KR101254456B1

KR101254456B1 - 동시전개식 텔리스코픽 승하강 시스템

Info

Publication number: KR101254456B1
Application number: KR1020120021028A
Authority: KR
Inventors: 김진목
Original assignee: 김진목
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-04-12
Anticipated expiration: 2032-02-29

Abstract

본 발명은 복수개의 하우징이 동시에 전개됨으로써 승강대상물품을 원하는 위치까지 승하강시킬 수 있는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템은, 승강대상물품이 장착되기 위한 승강대상물품 장착부; 승강대상물품의 승하강을 위한 동력을 제공하는 동력원; 및 동력원의 동력을 이용하여 승강대상물품을 승하강시킬 수 있도록, 승강대상물품 및 동력원을 연결하는 승하강부;를 포함하며, 승하강부는, 외주면에 나사산이 마련되며, 동력원에 연결되어 회전하는 제1 실린더와, 제1 실린더의 외측에 형성되며, 제1 실린더와 함께 회전하는 제2 실린더와, 제2 실린더의 외측에 이격되어 형성되며, 바닥에 고정되는 제1 하우징과, 제1 하우징의 내측에 형성되는 제2 하우징과, 제2 하우징의 하단에 고정 체결되고, 제2 실린더의 하단을 회전 가능하도록 지지하고, 제1 실린더의 나사산에 안내되도록 체결되어, 제1 실린더의 회전 방향에 따라 제2 하우징 및 제2 실린더를 승강 또는 하강시키는 드라이브 너트 어셈블리와, 제2 실린더와 드라이브 너트 어셈블리 사이에 마련되어, 상호 간에 상하 방향 이탈을 방지하는 양방향 이탈 방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동시전개식 텔리스코픽 승하강 시스템{SYNCHRONIZED EXTENDING RETRACTING ELECTRO-MECHANICAL TELESCOPIC ELEVATION SYSTEM}

본 발명은 복수개의 하우징이 동시에 전개됨으로써 승강대상물품을 원하는 위치까지 승하강시킬 수 있는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 흔히 사용되는 승하강 시스템은 크게 전동 방식과 유공압 방식으로 구비된다. 전동 방식의 승하강 시스템 중 대표적인 것은 빌딩의 엘리베이터로 전기모터를 주동력원으로 하고 금속 와이어로 동력을 전달하여 견인하는 구조가 있으며, 유공압 방식의 승하강 시스템은 모터, 펌프, 실린더를 갖추어 유체의 속도, 량, 방향을 이용하여 승하강하는 구조이다.

그런데, 상기 엘리베이터는, 승하강 궤적의 최고 높이에 해당하는 지점에 상기 금속 와이어를 경인할 수 있는 휠과 이를 지지하는 강구조물이 필수적이며, 이를 설치하거나 철거하는 작업이 어려운 문제점이 있다.

예를 들어, 도시 한가운데 특수 목적으로 방범용 카메라를 설치할 필요가 있는데 여러 가지 이유로 야간에만 설치해 사용하고 주간에는 철거해야 하는 경우에는, 기존의 엘리베이터 구조는 설치 및 철거 작업이 어려우므로 사실상 부적합하다.

그리고, 한국공개특허 제2002-0048664호에 개시된 바와 같은 기존의 유공압 방식은, 구조 자체가 복잡하고, 제작에 상당히 많은 시간 및 비용이 필요하므로 현실적인 한계가 있다.

즉, 상기 엘리베이터는 영구적인 건축물에는 효과적이나 일시적인 용도에 적용하기에는 비효율적인 문제점이 있고, 상기 유공압 방식의 승하강 시스템은 중장대물의 승하강, 자동화기기 등 산업용으로는 적합한 면이 있으나, 일시적이고 이동이 잦은 용도에 적용하기에는 어려운 문제점이 있다.

한편, 전기모터와 연결된 스크류가 회전하여 대상물을 상승시키는 방식은 구조의 단순성, 경량성, 이동성, 경제성, 안전성, 유지보수성 등에서 위의 와이어 견인식과 유공압식에 비해 월등한 장점이 있다. 그러나 현재까지 고안되어 판매되는 일명 스크류 구동(screw-drive) 방식은 텔레스코픽 실린더에 부착된 간단한 구조의 락킹 칼라(locking collar)만으로 실린더의 중력에 의한 자연 하강 방지와 주어진 하중을 지지하는 구조로 되어 있어 중량물을 상승시키는 데는 한계가 있으며 따라서 안전에 역시 취약하다 할 수 있고 용도 역시 제한적이다.

또한, 모든 종류의 스크류 구동 방식의 텔레스코픽 승하강 장치는 회전에 따르는 마찰력으로 인해 피 상승물이 스크류와 같은 방향으로 회전할려는 힘이 작용하며 상승중에도 중력과 상부의 하중의 영향으로 나사산을 따라 역회전하려고 하는 경향이 있어 피상승물 회전을 억제하는 별도의 장치가 없이는 3단 이상의 실린더를 상승시키기가 매우 어렵고, 다수의 실린더가 존재 할 경우 작은 실린더에서 큰 실린더 순(또는 역순)으로 승하강 하게 되어 전체의 실린더가 균일한 운동을 하지 않는다. 이로 인해 부품별 소모정도가 달라 일정기간 후에는 정도가 떨어질 수 밖에 없으며 정확한 수치 제어식(numerical control) 작동에도 문제가 있을 수 있다.

