KR100794767B1 - 로드셀을 이용한 디씨 디스크브레이크 제동력 감지장치 및그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 로드셀을 이용하여 브레이크휠의 마모량과 제동압력의 변화를 측정가능하며, 전자석의 단락여부를 판단하고, 브레이크의 제동력의 이상판단과 전자석의 이상을 미리 인지하여 정비를 할 수 있어 중량물의 추락을 미연에 방지가능한 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크의 일측은 감속기에 고정되며, 타측에는 코일이 감겨지는 원기둥형의 자석이 형성된 전자석부 및 핀홀이 구비된 마그네틱코어케이스부와, 마그네틱코어케이스부의 핀홀에 일단이 내측에서 외측으로 관통되어 각각 너트로 고정되되, 타측에는 압축스프링이 체결되는 체결핀과, 마그네틱코어케이스부의 중앙에 삽통되어 베어링에 의해 회전되게 지지되며, 일단에 연결치차가 형성되고, 타단은 권상모터에 연결된 주축과, 주축의 연결치차가 형성된 끝단으로 끼워지도록, 중앙이 관통되며 주변에 구비된 핀홀에 체결핀이 관통되어 일측은 압축스프링을 지지하며, 타측에는 접촉면이 돌출되어진 원판형상의 제1디스크가 끼워지고, 제1디스크의 접촉면 전방으로 주축의 연결치차에 치합결합되게 브레이크휠이 결합되며, 브레이크휠의 전방으로 위치되되, 중앙이 관통된 주변에 형성된 핀홀에 체결핀이 관통되며, 양측에 접촉면이 형성된 제2디스크가 끼워지고, 제2디스크의 접촉면 전방으로 브레이크휠이 끼워지며, 브레이크휠의 전방에 맞닿도록 접촉면이 일측에 형성되고, 중앙이 관통된 주변에 형성된 핀홀에 체결핀이 관통되며 지지되되, 타측에는 외측으로 융기된 면에 고정홈이 형성된 제3디스크로 이루어지는 마찰부와, 마찰부의 고정홈에 안치되는 감지수단과, 감지수단을 지지하며, 원판형상의 중앙에는 간격조절볼트가 고정되고, 주변에 형성된 핀홀에 체결핀이 관통되어 너트로 지지판이 체결되며, 간격조절볼트의 풀림을 방지하도록 나비볼트와 볼트를 이용하여 간격조절구가 고정되어 이루어지는 지지부와, 마그네틱코어케이스부의 외측 끝단에 볼트를 이용하여 고정되는 원통형상의 커버로 구성되는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 감지수단을 이용한 브레이크휠의 마모량 및 전자석부의 코일 단락여부를 감지하는 방법에 있어서, 시작을 거쳐 호이스트에 외부의 전원을 공급하는 전원인가단계와, 전원인가단계에서 전원을 인가받은 권상모터 및 전자석부가 작동되는 권상모터 및 전자석부작동단계와, 권상모터 및 전자석부작동단계를 통한 감지수단이 작동되는 감지수단감지단계와, 감지수단감지단계의 감지수단의 설정압력과 감지수단에 감지되는 감지압력이 동일인가를 판단하는 설정압력인가판단단계와, 설정압력인가판단단계에서 감지수단이 설정압력일 때 감지수단에 감지되는 감지압력이'0'인가판단단계와, 감지압력이'0'인가판단단계에서 감지수단의 감지압력이 '0'일 때 호이스트를 작동시키는 호이스트작동단계와, 호이스트작동단계를 거쳐 중량물을 매달아 승하강 시키거나 이동하는 작업실행단계와, 작업실행단계에서 브레이크 작동시 감지수단의 감지압력이 설정압력인가판단단계와, 설정압력인가판단단계에서 감지수단의 감지압력과 설정압력이 동일한 경우에 작업을 진행하는 작업진행단계와, 작업진행단계를 거쳐 작업이 안전하게 종료되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

호이스트, 브레이크, 로드셀, 브레이크휠, 마모량, 감지수단

Description

로드셀을 이용한 디씨 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법{Device and method of D/C Discbrake damping force sensing for Loadcell}

도 1a 및 도 1b는 일반적인 호이스트를 정면도 및 측면도,

도 1c 및 도 1d는 종래의 호이스트 브레이크를 사시도 및 A-A선 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 다른 실시예를 나타낸 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 다른 실시예를 나타낸 측면도,

도 6은 본 발명에 따른 감지수단을 이용하여 감지방법을 나타낸 개념도,

도 7은 본 발명에 따는 브레이크휠의 마모에 따른 감지수단에 작용되는 감지압력의 감지방법을 나타낸 설명도,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

25 : 브레이크 251, 351 : 마크네틱코어케이스부

253 : 주축 354 : 주축부

254, 353 : 마찰부 255, 352 : 감지수단

251a, 355 : 전자석부 256 : 지지부

257, 357 : 커버 356 : 고정플레이트부

S1 : 전원인가단계

S2 : 권상모터 및 전자석부작동단계

S3 : 감지수단감지단계

S4 : 설정압력인가판단단계

S5 : 감지압력이'0'인가판단단계

S6 : 호이스트작동단계

S7 : 작업실행단계

S8 : 설정압력인가

S9 : 작업진행단계

S10 : 컨트롤러산출단계

S11 : 산출값디스플레이표시단계

S12 : 경고음발생 및 경고등표시단계

S13 : 전원차단단계

S14 : 회로 및 장비점검단계

S15 : 회로 및 장비수리단계

S16 : 비상정지단계

S17 : 비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계

S18 : 중량물 내림작업

S19 : 마모량 및 점검단계

S20 : 마모간격조정 및 수리단계

본 발명은 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 로드셀을 이용하여 브레이크휠의 마모량과 제동압력의 변화를 측정가능하며, 전자석의 단락여부를 판단하고, 브레이크의 제동력의 이상판단과 전자석의 이상을 미리 인지하여 정비를 할 수 있어 중량물의 추락을 미연에 방지가능한 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법 관한 것이다.

일반적으로, 크레인(Crane)은 동력을 사용하여 중량물을 달아 올려 수평으로 운반하는 기계나 기계장치를 말하며, 중량물을 들어올리고 내리는 권상, 권하와 수평으로 이동하기 위한 주행, 횡행, 선회 등의 동작을 하고, 이러한 동작이 서로 조합되어 3차원 공간에서 중량물을 취급하게 되는 것이다.

그리고, 호이스트(Hoist)는 창고, 철도역 등에서 중량물의 운반이나 공장에서의 기계분해, 조립에 사용된다. 또한, 상기 호이스트는 크레인의 거더에 설치되며 와이어로프를 이용하여 짐을 오르내리는 기계장치의 하나로 권상모터, 감속기, 와이어드럼 등을 한 조로 하고 권상용 로프 끝에 후크(Hook)를 장착하여 중량물을 들어올린다.

이러한, 상기 호이스트의 종류는 전기 호이스트, 공기 호이스트 등이 있으며, 전기 호이스트는 소형의 전동기, 행성(行星)기어식 가속장치가 달린 권동, 중량물을 잡고 있는 전자기 브레이크, 짐을 내릴 때의 속도를 조절하는 하중브레이크 등을 좁은 용기 공간에 집중시킨 소형권상기이다. 지브(jib) 끝에 붙이거나 또는 아이(I)형 빔의 아래쪽 플랜지를 레일로 주행하며 중량물을 오르내려 운반하는데 쓰인다. 땅에서 로프를 조작하여 전동기를 움직이는 방식, 버튼을 움직이는 방식, 원격조작하는 방식 등이 있다. 호이스트는 사용하는 장소와 기계의 구조에 따라 많은 종류가 있다. 천장이 낮은 곳에서 사용하는 로헤드형, 2개의 레일 위를 주행하는 더블레일형, 아이(I)형 빔의 아래쪽 플랜지를 레일로 주행하는 싱글레일형 크레인 등이 있으며, 탄광이나 화학공장에서는 가스폭발의 위험을 피하기 위해 공기 호이스트를 사용한다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 일반적인 호이스트는 외부 전원 인가로 회전력을 발생시키는 권상모터(21)에 연결되어 권상모터(21)의 회전수를 감소시키는 감속기(22)를 통해 감소된 회전수로 회전되는 와이어로프(23)가 감겨진 와이어드럼(24)의 회전을 제어하는 브레이크(25)가 감속기(22)의 일측에 고정되며, 와이어드럼(24)의 와이어로프(23)와 연결되어 회전하게 되는 시브(26)에 중량물을 매달 수 있는 후크(27)가 고정되는 시브커버(28)로 이루어져 중량물을 상하방으로 끌어올리거나 내리는 후크부(29)로 한 조를 이루며 구성된다.

