KR102494982B1 - 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치 - Google Patents

차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치에 관한 것으로서, 엔진블럭(11)에 설치되는 발전기(12) 및 상기 발전기(12)에서 생성된 전력을 충전하여 차량부하를 작동시키는 메인배터리(13)가 내장되는 중장비 차량(10)의 붐(14)에 장착되어 사용되는 것으로서 전원이 인가되었을 때 철제대상물을 부착하기 자력을 발생하는 마그네틱척(20); 발전기(12)에서 생성된 전력을 상기 마그네틱척(20)으로 공급하는 전원공급선(30); 및 전원공급선(30)에 설치되어 발전기(12)에서 생성되는 전력을 마그네틱척(20)으로 공급 또는 차단하는 구동제어부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치{A magnetic chuck apparatus for excavator}
본 발명은 철제 대상물을 자력으로 부착 이동시킬 수 있는 마그네틱척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중장비 차량의 발전기에서 생성되는 저전압 전력에 의하여 구동되는, 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치에 관한 것이다.
마그네틱척이란, 포크레인과 같은 중장비 차량에 설치되어 사용되는 것으로서 철스크랩과 같은 철제 대상물을 자력으로 부착하여 이동하기 위한 것이다. 마그네틱척은 중장비 차량의 붐에 연결되며, 내부에는 코일이 권회된 전자석코어를 내장되고, 코일에 전원을 인가함으로서 하부측으로 자력을 발생시킨다.
한편 마그네틱척이 큰 중량의 철제대상물을 부착 이송하기 위하여 큰 자력을 발생시켜야 하고, 이를 위하여 중장비 차량에는 마그네틱척을 구동하기 위하여 별도의 보조발전기가 요구된다. 보조발전기는 엔진룸커버의 상부측에 고정된 상태에서, 엔진 플라이휠의 구동축에 추가로 결합된 풀리 및 벨트에 의하여 연결되고, 벨트를 통하여 전달되어지는 엔진의 회전 구동력에 의하여 발전된 전력을 마그네틱척으로 공급하게 된다.
그런데, 마그네틱척이 사용되는 환경은 수많은 철제 대상물이 어지럽게 배치되어 있는 가혹한 환경이기 때문에, 철재 대상물을 부착 및 이송하는 과정에서 철제 대상물이 엔진룸커버에 노출된 보조발전기를 파손시키거나, 보조발전기 풀리와 엔진 풀리를 연결하는 벨트를 파손시키는 경우가 빈번하였다. 이 경우 보조발전기는 순간적으로 발전을 멈추게 되고, 이에 따라 마그네틱척으로 인가되는 전원이 차단되어 이미 부착되어있던 철제대상물이 낙하됨으로서 매우 위험한 상황을 연출하였다.
또한 보조발전기에서 생성되는 전력 전압은 수백볼트 이상의 고전압이기 때문에, 감전의 위험이 항상 도사리고 있었다.
이와 관련된 선행기술이 등록특허공보 제10-1509740호에 전자척 구동용 전력발생장치란 명칭으로 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 중장비 차량 엔진블럭에 기설치된 발전기에서 생성되는 저전압 전력을 이용하여 마그네틱척을 구동시킴으로써, 별도로 설치되는 보조발전기 없이도 구동이 가능하고, 저전압 전력을 이용함으로써 감전 우려를 불식시킬 수 있는, 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치는, 엔진블럭(11)에 설치되는 발전기(12) 및 상기 발전기(12)에서 생성된 전력을 충전하여 차량부하를 작동시키는 메인배터리(13)가 내장되는 중장비 차량(10)의 붐(14)에 장착되어 사용되는 것으로서 전원이 인가되었을 때 철제대상물을 부착하기 자력을 발생하는 마그네틱척(20); 상기 발전기(12)에서 생성된 전력을 상기 마그네틱척(20)으로 공급하는 전원공급선(30); 및 상기 전원공급선(30)에 설치되어 상기 발전기(12)에서 생성되는 전력을 마그네틱척(20)으로 공급 또는 차단하는 구동제어부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 발전기(12)는, 24V 전격전압 및 150A~250A 의 정격 전류 용량이다.
