KR20140122131A - 회전체 밸런스 조정 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 간격으로 복수개의 밸런스 홀이 형성되는 회전체와, 상기 회전체의 밸런스 측정 결과에 따라 상기 밸런스 홀에 끼워져 설치되며 질량결정용 홀이 형성된 밸런스 칩을 포함하고, 상기 밸런스 칩의 질량은 상기 질량결정용 홀의 크기로 결정되는 회전체 밸런스 조정 조립체를 제공한다.
Description
본 발명은 회전체의 밸런스를 조정하기 위한 조립체에 관한 것이다.
모터의 로터, 터빈의 로터 등에 널리 적용되고 있는 회전체 구조는 산업 전반에 중요하게 사용되고 있다.
회전체에 있어 회전 불평형(unbalance)의 문제는 매우 중요한데, 회전 불평형은 때때로 과도한 진동을 유발하여 회전체의 파손과 같은 중요한 문제를 야기하기 때문이다.
따라서 회전 불평형 현상을 방지하고자 많은 회전 불평형 진단 기술 및 그 해결 기술들이 개발되어 왔다.
공개특허공보 2011-0116459호에는 회전 시험체 모듈에 밸런스 웨이트를 형성하여 회전 불평형에 따른 진동을 방지하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 회전체의 밸런스 조정 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 회전 밸런스 조정 조립체를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 간격으로 복수개의 밸런스 홀이 형성되는 회전체;와, 상기 회전체의 밸런스 측정 결과에 따라 상기 밸런스 홀에 끼워져 설치되며, 질량결정용 홀이 형성된 밸런스 칩;을 포함하고, 상기 밸런스 칩의 질량은 상기 질량결정용 홀의 크기로 결정되는 회전체 밸런스 조정 조립체를 제공한다.
여기서, 상기 밸런스 칩에는, 상기 밸런스 홀에 끼워질 때 일부가 소성 변형됨으로써 상기 밸런스 홀의 내벽과 마찰력을 일으키는 소성 변형부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 밸런스 칩에는, 상기 밸런스 홀에 끼워질 때 일부가 탄성 변형됨으로써 상기 밸런스 홀의 내벽과 마찰력을 일으키는 탄성 변형부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 회전체의 밸런스 조정 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회전체의 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 회전체에 밸런스 칩을 설치하는 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 관한 밸런스 칩의 형상을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 밸런스 칩을 밸런스 홀에 설치하는 모습을 도시한 개략적인 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회전체에 밸런스 칩을 설치하는 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 밸런스 칩을 밸런스 홀에 설치하는 모습을 도시한 개략적인 확대 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 회전체에 밸런스 칩을 설치하는 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 관한 밸런스 칩의 형상을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 밸런스 칩을 밸런스 홀에 설치하는 모습을 도시한 개략적인 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회전체에 밸런스 칩을 설치하는 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 밸런스 칩을 밸런스 홀에 설치하는 모습을 도시한 개략적인 확대 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회전체의 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 회전체에 밸런스 칩을 설치하는 모습을 도시한 개략적인 사시도이다. 또한, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 관한 밸런스 칩의 형상을 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 밸런스 칩을 회전체의 밸런스 홀에 설치하는 모습을 도시한 개략적인 확대 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 회전체 밸런스 조정 조립체(100)는, 회전체(110)와 밸런스 칩(120)을 포함한다.
회전체(110)는 모터 내의 로터에 설치되는 림 조립체이며, 회전체(110)의 둘레 주위를 따라 일정한 간격으로 복수개의 밸런스 홀(111)이 형성되어 있다. 또한, 회전체(110)의 중앙부에는 축 결합구멍(112)이 형성되어 있다.
본 실시예에 따른 회전체(110)는 모터 내의 로터에 설치되는 림 조립체이지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 회전체는 다양한 장치에 적용되는 회전체가 될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 회전체는 터빈 로터에 사용되는 회전체, 자동차의 휠 회전체, 임펠러 회전체 등이 될 수 있다.
본 실시예에 따른 밸런스 홀(111)은 복수개가 회전체(110)의 둘레 주위를 따라 원주 방향으로 일렬로 형성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 밸런스 홀은 복수개가 회전체의 둘레 주위를 따라 원주 방향으로 여러 개의 열로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 밸런스 홀(111)들은 서로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는데, 그 형성 간격이 작을수록 정밀한 밸런스 조정이 가능하게 된다.
한편, 밸런스 칩(120)은, 회전체(110)의 밸런스 측정 결과에 따라 밸런스 조정을 위해 밸런스 홀(111)에 끼워져 설치된다.
