KR102643310B1 - 안전 차단봉 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연회장, 행사장, 전시장, 공사장 또는 건물의 출입구 등에 설치되어 사람의 진출입을 통제하는 안전 차단봉에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 안전 차단봉의 차단벨트가 하우징의 내부로 인입될 때 인입되는 속도를 감속시켜 차단벨트로 인한 위험을 사전에 예방하기 위해 감속기능을 갖는 안전 차단봉에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 안전 차단봉에 따르면, 원심력에 기인한 휨 응력에 의해 휨 변형이 일어나도록 브레이크 부재를 구조적으로 변경하여 차단벨트의 인입속도에 따라 상부캡의 내주면에 긴밀하게 마찰되는 브레이크 부재의 접촉(마찰)면적을 증대시킴으로써 회전롤의 회전속도에 대응하여 차단벨트의 인입속도를 안정적으로 감속시켜 사용자가 부상을 당하는 등의 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.

Description

안전 차단봉{SAFETY BARRIER POST}
본 발명은 연회장, 행사장, 전시장, 공사장 또는 건물의 출입구 등에 설치되어 사람의 진출입을 통제하는 안전 차단봉에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 안전 차단봉의 차단벨트가 하우징의 내부로 인입될 때 인입되는 속도를 감속시켜 차단벨트로 인한 위험을 사전에 예방하기 위해 감속기능을 갖는 안전 차단봉에 관한 것이다.
차단봉은 연회장, 행사장, 전시장, 공사장 또는 각종 건물의 출입구 등에 설치되어 사람의 출입을 통제하거나 통행을 안내하는 안전 시설물로서, 대중이 몰릴 때 질서 유지를 통해 사고의 위험을 미연에 방지하기 위하여 특정 통로나 장소로의 출입을 통제하고, 정해진 통로나 장소로만 통행하도록 안내하는 역할을 수행하는 한편, 공사장이나 작업 현장 등에서 외부인의 출입을 제한하는 경계선 역할을 수행한다.
차단봉은 일반적으로 포스트에 지지되어 지면(바닥면)에서 소정 높이로 설치되는 하우징(본체)과, 하우징으로부터 출몰하는 차단벨트와, 하우징 내에 설치되어 차단벨트를 감아 권취하는 회전롤과, 자체 복원력을 이용하여 회전롤을 회전시키는 스파이럴 스프링을 포함한다. 그러나 이러한 구조를 갖는 차단봉에서는 차단벨트를 권취시키는 과정에서 스파이럴 스프링의 강한 복원력으로 인해 차단벨트가 하우징의 내부로 고속으로 이끌려 들어가는 과정에서 사용자의 손가락 등을 포함하는 신체 부위가 차단벨트의 날카로운 양측 단면에 베이는 등의 안전사고 문제가 발생하였다.
차단벨트의 빠른 인입속도로 인해 발생하는 안전사고를 방지하기 위해 한국 등록실용신안 제20-0479229호와 한국 등록실용신안 제20-0480144호 등이 제안되었다. 한국 등록실용신안 제20-0479229호와 한국 등록실용신안 제20-0480144호에서 제안된 차단봉에는 차단벨트가 하우징의 내부로 인입될 때 인입속도를 감속하는 회전롤 감속장치가 설치된다. 회전롤 감속장치는 브레이크 원리를 이용하여 차단벨트가 하우징의 내부로 인입될 때 인입속도를 감소시킴으로써 안전사고를 방지할 수 있다.
KR 20-0479229 Y1, 2015. 12. 30. KR 20-0480144 Y1, 2016. 04. 11. KR 10-2022-0128037 A, 2022. 09. 20. JP 10-1999-256532 A(특개평11-256532호), 1999. 09. 21
그러나, 한국 등록실용신안 제20-0479229호와 한국 등록실용신안 제20-0480144호에서 제안된 차단봉용 회전롤 감속장치에서는 브레이크 동작을 통해 차단벨트의 인입속도를 일정 부분 줄일 수는 있으나, 차단벨트의 인입시 브레이크 부재의 접촉 면적(상부캡의 내주면에 접촉되어 마찰되는 면적)이 좁아 안정적인 브레이크 동작이 어렵다. 이로 인해 차단벨트의 인입속도를 감소시키는데 여전히 한계가 있었다.
