KR20150003493U - 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치 - Google Patents

와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치 Download PDF

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KR20150003493U
KR20150003493U KR2020140002013U KR20140002013U KR20150003493U KR 20150003493 U KR20150003493 U KR 20150003493U KR 2020140002013 U KR2020140002013 U KR 2020140002013U KR 20140002013 U KR20140002013 U KR 20140002013U KR 20150003493 U KR20150003493 U KR 20150003493U
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Abstract

본 고안은 와이어로프가 감기거나 풀리는 드럼(10)의 회전축(11)과 감속연동수단(20)으로 연결되어, 드럼(10)의 회전속도에 일정비로 감속되어 드럼(10)의 길이방향으로 미세 이동하면서 드럼(10)을 향하는 와이어로프의 도입위치를 안내하는 안내롤러(30)를 구비하는 윈치에 있어서, 감속연동수단(20)이 연결되는 드럼(10)의 회전축(11)에 클러치유닛(100)을 구비하여, 상기 감속연동수단(20)으로 전달되는 드럼(10)의 회전력을 차단한 상태에서 상기 안내롤러(30)의 위치를 재설정할 수 있도록 구성한 것으로, 안내롤러(30)의 타이밍 재설정 시 각종 주변 장치를 분리 해체할 일 없이 매우 신속하고 용이하게 타이밍 재설정을 수행할 수 있기 때문에 안전하고 효율적인 윈치 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치{Winch having wire rope timing adjusting function}
본 고안은 윈치에 관한 것으로, 상세하게는 와이어로프가 감기거나 풀리는 드럼의 회전축과 감속연동수단으로 연결되어 드럼의 회전속도에 일정비로 감속되어, 드럼의 길이방향으로 미세 이동하며 드럼을 향해 도입되는 와이어로프의 도입위치를 안내하는 안내롤러를 구비하는 윈치를 구성함에 있어서, 상기 감속연동수단을 분리 해체할 필요 없이 드럼의 회전축과 감속연동수단을 연결하는 동력을 선택적으로 차단하여, 와이어로프의 도입위치를 안내하는 안내롤러의 위치를 용이하게 재설정할 수 있도록 한 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치에 관한 것이다.
중량물을 높은 곳으로 들어올리거나 끌어당기는 기계장비의 하나로써 윈치(Winch)가 있다.
이러한 윈치는 수동핸들, 전동모터, 혹은 엔진의 구동력으로 회전하는 원통형의 드럼과 상기 드럼에 감기거나 풀리면서 타단에 결속된 중량물의 위치를 이동시키는 와이어로프를 포함하여 구성된다.
예컨대 본 출원인의 경우에는 해저에 원유 등의 이송을 위한 파이프를 시공할 시 바지선에 구비된 윈치 장비를 이용하여 파이프를 해저에 내려놓거나 다시 끌어올리는 등의 시공 과정을 거치고 있다.
한편 이러한 윈치에는 드럼으로부터 도입되는 와이어로프의 도입위치를 미세 조정하여 드럼에 와이어로프를 순차적으로 꼬임 없이 가지런히 감기도록 하는 와이어로프 안내장치(와이어 레벨 와인더라고도 불림)를 포함하여 구성하게 된다.
도 1 및 도 2는 종래 윈치의 구성을 보이는 예시도이고, 도 3은 종래 윈치에 구비된 와이어로프 안내장치의 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
흔히 윈치는 구동부(미 도시)와, 상기 구동부와 연결되어 정, 역방향으로 회전하는 드럼(10)과, 상기 드럼(10)에 일단이 결합되어 드럼의 정, 역방향 회전에 따라 감기거나 풀리면서 타단에 결합된 중량물을 이동시키는 와이어로프(1)를 포함하되, 와이어로프가 도입되는 드럼(10)의 전방에는 와이어로프(1)의 도입위치를 안내하는 안내롤러(30)가 구비된다.
안내롤러(30)는 드럼(10)과 연결되어, 드럼(10)이 1회전할 때마다 드럼(10)의 길이방향(좌우방향)으로 와이어로프(1)의 직경만큼 이동하게 설정되어, 드럼(10)으로 도입되는 와이어로프(1)가 꼬임 없이 가지런히 감기도록 하고 있다.
결국 안내롤러(30)의 이동축과 드럼(10)의 회전축(11) 사이에는 일정 비의 감속을 구현하기 위한 감속연동수단(20)이 구비된다.
