KR102325955B1 - 진동절연 장치 - Google Patents

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이명재
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한화시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 발사체를 안착시킬 수 있도록 지지면 상에 배치되는 안착부, 안착부와 지지면을 연결하도록 설치되는 지지부, 진동을 절연할 수 있도록 안착부와 지지부 사이에 배치되며, 서로 다른 복수의 방향으로 연장형성되는 복수개의 댐퍼부재를 구비하는 댐퍼부를 포함하는 진동절연 장치로서, 발사체의 진동이 지지면으로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 진동절연 장치가 제시된다.

Description

진동절연 장치{VIBRATION ISOLATION APPARATUS}
본 발명은 진동절연 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발사체의 진동이 지지면으로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 진동절연 장치에 관한 것이다.
위성이란 지상으로부터 공중으로 발사되어 설정된 궤도를 비행하며 각종 임무를 수행하는 장치이다. 위성은 로켓과 같은 발사체에 탑재되어 공중으로 발사될 수 있다.
일반적으로 위성이 탑재된 발사체를 발사할 때 커다란 진동 및 충격이 발생한다. 이러한 진동 및 충격이 지상으로 전달되면, 지상에 위치하는 발사 장비를 손상시킬 수 있고, 발사 장비의 정밀도를 저하시킬 수 있다.
또한, 발사 시의 진동 및 충격이 발사체 내의 위성으로 전달되면, 위성에 포함된 각종 정밀부품을 손상시킬 수 있고, 이에, 위성이 전기적 혹은 기계적 고장을 일으킬 확률이 크게 증가될 수 있다.
따라서, 발사체를 발사할 때에 발생하는 진동 및 충격이 주변으로 전파되는 것을 차단하기 위하여 종래에 많은 시도가 있어왔다.
예컨대 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 제10-2020-0046702호)은 진동 저감 기능을 갖는 위성 발사체를 제시한다. 하지만 특허문헌 1은 발사체에 탑재된 위성의 진동을 저감할 뿐이고, 발사체의 진동을 저감할 수는 없는 문제가 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
KR 10-2020-0046702 A
본 발명은 발사체의 진동이 지지면으로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 진동절연 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 진동절연 장치는, 발사체를 안착시킬 수 있도록 지지면 상에 배치되는 안착부; 상기 안착부와 상기 지지면을 연결하도록 설치되는 지지부; 진동을 절연할 수 있도록 상기 안착부와 상기 지지부 사이에 배치되며, 서로 다른 복수의 방향으로 연장형성되는 복수개의 댐퍼부재를 구비하는 댐퍼부;를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 진동절연 장치는, 발사체를 안착시킬 수 있도록 지지면 상에 배치되는 안착부; 상기 안착부와 상기 지지면을 연결하도록 설치되는 지지부; 진동을 절연할 수 있도록 상기 안착부와 상기 지지부 사이에 배치되며, 적어도 일부가 형상기억합금 재질로 형성되는 복수개의 댐퍼부재를 구비하는 댐퍼부;를 포함한다.
상기 지지부는, 상기 지지면에 장착되며, 내부가 상방으로 개방되는 베이스부재; 상기 댐퍼부를 안착시킬 수 있도록 상기 베이스부재의 내주면의 복수 위치에 형성되는 단턱;을 포함할 수 있다.
상기 댐퍼부는, 상기 베이스부재의 내부에 배치되고, 내부가 상하 방향으로 개방되는 제1무빙부재; 수평 방향으로 연장되고, 상기 제1무빙부재와 상하 방향으로 접촉되며, 상기 단턱에 안착되는 제1댐퍼부재; 상기 제1무빙부재의 내부에 배치되며, 상기 안착부가 연결되는 제2무빙부재; 상하 방향으로 연장되고, 상기 제1무빙부재 및 상기 제2무빙부재 사이에 배치되며, 상기 제1무빙부재 및 상기 제2무빙부재 각각과 수평 방향으로 접촉되는 제2댐퍼부재;를 포함할 수 있다.
상기 제1댐퍼부재는 수평 플레이트 형상으로 형성되고, 하면이 상기 단턱 및 상기 제1무빙부재와 각각 접촉될 수 있다.
상기 제2댐퍼부재는 수직 플레이트 형상으로 형성되고, 외측면이 상기 제1무빙부재와 접촉되고, 내측면이 상기 제2무빙부재와 접촉될 수 있다.
상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2댐퍼부재 각각은 복수개 구비되어 상기 베이스부재의 내주면의 둘레 방향으로 이격될 수 있다.
상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2댐퍼부재는 상기 둘레 방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2 댐퍼부재 각각은, 상기 제1댐퍼부재의 내측에 위치하는 코어플레이트; 상기 코어 플레이트의 상면 및 하면에 각각 복수 층으로 배치되는 복수개의 박형플레이트;를 포함할 수 있다.
