KR20000012324U - 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 산업현장에서 사용하고 있는 직류 모터, 교류 모터의 정/역방향 운전을 제어부(PLC) 및 구동 제어시스템을 통하여 제어함에 따라 크레인 운전에 따른 설비 및 안전사고를 방지할 수 있도록 한 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치에 관한 것이다.

본 고안은 휠(1)에 축연결되는 캠 리미트 스위치(3)와, 상기 캠 리미트 스위치(3)에 회전 가능하게 축연결되는 평기어(4)와, 상기 평기어(4)에 선택적으로 치결합될 수 있도록 베이스(8)에 고정 설치되며, 탄력적으로 상하 이동됨과 동시에 좌우 회동가능하게 설치되는 호형 기어부재(5)와, 상기 호형 기어부재(5)의 양측면에 접촉 설치되어 상기 호형 기어부재(5)의 회전에 의한 가압으로 상기 휠(1)의 정/역방향을 감지하는 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)와, 상기 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)의 감지값에 따라 정방향 운전을 할 때 상기 휠(1)이 정방향으로 구동되면 베이스(11a) 일측에 설치된 솔레노이드(11)를 구동하여 상기 호형 기어부재(5)를 상기 평기어(4)와 분리하고, 반대로 상기 휠(1)이 역방향으로 구동되면 크레인의 작동을 중지하는 제어부(10)를 포함하여 구성된다.

Description

크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치

본 고안은 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치에 관한 것으로서, 특히 산업현장에서 사용하고 있는 직류 모터, 교류 모터의 정·역방향 운전을 제어부(PLC) 및 구동 제어시스템을 통하여 제어함에 따라 크레인 운전에 따른 설비 및 안전사고를 방지할 수 있도록 한 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 크레인 직류 모터 동작을 나타낸 개략도로서, 일반적으로 크레인에 설치된 주 작업 교류,직류 모터는 운전실에서 정,역방향 운전을 한다.

즉, 작업자가 정방향(102)이나, 역방향(104)으로 운전(100)을 하는데 있어서, 제어부(PLC)(110)나, 통신 인터페이스 카드(I/F)(120), 드라이브(DRIVE)(130), 중 어느 한곳에서 오동작이 발생되면 운전하고자 하는 방향이 아닌 반대방향으로 직류 모터(150)가 운전이 되는 현상이 나타난다.

제어부 1/0 카드, 인터페이스 카드, 드라이브 제어카드, 통신 인터페이스 카드 오동작 발생은 노이즈(noise)에 의해 발생되고, 주의환경(먼지,온도,진동) 으로 인한 카드자체 소자의 이상 현상으로 오동작이 발생되는 바, 이런 오동작이 발생되면 다음과 같은 문제점이 발생된다.

① 정상 테이터 값이 비정상 데이터 값으로 반전되어 운전이 반대로(정방향 운전이 역방향운전, 역방향 운전이 정방향 운전) 되는데 제어부 시스템 및 드라이브 시스템에서는 이상감지 펄트(FAULT) 내용이 없다.

② 정상운전이 아닌 비정상 운전이 수행되고 있을 때에는 설비 정지가 어렵다.

③ 운전신호 없이 모터구동 및 브레이크 동작 발생시 설비정지가 안되고 이상감지 펄트내용도 없다.

④ 예방조치가 안되어 재발사고의 위험이 항상 내포되어 있다.

한편, T.G 사용 모터 오결선 체크 모터와 P.G 사용 모터 오결선 체크미터의 내용은 직류 모터 오결선으로 인한 정역 구동방향을 확인할 수 있는 체크에 관한 것으로서 이에 따른 문제점은 다음과 같다.

① 운전중에는 정,역 구동방향이 반대일 때 설비를 정지시킬 수 없고 확인만 가능하다.

② 운전중 정,역 운전이 반대로 운전될 때 알수가 없는 문제점이 내포되어 있다.

③ 체크미터의 이상 발생시 정비하는 근무자가 자체 원인을 육안으로 체크할 수 없고 카드 전문 정비자에게 수리를 해야만 한다.

④ 오동작에 의한 정역 방향감지가 전혀 되지 않는다.

