KR101986937B1 - 적응 로프 지지체계와 지붕 작업 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 등에 매달아 작업하는 장치 구조물 자세의 제한적 회전운동이 있는 경우에 사용할 수 있으며, 구조물의 경량설계에 크게 기여할 수 있는 적응 로프 지지체계를 제공한다.
또한 상기 적응 로프 지지체계의 실시예로서 지붕에서 지붕재의 설치, 해체 및 보수 작업에 필요한 작업베이스를 제공하는 지붕작업장치를 제공하고자 한다.
크레인이나 고소작업차량에 매달린 형태로 지붕에 접근하며, 지붕의 경사에 대응하여 작업프레임과 적재대를 작업에 적합한 자세로 변형하게 함으로써 작업자가 안전하게 작업할 수 있는 베이스를 제공함과 동시에 적절한 위치에 적재대를 제공하는 지붕 작업 장치에 관한 것으로서 적응 로프 지지체계를 도입하여 장치의 경량설계를 가능하게 한 것이다.

Description

적응 로프 지지체계와 지붕 작업 장치{Adaptive rope support system and Roof Working Device}

본 발명은 크레인 등에 매달아 작업하는 장치 구조물에서 자세의 제한적 회전운동이 있는 경우에 사용할 수 있으며, 구조물의 경량설계에 크게 기여할 수 있는 적응 로프 지지체계 설계에 대한 것이다.

또한 지붕에서 지붕재의 설치, 해체 및 보수 작업에 필요한 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 작업자가 안전하게 작업할 수 있는 베이스를 제공함과 동시에 기와나 슬레이트 등의 지붕재를 적재할 수 있는 이동 가능한 적재 대를 제공하는 지붕 작업 장치에 관한 것이다.

지붕작업은 안전사고가 우려되는 위험작업으로서 안전하고 효율적인 작업장치의 개발이 필요하다.

특히 1960년대부터 지붕재로 많이 사용되어온 슬레이트는 1급 발암물질인 석면이 다량 함유되어 국민건강을 위협하는 위험물질로서 시급히 해체하여 격리 처리되어야하며, 이를 해체하고자 할 때에는 ‘석면안전관리법’에 의거하여 적법하게 처리되어야 한다.

따라서 슬레이트 해체에 필요한 안전하고 효율적인 작업장치의 개발이 사회적으로 더욱 요구되고 있으나 허용부하가 작은 소형 고소작업차에 적용하여 사용할 수 있는 효율적인 장치의 개발이 아직까지 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

“지붕 작업 장치”, 공개번호: 1020170138312 (2017년 12월 15일 공개) “발판이 있는 지붕 작업 장치”, 공개번호: 1020170112789 (2017년 10월 12일 공개) “지붕 작업 장치”, 등록번호: 1015893750000 (2016년 01월 21일 등록) “석면 함유 슬레이트 해체용 작업장치”, 등록번호: 10-1331184 (2013년 11월 13일 등록) “석면 함유 슬레이트 해체용 작업장치”, 등록번호: 10-1160459 (2012년 06월 21일 등록) “석면 함유 슬레이트 해체용 작업장치”, 등록번호: 10-1160458 (2012년 06월 21일 등록) “건축물의 지붕재 해체용 작업장치”, 등록번호: 10-1160457(2012년 06월 21일 등록) “건축물의 석면 함유 슬레이트 해체용 작업장치”, 등록번호: 10-0957025 (2010년 05월 03일 등록)

본 발명의 목적은 지붕작업에 필요한 작업베이스를 제공하여 안전하고 효율적인 작업이 수행될 수 있도록 하는 지붕작업장치의 구조설계를 획기적으로 개선하여 경량설계가 가능하도록 하고자 하는 것이다.

이를 위하여 부하작용위치에 로프지지구조를 적용하고 지붕의 경사구조에 따라 변형하는 구조물에 대응하여 자세변형에 적응하여 최적의 지지력을 유지하는 적응 로프지지 체계를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

