KR102567879B1 - 철탑 작업자 보호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 철탑 작업자 보호장치는, 고공 철탑에 나선형으로 에워싸는 안전작업레일이 수평으로 설치되고 소정 개소마다 레일이동모듈이 설치되어, 작업자는 안전대를 레일이동모듈에 연결한채 수평 방향으로 자유롭게 이동할 수 있고 나선형 구조를 따라 상하 방향으로도 이동할 수 있으면서, 추락 사고 발생 시 레일이동모듈이 기울어짐에 따라 안전와이어의 풀림이 제한되면서 작업자의 추락을 방지하는 철탑 작업자 보호장치를 제공하는 데 목적이 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 철탑 작업자 보호장치는, 철탑의 상하 길이방향을 따라 나선형으로 에워싸며 설치되는 안전작업레일; 및 안전작업레일에 설치되어 작업자의 안전대와 연결되며 안전작업레일을 따라 나선 이동하도록 구비되는 레일이동모듈;를 포함하되, 안전작업레일은, 하부 길이 방향을 따라 소정 너비로 형성되는 요홈부; 및 상부 길이 방향을 따라 소정 간격으로 돌출 형성되는 디딤부;를 포함한다.

Description

철탑 작업자 보호장치{Steel Tower Worker Protection System}

본 발명은 철탑 작업자 보호장치에 관한 것으로서, 송배전 선로 등이 연결되고 지지되는 철탑에 상하 길이방향을 따라 나선형으로 돌아가면서 에워싸는 안전작업레일이 설치되고, 안전작업레일에는 철탑 근로자가 착용한 안전대의 안전와이어와 연결되는 레일이동모듈이 구비되어, 철탑 근로자가 안전대와 레일이동모듈을 연결한 상태로 안전작업레일을 밟고 이동하면서 철탑의 상하 이동과 수평 이동이 원활하고, 안전와이어를 풀고 새로운 곳에 결합하여야 하는 문제가 없어 안전할 뿐 아니라, 철탑 근로자가 안전작업레일을 딛고 이동 중 헛디뎌 추락 상황이 발생하더라도 레일이동모듈이 기울어지면서 제어부와 회전부가 구동하여 안전와이어가 풀리지 않고 고정해 줌으로써 작업자의 하강이 멈춰지게 되어 안전하게 철탑 작업을 할 수 있도록 하는 철탑 작업자 보호장치에 관한 것이다.

송전탑 등 고공 철탑에서 작업을 함에 있어서 작업자의 안전 확보는 매우 중요하고 필수적인 조치 사항이다. 이를 위해 작업자는 안전대라고 불리우는 조끼 또는 벨트 형식의 안전장치를 착용하게 되는데, 안전대에는 소정 길이의 와이어가 연결되어 와이어 일단 및 타단은 카라비너 또는 후크 형태로 제조되어, 일단은 안전대에 연결되고 타단은 철탑에 설치된 로프에 연결되면서, 작업자가 작업 도중 중심을 잃거나 추락을 하게 되면 안전대와 철탑 로프 간에 연결된 안전대 장착 와이어가 작업자를 지탱해주면서 추락을 방지할 수 있다.

이때 철탑 로프는 수직형으로써 철탑의 상하 길이방향을 따라 설치되는 것이 일반적이고, 갑작스러운 추락 시 이를 방지하기 위한 장치는 로프와 안전대 와이어의 결합 구조 및 센서 등을 이용한 방법이 사용되고 있다. 등록특허 문헌 제10-2061329호(“송전탑 추락방지용 안전장치”)에는 수직형 철탑 로프에 안전 기능이 구비된 추락방지기구가 제시되었는데, 추락을 감지하는 충격감지센서 및 근접감지수단 등이 구비되어야 하는 등 구조 및 설비가 복잡하고 비용이 증가하는 단점이 있다.

또한 수직형 로프에 장착되는 안전장치의 경우 상하 방향을 따라 움직이면서 수행하는 작업에만 유용할 뿐, 특정 높이에서 수평 방향으로 이동하면서 작업을 할 때는 작업자가 철탑 로프와 이격됨에 따라 철탑 로프와 안전장치를 연결하는 와이어가 길게 연장되면서 작업자를 지지하는 힘이 약해지고 추락 시 이를 감지하는 기능이 제대로 동작하지 않을 가능성이 있어 위험요인이 상존하는 실정이며, 특별한 전자장치 또는 복잡한 내부 구조로 설계된 안전장치는 오작동 및 내구성 저하의 우려가 있어 절대 안전이 담보되어야 하는 철탑 작업자에게는 신뢰를 주기 어렵게 된다.

이에 철탑 작업자가 특정 위치에서 수평으로 안전하게 이동할 수 있도록 지지할 수 있으면서, 추락 시 방지 효과가 분명할 뿐 아니라 내부 구조가 간단하고 장기간 사용 시에도 오작동 우려 및 내구성 저하 문제가 발생하지 않는 안전강하장치가 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-2061329

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 송배전 선로 등이 연결되고 지지되는 철탑에 상하 길이방향을 따라 나선형으로 돌아가면서 에워싸는 안전작업레일이 설치되고, 안전작업레일에는 철탑 근로자가 착용한 안전대의 안전와이어와 연결되는 레일이동모듈이 구비되어, 철탑 근로자가 안전대와 레일이동모듈을 연결한 상태로 안전작업레일을 밟고 이동하면서 철탑의 상하 이동과 수평 이동이 원활하고, 안전와이어를 풀고 새로운 곳에 결합하여야 하는 문제가 없어 안전할 뿐 아니라, 철탑 근로자가 안전작업레일을 딛고 이동 중 헛디뎌 추락 상황이 발생하더라도 레일이동모듈이 기울어지면서 제어부와 회전부가 구동하여 안전와이어가 풀리지 않고 고정해 줌으로써 작업자의 하강이 멈춰지게 되어 안전하게 철탑 작업을 할 수 있도록 하는 철탑 작업자 보호장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로,

