KR101034774B1 - 와이어로프를 이용한 리프트 장치 - Google Patents

Abstract

승강로의 높이가 200m 이상인 경우, 케이블의 크기 및 길이에 따른 무게로 인하여 발생하는 케이블의 손상을 방지할 수 있는 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 제공한다. 그 와이어로프를 이용한 리프트 장치는 건축물의 외벽을 따라 설치되는 마스트와, 마스트의 적어도 일측에 배치되어 마스트를 따라 상승 또는 하강하는 운반구와, 운반구에 연결되어 운반구를 구동시키기 위한 케이블부 및 케이블부를 도르래 운동으로 움직이게 하는 트롤리부를 포함한다. 또한, 케이블부는 트롤리의 하중을 유지하면서 견인하는 와이어로프와, 운반구를 구동하기 위한 전력과 제어신호를 공급하는 구동선을 포함한다.

Description

와이어로프를 이용한 리프트 장치{Lift device using the wire rope}

본 발명은 건설 및 산업현장에 사용되는 리프트 장치에 관한 것으로, 특히 리프트의 운반구에 연결되어 운반구를 이동시키는 기계장치에 공급되는 전원케이블의 손상을 방지하기 위한 와이어로프를 이용한 리프트 장치에 관한 것이다.

건축물을 건설하는 현장이나 각종 산업현장에서는 사람이나 자재와 같은 중량물을 실어 나르는 리프트가 사용되고 있다. 리프트는 건물의 외벽을 따라 오르내리면서 중량물을 적절한 위치로 옮기는 역할을 한다. 상기 리프트는 적재 용량에 따라 그 크기가 다르지만, 일반적으로 중량물을 실을 수 있는 박스형의 운반구와, 운반구의 승강 및 하강 경로가 되는 마스트로 구성되며, 운반구와 마스트는 레일을 이용하여 서로 슬라이드 되도록 설치된다.

또한, 상기 운반구에는 운반구를 구동시키기 위한 전원공급 및 조작을 위한 케이블이 장착된다. 이 케이블의 한쪽 끝은 마스트 상단부에 설치된 케이블 고정부에 고정되며, 운반구와 케이블 고정부 사이에 설치된 케이블 트롤리(cable trolley)를 통과한 후 다른 한쪽 끝은 운반구에 고정된다. 여기서, 케이블 트롤리는 도르래 운동으로 회동하면서 케이블이 꼬이거나 흔들리지 않고 마스트를 따라 이동시키도록 구성되어 있다.

한편, 최근 국내 및 해외의 건설현장에서 초고층 건물에 대한 수요가 점차 증가함에 따라, 이에 사용되는 리프트의 승강로의 높이도 점차 높아지고 있다. 이로 인해, 종래에 사용되었던 약 200m 정도의 승강로의 높이는 초고층 건물의 높이에 따라 최대 700m 정도 또는 그 이상까지 높아지게 되었다. 이처럼 승강로의 높이가 높아지게 되면, 승강로를 이동하는 운반구에 연결되는 케이블의 길이도 길어지게 된다. 상기 케이블은 자체의 인장강도로 트롤리의 무게와 자중을 지탱하며 운반구를 동작시키는 전력과 제어신호를 부여하는 역할을 하며, 그 가격이 비교적 고가(高價)이다.

그런데, 종래와 같이 승강로의 높이가 200m 정도인 경우에는 케이블 자체의 인장강도만으로도 트롤리 및 케이블에 걸리는 하중을 견딜 수 있었지만, 승강로의 높이가 200m 이상인 경우에는 트롤리 및 케이블의 크기 및 길이가 증가하기 때문에, 그에 따른 무게로 인하여 하중을 견디지 못하고, 케이블이 끊어지거나 수명이 단축되는 문제가 발생하였다. 케이블이 손상되어 사용하지 못하게 되면, 현장의 작업 중단으로 인한 공정손실 및 케이블 교환비용과 재설치를 위한 시간이 불필요하게 발생하여 경제적으로 많은 손해를 감수해야 한다.

따라서 본 발명이 해결하려는 과제는 승강로의 높이가 200m 이상인 경우, 트롤리 및 케이블의 크기 및 길이에 따른 무게로 인하여 발생하는 케이블의 손상을 방지할 수 있는 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치는 건축물의 외벽을 따라 설치되는 마스트와, 상기 마스트의 적어도 일측에 배치되어 상기 마스트를 따라 상승 또는 하강하는 운반구와, 상기 운반구에 연결되어 상기 운반구를 구동시키기 위한 케이블부 및 상기 케이블부를 도르래 운동으로 움직이게 하는 트롤리부를 포함한다. 여기서, 상기 케이블부는 상기 트롤리부의 하중을 유지하면서 견인하는 와이어로프 및 상기 운반구를 구동하기 위한 전력과 제어신호를 공급하는 구동선을 포함한다.