특히 차단봉은 복원력을 증대시켜 스파이럴 스프링의 오동작을 줄이고 수명을 늘리기 위해 통상 고장력의 스파이럴 스프링을 사용하는데, 스파이럴 스프링의 고장력으로 인해 차단벨트는 더욱 고속으로 인입될 수 밖에 없다. 이와 같이 차단벨트의 인입속도가 빨라지는 구조에서는 브레이크 부재의 단부와 상부캡의 내주면 사이의 접촉 면적이 더 좁아지게 되어 브레이크 부재의 단부가 상부캡의 내주면에 긴밀하게 마찰되지 않고 밀림 현상이 일어나 안정적인 브레이크 동작이 사실상 어렵다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위해 제안될 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제(목적)는 동일 면적 내에서 상부캡의 내주면에 긴밀하게 마찰되는 브레이크 부재의 접촉면적을 증대시키되, 차단벨트의 인입속도가 증가할 수록 상부캡의 내주면에 접촉(마찰)되는 브레이크 부재의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 차단봉용 회전롤 감속장치를 구비한 안전 차단봉을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 해결 과제로 제한되지 않으며, 후술하는 실시 예들과 청구범위를 통해 기재된 기술들을 통해 다양한 해결 과제들이 추가로 제공될 수도 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 실시 예에 따른 본 발명은 하우징과, 상기 하우징에 수용되는 권취부와, 상기 하우징으로 인입 또는 상기 하우징으로부터 인출되는 차단벨트와, 상기 차단벨트가 상기 하우징의 내부로 인입될 때 상기 권취부의 상부캡의 내주면과의 마찰을 통한 브레이크 작용을 이용하여 상기 하우징의 인입속도를 감속시키는 회전롤 감속장치를 포함하는 안전 차단봉에 있어서, 상기 회전롤 감속장치는 상기 권취부의 상부캡에 수용되고 상기 권취부의 회전롤에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에서 방사상으로 연장된 복수 개의 회전바를 포함하는 회전부재; 및 상기 회전바에 형성된 고정축에 축 결합되어 회전하는 축 결합부와, 상기 축 결합부에 연결된 휨 변형부와, 상기 휨 변형부에 연결된 머리부와, 상기 휨 변형부와 상기 머리부를 연결하는 목부를 포함하는 복수 개의 브레이크 부재를 포함하고, 상기 차단벨트가 인입되는 방향과 동일한 방향으로 상기 브레이크 부재가 회전할 때, 상기 머리부에 걸리는 원심력에 기인하여 상기 머리부의 주변에서 발생하는 휨 응력에 의해 상기 휨 변형부와 상기 목부 사이의 연결 부위에서 휨 변형이 일어나도록 상기 브레이크 부재는 탄력을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 휨 변형부와 상기 목부 사이의 연결 부위는 상기 머리부에 비해 작은 폭과 작은 두께로 형성된 안전 차단봉을 제공한다.
또한, 상기 휨 변형부는 상기 축 결합부에서 상기 목부로 갈수록 폭이 작아지는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 휨 변형부는 상기 상부캡의 내주면 방향으로 볼록하도록 외측부와 내측부가 곡면을 갖는 라운딩 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 축 결합부의 외측부에는 상기 상부캡의 내주면 방향으로 돌출된 구조로 브레이크 패드가 형성되어 있고, 상기 회전부재의 회전에 기인한 원심력으로 인해 상기 브레이크 부재가 상기 고정축을 축으로 상기 상부캡의 내주면 방향으로 전개될 때, 상기 브레이크 패드는 상기 머리부의 외측 종단부와 함께 다른 부위에 비해 상기 상부캡의 내주면에 먼저 밀착되어 1차 브레이크 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 회전부재의 회전에 기인한 원심력으로 인해 상기 브레이크 부재가 상기 고정축을 축으로 상기 상부캡의 내주면 방향으로 전개될 때, 상기 머리부의 외측 종단부가 다른 부위에 비해 상기 상부캡의 내주면에 먼저 밀착되어 1차 브레이크 동작을 수행하고, 1차 브레이크 동작 후, 상기 브레이크 부재의 회전속도가 가속되어 원심력이 증대되면, 상기 머리부의 주변에 걸리는 휨응력에 의해 상기 휨 변형부와 상기 목부 사이의 연결 부위가 꺽이면서 상기 머리부의 외측부 중간부와 선단부가 순차적 또는 동시에 상기 상부캡의 내주면에 밀착되어 2차 브레이크 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 회전롤 감속장치는 상기 회전롤이 상기 차단벨트의 인입방향과 동일 방향으로 회전할 때의 회전력을 상기 회전부재로 전달하는 일방향 회전 결합부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 일방향 회전 결합부재는 상기 회전축에 마련된 수용부의 내부로 삽입되는 회전판; 상기 회전판의 상부에서 융기된 한 쌍의 고정축에 일단부가 회동 가능하게 결합되고, 타단부는 상기 회전롤이 상기 차단벨트의 인입방향과 동일한 방향으로 회전할 때 상기 회전축의 수용부 내주면에 형성된 걸림턱에 걸림되는 한 쌍의 링크; 및 상기 회전판에 형성된 한 쌍의 고정축과 나란하게 상기 회전판의 상부에 형성되어 상기 링크가 상기 회전판의 중앙으로 과도하게 회동하는 것을 제한하는 돌기를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 차단봉에 따르면, 동일 면적 내에서 상부캡의 내주면에 긴밀하게 마찰되는 브레이크 부재의 접촉면적을 증대시키되, 차단벨트의 인입속도가 증가할 수록 상부캡의 내주면에 접촉(마찰)되는 브레이크 부재의 접촉면적을 증대시킴으로써 차단벨트의 인입속도를 안정적으로 감속시켜 사용자가 부상을 당하는 등의 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 차단봉에 따르면, 원심력에 기인한 휨 응력에 의해 휨 변형이 일어나도록 브레이크 부재를 구조적으로 변경하여 차단벨트의 인입속도에 따라 상부캡의 내주면에 긴밀하게 마찰되는 브레이크 부재의 접촉(마찰)면적을 증대시킴으로써 회전롤의 회전속도에 대응하여 차단벨트의 인입속도를 안정적으로 감속시켜 사용자가 부상을 당하는 등의 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안전 차단봉을 나타낸 조립 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 안전 차단봉을 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전롤 감속장치를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 회전부재에 일방향 회전 결합부재가 조립된 상태를 나타낸 조립 사시도.
도 5는 도 4에 나타낸 회전부재와 일방향 회전 결합부재가 조립된 상태를 위에서 바라본 도면.
