KR200264452Y1

KR200264452Y1 - 진동발생장치

Info

Publication number: KR200264452Y1
Application number: KR2020010035964U
Authority: KR
Inventors: 민 수 박
Original assignee: 민 수 박
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2002-02-19

Abstract

본 고안은 진동발생장치를 제공한다. 본 고안의 진동발생장치는 고정판과; 고정판에 회전운동가능하게 설치되며, 편심캠부를 갖는 회전축과; 고정판에 일체로 고정되는 가이더와; 가이더를 따라 직선운동가능하게 설치되는 진동자와; 회전축의 편심캠부가 회전가능하게 끼워지는 축받이부를 가지며, 회전축의 편심캠부의 회전운동을 가이더의 직선운동으로 변환할 수 있도록 진동자와 연결되는 탄성부재와; 상기 회전축을 회전운동시키는 구동수단을 포함한다. 특히, 가이더 또는 고정판을 지지하는 지지플레이트와, 지지플레이트의 하부에서 지지플레이트를 지지하는 베이스 플레이트와, 지지플레이트에 전달된 진동자의 진동을 차단하도록 지지플레이트와 베이스 플레이트사이에 설치되는 복수의 탄성지지부재를 더 포함한다. 이러한 본 고안에 의하면, 편심된 무게중심의 진동자를 모터로 직접 회전시키는 종래와는 달리 진동자를 직선왕복운동시켜 진동을 발생시킴으로써 장치의 대형화가 가능하다는 장점을 가지며, 특히 진동자의 왕복거리를 미세하게 조절함으로써 고진동수의 미세진동을 발생시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 휨변형이 가능한 탄성부재를 이용하여 회전운동을 직선운동을 변환시킴으로써 마찰접촉부를 최소화시켜 장치의 내구성을 향상시키고 소음을 극소화시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.

Description

진동발생장치{VIBRATION GENERATOR}

본 고안은 진동발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고진동수의 미세진동을 발생시킬 수 있으면서 내구성이 향상되어 수명이 연장되는 진동발생장치에 관한 것이다.

진동발생장치는 진동을 일으키는 장치로서, 각종 진동시험장비나 또는 콘크리트 다지기 등, 여러 용도로 사용되고 있다. 특히, 최근에는 진동발생장치를 이용한 진동마사지기구와 진동운동기구가 개발되어 인체의 관절 또는 근육 부위를 마사지 해주거나 운동시켜주는 용도로도 널리 사용되고 있다. 이러한 진동발생장치는 전자석의 코일에 전류를 단속함으로써 철심을 진동시키는 전자식 진동발생장치와, 편심된 무게중심을 갖는 진동자를 모터로 직접 회전시켜 정적 불균형(靜的不均衡)을 일으킴으로써 진동을 발생시키는 편심 중추식 진동발생장치 등이 있다.

그러나 이러한 전자식, 편심 중추식 진동발생장치는 대형의 진동발생장치를 제조하는데 제한적이라는 단점이 지적되고 있다. 즉, 인체의 전신마사지 또는 전신운동을 위해서는 대형의 진동발생장치가 요구된다. 그러나 종래의 전자식/편심 중추식 진동발생장치는, 전자석을 이용하거나 또는 진동자를 모터로 직접 회전시키는바, 소형화에는 적합하나 대형화에는 다소 부적합하다는 문제점이 있는 것이다. 물론, 대형화할 수도 있으나, 이 경우 상술한 바와 같은 구조상의 이유로 진동수와 진폭을 줄이는데 한계가 있기 때문에, 고진동수의 미세진동을 얻을 수 없다는 추가적인 문제를 발생시킨다.

