KR20200123677A - 이축 동흡진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이축 동흡진기를 제공한다. 상기 이축 동흡진기는 인버터에 부착되는 함체부; 및, 상기 함체부의 내부에 설치되며, 서로 다른 방향을 따라 외부 진동이 상기 인버터에 입력되면, 입력되는 상기 외부 진동의 방향에 부합되도록 서로 다른 방향을 따라 진동되어 진동을 흡수하는 동흡진부;를 포함한다.

Description

이축 동흡진기{A DYNAMIC ABSORBER}

본 발명은 이축 동흡진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 진동에 의해 공진이 발생되는 경우 진동을 저감시킬 수 있는 이축 동흡진기에 관한 것이다.

일반적으로 일정의 고유 진동수를 갖는 전자 장치에 상기의 고유 진동수와 일치되는 주파수가 제공되면 공진이 발생된다.

상기 공진에 의해 상기 전자 장치에는 소음 및 진동이 발생하고, 제품의 수명이 줄거나 파손되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결할 수 있도록 종래에는, 전자 장치의 진동을 감쇠시키기 위해 진동감쇠장치인 동흡진기를 설치한다.

종래의 동흡진기는 질량체와 강성체를 갖는다. 상기 동흡진기는 전자 장치에 부착되어 진동의 크기를 줄이도록 사용된다.

제품 자체의 질량과 스프링 강성에 의해 공진주파수가 결정될 때, 그 공진주파수와 동일하게 동흡진기를 설계하여 제품에 부착한다.

동흡진기도 질량체와 강성체로 구성되며, 제품이 공진 시 동흡진기가 제품을 대신하여 진동에너지를 흡수하여 운동하고 제품의 진동크기는 낮아진다.

전자 장치의 진동크기를 낮추기 위해서는 공진운동 방향에 맞춰 동흡진기를 최적의 위치에 부착한다.

이러한 상태에서 전자 장치에 외부 진동이 입력되는 경우, 공진주파수에서 공진이 발생하면 동흡진기가 대신 진동하고 전자 장치의 진동은 줄어든다.

여기서 상기 동흡진기는 전자 장치의 질량보다 작고, 전자 장치와 동흡진기 질량체 사이에 스프링 또는 외팔보가 설치된다.

그러나 종래의 동흡진기는 하나의 질량체와 강성체를 포함하는 구조로 형성된다.

따라서 종래의 동흡진기는 하나의 방향에 대해 동작을 하고, 다른 방향으로 진동이 입력되는 경우 진동을 흡수할 수 없는 문제가 있다.

본 발명과 관련된 선행문헌에는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2017-0068760호가 있다.

본발명의 목적은 이축 방향으로 외부 진동이 입력되는 경우 발생되는 공진에 따른 진동에너지를 흡수하여 이축 방향으로 발생되는 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있는 이축 동흡진기를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 하나의 하우징에 서로 다른 축에 따른 진동을 흡수하는 동흡진기를 구비하도록 하여 장치의 사이즈의 증가를 방지할 수 있는 이축 동흡진기를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 이축 동흡진기를 제공한다.

본 발명에 따른 이축 동흡진기는 함체부; 및, 상기 함체부의 내부에 설치되며, 서로 다른 방향을 따라 외부 진동이 상기 함체부에 입력되면, 입력되는 상기 외부 진동의 방향에 부합되도록 서로 다른 방향을 따라 진동되어 진동을 흡수하는 동흡진부;를 포함한다.

상기 동흡진부는, 상기 함체부의 내부에 설치되며, 제 1방향을 따라 진동되는 제 1동흡진부와, 상기 제 1동흡진부에 설치되며, 상기 제 1방향과 직교를 이루는 제 2방향을 따라 진동되는 제 2동흡진부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 1동흡진부는, 상기 함체부의 내벽 또는 외벽에 설치되는 제 1강성체와, 상기 제 1강성체에 구비되는 제 1질량체를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제 1질량체는 상기 제 2동흡진부이고,

상기 제 2동흡진부는, 제 2강성체와, 제 2질량체를 포함하되,

상기 제 2강성체는, 상기 제 1 강성체에 고정되고,

상기 제 2질량체는, 상기 제 2강성체에 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제 1강성체와, 상기 제 2강성체는, 고무 또는 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 해결수단에 의해 본 발명은 이축 방향으로 외부 진동이 입력되는 경우 발생되는 공진에 따른 진동에너지를 흡수하여 이축 방향으로 발생되는 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 하나의 하우징에 서로 다른 축에 따른 진동을 흡수하는 동흡진기를 구비하도록 하여 장치의 사이즈의 증가를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 이축 동흡진기의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이축 동흡진기를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이축 동흡진기를 보여주는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.

