KR102371635B1 - 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인의 길이 측정을 위한 구조를 개선함으로써 사용 과정에서 파손의 가능성을 제거하고 작동의 신뢰성이 보장될 수 있는 크레인에 관한 것으로, 윈치 및 윈치에 권취되어 신축되는 윈치와이어와 크레인의 신축 길이의 측정을 위한 길이센서 및 센서와이어가 구성되어 있으며, 상기 윈치와이어와 센서와이어를 붐의 하측에서 가이드하는 가이드부를 포함하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 제공한다.

Description

개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인{CRANES WITH IMPROVED LENGTH MEASURING STRUCTURE}

본 발명은 크레인에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 크레인의 길이 측정을 위한 구조를 개선함으로써 사용 과정에서 파손의 가능성을 제거하고 작동의 신뢰성이 보장될 수 있도록 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인에 관한 것이다.

일반적으로 크레인은 건설현장이나 항구의 선착장과 같은 장소에서 각종 자재나 선적물을 인양하거나 운반하는 데 사용하는 장비를 말한다.

이러한 크레인은 보통 유압에 의해 작동되는데, 작동부위는 크게 상하 방향으로 회동동작을 할 수 있는 컬럼, 컬럼에 지지되어 신축할 수 있도록 복수로 구성되는 붐 및 붐의 단부에서 대상물을 상방으로 견인할 수 있는 후크나 집게 형상의 그래플과 같은 구성으로 이루어진다.

일반적으로 상기 붐들은 상호 인입출 가능한 형태와 구조로 연결되어 있으며, 와이어 또는 유체의 작동에 의하여 필요한 길이가 제어된다. 상기 길이의 제어를 위하여서는 정확한 붐의 인출 길이 확인이 필요하기 때문에 대부분의 크레인에는 붐이 신축되는 길이를 확인하기 위한 길이센서를 구성하고 있다.

한국공개특허 제10-2009-0069823호는 종래기술의 크레인 및 측정장비들을 공개하고 있으며, 도 1은 이에 대한 측면도이다.

도면을 참고하여 종래기술의 크레인 구조를 구체적으로 살펴보도록 한다.

여러 개의 단으로 나누어져 이 각단의 붐을 신축시켜서 작업반경에 따라 붐의 길이를 가변시킬 수 있도록 된 직진식 크레인으로 차량 또는 선상의 프레임에 고정 설치된 스윙포스트(17)와 상기 스윙포스트에 메인샤프트(18)를 지지축으로 회전가능하게 결합되는 1단붐(15)과 상기 1단붐에 인출 가능하게 삽입되는 다수의 다단붐과, 상기 다단붐의 선단에서 하중물을 인양하는 메인후크(12) 또는 보조후크(13)와 함께 구성된다. 또한, 상기 2종의 후크를 상하방향으로 들어올리는 메인 윈치드럼과 보조 윈치드럼, 상기 1단붐을 상하방향으로 들어올리는 기복실린더(56)로 구성되어 있다.

종래기술에는 상기 붐의 길이, 각도, 윈치의 부하 등을 검출하여 정확한 제어가 가능하도록 소정의 센싱수단들을 구비한다.

상기 종래기술에서는 다단붐의 신축된 길이를 측정하기 위한 붐길이센서(2)와, 상기 후크 와이어로프의 과권상태를 검출하는 과권스위치(1) 및 과권추(20)와, 다단붐의 경사각을 측정하며 로울러형 하중검출장치(3)의 우측면에 장착된 붐각도센서와, 메인후크의 와이어로프(19)의 인장력을 로울러를 이용하여 측정하며, 실제 인양물의 하중을 검출하도록 핀형 로드셀의 미세한 전압신호를 1차적으로 증폭하여 전송하는 신호전송기(4)를 구비한 로울러형 하중검출장치(3) 등을 구성하고 있다. 상기 하중검출장치로부터 입력된 입력값을 통해 후크 및 와이어로프의 중량을 포함하는 인양물의 실제 총하중값을 연산하고 안전을 위한 제어를 수행하고 있다.

현재 대부분의 크레인은 1단붐에 길이센서를 설치하고 말단에 와이어를 고정하여 붐의 신축 상태를 측정하고 있으며, 각 단의 붐에는 와이어 가이드를 구성하여 와이어의 신축을 정확하게 가이드하도록 하고 있다.

크레인의 경우 외부에서 중량물을 이동하는 데 사용하기 때문에 특히 안전 문제에 민감하며 이와 관련된 법규들을 만족하여야 한다.

그런데, 길이센서의 경우 다른 센서들과는 달리 붐의 측면에 위치되어 있고 그 가이드 및 와이어 또한 측면에 배치되어 노출되기 때문에 길이센서, 가이드 또는 와이어의 손상이 빈번하게 발생한다.

