KR102372927B1 - 이종 스프링을 이용한 전기설비용 고감쇠 면진장치 - Google Patents

Abstract

이종 스프링을 이용한 전기설비용 고감쇠 면진장치에 관한 것으로, 전기설비의 하면에 위치하는 운동유닛, 바닥면에 고정되는 베이스유닛, 및 운동유닛 및 베이스유닛 사이에 삽입되고 운동유닛 및 베이스유닛을 연결하는 연계유닛을 포함하고, 운동유닛 및 연계유닛이 서로 상이한 탄성계수를 갖는 이종 스프링을 포함함으로써, 베이스유닛 상에서 운동유닛 및 연계유닛이 좌우 또는 전후로 진동할 때 각 스프링이 압축되는 길이를 감소시킴으로써, 바닥면에서 발생한 진동을 빠르고 효율적으로 감쇠시킬 수 있다.

Description

이종 스프링을 이용한 전기설비용 고감쇠 면진장치 {High damping apparatus having heterogeneous sping for electrical equipment}

전기설비용 고감쇠 면진장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서로 상이한 탄성계수를 갖는 이종 스프링을 이용하는 전기설비용 고감쇠 면진장치에 관한 것이다.

배전반, 에너지 저장장치, 무정전 전원장치, 연료전지, 인버터, 접속반, 송배전 설비, 발전설비 등과 같은 전기설비(electrical equipment)는 발전소, 변전소 또는 전기 시설이 구비된 대형 건물 같은 곳에 설치되어 임의의 전력을 전류, 전압, 주파수 등이 상이한 전력으로 변환하거나, 발전기, 전동기 등의 운전이나 제어할 수 있는 장치이다. 이러한 전기설비들은 전기, 전류 및/또는 전압의 배분과 배전계통 제어에 필요한 차단기, 개폐기, 각종 계기장치 등과 같은 전기기기가 구비된다.

앞서 설명한 바와 같이, 전기설비는 전선의 개폐 및 전기기기의 제어/감시를 위한 각종 전기기기가 구비된다. 이처럼 내부 각종 전기기기들을 구비하는 전기설비들은 각종 구성품으로 인하여 상당한 중량을 가진다. 이러한 전기설비는 지진 등에 의한 진동으로 인하여 고장나거나 파손될 수 있다.

예를 들어, 지진 발생 시에 전기설비 내부에 수납된 전기기기의 결속부위가 풀리거나 전기설비 자체가 넘어질 수 있다. 이처럼 전기설비 내부에 수납된 전기기기의 결속부위가 풀리거나 전기설비가 넘어지는 경우, 전기설비 내부에서 합선이 발생하여 화재가 발생하거나 전기설비 내부의 전기기기가 파손되는 문제가 발생한다. 이치럼, 고중량의 전기설비를 지진으로부터 보호하기 위한 면진장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

이와 관련하여, 대한민국등록특허 제10-1441537호 “진동감쇠장치가 장착된 면진 전력변환장치”에서는 수평방향의 외력 뿐만 아니라 상하방향의 외력을 감쇠시키는 구조를 갖는 진동감쇠장치에 대하여 개시하고 있으나, 이러한 종래의 기술은 대각선 방향과 같은 다른 방향의 진동을 감쇠시키지 못하는 점에서 다양한 방향에서 발생하는 외력을 충분히 감쇠시키지 못 한다. 이에 따라, 종래의 면진 기술은 다양한 방향으로 흔들리는 진동을 완전히 감쇠시키지 못하여 전력변환장치가 전도될 수 있는 문제점이 있었다.

이종 스프링을 이용한 전기설비용 고감쇠 면진장치를 제공하는 데에 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비와 바닥면 사이에 설치되는 전기설비용 고감쇠 면진장치는 상기 전기설비의 하면에 위치하는 운동유닛; 상기 바닥면에 고정되는 베이스유닛; 및 상기 운동유닛 및 상기 베이스유닛 사이에 삽입되고 상기 운동유닛 및 상기 베이스유닛을 연결하는 연계유닛을 포함하고, 상기 운동유닛(11)은 상기 전기설비를 기준으로 좌우방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 상부내측스프링(1103)을 포함하고, 상기 연계유닛(12)은 상기 전기설비를 기준으로 좌우방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 상부외측스프링(1206) 및 상기 전기설비를 기준으로 전후방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 하부내측스프링(1209)을 포함하고, 상기 베이스유닛(13)은 상기 전기설비를 기준으로 전후방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 하부외측스프링(1303)을 포함하고, 상기 운동유닛이 상기 연계유닛 상에서 상기 전기설비를 기준으로 좌우로 움직이고 상기 연계유닛이 상기 베이스유닛 상에서 상기 전기설비를 기준으로 앞뒤로 움직임에 따라, 상기 운동유닛 상의 설치된 상기 전기설비가 상기 바닥면과 평행한 수평면 상에서 전후좌우로 움직이면서 수평방향의 진동을 감쇠시킨다.

상기 복수 개의 상부내측스프링의 탄성계수는 상기 복수 개의 상부외측스프링의 탄성계수와 상이하고, 상기 복수 개의 하부내측스프링의 탄성계수는 상기 복수 개의 하부외측스프링의 탄성계수와 상이하다.

상기 복수 개의 상부내측스프링의 탄성계수는 상기 복수 개의 상부외측스프링의 탄성계수 보다 크고, 상기 복수 개의 하부내측스프링의 탄성계수는 상기 복수 개의 하부외측스프링의 탄성계수 보다 크다.

상기 운동유닛은 원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 좌우방향으로 배치되는 복수 개의 상부내측샤프트; 및 상기 복수 개의 상부내측샤프트 각각을 고정하는 복수 개의 상부내측고정블록을 더 포함하고, 상기 연계유닛은 원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 좌우방향으로 배치되는 복수 개의 상부외측샤프트; 상기 복수 개의 상부외측샤프트 각각을 고정하는 복수 개의 상부외측고정블록; 및 중심에 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고 상기 복수 개의 상부내측샤프트 및 상기 복수 개의 상부외측샤프트를 지지하는 상부 볼부쉬하우징을 더 포함하고, 상기 복수 개의 상부내측스프링이 상기 상부 볼부쉬하우징 및 상기 상부내측고정블록 사이에서 압축 및 이완을 반복하고, 상기 복수 개의 상부외측스프링은 상기 상부 볼부쉬하우징 및 상기 상부외측고정블록 사이에서 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면에서 발생한 좌우방향의 진동을 감쇠시킨다.

상기 연계유닛은 원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 앞뒤방향으로 배치되는 복수 개의 하부내측샤프트; 및 상기 복수 개의 하부내측샤프트 각각을 고정하는 복수 개의 하부내측고정블록을 더 포함하고, 상기 베이스유닛은 원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 앞뒤방향으로 배치되는 복수 개의 하부외측샤프트; 상기 복수 개의 하부외측샤프트 각각을 고정하는 복수 개의 하부외측고정블록; 및 중심에 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고 상기 복수 개의 하부내측샤프트 및 상기 복수 개의 하부외측샤프트를 지지하는 하부 볼부쉬하우징을 더 포함하고, 상기 복수 개의 하부내측스프링이 상기 하부 볼부쉬하우징 및 상기 하부내측고정블록 사이에서 압축 및 이완을 반복하고, 상기 복수 개의 하부외측스프링은 상기 하부 볼부쉬하우징 및 상기 하부외측고정블록 사이에서 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면에서 발생한 전후방향의 진동을 감쇠시킨다.

상기 연계유닛은 직육면체 패널 형태로 복원력을 갖는 재질로 제조되고, 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면과 수직한 방향의 진동을 감쇠시키는 복수 개의 탄성체를 더 포함한다.

상기 복수 개의 탄성체는 상면에 각 탄성체의 길이방향으로 오목하게 형성된 복수 개의 상면 홈; 각 탄성체의 상면으로부터 돌출되고, 탄성체의 길이방향으로 형성된 복수 개의 상면 돌기; 각 탄성체의 하면에 탄성체의 가로방향으로 오목하게 형성된 복수 개의 하면 홈; 및 각 탄성체의 하면에 탄성체의 가로방향으로 형성된 복수 개의 하면 돌기를 포함하고, 상기 바닥면과 수직한 방향으로 상기 바닥면이 진동할 때, 상기 복수 개의 상면 돌기 및 상기 복수 개의 하면 돌기가 압축 및 이완을 반복하면서 수직 방향의 진동을 감쇠시킨다.

