KR101850745B1 - 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일과 동일한 방향 및 각도로 스프링을 배치하여 진동 발생시 스프링들 간의 간섭을 방지할 수 있고 스프링의 길이를 조절 가능하도록 구성되어 스프링의 장력을 조절할 수 있으며, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 연결하는 진동 감쇠 부재에 진동을 흡수하는 탄성 부재를 구비하여 수직 방향으로의 진동에도 대응 가능하도록 설계된 3차원 면진 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 일자형 홀이 형성되는 하부 플레이트와, 하부 플레이트의 상방으로 돌출되는 형태로 일자형 홀을 따라 이동 가능하게 구성되는 제1 텐션 조절부와, 중심부가 하부 플레이트의 중심부와 일치하도록, 하부 플레이트의 상단에 고정 설치되는 직선 형태의 제1 가이드 레일과, 상방의 제1 플레이트와 하방의 제2 플레이트가 십자 형태로 배치되는 네 개의 축에 의하여 상호 간에 이격되어 중공부를 형성하고, 제1 가이드 레일의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록, 제1 가이드 레일에 체결되는 하부 슬라이더가 제2 플레이트의 하단에 고정 설치되며, 상부 슬라이더가 제1 플레이트의 상단에 고정 설치되는 진동 감쇠 부재와, 진동 감쇠 부재에 의하여 지지되고, 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 직선형 홀이 형성되는 상부 플레이트와, 중심부가 상부 플레이트의 중심부와 일치하도록, 상부 플레이트의 하단에 고정 설치되고, 상부 슬라이더가 체결되는 직선 형태의 제2 가이드 레일과, 상부 플레이트의 하방으로 돌출되는 형태로 직선형 홀을 따라 이동 가능하게 구성되는 제2 텐션 조절부와, 일측 말단부가 네 개의 축에 각각 연결되고, 타측 말단부가 제1 텐션 조절부 또는 제2 텐션 조절부에 각각 연결되는 복수 개의 스프링 부재와, 제1 플레이트의 하단 및 제2 플레이트의 상단에 밀착되어 고정되도록 중공부에 구비되는 탄성 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치{Three-dimensional isolation device with adjustable tension}

본 발명은 진동을 감쇠하는 스프링들 간의 간섭이 방지되고 스프링의 장력을 조절할 수 있도록 구성되며, 수직 방향으로의 진동에도 대응 가능하도록 설계된 3차원 면진 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 레일과 동일한 방향 및 각도로 스프링을 배치하여 진동 발생시 스프링들 간의 간섭을 방지할 수 있고 스프링의 길이를 조절 가능하도록 구성되어 스프링의 장력을 조절할 수 있으며, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 연결하는 진동 감쇠 부재에 진동을 흡수하는 탄성 부재를 구비하여 수직 방향으로의 진동에도 대응 가능하도록 설계된 3차원 면진 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지진이 발생하게 되면 진원으로부터 발생하는 지진파의 종류에 따라 지면 위의 모든 건물, 교량 등은 좌우 또는 상하로 흔들리게 되고, 이러한 진동에 의하여 건물, 교량 등은 심각한 손상을 받게 되며, 건물 내부의 물건 등은 넘어지거나 떨어져 파손되어 재산상 큰 손해가 발생하게 된다.

따라서, 지진에 의한 진동으로부터 건물, 교량 등을 보호하고, 건물 내부의 물건 등을 보호하기 위한 장치로써 면진 장치가 개발되어 이용되어 있으나 종래의 면진 장치는 하부 플레이트에 설치되는 레일의 길이 방향과 교차하는 방향으로 진동을 흡수하는 복수 개의 스프링이 각각 설치되면 진동 발생시 스프링들 간에 간섭이 발생하는 문제가 있었고, 면진 장치의 상방에 위치되는 구조물, 물건 등의 무게에 따라 다른 종류의 면진 장치를 적용하여야 하는 문제가 있었으며, 수평 방향으로의 진동은 대응 가능하나 수직 방향으로의 진동은 대응하지 못하거나 대응 효과가 미비한 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 면진 장치에 관한 발명으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0058283호의 “면진 가대” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1595507호의 “수평진동 저감 기능을 갖는 3차원 면진 장치”, 대한민국 등록특허공보 제10-1600915호의 “2차원 면진 장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1790961호의 “면진 유닛 및 이를 포함하는 면진 장치”가 제안되어 공개된 바 있다.

