KR102112823B1 - 3축 진동 흡수 내진 장치 및 이를 포함하는 내진 수배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치는, 내부 공간을 형성하는 제1 케이스 및 제2 케이스, 상기 내부 공간에 배치되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1 압축 스프링을 포함하는 제1 탄성부, 상기 제1 탄성부의 둘레를 따라 배치되며, 제1 방향과 수직한 제1 평면 방향의 진동을 흡수하는 복수의 제2 압축 스프링을 포함하는 제2 탄성부 및 상기 제2 케이스 상면에 안착되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 고리 형상의 제3 탄성부를 포함한다.
또한, 서로 직교하는 3축의 진동 및 충격을 흡수하는 3축 진동 흡수 내진 장치를 삽입하여 내진 수배전반에 수납된 각종 전기 장비에 가해지는 진동 및 충격을 최소화하고, 내진 수배전반의 오동작 및 고장을 방지할 수 있다.

Description

3축 진동 흡수 내진 장치 및 이를 포함하는 내진 수배전반{3-AXIS VIBRATION ABSORBING QUAKE-PROOF DEVICE AND QUAKE-PROOF DISTRIBUTING BOARD COMPRISING THE SAME}

본 발명은 3축 진동 흡수 내진 장치 및 이를 포함하는 내진 수배전반에 관한 것이다. 보다 자세하게는 지진과 외부 환경 변화에 의해 진동 및 충격이 발생하는 상황에서 수배전반의 내부 장비(차단 장치, 제어 장치, 보강 부재)가 손상되지 않도록 외함(Frame) 사이에 3축 진동 흡수 내진 장치를 삽입함으로써, 외함(Frame)의 강도를 향상시키고, 수배전반의 오동작 및 사고 발생을 방지할 수 있는 3축 진동 흡수 내진 장치 및 이를 포함하는 내진 수배전반에 관한 것이다.

수배전반은 각종 전기 장비(차단 장치, 제어 장치, 보강 부재)들을 사각형의 철제 외함(Frame)에 절연 수납하여 산업용 전력을 사용자에게 안전하게 공급해주는 전기용 설비로서, 발전소나 변전소에서 송신한 전력을 소비자에게 수배전할 때, 전력 계통(Power System)의 감시와 제어 및 보호를 위해 널리 사용되고 있다.

이 때, 철제 외함은 원가 절감 및 강도 향상을 위해 철제를 절곡한 후, 볼트, 너트 또는 기타 보조 장치를 이용하여 사각 형태로 조립함으로써 제작될 수 있다. 이러한 철제 외함 형태의 수배전반은 지면에 견고하게 고정 설치되는데, 수배전반을 지면에 견고하게 고정시킬 경우, 지진이나 외부 충격에 의하여 수배전반에 큰 충격이 가해져 철제 외함이 손상될 뿐만 아니라 내부에 수납된 각종 전기 장비가 파손될 수 있다.

그에 따라, 수배전반의 외함에 외부 충격을 흡수할 수 있는 다양한 내진 설계 방식이 제시되었다. 예를 들어, 외함에 탄성 받침과 보조 방진구를 삽입하는 방식, 볼 스터드(Ball stud)가 흔들리면서 외부 충격을 흡수하는 방식, 외함에 사선 배치 형태 또는 면 접촉 형태로 보강대를 지지하여 강도를 향상시키는 방식 등이 제시되고 있다.

그러나 상술한 다양한 내진 설계 방식은 복잡한 구조를 가지기 때문에 제작 비용이 크게 상승하고, 생산성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 또한, 내진을 위해 삽입되는 스프링 및 보조 방진구들이 외부에 노출되어 있기 때문에, 분진이나 각종 오염 물질에 의해 부식되어 시간이 지날수록 외함의 내구성과 안정성이 급격하게 떨어지는 문제점이 발생한다.

