KR101548733B1 - 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템은, 동력발생기로부터 회전 동력을 제공받아 회전하며 외면에 로프를 권취하는 윈치드럼과, 상기 윈치드럼의 길이 방향으로 직선 왕복운동하여 로프의 권취 위치를 안내하는 안내유닛과, 상기 안내유닛 일측에 일체로 구성되어 안내유닛과 연동하며, 상기 로프에 장력을 제공하는 장력발생유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템 {Pull in winch system having unit for yield of tension }

본 발명은 풀인 윈치 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윈치에 권취되는 로프에 장력을 제공하는 장력발생유닛을 구비하여 로프가 성기게 감기는 것을 방지할 수 있도록 한 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 윈치드럼의 길이 방향으로 직선 왕복 운동하여 로프 공급 위치를 안내하는 안내유닛 일측에 장력발생유닛을 구비하여 연동하도록 함으로써 로프에 제공되는 장력의 크기를 미세하게 조절 가능하도록 한 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템에 관한 것이다.

근래에는 급격한 산업화 현상과 공업의 발전에 따라 자원의 사용량이 점차 증가하고 있으며, 대량 생산 및 대형화에 따라 자원의 사용량이 증가하여 이를 이동하기 위한 윈치의 사용이 증가하고 있다.

윈치는 드럼에 로프를 감아서 중량물을 끌어올리거나 또는 끌어당기기 위하여 사용하는 기계를 통칭하며, 주로 건설현장이나 해양 산업현장에서 사용되고 있다.

윈치의 종류는 유압펌프를 이용하여 중량물을 이동시키기 위하여 사용하는 유압 윈치와, 교류 또는 직류 전압을 이용한 중량물을 이동시키기 위한 전동 윈치 등으로 구분할 수 있다.

윈치는 전체적으로 로프 또는 체인 등이 감기는 원통형의 드럼이 제공되고, 상기 로프 또는 체인 등의 끝 부분에 중량물을 연결한 후 유압 또는 전기를 사용하는 동력원을 이용하여 드럼에 감기는 로프 또는 체인을 감거나 풀어서 중량물을 이동시키게 된다.

한편, 대한민국 특허출원번호 제10-2013-0037770호에는 도 1과 같이 메인드럼(20)에 권취되는 로프의 감김 위치를 안내하기 위한 안내유닛(50)이 구비된 윈치 시스템이 개시된다.

그러나 상기 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 안내유닛(50)은 롤러(53) 사이를 관통하는 로프를 안내부(52)와 이동부(51)의 작용에 의해 좌/우 방향으로 안내하게 되는데, 이때 메인드럼(20)의 회전 속도보다 로프의 이송 속도가 빠른 경우 도 2와 같이 성기게 감겨지며, 이에 따라 특정 부위만 두껍게 감겨 메인드럼(20) 외측으로 로프가 이탈하거나, 얽히게 되는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 등록특허 제1271095호에는 로프에 장력을 제공하기 위한 장력 발생부가 구비된 윈치 시스템이 개시되어 있다.

