KR101379841B1

KR101379841B1 - 와이어로프 이탈 방지 장치를 구비한 권취장치

Info

Publication number: KR101379841B1
Application number: KR1020120059432A
Authority: KR
Inventors: 최봉호; 최용준
Original assignee: 최용준
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2014-04-02
Also published as: KR20130135663A

Abstract

본 발명은, 크레인, 호이스트 및 엘리베이터로 이루어진 군 중에서 어느 하나에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 권취장치로서, 중량물에 고정되어 중량물을 들어올리거나 내려놓을 수 있도록 상승하거나 하강이 가능한 와이어로프; 길이 방향의 축을 중심으로 회전가능한 드럼을 구비하여 상기 드럼의 외주면에 상기 와이어로프를 감아 올리거나 상기 드럼의 외주면으로부터 상기 와이어로프를 풀어 내리는 와이어드럼; 상기 와이어드럼의 내측에 설치되어 상기 와이어드럼에 자성을 띠게 하는 전자석; 상기 와이어드럼에 연결되어 상기 와이어드럼을 그 길이 방향의 축을 중심으로 회전시키는 권취모터; 상기 권취모터와 상기 와이어드럼 사이에 배치되어 상기 권취모터로부터 상기 와이어드럼으로 전달되는 구동력을 조절함으로써 상기 와이어드럼의 회전속도를 제어하는 감속기를 구비하며, 상기 전자석은, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼으로부터 풀어져서 하강하여 중량물의 하중을 받지 않기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 시작하고, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼에 감겨져서 상승하기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 중지하는 권취장치를 개시한다.

Description

와이어로프 이탈 방지 장치를 구비한 권취장치{Winch comprising apparatus of preventing wire rope from deserting}

본 발명은 와이어로프를 이용하여 무거운 물체를 들어올리거나 내리는 권취장치에 관한 것으로서, 상세하게는 와이어로프가 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있는 장치를 구비한 권취장치에 관한 것이다.

일반적으로 무거운 물품이나 사람을 특정한 위치로 용이하게 이동시키기 위한 장치로서 크레인, 호이스트 및 엘리베이터 등이 이용된다. 이러한 장치는 중량물(重量物)을 상승시키는 권상, 들어올린 중량물을 수평 방향으로 이동하는 주행, 횡행, 선회, 및 수평 방향으로 이동한 중량물을 하강시키는 권하 등의 동작을 수행함으로써 중량물을 특정한 한 위치에서 다른 위치로 이동시키게 된다. 크레인, 호이스트 및 엘리베이터 등이 중량물을 상승시키는 권상 또는 중량물을 하강시키는 권하의 동작을 수행하기 위해서 통상적으로 중량물에 연결된 와이어로프를 회전하는 드럼에 감거나 풀어서 중량물을 상승 또는 하강시키는 권취장치를 이용한다. 권취장치는 드럼을 구동하는 방식에 따라 수동식과 전동식이 있다. 전동식 권취장치에 있어서는 드럼을 전동 모터로 회전시켜 와이어 로프를 드럼에 감거나 드럼으로부터 와이어로프를 풀게 된다. 이러한 권취장치에서는 회전하는 드럼에 와이어로프를 감기나 풀어서 중량물을 상승시키거나 하강시키기 때문에 이러한 상승 또는 하강 과정에서 와이어로프가 회전하는 드럼으로부터 이탈하지 않도록 조절할 필요가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1118465호에는 크레인의 자동 속도조절장치가 개시되어 있다.

종래에는, 대한민국 등록특허공보 제10-1118465호에 개시된 바와 같이, 중량물의 하중에 관계없이 중량물의 상승 내지 하강 속도를 미리 정해진 범위 내의 단수에서 운전자가 수동으로 단수를 조절할 수밖에 없어서 불편하였던 문제점을 해결하기 위하여, 크레인의 하중의 무게를 센서로 감지하고, 그 감지된 하중에 따라 자동으로 하중 인양 속도를 조절할 수 있는 크레인의 자동 속도조절장치가 제안되어 있었다. 그러나 이러한 크레인의 자동 속도조절장치는 단순히 크레인 하중의 무게에 따른 하중 인양 속도만을 조절할 수 있을 뿐이고, 와이어 로프가 회전하는 드럼으로부터 이탈되는 것을 방지할 수는 없게 된다. 특히, 크레인에 의해 중량물의 상승 및 수평이동을 거쳐 하강 과정이 진행될 경우에는 회전하는 드럼으로부터 와이어 로프가 풀리게 된다. 이때 중량물이 목적 위치에 도달하여 더 이상 하강되지 않음에도 회전하는 드럼으로부터 와이어 로프가 계속 풀리게 될 경우에는, 와이어로프가 드럼의 권취 범위를 벗어나거나 드럼으로부터 이탈하게 될 수 있다. 그 원인은 와이어로프가 큰 직경 및 재질상의 특성에 의하여 회전하는 드럼으로부터 풀린 후에도 장력을 잃지 않고 계속 보유하는 경우가 있는데, 이때에는 와이어로프가 밑으로 처지지 않고 일직선상의 직립 상태를 유지하게 되고 이 상태로 점차 상승하게 된다. 이러한 상황에서 계속 와이어로프가 풀리게 되면, 자중에 의하여 와이어로프는 원래의 드럼의 권취 위치를 벗어나거나 드럼으로부터 이탈하게 된다. 이와 같이 와이어로프가 드럼의 권취 범위를 벗어나거나 드럼을 이탈한 상태에서 다시 와이어로프를 권상할 경우에는 와이어로프가 손상 또는 파손되고, 와이어로프의 파손시 중량물이 낙하 파손되며 운전자나 작업자가 크게 다치게 되어 인명사상 사고가 발생하는 문제점이 있게 된다.

