KR20150035814A - 자기 승강 장치 - Google Patents

Abstract

자기 승강기 장치는 가공물 맞물림면을 갖춘 하우징을 가진다. 지지 구조체는 각각의 레그들을 가진 2 개의 클레이비스-형상 부재들을 포함하고, 상기 레그의 단자 말단들은 맞물림면 가까이에 위치한 각각의 지주들에서 상기 하우징의 서로 마주한 외부 측면들에서 힌지 연결되며, 그리고 상기 클레이비스-형상 부재들은 상기 하우징의 폭들 가로질러 상기 하우징의 양쪽에 걸치게 된다. 상기 지주들 및 상기 레그들의 길이의 상대 위치는, 승강기 장치의 제 1 동작 위치로부터 제 2 동작 위치로 회전될 수 있도록 선택되고, 이때 상기 제 1 동작 위치는, 양쪽 클레이비스-형상 부재들이 연결 수단의 삽입을 위한 공통 고리를 형성하기 위해 모이게 되는 위치며, 그리고 상기 제 2 동작 위치는, 가공물 맞물림면이 제 1 동작 위치에서 그의 배향으로부터 약 90 도까지 회전되어, 그의 헤드부가 상기 회전 동안에 상기 하우징에서 떨어져 있게 되는 위치이다.

Description

자기 승강 장치{MAGNETIC LIFTING DEVICE}

본 발명은 일반적으로 재료 취급 장비에 관한 것으로, 특히 강자성 가공물들, 예를 들면, 강판들, 빌레트들 (billets), 튜브들 등의 승강, 취급 또는 운반에 사용된 크레인 붐 (crane boom), 갠트리 (gantry) 또는 다른 고가 구조체 (overhead structure)에 매달릴 수 있는 자기 승강 장치에 관한 것이다. 바람직한 승강 장치가 장치의 가공면에 가공물을 고정시키기 위해 자속의 단독 소스로서 영구 자석들을 사용하지만, 본 발명은 전자석들을 단독으로 사용하거나 영구 자석들과 조합하여 사용한 승강 장치들에 동일하게 적용될 수 있다.

취급 및 운반의 목적으로, 강판들과 같은 평면 가공물들 또는 부피가 크고, 규칙적이거나 불규칙적으로 형상화된 가공물들, 예를 들면, 강 파이프들, 엔진 블럭들 등, 이뿐 아니라 스크랩 금속과 같은 모든 유형의 강자성 물체들을 잡아 올리는 영구 및/또는 전자기 승강 도구 및 장치는 수십년 동안 종래 기술에서 알려져 왔다.

일반적으로 말하면, 장치 또는 도구의 가공면에 강자성 물체들을 부착시키는데 사용되는 자속원을 가지는 실제 자기 장치 또는 도구의 구성은, 예를 들면, 연성 자기 자극 부분들을 가진 (또는 가지지 않은) 전자석들 및/또는 영구 자석들에 사용된 자속원의 유형, 강자성 물체들이 장치 또는 도구의 가공면에 부착되어 고정되는 상태와 강자성 물체들이 해제되는 상태 사이에서 자속원을 스위칭하기 위해 사용되는 배치의 유형 및 복잡성, 및 장치 또는 도구에 자기적으로 유지되도록 하는 가공면과 물체들 간의 최적의, 바람직하게 공극 자유 계면을 확립하기에 필요한 가공면 기하학적인 형상 기타 등등에 의존하여 크게 변화할 수 있다.

이로써, 예를 들어, US 특허 4,802,702 (Bownds)는 사용시 공사장으로부터 강자성 폐기 물체들을 치우고 제거하기 위한 자기 승강 도구를 설명 및 기술한다. 도구는 길게 형성된 L-형상의 핸들 및 원형 승강 판 (비 자기 재료의 외부 스쿼트 (squat)-원통형 하우징 부재, 하우징 내에 수용된 영구 자석 또는 전자석, 및 하우징과의 상호 끼움 맞춤을 하고 하우징의 개방 하부면을 폐쇄시키는 강 합금 캡으로 구성됨)을 포함한다. 하우징은 튜브의 하부 단자 말단에 고정 방식으로 부착되고, 이때 상기 튜브는 L-형상의 핸들의 레그로 포개어 (telescopically) 삽입되고 상기 레그 상에 선택적으로 고정되며, 상기 L-형상의 핸들의 레그에 의해 사용자는 장치를 유지시킬 수 있으며, 그리고 자기 잔해 수집을 위한 표면 상의 승강 판을 걷어낼 수 있다. 강 캡 부재(steel cap member)에 의해 제공된 가공면의 공간적인 배향 및 자세는, 승강 판이 부착되는 핸들의 수동적인 움직임에 의해 조정된다.

US 특허 4,504,088 (Carter)는, 유압 또는 공압이 도구의 가공면을 제공하는 비-자기 접촉 부재의 상대 변위를 일으키기 위해 사용되는 수동적으로 동작되는 승강 도구의 다양한 실시예들을 개시한다. 접촉 부재는 얇은 엘라스토머 멤브레인일 수 있고, 상기 얇은 엘라스토머 멤브레인은 도구의 사용시에, 도구의 비-자기 하우징 내에 수용된 영구 자석의 동작면에 대한 근위 위치와 원위 위치 사이에서 조작되는 (예를 들면, 유지되는, 들어 올려지는) 강자성 물체와 인접하게 접촉될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징에는 결과적으로 승강 장치를 적합한 크레인 기계장치 등, 예를 들면 연접식 볼-컵 조인트에 부착시키는 부착 수단이, 가공면으로부터 멀리 떨어진 말단에서 제공된다.

US 특허 5,435,613 (Jung), 유럽 특허 EP 0974545 (Jung) 및 US 특허 공개 US 2003/0146633 A1 (Jung) 각각은 서로 다른 영구 자기 승강 기구를 기술 및 설명하고, 이때 상기 영구 자기 승강 기구 모두는 다수의 영구 자기 하부구조들을 포함한다. 자기 회전자들의 형태를 한 다수의 이러한 하부구조들은 기구의 하우징 내에 회전 가능하게 유지되며, 그리고 하부구조들의 상호 보완적인 수는 각각의 자기 고정자 구조들에서 하우징 내에 고정된다. 상기와 같은 배치는, 고정자 구조들에 대한 자기 회전자들의 회전에 의해 턴 온 및 턴 오프될 수 있는 스위칭 가능한 영구 자석 유닛 또는 장치를 제공한다. 회전자 구조체들의 정의된 회전 위치들은 자속이 폐쇄 자기 회로를 생성할 시에 이용가능하도록 하되, 기구의 가공면이 강자성 가공물 (예를 들면, 강판)과 접촉을 이룰 시에 이용가능하도록 한다. 가공면은 하우징 내에 고정되며 상기 하우징의 일부를 형성하는 자화 가능한 연성 철 자극 판들 (soft iron pole plates)의 자유 단자 표면들에서 제공되며, 그리고 자유 단자 표면들은 각각 서로 인접한 고정자 구조체들의 영구 자석들과 갭이 없는 접촉을 이룬다.

