KR20060089459A - 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향전환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1회 1/4 회전으로도 각각의 바퀴가 360° 회전 가능한 이송방향 전환 장치에 관한 것이다.

본 발명의 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치는 컨테이너를 이송하는 차량의 이송방향 전환을 위해 차량 바퀴 하부의 레일측에 위치하는 턴테이블부; 상기 턴테이블부의 중앙에 위치하며 상기 차량의 바퀴를 레일 교차점의 중앙에 위치하도록 하는 사각 레일편; 상기 턴테이블부의 회전시에 차량의 기울어짐을 방지하기 위한 롤러가 구비되어 있는 롤러 고정부; 상기 턴테이블부를 회전시키기 위한 유압 구동부 및 상기 유압 구동부 말단에 위치하며 직선 운동을 회전 운동으로 변환시키기 위한 링크부로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치는 항만 야드의 바닥에 설치하여 차체 구조를 간략화하고 중량을 감소시킬 수 있으며, 레일의 교차점에서 턴테이블을 단 한번 1/4 회전하여 차체 운행방향을 90도로 바꿀 수 있는 효과가 있다. 또한 차량이 방향을 전환하지 않고 교차점을 바로 통과할 경우에도 별도의 조작이 필요하지 않아 방향전환에 있어 안전하면서도 컨테이너 이송시 시간 및 에너지를 절약하여 이송 생산성 향상을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

선형모터 기반 컨테이너 이송장치, 레일, 턴테이블, 컨테이너, 링크

Description

선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치{Transfer direction converion apparatus of container transfer system based on linear motor}

도 1은 종래기술에 의한 바퀴 방향전환 구조도.

도 2는 종래기술에 의한 방향전환 장치의 레일 구조도.

도 3은 본 발명에 의한 전체 시스템 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 방향전환 장치 측면도.

도 5는 본 발명에 의한 방향전환 장치의 중앙 사각 레일.

도 6은 본 발명에 의한 사각 레일 내부 구조의 측면도.

도 7은 본 발명에 의한 유압장치 운동과 턴테이블 회전을 나타내는 배면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 선형 모터 이동자 20 : 스테이터 모듈

30, 150, 190 : 바퀴 100 : 컨테이너

110 : 차량 120 : 수직 레일

130 : 수평 레일 140 : 턴테이블부

160 : 선형 모터 170 : 사각 레일편

180 : 십자형 레일 200 : 롤러

210 : 롤러 고정장치 220 : 링크부

본 발명은 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 턴테이블을 1회 1/4 회전으로 각각의 바퀴가 360° 회전 가능한 이송방향 전환 장치에 관한 것이다.

종래의 선형 모터(Linear motor)는 보통의 3상농형 유도전동기를 축방향으로 자르고 이것을 평면으로 전개한 것으로, 전동기의 1차측에 상당하는 고정자와 2차측에 상당하는 리액션 레일로 되어 있어 전동기의 회전운동을 직선운동으로 변화하는 것이다. 즉, 고정자와 직사각형 성층철심에 홈이 파여있고 그 내부에 3상권선이 들어있다. 상기 3상권선에 3상 교류를 흘려보내 이동 자기장을 만들고, 이것을 전기의 양도체로 만든 리액션 레일에 작용시켜 생기는 반발력을 동력으로 이용한다.

또한 상기 선형 모터는 고속의 가감속이 필요한 장치나 하역장비, 공작장비 등의 직선운동을 하는 기구의 동력장치로도 많이 이용되고 있다. 최근에 사이리스터의 급속한 진보로 전원전류의 주파수 변환이 수월해져 매우 넓은 범위의 속도제어가 이루어지게 되므로 초고속용에서 초저속용에 이르는 직선형 전동기를 다양하 게 활용하는 추세이다.

특히 항만의 야드에서 컨테이너 이송을 담당하는 트레일러는 운전자와 정지시 위치를 안내하는 지시자 등이 필요하며, 최근에는 무인 트레일러형 이송장치가 개발되어 적용되고 있다. 그러나 상기와 같은 무인 트레일러형 이송장치는 위치 정확도가 낮고 이송속도가 느리며 시스템 자체 및 제어 방법이 복잡한 단점을 가지고 있다.

도 1은 종래기술에 의한 바퀴 방향전환 구조도이다. 도 1을 살펴보면 바퀴(30)를 90°회전시키기 위해 별도의 선형 모터 이동자(10)와 스테이터 모듈(20)을 필요로 한다. 상기와 같은 바퀴 방향전환 구조의 경우 각각의 바퀴(30)가 동시에 같은 방향(40)으로만 회전하게 되므로 곡선 구간의 레일에서는 운행될 수 없는 단점이 있다.

