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#안전의 원리

[자동차 브레이크]의
원리 확인하기

본 게시글은 산업안전보건공단 내 월간 안전보건 5월호를 참고하여 작성되었습니다. 

흔히 자동차의 성능을 확인할 때 잘 달리는지를 주로 확인한다고 하죠. 

하지만 이것은 잘못된 생각입니다. 

많은 사고와 위험한 순간에서 가장 중요한 것은 잘 달리는 것 보다 잘 멈추는 것이기 때문이죠. 

자동차를 운전하는 운전자와 함께 동승한 자의 안전을 위해서라도 꼭 필요한 '브레이크'의 원리에 대해 한 번 알아볼까요? 

#브레이크

‘브레이크’는 자동차, 엘리베이터와 같이 운동하고 있는 기계의 속도를 감속하거나 정지시키는 장치를 통틀어 일컫습니다.
자동차 브레이크 역시 달리고 있는 차량의 속도를 줄이거나 정지시키는 기능을 하는 장치를 말하며, 자동차의 고속성에 비추어 매우 중요합니다. 자동차 브레이크는 보통 운전자의 조작력 또는 보조 동력으로 발생한 마찰력을 이용해 자동차의 운동에너지를 열에너지 등으로 바꾸어 마찰력을 이용해 차량을 멈추는 방식으로 작동합니다.

‘운동’과 ‘열’은 브레이크의 성능을 결정하는 중요한 부분으로, 최근에는 브레이크를 통해 버려지는 열에너지를 재활용해 효율을 높이고 있습니다.

#유압식과 기계식 - 브레이크의 작동 원리

브레이크는 ‘지렛대의 원리’와 ‘파스칼의 원리’가 적용되어 움직입니다. 중심에서 더 멀어질수록 더 적은 힘으로 물체를 들 수 있는 지렛대 원리는 브레이크 페달에 적용됩니다.
파스칼의 원리는 밀폐된 공간에서 액체의 한 부분에 압력을 가하면 모든 부분에 동일한 압력이 가해진다는 원리로 브레이크 페달을 밟으면 좁은 표면적의 마크실린더에 지렛대의 원리로 증폭된 압력이 전달되고, 이는 유체를 통해 넓은 표면적 각각의 휠 실린더에서 강력해진 압력으로 작용해 큰 마찰력이 발생되는 것입니다.
자동차 역사에서 지금까지 개발된 브레이크 시스템은 셀 수 없이 많지만 모두 마찰식을 사용한다는 점은 같습니다.

승용차에는 유압식이 많이 사용되고 있습니다. ‘유압 브레이크 시스템’은 브레이크 페달, 마스터 실린더, 브레이크 라인, 캘리퍼 또는 휠 실린더를 포함한 여러 요소로 구성됩니다. 주행 중에 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더가 작동해 페달의 힘을 유압으로 변환합니다. 이 압력은 브레이크 라인을 통해 각 휠에 위치한 캘리퍼 또는 휠 실린더로 전달되고, 브레이크 패드나 브레이크 슈, 브레이크 라이닝 등과 같은 마찰재가 엔진이나 전기 모터의 구동력을 노면으로 전달하는 바퀴에 장착되어 함께 회전하는 디스크 로터나 브레이크 드럼의 회전력을 감소시킵니다.

유압 브레이크 외에도 기계적 링크를 사용해 브레이크 페달에서 브레이크로 힘을 전달하는 ‘기계식 브레이크’와 전기 신호를 사용하는 ‘전자식 브레이크’가 있습니다.

‘기계식 브레이크 시스템’에서 브레이크 페달은 레버 또는 로드에 연결되어 페달에서 브레이크로 힘을 전달합니다. 레버 또는 로드를 브레이크에 직접 연결하거나 푸시로드 또는 피벗 암과 같은 일련의 중간 구성 요소를 사용해 힘을 전달할 수 있습니다. ‘전자식 브레이크 시스템’은 차량에 브레이크 컨트롤러를 설치하고, 브레이크 페달과 전기 액추에이터에 연결합니다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 컨트롤러가 전기적인 신호의 변화를 이용해 물리적인 상태를 바꿔주는 장치인 액추에이터(actuator)로 전기 신호를 보내 브레이크를 작동시키는 것입니다.

