KR101903023B1 - 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치 - Google Patents

전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치는 상하가 개구되고 내부가 빈 관 형상으로 이루어지며, 상기 탑승부에 고정되는 몸체와; 상기 몸체의 내경보다 외경이 작아서 상기 몸체 내부에서 상하이동 및 측방 틸딩(tilting)이 가능하며, 하부에는 제1 지지부가 구비된 스위치 작동봉과; 상기 스위치 작동봉의 상단부에 고정 결합되며, 고소 작업중 상부 구조물에 부딪혀 눌러지거나, 측방 구조물에 부딪혀 기울어지는 충돌 감지봉과; 상기 몸체의 하단부에 조립되며, 상하가 개방되어 있으며 내주면에는 제2 지지부가 구비된 미들 소켓과; 상하부가 각각 상기 제1 지지부 및 제2 지지부에 지지되어 상기 스위치 작동봉을 상측 방향으로 탄성 지지하는 복귀 스프링과; 상기 몸체의 내주면과 스위치 작동봉의 외주면 사이에 설치되며, 상기 스위치 작동봉이 상기 몸체의 종공축선상에 나란한 자세를 유지하도록 탄성력을 가하는 자세유지 스프링; 및 상기 미들 소켓의 하부에 조립되며, 상기 미들 소켓을 관통하여 하측으로 돌출된 스위치 작동봉의 하단부가 상기 충돌 감지봉과 함께 눌러지거나 혹은 기울어지는 경우 스위칭 동작이 이루어지는 스위치 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치{LIMIT SWITCH APPARATUS FOR AERIAL WORK SUBSTITUTE WITH OMNIDIRECTIONAL IMPACT SENSING}
본 발명은 탑승부 이동 중 상방 충돌하는 경우는 물론 측방 충돌하는 경우에도 이를 검출하여 비상정지가 가능하고, 인출 길이의 조절이 가능한 충돌 감지봉이 사고로 하강하더라도 작업자의 안전사고 위험을 방지하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치에 관한 것이다.
고소작업대는 건물이나 선박과 같은 각종 고층물의 실내외에서 전기, 조명, 덕트, 외벽, 배관 등 각종 공사나 작업을 진행하기 위해 사용되는 것으로, 탑승부, 승강부 및 이동부를 포함한다.
이러한 고소작업대는 탑승부에 탑승한 작업자가 이동 중 천장과 같은 상부 구조물에 부딪혀 부상을 입거나 탑승부 자체가 충돌하여 파손이 발생하는 것을 방지하도록 상한 리미트장치가 구비된다.
도 1과 같이, 상한 리미트장치로는 등록실용신안 제20-0465878호가 있다. 도시된 바와 같이 종래에는 상단에 감지부(410)가 구비된다. 감지부(410)는 신축 조절이 가능한 다단의 어태치먼트(411,412,413,414)에 설치된다.
또한, 어태치먼트를 박스(420)에 설치하고, 박스(420)의 하단에 스프링(417)과 리밋스위치(418)를 구비하여 감지부(410)가 충돌시 리밋스위치(418)에 의해 비상 정지가 이루어지고, 그 후 스프링(417)에 의해 감지부(410)가 복귀된다.
그러나, 이상과 같은 종래기술은 오직 감지부(410)가 천장과 같은 상부 구조물에 충돌시 상측에서 눌러지는 힘에 의해서만 리밋스위치(418)가 작동되므로 측방 구조물의 충돌에는 대응하지 못하는 문제가 있다.
