿠션부와, 쿠션부의 상하 단부에서 상방향으로 굴절 형성된 수직부와, 수직부의 단부에서 외측 방향으로 굴절 형성된 지지부와, 지지부의 내부에 지지부를 따라 링 형상으로 매립되어 지지부가 형태를 유지할 수 있도록 잡아주는 역할을 하는 보강와이어와, 지지부와 쿠션부의 사이에 형성된 끼움홈으로 구성되고, 상기 에어쿠션부재는 상부프레임의 하면 가장자리와 하부프레임의 상면 가장자리를 따라 설치되는 고정링부재를 통해 상부프레임 및 하부프레임에 고정적으로 설치되되, 상기 고정링부재에는 끼움홈에 끼워져 조립되는 끼움돌기가 형성되어 끼움돌기가 끼움홈에 삽입되었을 때 에어쿠션부재의 지지부 단부가 고정링부재에 밀착되어 밀리지 않게 지지됨으로, 에어쿠션부재가 상부플레이트 및 하부플레이트와 고정링부재의 사이에서 움직이지 않게 설치되게 구성되며, 상기 주름실링부재는 상기 내부피스톤의 외면 상단부에 형성된 환형의 상부조립홈에 끼워져 고정되는 환형의 상부결합돌기와, 상기 내부원통의 외면 상단부에 형성된 환형의 하부조립홈에 끼워져 고정되는 환형의 하부결합돌기와, 상기 상부결합돌기 및 하부결합돌기 사이에 형성되어 상기 내부원통와 내부피스톤의 결합부분을 실링하는 주름실링커버를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 하부플레이트에는 내부피스톤의 하방향 이동을 제한하는 하방제한스토퍼부재가 구성되고, 상기 내부피스톤에는 내부피스톤의 상방향 이동을 제한하는 상방제한스토퍼편이 더 구성되되, 상기 하방제한스토퍼부재는 상기 하부플레이트의 하면 중앙에서 상방향으로 연장되는 하부지지보스 및 상기 하부지지보스의 상단에 구비되어 상기 상부플레이트의 저면이 안착되는 스토퍼판으로 구성되어, 진동에 의해 내부원통 내에서 내부피스톤이 하측으로 이동될 때 상기 상부플레이트의 저면이 상기 스토퍼판에 안착되어 내부피스톤의 하방향으로의 이동이 제한되게 구성되고, 상기 상방제한스토퍼부재는 상기 내부피스톤의 내면에 환형으로 형성되는 스토퍼편으로 구성되어, 진동에 의해 내부원통 내에서 내부피스톤이 상측으로 복귀될 때 상기 스토퍼편이 상기 스토퍼판의 저면에 걸림되어 내부피스톤의 상방향으로의 이동이 제한되게 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링은 기계의 방진에 필요한 스프링과 댐퍼를 모두 구비하고 있으므로 아주 간단한 구성으로 효과적인 방진시스템을 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 저가로 제조할 수 있어 제조 비용이 절감되며, 두 개의 방진요소인 스프링과 댐퍼를 일체로 결합한 것으로서 현장설치가 용이하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링은 내부에 일체로 설치된 내부댐퍼에 의해 작은 변위에서도 댐핑 기능을 발휘할 수 있어서 변위진폭이 작은 진동을 발생시키는 반도체 제조 장비, LCD 제조장비의 방진에 효과적으로 이용할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링을 나타낸 분리 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링을 나타낸 부분 절개 결합 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링을 나타낸 결합 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명에서 하방제한스토퍼부재 및 상방제한스토퍼부재를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링의 설치 상태를 나타낸 설치도.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링는 반도체 제조 장비, LCD 제조장비를 받쳐 지지하는 상부프레임(10)과 지면에 설치되는 베이스판(20)의 사이에 설치되어 방진시스템을 구성한다.
본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링은 외부에어쿠션체(200) 및 상기 외부에어쿠션체(200) 내부에 설치되는 내부댐퍼(300)로 구성되어, 방진에 필수요소인 스프링과 댐퍼를 모두 구비하고 있기 때문에 아주 간단한 구성으로 효과적인 기계방진시스템을 구성할 수 있으며, 내부댐퍼(300)는 점성 오일의 전단 저항력을 이용하여 정상적인 운전 상태의 기계에서 발생하는 작은 진폭 변위의 진동에서도 댐핑의 효과가 크게 나타나므로, 기계의 방진 장치로 적합하다는 특징이 있다.