밸런스 칩(120)은 금속의 소재로 형성되며, 금속 소재의 판상 부재를 프레스 가공하여 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 밸런스 칩(120)은 금속의 소재로 이루어지며 프레스 가공에 의해 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 밸런스 칩(120)은 금속의 소재 이외의 다른 합성 수지, 천연 수지 등으로도 형성될 수 있으며, 그 가공의 방법도 다이캐스팅, 절삭 가공, 사출 성형 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 밸런스 칩(120)의 형상은 전체적으로 판상의 형상을 가지며, 좌우 가장자리에 변형 돌기(121)가 한 쌍씩 형성되어 있고, 안쪽으로는 질량결정용 홀(122)이 형성된다.
본 실시예에 따르면, 밸런스 칩(120)의 형상은 전체적으로 판상의 형상을 가지며, 좌우 가장자리에 변형 돌기(121)가 한 쌍씩 형성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 밸런스 칩(120)의 형상은, 밸런스 칩(120)이 밸런스 홀(111)에 끼워져 설치될 수 있으면 되고, 그 외의 특별한 제한이 없다.
밸런스 칩(120)의 변형 돌기(121)의 형상은 삼각형의 형상을 가지며, 밸런스 홀(111)에 들어가는 쪽이 삼각형의 꼭지점을 이루도록 함으로써, 밸런스 칩(120)이 밸런스 홀(111)에 진입하는 것을 용이하게 하고, 일단 밸런스 홀(111)에 진입하면 잘 빠지지 않도록 구성한다.
한편, 질량결정용 홀(122)은 밸런스 칩(120)의 안쪽에 형성되는데, 질량결정용 홀(122)의 크기가 클수록 밸런스 칩(120)의 질량도 작아지게 된다. 도 3a에는 질량결정용 홀(122)의 직경이 d1인 밸런스 칩(120)이 도시되어 있고, 도 3b에는 질량결정용 홀(122')의 직경이 상기 d1보다 큰 d2의 크기를 가지는 밸런스 칩(120)이 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 밸런스 칩(120)의 질량결정용 홀(122)(122')은, 설명을 위해, 2종류가 소개되었지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 밸런스 칩(120)의 종류의 수에는 제한이 없다. 그러나, 회전체(110)의 밸런싱 작업을 수행하는 사람은, 다양한 크기의 질량결정용 홀(122)이 형성된 밸런스 칩(120)을 가급적 많이 가짐으로써 밸런싱 작업을 정확하고 용이하게 수행할 수 있게 된다.
한편, 질량결정용 홀(122)은 판상의 밸런스 칩(120)을 프레스 가공하여 형성할 수 있으므로, 저렴한 비용으로 다양한 질량을 가진 밸런스 칩(120)을 대량으로 제조할 수 있다. 그 경우, 제조자는 프레스 가공으로 밸런스 칩(120)의 외형을 형성하는 동시에 질량결정용 홀(122)을 함께 형성하거나, 서로 별개로 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 질량결정용 홀(122)은 판상의 밸런스 칩(120)을 프레스 가공하여 형성하지만 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 질량결정용 홀(122)은 기계적 드릴링, 화학적 드릴링, 레이저 드릴링, 워터 제트 등의 다양한 방식으로 형성할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 회전체 밸런스 조정 조립체(100)의 밸런스 조정 과정에 대해 설명한다.
우선, 작업자는 밸런스 홀(111)이 형성된 회전체(110)를 준비하고, 밸런스를 측정한다.
밸런스 측정 결과, 회전체(110)의 부분 중 질량이 부족한 부분을 찾고, 그 부분에 대응되는 밸런스 홀(111)을 적어도 하나 결정한다.
이어 다양한 질량을 가지는 밸런스 칩(120)들 중에 상기 부족한 질량에 대응되는 질량을 가진 밸런스 칩(120)을 선택한다. 즉, 사용자는 미리 다양한 크기의 질량결정용 홀(122)을 가지는 밸런스 칩(120)을 구비함으로써, 다양한 질량의 밸런스 칩(120)을 준비할 수 있게 된다. 이어, 선택된 밸런스 칩(120)을 상기 결정된 밸런스 홀(111)에 설치한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 밸런스 칩(120)의 설치의 과정은 밸런스 칩(120)을 해당 밸런스 홀(111)에 밀어 넣는 방식으로 진행되는데, 밸런스 칩(120)이 밸런스 홀(111)에 끼워질 때 변형 돌기(121)의 일부가 소성 변형된다.
