KR101174378B1 - 다수의 모터를 구비한 카리프트 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다수의 모터를 구비한 카리프트는, 동력부는, 동력원으로서 동일한 출력을 가진 적어도 두 개 이상의 모터들을 포함하여 구성되며, 모터들 각각을 제1 모터 내지 제n 모터라 할 때, 와이어 드럼은 모터 개수 n의 자연수 배수에 해당되는 개수로 구성되며, 상기 모터 하나당 동일한 수가 동력적으로 연결됨으로써, 상기 제1 모터 내지 제n 모터 중 어느 한 모터 및, 상기 어느 한 모터와 연결된 하나 또는 그 이상의 한 조의 와이어 드럼을 포함하여 구성된 제1 구동부 내지 제n 구동부가 이루어지고, 상기 제1 구동부 내지 제n 구동부에 각각 포함되는 한 조의 상기 와이어 드럼들에 동력을 전달하기 위한 동력축들은, 기계적인 방식으로 연결됨으로써 동일 회전수를 강제하는 동기화 연결축에 의해 상호 연결되도록 구성되어, 종래에 비해 두 배 이상의 승강 견인력이나 속도를 실현할 수 있으면서도, 모터의 용량 증가에 따른 하중 집중 등에 따른 구조 불안정 등의 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

Description

다수의 모터를 구비한 카리프트{LIFTING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE INCLUDING TWO OR MORE MOTORS}

본 발명은 카리프트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 주로 굴착 현장과 같은 공사 작업에 적용되며, 덤프 트럭, 공사용 중장기 등의 하중물을 단차진 두 지점 이상에 승강시켜 이동시킬 수 있도록 구성되는 카리프트에 관한 것이다.

지하철 공사 현장과 같이 지면을 굴착하여 작업을 수행하는 곳에서는, 트럭, 레미콘 등과 같은 공사용 장비 등을 지상으로부터 굴착된 작업 현장으로 이동 시켜주어야 하는 경우가 흔하게 발생한다.

이러한 때에 필수적으로 사용되는 장비로서, 지상의 하부에 위치하는 굴착 지점과 지상을 연결하는 승강기의 개념으로 작업 기간 동안 임시적으로 고정 설치되는 카리프트가 사용되고는 한다.

전술한 카리프트의 구성을 간략히 설명하기 위해, 도 3을 통해 종래에 사용되어온 카리프트의 일례를 설명한다.

도 3은 카리프트를 작동시키기 위한 부품들의 연결관계를 명확히 나타내기 위해 위쪽에서 본 평면도 형태로 카리프트를 도시한 것으로서, 전체 구조를 지지하는 뼈대의 역할을 할 수 있도록, 고정 구조물 형태로 이루어져 각 구성 부품이 설치되는 주 프레임(10)과, 상기 주 프레임(10)의 상부측에 설치되며 카리프트 장비의 동력원인 모터(20), 상기 모터(20)로부터 동력을 전달받아 회전되는 두 개의 와이어 드럼(30) 및, 상기 와이어 드럼(30)에 일단이 결합됨으로써 회전에 따라 와이어 드럼(40)의 외주면에 감기거나 풀리는 와이어(40)가 도시된다.

도시된 예에서는, 상기 와이어 드럼(30) 한 개로부터 각각 두 개의 와이어(40)가 서로 반대 방향의 두 방향으로 연장되어 있는 구조를 가지므로, 두 개의 와이어 드럼(30)으로부터 연장된 네 방향의 와이어(40)는 각각 상기 주 프레임(10)에 의해 지지되어 승강되는 부분인 카트(도시되지 않음)의 네 부분에 안정적으로 균등하게 견인력을 가할 수 있도록 연결된다.

한편, 상기 모터(20)와 와이어 드럼(30)의 연결 경로 상에는, 모터(20)의 동력축 회전 속도를 감속시켜 출력을 증강시키기 위한 감속 기어 조합을 포함하는 감속기(27) 및 비상 정지나, 모터의 역회전을 방지하기 위한 모터 브레이크(28)가 개재되는 것이 일반적이다.