먼저, 상기 외부에어쿠션체(200)는 방진의 필수요소인 스프링의 역활을 수행하는 것으로, 상부플레이트(210), 하부플레이트(220), 에어쿠션부재(230)를 포함하여 구성된다.
좀 더 구체적으로, 상기 상부플레이트(210)는 상부프레임(10)의 저면에 고정되게 설치된다. 즉, 상부플레이트(210)에는 상면 일부분에 볼트공(211)이 형성되고 상부프레임(10)에는 볼트공(211)과 대응되는 상부결합공(11)이 관통 형성되어 상부결합공(11)을 관통하여 볼트공(211)에 체결되는 볼트(B)를 통해 고정되게 설치된다.
그리고 상기 하부플레이트(220)는 외부에어쿠션체(200)의 바닥을 구성하는 것으로, 베이스판(20)에 고정되게 설치된다. 즉, 하부플레이트(220)에는 일부분에 하부결합공(221)이 형성되고 베이스판(20)에는 하부결합공(221)과 대응되는 베이스체결공(22)이 형성되어 하부결합공(221)을 관통하여 베이스체결공(22)에 체결되는 볼트(B)를 통해 고정되게 설치된다.
그리고 상기 에어쿠션부재(230)는 상부플레이트(210)와 하부플레이트(220)의 사이에 개재되어 쿠션력을 제공하는 것으로, 상하가 대칭되게 형성되며, 상부플레이트(210)와 하부플레이트(220)의 사이에서 상면은 상부플레이트(210)의 저면에 밀착되게 고정되고 하면은 하부플레이트(220)의 상면에 밀착되게 고정된다. 그리고 에어쿠션부재(230)의 외주면은 외측으로 볼록하게 돌출되게 형성되고, 내부에는 에어가 충진되는 에어충진공간(S)이 형성된다.
특히, 상기 에어쿠션부재(230)는 설치 사용시 수없이 반복되는 수축 팽창, 탄성완충 작용시 발생되는 발열에 따른 경화와 그로 인한 열화에 의해 탄성완충력이 상실되는 피로한계가 짧아지는 단점이 있으므로 이를 해소하기 위해, 과황산 암모늄 2.5중량%와, 0.5㎛ 입도를 갖는 순지트(shungite) 분말 5.0중량%와, 붕산 2.5중량%와, PEBAX(Polyether-block-amide) 3.0중량%와, 라텍스 에멀젼 4.0중량%와, 실리콘유 0.2중량%와, 폴리카르복시산소다염 4.5중량%와, 모레큐라시브스 2.5중량%와, 로진 1.5중량% 및 나머지 폴리클로로프렌으로 이루어진 조성물로 성형됨이 바람직하다.
이때, 상기 과황산 암모늄(Ammonium Persulfate)은 산도를 조절하여 내산화성을 강화시킴으로써 열변형을 억제하기 위해 첨가된다.
또한, 상기 순지트는 규산염과 풀러렌이 주로 함유된 천연 광물로서, 특히 흑연 미세 결정이 다량 포함된 광물의 분말이다.
이러한 흑연 미세 결정은 내열성을 강화시키고 열팽창율을 줄여 방진패드의 고무성분이 열화되고 수없는 반복 굴신시 유발되는 급격한 피로강도 저하를 방지한다. 이에 더하여, 풀러렌(fullerene)을 60% 이상 함유된 순지트를 사용할 경우 탄소의 3번째 동소체인 플러렌의 천연 항산화작용에 의한 곰팡이 등의 세균 증식이나 활성을 자체적으로 차단하기 때문에 오염도 방지하고 장수명화를 달성하는데 매우 효과적이다.
그리고, 상기 붕산은 붕소를 중심원자로 하는 산소산의 염으로서, 흑연 미세 결정과의 결합에 의해 내산화성이 강화되어 하중과 압력이 걸려도 극히 적은 변형을 유지하게 되므로 이를 통해 열화를 억제하고, 고온에서의 변형이 적으며, 화학적으로도 내식성 및 내마모성을 증대시키게 된다.
