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KR102145940B1 - 전기 기계식 조타 장치 - Google Patents

전기 기계식 조타 장치 Download PDF

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Publication number
KR102145940B1
KR102145940B1 KR1020190042498A KR20190042498A KR102145940B1 KR 102145940 B1 KR102145940 B1 KR 102145940B1 KR 1020190042498 A KR1020190042498 A KR 1020190042498A KR 20190042498 A KR20190042498 A KR 20190042498A KR 102145940 B1 KR102145940 B1 KR 102145940B1
Authority
KR
South Korea
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shaft
reducer
joint
electric motor
output
Prior art date
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Active
Application number
KR1020190042498A
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English (en)
Inventor
박성하
강남식
윤영호
Original Assignee
훌루테크 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/08—Steering gear
    • B63H25/14—Steering gear power assisted; power driven, i.e. using steering engine
    • B63H25/26—Steering engines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

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Abstract

본 발명은 전기 기계식 조타 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조타 정지 시 러더를 고정시키고, 복수개의 구동부 중 예비 구동부에 의하여 주 구동부에 가해지는 부하를 완화하며, 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지하고, 복수개의 구동부 중 하나의 구동부의 구속에 의하여 다른 구동부 회전이 제약되는 것을 방지하여 조타 수행을 할 수 있는 전기 기계식 조타 장치에 관한 것이다.

Description

전기 기계식 조타 장치{Electro mechanical steering gear}
본 발명은 전기 기계식 조타 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조타 정지 시 러더를 고정시키고, 복수개의 구동부 중 예비 구동부에 의하여 주 구동부에 가해지는 부하를 완화하며, 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지하고, 복수개의 구동부 중 하나의 구동부의 구속에 의하여 다른 구동부 회전이 제약되는 것을 방지하여 조타 수행을 할 수 있는 전기 기계식 조타 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박 등에 사용되는 조타 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 러더(rudder)(도시되지 않음)와 상기 러더가 장치되는 러더 스톡(RS)을 포함한다.
이때, 상기 러더 스톡(RS)은 틸러(T)에 삽입되어 고정되어 있으며 조타각 변경 시 상기 틸러(T)를 작동시켜 러더 스톡(RS)을 회전시키고 이에 의해 러더의 각도를 변경하여 상기 조타각을 변경하게 된다.
한편, 상기 틸러(T)를 작동시키기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상기 틸러(T) 일측에 배치된 치차부(100)를 구비하며, 상기 치차부(100)는 복수의 구동부(200,200a,200b)에 의해 구동된다.
즉, 상기 구동부(200)가 상기 치차부(100)를 동작시키고 상기 치차부(100)에 연동되는 틸러(T)가 이에 의해 회전되어 최종적으로 상기 러더 스톡(RS)을 회전시키게 된다.
또한, 구동부(200)는 하나의 구동부가 작동 불능 상태여도 나머지 하나에 의해 작동되도록 복수개로 설치된다.
그런데 조타 장치(10)는 러더로부터 들어오는 외력에 의하여 구동부(200)가 정지돼 있을 때 러더가 흔들려 조타각을 일정하게 유지할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 선박 운항 중 러더가 수중 장애물 등에 부딪히면서 강한 외력을 받아서 회전할 수 있으며 이러한 경우 상기 외력이 러더 스톡(RS)을 거쳐서 그대로 구동부(200) 측까지 전달되면 과도한 외력의 작용으로 인해 조타 장치 중 하나의 요소가 크게 훼손될 우려가 높은 문제점이 있다.
또한, 조타 장치(10)의 구동부(200)는 주 구동부(200a)가 작동되면 기어 물림에 의해서 예비 구동부(200b)도 따라서 같이 구동된다.
이에 따라 상기 주 구동부(200a)의 가, 감속 구동 시 예비 구동부(200b)도 따라서 가, 감속이 되므로 주 구동부(200a)에 예비 구동부(220b)의 가, 감속 토크 부하가 가중되는 문제점이 있다.
또한, 상기 주 구동부(200a) 또는 예비 구동부(200b) 중 하나의 구동부가 구속되어 회전이 불가능한 상태가 될 경우 다른 하나의 구동부도 회전이 불가능한 문제점이 있다.