도 6은 도 4에 나타낸 회전부재와 일방향 회전 결합부재가 조립된 상태를 아래에서 바라본 도면.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재를 나타낸 도면들.
도 8은 도 7에 나타낸 브레이크 부재들이 회전부재에 설치된 상태를 위에서 바라본 도면.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재의 휨 변형과정을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재의 휨 변형에 따른 마찰 특성을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재의 회전에 따른 마찰 부위를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하는 것이다. 또한, 'A 및/또는 B'라 기재된 경우 A와 B 모두를 의미하거나, 또는 A 또는 B 중 어느 하나를 의미할 수 있다. 또한, 각 도면에 나타낸 각각의 구성요소들은 크기 및 형상이 과도하게 도시될 수도 있는데, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 제한을 두고자 하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안전 차단봉을 개략적으로 나타낸 조립 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 안전 차단봉을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 차단봉은 하우징(11)과, 권취부(12)와, 차단벨트(13)와, 회전롤 감속장치(14)와, 마감커버(15)를 포함한다.
회전롤 감속장치(14)를 제외한 하우징(11), 권취부(12), 차단벨트(13) 및 마감커버(15)는 본 출원인에 의해 제안된 한국 등록실용신안 제20-0479229호(등록일:2015.12.30.), 한국 등록실용신안 제20-0480144호(등록일:2016.04.11.), 한국 공개특허 제10-2022-0128037호(공개일:2022.09.20.)에 개시된 차단봉의 하우징, 권취부, 차단벨트 및 마감커버와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 동일 구성에 대한 구체적인 설명은 간략하게 설명한다.
하우징(11)은 포스트(17)의 상단부에 설치되고, 내부에 권취부(12)가 수용되도록 상부가 개방되고 내부가 빈 통 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 그 측벽에는 내부와 외부를 상호 연통시키는 한 개 또는 복수 개의 진출입홈(11a)이 형성되어 있다.
도 1과 같이, 복수 개의 진출입홈(11a) 중 차단벨트(13)가 진출입하는 홈을 제외한 나머지 진출입홈에는 인접하게 설치된 다른 차단봉(미도시)의 벨트 고정부재가 결합되어 사방으로 진출입을 통제하기 위해 벨트 걸이구(16)가 각각 설치될 수 있다.
하우징(11)은 포스트(17)와 별도로 분리 제작된 후 포스트(17)의 상부에 압입시켜 체결하거나, 혹은 별도의 체결부재, 가령 볼트나 나사부재를 통해 포스트(17)의 상부에 체결할 수 있다. 또는 포스트(17)와 일체로 성형하여 제작할 수도 있다.
권취부(12)는 하우징(11)의 내부에 수용되어 차단벨트(13)를 두루마리식으로 말아 권취하는 장치로서, 일정한 회전력으로 그 외주면에 차단벨트(13)를 두루마리식으로 감거나 풀어 차단벨트(13)를 하우징(11)의 진출입홈(11a)을 통해 진출입시킨다.
도 2와 같이, 권취부(12)는 가령 하우징(11)의 내부에 삽입 설치되는 하부캡(121)과, 하부캡(121)의 내부에 설치되어 탄성력을 제공하는 스파이럴 스프링(122)과, 차단벨트(13)가 외면에 두루마리식으로 권취되고 차단벨트(13)를 인출방향으로 잡아당기는 힘이나 스파이럴 스프링(122)의 복원력에 의해 회전하는 회전롤(123)과, 하부캡(121)과 대향하도록 하우징(11)의 상부를 덮는 상부캡(124)을 포함한다.
하부캡(121)은 하우징(11)의 내측 바닥에 설치 고정되고, 상부가 개방된 원형 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 그 내부에는 스파이럴 스프링(122)이 수용된다.
스파이럴 스프링(122)은 자체 탄성력을 이용하여 차단벨트(13)가 하우징(11)으로부터 인출된 후 차단벨트(13)에 가해진 힘이 제거되면 회전롤(123)을 차단벨트(13)의 인출방향과 반대방향으로 회전시켜 회전롤(123)의 외면에 차단벨트(13)를 감는다. 이 과정에서 차단벨트(13)는 하우징(11)의 진출입홈(11a)의 내부로 인입된다.
이러한 스파이럴 스프링(122)은 도 2와 같이, 얇고 가는 띠 형상의 탄성이 우수한 금속판을 달팽이처럼 나선형으로 만든 스프링으로서, 하부캡(121)의 상부에 수용되고, 최외곽에 위치하는 일단부는 하부캡(121)에 고정되며, 중앙에 위치하는 타단부는 회전롤(123)의 하부축(123b)의 하부에 결합된다. 이에 따라, 차단벨트(13)가 풀리는 방향(시계방향)으로 회전롤(123)이 회전하면, 회전롤(123)의 회전에 의해 스파이럴 스프링(122)은 금속판이 가지는 탄성 에너지를 축적한다. 이렇게 축적된 탄성 에너지(복원력)는 차단벨트(13)가 감기는 방향(반시계방향)으로 회전롤(123)을 회전시킨다.
