KR102043650B1 - 피구동체의 연결 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피구동체의 연결 시스템에 관한 것으로, 구동체와 피구동체 사이의 토크(동력)를 끊거나 이어주는 장치로 사용되는 클러치와 피구동체 회전 방향을 구동체와 동일한 방향 또는 반대 방향으로 조정이 가능한 감속기가 일체형인 클러치 내장 감속기; 및 이를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 장비들의 신뢰성 향상과 안정성 증대, 투자비 및 운영비 절감으로 우수한 장비운영능력확보가 가능한 효과가 있다.

Description

피구동체의 연결 시스템{Connection system of the driven body}

본 발명은 피구동체의 연결 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장비들의 신뢰성 향상, 안정성 증대, 투자비 및 운영비 절감에 탁월한 효과를 나타내는 피구동체의 연결 시스템에 관한 것이다.

소형(소용량) 피구동체의 경우 지름이 작고 회전 속도가 빠르며 대형(대용량) 피구동체로 갈수록 지름이 크고 회전 속도가 느린데, 피구동체가 커질수록 요구되는 시동 토크 또한 커진다. 즉, 고속으로 회전하는 피구동체는 요구되는 시동 토크가 작고 저속으로 회전하는 피구동체는 요구되는 시동 토크가 크다.

피구동체는 요구용량, 사용목적 등에 따라 다양한 형태의 제품이 제작되고 있으나, 구동체의 경우 이에 상응할 만큼 다양한 제품이 생산되지 않고 있다.

고속으로 회전하는 소형 피구동체와 같이 요구되는 시동 토크가 작은 경우에는 구동체와 소형 피구동체를 직결하여 사용하는 경우도 있으나, 고속으로 회전하는 구동체의 정비 시 소형 피구동체를 분리하지 않고 정비를 시행할 경우 구동체의 비 정상적 운전에 따른 소형 피구동체의 2차 제품 손상 발생으로도 이어질 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 독립적인 정비를 위해 고속으로 회전하는 구동체와 소형 피구동체를 분리 후 정비하고 정비가 완료된 후 다시 이를 결합하여 성능확인을 하여야 했다.

저속으로 회전하는 대형 피구동체와 같이 요구되는 시동 토크가 큰 경우에는 구동체와 대형 피구동체 사이에 클러치(clutch)를 설치하여 구동체의 토크가 대형 피구동체에서 요구되는 시동 토크보다 큰 회전 속도에서 클러치를 동작시켜 구동체의 토크가 대형 피구동체에 전달이 되도록 하는데, 이때 주로 사용되는 원심 클러치(centrifugal clutch)는 현장 설치 후 클러치의 동작 시점을 조정할 수 없거나 부품을 교체하여야만 조정이 가능한 제품이다.

클러치의 동작 시 구동체의 토크가 피구동체에서 요구되는 시동 토크보다 작을 경우 구동체가 정지하는 현상이 발생될 수 있으므로 클러치의 동작 시점을 정함에 있어 상당한 주의가 요구되고, 구동체의 토크가 피구동체로 전달되는 순간에 발생되는 충격 토크로 인해 구동체 및 피구동체 베어링 등의 약한 부위에 기계적 피로 누적에 의한 문제가 발생되고 있다.

클러치의 동작 시점을 정한 이후에도 피구동체의 부하 조건에 따라 피구동체가 요구하는 시동 토크는 변화되므로 상술한 문제점은 항시 존재할 수밖에 없는 상황이다.

구동체와 피구동체의 회전 속도를 검출하여 구동체와 피구동체의 회전 속도 차이에 따른 토크 차이가 클 경우에는 클러치의 슬립을 증가시키고 토크 차이가 작을 경우에는 클러치의 슬립을 감소시키는 방향으로 슬립의 양을 조정하거나, 구동체와 피구동체의 회전 방향을 검출하여 회전 방향이 다를 경우 상호간의 토크 전달을 차단하기 위해 클러치 슬립의 양을 증가시키는 방향으로 차량용 클러치에 사용되고 있다. 그러나, 이것을 정지해 있는 피구동체의 기동 시 요구되는 시동 토크를 구동체에서 전달할 때에 발생되는 충격 토크를 최소화하기 위한 피구동체의 연결 방법으로는 사용할 수가 없다.

