KR102138375B1 - 다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러 및 이러한 콘트롤러를 포함하는호이스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호이스트의 콘트롤러에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트의 콘트롤러는, 누름 정도를 조절 가능한 상승 버튼과; 누름 정도를 조절 가능한 하강 버튼과; 상기 상승 버튼의 눌림 시 즉시 작동하도록 상기 상승 버튼 아래에 배치된 상승 스위치와; 상기 하강 버튼의 눌림 시 즉시 작동하도록 상기 하강 버튼 아래에 배치된 하강 스위치와; 상기 상승 버튼 및 상기 하강 버튼의 모두와 작동 연결되어 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼의 누름 동작 시 하강하도록 배치된 자석체와; 상기 자석체의 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼에 의하여 눌려 하강한 정도를 감지하도록 상기 자석체와 대응하여 배치된 홀 센서를 포함한다. 상기 상승 버튼에 의하여 상기 상승 스위치가 작동되면, 모터가 상승 작동을 개시하고, 이 때 상기 홀 센서가 감지하는 자속밀도의 증감에 따라 달라지는 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 조절됨으로써 모터의 상승 작동 속도가 가변된다. 상기 하강 버튼에 의하여 상기 하강 스위치가 작동되면, 모터가 하강 작동을 개시하고, 이 때 상기 홀 센서가 감지하는 자속밀도의 증감에 따라 달라지는 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 조절됨으로써 모터의 하강 작동 속도가 가변된다.

Description

다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러 및 이러한 콘트롤러를 포함하는호이스트{CONTROLLER FOR HOIST CAPABLE OF MULTI SPEED CONTROL AND HOIST INCLUDING THE SAME CONTROLLER}

본 발명은 다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러 및 이러한 콘트롤러를 포함하는 호이스트에 관한 것이다.

일반적으로 호이스트는 창고, 철도역, 금형공장, 주조공장 등에서 화물의 운반이나 공장에서의 기계분해, 조립에 사용되는 장비로서, 모터 조작을 통해 무거운 물체를 들어올리거나 올린 다음 이송하여 원하는 위치로 이동시키는 장치이다.

이러한 호이스트는 원동기, 기어감속장치, 브레이크 등으로 구성되고, 로드 체인 등의 끝에 훅(hook)을 장치하여 화물을 들어올리거나 올린 다음 횡(좌우)으로 이동하여 원하는 위치로 이동시킨다. 통상적으로 호이스트는 크게 전기 호이스트, 공기 호이스트 등으로 나눌 수 있다.

전기 호이스트는 소형의 전동기, 행성(行星) 기어식 감속장치가 달린 권동(捲胴), 화물을 잡고 있는 전자기 브레이크, 화물을 내릴 때의 속도를 조절하는 하중 브레이크 등을 좁은 용기 공간에 집중시킨 소형권상기(捲上機)로서, 지브(jib) 끝에 붙이거나 또는 아이(I)형 빔의 아래쪽 플랜지를 레일로 주행하며 화물을 오르내려 운반하는 데 사용하며, 땅에서 로프를 조작하여 전동기를 움직이는 방식, 버튼을 움직이는 방식, 원격 조작하는 방식 등이 있다.

공기 호이스트는 탄광이나 화학공장 등과 같이 가스폭발의 위험을 방지하기 위한 장소에서 주로 사용한다.

또한 호이스트는 상술한 전기 호이스트, 공기 호이스트 이외에 천장이 낮은 곳에서 사용하는 로헤드형, 2개의 레일 위를 주행하는 더블레일형 등과 같이 사용하는 장소와 기계의 구조에 따라 많은 종류로 나눌 수 있다.

상술한 호이스트 유형 중 전기 호이스트는 릴레이 스위치를 사용하는 호이스트와 인버터를 사용하는 호이스트로 구분할 수 있다. 이 중 릴레이 스위치를 사용하는 호이스트는 작업자의 상승, 하강조작에 따른 제어신호를 발생할 때 릴레이 스위치를 사용하여 제어신호를 발생시켰기 때문에 장비를 소형화 시킬 수 없었고, 장비의 수명이 상대적으로 짧아 자재비, 인건비가 많이 소요되었고, 배선이 복잡하여 소형, 경량으로 제작하기 어려웠음은 물론, 전력이 많이 소모되었으며, 전자파와 같은 노이즈가 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 릴레이 타입 호이스트의 문제점을 해결하기 위하여 본체에 내장하는 인버터로 구동하는 인버터 구동 모터를 이용한 전동 호이스트가 등장하였다.

