호이스팅 드럼장치(Hoisting Drum Device)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년03월15일
(11) 등록번호 10-1716812
(24) 등록일자 2017년03월09일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B66D 1/14 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-0048531
(22) 출원일자 2014년04월23일
심사청구일자 2014년04월23일
(65) 공개번호 10-2015-0017660
(43) 공개일자 2015년02월17일
(30) 우선권주장
JP-P-2013-164623 2013년08월07일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP3016800 U9*
KR200403583 Y1*
KR200191024 Y1
JP2013116813 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
일본국 도쿄도 시나가와쿠 오오사키 2쵸메 1반 1
고
(72) 발명자
다무라 미츠히로
일본국 474-8501 아이치켄 오부시 아사히마치 6쵸
메 1반치 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
나고야세이조쇼 내
야마시타 히데타카
일본국 141-6025 도쿄도 시나가와쿠 오사키 2쵸메
1반 1고 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
(74) 대리인
방해철, 김용인
전체 청구항 수 : 총 4 항 심사관 : 한성호
(54) 발명의 명칭 호이스팅 드럼장치
(57) 요 약
설계의 자유도가 큰 호이스팅 드럼장치를 얻는다.
호이스팅 드럼(12)을 가지는 호이스팅 드럼장치(DD1)로서, 호이스팅 드럼(12)은, 축방향 일방측에 제1 돌출축
(21), 축방향 타방측에 제2 돌출축(21S)을 구비한다. 제1 돌출축(21)에 드럼구동장치(24)가 연결되고, 제2 돌출
축(21S)에 드럼제동장치(24S)가 연결된다. 드럼제동장치(24S)는, 제2 감속기구(30S) 및 제2 제동기구(32S)를 가
지고, 제2 돌출축(21S)에, 상기 제2 감속기구(30S)의 저속축(68S)이 연결되며, 상기 제2 감속기구(30S)의 고속축
(29S)측에, 제2 제동기구(32S)가 연결되고, 또한 모터가 연결되지 않는다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1716812
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명 세 서
청구범위
청구항 1
호이스팅 드럼을 가지는 호이스팅 드럼장치로서,
상기 호이스팅 드럼은, 축방향 일방측에 제1 축, 축방향 타방측에 제2 축을 구비하고,
상기 제1 축에 드럼구동장치가 연결되며,
상기 제2 축에 드럼제동장치가 연결되고,
상기 드럼구동장치는, 제1 감속기구를 구비하며,
상기 드럼제동장치는, 제2 감속기구 및 제동기구를 가지고,
상기 제2 축에, 상기 제2 감속기구의 저속축이 연결되며,
상기 제2 감속기구의 고속축측에, 상기 제동기구가 연결되며, 또한 구동원이 연결되지 않는 것을 특징으로 하는
호이스팅 드럼장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 제1 감속기구와 상기 제2 감속기구는, 감속비 또는 동력의 손실이 다른 것을 특징으로 하는 호이스팅 드럼
장치.
청구항 3
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 드럼구동장치도, 제동기구를 가지고,
상기 드럼구동장치의 제동기구 및 상기 드럼제동장치의 제동기구는, 모두 단독으로 상기 호이스팅 드럼의 정지
를 유지할 수 있는 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 호이스팅 드럼장치.
청구항 4
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제2 감속기구의 베어링으로, 상기 제2 축을 지지하는 것을 특징으로 하는 호이스팅 드럼장치.
발명의 설명
기 술 분 야
본 출원은 2013년 8월 7일에 출원된 일본 특허출원 제2013-164623호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의[0001]
전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은, 호이스팅 드럼장치에 관한 것이다.[0002]
배 경 기 술
특허문헌 1에, 호이스팅 드럼장치가 개시되어 있다. 이 호이스팅 드럼장치는, 호이스팅 드럼에 와이어 로프를[0003]
권취하고, 그 호이스팅 드럼을 회전시킴으로써 와이어 로프를 감아올리도록 구성한 것이다.
이 개시예에서는, 호이스팅 드럼은, 축방향 양측으로 돌출하는 제1, 제2 돌출축을 구비하고 있다. 제1, 제2 돌[0004]
출축에는, 각각 동일 사양의 드럼구동장치가 개별로 연결되어 있다. 각각의 드럼구동장치의 모터의 회전축은,
풀리 및 타이밍 밸트를 통하여 연결되어, 각 계통의 드럼구동장치의 모터가 동기하여 회전하도록 구성하고
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있다.
다만, 호이스팅 드럼의 제동은, 각각의 드럼구동장치에 부설된 제동기구에 의해 실현하고 있다.[0005]
선행기술문헌[0006]
(특허문헌)[0007]
특허문헌 1: 일본 등록실용신안 제3016800호(도 1, 단락 [0014])[0008]
발명의 내용
해결하려는 과제
그러나, 이러한 2계통의 드럼구동장치에 의하여 단일의 호이스팅 드럼을 구동하는 장치에 있어서는, 제1, 제2[0009]
돌출축을 동기하여 회전시킬 필요가 있고, 이로 인하여, 동일 사양의 드럼구동장치를 세트로 구비할 필요가 있
는 점에서, 구동력이나 제동력, 혹은 운전 시의 동력 손실 등을 고려하여 설계를 행하려고 한 경우에, 설계의
자유도가 작다는 문제도 있었다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 설계의 자유도가 큰 호이스팅 드럼장치[0010]
를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
과제의 해결 수단
본 발명은, 호이스팅 드럼을 가지는 호이스팅 드럼장치로서, 상기 호이스팅 드럼은, 축방향 일방측에 제1 축,[0011]
축방향 타방측에 제2 축을 구비하고, 상기 제1 축에 드럼구동장치가 연결되며, 상기 제2 축에 드럼제동장치가
연결되고, 상기 드럼제동장치는, 감속기구 및 제동기구를 가지며, 상기 제2 축에, 상기 감속기구의 저속축이 연
결되고, 상기 감속기구의 고속축측에, 상기 제동기구가 연결되며, 또한 구동원이 연결되지 않는 구성으로 함으
로써, 상기 과제를 해결한 것이다.