한국공개특허 제2002-0048664호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 전기를 주 동력원으로 하는 기계적인 구조만으로, 구조적으로 더욱 안정적이고 견고하여 더 많은 하중을 지지할 수 있는 텔레스코픽 승하강 시스템을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 구조가 더욱 단순해지고, 부품이 최소화될 수 있으며, 유지보수가 간편해질 수 있는 텔레스코픽 승하강 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 복수개의 하우징이 동시에 일정한 비율에 따라 승하강할 수 있는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템은, 승강대상물품이 장착되기 위한 승강대상물품 장착부; 승강대상물품의 승하강을 위한 동력을 제공하는 동력원; 및 동력원의 동력을 이용하여 승강대상물품을 승하강시킬 수 있도록, 승강대상물품 및 동력원을 연결하는 승하강부;를 포함하며, 승하강부는, 외주면에 나사산이 마련되며, 동력원에 연결되어 회전하는 제1 실린더와, 제1 실린더의 외측에 형성되며, 제1 실린더와 함께 회전하는 제2 실린더와, 제2 실린더의 외측에 이격되어 형성되며, 바닥에 고정되는 제1 하우징과, 제1 하우징의 내측에 형성되는 제2 하우징과, 제2 하우징의 하단에 고정 체결되고, 제2 실린더의 하단을 회전 가능하도록 지지하고, 제1 실린더의 나사산에 안내되도록 체결되어, 제1 실린더의 회전 방향에 따라 제2 하우징 및 제2 실린더를 승강 또는 하강시키는 드라이브 너트 어셈블리와, 제2 실린더와 드라이브 너트 어셈블리 사이에 마련되어, 상호 간에 상하 방향 이탈을 방지하는 양방향 이탈 방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제1 하우징에는 내측면에 상하 방향으로 연장되는 하우징 승하강 안내홈이 형성되고, 드라이브 너트 어셈블리에는 외측면에 돌출되어 하우징 승하강 안내홈에 계합되는 하우징 승하강 안내돌기가 형성되어, 제2 하우징이 상하 방향으로만 상대 운동하도록 안내되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 실린더에는 내측면에 상하 방향으로 연장되는 실린더 승하강 안내홈이 형성되고, 제1 실린더에는 외측면에 돌출되어 실린더 승하강 안내홈에 계합되는 실린더 승하강 안내돌기가 형성되어, 제2 실린더가 제1 실린더와 함께 회전하는 것과 동시에 상하 방향으로만 상대 운동하도록 안내되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 드라이브 너트 어셈블리는, 디스크 형상을 이루며, 중공부에는 제1 실린더와 체결되는 나사산이 형성되는 하부 드라이브 너트와, 하부 드라이브 너트 상측에 체결되며, 중공부에는 양방향 이탈 방지부에 접촉되는 상부 클램퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 하부 드라이브 너트와 상부 클램퍼는, 하부 드라이브 너트의 하측면으로부터 상부 클램퍼의 하측면으로 진입하는 제1 볼트에 의해 볼트 체결되며, 제2 하우징과 드라이브 너트 어셈블리는, 제2 하우징의 외측면으로부터 상부 클램퍼의 외측면으로 진입하는 제2 볼트에 의해 볼트 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 양방향 이탈 방지부는 상하 양단에 플랜지가 마련되는 원통 형상을 이루어, 원통 형상의 내측면이 제2 실린더의 외주면에 밀착되고, 플랜지와 원통 형상이 이루는 외측면이 드라이브 너트 어셈블리에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 승하강부는, 제2 하우징의 내측에 형성되는 제3 하우징과, 제3 하우징의 하단에 고정 체결되고, 제2 실린더의 나사산에 안내되도록 체결되어, 회전하는 제2 실린더를 따라 제3 하우징을 승강 또는 하강시키는 드라이브 너트를 포함하며, 제2 및 제3 하우징이 상대적으로 동일한 변위만큼 동시에 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템에 의하면, 복수개의 하우징이 동시에 일정한 비율에 따라 승하강 즉, 동시에 연장 및 수축할 수 있으므로, 상기 텔리스코픽 승하강 시스템의 연장 및 수축이 더욱 신속하고 원활하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한, 구조가 더욱 단순해지고, 부품이 최소화될 수 있으며, 유지보수가 간편해질 수 있는 이점이 있다.

그리고, 전기를 주 동력원으로 하는 기계적인 구조만으로, 구조적으로 더욱 안정적이고 견고하여 더 많은 하중을 지지할 수 있으며 측면 방향으로 기울여 수축과 연장의 동작을 시킬 수 있는 이점이 있다.

더불어, 국내 여러 산업분야에 다양하게 영향을 미칠 것으로 보인다. 이와 유사한 장치가 해외의 일부국가에서 감시 (surveillance), 정찰 (reconnaissance), 정보수집용으로 제작되어 활용되고 있으며, 그 외에도 이동식 레이다, 이동식 안테나, 이동식 조명장치 심지어 로켓 및 미사일 발사대등으로도 사용되고 있다. 현재까지 국내에는 동일 또는 유사한 장치가 소개된 바 없으나, 머지않아 군수 및 관수용을 중심으로 많은 수요가 발생될 것으로 판단되므로 본 발명품이 상업화 되면 수입대체가 효과가 상당하다 할 수 있다.

