KR101813554B1 - 내진조절 기능이 구비된 내진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내진조절 기능이 구비된 내진장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 지진에 의해 발생하는 상하진동 또는 수평진동에 대해 진동의 강도에 따라 완충스프링, 에어튜브, 슬라이딩볼이 순차적 또는 동시적으로 작용하여 내진 기능을 수행하고, 특히, 진동에 대해 전방위적으로 작동하여 내진 기능을 수행할 수 있고, 내진대상물의 크기 및 하중에 따라 공기압을 조절하여 내진에 대한 감도를 조절할 수 있는 에어튜브에 의해 배전반, 서버랙 등을 포함하여 다양한 종류와 규격을 가진 내진대상물에 호환적으로 사용될 수 있는 내진조절 기능이 구비된 내진장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 내측에 공간을 형성하는 몸체부; 몸체부의 내측 중앙부에 위치하고, 상면 중앙부에는 원주면을 따라 피스톤삽입홈이 형성된 실린더; 실린더의 중앙부에 위치하는 완충스프링; 중심에서 소정거리 이격되어 원주면을 따라 소정 폭을 가진 원형의 홈이 형성되고, 홈의 내측 방향에 위치하는 돌출된 중앙부가 완충스프링의 상측에 삽입되어 결합하고, 홈의 외측 방향에 위치하는 돌출된 외주 가장자리 실린더에 형성된 피스톤삽입홈에 삽입되어 완충스프링에 의해 승강 운동을 하며 상하 진동을 제어하는 피스톤; 및 몸체부의 내측에 위치하며, 관통된 중앙부가 실린더의 측면 외주면의 둘레를 따라 외삽되어 상하 진동과 수평 진동을 제어하고, 내진대상물의 하중에 따라 내부공기압을 조절할 수 있는 에어튜브를 포함하는 내진조절 기능이 구비된 내진장치를 제공한다.

Description

내진조절 기능이 구비된 내진장치 {Seismic proof with seismic control function}
본 발명은 내진조절 기능이 구비된 내진장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 지진에 의해 발생하는 상하진동 또는 수평진동에 대해 진동의 강도에 따라 완충스프링, 에어튜브, 슬라이딩볼이 순차적 또는 동시적으로 작용하여 내진 기능을 수행하고, 특히, 진동에 대해 전방위적으로 작동하여 내진 기능을 수행할 수 있고, 내진대상물의 크기 및 하중에 따라 공기압을 조절하여 내진에 대한 감도를 조절할 수 있는 에어튜브에 의해 배전반, 서버랙 등을 포함하여 다양한 종류와 규격을 가진 내진대상물에 호환적으로 사용될 수 있는 내진조절 기능이 구비된 내진장치에 관한 것이다.
최근 우리나라의 경우 경주 일대를 중심으로 지진이 빈번하게 발생하고 있어 그로 인한 경제적 손실이 증가하고 있는 추세에 있다.
이에 따라 건축 구조물의 안정성뿐만 아니라 구조물에 수용된 배전반, 서버랙과 같은 대중량의 물건에 대해서도 내진 설계 기준이 강화되고 있는 실정이다.
지진이나 건물의 진동이 발생할 경우 건물 자체는 건전하여도 그 내부의 각종 전기장치나 물건들은 넘어지거나, 서로 충돌하면서 파손될 수 있다.
특히 제어반과 같은 중대형 전기장치는 외부의 진동에 취약한 제어회로, 소자, 스위치 등의 전장품으로 이루어지기 때문에 기계 구조적 강도가 매우 취약하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 다양한 종류의 내진장치가 개발되어 있고 있으나, 종래의 내진장치는 내진대상물의 종류, 크기, 및 중량 등에 따라 가변적으로 사용될 수 없고, 내진대상물의 특정 규격에 따른 내진장치가 적용되어야 하므로, 내진대상물의 규격에 맞는 내진장치를 제작하여야 하므로 생산비 부담이 가중되고, 철거후에는 다른 내진대상물에 재사용이 불가한 문제점이 있었다.