본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 운동유닛 및 연계유닛 각각은 상이한 탄성계수를 갖는 내측스프링 및 외측스프링으로 구성됨에 따라, 동일한 힘이 가해질 때 내측스프링과 외측스프링이 압축되는 정도가 상이하다. 상술한 본 발명의 실시예들에 따르면 내측스프링의 탄성계수가 외측스프링의 탄성계수 보다 크고, 서로 대응되는 위치에 배치된 스프링이 압축됨에 따라, 내측스프링 및 외측스프링이 압축 및 이완될 때마다 각 스프링의 압축 정도가 빠르게 감소된다. 이에 따라, 전기설비용 고감쇠 면진장치는 수평방향의 진동을 보다 빠르고 효과적으로 감쇠시킨다.

또한, 본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치는 연계유닛의 복수 개의 탄성체에 의하여 바닥면과 수직인 방향의 진동을 감쇠시킨다. 보다 구체적으로, 탄성체는 탄성 있는 재질이고, 탄성체의 상면과 하면 각각에 상이한 방향으로 연장되는 복수 개의 홈이 형성되어 있음에 따라, 탄성체 상에 올려진 전기설비가 바닥면에 수직한 방향의 진동이 발생하더라도 탄성체가 압축 및 이완을 반복하면서 수직방향의 진동을 감쇠시켜 전기설비로 수직방향의 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

추가적으로, 본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 탄성체는 상면과 하면 각각에 상이한 방향으로 연장되는 상면 돌기 및 하면 돌기가 형성된다. 탄성체의 상면으로부터 돌출된 복수 개의 상면 돌기 및 하면으로부터 돌출된 복수 개의 하면 돌기는 전기설비의 중심으로부터 멀어질수록 돌기의 두께가 얇아지고 돌기의 길이가 길어진다. 전기설비의 중심에 가까운 탄성체 부분보다 전기설비의 중심으로부터 먼 탄성체 부분의 최대 탄성변형 범위가 증가함에 따라, 탄성체 상에 올려진 전기설비가 전기설비의 무게중심을 기준으로 전후좌우로 기울어질 수 있고, 전기설비가 탄성체 상에서 좌우로 흔들리면서 바닥면과 수직한 평면 상에서의 모든 방향의 진동을 감쇠시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 다른 전기설비용 고감쇠 면진장치는 바닥면과 평행한 수평면 상에서의 모든 방향의 진동 및 바닥면과 수직한 평면 상에서의 모든 방향의 진동을 감쇠시켜, 전기설비가 진동으로 인하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 탄성체는 전기설비의 중심으로부터 멀어진 부분은 큰 탄성계수를 갖는 재질로 제조하고, 전기설비의 중심에 까까운 부분은 상대적으로 작은 탄성계수를 갖는 재질로 제조함으로써, 전기설비의 모서리 및 중심부의 진동을 더 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치 및 그것이 장착된 전기설비를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기설비용 고감쇠 면진장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전기설비용 고감쇠 면진장치의 분해도이다.
도 4는 제 1 중간패널 상에서 상부내측샤프트, 상부외측샤프트, 상부내측스프링 및 상부외측스프링의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 움직임을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 탄성체의 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 탄성체의 단면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체를 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 전기설비는 전기의 배분과 배전계통 제어가 필요한 차단기, 개폐기, 각종 계기 등과 같은 전기기기가 수납되어 있는 전기설비를 말하며, 배전반, 에너지 저장장치, 무정전 전원장치, 연료전지, 인버터, 접속반 등을 포함할 수 있다.

이하에서 설명될 본 발명의 실시예들은 지진, 동력기관 등과 같은 진동원에 의해 발생되는 수직 및 수평 방향의 모든 진동을 감쇠시키는 진동흡수장치에 관한 것이다. 이하에서 설명되는 수직 방향 진동은 지표면에 수직한 방향으로 흔들리는 진동을 의미하고, 수평 방향 방향은 지표면과 평행한 평면 상에서 전후좌우 방향 및 대각선 방향을 포함하는 모든 방향의 진동을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치 및 그것이 장착된 전기설비를 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 본 실시예들에 따른 적어도 하나의 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)가 전기설비(2)와 바닥면 사이에 설치된다. 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 상면은 전기설비(2)의 하면과 마주하고, 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 하면은 바닥면과 마주한다.

전기설비(2)의 크기 및 중량에 따라 전기설비(2)의 하면과 바닥면 사이에 삽입되는 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 개수가 달라진다. 전기설비(2)가 무겁고 클수록 더 많은 수의 고감쇠 면진장치(1)가 설치된다. 복수 개의 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 전기설비(2)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 설치된다. 전기설비(2)의 하면이 직사각형인 경우, 일반적으로 4개의 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)가 설치되고, 각 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 전기설비(2)의 하면의 4개의 꼭짓점에 설치된다.

또한, 전기설비(2)의 하면에 6개의 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)가 설치되는 경우, 4개의 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)가 4개의 꼭짓점에 설치되고, 하면의 4가지 모서리 중 서로 마주보는 2개의 모서리의 중앙에 설치된다.

전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 전기설비(2)가 설치된 바닥면에서 발생하는 모든 방향의 진동을 감쇠시켜, 강한 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 바닥면의 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지함으로써 전기설비(2) 내에 포함된 각종 전자기기 및 장치들의 파손을 방지할 수 있다.

전기설비(2)는 일반적으로 직사각형 형상으로 형성된 캐비넷을 포함하고, 캐비넷 내부 공간에 스위치, 제어반, 분배기 등과 같은 전자기기들이 수납된다. 전기설비용 진동흡수장치(1)는 전기설비(2)의 캐비넷 하면에 결합된다. 진동흡수장치(1)와 전기설비(2)의 캐비넷은 용접, 나사결합 등과 같은 다양한 방식으로 결합된다. 전기설비용 진동흡수장치(1)와 전기설비(2) 사이의 구체적인 결합 방식은 본 발명의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 생략하기로 한다. 이하에서는 전기설비용 진동흡수장치(1)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 전기설비용 고감쇠 면진장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전기설비용 고감쇠 면진장치의 분해도이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 운동유닛(11), 연계유닛(12) 및 베이스유닛(13)을 포함한다. 운동유닛(11)은 전기설비(2)의 하면에 부착되어 전기설비(2)와 함께 움직인다. 베이스유닛(13)은 바닥면 상에 배치되고, 바닥면에 결합되어 고정된다. 연계유닛(12)은 운동유닛(11) 및 베이스유닛(13) 사이에 삽입되어, 운동유닛(11)과 베이스유닛(13)의 움직임을 연계한다.

여기에서, 운동유닛(11)은 전기설비(2)의 정면을 기준으로 좌우 방향으로 진동함으로써, 바닥면에서 발생한 좌우 방향의 진동을 감쇠시킨다. 연계유닛(12)은 전기설비(2)의 정면을 기준으로 전후 방향으로 진동함으로써, 전후 방향의 진동을 감쇠시킨다.

앞서 기재한 바와 같이, 운동유닛(11)은 연계유닛(12) 위에 배치되고, 그리고 연계유닛(12) 및 운동유닛(11)은 베이스유닛(13) 위에 배치된다. 운동유닛(11)은 연계유닛(12) 상에서 좌우로 움직이고, 연계유닛(12)은 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 움직인다. 연계유닛(12)이 바닥면에 고정된 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 움직이고, 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 좌우로 움직임에 따라, 운동유닛(11)은 바닥면에서 전후좌우로 움직인다. 운동유닛(11)이 바닥면을 기준으로 전후좌우로 움직이고 진동함에 따라 바닥면과 수평한 평면의 모든 방향의 진동을 감쇠시켜 전기설비(2)로 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

추가적으로, 연계유닛(12)에 포함된 탄성체(1203)는 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면과 수직한 방향의 진동을 감쇠시킨다. 따라서, 탄성체(1203)는 바닥면과 수직한 방향의 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 도면을 참고하여 본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 구성요소들에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 주요 구성요소를 설명하는 과정에서 기재된 주요 구성요소 이외에 추가적인 구성요소가 더 포함될 수 있다.

