KR100436696B1 - 리니어모터를 이용한 화물입출고장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어모터를 이용한 화물입출고장치에 관한 것으로서, 간단한 구조와 설비로서 다단식으로 대상물의 적재가 가능토록한 것이며 이로 인해 좁은 공간을 최대한 활용할 수 있고 기존의 다단적재식 입출고장치에 비해 저렴한 비용으로 제작이 가능한 이점이 있음을 특징으로 하고, 이를 위해 본 발명에서는 다단식으로 마련되는 셀에 대상물을 적재시키는 화물입출고장치에 있어서, 수직으로 승하강되는 엘리베이트의 바닥상면에 설치되며 리니어모터에 의해 구동되어 슬라이딩되고 대상물이 적재되는 파레트를 상기 셀로 옮기게되는 파레트이송수단과; 상기 셀에는 하나씩의 파레트가 구비되며 상기 파레트를 지지하도록 균등하게 프레임의 내측면에 설치되고 그 상면에는 볼록하게 돌설된 포지션핀이 형성되는 파레트받침대;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하며, 특히 주차설비나 스테크크레인에 적용될 수 있는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치에 관한 것이다.

Description

리니어모터를 이용한 화물입출고장치{freight storage and deliver apparatus operated by linear-motor}

본 발명은 리니어모터를 이용한 화물입출고장치에 관한 것으로서, 특히 대상물을 다단으로 높게 적재할 수 있도록 하여 공간활용을 높이도록하며 구조를 간단하게함으로서 제작비용을 절감하고 리니어모터를 응용함으로서 소음이나 진동을 최소화시킨 리니어모터를 이용한 화물입출고장치에 관계된다.

차량이나 각종의 화물을 특정의 장소에 보관함에 있어서는 최소한의 공간을 활용하여 효율적으로 입고 혹은 출고가 이루어져야만 능률적인 관리가 가능하게된다.

소득수준의 향상등으로 차량소유자는 날로 증가하는 추세이며 이로인해 주차난은 더욱 가중되고 있는 실정이다. 주차문제로 인해 불법적인 도로 점거가 이루어지며 교통소통에도 어려움을 주고있다.

따라서, 좁은 공간을 최대한 활용하는 방안이 강구되고 있고 대표적인 것으로 다단적재식 주차설비가 제공되고 있다. 이러한 다단적재식 주차설비는 아파트나 상가지역에 설치되고 있으며 마련되어있는 각각의 주차셀에 한대씩의 차량을 적재시키는 방법이다.

이와 같은 다단적재식 주차설비들은 일반적으로 차량을 승하강시키는 엘리베이트가 갖추어지고 특정위치로 이동된 차량을 각각의 주차셀로 밀어넣거나 꺼집어내는 수단들이 갖추어진다.

또한, 최근에는 리니어모터를 이용한 주차설비들이 제시되고 있다. 상기 리니어모터는 간단한 시스템 구성이 가능하고 신속하고도 소음없이 차량을 이송할 수 있는 특성을 가진다.

이하에서는 리니어모터를 이용한 주차설비로서 대한민국 실용신안등록번호 20-157867호의 리니어 모터를 이용한 주차설비에 대해 간단하게 설명하기로 한다. 첨부되는 도1은 상기 종래기술에 따른 주차설비에 있어서 제1차량이송장치 및 제2차량이송장치의 조립도를 보여주며 도2는 제1차량이송장치의 개략사시도이며 도3은 제2차량이송장치의 개략사시도이고, 도4는 전체주차설비를 보여주는 개략도이다.

그 구성으로는 승강 및 횡행하는 차량이송장치와 다층구조의 주차실로 이루어진 주차설비에 있어서, 상기 제1차량이송장치(1)의 양측부에 설치되는 승강용 무빙코일(4)과, 상기 제1차량이송장치의 저면내부에 설치되는 횡행용 무빙코일(3)과, 상기 제1차량이송장치의 내부에 홈형으로 형성된 통로의 양측부에 설치되는 제1주차실 횡행용 마그네트트랙(5)과, 상기 제1차량이송장치(1)의 홈형 통로를 횡행하는 제2차량이송장치(2)의 측부에 설치되는 주차실 횡행용 무빙코일(6)과, 상기 주차실 열간으로 제1차량이송장치(1)의 횡행이동이 가능토록 주차설비의 바닥통로의 측부에 설치되는 횡행용 마그네트트랙(7)과, 상기 다층구조의 주차실 간을 제1차량이송장치(1)가 승강하도록 각 주차실 열의 상단에서 하단까지 연속되게 설치되는 승강용 마그네트트랙(8)과, 상기 제2차량이송장치(2)의 주차실로의 횡행이동이 가능토록 하는 주차실 바닥홈에 설치되는 제2주차실 횡행용 마그네트트랙(9)으로 구성된 것을 특징으로하는 리니어모터를 이용한 주차설비이다.

