KR20110054016A - 플리퍼 암 드라이브를 구비한 스프레더 - Google Patents

Abstract

컨테이너를 연결하기 위한 스프레더를 가이드하는 플리퍼 어셈블리로서, 상기 플리퍼 어셈블리는 상기 스프레더에 힌지 마운팅되고, 열림 및 닫힘 위치 사이에서 상기 힌지 마운팅 주위로 움직일 수 있는 플리퍼; 상기 플리퍼로부터 떨어져 있는 상기 스프레더에 장착된 모터; 상기 모터와 상기 힌지 마운팅 사이에 위치한 스페이싱 어셈블리;를 포함하되, 여기서 상기 스페이싱 어셈블리는 상기 모터로부터 상기 힌지 마운팅으로 토크를 전달해서, 상기 플리퍼를 상기 닫힘 및 열림 위치 사이에서 이동시킬 수 있다.

Description

플리퍼 암 드라이브를 구비한 스프레더{SPREADER WITH FLIPPER ARM DRIVE}

본 발명은 스프레더에 의해 선적 컨테이너를 연결하는 프로세스에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 스프레더를 컨테이너와 연결되도록 가이드하는 것을 지원하는 데에 사용되는 어셈블리에 관한 것이다.

선적 컨테이너를 이동시키기 위해서는 크레인에 고정시킨 스프레더로 컨테이너 상부의 4개 측면 지점에서 컨테이너를 연결시킬 것이다. 스프레더와 컨테이너의 연결은 신속한 연결과 분리 배열을 제공하는 구조의 트위스트 록(twist lock) 연결이라는 것에 의해 이루어진다. 하지만, 상기 스프레더와 컨테이너 간의 트위스트 록 연결에는 환경적 요인들에 쉽게 구애 받지 않을 정도의 정확성이 요구된다.

상기 크레인 작업자를 지원하기 위해서, 플리퍼 어셈블리(flipper assembly)를 사용하여 상기 컨테이너를 접촉시키고 상기 스프레더를 가이드함으로써, 상기 스프레더와 컨테이너 사이에 트위스트 록 연결을 정렬시킨다.

컨테이너 주변에 충분한 여유가 있는 곳에서는, 일반적으로 스프레더가 모든 플리퍼를 내리면서 위에서부터 접근할 것이다. 상기 플리퍼 바닥부의 플레어 모양으로 인해 컨테이너의 모서리들을 감싸고, 상기 플리퍼의 길이를 가이드로 이용하면서 상기 스프레더가 컨테이너 위로 미끄러져 내려올 수 있게 한다. 이와 달리 만약 상기 컨테이너에 충분한 여유공간을 확보하고 있지 않다면, 스프레더는 플리퍼 두 개는 올리고(up) 두 개는 내리면서(down) 측면으로부터 접근할 수도 있다. "(올림(up)" 위치에서는 상기 플리퍼들에 스프레더와 컨테이너가 없고, 상기 가이드 동작에 관여하지 않는다. 스프레더가 수평 이동하여 컨테이너의 모서리들에 근접하게 되고, 그런 다음 두 개의 내려진 플리퍼들을 가이드로 이용하면서 상기에서와 같이 하강하게 된다.

플리퍼들이 컨테이너에 접촉하게 되면, 이에 상응하는 충격력(impact force)이 인가된다. 그러한 충격력, 특히 어떤 상황이 특별히 큰 충격력을 유발하는 경우에, 충격력이 플리퍼들에 미치는 피해를 막기 위해, 플리퍼들에는 "역 구동(back drive)"이 허용되는데, 즉, 플리퍼 힌지에 대하여 미리 정한 토크가 비정상적으로 큰 충격력에 대응하여 초과하는 경우이다. 기존의 유압식 플리퍼의 역 구동 성능은 유압 회로 내에 압력 배출을 제공하여, 그 압력을 초과할 때에 배출(release)시켜서 플리퍼가 자유 회전 가능하게 함으로써 이루어진다.

전기 모터로 구동되는 플리퍼의 경우에 이것은 더욱 어렵다. 전기 모터의 압력 배출에 상응하는 유사한 것이, 특정하게 인가된 힘이 초과할 때에 기어박스를 역 구동 가능하게 하는 것이다. 그런 수단 중 하나는 브레이크 없는 모터를 분리하고 작동시켜서 기어박스를 역 구동시키고, 그 결과 플리퍼가 반대로 자유 이동할 수 있게 하는 것과 연관된다. 이 경우에, 플리퍼는 전혀 저항하지 않으며, 따라서 자유롭게 역 구동 가능하지만, 가이드로서는 사실상 쓸모없게 된다. 플리퍼 내림 위치에서 이러한 홀딩 토크의 부재는 유압식 플리퍼의 그것과는 다른데, 적어도 하나의 브레이킹 압력이 압력 배출로 유지될 수 있다는 점에서 그러하다.