그러나, 붐의 각 위치에 소정의 동작 또는 측정을 위한 부재들이 통상의 형태에 따라 배치되어 있기에 배치변경을 하는 경우 정확성 담보가 쉽지 않을 뿐만 아니라 실질적으로 비경제적이어서 종래기술의 길이센서와 와이어의 배치는 보편적인 것으로 받아들여지고 있고 개선이 쉽지 않다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 크레인 작업시 길이센서 및 센서와이어의 충격에 의한 파손을 방지할 수 있고 국내 안전 관련 법규를 준수할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 길이센서 관련 부품들의 레이아웃을 개선하면서도 다른 동작부재들과의 간섭이 없으며 길이측정의 신뢰성을 담보할 수 있는 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 포스트에 상하 회동 가능한 1단붐과 말단붐을 포함하여 상호 신축 가능하게 배열되는 복수의 붐과, 상기 붐의 배열의 저부에 배치되는 윈치와이어(111)과, 상기 붐의 신축 길이를 측정하는 길이센서부(310)와, 상기 붐의 배열의 저부에 배치되고 말단붐에 일단이 연결되고 타측이 길이센서부에 권취되는 센서와이어(311)와, 상기 복수의 붐의 하나 이상에서 저부에 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간을 형성하는 가이드부(400)를 포함하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 제공한다.

일실시예에서, 상기 가이드부는 붐의 저부에 결합되는 프레임부(401)와, 상기 프레임부에서 윈치와이어 작동공간의 하측에 배치되는 제1롤러(431)와, 상기 프레임부에서 윈치와이어 작동공간의 상측에 배치되는 상한구획부(420)와, 상기 프레임부의 일측에 결합되는 서브프레임(402)과, 상기 서브프레임 및 프레임부에 의하여 형성되는 센서와이어 작동공간의 하측에 배치되는 제2롤러(432)를 구비할 수 있다.

상기 센서와이어 작동공간이 일측이 프레임부의 일측벽에 의하여 제한되고 타측이 서브프레임의 타측벽에 의하여 제한될 수 있다.

한편, 다른 실시예에서, 상기 가이드부는 붐의 저부에 결합되고 좌우측 외관을 형성하는 프레임부(401)와, 상기 프레임부의 양측벽 사이에 배치되어 윈치와이어 작동공간 및 센서와이어 작동공간을 분할하는 격벽부(410)와, 윈치와이어 작동공간의 하측에 배치되는 제1롤러(431)와, 센서와이어 작동공간의 하측에 배치되는 제2롤러(432)와, 상기 프레임부의 양측벽 및 격벽부를 가로질러 배치되고 윈치와이어와 센서와이어의 상방으로의 유동 한도를 제공하는 상한구획부(420)를 구비할 수 있다.

상기 제1롤러의 좌우 폭은 제2롤러의 좌우 폭보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 윈치와이어 작동공간은, 윈치와이어의 좌우 유동 폭이 센서와이어 작동공간에서의 센서와이어 좌우 유동 폭보다 크게 형성될 수 있다.

상기 윈치와이어 작동공간은, 윈치와이어의 상하 유격을 센서와이어 작동공간에서의 센서와이어의 상하 유격보다 작게 형성될 수 있다.

상기 길이센서부는, 1단붐의 저부에 배치되며 회전축이 높이방향으로 형성되고 좌우로 회전되어 센서와이어를 외주연에 권취할 수 있다.

상술된 본 발명의 구성에 의하여, 윈치와이어와 센서와이어가 붐의 저부에 나란히 배치되어 있기 때문에 작동시 외부 충격에 의한 길이센서, 가이드 또는 와이어의 손상 가능성이 사실상 제거될 수 있어 안전성과 내구성이 보장되는 효과가 있다.

또한, 중량체 인양을 위한 윈치와이어와 길이의 측정을 위한 센서와이어가 붐의 저부에 평행하게 배치되어 있어 거동의 변화가 큰 붐의 상측이나 측방에 배치되는 경우보다 조작과 측정의 정밀성이 향상될 수 있다.

또한, 가이드부가 내부에 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간을 독립적으로 구성하고, 상하 및 좌우로의 유동 한도를 상대적으로 다르게 허용함으로써 조작과 측정 환경 변화에 대한 유연한 대응이 가능하고 작동신뢰성이 보장되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술의 크레인에 대한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 설명하기 위한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 가이드부를 나타내는 정단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에서 합류가이드부를 나타내는 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에서 가이드부 나타내는 정단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 더욱 상세하게 설명한다.

이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부품이나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 기본적으로, 복수의 붐이 연결되어 신축되어 길이 조정이 가능한 크레인으로서, 윈치 및 윈치에 권취되어 신축되는 윈치와이어와 크레인의 신축 길이의 측정을 위한 길이센서 및 센서와이어가 구성되어 있으며, 상기 윈치와이어와 센서와이어를 붐의 하측에서 가이드하는 가이드부를 포함하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 제공한다.