또한, 상기 운반구와 상기 트롤리부 사이에는 상기 케이블부를 상기 운반구에 연결시키기 위한 케이블 연결부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 케이블 연결부는 상기 와이어로프를 고정시키는 와이어로프 고정부와 상기 구동선을 통과시켜 상기 운반구를 구동시키는 구동모터와 전기적으로 연결시키는 구동선 홀을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 트롤리부는 상기 케이블부가 장착되도록 2개의 그루브가 형성되도록 한 트롤리와 상기 트롤리를 상기 마스트에 고정시키는 트롤리 지지체를 구비할 수 있다. 이때, 상기 트롤리 지지체는 상기 트롤리 측에 상기 마스트를 3면에서 감싸도록 적어도 4개의 롤러가 배치되고, 다른 측에는 마스트에 대하여 적어도 2개의 롤러가 배치될 수 있다. 또한, 상기 와이어로프는 복수개의 강선(鋼線)을 여러 겹으로 꼬아서 가닥을 만들고, 복수개의 상기 가닥을 다시 꼬아서 만든 강철로프인 것이 바람직하다.

본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치에 의하면, 운반구에 전력과 제어신호를 부여하는 구동선과 트롤리의 하중을 유지하면서 견인하는 와이어로프를 장착함으로써, 구동선에 부가되는 인장력을 최소화하여 구동선의 손상을 방지할 수 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 나타내는 정면도이다.
도 1b는 도 1a의 운반구를 중심으로 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 구동하기 위한 트롤리부와 케이블 연결부를 나타내는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 트롤리부를 도시한 사시도이다.
도 2c는 도 2a의 케이블 연결부를 설명하기 위한 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명은 건설용 리프트에서 승강로의 높이가 200m 이상인 경우, 트롤리 및 케이블의 크기 및 길이에 따른 무게로 인하여 구동선이 끊어지거나 수명이 단축되는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 여기서, 구동선이란 종래의 케이블과 구분하기 위해 본 발명에서 사용되는 용어이다. 이를 위해서 본 발명에서는 구동선에 부가되는 인장력을 최소화하기 위한 수단으로서 구동선과 와이어로프를 동시에 사용하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 구동선은 운반구를 구동하기 위한 전력과 제어신호를 공급하는 것이고, 와이어로프는 트롤리의 하중을 유지하면서 견인함으로써 구동선에 부가되는 하중을 최소화하는 것으로, 복수개의 강선(鋼線)을 여러 겹으로 꼬아서 가닥을 만들고, 복수개의 가닥을 다시 꼬아서 만든 강철로프를 말한다.

이하에서는 먼저 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치의 전체 구조를 살펴보고, 이어서 운반구에 연결되어 운반구를 구동시키는 구동선과 와이어로프의 구조 및 작동원리에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명에 따른 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 나타내는 정면도이다. 도 1a에서, 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치는 건축물의 외벽을 따라 설치되는 마스트(10)와, 마스트(10)의 적어도 일측에 배치되어 마스트(10)를 따라 상승 또는 하강하는 운반구(20)와, 운반구(20)에 연결되어 운반구(20)를 구동시키기 위한 전력을 공급하는 케이블부(40) 및 케이블부(40)를 도르래 운동으로 움직이게 하는 트롤리부(30)를 포함한다.

운반구(20)에는 운반구(20)를 구동시키기 위한 구동모터(22)가 장착되고, 도시하지 않았지만 운반구(20)가 추락할 때 제동력을 발생시키는 안전장치 및 이들을 제어하기 위한 제어부와 전력공급장치 등이 구비된다. 또한, 구동모터(22)는 통상의 운반구 승강수단에 의해 운반구(20)를 승강시킨다.