#브레이크의 특징들

브레이크에서 가장 일반적인 것은 바퀴와 함께 회전하는 드럼의 안쪽에서 슈가 휠 실린더에 의해 드럼에 압착되어, 마찰을 일으켜 브레이크 기능을 하도록 하는 ‘드럼 브레이크(Drum brake)’입니다. 높은 제동 계수와 주차 브레이크 장착의 용이성, 저렴한 가격 등이 드럼 브레이크의 장점이 있습니다. 하지만 이 형식의 브레이크를 여러 번 반복 사용하면 마찰열 때문에 드럼이 팽창해 나중에 작용하지 않게 됩니다.

이러한 결함을 없애기 위해 고안된 것이 ‘디스크 브레이크(Disc brake)’입니다.
‘디스크 브레이크’는 바퀴와 함께 회전하는 디스크를 양쪽에서 패드로 압착하여 마찰을 일으키게 되어 있습니다. 디스크가 공기 속에서 회전하여 열을 발산하므로 여러 번 사용해도 기능이 낮아지지 않습니다. 그러나 주차 브레이크의 기능이 약하기 때문에 중요한 앞 바퀴만을 디스크로 하고, 뒷바퀴는 드럼으로 한 차가 많습니다. 디스크 브레이크는 처음에는 경주용 자동차에 사용되었으나, 오늘날에는 승용차에 널리 보급되고 있습니다.

‘엔진 브레이크’는 주행 중 액셀러레이터 페달을 놓았을 때, 엔진과 변속기에 의해 작동되는 브레이크로, 기관제동이라고도 합니다. 엔진에 연료가 공급되지 않기 때문에 엔진 저항에 의해 발생하는 제동 작용입니다.

이외에도 회생제동 브레이크, 배기 브레이크 등이 있습니다.

#안전을 위한 브레이크 사용 TIP! 

1. 브레이크 패드 정기 점검 

브레이크 패드는 브레이크 캘리퍼 안에 있는 마찰재로 브레이크 디스크와 직접 접촉해 회전을 제어하고 차량을 멈춘다. 브레이크 패드가 너무 얇게 마모되면 적절한 제동 성능을 제공하지 못할 수 있다. 브레이크 패드는 육안으로 확인이 가능하며, 휠 안쪽을 사진으로 찍으면 쉽게 패드의 상황을 확인할 수 있다. 대체로 3년 또는 4만 km에서 패드를 교체하는데, 운전 습관에 따라 주기는 달라질 수 있다. 

2. 브레이크액 점검과 청소

브레이크액이 오염되거나 레벨이 너무 낮을 경우 브레이크 성능에 영향을 미쳐 시스템이 손상될 수 있다. 또한 브레이크에 쌓인 먼지와 이물질도 브레이크 성능에 영향을 줄 수 있기 때문에 정기적으로 브레이크액을 점검하고 브레이크를 청소해야 한다.

3. 안전 운전

급제동, 급가속 등의 주행 동작은 브레이크 시스템에 과도한 부하가 걸려 마모 및 손상을 초래할 수 있다. 가능한 한 부드럽게 가속하고 감속하는 운전 습관을 기르는 것이 좋다.

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"지붕공사" 

지붕공사 시 주요 작업별 

위험요인과 안전수칙 확인

Theme 
지붕공사 (屋蓋工事) ; 지붕에 관한 공사를 총칭

지붕공사는 지붕을 새로 설치하거나 보수하는 공사로 주로 건물 신축, 공장 및 축사 지붕 개보수, 태양광 설비 공사 등이 이루어집니다. 이 과정에서 자재의 운반, 기인물 사용, 외부 환경 등의 영향으로 다양한 위험이 발생할 수 있어 철저한 안전대책이 필요합니다.

지붕 판넬 설치 작업

지붕 교체 · 보수 작업 

지붕 해체 작업 

경사 지붕 마감 작업 (바닥 미장, 아스팔트, 슁글, 금속기와 등) 

경사 지붕 끝부분 마감 작업 

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"호이스트" 

호이스트란? 

작업 안전수칙? 

호이스트 
Hoist 

건설 공사에서의 하역 기계의 일종으로, 재료나 부재의 이동 및 운반에 사용됩니다. 
그 중에는 비교적 소형의 전기 호이스트, 압축공기를 이용하는 공기 호이스트가 있습니다. 