피구동체가 유체를 이송하는 장치일 경우 이물질 유입으로 과도한 토크가 발생되면 피구동체뿐만 아니라 구동체 고장의 원인이 되며, 이물질 제거를 위해서는 구동체 정지 후 피구동체를 분해하여야 한다.

시동 토크가 큰 구동체는 대형 피구동체 시동에 사용되나 피구동체의 용량이 일정 용량을 초과할 경우 시동 토크가 작은 구동체에 비해 무게(부피)가 상대적으로 급증하므로 일정 규모를 넘어갈 경우 시설물 및 장치의 구조에 미치는 영향이 커져 설치비 및 건축비가 과다 발생하는 등의 문제점이 있다.

도 1은 종래의 구동체와 소형(소용량) 피구동체가 횡축 형태로 배치될 경우의 간략한 시스템 구성도이고, 도 2는 종래의 구동체, 클러치와 감속기가 횡축 형태로 배치되고 감속기와 대형(대용량) 피구동체가 입축 형태로 배치될 경우의 간략한 시스템 구성도이다.

이하, 종래의 구동체와 피구동체간의 연결 방법에 대해 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.

도 1은 종래의 구동체(1)와 소형 피구동체(4a)간의 토크(동력) 전달 방식으로 구동축(5)이 직결구조로 되어있어, 구동체(1)와 소형 피구동체(4a)의 독립적인 정비를 위해서는 구동축(5)을 분리하여 정비한 후에 다시 구동축(5)을 결합하여 성능확인을 하여야 하고, 구동체(1)의 정비 시 소형 피구동체(4a)를 분리하지 않고 정비를 시행할 경우 구동체(1)의 비 정상적 운전에 따른 소형 피구동체(4a)의 2차 제품 손상 발생으로도 이어질 수 있는 문제점이 있다.

도 2는 종래의 구동체(1)와 대형 피구동체(4b)간의 토크(동력) 전달 방식으로 구동축(5)에 클러치(2)가 연결되고, 감속기(3)가 클러치 후단 피구동축(6)과 감속기 후단 피구동축(7)에 의해 각각 클러치(2)와 대형 피구동체(4b)에 연결된 구조로 되어 있다. 여기에 사용되는 원심 클러치(centrifugal clutch)의 경우는 현장 설치 후 클러치(2)의 동작 시점을 조정할 수 없거나 부품을 교체하여야만 조정이 가능한 제품이다.

