KR20150125067A - 스태커 크레인의 주행대차 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스태커 크레인의 주행대차 구동장치에 관한 것으로, 주행대차의 일측에 서로 마주보고 구비되는 1쌍의 휠지지프레임, 1쌍의 휠지지프레임을 관통하여 축회전가능하게 구비되는 휠축, 휠축의 중앙에 고정결합되는 주행휠, 휠축의 양단에 구비되는 마스터 구동모터 및 슬레이브 구동모터, 마스터 구동모터의 운전을 제어하는 마스터 드라이브, 및 마스터 구동모터의 토크값으로 슬레이브 구동모터의 토크값을 동기화하여 슬레이브 구동모터의 운전을 제어하는 슬레이브 드라이브를 포함하여, 편하중에 의해 주행휠과 수평레일이 마모되는 것을 최소화할 수 있게 된다.

Description

스태커 크레인의 주행대차 구동장치{ A driving device for traveller of a stacker crane }

본 발명은 스태커 크레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스태커 크레인에서 레일을 따라 주행하는 주행대차를 구동시키는 스태커 크레인의 주행대차 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 물류 자동화 분야에서 사용이 확대되고 있는 자동창고 시스템은 하물을 보관하기 위한 랙을 가지는 랙 구조물, 하물을 자동창고 내, 외부로 선택적으로 입고 또는 출고시키는 작업대, 랙 구조물 측면을 따라 설치된 가이드 레일을 따라 이동하여 제어장치의 제어에 의해 작업대의 하물을 랙 구조물의 랙에 입고시키거나 랙 구조물의 랙에 안치된 하물을 출고시키는 스태커 크레인으로 구성된다.

자동창고 시스템은 다층 다열 구조로 구획된 다수의 보관 공간을 갖는 랙(rack)과, 랙 전방의 공간을 따라 설치된 이동레일과, 상기 이동레일을 따라 주행하면서 물품을 제어시스템에 의해 정해진 보관 공간에 로딩 및 언로딩하는 스태커크레인을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스태커크레인은 랙의 바닥과 그 상부 공간에 설치된 하부레일(1)과 상부레일(2), 하부레일(1)을 따라 주행하는 주행대차(3), 주행대차에 직립 상태로 설치된 마스트(4), 마스트에 설치된 승강대(5), 승강대(5)에 설치되어 물품의 로딩 및 언로딩 기능을 수행하는 로딩부(6)를 포함하여 구성된다.

따라서, 주행대차(3)가 하부레일(1)을 따라 수평 주행하고, 그와 동시에 승강대(5)가 마스트(4)를 따라 상승 또는 하강하여 목적한 위치의 보관 공간에 물품을 수납하거나 그로부터 물품을 인출할 수 있는 바, 물품의 입고와 출고가 매우 신속하고 정확하게 이루어질 뿐만 아니라 한정된 창고 공간 내에 보다 많은 양의 물품을 효율적으로 보관할 수 있다. 이러한 자동창고 시스템이 한국특허 공개번호 10-2006-0122682(특허문헌1), 한국특허 공개번호 10-2008-0020437(특허문헌2)에 개시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 주행대차(3)의 양단에는 휠지지프레임(110)이 구비되고, 휠지지프레임(110)에 주행휠(121)이 축회전가능하게 구비되어 하부레일(1)을 따라 주행하게 된다. 주행휠(121)은 구동모터(130)에 의해 구동하게 된다.

종래 하나의 구동모터(130)를 하부레일(1)을 중심으로 어느 한쪽에 구비하는 경우 구동모터(130)가 구비되는 쪽으로 하중이 편중되고, 편하중에 의해 주행휠(121)과 하부레일(1)의 마찰면이 마모되는 문제점이 있었다.

