KR101279180B1

KR101279180B1 - 권상기

Info

Publication number: KR101279180B1
Application number: KR1020097019308A
Authority: KR
Inventors: 가즈미쯔 이시까와; 가즈히로 니시까와
Original assignee: 가부시키가이샤 키토
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2013-06-26
Also published as: KR20100014421A; CA2680257A1; EP2700606B1; CN102556879A; US7907045B2; EP2128075A1; DK2700606T3; CN102556879B; EP2700606A1; EP2128075A4; EP2128075B1; CA2680257C; WO2008114608A1; US20100127818A1; ES2553807T3

Abstract

본 발명은, 간단한 구성으로 권상기 본체에 내장되어 있는 인버터의 열을 효율적으로 외기로 방열할 수 있어, 고빈도 운전이 가능한 권상기를 제공하는 것을 과제로 한다. 짐 승강용 전동기, 감속 기구를 구비하고, 짐 승강용 전동기를 권상기 본체에 내장하는 인버터(12)로 구동하는 권상기에 있어서, 인버터(12)가 발하는 열을 감속 기구를 수용하는 감속 기구 케이싱(15)으로 방열하는 방열 수단을 설치하였다. 상기 방열 수단은 인버터(12)를 감속 기구 케이싱(15)에 적어도 일부를 면 접촉으로 직접 밀접시켜 장착하는 장착 수단이다.

권상기, 인버터, 케이싱, 방열 수단, 전동기

Description

권상기 {HOIST}

본 발명은, 짐 승강 전동기를 내장하는 인버터로 구동하는 전동 체인 블록이나 전동 호이스트 등의 권상기에 관한 것으로, 특히 인버터에서 발하는 열을 효율적으로 외기로 방열할 수 있는 동시에, 짐 승강 전동기의 회생 제동시에 발생하는 회생 전류를 회생 제동용 저항기에 흘려 발생하는 열을 효율적으로 외기로 방열할 수 있어, 고빈도 운전이 가능한 권상기에 관한 것이다.

짐 승강용 전동기로서 권상기 본체에 내장하는 인버터로 구동하는 인버터 구동 전동기를 이용한 전동 체인 블록이나 전동 호이스트 등의 권상기가 있다. 이러한 권상기에 있어서는 안전을 위해, 인버터의 온도가 소정의 설정 온도를 초과하면 인버터를 트립(차단)하여, 권상기의 운전을 할 수 없도록 하고 있다. 권상기를 고빈도 운전한 경우, 즉 권상기의 운전 시간+휴지 시간을 100％로 하여, 운전 시간이 60％ 이상인 운전을 행한 경우, 인버터로부터 발하는 열이 많아 인버터를 수용한 제어 박스 내에 이 열이 체류한다. 그리고 제어 박스 내의 온도가 상기 소정의 설정 온도값(예를 들어, 100℃)을 초과하면, 인버터가 트립하여 권상기의 운전을 할 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.

도 1은 종래의 이러한 종류의 전동 체인 블록의 제어 박스의 내부 구성을 도 시하는 평면 단면도이다. 제어 박스(100) 내에 스틸제의 패널판(101)에 실장된 인버터(102), 전자기 개폐기(103), 트랜스포머(104)가 배치되어 있다. 전동 체인 블록을 고빈도로 운전한 경우, 인버터(102)로부터 상기와 같이 대량의 열이 발생된다. 이 열은 패널판(101)이 스틸제이기 때문에, 알루미늄 등에 비해 열전도율이 떨어지고, 판 두께도 얇기 때문에 방열성도 나쁘다. 그로 인해 열이 달아날 공간이 없으므로 열이 제어 박스(100) 내에 체류하고, 고온이 되어, 인버터(102)가 트립한다고 하는 문제가 있다. 또한, 도 1에 있어서, 부호 105는 전동 체인 블록의 감속 기구(이후에 상세하게 서술)가 수용되는 감속 기구 케이싱이다.

이 대책으로서, 도 2에 도시하는 바와 같이 제어 박스(100)를 알루미늄제로 하고, 인버터(102)를 제어 박스(100)의 내벽면에 장착하는 방법이 있다. 이것에 따르면, 제어 박스(100)가 열전도율이 좋은 알루미늄재로 되어 있고, 그 외벽면이 외기에 노출되어 있으므로 인버터(102)의 방열 효과도 기대할 수 있다. 그러나 이 구성에서는 인버터(102) 이외의 전자기 개폐기(103)나 트랜스포머(104) 등이 패널판(101)을 통해 권상기의 본체측에 장착되어 있으므로, 배선이나 유지 보수가 힘들다고 하는 문제가 있다. 또한, 제어 박스(100)에 충격이 가해지면, 직접 인버터(102)에 충격이 가해진다고 하는 우려도 있다.

또한, 상기 권상기에 있어서, 현수 짐을 하강시킬 때, 짐 승강용 전동기는 발전기로서 기능하고, 그 발전하는 회생 전류를 회생 제동용 저항기에 흘려 열로서 소비함으로써 상기 승강용 전동기에 회생 제동을 걸고 있다.

