KR102576952B1 - 케이블 윈치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 윈치에 관한 것으로서, 단상의 3kw의 용량을 가지며, 브릿지 다이오드를 이용하여 속도 조절이 이루어지고, 구동축의 단부에서 베벨기어를 통해 직각의 방향으로 동력이 전달되도록 하는 카본 브러시를 사용하는 모터부; 상기 모터부의 일측에서 나란하게 구비되고, 상기 베벨기어에 의해 일측으로부터 구동력이 전달되며, 기어 피치가 다른 복수의 평기어들이 상호 연결되도록 하여 상기 모터부로부터의 구동력이 감속되도록 하는 감속부; 상기 감속부의 상기 모터부와 대응되는 타측에서 베벨기어와 연결되는 일측에 대응하는 타측으로부터 인출되는 감속축에 축고정되는 케이블 권선을 위한 권선부; 상기 모터부와 상기 감속부를 하부에서 지지하도록 구비되는 지지 프레임부의 결합으로 이루어지는 구성이다.

Description

케이블 윈치{Cable winch}

본 발명은 케이블 윈치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터부와 감속부간 베벨기어에 의해 구동력이 전달되도록 하고, 감속부에서는 서로 다른 기어비를 갖는 복수의 평기어들이 순차적으로 결합되게 하면서 권선부를 회전시켜 케이블이 권선되게 함으로써 사이즈는 보다 축소되도록 하는 동시에 경량화에 의해 휴대 및 이동이 쉽고, 단상의 브러시모터를 사용하게 되므로 소형 발전기나 배터리만으로도 전기가 구비되지 않은 실외에서 사용이 가능한 케이블 윈치에 관한 것이다.

우리나라의 가공배전선 지중화는 1973년 효자동에서 광화문 구간까지 복잡하게 시설되어 있는 배전선을 전선정비 측면에서 간선도로변의 전주를 뒷골목에 이설, 저압케이블을 사용 주상변압기로부터 인근 수용가를 공급함으로써 시작되었다.

이후 도시미관 개선에 대한 지중화사업의 필요성을 인식하여 지중선로 사업계획은 꾸준히 증가하여 가공선로 구성이 기술적으로 불가능하고 유지보수가 곤란한 지역으로 변전소 건설시나 기존변전소 주변압기 증설시 다회선의 배전선을 인출하기 위해 전력구 또는 배전지중 대비관로를 시설하여 장차 부하증가에 대비한 배전선을 지중화한다.

일반적으로 지중선로는 도시의 고도화에 따른 미관확보와 자연재해 등 가공선로 시설이 불가능하거나 유지보수가 곤란한 지역 등에 시설된다.

이와 같은 지중선로는 지중에 관로를 매설한 후 전력 케이블을 부설하는 방식으로 일정 거리의 관로 양끝에는 전력 케이블을 설치하고 접속하기 위한 맨홀이 마련된다.

한편 전력 케이블의 교체는 노후화에 의한 자연열화의 방지, 부하증가에 따른 상위규격으로 대체하기 위하여 실시된다.

현행 전력 케이블 교체작업은 기 설치된 전력 케이블에 견인 와이어를 결속하고, 이를 크레인으로 당겨 지중 관로로부터 지상으로 전력 케이블을 인출하게 된다.

통상적으로 공장, 건설현장에서 사용하는 케이블용 윈치는 케이블을 끌어올리거나 또는 끌어당기는데 사용하는 것으로 크게 동력을 발생시키는 모터와, 이 모터로부터 발생된 속도를 감속하는 감속기와, 감속기를 외부에서 감싸는 기어박스와, 기어박스내에서 감속된 구동력을 바탕으로 중량물을 끌어당기거나 또는 끌어올리게 회전하는 권선기로 구성되어 있으며, 이러한 감속기는 입력축과 출력축 사이에 위치하여 속도를 감속하는 기어가 일정한 형태로 배열되어 있다.

