KR200475811Y1

KR200475811Y1 - 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조향식 휠 모터 조립체

Info

Publication number: KR200475811Y1
Application number: KR2020110005746U
Authority: KR
Inventors: 벤자민 워렌 슌; 벤자민 워렌 ?
Original assignee: 페이필드 매뉴팩처링 컴파니, 인코포레이티드
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2015-01-05
Also published as: ZA201104964B; CA2742221C; AU2011202097B1; RU114439U1; US8449424B2; EP2500199A2; KR20120006677U; CA2742221A1; BRPI1104780A2; EP2500199A3; TWM423400U; CN202384908U; SG184607A1; US20120238389A1

Abstract

본원의 건설 리프트 및 비계 장치를 이동시키기 위한 조향식 휠 모터 조립체는, 수직축에 대한 회전을 위해 조향 메카니즘에 상부 단부에 피봇동작할 수 있게 장착된 스핀들 브래킷을 포함한다. 출력 샤프트는 제1세트의 베어링과 제2세트의 베어링에 의해 지지되며, 상기 제2세트의 베어링은 그것과 일체로 된 속도와 방향 센서를 구비하여 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출한다. 센서는 장치의 속도와 방향을 제어하는 제어 시스템에 출력한다. 트러스트 와셔를 출력 태양기어를 정확하게 배치하는데 사용하여, 조립체의 제작 및 관리비용을 절감하였다. 트러스트 와셔를 사용함으로써 높은 공차에 따라 출력 샤프트의 기계가공비를 절감하였다.

Description

건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조향식 휠 모터 조립체{STEERABLE WHEEL MOTOR ASSEMBLY FOR MOVING CONSTRUCTION LIFTS AND SCAFFOLD EQUIPMENT}

본 고안은 속도센서, 유성기어박스 및 조향수단을 가진 일체형 전기모터로서, 소형의 콤팩트한 건설 장치용 전기 휠 모터 구동 시스템(electrical wheel motor drive systems)에 관한 것이다.

본원은 2005년 2월 8일자 허여된 미국특허 6,852,061호를 참고문헌으로 포함하며, 그 내용은 본원의 배경기술로 다음과 같이 인용하였다. 도1 내지 도3은 상기 미국특허 6,852,061호의 도면과 대체로 동일한 것이다. 도1은 조향(steering)용으로 사용된 타이 바(tie bar)에 의해 상호 연결된 종래 기술에 따른 1쌍의 휠 모터(100)의 사시도이다. 도2는 종래 기술에 따른 휠 모터(200)의 정면도이다. 도3은 종래 기술에 따른 도2의 3-3선을 따라 절단된 측부의 부분 횡단면도이다. 도3a는 종래 기술의 다른 실시예의 휠 모터(300)의 측부의 부분 횡단면도이다.

2005년 2월 8일자 허여된 미국특허 6,852,061호의 기술내용은 다음과 같다. 도1과 관련하여 설명하면, 2 휠 모터 조립체(10)는 스핀들 브래킷(14)에 각 단부가 피봇동작하게 연결된 상호연결 타이 바 조립체(12)와 쌍을 이루는 관계(a paired relationship)로 도시되었다. 스핀들 브래킷(14)은 브래킷(16)으로부터 하향 신장된 샤프트(도시되지 않음)에 피봇동작하게 장착된다. 브래킷(16)은 시저 리프트(scissor lift) 또는 다른 비계 장치(scaffold equipment)(도시되지 않음)의 적절한 하부구조에 장착된다. 타이 바 조립체(12)가 장치의 조향 메카니즘(도시되지 않음)에 연결되어, 타이 바의 횡방향 이동으로 휠 모터 조립체는 샤프트 둘레를 피봇동작하여 상기 장치를 조향할 수 있다.

도2 및 도3을 참고로 설명하면, 휠 모터 조립체(10)는 모터(18)가 장착된 스핀들 브래킷(14)을 포함한다. 스핀들 브래킷(14)의 상부 단부(15)는 그를 관통하여 형성된 중공의 원통형 개구(20)를 갖고, 상기 개구는 스핀들 브래킷(14)이 수직 축(22)에 대하여 피봇동작하도록 브래킷(16)에 장착된 원통형 샤프트(도시되지 않음)를 수용하는 치수로 형성된다.

적절한 전원에 연결된 전기 케이블(24)을 통해 전력이 모터(18)에 공급된다. 케이블(24)을 통해 공급된 전력의 적용은 출력 샤프트(26) 또는 모터(18)의 회전을 일으킨다. 출력 샤프트(26)는 스핀들 브래킷(14)의 하부 단부(57)를 통한 원형 개구(29) 내에 배치된 샤프트 베어링(28)에 의한 회전을 위해 지지된다. 모터(18)의 엣지 둘레에는 0-링 시일(30)이 제공되어 이물질과 파편들이 모터 격실에 유입하는 것을 막고 모터(18)를 지지한다. 또한, 상기 샤프트(26)를 추가로 밀봉하도록 샤프트 립 시일(32)이 제공되어 윤활유의 유출 및 이물질과 파편이 기어 격실(31)로 유입되는 것을 막는다. 기어 격실(31)은 스핀들 브래킷(14)의 하부 단부(57)의 중공 실내부를 포함한다. 샤프트 베어링(28)은 보유(retaining) 링(34)에 의해 정 위치에 유지된다. 샤프트(26)의 단부 상의 리세스(recess)와 계합하는 보유 링(38)에 의해 샤프트(26)의 단부에 보유된 입력 태양기어(36)는 출력 샤프트(26)의 단부에 장착된다. 태양기어(36)는 입력 유성기어(40)(3개 중 1개 만 도시)의 대응 기어 이(teeth)와 계합하는 복수의 기어 이를 포함한다. 복수의 기어 이를 가진 링 기어(42)는 입력 유성기어(40)의 이와 계합하게 배치되어, 입력 태양기어(36)의 회전이 입력 유성기어(40)가 링 기어(42) 내에서 회전하게 하여 입력 유성기어가 태양기어(36) 둘레를 회전하게 한다. 유성기어(40)는 고정 링(41)에 의해 입력 유성 핀(44)에서 회전하기 위해 장착되며, 니들 베어링(43)에 의한 입력 유성 핀(44)에 대한 회전을 위해 지지된다. 핀(44)은 출력 태양기어(48)에 연결된 입력 캐리어(46)에 장착된다. 입력 캐리어(46)는 고정 링(49)에 의해 출력 태양기어(48)에 고착된다. 태양기어(48)는 샤프트(26) 둘레를 회전하게 장착된다. 따라서, 입력 유성기어(40)가 태양기어(36)의 회전으로 태양기어(36)에 대한 회전이 일어나면, 캐리어(46)와 연결된 출력 태양기어(48)는 동일한 방향으로 샤프트(26)에 대한 회전이 일어나게 된다.

출력 태양기어(48)는 출력 유성기어(50)의 기어 이와 계합하는 이를 갖는다. 상기 기어(50)는 출력 유성 핀(52)에 의해 스핀들 브래킷(14)에 장착되어 회전한다. 트러스트(thrust) 와셔(54)는 핀(52) 둘레에 출력 유성기어(50)의 각 측부에 제공되며, 니들 베어링(56)이 출력 유성기어(50)를 지지하여 회전을 용이하게 한다.

