KR102523176B1 - 전방향 충격 흡수장치 - Google Patents

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손진환
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Abstract

본 발명은 전방향 충격 흡수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기를 공급받아 다수의 사용처로 분배하여 공급하는 수배전반 또는 수배전반에서 변환된 전원을 제어하거나 계측하는 계장제어반을 기계적 진동 등으로부터 발생된 모든 방향에 대한 충격력을 효율적으로 흡수하도록 하는 전방향 충격 흡수장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치는, 상판과 하판; 상기 상판의 하부에 설치되어 상하로 움직이는 진동을 흡수하여 충격을 완화하는 상하진동 흡수장치; 상기 상하진동 흡수장치 하부와 상기 하판의 하부에 설치되어 진동시 상판과 하판을 전후 좌우로 움직이도록 하는 LM가이드 블록; 및 일측은 상기 LM가이드 블록에, 타측은 상기 상판이나 하판에 설치되어 진동이 멈추면 상판과 하판을 원래의 위치로 복원하는 위치복원장치; 를 포함하여 구성된다.

Description

전방향 충격 흡수장치 {Omnidirectional Shock Absorber}
본 발명은 전방향 충격 흡수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기를 공급받아 다수의 사용처로 분배하여 공급하는 수배전반 또는 수배전반에서 변환된 전원을 제어하거나 계측하는 계장제어반을 기계적 진동 등으로부터 발생한 모든 방향에 대한 충격력을 효율적으로 흡수하도록 하는 전방향 충격 흡수장치에 관한 것이다.
일반적으로 아파트 등의 대형 건축 구조물에는 전기를 공급하는 전기실에 설치되는 고압 배전반, 저압 배전반과 MCC 반이 있고, 각 세대 또는 필요위치에 인입되는 전원을 분기시키도록 분전반이 설치되어 있다.
수배전반은 외부 전원을 공급받아 각종 부하로 공급함과 더불어 단락사고 또는 지락사고에 대하여 변압기 또는 모터 등 각종 부하를 보호하고, 분전반은 누전 등의 발생시 전원공급을 차단하는 역할을 수행한다.
이러한 수배전반은 아파트 지하실 또는 옥상의 전기실에 별도로 설치되고, 분전반은 계단형 아파트 등에서는 계단측에 설치되고, 공동주택 또는 건축 구조물의 주차공간 등에서도 건물의 벽면 등에 설치된다.
한편, 상기와 같은 수배전반은 콘크리트 구조물 상에 직접 접촉하도록 설치되는 수배전반 하우징의 내부벽면에 중량의 전기장치가 직접 설치되는 구성을 가지므로, 콘크리트는 물론, 수배전반 하우징을 통해 전달되는 충격과 진동에 무방비 상태로 노출되어 있기 때문에, 외부 충격에 의한 전기장치의 잦은 고장 및 오동작의 문제점이 있다.
즉, 전기장치의 특성상 외부 충격에 매우 민감하게 작동되므로, 이러한 외부 충격에 대한 보완구조 및 장치가 매우 중요하다.
특히, 지진과 같은 자연재해의 발생시에 전기가 원활하게 공급되지 않을 경우, 건물에서 큰 혼란이 발생하고, 그로 인해 추가적인 물적, 인적 피해가 발생할 수 있기 때문에, 지진의 발생으로부터도 수배전반을 안전하게 보호하여 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이에 따라, 최근에는 수배전반에 전달되는 진동 및 충격력을 흡수하도록 스프링이 적용된 댐핑장치를 적용하고 있다.
그런데 종래의 댐핑장치는 상대적으로 큰 진동의 지진이 발생할 경우, 스프링이 충격력을 흡수하기보다는 수배전반이 유동되면서 전도되는 사고가 발생하고, 지진이나 기계적 진동 등으로부터 발생한 모든 방향에 대한 충격력을 흡수하지 못하고 일정 방향에 대해서만 충격력을 흡수하는 문제점이 있었다.
