KR101069079B1 - 가이드레일을 이용한 면진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가이드레일을 이용한 면진장치에 관한 것으로, 이는 상부가이드레일(11)이 구비된 상부플레이트(10)와; 상기 상부가이드레일(11)과 직교되도록 설치되는 하부가이드레일(21)이 구비된 하부플레이트(20)와; 상기 상부가이드레일(11)을 따라 슬라이딩 이동되는 상부이동블록(30)과; 상기 상부이동블록(30)에 결합되며 상기 하부가이드레일(21)을 따라 슬라이딩 이동되는 하부이동블록(40)과; 상기 상, 하부플레이트(10, 20) 중 선택된 어느 하나에 설치되며, 오목홈(51)이 형성된 베이스플레이트(50)와; 상기 오목홈(51)과 마주하여 설치되는 탄지부재(60) 및; 상기 탄지부재(60)에 탄지되도록 설치되며, 상기 오목홈(51)과 밀착되는 볼부재(70)를 포함하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
위와 같은 구성들에 의해 본 발명은 지지판에 형성된 만곡지게 경사진 오목홈과 이 오목홈에 밀착되는 볼부재가 상부플레이트의 이동에 따라 x, y축으로 자유롭게 이동된 후, 오목홈의 경사를 따라 볼부재가 원위치로 정확하게 복귀되므로 상부플레이트의 위치가 정확하게 유지된다.

Description

가이드레일을 이용한 면진장치{SEISMIC ISOLATING DEVICE USED GUIDE RAILS}

본 발명은 가이드레일을 이용한 면진장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 지진 등의 진동에 의해 건물 내의 각종 장비들이 손상되는 것을 방지하기 위한 가이드레일을 이용한 면진장치에 관한 것이다.

현재 많은 기업이나 연구소 등에 중요한 문서나 자료 등을 데이터화하여 컴퓨터로 저장하여 보존하고 있고, 연구소에는 고가의 실험 장비들이 대거 비치되어 사용되고 있다.

이와 같이 중요한 데이터를 보존하는 컴퓨터나 고가의 실험장비가 파손될 경우 해당 기업이나 연구소에 막대한 피해를 가져올 수 있기 때문에 최근에는 이들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있는 보호 장치의 필요성이 부각되고 있는 실정이다

외부 충격의 요인으로는 지진을 들 수 있는데, 지진력을 대비하기 위한 방안으로는 크게 내진, 면진, 제진 설계가 있다.

내진(耐震)은 지진으로부터 구조물을 보호하는 광의의 개념으로 구조물을 지진력에 대항할 만큼 튼튼하게 만드는 방안이며, 면진(免震)은 지진에 대항하지 않고 지진력을 상대적으로 줄여 구조물에 전달함으로서 피해를 저감하는 방안이고, 제진(制震)은 지진과 바람 등에 의한 진동을 감지하고 제어하는 능동적인 의미의 대비 방안이다.

따라서 건물 내에 비치된 고가의 장비들을 보호하는 기술은 면진 설계 기술에서 비롯되는데, 최근에는 이러한 목적의 면진장치들이 다양하게 개발되고 있다.

상기 면진장치의 예로는 한국등록특허 제0919926호(진동저감장치)가 알려져 있는데, 이 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 대향되게 설치되는 상하부 패널(100, 200)과, 상기 하부패널(200)의 상면에 설치되는 제1가이드레일(211)과, 제1가이드레일(211) 상에 미끄럼 이송되도록 설치되는 제1가이드블록(212)이 구비된 한 쌍의 제1가이드부재(210)와; 상기 상부패널(100) 저면에 제1가이드레일(211)과 직교하도록 설치되는 제2가이드레일(111)과, 상기 제2가이드레일(111) 상에 미끄럼 이송되도록 설치되는 제2가이드블록(112)이 구비되는 한 쌍의 제2가이드부재(110) 및 상기 제1,2 가이드블록(112, 212)을 연결하는 고정블록(300)과; 상기 고정블록(300)에 일단이 고정되며 타단이 상부 패널(100)에 고정되는 복수의 탄성 스프링(400)으로 구성된다.