본 발명은 회전하는 드럼으로부터 와이어로프가 정해진 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 권취장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 관한 권취장치는, 크레인, 호이스트 및 엘리베이터로 이루어진 군 중에서 어느 하나에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 권취장치로서, 중량물에 고정되어 중량물을 들어올리거나 내려놓을 수 있도록 상승하거나 하강이 가능한 와이어로프; 길이 방향의 축을 중심으로 회전가능한 드럼을 구비하여 상기 드럼의 외주면에 상기 와이어로프를 감아 올리거나 상기 드럼의 외주면으로부터 상기 와이어로프를 풀어 내리는 와이어드럼; 상기 와이어드럼의 내측에 설치되어 상기 와이어드럼에 자성을 띠게 하는 전자석; 상기 와이어드럼에 연결되어 상기 와이어드럼을 그 길이 방향의 축을 중심으로 회전시키는 권취모터; 상기 권취모터와 상기 와이어드럼 사이에 배치되어 상기 권취모터로부터 상기 와이어드럼으로 전달되는 구동력을 조절함으로써 상기 와이어드럼의 회전속도를 제어하는 감속기를 구비하며, 상기 전자석은, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼으로부터 풀어져서 하강하여 중량물의 하중을 받지 않기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 시작하고, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼에 감겨져서 상승하기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 중지한다.

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상기 전자석은 상기 와이어드럼의 상기 와이어로프가 위치하는 부분에 대응되는 영역에 배열될 수 있다.

상기 전자석은 상기 와이어드럼의 횡단면의 중심점을 기준으로 대칭이 되게 원주 방향으로 배열될 수 있다.

상기 와이어로프 또는 상기 권취모터가 중량물의 하중에 의하여 받는 부하값을 감지하여 상기 전자석의 작동을 제어하는 전기적 신호를 발생시키는 부하감지장치를 더 구비할 수 있다.

상기 부하감지장치로부터 전기적 신호를 받아 상기 전자석의 작동을 제어하는 제어부를 더 구비할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 작을 경우에는 상기 전자석의 작동을 개시시키며, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 클 경우에는 상기 전자석의 작동을 중지시킬 수 있다.

상기 부하감지장치는 상기 와이어로프에 연결되어 상기 와이어로프가 받는 부하값을 감지하는 로드셀일 수 있다.

상기 부하감지장치는 상기 권취모터에 연결되어 상기 권취모터가 받는 부하값을 감지하는 로드리미터일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 관한 권취장치는, 크레인, 호이스트 및 엘리베이터로 이루어진 군 중에서 어느 하나에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 권취장치로서, 중량물에 고정되어 중량물을 들어올리거나 내려놓을 수 있도록 상승하거나 하강이 가능한 와이어로프; 길이 방향의 축을 중심으로 회전가능한 드럼을 구비하여 상기 드럼의 외주면에 상기 와이어로프를 감아 올리거나 상기 드럼의 외주면으로부터 상기 와이어로프를 풀어 내리며, 상기 드럼은 상기 와이어로프가 받는 하중에 따라 자성을 띠게 되는 전자석인 와이어드럼; 상기 와이어드럼에 연결되어 상기 와이어드럼을 그 길이 방향의 축을 중심으로 회전시키는 권취모터; 상기 권취모터와 상기 와이어드럼 사이에 배치되어 상기 권취모터로부터 상기 와이어드럼으로 전달되는 구동력을 조절함으로써 상기 와이어드럼의 회전속도를 제어하는 감속기를 구비하며, 상기 와이어드럼은, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼으로부터 풀어져서 하강하여 중량물의 하중을 받지 않기 시작하는 시점을 기준으로 자성을 띠게 되고, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼에 감겨져서 상승하기 시작하는 시점을 기준으로 자성을 띠지 않게 된다.

상기 와이어로프 또는 상기 권취모터가 중량물의 하중에 의하여 받는 부하값을 감지하여 상기 와이어드럼이 자성을 띠도록 제어하는 전기적 신호를 발생시키는 부하감지장치를 더 구비할 수 있다.

상기 부하감지장치로부터 전기적 신호를 받아 상기 와이어드럼이 자성을 띠도록 작동을 제어하는 제어부를 더 구비할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 작을 경우에는 상기 와이어드럼이 자성을 띠도록 작동을 개시시키며, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 클 경우에는 상기 와이어드럼이 자성을 띠는 작동을 중지시킬 수 있다.

본 발명은 회전하는 와이어드럼으로부터 와이어로프가 정해진 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 권취장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 권취장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 와이어로프와 이퀄라이저의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 권취장치의 권하과정에서 나타나는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 5는 종래의 권취장치의 권하과정에서 나타나는 문제점을 나타내는 실제 사진이다.
도 6은 도 1의 권취장치의 와이어드럼을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 도 1의 권취장치의 와이어드럼을 나타내는 횡단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 권취장치의 권하과정에서 와이어로프가 와이어드럼에 접촉되는 것을 설명하는 도면들이다.