도 3을 참고하면, 운동유닛(11)은 사각틀 형상으로 형성되고, 전기설비(2)의 바닥면에 부착된다. 운동유닛(11)은 전기설비(2)의 바닥면에 부착되고 전기설비(2)를 지지하는 상부패널(1101), 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 좌우로 움직일 수 있도록 하는 복수 개의 상부내측샤프트(1102), 복수 개의 상부내측샤프트(1102) 각각에 끼워지는 복수 개의 상부내측스프링(1103), 복수 개의 상부내측샤프트(1102)를 상부패널(1101)의 하면에 고정하는 복수 개의 상부내측고정블록(1104)을 포함한다.

상부패널(1101)은 직사각형 패널 형상으로 형성되고, 전기설비(2)의 바닥면에 부착된다. 상부패널(1101)은 전기설비(2)의 하면에 용접 및/또는 나사결합에 의해 고정될 수 있다. 상부패널(1101)은 금속소재로 제조된다.

상부내측샤프트(1102)는 원기둥 형태로 형성되고, 상부패널(1101)의 하면 중심부에 위치된다. 상부내측샤프트(1102)는 전기설비(2)의 정면을 기준으로 좌우방향으로 연장되도록 배치된다. 상부내측샤프트(1102)는 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 좌우로 진동할 때 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 이탈되는 것을 방지한다. 복수 개의 상부내측샤프트(1102)는 운동유닛(11)의 상부내측고정블록(1104)에 의해 상부패널(1101) 아래에 고정된다.

상부내측스프링(1103)은 압축 코일스프링 형태를 갖고, 상부내측샤프트(1102)에 끼워진다. 상부내측스프링(1103)은 전기설비를 기준으로 좌우방향으로 압축 및 이완되도록 배치된다. 복수 개의 상부내측스프링(1103)은 상부 볼부쉬하우징(1206)과 상부내측고정블록(1104) 사이에서 삽입된다. 복수 개의 상부내측스프링(1103)은 상부 볼부쉬하우징(1206)과 상부내측고정블록(1104) 사이에서 압축과 이완을 반복한다.

상부내측고정블록(1104)은 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고, 상부패널(1101)의 하면에 고정된다. 상부내측고정블록(1104)은 복수 개의 상부내측샤프트(1102)를 상부패널(1101)의 하면에 고정시킨다. 상부내측고정블록(1103)은 상부패널(1101)의 양측의 하면에 서로 대응되는 위치에 각각 고정된다. 복수 개의 상부내측샤프트(1102) 각각은 상부내측고정블록(1104)의 중심부에 형성된 복수 개의 관통공을 각각 통과하는 방식으로 상부패널(1101)의 하면에 결합된다.

연계유닛(12)은 운동유닛(11) 및 베이스유닛(13) 사이에 배치되고, 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 전기설비(2)의 정면을 기준으로 좌우로 움직일 수 있게 하고, 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 움직일 수 있게 한다. 연계유닛은(12)은 운동유닛(11)의 좌우 움직임과 베이스유닛(13)의 전후 움직임을 연계함으로써, 운동유닛(11) 상에 올려진 전기설비(2)가 바닥면과 평행한 수평면 상에서 모든 방향으로 움직일 수 있게 한다.

연계유닛(12)은 제 1 중간패널(1201), 제 2 중간패널(1202), 복수 개의 탄성체(1203), 복수 개의 상부외측샤프트(1204), 복수 개의 상부외측고정블록(1205), 복수 개의 상부외측스프링(1206), 상부 볼부쉬하우징(1207), 복수 개의 하부내측샤프트(1208), 복수 개의 하부내측스프링(1209) 및 하부내측고정블록(1210)을 포함한다.

제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202)은 직사각형 형태의 금속제 패널이다. 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202)은 서로 소정 간격만큼 이격되어 배치되고, 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202) 사이의 이격된 공간에 탄성체(1203)가 삽입된다. 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202)은 상부 볼부쉬하우징(1207) 및 하부 볼부쉬하우징(1304) 사이에 배치된다.

복수 개의 탄성체(1203)는 탄성력을 갖는 재질로, 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202) 사이에 삽입된다. 탄성체(1203)는 탄성력을 갖는 재질로 제조되어, 탄성체(1203)에 외력이 가해지면 압축되고, 탄성력에 의하여 다시 원상태로 복원된다. 탄성체(1203)는 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면과 수직한 방향의 진동을 감쇠시킨다. 탄성체(1203)는 상면 및 하면에 서로 수직한 방향으로 형성된 홈을 갖는 직육면체 패널 형태로 제조된다. 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202) 사이에 삽입된 복수 개의 탄성체(1203)는 서로 대응되는 위치에 배치된다.

상부외측샤프트(1204)는 원기둥 형태로 형성되고, 제 1 중간패널(1201)의 상면에 배치된다. 상부외측샤프트(1204)는 전기설비를 기준으로 좌우방향으로 연장되도록 배치된다. 상부외측샤프트(1204)는 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 좌우로 움직일 때 연계유닛(12) 상에서 운동유닛(11)이 이탈되는 것을 방지한다. 복수 개의 상부외측샤프트(1204)는 제 1 중간패널(1201)의 상면에서 상부내측샤프트(1102)의 양 측면에 배치된다.

상부외측고정블록(1205)은 중심부에 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고, 제 1 중간패널(1201)의 상면에 고정된다. 복수 개의 상부외측고정블록(1205)이 제 1 중간패널(1201)의 상면에 고정된다. 상부외측고정블록(1205)은 상부외측샤프트(1204)의 양 단부에 끼워지고, 상부내측고정블록(1104)의 좌우에 배치된다. 각 복수 개의 상부외측샤프트(1204) 각각은 상부외측고정블록(1205)의 중심부에 형성된 관통공을 통과하는 방식으로 제 1 중간패널(1201)의 하면에 결합된다.

상부외측스프링(1206)은 압축 코일스프링 형태를 갖고, 상부외측샤프트(1204)에 끼워진다. 상부외측스프링(1206)은 전기설비(2)를 기준으로 좌우방향으로 압축 및 이완되도록 배치된다. 복수 개의 상부외측스프링(1206) 각각은 상부 볼부쉬하우징(1207)과 상부외측고정블록(1205) 사이에 삽입된다. 상부외측스프링(1206)은 상부 볼부쉬하우징(1207)과 상부외측고정블록(1205) 사이에서 압축과 이완을 반복한다.

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상부 볼부쉬하우징(1207)은 중심부에 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 제조된다. 상부 볼부쉬하우징(1207)의 복수 개의 관통공 중 중심에 위치한 2개의 관통공에는 상부내측샤프트(1102)가 삽입되고, 양 측면에 위치한 2개의 관통공에는 상부외측샤프트(1204)가 삽입된다. 상부 볼부쉬하우징(1207)은 상부내측샤프트(1102) 및 상부외측샤프트(1204)가 상부패널(1101) 및 제 1 중간패널(1201)로부터 이탈되지 않고 동일한 방향으로 움직일 수 있게 한다.

하부내측샤프트(1208)는 원기둥 형태로 형성되고, 제 2 중간패널(1202)의 하면 중심부에 위치된다. 하부내측샤프트(1208)는 전기설비(2)의 정면을 기준으로 전후방향으로 연장되도록 배치된다. 하부내측샤프트(1208)는 연계유닛(12)이 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 진동할 때 연계유닛(12)이 베이스유닛(13) 상에서 이탈되는 것을 방지한다. 복수 개의 하부내측샤프트(1208)는 연계유닛(12)의 하부내측고정블록(1210)에 의해 제 2 중간패널(1202)의 아래에 고정된다.

하부내측스프링(1209)은 압축 코일스프링 형태를 갖고, 하부내측샤프트(1208)에 끼워진다. 하부내측스프링(1209)은 전기설비를 기준으로 전후방향으로 압축 및 이완되도록 배치된다. 복수 개의 하부내측스프링(1209)은 하부 볼부쉬하우징(1304)과 하부내측고정블록(1210) 사이에서 삽입된다. 하부내측스프링(1209)은 하부 볼부쉬하우징(1304)과 하부내측고정블록(1210) 사이에서 압축과 이완을 반복한다.

