KR200333263Y1 - 방진 스프링행거 - Google Patents

Abstract

본 고안은 구조물에 현수(suspension)되어 지지되는 배관이나 덕트 또는 각종 음향기기나 장치 등의 진동을 감쇄하는 방진 스프링행거(spring hanger)에 관한 것이다.

특히, 본 고안은 캡구조를 필요로 하는 종래 방진 스프링행거 대해, 캡없이도 방진 대상체로부터의 진동 혹은 충격을 스프링에 전달할 수 있도록 하는 구조를 제공하고, 나아가 스프링의 진동을 댐핑을 할 수 있는 댐핑부재를 제공함으로써 서징현상 또는 좌굴현상을 일으키지 않는 방진 스프링행거를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 위하여 본 고안의 적합한 실시예는, 고정부재와 지지부재에 의해 각각 구조물과 방진 대상체 사이에 연결설치되어 그 방진 대상체의 진동을 감쇄시키는 방진 스프링행거에 있어서, 일정한 고유진동수를 갖는 스프링, 그 길이방향이 스프링의 진동방향과 평행하도록 스프링의 안쪽에 삽입되며, 상기 스프링에 직접 거치될 수 있도록 하기 위하여 그 일단에 상기 스프링 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출되는 고리부가 형성되고, 그 타단은 고정부재 또는 지지부재에 연결되는 한쌍의 행거를 구비하고, 이와 같은 한쌍의 행거는 서로 반대방향으로 스프링에 삽입되며, 하부행거는 스프링의 상단에 그 고리부가 거치되어 지지부재에 의해 방진 대상체를 지지하고, 상부행거는 스프링의 하단에 그 고리부가 거치되어 고정부재에 의해 상기 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 방진 스프링행거를 제공한다.

또한 이러한 스프링의 안쪽에는 댐핑부재가 설치될 수 있다.

Description

방진 스프링행거{Anti-vibration spring hanger}

본 고안은 방진(防振)장치 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조물에 현수(suspension)되어 지지되는 배관이나 덕트 또는 각종 음향기기나 장치 등의 진동을 감쇄하는 방진 스프링행거(spring hanger)에 관한 것이다.

일반적으로, 스튜디오나 음향시험실, 음향측정실등 등에 구비되는 여러 가지 천정 고정용기기(suspended ceiling deck system)들은 음의 진동 및 전파 등을 고려하여 천정에 행거로 고정설치되어 내부 공간 활용율을 극대화시키고 있다. 또한, 반도체, LCD 생산공장이나 공조설비 또는 선박 등의 제어계통에 있어서도 다수의 장비와 더불어 이들간에 연결되는 배관과 덕트, 소형팬 등이 복잡하게 배치되어 실내의 천정 등의 구조물에 고정된다.

그런데 이러한 배관이나 덕트는 그 직경에 비해 길이가 상당히 길고 강성이 작으며, 진동의 전파가 쉽다. 또한, 이들은 고유진동수가 낮아서 팬(fan)이나 펌프 등의 기진력(起振力)에 의해 쉽게 공진되는데, 공진에 의한 고주파 진동이 발생되면 그 자체의 연결부 등에 피로에 의한 손상을 일으킬 뿐만 아니라 상당한 소음을 발생시키고, 나아가 이렇게 전파되는 소음과 진동은 전자장비 등의 오작동을 발생시키는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 진동을 방지하기 위하여 여러가지 방진, 방음장치들이 사용되고 있는데, 이들 중 간단한 구조와 저렴한 가격으로 제공되는 것이 코일스프링을 구비하는 스프링행거이다. 다만, 코일스프링 대신 고무 등의 탄성블록을 사용한 러버행거(rubber hanger)도 사용되는데, 총칭하여 스프링행거로 불린다.

국내 등록실용신안 제0228334호, 제0126527호에는 이와 같은 방진 스프링행거가 소개되어 있으며, 그 중 하나를 도 1에 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 방진 스프링행거는, 상판(3)과 하판(4), 그리고 이들 상판과 하판에 각각 고정되는 한 쌍의 가이드라드(9)로 이루어진 프레임 내부에 스프링(2)을 설치하고, 상판(3)은 고정부재(7)에 의해 연결되어 구조물(1)에 고정된다.

또한, 하판(4)에는 스프링(2)이 설치되는데, 스프링의 상단와 하단은 각각 상부캡(5)과 하부캡(6)이 씌워져 있어 상부캡(5)에 고정된 지지부재(8)에 의해 진동이 스프링(2)에 전달된다. 도시하지는 않았으나 지지부재(8)의 하단에는 방진 대상체가 매달려 지지되며, 방진 대상체의 진동이 지지부재로 전달된다.

