KR102199659B1 - 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치에 관한 것으로, 모터(13) 정지 시 구동블록(14)과 종동블록(20)의 경사면(14c)(20c)의 마찰력이 약화되거나 제거되어 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14) 방향으로 이동하고, 이 과정에서 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)의 구동축(13a)과 입력축(15)의 공회전을 정지시키고;
모터(13) 구동 시, 구동축(13a)의 회전동력을 전달받은 구동블록(14)은 그와 맞물려 있는 종동블록(20)과 함께 회전하고, 이 과정에서 구동블록(14)의 경사면(14c)에서 발생하는 토크가 종동블록(20)의 경사면(20c)에 가해져 종동블록(20)은 탄성부재(21)의 탄성력을 극복하면서 후방으로 밀려날 때 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 분리되어 입력축(15)의 제동상태가 해제된다.

Description

전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치{Lift drive system for stage equipment without electronic brake}

본 발명은 무대(舞臺)의 상부에 설치되고 각 활차의 롤러에 감겨진 와이어로프들을 모아 감거나 풀어 이 와이어로프 단부에 연결된 부하물을 승,하강시키는 무대장치용 리프트 구동장치에 관한 것으로, 특히 경사면을 가진 구동블록과 종동블록이 밀접하게 끼워맞춤조립되어 함께 구동토록 하여, 부하물의 이동을 위해 모터의 구동축이 회전할 때 발생하는 구동블록의 토크에 의해 종동블록이 경사면을 따라 후방으로 밀려나 이 종동블록에 장착된 마찰판이 브레이크 라이닝에서 분리되어 모터의 제동상태가 해제되고, 부하물의 이동을 멈추기 위해 모터의 구동축이 정지될 때 구동블록의 토크 소멸로 탄성부재의 탄성력에 의해 종동블록이 경사면을 따라 다시 원상태로 복원되어 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되어 모터를 제동할 수 있는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치에 관한 것이다.

공연 등을 하는 무대에는 운영에 필요한 시설물, 예컨대 도 1과 같이 조명구조물이나 커텐을 승,하강 시키는 승강장치가 설치된다. 이하에서는 조명구조물을 승,하강시키는 것을 설명한다.

더 구체적으로, 이 승강장치는 리프트 구동장치(1)에 연결된 각 와이어로프(2)가 그와 대응되게 배치된 활차(3)에 감기어 수직방향으로 연장되고 그 연장된 하단부에 조명구조물(4)이 장착된다. 각각의 활차(3)를 경유한 와이어로프(2)들은 모두가 리프트 구동장치(1)의 와이어로프드럼에 감기게 되므로 와이어로프드럼이 모터의 구동에 따라 정,역회전할 때 감김과 풀림을 반복하면서 조명구조물(4)을 승,하강시키게 된다.

이와 같은 리프트 구동장치(1)는 모터가 조명구조물(4)의 높낮이를 변경할 때 구동하고, 조명구조물(4)를 정지시킬 때 구동을 정지함을 반복하면서 필요에 따라 와이어로프에 장착된 조명구조물(4)을 선택적으로 승,하강시키게 된다. 이 과정에서 모터는 빈번하게 구동과 정지를 반복하게 되는 데, 조명구조물(4)을 지정된 위치에 정확하게 세팅하기 위해서 구동을 정지시킬 때 즉시 제동이 이루어져야 한다. 다시 말해, 모터를 정지시킬 때 즉시 제동이 이루어지지 않고 얼마간 공회전이 진행되면 그만큼 조명구조물(4)의 정지위치에 오차가 발생하게 된다.

종래 리프트 구동장치는 이러한 점을 감안하여 제동장치로 전자브레이크(마크네틱 브레이크)를 사용하는 것이 대부분이다.

일례로, 2015년 11월 05일 공고된 등록특허 제10-1566656호의 무대설비 승/하강장치용 브레이크장치는 두 장의 원판형 마찰판(30)(30a)과 마찰판의 사이에 브레이크패드(32)를 일체로 한 허브링(34)이 위치되어 구동축(2)에 끼워져 구비되고, 허브링(34)의 안쪽 내측 둘레에는 키이(key) 모양의 기어(36)를 형성하여 이 기어(36)에 맞물리며 끼워지는 스플라인기어(38)를 구동축에 삽입하여 구동축의 회전력을 제어하도록 구성하였다.

상기 두 장의 마찰판(30)(30a)은 일측은 구동축과 출력축의 외측을 커버하면서 결합되는 케이스(40)에 고정하고, 다른 쪽은 마그네틱 브레이크(B)에 스터드보울트(35)와 스프링으로 조립하여 두 장의 마찰판이 스프링으로 인하여 서로 맞닿으려는 힘에 의하여 브레이크 패드와 밀착하여 브레이크를 잡도록 구성하였다. 마그네틱 브레이크는 전원을 공급하면 전원장치에서 전류가 브레이크 코일로 흘러 마그네틱에 강한 자기력을 발생하여 아마추어(armatere) 즉, 마찰판(30a)를 당겨 두 장의 마찰판(30(30a)의 사이가 벌어지면서 브레이크가 해제되어 구동축이 회전하게 되는 것이다. 한편 무대장치를 정지하고자 하는 경우 마그네틱 브레이크에 인가된 전원을 차단하면 발생된 자기력이 약해져 두 장의 마찰판이 서로 밀착되면서 브레이크가 작동된다.