또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.

이하 첨부되는 도면들을 참조 하여 본 발명의 이축 동흡진기를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이축 동흡진기가 전자 장치에 설치되는 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조 하면, 본 발명에 따른 이축 동흡진기는 인버터(100)와 같은 전자 장치의 함체부(110) 외측 둘레 또는 내측 둘레에 설치될 수 있다.

상기 함체부(110)의 내부에는 전자 부품들(A,B,C,D)이 배치된다.

일 예로, 본 발명에 따른 이축 동흡진기는 함체부(110)의 상단 내벽에 고정될 수 있다. 이때, 상기 이축 동흡진기는 전자 부품들(A,B,C,D)과 일정 거리 이격되는 위치에 배치되는 것이 좋다.

만일 함체부(110)의 내부 바닥에 전자 부품들(A,B,C,D)과 간섭이 발생되지 않는 일정의 영역이 확보되는 경우, 본 발명에 따른 이축 동흡진기는 상기 함체부(110)의 내부 바닥 일정 영역에 설치될 수도 있다.

물론, 본 발명에 따른 이축 동흡진기는 함체부(110)의 외측 둘레 일정 위치에 배치될 수도 있다.

여기서 본 발명에 따른 이축 동흡진기는 하나의 동흡진부에 다른 하나의 동흡진부가 질량체로 작용하도록 구성된다.

즉, 상기 하나의 동흡진부는 후술되는 제 1동흡진부(210)이고, 다른 하나의 동흡진부는 제 2동흡진부(220)이다.

여기서 제 1,2동흡진부(210, 220) 각각은 질량체를 각각 갖는다. 특히 제 2동흡진부(220)는 제 1동흡진부(210)에 설치되되, 제 1동흡진부(210)의 질량체를 이룬다. 그리고 제 1,2동흡진부(210, 220)는 서로 다른 축선을 따라 진동을 이루는 구조를 이룬다.

또한 함체부(110)의 상단 내벽에는 상기 제 1,2동흡진부(210, 220)를 에워싸도록 커버(400)가 설치된다. 상기 커버(400)는 제 1,2동흡진부(210, 220)를 함체부(110) 내부에 설치되는 다른 전자 부품들(A,B,C,D)과의 물리적인 간섭으로부터 보호할 수 있다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 제 1동흡진부(210)는 X축을 따르는 진동을 상쇄하는 역할을 하고, 제 2동흡진부(220)는 Y축을 따르는 진동을 상쇄시키는 역할을 한다.

또한 본 발명에 따른 이축 동흡진기는 제 2 동흡진부(220)가 제 1동흡진부(210)의 질량체로 작용하도록 구성됨으로써, 전체 동흡진기 자체의 사이즈를 일정 이하로 줄일 수 있는 구성을 갖는다.

도 2는 본 발명에 따른 이축 동흡진기를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이축 동흡진기를 보여주는 결합 사시도이다.

도 2를 참조 하면, 본 발명에 따른 동흡진부(200)는 서로 다른 방향을 따라 외부 진동이 상기 인버터에 입력되면, 입력되는 상기 외부 진동의 방향에 부합되도록 서로 다른 방향을 따라 진동되어 진동을 흡수하도록 구성된다.

상기 동흡진부(200)는 제 1동흡진부(210)와 제 2동흡진부(220)로 구성된다.

상기 제 1동흡진부(210)는 제 1강성체(211)와 제 1질량체(212)를 포함한다. 상기 제 1동흡진부(210)는 X축을 따르는 진동을 흡수할 수 있다.

상기 제 1강성체(211)는 판 상으로 형성되는 제 1플레이트(211a)와, 4개의 제 1연결단(211b)을 구비한다.