상기 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0058283호의 “면진 가대”에는 건물의 바닥판에 결합되는 지지부와, 상기 지지부 상에 결합되는 하부 고정판과, 상기 하부 고정판 상에 위치하며, 상기 하부 고정판의 면내에서 수평방향으로 직선 왕복 운동하는 중판과, 상기 중판 상에 위치하고, 상기 중판의 면내에서 상기 수평방향에 대해 수직방향으로 직선왕복 운동하며, 장치랙이 설치되는 상판 및 상기 하부 고정판에 대해 상기 중판과 상기 상판의 위치를 탄성 복원시키는 탄성복원부를 포함하여 구성됨으로써 지진 등 외력에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 그 상면에 설치된 장비 등을 보호 가능한 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1595507호의 “수평진동 저감 기능을 갖는 3차원 면진 장치”에는 고정된 하부프레임에 대하여 전후좌우 및 상하로 이동될 수 있도록 설치된 상부프레임에 진동 저감용 스프링을 설치하되, 각 프레임의 서로 대향되는 면에 설치되는 레일과 접촉되어 이동하는 가이드블록을 완충체로 구성하여 상하진동도 흡수할 수 있게 하고, 스프링의 단부를 상부프레임과 하부프레임에 고정 설치하여 하부프레임의 진동을 흡수하여 상부프레임에 전달되는 것을 방지할 수 있게 한 수평진동 저감 기능을 갖는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1600915호의 “2차원 면진 장치” 에는 상부의 하중을 콘크리트 기초에 전달하는 4개의 수평 바닥플레이트로 구성된 수평 바닥플레이트부와, 전기제어 판넬이나 전기수배전반의 하부에 설치되고, 수평으로 일정 범위 내에서 자유롭게 움직이며, 일정 틀을 형성하는 면진 프레임부와, 양단이 상기 수평 바닥플레이트의 사이에 고정 설치되고, 중앙부분이 상기 면진 프레임부의 가장자리 중앙에 고정 설치되어, 지진 발생 시에는 수평방향으로 강성을 부여하여 상기 면진 프레임부를 원위치로 복원시켜 댐핑 역할을 수행하는 4개의 인장 스프링모듈로 구성된 인장 스프링모듈부를 포함하여 구성되어, 지진이나 진동에 의한 수평력을 효과적으로 감쇠시킬 수 있고, 향상된 복원력을 가지는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1790961호의 “면진 유닛 및 이를 포함하는 면진 장치”에는 하부 베이스 및 상부 베이스에 각각 제1 홈 및 제2 홈이 형성되어 제1 마운트 및 제2 마운트가 제1 측부 및 제2 측부에 충돌되는 것이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 제1 마운트 및 제2 마운트의 최대 이동거리가 증가될 수 있어 지진력의 충격을 더욱 효과적으로 감쇠시키는데 도움이 될 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었다.

그러나 상기와 같은 기술들은 진동 발생시 스프링들 간의 간섭이 방지되고, 수평 방향으로의 진동에도 대응 가능하도록 구성되나 면진 장치의 상방에 위치되는 구조물, 물건 등의 무게에 따라 다른 종류의 면진 장치를 적용하여야 하는 문제를 해결하지 못하고 있으므로, 본 발명에서는 진동 발생시 스프링들 간의 간섭이 방지되고, 스프링의 장력을 조절 가능하도록 구성되며, 수평 방향으로의 진동에도 더욱 효과적으로 대응할 수 있는 면진 장치를 제시하고자 한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0058283호(2012. 06. 07) 대한민국 등록특허공보 제10-1595507호(2016. 02. 12) 대한민국 등록특허공보 제10-1600915호(2016. 03. 02) 대한민국 등록특허공보 제10-1790961호(2017. 10. 23)