이와 같이 구성된 윈치는 모터와 연결된 입력축에 의해 기어들이 회전하면서 속도를 감속하면 감속된 속도는 출력축으로 입력되어 권선기를 회전시킴으로서 중량물을 끌어올리거나 끌어당기게 한다.

등록실용신안 제0434100호(2006.12.11.)의 선박 케이블 포설용 윈치는 프레임 상측에 설치되는 동력전달케이스와 그 일측면에 설치되는 드럼과 이 드럼에 나란치 배치되는 감속기어부 및 드럼 설치면과 반대면에서 감속기어부와 마주보는 위치에 설치되는 모터부로서 이루어지도록 하고 있다.

이때 동력전달케이스를 기준으로 양측에 각각 구비되는 모터부와 드럼은 방향성은 같으나 평행한 위치에 연결되도록 하고, 드럼에 평행하게 일측에는 모터부와 동일 직선상에 감속기어부가 형성되도록 하며, 감속기어부를 통해 감속된 동력은 체인을 통해 드럼에 전달되도록 하고 있다.

이와 같이 종래에는 모터로부터 동력을 감속하면서 감속수단으로 링기어나 웜기어를 사용하고 체인을 통해 드럼축으로 동력전달이 이루어지도록 하고 있다.

하지만 종래 기술에서와 같은 윈치는 감속수단으로서 웜기어나 링기어를 사용하고 있으나 체인이나 벨트를 이용하여 동력 전달이 이루어지도록 하고 있어 케이블 권선 시 과부하에 취약한 폐단이 있으며, 이때 사용되는 모터는 과부하 방지를 위하여 3상모터를 사용하게 되므로 외부에서 전원이 구비되어 있지 않으면 대형 디젤 발전기를 사용해야만 하므로 사용이 용이치 못할 뿐만 아니라 전체적으로 중량이 무거워 운반이나 이동이 쉽지 않은 문제점이 있다.

(문헌 1) 등록실용신안 제0434100호(2006.12.11.)

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 단상의 카본 브러시 모터를 사용하면서 베벨기어를 이용하여 모터의 동력이 감속기에 전달되도록 하고, 감속기에서는 다양한 피치의 피니언 기어들에 의해 감속이 이루어지게 함으로써 케이블 권선에 따른 과부하에도 적절한 대응을 할 수 있도록 하면서 정확한 동력전달과 함께 외부에서도 소형 발전기나 배터리만 있으면 구동이 가능한 케이블 윈치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복수의 피니언 기어들로 이루어지는 유성기어 감속기를 적용하면서 단상의 모터와 함께 감속기 케이스를 경량화시켜 전체적인 중량을 경량화시켜 이동이나 운반이 용이한 케이블 윈치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 케이블 윈치는, 단상의 3kw의 용량을 가지며, 브릿지 다이오드를 이용하여 속도 조절이 이루어지고, 구동축의 단부에서 베벨기어를 통해 직각의 방향으로 동력이 전달되도록 하는 카본 브러시를 사용하는 모터부; 상기 모터부의 일측에서 나란하게 구비되고, 상기 베벨기어에 의해 일측으로부터 구동력이 전달되며, 기어 피치가 다른 복수의 평기어들이 상호 연결되도록 하여 상기 모터부로부터의 구동력이 감속되도록 하는 감속부; 상기 감속부의 상기 모터부와 대응되는 타측에서 베벨기어와 연결되는 일측에 대응하는 타측으로부터 인출되는 감속축에 축고정되는 케이블 권선을 위한 권선부; 상기 모터부와 상기 감속부를 하부에서 지지하도록 구비되는 지지 프레임부의 결합으로 이루어지는 구성이다.

상기 모터부는 상부에 브릿지 다이오드가 실장된 직류전환 모듈에 연결된 속도조절레버를 이용하여 변속이 이루어지도록 한다.

