KR101487711B1

KR101487711B1 - 4d 액션 시스템

Info

Publication number: KR101487711B1
Application number: KR1020130139638A
Authority: KR
Inventors: 박정일; 안정수; 전창수; 이중우
Original assignee: 주식회사 레드로버
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-01-30

Abstract

본 발명은 4D 액션 시스템에 관한 것으로서, 하부프레임; 상기 하부프레임에 대해 적어도 길이 방향 양단부가 상하좌우 방향으로 요동 가능하게 지지되는 중간프레임; 상기 중간프레임의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 회동 가능하게 지지되는 좌석프레임; 상기 좌석프레임에 지지되는 적어도 하나의 좌석; 상기 하부프레임에 지지되어 상기 중간프레임 및 상기 좌석프레임을 요동시키는 구동수단; 상기 중간프레임의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 발생하는 하중을 소멸시키는 뒤틀림방지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
이에 의해, 프레임의 뒤틀림을 방지하여 우수한 안전성을 확보함과 동시에, 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재들의 결합력 저하를 완벽하게 방지할 수 있는 4D 액션 시스템이 제공된다.
또한, 작동 소음을 방지하여 이용자들이 안심하고 이용할 수 있는 4D 액션 시스템이 제공된다.

Description

4D 액션 시스템{4D action system}

본 발명은 4D 액션 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동과정에서 프레임의 뒤틀림 방지 구조를 포함하는 4D 액션 시스템에 관한 것이다.

최근 입체 영상을 상영하는 영화관이 주목받으면서, 대형 스크린에서 상영되는 입체 영상에 따라 좌석이 요동하는 4D 액션 시스템의 개발이 급증하고 있다.

일반적인 4D 액션 시스템(101)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 관람자가 앉는 좌석(110)과, 좌석(110)을 요동시키는 구동수단(120)을 구비하고 있으며, 구동수단(120)을 구성하는 엑츄에이터와 링크, 커넥터등과 같은 구성요소들의 구동에 의해 좌석(110)은 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 히브(heave), 스웨이(sway), 서지(surge) 방향으로 요동됨으로써, 관람자에게 입체 영상이 현실적으로 느껴지도록 하는 움직임을 제공한다.

이러한 4D 액션 시스템(101)은 프레임 구조로서 구동수단(120)의 수용공간을 형성하면서 구동수단(120)의 구성요소들을 지지하기 위한 하부프레임(130)과, 하부프레임(130) 상에 구동수단(120)에 의해 요동 가능하게 지지되는 중간프레임(140)과, 좌석(110)을 지지하면서 중간프레임(140)에 대해 요동 가능하게 지지되는 좌석프레임(117)을 구비하고 있다.

좌석(110)을 지지하는 좌석프레임(117)은 구동수단(120)의 구동에 의해 중간프레임(140)에 대해서 전후방향으로 회동 가능하게 지지되어 있으며, 중간프레임(140)은 구동수단(120)의 구동에 의해 하부프레임(130)에 대해서 상하 승강 및 좌우 회동 가능하게 지지되어 있다.

그리고 구동수단(120)은 좌석(110)을 요동시키기 위한 구동력을 발생하는 복수의 구동기(121)와, 구동기(121)의 구동력을 중간프레임(140) 및 좌석프레임(117)으로 전달하여 좌석(110)을 상하전후좌우 방향으로 요동시키는 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재(129) 등의 구성요소로 이루어져 있다.

이러한 종래 4D 액션 시스템(101)은 구동수단(120)의 구동기(121)에서 발생하는 편심 회전력이 커넥터와 같은 구동력전달부재(129)들에 의해 직선운동으로 전환되어 중간프레임(140)과 좌석프레임(117)으로 전달됨으로써 좌석(110)을 상하전후좌우 방향으로 요동시키게 된다.

그런데, 이러한 종래 4D 액션 시스템에 있어서는 중간프레임의 상하좌우 요동에 대해 좌석프레임이 상하전후 방향으로 요동하는 구조로서, 좌석프레임의 전후 요동 방향이 중간프레임의 길이방향에 직교하는 방향으로 이루어진다.