따라서, 내진대상물의 규격에 따른 제한을 비교적 덜 받고 다양한 내진대상물에 호환적으로 적용될 수 있는 새로운 형태의 내진장치가 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1633921호(2016.07.08. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지진에 의해 발생하는 상하진동 또는 수평진동에 대해 진동의 강도에 따라 완충스프링, 에어튜브, 슬라이딩볼이 순차적 또는 동시적으로 작용하여 내진 기능을 수행하고, 특히, 진동에 대해 전방위적으로 작동하여 내진 기능을 수행할 수 있고, 내진대상물의 크기 및 하중에 따라 공기압을 조절하여 내진에 대한 감도를 조절할 수 있는 에어튜브에 의해 배전반, 서버랙 등을 포함하여 다양한 종류와 규격을 가진 내진대상물에 호환적으로 사용될 수 있는 내진조절 기능이 구비된 내진장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치는 내측에 공간을 형성하는 몸체부; 몸체부의 내측 중앙부에 위치하고, 상면 중앙부에는 원주면을 따라 피스톤삽입홈이 형성된 실린더; 실린더의 중앙부에 위치하는 완충스프링; 중심에서 소정거리 이격되어 원주면을 따라 소정 폭을 가진 원형의 홈이 형성되고, 홈의 내측 방향에 위치하는 돌출된 중앙부가 완충스프링의 상측에 삽입되어 결합하고, 홈의 외측 방향에 위치하는 돌출된 외주 가장자리 실린더에 형성된 피스톤삽입홈에 삽입되어 완충스프링에 의해 승강 운동을 하며 상하 진동을 제어하는 피스톤; 및 몸체부의 내측에 위치하며, 관통된 중앙부가 실린더의 측면 외주면의 둘레를 따라 외삽되어 상하 진동과 수평 진동을 제어하고, 내진대상물의 하중에 따라 내부공기압을 조절할 수 있는 에어튜브를 포함한다.
또한, 실린더의 외측 면에는 상호 대응되게 마주보는 위치에 길이방향으로 절개된 가이드절개부가 형성되고, 피스톤의 측면 외주면에는 가이드절개부와 상응하는 위치에 볼트삽입홈이 형성되며, 실린더의 각 가이드절개부를 관통하고 피스톤의 볼트삽입홈에 결합하여 가이드절개부의 길이방향을 따라 피스톤과 함께 승강 운동을 하는 가이드볼트를 더 포함할 수 있다.
또한, 실린더의 하면 중앙부에는 상방으로 오목한 형태의 볼하우징이 형성되고, 몸체부의 내부 하면 중앙부에는 하방으로 오목한 형태의 볼스토퍼가 형성되며, 볼하우징과 볼스토퍼 사이에 슬라이딩볼이 삽입되어 초기 상태를 유지하고, 상하 진동 또는 수평 진동 발생시 슬라이딩볼이 볼하우징과 볼스토퍼로부터 인출되어 실린더의 하면과 몸체부의 내부 하면 사이에서 수평방향으로 슬라이딩하며 진동을 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 지진에 의해 발생하는 종방향 및 회방향 진동을 포함하여 전방위적인 진동에 대해 진동 감소기능을 수행 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다양한 종류와 규격을 가진 내진대상물에 호환적으로 사용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치의 내부 구성을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치의 구성을 도시한 분리 사시도,
도 3은 에어튜브와 실린더가 결합된 상태를 도시한 도면,
도 4는 에어튜브와 실린더가 결합된 상태의 저면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치가 다양한 내진대상물에 설치된 상태를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치의 내부 구성을 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치의 구성을 도시한 분리 사시도, 도 3은 에어튜브와 실린더가 결합된 상태를 도시한 도면, 도 4는 에어튜브와 실린더가 결합된 상태의 저면을 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치가 다양한 내진대상물에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치는, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 몸체부(10), 실린더(20), 완충스프링(30), 피스톤(40), 상부플레이트(50), 베이스플레이트(60), 에어튜브(70), 가이드볼트(80), 및 슬라이딩볼(90)을 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치는 내진대상물을 하방에서 지지하며 지진에 의해 발생하는 상하 및 좌우 진동을 감쇠시키는 장치로서, 완충스프링(30), 에어튜브(70), 슬라이딩볼(90)이 순차적 또는 동시적으로 작용하며 내진 기능을 수행한다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 지진 발생에 의해 베이스플레이트(60) 위에 설치된 내진대상물의 상하 진동에 대해서는 완충스프링(30)과 피스톤(40)이 1차적으로 감쇠 기능을 수행하고, 상하 진동과 수평진동이 발생할 경우 2차적으로 에어튜브(70)가 전방위적으로 감쇠 기능을 수행한다.