본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,

하부 플레이트에 설치되는 레일의 길이 방향과 교차하는 방향으로 진동을 흡수하는 복수 개의 스프링이 각각 설치되면 진동 발생시 스프링들 간에 간섭이 발생하는 문제가 있었고,

면진 장치의 상방에 위치되는 구조물, 물건 등의 무게에 따라 다른 종류의 면진 장치를 적용하여야 하는 문제가 있었으며,

수평 방향으로의 진동은 대응 가능하나, 수직 방향으로의 진동은 대응하지 못하거나 대응 효과가 미비한 문제가 있었기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자,

중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 일자형 홀이 형성되는 하부 플레이트; 상기 하부 플레이트의 상방으로 돌출되는 형태로 상기 일자형 홀을 따라 이동 가능하게 구성되는 제1 텐션 조절부; 중심부가 상기 하부 플레이트의 중심부와 일치하도록, 하부 플레이트의 상단에 고정 설치되는 직선 형태의 제1 가이드 레일; 상방의 제1 플레이트와 하방의 제2 플레이트가 십자 형태로 배치되는 네 개의 축에 의하여 상호 간에 이격되어 중공부를 형성하고, 상기 제1 가이드 레일의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록, 제1 가이드 레일에 체결되는 하부 슬라이더가 상기 제2 플레이트의 하단에 고정 설치되며, 상부 슬라이더가 상기 제1 플레이트의 상단에 고정 설치되는 진동 감쇠 부재; 상기 진동 감쇠 부재에 의하여 지지되고, 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 직선형 홀이 형성되는 상부 플레이트; 중심부가 상기 상부 플레이트의 중심부와 일치하도록, 상부 플레이트의 하단에 고정 설치되고, 상기 상부 슬라이더가 체결되는 직선 형태의 제2 가이드 레일; 상기 상부 플레이트의 하방으로 돌출되는 형태로 상기 직선형 홀을 따라 이동 가능하게 구성되는 제2 텐션 조절부; 일측 말단부가 상기 네 개의 축에 각각 연결되고, 타측 말단부가 상기 제1 텐션 조절부 또는 상기 제2 텐션 조절부에 각각 연결되는 복수 개의 스프링 부재; 상기 제1 플레이트의 하단 및 상기 제2 플레이트의 상단에 밀착되어 고정되도록 상기 중공부에 구비되는 탄성 부재; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치를 제시한다.

본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는,

하부 플레이트에 설치되는 가이드 레일의 길이 방향과 동일한 방향 및 교차하는 방향으로 복수 개의 스프링 부재를 각각 배치하여 스프링 부재 각각에 걸리는 힘의 방향을 달리함으로써, 진동 발생시 스프링 부재들 간의 간섭이 방지되는 효과가 발생하였고,

스프링 부재의 길이를 조절 가능한 제1 텐션 조절부 및 제2 텐션 조절부를 구비하여 스프링 부재 각각의 장력을 조절 가능한 효과가 발생하였으며,

상부 플레이트와 하부 플레이트를 연결하는 진동 감쇠 부재에 진동을 흡수하는 탄성 부재를 구비하여 수직 방향으로의 진동에도 대응 가능한 효과가 발생하였다.

도 1은 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 외부 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 하부 플레이트에 제1 가이드 레일 및 제1 텐션 조절부가 설치된 모습을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 제1 가이드 레일에 진동 감쇠 부재 및 스프링 부재가 체결된 모습을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 제1 이동부가 이동하며 스프링의 장력을 조절하는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 상부 플레이트에 제2 가이드 레일 및 제2 텐션 조절부가 설치된 모습을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 내부 투명도.
도 7은 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치의 진동 감쇠 부재에 탄성 부재가 구비된 모습을 나타낸 사시도.