도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 종래의 호이스트의 브레이크(25)는 일측이 감속기(22)에 고정되며, 타측에는 코일이 감겨지는 원기둥형의 자석(251a')이 형성된 6개의 전자석부(251a)가 구비된 마그네틱코어케이스부(251)와, 마그네틱코어케이스부(251)에 일단이 내측에서 외측으로 관통되어 각각 너트로 고정되되, 타측에는 압축스프링(252a)이 체결되는 체결핀(252)과, 마그네틱코어케이스부(251)의 중앙에 삽통되어 베어링(253a)에 의해 회전되게 지지되며, 권상모터(21)에 연결된 주축(253)과, 주축(253)의 끝단으로 끼워지도록, 중앙이 관통되며 주변에 체결핀(252)이 관통되어 일측은 압축스프링(252a)을 지지하며, 원판형상의 제1디스크(254a)가 끼워지고, 제1디스크(254a)의 전방으로 주축(253)에 치합결합되게 브레이크휠(254b)이 결합되며, 브레이크휠(254b)의 전방으로 위치되되, 중앙이 관통된 주변에 체결핀(252)이 관통되는 제2디스크(254c)가 끼워지고, 제2디스크(254c)의 전방으로 브레이크휠(254b)이 끼워지며, 브레이크휠(254b)의 전방에 맞닿도록 일측에 형성되고, 중앙이 관통된 주변에 체결핀(252)이 관통되며 지지되되, 타측에는 외측으로 융기되어진 제3디스크(254d)로 이루어지는 마찰부(254)와, 제3디스크(254d)를 지지하며, 원판형상의 중앙에는 간격조절볼트(256a)가 고정되고, 주변에 체결핀(252)이 관통되어 너트로 지지판(256d)이 체결되며, 간격조절볼트(256a)의 풀림을 방지하도록 나비볼트와 볼트를 이용하여 간격조절구(256c)가 고정되어 이루어지는 지지부(256)와, 마그네틱코어케이스(251)의 외측 끝단에 볼트를 이용하여 고정되는 원통형상의 커버(257)로 구성된다.

상기와 같은 브레이크(25)는 외부로부터 전원이 인가되면 권상모터(21)와 전자석부(251a)에 전원이 공급된다.

이때, 전자석부(251a)는 자석(251a')의 외주면에 감겨진 코일(도면상 미도 시)이 전류가 흐르면서 자기장이 발생되어 전자석부(251a)의 끝단에 체결핀(252)에 체결되어 제1디스크(254a)를 압축하는 압축스프링(252a)의 탄성력보다 큰 자기장이 형성되면서 제1디스크(254a)를 끌어당기게 된다.

이후, 전자석부(251a)의 끝단에 제1디스크(254a)가 밀착되어, 압축스프링(252a)에 의해 압축된 제1디스크(254a)와 제2디스크(254c)의 사이에 위치된 브레이크휠(254b)과, 제2디스크(254c)와 제3디스크(254d)의 사이에 위치된 브레이크휠(254b)이 서로 압축되어진 상태에서 압축이 해제되는 상태가 된다.

즉, 전자석부(254a)가 제1디스크(254a)를 끌어당기게 되면, 제1디스크(254a)와 압축스프링(252a)의 탄성력으로 인해 압축된 상태가 소정간격으로 이격되게 된다.

이와 동시에, 주축(253)의 끝단에 치합결합된 한 쌍의 브레이크휠(254b)이 회전하게 되면서, 제1디스크(254a)와 제2디스크(254c)의 사이에 위치된 브레이크휠(254b)과, 제2디스크(254c)와 제3디스크(254d)의 사이에 위치된 브레이크휠(254b)의 간격이 제1디스크(254a)의 측으로 이동되어 제1,2,3디스크(254a,254c,254d)와 한 쌍의 브레이크휠(254b)의 표면이 접촉되지 않으며 브레이킹이 해제되면서 회전되게 되는 것이다.

그리고, 브레이크(25)는 후크(27)에 중량물을 달아 올리거나 매단 상태로 이동시 중량물의 추락과 같은 위급사항이 발생하였을 때, 전자석부(251a)에 전원을 차단하면 전자석부(251a)에 자기장이 소멸되면서, 전자석부(251a)의 자기장에 의해 끌려 접촉되어진 제1디스크(254a)가 압축스프링(252a)의 탄성력에 의해 밀리면서 브레이크휠(254b)을 압축하게 된다. 즉, 제1,2,3디스크(254a,254c,254d)와 한 쌍의 브레이크휠(254b)의 표면이 긴밀하게 압축되면서 브레이킹이 되어 주축(253)의 회전을 정지시키며, 주축(253)에 연결된 와이어드럼(24)을 정지시켜 중량물의 추락을 방지하게 되는 것이다.

또한, 브레이크(25)는 오랜기간 사용하게 되면 브레이크휠(254b)이 제1,2,3디스크(254a,254c,254d)와 마찰되면서 마모현상이 발생되게 된다.

이러한, 브레이크휠(254b)의 마모현상은 내구연한을 고려하여 정기적으로 점검하여 마모현상으로 늘어난 브레이크휠(254b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d)의 간격을 간격조절볼트(256a)에 간격조절구(256c)를 뒤집어 체결시킨 후, 간격조절볼트(256a)를 회전시켜 조절하였다.

그러나, 종래의 브레이크는 브레이크휠의 내구연한을 판단하여 정기점검을 통해 마모량을 체크하여 점검 및 정비를 하였으나, 관리상 불편한 요인이 많고, 또한 브레이크휠의 마모량을 정확히 파악하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 브레이크는 전자석부의 코일이 단락되어 전자석이 작동되지 못하는 경우에는, 브레이크휠과 제1, 2, 3디스크 사이의 작용하는 압축스프링의 압축력이 해제되지 못한 상태로 권상모터가 작동되어 권상모터에 과부하가 작용되는 문제점이 있으며, 전자석부의 이상 여부를 판단할 수 있는 방법이 없어 고장의 원인을 찾기 위하여 정비 및 점검하는 시간과 인력낭비로 인한 유, 무형의 손실 등을 발생시키는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 브레이크는 중량물을 끌어올린 상태에서 브레이크 제동력부족 또는 회로 잘못으로 브레이킹이 되지 않은 상태에서 정지하게 되면, 중량물이 고공에서 낙하하는 등 사고의 위험이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 감지수단을 로드셀로 채택하여 로드셀에 입력된 설정압력과 압축스프링의 탄성력에 의해 로드셀에 가해지는 감지압력의 동일 여부를 판단하며, 설정압력과 감지압력이 동일일 경우에는 브레이크휠의 마모가 없음을 나타내고, 설정압력보다 감지압력이 작을 경우에는 브레이크휠이 마모됨을 나타내는 것으로, 로드셀과 연결되어 로드셀의 신호를 전달받는 컨트롤러에 감지압력의 감소량을 이용하여 브레이크휠의 마모량을 판별하여 브레이크 제동력의 이상 여부를 관리자가 쉽게 알아낼 수 있어 관리가 용이하며, 브레이크 제동력의 저하로 발생될 수 있는 재해를 미연에 방지가능하도록 개선된 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전원이 인가되어 자기장을 형성하는 전자석부가 브레이크휠을 압박하는 디스크를 자력에 의해 당기게 되어 브레이크휠과 디스크가 맞닿아 브레이킹된 상태를 해지하여 감지수단 즉 로드셀에 감지되는 감지압력이 '0'이 된 상태에서 브레이크휠이 자유회전을 하게 되는데, 이때, 로드셀에 감지된 감지압력이 '0'이 아닐 경우에는 전자석부의 코일이 단락되어 전자석이 작동되지 않는 상태로 브레이크휠과 디스크가 맞닿은 상태로 권상모터가 회전하는 것을 방지하여 권상모터의 과부하를 방지하며, 브레이크휠이 과도하게 마모되는 것을 방지될 수 있도록 개선된 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 감지수단의 판단조건인 설정압력과 감지압력이 동일한가와 감지압력이 '0'인가의 두 가지 판단조건이 만족되지 않을 경우에는 컨트롤러를 통해 산출하고 산출값은 디스플레이에 표시한 후 경보기 및 경보등을 작동시켜 관리자로 하여금 전자석부의 이상여부와 브레이크휠의 마모를 간단하게 인지시켜 재해를 미연에 방지하도록 개선된 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부 전원 인가로 회전력을 발생시키는 권상모터에 연결되어 권상모터의 회전수를 감소시키는 감속기를 통해 감소된 회전수로 회전되는 와이어로프가 감겨진 와이어드럼의 회전을 제어하는 브레이크가 감속기의 일측에 고정되며, 와이어드럼의 와이어로프와 연결되어 회전하게 되는 시브에 중량물을 매달 수 있는 후크가 고정되는 시브커버로 이루어져 중량물을 상하방으로 끌어올리거나 내리는 후크부로 한 조를 이루는 호이스트에 있어서,

