KR101111608B1

KR101111608B1 - 이동거리 감지센서

Info

Publication number: KR101111608B1
Application number: KR1020100032669A
Authority: KR
Inventors: 강용주
Original assignee: 강용주
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2012-02-14
Also published as: KR20110113332A

Abstract

본 발명은 물체의 이동거리를 감지하는 이동거리 감지센서에 관한 것이다.
본 발명의 이동거리 감지센서는, 센서와이어가 감겨있는 보빈; 보빈에 감겨있던 센서와이어가 당겨져 있는 상태에서 센서와이어를 당기는 힘이 제거되면 센서와이어가 보빈에 감기도록 보빈을 회전시키는 태엽; 보빈의 회전시 함께 회전되며 외주면에 홈이 형성되어 있는 동시회전몸체; 보빈의 회전 정도를 통해 물체의 이동거리를 파악하는 감지수단; 보빈에 감기거나 풀어지는 센서와이어를 누르는 센서와이어접촉몸체를 가지며, 센서와이어접촉몸체에 연결되어 센서와이어가 센서와이어접촉몸체에 접촉된 상태로 평행하게 풀어지거나 감기려는 힘이 작용할 때 센서와이어접촉몸체 방향으로 인장되는 탄성체를 갖고, 어느 한쪽은 상기 센서와이어접촉몸체에 연결되고 다른 한쪽은 동시회전몸체 주변에 위치되어 있어 센서와이어접촉몸체가 상부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체의 홈에서 이탈되고 탄성체에 의해 센서와이어접촉몸체가 하부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체의 홈에 걸려 동시회전몸체의 회전을 방지하는 스토퍼를 갖는 오작동방지수단;을 포함하여 구성된다.
본 발명의 이동거리 감지센서는, 사용 중 센서와이어가 끊어지더라도 오작동이 방생되지 않으며, 이로 인해 이동거리 감지센서의 오작동으로 인해 발생되던 크레인 등의 고장발생 문제와 안전사고 발생의 문제를 해소할 수 있다.

Description

이동거리 감지센서{MOVING DISTANCE SENSOR}

본 발명은 크레인의 붐이 펼쳐지는 것과 같이 물체가 움직일 때 그 이동거리를 감지하기 위한 이동거리 감지센서에 관한 것이다.

각종 시설물이나 기계장치 등에서 그 작동시에 물체의 이동거리를 감지해야하는 경우가 있으며, 이를 위하여 각종 이동거리 감지센서가 사용되고 있다.

다양한 형태의 이동거리 감지센서가 안출되었는데 크레인 등의 기술분야에서는 보빈과 센서와이어 및 포텐셔메터(Potention meter)나 엔코더(Encoder) 등의 감지수단을 사용한 방식이 주로 사용되고 있다.

즉, 물체의 구동부에 연결되는 센서와이어가 감겨있는 보빈을 갖는 것이다.

또, 보빈에 감겨있던 센서와이어가 당겨져 있는 상태에서 센서와이어를 당기는 힘이 제거되면 당겨져 있던 센서와이어가 보빈에 감기도록 보빈을 회전시키는 태엽을 가지고 있는 것이다.

또, 보빈의 회전 정도를 통해 물체의 이동거리를 파악하는 포텐셔메터나 엔코더 등의 감지수단을 갖는다.

그런데 상기와 같이 보빈과 센서와이어 및 감지수단을 갖는 종래의 감지센서는 사용 중에 센서와이어가 끊어질 경우 오작동 현상이 발생되어 크레인 등의 각종 장치에 큰 고장과 안전사고를 유발하는 문제점이 있었다.

크레인의 예로 설명하면, 감지센서의 상기 센서와이어가 끊어지면 당겨져 있던 센서와이어는 태엽에 의해 보빈에 감기게 된다.

이것은 전진에 의해 펼쳐졌던 크레인의 붐 등이 후진에 의해 접히는 것으로 인지되는 것을 의미한다.

