KR830000239Y1 - 소리 감쇠요소를 가진 드릴 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

소리 감쇠요소를 가진 드릴

제1도 및 제2도는 각각 필수봉과 연장봉의 측면도.

제3도는 제1도에서 III-III선에서 본 단면도 및 설명의 목적으로 이 부분을 확대한 도시도.

제4도는 제2도에서 IV-IV선에서 본 단면도.

제5도 내지 제7도는 제4도에 대응하는 본 고안의 다른 실시도.

제8a도, 제8b도 및 제8c도는 본 고안의 이용으로 얻어지는 효과의 하나를 표시하는 도시도.

본 고안은 구멍 또는 공동(空洞)을 가지고 형성된 금속의 드릴 착암기 강철의 드릴에 환한 것으로서 충돌, 충격 또는 진동을 받아서 사람의 귀를 괴롭히는 음파를 발생하는 원이인이 되는 드릴로부터 적어도 하나 이상의 소리를 감쇠시키는 요소를 제공받는 드릴에 관한 것이다.

금속의 드릴에서 소리감쇠를 위한 많은 방법과 요소가 전부터 알려져 왔다. 모든 이러한 방법은 구조물 감쇠물질 또는 속박하거나 속박하지 않는 충, 즉 탄성재의 층으로 둘러싸는 어떤형의 사용을 기초로 하며 이러한 것들은 각각 층을 둘러싸는 덮개와 같이 바로 그 드릴에 묶여져 있다. 착암하는 동안 생기는 소리를 감쇠시키기 위한 시도가 취해지고 드릴 강철에서 파생하는 소리의 실질적인 부분을 감쇠시키기 위하여 측정이 행해졌다. 드릴 강철을 둘러싸는 구조물에 대한 한 해결책으로써 스리이브가 드릴 강철 주위에 배치되고 탄성재가 스리이브와 드릴 강철 사이의 공간에 삽입되었다. (속박하는 층)

둘러싸는 구조물에 대한 다른 해결책으로서 드릴강철이 서로 간격을 둔 금속재의 소켓(socket)으로 둘러싸이고 탄성재의 스패이어(spacer)가 소켓사이에 배치되었다. 그러나 드릴 강철을 둘러싸는 다른 종류의 감쇠요소에서 이와 같은 해결책은 어떤 불이익을 초래하였다. 드릴강철은 오리혀 흉해지고 비교적 비싸졌다. 더군다나 드릴강철이 드릴구멍속에서 막히는 어떤 위험이 발생하였다. 많은 경우에 있어서 작은 구멍크기가 요구되므로, 외부 감쇠요소의 배치는 보어크라운(bore crown)이 더 크게 만들어져야 만 하고 따라서 보어구멍이 요구하고 바라는 것 보다 더 크게 되어야 한다.

예를 들면 드릴 강철에서 중앙 플러싱 구멍은 구멍벽에 붙은 라이닝(lining)을 가지는 것이 역시 알려져있다. 이 라이닝은 피로에 의한 파열을 방지하기 위하여 또는 녹이나 부식작용의 위험을 감소시키기 위하여 배치된다. 다른 응용 또는 어떤 구상에 있어서 내부라이닝 또는 물질의 적어도 두 개의 부분으로 나뉘어져서 그 사이에 진동에너지는 진동의 전달을 방해하기 위하여 놓여지고 그로 인하여 피로에 영향을 주기 위한 높은 진폭을 가진 현재의 비교적 낮은 주파수(<200Hz)에 대한 피로강도를 증가한다. 부식저항 및 피로강도를 증가시키는 목적을 가진 상기 방법에 반하여 본 고안의 목적은 드릴의 조작 또는 취급을 하는 동안 사람의 귀를 괴롭히는 수준의 소리, 예를들면 착암기 강철이 낮은 진폭으로 악 10,000Hz의 주파수를 갖는 소리를 필수적으로 감소시키기 위해 소리감쇠 요소를 가진 드릴을 제공하는 것이다.