케이블부(40)의 일단은 마스트(10)의 상단부에 설치되어 있는 케이블 고정부(14)에 고정된다. 케이블부(40)의 중간부는 케이블 고정부(14)와 운반구(20) 사이에 설치된 토롤리부(30)를 통과하고, 타단은 운반구(20)에 연결되어 운반구(20)를 마스트(10)를 따라 이동시킨다. 여기서, 트롤리부(30)는 운반구(20)와 함께 마스트(10)를 따라 이동하는 것으로, 도르래 운동으로 회동하면서 케이블부(40)가 꼬이거나 늘어지지 않도록 한다. 또한, 케이블 고정부(14)와 트롤리부(30) 사이의 마스트(10)에는 케이블 가이드(16)가 설치되어 있어, 케이블부(40)가 바람에 날리거나 흔들리지 않도록 한다.

도 1b는 도 1a의 운반구를 중심으로 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 운반구(20)는 마스트(10)의 적어도 일측에 배치되며, 트롤리부(30)는 운반구(20)로부터 일정한 간격만큼 아래로 떨어진 마스트(10) 상에 위치한다. 운반구(20)와 트롤리부(30) 사이에는 케이블부(40)를 운반구(20)에 연결시키기 위한 케이블 연결부(50)가 설치된다. 이에 따라, 마스트(10)의 상단에 고정된 케이블부(40)는 케이블 가이드(16)에 의해 마스트(10)를 따라 내려오다가 트롤리(32)를 통과하여 운반구(20)의 지지체(24)에 설치된 케이블연결부(50)에 결합된다.

케이블부(40)는 운반구(20)를 구동하기 위한 전력 및 제어신호를 공급하는 구동선(44)과 트롤리부(30)의 하중을 유지하면서 견인하는 와이어로프(42)로 구성된다. 여기서, 와이어로프(42)는 양질의 고탄소강에서 인발한 강선을 꼬아서 가닥으로 만들고, 복수개의 가닥을 일정한 피치로 감아서 제작한 강철로프를 말한다. 와이어로프(42)는 중량물을 달아 올리는데 적절한 보조용구로서 유연하고 강한 것이 특징이며, 건설, 항만, 조선, 제조업 등 모든 부문에서 사용되고 있다.

본 발명에서는 구동선(44)에 부가되는 하중을 최소화하는 수단으로서 구동선(44)과 함께 와이어로프(42)를 사용한다. 즉, 종래의 리프트 장치에서는 전력공급 및 운반구를 구동시키기 위해서 하나의 케이블을 사용하였다. 이 경우에는 승강로의 높이가 200m 이상으로 높아지면, 케이블의 길이가 길어져 케이블 자체의 하중에 의하여 케이블 안의 전력선 및 제어선 등이 단선되어 이로 인해 케이블의 수명이 짧아진다는 문제가 발생하였다. 즉, 케이블의 길이가 길어지면, 트롤리 및 케이블 자체의 무게로 인하여 케이블이 견뎌야 하는 하중이 커져서 케이블의 인장강도가 이를 버텨내지 못하여서 케이블이 끊어지는 등의 손상이 일어난다.

그러나 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치에서는 전력 및 제어신호를 공급하는 구동선(44) 외에 트롤리부(30)를 견인하는 와이어로프(42)를 추가하여 설치함으로써, 구동선(44)에 걸리는 무게에 의한 장력을 최소화시킬 수 있다. 다시 말해, 하나의 케이블로 전력 및 제어신호를 공급하고 트롤리를 견인하는 종래의 방식과는 달리, 본 발명에서는 전력 및 제어신호는 구동선(44)에 의해 공급하고, 트롤리부(30)의 견인은 와이어로프(42)로 그 역할을 분담시켰다. 즉, 구동선(44)은 구동선(44) 자체의 하중만을 견디면 된다. 이에 따라, 승강로의 높이가 200m 이상으로 높아지더라도 와이어로프(42)와 구동선(44)에 걸리는 하중이 분산되어, 구동선(44)의 크기 및 길이에 따른 무게로 인한 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 하나의 케이블만을 사용하는 종래와는 달리, 인장강도를 보강하기 위해서 고가의 케이블을 추가로 구입하지 않고 일반 와이어로프를 사용하므로, 추가비용을 절약할 수 있다. 따라서 구동선(44)과 와이어로프(42)를 동시에 사용하는 본 발명에 의하면, 종래에 하나의 케이블이 지나가는 트롤리에 와이어로프가 지나가는 트롤리를 하나 더 부착시키거나, 와이어로프가 지나가는 그루브를 하나 더 형성하는 방법으로 용이하게 구현할 수 있으며, 종래에 비하여 경제적으로 건설현장 및 장비의 원가를 절감할 수 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 와이어로프를 이용한 리프트 장치를 구동하기 위한 트롤리부(30)와 케이블 연결부(50)를 나타내는 평면도이다. 도 2a를 참조하면, 케이블 연결부(50)는 운반구(20)와 트롤리(32) 사이에 위치하며, 트롤리(32)를 통과한 케이블부(40)를 운반구(20)에 연결시키는 역할을 한다. 케이블 연결부(50)는 지면에 대하여 ㄱ자로 꺾인 몸체(56)로 이루어지고, 운반구(20)의 지지체(24) 상에 고정단자(58)에 의해 고정된다.