일본 공개 특허 제2002-211490호 일본 공개 특허 제2001-018893호 일본 공개 특허 제2001-055196호 일본 공개 특허 제1996-034396호 일본 공개 특허 제1996-207894호 한국 등록 특허 제10-1433835호 한국 등록 특허 제10-1431931호 한국 등록 특허 제10-1422499호 한국 등록 특허 제10-1313162호 한국 등록 특허 제10-0700057호 한국 등록 특허 제10-0429067호 한국 등록 특허 제10-1538895호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상세하게는
첫째, 조타 정지 시 러더를 흔들림 없이 고정시킬 수 있고,
둘째, 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지하고,
셋째, 복수개의 구동부 중 예비 구동부에 의하여 주 구동부에 가해지는 부하를 완화하며,
넷째, 복수개의 구동부 중 하나의 구동부가 구속되어 회전이 불가능한 경우 다른 구동부로 조타 수행을 할 수 있는 전기 기계식 조타 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 상기에 기재된 바와 같이 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 4가지 수단들이 모두 사용되는 것에 제한되지 않으며, 그 중 일부 수단들의 조합에 의한 구성요소들도 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 러더가 장착된 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하는 전기 기계식 조타 장치에 있어서, 상기 틸러(T) 일측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(100)와, 상기 치차부(100) 일측에 설치되어 상기 치차부(100)를 구동하는 복수개의 구동부(200)와, 상기 구동부(200)와 치차부(100) 사이에 설치되어 동력이 전달되는 전달 샤프트(SH)와, 상기 전달 샤프트(SH)와 치차부(100) 사이에 설치되는 토크 리미터(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치가 제공된다.
또한, 상기 구동부(200)는 회전력을 발생하는 전동 모터부(210)와, 상기 전동 모터부(210)에 연결되는 감속기(220)와, 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 장착되어 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결하거나 차단하는 축이음부(230)와, 상기 감속기(220)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(100)를 작동하는 출력 피니언(240)과, 상기 전동 모터부(210)에 설치되는 브레이크(250)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 브레이크(250)에는 브레이크(250) 고장 시 수동으로 브레이크(brake)를 해제(off)할 수 있는 브레이크 수동해제레버(251)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 전달 샤프트(SH)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 배치되는 출력 샤프트(410)와, 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 배치되는 중간 샤프트(430)를 이용하되, 상기 축이음부(230)는 상기 중간 샤프트(430)의 제1축(432)에 연결되고, 상기 토크 리미터(600)의 타측은 상기 감속기(220)에 설치되고 일측은 상기 중간 샤프트(430)의 제2축(434)을 이용하여 상기 축이음부(230)에 설치될 수 있다.
또한, 상기 축이음부(230)는 클러치(clutch)를 이용하되, 상기 클러치는 수동으로 작동되거나 동력(전자석, 공압, 유압)에 의해 동작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부(200)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 장착되어 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이의 동력 이음을 연결하거나 차단하는 출력이음부(500)를 더 포함하여 이루어지며, 상기 출력이음부(500)는 상기 출력 샤프트(410)에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력이음부(500)는 스플라인 클러치(clutch) 또는 도그 클러치(clutch) 또는 기어 클러치(clutch)를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력이음부(500)에는 상기 출력이음부(500)를 수동으로 작동하기 위한 출력이음부 수동해제레버(501)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 브레이크(250)는 상기 전동 모터부(210)의 상부 또는 하부에 배치되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 축이음부(230)는 상기 토크리미터(600)와 상기 전동 모터부(210) 사이에 배치되거나 상기 토크리미터(600)와 상기 감속기(220) 사이에 배치되는 것으로 상기 축이음부(230)와 토크리미터(600)의 설치위치는 서로 바뀔 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력이음부(500)가 자동화되어 동작될 경우, 상기 축이음부(230)의 설치를 제거하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 예비 구동부 출력이음부(500)의 연결을 해제한 경우, 상기 축이음부(230) 해제한 것과 동일하게 주 구동부에 가해지는 가, 감속 부하를 완화시킬 수 있다.
한편, 상기 틸러(T)와 치차부(100)를 통해 구동부(200)에 외력이 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우, 상기 중간 샤프트(430)에 설치된 상기 토크리미터(600)가 상기 외력을 상기 전동 모터부(210) 측으로 전달하고, 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 중간 샤프트(430)에 설치된 상기 토크리미터(600)가 상기 축이음부(230)에 대해 미끄러져서 상기 전동 모터부(210) 측으로 전달되는 설정 범위를 벗어난 외력을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 틸러(T)와 치차부(100)를 통해 구동부(200)에 외력이 전달될 때, 상기 축이음부(230)의 설정 토크보다 상기 브레이크(250)의 설정 토크가 더 큰 경우, 상기 브레이크(250) 보다 상기 축이음부(230)가 먼저 미끄러지도록 구비된다.