본 발명에서 설명되는 크레인이란 상호 인입출되어 전체적으로 신장 및 수축이 가능한 붐의 배열로 이루어지는 소정의 붐 조립체를 의미할 수 있으며, 고정식 크레인이나 이동식 크레인 등 크레인이 배치되어 작업자가 직접 이를 자동 또는 수동으로 조작할 수 있는 장치라면 다양한 장치 또는 차량에 적용될 수 있는 것임에 유의하여야 한다.

상기된 크레인의 운동, 구체적으로는 붐의 인입 및 인출 작동, 상하회동 및 좌우회전의 동력은 외부에서 공급되거나 차량이나 구조물로부터 인출될 수 있으며, 이러한 동력의 인출은 예를 들어 PTO(Power Take Off) 장치에 의하여 이루어질 수 있고, 바람직하게는 유압을 통하여 작동될 수 있을 것이다.

또한, 후술될 길이센서 외에 로드셀, 각도센서, 가속도센서 등은 공지의 크레인 센싱 및 제어계통이 적용될 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인을 설명하기 위한 측면도이다.

통상적인 크레인과 같이 복수의 붐이 길이방향으로 신축 가능하여 연결되어 있으며, 포스트부(130)에서 상향 회동 가능하게 연결되는 붐을 1단붐(210)으로, 말단에 배치되어 작업을 위한 중량체의 이송수단이 결합되는 붐을 말단붐(220)으로 정의하도록 한다.

상기 1단붐(210)과 말단붐(220) 사이에는 복수의 중계붐(230)들이 개재되어 있으며 본 발명의 실시예에서는 3개의 붐들이 연결되어 있으나 상기 중계붐(230)들의 개수는 선택적이다. 경우에 따라 상기 중계붐(230)이 생략될 수도 있음은 물론이다.

이러한 크레인에서 제어부는 붐의 신축, 상하 및 좌우 회전, 윈치의 구동을 위하여 작동될 수 있으며 선택에 따라 다양한 개소에 적용될 수 있을 것이다.

상기 말단붐(220)에는 소정의 고소 작업을 위한 작업대, 버킷, 컨베이어 등이 연결될 수 있으며 이러한 크레인의 기능상 사용예에 대해서는 공지기술이 적용될 수 있을 것이므로 생략하도록 한다. 본 발명의 개념에서는 윈치와이어(111)가 소정의 윈치(미도시)에 권취되는 방식으로 신축 제어되며 말단붐(220) 측에서 윈치와이어(111)의 말단이 승하강 가능하다. 이러한 윈치와이어(111)의 말단에는 선택된 인양장비가 적용될 수 있을 것이다.

본 발명의 개념에서는 상기 말단붐(220)에 대해 인양장비가 윈치와이어(111)를 통하여 연결되어 있으며, 상기 윈치와이어(111)의 말단붐(220)으로의 지지 및 가이드를 위한 구조는 공지기술이 적용될 수 있을 것이다. 도시된 실시예에서는 윈치와이어(111)의 가이드를 위하여 1단붐(210)에 붐가이드(211)가 배치되어 있으며, 센서와이어(311)의 가이드를 위하여 추가적인 가이드수단들이 배치될 수 있는데 후술하기로 한다.

상기 윈치와이어(111)의 일단측에는 인양장비가 연결되어 있음은 상기와 같고, 윈치는 제어부에 의하여 윈치와이어(111)를 신축 제어할 수 있도록 외주연에 윈치와이어(111)를 권취할 수 있는 샤프트와 모터를 구비할 수 있다. 이러한 윈치는 포스트부(130) 또는 장비 본체 또는 1단붐(210) 등의 선택된 위치에 배치될 수 있을 것이며, 도시된 사항에서는 포스트부(130)의 부위에 윈치와이어(111)의 타단이 연결되어 있다.

본 발명의 개념에 따라 상기 윈치와이어(111)는 붐의 배열의 하측에 배치되어 있으며, 붐들 중의 하나 이상에는 저부에서 윈치와이어(111)의 신축을 가이드하기 위하여 가이드부(400), 붐가이드(211) 또는 합류가이드부(500) 중의 두 개 이상이 배치될 수 있다.

상기 가이드부(400)는 윈치와이어(111)의 신축을 가이드함과 동시에 센서와이어(311)의 신축을 함께 가이드하는 기능을 수행한다. 이러한 가이드부(400)의 바람직한 실시예에 대해서는 후술한다.

붐가이드(211)는 기본적으로 소정의 프레임부(401)에 윈치와이어(111)를 가이드하기 위한 롤러 및 스토퍼를 구비하여 구성될 수 있는데, 가이드부(400)는 이러한 붐가이드(211)에서 센서와이어(311)를 함께 가이드할 수 있는 구성들이 부가되어 있다. 이렇게 구성되는 경우 종래의 윈치와이어(111)의 가이드의 구조를 바꾸지 않고 간단하게 붐의 저부에서 센서와이어(311)의 경로를 변경 및 가이드할 수 있게 되므로 생산의 경제성이 향상될 수 있음에 유의한다.