이처럼 종래의 피구동체 연결 방법은 다양한 문제를 가지고 있어 피구동체의 연결 방법 개선을 통한 장비들의 신뢰성 향상과 안정성 증대, 투자비 및 운영비 절감으로 우수한 장비 운영 능력 확보가 가능한 연결 방법 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국등록특허 제1399547호(2014.05.20.)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구동체와 피구동체간의 토크(torque, 동력) 전달 시 발생되는 충격 토크를 최소화하여 구동체의 정지, 구동체 및 피구동체 베어링 등의 약한 부위에 발생되는 기계적 피로 누적 발생을 경감시키고, 장비들의 신뢰성 향상과 안정성 증대, 투자비 및 운영비 절감으로 우수한 장비운영능력확보가 가능토록 하는 피구동체의 연결 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피구동체의 연결 시스템은, 구동체와 피구동체 사이의 토크(동력)를 끊거나 이어주는 장치로 사용되는 클러치와 피구동체 회전 방향을 구동체와 동일한 방향 또는 반대 방향으로 조정이 가능한 감속기가 일체형인 클러치 내장 감속기; 및 충격토크를 최소화하는 시점을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 충격 토크가 최소화되는 시점 제어를 위해 클러치 내장 감속기의 윤활유 온도 및/또는 압력으로 동작 시점을 결정하고 이들이 운영 범위를 벗어날 경우의 동작 및 경보 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 충격 토크가 최소화되는 시점의 구동체와 피구동체의 회전 속도 차이를 검출하는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 클러치 내장 감속기의 윤활유 온도 및/또는 압력 변화량을 클러치 동작 유압 결정 회로 및/또는 회전 속도 차이 결정 회로에 반영하여 클러치의 슬립량 및 슬립량별 슬립 운전이 가능한 시간을 조정하는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 구동체와 피구동체간의 토크 전달 과정에서 발생되는 스틱 슬립(stick slip) 현상을 검출하고 제어하는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 피구동체에서 요구되는 시동 토크의 변화를 감시, 기록 및 분석하여 제어하는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 긴급한 위급 상황 시 클러치 내장 감속기의 동작 시간을 최소화하여 피구동체를 최대한 빠른 시간 안에 운영할 수 있는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 구동체, 클러치 내장 감속기, 베벨기어박스 및 피구동체의 제조사가 제시하는 과부하 운전 가능 범위를 제어부에 미리 설정한 후 이 범위 내에서 출력을 증가시켜 피구동체의 안정적인 과부하 운전이 가능하도록 하는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 피구동체뿐만 아니라 구동체 고장의 원인이 되는 과도한 토크가 이물질 유입으로 피구동체에 발생되면 이를 검출하고 피구동체의 분해 없이 이물질 제거가 가능하도록 하는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 원격에서 감시 및 제어가 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 피구동체의 연결 시스템에 따르면, 구동체와 피구동체 사이의 동력(토크)을 끊거나 이어주는 장치로 사용되는 클러치가 장착된 클러치 내장 감속기를 구동체와 피구동체 사이에 사용함으로써 구동체를 정지시키지 않고도 피구동체를 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동체 또는 피구동체의 독립적인 정비를 위해 커플링을 분리하는 등의 정비 절차가 필요 없게 되는 효과가 있어 운영성 및 안전성이 증대되는 효과가 있다.

또한, 클러치의 슬립(slip)을 이용한 토크량 조절 기능으로 클러치가 동작되는 순간, 구동부의 토크가 피구동체로 일시에 전달되어 발생되는 충격 토크로 인한 구동체 및 피구동체 베어링 등의 약한 부위에 기계적 피로 누적에 의한 문제가 발생되지 않도록 사전에 방지함으로써 신뢰성, 안정성이 증대되는 효과가 있다.

또한, 피구동체에서 요구되는 시동 토크가 피구동체에 걸리는 부하 조건에 따라 변화하더라도 클러치의 동작 시점 조절 기능을 이용하여 구동체의 토크가 큰 시점에서 클러치가 동작이 될 수 있도록 하여 구동체의 토크 부족에 의한 구동체 정지 현상이 발생되지 않도록 함으로써 신뢰성, 안정성이 증대되는 효과가 있다.

또한, 클러치의 슬립량 조절 기능을 이용하여 대형(대용량) 피구동체 시동에 사용하지 못하던 시동 토크가 작은 구동체의 사용이 가능하게 됨으로써 시설물 및 장치의 용도에 맞는 설비 운영이 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 투자비 및 운영비 절감이 요구되는 설비에 적용하면 높은 신뢰성 및 안정성으로 탁월한 장비 운영이 가능하게 하는 효과가 있다.

특히, 재난 대응용 배수펌프장 등의 풍수해 방재 설비에 적용하면 예상치 못한 위기상황에 용이하게 대처할 수 있는 과부하 운전 기능 및 이물질 제거 기능을 확보할 수 있어 더욱 효과적이다.

도 1은 종래의 구동체와 소형 피구동체가 횡축 형태로 배치될 경우의 시스템 구성도이다.
도 2는 종래의 구동체, 클러치 및 감속기가 횡축 형태로 배치되고 감속기와 대형 피구동체가 입축 형태로 배치될 경우의 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 피구동체의 연결 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 3의 구성에 베벨기어박스가 추가된 것을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명에 따른 피구동체의 연결 시스템의 개략도이고, 도 4는 도 3의 구성에 베벨기어박스가 추가된 것을 도시한 도면이다.

