KR20110006682U - 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하강자의 체중에 따라 빨라지고 느려지는 케이블의 속도를 일정하게 하여 위험하지 않고 안정적인 하강이 이루어지도록 한 완강기를 제공하기 위한 것으로, 본 고안의 구체적인 수단은, 완강기 함체에 설치된 제동블록과; 상기 제동블록에 설치되어 하강하는 케이블에 마찰 저항을 일으키도록 각기 환형홈을 갖는 다수의 마찰롤러와; 상기 제동블록의 일측에 입설된 휠축과; 상기 케이블이 권취되어 상기 휠축에 회전 가능하게 삽입되어 있는 케이블 휠과; 상기 휠축에 삽입되어 상기 케이블 휠의 양측면에 위치하는 상,하부 브레이크 패드와; 상기 휠축에 삽입되어 상기 하부 브레이크 패드의 하면에 위치하는 하부 지지판과; 일단에 상기 케이블을 협지하는 한쌍의 리프트 롤러를 갖고 타단에 절곡된 절곡부를 갖고 상기 제동블록에 회전 가능하게 설치된 푸싱 레버와; 상기 제동블록에 슬라이딩 이동가능하게 설치되고, 일단이 상기 푸싱 레버의 절곡부에 접촉되어 진퇴 운동하는 리프팅 슬라이더와; 상기 휠축의 하단에 삽입되어 상기 리프팅 슬라이더의 리프팅 동작에 의해 상기 하부 지지판측으로 상승하는 승강캠과; 상기 승강캠과 상기 하부 지지판의 사이에 개재되어 압축 반발력으로 상기 상,하부 브레이크 패드를 상기 케이블 휠에 밀어붙이는 하나 이상의 제동스프링을 포함한 것을 특징으로 한다.

완강기, 승강캠, 푸싱레버, 안전, 탈출, 화재, 비상

Description

체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기{Fire escape apparatus for automatic descent speed adjusting with weight}

본 고안은 중·고층 건물에 설치되어 화재 등의 비상시 하강 탈출할 수 있는 수단을 제공하는 완강기에 관한 것으로, 특히 하강자의 체중에 따른 속도 변화없이 안정적으로 하강이 이루어질 수 있도록 한 완강기에 관한 것이다.

해마다 고층 건물에서의 화재 발생시 소방차 사다리를 통해서 도달하는 것보다 더 높은 위치에 있는 층들에 사람들이 갇히게 되어 많은 죽음을 초래하고 있다. 더 우수한 화재 탈출 장치들을 제공하기 위한 해결책들이 수년에 걸쳐 제안되고 있다. 그중에 한 가지 제안으로서, 비상시 사용되기 위하여 고층 건물의 높은 층들에 설치된, 케이블을 가진 소형 휴대 드럼을 이용하는 것이 있다. 화재 또는 다른 비상사태가 발생하게 되면, 드럼의 사용자는 창문을 깨고, 상기 케이블의 자유단을 건물의 앵커에 고정시키고, 그 다음 지면 또는 안전한 높이로 내려오게 되는 것이다. 따라서, 절박한 위험 상태에 있을 때 그리고 다른 어떤 탈출 수단이 없을 때 높은 건물로부터 탈출의 안전 수단을 위해서 더욱 개선된 방안이 제공될 필요가 있 다.

본 고안자는 대한민국 실용신안등록 제20-0445148호에서 민감하게 조작되며 확실한 제동력으로 완강 속도를 조절할 수 있는 완강기를 제안한 바 있다. 이 완강기에는 디스크 브레이크 패드의 면압으로 케이블 휠에 마찰 제동력을 일으키도록 하는 기술과, 케이블이 마찰롤러에 접촉되어 풀어지도록 하는 기술이 포함되어 있다.