이와 달리, 서로 다른 자기 승강 기구를 구조적으로 각각 구현시킴에도 불구하고 US 특허 4,314,219 (Haraguchi) 및 US 특허 5,382,935 (Doyelle)는 영구 자석들 (즉, 자기 활동량, magnetic active mass)에 의해 서로 반대로 각각 극성화되는 2 개의 연성 철 몸체들을 추가로 포함하는 하나 이상의 회전자 구조체들의 기구에 존재하는 모든 자기 활동량을 배치시키는 동일 원칙에 의존한다. 회전자 구조체(들)은, 유지되고 조작되는 (예를 들면, 들어 올려지거나 이동되는) 강자성 가공물과의 접촉을 이룰 수 있는 승강 기구의 작동 또는 맞물림 표면을, 각각의 자유 단자 에지 표면들에서 제공하며, 그리고 서로 자기적으로 격리되는 연성 철 자극 판들 또는 부재들 사이에서 수용된다. 서로를 향한 자극 판들에 대한 회전자 자극 부분들의 회전 위치는 자속이 영구 자석들로부터 회전자 자극 부분들을 통해 고정 자극 판들로, 그리고 자극 판들로부터 가공물로 흐를 수 있는 여부를 판별할 것이다. 사실상, 회전자 부재(들)의 자극 부분들은 서로 반대로 위치한 자극 판들을 향하도록 위치할 시에 수동 자기 '션팅 (shunting)' 브릿지들을 제공하며, 이때 상기 자극 판들 사이에는 회전자(들)가 개재된다.

Jung, Doyelle 및 Haraguchi의 승강기 기구/장치의 하나의 공통 특징은, 장치 하우징에서 적합하게 저널화되거나 (journalled) 또는 이와 달리 지지되며, 그리고 회전자(들)과 연결된 핸들 또는 액추에이터 부재를 제공하는 것이고, Haraguchi의 경우에 이는 기구/장치의 '온'과 '오프' 위치들 사이에서 회전자들을 회전시키기 위해 기구의 다수의 자기 능동 회전자들의 동시 회전에 영향을 주는 적절한 기어 시스템을 통해 영향을 받는다.

또 다른 공통 특징은 장치 하우징의 상부 외부 부분 상에 불링 (bull ring) 또는 u-형상의 아이 후크 (u-shaped eye hook)가 존재하는 것이고, 이때 상기 장치 하우징에 의하여, 장치들은, 장치에 고정되고 장치와 함께 들어 올려지는 강자성 가공물과 접촉하는 (그리고 상기 강자성 가공물로부터 제거되는) 자기 승강기 장치/기구에 사용된 크레인, 갠트리 또는 다른 고가 구조체에 매달린 케이블, 체인 또는 다른 유형의 지지 부재에 연결될 수 있다. 주목해야 하는 바와 같이, 링들 및 후크들은 하우징에 대해 배향적으로 고정된다. 즉, 케이블 또는 체인에서 승강 장치들의 자유 이동은, 케이블 또는 체인에 상기와 같은 승강기 장치들이 매달리기 위해 사용된 카운터 부재 또는 연결 구조체의 유형에 의해 단지 영향을 받는다. 상기와 같은 카운터 부재는 케이블 또는 단자 체인 링크에 공지된 방식으로 고정된 간단한 c-형상의 후크 또는 U-섀클 (shackle) 또는 승강기 장치/기구를 들어올리기 위해 사용된 케이블 또는 로프의 말단에 있는 누즈 (noose)일 수 있다.

자기 승강기 헤드로도 지칭될 수 있는, 자기 승강기 장치/기구에서의 상기와 같은 유형의 공간적으로 고정된 지지 구조체/부재와는 달리, US 특허 3,389,356 (Schneider)는 장치의 하우징의 상부 판으로부터 상부를 향하여 뻗어나간 각각의 커넥터 판들에 대해 피봇되는 (즉 힌지화되는) 레그들을 가진 u-형상의 클레이비스를 사용한 자기 승강기를 개시한다. 결과적으로, 클레이비스는 장치 하우징에서 힌지화되는 핸들 또는 지지 부재를 제공하고, 지지 케이블 또는 체인에 대해 장치 하우징의 이동의 자유도를 보다 크게 제공하며, 이때 상기 지지 케이블 또는 체인에는 하우징이 가공물의 자기 호이스팅 동작 (magnetic hoisting operations)을 위해 매달릴 수 있게 된다.

상술된 유형의 자기 승강기 장치에서 사용될 수 있는 가능한 다른 유형의 지지 및 연결 구조체들, 및 장치들에 대해, US 특허 3,298,730 (Soley)는, 원형 상부 판 및 원통형 스커트 (cylindrical skirt)를 가진 스쿼트 중공 원통형 하우징을 가진 전자석 승강 장치를 개시한다. 4 개의 러그 플랜지들 (lug flanges)은, 상부 판 평면에 대해 수직으로 뻗어나간 장치의 중앙 축에 대해 대칭적인 배치로 등변 공간을 이룬 상부 판으로부터 상부 방향을 향해 돌출한다. 러그 플랜지들은, 승강기의 가공물 맞물림 표면들 (즉, 가공면)을 하부 단자 말단에서 제공하는 4 개 자극 부분들의 일체형 부분을 형성하고, 이때 상기 가공물 맞물림 표면들 주위에는 각각의 전자석들의 코일 번들이 갖춰져 있다.

러그 플랜지들은, 승강기가 크레인 붐 등에 매달릴 수 있는 4 개의 지지 체인들의 단자 링크들에 대한 피봇 앵커 지점들의 역할을 한다. 러그 플랜지들이 뻗어나가고 상부 판에서 자극 슈들의 위치를 고정시키기 위해 제공되는 상부 판 내의 개구부들 및 러그 플랜지들 그 자체는, 승강기가 적재물을 운반할 시에 이러한 부분들 간의 굽힘을 최소화하기 위해, 거의 또는 전혀 작동을 허용하지 않도록 치수화되며, 그리고 승강기에 부착된 적재물과의 충격 부하 또는 충돌에 이길 수 있는 방식으로 승강기의 중앙 축에 대해 위치된다. 사실상, 측 방향 변위에 대한 반-강성 (semi-rigid)인 연결 구조체는, 적재 중에 승강기를 들어올리기 위해 사용되는 크레인 후크 또는 이와 달리 가요성 케이블의 말단에 구비된 유사한 연결 부재에서 공통 지지점으로 상부 방향을 향하여 모이게 되는 4 개의 체인 부재들과 승강기 하우징 사이에서 제공된다. 전반적인 구조체는 불필요하게 복잡하고 비싼, 그의 일부를 형성하는 모든 구성요소들의 필요한 제조 허용 공차로 부분적으로 인한 것이다.

크레인 붐 등에 자기 승강기 장치를 매달리게 하여 지지하기 위해 사용되는 승강기 장치와 케이블, 로프 또는 체인 지지 수단 사이의 탄성 지지 구조체는 US 특허 3,471,193 (Hayes)에 개시된다. 3 개 더블-윙 페데스탈 플랜지들 (double-wing pedestal flanges) (또는 클레이비스들)은 하우징의 주변 벽에 인접한 등변 삼각형의 정점에 위치한 자기 승강 장치의 스쿼트 원통형 하우징의 상부 판의 상부 측면 상에 제공된다. 텔레스코픽 피스톤 (telescopic piston) - 내부 스프링을 가진 원통형 튜브 유닛은 상부 판으로부터 멀리 불 링 구조체 (bull ring structure)와 함께 베이스 판을 편향시키며, 구조체는 3 개 승강 체인들을 통하여 상부 판에 연결되며, 상기 승강 체인의 반대 단자 링크들은 클레이비스들에서, 그리고 볼트들을 통한 베이스 판으로 각각 피봇된다. 승강 체인들은 스프링 작동에 의해 팽팽하게 유지되어, 그 결과 불 링은 크레인 승강 블럭의 조작에 의한 크레인 후크 단독에 의해, 그리고 크레인 오퍼레이터에 의한 후크에 의해 손쉽게 맞물릴 수 있다. 다시, 반-강성이지만 충분하게 탄성적인 커넥터 지지 구조체가 제공된다.