상기 브레이크의 일측은 감속기에 고정되며, 타측에는 코일이 감겨지는 원기둥형의 자석이 형성된 전자석부 및 핀홀이 구비된 마그네틱코어케이스부와,

마그네틱코어케이스부의 핀홀에 일단이 내측에서 외측으로 관통되어 각각 너트로 고정되되, 타측에는 압축스프링이 체결되는 체결핀과,

마그네틱코어케이스부의 중앙에 삽통되어 베어링에 의해 회전되게 지지되며, 일단에 연결치차가 형성되고, 타단은 권상모터에 연결된 주축과,

주축의 연결치차가 형성된 끝단으로 끼워지도록, 중앙이 관통되며 주변에 구비된 핀홀에 체결핀이 관통되어 일측은 압축스프링을 지지하며, 타측에는 접촉면이 돌출되어진 원판형상의 제1디스크가 끼워지고, 제1디스크의 접촉면 전방으로 주축의 연결치차에 치합결합되게 브레이크휠이 결합되며, 브레이크휠의 전방으로 위치되되, 중앙이 관통된 주변에 형성된 핀홀에 체결핀이 관통되며, 양측에 접촉면이 형성된 제2디스크가 끼워지고, 제2디스크의 접촉면 전방으로 브레이크휠이 끼워지며, 브레이크휠의 전방에 맞닿도록 접촉면이 일측에 형성되고, 중앙이 관통된 주변에 형성된 핀홀에 체결핀이 관통되며 지지되되, 타측에는 외측으로 융기된 면에 고정홈이 형성된 제3디스크로 이루어지는 마찰부와,

마찰부의 고정홈에 안치되는 감지수단과,

감지수단을 지지하며, 원판형상의 중앙에는 간격조절볼트가 고정되고, 주변에 형성된 핀홀에 체결핀이 관통되어 너트로 지지판이 체결되며, 간격조절볼트의 풀림을 방지하도록 나비볼트와 볼트를 이용하여 간격조절구가 고정되어 이루어지는 지지부와,

마그네틱코어케이스부의 외측 끝단에 볼트를 이용하여 고정되는 원통형상의 커버로 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 브레이크는 일측이 감속기에 고정되며, 중앙이 관통된 주변으로 고정치차가 형성되고, 고정홈 및 볼트홈이 형성된 마그네틱코어케이스부와,

마그네틱코어케이스부의 고정홈에 고정되는 감지수단과,

마그네틱코어케이스부의 고정치차에 중앙이 관통된 내주면에 치차가 형성된 원판형의 제1디스크가 끼워져 고정되고, 제1디스크의 전방으로 중앙이 관통된 내주에 치차가 형성된 원판형의 브레이크휠이 위치되며, 브레이크휠의 전방으로 중앙이 관통되고 주변에 핀홀이 형성된 원판형의 제2디스크가 배치되고, 제2디스크의 전방으로 중앙이 관통된 내주에 치차가 형성된 원판형의 브레이크휠이 위치되며, 브레이크휠의 전방으로 중앙이 관통되고 주변에 핀홀이 형성된 제3디스크가 위치되어 이루어지는 마찰부와,

마찰부 및 마그네틱코어케이스부의 중앙으로 주축이 삽입되고, 주축의 끝단으로 외주면에 연결치차가 형성된 회전부싱이 브레이크휠의 치차에 연결되며 끼워지되, 추축과 키를 이용하여 고정되고, 회전부싱의 이탈이 방지되도록 끝단에 이탈방지판이 볼트를 이용하여 추축의 끝단면에 고정되어 이루어지는 주축부와,

자석에 코일이 감져지고 압축스프링이 끼워지는 관통홀이 전방에서 후방으로 형성된 전자석부와,

전자석부가 삽입되도록, 일측에는 삽입부가 형성되고, 삽입부의 내측면에 압축판 및 압축스프링의 일단이 삽입되는 스프링홈이 형성되되, 스프링홈을 관통하는 볼트홀에 볼트가 압축판을 밀도록 체결되며, 삽입부의 주변에 형성된 관통홀의 일측에는 원통형의 고정부싱이 나사결합되어 제2,3디스크의 핀홀에 삽입되고, 관통홀의 타측으로 장볼트가 삽입되어 마그네틱코어케이스부의 볼트홈에 체결되는 고정플레이트부와,

마그네틱코어케이스부의 외주면에 나비볼트를 이용하여 고정되는 원통형상의 커버로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지수단은 로드셀을 이용하여 브레이크휠의 마모량과 압축스프링의 탄성력에 의한 감지압력을 측정하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 외부 전원 인가로 회전력을 발생시키는 권상모터에 연결되어 권상모터의 회전수를 감소시키는 감속기를 통해 감소된 회전수로 회전되는 와이어로프가 감겨진 와이어드럼의 회전을 제어하는 브레이크가 감속기의 일측에 고정되며, 와이어드럼의 와이어로프와 연결되어 회전하게 되는 시브에 중량물을 매달 수 있는 후크가 고정되는 시브커버로 이루어져 중량물을 상하방으로 끌어올리거나 내리는 후크부로 한 조를 이루는 호이스트의 브레이크휠의 마모량 및 전자석부의 코일 단락여부를 감지하는 방법에 있어서,

시작을 거쳐 호이스트에 외부의 전원을 공급하는 전원인가단계와,

전원인가단계에서 전원을 인가받은 권상모터 및 전자석부가 작동되는 권상모터 및 전자석부작동단계와,

권상모터 및 전자석부작동단계를 통한 감지수단이 작동되는 감지수단감지단계와,

감지수단감지단계의 감지수단의 설정압력과 감지수단에 감지되는 감지압력이 동일인가를 판단하는 설정압력인가판단단계와,

설정압력인가판단단계에서 감지수단이 설정압력일 때 감지수단에 감지되는 감지압력이'0'인가판단단계와,

감지압력이'0'인가판단단계에서 감지수단의 감지압력이 '0'일 때 호이스트를 작동시키는 호이스트작동단계와,

호이스트작동단계를 거쳐 중량물을 매달아 승하강 시키거나 이동하는 작업실행단계와,

작업실행단계에서 브레이크 작동시 감지수단의 감지압력이 설정압력인가판단단계와,

설정압력인가판단단계에서 감지수단의 감지압력과 설정압력이 동일한 경우에 작업을 진행하는 작업진행단계와,

작업진행단계를 거쳐 작업이 종료되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 설정압력인가판단단계에서 감지압력과 설정압력이 동일하지 않을 경우에는 브레이크휠의 마모나 압축스프링의 파손 등과 같은 장비에 결함이 있는 것으로 감지수단에 연결된 컨트롤러에 감지수단의 감지조건을 전달시켜 감지수단의 설정압력에 감지수단에 작용되는 감지압력을 비교하여 산출하는 컨트롤러산출단계와,

컨트롤러산출단계에서 컨트롤러에 의해 산출된 값을 디스플레이에 표시하는 산출값디스플레이표시단계와,

산출값디스플레이표시단계를 거친 후 경고음 및 경고등을 작동시키는 경고음발생 및 경고등표시단계와,

경고음발생 및 경고등표시단계에서 경고음 및 경고등을 작동시키고 전원을 차단하는 전원차단단계와,

전원차단단계에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 장비를 점 검하는 회로 및 장비점검단계와,

회로 및 장비점검단계에서 장비의 파손, 풀림 등의 이상을 판단하여 점검 또는 수리하는 회로 및 장비수리단계를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계 이전으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 감지압력'0'인가단계에서 감지압력이 '0'이 아닐 경우는 전자석부의 코일이 단락되어 작동되지 않는 것으로서, 컨트롤러를 작동시켜 감지수단의 설정압력에 감지수단에 작용되는 감지압력을 비교하여 산출하는 컨트롤러산출단계와,