첨부한 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 권취장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 권취장치를 나타내는 정면도이다. 도 3은 도 1의 와이어로프와 이퀄라이저의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 종래의 권취장치의 권하과정에서 나타나는 문제점을 나타내는 도면이다. 도 5는 종래의 권취장치의 권하과정에서 나타나는 문제점을 나타내는 실제 사진이고, 도 6은 도 1의 권취장치의 와이어드럼을 나타내는 종단면도이다. 도 7은 도 1의 권취장치의 와이어드럼을 나타내는 횡단면도이고, 도 8 및 도 9는 도 1의 권취장치의 권하과정에서 와이어로프가 와이어드럼에 접촉되는 것을 설명하는 도면들이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 권취장치(10)는 크레인, 호이스트 및 엘리베이터로 이루어진 군 중에서 크레인에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 장치이다. 이러한 권취장치(10)는, 와이어로프(100), 와이어드럼(200), 권취모터(300), 감속기(400) 및 전자석(250)을 구비한다. 나아가, 권취장치(10)는 부하감지장치로서 로드셀(150) 또는 로드리미터(미도시)를 구비할 수 있으며, 그밖에 권취장치(10)는 권취브레이크(500), 지지프레임(600), 주행모터(700), 주행롤러(800), 주행브레이크(750), 이퀄라이저(900) 및 달기구(950)를 더 구비할 수 있다.

와이어로프(100)는 중량물에 고정되어 중량물을 들어올리거나 내려놓을 수 있도록 상승하거나 하강하는 로프이다. 중량물을 들어올리기 위하여 와이어로프(100)가 상승하는 것을 권상이라고 하고, 중량물을 내려놓기 위하여 와이어로프(100)가 하강하는 것을 권하라고 한다. 와이어로프(100)는 제1 와이어로프(110)와 제2 와이어로프(120)를 포함한다. 중량물은 제품이나 자재 등이 될 수 있으며, 이러한 중량물은 와이어로프(100)에 직접 고정되는 경우도 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 달기구(950), 구체적으로는 달기구(950)의 고정부재(960)에 고정되는 것이 일반적이다. 고정부재(960)에 고정된 중량물은 고정부재(960)를 지지하는 지지부(961)를 사이에 놓고 그 양측을 각각 지지하는 제1 프레임(971)과 제2 프레임(981)에 의하여 상승 또는 하강하게 된다. 제1 프레임(971)의 내부에는 제1 권취쉬브(970)가 회전가능하게 설치되어 있으며, 제2 프레임(981)의 내부에는 제2 권취쉬브(980)가 회전가능하게 설치되어 있다. 제1 권취쉬브(971)와 제2 권취쉬브(981)에는 각각 제1 와이어로프(110)와 제2 와이어로프(120)가 연결된다. 제1 와이어로프(110)의 일 단부와 제2 와이어로프(120)의 일 단부는, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 각각 이퀄라이저(900)의 양 단부에 고정된다. 이퀄라이저(900)는 제1 와이어로프(110)와 제2 와이어로프(120)의 양 단부를 고정하는 역할을 하는 이외에 제1 및 제2 와이어로프(110)(120)가 권상 및 권하 운동을 하는 과정에서 기우뚱거리는 것을 방지하여 중심을 잡아주는 역할을 한다. 제1 및 제2 와이어로프(110)(120)가 상하로 상승 또는 하강함에 따라 이에 연결된 제1 및 제2 권취쉬브(970)(980)가 회전하면서 달기구(950)를 상승 또는 하강시키게 된다. 이에 따라 달기구(950)의 고정부재(960)에 고정된 중량물이 상승 또는 하강하게 된다. 와이어로프(100)의 직경은 크레인의 정격하중에 맞도록 적절한 크기의 것을 선택할 수 있다.

와이어드럼(200)은 길이 방향의 축을 중심으로 회전가능한 드럼(210)을 구비함으로써 외주면에 와이어로프(100)를 감아 올리거나 외주면으로부터 와이어로프(100)를 풀어내리는 장치이다. 드럼(210)의 외주면은 제1 권취부(220)와 제2 권취부(230)의 영역을 포함한다. 제1 권취부(220)에는 제1 권취쉬브(970)에 연결된 제1 와이어로프(110)가 권취되고, 제2 권취부(230)에는 제2 권취쉬브(980)에 연결된 제2 와이어로프(120)가 권취된다. 제1 권취부(220)와 제2 권취부(230)의 사이에 위치하는 드럼(210)의 외주면에는 와이어로프(100)가 권취되지 않는 무권취부(240)가 배열되어 있다. 드럼(210)의 좌측 단부와 제1 권취부(220) 사이 및 드럼(210)의 우측 단부와 제2 권취부(230) 사이에도 와이어로프(100)가 권취되지 않는 무권취부(240)가 배열되어 있다. 이와 같이 권취부 및 무권취부를 배열함으로써 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)에 권상 또는 권하되는 과정에서 제1 와이어로프(110)와 제2 와이어로프(120)의 위치가 뒤바뀌어 와이어드럼(200)에 감기거나 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 외부로 벗어나는 것을 어느 정도 방지할 수 있다. 제1 권취부(220)와 제2 권취부(230)에는 드럼(210)의 원주면 상에 와이어로프(100)가 위치하는 부분에 원주방향으로 홈(미도시)이 형성되어 있어서 와이어로프(100)를 감을 때에 그 배열 위치를 안내할 수 있도록 하고 있다. 와이어드럼(200)의 내부는 빈 공간으로 되어 있어서 와이어드럼(200)은 전체적으로 실린더 형상을 갖는다. 이와 같이 내부 공간이 비어 있는 실린더 형상을 가짐으로써 와이어드럼(200)은 중량을 줄일 수 있어서 구동하중을 줄일 수 있게 된다.