대략 원통형상의 허브(58)는 스핀들 브래킷(14)의 하부 단부(57)에 대한 회전을 위해 장착된다. 허브(58)는 베어링(60, 62)에 의한 회전을 위해 지지된다. 베어링(60)은 보유 링(61)에 의해 제 위치에 유지된다. 출력 유성기어(50)와 계합하는 출력 링 기어(64)는 허브(50)의 내부 면(59)에 연결된다. 출력 태양기어(48)의 회전에 의해 일어나는 출력 유성기어(50)의 회전은 출력 링 기어(64)가 회전하게 하여 연결된 허브(58)가 회전을 일으키도록 한다. 따라서, 모터(18)로의 전력공급은 출력 샤프트(26)와 부착된 입력 태양기어(36)가 회전하게 하며, 상기 회전은 입력 유성기어가 차례로 샤프트(26)에 대한 입력 캐리어(46)와 부착된 출력 태양기어(48)가 회전하는 링 기어(42)의 내부 둘레를 회전하게 한다. 차례로, 출력 태양기어(48)의 회전은 출력 유성기어(50)가 회전하게 하며, 상기 회전은 차례로 출력 링 기어(64)와 일체적으로 연결된 허브(58)가 회전하게 한다. 러버 휠(rubber wheel)(도시하지 않음)은 통상적으로 허브(58)의 수직 면(68)에 형성된 나사진 리세스(66) 안으로 나사체결되는 볼트(도시되지 않음)에 의해 허브(58)의 외부 면(55)에 부착(attach)된다.

커버(70)는 허브(58)의 개방 외부 단부 위에 놓이며, 허브(58)의 개방 외부 단부에서 그루브(groove)와 계합하는 고정 링(72)에 의해 제 위치에서 유지된다. 0-링 시일(74)은 커버(70)의 엣지 둘레에 배치되어 윤활유의 유성기어 격실(31)로부터의 유출 및 이물질과 파편들의 유입을 막는다. 또한, 립 시일(76)은 허브(58)의 내부 엣지와 스핀들 브래킷(14)의 엣지 둘레에 제공되어 윤활유가 메카니즘의 내부로부터 나가는 것과 이물질 및 파편이 후부(back side)로부터 메카니즘의 내부로 들어오는 것을 막는다.

전기모터(18)는 모터(18)의 외부 단부에 포함된 제동 메카니즘(79)을 갖고, 커버(78)에 의해 덮여진다. 제동 메카니즘은 전력이 모터(18)로부터 제거되었을 때 샤프트(26)의 회전을 막도록 샤프트(26)를 잠그고(lock), 전력이 모터에 공급될 때에는 회전을 위해 샤프트(26)의 잠금을 해제(release)하게 작동한다. 이런 잠금 메카니즘은 전력이 공급되지 않을 때 휠의 이동을 막는다. 따라서, 휠 모터 조립체(10)가 시저 리프트 또는 다른 비계 타입 장치를 구동하는데 사용되면, 상기 장치는 전력이 모터(24")로부터 제거되었을 때 잠겨져 이동이 방지된다.

본원은 건설 리프트와 비계 장치를 이동시키기 위한 조립체에 관한 것이다. 상기 조립체는 건설 리프트와 비계 장치를 이동시키기 위한 제1 및 제2조향식 휠 모터 조립체를 포함한다. 건설 리프트와 비계 장치를 이동시키기 위한 제1 및 제2조향식 휠 모터 조립체의 각각은, 수직 축에 대한 회전을 위해 조향 메카니즘에 상부 단부에 피봇식으로 장착되는 형상의 스핀들 브래킷을 포함한다. 상기 조립체의 각각은 추가로 스핀들 브래킷의 하부 단부에 장착된 전기모터를 포함한다. 상기 모터는 전력이 모터에 공급되었을 때 축을 중심으로 회전하는 출력 샤프트를 갖는다. 출력 샤프트는 샤프트 개구를 통해 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부 부분 안에 배치된다.

출력 샤프트는 제1세트의 베어링과 제2세트의 베어링에 의해 지지된다. 제1세트의 베어링은 전기모터 내에 배치되고, 제2세트의 베어링은 스핀들 브래킷과 출력 샤프트 사이에 배치된다. 제2세트의 베어링은 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 일체로 배치된 속도 및 방향 센서를 포함한다.

제2세트의 베어링은 내부 레이스(race)와 외부 레이스를 포함한다. 내부 레이스는 출력 샤프트에 그것과 함께 회전가능하게 부착되며, 외부 레이스는 고정(stationary)되어 있다. 마그네틱 임펄스 링(magnetized impulse ring)은 내부 레이스에 부착되어 그것과 함께 회전가능하게 되어 있다. 센서 몸체는 내부 임펄스 링과 샤프트가 회전할 때 제공된 마그네틱 임펄스를 검출하는 제2세트 베어링의 외부 레이스에 부착된다. 대략 원통형의 휠 허브는 스핀들 브래킷에 장착되어 출력 샤프트의 회전 축과 일치하는 수평 축에 대해 회전한다.

상기 휠 허브는 휠이 장착될 수 있는 외부 면, 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부 부분을 둘러싼 내부 면, 외부 면과 내부 면 사이의 내부 엣지, 및 외부 면과 내부 면 사이의 외부 엣지를 포함한다. 상기 허브는 허브의 내부 엣지에 인접하게 배치된 제3세트의 베어링과, 허브의 외부 엣지로부터 내향하여 배치된 제4세트의 베어링에 의한 회전을 위해 지지된다.

다-단계 유성기어 시스템은 모터의 출력 샤프트 둘레에 장착되며, 스핀들 브래킷의 내부 부분 내에 그리고 외부 엣지와 내부 엣지 사이의 원통형 휠 허브 내에 배치된다. 유성기어 시스템은, 제4세트의 베어링과 허브의 외부 엣지와의 사이에 배치되고 모터의 출력 샤프트에 장착된 입력 태양기어를 포함한다.

입력 태양기어는 근접부(proximate portion)와 말단부(distal portion)를 포함한다. 유성기어 시스템은 부가로 입력 유성기어, 휠 허브의 내부 부분에 부착된 제1링 기어, 스플라인 내부(splined interior)를 가진 입력 기어 캐리어(carrier), 및 스플라인 외부(splined exterior)를 가진 출력 태양기어를 포함한다. 출력 태양기어는 근접부와 말단부를 포함한다. 트러스트 와셔(thrust washer)는 스핀들 브래킷과 출력 태양기어의 근접부와의 사이에 위치한다. 출력 태양기어의 근접부는 트러스트 와셔와 상호 계합하고, 출력 태양기어의 말단부는 입력 태양기어의 근접부와 상호 계합한다.

단부 커버는 휠 허브에 부착되며, 그것과 함께 회전가능하다. 휠 허브의 단부 커버는 중앙에 배치된 원통형 리세스를 갖는다. 원주의 간격 링과 원주형 브래킷은 커버의 원통형 리세스에 위치한다. 입력 태양기어의 말단부는 커버의 원통형 리세스에 있는 원주형 브래킷과 상호 계합한다.

입력 태양기어는, 입력 기어 캐리어의 회전을 발생시키는 제1링 기어와 계합하며 상기 제1링 기어에 반작용하는 입력 유성기어를 회전 구동한다. 입력 기어 캐리어의 스플라인 내부는 출력 태양기어의 스플라인 외부와 상호 계합한다. 상기 유성기어 시스템은 부가로 출력 태양기어의 스플라인 외부에 의해 구동되는 출력 유성기어를 갖는다. 출력 유성기어는 스플라인에 대한 회전을 위해 장착된다.