본 발명에 있어서는, 호이스팅 드럼의 축방향 일방측 및 타방측의 제1, 제2 축 중, 제2 축측을 제동 전용으로서[0012]
이용한다. 이로 인하여, 제1 축측과 제2 축측과의 사이에서 동기 회전 제어를 필요로 하지 않아, 드럼제동장치
는, 감속기구 및 제동기구 모두, 드럼구동장치측과는, 독립하여 설계할 수 있다. 이로 인하여, 드럼구동장치측
및 드럼제동장치 모두, 필요한 구동력이나 제동력, 혹은 운전 시의 동력 손실 등을 고려하여, 매우 자유도가 높
은 설계를 행할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 설계의 자유도가 큰 호이스팅 드럼장치를 얻을 수 있다.[0013]
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 크레인의 호이스팅 드럼장치의 전체 구성도이다.[0014]
도 2는 상기 호이스팅 드럼장치의 드럼구동장치 부분의 구성도이다.
도 3은 상기 드럼구동장치의 감속기구를 나타내는 구성도이다.
도 4는 상기 호이스팅 드럼장치의 드럼제동장치 부분의 구성도이다.
도 5는 상기 호이스팅 드럼의 장치의 변형예에 관한 드럼구동장치 부분의 주요부 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 호이스팅 드럼장치의 전체 구성도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태의 일례를 상세하게 설명한다.[0015]
도 1은, 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 크레인의 호이스팅 드럼장치의 전체 구성도이다. 이 호이스팅 드럼[0016]
장치(DD1)는, 호이스팅 드럼(12)에, 도시하지 않은 크레인의 와이어(혹은 로프: 도시하지 않음)를 권취하고, 그
호이스팅 드럼(12)을 회전시킴으로써 당해 와이어를 감아올리도록 구성한 것이다.
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호이스팅 드럼(12)은, 축방향 일방측에 제1 돌출축(제1 축)(21), 축방향 타방측에 제2 돌출축(제2 축)(21S)을[0017]
구비한다. 제1 돌출축(21)에는, 드럼구동장치(24)가 연결되고, 제2 돌출축(21S)에는, 드럼제동장치(24S)가 연결
되어 있다. 드럼구동장치(24)는, 구동원인 모터(28), 제1 감속기구(30), 및 제1 제동기구(32)를 구비한다. 드럼
제동장치(24S)는, 제2 감속기구(30S) 및 제2 제동기구(32S)를 구비한다. 그러나, 제2 감속기구(30S)에는, 구동
원은 연결되어 있지 않다.
이하, 상술한다.[0018]
도 1~도 4를 참조하여, 제1 돌출축(21)은, 호이스팅 드럼(12)의 축방향 일방측으로 돌출하고 있고, 제2 돌출축[0019]
(21S)은, 호이스팅 드럼(12)의 축방향 타방측으로 돌출하고 있다. 제1, 제2 돌출축(21, 21S)은, 그 호이스팅 드
럼(12)의 회전축을 구성하고 있다. 즉, 호이스팅 드럼(12)은, 제1, 제2 돌출축(21, 21S)의 축심(O1) 둘레로 회
전한다.
제1 돌출축(21)에는, 드럼구동장치(24)가 연결되어 있다. 드럼구동장치(24)는, 제1 돌출축(21)을 구동(회전)시[0020]
킴으로써 호이스팅 드럼(12)을 구동한다. 다만, 본 실시형태에서는, 드럼구동장치(24)는, 호이스팅 드럼(12)의
제동도 행한다.
호이스팅 드럼(12)의 구동원인 모터(28)는, 본 실시형태에서는, 드럼구동장치(24)에 1개만 설치되어 있다. 즉,[0021]
모터(28)는, 단독으로 호이스팅 드럼(12)을 구동 가능한 정격 토크를 구비하고 있다. 이 실시형태에서는, 모터
(28)는, 3상의 유도 모터이다. 그러나, 모터의 종류는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 보다 제어성이 뛰
어난 인버터 모터 등을 채용해도 된다. 또한, 호이스팅 드럼(12)을 구동할 수 있는 구동원이면, 모터에도 한정
되지 않는다.
드럼구동장치(24)의 제1 감속기구(30)는, 제1 평행축 감속부(40), 직교 감속부(42), 및 제2 평행축 감속부(44)[0022]
로 이루어지는 3단의 감속기구로 구성되어 있다.