따라서, 플리퍼가 내림 위치에서 자유롭게 움직이지 않게 하는 것이 바람직할 것이다. 이에, 그러한 시스템에서는 플리퍼가 내림 위치에 있을 때 모터 말단에서 모터를 정지시키고 홀딩 토크를 제공하기 위해 사용된 브레이크를 보유한다.

하지만, 이런 구조는 안전 장치가 없을 경우에 기어박스에 상당한 손상을 야기할 수 있다. 특히 역 구동에 가해진 후속 토크가 크거나 연장된 시간 동안 진행될 경우에 그러하다.

종래기술에 따른 플리퍼 디자인 상의 추가적인 문제는 모터와 기어박스가 작동 중에 손상되는 경향이 있다는 점이다. 모터와 기어박스가 스프레더 모서리에 장착되어서 스프레더에 대한 플리퍼의 힌지 마운팅을 통해 플리퍼를 구동시키므로, 플리퍼를 통해서든지 다른 물체들과 외부 접촉으로 인한 매우 높은 충격 하중 부위 근처에 모터와 기어박스를 위치시킨다.

또한, 힌지 마운팅을 통해서 직접 구동시키기 위해서는, 모터와 기어박스를 스프레더의 모서리에 위치시켜서, 플리퍼에 연결시킬 필요가 있다. 이로 인해 반대되는 디자인 파라미터의 사이즈와 비율들 간을 보상하기 위해서, 모터와 기어박스의 사이즈를 줄이고, 모터와 기어박스의 주문제작 디자인 대상 비율을 한정한다.

종래기술은 모터가 웜 기어를 사용하는 플리퍼를 구동시켜서, 플리퍼의 힌지 마운팅을 통해서 통제하고 직 구동으로 일관성 있게 하는 것을 보여준다. 하지만, 이러한 모터/기어박스/플리퍼 배열 구조에 적용할 수는 있지만, 웜 구동은 역 구동(worm drive) 능력을 제공하기에는 유용하지 않다.

제1 측면에서, 본 발명은 컨테이너를 연결하기 위한 스프레더를 가이드하는 플리퍼 어셈블리를 제공하는데, 상기 플리퍼 어셈블리는 상기 스프레더에 힌지 마운팅되어 있고 열림 및 닫힘 위치 사이에서 상기 힌지 마운팅(hinged mounting) 주위로 움직일 수 있는 플리퍼; 상기 플리퍼에서 먼 쪽의 스프레더에 장착된 모터; 상기 모터와 상기 플리퍼의 힌지 마운팅 사이에 위치한 스페이싱(spacing) 어셈블리;를 포함하되, 여기서 상기 스페이싱 어셈블리는 상기 모터로부터 상기 힌지 마운팅으로 토크를 전달해서 상기 플리퍼를 상기 닫힘 및 열림 위치 사이에서 움직일 수 있게 한다.

제 2 측면에서, 본 발명은 컨테이너와 연결하기 위한 스프레더를 가이드하는 플리퍼 어셈블리를 제공하는데, 상기 플리퍼 어셈블리는 상기 스프레더에 힌지 마운팅되어 있는 플리퍼; 상기 스프레더에 장착된 모터; 상기 모터와 상기 플리퍼의 힌지 마운팅 사이에 위치한 스페이싱 어셈블리;를 포함하되, 여기서 상기 스페이싱 어셈블리는 상기 플리퍼에 대한 충격에 의해 상기 기어박스에 가해지고 있는 인가된 역 구동 토크를 방지하도록, 정해진 최대 토크로 세팅된 토크 리미터를 포함하고 있다.

높은 충격에 대한 위험 지역에서 떨어져 있는 모터 및 기어박스로 인해서, 어떤 동작을 통하여 상기 모터 및 기어박스에 대한 손상 가능성이 상당히 줄어들 수 있다.

이 배치구조로 인해 달성되는 또 다른 이점은 상기 모터 및 기어박스의 사이즈 제약을 덜어내는 점에 있다. 이에, 공간에 대한 부담이 더 적기 때문에, 종래기술의 경우 보다 큰 전력의 모터 및/또는 기어박스를 제공할 수도 있다. 또한, 디자인 주문 제작 또한 필요하지 않게 하게 되어, 기성품에 의존함으로써 제조비용을 절감할 수도 있다.

