KR102656710B1 - 선박 동요 상쇄 침대 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 동요에 의한 침대의 쏠림 현상, 특히 침대의 좌우 방향 쏠림 현상을 별도의 구동수단을 이용하지 않고 최소화할 수 있는 선박 동요 상쇄 침대에 관한 것으로, 침대 프레임(100); 상기 침대 프레임(100)의 상부에 상대 이동 가능하게 설치되는 매트리스 거치대(200); 상기 침대 프레임(100)에 구비된 전자석(160); 및 상기 메트리스 거치대(200)에 구비되어 있고 상기 전자석(160)과 결합될 수 있는 스토퍼(170);를 포함하고 있다.

Description

선박 동요 상쇄 침대{Ship Shake Offset Bed}
본 발명은 선박 동요 상쇄 침대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박 운항 중에 발생하는 다양한 선박 동요에 의하여 발생하는 침대의 좌우 방향 쏠림 현상을 별도의 엑츄에이터를 사용하지 않고 최소화할 수 있는 선박 동요 상쇄 침대에 관한 것이다.
선박 운항 중에는 다양한 선박의 동요(動搖), 즉 흔들림이 발생하고, 많은 승선자들이 불편을 느낄 수 있고, 선박에 구비된 침대를 이용하는 승선자도 숙면을 취하기 어려운 문제점이 있다.
선박의 동요는 다양한 형태로 나타날 수 있는데, 선박의 전후방향으로 회전 진동을 하는 피칭(pitching), 선박의 선수에서 보았을 때 좌우방향으로 회전 진동을 하는 롤링(rolling), 선박의 수직축을 중심으로 회전 진동을 하는 요잉(yawing) 및 선박의 상하 방향으로 진동을 하는 히빙(heaving) 현상 등이 있다.
이와 같은 다양한 형태의 선박 동요는 선박에 구비된 침대가 설치된 위치 및 설치된 방향에 따라 침대에 복합적으로 영향을 줄 수 있다.
이와 같은 선박의 동요에 의한 침대의 흔들림을 해결하기 위한 다양한 노력을 해 왔는데, 그 중의 하나로 등록특허 제10-0730634호에 선박에서의 멀미방지용 침대(이하 ‘종래기술’이라 함)가 제시되어 있다.
종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 롤링과 피칭 현상을 제1, 2 모터와 기어수단을 이용하여 방지하고 있다.
하지만, 종래기술은 그 구조가 복잡하고 상대적으로 큰 공간이 요구될 뿐 아니라 모터와 기어를 이용하여 제어하므로 소음이 발생할 수 있는 문제점도 있다.
등록특허공보 제10-0730634호(2007. 06. 20 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 선박의 동요에 의한 침대의 쏠림 현상, 특히 침대의 좌우 방향 쏠림 현상을 별도의 구동수단을 이용하지 않고 최소화할 수 있는 선박 동요 상쇄 침대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 승선자가 수면 또는 휴식을 위하여 침대를 사용하고자 할 때 사용자가 침대 위에 오를 때가지 침대의 상대적인 움직임이 발생하지 않고 스토퍼에 의해 지지되어 안전하게 이용할 수 있는 선박 동요 상쇄 침대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대는, 침대 프레임(100); 및 상기 침대 프레임(100)의 상부에 상대 이동 가능하게 설치되는 매트리스 거치대(200);를 포함하고 있다. 이 때, 상기 침대 프레임(100)은, 프레임 본체(110); 상기 프레임 본체(110)의 상부에 좌우 방향 단면이 원호형으로 형성된 본체 상부면(120); 및 상기 본체 상부면(120)에 길이방향으로 형성된 다수의 베어링 유닛(150);을 포함하고, 상기 매트리스 거치대(200)는, 상기 베어링 유닛(150)과 접촉하며 상대 이동할 수 있도록 좌우 방향 단면이 원호형으로 형성된 거치대 본체(210);를 포함하고 있다.
다음으로, 상기 본체 상부면(120)에는, 전자석(160)이 추가로 구비되어 있고, 상기 거치대 본체(210)에는, 상기 전자석(160)과 결합될 수 있는 스토퍼(170)가 추가로 구비되어 있다.
다음으로, 상기 스토퍼(170)는, 도체를 포함하고 상기 거치대 본체(210)에 형성된 스토퍼 이동공(211)을 따라 이동할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 스토퍼(170)에는, 상기 전자석(160)에 전류가 흐르지 않을 때 상기 스토퍼(170)가 상기 전자석(160)과 분리되어 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록, 탄성체(180)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.
또한, 상기 프레임 본체(110)의 좌우 방향의 진동을 감지할 수 있는 복수의 진동 감지 센처(190)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.