출력 링 기어는 제3세트의 베어링과 제4세트의 베어링 사이에 배치되며, 휠 허브의 내부 면에 연결된다. 출력 링 기어는 다 단계 유성기어 시스템의 출력 유성기어와 계합하며, 출력 유성기어의 회전이 출력 유성기어와 휠 허브의 회전을 일으켜 유성기어 시스템을 통한 기계적 힘이 휠 허브에 적용되도록 한다.

제2세트의 베어링 유닛과 일체로 된 속도 및 방향 센서는 2개의 사각파(square wave) 신호를 출력한다. 신호 처리기는 마이크로프로세서로의 입력을 위해 상기 사각파 신호를 적응(adapt)시킨다. 마이크로프로세서는 적응된 사각파 신호를 수신한다. 작업자 입력 스테이션은 원하는 휠 허브 속도와 방향을 마이크로프로세서에 적용한다. 마이크로프로세서는 적응된 사각파 신호를 수신하며, 사각파 신호를 원하는 휠 허브 속도와 방향 입력신호와 비교하여, 알고리즘에 따른 수정된 제어신호를 출력한다. 임의 수의 알고리즘이 사용되며, 상기 알고리즘은 모터를 보호하는데 사용된다. 본원에서는 때때로 임베디드(embedded) 마이크로컨트롤러 또는 임베디드 마이크로프로세서로 지칭되는 마이크로프로세서가 모터를 보호한다.

모터 컨트롤러는 마이크로프로세서로부터 수정된 제어신호를 수신 및 처리하며, 출력 샤프트의 속도와 방향을 검출하는 전기모터로 제어신호를 출력한다.

차량 용도에서의 속도 센서의 주 이득의 하나는 폐쇄-루프 모터 제어가 가능한 것이다. 이것은 센서에 의해 측정된 속도에 기초한 모터 전기자(armature)에 전달된 전압의 양호한 튜닝(fine tuning)을 가능하게 하여, 모터 속도가 목표(명령) 속도에 매우 부합할 것이다. 또한, 속도 센서는 모터에 보호 수단도 제공한다. 컨트롤러가 회전자 잠금 상태를 검출하면, 모터로의 전력 전달동작을 정지할 것이다. 속도센서를 갖지 않은 상태에서, 컨트롤러는 모터가 다 타버릴 때까지 모터로 전력을 전하는 일을 계속할 수 있다. 속도센서는 그 일부가 용도 종속성이 있는 다양한 다른 제어 계획안(control scenarios)에 사용할 수 있다. 속도센서는 트랙션(traction) 제어를 하는데 사용되거나 또는 제동 또는 가속이 특정 비율에서 또는 특정 거리 내에서 실행되도록 하는데 사용될 수 있다. 또한, 속도센서는 주행기록계 및/또는 속도계로서 사용될 수도 있다.

스핀들과 출력 태양기어와의 사이의 트러스트 와셔는 매우 정밀하게 출력 태양기어와 입력 캐리어 단부 플레이(play)의 제어를 가능하게 한다. 트러스트 와셔를 사용하여 모터 내의 샤프트의 정밀한 기계가공이 필요하지 않은 출력 태양기어의 단부 플레이를 제어하여, 전기모터의 가격 및 복잡도를 절감하였다. 상기 트러스트 와셔의 사용은 필요한 공간 내에서 출력 태양기어의 적절한 끼움(fitting)을 가능하게 한다. 트러스트 와셔를 사용하지 않으면, 제작공차의 증가로 인하여, 출력 태양기어가 너무 헐겁게(loose) 되거나 또는 너무 빡빡(tight)하게 될 것이다.

트러스트 와셔와 출력 태양기어의 근접부와의 상호 계합, 제1태양기어의 근접부와 출력 태양기어의 말단부와의 상호 계합, 및 커버의 원통형 리세스에서의 원주형 브래킷과 입력 태양기어의 말단부와의 상호 계합은, 축방향으로의 출력 태양기어의 위치를 제어한다.

트러스트 와셔의 사용으로 출력 샤프트의 제1견부(301)와 제2견부 사이의 거리를 제어할 필요가 없어졌다. 출력 샤프트상의 견부는 모터에 대하여 말단에 정확한 장소에 위치하거나 출력 샤프트상의 다른 장소에 위치하여야 한다. 다르게 말하면, 샤프트상의 견부는 스핀들에 대해 정확하게 배치되어야 한다. 견부의 위치는 대응 견부가 출력 샤프트의 견부와 계합하여 출력 샤프트에 대해 회전하므로 중요하다. 샤프트상의 견부의 정확한 위치는 대체로 원통형의 출력 태양기어가 할당된 공간에 올바르게 끼워지는지의 여부를 판단한다. 만일 견부가 적절한 축방향 위치(axial location)에 배치된다면, 출력 태양기어는 적절하게 끼워질 것이다. 만일 견부의 축방향 위치가 견부로부터 너무 멀리 배치된다면, 출력 태양기어는 견부와 입력 태양기어의 근접 단부와의 사이에 매우 빡빡하게 끼워질 것이다. 만일 견부의 축방향 위치가 견부로부터 지나치게 멀리 배치되지 않았다면, 출력 태양기어는 견부와 입력 태양기어의 근접 단부와의 사이에 매우 헐겁게 끼워질 것이다. 시일은 출력 샤프트와 와셔에 근접한 스플라인 사이에 위치한다.

본원의 건설 리프트 및 비계 장치를 이동하기 위한 조향식 휠 모터 조립체는, 수직 축에 대한 회전을 위해 조향 메카니즘에 상부 단부에서 피봇동작할 수 있게 장착되게 형성된 스핀들 브래킷을 포함한다. 상기 출력 샤프트는 제1세트의 베어링과 제2세트의 베어링에 의해 지지되며, 상기 제2세트의 베어링은 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 그것과 일체로 된 속도 및 방향 센서를 포함한다. 상기 센서는 장치의 속도와 방향을 제어하는 제어 시스템에 출력한다. 트러스트 와셔는 조립체의 출력 태양기어를 정확하게 배치하는데 사용되며, 제작 및 관리비를 절감한다. 트러스트 와셔의 사용은 높은 공차율로 출력 샤프트를 기계가공하는 비용을 절감한다.