이러한 인버터 구동 모터를 이용한 전동 호이스트는 릴레이 타입 호이스트와 달리 작업자의 버튼조작에 따른 신호를 무접점 인터페이스 소자를 통해 발생시켜 인버터로 전송하여 모터 구동을 제어할 수 있기 때문에 릴레이 타입의 종래의 호이스트와 비교할 때 수명이 반영구적이고, 소형 경량화가 가능하고, 인버터와 근접 배치가 가능하여 노이즈로 인한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 배선이 간단하여 자재비, 인건비가 적게 소요되어 원가가 절감되고, 전기를 절약할 수 있고, 부품의 블록화를 통해 A/S가 용이하며, 입력과 출력을 완전히 분리시켜 이상전압으로부터 인버터를 보호할 수 있는 효과가 있다.

종래기술의 인버터 인터페이스 제어기는 모터(유도 전동기)를 2단속 제어 가능하였다. 예컨대, 1,000RPM의 속도와 1,500RPM의 속도로 회전시킬 수 있었다. 이를 제어하는 콘트롤러에는 2단 속도 제어용 스위치만 구현되어 있었다. 이러한 종래기술의 인버터 인터페이스 제어 방식은 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 콘트롤러(호이스트의 콘트롤러는 티칭 펜던트라 칭하기도 하며, 도 1에는 콘트롤러가 티칭 펜던트로 표시됨) 버튼의 눌린 상태가 중립, 1단 속도 및 2단 속도의 3단계 제어만 가능하였다. 이와 같이 정해진 3단계는 인버터 제어 터미널 블록에 연결되어 인버터가 모터를 중립(전동기 정지 상태), 1단(정격 속도의 1/2 속도) 및 2단(정격속도)의 3개 상태로만 속도 변화 가능하였다.

본 발명은 인버터 구동 모터를 이용한 전동 호이스트에 있어서, 호이스트의 상승 하강 모두에 있어서 다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 콘트롤러를 포함하는 호이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명은 호이스트의 콘트롤러에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트의 콘트롤러는, 누름 정도를 조절 가능한 상승 버튼과; 누름 정도를 조절 가능한 하강 버튼과; 상기 상승 버튼의 눌림 시 즉시 작동하도록 상기 상승 버튼 아래에 배치된 상승 스위치와; 상기 하강 버튼의 눌림 시 즉시 작동하도록 상기 하강 버튼 아래에 배치된 하강 스위치와; 상기 상승 버튼 및 상기 하강 버튼의 모두와 작동 연결되어 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼의 누름 동작 시 하강하도록 배치된 자석체와; 상기 자석체의 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼에 의하여 눌려 하강한 정도를 감지하도록 상기 자석체와 대응하여 배치된 홀 센서를 포함한다. 상기 상승 버튼에 의하여 상기 상승 스위치가 작동되면, 모터가 상승 작동을 개시하고, 이 때 상기 홀 센서가 감지하는 자속밀도의 증감에 따라 달라지는 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 조절됨으로써 모터의 상승 작동 속도가 가변된다. 상기 하강 버튼에 의하여 상기 하강 스위치가 작동되면, 모터가 하강 작동을 개시하고, 이 때 상기 홀 센서가 감지하는 자속밀도의 증감에 따라 달라지는 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 조절됨으로써 모터의 하강 작동 속도가 가변된다.

이외에도 추가적인 구성이 본 발명에 따른 호이스트의 콘트롤러 또는 이러한 콘트롤러를 포함하는 호이스트에 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면, 인버터 구동 모터를 이용한 전동 호이스트에 있어서, 호이스트의 상승 하강 모두에 있어서 다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 콘트롤러를 포함하는 호이스트가 제공될 수 있다.