소리를 감소시키기 위한 종래의 방법과 비교하여 본 고안은 전연 다른 원리를 기초로 하고 있다. 예를들면 착암기 강철과 같은 금속의 드릴이 고유의 진폭을 가질때 드릴안에서 찡그렁찡그렁 소리를 낸다. 이 소리는 드릴에서 이리 저리 전달하는 종파 및 횡파에 달려있다. 이 때 드릴에서 표면운동의 변화는 음파의 전달과 관련하여 일어난다. 따라서 드릴의 표면은 음파의 전달을 하면서 움직인다. 본 고안에 의하여 이 음파의 전달은 영향을 받아 가능한한 소리의 필수적인 감쇠를 가져온다. 더군다나 이 영향은 드릴의 내부에서 일어난다.

본 고안에 의한 소리의 감쇠에서 예를들면 착암기 강철에서 소리의 감쇠는 적어도 종래의 감쇠방법으로 얻어진 것과 같은 정도 도는 그 이상의 것이 얻어진다. 이와 동시에 상술한 불이익이 간단한 방법과 설치가 용이한 감쇠요소 및 간단하고 값이 싼 구조물에 의하여 제거된다. 드릴 강철의 외부형 측정은 필요치 않으며 드릴 강철은 감쇠요소없이 전과같은 외부형을 갖는다.

더군다나 이 장점은 착암기 강철의 제작동안 공장에서 취급하는 소리의 필수적인 감소가 제조 및 취급중에 드릴 강철에 삽입된 감쇠요소를 갖는 것에 의해 얻지므로서 성취된다. 이러한 장점은 본 고안에 의한 감쇠를 가진 모든 요소에서 얻어지며 이 때에 본 고안은 착암기 강철보다 다른 응용에도 사용된다. 예를들면 이와 같이 본 고안에 의하여 일반적으로 플로펠라샤프트 또는 축방향으로 구멍을 가진 고체드릴 또는 튜우브의 제작동안의 예와 같이 구멍이 있는 기계요소에서 소리의 좋은 감쇠가 얻어진다. 그러나 상기 적용범위는 다만예시에 지나지 않는다. 본 고안은 많은 다른 결합에도 적용된다.

상기한 목적 및 장점을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 드릴은 감쇠요소가 드릴구멍속에 배치되고 단면은 단지구멍의 단면의 일부만을 취하며 적어도 하나의 접촉면이 구멍의 벽에 관련하여 헐겁게 배치되어 그 접촉면이 적어도 음파를 감쇠시키는 한 효과를 방생하게끔 음파의 마디 사이에 놓여지는 것이 특징이다. 이 사실에 의하여 그 소리 감쇠 요소는 드릴속에 배치되며, 드릴의 외형은 따라서 이 요소의 배치에 의하여 영향을 받지 않는다. 음파 전달의 영향에 대한 효과가 발생하여 필수적인 소리 감쇠가 얻어진다. 이효과는 본 고안의 구조물속에서 여러가지 방법의 모양과 소리를 감소시키기 위한 제작의 적용범위에 의하여 얻어질 수 있다.

그러한 양호한 소리 감쇠 요소의 배치는 즉 접촉면의 전체 또는 일부에 따라서 드릴에 헐겁게 배치된 한 요소는 다음과 같은 효과를 모두 얻을 수가 있다.

(a) 드릴과 제2의 감쇠 요소간의 접촉면에 있어서 감쇠는 운동에 대한 마찰 저항에 의한 건조마찰에 의하여 얻어진다.

(b) 액체속의 펌핑 효과는 접촉면에서 진동 에너지의 감쇠를 초래한다.

(c) 역학적 흡수가 얻어진다. 즉 공명에너지는 드릴과 소리 감쇠 요소 사이에서 바뀐다.

(d) 점착형의 마찰력이 드릴과 소리 감쇠 요소간에 생긴다.

모든 이러한 효과는 속박하는 또는 속박하지 않는 층에 의한 감쇠방법에 반하여 자유로운 사용으로 인하여 내부에서 적용되는 층에 대단히 적은 구조적인 변형을 일으키므로서 얻을 수가 있다.

본 고안의 양호한 실시예로서 특히 착암기 강철의 플러싱 구멍속에 배치된 소리 감소 요소를 가진 착암기 강철에 있어서 소리 감쇠 요소는 적어도 접촉면에 따라서 구멍의 단면적에 관련되는 작은 단면적을 갖는다.