이와 같이, 종래의 방진 스프링행거는 지지부재(8)를 통하여 방진 대상체의 진동을 흡수하며 압축, 신장되기 위해서는 반드시 상하부의 캡(5, 6)을 구비하여야 하며, 가이드라드(9)에는 진동절연을 위한 댐핑부재를 설치할 수가 없어 스프링의 진동에 따라 가이드라드가 떨리는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 스프링의 특성상 외부로부터의 에너지를 흡수하는 양이 작아 반작용의 크기가 매우 큰 탄성체로, 기진력이 인가되며 그 내부적 마찰이나 공기저항 등에 의해 진동이 완전히 소산될 때까지 계속적으로 탄성진동을 일으키게 되는데, 종래의 방진 스프링행거는 기진력에 의한 진동주기가 스프링의 고유진동과 동일해지며 발생하는 고주파의 서징현상(surging)과 문제를 방지할 수 있는 댐핑부재를 구비하지 못하였다.

또한, 압축 코일스프링의 자유높이와 코일의 평균지름과의 비 h_f/D 를 말하는 종횡비가 크면 기둥의 좌굴과 같이 하중에 의하여 스프링은 좌굴을 일으키는데, 종래의 방진 스프링행거는 좌굴을 피하기 위한 스프링 내부의 안내봉이나 스프링 외부의 안내튜브가 마련되지 않아 과도하중 작용시 좌굴현상이 나타나거나 스프링의 일부가 완전히 눌려 방진장치로서 작용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 방진 스프링행거는, 캡구조와 스프링을 지지 고정하기 위한 프레임구조가 필요하며, 그에 따라 볼트와 너트가 체결되어야 하며, 너트로 사용하중의 일정비율 만큼 미리 합축하여 조립하여 사용하여야 하는 번거로움이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은, 별도의 캡구조 없이도 방진대상체로부터의 진동을 스프링에 전달할 수 있으며, 좌굴현상을 방지할 수 있는 방진 스프링행거를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본고안은 스프링에 댐핑력을 부여하여, 서징현상이나 스프링의 일부가 완전히 눌려지는 것을 방지함과 아울러 가이드라드의 떨림현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 고안은, 간단한 구조로 조립될 수 있으며, 모든 부품이 일체로 운반되어 부품이 분실될 염려가 없고, 나아가 용이하게 설치될 수 있는 방진 스프링행거를 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 구조물에 고정되어 매달려 있는 종래의 방진 스프링행거를 나타낸 정면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 방진 스프링행거의 사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 방진 스프링행거의 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 스프링 3: 상판

4: 하판 5: 상부캡

6: 하부캡 7: 고정부재

8: 지지부재 9: 가이드라드

10: 하부행거 20: 상부행거

11, 21: 고리부 12, 22: 안내봉

13, 23: 브릿지 30: 스프링

40: 댐핑부재 41: 안내홈

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 고정부재와 지지부재에 의해 각각 구조물과 방진 대상체 사이에 연결설치되어 그 방진 대상체의 진동을 감쇄시키는 방진 스프링행거에 있어서, 일정한 고유진동수를 갖는 스프링, 그 길이방향이 스프링의 진동방향과 평행하도록 스프링의 안쪽에 삽입되며, 스프링에 직접 거치될 수 있도록 그 일단에 고리부가 형성되고, 그 타단은 고정부재 또는 지지부재에 연결되는 한쌍의 행거를 구비하고, 이와 같은 한쌍의 행거는 서로 반대방향으로 스프링에 삽입되며, 하부행거는 스프링의 상단에 그 고리부가 거치되어 지지부재에 의해 방진 대상체를 지지하고, 상부행거는 스프링의 하단에 그 고리부가 거치되어 고정부재에 의해 상기 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 방진 스프링행거를 제공함이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 하부행거는, 스프링의 안쪽에 삽입되며 그 길이방향이 스프링의 진동방향과 평행한 한 쌍의 안내봉과, 이 안내봉들 각각의 일단에 연장형성되며 스프링의 상단에 거치될 수 있도록 스프링 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출된 고리부와, 안내봉들 각각의 타단을 일체로 연결하며 일정부위가 지지부재에 연결설치되는 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상부행거는, 하부행거와 동일한 구성을 구비하고, 그 고리부는 스프링의 하단에 거치되며, 그 안내봉들은 하부행거의 안내봉들에 대해 스프링의 둘레들 따라 일정간격 이격되어 평행하게 배치되도록 스프링에 삽입되고, 그 브릿지의 일정부위는 고정부재에 연결되는 상부행거를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 방진 스프링행거의 스프링 안쪽에는, 스프링의 진동에 대하여 완충력 또는 마찰력을 제공하는 댐퍼링부재를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 댐핑부재는, 하부행거의 안내봉들과 상부행거의 안내봉들이 서로 상기 스프링의 둘레를 따라 일정간격 이격되어 평행하게 삽입고정될 수 있도록 안내봉들이 안내되어 안착되는 홈을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 이러한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다. 앞서의 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 부재를 지칭하는 것으로 이하에서도 동일하며, 이하의 실시예는 본 고안에 대한 설명을 위하여 열거되는 예시적인 사항일 뿐 그에 한정되거나 제한되지 않는다.