그러나, 이러한 전자브레이크를 이용한 종래 리프트 구동장치는 제동상태를 해제하기 위해 마찰판(30a)를 당길 때 반드시 전원이 필요하는 데, 만약 위급상황 시 정전되거나 전원이 공급되더라도 전원을 공급하는 전원케이블이 단락되어 전원이 공급되지 않으면 전자브레이크가 작동되지 않아 하강 중인 와이어로프(2)에 장착된 부하물, 즉 조명구조물(4)은 추락하여 무대에서 공연 중인 배우들이 다치거나 인명이 손실되는 대형 사고가 발생할 우려가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1566656호

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 무대장치용 리프트 구동장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그의 해결하고자 하는 과제는 모터의 구동축에 연결된 구동블록과 입력축에 연결된 종동블록은 각각 오목부와 볼록부 사이에 경사면을 갖는 끼워맞춤부를 갖추고 이 끼워맞춤부들이 서로 밀접하게 맞물린 상태로 조립되어, 부하물 이동을 위해 모터가 구동할 때 구동블록의 토크에 의해 종동블록이 경사면들의 마찰로 인하여 미끄러지면서 후방으로 밀려나 이 종동블록에 장착된 마찰판이 브레이크 라이닝에서 떨어져 모터의 제동상태가 해제되고, 부하물의 이동을 멈추기 위해 모터가 정지되거나 또는 정지과정에서 구동블록의 토크가 소멸 또는 감소할 때 밀려났던 종동블록이 탄성부재의 탄성력에 의해 원상태로 복원되어 마찰판이 브레이크 라이닝에 다시 밀착함으로써 모터의 제동상태가 유지되는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 해결하고자 하는 과제는 모터가 구동할 때 발생하는 구동블록의 토크에 의해 종동블록이 후방으로 밀려나 마찰판이 브레이크 라이닝에서 떨어지므로 모터는 제동상태가 해제되고, 모터가 정지될 때 탄성부재의 탄성력에 의해 종동블록이 원위치로 복원됨에 따라 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되므로 모터는 제동상태가 되므로 전기를 사용하지 않고도 모터를 제동하거나 해제할 수 있는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 해결하고자 하는 과제는 모터의 제동을 위해 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되도록 종동블록을 이동시키는 힘을 제공하는 탄성부재가 파손되거나 또는 잦은 사용으로 그의 탄성력이 약화되어 모터를 제동하지 못할 때 영구자석의 척력에 의해 종동블록이 이동하여 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되어 모터의 제동을 구현할 수 있는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치는 내부에 입력링기어가 형성되는 기어하우징;

삭제

상기 기어하우징 측면에 착탈가능하게 조립되고 상기 기어하우징과 협력하여 내부에 구성요소를 수납하는 사이드하우징;

상기 사이드하우징 측면에 고정되고, 전원공급에 의해 구동축이 회전하는 모터;

상기 모터의 구동축에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 그 외측단부에 상대방과 맞물려 그를 구동시킬 수 있도록 오목부와 볼록부 사이에 경사면을 갖는 끼워맞춤부가 형성되는 구동블록;

상기 모터의 구동축으로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 그 외주연에 선기어가 형성되는 입력축;

내부에 상기 입력축을 회전가능하게 수용하고, 내측에 출력링기어가 형성되는 캐리어 샤프트;

입력피니언과 출력피니언이 병렬로 형성되고, 상기 입력축을 동심으로 복수 개 배치되어 각 입력피니언 일측이 상기 선기어에 타측이 입력링기어에 치합되고, 각 출력피니언이 상기 출력링기어에 치합되는 복수 개의 위성기어;

상기 각 위성기어 일측에 배치되고 이들 위성기어와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어들의 샤프트 일단을 지지하는 제1허브;

상기 각 위성기어 타측에 배치되고 이들 위성기어와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어들의 샤프트 타단을 지지하는 제2허브;

상기 입력축 일단부에 왕복이동가능하게 고정되어 입력축과 함께 구동하고, 상기 구동블록의 끼워맞춤부와 맞물림식으로 조립되어 모터의 구동축의 동력을 입력축에 전달할 수 있도록 외측단부에 볼록부와 오목부 사이에 경사면을 갖는 끼워맞춤부가 형성되는 종동블록;

