KR20190143285A - 해상크레인용 윈치 시스템 - Google Patents

Abstract

윈치에 작용하는 유압에 대응하여 제동상태가 선택적으로 해제됨에 따라 구동신뢰성 및 경제성이 개선되도록, 본 발명은 와이어로프의 길이가 선택적으로 조절되도록 해상크레인에 구비되는 윈치 시스템에 있어서, 상기 와이어로프가 권취되는 윈치; 상기 윈치의 일측에 연결되어 회전력을 전달하는 유압모터부; 상기 유압모터부에 작동유가 순환 공급되도록 연결되는 제1공급라인 및 제2공급라인을 포함하는 작동유공급부; 상기 윈치와 대향 배치되며, 상기 작동유공급부를 통해 공급되는 작동유에 대응하여 상기 윈치에 전달하는 제동력이 선택적으로 조절되는 윈치제동부; 및 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각 연결되며, 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 가해지는 유압에 따라 상기 윈치제동부에 공급되는 작동유의 유량을 선택적으로 조절하는 제동보상부를 포함하는 해상크레인용 윈치 시스템을 제공한다.

Description

해상크레인용 윈치 시스템{auto-tension one winch system for marine crane}

본 발명은 해상크레인용 윈치 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 윈치에 작용하는 유압에 대응하여 제동상태가 선택적으로 해제됨에 따라 구동신뢰성 및 경제성이 개선된 해상크레인용 윈치 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 크레인(crane)이란 일정한 하중에도 안정성을 유지하면서 특정된 높이, 길이 및 회전반경을 유지하여 고하중의 중량물을 이동시키거나 설치시키는 중장비를 말한다.

이때, 상기 크레인은 건설현장 등과 같은 다양한 산업에서 사용되지만 에너지 사업을 위한 선박 및 해양플랜트나 선박 건조시 사용되는 블록을 인양하는 것과 같이 해상에서 다양한 용도로 사용하기 위한 해상크레인으로서 사용되고 있다.

이러한 해상크레인은 부선(barge) 위에 장착되어 해상을 이동하면서 중량물을 하역하거나 위치를 이동시키며 하역할 수 있도록 설치될 수 있으며, 상부에 안정된 계류와 함께 중량물을 하역하기 위해 윈치 시스템이 구비된다.

상세히, 상기 윈치 시스템은 와이어로프를 권취할 수 있는 권취드럼과, 상기 권취드럼을 정방향 내지 역방향으로 회전시키기 위한 구동모터를 포함한다. 이때, 상기 권취드럼에 권취되는 와이어로프는 상기 해상크레인의 지지구조물을 따라 연결 설치되며 상기 지지구조물의 끝단에서 아래로 늘어지게 된다.

그리고, 와이어로프의 끝단부에 중량물을 연결 설치한 후 상기 권취드럼이 권상 운동되도록 구동모터가 구동되면 중량물이 인양될 수 있다.

또한, 상기 해상크레인이 설치된 선박이 하역을 위한 목표 지점까지 이동한 후 상기 권취드럼이 권하 운동되도록 구동모터가 구동되면 중량물이 목표 지점에 하역될 수 있다.

그러나, 상기 해상크레인을 통해 기설정된 인양 최대하중을 초과하는 과도한 하중을 갖는 고중량물을 인양하는 경우 상기 구동모터에 과부하가 걸리는 문제점이 있었다.

또한, 선박 내지 부선의 정박시 너울(Swell)과 같은 파고가 발생하거나 바람이 심하게 불어 파고가 높게 형성되는 경우 해상크레인을 이용한 중량물의 하역이 용이하지 않은 문제점이 있었다. 즉, 파고로 인하여 해상크레인이 구비된 선박 내지 부선이 끊임없이 수직, 수평 혹은 회전 운동을 하게 되어 원하는 지점에 중량물을 정확히 하역할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 상기 와이어로프에 작용되는 하중을 검출하도록 로드셀이 구비되어 상기 로드셀로부터 검출된 하중검출치를 기설정된 기준치와 비교하여 상기 와이어로프의 장력을 조절하였다.