본 발명의 실시예에 따른 철탑 작업자 보호장치는, 철탑의 상하 길이방향을 따라 나선형으로 에워싸며 설치되는 안전작업레일; 및 안전작업레일에 설치되어 작업자의 안전대와 연결되며 안전작업레일을 따라 나선 이동하도록 구비되는 레일이동모듈;를 포함하되, 안전작업레일은, 하부 길이 방향을 따라 소정 너비로 형성되는 요홈부; 및 상부 길이 방향을 따라 소정 간격으로 돌출 형성되는 디딤부;를 포함하고, 레일이동모듈은, 케이스; 케이스 내부 공간으로써 상부로는 안전작업레일을 수용하고 안전작업레일 하부로 제어부 및 회전부를 수용하도록 형성되는 수용부; 제어트리거가 승강하며 회전부의 동작을 제어하는 제어부; 제어부 하부에 위치하며, 안전대에 연결되는 안전와이어가 권취되어 회전하고, 제어트리거 하강 시 제어트리거와 맞물리며 회전이 제한되는 회전부;를 포함하며, 제어부는, 수용부 양 내측단에 복수 구성되며, 상부로는 요홈부에 밀착 수용되고 하부로는 회전부에 대향되며, 케이스의 기울기에 따라 안전작업레일에 눌려 승강되는 바 형상의 제어트리거; 제어트리거의 외주면을 감싸며 결합되는 트리거스프링; 트리거스프링을 수용부 내주면에 고정하는 스프링고정돌기; 및 제어트리거 하단부에 돌출 형성되는 트리거톱니;를 더 포함하고, 회전부는, 제어트리거 하부에 위치하며 외주면에 제동톱니가 형성되는 복수의 제동디스크; 및 제동디스크를 연결하는 수평축으로써 중앙에는 안전와이어를 권취하고 양 측단은 수용부 내측면에 결합되는 회전축;을 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 디딤부는, 베어링과 베어링 사이 구간에 구비되며, 디딤부의 높이는 안전작업레일 표면과 레일수용면 사이 간격보다 작은 크기인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 제어트리거는, 상단이 곡면으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 안전작업레일은 원형 단면으로 형성되고, 요홈부는 절곡된 형상으로써, 요홈상부면; 및 요홈상부면의 양 측 하부로 확장되며 경사 형성되는 복수의 요홈경사면;으로 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 안전작업레일은 타원형 단면으로 형성되고, 요홈부는 타원형 곡면으로 요홈 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 수용부는, 안전작업레일 수용공간의 내주면으로써 원형의 단면으로 형성되는 레일수용면;을 포함하고, 레일수용면의 내주면을 따라 일부 매립된 구형으로써 안전작업레일 수용공간을 향하여 일부 돌출되어 안전작업레일에 접하도록 구성되는 다수의 베어링;을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 철탑 작업자 보호장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 철탑 외주면을 나선형으로 설치되는 안전작업레일에 레일이동모듈이 설치되고, 작업자의 안전대는 레일이동모듈에 연결되면서, 작업자는 철탑을 따라 수평 방향과 수직 방향으로 이동하되 한 번 연결한 안전와이어를 푸는 일이 없이 이동할 수 있어 매우 안전하고 원활하게 철탑 작업을 수행할 수 있다.

둘째, 작업자가 발을 헛디뎌 몸이 기울어지면 레일이동모듈도 기울어지면서 안전와이어의 풀림이 제한되는 구조로써, 승강 이동되는 제어부가 와이어 회전부와 톱니 결합되는 방식으로 구동될 수 있어서 센서 등 전자장치가 필요치 않고 간략한 구조로써 오작동 발생 또는 내구성 저하 문제를 해결할 수 있다.

셋째, 안전작업레일은 철탑의 상하 방향을 따라 하나의 레일로써 나선형으로 설치되어 레일을 따라 원형 이동을 함으로써 수평 이동과 수직이동이 이뤄지고, 레일의 표면에 따라 소정 간격으로 형성된 디딤부를 딛고 작업과 이동을 할 수 있어 미끄러지지 않고 안전하다.

넷째, 안전작업레일과 제어트리거의 간략한 결합 구조를 통해 저속도의 경미한 추락 시에는 부드럽게 고정시키고, 높은 속도의 급격한 추락 시에는 강한 힘으로 단단히 고정시킬 수 있어서, 추락 속도별로 선별 대응되는 추락 방지 효과를 거둘 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 안전작업레일이 구비된 철탑을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 안전작업레일을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 안전작업레일에 레일이동모듈이 장착된 상태의 철탑 작업자 보호장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 철탑 작업자 보호장치를 이용하여 작업하는 모습을 도시한 사시도이다.
도 5의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일이동모듈의 단면을 도시한 측면도 및 정면도이다.
도 6의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일이동모듈이 좌측 또는 우측으로 기울어졌을 경우 작동 원리를 도시한 단면도이다.
도 7의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레일이동모듈의 측단면과 설치 예시를 도시한 사시도이다.
도 8의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레일이동모듈의 기울기 차이에 따른 작동 원리를 도시한 단면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 여러 가지 형태로 변형되어 실시될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다.