상기 기술은 지진력에 의해 수평의 진동이 발생하면 제1,2 가이드부재(110, 210)를 이용해 상부 패널(100)이 x, y축으로 슬라이딩 이동된 후, 복수의 탄성 스프링(400)에 의해 원위치로 복귀되는 구조인 것이나, 상기 상부 패널(100)이 한 쪽으로 과도하게 이송되면 이에 일측 탄성 스프링(400)의 인장한계를 벗어나면서 탄성 스프링(400)의 탄성력이 상실될 우려가 있다.

이에 더하여 탄성 스프링(400)이 수축과 인장을 반복하면서 자연히 탄성력이 약해지고, 탄성 스프링(400) 각각의 탄성력이 일정하게 유지되지 못하여 원점의 위치가 달라지며, 이에 이동된 상부 패널이 원위치로 정확하게 복귀되지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 지진 등의 진동에 의해 상부플레이트가 이동된 후 원위치로 정확하게 복귀될 수 있는 가이드레일을 이용한 면진장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명은 가이드레일을 이용한 면진장치가, 상부가이드레일이 구비된 상부플레이트와; 상기 상부가이드레일과 직교되도록 설치되는 하부가이드레일이 구비된 하부플레이트와; 상기 상부가이드레일을 따라 슬라이딩 이동되는 상부이동블록과; 상기 상부이동블록에 결합되며 상기 하부가이드레일을 따라 슬라이딩 이동되는 하부이동블록과; 상기 상, 하부플레이트 중 선택된 어느 하나에 설치되며, 오목홈이 형성된 베이스플레이트와; 상기 오목홈과 마주하여 설치되는 탄지부재 및; 상기 탄지부재에 탄지되도록 설치되며, 상기 오목홈과 밀착되는 볼부재를 포함하는 것에 의해 달성된다.

상기 오목홈은 그 중심을 향하여 만곡지게 하향 경사진 것으로 실시될 수 있으며, 상기 탄지부재는 실린더와, 상기 실린더 내에 설치되는 탄성 스프링과, 상기 탄성 스프링에 의해 탄성 돌출되는 로드를 포함하는 것으로 실시될 수 있다.

또한 상기 상하부플레이트에는 복수의 관통홀이 형성되고, 상기 상하부플레이트의 둘레를 따라 이물질의 유입을 차단하는 차단막이 더 구비된 것으로 실시될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 중심을 향하여 만곡지게 하향 경사진 오목홈을 따라 탄성 지지되는 볼부재가 자유롭게 x, y축으로 이동되고, 이후 오목홈의 경사면과 탄지부재의 탄성력에 의해 볼부재가 오목홈의 최저 지점으로 미끄러져 이동하므로 상부플레이트가 원위치로 정확하게 복귀된다.

또한 상하 플레이트 사이로 복수의 탄성 스프링을 설치하는 번거로움을 해소할 수 있고, 상하부플레이트에 형성된 관통홀을 통해 상, 하부가이드레일을 설치하는 데에 사용되는 체결부재를 체결홀에 손쉽게 위치시켜 체결할 수 있다.

이에 더해 종래의 면진장치는 사용중에 상, 하부가이드레일의 동작이 원활하게 유지되도록 지속적으로 윤활유를 도포해야하는데 이때 상, 하부플레이트 사이에 위치된 상, 하부가이드레일에 윤활유를 도포하는 데에 상당한 어려움이 따른다.

이에 반해 본 발명은 상부플레이트에 형성된 관통홀을 이용해 상, 하부가이드레일의 측방향이 노출되므로 이를 통해 윤활유를 직접 도포할 수 있으므로 편리하다.

이때 상기 관통홀은 평상시에는 외부로 노출되지 않도록 고무나 플라스틱 및 금속재 등으로 된 판으로 덮어져 있으므로 이 관통홀을 통해 이물질이 내부로 유입되지 않는다.

이에 더하여 상하부플레이트의 둘레를 따라 설치되는 차단막이 상, 하부가이드레일과 지지판 내로 이물질이나 먼지 등이 쉽게 유입되지 않도록 차단하므로 이물질과 먼지 등으로 인해 수평 이동성이 저하되는 문제가 방지된다.