또한, 상기 모터와 기어박스의 위치는 그다지 중요하지 않으므로, 스프레더 자체의 구조 내부와 같이 보다 효과적인 보호가 가능한 보다 편리한 위치에 놓일 수 있다. 또한, 하나의 배치 구조에서는 보호 가드를 스프레더 상에서 상기 모터와 기어박스 주위에 위치시켜서, 모터와 기어박스를 손상되지 않게 할 수도 있다.

상기 역 구동 능력을 참조하면서, 역 구동 능력과, 초기 충격 하중에 대해 보다 나은 보호를 모두 제공하여 미리 정해진 한계를 초과하게 하는 안전 장치들을 상기 어셈블리 내에 사용할 수도 있다

예를 들면, 현재 상기 기어박스는 웜 구동에 의존하는 대신에 유성 기어 구조(planetary gear arrangement) 또는 헬리컬 또는 베벨 기어 구조(helical or bevel gear arrangement)를 사용할 수 있다. 이들 구조에서는 기어박스를 경유해서 플리퍼에서 모터로 역 구동 토크를 전달하는 능력이 플리퍼와 직접 연결상태에 있는 웜 구동 기어박스와 비교할 때에 기어박스 손상에 대한 위험이 상당히 낮을 수도 있다.

또한, 일련의 토크 리미터를 상기 기어박스에 제공할 수도 있다. 이 디바이스는 토크가 초과할 때 미끄러짐을 제공해서, 인가된 높은 충격 하중과 높은 역 구동 토크 모두를 막을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 모터 및 기어박스는 상기 플리퍼의 힌지 마운팅에 힌지 마운팅의 일 부위를 통해서 토크를 제공한다. 이러한 배치구조에는 45도 각도를 통과하도록 상기 모터 및 기어박스로부터 상기 힌지 마운팅으로 구동 스트링이 요구된다. 따라서, 스프레더 모서리들에 위치하고 있는 플리퍼가 스프레더의 직각 프레임에 대해 45도로 향할 수 있음을 주의해야 할 것이다. 이에, 스프레더의 프레임 부재와 동일 선상에 위치할 가능성이 있는 모터나 기어박스로부터 플리퍼의 힌지를 구동시키려면, 토크를 인가하기 위해서 45도 각도를 통과할 구동 강도가 요구될 것이다.

토크를 플리퍼에 전달하는 수단은 토크 트랜스미터(torque transmitter)을 통해서이며, 이는 플리퍼와의 직접 연결을 통해 일어날 수 있다. 상기 토크 트랜스미터는 플리퍼의 힌지에서 플리퍼를 연결할 수도 있다. 나아가, 플리퍼의 힌지 두 개를 연결할 수도 있다. 이 방식에서는 플리퍼를 열림 또는 닫힘 상태로 구동시키기 위해서 스페이싱 어셈블리가 구동 트레인 또는 토크 트레인 역할을 할 수도 있다. 상기 토크 트랜스미터는 상기 힌지들 중 하나를 통하여 플리퍼를 연결시키는 자재 이음부처럼 직접 체결구(direct linkage)일 수도 있다.

이와 달리 상기 플리퍼와 연결하는 것이 헬리컬 기어를(helical gear) 통할 수도 있다. 이 경우에 기어는 플리퍼의 힌지 두 개 사이에서 연장되고, 토크를 헬리컬 기어와 통하게 하면서, 플리퍼를 구동시킬 수도 있다. 이러한 헬리컬 기어의 장점은 체결구에 비해서 기어비를 다양하게 할 수 있다는 점이다. 하지만, 헬리컬 기어의 경우, 헬리컬 기어의 사이즈를 예를 들어 3: 1 또는 4:1로 다양하게 해서 감속비(reduction ratio)를 적용할 수도 있다.

체결구를 다시 한번 헬리커 기어에 비교하면, 만약 모터에 대한 기어비가 예를 들어, 150: 1이고 기어박스가 정격 2000 Nm를 플리퍼에 전달한다면, 토크 리미터가 2700 Nm에서 미끄러지도록 조정 가능하다.