제1 평행축 감속부(40)는, 모터(28)의 모터축(28A)의 선단에 설치된 헬리컬 피니언(46), 그 헬리컬 피니언(46)[0023]
과 맞물리는 헬리컬 기어(48)로 주로 구성되어 있다. 헬리컬 기어(48)는, 제1 중간축(50)의 일단측에 장착되어
있다. 제1 중간축(50)의 타단측에는 직교 감속부(42)의 베벨 피니언(52)이 설치되어 있다. 직교 감속부(42)는,
그 베벨 피니언(52)과 베벨 기어(54)로 주로 구성되어 있다. 베벨 기어(54)는, 제2 중간축(51)에 장착되어
있다. 제2 중간축(51)에는, 제2 평행축 감속부(44)의 헬리컬 피니언(56)이 설치되어 있다. 제2 평행축 감속부
(44)는, 그 헬리컬 피니언(56)과 헬리컬 기어(58)로 주로 구성되어 있다.
헬리컬 기어(58)는, 출력축(68)에 장착되어 있다. 출력축(68)은, 이 실시형태에서는, 중공부(68A)를 가지는 중[0024]
공 출력축으로 되어 있다. 출력축(68)은, 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(62, 64)에 의하여 드럼구동장치(24)의 케
이싱(60)에 지지되어 있다. 출력축(68)은, 중공부(68A) 내에 있어서, 도시하지 않은 키를 통하여 호이스팅 드럼
(12)의 제1 돌출축(21)과 연결되어 있다. 즉, 이 실시형태에서는, 드럼구동장치(24)의 제1 감속기구(30)의 베어
링(테이퍼 롤러 베어링(62, 64))에 의하여, 제1 돌출축(21)을 지지하고 있다.
드럼구동장치(24)의 제1 제동기구(32)는, 이 실시형태에서는, 이것만으로 호이스팅 드럼(12)의 제동과 정지의[0025]
유지가 가능한 용량을 가지고 있다. 제1 제동기구(32)는, 고정 철심(70)과 가동 철심(72)을 구비하고 있다. 고
정 철심(70)은, 전자석 코일(74)를 가지고, 케이싱(60)에 고정되어 있다. 가동 철심(72)은, 스프링(76)에 의하
여 상시 반고정 철심측에 이탈 부세되어 있으며, 전자석 코일(74)로의 통전에 의하여 고정 철심(70)측으로 당겨
지는 구성으로 되어 있다. 한편, 케이싱(60)에는, 볼트(80)를 통하여 고정판(82)이 고정되어 있다. 고정판(82)
과 가동 철심(72)과의 사이에는, 브레이크 라이닝(84)이 배치되어 있다. 브레이크 라이닝(84)은, 키(85)를 통하
여 모터축(28A)과 함께 회전 가능하다. 브레이크 라이닝(84)의 고정판(82)측 및 가동 철심(72)측의 면에는 각각
마찰 부재(86)가 배치되어 있다.
이로 인하여, 브레이크 라이닝(84)은, 그 마찰 부재(86)가 전자석 코일(74)의 비통전 시에, 스프링(76)의 부세[0026]
력에 의하여 가동 철심(72)과 고정판(82)에 강하게 협지되어, 모터축(28A)에 대해서 제동력을 부여할 수 있다.
또, 브레이크 라이닝(84)은, 전자석 코일(74)이 통전 상태가 되면, 가동 철심(72)이 고정 철심(70)측으로 (스프
링(76)의 부세력에 저항하여) 당겨지는 점에서, 모터축(28A)의 제동을 해방할 수 있다.
즉, 이 드럼구동장치(24)의 제1 제동기구(32)는, 전자석 코일(74)의 비통전 시에 모터축(28A)을 제동하고, 전자[0027]
석 코일(74)의 통전 시에 모터축(28A)의 제동을 해방하도록 구성된 제동기구이다.
다만, 부호 66은, 모터축(28A)에 연결된 냉각팬이다.[0028]
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주로 도 1, 도 3, 도 4를 참조하여, 제2 돌출축(21S)에는, 호이스팅 드럼(12)을 제동을 할 수 있는 드럼제동장[0029]
치(24S)가 연결되어 있다.
드럼제동장치(24S)는, 제2 감속기구(30S) 및 제2 제동기구(32S)를 구비한다. 제2 감속기구(30S)의 저속축(출력[0030]
축)(68S)은, 제2 돌출축(21S)에 연결되고, 제2 감속기구(30S)의 고속축(헬리컬 피니언(46S)의 축)(29S)측은, 제
3 중간축(31)을 통하여 제2 제동기구(32S)가 연결되어 있다.
단, 제2 감속기구(30S)의 고속축(29S)측에는 구동원은 연결되어 있지 않다. 즉, 드럼제동장치(24S)는, 호이스팅[0031]
드럼(12)의 제동에, 그 기능이 특화되어 있다.
이 실시형태에서는, 드럼제동장치(24S)의 제2 감속기구(30S)의 구성은, 기본적으로, 이미 설명한 드럼구동장치[0032]
(24)의 제1 감속기구(30)와 동일한 구성으로 되어 있다. 즉, 제2 감속기구(30S)는, 제1 감속기구(30)와 동일한
제1 평행축 감속부(40S), 직교 감속부(42S), 및 제2 평행축 감속부(44S)를 구비하고 있다. 따라서, 도 3을 포함
하며, 도면 중에서 대응하는 부분에, 말미에 S가 붙은 동일한 부호를 붙이는 것으로 하여, 중복 설명을 생략한
다.