이에 본 고안자는 하강자의 체중에 따라 빨라지고 느려지는 케이블의 속도를 일정하게 하여 위험하지 않고 안정적인 하강이 이루어지도록 한 완강기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은 완강기의 완강 속도를 쉽게 설정할 수 있는 완강기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은,

완강기 함체에 설치된 제동블록과;

상기 제동블록에 설치되어 하강하는 케이블에 마찰 저항을 일으키도록 각기 환형홈을 갖는 다수의 마찰롤러와;

상기 제동블록의 일측에 입설된 휠축과;

상기 케이블이 권취되어 상기 휠축에 회전 가능하게 삽입되어 있는 케이블 휠과;

상기 휠축에 삽입되어 상기 케이블 휠의 양측면에 위치하는 상,하부 브레이크 패드와;

상기 휠축에 삽입되어 상기 하부 브레이크 패드의 하면에 위치하는 하부 지지판과;

일단에 상기 케이블을 협지하는 한쌍의 리프트 롤러를 갖고 타단에 절곡된 절곡부를 갖고 상기 제동블록에 회전 가능하게 설치된 푸싱 레버와;

상기 제동블록에 슬라이딩 이동가능하게 설치되고, 일단이 상기 푸싱 레버의 절곡부에 접촉되어 진퇴 운동하는 리프팅 슬라이더와;

상기 휠축의 하단에 삽입되어 상기 리프팅 슬라이더의 리프팅 동작에 의해 상기 하부 지지판측으로 상승하는 승강캠과;

상기 승강캠과 상기 하부 지지판의 사이에 개재되어 압축 반발력으로 상기 상,하부 브레이크 패드를 상기 케이블 휠에 밀어붙이는 하나 이상의 제동스프링을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따르면,

상기 승강캠은 저면에 소정의 기울기를 갖는 틸팅홈이 형성되고, 상기 틸팅홈에는 상면에 동일한 기울기를 갖고 상기 리프팅 슬라이더의 타단쪽 웨지부가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따르면,

상기 리프팅 슬라이더는 복귀 스프링에 의해 원위치로 이동되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따르면,

상기 리프팅 슬라이더의 이동량을 제한하기 위해 리프팅 슬라이더의 장공에 완강기 함체측 지지블록에 설치된 스톱볼트가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따르면,

상기 제동스프링의 압축 반발력을 조절하기 위해 상기 휠축에 나사결합된 가압너트가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기에 따르면, 체중 변화에 따라 케이블의 풀림시 푸싱레버를 회동시켜 리프팅 슬라이더를 통해 승강캠을 상승시키고 제동스프링의 압축력에 변화를 줌으로써 상하부 브레이크 패드의 제동력증감을 제어할 수 있다. 따라서 완강기를 사용하는 하강자의 체중이 증가될 수록 제동력이 자동 증가되어 저속으로 안정적인 완강을 이룰 수 있다.

또한 제동스프링의 압축력을 푸싱레버와의 작동과는 별개로 가압너트를 통해 조절할 수 있어 완강 속도를 정밀하게 제어할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 완강기의 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 완강기의 요부 분해사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 완강기의 정단면도로서 작동 전,후 상태도이다.

도 1 내지 도 4에서와 같이 완강기 함체(1)의 내부에는 제동블록(10)이 장착된다.

제동블록(10)에는 케이블 휠(40)에 권취되어 풀림되는 케이블(5)에 마찰 저항을 일으키는 다수의 마찰롤러(20)가 설치된다. 다수의 마찰롤러(20)들은 케이블(5)이 U자 형태로 지나가도록 상하 서로 어긋난 위치에 배치되어 있고, 각기 마찰롤러(20)에는 중앙의 외주면에 환형홈(20a)이 형성되어 있다. 따라서 케이블(5)은 마찰롤러(20)의 환형홈(20a)에 접촉되어 제동블록(10)내에서 도 3 및 도 4와 같이 대략 S자 형태로 연이어져 지나가도록 배치된다.

제동블록(10)의 일측에는 휠축(30)이 입설되어 있다. 휠축(30)에는 케이블 휠(40), 상·하부 브레이크 패드(50,52), 상·하부 지지판(60,62), 승강캠(90) 및 가압너트(95)가 조립되어 있다.