그러나, 상기 로드셀은 고가의 장비일 뿐만 아니라 상기 로드셀로부터 하중검출치를 수신받아 상기 구동모터를 제어하기 위한 PLC 판넬 등의 연관 구성부품 또한 고가의 장비로서 경제성 및 유지보수성이 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0936120호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 윈치에 작용하는 유압에 대응하여 제동상태가 선택적으로 해제됨에 따라 구동신뢰성 및 경제성이 개선된 해상크레인용 윈치 시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 와이어로프의 길이가 선택적으로 조절되도록 해상크레인에 구비되는 윈치 시스템에 있어서, 상기 와이어로프가 권취되는 윈치; 상기 윈치의 일측에 연결되어 회전력을 전달하는 유압모터부; 상기 유압모터부에 작동유가 순환 공급되도록 연결되는 제1공급라인 및 제2공급라인을 포함하는 작동유공급부; 상기 윈치와 대향 배치되며, 상기 작동유공급부를 통해 공급되는 작동유에 대응하여 상기 윈치에 전달하는 제동력이 선택적으로 조절되는 윈치제동부; 및 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각 연결되며, 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 가해지는 유압에 따라 상기 윈치제동부에 공급되는 작동유의 유량을 선택적으로 조절하는 제동보상부를 포함하는 해상크레인용 윈치 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 제동보상부에는 상기 제1공급라인과 일체로 연결되는 제1연결라인과, 상기 제2공급라인과 일체로 연결되는 제2연결라인이 구비되며, 상기 제동보상부는 상기 제1연결라인 및 상기 제2연결라인 중 어느 일측과, 상기 유압모터부의 내부와 연통되는 유압보상라인이 양측에 각각 연결되는 제1셔틀밸브를 포함하며, 상기 윈치제동부는 상기 제1셔틀밸브와 연결되는 제1제동부를 포함하되, 상기 제1셔틀밸브는 상기 제1연결라인 및 상기 제2연결라인 중 어느 일측과, 상기 유압보상라인 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1연결라인에는 내부에 유동되는 작동유의 유압이 조절되도록 상기 유압보상라인과 연통되어 선택적으로 개폐되는 보상릴리프밸브가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제동보상부는 일단부가 상기 제1연결라인과 연결되고 타단부가 상기 제2연결라인으로부터 분지된 연결합류라인과 연결되는 유압보상밸브와, 상기 유압보상밸브의 토출단 및 상기 유압보상라인이 양측에 각각 연결되는 제2셔틀밸브를 포함하며, 상기 윈치제동부는 상기 제2셔틀밸브와 연결되는 제2제동부를 포함하되, 상기 제2셔틀밸브는 상기 유압보상밸브의 토출단 및 상기 유압보상라인 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨이 바람직하다.

한편, 상기 제1연결라인에는 내부에 유동되는 작동유가 상기 연결합류라인 측을 향해 선택적으로 유동되도록 연결된 카운터밸런스밸브가 구비됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 해상크레인용 윈치 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 작동유공급부로부터 작동유가 공급되면 제동보상부가 각 셔틀밸브를 통해 유압모터부의 내부 압력에 대응되도록 윈치제동부에 작동유의 유량을 조절하여 공급하므로 별도의 전기적 감지수단 없이 유압의 작용만으로도 즉각적으로 윈치의 제동 상태를 해제할 수 있어 제품의 경제성이 더욱 향상될 수 있다.

둘째, 상기 윈치제동부는 유압보상라인을 통해 유압모터부의 내부 압력에 대응되도록 각 제동부의 수축량이 선택적으로 조절됨에 따라 와이어로프에 작용되는 장력에 대응되도록 윈치와의 사이간격이 자동으로 보상되어 제동 오차가 최소화되므로 제품의 구동신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

셋째, 상기 유압보상라인과 연통되어 선택적으로 개폐되는 보상릴리프밸브에 의해 와이어로프에 작용되는 장력이 감소되는 경우에도 작동유공급부로부터 공급되는 작동유가 상기 유압보상라인 측으로 유동되어 윈치제동부가 구동됨에 따라 별도의 라인을 연결할 필요가 없으므로 한층 컴팩트한 제품이 제공될 수 있다.