그러나 실제적으로는 붐이 전진상태에 있을 수도 있는 것이므로 결과적으로 붐의 제어가 원활하지 못하여 이동거리 감지센서 자체의 고장으로 그치는 것이 아니라 크레인의 고장을 유발하고, 경우에 따라서는 인명피해 등이 발생되는 안전사고도 유발하였던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 보빈에 감기거나 풀리는 센서와이어가 사용 중에 끊어지더라도 이동거리의 감지에 오작동 현상이 발생되지 않고, 이로 인해 크레인 등의 장치에 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 안전사고의 발생도 방지할 수 있는 이동거리 감지센서를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 보빈에 감기거나 풀리는 센서와이어가 끊어질 경우 태엽에 의한 힘이 보빈에 가해지더라도 보빈이 회전되지 않도록 하는 스토퍼를 구비함으로써 이동거리 감지센서가 오작동하는 것을 방지하며, 이를 통해 크레인 등의 장치에 고장이 발생되는 것을 방지하고, 안전사고의 발생도 방지한다.

이러한 본 발명의 이동거리 감지센서는, 이동되는 물체에 연결되는 센서와이어가 감겨있는 보빈을 갖는다.

또, 보빈에 감겨있던 센서와이어가 당겨져 풀려있는 상태에서 센서와이어를 당기는 힘이 제거되면 당겨져 있던 센서와이어가 보빈에 감기도록 보빈을 회전시키는 태엽을 갖는다.

또, 보빈의 회전시 함께 회전되며 외주면에 홈이 형성되어 있는 동시회전몸체를 갖는다.

또, 보빈의 회전 정도를 통해 물체의 이동 길이를 파악하는 감지수단을 갖는다.

또, 오작동방지수단을 갖는데 이러한 오작동방지수단은 보빈에 감기거나 풀어지는 센서와이어를 누르는 형태로 센서와이어에 접촉되는 센서와이어접촉몸체를 갖는다.

또, 센서와이어접촉몸체에 연결되어 있어 센서와이어가 센서와이어접촉몸체에 접촉된 상태로 평행하게 풀어지거나 감기려는 힘이 작용할 때 센서와이어접촉몸체 방향으로 인장되는 탄성체를 갖는다.

또, 어느 한쪽은 상기 센서와이어접촉몸체에 연결되고 다른 한쪽은 동시회전몸체 주변에 위치되어 있어 센서와이어접촉몸체가 상부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체의 홈에서 이탈되고 탄성체에 의해 센서와이어접촉몸체가 하부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체의 홈에 걸려 동시회전몸체의 회전을 방지하는 스토퍼를 갖는다.

본 발명의 이동거리 감지센서는 보빈, 센서와이어, 감지수단을 포함하여 구성된 것인데 보빈의 회전시 함께 회전되며 외주면에 홈이 형성되어 있는 동시회전몸체를 갖고, 보빈에 감기거나 풀어지는 센서와이어가 끊어질 경우 태엽에 의한 힘이 보빈에 가해지더라도 보빈이 회전되지 않도록 동시회전몸체의 홈에 삽입되는 스토퍼를 가짐으로써 사용 중 센서와이어가 끊어지더라도 오작동이 방생되지 않으며, 이로 인해 이동거리 감지센서의 오작동으로 인해 발생되던 크레인 등의 고장발생 문제와 안전사고 발생의 문제를 해소할 수 있다.

상기 센서와이어접촉몸체의 외주면에는 왼나사의 나선과 같은 곡선을 그리는 제1나선형 홈과 오른나사의 나선과 같은 곡선을 그리는 제2나선형 홈이 형성되어 있되 좌, 우측 끝부분에서 제1나선형 홈과 제2나선형 홈이 서로 연결된 형태로 형성되어 있고, 센서와이어와 접촉되는 롤러는 제1나선형 홈이나 제2나선형 홈에 삽입되는 이동돌기를 가짐으로써 회전시 보빈의 좌, 우측 방향으로 왕복운동 하면서 회전하도록 된 경우 센서와이어가 정렬되어 감기게 되므로 보빈에 감긴 센서와이어의 풀림이 원활하고, 물체의 이동거리를 보다 정확하게 측정할 수 있는 특징이 있다.