도 3은 종래의 이러한 종류의 회생 제동용 저항기의 구성예를 도시하는 도면 이며, 도 3의 (a)는 평면도, 도 3의 (b)는 정면도, 도 3의 (c)는 우측면도이다. 도시하는 바와 같이, 저항기(110)는 금속판(예를 들어, 알루미늄판)으로 이루어지는 직육면체의 금속 케이싱(111) 내부가 장척(長尺)의 저항 소자(예를 들어, 내열성 절연재로 이루어지는 막대체에 니크롬선을 감은 구성의 저항 소자)(112)를 배치하고, 저항 소자(112) 이외의 금속 케이싱(111) 내의 공간에 무기 재료로 이루어지는 내열성 절연재(113)를 충전한 구성이다. 또한, 저항 소자(112)와 저항 소자(112)는 금속 케이싱(111) 내에서 일단부가 리드선(115)에 의해 전기적으로 직렬로 접속되고, 타단부에 접속된 리드선(114)은 금속 케이싱(111)의 단부로부터 연장되어 있다.

상기한 바와 같이 직육면체의 금속 케이싱(111) 내에 저항 소자(112)를 배치한 구성의 저항기를 회생 제동용 저항기로서 이용한 경우, 권상기를 고빈도 운전하면 회생 제동용 저항기에 다량의 전류가 흘러 온도가 상승한다. 이 온도 상승에 의해 인버터의 온도도 상승하고, 인버터의 온도가 상기 설정 온도를 초과하면 인버터가 트립한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 짐 승강용 전동기가 발전하는 회생 전류가 큰 경우는, 복수의 저항기(110)를 이용할 필요가 있어, 배선, 장착에 수고를 필요로 한다고 하는 문제도 있다.

짐의 하강시에 전동기가 발전하는 회생 전류가 큰 경우의 대책으로서, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 금속 케이싱(111) 내에 배치하는 저항 소자(112)의 개수를 많게 하는 방법도 있다. 그러나 이 방법은 저항 소자(112)끼리가 서로 방열하여, 다량의 열을 방출하는 것에 대해 금속 케이싱(111)의 표면적을 크게 취할 수 없어 방열성이 떨어진다고 하는 문제가 있다. 그래서 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 저항기(110)와는 별개의 부재로 히트 싱크(120)를 장착하는 방법도 있다. 그러나 이 방법도 히트 싱크(120)를 포함하는 저항기(110)의 치수, 특히 높이 치수가 커진다고 하는 문제가 있다. 또한, 히트 싱크(120)와 저항기(110)의 접촉 상태가 좋지 않으면 방열성이 떨어진다고 하는 문제가 있다. 또한, 히트 싱크(120)분의 부품 개수가 증가하여, 비용이 높아진다고 하는 문제도 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평8-91784호 공보

특허 문헌 2 : 일본 실용신안 공고 평5-39603호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 평10-32101호 공보

본 발명은 상술한 점에 비추어 이루어진 것으로, 간단한 구성으로 내장되어 있는 인버터가 발하는 열이나 회생 제동용 저항기가 발하는 열을 효율적으로 외기로 방열할 수 있어, 고빈도 운전이 가능한 권상기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 짐 승강용 전동기, 감속 기구를 구비하고, 짐 승강용 전동기를 권상기 본체에 내장하는 인버터로 구동하는 권상기에 있어서, 인버터가 발하는 열을 감속 기구를 수용하는 감속 기구 케이싱으로 방열하는 방열 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 인버터가 발하는 열을 감속 기구 케이싱으로 방열하는 방열 수단을 설치하였으므로, 인버터가 발하는 열을 열용량이 큰 감속 기구 케이싱을 통해 효율적으로 외기로 방열하는 것이 가능해진다. 또한, 감속 기구 케이싱 내부는 윤활유가 수용된 오일 배스로 되어 있으므로, 인버터의 유냉(油冷)에 의한 냉각도 기대할 수 있다. 따라서, 인버터를 효율적으로 냉각할 수 있어, 권상기의 고빈도 운전이 가능해진다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서, 방열 수단은 인버터를 감속 기구 케이싱에 적어도 일부를 면 접촉으로 밀접시켜 장착하고, 상기 인버터에서 발생한 열을 감속 기구 케이싱으로 방열하는 수단인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 방열 수단은 인버터를 감속 기구 케이싱에 적어도 일부를 면 접촉으로 직접 밀접시켜 장착하여 방열하는 수단이므로, 간단한 구성으로 인버터가 발하는 열을 효율적으로 감속 기구 케이싱에 전달시켜 방열시킬 수 있다. 또한, 인버터를 감속 기구 케이싱에 직접 밀접시켜 장착하므로, 인버터와 감속 기구 케이싱의 사이에 공간이나 부재가 개재되지 않으므로, 그만큼 권상기 전체를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서 감속 기구 케이싱은 알루미늄재로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 감속 기구 케이싱이 열전도율이 높은 알루미늄재로 구성되어 있으므로, 더욱 효율적으로 인버터가 발하는 열을 신속하게 방열할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서 감속 기구 케이싱은 알루미늄 다이캐스트로 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 감속 기구 케이싱은 알루미늄 다이캐스트로 성형되어 있으므로, 알루미늄 다이캐스트는 프레스에 비해 두께를 두껍게 할 수 있으므로, 인버터가 발생하는 온도를 효율적으로 감속 기구 케이싱에 전달할 수 있다.