상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2 댐퍼부재 각각은, 상기 코어플레이트와 상기 복수개의 박형플레이트 사이에 각각 배치되며, 탄성을 가지는 접착부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 코어플레이트와 상기 박형플레이트는 서로 두께가 상이할 수 있다.
상기 코어플레이트의 두께가 상기 박형플레이트의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 댐퍼부재는 복수겹의 플레이트를 포함하고, 상기 복수겹의 플레이트 중 적어도 어느 하나의 플레이트는 형상기억합금 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 형상기억합금 플레이트는 상기 복수겹의 플레이트의 내측에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 발사체로부터 전달되는 진동 및 충격을 방향별로 나눠서 복수개의 댐퍼부재 각각에 인가시킴으로써 진동 및 충격을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 따라서, 발사체로부터 전달되는 진동 및 충격이 지지면을 통하여 발사체 주변에 위치하는 각종 구조물 및 설비로 전달되어 이들을 손상시키는 것을 효과적으로 억제 혹은 방지할 수 있다. 이로부터 발사체와 지지면 사이에서 댐퍼부의 각 축에 대한 요구 고유진동수인 멀티 요구 고유진동수를 확보하고, 진동 전달력을 저감시킴으로써, 발사체에서 지지면으로 그리고 지지면에서 발사체로 진동이 전달되는 정도를 줄여줄 수 있다. 따라서, 발사체로부터 기인하는 정현파 진동, 랜덤 진동 및 분리 충격에 대하여 진동절연 장치의 목표 성능 구현이 가능하며, 이러한 진동 및 충격 전달력 저감을 통해 지지면에 대한 환경시험 규격을 완화시킬 수 있고, 피로 누적을 최소화시킬 수 있으므로, 발사체를 개발하는 데 필요한 개발비를 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발사체 및 진동절연 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1댐퍼부재의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제2댐퍼부재의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치는 발사체를 지지면 상에서 지지하면서 발사체의 발사 및 지상 운용 시에 발생하는 진동 및 충격이 지지면을 통해 주변으로 전달되는 것을 억제 혹은 방지하는 장치로서 적용될 수 있다.
물론, 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치는 각종 진동 발생원을 지지하며 진동을 절연하는 범용의 진동절연 장치로도 활용될 수 있다. 이하, 발사체의 발사 및 지상 운용 등의 작업 시에 발사체를 지지하는 장치를 기준으로 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발사체 및 진동절연 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발사체(10)는, 지지면(20) 상에 배치될 수 있고, 진동절연 장치(300)에 안착될 수 있다.
발사체(10)는 군용 및 민간용 등의 각종 용도의 위성(미도시)을 소정 높이의 궤도로 진입시키기 위한 각종 로켓을 포함할 수 있다. 발사체(10)의 형상은 다양할 수 있다. 발사체(10)는 하나 이상의 진동절연 장치(300)에 안착되어 지지면(20) 상에 위치될 수 있다. 발사체(10)에는 위성이 탑재되어 있을 수 있다.
지지면(20)은 발사체(10)를 조립되는 공장의 플로어, 발사체(10)를 운반하는 차량의 적재면, 발사체(10)가 탑재된 플랫폼의 탑재면, 발사체(10)가 수납된 저장고의 바닥면, 발사체(10)를 발사하는 센터의 발사장을 포함하여 다양할 수 있다.
지지면(20)상에는 각종 구조물(미도시) 및 설비(미도시)가 배치될 수 있다. 이러한 구조물 및 설비는 예컨대 발사체(10)의 조립과 운반, 운용 및 발사 등에 사용되는 다양한 구조물 및 설비일 수 있다.
발사체(10)는 발사 및 운용 등을 위하여 지지면(20)으로 운반되고, 진동절연 장치(300)에 안착될 수 있다. 발사체(10)의 운용 및 발사 시에 발사체(10)에는 강한 진동 및 충격이 발생할 수 있다. 이 때의 진동과 충격이 상술한 구조물 및 설비로 전달되는 경우, 구조물 및 설비를 손상시킬 수 있고, 발사체(10)의 운용 및 발사 시의 정밀도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 진동절연 장치(300)를 이용하여 발사체(10)에서 생성되는 진동 및 충격이 발사체(10)로부터 지면으로 전달되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
진동절연 장치(300)는 지지면(20)에 설치될 수 있다. 진동절연 장치(300)는 하나 이상 설치될 수 있다. 예컨대 진동절연 장치(300)는 적어도 세 위치에 설치될 수 있다. 진동절연 장치(300)는 발사체(10)의 하부면의 가장자리를 접촉하여 지지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치의 개략도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치의 분해도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치(300)는, 발사체(10)를 안착시킬 수 있도록 지지면(20) 상에 배치되는 안착부(310)와, 안착부(310)와 지지면(20)을 연결하도록 설치되는 지지부(320) 및 진동을 절연할 수 있도록 안착부(310)와 지지부(320) 사이에 배치되며, 서로 다른 복수의 방향으로 연장형성되는 복수개의 댐퍼부재(333, 335)를 구비하는 댐퍼부(330)를 포함한다.