도 2는 종래기술에 의한 방향전환 장치의 레일 구조도이다. 도 2와 같은 구조에서 방향을 정확하게 바꾸기 위해서는 정밀한 제어가 요구되며, 만약 바퀴의 회전각이 허용오차 범위를 넘거나 2a지점에서 2b 또는 2c 지점까지 레일 없이 이동하는 구간이 발생하여 바퀴의 방향이 어긋나게 되면 운향할 수 없다는 단점이 있다.

종래기술 대한민국 공개특허 제10-1986-0005719호의 선형유도 모터 운송시스템을 살펴보면, 선형유도모터(Linear Induction Mortor : LIM) 운송 시스템의 형태는 차량을 추진하는데 필요한 이동 자장을 발생시키는 차량 자체의 1차측(primary)과, 강철 내장부재(Steel backing primary)와 알루미늄 표면을 갖는 반작용 레일인 트랙측 2차측(Secondary)를 포함한다. 상기 반작용 레일을 시스템의 트러스트 특성 을 변화시키도록 저항을 변화시키는 횡방향 컨덕터 바아(transverse conductor bar)를 갖는 래들형 구조로써 구성할 수도 있으며 심-파크 및 항공기 시스템에서는 LIM 1차측과 2차측의 구조는 때때로 반대이다. 즉, 트랙측 1차측을 마련하고, 차량은 1차측으로부터 최소로 이격된 알루미늄 도포 강철 반작용판인 2차측을 마련하여 슬라이딩 연결부를 필요로 하지 않고, 슬립 전력 손실을 감소시키고 LIM 차량의 보조 시스템에 동력을 가할 수 있다.

그러나, 컨테이너 이송시스템의 이송방향 전환시 곡선구간의 레일에서는 운행이 어렵다는 문제점이 있다.

또 다른 종래기술인 대한민국 공개특허 제10-2000-0001916호의 자동 반송 장치를 살펴보면, 컨테이너 이송시스템의 이송방향 전환과 유사한 장치가 있으나 상기 장치는 이동하는 차체 전체를 90° 회전시키는 방법으로서 보통 컨테이너 적재 방향이 한 방향으로 정해져 있는 항만 야드에서는 부적합한 방법이며, 턴테이블에 많은 힘이 요구된다. 그리고 방향 전환 후 복귀 또는 진입하는 차량에 대하여 회전 방향을 다시 조정하여야 하는 불편한 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각각의 바퀴가 자유로이 360° 회전 가능하도록 구성하여 직선 또는 곡선 레일에서도 이동이 가능하며, 1회 1/4 회전으로 회전 이후의 제어가 필요 없는 이송방향 전환 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 컨테이너를 이송하는 차량의 이송방향 전환을 위해 차량 바퀴 하부의 레일측에 위치하는 턴테이블부; 상기 턴테이블부의 중앙에 위치하며 상기 차량의 바퀴를 레일 교차점의 중앙에 위치하도록 하는 사각 레일편; 상기 턴테이블부의 회전시에 차량의 기울어짐을 방지하기 위한 롤러가 구비되어 있는 롤러 고정부; 상기 턴테이블부를 회전시키기 위한 유압 구동부 및 상기 유압 구동부 말단에 위치하며 직선 운동을 회전 운동으로 변환시키기 위한 링크부로 이루어진 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참고한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 전체 시스템 구성도이다. 도 3을 살펴보면 차량(110) 상부에 위치시켜 컨테이너(100)를 이송하고자 할 때 선형 모터를 이용하여 상기 차량(110)이 수직 레일(120) 및 수평 레일(130) 상에서 이송 방향의 전환이 용이하게 할 수 있다. 상기 레일은 수평, 수직, 십자 또는 곡선 형태 중 어느 하나가 된다.

이 때, 상기 차량(110)의 이송 방향 전환을 용이하게 하기 위해 상기 차량(110)의 하부의 레일측에 턴테이블부(140)가 위치한다. 상기 턴테이블부(140)는 원형판 및 다각형판 중 어느 하나를 포함한다. 상기 턴테이블부(140) 상부에 상기 수 직 레일(120) 및 수평 레일(130)이 위치하며 그 상부에 상기 차량(110)의 바퀴가 위치한다.