상기 제1허브와 종동블록 사이에 배치되고, 상기 구동블록과 종동블록이 상시 맞물린 상태로 조립될 수 있도록 종동블록을 구동블록 방향으로 밀착시키는 탄성부재;

상기 사이드하우징 내부에 장착되는 브레이크 라이닝;

상기 종동블록에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 모터의 구동이 정지될 때 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 브레이크 라이닝에 밀착되어 입력축의 공회전을 정지시키는 마찰판; 및

상기 캐리어 샤프트에 장착되어 함께 회전하고, 부하물에 연결된 와이어로프를 권취하는 와이어로프드럼;를 포함하고,

여기서, 모터 정지 시 구동블록과 종동블록의 경사면의 마찰력이 약화되거나 제거되어 탄성부재의 탄성력에 의해 종동블록이 구동블록 방향으로 이동하고, 이 과정에서 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되어 모터의 구동축과 입력축의 공회전을 정지시키고;

모터 구동 시, 구동축의 회전동력을 전달받은 구동블록은 그와 맞물려 있는 종동블록과 함께 회전하고, 이 과정에서 구동블록의 경사면에서 발생하는 토크가 종동블록의 경사면에 가해져 종동블록은 탄성부재의 탄성력을 극복하면서 후방으로 밀려날 때 마찰판이 브레이크 라이닝에서 분리되어 입력축의 제동상태가 해제된다.

본 발명의 위성기어는 입력피니언과 출력피니언의 피치원지름이 서로 달라 잇수를 다르게 할 수 있다.

본 발명의 위성기어는 입력피니언의 잇수가 출력피니언의 잇수보다 더 많게 할 수 있다.

본 발명의 탄성부재는 모터 정지 시 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되어 제동력이 발생할 때 그 제동력이 유지될 수 있고, 모터 구동 시 회전하는 구동블록의 토크에 의해 종동블록이 구동블록에서 밀려나 분리될 수 있는 탄성력을 갖는다.

본 발명은 제1허브와 종동블록은 서로 맞대응되는 외측면 각각에 척력이 작용토록 영구자석이 더 장착되고, 이 영구자석들 사이에 발생하는 척력에 의해 종동블록이 구동블록 방향으로 이동하여 구동블록과 맞물린 상태로 조립되게 할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 모터의 구동으로 발생하는 구동블록의 토그에 의해 종동블록이 후방으로 밀려나므로 이 종동블록에 장착된 마찰판이 브레이크 라이닝에서 떨어져 모터는 제동이 해제되고, 모터의 정지로 구동블록에서 발생하던 토그가 감소 또는 제거될 때 종동블록이 탄성부재의 탄성력에 의해 원위치로 복귀됨에 따라 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되어 모터는 다시 제동상태가 되므로 전원을 사용하지 않고도 모터를 제동할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명은 모터의 제동을 위해 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되도록 종동블록을 이동시키는 힘을 제공하는 탄성부재가 파손되거나 또는 잦은 사용으로 그의 탄성력이 약화되어 모터를 제동하지 못하는 상황이 발생하더라도 영구자석의 척력에 의해 종동블록이 구동블록 방향으로 이동하여 종동블록에 장착된 마찰판이 브레이크 라이닝에 밀착되어 모터의 제동을 구현할 수 있어 브레이크장치의 안전성을 담보할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 일반적인 무대장치용 리프트 구동장치를 보인 개념도
도 2는 본 발명의 정면도
도 3은 본 발명의 평면도
도 4는 본 발명의 와이어로프드럼을 확대한 측면도
도 5는 본 발명에 따른 위성기어의 입력피니언의 조립상태를 보인 상세도
도 6은 본 발명에 따른 위성기어의 출력피니언의 조립상태를 보인 상세도
도 7은 본 발명에 따른 브레이크장치의 제동 해제상태를 보인 도면
도 8은 본 발명에 따른 브레이크장치의 제동 상태를 보인 도면
도 9는 본 발명의 구동블록에 발생하는 토크를 설명하기 위한 개념도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치의 구성을 상세히 설명한다.

본 발명은 브레이크장치에 전기를 공급하지 않고도 모터(13)를 제동하거나 제동상태를 해제할 수 있는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치(10)에 관한 것으로, 이의 구성은 내부에 입력링기어(11a)가 형성되는 기어하우징(11);

상기 기어하우징(11) 측면에 착탈가능하게 조립되고 상기 기어하우징(11)과 협력하여 내부에 구성요소를 수납하는 사이드하우징(12);

상기 사이드하우징(12) 측면에 고정되고, 전원공급에 의해 구동축(13a)이 회전하는 모터(13);

상기 모터(13)의 구동축(13a)에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 그 외측단부에 상대방과 맞물려 그를 구동시킬 수 있도록 오목부(14a)와 볼록부(14b) 사이에 경사면(14c)을 갖는 끼워맞춤부가 형성되는 구동블록(14);

상기 모터(13)의 구동축(13a)으로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 그 외주연에 선기어(15a)가 형성되는 입력축(15);