또한 본 발명품의 획기적인 성능으로 인하여 거대 중량도 정밀 승하강(연장 또는 수축)이 가능한 만큼, 물류자동화기기, 승강(lifting)기기, 로봇 및 FA부품, 의료기기, 영상기기, 대규모 조명기기 등 산업 전반에 미치는 기술발전 및 시장확대 효과도 클 것이다. 또 본 발명품은 세계최초로 최고의 안전성과 활용성으로 가지고 있는 혁신적인 구조이므로 해외시장개척도 용이할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 하강 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 승하강부가 하강 중인 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 승강 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 승하강부가 승강 중인 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이브 너트 어셈블리의 상측에서 본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드라이브 너트 어셈블리의 하측에서 본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 실린더에 체결된 상태의 드라이브 너트 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징에 체결된 상태의 드라이브 너트 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 간의 상대 운동을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 간의 상대 운동을 설명하기 위한 도면이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 하강 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 승하강부가 하강 중인 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 승강 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 승하강부의 승강 중인 상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이브 너트 어셈블리의 상측에서 본 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드라이브 너트 어셈블리의 하측에서 본 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 실린더에 체결된 상태의 드라이브 너트 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징에 체결된 상태의 드라이브 너트 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 간의 상대 운동을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 간의 상대 운동을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템은, 승강대상물품(미도시)가 장착되기 위한 승강대상물품 장착부(1)와, 승강대상물품의 승하강을 위한 동력을 제공하는 동력원(2)과, 동력원(2)의 동력을 이용하여 승강대상물품을 승하강시킬 수 있도록, 승강대상물품 및 동력원(2)을 연결하는 승하강부를 포함한다. 그리고, 본 발명은, 승하강부에 포함되는 복수개의 하우징(31, 32, 33, 34, 35)이 상대적으로 동일한 변위만큼 동시에 슬라이딩 이동하는 방식으로 연장 및 수축되어, 승강 또는 하강되는 승하강 시스템을 이루는 것을 특징으로 한다.

승강대상물품 장착부(1)는, 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 최상단에 위치되어, 승강대상물품이 장착되기 위한 구성으로 제공된다. 그리고, 복수개의 하우징(31, 32, 33, 34, 35)은 상대적인 운동에 따라, 승강대상물품 장착부(1)는 승하강할 수 있게 된다. 이때, 승강대상물품은, 예를 들면 군사용 장치 등 승하강이 필요한 다양한 물품이 될 수 있다.

승강대상물품 장착부(1)는, 전체적으로 납작한 원판 형상으로, 외주면에는 제5 하우징(35)에 결합되기 위하여 나사산이 형성된다. 한편, 제5 하우징(35)의 상단 내측면에도 승강대상물품 장착부(1)의 나사산과 맞물리기 위한 나사산이 형성된다. 따라서, 승강대상물품 장착부(1)는 승강대상물품 장착부(1)의 나사산과 제5 하우징(35)의 나사산이 서로 맞물려 회전하는 방식으로, 제5 하우징(35)에 결합 고정될 수 있다.

동력원(2)은, 승강대상물품이 승하강하기 위한 동력을 제공하기 위한 구성으로서, 지면과 같은 고정면에 설치될 수 있다. 동력원(2)은, 예를 들면 전기모터와 같이 복수개의 실린더(21, 22, 23, 24)를 회전시켜 상대 운동할 수 있도록 하기 위한 구동력을 제공할 수 있는 범위 내에서 다양한 것이 될 수 있다.

그리고, 동력원(2)에서 발생되는 동력을 승하강부(3)로 전달하기 위하여, 다양한 기어 및 베어링이 더 구비될 수 있다.

승하강부(3)는, 복수개의 실린더(21, 22, 23, 24)가 서로 회전하며 슬라이딩 이동함에 따라 상하 방향으로 연장 또는 수축되는 구조로 구비된다. 그리고, 복수개의 실린더(21, 22, 23, 24)에 체결되는 복수개의 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)에 의해 복수개의 하우징(31, 32, 33, 34, 35)이 연동되어 승강 또는 하강되는 구조로 구비된다.

보다 상세히, 복수개의 실린더(21, 22, 23, 24) 및 복수개의 하우징(31, 32, 33, 34, 35)은, 서로 다른 직경을 가지는 원통 형상으로 서로 포개어지도록 구비된다. 최외곽에 위치하는 제1 하우징(31)은 베이스부(4)에 고정될 수 있다. 베이스부(4)는, 지면 또는 실내 바닥 등과 같은 고정면에 설치될 수 있는 구성으로서, 동력원(2)과 일체로 결합될 수도 있다. 그리고, 최외곽의 제1 하우징(31)은 베이스부(4)에 예를 들면, 볼트 등과 같은 다양한 수단을 이용하여 체결될 수 있다.