상기 4개의 제 1연결단(211b) 각각은 'ㄱ'형상으로 절곡되며, 제 1플레이트(211a)의 양측면 모서리부에 일체로 형성된다. 상기 제 1연결단들(211b) 각각은 직사각 형상의 판상으로 형성되어 일정의 제 1탄성 계수를 갖는다.

상기 4개의 제 1연결단(211b)은 Y축을 따르는 제 1플레이트(211a)의 양단부에서 상방으로 절곡되도록 형성된다.

그리고 상기 4개의 제 1연결단(211b) 각각의 절곡된 상단에는 제 1체결홀들(h1)이 각각 형성된다.

또한 상기 4개의 제 1연결단(211b) 각각의 절곡된 상단은 상술한 함체부(110)의 상단 내벽에 제 1체결홀들(h1)과 함체부(110)의 상단 내벽을 고정하는 제 1체결 부재들(B)을 통해 고정된다.

이에 상기 제 1동흡진부(210)는 함체부(110)의 상단 내벽에 고정되어 X축을 따라 진동이 가능하게 설치된다.

여기서 상기 제 1강성체(211)는 박판의 금속으로 형성되는 판 스프링일 수도 있고, 상기 형상으로 성형되는 러버일 수 있다.

특히 제 1동흡진부(210)의 제 1질량체(212)는 제 1플레이트(211a) 상단에 설치되되, 상기 제 1질량체(212)는 본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)의 질량이다.

본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)의 구성을 설명한다.

도 2를 참조 하면, 본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)는 제 2강성체(221)와 제 2질량체(222)를 갖는다.

상기 제 2동흡진부(220)는 제 2강성체(221)와 제 2질량체(222)를 포함한다. 상기 제 2동흡진부(220)는 Y축을 따르는 진동을 흡수할 수 있다.

상기 제 2강성체(221)는 판 상으로 형성되는 제 2플레이트(221a)와, 4개의 제 2연결단(221b)을 구비한다.

상기 4개의 제 2연결단(221b) 각각은 'ㄱ'형상으로 절곡되며, 제 2플레이트(221a)의 양측면 모서리부에 일체로 형성된다. 상기 제 2연결단들(221b) 각각은 직사각 형상의 판상으로 형성되어 일정의 제 2탄성 계수를 갖는다.

상기 4개의 제 2연결단(221b)은 Y축을 따르는 제 2플레이트(221a)의 양단부에서 하방으로 절곡되도록 형성된다.

그리고 상기 4개의 제 2연결단(221b) 각각의 절곡된 하단에는 제 2체결홀들(h2)이 각각 형성된다.

또한 상기 4개의 제 2연결단(221b) 각각의 절곡된 하단은 상술한 제 1동흡진부(210)의 제 1플레이트(211)의 중앙부 상단에 고정되도록 설치된다.

여기서 상기 4개의 제 2연결단(221b) 각각의 절곡된 하단에 형성되는 제 2체결홀들(h2)은 제 2체결 부재들(B)을 통해 제 1플레이트(211)의 상단에 고정된다.

이에 상기 제 2동흡진부(220)는 제 1동흡진부(210)의 제 1플레이트(211a) 상단에 설치되어 Y축을 따라 진동이 가능하게 설치된다.

여기서 상기 제 2강성체(221)는 박판의 금속으로 형성되는 판 스프링일 수도 있고, 상기 형상으로 성형되는 러버일 수 있다.

그리고 상기 제 2질량체(220)는 제 2플레이트(221a)의 하단 중앙에 고정된다. 상기 제 2질량체(220)는 상기 제 2플레이트(220) 하단에 볼트와 같은 고정 수단을 통해 고정될 수 있다

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)는 상기 제 1질량체(212)를 이루는 것이 좋다. 즉, 본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)는 상기 제 1질량체(212)와 실질적으로 동일하다. 이에, 하기에서 제 2동흡진부의 구성 번호는 '220'으로 기술한다.

또한 상기 제 2질량체(222)는 상기 제 2강성체(221)가 러버로 형성되는 경우 상기 러버의 단부에 연결되거나 러버의 단부 내에 삽입되도록 성형될 수도 있다.

따라서, 도 3에 도시되는 바와 같이 제 2동흡진부(220)는 제 1동흡진부(210)의 제 1플레이트(211a) 상에 고정되어 제 1동흡진부(210)의 제 1질량체(212)를 이루는 구조를 갖는다.

