KR101406601B1 - 지붕의 슬라이드 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지붕의 슬라이드 개폐장치에 관한 것으로, 상세하게는 구조물의 상부를 개폐하는 가동측 지붕이 기어방식으로 구동하는 개폐동작수단에 의해 안정적으로 개폐 동작하도록 하고자 본 발명은, 수직 구조물의 상부를 덮고 있는 고정측 지붕 및 상기 고정측 지붕의 일측 개방구간을 개방 또는 차단하기 위한 가동측 지붕, 상기 수직 구조물의 상단에 설치되어 기동측 지붕의 개폐동작을 안내하는 레일 및 상기 가동측 지붕을 슬라이딩 작동시키기 위한 개폐작동수단으로 된 지붕의 슬라이드 개폐장치에 있어서, 상기 개폐작동수단은, 상기 가동측 지붕의 양단부에 부착되며 'ㄷ'자로 하향 절곡된 내 측면과 외 측면의 사이로 레일이 끼워지는 슬라이더; 상기 슬라이더의 내 측면에 부착되며 회전력을 발생시키는 구동모터; 상기 레일의 안쪽 플랜지부 저면에 부착되는 레크기어 및 상기 구동모터의 모터축에 결합되며 상기의 레크기어에 맞물리는 피니언기어; 상기 슬라이더의 내·외 측면에 축 결합된 채 레일의 상면을 따라 구름 접촉하는 제1롤러; 상기 외 측면 하부에 축 결합된 채 레일의 바깥쪽 플랜지부 저면에 구름 접촉하는 제2롤러; 상기 내 측면에 부착된 채 레크기어의 측면을 따라 구름 접촉하는 제3롤러;로 구성된 것을 특징으로 하는 지붕의 슬라이드 개폐장치를 제안한다.

Description

지붕의 슬라이드 개폐장치{The slid opening and slid shuting device for roof}

본 발명은 지붕의 슬라이드 개폐장치에 관한 것으로, 상세하게는 구조물의 상부를 개폐하는 가동측 지붕이 기어방식으로 구동하는 개폐동작수단에 의해 안정적으로 개폐 동작하도록 된 지붕의 슬라이드 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 실내체육시설, 경기장, 강당, 창고 등의 건축물, 건물의 내/외벽, 기둥, 철구조물 등(100, 이하'구조물'이라 통칭함)과 같이 넓이 실내면적을 가진 구조물에서는 자연채광으로 주간의 실내조명을 대체하고 실내환기를 원활하게 하기 위하여 개폐 가능한 지붕을 구비하고 있다.

이러한, 개방형 지붕은 돔형(Dome) 지붕의 일부 분할된 구간이 수평면상에서 회전가능하게 구성하거나 또는, 아치형 지붕을 일부 구간 등분하여 수평으로 슬라이딩 작동하면서 개폐 가능하도록 구성된 것 등이 있다. 상기의 개방형 지붕의 경우에 실내경기장과 같은 대형 구조물에 적용되고, 아치형 지붕의 경우 비교적 규모가 작고 길이가 긴 건물에서 주로 적용되어 진다.

또한, 개방형 지붕에 관한 종래의 선행기술로 후자의 아치형 지붕의 경우, 국내특허공개 제10-2003-0003173호(2003.01.09.) 또는 국내실용신안출원 제20-2006-0010563호(2006.04.19.) 등이 선 제안되어 공지된 바에 있으며, 이를 참조하면 용이하게 이해가 될 것이다.

여기서, 본원의 발명자와 동일한 발명자에 의해 앞서 국내등록특허 제10-0976337호(2010.08.10.)의 '개폐식 지붕'을 제안하여 등록공고된 바에 있으며 또, 국내특허출원 제10-2011-0139665호(2011.12.22. 미공개)의 '슬라이드방식의 지붕 개폐장치'를 선 제안하여 특허등록결정된 바에 있다. 후자에서는 도 1에서처럼, 레일(2)에 모터(5) 및 동력전달수단(4)에 의해 회전구동하는 다수의 롤러(3)가 구비되고 이 롤러를 따라 가동측 지붕에 결합된 슬라이드바(1)가 구름 접촉하도록 된다. 그런데, 지붕 전체에 다수의 롤러가 설치되어야하고 이 롤러를 체인으로 연결해야함으로 구성이 복잡다단하고 제작 및 설치 비용이 과다하게 소요되는 비경제적인 측면과, 상기의 슬라이더와 롤러의 접촉면이 미끄러지거나 슬립현상이 발생하는 단점이 있었다.

