KR100570669B1 - 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원에 의해(전동식) 수문을 상승 및 하강을 시키며, 전원공급이 차단된 경우 손으로(수동식) 수문의 개폐시킬 수 있도록 동력을 전동 및 수동으로 전환 시킬 수 있는 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기에 관한 것으로, 수문을 개폐시킴에 있어 전동 혹은 수동으로 개폐시킬 수 있는 권양기에 있어서, 웜부 샤프트(51)에 동력을 제공하는 상기 모터(10)에 전원공급시 전자클러치(100a)내의 여자코일(140)에 의해 마그네트(150)에 자력이 발생되면서 마찰판(120)이 압력판(130)과 밀착되어져 상기 락크바(13)로 동력을 연결함으로서 전동으로 수문(17)을 개폐할 수 있고, 전원공급이 차단되면 전자클러치(100a)내의 자력이 상실되어 동력연결이 차단되도록 함으로서 별도의 클러치 변환 조작없이 수동 조작용 핸들(19)의 회전시켜 상기 수문(17)을 즉시 개폐되도록 한 것이다.

권양기, 전자 클러치, 주감속기, 디스크 브레이크, 수문

Description

전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기{WINCH WITH ELECTRONIC CLUTCH FOR CHANGING BY ELECTROMOTIVE AND HAND-OPERRATED}

도 1은 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기의 주 감속기를 도시한 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기의 주 감속기의 일측면도,

도 4는 본 발명에 따른 권양기에 채용된 전동 및 수동 전환용 전자클러치의 조립상태를 도시한 감속기의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치의 요부를 도시한 요부 확대단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 모터 11 : 주 감속기

12 : 보조 감속기 13 : 락크바

15 : 디스크 브레이크 16 : 스플라켓

17 : 수문 19 : 수동조작용 핸들

20 : 나사 브레이크부 30 : 변속장치부

31 : 변속조절레버 40 : 베벨기어

50 : 웜부 51 :웜부 샤프트

100 : 전자클러치수단 100a : 전자클러치조립체

110 : 스플라켓 120 : 마찰판

130 : 압력판 140 : 여자코일

150 : 마그네트 160 : 아마추어 링

170 : 판 스프링 180 : 베어링

190 : 허브 200 : 회전방지구

본 발명은 스프라그 잭 권양기의 전동 및 수동 조작을 위한 물리적 동력 변환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원에 의해(전동식) 수문을 상승 및 하강을 시키며, 전원공급이 차단된 경우 손으로(수동식) 수문의 개폐시킬 수 있도록 동력을 전동 및 수동으로 전환 시킬 수 있는 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기에 관한 것이다.

최근 대부분의 권양기는 전동화에 추세에 힘입어 인력으로 수문을 개폐(상승 및 하강)시키기 보다는 전력에 의해 구동되는 모터의 회전력을 이용하여 수문을 개 폐되도록 개량되고 있다.

이것은 현재 우리나라의 농촌에서 농업에 종사하는 연령대가 고령화되고 있는 상황에서 무거운 수문을 인력으로 개폐시키기에는 많은 무리가 따르게 되면서 권양기의 전동화 추세로 쪽으로 급속히 전환되었다.

현재 우리나라의 신규 설치된 전동수문 및 수동에서 전동으로 개조된 수문에 있어 권양기의 역할이 전동 및 수동의 겸용조작이 가능토록 되어 있으나 전동에서 수동 조작시 별도의 클러치 조작이 필요하며, 클러치 삽입을 위해서는 권양기의 일회 샤프트를 회전시켜야 하는 불편함과 핸드 브레이크를 풀어야 하는 수동조작을 병행하야 하는 불편함이 가중되었다.

그리고 반대로 수동에서 전동으로 전환시에도 상기의 기술한 내용의 조작을 다시 병행하여야 하므로 불편이 가중되고, 반드시 조작자가 현장에 투입되어 반복적인 조작을 하여햐 하며, 최근에 많이 대두되고 있는 수문의 원격조정에 있어 그 불편함으로 인하여 조작자가 현장에서 권양기의 상태를 확인해야만 하는 실정에 있다.