상기 주차설비의 작동관계를 보면, 우선 중앙제어변으로부터의 이송명령이 내려지면 목적 주차실이 위치한 주차실열로 상기 제1차량이송장치(1)의 횡행이동이 이루어지며, 이어서는 목적 주차실의 주차층으로의 승강이 이루어진다. 이와같이 목적하는 주차실로의 제1차량이송장치가 이동된 후에는 상기 제1차량이송장치(1)에 탑재된 제2차량이송장치(2)가 주차실로 횡행이동하게 된다.

상기 제2차량이송장치에는 차량이 탑재되어 주차실로 이동되거나 주차실의 주차차량을 들어옮겨서 제1차량이송장치로 이동시키는 작용을하는 부위이다. 상기 제2차량이송장치의 주차실 방향으로의 운동은 상기 제2차량이송장치의 양쪽 측면에 부착된 주차실 횡행용 무빙코일과 그에 대응하는 제1주차실 횡행용 마그네트트랙 사이에서 발생하는 상대자기력에 의해 이동이 이루어진다. 그리고 상기 제2차량이송장치가 제1차량이송장치의 마그네트 트랙을 벗어나게되면 주차실 바닥홈의 측부에 설치된 제2주차실 횡행용 마그네트 트랙에 의해 연속적인 횡행이동이 이루어진다.

이상과 같이 살펴본 것처럼, 종래기술에 따른 리니어모터를 이용한 주차설비는 그 이전의 주차설비에 비해 간단한 구조를 이루고 소음이 감소된다는 이점이 있으나 개개의 주차실에도 제2차량이송장치의 횡행이동을 안내하는 제2주차실 횡행용마그네트 트랙을 설치해야만 하므로 여전히 설치비용이 많이 소요되고 설비가 복잡하다는 문제점을 가지게된다.

또한, 이러한 주차설비의 경우는 기존에 사용하던 다단적재식 주차설비를 활용할 수 없어 새롭게 모든 설비를 설치해야만하는 문제점도 가지고있다.

이에 더해서, 일반 화물을 보관하는 장치로서 스테크크레인이라고 하는 장치가 사용되고 있으며, 그 구성을 보면 다단으로 형성되는 저장공간이 갖추어지고 바닥면에 설치되는 특정레일을 따라 이동되는 스테크크레인이 구비된다. 상기 스테크크레인은 레일을 따라 이동하여 해당셀의 열로 위치이동되며 특정열에서 정지한 후 지정된 셀까지 케리지가 상승하게된다. 이후 화물은 유압이나 일반모터에 의해 작동되는 포크에 의해 지정셀로 밀어넣어지게된다. 첨부되는 도5는 일반적인 스테크크레인의 개략적인 형상을 보여주는 예시도이다.

종래의 스테크크레인에서는 언급한 주차설비의 경우와 마찬가지로 소음등이 심하게되고 설비가 복잡하게되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 보다 간단한 구조를 가지고 작동관계도 단순화하여 저렴한 가격으로 제작이 가능토록하며 기존에 설치된 엘리베이터를 이용한 다단적재식 주차설비나 스테크크레인에 활용할 수 있는 리니어모터를 이용한 주차설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 - 종래기술에 따른 주차설비에 있어서 제1차량이송장치 및 제2차량이송장치의 조립도.

도 2 - 제1차량이송장치의 개략사시도.

도 3 - 제2차량이송장치의 개략사시도.

도 4 - 종래기술에 의한 전체주차설비를 보여주는 개략도.

도 5 - 일반적인 스테크크레인의 개략적인 형상을 보여주는 예시도.

도 6 - 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어모터를 이용한 화물입출고장치의 개략적인 구성을 보여주는 예시도.

도 7 - 파레트이송장치에 대한 상세도.

도 8 - 파레트에 대한 평면도.