하지만, 만약 크로스 헬리컬 기어와 같은 헬리컬 기어가 3:1의 기어 비를 갖는다면, 동일한 구동에 대한 기어박스 비가 50:1로 감소될 수 있고, 이에 상응하는 기어박스 출력 토크 정격이 667 Nm으로 감소될 수 있다. 이에, 토크 리미터가 900 Nm으로 맞춰질 수 있다. 이로 인해 기어박스 및 토크 리미터의 사이즈를 줄이는 결과를 가져오고, 공간과 비용 모두를 절감할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 기어박스는 직각 기어박스일 수도 있고, 그렇지 않으면 인-라인 기어박스일 수도 있다. 인-라인 기어박스는 체결구(linkage)와 비교할 때 헬리컬 기어 구조에 특히 유용하다. 헬리컬 기어의 기어비를 조정함으로써, 인-라인 기어박스의 비율, 및 사이즈가 줄어들게 되어, 보다 더 컴팩트하게 맞을 수 있게 된다. 체결구가 요구되는 특정 실시예들에서, 필요한 기어박스 비율(rating)을 줄이도록 세팅된 감속비를 갖는 헬리컬 기어가 더 컴팩트한 어셈블리가 유리한 인-라인 기어박스 구조를 가능하게 한다.

또 다른 실시예에서는 플리퍼와의 연결이 상기 체결구나 헬리컬 기어 세트 대신에 베벨 기어 배치를 이용해서 이루어질 수도 있다. 기어비 조정을 포함하여, 상기 헬리컬 기어와 유사한 이점들이 상술한 이점들을 제공하면서 베벨 기어에 적용 가능하다.

또 다른 실시예에서는 상기 크로스 헬리컬 기어나 베벨 기어의 기어비를 조정함으로써 기어박스 및 토크 리미터를 충분히 작게 해서, 주어진 공간에 맞게 할 수도 있다. 이 경우에, 스페이싱 어셈블리의 전체 구동 트레인은 그 사이즈 면에서 줄어서 더욱 컴팩트하게 맞을도 수 있다.

본 발명의 가능한 구조들을 묘사하는 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명을 추가 설명하는 것이 용이하다. 본 발명의 다른 구조들이 가능하며 결과적으로 본 첨부 도면들의 특징이 본 발명의 상술한 설명의 개요를 대체하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명에 따른 플리퍼 어셈블리를 포함하는 스프레더에 대한 등각투상도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플리퍼가 열림 위치에 있는 플리퍼 어셈블리에 대한 등각투상도이다.
도 2b는 플리퍼가 닫힘 위치에 있는 도 2A의 플리퍼 어셈블리에 대한 등각투상도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이싱 어셈블리를 보여주는 플리퍼 어셈블리에 대한 등각투상도이다.
도 3은 도 2c의 플리퍼 어셈블리에 대한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이싱 어셈블리에 대한 평면도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이싱 어셈블리에 대한 다양한 도시이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이싱 어셈블리에 대한 다양한 도시이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이싱 어셈블리에 대한 다양한 도시이다.
도 8a, 8b 및 8c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이싱 어셈블리에 대한 다양한 도시이다.

본 발명의 주요 특징은 모터와, 플리퍼의 힌지 마운팅을 연결하는 플리퍼 사이에 스페이싱 어셈블리를 제공해서, 플리퍼를 열림 및 닫힘 포지션 사이에서 구동시키는 점에 있다. 상기 스페이싱 어셈블리는 구동 스트링(drive string), 구동 트레인(drive train) 또는 토크 트레인(torque train)으로도 불릴 수 있으며, 상기 모터에서 상기 플리퍼로 토크를 전송하는 구조를 가진다. 상기 스페이싱 어셈블리 내부 부품들로는 기어박스, 플리퍼에 대한 충격 하중으로부터 기어박스와 모터를 보호하기 위한 토크 리미터(torque limiter)가 있을 수 있다. 샤프트가 추가로 포함될 수도 있는데, 그 위에 상기 기어박스로부터, 상기 토크를 샤프트에서 상기 플리퍼의 힌지 마운팅으로 변환시키는 토크 트랜스미터로 토크를 전달하는, 상기 토크 리미터가 장착될 수 있다.