안착부(310)는 지지면(20)으로부터 소정 높이 이격되어 배치될 수 있다. 안착부(310)는 댐퍼부(330)를 통해 지지부(320)와 연결될 수 있다. 안착부(310)는 발사체(10)를 지지하며 발사체(10)에서 생성되는 진동 및 충격을 댐퍼부(330)로 전달할 수 있다.
이하에서, 전후 방향(X)은 지지면(20)과 평행하면서 안착부(310)로부터 발사체(10)를 향하는 방향이고, 좌우 방향(Z)은 지지면(20)과 평행하면서 전후 방향(Y)과 교차하는 방향일 수 있다. 이때, 전후 방향(X)과 좌우 방향(Z)을 수평 방향이라고 통칭할 수 있다. 또한, 상하 방항(Y)은 전후 방향(X) 및 좌우 방향(Z)과 교차하는 방향일 수 있다.
안착부(310)는 전후 방향(X)으로 연장형성될 수 있다. 안착부(310)는 전방을 향하는 단부에 발사체(10)가 안착될 수 있다. 안착부(310)는 후방을 향하는 단부가 댐퍼부(330)에 지지될 수 있다.
안착부(310)는 브래킷 조립체(311, 312, 313, 314), 록킹 조립체(315, 317), 서포터 조립체(316, 318)를 포함할 수 있다. 브래킷 조립체(311, 312, 313, 314)는 발사체(10)의 하면의 가장자리에 배치될 수 있고, 발사체(10)의 하면 및 측면을 지지할 수 있다. 서포터 조립체(316, 318)는 브래킷 조립체의 후방에 배치될 수 있고, 댐퍼부(330)에 장착될 수 있다. 록킹 조립체(315, 317)는 서포터 조립체(316, 318)와 브래킷 조립체(311, 312, 313, 314)를 결속시킬 수 있다. 브래킷 조립체로부터 서포터 조립체로 발사체(10)의 진동 및 충격이 전달될 수 있고, 이러한 진동 및 충격을 댐퍼부(330)가 진동절연할 수 있다. 진동절연한다는 것은 진동이 전해지는 것을 억제 혹은 차단하는 것을 의미한다.
브래킷 조립체는 메인브래킷(311), 연결브래킷(312), 안착브래킷(313), 보강브래킷(314)을 포함할 수 있다. 메인브래킷(311)은 전후 방향(X)과 좌우 방향(Z)으로 연장형성될 수 있다. 메인브래킷(311)은 소정의 플레이트 형상일 수 있다. 연결브래킷(312)은 메인브래킷(311)의 전방 단부로부터 하방으로 절곡될 수 있고, 상하 방향(Y)으로 연장형성될 수 있다. 그리고 안착브래킷(313)은 연결브래킷(312)의 하측 단부로부터 전방으로 절곡될 수 있다. 보강브래킷(314)는 메인브래킷(311)과 연결브래킷(312)을 연결시키도록 메인브래킷(311)의 좌우 양측에 장착될 수 있다. 안착브래킷(313)의 상면에 발사체(10)의 하면이 안착되고, 연결브래킷(312)의 전면에 발사체(10)의 측면이 접촉될 수 있다. 물론, 브래킷 조립체의 구성은 다양할 수 있다.
서포터 조립체는 서포트프레임(316), 체결부재(318)를 포함할 수 있다. 서포트프레임(316)은 전후 방향(X)으로 연장형성될 수 있다. 서포트프레임(316)은 소정의 바 형상일 수 있다. 서포트프레임(316)은 후방 단부가 체결부재(318)에 의해 댐퍼부(330)의 상부에 체결되고, 전방 단부가 록킹 조립체에 의해 메인브래킷(311)의 하면에 체결될 수 있다. 체결부재(318)는 볼트, 리벳 등 다양할 수 있다. 물론, 서포터 조립체의 구성은 다양할 수 있다.
록킹 조립체는 록킹블록(315) 및 록킹부재(317)를 포함할 수 있다. 이때, 록킹블록(315)은 메인브래킷(311)의 하면을 상하 방향(Y)으로 마주보도록 이격배치될 수 있다. 록킹블록(315)과 메인브래킷(311) 사이에 서포트프레임(316)의 전방 단부가 끼워질 수 있다. 록킹부재(317)는 메인브래킷(311)과 서포트프레임(316)의 전방 단부와 록킹블록(315)을 상하 방향(Y)으로 관통하도록 장착되고, 메인브래킷(311)과 서포트프레임(316)에 지지력을 제공할 수 있다. 물론, 록킹 조립체의 구성은 다양할 수 있다.