다만, 도 1에 나타나는 바와 같이, 호이스팅 드럼(12)에 대한 제1 감속기구(30)와 제2 감속기구(30S)의 각 구성[0033]
요소의 축방향의 배치는, 호이스팅 드럼(12)의 축방향 중앙의 축직각면(P1)에 대해서 대칭으로 되어 있다. 이것
은, 예를 들면, 직교 감속부(42)에 있어서 발생하는 스러스트 하중을 서로 반대 방향으로 함으로써, 케이싱(60,
60S)에 가하는 스러스트 하중을 장치 전체에서 상쇄시키는 것을 의도하였기 때문이다. 다만, 이 “대칭 구성”
은, 제1 돌출축(21)에 대한 제1 감속기구(30)의 케이싱(60)으로의 장착 방향과, 제2 돌출축(21S)에 대한 제2 감
속기구(30S)의 케이싱(60S)으로의 장착 방향을 반대로 하는 것만으로 실현할 수 있다. 즉, 제1 감속기구(30)와
제2 감속기구(30S)는, 물품으로서는 동일한 것이다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는, 제1 감속기구(30)의 감속
비(R1)와 제2 감속기구(30S)의 감속비(R2)는, 동일하다(R1=R2). 다만, 여기에서 말하는 감속비란, 저속축측의
회전 속도가 고속축측의 회전 속도의 1/R로 감속되고 있는 경우의, 분모 R을 의미하고 있다. 즉, 감속비가 동일
하다는 것은, 분모가 동일하다는 것이며, 감속비가 크다는 것은, 분모가 큰(보다 크게 감속되고 있는) 것을 의
미하고 있다.
드럼제동장치(24S)의 상기 제2 제동기구(32S)는, 상술한 바와 같이, 제2 감속기구(30S)의 고속축(29S)에 제3 중[0034]
간축(31)을 통하여 연결되어 있다. 제2 제동기구(32S)도, 기본적으로는 제1 제동기구(32)와 대략 동일한 구성을
가지고 있다. 따라서, 여기에서도, 유사한 기능을 가지는 부분에는, 말미에 S를 가지는 동일한 부호를 붙여 설
명한다.
즉, 제2 제동기구(32S)도, 고정 철심(70S)과 가동 철심(72S)을 구비하고 있다. 고정 철심(70S)은, 전자석 코일[0035]
(74S)을 가지고, 케이싱(60S)과 일체적으로 장착되어 있다. 가동 철심(72S)은, 도시하지 않은 스프링(76S)에 의
하여 상시 반고정 철심측으로 부세되어 있으며, 전자석 코일(74S)로의 통전에 의하여 고정 철심(70S)측으로 당
겨지는 구성으로 되어 있다. 한편, 케이싱(60S)에는, 볼트(80S)를 통하여 고정판(82S)이 고정되어 있다. 고정판
(82S)과 가동 철심(72S)과의 사이에는, 마찰 부재(86S)가 배치된 브레이크 라이닝(84S)이 장착되어 있다. 브레
이크 라이닝(84S)은, 전자석 코일(74S)의 비통전 시에, 스프링(76S)의 부세력에 의하여 가동 철심(72S)과 고정
판(82S)에 강하게 협지되어, 축(90S)(나아가서는 제2 돌출축(21S))에 대해서 제동력을 부여할 수 있다. 또, 브
레이크 라이닝(84S)은, 전자석 코일(74S)이 통전 상태가 되면, 가동 철심(72S)이 고정 철심(70S)측으로 당겨지
기 때문에, 축(90S)의 제동을 해방할 수 있다.
즉, 이 제2 제동기구(32S)도, 전자석 코일(74S)의 비통전 시에 제2 돌출축(21S)을 제동하고, 전자석 코일(74S)[0036]
의 통전 시에 제2 돌출축(21S)의 제동을 해방하도록 구성된 제동기구이다.
다만, 드럼제동장치(24S)에는, 냉각팬은, 설치되어 있지 않다.[0037]
다음으로, 이 호이스팅 드럼장치(DD1)의 작용을 설명한다.[0038]
호이스팅 드럼(12)의 와이어를 감아올리려면, 드럼구동장치(24)의 모터(28)를 가동시켜, 모터축(28A)을 회전시[0039]
킨다. 다만, 감아올려질 때에는, 제1, 제2 제동기구(32, 32S)의 전자석 코일(74, 74S)은 모두 통전 상태가
되어, 모든 축의 제동이 해방된 상태가 된다.
모터축(28A)이 회전하면, 제1 감속기구(30)의 제1 평행축 감속부(40)의 헬리컬 피니언(46) 및 헬리컬 기어(48)[0040]
가 회전하여, 그 제1 평행축 감속부(40)에서 초단 감속이 행해진다. 이로써, 감속된 회전이 직교 감속부(42)의
베벨 피니언(52)에 전달되어, 그 베벨 피니언(52)과 베벨 기어(54)와의 맞물림에 의하여 헬리컬 피니언(56)이
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더욱 감속된 속도로 회전한다. 헬리컬 피니언(56)은, 출력축(68)에 장착된 헬리컬 기어(58)와 맞물리고 있기 때
문에, 결국, 출력축(68)은, 모터축(28A)의 회전을 3단 감속한 (감속비(R1)의) 회전 속도로 회전한다.
이로써, 출력축(68)의 중공부(68A)에 삽입되어, 출력축(68)과 일체 회전 가능하게 된 제1 돌출축(21)이, 그 출[0041]
력축(68)과 동일한 속도로 회전한다. 제1 돌출축(21)이 회전·구동됨으로써, 호이스팅 드럼(12)에 의해 와이어
가 감아올려진다.