또한, 본 발명은 짐 승강용 전동기, 감속 기구, 회생 제동용 저항기를 구비하고, 짐 승강용 전동기를 권상기 본체에 내장하는 인버터로 구동하는 동시에, 현수 짐의 하강시, 짐 승강용 전동기에서 발전한 전류를 회생 제동용 저항기에 흘려 회생 제동을 거는 권상기에 있어서, 인버터가 발하는 열을 감속 기구를 수용하는 감속 기구 케이싱으로 방열하는 방열 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 인버터가 발하는 열을 감속 기구 케이싱으로 방열하는 방열 수단을 설치하였으므로, 인버터가 발하는 열을 열용량이 큰 감속 기구 케이싱을 통해 효율적으로 외기로 방열하는 것이 가능해진다. 또한, 감속 기구 케이싱은 그 내부에 윤활유가 수용된 오일 배스로 되어 있으므로, 유냉에 의한 인버터의 냉각도 기대할 수 있다. 따라서, 인버터를 효율적으로 냉각할 수 있어, 인버터 온도를 소정의 트립 온도 이하로 유지할 수 있으므로, 권상기의 고빈도 운전이 가능해진다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서, 방열 수단은 인버터를 감속 기구 케이싱에 적어도 일부를 면 접촉으로 밀접시켜 장착하여, 상기 인버터에서 발생한 열을 감속 기구 케이싱으로 방열하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 방열 수단은 인버터를 감속 기구 케이싱에 적어도 일부를 면 접촉으로 밀접시켜 장착하여 방열하는 수단이므로, 간단한 구성으로 인버터가 발하는 열을 효율적으로 감속 기구 케이싱에 전달시켜 방열시킬 수 있다. 또한, 인버터를 감속 기구 케이싱에 밀착시켜 장착하므로, 인버터와 감속 기구 케이싱의 사이에 공간이나 부재가 개재되지 않으므로, 그만큼 권상기 전체를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

상기한 바와 같이 감속 기구 케이싱은, 열전도율이 높은 알루미늄재로 구성되어 있으므로, 더욱 효율적으로 인버터가 발하는 열을 외기로 방열할 수 있어 냉각 효과가 향상된다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서, 회생 제동용 저항기는 표면을 요철 파형 형상으로 형성하는 동시에 이면을 상기 요철 파형 형상에 대응시킨 요철 파형 형상으로 형성한 파형 금속판과 평판 금속판을 구비하고, 상기 파형 금속판과 평판 금속판을 포갠 구성의 저항기 케이싱을 구비하고, 저항기 케이싱의 파형 금속판의 이면의 오목부 공간에 저항 소자를 배치하고, 파형 금속판의 이면 오목부 공간을 포함하는 상기 파형 금속판과 평판 금속판의 사이의 공간에 절연재를 충전한 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 회생 제동용 저항기는, 저항기 케이싱의 파형 금속판의 이면의 오목부 공간에 저항 소자를 배치하고, 파형 금속판의 이면 오목부 공간을 포함하는 상기 파형 금속판과 평판 금속판 사이의 공간에 절연재를 충전한 구성이므로, 파형 금속판의 표면 면적이 커지고, 이 면적이 큰 표면이 방열면이 되므로 저항 소자로부터의 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 인버터의 열이 효율적으로 방열되는 것에 맞추어 회생 제동용 저항기의 열도 효율적으로 방열되므로, 또한 권상기의 고빈도 운전이 가능해진다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서 저항기 케이싱의 파형 금속판 및 평판 금속판은 알루미늄재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 회생 제동용 저항기의 저항기 케이싱의 파형 금속판 및 평판 금속판은 알루미늄재로 이루어지므로, 알루미늄재는 높은 열전도성을 갖기 때문에 저항 소자로부터 발생되는 열이 효과적으로 방열되는 것을 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서 저항기 케이싱의 파형 금속판은 알루미늄 다이캐스트로 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 회생 제동용 저항기의 저항기 케이싱의 파형 금속판은 알루미늄 다이캐스트로 성형되어 있으므로, 알루미늄 다이캐스트는 프레스에 비해 두께를 두껍게 할 수 있기 때문에 저항기 케이싱의 표면 온도를 낮추는 작용도 갖는다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서 회생 제동용 저항기는 권상기의 케이싱에 저항기 케이싱의 평판 금속판을 상기 권상기의 케이싱 외표면에 접촉시켜 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 회생 제동용 저항기는 권상기의 케이싱에 저항기 케이싱의 평판 금속판을 상기 권상기의 케이싱 외표면에 접촉시켜 장착하고 있으므로, 외기가 회생 제동용 저항기의 케이싱의 파형 금속판의 표면에 접촉하게 되어, 방열 작용을 더욱 촉진시킨다. 또한, 회생 제동용 저항기의 평판 금속판으로부터 권상기의 케이싱 표면으로 방열되고, 케이싱 표면으로부터 외기로 방열되므로 방열이 더욱 촉진된다. 또한, 케이싱과 감속 기구 케이싱을 열전도성이 낮은 가스킷에 의해 구획하고 있다. 이에 의해, 인버터가 발하는 열은 감속 기구 케이싱을 통해 방열되는 한편, 회생 제동용 저항기가 발하는 열은 직접 외기와 케이싱 표면을 통해 방열된다. 따라서, 각각의 방열량을 제어할 수 있어 전체적으로 방열 효과를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 권상기에 있어서 회생 제동용 저항기는 저항기 케이싱의 파형 금속판의 요철 파형 형상의 오목 형상 홈 길이 방향이 상하 방향이 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 회생 제동용 저항기는, 저항기 케이싱의 파형 금속판의 요철 파형 형상의 오목 형상 홈의 길이 방향이 상하 방향이 되도록 배치되어 있다. 이에 의해, 파형 금속판의 표면에서 데워진 공기는, 요철 파형의 오목 형상 홈을 통해 상승하는 상승 기류가 되어, 상단부로부터 방출되는 동시에, 하단부로부터 외기가 유입되어 방열 작용을 더욱 촉진시킨다.

