KR100772203B1 - 타워크레인의 승강장치 - Google Patents

Abstract

타워크레인의 승강장치가 개시된다. 일단에는 무게추가 설치되고, 타단에는 작업자가 착용하는 안전벨트가 장착된 와이어로프가 권취된 주풀리와 보조풀리가 회전축에 의해 회전가능하게 설치된 본체와, 상기 주풀리의 회전속도를 제어하는 제동장치로 구성되는 타워크레인의 승강장치에 있어서, 상기 제동장치는, 상기 주풀리의 회전에 동반되는 주회전부; 상기 주회전부의 급속회전시 발생한 원심력에 의해 병진운동하는 병진운동부; 상기 병진운동부에 연동되며, 상기 주풀리의 회전을 정지시키는 정지수단;를 포함하여 이루어진다.

상기 주회전부는, 상기 본체의 일측에 설치되며, 중심부에 소정의 관통공이 형성되고, 전면 일측에 스토퍼가 힌지결합된 축봉이 형성된 바디; 외주면에 치차가 형성되고, 후면 중심부에는 주풀리의 회전축에 결합되는 결합축이 형성되고, 전면 중심부에는 상기 회전판이 결합되는 축봉이 형성된 회전기어; 상기 회전기어의 축봉이 결합되는 구멍을 갖는 보스가 전면의 중심에 형성되고, 상기 보스를 중심으로 복수개의 돌출턱이 대칭적으로 형성된 장방형 판상이며, 일측 장변에는 탄성수단이 개재되는 끼움돌기가 형성된 회전판;으로 구성된다.

타워크레인, 승강, 풀리, 회전, 제동

Description

타워크레인의 승강장치 { TOWER CRANE'S GO UP AND COME DOWN APPARATUS }

도 1a는, 일반적인 타워크레인을 나타낸 도면이다.

도 1b는, 일반적인 타워크레인의 승강장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1c 내지 도 1f는, 종래 타워크레인용 승강장치의 제동장치에 대한 도면이다.

도 2는, 본 발명에 따른 타워크레인용 승강장치의 제동장치에 대한 결합된 사시도이다.

도 3은, 상기 도 2에 대한 분해사시도이다.

도 4는, 상기 도 2에 대한 평면도이다.

도 5는, 본 발명의 작동예를 나타낸 것으로, 도 5a는, 정상속도로 회전할때를 나타내고, 도 5b는, 과도한 회전시 초기 작동을 나타낸 것이며, 도 5c는, 과도한 회전시 제동된 상태를 나타낸 도면이다.

도 6은, 본 발명에 따른 타워크레인용 승강장치에 대한 일부 확대도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 바디 3 : 스토퍼

4 : 회전기어 5 : 주풀리

6 : 멈춤기어 7 : 회전판

8 : 독립회전판 9 : 보조풀리

10 : 덮개 22 : 축봉

32 : 돌기 34 : 선단부

본 발명은 타워크레인의 승강장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 래칫 방식의 제동장치를 이용하여 풀리의 급속한 회전을 억제하여 작업자의 추락을 방지하고, 주풀리와 보조풀리의 축 각도를 달리하여 와이어로프의 미끄럼과 풀림을 방지할 수 있는 타워크레인의 승강장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 고층, 대형화에 따라 건물의 신축시 건축자재를 상층으로 운반하기 위해 타워크레인이 사용된다.

상기 타워크레인은 첨부된 도 1a에 도시된 바와 같이, 지반에 수직으로 세워지며 그 내부에 사다리가 구비된 마스트(10'), 상기 마스트(10')의 상부선단에 구비된 선회장치(12'), 마스트(10')에 대해 직각으로 설치되며, 선회장치(12')의 상부에 설치된 카운트지브(14'), 상기 카운트지브(14')에 부하의 무게에 따라 이동하는 카운트웨이트(16')가 구비되고, 상기 마스트(10')에 대해 직각으로 상기 카운트지브(14')에 대향하여 수평으로 설치된 메인지브(18')가 구비되어 있고, 상기 메인 지브(18')의 일단부의 하부에는 부하를 직접 운반하는 후크블록(20')이 구비되며, 그 밖에 메인지브(18')의 하부에 설치되는 운전실(24'), 메인지브(18')와 카운트지브(14')의 연결바를 상호 지탱해 주기 위한 목적으로 설치되며 "A" 자 형의 프레임구조로 이루어진 컷 헤드(22')가 마스트(10')의 최상부에 위치하며, 상기 컷 헤드(22')에 메인지브(18')와 카운트지브(14')가 고정되며, 마스트(10')의 높이를 높일 때 사용되는 유압상승장치(30')로 이루어진다.

전술한 타워크레인의 운전실에 오르기 위해서는 상기 사다리를 통해 운전실로 이동하게 되는데, 작업자가 운전석까지 오르기에는 높이가 너무 높을 뿐 아니라, 오르내리는 과정에서 추락하는 사고가 빈번히 발생되었다.

이러한 타워크레인을 오르내릴 때의 불편함과 안전성의 문제를 해결하기 위해 승강장치가 사용되고 있으며, 이러한 승강장치(E)의 일예를 도 1b에 나타내었다.

이를 참조하면, 후크(100)가 상부에 설치된 본체(200)와, 상기 본체(200) 내에 회전축(400)에 의해 회전가능하게 결합된 주풀리 및 보조풀리(5,9)와; 상기 주풀리 및 보조풀리(5,9)에 권취된 와이어로프(300)의 일단에는 무게추(500)가 설치되고, 타단에는 작업자가 착용하는 안전벨트(700)가 설치되어 구성된다.