도 1은 종래기술의 인버터 인터페이스 제어 방식을 도시하는 도면이다.
도 2는 범용 인버터를 사용하는 인버터형 호이스트에서 인버터와 주변 기능부들의 기능을 설명하는 도면이다.
도 3은 범용 인버터를 사용하는 인버터형 호이스트의 모습을 도시하는 도면이다.
도 4는 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트의 개념을 도시하는 도면이다.
도 5는 범용 인버터를 사용하는 인버터형 호이스트의 회로도와 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트의 회로도를 대비하는 도면이다.
도 6은 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트와 범용 인버터를 사용하는 호이스트를 대비하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러를 도시하는 도면이다.
도 8은 콘트롤러의 기판을 포함한 내부 모습을 도시하는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 기판을 가압하는 상승 버튼 및 하강 버튼과 관련된 내부 구조를 도시하는 도면이다.
도 10은 자석체를 도시하는 도면이다.
도 11은 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한 콘트롤러에 의한 제어 방식을 도시하는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자기 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.

이하에서, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 복수 유형의 인버터형 호이스트에 대하여 기술하기로 한다.

먼저, 도 2는 범용 인버터를 사용하는 인버터형 호이스트에서 인버터와 주변 기능부들의 기능을 설명하는 도면이다. 인버터는 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 방식으로 전압과 주파수를 가변하여 모터를 원하는 속도로 제어하는 기능부이다. 트랜스포머(Transformer)는 입력전압을 예컨대 AC 110V로 변환하여 제어전원으로 사용하도록 하는 기능부이다. 인터페이스(Interface)는 예컨대 AC 110V로 인버터를 제어하기 위한 매개체(전자식 릴레이) 역할을 하는 기능부이다. 푸쉬 버튼(Push Button)은 호이스트를 조작하기 위한 누름 버튼 스위치의 역할을 하는 기능부이다. CT라고 표시된 기능부에서는 전류비를 변환시킨다. 로드 리미터(Load Limiter)는 하중에 따른 전류의 변화를 CT로부터 수신하여 호이스트의 상승 동작을 제어하는 기능부이다. 마그네틱 컨텍터(Magnetic Contactor)는 정류기(Rectifier)에 전압을 공급하는 기능을 수행하는 기능부로서 인버터에 의하여 제어된다. 정류기(Rectifier)는 교류전압을 직류전압으로 변환시켜주는 기능을 수행하는 기능부이다. 브레이크(Brake)는 직류로 동작하는 솔레노이드 방식의 모터 브레이크 기능을 수행하는 기능부이다. M으로 표시된 기능부는 3상 농형 유도전동기로서 호이스트의 구동력을 생성하는 기능부이다. 파워(Power)는 3상 및 단상 입력전압으로서 호이스트의 전력공급 기능을 수행하는 기능부이다. 상술한 바와 같은 인버터 타입 호이스트에서 인버터를 포함하는 주변 기능부들의 기능들은 본 발명의 출원 당시 당업계에서 널리 알려진 것으로서, 부가적인 설명 없이도 당업자들에 의한 명확한 파악이 가능하다는 점이 이해되어야 한다.

도 3은 범용 인버터를 사용하는 인버터형 호이스트의 모습을 도시하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 인버터 기능부로서 범용의 인버터가 사용되는 호이스트의 모습을 보다 구체적으로 파악할 수 있다.

상술한 도 3의 실시예와 대비하여 도 4에 따른 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트의 개념이 이해되어야 한다. 도 4를 참조하면, 도 2에서 설명한 바와 있는 인버터 기능부 및 인버터 기능부의 주변 기능부들이 하나의 보드에 통합 가능하다는 점이 명확하게 이해될 것이다. 구체적으로, 도 4의 실시예에 따르면, 도 2에서 그 기능이 설명된 인버터 기능부, 인터페이스 기능부, 트랜스포머 기능부, CT 기능부, 로드 리미터 기능부, 정류기 기능부, 마그네틱 컨택터 기능부가 하나의 보드에 통합 가능하다. 추가적으로 무선 제어 기능부가 추가될 수 있다. 이는 도 4에 "Bluetooth"로 표시되었다. 이러한 무선 제어 기능부는 도 2의 실시예에서 설명된 푸쉬 버튼 기능부의 기능을 대신하는 기능부로서 구현될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서 명확히 이해되어야 할 사항은 범용 인버터가 아닌 호이스트 구동에 필요한 인버터 기능부, 즉, 모터를 원하는 속도로 제어하는 기능부(예컨대, 모터의 속도를 다단계로 제어하는 도 11에 도시된 바와 같은 제어 기능부)가 다른 기능부들과 함께 하나의 보드에 통합된다는 점이다. 도 3과 대비하여 보면, 도 4에 도시된 실시예의 특징이 명확히 이해될 수 있다. 즉, 각 기능부들 간 와이어링이 불필요하며, 터미널 압착이나 단자 조임 공정이 생략될 수 있다. 이에 따라 수공 공정이 대폭 생략되므로 인건비가 절약될 수 있고, 생산시간이 단축될 뿐만 아니라, 와이어링 불량, 터미널 압착 불량, 터미널 단자 조임 불량 등의 조립 공정에서 발생하는 다양한 불량의 원인들이 원천적으로 제거될 수 있다.