도 1은 종래의 전동 체인 블록의 제어 박스의 내부 구성을 도시하는 평면 단면도이다.

도 2는 종래의 전동 체인 블록의 제어 박스의 내부 구성을 도시하는 평면 단면도이다.

도 3은 종래의 권상기의 회생 제동용 저항기의 구성예를 도시하는 도면으로, 도 3의 (a)는 평면도, 도 3의 (b)는 정면도, 도 3의 (c)는 우측면도이다.

도 4는 종래의 권상기의 회생 제동용 저항기의 구성예를 도시하는 도면으로, 도 4의 (a)는 평면도, 도 4의 (b)는 정면도이다.

도 5는 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 제어 박스의 내부 구성예를 도시하는 평면 단면도이다.

도 6은 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 전체 구성예를 도시하는 평면 단면도이다.

도 7은 전동 체인 블록의 구동 회로의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도 8은 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 회생 제동용 저항기의 구성예를 도시하는 도면으로, 도 8의 (a)는 평면도, 도 8의 (b)는 정면도, 도 8의 (c)는 A-A 단면도이다.

도 9는 저항 소자의 구성예를 도시하는 도면이다.

도 10은 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 다른 제어 박스의 내부 구성을 도시하는 평면 단면도이다.

도 11은 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 다른 제어 박스의 내부 구성을 도시하는 평면 단면도이다.

도 12는 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 회생 제동용 저항기의 커버의 외형을 도시하는 도면이다.

도 13은 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 제어 박스부의 회생 제동용 저항기의 장착부를 도시하는 도면이다.

도 14는 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 회생 제동용 저항기의 저항 소자의 저항기 케이싱 내의 배치 위치를 도시하는 도면이다.

[부호의 설명]

10 : 제어 박스

11 : 패널판

12 : 인버터

13, 60 : 전자기 개폐기

14 : 트랜스포머

15 : 감속 기구 케이싱

16 : 가스킷

20 : 전동 체인 블록

21 : 본체 케이싱

22 : 체인 블록 본체

23, 24, 29, 30, 34, 35, 44, 45 : 베어링

25 : 구동축

26 : 중공 종동축

27 : 대직경 중간 종동 기어

28, 46 : 회전축

31 : 소직경 중간 종동 기어

32 : 대직경 종동 기어

33 : 로드 시브

40 : 모터 케이싱

41 : 짐 승강용 전동기

42 : 스테이터

43 : 로터

50 : 팬 커버

51 : 현수 짐 낙하 방지용 기계식 브레이크

52, 53 : 브레이크판

54 : 팬 날개

61 : 제어 회로

70 : 회생 제동용 저항기

72 : 파형 금속판

73 : 평판 금속판

74 : 저항 소자

75 : 오목부 공간

76 : 절연성 충전재

77 : 나사

78 : 원기둥재(또는 원통재)

79 : 저항선

80 : 리드 단자

81 : 오목부

82 : 판체

이하, 본 발명의 실시 형태예를 도면에 기초하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 제어 박스의 내부 구성예를 도시하는 평면 단면도이다. 도시하는 바와 같이, 인버터(12)를 직접 감속 기구 케이싱(15)에 장착하고 있다. 이때 인버터(12)와 감속 기구 케이싱(15)의 접촉면은 서로 평탄하게 형성되고, 양자가 밀접하도록(면 접촉으로 밀접하도록) 장착되어 있다. 감속 기구 케이싱(15)은 알루미늄 다이캐스트로 형성되고, 상기 감속 기구 케이싱(15) 내에는 감속 기구를 구성하는 기어 등(도시하지 않음)을 윤활하기 위한 윤활유(도시하지 않음)가 수용되어 있다.