도시된 예는 동력원인 모터로부터 와이어 드럼 등이 직접 동력을 전달받도록 연결된 모터 직결 방식 카리프트로서, 과거에는 전동 모터를 구동하여 유압을 발생시키고, 이때 발생된 유압의 힘으로 유압 모터를 구동하여 와이어 드럼을 회전시킴으로써, 와이어를 감거나 풀어 카트를 승강시키는 유압 방식 리프트가 많이 쓰였으나, 유압 발생 장치 및 와이어 드럼 구동 장치 등 지상에 별도로 설치되어야 하는 부품이 많고, 따라서 동력 전달 경로 또한 길고 복잡하여 효율이 떨어지는 반면, 도시된 모터 직결 방식 카리프트의 경우, 구조가 간단하고 고속의 승강 작업이 가능하다는 이점이 있다.

반면, 최근의 작업 추세는 더 빠른 승강 속도를 구현하고, 더 높은 하중을 감당할 수 있는 카리프트를 요구하고 있으나, 모터 직결 방식의 경우, 더 강한 출력을 내기 위해서는 더 높은 용량의 모터를 사용하여야 하므로, 예를 들어 모터의 용량이 400kW에 육박하는 경우, 모터 자체의 하중이 높아지는 것은 물론, 이에 따른 감속기의 크기, 중량도 커지기 때문에, 도시된 바와 같은 형태로 주 프레임의 상부에 이러한 부품들이 설치될 경우 집중되는 하중이 너무 커서 구조가 불안정해지며, 이들을 지상으로 내려 놓을 경우 와이어 각도를 변경하기 위해 리턴 활차가 많이 사용되어야 하는 문제 등이 발생한다.

더욱이, 동일 출력에서도 수배의 견인력을 내기 위해서, 움직 도르래의 원리를 적용하여 승강 속도는 감소되는 대신 카트 견인력을 수배로 높이는 구조가 적용되기도 하는데, 예를 들어 카트에 풀리(pulley,도르래)를 설치함으로써 하나의 이동 풀리(움직 도르래)를 이용하는 구조의 카리프트의 경우, 와이어 드럼으로부터 연장된 와이어를 풀리를 거쳐 리턴하여 다시 주프레임 상부측에 연결한 구조가 되므로, 카트 승강시 감당하여야 하는 하중은 반으로 감소하는 반면 와이어 드럼에 감기는 와이어의 길이는 2배가 되므로, 도 3에 도시된 바와 같은 형태로 하나의 와이어 드럼에 두 방향의 와이어를 감는 구조에 있어서는, 와이어 드럼의 길이 확장 한계에 따른 문제점도 발생할 수 있으며, 이는 특히 굴착 깊이가 수십 미터에 달할 정도로 깊은 작업장에 사용되는 카리프트에 있어 더욱 큰 문제점으로 대두 되고 있다.