1.국내특허공개 제10-2003-0003173호(2003.01.09.) 2.국내실용신안출원 제20-2006-0010563호(2006.04.19.) 3.국내등록특허 제10-0976337호(2010.08.10. 등록, 본원의 출원인과 동일인) 4.국내특허출원 제10-2011-0139665호(2011.12.22. 미공개, 본원의 출원인과 동일인)

본 발명의 목적은 슬라이더 롤러 및 기어방식의 개폐구동수단에 의해 레일을 따라 주행하면서 가동측 지붕을 원활히 개방 또는 차단하게 되며 안정적인 주행을 보장하게 되는 지붕의 슬라이드 개폐장치를 제공하는 데에 있다. 이와 함께, 아치형 지붕에 부착되는 슬라이더에 X축 방향으로 작용하는 수평하중을 지지할 수 있도록 제3롤러를 구비하여 주행 경로에서 이탈되지 않도록 된 지붕의 슬라이드 개폐장치를 제공하게 된다.

본 발명은, 수직 구조물의 상부를 덮고 있는 고정측 지붕 및 상기 고정측 지붕의 일측 개방구간을 개방 또는 차단하기 위한 가동측 지붕, 상기 수직 구조물의 상단에 설치되어 기동측 지붕의 개폐동작을 안내하는 레일 및 상기 가동측 지붕을 슬라이딩 작동시키기 위한 개폐작동수단으로 된 지붕의 슬라이드 개폐장치에 있어서, 상기 개폐작동수단은, 상기 가동측 지붕의 양단부에 부착되며 'ㄷ'자로 하향 절곡된 내 측면과 외 측면의 사이로 레일이 끼워지는 슬라이더; 상기 슬라이더의 내 측면에 부착되며 회전력을 발생시키는 구동모터; 상기 레일의 안쪽 플랜지부 저면에 부착되는 레크기어 및 상기 구동모터의 모터축에 결합되며 상기의 레크기어에 맞물리는 피니언기어; 상기 슬라이더의 내·외 측면에 축 결합된 채 레일의 상면을 따라 구름 접촉하는 제1롤러; 상기 외 측면 하부에 축 결합된 채 레일의 바깥쪽 플랜지부 저면에 구름 접촉하는 제2롤러; 상기 내 측면에 부착된 채 레크기어의 측면을 따라 구름 접촉하는 제3롤러;로 구성된 것을 특징으로 하는 지붕의 슬라이드 개폐장치를 제안한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 제1 내지 제3롤러는 베어링을 포함하는 마찰력감소수단이 구비된 구성임을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 지붕은 아치패널의 내측에 내장재를 가지는 샌드위치 아치패널인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 지붕 또는 구조물의 전체 길이에 걸쳐 레일 또는 슬라이더를 설치할 필요가 없이 일정한 단위규격(길이)으로 제작된 슬라이더에 구동모터 및 롤러를 장착하고 이 슬라이더를 가동측 지붕의 양측 가장자리 즉, 가동측 지붕의 끝 지점 및 중간지점에 선택적으로 부착할 수 있도록 된 간단한 구성을 가진다. 그리고 슬라이더는 레크 및 피니언 기어방식으로 맞물린 채 구동모터의 회전동력에 의해 정밀하게 이동 및 제어 가능하게 됨은 물론 구동력이 매우 우수하며, 이동거리를 정확하게 제어하면서 가동측 지붕을 자동으로 원활히 개폐할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 슬라이더의 제1롤러에 의해 레일 윗면을 따라 원활히 주행함과 동시에, 슬라이더 외 측면의 제2롤러가 위로 들뜨지 않게 잡아주며 또, 슬라이더 내 측면의 제3롤러에 의해 측방으로 작용하는 X축 하중을 안정적으로 지지한다. 