내부에 상기 입력축(15)을 회전가능하게 수용하고, 내측에 출력링기어(16a)가 형성되는 캐리어샤프트(16);

입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)이 병렬로 형성되고, 상기 입력축(15)을 동심으로 복수 개 배치되어 각 입력피니언(17a) 일측이 상기 선기어(15a)에 타측이 입력링기어(11a)에 치합되고, 각 출력피니언(17b)이 상기 출력링기어(16a)에 치합되는 복수 개의 위성기어(17);

상기 각 위성기어(17) 일측에 배치되고 이들 위성기어(17)와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어(17)들의 샤프트(17c) 일단을 지지하는 제1허브(18);

상기 각 위성기어(17) 타측에 배치되고 이들 위성기어(17)와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어(17)들의 샤프트(17c) 타단을 지지하는 제2허브(19);

상기 입력축(15) 일단부에 왕복이동가능하게 고정되어 입력축(15)과 함께 구동하고, 상기 구동블록(14)의 끼워맞춤부와 맞물림식으로 조립되어 모터(13)의 구동축(13a)의 동력을 입력축(15)에 전달할 수 있도록 외측단부에 볼록부(20a)와 오목부(20b) 사이에 경사면(20c)을 갖는 끼워맞춤부가 형성되는 종동블록(20);

상기 제1허브(18)와 종동블록(20) 사이에 배치되고, 상기 구동블록(14)과 종동블록(20)이 상시 맞물린 상태로 조립될 수 있도록 종동블록(20)을 구동블록(14) 방향으로 밀착시키는 탄성부재(21);

상기 사이드하우징(12) 내부에 장착되는 브레이크 라이닝(22);

상기 종동블록(20)에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 모터(13)의 구동이 정지될 때 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 상기 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 입력축(15)의 공회전을 방지하는 마찰판(23); 및

상기 캐리어샤프트(16)에 장착되어 함께 회전하고, 부하물에 연결된 와이어로프(2)를 권취하는 와이어로프드럼(24);를 포함하고,

여기서, 모터(13) 정지 시 구동블록(14)과 종동블록(20)의 경사면(14c)(20c)의 마찰력이 약화되거나 제거되어 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14) 방향으로 이동하고, 이 과정에서 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)의 구동축(13a)과 입력축(15)의 공회전을 방지하고;

모터(13) 구동 시, 구동축(13a)의 회전동력을 전달받은 구동블록(14)은 그와 맞물려 있는 종동블록(20)과 함께 회전하고, 이 과정에서 구동블록(14)의 경사면(14c)에서 발생하는 토크가 종동블록(20)의 경사면(20c)에 가해져 종동블록(20)은 탄성부재(21)의 탄성력을 극복하면서 후방으로 밀려날 때 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 분리되어 입력축(15)의 제동상태가 해제되는 것;을 포함한다.

상기 기어하우징(11)은 사이드하우징(12)과 협력하여 구성요소들을 내부에 수납하여 보호하게 된다. 이 기어하우징(11)은 구성요소들을 내부에 수납할 수 있도록 내부가 관통되고, 내부 둘레에는 입력링기어(11a)가 형성된다. 상기 입력링기어(11a)는 후술하는 위성기어(17)와 치합되어 그 위성기어(17)의 자전(自轉)과 공전(公轉)을 안내하게 된다. 입력링기어(11a)는 위성기어(17)가 치합될 수 있는 여러가지 기어형태로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 평기어(스퍼어기어) 형태로 구성됨을 보이고 있다. 기어하우징(11)의 관통된 부분의 일측면에는 사이드하우징(12)이 타측면에는 커버가 씌워진 상태로 조립된다. 여기서, 기어하우징(11)과 사이드하우징(12)은 구분하지 않고 단일체로 구성할 수도 있다.

상기 사이드하우징(12)은 기어하우징(11)의 일측면에 착탈가능하게 조립되어 구성요소들을 수납 보호하게 된다. 이 사이드하우징(12)도 구성요소들을 내부에 수납할 수 있도록 내부가 관통되고, 타측면에는 이미 설명한 바와 같이 기어하우징(11)이 체결 조립되고 일측면에는 모터(13)의 하우징이 체결 조립된다.

상기 모터(13)는 사이드하우징(12) 일측면에 고정되고, 전원공급에 의해 구동축(13a)이 회전하여 이 구동축(13a)과 연동하는 와이어로프드럼(24)를 회전시키게 된다. 이 모터(13)는 와이어로프(2)를 인출하거나 당길 수 있도록 정,역회전 가능한 것을 사용하며, 이미 산업분야에서 널리 사용되고 있는 공지의 것을 사용하므로 구성에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 구동블록(14)은 모터(13)의 구동축(13a)에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 그 외측단부에 상대방과 맞물려 그 상대방을 구동시킬 수 있도록 오목부(14a)와 볼록부(14b) 사이에 경사면(14c)을 갖는 끼워맞춤부가 형성된다. 상기 끼워맞춤부는 도 9와 같이 구동블록(14)의 중심부를 기점으로 멀리 위치한 곳(R)까지 위치하므로 구동블록(14)이 회전하게 되면 반드시 아래 공식과 같이 토크가 발생하게 된다.