양호한 실시예에 의하여 상기한 효과는 최적의 방법으로 조작이 된다. 그 이유는 그러한 활발한 층은 공명 형식을 증강하기 위하여 부가되는 운동에너지를 저장하지 않기 때문이다. 본 고안은 상기한 바와 같이 탄성 감쇠재의 사용이 구조물의 보전상 파기를 요하거나 또는 착암기의 외면과 같이 지역적 작업조건 때문에 불가피하게 파괴를 요하는 장소 또는 위치에서 이익이 얻어진다. 부가하여 내부의 적용은 상기 효과(b) 및 (c)의 사용에 가장 효과를 준다. (c)의 효과에 대하여 작은 물질에 전달되는 진동은 청각 에너지를 방사하지 않고 내부의 엷은 요소에서는 생기지 않는다고 현재 알려져 있다. 감쇠요소의 진동 감소성에 대한 기하학적 효과의 측정은 감쇠지수

(A₁/L)(1+A₁/A₂)^-1

에 의하여 얻어지며 그 감쇠지수는 길이의 차원을 가지고 가능한한 작아야 한다. A₁및 A₂는 드릴과 감쇠 요소의 단면적이고 L은 단면에 접촉하는 표면의 길이이다. 본 고안의 첨부된 도면에 언급된 어떤 실시예에서 더 상세하게 설명되며 착암기 강철에 적용한 것에 관하여만 예로서 설명된다.

제1도는 자루(shank)(2), 칼라(collar)(3), 및 보어크라운(bore crown)(4)을 가진 6각형의 필수봉)1)을 표시한다. 이 필수봉은 관례적으로 제3도에 표시한 바와 같이 중앙플러싱(flushing) 구멍(5)을 갖는다. 제2도는 끝부분에 나선(7)이 연결된 연장봉(6)을 표시하며 중암플러싱 구멍(8)을 갖는다. 또한 그것은 키이 그립(key grip)(9)을 갖는다. 도시된 바와 같은 연장봉은 원의 단면적을 가지나 6각형과 같은 다른 적당한 형으로 대치할 수가 있다.

제3도 내지 제7도의 예로서 더 낮은소리 수준을 위한 소리 감쇠요소의 다른 실시예를 표시하며, 제1도의 필수봉 또는 제2도의 연장봉에서중앙 플러싱 구멍이 끼여진것을 표시한다.

도시된 모든 실시예에 있어서소리감쇠요소는 파이프와 같은 엷은 벽으로 구성되며 길이 방향으로 플러싱 구멍이 뻗어나간다. 소리 감쇠요소의 조작 및 효과를 위해 필수적인 것은 그 요소들이 적어도 부분적으로 헐겁게 플러싱 구멍의 벽에 관련하여 배치되는 것이다. 이 요소는 반면에 플러싱 구멍의 길이 방향으로의 이동을 방해하기 위하여 국부적으로 접촉된다. 많은 다른 고정 방법이 사용된다. 예를들면 필수봉에 있어서 소리 감쇠요소는 크라운 끝 또는 칼라밑에서 제조된다. 그러나 적어도 소리 감쇠요소의 어떤형에 있어서 이 요소는 단조로 인하여 칼라밀이에서 접혀지고 크라운 끝의 요소를 단조로하기 위해서만 적용되며 칼라 바로밑에 끝내기 위한 요소의 반대끝을 허용한다.

연장봉에 있어서 예를들면 하나의 홈이 플러싱 구멍속에서 연장봉의 한쪽 또는 양쪽끝으로부터 짧은 거리에서 지나가고 소리 감쇠요소는 적당한 공구 예를들면 튜우브 롤링 공구에 의하여 홈에 끼여서 연장된다. 다른 고정 방법은 납땜, 용접 또는 아교로 붙이는 것이다. 또 다른 고정 방법은 제2의 감쇠요소를 탄력성이 있고 압축할 수 있게 형성하여 적어도 구멍 벽의 일부분에 대하여 압축한 상태로 탄력성있게 고정되게 플러싱 구멍속으로 삽입하여 플러싱 구멍의 전장에 연하여 길이 방향으로 삽입하든지 또는 구멍에 연하여 어느 간격을 둔 위치에 삽입한다. 이 마지막에 언급한 고정 방법은 충분히 신빙성있는 고정을 얻기 위하여 어느 다른 언급된 고정방법을 가지고 결합함으로서 얻을 수 있다.