또한, 제어 박스(10) 내에는, 스틸제의 패널판(11)에 실장된 전자기 개폐기(13), 트랜스포머(14)가 배치되어 있다. 전동 체인 블록이 고빈도로 운전된 경우, 인버터(12)로부터 상기한 바와 같이 대량의 열이 발생된다. 이 열은 인버터(12)로부터 감속 기구 케이싱(15)으로 전달되고, 상기 감속 기구 케이싱(15)으로부터 외기로 방열된다. 상기한 바와 같이 감속 기구 케이싱(15)은 고열전도율의 알루미늄재로 이루어지고, 다이캐스트로 두껍게 구성되어 있으므로, 인버터(12)에서 발하는 열은 효율적으로 감속 기구 케이싱(15)으로 전달되고, 외기로 방열되게 된다. 또한, 감속 기구 케이싱(15)은 그 내부에 윤활유가 수용되어, 오일 배스로 되어 있으므로, 유냉에 의한 인버터의 냉각도 기대할 수 있다. 또한, 인버터(12)를 직접 감속 기구 케이싱(15)에 장착함으로써, 제어 박스(10)를 점선으로 나타낸 상태로부터, 실선으로 나타내는 상태로 소형화(전동 체인 블록의 전체의 길이의 단 축화)할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 인버터(12)와 감속 기구 케이싱(15)의 접촉면은 서로 평탄하게 형성하여 양자가 밀접하도록 장착한다고 하는 매우 간단한 구성으로 인버터를 효율적으로 냉각할 수 있다. 특히 감속 기구 케이싱(15) 내에는, 인버터(12)나 짐 승강용 전동기(41)나 현수 짐 낙하 방지용 기계식 브레이크(51)와 같이 열을 발하는 발열체가 배치되어 있지 않으므로, 이 점으로부터도 인버터(12)의 효과적인 냉각을 기대할 수 있다.

도 6은 상기 구성의 제어 박스(10)를 구비한 전동 체인 블록의 전체 구성예를 도시하는 평면 단면도이다. 전기 체인 블록(20)은 본체 케이싱(21)을 구비하고, 상기 본체 케이싱(21)의 일단부에 상기 제어 박스(10)가 연결되고, 제어 박스(10) 내의 인버터(12)가 직접 감속 기구 케이싱(15)에 장착되어 있다. 본체 케이싱(21)의 타단부에는 모터 케이싱(40)의 일단부가 연결되고, 상기 모터 케이싱(40)의 타단부에는 팬 커버(50)가 연결되어 있다. 본체 케이싱(21) 내에는 체인 블록 본체(22)가, 모터 케이싱(40) 내에는 짐 승강용 전동기(41)가, 팬 커버(50) 내에는 팬 날개(54)나 현수 짐 낙하 방지용 기계식 브레이크(51)가 각각 수용되어 있다.

체인 블록 본체(22)는 중공 종동축(26)과 상기 중공 종동축(26)을 관통하는 구동축(25)을 구비하고 있다. 중공 종동축(26)은 베어링(23), 베어링(24)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 구동축(25)은 베어링(34), 베어링(35)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 구동축(25)의 일단부는 짐 승강용 전동기(41)의 회전축(46) 에 연결되고, 타단부는 중공 종동축(26)을 관통하여 연장되고, 그 단부 외주에는 대직경 중간 종동 기어(27)가 맞물리는 기어 치형부가 형성되어 있다. 대직경 중간 종동 기어(27)는 회전축(28)에 고정되고, 상기 회전축(28)은 베어링(29), 베어링(30)에 의해 감속 기구 케이싱(15)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 상기 회전축(28)에는 소직경 중간 종동 기어(31)가 고정되고, 상기 소직경 중간 종동 기어(31)에는 중공 종동축(26)에 고정된 대직경 종동 기어(32)가 맞물려 있다. 또한, 중공 종동축(26)에는 로드 시브(33)가 연결되어 있다.

짐 승강용 전동기(41)는 스테이터(42)와 로터(43)를 구비하고, 스테이터(42)는 모터 케이싱(40) 내에 끼워 맞춤 고정되어 있다. 로터(43)는 베어링(44) 및 베어링(45)을 통해 회전 가능하게 지지된 회전축(46)에 고정되고, 스테이터(42)의 중심부를 관통하여 배치되어 있다. 현수 짐 낙하 방지용 기계식 브레이크(51)는 모터 케이싱(40)에 고정된 브레이크판(52)과 회전축(46)에 고정된 브레이크판(53)을 구비하고, 짐 승강용 전동기(41)의 전원이 차단되었을 때 스프링에 의해 자동적으로 브레이크판(52)을 브레이크판(53)에 압박하여 회전축(46)을 구속하여 현수 짐의 낙하를 방지하는 동시에, 짐 승강용 전동기(41)에 전원이 접속되었을 때 전자석의 자기력에 의해 브레이크판(52)을 상기 스프링력에 저항하여 브레이크판(53)으로부터 이격시켜, 회전축(46)을 개방하도록 되어 있다. 또한, 회전축(46)의 단부에는 팬 날개(54)가 장착되어 있다.

상기 구성의 전동 체인 블록에 있어서, 짐 승강용 전동기(41)의 회전축(46)의 회전력은 체인 블록 본체(22)의 구동축(25)에 전달되고, 상기 구동축(25)에 형 성된 기어 치형부에 맞물리는 대직경 중간 종동 기어(27), 소직경 중간 종동 기어(31), 대직경 종동 기어(32)를 통해 중공 종동축(26)에 전달된다. 중공 종동축(26)에 전달된 회전력은 상기 중공 종동축(26)에 연결된 로드 시브(33)에 전달되어, 도시하지 않은 체인을 감아 올리고, 감아 내리도록 되어 있다. 즉, 짐 승강용 전동기(41)의 회전력은 대직경 중간 종동 기어(27), 소직경 중간 종동 기어(31) 및 대직경 종동 기어(32)로 이루어지는 감속 기구를 통해 중공 종동축(26)에 전달되어, 로드 시브(33)를 회전하도록 되어 있다. 또한, 감속 기구 케이싱(15) 내에는 상기 감속 기구를 구성하는 구동축(25)에 형성된 기어 치형부, 대직경 중간 종동 기어(27), 소직경 중간 종동 기어(31), 대직경 종동 기어(32)의 윤활을 위해 윤활유(도시하지 않음)가 수용되어 있다.