이에, 태풍이나 바람 등과 같이 지붕에 가해지는 외부 충격력으로부터 지붕을 보호하고 진동이나 흔들림, 슬라이더의 이탈 등을 방지하며, 내구성 및 안정성이 우수하고 지붕 및 구조물의 강도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 선행기술에 따른 지붕의 개폐장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따르는 슬라이드방식으로 개폐되는 지붕을 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 슬라이드 개폐장치의 주요부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 슬라이드 개폐구동수단을 저부에서 투시한 사시도.
도 5는 본 발명의 개폐구동수단을 단면으로 나타낸 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 도면을 참조하면 본 발명은, 수직 구조물(100)의 상부를 덮고 있는 고 정측 지붕(10) 및 상기 고정측 지붕(10)의 일측 개방구간을 개방 또는 차단하기 위한 가동측 지붕(12), 상기 수직 구조물의 상단에 설치되어 기동측 지붕의 개폐동작을 안내하는 레일(14), 상기 가동측 지붕을 슬라이딩 작동시키기 위한 개폐작동수단(20)으로 된 지붕의 슬라이드 개폐장치에 있어서, 상기 개폐작동수단(20)은, 상기 가동측 지붕(12)의 양단부에 부착되며 'ㄷ'자로 하향 절곡된 내 측면(23)과 외 측면(24)의 사이로 레일(14)이 끼워지는 슬라이더(22); 상기 슬라이더(22)의 내 측면(23)에 부착되며 회전력을 발생시키는 구동모터(30); 상기 레일(14)의 안쪽 플랜지부(15) 저면에 부착되는 레크기어 (32) 및 상기 구동모터(30)의 모터축에 결합 되며 상기의 레크기어(32)에 맞물리는 피니언기어 (34); 상기 슬라이더(22)의 내·외 측면(23,24)에 축 결합된 채 레일(14)의 상면을 따라 구름 접촉하는 제1롤러(40); 상기 외 측면(24) 하부에 축 결합된 채 레일(14)의 바깥쪽 플랜지부(15) 저면에 구름 접촉하는 제2롤러(42); 상기 내 측면(23)에 부착된 채 레크기어(32)의 측면을 따라 구름 접촉하는 제3롤러(44);로 구성된 것을 특징으로 한다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 구조물(100)의 상부에 설치되는 지붕(10,12)이 구조물의 일부 구간에 고정 설치되는 고정측 지붕(10)과, 나머지 개방구간을 차단 또는 개방시키는 가동측 지붕(12)으로 구분된다. 상기 구조물(100)의 상단에는 가증측 지붕의 작동을 안내하는 레일(14)이 설치되어 있고 가동측 지붕에 레일을 따라 작동하는 개폐작동수단(20)이 구비된다.

상기 레일(14)은 양측 구조물(100)의 상단에 수평으로 설치되어 한 쌍이 서로 나란하고, 바람직하게는 'H'빔 또는 'I'빔 등으로 구성이 되며, 상부의 일측 플랜지부(15)에 레크기어(32)가 부착된다. 그리고, 구조물(100)에 단단히 고정하기 위해 저면의 플랜지부에 구멍을 형성하고 이 구멍에 볼트/너트, 앵커 볼트 등과 같은 고정수단을 끼워 구조물(100)에 단단히 고정이 된다.

상기 개폐작동수단(20)은 레일(14)을 따라 주행하는 슬라이더(22)와, 회전동력을 발생시키는 구동모터(30)와, 구동모터의 회전동력을 레일을 따라 주행하게 되는 레크기어(32) 및 피니언기어(34)와; 슬라이더의 주행을 안내하는 제1 내지 제3롤러(40,42,44)로 구성된다. 상기 가동측 지붕(12)은 고정측 지붕(10)이 설치되지 않은 구조물의 상부 개방구간에 구비되며, 양측 가장자리에 슬라이더(22)가 결합하여 레일(14)을 따라 슬라이딩 작동하면서 개방되고 이때, 고정측 지붕(10)의 하부 또는 상부로 포개진다.