또한, 상기 베어링 유닛(150)은 그 단부에 적어도 하나의 로드셀(191)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대는 매트리스 거치대(200)가 침대 프레임(100)과 상대이동 가능하게 형성되어 있어 선박의 동요에 의한 쏠림이나 충격 등을 최소화할 수 있어, 승선자의 멀미와 같은 불편함을 방지하고 수면의 질을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대는 베어링 유닛(150)을 이용하여 상기 매트리스 거치대(200)의 흔들림을 방지할 수 있도록 구성되어 있고, 별도의 구동 모듈이 요구되지 않으므로, 단순한 구조를 가지며 좁은 공간의 선박에 설치하기 용이한 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대는 사용자가 침대 위에 있지 않을 때에는 상기 매트리스 거치대(200)와 상기 침대 프레임(100)이 전자석(160)과 스토퍼(170)에 의해 상대이동이 발생하지 않도록 구성되어 있어, 승선자가 침대를 이용하고자 할 때 침대의 움직임이 없어 보다 안전하게 침대를 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 나타난 선박에서의 멀미방지용 침대의 입체도.
도 2는 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 분해도.
도 4는 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 베어링 유닛 부분 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 스토퍼 부분 단면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 침대 길이방향은 침대의 머리부분과 다리부분 방향을 의미하고, 침대 좌우방향은 상기 침대 길이방향과 직각인 방향을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 분해도이며, 도 4는 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 베어링 유닛 부분을 나타낸 A-A 부분 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대의 스토퍼 부분을 나타낸 B-B 부분 단면도이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선박 동요 상쇄 침대는 침대 프레임(100); 거치대 본체(200); 및 상기 거치대 본체(200)의 상부에 설치되는 메트리스(300);를 포함하고 있다.
상기 침대 프레임(100)은 선박에 설치되는 구성요소로 선박의 동요에 따라 함께 동요하는 구성요소이다.
상기 침대 프레임(100)은 선박에 설치되는 프레임 본체(110); 베어링 유닛(150); 및 전자석(160);을 포함하고 있다.
프레임 본체(110)의 상부면(120)은 도 4, 5에 도시된 바와 같이 침대의 좌우 방향으로 원호형으로 형성되어 있다.
베어링 유닛(150)은 상기 본체 상부면(120)에는 다수가 서로 이격된 상태로 설치되어 있을 수 있다.
상기 베어링 유닛(150)은 도 3에 나타난 바와 같이 침대의 길이방향으로 설치되는 베어링 축(151)과 상기 베어링 축(151)에 다수의 베어링(152)이 서로 이격된 상태로 설치되어 있을 수 있다.
상기 베어링 축(151)은 양 단부(153, 154)가 상기 프레임 본체(110)의 머리부와 다리부에 해당하는 제1 지지대(130)와 제2 지지대(140)에 각각 결합되어 있을 수 있다. 상기 베어링 축(151)의 양단부(153, 154) 중의 적어도 하나에는 제1, 2 지지대(130, 140)와 로드셀(191)을 매개로 결합되어 있을 수 있다.
상기 매트리스 거치대(200)는 상기 베어링 유닛(150) 상에 설치되므로, 상기 베어링 유닛(150)의 베어링(152)의 회전에 따라 상기 매트리스 거치대(200)는 상기 침대 프레임(100)과 상대 운동을 할 수 있다.
도 3에는 베어링 유닛(150)이 베어링 축(151)에 다수의 베어링(152)이 형성된 구성으로 나타나 있으나, 이에 한정되지는 않고 상기 매트리스 거치대(200)와 상기 침대 프레임(100)이 상대 운동을 할 수 있는 베어링 유닛이면 충분할 것이다.
전자석(160)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 본체 상부면(120)에 하나 이상 설치되어 있다.
상기 전자석(160)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 베어링(152)과 침대 길이방향으로 서로 다른 위치에 설치되어 있을 수 있다.
침대 프레임(100)에는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 선박의 동요를 감지하기 위한 진동 감지 센서(190)가 추가로 설치되어 있을 수 있다.
상기 진동 감지 센서(190)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 적어도 2개 설치하는 것이 바람직하고, 침대 프레임(100)의 좌, 우측에 설치하는 것이 보다 바람직하다.
이처럼 진동 감지 센서(190)를 설치함으로써, 선박 동요로 인하여 상기 침대 프레임(100)에 좌우측 방향으로 쏠림 현상이 발생하게 되면, 상기 좌우측 진동 감지 센서(190)는 그 진동 크기에서 차이가 발생하고 이를 통하여 침대 프레임(100)의 좌우측 방향으로 흔들림 또는 쏠림 현상이 발생하는 것을 감지할 수 있다.