상기 감속연동수단(20)으로는 직접기어 연결방식, 체인 앤 스프로킷 연결방식, 벨트 앤 풀리 연결방식 등 다양한 동력전달 방식들 중 선택된 하나로 연결되거나 혹은 이들의 조합으로 구성되게 된다. 도시된 바로는 고 하중에서의 동력전달에 효과적인 체인 앤 스프로킷 연결방식을 취하고 있다.
한편 이러한 윈치는 사용 중 중량물과 연결된 와이어로프의 장력(늘어남)변화 등에 따라, 드럼의 회전축과 연동하는 안내롤러의 미세 이동 타이밍이 부정확한 경우가 발생할 수 있다.
다시 말해 와이어로프(1)가 드럼(10)에 1회 감길 때마다 안내롤러(30)가 측방으로 와이어로프(1)의 직경만큼 이동할 시, 실질적으로 안내롤러(30)가 와이어로프(1)의 직경보다 많이 이동하거나 또는 적게 이동하는 현상이 발생하게 된다.
이 경우 와이어로프가 드럼에 1회 감긴 후 이어서 도입되는 와이어로프가 앞서 감긴 와이어로프에 살짝 겹치는 현상이 발생되거나 또는 감겨진 와이어로프의 사이에 틈새가 발생된다.
예컨대 도입되는 와이어로프가 드럼에 미리 감겨진 와이어로프의 끝단에 살짝 겹친 상태로 감기게 되는 경우에는 중량물로부터 와이어로프에 강한 장력이 발생하는 경우에는 와이어로프의 손상되거나 끊어지게 되는 문제가 발생하게 된다.
결국 이러한 문제를 해소하기 위해서는 드럼의 회전축과 연동하는 안내롤러(30)의 위치(타이밍)를 재설정할 필요가 있는데, 종래에는 드럼의 회전축(11)과 안내롤러(30)를 연결하는 감속연동수단(20:체인 앤 스프로킷, 벨트 앤 풀리, 기어 등)을 직접 해체 분리시킨 다음 안내롤러(30)의 위치를 재설정시킨 다음 감속연동수단(20)을 조립 체결하는 과정을 거치게 되었다.
예컨대 도시된 바와 같이 체인 앤 스프로킷으로 구성된 경우에는 드럼의 회전축에 설치된 스프로킷으로부터 체인을 분리 및 결합하기 위해 체인링크를 연결하는 핀을 분해하거나 조립시켜야 하는 매우 번거로움이 발생된다.
따라서 본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 드럼의 회전축 상에 클러치유닛을 구비함으로써, 드럼에 감겨지는 와이어로프의 정확한 도입위치에 어긋남이 발생할 시, 감속연동수단(체인, 벨트 등)을 분리 해체할 필요 없이 클러치유닛을 이용하여 동력전달을 차단시킨 상태에서, 드럼을 향하는 와이어로프의 도입위치를 정확하게 재설정할 수 있는 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 고안은 와이어로프가 감기거나 풀리는 드럼(10)의 회전축(11)과 감속연동수단(20)으로 연결되어, 드럼(10)의 회전속도에 일정비로 감속되어 드럼(10)의 길이방향으로 미세 이동하면서 드럼(10)을 향하는 와이어로프의 도입위치를 안내하는 안내롤러(30)를 구비하는 윈치에 있어서,
상기 감속연동수단(20)이 연결되는 드럼(10)의 회전축(11)에 클러치유닛(100)을 구비하여, 상기 감속연동수단(20)으로 전달되는 드럼(10)의 회전력을 차단한 상태에서 상기 안내롤러(30)의 위치를 재설정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 클러치유닛(100)은, 상기 회전축(11)의 일단에 축설되고, 일면에는 축선방향으로 돌출 형성된 축지지부(112)를 중심으로 그 주변부에 균등 간격을 유지하는 복수의 제1 핀홀(115)이 구비되는 허브(110); 상기 축지지부(112)에 회전 가능하게 결합되고, 외주면에는 상기 감속연동수단(20)과 연결되는 외측기어(132)가 형성되며, 상기 각 제1 핀홀(115)과 마주하는 하나 이상의 제2 핀홀(135)이 구비되는 동력전달 휠(130); 상기 동력전달 휠(130)을 관통한 허브(110)의 축지지부(112)와 고정 결합되어 동력전달 휠(130)의 축선방향 이동을 제한하며, 상기 제2 핀홀(135)과 마주하는 하나 이상의 제3 핀홀(155)이 구비되는 로크플레이트(150); 및 상기 제3 핀홀(155), 제2 핀홀(135), 및 제1 핀홀(115)을 순차적으로 관통하며 결합되는 하나 이상의 로크핀(170);을 포함하여 구성한 것일 수 있다.