일반적으로 중량물을 달아 올리거나 감아올리는 기계로 전동기, 감속기 및 와이어로프를 감는 드럼 등으로 
구성이 됩니다. 비교적 가벼운 물건을 들어 옮기는 기중기의 하나로 스스로 주행할 수 있는 것이 많습니다. 

호이스트는 끝부분에 장착된 갈고리 모양의 훅이나 달기구 등을 사용해 무거운 중량물을 운반하는 데 사용됩니다.
호이스트를 사용해 중량물을 운반할 때는 인양 중이던 중량물이 떨어져 맞거나, 훅에서 균형을 잃은 화물이 탈락해 떨어져 맞음, 호이스트 및 부속품이 손상 등으로 재해가 발생할 수 있어 작업 안전수칙을 철저히 지켜야 합니다. 

Q. 호이스트의 안전검사 기준과 작업 안전수칙을 알려주세요. 

A. 동력으로 구동되고 정격 하중이 2톤 이상인 호이스트는 설치가 끝난 날부터 3년 이내에 최초로 안전검사를 실시하고, 2년마다 안전검사를 받아야 합니다. 호이스트는 위험기계·기구에 속하기 때문에 철저하게 안전을 점검하고, 안전수칙을 지켜 작업해야 합니다. 

#호이스트의 안전장치 

호이스트와 안전검사

호이스트(Hoist)는 훅(Hook)이나 그 밖에 달기구 등을 사용해 화물을 권상(와이어로프를 말아 물건을 들어 올리는 동작)과 옆으로 이동하는 횡행(橫行) 운반 등 화물 이송을 목적으로 일정한 작업 공간에서 반복적인 동작을 하는 기계이다. 호이스트는 와이어로프와 체인 두 가지 종류로 구분할 수 있고, 권상 또는 횡행에 필요한 장치가 일체형 구조로 되어 있다. 동력으로 구동되고 정격 하중이 2톤 이상(호이스트 포함)인 크레인은 사업장에 설치가 끝난 날부터 3년 이내에 최초로 안전검사를 실시하고, 그 이후부터 2년마다 안전검사를 받아야 한다. 건설 현장에서 사용하는 것은 최초로 설치한 날부터 6개월마다 검사를 받아야 한다.


호이스트의 주요 위험 요인

호이스트를 사용할 때 발생하는 주요 위험 요인은 훅 해지 장치가 설치되어 있지 않아 재료 이송 시 물체에 맞음, 중량물 취급 근접 작업으로 인해 부딪힘, 와이어로프, 체인 및 달기구(S l i n g)의 손상으로 인해 물체가 떨어져 맞음, 정비·보수 작업 중 떨어짐·부딪힘, 달기구에서 중량물이 이탈해 맞음, 중량물 운반 시 작업자와의 부딪힘 등이 있다.


호이스트로 작업할 때 안전수칙

작업 전에는 운반 작업을 할 때 화물의 형상, 흔들림, 선회 등을 고려해 안전거리를 확보하는 것이 중요하고, 재료 이송 시 화물이 흔들려 떨어지는 것을 예방하기 위해 훅 해지 장치를 설치하는 등 방호장치를 설치해야 한다. 와이어로프, 체인의 마모와 소선 절단, 킹크 등의 변형 등과 같은 손상이 있는지 점검하고, 운반 작업에 사용하는 보조달기구는 작업 시작 전 이상 유무를 확인해 이상이 발견되었다면 교체하거나 폐기하도록 한다. 방호장치는 부착이 잘 되어 있는지, 작동 상태는 이상이 없는지, 비상 정지 스위치는 정상적으로 작동되는지 확인한다. 전원 연결 시 누전차단기 설치 상태와 접지 상태, 전원 케이블이 손상되지 않았는지 확인한다. 작업복은 회전하거나 왕복하는 부분에 휘말리지 않게 착용하고, 설비 주변은 작업자가 미끄러지지 않도록 청소를 해둔다. 작업 중에는 반드시 안전모 등 개인 보호구를 착용하고, 위험 부분에서 근접 작업은 금지한다. 설비 주변은 작업자가 걸려 넘어지지 않도록 수시로 정리 정돈해야 하며, 작업 중 불량품, 이물질을 제거해야 한다면 전원을 차단 후 조치한다. 작업이 종료되었다면 설비 전원을 철저히 확인해야 한다.