케이블 휠(40)은 휠축(30)에 회전 자유롭게 삽입되어 있고, 케이블 휠(40)의 외주면에는 케이블(5)의 일단이 고정되어 수십회 감김되어 있다. 본 실시예에서 케이블(5)은 금속 와이어를 사용하였으나 일반적인 로프를 사용할 수도 있다. 상부 브레이크 패드(50)는 상부 지지판(60)에 끼움 결합되어 케이블 휠(40)의 상면에 배 치되어 있고, 하부 브레이크 패드(52)는 하부 지지판(62)에 끼움 결합되어 케이블 휠(40)의 하면에 배치되어 있다. 상·하부 브레이크 패드(50,52)는 예로, 세미 메탈릭(Semi-Metalic)계 마찰재, 로우 스틸(Low-Steel)계 마찰재, 금속섬유를 전혀 사용하지 않고 유·무기계 섬유만 사용하는 논스틸(Non-Steel)계 마찰재 중 어느 하나로 제작된 것이 될 수 있다. 이때 상·하부 지지판(60,62)은 휠축(30)에 평면 결합으로 삽입되어 회전방지되어 있다.

승강캠(90)은 휠축(30)의 최하부에 배치되어 있고, 승강캠(90)과 상기 하부 지지판(62)의 사이에는 다수의 제동스프링(100)이 일정 간격을 두고 원형으로 배치되어 있고, 휠축(30)의 상단에 가압너트(95)가 나사결합되어 있다. 따라서 가압너트(95)의 조임력에 의해 제동스프링(100)은 압축되고, 제동스프링(100)의 압축 반발력에 의해 상·하부 브레이크 패드(50,52)가 케이블 휠(40)의 양측면에 일정한 힘으로 밀어 붙여지게 되어 있다.

승강캠(90)은 상면에 제동스프링(100)들의 위치를 잡아주기 위해 제동스프링(100)의 설치 개수 만큼 원형의 스프링 받이홈(91)이 형성되어 있고, 승강캠(90)의 저면에는 소정의 각도(θ)로 기울어진 틸팅홈(92)이 형성되어 있고, 틸팅홈(92)에는 리프팅 슬라이더(80)의 일단이 삽입되어 있다.

제동블록(10)에는 케이블(5)을 협지하는 푸싱레버(70)가 그 중앙에 핀(71)을 통해 회전 가능하게 설치되어 있다. 푸싱레버(70)는 그의 일단에 상기 케이블(5)을 협지하기 위해 한쌍의 리프트 롤러(72)가 회전 가능하게 설치되어 있고 그의 타단에 하향으로 절곡된 절곡부(74)를 갖고 있고, 절곡부(74)는 리프팅 슬라이더(80)의 타단과 접촉되어 있다. 따라서 도 4와 같이 케이블(5)이 완강시 풀려져 당겨지면 푸싱레버(70)는 도 4에서 케이블(5)의 당김 동작에 의해 반시계방향으로 회전하고, 이에 연동하여 푸싱레버(70)가 리프팅 슬라이더(80)를 도 4에서 우측으로 밀어냄으로써 리프팅 슬라이더(80)가 승강캠(90)측으로 직선 운동하게 되어 있다.

리프팅 슬라이더(80)는 제동블록(10)의 내부 하부측에 진퇴 이동가능하게 설치되어 있다. 리프팅 슬라이더(80)는 그의 일단의 단면(82)이 상기 푸싱 레버(70)의 절곡부(74)에 접촉되어 있고 그의 타단은 상면에 틸팅홈(92)과 동일한 경사각도를 갖는 웨지부(84)를 통해 승강캠(90)의 틸팅홈(92)에 일부가 삽입되어 있다.

따라서 리프팅 슬라이더(80)의 웨지부(84)가 틸팅홈(92)에 깊숙히 삽입되는 이동거리에 비례하여 승강캠(90)이 도 4와 같이 상방으로 상승 동작하고, 이로 인해 제동스프링(100)의 압축력이 증가되게 되어 있다.