지지부(320)는 발사체(10)로부터 수평 방향으로 이격되어 지지면(20)상에 설치될 수 있다. 지지부(320)는 지지면(20)에 장착되며 내부가 상방으로 개방되는 베이스부재(321), 댐퍼부(330)를 안착시킬 수 있도록 베이스부재(321)의 내주면의 복수 위치에 형성되는 단턱(322)을 포함할 수 있다.
베이스부재(321)는 지지부(320)의 본체로서, 댐퍼부(330)의 둘레를 감싸서 보호하는 역할을 한다. 베이스부재(321)는 플랜지(321a) 및 하우징(321b)을 포함할 수 있다.
플랜지(321a)는 좌우 방향(Z)과 전후 방향(X)으로 연장형성될 수 있다. 플랜지(321a)는 원판 형상일 수 있다. 플랜지(321a)는 예컨대 볼팅 방식에 의하여 지지면(20)에 설치될 수 있다. 물론, 플랜지(321a)의 형상과 설치 방식은 다양할 수 있다. 하우징(321b)은 중공형의 원통체 형상일 수 있다. 하우징(321b)은 내부가 상방으로 개방될 수 있다.
하우징(321b)의 내부 깊이는 댐퍼부(330)의 상하 방향(Y)의 길이보다 크고, 하우징(321b)의 내부 너비는 댐퍼부(330)의 후술하는 제1무빙부재(331)의 직경보다 클 수 있다. 따라서, 하우징(321b)의 내부에 수용된 댐퍼부(330)가 하우징(321b)과의 구조적인 간섭없이 진동절연을 원활하게 수행할 수 있다.
단턱(322)은 하우징(321b)의 내주면의 둘레 방향(r)으로 나열된 복수의 위치에 형성될 수 있다. 각각의 단턱(322)은 예컨대 계단 형상으로 형성될 수 있다.
단턱(322)은 하우징(321b)의 상단부보다 낮은 소정 높이에서 플랜지(321a)의 상부면과 평행하게 형성되는 바닥면과, 바닥면의 후방 가장자리로부터 상방으로 절곡되고 하우징(321b)의 상단부까지 연장되는 후면 및 바닥면의 좌우 양측 가장자리로부터 상방으로 절곡되어 하우징(321b)의 상단부까지 연장되는 좌우측면을 포함할 수 있다. 단턱(322)의 바닥면에 댐퍼부(330)가 장착될 수 있다.
댐퍼부(330)는 지지부(320)와 안착부(310)를 연결하도록 설치될 수 있다. 댐퍼부(330)는 안착부(310)로부터 지지부(320)로 진동 및 충격이 전달되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이를 진동절연이라고 한다.
댐퍼부(330)는, 베이스부재(321)의 내부에 배치되고, 내부가 상하 방향(Y)으로 개방되는 제1무빙부재(331), 단턱(322)과 수평 방향으로 대향하여 배치될 수 있도록 제1무빙부재(331)의 외주면에 형성되는 설치홈(332), 수평 방향으로 연장되고 제1무빙부재(331)와 상하 방향(Y)으로 접촉되며 단턱(332)에 안착되는 제1댐퍼부재(333), 제1무빙부재(331)의 내부에 배치되며, 안착부(310)가 연결되는 제2무빙부재(334), 상하 방향(Y)으로 연장되고, 제1무빙부재(331) 및 제2무빙부재(334) 사이에 배치되며, 제1무빙부재(331) 및 상기 제2무빙부재 각각과 수평 방향으로 접촉되는 제2댐퍼부재(335)를 포함할 수 있다. 여기서, 댐버부(330)가 제1댐퍼부재(333)와 제2댐퍼부재(335)를 구비함으로써 3축 진동 저감이 가능할 수 있다. 이때, 3축은 상하 방향의 축과 좌우 방향의 축과 전후 방향의 축을 포함할 수 있다.
또한, 댐퍼부(330)는, 제2무빙부재(334)의 상부면의 가장자리를 보호하도록 장착되는 제1링부재(336), 제2무빙부재(334)의 하부면의 가장자리를 보호하도록 장착되는 제2링부재(337), 제2무빙부재(334)의 상측으로 이격되고, 제1무빙부재(331)의 상부면을 커버하도록 장착되며, 중심이 개구되는 제1커버부재(338), 및 제1무빙부재(331)의 하부면을 보호하도록 장착되는 제2커버부재(339)를 포함할 수 있다.