따라서. 작업자가 운전실로 올라갈 때는 무게추(500)의 하중만큼 체중을 감소시켜줌으로써 보다 쉽게 상부에 오를 수 있고, 하부로 내려올 때 무게추의 하중만큼 체중에 더해지게 되어 보다 안정적으로 내려 올 수 있도록 하여 작업자의 안전한 승강 및 조작의 편리성을 향상시켜 주는 장점이 있다.

여기서, 상기 타워크레인의 승강장치(E)에는 작업자의 추락사고를 방지하기 위한 제동장치(S)가 구비된다.

이러한 타워크레인용 승강장치의 제동장치는 여러 형태로 제안된 바 있으며, 그 일예로써 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-294121호가 개시되어 있으며, 이에 대해서는 첨부된 도 1c 및 도 1d에 나타내었다.

이를 간략하게 살펴보면, 작업자가 운전실까지 이동하기 위한 수단인 수직사다리(3")와 상기 작업자의 안전수단인 와이어로프(5")가 구비된 타워크레인(1")에 있어서, 상기 와이어로프(5")를 감거나 또는 풀기 위해 정회전 또는 역회전을 자유로이 할 수 있는 구동모터(41")와 이에 연동되는 윈치(42")로 이루어진 와이어로프 권취부(4")가 타워크레인(1")의 상부에 설치되고; 사다리형으로 형성하되 수직방향에 대하여 소정의 간격마다 양측에 고정볼(52")이 형성된 상기 와이어로프(5")의 일단은 상기 윈치(42")에 권취되기 위해 고정되고 타단은 작업자의 신체 소정의 부위에 연결시키기 위해 연결고리(54")가 형성되며; 상기 와이어로프 권취부(4")의 하측에 설치되어 와이어로프(5")의 이동을 가이드하거나 또는 갑작스런 풀림을 제어하는 안전장치(6")와 센서(7")를 포함하여 이루어진다.

또한, 마스트(10')의 내측에는 지상에서 공중의 운전실까지 설치된 수직사다리(3")와, 와이어로프(5")를 감거나 또는 풀기 위한 와이어로프 권취부(4")와, 상기 와이어로프(5")를 제어하기 위한 안전장치(6")와 센서(7")로 구성된다.

여기서 상기 와이어로프(5")는 두 개의 와이어(51")가 한 쌍을 이루고, 상기 양 와이어(51") 사이에 길이방향으로 소정의 간격마다 연결부재(53")를 갖는 사다리형태로 이루어지며, 그 상단은 와이어로프 권취부(4")의 윈치(42")에 권취되기 위해 고정되고, 그 하단은 작업자의 안전벨트에 연결되기 위한 연결고리(54")가 형성되되 상기 연결부재(53")로는 금속의 재질을 갖는 금속바가 사용되는데, 이는 와이어로프(5")가 상승 또는 하강 될 때 상기 안전장치(6")의 집게다리(66")와의 연속적인 접촉을 유지하기 위함이다.
또한, 상기 와이어로프(5")의 양측에는 소정의 크기를 갖는 각각의 고정볼(52")이 와이어로프(5") 전체에 걸쳐서 소정의 길이마다 형성되어 상기 와이어로프(5")의 양측으로 더욱 돌출됨으로써, 돌연의 사고에 의해 와이어로프(5")가 풀리게 될 경우 상기 안전장치(6") 및 센서(7")의 작동에 의해 상기 고정볼(52")이 상기 안전장치(6")의 집게다리(66")에 걸리게 되어 와이어로프(5")의 풀림을 방지하게 된다.

상기 와이어로프 권취부(4")는 운전실의 하측 기계실에 설치되고 정 또는 역 회전하는 구동모터(41")와 이에 연동되는 윈치(42")로 구성되어 상기 와이어로프(5")를 감거나 또는 풀게된다. 즉, 상기 미도시된 기계실에는 미도시된 제어부가 설치되고, 제어부를 동작시키는 별도의 리모콘(8")이 구비되어 상기 리모콘(8")으로 신호를 보내면 상기 구동모터(41")가 정회전 또는 역회전함에 따라 상기 윈치(42")도 이에 연동되어 와이어로프(5")를 감거나 또는 풀게 된다.
이때 상기 구동모터(41")의 회전속도는 작업자의 이동을 용이하게 하기 위해 상기 리모콘(8")의 설정에 따라 약간의 가변이 가능하지만 상기 구동모터(41")의 최대, 최저 회전수가 설정되어 있기 때문에 아주 빠르거나 또는 느린 속도로는 회전하지 않는다.

상기 안전장치(6")는 와이어로프 권취부(4")의 하측에 설치되고, 상기 와이어로프(5")의 양측과 접촉되는 한 쌍의 집게다리(66")와, 상기 양 집게다리(66")의 벌어짐과 조여짐이 상황에 따라 유동적으로 변동되도록 상기 양 집게다리(66")의 상부 사이에 게재된 스프링(65")과, 긴급상황이 발생되었을 경우 상기 와이어로프(5")의 풀어짐을 정지시키기 위해 상기 집게다리(66")의 하부인 꺽임부(67")가 조여짐과 동시에 움직이지 못하도록 상기 스프링(65")의 탄성을 제어하는 확장캠(64")과, 긴급상황의 발생시 상기 와이어로프 권취부(4")의 윈치(42") 및 구동모터(41")의 회전수를 감지하여 신호를 보내는 센서(7")와, 상기 구성요소들을 타워크레인(1")에 설치되도록 고정시키는 고정판(61")으로 구성된다.
여기서, 상기 확장캠(64")은 미도시된 캠구동모터의 회전 동작에 의해 동작하게 된다.