즉, 밸런스 칩(120)의 가로 길이(L1)는 밸런스 홀(111)의 가로 길이(S1)보다 크도록 구성되고, 밸런스 칩(120)의 두께(T1)는 밸런스 홀(111)의 폭(W1)보다 작거나 같도록 구성되는데, 그와 같은 밸런스 칩(120)의 형상은 밸런스 작업을 위해 밸런스 칩(120)을 밸런스 홀(111)로 진입시킬 때, 변형 돌기(121)의 일부가 밸런스 홀(111)의 내벽에 부딪혀 변형되면서 소성 변형부가 되게 한다. 그러한 소성 변형부는 밸런스 홀(111)의 내벽과 마찰력을 일으켜, 밸런스 칩(120)이 밸런스 홀(111)에 설치된 후에는 밸런스 홀(111)로부터 분리되기 어려운 상태가 된다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 회전체 밸런스 조정 조립체(100)에 의하면, 질량결정용 홀(122)에 의해 질량이 결정되는 밸런스 칩(120)을 밸런스 홀(111)에 설치함으로써, 정확하고 빠르게 회전체(110)의 밸런스 조정을 수행할 수 있게 된다. 또한, 밸런스 칩(120)의 질량은 전술한 바와 같이 질량결정용 홀(122)의 크기에 의해서만 결정되는데, 다양한 질량의 밸런스 칩(120)은 질량결정용 홀(122)의 가공 크기만을 조절하여 제조가 가능하기 때문에 적은 공수로도 간단하게 대량으로 제조될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 밸런스 칩(120)은, 밸런스 홀(111)로 진입될 때 변형 돌기(121)의 일부가 밸런스 홀(111)의 내벽에 부딪혀 변형되면서 소성 변형부가 되고, 그 소성 변형부의 존재로 인해 밸런스 칩(120)이 밸런스 홀(111)에 설치된 후에는 밸런스 홀(111)로부터 분리되기 어려운 상태가 되므로, 간단하고 견고하게 밸런스 칩(120)을 밸런스 홀(111)에 설치할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회전체 밸런스 조정 조립체(200)에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회전체에 밸런스 칩을 설치하는 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 밸런스 칩을 밸런스 홀에 설치하는 모습을 도시한 개략적인 확대 사시도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 회전체 밸런스 조정 조립체(200)는, 회전체(210)와 밸런스 칩(220)을 포함한다.
회전체(210)의 구조 및 소재, 밸런스 홀(211), 축 결합구멍(212)에 대한 전체적인 구성은, 전술한 실시예의 회전체(110)의 구조 및 소재, 밸런스 홀(111), 축 결합구멍(112)에 대한 구성과 대동 소이하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 밸런스 칩(220)의 형상은 전체적으로 판상의 형상을 가지며, 좌우 가장자리 각각에 감김부(221)가 형성되어 있고, 안쪽으로는 질량결정용 홀(222)이 형성되어 있다.
밸런스 칩(220)은 금속의 소재로 형성되며, 금속 소재의 판상 부재를 프레스 가공하여 형성하고, 굽힘 가공에 의해 가장자리 부분을 굽혀 감김부(221)를 형성한다.
본 실시예에 따른 밸런스 칩(220)은 금속의 소재로 이루어지며 프레스 가공 및 굽힘 가공에 의해 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 밸런스 칩(220)은 금속의 소재 이외의 다른 합성 수지, 천연 수지 등으로도 형성될 수 있으며, 그 가공의 방법도 다이캐스팅, 절삭 가공, 사출 성형 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
한편, 질량결정용 홀(222)은 밸런스 칩(220)의 안쪽에 형성되는데, 질량결정용 홀(222)의 크기가 클수록 밸런스 칩(220)의 질량도 작아지게 된다. 질량결정용 홀(222)의 크기 및 형성 방법에 대해서는 전술한 실시예의 질량결정용 홀(122)의 크기 및 형성 방법에 대한 구성과 대동 소이하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.
밸런스 칩(220)의 감김부(221)는, 감김부(221)에 힘이 가해질 경우 탄성 변형이 일어나는 형상을 가진다. 그러한 탄성 변형으로 인해 감김부(221)의 돌출길이 T2의 크기가 밸런스 홀(211)의 폭(W2)보다 작거나 같아질 수 있게 되고, 그렇게 되면 밸런스 홀(211)에 밸런스 칩(220)의 설치가 가능하게 된다.
이하, 본 실시예의 일 변형예에 따른 회전체 밸런스 조정 조립체(200)의 밸런스 조정 과정에 대해 설명한다.
우선, 작업자는 밸런스 홀(211)이 형성된 회전체(210)를 준비하고, 밸런스를 측정한다.
밸런스 측정 결과, 회전체(210)의 부분 중 질량이 부족한 부분을 찾고, 그 부분에 대응되는 밸런스 홀(211)을 적어도 하나 결정한다.