회전롤(123)은 도 2와 같이, 하부캡(121)의 상부를 덮도록 설치되어 스파이럴 스프링(122)이 하부캡(121)으로부터 이탈되는 것을 방지하고 차단벨트(13)의 하부를 지지하는 하판(123a)과, 하판(123a)의 하부 중앙에서 하부로 돌출되어 스파이럴 스프링(122)을 관통하여 하부캡(121)의 중앙부에 마련된 결합공(121a)에 회동가능하게 결합되는 하부축(123b)과, 하판(123a)의 상부 중앙에서 상부로 돌출되어 차단벨트(13)가 외면에 권취되는 통체(123c)와, 하판(123a)과 대향하도록 통체(123c)의 상부에 설치되어 통체(123c)의 외면에 감긴 차단벨트(13)가 통체(123c)로부터 이탈되지 않도록 방지하는 상판(123d)과, 상판(123d)의 중앙부에서 상부로 돌출되어 상부캡(124)의 결합공(124a)의 내부에 결합되는 상부축(123e)을 포함할 수 있다.
상부캡(124)은 하우징(11)의 상부에 설치되고, 중앙에는 회전롤 감속장치(14)가 회전롤(123)의 상부축(123e)과 축 결합되도록 결합공(124a)이 형성되어 있다.
상부캡(124)은 가령 상부가 하측으로 함몰된 구조로 이루어져 회전롤 감속장치(14)가 내부에 수용되는 수용공간이 마련될 수 있다. 또한 상부캡(124)은 회전롤 감속장치(14)가 놓여진 상부가 원판으로 이루어지고 하부 중앙부가 하부로 돌출된 단면이 'T'자 형상으로 이루어져 회전롤(123)의 상부축(123e)이 축결합될 수도 있다.
차단벨트(13)는 일단부가 회전롤(123)의 통체(123c)에 결합 고정되어 회전롤(123)이 가령 반시계방향으로 회전하면 통체(123c)의 외주면에 감겨 통체(123c)에 권취되고, 차단벨트(13)를 인출되는 방향으로 잡아당기면, 회전롤(123)은 시계방향으로 회전한다. 이에 따라, 차단벨트(13)는 하우징(11)의 진출입홈(11a)을 통해 인출된다.
이러한 차단벨트(13)의 타단부에는 다른 차단봉에 설치된 벨트 걸이구(미도시)에 결합하는 벨트 고정부재(131)가 고정 설치되고, 벨트 고정부재(131)에는 한국 등록실용신안 제20-0479229호와 한국 등록실용신안 제20-0480144호에서와 같이, 벨트 걸이구의 잠금홈에 걸림되는 이탈방지부(132)가 장착될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에는 본 발명의 일례로서, 하우징(11), 권취부(12), 차단벨트(13), 포스트(17) 및 받침대(18)가 도시되어 있으나, 이들의 구조 및 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 구조 및 형상으로 제한되지 않는다. 즉, 하우징(11), 권취부(12), 차단벨트(13), 포스트(17) 및 받침대(18)는 다양한 구조 및 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 포스트(17)와 받침대(18)는 필수구성은 아니며 생략될 수 있다. 이 경우, 하우징(11)은 포스트(17)와 받침대(18) 없이 독립적으로 설치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전롤 감속장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 회전롤 감속장치(14)는 상부캡(124)에 수용되어 외부로 인출된 차단벨트(13)가 스파이럴 스프링(122)의 복원력에 의해 하우징(11)의 내부로 인입될 때 차단벨트(13)의 인입속도를 감속시킨다.
회전롤 감속장치(14)는 본 출원인에 의해 제안된 한국 등록실용신안 제20-0479229호, 한국 등록실용신안 제20-0480144호 및/또는 한국 공개특허 제10-2022-0128037호에 개시되어 있는 회전롤 감속장치(감속부)와 같이, 회전부재(141)와 브레이크 부재(142)를 포함한다. 다만 구조 및 작용 효과에 있어서 서로 큰 차이가 있다.
도 2 및 도 3에는 본 발명의 실시 예에 따른 회전롤 감속장치(14)가 회전부재(141)와, 브레이크 부재(142)와, 일방향 회전 결합부재(143)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 일방향 회전 결합부재(143)는 필수구성은 아니며, 생략될 수 있다.
회전롤 감속장치(14)가 회전부재(141)와 브레이크 부재(142)로만 이루어진 경우(일방향 회전 결합부재(143)가 생략된 구조), 회전부재(141)는 회전롤(123)로부터 회전력을 직접 전달받기 위해 중앙에 형성된 회전축(1411)의 하단부가 하측으로 연장 형성되어 상부캡(124)의 중앙부에 형성된 결합공(124a)을 관통하여 회전롤(123)의 상부축(123e)에 축 결합될 수 있다. 이를 통해 회전부재(141)는 회전롤(123)의 상부축(123e)으로부터 회전력을 전달받아 회전롤(123)과 연동하여 회전된다.
일방향 회전 결합부재(143)가 생략되는 경우, 회전부재(141)는 도 2 및 도 3에 도시된 구조에서 일부 변경될 수도 있다. 가령 회전축(1411)에는 일방향 회전 결합부재(143)가 내부에 수용되는 수용부가 필요없고, 상기 수용부의 내주면에 형성된 걸림턱 또한 필요없으며, 직접 회전롤(123)의 상부축(123e)에 축 결합될 수 있다. 즉, 회전축(1411)은 단면이 'T'자 형상을 갖는 원판 구조로 이루어질 수 있다.