도 5는 범용 인버터를 사용하는 인버터형 호이스트의 회로도와 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트의 회로도를 대비하는 도면이다. 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트에서는 도 5의 좌측에 도시된 범용 인버터형 호이스트와 달리 호이스트를 구동하기 위한 인버터 기능부를 포함하는 전기적인 기능부들이 하나의 보드에 통합되어 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 도 4의 실시예에 따른 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트는 인버터의 중량이 감소되고 순간적으로 가해지는 공급 에너지를 짧은 시간 내에 급속하게 공급하여 초기 구동을 효율적으로 실행할 수 있도록 개발되었다. 여기서, 일체형 인버터 용량은 입력전압 AC200 ~ 240V, AC 380 ~ 460V의 두가지 실시예가 테스트되었으며, 단상-삼상 각 3.7KW(5HP) 이상으로 하여 연속 구동 가능한 시간을 60분 이상으로 하여 개발되었다. 인버터용 AC/DC 정류기는 상용 AC 전원을 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트의 모터 구동 DC 전압으로 변환하기 위한 것으로서, 인버터의 변동 특성에 관계없이 안정적인 구동 전압을 공급할 수 있도록 개발되었다. 삼상 IGBT 인버터 회로와 관련하여서는 모터가 2,000RPM 이하로 회전할 수 있도록 제어하는 IGBT 스위칭 소자로 구성된 회로가 개발되었다. 나아가, 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트는 복수 가지의 전용 특수 기능을 포함할 수 있다. 예컨대, 과부하 차단용 로드 리미터 기능, 유-무선 리모컨 제어 기능, 브레이크 전원 출력, 사용횟수 카운트 기능, 블루투스 통신 제어 기능, 동작상태 모니터링용 디스플레이 기능을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 개별 기능부들이 수행하는 기능은 다음과 같다. 먼저, DSP(Digital Signal Processor)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하여 고속으로 처리하는 집적회로이다. SMPS(Swiching Mode Power Supply)는 스위칭 트랜지스터 등을 이용하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원공급장치이다. 마그네틱 컨택터(MAGNETIC CONTACTOR)는 정류기(RECTIFIER)에 전압을 공급해주는 기능을 수행하는 소자이다. 정류기(RECTIFIER)는 교류전압을 직류전압으로 변환시켜주는 소자이다. 소프트 스타트(SOFT START)는 모터를 부드럽게 구동시켜 주는 소자이다. 브레이크 유닛(BRAKE UNIT)은 관성 또는 중력에 의해 발생하는 모터의 회생전력을 소모하는 소자이다. 인버터(INVERTER)는 DC를 원하는 주파수와 전압의 AC로 변환하는 소자이다. 게이트 드라이브(GATE DRIVE)는 DSP에 작은 전류를 흘려 턴 온(turn On) 하여 인버터와 브레이크 유닛을 제어하는 소자이다. 로드 센서(LOAD SENSOR)는 무게에 따른 전류의 변화를 감지하는 소자이다. 인풋/아웃풋 인터페이스(I/O INTERFACE)는 외부기기와의 입출력 접속기이다. 시리얼 인터페이스(SERIAL INTERFACE)는 직렬 인터페이스로 RS232등을 사용하여 인버터를 셋팅하거나 변경하는 소자이다. 블루투스(BLUETOOTH)는 모바일 기기 등과 무선으로 연결해주는 무선 인터페이스 소자이다. 내, 외부 DISPLAY는 호이스트 사용시간, 전류, 전압 등 여러 정보를 표시한다. 브레이크(BRAKE)는 직류로 동작하는 솔레노이드 방식의 모터 브레이크이다. M으로 표시한 것은 단상, 삼상 농형 유도 전동기이고, 단상 및 삼상으로 표시한 것은 단상 및 삼상 입력전압을 지시한다.