상술된 개요 문헌들로부터 인식할 수 있는 바와 같이, 개별적으로 또는 조합하여, 승강 장치가 크레인 붐 또는 유사한 고가 지지 구조체에 의해 갖춰진 승강 및 지지 케이블 (또는 유사한 가요성 장력 지지 부재)에 매달리고 상기 승강 및 지지 케이블에 의해 지지되는 지지 구조체들에 대한 결점들이 특히 다수 개 있다.

이와 관련되어, 수평 방향의 위치 자세에서 가변 두께 및 치수의 강자성 판들을 이동시키는 것이 드문 일은 아니지만, 수동적 개입은 판의 에지 상에서 직립 저장 (upright storage)을 위한 수직 위치 자세에 상기와 같은 판들을 기울이는 것을 필요로 한다. 이를 위해, 초기 이동 후에, 승강기 헤드는, 판이 직립 저장을 위해 기울어져야 하는 것과는 반대로 있는 에지를 향하여, 판의 수평 이동을 필요로 하는 판에서의 위치를 나타내는 일반적인 무게 중심으로부터 풀어지거나 또는 이와 달리 움직여야 한다.

이러한 정황에서, 지지 구조체들이 일반적으로 수평 자세로 승강기 헤드의 작동면 (또는 부착면)을 유지시키고 이로 인해 또한 매달린 판을 수평 자세로 유지시키며, 그리고 운반 케이블로부터 매달리게 될 시에, 장치의 주요 법선 (수직) 축의 정렬 불량, 및 들어 올려지게 되는 물체의 무게 중심 (CG) 축으로 인해 가공물과 승강기 장치 가공면 사이의 계면에서 일어나는 전단 하중을 최소화시키는 목적으로 고안된다는 점에서 관련된다. 원치 않는 휨 모멘트는 예를 들면 Hayes 승강기의 피스톤-실린더 유닛을 안내하는 텔레스코픽 등에서 지지 구조체의 구성요소들의 일부를 초래할 수 있거나, 또는 승강기가 적재물에 부착되는 위치로부터 멀리 떨어진 CG로 적재물이 매달리게 될 시에 승강 장치의 지지 구조체에서 가요성 장력 부재들 중 하나 또는 2 개 상에 원치 않는 적재물 재분배를 초래할 것이다.

상기와 같은 적재물 재분배 및 손상을 가하는 휨 모멘트는 단일 불 루프 또는 클레이비스 (Jung 및 Carter 승강 장치들에 사용되는 바와 같음) 등의 지지 구조체들에서 최소화되지만, 그러나 이는 승강 케이블 또는 체인의 말단에서 매달린 적재물 및 승강기 헤드의 보다 큰 흔들림을 허용하는 단점을 가진다.

상술된 것과 관련하여, 본 발명의 일 목적은 승강기 장치를 끌어올리기 위해 간단한 크레인 후크에 의해 맞물릴 수 있는 크레인 붐 암들, 갠트리들 또는 이와 유사한 고가 호이스팅 기계장치의 구성요소들에 매달리고 상기 구성요소들에 의해 지지되는 케이블들, 로프들, 체인들 또는 이와 유사한 장력 부재들에 의해 끌어 올려지도록 구성된 자기 승강기 장치들과 함께 사용되는 개선된 지지 구조체를 제공하며, 그럼에도 불구하고, 상기와 같은 후크에 적재 중에 있을 시에 매달린 승강기 장치의 위치 및 배향 안정성을 보다 크게 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 특히 가공물 맞물림 표면 (가공면)에 대해 수직으로 뻗어나간 자기 승강 장치의 승강 축 또는 공통 승강 방향을 따른 승강 장치의 CG와의 가공물의 CG의 정렬 불량으로부터 발생되는 원치않는 적재물 분배 및 구조체의 구성요소들 상의 가함을 도입함 없이, 수평 배향, 경사 배향, 또는 수직 배향으로 강자성 판의 끌어올림 및 이동을 허용하여야 한다는 점에서 자기 승강기 가공물 운송의 다목적을 허용할 수 있는 상기와 같은 지지 구조체의 실시예를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자기 승강 장치, 특히, 상기와 같은 개선된 지지 및 호이스팅 구조체를 손쉽게 포함할 수 있는 구성을 제공하는 영구 자석들을 독점적으로 사용한 승강 장치를 제공하는 것이다.

다른 목표 및 목적은 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 다양한 양태에 따라서, 자기 승강 장치가 제공되며, 상기 자기 승강 장치는 하우징; 영구 자석들을 바람직하게 독점적으로 포함하고, 상기 하우징에 수용되며, 그리고 상기 하우징에 의해 갖춰진 장치의 가공물 맞물림면에 자속을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 스위칭 가능한 자석 장치; 자속이 상기 맞물림면에서 이용 가능하거나 상기 맞물림면에 존재하지 않는 스위칭 상태들 사이에서 상기 스위칭 가능한 자석 장치를 스위칭하기 위해 배치되며, 그리고 상기 하우징에 갖춰진 작동 기계장치; 및 크레인, 갠트리, 또는 이와 유사한 승강 및 운반 기구의 고가 적재 운반 부재에 매달려 지지되는 장력 적재 운반 수단에 갖춰진 연결 부재와 해제 가능하게 맞물리기 위해 배치되며, 그리고 상기 하우징에 장착된 지지 구조체;를 가지며, 상기 자기 승강기 장치에 있어, 상기 지지 구조체는 각각의 레그들을 가진 2 개의 클레이비스-형상 부재들을 포함하고, 상기 레그의 단자 말단들은 상기 맞물림면과 우선적으로 근접하게 위치된 각각의 지주들에서 상기 하우징의 서로 마주한 외부 측면들에서 힌지 연결되며, 그 결과 상기 클레이비스-형상 부재들은 상기 하우징의 폭들 가로질러 상기 하우징의 양쪽에 걸치게 되고, 상기 하우징에서의 지주들 및 상기 레그들의 길이의 상대적인 위치는, 상기 클레이비스-형상 부재들 중 적어도 하나가 상기 승강기 장치의 제 1 동작 위치 (양쪽 클레이비스-형상 부재들의 헤드부가 서로 모이게 되어 상기 연결 부재에 삽입될 수 있는 공통 고리 (hoop)를 형성하는 위치)로부터 상기 승강 장치의 제 2 동작 위치 (상기 가공물 맞물림면이 상기 제 1 동작 위치의 배향으로부터 약 90도까지 회전되어, 상기 클레이비스-형상 부재의 헤드부가 상기 회전 동안에 상기 하우징에서 떨어져 있게 되는 위치)로 회전될 수 있도록 선택된다.