각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 안전작업레일이 구비된 철탑을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 안전작업레일을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 안전작업레일에 레일이동모듈이 장착된 상태의 철탑 작업자 보호장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 철탑 작업자 보호장치를 이용하여 작업하는 모습을 도시한 사시도이며, 도 5의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일이동모듈의 단면을 도시한 측면도 및 정면도이고, 도 6의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일이동모듈이 좌측 또는 우측으로 기울어졌을 경우 작동 원리를 도시한 단면도이며, 도 7의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레일이동모듈의 측단면과 설치 예시를 도시한 사시도이고, 도 8의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레일이동모듈의 기울기 차이에 따른 작동 원리를 도시한 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철탑 작업자 보호장치(1)는 레일이동모듈(100) 및 안전작업레일(200)을 포함한다.

본 발명의 철탑 작업자 보호장치(1)의 바람직한 실시예에 따라, 안전작업레일(200)은 송배전 등을 위한 고공 설치용 철탑(10)에 상하 길이방향을 따라 나선형으로 연결되어 설치되는 것으로 철탑(10)의 외주면을 소정 각도롤 기울어진 사선의 환형으로 두르며 고정되어 작업자가 수평 방향으로 이동하면서 고공 작업할 수 있는 가이드 및 지지 기능을 할 수 있고, 또한 나선형으로 연결되어 있으므로 수평 방향으로 계속 이동하면 상하 방향으로도 이동할 수 있다.

안전작업레일(200)은 철탑(10)의 기둥을 이루며 외주면을 형성하는 다수의 기둥 프레임에 접하면서 설치될 수도 있고, 또는 다수의 기둥 프레임에 수평 방향으로 돌출 구비되는 다수의 레일 지지부재(미도시)에 결합되면서 철탑(10)에 소정 간격 이격된 상태로 외주면을 두르는 환형으로 설치될 수도 있다.

안전작업레일(200)은 본 발명의 일 실시예로써 원형의 단면을 가지도록 형성될 수 있으며 안전작업레일(200)의 하부에는 환형 길이방향을 따라 요홈부(210)가 형성될 수 있다.

이때 본 발명의 일 실시예에 있어 요홈부(210)는 안전작업레일(200) 하부면에서 오목하게 패인 형상이되 요홈상부면(211)과 두 개의 요홈경사면(212)으로 이뤄지는 절곡된 형상일 수 있는데, 요홈상부면(211)은 요홈부(210)의 중앙부에 소정 깊이의 오목한 형태로 지면에 수평하게 형성되어 요홈부(210)의 천장과 같이 구성되며, 요홈경사면(212)은 요홈상부면(211)의 양 측단에서 양 측 하부 방향으로 확장되면서 경사 형성되는 것으로 요홈부(210)의 기울어진 벽체와 같이 구성될 수 있다.

따라서 요홈부(210)를 측면에서 본 단면은 요홈상부면(211)을 윗면으로 하고 요홈경사면(212)을 측면으로 하는 사다리꼴 형상이 될 수 있는데, 요홈경사면(212)은 레일이동모듈(100)이 기울어질 때 제어트리거(121)를 압박하여 하부 방향으로 밀어내면서 제어부(120)가 동작되도록 하는 기능을 할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 상세히 설명하기로 한다.

안전작업레일(200)의 상부에는 환형 길이방향을 따라 디딤부(220)가 형성될 수 있는데, 디딤부(220)는 안전작업레일(200)의 표면에 소정 크기의 반원형 또는 다면체로 돌출 형성될 수 있어서 작업자가 안전작업레일(200)을 밟고 이동하는 중에 디딤부(200)를 밟게 되어 미끄러짐이 방지되면서 안전하게 이동할 수 있다.

본 발명의 안전작업레일(200)은 경사가 심하진 않아도 철탑(10) 전체를 따라 나선형으로 돌면서 상하로 이어지기 때문에 소정의 경사가 있을 수 밖에 없는데 디딤부(220)는 작업자가 소정 각도로 기울어진 안전작업레일(200)을 밟고 이동할 때 신체를 지지할 수 있도록 디딜 수 있는 기능을 제공한다.

레일이동모듈(100)은 안전작업레일(200)에 설치되어 안전작업레일(200)을 따라 철탑(10)에 수평하게 환형의 나선방향으로 이동할 수 있도록 구비될 수 있다.

레일이동모듈(100)에는 안전와이어(134)가 권취되어 있고 안전와이어(134)의 선단에는 안전고리(135)가 구비되어 있어 작업자가 착용한 안전대(300)의 고리장착후크(310)와 연결될 수 있으며, 이로써 작업자는 고공 철탑(10)에서 레일이동모듈(100)에 연결되어 안전작업레일(200)에 의지하면서 추락을 방지하고 안전하게 수평 나선이동을 할 수 있다.

레일이동모듈(100)은 안전작업레일(200)과 결합된 상태에서 소정 각도 이내 범위를 유지하는 한 권취된 안전와이어(134)가 풀림과 감김이 원활하게 이뤄질 수 있으며, 반면 레일이동모듈(100)이 안전작업레일(200)에 소정 각도를 벗어나 기울어지게 되면 안전와이어(134)의 풀림이 차단되면서 작업자 추락을 방지하는 안전기능을 할 수 있게 된다.

이를 위해 레일이동모듈(100)은 케이스(110), 제어부(120) 및 회전부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

케이스(110)는 육면체 형상으로써 안전작업레일(200)의 일측을 내부에 수용하는 형태일 수 있다.