본 발명의 기본적인 개념에 따라 센서와이어(311)는 붐의 저부에 배치되어 있으며, 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)는 붐의 저부에 평행하게 배치된다. 따라서, 상기 가이드부(400)는 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)의 신축을 가이드하는 동시에 외부의 충격에서 보호하기 위한 소정의 작동공간들을 구성한다.

한편, 상기 센서와이어(311)의 신축을 감지하기 위하여 길이센서부(310)가 구성된다. 도시된 실시예에서는 상기 길이센서부(310)가 붐의 타단 측면에 구성되어 있다. 붐의 신축 길이 센싱의 민감도와 배선의 구조를 고려하면 1단붐(210)의 기복실린더(131)에 인접된 부위의 측면에 길이센서부(310)가 배치되는 것이 바람직할 수 있고, 이 경우는 길이센서부(310)가 1단붐(210)의 저부에 배치되기 어려울 수 있다. 이를 고려하여 도시된 실시예에서는 길이센서부(310)가 측면에 배치되고, 가이드부(400)측, 즉 붐의 저부로 센서와이어(311)의 방향을 전환하기 위하여 1단붐(210)에는 합류가이드부(500)가 추가적으로 결합된다.

상기 합류가이드부(500)는 붐가이드(211) 및 가이드부(400)와 마찬가지로 윈치와이어(111)를 붐의 저부에서 안내하는 구성을 구비하되, 센서와이어(311)의 위치를 1단붐(210)의 측면에서 저부로 전환시켜 윈치와이어(111)와 인접되도록 하는 기능을 수행한다. 따라서, 가이드부(400)와 마찬가지로 합류가이드부(500)도 붐가이드(211)의 기본적인 구성에 센서와이어(311)의 방향 전환 및 신축 안내하기 위한 구성이 부가될 수 있을 것이다.

상기 길이센서부(310)는 예를 들어, 외주연에 센서와이어(311)를 권취할 수 있는 샤프트와 상기 샤프트의 회전량 내지 회전각도를 감지할 수 있는 회전감지센서를 구비할 수 있을 것이다. 바람직한 실시예로, 상기 회전감지센서는 회전량 및/또는 회전각도를 감지하는 자기센서 또는 홀센서를 구비하고, 샤프트의 회전수를 측정하여 센서와이어(311)의 풀리거나 감기는 길이를 산출하면 1단붐(210)과 말단붐(220) 사이의 거리를 알 수 있도록 하는 것이다. 이와 관련하여서는 와이어가 귄취 또는 인입출되면서 길이 또는 거리를 측정할 수 있는 공지의 기술이 적용될 수 있을 것이다.

본 발명에서는 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)가 인접 및 평행하게 붐의 저부에 배치되어 있기 때문에 이를 정확하게 가이드할 수 있는 가이드부(400)의 구조가 필요하며 이에 대한 실시예를 살펴보도록 한다.

다만, 상기 길이센서부(310)가 도시된 사항보다 일측으로 더 치우쳐 배치되는 경우 1단붐(210)의 저부에 배치되는 것도 고려할 수 있을 것이다. 이와 관련하여서는 추가적인 실시예에서 살펴보도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에서 가이드부를 나타내는 정단면도이다.

도 2를 참고하면 가이드부(400)는 와이어들이 경유하는 붐 중의 어느 하나 이상에 배치되며 도시된 실시예에서는 중계붐(230)에의 배치상태를 나타내고 있다.

상기 가이드부(400)는 붐가이드(211)의 저부에 결합되어 있으며, 외부로부터 와이어들을 보호하기 위한 프레임부(401)와, 상기 프레임부(401)의 내부에 윈치와이어(111) 및 센서와이어(311)가 전후로 작동할 수 있는 분할된 공간을 마련한다.

도시된 실시예에서는 정면상 윈치와이어(111)와 하측에, 센서와이어(311)와 상측에 배치되어 있으나 상기 배치관계는 선택적이다.

상기 프레임부(401)의 일측을 가로질러 서브프레임(402)이 배치될 수 있으며, 상기 프레임부(401)가 제1롤러(431)를 통하여 윈치와이어(111)의 전후 이동을 가이드하고 센서와이어(311)의 측방 이동 한계를 결정함에 반하여, 서브프레임(402)은 제2롤러(432)를 지지하여 센서와이어(311)의 가이드만을 위하여 구성된다.

통상 센서와이어(311)는 중량체에 의한 부하를 받는 윈치와이어(111)에 비하여 높은 부하를 받지 않기 때문에 와이어 직경의 차이가 존재하며, 구체적으로는 센서와이어(311)의 직경이 윈치와이어(111)의 직경에 비하여 작을 수 있다. 따라서, 상기 서브프레임(402)의 정면상 단면적은 프레임부(401)의 단면적에 비하여 작게 구성될 수 있다.