회전롤 감속장치(14)가 일방향 회전 결합부재(143)를 포함하는 구조인 경우, 회전부재(141)는 회전롤(123)로부터 직접 회전력을 전달받지 않고, 회전롤(123)의 상부축(123e)과 축 결합되는 일방향 회전 결합부재(143)를 매개로 회전롤(123)로부터 회전력을 전달받아 회전하게 된다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
이하에서는 일방향 회전 결합부재(143)를 포함하는 구조를 위주로 설명하기로 한다.
회전부재(141)는 상부캡(124)의 내부에 수용된 상태에서 전술한 바와 같이, 직접적 또는 일방향 회전 결합부재(143)를 매개로 간접적으로 회전롤(123)의 회전력을 전달받아 회전할 수 있다. 회전부재(141)는 도 3과 같이, 회전축(1411)과, 회전축(1411)의 외측에서 방사상으로 연장(신장) 형성된 3개의 회전바(1412)를 포함한다.
회전축(1411)은 가령 일방향 회전 결합부재(143)가 삽입되어 내부에 수용되도록 상부가 개방된 원형 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 회전축(1411)의 내주면에는 톱니 또는 기어 형상을 갖는 걸림턱(1411a)이 내주면을 따라 일정하게 형성되고, 바닥에는 상부캡(124)의 결합공(124a)과 연통하는 관통공(1411b)이 형성된다.
회전바(1412)는 회전축(1411)과 일체형으로 이루어질 수 있고, 회전축(1411)의 외주면으로부터 3개가 균일한 간격으로 형성되어 있다. 그리고 각각에는 단부 상부로부터 상부로 융기되어 브레이크 부재(142)가 결합 고정되는 고정축(1412a)이 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 회전부재에 일방향 회전 결합부재가 조립된 상태를 나타낸 조립 사시도이고, 도 5는 도 4에 나타낸 회전부재와 일방향 회전 결합부재가 조립된 상태를 위에서 바라본 도면이고, 도 6은 아래에서 바라본 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 일방향 회전 결합부재(143)는 회전부재(141)가 일방향으로만 선택적으로 회전되도록 제어한다. 즉, 차단 벨트(13)가 하우징(11)의 내부로 인입될 때에만 회전부재(141)가 회전되도록 제어한다.
회전부재(141)가 직접 회전롤(123)에 축 결합되는 경우, 회전부재(141)는 선택적으로 일방향으로만 회전되지 않고 회전롤(123)의 회전방향에 따라 회전롤(123)과 연동하여 양방향으로 회전한다. 즉, 차단 벨트(13)가 인입될 때 뿐만 아니라 인출될 때에도 회전한다. 이와 같이, 회전부재(141)가 인입 및 인출시에도 모두 회전하는 경우에는 브레이크 부재(142)가 상부캡(124)의 내주면에 마찰되는 시간이 그 만큼 증가한다. 이로 인해, 브레이크 부재(142)가 쉽게 마모되어 수명이 단축될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 예에 따른 회전롤 감속장치(14)는 일방향 회전 결합부재(143)를 통해 차단 벨트(13)가 하우징(11)의 내부로 인입되는 경우에만 회전롤(123)과 회전부재(141)를 결합시켜 브레이크 부재(142)를 회전시킨다. 이를 통해 브레이크 부재(142)를 통해 브레이크 동작이 수행되도록 한다. 결국 브레이크 부재(142)의 단부가 상부캡(124)의 내면에 마찰되는 시간을 감소시켜 마모를 줄일 수 있다.
일방향 회전 결합부재(143)는 도 3과 같이, 회전부재(141)의 회전축(1411)에 마련된 수용부의 내부로 삽입되는 회전판(1431)과, 회전판(1431)의 상부에서 융기된 한 쌍의 고정축(1432a)에 일단부가 회동 가능하게 결합되고 타단부가 회전부재(141)의 회전축(1411)의 내주면에 형성된 걸림턱(1411a)에 걸림되어 회전롤(123)의 회전력을 회전부재(141)로 전달하는 링크(1432)와, 고정축(1432a)과 나란하게 회전판(1431)의 상부에 형성되어 링크(1432)의 회동을 제한하는 돌기(1433)를 포함한다.
회전판(1431)에는 결합축(1431a)이 형성될 수 있다. 결합축(1431a)은 관체 또는 봉체로 이루어질 수 있다. 가령 축 결합공(1431b)을 갖는 관체로 이루어진다. 도 4와 같이, 결합축(1431a)의 축 결합공(1431b)은 회전롤(123)의 상부측(123e)이 축 결합되도록 내면이 각형 구조로 이루어질 수 있다. 가령 육각형 구조로 이루어질 수 있다.
회전판(1431)이 회전축(1411)에 결합된 상태에서 결합축(1431a)의 종단부는 회전축(1411)의 관통공(1411b)을 관통하여 하측으로 돌출되거나, 혹은 돌출되지 않고 관통공(1411b)의 내부에 수용될 수 있다. 전자의 경우, 결합축(1431a)의 종단부가 상부캡(124)의 결합공(124a)을 관통하여 하측으로 돌출되어 회전롤(123)의 상부축(123e)에 축 결합될 수 있다. 후자의 경우에는 결합축(1431a)의 종단부가 회전축(1411)의 관통공(1411b)에 수용된 상태에서 상부캡(124)의 결합공(124a)을 통해 회전축(1411)의 관통공(1411b)으로 삽입된 후 회전축(1411)의 관통공(1411b)에 수용된 결합축(1431a)의 종단부에 회전롤(123)의 상부축(123e)이 축 결합될 수도 있다.