상기 모터부는 일측면이 상기 감속부의 일측면에 고정 결합되도록 한다.

상기 감속부는 베벨기어측으로 작은기어와 큰기어의 기어비가 2:8이고, 권선부측으로 작은기어와 큰기어의 기어비는 2:10으로 이루어지는 4개의 평기어로 형성한다.

상기 감속부의 케이스는 알루미늄 원판에 경질 도금 처리되도록 한다.

상기에서와 같이 본 발명에 따른 케이블 윈치에 의해 단상의 카본 브러시 모터 사용과 다양한 피치의 피니언 기어들로 이루어지는 감속부에 의해 케이블 권선 시 과부하없이 권선이 가능하도록 하면서 외부에서도 5Kw의 소형 발전기나 배터리만 있으면 구동이 가능한 편의를 제공할 수가 있다.

또한, 모터부와 감속부의 중량을 경량화함으로써 이동이나 운반이 용이하도록 하여 취급이 간편한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 케이블 윈치를 예시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 케이블 윈치의 평면도
도 3은 본 발명에 따른 케이블 윈치에서 베벨기어에 의한 구동력 방향 전환 구조를 예시한 확대도
도 4는 본 발명에 따른 케이블 윈치에서 감속부의 내부 구조를 예시한 평단면도
도 5는 본 발명에 따른 케이블 윈치에서에서 감속부의 정단면도
도 6은 본 발명에 따른 케이블 윈치에서 감속부의 작동 상태도

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 케이블 윈치를 예시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 케이블 윈치의 평면도이다.

예시한 바와 같이 본 발명의 케이블 윈치는 모터부(10)와 감속부(20)와 권선부(30)와 지지 프레임부(40)로서 이루어지도록 하는 구성이 종전과 대동유사하다.

즉, 케이블 윈치를 형성하는 기본적인 구성 요소인 모터와 감속기와 드럼과 지지수단을 형성하는 것은 종전과 유사하나 본 발명의 모터부(10)와 감속부(20)를 개선하여 케이블 권선 시의 과부하 발생 방지와 경량화가 구현되도록 하는데 특징이 있다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 본 발명의 모터부(10)는 단상의 3Kw의 용량을 갖는 카본 브러시 모터를 사용하며, 모터부(10)에는 브릿지 다이오드를 이용하여 교류전원을 직류전원으로 전환시켜 속도 조절이 이루어지도록 한다.

모터부(10)에서의 속도 조절은 상부에 브릿지 다이오드를 이용한 직류전환 모듈에 연결된 속도조절레버(11)를 이용하여 변속이 이루어지도록 한다.

즉, 직류전환 모듈에는 브릿지 다이오드가 실장되며, 이러한 브릿지 다이오드에는 상향 돌출되게 속도조절레버(11)가 연결되게 하여 속도조절레버(11)를 이동시켜 변속이 이루어지도록 한다.

모터부(10)로부터는 구동축이 일측으로부터 인출되며, 이 구동축의 단부에는 도 3에서와 같이 일측으로 구동력을 직각의 방향으로 전환시켜 전달되도록 베벨기어(12)가 연결되도록 한다.

베벨기어(12)는 2개의 기어가 1:1로 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

모터부(10)의 일측에는 감속부(20)가 구비되며, 모터부(10)는 감속부(20)의 일측면으로 고정되도록 하고, 감속부(20)의 내부에는 도 4 및 도 5에서와 같이 기어 피치가 서로 다른 복수의 평기어(24)들이 상호 연결되도록 한다.

감속부(20)는 모터부(10)측 베벨기어(12)에 기어결합되는 감속부(20)측의 베벨기어(22)는 케이스(21)의 일측으로부터 인출되는 베벨축(23)에 연결되며, 베벨축(23)의 케이스(21) 내부측 단부에는 소경의 평기어(24)가 축고정된다.