본 발명은 상이한 적용 용도들에 대한 다양한 이점에 기초하여 상기 부품들에 대한 다양한 대체품들을 포괄하고 있다. 하기 도면들에서 본 발명의 범주 이내에 속하는 여러 가지 상이한 대체품들에 대해 도시하고 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스프레더 어셈블리(spreader assembly, 5)를 보여주고 있다. 여기서 스프레더 프레임(spreader frame, 10)은 상기 프레임(10)의 각각의 모서리에 플리퍼 어셈블리(15A 내지 D)를 가진다. 상기 플리퍼 어셈블리(15A 내지 D)들은 상기 프레임(10)에 대하여 예를 들면 45도로 기울어진 각도로 바깥쪽을 향하고 있다. 본 실시예에서, 상기 플리퍼(25A 내지 D)들은 상기 스프레더와 컨테이너의 연결을 가이드하기 위해서 닫힌 상태에 있다. 상기 스프레더와의 연결은 그 연결을 달성하기 위하여 어느 정도 정확성이 요구되는 트위스트 록 어셈블리(twist lock assemblies, 20A 내지 D)를 통해 달성된다. 이를 달성하기 위해서, 상기 스프레더가 상기 컨테이너의 상단부에 근접하고, 상기 플리퍼(25A 내지 D)의 바닥부의 플레어 모양에 의해 부여된 허용오차 내에 있게 된다. 일단 상기 플레어 모양 부분에 의해 확장된 영역 내에 있게 되면, 상기 플리퍼들이 가이드 역할을 하면서 상기 스프레더가 하강하고, 이 스프레더들이 미끄러지면서 상기 컨테이너와 접촉한 다음, 상기 트위스트 록에 의한 연결이 가능하다.

상기 스프레더를 컨테이너에 근접하게 할 때 플리퍼의 상기 플레어 형상부에 높은 충격 하중이 인가되는 결과를 가져올 수도 있음을 주지해야 한다. 상기 컨테이너에 대한 스프레더 가이드 기능을 제공하기 위해서, 상기 플리퍼가 가이드 기능을 제공하려면 상기 컨테이너에 대한 충격 하중을 견디어야만 한다. 상기 스프레더가 컨테이너와 접촉하는 과정에서, 컨테이너가 접근하면서 상기 스프레더의 플리퍼 주변에서 부딪히면서 튀기 때문에 상당한 양의 스프레더 "덜컥거림(rattling)"을 받아들여야 할 것이다. 결국 상기 스프레더는 컨테이너에 접촉하게 될 것이고, 플리퍼의 가이드에 의해서 고도의 정확도로 연결 구도에 있게 되어, 트위스트 록에 연결될 것이다.

이렇게 하강하는 동안, 상기 "덜컥거림(rattling)" 또는 "튐(bouncing)"으로 인해 충격 하중이 생길 수 있는데, 상기 충격 하중은 플리퍼가 견뎌 내어야 하는 것이다. 하지만, 상기 스프레더가 하강하면서 플리퍼와 상기 컨테이너 간에 초기 접촉은 슬라이딩 부분에서 일반적으로 겪게 되는 것보다 훨씬 클 수도 있다. 만약 이러한 높은 충격 하중이 안전 대책 없이 너무 클 경우에는, 상기 플리퍼가 손상될 수도 있으며, 이에 따라 가이드 기능을 제공하지 못할 수도 있다. 가이드 기능은 컨테이너들이 연결될 수 있는 속도와 직접적으로 관련이 있으며, 따라서 손상된 플리퍼로는 상기 연결과정의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 플리퍼를 수리하는 일은, 수리 과정 동안에 스프레더를 임무에서 배제시킬 수 있음에도 불구하고 중요한 일이다. 따라서, 플리퍼가 일반적인 충격 하중은 견딜 수 있지만, 높은 충격 하에서는 손상되기 전에 분리될 수 있는 것이 바람직하다.

도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 플리퍼 어셈블리를 보여주는데, 도 2a에서의 플리퍼(25)는 열린 위치에 있고, 도 2b에서의 플리퍼(25)는 닫힌 위치에 있다. 상기 플리퍼 어셈블리(15)에는 상기 플리퍼(25)가 회전할 수 있는 힌지 마운팅(35A, B)이 있다. 상기 스프레더의 상기 프레임(10) 내부에는 보호판(33)에 의해 보호되는 모터 및 기어박스(30)가 있다. 그것은 스페이싱 어셈블리(도시되지 않음)에 의해서 상기 플리퍼(25)로부터 떨어진 위치에 있다는 점을 주목해야 한다.

상술한 바와 같이 상기 컨테이너 연결 과정 중에 높은 충격 하중을 겪게 될 수도 있다. 상기 플리퍼에 근접해 있는 기어박스 및 모터의 경우에, 이러한 높은 충격 하중이 상기 모터와 매우 가까이에서 발생하고, 이에 따라 상기 모터가 손상될 잠재성이 생긴다. 또한 직접 구동(direct drive)을 플리퍼의 상기 힌지 마운팅에 주게 되어, 상술한 것처럼 안전한 플리퍼 작동을 위해 필요한 "역 구동(back drive)"을 상기 모터가 쉽게 견딜 수 없게 될 수도 있다. 후술하는 바와 같이, 본 발명은 상기 플리퍼(25)에서 원거리에 모터 및 기어박스를 가지면서, 상기 전체 어셈블리 내에 안전장비를 구비한 실시예들을 포함하여 다양한 이점을 가능하게 한다.