와이어로프(100)가 달기구(950)에 의하여 고정된 중량물을 소정의 위치에 내려놓기 위하여는, 도 4의 (a)에 나타나 있는 바와 같이, 와이어드럼(200)을 회전시켜 와이어로프(100)를 권하시키게 된다. 여기서는 편의상 중량물은 표시되어 있지 않다. 이때 와이어드럼(200)의 회전에 의하여 와이어로프(100)가 권하되어, 도 4의 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 중량물이 소정의 위치의 바닥에 닿게 되면, 와이어드럼(200)의 회전을 중지시켜 더 이상 와이어로프(100)가 권하되지 않게 하여야 한다. 한편, 중량물이 위치하게 되는 바닥의 상태에 따라 또는 다른 작업상의 필요에 따라 중량물이 바닥에 닿게 되더라도 일정한 정도로 와이어드럼(200)을 더 회전시켜서 와이어로프(100)을 풀어 내릴 필요가 생길 수 있다. 이러한 점은 중량물이 바닥에 닿게 될 경우 자동적으로 와이어드럼(200)의 회전을 중지시키는 경우에도 마찬가지이다. 그런데, 중량물을 바닥에 내려놓고 후속작업의 필요 등을 고려하여 와이어로프(100)를 정확하게 필요한 만큼 풀어내리게 하는 것은 매우 곤란할 수 있다. 따라서 중량물을 바닥에 내려놓고 후속작업의 필요에 적당한 정도가 되었음에도 불구하고 와이어드럼(200)이 계속해서 회전하게 되어 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)으로부터 풀어지게 되는 경우가 발생할 수 있게 된다. 이 경우에는 통상적으로 와이어로프(100)가 바닥쪽에 내려앉아 쌓이게 된다. 그러나, 특정한 조건하에서는 중량물이 바닥에 닿은 후에 와이어드럼(200)의 계속적인 회전에 의하여 와이어로프(100)가 과도하게 풀어지더라도 와이어로프(100)가 바닥에 내려와 쌓이지 않고, 도 4의 (c)에 나타나 있는 바와 같이, 와이어로프(100)가 일직선으로 직립하여 와이어드럼(200)의 윗쪽으로 쏟구칠 수 있다. 이는 와이어로프(100)에 장력이 남아 있는 상태에서 그 장력이 사라지기 전에 과도하게 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)으로부터 풀리게 되는 것에 기인할 수 있다. 이후 계속해서 와이어로프(100)가 풀리게 되면, 직립된 와이어로프(100)는 자중에 의하여 옆으로 쓰러지게 되어, 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)가 아닌 무권취부(240)에 쌓이게 되거나 또는, 도 4의 (d)에 나타나 있는 바와 같이, 와이어드럼(200)의 좌우측 양 단부 중 어느 일 단부를 벗어나 와이어드럼(200) 외부로 이탈하게 된다. 이와 같이 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 무권취부(240)에 쌓이거나 와이어드럼(200)의 외부로 이탈된 상태에서, 이러한 사실을 간과한 채 와이어드럼(200)을 회전시켜 와이어로프(100)를 권상 및 권취시키게 될 경우에는 큰 문제점이 발생하게 된다. 즉, 이 경우에는, 도 5의 (a) 및 (b)에 나타나 있는 바와 같이, 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 무권취부(240)나 와이어드럼(200) 외부의 와이어드럼(200)의 회전 축이 연결되는 부위에 권취되어 와이어로프(100)가 파손되거나 손상되고, 나아가서는 중량물이 권상되는 과정에서 와이어로프(100)의 파손에 의해 낙하하여 파손 또는 손상되며, 이로 인해 주위에 있던 운전자나 작업자가 부상당하거나 사망하게 되는 사고가 발생하게 되어 매우 위험하게 된다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 본 실시예에서는, 와이어드럼(200)에 자성을 띠게 하는 전자석(250)이 설치되어 있다.

전자석(250)은, 도 6 및 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 와이어드럼(200)의 내측면(260)에 배열되어 있다. 전자석(250)은 와이어드럼(200)의 길이 방향으로는 제1 권취부(220)와 제2 권취부(230)에 대응되는 위치에 배열되어 있다. 제1 권취부(220)에서는, 좌측 단부에 가까운 부분에 대응되는 영역의 내측면 상에서 원주 방향으로 복수의 전자석(250), 예컨대, 4개의 전자석(250)이 대칭적으로 배열되고, 이에 길이 방향으로 대칭이 되는 부분인 우측 단부에 가까운 부분에 대응되는 영역의 내측면 상에도 원주 방향으로 4개의 전자석(250)이 배열되어 있다. 이와 같이 복수의 전자석(250)을 길이 방향 및 원주 방향으로 대칭이 되게 배열함으로써 제1 권취부(220)에서 전체적으로 자성이 균일하게 발생되도록 하고 이에 의하여 과도하게 풀린 제1 와이어로프(110)가 제1 권취부(220)에 유지되도록 할 수 있게 된다. 또한, 복수의 전자석(250)을 제1 권취부(220)의 양측 단부에 가까운 부분에 배치되게 함으로써 이들 부분의 자성을 강하게 하여 과도하게 풀린 제1 와이어로프(110)가 제1 권취부(220)의 양측 단부를 벗어나려고 하는 것을 더욱 강력하게 방지할 수 있게 된다. 나아가, 복수의 전자석(250)을 제1 권취부(220)의 양측 단부에 가까운 부분에 배치되게 함으로써 제1 권취부(220)의 우측 단부에 가까운 부분에서부터 과도하게 풀리기 시작하는 제1 와이어로프(110) 또는 제1 권취부(220)의 좌측 단부에 가까운 부분에서부터 과도하게 풀리기 시작하는 제1 와이어로프(110)가 제1 권취부(220)의 영역을 벗어나지 못하도록 효율적으로 방지할 수 있게 된다. 제2 권취부(230)에서도 마찬가지로 좌우측 단부 각각의 가까운 부분에 대응되는 영역의 내측면 상에서 원주 방향으로 4개의 전자석(250)이 대칭적으로 각각 배열되어 있고, 이러한 배열에 의하여 제2 권취부(230)에서 전체적으로 자성이 균일하게 발생되도록 하고 이에 의하여 제2 와이어로프(120)가 제2 권취부(230)에 유지되도록 할 수 있게 되며, 나아가, 복수의 전자석(250)을 제2 권취부(230)의 양측 단부에 가까운 부분에 배치되게 함으로써 이들 부분의 자성을 강하게 하여 제2 와이어로프(120)가 제2 권취부(230)의 양측 단부를 벗어나려고 하는 것을 더욱 강력하게 방지할 수 있게 된다. 또한, 복수의 전자석(250)을 제2 권취부(230)의 양측 단부에 가까운 부분에 배치되게 함으로써 제2 권취부(230)의 좌측 단부에 가까운 부분에서부터 과도하게 풀리기 시작하는 제2 와이어로프(120) 또는 제2 권취부(230)의 우측 단부에 가까운 부분에서부터 과도하게 풀리기 시작하는 제2 와이어로프(130)가 제2 권취부(230)의 영역을 벗어나지 못하도록 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