하부내측고정블록(1210)은 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고, 제 2 중간패널(1202)의 하면에 고정된다. 하부내측고정블록(1210)은 복수 개의 하부내측샤프트(1208)를 제 2 중간패널(1202)의 하면에 고정시킨다. 하부내측고정블록(1211)은 제 2 중간패널(1202)의 하면 양측에 서로 대응되는 위치에 각각 고정된다.

베이스유닛(13)은 바닥면 상에 고정되고, 연계유닛(12) 아래에 배치된다. 베이스유닛(13)은 바닥면에 고정되어 바닥면과 같이 전후좌우로 움직인다. 베이스유닛(13)은 전기설비(2)를 바닥면으로부터 지지한다. 베이스유닛(13)은 하부패널(1301), 복수 개의 하부외측샤프트(1302), 복수 개의 하부외측스프링(1303), 하부 볼부쉬하우징(1304) 및 복수 개의 하부외측고정블록(1305)을 포함한다.

하부패널(1301)은 직사각형 형태의 금속제 패널로, 바닥면에 고정된다. 하부패널(1301)은 바닥면에 고정된다. 하부패널(1301)은 바닥면에 나사결합에 의하여 고정될 수 있다.

하부외측샤프트(1302)는 원기둥 형태로 형성되고, 하부패널(1301)의 상면에 배치된다. 하부외측샤프트(1302)는 전기설비를 기준으로 전후방향으로 연장되도록 배치된다. 하부외측샤프트(1302)는 연계유닛(12)이 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 움직일 때, 베이스유닛(13) 상에서 연계유닛(12)이 이탈되는 것을 방지한다. 복수 개의 하부외측샤프트(1302)는 하부패널(1301)의 상면에서 하부내측샤프트(1208)의 양 측면에 배치된다.

하부외측스프링(1303)은 압축 코일스프링 형태를 갖고, 하부외측샤프트(1302)에 끼워진다. 하부외측스프링(1303)은 전기설비를 기준으로 전후방향으로 압축 및 이완되도록 배치된다. 복수 개의 하부외측스프링(1303) 각각은 하부 볼부쉬하우징(1304)과 하부외측고정블록(1305) 사이에 삽입된다. 하부외측스프링(1303)은 하부 볼부쉬하우징(1304)과 하부외측고정블록(1305) 사이에서 압축과 이완을 반복한다.

하부 볼부쉬하우징(1304)은 중심부에 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 제조된다. 하부 볼부쉬하우징(1304)의 복수 개의 관통공 중 중심에 위치한 2개의 관통공에는 하부내측샤프트(1208)가 삽입되고, 양 측면에 위치한 2개의 관통공에는 하부외측샤프트(1302)가 삽입된다. 하부 볼부쉬하우징(1304)은 하부내측샤프트(1208) 및 하부외측샤프트(1302)가 하부패널(1301)로부터 이탈되지 않고 동일한 방향으로 움직일 수 있게 한다.

하부외측고정블록(1305)은 중심부에 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고, 하부패널(1301)의 상면에 고정된다. 복수 개의 하부외측고정블록(1305) 하부패널(1301)의 상면에 고정된다. 하부외측고정블록(1305)은 하부외측샤프트(1302)의 양 단부에 끼워지고, 하부내측고정블록(1211)의 좌우에 배치된다. 각 복수 개의 하부외측샤프트(1302) 각각은 하부외측고정블록(1305)의 중심부에 형성된 관통공을 통과하는 방식으로 하부패널(1301)의 상면에 결합된다.

도 4는 제 1 중간패널 상에서 상부내측샤프트, 상부외측샤프트, 상부내측스프링 및 상부외측스프링의 상태를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 4(a)는 연계유닛 상에서 운동유닛이 움직이지 않은 상태에서 상부내측샤프트, 상부외측샤프트, 상부내측스프링 및 상부외측스프링을 나타내는 도면이고, 도 4(b)는 연계유닛 상에서 운동유닛이 움직인 상태에서 상부내측샤프트, 상부외측샤프트, 상부내측스프링 및 상부외측스프링을 나타내는 도면이고, 도 4(c)는 연계유닛 상에서 운동유닛이 최대로 움직인 상태에서 상부내측샤프트, 상부외측샤프트, 상부내측스프링 및 상부외측스프링을 나타내는 도면이다.

도 4(a)를 참고하면, 연계유닛(12) 상에서 운동유닛(11)이 움직이지 않은 경우, 상부 볼부쉬하우징(1206)을 중심으로 복수 개의 상부내측스프링(1103) 및 복수 개의 상부외측스프링(1206) 각각이 서로 대칭되도록 배치된다. 연계유닛(12) 상에서 운동유닛(11)이 정지한 상태인 경우, 상부 볼부쉬하우징(1206)을 기준으로 좌측 및 우측에 끼워진 상부내측스프링(1103)의 길이가 동일하다. 또한, 상부 볼부쉬하우징(1206)을 기준으로 좌측 및 우측에 끼워진 상부외측스프링(1206)의 길이가 동일하다.

도 4(b)를 참고하면, 연계유닛(12) 상에서 운동유닛(11)이 우측으로 움직인 상태를 나타내는 도면이다. 운동유닛(11)이 우측으로 움직임에 따라 운동유닛(11)의 상부패널(1101) 하면에 부착된 상부내측고정블록(1104) 및 상부내측샤프트(1102)가 우측으로 함께 움직인다. 상부내측고정블록(1104)이 우측으로 움직임에 따라 상부외측샤프트(1204)에 끼워진 상부외측스프링(1206) 중 상부 볼부쉬하우징(1207)의 우측에 배치된 상부외측스프링(1206)이 압축된다.

여기에서, 상부외측스프링(1206) 및 상부내측스프링(1102)은 서로 다른 탄성계수를 갖는 스프링이다. 도 4에 도시된 예시에서, 상부외측스프링(1206)의 탄성계수는 상부내측스프링(1102)의 탄성계수보다 작다. 상부외측스프링(1206)의 탄성계수가 더 작음에 따라, 운동유닛(11)이 움직일 때, 상부외측스프링(1206)이 상부내측스프링(1205) 보다 먼저 압축된다.

도 4(c)를 참고하면, 연계유닛(12) 상에서 운동유닛(11)이 우측으로 최대한 움직인 상태를 나타내는 도면이다. 운동유닛(11)이 우측으로 최대한 움직임에 따라 상부내측스프링(1102) 및 상부외측스프링(1206)이 모두 압축된다. 보다 구체적으로, 운동유닛(11)이 우측으로 움직임에 따라 운동유닛(11)의 상부패널(1101) 하면에 부착된 상부내측고정블록(1104) 및 상부내측샤프트(1102)가 우측으로 함께 움직인다. 상부내측고정블록(1104)이 우측으로 움직임에 따라 상부 볼부쉬하우징(1207)의 우측에 배치된 상부외측스프링(1206)이 압축되고, 상부 볼부쉬하우징(1207)의 좌측에 배치된 상부내측스프링(1103)이 압축된다.

운동유닛(11)의 움직일 때, 스프링의 압축 및 이완을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 압축된 상부외측스프링(1206) 및 상부내측스프링(1103)의 탄성력은 좌측 방향으로 작용한다. 압축된 상부외측스프링(1206) 및 상부내측스프링(1103)의 탄성력에 의하여, 운동유닛(11)은 좌측으로 움직인다. 운동유닛(11)이 좌측으로 움직임에 따라, 상부 볼부쉬하우징(1207)의 좌측에 배치된 상부외측스프링(1206)이 압축되고, 우측에 배치된 상부내측스프링(1103)이 압축된다. 그리고, 압축된 스프링의 탄성력은 우측 방향으로 작용한다.

상술한 운동유닛(11)의 움직임을 종합하면, 복수 개의 상부내측스프링(1103) 및 복수 개의 상부외측스프링(1206)이 압축과 이완을 반복하면서 운동유닛(11)이 연계유닛(12) 상에서 좌우로 진동을 반복하면서 전기설비(2)를 기준으로 좌우"?袖* 진동을 감쇠시킨다. 이에 따라, 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 바닥면에서 발생한 진동 중 바닥면과 평행한 수평면 상에서 좌우방향의 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지한다.

상술한 상부내측스프링(1103) 및 상부외측스프링(1206)의 동작은 연계유닛(12)과 베이스유닛(13)을 연결하는 복수 개의 하부내측스프링(1209) 및 복수 개의 하부외측스프링(1303)의 동작에 동일하게 적용된다.