도 2c는 기어박스를 포함하여, 모터(30), 스페이싱 어셈블리(40), 및 스프레더의 프레임(10)에 장착되는 플리퍼(25)를 포함하는 플리퍼 어셈블리(15)를 보여주고 있다. 장착(mounting)은 힌지 마운팅(hinged mounting, 35A, B)과, 상기 힌지 마운팅 하나(35A)에 장착된 스페이싱 어셈블리를 통해서 일어난다. 명확하게는, 상기 모터 및 기어박스를 외부 피해로부터 보호하기 위해 사용되는 보호판(33)을 포함해서, 상기 프레임(10) 중 다수 부분을 없앴다.

도 3은 순서대로 상기 스페이싱 어셈블리(40)에 장착되는, 기어박스(32)에 장착된 모터(31)를 구비한 어셈블리(15)의 평면도이다. 상기 스페이싱 어셈블리(40)에는 샤프트 (45) 및 이와 일렬 배열된 토크 리미터(55)를 구비한 구동 스트링, 즉 구동 트레인이 포함되어 있다. 상기 스페이싱 어셈블리(40)를 상기 힌지 마운팅(35A, B)에 연결하는 것은, 상기 플리퍼(25)를 열림 위치에서 닫힘 위치로 구동시키기에 충분한 만큼 상기 모터(31)에 인가된 토크를 상기 힌지 마운팅(35)에 전달할 수 있는 자재 이음부(universal joint)인 체결구(linkage, 50)를 경유하여 상기 힌지 마운팅들 중 하나(35A)를 통해서 일어난다. 아울러, 상기 스페이싱 어셈블리(40) 내에서 상기 체결구(55)는 상기 플리퍼가 특히 강한 충격 하중이 가해질 때 분리될 수 밖에 없게 만드는 역 구동 토크를 전달할 수 있다.

이 경우에, 상기 모터(31)는 서보모터(servo-motor)여서, 역 구동 중에 토크에 대한 저항을 유지하도록 돕는 역할을 한다. 아울러, 정지 상태에서도, 피드백 능력의 결과로서, 상기 서보모터는 상기 플리퍼 어셈블리로부터 인가된 힘에 대항한 연속력을 제공할 수 없는 기존의 전기모터와 비교할 때 상기 토크에 대한 저항력을 유지하게 된다. 따라서, 상기 인가된 토크가 유지될 때, 혹은 사용 중 주기적으로 커질 때에도, 상기 서보모터는 자동으로 상기 인가된 토크를 보상한다.

상기 체결구(55)는 인가 중인 역 구동 토크 때문에 힌지 마운팅에 직접 연결된 웜 구동(worm drive)이 피해를 입을 수 있는 것과 동일하게 손상되지는 않는다는 점에서, 본 실시예는 종래기술에 비해서 실질적인 이점을 제공한다. 아울러, 토크 리미터(50)가 구비됨으로써 매우 큰 충격 하중이 인가될 때 미끄러지게 하고, 이에 따라 상기 토크가 특정 수준에 도달할 때 상기 기어박스의 손상을 막는다.

이런 토크 리미터는 수많은 상이한 배열로 제공될 수도 있다. 이런 토크 리미터들로는 등록 기성품들을 이용 가능하며, 기술자들이 이해하는 대로 적절한 디바이스가 제공될 수 있다. 이런 디바이스 중 하나가 ROBA^TM 132 타입이다. 이 디바이스는 포지티브 록킹(positive locking) 플렉시블 안전 클러치(flexible safety clutch)로, 샤프트들에 연결하기 위해 조절 가능한 토크를 보유한다. 상기 플렉시블 커플링 부재는 포지티브 록킹 맞물림 커플링(claw coupling)으로 설계되어 있다. 입구 및 출구는 상기 클러치를 분해하지 않고도 분리 가능하다. 토크는 교체형 플렉시블 중간 링(intermediate ring)을 경유하여 전달된다. 기타 디바이스들이 적합할 수도 있고 사용될 수도 있다.