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

100 : 프레임 200 : 파레트이송수단

210 : 파레트이송하판 220 : 파레트이송중판

230 : 파레트이송상판 300 : 파레트받침대

400 : 파레트 410 : 포지션홀

415 : 포지션핀 500 : 엘리베이트

600 : 주차셀 700 : 차량

상술한 바와 같은 목적달성을 위한 본 발명은, 다단식으로 마련되는 셀에 대상물을 적재시키는 화물입출고장치에 있어서, 수직으로 승하강되는 엘리베이트의 바닥상면에 설치되며 리니어모터에 의해 구동되어 슬라이딩되고 대상물이 적재되는파레트를 상기 셀로 옮기게되는 파레트이송수단과; 상기 셀에는 하나씩의 파레트가 구비되며 상기 파레트를 지지하도록 균등하게 프레임의 내측면에 설치되고 그 상면에는 볼록하게 돌설된 포지션핀이 형성되는 파레트받침대;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 리니어모터를 이용한 화물입출고장치는 차량주차설비나 일반화물적재에 사용되는 스테크크레인등에 적용될 수 있으며 이하에서는 주차설비와 스테크크레인에 적용되는 실시예로서 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

기본적으로 상기 리니어모터를 이용한 화물입출고장치는 승하강 혹은 동시에 좌우로 이동되는 엘리베이트가 갖추어지며, 여기에 리니어모터가 설치되어져 해당 셀로 대상물을 적재하거나 취출해내게됨을 특징으로한다. 그리고 각 셀에는 하나씩의 파레트가 갖추어지며 상기 파레트는 파레트이송수단에 의해 옮겨져 대상물이 적재되고 이어서 각 셀로 이동되어 저장된다.

<제1실시예>

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어모터를 이용한 화물입출고장치에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 첨부되는 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차설비의 개략적인 구성을 보여주는 예시도로서 에이(a)는 엘리베이트에 의한 차량의 이송상태를 나타내고 비이(b)는 각 주차셀로 차량이 적재되는 상태를 보여준다.

언급한 것처럼 본 발명에 의한 리니어모터를 이용한 화물입출고장치는 크게 파레트이송수단(200)과 파레트받침대(300)로 구성이 되며, 상기파레트이송수단(200)은 리니어모터로서 구동이 된다. 리니어모터는 일반적인 회전모터를 축방향으로 잘라서 펼쳐 놓은 형태를 이루며 기존의 일반모터가 회전형의 운동력을 발생시키는 것에 비해 직선방향으로 미는 힘인 추력을 발생시키게 됨을 특징으로 한다.

리니어모터는 회전형모터에 비해 복잡한 기계적 변환장치가 필요치않게되는 등의 이점으로 널리사용되고 있다. 그리고 리니어모터의 종류로는 LIM(Linear induction motor), LDM(Linear DC motor), LSM(Linear synchronous motor)등이 있다. 그 외에도 다수의 종류가 있으며 그 원리나 특성등은 일반적인 공지의 기술인 바, 상세한 설명은 생략키로 한다.

본 발명에서는 여러종류의 리니어모터 중에서도 LIM(유도형 리니어모터)를 이용하며 따라서 이에 대한 원리등에 대해 살펴보기로 한다. LIM의 원리는 근본적으로는 일반 회전형 유도전동기와 같으나, 축을 중심으로 절단하여 펼쳐 놓은 형태로 길이방향으로 입구단과 출구단의 end(엔드)가 있는 점이 다르다. 즉, LIM은 1차측에 의하여 시간적, 공간적으로 이동하는 자속이 발생하여 공극을 가로질러 2차측에 도착되며 이때 변압기기전력과 운동기전력이 발생하여 도체판에 과전류를 발생키기게 되는데 이 과전류와 공극자속이 로렌츠의 힘방정식으로 표현되는 상호작용으로 1차측과 2차측간에 서로 미는 추력이 발생하게되는 것이다.

본 발명에 적용되는 LIM은 1차측은 코일이 감겨져 있고 2차측은 3mm 정도의 알루미늄판에 9mm 정도의 철판을 압착하여 1차측과 약 2mm 정도 간격을 주어 배치한 후 1차측에 전원을 주어 2차측이 유도자장으로 전진하는 힘을 이용하게되며, 2개 또는 수개의 LIM을 이용하여 순차적으로 슬라이딩이 일어나도록 한다.

본 발명에 따른 리니어모터를 이용한 화물입출고장치는 엘리베이트에 의해 차량이 승하강되도록 엘리베이트(500)가 구비되며 상기 엘리베이트의 좌우측으로 다단으로 차량이 적재되는 주차셀(600)이 갖추어진다. 상기 엘리베이트(500)는 일반적인 회전모터와 전동수단에 의해 승하강되며 해당 주차셀(600)로 차량(700)을 적재할 경우에는 상기 엘리베이터(500)의 바닥에 설치되는 파레트이송수단(200)에 의해 파레트 혹은 파레트와 차량의 이동이 이루어진다.