넷째, 상기 카운터밸런스밸브는 상기 제1연결라인 및 상기 유압모터부 간의 압력 차이에 따라 상기 연결합류라인 측을 향해 선택적으로 작동유를 배출하도록 구동되어 각 셔틀밸브를 통해 상기 윈치제동부에 작동유가 더욱 신속하게 공급되므로 유압에 의한 구동 반응성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템을 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템에서 윈치제동부의 구동상태를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템을 나타낸 회로도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템에서 윈치제동부의 구동상태를 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 윈치 시스템(100)은 윈치(10), 유압모터부(20), 작동유공급부(30), 윈치제동부(40) 그리고 제동보상부(50)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 해상크레인용 윈치 시스템(100)은 와이어로프(11)의 길이가 선택적으로 조절되도록 구비되며, 해상크레인과 같이 외부 환경에 의해 상기 와이어로프(11)에 작용하는 장력이 변화되더라도 이를 일정하게 유지하도록 구비된다.

상세히, 상기 윈치(10)는 상기 와이어로프(11)가 권취되도록 구비된다. 또한, 상기 윈치(10)는 상기 와이어로프(11)가 감기거나 풀리도록 원통형 몸통부를 포함한다. 이때, 상기 유압모터부(20)로부터 정방향 또는 역방향으로 회전력을 전달받아 상기 원통형 몸통부가 회전되면 상기 와이어로프(11)가 감기거나 풀릴 수 있다.

여기서, 상기 와이어로프(11)의 끝단에는 후크 등과 같은 인양부(11a)가 구비될 수 있으며, 상기 와이어로프(11)가 상기 원통형 몸통부에 감기거나 풀리면 상기 인양부(11a)에 연결된 인양물이 상하방향으로 승강 이동될 수 있다.

그리고, 상기 유압모터부(20)는 상기 윈치(10)의 일측에 연결되어 회전력을 전달한다. 이때, 상기 유압모터부(20)는 후술되는 제1연결라인(51) 및 제2연결라인(52)과 각각 연결되며 각 연결라인(51,52)을 통해 공급되는 작동유의 유압에 의해 구동된다.

여기서, 상기 유압모터부(20)의 회전 방향에 따라 각 상기 연결라인(51,52) 중 어느 일측을 통해 상기 유압모터부(20)에 작동유가 유입되면 타측을 통해 유입된 작동유가 배출될 수 있다.

한편, 상기 작동유공급부(30)는 상기 유압모터부(20)에 작동유가 순환 공급되도록 제1공급라인(31) 및 제2공급라인(32)을 포함한다.

여기서, 상기 제1공급라인(31) 및 상기 제2공급라인(32)은 상기 제동보상부(50)에 각각 연결된다. 이때, 상기 제1공급라인(31)은 후술되는 상기 제1연결라인(51)과 일체로 연결되고, 상기 제2공급라인(32)은 후술되는 상기 제2연결라인(52)과 일체로 연결된다.

상세히, 상기 작동유공급부(30)는 저장탱크, 펌프, 컨트롤밸브 및 릴리프밸브를 포함하여 구비될 수 있다. 이때, 상기 작동유공급부(30)는 상기 펌프를 통해 상기 저장탱크에 저장된 작동유가 각 공급라인(31,32) 중 어느 일측으로 공급되도록 구동된다.

그리고, 각 상기 공급라인(31,32) 중 어느 일측으로 공급된 작동유는 각 구성부품에 유압을 제공한 후 각 상기 공급라인(31,32) 중 타측을 통해 배출되어 상기 저장탱크로 유입될 수 있다.

또한, 상기 유압모터부(20)에 작동유가 과도하게 공급되어 상기 윈치(10)에 과도한 회전력이 작용하는 경우 상기 컨트롤밸브는 상기 릴리프밸브가 연결된 릴리프라인 측으로 작동유의 일부분이 유동되도록 개방될 수 있다.

따라서, 상기 유압모터부(20)는 기설정된 압력에 대응되도록 상기 윈치(10)에 회전력을 제공하여 상기 인양물의 위치가 고정되도록 상기 와이어로프(11)가 권취된 상태를 유지할 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 작동유가 상기 제1공급라인(31)을 통해 공급되고 상기 제2공급라인(32)을 통해 배출되는 것을 예로써 도시 및 설명한다.

한편, 상기 윈치제동부(40)는 상기 윈치(10)와 대향 배치되며, 상기 작동유공급부(30)를 통해 공급되는 작동유에 대응하여 상기 윈치(10)에 전달되는 제동력이 선택적으로 조절된다.