등록번호 제10-1991284호(공고일자 2019년06월20일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상대적으로 큰 진동의 지진이나 기계적 진동 등으로부터 발생한 모든 방향에 대해 충격력을 효과적으로 흡수하여 수배전반이 유동되면서 전도되는 사고를 미리 방지할 수 있는 전방향 충격 흡수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치는, 상판과 하판;
상기 상판의 하부에 설치되어 상하로 움직이는 진동을 흡수하여 충격을 완화하는 상하진동 흡수장치;
상기 상하진동 흡수장치 하부와 상기 하판의 상부에 설치되어 진동시 상판과 하판을 전후 좌우로 움직이도록 하는 LM가이드 블록; 및
일측은 상기 LM가이드 블록에, 타측은 상기 상판이나 하판에 설치되어 진동이 멈추면 상판과 하판을 원래의 위치로 복원하는 위치복원장치;
를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 상하진동 흡수장치는 상하에 이격되게 구비되어 그 사이에 공간을 형성하는 모듈하우징과, 상기 상하 모듈하우징 사이의 공간에 개재되는 압축스프링과, 상기 압축스프링을 제외한 상하 모듈하우징 사이의 공간의 나머지 부분을 채워 압축스프링의 상하 충격을 완화하는 완충스프링으로 구성되는 하나 이상의 상하진동 흡수모듈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충스프링은 우레탄 재질로 이루어진 우레탄스프링인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치복원장치는 상판용과 하판용이 개별적으로 설치되되,
상기 상판용 위치복원장치는 일단은 상판에, 타단은 LM가이드 블록에 고정되는 인장스프링으로 이루어지고, 하판용 위치복원장치는 일단은 하판에, 타단은 LM가이드 블록에 고정되는 인장스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상판용 위치복원장치에 타이밍벨트, 벨트 가이드, 벨트풀리가 더 구비되되, 상판에 벨트풀리와 벨트가이드가 부착되고, 벨트풀리와 벨트가이드를 따라 타이밍벨트가 설치되며,
상기 하판용 위치복원장치에 타이밍벨트, 벨트 가이드, 벨트풀리가 더 구비되되, 하판에 벨트풀리와 벨트가이드가 부착되고, 벨트풀리와 벨트가이드를 따라 타이밍벨트가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상판용이나 하판용 인장스프링의 일단은 벨트풀리의 위치와 인접하게 상판이나 하판에 설치되고, 타단은 타이밍벨트와 같이 LM가이드 블록에 고정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 LM가이드 블록은 LM가이드본체와 상측레일과 하측레일로 이루어지되,
상기 LM가이드본체 상측은 상측레일에, LM가이드본체 하측은 하측레일에 결합되고,
상측레일은 상기 상하진동 흡수장치의 하부에, 하측레일은 상기 하판의 상부에 직교하는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 상대적으로 큰 진동의 지진이나 기계적 진동 등으로부터 발생한 모든 방향에 대해 충격력을 효과적으로 흡수하여 수배전반이 유동되면서 전도되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 모든 방향에 대해 충격력을 효과적으로 흡수하여 수배전반의 유동을 제한함으로써, 내부의 전력기기, 배선, 및 보호계전기 등의 전기부품이 손상 또는 파손되는 것을 미연에 방지하여 전력공급의 중단 및 화재 발생을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치의 분해도이다.
도 2a와 도 2b는 도 1에 의한 전방향 충격 흡수장치의 정면도와 그 평면도이다.
도 3a와 도 3b는 도 1에 의한 전방향 충격 흡수장치의 측면도와 그 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치의 작동 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 상하진동 흡수장치의 내부 구조도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치의 분해도이고, 도 2a와 도 2b는 도 1에 의한 전방향 충격 흡수장치의 정면도와 그 평면도이며, 도 3a와 도 3b는 도 1에 의한 전방향 충격 흡수장치의 측면도와 그 평면도로서, 도 2는 하판용 위치복원장치를, 도 3은 상판용 위치복원장치를 보여준다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치(100)는 상판(110)과 하판(120), 상하진동 흡수장치(130), LM가이드 블록(140) 및 위치복원장치(150)를 포함하여 구성된다.
상기 상판(110)은 예를 들어 마름모꼴 형태의 사각형 판으로, 상부에 수배전을 위한 전자기기가 설치되는 하우징이 구비된다.
상기 상판(110)의 하부에는 하나 이상의 상하진동 흡수모듈(130a)로 이루어져 상하로 움직이는 진동을 흡수하여 충격을 완화하는 상하진동 흡수장치(130)가 설치된다.