본 고안의 목적은 출력 샤프트가 제1세트의 베어링과 제2세트의 베어링에 의해 지지되며, 제2세트의 베어링이 스핀들 브래킷과 출력 샤프트 사이에 위치하며, 제2세트의 베어링이 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 그것과 일체로 속도 및 방향 센서를 포함하는 출력 샤프트를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 내부 레이스와 외부 레이스를 포함하며, 출력 샤프트에 부착되어 그것과 함께 회전가능한 내부 레이스와 고정적인 외부 레이스를 가진 제2세트의 베어링을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 마그네틱 임펄스 링이 내부 레이스에 부착되어 그것과 함께 회전 가능하고, 센서 몸체가 내부 임펄스 링과 샤프트가 회전할 때 제공된 마그네틱 임펄스를 검출하는 제2세트의 베어링의 외부 레이스에 부착되는 제2세트의 베어링을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 속도 및 방향 센서가 2개의 사각파 신호를 출력하고, 신호 처리기가 마이크로프로세서로의 입력을 위해 사각파 신호를 적응시키고, 상기 마이크로프로세서는 적응된 사각파 신호를 수신한 후, 원하는 휠 허브 속도와 방향에 대한 적응된 처리 신호를 비교하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 마이크로프로세서가 적응된 사각파 신호를 수신하며, 사각파 신호를 원하는 휠 허브 속도 및 방향 입력신호와 비교하며, 알고리즘에 따라 수정된 제어신호를 출력하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 임의 수의 알고리즘을 사용하며, 모터를 보호하는데 상기 알고리즘을 사용하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 모터 컨트롤러가 마이크로프로세서로부터 수정된 제어신호를 수신 및 처리하며, 출력 샤프트의 속도와 방향을 지시하기 위해 전기모터로 제어신호를 출력하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 모터속도가 목표(명령)속도와 거의 정확히 부합하도록 센서에 의해 측정된 속도에 기초한 모터 전기자로 전달된 전압의 양호한 튜닝을 가능하게 하는 폐쇄-루프 모터 제어를 위해 속도 센서를 사용하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 모터에 대한 보호수단으로 마이크로프로세서와 조합된 속도센서를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 가속 및 감속 제한수단으로 마이크로프로세서와 조합된 속도센서를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 속도계 또는 주행기록계로서 사용되는 마이크로프로세서와 조합된 속도센서를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 매우 정밀하게 출력 태양기어와 입력 캐리어 단부 플레이의 제어를 가능하게 하는 스핀들과 출력 태양기어 사이에 트러스트 와셔를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 모터 내부 및 외부에서 샤프트의 정밀한 기계가공의 필요성을 줄여서 전기모터의 제작비와 복잡도를 감소시킨 트러스트 와셔를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 트러스트 와셔와 출력 태양기어의 근접부를 상호 계합하고, 제1태양기어의 근접부와 출력 태양기어의 말단부를 상호 계합하고, 커버의 원통형 리세스 내의 원주형 브래킷과 입력 태양기어의 말단부를 상호 계합하여, 출력 태양기어의 축방향 위치를 제어하는 것이다.

도1은 조향용으로 사용된 타이 바에 의해 상호 연결된 종래기술에 따른 1쌍의 휠 모터의 사시도이다.
도2는 종래기술에 따른 휠 모터의 정면도이다.
도3은 종래기술에 따른 도2의 3-3선을 따라 절단하여 취해진 측면 및 부분 횡단면도이다.
도3a는 종래기술의 다른 실시예의 측면 및 부분 횡단면도이다.
도4는 속도센서 베어링 유닛, 트러스트 와셔, 상기 트러스트 와셔와 맞닿은 출력 태양기어 및 출력 샤프트를 예시한 본 고안의 횡단면도이다.
도4a는 도4의 일 부분의 확대도이다.
도4b는 출력 샤프트에 장착된 속도센서 베어링 유닛의 사시도이다.
도4c는 마이크로프로세서, 속도 및 방향 제어센서, 신호 처리기, 모터 컨트롤러, 모터 및 양측 휠을 위한 각 출력부의 블럭도이다.

도4는 속도센서 베어링 유닛(401), 트러스트 와셔(406), 상기 트러스트 와셔(406)와 접하는 출력 태양기어(48), 및 출력 샤프트(26)를 예시한 본 고안의 횡단면도이다. 조립체(10)는 건설 리프트와 비계 장치를 이동시키기 위한 제1 및 제2조향 휠 모터 조립체를 포함한다. 건설 리프트와 비계 장치를 이동시키기 위한 제1 및 제2조향 휠 모터 조립체의 각각은, 수직축(22)을 중심으로 회전하기 위해 조향 메카니즘에 상부 단부(15)에 피봇동작하게 장착되게 형성된 스핀들 브래킷(14)을 포함한다. 상기 조립체의 각각은 부가로 스핀들 브래킷의 하부 단부에 장착된 전기모터(18)를 포함한다. 모터는 전력이 모터에 공급될 때 축을 중심으로 회전하는 출력 샤프트(26)를 갖는다. 상기 출력 샤프트는 스핀들 브래킷(14)의 하부 단부의 내부에 샤프트 개구를 통해 배치된다.

출력 샤프트는 제1세트의 베어링(461)과 제2세트의 베어링(401)에 의해 지지된다. 제1세트의 베어링(461)은 모터 하우징과 샤프트(26)사이에 전기모터 내에 위치한다.

도4b는 출력 샤프트(26)에 장착된 속도센서 베어링 유닛(401)의 사시도이다. 제2세트의 베어링(401)은 스핀들 브래킷(14)과 출력 샤프트(26) 사이에 위치한다. 제2세트의 베어링(401)은 출력 샤프트(26)의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 그것과 일체로 된 속도 및 방향센서를 포함한다.

제2세트의 베어링(401)은 내부 레이스(403)와 외부 레이스(405) 및 복수의 볼 베어링(404)을 포함한다. 내부 레이스(403)는 출력 샤프트(26)에 부착되어 그것과 함께 회전가능하며, 외부 레이스(405)는 고정적이다. 마그네틱 임펄스 링(413)은 내부 레이스(403)에 부착되어 샤프트(26)의 회전 시 함께 회전가능하다. 센서 몸체(414)는 내부 임펄스 링(413)과 샤프트(26)가 회전할 때 제공된 마그네틱 임펄스를 검출하는 제2세트의 베어링(401)의 외부 레이스(405)에 부착된다. 케이블(402, 408)은 센서(401)로부터 인도되어 도4c에 예시된 제어 시스템과 통신한다. 도면번호 '408'은 도4에 예시된 바와 같이 모터 하우징으로부터 신장된 케이블의 외부 부분을 지칭한다.

센서-베어링 유닛(401)은 모터 제어를 하기 위해 특별히 설계된 증분 인코더(incremental encoders)이며, 이것들은 SKF 메카트로닉스에서 제조된다. 상기 SKF 메카트로닉스 센서는 단지 예를 들어 본원에 기술된 것이며, 많은 다른 센서와 다른 타입의 센서가 사용될 수 있다. 센서-베어링 유닛(401)은 순차적으로 처리된 다음 제어 시스템에 사용되는 콤팩트하고 신뢰성 있는 부호화(encoding)를 제공한다. 본원에 사용된 센서-베어링 유닛은 회전 내부 링(rotating inner ring)과 고정 외부 링(stationary outer ring)에 적용되는 것이다.

센서 베어링 유닛(401)은 콤팩트하게 설계된 작동 센서(active sensor)를 포함하며, 증분 인코더에 매우 가깝게 위치한다. 센서의 주 구성요소는 임펄스 링과, 센서를 가진 센서 몸체 및 연결 케이블이다. 복합 마그네틱 임펄스 링은 임의 수의 N극과 S극으로 나누어진 고정 베어링 내부 레이스에 부착된다. 센서몸체는 베어링 외부 레이스에 부착된다. 센서몸체는 2개의 다른 회전방향으로 샤프트의 회전을 측정 및 계수하기 위한 2개의 감지 셀(sensing cell)을 갖는다. 상기 센서는 외부 전압 공급이 필요하다. 상기 센서는 2개의 다른 사각파를 출력하며, 그 신호의 유도에 따라, 회전 방향이 결정되며 회전속도가 결정된다.

대체로 원통형의 휠 허브(58)는 출력 샤프트(26)의 회전 축과 일치하는 수평축에 대한 회전을 위해 스핀들 브래킷(14)에 장착된다. 상기 휠 허브는 휠이 장착될 수 있는 외부 면(55)과, 스핀들 브래킷(14)의 하부 단부의 내부를 둘러싸는 내부 면(59)과, 외부 면(58)과 내부 면(59)사이의 내부 엣지(465), 및 외부 면(58)과 내부 면(59)사이의 외부 엣지(466)를 포함한다. 허브(58)는 허브의 내부 엣지(465)에 인접하게 배치된 제3세트의 베어링(62)과, 허브의 외부 엣지(466)로부터 내향하여 배치된 제4세트의 베어링(60)에 의한 회전을 위해 지지된다.