구체적으로 도 3은 구동체, 클러치 내장 감속기 및 피구동체가 횡축 형태로 배치된 상태의 피구동체 연결 시스템을 도시한 것이고, 도 4는 구동체, 클러치 내장 감속기 및 베벨기어박스가 횡축 형태로 배치되고 베벨기어박스와 대형 피구동체가 입축 형태로 배치된 상태의 피구동체 연결 시스템을 도시한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 피구동체의 연결 시스템(10)은 구동체(100), 클러치 내장 감속기(400) 및 이들의 동작을 제어하는 제어부(700)를 포함한다.

여기서, 구동체(100)는 사용 목적에 따라 적합하게 선정될 수 있다.

클러치 내장 감속기(400)는 구동체(100)와 피구동체(600) 사이의 동력(토크)을 끊거나 이어주는 장치로 사용되는 클러치, 피구동체(600)의 회전 방향과 회전 속도를 변환시키는 감속기 및 클러치 동작에 필요한 유압을 조정할 수 있는 수단을 구비한다.

제어부(700)는 충격 토크가 최소화되는 시점을 결정한다.

이러한 제어부(700)는 클러치가 완전히 개방된 상태에서 클러치의 동작에 필요한 유압을 일시에 증가시켜 클러치를 완전 동작 상태가 되게 하지 않고, 유압을 조정하여 클러치 디스크(discs)간의 인위적인 슬립을 유도하는데, 이로 인해 구동체(100)에서 피구동체(600)로 전달되는 토크의 양을 조절할 수 있다.

슬립으로 인해 발생되는 클러치 디스크의 열은 윤활유로 냉각을 시키고 필요한 경우 윤활유를 공냉식이나 수냉식 냉각기를 이용하여 냉각시키는 것도 가능하다.

여기서 충격 토크가 최소화되는 시점은 클러치 내장 감속기(400)에 설치된 클러치 디스크(discs)간의 인위적인 슬립을 제어부(700)가 유도하여 클러치 내장 감속기(400)에 구비된 윤활유 온도 감지 센서(420)에 의해 측정된 윤활유의 온도가 클러치 내장 감속기(400)에서 허용하는 최대 허용 온도(예, 90℃)에 도달하기 직전의 시점, 즉 윤활유의 온도가 클러치 내장 감속기(400)의 최대 허용 온도 이하의 미리 설정된 온도범위에 도달하는 시점으로 설정할 수 있다.

또는 클러치 내장 감속기(400)에 구비된 윤활유 압력 감지 센서(430)에 의해 측정된 윤활유의 압력이 클러치 내장 감속기(400)에서 허용하는 최저 윤활유 공급 압력(예, 10bar)에 도달하기 직전 시점, 즉 윤활유의 공급 압력이 클러치 내장 감속기(400)의 최저 허용 압력 이상의 미리 설정된 압력범위에 도달하는 시점으로 설정할 수도 있다.

구동축 속도 감지 센서(710)에서 인지되는 회전 속도와 피구동축 속도 감지 센서(720)에서 인지되는 회전 속도의 차이가 작을수록 충격 토크는 작아지는데, 제어부(700)는 충격 토크가 최소화되는 시점에 센서들(710, 720)을 통해 검출한 회전 속도 차이를 이용하여 충격 토크를 최소화할 수 있는 시점을 판단할 수 있다. 구체적으로 제어부(700)는 구동축 속도 감지 센서(710)와 피구동축 속도 감지 센서(720)에서 인지된 회전 속도의 차가 미리 설정된 범위에 도달하면 클러치를 동작시키게 할 수도 있다.