상기 슬라이더(22)는 'ㄷ'자로 하향 절곡 형성되고 내 측면(23) 및 외 측면(24) 사이에 레일(14)이 끼워지며, 내·외 측면(23,24)을 가로바(26)로 연결하여 보강된다. 그리고 상기 슬라이더(22)는 내측의 제1롤러(40)가 레일 윗면에 구름 접촉하며, 외 측면(24)의 저부에 구비된 제2롤러(42)가 플랜지부(15) 저면에 구름 접촉하며, 내 측면(23)에 구비된 제3롤러(44)가 레크기어(32)의 측면에 구름 접촉하게 된다.

여기서, 상기 제3롤러(44)는 레크기어(32)의 측면을 따라 구름 접촉하면서 가동측 지붕(12)의 X축 방향으로 작용하는 하중을 지지한다. 즉, 상기의 가동측 지붕(12)은 아래에서 설명되어 질 아치형 지붕 또는 경사면으로 된 트라스형 지붕으로 이루어져 있기 때문에, Y축 방향의 수직하중과 X축 방향으로 수평하중이 작용하게 된다. 이때, 상기 제3롤러(44)에 의해 슬라이더가 측방으로 쏠리지 않고 레일의 중심을 따라 안정적으로 주행하게 된다.

또한 상기 슬라이더(22)는 일정한 단위규격(길이)으로 제작되고 상기의 제1 내지 제3롤러가 적어도 하나 또는 복수 개가 일정간격으로 구비되어 주행을 안정적으로 안내하며, 윗면에 가동측 지붕에 결합된 지붕프레임(16)이 조립된다.

한편, 상기 제1롤러(40)는 롤러축(41)의 양단이 내 측면과 외측면에 축 결합되고, 상기 제2롤러(42)는 외 측면 하단부에 롤러축(43)이 축 결합되며, 제3롤러(44)는 롤러축이 축 결합된 고정대(45)를 내 측면의 홈부에 결합시켜 조립식으로 고정이 된다.

본 발명에 따르면, 상기 제1 내지 제3롤러(40,42,44)는 베어링을 포함하는 마찰력감소수단이 구비된 구성임을 특징으로 한다. 즉, 상기 제1 내지 제3롤러 및 롤러축에는 회전접촉부위에 저항력(마찰)을 최소화하기 위해 베어링과 같은 마찰감소수단이 구비하여 슬라이더의 주행이 원활하게 된다.

그리고, 상기 슬라이더(22)는 내 측면에 결합되는 플레이트(28)에 구동모터(30)가 구비되고, 상기 구동모터(30)의 모터축에 결합된 피니언기어(34)가 레크기어(32)에 맞물린 채, 레크기어를 따라 주행하게 된다.

이에, 상기 구동모터(30)의 회전동력에 의해 피니언기어가 회전하면서 레크기어를 따라 직선으로 이동함에 따라, 슬라이더(22) 및 가동측 지붕(12)이 레일을 따라 슬라이딩 작동하게 되며, 지붕의 개방구간을 개방하고 또는, 역으로 차단하게 된다.

더불어, 상기 슬라이더(14)에는 외 측면 바깥쪽으로 커버(46)를 부착하여 슬라이더 및 롤러 등의 구성이 빗물에 노출되지 않도록 차단한다.

한편, 상기 구동모터(30)는 전기모터가 바람직하고 제어신호에 따라 회전방향, 회전속도, 구동력의 제어가 가능한 서보모터(Servo motor)가 가장 바람직하며 또는, 변속기와 같은 기어박스를 포함하여 구성하여서 상기 슬라이더의 동작속도 및 진행방향을 제어할 수도 있다. 상기 구동모터(30)는 내 측면 안쪽에 부착하여 빗물에 노출되지 않도록 된다.