상기와 같이 가이드부(400)의 프레임부(401) 및 제1롤러(431)는 붐가이드(211)와 동일하거나 유사한 구조 및 형상을 가질 수 있으며, 상기 붐가이드(211)에 서브프레임(402)을 추가하여 센서와이어(311)를 가이드하기 위한 기능을 부가할 수 있을 것이다.

상기 서브프레임(402)은 프레임부(401)의 일측 벽을 가로질러서, 붐의 저부에 일측에 치우쳐 배치되어 있다. 상기 서브프레임(402)의 배치는 타측 또는 저부로 전환될 수 있으며 이는 선택적이다. 상기 프레임부(401)의 일측 벽과 서브프레임(402)의 타측 벽은 센서와이어(311)의 좌우 유동 한계를 결정하는 기능을 수행한다.

상기 프레임부(401)의 하측을 가로질러 제1롤러(431)가 윈치와이어(111)를 안내하고, 서브프레임(402)의 하측을 가로질러 제2롤러(432)가 센서와이어(311)를 안내하는 기능을 수행하다. 상기 제1롤러(431)와 제2롤러(432)는 와이어의 신축 동작시 마찰을 저감하면서 길이방향으로의 이동을 가이드하는 것이다. 경우에 따라 상기 롤러들은 회전되지는 않으며 마찰이 적은 소재가 적용될 수도 있을 것이다.

상기 프레임부(401)의 측벽과 서브프레임(402)의 측벽 및 롤러에 의하여 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간이 구획되어 있으며, 도시된 실시예와 같이 센서와이어(311)의 작동공간 좌우 폭이 더 좁다. 다른 한편으로는 가이드부(400)에서 윈치와이어(111)의 좌우 유동의 허용 폭이 센서와이어(311)의 좌우 유동의 허용 폭보다 더 큰 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1롤러(431)의 상측 공간에서 윈치와이어(111)의 이동 가능한 상한을 설정하기 위하여 프레임부(401)의 윈치와이어 작동공간 상부를 가로질러 상한구획부(420)가 배치된다. 상기 상한구획부(420)는 중계붐(230) 등의 붐 저부에 와이어의 접촉 및 마찰을 방지하여 내구성을 보장하는 일종의 스토퍼로 기능할 수 있다.

또한, 제2롤러(432)의 상측 공간에서 센서와이어(311)의 이동 가능한 상한을 결정하기 위하여 붐의 저면이 기능할 수 있으며 이는 센서와이어(311)에 가해지는 전단력과 상하유동 및 부하가 상대적으로 작기 때문이다. 다만, 센서와이어(311)의 유동 상한을 결정하기 위하여 또한 추가적인 구성이 부가될 수도 있는바 이와 관련된 실시예는 후술한다.

상기 윈치는 상하방향의 회전이 이루어지므로 상하로 간극의 변동이 발생할 수 있고 상하(붐이 수평일 때) 내지 전후(붐이 상방으로 회동되어 있을 때)로 진동이 발생하는 경우 신축 제어의 불균일성이 발생할 수 있고 진동에 따른 충격이 증폭될 우려가 있다. 이를 고려하여 상하로는 윈치와이어(111) 직경 이하로 상측 또는 하측 유격을 설정하는 것이 좋다. 또한, 크레인의 포스트부(130)의 회전이나 중량체의 이동시 좌우로의 흔들림이 발생할 수 있으며 이 경우는 붐에의 과도한 모멘트의 작용 및 충격을 완화하기 위하여 좌우로 유동을 위한 유격을 각 직경의 두 배 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 가이드부(400) 및 붐가이드(211)에서 윈치와이어(111)의 가이드를 위한 구조는 상술된 사상을 따라 변형되어 제작될 수 있을 것이다.

상대적으로 센서와이어(311)는 작은 좌우 유동 허용폭을 가지는 것은 상기와 같은데, 후술될 합류가이드부(500)에서 붐 저부의 유동을 어느 정도 지탱해줄 수 있기 때문이다. 이와 같은 센서와이어(311)의 가이드를 위한 서브프레임(402)의 구조에 의하여 외측에서 충격의 발생시 서브프레임(402) 및 프레임부(401)의 일측벽이 2차적으로 보호를 하기 때문에 센서와이어(311)에 대한 외부 충격의 가능성은 최소화될 수 있을 것이다.

상기 가이드부(400)는 각 붐의 선택된 개소에 설치될 수 있으며, 상기한 유동 허용 폭에 대한 사상을 적용한다면 각 구성의 크기, 위치 및 배열은 선택적일 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에서 합류가이드부를 나타내는 정단면도이다.

상기 합류가이드부(500)는 길이센서부(310)와 가이드부(400)의 사이에 배치되되, 1단붐(210)에 배치되어 측면에서 인출되는 센서와이어(311)를 붐 저부로 이동시키는 기능을 수행하는 동시에 상하 및 좌우 유동을 억제하여 길이 측정의 정밀성을 높일 수 있다.