즉, 힘에 회전축으로부터의 수직 거리를 곱한 값 T=FR

T : 회전력(토크)

F : 작용한 힘

R : 축으로부터의 반지름

그러므로, 상기 구동블록(14)이 회전하면 토크(T)가 발생하고, 이 토크는 구동블록(14)의 경사면(14c)과 끼워맞춤식으로 맞물린 종동블록(20)의 경사면(20c)에 그대로 전달되므로 구동블록(14)은 회전하는 초기에 경사면(14c)이 미끄러지면서 후방으로 밀려나고, 이에 따라 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 떨어져 모터(13)의 제동상태는 해제된다.

상기 입력축(15)은 캐리어샤프트(16) 내부에 회전가능하게 수용된 상태에서 모터(13)의 구동축(13a)으로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 그 외주연에 형성된 선기어(15a)가 위성기어(17)의 입력피니언(17a)과 치합되어 위성기어(17)를 회전시키게 된다. 이에 따라 위성기어(17)는 선기어(15a)를 축으로 자전과 공전을 수행하게 된다. 입력축(15)은 베어링에 지지되어 캐리어샤프트(16)에 수용된 상태에서 모터(13)의 구동에 따라 회전하게 된다.

상기 입력축(15)은 일단부에 종동블록(20)을 장착 고정하게 된다. 종동블록(20)의 고정은 통상과 같이 키와 키홈을 사용하여 헛돌지 않게 하고, 종동기어에서 빠지지 않도록 스토퍼(S)로 고정된다.

상기 캐리어샤프트(16)는 내부에 상기 입력축(15)을 회전가능하게 수용하고, 일단부 내측 수용공간에 출력링기어(16a)가 형성된다. 상기 출력링기어(16a)는 위성기어(17)의 출력피니언(17b)과 치합되어 종동적으로 구동하게 된다. 따라서 상기 캐리어샤프트(16)는 위성기어(17)의 동력을 전달받아 회전하면서 그 외주연에 일체로 조립된 와이어로프드럼(24)을 회전시키게 된다.

상기 위성기어(17)는 기본적으로 복수 개가 입력축(15)의 선기어(15a)와 캐리어샤프트(16)의 출력링기어(16a)에 치합되어 자전과 공전을 동시에 수행한 상태로 사용된다. 각 위성기어(17)는 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)이 병렬로 형성된다. 입력피니언(17a)은 일측이 선기어(15a)에 타측이 입력링기어(11a)에 치합되고, 출력피니언(17b)은 캐리어샤프트(16)의 출력링기어(16a)에 치합된다. 구동축(13a)의 동력을 전달받아 입력축(15)이 회전할 때 선기어(15a)와 맞물린 입력피니언(17a)이 선기어(15a)와 함께 자전과 공전을 동시에 하게 되고, 이와 동시에 병렬로 배치된 출력피니언(17b)이 캐리어샤프트(16)의 출력링기어(16a)와 치합되어 캐리어샤프트(16)를 회전시키게 된다.

따라서, 구동축(13a)의 회전 동력은 구동블록(14), 종동블록(20), 입력축(15)의 선기어(15a), 위성기어(17)의 입력피니언(17a), 출력피니언(17b)을 경유하여 캐리어샤프트(16)의 출력링기어(16a)에 전달되어 캐리어샤프트(16)를 회전시키고, 최종적으로 상기 캐리어샤프트(16)에 장착된 와이어로프드럼(24)을 회전시킨다.

와이어로프드럼(24)에 감긴 와이어(2)에는 조명구조물(4)과 같은 부하물이 장착되므로 이 부하물을 천천히 승,하강시키기 위해서는 구동축(13a)의 회전속도보다 와이어로프드럼(24)의 속도를 현전하게 감속시켜야 한다. 이를 위해 선기어(15a)의 피치원지름보다 위성기어(17)의 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 피치원지름을 더 크게 하면 위성기어(17)는 구동 시 입력축(15)보다 감속되므로 감속기 기능을 하게 된다. 더 나아가 출력피니언(17b)과 치합하는 출력링기어(16a) 피치원지름은 선기어(15a)의 피치원지름과 대비하면 대단히 크므로 캐리어샤프트(16)는 큰 감속비로 인하여 아주 천천히 회전하게 되고, 이에 고정된 와이어로프드럼(24)은 크게 감속되어 아주 천천히 회전하게 된다.