본 발명의 제 1 양태는 특정 기하학적인 형상으로서 기능적인 용어들로 부분적으로 기술되어 지며, 그리고 하우징의 외부 형상은 클레이비스-형상 부재들의 면적 및 지주의 특정 위치에 영향을 미칠 것이다. 본 발명의 정황과 관련하여 보면, 클레이비스-형상 부재들 중 적어도 하나는 상기 헤드부가 상기 하우징의 상부면 위에서 충분한 간격을 두고 위치하는 제 1 위치 (기준으로 수평 평면을 사용함)로부터, 상기 클레이비스-형상 부재의 레그들이 수평 기준 평면과 거의 평행하게 뻗어나가서 헤드부가 하우징으로부터 떨어지는 제 2 위치로, 상기 하우징에 대해 회전될 수 있다.

이로써, 레이아웃은 승강 장치가 수직 배향뿐만 아니라 수평 배향으로 판을 끌어올릴 수 있도록 하고, 수평 승강 및 이동은 바람직하게, 단일 호이스트 케이블, 체인 등을 사용하여 양쪽 클레이비스-형상 부재들에 매달린 승강 장치에 영향을 받는 반면, 수직 방향의 끌어올림 및 이동은 클레이비스-형상 부재들 중 단지 하나를 사용하여 매달린 장치 및 판에 자기적으로 확고하게 부착된 가공물 맞물림면과 오프셋 위치로 회전할 수 있는 장치 하우징을 참조할 것이다.

레이아웃에 있어 바람직한 (필수적인 것은 아님) 고려 사항은 승강 장치의 맞물림 또는 가공면에 의해 정의된 평면으로부터 가능한 짧은 거리로 뻗어나가는 공통 평면에 위치한 2 개의 클레이비스-형상 부재들의 지주들을 가져야 한다는 점이다. 승강 장치의 무게 중심 (CG)은 또한 바람직하게 공통 평면에 가능한 한 가깝게 위치하여야 한다. 상기와 같은 바람직한 배치는, 일반적으로 수직 배향으로 승강 헤드에 매달리게 되고 (승강 장치는 클레이비스-형상 부재들 중 단지 하나에 매달리게 되고 그리고 클레이비스-형상 부재들은 제 2 동작 위치에 있음), 수직 평면에 대한 승강 장치의 CG가 중력 벡터를 포함할 시에, 강자성 판의 CG를 통해 뻗어나가는 축의 조정 불량에서 비롯된 유도 모멘트를 최소화시키는 것에 목적이 있다.

장치의 사용시에, 강자성 판의 CG가 맞물림면의 풋프린트 영역 내에 바람직하게 위치되도록 상기 강자성 판이 맞물림면에서 지지된 상태에서, 승강 장치는 양쪽 클레이비스-형상 부재들의 헤드부들을 통해 승강 케이블 연결 부재 (예를 들면, 후크)에 매달릴 수 있게 되고 (하우징은 제 1 동작 위치에 있음), 이로써, 판에 대해 불안정한 (quasi stable) 수평 이동 위치를 제공한다. 방향성이 제어되지 않은 흔들림 움직임은 크게 억제되며, 그리고 매달린 적재물의 동요 움직임은 승강 장치가 사용시에 매달리게 되는 크레인 (또는 이와 유사한 호이스팅 기구)의 오퍼레이터에 의해 보다 손쉽게 제어될 수 있거나, 억제될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하우징은 박스 형상을 하고 있으며, 상기 하우징의 하부 측면은, 하우징 그 자체에서 접촉 마모를 최소화시키기 위해 교환이 가능한 자극 슈 판 부재들이 바람직하게 구비된 가공면을 제공한다. 판 슈 부재들은 승강 장치에서 자속원으로부터 가공물로 자속 경로를 조작하기 위해 적절하게 형상화될 수 있고, 또한 승강 장치에서 가공물의 자석 접착을 최적화시키고, 그리고/또는 들어올릴 강자성 물체의 형상을 (부분적으로 또는 완전하게) 매칭시키기 위해 적어도 부분적으로 윤곽이 잡힌 가공물 맞물림 표면을 제공한다.

나아가, 위치선정 부재들은 하우징에서 바람직하게 구비될 수 있고, 잠김 위치 및 풀림 위치 사이에서 선택적으로 이동될 수 있고, 승강 장치의 제 1 및 제 2 동작 위치에서 하우징에 대해 클레이비스-형상의 지지 부재들의 상대 회전 위치를 선택적으로 고정시키기 위해 공간적으로 위치된다. 일 실시예에서, 위치선정 부재들은 하우징의 적합한 보어들에 수용된 간단한 스탑 핀들 또는 볼트들이다.

서로 다른 실시예들에서 본 발명의 상기의 목적 및 다른 목적, 그리고 적용 가능성의 추가 권리 범위는 다음의 바람직한 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 이해하여야 하는 바와 같이, 첨부된 도면에서 본 발명의 상세한 설명 및 제시된 실시예들은 배타적이고 제한적이지 않은데, 이는 청구항에서 확인된 폭넓은 독창적인 개념으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 기술 분야에서 통상의 기술자에게 명백하게 드러난 변화 및 변형이 가능하기 때문이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따라서, 호이스팅 지지 구조체의 실시예에 따르고 상기 실시예를 통합한 자기 승강 장치의 측면 사시도;
도 2는 판형의 강자성 가공물을 들어올릴 동안에 달성되는 중간 배향 자세로 도시된 도 1의 장치의 측면 평면도로서, 이때 상기 가공물이 승강 장치의 CG로부터 오프셋된 판의 CG로 승강 장치에 부착될 시의 측면 평면도;
도 3은 수직 배향으로 판형의 강자성 가공물을 들어올리는 최종적인 수직 배향 자세로 도시된 도 1의 장치의 추가적인 측면 평면도; 및
도 4는 구성요소들이 분해된 상태로 도시된, 도 1 내지 3의 승강 장치의 사시 분해도이다.

다음의 설명에서 상부, 하부, 길이 방향, 폭, 수평, 수직 및 이와 관련된 용어 등의 용어를 사용할 시에, 인식할 수 있는 바와 같이, 상기와 같은 용어는 사용 시에도 본 명세서에 기술된 승강 장치의 구성요소 부분들 및 특징부들의 관련 배치 및 배향의 이해를 용이하게 하기 위해 사용된다. 상기와 같은 용어들의 사용의 문맥으로부터 달리 지칭되지 않는 한, 상기와 같은 용어가 관련된 특징들에 제한을 두는 것을 의도치 아니한다.

도 1 및 4를 우선 참조해 보면, 본 발명에 따른 자기 승강 장치 (10) (자기 승강기라고도 함)의 바람직한 실시예가 예시된다. 이는 4 개 기능성 유닛들 또는 서브그룹들, 즉 다음을 포함한다: 3 개 동일한 영구 자석 유닛들 (22ra-c) 및 2 개의 자극 슈들 (pole shoes) (30, 32)을 포함한 스위칭 가능한 자속 전달 서브그룹 (20); 장치 (10)의 '온'과 '오프' 상태 사이에서 자속 전달 서브그룹 (20)을 스위칭하는 액추에이터 서브어셈블리 (40); 크레인, 갠트리 또는 다른 유형의 고가 승강 기구의 호이스트 케이블 (hoisting cable) (미도시)의 말단에서 갖춰진 c-후크 (14) 또는 이와 유사한 연결 소자로부터 승강 장치 (10)가 매달릴 수 있고 상기 c-후크 또는 이와 유사한 연결 소자에서 지지될 수 있는, 2 개 별개의 상승 자세를 한 지지 구조체 (60); 및 상술된 서브그룹들 모두에 수용되고, 장착되며, 그리고 달리 갖춰지는 2 개의 부분 하우징 (80).