수용부(111)는 케이스(110) 내부 공간으로써 안전작업레일(200)과 제어부(120) 및 회전부(130)가 수용되는 일체형 공간을 제공하는 데, 상부로는 안전작업레일(200)의 상부 및 측부를 감싸면서 요홈경사면(212) 하단에 인접한 위치까지 감싸도록 하는 구조를 형성하고, 안전작업레일(200) 하부로는 제어부(120) 및 회전부(130)를 수용하도록 그에 대응되는 형상의 공간으로써 형성될 수 있다.

이때 수용부(111) 중 안전작업레일(200)을 수용하는 공간의 내주면은 요홈부(210)에 대향되는 부위의 개방면을 제외한 나머지 부위는 원형의 단면을 형성하는 레일수용면(115)이 구성되는데, 본 발명의 레일이동모듈(100)은 안전작업레일(200)에 접한 상태에서 케이스(110)의 회전이 이뤄질 수 있어야 하므로, 레일수용면(115)의 내주면에는 다수 지점에 다수의 베어링(114)이 구비될 수 있으며, 각 베어링(114)은 레일수용면(115)에 일부 매립된 형태로 안전작업레일(200)을 향하여 돌출되어 안전작업레일(200)과 접하면서 회전 및 지지 기능을 수행할 수 있다. 이 경우 각 베어링(114)는 바람직하게는 동일한 크기의 구형으로 구성될 수 있다.

한편 이때 디딤부(220)는 베어링(114)와 겹치지 않도록 베어링(114)과 베어링(114) 사이 구간 소정 위치에 일정 간격을 두고 형성될 수 있으며, 디딤부(200)의 크기는 레일수용면(115)과 안전작업레일(200) 표면 사이 간격보다 낮은 높이로 형성되어서 레일수용면(115)에 저촉되지 않도록 구비될 수 있다. 따라서 디딤부(220)는 작업자의 이동 중 미끄러짐을 방지하는 디딤지지 기능을 하되, 레일이동모듈(100)의 작동에 지장을 주지 않도록 구성될 수 있다.

제어부(120)는 케이스(110)가 기울어질 때 제어부(120)와 안전작업레일(200)의 각도가 변화하게 되면 안전작업레일(200)에 제어부(120)가 눌리면서 안전와이어(134)가 권취된 회전부(130)의 동작을 멈추도록 강제하는 기능을 하게 된다.

이를 위해 제어부(120)는 제어트리거(121), 트리거스프링(122), 스프링고정돌기(123) 및 트리거톱니(124)를 포함하여 구성될 수 있다.

제어트리거(121)는 직선의 바 타입으로써 상부로는 요홈부(210)에 대향되며 하부로는 회전부(130)에 대향되도록 형성되는데, 제어트리거(121)의 상단은 완만한 곡면으로 돌출 형성될 수 있다.

이때 본 발명의 일 실시예로 요홈부(210)는 절곡된 형상일 수 있으므로 케이스(110)가 기울어지면 평면으로 각진 요홈경사면(212)이 곡면형의 제어트리거(121) 상단에 닿아 압박을 하면서 누르는 힘이 작용하게 되면서 후술하는 트리거스프링(122) 및 스프링고정돌기(123)에 의해 제어트리거(121)가 하강하게 되며, 케이스(100)가 본래의 직립 위치로 복원되면 제어트리거(121)가 요홈부(210) 내부로 이동하게 되면서 요홈경사면(212)이 제어트리거(121)를 누르지 않게 되어 제어트리거(121)는 트리거스프링(122)의 탄성복원력에 의해 본래 위치로 상승될 수 있다.

제어트리거(121)는 수용부(111) 양 내측단에 복수 구성되는데, 각 제어트리거(121)가 구비되는 수용부(111) 영역은 제어트리거(121) 형상에 맞춰 좁은 통로 형상으로 형성되므로 제어트리거(121)는 수용부(111)의 수직 통로를 따라 구비될 수 있다.

트리거스프링(122)은 압축 스프링으로써 제어트리거(121)의 중심부 소정 구간 외주면을 감싸면서 결합되고, 스프링고정돌기(123)는 트리거스프링(122)에 대향되는 수용부(111) 내주면에 적어도 2개 이상 구비되어 트리거스프링(122)을 고정하는 기능을 할 수 있으며, 트리거톱니(124)는 제어트리거(121)의 하단에 톱니 모양으로써 형성되어 회전부(130)의 제동디스크(131)와 결합되는 기능을 할 수 있다.

상술한 구조로써 제어트리거(121)는 트리거스프링(122)에 부착된 채 수용부(111) 양 측단에 고정되어 구성되는데, 트리거스프링(122)은 스프링고정돌기(123)에 고정 결합된 상태이므로 결국 제어트리거(121)는 트리거스프링(122)의 탄성범위에 따라 상하 방향으로 승강 이동될 수 있다.

회전부(130)는 제어부(120) 하부에 위치하며, 작업자가 착용한 안전대(300)에 연결되는 안전와이어(134)가 권취되어 회전할 수 있으며, 제어트리거(121)가 동작되어 하강하게 될 때 제어트리거(121)와 맞물리며 회전이 제한되어 안전와이어(134)의 풀림을 멈추도록 하는 기능을 할 수 있다.

이를 위해 회전부(130)는 제동디스크(131) 및 회전축(133)을 포함하여 구성될 수 있다.

제동디스크(131)는 제어트리거(121) 하부에 대향되도록 위치하며 회전축(133)을 중심으로 양 측으로 연결되어 회전할 수 있으며 수용부(111) 양 측단에 복수로 구비된다.