여기서, 상기 윈치제동부(40)는 상기 유압모터부(20)가 구동되지 않거나 일정한 회전력을 제공하여 상기 인양물의 위치가 고정된 상태에서 상기 윈치(10)와 접촉되어 제동력을 공급한다.

상세히, 상기 윈치제동부(40)는 제1제동부(41a) 및 제2제동부(41b)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 윈치제동부(40)에는 상기 제동보상부(50)와 각각 연결되는 제1제동유압라인(42a) 및 제2제동유압라인(42b)이 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1제동부(41a)는 상기 제1제동유압라인(42a)과 연결되고, 상기 제2제동부(41b)는 상기 제2제동유압라인(42b)과 연결된다. 그리고, 각 제동부(41a,41b)는 각 제동유압라인(42a,42b)을 통해 공급되는 작동유의 유압에 대응하여 선택적으로 상기 윈치(10)에 제동력을 제공할 수 있다.

이때, 상기 제1제동부(41a)는 제1몸통부, 제1피스톤로드(43a) 및 제1스프링(45a)을 포함하여 구비될 수 있다.

상세히, 상기 제1몸통부의 내부에는 수용공간이 형성되며 상기 제1피스톤로드(43a)가 상기 수용공간에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1피스톤로드(43a)는 제1구획판부, 제1연장부 및 제1브레이크패드부(46a)를 포함하여 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제1구획판부는 상기 수용공간을 구획하도록 상기 제1몸통부의 내주 프로파일에 대응되는 외주 프로파일을 갖도록 구비되며, 상기 제1연장부는 상기 구획판부로부터 상기 제1몸통부의 외측으로 돌출되도록 연장될 수 있다.

그리고, 상기 제1연장부의 단부에는 상기 제1브레이크패드부(46a)가 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1제동유압라인(42a)은 상기 구획판부에 의해 구획된 상기 수용공간의 일측과 연통되도록 연결되며, 상기 제1스프링(45a)은 상기 수용공간의 타측에 배치되되 상기 구획판부와 연결되어 탄발적으로 지지한다.

따라서, 상기 제1제동유압라인(42a)을 통해 작동유가 공급되면 상기 작동유의 유압에 대응하여 상기 제1스프링(45a)은 탄발적으로 압축될 수 있으며 상기 제1제동부(41a)가 수축될 수 있다.

또한, 상기 제2제동부(41b)는 제2몸통부, 제2피스톤로드 및 제2스프링을 포함하여 구비될 수 있으며, 실질적으로 상기 제1제동부(41a)에 대응되는 형상 및 구조로 구비되므로 상기 제2제동부(41b)의 구조에 대한 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 윈치제동부(40) 및 상기 유압모터부(20)는 실질적으로 상기 작동유공급부(30)를 통해 공급되는 작동유에 의해 구동되므로 상기 해상크레인용 윈치 시스템(100)의 전체 크기가 축소될 수 있어 설치성 및 경제성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 제동보상부(50)는 상기 제1공급라인(31) 및 상기 제2공급라인(32)과 각각 연결되며, 상기 제1공급라인(31) 및 상기 제2공급라인(32)에 가해지는 압력에 따라 상기 윈치제동부(40)에 공급되는 작동유의 유량을 선택적으로 조절한다.

여기서, 상기 제동보상부(50)에는 상기 제1공급라인(31)과 일체로 연결되는 상기 제1연결라인(51)과, 상기 제2공급라인(32)과 일체로 연결되는 제2연결라인(52)이 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제동보상부(50)는 상기 제1연결라인(51) 및 상기 제2연결라인(52) 중 어느 일측과, 상기 유압모터부(20)의 내부와 연통되는 유압보상라인(57)이 양측에 각각 연결되는 제1셔틀밸브(55a)를 포함함이 바람직하다. 이때, 본 실시예에서는 상기 제1셔틀밸브(55a)가 각 연결라인(51,52) 중 상기 제2연결라인(52)과 연결되는 것을 예로써 도시 및 설명한다.