즉, 감속부(20)에는 내부에 기어 피치가 다른 복수의 평기어(24)들이 회전 가능하게 축고정되도록 하되, 이때의 평기어(24)들은 기어비가 다른 작은기어와 큰기어가 각각 한 쌍씩 구비되도록 한다.

이때, 베벨축(23)에 축고정되는 작은기어와 이 작은기어에 기어결합되는 큰기어는 2:8의 기어비를 갖도록 하고, 큰기어에는 다시 작은기어와 큰기어 한 쌍이 순차적으로 기어결합되게 하면서 이때의 작은기어와 큰기어는 2:10의 기어비를 이루도록 하는 것이 가장 바람직하다.

따라서 감속부(20)에서 각 평기어(24)들은 베벨축(23)에 축결합되는 작은기어와 큰기어 다시 작은기어와 큰기어순으로 상호 기어결합되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 감속부(20)에는 기어비가 다른 복수의 평기어(24)들이 순차적으로 연결되게 함으로써 감속이 이루어질 수 있도록 하며, 이때의 평기어(24)들은 작은기어 2개와 큰기어 2개로서 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지는 않는다.

한편, 감속부(20)는 케이스(21)가 알루미늄 원판에 경질 도금 처리를 하여 최대한 경량화되도록 한다.

감속부(20)에서 모터부(10)와 베벨기어(12)(22)간 연결되는 일측과 대응되는 타측으로는 모터부(10)와는 대응되는 방향으로 권선부(30)가 형성되도록 한다.

권선부(30)는 케이블이 권선되도록 하는 케이블 권선수단인 드럼으로 이루어지는 구성이다.

즉, 감속부(20)에서 복수의 평기어(24)들 중 감속부(20)측 베벨기어(22)를 축고정하는 베벨축(23)에 축결합되는 작은기어와 대응되게 형성되는 평기어(24)를 축지지하는 기어축(25)에 드럼(31)이 축고정되도록 한다.

한편, 모터부(10)와 감속부(20)는 하부에서 지지 프레임부(40)에 의해 견고하게 지지되도록 한다.

이렇게 지지 프레임부(40)에는 감속부(20)가 견고하게 고정되도록 하며, 감속부(20)의 일측에는 모터부(10)가 고정되고, 타측에는 권선부(30)의 드럼(31)이 축결합되도록 한다.

상기에서 설명한 구성의 본 발명에 따른 케이블 윈치에 의한 작용과 효과에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 케이블 윈치는 바닥에 구비되는 지지 프레임부(40)의 폭 중간 부위에 감속부(20)가 견고하게 고정되도록 하고, 이 감속부(20)의 일측으로는 모터부(10)가 고정되도록 하며, 타측으로는 권선부(30)가 형성되도록 하면서 모터부(10)는 감속부(20)와 나란하게 형성되도록 함으로써 모터부(10)로부터의 구동축 방향과 감속부(20)에서의 기어축은 직각의 방향으로 전환되도록 한다.

이러한 모터부(10)의 구동축과 이 구동축과 직각의 방향에서 감속부(20)의 케이스(21)에 축설되는 베벨축(23)에는 각각 베벨기어(12)(22)가 축고정되어 이들간 직접적인 기어결합에 의해 모터부(10)로부터의 구동력이 감속부(20)로 직접 전달되도록 하므로 정확한 동력전달이 이루어질 수 있게 한다.

베벨축(23)을 통해 전달되는 구동력은 도 6에서와 같이 감속부(20)측 베벨축(23)에 축고정된 평기어(24)의 회전에 의해 순차적으로 배열되는 기어비를 다르게 한 복수의 평기어(24)들이 동시에 회전되게 함으로써 감속이 이루어지도록 한다.

이러한 복수의 평기어(24)들을 통해 순차적으로 구동력이 전달되도록 하면 정확한 회전력 전달과 함께 어떠한 부하에도 균일한 작동성을 유지할 수 있도록 한다.