상기 기어박스는 사이즈에 크게 구애 받지 않기 때문에, 종래기술에 비해서, 광범위하게 토크 저항 기어 배치를 이용할 수 있다. 종래기술의 기어박스에는 웜 구동이 필요한 반면, 본 경우에서는 유성 기어박스(planetary gear box)나 헬리컬 또는 베벨 기어(helical or bevel gear)를 구비한 기어박스가 적용될 수도 있다. 사이즈는 크게 고려 대상이 아니므로, 더 높은 정격의 기어박스를 사용해서 예상되는 역 구동 토크를 극복할 수도 있다.

본 배치에서는 상기 힌지 마운팅(35A)의 구동이 구동력 방향에 45도 각도이어야 함을 주의해야 한다. 상기 체결구(55)를 적용함으로써 이러한 결과를 달성한다. 또 다른 배치가 도 4에 보여지는데, 상기 구동력에서 힌지 마운팅으로 드라이브를 제공하기 위해서 베벨 기어(65, 70)가 사용될 수도 있다. 아울러 윤활제 니플(lubrication nipple, 36) 또한 자동 프로세스로서 윤활제를 조인트에 보유시키는 수단으로서 적용된다.

도 5a 및 5b는 상기 스페이싱 어셈블리(70)의 또 다른 배열을 보여주는데, 직각 기어박스(105)가 샤프트(95)에 연결하고, 상기 샤프트가 이어서 토크 리미터(100)와 토크 트랜스미터 어셈블리(85, 90)에 연결한다. 여기서 크로스 헬리컬 기어(85, 90)가 두 개의 힌지(80A, B) 사이에 장착되어, 샤프트 연결 기어(90)와 힌지 연결 기어(85) 간의 크로스 헬리컬 기어 커플링이 플리퍼(25)의 힌지(80A, B)를 둘 다 구동시킨다. 이로써 상기 스페이싱 어셈블리(70)가 스프레더의 프레임에 장착될 수 있게 하고, 상기 스프레더 프레임에 45도 각도에 있는 플리퍼(25)를 계속해서 구동시킨다.

도 5a 및 5b의 실시예의 또 다른 특징은 커플링된 헬리컬 기어들(85, 90) 간의 기어비 조작이 가능하다는 점이다. 상기 샤프트 연결 기어(90)는 상기 샤프트에 필적할 만한 직경일 수 있는 반면에, 상기 힌지 연결 기어(85)는 훨씬 큰 직경이다. 본 실시예에서 상기 기어비는 약 4: 1이다. 이러한 기어비는 도 3의 배치구조에서 설명되는 바와 같이 체결구를 통한 직접 연결로는 가능하지 않다.

도 6a 내지 6c는 상기 스페이싱 어셈블리(115)의 또 다른 배열을 보여주고 있다. 도 6a에서는 두 세트의 스페이싱 어셈블리(115)들을 갖는 스프레더 프레임(120)의 모서리 두 개를 보여주는바, 대응하는 플리퍼들(25)의 동작을 제어한다.

본 배열에서는 커플링된 크로스 헬리컬 기어들(85, 140)이 도 5a 및 5b에서 보인 기어비와 유사한 비율을 갖는다. 도 6a 내지 6c의 실시예에서는 유리한 기어비를 이용하는데, 기어박스(125)에서 요구되는 비율(rating)을 줄이는 것에 의해서이다. 줄어든 기어박스 비율로 인해, 모터(133)에 체결되고 샤프트(135)와 토크 리미터(130)를 경유하여 상기 커플링된 헬리컬 기어들(85, 140)인 토크 트랜스미터에 연결된 인-라인 기어박스(125) 이용이 가능해진다.

도 6a 내지 6c의 실시예에서는 실질적으로 더욱 컴팩트한 스페이싱 어셈블리(115)의 배열을 갖는 토크 트랜스미터 어셈블리의 기어비의 이점에 대해 보여준다. 인-라인 기어박스와 감소된 비율의 토크 리미터를 이용함으로써 필요한 장비의 비용 절감으로 이어질 수도 있다.

도 7a 및 7b에서는 상기 스페이싱 어셈블리(145)에 대한 또 다른 배열을 보여준다. 여기서 크로스 헬리컬 기어 배열(160)은 상술한 것과 유사한 기어비를 재현하고 있다. 또한, 모터(150)와 인-라인 기어박스(155) 역시 토크 리미터(165)에 커플링되어 있다. 아울러 상기 모터와 인-라인 기어박스의 이점으로 인해 이전 실시예들과 비교할 때 상당히 샤프트를 줄여준다. 남아 있는 것은, 상대적으로 거리상 떨어져 있으면서, 플리퍼 구동 목적에 부합하는 또 하나의 컴팩트한 배열이다. 하지만, 본 배열의 컴팩트함은 대단해서, 상당한 공간 절감 효과를 제공하면서 상기 스프레더 프레임에 편안하게 맞을 수 있다.