또, 보빈에 감기기 직전의 센서와이어를 보빈 방향으로 눌러주는 센서와이어밀착몸체가 더 구비된 경우 보빈에 센서와이어가 팽팽하게 당겨져 감길 뿐만 아니라 원활하게 감기기 때문에 보빈에 감긴 센서와이어의 풀림이 원활하고, 물체의 이동거리를 보다 정확하게 측정할 수 있는 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 이동거리 감지센서의 단면개략도로서 센서와이어가 당겨져 있는 상태
도 2는 본 발명의 이동거리 감지센서의 단면개략도로서 센서와이어가 끊어져 태엽의 힘이 보빈에 가해지지만 오작동방지수단에 의해 보빈이 회전되지 못하는 상태
도 3은 본 발명의 구성요소인 센서와이어접촉몸체 중 센서와이어와 접촉되는 부분이 롤러로 이루어져 있되 센서와이어의 상, 하에 롤러가 위치된 형태를 도시한 개략도
도 4는 센서와이어가 보빈에 고르게 정렬되어 감기는 상태를 도시한 개략도
도 5는 센서와이어와 접촉되는 센서와이어접촉몸체의 롤러가 보빈의 좌, 우 방향으로 왕복운동을 하도록 제1나선형홈과 제2나선형홈을 갖는 구조를 설명하기 위한 센서와이어접촉몸체의 개략적 단면도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 물체의 이동거리를 감지하는 이동거리 감지센서에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 보빈에 감기거나 풀어지는 센서와이어를 사용하여 물체의 이동거리를 감지하는 이동거리 감지센서에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 이동거리 감지센서는 이동되는 물체에 연결되는 센서와이어(20)가 감겨있는 보빈(10)을 갖는다.

또, 보빈(10)에 감겨있던 센서와이어(20)가 당겨져 있는 상태(감긴 것이 풀려있는 상태)에서 센서와이어(20)를 당기는 힘이 제거되면 당겨져 있던 센서와이어(20)가 보빈(10)에 감기도록 보빈(10)을 회전시키는 태엽(30)을 갖는다.

또, 상기 보빈(10)의 회전 정도를 통해 물체의 이동거리를 파악하는 포텐셔미터나 엔코더 등의 감지수단(40)을 갖는다.

상기와 같은 보빈(10), 센서와이어(20), 태엽(30), 감지수단(40) 등은 종래기술에도 이미 공지된 것이므로 이 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그런데 본 발명은, 보빈(10)에 감기거나 풀리는 센서와이어(20)가 사용 중에 끊어지더라도 이동거리의 감지에 오작동 현상이 발생되지 않는 이동거리 감지센서를 제공하려는 목적을 갖는다.

이를 위한 본 발명의 이동거리 감지센서는, 보빈(10)의 회전시 함께 회전되며 외주면에 홈(51)이 형성되어 있는 동시회전몸체(50)를 갖는다.

또, 센서와이어(20)가 끊어지지 않은 상태에서는 동시회전몸체(50)가 정상적으로 회전되고 센서와이어(20)가 끊어진 상태에서는 동시회전몸체(50)가 회전되지 못하도록 잡아주어 보빈(10)이 회전되지 못하도록 하는 오작동방지수단(60)을 갖는다.

이러한 오작동방지수단(60)은 보빈(10)에 감기거나 풀어지는 센서와이어(20)를 누르는 형태로 센서와이어(20)에 접촉되는 센서와이어접촉몸체(61)를 갖는다.

또, 센서와이어접촉몸체(61)에 연결되어 있어 센서와이어(20)가 센서와이어접촉몸체(61)에 접촉된 상태로 평행하게 풀리거나 감기려는 힘이 작용할 때 센서와이어접촉몸체(61) 방향으로 인장되는 탄성체(62)를 갖는다.

또, 어느 한쪽은 상기 센서와이어접촉몸체(61)에 연결되고 다른 한쪽은 동시회전몸체(50) 주변에 위치되어 있어 센서와이어접촉몸체(61)가 상부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체(50)의 홈(51)에서 이탈되고 탄성체(62)에 의해 센서와이어접촉몸체(61)가 하부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체(50)의 홈(51)에 걸려 동시회전몸체(50)의 회전을 방지하는 스토퍼(63)를 갖는다.

즉, 종래기술에서는 센서와이어(20)가 끊어지면 물체의 이동과는 관계없이 태엽(30)의 힘에 의해 보빈(10)이 역회전하여 센서와이어(20)가 보빈(10)에 감기게 되었는데 본 발명에서는 센서와이어(20)가 끊어졌을 때 스토퍼(63)가 동시회전몸체(50)의 홈(51)에 걸려 동시회전몸체(50) 및 보빈(10)의 회전을 방지함으로써 태엽(30)에 의한 힘이 작용되더라도 센서와이어(20)가 보빈(10)에 감기는 것을 방지하는 것이다.

상기 탄성체(62)로는 스프링을 사용할 수 있다.