또한, 본 발명의 상기 지붕(10,12)은 아치패널의 내측에 내장재를 가지는 샌드위치 아치패널인 것을 특징으로 한다. 다시 말해서 상기의 고정측 지붕(10) 및 가동측 지붕(12)은 일정 단위규격의 아치패널로 구성된 것이 바람직하며, 상기의 아치패널은 강판 또는 컬러강판 등의 금속판재를 단면이 'U'자이고 곡선(아치)으로 굽어진 아치형으로 성형하고 측면을 폭 방향으로 서로 맞대고 거멀접기(Seeming)하여 연속적으로 이어붙임에 따라 아치형 터널로 구성되는 것이다.

또한, 상기 샌드위치 아치패널은 이중구조의 아치패널 사이에 구비되는 내측 공간부에 단열부재, 흡음부재, 완충부재 등과 같은 내장재를 구비하고 있는 것이 가장 바람직하다. 이처럼, 샌드위치 구조를 가지는 아치형 패널은 내장재가 아치패널 사이에 접합되어 있어서 내구성이 우수하고 구조적인 강성이 높아 강한 바람이나 폭우 등, 외부 기후변화에 따른 충격력에 의해 지붕이 변형이나 손상, 파손을 예방할 수 있다. 한편, 상기의 지붕(10,12)은 아치형 패널에 한정하는 것이 아니며, 건축물의 구조나 형태에 따라 평면이나 경사면, 굴곡면 등 다양한 형태로 구성이 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 지붕의 슬라이드 개폐장치는 슬라이더가 레크 및 피니언에 의한 기어방식으로 작동하면서 지붕을 원활히 개방하거나 또는, 역으로 차단하게 된다.

10:고정측 지붕 12:가동측 지붕 14:레일
16:지붕프레임 18:체결구 20:개폐구동수단
22:슬라이더 23:내 측면 24:외 측면
26:가로바 28:플레이트 30:구동모터
32:레크기어 34:피니언기어 40:제1롤러
41,43:롤러축 42:제2롤러 44:제3롤러
45:고정대 46:커버 100:구조물

Claims (3)

1. 수직 구조물(100)의 상부를 덮고 있는 고정측 지붕(10) 및 상기 고정측 지붕(10)의 일측 개방구간을 개방 또는 차단하기 위한 가동측 지붕(12), 상기 수직 구조물의 상단에 설치되어 기동측 지붕의 개폐동작을 안내하는 레일(14) 및 상기 가동측 지붕을 슬라이딩 작동시키기 위한 개폐작동수단(20)으로 된 지붕의 슬라이드 개폐장치에 있어서,
   상기 개폐작동수단(20)은,
   상기 가동측 지붕(12)의 양단부에 부착되며 'ㄷ'자로 하향 절곡된 내 측면(23)과 외 측면(24)의 사이로 레일(14)이 끼워지는 슬라이더(22);
   상기 슬라이더(22)의 내 측면(23)에 부착되며 회전력을 발생시키는 구동모터(30);
   상기 레일(14)의 안쪽 플랜지부(15) 저면에 부착되는 레크기어(32) 및, 상기 구동모터(30)의 모터축에 결합되며 상기의 레크기어(32)에 맞물리는 피니언기어(34);
   상기 슬라이더(22)의 내·외 측면(23,24)에 축 결합된 채 레일(14)의 상면을 따라 구름 접촉하는 제1롤러(40);
   상기 외 측면(24) 하부에 축 결합된 채 레일(14)의 바깥쪽 플랜지부(15) 저면에 구름 접촉하는 제2롤러(42);
   상기 내 측면(23)에 부착된 채 레크기어(32)의 측면을 따라 구름 접촉하는 제3롤러(44);로 구성된 것을 특징으로 하는 지붕의 슬라이드 개폐장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 내지 제3롤러(40,42,44)는 베어링을 포함하는 마찰력감소수단이 구비된 구성임을 특징으로 하는 지붕의 슬라이드 개폐장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 지붕(10,12)은 아치패널의 내측에 내장재를 가지는 샌드위치 아치패널인 것을 특징으로 하는 지붕의 슬라이드 개폐장치.

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