KR102280143B1 - 권양기용 자중 강하 속도 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 공간이 마련되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 회전하는 제1 축; 상기 제1 축의 외주면에 마련되고, 마찰력을 제공하는 마찰판 부재; 상기 제1 축의 회전시 벌어지도록 상기 제1 축의 일측에 형성되는 복수의 회동 부재를 포함하고, 수문 강하시 속도 조절이 가능하도록 제동력이 제공되는 권양기용 자중 강하 속도 제어장치가 제공될 수 있다.

Description

권양기용 자중 강하 속도 제어장치{Dead Load Descent Apparatus for Winch}

본 발명은 수문의 승강시 속도 조절이 가능한 권양기의 자중 강하 속도 제어장치에 관한 것이다.

수자원 관리를 위한 하천 및 저수지 등의 관리에 있어서, 대표적인 역할을 담당하고 있는 것이 수문이라고 할수 있으며, 댐, 저수지, 하천, 해안가, 및 수로 등에서 수자원을 각종 용수로 사용하거나 홍수와 같은 자연 재해에 대비하기 위한 수자원 관리에 있어서 매우 중요한 수문은 현재 우리나라 뿐만 아니라 세계적으로 그 기술이 발전 및 개량되어가고 있는 추세이다.

권양기는 구동 모터나 구동 기관에 의한 전동력 또는 수동 장치 등에 의한 수동력으로부터 전달되는 회전 동력을 이용하여 수문을 상승 또는 하강시킴으로써 수문을 개폐하기 위한 장치이다.

수로의 폐쇄를 위한 수문의 하강은 모터로부터 발생되는 회전력과 수문의 자중에 의하여 이루어지게 되며, 이때 수문이 과도한 속도로 하강할 경우, 수문이나 수로 또는 기타 부품의 파손이 발생되므로, 이를 방지하기 위한 자중 강하 속도 제어장치가 요구될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수문을 닫기 위해 강하시 수문을 속도 조절이 이루어지면서 강하시키도록 함으로써 보다 안전하게 수문을 동작시킬 수 있는 권양기용 자중 강하 속도 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결 수단은 내부 공간이 마련되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 회전하는 제1 축; 상기 제1 축의 외주면에 마련되고, 마찰력을 제공하는 마찰판 부재; 상기 제1 축의 회전시 벌어지도록 상기 제1 축의 일측에 형성되는 복수의 회동 부재를 포함하고, 수문 강하시 속도 조절이 가능하도록 제동력이 제공되는 권양기용 자중 강하 속도 제어장치가 제공될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 수문 강하시 자중 강하 속도 제어부의 작동에 의해 급격하게 하강하지 않고, 소정의 속도로 조절되면서 안전하게 하강할 수 있다.

본 발명은 제1 축의 외주면 일측에 구비된 탄성 부재로 인해 압력 조절이 가능하고, 그에 따라 제동력을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.

본 발명은 마찰판 부재에 의한 제동력과, 회동 부재의 회전에 따른 오일 및 베인과의 저항력이 더해져서 더욱 상승된 제동력을 발휘할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 자중 강하 속도 제어장치가 마련된 권양기의 구조를 나타낸 정면도이다.
도 1b는 도 1a에서 수문을 승강시키기 위한 랙 바아와 제11 전달 기어의 결합 관계를 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1a의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 자중 강하 속도 제어장치가 마련된 권양기의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 자중 강하 속도 제어장치를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 자중 강하 속도 제어장치가 마련된 권양기의 구조를 나타낸 정면도이다.

도 1b는 도 1a에서 수문을 승강시키기 위한 랙 바아와 제11 전달 기어의 결합 관계를 나타낸 측면도이다.

도 2는 도 1a의 평면도이다.

도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 권양기(10)는 전동 구동부(100), 수동 구동부(200), 동력 전달부(300) 및 자중 강하 속도 제어부(400)로 이루어질 수 있다.

전동 구동부(100)는 모터(110), 모터(110)의 동력을 전달하는 동력 전달 기어부(120)로 이루어질 수 있다.

수동 구동부(200)는 수동 핸들(210), 클러치부(220)로 이루어질 수 있다.

동력 전달부(300)는 모터(110)의 동력을 전달받아서 수문(G)을 승강시키도록 하는 동력 전달 메카니즘(310), 동력 전달 메카니즘(310)의 일측에 마련되는 차동 기어부(320)로 이루어질 수 있다.

차동 기어부(310)는 수동 구동부(200) 및 자중 강하 속도 제어부(400)와 연결되어서 동력 전달이 이루어질 수 있다.