다-단계 유성기어 시스템은 모터의 출력 샤프트(26) 둘레에 장착되며, 스핀들 브래킷(14)의 내부 내에 그리고 외부 엣지(466)와 내부 엣지(465)사이의 원통형 휠 허브(58) 내에 배치된다. 상기 유성기어 시스템은, 제4세트의 베어링(60)과 허브(58)의 외부 엣지(466)와의 사이에 배치되고 모터의 출력 샤프트(26)에 장착된 입력 태양기어(36)를 포함한다. 입력 태양기어(36)는 출력 샤프트(26)의 외부 스플라인과 계합하는 외부 스플라인을 포함한다.

입력 태양기어(36)는 근접부(36B)와 말단부(36A)를 포함한다. 입력 태양기어(36)는 때때로 본원에서는 "제1"태양기어로 지칭된다. '근접(proximate)'이라는 표현은 모터에 최근접한 부분(또는 지점)을 지칭하며, '말단(distal)'이라는 표현은 모터로부터 최원거리의 부분(또는 지점)을 지칭한다. 유성기어 시스템은 부가로 입력 유성기어(40), 휠 허브(58)의 내부에 부착된 제1링 기어(61), 스플라인 내부(46A)를 가진 입력 기어 캐리어(46), 및 스플라인 외부(48S)를 가진 출력 태양기어(48)를 포함한다. 때때로 본원에서는 입력 유성기어(40)는 제1유성기어로 지칭된다. 또한, 때때로 본원에서는 입력 기어 캐리어(46)가 제1캐리어로 지칭된다.

출력 태양기어(48)는 근접부(48C)와 말단부(48B)를 포함한다. 출력 태양기어(48)는 출력 샤프트에 대한 회전을 위해 장착된다. 트러스트 와셔(406)는 스핀들 브래킷(14)과 출력 태양기어(48)의 근접 단부(48C)와의 사이에 위치한다. 출력 태양기어(48)의 근접부(48C)는 트러스트 와셔(406)와 상호 계합하며, 출력 태양기어(48)의 말단부(48B)는 입력 태양기어(36)의 근접부(36B)와 상호 계합한다.

단부 커버(70)는 휠 허브(58)에 부착되며, 그것과 같이 회전가능하다. 휠 허브의 단부 커버는 내부를 포함하며, 상기 내부는 그 안에 중앙 배치된 원통형 리세스(330R)를 포함한다. 원주형 스페이서 링(330)과 원주형 브래킷(331)은 커버의 원통형 리세스(330R)에 위치한다. 입력 태양기어(36)의 말단부(36A)는 커버의 원통형 리세스(330R)에 있는 원주형 브래킷(331)과 상호 계합한다.

트러스트 와셔(406)와의 출력 태양기어의 근접부(48C)의 상호 계합, 제1태양기어(36)의 근접부(36B)와의 출력 태양기어(48)의 말단부(48B)의 상호 계합, 및 커버의 원통형 리세스(330R)에 있는 원주형 브래킷(331)과의 입력 태양기어의 말단부(36A)의 상호 계합은, 축 방향으로 출력 태양기어의 위치를 제어한다.

도3a를 참고하여 설명하면, 트러스트 와셔의 사용으로 출력 샤프트(26)의 제1견부(301)와 제2견부(302)사이의 거리를 제어할 필요가 없다. 계속하여 도3a를 참고하여 설명하면, 출력 샤프트(26)상의 견부(301)는 모터에 대해 말단부의 정확한 장소에 또는 출력 샤프트상의 다른 장소에 위치하여야 한다. 다르게 말하면, 샤프트(26)상의 견부(301)는 스핀들(14)에 대해 정밀하게 배치되어야 한다. 견부(301)의 장소는 출력 태양기어(48)의 대응 견부(48A)가 출력 샤프트(26)의 견부(301)와 계합하여 출력 샤프트(26)에 대해 회전하기 때문에 중요하다. 샤프트(26)상의 견부(301)의 정밀한 장소는 대체로 원통형상의 출력 태양기어(48)가 할당된 공간에 올바르게 끼워지는지를 결정한다. 만일 견부(301)가 적절한 축방향 위치에 배치되었으면, 출력 태양기어(48)는 적절하게 끼워질 것이다. 만일 견부(301)의 축방향 위치가 견부(302)로부터 너무 멀리 배치되었으면, 출력 태양기어는 견부(301)와 입력 태양기어(36)의 근접 단부(36B)와의 사이에서 매우 빡빡하게 끼워질 것이다. 만일 견부(301)의 축 장소가 견부(302)로부터 충분히 멀리 배치되지 않았으면, 출력 태양기어(48)는 견부(301)와 입력 태양기어(36)의 근접 단부(36B)사이에서 매우 헐겁게 끼워질 것이다.

스핀들(14)과 출력 태양기어(48)사이에 배치된 트러스트 와셔(406)의 사용은 정확하고 신뢰성이 있는 참조(reference)(스핀들)를 제공한다. 출력 태양기어(48)는 와셔(406)와 입력 태양기어(36)의 근접 단부(36B)사이에 할당된 축 공간 내에 신뢰성 있게 끼워진다. 출력 태양기어(48), 와셔(406), 입력 태양기어(36) 및 브래킷(331)의 공차는 와셔(406)와 태양기어(36)사이에 출력 태양기어(48)의 적절한 끼움을 보장한다. 와셔(406)의 사용은 출력 태양기어(48)의 단부 플레이를 감소시켜 기어 시스템의 운용성을 크게 향상시킨다.

입력 태양기어(36)는, 그것과 계합하여 입력 기어 캐리어(46)의 회전을 발생시키는 제1링 기어(42)에 반작용하는 입력 유성기어(40)를 회전 구동한다. 입력 기어 캐리어(46)의 스플라인 내부(46S)는 출력 태양기어(48)의 스플라인 외부(48S)와 상호 계합한다. 부가로, 유성기어 시스템은 출력 태양기어(48S)의 스플라인 외부(48S)에 의해 구동되는 출력 유성기어(50)를 포함한다.

출력 유성기어는 출력 태양기어의 회전이 출력 유성기어의 회전을 일으키도록 스핀들 브래킷에 대한 회전을 하게 장착된다. 도면번호 '407'은 출력 샤프트(26)와 와셔(406)에 근접한 스핀들(14) 사이에 위치한 시일을 가리킨다.

휠 허브의 내부에 연결된 출력 링 기어(64)는 제3세트의 베어링(62)과 제4세트의 베어링(60) 사이에 배치되며, 휠 허브의 내부 면(59)에 연결된다. 출력 링 기어(64)는 다-단계 유성기어 시스템의 출력 유성기어(50)와 계합하여, 출력 유성기어(50)의 회전이 출력 링 기어(64)와 휠 허브(58)를 회전시켜 유성기어 시스템을 통한 기계적 힘이 휠 허브에 적용되도록 한다.