그러나, 회전부에 스프링의 탄성복원력을 제공하여 압력판을 일정한 압력으로 누르는 작용에 의해 장력을 발생하는 구조이므로, 로프의 이송 속도가 빨라지는 경우 장력이 제대로 제공되지 않아 성기게 감길 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 윈치에 권취되는 로프에 장력을 제공하는 장력발생유닛을 구비하여 로프가 성기게 감기는 것을 방지할 수 있도록 한 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 윈치드럼의 길이 방향으로 직선 왕복 운동하여 로프 공급 위치를 안내하는 안내유닛 일측에 장력발생유닛을 구비하여 연동하도록 함으로써 로프에 제공되는 장력의 크기를 미세하게 조절함과 동시에 규칙적인 공급이 가능하도록 한 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템은, 동력발생기로부터 회전 동력을 제공받아 회전하며 외면에 로프를 권취하는 윈치드럼과, 상기 윈치드럼의 길이 방향으로 직선 왕복운동하여 로프의 권취 위치를 안내하는 안내유닛과, 상기 안내유닛 일측에 일체로 구성되어 안내유닛과 연동하며, 상기 로프에 장력을 제공하는 장력발생유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 안내유닛은, 서로 평행하게 이격된 회전축을 중심으로 회전하여 내부로 로프를 안내하는 한 쌍의 롤러와, 상기 롤러를 회전 가능하게 지지하는 지지대와, 상기 지지대의 직선 왕복 운동 방향을 안내하는 가이드레일과, 상기 가이드레일의 길이 방향으로 지지대를 강제 이송하는 이송강제구를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 장력발생유닛은, 상기 지지대 일측에서 롤러와 평행한 회전축을 중심으로 자유 회전하며 한 쌍의 롤러 사이로 로프를 안내하는 단일의 휠과, 상기 로프의 이송 속도를 감지하는 감지기와, 상기 감지기로부터 신호를 제공받아 연동하며 상기 휠에 마찰력을 제공하는 제동기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제동기는, 상기 로프의 이송속도가 증가시에 휠에 제공하는 마찰력을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 휠은, 외주면에 상기 로프가 1회전 이상 권취하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 휠은, 상/하단부의 외경이 내측 외경보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 감지기는, 상기 롤러 또는 윈치드럼의 회전속도를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풀인 윈치 시스템에서는 윈치에 권취되는 로프에 장력을 제공하는 장력발생유닛이 더 구비된다.

따라서 로프가 성기게 감기는 것을 방지할 수 있으며, 윈치 및 로프의 파손과 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에서는 윈치드럼의 길이 방향으로 직선 왕복 운동하여 로프 공급 위치를 안내하는 안내유닛 일측에 장력발생유닛을 구비하여 연동하도록 구성된다.

따라서 로프에 제공되는 장력의 크기를 미세하게 조절함과 동시에 로프의 규칙적인 공급이 가능한 이점이 있다.

도 1 은 대한민국 특허출원번호 제10-2013-0037770호에 개시된 풀인 윈치 시스템의 외형을 나타낸 사시도.
도 2 는 메인드럼에 로프가 성기게 감긴 상태를 예시한 도면.
도 3 은 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템의 외관 구성을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템에서 요부 구성인 장력발생유닛 및 안내유닛의 외관을 보인 측방향 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템에서 요부 구성인 장력발생유닛 및 안내유닛의 외관을 보인 후방 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템에서 요부 구성인 장력발생유닛의 세부 구성을 보인 확대 사시도.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템(100)의 구성을 설명한다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3에는 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템(100)의 외관 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하여 보면, 상기 풀인 윈치 시스템(100)은 중량물과 연결되는 와이어 또는 로프 또는 체인(이하 "로프(R)") 등이 외면이 감기는 윈치드럼(120)과, 상기 윈치드럼(120)의 길이 방향으로 직선 왕복 운동하여 로프(R)의 권취 위치를 안내하는 안내유닛(140)과, 상기 안내유닛(140) 일측에 일체로 구성되어 안내유닛(140)과 연동하며, 상기 로프(R)에 장력을 제공하는 장력발생유닛(160)을 포함하여 구성된다.

상기 윈치드럼(120)은 동력발생기(122)로부터 힘을 제공받아 회전 가능하게 구성된 것으로, 외주면에는 로프(R)가 권취되어 보관되며, 회전 방향을 바꾸어 로프(R)의 인출이 가능하다.

상기 윈치드럼(120)의 전방에는 안내유닛(140)이 구비된다. 상기 안내유닛(140)은 윈치드럼(120)의 전방에서 윈치드럼(120)의 길이 방향으로 일부가 직선 왕복 운동함으로써 상기 로프(R)를 윈치드럼(120)으로 안내하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 안내유닛(140)은 윈치드럼(120)으로 로프(R)를 안내시에 안내방향을 변환하여 로프(R)가 고르게 권취될 수 있도록 하는 역할도 동시에 수행한다.

즉, 상기 안내유닛(140)을 경유하여 후방으로 보내진 로프(R)는 안내유닛(140)의 작용에 의해 윈치드럼(120)의 길이(보다 상세하게는 로프(R)가 권취되는 영역)만큼 좌/우로 직선 왕복 운동하며, 이때 직선 왕복 운동 속도는 윈치드럼(120)의 권취속도와 비례하여 동작함으로써 로프(R)가 원활하게 권취될 수 있도록 한다.