지붕경사에 대응하는 지붕 작업 장치에 있어서,

크레인 또는 고소작업차량의 붐 말단의 아답타에 부착되어 승강되는 수직연결 빔과,

상기 수직연결 빔에 회동 가능하게 연결된 종 프레임과 병열 횡 프레임 및 횡 연결프레임으로 구성된 메인프레임과,

상기 메인프레임의 종 프레임 양단에 회동가능하게 연결된 시트프레임 두 개와,

상기 시트프레임에 각각 설치된 시트 및 안전 바와,

상기 메인프레임의 병열 횡 프레임의 양쪽 말단에 각각 구비된 두 쌍의 회전축과,

상기 두 쌍의 회전축에 각각 회동가능하게 연결된 두 쌍의 연결 로드와,

상기 두 쌍의 연결 로드의 타단에 각각 형성된 두 쌍의 축 홀과 회동가능하게 병열로 연결된 두 개의 적재대와,

상기 수직연결 빔 중앙에 구비된 로프 풀리 및 로프 풀리 위치제어수단과 상기 로프 풀리와 상기 종 프레임의 양단을 연결하여 부하를 지지하는 로프로 구성된 제 1 로프 지지체계와,

상기 수직연결 빔 양 측면에 각각 형성된 브라켓에 구비된 로프 풀리 및 로프 풀리 위치제어수단과 상기 로프 풀리와 상기 횡 프레임 두 곳을 연결하여 부하를 지지하는 로프로 구성된 한 쌍의 제 2 로프 지지체계와,

상기 허브 브라켓과 상기 메인프레임의 회동연결부의 연결각도를 제어하는 각도제어수단 한 세트와,

상기 메인프레임과 상기 시트프레임의 회동연결부의 연결각도를 제어하는 각도제어수단 두 세트와,

상기 두 쌍의 연결로드의 회동 연결각도를 제어하는 각도제어수단 두 세트를 포함하는 것을 그 기술구성의 기본으로 함으로써;

상기 메인프레임의 기울기 각을 지붕의 경사각에 일치시키면 상기 두 개의 연결로드로 병렬 연결된 상기 적재대가 메인프레임과 평행하게 이동하는 특징이 있다.

또한 상기 기술구성의 기본 특징에 일부 구성품을 더하거나 빼거나 변형을 주는 특징이 있다.

본 발명의 적응 로프지지 지붕작업장치는 크레인이나 고소작업차량의 붐 말단에 매달린 형태로 지붕에 접근하는데, 상기 붐 말단에 구비된 턴테이블을 이용하여 지붕의 경사각에 대응하도록 수직축에 대한 메인프레임의 각도를 변형시키고, 메인프레임에 부착된 시트프레임과 연결로드를 통해 부착된 적재대의 위치와 자세를 최적화하는 것은 기 공보된 지붕작업장치와 유사하다.

본 발명만의 특징은 로프지지 체계를 활용하여 메인프레임에 작용하는 부하, 특히 굽힘 모멘트를 감경시킴으로 인해 전체적으로 경량설계가 가능해져서 기존 설계방법으로는 한계가 있던 것을 돌파할 수 있다는 점이다.

경량설계가 가능해지면 지금까지 어려웠던 부하용량이 작은 소형 고소작업차에 가변 로프지지 지붕작업장치를 연결하여 슬레이트 철거 등의 지붕작업이 가능해 지므로 이는 매우 유용한 기술적 진전이며, 경제적으로도 효과가 크다.

도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 적응 로프지지 지붕작업장치의 제1사시도
도 2는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 적응 로프지지 지붕작업장치의 제2사시도

이하 본 발명에 따른 적응 로프 지지체계의 구성과 바람직한 실시 예를 도면을 참조하면서 설명한다.

먼저 본 발명의 적응 로프 지지체계에 대해 설명하면, 크레인 등의 붐 말단의 아답타에 수직연결 빔을 연결하여 사용하는 일반적 작업장치에서 수직연결 빔에 회동 가능하게 연결된 메인프레임과 여기에 연결된 부가구조물이 있는 경우, 부하로부터 거리가 멀수록 메인프레임에 작용하는 굽힘 모멘트가 크게 발생하므로 부재의 단면계수가 커야 되고 이에 따라 부재의 무게가 증가하게 된다.

그런데 로프나 체인 등의 장력을 줄 수 있는 부재를 사용하여 수직 하방으로 작용하는 부하의 작용점이나 부근에 반대방향 또는 비스듬한 방향으로 수직 상방의 같은 수직분력을 주게 되면 모멘트는 발생하지 않거나 작게 발생한다. 프레임 부재는 작은 모멘트와 장력의 수평분력만큼의 압축력이 작용하게 되어서 이에 필요한 강도만 갖추면 되므로 부재의 무게를 줄이는 경량설계가 가능해진다.