여기서, 상기 제1셔틀밸브(55a)의 일측에는 상기 제2연결라인(52)이 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2연결라인(52)은 일단부가 상기 유압모터부(20)의 타측과 연결되고 타단부가 상기 제1셔틀밸브(55a)의 일측과 연결된다. 따라서, 상기 제1셔틀밸브(55a)에는 상기 제2연결라인(52)을 통해 상기 유압모터부(20)로부터 배출되는 작동유가 공급될 수 있다.

그리고, 상기 제2공급라인(32)은 상기 제2연결라인(52)의 일측에 합류되도록 연결되며 상기 제2연결라인(52)의 내부에 유동되는 작동유가 실질적으로 상기 제1셔틀밸브(55a) 및 상기 제2공급라인(32)으로 분지되어 유동될 수 있다.

한편, 상기 제1셔틀밸브(55a)의 타측에는 상기 유압모터부(20)의 내부와 연통되는 유압보상라인(57)이 연결됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1셔틀밸브(55a)는 상기 제2연결라인(52) 및 상기 유압보상라인(57) 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨이 바람직하다.

여기서, 셔틀이동된다라 함은 상기 제1셔틀밸브(55a) 내부에 선택적으로 유로를 변경하도록 구비되는 포트전환부가 상기 제2공급라인(32) 및 상기 유압보상라인(57) 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 이동되는 것으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 제1셔틀밸브(55a)의 토출단에는 상기 제1작동부에 선택적으로 작동유가 공급되도록 상기 제1제동유압라인(42a)이 연결됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1제동유압라인(42a)을 통해 상기 제1제동부(41a)에 작동유가 공급되면 유압에 의해 수축될 수 있으며, 상기 제1브레이크패드부(46a)가 상기 윈치(10)로부터 이격되어 상기 윈치(10)의 제동 상태가 해제될 수 있다.

한편, 상기 제2연결라인(52)을 통해 유동되는 작동유는 상기 유압모터부(20)에서 대부분의 압력이 소실된 상태로 상기 제1셔틀밸브(55a) 측으로 유동될 수 있다. 이때, 상기 제2연결라인(52)의 타단부 측에는 제1압력유지밸브(58a)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2연결라인(52)의 내부에 유동되는 작동유의 유압이 기설정된 압력을 초과하면 상기 제1압력유지밸브(58a)를 통해 작동유의 일부분이 상기 유압보상라인(57) 측으로 유동될 수 있다. 따라서, 상기 제2연결라인(52)을 통해 상기 제1셔틀밸브(55a)의 일측에 작용되는 작동유의 유압은 상기 기설정된 압력 이하로 설정될 수 있다.

이때, 상기 제1스프링(45a)은 상기 제1제동부(41a)에 상기 기설정된 압력을 초과하는 압력이 작용하는 경우에만 탄발적으로 압축되도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1제동부(41a)에 상기 기설정된 압력 이하로 작동유가 공급되면 상기 제1스프링(45a)이 압축되지 않고 상기 윈치(10)의 제동상태가 유지될 수 있다.

여기서, 외부 환경 등에 의해 하중이 무거워져 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 갑자기 증가되는 경우 상기 유압모터부(20)의 내부에는 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력에 대응하여 회전력이 증가되도록 작동유가 누유될 수 있다. 그리고, 상기 유압모터부(20)의 내부에는 작동유가 누유됨에 따라 압력이 증가하게 되며, 상기 누유된 작동유는 상기 유압보상라인(57)을 통해 상기 제1셔틀밸브(55a)에 공급될 수 있다.

이때, 상기 유압보상라인(57)은 상기 제1셔틀밸브(55a)와 연결되도록 분지된 제1분지보상라인(57a)과, 후술되는 제2셔틀밸브(55b)와 연결되도록 분지된 제2분지보상라인(57b)과, 상기 작동유공급부(30)와 연결되도록 분지된 순환배출라인(57c)을 포함하여 구비될 수 있다.

여기서, 상기 유압보상라인(57)을 통해 공급되는 작동유는 실질적으로 상기 유압모터부(20)의 내부에서 압력이 증가된 상태로 상기 제2연결라인(52)을 통해 공급되는 작동유의 유압보다 더 높은 압력을 가질 수 있다.