도 2는 본 고안에 따른 일실시예인 방진 스프링행거의 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 방진 스프링행거는 한쌍의 U자형 행거(10, 20)와 스프링(30)으로 이루어져 있으며, 각각의 행거는 고리부(11, 21), 안내봉(12, 22), 그리고 브릿지(13, 23)가 일체로서 형성되어 있다. 또한, 스프링의 안쪽에는 댐핑부재(40)가 삽입된다.

먼저 행거의 구조를 살펴보면, 스프링(30)의 안쪽에 삽입되며 그 길이방향이 스프링의 진동방향과 평행한 한 쌍의 안내봉(12)과, 이 안내봉들 각각의 일단에 연장형성되며 스프링의 상단에 거치될 수 있도록 스프링 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출된 고리부(11)와, 안내봉들 각각의 타단을 일체로 연결하는 브릿지(13)로 이루어여 있다. 이때, 한 쌍의 행거는 서로 동일한 구성을 하고 있다.

다음으로, 한 쌍의 행거가 스프링(30)의 안쪽에 삽입되어 고정되는 구조를 살펴보면, 서로 반대방향으로 스프링의 안쪽에 삽입되는 구조이다. 즉, 하부행거(10)는 스프링(30) 상단의 마지막 피치(pitch) 부분에 그 고리부(11)가 거치되도록 스프링의 안쪽에 삽입되며, 상부행거(20)는 스프링 하단의 마지막 피치 부분에 그 고리부(21)가 거치되도록 스프링의 안쪽에 삽입된다.

이때, 고리부(11)는 스프링의 안쪽으로 삽입된 하부행거(10)가 스프링의 일단에 직접 거치될 수 있도록 행거의 끝단이 스프링의 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출된 U자형의 고리로 이루어져 있다. 다만, 돌출부분은 다양한 형상으로 변형시킬 수 있음은 자명하며, 이 고리부(11)는 행거가 스프링에 거치되어 방진 대상체로부터의 하중이나 진동을 스프링에 직접 전달하기 위하여 행거의 일단에 형성된 것으로 종래의 방진 스프링행거와 같은 별도이 캡과 같은 수단을 사용하여 행거가 스프링(30)에 고정되는 구조가 아니라면 마땅히 본 고안과 같은 고리부에 해당한다고 할 것이다.

스프링(30)의 상단에 그 고리부(11)가 거치된 하부행거(10)는, 한 쌍의 안내봉(12)의 연결부위인 브릿지(13)에 연결된 지지부재(8)에 의해 방진 대상체를 지지한다. 상세하게 살펴보면, 브릿지(13)의 중앙부에는 브릿지에 거치될 수 있는 후크 형상의 후크볼트(8a)가 연결되고, 그 아래에는 턴버클(8b)이 나사결합한다. 또한, 턴버클의 아래에는 또 하나의 후크볼트에 의한 결합에 의하여 지지로드(미도시)가 연결되어 있어, 지지로드에 의해 연결되는 방진 대상체의 하중 또는 진동은 하부행거(10)에 의해 스프링(30)에 전달되는 구조가 된다.