다단으로 형성되는 주차셀(600)에는 한대씩의 차량(700)이 적재되며 각 주차셀(600)은 파레트받침대(300)에 의해 하나씩의 주차셀로 구분된다. 주차셀(600)은 전체 주차설비의 외관을 이루는 프레임(100)의 내측면에 균등하게 다수의 파레트받침대(300)가 설치되며 그 위로 하나씩의 파레트(400)가 얹혀지게 된다. 물론 차량은 상기 파레트의 위에 놓여진다.

그리고 상기 파레트받침대(300)의 상면에는 볼록하게 돌출된 포지션핀(415)이 형성되어져 있으며 이것은 파레트(400)가 정위치에 놓여지도록하고 놓여진 상태에서는 움직임이 없도록하는 기능을 하게된다. 파레트받침대(300)에 형성된 포지션핀(415)에 대응하여 상기 파레트(400)에는 포지션홀(410)이 구비된다.

다음으로 상기 엘리베이트의 바닥에 설치되는 파레트이송수단에 대해 보다 상세히 설명하기로 하며, 첨부되는 도7은 파레트이송장치에 대한 상세도를 보여주며 에이(a)는 평면도이고 비이(b)는 정면도이고 씨이(c)는 측면도를 나타낸다. 도시된 것처럼 상기 파레트이송수단(200)은 파레트이송하판(210),파레트이송중판(220), 파레트이송상판(230)으로 크게 구분할 수 있다.

파레트이송하판(210)은 엘리베이터(500) 바닥면에 고정 설치되며, 그 위로 제1리니어모터(215)가 설치되며 측면으로는 이송레일(201)이 갖추어진다. 상기 제1리니어모터(215)와 이송레일(201)에 의해 파레트이송중판(220)이 슬라이딩운동하게 된다.

파레트이송상판(230)은 파레트이송중판(220)과 결합되며 상면에는 파레트(400)를 구속하는 포지션핀(415)이 구비되고 측면으로는 이송레일(201)이 설치되어져 슬라이딩하게 된다.

그리고 파레트이송중판(220)은 상기 파레트이송하판(210)과 파레트이송상판(230)의 사이에 설치되며 다수의 롤러(미도시)가 갖추어지고 상기 롤러(미도시)가 이송레일(201)과 결합되며 제2리니어모터(225)가 구비된다. 상기 파레트이송중판(220)은 제2리니어모터(225)와 롤러(미도시) 그리고 파레트이송상판(230)에 형성되는 이송레일(201)의 작용으로 파레트이송상판을 좌우로 슬라이딩운동시키게 된다.

한편, 상기 파레트이송중판에 설치되는 롤러는 이송롤러브라켓(203)에 의해 지지설치된다.

제1리니어모터와 제2리니어모터 그리고 이송레일 및 롤러에 의해 파레트이송중판과 파레트이송상판은 주차셀의 내부측으로 차례로 슬라이딩되어 이동된다. 한편, 상기 파레트이송상판(230)의 네모서리부에는 볼록하게 돌설된 포지션핀(415)이 또한 갖추어진다. 도 8은 파레트에 대한 평면도를 보여주며 도시된 것처럼 파레트(400)의 가장자리와 그 내부로 다수의 포지션홀(410)이 형성된다.

상기 파레트(400)의 가장자리를 따라 형성되는 포지션홀(410)은 상기 파레트받침대(300)에 구비되는 포지션핀(415)에 삽입되며 보다 내측에서 형성되는 포지션홀(410)에는 파레트이송상판(230)에 갖추어지는 포지션핀(415)이 결합된다.

파레트에 갖추어지는 포지션홀에 의해 파레트의 이송시나 주차셀에 적재되었을때 외부 진동등이 발생되더라도 파레트가 제위치를 벗어나지않게된다.

도시된 것처럼 파레트이송상판의 크기는 파레트보다 작게되며 따라서 각 주차셀의 내부로 파레트이송상판 및 중판은 프레임과 간섭없이 이동할 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 구조를 가지는 주차설비의 작동관계에 대해 살펴보기로 한다. 각 주차셀에는 하나씩의 파레트가 얹혀져 있으며 해당되는 주차셀로 차량을 주차하기 위해서는 먼저, 엘리베이트가 해당 주차셀로 이동되며 상기 주차셀에 얹혀진 파레트를 취출하게 된다. 이것은 파레트이송수단에 의해 이루어지며 보다 상세한 설명은 아래와 같다.