첨부된 도면의 구조는 탄성체(62)로서 코일스프링이 사용된 형태인데 센서와이어(20)가 끊어지지 않은 상태에서는 센서와이어(20)가 평행하게 펼쳐지려고 하는 힘 때문에 탄성체(62)가 상부로 인장되어 있을 뿐만 아니라 센서와이어접촉몸체(61)가 상부로 이동된 상태가 되며, 스토퍼(63)는 동시회전몸체(50)의 홈(51)에서 이탈된 상태가 된다.

그러나 풀려있던 센서와이어(20)가 끊어지면 탄성체(62)를 인장시키던 힘이 매우 약해지거나 완전히 제거되기 때문에 인장되어 있던 탄성체(62)가 수축되면서 센서와이어접촉몸체(61)가 하강될 뿐만 아니라 스토퍼(63)도 동시회전몸체(50)의 홈(51) 방향으로 이동되어 결국 동시회전몸체(50)의 홈(51)에 삽입된다.

동시회전몸체(50)의 홈(51)에 스토퍼(63)가 삽입되면 결과적으로 동시회전몸체(50)가 회전되지 못하게 되고, 이는 곧 보빈(10)의 회전이 이루어지지 못하게 된다.

따라서 센서와이어(20)의 끊어짐 현상에 의해 발생되던 오작동 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 센서와이어접촉몸체(61) 중 센서와이어(20)와 접촉되는 부분은 첨부된 도면에서와 같이 롤러인 것이 바람직하다.

이는 센서와이어(20)가 풀리거나 감길 때 센서와이어접촉몸체(61)를 경유하는 것이 원활하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 센서와이어(20)가 마모되는 것도 방지할 수 있기 때문이다.

더욱 바람직한 것은 도 3과 같이 센서와이어(20)의 상, 하에 롤러(61a, 61b)가 위치되어 센서와이어(20)의 이탈을 방지하는 형태이다.

본 발명에 있어서, 보빈(10)에 센서와이어(20)가 감길 때 보빈(10)의 모든 면에 고르게 정렬되어 감기도록 하는 것(도 4참조)이 센서와이어(20)가 보빈(10)에서 원활하게 풀리도록 할 수 있는 것이기 때문에 바람직하다.

뿐만 아니라 센서와이어(20)가 고르게 정렬되어 감겨있으면 센서와이어(20)의 풀림에 의한 보빈(10)의 회전도 비교적 일정하기 때문에 이동거리 감지의 정확성도 높일 수 있다.

따라서 보빈(10)에 센서와이어(20)가 감길 때 센서와이어(20)가 고르게 감기도록 할 필요성이 있는데 이를 위해서는 보빈(10)으로 공급되는 센서와이어(20)가 보빈(10)의 좌, 우로 이동되면서 공급되어야 한다.

이를 위해 센서와이어접촉몸체(61)에는 왼나사의 나선과 같은 곡선을 그리는 제1나선형 홈(61c)과 오른나사의 나선과 같은 곡선을 그리는 제2나선형 홈(61d)이 형성되어 있되 좌, 우측 끝부분에서 제1나선형 홈(61c)과 제2나선형 홈(61d)이 서로 연결된 형태로 형성되어 있도록 한다.

또, 센서와이어(20)와 접촉되는 롤러(61a, 61b)는 제1나선형 홈(61c)이나 제2나선형 홈(61d)에 삽입되는 이동돌기(61e)를 가짐으로써 회전시 보빈(10)의 좌, 우측 방향으로 왕복운동 하면서 회전하도록 한다.

첨부된 도 5는 상부의 롤러(61a)에만 이동돌기(61e)가 형성되어 있지만 상부의 롤러(61a)가 좌, 우로 움직일 때 센서와이어(20)도 함께 움직이고, 이 센서와이어(20)가 하부의 롤러(61b)에 접촉되어 하부의 롤러(61b)도 좌, 우로 함께 움직이도록 된 구조이다.

본 발명에 있어서, 센서와이어(20)가 보빈(10)에 감길 때 팽팽하게 당겨져 감길수록 물체의 이동거리 측정의 오차가 줄어들 뿐만 아니라 센서와이어(20)가 보빈(10)에 원활하게 감긴다.

이를 위하여 보빈(10)에 감기기 직전의 센서와이어(20)를 보빈(10) 방향으로 눌러주는 센서와이어밀착몸체(70)를 더 구비할 수 있다.