컨트롤러산출단계에서 컨트롤러에 의해 산출된 값을 디스플레이에 표시하는 산출값디스플레이표시단계와,

산출값디스플레이표시단계를 거친 후 경고음 및 경고등을 작동시키는 경고음발생 및 경고등표시단계와,

경고음발생 및 경고등표시단계에서 경고음 및 경고등을 작동시키고 전원을 차단하는 전원차단단계와,

전원차단단계에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 회로를 점검하는 회로 및 장비점검단계와,

회로 및 장비점검단계에서 회로의 단락을 판단하여 점검 또는 수리하는 회로 및 장비수리단계를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계 이전으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 설정압력인가단계에서 호이스트를 이용하여 중량물을 매달거나, 매단 상태로 이동하기 위하여 브레이크가 작동될 때 감지수단에 감지되는 감지압력이 설정압력과 동일하지 않을 경우, 호이스트의 작동을 비상정지시키는 비상정지단계와,

비상정지단계를 거쳐 작업자의 작동으로 이루어지는 비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계와,

비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계를 통해 호이스트에 매달리거나 이동중에 비상정지단계로 멈춰진 중량물을 서서히 바닥에 내리는 중량물 내림작업단계와,

중량물 내림작업단계를 거쳐 중량물을 안전하게 바닥에 내린 후, 작동이 멈춰진 호이스트의 브레이크휠의 마모량 및 브레이크휠가 접촉되는 제1,2,3디스크 사이의 간격을 판단하는 마모량 및 점검단계와,

마모량 및 점검단계에서 브레이크휠의 마모량 및 간격을 판단하여 브레이크휠이 접촉되는 제1,2,3디스크 사이의 간격을 조정하는 마모간격조정 및 수리단계를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계 이전으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지방법을 제공한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 감지수단을 적용한 호이스트 브레이크의 다른 실시예를 나타낸 측면도이고, 도 6는 본 발명에 따른 감지수단을 이용하여 감지방법을 나타낸 개념도이며, 도 7은 본 발명에 따는 브레이크휠의 마모에 따른 감지수단에 작용되는 감지압력의 감지방법을 나타낸 설명도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치는 외부 전원 인가로 회전력을 발생시키는 권상모터(21)에 연결되어 권상모터(21)의 회전수를 감소시키는 감속기(22)를 통해 감소된 회전수로 회전되는 와이어로프(23)가 감겨진 와이어드럼(24)의 회전을 제어하는 브레이크(25)가 감속기(22)의 일측에 고정되며, 와이어드럼(24)의 와이어로프(23)와 연결되어 회전하게 되는 시브(26)에 중량물을 매달 수 있는 후크(27)가 고정되는 시브커버(28)로 이루어져 중량물을 상하방으로 끌어올리거나 내리는 후크부(29)로 한 조를 이루는 호이스트의 브레이크(25)에 적용되어 구성된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크(25)는 감속기(22)에 끼움방식이나 볼트를 이용하여 고정되며, 중앙이 관통된 마그네틱코어케이스부(251)가 구성된다.

이러한, 마그네틱코어케이스부(251)는 타측에 코일(도면상 미도시)이 감겨지는 원기둥형의 자석(251a')이 일체 또는 용접방식으로 형성된 6개의 전자석부(251a) 및 3개의 핀홀(251b)이 구성되는 것이다.

그리고, 마그네틱코어케이스부(251)의 핀홀(251b)에 일단이 내측에서 외측으로 관통되어 각각 너트(도면번호 미도시)로 고정되되, 타측에는 압축스프링(252a) 이 체결되는 3개의 체결핀(252)이 구성된다.

아울러, 마그네틱코어케이스부(251)의 중앙에 삽통되어 베어링(253a)에 의해 회전되게 지지되며, 일단에 연결치차(253b)가 형성되고, 타단은 권상모터(21)에 연결된 주축(253)이 구성된다.

이러한, 주축(253)은 환봉형상으로 권상모터(21)의 중심에 연결되어 권상모터(21)가 전원을 인가받아 회전하는 회전력에 의해 회전하게 되는 것으로 중앙부에는 와이어로프(23)가 감겨진 와이어드럼(24)과 연결된 상태로 감속기(22)를 관통하여 끝단이 브레이크(25)의 내부로 삽입되도록 구성되는 것이다.

한편, 주축(253)의 연결치차(253b)가 형성된 끝단으로 끼워지는 마찰부(254)는 제1디스크(254a), 브레이크휠(254b), 제2디스크(254c), 브레이크휠(254b), 제3디스크(254d)의 순서로 겹쳐져 배치되며, 제1,2,3디스크(254a, 254c, 254d)는 강자성체인 금속재질이며, 한 쌍의 브레이크휠(254b)은 비자성체로 마찰재로 구성된다.

이러한, 제1디스크(254a)는 중앙이 관통되며 주변에 구비된 3개의 핀홀(254a')에 체결핀(252)이 관통되어 일측은 압축스프링(252a)을 지지하며, 타측에는 접촉면(254a")이 돌출되어진 원판형상 또는 삼각원판형상으로 구성되는 것이다.

아울러, 브레이크휠(254b)은 제1디스크(254a)의 접촉면(254a") 전방으로 주축(253)의 연결치차(253b)에 치합결합되어 구성되며, 브레이크휠(254b)은 마찰재의 성분으로 성형된 것으로 구성되는 것이다.

또한, 제2디스크(254c)는 브레이크휠(254b)의 전방으로 위치되되, 중앙이 관통된 주변에 형성된 3개의 핀홀(254c')에 체결핀(252)이 관통되며, 양측에 형성된 접촉면(254c")으로 구성되는 것이다.

그리고, 다른 브레이크휠(254b)은 제2디스크(254c)의 접촉면(254c") 전방으로 끼워져 구성되는 것이다.

아울러, 제3디스크(254d)는 브레이크휠(254b)의 전방에 맞닿도록 접촉면(254d')이 일측에 형성되고, 중앙이 관통된 주변에 형성된 핀홀(254d")에 체결핀(252)이 관통되며 지지되되, 타측에는 외측으로 융기된 면에 형성된 고정홈(254d'")으로 구성된다.

이러한, 마찰부(254)는 제1디스크(254a), 제2디스크(254c), 제3디스크(254d)와 한 쌍의 브레이크휠(254b)의 각각의 이격 간격은 0.5mm~1mm의 틈새로 이격되어 구성된다.

한편, 감지수단(255)은 마찰부(254)의 고정홈(254d'")에 안치되어 구성된다.

또한, 지지부(256)는 감지수단(255)을 지지하도록 원판형상의 중앙에는 간격조절볼트(256a)가 고정되고, 주변에 형성된 3개의 핀홀(256b)에 체결핀(252)이 관통되어 너트(도면번호 미도시)로 지지판(256d)이 체결되며, 간격조절볼트(256a)의 풀림을 방지하도록 나비볼트(도면번호 미도시)와 볼트를 이용하여 체결되는 간격조절구(256c)로 구성된다.

그리고, 간격조절구(256c)는 중앙에 간격조절볼트(256a)와 동일한 크기와 모양의 육각홀(도면상 미도시)이 형성되어 있어, 브레이크휠(254b)이 마모되어 제1,2,3디스크(254a, 254c, 254d)와의 간격이 넓어졌을 때 간격조절구(256c)를 고정하고 있는 나비볼트와 볼트를 해체시키고, 간격조절구(256c)를 뒤집어 육각홀에 간 격조절볼트(256a)를 끼운 후 간격조절구(256c)를 이용하여 간격조절볼트(256a)를 회전시키도록 구성된 것이다.

아울러, 마그네틱코어케이스부(251)의 외측 끝단에 볼트(도면번호 미도시)를 이용하여 고정되는 원통형상의 커버(257)로 구성되는 것이다.