제어부(700)는 슬립으로 인해 발생되는 클러치 디스크의 열을 냉각시키는 윤활유의 온도를 윤활유 온도 감지 센서(420)를 통해 감시하고 윤활유의 온도가 클러치 내장 감속기(400)에서 허용하는 최대 허용 온도에 도달하거나, 윤활유 압력 감지 센서(430)에서 측정된 윤활유의 압력이 클러치 내장 감속기(400)에서 허용하는 최저 윤활유 공급 압력에 도달하면 클러치 내장 감속기(400)를 보호하기 위해 구동체(100)의 토크가 피구동체(600)로 전달되도록 즉시 클러치를 동작시키고 경보를 발생시킨다.

제어부(700)는 클러치의 슬립 발생시 윤활유 온도 감지 센서(420)를 통해 클러치 내장 감속기(400)의 윤활유 온도 변화량을 검출하고, 윤활유 압력 감지 센서(430)를 통해 클러치 내장 감속기(400)의 윤활유 압력 변화량을 검출하여 윤활유의 온도 변화량이 작거나 윤활유의 압력 변화량이 작은 상태에서 클러치의 슬립량이 일정한 경우에는 슬립량별 슬립 운전 가능 시간을 길게 한다.

또한, 제어부(700)는 슬립 운전 가능 시간을 짧게 할 경우 클러치의 슬립량을 줄이는 클러치 동작 유압 결정 회로 또는 회전 속도 차이 결정 회로에 윤활유 온도 및 압력 변화량을 반영하여 클러치의 슬립량과 슬립량별 슬립 운전이 가능한 시간을 조정할 수 있도록 한다.

제어부(700)는 클러치의 슬립 발생시 피구동체(600)의 회전 속도가 너무 느리거나 피구동체(600)의 회전 속도가 구동체(100)의 회전 속도에 근접한 상황에서 클러치에 스틱 슬립(stick slip) 현상이 발생하는 것을 구동축 속도 감지 센서(710)와 피구동축 속도 감지 센서(720)에서 인지된 회전 속도에 대한 각속도 분석으로 검출하고, 이를 클러치의 동작에 필요한 유압 조정 수정계수(correction factor)로 사용하여 클러치 동작 유압 결정 회로 또는 회전 속도 차이 결정 회로에 반영하여 클러치의 동작에 필요한 유압을 증감시켜 슬립량을 조정한다.

피구동체(600)에 걸리는 부하 조건의 변화로 인해 요구되는 시동 토크가 달라지면 충격 토크가 최소화되는 시점에서 피구동축 속도 감지 센서(720)에서 인지되는 회전 속도 또한 변하게 되는데 제어부(700)는 이의 변화를 감시 및 기록하고, 구동축 속도 감지 센서(710)를 통해 얻은 데이터와 비교 분석하여 회전 속도의 차이가 설정치 대비 증감할 경우 경보를 발생시켜 운영자로 하여금 충격 토크가 최소화되는 클러치 동작 시점을 재조정 할 수 있도록 한다.

또한, 제어부(700)는 비상 운전 스위치를 구비하고, 비상 운전 스위치 작동 시 제어부(700)는 구동체(100)의 토크가 피구동체(600)로 즉각 전달되도록 한다. 이렇게 함으로써 긴급한 위급 상황 시 제어부(700)에 준비된 비상 운전 스위치를 사용하여 비상 운전을 실시하면 클러치 내장 감속기(400)의 동작 시간을 최소화 할 수 있고, 구동체(100)의 토크를 최대한 빠른 시간 내에 안전하게 피구동체(600)에 전달하도록 하는 것이 가능하다.

구동체(100), 클러치 내장 감속기(400), 베벨기어박스(500) 및 피구동체(600)의 제조사가 제시하는 정상운전 및 과부하 운전 범위(회전 속도, 토크(파워), 허용시간 등)에 대한 사상(mapping) 처리가 된 제어부(700)에 과부하 운전이 필요한 경우, 운영자가 과부하 운전 스위치를 사용하여 신호를 주면 제어부(700)는 이 범위 내에서 출력을 증가시켜 운영을 하므로 피구동체(600)의 안정적인 과부하 운전이 가능하여 예상치 못한 재난 대응용 피구동체(600) 운용에도 완벽히 대응할 수 있다.