상기와 같은 승강기 장치 (10)는 강자성 물체를 상기 장치에 자기적으로 고정시키기 위해 사용될 수 있으며, 그리고 이러한 목적을 위해, 자속 전달 서브그룹 (20)은 어떠한 자속도 자극 슈들 (24, 26)에서 '사용' 가능하지 않은 상태와, 자기 승강 장치들의 기술 분야에서 이해되는 바와 같이, 자기 유닛들 (22), 하우징 (기술된 바와 같음)에서의 수동 자극 소자들 (passive pole elements), 자극 슈들 (24, 26) 및 가공물을 포함한 폐쇄 자기 회로를 생성함으로써, 상기와 같은 자속이 이용 가능하여 강자성 가공물, 예를 들면, 도 1에서 강판 (12)으로 구현되는 강자성 가공물을, 자극 슈들 (24, 26)에 의해 제공된 장치 (10)의 가공물 부착면 (16)에 부착시키는데 사용 가능한 상태 사이에서 액추에이터 서브어셈블리 (40)에 의해 스위칭 가능하다.

하우징 (80)은 자화 가능한 강자성 재료로 이루어진 하부 하우징 블럭 (82)으로 구성되고, 상기 하부 하우징 블럭은 직사각형의 평행 육면체 (또는 벽돌 형)의 외부 형상을 가지며, 그리고 상부면과 하부면 사이의 블럭 (82)의 높이를 통하여 뻗어나간 3 개의 동일 보어들 (84)을 가진다. 보어들 (84a-c)은 하우징 블럭 (82)의 길이 방향을 향하여 연속적인 라인으로 배치되며, 그리고 인접한 보어들은 하우징 재료의 상대적으로 좁은 웹 (web) (88)에 의해 분리된다. 추가로 주목해야 하는 바와 같이, 가변 직경의 복수의 홀들 (86)은 블럭 (82)의 상부면과 하부면 사이에서도 뻗어나가도록, 가로 방향으로 뻗어나가는 웹 부분들 (88)에 나타난다. 이는 완벽하지는 않지만, 하우징 (80)과 일체형을 이루고 실질적으로 자기적으로 격리된 수동 자극 부분들 (83a 및 83b)을 정의하기 위해, 길이 방향의 대칭면의 양쪽 측면에서 하부 하우징 블럭 (82)의 2 개의 존들을 자기로 서로 분리시키거나 격리되는 목적을 제공한다.

자속 전달 서브그룹 (20)의 영구 자석 유닛들 (22)을 그 다음으로 보면, 상기와 같은 '유닛' 각각은 서로 적층된 거의 직경이 동일하고, 원통 형상을 이루고, 전혀 다른 극성을 가진 2 개의 희토류 영구 쌍극자 자석들 (24, 26)로 구성되고, 이때 원형이고, 마찰이 줄어들지만 이와는 달리 자성이 없고 매우 얇은 분리막 시트 (thin separator sheet) (28)는 자석들 (24, 26)의 서로 마주하는 원형 말단면들 사이에 삽입된다.

상기와 같은 유닛 (22) 각각은 하부 하우징 블럭 (82) 내의 상기 보어들 (84) 각각의 보어에 수용되고, 이로 인해 주목되는 바와 같이, 하부 자석 (26) 각각은 보어 (84a-c) 내의 회전을 방지하기 위해 꽉 끼움 맞춤 (tight fit)을 확보하는 직경을 가진다; 추가적이고 또는 다른 구성의 대책물 (measures)은, 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, 보어들 (84a-c)에서 회전에 대항하는 하부 자석들 (26)을 고정하기 위해 구현될 수 있다. 하부 자석들 (26)은 보어들 (84a-c)에 추가로 수용되고, 그 결과 전혀 다르게 극성화된 하부 자석 (26) 각각의 S-자극으로부터 N-자극을 분리시키는 직경 라인은 서로 동축으로 정렬되고, 즉, 블럭 (82)의 길이 방향의 대칭 평면에 놓이게 된다. 결과적으로 이 역시 주목해야 하는 바와 같이, 하부 자석 (26)의 서로 반대로 자화된 세그먼트들 (또는 능동 N- 및 S-자극들) (27a 및 27b)의 극성은 하부 하우징 블럭 (82)에 의해 제공되고 서로 인접한 수동 자극 부분들 (83a 및 83b) 각각 상에 전해질 것이며, 이때 상기 수동 자극 부분들은 상술된 바와 같이 보어들 (86)에 의해 자기적으로 분리된다. 보어들 (84)의 하부 개구부들은 대략적으로 치수화된 얇은 션트 디스크들 (thin shunt disks) (34)에 의해, 블럭 (82)의 하부면과 동일한 높이에서 추가로 봉인되는 것이 바람직하고, 이때 상기 얇은 션트 디스크들은 오염물 및 자속 누설 경로의 진입 또한 방지하기 위해 높은 자기 저항 (magnetic reluctance)을 가진 적합한 재료의 디스크들이다.

상부 자석들 (24)의 직경은 보어들 (84)의 직경보다 다소 작고 (그러나, 자기 활동량은 바람직하게 하부 자석들 (26)과 동일함), 그 결과 상기 상부 자석들이 그 안에 수용될 시에 회전이 자유롭다. 추가로 주목해야 하는 바와 같이, 각각의 상부 자석 (24)의 상부 원형면에는 전혀 다르고 서로 마주하게 위치한 2 개의 싱크 홀들 (29)이 제공되고, 상기 싱크 홀들은 하술된 바와 같이, 액추에이터 서브어셈블리 (40)의 일부를 형성하는 각각의 다윌 핀들 (dowel pins) (42)을 억지 끼워맞춤으로 수용하도록 치수화되고, 상기 액추에이터 서브어셈블리에 의하여, 토크가 동일하게 회전하기 위해서 상부 원통형 자석들 (24)에 가해질 수 있다.

하부 하우징 블럭 (82)에 의해 제공된, 기능적 및 공간적으로 수동 자극 부분들 (83a 및 83b)에 연관된 3 개의 이웃한 영구 자석 유닛들 (22)은 Magswitch Worldwide Pty Ltd에 양도된 US 특허 7,012,492 (Underwood 등)에 예시되고 기술된 바와 같은 3 개의 근접하게 배치된 스위칭 가능한 영구 자석 장치들을 본질적으로 나타낸다. 상기 문헌의 내용 및 설명은 특정 상호 참조에 의해 본 명세서에 병합되며, 그리고 참조는 통상의 기술자가 본 승강 장치에 사용된 유닛들 (22)의 작동 원리를 인지할 수 없는 경우를 위해 이루어져야 한다.