예를 들어, 회전롤(123)이 도 5와 같이, 반시계 방향(차단벨트(13)가 인입되는 방향)으로 회전하면, 일방향 회전 결합부재(143)는 회전롤(123)과 연동하여 반시계 방향으로 회전한다. 그리고 일방향 회전 결합부재(143)가 반시계 방향으로 회전하면, 일방향 회전 결합부재(143)의 링크(1432)의 종단부가 회전부재(141)의 회전축(1411)의 내주면에 형성된 걸림턱(1411a)에 걸림되어 결합된다. 이에 따라 일방향 회전 결합부재(143)의 회전력은 링크(1432)를 통해 회전부재(141)로 전달되어 회전부재(141)를 회전시킨다. 결국, 회전부재(141)는 반시계 방향으로 회전하게 된다.
일방향 회전 결합부재(143)의 링크(1432)는 일방향 회전 결합부재(143)가 도 5와 같이, 반시계 방향으로 회전할 때에만 회전부재(141)의 회전축(1411)의 내주면에 형성된 걸림턱(1411a)에 걸림되도록 종단부로 갈수록 폭이 좁아지는 뾰족한 구조로 이루어지고, 걸림턱(1411a)에 대향하는 외측면은 라운딩 구조로 이루어질 수 있다. 가령 링크(1432)는 한 쌍으로 각각은 태극 문양 등의 형상으로 이루어질 수 있다.
이러한 구조를 통해 회전판(1431)이 반시계 방향으로 회전할 때, 링크(1432)는 톱니 또는 기어 구조로 이루어진 걸림턱(1411a)에 용이하게 삽입되어 걸림되고, 시계 방향(차단벨트(13)가 인출되는 방향)으로 회전할 때에는 걸림턱(1411a)에 걸림되지 않고(걸림턱(1411a)에서 이탈), 걸림턱(1411a)의 종단부를 타고 미끄러진다.
따라서, 회전롤(123)이 반시계 방향으로 회전할 때에는 일방향 회전 결합부재(143)의 회전력은 회전부재(141)로 전달되어 회전부재(141)를 회전시키고, 시계 방향으로 회전할 때에는 회전부재(141)에서 일방향 회전 결합부재(143)만 독립적으로 회전하고, 회전부재(141)는 일방향 회전 결합부재(143)와 연동하여 회전하지 않는다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재를 개략적으로 나타낸 도면들이고, 도 8은 도 7에 나타낸 브레이크 부재들이 회전부재에 설치된 상태를 위에서 바라본 도면이다. 도 7에서, (a)는 평면도이고, (b)는 저면도이고, (c)는 측면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재(142)는 회전바(142)의 고정축(1412a)에 결합되는 축 결합공(1421a)이 형성된 축 결합부(1421)를 포함한다.
축 결합부(1421)의 외측부(상부캡(124)의 내주면에 대향하는 측부)에는 브레이크 부재(142)의 브레이크 동작시 상부캡(124)의 내주면에 접촉되는 브레이크 패드(1421b)가 형성된다. 브레이크 패드(1412b)는 결합부(1421)와 한 몸체를 이루도록 일체로 형성되고, 축 결합부(1421)의 외측부로부터 외측으로 소정 크기로 돌출 형성되고, 상부캡(124)의 내주면에 접촉되는 외측면이 경사면으로 이루어질 수 있다.
축 결합부(1421)의 타측부에는 휨 변형부(1422)가 형성된다. 휨 변형부(1422)는 대략 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있으며, 축 결합부(1421)와 연결된 일측부에서 타측부로 갈수록 활처럼 휘어지도록 외측부와 내측부가 곡면을 갖는 라운딩 구조로 이루어지며, 이를 통해 일측부와 타측부는 중앙부에 비해 상부캡(124)의 중앙에 근접 배치된다. 이러한 휨 변형부(1422)는 브레이크 부재(142)가 회전부재(141)에 의해 상부캡(124)의 내부에서 회전할 때 브레이크 부재(142)의 회전속도에 따라 휨 변형이 일어나도록 결합부(1421)에 연결된 일측부에서 타측부로 갈수록 폭이 감소하는 구조로 이루어질 수 있다. 가령 휨 변형부(1422)는 축 결합부(1421)의 타측부에 연결된 일측부의 폭이 가장 크고, 타측부가 가장 작은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
휨 변형부(1422)의 타측부에는 머리부(1423)가 형성된다. 머리부(1423)는 휨 변형부(1422)와 일체로 형성되고, 축 결합부(1421)와 휨 변형부(1422)에 대비하여 큰 폭과 두께로 형성된다. 이러한 머리부(1423)는 브레이크 부재(142)에서 중량체로 기능하며, 브레이크 부재(142)의 회전시 작용하는 원심력에 의해 상부캡(124)의 중앙에서 상부캡(124)의 내주면 방향으로 전개되고, 이 과정에서 머리부(1423)의 외측부가 상부캡(124)의 내주면 간의 접촉 마찰력을 통해 브레이크 동작을 수행한다.
회전부재(141)가 반시계 방향으로 회전할 때, 브레이크 부재(142)가 상부캡(124)의 내주면 방향으로 전개되고, 시계 방향으로 회전할 때에는 브레이크 부재(142)가 상부캡(124)의 중앙으로 모아지도록 하기 위해서, 머리부(1423)는 휨 변형부(1422)에 비해 폭과 두께가 가령 적어도 2~3배 이상 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 휨 변형부(1422)와 축 결합부(1421)는 서로 동일한 두께로 형성될 수 있다.