또한, 상기 PEBAX(Polyether-block-amide)는 저온에서도 경도변화가 작고 내피로성이 뛰어나며 비중이 작아 성형가공성이 우수할 뿐만 아니라, 흡습성이 낮고, 내굴곡 피로성, 내후성, 유연성, 내크립성, 접착성을 강화시키기 위해 첨가된다.
아울러, 상기 라텍스 에멀젼은 연화점을 높이며 신도는 크게 하고 고온에서 점도를 증가시켜 내열성 및 마모 저항성을 강화시키기 위해 첨가된다.
또한, 상기 실리콘유는 상기 라텍스 에멀젼이 에멀젼 상태로 배합되기 때문에 기포 생성에 따른 성형 불량 문제가 야기될 수 있으므로 이를 없애기 위해 소량 첨가된다.
그리고, 상기 폴리카르복시산소다염은 액상의 고성능 분산제로서 조색성 및 점도안정성이 우수하며, 본 발명에서는 성형시 비균일 분산에 따른 핀홀 생성, 주름 발생 등 성형불량을 방지하기 위해 첨가된다.
뿐만 아니라, 상기 모레큐라시브스(Molecular Sieves)는 극히 낮은 수증기 분압하에서 거의 포화 흡착량에 가까운 흡착용량을 갖는 강력한 흡습성과 3차원 망목구조 세공 결정 구조의 특성을 이용하여 방음성, 흡음성, 충격완충성을 강화시키기 위해 첨가된다.
또한, 상기 로진(Rosin)은 송진을 수증기로 증류하여 테레빈유를 제거한 다음에 남는 담황색 또는 갈색의 투명한 액체로서 성분간 결합성을 강화시키면서 점도를 조절하며 라텍스 에멀젼의 분산성을 높이고, 성형시 바인딩력을 증대시키기 위해 첨가된다.
마지막으로, 상기 폴리클로로프렌은 위에서 설명한 베이스 수지이다.
이렇게 성형된 방진고무패드(400) 샘플에 대해 열화저항성을 테스트하였다. 테스트는 샘플에 5kg의 하중을 가하는 방식으로 분당 15회전하는 타바(impact bar)로 샘플 상단을 타격하였으며, 이 과정은 2개월간 지속하였다.
2개월 후 샘플 표면에서의 열화, 즉 경화 발생여부, 크랙 발생여부, 탄성복귀력 저하 여부를 돋보기와 누름기를 이용하여 확인하였다.
확인 결과, 경화가 발생하지 않았으며, 탄성복귀력도 정상상태를 유지하고 있었고, 변색도 없었으며, 크랙도 발생하지 않았다.
여기서 상기 에어쿠션부재(230)는 고정링부재(240)를 통해 상판(210)과 하판(220) 사이에서 견고하게 고정되도록 설치된다.
즉, 상기 에어쿠션부재(230)는 단면이 반원 형상으로 형성된 쿠션부(231)와, 쿠션부(231)의 상하 단부에서 상방향으로 굴절 형성된 수직부(232)와, 수직부(232)의 단부에서 외측 방향으로 굴절 형성된 지지부(233)와, 지지부(233)의 내부에 지지부(233)를 따라 링 형상으로 매립되어 지지부(233)가 형태를 유지할 수 있도록 잡아주는 역할을 하는 보강와이어(234)와, 지지부(233)와 쿠션부(231)의 사이에 형성된 끼움홈(235)으로 구성된다.
그리고 고정링부재(240)는 상부플레이트(210)의 하면 가장자리와 하부플레이트(220)의 상면 가장자리에 고정적으로 설치되는 것으로, 볼트(B)를 통해 고정되게 설치된다. 즉, 고정링부재(240)에는 체결공(241)이 관통 형성되고, 상부플레이트(210)와 하부플레이트(220)에는 체결공(241)과 대응되는 결합공(212)(222)이 관통 형성되어, 결합공(212)(222)을 관통하여 체결공(241)에 체결되는 볼트(B)를 통해 고정되게 설치된다. 그리고 고정링부재(240)에는 쿠션부재(230)의 끼움홈(235)에 끼워져 조립되는 끼움돌기(242)가 일체로 돌출 형성된다.