도4c는 마이크로프로세서(450), 속도 및 방향 제어센서(401), 신호 처리기(420), 모터 컨트롤러(422, 442), 모터(423, 443) 및 양측 휠을 위한 각 출력부의 블럭도이다. 도4c는 2휠 구동 시스템의 작동을 설명한다. 4 휠 구동 시스템이 상세히 고려되었다. 속도 및 방향 센서(401, 431)는 서로에 대해 위상 각(∀)으로 나타낸 위상(phase)의 2사각파 신호(401A, 431A, 401B, 431B)를 출력한다. 샤프트(26)의 방향은 베어링 유닛 센서의 출력신호(401A, 401B) 간의 관계에 의해 결정된다. 신호 처리기(420, 440)는 마이크로프로세서(450)로의 입력을 위해 사각파 신호를 적응(adapt)시킨다. 마이크로프로세서(450)는 적응된 사각파 신호를 수신한다. 작업자 입력 스테이션은 마이크로프로세서에 원하는 휠 허브 속도(490)와 방향(491)을 적용한다. 상기 마이크로프로세서(450)는 적응된 사각파 신호(420A, 440A)를 수신하며, 상기 사각파 신호를 소망하는 휠 허브 속도(490)와 방향(491) 입력 신호와 비교하며, 알고리즘에 따른 수정된 제어 신호(450A, 450B)를 출력한다. 임의 수의 알고리즘이 사용되며, 상기 알고리즘을 사용하여 모터를 보호하고 장치의 작업자를 보호한다. 때때로 본원에서는 임베디드 마이크로컨트롤러 또는 임베디드 마이크로프로세서로 지칭되는 마이크로프로세서(450)가 모터를 보호한다.

모터 컨트롤러(422, 442)는 마이크로프로세서(450)로부터 수정된 제어신호(450A, 450B)를 수신하여 처리하며, 제어신호(422A, 442A)를 전기모터(423, 442)로 출력하여 출력 샤프트의 속도 및 방향을 지시한다. 센서(401, 431)는 모터(423, 443)의 속도와 방향(423F, 443F)을 검출한다.

본원에 기술된 예들은 설명을 목적으로 기술된 것으로, 본원을 한정하는 것이 아니며, 본원은 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위내에서 당업자가 변경실시할 수 있는 것으로, 본원은 이를 모두 포함하는 것이다.

10: 2 휠 모터 조립체 12: 타이 바 조립체 14: 스핀들 브래킷
15: 스핀들 브래킷(14)의 상부 단부 16: 브래킷 18: 모터
22: 수직축 24: 케이블 26: 출력 샤프트
28: 샤프트 베어링 29: 원형 개구 30: 0-링 시일
31: 기어 격실 32: 립 시일 34: 보유 링
36: 입력 태양기어 36A: 입력 태양기어(36)의 말단 단부
36B: 입력 태양기어(36)의 근접 단부 38: 보유 링 40: 입력 유성기어
41: 잠금 링 42: 링 기어 43: 니들 베어링
44: 입력 유성 핀 46: 입력 캐리어
46S: 입력 캐리어(46)의 스플라인 내부 48: 출력 태양기어
48A: 출력 태양기어(48)상의 근접 견부
48B: 입력 태양기어의 근접 단부(36B)와 맞닿는 출력 태양기어의 말단부
48C: 출력 태양기어(48)의 근접 단부
48S: 출력 태양기어(48)의 스플라인 외부 49: 잠금 링
50: 출력 유성기어 52: 핀 54: 트러스트 와셔
55: 허브(50)의 외부 면 56: 니들 베어링
57: 스핀들 브래킷(14)의 하부단부 58: 원통형의 허브
59: 허브(50)의 내부 면 60, 62: 베어링 64: 출력 링 기어
70: 커버 72: 잠금 링 74: 0-링 시일
76: 립 시일 78: 커버 79: 제동 메카니즘
301: 출력 태양기어상의 견부(48A)와 맞닿는 샤프트(26)상의 견부
302: 전기모터 내 구동 샤프트(26)상의 견부
305: 베어링(28)과 계합하는 스핀들(14)상의 견부
330: 원주형 스페이서 330R: 중앙 배치된 리세스 331: 원주형 브래킷
401, 431: 베어링/속도 센서 401A, 431A: 신호A 401B, 431B: 신호B
499: 샤프트의 방향을 결정하는 신호(401A, 401B) 사이의 위상(∀)
402: 속도센서로부터 유도되는 케이블
403: 샤프트(26)에 부착된 베어링/속도 센서의 내부, 회전, 레이스
404: 볼 베어링
405: 베어링/속도 센서 계합 스핀들(24)의 내부, 회전, 레이스
406: 트러스트 와셔 407: 시일 408: 케이블(402)의 외부 부분
409: 베어링/속도 센서 시일 412: 출력 샤프트(26)상의 스플라인
413: 마그네틱 임펄스 링 414: 센서몸체 420, 440: 신호 처리기
420A, 440A: 처리된 신호 422, 442: 모터 컨트롤러
422A, 442A: 모터 컨트롤러 출력 423, 443: 모터
423F, 443F: 작동 모터 속도 450: 마이크로프로세서
450A, 450B: 마이크로프로세서 출력 461: 제1세트의 표준 베어링
465: 허브(58)의 내부 엣지 466: 허브(58)의 외부 엣지
490: 원하는 입력속도의 설정점 491: 원하는 입력방향의 설정점
492: 속도계 493: 주행 기록계