상기 가이드부(400)와 마찬가지로, 프레임부(501)의 하측의 제1롤러(531)가 윈치와이어(111)의 이동을 가이드하며 스토퍼부(520)가 상측에서 윈치와이어(111)의 붐에의 접촉을 방지할 수 있음은 상기와 같다. 이러한 윈치와이어(111)의 가이드를 위하여 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.

상기 합류가이드부(500)는 일측에 센서와이어(311)의 방향을 전환하기 위한 전환롤러(532)를 구비할 수 있다. 상기 전환롤러(532)는 제2롤러(432)와 유사하게 센서와이어(311)의 마찰을 저감하면서 위치를 유지할 수 있는 기능을 수행할 수 있으나 그 회전축이 상하방향을 따라 배치되어 있는 차이가 있다. 즉, 전환롤러(532)는 1단붐(210)의 하측에서, 길이센서부(310)에서 인출되는 센서와이어(311)를 측면으로부터 붐 저부로 끌어오는 기능을 수행하고 따라서 전환롤러(532)에서 센서와이어(311)의 위치는 프레임부(401)의 일측 벽보다 내측에 형성된다. 이러한 전환롤러(532)의 센서와이어(311)와 접촉 부위의 좌우 위치는 사실상 가이드부(400)에서 제2롤러(432)에 가이드되는 위치와 동일한 것이 바람직하다.

상기 전환롤러(532)를 1단붐(210) 및/또는 프레임부(501)에 결합하기 위하여 서브프레임(참조번호 미표시)이 구성될 수 있고, 상기 합류가이드부(500)의 서브프레임은 도시된 바와 같이 내측에서 전환롤러(532)와의 사이에 센서와이어(311)의 위치를 유지할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인의 측면도이다.

도 2와 관련하여 붐들의 배치 및 윈치와 관련하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도시된 실시예에서 말단붐(220) 측에서 윈치와이어(111)의 말단에는 후크부(110)가 선택되었다. 상기 후크부(110)는 윈치와이어(111)의 신축에 따라 승하강하며, 포스트부(130)에 대한 붐의 상하 회동에 의하여 지면에 대해 각도가 발생하면 그에 따라 자중에 의하여 소정의 각도가 발생한다.

상기 가이드부(400)는 윈치와이어(111)의 신축을 가이드함과 동시에 센서와이어(311)의 신축을 함께 가이드하는 기능을 수행함은 상기와 같다. 도시된 실시예에서는 상기 붐가이드(211) 및 합류가이드부(500)가 생략되어 있으며, 이는 길이센서부(310)가 1단붐(210)의 저부에 배치되었기 때문임에 유의한다.

이에 따라 윈치에서 인출된 윈치와이어(111)와 길이센서부(310)에서 인출된 센서와이어(311)는 붐의 저부에 평행하게 배치된다. 따라서, 상기 가이드부(400)는 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)의 신축을 가이드하는 동시에 외부의 충격에서 보호하기 위한 소정의 작동공간들을 함께 구성한다.

일실시예와 같이 길이센서부(310)가 제1롤러(431)의 측면에 구성되는 경우 특히 전신주의 작업과 같이 중량체의 후크부(110)를 통한 이동시 충격이 발생할 수 있고, 이에 따라 합류가이드부(500)나 센서와이어(311) 등과 함께 파손의 가능성이 있을 수 있다. 본 실시예에서는 길이센서부(310)와 가이드부(400) 및 센서와이어(311)를 붐의 하측에 구성하였기 때문에 크레인의 작업 특성을 고려하면 외부로부터 충격이 가능성이 사실상 제거되었음에 유의하여야 한다.

한편, 일실시예와 같이 측면에 길이센서부(310)를 구성하는 경우 센서와이어(311)의 권취를 위한 샤프트의 회전이 전후 방향으로 이루어짐에 반하여, 본 발명의 개념에 따르는 경우 회전축이 지면에 수직방향으로 구성되고 회전이 좌우 방향으로 전환된다. 이는 길이센서부(310)의 반경에 따라 달라지는 높이의 차이를 제거할 수 있기 때문에 측면상 붐의 배열에 수평한 상태의 간격을 상시적으로 유지할 수 있는 장점을 제공함에 유의한다. 이러한 개념에 따라 회전축이 높이방향으로 형성되고 회전은 좌우로 이루어져 센서와이어를 외주연에 권취하기 때문에 공간적인 이점은 물론 작동의 신뢰성과 내구성 향상의 장점이 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에서 가이드부를 나타내는 정단면도이다.

본 실시예에서는 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)를 함께 가이드하기 위하여 단일 종류의 가이드부(400)들이 배치되어 있다. 이러한 가이드부(400)는 측면상 외관을 형성하며 외부로부터 와이어들을 보호하기 위한 프레임부(401)와, 상기 프레임부(401)의 내부에 윈치와이어(111) 및 센서와이어(311)가 전후로 작동할 수 있는 분할된 공간을 마련한다.