감아올림을 중지할 때에는, 모터(28)의 가동을 중지한다. 모터축(28A)의 회전이 정지한 후, 제1, 제2 제동기구[0042]
(32, 32S)로 각 축을 제동하여, 정지를 유지한다.
와이어를 호이스팅 드럼(12)으로부터 되감을 때에는, 제1, 제2 제동기구(32, 32S)의 전자석 코일(74, 74S)로의[0043]
통전을 중지한다. 이 결과, 크레인의 현수물의 자중에 의하여, 호이스팅 드럼(12)은 역회전한다. 그리고, 적절
한 위치에서, 제1 제동기구(32) 및 제2 제동기구(32S)에 제동 지령을 내린다. 다만, 되감기에 있어서는, 제1 제
동기구(32)의 제동 지령, 혹은 모터(28)의 역회전 지령을 함께 내리도록 해도 된다.
호이스팅 드럼(12)의 와이어가 감아올려지거나 되감아지거나 할 때는, 드럼제동장치(24S)측은, 제2 감속기구[0044]
(30S)가 제2 돌출축(21S)의 회전에 따라 함께 회전하는 상태가 된다. 즉, 크레인의 가동은, 기본적으로 드럼구
동장치(24)측에 의한 구동·제동 조작에 의하여 행해진다. 드럼제동장치(24S)의 제2 제동기구(32S)에 의한 제동
은, 제2 돌출축(21S)의 정지가 확실하게 유지되도록, 이른바 페일 세이프용으로서 기능한다. 이로 인하여, 본
실시형태에 있어서는, 앞의 특허문헌 1과 같은 “동기 구동”은, 불필요하다.
한편, 비록 페일 세이프용이어도, 긴급 시에는 드럼제동장치(24S)의 제2 제동기구(32S)만으로, 호이스팅 드럼[0045]
(12)의 정지를 유지할 필요가 있다. 그러나, 호이스팅 드럼(12)에 걸리는 회전 토크는 매우 강해, 단순히 제2
돌출축(21S)에 제동기구를 설치하려고 한 경우에는, 대형의 제동 장치가 필요하여, 코스트가 큰 폭으로 상승한
다는 문제가 발생한다.
본 실시형태에서는, 제2 제동기구(32S)는, 제2 돌출축(21S)에 직접 장착되어 있는 것이 아니라, 제2 감속기구[0046]
(30S)를 통하여(제2 돌출축(21S)으로부터 보아 증속기구를 통하여) 장착되어 있기 때문에, 제2 감속기구(30S)의
감속비(R2)만큼, 그 제2 제동기구(32S)의 용량을 작게 할 수 있어, 제2 제동기구(32S)를 보다 소형화, 저비용화
할 수 있다.
또, 이러한 호이스팅 드럼장치(DD1)는, 용도나 현장에서의 사용 양태 등에 따라, 다양한 특성이 요구된다. 예를[0047]
들면, 호이스팅 드럼(12)의 구동 및 제동에 관하여, 상대적으로 구동 성능이 보다 강하게 요구되는 경우와, 제
동 성능이 보다 강하게 요구되는 경우가 있다. 또, 장치 전체의 컴팩트성이 강하게 요구되는 경우도 있고, 장치
의 가동에 있어서의 동력 손실(연비성, 발열성)이 보다 강하게 우려되는 경우도 있다. 따라서, 호이스팅 드럼장
치(DD1)의 최적의 설계는, 당연히 요구되는 내용에 따라, 각각 상이한 것이 된다.
이 경우에, 예를 들면 앞의 특허문헌 1과 같은, 단일의 호이스팅 드럼을 2개의 구동장치의 동시 구동에 의하여[0048]
구동하는 장치에 있어서는, “동기 구동”이 필수가 되기 때문에, 각 계통의 모터나 감속기구, 혹은 제동기구
등은, 필연적으로 동일 특성을 가지는 것을 채용할 수 밖에 없게 되어, 상기 요구에 대한 설계의 자유도는, 매
우 작은 것으로 되어 있었다.
본 실시형태에서는, 제2 돌출축(21S)측의 드럼제동장치(24S)는, 기본적으로, 호이스팅 드럼(12)의 제동을 담당[0049]
할 뿐이기 때문에, 제1 돌출축(21)측의 드럼구동장치(24)와는 완전히 독립하여 설계할 수 있다.
설계예로서, 예를 들면, 드럼제동장치(24S)의 제2 감속기구(30S)의 감속비(R2)를, 제1 감속기구(30)의 감속비[0050]
(R1)보다 크게 설정함으로써, (이 실시형태와 같이, 동일한 감속비(R1=R2)가 설정되어 있는 경우와 비교하여)
상대적으로보다 높은 제동 성능이 얻어지도록 구성할 수 있다. 제2 감속기구(30S)의 감속비(R2)를, 제1 감속기
구(30)의 감속비(R1)보다 크게 설정하는 구성은, 제2 제동기구(32S)의 용량을 작게 하여 그 제2 제동기구(32S)
를 보다 소형화, 저비용화하고자 하는 경우에도 유효하다.