상기 상하진동 흡수모듈(130a)은 도 5에 도시된 바와 같이 상하에 이격되게 구비되어 그 사이에 공간을 형성하는 모듈하우징(131a)과, 상기 상하 모듈하우징(131a) 사이의 공간에 개재되는 압축스프링(132a)과, 상기 압축스프링(132a)을 제외한 상하 모듈하우징(131a) 사이의 공간의 나머지 부분을 채워 압축스프링(132a)의 상하 충격을 완화하는 완충스프링(133a)으로 구성된다.
상기 완충스프링(133a)은 예를 들어 우레탄 재질로 이루어진 우레탄스프링일 수 있다.
상기 상하진동 흡수장치(130)의 하부에는 LM가이드 블록(140)의 상측레일(170)이 구비된다.
상기 LM가이드 블록(140)은 LM가이드본체와 상측레일(170) 및 하측레일(160)로 이루어져, LM가이드본체 상측은 상측레일(170)에 결합되고 LM가이드본체 하측은 하측레일(160)에 결합되어, 상기 LM가이드본체를 기준으로 상측레일(170)과 하측레일(160)이 이동하되, 진동의 강도와 진폭에 상관없이 움직임이 가능하다.
이때 상측레일(170)은 상기 상하진동 흡수장치(130)의 하부에, 하측레일(160)은 하판(120)의 상부에 서로 직교하는 방향으로 길게 설치된다.
예를 들어 상기 상측레일(170)은 도면의 정면에서 보아 전후방향으로 길게 설치되고, 하측레일(160)은 좌우방향으로 길게 설치된다.
상기 하측레일(160)의 하부에는 하판(120)이 설치되고, 상기 하판(120)은 예를 들어 마름모꼴 형태의 사각형 판으로 이루어진다.
진동이 시작되어 틀어진 상판(110)과 하판(120)의 위치를 진동이 멈추면 원래의 위치로 복원하는 위치복원장치(150)는, 타이밍벨트(154), 벨트 가이드(158), 벨트풀리(156) 및 인장스프링(152)으로 구성되며, 상판(110)용과 하판(120)용이 개별적으로 설치된다.
상판용 위치복원장치(150)는 상판(110)에 벨트풀리(156), 벨트가이드(158)가 부착되고, 벨트풀리(156)와 벨트가이드(158)를 따라 타이밍벨트(154)가 설치된다.
이때 장력은 벨트풀리(156)의 장력조절기능을 활용한다.
상기 인장스프링(152)의 일단은 벨트풀리(156)의 위치와 인접하게 상판에 설치되고, 타단은 타이밍벨트(154)와 같이 LM가이드 블록(140)에 고정된다.
하판용 위치복원장치도 상기 상판용 위치복원장치와 동일하게 설치된다.
즉, 하판용 위치복원장치(150)는 하판(120)에 벨트풀리(156), 벨트가이드(158)가 부착되고, 벨트풀리(156)와 벨트가이드(158)를 따라 타이밍벨트(154)가 설치된다.
이때 장력은 벨트풀리(156)의 장력조절기능을 활용한다.
상기 인장스프링(152)의 일단은 벨트풀리(156)의 위치와 인접하게 하판(120)에 설치되고, 타단은 타이밍벨트(154)와 같이 LM가이드 블록(140)에 고정된다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 전방향 충격 흡수장치의 작동 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이와 같은 전방향 충격 흡수장치(100)의 구성에서 상하, 전후, 좌우로 진동이 시작되는 경우, 상하 진동의 경우에는 상하진동 흡수장치(130)를 구성하는 압축스프링(132a)과 완충스프링(133a)에 의해 상하 충격을 완화한다.
전후와 좌우 진동의 경우에는 LM가이드본체를 기준으로 상측레일(170)에 결합된 상판(110)과, 하측레일(160)에 결합된 하판(120)이 각각의 레일을 타고 진동방향으로 흔들리면서 움직인다.
이때 상판(110)과 하판(120)에 결합된 위치복원장치(150)의 인장스프링(152)도 상판(110)과 하판(120)이 움직이는 같은 방향으로 진동의 변위만큼 움직이며 늘어난다.
이와 같은 상태에서 진동이 멈추면 늘어난 인장스프링(152)의 장력에 의해서 타이밍벨트(154)와 연동하여 상판(110)과 하판(120)이 제자리로 돌아온다
즉, 인장스프링(152)이 연결되어 있는 LM가이드 블록(140)이 정렬된다.