본 발명은 전술한 종래 카리프트의 문제점을 극복하기 위하여,

모터 출력의 증가에 따른 하중 집중으로 인한 구조 불안정화를 방지하면서도, 높은 출력으로 빠른 속도와 강한 견인력을 담보할 수 있는 카리프트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은, 카리프트에 움직도르래 원리를 적용하면서도, 와이어가 감기는 와이어 드럼의 외주 면적을 충분히 확보할 수 있도록 적절한 개수의 와이어 드럼이 제공될 수 있는 구조의 카리프트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다수의 모터를 구비한 카리프트는, 다른 높이로 단차진 두 곳 이상의 지점에 하중물, 특히 트럭 등 공사용 차량을 옮길 수 있도록 하는 승강 작업의 수행을 위하여, 전체 구조를 지지하는 고정 구조물 형태로 이루어져 각 구성 부품이 설치되는 주 프레임과, 상기 하중물이 탑재될 수 있는 구조로 이루어지며 상기 주 프레임에 의해 지지되어 승강되는 부분인 카트, 상기 카트에 승강 이동력을 제공하는 동력부, 상기 카트에 연결되어 승강 동력을 전달하는 와이어, 상기 동력부로부터의 동력에 의해 회전되어 외주면상에 상기 와이어가 감기거나 풀리도록 구성된 와이어 드럼을 포함하여 구성되는 카리프트에 있어서, 상기 동력부는, 동력원으로서 동일한 출력을 가진 적어도 두 개 이상의 모터들을 포함하여 구성되며, 상기 모터들 각각을 제1 모터 내지 제n 모터라 할 때(n은 2 이상의 정수), 상기 와이어 드럼은 상기 모터 개수 n의 자연수 배수에 해당되는 개수로 구성되며, 상기 모터 하나당 동일한 수가 동력적으로 연결됨으로써, 상기 제1 모터 내지 제n 모터 중 어느 한 모터 및, 상기 어느 한 모터와 연결된 하나 또는 그 이상의 한 조의 와이어 드럼을 포함하여 구성된 제1 구동부 내지 제n 구동부가 이루어지고, 상기 제1 구동부 내지 제n 구동부에 각각 포함되는 한 조의 상기 와이어 드럼들에 동력을 전달하기 위한 동력축들은, 기계적인 방식으로 연결됨으로써 동일 회전수를 강제하는 동기화 연결축에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 동기화 연결축은 유니버셜 조인트 구조인 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 와이어 드럼은, 상기 와이어와 상기 카트와의 연결부의 개수와 동일한 개수만큼 구비될 수 있다.

이때, 상기 와이어와 상기 카트의 연결부는, 상기 하중물이 탑재되는 상기 카트의 사각 형태 바닥면의 꼭지점 부분에 각각 연결될 수 있도록 4개가 형성되며, 이에 따라 상기 와이어 드럼 역시 상기 4곳의 연결부로부터 연장된 상기 와이어가 각각 독립적으로 감기거나 풀릴수 있도록 4개가 구비되는 한편, 상기 모터는 제1 모터와 제2 모터의 2개가 구비되어 각각 2개씩의 와이어 드럼에 동력적으로 연결되어 제1 구동부와 제2 구동부를 이룸으로써, 상기 각각의 구동부를 구성하는 한조의 상기 와이어 드럼들에 동력을 전달하기 위한 동력축들이 동일한 시간당 회전수를 가질 수 있도록 상기 동기화 연결축에 의해 상호 연결된 구조일 수 있다.

상기한 바와 같은 구성에 의하여, 본 발명에 따른 다수의 모터를 구비한 카리프트는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 종래에 비해 두 배 이상의 승강 견인력이나 속도를 실현할 수 있으면서도, 모터의 용량 증가에 따른 하중 집중 등에 따른 구조 불안정 등의 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

둘째, 카트의 서로 다른 지점에 연결되는 각 와이어에 걸리는 견인력, 속도를 완벽하게 일치시킴으로써, 안정적인 카트의 승강 작동이 이루어질 수 있다.

셋째, 작업을 위한 이동 높이차의 증가 및/또는 움직 도르래 원리 적용에 따른 와이어의 길이 증가시에도 적절하게 대처할 수 있도록, 와이어가 감기는 와이어 드럼의 수를 다양하게 변경하기 용이한 구조로 제공된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다수의 모터를 구비한 카리프트의 평면도,
도 2는 도 1의 카리프트의 정면도,
도 3은 종래의 카리프트의 일례를 도시한 평면도이다.