제1 하우징(31)은, 복수개의 실린더(21, 22, 23, 24) 및 복수개의 하우징(31, 32, 33, 34, 35)이 수축된 상태에서, 제1 하우징(31)을 제외한 나머지 실린더(21, 22, 23, 24) 및 하우징(32, 33, 34, 35)이 수용되기 위한 공간을 형성하게 된다. 즉, 제1 하우징(31)은 중공형의 원통 형상으로, 저면부는 베이스부(4)에 고정된다. 또한, 제1 하우징(31)의 최내측 중심에는 저면부로부터 상부까지 제1 실린더(21)가 형성된다. 그리고, 제1 하우징(31)의 저면부를 관통한 제1 실린더(21)가 동력원(2)에 연결됨으로써, 동력원(2)으로부터 복수개의 실린더(21, 22, 23, 24)가 연장 또는 수축되기 위한 동력을 공급받게 된다.

이때, 제1 하우징(31)의 내측면에는 상하 방향으로 길게 연장되는 하우징 승하강 안내홈(311)이 형성된다. 하우징 승하강 안내홈(311)은 내측면의 둘레를 따라 간격을 두고 복수개로 형성될 수 있다. 하우징 승하강 안내홈(311)에는, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)의 외측면으로부터 돌출되는 하우징 승하강 안내돌기(413)가 계합되는 상태를 유지함으로써, 제1 하우징(31)에 대한 제2 하우징(32)의 상대 운동이 상하 방향으로 한정됨과 동시에, 제2 하우징(32)이 제1 실린더(21)의 회전에 따라 함께 회전하지 않도록 구속될 수 있다.

또한, 제1 실린더(21) 및 제2 하우징(32)은 제1 하우징(31)의 내측 수용 공간에 동시에 수용되는데, 제2 하우징(32)은 제1 하우징(31)의 내측면에 슬라이딩 가능하게 인접하게 위치되고, 제1 실린더(21)는 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)에 의해 제2 하우징(32)과 서로 간섭 운동하여 제2 하우징(32)을 상승시킬 수 있도록 제2 하우징(32)의 내측에 위치된다.

보다 상세히, 제1 실린더(21)는, 동력원(2)으로부터 동력을 전달받으며, 외주면을 따라 나사산이 마련된다. 그리고, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)는 전체적으로 중공형의 디스크 형상을 이루며, 중공부에 형성되는 나사산에 의해 제1 실린더(21)의 나사산에 안내되도록 체결되고, 볼트에 의해 제2 하우징(32)의 하단에 고정 체결된다. 드라이브 너트 어셈블리에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.

이때, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가, 상하 방향으로만 이동되고 회전하지 않는 상태로 구속되는 제2 하우징(32)에 고정된 상태이므로, 제1 실린더(21)의 회전에 의해서 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가 상하 방향으로 이동되는 방식으로, 제2 하우징(32) 및 제1 실린더(21)가 상대 운동할 수 있다. 즉, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)는, 제1 실린더(21)가 회전하면서 제2 하우징(32)을 승하강하는 방향으로 상대 운동할 수 있도록, 안내하는 역할을 하는 동시에 동력을 전달하는 역할을 한다.

한편, 제1 실린더(21)의 외측면에는 제1 실린더(21) 및 제2 실린더(22)가 함께 회전하는 것과 동시에, 제1 실린더(21) 및 제2 실린더(22) 간의 상대 운동을 상하 방향으로 한정하기 위한 실린더 승하강 안내돌기(212)가 형성된다. 실린더 승하강 안내돌기(212)는 더욱 안정적인 운동 방향의 안내를 위하여 제1 실린더(21)의 둘레를 따라 간격을 두고 복수개로 형성될 수도 있다. 이때, 제1 실린더(21)의 외주면을 따라 나사산이 형성되는 점을 고려하면, 실린더 승하강 안내돌기(212)가 형성되는 실린더 승하강 안내링(211)을 별도로 마련하고 제1 실린더(21)의 상단에 체결하는 방식으로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 실린더 승하강 안내링(211)은 제2 실린더(22)가 기설정된 높이 이상으로는 상승하지 못하도록 제한하는 스토퍼의 기능도 행할 수 있다. 제2 실린더(22) 및 제3 실린더(23)에도 마찬가지 방식으로 구비할 수 있음은 물론이다.

또한, 제2 실린더(22)의 내측면에는 상하 방향으로 길게 연장되는 실린더 승하강 안내홈(221)이 형성된다. 실린더 승하강 안내홈(221)은, 실린더 승하강 안내돌기(212)의 개수에 맞추어 내측면의 둘레를 따라 간격을 두고 복수개로 형성될 수 있다.

제1 실린더(21)의 실린더 승하강 안내돌기(212)와 제2 실린더(22)의 실린더 승하강 안내홈(221)이 계합된 상태를 유지함으로써, 제1 실린더(21) 및 제2 실린더(22)가 함께 회전할 수 있도록 구속될 수 있다. 또한, 후술하는 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)의 역할에 의해, 제2 실린더(22)가 제1 실린더(21)에 대하여 상대 운동할 때, 상대 운동 방향이 상하 방향으로 한정될 수 있도록 구속될 수 있다.