제1무빙부재(331)는 제1댐퍼부재(333)에 의하여 하우징(321)과 수평 방향으로 연결될 수 있다. 제1무빙부재(331)는 원판 형상일 수 있다. 제1무빙부재(331)는 하우징(321)의 내부 공간에 수용되어, 하우징(321)의 내주면 및 바닥면으로부터 이격될 수 있다. 제1무빙부재(331)는 중심에 상하 방향(Y)으로 개방된 개구(H1)가 형성될 수 있다. 개구(H1)는 예컨대 평면 형상이 육각형과 동일한 형상으로 형성되거나, 육각형과 유사한 소정의 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 개구(H1)의 내측에 제2무빙부재(334)가 배치될 수 있고, 개구(H1)의 내주면(S1)에 제2댐퍼부재(335)가 장착될 수 있다. 한편, 제1무빙부재(331)의 외주면으로부터 개구(H1)의 내주면(S1)까지를 수평 방향으로 관통하도록 복수개의 삽입홀(H2)이 형성될 수 있다. 복수개의 삽입홀(H2)에는 후술하는 연장부재(C2)가 삽입될 수 있다.
설치홈(332)은 제1무빙부재(331)의 외주면의 둘레를 따라 나열된 복수의 위치에 형성될 수 있다. 각각의 설치홈(332)은 계단 형상으로 형성될 수 있다.
설치홈(332)은 제1무빙부재(331)의 상부면과 하부면 사이의 소정의 높이에서 제1무빙부재(331)의 상부면 및 하부면과 평행하게 형성되는 바닥면과, 바닥면의 전방 가장자리로부터 상방으로 절곡되고 제1무빙부재(331)의 상부면까지 연장되는 전면 및 바닥면의 좌우 양측 가장자리로부터 상방으로 절곡되어 제1무빙부재(331)의 상부면까지 연장되는 좌우측면을 포함할 수 있다. 설치홈(332)의 바닥면에 제1댐퍼부재(333)가 장착될 수 있다.
제1댐퍼부재(333)는 수평 방향으로 연장형성될 수 있고, 소정의 플레이트 형상일 수 있다. 구체적으로, 제1댐퍼부재(333)는 수평 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제1댐퍼부재(333)는 하면의 일측 가장자리가 단턱(322)의 바닥면에 접촉되어 연결될 수 있고, 하면의 타측 가장자리가 설치홈(332)의 바닥면에 접촉되어 연결될 수 있다. 즉, 제1댐퍼부재(333)는 하우징(321)과 제1무빙부재(331)를 연결시키도록 장착될 수 있다. 이러한 제1댐퍼부재(333)는 상하 방향으로 탄성 변형이 가능한 소정의 재질을 포함할 수 있고, 이에, 제2무빙부재(334)를 통해 전달되는 발사체(10)의 상하 방향의 진동 및 충격을 절연시킬 수 있다. 한편, 제1댐퍼부재(333)와 하우징(321)과 제1무빙부재(331)의 체결 부위에는 소정의 체결 부재(C1)가 구비될 수 있다. 체결 부재(C1)는 예컨대 볼트를 포함할 수 있다. 물론, 체결 부재(C1)의 종류는 다양할 수 있다. 제1댐퍼부재(333)는 복수개 구비될 수 있고, 베이스부재(321)의 내주면의 둘레 방향(r)으로 이격되어 방사상으로 배치될 수 있다.
제2무빙부재(334)는 제1무빙부재(331)의 개구(H1)에 배치될 수 있다. 제2무빙부재(334)는 소정의 두께를 가지는 원판 형상일 수 있다. 제2무빙부재(334)의 외주면은 제1무빙부재(331)의 개구(H1)의 내주면(S1)과 이격될 수 있다.
제2댐퍼부재(335)는 제2무빙부재(334)와 제1무빙부재(331)의 사이에 배치되어 이들을 연결하도록 설치될 수 있다. 제2댐퍼부재(335)는 수평 방향으로의 진동을 저감시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제2댐퍼부재(335)는 수직 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 수평 방향으로 탄성 변형이 가능한 재질을 포함할 수 있다.
또한, 제2댐퍼부재(335)는 외측면이 제1무빙부재(331)와 접촉되고, 내측면이 제2무빙부재(334)와 접촉될 수 있다. 이때, 제2댐퍼부재(335)는 외측면의 수평 방향으로의 양측 가장자리가 제1무빙부재(331)의 개구(H1)의 내측면에 장착될 수 있다. 또한, 제2댐퍼부재(335)는 내측면의 수평 방향으로의 중심이 제2무빙부재(334)의 외주면에 장착될 수 있다. 이때, 제2댐퍼부재(335)와 제2무빙부재(334)의 외주면을 관통하도록 연장부재(C2)의 전방 단부가 장착될 수 있다. 연장부재(C2)의 후방 단부는 제1무빙부재(331)의 삽입홀(H2)에 삽입될 수 있다. 한편, 제2댐퍼부재(335)는 복수개 구비될 수 있고, 베이스부재(321)의 내주면의 둘레 방향(r)으로 이격되어 방사상으로 배치될 수 있다.