상기와 같이 구성된 상기 안전장치(6")는 와이어로프 권취부(4")에 와이어로프(5")의 감김과 풀림이 용이하게 하는 가이드 역할을 하는 동시에, 긴급상황이 발생하여 와이어로프(5")가 급격히 풀리는 경우에는 급하강되는 와이어로프(5")의 풀림이 즉시 정지되도록 한다. 이때, 상기 집게다리(66") 사이에 압축된 상태로 게재되어 있는 상기 스프링(65")의 복원력에 의해 집게다리(66")의 하부 꺽임부(67")는 내측으로 조여지는 상태를 유지하려는 성질을 갖게 된다.

삭제

그리고, 상기 양 집게다리(66")의 하부 꺽임부(67")는, 그 상부는 위에서 아래로 경사지도록 이루어지고 그 하부면은 아래에서 위로 경사지도록 경사면을 갖는다.

따라서, 상기 와이어로프 권취부(4")가 정상적으로 작동될 때는 상기 확장캠(64")이 수직상태이므로 스프링(65")은 자유상태가 되어 고정판(61")에 의해 타워크레인(1")에 설치된 상기 집게다리(66") 사이로 상기 와이어로프(5")가 상승 또는 하강될 때는 와이어로프(5")의 접촉부위에 따라서 상기 스프링(65")의 탄성력에 의해 상기 집게다리(66")가 벌어짐 또는 조여짐이 유동적으로 반복되어 상기 와이어로프(5")의 이동을 원할히 한다.

또한, 상기 와이어로프 권취부(4")가 비정상적으로 작동될 때 즉, 와이어로프 권취부(4")의 윈치(42")가 구동모터(41")의 설정회전 범위에서 이탈되어 빠르게 회전될 때는 센서(7")가 이를 감지하여 즉시 안전장치(6")의 캠구동모터(62")에 신호를 보내어, 캠구동모터(62")가 반회전되도록 하고 동시에 상기 캠구동모터(62")의 회전축(63")에 고정된 확장캠(64")도 함께 반회전하여 수평상태가 되면서 확장캠(64")의 양단은 상기 양 집게다리(66")의 상부 내측면과 맞닿게 되어, 상기 양 집게다리(66")의 상부를 움직이지 못하도록 지지하게 된다.

바람직하게는, 상기 확장캠(64")의 수직길이가 상기 집게다리(66")의 상부 사이 폭보다 길게 형성되어, 상기 캠구동모터(62")가 반회전되어 상기 확장캠(64")이 수평방향으로 회전되었을 때 상기 스프링(65")은 외부의 힘이 들어가지 않은 상태보다 더욱 벌어지게 되어 상기 집게다리(66") 상부 사이폭은 더욱 넓어지게 하면서 움직이지 못하도록 고정시키고 상기 집게다리(66")의 하부 꺽임부(67")는 좁혀지게 된다.

상기의 본 고안에 따른 안전장치를 갖춘 타워크레인의 운전실로 올라갈 때는, 우선 작업자는 와이어로프(5")의 하단에 형성된 연결고리(54")를 작업자의 안전벨트에 연결하여 고정시킨 후, 구비된 리모콘(8")을 조작하여 구동모터(41")를 작동시키면서 수직사다리(3")를 통해 상부로 이동한다. 그러면 상기 구동모터(41")에 의해 윈치(42")가 회전하면서 상기 와이어로프(5")를 당기면 상기 와이어로프(5")는 구동모터(41")의 힘에 의해 상승된다.
이때, 안전장치(6")의 스프링(65")이 자유상태이므로 상기 와이어로프(5")의 와이어(51")는 용이하게 상승하고 상기 와이어로프(5")의 다음 부위인 양측에 돌출되어 형성된 고정볼(52")도 상기 구동모터(41")의 당기는 힘에 의해 상기 집게다리(66")의 하부 경사면으로 슬라이딩되면서 상기 양 집게다리(66")의 하부 꺽임부(67") 사이를 더욱 조여지게 하여, 상기 와이어로프(5")는 윈치(42")에 권취되어 작업자는 용이하게 운전실로 올라간 후 구비된 리모콘(8")으로 상기 구동모터(41")를 정지시키면 된다. 이는 작업자가 운전실에서 지상으로 내려올 때도 동일하게 작동된다.

반면에 작업자가 상기 구동모터(41")를 구동시킨 후 수직사다리(3")를 오르거나 또는 내려가던 중 작업자의 손, 발 헛디딤과 같은 부주의 또는 강풍, 우기, 동절기등의 갑작스런 자연변화 또는 외부의 충격에 의해 돌연의 추락이 발생될 경우 작업자의 하중에 의해 상기 와이어로프(5")가 급하강되기는 하지만 상기 와이어로프(5")의 양측에 형성된 고정볼(52")이 상기 집게다리(66")에 순차적으로 걸리게 되어 하강되는 속도를 어느 정도 줄일 수 있다.
또한, 이러한 돌연의 사고가 발생되는 경우에는 센서(7")가 이를 즉각 감지하여 안전장치(6")에 신호를 보내 확장캠(64")을 반회전하도록 동작시킨다. 그러면 상기 확장캠(64")은 수평상태가 되어 상기 스프링(65")을 좌우로 더욱 늘리면서 고정시키고, 이에 의해 상기 집게다리(66")는 상부가 벌어지면서 하부 꺽임부(67")는 조여진 상태로 고정되므로 상기 꺽임부(67")에 형성된 가이드홀(68")이 내측방향으로 수평이동되어 상기 와이어로프(5")의 고정볼(52")이 하부 꺽임부(67")에 걸리게 되며, 풀어지는 와이어로프(5")의 풀림을 정지시켜 작업자의 추락사고를 방지하게 된다.