연계유닛(12)이 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 움직일 때, 연계유닛(12)이 움직인 방향에 위치하는 하부외측스프링(1303)이 압축되고 연계유닛(12)이 움직인 방향에 반대하는 방향에 위치하는 하부내측스프링(1209)이 압축된다. 압축된 하부외측스프링(1303) 및 하부내측스프링(1209)의 탄성력은 연계유닛(12)이 움직인 방향과 반대방향으로 작용한다. 압축된 하부외측스프링(1303) 및 하부내측스프링(1209)의 탄성력에 의하여 연계유닛(12)은 반대방향으로 움직이고, 이에 따라 연계유닛(12)이 반대방향으로 움직임에 따라, 압축되었던 하부외측스프링(1303) 및 하부내측스프링(1209)이 이완되고, 이완되어 있던 하부외측스프링(1303) 및 하부내측스프링(1209)이 압축된다.

상술한 연계유닛(12)의 움직임을 종합하면, 복수 개의 하부내측스프링(1209) 및 복수 개의 하부외측스프링(1303)이 압축과 이완을 반복하면서 연계유닛(12)이 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 진동을 반복하면서 전기설비(2)를 기준으로 앞뒤"?袖* 진동을 감쇠시킨다. 이에 따라, 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 바닥면에서 발생한 진동 중 바닥면과 평행한 수평면 상에서 앞뒤방향의 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 운동유닛(11)은 연계유닛(12) 상에서 좌우로 움직이고 연계유닛(12)은 베이스유닛(13) 상에서 앞뒤로 움직일 수 있다. 운동유닛(11) 및 운동유닛(11) 상에 놓여진 전기설비(2)는 베이스유닛(13)이 고정된 바닥면과 평행한 수평면 상에서 전후좌우로, 즉 모든 방향으로 움직일 수 있다. 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 전기설비용 고감쇠 면진장치(1) 위에 놓여진 전기설비(2)를 바닥면에서 진동이 발생하였을 때 전후좌우로 진동하면서 바닥면에서 발생한 바닥면과 수평한 방향의 진동을 감쇠시키고, 순간적으로 발생한 큰 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지한다.

본 발명의 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 상부내측스프링(1103) 및 상부외측스프링(1206)의 탄성계수가 상이하다. 보다 구체적으로, 상부내측스프링(1103)의 탄성계수가 상부외측스프링(1206)의 탄성계수 보다 크다. 상부내측스프링(1103)의 탄성계수가 더 큼에 따라, 운동유닛(12)의 상부패널(1101)이 좌우로 움직일 때, 상부외측스프링(1103)이 먼저 압축된다. 그리고, 상부외측스프링(1103)이 압축되고, 그 다음으로 상부내측스프링(1206)이 압축된다.

여기에서, 상부내측스프링(1103)의 탄성계수가 상부외측스프링(1206)의 탄성계수가 더 크기 때문에, 상부내측스프링(1103) 및 상부외측스프링(1206)에 동일한 외력이 가해질 때 상부내측스프링(1103)이 압축되는 길이가 짧아진다. 상부내측스프링(1103)이 상부외측스프링(1206) 보다 나중에 압축되고 더 짧게 압축됨에 따라, 압축된 상부내측스프링(1103)의 복원력에 의하여 압축되지 않은 상부외측스프링(1206) 및 상부내측스프링(1103)의 압축될 때 각 스프링의 길이가 조금씩 짧아진다.

상술한 내용을 종합할 때, 운동유닛(11)은 상부 볼부쉬하우징(1103)을 기준으로 좌우로 배치된 상부내측스프링(1103) 및 상부외측스프링(1206)이 압축과 이완을 반복할 때마다 스프링의 압축되는 길이가 점차 짧아지면서 바닥면에서 발생한 좌우방향 진동을 감쇠시킨다.

또한, 연계유닛(12)의 하부내측스프링(1209) 및 하부외측스프링(1303)은 상부내측스프링(1103) 및 상부외측스프링(1206)과 마찬가지로 압축과 이완을 반복하면서 바닥면에서 발생한 전후방향의 진동을 감쇠시킨다. 베이스유닛(13) 상에서 연계유닛(12)은 하부 볼부쉬하우징(1304)을 기준으로 앞뒤로 배치된 하부내측스프링(1209) 및 하부외측스프링(1303)이 압축과 이완을 반복할 때마다 스프링의 압축되는 길이가 점차 짧아지면서 바닥면에서 발생한 전후방향 진동을 감쇠시킨다.

본 발명의 실시예들에 따른, 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 내측스프링 및 외측스프링의 탄성계수가 차이남에 따라 볼부쉬하우징을 기준으로 앞뒤 또는 좌우에 배치된 스프링들이 압축된 길이가 점차 짧아지면서 바닥면에서 발생된 진동을 보다 빠르고 효과적으로 감쇠시킨다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 움직임을 도시한 도면이다. 도 5를 참고하면, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 바닥에 고정된 베이스유닛(13) 상에서 전후좌우로 움직일 수 있다. 도 5의 (a)는 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 움직이지 않은 상태를 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 운동유닛(11)이 전기설비(2)의 정면을 기준으로 우측으로 움직였을 때의 상태를 도시한 도면이고, 도 5의 (c)는 운동유닛(11)이 전기설비(2)의 정면을 기준으로 좌측으로 움직였을 때의 상태를 도시한 도면이다.

여기에서, 베이스유닛(13) 상에 설치된 연계유닛(12) 및 운동유닛(11)은 연계유닛(12)과 베이스유닛(13)을 연결하는 하부내측샤프트(1208) 및 하부외측샤프트(1302)에 의하여 전기설비의 정면을 기준으로 앞뒤로 움직일 수 있다. 또한, 운동유닛(11)은 연계유닛(12) 상에서 운동유닛(11)과 연계유닛(12)을 연결하는 상부내측샤프트(1102) 및 상부외측샤프트(1204)에 의하여 좌우로 움직일 수 있다.

도 5의 (a)를 참고하면, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 움직이지 않은 경우, 복수 개의 상부내측스프링(1103), 복수 개의 상부외측스프링(1206), 복수 개의 하부내측스프링(1209) 및 복수 개의 하부외측스프링(1303) 모두는 압축되지 않고 평형상태를 유지한다. 전기설비(2)는 운동유닛(11)과 마찬가지로 움지이지 않고 정지한 상태를 유지한다.

도 5의 (b)를 참고하면, 운동유닛(11)이 우측으로 움직이는 경우, 상부 볼부쉬하우징(1207)을 기준으로 우측에 위치하는 상부외측스프링(1206) 및 좌측에 위치하는 상부내측스프링(1103)이 압축된다. 전기설비(2)는 운동유닛(11)과 함께 우측으로 움직인다. 압축된 상부외측스프링(1206) 및 상부내측스프링(1103)의 복원력은 좌측방향으로 가해진다. 스프링의 복원력으로 인하여, 운동유닛(11)은 점차 좌측으로 움직인다.

도 5의 (c)를 참고하면, 운동유닛(11)이 좌측으로 움직이는 경우, 상부 볼부쉬하우징(1207)을 기준으로 좌측에 위치하는 상부외측스프링(1206) 및 우측에 위치하는 상부내측스프링(1103)이 압축된다. 전기설비(2)는 운동유닛(11)과 함께 좌측으로 움직인다. 압축된 상부외측스프링(1206) 및 상부내측스프링(1103)의 복원력은 우측방향으로 가해진다. 스프링의 복원력으로 인하여, 운동유닛(11)은 점차 우측으로 움직인다.

도 5의 (d)는 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 전기설비(2)의 정면을 기준으로 정면으로 움직였을 때의 상태를 도시한 도면이고, 도 5의 (e)는 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 전기설비(2)의 정면을 기준으로 뒤쪽으로 움직였을 때의 상태를 도시한 도면이다.

도 5의 (d)를 참고하면, 운동유닛(11) 및 연결유닛(12)이 정면으로 움직이는 경우, 하부 볼부쉬하우징(1304)을 기준으로 정면 쪽에 위치하는 하부외측스프링(1303) 및 뒤쪽에 위치하는 하부내측스프링(1209)이 압축된다. 전기설비(2)는 운동유닛(11)과 함께 앞쪽으로 움직인다. 압축된 하부외측스프링(1303) 및 하부내측스프링(1209)의 복원력은 뒤쪽 방향으로 가해진다. 스프링의 복원력으로 인하여, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 점차 뒤쪽으로 움직인다.