요약하면, 하부 자석 (26)에 대한 상부 자석 (24)의 회전은, 2 개의 극단값들 (extreme values) 사이의 개별적인 원통형 자석들 (24, 26)의 자기장 각각의 중첩에 의해 생성된 외부 자기장의 사인파 변화 (sinusoidal variation)를 일으킨다. 각각의 유닛 (22)의 '오프' 상태에서, 상부 자석 (24)은, 그의 북극 (25a)이 하부 자석 (26)의 남극 (27b)을 실질적으로 덮어씌우도록 위치된다. 이와 유사하게, 상부 자석의 남극 (25b)은 하부 자석 (26)의 북극 (27a)을 실질적으로 덮어씌운다. 이러한 배치에서, 상부 및 하부 자석들 (24, 26)은 내부 능동 자기 션트로서 작동되며, 그리고 그 결과로 각각의 유닛 (22)으로부터의 외부 자기장 강도는 상당히 낮다 (이상적으로 제로 - 자석 둘 다는 능동 자기 재료의 질량을 정확히 동일하게 가지며 동일하게 자화됨). 상부 자석 (24)의 회전 축을 중심으로 180 도로 상부 자석 (24)이 회전하는 것은 유닛 (22)이 '온' 위치가 되도록 하며, 상부 자석 (24)의 북극 및 남극 (25a 및 25b) 각각은 실질적으로 하부 자석 (26)의 북극 및 남극 (27a 및 27b) 각각을 덮어씌운다. 이러한 정렬에서, 각각의 유닛 (22)으로부터의 외부 자기장은 상당히 강하며 (균등하게 지향된 자기장의 중첩), 그리고 강자성 재료는, 자석들과 가공물 사이에 자속 이동을 위한 저항이 낮은 경로를 제공하여 폐쇄 자기 회로가 생성되는 자석들 (24, 26)에 연관된 수동 자극 부분들 (23a 및 23b)을 가로질러 확고하게 부착될 수 있다.

상기에서 주목한 바와 같이, 2 개의 자극 슈들 (30, 32) (수동 강자성 재료, 높은 내마모성 및 이상적으로 매우 높은 투자율을 가짐)은, 3 개의 동일한 영구 자석 유닛들 (22) 역시 포함하는 스위칭 가능한 자속 전달 서브그룹 (20)의 일부를 형성한다. 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 자극 슈들 (30, 32)은 대략적으로 치수화된 평평한 헤드 강 볼트들 (35)을 사용하여 하부 하우징 블럭 (82)의 하부면 (81)에 고정될 시에 보어들 (84)의 개구부들과 일치하는, 일 길이 방향의 에지를 따른 3 개의 반-원형 절개부들을 가진 평평한 스트립과 같은 구성을 가진다. 이러한 볼트들은 하부 하우징 블럭 (82)의 하부면 내의 나사산을 가진 거꾸로 된 보어들에 수용되며, 그리고 평평한 헤드들은 슈들 (30, 32)의 거꾸로 된 션트 관통 홀들 (36)에 맞닿아 수용된다. 슈 (30, 32) 당 총 4 개의 볼트들 (35)은 블럭 (82)의 하부면 (81)으로의 이러한 구성요소들의 확고한 부착을 확보한다. 주목해야 하는 바와 같이, 사실상 슈들 (30, 32)은 하부 하우징 블럭 (32)에 의해 제공된 수동 자극 부분 (83a 및 83b) 각각 아래에서 뻗어나가, 장치 (10)의 윤곽 잡힌 가공물 부착면 (16)을 제공한다.

제거 가능한 자극 슈들 (30, 32)의 존재는 바람직하지만, 그러나 선택적인 특징부이다. 이들은 승강기의 계면 및 가공물 부착 구성요소들이기 때문에, 교환가능한 착용 구성요소들을 제공한다. 나아가, 이들은, 가공물 상에 가해진 인력이 있는 기자력을 최적화시키기 위한 자속 형상으로 안내할 뿐만 아니라, 평평한 판과는 다른 가공물의 표면 윤곽부를 적어도 보다 근접하게 매칭시키도록 형성될 수 있는 맞물림면의 형상 양태들을 포함시킴으로써, 추가된 자기 기능성을 제공하기 위한 형상을 가질 수 있다.

개별적인 영구 자석 유닛들 (22)의 동시 동작 (회전)을 위해 사용된 액추에이터 서브어셈블리 (40)는 상부 하우징 블럭 (90) (또는 헤더 블럭) 내에 대부분 하우징되고, 상기 상부 하우징 블럭에 장착되고, 이때 상기 상부 하우징 블럭은 평면으로 볼 시에, 하부 하우징 블럭 (82)과 매칭되도록 치수화되며, 그리고 중간 개스킷 (gasket) (94)과 함께, 자동차 엔진 응용물에 통상적으로 사용되는 바와 같이, 5 개의 6 각형 소켓 볼트들 (92)을 사용하여 고정된다. 스톱바 (stop bar) (96)는 헤더 블럭 (90)의 상부 외부면 상에 일체형으로 형성되고, 그의 기능은 다중-부분, 토크에 민감한 액추에이터 핸들 (44)에 대한 정의된 멈춤을 제공한다. 핸들 (44)은 하우징 (80)으로부터 수평 방향으로 측면으로 돌출되며, 그리고 비스킷 (biscuit) (또는 다른 유형의 성형 맞춤부) 조인트를 통해 일 단자 말단에서 제거 가능하게 연결되거나, 또는 액추에이터 샤프트 (46)의 상부 말단에 연결되며, 이때 상기 액추에이터 샤프트는 헤더 블럭 (90)의 상부 벽 섹션 내의 대략적으로 치수화된 관통 홀 (47)을 통해 돌출된다. 결과적으로, 액추에이터 샤프트 (46)는 수직 축을 중심으로 회전할 수 있는 헤더 블럭 (90) 내에서 해제가능한 방식으로 고정되지만, 그러나 축 방향 변위에 대해서는 고정된다.

액추에이터 샤프트 (46)의 하부 말단은 랙 피니언 변속 (rack and pinion transmission)의 샤프트 (46)와 제 1 피니언 기어 (pinion gear) (48a) 간의 성형/형상 맞춤을 제공하는 성형 소자들로 형상화되어, 회전 변위에 대한 토크 전달을 핸들 (44)로부터 피니언 기어 (48a)에 가능케 한다.

도 4로부터 주목하여야 하는 바와 같이, 동일한 피니언 기어들 (48a 내지 48c)이 있고, 이들 각각은 영구 자석 유닛 (22a-c)에 연관된다. 모든 기어들 (48a 내지 48c)은 헤더 블럭 (90)의 내부 측면 상에 형성된 대략적으로 치수화된 채널들 또는 그루브들 내에서 하우징 (80)의 길이 방향으로 왕복 운동하기 위해 수용된 2 개의 평행 배치된 치형 랙 바들 (50, 52) 사이에서 상기 바들과 맞물려 배치된다. 상기와 같은 랙 피니언 스텝-업 전달 기어들은 통상의 기술자에게 운동학적으로 잘 알려져 있어, 본 명세서에서는 더 이상 상세하게 기술하지 않을 것이다.