이러한, 브레이크휠(254b)의 마모현상은 내구연한을 고려하여 정기적으로 점검하여 마모현상으로 늘어난 브레이크휠(254b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d)의 간격을 나비볼트와 볼트를 해체시켜 간격조절볼트(256a)에 간격조절구(256c)를 뒤집어 체결시킨 후, 오른방향으로 간격조절볼트(256a)를 회전시켜 더 이상 회전되지 않을 때까지 회전시킨 다음, 왼방향으로 3/4역회전시켜 브레이크휠(254b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d)의 간격을 조절하도록 구성된 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 브레이크(35)의 다른 실시 예를 살펴 보면, 마그네틱코어케이스부(351)는 일측이 끼움방식이나 볼트를 이용하여 감속기(22)에 고정되며, 중앙이 관통된 주변으로 고정치차(351a)가 형성되고, 3개의 고정홈(351b) 및 6개 이상의 볼트홈(351c)으로 구성된다.

그리고, 감지수단(352)은 마그네틱코어케이스부(351)의 고정홈(351b)에 고정되는 끼움방식으로 3개가 고정되도록 구성된다.

아울러, 마찰부(353)는 제1디스크(353a), 브레이크휠(353b), 제2디스크(353c), 브레이크휠(353b), 제3디스크(353d)의 순서로 겹쳐져 배치되며, 제1,2,3디스크(353a, 353c, 353d)는 강자성체인 금속재질이며, 한 쌍의 브레이크휠(353b)은 비자성체로 마찰재로 구성된다.

이러한, 제1디스크(353a)는 마그네틱코어케이스부(351)의 고정치차(351a)에 중앙이 관통된 내주면에 치차가 형성된 원판형이나 삼각원판형으로 구성된다.

또한, 브레이크휠(353b)은 제1디스크(353a)의 전방으로 중앙이 관통된 내주에 치차(도면번호 미도시)가 형성된 원판형으로 마찰재의 재질로 구성된다.

그리고, 제2디스크(353c)는 브레이크휠(353b)의 전방으로 중앙이 관통되고 주변에 핀홀(353c')이 형성된 원판형이나 삼각원판형으로 구성된다.

아울러, 브레이크휠(353b)은 제2디스크(353c)의 전방으로 중앙이 관통된 내주에 치차(도면번호 미도시)가 형성된 원판형으로 마찰재의 재질로 구성된다.

한편, 제3디스크(353d)는 브레이크휠(353b)의 전방으로 중앙이 관통되고 주변에 형성된 핀홀(353d')로 구성된다.

이러한, 제1,2,3디스크(353a, 353c, 353d)와 한 쌍의 브레이크휠(353b)의 각각 이격되는 이격간격의 합은 0.4mm~0.6mm의 틈새로 이격되도록 구성되는 것이다.

그리고, 주축부(354)는 마찰부(353) 및 마그네틱코어케이스부(351)의 중앙으로 주축(354a)이 삽입되도록 구성된다.

이러한, 주축(354a)은 끝단의 외주면에 연결치차(354b')가 형성된 회전부싱(354b)이 브레이크휠(353b)의 치차에 연결되며 끼워지되, 추축(354a)과 키(354a')를 이용하여 고정되고, 회전부싱(354b)의 이탈이 방지되도록 끝단에 이탈방지판(354c)이 볼트를 이용하여 추축(354a)의 끝단면에 고정되어 구성되는 것이다.

아울러, 전자석부(355)는 자석에 코일이 감져지고 압축스프링(355a)이 끼워 지는 관통홀(355b)이 전방에서 후방으로 형성되어 구성된다.

또한, 고정플레이트부(356)는 전자석부(355)가 삽입되도록 일측에 삽입부(356a)가 구성된다.

이러한, 삽입부(356a)는 내측면에 압축판(356b) 및 압축스프링(355a)의 일단이 삽입되는 스프링홈(356a')이 형성되되, 스프링홈(356a')을 관통하는 볼트홀(356a")에 볼트가 압축판(356b)을 밀도록 체결되며, 삽입부(356a)의 주변에 형성된 관통홀(356c)의 일측에는 원통형의 고정부싱(356d)이 나사결합되어 제2,3디스크(353c,353d)의 핀홀(353c',353d')에 삽입되고, 관통홀(356c)의 타측으로 장볼트(356e)가 삽입되어 마그네틱코어케이스부(351)의 볼트홈(351c)에 체결되도록 구성된다.

아울러, 커버(357)는 마그네틱코어케이스부(351)의 외주면에 나비볼트를 이용하여 고정되는 원통형상으로 구성되는 것이다.

그리고, 브레이크휠(353b)이 마모되었을 때에는 마모량을 측정하여 다수개의 장볼트(356e)를 각각 체결하며, 제1,2,3디스크(353a, 353c, 353d)와 한 쌍의 브레이크휠(353b)의 간격에 틈새게이지를 끼워넣어 균일한 틈새로 이격되도록 조정할 수 있도록 구성된 것이다.

한편, 본 발명의 감지수단(255,352)은 로드셀을 이용하여 브레이크휠(254b,353b)의 마모량과 압축스프링(252a,355a)의 탄성력에 의한 감지압력을 측정하도록 구성된다.

이러한, 로드셀은 하중을 가하면 그 크기에 비례하여 전기적 출력이 발생되 는 힘 변환기의 총칭으로 스트레인게이지(Strain Gauge)방식을 의미한다.

따라서, 스트레인게이지를 금속 탄성체에 점착하고 그 탄성체에 하중을 가했을 때 탄성체의 스트레인을 스트레인게이지의 저항값의 변화로서 가해 진 하중의 크기에 비례한 전기적 출력신호를 얻을 수 있는 것이다.

더불어, 스트레인(Strain)은 어떤 탄성체를 당기거나 밀면 변형이 일어나고 이때 줄거나 늘어나는 것을 스트레인이라 하며, 이 미세한 변형량을 측정하기 위해 스트레인 게이지를 사용하게 되는 것이다.

이러한, 특성을 이용하여 변형량을 하중으로 변환하여 측정하는 것이 바로 로드셀의 원리이다. 아울러, 미세한 변화를 검출하기 위해 전기적으로 브릿지 회로라는 회로를 사용하게 된다. 즉, 평상시에는 전기적으로 평형이 유지되어 극히 미세한 전류를 흘려 보내다가, 어느 한쪽의 불균형이 발생하면(저항값이 변하면) 그쪽으로 전류가 흘러 이 전류의 흐름이 전압의 변화로 나타나 검출된다.

또한, 스트레인게이지는 전기식으로 측정하는 전기식 스트레인게이지(Electrical strain gauge)와 기계식으로 측정하는 기계식 스트레인게이지(Mechanical strain gauge)의 2종류로 구분할 수 있다. 전기식 스트레인게이지는 구조체가 변형을 일으킬 때에 부착된 스트레인게이지의 전기적 저항이 변하여 이로부터 변형률을 측정하는 것이며, 기계식 스트레인게이지는 두 점 사이의 미소한 거리변화를 기계적으로 측정하여 구조체의 변형률을 측정하는 것이다. 이러한, 스트레인게이지의 개발로 인하여 구조체의 변형 상태를 정밀하게 측정할 수 있게 되었다.

아울러, 스트레인게이지는 구조체의 재질에 따라 그 모양과 길이가 다른 것이 사용된다. 금속이나 강재에는 주로 5mm 게이지가, 콘크리트에는 30~100mm 게이지가 자주 사용된다. 또한 이 스트레인게이지는 표면에 부착하는 부착게이지뿐만 아니라 물체나 구조체를 만들 때에 그 내부에 매몰시켜 설치하는 매몰형 스트레인게이지도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2,4,6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 로드셀을 이용한 감지수단(255,352)을 이용한 브레이크휠(254b,353b)의 마모량 및 전자석부(251a,355)의 코일 단락여부를 감지하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

호이스트에 외부의 전원을 공급하는 전원인가단계(S1)를 거쳐 호이스트를 작동시킬 준비를 한다.

이후, 전원인가단계(S1)에서 전원을 인가받은 권상모터(21) 및 전자석부(251a,355)가 작동되는 권상모터 및 전자석부작동단계(S2)로 진행된다.

다음으로, 권상모터 및 전자석부작동단계(S2)를 통한 감지수단(255,352)이 작동되는 감지수단감지단계(S3)에서 감지하게 된다.

이후, 감지수단감지단계(S3)의 감지수단(255,352)의 설정압력과 감지수단(255,352)에 감지되는 감지압력이 동일인가를 판단하는 설정압력인가판단단계(S4)를 거쳐 1차적으로 감지수단(255,352)이 감지조건을 감지한다.

그리고, 설정압력인가판단단계(S4)에서 감지수단(255,352)이 설정압력일 때 감지수단(255,352)에 감지되는 감지압력이'0'인가판단단계(S5)를 거쳐 2차적으로 감지수단(255,352)이 감지조건을 감지한다.