도 6은 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트와 범용 인버터를 사용하는 호이스트를 대비하는 도면으로서, 양자의 기술적인 특징을 명확 간결하게 도시하는 도면이다. 도 6을 참조하면, 인버터 일체형 보드로 인한 특징과 인버터 일체형 보드에 블루투스 등 무선 연결 인터페이스를 통하여 사용자 단말기에 무선으로 연결 가능한 특징 및 연산 기능이 포함된 사용자 단말기를 통하여 효율적인 호이스트 구동에 필요한 여러가지 연산을 수행 가능한 특징이 직관적으로 이해될 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 속도 제어 가능한 호이스트의 콘트롤러(10)를 도시하는 도면이다. 도 7의 실시예의 콘트롤러(10)는 앞서 설명한 제어 방식 중 푸시 버튼을 사용하는 방식이다. 앞서 설명한 제어 방식 중에는 푸시 버튼을 사용하지 않고 블루투스 등의 연결을 사용한 무선 제어 방식도 존재한다. 본 발명에 따른 호이스트의 콘트롤러(10)는 이러한 무선 제어 방식은 제외하고 푸쉬 버튼을 사용하는 방식으로 제한되며, 아래에서는 푸쉬 버튼을 사용하는 방식의 콘트롤러(10)에 대하여 기술하기로 한다. 이러한 푸쉬 버튼 방식 콘트롤러(10)는 상술한 인버터 일체형 보드를 포함하는 호이스트와 범용 인버터를 사용하는 호이스트에 모두 적용 가능하다.

도 7은 푸쉬 버튼 방식의 콘트롤러(10)의 외관을 도시한다. 본 콘트롤러(10)에는 총 세 개의 버튼이 존재하는 것으로 예시되었다. 상승 버튼(11)과 하강 버튼(12), 그리고 호이스트의 온오프 버튼(13)이 콘트롤러(10)에 제공될 수 있다.

도 8은 콘트롤러(10)의 기판(20)을 포함한 내부 모습을 도시하는 도면이다. 기판(20)에는 상승 스위치(21)와 하강 스위치(12), 그리고 홀 센서(23)가 제공된다. 홀센서(23)는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 걸어 주면 전류와 자기장에 수직 방향으로 전압이 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 알아내는 센서이다.

도 9는 도 8에 도시된 기판(20)을 가압하는 상승 버튼(11) 및 하강 버튼(12)과 관련된 내부 구조를 도시한다. 상승 버튼(11)과 하강 버튼(12) 아래에는 각각의 버튼의 눌림 동작을 기판(20)의 스위치(21, 22)에 전달하는 누름 전달부가 제공되며, 상승 버튼(11)에 대응하는 누름 전달부는 상승 버튼 누름 전달부(31)이고, 하강 버튼(12)에 대응하는 누름 전달부는 하강 버튼 누름 전달부(32)이다. 각 누름 전달부 사이에는 자석체 가이드(14)가 설치된다. 자석체(40)는 자석체 가이드(14)를 따라서 상승 또는 하강할 수 있도록 제공된다. 자석체(14)에는 용수철(50)이 연결된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상승 버튼(11) 및 하강 버튼(12)은 자석체(40)에 각각의 일단부가 연결된다. 따라서, 상승 버튼(11) 또는 하강 버튼(12)이 눌려질 때 자석체(40)가 함께 눌리면서 자석체 가이드(14)를 따라서 하강 이동 한다.

도 8과 도 9를 함께 참조하여 상승 버튼(11) 및 하강 버튼(12)이 기판(20) 상에 제공되는 상승 스위치(11)와 하강 스위치(12) 그리고 홀 센서(23)와 상호 작동하는 구조를 설명한다.

상승 버튼(11)이 눌리면 상승 버튼 누름 전달부(31)가 함께 눌린다. 하강한 상승 버튼 누름 전달부(31)는 기판(20) 상에 제공된 상승 스위치(21)를 작동시키고, 장치는 콘트롤러(10)에 의하여 호이스트의 상승 동작이 지시된 것으로 인식한다. 이 때, 자석체(40)가 함께 눌린다. 자석체(40)는 자석체 가이드(14)를 따라 용수철(50)을 가압하면서 하방 이동한다. 자석체(40)의 하방 이동 정도는 홀 센서(23)가 감지한다. 상승 버튼(11)이 조금이라도 눌리면 상승 스위치(21)가 작동되고, 그 상태에서 상승 버튼(11)을 누르는 정도를 조절 가능한데, 상승 버튼(11)의 눌린 정도에 따라 자석체(40)의 하방 이동 정도가 조절되고, 자석체(40)의 하방 이동 정도를 홀 센서(23)가 감지하게 되는 구조이다.