이와 같이 대지 또는 제품(수배전반 또는 그에 준하는 캐비넷류) 자체 진동이 발생하면 LM가이드 블록(140)의 레일(170,160)을 타고 상판(110)과 하판(120)의 움직임이 전방향에 걸쳐 발생하며, 진동이 끝나면 위치복원장치(150)의 인장스프링(152)과 타이밍벨트(154)에 의해 원래의 위치로 복원된다.
즉, 인장스프링(152)이 타이밍벨트(154)와 LM가이드 블록(140)에 연결되어 상측레일(170)과 하측레일(160)에 연결된 상판(170)과 하판(160)이 움직이면, 인장스프링(152)이 움직임 방향으로 늘어나며, 움직임이 멈추면 인장스프링(152)의 자력과 타이밍벨트(154) 연동에 의해 원래 위치로 복원된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
즉, 보호하고자 하는 제품수(배전반 또는 그에 준하는 캐비넷류)의 크기와 무게에 따라 크기, 허용하중, 운동범위에 맞게 설계가 가능하며 적용수량도 가변적으로 사용할 수 있다.
100: 전방향 충격 흡수장치 110: 상판
120: 하판 130: 상하진동 흡수장치
140: LM가이드 블록 150: 위치복원장치
152: 인장스프링 154: 타이밍벨트
160: 하측레일 170: 상측레일

Claims (7)

  1. 상판과 하판;
    상기 상판의 하부에 설치되어 상하로 움직이는 진동을 흡수하여 충격을 완화하는 상하진동 흡수장치;
    상기 상하진동 흡수장치 하부와 상기 하판의 상부에 설치되어 진동시 상판과 하판을 전후 좌우로 움직이도록 하는 LM가이드 블록; 및
    일측은 상기 LM가이드 블록에, 타측은 상기 상판이나 하판에 설치되어 진동이 멈추면 상판과 하판을 원래의 위치로 복원하는 위치복원장치;
    를 포함하고,
    상기 상하진동 흡수장치는 상하에 이격되게 구비되어 그 사이에 공간을 형성하는 상하 모듈하우징과, 상기 상하 모듈하우징 사이의 공간에 개재되는 압축스프링과, 상기 압축스프링을 제외한 상하 모듈하우징 사이의 공간의 나머지 부분을 채워 압축스프링의 상하 충격을 완화하는 완충스프링으로 구성되는 하나 이상의 상하진동 흡수모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전방향 충격 흡수장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 완충스프링은 우레탄 재질로 이루어진 우레탄스프링인 것을 특징으로 하는 전방향 충격 흡수장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치복원장치는 상판용과 하판용이 개별적으로 설치되되,
    상기 상판용 위치복원장치는 일단은 상판에, 타단은 LM가이드 블록에 고정되는 인장스프링으로 이루어지고, 하판용 위치복원장치는 일단은 하판에, 타단은 LM가이드 블록에 고정되는 인장스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전방향 충격 흡수장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상판용 위치복원장치에 타이밍벨트, 벨트 가이드, 벨트풀리가 더 구비되되, 상판에 벨트풀리와 벨트가이드가 부착되고, 벨트풀리와 벨트가이드를 따라 타이밍벨트가 설치되며,
    상기 하판용 위치복원장치에 타이밍벨트, 벨트 가이드, 벨트풀리가 더 구비되되, 하판에 벨트풀리와 벨트가이드가 부착되고, 벨트풀리와 벨트가이드를 따라 타이밍벨트가 설치되는 것을 특징으로 하는 전방향 충격 흡수장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상판용이나 하판용 인장스프링의 일단은 벨트풀리의 위치와 인접하게 상판이나 하판에 설치되고, 타단은 타이밍벨트와 같이 LM가이드 블록에 고정되는 것을 특징으로 하는 전방향 충격 흡수장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 LM가이드 블록은 LM가이드본체와 상측레일과 하측레일로 이루어지되,
    상기 LM가이드본체 상측은 상측레일에, LM가이드본체 하측은 하측레일에 결합되고,
    상측레일은 상기 상하진동 흡수장치의 하부에, 하측레일은 상기 하판의 상부에 직교하는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 전방향 충격 흡수장치.
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