또한, 상기 축이음부(230)는 평상시 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하되, 조타 수행 시 상기 복수개의 구동부(200) 중 어느 하나인 제1구동부(200a)는 작동되고, 다른 하나인 제2구동부(200b)는 대기 상태일 때, 상기 제1구동부(200a)의 제1축이음부(230a)는 제1구동부(200a)의 제1전동 모터부(210a)와 제1감속기(220a) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하고, 상기 제2구동부(200b)의 제2축이음부(230b)는 상기 제2구동부(200b)의 제2전동 모터부(210b)와 제2감속기(220b) 사이의 동력 이음을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력이음부(500)는 평상시 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하되, 조타 수행 시 상기 복수개의 구동부(200) 중 어느 하나인 제1구동부(200a)는 구속되어 회전 불능 상태이고, 다른 하나인 제2구동부(200b)는 정상 상태일 경우, 상기 제1구동부(200a)와 연결된 제1출력이음부(500a)는 상기 제1감속기(220a)와 제1출력 피니언(240a) 사이의 동력 이음을 차단하고, 상기 제2구동부(200b)와 연결된 제2출력이음부(500b)는 상기 제2감속기(220b)와 제2출력 피니언(240b) 사이의 동력 이음의 연결 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 스프링의 탄성력으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하며, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 전자석 또는 공압 또는 유압으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 차단하도록 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 전자석 또는 공압 또는 유압으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하며, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 스프링의 탄성력으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 차단하도록 작동될 수도 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면,
첫째, 구동부에 브레이크를 설치함으로써 조타 정지 시 러더를 고정시킬 수 있어 조타각을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 구동부에 토크리미터를 설치함으로써 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 구동부에 축이음부를 설치함으로써 복수개의 구동부 중 예비 구동부에 의하여 주 구동부에 가해지는 부하를 완화할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 구동부에 출력이음부를 설치함으로써 하나의 구동부가 회전이 불가능한 경우 다른 구동부로 조타 수행을 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 조타 장치를 설명하는 개념도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조타 장치를 설명하는 개념도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조타 장치의 구동부의 일예를 나타내는 개념도,
도 4는 도 2의 "A","B"부를 확대하여 출력이음부의 작동 상태를 나타내는 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조타 장치를 설명하는 개념도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조타 장치의 구동부의 일예를 나타내는 개념도, 도 4는 도 2의 "A","B"부를 확대하여 출력이음부의 작동 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 조타 장치(10)는 러더가 장착된 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함한다.
또한, 상기 조타 장치(10)는 상기 틸러(T) 일측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(100)와, 상기 치차부(100) 일측에 설치되어 상기 치차부(100)를 구동하는 복수개의 구동부(200)와, 상기 구동부(200)와 치차부(100) 사이에 설치되어 동력이 전달되는 전달 샤프트(SH)와, 상기 전달 샤프트(SH)와 치차부(100) 사이에 설치되는 토크 리미터(600)를 포함하여 이루어진다.
상기 치차부(100)는 상기 틸러(T) 일측 상에 설치되어 상기 틸러(T)를 구동하고 상기 구동부(200)는 상기 치차부(100)와 치차 결합되어 상기 치차부(100)를 회전시킨다.
즉, 틸러(T)를 구동하는 치차부(100)와 구동부(200)가 상호 치차 결합된 상태에서 상기 치차부(100)를 회전시켜 상기 틸러(T)를 구동하는 것이다.
또한, 상기 구동부(200)는 상기 치차부(100)가 회전하도록 회전력을 발생시키는 전동 모터부(210)와, 상기 전동 모터부(210)에 연결되는 감속기(220)와, 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 장착되어 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결하거나 차단하는 축이음부(230)와, 상기 감속기(220)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(100)를 작동하는 출력 피니언(240)과, 상기 전동 모터부(210)에 설치되는 브레이크(250)를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 치차부(100)는 상술된 바와 같이 상기 틸러(T)를 구동하기 위한 것으로서 이를 위해 다양한 구성의 치차(gear)를 이용할 수 있으나, 상기 틸러(T)가 중앙에 삽입되는 것으로서 상기 출력 피니언(240)과 치차 결합하는 링기어 또는 선회 베어링을 이용하는 것도 가능하다.
상기 선회 베어링이라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 치형이 형성되는 내륜과 외륜을 구서비하는 베어링을 말하는 것으로서 본 발명의 경우 상기 출력 피니언(240)이 상기 선회 베어링의 외륜 또는 내륜에 결합되어 동력을 전달할 수 있다.