도 5의 (e)를 참고하면, 운동유닛(11) 및 연결유닛(12)이 되쪽으로 움직이는 경우, 하부 볼부쉬하우징(1304)을 기준으로 뒤쪽에 위치하는 하부외측스프링(1303) 및 정면 쪽에 위치하는 하부내측스프링(1209)이 압축된다. 전기설비(2)는 운동유닛(11)과 함께 뒤쪽으로 움직인다. 압축된 하부외측스프링(1303) 및 하부내측스프링(1209)의 복원력은 앞쪽 방향으로 가해진다. 스프링의 복원력으로 인하여, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 점차 앞쪽으로 움직인다.

도 5의 (f) 내지 (i)는 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 베이스유닛(13) 상에서 대각선으로 움직였을 때의 상태를 도시한 도면이다. 도 5의 (f) 내지 (i)에 도시된 바와 같이, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 베이스유닛(13) 상에서 대각선 방향으로 움직일 때, 복수 개의 상부외측스프링(1206) 및 복수 개의 하부외측스프링(1303) 중 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 좌우방향 중 움직인 방향과 동일한 쪽에 위치하는 상부외측스프링(1206) 및 하부외측스프링(1303)이 압축되고, 복수 개의 상부내측스프링(1103) 및 복수 개의 하부내측스프링(1209) 중 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 앞뒤방향 중 움직인 방향과 반대되는 쪽에 위치하는 상부내측스프링(1103) 및 하부내측스프링(1209)이 압축된다. 압축된 스프링들의 복원력은 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 움직이는 방향으로 반대방향으로 작용함에 따라, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 각 유닛이 움직인 방향과 반대방향으로 움직인다. 이와 같이, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 바닥면과 평행한 수평면 상에서 전후좌우로 진동하면서 바닥면과 수평면 상의 모든 방향의 진동을 감쇠시킨다.

또한, 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 바닥면에 진동이 발생하더라도 전기설비용 고감쇠 면진장치(1) 상에 놓여진 전기설비(2)를 진동이 발생하기 전의 위치로 다시 돌아오게 한다.

상술한 바와 같이, 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)은 바닥면에 고정된 베이스유닛(13)과 독립적으로 움직일 수 있다. 바닥면에서 진동이 발생하여 바닥면 및 베이스유닛(13)이 전후좌우 및 대각선 방향으로 움직이더라도 운동유닛(11) 및 운동유닛(11) 상에 올려진 전기설비(2)로 바닥면의 진동이 전달되지 않는다. 베이스유닛(13)이 바닥면과 함께 전후좌우 및 대각선 방향으로 움직임에 따라, 복수 개의 스프링에 의하여 베이스유닛(13)이 움직인 방향과 반대방향으로 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)이 천천히 움직이게 하면서 바닥면에서 발생한 수평방향의 진동을 감쇠시킨다. 이에 따라, 바닥면에서 발생한 수평방향 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상부유닛(11)은 중심 위치복귀모듈(1304)의 복수 개의 스프링(13042)이 압축 및 이완을 반복하면서 하부유닛(13) 상에서 진동하고, 그 움직임의 크기가 점차 감소함으로써, 바닥면의 수평면 상에서의 모든 방향의 강한 진동이 상부유닛(11) 상의 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지한다.

전기설비용 고감쇠 면지장치(1)는 베이스유닛(13) 상에서 운동유닛(11) 및 연계유닛(12)의 움직임에 의하여 바닥면과 평행한 수평면 상의 모든 방향의 진동을 감쇠시킨다. 연계유닛(12)의 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202) 사이에 삽입된 복수 개의 탄성체(1203)는 바닥면과 수직한 방향의 진동을 감쇠시킨다.

탄성체(1203)는 복원력을 갖는 재질로, 연계유닛(12)의 제 1 중간패널(1201) 및 제 2 중간패널(1202) 사이에 삽입되고, 바닥면과 수직한 방향의 진동인 수직방향 진동을 감쇠시킨다.

도 6은 도 3에 도시된 탄성체의 도면이다. 보다 구체적으로, 도 6은 탄성체의 사시도 및 탄성체의 일부를 확대한 도면이다. 도 6을 참고하면, 탄성체(1203)는 상면 및 하면에 복수 개의 돌기 및 홈이 형성되는 직육면체 패널로서, 탄성을 갖는 소재 예를 들어, 고무, 우레탄 등으로 제조된다. 탄성체(1203)는 상면에 길이방향으로 연장되는 복수 개의 상면 홈(12031) 및 복수 개의 상면 돌기(12032)를 포함하고, 하면에는 길이방향과 수직한 방향으로 연장되는 복수 개의 하면 홈(12033) 및 복수 개의 하면 돌기(12034)룰 포함한다. 탄성체(1203)에서 서로 수직하게 형성된 상면 홈(12031) 및 하면 홈(12032)은 전기설비(2)의 직사각형 하면의 모서리에 배치된다.

도 7은 탄성체(1203)의 단면을 도시한 도면이다. 보다 구체적으로, 도 7의 (a)는 탄성체(1203)의 정면도이고, 도 7의 (b)는 탄성체(1203)의 측면도이다. 도 7을 참고하면, 탄성체(1203)의 상면에서 길이방향으로 형성된 상면 홈(12031)의 폭과 상면에서 볼록하게 돌출된 상면 돌기(12032)의 폭은 동일하다. 마찬가지로, 탄성체(1203)의 하면에서 가로방향으로 형성된 하면 홈(12033)의 폭은 하면에서 볼록하게 돌출된 하면 돌기(12034)의 폭은 동일하다. 탄성체(1203)의 상면 및 하면의 돌기들은 바닥면과 수직한 방향으로 진동할 때 돌기들이 압축되었다가 이완되었다를 반복하면서 수직한 방향의 진동을 감쇠시킨다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성체를 도시한 도면이다. 도 8을 참고하면, 탄성체(1203)의 상면에 길이방향으로 형성된 상면 홈(12031)의 폭은 전기설비(2)의 중심으로 가까워질수록 두꺼워지고, 인접한 상면 홈(12031) 사이의 상면 돌기(12032)의 두께 또한 전기설비(2)의 중심과 가까워질수록 두꺼워진다. 보다 상세하게는, 상면 홈(12031)의 폭 및 상면 돌기(12032)의 폭은 전기설비(2)의 중심으로부터의 거리에 반비례한다. 복수 개의 상면 홈(12031)의 폭은 전기설비(2)의 중심으로부터 멀어질수록 좁아진다. 상면 돌기(12032)의 두께는 전기설비(2)의 중심으로부터 멀어질수록 얇아진다.

탄성체(1203)의 하면에 가로방향으로 형성된 하면 홈(12033)의 폭은 전기설비(2)의 중심으로 가까워질수록 두꺼워지고, 인접한 하면 홈(12033) 사이의 하면 돌기(12034)의 폭 또한 전기설비(2)의 중심과 가까워질수록 두꺼워진다. 보다 상세하게는, 하면 홈(12033)의 폭 및 하면 돌기(12034)의 폭은 전기설비(2)의 중심으로부터의 거리에 반비례한다.

또한, 탄성체(1203)의 상면 및 하면에 형성된 상면 홈(12031) 및 하면 홈(12032)의 깊이는 전기설비(2)의 중심으로 멀어질수록 깊어지고, 전기설비(2)의 중심과 가까울수록 얕아진다. 상면 홈(12031) 및 하면 홈(12032)의 깊이는 전기설비(2)의 중심으로부터의 거리에 비례한다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 탄성체(1203)의 상면 및 하면에 돌출된 상면돌기들(12032) 및 하면돌기들(12034)은 전기설비(2)의 중심, 즉 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 중심으로부터 멀어질수록 돌기의 두께가 얇아지고 상면 홈(12031) 및 하면 홈(12033)의 깊이가 깊어짐에 따라, 탄성체(1203)의 최대 탄성변형 범위가 증가한다. 여기에서, 탄성변형 범위는 탄성체(1203)의 돌기가 최대로 변형될 수 있는 범위를 의미한다.