또한 제 1,2연결단들(211b, 221b)은 직사각 판상으로 형성되되, 서로 직교되도록 배치된다.

이에 제 1강성체(211)는 X축을 따라 탄성적으로 유동되고, 제 2강성체(221)는 Y축을 따라 탄성적으로 유동되는 구조를 이룬다.

도 4는 본 발명에 따른 이축 동 흡진기가 함체부 내에서 커버에 의해 보호되는 구조를 보여주는 단면도이다.

도 4를 참조 하면, 도 2 및 도 3에서와 같이 제 2동흡진부(220)는 제 1동흡진부(210)의 제 1플레이트(211a) 상에 고정되는 구조를 이룬다.

그리고 제 1동흡진부(210)의 제 1연결단들(211b)이 함체부(110)의 상단 벽체에 고정된다.

이의 상태에서 상기 제 1동흡진부(210)는 본 발명에 따른 커버(400)에 의해 에워싸일 수 있다.

상기 커버(300)는 상단이 개방되는 사각 박스 형상을 이루며, 커버(300)의 상단 테두리는 외측으로 절곡되는 형상을 이룬다.

절곡되는 커버(300)의 상단 테두리는 볼트들(B)을 통해 함체부(110)의 상단 내벽에 고정된다.

이때, 커버(300)의 내측 공간에는 본 발명에 따른 제 1동흡진부(210)가 위치된다.

따라서 본 발명에 따른 제 1,2동흡진부(210, 220)는 함체부(110)의 내부에 배치되는 다른 구조물과의 직접적인 충격으로부터 보호받을 수 있다.

본 발명에 따른 이축 동흡진기의 작용을 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 이축 동흡진기의 모식도를 보여주는 도면이다.

통상, 동흡진기는 기계 구조물 등의 일정 진동수로 진동하는 큰 진동체에 작은 질량-스프링-댐퍼계를 부착하여 진동하도록 구성된다.

본 발명에 따른 이축 동흡진기는 인버터(100)의 함체부(110) 내에서 다른 전자 부품들과 간섭을 받지 않도록 함체부(110)의 상단 내벽에 고정된다.

본 발명에 따른 이축 동흡진기는 X축 및 Y축을 따라 발생되는 진동을 흡수한다.

본 발명에 따른 인버터(100) 자체에는 고유의 공진 주파수가 설정된다.

그리고 본 발명에 따른 제 1동흡진부(210)는 제 1질량체(212)를 갖는 제 1강성체(211)를 구비하여 제 1공진 주파수를 이룬다. 또한 제 1동흡진부(210)에 구비되는 제 2동흡진부(220)는 제 2질량체(222)를 갖는 제 2강성체(221)를 구비하여 제 2공진 주파수를 이룬다.

도 3 및 도 4를 참조 하면, 함체부(110)의 상단 내벽에 본 발명에 따른 제 1,2동흡진부(210, 220)가 설치된 상태에서, 함체부(110)에 X축을 따르는 진동이 왕복으로 발생되면, 본 발명에 따른 제 1동흡진부(210)의 제 1강성체(211)는 제 1질량체(212)를 가진 상태로 동시에 고유의 제 1공진 주파수를 발생시킨다.

즉 상기 인버터(100)의 함체부(110)의 고유의공진 진동수와 일치되는 주파수의 가진력이 X축을 따라 작용되면, X축을 따르는 제 1공진이 발생될 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 제 1동흡진부(210)는 제 1공진과 일치되는 진동을 이루어 함체부 대신 진동될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1동흡진부(210)는 상기 제 1공진으로 인해 발생되는 진동 에너지를 흡수하여 진동을 감쇠시킬 수 있다.

한편, 함체부(110)의 상단 내벽에 본 발명에 따른 제 1,2동흡진부(210, 220)가 설치된 상태에서, 함체부(110)에 Y축을 따르는 진동이 왕복으로 발생되면, 본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)의 제 2강성체(221)는 제 2질량체(222)를 가진 상태로 동시에 고유의 제 2공진 주파수를 발생시킨다.