한편, 고진동수의 미세진동을 얻을 수 없는 대형의 진동발생장치로는, 충분한 마사지효과와 운동효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 인체에 진동을 주어서 충분한 마사지효과와 운동효과를 얻기 위해서는 고진동수의 미세진동을 인체에 가해 주어야 한다. 그러나 고진동수의 미세진동을 얻을 수 없는 대형의 진동발생장치로는 상술한 바와 같은 마사지효과와 운동효과를 기대할 수 없는 것이다. 물론, 편심 중추식 진동발생장치의 경우, 모터의 회전수를 늘려줌으로써 진동수를 증가시킬 수도 있지만, 이 경우, 진폭이 큰 진동으로 인하여 진동발생장치의 수명이 저하되는 결과를 초래한다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 대형화시킬 수 있으면서 고진동수의 미세진동을 발생시킬 수 있는 진동발생장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 내구성이 향상되어 수명이 연장될 수 있는 진동발생장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 진동발생장치의 구성을 나타낸 분해 사시도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 도 2의 B-B선 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 진동발생장치의 변형예를 나타내는 분해 사시도,

도 5는 도 4의 C-C선 단면도이다.

도 6은 본 고안에 따른 진동발생장치의 사용예를 나타내는 단면도,

도 7은 도 6의 D-D선 단면도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 고정판 20: 회전축

22: 편심캠부 30: 가이더

32: 상부 가이드레일 34: 하부 가이드레일

40: 진동자 42: 제 1슬라이더부

44: 제 2슬라이더부 45: 연결기둥부

46: 축받이부 48: 탄성부재

50: 전기모터 60: 벨트전동기구

70: 가이더 80: 진동자

82: 제 1슬라이더부 84: 제 2슬라이더부

85: 연결기둥부 86: 축받이부

88: 탄성부재

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 진동을 발생시키기 위한 진동발생장치에 있어서, 고정판과; 상기 고정판에 회전운동가능하게 설치되며, 편심캠부를 갖는 회전축과; 상기 고정판에 일체로 고정되는 가이더와; 상기 가이더를 따라 직선운동가능하게 설치되는 진동자와; 상기 회전축의 편심캠부가 회전가능하게 끼워지는 축받이부를 가지며, 상기 회전축의 편심캠부의 회전운동을 상기 가이더의 직선운동으로 변환할 수 있도록 상기 진동자와 연결되는 탄성부재와; 상기 회전축을 회전운동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가이더 또는 상기 고정판을 지지하는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 하부에서 상기 지지플레이트를 지지하는 베이스 플레이트와, 상기 지지플레이트에 전달된 진동자의 진동을 차단하도록 상기 지지플레이트와 상기 베이스 플레이트사이에 설치되는 복수의 탄성지지부재를 더 포함한다.

이하, 본 고안에 따른 진동발생장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 진동발생장치의 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도 2와 도 3은 도 1의 A-A선 및 B-B선 단면도이다. 먼저, 도 1과 도 2를 살펴보면, 본 고안의 진동발생장치는 고정판(10)을 갖는다. 고정판(10)은 대략 사각의 판체로 이루어진다.

그리고 고정판(10)에는 회전축(20)이 회전가능하게 설치된다. 회전축(20)은 고정판(10)을 관통하여 고정판(10)으로부터 길게 연장되도록 구성되며, 연장된 회전축(20)에는 편심캠부(22)가 형성되어 있다. 여기서, 회전축(20)의 축중심에 대한 편심캠부(22)의 편심량은 대략 1mm 이하로 설계하는 것이 좋은데, 이는 편심캠부(22)를 통하여 진동을 일으키는 후술하는 진동자(40)의 진동폭을 작게함으로써 미세진동을 일으키기 위함이다. 이와 같은 회전축(20)은 후술하는 구동수단에 의해 고속으로 회전하도록 구성된다. 한편, 회전축(20)의 회전을 돕기위해 회전축(20)과 고정판(10)의 사이에는 베어링(12)이 개재되어 있다.