피니언 기어들 (48a 내지 48c)의 하부 허브들은, 피니언 기어들 (48a 내지 48c)과 함께 회전하기 위해 배치되고 연관된 연결 디스크들 (54a 내지 54c) 각각에 존재하는 개구부에 매칭되어 (인덱싱화, indexed) 형성되는 불규칙적인 외부 단면을 가진다. 도시되지는 않았지만, 통상의 기술자가 인지할 수 있는 바와 같이, 연결 디스크들 (54a 내지 54c)의 하부면 측면들은 유닛들 (22)의 상부 자석들 (26)에서 존재하는 다윌 핀들 (42)과 맞춤식으로 맞물리고 그리고/또는 연동하여 액추에이터 핸들 (44)로부터 스텝-업 랙 피니언 변속의 피니언 기어들을 통해 토크 전달을 가능케 하기 위해 형성되는 리셉터클 보어들 또는 다른 구조체들을 가져야 한다. 변속비는 적합하게 선택될 수 있지만, 그러나 안전상의 이유로 핸들 (44)의 90 도 회전이 상술된 바와 같이, 오프 상태에서 온 상태로 스위칭되기 위해, 영구 자석 유닛들 (22)의 상부 자석들 (24)의 180도 회전을 초래하도록 선택되는 것이 바람직하다. 명확하게 인식할 수 있는 핸들 위치들에 의해 제공된 시각적 스위칭 상태 표시는 도 1 내지 3에서 전형적으로 도시된 바와 같이, 적재물이 승강 장치에 매달리는 동안, 승강 장치 (10)의 의도치 않은 스위칭 오프를 방지하는데 도움을 주어야 한다.

그럼에도 불구하고, 인지될 수 있는 바와 같이, 다른 유형의 액추에이터 서브어셈블리들은, 자속 전달 서브 그룹 (20)의 유닛들 (22)을 스위칭하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 핸들 (44)을 통한 수동 작동 대신에, 전기적으로, 공압으로, 또는 유압으로 구동되는 서보 모터들은 액추에이터 샤프트 (46) 상에 토크를 전하기 위해 사용될 수 있다. 나아가, 추가적인 안전 소자들은 변위가 가능한 멈춤 블럭들 등의 핸들 (44)의 부적절하거나 돌발적인 동작을 방지하기 위해 존재할 수 있다.

주목해야 하는 바와 같이, 동작의 다목적을 위해 동일하게 제공되는 동안, 고가 케이블 또는 체인에 매달리고 고정될 시에, 승강 장치 (10) 상에 추가 안정성 및 흔들림 약화 특징들의 일부 정도를 전할 수 있는 지지 구조체 (60)를 제공하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 바람직한 실시예에 따라서, 지지 구조체 (60)는 2 개의 동일 클레이비스-형상 부재들 (clevis-shaped members) (62, 68) (2 개의 실질적인 U-형상의 상승 러그들 (lugs)로도 특징이 지어질 수 있음)로 기본적으로 구성될 것이고, 이때 상기 클레이비스-형상 부재들은 상부 벤트 (또는 헤드)부 (63, 69)와, 그리고 확장식 허브형 단자 아이 말단들 (hub-like terminal eye ends) (67)을 가진 2 개의 측면 레그들 (64, 65; 70, 71)을 각각 가지며, 상기 아이 말단들에는 특히 도 1 내지 3에서 도시될 수 있는 바와 같이, 연접 (힌지) 방식으로 하우징 (80)에 클레이비스 부재들 (62, 68)을 고정시키는 각각의 숄더 스크류들 (66)이 수용된다. 즉, 클레이비스 부재들 (62, 68)의 단자 레그 말단들 (67)은 숄더 스크류들 (66)을 통해 하부 하우징 블럭 (82)의 서로 마주한 외부 측면들 (89a, 89b)에 힌지 연결되고, 이때 상기 숄더 스크류들은 측면들 내의 각각의 색 홀들 (sack holes)에 조여지게 되어, 이는 하부 말단면 (81)과 평행하게 연장된 공통 평면에서 블럭 (80)의 하부 단자면 (81)에 상대적으로 근접하게 위치한다.

스크류들 (66)은 하우징 (80)에 대해 클레이비스-형상 부재들 (62, 68)의 회전을 위해 지주들 (fulcrums)을 제공하고, 이로 인해 주목해야 하는 바와 같이, 레그들의 길이 (64, 65; 70, 71)는 도 1에 도시된 바와 같이, 임의의 위치로부터 상승 러그들 (62, 68)이 회전될 수 있도록 선택되며, 이때 상기 헤드부들 (63, 69)은 서로 인접해 있으며, 그리고 레그들은, 레그들 (64, 65)이: 지주들을 포함한 평면에서 뻗어나가고, 즉 도 3에 따라 하부면 (81)과 평행한 수평 평면에서 뻗어나가는 위치에서 예각 (즉 수직 축으로부터 오프-셋 배향됨)을 포함한다. 사실상, 클레이비스-형상 부재들 (62, 68)은 하우징의 폭을 가로질러 하우징 (80)의 양쪽에 걸치며, 그리고 하우징 (80)의 하부면 (81)에 대해 서로 다른 회전 배향으로 회전될 수 있다.

도면으로부터 추가로 주목해야 하는 바와 같이, 총 5 개의 위치 선정 스크류들 (74a-74e)은 하우징 (80)의 각각의 측면 (89a, 89b)에서 제공되고, 잠금 위치와 풀림 위치 사이에서 선택적으로 안 또는 밖으로 조여질 수 있으며, 그리고 도 1 및 도 3 각각에 도시된 승강 장치의 제 1 및 제 2 동작 위치에서, 예를 들면, 하우징 (80)에 대해 클레이비스-형상 지지 부재들 (62, 68)의 상대 회전 위치의 선택적인 고정을 허용하기 위해 공간적으로 위치된다. 위치선정/고정 기능을 이루는 연동 스크류 쌍들 (74a-74b; 74c-74d; 및 74d-74e) 간의 공간은 예를 들면, 클레이비스 부재들 (62, 68)의 작동 또는 이동의 특정 정도를 허용하며, 그리고 적재 중에 있을 시에 일부 '탄력성'을 제공하고, 즉, 완전한 강성의 지지 구조체 (60)를 피한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 수직 또는 직립 배향으로 강판 (또는 다른 물체)이 끌리거나 들어 올려지며, 그리고 중력으로 인해 클레비스 지지 부재 (62)의 암이 적재 중 수직으로 기울어질 시에, 하우징 (80)이 공통 수직 라인을 따라 가공물 (12)의 CG 및 승강 장치 (10)의 CG의 비-정렬을 수용하기 위해 다소 경사진 위치로 회전할 수 있도록, 하우징 (80)의 하부면과의 평행을 향한 위치에서 클레이비스 부재 (62)의 회전 자유를 제한하는 위치선정 볼트들 (74d 및 74e) 간의 공간이 선택된다.