차동 기어부(310)의 일측에는 위치 제어 스위칭부(330)가 마련될 수 있다. 위치 제어 스위칭부(330)는 리미트 스위치가 갖추어질 수 있고, 수문(G)의 승강시, 모니터상에서 승강되는 수문(G)의 이동 위치를 확인해볼 수 있도록 위치를 감지할 수 있다.

즉, 수문의 승강시, 동력 전달부(300)의 회전 동작에 따른 회전량을 파악하여 수문의 이동 위치를 파악할 수 있고, 예를 들어 전체 승강 길이에 대하여 50% 이동후 정지되도록 설정하는 경우, 수문이 이동하여 50%에 도달하면, 위치 제어 스위칭부(330)에서 감지하여 전원을 오프시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 권양기의 전반적인 동작을 제어하는 제어부를 별도 마련하고, 제어부에서 위치 제어 스위칭부(330)에서 감지하는 수문의 위치 정보를 전달받아서 전원을 오프시킬 수 있다.

도 1a에서 전동 구동부(100)의 모터(110) 일측에는 동력 전달 메카니즘인 전달 기어와 전달 축으로 구성된 기어 박스(500)가 마련될 수 있다.

기어 박스(500)는 수문(G)의 사이즈가 큰 경우에 마련되어서 동력 전달부(300)와 함께 이중으로 운영될 수 있다.

수문을 긴급하게 닫기 위해 자중 강하시에는 기본적으로 수동 구동부(200)의 클러치부(220)를 조작하여 동력 전달이 안되게 하고, 전동 구동부(100)로의 동력 전달이 차단되게 한 상태에서 이루어질 수 있다.

수문을 개방하기 위해 상승시에는 전동 구동부(100)의 작동으로 이루어질 수 있다.

전동 구동부(100)를 이루는 모터(110)는 전자 브레이크가 마련되어서 셀프락 기능을 가질 수 있다. 즉, 모터(110)는 구동하지 않는 정지된 상태에서는 회전이 불가능하게 록킹된 상태일 수 있다.

수문(G)은 랙 바아(340)가 연결되고, 랙 바아(340)는 동력 전달 메카니즘(310)의 전달 기어(319a)와 맞물리며, 전달 기어(319a)의 회전에 의해 랙 바아(340)가 승강되면서 수문이 승강될 수 있다.

여기서, 본 발명은 도 4를 참조하면, 수문의 안전한 하강을 위해 마련되는 자중 강하 속도 제어부(400)는 원심식 브레이크 장치로서, 케이싱(402)의 내부에 차동 기어부(320)와 결합되는 제1 축(420), 제1 축(420)의 외주면에 마련되는 마찰판 부재(430), 제1 축(420)상에 형성된 힌지축(440)과 결합되고 제1 축(420)이 회전하면 힌지축(440)을 중심으로 양측으로 벌어지면서 제1 축(420)을 이동시키도록 회동하는 한쌍의 회동 부재(450), 제1 축(420)의 단부(422)의 외주면에 탄지되고 브레이크 압력을 조절해주는 탄성 부재(460)를 포함할 수 있다.

케이싱(402)의 내부에는 오일이 채워질 수 있고, 케이싱(402)의 내부 일단부에는 복수의 베인(404)이 간격을 두고 형성될 수 있다.

마찰판 부재(430)는 복수로 마련될 수 있고, 양측에 각각 브래킷으로 지지되게 할 수 있다. 즉, 제1 브래킷(432)과 제2 브래킷(434)으로 마찰판 부재(430)를 지지되게 하고, 제2 브래킷(434)은 제1 축(420)을 따라 이동할 수 있다.

제1 축(420)에는 연결 부재(422)가 고정되게 결합되고, 연결 부재(422)는 제2 브래킷(434)과 연동되게 결합되고, 제1 브래킷(432)과는 슬라이딩 이동되게 삽입될 수 있다.

제1 축(420)은 마찰판 부재(430)의 제2 브래킷(434)과 연결 부재(422)를 통해 결합되어 있으므로, 제1 축(420)이 회전하면 마찰판 부재(430)와 브래킷(432)(434)도 동시에 회전하며, 이때 제1 축(420)이 회동 부재(450)의 벌어지는 동작에 의해 직선 이동하면 연결 부재(422)가 동시에 이동하고, 연결 부재(422)와 결합된 제2 브래킷(434)이 함께 이동하여 복수의 마찰판 부재(430)을 밀착시킬 수 있다. 따라서, 복수의 마찰판 부재(430)가 서로 밀착되므로 마찰력이 증대될 수 있다.