본 고안의 진동발생장치는 고정판(10)에 고정되는 가이더(30)와, 가이더(30)를 따라 직선왕복운동가능하게 설치되는 진동자(40)를 갖는다. 가이더(30)는 진동자(40)의 상단을 운동가능하게 지지하는 상부 가이드레일(32)과, 진동자(40)의 하단을 운동가능하게 지지하는 하부 가이드레일(34), 그리고 상,하부 가이드레일(32, 34)의 양쪽과 뒷쪽을 연결하는 측판(35)과, 후판(36)으로 구성된다. 특히, 상,하부 가이드레일(32, 34) 각각에는 진동자(40)의 상단과 하단이 운동가능하게 끼워질 수 있는 가이드 홈(32a, 34a)이 형성되어 있으며, 후판(36)에는 회전축(20)의 단부가 회전가능하게 끼워질 수 있는 축구멍(36a)이 형성되어 있다. 이러한 가이더(30)는 볼트(B)등과 같은 고정수단에 의해 고정판(10)과 일체로 연결된다.

그리고 진동자(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 사각틀로서, 상,하부 가이드레일(32, 34)을 따라 운동하도록 나란하게 배치되는 제 1 및 제 2슬라이더부(42, 44)와, 제 1슬라이더부(42)와 제 2슬라이더부(44)의 양측을 연결하는 한쌍의 연결기둥부(45)들과, 회전축(20)의 편심캠부(22)를 회전가능하게 지지할 수 있도록 구멍(46a)을 갖는 축받이부(46)와, 축받이부(46)와 어느 하나의 연결기둥부(45)를 연결 지지하는 탄성부재(48)로 구성된다. 여기서, 축받이부(46)는 제 1슬라이더부 (42)와 제 2슬라이더부(44) 그리고 한쌍의 연결기둥(45) 사이의 중앙에 배치된다.아울러 탄성부재(48)는 진동자(40)의 운동방향에 대해 대략 직각방향, 즉 도면에서의 상하방향으로 휨변형가능하게 구성되는데, 이는 제 1 및 제 2슬라이더부(42, 44)의 운동방향에 대한 축받이부(46)의 직각방향운동을 허용함으로써 편심캠(22)을 따라 원운동하는 축받이부(46)의 운동을 직선운동으로 바꿔주기 위함인 것이다. 탄성부재(48)는 탄성변형율이 높은 스프링강을 사용함이 바람직하며, 경우에 따라서는 판스프링을 여러겹 겹쳐서 사용하는 것도 가능하다. 그리고 그 외면에는 고무를 코팅하여 휨변형 후, 복귀력을 좋게 하는 것도 가능하다.

이렇게 제 1 및 제 2슬라이더부(42, 44)가 가이더(30)를 따라 직선운동가능하게 배치되고, 상기 축받이부(46)가 제 1 및 제 2슬라이더부(42, 44)의 운동방향에 대해 직각방향으로 운동가능하게 구성됨으로써 진동자(40)는 회전축(20)을 통해 가이더(30)를 따라 직선왕복운동가능하게 되는 것이며, 이에 따라 진동자(40)는 소정의 폭으로 왕복운동하면서 진동을 발생시키는 것이다.

다시, 도 1을 살펴보면, 본 고안의 진동발생장치는 회전축(20)을 회전시키기 위한 구동수단을 갖는다. 구동수단은 예를 들어 전기모터 또는 공압모터 또는 유압모터 등으로 구성되며, 동력전달장치를 통해 회전축(20)과 작동적으로 연결된다. 본 고안에서는 구동수단으로 전기모터(50)를 사용하였다. 그리고 동력전달장치로 벨트전동기구(60)를 이용하였다. 벨트전동기구(60)는 전기모터(50)의 구동축(52)에 장착되는 구동풀리(62)와, 회전축(20)에 장착되는 종동풀리(64)와, 구동풀리(62)와 종동풀리(64)를 감아 연결하는 벨트(66)로 구성된다. 여기서, 구동수단으로서 공압모터 또는 유압모터를 사용하는 것도 가능한데, 공압모터 또는 유압모터를 구동수단으로 사용할 때에는 별도의 공압펌프와 유압펌프를 갖추어야 함은 물론이다. 또한, 동력전달장치로서 기어기구를 이용하는 것도 가능하며, 아울러 전기모터(50)를 회전축(20)에 직접연결하는 것도 가능하다.