이하, 전술한 본 발명의 구성을, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

한편, 도 3을 통해서 전술한 종래의 기술에서와 동일, 유사한 기능을 하는 구성 부분에 대해서는 동일 참조 번호를 사용하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다수의 모터를 구비한 카리프트를 위에서 바라본 평면도로서, 종래 카리프트의 일례를 도시한 도 3과 유사한 관찰 각도를 가지는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다수의 모터를 구비한 카리프트를 정면에서 바라본 정면도로서, 트럭 등의 하중물에 대한 승강 작업을 수행하기 위한 구체적인 구조 및 작업 모습의 예를 도시한다.

본 발명의 실시예에 따른 카리프트 역시 도 3을 통해 전술한 카리프트와 마찬가지로 동력원으로서의 모터와, 상기 모터와 동력적으로 연결되는 와이어 드럼(30)들, 상기 와이어 드럼(30)에 감기거나 풀릴 수 있도록 일단이 상기 와이어 드럼의(30) 외주에 연결된 와이어(40)와 이들을 지지하는 뼈대를 이루는 구조물인 주프레임(10)을 구비한 구조이나, 도 3에 도시된 종래의 예가 모터(20) 한 개와, 상기 모터(20)에 연결된 두 개의 와이어 드럼(30)만으로 구성된 것과는 달리, 제1 모터(21)와 제2 모터(22)의 두 개의 모터와, 상기 모터들에 각각 두 개씩 동력적으로 연결된, 총 네 개의 와이어 드럼(30)들을 구비한다는 점에서 구성상의 큰 차이를 보인다.

즉, 종래에 사용되는 용량의 모터 개수를 두 배로 증가시킴으로써 출력을 두 배로 증가시킬 수 있는 것인데, 도시된 바와 같이 모터(21,22)들이 두 개 이상으로 구성되는 경우에는 출력은 배수로 증가시키면서도, 설치 위치를 적절히 균형있게 선택함으로써, 기존에 비해 용량이 큰 한 개의 모터를 설치하는 경우 주 프레임(10)상의 일 지점에 하중이 집중됨으로써 전체적으로 구조가 불안해지는 단점을 근본적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 제1 모터(21)와 제2 모터(22)는 동일한 용량의 것이 선택되고, 상기 모터들에 동일한 수의 와이어 드럼(30)들이 각각 연결될 수 있도록 구성됨으로써, 도시된 예와 같이 사각 바닥면을 가진 카트(50)의 네 지점에 연결되는 와이어(40)들을 각각 독립적으로 감을 수 있는 네 개의 와이어 드럼(30)을 구비할 수 있게 되는데, 이러한 구성을 통해, 도 2에도 도시된 바와 같이 카트(50)에 장착된 풀리(60)를 경유하여 와이어(50)를 리턴하는 구조로 움직 도르래 원리를 적용하거나, 작업을 위한 굴착 깊이가 크게 증가하는 등의 이유로 인해 종래 문제가 되었던, 와이어(40)의 길이 증가에 따른 와이어 드럼(30)의 표면적 확보 한계치를 크게 확장할 수 있다.

한편, 카트의 안정적인 승강 작동을 위한 구조로서, 앞서 언급한 도 3에 도시된 종래의 카리프트 구조를 다시 한번 돌아본다.

도 3에 도시된 종래 카리프트의 경우, 승강되는 카트(50)의 네 지점에 연결되기 위해 네 방향으로 연장된 와이어(40)들을 가지는데, 안정적인 승강 작업을 위해서는 이들 네 부분의 와이어(40)들 각각이 카트(50)를 견인하는 견인력, 견인 속도가 완전히 일치되어야 한다.

이를 위해, 한 개의 모터(20)로부터 발생한 동력은, 동일한 하나의 감속기(27)를 거쳐 동일한 회전수로 양 측의 두 개의 와이어 드럼(30)에 전달되고, 동일 와이어 드럼(30) 외주면 상에 연결된 두 방향의 와이어(40)는 당연히 동일한 속도로 감기거나 풀리게 되는 것은 물론, 상기 두 개의 와이어 드럼(30) 역시 동일 지름의 원통형 외측면을 가진 구조를 가짐으로써, 네 개의 와이어(40) 전체는 완전히 동일한 속도로 카트(50)에 견인력을 부여하게 되는 것이다.

