KR101463079B1 - 충격 흡수 및 소음 방지 구조 - Google Patents

충격 흡수 및 소음 방지 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충격 흡수 및 소음 방지 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 상하 탄성체 사이에 마이크로볼 및 유동체를 포함하는 충격 흡수물을 삽입하여 충격 흡수와 소음 방지 기능을 동시에 수행할 수 있는 매트 구조에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조는 그 내부에 수용 공간이 형성된 제1 탄성체와, 상기 제1 탄성체의 수용 공간에 안착되는 충격 흡수물과, 상기 충격 흡수물이 안착된 제1 탄성체 위에 위치하는 제2 탄성체를 포함한다.

Description

충격 흡수 및 소음 방지 구조{Structures for impact absorption and noise protection}
본 발명은 충격 흡수 및 소음 방지 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 상하 탄성체 사이에 마이크로볼 및 유동체를 포함하는 충격 흡수물을 삽입하여 충격 흡수와 소음 방지 기능을 동시에 수행할 수 있는 매트 구조에 관한 것이다.
충격 흡수 소재로 널리 사용되고 있는 것 중의 하나가 포옴(foam)이다. 포옴은 고무나 폴리우레탄과 같은 탄성중합체를 공기와 혼합하여 제조한 다공성 탄성체이다. 해면과 같은 구조를 가지고 있어서 부피가 큰 데 비해 가볍고 탄성이 크다. 포옴은 외부의 힘이 가해지면 변형되었다가 그 힘이 제거되면 원래 형태로 되돌아오는 성질이 있다.
종래 포옴 소재는 바닥에 까는 매트로 많이 사용되고 있다. 포옴 소재의 매트는 인체(몸, 발 등)나 물체 등이 바닥에 충돌할 때 인체나 물체 등에 전달되는 충격과 바닥으로 전달되는 충격을 흡수하게 된다.
매트는 외부 충격이 가해질 때 변형을 통해 충격을 흡수하나 너무 쉽게 찌그러지는 경우 효과적으로 외부 충격을 막지 못할 수 있고 변형이 약하게 되면 포옴 자체가 충격물체가 될 수도 있는 문제점이 있다. 또한 포옴은 부피가 큰 편이라서 충격 흡수 효과를 높이고자 할 때 매트의 두께가 증가되어 보관이나 관리에 어려움이 있을 수 있다.
또한 매트는 바닥에 깔리므로 층간 소음 문제 해결을 위해 충격 흡수 외에 방음 효과도 있어야 하는데 종래 포옴 소재의 매트는 방음에 있어서 큰 효과를 나타내지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 두께의 증가 없이 바닥에 가해지는 충격을 최대한 효과적으로 흡수할 수 있는 매트 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 바닥을 통해 나가는 소음을 차단할 수 있는 소음 방지 기능을 갖춘 매트를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조는 그 내부에 수용 공간이 형성된 제1 탄성체와, 상기 제1 탄성체의 수용 공간에 안착되는 충격 흡수물과, 상기 충격 흡수물이 안착된 제1 탄성체 위에 위치하는 제2 탄성체를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조는 제1 탄성체와, 상기 제1 탄성체 위에 위치하며 그 내부에 복수의 수용 공간이 형성된 중간 탄성체와, 상기 중간 탄성체의 수용 공간에 안착되는 충격 흡수물과, 상기 충격 흡수물이 안착된 중간 탄성체 위에 위치하는 제2 탄성체를 포함한다.
여기서, 상기 충격 흡수물은 복수의 제1 충격흡수 부재와, 그 내부에 상기 복수의 제1 충격흡수 부재가 들어 있는 제2 충격흡수 부재와,상기 제2 충격흡수 부재의 내부에서 상기 복수의 제1 충격흡수 부재 사이를 채우는 유동체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 충격흡수 부재의 내부에는 에어가 충진되어 있거나 분산성 재료 또는 흡음성 재료가 채워져 있으며, 상기 제2 충격흡수 부재는 상기 복수의 제1 충격흡수 부재가 일체로 형성된 탄성재질, 금속재질, 플라스틱 재질 또는 섬유재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상하 탄성체 사이에 마이크로볼 및 유동체를 포함하는 충격 흡수물이 삽입된 매트 구조를 제안하여 1차적으로 탄성체에 의해 충격을 흡수하고 2차적으로는 충격 흡수물에 의해 충격을 흡수함으로써 기존 동일한 두께의 매트에 비하여 충격 흡수 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 충격 흡수물이 방음 기능도 동시에 수행하여 기존 매트에 비하여 소음 방지 기능이 향상되는 효과를 가진다.