제1 실린더(21)에 대한 제2 실린더(22)의 상대 운동 구조를 보다 상세히 살펴보면, 제2 실린더(22)는 제1 하우징(31)의 내측 수용 공간에서, 제1 실린더(21)의 외측에 수용되는데, 제2 실린더(22)는 제1 실린더(21)의 외측면에 회전 및 슬라이딩 가능하게 인접하게 위치되고, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)에 회전 가능하도록 지지된다.

구체적으로, 제2 실린더(22)는, 제1 실린더(21)으로부터 회전 동력을 전달받으며, 외주면을 따라 나사산이 마련된다. 그리고, 나사산이 삭제된 하단에는 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)의 중공부 상측이 제2 실린더(22)의 둘레를 따라 회전 가능하도록 접촉하여 지지하되, 중간에 개재된 제1 양방향 이탈 방지부(51)에 의해 제2 실린더(22)와 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가 서로 이탈을 방지할 수 있는 구조를 이룬다. 또한, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)의 중공부 하측은 제1 실린더(21)의 나사산에 안내되도록 체결된다. 드라이브 너트 어셈블리 및 양방향 이탈 방지부에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.

이때, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가, 제2 실린더(22)를 회전 가능하게 지지하는 상태이므로, 제1 실린더(21)의 회전에 의해서 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가 상하 방향으로 이동되는 방식으로, 제2 실린더(22) 및 제1 실린더(21)가 상대 운동할 수 있다. 즉, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)는, 제1 실린더(21)가 회전하면 제2 실린더(22)를 승하강하는 방향으로 상대 운동할 수 있도록 안내하는 역할을 하며, 제1 실린더(21)의 실린더 승하강 안내돌기(212)와 제2 실린더(22)의 실린더 승하강 안내홈(221)의 계합구조에 의해 제2 실린더(22)가 제1 실린더(21)와 함께 회전하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가 제2 하우징(32)의 하단에는 고정 체결되고, 제1 실린더(21)의 나사산에는 안내되도록 체결되며, 제2 실린더(22)의 하단을 회전 가능하도록 지지함으로써, 제1 실린더(21)의 회전 방향에 따라 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)가 제2 하우징(32) 및 제2 실린더(22)를 승강 또는 하강시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 안내홈 및 안내돌기의 간단한 계합 구조만으로 하우징의 상하 운동과 실린더의 상하 운동을 구속하는 것이 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 제2 하우징(32) 내측에 제3 하우징(33), 제4 하우징(34) 및 제5 하우징(35)을 순서대로 마련하고, 제2 실린더(22)의 외측에 제3 실린더(23) 및 제4 실린더(24)를 순서대로 마련하며, 제2 드라이브 너트 어셈블리(42), 제3 드라이브 너트 어셈블리(43) 및 드라이브 너트(44)를 마련한다. 양방향 이탈 방지부도 각각의 드라이브 너트 어셈블리에 마련한다.

이때, 제2 드라이브 너트 어셈블리(42)는 제3 하우징(33)의 하단에 고정 체결되고, 제3 실린더(23)의 하단을 회전 가능하도록 지지하고, 제2 실린더(22)의 나사산에 안내되도록 체결되어, 제2 실린더(22)의 회전 방향에 따라 제3 하우징(33) 및 제3 실린더(23)를 승강 또는 하강시키는 것이 가능하다.

또한, 제3 드라이브 너트 어셈블리(43)는 제4 하우징(34)의 하단에 고정 체결되고, 제4 실린더(24)의 하단을 회전 가능하도록 지지하고, 제3 실린더(23)의 나사산에 안내되도록 체결되어, 제3 실린더(23)의 회전 방향에 따라 제4 하우징(34) 및 제4 실린더(24)를 승강 또는 하강시키는 것이 가능하다.

또한, 드라이브 너트(44)는 제5 하우징(35)의 하단에 고정 체결되고, 제4 실린더(24)의 나사산에 안내되도록 체결되어, 제4 실린더(24)의 회전 방향에 따라 제5 하우징(35)를 승강 또는 하강시키는 것이 가능하다.

이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템은 복수개의 하우징이 동일한 변위만큼 동시에 슬라이딩 이동하는 것으로, 동시에 연장 및 수축할 수 있으므로, 텔리스코픽 승하강 시스템의 연장 및 수축이 더욱 신속하고 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 드라이브 너트 어셈블리 및 양방향 이탈 방지부를 도 1 내지 도 10을 통해 살펴보면, 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)는, 디스크 형상을 이루며, 중공부에는 제1 실린더(21)와 체결되는 나사산이 형성되는 하부 드라이브 너트(411)와, 하부 드라이브 너트(411) 상측에 체결되며, 중공부에는 양방향 이탈 방지부(51)에 접촉되는 상부 클램퍼(412)를 포함한다.