제3도에 표시한 실시예에 있어서 소리감쇠요소는 원형튜우브(10)로 구성되어 있으며, 이것은 필수봉(1)에 삽입된 한 예를 표시한다. 이 튜우브는 이와 같은 방법으로 적용되어 적당한 페이스트(paste)로 산화 또는 칠을 하여 몸체의 구멍속으로 놓여진다. 드릴 강철로 롤링한 뒤 이 튜우브는 구멍속에 완전히 고정되거나 산화물 층 또는 페이스트가 단조용접을 방해함으로서 부분적으로 헐겁게 고정된다. 제3도의 입부분에서 그러한 층이 확대되어 번호(11)를 가지고 표시된다.

제4도에서 소리감쇠요소는 길이 방향의 틈새(13)를 가진 튜우브(12)로 표시된다. 이 실시예는 튜우브가 압축된 상태에서 구멍속에 끼어지고 그 후 구멍벽에 대하여 탄력성 있게 팽창하여서 길이 방향으로 인접면에 고착시키는 삽입방법에 의하여 플러싱구멍(8)속에 튜우브를 삽입하는 단순한 응용을 제시한다.

제5도는 타원형의 단면을 가진 튜우브(14)로 형성되어 있는 소리감쇠 요소의 또 다른 실시예를 표시한다. 이 튜우브의 플러싱 구멍속의 고정은 예를들면 제4도에 의한 틈새튜우브(22)와 비슷한 방법으로 대치한 수가 있다. 구멍속에 삽입한 후 탄력있는 팽창으로 튜우브는 구멍벽의 상대부분에 대하여 고착된다. 튜우브(14)와 구멍벽 사이의 공간은 이 공간을 채우기 위하여 공기 또는 다른 적당한 액체가 들어있다.

튜우브의 형에 있어서 다른 소리감쇠요소의 변형이 제6도에 표시된다. 번호(15)로 표시된 이 튜우브는 주름지어 있다. 공기 또는 다른 적당한 액체가 튜우브와 플러싱 구멍벽 사이의 공간에 존재할 수가 있다.

제7도는 튜우브의 형에 있어서 소리감쇠요소의 더욱 다른 실시예를 표시하며 다각형의 단면을 가지고 참고번호(16)로 표시되어 있다. 플러싱 구멍벽에 접한 모서리는 둥글게 또는 경사를 이룬다. 제5도 및 제6도에 표시된 실시예와 같이 공기 또는 어떤 다른 적당한 액체가 튜우브와 플러싱 구멍벽 사이의 공간에 존재할 수가 있다.

제3도에 표시된 바와 같은 소리감쇠 요소를 가진 착압기 강철과 다른 것간에 시험이 행하여졌으며 강철에서 필수적인 찡그렁 쨍그렁 우는 소리의 감쇠가 증명되었다. 위치에 따라서 본 고안에 의한 소리감쇠요소가 사용되고 형상에 따라서도 그와 같이 사용되어 소리는 약 15데시벨이 감소된 것이 측정되었다. 이 사실은 착암기 강철에서의 찡그렁 소리가 피스톤 타격으로 드릴 강철에서 일어나는 음파에 기인하여 얻어진다는 것을 의미한다. 헐겁게 놓여지고 소리감쇠요소를 내부에 비치한, 예를들면, 제3도에 표시한 바와 같은 요소는 고도의 음파 전달을 방해한다.

시험에 의하여 또한 많은 물질이 소리감쇠요소를 위하여사용될 수 있다는 것을 표시하였다. 물질은 예를들면 스테인레스강 또는 다른 금속, 플래스틱등이다. 서론부에서 언급한 바와 같이 본 고안은 착암기보다는 다른 많은 연결장치에 적용 함 수가 있다. 튜우브 제작이 한 예이다. 드릴 강철 공장에서 착암기 강철의 제작에 대한 것과 같은 이유로 소리를 튜우브제작에 대한 구성에서 일어난다. 제작의 시점에서 튜우브의 배치에 의하여 적어도 하나의 소리감쇠 요소는, 예를들면 착압기 강철에 관하여 상기에 전술한 바와 같은 감쇠요소는 제작을 하는 동안실질적으로 소리의 일부가 소리감쇠효과를 얻으므로서 제거된다. 이 소리감쇠요소는 제작후에 제거할 수도 있다.