또한, 상기 감속기(220)는 널리 알려진 유성 기어를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 유성 기어는 널리 알려진 바와 같이 선기어와 링기어 등을 포함하여 감속하는 것으로서 상기 전동 모터부(210)에서 발생하는 회전력을 증대시킨다.
즉, 상기 전동 모터부(210)에서 발생된 회전력을 감속기(220)에서 증대시켜 최종적으로 상기 출력 피니언(240)으로 전달되어 상기 치차부(100)를 회전시킨다.
한편, 상기 전달 샤프트(SH)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 배치되는 출력 샤프트(410)와, 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 배치되는 중간 샤프트(430)를 이용한다.
이때, 상기 축이음부(230)는 상기 중간 샤프트(430)에 설치된다.
즉, 상기 축이음부(230)는 상기 중간 샤프트(430)의 제1축(432)에 연결되고, 상기 토크 리미터(600)의 타측은 상기 감속기(220)에 설치되고 일측은 상기 중간 샤프트(430)의 제2축(434)을 이용하여 상기 축이음부(230)에 설치된다.
또한, 상기 토크 리미터(600)의 일측은 상기 중간 샤프트(430)의 제1축(432)을 통하여 상기 전동 모터부(210)에 설치되고 타측은 상기 중간 샤프트(430)의 제2축(434)을 이용하여 상기 축이음부(230)에 설치될 수도 있다.
이때, 상기 중간 샤프트(430)의 제1축(432)은 상기 전동 모터부(210)에서 출력되는 모터 출력축으로서 일측이 상기 전동 모터부(210)와 연결된다.
그리고 상기 중간 샤프트(430)의 제2축(434)은 상기 제1축(432)과 상기 감속기(220) 사이를 연결하여 설치되는 것으로 상기 제2축(434)의 일측은 상기 제1축(432)의 타측과 연결되고 제2축(434)의 타측은 상기 감속기(220)에 연결된다.
또한, 상기 축이음부(230)는 상기 토크리미터(600)와 상기 전동 모터부(210) 사이에 배치되거나 상기 토크리미터(600)와 상기 감속기(220) 사이에 배치되는 것으로 상기 축이음부(230)와 토크리미터(600)의 설치위치는 서로 바뀔 수 있다.
이에 상기 틸러(T)와 치차부(100)를 통해 구동부(200)에 외력이 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우, 상기 중간 샤프트(430)에 설치된 상기 토크리미터(600)가 상기 외력을 상기 전동 모터부(210) 측으로 전달하고, 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 중간 샤프트(430)에 설치된 상기 토크리미터(600)가 상기 축이음부(230)에 대해 미끄러져서 상기 전동 모터부(210) 측으로 전달되는 설정 범위를 벗어난 외력을 차단한다.
즉, 상기 토크 리미터(600)는 과다외력으로부터 상기 구동부(200)를 보호한다.
또한, 상기 틸러(T)와 치차부(100)를 통해 구동부(200)에 외력이 전달될 때, 상기 축이음부(230)의 설정 토크보다 상기 브레이크(250)의 토크를 더 크게 설정하여 상기 브레이크(250) 보다 상기 축이음부(230)가 먼저 미끄러지도록 구비된다.
또 다른 실시예에 따른 상기 토크 리미터(600)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 장착될 수도 있다.
이때에는 상기 토크 리미터(600)의 타측은 상기 출력 피니언(240)에 설치되고 일측은 상기 출력 샤프트(410)에 설치될 수 있다.
이에 상기 틸러(T)와 치차부(100)를 통해 구동부(200)에 외력이 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우, 상기 출력 샤프트(410)에 설치된 토크리미터(600)가 상기 외력을 상기 감속기(220) 측으로 전달하고, 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 출력 샤프트(410)에 설치된 토크리미터(600)가 상기 출력 샤프트(410)에 대해 미끄러져서 상기 감속기(220) 측으로 전달되는 설정 범위를 벗어난 외력을 차단한다.
한편, 상기 축이음부(230)는 평상시 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하되, 조타 수행 시 상기 복수개의 구동부(200) 중 어느 하나인 제1구동부(200a)는 작동되고, 다른 하나인 제2구동부(200b)는 대기 상태일 때, 상기 제1구동부(200a)의 제1축이음부(230a)는 제1구동부(200a)의 제1전동 모터부(210a)와 제1감속기(220a) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하고, 상기 제2구동부(200b)의 제2축이음부(230b)는 상기 제2구동부(200b)의 제2전동 모터부(210b)와 제2감속기(220b) 사이의 동력 이음을 차단한다.