한편, 이와 같은 구동수단은 그 회전수가 1800rpm이상이 되어야 하는데, 이는 진동자(40)의 진동수를 분당 1800회 이상이 되도록 하여 상기 진동자(40)로 하여금 고진동을 일으킬 수 있도록 하기 위함이다. 여기서 "진동수"라 함은 진동자 (40)가 1분간 직선왕복운동하는 횟수를 의미한다.

이상에서와 같이 본 고안의 진동발생장치는 전기모터(50)가 회전하면, 그 회전력은 구동풀리(62)와 벨트(66)와 종동풀리(64)를 통해 회전축(20)으로 전달되며, 회전축(20)이 회전함에 따라 회전축(20)의 편심캠부(22)도 함께 회전하게 된다. 그리고 편심캠부(22)가 회전함에 따라 이에 설치되는 진동자(40)의 축받이부(46)도 도 3에 도시된 바와 같이 원운동하게 되는데, 이때 축받이부(46)는 휨변형이 가능한 탄성부재(48)에 의해 상하로 운동하면서 진동자(40)를 좌우로 밀어주거나 당겨주게 되며, 이에 따라 진동자(40)는 가이더(30)를 따라 직선왕복운동하면서 미세진동을 발생시키는 것이다.

한편, 도 4와 도 5에는 본 고안에 따른 진동발생장치의 변형예를 나타내는 분해 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 변형예의 진동발생장치는 상술한 실시예에서의 진동자(40)를 가이더(70)로, 상술한 실시예에서의 가이더(30)를 진동자(80)로 그 위치와 역할을 바꾸어 구성한 특징을 갖는다. 즉, 실시예에서의 진동자(40)를 가이더(70)로 구성하여 고정판(10)에 일체로 고정시킨다. 그리고실시예에서의 가이더(30)를 진동자(80)로 바꾸어 구성하여 가이더(70)를 따라 직선왕복운동가능하게 한 것이다. 물론, 진동자(80)는 가이더(70)의 상단과 하단을 따라 운동하는 제 1 및 제 2슬라이더부(82, 84)와, 이를 연결하는 한쌍의 연결기둥 (85) 그리고 회전축(20)의 편심캠부(22)를 회전가능하게 지지할 수 있도록 구멍 (86a)을 갖는 축받이부(86)와, 축받이부(86)와 어느 하나의 연결기둥부(85)를 연결 지지하는 탄성부재(88)를 갖추고 있음은 물론이다.

이같은 변형예의 진동발생장치는 가이더(70)와 진동자(80)의 위치만 상술한 실시예와 바뀌었을 뿐, 가이더(70)를 고정판(10)에 고정하고, 상기 진동자(80)를 가이더(70)를 따라 직선왕복운동가능하게 한 구성은 일실시예와 동일한 것이다. 한편, 변형예의 진동발생장치는 다른 구조물을 진동자(80)에 직접 연결함으로써 발생된 진동을 다른 구조물에 직접 전달할 수 있는 특징을 갖는다.

다음으로, 도 6과 도 7에는 본 고안에 따른 진동발생장치가 미진동 운동기로 사용된 예를 나타내는 단면도들이 도시되어 있다. 이에 따르면, 먼저 도 6에 도시된 바와 같이 고정판(10)의 하단을 연장하여 그 단면형상을 대략, "∪"형상으로 만든 다음, 그 상면에 가이더(30, 70)를 수평하게 고정시키고, 가이더(30, 70)의 상부로는 진동자(40, 80)를 직선왕복운동가능하게 설치한다. 이때, 진동자(40, 80)는 가이더(30, 70)의 양쪽을 따라 직선운동하도록 제 1슬라이더부(42, 82)와 제 2슬라이더부(44, 84)를 갖추고 있음은 물론이다. 특히, 진동자(40, 80)는 도 7에 도시된 바와 같이 회전축(20)의 편심캠부(22)가 끼워질 수 있는 축받이부(46, 86)을 갖추고 있으며, 아울러 축받이부(46, 86)의 원운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 탄성부재(48, 88)도 갖추고 있음은 물론이다. 여기서, 탄성부재(48, 88)는 연결기둥부 (45, 85)를 통하여 제 1 및 제 2슬라이더부(42, 82, 44, 84)와 연결됨은 물론이다.