(이동식 사다리, 지붕작업, 고소작업대, 

작은 설비 끼임 또는 낮은 높이의 추락 등) 

건설 현장에서의 주요 위험요인 확인!

건설 현장이나 제조업 현장은 많은 기계, 로봇 또는 높고 낮은 시설물이나 설치물 등이 많은 곳입니다. 
따라서 관계자 외 출입금지라는 팻말이 써져 있는 것이 원칙입니다. 

이 두 업종은 중대재해, 산업재해 등이 가장 많이 발생하는 업종들이며 사망사고 역시 많은 업종들 중
가장 많이 일어난 업종이라고 예를 들 수 있는데요. 

그렇기때문에 근로자들은 내가 일하는 현장에서 충분히 발생할 수 있는 주요 위험요인에 대해서 알아보고, 
그를 대처할 수 있는 방법이나 예방대책은 무엇이 있는지 위험상황 발생 시 빠르게 대처하거나 피할 수 있는 등
근로자의 안전을 지킬 수 있을 것입니다. 

이동식 사다리의 주요 작업안전수칙 8가지 

1. 경작업, 고소작업대 · 비계 등의 설치가 어려운 협소한 장소에서만 사용

2. 3.5m 초과 시 작업발판으로 사용 금지

3. 평탄·견고하고 미끄럼이 없는 바닥에 설치

(작업높이가 사다리보다 높을 때 벽돌, 박스 등으로 높이기 금지)

4. 사다리 미끄럼·넘어짐 방지 조치

5. 최상부 발판 및 그 하단 디딤대에서 작업 금지

6. 2인 1조 작업

7. 모든 사다리 작업 시 반드시 안전모 착용

8. A형 사다리에서만 작업

※ 일자형 사다리, 연장형 사다리, A형 사다리를 일자형으로 펼쳐서 사용하는 경우  사다리에서 작업 금지 (승하강 이동통로로만 사용)

작은 설비에 끼여도, 낮은 높이에서 떨어져도 사망할 수 있습니다. 

제조업 사망사고 10명 중 5명은 끼이거나 떨어져 사망한 사고입니다. 

최근 5년간 1주일에 2명씩, 총 520명이 끼이거나 떨어져 사망했다고 합니다. 

재해 사례

사망사고 예방을 위해서 반드시 준수해야 하는 사항

고소작업대 재해예방

고소작업대는 안전난간 미설치, 차량넘어짐 등으로 떨어져 사망사고가 발생하는 위험 기계입니다. 

중대재해 사례

중대재해 발생현황 

※ 최근 2년간 54명 사고사망자 발생

위험요인 및 안전대책

산업안전보건기준에 관한 규칙 개정 지붕작업 시 안전수칙 

추락 사고사망이 빈발하는 지붕작업의 추락방지 예방조치를 구체적으로 규정하기 위해 ‘산업안전보건기준에 관한 규칙’이  개정 되었습니다.  <2021.11.19.시행>

지붕작업 주요 재해사례

떨어짐
➊ 개인 신축 공사현장에서 지붕 판넬 설치작업 중 미끄러져 4.5m 아래로 떨어짐
➋ 지붕보수 공사현장에서 채광창이 파손되어 7.8m 아래로 떨어짐
➌ 태양광 설비 설치현장에서 태양광 모듈설치 중 채광창이 파손되어 5.0m 아래로 떨어짐
➍ 슬레이트 교체 공사현장에서 이동 중 슬레이트가 파손되며 12m 아래로 떨어짐

지붕작업 시 안전수칙

1. 지붕의 형태, 구조를 파악하고 목재, 슬레이트, 채광창 등의 노후상태 확인
2. 취약한 지붕재, 채광창 등에 충분한 강도의 덮개와 폭30cm 이상의 작업통로용 발판설치 등 추락위험 방지조치 실시
3. 떨어질 위험이 있는 지붕 가장자리에 안전보건규칙 제13조에 따른 안전난간 설치

4. 안전모 및 안전대를 착용한 후, 안전대 부착설비에 안전대를 걸고 안전하게 작업
5. 지붕 위에 자재를 집중적재 또는 과적금지

6. 지붕 위 작업 시 가공전선에 접촉할 위험이 있는지 확인
7. 지붕 해체 작업 전에는 사전조사 및 작업 계획서 작성·이행·교육

산업안전보건기준에 관한 규칙 개정사항