KR20160070239A - 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 「사각의 통공부를 가지는 터널형 프레임; 상기 통공부를 가로지르며 배치된 사각바(Bar) 형태의 부재로서 각 측면이 상기 통공부의 각 코너를 향하도록 배치된 축부; 및 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부의 각 측면 사이의 공간에 삽입된 환형바 형태의 탄성부재로서 원래 부피보다 일정 비율 압축되어 삽입된 완충부재;를 포함하고, 상기 터널형 프레임 또는 상기 축부에 외력이 가해진 경우 상기 완충부재가 이를 전달받아 변형되되 자신의 탄성력을 통해 변형에 반발하도록 구성된 것을 특징으로 하는 완충장치」를 제공한다.

Description

완충장치{An apparatus for shock absorbing}

본 발명은 사각의 통공부를 가지는 터널형 프레임 속에 배치된 축부와 완충부재를 통해 외력에 의해 발생하는 충격의 흡수가 수행되도록 하는 단순하면서도 효율적인 구성을 통해 내구성 및 안정성이 우수한 완충구조를 각종 다양한 기계장치와 설비 등에 구현할 수 있게 해주는 것을 특징으로 하는 완충장치에 관한 것이다.

완충장치란 각종 완충부재를 이용하여 충격을 완화하는 장치를 의미한다. 각종 기계장치나 설비는 그 작동 과정에서 내부 또는 외부에서 발생하는 각종 충격을 받게 된다. 이러한 충격을 완충해주지 않으면 기계장치나 설비의 수명이 단축되는 것은 물론이고, 오작동, 고장, 파손 등이 발생하게 된다. 따라서 각종 기계장치나 설비에 있어서 효율적인 완충은 기계장치의 수명연장과 안정적인 작동을 위해 필수적으로 요구되는 사항이다.

종래 완충장치로는 주로 용수철 또는 유압실린더를 이용한 완충구조를 가지는 것들이 널리 사용되었다. 그러나 이러한 방식을 통해 완충구조를 구현하는 경우 기계적으로 복잡한 연결이 요구되게 되며, 분진 등의 오염이 심한 환경에서 작동하는 기계장치나 설비에 적용될 경우에는 완충능력의 저하가 불가피할 뿐만 아니라 그 내구성도 저하되는 문제가 있었다. 따라서 기계적으로 단순한 구조를 가지는 동시에 어떠한 가혹환경 하에서도 안정성 및 내구성이 확보되는 완충장치의 개발이 필요하다.

등록특허 제0698604호 "완충장치", 2007. 03. 21. 등록특허 제0893901호 "이동로봇의 착상충격 완충장치", 2009. 04. 20.

본 발명은 사각의 통공부를 가지는 터널형 프레임 속에 배치된 축부와 완충부재를 통해 외력에 의해 발생하는 충격의 흡수가 수행되도록 하는 단순하면서도 효율적인 구성을 통해 내구성 및 안정성이 우수한 완충구조를 각종 다양한 기계장치와 설비 등에 구현할 수 있게 해주는 것을 특징으로 하는 완충장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위해 본 발명은 「사각의 통공부를 가지는 터널형 프레임; 상기 통공부를 가로지르며 배치된 사각바(Bar) 형태의 부재로서 각 측면이 상기 통공부의 각 코너를 향하도록 배치된 축부; 및 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부의 각 측면 사이의 공간에 삽입된 환형바 형태의 탄성부재로서 원래 부피보다 일정 비율 압축되어 삽입된 완충부재;를 포함하고, 상기 터널형 프레임 또는 상기 축부에 외력이 가해진 경우 상기 완충부재가 이를 전달받아 변형되되 자신의 탄성력을 통해 변형에 반발하도록 구성된 것을 특징으로 하는 완충장치」를 제공한다.

이때 상기 통공부는 한변의 길이가 2L인 정사각형 형태이고, 상기 축부의 횡단면은 정사각형으로 이루어지되 한변의 길이가 상기 완충부재 상호간의 접촉을 방지할 수 있는 최소 길이 이상이고

L 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 완충부재는 고무로 이루어져 있으며, 원래 부피보다 20~30% 범위에서 선택된 비율로 압축된 상태로 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부의 각 측면 사이의 공간에 균등한 완충력을 제공하며 삽입된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 터널형 프레임, 상기 축부 및 상기 완충부재는 방청처리가 되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1. 단순한 구성을 통해 안정성과 내구성이 높은 완충구조를 구현하는 완충장치를 제공받게 된다.