도 4는 본 발명에 의한 방향전환 장치 측면도이다. 링크부(220)에 의해 유압 구동부(150)가 연결된 턴테이블부(140) 상부에는 십자형 레일(180)과 사각 레일편(170)이 구성된다. 상기 유압 구동부(150)는 상기 턴테이블부(140)를 90° 회전시키기 위하여 필요하며, 상기 링크부(220)는 상기 유압 구동부(150)의 양쪽 하단에 위치하여 직선운동을 회전으로 변환 가능하게 한다.

도 5는 본 발명에 의한 방향전환 장치의 중앙 사각 레일이다. 턴테이블부(140)를 이용하여 각 바퀴를 0° 내지 90° 회전시키기 위해서 각각의 바퀴 조향각은 상기 턴테이블부(140) 회전 방향으로 0° 내지 360°회전이 자유로이 움직일 수 있도록 되어 있다.

도 6은 본 발명에 의한 사각 레일 내부 구조의 측면도이다. 턴테이블부(140) 중앙의 사각 레일편(170)은 내부에 유압 구동부(150)를 설치하여 상하 운동을 구동시키기 위해 구성되어 있다. 차량이 방향 전환을 위해 교차점까지 위치를 제어하여 정지할 경우 미세한 오차를 줄이기 위한 것으로서 각 바퀴(190)가 상기 턴테이블부(140) 중앙의 사각 레일편(170) 근처에 위치하면 아래쪽으로 움직일 수 있도록 하여 상기 바퀴(190)가 상기 턴테이블부(140) 정중앙에 오도록 기계적으로 고정하는 역할을 하며 회전시에 상기 바퀴(190)와 상기 턴테이블부(140)가 닿는 면적을 증가시킬 수 있다. 롤러(200)는 롤러 고정장치(210)에 설치되어 상기 턴테이블부(140)의 회전시에 기울어짐을 방지하는 역할을 한다.

도 7은 본 발명에 의한 유압장치 운동과 턴테이블 회전을 나타내는 배면도이다. 도 7과 같이 유압 구동부(150)의 상하 운동을 통해 십자형 레일(180)을 움직이게 된다. 이 때 부호 230c → 230b → 230a의 순서로 한번 밀어 올려주면 상기 상기 턴테이블부를 1/4 회전으로 차량 운행방향을 90° 바꿔줄 수 있으며 이 후 상기 유압 구동부(150)를 제자리로 위치시킬 필요가 없다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

본 발명의 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치는 항만 야드의 바닥에 설치하여 차체 구조를 간략화하고 중량을 감소시킬 수 있으며, 레일의 교차점에서 턴테이블을 단 한번 1/4 회전하여 차체 운행방향을 90°로 바꿀 수 있는 효과가 있다. 또한 차량이 방향을 전환하지 않고 교차점을 바로 통과할 경우에도 별도의 조작이 필요하지 않아 방향전환에 있어 안전하면서도 컨테이너 이송시 시간 및 에너지를 절약하여 이송 생산성 향상을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치에 있어서,

   컨테이너를 이송하는 차량의 이송방향 전환을 위해 차량 하부의 레일측에 위치하는 턴테이블부;

   상기 턴테이블부의 중앙에 위치하며 상기 차량의 바퀴를 레일 교차점의 중앙에 위치하도록 하는 사각 레일편;

   상기 턴테이블부의 회전시에 차량의 기울어짐을 방지하기 위한 롤러가 구비되어 있는 롤러 고정부;

   상기 턴테이블부를 회전시키기 위한 유압 구동부; 및

   상기 유압 구동부 말단에 위치하며 직선 운동을 회전 운동으로 변환시키기 위한 링크부

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 레일은 수평, 수직, 십자 또는 곡선 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유압 구동부는 턴테이블부를 0° 내지 90°를 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 턴테이블부를 회전시키기 위해서 바퀴 조향각을 턴테이블부 회전 방향으로 0° 내지 360° 움직이는 것을 특징으로 하는 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 유압 구동부를 이용하여 상기 턴테이블부를 1/4 회전으로 차량 운행방향을 바꿔준 후 다시 원래 위치로 복귀하지 않는 것을 특징으로 하는 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 레일은 원형판 혹은 다각형판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형 모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 사각 레일편은 상하 운동을 통해 차량의 바퀴를 교차점 중심에 위치하도록 하는 선형모터 기반 항만 컨테이너 이송 시스템의 이송방향 전환 장치.

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