도시된 실시예에서는 정면상 윈치와이어(111)가 좌측에 센서와이어(311)가 우측에 나타나 있으나 상기 배치관계는 선택적이다.

도시된 실시예에서는 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)가 프레임부(401)의 내측에서 실질적으로 상하 높이가 대응되게 배치되어 있기 때문에 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)의 공간을 구획하기 위하여 프레임부(401)의 양측벽 사이에는 격벽부(410)가 배치되며 프레임부(401)의 측벽과 격벽부(410)의 하측을 연결하는 형태로 제1롤러(431)와 제2롤러(432)가 구성된다.

상기 격벽부(410)에 의하여 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간이 좌우로 구획되어 있으며, 도시된 실시예와 같이 격벽부(410)는 폭방향 중심에서 어느 한 방향으로 치우쳐 배치될 수 있다.

상기와 같이, 윈치와이어 작동공간의 좌우 폭이 센서와이어 작동공간의 폭보다 더 큰 것이 바람직한데, 상기 제1롤러(431)와 제2롤러(432)의 좌우 길이는 제1폭(ℓ1) 및 제2폭(ℓ2)의 길이에 대응될 것이다. 여기서, 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)의 직경의 차이가 존재하는 경우 상기 제1폭(ℓ1)과 제2폭(ℓ2)의 유동 허용의 한도도 상대적인 것으로 이해될 것이다.

한편, 상기 제1롤러(431) 및 제2롤러(432)의 상측 공간에서 와이어들이 이동 가능한 상한을 설정하기 위하여 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간의 상부를 가로질러 상한구획부(420)가 배치되어 있다. 상기된 실시예와 달리 상한구획부(420)가 같은 높이에서 윈치와이어(111)와 센서와이어(311)의 상한을 결정하고 있음에 유의한다.

이에 따라 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간의 높이는 동일할 것이나 각 와이어의 상하 유동 허용 폭의 한도가 존재한다. 이는 와이어들의 직경이 차이에서 기인할 수 있는데, 도시된 바와 같이 비교적 큰 직경을 가지는 윈치와이어(111)에 대해서는 직경의 대략 2배 정도의 상하 높이를 가지고, 상대적으로 작은 직경를 가지는 센서와이어(311)에 대해서는 대략 3배 정도의 상하 높이를 가지는 공간이 확보되는 것이다.

상기한 좌우의 유동 한계와 반대로, 윈치와이어(111)의 상하 유동이 가능한 유격은 센서와이어(311)의 상하 유동을 위한 유격보다 작다.

정리하면, 프레임부(401)의 일측벽과 격벽부(410) 사이에 형성되는 윈치와이어 작동공간은 윈치와이어(111)에 대해 좌우의 유동 폭은 상대적으로 크게 허용되고 상하 유동 폭은 상대적으로 제한된다. 이는 후크부(110)의 작동과 윈치의 회전 작동 특성 및 붐의 상하 회동의 작동을 고려한 것이다. 상기 윈치는 상하방향의 회전이 이루어지므로 상하로 간극의 변동이 발생할 수 있고 상하(붐이 수평일 때) 내지 전후(붐이 상방으로 회동되어 있을 때)로 진동이 발생하는 경우 신축 제어의 불균일성이 발생할 수 있고 진동에 따른 충격이 증폭될 우려가 있다. 이를 고려하여 상하로는 와이어 직경 이하로 유격을 설정하는 것이 좋다.

또한, 프레임부(401)의 타측벽과 격벽부(410) 사이에 형성되는 센서와이어 작동공간은 센서와이어(311)에 대해 상하로의 유동 폭은 상대적으로 크게 허용되고 좌우 유동 폭은 상대적으로 제한된다. 이는 길이센서부(310)의 작동의 정밀성을 고려한 것으로 상기한 바와 같이 길이센서부(310)가 1단붐(210)의 저부에 배치되는 경우 좌우로 회전하여 회전각도를 감지하도록 되어 있고 샤프트의 직경에 따라 좌우 진동 및 측정 오차가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 좌우로의 유동을 위한 유격은 와이어 직경 이하로 허용한도를 제한하는 것이 좋다. 센서와이어(311)의 경우 적은 부하가 가해지기 때문에 중량에 따른 진동의 발생 가능성은 극히 낮다. 한편, 붐의 신축 과정에서 모멘트에 의한 변형이나 공차 등에 따른 틸트가 일부 발생할 수 있고 경우에 따라서는 센서와이어(311)의 경로 상에 의도적인 경사가 존재할 수 있다. 이를 고려하면 상하(내지 전후)로는 유연하게 적응할 필요가 있으며, 센서와이어(311)에 대한 상하 유동 한도를 위한 유격은 센서와이어(311) 직경의 두 배 이상인 것이 바람직한 것이다.