도 7은 전동 체인 블록의 구동 회로의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 전자기 개폐기(60)를 폐쇄하여 인버터(12)에 전원을 투입하고, 제어 회로(61)로부터 정회전, 역회전, 속도 신호 등의 제어 신호를 부여함으로써 짐 승강용 전동기(41)는 지정된 속도로 정회전(현수 짐의 권상 방향), 역회전(현수 짐의 권하 방향)으로 회전한다. 전동 체인 블록이 고빈도 운전, 즉 권상기의 운전 시간+휴지 시간을 100％로 하여, 운전 시간이 60％ 이상인 운전을 행한 경우, 인버터(12)로부터 다량의 열이 발생된다. 상기한 바와 같이, 인버터(12)를 직접 감속 기구 케이싱(15)에 장착함으로써 인버터(12)로부터의 열은 감속 기구 케이싱(15)을 통해 외기로 효율적으로 방열되기 때문에, 인버터(12)는 효과적으로 냉각된다. 또한, 상기한 바와 같이 감속 기구 케이싱(15) 내에 윤활유가 수용되어, 상기 감속 기구 케이싱은 오 일 배스로 되어 있으므로, 인버터(12)는 오일 냉각도 되게 된다. 이에 의해, 권상기를 고빈도 운전해도 인버터(12)는 소정의 트립 온도값(예를 들어, 100℃) 이상으로 승온하는 일 없이 트립을 회피할 수 있다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제어 박스(10)의 측부에는 회생 제동용 저항기(70)를 장착하고 있다. 짐 승강용 전동기(41)가 현수 짐을 하강시킬 때, 발전기로서 기능하고, 그 발전한 회생 전류를 회생 제동용 저항기(70)에 통전하여 소비함으로써 짐 승강용 전동기(41)에 회생 제동이 걸리게 되어 있다. 또한, 짐 승강용 전동기(41)의 운전 중에는 팬 날개(54)가 회전하여, 현수 짐 낙하 방지용 기계식 브레이크(51) 및 짐 승강용 전동기(41)로 공기를 보내, 냉각한다.

도 8은 회생 제동용 저항기(70)의 구성예를 도시하는 도면으로, 도 8의 (a)는 평면도, 도 8의 (b)는 정면도, 도 8의 (c)는 A-A 단면도이다. 도시하는 바와 같이, 본 회생 제동용 저항기(70)는 파형 금속판(72)과 평판 금속판(73)으로 이루어지는 케이싱(71)을 구비하고 있다. 파형 금속판(72)은 알루미늄재로 이루어지고, 다이캐스트 성형에 의해 표면을 요철 파형 형상으로 형성하는 동시에, 이면을 상기 요철 파형 형상에 대응시킨 요철 파형 형상으로 형성한 구성이다. 또한, 파형 금속판(72)의 양측부의 높이 치수(H1)는 요철부의 높이 치수(H2)보다 크게(H1>H2) 형성되어 있다. 평판 금속판(73)은 평탄한 알루미늄재로 이루어진다. 파형 금속판(72)과 평판 금속판(73)을 포개어 케이싱(71)을 구성하고 있다.

케이싱(71)의 파형 금속판(72)의 이면측의 오목부 공간(75)에 저항 소자(74)를 배치하고, 상기 오목부 공간(75)을 포함하는 파형 금속판(72)과 평판 금속 판(73)의 사이의 공간에 절연성 충전재(76)를 충전하고 있다. 이 절연성 충전재(76)로서는, 예를 들어 내열 실리콘 시멘트 등의 내열 시멘트를 이용한다. 또한, 파형 금속판(72)과 평판 금속판(73)의 접합은, 평판 금속판(73)을 관통하여 나사(77)를 파형 금속판(72)에 박음으로써, 평판 금속판(73)을 파형 금속판(72)에 고정한다. 복수개의 저항 소자(74)는 전기적으로 직렬로 접속하고, 통전을 위한 리드 단자(80)를 케이싱(71)의 측부로부터 외측으로 도출하고 있다.

저항 소자(74)는 통전함으로써 그 전류를 효율적으로 열로 변환할 수 있는 구성의 저항체이면 어떠한 것이라도 좋지만, 예를 들어 도 9에 도시하는 바와 같이 세라믹재 등의 내열 절연재로 이루어지는 원기둥재(또는 원통재)(78)에 니크롬선 등의 저항선(79)을 감은 구성인 것을 이용해도 좋다.