본 발명은 진동을 감쇠하는 스프링들 간의 간섭이 방지되고 스프링의 장력을 조절할 수 있도록 구성되며, 수직 방향으로의 진동에도 대응 가능하도록 설계된 3차원 면진 장치에 관한 것으로써,

중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 일자형 홀(101)이 형성되는 하부 플레이트(100); 상기 하부 플레이트(100)의 상방으로 돌출되는 형태로 상기 일자형 홀(101)을 따라 이동 가능하게 구성되는 제1 텐션 조절부(110); 중심부가 상기 하부 플레이트(100)의 중심부와 일치하도록, 하부 플레이트(100)의 상단에 고정 설치되는 직선 형태의 제1 가이드 레일(120); 상방의 제1 플레이트(131)와 하방의 제2 플레이트(132)가 십자 형태로 배치되는 네 개의 축(133)에 의하여 상호 간에 이격되어 중공부를 형성하고, 상기 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록, 제1 가이드 레일(120)에 체결되는 하부 슬라이더(134)가 상기 제2 플레이트(132)의 하단에 고정 설치되며, 상부 슬라이더(135)가 상기 제1 플레이트(131)의 상단에 고정 설치되는 진동 감쇠 부재(130); 상기 진동 감쇠 부재(130)에 의하여 지지되고, 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 직선형 홀(141)이 형성되는 상부 플레이트(140); 중심부가 상기 상부 플레이트(140)의 중심부와 일치하도록, 상부 플레이트(140)의 하단에 고정 설치되고, 상기 상부 슬라이더(135)가 체결되는 직선 형태의 제2 가이드 레일(160); 상기 상부 플레이트(140)의 하방으로 돌출되는 형태로 상기 직선형 홀(141)을 따라 이동 가능하게 구성되는 제2 텐션 조절부(150); 일측 말단부가 상기 네 개의 축(133)에 각각 연결되고, 타측 말단부가 상기 제1 텐션 조절부(110) 또는 상기 제2 텐션 조절부(150)에 각각 연결되는 복수 개의 스프링 부재(170); 상기 제1플레이트(131)의 하단 및 상기 제2플레이트(132)의 상단에 밀착되어 고정되도록 상기 중공부에 구비되는 탄성 부재(180); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치에 관한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 일자형 홀(101)이 형성되는 하부 플레이트(100)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 플레이트(100)는 다양한 형태의 판(板) 형으로 구성되어 하단 면이 바닥, 지지대 등에 맞닿음과 동시에 움직이지 않도록 고정되어, 지진 등에 의한 진동을 상기 면진 장치 전체로 전달하는 구성요소로써, 면진 장치의 상방에 위치되는 구조물이나 물건 등이 진동에 의한 피해를 최소화하도록 진동 감쇠를 위한 복수 개의 진동 감쇠 수단을 지지한다.

진동 감쇠 수단 중의 하나로써, 상기 하부 플레이트(100)의 상단에는 도 2에 도시된 바와 같이 중심부가 하부 판의 중심부와 일치하도록 직선 형태의 제1 가이드 레일(120)이 고정 설치되며, 상기 제1 가이드 레일(120)에는 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록, 제1 가이드 레일(120)에 체결되는 하부 슬라이더(134)가 하단에 고정 설치되는 진동 감쇠 부재(130)가 체결된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 진동 감쇠 부재(130)는 상방의 제1 플레이트(131)와 하방의 제2 플레이트(132)가 십자 형태로 배치되는 네 개의 축(133)에 의하여 상호 간에 이격되어 중공부를 형성하고, 하단에는 상기 하부 슬라이더(134)가 고정 설치되고, 상단에는 상부 슬라이더(135)가 고정되는 구성요소로써, 상기 면진 장치의 상부 플레이트(140)가 지지 될 수 있도록 면진 장치의 중심부를 구성한다.

