KR101231862B1 - 천장이동장치용 ｚ축 이중화 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 천장이동장치에서 z축으로 이동되는 텔레스코픽 튜브를 신축시키기 위해 체인을 끌어 올리거나, 내려가는 것을 제어하는 구동부 스프로킷으로의 동력전달라인에 웜기어박스와 브레이크를 설치한 것이다. 특히 본 발명은 웜기어박스의 웜과 웜기어구조와, 클러치에 근접설치된 근접센서 또는 리밋스위치로 작동되는 브레이크에 의해 제동력을 제공함으로 이중화된 양 클러치가 동시에 떨어져도 텔레스코픽 튜브의 자중에 의해 자유낙하하는 것을 방지할 수 있게 하는 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치에 관한 것이다.

Description

천장이동장치용 ｚ축 이중화 동력전달장치{Power Transmission Apparatus for Bridge Transport System}

본 발명은 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 천장이동장치에서 z축으로 이동되는 텔레스코픽 튜브를 신축시키기 위해 체인을 끌어 올리거나, 내려가는 것을 제어하는 구동부 스프로킷으로의 동력전달라인에 웜기어박스와 브레이크를 설치한 것이다. 특히 본 발명은 웜기어박스의 웜과 웜기어구조와, 클러치에 근접설치된 근접센서 또는 리밋스위치로 작동되는 브레이크에 의ｚ해 제동력을 제공함으로 이중화된 양 클러치가 동시에 떨어져도 텔레스코픽 튜브의 자중에 의해 자유낙하하는 것을 방지할 수 있게 하는 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치에 관한 것이다.

천장이동장치는 서보조작기와 같은 원격취급장비 및 도구를 핫셀 내부에 원하는 위치로 이동시키는 장치이다.

이러한 천장장이동장치는 핫셀 내에서 x, y, z 축 방향으로 이동하기 위한 거더(Girder), 트롤리(Trolley), 텔레스코픽 튜브(Telescoping tubeset)의 주요모듈과 전력 및 신호 케이블 관리 시스템, 원격취급장비 및 도구 부착대, 호이스트 크레인 등과 같은 부가 모듈로 구성될 수 있다.

이렇게 구성된 천장이동장치 중 텔레스코픽 튜브를 이동시키기 위한 장치의 일예를 도 1에 도시하였다. 도시한 바와 같이, 텔레스코픽 튜브(1)를 이동시키기 위한 장치는 트롤리(2)와, 가이드레일을 따라 이동하고 트롤리를 이동시키는 거더(3)로 구성된다. 상기 텔레스코픽 튜브는 트롤리 내의 z축 동력전달장치와 체인으로 연결되어 z축 동력전달장치가 텔레스코픽 튜브에 연결된 체인을 당겨 올리거나 내려서 z축 방향으로의 신축이 이루어진다.

상기 종래 z축 동력전달장치의 구성을 살펴보면 도 2에 도시된 바와같이 텔레스코픽 튜브에 연결된 체인을 올리거나 내리도록 동력을 전달받아 회전하는 구동부 스프로킷(4)과, 상기 구동부 스프로킷과 일체로 형성된 구동기어(5)와, 상기 구동기어와 치합되어 구동기어에 동력을 전달하는 동력전달기어(6)와, 상기 동력전달기어에 평상시와 비상시에 동력을 전달하도록 이중화되어 있는 주모터(7) 및 보조모터(7a)와, 상기 주모터와 보조모터와는 베벨기어로 동력을 전달받아 동력전달기어에 선택적으로 결합되어 동력을 전달하는 역클러치(8) 및 정클러치(8a)로 구성된다.

이러한 종래 z축 동력전달장치는 실질적으로 텔레스코픽 튜브의 z축 신축에 관여하는 구동부스프로킷의 동력전달을 이중으로 하여 주모터가 동력을 전달할 수 없을 때 보조모터에 의해 동력을 전달하여 작업이 원활하게 이루어지도록 한 것이다.

즉, 평상시에는 주모터의 동력을 전달받은 역클러치가 동력전달기어로 동력을 전달하여 구동이 이루어지는데, 상기 라인에 이상이 발생되면 역클러치는 동력전달기어와 분리되고 동력전달기어에는 정클러치가 접하여 보조모터로부터 동력이 전달되는 것이다.