2. 종래 각종 다양한 기계장치, 설비 등에 적용되는 복잡하거나 안정성과 내구성이 떨어지는 완충구조를 단순하면서도 안정성과 내구성이 높은 구조로 대체할 수 있게 된다.

[도 1]은 본 발명에 따른 완충장치의 일실시예의 사시도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 완충장치의 일실시예의 단면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 완충장치가 수행하는 완충작용의 모식도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 완충장치가 활용된 실시예이다.

이하에서는 본 발명에 따른 완충장치에 관하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 설명하도록 한다.

[도 1] 및 [도 2]에는 본 발명에 따른 완충장치의 일실시예의 사시도 및 단면도가 각각 도시되어 있다.

상기 완충장치는 사각의 통공부를 가지는 터널형 프레임(10), 상기 통공부를 가로지르며 배치된 사각바(Bar) 형태의 부재로서 각 측면이 상기 통공부의 각 코너를 향하도록 배치된 축부(20) 및 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부(20)의 각 측면 사이의 공간에 삽입된 환형바 형태의 탄성부재로서 원래 부피보다 일정 비율 압축되어 삽입된 완충부재(30)를 포함하며, 상기 터널형 프레임(10) 또는 상기 축부(20)에 외력이 가해진 경우 상기 완충부재(30)가 이를 전달받아 변형되되 자신의 탄성력을 통해 변형에 반발하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 터널형 프레임(10)은 사각의 통공부를 가지는 파이프 형상의 부재로서 본 발명에 따른 완충장치의 몸체를 이루는 부분이다. 상기 통공부는 정사각형 형태로 이루어지는 것이 상하좌우 전방향에 대한 균등한 완충을 위해 바람직하다. 다만 외갑체를 이루는 터널형 프레임(10)의 외면의 형상은 상기 완충장치의 사용환경에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

상기 축부(20)는 상기 통공부를 가로지르며 배치된 사각바(Bar) 형태의 부재로서 각 측면이 상기 통공부의 각 코너를 향하도록 배치된 부분이다. 상기 통공부가 한변의 길이가 2L인 정사각형 형태일 경우 상기 축부(20)의 횡단면은 정사각형으로 이루어지되 한변의 길이가 상기 완충부재 상호간의 접촉을 방지할 수 있는 최소 길이 이상이고

L 미만이어야 한다. 상기 통공부가 한변의 길이가 2L인 정사각형 형태일 때 상기 축부(20)의 횡단면이 정사각형으로 이루어지면서 한변의 길이가 상기 완충부재(30) 상호간의 접촉을 방지할 수 있는 최소 길이 보다 작은 경우 효율적인 완충이 수행되기 어려우며,

L보다 큰 경우에는 상기 통공부에 상기 축부(20)가 배치될 수 없게 된다.

상기 완충부재(30)는 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부(20)의 각 측면 사이의 공간에 삽입된 환형바 형태의 탄성부재로서 원래 부피보다 일정 비율 압축되어 삽입된 부재이다. 상기 완충부재(30)로 사용되기에 가장 적합한 탄성부재는 고무이며, 상기 완충부재(30)는 원래 부피보다 20~30% 범위에서 선택된 비율로 압축되어 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부(20)의 각 측면 사이의 공간에 균등한 완충력을 제공하며 삽입되는 것이 바람직하다. 상기 완충부재(30)의 가장 바람직한 실시예는 상기 통공부의 각 코너에 삽입된 완충부재(30)의 압축비가 각각 압축비율 25%를 유지하여, 상기 통공부의 각 코너에 삽입된 완충부재(30) 압축비율의 합이 100%가 되는 것이다.

이와 같이 상기 통공부의 각 코너에 삽입된 완충부재(30)는 어느 방향에서 외력이 가해지더라도 항상 일정한 상태를 유지하려하는 탄성력에서 기인되는 압축 팽창의 반복적인 반발 탄성 운동을 통해 이를 흡수하게 된다. 이와 같은 작용을 통해 상기 완충장치는 상기 터널형 프레임(10) 또는 상기 축부(20)를 통해 전달되는 외부의 압력 또는 충격을 완충하게 된다.