이와 같은 구성에 의해, 진동자(40, 80)의 상면에 사용자가 누운 상태에서 전기모터(50)가 구동되면, 전기모터(50)의 회전력은 벨트전동기구(60)을 통하여 회전축(20)에 전달되고, 회전축(20)에 전달된 회전력은 편심캠부(22)와 진동자(40, 80)의 축받이부(46, 86)를 거치면서 직선왕복운동의 미세진동으로 바뀌게 된다. 결국, 진동자(40, 80)의 미세진동은 상면에 누워있는 사용자를 운동시키게 되는 것이다. 여기서, 진동자(40, 80)의 상면에는 사용자의 머리를 지지할 수 있는 베개(P)와, 사용자의 다리가 올려질 수 있는 경사진 다리받침대(L)가 부착될 수 있다.

한편, 이러한 구성의 진동발생장치는 사용중 많은 진동을 발생하기 때문에 별도의 지지수단에 의해 고정되는데, 이 지지수단은 지지대(90)를 통해 가이더(30, 70)를 지지하는 지지플레이트(92)와, 지지플레이트(92)를 지지하는 베이스 플레이트(94)로 구성된다. 특히, 베이스 플레이트(94)와 지지플레이트(92)사이의 네 모서리에는 탄성지지부재(96)가 설치되는데, 이 탄성지지부재(96)는 상부의 진동발생장치에서 전달된 진동 및 충격을 흡수하는 역할을 한다. 이러한 탄성지지부재(96)는 예를 들어 탄성중합체 등과 같은 방진재의 내부에 공기를 충전하여 구성되는 에어마운트로 이루어진다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 실용신안등록청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 진동발생장치는, 편심된 무게중심의 진동자를 모터로 직접 회전시키는 종래와는 달리 진동자를 직선왕복운동시켜 진동을 발생시킴으로써 장치의 대형화가 가능하다는 장점을 가지며, 특히 진동자의 왕복거리를 미세하게 조절함으로써 고진동수의 미세진동을 발생시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 휨변형이 가능한 탄성부재를 이용하여 회전운동을 직선운동을 변환시킴으로써 마찰접촉부를 최소화시켜 장치의 내구성을 향상시키고 소음을 극소화시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.

Claims

진동을 발생시키기 위한 진동발생장치에 있어서,

고정판과;

상기 고정판에 회전운동가능하게 설치되며, 편심캠부를 갖는 회전축과;

상기 고정판에 일체로 고정되는 가이더와;

상기 가이더를 따라 직선운동가능하게 설치되는 진동자와;

상기 회전축의 편심캠부가 회전가능하게 끼워지는 축받이부를 가지며, 상기 회전축의 편심캠부의 회전운동을 상기 가이더의 직선운동으로 변환할 수 있도록 상기 진동자와 연결되는 탄성부재와;

상기 회전축을 회전운동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
제 1항에 있어서, 상기 진동자는 상기 가이더를 따라 운동하도록 나란하게 배치되는 제1 및 제2 슬라이더부와, 상기 제1 및 제2 슬라이더부의 양측을 연결하는 한쌍의 연결기둥부들을 갖추고 있으며, 상기 탄성부재의 축받이부는 상기 제 1 및 제 2슬라이더부와 한쌍의 연결기둥부들 사이의 중앙에 배치되고, 상기 탄성부재는 상기 한쌍의 연결기둥부들중 어느 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
제 1항에 있어서, 상기 가이더 또는 상기 고정판을 지지하는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 하부에서 상기 지지플레이트를 지지하는 베이스 플레이트와, 상기 지지플레이트에 전달된 진동자의 진동을 차단하도록 상기 지지플레이트와 상기 베이스 플레이트사이에 설치되는 복수의 탄성지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.