본 발명은 선기어(15a)와 출력링기어(16a) 사이에 복수 개의 위성기어(17)가 치합되어 있으므로 출력링기어(16a)의 피치원지름을 크게 구성하여 캐리어샤프트(16)의 회전속도를 크게 감속시키게 되므로 일종의 감속기능을 갖춘 리프트장치가 된다. 따라서 위성기어(17)는 출력링기어(16a)의 피치원지름을 크게 하는 역할을 하므로 그 자체로서 감속기 기능을 수행할 뿐만 아니라 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 피치원지름이 선기어(15a)의 피치원지름보다 더 크면 그 또한 캐리어샤프트(16)의 속도를 낮추는 감속 기능을 수행하게 된다.

상기 위성기어(17)는 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 피치원지름의 크기를 서로 다르게 하여 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 잇수를 다르게 구성할 수 있다. 더 구체적으로 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 피치원지름이 다르면 필연적으로 이들은 잇수가 달라져 속도비에 차이가 발생하게 된다. 모터(13) 정지 시 와이어로프드럼(24)이 부하물의 무게에 의해 회전하려고 할 때 상기 속도비 차이에 의해 속도의 평행이 이루어지지 않아 입력피니언(17a)과 치합하고 있는 입력축(15)은 쉽게 역회전하지 않고, 더 나아가 역회전이 쉽지 않은 입력축(15)은 정지 상태의 모터(13)의 구동축(13a)과 연결되어 있으므로 상기 속도비 차이에 의한 속도의 불균형은 리프트장치의 역회전을 방지하는 기능을 하게 된다.

그러므로, 상기 위성기어(17)는 병렬로 배치된 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 피치원지름을 서로 다르게 하여 그들의 잇수를 다르게, 즉 입력피니언(17a)의 잇수가 출력피니언(17b)의 잇수보다 더 많게 또는 입력피니언(17a)의 잇수가 출력피니언(17b)의 이수보다 더 적게 구성하여 이들 사이에 속도비의 불균형이 발생할 수 있도록 하면 좋다.

상기 제1허브(18)는 각 위성기어(17) 일측에 배치되고 이들 위성기어(17)와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어(17)들의 샤프트(17c) 일단을 지지한다. 제1허브(18)는 기어하우징(11)에 장착된 베어링에 지지된 상태에서 위성기어(17) 샤프트(17c)와 함께 회전하게 된다.

상기 제2허브(19)는 각 위성기어(17) 타측에 배치되고 이들 위성기어(17)와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어(17)들의 샤프트(17c) 타단을 지지한다. 제2허브(19)는 입력축(15)에 장착된 베어링에 지지된 상태에서 위성기어(17) 샤프트(17c)와 함께 회전하게 된다.

상기 종동블록(20)은 입력축(15) 일단부에 왕복이동가능하게 고정되어 입력축(15)과 함께 구동하고, 상기 구동블록(14)의 끼워맞춤부와 맞물림식으로 조립되어 모터(13)의 구동축(13a)의 동력을 입력축(15)에 전달할 수 있도록 외측단부에 볼록부(20a)와 오목부(20b) 사이에 경사면(20c)을 갖는 끼워맞춤부가 형성된다.

이 종동블록(20)은 그의 경사면(20c)이 구동블록(14)의 경사면(14c)과 상시 접촉되도록 구동블록(14)과 끼워맞춤 조립된 상태에서 모터(13) 구동 또는 정지 시 왕복이동하게 된다. 즉, 모터(13) 구동 시 고속으로 회전하는 구동블록(14)의 토크에 의해 경사면(14c)(20c)에 미끄럼 현상이 발생하여 종동블록(20)이 후방으로 밀려나고, 이에 의해 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 떨어져 모터(13)의 제동상태가 해제된다. 또한 모터(13) 정지 시 구동블록(14)의 토크가 감소 또는 소멸될 때 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 종동블록(20)이 원위치로 복귀하여 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)는 다시 제동상태가 된다.

상기 탄성부재(21)는 제1허브(18)와 종동블록(20) 사이에 배치되고, 상기 구동블록(14)과 종동블록(20)이 상시 맞물린 상태로 조립될 수 있도록 종동블록(20)을 구동블록(14) 방향으로 밀착시키게 된다. 이 탄성부재(21)의 탄성력의 세기는 본 발명을 달성하기 위해서 대단히 중요하다. 즉 탄성부재(21)는 모터(13) 정지 시 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 제동력이 발생할 때 그 제동력이 유지될 수 있고, 모터(13) 구동 시 회전하는 구동블록(14)의 토크에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14)에서 밀려나 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 떨어질 수 있는 탄성력을 갖추어야 한다.