즉 상기 인버터(100)의 함체부(110)의 고유의 공진 진동수와 일치되는 주파수의 가진력이 Y축을 따라 작용되면, Y축을 따르는 제 2공진이 발생될 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 제 2동흡진부(220)는 제 2공진과 일치되는 진동을 이루어 함체부(110) 대신 진동될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2동흡진부(220)는 상기 제 2공진으로 인해 발생되는 진동 에너지를 흡수하여 진동을 감쇠시킬 수 있다.

상기에서와 같이, 본 발명은 이축 방향으로 외부 진동이 입력되는 경우 발생되는 공진에 따른 진동에너지를 흡수하여 이축 방향으로 발생되는 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한 본 발명은 하나의 인버터 함체부에 서로 다른 축에 따른 진동을 감쇄시킬 수 있는 동흡진기를 구비하도록 하여 장치의 사이즈의 증가를 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 이축 동흡진기의 다른 예를 보여주는 사시도이다.

도 6을 참조 하면, 제 1동흡진부(310)는 제 1강성체(311)와 제 1질량체(312)를 갖는다.

제 1강성체(311)는 제 1질량체(312)의 양측부 모서리에서 함체부(110)의 내벽 양측부를 연결하는 4개의 제 1스프링을 갖는다.

따라서 4개의 제 1스프링의 일단은 함체부(110)의 내벽 양측부에 연결된다.

이에 제 1질량체(312)는 4개의 제 1스프링에 의해 연결된 상태를 이루며, 제 1질량체(312)는 X축을 따라 진동을 이루도록 구성된다.

여기서 상기 제 1강성체(311) 각각은처짐 방지를 위해 가이드 관(G)의 내부에 끼워져 설치되고, 가이드 관(G)은 함체부(110)의 내벽 양측부에 고정될 수 있다.

그리고 제 2동흡진부(320)는 그 자체가 상술한 제 1질량체(312)를 이룬다.

상기 제 2동흡진부(320)는 Y축을 따르는 양측벽이 절곡된 플레이트(321a)와, 플레이트(321a)의 절곡된 양측벽에 일단이 지지되는 제 2스프링들(321b)을 포함하는 제 2강성체(321)로 구성된다.

상기 제 2스프링들(321b)의 타단에는 제 2질량체(322)가 연결된다.

이에 제 2질량체(322)는 4개의 제 2스프링(321b)에 의해 연결된 상태를 이루며, 제 2질량체(322)는 Y축을 따라 진동을 이루도록 구성된다.

여기서 상기 제 2강성체(321) 각각은 처짐 방지를 위해 가이드 관(G)의 내부에 끼워져 설치되고, 가이드 관(G)은 플레이트의 절곡된 양측벽에 고정될 수 있다.

이의 구조에 의해, 함체부(110)가 X축 또는 Y축을 따라 진동되는 경우 본 발명에 따른 이축 동 흡진기는 각 축에 따르는 진동을 감쇄시킬 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 함체부
200 : 동흡진부
210 : 제 1동흡진부
220 : 제 2동흡진부

Claims (5)

1. 함체부; 및,
   상기 함체부의 내부에 설치되며, 서로 다른 방향을 따라 외부 진동이 상기 함체부에 입력되면, 입력되는 상기 외부 진동의 방향에 부합되도록 서로 다른 방향을 따라 진동되어 진동을 흡수하는 동흡진부;
   를 포함하는,
   이축 동흡진기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 동흡진부는,
   상기 함체부의 내부에 설치되며, 제 1방향을 따라 진동되는 제 1동흡진부와,
   상기 제 1동흡진부에 설치되며, 상기 제 1방향과 직교를 이루는 제 2방향을 따라 진동되는 제 2동흡진부를 포함하는,
   이축 동흡진기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1동흡진부는,
   상기 함체부의 내벽 또는 외벽에 설치되는 제 1강성체와,
   상기 제 1강성체에 구비되는 제 1질량체를 포함하는,
   이축 동흡진기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 1질량체는 상기 제 2동흡진부이고,
   상기 제 2동흡진부는,
   제 2강성체와, 제 2질량체를 포함하되,
   상기 제 2강성체는,
   상기 제 1 강성체에 고정되고,
   상기 제 2질량체는,
   상기 제 2강성체에 설치되는,
   이축 동흡진기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제 1강성체와, 상기 제 2강성체는, 고무 또는 스프링으로 이루어지는,
   이축 동흡진기.

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