즉, 본 발명에 따른 조타 장치(10)는 치차결합에 의해 구동되기 때문에 상기 제1구동부(200a)가 작동되면 기어 물림에 의해서 제2구동부(200b)도 따라서 같이 구동된다.
이에 따라 상기 주 구동부(200a)의 가, 감속 구동 시 예비 구동부(200b)도 따라서 가, 감속이 되므로 주 구동부(200a)에 예비 구동부(220b)의 가, 감속 토크 부하가 가중되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 필요 시 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 차단함으로써 예비 구동부에 가해지는 부하를 완화하여 조타 장치의 수명감소를 방지할 수 있다.
또한, 상기 축이음부(230)는 클러치(clutch) 등 다양한 구성을 이용할 수 있으며, 이러한 클러치 구성 자체는 널리 알려진 것으로서 자세한 설명과 도시는 생략한다.
또한, 상기 축이음부(230)의 클러치는 수동으로 작동되거나, 전자석, 공압, 유압으로 동력 이음을 연결하고 차단할 수 있다.
즉, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 스프링의 탄성력으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하며, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 전자석 또는 공압 또는 유압으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 차단하도록 작동될 수 있다.
또한, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 전자석 또는 공압 또는 유압으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하며, 상기 축이음부(230)의 클러치(clutch)는 스프링의 탄성력으로 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 차단하도록 작동될 수도 있다.
한편, 상기 전달 샤프트(SH)는 상기 전동 모터부(210) 일측에 노출되는 것으로서 상기 중간 샤프트(430)와 연동되는 제동 샤프트(450)를 이용한다.
이때, 상기 브레이크(250)는 상기 전동 모터부(210)의 일측에 배치되어 상기 제동 샤프트(450)에 설치될 수 있다.
또한, 상기 브레이크(250)는 상기 전동 모터부(210)와 축이음부(230) 사이에 배치되어 상기 중간 샤프트(430)에 설치될 수도 있다.
즉, 상기 브레이크(250)는 상기 전동 모터부(210)의 상부 또는 하부에 배치되어 설치될 수 있다.
이에 상기 브레이크(250)는 조타 정지 시 작동(on)됨으로써 상기 전달 샤프트(SH)를 제동(brake)하여 상기 러더의 이동을 방지하며, 조타 수행 시 상기 브레이크(250)는 해체(off)됨으로써 상기 전달 샤프트(SH)의 제동(brake)을 풀어 상기 전달 샤프트(SH)가 회전되도록 한다.
즉, 상기 구동부(200)에 브레이크(250)를 설치함으로써 조타 정지 시 러더를 고정시킬 수 있어 조타각을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 브레이크(250)에는 브레이크(250) 고장 시 수동으로 브레이크(brake)를 해제(off)할 수 있는 브레이크 수동해제레버(251)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 브레이크(250)는 별도의 동력장치에 의해 on, off 상태를 유지할 수 있으며, 이러한 구성 자체는 널리 알려진 것으로서 자세한 설명과 도시는 생략한다.
한편, 상기 구동부(200)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 장착되어 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이의 동력 이음을 연결하거나 차단하는 출력이음부(500)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 출력이음부(500)는 상기 출력 샤프트(410)에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 출력이음부(500)는 평상시 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이의 동력 이음을 연결 상태로 유지하되, 조타 수행 시 상기 복수개의 구동부(200) 중 어느 하나인 제1구동부(200a)는 구속되어 회전 불능 상태이고, 다른 하나인 제2구동부(200b)는 정상 상태일 경우, 상기 제1구동부(200a)와 연결된 제1출력이음부(500a)는 상기 제1감속기(220a)와 제1출력 피니언(240a) 사이의 동력 이음을 차단하고, 상기 제2구동부(200b)와 연결된 제2출력이음부(500b)는 상기 제2감속기(220b)와 제2출력 피니언(240b) 사이의 동력 이음의 연결 상태를 유지한다.
즉, 상기 출력이음부(300)를 통해 구속되어 회전 불능인 구동부의 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이의 동력 이음을 차단함으로써 하나의 구동부가 회전이 불가능한 경우 다른 하나의 구동부로 조타각을 조정할 수 있도록 한다.