휨 변형부(1422)와 머리부(1423) 사이에는 휨 변형부(1422)의 타측부 단부에서 머리부(1423)의 일측부를 연결하는 목부(1424)가 일체로 형성될 수 있다. 목부(1424)는 휨 변형부(1422)의 타측부 단부와 머리부(1423)의 일측부 단부 간의 단차(폭 차이)를 보상하기 위해 휨 변형부(1422)의 타측부 단부에서 머리부(1423)의 일측부 단부로 갈수록 폭이 증가하는 구조로 이루어질 수 있다. 이를 통해 브레이크 부재(142)는 도 7과 같이, 위에서 바라볼 때 대략 탁구채 형상으로 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재의 휨 변형과정을 나타낸 도면이고, 도 10은 브레이크 부재의 휨 변형에 따른 마찰 특성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재(142)는 도 7을 통해 설명한 바와 같이, 휨 변형부(1422)와 머리부(1423) 사이의 연결 부위, 바람직하게는 휨 변형부(1422)와 목부(1424)의 연결 부위가 다른 부위, 특히 머리부(1423)에 비해 상대적으로 작은 폭과 두께로 형성된다. 이에 따라 휨 변형부(1422)와 목부(1424)의 연결 부위가 상대적으로 얇아 다른 부위에 비해 쉽게 꺾여진다.
본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재(142)는 휨 변형이 일어나도록 합성수지재나 고무재로 이루어질 수 있다. 즉, 브레이크 부재(142)는 회전속도에 대응하여 발생하는 원심력에 의해 휨 변형부(1422)와 목부(1424)의 연결 부위에서 휨 변형이 일어나도록 탄력을 갖는 합성수지재나 고무재(합성고무 포함)로 이루어질 수 있다.
이러한 브레이크 부재(142)의 구조적인 특징에 기인한 브레이크 동작을 설명한다.
브레이크 부재(142)는 스파이럴 스프링(122)의 복원력에 기인하여 회전부재(141)로부터 회전력을 전달받아 회전부재(141)와 연동하여 회전한다. 이때, 브레이크 부재(142)는 회전이 시작되는 초기에는 저속 회전하다가 점진적으로 가속이 붙어 고속 회전한다. 이후 브레이크 동작에 의해 감속되면서 균일한 속도로 유지된다.
브레이크 부재(142)는 초기에 저속 회전한다. 도 10의 (a)와 같이, 브레이크 부재(142)는 고정축(1412a)을 축으로 상부캡(124)의 내주면으로 전개된다. 이때, 브레이크 부재(142)에 걸리는 원심력은 비교적 크지 않기 때문에 머리부(1423)의 외측부 중 일부분만 상부캡(124)의 내주면에 접촉된다(도 10의 (a)에서, 'B1' 원형 참조).
이후, 브레이크 부재(142)의 가속력에 의해 회전속도가 증가하면, 그에 대응하여 브레이크 부재(142)에 걸리는 원심력 또한 증대된다. 이에 따라 도 10의 (b)와 같이, 머리부(1423)는 증대된 원심력으로 인해 상부캡(124)의 내주면으로 밀려난다. 이 과정에서 상대적으로 얇은 폭과 두께를 갖는 휨 변형부(1422)와 목부(1424)의 연결 부위가 꺾이게 된다. 따라서, 머리부(1423)는 외측부 전체가 상부캡(124)의 내주면으로 밀려나 밀착된다(도 10의 (b)에서, 'A2' 원형 및 'B2' 원형 참조).
전술한 바와 같이, 브레이크 부재(142)의 회전속도에 의해 브레이크 부재(142) 중 상대적으로 중량체인 머리부(1423)에는 다른 부위에 비해 원심력이 크게 작용한다. 이러한 원심력에 의해 머리부(1423)의 주변에서는 휨 응력이 작용하고, 이러한 휨 응력에 의해 다른 부위에 비해 상대적으로 얇은 구조를 갖는 휨 변형부(1422)와 목부(1424)의 연결 부위에서 휨 변형이 일어난다. 휨 변형 정도는 머리부(1423)에 걸리는 원심력에 비례하며, 원심력이 크면 클수록 휨 변형은 증가한다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 브레이크 부재의 회전에 따른 마찰 부위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 브레이크 부재(142)가 회전부재(141)의 회전력을 전달받아 회전하면, 브레이크 부재(142)는 원심력에 의해 고정축(1412a)을 축으로 상부캡(124)의 내주면 측으로 전개된다. 이에 따라 축 결합부(1421)에 형성된 브레이크 패드(1421b)(①)와 머리부(1423)의 외측 종단부(②)가 상부캡(124)의 내주면에 1차 밀착되어 1차 브레이크 동작이 수행된다. 이후, 브레이크 부재(142)가 가속되어 원심력이 증대되면, 머리부(1423)의 주변에 걸리는 휨응력에 의해 휨 변형부(1422)와 목부(1424)의 연결 부위(⑤)가 꺾이면서 머리부(1423)의 외측 중간부(③)와 선단부(④)가 순차적 또는 동시에 상부캡(124)의 내주면에 2차 밀착되어 2차 브레이크 동작이 이루어진다.