상기 진동 감쇠 부재(130)에 구비되는 네 개의 축(133) 중 두 개의 축(133)에는 상기 면진 장치에 전달되는 수평 방향으로의 진동을 감쇠시키기 위하여 구비되는 스프링 부재(170)의 일측 말단부가 연결되고, 상기 스프링 부재(170)의 타측 말단부는 상기 하부 플레이트(100)에 체결되는 제1 텐션 조절부(110)에 연결되어 상기 제1 가이드 레일(120)을 따라 일측 또는 타측 방향으로 이동된 상기 진동 감쇠 부재(130)가 다시 제1 가이드 레일(120)의 중심부로 이동하여 위치 복원될 수 있도록 구성되며, 진동 감쇠 부재(130)에 구비되는 네 개의 축(133) 중 다른 두 개의 축(133)에는 제1 텐션 조절부(110)에 연결되지 아니하는 다른 두 개의 스프링 부재(170)의 일측 말단부가 연결되는 구성이다.

상기 스프링 부재(170)는 상기 면진 장치에 전달되는 수평 방향으로의 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있고, 진동에 의하여 일측 또는 타측 방향으로 이동된 상기 진동 감쇠 부재(130)를 즉시 위치 복원시킴으로써 상기 면진 장치의 상방에 위치되는 구조물 또는 물건 등을 진동으로부터 보호할 수 있도록 적절한 탄성 계수를 가지는 인장 스프링으로 구성됨이 바람직하고, 상대적으로 작은 진동 및 상대적으로 큰 진동에 모두 효과적으로 대응 가능하도록 서로 탄성 계수가 다른 복수 개의 인장 스프링을 연결하여 구성될 수 있다.

상기 제1 텐션 조절부(110)는 상기 하부 플레이트(100)의 상방으로 돌출되게 설치되어 스프링 부재(170)에 걸리는 장력을 조절하는 구성요소로써, 일측 말단부가 상기 일자형 홀(101)을 관통하여 하부 플레이트(100)에 체결되어 일자형 홀(101)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 타측 말단부에 상기 스프링 부재(170)의 타측 말단부가 연결되는 제1 이동부(111)와, 상기 하부 플레이트(100)의 중심부를 향하여 상기 제1 이동부(111)와 일정거리 이격되게 설치되고, 일측에 제1 볼트 홈이 형성되는 제1 고정부(112)와, 상기 제1 이동부(111)를 관통하여 상기 제1 볼트 홈에 일측 말단부가 삽입되고, 상기 제1 볼트 홈에 내입되는 길이가 조절되며 상기 제1 이동부(111)를 이동시키는 제1 볼트부(113)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

종래의 면진 장치는 구비되는 스프링의 길이 조절이 불가능한 형태로 구성되어 설치된 스프링의 장력이 고정되는 한계가 있으므로, 상단 면에 올려진 구조물이나 물건 등의 무게에 따라 진동에 따른 상단 면의 이동범위가 다르게 형성되어 진동 감쇠 효과가 달라지는 문제가 있었고, 이러한 문제를 해결하기 위한 용도로 구비되는 상기 제1 텐션 조절부(110)는 상부 플레이트(140)의 상방에 위치되는 구조물이나 물건 등의 무게에 따라 상기 제1 볼트부(113)를 시계 방향인 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 상기 제1 볼트 홈에 내입되는 길이를 증가시키거나 제1 볼트 홈으로부터 빼내어냄으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 이동부(111)의 위치를 이동시켜 스프링 부재(170)의 장력을 조절 가능하다.