반대로, 제1 감속기구(30)의 감속비(R1)보다 제2 감속기구(30S)의 감속비(R2)를 작게 설정한 경우에는, (이 실[0051]
시형태와 같이, 동일한 감속비(R1=R2)가 설정되어 있는 경우와 비교하여), 장치의 가동에 있어서의 동력 손실을
보다 저감하여, 운전의 효율성을 보다 높일 수 있다.
즉, 드럼제동장치(24S)의 고효율성이나, 장치 전체에 대한 컴팩트성이 요구되는 경우에는, 드럼구동장치(24)측[0052]
과 드럼제동장치(24S)측의 각 감속기구의 종류를 상이하게 하여, 제2 감속기구 자체를, 제1 감속기구보다 고효
율의 감속 구조로 하거나, 보다 소형화가 가능한 감속 구조로 하거나 할 수도 있다. 물론, 반대로, 제1 감속기
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구 자체를, 제2 감속기구보다 고효율의 감속 구조로 하거나, 보다 소형화가 가능한 감속 구조로 하거나 할 수도
있다.
본 실시형태의 구체적 작용의 설명으로 되돌아간다.[0053]
본 실시형태에 있어서는, 제1 감속기구(30)와 제2 감속기구(30S)를, 완전히 동일한 구성으로 함으로써, 부품의[0054]
종류를 줄여 전체적으로 제조 코스트나 재고 코스트를 저감하고 있다.
또, 냉각팬의 장착을 생략하는 것에 의해서도 코스트를 저감하고 있다. 즉, 본 실시형태의 경우, 드럼제동장치[0055]
(24S)의 제2 제동기구(32S)에 의한 제동이 행해지는 것은, 크레인의 정지시뿐이다. 따라서, 브레이크 라이닝
(84S)의 마찰 부재(86S)의 미끄러짐에 의한 발열은, 거의 없다. 또, 크레인의 가동 중에는, 제2 제동기구(32S)
에 의한 제동은 행해지고 있지 않고, 또한, 제2 감속기구(30S)에는 모터가 연결되어 있지 않다. 따라서, 제2 감
속기구(30S)는, 무부하에 가까운 상태로 단순히 함께 회전하고 있는 것뿐이다. 이로 인하여, 크레인의 가동 시
의 발열도 적다. 따라서, 본 실시형태에서는, 드럼제동장치(24S)측은, 냉각팬의 장착을 생략하여, 그 만큼, 더
욱 저비용화를 도모하고 있는 것이다. 단, 냉각팬을 설치하는 것을 금지하는 것은 아니며, 드럼제동장치(24S)측
에도 냉각팬을 설치하도록 해도 된다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 제1, 제2 돌출축(21, 21S)은, 모두 제1 감속기구(30)의 테이퍼 롤러 베어링(62,[0056]
64), 혹은 제2 감속기구(30S)의 테이퍼 롤러 베어링(62S, 64S)에 의하여 지지되어 있다. 이로 인하여, 제1 돌출
축(21), 혹은 제2 돌출축(21S)을 지지하기 위하여 별도의 필로우 블록 등을 준비할 필요가 없다. 따라서, 이 점
에서도 저비용화를 실현할 수 있다. 특히, 제2 감속기구(30S)는, 반드시 존재하고 있는 구성요소이기 때문에,
제2 감속기구(30S)의 베어링을 이용하여 제2 돌출축(21S)을 지지하는 구성은 합리적이다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 드럼구동장치(24)의 제1 감속기구(30)에도, 또, 드럼제동장치(24S)의 제2 감속기[0057]
구(30S)에도, 직교 감속부(42, 42S)가 설치되어 있다. 이로써, 드럼구동장치(24) 및 드럼제동장치(24S)의 길이
방향을, 호이스팅 드럼(12)의 회전축심(제1, 제2 돌출축(21, 21S)의 회전축심)(O1)과 직각의 방향으로 뻗어 있
게 할 수 있어, 호이스팅 드럼(12)의 축방향에 있어서의 장치 전체의 길이를 단축할 수 있게 되어 있다.
도 5에, 도 1~도 4의 호이스팅 드럼장치(DD1)의 변형예를 나타낸다.[0058]
이 도 5의 예에 관한 호이스팅 드럼장치(DD2)는, 도 1~도 4의 드럼구동장치(24)의 제1 감속기구(30)를, 편심 요[0059]
동형의 감속부(100)와 직교 감속부(102)의 장착에 관한 제1 감속기구(103)로 치환한 드럼구동장치(105)를 구비
하고 있다.
즉, 이 호이스팅 드럼장치(DD2)에 있어서는, 모터(104)의 모터축(104A)은, 편심 요동형의 감속부(100)의 입력축[0060]
(106)을 겸하고 있다. 입력축(106)에는, 키(108)를 통하여, 편심체(110)가 장착되어 있다. 편심체(110)는, 외주
가 입력축(106)의 축심(O2)에 대해서 편심하고 있다. 편심체(110)의 외주에는, 롤링 베어링(112)을 통하여 외치
기어(114)가 요동 회전 가능하게 장착되어 있다. 외치 기어(114)는, 내치 기어(116)에 내접하여 맞물려 있다.
내치 기어(116)의 내치는, 이 예에서는, 지지핀(118)에 회전 가능하게 장착된 롤러 부재(120)로 구성되어 있다.[0061]
내치 기어(116)의 치수(롤러 부재(120)의 수)는, 외치 기어(114)의 치수보다 약간 만큼(이 예에서는 1만큼) 많
다.