또한, 감지부(410)를 비롯한 다단의 어태치먼트(411,412,413,414)는 작업 환경 및 충돌에 견디도록 금속 파이프나 봉으로 제작되므로, 이들 중량체가 사고로 슬라이딩 하강시 그 사이에 손이 끼는 등 사고로 이어지는 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0465878호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탑승부 이동중 상방 충돌은 물론 측방 충돌에도 이를 검출하여 비상정지가 가능하고, 인출 길이의 조절이 가능한 충돌 감지봉이 사고로 하강하더라도 작업자의 안전사고 위험을 방지하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치를 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치는 작업 위치로 이동 및 승하강이 가능한 고소작업대의 탑승부에 설치되는 리미트 스위치장치에 있어서, 상하가 개구되고 내부가 빈 관 형상으로 이루어지며, 상기 탑승부에 고정되는 몸체와; 상기 몸체의 내경보다 외경이 작아서 상기 몸체 내부에서 상하이동 및 측방 틸딩(tilting)이 가능하며, 하부에는 제1 지지부가 구비된 스위치 작동봉과; 상기 스위치 작동봉의 상단부에 고정 결합되며, 고소 작업중 상부 구조물에 부딪혀 눌러지거나, 측방 구조물에 부딪혀 기울어지는 충돌 감지봉과; 상기 몸체의 하단부에 조립되며, 상하가 개방되어 있으며 내주면에는 제2 지지부가 구비된 미들 소켓과; 상하부가 각각 상기 제1 지지부 및 제2 지지부에 지지되어 상기 스위치 작동봉을 상측 방향으로 탄성 지지하는 복귀 스프링과; 상기 몸체의 내주면과 스위치 작동봉의 외주면 사이에 설치되며, 상기 스위치 작동봉이 상기 몸체의 종공축선상에 나란한 자세를 유지하도록 탄성력을 가하는 자세유지 스프링; 및 상기 미들 소켓의 하부에 조립되며, 상기 미들 소켓을 관통하여 하측으로 돌출된 스위치 작동봉의 하단부가 상기 충돌 감지봉과 함께 눌러지거나 혹은 기울어지는 경우 스위칭 동작이 이루어지는 스위치 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 스위치 어셈블리는 상기 미들 소켓의 개방된 하단부에 조립되며 상부가 상기 미들 소켓에 연통되도록 개방된 바텀 소켓과; 상기 바텀 소켓에 내에 설치되며, 스위칭시 상기 고소작업대의 작동을 정지시키는 리미트 스위치; 및 상단부는 상기 스위치 작동봉에 연결되며, 하단부는 상기 스위치 작동봉이 눌러지거나 기울어지는 변위가 발생시 상기 리미트 스위치를 스위칭시키는 스위치 연결구;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스위치 연결구는 상기 스위치 작동봉의 하부에 연결되는 연결로드과; 상기 연결로드의 하단에 연결되어 있으며, 상기 바텀 소켓 내부에서 상기 스위치 작동봉에 의해 변위가 발생하는 누름 디스크; 및 상기 누름 디스크와 상기 리미트 스위치 사이에 위치하며, 상기 누름 디스크의 변위에 의해 눌러져서 상기 바텀 소켓을 따라 하강하면 상기 리미트 스위치를 누르는 가이드 블럭;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스위치 작동봉은 상단부에 클램프(clamp)가 구비되고, 상측 개구 및 중공부를 갖는 관체 형상으로 형성되어 있어서, 상기 스위치 작동봉에 승하강 가능하게 끼워진 충돌 감지봉의 돌출 높이를 조정한 후 상기 클램프에 의해 고정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체 및 스위치 작동봉은 금속 재질로 이루어지고, 상기 충돌 감지봉은 상기 금속 재질보다 상대적으로 가벼운 재질로 이루어져 있어서, 상기 클램프에 의해 고정되어 있던 충돌 감지봉이 사고로 스위치 작동봉 내부를 따라 슬라이딩 낙하하더라도 작업자의 안전사고를 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자세유지 스프링은 코일 스프링으로 구성되되, 상측 종공부에는 상기 스위치 작동봉이 끼워져 지지되고, 하측 외주는 상기 몸체의 내주면에 접하여 지지되도록 상측에서 하측으로 갈수록 소선의 직경이 커지는 테이퍼 코일 스프링인 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 충돌 감지봉과 그 하부에 연결된 스위치 작동봉이 충돌에 의해 눌러져 하강하거나 측방으로 기울어지는 어느 경우나 변위로 인해 스위치 어셈블리가 스위칭된다. 따라서, 탑승부의 수직 상승시 상부 구조물에 충돌하거나 수평 이동시 측부 구조물에 충돌하는 경우 모두 비상 정지가 가능해진다.
나아가, 본 발명은 인출 길이의 조절이 가능한 충돌 감지봉을 플라스틱 등 가벼운 재질로 변경한다. 따라서, 충돌 감지봉이 의도치 않게 급속하게 낙하하여 충돌 감지봉과 스위치 작동봉 사이에 손이 끼이더라도 인명피해로 이어지지 않도록 한다.
도 1은 종래 고소작업대용 상한 리미트장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치의 설치상태도이다.
도 3는 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치를 나타낸 전개도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고소작업대용 상한 리미트 스위치장치를 도시한 분해사시도.
도 5는 상기 도 4의 스위치 작동봉 하강 상태도이다.
도 6은 상기 도 4의 자세유지 스프링의 설치 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치의 조립 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
도 8은 상기 도 7의 제1 스위칭 상태(상방 충돌 스위칭)를 나타낸 도이다.
도 9는 상기 도 7의 제2 스위칭 상태(측방 충돌 스위칭)를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 2와 같이, 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치(100)(이하, '리미트 스위치장치'라 함)는 고소작업대(10)의 탑승부(13)에 설치되는 것으로, 일 예로 탑승부(13)의 난간(FE)에 설치되어 작업자의 키(height)보다 상측까지 돌출되도록 설치된다.
고소작업대(10)는 '리프팅 장치'라고도 하는 것으로, 통상적으로는 모터에 의해 구동되는 차륜(WH)을 구비한 대차부(11)와, 상기 대차부(11)의 상부에 설치되는 승강부(12) 및 상기 승강부(12)에 의해 승하강되며 작업자가 탑승하는 탑승부(13)를 포함한다. 탑승부(13)에는 난간(FE)이 설치된다.