이에 의해, 좌석프레임의 전후방향 요동시 중간프레임의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 하중이 발생하면서 중간프레임 및 좌석프레임 등의 프레임이 뒤틀리는 문제점을 발생시킨다.

이러한 프레임의 뒤틀림 현상은 4D 액션 시스템의 안전성에 치명적인 요인으로 대두되며, 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재들의 결합력을 점진적으로 저하시키는 문제점으로 연결된다.

또한, 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재들의 결합력 저하에 따른 과도한 작동 소음을 발생시킴으로써 이용자에게 불안 심리를 제공하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 프레임의 뒤틀림을 방지하여 우수한 안전성을 확보함과 동시에, 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재들의 결합력 저하를 완벽하게 방지할 수 있는 4D 액션 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 작동 소음을 방지하여 이용자들이 안심하고 이용할 수 있는 4D 액션 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 4D 액션 시스템에 있어서, 하부프레임; 상기 하부프레임에 대해 적어도 길이 방향 양단부가 상하좌우 방향으로 요동 가능하게 지지되는 중간프레임; 상기 중간프레임의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 회동 가능하게 지지되는 좌석프레임; 상기 좌석프레임에 지지되는 적어도 하나의 좌석본체; 상기 하부프레임에 지지되어 상기 중간프레임 및 상기 좌석프레임을 요동시키는 구동수단; 상기 중간프레임의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 발생하는 하중을 소멸시키는 뒤틀림방지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 4D 액션 시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 뒤틀림방지수단은 적어도 상기 중간프레임의 길이방향 양측에 대응하는 영역에 마련되어 상기 하부프레임에 대한 상기 중간프레임의 상하좌우 방향의 요동을 가이드하는 한편, 좌석프레임의 요동방향에 대한 상기 중간프레임의 유동을 제한하는 복수의 완충가이드인 것이 바람직하다.

이때, 상기 완충가이드는 상기 중간프레임과 상기 하부프레임 중 어느 일 측에 자유 회전 가능하게 마련되는 가이드롤러와, 상기 중간프레임과 상기 하부프레임 중 타 측에 마련되어 상기 가이드롤러에 구름 접촉하는 가이드플레이트를 갖는 것이 효과적이다.

또한, 상기 가이드플레이트는 상기 중간프레임의 요동범위에서 항상 상기 가이드롤러에 구름 접촉할 수 있는 면적을 갖는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 가이드롤러는 탄성을 갖는 합성수지 재질로 마련되는 것이 보다 효과적이다.

한편, 상기 중간프레임의 전방 영역에 인접한 상기 하부프레임 상에 수직방향으로 결합되어 상기 가이드롤러를 자유 회전 가능하게 지지하는 롤러지지대를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 프레임의 뒤틀림을 방지하여 우수한 안전성을 확보함과 동시에, 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재들의 결합력 저하를 완벽하게 방지할 수 있는 4D 액션 시스템이 제공된다.

또한, 작동 소음을 방지하여 이용자들이 안심하고 이용할 수 있는 4D 액션 시스템이 제공된다.

도 1은 종래 4D 액션 시스템의 측단면도 및 정면도,
도 2는 도 1의 4D 액션 시스템 좌석 하부 영역 구성 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 4D 액션 시스템의 좌석 하부 영역 구성 사시도,
도 4 내지 6은 본 발명에 따른 4D 액션 시스템의 구동 상태를 나타낸 측단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 이때, 본 발명의 바람직한 실시예로서 4D 액션 시스템은 전술한 바와 같이 입체 영상 상영관에 설치되는 4D 액션 시스템을 예로 하지만, 경우에 따라서는 운전 시뮬레이터용 4D 액션 시스템 또는 시뮬레이션 게임기용 4D 액션 시스템 등 입체적인 움직임을 체험할 수 있는 각종 시뮬레이터에 적용되는 4D 액션 시스템일 수 있다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 4D 액션 시스템(1)은 사용자가 착석하는 적어도 하나의 좌석(10)과, 좌석(10)을 요동시키는 구동수단(20)과, 구동수단(20)의 수용 및 지지공간을 형성하는 하부프레임(30)과, 하부프레임(30) 및 좌석(10) 사이에서 좌석(10)을 요동 가능하게 지지하는 중간프레임(40)과, 중간프레임(40)의 뒤틀림을 방지하는 뒤틀림방지수단(50)을 포함한다.