제동디스크(131)는 원형의 판상으로써 지름은 수용부(111) 내에 수용될 수 있는 크기이며 두께는 제어트리거(121)의 폭 대비 넓으면서 제어트리거(121)가 수용된 수용부(111) 내측단에 대응되는 크기일 수 있다.

제어디스크의 외주면에는 제동톱니(132)가 형성되는데, 제동톱니(132)의 간격 및 너비는 트리거톱니(124)의 간격 및 너비에 대응될 수 있어서, 제어트리거(121)가 하강하면 트리거톱니(124)가 제동톱니(132)에 맞물리면서 제어디스크의 회전을 차단할 수 있다.

회전축(133)은 복수의 제동디스크(131)를 연결하는 수평축으로써 제동디스크(131)는 수용부(111)의 양 측부에 배치되고 양 측단은 수용부(111) 내측면에 결합되어 제자리 회전할 수 있도록 구비되며, 회전축(133) 중앙에는 안전와이어(134)가 고정 결합된 채 권취된 상태로 구비될 수 있다. 이때 안전와이어(134)의 일단은 회전축(133)에 결합되고, 권취된 후 선단에는 안전고리(135)가 구비될 수 있으며, 안전고리(135)가 케이스(110) 외측으로 노출될 수 있도록 케이스(110) 일측에는 안전고리(135) 노출용 통공이 형성될 수 있다.

회전축(133)은 일 실시예로써 태엽 장치로 장착되어 자동으로 감길 수 있으며, 안전와이어(134)를 케이스(110) 외측으로 잡아당기면 회전축(133)이 일방향으로 회전하면서 안전와이어(134)가 회전축(133)에서 풀려 케이스(110) 외부로 연장될 수 있고, 안전와이어(134)를 잡아당기는 힘을 해제하면 회전축(133)이 본래 위치 타방향으로 회전하면서 안전와이어(134)는 회전축(133)에 권취될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철탑 작업자 보호장치(1)의 사용예를 상술한 구조를 근거로 설명하면 다음과 같다.

철탑(10)에 올라 고공작업을 해야 하는 작업자(H)는 안전대(300)(또는 안전벨트)를 착용하고 철탑(10)을 타고 높은 위치로 이동할 수 있으며 바람직하게는 그네식 안전대(300)를 착용할 수 있는데, 그네식 안전대(300)의 배면에는 디(D)링이 부착된 상태이고 상기 디링에 카라비너로써 안전대고정후크(320)가 결합되고, 안전대고정후크(320)에는 조임줄(330) 일단이 연결되며, 조임줄(330) 타단에는 철탑(10) 안전장치에 결합될 수 있는 카라비너로써 고리장착후크(310)가 설비될 수 있다.

철탑(10)의 일반적인 안전장치로써 상하 방향으로는 수직로프가 설치되어 있어서 작업자(H)는 철탑(10)을 오를 때 고리장착후크(310)를 당겨 수직로프에 결합시켜 안전을 확보한 상태여야 한다. 그리고 작업자(H)가 특정 높이에 이르러 철탑(10) 관련 작업을 진행할 때 수평으로 이동을 하면서 작업을 해야 할 요건이 있는데 기존 수직형 로프에 안전대(300)를 연결한 상태로는 수평 이동이 제한되고 로프에서 수평 방향으로 멀리 이동할수록 안전상에 저해요인이 될 수 있다. 따라서 작업자(H)는 원활한 수평이동을 하며 안전하게 작업을 하기 위해서 본 발명의 철탑 작업자 보호장치(1)에 안전대(300)를 연결할 수 있다.

우선 작업자(H)는 작업을 수행하고자 하는 위치까지는 철탑(100) 내부 사다리를 통해 수직 방향으로 이동할 수 있으며, 작업 대상 지점에 근접 설치된 안전작업레일(200)을 선택하고 해당 안전작업레일(200)에 장착된 레일이동모듈(100)에 접근한다.

레일이동모듈(100)은 안전작업레일(200)에 수직 혹은 거의 수직에 가까운 상태로 결합되고 케이스(110) 내부의 회전부(130)에는 안전와이어(134)가 권취되어 있으며 안전와이어(134) 선단에 연결된 안전고리(135)가 케이스(110) 외측, 즉 작업자(H)를 향하는 방향으로 노출된 상태일 수 있다.

작업자(H)가 특정 위치에서 안전작업레일(200)과 그에 장착된 레일이동모듈(100)을 선택하면 해당 레일이동모듈(100)에 접근한 후 안전대(300)의 고리장착후크(310)를 당겨 안전고리(135)에 결합시킨다. 이때 레일이동모듈(100)은 안전작업레일(200)의 서너 단 구간마다 설치될 수 있는데, 실질적으로 하나의 레일이동모듈(100)에 연결한 채 철탑(10)의 상하 길이방향을 전부 이동하지는 않을 것이고, 특정 지점까지 사다리를 이용하여 수직 이동 후 레일이동모듈(100)을 사용하기 위해서는 소정 구간 마다 레일이동모듈(100)이 구비되는 것이 바람직할 수 있다.

이제 작업자(H)는 조임줄(330)이 안전대(300)와 레일이동모듈(100)을 연결하게 되면서 안전작업레일(200)에 결합이 된 상태가 되며, 작업자(H)가 수평으로 이동을 하면 레일이동모듈(100)이 고리장착후크(310) 및 조임줄(330)에 끌려 이동할 수 있어서 원활한 수평 이동 및 정비 등의 작업을 진행할 수 있다.