또한, 하부 드라이브 너트(411)와 상부 클램퍼(412)는, 하부 드라이브 너트(411)의 하측면으로부터 상부 클램퍼(412)의 하측면으로 진입하는 제1 볼트(도시하지 않음, 제1 볼트 체결홀(414)만 도시함)에 의해 볼트 체결된다. 제2 하우징(22)과 제1 드라이브 너트 어셈블리(41)는, 제2 하우징(22)의 외측면으로부터 상부 클램퍼(412)의 외측면으로 진입하는 제2 볼트(도시하지 않음, 제2 볼트 체결홀(415)만 도시함)에 의해 볼트 체결되는 것이 가능하다. 여기서, 제1 볼트 체결은 상부 클램퍼(412)의 상측면으로부터 하부 드라이브 너트(411)의 상측면으로 진입시켜 체결하는 것도 가능하다. 제2 볼트 체결도 반대 방향으로 할 수 있음은 물론이다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 드라이브 너트 어셈블리는 중공형 디스크 형상의 견고하고 간단하며 컴팩트한 구조로 하우징 및 실린더와 체결 또는 지지하면서 동력을 전달하는 기능을 행한다. 따라서, 상하 방향의 승하강 운동시 충분한 지지력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 측 방향으로 기울여 좌우 방향으로 연장 수축 운동시에도 충분한 지지력을 가질 수 있다.

나아가, 본 발명의 일실시예서는 제2 실린더(22)와 제1 드라이브 너트 어셈블리(41) 사이에 양방향 이탈 방지부(51)를 마련함으로써, 제2 실린더(22)와 제1 드라이브 너트 어셈블리(41) 상호 간에 상하 방향 이탈을 방지할 수 있다. 즉, 양방향 이탈 방지부(51)는 상하 양단에 플랜지가 마련되는 원통 형상으로 형성한다. 원통 형상의 내측면은 제2 실린더(22)의 외주면에 밀착시키도록 하며, 상하단의 플랜지와 원통 형상이 이루는 외측면은 드라이브 너트 어셈블리에 밀착되도록 한다.

이때, 양방향 이탈 방지부(51)는 제2 실린더(22)의 외주면에 밀착되어 고정되는 한편, 밀착면 상측에 위치하는 제2 실린더(22)의 나사산에 의해 턱받침되어 상측 이동이 제한되고, 밀착면 하측에 위치하는 하부 드라이브 너트(411)에 차단되어 하측 이동이 제한됨으로써, 제2 실리더(22)에 대해서는 양방향 이탈 방지부(51)가 견고하게 고정되는 구조를 이룬다.

덧붙여, 제2 실린더(22)에 대한 양방향 이탈 방지부(51)의 밀착도 및 고정도를 더욱도 보강하기 위해, 양방향 이탈 방지부(51)의 하단과 하부 드라이브 너트(411) 사이에 리테이너링(61, retainer ring)을 더 장착하는 것도 가능하다.

또한, 양방향 이탈 방지부(51)는 상부 클램퍼(412)의 중공부 내주면에 밀착되는 한편, 플랜지 형상으로 상부 클램퍼(412)의 중공부로부터 연장되는 상면 및 하면 일부에 밀착되는 구조를 이룸으로써, 밀착면 상측에서는 상단 플랜지에 턱받침되어 상측 이동이 제한되고, 밀착면 하측에서는 하단 플랜지에 차단되어 하측 이동이 제한된다. 따라서, 상부 클램퍼(412)에 대해서는 양방향 이탈 방지부(51)가 견고하게 고정되는 구조를 이룬다. 이때, 고정된 상부 클램퍼(412)에 대해 제2 실린더(22)의 회전을 허용하기 위해서, 상부 클램퍼(412)는 양방향 이탈 방지부(51)에 회전 가능하게 밀착되며, 마찰력을 줄이기 위해 밀착면 사이에 윤활유를 첨가하거나 베어링을 개재시키는 구조로 형성하여도 무방하다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 양방향 이탈 방지부에 의해, 제1 드라이브 너트 어셈블리와 제2 실린더 간의 이탈을 방지하며 양 부재간의 갭(gap)을 최소화시킬 수 있으므로, 체결 구조를 더욱더 견고하게 할 있다. 따라서, 상하 방향의 승하강 운동시 충분한 지지력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 측 방향으로 기울여 좌우 방향으로 연장 수축 운동시에도 충분한 지지력을 가질 수 있다.

또한, 양방향 이탈 방지부(51)는, 밀착력과 지지력에 의해, 승하강부(3)의 승강 동작시 드라이브 너트 어셈블리(41)로부터 힘을 전달받아 실린더(22)를 밀어 올리는 기능과, 승하강부(3)의 하강 동작시 드라이브 너트 어셈블리(41)로부터 힘을 전달받아 실린더(22)를 아래로 당겨 내리는 기능을 더 가진다. 본 발명에서는 이 기능을 양방향 이탈 방지부의 푸시 앤 풀(push and pull) 기능으로 정의한다.

또한, 양방향 이탈 방지부(51)는 부시(bush), 더블 플랜지 부시(double flange bush), 스러스트 베어링(thrust bearing) 또는 스러스트 와셔(thrust washer) 중 어느 하나로 구성되는 것이 가능하다.

한편, 하우징과 실린더는 순서대로로 수용될 수 있는 범위 내에서 각각 다양한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 구체적인 설치 환경에 따라, 하우징과 실린더의 개수는 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 구체적인 설치 환경에 따라, 하우징은 원통형 이외에도 정사각형, 직사각형, 기타 다각형의 형상으로 제조할 수 있음은 물론이다.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템의 작동에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 승강대상물품 장착부(1)에 승강 대상에 해당하는 물품이 장착될 수 있다.