또한, 스프링(30)의 하단에 그 고리부(21)가 거치되는 상부행거(20)는, 고정부재(7)에 연결되어 천정과 같은 구조물에 스프링이 매달릴 수 있도록 하는 구조를 하고 있는 것으로, 이에 의해 하부행거(10)를 통해 스프링에 전달되는 방진 대상체로부터의 진동이 스프링에 흡수될 수 있게 된다. 상세하게 살펴보면, 상부행거(20)의 브릿지(23)에는 일측에 너트구조가 형성되어 있는 아이너트(7a)가 연결되고, 이 아이너트에는 나사산이 형성되어 있는 고정로드(7b)가 나사결합되며, 다시 고정로드는 방진 스프링행거가 매달릴 수 있도록 천정과 같은 구조물에 고정된다.

이하에서는 아이너트나 이에 연결되는 고정로드 등 상부행거를 구조물에 고정시키는 부재를 통칭하여 고정부재(7)로 하고, 후크너트나 이에 연결되는 턴버클 및 지지로드 등 하부행거를 방진 대상체에 연결하는 부재를 통칭하여 지지부재(8)라 한다.

한편, 댐핑부재(40)는 스프링(30)이 안쪽에 삽입되어 있는 행거의 안내봉(12, 22)을 스프링의 중심에서 반경방향으로 지지할 수 있도록, 스프링의 안쪽에 삽입된다. 이때, 댐핑부재(40)의 외주면 둘레에는 안내봉(12, 22)이 서로 일정간격 이격되도록 배치되어 스프링의 안쪽에 고정될 수 있도록 하기 위한 안내홈(41)이 길게 형성되는데, 안내봉(12, 22)이 서로 대칭되게 배칭되어 방진 대상체로부터의 하중이나 진동을 스프링이 균일하게 받을 수 있도록 안내홈은 ＋자 방향을 따라 즉, 댐핑부재의 외주면을 따라 90˚간격으로 형성함이 바람직하다. 다만, 한 쌍의 안내봉이 3개로 이루어져 있다면 60˚간격이 될 것이다.

그리고, 댐핑부재(40)는 일체로서 하나만 제공될 수 있겠으나, 댐핑부재의 삽입 및 교체의 용이성과 댐핑력의 강화를 위해 몇개의 댐핑부재를 연결하여 사용한다. 본 실시예에서는 두 개의 댐핑부재(40)를 상하로 연이어서 삽입하였다.

또한, 댐핑부재(40)는 탄성력과 강성을 갖는 고무재나 폴리우레탄스폰지 등을 사용할 수 있으며, 이와 같은 댐핑부재(40)를 스프링(30)과 함께 사용함으로써, 진동과 충격에 우수한 진동 절연효과를 발휘할 수 있게 되며, 과도한 수평방향의 좌굴현상이나 서징현상이 일어나지 않는 구조적 특징을 가지게 된다.

한편, 스프링은 진동절연 효율의 증가를 위해 적정한 직경의 스프링을 사용하여야 하며, 각 구성요소는 손상을 방지하기 위하여 특수도금을 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 고안에 따른 방진 스프링행거의 분해사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 아이너트(7a)는 상부행거(20)의 고리부(21)에서 끼워져 브릿지(23)를 고정로드(7b)와 연결하고, 상부행거(20)의 안쪽으로 끼워지는 댐핑부재(40)의 외주면에는 안내봉(22)이 안착되는 안내홈(41)이 도면에서 보기에 상하방향으로 형성되어있다. 그리고, 하부행거(10)는 상부행거와 동일한 구성을 가지고 있으며, 상부행거와 반대방향으로 스프링(30)의 안쪽에 끼워지고, 댐핑부재(40)에 대해서는 안내봉(12)이 상부행거의 안내봉(22)과 직교하는 방향으로 밀착된다.

다만, 본 실시예에 따른 방진 스프링행거의 조립은 일례로, 하부행거(10)에 탄성부재를 끼운 후, 하부행거의 브릿지(13)를 선단으로 하여 스프링의 안쪽을 밀어 넣고, 다음으로 아이너트가 결합된 상부행거(20)를 그 고리부(21)를 선단으로하여 탄성부재의 안내홈(41)이 안내봉(22) 끼워지도록 하는 방식으로 스프링에 삽입한다.

이와 같은 본 고안에 따른 방진 스프링행거의 작용상태를 살펴본다.

지지부재(8)와 하부행거(10)를 통하여 스프링에 전달되는 진동은 스프링(30)의 상단에 압력을 가하여 스프링이 압축되도록 하고, 고정부재(7)와 이에 연결된 상부행거(20)에 의해 구조물에 매달려 있는 구조로 되어 있는 스프링(30)은 그 탄성력에 의해 상하로 진동하며 외부 충격을 흡수하게 된다. 이때, 스프링의 안쪽에 삽입되어 스프링의 중심에서 반경방향으로 안내봉(12, 22)을 지지하고 있는 탄성부재(40)는 안내봉과 마찰을 일으키며 스프링의 진동에 완충작용을 하게 된다.