상기 안내유닛(140)의 세부 구성은 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

상기 안내유닛(140)의 상면에는 장력발생유닛(160)이 구비된다. 상기 장력발생유닛(160)은 안내유닛(140)과 연동하여 직선 왕복운동하며 안내유닛(140)이 로프(R)를 안내하기 전에 장력을 발생함으로써 윈치드럼(120)에 권취되는 로프(R)가 느슨하지 않고 긴장된 상태가 되도록 돕게 된다.

따라서, 상기 장력발생유닛(160)과 안내유닛(140)의 작용에 의해 로프(R)는 윈치드럼(120)에 긴장된 상태로 고르게 권취될 수 있게 된다.

이하 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 안내유닛(140)의 세부 구성을 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템(100)에서 요부 구성인 장력발생유닛(160) 및 안내유닛(140)의 외관을 보인 측방향 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템(100)에서 요부 구성인 장력발생유닛(160) 및 안내유닛(140)의 외관을 보인 후방 사시도이다.

도면과 같이 상기 안내유닛(140)은 가이드레일(146)을 따라 직선 왕복운동하면서 로프(R)의 후방(화살표 방향) 안내 위치를 변경 가능하게 구성된 것으로, 상기 윈치드럼(120)의 회전속도와 연동하여 직선 왕복 운동 속도가 변화된다.

즉, 상기 윈치드럼(120)이 빠른 속도로 회전한다면 로프(R)의 권취속도가 빨라지는 것이므로, 상기 로프(R)가 겹치지 않고 고르게 권취되기 위해서는 상기 안내유닛(140)이 빠르게 직선 왕복 운동해야만 한다.

상기 안내유닛(140)은 한 쌍의 롤러(142)와, 상기 롤러(142)를 회전 가능하게 지지하는 지지대(144)와, 상기 지지대(144)의 직선 왕복 운동 방향을 안내하는 가이드레일(146)과, 상기 가이드레일(146)의 길이 방향으로 지지대(144)를 강제 이송하는 이송강제구(148)를 포함하여 구성된다.

상기 롤러(142)는 동일한 크기 및 외형을 가지는 한 쌍으로 이루어지고, 서로 이격되어 사이로 로프(R)가 지나가게 된다. 그리고, 상기 롤러(142)는 로프(R)를 안내시에 로프(R)와 접촉하여 회전함으로써 로프(R)의 이송 속도와 대응하는 속도로 회전하도록 구성된다.

상기 롤러(142)의 상측에는 이탈방지구(143)가 구비된다. 상기 이탈방지구(143)는 한 상의 롤러(142) 상면에 양측이 결합되어 한 쌍의 롤러(142) 사이를 관통하는 로프(R)가 상방향으로 이탈되지 않도록 하는 역할을 수행한다.

따라서, 상기 이탈방지구(143)는 로프(R)의 상방향 이탈을 방지할 수 있는 범위 내라면 다양한 형상 및 크기로 변경 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 롤러(142)는 지지대(144)에 의해 상방향으로 지지되며, 상기 지지대(144)에 회전 가능하게 결합되어 있다.

즉, 상기 지지대(144)에는 한 쌍의 롤러(142)가 자유 회전 가능하도록 하는 한 쌍의 회전축(도시되지 않음)이 이격되게 고정되어 있으며, 상기 회전축에는 롤러(142)가 끼워져 있다.

따라서, 상기 지지대(144)는 롤러(142)가 회전만 가능하게 할 뿐 전/후 좌/우 방향으로는 움직임을 제한할 수 있다.

상기 지지대(144)는 좌/우 방향으로 이동 가능하다. 즉, 상기 지지대(144)는 가이드레일(146)의 길이 방향으로 직선 왕복 운동이 가능하도록 구성된다. 이를 위해 상기 가이드레일(146)과 지지대(144)가 접하는 부위에는 다수의 바퀴(147)가 구비되며, 상기 바퀴(147)는 가이드레일(146)의 길이 방향으로 구름 운동하도록 설치된다.

상기 지지대(144)는 이송강제구(148)에 의해 가이드레일(146)의 길이 방향으로 직선 운동하게 된다. 즉, 상기 지지대(144)의 우측에는 이송강제구(148)가 구비되며, 상기 이송강제구(148)의 길이 신축에 의해 상기 지지대(144)는 이송이 강제된다.