회생 제동용 저항기(70)를 상기 구성으로 함으로써 저항 소자(74)에 전류를 흘린 경우, 발생한 열은 절연성 충전재(76)를 통해 열전도성이 좋은 알루미늄재로 이루어지는 파형 금속판(72)에 전달된다. 파형 금속판(72)은 그 표면이 요철 파형 형상으로 형성되고, 넓은 표면적을 가지므로, 전달된 열을 효율적으로 외기로 방열한다. 또한, 파형 금속판(72)은 알루미늄 다이캐스트로 성형되어 있으므로, 프레스에 비해 두께를 두껍게 할 수 있고, 표면 온도를 낮추는 효과도 갖는다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 제어 박스(10)의 외측면에는 회생 제동용 저항기(70)를 장착하고, 현수 짐의 하강시에 짐 승강용 전동기(41)가 발전하는 전류를 상기 회생 제동용 저항기(70)의 저항 소자(74)에 흘림으로써, 발생한 열은 절연성 충전재(76)를 통해 알루미늄재로 이루어지는 파형 금속판(72)에 전달된다. 회생 제동용 저항기(70)의 파형 금속판(72)은 상기한 바와 같이 알루미늄 다이캐스트에 의해 표면을 요철 파형 형상으로 형성하고 있으므로, 그 표면적이 넓어져 저항 소자(74)로부터의 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 특히 파형 금속판(72)은 알루미늄 다이캐스트에 의해 성형되어 있으므로, 프레스에 비해 두께를 두껍게 할 수 있기 때문에, 표면 온도를 낮추는 효과도 갖는다.

제어 박스(10)와 감속 기구 케이싱(15)은 열전도성이 낮은 가스킷(16)에 의해 구획되어 있다. 감속 기구 케이싱(15)에 장착된 인버터(12)의 발열량과 내열 성능 및 제어 박스(10)에 장착된 회생 제동용 저항기(70)의 발열량 등에 의해, 적절하게 열전도성이 낮은 가스킷(16)의 배치 위치를 바꾸어, 전동 체인 블록 케이싱 표면으로부터 각각의 방열량 및 열전도 범위를 제어하고 있다. 가장 발열하는 것은, 회생 제동 저항기(70)에서 회생 제동용 저항기의 발열을 방열시키는 전동 체인 블록 케이싱의 표면적을 증가시키는 것이 효과적이지만, 그 열이 감속 기구 케이싱(15)에 장착한 인버터(12)에 영향을 미치는 것은 인버터(12)의 내열성에 있어서 바람직하지 않다. 또한, 인버터(12) 자신의 발열도 전동 체인 블록 케이싱의 표면으로부터 방열시킬 필요도 있다. 따라서, 인버터(12)의 내열성이 높고, 발열량도 적은 경우에는 가스킷(16)의 장착 위치를 제어 박스(10)의 표면적을 넓게 하는 위치에 배치하거나, 혹은 인버터(12)의 내열성이 낮거나, 또는 발열량이 많은 경우에는 가스킷(16)의 장착 위치를 제어 박스(10)의 표면적을 좁게 하고, 그만큼 감속 기구 케이싱의 표면적을 넓게 하는 등을 하여, 권상기 전체의 방열 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 도 10은 도 6의 제어 박스(10) 부분의 확대도이다.

도 11은 본 발명에 관한 전동 체인 블록의 다른 제어 박스(10) 부분의 확대도이다. 도시하는 바와 같이 제어 박스(10)의 측부에 오목부(81)를 형성하고, 이 오목부(81)에 제동 저항이 되는 회생 제동용 저항기(70)를 배치하고 있다. 오목부(81)의 개구부를 도 12에 도시하는 바와 같은, 복수의 슬릿(82a)이 형성된 판체(82)로 덮고 있다. 이와 같이 제어 박스(10)의 측부에 오목부(81)를 형성하고, 이 오목부(81) 내에 회생 제동용 저항기(70)를 배치함으로써 도 10에 도시하는 바와 같이 회생 제동용 저항기(70)가 제어 박스(10)의 측부로 돌출되지 않으므로 외관이 양호해진다.

또한, 여기서는 도 13에 도시하는 회생 제동용 저항기(70)의 파형 금속판(72)의 오목 형상 홈(72a)이 상하 방향이 되도록 배치하고, 제어 박스(10)의 오목부(81)의 상하 모서리부에는 상하 방향으로 홈(10a)을 형성하고 있다. 이에 의해, 하측 모서리부에 형성된 홈(10a)을 통해 유입된 공기(A)는, 판체(82)와 파형 금속판(72)의 사이의 공간(도 11 참조)으로 유입되어, 파형 금속판(72)의 표면으로부터 방사되는 열에 의해 승온되고, 오목 형상 홈(72a)을 통해 상승하는 상승 기류가 되어 상측 모서리부에 형성된 홈(10a)을 통해 유출되는 동시에, 하방으로부터 차가운 새로운 공기가 유입된다. 이에 의해 냉각 효과는 더욱 촉진된다. 또한, 도 13은 판체(82)를 제거한 제어 박스(10)의 측면을 도시하는 도면이다.

상기한 바와 같이 회생 제동용 저항기(70)의 저항 소자(74)는 케이싱(21)의 파형 금속판(72)의 이면의 오목부 공간(75)에 배치하지만, 그 위치는 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이 오목부 공간(75)의 개구부, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이 오목부 공간(75)의 상부, 도 14의 (c)에 도시하는 바와 같이 오목부 공간(75)의 하방에 배치하지만, 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이 오목부 공간(75)의 개구부에 배치하는 것이 방열 효과가 가장 좋은 결과가 얻어졌다.