바닥면에 수직한 방향의 진동 및 바닥면과 평행인 수평면 상의 진동이 동시에 발생하는 경우, 운동유닛(11) 상에 올려진 전기설비(2)는 임의의 방향으로 기울어진다. 전기설비(2)의 무게중심을 기준으로 기울어지는 경우, 전기설비(2)의 바닥면에서 모서리로 갈수록 전기설비(2)의 변위 크기가 커진다. 따라서, 전기설비(2)바닥면의 모서리 쪽에 가까운 탄성체(1203)의 부분이 전기설비(2) 바닥면의 중심 쪽에 가까운 탄성체(1203)의 부분 보다 더 많이 변형되어야 한다.

이상에서 기재한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 탄성체(1203)는 전기설비(2)의 모서리 쪽에 가까울수록 탄성체의 상면 돌기(12032) 및 하면 돌기(12034)의 두께가 좁아지고, 각 돌기 사이의 폭도 좁아지고, 상면 홈(12031) 및 하면 홈(12032) 각각의 폭이 깊어진다. 이에 따라, 전기설비(2)의 저면과 맞닿는 탄성체(1203)는 전기설비(2)의 모서리 쪽에서 전기설비(2)의 중심부 보다 탄성체(1203)의 최대 탄성변형 범위가 더 크다. 다시 말해, 전기설비(2) 바닥면의 모서리 쪽에 가까운 탄성체(1203) 부분이 전기설비(2) 바닥면의 중심쪽에 가까운 탄성체(1203) 부분 보다 더 많이 움직일 수 있기 때문에, 전기설비(2)가 좌우로 움질일 때 전기설비(2)의 모서리 부분이 전기설비(2)의 중심부보다 더 많이 변형될 수 있다. 따라서, 바닥면에서 수직한 방향으로 진동이 발생하더라도 운동유닛(11) 상의 전기설비(2)가 탄성체(1203) 상에서 좌우로 흔들리면서 수직 방향 진동이 전기설비도 전달되는 것을 감쇠시킬 수 있다.

전기설비(2)의 모서리에 가까운 상면 돌기(12032) 및 하면 돌기(12034)의 두께가 얇아짐에 따라 각 돌기의 체적탄성계수가 작아진다. 보다 구체적으로, 돌기들의 체적탄성계수가 작아짐에 따라 전기설비(2)의 모서리에 가까운 돌기들이 전기설비(2)의 중심부에 가까운 돌기들과 비교하여 더 많이 압축된다. 전기설비용 고감쇠 면진장치(1) 상에서 전기설비(2)가 진동할 때, 전기설비(2)의 모서리가 전기설비(2)의 중심부 보다 진동폭이 증가한다.

이에 따라, 수직방향진동 및 수평방향진동이 동시에 발생하는 경우, 다시 말해 대각선 방향으로 전기설비(2)가 진동하는 경우, 전기설비(2)의 중심부 보다 모서리 측의 탄성체(1203)가 더 압축되었다가 이완됨을 반복함에 따라 대각선 방향 진동을 감쇠시킨다.

여기에서, 탄성체(1203)를 모두 동일한 탄성계수를 갖는 재질로 제조할 경우, 전기설비(2)의 모서리 측에 탄성체(1203)의 상면돌기(12032) 및 하면돌기(12034)는 전기설비(2)의 중심 쪽에 가까운 탄성체(1203)의 상면돌기(12032) 및 하면돌기(12034)에 비하여 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 그러나, 탄성체(1203)를 탄성계수가 높은 재질로 제조할 경우 탄성체(1203)에 매우 강한 힘이 가해져야 탄성체(1203)가 변형될 수 있기 때문에, 소정의 크기의 진동이 발생하는 경우 수직방향의 진동이 전부 전기설비(2)로 전달되는 문제점이 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)의 탄성체(1203)는 각 부분마다 탄성계수가 상이하다. 보다 구체적으로, 탄성체(1203)는 상이한 탄성계수를 갖는 복수 개의 재질로 제조된다. 탄성체(1203)의 각 부분별 탄성계수는 전기설비(2)의 중심으로부터 거리와 비례한다. 전기설비(2)의 중심으로부터의 거리가 먼 탄성체(1203)의 부분일수록 탄성계수가 크다.

예를 들어, 탄성체(1203)는 상이한 탄성계수를 갖는 재질들로 제조될 수 있다. 전기설비(2)의 중심으로부터 거리가 먼 부분은 높은 탄성계수를 갖는 재질로 제조되고, 전기설비(2)의 중심과 가까운 부분은 상대적으로 낮은 탄성계수를 갖는 재질로 제조된다. 그리고 각각 상이한 탄성계수를 갖는 재질로 제조된 부분을 결합하여 탄성체(1203)를 제조할 수 있다.

이처럼, 탄성체(1203)는 전기설비(2)의 모서리 쪽에 가까운 부분의 탄성계수를 큰 재질을 이용함으로써, 탄성체(1203)의 모서리 부분의 내구성을 향상시키면서 바닥면과 수직한 방향의 진동이 발생하는 경우 전기설비(2)가 전후 또는 좌우로 기울어짐을 반복하면서 진동을 감쇠시켜 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 탄성체(1203)는 탄성체(1203)의 상면에서 중앙을 기준으로 일단에는 길이방향의 상면 홈(12031)이 형성되고, 타단에는 가로방향의 상면 홈(12031)이 형성된다. 탄성체(1203)의 하면에는 중앙을 기준으로 일단에는 가로방향의 하면 홈(12033)이 형성되고 타단에는 길이방향의 하면 홈(12033)가 형성된다. 탄성체(1203)의 상면과 하면 각각에 형성된 홈은 서로 수직한 방향으로 형성된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 탄성체(1202)는 각각 상이한 방향으로 형성된 홈에 의하여, 전기설비(2)의 정면을 기준으로 좌우로 연장되는 평면 상에서의 시계 또는 반시계방향 진동을 감쇠시키고, 또한 전후로 연장되는 평면 상에서의 시계 또는 반시계방향 진동을 모두 효과적으로 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)는 더욱 효과적으로 바닥면에서 발생한 대각선 방향의 진동을 감쇠시켜 진동이 전기설비(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치는 전기설비의 아래에서 전기설비를 지지하는 운동유닛, 베이스유닛 위에서 운동유닛의 움직임을 연계하는 연계유닛 및 바닥면에 고정되어 운동유닛 및 연계유닛을 지지하는 베이스유닛으로 구성되고, 운동유닛의 좌우 진동 및 연계유닛의 전후 진동에 의하여 바닥면과 평행인 수평면 상의 모든방향의 진동을 감쇠시켜 전기설비로 수평방향 진동이 전달되는 것을 방지한다.

본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 운동유닛 및 연계유닛 각각은 상이한 탄성계수를 갖는 내측스프링 및 외측스프링으로 구성됨에 따라, 동일한 힘이 가해질 때 내측스프링과 외측스프링이 압축되는 정도가 상이하다. 상술한 본 발명의 실시예들에 따르면 내측스프링의 탄성계수가 외측스프링의 탄성계수 보다 크고, 서로 대응되는 위치에 배치된 스프링이 압축됨에 따라, 내측스프링 및 외측스프링이 압축 및 이완될 때마다 각 스프링의 압축 정도가 빠르게 감소된다. 이에 따라, 전기설비용 고감쇠 면진장치는 수평방향의 진동을 보다 빠르고 효과적으로 감쇠시킨다.