여기에 부가하여 본 고안에 다른 소리감쇠에 대해 필수적으로 적어도 다음의 효과가 얻어진다.

-소리를 발생하는 드릴과 소리를 발생하는 파동을 감쇠하기 위하여 드릴의 구멍속에 배치되어 구멍의 한단면만을 취하는 다른 목적물 또는 몸체간의 마찰은 마디를 제외하고는 진동하는 드릴구멍의 어느 곳에서도 일어나고 그곳에서 파동은 어느 운동을 위하여 그 물질을 벗어나지 않는다.

-드릴과 진동 에너지를 감쇠시키기 위한 소리감쇠 몸체간에 들어있는 액체의 펌핑효과(pumping effect).

-드릴과 소리를 내는 파동은 감쇠시키기 위한 아주적은 크기의 소리 감쇠몸체간의 역학적흡수작용

제8도는 상기 언급한 효과중 첫 번째를 표시한다.

제8a도는 중앙을 관통하는 구멍(18)을 가진 봉(17)의 길이 방향으로의 단면을 표시하며 본 고안에 의한 감쇠요소(19)가 삽입되어 있다. 이 봉은 점선으로 표시한 굽힘진폭을 받으며 이 진폭은 설명을 목적으로 과장하여 표시되고 있다.

제8b도는 A 또는 B구역에 있어서의 봉의 길이 방향으로의 단면을 확대하여 표시하고 있으며 감쇠요소(19)와 구멍의 벽 사이에서 굽힘이 가해지고 있는 봉의 접촉점(작은원)을 표시한다.

제8c도는 접촉점의 하나를 확대하여 표시한 것으로서 접촉점에서 마찰일이 소리감쇠를 촉진하고 있는 것을 표시한다.

이와 같이 제8도에서 표시된 예에서소리감쇠는 실질적으로 서로가 연관되어 표면의 상대운동을 일으키는 점촉점에서의 마찰일에 의하여 얻어진다.

마찰일 A_F=N. μ.X, 여기서

N=정상적인 힘

μ=마찰계수

X=상대운동

소리 감쇠도는 접촉점의 수에 따라 증가하고 그 수가커지는 곳에서 감쇠요소는 진동을 감쇠하여 그속에서 감쇠 효과는 그치게 된다.

마찰일에 기인하는 감쇠효과는 낮은 주파수에서는 적어지고 높은 주파수에서는 커지는 데, 사실은 더 많은 골(trough)과 골마루(crest)들이 높은 주파수에서 진동 즉 더 많은 상대 운동을 얻을 수 있기 때문이다.

본 고안은 원형 구멍의 소리감쇠요소의 배치에 국한된 것이 아니고 구멍은 다른형을 가져도 된다는 것에유의해야 한다. 예를들면 이 구멍은 주름진 요소의 윤곽을 가진 단면 이라고 좋고 더우기 이 구멍이 관통된 구멍이 아니고 예를들면 구멍 또는 공동이 막혀 있어도 상관없다.

Claims (1)

1. 충돌, 충격 또는 진동을 받아서 사람의 귀를 괴롭히는 음파를 발생하며, 구멍 또는 공동(空洞)을 가지고 형성된 적어도 하나 이상의 소리감쇠 요소가 제공된 금속의 드릴 특히 착암기 강철의 드릴에 있어서, 소리감쇠 요소(10, 12, 14, 15, 16, 19)가 드릴(1, 6)의 구멍(5, 8, 18)안에 설치되며 중공관 모양의 부재이고, 적어도 하나 이상의 감쇠효과를 발생하기 위해서 사용되어 지는 동안 구멍(5, 8, 18)의 벽에 대해 부분적으로 헐겁게 배치되도록 음파의 마디 사이에 놓여지는 접촉면을 가지며, 구멍(5, 8, 18)의 세로 방향에서 일어나는 변위를 방지하기 위해 구멍(5, 8, 18)내에 국부적으로 부착되어지는 것을 특징으로 하는 소리 감쇠요소를 가진 드릴.