작업자(H)가 정상적인 상태에서 작업을 진행할 경우 레일이동모듈(100)은 안전작업레일(200)에 수직 또는 수직과 유사한 각도의 결합 상태를 유지할 수 있는데, 바람직하게는 수직 상태에서 85도 내지 70도의 범위까지 기울어짐을 허용하도록 설정할 수 있으며, 상기 각도 범위는 요홈부(210)의 요홈경사면(212) 각도로써 결정될 수 있다. 상기 각도 범위 내에서는 작업자(H)가 몸을 기울여 작업을 하더라도 제어부(120)가 동작하지 않으며 안전와이어(134)가 회전축(133)에서 풀리면서 길이가 연장되어 레일이동모듈(100)과 작업자가 이격되더라도 무리 없이 원활한 작업을 수행할 수 있다.

상기 정상 작업 시에는 케이스(110) 내부의 제어트리거(121)가 요홈부(210) 내에 수용된 상태로써 요홈상부면(211) 및 요홈경사면(212)에 미세한 차이로 근접하여 밀착되어 있으며 소정 범위에서 케이스(110)가 기울어지더라도 요홈경사면(212)이 제어트리거(121) 상단에 접촉하지 않게 되면서 제어트리거(121)를 압박하여 누르게 일이 발생하지 않게 된다. 따라서 제어트리거(121)는 현재 위치를 유지하게 되고, 제어트리거(121) 하단의 제동디스크(131)와 결합되지 않으면서 제동디스크(131)의 회전은 자유롭게 이뤄지고 안전와이어(134)의 풀림과 감김이 원활하게 이뤄져 작업자의 안전한 작업을 지원하게 된다.

이제 작업자(H)가 발을 헛디디는 등 중심을 잃고 철탑(10)에서 추락한다고 가정하면 작업자가 철탑(10) 옆으로 하강하면서 조임줄(330)이 팽팽해지며 고리장착후크(310)와 연결된 안전고리(135)가 끌려오면서 안전와이어(134)를 당기게 되고, 이와 동시에 안전와이어(134)의 당김으로 인해 케이스(110)가 작업자 이탈 방향으로 기울어지게 된다.

이 경우 안전작업레일(200)은 철탑(10)에 고정된 상태이고 레일이동모듈(100)만 안전작업레일(200)에 결합된 상태에서 기울어지게 되므로, 케이스(110) 내부에 장착된 제어부(120)도 함께 기울어질 수 있다. 케이스(110)가 기울어지면 제어트리거(121)도 측면 방향으로 기울어지게 되는데, 이때 요홈부(210) 내에서 미 접촉 상태로 수용되어 있던 제어트리거(121)는 케이스(110)와 함께 기울어지면서 요홈경사면(212)에 접촉하고 눌리게 된다.

이를 부연 설명하면, 제어트리거(121)의 상단은 완만한 곡면으로 돌출 형태이고, 요홈부(210)는 절곡된 형태이면서 제어트리거(121) 상단이 요홈부(210)에 수용된 형태로 서로 밀착된 상태이므로, 케이스(110)가 기울어지더라도 제어트리거(121)의 상단은 완만한 곡면이 요홈부(210) 내에서 제자리 회전하는 형상이 되면서 요홈경사면(212)의 경사 각도에 따라 소정 각도까지는 요홈부(210)에 접촉되지 않은 상태를 유지하게 되는데, 케이스(110)의 기울어짐이 소정 각도를 초과하게 되면 제어트리거(121)가 요홈경사면(212)에 닿으면서 안전작업레일(200)에 압박되어 눌리게 된다.

이때 요홈경사면(212)과 제어트리거(121)가 접촉하여 멈추는 게 아니라 요홈경사면(212)이 제어트리거(121)의 상단 곡면을 타고 슬라이딩 되면서 케이스(110)의 기울어짐이 크면 클수록 제어트리거(121) 상단은 요홈부(210)의 모서리에 근접하면서 눌리게 되어 제동디스크(131) 깊게 하강될 수 있는 상태가 된다.

부연하자면 제어트리거(121)는 수용부(111) 내에 고정된 트리거스프링(122)에 결합된 상태이므로 요홈경사면(212)에 접촉하여 압박됨에 따라 트리거스프링(122)의 탄성에 의해 하부 방향으로 밀리면서 이동하게 된다.

제어트리거(121)는 하단에 트리거톱니(124)가 형성되어 있고 제동디스크(131)에 대향되어 밀접하게 배치되어 있으므로, 제어트리거(121)가 압박되어 하부로 이동하게 되면 트리거톱니(124)가 하강하면서 제동디스크(131)의 제동톱니(132)와 맞물리게 된다.

제어트리거(121)의 상단은 안전작업레일(200)의 요홈부(210)에 접촉된 상태로 강한 압박 상태가 유지되고 있으므로 제어트리거(121)의 하단 트리거톱니(124)는 제동톱니(132)와 맞물린 상태로 제동디스크(131)의 회전을 차단하면서 강한 멈춤 상태를 유지하도록 할 수 있다.

제동디스크(131)는 회전축(133)과 일체형으로 구성된 것이므로 제동디스크(131)가 제어트리거(121)에 맞물리며 정지 상태가 되면, 회전축(133)은 회전이 정지되고 안전와이어(134)의 풀림도 정지되며 따라서 작업자는 더 이상 연장되지 않는 안전와이어(134) 및 안전고리(135)에 결합된 상태로 하강이 중지되고 추락을 방지하게 된다.