또한, 충격 흡수물의 방음 기능 외에 탄성체 사이에 방음재를 삽입하거나 또는 탄성체 자체에 방음재를 부착하거나 코팅 형태의 소음방지층을 형성하여 소음 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 마이크로볼의 내부에도 에어가 충진되어 있거나 분산성 재료가 채워져 있어서 마이크로볼 간의 충돌 시에 충격 분산 효과가 더욱 증대되는 효과가 있으며, 흡음성 재료가 채워져 있는 경우에는 방음 효과가 증대되는 효과가 있다.
또한, 마이크로볼이 채워지는 내부 공간을 가진 몸체는 탄성재질 등의 충격 흡수재에 마이크로볼이 균일하게 분포된 형태로서 일체로 형성되어 있어서 외부 충격이 내부 공간에 전달되기 전에 먼저 충격 흡수재 자체에 퍼져 있는 마이크로볼에 의해 충격이 분산되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 충격 흡수물의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조를 가진 매트.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조를 가진 매트.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조를 가진 매트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1은 본 발명에 따른 충격 흡수물(7)을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 충격 흡수물(7)은 제1 충격흡수 부재인 마이크로볼(1), 외피(2)가 탄성 재질 등으로 이루어진 제2 충격흡수 부재인 유연성 몸체(3), 젤 등의 유동체(4)로 구성된다.
유연성 몸체(3)는 그 내부에 복수 개의 마이크로 볼(1)을 포함한다. 유연성 몸체(3)는 내부가 비워져 있고 내부에는 복수 개의 마이크로 볼(1)이 들어 있으며 마이크로 볼(1) 사이에는 유동체인 젤(4) 등이 채워져 있다.
마이크로 볼(1)은 수지, 유리, 세라믹 등의 물질 또는 고무, 폴리우레탄 등의 탄성중합체 물질로 이루어져 있으며, 그 크기는 지름 10μm~7mm 정도가 바람직하다. 도 1에서는 마이크로 볼(1)이 구형(sphere)으로 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 회전타원체(spheroid) 등의 다른 형상도 가능하다.
마이크로 볼(1)은 솔리드 형태로 내부가 마이크로 볼의 구성 물질로 채워져 있거나 그 내부가 다른 물질로 채워져 있을 수 있다. 예를 들어, 마이크로 볼(1)의 내부에 에어가 충진되어 있거나 분산성 재료 또는 흡음성 재료가 채워져 있을 수 있다.
유연성 몸체(3)의 외피(2)는 고무나 폴리우레탄, 실리콘 등의 탄성재질로 이루어져 있으며, 그 크기는 지름이 수 cm 정도가 될 수 있으나 용도와 활용 방안에 따라 다양하게 조절될 수 있다. 또한 유연성 몸체(3)의 외피(2)는 탄성재질 외에 금속, 플라스틱 또는 섬유 등으로 구성될 수도 있으며, 그 형상은 원형 이외에 사각형, 오각형, 육각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
유연성 몸체(3)의 외피(2)는 탄성재질이나 금속재질, 플라스틱재질, 섬유재질 등의 충격 흡수재로 이루어질 수도 있으나, 충격 분산 효과를 높이기 위해 충격 흡수재에 마이크로 볼(1)이 균일하게 분포되어 있는 형태로서 일체로 형성될 수도 있다(도 1의 (b) 참조).
마이크로 볼(1)이 균일하게 분포된 유연성 몸체(3)의 외피(2)는 마이크로 볼(1)과 탄성재질 등의 충격 흡수재를 고속 교반하여 제작할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조를 가진 매트를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 매트 구조는 바닥에 닿는 제1 탄성체(10), 제1 탄성체(10)의 내부에 삽입된 충격 흡수물(7), 충격 흡수물(7) 위에 놓인 방음재(5), 방음재(5) 위를 덮는 제2 탄성체(11)로 구성된다. 본 발명의 상세한 설명에서는 충격 흡수 및 소음 방지 구조로서 매트를 예로 들고 있으나, 이러한 구조는 벽면이나 건설 시공 시 층간 구조 내 삽입되는 제품과 같이 다양한 범위에 적용될 수 있다.