상기 진동 감지 센서(190)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 침대 프레임(100)에 설치할 수도 있지만, 침대가 설치되는 위치의 선박 바닥면에 설치하는 것도 가능할 것이다. 이 때에도 각 진동 감지 센서(190)는 침대 프레임(100)의 좌, 우측 위치에 각각 설치하는 것이 바람직하다.
메트리스 거치대(200)는 상기 베어링 유닛(150)과 접촉하도록 구성된 거치대 본체(210)를 포함하고 있고, 상기 거치대 본체(210)의 하부는 상기 베어링 유닛(150)과 안정적으로 접촉할 수 있도록 좌우 방향 단면이 원호형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 거치대 본체(210)의 상부에는 상기 매트리스(300)가 설치될 수 있도록 상판(220)이 형성되어 있을 수 있다.
상기 상판(220)과 거치대 본체(210) 사이에는 도 3, 4에 도시된 바와 같이 보강부재(250)가 형성되어 있을 수 있다.
상기 보강부재(250)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 거치대 본체(210)가 베어링 유닛(150)의 베어링(152)과 접촉하는 부분에 위치하도록 설치하여 거치대 본체(210)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 보강부재(250)는 도 3에 도시한 바와 같이 다수 설치할 수 있는데, 서로 이격된 상태가 되도록 설치하는 것이 바람직하다.
상기 보강부재(250)의 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 공간부(260)가 형성된다.
한편, 상기 보강부재(250)가 상기 매트리스(300)를 충분히 지지할 수 있는 강도를 갖는다면 상기 상판(220)을 설치하지 않는 것도 가능할 것이다.
상기 거치대 본체(210)에는 도 2, 5에 도시된 바와 같이 상기 전자석(160)에 결합될 수 있도록 구성된 스토퍼(170)가 추가로 설치될 수 있다.
상기 거치대 본체(210)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(170)가 이동할 수 있는 스토퍼 이동공(211)이 형성되어 있을 수 있고, 상기 스토퍼(170)는, 도체를 포함하고 상기 거치대 본체(210)에 형성된 스토퍼 이동공(211)을 따라 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 스토퍼(170)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전자석(160)과 결합될 수 있도록 구성된 제1 단부(171)와 타측에 형성된 제2 단부(172)를 포함하고 있다.
상기 스토퍼(170)는 전체가 도체로 형성되어 있을 수도 있는데, 적어도 제1 단부(171)는 도체를 포함하도록 구성하여 전자석(160)에 전류가 흐를 때 스토퍼(170)가 전자석(160)의 자력에 의하여 결합되도록 구성되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(170)에는 탄성체(180)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.
상기 탄성체(180)는 도 5에 도시된 바와 같이 스토퍼(170)의 제2 단부(172)와 거치대 본체(210) 사이에 지지되도록 설치하여, 상기 전자석(160)에 전류가 흐르지 않을 때 상기 스토퍼(170)가 상기 전자석(160)과 분리되어 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 구성할 수 있다.
이와 같은 구성을 통하여 전자석(160)에 전류가 흐르지 않을 때에는 상기 스토퍼(170)의 제1 단부(171)가 충분히 거치대 본체(210) 방향으로 이동하여 거치대 본체(210)가 상기 침대 프레임(110)과 상대 이동이 발생하더라도 베어링 축(151) 또는 침대 프레임(110)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 선박 동요 상쇄 침대의 작동 원리를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 상기 베어링 축(151)의 단부(153, 154)에 설치된 로드셀(191)에서 측정된 신호가 설정값 이하인 경우, 즉, 사용자가 침대의 매트리스(300) 위에 있지 않은 경우에는 전자석(160)이 작동하여 상기 스토퍼(170)가 전자석(160)과 결합되어 있도록 제어할 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 침대에는 센서 신호를 수신하고 전자석(160)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)가 추가로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이 때, 설정 값은 침대 사용자의 최소 무게를 감지할 수 있을 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
이처럼, 침대 위에 사용자가 없는 경우에는 상기 매트리스 거치대(200)가 스토퍼(170)에 의해 고정되어 있어 상기 침대 프레임(100)과 상대 운동을 하지 않는다.
따라서, 사용자가 침대를 사용하기 위하여 매트리스(300)에 올라갈 때 매트리스 거치대(200)가 고정되어 있는 상태에서 안전하게 침대에 올라갈 수 있다.
사용자가 침대에 올라가서 상기 베어링 축(151)의 단부(153, 154)에 설치된 로드셀(191)의 신호가 설정값 이상이 되면 상기 전자석(160)은 전류가 흐르지 않도록 제어한다.