이렇게 하강이 멈춰진 작업자(H)는 지원인력의 도움을 기다리거나 또는 스스로 철탑(10)에 근접하여 안전사고 위험에서 벗어날 수 있다. 작업자(H)가 추락 등 유사한 위험을 제거하고 정상상태가 되면 케이스(110)가 안전작업레일(200)과 수직상태로 복원될 수 있으며, 이에 따라 제동디스크(131) 상단이 요홈경사면(212)에 접촉되지 않는 상태가 되면서 트리거스프링(122)의 탄성으로 인해 제어트리거(121)가 상승하게 되고, 이로써 제어트리거(121)와 제동디스크(131)의 결합상태가 해제되어 회전축(133)은 다시 정상적인 회전이 이뤄질 수 있다.

이때 기울어진 레일이동모듈(100)은 케이스(110) 내부에서 요홈부(210)의 모서리와 제어트리거(121)의 상단 곡면이 불안정하게 결합된 상태였으므로, 안전와이어(134)를 강하게 잡아당기며 케이스(110)를 기울이는 힘이 해제가 되면 제어트리거(121) 상단 곡면은 요홈부(210) 내부로 슬라이딩 되어 들어가게 되어서 손쉽게 본 상태로 복원을 이룰 수 있다. 즉 레일이동모듈(100)은 본래 장착 형태인 안전작업레일(200)에 수직인 상태를 갖출 수 있게 된다.

한편 본 발명의 다른 실시예로써 안전작업레일(200)은 타원형의 단면을 가지도록 형성될 수 있으며, 요홈부(210) 또한 타원형의 곡면으로 요홈 형성될 수 있다. 이 경우의 요홈부(210)는 양 측단이 요홈내측단(213)으로 연장되어 연결되고, 요홈내측단(213)은 안전작업레일(200)의 타원형 양 외측단 부위인 요홈외측단(214)으로 연결된다. 이때 요홈내측단(213)은 제어트리거(121)의 상단을 향하도록 소정 각도 기울어진 형상의 완만한 곡면으로써 작은 곡률로 형성되고, 요홈외측단(214)은 수평방향을 향해 돌출되는 급격한 곡면으로써 큰 곡률로 형성될 수 있다.

상술한 구조로 인해 본 발명의 다른 실시예도 일 실시예와 마찬가지로 작업자 추락 등의 사유로 레일이동모듈(100)이 기울어지게 되면 제어트리거(121)의 위치가 측면 방향으로 돌아가면서 요홈부(210)에 수용된 제어트리거(121) 상단이 요홈부(210) 모서리인 요홈내측단(213)에 접촉되면서 눌리게 되어 제어트리거(121)가 압박되어 하부로 이동할 수 있다.

이에 더해 본 발명의 다른 실시예에서는 케이스(110)가 급격하게 기울어지게 되면 제어트리거(121)의 상단이 요홈내측단(213)을 벗어나 요홈부(210) 외부에 형성되는 안전작업레일(200)의 양 측단까지 밀리면서 접촉되는데, 안전작업레일(200)이 타원형이므로 측단면으로 봤을 때 요홈외측단(214)은 하부 방향으로 길게 퍼진 형상이고 큰 곡률로써 돌출된 곡면이므로, 케이스(110)가 급격히 기울어짐에 따라 제어트리거(121)는 안전작업레일(200) 외측에 접한 상태로 요홈외측단(214)에 가까워질수록 요홈내측단(213)에 압박되었을 때보다 훨씬 강한 압박을 받으면서 상대적으로 더 깊게 제동디스크(131)로 밀려 내려가게 된다.

상술한 본 발명의 다른 실시예를 도 8에 도시하였는 바, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 상대적으로 경미한 압박인 경우에는 제어트리거(121)가 요홈내측단(213)에 접촉하면서 상대적으로 낮게 하강하면서 트리거톱니(124)와 제동톱니(132)가 겹치는 구간이 L1 만큼만 이뤄질 수 있어 약한 제동력이 작용하게 되고, 반대로 상대적으로 강한 압박인 경우에는 케이스(110)가 크게 기울어지면서 제어트리거(121)가 요홈외측단(214)에 접촉하면서 상대적으로 깊게 하강하게 되어 트리거톱니(124)와 제동톱니(132)가 겹치는 구간이 L2 만큼 이뤄질 수 있어 강한 제동력이 작용할 수 있게 된다.

따라서 작업자가 경미한 수준에서 살짝 헛디뎠을 경우 레일이동모듈(100)의 기울어짐 경사가 작아 케이스(110)의 회전이 작은 각도 범위에서 이뤄지고 그에 따라 제어트리거(121)는 요홈내측단(213)에 눌리면서 상대적으로 낮은 깊이의 하부 이동이 이뤄지게 되며 그만큼 트리거톱니(124)와 제동톱니(132)의 결합 교차 깊이(도 8 (a)의 L1)도 작게 이뤄질 수 있다. 즉 상대적으로 약한 제동력이 발생할 수 있다.

반대로 작업자가 큰 충격으로 강하게 추락하는 경우에는 레일이동모듈(100)이 큰 각도로 기울어지게 되고 케이스(110)가 심하게 기울어지게 되는데 이때 제어트리거(121) 또한 안전작업레일(200)과 큰 각도로 어긋나면서 요홈내측단(213)을 지나 요홈외측단(214)까지 밀리면서 상대적으로 깊고 강하게 압박을 받게 되면서 제동디스크(131) 방향으로 깊게 하강이 이뤄진다. 그리고 트리거톱니(124)와 제동톱니(132)는 상대적으로 깊게 교차(도 8 (b)의 L2)되면서 접촉 면적이 넓어지게 된다. 즉 제어트리거(121)와 제동톱니(132)가 강하게 결합되면서 지지력이 커지게 되고, 강한 제동력이 발생할 수 있게 된다.