그러나, 상기 동력전달기어에 역클러치와 정클러치가 동시에 떨어지게 되면 텔레스코픽 튜브와 연결된 체인을 지지하는 수단이 제거됨으로 텔레스코픽 튜브가 자중에 의해 자유낙하하는 사고가 발생된다. 물론 체인의 타측단부에는 무게추를 설치하고 있으나, 이 또한 텔레스코픽 튜브 측의 무게 이상으로 설치되지 않는 이상 자유낙하에 대한 제동력을 제공하지 못한다.

따라서, 상기 무게추의 장착무게를 증가시키는 방법 이외에 동력전달라인의 구조를 변경하여 자유낙하와 같은 안전사고를 대비할 수 있는 연구가 필요한 실정이다.

이에 본 발명에 따른 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치는,

텔레스코픽 튜브를 신축시키는 동력전달라인에서 이중화된 양클러치가 동시에 분리될 때 텔레스코픽 튜브가 자중에 의해 자유낙하하는 것을 방지하도록 상기 동력전달라인에 웜과 웜기어구조를 갖는 웜기어박스와, 클러치에 근접설치된 근접센서 또는 리밋스위치로 작동되는 브레이크를 설치하여 제동력을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치는,

텔레스코픽 튜브를 이동시키기 위한 트롤리와, 상기 트롤리를 이동시키도록 가이드레일을 따라 이동하는 거더로 구성되는 천장이동장치에서 텔레스코픽 튜브에 연결된 체인을 당겨올리거나 내려서 텔레스코픽 튜브를 z축 방향으로 신축시키는 동력전달장치에 있어서, 트롤리에 회전가능하도록 장착되고 3개의 베벨기어가 설치된 베벨기어축과; 상기 베벨기어축에 설치된 2개의 베벨기어에 각각 선택적으로 동력을 전달하는 주클러치 및 보조클러치와; 상기 주클러치 및 보조클러치에 동력을 전달시키는 주모터 및 보조모터와; 상기 베벨기어축의 베벨기어에 연결된 입력축으로 동력을 전달받는 웜기어박스와; 상기 웜기어박스의 출력축과 연결되어 동력을 전달받는 구동기어와; 상기 구동기어와 일체로 형성되어 회전에 의해 체인을 권양하는 구동부 스프로킷;을 포함하여 구성된다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치는,

z축으로 이동되는 텔레스코픽 튜브를 신축시키기 위해 체인을 끌어 올리거나 내리는 구동부 스프로킷으로의 동력전달라인에 제동수단을 장착하여 이중화된 양 클러치가 동시에 떨어져도 텔레스코픽 튜브가 자중에 의해 자유낙하하는 것을 방지하여 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

또한, 상기 제동수단으로는 웜과 웜기어구조를 갖는 웜기어박스와 클러치에 근접설치된 근접센서 또는 리밋스위치로 작동되는 브레이크를 이중으로 설치하여 텔레스코픽 튜브의 자유낙하에 대해 안정적으로 제동할 수 있는 장치의 제공이 가능하게 된것이다.

도 1은 종래 천장이동장치를 도시한 사시도.
도 2는 종래 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 z축 이중화 동력전달장치를 개략도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 z축 이중화 동력전달장치의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 체인과 스프로킷의 결합상태를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웜기어박스의 작용상태도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크장치를 도시한 측면도.

이하에서는 본 발명을 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 z축 이중화 동력전달장치는 텔레스코픽 튜브를 이동시키기 위한 트롤리와, 상기 트롤리를 이동시키도록 가이드레일을 따라 이동하는 거더로 구성되는 천장이동장치에서 텔레스코픽 튜브에 연결된 체인을 당겨올리거나 내려서 텔레스코픽 튜브를 z축 방향으로 신축시키는 장치이다.