한편, 외치 기어(114)에는, 관통공(122)이 형성되어 있다. 이 관통공(122)에는, 관통핀(124)(및 그 관통핀(12[0062]
4)에 회전 가능하게 장착된 슬라이딩 촉진 부재(125))이, 편심체(110)의 편심량의 2배의 크기의 간극을 가지고
헐겁게 끼워져 있다. 관통핀(124)은, 편심 요동형의 감속부(100)의 출력축(126)과 일체화된 캐리어 플랜지(12
8)에 압입되어 있다.
이 편심 요동형의 감속부(100)는, 이상의 구성을 가지고, 입력축(106)의 회전에 의하여 외치 기어(114)를 요동[0063]
시켜, 그 외치 기어(114)의 내치 기어(116)에 대한 상대 회전을 관통핀(124)으로부터 취출하고 있다. 외치 기어
(114)는, 입력축(106)이 1회 회전할 때마다, “외치 기어(114)의 치수분의 1”의 감속비(Re)에 상당하는 회전
속도로 천천히 자전하기 때문에, 1단에서 큰 감속 회전을, 관통핀(124) 및 캐리어 플랜지(128)로부터 취출할 수
있다.
이 도 5의 제1 감속기구(103)에 있어서는, 당해 편심 요동형의 감속부(100)에 의하여 큰 감속비(Re)가 얻어지고[0064]
있다. 따라서, 후단의 베벨 피니언(130) 및 베벨 기어(132)로 이루어지는 직교 감속부(102)의 출력은, (평행축
감속부를 통하는 일 없이) 그대로 출력축(132)에 전달되는 구성으로 되어 있지만, 제1 감속기구(103)의 총감속
비는, R3이며, 제2 감속기구(30S)측의 감속비(R2)보다 크다(R3＞R2). 다만, 도시는 되어 있지 않지만, 본 실시
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형태의 드럼제동장치는 앞의 실시형태와 동일한 드럼제동장치(24S)로 되어 있다.
그 외의 구성은, 기본적으로 앞의 도 1~도 4의 실시형태와 동일하기 때문에, 동일한 부호를 이용하는 것으로 하[0065]
여, 중복 설명을 생략한다.
도 5에 관한 호이스팅 드럼장치(DD2)에 있어서는, 제2 감속기구(30S)의 감속비(R2)보다 큰 감속비(R3)가 제1 감[0066]
속기구(103)에서 얻어지고 있기 때문에, 제2 감속기구(30S)의 감속비(R2)와 동일한 감속비(R1)가 부여되었던 도
1~도 4의 구성과 비교하여, 보다 호이스팅 드럼(12)의 구동 토크를 높일 수 있다. 바꾸어 말하면, 동일한 구동
토크를 얻으려면, 보다 작은 모터로 치환할 수 있다.
또, 편심 요동형의 감속부(100)는, 기동 토크(정지상태로부터 회전을 개시시킬 때의 토크)는 크지만, 한번 회전[0067]
을 시작하면, 고감속비이면서, 비교적 작은 동력 손실로 회전을 계속할 수 있다는 특성이 있다. 이로 인하여,
앞의 실시형태보다 감속비가 큰 데다가, 기동 토크가 크다는 특성이 있기 때문에, 드럼구동장치(24)의 제1 제동
기구(32)(도 2 참조)의 부담을 보다 크게 줄일 수 있다(동일한 제동 용량이라면, 보다 제동 특성을 높일 수 있
다). 또, 한번 회전을 시작하면, 고감속비이면서 비교적 작은 동력 손실로 회전을 계속할 수 있다는 특성이 있
기 때문에, 고감속비(R3)로 하는 것에 의한 운전 시의 효율의 저하를 최대한 억제하는 것이 가능하다. 단, 본
실시형태의 제1 감속기구(103)는, 앞의 실시형태의 제1 감속기구(30)보다는 손실이 크다. 그러나, 제2 감속기구
(30S)는, 앞의 실시형태와 동일한 구성으로 하고 있으며, 본 실시형태의 제1 감속기구(103)보다 손실이 작다.
이로써, 호이스팅 드럼장치(DD2) 전체적으로의 손실의 증대를 억제하고 있다.
또한, 제2 감속기구(30S)의 구성은, 도 1~도 4의 제2 감속기구(30S)의 구성과 동일하고, 따라서, 제2 감속기구[0068]
(30S)의 동력의 손실은, 도 1~도 4의 예와 동일한 레벨로 유지되어 있다. 이로 인하여, 호이스팅 드럼(12)의 구
동 토크가 높아져 있음에도 불구하고, 함께 회전하는 로스를 작게 유지한 운전이 가능하다.
이와 같이, 도 1~도 3의 구성으로부터, 제1 감속기구(103)의 구성을 상이하게 하는 것만으로, 보다 구동 특성을[0069]
높이고, 또한 구동 특성이 높아져 있음에도 불구하고, 동반 회전 토크를 낮은 상태로 유지한 호이스팅 드럼장치
(DD2)를 얻을 수 있다.