본 고안은 드럼의 회전축 상에 동력 전달 및 분리 해제를 위한 클러치유닛을 구성함으로써, 와이어로프 도입용 안내롤러의 타이밍 재설정 시 각종 주변 장치를 분리 해체할 일 없이, 매우 신속하고 용이하게 타이밍 재설정을 수행할 수 있기 때문에, 안전하고 효율적인 윈치 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래 윈치의 구성을 보이는 예시도.
도 3은 종래 윈치에 구비된 와이어로프 안내 기능을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명에 의한 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치의 부분 사시도.
도 5는 도 4의 분리 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치의 부분 사시도.
위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 고안의 특징과 효과들은 이하 첨부도면을 참조한 본 고안의 실시 예들을 통하여 더욱 명백히 한다.
먼저 도 3을 참조하면 통상적으로 윈치는, 구동부(미 도시)와, 상기 구동부와 연결되어 정, 역방향으로 회전하는 드럼(10)과, 상기 드럼(10)에 일단이 결합되어 드럼(10)의 정, 역방향 회전에 따라 감기거나 풀리면서 타단에 결합된 중량물을 이동시키는 와이어로프(1)를 포함한다.
여기서 와이어로프(1)가 도입되는 드럼(10)의 전방에는 드럼(10)의 길이방향(좌우방향)으로 이동 가능하게 설치되어, 드럼(10)으로 도입되는 와이어로프(1)의 도입위치를 안내하는 안내롤러(30)를 포함한다.
또한 드럼(10)의 회전축(11)과 안내롤러(30)의 이동축을 연결하여, 드럼(10)의 회전속도를 일정 비로 감속하여 안내롤러(30)의 이동축으로 전달하는 감속연동수단(20)을 포함하여 구성하게 된다.
상기 감속연동수단(20)은 직접기어 연결방식, 체인 앤 스프로킷 연결방식, 벨트 앤 풀리 연결방식 등 다양한 동력전달 방식들 중 선택된 하나로 연결되거나 혹은 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 도시된 실시 예에서는 고 하중에서의 동력전달에 효과적인 체인 앤 스프로킷 연결방식을 보이고 있다.
또한 감속연동수단(20)에는 감속기를 포함하여 구성할 수 있다.
또한 구동부는 대상물의 중량 및 종류에 따라 수동핸들, 전동모터, 엔진 등에서 선택적으로 구비될 수 있다.
이러한 구성의 윈치는, 구동부의 작동에 드럼(10)을 회전시키면서 와이어로프(1)를 감게 되면, 감속연동수단(20)에 의해 드럼(10)이 1회전할 때마다 안내롤러(30)는 드럼(10)의 길이방향(좌우방향)으로 와이어로프(1)의 직경만큼 이동하게 되면서, 드럼(10)으로 도입되는 와이어로프(1)의 도입위치를 정확하게 안내하게 된다.
여기서 전술한 바와 같이 드럼(10)의 회전속도와 안내롤러(30)의 이동속도의 재설정이 필요한 경우, 감속연동수단(20) 등의 장비를 해체할 필요 없이, 드럼(10)의 회전축(11)과 안내롤러(30)의 이동축 사이의 동력을 차단하고, 이렇게 동력이 차단된 상태에서 안내롤러(30)의 위치를 정확하게 재설정하고, 이후 재설정이 완료된 다음에도 신속 용이하게 차단되었던 동력을 연결할 수 있게 한다.
이를 위해 본 고안은 감속연동수단(20)과 연결되는 드럼(10)의 회전축(11) 상에 클러치유닛(100)을 포함하여 구성한다.
본 고안에 의한 클러치유닛(100)은 허브(110), 동력전달 휠(130), 로크플레이트(150), 및 로크핀(170)을 포함하여 구성된다.
허브(110)는 드럼(10)의 회전축(11) 일단에 키를 매개로 축 결합되고, 일면에는 축선방향으로 돌출 형성되는 축지지부(112)가 구비되고, 상기 축지지부(112)를 중심으로 그 주변부에는 균등 간격을 유지하는 복수의 제1 핀홀(115)이 축선방향으로 형성되어 있다. 도시된 실시 예에서는 30도 사이 각도를 유지하며 12개의 제1 핀홀(115)이 구비되어 있다.