이러한, 감지압력이'0'인가판단단계(S5)에서 감지수단(255,352)의 감지압력이 '0'일 때 호이스트를 작동시키는 호이스트작동단계(S6)를 통해 감지수단(255,352)의 감지조건이 만족 되었을 때 호이스트가 작동되게 된다.

이렇게, 호이스트작동단계(S6)를 통해 작동되는 호이스트에 중량물을 매달아 승하강 시키거나 이동하는 작업실행단계(S7)를 거치게 된다. 즉, 중량물을 매달기 위해 멈추거나 중량물을 저속으로 내리는 작업, 중량물을 매단 상태로 이동할 때 브레이크(25)를 작동시켜야함으로 브레이크(25)가 작동될 때마다 이상유무를 판단하는 것이다.

그리고, 작업실행단계(S7)에서 중량물을 매달기 위해 브레이크(25) 작동시키거나, 중량물을 매달고 이동을 위해 브레이크(25)를 브레이킹시켰을 때, 감지수단(255,352)에 감지되는 감지압력이 감지수단(255,352)에 설정된 설정압력과 동일인가를 판단하는 설정압력인가판단단계(S8)를 거쳐 감지수단(255,352)에 의해 감지되는 것이다.

이후, 설정압력인가판단단계(S8)에서 감지수단(255,352)에 감지되는 감지압력과 감지수단(255,352)에 설정된 설정압력이 동일일 경우에는 브레이크(25)의 작동에 대하여 이상이 없는 것으로 안전한 상태로 작업을 진행하는 작업진행단계(S9)를 수행하게 된다.

이러한, 작업진행단계(S9)를 거쳐 모든 작업이 완료되면 호이스트에 전원을 차단시켜 종료하게 되는 것이다.

한편, 상기 설정압력인가판단단계(S4)에서 감지압력과 설정압력이 동일하지 않을 경우에는 브레이크휠(254b,353b)의 마모나 압축스프링(252a,355a)의 파손 등과 같은 장비에 결합이 있는 것으로 감지수단(255,352)에 연결된 컨트롤러에 감지수단(255,352)의 감지조건을 전달시켜 감지수단(255,352)의 설정압력에 감지수단(255,352)에 작용되는 감지압력을 비교하여 산출하는 컨트롤러산출단계(S10)를 거치게 된다.

이후, 컨트롤러산출단계(S10)에서 컨트롤러에 의해 산출된 값을 디스플레이에 표시하는 산출값디스플레이표시단계(S11)를 통해 관리자에게 간단하게 표시시켜 준다.

다음으로, 산출값디스플레이표시단계(S11)를 거친 후 경고음 및 경고등을 작동시키는 경고음발생 및 경고등표시단계(S12)를 거쳐 관리자에게 경고 및 인지를 시키게 된다.

그리고, 경고음발생 및 경고등표시단계(S12)에서 경고음 및 경고등을 작동시키고 전원을 차단하는 전원차단단계(S13)를 거쳐 호이스트의 작동을 사전에 차단시키게 된다.

아울러, 전원차단단계(S13)에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 장비를 점검하는 회로 및 장비점검단계(S14)를 시행하게 된다.

즉, 회로 및 장비점검단계(S14)에서는 각종 장비의 파손, 풀림 등을 확인 및 점검하는 것이다.

이러한, 회로 및 장비점검단계(S14)에서 장비의 이상을 판단하여 점검 또는 수리하는 회로 및 장비수리단계(S15)를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계(S1) 이전으로 연결하여 호이스트를 작동시킬때, 감지압력이 설정압력과 동일인가를 판단하는 설정압력인가판단단계(S4)에서 감지수단(255,352)의 감지압력이 설정압력과 동일하다는 판단의 결과가 유출되면 회로 및 장비에 이상이 없는 상태가 되는 것이다.

한가지 예를 들어 설명하자면, 압축스프링(252a,355a)의 개수가 3개라고 가정하고, 압축스프링(252a,355a)이 최대로 압축가능한 길이가 6cm이며, 최대로 압축되었을 때의 반발력이 60kg이라 하면, 1mm로 길이가 신장될 때, 1kg의 반발력이 줄어드는 압축스프링(252a,355a)으로 가정한다.

이러한, 각각의 압축스프링(252a,355a)이 마모가 되지 않은 상태의 브레이크휠(254b,353b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d)가 겹쳐진 상태로 압축되었을 때를 6cm이라하고, 압축되었을 때 발생되는 반반력을 60kg이라고 가정하면 총 180kg의 반발력, 즉, 제1,3디스크(254a,353d)를 180kg으로 압축하게 되어 브레이크휠(254b,353b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d)에 180kg이 브레이킹작용력이 적용되는 것이다.

그러나, 브레이크휠(254b,353b)이 마모가 되면 브레이크휠(254b,353b)의 폭이 얇아지게 되면서 마찰부의 총길이(L)는 변형량(δ)만큼 줄어들게 된다. 이렇게 줄어든 변형량(δ)의 길이만큼 압축스프링(252a,355a)의 길이도 늘어나게 되는데 그때의 길이를 7cm라 하면 늘어난 압축스프링(252a,355a)의 반발력을 산출해 보면 다음과 같다.

즉, 마찰부(254,353)의 총길이(L)가 1mm줄어들게 되면 압축스프링은 1mm가 늘어나게 되고, 이때, 압축스프링(252a,355a)은 1mm 늘어날 때마다 1kg의 반발력이 감소되어 압축스프링(252a,355a)은 전체길이가 7cm가 되면, 반발력은 50kg이 되어 브레이크휠(254b,353b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d)에 작용되는 브레이킹작용력은 150kg이 되는 것이다.

이렇게, 브레이크휠(254b,353b)의 마모에 의해 압축스프링(252a,355a)이 반발력이 감소하게 되면 제1,3디스크(254a,353d)를 적은 힘으로 압축하게 되어 브레이크의 기능을 수행할 수 없게 됨을 관리자가 수치적으로 내구연한과 정확한 마모량을 파악하여 정비와 교체 등과 같은 작업을 수행할 수 있게 된다.

그리고, 감지압력'0'인가단계(S5)에서 감지압력이 '0'이 아닐 경우는 전자석부(251a,355)의 코일이 단락되어 작동되지 않는 것으로서, 컨트롤러를 작동시켜 감지수단(255,352)의 설정압력에 감지수단(255,352)에 작용되는 감지압력을 비교하여 산출하는 컨트롤러산출단계(S10)를 거치게 된다.

이후, 컨트롤러산출단계(S10)에서 컨트롤러에 의해 산출된 값을 디스플레이에 표시하는 산출값디스플레이표시단계(S11)를 통해 관리자에게 간단하게 표시시켜 준다.

다음으로, 산출값디스플레이표시단계(S11)를 거친 후 경고음 및 경고등을 작동시키는 경고음발생 및 경고등표시단계(S12)를 거쳐 관리자에게 경고 및 인지를 시키게 된다.

그리고, 경고음발생 및 경고등표시단계(S12)에서 경고음 및 경고등을 작동시 키고 전원을 차단하는 전원차단단계(S13)를 거쳐 호이스트의 작동을 사전에 차단시키게 된다.

아울러, 전원차단단계(S13)에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 장비를 점검하는 회로 및 장비점검단계(S14)를 시행하게 된다.

즉, 회로 및 장비점검단계(S14)에서는 각종 회로의 단락이나 접촉불량 등을 확인 및 점검하는 것이다.

이러한, 회로 및 장비점검단계(S14)에서 회로의 단락 및 장비의 이상을 판단하여 점검 또는 수리하는 회로 및 장비수리단계(S15)를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계(S1) 이전으로 연결하여 호이스트를 작동시킬때, 설정압력인가판단단계(S4)에서 감지수단(255,352)의 감지압력이 설정압력과 동일하다는 판단의 결과가 유출되면 회로 및 장비에 이상이 없는 상태가 되는 것이다.

동일한 예로서, 압축스프링(252a,355a)의 개수가 3개라고 가정하고, 압축스프링(252a,355a)이 최대로 압축가능한 길이가 6cm이며, 최대로 압축되었을 때의 반발력이 60kg이라 하면, 1mm로 길이가 신장될 때, 1kg의 반발력이 줄어드는 압축스프링(252a,355a)으로 가정한다.