특히 상술한 전동에서 수동, 수동에서 전동으로의 조작방법은 수문을 잘 다루는 숙련자가 아닌 초보자로서는 안전사고의 위험 및 신속한 수문의 개폐와는 거리가 상당히 있다고 할 수 있다.

또한 전동 권양기는 전원을 통해 작동되어지기는 하나 태풍이나 홍수 및 산사태등 자연재해에 의해 전신주가 쓰러진 경우 권양기에 공급되는 전원이 차단되어 전동기능을 상실하는 일들이 빈번하게 발생되고 있기 때문에 전원공급이 차단된 상 태에서도 권양기의 수문을 수동으로 개폐시켜야 하는 상황이 흔히 발생되어진다.

그러나, 전술한 바와 같이 전동화 추세에 따라 권양기는 원격조작이 가능한 유용한 기능을 갖추고 있음에도 불구하고 원격제어에 앞서 권양기의 상태 즉, 권양기가 수동조작위치에 있는지 전동조작위치에 있는지의 여부를 확인한 뒤 만일 수동위치에 있는 경우 전동위치로 전환시켜야만 원격제어가 가능해진다.

결국 종래의 권양기는 현장에서 권양기의 상태를 확인한 뒤 위에서 설명한 바와 같이 수동 조작시 별도의 클러치 조작이 필요하며, 클러치 삽입을 위해서는 권양기의 샤프트를 회전시켜야 하고, 또 핸드 브레이크를 해제시키기 위한 수동조작을 병행해야 하는 불편함이 있어 왔다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 전동 및 수동 겸용 권양기의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명은 권양기의 전동 및 수동 동작을 원활하게 하기 위한 것으로서, 전원의 공급이 끊겨 모터의 회전이 차단되는데, 이때 모터 뒷부분에 위치한 디스크 브레이크에 의해 급정지하게 되어 별도의 클러치 장치 없이는 수동조작이 불가능해진다. 이때 모터로부터 동력을 전달을 받아 회전하던 전자클러치 부분에 전기적인 접점에 의하여 간극이 생기게 되어 독립적으로 수동조작이 가능이 가능하도록 하는데 그 목적이 있으며, 반대로 다시 전동 조작시 전원이 공급이 되면 모터의 후방에 있는 브레이크의 접점이 떨어지게 되어 회전을 하면 전자클러치의 접점이 붙게되어 간극이 없어져 모터에 의한 전동 동작이 이루어지고 전원의 차 단시 접점이 이격되어 수동조작용 핸들을 돌려 수문을 개폐시킬 수 있도록 하는데 발명의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기는;

전원에 의해 작동되는 모터와, 상기 모터의 하측에 상기 모터와 체인으로 결합되어 구동되는 웜부를 지니는 샤프트와, 상기 샤프트의 일단부에 수동조작용 핸들과 동력을 전달하는 베벨기어가 부착되고, 상기의 베벨기어와 동일 축선상에 결합되어 상기 베벨기어의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 (기어의 회전속도에 의해 수문의 개폐속도를 조절)기어의 속도를 변환시키는 변속장치부와, 상기 변속장치부의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부를 포함하는 주 감속기와;

상기 주 감속기로부터 회전력을 전달 받는 보조 감속기와;

상기 보조 감속기의 내부에 설치되어 구동되는 스플라켓과, 상기 스플라켓에 의해 상하로 작동되는 락크바와;

상기 락크바에 연결되어 상하로 이동되는 슬라이드 가능하게 프레임에 지지되어진 수문과;

상기 웜부 샤프트에 동력을 제공하는 상기 모터에 전원공급시 내부에 자력이 발생되어져 동력이 상기 락크바로 전달하여 상기 수문을 개폐되도록 하고 전원공급 의 차단시 자력이 상실되어 동력연결이 차단되도록 함으로서 자연재해발생시 전원공급이 차단되더라도 별도의 클러치 변환 조작없이 위 핸들의 회전시켜 상기 수문을 즉시 개폐되도록 한 전자클러치수단을 통해 달성되어질 수 있으며, 본 발명의 가장 큰 특징은 전자클러치 수단과 그 구성에 따른 작용효과에 있다.