이후 진동의 강도가 더욱 클 경우, 몸체부(10)의 내측과 실린더(20)의 하측 중심부 사이에 위치하는 슬라이딩볼(90)이 몸체부(10)의 내측과 실린더(20) 사이를 수평방향으로 슬라이딩하며 상하 진동과 수평진동을 감쇠시키게 된다.
특히 본원발명에서 에어튜브(70)는 진동에 대해 전방위적으로 작동하여 내진 기능을 수행할 수 있고, 내진대상물의 크기 및 하중에 따라 공기압을 조절하여 내진에 대한 감도를 조절할 수 있어 본원발명에 따른 내진장치가 도 5에 도시된 바와 같이 배전반, 서버랙 등을 포함하여 다양한 종류와 규격을 가진 내진대상물에 호환적으로 사용될 수 있는데 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내진조절 기능이 구비된 내진장치의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
몸체부(10)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 아래에 서술된 다양한 구성요소가 내부에 수용될 수 있도록 내측에 공간을 형성하고, 몸체부(10)의 하측 둘레는 지면에 고정된다.
실린더(20)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 몸체부(10)의 내측 중앙부에 위치하고, 상면 중앙부에는 원주면을 따라 피스톤삽입홈(22)이 형성된다.
또한, 실린더(20)의 측면 둘레는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내측으로 오목하게 형성되어 아래에 서술된 에어튜브(70)가 실린더(20)의 측면 둘레를 따라 끼워지게 된다.
완충스프링(30)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 코일스프링 형태로 상방으로 돌출된 실린더(20)의 중앙부에 위치하며, 상하방향의 진동에 대해 완충기능을 수행한다.
피스톤(40)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 중심에서 반경 방향으로 소정거리 이격되어 원주면을 따라 소정 폭을 가진 원형의 홈(42)이 형성되어 있고, 홈의 내측 방향에 위치하는 돌출된 중앙부가 완충스프링(30)의 상측에 삽입되어 결합한다.
또한, 홈의 외측 방향에 위치하는 돌출된 외주 가장자리가 실린더(20)에 형성된 피스톤삽입홈(22)에 삽입되어 실린더(20)의 피스톤삽입홈(22) 내측에서 상하방향으로 승강 운동을 하게 된다.
따라서, 피스톤(40)은 외주 가장자리가 실린더(20)에 형성된 피스톤삽입홈(22)의 내측에 삽입되어 압축과 팽창을 반복하며 상하 진동을 감쇠시키는 완충스프링(30)에 의해 승강 운동을 하며 상하 진동을 감쇠시킨다.
상부플레이트(50)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 피스톤(40)의 상측에 위치하며 볼트 등의 체결수단에 의해 피스톤(40)과 결합한다.
한편, 도 1을 참조하면, 피스톤(40)과 상부플레이트(50)를 결합시키는 체결수단 중 상부플레이트(50)와 피스톤(40)의 중앙부를 연결하여 체결하는 중량조절볼트(100)는 내진대상물의 크기와 중량에 따라 체결되는 높이를 조절하여 진동 크기에 따른 피스톤(40)의 승강 운동범위를 조절하는 기능을 수행한다.