한편, 대한민국 등록실용신안 등록번호 20-308840호에는 "승강용 안전장치"가 개시되어 있으며, 첨부된 도 1e 및 도 1f를 참조하여 간략하게 살펴보면,

사다리가 구비되어 상,하로 오르내릴 수 있는 수직이동통로가 형성되고, 상기 사다리의 상부에 수평지지대가 일정거리가 이격되어 설치된 구조물에 있어서, 상기 수평지지대에 걸림고정되는 후크와; 상기 후크가 그 일단부에 고정되며, 대응되게 형성되고 소정의 거리가 이격되어 서로 대향되게 결합되는 제 1,2지지판과; 상기 1,2지지판에 고정된 후크의 하부에 위치하며, 제 1,2지지판의 사이에 구비되는 제 1도르래; 상기 제 1도르래에 결합되며, 제 1,2지지판의 양측에 베어링고정부재에 고정설치되고, 상기 제 1,2베어링고정부재에 고정되는 제 1,2베어링에 의해 회전가능하게 결합되는 스플라인축; 상기 제 1도르래와 수평하게 이격되어 제 1,2지지판 양 내측면에 고정된 제 1고정축상에 회전가능하게 결합된 제 2도르래; 상기 제 1도르래의 회전을 감지하도록 제 1고정판의 일측에 고정된 RPM센서; 상기 베어링보강부재에 고정된 볼트에 고정설치되며 RPM센서의 신호에 의해 제 1도르래의 회 전을 제어하도록 된 전기 디스크 브레이크 장치; 상기 제 1,2도르래의 양측을 통과하여 상,하로 이동가능하게 설치된 한쌍의 와이어로프; 상기 제 2도르래를 통과하는 와이어로프의 일단에 고정설치되어, 승강자가 착용할 수 있는 안전벨트; 및 상기 와이어로프의 타단에 구비되며, 안전벨트를 착용한 승강자의 상,하 이동을 용이하게 하는 무게추;를 포함하여 이루어진다.

삭제

삭제

전술한 승강용 안전장치는 사다리나 발판이 구비되어 상,하로 오르내릴 수 있는 수직이동통로가 설치된 타워크레인이나, 지브크레인, 대형굴뚝등과 같은 구조 물에 설치되는데, 상기한 사다리(40)의 상부에는 일정거리가 이격되어 고정된 수평지지대(42)가 구비된다.

한편, 상기한 수평지지대(42)에 걸림고정되는 후크(54)가 그 일단부에 고정되고, 대응되게 형성된 제 1,2지지판(50,52)이 소정의 거리가 이격되어 서로 대향되게 결합된다.

아울러, 상기 제 1,2지지판(50,52)의 일단부에 고정된 후크(54)의 하부에 위치하도록 상기 제 1,2지지판(50,52)의 사이에 스플라인축(70)으로 결합되는 제 1도르래(60)가 고정설치된다.

이때, 상기한 스플라인축(70)은 제 1,2지지판(50,52)의 양측면에 고정된 제 1,2베어링(66,68)에 의해 회전가능하게 결합되고, 상기한 제 1,2베어링(66,68)은 베어링고정부재(56)에 고정되고, 상기한 베어링고정부재(56)는 제 1,2지지판(50,52)의 양측면에 고정된다.

이로써, 상기 제 1도르래(60)가 스플라인축(70)에 고정되어 스플라인축(70)과 동일한 회전을 하게 되며, 상기한 스플라인축(70)의 일단에 즉, 제 2베어링(68)에 돌출된 스플라인축상(70)에 스플라인이 형성되어 있다.

한편, 상기한 제 1도르래(60)와 수평하게 이격되어, 제 1,2지지판(50,52)의 사이에 고정된 제 1고정축(62a)에 고정결합되는 제 2도르래(62)가 설치된다.

또한, 상기한 제 1지지판(50)의 일측에 제 1도르래(60)의 회전을 감지하도록 된 RPM센서(64)가 고정되고, 상기 제1,2도르래(60,62)의 사이에 제 1도르래(60)와 제 2도르래(62)를 연결하도록 된 한쌍의 와이어로프(100)가 설치된다.

한편, 상기 제 1도르래(60)의 회전을 감지하는 RPM센서(64)의 신호에 의해 전원이 공급되면, 상기한 와이어로프(100)를 압박시켜 제 1,2도르래(60,62)의 회전을 제어하도록 된 솔레노이드 브레이크(110)가 후크(54)와 이격된 제1,2지지판(50,52)의 동일면상에 고정설치된다.

또한, 상기 제 1도르래(60)가 설치된 제 1,2지지판(50,52)의 하부에 위치하도록 제 2고정축(122a)이 제 1,2지지판(50,52)에 고정되고, 상기한 제 2고정축(122a)에 제 1보조도르래(122)가 회전가능하게 결합된다.