도 8a, 8b 및 8c는 또 다른 배열이다. 도 8a 및 8b에서 모터(173)와 기어박스(170)가 역시 토크 리미터(175)에 커플링 되어 있다. 하지만, 이 경우에 토크 트랜스미터는 베벨 기어 배치(180, 155)로서, 상기 크로스 헬리컬 기어를 대체하고 있다. 유사하게, 도 8c에서는 베벨 기어(180, 155) 배열을 더 자세하게 보여주는데, 모터/기어박스(170)는 토크 리미터(175)에 커플링되어 있다.

볼 수 있듯이, 본 발명은 특정 부재들에 대한 광범위한 다양한 변형예들을 포괄하며, 이들 모두는 스프레더 상의 플리퍼를 구동하기 위해서 적절한 정격으로 보호된 어셈블리를 형성하는 목적에 부합한다. 각각의 대안들은 구체적인 조건들에 적합한 특정한 특징을 제공하며, 그리하여 각각 특정한 상황별 이점을 보유한다.

Claims (15)

1. 컨테이너 연결용 스프레더를 가이드하는 플리퍼 어셈블리로서,
   상기 스프레더에 힌지 마운팅되고, 열림 및 닫힘 위치 사이에서 상기 힌지 마운팅 주위로 움직일 수 있는 플리퍼;
   상기 플리퍼로부터 떨어져 있는 상기 스프레더에 장착된 모터;
   상기 모터와 상기 힌지 마운팅 사이에 위치한 스페이싱 어셈블리;를 포함하되,
   여기서 상기 스페이싱 어셈블리는 상기 모터로부터 상기 힌지 마운팅으로 토크를 전달해서, 상기 플리퍼를 상기 닫힘 및 열림 위치 사이에서 이동시킬 수 있는, 플리퍼 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스페이싱 어셈블리는 샤프트와, 일정한 각도에서 토크를 전달하는 토크 트랜스미터를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 토크 트랜스미터는 베벨 기어 구조(bevel gear arrangement), 도그 클러치(dog clutch), 체결구(linkage), 및 헬리컬 기어 구조(helical gear arrangement) 중 어느 하나를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 체결구는 자재 이음부를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스페이싱 어셈블리는 토크 전달을 정해진 최대치로 제한하는 토크 리미터를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 토크 트랜스미터는 상기 힌지 마운팅 중 한 부위에 토크를 전달하는 것인, 플리퍼 어셈블리.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 힌지 마운팅은 두 개의 힌지를 포함하되, 상기 힌지 마운팅 중 상기 부위가 상기 힌지들 중 하나를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 모터는 역 구동 토크에 대하여 홀딩 토크를 제공할 수 있는 서보모터인, 플리퍼 어셈블리.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 모터는 역 구동 토크에 대하여 제동 토크를 제공할 수 있는 브레이크를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 브레이크는 작업자에 의해 상기 모터의 정격으로 미리 세팅되어 있는, 플리퍼 어셈블리.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 스프레더의 마운팅 부위에 장착되어 있고, 상기 마운팅 부위는 외부 충격으로부터 상기 모터를 보호하는 가드를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.
12. 제 3 항에 있어서,
    상기 토크 트랜스미터는 적어도 3:1의 기어비를 갖는 크로스 헬리컬 기어 구조인, 플리퍼 어셈블리.
13. 제 3 항에 있어서,
    상기 토크 트랜스미터는 적어도 3:1의 기어비를 갖는 베벨 기어 구조인, 플리퍼 어셈블리.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 스페이싱 어셈블리는 기어박스를 포함하되, 상기 기어박스는 상기 샤프트와 일직선 상에 있는, 플리퍼 어셈블리.
15. 컨테이너와 연결하기 위한 스프레더를 가이드하는 플리퍼 어셈블리로서,
    상기 스프레더에 힌지 마운팅되어 있는 플리퍼;
    상기 스프레더에 장착된 모터;
    상기 모터와 상기 플리퍼의 힌지 마운팅 사이에 위치한 스페이싱 어셈블리;를 포함하되, 여기서 상기 스페이싱 어셈블리는 상기 플리퍼에 대한 충격에 의해 상기 기어박스에 가해지고 있는 인가된 역 구동 토크를 예방하도록, 정해진 최대 토크로 세팅된 토크 리미터를 포함하는, 플리퍼 어셈블리.

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