따라서, 상기 제1셔틀밸브(55a)는 타측을 통해 유입되는 상기 유압보상라인(57)으로부터 유동되는 작동유가 토출단을 통해 상기 제1제동부(41a)에 공급되도록 셔틀이동될 수 있다. 이때, 상기 제1제동부(41a)에 공급되는 작동유는 상기 기설정된 압력을 초과하는 유압을 갖도록 유동되므로 상기 제1제동부(41a)는 공급된 작동유의 유압에 대응하여 수축될 수 있다.

여기서, 상기 제1제동부(41a)에 공급된 작동유의 유압이 클수록 상기 제1제동부(41a)의 수축량이 증가되어 실질적으로 상기 제1브레이크패드부(46a) 및 상기 윈치(10)의 사이간격(d)이 더욱 증가될 수 있다. 다시 말해, 상기 제1제동부(41a)는 상기 제1셔틀밸브(55a)로부터 공급된 작동유의 유압에 따라 실시간으로 수축량이 상이하게 설정될 수 있다.

따라서, 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 갑자기 증가되는 경우에는 상기 제1제동부(41a)가 즉각적으로 수축되어 상기 제1브레이크패드부(46a)가 상기 윈치(10)로부터 이격됨에 따라 상기 윈치(10)의 제동 상태가 해제될 수 있다.

여기서, 상기 작동유공급부(30)로부터 상기 유압모터부(20)에 적정 유압을 갖는 작동유가 공급되면 상기 유압모터부(20)의 내부 압력이 낮아질 수 있으며, 상기 제1제동부(41a)는 이에 대응하여 상기 제1브레이크패드부(46a) 및 상기 윈치(10)의 사이간격(d)이 감소되도록 신장될 수 있다.

그리고, 상기 유압모터부(20)의 내부 압력이 실질적으로 상기 기설정된 압력 이하로 낮아지는 경우에는 상기 윈치(10)가 제동되도록 상기 제1브레이크패드부(46a)가 접촉될 수 있다. 이를 통해, 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 갑자기 증가되는 경우에는 상기 제1제동부(41a)가 즉각적으로 수축되어 상기 윈치(10)의 제동 상태가 해제됨에 따라 상기 윈치(10)는 상기 와이어로프(11)가 풀리는 방향으로 회전될 수 있다.

그리고, 상기 유압모터부(20)의 내부 압력이 기설정된 압력 이하로 낮아지면 상기 제1제동부(41a)가 그에 대응하여 신장된 후 상기 윈치(10)를 제동하여 와이어로프(11)의 위치가 고정될 수 있다.

한편, 외부 환경 등에 의해 하중이 가벼워져 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 갑자기 감소되는 경우에는 상기 제1연결라인(51)을 통해 상기 유압모터부(20)에 유입되는 작동유의 유압이 상기 유압모터부(20)의 내부에 누유된 작동유의 유압보다 더 크게 작용할 수 있다.

여기서, 상기 제1연결라인(51)에는 내부에 유동되는 작동유의 유압이 조절되도록 상기 유압보상라인(57)과 연통되어 선택적으로 개폐되는 보상릴리프밸브(56)가 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1연결라인(51)에 유동되는 작동유의 유압이 상기 유압모터부(20)의 내부에 누유된 작동유의 유압보다 크게 작용하면 상기 보상릴리프밸브(56)가 개방되어 상기 제1연결라인(51)에 유동되는 작동유의 일부가 상기 유압보상라인(57) 측으로 유동될 수 있다.

여기서, 상기 유압보상라인(57)에는 실질적으로 상기 보상릴리프밸브(56)를 통해 유입된 작동유와, 상기 유압모터부(20)의 내부로부터 유입된 작동유와, 상기 제1압력유지밸브(58a)를 통해 유입된 작동유가 합류되어 유동될 수 있다.

이때, 상기 제1연결라인(51)에 유동되는 작동유의 유압이 실질적으로 상기 기설정된 압력을 초과하므로 상기 제1셔틀밸브(55a)를 통해 상기 제1제동부(41a)에 작동유가 공급되면 상술한 원리와 같이 상기 제1제동부(41a)의 제동 상태가 해제될 수 있다.

이를 통해, 상기 보상릴리프밸브(56)에 의해 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 감소되는 경우에도 상기 작동유공급부(30)로부터 공급되는 작동유가 상기 유압보상라인(57) 측으로 유동되어 상기 윈치제동부(40)가 구동됨에 따라 별도의 라인을 연결할 필요가 없으므로 한층 컴팩트한 제품이 제공될 수 있다.