정상운전 및 과부하 운전 범위(회전 속도, 토크(파워), 허용시간 등)에 대한 사상(mapping) 처리가 된 제어부(700)가 피구동체(600)에 이물질이 유입되어 구동체(100)의 출력 토크가 순간적으로 과도하게 증가되는 것을 구동축 속도 감지 센서(710)의 각속도 변화를 통해 검출하면 클러치 내장 감속기(400)의 클러치를 신속히 분리하여 구동체(100)와 피구동체(600)를 보호하고 클러치 내장 감속기(400)의 회전 방향을 반대 방향으로 전환한 후 클러치 디스크(discs)간의 유압 조정으로 슬립을 발생시켜 피구동체(600)를 서서히 역회전시킨다. 그 후, 제어부(700)는 유입된 이물질이 제거되었음을 구동축 속도 감지 센서(710)와 피구동축 속도 감지 센서(720) 간의 회전 속도 차이의 사상(mapping)을 통해 확인하고 클러치 내장 감속기(400)의 회전 방향을 다시 정상적인 방향으로 전환하여 피구동체(600) 운전을 계속한다.

또한, 상기 제어부(700)는 무선단말기(760)와 연동되도록 구성하여 구동체(100), 클러치 내장 감속기(400)의 동작을 원격에서 모바일 또는 웹을 통해 감시 및 제어할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 피구동체의 연결 시스템(10)의 동작 및 운영 방법에 대해 설명한다.

먼저, 구동체(100)가 정지해 있고 클러치 내장 감속기(400)가 개방이 되어 있는 상태에서 운영자가 현장에서 직접 제어부(700)를 통해 구동체(100)를 시동하고, 시동 후 필요 시에는 예열을 실시한다.

구동체(100)의 시동은 권한을 부여받은 운영자가 원격지에서 무선단말기(760)를 이용하여 구동체(100) 시동 신호를 송신하는 것으로도 수행할 수 있는데, 무선단말기(760)에서 송출된 시동 신호가 무선통신용 안테나(750)를 통해 제어부(700)로 전달되면, 제어부(700)는 구동체(100)를 시동하고 필요 시 예열을 실시한다.

이후, 클러치 내장 감속기(400)는 슬립 기능을 이용해 피구동체(600)로 토크를 전달하고, 제어부(700)는 구동축 속도 감지 센서(710)에서 측정된 구동체(100)의 회전 속도와 피구동축 속도 감지 센서(720)에서 측정된 회전 속도의 차이가 충격 토크를 최소화할 수 있는 설정 범위 이내에 도달하였는지 여부를 판단한다.

회전 속도의 차이가 충격 토크를 최소화할 수 있는 범위에 도달한 것으로 판단되면 제어부(700)는 클러치 내장 감속기(400)를 동작시켜 구동체(100)의 토크가 피구동체(600)로 완전히 전달될 수 있도록 한 후, 피구동체(600)의 목적에 부합하는 회전 속도까지 구동체(100)의 회전 속도를 증가시켜 운영한다.

마지막으로, 피구동체(600)의 가동이 완료되어 운영자가 현장이나 원격지에서 제어부(700)를 통해 구동체(100) 정지 신호를 주면, 제어부(700)는 구동체(100)의 회전 속도가 클러치 내장 감속기(400) 동작 시점의 회전 속도까지 감소된 것을 구동축 속도 감지 센서(710)를 통해 확인한 후 클러치 내장 감속기(400)의 슬립을 증가시켜 피구동체(600)를 서서히 정지시킨다. 이때, 제어부(700)는 피구동체(600)의 회전 속도가 충분히 감소되었음을 피구동축 속도 감지 센서(720)로 확인하여 클러치 내장 감속기(400)를 완전히 개방하고 구동체(100)의 냉각 운전 완료 후 구동체(100)을 정지시킨다.

만일 피구동체(600)의 배치가 횡축 형태가 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이 입축 형태일 경우에는 베벨기어박스(500)을 클러치 내장 감속기(400)와 피구동체(600) 사이에 설치하여 토크의 전달 방향을 전환한다.