또한, 1개의 구동모터(130)만으로 주행휠을 구동시켜야 하므로 요구되는 성능으로 인해 구동모터가 대형화된다. 대형 전동모터는 주행통로의 공간을 크게 차지하할 뿐만 아니라 높이와 하중에 의해 주행대차의 모멘트를 증가시켜 적재 하물의 편하중을 심화시키게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 스태커 크레인의 주행대차 구동장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 편하중에 의해 주행휠과 수평레일이 마모되는 것을 최소화할 수 있고 구동모터가 차지하는 부피를 현저하게 줄일 수 있는 스태커 크레인의 주행대차 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스태커 크레인의 주행대차 구동장치는, 스태커 크레인에서 수평레일을 따라 이동하는 주행대차의 구동장치로서, 상기 주행대차의 일측에 서로 마주보고 구비되는 1쌍의 휠지지프레임, 상기 1쌍의 휠지지프레임을 관통하여 축회전가능하게 구비되는 휠축, 상기 휠축의 중앙에 고정결합되고 수평레일 위를 주행하는 주행휠, 상기 휠축의 일단에 구동력을 전달하는 마스터 구동모터, 상기 마스터 구동모터의 운전을 제어하고 마스터 구동모터의 위치값 및 토크값을 검출하는 마스터 드라이브, 상기 휠지지프레임을 중심으로 상기 마스터 구동모터의 반대쪽에 구비되되 휠축의 타단에 구동력을 전달하는 슬레이브 구동모터, 및 상기 마스터 구동모터의 토크값으로 슬레이브 구동모터의 토크값을 동기화하여 슬레이브 구동모터의 운전을 제어하는 슬레이브 드라이브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치에 있어서, 상기 휠지지프레임의 일측에 외팔보 형상으로 고정결합되는 모터지지부재, 및 모터케이스에 고정결합되고 상기 모터지지부재에 힌지결합되는 결합브라켓을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치에 있어서, 상기 휠축을 가로지르는 방향으로 축회전가능하게 구비되고 수평레일의 측면을 이동하는 측면지지롤러, 및 상기 휠축과 수평한 방향으로 축회전가능하게 구비되고 상기 주행휠과 반대쪽에서 수평레일을 지지하는 저면지지롤러를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치에 있어서, 상기 슬레이브 드라이브는 주행대차의 적재 하중이 설정값 이하인 경우 슬레이브 구동모터의 운전을 정지시키는 것도 가능하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치에 의하면, 편하중에 의해 주행휠과 수평레일이 마모되는 것을 최소화할 수 있고, 주행대차의 균형을 통해 적재하중이 편중되는 것도 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 구동모터가 차지하는 부피를 현저하게 줄일 수 있어 전동모터에 의한 주행대차의 모멘트를 감소시킬 수 있는 효과가 있고, 적재하중에 따라 2개의 구동모터 중 어느 하나만을 운전함으로써 전력소모를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 스태커 크레인을 나타낸 일측면도,
도 2는 종래의 기술에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 일측면도,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치를 나타낸 사시도,
도 8은 도 4의 일측면도,
도 9는 도 8의 A-A선을 따라 절개한 개략적 측단면도,
도 10은 도 8의 좌측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스태커 크레인의 주행대차 구동장치는, 주행대차(3)의 일측에 서로 마주보고 구비되는 1쌍의 휠지지프레임(10), 상기 1쌍의 휠지지프레임(10)을 관통하여 축회전가능하게 구비되는 휠축(20), 수평레일 위를 주행하는 주행휠(21), 상기 휠축의 양단에 각각 구비되는 마스터 구동모터(31) 및 슬레이브 구동모터(41), 상기 마스터 구동모터(31)의 운전을 제어하는 마스터 드라이브(32), 상기 슬레이브 구동모터(41)의 운전을 제어하는 슬레이브 드라이브(42)를 포함하여 구성된다.

상기 휠지지프레임(10)은 주행대차(3)의 일측에 1쌍이 서로 소정간격을 두고 구비된다. 1쌍의 휠지지프레임(10)은 수평레일(1)을 사이에 두고 서로 대칭되게 구비되고, 그 사이의 공간에 주행휠(21)이 위치한다.

각 휠지지프레임(10)의 일측에 휠축(20)을 축회전가능하게 지지하는 휠지지브라켓(11)이 각각 고정결합되어 있다. 1쌍의 휠지지브라켓(11)에는 1쌍의 베어링(12)이 결합되고, 휠축(20)은 1쌍의 베어링(12)을 관통하여 고정결합된다.

상기 주행휠(21)은 상기 휠축(20)의 중앙에 고정결합되어 휠축과 함께 축회전하게 된다. 1쌍의 휠지지브라켓(11)과 1쌍의 베어링(12)은 주행휠(21)을 중심으로 양쪽으로 하나씩 나뉘어 대칭되게 구비된다. 주행휠(21)을 중심으로 양쪽으로 돌출되는 휠축(20)에는 마스터 구동모터(31)와 슬레이브 구동모터(41)가 서로 대칭되게 구비되어 있다. 마스터 구동모터(31)와 슬레이브 구동모터(41)는 동일한 사양과 성능을 구비한 동일한 전동모터이다.