도 1은 종래의 가이드레일을 이용한 면진장치의 실시예를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 가이드레일을 이용한 면진장치의 실시예를 보인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 상부플레이트를 보인 사시도,
도 5(a, b, c, d)는 본 발명에 따른 상, 하부가이드레일이 이동되는 예를 보인 사시도,
도 6(a, b, c)은 본 발명에 따른 상부플레이트가 x, y축으로 이동된 상태를 보인 사시도,
도 7(a, b)은 본 발명에 따른 베이스플레이트와 탄지부재의 동작을 보인 사용상태도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 건물 내에 비치되는 고가의 실험장비 또는 컴퓨터 등을 지진력에 의한 진동으로부터 보호하기 위한 것으로, 이는 크게 상, 하부플레이트(10, 20), 상, 하부이동블록(30, 40), 베이스플레이트(50), 탄지부재(60), 볼부재(70)를 포함하여 실시된다.

상부플레이트(10)는 그 상부로 보호하고자 하는 장비들이 안착되는 판으로서, 이는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 그 저면에 y축으로 길이를 갖는 상부가이드레일(11)이 좌우 한 쌍으로 설치된다.

상기 상부플레이트(10)에는 상기 상부가이드레일(11)의 길이방향을 따라 복수의 관통홀(12)이 형성되는데, 이 관통홀(12)에 의해 상부가이드레일(11)의 측면 부분이 외부로 노출되도록 실시된다.

하부플레이트(20)는 상기 상부플레이트(20)와 마주하여 그 저면에 위치되는 것으로, 통상 건물의 바닥에 설치 고정되고, 그 상면에는 도 4에서와 같이 상기 y축 가이드레일(11)과 직교되도록 x축으로 길이를 갖는 하부가이드레일(21)이 설치되고, 상기 상부플레이트(10)와 동일하게 상기 하부플레이트(20)에는 상기 하부가이드레일(21)을 따라 복수의 관통홀(22)이 형성된다.

상, 하부이동블록(30, 40)은 상기 상, 하부가이드레일(11, 21)에 각각 설치되어 상, 하부가이드레일(11, 21)을 따라 슬라이딩 이동되는 것으로, 이는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 상, 하부이동블록(30, 40)은 볼트와 너트로 이루어진 체결부재를 통해 서로 체결 고정된다.

베이스플레이트(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 상부가이드레일(11) 사이에 위치되도록 상부플레이트(10)에 설치되고, 이러한 베이스플레이트(50)의 저면에 구비되어 그 중심으로 경사를 갖는 오목홈(51)이 형성된다.

이러한 베이스플레이트(50)는 상, 하부플레이트(10, 20)의 가운데에 1개가 설치되거나, 상부플레이트(10)의 가운데에 2개의 베이스플레이트(50)가 동일선상에 위치되도록 설치될 수도 있고, 복수의 베이스플레이트(50)가 일정 간격으로 설치될 수도 있으며, 이에 따라 후술하는 탄지부재(60)가 각각 대응되는 위치에 복수로 설치된다.

탄지부재(60)는 상기 오목홈(51)과 마주하도록 상기 베이스플레이트(50)가 설치된 상, 하부플레이트(10, 20)와 마주하는 다른 플레이트에 설치되는 것으로, 그 실시예로 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 하부플레이트(20)의 저면에 설치되는 실린더(61)와, 상기 실린더(61) 내에 설치되는 탄성 스프링(62)과, 상기 탄성 스프링(62)에 의해 탄성 돌출되는 로드(63)를 포함한다.

이에 의해 상기 로드(63)는 탄성 스프링(62)의 탄성력에 의해 상향 돌출된다.

볼부재(70)는 상기 탄지부재(60)에 설치되어 상기 베이스플레이트(50)의 오목홈(51)에 밀착 접촉되는 되는 것으로, 이는 볼(또는 볼캐스터)과 같이 구름 이동되거나 미끄러져 이동되는 다양한 구조로 실시될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 가이드레일을 이용한 면진장치는 도 2에 도시된 바와 같이 상, 하부플레이트(10, 20)가 서로 상하측에 위치되어 상부에는 보호하고자 하는 장비들이 안착되고, 하부에는 건물의 바닥에 설치 고정되며, 상, 하부플레이트(10, 20) 사이에 설치된 상, 하부가이드레일(11, 21)에 의해 상부플레이트(10)가 수평으로 이동된다.