한편, 도 3 및 도 4에 있는 제어부(700)는 HMI(Human Man Interface)를 통해 감시 및 제어가 가능하며 권한이 부여된 운영자는 무선통신용 안테나(750)로 전달된 정보를 무선단말기(760)을 통해 감시할 수 있을 뿐만 아니라 제어까지 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

종래의 물리적 이격 거리에 따른 장비 운영의 한계성을 극복하기 위해 본 발명은 원격 감시 및 제어가 가능한 피구동체의 연결 시스템(10)을 구축하여 시스템이 운영중인 지역에서 사용 가능한 이동통신을 통해 운영자의 무선단말기로 피구동체 연결 시스템(10)의 운영상태를 전달하고 원격 제어 권한이 부여된 운영자의 원격제어가 가능토록 하여 장비들의 운영성을 극대화할 수 있도록 하였다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 피구동체의 연결 시스템
100: 구동체
110: 구동축
400: 클러치 내장 감속기
410: 클러치 내장 감속기 후단 피구동축
420: 윤활유 온도 감지 센서
430: 윤활유 압력 감지 센서
500: 베벨(bevel)기어박스
510: 베벨(bevel)기어박스 후단 피구동축
600: 피구동체
700: 제어부
710: 구동축 속도 감지 센서
720: 피구동축 속도 감지 센서
750: 무선통신용 안테나
760: 무선단말기

Claims (10)

1. 구동체와 피구동체 사이의 토크를 끊거나 이어주는 장치로 사용되는 클러치와, 피구동체 회전 방향을 구동체와 동일한 방향 또는 반대 방향으로 조정이 가능한 감속기가 일체형으로 구비된 클러치 내장 감속기; 및
   충격 토크가 최소화되는 시점을 결정하는 제어부;를 포함하되,
   상기 제어부는 구동축 속도 감지 센서의 각속도 변화를 통해 상기 피구동체의 이물질 유입 여부를 감지하고,
   상기 피구동체에 이물질이 유입된 것으로 판단될 경우, 상기 구동체의 토크가 상기 피구동체로 전달되지 않도록 클러치를 분리시키고 이물질의 제거를 위해 상기 클러치 내장 감속기의 회전 방향을 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 클러치 내장 감속기의 윤활유 온도 또는 압력에 대한 정보를 이용하여 충격 토크가 최소화되는 시점을 결정하고,
   상기 클러치 내장 감속기의 윤활유 온도 또는 압력이 미리 설정된 범위에 도달할 경우 상기 제어부는 클러치를 동작시키는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 구동체와 상기 피구동체의 충격 토크가 최소화되는 시점의 회전 속도 차이를 검출하고,
   상기 회전 속도의 차이가 미리 설정된 범위에 도달할 경우 상기 제어부는 클러치를 동작시키는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 클러치 내장 감속기의 윤활유 온도 또는 압력 변화량을 클러치 동작 유압 결정 회로 또는 회전 속도 차이 결정 회로에 반영하여 클러치의 슬립량 및 슬립량별 슬립 운전이 가능한 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 구동체와 상기 피구동체 간의 토크 전달 과정에서 발생되는 스틱 슬립(stick slip) 현상을 검출하여 클러치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 피구동체에서 요구되는 시동 토크의 변화를 감시, 기록 및 분석하여 클러치의 동작 시점을 제어하는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는 비상 운전 스위치를 구비하고, 상기 비상 운전 스위치 작동 시 상기 제어부는 상기 구동체의 토크가 상기 피구동체로 즉각 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 구동체, 상기 클러치 내장 감속기 및 상기 피구동체의 과부하 운전 가능 범위를 입력받고,
   입력된 상기 과부하 운전 가능 범위 내에서 출력을 증가시켜 상기 피구동체의 과부하 운전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.
9. 삭제
10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 무선으로 연결되는 원격의 무선단말기를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 피구동체의 연결 시스템.

Images