Claims

건설 리프트 및 비계 장치 이동을 위한 조향식 휠 모터 조립체에 있어서, 상기 조립체는:
(a)수직축을 중심으로 회전하기 위해 상기 장치에 상부 단부에서 피봇동작할 수 있게 장착되며, 내부부분과 상기 내부부분 내의 샤프트 개구를 가진 하부 단부를 구비하는 스핀들 브래킷과;
(b)상기 스핀들 브래킷의 하부 단부에 장착되며, 전력이 공급될 때 축을 중심으로 회전하는 출력 샤프트를 가지며, 상기 출력 샤프트가 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부부분의 샤프트 개구를 통해 배치되는 전기모터와;
(c)내부 레이스에 부착되며 그것과 함께 회전할 수 있는 마그네틱 임펄스 링과;
(d)내부 임펄스 링과 샤프트가 회전할 때 제공된 마그네틱 임펄스를 검출하는 외부 레이스에 부착된 센서몸체와;
(e)출력 샤프트의 회전축에 일치하는 수평축을 중심으로 회전하기 위해 스핀들 브래킷에 장착된 원통형의 휠 허브와;
(f)모터의 출력 샤프트 둘레에 장착되며 스핀들 브래킷의 내부부분과 외부엣지와 내부엣지 사이의 원통형 휠 허브 내에 배치된 다-단계 유성기어 시스템과;
(g)스핀들 브래킷과 출력 태양기어의 근접 단부 사이에 위치한 트러스트 와셔와;
(h)휠 허브에 부착된 단부 커버와;
(i)상기 커버의 원통형 리세스에 위치한 원주형 스페이서 링과 원주형 브래킷; 및
(j)제3세트의 베어링과 제4세트의 베어링 사이에 배치되며, 휠 허브의 내부 면에 연결된 출력 링 기어를 포함하며;
(b')상기 출력 샤프트는 제1세트의 베어링과 제2세트의 베어링에 의해 지지되며, 상기 제1세트의 베어링은 전기모터 내에 위치하고 상기 제2세트의 베어링은 스핀들 브래킷과 출력 샤프트 사이에 위치하고, 상기 제2세트의 베어링은 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 그것과 일체로 된 속도 및 방향 센서를 구비하며, 상기 제2세트의 베어링은 내부 레이스와 외부 레이스를 구비하며, 상기 내부 레이스는 출력 샤프트에 부착되며 그것과 함께 회전하고 상기 외부 레이스는 고정되어 있으며;
(e')상기 휠 허브는 휠이 장착될 수 있는 외부 면과, 상기 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부부분을 둘러싸는 내부 면과, 상기 외부 면과 내부 면과의 사이의 내부 엣지, 및 외부 면과 내부 면과의 사이의 외부 엣지를 구비하며, 상기 허브는 허브의 내부 엣지에 인접하게 배치된 제3세트의 베어링과, 허브의 외부 엣지로부터 내향하여 배치된 제4세트의 베어링에 의한 회전을 위해 지지되며;
(f')상기 유성기어 시스템은 제4세트의 베어링과 상기 허브의 외부 엣지와의 사이에 배치되며 모터의 출력 샤프트에 장착된 입력 태양기어를 구비하며, 상기 입력 태양기어는 근접부와 말단부를 구비하며, 상기 유성기어 시스템은 부가로 입력 유성기어, 휠 허브의 내부부분에 부착된 제1링 기어, 스플라인 내부를 가진 입력 기어 캐리어, 및 스플라인 외부를 가진 출력 태양기어를 구비하며, 상기 출력 태양기어는 근접부와 말단부를 구비하며;
(g')상기 출력 태양기어의 근접부는 트러스트 와셔와 상호 계합하며, 상기 출력 태양기어의 말단부는 입력 태양기어의 근접부와 상호 계합하며;
(h')상기 휠 허브의 단부 커버는 그 안에 중앙 배치된 원통형 리세스를 구비하며;
(i')상기 입력 태양기어의 말단부는 커버의 원통형 리세스에 원주형 브래킷과 상호 계합하며, 상기 입력 태양기어는 입력 기어 캐리어의 회전을 발생시키는 제1링 기어와 계합하며 그것에 대해 반작용하는 입력 유성기어를 회전 구동하며, 상기 입력 기어 캐리어의 스플라인 내부는 출력 태양기어의 스플라인 외부와 상호 계합하며, 상기 유성기어 시스템은 부가로 출력 태양기어의 스플라인 외부에 의해 구동되는 출력 유성기어를 구비하며;
(j')상기 출력 링 기어는 다-단계 유성기어 시스템의 출력 유성기어와 계합하여 출력 유성기어의 회전이 출력 유성기어와 휠 허브의 회전을 일으키어 유성기어 시스템을 통한 기계적 힘이 휠 허브에 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조향식 휠 모터 조립체.
제1항에 있어서, 상기 속도와 방향 센서는 2개의 사각파 신호를 출력하며;
사각파 신호를 적응하기 위한 신호 처리기와;
상기 적응된 사각파 신호를 수신하는 마이크로프로세서와;
원하는 휠 허브 속도와 방향을 상기 마이크로프로세서에 입력하기 위한 작업자 입력 스테이션과;
상기 마이크로프로세서로부터 수정된 제어신호를 수신하며 처리하고 상기 출력 샤프트와 상기 장치의 속도와 방향을 지시하는 전기모터로 제어신호를 출력하는 모터 컨트롤러를 부가로 포함하며;
상기 마이크로프로세서는 상기 적응된 사각파 신호를 수신하며, 상기 사각파 신호를 원하는 휠 허브 속도와 방향 입력신호와 비교하며, 알고리즘에 따른 수정된 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조향식 휠 모터 조립체.
건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조립체는:
건설 리프트 및 비계 장치를 이동시키기 위한 제1 및 제2조향식 휠 모터 조립체를 포함하며, 건설 리프트 및 비계 장치를 이동시키기 위한 상기 제1 및 제2조향식 휠 모터 조립체의 각각은:
(a)수직축에 대한 회전을 위해 조향 메카니즘에 상부 단부에 피봇동작할 수 있게 장착된 스핀들 브래킷과;
(b)상기 스핀들 브래킷의 하부 단부에 장착되며, 전력이 공급될 때 축에 대해 회전하는 출력 샤프트를 가지며, 출력 샤프트가 스핀들 브래킷의 하부 단부의 중공 내부부분 내로 샤프트 개구를 통해 배치되는 전기모터와;
(c)내부 레이스에 부착되며 그것과 함께 회전하는 마그네틱 임펄스 링과;
(d)내부 임펄스 링과 샤프트가 회전할 때 제공된 마그네틱 임펄스를 검출하는 외부 레이스에 부착된 센서몸체와;
(e)출력 샤프트의 회전축과 일치하는 수평축에 대한 회전을 위해 스핀들 브래킷에 장착된 원통형의 휠 허브와;
(f)모터의 출력 샤프트 둘레에 장착되며 스핀들 브래킷의 내부부분 내와 외부엣지와 내부엣지 사이의 원통형 휠 허브 내에 배치된 다-단계 유성기어 시스템과;
(g)스핀들 브래킷과 출력 태양기어의 근접단부 사이에 위치한 트러스트 와셔와;
(h)휠 허브에 부착된 단부 커버와;
(i)상기 커버의 원통형 리세스 내에 위치한 원주형 스페이서 링과 원주형 브래킷; 및
(j)제3세트의 베어링과 제4세트의 베어링 사이에 배치되며, 휠 허브의 내부 면에 연결된 출력 링 기어를 포함하며;
(b')상기 출력 샤프트는 제1세트의 베어링과 제2세트의 베어링에 의해 지지되며, 상기 제1세트의 베어링은 전기모터 내에 위치하고 그리고 상기 제2세트의 베어링은 스핀들 브래킷과 출력 샤프트 사이에 위치하고, 상기 제2세트의 베어링은 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 그것과 일체로 된 속도 및 방향 센서를 구비하며, 상기 제2세트의 베어링은 내부 레이스와 외부 레이스를 구비하며, 상기 내부 레이스는 출력 샤프트에 부착되며 그것과 함께 회전하고 상기 외부 레이스는 고정되어 있으며;
(e')상기 휠 허브는 휠이 그곳에 장착될 수 있는 외부 면과, 상기 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부부분을 둘러싸는 내부 면과, 상기 외부 면과 내부 면과의 사이의 내부 엣지, 및 외부와 내부 면과의 사이의 외부 엣지를 구비하며, 상기 허브는 허브의 내부 엣지에 인접하게 배치된 제3세트의 베어링과, 허브의 외부 엣지로부터 내향하여 배치된 제4세트의 베어링에 의한 회전을 위해 지지되며;