동력전달 휠(130)은 허브(110)의 축지지부(112)에 회전 가능하게 결합되고, 외주면에는 감속연동수단(20)을 구성하는 체인과 결합되는 외측기어(132)가 형성되며, 상기 허브(110)의 제1 핀홀(115)과 마주하는 하나 이상의 제2 핀홀(135)이 구비된다. 도시된 실시 예에서는 60도 사이 각도를 유지하며 6개의 제2 핀홀(135)이 구비되어 있다.
로크플레이트(150)는 동력전달 휠(130)을 관통한 축지지부(112)의 일면에 고정 결합되며, 동력전달 휠(130)의 제2 핀홀(135)과 마주하는 하나 이상의 제3 핀홀(155)이 구비된다. 이러한 로크플레이트(150)는 허브(110)의 축지지부(112) 일면에 결합된 상태에서 고정볼트(190)를 통해 고정 결합된다. 이렇게 허브(110)에 결합된 로크플레이트(150)는 축지지부(112)에 설치된 동력전달 휠(130)의 축선방향 이동을 제한하게 된다. 한편 상기 실시 예로써 허브(110)에 30도 사이 각도를 유지하는 제1 핀홀(115)이 12개로 구성됨에 따라 로크플레이트(150)에는 적어도 30도 사이 각도를 유지하는 2개의 제3 핀홀(155)이 구비되어 있다.
로크핀(170)은 제3 핀홀(155), 제2 핀홀(135), 및 제1 핀홀(115)에 차례로 삽입됨으로써, 로크플레이트(150), 동력전달 휠(130), 및 허브(110)를 결속하여 연동하여 회전시킨다. 이러한 로크핀(170)은 하나 이상으로 구비될 수 있다.
이러한 구성으로 인해, 로크핀(170)이 분리된 상태에서 동력전달 휠(130)은 자유 회전이 가능한 상태를 유지하게 되고, 선택된 제1 핀홀(115)과, 제2 핀홀(135), 및 제3 핀홀(155)을 일치시킨 상태에서 로크핀(170)을 다시 삽입하여 체결함으로써, 드럼(10)의 회전축(11), 허브(110), 로크플레이트(150), 및 동력전달 휠(130)의 연동된 회전을 구현하게 된다.
한편 실시 예에서와 같이 허브(110)에 구비된 제1 핀홀(115)을 30도 간격으로 형성하는 경우, 로크핀(170)이 분리된 상태에서 동력전달 휠(130)은 30도 간격으로 위치 조절이 가능해지게 된다.
결국 도시된 바와 달리, 허브(110)에 구비된 제1 핀홀(115)의 사이 각도를 30도 보다 작은 각도로 형성함으로써, 감속연동수단(20)과 연결되는 동력전달 휠(130)의 보다 미세한 조정 위치를 설정할 수 있게 된다.
한편 상기 제1,2,3 핀홀(115,135,155)에 삽입 체결되는 로크핀(170)은 작동 중 이탈될 우려가 발생될 수 있다.
이를 해소하기 위해 각 로크핀(170)과 연결부재(171)로 연결된 이탈방지용 고정볼트(173)를 포함하여 구성할 수 있다.
이러한 이탈방지용 고정볼트(173)는 상기 로크플레이트(150)의 제3 핀홀(155)에 인접하여 형성된 이탈방지용 체결홀(157)에 나사 결합됨으로써, 제1,2,3 핀홀(115,135,155)에 삽입된 상기 로크핀(170)이 이탈되는 현상을 차단할 수 있다.
한편 상기 로크플레이트(150)의 제3 핀홀(155) 내주면에 나사가공부를 형성하고, 상기 제3 핀홀(155)의 나사가공부와 나사 결합되도록 각 로크핀(170)의 일부분에 나사가공부를 형성하는 경우에도 로크핀(170)의 이탈되는 현상을 차단할 수 있다.
이상과 같은 클러치유닛(100)을 이용한 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 3에서와 같이 기본적으로 드럼(10)을 회전시키며 와이어로프(1)를 감게 되면, 감속연동수단(20)에 의해 드럼(10)이 1회전할 때마다 안내롤러(30)는 드럼(10)의 길이방향(좌우방향)으로 와이어로프(1)의 직경만큼 이동하게 되면서, 드럼(10)으로 도입되는 와이어로프(1)의 도입위치를 정확하게 안내하게 된다.