본 발명은 상, 하부플레이트(10, 20)에 구비된 상, 하부가이드레일(11, 21)을 서로 직교되도록 위치시킨 후 상, 하부이동블록(30, 40)을 서로 조립하는데, 이때 본 발명은 상부플레이트(10)에 형성된 복수의 관통홀(12, 22)을 이용하여 볼트와 너트 같은 체결부재를 상, 하부가이드레일(11, 21)의 측면에서 바로 설치할 수 어 상하부 이동블록(30, 40)의 조립이 용이하다.

또한 상기 관통홀(12, 22)은 상, 하부가이드레일(11, 21)에 윤활유를 도포하는 등의 유지보수를 하는 경우 작업자가 상기 상, 하부가이드레일(11, 21)에 쉽게 도달할 수 있게 하는 기능을 한다.

상기 상부플레이트(10)에 형성되는 관통홀(12)은 조립이 완료되거나 윤활유를 도포하지 않는 경우에는 외부로 노출되지 않도록 덮개를 덮어 사용될 수 있는데, 이러한 덮개는 고무나 플라스틱 및 금속재 등으로된 판을 상부플레이트(10)와 동일한 크기로 제작하고, 이 판을 상부플레이트(10) 위에 안착시키는 것으로 실시될 수 있다.

삭제

한편, 본 발명의 상, 하부가이드레일(11, 21)이 수평으로 이송되는 예를 살펴보면, 도 5(a)는 상, 하부가이드레일(11, 21)이 원점(x=0, y=0)에 위치된 예를 도시한 것으로, 이때 -x, +y축 방향(대각선 방향)으로 지진력이 발생하면 도 5(b)에 도시된 바와 같이 상, 하부가이드레일(11, 21)을 따라 -x, +y축 방향으로 상, 하부이동블록(30, 40)이 슬라이딩 이동되고, 또한 도 5(c)에서와 같이 +x, +y축 방향(대각선 방향)으로 지진력에 의해 상, 하부이동블록(30, 40)이 대응하여 +x, +y축 방향으로 이동된다.

한편, x=0, -y축 방향으로 지진력이 발생하면 하부가이드레일(21)의 하부이동블록(40)은 원위치에 있고, 상기 상부가이드레일(21)이 상부 이동블록(30)을 기준으로 -y축으로 이동하면서 상부플레이트(10)가 수평 방향으로 이동된다.

즉, 본 발명은 지진력에 의해 진동이 발생하면, 상부플레이트(10)가 ±x, ±y축으로 적절하게 이동되므로 장비들에 전달되는 지진력을 감소시키고, 이에 의해 장비들이 지진력에 의해 쉽게 쓰러지지 않는다.

이렇게 지진력에 의해 수평 방향으로 위치 이동된 상부플레이트(10)는 지진력이 해소되면 상기 베이스플레이트(50)와 탄지부재(60) 및 볼부재(70)의 구성들에 의해 원위치로 자동 복귀된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상, 하부플레이트(10, 20)가 원위치에 위치된 상태에서 도 6(b)에서와 같이 +x축 방향으로 이동하는 경우에는 그 중심에 설치된 볼부재(70)가 베이스플레이트(50)의 오목홈(51)에 밀착된 상태로 +x축 방향으로 따라서 이동되고, 이때 볼부재(70)는 탄지부재(60)를 통해 탄성 지지되어 있으므로, 오목홈(51)의 가장자리로 이동될 때에는 탄지부재(60)의 탄성 스프링(62)을 압축하면서 볼부재(70)가 하강된다.

이 상태에서 +y축 방향으로의 진동이 발생하더라도 도 6(c)에 도시된 바와 같이 오목홈(51)의 이동 반경에 한하여 상부플레이트(10)가 대응되어 이동 가능하다.

또한 상기 오목홈(51)은 그 중심을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있기 때문에 도 7(a)에 도시된 바와 같이 오목홈(51)의 외측으로 근접 이동될수록 높이가 낮아지는 저점이 되고, 이와 반대로 도 7(b)에 도시된 바와 같이 오목홈(51)의 중심으로 근접 이동될수록 그 높이가 점차 높아져 중심(원점)에서 그 높이가 가장 높은 최고점이 된다.