해당 주차셀로 이동된 엘리베이터는 정지 후 상기 파레트이송수단이 작동되어 파레트이송상판이 파레트의 하부까지 이동된다. 파레트에 갖추어진 포지션홀과 파레트이송상판에 갖추어진 포지션핀이 일치되는 지점에서 상기 파레트이송상판은 멈추며 이어서 엘리베이트는 상승하게된다. 엘리베이트의 상승으로 포지션홀과 포지션핀은 상호 구속되며 더욱 상승하여 파레트받침대에 형성된 포지션핀에 의해 안착되어있던 파레트는 파레트받침대로부터 분리된다. 이후 상기 파레트이송수단은 다시 원래의 위치인 엘리베이트 내부로 복귀하게되고 파레트이송상판에는빈 파레트가 얹혀진 상태를 이루게된다.

이와 같은 과정으로 해당 주차셀의 파레트를 취출하면 엘리베이트는 하강되어 차량이 파레트에 옮겨지도록 대기하게된다. 차량이 파레트로 옮겨진 후에는 상기 엘리베이트는 재차 해당 주차셀의 위치까지 상승하고 파레트이송수단의 작동으로 파레트 및 차량은 주차셀의 내부로 이동된다. 파레트의 가장자리에 형성되는 포지션홀과 파레트받침대에 구비되는 포지션핀이 정확히 일치하는 지점에서 수평이동을 멈추게되며 이어서 엘리베이트는 천천히 하강되어 파레트를 파레트받침대에 안착시키게 된다. 이후 엘리베이트는 조금더 하강되어 파레트이송상판에 형성되는 포지션핀이 파레트의 내측에 형성되는 포지션홀로부터 완전 분리된 후 원래의 위치인 엘리베이트 내부로 이동되어 다음 동작을 대기하게 된다.

<제2실시예>

본 발명에 따른 제2실시예는 스테크크레인에 상술한 리니어모터를 이용한 화물입출고장치가 적용되는 것이다. 그 구성은 일반적인 스테크크레인에 구비되어 승하강되는 엘리베이터에 본 발명에 따른 파레트이송수단이 갖추어지고 화물이 보관되는 다단식셀에는 파레트받침대가 형성된다. 그리고 상기 셀에는 하나씩의 파레트가 형성된다.

그 작동관계는 제1실시예에서 설명한 것과 동일하며 특히 스테크크레인이 적용되는 입출고장치에서는 일반적으로 화물은 기 설치되는 컨베이어에 의해 연속적으로 이송되어지고 스테크크레인이 컨베이어 상면에 얹혀진 화물을 인계받아 지정셀로 이송시키게 된다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명의 화물입출고장치는 구조자체를 단순화함으로서 설치비를 주일 수 있으며 고장율도 낮아 사후관리가 용이한 효과가 있다.

그리고 기존의 엘리베이터식 주차설비를 개량하여 사용이 가능하며 리니어모터를 채용함으로서 소음이나 진동발생을 억제할 수 있다는 효과도 있으며 스테크크레인에 적용됨으로서 일반화물창고등에서도 유용하게 사용될 수 있다는 효과를 가지게 된다.

Claims (5)

1. 다단식으로 마련되는 셀에 대상물을 입/출고시키는 입출고장치에 있어서,

   수직으로 승하강되는 엘리베이트의 바닥상면에 설치되며 리니어모터에 의해 구동되어 슬라이딩되고 대상물이 적재되는 파레트를 상기 셀로 옮기게되는 파레트이송수단과;

   상기 셀에는 하나씩의 파레트가 구비되며 상기 파레트를 지지하도록 균등하게 프레임의 내측면에 설치되고 그 상면에는 볼록하게 돌설된 포지션핀이 형성되는 파레트받침대;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파레트이송수단은,

   엘리베이터 바닥상면에 고정설치되며 측면에는 이송레일이 갖추어지고 제1리니어모터가 구비되는 파레트이송하판과;

   파레트를 구속하는 포지션핀이 네모서리에 형성되고 측면에는 이송레일이 설치되는 파레트이송상판과:

   상기 파레트이송하판과 파레트이송상판의 사이에 설치되며 다수의 롤러가 갖추어지고 상기 롤러가 이송레일과 결합되며 제2리니어모터가 구비되는 파레트이송중판;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 파레트는,

   상기 파레트받침대와 파레트이송상판에 형성되는 포지션핀에 대응하는 위치에 관통된 다수의 포지션홀이 갖추어짐을 특징으로 하는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 리니어모터는,

   LIM(Lineat induction motor)인 것을 특징으로 하는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 리니어모터를 이용한 화물입출고장치는,

   차량주차설비 또는 스테크크레인에 적용되어짐을 특징으로 하는 리니어모터를 이용한 화물입출고장치.