도 3과 도 4를 참조한 바와같이 상기 본 발명의 동력전달장치(10)는 트롤리(90)에 회전가능하도록 장착되고 3개의 베벨기어(21a,21b,21c)가 설치된 베벨기어축(20)과; 상기 베벨기어축에 설치된 2개의 베벨기어(21b,21c)에 각각 선택적으로 동력을 전달하는 주클러치(40) 및 보조클러치(41)와; 상기 주클러치 및 보조클러치에 동력을 전달시키는 주모터(30) 및 보조모터(31)와; 상기 베벨기어축의 베벨기어(21a)에 연결된 입력축(51)으로 동력을 전달받는 웜기어박스(50)와; 상기 웜기어박스의 출력축과 연결되어 동력을 전달받는 구동기어(60)와; 상기 구동기어와 일체로 형성되어 회전에 의해 체인(91)을 권양하는 구동부 스프로킷(70);을 포함하여 구성된다.

상기 베벨기어축(20)은 양단이 트롤리(90)에 회전가능하게 설치되고, 그 내측으로 베벨기어(21a,21b,21c)가 설치된다. 상기 베벨기어는 도시된 바와같이 평베벨기어를 사용할 수 있으나, 소음저감과 윤활유공급 등의 유지보수를 위해 헬리컬타입의 베벨기어박스를 사용할 수 있다. 도시된 3개의 베벨기어 중 중앙의 베벨기어(21a)는 웜기어박스(50)의 입력축(51)과 치합되고, 양측의 베벨기어(21b,21c)는 주클러치(40)와 보조클러치(41)의 클러치베벨기어(34)에 치합된다. 즉, 평상시에는 주클러치(40)가 연결되고, 주클러치의 동력라인에 문제가 발생될 경우 주클러치가 이격되고 보조클러치(41)의 동력라인이 연결되어 베벨기어축의 회전이 이루어지게 하는 것이다.

상기 베벨기어축(20)의 양측 베벨기어(21a,21b)에는 주동력라인과 보조동력라인의 주클러치와 보조클러치가 선택적으로 치합되어 베벨기어축에 회전동력을 전달한다.

상기 주동력라인은 동일축상에 설치되는 주모터(30)와 주클러치(40)로 이루어지며 상기 주모터와 주클러치사이에 감속기(33)가 더 장착될 수 있다. 상기 주클러치(40)의 단부에는 상기 베벨기어축의 베벨기어(21b)와 치합되는 클러치베벨기어(34)가 장착되어 주클러치 내부의 고정부와 이동부가 연결되거나 이격됨에 의해 베벨기어축에 동력의 전달유무가 이루어지도록 한다.

또한, 상기 보조동력라인도 주동력라인과 동일하게 보조모터(31)와 감속기(33) 및 보조클러치(41)로 이루어지며, 보조클러치 단부에 클러치베벨기어(34)가 장착되어 주동력라인의 동력전달이 베벨기어축과 분리될 때 이를 대신하여 보조클러치 고정부와 이동부의 연결에 의한 동력전달이 이루어지도록 한다.

상기 웜기어박스(50)는 웜(53)이 형성된 입력축(51)과, 상기 웜과 직교되게 치합되는 웜휠(56)이 장착된 출력축(52)을 포함한다. 상기 입력축(51)의 일측단부에는 베벨기어(54)가 설치되어 베벨기어축(20)의 가운데에 설치된 베벨기어(21a)와 치합된다. 상기 입력축(51)과 베벨기어축(20)은 항상 두 베벨기어(21a,54)에 의해 치합되어 있어 주모터 또는 보조모터로부터 동력을 전달받을 수 있다. 또한 상기 웜기어박스의 출력축(52) 단부에는 평기어인 동력전달기어(55)가 일체로 결합되어 입력축으로부터 전달받은 동력으로 회전하게 된다.