좌석(10)은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 착석 공간을 형성하는 좌석본체(11)와, 좌석본체(11)를 지지하는 좌석프레임(17)을 갖는다. 이러한 좌석(10)은 단일의 좌석(10)이거나 복수의 좌석(10)이 연결된 형태일 수 있다.

좌석본체(11)는 사용자에게 안락한 착석 상태를 제공하는 등받이(13)와 시트(15)를 구비하며, 경우에 따라서 팔걸이와 컵홀더, 발판, 목받침 등과 같은 부수적인 구성 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

그리고 사용자의 엉덩이가 접촉되는 시트(15)는 경우에 따라서 절접식이거나 고정식일 수 있다. 또한, 좌석(10)에는 음향수단이나 향발산수단 등과 같이 사용자의 오감 중 어느 하나의 감각을 자극할 수 있는 감각자극수단이 구비될 수 있다.

물론 좌석본체(11)는 4D 액션 시스템(1)의 적용분야에 따라서 등받이(13)나 팔걸이 컵홀더, 감각자극수단 등과 같은 부수적인 구성에 대한 적절한 생략이 가능하다.

좌석프레임(17)은 좌석본체(11)의 적어도 시트(15) 하부 영역을 지지하는 형태로 마련될 수 있으나, 좌석(10)의 요동에 따른 좌석본체(11)의 안정적인 지지를 위해 시트(15) 하부 및 등받이(13) 배면을 지지하는 형태로 마련되는 것이 바람직하다.

이 좌석프레임(17)의 하부면 전방 영역에는 후술할 구동수단(20)의 구동기(21)에 대해 구동력전달부재(29)로 연결되는 구동연결부(18)가 형성되어 있고, 좌석프레임(17)의 하부면 후방에는 후술할 중간프레임(40)의 전후회동지지부(43)에 연결되는 힌지부(19)가 마련되어 있다.

구동수단(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터나 모터 등과 같은 구동기(21)와, 구동기(21)의 구동력을 중간프레임(40) 및 좌석(10)으로 전달하는 링크와 커넥터 등의 구동력전달부재(29)로 구성될 수 있다.

구동기는 좌석(10)을 상하전후 방향으로 요동시키기 위해 하부프레임(30) 내부의 중앙 영역에 설치되는 제1구동기(23)와, 좌석(10)을 상하좌우 방향으로 요동시키기 위해 하부프레임(30) 내부의 양측 부분에 설치되는 제2 및 제3구동기(25,27)로 구비될 수 있다. 물론 구동기(21)는 경우에 따라서 제1 내지 제3구동기(23,25,27) 외에 추가의 구동기(21)가 구비되거나 단일의 구동기(21)만으로 구비될 수도 있으며, 한 쌍의 구동기(21)만으로 구비될 수도 있다. 이들 구동기(21)는 하부프레임(30) 내부에 견고하게 고정 설치되는데, 진동발생을 최소화하기 위해 구동기(21)와 하부프레임(30) 간에 방진수단(미도시)을 개재할 수 있다.

구동력전달부재(29)는 구동기(21)에서 발생하는 편심 회전력을 직선운동으로 전환하여 좌석(10)을 상하전후좌우 방향으로 요동시키기 위한 것으로서, 구동기(21)와 중간프레임(40)의 구동연결부(41)나 구동기(21)와 좌석(10)의 구동연결부(18)에 대해 상대적으로 회동 가능하게 연결되는 링크와 커넥터 등과 같은 구성들의 적절한 조합으로 구비될 수 있다.