보다 상세하게는 상기 이송강제구(148)는 가이드레일(146)의 길이 방향으로 길이가 신축되며, 상기 이송강제구(148)의 좌측단부(도 4에서 볼 때)는 지지대(144)의 우측과 결합되어 있다.

그리고, 상기 이송강제구(148)는 가이드레일(146)에 결합되어 고정된다.

따라서, 상기 이송강제구(148)의 길이가 늘어나게 되면, 상기 지지대(144)는 가이드레일(146)을 따라 좌측 방향으로 이동하게 되며, 반대로 이송강제구(148)의 길이가 줄어들게 되면 상기 지지대(144)는 가이드레일(146)을 따라 우측 방향으로 이동하게 된다.

상기와 같은 이송강제구(148)의 길이 신축에 의해 상기 지지대(144)는 직선 왕복 운동이 가능하게 된다.

상기 지지대(144)의 상면에는 본 발명의 요부 구성인 장력발생수단이 구비된다. 상기 장력발생수단은 로프(R)에 장력을 제공하여 로프(R)가 긴장된 상태로 권취될 수 있도록 하는 구성으로, 상기 안내유닛(140) 및 윈치드럼(120)과 연동하도록 구성된다.

이하 상기 장력발생수단의 세부 구성을 첨부된 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6에는 본 발명에 의한 풀인 윈치 시스템(100)에서 요부 구성인 장력발생유닛(160)의 세부 구성을 보인 확대 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 상기 장력발생유닛(160)은 지지대(144)의 상면에 회전 가능하게 고정되며, 상기 한 쌍의 롤러(142) 전방에 위치하여 롤러(142) 사이로 이송되는 로프(R)에 장력을 제공하게 된다.

이를 위해 상기 장력발생유닛(160)은 지지대(144) 일측에서 롤러(142)와 평행한 회전축을 중심으로 자유 회전하여 한 쌍의 롤러(142) 사이로 로프(R)를 안내하는 단일의 휠(162)과, 상기 로프(R)의 이송 속도를 감지하는 감지기와, 상기 감지기로부터 신호를 제공받아 연동하며 상기 휠(162)에 마찰력을 제공하는 제동기(166)를 포함하여 구성된다.

상기 휠(162)은 대략 기둥 형상을 갖도록 구성된 것으로, 상/하단부는 중앙부보다 큰 외경을 갖도록 형성되어 로프(R)의 이탈을 방지하게 된다.

상기 휠(162)은 지지대(144)에 대하여 자유 회전이 가능한 상태로 결합되며, 외주면에는 상기 로프(R)가 적어도 1바퀴 이상 권취된다.

그리고, 상기 휠(162)은 제동기(166)에 의해 선택적으로 회전이 제한된다. 즉, 상기 휠(162)의 내부 및 상부에는 제동기(166)가 구비된다. 상기 제동기(166)는 휠(162)에 제동력을 제공하여 로프(R)에 인장력이 발생하도록 하는 구성이다.

상기 제동기(166)의 구성을 살펴보면, 상기 제동기(166)는 휠(162)의 상측에 구비된 브레이크디스크(168)에 대하여 마찰력을 증감시킴으로써 로프(R)의 장력을 조절하게 된다.

즉, 상기 브레이크디스크(168)는 휠(162)에 견고하게 결합되어 휠(162)과 함께 회전 가능하며, 상기 제동기(166)에 의해 마찰력이 제공될 때 브레이크디스크(168)는 자유회전이 불가능하며, 마찰력의 크기와 로프(R)의 이송 속도에 따라 휠(162)의 회전 속도를 다르게 제어할 수 있게 된다.

상기 풀인 윈치 시스템(100)에는 감지기가 더 구비된다. 상기 감지기는 로프(R)의 이송 속도를 감지하기 위한 구성으로, 상기 감지기는 제동기(166)를 직접적으로 제어하여 휠(162)의 회전 속도를 제어할 수 있으며, 별도의 제어반으로 신호를 보낸 후 상기 제어반이 제동기(166)의 동작을 제어하도록 구성될 수도 있다.