이러한 구성에 의해 에어쿠션부재(230)를 고정적으로 설치하는 방법을 설명하면, 에어쿠션부재(230)를 상부플레이트(210)의 저면에 밀착되고 하면은 하부플레이트(220)의 상면에 밀착되게 설치된 상태에서, 상부플레이트(210)의 하면 가장자리와 하부플레이트(220)의 상면 가장자리를 따라 각각 고정링부재(240)를 고정적으로 설치한다. 이때, 고정부재(240)에는 끼움돌기(242)가 에어쿠션부재(230)의 끼움홈(235)에 끼워지게 조립된 상태에서 볼트(B)를 통해 상부플레이트(210)와 하부플레이트(220)에 고정되게 설치한다. 그러면 끼움돌기(242)가 끼움홈(235)에 삽입되었을 때 에어쿠션부재(230)의 지지부(233) 단부가 고정링부재(240)에 밀착되어 밀리지 않게 지지됨으로, 에어쿠션부재(230)가 상부플레이트(210) 및 하부플레이트(220)와 고정링부재(240)의 사이에서 움직이지 않게 설치된다.
다음으로, 상기 내부댐퍼(300)는 내부원통(310), 내부피스톤(320) 및 주름실링부재(330)를 포함하여 구성된다.
좀 더 구체적으로, 상기 내부원통(310)은 점성 오일(O)이 수용되는 벽을 구성하는 것으로, 상기 에어충진공간(S) 내에 형성되고 상기 하부플레이트(220)의 상면에서 상방향으로 연장되며 상부는 개구되어 내부에 점성 오일(O)이 충진되게 구성된다. 여기서, 상기 내부원통(310) 내부에 충진되는 점성 오일(O)은 후술하는 내부피스톤(320)의 하단부가 접촉될 수 있게 적정한 높이로 충진되는 것이 바람직하다.
여기서 상기 내부원통(310)의 내부에 충진되는 점성 오일(O)은 물체의 진동 운동에 저항하는 전단력을 내는 것으로서, 점성계수가 아주 높은 오일을 사용하여야 하는데, 동점성계수 10,000 내지 1,000,000cS 범위의 오일을 사용하여 기계의 방진에 사용할 수 있는 실용적인 댐퍼 기능을 수행할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 내부피스톤(320)은 상기 에어충진공간(S) 내에 형성되고 상기 상부플레이트(210)의 저면에서 하방향으로 연장되고 원통형으로 구성되며 상기 내부원통(310) 내부로 삽입되어 점성 오일(O)과 접촉되게 구성된다. 즉, 상기 내부피스톤(320)은 진동에 의해 내부원통(310) 내에서 상승 또는 하강하면서 유동을 하게 되고, 이 때 점성 오일(O)과 접촉하면서 점성 오일(O)의 점성에 의하여 전단저항력이 발생하여 진동운동에 저항하게 구성된다.
그리고 상기 주름실링부재(330)는 상기 내부원통(310)와 내부피스톤(320)의 결합부분에 구비되고 신축이 자유롭게 구성되어 점성 오일(O)이 외부로 배출되지 않도록 구성된다.
즉, 상기 주름실링부재(330)는 상기 내부피스톤(320)의 외면 상단부에 형성된 환형의 상부조립홈(321)에 끼워져 고정되는 환형의 상부결합돌기(331)와, 상기 내부원통(310)의 외면 상단부에 형성된 환형의 하부조립홈(311)에 끼워져 고정되는 환형의 하부결합돌기(332)와, 상기 상부결합돌기(331) 및 하부결합돌기(332) 사이에 형성되어 상기 내부원통(310)와 내부피스톤(320)의 결합부분을 실링하는 주름실링커버(333)를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성된 주름실링부재(330)는 내부원통(310) 및 내부피스톤(320)에 끼움 방식으로 조립되어 내부원통(310)와 내부피스톤(320)의 결합부분을 실링하게 구성된다.
한편, 본 발명에 따르면, 내부피스톤(320)이 내부원통(310)에서 과도하게 하강하거나, 내부피스톤(320)이 내부원통(310)에서 분리되지 않게 구성된다.