이때, 본 발명의 리미트 스위치장치(100)는 일 예로 탑승부(13)의 난간에 하나 또는 그 이상 설치된다. 각각의 리미트 스위치장치(100)는 난간에 수직 방향으로 세워 설치되며, 만약 탑승부(13) 난간에 여러개의 리미트 스위치장치(100)를 이격 설치하는 경우 다양한 방향, 위치, 형상의 구조물에 대응할 수 있게 한다.
본 발명은 탑승부(13) 이동시 상방 충돌하는 경우는 물론 측방 충돌하는 경우에도 이를 검출하여 비상정지가 이루어지게 한다. 이와 같이 탑승자가 구조물에 충돌할 수 없는 하방을 제외하고 상방 및 측방 360°에 걸쳐 모두 대응하므로 본 발명을 전방향(omni-directional) 충돌 감지식이라 한다.
구체적으로, 후술할 충돌 감지봉(130) 및 그에 연결된 스위치 작동봉(120)이 눌러져 하강하거나 측방으로 기울어지는 어느 경우나 스위치 어셈블리(170)가 스위칭된다. 따라서, 탑승부(13)의 수직 상승시 상부 구조물에 충돌하거나 수평 이동시 측부 구조물에 충돌하는 경우 모두 비상 정지가 가능해진다.
또한, 본 발명은 인출 길이의 조절이 가능한 충돌 감지봉(130)을 플라스틱 등 가벼운 재질로 변경한다. 따라서, 충돌 감지봉(130)이 의도치 않게 급속히 낙하하더라도 충돌 감지봉과 스위치 작동봉(120) 사이의 경계에 손이 끼이더라도 인명피해로 이어지지 않도록 한다.
도 3 및 도 4와 같이, 본 발명의 리미트 스위치장치(100)는 작업 위치로 이동 및 승하강이 가능한 고소작업대(10)의 탑승부(13)에 설치되는 것으로, 몸체(110), 스위치 작동봉(120), 충돌 감지봉(130), 미들 소켓(140), 복귀 스프링(150), 자세유지 스프링(160) 및 스위치 어셈블리(170)를 포함한다.
여기서, 몸체(110)는 탑승부(13)의 난간(FE) 등에 고정되고, 스위치 작동봉(120)은 몸체(110) 내부에 삽입된다. 충돌 감지봉(130)은 스위치 작동봉(120)의 상단부에 돌출 설치되어 탑승한 작업자보다 먼저 구조물과 충돌되며, 스위치 작동봉(120)를 작동시킨다.
또한, 미들 소켓(140)은 몸체(110)의 하부에 조립되며 그 내부의 복귀 스프링(150)과 함께 스위치 작동봉(120)을 상측 방향으로 탄성 지지하고, 자세유지 스프링(160)은 몸체(110) 내에서 스위치 작동봉(120)이 정자세(수직 자세)를 유지시킨다.
또한, 스위치 어셈블리(170)는 미들 소켓(140)의 하부에서 스위치 작동봉(120)의 자세 변화에 따라 스위칭된다. 따라서, 도 5와 같이 충돌 감지봉(130)이 충돌하면 스위치 작동봉(120)의 자세가 변함에 따라 스위치 어셈블리(170)가 스위칭되어 고소작업대(10)가 비상정지된다.
이를 위해, 몸체(110)는 상하가 개구되고 내부가 빈 관 형상으로 이루어진다. 일 예로 몸체(110)는 견고한 금속 재질로 이루어진 원형 관으로 구성되어 탑승부(13)의 난간 혹은 그 주변부에 고정된다.
탑승부(13)에 몸체(110)를 설치시 용접 등에 의해 고정할 수 있지만 가급적 조립식으로 하여 탈부착을 가능하게 한다. 따라서, 탑승부(13) 내에서의 위치를 변경하거나 다른 탑승부(13)에 옮겨 설치할 수 있게 한다.
또한, 몸체(110)는 단독으로 탑승부(13)에 설치될 수 있지만, 도시 생략된 결합판을 추가로 구비할 수 있다. 결합판은 몸체(110) 설치를 보조하는 것으로 몸체(110)의 후방부에 고정되며 나사공이나 케이블 타이 삽입공 등을 구비한다.
탑승부(13)는 고소작업대(10)에서 작업자가 탑승하여 고소 작업을 하는 것으로, 그 하측에 구비된 승강부(12)에 의해 승하강된다. 예컨대, 승강부(12)는 '시저 리프트'라고도 하는 X-링크식 작동부에 의해 탑승부(13)를 승강시킨다.
물론, 승강부(12)는 그 외에 다단 인출식 승강암에 의해 승강 및 회동 작업이 가능한 것도 적용 가능하며, 탑승부(13)의 경우 상술한 난간(FE) 방식 이외에 탑승부(13) 자체가 바스켓(basket) 형상으로 구성될 수도 있다.