한편, 탄성부재는 스프링의 진동을 직접 간섭할 정도로 스프링과 밀착되거나, 안내봉이 직접 스프링의 진동을 간섭할 정도로 밀착되도록 하지 않는 적당한 크기로 제공됨이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 적합한 실시예에 따른 방진 스프링행거는, 스프링의 상단과 하단에 고리부고리부거치되는 하부행거와 상부행거를 제공함으로써, 별도의 캡구조가 없이도 지지부재를 통해 전달되는 방진 대상체로부터의 진동이 스프링에 의해 흡수될 수 있도록 하는 구조를 제공하고 있다.

또한, 이와 같은 행거는 스프링 안쪽의 스프링 진동방향으로 삽입되어 고정되는 안내봉이 구비됨으로써, 댐핑부재와 함께 스프링의 좌굴을 방지할 수 있다.

또한, 안내봉이 삽입된 스프링의 안쪽에는 안내봉을 지지함과 아울러 스프링의 진동을 감쇄 혹은 완화할 수 있는 댐핑부재가 삽입됨으로써, 서징현상이나 스프링의 일부가 완전히 눌려지는 것을 방지할 수 있으며, 안내봉은 스프링의 안쪽에 고정되어 스프링으로부터 이탈하거나 스프링의 진동시 떨림현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 댐핑부재에는 안내홈이 마련되어 있어 안내봉이 스프링의 내부에서 서로 일정간격으로 이격되어 고정됨으로써, 지지부재로부터의 하중 또는 진동을 균일하게 스프링에 전달하게 된다.

또한, 본 고안에 따른 방진 스프링행거는 간단한 구조를 하고 있고 일체로서 제공되므로 조립공정이 간단하며, 운반시 부품이 분실될 염려가 없고, 나아가 용이하게 구조물에 설치될 수 있다.

Claims (4)

1. 고정부재와 지지부재에 의해 각각 구조물과 방진 대상체 사이에 연결설치되어 그 방진 대상체의 진동을 감쇄시키는 방진 스프링행거에 있어서,

   일정한 고유진동수를 갖는 스프링; 및

   그 길이방향이 상기 스프링의 진동방향과 평행하도록 상기 스프링의 안쪽에 삽입되며, 상기 스프링에 직접 거치될 수 있도록 하기 위하여 그 일단에 상기 스프링 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출되는 고리부가 형성되고, 그 타단은 상기의 고정부재 또는 지지부재에 연결되는 한쌍의 행거를 구비하고;

   상기 한쌍의 행거는 서로 반대방향으로 상기 스프링에 삽입되며, 하부행거는 상기 스프링의 상단에 그 고리부가 거치되어 상기 지지부재에 의해 상기 방진 대상체를 지지하고, 상부행거는 상기 스프링의 하단에 그 고리부가 거치되어 상기 고정부재에 의해 상기 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 방진 스프링행거.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부행거는, 상기 스프링의 안쪽에 삽입되며 그 길이방향이 상기 스프링의 진동방향과 평행한 한 쌍의 안내봉과, 이 안내봉들 각각의 일단에 연장형성되며 상기 스프링의 상단에 거치될 수 있도록 상기 스프링 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출된 고리부와, 상기 안내봉들 각각의 타단을 일체로 연결하며 일정부위가 상기 지지부재에 연결설치되는 브릿지를 포함하고,

   상기 상부행거는, 상기 하부행거와 동일한 구성을 구비하고, 그 고리부는 상기 스프링의 하단에 거치되며, 그 안내봉들은 상기 하부행거의 안내봉들에 대해 상기 스프링의 둘레들 따라 일정간격 이격되어 평행하게 배치되도록 상기 스프링에 삽입되고, 그 브릿지의 일정부위는 상기 고정부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 방진 스프링행거.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스프링의 안쪽에, 상기 스프링의 진동에 대하여 완충력 또는 마찰력을 제공하는 댐퍼링부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 방진 스프링행거.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 댐핑부재는, 상기 하부행거의 안내봉들과 상기 상부행거의 안내봉들이 서로 상기 스프링의 둘레를 따라 일정간격 이격되어 평행하게 삽입고정될 수 있도록 상기 안내봉들이 안내되어 안착되는 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 방진 스프링행거.