이와 같이 휠지지프레임(10)과 휠축(20), 휠지지브라켓(11), 베어링(12), 및 구동모터가 1쌍으로 구비되되 주행휠(21)을 중심으로 대칭되는 구비됨으로써 주행휠(21)의 양쪽으로 힘의 평형을 이루게 된다. 즉, 종래 하나의 구동모터를 구비하는 경우와 달리 하중이 한쪽으로 편중되지 않고 주행휠(21)을 중심으로 양쪽이 균형을 이루는 안정적인 구조를 갖는다. 따라서, 편하중에 의해 주행휠(21)과 수평레일(1)이 마모되는 것을 최소화할 수 있고, 주행대차의 균형을 통해 적재하중이 편중되는 것도 최소화할 수 있다.

상기 마스터 구동모터(31)는 휠축(20)의 일단에 구동력을 전달하고, 상기 슬레이브 구동모터(41)는 휠지지프레임(10)을 중심으로 휠축(20)의 타단에 구동력을 전달한다.

상기 마스터 드라이브(32)는 스태커 크레인의 제어부(50)로부터 제어신호를 수신하여 마스터 구동모터(31)를 구동시키게 되고, 마스터 구동모터(31)의 위치값 및 토크값을 검출하여 스태커 크레인의 제어부(50)로 송출한다.

상기 슬레이브 드라이브(42)는 스태커 크레인의 제어부(50)로부터 마스터 구동모터(31)의 토크값에 대한 정보를 수신하고, 마스터 구동모터(31)의 토크값에 슬레이브 구동모터(41)의 토크값을 동기화하여 슬레이브 구동모터(41)를 구동시킨다. 따라서, 마스터 구동모터(31)의 토크를 슬레이브 구동모터(41)가 보강해 주게 되고, 휠축(20)의 토크를 균일하게 분배하여 부드러운 구동동작을 구현할 수 있게 된다.

2개의 전동모터(마스터 구동모터, 슬레이브 구동모터)로 종래와 동일한 직경의 주행휠(21)을 회전시킴으로써 종래 1개의 전동모터보다 절반의 출력을 가진 소형의 전동모터를 사용할 수 있게 된다. 즉, 전동모터의 성능은 영구자석의 크기 및 코일의 권취량에 비례하므로 전동모터의 성능을 절반으로 나누어 분산시키게 되면 동일한 출력을 발휘하면서 전동모터가 차지하는 부피를 현저하게 줄일 수 있어 전동모터에 의한 주행대차의 모멘트를 감소시킬 수 있게 된다. 특히 전동모터의 길이가 줄어들게 되면 모멘트가 급감하게 되므로 1개의 큰 것보다는 작은 것 2개를 구비하는 것이 모멘트의 감소에 효과적이다.

한편, 2개의 소형 전동모터로 하나의 휠축(20)을 회전시키게 되므로 큰 힘을 필요로 하는 경우와 그 보다 작은 힘을 필요로 하는 경우를 구분하여 선택적으로 운전하는 것도 가능하다. 예컨대, 적재 하중이 설정값보다 무거운 경우에는 마스터 구동모터(31)와 슬레이브 구동모터(41)를 동시에 구동시키고, 설정값 이하인 경우에는 마스터 구동모터(31)만을 구동시킴으로써 전력소비를 감소시킬 수 있게 된다. 주행대차에 적재되는 하중이 설정값 이하인 경우 슬레이브 드라이브(42)는 슬레이브 구동모터(41)의 운전을 정지시키거나 공급전류를 줄여 전력소모를 최소화하게 된다.

마스터 구동모터(31) 및 슬레이브 구동모터(41)의 모터케이스(33,43)에는 결합브라켓(63)이 고정결합되어 있다. 상기 휠지지프레임(10)의 일측에는 모터지지부재(60)가 외팔보 형상으로 고정결합되어 있다.