스위치 작동봉(120)은 상술한 몸체(110) 내에 삽입 설치되는 것으로, 그 외경이 몸체(110)의 내경보다 작아서 스위치 작동봉(120)을 삽입 설치하면 몸체(110) 내부에서 상하 슬라이딩 이동이 가능함은 물론 소정 각도 내에서 측방으로 틸딩(tilting)된다.
스위치 작동봉(120)이 상하 이동 및 틸팅되므로 상측 이동 중 상부 구조물에 충돌시 스위치 어셈블리(170)를 작동시킨다. 뿐만 아니라 측방 이동 중 측방 구조물에 충돌하는 사고시에도 스위치 어셈블리(170)를 작동시킬 수 있게 한다.
또한, 스위치 작동봉(120)의 하부에는 제1 지지부(121a, 121b)가 구비된다. 제1 지지부(121a, 121b)는 후술하는 미들 소켓(140)의 제2 지지부(141)와 함께 복귀 스프링(150)을 지지하는 것으로, 복귀 스프링(150)의 상부는 제1 지지부(121a, 121b)에 지지되고, 하부는 제2 지지부(141)에 지지된다.
스위치 작동봉(120)의 제1 지지부(121a, 121b)는 일 예로 스위치 작동봉(120)의 하부 외주면에 끼움홈(121a)을 형성하고 거기에 끼워지는 클립이나 스넵링(121b)으로 구성될 수 있다. 클립이나 스텝링(121b)은 스위치 작동봉(120)에 고정된 상태에서 외측으로 돌출되어 복귀 스프링(150)을 지지한다.
다만, 제1 지지부(121a, 121b)는 복귀 스프링(150)의 지지를 목적으로 하므로, 스위치 작동봉(120)의 하부 외주면에 원형 고리 형상의 돌기를 형성하는 방식으로 구성될 수 있다. 그러나, 자세유지 스프링(160) 등의 조립을 위해서는 가급적 탈부착이 가능한 클립(121b) 등을 바람직할 것이다.
충돌 감지봉(130)은 작업 중 충돌을 감지하는 센서부에 해당하는 것으로, 상술한 스위치 작동봉(120)의 상단부에 고정 결합되며, 고소 작업중 상부 구조물에 부딪혀 눌러지거나, 측방 구조물에 부딪혀 기울어진다.
이러한 충돌 감지봉(130)은 탑승부(13)에 탑승한 작업자의 키에 따라 그 길이를 조절하는 것이 바람직하다. 작업자의 머리 등이 부딧히기 전에 먼저 충돌 감지봉(130)이 접촉되어 비상정지가 이루어지는 것이 바람직하기 때문이다.
예컨대, 스위치 작동봉(120)에 설치되는 충돌 감지봉(130)은 상측으로 인출되어 탑승부(13)의 상측으로 돌출되는 길이를 늘리거나 반대로 충돌 감지봉(130)을 스위치 작동봉(120) 내로 밀어 넣어 길이를 줄인다.
이를 위해, 스위치 작동봉(120)은 상단부에 클램프(clamp)(122 내지 124)가 구비된다. 또한 스위치 작동봉(120)의 상단부에는 개구가 형성되고, 내측 중공부는 상기한 개구에 노출되는 관체 형상으로 구성된다.
따라서, 스위치 작동봉(120)의 상측 개구를 통해 충돌 감지봉(130)을 삽입 조립하면 충돌 감지봉(130)의 인출 길이의 조절이 가능해지고, 충돌 감지봉(130)의 돌출 높이를 조정한 후 클램프(122 내지 124)로 고정할 수 있게 된다.
클램프(122 내지 124)는 일 예로 클램핑 바디(122), 조임구(123) 및 인서트(124)를 포함한다. 따라서 인서트(124)에 충돌 감지봉(130)을 끼운 상태에서 스위치 작동봉(120)에 충돌 감지봉(130)을 삽입 조립한다.
그 후 인서트(124)를 클램핑 바디(122)에 안착시킨 후 충돌 감지봉(130)을 상하로 이동시켜 높이를 조절한 후, 조임구(123)로 클램핑 바디(122) 및 인서트(124)를 관통하도록 조여 충돌 감지봉(130)을 가압 고정한다.
이를 위해, 클램핑 바디(122)는 끼움구(122a) 및 지지구(122b)를 포함한다. 이들 중 끼움구(122a)는 스위치 작동봉(120)의 상단부에 고정되되 상하 관통되는 중공부를 갖는다.
이때, 클램핑 바디(122)의 중공부는 스위치 작동봉(120)의 내측 중공부와 동축 선상에 일치하도록 형성된다. 지지구(122b)는 끼움구(122a)의 측면부에서 상측으로 돌출되어 인서트(124)를 지지하며 조임구(123)가 체결되는 구멍(예: 장공)이 형성된다.