상기 구동부 스프로킷(70)은 웜기어의 출력축(52)에 결합된 동력전달기어(55)로부터 동력을 전달받아 텔레스코픽 튜브를 당겨 올리거나 밀어내리도록 한다. 이러한 구동부 스프로킷은 동력전달기어와 일체로 결합되어 회전되거나, 도시된 바와같이 동력전달기어와 치합되는 구동기어(60)에 일체로 결합되어 회전이 이루어지도록 할 수 있다. 이 때 상기 구동기어를 동력전달기어보다 큰 지름을 갖게 하여 회전수를 감속하는 대신 힘을 증가시켜 텔레스코픽 튜브의 신축이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 구동부 스프로킷(70)은 단독으로 사용될 수 있으나, 도 5에 도시된 바와같이 아이들 스프로킷(71)을 더 장착하여 스프로킷(70,71)에 의해 권양되는 체인의 양단 사이의 거리를 이격시키도록 할 수 있다. 즉, 상기 체인은 일단은 텔레스코픽 튜브에 결합되고, 타단은 무게추에 연결됨으로 구동부 스프로킷(70)과 아이들 스프로킷(71)을 통해 두 부재를 이격시켜 용이한 승강이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만 상기 아이들 스프로킷과 구동기어는 고정플레이트에 회전가능하게 결합되고, 상기 고정플레이트는 트롤리에 결합되어 각부재가 위치고정되도록 한다.

본 발명과 같이 동력전달과정에 웜기어박스(50)가 장착되면 주클러치(40) 및 보조클러치(41)가 동시에 베벨기어축(20)에서 분리되어도 텔레스코픽 튜브가 자중에 의해 자유낙하 되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 주클러치(40)와 보조클러치(41)가 모주 분리되면 텔레스코픽 튜브는 자중에 의해 하측으로 자유낙하하려고 한다. 이러한 하중은 체인(91)이 결합된 구동기어(60)에 전달되고, 상기 구동기어로 전달된 하중은 동력전달기어(55)를 통해 웜기어박스 출력축(52)의 웜휠(56)에 전달된다. 그러나 웜휠(56)은 도 6을 참조한 바와같이 회전하려는 방향으로 웜(53)이 형성되기 때문에 웜에 의해 웜휠의 회전이 차단되어 텔레스코픽 튜브의 자유낙하를 방지할 수 있다.

한편, 상기 웜기어박스에 의한 제동이외에 브레이크장치가 더 설치될 수 있다.

도 3과 도 4 및 도 7을 참조한 바와같이 상기 브레이크장치(80)는 웜기어박스의 입력축 일측단부에 설치된다. 예컨대 웜기어박스의 입력축(51)은 일단이 베벨기어축(20)에 치합되고, 타단을 웜기어박스의 외부로 돌출시켜 그 단부에 브레이크장치(80)가 장착되는 것이다. 또한, 상기 돌출된 입력축(51)은 트롤리(90)에 고정되는 지지플레이트(92)에 베어링(921) 결합되어 회전가능하게 한다.

상기 브레이크장치(80)의 일예로는 도시된 바와같이 입력축(51)의 단부측 외주면에 고정설치되는 디스크(81)와, 상기 디스크를 내포하여 지지플레이트(92)에 고정설치되는 브레이크몸체(82)와, 상기 브레이크몸체 내에 설치되어 디스크를 가압하는 가압판(83)을 포함하여 구성된다.

이러한 구성에서 상기 가압판(83)을 디스크로 가압시키는 수단으로는 자동차의 브레이크와 같이 유압 또는 공압에 의해 가압되도록 하거나, 도시된 바와같이 스프링부(821)의 탄성에 의해 가압판(83)을 디스크(81)방향으로 가압하도록 하고, 일측에는 자력부(822)의 자력에 의해 가압판을 디스크로부터 분리되게 하는 구조로 제공될 수 있다. 또한, 상기 면접이 이루어지는 디스크면 또는 가압판면에는 패드(84)를 장착하여 제동에 따른 디스크 또는 가압판의 마모를 방지하도록 할 수 있다,

이러한 구조는 주클러치(40) 또는 보조클러치(41)가 베벨기어축(20)으로부터 떨어졌을 때 일시적으로 자력부(822)의 전원공급을 차단시켜 자력을 제거함으로써 스프링부(821)의 탄성력에 의해 가압판(83)을 디스크(81)와 접하게 하여 제동이 이루어지게 한 것이다. 즉, 정전 또는 단선에 의해 주모터로의 전원공급이 차단되면 자동적으로 브레이크장치의 자력부 전원이 차단되어 제동이 이루어지게 할 수 있는 것이다.

이외에 상기 브레이크몸체와 디스크 사이의 공간에 자력을 갖는 MR유체를 충전시키고 필요시 전원을 공급하여 MR유체를 고체화함으로써 제동이 이루어지도록 하는 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.