이러한 윈치의 사용 중 와이어로프의 장력 변화 등에 따라, 드럼의 회전축에 대한 안내롤러(30)의 타이밍이 부정확한 경우에는, 종래와 같이 드럼(10)의 회전축(11)과 연결된 감속연동수단(20)을 분리 해체시킬 필요 없이, 로크핀(170)을 분리시키게 되면, 허브(110)와 로크플레이트(150)의 사이에 개재된 동력전달 휠(130)은 자유 회전이 가능한 상태를 이룬다.
결국 이렇게 드럼(10)의 회전축(11)과 감속연동수단(20)의 동력이 차단된 상태에서, 사용자는 안내롤러(30)의 위치를 정확하게 재설정하게 되고, 이렇게 안내롤러(30)가 이동하는 과정에서 동력전달 휠(130)은 허브(110)와 로크플레이트(150)로부터 독립된 자유 회전이 이루어지게 된다.
여기서 만약 고정볼트(190)에 의해 허브(110)와 로크플레이트(150)의 사이에서 동력전달 휠(130)이 너무 타이트(Tight)하게 결합되어 있는 경우에는 원활한 회전이 이루어지지 않을 수 있는데, 이러한 경우에는 고정볼트(190)를 살짝 풀어 허브(110)와 로크플레이트(150)의 사이에 약간의 유격을 형성함으로써 동력전달 휠(130)의 원활한 회전이 가능토록 한다.
상기와 같이 안내롤러(30)의 위치 재설정이 완료된 후에는, 서로 마주하게 배치되어 있는 로크플레이트(150)의 제3 핀홀(155)과 동력전달 휠(130)의 제2 핀홀(135), 및 허브(110)의 제1 핀홀(115)을 차례로 관통하여 로크핀(170)을 삽입 체결하게 되며, 이렇게 타이밍 재설정된 드럼(10)과 안내롤러(30)를 이용하여 정확한 와이어로프의 권취 작업을 수행하게 된다.
본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 드럼 11: 회전축
20: 감속연동수단 30: 안내롤러
100: 클러치유닛 110: 허브
112: 축지지부 115: 제1 핀홀
130: 동력전달 휠 132: 외측기어
135: 제2 핀홀 150: 로크플레이트
155: 제3 핀홀 170: 로크핀
173: 이탈방지용 고정볼트 190: 고정볼트

Claims (4)

  1. 와이어로프가 감기거나 풀리는 드럼(10)의 회전축(11)과 감속연동수단(20)으로 연결되어, 드럼(10)의 회전속도에 일정비로 감속되어 드럼(10)의 길이방향으로 미세 이동하면서 드럼(10)을 향하는 와이어로프의 도입위치를 안내하는 안내롤러(30)를 구비하는 윈치에 있어서,
    상기 감속연동수단(20)이 연결되는 드럼(10)의 회전축(11)에 클러치유닛(100)을 구비하여, 상기 감속연동수단(20)으로 전달되는 드럼(10)의 회전력을 차단한 상태에서 상기 안내롤러(30)의 위치를 재설정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 클러치유닛(100)은,
    상기 회전축(11)의 일단에 축설되고, 일면에는 축선방향으로 돌출 형성된 축지지부(112)를 중심으로 그 주변부에 균등 간격을 유지하는 복수의 제1 핀홀(115)이 구비되는 허브(110);
    상기 축지지부(112)에 회전 가능하게 결합되고, 외주면에는 상기 감속연동수단(20)과 연결되는 외측기어(132)가 형성되며, 상기 각 제1 핀홀(115)과 마주하는 하나 이상의 제2 핀홀(135)이 구비되는 동력전달 휠(130);
    상기 동력전달 휠(130)을 관통한 허브(110)의 축지지부(112)와 고정 결합되어 동력전달 휠(130)의 축선방향 이동을 제한하며, 상기 제2 핀홀(135)과 마주하는 하나 이상의 제3 핀홀(155)이 구비되는 로크플레이트(150); 및
    상기 제3 핀홀(155), 제2 핀홀(135), 및 제1 핀홀(115)을 순차적으로 관통하며 결합되는 하나 이상의 로크핀(170);을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 각 로크핀(170)과 연결부재(171)로 연결되어, 상기 로크플레이트(150)에 형성된 이탈방지용 체결홀(157)에 나사 결합되는 이탈방지용 고정볼트(173)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 핀홀(155)의 내주면에는 나사가공부가 형성되며;
    상기 제3 핀홀(155)의 나사가공부와 나사 결합되도록 각 로크핀(170)의 일부분에 나사가공부가 형성된 것을 특징으로 하는 와이어로프 타이밍 조정 기능을 갖는 윈치.
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