하강 버튼(12)이 눌리는 경우에도 동일하다. 하강 버튼(12)이 눌리면 하강 버튼 누름 전달부(32)가 함께 눌린다. 하강한 하강 버튼 누름 전달부(32)는 기판(20) 상에 제공된 하강 스위치(22)를 작동시키고, 장치는 콘트롤러(10)에 의하여 호이스트의 하강 동작이 지시된 것으로 인식한다. 이 때, 자석체(40)가 함께 눌린다. 자석체(40)는 자석체 가이드(14)를 따라 용수철(50)을 가압하면서 하방 이동한다. 자석체(40)의 하방 이동 정도는 홀 센서(23)가 감지한다. 하강 버튼(12)이 조금이라도 눌리면 하강 스위치(22)가 작동되고, 그 상태에서 하강 버튼(12)을 누르는 정도를 조절 가능한데, 하강 버튼(12)의 눌린 정도에 따라 자석체(40)의 하방 이동 정도가 조절되고, 자석체(40)의 하방 이동 정도를 홀 센서(23)가 감지하게 되는 구조이다.

도 10에는 자석체(40)의 구체적인 구조가 예시적으로 도시된다.

자석체(40)는 홀 센서(23)에 자력을 인가하는 영구 자석(42)을 수용하고 있다. 영구 자석(42)이 수용된 부분에는 용수철을 끼우게 되는 용수철 결합부(41)가 제공된다. 자석체(40)의 양측으로는 상술한 자석체 가이드(14)를 따라 자석체(40)의 수직 이동이 가이드 될 수 있도록 하는 가이드 삽입부(43)가 제공될 수 있다.

도 11에는 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한 콘트롤러(10)에 의한 제어 방식이 도시된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자에 의해 동작 버튼이 가압되는 정도에 비례하여 홀 센서(23)로부터 출력되는 출력 전압이 변화될 수 있고, 그 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비가 조절됨으로써, 해당 모터의 속도가 가변될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자에 의해 상승 버튼(11) 또는 하강 버튼(12)이 가압됨에 따라 홀 센서(23)의 자속 밀도가 증가하게 되고, 그 증가되는 자속 밀도에 비례하여 홀 센서(23)에서 출력되는 출력 전압이 증가될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위의 증가되는 출력 전압에 비례하여 모터에 인가되는 PWM 신호의 듀티비가 증가되도록 함으로써, 해당 모터의 속도가 증가하도록 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 출력된 홀 센서(23) 전압은 ADC(Analogue to Digital Converter)에 입력되고 디지털값으로 변환될 수 있다. 변환된 디지털 값은 마이크로 프로세서(MCU)의 소프트웨어와 PWM clock 발생회로를 이용하여 호이스트 콘트롤러 버튼의 눌린 정도에 비례하는 PWM 듀티로 변환된다. 즉, 호이스트 콘트롤러 버튼의 눌린 정도가 크면 PWM 듀티가 커지고 눌린 정도가 작으면 PWM 듀티가 작아진다. PWM 듀티 변화 "

위는 10비트 즉 1,024개의 다른 값을 가질 수 잇으므로, PWM 펄스는 호이스트 가변속 인버터의 1024개의 다단속 속도 지령 신호로 사용되어지며, 호이스트 전동기는 호이스트 콘트롤러 버튼의 눌린 정도에 따라 다단으로 제어된다.