즉, 카트(50)의 안정적인 승강 작동을 위해서는 각 와이어 드럼(30) 회전의 '동기화'는 매우 중요한 요소이다.

도 3을 통해 전술한 종래 구조의 경우에서는, 와이어 드럼(30)이 두 개이더라도, 동일 감속기를 경유하여 동력을 전달받게 되므로 전술한 '동기화'가 문제가 될 소지가 크지 않지만, 본 발명의 경우, 두 개 이상의 모터(21,22)들을 구비하는 구조로 제공됨으로써, 각각의 모터(21,22)들에 동력적으로 연결되는 와이어 드럼(30)들을 동기화함으로써, 동일한 회전 속도를 가지도록 하는 것은 매우 중요한 과제가 된다.

따라서, 기본적으로는 도 1의 도면상 좌측에 위치하는 두 개의 와이어 드럼(30)들과 제1 모터(21)로 이루어진 제1 구동부(201)와, 도면상 우측에 위치하는 두 개의 와이어 드럼(30)들과 제2 모터(21)로 이루어진 제2 구동부(201)는 각각 독립적인 동력원에 의해 독자적으로 작동될 수 있는 구조이지만, 승강 작동의 안정화를 위해 동기화를 위한 수단을 더욱 포함하여야만 한다.

이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 구동부에 속하는 한 조의 와이어 드럼(30)들에 동력을 전달하는 동력축과, 제2 구동부에 속하는 한 조의 와이어 드럼(30)들에 동력을 전달하는 동력축은, 동기화 연결축(100)에 의해 기계적으로 완전히 동기화된다.

부언하면, 제1 구동부의 동력축과 제2 구동부의 동력축은 동기화 연결축(100)에 의해 상호 연장된 구조가 되므로, 동일한 용량임에도 불구하고 제1 모터(21) 및 제2 모터(22)를 포함한 각각의 동력부로부터 다소간의 회전수의 차이가 발생하는 경우에도, 상기 동기화 연결축(100)이 이들의 회전을 완전히 일치하도록 기계적으로 강제하게 되므로, 각 구동부를 구성하는 와이어 드럼(30)들에 다른 회전수의 동력이 전달될 가능성은 원천적으로 차단된다.

동기화의 수단으로서, 전기전자적인 방법이 아닌 전술한 기계적 방법을 적용하는 이유는, 전기전자적 방법의 경우 센서 등 동기화를 위한 추가적인 부품이 필요할 뿐만 아니라, 만일에 있을지 모를 교란, 부품의 오작동 등으로 인한 심각한 문제가 발생할 위험성을 완전히 배제할 수 없기 때문이다.

한편, 상기 동기화 연결축(100)의 경우, 각 구동부의 동력축이 일 직선상에서 다소 어긋난 경우라 하더라도 큰 무리 없이 동력을 전달할 수 있도록 하기 위하여, 유니버셜 조인트 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성됨으로써, 모터의 용량을 증가시킬 경우 문제가 되었던 주 프레임 상 일지점의 하중 집중에 따른 전체 구조의 불안정화를 기본적으로 방지하여 안정적인 구조를 가지면서도, 모터 개수의 증가에 따라 기존보다 수배의 출력을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 카트의 승강 작동 또한 기존과 마찬가지로 안정적으로 수행할 수 있는 카리프트를 제공할 수 있게 된다.

따라서, 기존 카리프트보다 승강 이동 속도가 더 빠르고 더 큰 하중을 감당할 수 있는 고효율의 카리프트를 제공할 수 있게 되는 것은 물론, 와이어 드럼의 개수 또한 비교적 자유롭게 증가시킬 수 있는 구조로 제공됨으로써, 작업 높이의 증가 등에 따른 와이어 양의 증가시에도 유연하게 대처할 수 있는 구조의 카리프트를 제공할 수 있다.

