2020-08-11 10:28

2022년 (회계년도란 향후 최종사업으로 선정된 경우 정부예산이 반영되는 년도입니다.)

공공기관 여자화장실 칸막이 문손잡이에 안전용 래칫기어 설치

1. 제작 동기
문이 닫히는 도중에 범죄자가 문을 열어 범죄를 저지르는 사건이 늘어나고 있다. 혼자 사는 여성뿐만 아니라 어린 자녀들을 둔 가정의 안전을 위해 Safe Door를 생각하게 되었다. “유 씨는 피해 여성이 현관문을 여는 순간을 노려, 따라 들어간 뒤 흉기로 위협해 범행을 저질렀습니다.”- MBN 뉴스 기사 중 발췌

2. 제작 아이디어
문을 열고나서 닫히는 도중에는 문이 반대로 열리지 않게 만든다.

3. 제작 원리
문이 닫히다가 범죄자가 문을 열 때 열리지 않도록 문을 걸어주기 위해, 래칫기어를 활용합니다. 기어는 도어체크와 문틀이 연결되는 지점에 부착하여 제작하고, 도어체크가 문이 열릴 때 돌아가는 힘을 이용해서 기어를 움직여 줍니다. 시제품이라서 문틀 옆에 못을 박아서 용수철을 걸어주었지만 실제로는 흔히 문에 붙여져 있는 도어락에 있는 센서를 이용해서 용수철을 움직여서 제작합니다.
가. 래칫기어의 원리 : 폴(pawl, 멈춤쇠)의 작용에 의해 한쪽 방향으로만 회전을 전하고 반대 방향으로는 운동을 전하지 않는 톱니바퀴로, 래칫 휠이라고도 합니다.
그 예로, 손목시계의 태엽을 감을 때 한쪽 방향으로 돌렸을 때만 감기고 반대 방향으로 돌렸을 때는 감기지 않고 용두가 공전하도록 되어 있는 것이 있습니다.
일반적으로 폴이 기어의 바깥쪽에 있는 외치(外齒) 래칫이 많으며, 일정한 방향으로는 회전하지만 반대 방향으로 돌리려고 하면 폴이 이(齒)에 걸려서 돌아가지 않습니다. 래칫기어의 종류에는 기어의 이가 안쪽에 붙어 있는 내치 래칫과, 편심원 호형(偏心圓弧形)의 폴을 장치하여 톱니바퀴가 화살표의 반대 방향으로 돌려고 하면 폴과 톱니바퀴의 마찰에 의해서 톱니바퀴를 돌리기 어렵게 하여 역전을 방지하는 마찰 래칫이 있습니다.(생략)
기어에 의한 전자 래칫은 회전할 때 폴이 이와 접촉하여 찰칵찰칵 하는 소리를 내지만, 마찰 래칫은 소리가 나지 않으므로 무음(無音) 래칫이라고도 합니다.
나. 도어체크의 원리 : 문의 상부와 틀을 연결할 때 도어의 개폐를 부드럽고 안전하게 하는 장치입니다. 열린 문이 자동적으로 천천히 닫히도록 한 쇠붙이로 되어 있습니다. 주로, 강철, 청동제로 스프링과 피스톤장치로 기름을 넣는 통에 피스톤장치가 있어 개폐 속도를 조절할 수 있습니다. 도어체크의 종류로는 문짝의 정지장치가 일정한 위치에 멎게 한 것과 장치와 사용 장소에 따라 개폐작용이 임의로 된 것과 화재 때에 온도가 65℃ 이상 되면 자동적으로 문이 닫혀 지도록 된 것이 있습니다. 일반적으로 문짝 표면에 붙이는 것이 보통이고 문 윗막이에 파고 붙이는 것도 있습니다.

4. 제작 과정
캐리어 수납장과 건망증 음성 알림이와 safe door중 최종적으로 safe door를 제작하기로 결정하였고, 화영엔프라와 함께 제작을 하기로 하였습니다. 그러나 화영엔프라와 safe door도면에 대한 합의점을 찾지 못하여 (우리조가) 직접 만들기로 하였습니다.
5월 29일 safe door에 대한 최종 도안을 그렸습니다. 6월 2일 safe door가 되어줄 나무문을 사고 도어체크를 달아보았으나, 나무문의 내구성이 낮아 실패했습니다. 6월 3일 칠성시장 동광문집에서 철문과 나무문용 도어체크를 새로 구입하였습니다. 내구성 문제로 철문을 구입하였으나 다시 시도한 결과 나무문에 도어체크를 다는데 성공하였고 최종적으로 나무문을 safe door모형으로 정하였습니다. 다음으로 6월 7일 safe door제작에 필요한 래칫기어를 구입(태양기어)하였으나 생각과는 달리 크기가 커서 6월 9일 새로운 래칫기어를 주문제작 하였습니다(북성로 영진정밀). 6월 12일 래칫기어 제작이 완료되었고, 6월 13일 safe door를 완성하였습니다.
먼저 래칫기어의 축은 도어체크의 문틀 첫 번째 축과 같게 하였습니다. 래칫기어를 도어체크와 공유하는 축 사이에 끼어 넣고 기어가 잘 회전하는지 확인하였습니다. 그리고 폴(pawl, 멈춤쇠)을 장착시킬 부분을 찾아보니, 문틀에 부착하는 것이 간단하다고 생각하여 문틀 부분에 부착하여 그 위치에 따라서 폴이 제 역할을 제대로 하는 지 판단하였습니다. 래칫기어를 문틀 첫 번째 축에 결합·용접시키고, 이에 맞물리도록 폴을 윗 문틀 부분에 부착하였습니다. 그리고 폴에 구멍을 뚫어서 용수철을 달고, 문틀 옆벽에 못을 박고 서로 연결하여 폴이 움직일 수 있게 탄성력을 주었습니다. 원래는 도어락센서를 통해서 자동으로 폴의 위치를 조절 할 수 있으나, 기술 부족으로 불가피하게 용수철의 탄력을 수동으로 조절하여 폴의 위치를 조절하게 되었습니다. 그리고 문 전체에 호두나무색 페인트를 칠한 후 시너를 칠하여 마무리 하였습니다.


6. 문제점
문이 닫히는 중에 손이나 가방 등이 끼이면 반대로 다시 열 수 없다.

7. 해결방안
도어체크가 문을 열 때와 문이 거의 닫힐 때는 도어체크의 원리에 의해 25도 정도 톱니바퀴가 돌아가지 않습니다. 그래서 25도 정도는 문을 다시 열어 손이나 가방 같은 것이 끼이는 경우 뺄 수 있으며 사람은 들어올 수 없습니다. 만약 25도 보다 크게 열어야 하는 경우라면 밖에서는 도어락 비밀번호를 누르거나 안쪽에서 도어락 버튼을 누르면 폴이 올라가 열리게 됩니다.

8. 예상 판매자
범죄에 쉽게 노출되는 혼자 사는 여성과 어린 자녀들을 둔 가정집


9. 예상 수익(출처)
문이 천천히 닫히게 하려고 설치하는 Door Closer와 함께 연결하는 것이므로 판매 금액은 유압실린더의 가격에 +a가 될 것이다.

 (백만원) 

 

제안서(공공기관 여자화장실 칸막이 문손잡이에 래칫기어 설치).hwp