이러한, 각각의 압축스프링(252a,355a)이 마모가 되지 않은 상태의 브레이크휠(254b,353b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d)가 겹쳐진 상태로 압축되었을 때를 6cm이라하고, 압축되었을 때 발생되는 반반력을 60kg이라고 가정하면 총 180kg의 반발력, 즉, 제1,3디스크(254a,353d)를 180kg으로 압축하게 되어 브레이크휠(254b,353b)과 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d)에 180kg 이 브레이킹작용력이 적용되는 것이다.

그리고, 감지수단(255,352)의 설정압력을 180kg으로 설정하였을 때, 전원인가단계(S1)를 통해 전원을 인가받은 전자석부(251a,355)가 작동하여 압축스프링(252a,355a)의 반발력을 마찰부(254,353)를 통해 감지수단(255,352)으로 전달되는 반발력을 제1,3디스크(254a,353d)를 자기장을 이용하여 끌어당겨 감지수단(255,352)에 전달되지 않도록 하는 것이다.

즉, 코일이 단락되어 전자석부(251a,355)에 전원이 공급되지 못하여 제1,3디스크(254a,353d)를 끌어당기지 못하는 경우에는 감지수단(255,352)의 감지압력이 지속적으로 작용되어 호이스트를 작동시키지 않고 전원을 차단하여 권상모터(21)에 브레이킹의 작용력에 의한 과부하를 방지하며 브레이크휠(254b,353b)의 과도한 마모를 방지하게 되는 것이다.

한편, 상기 설정압력인가단계(S8)에서 호이스트를 이용하여 중량물을 매달거나, 매단 상태로 이동하기 위하여 브레이크(25)가 작동될 때 감지수단(255,352)에 감지되는 감지압력이 설정압력과 동일하지 않을 경우, 호이스트의 작동을 비상정지시키는 비상정지단계(S16)를 거치게 된다.

이후, 비상정지단계(S16)를 거쳐 작업자의 작동으로 이루어지는 비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계(S17)를 통해 중량물의 낙하에 의한 물적 피해나 중량물의 낙하에 의한 인명피해를 없애기 위하여 넓은 작업공간의 확보와 수동조작으로 제어하며 조작하는 것이다.

이러한, 비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계(S17)를 통해 호이스 트에 매달리거나 이동중에 비상정지단계(S16)로 멈춰진 중량물을 서서히 바닥에 내리는 중량물 내림작업단계(S18)를 거쳐 중량물의 파손과 인명피해를 최소로 줄이도록 하는 작업단계이다.

다음으로, 중량물 내림작업단계(S18)를 거쳐 중량물을 안전하게 바닥에 내린 후, 작동이 멈춰진 호이스트의 브레이크휠(254b,353b)의 마모량 및 브레이크휠(254b,353b)가 접촉되는 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d) 사이의 간격을 판단하는 마모량 및 점검단계(S19)를 시행하게 된다.

마모량 및 점검단계(S19)에서 브레이크휠(254b,353b)의 마모량 및 간격을 판단하여 브레이크휠(254b,353b)이 접촉되는 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d) 사이의 간격을 조정하는 마모간격조정 및 수리단계(S20)를 거쳐 전원을 인가하여 이상유무를 재 판단하여 이상이 없을 경우 원활한 작업을 수행하게 된다.

아울러, 전원차단단계(S19)에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 브레이크휠(254b,353b)의 마모량 및 브레이크휠(254b,353b)이 접촉되는 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d) 사이의 간격을 판단하는 마모량 및 간격판단단계(S20)를 거쳐 정확한 수치적 개념을 관리자가 파악하게 되어, 브레이크휠(254b,353b)의 마모량과 내구연한을 쉽게 파악할 수 있다.

마지막으로, 마모간격조정 및 수리단계(S20)에서 마모량 및 간격을 판단하여 브레이크휠(254b,353b)가 접촉되는 제1,2,3디스크(254a,254c,254d,353a,353c,353d) 사이의 간격을 조정하는 마모간격조정 및 수리단계 작업을 거쳐 관리자가 정비 및 내구연한이 만료된 브레이크휠(254b,353b)은 교체작업을 통해 재정비한 후, 전원을 다시 인가시키는 전원인가단계(S1)를 거쳐 설정압력과 감지압력이 동일한가를 다시 판단하게 되는 것이다.

아울러, 관리자로 하여금 전자석부(251a,355)의 작동여부 및 코일 단락여부를 쉽게 판단하게 하여 점검에 대한 시간과 인력낭비를 줄이는 동시에 정비와 교체 등으로 인한 작업효율을 높일 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 감지수단을 로드셀로 채택하여 로드셀에 입력된 설정압력과 압축스프링의 탄성력에 의해 로드셀에 가해지는 감지압력의 동일 여부를 판단하며, 설정압력과 감지압력이 동일일 경우에는 브레이크휠의 마모가 없음을 나타내고, 설정압력보다 감지압력이 작을 경우에는 브레이크휠이 마모됨을 나타내는 것으로, 로드셀과 연결되어 로드셀의 신호를 전달받는 컨트롤러에 감지압력의 감소량을 이용하여 브레이크휠의 마모량을 판별하여 브레이크 제동력의 이상 여부를 관리자가 쉽게 알아낼 수 있어 관리가 용이하며, 브레이크 제동력의 저하로 발생될 수 있는 재해를 미연에 방지가능하도록 개선되는 효과가 있다.

또한, 전원이 인가되어 자기장을 형성하는 전자석부가 브레이크휠을 압박하 는 디스크를 자력에 의해 당기게 되어 브레이크휠과 디스크가 맞닿아 브레이킹된 상태를 해지하여 감지수단 즉 로드셀에 감지되는 감지압력이 '0'이 된 상태에서 브레이크휠이 자유회전을 하게 되는데, 이때, 로드셀에 감지된 감기압력이 '0'이 아닐 경우에는 전자석부의 코일이 단락되어 전자석이 작동되지 않는 상태로 브레이크휠과 디스크가 맞닿은 상태로 권상모터의 회전에 방지하여 권상모터의 과부하를 방지하며, 브레이크휠이 과도하게 마모되는 것을 방지될 수 있도록 개선되는 효과가 있다.

아울러, 감지수단의 판단조건인 설정압력과 감지압력이 동일한가와 감지압력이 '0'인가의 두 가지 판단조건이 만족되지 않을 경우에는 컨트롤러를 통해 산출하고 산출값은 디스플레이에 표시한 후 경보기 및 경보등을 작동시켜 관리자로 하여금 전자석부의 이상여부와 브레이크휠의 마모를 간단하게 인지시켜 재해를 미연에 방지하도록 개선되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 외부 전원 인가로 회전력을 발생시키는 권상모터(21)에 연결되어 권상모터(21)의 회전수를 감소시키는 감속기(22)를 통해 감소된 회전수로 회전되는 와이어로프(23)가 감겨진 와이어드럼(24)의 회전을 제어하는 브레이크(35)가 감속기(22)의 일측에 고정되며, 와이어드럼(24)의 와이어로프(23)와 연결되어 회전하게 되는 시브(26)에 중량물을 매달 수 있는 후크(27)가 고정되는 시브커버(28)로 이루어져 중량물을 상하방으로 끌어올리거나 내리는 후크부(29)로 한 조를 이루는 호이스트에 있어서,

   브레이크(35)의 일측은 감속기(22)에 고정되며, 중앙이 관통된 주변으로 고정치차(351a)가 형성되고, 고정홈(351b) 및 볼트홈(351c)이 형성된 마그네틱코어케이스부(351)와,

   마그네틱코어케이스부(351)의 고정홈(351b)에 고정되는 감지수단(352)과,

   마그네틱코어케이스부(351)의 고정치차(351a)에 중앙이 관통된 내주면에 치차가 형성된 원판형의 제1디스크(353a)가 끼워져 고정되고, 제1디스크(353a)의 전방으로 중앙이 관통된 내주에 치차가 형성된 원판형의 브레이크휠(353b)이 위치되며, 브레이크휠(353b)의 전방으로 중앙이 관통되고 주변에 핀홀(353c')이 형성된 원판형의 제2디스크(353c)가 배치되고, 제2디스크(353c)의 전방으로 중앙이 관통된 내주에 치차가 형성된 원판형의 브레이크휠(353b)이 위치되며, 브레이크휠(353b)의 전방으로 중앙이 관통되고 주변에 핀홀(353d')이 형성된 제3디스크(353d)가 위치되어 이루어지는 마찰부(353)와,