전동 체인 블록에 있어서, 그 제어 박스(10)를 도 11에 도시하는 구성으로 하고, 회생 제동 저항기(70)로서 저항 소자(74)를 도 14의 (a)에 도시하는 위치에 배치하여 저항기를 이용하여 구성하였다. 이 전동 체인 블록을 고빈도 운전하고, 포화 온도가 된 경우의 감속 기구 케이싱(15)의 표면 온도 A, 제어 박스(10)의 외벽면 온도 B, 회생 제동용 저항기(70)의 파형 금속판(72)의 표면 온도 C, 오목 형상 홈(72a)의 저부 온도 D, 인버터(12)를 장착한 부분의 감속 기구 케이싱(15)의 표면 온도 E의 온도를 측정하였다. 그 측정 결과는, 모두 만족하는 것이며 고빈도 운전이 가능한 전동 체인 블록인 것을 알 수 있었다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구의 범위 및 명세서, 도면에 기재된 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태예에서는 권상기로서 전동 체인 블록을 예로 설명하였지만, 본 발명에 관한 권상기는 드럼에 의해 와이어 로프를 감고 푸는 전동 호이스트 등이라도 좋은 것은 당연하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 인버터(12)에서 발하는 열을 감속 기구 케이싱(15)으로 방열하는 방열 수단으로서, 인버터(12)를 직접 감속 기구 케이싱(15)에 밀착시켜 장착하여, 인버터(12)에서 발하는 열을 감속 기구 케이싱(15)에 전달하도록 하였지만, 방열 수단은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 인버터(12)에 서 발하는 열을 히트파이프 등의 열전달 수단을 이용하여 감속 기구 케이싱(15)으로 유도하도록 해도 좋다. 특히 인버터를 직접 감속 기구 케이싱에 장착할 수 없는 경우나, 인버터의 측벽의 넓은 부분을 직접 감속 기구 케이싱에 장착할 수 없는 경우 등에 다른 열전달 수단을, 또는 다른 열전달 수단과 병용시키면 효과적이다.

본 발명에 관한 권상기는, 인버터가 발하는 열을 감속 기구 케이싱으로 방열하므로, 인버터가 발하는 열을 열용량이 큰 감속 기구 케이싱을 통해 효율적으로 외기로 방열하는 것이 가능해진다. 또한, 감속 기구 케이싱 내는 윤활유가 수용된 오일 배스로 되어 있으므로, 인버터의 유냉에 의한 냉각도 기대할 수 있다. 따라서, 본원 발명은 고빈도 운전이 가능한 인버터가 내장된 권상기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 권상기는 회생 제동용 저항기에, 저항기 케이싱의 파형 금속판의 이면의 오목부 공간에 저항 소자를 배치하고, 파형 금속판의 이면 오목부 공간을 포함하는 상기 파형 금속판과 평판 금속판의 사이의 공간에 절연재를 충전한 구성의 저항기를 이용하므로, 파형 금속판의 표면 면적이 커지고, 이 면적이 큰 표면이 방열면이 되기 때문에, 저항 소자로부터의 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 인버터의 열이 효율적으로 방열되는 것에 맞추어 회생 제동용 저항기의 열도 효율적으로 방열된다. 따라서, 본원 발명은 고빈도 운전이 가능한 인버터 내장의 권상기를 제공할 수 있다.

Claims

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짐 승강용 전동기, 감속 기구, 회생 제동용 저항기를 구비하고, 상기 짐 승강용 전동기를 권상기 본체에 내장하는 인버터로 구동하는 동시에, 현수 짐의 하강시, 상기 짐 승강용 전동기에서 발전한 전류를 상기 회생 제동용 저항기로 흘려 회생 제동을 거는 권상기에 있어서,

상기 인버터가 발하는 열을 상기 감속 기구를 수납하는 감속 기구 케이싱으로 방열하는 방열 수단을 설치하고,

상기 회생 제동용 저항기는, 표면을 요철 파형 형상으로 형성하는 동시에 이면을 상기 요철 파형 형상에 대응시킨 요철 파형 형상으로 형성한 파형 금속판과 평판 금속판을 구비하고, 상기 파형 금속판과 평판 금속판을 포갠 구성의 저항기 케이싱을 구비하고,

상기 저항기 케이싱의 파형 금속판의 이면의 오목부 공간에 저항 소자를 배치하고,

상기 파형 금속판의 이면 오목부 공간을 포함하는 상기 파형 금속판과 상기 평판 금속판의 사이의 공간에 절연재를 충전한 것을 특징으로 하는, 권상기.
제8항에 있어서, 상기 저항기 케이싱의 파형 금속판 및 평판 금속판은 알루미늄재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 권상기.
제9항에 있어서, 상기 저항기 케이싱의 파형 금속판은 알루미늄 다이캐스트로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는, 권상기.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회생 제동용 저항기는 상기 권상기의 케이싱에 상기 저항기 케이싱의 평판 금속판을 상기 권상기의 케이싱 외표면에 접촉시켜 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 권상기.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회생 제동용 저항기는 상기 저항기 케이싱의 파형 금속판의 요철 파형 형상의 오목 형상 홈 길이 방향이 상하 방향이 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 권상기.
제11항에 있어서, 상기 회생 제동용 저항기는 상기 저항기 케이싱의 파형 금속판의 요철 파형 형상의 오목 형상 홈 길이 방향이 상하 방향이 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 권상기.