상기 모터지지부재(60)의 선단 일측에는 힌지브라켓(61)이 형성되고, 그 힌지브라켓(61)에 결합브라켓(63)이 힌지축(62)으로 힌지결합된다. 마스터 구동모터(31)와 슬레이브 구동모터(41)는 휠축(20)과 힌지축(62)에 의해 두 지점에서 거동이 구속된다. 만일 휠축(20)의 구속이 없다면 모터케이스(33,43)는 힌지축(62)을 중심으로 선회가능하게 된다. 따라서, 모터케이스(33,43)가 휠축(20)에 구속되어 있다 하더라도 힌지축(62)을 중심으로 미세하게 거동할 수 있게 되고, 그로 인해 휠축(20)의 양단에서 2개의 전동모터, 즉 마스터 구동모터(31)와 슬레이브 구동모터(41)가 동일한 부하(하중)를 휠축(20)에 가하게 된다. 모터케이스가 힌지결합이 아닌 피스결합과 같이 고정결합된 경우에는 결합력이나 미세한 결합위치의 차이로 인해 휠축(20)에 어느 하나의 전동모터 쪽으로 휨모멘트가 작용하게 될 우려가 크다.

상기 휠지지프레임(10)의 일측에는 측면지지롤러(71)와 저면지지롤러(72)가 구비되어 있다.

상기 측면지지롤러(71)는 상기 휠축(20)을 가로지르는 방향으로 축회전가능하게 구비되어 수평레일(1)의 측면을 지지하게 된다.

상기 저면지지롤러(72)는 상기 휠축(20)과 수평한 방향으로 축회전가능하게 구비되어 주행휠(21)과 반대쪽에서 수평레일(1)을 지지한다.

수평레일(1)은 선로와 같이 'I'자 형상된다. 결국, 수평레일(1)의 상부면은 주행휠(21)이, 측면은 측면지지롤러(71)가, 저면에는 저면지지롤러(72)가 지지하게 된다. 수평레일(1)의 측면과 저면에는 1쌍의 측면지지롤러(71)와 저면지지롤러(72)가 대칭되게 지지하여 균형을 이루게 된다.

상기 휠지지프레임(10)의 일측에는 브러쉬(80)가 결합되어 있다. 브러쉬(80)는 수평레일(1)의 상부면에 접촉되어 주행시 주행휠(21)의 전방에서 수평레일(1) 위의 이물질을 먼저 제거하게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 휠지지프레임
11 : 휠지지브라켓
12 : 베어링
20 : 휠축
21 : 주행휠
31 : 마스터 구동모터
32 : 마스터 드라이브
33 : 모터케이스
41 : 슬레이브 구동모터
42 : 슬레이브 드라이브
43 : 모터케이스
50 : 제어부
60 : 모터지지부재
61 : 힌지브라켓
62 : 힌지축
63 : 결합브라켓
71 : 측면지지롤러
72 : 저면지지롤러
80 : 브러쉬

Claims (4)

1. 스태커 크레인에서 수평레일을 따라 이동하는 주행대차의 구동장치에 있어서,
   상기 주행대차의 일측에 서로 마주보고 구비되는 1쌍의 휠지지프레임;
   상기 1쌍의 휠지지프레임을 관통하여 축회전가능하게 구비되는 휠축;
   상기 휠축의 중앙에 고정결합되고, 수평레일 위를 주행하는 주행휠;
   상기 휠축의 일단에 구동력을 전달하는 마스터 구동모터;
   상기 마스터 구동모터의 운전을 제어하고, 마스터 구동모터의 위치값 및 토크값을 검출하는 마스터 드라이브;
   상기 휠지지프레임을 중심으로 상기 마스터 구동모터의 반대쪽에 구비되되 휠축의 타단에 구동력을 전달하는 슬레이브 구동모터; 및
   상기 마스터 구동모터의 토크값으로 슬레이브 구동모터의 토크값을 동기화하여 슬레이브 구동모터의 운전을 제어하는 슬레이브 드라이브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스태커 크레인의 주행대차 구동장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 휠지지프레임의 일측에 외팔보 형상으로 고정결합되는 모터지지부재; 및
   모터케이스에 고정결합되고, 상기 모터지지부재에 힌지결합되는 결합브라켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스태커 크레인의 주행대차 구동장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 휠축을 가로지르는 방향으로 축회전가능하게 구비되고, 수평레일의 측면을 이동하는 측면지지롤러; 및
   상기 휠축과 수평한 방향으로 축회전가능하게 구비되고, 상기 주행휠과 반대쪽에서 수평레일을 지지하는 저면지지롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스태커 크레인의 주행대차 구동장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 슬레이브 드라이브는,
   주행대차의 적재 하중이 설정값 이하인 경우 슬레이브 구동모터의 운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 스태커 크레인의 주행대차 구동장치.

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