본 발명에 있어서, 상기 전원공급선(30)은, 상기 발전기(12)의 - 단자(12a)와 차체프레임(10A)을 연결하는 제1전선(31)과, 상기 마그네틱척(20)의 제1단자(21)와 상기 발전기(12)의 + 단자(12b)를 연결하는 제2전선(32)과, 상기 마그네틱척(20)의 제2단자(22)와 상기 차체프레임(10A)을 연결하는 제3전선(33)을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 마그네틱척(20)으로 독립전력을 공급하기 위한 서브배터리(50)와; 상기 마그네틱척(20)에서 출력되는 자력을 높이기 위하여 상기 서브배터리(50)와 발전기(12)를 직렬 연결하는 직렬연결변환부(60);를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 직렬연결변환부(60)는, 상기 서브배터리(50)의 + 전극(51)과 상기 제1전선(31)을 연결하는 제4전선(61)과, 상기 서브배터리(50)의 - 전극(52)과 상기 제3전선(33)을 연결하는 제5전선(62)과, 상기 제4전선(61)과 상기 차체프레임(10A)을 연결하는 전선에 설치되는 제4전선스위치(63)와, 상기 제5전선(62)에 설치되는 제5전선스위치(64)를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 직렬연결변환부(60)는, 상기 제2전선(32)과 메인배터리(13)의 + 단자(13a)를 연결하는 전선에 설치되는 제3전선스위치(65)를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 마그네틱척(M)이 중장비 차량(10)의 엔진블럭(11)에 설치되는 발전기(12)에 의하여 작동되기 때문에 수많은 철제 대상물이 어지럽게 배치되어 있는 가혹한 환경서도 발전기(12)가 파손되는 것을 근본적으로 방지할 수 있고, 더 나아가 비나 눈이 많이 오는 지역에서도 발전기(12)를 구성하는 각종 전장품이 부식됨에 따라 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 마그네틱척(20)이 발전기(12)에서 생성되는 24V 저전압 전력을 주전력으로 사용하기 때문에, 철제 대상물을 부착 및 이동하는 작업도중에 감전 위험성을 방지할 수 있어 안전한 작업을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치가 적용된 중장비 차량을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 중장비 차량에 내장되는 엔진블럭 및 발전기를 발췌하여 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 발전기에 구동되는 저전압 마그네틱척 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 설명하기 위한 구성도,
도 4는 도 3의 서브배터리가 발전기와 직렬 연결되는 것을 설명하기 위한 구성도.
이하 본 발명에 따른 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 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. 또한, 명세서에 기재된 "…….부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치가 적용된 중장비 차량을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 중장비 차량에 내장되는 엔진블럭 및 발전기를 발췌하여 도시한 사시도이다. 또, 도 3은 도 2의 발전기에 구동되는 저전압 마그네틱척 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이고, 도 4는 도 3의 서브배터리가 발전기와 직렬 연결되는 것을 설명하기 위한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치는, 엔진블럭(11)에 설치되는 발전기(12) 및 상기 발전기(12)에서 생성된 전력을 충전하여 차량부하를 작동시키는 메인배터리(13)가 내장되는 중장비 차량(10)의 붐(14)에 장착되어 사용되는 것으로서, 전원이 인가되었을 때 철제대상물을 부착하기 자력을 발생하는 마그네틱척(20)과; 발전기(12)에서 생성된 전력을 마그네틱척(20)으로 공급하는 전원공급선(30)과; 전원공급선(30)에 설치되어 발전기(12)에서 생성되는 전력을 마그네틱척(20)으로 공급 또는 차단하는 구동제어부(40)와; 마그네틱척(20)으로 독립전력을 공급하기 위한 서브배터리(50)와; 마그네틱척(20)에서 출력되는 자력을 높이기 위하여 서브배터리(50)와 발전기(12)를 직렬 연결하는 직렬연결변환부(60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
중장비 차량(10)은 차체프레임(10A)에 지지되는 각종 구성품들, 예를 들면, 엔진블럭(11), 발전기(12), 메인배터리(13), 변속기등을 포함하고, 밸런스추등의 각종 구조물을 지지한다.
발전기(12)는 엔진블럭(11)에 지지되어 회전되는 플라이휠과 벨트로 직간접적으로 연결되는 것으로서 24V 의 정격 전압을 가진다. 이때 발전기(12)는 중장비 차량에서 사용되는 정격 전력 이상을 생성하여야 하며, 이를 위하여 150A~250A 의 정격 전류 용량을 가지는 것을 사용한다. 발전기가 150A 이하일 경우, 마그네틱척(20)을 구동시키는데 충분한 전력을 생성하지 못하게 되고, 250A 이상일 경우 필요 이상으로 전력을 생성함으로써 장기적으로 보았을 때 메인배터리(13)를 손상시킨다.