이상에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만, 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이다. 그리고, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
11 : 하우징 11a : 진출입홈
12 : 권취부 13 : 차단벨트
14 : 회전롤 감속장치 15 : 마감커버
15a : 끼움홈 16 : 벨트 걸이구
17 : 포스트 18 : 받침대
121 : 하부캡 121a : 결합공
122 : 스파이럴 스프링 123 : 회전롤
123a : 하판 123b : 하부축
123c : 통체 123d : 상판
123e : 상부축 124 : 상부캡
124a : 결합공 131 : 벨트 고정부재
132 : 이탈방지부 141 : 회전부재
142 : 브레이크 부재 143 : 일방향 회전 결합부재
1411 : 회전축 1412 : 회전바
1411a : 걸림턱 1411b : 관통공
1412a : 고정축 1431 : 회전판
1431a : 결합축 1431b : 축 결합공
1432 : 링크 1432a : 고정축
1433 : 돌기 1412a : 축핀
1421 : 축 결합부 1421a : 축 결합공
1421b : 브레이크 패드 1422 : 휨 변형부
1423 : 머리부 1424 : 목부

Claims (7)

  1. 하우징과, 상기 하우징에 수용되는 권취부와, 상기 하우징으로 인입 또는 상기 하우징으로부터 인출되는 차단벨트와, 상기 차단벨트가 상기 하우징의 내부로 인입될 때 상기 권취부의 상부캡의 내주면과의 마찰을 통한 브레이크 작용을 이용하여 상기 하우징의 인입속도를 감속시키는 회전롤 감속장치를 포함하는 안전 차단봉에 있어서,
    상기 회전롤 감속장치는,
    상기 권취부의 상부캡에 수용되고 상기 권취부의 회전롤에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에서 방사상으로 연장된 복수 개의 회전바를 포함하는 회전부재; 및
    상기 회전바에 형성된 고정축에 축 결합되어 회전하는 축 결합부와, 상기 축 결합부에 연결된 휨 변형부와, 상기 휨 변형부에 연결된 머리부와, 상기 휨 변형부와 상기 머리부를 연결하는 목부를 포함하는 복수 개의 브레이크 부재; 를 포함하고,
    상기 차단벨트가 인입되는 방향과 동일한 방향으로 상기 브레이크 부재가 회전할 때, 상기 머리부에 걸리는 원심력에 기인하여 상기 머리부의 주변에서 발생하는 휨 응력에 의해 상기 휨 변형부와 상기 목부 사이의 연결 부위에서 휨 변형이 일어나도록 상기 브레이크 부재는 탄력을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 휨 변형부와 상기 목부 사이의 연결 부위는 상기 머리부에 비해 작은 폭과 작은 두께로 형성되고,
    상기 휨 변형부는 상기 축 결합부에서 상기 목부로 갈수록 폭이 작아지는 구조로 이루어진,
    안전 차단봉.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휨 변형부는 상기 상부캡의 내주면 방향으로 볼록하도록 외측부와 내측부가 곡면을 갖는 라운딩 구조로 이루어지는 안전 차단봉.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 축 결합부의 외측부에는 상기 상부캡의 내주면 방향으로 돌출된 구조로 브레이크 패드가 형성되어 있고, 상기 회전부재의 회전에 기인한 원심력으로 인해 상기 브레이크 부재가 상기 고정축을 축으로 상기 상부캡의 내주면 방향으로 전개될 때, 상기 브레이크 패드는 상기 머리부의 외측 종단부와 함께 다른 부위에 비해 상기 상부캡의 내주면에 먼저 밀착되어 1차 브레이크 동작을 수행하는 안전 차단봉.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전부재의 회전에 기인한 원심력으로 인해 상기 브레이크 부재가 상기 고정축을 축으로 상기 상부캡의 내주면 방향으로 전개될 때, 상기 머리부의 외측 종단부가 다른 부위에 비해 상기 상부캡의 내주면에 먼저 밀착되어 1차 브레이크 동작을 수행하고, 1차 브레이크 동작 후, 상기 브레이크 부재의 회전속도가 가속되어 원심력이 증대되면, 상기 머리부의 주변에 걸리는 휨응력에 의해 상기 휨 변형부와 상기 목부 사이의 연결 부위가 꺽이면서 상기 머리부의 외측부 중간부와 선단부가 순차적 또는 동시에 상기 상부캡의 내주면에 밀착되어 2차 브레이크 동작을 수행하는 안전 차단봉.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전롤 감속장치는 상기 회전롤의 회전력을 선택적으로 상기 회전부재로 전달하는 일방향 회전 결합부재를 더 포함하는 안전 차단봉.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 일방향 회전 결합부재는,
    상기 회전축에 마련된 수용부의 내부로 삽입되는 회전판;
    상기 회전판의 상부에서 융기된 한 쌍의 고정축에 일단부가 회동 가능하게 결합되고, 타단부는 상기 회전롤이 상기 차단벨트의 인입방향과 동일한 방향으로 회전할 때 상기 회전축의 수용부 내주면에 형성된 걸림턱에 걸림되는 한 쌍의 링크; 및
    상기 회전판에 형성된 한 쌍의 고정축과 나란하게 상기 회전판의 상부에 형성되어 상기 링크가 상기 회전판의 중앙으로 과도하게 회동하는 것을 제한하는 돌기;
    를 포함하는 안전 차단봉.
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JP2016037831A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 立川ブラインド工業株式会社 速度調整装置及びこれを備えた日射遮蔽装置
KR200480144Y1 (ko) 2015-12-11 2016-04-18 신동오 차단봉
KR20220128037A (ko) 2021-03-12 2022-09-20 신동오 안전 차단봉

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