이에 의해 오목홈(51)의 가장자리로 이동된 볼부재(70)는 탄지부재(60)의 탄성력과 오목홈(51)의 경사면에 의해 오목홈(51)의 중심을 향하여 자연스럽게 이동되고, 오목홈(51)의 중심에 위치될 때에 정지되어 원점으로 복귀된다.

이때 오목홈(51)의 중심에는 볼부재(70)가 안착되는 적정 깊이의 안착부(도시하지 않음)를 더 형성한 것으로 실시될 수도 있는데, 이러한 안착부는 볼부재(70)가 미세한 진동에도 반응하여 수평으로 이동하는 것을 방지해주고, 일정 진동 이상에서만 이 안착부를 벗어나 볼부재(70)가 이동되도록 하는 기능을 한다.

한편, 본 발명은 상. 하부플레이트(10, 20)의 둘레를 따라서 차단막(60)이 설치되는데, 이 차단막(60)은 상, 하부플레이트(10, 20)의 둘레에 각각 구비되어 서로 끝단이 마주되도록 실시될 수 있고, 또 다르게는 상부플레이트(10)의 둘레에 하향으로 드리워지게 설치될 수도 있다.

이러한 차단막(60)에 의해 상하부플레이트(10, 20)의 측면이 외부로 노출되지 않고, 차단막(60)이 이물질이나 먼지의 직접적인 유입을 차단하기 때문에 상, 하부가이드레일(11, 21)과 같이 이물질이나 먼지 등에 의해 이송력이 크게 저하될 수 있는 구성들이 보호된다.

본 발명에 있어서 상기 베이스플레이트(50)는 상부플레이트(10)에 설치되고, 상기 탄지부재(60)는 하부플레이트(20)에 설치되는데, 이는 오목홈(51)으로 이물질이나 먼지 등이 쌓이지 않도록 하기 위한 일 실시예에 따른 것이고, 이를 당업자가 용이하게 실시하기 위해 서로의 위치를 바꾸어 실시될 수도 있다.

본 발명은 복수의 탄성 스프링을 설치하지 않고, 경사면을 따라 이동되는 볼부재(70)를 이용해 정확하게 원위치로 복귀되고, 설치 조립이 용이하다.

10: 상부플레이트 11: 상부가이드레일
12: 관통홀 20: 하부플레이트
21: 하부가이드레일 22: 관통홀
30: 상부이동블록 40: 하부이동블록
50: 베이스플레이트 51: 오목홈
60: 탄지부재 61: 실린더
62: 탄성 스프링 63: 로드
70: 볼부재 80: 차단막

Claims (4)

1. 좌우 한 쌍의 상부가이드레일(11)이 구비된 상부플레이트(10)와;
   상기 상부가이드레일(11)과 직교되도록 설치되는 하부가이드레일(21)이 구비된 하부플레이트(20)와;
   상기 상부가이드레일(11)을 따라 각각 슬라이딩 이동되는 상부이동블록(30)과;
   상기 상부이동블록(30)과 결합되며, 상기 하부가이드레일(21)을 따라 슬라이딩 이동되는 하부이동블록(40)과;
   상기 한 쌍의 상부가이드레일(11) 사이에 위치하도록 상기 상부플레이트(10)에 설치되며, 오목홈(51)이 형성된 베이스플레이트(50)와;
   상기 오목홈(51)과 마주하여 설치되는 탄지부재(60) 및;
   상기 탄지부재(60)에 탄지되도록 설치되며, 상기 오목홈(51)과 밀착되는 볼부재(70)를 포함하고,
   상기 오목홈(51)의 중심에는 상기 볼부재(70)가 안착되는 적정 깊이의 안착부가 형성되고,
   상기 상, 하부플레이트(10, 20)에는 복수의 관통홀(12, 22)이 형성된 것을 특징으로 하는 가이드레일을 이용한 면진장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄지부재(60)는 실린더(61)와, 상기 실린더(61) 내에 설치되는 탄성 스프링(62)과, 상기 탄성 스프링(62)에 의해 탄성 돌출되는 로드(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드레일을 이용한 면진장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 상, 하부플레이트(10, 20)의 외측 둘레에 설치되어 이물질이 상하부플레이트(10, 20) 사이로 유입되는 것을 차단하는 차단막(80)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 가이드레일을 이용한 면진장치.
   
4. 삭제

Images