아울러 상기 브레이크장치(80)의 작동은 근접센서 또는 리밋스위치(32)에 의해 작동되도록 할 수 있다. 상기 근접센서 또는 리밋스위치는 주클러치(40)와 보조클러치(41)에 각각 설치하여 베벨기어축(20)으로 동력을 전달하는 주클러치 또는 보조클러치가 떨어지면 이를 감지하여 브레이크장치가 작동되도록 하고, 어느 일측 클러치가 다시 치합되면 브레이크장치의 제동을 해제시켜 원활한 동력공급이 이루어지도록 할 수 있다.

10 : 동력전달장치
20 : 베벨기어축
21a,21b,21c : 베벨기어
30 : 주모터
31 : 보조모터 32 : 리밋스위치
33 : 감속기 34 : 클러치베벨기어
40 : 주클러치
41 : 보조클러치
50 : 웜기어박스
51 : 입력축 52 : 출력축
53 : 웜 54 : 베벨기어
55 : 동력전달기어 53 : 웜휠
60 : 구동기어
70 : 구동부 스프로킷
71 : 아이들 스프로킷
80 : 브레이크장치
81 : 디스크 82 : 브레이크몸체
83 : 가압판 84 : 패드
821 : 스프링부 822 : 자력부
90 : 트롤리
91 : 체인 92 : 지지플레이트
921 : 베어링

Claims (5)

1. 텔레스코픽 튜브를 이동시키기 위한 트롤리와, 상기 트롤리를 이동시키도록 가이드레일을 따라 이동하는 거더로 구성되는 천장이동장치에서 텔레스코픽 튜브에 연결된 체인을 당겨올리거나 내려서 텔레스코픽 튜브를 z축 방향으로 신축시키는 동력전달장치에 있어서,
   트롤리(90)에 회전가능하도록 장착되고 3개의 베벨기어(21a,21b,21c)가 설치된 베벨기어축(20)과;
   상기 베벨기어축에 설치된 2개의 베벨기어(21b,21c)에 각각 선택적으로 동력을 전달하는 주클러치(40) 및 보조클러치(41)와;
   상기 주클러치 및 보조클러치에 동력을 전달시키는 주모터(30) 및 보조모터(31)와;
   상기 베벨기어축의 베벨기어(21a)에 연결된 입력축으로 동력을 전달받는 웜기어박스(50)와;
   상기 웜기어박스의 출력축(52)과 연결되어 동력을 전달받는 구동기어(60)와;
   상기 구동기어와 일체로 형성되어 회전에 의해 체인(91)을 권양하는 구동부 스프로킷(70);을 포함하여 구성되되,
   상기 웜기어박스(50)는 웜(53)이 형성된 입력축(51) 단부에 베벨기어(54)가 설치되어 베벨기어축의 베벨기어(21a)에 치합되도록 하고,
   일단에 웜휠(56)이 형성된 출력축(52)의 타단에는 동력전달기어(55)가 설치되어 상기 구동기어와 치합되도록 한 것을 특징으로 하는 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 웜기어박스(50)의 입력축(51)은 베벨기어축(20)과 접하는 단부의 타측 단부를 트롤리(90)에 고정된 지지플레이트(92)에 회전가능하게 설치하고, 그 타측 단부에는 브레이크장치(80)가 더 설치되어 입력축의 회전을 제동하게 한 것을 특징으로 하는 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 브레이크장치(80)는
   지지플레이트(92)에 지지되는 웜기어박스 입력축(51)의 단부 외주면에 설치되는 디스크(81)와;
   상기 디스크를 내포하고, 지지플레이트에 고정설치되는 브레이크몸체(82)와;
   상기 브레이크몸체 내에 설치되어 디스크를 가압하는 가압판(83);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치.
5. 제3항에 있어서,
   주클러치(40)와 보조클러치(41)에는 근접센서 또는 리밋스위치(32,42)를 각각 근접설치하여 베벨기어축(20)에 결합된 주클러치 또는 보조클러치가 떨어지면 브레이크장치가 작동되도록 한 것을 특징으로 하는 천장이동장치용 z축 이중화 동력전달장치.
   

Images