이를 위해, 상기 하부플레이트(220)에는 내부피스톤(320)의 하방향 이동을 제한하는 하방제한스토퍼부재(410)가 구성되고, 상기 내부피스톤(320)에는 내부피스톤(320)의 상방향 이동을 제한하는 상방제한스토퍼부재(420)가 더 구성된다.
좀 더 구체적으로, 상기 하방제한스토퍼부재(410)는 상기 하부플레이트(220)의 하면 중앙에서 상방향으로 연장되는 하부지지보스(411) 및 상기 하부지지보스(411)의 상단에 구비되어 상기 상부플레이트(210)의 저면이 안착되는 스토퍼판(412)으로 구성되어, 진동에 의해 내부원통(310) 내에서 내부피스톤(320)이 하측으로 이동될 때 상기 상부플레이트(210)의 저면이 상기 스토퍼판(412)에 안착되어 내부피스톤(320)의 하방향으로의 이동이 제한되게 구성된다.
그리고 상기 상방제한스토퍼부재(420)는 상기 내부피스톤(320)의 내면에 환형으로 형성되는 스토퍼편(420)으로 구성되어, 진동에 의해 내부원통(310) 내에서 내부피스톤(320)이 상측으로 복귀될 때 상기 스토퍼편(420)이 상기 스토퍼판(412)의 저면에 걸림되어 내부피스톤(320)의 상방향으로의 이동이 제한되게 구성된다.
따라서, 본 발명은 에어스프링에 과한 충격이나 하중을 받았을 때, 스토퍼판(412)의 상면에 상부플레이트(210)의 저면이 지지되어 내부피스톤(320)의 하방향으로 과하게 이동되는 것이 제한되고, 내부원통(310)에서 내부피스톤(320)이 상측으로 복귀하는 과정에서 스토퍼판(412)에 내부피스톤의 스토퍼편(420)이 걸림되어 내부피스톤(320)이 내부원통(310)에서 분리되는 것을 방지할 수 있게 구성된다.
이와 같이 방진 구조로 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링을 설치하면, 외부에어쿠션체(200)은 방진 요소 중 스프링의 기능을 내부댐퍼(300)는 방진 요소 중 댐퍼의 기능을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링은 기계의 방진에 필요한 스프링과 댐퍼를 모두 구비하고 있으므로 아주 간단한 구성으로 효과적인 방진시스템을 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 저가로 제조할 수 있어 제조 비용이 절감되며, 두 개의 방진요소인 스프링과 댐퍼를 일체로 결합한 것으로서 현장설치가 용이하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 댐퍼 내장형 에어스프링은 내부에 일체로 설치된 내부댐퍼에 의해 작은 변위에서도 댐핑 기능을 발휘할 수 있어서 변위진폭이 작은 진동을 발생시키는 반도체 제조 장비, LCD 제조장비의 방진에 효과적으로 이용될 수 있다는 장점이 있다.
200: 외부에어쿠션체 210: 상부플레이트
220: 하부플레이트 230: 에어쿠션부재
300: 내부댐퍼 310: 내부원통
320: 내부피스톤 330: 주름실링부재
410: 하방제한스토퍼부재 420: 상방제한스토퍼부재

Claims (4)

  1. 장비를 받쳐 지지하는 상부프레임과 지면에 설치되는 베이스판의 사이에 설치되어 장비의 방진을 위해 설치되는 것으로,
    외부에어쿠션체 및 상기 외부에어쿠션체 내부에 설치되는 내부댐퍼로 구성되며,
    상기 외부에어쿠션체는, 상기 상부프레임의 저면에 고정되는 상부플레이트와, 상기 상부플레이트와 대칭되게 형성되고, 상기 베이스판의 상면에 고정되는 하부플레이트와, 상기 상부플레이트와 하부플레이트의 사이에 개재되되, 상면은 상기 상부플레이트의 저면에 밀착되게 고정되고 하면은 상기 하부플레이트의 상면에 밀착되게 고정되며, 외주면은 외측으로 볼록하게 돌출되게 형성되고, 내부에는 에어가 충진되는 에어충진공간이 형성되는 에어쿠션부재를 포함하여 구성되며,