메인배터리(13)는 발전기(12)에서 생성된 전력중 사용하지 않는 전력을 충전한다. 메인배터리(13)는 엔진을 초기 구동시키기 위한 스타트모터, 각종 지시등 및 조명등의 차량부하를 작동시키는데 사용된다.
마그네틱척(20)은 전체적으로 납작한 원통 또는 사각통 형태를 가지며, 내부에는 코일이 권회된 자석코어(미도시)가 설치되고, 상부측은 중장비 차량의 붐대에 연결된다. 마그네틱척(20)에는 코일과 연결되는 제1,2단자(21)(22)가 설치되고, 제1,2단자(21)(22)로 전원이 인가되었을 때 철제대상물을 흡착하기 위한 자력을 발생한다. 이러한 마그네틱척(M)은 전원이 인가되었을 때 발생되는 자력에 의하여 철제 대상물을 부착 및 이송시키기 위한 용도로 사용된다.
여기서 제2단자(22)는 마그네틱척(20)을 구성하는 하우징에 직접 설치될 수 있다. 이 경우, 제1단자(22)와 마그네틱척 하우징에 전원을 인가하였을 때 철제대상물을 부착하는 자력을 발생할 수 있다.
전원공급선(30)은, 발전기(12)의 - 단자(12a)와 차체프레임(10A)을 연결하는 제1전선(31)과, 마그네틱척(20)의 제1단자(21)와 발전기(12)의 + 단자(12b)를 연결하는 제2전선(32)과, 마그네틱척(20)의 제2단자(22)와 상기 차체프레임(10A)을 연결하는 제3전선(33)을 포함한다.
제2단자(22)가 마그네틱척(20)의 하우징에 직접 접지되어 있을 경우, 마그네틱척(20)은 붐(14)을 통하여 차체프레임(10A)과 접지되는 것이기 때문에, 제3전선(33)을 생략할 수 있다.
구동제어부(40)는 전원공급선(30)의 제2전선(32)에 설치되어 발전기(12)에서 생성되는 전력이 일정하게 마그네틱척(20)으로 공급될 수 있도록 하고, 필요에 따라 전력을 공급하거나 차단한다.
직렬연결변환부(60)는, 순간적으로 마그네틱척(20)에서 고출력 자력을 출력하고자 할 때, 예를 들면 평상시와는 다른 고중량 철제대상물을 부착 및 이동시키고자 할 때, 서브배터리(50)와 발전기(12)를 직렬로 연결한다. 이러한 직렬연결변환부(60)는, 서브배터리(50)의 + 전극(51)과 상기 제1전선(31)을 연결하는 제4전선(61)과, 서브배터리(50)의 - 전극(52)과 제3전선(33)을 연결하는 제5전선(62)과, 제4전선(61)과 차체프레임(10A)을 연결하는 전선에 설치되는 제4전선스위치(63)와, 제5전선(62)에 설치되는 제5전선스위치(64)와, 제2전선(32)과 메인배터리(13)의 + 단자(13a)를 연결하는 전선에 설치되는 제3전선스위치(65)를 포함한다.
제3전선스위치(65)는, 상기 발전기와 서브배터리(50)가 직렬 연결됨으로써 48V 의 전력이 발생될 때, 48V 전력이 메인배터리(13)로 공급되는 것을 차단한다. 이에 따라, 24V 정격 전압의 메인배터리(13)가 48V 전력에 의하여 손상되는 것이 방지될 수 있다.
이러한 직렬연결변환부(60)에 의하여, 마그네틱척(20)에서 적정 자력 출력을 발생할 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 제5전선스위치(64)를 분리함으로써 서브배터리(50)와 마그네틱척(20) 사이를 차단한다. 이에 따라, 발전기(12)에서 생성되는 전력은 제1,2전선(31)(32)을 통하여 마그네틱척(20)으로 공급되어 적절 자력을 발생시킨다.