만약, 탄성부재(21)가 이러한 조건을 만족하지 않으면, 즉 탄성력이 너무 약하여 모터(13) 정지 시 구동블록(14)의 토크가 소멸되더라도 종동블록(20)을 이동시키지 못하여 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되지 않으면 모터(13)는 제동되지 않는다. 따라서 모터(13)는 스스로 정지될 때까지 한 동안 공회전을 하게 되므로 와이어로프드럼(24)에 감기는 와이어(2)는 그만큼 인출되거나 감기어 부하물을 지정된 위치에 세팅하지 못하게 된다. 또한 탄성력이 너무 강하여 모터(13) 구동 시 구동블록(14)의 토크가 발생됨에도 불구하고 종동블록(20)이 밀리는 것을 막으면 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 떨어지지 않아 밀착된 상태에서 회전하게 되므로 그 부분에서 심한 소음과 마찰열이 발생하여 모터(13)의 구동이 원활하지 않고 이에 의해 고장이 발생하는 원인이 된다. 이러한 사정을 감안하여 탄성부재(21)는 탄성력의 세기가 맞는 것을 잘 선택해야 한다.

상기 브레이크 라이닝(22)은 사이드하우징(12) 내부에 장착되고, 모터(13) 정지 시 그에 밀착되는 마찰판(23)의 회전을 정지시키게 된다. 이 브레이크 라이닝(22)은 공지의 것을 사용하므로 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 마찰판(23)은 종동블록(20)에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 모터(13)의 구동이 정지될 때 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 상기 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)를 제동시켜 입력축(15)의 공회전을 방지한다. 이 마찰판(23)은 산업분야에서 널리 사용한 것을 사용하므로 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 와이어로프드럼(24)은 캐리어샤프트(16)에 장착되어 함께 회전하고, 부하물에 연결된 와이어로프(2)를 권취하게 된다. 이 와이어로프드럼(24)에는 와이어로프(2)를 권취하는 권취부가 구비되는 데, 이 권취부는 와이어로프(2) 수량에 따라 선택적으로 구비된다.

한편, 본 발명은 상기 제1허브(18)와 종동블록(20)은 서로 맞대응되는 외측면 각각에 척력이 작용토록 영구자석(25)이 더 장착되고, 이 영구자석(25)들 사이에 발생하는 척력에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14) 방향으로 이동하여 구동블록(14)과 맞물린 상태로 조립되게 할 수 있다.

이 영구자석(25)들은 탄성부재(21)가 파손되거나 또는 장력이 약화되어 제기능을 하지 못할 때 탄성부재(21)와 동일한 기능을 하게 된다. 즉 양측 영구자석(25)은 모터(13) 구동 시 구동블록(14)에 토크가 작용할 때 종동블록(20)이 후방으로 밀려날 수 있도록 척력을 가져야 하고, 모터(13) 정지 시 구동블록(14)의 토크가 소멸될 때 종동블록(20)이 원위치로 복원될 수 있는 척력을 가져야 하므로 그 자력에 맞는 크기를 선택하고 모터(13)를 원활하게 제동 및 해제할 수 있는 위치에 설치하는 것이 필요하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 모터(13) 정지 시 구동블록(14)과 종동블록(20)의 경사면(14c)(20c)의 마찰력이 약화되거나 제거되어 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14) 방향으로 이동하고, 이 과정에서 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)의 구동축(13a)과 입력축(15)의 공회전을 정지시킨다.

또한 모터(13) 구동 시 구동축(13a)의 회전동력을 전달받은 구동블록(14)은 그와 맞물려 있는 종동블록(20)과 함께 회전하고, 이 과정에서 구동블록(14)의 경사면(14c)에서 발생하는 토크가 종동블록(20)의 경사면(20c)에 가해져 종동블록(20)은 탄성부재(21)의 탄성력을 극복하면서 후방으로 밀려날 때 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 분리되어 입력축(15)의 제동상태가 해제된다.

이상 설명한 본 발명은 모터(13) 구동 시 구동블록(14)의 토크에 의해 종동블록(20)이 밀려나 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 떨어져 모터(13)는 제동이 해제되고, 모터(13) 정지 시 토그가 소멸되면 탄성부재(21)의 탄성력으로 종동블록(20)이 원위치로 복원됨에 따라 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)는 다시 제동상태가 되므로 전원을 필요로 하는 전자브레이크를 사용하지 않고도 브레이크장치를 구현할 수 있는 점, 모터(13)의 제동을 위해 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되도록 종동블록(20)을 이동시키는 힘을 제공하는 탄성부재(21)가 파손되거나 또는 잦은 사용으로 그의 탄성력이 약화되어 모터(13)를 제동하지 못할 때 영구자석(25)의 척력에 의해 종동블록(20)이 이동하여 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)의 제동을 구현할 수 있는 점을 갖추고 있으므로 종래 브레이크장치보다 진보성을 갖춘 발명이라 하겠다.