따라서 외부 충격으로부터 수배전반을 안전하게 보호하되, 보다 간소화된 구조를 가지며, 향상된 신뢰도를 유지시킬 수 있는 진동 흡수 장치 및 해당 장치가 설치된 내진 수배전반의 개발이 요구되며 본 발명은 이에 관한 것이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1740811호(2017.05.22.)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 철제 외함 하부에 복수의 압축 스프링을 3축 방향으로 배치시켜 좌우, 상하 진동을 흡수할 수 있는 내진 수배전반을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 스프링의 노출을 최소화하여, 오염에 따른 스프링 변형을 방지할 수 있는 3축 진동 흡수 내진 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 내부 공간을 형성하는 제1 케이스(10) 및 제2 케이스(20), 상기 내부 공간에 배치되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1 압축 스프링(31)을 포함하는 제1 탄성부(30), 상기 제1 탄성부(30)의 둘레를 따라 배치되며, 제1 방향과 수직한 제1 평면 방향의 진동을 흡수하는 복수의 제2 압축 스프링(41)을 포함하는 제2 탄성부(40) 및 상기 제2 케이스(20) 상면에 안착되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 고리 형상의 제3 탄성부(50)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성부(30)는, 상기 제1 압축 스프링(31)의 상면에 배치되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 가이드 핀(33); 상기 제1 압축 스프링(31)의 둘레를 따라 배치되며, 제1 평면 방향에서 상기 제1 압축 스프링(31)의 이탈을 방지하는 스프링 가이드(35) 및 상기 제1 압축 스프링(31)을 상기 제1 케이스(10)에 안착시키는 안착 부재(37)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 제2 압축 스프링(41)은, 수축 팽창하는 중심축이 상기 제1 압축 스프링(31)의 중심점을 교차하도록 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 탄성부(40)는, 상기 복수의 제2 압축 스프링(41)을 수납하는 고리 형상의 하우징부(43)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 탄성부(40)는, 상기 3축 진동 흡수 내진 장치에 제1 평면 방향의 진동이 발생하는 경우, 상기 복수의 제2 압축 스프링(41)이 수축하고, 상기 하우징부(43)의 외측 지름의 크기가 감소할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 하우징부(43)는, 사선으로 배치되는 복수의 하우징 유닛(43')이 상기 제1 탄성부(30)의 둘레를 따라 결합하여 고리 형상을 이루고, 상기 3축 진동 흡수 내진 장치에 제1 평면 방향의 진동이 발생하는 경우, 상기 복수의 제2 압축 스프링(41)이 수축하고, 상기 복수의 하우징 유닛(43')이 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 감겨 말릴 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 내진 수배전반은 상술한 3축 진동 흡수 내진 장치를 포함한다.

본 발명에 의하면, 복수 개의 압축 스프링이 하나의 중심점을 기준으로 원을 이루며 배치되어 내진 수배전반에 가해지는 좌우 방향의 진동 및 충격을 흡수하고, 하나의 스프링이 지면에 수직한 방향으로 배치되어 내진 수배전반에 가해지는 상하 방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있어, 내구성 및 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 서로 직교하는 3축의 진동 및 충격을 흡수하는 3축 진동 흡수 내진 장치를 삽입하여 내진 수배전반에 수납된 각종 전기 장비에 가해지는 진동 및 충격을 최소화하고, 내진 수배전반의 오동작 및 고장을 방지할 수 있다.

또한, 3축 진동 흡수 내진 장치를 내진 수배전반 외함의 하부뿐만 아니라, 진동 또는 충격에 의해 크게 흔들리는 지점 어디에도 배치시킬 수 있어, 사용자 요구에 맞는 내진 강도를 확보할 수 있다.

또한, 기존의 수배전함의 구조를 변형시키지 않아, 내진 성능을 확보하기 위한 내진 수배전반의 구조가 단순화될 수 있다.

또한, 압축 스프링 및 스프링을 보호하는 스프링 가이드 또는 하우징을 구비하여 분진이나 오염 물질에 의한 스프링의 변형을 방지함으로써, 3축 진동 흡수 내진 장치 및 내진 수배전반의 신뢰도를 유지시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치의 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부의 측면 투시도 및 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 탄성부의 상면 투시도 및 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치가 설치된 내진 수배전반의 정면도 및 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치가 설치된 내진 수배전반에 진동이 가해진 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치가 설치된 내진 수배전반에 제3 방향의 충격이 가해진 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치가 설치된 내진 수배전반에 제1 방향의 충격이 가해진 경우를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 사시도이다.

도 1을 참조하여, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 구성을 설명하기에 앞서, 본 발명의 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 각종 전기 장비가 구비되어 전력을 분배하는 수전반, 배전반, MCC반, 분전반(이하, 내진 수배전반(1000))의 외형을 이루는 외함(Frame) 사이에 설치되는 장치로서, 외함에 가해지는 충격이나 진동을 흡수하여 내부의 전기 장비를 충격으로부터 보호할 수 있다.