트롤리(32)는 케이블부(40)의 이송장치로서, 바퀴 모양의 도르래(pulley)이다. 본 발명의 트롤리(32)는 트롤리(32)의 둘레를 따라 적어도 2개, 예를 들어 2개 또는 3개의 그루브를 포함한다. 트롤리(32)는 도시된 바와 같이, 적어도 2개의 도르래, 예컨대 와이어로프(42)가 지나가는 도르래와 구동선(44)이 지나가는 도르래를 마스트에 대하여 서로 마주보도록 부착하여 형성한다. 그러나 필요에 따라 하나의 도르래에 적어도 2개의 그루브를 형성할 수도 있다. 이에 따라 와이어로프(42)와 구동선(44)은 서로 독립적으로 구동할 수도 있고, 함께 연동하여 구동할 수도 있다. 3개의 도르래를 사용하는 경우에는, 도 2b의 구동선(44)을 구성하는 전력선과 제어선을 별도로 하여 각각 트롤리부에 장착한다.

상기 트롤리(32)에는 마스트(10)의 길이 방향을 따라 내려오는 와이어로프(42)와 구동선(44)이 각각 장착된다. 즉, 와이어로프(42)와 구동선(44)은 트롤리(32)의 일측으로 들어가 트롤리(32)를 감싸 올라오면서 트롤리(32)의 타측으로 나온다. 구동선(44)은 케이블 연결부(50)의 하단에 설치된 구동선 홀(54)에 고정되고, 와이어로프(42)는 케이블 연결부(50)의 몸체(56)에 설치된 와이어로프 고정부에 의해 고정된다. 이에 대한 상세한 내용은 아래에서 설명하기로 한다.

도 2b는 도 2a의 트롤리부(30)를 도시한 사시도이다. 도 2b에서, 본 발명의 트롤리부(30)는 케이블부(40)가 장착되는 트롤리(32)와, 트롤리(32)를 지지하면서 마스트(10)에 고정시키는 트롤리 지지체(36)를 구비한다. 트롤리(32)는 케이블부(40)를 구성하는 와이어로프(42)와 구동선(44)이 장착되도록 2개의 그루브로 형성된다. 트롤리(32)는 도르래 운동으로 회전하면서 와이어로프(42)와 구동선(44)이 꼬이거나 늘어지지 않도록 하며, 와이어로프(42)와 구동선(44)의 위치를 운반구(20)의 위치에 따라 항상 일정하게 유지시킨다.

트롤리(32)는 트롤리 지지체(36)에 고정된다. 트롤리 지지체(36)는 운반구(20)가 이동할 때에 트롤리(32)가 운반구(20)로부터 일정한 거리를 유지하면서 마스트(10)를 따라 이동할 수 있도록, 적어도 4개의 롤러(34)가 부착되어 있다. 즉, 트롤리 지지체(36)에서 트롤리(32) 측에는 마스트(10)의 파이프를 3면에서 감싸도록 적어도 4개의 롤러(34)가 배치되고, 다른 측에는 마스트(10)의 파이프에 대하여 적어도 2개의 롤러(34)가 배치되기 때문에, 트롤리(32)가 마스트(10)에 견고하게 고정된다. 도면에서는 6개의 롤러(34)를 도시하였지만 필요에 따라 그 이상을 설치할 수도 있다. 이에 따라, 트롤리부(30)가 마스트(10)로부터 이탈하거나 떨어지는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

도 2c는 도 2a의 케이블 연결부(50)를 설명하기 위한 사시도이다. 케이블 연결부(50)는 운반구(20)와 트롤리부(30) 사이에 위치하여, 케이블부(40)를 운반구(20)에 연결시키는 장치이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 케이블 연결부(50)의 하단에는 구동선(44)이 고정되어 통과하는 구동선 홀(54)과, 와이어로프(42)를 고정시키는 제1 와이어로프 고정부(52a)가 위치한다. 또한, 케이블 연결부의 몸체(56)에는 와이어로프(42)를 한번 더 고정시키는 제2 와이어로프 고정부(52b)가 설치될 수 있다. 도면에서는 와이어로프 고정부(52a, 52b)를 2개 도시하였지만, 1개만 설치할 수도 있고 필요에 따라 2개 이상 설치할 수도 있다. 케이블 연결부(50)는 상단에 구비된 고정단자(58)에 의해 운반구(20)의 지지체(24)에 고정된다.