그러나 메인프레임의 각도가 변하면 로프 연결 직선거리가 변하므로 이에 대응하여 로프가 항상 팽팽한 상태에서 적절한 장력을 가질 수 있도록 풀리의 위치를 제어할 적응적 풀리 위치제어수단이 필요하다.

본 발명은 상기 메인프레임 상의 2곳을 연결하고 상기 수직연결 빔에 구비된 풀리에 중간 부분이 걸린 로프와, 상기 메인프레임의 각도가 변하더라도 상기 로프가 적절한 장력을 유지하게 하는 풀리 위치제어수단을 포함하는 적응 로프 지지체계를 하나 이상 구비함으로써 상기 메인프레임 및 이에 연결된 부가구조물 부하의 일부 또는 전부를 상기 적응 로프지지체계가 지지하는 것을 특징으로 하는 작업장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 가변 로프지지 지붕작업장치의 제 1실시 예를 보이는 제1사시도이다.

본 발명의 가변 로프지지 지붕작업장치는 크레인이나 고소작업차의 붐 말단의 아답터에 조립되는 수직연결 빔(10)이 있다.

지붕작업장치를 수직축에 대해 회전을 가능하게 하는 턴테이블(20)과 충격을 완화하는 복합 완충기(30)는 수직 연결빔(10) 위에 필요에 따라 조립될 수 있다.

상기 수직연결 빔(10) 하단에는 메인프레임(100)이 회동 가능하게 연결되고, 메인프레임 각도제어수단(40)에 의해 메인프레임의 기울기 각도를 제어할 수 있다.

상기 메인프레임(100)은 편의상 구분한 종 프레임(110), 병열 횡 프레임(120) 그리고 상기 병열 횡 프레임(120)을 연결하는 연결프레임(130)을 포함하고 있다.

상기 종 프레임(110)과 상기 병열 횡 프레임(120)은 다양한 작업조건에 대응할 수 있고, 운반 시 부피를 줄일 수 있도록 신축 가능한 구조로 할 수 있다.

상기 종 프레임(110) 양단에는 시트프레임(200) 한 쌍이 회동가능하게 조립되고, 상기 시트프레임(200)에는 시트와 안전 바 등이 구비되어 있으며, 시트프레임 각도제어수단(210)에 의해 연결각도를 제어할 수 있다.

상기 병열 횡 프레임(120) 끝단에는 한 쌍의 회동축이 구비되어 한 쌍의 연결로드(140)와 회동가능하게 연결되는 회전조인트를 이루고 있다.

상기 한 쌍의 연결로드(140) 타단은 하나의 적재대(300)와 병열로 회동가능하게 연결되어 있고, 상기 연결 프레임(130)과 연결로드(140) 사이에는 연결로드 각도제어수단(310)이 구비되어있다.

도시하지는 않았지만 상기 병열 횡 프레임(120) 끝단의 회동축과 연결로드(140)를 연결하는 회전조인트를 대신하여 상기 회동축과 연결로드 중심축에 대해 동시에 회전이 가능한 이중 회전조인트를 적용할 수 있는데, 이렇게 하면 연결로드(140)와 회동축의 연결각도를 다양하게 설계할 수 있다.

상기 수직 연결빔(10) 가운데에는 풀리(151)와 풀리 위치제어수단(152)이 구비되어 있고, 상기 종 프레임(110)의 두 곳과 연결된 로프(150)가 상기 풀리(151)에 걸려서 로프(150)장력으로 상기 종 프레임(110)을 지지하고 있다.

로프(150) 부착점 2곳과 풀리(151)를 연결하는 총 직선길이는 메인프레임(100)의 각도에 따라 변화하게 되는데, 메인 프레임(100)이 수평상태에서 가장 길고, 기울기 각도가 커질수록 짧아지게 되므로 풀리 위치제어수단(152)을 이용하여 풀리(151)의 위치를 조정하여 로프(150)가 팽팽한 상태에서 적절한 장력을 유지할 수 있도록 한다.

풀리 위치제어수단(152)으로 유압실린더를 사용할 경우 유압을 조정해서 적정한 장력을 유지하는 것이 바람직하다.

또 상기 수직 연결빔(10)의 양 측면에는 각각 브라켓이 부착되어 제 2 풀리(161)와 제 2 풀리 위치제어수단(162)이 장착되고, 병열 횡 프레임(120) 끝 부근 2곳에 부착된 제 2 로프(160)는 상기 제 2 풀리(161)에 걸려 지지되고 있다.