도 1을 참조하면, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 내부 공간을 형성하는 제1 케이스(10) 및 제2 케이스(20)를 포함하며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 가이드 핀(33)과 제3 탄성부(50)가 제2 케이스(20)의 상면에 배치될 수 있다.

구체적으로, 가이드 핀(33)은 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1 탄성부(30)에 포함된 구성 요소로서, 일부 영역은 제1 케이스(10) 및 제2 케이스(20)가 형성한 내부 공간에 배치되어 제1 방향의 진동을 흡수하는 동안, 가이드 핀(33)이 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에서 이탈되지 않고 고정될 수 있다. 다시 말해서, 가이드 핀(33)의 일단은 내부 공간에 배치되고, 타단은 제2 케이스(20)에 형성된 관통 홀(H1)을 통해 외부 공간으로 노출될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

제3 탄성부(50)는 제2 케이스(20)의 상면에 안착되어 제1 방향의 진동을 흡수할 수 있다. 여기서, 제3 탄성부(50)도 역시 제1 방향의 진동을 흡수하는 동안 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에서 이탈되지 않고 고정되어야 하며, 제2 케이스(20)에 제3 탄성부(50)의 형상과 동일하게 형성된 안착 홈(25)이 형성되어, 해당 영역에 제3 탄성부(50)가 안착될 수 있다.

한편, 제3 탄성부(50)는 실리콘, 우레탄, 고무 등과 같이 소정의 탄성을 가지는 소재로 이루어져 내진 수배전반(1000)의 외함과 직접 접촉 시에 잦은 충격 및 진동 흡수에 의해 제3 탄성부(50)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 한편, 제3 탄성부(50)의 상면과 가이드 핀(33)의 상면은 동일 평면상에 배치될 수 있으며, 그에 따라 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 가해지는 제1 방향의 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 상면도이다.

도 2를 참조하면, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 제1 방향의 진동을 흡수하기 위한 가이드 핀(33)과 제3 탄성부(50)가 제2 케이스(20)의 상면에서 동심원을 이루며 배치될 수 있다. 여기서, 제2 케이스(20)에 형성된 관통 홀(H1)의 지름(R)은 가이드 핀(33)의 상부 직경보다는 크고, 내부 공간에 배치된 가이드 핀(33)의 하부 직경보다는 작게 형성될 수 있다.

또한, 제2 케이스(20)에 형성된 안착 홈(25)은 제3 탄성부(50)의 형상과 동일하게 형성될 수 있으며, 제3 탄성부(50)의 일면은 안착 홈(25)에 고정 결합될 수 있다.

지금까지 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 외부에서 관찰할 수 잇는 구성 요소들에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 내부 구성 요소들에 대하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 제1, 제2 케이스(10)(20) 그리고 제1 내지 제3 탄성부(30)(40)(50)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 케이스(10)(20)는 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 가해지는 3축 방향의 충격에 따른 진동을 흡수하기 위한 제1 내지 제3 탄성부(30)(40)(50)를 수용할 수 있도록 내부 공간이 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 케이스(10)는 사각형 판형상으로 이루어지고, 제2 케이스(20)는 하부가 개방된 사각형 통형상으로 이루어질 수 있으며, 제1 케이스(10)에 형성된 결합 홀(H2)을 관통하는 결합 부재(12)를 통해 견고하게 결합되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 다만, 이외에도 제1 케이스(10)와 제2 케이스(20)는 코킹(caulking) 또는 본딩(Bonding) 또는 용접(Welding) 등 다양한 방식을 통해 결합될 수 있다.

제1 케이스(10)는 내부 공간에 배치된 제1 탄성부(30)의 하부 영역을 수용하기 위한 오목 홈(15)이 형성되며, 오목 홈(15)의 중심점에 형성된 홀(H3)을 통해 제1 탄성부(30)가 오홈 홈(15)에서 이탈되지 않을 수 있다.

제2 케이스(20)는 제1 케이스(10)와 동일한 형상을 가지고 배치되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 본 발명에서, 제1 및 제2 케이스(10)(20)가 하나의 사각형통 모양을 이루는 것으로 도시하였으나, 원형, 다각형 등 다양한 통 모양으로 형성될 수 있다. 아울러, 제1, 제2 케이스(10)(20)의 중심축을 기준으로 대칭을 이루는 형상을 가짐으로써, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)로 가해지는 충격을 균일하게 흡수할 수 있으며, 이와 연결된 외부 장치(예. 외함)에 가해지는 충격이 어느 한 곳에 집중되지 않도록 할 수 있다.