베이스플레이트(60)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 상부플레이트(50)의 상측에 위치하며 체결수단에 의해 상부플레이트(50)와 결합하고, 내진대상물이 상부에 설치된다.
에어튜브(70)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 내진대상물의 크기 및 중량에 따른 내진 기능을 조절하는 장치로서, 완충스프링(30)에 대해 2차적으로 상하 진동과 수평 진동을 제어하는 역할을 수행함과 동시에 내진대상물의 크기 및 하중에 따라 내진에 대한 감도를 조절할 수 있어 배전반, 서버랙 등을 포함하여 다양한 내진대상물에 대해 본원발명에 따른 내진장치가 호환적으로 사용될 수 있게 한다.
에어튜브(70)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 중앙부가 관통된 도우넛 형상으로 몸체부(10)의 내측에 위치하며, 관통된 중앙부가 실린더(20)의 측면 외주면 둘레를 따라 외삽되어 지진 발생에 따른 상하 진동과 수평 진동을 제어하고, 내진대상물의 하중에 따라 내부공기압을 조절할 수 있다.
여기서, 에어튜브(70)의 내부공기압 조절은 에어튜브(70)에 구비된 공기주입부를 통해 공기를 직접 주입할 수 있고, 상부플레이트(50)에 공기주입통로(52)를 형성하고, 실린더(20)에 공기압조절부(25)를 구비하여 외부에서 간접적으로 에어튜브(70)에 공기를 주입할 수도 있다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 실린더(20)의 외측 면에는 상호 대응되게 마주보는 위치에 길이방향으로 소정길이 절개된 가이드절개부(24)가 형성되고, 피스톤(40)의 측면 외주면에는 실린더(20)에 형성된 가이드절개부(24)와 상응하는 위치에 볼트삽입홈(46)이 형성된다.
가이드볼트(80)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 실린더(20)에 형성된 각 가이드절개부(24)를 관통하여 피스톤(40)의 볼트삽입홈(46)에 결합한다. 이때 가이드볼트(80)의 일측 단부는 실린더(20)의 외측으로 돌출되게 위치하고, 타측 단부가 피스톤(40)에 형성된 볼트삽입홈(46)에 결합한다.
따라서, 가이드볼트(80)는 완충스프링(30)에 의해 승강 운동을 하는 피스톤(40)과 결합하고, 실린더(20)에 형성된 가이드절개부(24)의 내측에서 가이드절개부(24)의 길이방향을 따라 피스톤(40)과 함께 승강 운동을 하게 된다.
이때 실린더(20)의 양 측면에 길이방향으로 형성된 가이드절개부(24)의 상단과 하단이 가이드볼트(80)의 승강 운동에 대한 스토퍼 역할을 수행하여 가이드볼트(80)가 가이드절개부(24)의 길이만큼 승강 운동을 하게된다.
가이드볼트(80)는 진동발생 시 실린더(20)의 중앙부에 수용된 피스톤(40)이 이탈되는 것을 방지함과 동시에 피스톤(40)이 일정한 승강 운동을 하도록 유도하여 부드럽게 진동을 감쇠할 수 있도록 한다.
또한, 가이드절개부(24)의 내측에서 승강 운동을 하는 가이드볼트(80)가 가이드절개부(24)의 길이만큼 승강 운동범위가 제한됨에 따라 가이드볼트(80)와 연결된 피스톤(40)의 승강 운동범위도 함께 제한되어 과도한 진동 발생시 피스톤(40)의 파손을 방지하고, 2차적으로 에어튜브(70) 및 슬라이딩볼(90)이 진동을 감쇠할 수 있도록 한다.
한편, 도 1 및 도 4를 참조하면, 실린더(20)의 하면 중앙부에는 상방으로 오목한 형태의 볼하우징(28)이 형성되고, 몸체부(10)의 내부 하면 중앙부에는 하방으로 오목한 형태의 볼스토퍼(12)가 형성된다.