이와 같이, 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 증가되거나 감소되더라도 이를 감지하기 위한 별도의 전기적 감지수단 없이도 상기 유압모터부(20)의 내부에 누유된 작동유 내지 상기 작동유공급부(30)로부터 공급되는 작동유의 유압에 대응하여 즉각적으로 상기 윈치제동부(40)의 제동 상태가 해제될 수 있다.

한편, 상기 제동보상부(50)는 일단부가 상기 제1연결라인(51)과 연결되고 타단부가 상기 제2연결라인(52)으로부터 분지된 연결합류라인(59)과 연결되는 유압보상밸브(53)를 포함함이 바람직하다.

또한, 상기 제동보상부(50)는 상기 유압보상밸브(53)의 토출단 및 상기 유압보상라인(57)이 양측에 각각 연결되는 제2셔틀밸브(55b)를 포함함이 바람직하다. 그리고, 상기 윈치제동부(40)는 상기 제2셔틀밸브(55b)와 연결되는 제2제동부(41b)를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 유압보상밸브(53)는 상기 제1연결라인(51) 및 상기 연결합류라인(59) 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨이 바람직하다.

여기서, 상기 유압보상밸브(53)의 토출단 및 상기 제2셔틀밸브(55b)의 일측에는 보조라인(53a)의 양단부가 각각 연결될 수 있으며, 상기 보조라인(53a)에는 제2압력유지밸브(58b)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 보조라인(53a)의 내부에 유동되는 작동유의 유압이 기설정된 압력을 초과하면 상기 제2압력유지밸브(58b)를 통해 작동유의 일부분이 상기 유압보상라인(57) 측으로 유동될 수 있다. 따라서, 상기 보조라인(53a)을 통해 상기 제2셔틀밸브(55b)의 일측에 작용되는 작동유의 유압은 상기 기설정된 압력 이하로 설정될 수 있다.

그리고, 상기 제2셔틀밸브(55b)는 상기 유압보상밸브(53)의 토출단 및 상기 유압보상라인(57) 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2셔틀밸브(55b)의 일측에는 상기 보조라인(53a)이 연결되고 타측에는 상기 제2분지보상라인(57b)이 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2셔틀밸브(55b)는 실질적으로 상기 제1셔틀밸브(55a)와 동일한 형상 및 구조로 구비되므로 상기 제2셔틀밸브(55b)의 구조 및 기능에 대한 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 외부 환경 등에 의해 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 갑자기 증가되는 경우에는 상기 제2셔틀밸브(55b)의 토출단을 통해 작동유가 상기 제2제동부(41b)에 공급될 수 있다. 그리고, 외부 환경 등에 의해 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력이 갑자기 감소되는 경우에는 상기 제1연결라인(51)에 유동되는 작동유의 일부가 상기 보상릴리프밸브(56)에 의해 상기 유압보상라인(57) 측으로 유동될 수 있다.

따라서, 상기 작동유공급부(30)로부터 상기 제동보상부(50)에 작동유가 공급되면 상기 제1셔틀밸브(55a) 및 상기 제2셔틀밸브(55b)를 통해 각 상기 제동부(41a,41b)가 동시에 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 제동보상부(50)는 상기 작동유공급부(30)로부터 작동유가 공급되면 각 셔틀밸브(55a,55b)를 통해 상기 유압모터부(20)의 내부 압력에 대응되도록 상기 윈치제동부(40)에 작동유의 유량을 조절하여 공급할 수 있다. 따라서, 별도의 전기적 감지수단 없이 유압의 작용만으로도 즉각적으로 상기 윈치(10)의 제동 상태를 해제할 수 있어 제품의 경제성 및 구동신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 유압모터부(20)의 내부 압력에 대응되도록 각 상기 제동부(41a,41b)의 수축량이 선택적으로 조절됨에 따라 상기 와이어로프(11)에 작용되는 장력에 대응되도록 상기 윈치(10)와의 사이간격(d)이 자동으로 보상되어 제동 오차가 최소화되므로 제품의 구동신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 상기 제1연결라인(51)에는 내부에 유동되는 작동유가 상기 연결합류라인(59) 측을 향해 선택적으로 유동되도록 연결된 카운터밸런스밸브(54)가 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 카운터밸런스밸브(54)는 상기 유압모터부(20)의 내부 압력이 상기 제1연결라인(51)에 유동되는 작동유의 유압보다 낮은 경우 상기 연결합류라인(59) 측을 향해 작동유를 배출하도록 구동될 수 있다. 또한, 상기 유압모터부(20)의 내부 압력이 상기 제1연결라인(51)에 유동되는 작동유의 유압보다 높은 경우에는 상기 유압모터부(20)에 작동유가 공급되도록 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 카운터밸런스밸브(54)는 상기 제1연결라인(51) 및 상기 유압모터부(20) 간의 압력 차이에 따라 상기 연결합류라인(59) 측을 향해 선택적으로 작동유를 배출하도록 구동될 수 있다. 따라서, 각 셔틀밸브(55a,55b)를 통해 상기 윈치제동부(40)에 작동유가 더욱 신속하게 공급되므로 유압에 의한 구동 반응성이 더욱 향상될 수 있다.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