제1 탄성부(30)는 제1 방향의 진동을 흡수할 수 있으며, 제1 압축 스프링(31), 가이드 핀(33), 스프링 가이드(35) 및 안착 부재(37)를 포함할 수 있다.

이와 관련하여, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 탄성부(30)의 측면 투시도 및 사시도로서, 도 4a를 참조하면, 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1 압축 스프링(31)이 스프링 가이드(35) 안에 수납될 수 있다. 구체적으로, 스프링 가이드(35)는 제1 압축 스프링(31)의 둘레를 따라 배치되어 제1 평면 방향에서 제1 압축 스프링(31)의 이탈을 방지할 수 있다. 여기서, 제1 평면 방향은 제1 방향과 수직한 제2, 제3 방향을 포함하는 평면 방향을 의미한다. 다시 말해서, 스프링 가이드(35)는 제1 방향의 진동을 흡수하는 과정에서 제1 압축 스프링(31)이 흐트러지지 않도록 지지해 줄 수 있으며, 뿐만 아니라, 스프링 가이드(35)는 외부 환경(예. 습기)에 의해서 제1 압축 스프링(31)이 부식되는 것을 방지해 줄 수 있다.

가이드 핀(33)은 제1 압축 스프링(31)으로 제1 방향의 진동을 전달 및 흡수해줄 수 있으며, 제1 압축 스프링(31)의 상면에 배치될 수 있다. 아울러, 가이드 핀(33)은 상면에서 제1 방향을 따라 내측으로 삽입되는 고정 홀(H4)이 형성될 수 있으며, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 고정 홀(H4)에 삽입되는 고정 부재(210)를 통해 내진 수배전반(1000)의 외함(200)과 결합될 수 있다.

안착 부재(37)는 제1 압축 스프링(31), 가이드 핀(33) 및 스프링 가이드(35)를 제1 케이스(10)에 안착시킬 수 있다. 구체적으로, 도 4b를 참조하면, 안착 부재(37)는 스프링 가이드(35)와 끼움 결합될 수 있으며, 제1 케이스(10)에 형성된 홀(H3)과 이어지는 홀(H5)이 형성되어 제1 탄성부(30)가 제1 케이스(10)에서 이탈하지 않도록 결합시킬 수 있다.

또한, 상술한 구성 요소들을 포함하는 제1 탄성부(30)는 다음과 같이 가이드 핀(33)이 노출된 상태로 이루어질 수 있다.

이와 같이 형성된 제1 탄성부(30)는 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 가해지는 충격의 방향에 따라 상이하게 동작일 수 있다. 예를 들어, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 제1 방향의 충격이 가해지는 경우, 제1 탄성부(30)의 가이드 핀(33) 및 제1 압축 스프링(31)이 제1 방향을 따라 압축될 수 있으며, 축 진동 흡수 장치(100)에 제1 방향 및 제1 방향과 수직한 제2 방향의 충격이 가해지는 경우, 제1 탄성부(30)의 가이드 핀(33) 및 제1 압축 스프링(31)이 제1 방향을 따라 압축됨과 동시에 제1 탄성부(30) 전체가 제2 방향을 따라 기울어질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 제2 탄성부(40)는 제1 탄성부(30)의 둘레를 따라 배치되며, 제1 방향과 수직한 제1 평면 방향의 진동을 흡수할 수 있다.

이와 관련하여, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 탄성부(40)의 상면 투시도 및 사시도로서, 도 5a를 참조하면, 제2 탄성부(40)는 제1 평면 방향의 진동을 흡수하기 위한 복수의 제2 압축 스프링(41)이 중심점(O)을 기준으로 대칭을 이루며 배치될 수 있다.

복수의 제2 압축 스프링(41)은 수축 팽창하는 각각의 중심축이 제1 압축 스프링(31)의 중심점을 교차하도록 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제2 압축 스프링(41)은 상면에서 바라 보았을 때, 상하, 좌우 대칭을 이루도록 배치되어 제2, 제3 방향을 포함하는 제1 평면 방향 중 어느 방향에서 발생하는 충격과 진동도 흡수시킬 수 있다.