조임구(123)는 후방부 손잡이부와 상기 손잡이부에서 일측으로 연장된 나사축이 형성된다. 인서트(124)는 상하 관통된 조립공이 형성되어 있어서 충돌 감지봉(130)이 관통 조립된다. 바람직하게는 안착시 클램핑 바디(122)의 끼움구 상면 및 지지구 측면에 밀착되도록 맞춤 형상으로 이루어진다.
한편, 클램핑 바디(122)에 체결된 조임구(123)가 풀리거나 장시간 사용 혹은 충돌로 인해 가압력이 약해진 경우에는 충돌 감지봉(130)이 급속히 하강한다. 따라서, 작업자의 신체(예: 손)가 그 사이에 위치하면 사고로 이루어질 수 있다.
이를 위해, 몸체(110) 및 스위치 작동봉(120)은 견고성을 위해 금속 재질로 이루어지는 반면, 충돌 감지봉(130)은 금속 재질보다 상대적으로 가벼운 재질로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 따라서, 하중이 작은 충돌 감지봉(130)이 급속히 슬라이딩 하강하더라도 작업자의 안전사고나 인명 피해를 방지한다.
다만, 충돌 감지봉(130)은 엔지니어링 플라스틱 재질로 제작되어 상대적으로 하중이 작으면서도 그와 동시에 견고성 및 경도(hardness)가 큰 재질을 적용한다. 이를 통해 충돌 감지봉(130)이 휘는 현상을 방지하고 충돌 감지봉(130)이 구조물에 충돌시 그 힘을 스위치 작동봉(120)으로 확실히 전달한다.
충돌 감지봉(130)의 상단부에 결합되는 판 형상의 충돌 디스크(132)는 충돌 감지봉(130)이 스위치 작동봉(120) 내부로 완전히 들어가는 것을 방지하는 걸림턱 역할을 한다.
또한, 충돌 감지봉(130)의 시인성을 향상시켜 확인을 쉽게 하며, 측방 충돌시 충돌 전달이 확실히 이루어지게 한다. 이러한 디스크(132)는 충돌 감지봉(130)이 상단에 형성된 나사산(131)에 나사결합되어 파손시 교체를 가능하게 한다.
다음, 미들 소켓(140)은 몸체(110)의 하단부에 조립되어 복귀 스프링(150)을 지지하고, 아울러 후술하는 스위치 어셈블리(170)가 조립되는 것으로, 상하가 개방되어 있으며 내주면에는 제2 지지부(141)가 구비된다.
또한, 일 실시예로써 미들 소켓(140)의 상부 내주면에는 몸체(110)의 하단부 외주면에 형성된 숫 나사산(111)에 대응하는 암 나사산(142)이 형성되어 있어서 몸체(110)의 하단에 나사결합된 캡 역할도 한다.
이러한 미들 소켓(140)의 상부는 개방되어 있어서 결합시 몸체(110)의 중공부에 연통하고, 하부에는 부품간 조립을 위한 조립공이 관통 형성되어 있으며, 하부 내주면에는 내측으로 돌출된 제2 지지부(141)가 구비된다.
복귀 스프링(150)은 스위치 작동봉(120)을 상측 방향으로 탄성 지지하는 것으로, 복귀 스프링(150)의 상단부와 하단부는 각각 제1 지지부(121a, 121b) 및 제2 지지부(141)에 지지된다.
즉, 복귀 스프링(150)의 상단부는 몸체(110) 내에서 스위치 작동봉(120)의 제1 지지부(121a, 121b)에 지지되고, 하단부는 미들 소켓(140) 내에서 제2 지지부(141)에 지지된다.
이러한 복귀 스프링(150)은 일 예로 각각 중공부를 구비한 상부 지지판(151) 및 하부 지지판(152)과, 상기 상부 지지판(151)과 하부 지지판(152) 사이에 나선 방향으로 감긴 소선(153)으로 구성된다. 이때 상부 지지판(151)과 하부 지지판(152)이 각각 상술한 제1 지지부(121a, 121b) 및 제2 지지부(141)에 지지된다.
따라서, 몸체(110)의 하단부에 조립된 미들 소켓(140)에 안착된 복귀 스프링(150)이 스위치 작동봉(120)을 상측으로 탄성 지지하므로, 충돌 감지봉(130)이 구조물에 충돌함에 따라 스위치 작동봉(120)이 스위치 어셈블리(170)를 작동시킨 이후에는 복귀 스프링(150)에 의해 다시 상측으로 복귀한다.
자세유지 스프링(160)은 스위치 작동봉(120)의 수직 정자세를 유지 및 복귀시키는 것으로, 몸체(110)의 내주면과 스위치 작동봉(120)의 외주면 사이에 설치된 상태에서 스위치 작동봉(120)이 몸체(110)의 종공축선상에 나란한 자세를 유지하도록 탄성력을 가한다.