그리고, 승강대상물품을 승강시키기 위하여 동력원(2)이 작동될 수 있다. 동력원(2)이 작동되면, 예를 들면, 기어 등과 같은 동력 전달 장치를 통하여 동력원(2)과 연결된 제1 실린더(21)가 회전하게 된다. 이때, 실린더 승하강 안내홈과 실린더 승하강 안내돌기의 계합 구조에 의하여 제1 실린더(21)에 대하여 제2 실린더(22), 제3 실린더(23), 제4 실린더(24)도 제1 실린더(21)와 함께 회전하게 된다.

또한, 제1 실린더(21)의 나사산이 하향 경사지는 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 제2 실린더(22), 제3 실린더(23), 제4 실린더(24)도 각각의 나선형 돌기가 하향 경사지는 방향으로 회전하게 된다.

각 실린더(21, 22, 23, 24)가 회전함에 따라, 각 실린더(21, 22, 23, 24)와 맞물리는 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)가 상대적으로 간섭 운동하게 된다. 즉, 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)는 각각 점차적으로 승강하게 된다.

이때, 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)가 승강하면서, 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)에 체결되는 각 하우징(32, 33, 34, 35)을 승강시키게 되며, 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43)에 지지되는 각 실린더(22, 23, 24)들이 동시에 승강하게 된다. 결국, 각 실린더(22, 23, 24)와 각 하우징(32, 33, 34, 35)이 동시에 상대적인 변위가 증가하여, 최내곽에 위치한 제5 하우징(35)이 승강함으로써, 승강대상물품 장착부(1)에 고정된 승강대상물품이 승강하게 되는 것이다. 즉, 복수개의 실린더(22, 23, 24)와 복수개의 하우징(32, 33, 34, 35)이 동시에 연장되는 방식으로, 승강대상물품이 더욱 신속하게 승강할 수 있다.

그리고, 승강하던 각 실린더(22, 23, 24)는 각 실린더 승하강 안내링에 의하여 기설정된 높이 이상 승강하지 않도록 제한된다.

한편, 승강대상물품이 하강하기 위해서는, 동력원(2)이 작동됨으로써 제1 실린더(21)가 승강대상물품이 승강하는 경우와 반대 방향으로 회전하게 된다. 또한, 제1 실린더(21)를 제외한 나머지 실린더(22, 23, 24)도 반대 방향으로 함께 회전함으로써, 각 실린더(22, 23, 24)와 맞물린 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)가 점차적으로 하강하는 방식으로, 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43) 및 드라이브 너트(44)에 체결되는 각 하우징(32, 33, 34, 35)을 하강시키게 되며, 각 드라이브 너트 어셈블리(41, 42, 43)에 지지되는 각 실린더(22, 23, 24)들이 동시에 하강 하게 되어, 승강대상물품이 하강할 수 있다. 이때에도, 복수개의 실린더(22, 23, 24)와 복수개의 하우징(32, 33, 34, 35)이 동시에 수축되는 방식으로, 승강대상물품이 더욱 신속하게 하강할 수 있다.

본 발명에 의하면, 복수개의 하우징이 동시에 일정한 비율에 따라 승하강 즉, 동시에 연장 및 수축할 수 있으므로, 텔리스코픽 승하강 시스템의 연장 및 수축이 더욱 신속하고 원활하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 컴팩트하고 견고한 구성의 드라이브 너트 어셈블리를 채용함으로써, 제n 실린더의 회전에 연동시켜 제n+1 하우징 및 제n+1 실린더를 원활하게 승강 또는 하강시킬 수 있다. 나아가, 양방향 이탈 방지부를 채용함으로써, 드라이브 너트 어셈블리와 제n+1 실린더 상호의 지지력을 향상시켜 승하강시 이탈을 방지할 수 있음은 물론이고 강제 이탈 또한 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템은 고중량의 승강대상물품을 승하강시키는 경우에도, 상하 방향의 충분한 지지력으로 복수의 하우징 상호간, 복수의 실린더 상호간, 그리고 하우징과 실린더 상호간에도 변형이나 파손을 방지할 수 있다. 또한, 드라이버 너트 어셈블리와 양방향 이탈 방지부의 구조는, 구성요소 간의 측면 방향에 대한 갭(gap)이나 빈공간을 최소화시킨 구조로서, 측면 방향에 대한 충분한 지지력을 제공하므로, 측면 방향으로 기울여서 사용하는 경우에도 변형이나 파손 없이 수축과 연장 동작이 가능하다.

더불어, 국내 여러 산업분야에 다양하게 영향을 미칠 것으로 보인다. 이와 유사한 장치가 해외의 일부국가에서 감시(surveillance), 정찰(reconnaissance), 정보수집용으로 제작되어 활용되고 있으며, 그 외에도 이동식 레이다, 이동식 안테나, 이동식 조명장치 심지어 로켓 및 미사일 발사대등으로도 사용되고 있다. 현재까지 국내에는 동일 또는 유사한 장치가 소개된 바 없으나, 머지 않아 군수 및 관수용을 중심으로 많은 수요가 발생될 것으로 판단되므로 본 발명품이 상업화 되면 수입대체가 효과가 상당하다 할 수 있다.