10: 윈치 20: 유압모터부
30: 작동유공급부 31: 제1공급라인
32: 제2공급라인 40: 윈치제동부
41a: 제1제동부 41b: 제2제동부
50: 제동보상부 55a: 제1셔틀밸브
55b: 제2셔틀밸브 100: 해상크레인용 윈치 시스템

Claims (5)

1. 와이어로프의 길이가 선택적으로 조절되도록 해상크레인에 구비되는 윈치 시스템에 있어서,
   상기 와이어로프가 권취되는 윈치;
   상기 윈치의 일측에 연결되어 회전력을 전달하는 유압모터부;
   상기 유압모터부에 작동유가 순환 공급되도록 연결되는 제1공급라인 및 제2공급라인을 포함하는 작동유공급부;
   상기 윈치와 대향 배치되며, 상기 작동유공급부를 통해 공급되는 작동유에 대응하여 상기 윈치에 전달하는 제동력이 선택적으로 조절되는 윈치제동부; 및
   상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각 연결되며, 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 가해지는 유압에 따라 상기 윈치제동부에 공급되는 작동유의 유량을 선택적으로 조절하는 제동보상부를 포함하는 해상크레인용 윈치 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제동보상부에는 상기 제1공급라인과 일체로 연결되는 제1연결라인과, 상기 제2공급라인과 일체로 연결되는 제2연결라인이 구비되며,
   상기 제동보상부는
   상기 제1연결라인 및 상기 제2연결라인 중 어느 일측과, 상기 유압모터부의 내부와 연통되는 유압보상라인이 양측에 각각 연결되는 제1셔틀밸브를 포함하며,
   상기 윈치제동부는 상기 제1셔틀밸브와 연결되는 제1제동부를 포함하되,
   상기 제1셔틀밸브는 상기 제1연결라인 및 상기 제2연결라인 중 어느 일측과, 상기 유압보상라인 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨을 특징으로 하는 해상크레인용 윈치 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1연결라인에는 내부에 유동되는 작동유의 유압이 조절되도록 상기 유압보상라인과 연통되어 선택적으로 개폐되는 보상릴리프밸브가 구비됨을 특징으로 하는 해상크레인용 윈치 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제동보상부는
   일단부가 상기 제1연결라인과 연결되고 타단부가 상기 제2연결라인으로부터 분지된 연결합류라인과 연결되는 유압보상밸브와,
   상기 유압보상밸브의 토출단 및 상기 유압보상라인이 양측에 각각 연결되는 제2셔틀밸브를 포함하며,
   상기 윈치제동부는 상기 제2셔틀밸브와 연결되는 제2제동부를 포함하되,
   상기 제2셔틀밸브는 상기 유압보상밸브의 토출단 및 상기 유압보상라인 중 내부에 유동되는 작동유의 유압이 더 큰 어느 일측의 작동유가 토출단으로 배출되도록 셔틀이동됨을 특징으로 하는 해상크레인용 윈치 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1연결라인에는 내부에 유동되는 작동유가 상기 연결합류라인 측을 향해 선택적으로 유동되도록 연결된 카운터밸런스밸브가 구비됨을 특징으로 하는 해상크레인용 윈치 시스템.

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