이어 다양한 질량을 가지는 밸런스 칩(220)들 중에 상기 부족한 질량에 대응되는 질량을 가진 밸런스 칩(220)을 선택한다. 즉, 사용자는 미리 다양한 크기의 질량결정용 홀(222)을 가지는 밸런스 칩(220)을 구비함으로써, 다양한 질량의 밸런스 칩(220)을 준비할 수 있게 된다. 이어, 선택된 밸런스 칩(220)을 상기 결정된 밸런스 홀(211)에 설치한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 밸런스 칩(220)의 설치의 과정은 밸런스 칩(220)을 해당 밸런스 홀(211)에 밀어 넣는 방식으로 진행되는데, 밸런스 칩(220)이 밸런스 홀(211)에 끼워질 때 밸런스 칩(220)의 진행 방향에 수직 방향으로 힘 F1을 가하여 감김부(221)를 탄성 변형시킨다.
즉, 밸런스 칩(220)의 가로 길이(L2)는 밸런스 홀(211)의 가로 길이(S2)보다 작도록 구성되고, 감김부(221)의 돌출 길이(T2)는 밸런스 홀(211)의 폭(W2)보다 크도록 구성된다. 사용자는 밸런스 칩(220)을 밸런스 홀(211)로 진입시킬 때, 밸런스 칩(220)의 진입 방향에 수직 방향으로 힘을 가하여 감김부(221)를 탄성 변형시켜 탄성 변형부가 되게 함으로써 감김부(221)의 돌출 길이(T2)를 밸런스 홀(211)의 폭(W2)보다 작거나 같도록 하여 밸런스 칩(220)이 밸런스 홀(211)로 들어갈 수 있게 한다. 이어 감김부(221)가 밸런스 홀(211)로 들어가게 되면, 감김부(221)의 탄성 변형부는 탄성 복원되어 밸런스 홀(211)의 내벽과 마찰력을 일으키게 되고, 그렇게 되면, 밸런스 칩(220)이 밸런스 홀(211)에 설치된 후에는 밸런스 홀(211)로부터 분리되기 어려운 상태가 된다.
이상과 같이, 본 실시예의 일 변형예에 따른 회전체 밸런스 조정 조립체(200)에 의하면, 질량결정용 홀(222)에 의해 질량이 결정되는 밸런스 칩(220)을 밸런스 홀(211)에 설치함으로써, 정확하고 빠르게 회전체(210)의 밸런스 조정을 수행할 수 있게 된다. 또한, 밸런스 칩(220)의 질량은 전술한 바와 같이 질량결정용 홀(222)의 크기에 의해서만 결정되는데, 다양한 질량의 밸런스 칩(220)은 질량결정용 홀(222)의 가공 크기만을 조절하여 제조가 가능하기 때문에 적은 공수로도 간단하게 대량으로 제조될 수 있다.
또한, 본 실시예의 일 변형예에 따른 밸런스 칩(220)은, 밸런스 홀(211)에 진입하기 위해 힘을 받아 탄성 변형부가 탄성 변형되고, 일단 밸런스 홀(211)에 진입하면 탄성 변형부가 탄성 복원되어 밸런스 홀(211)의 내벽과 마찰력을 일으키게 된다. 그렇게 되면, 밸런스 칩(220)을 밸런스 홀(211)로부터 분리시키기 어려운 상태가 되므로, 간단하고 견고하게 밸런스 칩(220)을 밸런스 홀(211)에 설치할 수 있다.
본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명은 회전체의 밸런스를 조정하는 조립체의 제조, 회전체의 밸런스를 조정하는 방법을 이용하는 산업 등에 사용될 수 있다.
100, 200: 회전체 밸런스 조정 조립체 110, 210: 회전체
111, 211: 밸런스 홀 120, 220: 밸런스 칩
121: 변형 돌기 221: 감김부
111, 211: 밸런스 홀 120, 220: 밸런스 칩
121: 변형 돌기 221: 감김부
Claims (3)
- 소정 간격으로 복수개의 밸런스 홀이 형성되는 회전체; 및
상기 회전체의 밸런스 측정 결과에 따라 상기 밸런스 홀에 끼워져 설치되며, 질량결정용 홀이 형성된 밸런스 칩;을 포함하고,
상기 밸런스 칩의 질량은 상기 질량결정용 홀의 크기로 결정되는 회전체 밸런스 조정 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 밸런스 칩에는, 상기 밸런스 홀에 끼워질 때 일부가 소성 변형됨으로써 상기 밸런스 홀의 내벽과 마찰력을 일으키는 소성 변형부가 형성되는 회전체 밸런스 조정 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 밸런스 칩에는, 상기 밸런스 홀에 끼워질 때 일부가 탄성 변형됨으로써 상기 밸런스 홀의 내벽과 마찰력을 일으키는 탄성 변형부가 형성되는 회전체 밸런스 조정 조립체.
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| KR1020130038839A KR101883477B1 (ko) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | 회전체 밸런스 조정 조립체 |
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| JPS6361525B2 (ko) * | 1983-12-14 | 1988-11-29 | ||
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-
2013
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 일본 특허공보 특허 제 0061525호() 1부. * |
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