또한, 상기 제 1보조도르래(122)의 일측에는 랫치(132)가 고정결합되고, 그 타측에는 링기어(124)가 고정결합되어 제 1보조도르래(122)와 동일한 회전을 하도록 이루어진 보조안전장치(120)가 결합되어 제 1보조도르래(122)의 회전을 제어하도록 설치된다.

한편, 제 1도르래((60)와 제 1보조도르래(122)의 사이에 구비되며, 와이어로프(100)를 제 1도르래(60)와 보조도르래(122)측으로 밀착지지하여 와이어로프(100)의 이탈이나 미끄러짐을 방지하도록 된 제 2보조도르래(140)가 제 1,2지지판(50,52)에 고정된 제 3고정축(140a)에 회전가능하게 결합된다.

아울러, 제 2도르래(62)를 통과한 한쌍의 와이어로프(100)의 일단에는 걸고리(160)가 각각 설치되고, 상기 걸고리(160)는 승강자의 위치에 따라 걸고리(160)를 사다리(40)의 일측에 걸림시켜 무게추(104)를 고정시킨다.

또한, 상기한 걸고리(160)에는 승강자가 착용할 수 있도록 된 안전벨트(102)가 결합된다.

한편, 상기한 안전벨트(102)를 착용한 승강자의 상,하 이동을 용이하게 하는 무게추(104)는, 승강자의 무게에 따라 그 하중을 조절할 수 있도록 다수개의 보조추(104a)로 이루어져 볼트(104b)로 결합된다.

이로써, 상기한 제 2도르래(62)를 통과하는 와이어로프(100)의 하단에 안전벨트(102)가 구비되고, 보조도르래(122)를 통과하는 와이어로프(100)의 하단에는 무게추(104)가 고정되어 승하차 방향과 반대의 방향으로 움직이도록 설치된다.

한편, 와이어로프(100)의 길이는 구조물의 높이와 동일하게 이루어지며, 안전벨트(102)가 지면에 위치하게 되면, 상기한 무게추(104)는 구조물의 최상부에 위치하게 되며, 승강자가 안전벨트(102)를 착용하고 구조물에 설치된 사다리(40)를 통해 상부로 오르게 되면, 와이어로프(100)의 타측에 결합된 무게추(104)는 자중에 의해 하부로 이동하게 된다.

이로써, 상기한 무게추(104)에 의해 작업자가 사다리(40)를 통해 상부로 오를때에는 무게추(104)의 하중 만큼 체중을 감소시켜 주므로써, 보다 쉽게 상부에 오를 수 있고, 작업자가 사다리(40)를 통해 하부로 내려오게 되면 무게추(104)의 하중 만큼 체중에 더해지게 되어 보다 안정적으로 내려올 수 있게 되는 것이다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

한편, 전술한 종래 제동장치 외에도, RPM센서의 신호에 의해 풀리의 회전을 제어하도록 된 전기디스크브레이크 장치 또는 와이어로프 권취부의 윈치 및 구동모터의 회전수를 감지하여 안전장치의 구동모터의 회전수를 감지하여 안전장치의 구동 모터 및 확장캠이 작동되도록 신호를 보내는 센서를 이용하는 방법이 있다.

그러나, 이러한 종래 제동장치는 센서 및 전기장치의 설치가 고비용이므로 사용자가 설치를 꺼리게 되는 문제점이 있었다.

한편, 종래 타워크레인의 승강장치를 구성하는 주풀리(5)와 보조풀리(9)는, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 동일한 축 각도인 수평으로 설치되므로, 제동시 와이어로프의 슬립(slip)현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 타워크레인의 승강장치에 있어서, 작업자가 타워크레인의 운전실에 오르거나 내려올 때 추락이나 이상 속도가 발생하면, 래칫 방식으로 작동됨으로써 과도한 고속회전을 방지하여 작업자의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 제동장치가 구비된 타워크레인의 승강장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 타워크레인의 승강장치에 있어서, 주풀리에 대해 보조풀리의 축 각도를 상이하게 설정함으로써 와이어로프의 슬립(slip)현상을 방지할 수 있도록 한 타워크레인의 승강장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

일단에는 무게추가 설치되고, 타단에는 작업자가 착용하는 안전벨트가 장착된 와이어로프가 권취된 주풀리에 의해 회전가능하게 설치된 본체와, 상기 주풀리의 회전을 정지시키는 제동장치로 구성되는 타워크레인의 승강장치에 있어서, 상기 제동장치는, 상기 주풀리의 회전에 동반되는 주회전부; 상기 주회전부의 급속회전시 발생한 원심력에 의해 병진운동하는 병진운동부; 상기 병진운동부에 연동되며, 상기 주풀리의 회전을 정지시키는 정지수단;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 주회전부는, 상기 본체의 일측에 설치되며, 중심부에 소정의 관통공이 형성되고, 전면 일측에 스토퍼가 힌지결합된 축봉이 형성된 바디; 외주면에 치차가 형성되고, 후면 중심부에는 주풀리의 회전축에 결합되는 결합축이 형성되고, 전면 중심부에는 상기 회전판이 결합되는 축봉이 형성된 회전기어; 상기 회전기어의 축봉이 결합되는 구멍을 갖는 보스가 전면의 중심에 형성되고, 상기 보스를 중심으로 복수개의 돌출턱이 대칭적으로 형성된 장방형 판상이며, 일측 장변에는 탄성수단이 개재되는 끼움돌기가 형성된 회전판;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 타워크레인의 승강장치에 있어서, 와이어로프(300)가 권취된 상기 주풀리(5)에 대해 보조풀리(9)를 경사지게 설치하되, 상기 보조풀리(9)의 외주에 형성된 다수개의 홈(90)에 와이어로프(300)를 권취한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 타워크레인용 승강장치의 제동장치에 대한 결합된 사시도이고, 도 3은 상기 도 2에 대한 분해사시도이며, 도 4는 상기 도 2에 대한 평면도이다.