도 3에서 살펴본 바와 같이, 자세유지 스프링(160)은 일 예로 코일 스프링으로 구성되되, 도 6과 같이 상측 종공부에는 스위치 작동봉(120)이 끼워져 지지되고, 하측 외주는 몸체(110)의 내주면에 접하여 지지되도록 상측에서 하측으로 갈수록 소선의 직경이 커지는 테이퍼 코일 스프링이 사용될 수 있다.
따라서, 충돌 감지봉(130)이 측방 구조물에 충돌됨에 따라 스위치 작동봉(120)이 측방으로 기울어져 변위가 발생하고 그에 따라 스위치 어셈블리(170)를 작동시킨 이후에는 다시 정자세 즉, 수직 자세로 복귀 및 유지할 수 있게 한다.
이러한 자세유지 스프링(160)은 설정된 탄성계수 이상의 소선으로 구성되어 일정 크기 이상의 탄성력을 제공한다. 따라서, 바람과 같은 자연력에 의해 의도하지 않게 스위치 작동봉(120)이 기울어지는 경우나 고소작업대(10)가 운행 중이거나 탑승부(13)가 이동 중 진동 등에 의해 의도하지 않게 기울어지는 것을 방지한다.
본 발명은 종래와 차별적으로 상부 구조물과 충돌하여 충돌 감지봉(130) 및 그 하부에 연결된 스위치 작동봉(120)이 하측으로 하강하는 경우는 물론, 측부 구조물과 충돌하여 스위치 작동봉(120)이 기울어지는 경우에도 스위치 어셈블리(170)를 작동시켜 비상 정지가 이루어지게 한다.
이에, 스위치 어셈블리(170)의 외경은 몸체(110)의 내경보다 상대적으로 작게 설계함에 따라 스위치 어셈블리(170)가 몸체(110)에 삽입 설치시 몸체(110)와 스위치 어셈블리(170) 사이에 스위치 작동봉(120)이 측방으로 기울어지는 여유 공간을 형성한다. 따라서, 위와 같은 자세유지 스프링(160)을 더 구비하여 스위치 작동봉(120)의 수직 자세를 유지 및 복귀되게 한다.
한편, 스위치 어셈블리(170)는 미들 소켓(140)의 하부에 조립되며, 미들 소켓(140)을 관통하여 하측으로 돌출된 스위치 작동봉(120)의 하단부가 충돌 감지봉(130)과 함께 눌러지거나 혹은 기울어지는 경우 스위칭된다.
스위치 어셈블리(170)는 스위치 온(ON) 동작에 따라 비상정지 신호를 고소작업대(10)의 구동부에 인가하여 탑승부(13)를 비상정지시키거나, 탑승부(13) 제어신호 경로를 차단하는 스위치 오프(OFF) 방식 중 어느 것이나 가능하다.
이를 위해, 스위치 어셈블리(170)는 미들 소켓(140)의 개방된 하단부에 조립되며 상부가 미들 소켓(140)에 연통되도록 개방된 바텀 소켓(171)과, 상기 바텀 소켓(171)에 내에 설치되며 스위칭시 고소작업대(10)의 작동을 정지시키는 리미트 스위치(172) 및 스위치 작동봉(120)에서 발생된 가압력을 리미트 스위치(172)로 전달하는 스위치 연결구(173)를 포함한다.
이때, 바텀 소켓(171)은 바람직하게는 미들 소켓(140)의 하측 개구에 조립되도록 상부에는 삽입 돌기(171b)가 환형으로 돌출 형성되고, 내측 중간 높이 부분에는 내측으로 돌출된 삽입 제한 단턱(171b)이 돌출된다.
따라서, 바텀 소켓(171)의 내부 공간 중 삽입 제한 단턱(171b)부터 하단부까지 리미트 스위치(172) 설치 공간으로 이용되고, 삽입 제한 단턱(171b)에 의해 리미트 스위치(172)의 조립 깊이가 제한된다. 즉, 리미트 스위치(172)가 과도하게 삽입되어 의도치 않게 스위치 연결구(173)에 의해 눌려 작동되는 것을 방지한다.
리미트 스위치(172)는 일 예로 누름버튼 스위치가 사용되며, 누름버튼 스위치 중 본체의 상부로 돌출된 누름버튼(172a)은 상술한 삽입 제한 단턱(171b)을 지나 바텀 소켓(171)의 내측 상부까지 연장된다. 따라서, 스위치 연결구(173)로부터 힘을 받아 하측으로 눌러지게 된다.
상술한 스위치 연결구(173)는 스위치 작동봉(120)과 리미트 스위치(172)를 연결하도록, 상단부는 스위치 작동봉(120)의 하단부에 연결되고 하단부는 스위치 작동봉(120)이 눌러지거나 기울어지는 변위가 발생시 리미트 스위치(172)를 스위칭시키도록 구성된다.