상기 전자 클러치 수단의 구성으로는 상기 웜부 일측에 부착되는 스플라켓과, 상기 스플라켓과 키이로 고정되어 있는 아마추어 링과, 일단부가 웜축에 조립된 허브와 상기 허브 내면에 위치한 전자작동을 하여 간극을 발생시키거나 없애주는 역할을 하는 마그네트와 여자코일로서 구성이 되어 있으며, 상기 허브의 측면에 마찰판을 부착하여 일정한 간극 사이에 위치한 압력판과 이 압력판을 지지하고 있는 판 스프링으로 구성되어 있으며, 상기 아마추어 링 내부에는 베어링이 위치되어 전원공급이 차단되면 공회전이 될 수 있도록 하여 수동조작이 가능하다.

상기 전자 클러치의 외주부에는 회전방지구를 설치하여 전자 클러치의 몸통을 고정시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동 혹은 수동 조작용 전자 클러치수단의 실시예로서는 다수개가 존재할 수 있으나 이하에서는 대표적인 실시예를 통해 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기를 예시한 정면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기의 주 감속기를 도시한 평단면도가 도시되어 있으며, 도 3은 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기의 주 감속기의 일측면도 가 도시되어 있다.

아울러, 도 4에는 본 발명에 따른 권양기의 전동 혹은 수동 전환용 전자클러치의 조립상태를 도시한 주 감속기의 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 따른 권양기의 전동 혹은 수동 전환용 전자클러치의 요부 확대단면도가 도시되어 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 혹은 수동 조작용 전자클러치를 채용한 권양기는 전원에 의해 동작하는 모터(10)와, 구동원인 모터(10)의 하부 일측에 모터(10)와 체인(112)으로 결합되어 구동되는 웜부(50)와, 상기 웜부(50)의 일측에 결합되어 동력을 전달하는 베벨기어(40)와, 상기 베벨기어(40)와 동일 축상에 결합되어 상기 베벨기어(40)의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 기어의 속도를 변화시키는 변속장치부(30)와, 상기 변속장치부(30)의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부(20)로 이루어진 주 감속기(11)와, 상기 주 감속기(11)로부터 회전력을 전달받는 보조 감속기(12)와, 상기 보조 감속기(12)의 내부에 설치되어 구동되는 스플라켓(16)과, 상기 스플라켓(16)에 의해 상하로 작동되는 락크바(13)와, 상기 락크바(13)에 연결되어 상하로 이동되는 수문(17)으로 구성된 스프라그 잭 권양기에 있어 상기 웜부(50)의 일측에는 회전력을 전달 또는 단속하는 전자 클러치수단(100)을 구비함으로서 이루어진다.

미설명부호 31은 변속조절 레버이고, 참조번호 17a는 수문(17)을 지지하고 상하로 슬라이드가능하게 지지하는 프레임이다.

상기 전자 클러치수단(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 웜부(50) 일측에 결합된 스플라켓(110)과, 키이(110a)로 고정되어 있는 아마추어 링(160)과 일단부가 웜부(50)에 조립된 허브(190)와, 상기 허브(190) 내면에 위치한 전자 작동을 하여 간극(T)을 발생시키거나 없애주는 역할을 하는 마그네트(150)와, 상기 마그네트(150)와 연결된 여자코일(140)로 구성되어 있으며, 상기 허브(190) 측면에 마찰판(120)을 부착하여 일정한 간극(T) 사이에 위치한 압력판(130)과 이 상기 압력판(130)을 지지하는 판 스프링(170)으로 구성되어 있으며, 상기 아마추어 링(160) 내부에는 베어링(180)이 위치하여 전원이 차단시 공회전될 수 있도록 하여 수동조작이 가능한 구조로 되어 있다.