위와 같이 와이어드럼(200)의 내측면 상에 전자석을 설치하여 와이어드럼(200)에 자성을 띠게 함으로써, 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 위로 쏟구쳐 직립된 상태로 되는 것을 방지할 수 있게 된다. 나아가, 와이어드럼(200)의 내측면 상에 설치된 전자석(250)에 의하여 와이어드럼(200)이 자성을 띠게 됨으로써, 도 8 및 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 과도하게 풀린 제1 와이어로프(110)가 와이어드럼(200)의 위로 쏟구쳐 직립된 상태로 되어 자중에 의하여 쓰러지더라도, 제1 와이어로프(110)가 제1 권취부(220) 영역으로 쓰러지게 되고 이를 벗어나지 않게 된다. 그후 과도하게 풀린 제1 와이어로프(110)를 와이어드럼(200)에 다시 권취하더라도 제1 와이어로프(110)는 제1 권취부(220) 상에 위치하게 되므로 파손 또는 손상될 염려가 없게 된다. 이러한 작용 효과는 전자석(250)이 배열되어 있는 제2 와이어로프(120)가 권취되는 제2 권취부(230)에서도 마찬가지로 발휘된다.

전자석(250)은, 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)으로부터 풀려서 하강하여 중량물의 하중을 받지 않기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 시작하고, 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)에 감겨서 상승하기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 중지하게 된다. 따라서, 예컨대, 중량물을 하강시키기 위하여 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)으로부터 풀려서 하강하는 경우에는, 중량물이 바닥에 닿지 않아 중량물의 하중을 받기 때문에 전자석(250)이 작동하지 않게 된다. 또한, 중량물을 달기구에 고정한 상태에서 이를 상승시키기 위하여 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)에 감겨서 상승하기 시작하는 시점부터는, 전자석(250)이 작동하지 않게 될 수 있다. 나아가, 중량물을 내려놓은 후에는 중량물의 하중을 받지 않더라도 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)에 감겨서 상승하는 동안에는 전자석(250)은 작동하지 않게 된다.

이러한 전자석(250)의 작동 개시는, 와이어로프(100) 또는 권취모터(300)가 중량물의 하중에 의하여 받는 부하값을 감지하는 부하감지장치와, 부하감지장치로부터 전기적 신호를 받아 전자석의 작동을 개시시키는 제어부(미도시)에 의하여 이루어질 수 있다. 부하감지장치에는, 와이어로프(100)에 연결되어 와이어로프(100)가 받는 부하값을 감지하는 로드셀(150)과, 권취모터(300)에 연결되어 권취모터(300)가 받는 부하값을 감지하는 로드리미터(미도시)가 포함된다.

로드셀(150)은 중량물의 하중을 감지할 수 있는 위치이면 어디에든지 설치될 수 있는데, 본 실시예에서는, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 이퀄라이저(900)의 양측 단부와 이에 각각 연결되는 제1 와이어로프(110)와 제2 와이어로프(120)의 사이에 각각 설치되어 있다. 로드셀(150)은, 권취장치(10)가 포함된 크레인의 하중을 측정하여 이에 관한 전기적 신호를 제어반(미도시)에 전달함으로써, 정격하중 초과 중량물이 인양되는 것을 방지할 수 있게 하는 장치이다. 예컨대, 정격하중이 1톤인 장치에 대하여 중량물의 하중이 정격하중의 110% 일 때에 작동을 멈추도록 셋팅되어 있는 때에는, 중량물의 하중이 1.1톤 또는 그 이상일 경우에 로드셀(150)로부터 전기적 신호를 받은 제어반에서 권취장치(10)의 작동을 중지시키게 된다. 이러한 로드셀(150)은 와이어로프(100)에 걸리는 부하값, 예컨대, 하중을 측정한 다음, 이를 전류값과 같은 전기적 신호로 변환시킬 수 있게 되어 있다. 와이어로프(100)의 권하에 의하여 중량물 및 달기구(950)가 바닥에 닿게 되면, 로드셀(150)은 부하값을 기준값인 "0"보다 작은 마이너스로 표시하게 되며 그에 따른 전기적 신호를 발생하게 된다. 이러한 로드셀(150)의 마이너스 전기적 신호가 전자석(250)의 작동을 제어하는 제어부에 전달되면, 제어부는 전자석(250)을 작동시켜 와이어드럼(200)에 자성을 띠도록 함으로써, 와이어로프(100)가 과도하게 풀리더라도 와이어드럼(200) 위로 쏟구쳐 직립하는 것을 방지하거나 와이어드럼(200) 위로 쏟구쳐 직립된 와이어로프(100)가 쓰러질 때에 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)를 벗어나거나 와이어드럼(200) 자체를 벗어나는 것을 방지하고 권취부(220)(230)에 부착되게 된다. 전자석(250)을 작동시키는 로드셀(150)의 기준값을 중량물만 바닥에 닿고 달기구(950)는 아직 바닥에 닿지 않은 경우에 로드셀(150)이 표시하는 부하값으로 정할 수도 있다. 또한, 기준값을 "0"으로 표시할 것인가 아니면, 그 이외의 값으로 표시할 것인가는 기준값 설정시 결정할 수 있다.