상기 로프(150, 160)는 체인이나 벨트과 같이 장력을 줄 수 있는 장력부재로 대체 가능하고, 풀리(151, 161)도 체인이나 벨트와 매칭되는 스프로켓 또는 벨트풀리로 대체 가능하지만 모두 같은 내용으로 간주하여 로프 및 풀리로 통일하여 표기하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제 2실시예로서 제 1 로프 지지체계가 적용되고, 제 2 로프지지체계를 대신하여 연결프레임(130)에 형성된 축 홀에 회동축(131)을 조립하고 경사진 ㄷ자형 브라켓(132)을 통해 보강바(170)를 수직 연결빔(10)에 부착된 빔 브라켓(11)과 연결한 보강바 지지체계가 2개 추가되었으며, 나머지는 도 1과 동일하다. 여기서 ㄷ자형 브라켓(132)은 보강바(170)와 일체화할 수 있다.

상기 회동축((131)의 중심축은 대회전 축(50)의 중심축과 동일한 축이다.

이렇게 하면 로프지지체계보다 단순한 보강바지지체계로 적재대(300)의 부하를 지지할 수 있다.

제 1실시 예 및 제 2 실시 예에서 시트프레임(200)과 연결로드(140)는 분해조립이 가능한 구조로 되어있는데 이는 운반의 편리성을 위해서이다.

수직 연결빔(10)도 상하부가 2개의 연결핀(12)으로 연결되어 분해조립이 가능하고, 한쪽 핀(12)만 분해하면 관절처럼 움직일 수 있으므로 운반 시 편리하게 이용할 수 있다.

도시하지는 않았지만 필요에 따라 시트프레임(200)과 연결로드(140)도 관절구조로 할 수 있다.

이와 같이 구성된 적응 로프지지 지붕작업장치는 지붕의 경사에 메인프레임(100)의 각도를 맞추면 두 개의 시트프레임(200)과 두 개의 적재대(300)가 지붕의 경사와 동조하는 위치를 유지할 수 있으므로 두 명의 작업자가 최적의 작업위치에서 지붕작업을 수행할 수 있다.

본 발명은 각종건축물의 지붕의 설치, 해체 및 보수하고자하는 산업에 이용될 수 있다.

10: 수직연결 빔 11: 빔 브라켓
12: 핀 조인트 20: 턴테이블
30: 복합완충장치 40: 메인프레임 각도제어수단
50: 대 회동축 핀 100: 메인프레임
110: 종 프레임 120: 병열 횡 프레임
130: 연결 프레임 131: 회동축
132: 보강 바 연결 브라켓 150: 제 1 로프
151: 제 1 풀리 152: 제 1 풀리 위치제어수단
160: 제 2 로프 161: 제 2 풀리
162: 제 2 풀리 위치제어수단 200: 시트프레임
210: 시트프레임 각도제어수단 300: 적재대
310: 연결로드 각도제어수단

Claims (7)