또한, 도 1을 참조하면, 볼하우징(28)과 볼스토퍼(12) 사이에는 슬라이딩볼(90)이 삽입되어 슬라이딩볼(90)이 실린더(20)을 지지하며 초기 상태를 유지한다.
만약, 지진에 의해 상하 진동 또는 수평 진동 발생하면, 슬라이딩볼(90)이 실린더(20)에 형성된 볼하우징(28)과 몸체부(10)의 내부 하면에 형성된 볼스토퍼(12)로부터 인출되어 실린더(20)의 하면과 몸체부(10)의 내부 하면 사이에서 수평방향으로 슬라이딩하며 진동 감쇠기능을 수행하게 된다.
슬라이딩볼(90)이 수평방향의 운동을 하는 몸체부(10)의 내측 하면은 슬라이딩볼(90)이 진동 감쇠를 위해 수평방향으로 슬라이딩한 후 초기 위치로 용이하게 복귀할 수 있도록 중앙부가 오목한 형태로 중심부에 대해 대칭되는 경사각을 형성한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 몸체부 20 - 실린더
30 - 완충스프링 40 - 피스톤
50 - 상부플레이트 60 - 베이스플레이트
70 - 에어튜브 80 - 가이드볼트
90 - 슬라이딩볼

Claims (3)

  1. 내측에 공간을 형성하는 몸체부;
    몸체부의 내측 중앙부에 위치하고, 상면 중앙부에는 원주면을 따라 피스톤삽입홈이 형성된 실린더;
    실린더의 중앙부에 위치하는 완충스프링;
    중심에서 소정거리 이격되어 원주면을 따라 소정 폭을 가진 원형의 홈이 형성되고, 홈의 내측 방향에 위치하는 돌출된 중앙부가 완충스프링의 상측에 삽입되어 결합하고, 홈의 외측 방향에 위치하는 돌출된 외주 가장자리 실린더에 형성된 피스톤삽입홈에 삽입되어 완충스프링에 의해 승강 운동을 하며 상하 진동을 제어하는 피스톤;
    몸체부의 내측에 위치하며, 관통된 중앙부가 실린더의 측면 외주면의 둘레를 따라 외삽되어 상하 진동과 수평 진동을 제어하고, 내진대상물의 하중에 따라 내부공기압을 조절할 수 있는 에어튜브; 및
    실린더의 외측 면에는 상호 대응되게 마주보는 위치에 길이방향으로 절개된 가이드절개부가 형성되고, 피스톤의 측면 외주면에는 가이드절개부와 상응하는 위치에 볼트삽입홈이 형성되며, 실린더의 각 가이드절개부를 관통하고 피스톤의 볼트삽입홈에 결합하여 가이드절개부의 길이방향을 따라 피스톤과 함께 승강 운동을 하는 가이드볼트
    를 포함하는, 내진조절 기능이 구비된 내진장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    실린더의 하면 중앙부에는 상방으로 오목한 형태의 볼하우징이 형성되고, 몸체부의 내부 하면 중앙부에는 하방으로 오목한 형태의 볼스토퍼가 형성되며, 볼하우징과 볼스토퍼 사이에 슬라이딩볼이 삽입되어 초기 상태를 유지하고, 상하 진동 또는 수평 진동 발생시 슬라이딩볼이 볼하우징과 볼스토퍼로부터 인출되어 실린더의 하면과 몸체부의 내부 하면 사이에서 수평방향으로 슬라이딩하며 진동을 제어하는 것
    을 더 포함하는, 내진조절 기능이 구비된 내진장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102133119B1 (ko) * 2019-03-08 2020-07-10 신재덕 지진파 흡수기능을 갖는 탄성지지장치
KR102375443B1 (ko) * 2021-07-16 2022-03-17 (주)신호엔지니어링 내진 구조를 가지는 배전반
CN114607726A (zh) * 2022-03-08 2022-06-10 威海海洋职业学院 一种用于电气自动化机械设备的智能控制装置

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