이러한 구조에 의하면, 트롤리(32)를 통과한 구동선(44)은 케이블 연결부(50)의 하단에 형성된 구동선 홀(54)에 고정된 후, 구동선 홀(54)을 통과하여 운반구(20)를 구동시키는 구동모터(22)와 전기적으로 연결된다. 또한, 트롤리(32)를 통과한 와이어로프(42)는 케이블 연결부(50)의 하단에 형성된 제1 와이어로프 고정부(52a)에 1차 고정된 후, 연결부 몸체(56)에 형성된 제2 와이어로프 고정부(52b)에 2차 고정된다. 이에 따라, 트롤리부(30)의 하중을 유지하면서 트롤리부(30)를 견인하는 와이어로프(42)를 운반구(20)에 보다 확실하게 고정시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 와이어로프를 이용한 리프트 장치는 운반구에 전력과 제어신호를 공급하는 구동선과 함께 트롤리부의 하중을 유지하면서 견인하는 와이어로프를 장착함으로써, 즉 와이어로프가 트롤리부의 하중을 전적으로 담당하기 때문에, 구동선에 걸리는 하중을 최소로 줄일 수 있다. 또한, 트롤리부의 하중을 담당하는 와이어로프를 사용함으로써, 구동선의 인장강도를 높이기 위해 별도의 재질 및 부가재료를 사용하지 않아도 된다. 이에 따라, 승강로의 높이가 200m 이상으로 높아지더라도, 구동선의 크기 및 길이에 따른 무게에 의해 구동선이 단선되거나 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 종래에 비하여 구동선의 수명을 늘릴 수 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10; 마스트 12; 받침대
14; 케이블 고정부 16; 케이블 가이드
18; 마스트 고정부 20; 운반구
22; 운반구 구동모터 24; 지지체
30; 트롤리부 32; 트롤리
34; 롤러 36; 트롤리 지지체
40; 케이블부 42; 와이어로프
44; 구동선 50; 케이블 연결부
52a; 제1 와이어로프 고정부 52b; 제2 와이어로프 고정부
54; 구동선 홀 56; 연결부 몸체
58; 고정단자

Claims (6)

1. 건축물의 외벽을 따라 설치되는 마스트;
   상기 마스트의 적어도 일측에 배치되어 상기 마스트를 따라 상승 또는 하강하는 운반구;
   상기 운반구에 연결되어 상기 운반구를 구동시키기 위한 전력을 공급하는 케이블부; 및
   상기 케이블부를 도르래 운동으로 움직이게 하는 트롤리부를 포함하는 리프트 장치에 있어서,
   상기 케이블부는,
   상기 트롤리부의 하중을 유지하면서 견인하는 와이어로프; 및
   상기 운반구를 구동하기 위한 전력과 제어신호를 공급하는 구동선으로 이루어지고,
   상기 트롤리부는 상기 케이블부가 장착되도록 적어도 2개의 그루브가 형성되는 트롤리와 상기 트롤리를 상기 마스트를 따라 승강할 수 있도록 연결되는 트롤리 지지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용한 리프트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 운반구와 상기 트롤리부 사이에는 상기 케이블부를 상기 운반구에 연결시키기 위한 케이블 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용한 리프트 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 케이블 연결부는 상기 와이어로프를 고정시키는 와이어로프 고정부와 상기 구동선을 통과시켜 상기 운반구를 구동시키는 구동모터와 전기적으로 연결시키는 구동선 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용한 리프트 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 트롤리 지지체는 상기 트롤리 측에 상기 마스트를 3면에서 감싸도록 적어도 4개의 롤러가 배치되고, 다른 측에는 마스트에 대하여 적어도 2개의 롤러가 배치되는 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용한 리프트 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 와이어로프는 복수개의 강선(鋼線)을 여러 겹으로 꼬아서 가닥을 만들고, 복수개의 상기 가닥을 다시 꼬아서 만든 강철로프인 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용한 리프트 장치.

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