제1 탄성체(10)의 내부에 수용 공간(12)이 형성되어 있으며 그 수용 공간(12)에는 도 1에 도시된 충격 흡수물(7)이 안착되어 있다. 여기서 충격 흡수물(7)은 사각형의 시트 형태로 이루어져 있는데, 수용 공간(12)의 형태에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
시트 형태의 충격 흡수물(7)이 안착된 제1 탄성체(10) 위에 방음재(5)가 위치하며 방음재(5) 위에는 제2 탄성체(11)가 위치하여 매트를 완성한다.
제1 탄성체(10)와 제2 탄성체(11)는 소음방지 첨가제가 포함된 다공성 탄성체(EVA, PE 등의 스펀지 폼 형태)로 구성될 수 있다.
도 2에서는 제1 탄성체(10)와 제2 탄성체(11) 사이에 방음재(5)가 들어 있는 구조를 도시하고 있으나, 방음재(5)는 제1 탄성체(10)의 하부면이나 제2 탄성체(11)의 상부면에 부착되거나 그 두 면에 모두 부착될 수 있다.
또한, 제1 탄성체(10) 및 제2 탄성체(11)의 상호 접촉하는 면 중 적어도 한 면에 소음방지층(미도시)이 형성되어 있거나, 제1 탄성체(10)의 하부면 및 제2 탄성체(11)의 상부면 중 적어도 한 면에 소음방지층이 형성될 수 있다. 여기서 소음방지층이란 방음재(5)와 같은 별도의 부재가 아니라 흡음제 코팅(소음방지 첨가제가 함유된 필름, 페인트, 패브릭 등)에 의해 형성된 부분을 말한다. 소음방지층은 별도의 방음재(5) 없이 단독으로 형성되거나 방음재(5)를 보조하는 기능으로 방음재(5)와 함께 형성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조를 가진 매트를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 제1 탄성체(10)의 내부에 수용 공간(12)이 일정 간격마다 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 2와 유사하다. 제1 탄성체(10)의 내부에는 복수의 수용 공간(12)이 형성되어 있어서 그 수용 공간마다 충격 흡수물(7)이 채워져 있다. 도 3에서의 충격 흡수물(7)은 도 2의 충격 흡수물(7)보다 크기가 작은 사각형이 될 수 있으며, 수용 공간(12)의 형태에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
마찬가지로 방음재(5)는 제1 탄성체(10)의 하부면이나 제2 탄성체(11)의 상부면에 부착되거나 그 두 면에 모두 부착될 수 있으며, 소음방지층은 별도의 방음재(5) 없이 단독으로 형성되거나 방음재(5)를 보조하는 기능으로 방음재(5)와 함께 형성될 수도 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 매트 구조에서의 충격 흡수 및 방음 기능을 살펴 보면, 먼저 제2 탄성체(11)에 가해진 충격 에너지는 1차적으로 제2 탄성체(11)에서 일부 흡수되고, 흡수되지 않은 에너지는 2차적으로 충격 흡수물(7)에 의해 흡수되며 마지막까지 남은 충격 에너지는 제1 탄성체(10)에 의해 흡수되어 바닥으로 충격이 전달되지 않도록 한다.
충격 흡수물(7)에서는 외부 충격 시 유연성 몸체(3)를 구성하는 충격 흡수재(2)와 유연성 몸체(3)의 내부 공간을 채우는 유동체(4)가 1차적으로 충격을 흡수하고, 이어서 유연성 몸체(3)의 내부 공간에 들어 있는 복수 개의 마이크로 볼(1)이 상호 충돌하여 1차 충격 흡수과정에서 흡수되지 않은 충격을 분산시킴으로써 2차적으로 충격을 흡수한다. 여기서 마이크로 볼(1)의 상호 충돌에 의한 2차 충격 흡수 과정은 외부의 회전 가속 충격(rotation impact)이나 선 가속 충격(linear impact)을 효과적으로 분산하여 흡수할 수 있다.
또한, 충격에 의해 발생한 소음은 제1 탄성체(10)나 제2 탄성체(11)에 첨가된 소음방지 첨가제, 별도의 방음재(5), 제1 탄성체(10)나 제2 탄성체(11)에 형성된 소음방지층 등에 의해 차단되지만, 충격 흡수물(7)에 의해서도 상기 충격 흡수 과정과 동일한 원리로 차단되어 방음 효과가 더욱 배가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 충격 흡수 및 소음 방지 구조를 가진 매트를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 매트 구조는 바닥에 닿는 제1 탄성체(10), 내부에 복수의 수용 공간(12)이 형성된 중간 탄성체(13), 중간 탄성체(30)의 수용 공간(12)에 삽입된 충격 흡수물(7), 중간 탄성체(13) 위에 위치하는 제2 탄성체(11)로 구성된다.