⑤ 오동작에 의한 정역 방향감지가 전혀 되지 않는다는 것등이다.

또한 운전을 하지 않는데도 제어부(110), 통신 인터페이스 카드(120), 드라이브(130)에서의 오동작 발생으로 인하여 직류 모터(150) 구동 및 브레이크(160)(162) 동작으로 인하여 설비사고 및 안전사고가 발생되는 사례가 나타난다.

종래에는 크레인 운전중에 운전이 반대로 될 때나 운전신호 없이 브레이크 (160)(162)동작 및 직류 모터(150) 구동이 될 때, 이를 신속하게 검출하여 정지시키는 장치가 구비되지 않아 항상 설비사고 및 안전사고의 위험부담이 따르게 되었으며, 도면 중 미설명 부호 140은 사이르스타 유닛이다.

본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 산업현장에서 사용하고 있는 직류 모터, 교류 모터의 정·역방향 운전을 제어부(PLC) 및 구동 제어시스템을 통하여 제어함에 따라 정역 운전이 비정상으로 될 때(정운전이 역운전, 역운전이 정운전) 이를 신속 정확하게 감지하여 크레인을 정지시킴으로써 설비사고 및 안전사고를 방지할 수 있도록 한 정역운전시 오동작 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 크레인 구동모터 동작을 나타내는 개략도,

도 2는 본 고안의 사시도,

도 3은 본 고안의 정면도,

도 4는 도 2의 'A'부 상세도,

도 5 는 본 고안의 동작제어를 나타내는 흐름도,

도 6 은 본 고안에 따른 동작을 설명하기 위한 회로도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 휠, 3 : 캠 리미트 스위치,

4 : 평기어, 5 : 호형 기어부재,

5a : 안내장공, 5b : 눌림봉,

6a : 정방향 리미트 스위치, 6b : 역방향 리미트 스위치,

6c : 롤러, 7 : 스프링,

8,11a : 베이스, 8b : 돌기,

10 : 제어부(PLC), 11 : 솔레노이드,

11b : 가압봉, 160,162 : 브레이크

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 휠에 축연결되는 캠 리미트 스위치와, 상기 캠 리미트 스위치에 회전 가능하게 축연결되는 평기어와, 상기 평기어에 선택적으로 치결합될 수 있도록 베이스에 고정 설치되며, 탄력적으로 상하 이동됨과 동시에 좌우 회동가능하게 설치되는 호형 기어부재와, 상기 호형 기어부재의 양측면에 접촉 설치되어 상기 호형 기어부재의 회전에 의한 가압으로 상기 휠의 정/역방향을 감지하는 정/역방향 감지 리미트 스위치와, 상기 정/역방향 감지 리미트 스위치의 감지값에 따라 정방향 운전을 할 때 상기 휠이 정방향으로 구동되면 베이스 일측에 설치된 솔레노이드를 구동하여 상기 호형 기어부재를 상기 평기어와 분리하고, 반대로 상기 휠이 역방향으로 구동되면 크레인의 작동을 중지하는 제어부를 포함하는 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치가 제공된다.

이러한 구성에서, 상기 솔레노이드 하측에는 가압봉이 연장 형성되고, 이 가압봉과 관계하여 상기 호형 기어부재 하측에는 눌림봉이 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 구성에서 상기 호형 기어부재는 그 중간에 안내장공이 형성되고, 상기 안내장공에는 상기 베이스에서 연장 형성된 돌기가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이하, 양호한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 6은 본 고안에 따른 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치는 휠(1)에 축연결되는 캠 리미트 스위치(3)와, 상기 캠 리미트 스위치(3)에 회전 가능하게 축연결되는 평기어(4)와, 상기 평기어(4)에 선택적으로 치결합될 수 있도록 베이스(8)에 고정 설치되며, 탄력적으로 상하 이동됨과 동시에 좌우 회동가능하게 설치되는 호형 기어부재(5)와, 상기 호형 기어부재(5)의 양측면에 접촉 설치되어 상기 호형 기어부재(5)의 회전에 의한 가압으로 상기 휠(1)의 정/역방향을 감지하는 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)와, 상기 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)의 감지값에 따라 정방향 운전을 할 때 상기 휠(1)이 정방향으로 구동되면 베이스(11a) 일측에 설치된 솔레노이드(11)를 구동하여 상기 호형 기어부재(5)를 상기 평기어(4)와 분리하고, 반대로 상기 휠(1)이 역방향으로 구동되면 크레인의 작동을 중지하는 제어부(10)를 포함하여 구성된다.