정리하자면 작업자가 철탑(10)에서 작업 도중 불의의 실수로 추락 상황이 발생하게 될 때 상술한 바와 같이 레일이동모듈(100)의 기울어짐에 따라 제어트리거(121)가 하강하면서 제동톱니(132)와 맞물리면서 제동디스크(131)의 회전을 강제로 멈추도록 할 수 있으며, 이로써 작업자의 안전대(300)의 조임줄(330)이 레일이동모듈(100)의 안전고리(135)에 걸린 상태에서 안전와이어(134)의 풀림이 멈추게 되면서 작업자가 계속 추락하는 것을 방지하고 안전한 장소로 이동하거나 제 3자에 의해 구조될 수 있는 방편을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어 레일수용면(115)의 내주면에 구성된 다수의 베어링(114)은 크기가 달리 구성될 수 있는데, 이는 레일수용면(115)의 단면은 원형인 반면 안전작업레일(200)은 타원형이고, 타원형의 안전작업레일(200)을 수용한 채 케이스(110)가 회전하려면 레일수용면(115)은 안전작업레일(200)의 가장 넓은 너비에 대응되는 직경의 원형 단면이어야 하기 때문이며, 따라서 레일이동모듈(100)이 수직 상태일 때 안전작업레일(200)의 상부에 접하는 레일수용면(115)에는 안전작업레일(200)과 레일수용면(115) 간 이격거리가 상대적으로 커지게 되므로 안전작업레일(200) 측방향에 배치된 베어링(114) 대비 상대적으로 큰 베어링(114)이 설치되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 철탑 작업자 보호장치
10 : 철탑
100 : 레일이동모듈
110 : 케이스
111 : 수용부
112 : 커버
113 : 고정부
114 : 베어링
115 : 레일수용면
120 : 제어부
121 : 제어트리거
122 : 트리거스프링
123 : 스프링고정돌기
124 : 트리거톱니
130 : 회전부
131 : 제동디스크
132 : 제동톱니
133 : 회전축
134 : 안전와이어
135 : 안전고리
200 : 안전작업레일
210 : 요홈부
211 : 요홈상부면
212 : 요홈경사면
213 : 요홈내측단
214 : 요홈외측단
300 : 안전대
310 : 고리장착후크
320 : 안전대고정후크
330 : 조임줄

Claims (5)

1. 철탑의 상하 길이방향을 따라 나선형으로 에워싸며 설치되는 안전작업레일; 및
   안전작업레일에 설치되어 작업자의 안전대와 연결되며 안전작업레일을 따라 나선 이동하도록 구비되는 레일이동모듈;를 포함하되,
   안전작업레일은,
   하부 길이 방향을 따라 소정 너비로 형성되는 요홈부; 및
   상부 길이 방향을 따라 소정 간격으로 돌출 형성되는 디딤부;를 포함하고,
   레일이동모듈은,
   케이스;
   케이스 내부 공간으로써 상부로는 안전작업레일을 수용하고 안전작업레일 하부로 제어부 및 회전부를 수용하도록 형성되는 수용부;
   제어트리거가 승강하며 회전부의 동작을 제어하는 제어부;
   제어부 하부에 위치하며, 안전대에 연결되는 안전와이어가 권취되어 회전하고, 제어트리거 하강 시 제어트리거와 맞물리며 회전이 제한되는 회전부;를 포함하며,
   제어부는,
   수용부 양 내측단에 복수 구성되며, 상부로는 요홈부에 밀착 수용되고 하부로는 회전부에 대향되며, 케이스의 기울기에 따라 안전작업레일에 눌려 승강되는 바 형상의 제어트리거;
   제어트리거의 외주면을 감싸며 결합되는 트리거스프링;
   트리거스프링을 수용부 내주면에 고정하는 스프링고정돌기; 및
   제어트리거 하단부에 돌출 형성되는 트리거톱니;를 더 포함하고,
   회전부는,
   제어트리거 하부에 위치하며 외주면에 제동톱니가 형성되는 복수의 제동디스크; 및
   제동디스크를 연결하는 수평축으로써 중앙에는 안전와이어를 권취하고 양 측단은 수용부 내측면에 결합되는 회전축;을 더 포함하는, 철탑 작업자 보호장치.
2. 제1항에 있어서,
   수용부는,
   안전작업레일 수용공간의 내주면으로써 원형의 단면으로 형성되는 레일수용면;을 포함하고,
   레일수용면의 내주면을 따라 일부 매립된 구형으로써 안전작업레일 수용공간을 향하여 일부 돌출되어 안전작업레일에 접하도록 구성되는 다수의 베어링;을 더 포함하는, 철탑 작업자 보호장치.
3. 제2항에 있어서,
   디딤부는,
   베어링과 베어링 사이 구간에 구비되며,
   디딤부의 높이는 안전작업레일 표면과 레일수용면 사이 간격보다 작은 크기인 것을 특징으로 하는, 철탑 작업자 보호장치.
4. 제1항에 있어서,
   안전작업레일은 원형 단면으로 형성되고,
   요홈부는 절곡된 형상으로써,
   요홈상부면; 및
   요홈상부면의 양 측 하부로 확장되며 경사 형성되는 복수의 요홈경사면;으로 구성되는, 철탑 작업자 보호장치.
5. 제1항에 있어서,
   안전작업레일은 타원형 단면으로 형성되고,
   요홈부는 타원형 곡면으로 요홈 형성되는 것을 특징으로 하는,
   철탑 작업자 보호장치.