하우징부(43)는 고리 형상을 이루며, 복수의 제2 압축 스프링(41)을 수납할 수 있다. 여기서, 고리 형상을 이루는 하우징부(43)의 내측 지름(미도시)은 제1 탄성부(30)의 외측 지름(미도시)과 동일하거나 클 수 있으며, 하우징부(43)의 외측 지름(미도시)은 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 가해지는 제1 평면 방향의 진동에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 제1 평면 방향의 진동이 발생할 경우, 하우징부(43)의 외측 지름은 진동이 발생하지 않았을 때의 외측 지름보다 감소할 수 있다.

이와 같이, 복수의 제2 압축 스프링(41)이 수축, 팽창함과 동시에 하우징부(43)의 크기가 용이하게 가변되기 위해서, 하우징부(43)는 복수의 하우징 유닛(43')으로 이루어질 수 있다.

하우징 유닛(43')은 복수 개의 유닛이 모여 하나의 고리 형상을 이룰 수 있도록 사선으로 배치될 수 있으며, 사선으로 배치됨에 따라, 하나의 하우징 유닛(43')에 하나의 제2 압축 스프링(41)이 수납되지 않고, 하나의 하우징 유닛(43')이 적어도 두 개의 제2 압축 스프링(41)이 수납될 수 있다.

구체적으로, 하우징 유닛(43')는 굵은 선으로 도시된 외측면에서 제2 탄성부(40)의 중심을 향해 두 번, 얇은 선으로 도시된 내측면에서 제2 탄성부(40)의 중심을 향해 한 번 구부러진 형태로 이루어지며, 외측면과 내측면에서 서로 다른 제2 압축 스프링(41)을 수납하기 위한 홀을 포함할 수 있다. 그에 따라, 하우징 유닛(43')의 외측면에 마련된 홀(H6)을 통해서는 제2 압축 스프링(41)의 일부 영역을 수납하고, 내측면에 마련된 홀(H7)을 통해서는 앞서 언급한 제2 압축 스프링(41)과 인접한 또 다른 제2 압축 스프링(41)의 일부 영역을 수납할 수 있다.

한편, 하우징 유닛(43')이 직선으로 이루어진 다각형 유닛으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 곡선으로 이루어진 반원형 유닛 등 다양한 형상이 가능할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 상술한 바와 같은 구조를 가지는 하우징부(43)는 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 제1 평면 방향의 진동이 발생할 경우에 복수의 제2 압축 스프링(41)이 수축함과 동시에, 복수의 하우징 유닛(43')이 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 감겨 말릴 수 있다. 즉, 서로 인접한 하우징 유닛(43') 간의 이격 거리(D1)가 감소하면서 하우징부(43)의 전체 크기가 감소할 수 있으며, 감겨 말리는 방향은 복수의 하우징 유닛(43')이 배치된 방향에 따라 상이할 수 있다.

즉, 하우징부(43)는 복수의 제2 압축 스프링(41)이 배치된 형상 그대로를 유지할 수 있도록 복수의 제2 압축 스프링(41)을 안전하게 수납할 수 있으며, 외부 환경(예. 습기)으로부터 복수의 제2 압축 스프링(41)이 부식되는 것을 방지해 줄 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 제2 케이스(20)는 제1 케이스(10)와 결합하여 형성하는 내부 공간에 제1 탄성부(30)와 제2 탄성부(40)를 배치시킬 수 있으며, 상면에서는 제1 방향의 진동을 흡수하는 제3 탄성부(50)를 배치시킬 수 있다. 여기서, 제3 탄성부(50)는 제1, 제2 탄성부(30)(40)와 동일한 원형의 고리인 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제1, 제2 케이스(10)(20)의 형상에 맞게 사각형의 고리일 수도 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 각각의 구성 요소들에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 각각의 구성 요소들이 어떠한 구조로 결합되는지에 대해 설명하도록 한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6a를 참조하면, 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1 압축 스프링(31)의 둘레를 따라 복수의 제2 압축 스프링(41) 및 이를 감싸는 하우징 유닛(43')이 배치될 수 있다.

아울러, 복수의 하우징 유닛(43')으로 이루어진 하우징부(43)는 외측면이 제2 케이스(20)의 내측면에 밀착되고, 내측면이 제1 압축 스프링(31)(구체적으로는, 스프링 가이드(35))과 밀착될 수 있도록 형성되어, 외부 충격에 의해 제1 탄성부(30)가 어느 한 방향으로 기울어지더라도 제1 탄성부(30)의 흔들림을 최소화할 수 있다.