따라서, 상기 감지기는 로프(R)의 이송 속도를 감지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 적용 가능하다.

예컨대. 상기 감지기는 윈치드럼(120)의 회전속도를 감지하도록 구성될 수도 있으며, 롤러(142)의 회전속도를 감지하도록 구성할 수도 있을 것이다.

이하 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기와 같이 구성되는 풀인 윈치 시스템(100)의 작용을 설명한다.

우선 도 3과 같이 로프(R)가 풀린 상태로 윈치드럼(120)이 정지해 있고, 상기 윈치드럼(120)을 회전시키게 되면, 상기 한 쌍의 롤러(142)는 내부로 로프(R)를 안내하여 후방에 위치한 윈치드럼(120)으로 보내게 된다.

이때 상기 로프(R)는 윈치드럼(120)의 외주면에 고르게 권취되어야만 하므로, 상기 이송강제구(148)는 길이가 신장하면서 지지대(144)를 좌측 방향으로 이송시키게 된다.

그리고 상기 감지기는 윈치드럼(120) 또는 롤러(142)의 회전 속도를 감지하여 로프(R)의 이송속도를 가늠함으로써 상기 제동기(166)의 동작을 제어하게 된다.

예컨대, 상기 윈치드럼(120)의 회전속도가 증가하는 경우, 상기 이송강제구(148)의 길이 신축 속도는 비례하여 증가하게 되며, 상기 장력발생수단은 브레이크디스크(168)와 제동기(166) 사이의 마찰력을 감소시키게 된다.

반대로 상기 윈치드럼(120)의 회전속도가 점차 감소하는 경우, 상기 이송강제구(148)의 길이 신축 속도는 비례하여 감소하게 되며, 상기 장력발생수단은 브레이크 디스크와 제동기(166) 사이의 마찰력을 증가시키게 된다.

상기 윈치드럼(120)에 대하여 이송강제구(148)는 안내유닛(140)을 2차원적으로만 제어하면 되나, 상기 장력발생유닛(160)은 윈치드럼(120)의 회전속도, 롤러(142)의 회전속도, 윈치드럼(120)에 감겨진 로프(R)의 두께 등을 모두 고려해야 하므로, 다수의 감지기를 사용하여 로프(R)에 가해지는 장력을 정밀하게 제어할 수 있음은 물론이다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100. 풀인 윈치 시스템 120. 윈치드럼
122. 동력발생기 140. 안내유닛
142. 롤러 143. 이탈방지구
144. 지지대 146. 가이드레일
147. 바퀴 148. 이송강제구
160. 장력발생유닛 162. 휠
166. 제동기 168. 브레이크디스크
R . 로프

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 동력발생기로부터 회전 동력을 제공받아 회전하며 외면에 로프를 권취하는 윈치드럼과;
   서로 평행하게 이격된 회전축을 중심으로 회전하여 내부로 로프를 안내하는 한 쌍의 롤러와, 상기 롤러를 회전 가능하게 지지하는 지지대와, 상기 지지대의 직선 왕복 운동 방향을 안내하는 가이드레일과, 상기 가이드레일의 길이 방향으로 지지대를 강제 이송하는 이송강제구를 포함하고, 상기 윈치드럼의 길이 방향으로 직선 왕복운동하여 로프의 권취 위치를 안내하는 안내유닛과;
   상기 지지대 일측에서 롤러와 평행한 회전축을 중심으로 자유 회전하며 한 쌍의 롤러 사이로 로프를 안내하는 단일의 휠과, 상기 로프의 이송 속도를 감지하는 감지기와, 상기 감지기로부터 신호를 제공받아 연동하며 상기 휠에 마찰력을 제공하는 제동기를 포함하고, 상기 안내유닛 일측에 일체로 구성되어 안내유닛과 연동하며, 상기 로프에 장력을 제공하는 장력발생유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제동기는,
   상기 로프의 이송속도가 증가시에 휠에 제공하는 마찰력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 휠은,
   외주면에 상기 로프가 1회전 이상 권취하고 있는 것을 특징으로 하는 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 휠은,
   상/하단부의 외경이 내측 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 감지기는,
   상기 롤러 또는 윈치드럼의 회전속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 장력발생유닛을 구비한 풀인 윈치 시스템.

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