로드리미터는 중량물에 의하여 권취모터(300)가 받게 되는 부하값을 측정하여 이를 제어반에 전달함으로써, 권취모터(300)가 받는 부하값이 정격하중에 따른 부하값을 초과할 경우에 제어반으로 하여금 권취장치(10)의 구동을 중지시킬 수 있게 하는 장치이다. 이러한 로드리미터는 권취모터(300)에 걸리는 부하값, 예컨대, 전류값을 측정할 수 있다. 와이어로프(100)가 권하되기 시작하여 중량물 및 달기구(950)가 바닥에 닿게 되면, 권취모터(300)에 걸리는 부하값이 전자석(250)의 작동을 개시하는 기준값인 "0"보다 작은 마이너스로 된 것을 로드리미터가 표시하게 되고, 그에 따른 전기적 신호가 전자석(250)의 작동을 제어하는 제어부에 전달된다. 이 경우 제어부는 전자석(250)을 작동시켜 와이어드럼(200)에 자성을 띠도록 함으로써, 와이어로프(100)가 과도하게 풀리더라도 와이어드럼(200) 위로 쏟구쳐 직립하는 것을 방지하거나 와이어드럼(200) 위로 쏟구쳐 직립된 와이어로프(100)가 쓰러질 때에 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)를 벗어나거나 와이어드럼(200) 자체를 벗어나는 것을 방지하고 권취부(220)(230)에 부착되게 된다. 전자석(250)을 작동시키는 로드리미터의 기준값을 중량물만 바닥에 닿고 달기구(950)는 아직 바닥에 닿지 않은 경우에 로드리미터가 나타내는 부하값으로 정할 수도 있다. 또한, 기준값을 "0"으로 표시할 것인가 아니면, 그 이외의 값으로 표시할 것인가는 기준값 설정시 결정할 수 있다.

이와 같이 전자석(250)의 작동 개시를 조절하는 것은, 전자석(250)의 작동을 제어하는 제어부와, 와이어로프(100) 또는 권취모터(300)가 받게 되는 부하값을 나타내는 로드셀(150)이나 로드리미터에 의하여 이루어진다.

한편, 전자석(250)의 작동 중지를 조절하는 것은 와이어로프(100)의 권상을 제어하는 스위치 또는 로드셀(150)이나 로드리미터에 의하여 이루어진다.

전자석(250)의 작동을 제어하는 제어부에 와이어로프(100)의 권상을 작동시키는 스위치를 연결하고, 와이어로프(100)의 권상 스위치의 작동과 함께 전자석(250)의 작동이 해제되도록 함으로써, 전자석(250)의 작동을 중지시킬 수 있다. 이 경우에는 와이어로프(100)의 권상 스위치의 동작에 연동하여 전자석(250)의 작동이 중지되도록 함으로써 권상 스위치의 동작에 따라 즉시 전자석(250)의 작동을 신속하게 중지시킬 수 있게 된다.

한편, 과도하게 풀린 와이어로프(100)가 권상에 의하여 다시 상승하게 될 경우에, 로드셀(150) 또는 로드리미터가 전자석(250)의 작동을 해제하는 전기적 신호를 전자석(250) 제어부에 전달하도록 함으로써 전자석(250)의 작동 중지를 조절할 수도 있다. 예컨대, 과도하게 풀린 와이어로프(100)가 권상에 의하여 다시 상승하게 될 경우에는 로드셀(150)이나 로드리미터가 받는 부하를 전자석(250)의 작동을 중지시키는 기준값인 "0" 이상으로 감지하게 되며 그에 따른 전기적 신호를 발생하게 된다. 이러한 로드셀(150) 또는 로드리미터의 "0" 이상의 전기적 신호가 제어부에 전달되면, 제어부는 전자석(250)의 작동을 해제시켜 와이어드럼(200)에서 자성을 제거함으로써, 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)에 부착되었던 과도하게 풀린 와이어로프(100)가 자중에 의하여 아래로 처지게 하고, 이에 의하여 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)에서 원래의 위치에서 배열되도록 한다.

권취모터(300)는 와이어드럼(200)에 연결되어 와이어드럼(200)을 길이 방향의 축을 중심으로 회전시킨다.

감속기(400)는 권취모터(300)와 와이어드럼(200) 사이에 배치되어 권취모터(300)로부터 와이어드럼(200)으로 전달되는 회전 구동력을 조절함으로써 와이어드럼(200)의 회전속도를 제어한다. 감속기(400)의 일 측부는 권취모터(300)의 축(310)에 연결되어 있고, 감속기(400)의 타 측부는 와이어드럼(200)의 축(290)에 연결되어 있다.

권취브레이크(500)는 감속기(400)와 권취모터(300) 사이를 연결하는 부분에 배치되어 권취모터(300)로부터 감속기(400)로 전달되는 구동력을 강제적으로 단절시키는 장치이다.