다른 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위의 가압되던 상승 버튼(11) 또는 하강 버튼(12)이 사용자로부터 릴리즈(release)됨에 따라 위의 가압되는 방향의 반대 방향으로 위의 상승 버튼(11) 또는 하강 버튼(12)의 위치가 용수철(50)에 의해 복원될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이 경우에, 홀 센서(23)의 자속 밀도가 감소하게 되고, 그 감소되는 자속 밀도에 비례하여 홀 센서에서 출력되는 출력 전압이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 위의 감소되는 출력 전압에 비례하여 모터에 인가되는 PWM 신호의 듀티비가 감소되도록 함으로써, 해당 모터의 속도가 감소하도록 제어될 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 콘트롤러
11: 상승 버튼
12: 하강 버튼
13: 온오프 버튼
14: 자석체 가이드
20: 기판
21: 상승 스위치
22: 하강 스위치
23: 홀 센서
31: 상승 버튼 누름 전달부
32: 하강 버튼 누름 전달부
40: 자석체
41: 용수철 결합부
42: 가이드 삽입부
50: 용수철

Claims (5)

1. 호이스트의 콘트롤러이고,
   누름 정도를 조절 가능한 상승 버튼과,
   누름 정도를 조절 가능한 하강 버튼과,
   상기 상승 버튼의 눌림 시 즉시 작동하도록 상기 상승 버튼 아래에 배치된 상승 스위치와,
   상기 하강 버튼의 눌림 시 즉시 작동하도록 상기 하강 버튼 아래에 배치된 하강 스위치와,
   상기 상승 버튼 및 상기 하강 버튼의 모두와 작동 연결되어 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼의 누름 동작 시 하강하도록 배치된 자석체와,
   상기 자석체의 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼에 의하여 눌려 하강한 정도를 감지하도록 상기 자석체와 대응하여 배치된 홀 센서를 포함하고,
   상기 상승 버튼에 의하여 상기 상승 스위치가 작동되면, 모터가 상승 작동을 개시하고, 이 때 상기 홀 센서가 감지하는 자속밀도의 증감에 따라 달라지는 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 조절됨으로써 모터의 상승 작동 속도가 가변되고,
   상기 하강 버튼에 의하여 상기 하강 스위치가 작동되면, 모터가 하강 작동을 개시하고, 이 때 상기 홀 센서가 감지하는 자속밀도의 증감에 따라 달라지는 출력 전압에 따라 모터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티비가 조절됨으로써 모터의 하강 작동 속도가 가변되고,
   상기 홀 센서는 상기 상승 스위치와 상기 하강 스위치 사이의 중간 지점에 하나만 설치되고,
   상기 상승 버튼과 상기 상승 스위치 사이에는 상승 버튼 누름 전달부가 설치되어, 상기 상승 버튼의 눌림을 상기 상승 스위치에 전달하고,
   상기 하강 버튼과 상기 하강 스위치 사이에는 하강 버튼 누름 전달부가 설치되어, 상기 하강 버튼의 눌림을 상기 하강 스위치에 전달하고,
   상기 자석체는 상기 홀 센서에 대응하여 하나만 제공되고, 상기 자석체의 상승 또는 하강 이동을 안내하는 자석체 가이드가 상기 상승 버튼 누름 전달부와 상기 하강 버튼 누름 전달부 사이의 중간 지점에 설치되고,
   상기 상승 버튼 누름 전달부와 상기 하강 버튼 누름 전달부는 각각 상기 자석체 가이드에 삽입된 상기 자석체를 향하는 연장부를 포함하고,
   상기 상승 버튼은 상기 상승 버튼 누름 전달부의 연장부의 일단부를 통하여 상기 자석체와 작동 연결되고,
   상기 하강 버튼은 상기 하강 버튼 누름 전달부의 연장부의 일단부를 통하여 상기 자석체와 작동 연결되고,
   상기 자석체는 단일 용수철에 연결되어 상기 상승 버튼 또는 상기 하강 버튼의 누름이 해제될 때 상기 자석체 및 이에 작동 연결된 상기 상승 버튼 및 상기 하강 버튼이 원위치 되는,
   호이스트의 콘트롤러.
   
2. 제1항에 있어서,
   출력된 홀 센서의 전압은 아날로그 디지털 컨버터에 입력되어 디지털 값으로 변환되고, 변환된 디지털 값은 마이크로 프로세서의 소프트웨어와 펄스폭 변조 신호 클락 발생회로를 이용하여 콘트롤러 버튼의 눌린 정도에 비례하는 펄스폭 변조 신호의 듀티로 변환되는,
   호이스트의 콘트롤러
   
3. 제2항에 있어서,
   펄스폭 변조 신호의 듀티 변화 범위는 10비트로서, 1024개의 서로 다른 값을 가지며, 이에 따라 1024단의 속도로 모터의 속도가 가변되는,
   호이스트의 콘트롤러.
   
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 콘트롤러를 포함하는 호이스트.

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