   마찰부(353) 및 마그네틱코어케이스부(351)의 중앙으로 주축(354a)이 삽입되고, 주축(354a)의 끝단으로 외주면에 연결치차(354b')가 형성된 회전부싱(354b)이 브레이크휠(353b)의 치차에 연결되며 끼워지되, 추축(354a)과 키(354a')를 이용하여 고정되고, 회전부싱(354b)의 이탈이 방지되도록 끝단에 이탈방지판(354c)이 볼트를 이용하여 추축(354a)의 끝단면에 고정되어 이루어지는 주축부(354)와,

   자석에 코일이 감져지고 압축스프링(355a)이 끼워지는 관통홀(355b)이 전방에서 후방으로 형성된 전자석부(355)와,

   전자석부(355)가 삽입되도록, 일측에는 삽입부(356a)가 형성되고, 삽입부(356a)의 내측면에 압축판(356b) 및 압축스프링(355a)의 일단이 삽입되는 스프링홈(356a')이 형성되되, 스프링홈(356a')을 관통하는 볼트홀(356a")에 볼트가 압축판(356b)을 밀도록 체결되며, 삽입부(356a)의 주변에 형성된 관통홀(356c)의 일측에는 원통형의 고정부싱(356d)이 나사결합되어 제2,3디스크(353c,353d)의 핀홀(353c',353d')에 삽입되고, 관통홀(356c)의 타측으로 장볼트(356e)가 삽입되어 마그네틱코어케이스부(351)의 볼트홈(351c)에 체결되는 고정플레이트부(356)와,

   마그네틱코어케이스부(351)의 외주면에 나비볼트를 이용하여 고정되는 원통형상의 커버(357)로 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치.
3. 제2항에 있어서, 감지수단(352)은 로드셀을 이용하여 브레이크휠(353b)의 마모량과 압축스프링(355a)의 탄성력에 의한 감지압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지장치.
4. 외부 전원 인가로 회전력을 발생시키는 권상모터(21)에 연결되어 권상모터(21)의 회전수를 감소시키는 감속기(22)를 통해 감소된 회전수로 회전되는 와이어로프(23)가 감겨진 와이어드럼(24)의 회전을 제어하는 브레이크(35)가 감속기(22)의 일측에 고정되며, 와이어드럼(24)의 와이어로프(23)와 연결되어 회전하게 되는 시브(26)에 중량물을 매달 수 있는 후크(27)가 고정되는 시브커버(28)로 이루어져 중량물을 상하방으로 끌어올리거나 내리는 후크부(29)로 한 조를 이루는 호이스트의 브레이크휠(353b)의 마모량 및 전자석부(355)의 코일 단락여부를 감지하는 방법에 있어서,

   시작을 거쳐 호이스트에 외부의 전원을 공급하는 전원인가단계(S1)와,

   전원인가단계(S1)에서 전원을 인가받은 권상모터(21) 및 전자석부(355)가 작동되는 권상모터 및 전자석부작동단계(S2)와,

   권상모터 및 전자석부작동단계(S2)를 통한 감지수단(352)이 작동되는 감지수단감지단계(S3)와,

   감지수단감지단계(S3)의 감지수단(352)의 설정압력과 감지수단(352)에 감지되는 감지압력이 동일인가를 판단하는 설정압력인가판단단계(S4)와,

   설정압력인가판단단계(S4)에서 감지수단(352)이 설정압력일 때 감지수단(352)에 감지되는 감지압력이'0'인가판단단계(S5)와,

   감지압력이'0'인가판단단계(S5)에서 감지수단(352)의 감지압력이 '0'일 때 호이스트를 작동시키는 호이스트작동단계(S6)와,

   호이스트작동단계(S6)를 거쳐 중량물을 매달아 승하강 시키거나 이동하는 작업실행단계(S7)와,

   작업실행단계(S7)에서 브레이크(35) 작동시 감지수단(352)의 감지압력이 설정압력인가판단단계(S8)와,

   설정압력인가판단단계(S8)에서 감지수단(352)의 감지압력과 설정압력이 동일한 경우에 작업을 진행하는 작업진행단계(S9)와,

   작업진행단계(S9)를 거쳐 작업이 종료되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 설정압력인가판단단계(S4)에서 감지압력과 설정압력이 동일하지 않을 경우에는 브레이크휠(353b)의 마모나 압축스프링(355a)의 파손 등과 같은 장비에 결함이 있는 것으로 감지수단(352)에 연결된 컨트롤러에 감지수단(352)의 감지조건을 전달시켜 감지수단(352)의 설정압력에 감지수단(352)에 작용되는 감지압력을 비교하여 산출하는 컨트롤러산출단계(S10)와,

   컨트롤러산출단계(S10)에서 컨트롤러에 의해 산출된 값을 디스플레이에 표시하는 산출값디스플레이표시단계(S11)와,

   산출값디스플레이표시단계(S11)를 거친 후 경고음 및 경고등을 작동시키는 경고음발생 및 경고등표시단계(S12)와,

   경고음발생 및 경고등표시단계(S12)에서 경고음 및 경고등을 작동시키고 전원을 차단하는 전원차단단계(S13)와,

   전원차단단계(S13)에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 장비를 점검하는 회로 및 장비점검단계(S14)와,

   회로 및 장비점검단계(S14)에서 장비의 파손, 풀림 등의 이상을 판단하여 점검 또는 수리하는 회로 및 장비수리단계(S15)를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계(S1) 이전으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 감지압력'0'인가단계(S5)에서 감지압력이 '0'이 아닐 경우는 전자석부(355)의 코일이 단락되어 작동되지 않는 것으로서, 컨트롤러를 작동시켜 감지수단(352)의 설정압력에 감지수단(352)에 작용되는 감지압력을 비교하여 산출하는 컨트롤러산출단계(S10)와,

   컨트롤러산출단계(S10)에서 컨트롤러에 의해 산출된 값을 디스플레이에 표시하는 산출값디스플레이표시단계(S11)와,

   산출값디스플레이표시단계(S11)를 거친 후 경고음 및 경고등을 작동시키는 경고음발생 및 경고등표시단계(S12)와,

   경고음발생 및 경고등표시단계(S12)에서 경고음 및 경고등을 작동시키고 전원을 차단하는 전원차단단계(S13)와,

   전원차단단계(S13)에 의해 전원이 차단되어 작동이 멈춰진 호이스트의 회로를 점검하는 회로 및 장비점검단계(S14)와,

   회로 및 장비점검단계(S14)에서 회로의 단락을 판단하여 점검 또는 수리하는 회로 및 장비수리단계(S15)를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계(S1) 이전으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지방법.
7. 제 4항에 있어서, 상기 설정압력인가단계(S8)에서 호이스트를 이용하여 중량물을 매달거나, 매단 상태로 이동하기 위하여 브레이크(35)가 작동될 때 감지수단(352)에 감지되는 감지압력이 설정압력과 동일하지 않을 경우, 호이스트의 작동을 비상정지시키는 비상정지단계(S16)와,

   비상정지단계(S16)를 거쳐 작업자의 작동으로 이루어지는 비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계(S17)와,

   비상조작에 의한 권상모터 및 전자석부작동단계(S17)를 통해 호이스트에 매달리거나 이동중에 비상정지단계(S16)로 멈춰진 중량물을 서서히 바닥에 내리는 중량물 내림작업단계(S18)와,

   중량물 내림작업단계(S18)를 거쳐 중량물을 안전하게 바닥에 내린 후, 작동이 멈춰진 호이스트의 브레이크휠(353b)의 마모량 및 브레이크휠(353b)가 접촉되는 제1,2,3디스크(353a,353c,353d) 사이의 간격을 판단하는 마모량 및 점검단계(S19)와,

   마모량 및 점검단계(S19)에서 브레이크휠(353b)의 마모량 및 간격을 판단하여 브레이크휠(353b)이 접촉되는 제1,2,3디스크(353a,353c,353d) 사이의 간격을 조정하는 마모간격조정 및 수리단계(S20)를 거쳐 전원을 인가시키는 전원인가단계(S1) 이전으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지방법.
8. 제 4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 감지수단(352)은 로드셀을 이용하여 브레이크휠(353b)의 마모량과 압축스프링(355a)의 탄성력에 의한 감지압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 D/C 디스크브레이크 제동력 감지방법.

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