또한, 상부 플레이트(140)의 상방에 위치되는 구조물이나 물건의 형태에 따라 그 무게가 상부 플레이트(140)의 상단에 고르게 분산되지 아니하고 불균형하게 분산되는 경우에는 상기 하부 플레이트(100)의 일측 및 타측에 위치되는 제1 이동부(111) 각각의 위치를 다르게 이동시킴으로써, 스프링 부재(170) 각각의 장력을 다르게 하여 구조물이나 물건의 무게가 상부 플레이트(140)의 상단에 고르게 분산되는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는 상기 진동 감쇠 부재(130)에 의하여 지지되고, 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 직선형 홀(141)이 형성되는 상부 플레이트(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 플레이트(140)는 상단 면에 상기 면진 장치에 의하여 보호되는 구조물이나 물건 등이 위치될 수 있도록 상기 하부 플레이트(100)와 동일하게 다양한 형태의 판(板) 형으로 구성되며, 하단에는 중심부가 상기 상부 플레이트(140)의 중심부와 일치하도록 직선 형태의 제2 가이드 레일(160)이 고정 설치된다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 진동 감쇠 부재(130)의 상단에는 진동 감쇠 부재(130)와 상기 상부 플레이트(140)가 연결될 수 있도록 상기 제2 가이드 레일(160)에 체결되는 상부 슬라이더(135)가 고정 설치되며, 제2 가이드 레일(160)은 상기 제1 가이드 레일(120)과 교차하는 방향으로 설치되어 지진 등에 의한 진동 발생 시 하부 플레이트(100) 단독 또는 하부 플레이트(100)와 진동 감쇠 부재(130)만 진동에 따라 이동하여 면진 장치의 상방에 위치되는 구조물 또는 물건에 전달되는 진동이 최소화될 수 있도록 한다.

즉, 지진 등에 의하여 상기 면진 장치에 전달되는 진동의 방향이 상기 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향과 동일한 방향이면 상기 하부 플레이트(100)는 양 방향으로 진동하되 상기 진동 감쇠 부재(130)는 진동이 최소화되어 제자리에 위치될 수 있고, 면진 장치에 전달되는 진동의 방향이 상기 제2 가이드 레일(160)의 길이 방향과 동일한 방향이면 하부 플레이트(100) 및 진동 감쇠 부재(130)는 양 방향으로 진동하나 상부 플레이트(140)는 진동이 최소화되어 제자리에 위치될 수 있다.

다만, 지진 등에 의하여 상기 면진 장치에 전달되는 진동의 방향이 항상 상기 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향 또는 상기 제2 가이드 레일(160)의 길이 방향과 동일한 방향으로 형성되는 것은 아니며, 면진 장치에 전달되는 진동의 방향이 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향 또는 제2 가이드 레일(160)의 길이 방향과 엇갈리게 형성되는 경우에는 상기 하부 플레이트(100) 및 상기 진동 감쇠 부재(130)가 동시에 일정 거리 왕복 이동하며 진동을 감쇠함으로써, 면진 장치의 상방에 위치되는 구조물 또는 물건을 보호하는 구성이다.

이때, 상기 진동 감쇠 부재(130)에 구비되는 네 개의 축(133)에 일측 말단부가 연결되었으나, 상기 제1 텐션 조절부(110)에 연결되지 못한 스프링 부재(170)의 타측 말단부는 제2 텐션 조절부(150)에 연결됨으로써, 상기 제2 가이드 레일(160)을 따라 일측 또는 타측 방향으로 이동된 상기 진동 감쇠 부재(130)가 다시 제2 가이드 레일(160)의 중심부로 이동하여 위치 복원될 수 있도록 한다.

즉, 상기 진동 감쇠 부재(130)에 구비되는 네 개의 축(133)에 연결되는 네 개의 스프링 부재(170) 중 상기 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향과 동일한 방향으로 배치되는 한 쌍의 스프링 부재는 진동 감쇠 부재(130)의 이동 방향을 결정하고, 상기 제2 가이드 레일(160)의 길이 방향과 동일한 방향으로 배치되는 다른 한 쌍의 스프링 부재(170)는 상기 상부 플레이트(140)의 이동 방향을 결정하되, 그 방향은 상호 간에 교차되는 방향으로 유도되므로, 상기 면진 장치가 다양한 방향으로 전달되는 수평 방향으로의 진동에 관하여 대응 가능하도록 한다.