리프팅 슬라이더(80)는 복귀 스프링(110)에 의해 원위치로 이동하게 되어 있다. 복귀 스프링(110)은 그의 일단이 리프팅 슬라이더(80)에 지지되고 그의 타단이 완강기 함체(1)내에 장착된 지지블록(25)에 지지되어 있다.

한편, 리프팅 슬라이더(80)의 이동 거리를 제한하기 위해 스톱볼트(120)가 리프팅 슬라이더(80)의 장공(80a)에 삽입되어 있다. 이때 스톱볼트(120)는 완강기 함체(1)측에 고정 설치된 지지블록(25)에 나사결합되어 있다. 따라서 장공(80a)의 길이가 허용하는 범위내에서 리프팅 슬라이더(80)의 진퇴 이동 거리가 제한된다.

미설명 부호 ' 15'는 한쌍의 '가이드 롤러'이다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 도 3과 같이 케이블 휠(40)에 일단이 케이블(5)에 수십회 감긴 상태에서 자유단은 다수의 마찰롤러(20)를 순차적으로 지나 연속적인 S자 형태를 이루어 완강기 함체(1)에서 노출되게 된다. 이때 케이블(50)은 중간에 푸싱레버(70)에 설치된 한쌍의 리프트 롤러(72)의 사이를 통과하여 배치된다.

다음, 가압너트(95)를 조임하여 상·하부 브레이크 패드(50)가 일정한 면압으로 케이블 휠(40)의 측면에 밀착되도록 조정한다. 이때 리프팅 슬라이더(80)는 복귀스프링(110)에 의해 원위치로 대기하게 되고, 이때 승강캠(90)은 하강 위치에서 대기하게 된다.

이 상태에서 비상 탈출을 하기 위해 케이블(5)의 연결고리를 하강자에 연결한 후 낙하하게 되면 체중에 의해 케이블(5)이 도 4와 같이 좌측으로 당겨지고 케이블 휠(40)이 휠축(30)에서 회전되면서 서서히 풀려지게 된다.

이때 케이블(5)은 다수의 마찰롤러(20)에 마찰 접촉되고 동시에 케이블 휠(40)이 상·하부 브레이크 패드(50,52)와 마찰 접촉되어 일정한 제동력을 가지고 서서히 풀려지게 된다.

이때 케이블(5)은 리프트 롤러(72)를 들어 올리게 되므로 도 4에서 푸싱레버(70)는 핀(71)을 중심으로 반시계방향으로 회전하고, 동시에 푸싱레버(70)가 리프팅 슬라이더(80)를 승강캠(90)측으로 밀어내게 된다.

이때 하강자의 체중에 따라 리프팅 슬라이더(80)를 밀어내는 힘이 다르게 나타나 승강캠(90)측으로 이동하는 리프팅 슬라이더(80)의 이동량이 결정된다.

예로, 하강자의 체중이 상대적으로 많이 나가 무거울 경우 푸싱레버(70)의 회전력이 크게 걸려 리프팅 슬라이더(80)가 승강캠(90)측으로 깊게 밀려 들어가게되고, 하강자의 체중이 상대적으로 적게 나가 가벼울 경우 푸싱레버(70)의 회전력이 작게 걸려 리프팅 슬라이더(80)가 승강캠(90)측으로 적게 밀려 들어가게 된다. 이때 리프팅 슬라이더(80)의 웨지부(84)측 상부 경사면(84a)이 승강캠(90)의 틸팅홈(92)과 면접촉을 유지하면서 승강캠(90)을 상방으로 밀어올리게 된다.

따라서 리프팅 슬라이더(80)의 이동량에 비례하여 제동스프링(100)은 승강캠(90)의 상승 압력을 받아 더욱 압축되고, 이로 인해 상·하부 브레이크 패드(50,52)를 케이블 휠(40)측에 밀어붙이므로 제동력의 변화가 발생된다.