중간 탄성체(13)의 내부에 복수의 수용 공간(12)이 형성되어 있으며 그 수용 공간(12)에는 도 1에 도시된 충격 흡수물(7)이 안착되어 있다. 여기서 수용 공간(12)이 육각형의 벌집 형태로 되어 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 구성될 수 있다. 충격 흡수물(7)은 수용 공간(12)에 삽입되므로 수용 공간(12)의 형태에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
중간 탄성체(13)에 형성된 수용 공간(12) 모두에 충격 흡수물(7)이 삽입될 수도 있으나, 비용 대비 효과 측면에서 일부 수용 공간(12)은 비워둘 수 있으며 비워진 공간에서도 에어에 의해 충격 흡수 효과를 얻을 수 있다.
중간 탄성체(13)는 제1 탄성체(10)와 제2 탄성체(11)와 마찬가지로 소음방지 첨가제가 포함된 다공성 탄성체(EVA, PE 등의 스펀지 폼 형태)로 구성될 수 있다.또한, 중간 탄성체(13)의 상면이나 하면에 방음재(5)가 부착되거나, 소음방지층이 형성될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
1: 마이크로 볼 2: 외피
3: 유연성 몸체 4: 유동체
5: 방음재 7: 충격 흡수물
10: 제1 탄성체 11: 제2 탄성체
12: 수용공간 13: 중간 탄성체

Claims (13)

  1. 그 내부에 수용 공간이 형성된 제1 탄성체와,
    상기 제1 탄성체의 수용 공간에 안착되는 충격 흡수물과,
    상기 충격 흡수물이 안착된 제1 탄성체 위에 위치하는 제2 탄성체를 포함하며,
    상기 충격 흡수물은 복수의 제1 충격흡수 부재와,
    그 내부에 상기 복수의 제1 충격흡수 부재가 들어 있는 제2 충격흡수 부재와,
    상기 제2 충격흡수 부재의 내부에서 상기 복수의 제1 충격흡수 부재 사이를 채우는 유동체를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충격 흡수물이 안착된 제1 탄성체와 상기 제2 탄성체 사이에 위치하는 방음재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성체의 하부면 및 상기 제2 탄성체의 상부면 중 적어도 한 면에 방음재가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성체 및 상기 제2 탄성체의 상호 접촉하는 면 중 적어도 한 면에 소음방지층이 형성되어 있거나, 상기 제1 탄성체의 하부면 및 상기 제2 탄성체의 상부면 중 적어도 한 면에 소음방지층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용 공간은 일정 간격마다 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성체 및 제2 탄성체는 소음방지 첨가제가 포함된 다공성 탄성체인 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  7. 제1 탄성체와,
    상기 제1 탄성체 위에 위치하며 그 내부에 복수의 수용 공간이 형성된 중간 탄성체와,
    상기 중간 탄성체의 수용 공간에 안착되는 충격 흡수물과,
    상기 충격 흡수물이 안착된 중간 탄성체 위에 위치하는 제2 탄성체를 포함하며,
    상기 충격 흡수물은 복수의 제1 충격흡수 부재와,
    그 내부에 상기 복수의 제1 충격흡수 부재가 들어 있는 제2 충격흡수 부재와,
    상기 제2 충격흡수 부재의 내부에서 상기 복수의 제1 충격흡수 부재 사이를 채우는 유동체를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중간 탄성체의 내부에 형성된 복수의 수용 공간 중 일부는 상기 충격 흡수물이 안착되고 나머지는 비어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 탄성체 및 제2 탄성체는 소음방지 첨가제가 포함된 다공성 탄성체인 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 중간 탄성체는 소음방지 첨가제가 포함된 다공성 탄성체인 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 충격흡수 부재의 내부에는 에어가 충진되어 있거나 분산성 재료 또는 흡음성 재료가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
  13. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제2 충격흡수 부재는 상기 복수의 제1 충격흡수 부재가 일체로 형성된 탄성재질, 금속재질, 플라스틱 재질 또는 섬유재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격 흡수 및 소음 방지 구조.
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