상술된 본 발명의 와이어의 가이드를 위한 구성들은 선택된 조합으로 구성될 수 있으며, 이러한 가이드들의 크기, 위치 및 배열은 선택적일 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인에 의하여, 윈치와이어와 센서와이어가 붐의 저부에 나란히 배치되기 때문에 작동시 외부 충격에 의한 길이센서, 가이드 또는 와이어의 손상 가능성이 사실상 제거될 수 있어 안전성과 내구성이 보장되는 이점이 있다.

또한, 중량체의 인양을 위한 윈치와이어와 길이의 측정을 위한 센서와이어가 붐의 저부에 평행하게 배치되어 있어 거동의 변화가 큰 붐의 상측이나 측방에 배치되는 경우보다 조작과 측정의 정밀성이 향상된다.

또한, 가이드부가 내부에 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간을 독립적으로 구성하고, 상하 및 좌우로의 유동 한도를 상대적으로 다르게 허용함으로써 조작과 측정 환경 변화에 대한 유연한 대응이 가능하고 작동신뢰성이 보장되는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

110...후크부 111...윈치와이어
120...제어부 130...포스트부
131...기복실린더 210...1단붐
211...붐가이드 220...말단붐
230...중계붐 310...길이센서부
311...센서와이어 400...가이드부
401, 501...프레임부 410...격벽부
420, 520...상한구획부 431, 531...제1롤러
432...제2롤러 500...합류가이드부
532...전환롤러

Claims (8)

1. 포스트에 상하 회동 가능한 1단붐과 말단붐을 포함하여 상호 신축 가능하게 배열되는 복수의 붐;
   상기 붐의 배열의 저부에 배치되는 윈치와이어(111);
   상기 붐의 신축 길이를 측정하는 길이센서부(310);
   상기 붐의 배열의 저부에 배치되고 선택된 붐에 일단이 연결되고 타측이 길이센서부에 권취되는 센서와이어(311); 및
   상기 복수의 붐의 하나 이상에서 저부에 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간을 형성하는 가이드부(400);를 포함하되,
   상기 가이드부는,
   붐의 저부에 결합되는 프레임부(401)와, 상기 프레임부에서 윈치와이어 작동공간에 배치되는 제1롤러(431)와, 상기 프레임부의 일측에 결합되는 서브프레임(402)과, 상기 서브프레임 및 프레임부에 의하여 형성되는 센서와이어 작동공간에 배치되는 제2롤러(432)를 구비하며, 상기 센서와이어 작동공간이 일측에서 프레임부의 일측벽에 의하여 제한되고 타측에서 서브프레임의 타측벽에 의하여 제한되는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드부는,
   상기 프레임부에서 윈치와이어 작동공간의 상측에 배치되는 상한구획부(420)를 구비하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인.
   
3. 포스트에 상하 회동 가능한 1단붐과 말단붐을 포함하여 상호 신축 가능하게 배열되는 복수의 붐;
   상기 붐의 배열의 저부에 배치되는 윈치와이어(111);
   상기 붐의 신축 길이를 측정하는 길이센서부(310);
   상기 붐의 배열의 저부에 배치되고 선택된 붐에 일단이 연결되고 타측이 길이센서부에 권취되는 센서와이어(311); 및
   상기 복수의 붐의 하나 이상에서 저부에 윈치와이어 작동공간과 센서와이어 작동공간을 형성하는 가이드부(400);를 포함하되,
   상기 가이드부는,
   붐의 저부에 결합되고 좌우측 외관을 형성하는 프레임부(401)와, 상기 프레임부의 양측벽 사이에 배치되어 윈치와이어 작동공간 및 센서와이어 작동공간을 분할하는 격벽부(410)와, 윈치와이어 작동공간에 배치되는 제1롤러(431)와, 센서와이어 작동공간에 배치되는 제2롤러(432)를 구비하는 개선된 길이센서 배치구조를 가지는 크레인.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드부는,
   상기 프레임부의 양측벽 및 격벽부를 가로질러 배치되고 윈치와이어와 센서와이어의 상방으로의 유동 한도를 제공하는 상한구획부(420)를 구비하는 개선된 길이센서 배치구조를 가지는 크레인.
   
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1롤러의 좌우 폭은 제2롤러의 좌우 폭보다 크게 형성되는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인.
   
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 윈치와이어 작동공간은,
   윈치와이어의 좌우 유동 폭이 센서와이어 작동공간에서의 센서와이어 좌우 유동 폭보다 크게 형성되도록 하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인.
   
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 윈치와이어 작동공간은,
   윈치와이어의 상하 유격을 센서와이어 작동공간에서의 센서와이어의 상하 유격보다 작게 형성되도록 하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인.
   
8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 길이센서부는,
   1단붐의 저부에 배치되며 회전축이 높이방향으로 형성되고 좌우로 회전되어 센서와이어를 외주연에 권취하는 개선된 길이감지 구조를 가지는 크레인.

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