1. 크레인 또는 고소작업차량의 붐 말단의 아답타에 연결되어 승강되는 수직연결 빔과,
   상기 수직연결 빔에 회동 가능하게 연결된 메인프레임과,
   상기 메인프레임에 연결된 부가구조물과,
   상기 메인프레임 연결 각도를 제어하는 메인프레임 각도제어수단으로 구성된 작업장치에 있어서,
   상기 메인프레임 상의 2곳과 상기 수직연결 빔에 구비된 풀리에 걸린 로프와, 상기 메인프레임의 각도가 변하더라도 상기 로프가 적절한 장력을 유지하게 하는 풀리 위치제어수단을 포함하는 적응 로프 지지체계를 하나 이상 구비함으로써 상기 메인프레임 및 이에 연결된 부가구조물 부하의 일부 또는 전부를 상기 적응 로프지지체계가 지지하는 것을 특징으로 하는 작업장치.
2. 지붕경사에 대응하는 지붕 작업 장치에 있어서,
   크레인 또는 고소작업차량의 붐 말단의 아답타에 부착되어 승강되는 수직연결 빔과,
   상기 수직연결 빔에 회동 가능하게 연결된 종 프레임과 병열 횡 프레임 및 횡 연결프레임을 포함하는 메인프레임과,
   상기 메인프레임의 종 프레임 양단에 회동가능하게 연결된 시트프레임 두 개와,
   상기 시트프레임에 각각 설치된 시트 및 안전 바와,
   상기 메인프레임의 병열 횡 프레임의 양쪽 말단에 각각 구비된 두 쌍의 회전축과,
   상기 두 쌍의 회전축에 각각 회동가능하게 연결된 두 쌍의 연결 로드와,
   상기 두 쌍의 연결 로드의 타단에 각각 형성된 두 쌍의 축 홀과 회동가능하게 병열로 연결된 두 개의 적재대와,
   상기 수직연결 빔에 구비된 제 1풀리, 제 1풀리 위치제어수단 및 상기 제 1풀리와 상기 종 프레임의 양단을 연결하여 부하를 지지하는 제 1로프를 포함하는 제 1로프 지지체계와,
   상기 수직연결 빔에 구비된 제 2풀리, 제 2풀리 위치제어수단 및 상기 제 2풀리와 상기 병열 횡 프레임의 끝 부근 2곳을 연결하여 부하를 지지하는 제 2로프를 포함하는 제 2로프 지지체계 두 세트와,
   상기 수직연결 빔과 상기 메인프레임의 회동연결부의 연결각도를 제어하는 각도제어수단 한 세트와,
   상기 메인프레임과 상기 시트프레임의 회동연결부의 연결각도를 제어하는 각도제어수단 두 세트와,
   상기 두 쌍의 연결로드의 회동 연결각도를 제어하는 각도제어수단 두 세트를 포함하고,
   상기 메인프레임의 기울기 각을 지붕의 경사각에 일치시키면 상기 두 개의 연결로드로 병렬 연결된 상기 적재대가 메인프레임과 평행한 자세를 취하는 것을 특징으로 하는 지붕 작업 장치.
3. 지붕경사에 대응하는 지붕 작업 장치에 있어서,
   크레인 또는 고소작업차량의 붐 말단의 아답타에 부착되어 승강되는 수직연결 빔과,
   상기 수직연결 빔에 회동 가능하게 연결된 종 프레임과 병열 횡 프레임 및 횡 연결프레임으로 구성된 메인프레임과,
   상기 메인프레임의 종 프레임 양단에 회동가능하게 연결된 시트프레임 두 개와,
   상기 시트프레임에 각각 설치된 시트 및 안전 바와,
   상기 메인프레임의 병열 횡 프레임의 양쪽 말단에 각각 구비된 두 쌍의 회전축과,
   상기 두 쌍의 회전축에 각각 회동가능하게 연결된 두 쌍의 연결 로드와,
   상기 두 쌍의 연결 로드의 타단에 각각 형성된 두 쌍의 축 홀과 회동가능하게 병열로 연결된 두 개의 적재대와,
   상기 수직연결 빔에 구비된 풀리 및 풀리 위치제어수단과 상기 풀리와 상기 종 프레임의 양단을 연결하여 부하를 지지하는 로프를 포함하는 로프 지지체계와,
   상기 횡 연결프레임에 구비된 회동축과 상기 수직연결 빔을 연결하는 보강 바 두 세트와,
   상기 수직연결 빔과 상기 메인프레임의 회동연결부의 연결각도를 제어하는 각도제어수단 한 세트와,
   상기 메인프레임과 상기 시트프레임의 회동연결부의 연결각도를 제어하는 각도제어수단 두 세트와,
   상기 두 쌍의 연결로드의 회동 연결각도를 제어하는 각도제어수단 두 세트를 포함하고,
   상기 메인프레임의 기울기 각을 지붕의 경사각에 일치시키면 상기 두 개의 연결로드로 병렬 연결된 상기 적재대가 메인프레임과 평행한 자세를 취하는 것을 특징으로 하는 지붕 작업 장치.
4. 제 2항 또는 제 3항 에 있어서,
   상기 종 프레임 또는 상기 병열 횡 프레임이 신축 가능한 것을 특징으로 하는 지붕 작업 장치.
5. 제 2항 또는 제 3항 에 있어서,
   상기 시트프레임 또는 상기 연결 로드 또는 상기 수직연결 빔이 분해조립이 가능한 것을 특징으로 하는 지붕 작업 장치.
6. 제 2항 또는 제 3항 에 있어서,
   상기 시트프레임 또는 상기 연결 로드 또는 상기 수직연결 빔이 관절변형이 가능한 것을 특징으로 하는 지붕 작업 장치.
7. 제 2항 또는 제 3항 에 있어서,
   상기 병열 횡 프레임과 연결로드의 연결이 이중 회전 조인트로 이루어진 것을 특징으로 하는 지붕 작업 장치.
   

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