수문(G)을 자중 강하시켜서 닫고자 하는 경우, 동력 전달부(300)로 동력이 전달되어서 차동 기어부(320)가 회전하고, 그에 따라 제4 베벨 기어(324)가 회전될 수 있다.

제4 베벨 기어(324)는 제1 축(420)과 연결되어 있으므로, 제4 베벨 기어(324)의 회전에 따라 제1 축(420)이 회전될 수 있다.

제1 축(420)은 마찰판 부재(430)와 연결 부재(422)를 통해 결합될 수 있다. 제1 축(420)이 직선 이동하면 연결 부재(422)가 동시에 이동하면서 복수의 마찰판 부재(430)가 서로 밀착되어서 마찰력이 증대될 수 있다.

이때. 제1 축(420)의 일측에는 복수의 회동 부재(450)가 구비되어 있고, 제1 축(420)의 회전시 회동 부재(450)는 힌지축(440)를 중심으로 회동하면서 원심력에 의해 벌어질 수 있다.

복수의 회동 부재(450)가 서로 간격을 두고 벌어지면, 제1 축(420)은 케이싱(402)의 안쪽으로 유입되는 방향으로 직선 이동하고, 복수의 마찰판 부재(430)는 서로 점점 밀착되어 마찰력이 증대되며, 그에 따라 제동력이 발생할 수 있다.

제1 축(420)의 회전 속도가 빠르면 빠를 수록 복수의 회동 부재(450)는 서로 더 벌어지게 되고, 그에 따라 제1 축(420)이 직선 이동하여 마찰판 부재(430)의 마찰력이 더욱 더 증대되어서 제동력이 커질 수 있다.

한편, 케이싱(402)의 내부에는 오일이 채워져 있고, 제1 축(420)의 회전시 벌어지는 회동 부재(450)가 회전하면서 오일과의 저항이 발생하여 제동력으로서 작용할 수 있다.

또한, 케이싱(402)의 내부에는 베인(404)이 형성되어 있기 때문에, 회전하는 회동 부재(450)에 의해 유동하는 오일이 베인(404)에 충돌하면서 더욱 저항력으로 작용하며, 그에 따라 회동 부재(450)는 회전 저항이 커짐에 따라 회전 속도가 증대되지 못하고, 그러면 제1 축(420)의 단부에 형성된 제4 베벨 기어(324)의 회전 속도를 줄여주므로, 제동력이 커질 수 있다.

이러한 자중 강하 속도 제어부(400)의 동작에 따라 수문(G)은 자중 강하시 급격하게 하강하지 않고 소정의 속도로 하강하여 안전하게 최종적으로 닫히게 될 수 있다.

만일, 제4 베벨 기어(324)가 정지된 경우, 자중 강하 속도 제어부(400)의 제동력은 상실될 수 있다. 즉, 제4 베벨 기어(324)가 회전하다가 정지하면, 밀착되어 가압되어 있던 마찰판 부재(430)의 반발력에 의해 제1 축(420)이 제동력 발생시 방향과 반대 방향으로 밀리게되고, 이때 압축되어 있던 탄성 부재(460)의 반발력이 더해져서 제1 축(420)은 원위치되며, 그러면 벌어져 있던 회동 부재(450)는 다시 회전하여 서로간의 간격이 좁혀질 수 있다.

본 발명은 수문을 승강시키는 동작을 안전하고 원활하게 수행할 수 있고, 수문의 하강시(폐쇄시)에는 수문 자중에 의한 강하 동작, 전동 구동부(100)에 의한 하강 동작으로 수행할 수 있고, 수문의 상승시(개방시)에는 전동 구동부(100)에 의한 자동 상승 동작과, 수동 구동부(200)에 의한 수동 상승 동작을 수행할 수 있다.

수문의 자중 강하시에는 수동 구동부(200)에 마련된 마찰판 부재에 의해 제동력이 제공된 상태에서 레버(212)를 조작하여 동력 전달을 차단함으로써 마찰판 부재의 제동력이 해제되는 순간, 수문은 자중 강하를 시작하고, 이때, 수문 자중 강하에 의해 발생되는 회전력이 차동 기어부(320)를 통해 자중 강하 속도 제어부(400)에 전달되어서 제동력이 발휘될 수 있다. 따라서, 자중 강하 속도 제어부(400)에 의한 제동력에 의해 수문 강하시 급격하게 하강하지 않고 하강 속도가 조절되면서 안전하게 강하 동작을 완료할 수 있다.