이러한 구동수단(20)의 구동에 의한 좌석(10)의 요동은 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 히브(heave), 스웨이(sway), 서지(surge) 형태의 요동 중 적어도 어느 한 형태의 요동으로 이루어 질 수 있으며, 좌석(10)의 요동 방향은 적어도 상하전후좌우 방향으로 요동될 수 있다. 이에 의해 좌석본체(11)에 착석한 관람자의 신체가 입체 영상의 움직임에 따라 요동함으로써 입체 영상이 현실적으로 느껴지게 된다.

물론, 좌석(10)의 요동 방향은 필요에 따라 적어도 전후 및/또는 좌우 방향으로 요동되는 범위에서 구동수단(20)의 구성을 적절히 변경하여 원하는 형태로 구현할 수도 있다.

하부프레임(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 구동수단(20)을 수용 및 지지하는 육면체 공간을 형성하는 틀형태로 마련될 수 있으며, 내측 저부에는 구동기(21)들이 지지되는 구동기지지부(35)가 마련되어 있는 구조를 가지고 있다. 물론 하부프레임(30)은 육면체 외에 다양한 틀 형상을 가질 수도 있으며, 단일의 프레임으로 마련될 수도 있다.

하부프레임(30)이 틀 형태일 때, 그 외측 둘레면은 도 4 내지 도 6과 같이, 커버플레이트(31)에 의해 외부와 차단되는 것이 바람직하며, 상부 영역에는 구동수단(20)의 링크 및 커넥터 등의 구동력전달부재(29)가 통과할 수 있는 연결개구가 형성된다.

그리고 하부프레임(30)의 상부 중간 영역에는 중간프레임(40)을 좌우 회동 가능하게 지지하는 좌우요동지지부(33)가 구비된다.

중간프레임(40)은 도 3에 도시된 바와 같이, 좌석(10)의 수에 대응하는 길이를 가지고 있으며, 길이 방향 중간 부분 하측에 하부프레임(30) 상의 좌우요동지지부(33)에 대해 좌우 회동 가능하게 결합되는 좌우회동축부(미도시)가 마련되어 있다.

그리고 중간프레임(40)의 길이 방향 양측에는 이에 대응하는 위치의 구동기(21)에 대해 구동력전달부재(29)로 연결되도록 구동연결부(41)가 마련되어 있다.

또한, 중간프레임(40)의 상부에는 길이 방향을 따라 좌석(10)의 수에 대응하는 수로 전후회동지지부(43)가 마련되어 있다. 이 전후회동지지부(43)는 전술한 좌석프레임(17)의 하부면 후방에 마련된 힌지부(19)에 상대 회동 가능하게 결합된다.

한편, 뒤틀림방지수단(50)은 구동수단(20)의 구동에 따라 좌석(10)이 요동할 때, 중간프레임(40)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 발생하는 하중을 소멸시키기 위해 하부프레임(30)과 중간프레임(40) 간에 마련된다.

이 뒤틀림방지수단(50)은 적어도 중간프레임(40)의 길이방향 양측에 대응하는 영역에서 하부프레임(30)에 대한 중간프레임(40)의 상하좌우 방향의 요동을 가이드하는 한편, 좌석프레임(17)의 상하전후 요동방향에 대한 중간프레임(40)의 유동을 제한하는 복수의 완충가이드(51)로 마련되는 것이 바람직하다. 여기서 완충가이드(51)는 수는 여건에 따라 적절한 수로 구비될 수 있음은 물론이다.

이러한 완충가이드(51)는 중간프레임(40)과 하부프레임(30) 중 어느 일 측에 자유 회전 가능하게 마련되는 가이드롤러(53)와, 중간프레임(40)과 하부프레임(30) 중 타 측에 마련되어 가이드롤러(53)에 구름 접촉하는 가이드플레이트(55)로 구성된다.

바람직하게는 중간프레임(40) 전방 측에 가이드플레이트(55)를 마련하고, 이에 대응하는 중간프레임(40)의 전방 영역에 인접한 하부프레임(30) 상에 수직방향으로 롤러지지대(57)를 마련하여 이 롤러지지대(57)에 가이드롤러(53)가 자유 회전 가능하면서 가이드플레이트(55)에 구름 접촉하도록 구성할 수 있다.