상기 완충장치는 각종 다양한 기계설비와 장치 등에 적용될 수 있으며 상기 완충장치가 적용되는 부분에 필요한 완충용량에 따라 상기 완충장치의 크기, 상기 터널형 프레임(10), 상기 축부(20) 및 상기 완충부재(30)의 소재 등은 달라질 수 있다. 상기 터널형 프레임(10) 및 상기 축부(20)의 소재는 상기 완충장치가 적용되는 환경에 따라 플라스틱, 세라믹, 철강 등 다양한 재료 가운데서 선택될 수 있으며, 상기 완충부재(30)로 사용되는 탄성부재의 탄성한계, 압축비율 등도 상기 완충장치가 적용되는 환경에 적절하게 선택될 수 있다.

[도 3]에는 본 발명에 따른 완충장치가 수행하는 완충작용의 모식도가 도시되어 있고, [도 4]에는 본 발명에 따른 완충장치가 활용된 실시예가 도시되어 있다.

[도 3]을 살펴보면 상기 완충장치의 축부(20)에 시계방향으로 외력이 전달된 경우에 있어서 상기 완충장치가 완충작용을 수행하는 모습을 확인할 수 있다. 구체적으로 그 과정은 상기 축부(20)에 시계방향의 외력이 전달되면 이에 따라 상기 축부(20)가 시계방향으로 거동하고, 상기 축부(20)의 거동에 따라 상기 통공부의 각 코너에 삽입된 완충부재(30)가 압축되거나 팽창되어 변형되게 되며, 그 결과 발생하는 탄성력이 완충력을 제공하는 방식으로 수행된다.

[도 4]의 실시예에 나타난 완충장치는 베이스부에 고정결합되되 상기 축부(20)가 고정축으로 기능하면서 상기 터널형 프레임(10)이 외력전달체에 끼움결합된 형태로 설치되어 있다. 상기 외력전달체에 상하 방향으로 외력이 가해질 경우 이는 상기 터널형 프레임(10)으로 전달되게 되고, 상기 터널형 프레임(10)으로 전달된 외력은 위에서 살펴본 바와 같은 완충작용에 따라 상기 완충부재(30)에 의해 흡수되게 된다.

이상을 통해 상기 완충장치가 매우 단순한 구조를 통해 전방위적인 완충작용을 효율적으로 수행할 수 있다는 사실을 확인할 수 있다. 상기 완충장치는 상기 터널형 프레임(10) 또는 상기 축부(20) 중 어느 하나가 고정되고 나머지 하나가 외력을 전달받도록 설치된 상태에서 외력이 상기 완충장치의 상하좌우 어느 방향으로 가해지더라도 이를 완충할 수 있는 구조를 제공하게 된다.

한편, 상기 완충장치는 그것이 적용되는 기계장치나 설비가 온도, 습도, 공기 등에 있어서 가혹한 환경에서 가동되는 경우를 감안하여 방청처리가 되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로 방청처리는 상기 터널형 프레임(10), 상기 축부(20) 및 상기 완충부재(30)에 각각 방청제를 도포하는 방식 등으로 수행될 수 있다.

이상에서 본 발명에 관하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 다소간의 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

10: 터널형 프레임 20: 축부
30: 완충부재

Claims (4)

1. 사각의 통공부를 가지는 터널형 프레임;
   상기 통공부를 가로지르며 배치된 사각바(Bar) 형태의 부재로서 각 측면이 상기 통공부의 각 코너를 향하도록 배치된 축부; 및
   상기 통공부의 각 코너와 상기 축부의 각 측면 사이의 공간에 삽입된 환형바 형태의 탄성부재로서 원래 부피보다 일정 비율 압축되어 삽입된 완충부재;를 포함하고,
   상기 터널형 프레임 또는 상기 축부에 외력이 가해진 경우 상기 완충부재가 이를 전달받아 변형되되 자신의 탄성력을 통해 변형에 반발하도록 구성된 것을 특징으로 하는 완충장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 통공부는 한변의 길이가 2L인 정사각형 형태이고,
   상기 축부의 횡단면은 정사각형으로 이루어지되 한변의 길이가 상기 완충부재 상호간의 접촉을 방지할 수 있는 최소 길이 이상이고

   

   L 미만인 것을 특징으로 하는 완충장치.
   
3. 제1항에서,
   상기 완충부재는 고무로 이루어져 있으며, 원래 부피보다 20~30% 범위에서 선택된 비율로 압축된 상태로 상기 통공부의 각 코너와 상기 축부의 각 측면 사이의 공간에 균등한 완충력을 제공하며 삽입된 것을 특징으로 하는 완충장치.
   
4. 제1항에서,
   상기 터널형 프레임, 상기 축부 및 상기 완충부재는 방청처리가 된 것을 특징으로 하는 완충장치.
   

Images