이러한 센서와이어밀착몸체(70) 중 센서와이어(20)에 접촉되는 부분은 롤러(71)로 구현하는 것이 센서와이어(20)의 원활한 이동과 센서와이어(20)의 마모 등을 방지할 수 있어 바람직하다.

본 발명에 있어서, 센서와이어(20)가 끊어짐으로써 탄성체(62)에 의해 센서와이어접촉몸체(61)가 하부로 이동되는 것을 감지하는 끊김감지수단(64)을 더 구비하고, 이 끊김감지수단(64)에 감지된 신호가 크레인과 같은 장치의 구동을 제어하는 제어기 등에 전달되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 끊김감지수단(64)은 리미트스위치나 각종 센서 및 통상의 접촉스위치 등의 형태로 구현할 수 있다.

첨부된 도면에서는 접촉스위치의 형태로 구현되어 있는데 스토퍼(63)가 회전될 때 접촉스위치를 누르도록 되어 있다.

10. 보빈 20. 센서와이어
30. 태엽 40. 감지수단
50. 동시회전몸체 51. 홈
60. 오작동방지수단 61. 센서와이어접촉몸체
61a, 61b. 롤러 61c. 제1나선형 홈
61d. 제2나선형 홈 61e. 이동돌기
62. 탄성체 63. 스토퍼
64. 끊김감지수단 70. 센서와이어밀착몸체
71. 롤러

Claims

물체의 이동거리를 감지하는 이동거리 감지센서에 있어서,
물체의 구동부에 연결되는 센서와이어(20)가 감겨있는 보빈(10);
상기 보빈(10)에 감겨있던 센서와이어(20)가 당겨져 풀려있는 상태에서 센서와이어(20)를 당기는 힘이 제거되면 풀려있던 센서와이어(20)가 보빈(10)에 감기도록 보빈(10)을 회전시키는 태엽(30);
상기 보빈(10)의 회전시 함께 회전되며 외주면에 홈(51)이 형성되어 있는 동시회전몸체(50);
상기 보빈(10)의 회전 정도를 통해 물체의 이동거리를 파악하는 감지수단(40);
상기 보빈(10)에 감기거나 풀어지는 센서와이어(20)를 누르는 형태로 센서와이어(20)에 접촉되는 센서와이어접촉몸체(61)를 가지며, 센서와이어접촉몸체(61)에 연결되어 있어 센서와이어(20)가 센서와이어접촉몸체(61)에 접촉된 상태로 평행하게 풀어지거나 감기려는 힘이 작용할 때 센서와이어접촉몸체(61) 방향으로 인장되는 탄성체(62)를 갖고, 어느 한쪽은 상기 센서와이어접촉몸체(61)에 연결되고 다른 한쪽은 동시회전몸체(50) 주변에 위치되어 있어 센서와이어접촉몸체(61)가 상부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체(50)의 홈(51)에서 이탈되고 탄성체(62)에 의해 센서와이어접촉몸체(61)가 하부로 이동된 상태에서는 동시회전몸체(50)의 홈(51)에 걸려 동시회전몸체(50)의 회전을 방지하는 스토퍼(63)를 갖는 오작동방지수단(60);을 포함하여 구성된, 이동거리 감지센서.
제 1항에 있어서,
상기 센서와이어(20)가 끊어짐으로써 탄성체(62)에 의해 센서와이어접촉몸체(61)가 하부로 이동되는 것을 감지하는 끊김감지수단(64)이 더 구비된 것을 특징으로 하는, 이동거리 감지센서.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 센서와이어접촉몸체(61)는 왼나사의 나선과 같은 곡선을 그리는 제1나선형 홈(61c)과 오른나사의 나선과 같은 곡선을 그리는 제2나선형 홈(61d)이 외주면에 형성되어 있되 좌, 우측 끝부분에서 제1나선형 홈(61c)과 제2나선형 홈(61d)이 서로 연결되도록 형성되어 있으며,
상기 센서와이어(20)와 접촉되는 롤러(61a, 61b)는 제1나선형 홈(61c)이나 제2나선형 홈(61d)에 삽입되는 이동돌기(61e)를 가짐으로써 회전시 보빈(10)의 좌, 우측 방향으로 왕복운동하면서 회전하도록 된 것을 특징으로 하는, 이동거리 감지센서.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 보빈(10)에 감기기 직전의 센서와이어(20)를 보빈(10) 방향으로 눌러주는 센서와이어밀착몸체(70)가 더 구비된 것을 특징으로 하는, 이동거리 감지센서.