상기 제2 텐션 조절부(150)는 상기 상부 플레이트(140)의 하방으로 돌출되게 설치되어 스프링 부재(170)에 걸리는 장력을 조절하는 구성요소로써, 일측 말단부가 상기 직선형 홀(141)을 관통하여 상부 플레이트(140)에 체결되어 직선형 홀(141)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 타측 말단부에 상기 스프링 부재(170)의 타측 말단부가 연결되는 제2 이동부(151)와, 상기 상부 플레이트(140)의 중심부를 향하여 상기 제2 이동부(151)와 일정거리 이격되게 설치되고, 일측에 제2 볼트 홈이 형성되는 제2 고정부(152)와, 상기 제2 이동부(151)를 관통하여 상기 제2 볼트 홈에 일측 말단부가 삽입되고, 상기 제2 볼트 홈에 내입되는 길이가 조절되며 상기 제2 이동부(151)를 이동시키는 제2 볼트부(153)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 텐션 조절부(150)는 상기 제1 텐션 조절부(110)와 동일한 형태로 구성되어, 제1 텐션 조절부(110)와 동일한 기능 및 효과를 가지되, 설치되는 위치만이 다르게 구성되는 구성요소이며, 상부 플레이트(140)의 상방에 위치되는 구조물이나 물건 등의 무게에 따라 상기 제2 볼트부를 시계 방향인 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 상기 제2 이동부(151)의 위치를 이동시킴으로써 스프링 부재(170)의 장력을 조절 가능하다.

또한, 상부 플레이트(140)의 상방에 위치되는 구조물이나 물건의 형태에 따라 그 무게가 상부 플레이트(140)의 상단에 고르게 분산되지 아니하고 불균형하게 분산되는 경우에는 상부 플레이트(140) 일측 및 타측에 위치되는 상기 제2 이동부(151) 각각의 위치를 다르게 이동시킴으로써, 스프링 부재(170) 각각의 장력을 다르게 하여 구조물이나 물건의 무게가 상부 플레이트(140)의 상단에 고르게 분산되는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치는 상기 제1 플레이트(131)의 하단 및 상기 제2 플레이트(132)의 상단에 밀착되어 고정되도록 상기 중공부에 구비되는 탄성 부재(180)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성 부재(180)는 상기 면진 장치가 수평 방향으로의 진동에 더하여 수직 방향으로의 진동에도 대응 가능하도록 상기 하부 플레이트(100)로부터 상방으로 전달되는 진동을 흡수하여 감쇠시키는 구성요소로써, 탄성 및 내구성을 구비한 우레탄 수지 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예로써, 상기 탄성 부재(180)를 구성할 수 있는 우레탄 수지 조성물은 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머 60 내지 70 중량% 및 변성 에폭시 프리폴리머 수지 20 내지 30 중량% 및 잔부의 충진제, 안료, 첨가제로 이루어질 수 있다.

상기 변성 에폭시 프리폴리머 수지는 중량 평균 분자량이 3,000 내지 10,000의 에폭시 수지와 1급 아민, 2급 아민으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 말단 아민기를 갖는 수지를 반응시켜 얻어질 수 있다.

또한, 상기 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트, 톨루렌 디이소시아네이트 중에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 이소시아네이트 혼합물 100 중량부에 대하여 수산기(-OH)를 가진 폴리올(Polyol)을 10 내지 90 중량부를 혼합하여 제조할 수 있는데, 특히 NCO 함량이 25 내지 40 중량%, 우레탄기의 함량이 85 내지 90 중량%인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 우레탄 수지 조성물로 이루어진 우레탄 부재를 적용하면 충분한 탄성 및 내구성을 구비하기 때문에 본 발명의 목적하는 효과를 충분히 달성할 수 있게 된다.