상기 캠 리미트 스위치(3)는 정/역 회전되는 휠(1)에 축연결되어 있으며, 크레인의 작동을 온/오프할 수 있다.

평기어(4)는 캠 리미트 스위치(3)에 회전 가능하게 축연결되어 있고, 호형 기어부재(5)는 평기어(4)에 선택적으로 치결합될 수 있도록 베이스(8)에 설치되어 있는 바, 베이스(8)에 돌출된 돌기(8b)가 호형기어부재(5) 중간에 형성된 안내장공(5a)에 삽입되어 제한적만으로 상하와 좌우로만 움직일 수 있도록 되어 있다. 그리고, 호형 기어부재(5)의 하측에는 스프링(7)이 설치되어 있는 바, 이 스프링(7)은 호형 기어부재(5)가 항상 평기어(4)와 치결합되는 방향으로 탄성력을 제공한다.

또한, 상기 베이스(8)에는 상기 스프링(7)을 고정하기 위한 스프링 고정판(8a)이 부착되어 있다.

정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)는 호형 기어부재(5)의 양측면에 접촉된 상태로 베이스(8)에 고정 설치되어 있으며, 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)의 끝단에는 롤러(6c)가 설치되어 있다.

상기 롤러(6c)가 설치된 이유는 호형 기어부재(5)가 상하로 이동될 때에도 롤러(6c)가 호형 기어부재(5)에 항상 접촉된 상태를 유지하도록 하기 위해서 이다. 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)는 호형 기어부재(5)가 정방향으로 회전하는 경우에는 정방향 감지 리미트(6a)가 눌려지고, 반대로 호형 기어부재(5)가 역방향으로 회전하는 경우에는 역방향 감지 리미트(6b)가 눌려져 작동되도록 되어 있다.

또한, 솔레노이드(11)가 베이스(11a)를 통하여 상기 베이스(8)에 부착되는 바, 솔레노이드(11)의 하측에는 가압봉(11b)이 연장 형성되어 있고, 이 가압봉(11b)과 관계하여 상기 호형 기어부재(5) 하단에는 눌림봉(5b)이 연장 형성되어 있다.

제어부(10)는 작업자가 정방향 또는 역방향 운전을 할 때, 전술한 기어 메카니즘, 즉 평기어(4)와 호형 기어부재(5)에 의해서 각각 정방향 리미트 스위치(6a)와 역방향 리미트 스위치(6b)가 정방향과 역방향을 감지한다.

이때, 작업자가 정방향(또는 역방향) 운전을 할 때, 정상적으로 정방향 리미트 스위치(6a)(또는 역방향 리미트 스위치)가 호형 기어부재(5)의 측면에 의해서 눌려져 정방향을 감지하는 경우에는 제어부(10)는 솔레노이드(11)를 작동시켜서 가압봉(11b)이 눌림봉(5b)을 누르도록 하여 호형 기어부재(5)와 평기어(4)의 치결합을 분리시킨다.

만약 비정상적으로 역방향 리미트 스위치(6b)가 호형 기어부재(5)에 의해서 눌려지는 경우에는 이상작동을 감지하고 크레인의 작동을 중지하도록 되어 있다. 도면중 미설명 부호 2는 레일, 5c,5d는 스프링 삽입봉, 9는 케이블을 도시한 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 작용을 설명한다.

도 1 에서 도시한 바와같이, 작업자가 운전(100)을 정방향(102)으로 하는 경우 제어부(110) 시스템에서나 통신 인터페이스 카드(120) 및 드라이브(130) 시스템에서 정상적으로 데이터 인터페이스가 이루어져 직류 모터(150)가 구동되면서 축으로된 휠(1)이 화살표(1a)로 도시된 바와같이 정방향(1a)으로 구동되고 캠 리미트(3)에 축연결된 평기어(4)도 회전된다.