제1링부재(336) 및 제2링부재(337)는 각각 제2무빙부재(334)의 상부면 및 하부면에 장착될 수 있다. 제1커버부재(338)는 제1무빙부재(331)의 상부면을 커버하도록 장착될 수 있다. 제1커버부재(338)의 중심개구(H5)에는 안착부(310)의 체결부재(318)가 관통하도록 배치될 수 있다. 즉, 중심개구(H5)를 통하여 체결부재(318)가 제2무빙부재(334)에 장착됨으로써 안착부(310)와 댐퍼부(330)가 서로 연결될 수 있다. 제1커버부재(338)의 주변개구(H4)는 제2댐퍼부재(335)가 관통될 수 있는 소정의 위치에 형성되어, 제2댐퍼부재(335)가 제1커버부재(338)와 구조적으로 충돌하는 것을 방지하여 줄 수 있다. 제2커버부재(339)는 제1무빙부재(331)의 하부면을 보호하도록 장착될 수 있다. 제2커버부재(339)의 상부면에는 복수의 돌기(P) 및 주변개구(H3)가 구비될 수 있다. 이때, 복수의 돌기(P)는 제2댐퍼부재(335)의 사이사이에 배치되어, 제2무빙부재(334)의 회전 시 제2댐퍼부재(335)와 접촉하여 스토퍼의 역할을 할 수 있다. 즉, 복수의 돌기(P)는 제2무빙부재(334)가 회전하는 것을 방지해주는 역할을 한다. 제2커버부재(339)의 주변개구(H3)는 제1커버부재(338)의 주변개구(H4)와 동일한 역할을 수행할 수 있다. 즉, 제2커버부재(339)의 주변개구(H3)는 제2커버부재(339)와 제2댐퍼부재(335)가 충돌하는 것을 방지해주는 역할을 한다. 제2커버부재(339)의 복수의 돌기(P)와 주변개구(H4)의 내측에 중심개구(H6)가 구비될 수 있다. 제2커버부재(339)는 플랜지(321a)의 상부면으로부터 상방으로 이격될 수 있다.
여기서, 제1링부재(336), 제2링부재(337), 제1커버부재(338) 및 제2커버부재(339)는 제2무빙부재(334)에 변위가 발생할 때 서로 마찰하여 에너지를 소산시키는 역할을 한다. 구체적으로, 발사체로부터의 진동에 의해 제2무빙부재(334)에 변위가 발생하면, 제2커버부재(339)와 제2링부재(227)가 마찰하고, 제1링부재(336)와 제1커버부재(338)의 마찰하면서 에너지를 소산하여 진동을 저감시킬 수 있다.
이때, 이들 부재의 상술한 효과를 더욱 증대시킬 수 있도록 제1링부재(336), 제2링부재(337), 제1커버부재(338) 및 제2커버부재(339)는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 이들 부재는 댐핑 성능이 상대적으로 높은 특성을 가지는 플라스틱 계열의 델린(delrin) 소재를 포함할 수 있다.
한편, 제1댐퍼부재(333) 및 제2댐퍼부재(335)는 둘레 방향(r)으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 예컨대 서포트프레임(316)을 기준으로 제1댐퍼부재(333)가 이격되는 각도(θ1)와 제2댐퍼부재(335)가 이격되는 각도(θ2)가 상이할 수 있다.
이에, 발사체(10)의 진동이 진동 방향에 따라 제1댐퍼부재(333) 및 제2댐퍼부재(335)로 각기 분산될 때, 하우징(321) 내의 서로 다른 위치로 고르게 분산될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1댐퍼부재의 개략도이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제2댐퍼부재의 개략도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1댐퍼부재(333) 및 제2 댐퍼부재(335) 각각은, 각각의 내측에 위치하는 코어플레이트(333a, 335a), 코어플레이트(333a, 335a)의 상면 및 하면에 각각 복수 층으로 배치되는 복수개의 박형플레이트(333b, 335b)와, 코어플레이트(333a, 335a)와 복수개의 박형플레이트(333b, 335b) 사이에 각각 배치되며 탄성을 가지는 접착부재(333c, 335c)를 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 이때, 코어플레이트와 박형플레이트는 서로 두께가 상이할 수 있다. 더욱 구체적으로, 코어플레이트의 두께가 박형플레이트의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한, 접착부재(333c, 335c)는 예컨대 점탄성 접착부재로서, 테이프 형태로 형성되어 각 플레이트를 접착시킬 수 있다.