이때, 가이드플레이트(55)는 중간프레임(40)의 요동범위에서 항상 가이드롤러(53)에 구름 접촉할 수 있는 면적을 갖는다.

그리고 가이드롤러(53)는 탄성을 갖는 우레탄 등의 합성수지 재질로 마련되는 것이 중간프레임(40)의 요동 과정에서 발생하는 충격 하중을 효과적으로 완충시킬 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 4D 액션 시스템(1)은 구동이 시작되면, 구동기(21)들의 구동력이 구동력전달부재(29)에 의해 중간프레임(40) 및 좌석(10)으로 전달됨으로써, 좌석(10)이 상하전후 방향(도 4 내지 도 6 참고) 및 상하좌우 방향(도 3의 화살표 참고)으로 요동한다.

이 과정에서 좌석(10)의 전후 요동 방향이 중간프레임(40)의 길이방향에 직교하는 방향으로 이루어지게 되는데, 이때 중간프레임(40)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 충격 하중이 발생하게 된다.

하지만 이러한 충격 하중은 중간프레임(40)의 상하좌우 요동을 가이드하는 뒤틀림방지수단(50)의 가이드롤러(53)에 의해 완충되면서 소멸됨으로써, 중간프레임(40) 및 좌석프레임(17) 등의 프레임 뒤틀림 현상을 완벽하게 방지할 수 있다.

이에 의해 본 발명에 따른 4D 액션 시스템(1)의 우수한 안정성을 확보할 있으며, 각 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재(29)들의 결합력 저하를 완벽하게 방지할 수 있다. 또한, 충격 하중에 의해 발생할 수 있는 작동 소음도 왁벽하게 방지함으로써 이용자들에게 전혀 불안 심리를 제공하지 않는다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 프레임의 뒤틀림을 방지하여 우수한 안전성을 확보함과 동시에, 프레임들과 링크나 커넥터와 같은 구동력전달부재들의 결합력 저하를 완벽하게 방지할 수 있는 4D 액션 시스템이 제공된다.

10 : 좌석 17 : 좌석프레임
20 : 구동수단 30 : 하부프레임
40 : 중간프레임 50 : 뒤틀림방지수단
51 : 완충가이드 53 : 가이드롤러
55 : 가이드플레이트 57 : 롤러지지대

Claims

4D 액션 시스템에 있어서,
하부프레임;
상기 하부프레임에 대해 적어도 길이 방향 양단부가 상하좌우 방향으로 요동 가능하게 지지되는 중간프레임;
상기 중간프레임의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 회동 가능하게 지지되는 좌석프레임;
상기 좌석프레임에 지지되는 적어도 하나의 좌석;
상기 하부프레임에 지지되어 상기 중간프레임 및 상기 좌석프레임을 요동시키는 구동수단;
상기 중간프레임의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 발생하는 하중을 소멸시키는 뒤틀림방지수단을 포함하되,
상기 뒤틀림방지수단은
적어도 상기 중간프레임의 길이방향 양측에 대응하는 영역에 마련되어 상기 하부프레임에 대한 상기 중간프레임의 상하좌우 방향의 요동을 가이드하는 한편, 좌석프레임의 요동방향에 대한 상기 중간프레임의 유동을 제한하는 복수의 완충가이드이며;
상기 완충가이드는
상기 중간프레임과 상기 하부프레임 중 어느 일 측에 자유 회전 가능하게 마련되는 가이드롤러와,
상기 중간프레임과 상기 하부프레임 중 타 측에 마련되어 상기 가이드롤러에 구름 접촉하는 가이드플레이트를 갖는 것을 특징으로 하는 4D 액션 시스템.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 가이드플레이트는 상기 중간프레임의 요동범위에서 항상 상기 가이드롤러에 구름 접촉할 수 있는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 4D 액션 시스템.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 가이드롤러는 탄성을 갖는 합성수지 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 4D 액션 시스템.
제5항에 있어서,
상기 중간프레임의 전방 영역에 인접한 상기 하부프레임 상에 수직방향으로 결합되어 상기 가이드롤러를 자유 회전 가능하게 지지하는 롤러지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4D 액션 시스템.