위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

100 : 하부 플레이트 101 : 일자형 홀
110 : 제1 텐션 조절부 111 : 제1 이동부
112 : 제1 고정부 113 : 제1 볼트부
120 : 제1 가이드 레일 130 : 진동 감쇠 부재
131 : 제1 플레이트 132 : 제2 플레이트
133 : 축 134 : 하부 슬라이더
135 : 상부 슬라이더 140 : 상부 플레이트
141 : 직선형 홀 150 : 제2 텐션 조절부
151 : 제2 이동부 152 : 제2 고정부
153 : 제2 볼트부 160 : 제2 가이드 레일
170 : 스프링 부재 180 : 탄성 부재

Claims (3)

1. 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 일자형 홀(101)이 형성되는 하부 플레이트(100);
   상기 하부 플레이트(100)의 상방으로 돌출되게 설치되는 제1 텐션 조절부(110);
   중심부가 상기 하부 플레이트(100)의 중심부와 일치하도록, 하부 플레이트(100)의 상단에 고정 설치되는 직선 형태의 제1 가이드 레일(120);
   상방의 제1 플레이트(131)와 하방의 제2 플레이트(132)가 십자 형태로 배치되는 네 개의 축(133)에 의하여 상호 간에 이격되어 중공부를 형성하고, 상기 제1 가이드 레일(120)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록, 제1 가이드 레일(120)에 체결되는 하부 슬라이더(134)가 상기 제2 플레이트(132)의 하단에 고정 설치되며, 상부 슬라이더(135)가 상기 제1 플레이트(131)의 상단에 고정 설치되는 진동 감쇠 부재(130);
   상기 진동 감쇠 부재(130)에 의하여 지지되고, 중심부로부터 일정거리 이격되는 일측 및 타측에 각각 하나 이상의 직선형 홀(141)이 형성되는 상부 플레이트(140);
   중심부가 상기 상부 플레이트(140)의 중심부와 일치하도록, 상부 플레이트(140)의 하단에 고정 설치되고, 상기 상부 슬라이더(135)가 체결되는 직선 형태의 제2 가이드 레일(160);
   상기 상부 플레이트(140)의 하방으로 돌출되게 설치되는 제2 텐션 조절부(150);
   일측 말단부가 상기 네 개의 축(133)에 각각 연결되고, 타측 말단부가 상기 제1 텐션 조절부(110) 또는 상기 제2 텐션 조절부(150)에 각각 연결되는 복수 개의 스프링 부재(170);
   상기 제1 플레이트(131)의 하단 및 상기 제2 플레이트(132)의 상단에 밀착되어 고정되도록 상기 중공부에 구비되는 탄성 부재(180); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 텐션 조절부는(110),
   일측 말단부가 상기 일자형 홀(101)을 관통하여 하부 플레이트(100)에 체결되어 일자형 홀(101)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 타측 말단부에 상기 스프링 부재(170)의 타측 말단부가 연결되는 제1 이동부(111);
   상기 하부 플레이트(100)의 중심부를 향하여 상기 제1 이동부(111)와 일정거리 이격되게 설치되고, 일측에 제1 볼트 홈이 형성되는 제1 고정부(112);
   상기 제1 이동부(111)를 관통하여 상기 제1 볼트 홈에 일측 말단부가 삽입되고, 상기 제1 볼트 홈에 내입되는 길이가 조절되며 상기 제1 이동부(111)를 이동시키는 제1 볼트부(113); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 텐션 조절부는(150),
   일측 말단부가 상기 직선형 홀(141)을 관통하여 상부 플레이트(140)에 체결되어 직선형 홀(141)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 타측 말단부에 상기 스프링 부재(170)의 타측 말단부가 연결되는 제2 이동부(151);
   상기 상부 플레이트(140)의 중심부를 향하여 상기 제2 이동부(151)와 일정거리 이격되게 설치되고, 일측에 제2 볼트 홈이 형성되는 제2 고정부(152);
   상기 제2 이동부(151)를 관통하여 상기 제2 볼트 홈에 일측 말단부가 삽입되고, 상기 제2 볼트 홈에 내입되는 길이가 조절되며 상기 제2 이동부(151)를 이동시키는 제2 볼트부(153); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스프링의 장력 조절이 가능한 3차원 면진 장치.
   
   
   
   

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