한편, 마그네틱척(20)이 평소보다 무거운 철제대상물을 자력으로 부착 및 이동시키고자 할 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 제4전선(61)과 차체프레임(10A)을 연결하는 전선에 설치되는 제4전선스위치(63)를 분리하고, 제5전선(62)에 설치되는 제5전선스위치(64)를 연결하고, 제2전선(32)과 메인배터리(13)의 + 단자(13a)를 연결하는 전선에 설치되는 제3전선스위치(65)를 분리한다. 이 경우, 발전기(12)와 서브배터리(50)는 직렬 연결되고, 마그네틱척(20)에는 48V 전원의 전류가 흘러 고출력의 자기력을 발생한다. 한편. 제2전선(32)과 메인배터리(13)의 + 단자(13a)를 연결하는 전선에 설치되는 제3전선스위치(65)는 분리됨으로서, 48V 전원이 메인배터리(13)로 흐르는 것을 방지함으로써 메인배터리(13)가 전기적으로 손상되는 것이 방지된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 마그네틱척(M)이 중장비 차량(10)의 엔진블럭(11)에 설치되는 발전기(12)에 의하여 작동되기 때문에, 수많은 철제 대상물이 어지럽게 배치되어 있는 가혹한 환경서도 발전기(12)가 파손되는 것을 근본적으로 방지할 수 있고, 더 나아가 비나 눈이 많이 오는 지역에서도 발전기(12)를 구성하는 각종 전장품이 부식됨에 따라 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 마그네틱척(20)이 발전기(12)에서 생성되는 24V 저전압 전력을 주전력으로 사용하기 때문에, 철제 대상물을 부착 및 이동하는 작업도중에 감전 위험성을 방지할 수 있어 안전한 작업을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 중장비 차량 10A ... 차체프레임
11 ... 엔진블럭 12 ... 발전기
13 ... 메인배터리 14 ... 붐
20 ... 마그네틱척 21, 22 ... 제1,2단자
30 ... 전원공급선 31 ... 제1전선
32 ... 제2전선 33 ... 제3전선
40 ... 구동제어부 50 ... 서브배터리
60 ... 직렬연결변환부 61 ... 제4전선
62 ... 제5전선 63 ... 제4전선스위치
64 ... 제5전선스위치 65 ... 제3전선스위치

Claims (6)

  1. 엔진블럭(11)에 설치되는 발전기(12) 및 상기 발전기(12)에서 생성된 전력을 충전하여 차량부하를 작동시키는 메인배터리(13)가 내장되는 중장비 차량(10)의 붐(14)에 장착되어 사용되는 것으로서 전원이 인가되었을 때 철제대상물을 부착하기 자력을 발생하는 마그네틱척(20);
    상기 발전기(12)에서 생성된 전력을 상기 마그네틱척(20)으로 공급하는 전원공급선(30);
    상기 전원공급선(30)에 설치되어 상기 발전기(12)에서 생성되는 전력을 마그네틱척(20)으로 공급 또는 차단하는 구동제어부(40); 및
    상기 마그네틱척(20)으로 독립전력을 공급하기 위한 서브배터리(50)와;
    상기 마그네틱척(20)에서 출력되는 자력을 높이기 위하여 상기 서브배터리(50)와 발전기(12)를 직렬 연결하는 직렬연결변환부(60);를 포함하고,
    상기 전원공급선(30)은, 상기 발전기(12)의 - 단자(12a)와 차체프레임(10A)을 연결하는 제1전선(31)과, 상기 마그네틱척(20)의 제1단자(21)와 상기 발전기(12)의 + 단자(12b)를 연결하는 제2전선(32)과, 상기 마그네틱척(20)의 제2단자(22)와 상기 차체프레임(10A)을 연결하는 제3전선(33)를 포함하고,
    상기 직렬연결변환부(60)는, 상기 서브배터리(50)의 + 전극(51)과 상기 제1전선(31)을 연결하는 제4전선(61)과, 상기 서브배터리(50)의 - 전극(52)과 상기 제3전선(33)을 연결하는 제5전선(62)과, 상기 제4전선(61)과 상기 차체프레임(10A)을 연결하는 전선에 설치되는 제4전선스위치(63)와, 상기 제5전선(62)에 설치되는 제5전선스위치(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발전기(12)는,
    24V 전격전압 및 150A~250A 의 정격 전류 용량인 것을 특징으로 하는, 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 직렬연결변환부(60)는,
    상기 제2전선(32)과 메인배터리(13)의 + 단자(13a)를 연결하는 전선에 설치되는 제3전선스위치(65)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량발전 구동형 저전압 마그네틱척 장치.
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KR20060008668A (ko) * 2004-07-23 2006-01-27 한승기 집게차용 전자척 시스템
KR101468174B1 (ko) * 2014-03-20 2014-12-05 세화자동차주식회사 차량의 전원 제어 장치
KR101509740B1 (ko) * 2014-09-16 2015-04-08 이창훈 전자 척 구동용 전력발생장치

Patent Citations (3)

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