상기 전자 클러치(100a)의 외부에는 회전방지구(200)을 설치하여 상기 전자 클러치의 몸통을 고정시킨다.

본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기는 다음과 같이 작동된다.

전원에 의해 작동되는 모터구동에 의한 수문 전동조작예를 설명한다.

상기 모터(10)의 회전력에 의하여 전달되는 회전력은 도 2에 도시된 바와 같이 주 감속기(11)를 거쳐 보조 감속기(12)로 전달이 되며, 보조 감속기(12)에 내장된 스플라켓을 구동시켜 락크바(13)를 움직이게 하여 락크바와 연결된 수문(17)을 개폐 작동시킴에 있어, 상기 웜부(50)의 샤프트(51)에 회전력을 전달 또는 단속시키는 전자 클러치(100a)의 일측을 장착하여 전원이 모터(10)에 공급되면 모터(10) 의 회전과 동시에 마그네트(150)에 전원이 공급되면서 여자코일(140)에 자력이 발생되어진다.

이 자력에 의해 마찰판(120)이 압력판(130)쪽으로 밀려나면서 도 5에 도시된 바와 같이 마찰판(120)이 압력판(130)의 표면에 긴밀히 밀착되어 전자클러치(100a)의 모든 부품은 한 몸체가 되어 제1스플라켓(10a)과 연결된 체인(112)을 통하여 스플라켓(110)에 동력을 전달하여 웜부(50)을 회전시켜 주 감속기(11)을 거쳐 보조 감속기(12)와 락크바(13)를 통해 수문(17)를 개폐시킬 수 있다. 도 2에서 참조번호 12a와 12b는 감속용 평기어이다.

만일 전원이 재해 등으로 차단되거나 공급되지 않을 경우에는 모터(10) 뿐만 아니라 전자 클러치(100a)에도 전원이 공급되지 않아 마찰판(120)이 판 스프링(170)의 탄성력에 의해 압력판(130)과 일정간극(T) 이격되어진 상태로 놓여지게 된다. 따라서, 전원공급이 되지 않는 상황에서는 수동으로 수문(17)을 개폐시킬 수 있게 되는 것이다.

다시 말해서, 상기 모터(10)에 전원 공급이 차단되면 도면에는 상세히 도시되지 않았으나 모터(10)의 뒷부분에 있는 디스크 브레이크(15)의 접점이 붙게 되어 급정지하게 되는데, 이때 전자 클러치(100a)내에 위치하고 있는 마그네트(150)에도 전원이 차단되어 여자코일(140)이 수축하게 되어 마찰판(120)과 압력판(130)사이에 간극(T, 0.5 mm)이 발생하게 된다.

한편, 핸들(19)에 의한 수문(17)의 개폐조작시에는 전술한 바와 같이 마찰판(120)과 압력판(130)사이가 간극(T)이 발생됨으로 웜부(50)의 샤프트(51)에 부착된 수동조작용 핸들(19)을 회전시킬 경우 샤프트(51)가 회전하면서 회전력이 수문(17)의 렉크바(13)에 전달되어 수문(17)을 개폐시킬 수 있는 것이다.

따라서, 전원에 의해 동작되는 전동기능과 수동에 의한 수문을 개폐시키는 상황변화에 맞게 대응할 수 있어 권양기의 사용조건을 모두 충족할 수 있을 뿐만 아니라 위급상황에서 신속히 대응할 수 있어 수해피해를 최소화시킬 수 있다. 또한 전원공급시 즉시 수문을 개폐시킬 수 있어 원격제어시 현장에서 권양기의 상태를 상피지 않고 즉시 원격제어가 가능해지는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기는 각종 재해에 의해 전원공급이 차단될 경우에도 수동 및 전동기능을 전환하기 위한 별도의 조작을 하지 않더라도 수동으로 즉시 수문을 개폐시킬 수 있어 위기 상황에 신속히 대응할 수 있고, 또한 전원의 공급시에도 전동 및 수동으로 간편하게 조작할 수 있는 편리함을 제공하게 되는 것이며, 이것은 수문을 중앙에서 통제할 수 있는 시스템에서 그 유용성을 더 할 수 있다.