복수의 평기어(24)들을 통해 구동력이 전달되도록 하면 구동력의 파워가 크지 않아도 매우 쉽게 회전력 전달이 이루어질 수가 있으므로 모터부(10)를 단상의 3Kw의 용량을 갖는 카본 브러시 모터를 사용하게 되더라도 안정적으로 구동력을 유지할 수가 있다.

또한, 평기어(24)가 축고정되도록 한 하나의 기어축(25)에서 모터부(10)와는 대응되는 방향으로 감속부(20)로부터 돌출되도록 한 부위에 권선부(30)가 축고정되게 함으로써 권선부(30)에는 항상 균일한 구동력이 전달되면서 드럼(31)에는 안정적으로 케이블이 권선될 수 있도록 한다.

특히, 케이블을 권선 시 케이블에 부하가 작용하게 되더라도 이러한 부하는 감속부(30)에서 복수의 평기어(24)들에 의해 분산되어 모터부(10)에는 전혀 영향을 미치지 않도록 하므로 모터부(10)의 파워를 높이지 않아도 어떠한 케이블 권선에도 무리없이 안정적으로 사용할 수가 있다.

한편, 본 발명은 모터부(10)와 감속부(20)의 설치 위치를 최대한 가까이 결합되도록 하여 전체적인 사이즈가 축소되도록 하는 동시에 감속부(20)의 케이스(21)조차 보다 가벼운 재질인 알루미늄 원판에 경질 도금 처리가 수행되게 함으로써 경량화와 함께 강도는 유지될 수 있도록 하므로 어디에도 쉽게 이동 및 운반할 수가 있다.

이러한 경량화는 어디든 이동이 쉬운 이점이 있으며, 이와 함께 본 발명의 모터부(10)는 소형 발전기나 고용량 배터리만으로도 작동이 가능하므로 전기를 사용할 수 없는 야외나 오지에서도 사용할 수가 있는 매우 유용한 효과가 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 모터부
11 : 속도조절레버 12 : 베벨기어
20 : 감속부
21 : 케이스 22 : 베벨기어
23 : 베벨축 24 : 평기어
25 : 기어축
30 : 권선부
31 : 드럼
40 : 지지 프레임부

Claims (5)

1. 단상의 3kw의 용량을 가지며, 브릿지 다이오드를 이용하여 속도 조절이 이루어지고, 구동축의 단부에서 베벨기어를 통해 직각의 방향으로 동력이 전달되도록 하는 카본 브러시를 사용하는 모터부;
   상기 모터부의 일측에서 나란하게 구비되고, 상기 베벨기어에 의해 일측으로부터 구동력이 전달되며, 기어 피치가 다른 복수의 평기어가 상호 연결되도록 하여 상기 모터부로부터의 구동력이 감속되도록 하는 감속부;
   상기 감속부의 상기 모터부와 대응되는 타측에서 베벨기어와 연결되는 일측에 대응하는 타측으로부터 인출되는 감속축에 축고정되는 케이블 권선을 위한 권선부;
   상기 모터부와 상기 감속부를 하부에서 지지하도록 구비되는 지지 프레임부를 포함하되,
   상기 감속부는 베벨기어측으로 작은기어와 큰기어의 기어비가 2:8이고, 권선부측으로 작은기어와 큰기어의 기어비는 2:10으로 이루어지는 4개의 평기어와;
   상기 복수의 평기어가 구비된 케이스의 일측으로부터 인출되는 베벨축에 연결되고, 타측이 상기 모터부에 구비된 베벨기어에 연결되어, 상기 베벨기어로부터 전달되는 구동력을 직각의 방향으로 전환시켜 전달받는 감속부측 베벨기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 윈치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터부는 상부에 브릿지 다이오드가 실장된 직류전환 모듈에 연결된 속도조절레버를 이용하여 변속이 이루어지도록 하는 케이블 윈치.
   
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