예컨대, 스위치 연결구(173)는 스위치 작동봉(120)의 하부에 연결되는 연결로드(173a)와, 상기한 연결로드(173a)의 하단에 일체로 연결되어 있으며, 바텀 소켓(171) 내부에서 스위치 작동봉(120)에 의해 변위가 발생하는 누름 디스크(173b)를 포함한다.
나아가, 누름 디스크(173b)와 리미트 스위치(172) 사이에 위치하며, 누름 디스크(173b)의 변위에 의해 눌러져서 바텀 소켓(171)을 따라 하강하면 리미트 스위치(172)의 누름버튼(172a)을 누르는 가이드 블럭(173c)을 포함한다.
바람직하게, 가이드 블럭(173c)은 그 양측부가 바텀 소켓(171)의 내주면에 맞닿거나 거의 근접하도록 원통형 블럭 형상으로 이루어져 있어서 상하 방향으로 안정적으로 움직인다.
또한, 가이드 블럭(173c)은 자중에 의해 중력 방향을 따라 하강하여 충돌이 없는 경우에도 의도하지 않게 리미트 스위치(172)를 누르지 않도록 속이 비거나 혹은 플라스틱 등 하중이 매우 작은 재질로 구성된다.
즉, 리미트 스위치(172)의 누름버튼(172a)는 그 본체 내부에 구비된 탄성스프링에 의해 지지되어 상측으로 돌출된 상태이므로, 리미트 스위치(172)의 탄성스프링에 의한 탄성력보다 작은 하중의 가이드 블럭(173c)을 이용한다.
따라서, 충돌 감지봉(130)의 충돌에 의해 스위치 작동봉(120)이 눌러지거나 옆으로 기울어지는 경우에만 가이드 블럭(173c)에 리미트 스위치(172)의 탄성스프링보다 큰 힘이 작용하여 리미트 스위치(172)의 스위칭이 이루어지게 한다.
다만, 본 발명은 위와 같이 충돌 감지봉(130)의 충돌에 의해 리미트 스위치(172)를 스위칭시키는 구조로써 상술한 누름식 리미트 스위치(172) 이외에 다른 타입의 스위치로 변경할 수도 있을 것이다.
나아가, 스위치 작동봉(120)을 링크 부재나 기어를 통해 직접 리미트 스위치(172)의 누름부에 연결하여 구성하는 등 스위치 작동봉(120)이 눌러지거나 옆으로 기울어지는 경우에만 작동할 수만 있으면 그 외 다양한 구조도 적용 가능함은 자명할 것이다.
예컨대, 누름 디스크(173b)와 그 하측의 가이드 블럭(173c)을 회동 링크로 서로 연결하거나, 스위치 작동봉(120)과 리미트 스위치(예: 로터리나 회전 버튼이나 다이얼 방식)를 베벨 기어 등 기어 어셈블리로 연결하여 스위칭 동작이 이루어지게 할 수도 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치의 작동관계에 대해 설명한다.
도 7과 같이, 충돌 감지봉(130)이 상부에 고정되어 있는 스위치 작동봉(120)은 몸체(110) 내부에서 상하 슬라이딩 이동 및 측방으로 기울어질 수 있도록 설치된다.
또한, 스위치 작동봉(120)의 하단부에는 스위치 어셈블리(170)의 스위치 연결구(173)에 연결된다. 정확히는 스위치 연결구(173) 중 상측으로 연장된 연결로드(173a)에 결합된다.
이때, 스위치 연결구(173)의 하단에 구비된 누름 디스크(173b)의 하부에는 가이드 블럭(173c)이 바텀 소켓(171)을 따라 승하강 가능하게 배치된다. 가이드 블럭(173c)의 하부에는 리미트 스위치(172)의 누름버튼(172a)가 위치한다.
따라서, 도 8과 같이 탑승부(13)의 작동 중 충돌 감지봉(130)이 상부 구조물에 부딪혀 눌러지면 그 하부에 고정된 스위치 작동봉(120) 역시 하강하게 된다.
스위치 작동봉(120)이 하강하면 스위치 연결구(173)가 가이드 블럭(173c)을 하측으로 밀게 되므로 리미트 스위치(172)의 누름버튼(172a)이 눌러지면서 스위칭되고 고소작업대(10)(혹은 탑승부)의 작동은 비상 정지된다.
나아가, 도 9와 같이 탑승부(13)의 작동 중 충돌 감지봉(130)이 측부 구조물에 부딪혀 옆으로 기울어지면 그 하부에 고정된 스위치 작동봉(120) 역시 측방으로 기울어진다.