평기어(4)가 회전됨에 따라 평기어(4)와 치결합되어 있는 호형 기어부재(5)가 맞물려 화살표(1a)로 도시된 바와같이 정방향으로 소정각도 회전된다. 이때 호형 기어부재(5)가 돌기(8b)를 중심으로 정방향 리미트(6a)쪽으로 움직이게 되어 정방향 리미트(6a)를 가압하여 동작시키게 된다. 정방향 리미트(6a)가 작동됨에 따라 정방향 리미트(6a)의 동작신호를 제어부(10)에서 수신하여 정방향 리미트(6a) 신호로 솔레노이드(11)를 동작시킨다.

솔레노이드(11)의 작동으로 가압봉(11b)은 눌림봉(5b)을 하방으로 누르며 이때 스프링(7)의 탄성력을 극복하고 호형 기어부재(5)가 안내장공(5a)에 의해서 안내되면서 하방으로 이동된다. 이때 호형 기어부재(5)는 평기어와 치결합이 분리된다.

평기어(4)와 호형 기어부재(5)가 분리된 상태에서 정방향(1a)으로 운전하다가 작업자가 운전 정지를 하면 솔레노이드(11)의 동작이 오프된다. 이때 스프링(7)의 탄성력에 의해서 호형 기어부재가 상방으로 이동됨과 동시에 호형 기어부재(5)가 평기어(4)에 맞물려 다음동작을 대기하게 된다. 이 상태에서, 역방향(1b) 운전감지는 상기 정방향(1a) 운전동작과 동일하므로 생략하기로 한다.

한편, 운전(100)신호없이 제어부(110), 통신 인터페이스(120), 드라이브(130)에서 오동작 발생으로 휠(1)이 정방향(1a)이나 역방향(1b)으로 잘못 구동되면 상기와 같은 감지 방법으로 정방향 리미트 감지 스위치(6a)나 역방향 리미트 감지 스위치(6b)가 반대로 동작하게 되는 바, 이때 제어부(10)에서 직류 모터(150) 정지 및 브레이크(160)(162) 동작을 오프시킨다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 산업현장에서 직/교류 모터를 정/역구동을 하는데 있어서, 제어부(PLC) 및 드라이브 제어, 인터페이스 카드에서 오동작이 발생되어 운전방향이 아닌 반대 방향으로 운전이 될 때나, 운전 신호없이 브레이크 동작 및 모터구동이 되는 경우 이를 신속하게 정,역 운전검출 장치에서 검출하여 즉시 정지시킴으로써 설비사고 및 안전사고를 방지할 수 있으므로 작업능률을 향상시킬 수 있으며, 고장으로 인한 파급현상을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 고안에 따른 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 고안의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 휠(1)에 축연결되는 캠 리미트 스위치(3)와, 상기 캠 리미트 스위치(3)에 회전 가능하게 축연결되는 평기어(4)와,

   상기 평기어(4)에 선택적으로 치결합될 수 있도록 베이스(8)에 고정 설치되며, 탄력적으로 상하 이동됨과 동시에 좌우 회동가능하게 설치되는 호형 기어부재(5)와,

   상기 호형 기어부재(5)의 양측면에 접촉 설치되어 상기 호형 기어부재(5)의 회전에 의한 가압으로 상기 휠(1)의 정/역방향을 감지하는 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)와,

   상기 정/역방향 감지 리미트 스위치(6a)(6b)의 감지값에 따라 정방향 운전을 할 때 상기 휠(1)이 정방향으로 구동되면 베이스(11a) 일측에 설치된 솔레노이드(11)를 구동하여 상기 호형 기어부재(5)를 상기 평기어(4)와 분리하고, 반대로 상기 휠(1)이 역방향으로 구동되면 크레인의 작동을 중지하는 제어부(10)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 솔레노이드(11) 하측에는 가압봉(11b)이 연장 형성되고, 이 가압봉(11b)과 관계하여 상기 호형 기어부재(5) 하측에는 눌림봉(5b)이 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 호형 기어부재(5)는 그 중간에 안내장공(5a)이 형성되고, 상기 안내장공(5a)에는 상기 베이스(8)에서 연장 형성된 돌기(8b)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 크레인의 구동모터 정역운전시 오동작 방지장치.