또한 본 발명품의 획기적인 성능으로 인하여 거대 중량도 정밀 승하강(연장 또는 수축)이 가능한 만큼, 물류자동화기기, 승강(lifting)기기, 로봇 및 FA부품, 의료기기, 영상기기, 대규모 조명기기 등 산업 전반에 미치는 기술발전 및 시장확대 효과도 클 것이다. 또 본 발명품은 세계최초로 최고의 안전성과 활용성으로 가지고 있는 혁신적인 구조이므로 해외시장개척도 용이 할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 승강대상물품 장착부
2 : 동력원
3 : 승하강부
4 : 베이스부
21, 22, 23, 24 : 실린더
31, 32, 33, 34, 35 : 하우징
41, 42, 43 : 드라이브 너트 어셈블리
44 : 드라이브 너트
51 : 양방향 이탈 방지부
61 : 리테이너링
211 : 실린더 승하강 안내링
212 : 실린더 승하강 안내돌기
221 : 실린더 승하강 안내홈
311 : 하우징 승하강 안내홈
411 : 하부 드라이브 너트
412 : 상부 클램퍼
413 : 하우징 승하강 안내돌기
414, 415 : 볼트 체결홀

Claims

승강대상물품이 장착되기 위한 승강대상물품 장착부;
상기 승강대상물품의 승하강을 위한 동력을 제공하는 동력원; 및
상기 동력원의 동력을 이용하여 상기 승강대상물품을 승하강시킬 수 있도록, 상기 승강대상물품 및 상기 동력원을 연결하는 승하강부;를 포함하며,
상기 승하강부는,
외주면에 나사산이 마련되며, 상기 동력원에 연결되어 회전하는 제1 실린더와,
상기 제1 실린더의 외측에 형성되며, 상기 제1 실린더와 함께 회전하는 제2 실린더와,
상기 제2 실린더의 외측에 이격되어 형성되며, 바닥에 고정되는 제1 하우징과,
상기 제1 하우징의 내측에 형성되는 제2 하우징과,
상기 제2 하우징의 하단에 고정 체결되고, 상기 제2 실린더의 하단을 회전 가능하도록 지지하고, 상기 제1 실린더의 나사산에 안내되도록 체결되어, 상기 제1 실린더의 회전 방향에 따라 상기 제2 하우징 및 상기 제2 실린더를 승강 또는 하강시키는 드라이브 너트 어셈블리와,
상기 제2 실린더와 상기 드라이브 너트 어셈블리 사이에 마련되어, 상호 간에 상하 방향 이탈을 방지하는 양방향 이탈 방지부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 하우징에는 내측면에 상하 방향으로 연장되는 하우징 승하강 안내홈이 형성되고, 상기 드라이브 너트 어셈블리에는 외측면에 돌출되어 상기 하우징 승하강 안내홈에 계합되는 하우징 승하강 안내돌기가 형성되어, 상기 제2 하우징이 상하 방향으로만 상대 운동하도록 안내되는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 실린더에는 내측면에 상하 방향으로 연장되는 실린더 승하강 안내홈이 형성되고, 상기 제1 실린더에는 외측면에 돌출되어 상기 실린더 승하강 안내홈에 계합되는 실린더 승하강 안내돌기가 형성되어, 상기 제2 실린더가 제1 실린더와 함께 회전하는 것과 동시에 상하 방향으로만 상대 운동하도록 안내되는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.
제1항에 있어서,
상기 드라이브 너트 어셈블리는,
디스크 형상을 이루며, 중공부에는 상기 제1 실린더와 체결되는 나사산이 형성되는 하부 드라이브 너트와,
상기 하부 드라이브 너트 상측에 체결되며, 중공부에는 상기 양방향 이탈 방지부에 접촉되는 상부 클램퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.
제4항에 있어서,
상기 하부 드라이브 너트와 상기 상부 클램퍼는, 상기 하부 드라이브 너트의 하측면으로부터 상기 상부 클램퍼의 하측면으로 진입하는 제1 볼트에 의해 볼트 체결되며,
상기 제2 하우징과 상기 드라이브 너트 어셈블리는, 상기 제2 하우징의 외측면으로부터 상기 상부 클램퍼의 외측면으로 진입하는 제2 볼트에 의해 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.
제1항에 있어서,
상기 양방향 이탈 방지부는 상하 양단에 플랜지가 마련되는 원통 형상을 이루어, 원통 형상의 내측면이 상기 제2 실린더의 외주면에 밀착되고, 플랜지와 원통 형상이 이루는 외측면이 상기 드라이브 너트 어셈블리에 밀착되는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.
제1항에 있어서,
상기 승하강부는,
상기 제2 하우징의 내측에 형성되는 제3 하우징과,
상기 제3 하우징의 하단에 고정 체결되고, 상기 제2 실린더의 나사산에 안내되도록 체결되어, 회전하는 상기 제2 실린더를 따라 상기 제3 하우징을 승강 또는 하강시키는 드라이브 너트
를 포함하며, 상기 제2 및 제3 하우징이 상대적으로 동일한 변위만큼 동시에 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 하는 동시전개식 텔레스코픽 승하강 시스템.