이로써, 수평 방향의 승강 및 이동이 바람직하게, 단일 호이스트 케이블, 체인 등을 사용하여 클레이비스-형상 부재들 (62, 68) 둘 다에 매달린 승강 장치 (10)로 이루어질 것이며, 이로 인해 c- 또는 u-형상 후크 (14)는 클레비스 형상 지지 부재들의 헤드부들 (63, 69) 둘 다 동시에 맞물리게 되는 반면, 수직 방향의 끌어올리기 및 이동은 클레이비스-형상 부재들 중 단지 하나 (도 3에서 부재 (62)를 사용하여 매달린 장치 (10)를 참조할 것이며, 이때 장치 하우징 (80)은 판에 자기적으로 확고하게 부착된 가공물 맞물림면을 가진 회전 방향의 오프셋 위치에 있다는 점에서, 레이아웃은 도 1 및 3에서 도시된 바와 같이, 승강 장치 (10)가 수직 배향뿐만 아니라, 수평 배향으로 판 (12)을 끌어올릴 수 있도록 한다. 도 2에서 추가로 도시된 바와 같이, 바람직하게는 그의 에지에 근접한 판과 같은 가공물의 CG에 승강기 하우징 (80)을 오프-셋으로 위치시킴으로써, 간단한 방식으로 일반적인 수평 위치로부터 수직 위치로 판을 바로 세우기 위한 도구로도 승강 장치 (10)를 사용하는 것이 가능하고, 이로 인해 승강은 단지 클레이비스 부재 (62)를 사용하여 개시되며, 가공물이 상승되기 때문에 모멘트 힘은 초기의 수평 배향으로부터 수직 배향으로 회전된다. 승강기 하우징 (80)에 대한, 클레이비스 부재 (62)가 가진 회전 자유는, 하부 하우징 (82)으로의 클레이비스 부재 (62)의 비-고정 부착의 결과로서, 하우징과 가공물 간의 플라이 모멘트 (pry moment) (승강 장치 (10)의 가공면 (16)으로부터 가공물을 제거하는 경향이 있음)가 일어나지 않는 것을 확보한다. 이는, 카운터 플라잉 (counter prying)에 대한 추가적인 자기 연결력을 제공하기 위한 필요성이 없기 때문에, 자기 유닛들 (22a-c)이 운반 용량을 낮추기 위해 등급이 매겨질 수 있는 (이로써 치수가 작아짐) 추가 이점을 가진다.

주목하는 바와 같이, 전반적인 레이아웃에서 바람직한 (필수적인 것은 아님) 고려 사항은 승강 장치의 맞물림면에 의해 정의된 평면으로부터 가능한 짧은 거리로 뻗어나가는 공통 평면에 위치한 2 개의 클레이비스-형상 부재들 (62, 68)의 지주들을 가져야 한다는 점이다. 승강 장치의 무게 중심은 또한 바람직하게 공통 평면에, 이상적으로는 공통 평면 내에 가능한 한 가깝게 위치하여야 한다. 상기와 같은 바람직한 배치는, 일반적으로 수직 배향으로 승강 헤드에 매달리게 되고 (승강 장치는 클레이비스-형상 부재들 중 단지 하나에 매달리게 되고 그리고 클레이비스-형상 부재들은 제 2 동작 위치에 있음), 수직 평면에 대한 승강 장치의 CG가 중력 벡터를 포함할 시에, 강자성 판의 CG를 통해 뻗어나가는 축의 조정 불량에 기인한 유도 모멘트를 최소화시키는 것에 목적이 있다.

통상의 기술자가 이 역시 인식할 수 있는 바와 같이, 도면에 예시된 승강 장치 (10)가 자속원으로서 3 개 영구 자석 유닛들 (22a-c)을 이용하지만, 상기와 같은 유닛들이 보다 적게 또는 보다 많이 사용될 수 있고, 장치를 스위칭하기 위한 하우징 및 작동 기계장치도 이에 따라 변형될 수 있다.

출원인은 스위칭 가능한 자기 유닛들 (22)의 수가 변화하는 상기의 원칙을 구현하여 제조한 승강 장치들을 가지며, 적재물 이탈 (breakaway loads)은 1000-2500 kg으로 측정되고, 최대 700 kg의 강자성 물체들을 안전하게 들어올릴 수 있으며 (1/4 인치의 두께를 가진 판의 경우: 273kg), 장치의 무게는 8-15 kg이며, 그리고 하우징 치수는 (대략) 260x350x150mm이다.

Claims (6)

1. 자기 승강기 장치로서:
   하우징;
   상기 하우징에 수용되며, 그리고 상기 장치의 가공물 맞물림면에 자속을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 스위칭 가능한 자석 장치;
   자속이 상기 맞물림면에서 이용 가능하거나 상기 맞물림면에 존재하지 않는 스위칭 상태들 사이에서 상기 자석 장치를 스위칭하기 위해 배치되며, 그리고 상기 하우징에 갖춰진 작동 기계장치; 및
   크레인, 갠트리, 또는 이와 유사한 승강 및 운반 기구의 고가 적재 운반 부재에 매달려 지지되는 장력 적재 운반 수단에 갖춰진 연결 부재와 해제 가능하게 맞물리기 위해 배치되며, 그리고 상기 하우징에 장착된 지지 구조체;를 가진 자기 승강기 장치에 있어서,
   상기 지지 구조체는 각각의 레그들을 가진 2 개의 클레이비스-형상 부재들을 포함하고, 상기 레그의 단자 말단들은 각각의 지주들 (fulcrums)에서 상기 하우징의 서로 마주한 외부 측면들에서 힌지 연결되며, 그 결과 상기 클레이비스-형상 부재들은 상기 하우징의 폭들 가로질러 상기 하우징의 양쪽에 걸치게 되고,
   상기 하우징에서의 지주들 및 상기 레그들의 길이의 상대적인 위치는, 상기 클레이비스-형상 부재들 중 적어도 하나가 상기 승강기 장치의 제 1 동작 위치로부터 상기 장치의 제 2 동작 위치로 회전될 수 있도록 선택되고, 이때 상기 제 1 동작 위치는 상기 클레이비스-형상 부재들의 헤드부가 서로 모이게 되어 상기 연결 부재에 삽입될 수 있는 고리 (hoop)를 형성하는 위치이며, 그리고 상기 제 2 동작 위치는 상기 가공물 맞물림면이 상기 제 1 동작 위치의 배향으로부터 약 90도까지 회전되어, 상기 클레이비스-형상 부재의 헤드부가 상기 회전 동안에 상기 하우징에서 떨어져 있게 되는 위치인 자기 승강기 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스위칭 가능한 자석 장치는 상기 하우징 내에 수용된 하나의, 그러나 바람직하게는 복수의 영구 자석 유닛들을 포함하는 자기 승강기 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 자기 승강기 장치는, 상기 하우징에 수용된 변속 기어에 연결되고 온 상태와 오프 상태 사이에서 상기 장치를 스위칭할 시에 모든 자석 유닛들에게 토크를 동시에 전하기 위해 배치된 토크 레버를 더 포함하는 자기 승강기 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 지주들은 공통 평면에서 상기 맞물림면과 근접하게 위치하는 자기 승강기 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징은 박스 형상을 하고 있으며, 상기 하우징의 하부 측면은, 교환이 가능하고 내-마모 자극 슈 부재들 (wear-resistant pole shoe members)이 구비된 가공면을 제공하는 자기 승강기 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 자기 승강기 장치는 상기 하우징에 구비된 위치선정 부재들을 더 포함하며,
   이때 상기 위치선정 부재들은 잠김 위치와 풀림 위치 사이에서 선택적으로 이동될 수 있으며, 동작에 상관없이, 상기 승강 장치의 제 1 및 제 2 동작 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 클레비스-형상의 지지 부재들의 상대 회전 위치를 선택적으로 고정시키기 위해 공간적으로 위치되는 자기 승강기 장치.

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