전동 구동부(100)에 의한 수문 하강시에는 수동 구동부(200)에 마련된 마찰판 부재에 의해 제동력이 제공된 상태에서, 동력 전달이 이루어져서 동력 전달부(300)의 동력 전달 메카니즘(310)과 차동 기어부(320)에 의해 전동 구동부(100)의 모터(110) 동력이 전달될 수 있고, 그에 따라 수문의 하강 동작이 이루어질 수 있다.

전동 구동부(100)에 의한 수문 하강시, 자중 강하 속도 제어부(400)는 동력 전달이 이루어지지 않아 작동하지 않는 상태일 수 있다.

한편, 전동 구동부(100)에 의한 수문(G)을 상승시키는 경우, 전동 구동부(100)의 모터(110)를 가동시키고, 모터(110)에 의한 동력은 동력 전달 기어부(120)를 통해 동력 전달부(300)에 전달되어서 수문을 상승시킬 수 있다.

다시 말해서, 모터(110)를 가동시키면, 동력 전달 기어부(120)를 통해 모터(110)의 회전력이 전달될 수 있고, 동력 전달 기어부(120)에서는 동력 전달부(300)의 동력 전달 메카니즘(310)을 경유하여 차동 기어부(320)로 동력을 전달하고, 차동 기어부(320)에서 수문과 연결된 기어를 회전시켜서 수문을 상승시킬 수 있다.

수동 구동부(200)에 의해 수문을 상승시킬 수 있다. 레버(212)의 조작으로 동력이 연결된 상태에서 수동 구동부(200)의 수동 핸들(210)을 회전시켜 수동 구동부(200)에 마련된 수동 기어 및 수동 회전축이 회전하여 차동 기어부(320)에 동력이 전달되고, 차동 기어부(320)에서는 다시 동력 전달 메카니즘(310)으로 동력을 전달하여 수문을 상승시킬 수 있다.

10... 권양기
100...전동 구동부 110... 모터
120... 동력 전달 기어부
200... 수동 구동부 210... 수동 핸들
220... 클러치부
300... 동력 전달부 310... 동력 전달 메카니즘
320... 차동 기어부 330... 위치 제어 스위칭부
340... 랙 바아(rack bar)
400... 자중 강하 속도 제어부 402... 케이싱
404... 베인 410... 제1 기어
420... 제1 축 422... 연결 부재
430... 마찰판 부재 432... 제1 브래킷
434... 제2 브래킷 440... 힌지축
450... 회동 부재 460... 탄성 부재
500... 기어 박스
G... 수문

Claims (7)

1. 내부 공간이 마련되는 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 회전하는 제1 축;
   상기 제1 축의 외주면에 마련되고, 마찰력을 제공하는 마찰판 부재;
   상기 제1 축의 회전시 벌어지도록 상기 제1 축의 일측에 회전 가능하게 결합되는 복수의 회동 부재; 을 포함하며,
   상기 제1 축은 동력을 전달받아서 회전하며,
   상기 복수의 회동 부재는 상기 제1 축이 회전함에 따라 서로 멀어지는 방향으로 회전되고,
   상기 복수의 회동 부재가 벌어지면, 상기 제1 축은 직선 이동하여 마찰판 부재를 밀착시켜서 제동력을 상승시키며,
   상기 케이싱의 내부에는 오일이 충전되고,
   상기 케이싱의 내부 일측에는 하나 이상의 베인이 형성되며,
   상기 제1 축의 회전시 동시에 회전하는 회동 부재와 상기 오일의 저항력에 의해 제동력이 증대되고,
   회전하는 상기 회동 부재에 의해 유동하는 오일이 상기 베인에 충돌하여 발생하는 저항력에 의해 제동력이 증대되는 권양기용 자중 강하 속도 제어장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 축의 단부의 외주면에 탄지되고 제동력을 조절해주도록 상기 제1 축의 길이 방향으로 반발력을 제공하는 탄성 부재를 포함하고,
   상기 제1 축의 회전이 정지되면, 상기 탄성 부재의 반발력에 의해 상기 제1 축은 원래의 위치로 복귀되어 제동력이 해제되는 권양기용 자중 강하 속도 제어장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1 항에 있어서,
   상기 케이싱의 내부에 회전하는 제1 축에는 연결 부재가 고정되고,
   상기 마찰판 부재의 적어도 어느 한쪽에는 상기 연결 부재와 결합되는 브래킷이 형성되며,
   상기 제1 축의 회전 및 이동시 함께 이동하는 연결 부재에 의해 상기 브래킷이 마찰판 부재를 가압하여 제동력이 발생되는 권양기용 자중 강하 속도 제어장치.

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