이상과 같이 본 발명을 바람직한 실시예 및 이를 도시한 도면에 의해 설명하였으나, 본 발명은 도시되고 설명된 실시예에 의한 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 주 프레임 20: 모터
21: 제1 모터 22: 제2 모터
27: 감속기 28: 모터 브레이크
30: 와이어 드럼 40: 와이어
50: 카트 60: 풀리
100: 동기화 연결축 201: 제1 구동부
202: 제2 구동부

Claims (4)

1. 다른 높이로 단차진 두 곳 이상의 지점에 하중물, 즉 트럭과 같은 공사용 차량을 옮길 수 있도록 하는 승강 작업의 수행을 위하여, 전체 구조를 지지하는 고정 구조물 형태로 이루어져 각 구성 부품이 설치되는 주 프레임(10)과, 상기 하중물이 탑재될 수 있는 구조로 이루어지며 상기 주 프레임(10)에 의해 지지되어 승강되는 부분인 카트(50), 상기 카트(50)에 승강 이동력을 제공하는 동력부, 상기 카트(50)에 연결되어 승강 동력을 전달하는 와이어(40), 상기 동력부로부터의 동력에 의해 회전되어 외주면상에 상기 와이어(40)가 감기거나 풀리도록 구성된 와이어 드럼(30)을 포함하여 구성되는 카리프트에 있어서,
   상기 동력부는, 동력원으로서 동일한 출력을 가진 적어도 두 개 이상의 모터(20)들을 포함하여 구성되며, 상기 모터들 각각을 제1 모터(21) 내지 제n 모터라 할 때(n은 2 이상의 정수),
   상기 와이어 드럼(30)은 상기 모터 개수 n의 자연수 배수에 해당되는 개수로 구성되며, 상기 모터(20) 하나당 동일한 수가 동력적으로 연결됨으로써, 상기 제1 모터(21) 내지 제n 모터 중 어느 한 모터 및, 상기 어느 한 모터와 연결된 하나 또는 그 이상의 한 조의 와이어 드럼(30)을 포함하여 구성된 제1 구동부(201) 내지 제n 구동부가 이루어지고,
   상기 제1 구동부(201) 내지 제n 구동부에 각각 포함되는 한 조의 상기 와이어 드럼(30)들에 동력을 전달하기 위한 동력축들은, 기계적인 방식으로 연결됨으로써 동일 회전수를 강제하는 동기화 연결축(100)에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는, 다수의 모터를 구비한 카리프트.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동기화 연결축(100)은 유니버셜 조인트 구조인 것을 특징으로 하는, 다수의 모터를 구비한 카리프트.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 와이어 드럼(30)은, 상기 와이어(40)와 상기 카트(50)와의 연결부의 개수와 동일한 개수만큼 구비된 것을 특징으로 하는, 다수의 모터를 구비한 카리프트.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 와이어(40)와 상기 카트(50)의 연결부는, 상기 하중물이 탑재되는 상기 카트(50)의 사각 형태 바닥면의 꼭지점 부분에 각각 연결될 수 있도록 4개가 형성되며, 이에 따라 상기 와이어 드럼(30) 역시 상기 연결부로부터 각각 연장된 상기 와이어(40)가 각각 독립적으로 감기거나 풀릴수 있도록 4개가 구비되는 한편,
   상기 모터는 제1 모터와 제2 모터의 2개가 구비되어 각각 2개씩의 와이어 드럼(30)에 동력적으로 연결되어 제1 구동부(201)와 제2 구동부(202)를 이룸으로써, 상기 각각의 구동부를 구성하는 한조의 상기 와이어 드럼(30)들에 동력을 전달하기 위한 동력축들이 동일한 시간당 회전수를 가질 수 있도록 상기 동기화 연결축(100)에 의해 상호 연결된 구조인 것을 특징으로 하는,다수의 모터를 구비한 카리프트.
   

Images