또한, 상기 출력이음부(500)는 스플라인 클러치(clutch) 또는 도그 클러치(clutch) 또는 기어 클러치(clutch) 등 다양한 구성을 이용할 수 있으며, 이러한 클러치 구성 자체는 널리 알려진 것으로서 자세한 설명과 도시는 생략한다.
또한, 상기 출력이음부(500)로 사용되는 상기 스플라인 클러치(clutch) 또는 도그 클러치(clutch) 또는 기어 클러치(clutch)를 작동하기 위한 수동해제레버(501)가 설치되어 수동으로 조작할 수 있다.
또한, 구동부(200)의 동력 이음을 차단하기 위할 경우 별도의 클러치 이동 레버를 통해서 클러치를 해제할 수 있으며, 전자석, 공압, 유압 등의 동력을 이용할 수 있다.
또한, 상기 출력이음부(500)가 자동화되어 동작될 경우, 상기 출력이음부(500)는 상기 축이음부(230)의 기능을 수행할 수 있으므로 상기 축이음부(230)의 설치를 제거할 수도 있다.
즉, 상기 예비 구동부 출력이음부(500)의 연결을 해제한 경우, 상기 축이음부(230) 해제한 것과 동일하게 주 구동부에 가해지는 가, 감속 부하를 완화시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
10 : 조타 장치 100 : 치차부
200 : 구동부 210 : 전동 모터부
220 : 감속기 230 : 축이음부
240 : 출력 피니언 250 : 브레이크
410 : 출력 샤프트 430 : 중간 샤프트
450 : 제동 샤프트 500 : 출력이음부
600 : 토크 리미터 SH : 전달 샤프트
T : 틸러 RS : 러더 스톡

Claims (11)

  1. 러더가 장착된 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하는 전기 기계식 조타 장치에 있어서,
    상기 틸러(T) 일측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(100)와,
    상기 치차부(100) 일측에 설치되어 상기 치차부(100)를 구동하는 복수개의 구동부(200)와,
    상기 구동부(200)와 치차부(100) 사이에 설치되어 동력이 전달되는 전달 샤프트(SH)와,
    상기 전달 샤프트(SH)와 치차부(100) 사이에 설치되는 토크 리미터(600)를 포함하되
    상기 구동부(200)는,
    회전력을 발생하는 전동 모터부(210)와,
    상기 전동 모터부(210)에 연결되는 감속기(220)와,
    상기 감속기(220)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(100)를 작동하는 출력 피니언(240)과,
    상기 전동 모터부(210)에 설치되는 브레이크(250)를 포함하며
    상기 구동부(200)는,
    상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 장착되어 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이의 동력 이음을 연결하거나 차단하는 축이음부(230)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크(250)에는 브레이크(250) 고장 시 수동으로 브레이크(brake)를 해제(off)할 수 있는 브레이크 수동해제레버(251)가 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전달 샤프트(SH)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 배치되는 출력 샤프트(410)와, 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 배치되는 중간 샤프트(430)를 이용하되,
    상기 축이음부(230)는 상기 중간 샤프트(430)의 제1축(432)에 연결되고,
    상기 토크 리미터(600)의 타측은 상기 감속기(220)에 설치되고 일측은 상기 중간 샤프트(430)의 제2축(434)을 이용하여 상기 축이음부(230)에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 축이음부(230)는 클러치(clutch)를 이용하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전달 샤프트(SH)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 배치되는 출력 샤프트(410)와, 상기 전동 모터부(210)와 감속기(220) 사이에 배치되는 중간 샤프트(430)를 이용하되,
    상기 구동부(200)는 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이에 장착되어 상기 감속기(220)와 출력 피니언(240) 사이의 동력 이음을 연결하거나 차단하는 출력이음부(500)를 더 포함하고,
    상기 출력이음부(500)는 상기 출력 샤프트(410)에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 출력이음부(500)는 스플라인 클러치(clutch) 또는 도그 클러치(clutch) 또는 기어 클러치(clutch)를 이용하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스플라인 클러치(clutch) 또는 도그 클러치(clutch) 또는 기어 클러치(clutch)를 작동하기 위한 수동해제레버(501)가 설치되어 수동 조작하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크(250)는 상기 전동 모터부(210)의 상부 또는 하부에 배치되어 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 축이음부(230)는 상기 토크리미터(600)와 상기 전동 모터부(210) 사이에 배치되거나 상기 토크리미터(600)와 상기 감속기(220) 사이에 배치되는 것으로 상기 축이음부(230)와 토크리미터(600)의 설치위치는 서로 바뀔 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 조타 장치.
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