도 6에, 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타낸다.[0070]
이 도 6에 나타나는 호이스팅 드럼장치(DD3)의 드럼구동장치는, 앞의 도 5에 나타난 드럼구동장치(105)와 동일[0071]
하다. 그리고, 그 드럼구동장치(105)로부터 모터(104)를 제거한 것을 드럼제동장치(105S)로서 채용하고 있다(각
구성요소에도 S의 부호를 붙이고 있다). 따라서, 이 도 6에 있어서의 호이스팅 드럼장치(DD3)의 드럼구동장치
(105)의 제1 감속기구(103)의 감속비 및 동력 손실은, 드럼제동장치(105S)의 제2 감속기구(103S)의 감속비 및
동력 손실과 각각 동일하다. 따라서, 앞의 실시형태와 동일 또는 유사한 부분에, 동일한 부호를 붙이는 것으로
하고, 중복 설명을 생략한다.
이 실시형태에 의하면, 제1 감속기구(103) 및 제2 감속기구(103S)의 쌍방에 있어서, 소형으로 큰 감속비를 얻을[0072]
수 있기 때문에, 호이스팅 드럼장치(DD3) 전체의 크기를 작게 유지하면서, 드럼구동장치(105) 및 드럼제동장치
(105S)의 쌍방의 제동기구(32, 32S)를 소형화할 수 있다.
다만, 상기 실시형태에 있어서는, 드럼구동장치의 제1 감속기구와 드럼제동장치의 제2 감속기구의 감속비에 관[0073]
하여, 그 감속비가 동일한 예(도 1~도 4, 도 6의 예)와, 제1 감속기구의 감속비가 제2 감속기구의 감속비보다
큰 예(도 5의 예)가 나타나 있었지만, 이미 서술한 바와 같이, 제2 감속기구의 감속비가 제1 감속기구의 감속비
보다 커지도록 설정해도 된다. 이로써, 드럼제동장치의 제동기구를 보다 소형화할 수 있다. 다만, 이 경우, 예
를 들면 드럼구동장치측을 도 1의 제1 감속기구(30)로 하고, 드럼제동장치측을 도 5의 제1 감속기구(103)로 하
는 것과 같이, 상이한 감속기구로 해도 되며, 동일한 감속기구에서 치수를 바꾸어 감속비를 상이하게 해도
된다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 제1 감속기구와 제2 감속기구의 동력 손실에 관하여, 그 동력 손실이 동일한 예[0074]
(도 1~도 4, 도 6의 예)와, 제1 감속기구의 동력 손실보다 제2 감속기구의 동력 손실이 작은 예(도 5의 예)가
나타나 있었지만, 이 점에 대해서도, 제1 감속기구의 동력 손실보다 제2 감속기구의 동력 손실이 커지는 설계로
하는 것도 가능하다. 예를 들면, 입체 주차장의 베이스 플레이트 승강용의 호이스팅 드럼과 같이, 가동 시간이
적고, 또한 안전상, 정지 유지 특성이 중시되는 용도의 경우에는, 제1 감속기구의 동력 손실보다 제2 감속기구
의 동력 손실이 커지도록 설정한 쪽이, 특성상 보다 유리한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또, 제1, 제2 감속기구의 구체적 구성도, 상기예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 평행축 감속기구에 의해[0075]
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서만 감속기구를 구성해도 된다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 제1, 제2 돌출축은, 쌍방 모두 제1, 제2 감속기구의 베어링에 의하여 지지되도[0076]
록 구성하고 있었지만, 일방만, 혹은 쌍방 모두, 예를 들면 전용의 필로우 박스 등에 의하여 지지하도록 해도
된다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 호이스팅 드럼의 축방향 일방측의 제1 축, 축방향 타방측의 제2 축 모두, 호이[0077]
스팅 드럼의 외측으로 돌출하는 축(제1 돌출축(21), 제2 돌출축(21S))이 나타나 있었다. 그러나, 상기 제1 축,
제2 축의 일방 또는 양방은, 호이스팅 드럼의 내측에 배치되는 구성이어도 된다. 바꾸어 말하면, 드럼구동장치
및 드럼제동장치의 일방 또는 양방의, 일부 또는 전부를, 호이스팅 드럼의 내측에 배치해도 된다. 즉, 드럼구동
장치측만의 일부 또는 전부가 호이스팅 드럼의 내측에 배치되는 구성이거나, 드럼제동장치측만의 일부 또는 전
부가 호이스팅 드럼의 내측에 배치되는 구성이거나, 드럼구동장치측 및 드럼제동장치측의 쌍방의 일부 또는 전
부가 호이스팅 드럼의 내측에 배치되는 구성이어도 된다.
본 발명의 용도는, 크레인이나 입체 주차장의 베이스 플레이트의 승강용의 호이스팅 드럼에 한정되지 않는다.[0078]
예를 들면, 엘리베이터 승강용의 호이스팅 드럼, 혹은 선박의 닻의 호이스팅 드럼 등에도 적용 가능하다. 따라
서, 본 발명에 관한 호이스팅 드럼장치에 의하여 호이스팅하는 대상도, 와이어, 로프, 쇠사슬 등이 있으며, 특
별히 한정되지 않는다.
부호의 설명
DD1: 호이스팅 드럼장치[0079]
12: 호이스팅 드럼
21: 제1 돌출축(제1 축)
21S: 제2 돌출축(제2 축)
24: 드럼구동장치
24S: 드럼제동장치
28: 모터(구동원)
30: 제1 감속기구
30S: 제2 감속기구
32: 제1 제동기구
32S: 제2 제동기구
62, 64: 테이퍼 롤러 베어링
68: 출력축
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도면
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도면2
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도면3
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도면4
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도면5
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도면6
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