또한, 도 6b를 참조하면, 제3 탄성부(50)는 상면이 가이드 핀(33)의 상면이 동일 평면 상에 배치되어, 제1 압축 스프링(31)을 포함하는 제1 탄성부(30)가 흡수해야 하는 제1 방향의 진동을 분산시켜 줄 수 있다.

아울러, 제2 압축 스프링(41)을 수납하는 하우징 유닛(43')의 높이(미도시) 가 제1 압축 스프링(31)의 높이와 동일할 수 있을 만큼 두껍게 형성되어 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 제2, 제3 또는 제1 평면 방향의 진동이 발생하더라도 제1 압축 스프링(31)을 포함하는 제1 탄성부(30)가 안정적으로 기울어질 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1, 제3 탄성부(30)(50)와 제1 탄성부(30)의 둘레를 따라 배치되며 제1 방향과 수직한 제1 평면 방향의 진동을 흡수하는 제2 탄성부(40)를 구비하여, 서로 직교하는 3축의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

또한, 서로 직교하는 3축의 진동 및 충격을 흡수하는 압축 스프링들이 스프링 가이드(35) 또는 하우징(43) 내에 수납되어 있어 분진이나 오염 물질에 의한 스프링의 변형을 방지할 수 있고, 장치의 내구성 및 신뢰도를 확보할 수 있다.

이하에서는 상술한 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 설치된 내진 수배전반(1000)에 대하여 설명하도록 한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 설치된 내진 수배전반(1000)의 정면도 및 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 설치된 내진 수배전반(1000)에 진동이 가해진 모습을 설명하기 위한 도면이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 막대 형상의 외함(Frame)(200)을 통해 각종 전기 장비가 설치될 수 있는 내부 공간이 형성될 수 있으며, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 지면과 인접한 외함(200)의 하부에서 지면과 외함(200) 사이에 배치될 수 있다.

이와 같이, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 외함(200)의 하부에 배치된 상태에서 제2 방향의 충격이 발생할 경우, 도 8과 같이 내진 수배전반(1000)이 제2 방향으로 기울어지게 되지만, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 의해 넘어지지 않고 최소한의 흔들림만이 내진 수배전반(1000) 내 전기 장비에 전달될 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 설치된 내진 수배전반(1000)에 제3 방향의 충격이 가해진 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 설치된 내진 수배전반(1000)에 제1 방향의 충격이 가해진 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 9a를 참조하면, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 가이드 핀(33)에 형성된 고정 홀(H4)에 삽입되는 고정 부재(210)를 통해, 외함(200) 및 ㄷ자 형상의 외함 연결 프레임(220)과 결합될 수 있으며, 외함 연결 프레임(220)의 내측면에 가이드 핀(33)의 상면과 제3 탄성부(50)의 상면이 맞닿을 수 있다.

그에 따라, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 제3 방향(설명의 편의를 위해 좌측이라고 함)의 충격이 가해진 경우, 도 9b를 기준으로 좌측에 외함(200)의 하중이 가해져 제3 탄성부(50)의 좌측 영역이 눌려질 수 있다. 이와 동시에, 제1 탄성부(30)도 좌측으로 기울어지게 되며, 제2 압축 스프링(41)이 수축하고 복수의 하우징 유닛(43') 간의 간격(D1')이 본래의 간격(D1) 보다 좁아짐에 따라 하우징부(43)의 외측 둘레 크기가 감소하고 좌측으로 기울어질 수 있다.

즉, 내진 수배전반(1000)에 제3 방향의 충격이 발생하는 경우, 외함(200) 및 외함 연결 프레임(220)이 기울질 수는 있으나, 내진 수배전반(1000)이 충격에 의해 넘어지지 않고 안정적으로 세워져 있을 수 있으며, 내부에 전달되는 충격은 외부에 발생한 충격에 비해 현저하게 감소할 수 있다.

다음으로, 도 10a를 참조하면, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 가이드 핀(33)에 형성된 고정 홀(H4)에 삽입되는 고정 부재(210)를 통해, 외함(200) 및 ㄷ자 형상의 외함 연결 프레임(220)과 결합될 수 있으며, 외함 연결 프레임(220)의 내측면에 가이드 핀(33)의 상면과 제3 탄성부(50)의 상면이 맞닿을 수 있다.