지지프레임(600)은 권취장치(10)의 와이어드럼(200), 권취모터(300), 감속기(400), 권취브레이크(500), 주행모터(700), 주행롤러(800), 주행브레이크(750) 및 이퀄라이저(900)를 지지하는 장치이다. 지지프레임(600)은 와이어드럼(200)에 권취되고 이퀄라이저(900)에 고정되는 와이어로프(100)를 간접적으로 지지한다.

주행모터(700)는 지지프레임(600)을 횡방향으로 주행시키는 구동력을 발생시키고, 주행롤러(800)는 주행모터(700)에 연결되어 주행모터(700)의 구동력에 의하여 회전함으로써, 지지프레임(600)을 평면상에서 횡방향 또는 종방향으로 주행시킨다. 주행브레이크(750)는 주행모터(700)와 주행롤러(800) 사이에 배치되어 주행모터(700)로부터 주행롤러(800)로 전달되는 구동력을 강제적으로 단절시키게 된다.

본 실시예에 관한 권취장치의 작용을 설명한다.

권취장치(10)는 중량물을 달기구(950)에 고정하여 주행모터(700)에 의하여 주행롤러(800)를 구동함으로써 종행방향으로 주행한 다음 소정의 위치에 멈추게 된다. 이후 와이어로프(100)는 권취모터(300)의 구동력에 의하여 회전하는 와이어드럼(200)으로부터 풀려 권하되어 중량물을 바닥을 향해 하강시키게 된다. 중량물 및 달기구(950)가 바닥에 닿게 되어 로드셀(150) 또는 로드리미터에 가해지는 부하가 기준값에 도달하게 되면, 로드셀(150) 또는 로드리미터의 전기적 신호를 받은 제어부가 와이어드럼(200)에 설치된 전자석(250)을 작동시켜 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)이 자성을 띠도록 한다. 이후 와이어드럼(200)이 계속해서 회전하여 와이어로프(100)가 과도하게 풀리게 되더라도 와이어로프(100)는 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)에 부착하게 되므로, 와이어로프(100)는 와이어드럼(200) 위로 쏟구쳐 직립상태가 되지 않게 되고, 와이어로프(100)가 와이어드럼(200) 위로 쏟구쳐 직립상태가 되더라도 그 자중 및 권취부(220)(230)의 자성에 의하여 권취부(220)(230)에 쓰러지게 된다. 따라서 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 계속적인 회전에 의하여 와이어드럼(200)으로부터 과도하게 풀리더라도 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)을 벗어나거나 와이어드럼(200) 자체로부터 외부로 이탈하지 않게 된다. 이후 권상 스위치에 의하여 와이어드럼(200)을 반대 방향으로 회전시켜 와이어로프(100)를 와이어드럼(200)에 감아 중량물 또는 달기구(950)를 상승시킬 경우에는 제어반으로부터 전기적 신호를 받은 제어부가 전자석(250)의 작동을 중지시키게 된다. 또는 로드셀(150)이나 로드리미터에 가해지는 부하가 기준값 이상으로 되면, 로드셀(150)이나 로드리미터로부터 전기적 신호를 받은 제어부는 전자석(250)의 작동을 해제시켜 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230)의 자성을 제거하게 된다. 따라서 와이어드럼(200)을 반대 방향으로 회전할 경우에는 와이어드럼(200)에 부착되었던 과도하게 풀린 와이어로프(100)는 자중에 의하여 아래로 처지게 되어 원래의 자신의 위치에 배열되어 감기게 된다. 그러므로 와이어로프(100)가 와이어드럼(200)의 권취부(220)(230) 또는 와이어드럼(200) 자체를 이탈하게 되는 것이 방지되어 와이어로프(100)나 와이어드럼(200)의 손상 또는 파손 그리고 이에 따른 인명사상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 관한 권취장치는 와이어드럼(200) 자체가 전자석으로 되어 있는 구조를 갖는다. 이 경우에는 와이어드럼(200) 자체가 와이어로프(100)가 받는 하중에 따라 자성을 띠게 되는 전자석인 점을 제외하고는 전술한 실시예와 유사하다. 예컨대, 그밖에 와이어로프(100)가 받는 중량물의 하중을 감지하여 와이어드럼(200)이 자성을 띠도록 제어하는 전기적 신호를 발생시키는 로드셀(150) 또는 로드리미터를 더 구비하는 점, 로드셀(150) 또는 로드리미터로부터 전기적 신호를 받아 와이어드럼(200)이 자성을 띠도록 작동을 제어하는 제어부를 더 구비하는 점, 및 제어부는, 로드셀(150) 또는 로드리미터로부터의 전기적 신호가 기준값보다 작을 경우에는 와이어드럼(200)이 자성을 띠도록 작동을 개시시키며, 로드셀(150) 또는 로드리미터로부터의 전기적 신호가 기준값보다 클 경우에는 와이어드럼(200)이 자성을 띠는 작동을 중지시키는 점 등은 전술한 실시예에서와 마찬가지이다. 본 실시예에서는 와이어드럼(200) 자체가 전자석이 되므로 더욱 강력한 자기력으로 와이어로프(100)를 와이어드럼(200)에 부착시킬 수 있게 된다.

이상의 실시예들에서는 권취장치가 크레인에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 장치로 한정되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 호이스트나 엘리베이터에 구비되는 권취장치에 대하여도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명은 도면에 나타난 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.

본 발명은 중량물을 들어올리거나 내리는 권취장치로서, 크레인, 호이스트 또는 엘리베이터에 구비되는 권취장치에 이용할 수 있다.