이 때, 상기 전자석(160)은 로드셀(191)의 신호가 설정값 이상이 되고 설정된 시각 이후, 예를 들면, 수 초(sec) 이후에 전자석(160)에 전류가 흐르지 않도록 제어할 수도 있다. 이와 같이 제어하면, 사용자가 침대에 올라가서 안전한 자세를 갖는 시간까지 매트리스 거치대(200)가 상대 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 전자석(160)에 전류가 흐르지 않게 되면, 상기 스토퍼(170)는 상기 전자석(160)과 분리되어 상기 전자석(160)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하므로, 상기 매트리스 거치대(200)는 상기 침대 프레임(100)과 상대 이동을 하게 되어 상기 침대 프레임(100)이 선박의 동요에 따라 좌우 방향으로 흔들리더라도 상기 매트리스 거치대(200)는 좌우 방향으로 흔들림이나 쏠림이 없어 사용자의 불편을 최소화할 수 있다.
보다 안정적으로 침대를 사용할 수 있도록 침대 프레임(100)에 구비된 복수의 진동 감지 센서(190)에서 측정한 진동 신호의 차이가 설정값 이하인 경우에는 상기 전자석(160)이 작동하여 상기 전자석(160)에 상기 스토퍼(170)가 결합되어 있도록 구성할 수도 있다.
즉, 상기 로드셀의 힘 신호가 설정값보다 크고, 복수의 진동 감지 센서(190)에서 측정한 진동 신호의 차이가 설정값보다 큰 경우에 전자석(160)에 전류가 흐르지 않도록 제어할 수도 있다.
이와 같이 제어할 경우, 사용자가 침대 위에 있고, 침대 프레임(100)에 좌우 흔들림 또는 쏠림이 설정값 이상의 진동 신호 차이가 발생할 경우에만, 매트리스 거치대(200)가 상대 운동을 하게 된다.
침대 위의 사용자가 침대에서 내려올 때 침대 프레임(100)에 좌우 흔들림 또는 쏠림이 설정값보다 큰 진동 신호 차이가 발생할 경우에는, 사용자가 선박의 동요를 인식하고, 안전하게 침대에서 내려올 수 있다. 침대 프레임(100)에 좌우 흔들림 또는 쏠림이 설정값 이하의 진동 신호 차이가 발생할 경우에는 전자석(160)이 작동하여 전자석(160)에 스토퍼(170)가 결합되어 매트리스 거치대(200)가 침대 프레임(100)과 상대 이동이 발생하지 않으므로, 사용자는 침대에서 안전하게 내려 올 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 침대 프레임 110: 프레임 본체 120: 본체 상부면
130: 제1 지지대 140: 제2 지지대 150: 베어링 유닛
151: 베어링 축 152: 베어링 153: 베어링 축 제1 단부
154: 베어링 축 제2 단부 160: 전자석 170: 스토퍼
171: 제1 단부 172: 제2 단부 180: 탄성체
190: 진동 감지 센서 191: 로드셀
200: 매트리스 거치대 210: 거치대 본체
211: 스토퍼 이동공 220: 상판
230: 머리부 240: 다리부 250: 보강판
260: 공간부 300: 매트리스

Claims (5)

  1. 침대 프레임(100); 및
    상기 침대 프레임(100)의 상부에 상대 이동 가능하게 설치되는 매트리스 거치대(200);를 포함하는 선박 동요 상쇄 침대에 있어서,
    상기 침대 프레임(100)은,
    프레임 본체(110);
    상기 프레임 본체(110)의 상부에 좌우 방향 단면이 원호형으로 형성된 본체 상부면(120); 및
    상기 본체 상부면(120)에 길이방향으로 형성된 다수의 베어링 유닛(150);을 포함하고
    상기 매트리스 거치대(200)는,
    상기 베어링 유닛(150)과 접촉하며 상대 이동할 수 있도록 좌우 방향 단면이 원호형으로 형성된 거치대 본체(210);를 포함하되,
    상기 본체 상부면(120)에는,
    전자석(160)이 추가로 구비되어 있고,
    상기 거치대 본체(210)에는,
    상기 전자석(160)과 결합될 수 있는 스토퍼(170)가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 동요 상쇄 침대.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼(170)는,
    도체를 포함하고 상기 거치대 본체(210)에 형성된 스토퍼 이동공(211)을 따라 이동할 수 있도록 구성되어 있으며,
    상기 스토퍼(170)에는,
    상기 전자석(160)에 전류가 흐르지 않을 때 상기 스토퍼(170)가 상기 전자석(160)과 분리되어 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록, 탄성체(180)가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 동요 상쇄 침대.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 본체(110)의 좌우 방향의 진동을 감지할 수 있는 복수의 진동 감지 센처(190)가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 동요 상쇄 침대.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 유닛(150)은 그 단부에 적어도 하나의 로드셀(191)가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 동요 상쇄 침대.
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