이러한 구조에 의하여 제1댐퍼부재(333) 및 제2 댐퍼부재(335) 각각은 각각의 코어플레이트 및 박형플레이트가 가지는 복원력보다 더 큰 복원력을 가질 수 있다. 즉, 이들 댐퍼부재는 다층 구조이기 때문에, 변형으로부터 유발되는 마찰력을 이용하여 진동 에너지를 소산시킴으로써, 발사체로부터 가해지는 진동 및 충격을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 여기서, 접착부재(333c, 335c)는 코어플레이트와 박형플레이트 사이에서 이들의 진동에너지를 소산시킬 뿐만 아니라, 발사체의 발사 환경 하에서 코어플레이트에 발생하는 응력을 저감시킬 수도 있다. 이에, 접착부재(333c, 335c)에 의하여 진동절연 장치의 구조건전성을 더욱 확보할 수 있다.
한편, 제1댐퍼부재(333)의 양측 가장자리에는 코어플레이트(333a)를 노출시키도록 하는 제1함몰부(g1)가 형성될 수 있다. 또한, 제1함몰부(g1)의 내측에는 코어플레이트(333a)를 상하 방향으로 관통하는 체결홀(g2)이 형성될 수 있다. 체결홀(g2)에 체결 부재(C1)가 장착될 수 있다. 체결 부재(C1)가 제1함몰부(g1)를 통하여 코어플레이트(333a)에 장착됨으로써, 체결 부재(C1)가 박형플레이트(333b)와 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 체결토크가 박형플레이트(333b) 및 접착부재(333c)에 가해져서 이들을 형상변형시키는 것을 방지할 수 있다. 이로부터 제1댐퍼부재(333)의 성능 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2댐퍼부재(335)의 양측 가장자리에는 코어플레이트(335a)를 노출시키도록 하는 제1함몰부(g5)가 형성될 수 있다. 또한, 제1함몰부(g5)의 내측에는 코어플레이트(335a)를 수평 방향으로 관통하는 체결홀(g6)이 형성될 수 있다. 체결홀(g6)에 소정의 체결 부재가 장착될 수 있다. 제2댐퍼부재(335)의 중심에는 연장부재(C2)를 통과시키는 관통홀(g4) 및 관통홀(g4)의 주변에서 코어플레이트(335a)를 노출시키는 함몰부(g3)가 형성될 수 있다. 체결 부재가 제1함몰부(g5)의 내측에서 코어플레이트(335a)와 접촉하여 체결됨으로써, 체결 부재로부터의 체결 토크가 박형플레이트(335b) 및 접착부재(335c)에 가해져서 이들을 형상변형시키는 것을 방지할 수 있다. 이로부터 제2댐퍼부재(335)의 성능 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 진동절연 장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 진동절연 장치는 안착부(310), 지지부(320), 및 댐퍼부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 진동절연 장치는 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 진동절연 장치와 대부분의 구성이 동일하고, 댐퍼부재의 재질에 관하여 차이점이 있으므로, 이러한 차이점에 대하여만 상세하게 설명한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 진동절연 장치의 댐퍼부재는 적어도 일부가 형상기억합금 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 댐퍼부재는 복수겹의 플레이트를 포함하고, 그중 어느 하나의 플레이트가 형상기억합금 플레이트를 포함할 수 있다. 이때, 형상기억합금 플레이트는 복수겹의 플레이트 내측에 배치될 수 있다.
즉, 제1댐퍼부재(333) 및 제2 댐퍼부재(335) 각각의 내측에 위치하는 코어플레이트(333a, 335a)가 형상기억합금 플레이트를 포함할 수 있다. 형상기억합금 플레이트는 구체적으로 초탄성 형상기억합금 플레이트일 수 있다.