10: 권취장치 100: 와이어로프
110: 제1 와이어로프 120: 제2 와이어로프
150: 로드셀 200: 와이어드럼
210: 드럼 220: 제1 권취부
230: 제2 권취부 240: 무권취부
250: 전자석 260: 와이어드럼의 내측면
300: 권취모터 400: 감속기
500: 권취브레이크 600: 지지프레임
700: 주행모터 750: 주행브레이크
800: 주행롤러 900: 이퀄라이저
950: 달기구 960: 고정부재
970: 제1 권취쉬브 980: 제2 권취쉬브

Claims

크레인, 호이스트 및 엘리베이터로 이루어진 군 중에서 어느 하나에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 권취장치로서,
중량물에 고정되어 중량물을 들어올리거나 내려놓을 수 있도록 상승하거나 하강이 가능한 와이어로프;
길이 방향의 축을 중심으로 회전가능한 드럼을 구비하여 상기 드럼의 외주면에 상기 와이어로프를 감아 올리거나 상기 드럼의 외주면으로부터 상기 와이어로프를 풀어 내리는 와이어드럼;
상기 와이어드럼의 내측에 설치되어 상기 와이어드럼에 자성을 띠게 하는 전자석;
상기 와이어드럼에 연결되어 상기 와이어드럼을 그 길이 방향의 축을 중심으로 회전시키는 권취모터;
상기 권취모터와 상기 와이어드럼 사이에 배치되어 상기 권취모터로부터 상기 와이어드럼으로 전달되는 구동력을 조절함으로써 상기 와이어드럼의 회전속도를 제어하는 감속기를 구비하며,
상기 전자석은, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼으로부터 풀어져서 하강하여 중량물의 하중을 받지 않기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 시작하고, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼에 감겨져서 상승하기 시작하는 시점을 기준으로 작동을 중지하는 권취장치.
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제1 항에 있어서,
상기 전자석은 상기 와이어드럼의 상기 와이어로프가 위치하는 부분에 대응되는 영역에 배열되는 권취장치.
제1 항에 있어서,
상기 전자석은 상기 와이어드럼의 횡단면의 중심점을 기준으로 대칭이 되게 원주 방향으로 배열되어 있는 권취장치.
제1 항에 있어서,
상기 와이어로프 또는 상기 권취모터가 중량물의 하중에 의하여 받는 부하값을 감지하여 상기 전자석의 작동을 제어하는 전기적 신호를 발생시키는 부하감지장치를 더 구비하는 권취장치.
제5 항에 있어서,
상기 부하감지장치로부터 전기적 신호를 받아 상기 전자석의 작동을 제어하는 제어부를 더 구비하는 권취장치.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 작을 경우에는 상기 전자석의 작동을 개시시키며, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 클 경우에는 상기 전자석의 작동을 중지시키는 권취장치.
제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하감지장치는 상기 와이어로프에 연결되어 상기 와이어로프가 받는 부하값을 감지하는 로드셀인 권취장치.
제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하감지장치는 상기 권취모터에 연결되어 상기 권취모터가 받는 부하값을 감지하는 로드리미터인 권취장치.
크레인, 호이스트 및 엘리베이터로 이루어진 군 중에서 어느 하나에 구비되어 중량물을 들어올리거나 내리는 권취장치로서,
중량물에 고정되어 중량물을 들어올리거나 내려놓을 수 있도록 상승하거나 하강이 가능한 와이어로프;
길이 방향의 축을 중심으로 회전가능한 드럼을 구비하여 상기 드럼의 외주면에 상기 와이어로프를 감아 올리거나 상기 드럼의 외주면으로부터 상기 와이어로프를 풀어 내리며, 상기 드럼은 상기 와이어로프가 받는 하중에 따라 자성을 띠게 되는 전자석인 와이어드럼;
상기 와이어드럼에 연결되어 상기 와이어드럼을 그 길이 방향의 축을 중심으로 회전시키는 권취모터;
상기 권취모터와 상기 와이어드럼 사이에 배치되어 상기 권취모터로부터 상기 와이어드럼으로 전달되는 구동력을 조절함으로써 상기 와이어드럼의 회전속도를 제어하는 감속기를 구비하며,
상기 와이어드럼은, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼으로부터 풀어져서 하강하여 중량물의 하중을 받지 않기 시작하는 시점을 기준으로 자성을 띠게 되고, 상기 와이어로프가 상기 와이어드럼에 감겨져서 상승하기 시작하는 시점을 기준으로 자성을 띠지 않게 되는 권취장치.
제10 항에 있어서,
상기 와이어로프 또는 상기 권취모터가 중량물의 하중에 의하여 받는 부하값을 감지하여 상기 와이어드럼이 자성을 띠도록 제어하는 전기적 신호를 발생시키는 부하감지장치를 더 구비하는 권취장치.
제11 항에 있어서,
상기 부하감지장치로부터 전기적 신호를 받아 상기 와이어드럼이 자성을 띠도록 작동을 제어하는 제어부를 더 구비하는 권취장치.
제12 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 작을 경우에는 상기 와이어드럼이 자성을 띠도록 작동을 개시시키며, 상기 부하감지장치로부터의 전기적 신호가 정해진 값보다 클 경우에는 상기 와이어드럼이 자성을 띠는 작동을 중지시키는 권취장치.
제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하감지장치는 상기 와이어로프에 연결되어 상기 와이어로프가 받는 부하값을 감지하는 로드셀인 권취장치.
제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하감지장치는 상기 권취모터에 연결되어 상기 권취모터가 받는 부하값을 감지하는 로드리미터인 권취장치.