    상기 내부댐퍼는, 상기 에어충진공간 내에 형성되고 상기 하부플레이트의 상면에서 상방향으로 연장되며 상부는 개구되어 내부에 점성 오일이 충진되는 내부원통과, 상기 에어충진공간 내에 형성되고 상기 상부플레이트의 저면에서 하방향으로 연장되고 원통형으로 구성되며 상기 내부원통 내부로 삽입되어 점성 오일과 접촉되게 구성되는 내부피스톤과, 상기 내부원통과 내부피스톤의 결합부분에 구비되고 신축이 자유롭게 구성되어 점성 오일이 외부로 배출되지 않도록 구성되는 주름실링부재를 포함하여 구성되고,
    상기 하부플레이트에는 내부피스톤의 하방향 이동을 제한하는 하방제한스토퍼부재가 구성되고, 상기 내부피스톤에는 내부피스톤의 상방향 이동을 제한하는 상방제한스토퍼부재가 더 구성되되,
    상기 하방제한스토퍼부재는 상기 하부플레이트의 하면 중앙에서 상방향으로 연장되는 하부지지보스 및 상기 하부지지보스의 상단에 구비되어 상기 상부플레이트의 저면이 안착되는 스토퍼판으로 구성되어, 진동에 의해 내부원통 내에서 내부피스톤이 하측으로 이동될 때 상기 상부플레이트의 저면이 상기 스토퍼판에 안착되어 내부피스톤의 하방향으로의 이동이 제한되게 구성되고,
    상기 상방제한스토퍼부재는 상기 내부피스톤의 내면에 환형으로 형성되는 스토퍼편으로 구성되어, 진동에 의해 내부원통 내에서 내부피스톤이 상측으로 복귀될 때 상기 스토퍼편이 상기 스토퍼판의 저면에 걸림되어 내부피스톤의 상방향으로의 이동이 제한되게 구성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼 내장형 에어스프링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어쿠션부재는 단면이 반원 형상으로 형성된 쿠션부와, 쿠션부의 상하 단부에서 상방향으로 굴절 형성된 수직부와, 수직부의 단부에서 외측 방향으로 굴절 형성된 지지부와, 지지부의 내부에 지지부를 따라 링 형상으로 매립되어 지지부가 형태를 유지할 수 있도록 잡아주는 역할을 하는 보강와이어와, 지지부와 쿠션부의 사이에 형성된 끼움홈으로 구성되고,
    상기 에어쿠션부재는 상부플레이트의 하면 가장자리와 하부플레이트의 상면 가장자리를 따라 설치되는 고정링부재를 통해 상부플레이트 및 하부플레이트에 고정적으로 설치되되, 상기 고정링부재에는 끼움홈에 끼워져 조립되는 끼움돌기가 형성되어 끼움돌기가 끼움홈에 삽입되었을 때 에어쿠션부재의 지지부 단부가 고정링부재에 밀착되어 밀리지 않게 지지됨으로, 에어쿠션부재가 상부플레이트 및 하부플레이트와 고정링부재의 사이에서 움직이지 않게 설치되게 구성되며,
    상기 주름실링부재는 상기 내부피스톤의 외면 상단부에 형성된 환형의 상부조립홈에 끼워져 고정되는 환형의 상부결합돌기와, 상기 내부원통의 외면 상단부에 형성된 환형의 하부조립홈에 끼워져 고정되는 환형의 하부결합돌기와, 상기 상부결합돌기 및 하부결합돌기 사이에 형성되어 상기 내부원통와 내부피스톤의 결합부분을 실링하는 주름실링커버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼 내장형 에어스프링.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어쿠션부재는 과황산 암모늄 2.5중량%와, 0.5㎛ 입도를 갖는 순지트(shungite) 분말 5.0중량%와, 붕산 2.5중량%와, PEBAX(Polyether-block-amide) 3.0중량%와, 라텍스 에멀젼 4.0중량%와, 실리콘유 0.2중량%와, 폴리카르복시산소다염 4.5중량%와, 모레큐라시브스 2.5중량%와, 로진 1.5중량% 및 나머지 폴리클로로프렌으로 이루어진 조성물로 성형되는 것을 특징으로 하는 댐퍼 내장형 에어스프링.
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