최근에 농촌인구에 고령화에 따른 수문의 조작방법에 전동과 수동방식을 모두 채용할 수 있어, 수문관리자가 아니더도 수문의 작동을 쉽게 조작할 수 있을 뿐 만 아니라 특별한 관리가 필요 없으므로 인하여 중앙정부 및 지방자치단체의 주요 시설물인 수문관리에 필요한 장치로서 예산절감에 큰 효과가 있다고 판단이 된다.

이상에서 본 발명에 따른 스프라그 잭 권양기 전동 및 수동전환용 전자클러 치는 모터에 의한 전동기능과 핸들에 의한 수동기능을 수행함에 있어 그 대표적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나 이는 당해기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서를 통하여 보다 다양한 변형예 및 응용예를 변경실시할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어 자력을 이용하여 마찰판과 압력판의 밀착유무를 통해 동력의 전달 혹은 차단을 구현하는 방식에 의해 전동 및 수동에 의한 수문의 개폐동작을 수행할 수 있을 것이다. 그러나 이는 본 발명자가 의도하는 진정한 의미의 기술적 사상과 이하의 청구범위에 기재된 범주에 포함되어진다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.

Claims (2)

1. 전원에 의해 작동되는 모터(10)와, 상기 모터의 하측에 상기 모터(10)와 체인(112)으로 결합되어 구동되는 웜부(50)를 지니는 샤프트(51)와, 상기 샤프트(51)의 일단부에 수동조작용 핸들(19)과 동력을 전달하는 베벨기어(40)가 부착되고, 상기 베벨기어(40)와 동일 축선상에 결합되어 상기 베벨기어(40)의 동력전달에 의해 빠르게 혹은 느리게 기어의 속도를 변환시키는 변속장치부(30)와, 상기 변속장치부(30)의 일측에 결합되어 수문의 급하강을 방지하는 나사 브레이크부(20)를 포함하는 주 감속기(11)와;

   상기 주 감속기(11)로부터 회전력을 전달 받는 보조 감속기(12)와;

   상기 보조 감속기(12)의 내부에 설치되어 구동되는 스플라켓(11)과, 상기 스플라켓(11)에 의해 상하로 작동되는 락크바(13)와;

   상기 락크바(13)에 연결되어 상하로 이동되는 슬라이드 가능하게 프레임(17a)에 지지되어진 수문(17)과;

   상기 웜부 샤프트(51)에 동력을 제공하는 상기 모터(10)에 전원공급시 내부에 자력이 발생되어져 동력이 상기 락크바(13)로 전달하여 상기 수문(17)을 개폐되도록 하고 전원공급의 차단시 자력이 상실되어 동력연결이 차단되도록 함으로서 상기 핸들(19)의 회전시 상기 락크바(13)로 상기 수문(17)을 개폐되도록 한 전자클러치수단(100)과;

   상기 전자클러치수단(100)의 몸체가 회전되지 않도록 상기 주 감속기(11)에 고정시키는 회전방지구(200)로 구성된 것을 특징으로 하는 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 클러치수단(100)은 상기 웜부(50) 일측에 부착되어 상기 모터(10)의 동력이 전달되는 스플라켓(110)를 구비하고, 키이(110a)에 의해 상기 스플라켓(110)과 고정된 아마추어 링(160)과, 일단부가 상기 웜부의 샤프트(51)에 조립된 허브(190)와, 상기 허브(190) 내면에 위치되어 전원에 의한 자력을 발생시키는 마그네트(150) 및 여자코일(140)과, 상기 허브(190)의 측면에 마찰판(120)을 부착하여 일정한 간극 사이에 위치한 압력판(130)과 상기 압력판(130)을 지지하는 판 스프링(170)을 구비하는 전자 클러치(100a)로 구성된 것을 특징으로 하는 전동 및 수동 전환용 전자클러치를 채용한 권양기.

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