스위치 작동봉(120)이 측방으로 기울어지면, 스위치 연결구(173)의 하단에 구비된 누름 디스크(173b)가 수평 자세에서 일정 각도 틸팅되므로 가이드 블럭(173c)을 하측으로 밀게 된다. 따라서, 위와 마찬가지로 누름버튼(172a)이 눌러지면서 스위칭이 이루어진다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 몸체 120: 스위치 작동봉
121a, 121b: 제1 지지부 122: 클램프
123: 조임구 124: 인서트
130: 충돌 감지봉 132: 충돌 디스크
140: 미들 소켓 141: 제2 지지부
150: 복귀 스프링 160: 자세유지 스프링
170: 스위치 어셈블리 171: 바텀 소켓
172: 리미트 스위치 173: 스위치 연결구

Claims (6)

  1. 작업 위치로 이동 및 승하강이 가능한 고소작업대(10)의 탑승부(13)에 설치되는 리미트 스위치장치에 있어서,
    상하가 개구되고 내부가 빈 관 형상으로 이루어지며, 상기 탑승부(13)에 고정되는 몸체(110)와;
    상기 몸체(110)의 내경보다 외경이 작아서 상기 몸체(110) 내부에서 상하이동 및 측방 틸딩(tilting)이 가능하며, 하부에는 제1 지지부(121a, 121b)가 구비된 스위치 작동봉(120)과;
    상기 스위치 작동봉(120)의 상단부에 고정 결합되며, 고소 작업중 상부 구조물에 부딪혀 눌러지거나, 측방 구조물에 부딪혀 기울어지는 충돌 감지봉(130)과;
    상기 몸체(110)의 하단부에 조립되며, 상하가 개방되어 있으며 내주면에는 제2 지지부(141)가 구비된 미들 소켓(140)과;
    상하부가 각각 상기 제1 지지부(121a, 121b) 및 제2 지지부(141)에 지지되어 상기 스위치 작동봉(120)을 상측 방향으로 탄성 지지하는 복귀 스프링(150)과;
    상기 몸체(110)의 내주면과 스위치 작동봉(120)의 외주면 사이에 설치되며, 상기 스위치 작동봉(120)이 상기 몸체(110)의 종공축선상에 나란한 자세를 유지하도록 탄성력을 가하는 자세유지 스프링(160); 및
    상기 미들 소켓(140)의 하부에 조립되며, 상기 미들 소켓(140)을 관통하여 하측으로 돌출된 스위치 작동봉(120)의 하단부가 상기 충돌 감지봉(130)과 함께 눌러지거나 혹은 기울어지는 경우 스위칭 동작이 이루어지는 스위치 어셈블리(170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 어셈블리(170)는,
    상기 미들 소켓(140)의 개방된 하단부에 조립되며 상부가 상기 미들 소켓(140)에 연통되도록 개방된 바텀 소켓(171)과;
    상기 바텀 소켓(171)에 내에 설치되며, 스위칭시 상기 고소작업대(10)의 작동을 정지시키는 리미트 스위치(172); 및
    상단부는 상기 스위치 작동봉(120)에 연결되며, 하단부는 상기 스위치 작동봉(120)이 눌러지거나 기울어지는 변위가 발생시 상기 리미트 스위치(172)를 스위칭시키는 스위치 연결구(173);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치 연결구(173)는,
    상기 스위치 작동봉(120)의 하부에 연결되는 연결로드(173a)와;
    상기 연결로드(173a)의 하단에 연결되어 있으며, 상기 바텀 소켓(171) 내부에서 상기 스위치 작동봉(120)에 의해 변위가 발생하는 누름 디스크(173b); 및
    상기 누름 디스크(173b)와 상기 리미트 스위치(172) 사이에 위치하며, 상기 누름 디스크(173b)의 변위에 의해 눌러져서 상기 바텀 소켓(171)을 따라 하강하면 상기 리미트 스위치(172)를 누르는 가이드 블럭(173c);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 스위치 작동봉(120)은 상단부에 클램프(122 내지 124)가 구비되고, 상측 개구 및 중공부를 갖는 관체 형상으로 형성되어 있어서,
    상기 스위치 작동봉(120)에 승하강 가능하게 끼워진 충돌 감지봉(130)의 돌출 높이를 조정한 후 상기 클램프(122 내지 124)에 의해 고정하는 것을 특징으로 하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 몸체(110) 및 스위치 작동봉(120)은 금속 재질로 이루어지고,
    상기 충돌 감지봉(130)은 상기 금속 재질보다 상대적으로 가벼운 재질로 이루어져 있어서,
    상기 클램프(122 내지 124)에 의해 고정되어 있던 충돌 감지봉(130)이 사고로 스위치 작동봉(120) 내부를 따라 슬라이딩 낙하하더라도 작업자의 안전사고를 방지하는 것을 특징으로 하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자세유지 스프링(160)은 코일 스프링으로 구성되되,
    상측 종공부에는 상기 스위치 작동봉(120)이 끼워져 지지되고,
    하측 외주는 상기 몸체(110)의 내주면에 접하여 지지되도록,
    상측에서 하측으로 갈수록 소선의 직경이 커지는 테이퍼 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 전방향 충돌 감지식 고소작업대용 리미트 스위치장치.
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