여기서, 초탄성(superelastic) 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA)은 주변 온도가 AF 온도(Austenite Finish Temperature) 이상의 조건에서 과도한 하중이 인가되어 변형이 발생하여도, 하중 제거 시 본래의 형상으로 복원이 가능한 금속 재료일 수 있다. 또한, 초탄성 형상기억합금은 하중에 의해 변형이 발생할 때에 오스테나이트 상에서 마르텐사이트 상으로 상변화가 발생할 수 있고, 해당 상변화로부터 에너지 흡수능력에 기인한 댐핑효과가 나타남으로써, 진동 예컨대 발사체의 발사 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 따라서, 이러한 초탄성 형성기억합금으로 제조된 초탄성 형상기억합금 플레이트는 일반적인 금속 플레이트와 비교하여 소성에 강인한 특성을 가지며, 댐핑 특성이 우수할 수 있다. 따라서, 발사체(10)로부터 가해지는 진동 및 충격을 효과적으로 댐핑할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 발사체
20: 지지면
300: 진동절연 장치
310: 안착부
320: 지지부
330: 댐퍼부
333, 335: 복수개의 댐퍼부재

Claims (14)

  1. 발사체를 안착시킬 수 있도록 지지면 상에 배치되는 안착부;
    상기 안착부와 상기 지지면을 연결하도록 설치되는 지지부;
    진동을 절연할 수 있도록 상기 안착부와 상기 지지부 사이에 배치되며, 서로 다른 복수의 방향으로 연장형성되는 복수개의 댐퍼부재를 구비하는 댐퍼부;를 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 지지면에 장착되며, 내부가 상방으로 개방되는 베이스부재;
    상기 댐퍼부를 안착시킬 수 있도록 상기 베이스부재의 내주면의 복수 위치에 형성되는 단턱;을 포함하고,
    상기 댐퍼부는,
    상기 베이스부재의 내부에 배치되고, 내부가 상하 방향으로 개방되는 제1무빙부재;
    수평 방향으로 연장되고, 상기 제1무빙부재와 상하 방향으로 접촉되며, 상기 단턱에 안착되는 제1댐퍼부재;
    상기 제1무빙부재의 내부에 배치되며, 상기 안착부가 연결되는 제2무빙부재;
    상하 방향으로 연장되고, 상기 제1무빙부재 및 상기 제2무빙부재 사이에 배치되며, 상기 제1무빙부재 및 상기 제2무빙부재 각각과 수평 방향으로 접촉되는 제2댐퍼부재;를 포함하는 진동절연 장치.
  2. 발사체를 안착시킬 수 있도록 지지면 상에 배치되는 안착부;
    상기 안착부와 상기 지지면을 연결하도록 설치되는 지지부;
    진동을 절연할 수 있도록 상기 안착부와 상기 지지부 사이에 배치되며, 적어도 일부가 형상기억합금 재질로 형성되는 복수개의 댐퍼부재를 구비하는 댐퍼부;를 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 지지면에 장착되며, 내부가 상방으로 개방되는 베이스부재;
    상기 댐퍼부를 안착시킬 수 있도록 상기 베이스부재의 내주면의 복수 위치에 형성되는 단턱;을 포함하고,
    상기 댐퍼부는,
    상기 베이스부재의 내부에 배치되고, 내부가 상하 방향으로 개방되는 제1무빙부재;
    수평 방향으로 연장되고, 상기 제1무빙부재와 상하 방향으로 접촉되며, 상기 단턱에 안착되는 제1댐퍼부재;
    상기 제1무빙부재의 내부에 배치되며, 상기 안착부가 연결되는 제2무빙부재;
    상하 방향으로 연장되고, 상기 제1무빙부재 및 상기 제2무빙부재 사이에 배치되며, 상기 제1무빙부재 및 상기 제2무빙부재 각각과 수평 방향으로 접촉되는 제2댐퍼부재;를 포함하는 진동절연 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1댐퍼부재는 수평 플레이트 형상으로 형성되고, 하면이 상기 단턱 및 상기 제1무빙부재와 각각 접촉되는 진동절연 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2댐퍼부재는 수직 플레이트 형상으로 형성되고, 외측면이 상기 제1무빙부재와 접촉되고, 내측면이 상기 제2무빙부재와 접촉되는 진동절연 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2댐퍼부재 각각은 복수개 구비되어 상기 베이스부재의 내주면의 둘레 방향으로 이격되는 진동절연 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2댐퍼부재는 상기 둘레 방향으로 서로 엇갈리게 배치되는 진동절연 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2 댐퍼부재 각각은,
    내측에 위치하는 코어플레이트;
    상기 코어 플레이트의 상면 및 하면에 각각 복수 층으로 배치되는 복수개의 박형플레이트;를 포함하는 진동절연 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1댐퍼부재 및 상기 제2 댐퍼부재 각각은,
    상기 코어플레이트와 상기 복수개의 박형플레이트 사이에 각각 배치되며, 탄성을 가지는 접착부재;를 더 포함하는 진동절연 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 코어플레이트와 상기 박형플레이트는 서로 두께가 상이한 진동절연 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 코어플레이트의 두께가 상기 박형플레이트의 두께보다 두꺼운 진동절연 장치.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 댐퍼부재는 복수겹의 플레이트를 포함하고,
    상기 복수겹의 플레이트 중 적어도 어느 하나의 플레이트는 형상기억합금 플레이트를 포함하는 진동절연 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 형상기억합금 플레이트는 상기 복수겹의 플레이트의 내측에 배치되는 진동절연 장치.
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