본 발명에 의한 타워크레인용 승강장치의 제동장치가 적용되는 타워크레인 승강장치(E)는 도 1b에 도시되어 있는 바와 같고, 그 구성은 다음과 같다. 즉, 타워크레인의 마스트의 소정 위치에 걸리는 후크(100)가 상부에 설치된 본체(200)와, 상기 본체(200) 내에 회전축(400)에 의해 회전가능하게 결합된 주풀리 및 보조풀리(5,9)와; 상기 주풀리 및 보조풀리(5,9)에 권취된 와이어로프(300)의 일단에는 무게추(500)가 설치되고, 타단에는 작업자가 착용하는 안전벨트(700)가 설치되어 구성된다.

본 발명의 제동장치(S)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 본체(200)의 일측에 설치되며, 스토퍼(3)가 힌지결합된 바디(2)와; 주풀리(5)와 연결되어 함께 회전하는 회전기어(4)와; 상기 회전기어(4)와 연동하여 회전하는 회전판(7)로 구성된 주회전부와; 상기 회전판(7)에 연결되며, 급속한 회전이 발생할 경우 원심력에 의해 병진운동하는 병진운동부와; 상기 병진운동부의 병진운동시 치합되어 일체로 회전함과 동시에 상기 스토퍼(3)를 회전시켜 상기 회전기어(4)를 제동시키는 정지수단;으로 구성된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면,

상기 바디(2)는, 상기한 본체(200)의 측면에 설치되는 원형의 판재이며, 중심부에 소정의 관통공(20)이 형성되고, 전면의 가장자리 부분의 일측에 후술될 스토퍼(3)가 힌지결합될 수 있도록 소정의 제 1 축봉(22)이 돌출 형성된다.

상기 회전기어(4)는, 외주면에 회전치차(42)가 형성되고, 후면 중심부에는 주풀리(5)의 회전축(400)에 결합되는 결합축(46)이 형성되고, 전면 중심부에는 후술될 회전판(7)이 끼움결합될 수 있도록 소정의 제 2 축봉(44)이 돌출 형성된다.

상기 정지수단은, 중심에 소정의 통공(60)이 형성되고, 일측에는 후술될 스토퍼(3)가 결합되는 장공(622)이 형성된 돌출부가 형성된 원형의 판재(62)와, 상기 판재(62)의 전면에 돌출형성되는 원형의 환턱(64)으로 구성되며, 상기 환턱(64)의 내측에는 후술될 회전판(7)이 삽입되는 수용홈(640)을 가지며, 내측벽에 정지치차(642)가 형성된 멈춤기어(6)로 이루어진다.

상기 스토퍼(3)는, 전술한 바디(2)의 제 1 축봉(22)에 힌지결합되도록 일측에 결합공(30)이 형성되고, 상면에는 상기 멈춤기어(6)의 장공(622)에 삽입되는 돌기(32)가 형성되며, 타단에는 상기 회전기어(4)의 회전치차(42)에 대응되는 선단부(34)가 형성된 것으로, 상기 멈춤기어(6)의 회전에 동반되어 상기 돌기(32)가 장공(622) 내에서 이동함으로써 회전하게 되어 상기 선단부(34)가 회전기어(4)의 회전치차(42)에 걸리게 되어 회전기어(4)의 회전을 정지시키게 되고, 결국 주풀리(5)의 회전도 정지시키게 된다.

상기 회전판(7)은, 상기 회전기어(4)의 제 2 축봉(44)이 결합되는 구멍(74)을 갖는 보스(72)가 전면의 중심에 형성되고, 상기 보스(72)를 중심으로 복수개의 돌출턱(76)이 대칭적으로 형성된 장방형 판상이며, 일측 장변에는 탄성수단(79)이 개재되는 끼움돌기(78)가 형성된다.

상기 병진운동부는, 중심부에 소정의 작동공간(80)이 형성되고, 외주면 일측에 소정의 걸림치차(82)가 형성된 판상이며, 상기 작동공간(80)의 내주면 일측에는 상기 회전판(7)의 일측 돌출턱(76)이 삽입되는 장방형의 요홈(84)이 형성되고, 상기 작동공간(80)의 외측에는 상기 회전판(7)의 타측 돌출턱(76)이 삽입되는 장방형의 작동공(86)이 형성된 독립회전판(8)으로 이루어진다.

그리고, 상기 작동공간(80)의 내주면 타측에는 전술한 회전판(7)의 탄성수단(79)이 삽입될 수 있도록 소정의 끼움홈(88)이 형성된다.

상기 덮개(10)는, 상기 멈춤기어의 환턱의 직경과 동일한 원판형상이며, 그 중심부에는 상기 회전판(7)의 보스(72)가 삽입되는 통공(11)이 형성되고, 상기 통공(11)을 중심으로 전술한 회전판(7)의 돌출턱(76)이 결합되도록 소정의 결합구멍 (12)이 복수개로 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 결합관계를 설명한다.