(f')상기 유성기어 시스템은 제4세트의 베어링과 상기 허브의 외부 엣지와의 사이에 배치되며 모터의 출력 샤프트에 장착된 입력 태양기어를 구비하며, 상기 입력 태양기어는 근접부와 말단부를 구비하며, 상기 유성기어 시스템은 부가로 입력 유성기어, 휠 허브의 내부부분에 부착된 제1링 기어, 스플라인 내부를 가진 입력 기어 캐리어, 및 스플라인 외부를 가진 출력 태양기어를 구비하며, 상기 출력 태양기어는 근접부와 말단부를 구비하며;
(g')상기 출력 태양기어의 근접부는 트러스트 와셔와 상호 계합하며, 상기 출력 태양기어의 말단부는 입력 태양기어의 근접부와 상호 계합하며;
(h')상기 휠 허브의 단부 커버는 그 안에 중앙 배치된 원통형 리세스를 구비하며;
(i')상기 입력 태양기어의 말단부는 커버 내의 원통형 리세스에 원주형 브래킷과 상호 계합하며, 상기 입력 태양기어는 입력 기어 캐리어의 회전을 발생시키는 제1링 기어와 계합하며 그것에 반작용하는 입력 유성기어를 회전 구동하며, 상기 입력 기어 캐리어의 스플라인 내부는 출력 태양기어의 스플라인 외부와 상호 계합하며, 상기 유성기어 시스템은 부가로 출력 태양기어의 스플라인 외부에 의해 구동되는 출력 유성기어를 구비하며;
(j')상기 출력 링 기어는 다-단계 유성기어 시스템의 출력 유성기어와 계합하여 출력 유성기어의 회전이 출력 유성기어와 휠 허브의 회전을 일으키어 유성기어 시스템을 통한 기계적 힘이 휠 허브에 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조향식 휠 모터 조립체.
제3항에 있어서, 상기 속도와 방향 센서는 2개의 사각파 신호를 출력하며;
사각파 신호를 적응하기 위한 신호 처리기와;
상기 적응된 사각파 신호를 수신하는 마이크로프로세서와;
원하는 휠 허브의 속도와 방향을 상기 마이크로프로세서에 입력하기 위한 작업자 입력 스테이션과;
상기 마이크로프로세서로부터 수정된 제어신호를 수신 및 처리하며 상기 출력 샤프트의 속도와 방향을 지시하는 전기모터로 제어신호를 출력하는 모터 컨트롤러를 부가로 포함하며;
상기 마이크로프로세서는 상기 적응된 사각파 신호를 수신하며, 상기 사각파 신호를 원하는 휠 허브의 속도와 방향의 입력신호와 비교하며, 알고리즘에 따른 수정된 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조향식 휠 모터 조립체.
건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조립체는:
건설 리프트 및 비계 장치 이동을 위한 제1 및 제2조향식 휠 모터 조립체를 포함하며, 건설 리프트 및 비계 장치 이동을 위한 상기 제1 및 제2조향식 휠 모터 조립체의 각각은:
(a)수직축에 대한 회전을 위해 상기 장치에 상부 단부에서 피봇동작할 수 있게 장착되며, 내부부분과 상기 내부부분 내의 샤프트 개구를 가진 하부 단부를 구비하는 스핀들 브래킷과;
(b)상기 스핀들 브래킷의 하부 단부에 장착되며, 전력이 공급될 때 축에 대해 회전하는 출력 샤프트를 가지며, 상기 출력 샤프트가 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부부분의 샤프트 개구를 통해 배치되는 전기모터와;
(c)출력 샤프트의 회전축에 일치하는 수평축에 대한 회전을 위해 스핀들 브래킷에 장착된 원통형의 휠 허브와;
(d)제2세트의 베어링의 내부 레이스에 부착되며 그것과 함께 회전할 수 있는 마그네틱 임펄스 링과;
(e)내부 임펄스 링과 샤프트가 회전할 때 제공된 마그네틱 임펄스를 검출하는 외부 레이스에 부착된 센서몸체와;
(f)상기 샤프트의 회전이 입력 태양기어를 회전시키도록 상기 샤프트에 부착된 입력 태양기어와;
(g)제1유성기어와;
(h)상기 휠 허브의 내부부분에 부착된 제1링 기어와;
(i)스플라인 내부를 가진 제1캐리어와;
(j)스플라인 외부를 가진 출력 태양기어와;
(k)스핀들 브래킷과 출력 태양기어의 근접 단부 사이에 위치한 트러스트 와셔와;
(l)휠 허브에 부착된 단부 커버와;
(m)출력 태양기어의 스플라인 외부와 계합하며, 출력 태양기어의 회전이 출력 유성기어의 회전을 일으키도록 스핀들 브래킷에 대해 회전하게 장착되는 출력 유성기어; 및
(n)제3세트의 베어링과 제4세트의 베어링과의 사이에 배치된 휠 허브의 내부에 연결된 출력 링 기어를 포함하며;
(c')상기 휠 허브는 휠이 그것에 장착될 수 있는 외부 면과, 상기 스핀들 브래킷의 하부 단부의 내부부분을 둘러싸는 내부 면과, 상기 외부 및 내부 면 사이의 내부엣지, 및 상기 외부와 내부 면 사이의 외부 엣지를 구비하며, 상기 허브는 허브의 내부엣지에 인접하게 배치된 제3세트의 베어링과, 허브의 외부엣지로부터 내향하여 배치된 제4세트의 베어링에 의한 회전을 위해 지지되며, 상기 출력 샤프트는 상기 전기모터 내에 위치한 제1세트의 베어링과 상기 스핀들 브래킷과 출력 샤프트 사이에 위치한 제2세트의 베어링에 의해 지지되며, 상기 제2세트의 베어링은 출력 샤프트의 회전 속도와 방향을 검출하기 위해 그것과 일체로 된 속도 및 방향 센서를 구비하며, 상기 제2세트의 베어링은 내부 레이스와 외부 레이스를 구비하며, 상기 내부 레이스는 출력 샤프트에 부착되며 그것과 함께 회전하고 그리고 상기 외부 레이스는 고정되며 스핀들과 계합하며;
(f')상기 입력 태양기어는 제4세트의 베어링과 상기 허브의 외부엣지 사이에 배치되며 상기 모터의 출력 샤프트에 장착되고, 상기 입력 태양기어는 근접부와 말단부를 구비하며;
(j')상기 출력 태양기어는 근접부와 말단부를 구비하고, 상기 출력 샤프트의 축에 대한 회전을 하게 장착되며;
(k')상기 출력 태양기어의 근접부는 상기 트러스트 와셔와 상호 계합하고 상기 출력 태양기어의 말단부는 상기 입력 태양기어의 근접부와 상호 계합하며;
(l')상기 휠 허브의 커버는 그 안에 중앙 배치된 원통형 리세스와; 원주형 스페이서 링, 및 상기 커버의 원통형 리세스에 있는 원주형 브래킷을 구비하며, 상기 입력 태양기어의 말단부는 상기 커버의 원통형 리세스에 있는 원주형 브래킷과 상호 계합하며, 상기 트러스트 와셔와의 출력 태양기어의 근접부의 상호 계합, 상기 입력 태양기어의 근접부와의 출력 태양기어의 말단부의 상호 계합, 및 상기 커버의 원통형 리세스에 있는 원주형 브래킷과의 입력 태양기어의 말단부의 상호 계합은 축방향으로 상기 출력 태양기어의 위치를 제어하며, 상기 입력 태양기어는 제1캐리어의 회전을 발생시키는 제1링 기어와 계합하며 그것에 반작용하는 제1유성기어를 회전 구동하며, 상기 제1캐리어의 스플라인 내부는 상기 출력 태양기어의 회전을 일으키는 출력 태양기어의 스플라인 외부와 상호 계합하며;
(n')상기 출력 링 기어는 출력 유성기어의 회전이 출력 링 기어와 휠 허브의 회전을 일으키도록 출력 유성기어와 계합하는 것을 특징으로 하는 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조립체.
제5항에 있어서, 상기 속도 및 방향 센서는 2개의 사각파 신호를 출력하며;
사각파 신호를 적응시키기 위한 신호 처리기와;
상기 적응된 사각파 신호를 수신하는 마이크로프로세서와;
원하는 휠 허브 속도와 방향을 상기 마이크로프로세서에 입력하기 위한 작업자 입력 스테이션과;
상기 마이크로프로세서로부터 수정된 제어신호를 수신 및 처리하며 상기 출력 샤프트의 속도와 방향을 지시하기 위해 전기모터로 제어신호를 출력하는 모터 컨트롤러를 부가로 포함하며;
상기 마이크로프로세서는 상기 적응된 사각파 신호를 수신하며, 상기 사각파 신호를 원하는 휠 허브 속도와 방향 입력신호와 비교하며 알고리즘에 따른 수정된 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 건설 리프트 및 비계 장치 이동용 조립체.