그에 따라, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)에 제1 방향(설명의 편의를 위해 하측이라고 함)의 충격이 가해진 경우, 도 10b를 기준으로 하측에 외함(200)의 하중이 가해져 제3 탄성부(50) 전면이 눌려질 수 있다. 이와 동시에, 제1 탄성부(30)의 제1 압축 스프링(31)이 압축되어 제1 압축 스프링(31)의 높이(D2')가 본래의 높이(D2) 보다 낮아질 수 있다.

한편, 도 9 및 도 10에서 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 내진 수배전반(1000)의 외함(200) 하부에 설치되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 외함(200)의 어느 영역에도 배치될 수 있다. 예를 들어, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)는 직사각형을 이루는 외함(200) 전체에 배치되어 서로 직교하는 3축의 진동 및 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 진동 흡수 내진 장치(100)가 설치된 내진 수배전반(1000)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 내진 수배전반(1000)은 진동 및 충격에서부터 내부 전기 장비를 보호하기 위한 진동 흡수 장치를 설치하기 위해 기존의 수배전함(1000)의 구조를 변형시키지 않아도 되며, 내진 성능을 확보하기 위한 내진 수배전반(1000)의 구조가 단순화될 수 있다.

또한, 3축 진동 흡수 내진 장치(100)를 내진 수배전반(1000) 외함(200)의 하부뿐만 아니라, 진동 또는 충격에 의해 크게 흔들리는 지점 어디에도 배치시킬 수 있어, 사용자 요구에 맞는 내진 강도를 확보할 수 있으며, 내진 수배전반의 오동작 및 사고 발생을 방지할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 3축 진동 흡수 내진 장치
10: 제1 케이스 12: 결합 부재
15: 오목 홈
20: 제2 케이스
25: 안착 홈
30: 제1 탄성부
31: 제1 압축 스프링 33: 가이드 핀
35: 스프링 가이드 37: 안착 부재
40: 제2 탄성부
41: 제2 압축 스프링 43: 하우징부
43': 하우징 유닛
50: 제3 탄성부
200: 외함
210: 고정 부재 220: 외함 연결 프레임
1000: 내진 수배전반

Claims (7)

1. 내부 공간을 형성하는 제1 케이스(10) 및 제2 케이스(20);
   상기 내부 공간에 배치되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 제1 압축 스프링(31)을 포함하는 제1 탄성부(30);
   상기 제1 탄성부(30)의 둘레를 따라 배치되며, 제1 방향과 수직한 제1 평면 방향의 진동을 흡수하는 복수의 제2 압축 스프링(41)을 포함하는 제2 탄성부(40); 및
   상기 제2 케이스(20)의 상면에 안착되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 고리 형상의 제3 탄성부(50);
   를 포함하는 3축 진동 흡수 내진 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 탄성부(30)는,
   상기 제1 압축 스프링(31)의 상면에 배치되며, 제1 방향의 진동을 흡수하는 가이드 핀(33);
   상기 제1 압축 스프링(31)의 둘레를 따라 배치되며, 제1 평면 방향에서 상기 제1 압축 스프링(31)의 이탈을 방지하는 스프링 가이드(35); 및
   상기 제1 압축 스프링(31)을 상기 제1 케이스(10)에 안착시키는 안착 부재(37);
   를 포함하는 3축 진동 흡수 내진 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 제2 압축 스프링(41)은,
   수축 팽창하는 중심축이 상기 제1 압축 스프링(31)의 중심점을 교차하도록 배치되는,
   3축 진동 흡수 내진 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 탄성부(40)는,
   상기 복수의 제2 압축 스프링(41)을 수납하는 고리 형상의 하우징부(43);
   를 포함하는 3축 진동 흡수 내진 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 탄성부(40)는,
   상기 3축 진동 흡수 내진 장치에 제1 평면 방향의 진동이 발생하는 경우,
   상기 복수의 제2 압축 스프링(41)이 수축하고, 상기 하우징부(43)의 외측 지름의 크기가 감소하는,
   3축 진동 흡수 내진 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 하우징부(43)는,
   사선으로 배치되는 복수의 하우징 유닛(43')이 상기 제1 탄성부(30)의 둘레를 따라 결합하여 고리 형상을 이루고,상기 3축 진동 흡수 내진 장치에 제1 평면 방향의 진동이 발생하는 경우,
   상기 복수의 제2 압축 스프링(41)이 수축하고, 상기 복수의 하우징 유닛(43')이 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 감겨 말리는,
   3축 진동 흡수 내진 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 3축 진동 흡수 내진 장치를 포함하는 내진 수배전반.

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