상기 바디(2)를 본체(200)의 외측에 고정시키되, 그 관통공(20)이 주풀리(5)의 회전축(400)과 일치될 수 있도록 한다.

이후 상기 회전기어(4)를 전술한 바디(2)의 전면에 결합시키되, 그 결합축(46)을 상기 바디(2)의 관통공(20)을 통해 삽입하여 주풀리(5)의 회전축(400)에 결합시킨다.

이때, 상기 회전기어(4)의 결합축(46)의 직경은 상기 관통공(20)보다 작게 형성함으로써 회전기어(4)는 바디(2)와 별도로 회전될 수 있다.

상기 결합축(46)과 회전축(400)의 결합방식은 결합축(46)이 회전축(400)에 마련된 구멍(미도시)에 끼움결합될 수도 있고, 상기 결합축(46)과 회전축(400)을 도시되지 않은 커플링으로 연결할 수도 있으며, 이외에도 여러가지 실시예를 통해 상기 결합축(46)과 회전축(400)을 연결시킬 수 있다.

이후, 상기 멈춤기어(6)를 회전기어(4)의 전면에 개재하고, 상기 회전판(7)을 멈춤기어(6)의 수용홈(640)에 삽입하여 상기 회전기어(4)의 제 2 축봉(44)과 결합시킨다.

이때, 상기 회전판(7)의 끼움돌기(78)에는 스프링과 같은 탄성수단(79)이 먼저 설치되어야 한다.

이후, 상기 독립회전판(8)을 상기 회전판(7)의 전면에 설치하되, 상기 회전 판(7)에 마련된 복수개의 돌출턱(76)이 전술한 작동공간(80)의 요홈(84)와 작동공(86)에 각각 삽입되도록 하고, 아울러 상기 회전판(7)의 탄성수단(79)이 상기 끼움홈(88)에 삽입되어 양단부가 고정되도록 한다.

이후, 상기 덮개(10)를 독립회전판(8)의 전면에 설치하되, 상기 회전판(7)의 복수개의 돌출턱(76)이 상기 덮개(10)에 형성된 결합구멍(12)에 각기 결합되며, 회전판(7)의 보스(72)가 통공(11)에 삽입되어 본 발명에 따른 제동장치(S)의 조립이 완료된다.

이하 본 발명의 작동관계를 설명한다.

첨부된 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 작동예를 나타낸 것으로, 도 5a는 정상속도로 회전할때를 나타내고, 도 5b는 과도한 회전시 초기 작동을 나타낸 것이며, 도 5c는 과도한 회전시 제동된 상태를 나타낸 도면이다.

상기 주풀리(5)의 회전축(400)이 정상속도로 회전할 경우 즉, 작업자가 정상속도로 사다리(600)를 타고 내려올 경우에는, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 상기 회전기어(4)와 회전판(7), 독립회전판(8), 덮개(10)가 함께 반시계방향으로 회전한다.

이때에는 내려오는 과정에 어떠한 저항도 발생하지 않는다.

한편, 추락사고 발생시 상기 주풀리(5)가 빠르게 회전하게 되고, 이에 따라 이 회전기어(4)와 회전판(7)은 상기 주풀리(5)와 동일한 속도로 빠르게 회전하게 되고, 상기 회전기어(4)와 회전판(7)에 연결되어 있는 독립회전판(8) 및 덮개(10)도 회전을 하게 된다. 여기서 회전기어(4)와 회전판(7)는 일체로 결합되어있기 때문에 빠른 속도로 회전을 하게 된다.

이때, 상기 멈춤기어(6)는 회전축(400)의 회전과는 무관하므로 정지해 있게 되고, 연결은 되어 있지만 고정되어 있지 않은 상기 독립회전판(8) 및 덮개(10)는 관성력에 의해 계속 정지해 있거나 천천히 회전하려고 한다.

즉, 반시계방향으로 회전하는 상기 회전기어(4)와 상반되게 독립회전판(8), 덮개(10)는 시계방향으로 회전을 하게 되고, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 덮개(10)의 회전(시계방향)에 대해 상기 독립회전판(8)은 원심력에 의해 회전이 아닌 병진운동을 하게 되므로, 상기 독립회전판(8)이 이동하기 시작한다.

즉, 상기 회전판(7)의 돌출턱(76)이 상기 독립회전판(8)의 요홈(84) 및 작동공(86)의 측벽을 밀쳐냄으로써 상기 독립회전판(8)이 원심력에 의해 병진운동을 하게되는 것이다.

이후, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 상기 독립회전판(8)이 완전히 밀려져 위쪽으로 올라가게 되면, 상기 회전판(7)과 독립회전판(8)에 연결된 탄성수단(79)은 압축되고, 상기 독립회전판(8)의 돌출된 걸림치차(82)가 상기 멈춤기어(6)의 내주면에 형성된 정지치차(642)에 걸리게 된다.

이렇게 되면, 상기 멈춤기어(6)는 회전기어(4)와 동반하여 회전(시계반대방향)을 하게 되고, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 상기 멈춤기어(6)의 장공에 연결되어 있는 스토퍼(20)가 멈춤기어(6)의 회전(시계반대방향)으로 회전기어(4)쪽으로 회전하게 되므로, 상기 스토퍼(3)의 선단부가 회전기어(4)의 회전치차(42)에 의해 걸리게 된다.