10 : 무대장치용 리프트 구동장치 11 : 기어하우징
12 : 사이드하우징 13 : 모터
14 : 구동블록 15 : 입력축
16 : 캐리어샤프트 17 : 위성기어
18 : 제1허브 19 : 제2허브
20 : 종동블록 21 : 탄성부재
22 : 브레이크 라이닝 23 : 마찰판
24 : 와이어로프드럼 25 : 영구자석

Claims (4)

1. 내부에 입력링기어(11a)가 형성되는 기어하우징(11);
   상기 기어하우징(11) 측면에 착탈가능하게 조립되고 상기 기어하우징(11)과 협력하여 내부에 구성요소를 수납하는 사이드하우징(12);
   상기 사이드하우징(12) 측면에 고정되고, 전원공급에 의해 구동축(13a)이 회전하는 모터(13);
   상기 모터(13)의 구동축(13a)에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 그 외측단부에 상대방과 맞물려 그를 구동시킬 수 있도록 오목부와 볼록부 사이에 경사면(14c)을 갖는 끼워맞춤부가 형성되는 구동블록(14);
   상기 모터(13)의 구동축(13a)으로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 그 외주연에 선기어(15a)가 형성되는 입력축(15);
   내부에 상기 입력축(15)을 회전가능하게 수용하고, 내측에 출력링기어(16a)가 형성되는 캐리어샤프트(16);
   입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)이 병렬로 형성되고, 상기 입력축(15)을 동심으로 복수 개 배치되어 각 입력피니언(17a) 일측이 상기 선기어(15a)에 타측이 입력링기어(11a)에 치합되고, 각 출력피니언(17b)이 상기 출력링기어(16a)에 치합되는 복수 개의 위성기어(17);
   상기 각 위성기어(17) 일측에 배치되고 이들 위성기어(17)와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어(17)들의 샤프트 일단을 지지하는 제1허브(18);
   상기 각 위성기어(17) 타측에 배치되고 이들 위성기어(17)와 함께 회전하면서 그 내부에 조립된 위성기어(17)들의 샤프트 타단을 지지하는 제2허브(19);
   상기 입력축(15) 일단부에 왕복이동가능하게 고정되어 입력축(15)과 함께 구동하고, 상기 구동블록(14)의 끼워맞춤부와 맞물림식으로 조립되어 모터(13)의 구동축(13a)의 동력을 입력축(15)에 전달할 수 있도록 외측단부에 볼록부와 오목부 사이에 경사면(20c)을 갖는 끼워맞춤부가 형성되는 종동블록(20);
   상기 제1허브(18)와 종동블록(20) 사이에 배치되고, 상기 구동블록(14)과 종동블록(20)이 상시 맞물린 상태로 조립될 수 있도록 종동블록(20)을 구동블록(14) 방향으로 밀착시키는 탄성부재(21);
   상기 사이드하우징(12) 내부에 장착되는 브레이크 라이닝(22);
   상기 종동블록(20)에 일체로 고정되어 함께 구동하고, 모터(13)의 구동이 정지될 때 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 상기 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 입력축(15)의 공회전을 정지시키는 마찰판(23); 및
   상기 캐리어샤프트(16)에 장착되어 함께 회전하고, 부하물에 연결된 와이어로프를 권취하는 와이어로프드럼(24);를 포함하고,
   
   여기서, 모터(13) 정지 시 구동블록(14)과 종동블록(20)의 경사면(14c)(20c)의 마찰력이 약화되거나 제거되어 탄성부재(21)의 탄성력에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14) 방향으로 이동하고, 이 과정에서 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 모터(13)의 구동축(13a)과 입력축(15)의 공회전을 방지하고;
   모터(13) 구동 시, 구동축(13a)의 회전동력을 전달받은 구동블록(14)은 그와 맞물려 있는 종동블록(20)과 함께 회전하고, 이 과정에서 구동블록(14)의 경사면(14c)에서 발생하는 토크가 종동블록(20)의 경사면(20c)에 가해져 종동블록(20)은 탄성부재(21)의 탄성력을 극복하면서 후방으로 밀려날 때 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 분리되어 입력축(15)의 제동상태가 해제되는 것;을 특징으로 하는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 위성기어(17)는 입력피니언(17a)과 출력피니언(17b)의 피치원지름이 서로 달라 잇수가 다른 것을 특징으로 하는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성부재(21)는 모터(13) 정지 시 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에 밀착되어 제동력이 발생할 때 그 제동력이 유지될 수 있고, 모터(13) 구동 시 회전하는 구동블록(14)의 토크에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14)에서 밀려날 때 마찰판(23)이 브레이크 라이닝(22)에서 떨어질 수 있는 탄성력을 갖는 것을 특징으로 하는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1허브(18)와 종동블록(20)은 서로 맞대응되는 외측면 각각에 척력이 작용토록 영구자석(25)이 더 장착되고, 이 영구자석(25)들 사이에 발생하는 척력에 의해 종동블록(20)이 구동블록(14) 방향으로 이동하여 구동블록(14)과 맞물린 상태로 조립되는 것을 특징으로 하는 전자브레이크가 없는 무대장치용 리프트 구동장치.
   
   
   

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