또한, 본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치는 연계유닛의 복수 개의 탄성체에 의하여 바닥면과 수직인 방향의 진동을 감쇠시킨다. 보다 구체적으로, 탄성체는 탄성 있는 재질이고, 탄성체의 상면과 하면 각각에 상이한 방향으로 연장되는 복수 개의 홈이 형성되어 있음에 따라, 탄성체 상에 올려진 전기설비가 바닥면에 수직한 방향의 진동이 발생하더라도 탄성체가 압축 및 이완을 반복하면서 수직방향의 진동을 감쇠시켜 전기설비로 수직방향의 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

추가적으로, 본 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 탄성체는 상면과 하면 각각에 상이한 방향으로 연장되는 상면 돌기 및 하면 돌기가 형성된다. 탄성체의 상면으로부터 돌출된 복수 개의 상면 돌기 및 하면으로부터 돌출된 복수 개의 하면 돌기는 전기설비의 중심으로부터 멀어질수록 돌기의 두께가 얇아지고 돌기의 길이가 길어진다. 전기설비의 중심에 가까운 탄성체 부분보다 전기설비의 중심으로부터 먼 탄성체 부분의 최대 탄성변형 범위가 증가함에 따라, 탄성체 상에 올려진 전기설비가 전기설비의 무게중심을 기준으로 전후좌우로 기울어질 수 있고, 전기설비가 탄성체 상에서 좌우로 흔들리면서 바닥면과 수직한 평면 상에서의 모든 방향의 진동을 감쇠시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 다른 전기설비용 고감쇠 면진장치는 바닥면과 평행한 수평면 상에서의 모든 방향의 진동 및 바닥면과 수직한 평면 상에서의 모든 방향의 진동을 감쇠시켜, 전기설비가 진동으로 인하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전기설비용 고감쇠 면진장치의 탄성체는 전기설비의 중심으로부터 멀어진 부분은 큰 탄성계수를 갖는 재질로 제조하고, 전기설비의 중심에 까까운 부분은 상대적으로 작은 탄성계수를 갖는 재질로 제조함으로써, 전기설비의 모서리 및 중심부의 진동을 더 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로해석되어야 할 것이다.

1: 전기설비용 고감쇠 면진장치
2: 전기설비
11: 운동유닛
1101: 상부패널 1102: 상부내측샤프트
1103: 상부내측스프링 1104: 상부내측고정블록
12: 연계유닛
1201: 제 1 중간패널 1202: 제 2 중간패널
1203: 탄성체 1204: 상부외측샤프트
1205: 상부외측고정블록 1206: 상부외측스프링
1207: 상부 볼부쉬하우징 1208: 하부내측샤프트
1209: 하부내측스프링 1210: 하부내측고정블록
13: 베이스유닛
1301: 하부패널 1302: 하부외측샤프트
1303: 하부외측스프링 1304: 하부 볼부쉬하우징
1305: 하부외측고정블록

Claims (7)

1. 전기설비와 바닥면 사이에 설치되는 전기설비용 고감쇠 면진장치(1)에 있어서,
   상기 전기설비의 하면에 위치하는 운동유닛(11);
   상기 바닥면에 고정되는 베이스유닛(13); 및
   상기 운동유닛(11) 및 상기 베이스유닛(13) 사이에 삽입되고 상기 운동유닛(11) 및 상기 베이스유닛(13)을 연결하는 연계유닛(12)을 포함하고,
   상기 운동유닛(11)은
   원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 좌우방향으로 배치되는 복수 개의 상부내측샤프트(1102);
   상기 복수 개의 상부내측샤프트(1102)에 끼워지고, 상기 전기설비를 기준으로 좌우방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 상부내측스프링(1103); 및
   상기 복수 개의 상부내측샤프트(1102) 각각을 고정하는 복수 개의 상부내측고정블록(1104)을 포함하고,
   상기 연계유닛(12)은
   원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 좌우방향으로 배치되는 복수 개의 상부외측샤프트(1204);
   상기 복수 개의 상부외측샤프트(1204) 각각을 고정하는 복수 개의 상부외측고정블록(1205);
   상기 복수 개의 상부외측샤프트(1204)에 끼워지고, 상기 전기설비를 기준으로 좌우방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 상부외측스프링(1206);
   중심에 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고 상기 복수 개의 상부내측샤프트(1102) 및 상기 복수 개의 상부외측샤프트(1204)를 지지하는 상부 볼부쉬하우징(1207);
   원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 앞뒤방향으로 배치되는 복수 개의 하부내측샤프트(1208);
   상기 복수 개의 하부내측샤프트(1208)에 끼워지고, 상기 전기설비를 기준으로 전후방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 하부내측스프링(1209); 및
   상기 복수 개의 하부내측샤프트(1208) 각각을 고정하는 복수 개의 하부내측고정블록(1210)을 포함하고,
   상기 베이스유닛(13)은
   원기둥 형태로 상기 전기설비의 정면을 기준으로 앞뒤방향으로 배치되는 복수 개의 하부외측샤프트(1302);
   상기 복수 개의 하부외측샤프트(1302)에 끼워지고, 상기 전기설비를 기준으로 전후방향으로 압축 및 이완되도록 배치된 복수 개의 하부외측스프링(1303);
   상기 복수 개의 하부외측샤프트(1302) 각각을 고정하는 복수 개의 하부외측고정블록(1305); 및
   중심에 복수 개의 관통공이 형성된 직육면체 형태로 형성되고 상기 복수 개의 하부내측샤프트(1208) 및 상기 복수 개의 하부외측샤프트(1302)를 지지하는 하부 볼부쉬하우징(1304)을 포함하고,
   상기 복수 개의 상부내측스프링(1103)의 탄성계수는 상기 복수 개의 상부외측스프링(1206)의 탄성계수 보다 크고, 상기 복수 개의 하부내측스프링(1209)의 탄성계수는 상기 복수 개의 하부외측스프링(1303)의 탄성계수 보다 크고,
   상기 복수 개의 상부내측스프링(1103)이 상기 상부 볼부쉬하우징(1207) 및 상기 상부내측고정블록(1104) 사이에서 압축 및 이완을 반복하고, 상기 복수 개의 상부외측스프링(1206)은 상기 상부 볼부쉬하우징(1207) 및 상기 상부외측고정블록(1205) 사이에서 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면에서 발생한 좌우방향의 진동을 감쇠시키고,
   상기 복수 개의 하부내측스프링(1209)이 상기 하부 볼부쉬하우징(1304) 및 상기 하부내측고정블록(1210) 사이에서 압축 및 이완을 반복하고, 상기 복수 개의 하부외측스프링(1303)은 상기 하부 볼부쉬하우징(1304) 및 상기 하부외측고정블록(1305) 사이에서 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면에서 발생한 전후방향의 진동을 감쇠시키고,
   상기 운동유닛(11)이 상기 연계유닛(12) 상에서 상기 전기설비를 기준으로 좌우로 움직이고 상기 연계유닛(12)이 상기 베이스유닛(13) 상에서 상기 전기설비를 기준으로 앞뒤로 움직임에 따라, 상기 운동유닛(11) 상의 설치된 상기 전기설비가 상기 바닥면과 평행한 수평면 상에서 전후좌우로 움직이면서 수평방향의 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전기설비용 고감쇠 면진장치.
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6. 제 1 항에 있어서,
   상기 연계유닛(12)은
   직사각형 형태를 갖는 제 1 중간패널(1201);
   직사각형 형태로 상기 제 1 중간패널(1201)과 이격되어 배치되는 제 2 중간패널(1202); 및
   직육면체 패널 형태로 복원력을 갖는 재질로 제조되고, 압축 및 이완을 반복하면서 바닥면과 수직한 방향의 진동을 감쇠시키는 복수 개의 탄성체(1203)를 더 포함하고,
   상기 제 1 중간패널(1201) 의 상면에 상기 복수 개의 상부외측샤프트(1204)가 배치되고, 상기 제 2 중간패널(1202)의 하면에 상기 복수 개의 하부내측샤프트(1208)이 배치되고,
   상기 복수 개의 탄성체(1203)는 상기 제 1 중간패널(1201) 및 상기 제 2 중간패널(1202) 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기설비용 고감쇠 면진장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수 개의 탄성체(1203)은
   상면에 각 탄성체(1203)의 길이방향으로 오목하게 형성된 복수 개의 상면 홈(12031);
   각 탄성체(1203)의 상면으로부터 돌출되고, 탄성체(1203)의 길이방향으로 형성된 복수 개의 상면 돌기(12032);
   각 탄성체(1203)의 하면에 탄성체(1203)의 가로방향으로 오목하게 형성된 복수 개의 하면 홈(12033); 및
   각 탄성체(1203)의 하면에 탄성체(1203)의 가로방향으로 형성된 복수 개의 하면 돌기(12034)를 포함하고,
   상기 바닥면과 수직한 방향으로 상기 바닥면이 진동할 때, 상기 복수 개의 상면 돌기(12032) 및 상기 복수 개의 하면 돌기(12034)가 압축 및 이완을 반복하면서 수직 방향의 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전기설비용 고감쇠 면진장치.

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