따라서, 상기 회전기어(4)가 회전(시계반대방향)이 정지되므로 승강장치(9) 가 더 이상 회전하지 않도록 제동력이 발생되어 추락사고를 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 1b 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 일단에는 무게추가 설치되고, 타단에는 작업자가 착용하는 안전벨트가 장착된 와이어로프(300)가 권취된 주풀리(5)와 보조풀리(9)가 회전축에 의해 회전가능하게 설치된 본체(200)와, 상기 주풀리(5)의 회전을 제어하는 제동장치(S)로 구성되는 타워크레인의 승강장치(E)에 설치되는 와이어로프(300)가 권취된 상기 주풀리(5)는 종래와 마찬가지로 수평으로 설치하고, 주풀리(5)의 회전축 각도에 대하여 보조풀리(9)를 경사지게 설치하되, 상하 또는 좌우로 경사지게 설치하고 상기 보조풀리(9)의 외주에 형성된 다수개의 홈(90)에 와이어로프(300)를 권취한다.

따라서, 주풀리(5)와 보조풀리(9)에 다수개의 홈(50,90)을 형성하고, 상기 홈(50,90)에 와이어로프(300)를 여러 번 권회시킴으로써, 전술한 홈(50,90)의 내측벽과 와이어로프(300)와의 마찰력을 증가시킴으로써 와이어로프(300)의 미끄럼과 꼬임 등 간섭을 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 타워크레인의 승강장치는, 추락이나 이상 속도가 발생하면 래칫 방식으로 작동되는 제동장치를 구비함으로써 과도한 고속회전을 방지하여 작업자의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 발현된다.

또한, 타워크레인의 승강장치에 있어서, 주풀리에 대해 보조풀리의 축 각도를 상이하게 설정함으로써 와이어로프의 슬립(slip)현상을 방지할 수 있어 안전성을 증대시킬 수 있는 효과가 발현된다.

Claims (7)

1. 일단에는 무게추(500)가 설치되고, 타단에는 작업자가 착용하는 안전벨트(700)가 장착된 와이어로프(300)가 권취된 주풀리(5)가 회전가능하게 설치된 본체와, 상기 주풀리(5)의 회전을 제어하는 제동장치(S)로 구성되는 타워크레인의 승강장치(E)에 있어서,

   상기 제동장치(S)는,

   상기 주풀리(5)의 회전에 동반되는 주회전부;

   상기 주회전부의 급속회전시 발생한 원심력에 의해 병진운동하는 병진운동부;

   상기 병진운동부에 연동되며, 상기 주풀리(5)의 회전을 정지시키는 정지수단;

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 주회전부는,

   상기 본체(200)의 일측에 설치되며, 중심부에 소정의 관통공(20)이 형성되고, 전면 일측에 스토퍼(3)가 힌지결합된 제 1 축봉(22)이 형성된 바디(2);

   외주면에 회전 치차(42)가 형성되고, 후면 중심부에는 주풀리(5)의 회전축(400)에 결합되는 결합축(46)이 형성되고, 전면 중심부에는 제 2 축봉(44)이 형성된 회전기어(4);

   상기 회전기어(4)의 제 2 축봉(44)이 결합되는 구멍(74)을 갖는 보스(72)가 전면의 중심에 형성되고, 상기 보스(72)를 중심으로 복수개의 돌출턱(76)이 대칭적으로 형성된 장방형 판상이며, 일측 장변에는 탄성수단(79)이 개재되는 끼움돌기가 형성된 회전판(7);

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 병진운동부는, 중심부에 소정의 작동공간(80)이 형성되고, 외주면 일측에 소정의 걸림치차(82)가 형성된 판상이며, 상기 작동공간(80)의 내주면 일측에는 상기 회전판(7)의 일측 돌출턱(76)이 삽입되는 요홈(84)이 형성되고, 상기 작동공간(80)의 외측에는 상기 회전판(7)의 타측 돌출턱(76)이 삽입되는 작동공(86)이 형성되며, 상기 작동공간(80)의 내주면 타측에는 상기 회전판(7)의 탄성수단(79)이 삽입되는 끼움홈(88)이 형성된 독립회전판(8)인 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 정지수단은, 중심에 통공(60)이 형성되고, 일측에는 상기 스토퍼(3)가 결합되는 장공(622)이 형성된 판재(62)와, 상기 판재(62)의 전면에 형성되며 내측에는 상기 회전판(7)이 삽입되는 수용홈(640)을 가지며, 내측벽에 정지치차(642)가 형성된 환턱(64)으로 구성된 멈춤기어(6)인 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 스토퍼(3)는, 상기 바디(2)의 제 1 축봉(22)에 힌지결합되도록 일측에 결합공(30)이 형성되고, 상면에는 상기 멈춤기어(6)의 장공(622)에 삽입되는 돌기(32)가 형성되며, 타단에는 상기 회전기어(4)의 회전치차(42)에 대응되는 선단부(34)가 형성된 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 병진운동부에는 회전판(7)의 보스(72)가 삽입되는 통공(11)이 중심부에 형성되고, 상기 통공(11)을 중심으로 상기 회전판(7)의 돌출턱(76)이 결합되는 결합구멍(12)이 복수로 형성된 덮개(10)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   와이어로프(300)가 권취된 상기 주풀리(5)에 대해 보조풀리(9)를 경사지게 설치하되, 상기 보조풀리(9)의 외주에 형성된 다수개의 홈(90)에 와이어로프(300)를 권취한 것을 특징으로 하는 타워크레인의 승강장치.

Images