결국, 체중이 많이 나가는 하강자의 경우 제동스프링(100)의 압축력을 더욱 높여 마찰 제동력이 상승하므로 케이블(5)의 풀리는 속도가 감속되어 안정된 완강을 이룰 수 있다. 만일 체중이 적게 나가는 경우 제동스프링(100)의 압축력을 높이는 힘이 작아져 규정된 속도로 안정된 완강을 이룰 수 있다.

이와 같이 본 고안의 완강기는 사용자의 체중이 증가될 수록 더 빠른 속도로 케이블(5)이 풀려서 완강하는 것이 아니라 사용자의 체중이 증가될 수록 자동적으로 제동스프링(100)의 압축력을 높이게 된다. 그 결과 상·하부 브레이크 패드(50,52)와 케이블 휠(40)과의 마찰제동력이 증가되고 케이블(5)의 풀림이 감속됨으로써 그만큼 안정된 저속으로 완강을 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 고안에 따른 완강기의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 완강기의 요부 분해사시도.

도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 완강기의 정단면도로서 작동 전,후 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 제동블록

20: 마찰롤러

20a: 환형홈

30: 휠축

40: 케이블 휠

50,52: 상,하부 브레이크 패드

62: 하부 지지판

70: 푸싱레버

80: 리프팅 슬라이더

84: 웨지부

90: 승강캠

95: 가압너트

100: 제동스프링

120: 스톱볼트

Claims (5)

1. 완강기 함체(1)에 설치된 제동블록(10)과;

   상기 제동블록(10)에 설치되어 하강하는 케이블(5)에 마찰 저항을 일으키도록 각기 환형홈(20a)을 갖는 다수의 마찰롤러(20)와;

   상기 제동블록(10)의 일측에 입설된 휠축(30)과;

   상기 케이블(5)이 권취되어 상기 휠축(30)에 회전 가능하게 삽입되어 있는 케이블 휠(40)과;

   상기 휠축(30)에 삽입되어 상기 케이블 휠(40)의 양측면에 위치하는 상,하부 브레이크 패드(50,52)와;

   상기 휠축(30)에 삽입되어 상기 하부 브레이크 패드(52)의 하면에 위치하는 하부 지지판(62)과;

   일단에 상기 케이블(5)을 협지하는 한쌍의 리프트 롤러(72)를 갖고 타단에 절곡된 절곡부(74)를 갖고 상기 제동블록(10)에 회전 가능하게 설치된 푸싱 레버(70)와;

   상기 제동블록(10)에 슬라이딩 이동가능하게 설치되고, 일단이 상기 푸싱 레버(70)의 절곡부(74)에 접촉되어 진퇴 운동하는 리프팅 슬라이더(80)와;

   상기 휠축(30)의 하단에 삽입되어 상기 리프팅 슬라이더(80)의 리프팅 동작에 의해 상기 하부 지지판(62)측으로 상승하는 승강캠(90)과;

   상기 승강캠(90)과 상기 하부 지지판(62)의 사이에 개재되어 압축 반발력으 로 상기 상,하부 브레이크 패드(50,52)를 상기 케이블 휠(40)에 밀어붙이는 하나 이상의 제동스프링(100)을 포함한 것을 특징으로 하는 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 승강캠(90)은 저면에 소정의 기울기를 갖는 틸팅홈(92)이 형성되고, 상기 틸팅홈(92)에는 상면에 동일한 기울기를 갖고 상기 리프팅 슬라이더(80)의 타단쪽 웨지부(84)가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 리프팅 슬라이더(80)는 복귀 스프링(110)에 의해 원위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 리프팅 슬라이더(80)의 이동량을 제한하기 위해 리프팅 슬라이더(80)의 장공(80a)에 완강기 함체(1)측 지지블록(25)에 설치된 스톱볼트(120)가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제동스프링(100)의 압축 반발력을 조절하기 위해 상기 휠축(30)에 나사결합된 가압너트(95)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 체중에 따른 하강속도를 자동 조절하는 완강기.

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