KR0185190B1 - 보트추진장치내의 조향기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

보트 추진 장치 내의 조향 기구

이러한 형태의 보트구동장치는 유럽특허 제 37,690 호(에치 엠 아네슨)에 기술되어 있으며 구동체는 볼로 형성되고 보트 내에 설치된 구동엔진에 연결되며 상기 볼은 보트의 선미에 설치된 볼 캐리어 내에 지치되고, 장치는 보트를 선회하기 위하여 수평면내의 구동장치를 회전하기 위한 구동장치의 일부와 보트의 선미를 상호 연결하는 두개의 외측유압실린더로 구성되고, 상기 볼의 회전포인트 주위에서 수직방향으로 구동장치를 상하로 회전시켜 구동장치를 트리밍 할 수 있는 추가 유압실린더가 제공된 구조를 갖는다.

수면 추진 프로펠러를 갖는 이러한 형태의 보트구동장치는 소위 Z-구동형과 비교하여 대단히 성능이 우수하며, 전술한 모든 구동장치는 앵글기어 구동장치 및 전동기어세트보다 적은 유량손실 및 적은 동력손실을 갖는다. 구동장치의 단순한 구조에 의하여 많은 다른 형태의 보트추진 구동장치보다 저렴하게 제작할 수 있고, 보다 효율적이며, 마모가 적으며, 고장이 적은 구동장치를 제공할 수 있다.

공지된 유럽특허 제 37,690 호의 장치는 직선형이며 수면 구동식 추진장치라는 장점을 가진 반면, 볼 및 볼 캐리어는 강한 응력을 받으며, 일정한 틈이 조향 수단내에 나타나며, 수리가 필요한 트리밍용 및 조향 작업웅 유압실린더는 마모를 받게 되고, 특히 상기 부품들은 보트의 외측에 위치하고 보트의 선미 뒤에 배치되므로 유압관의 파괴 및 누설에 민감하게 된다는 단점이 있다. 통상적으로, 또한 선박외측의 추진구동장치로부터 선박 또는 보트 내측의 조종공간으로 이어지는 길다란 도관 및/또는 호스가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 구동장치가 보트의 선미를 관통하는 표면구동 프로펠러를 갖는 형태의 선내외 모터용 추진구동장치를 제공하는 것이며, 추진구동장치는

- 보트를 보트외측에 배치된 유압 실린더 또는 축 동력 모터를 사용하지 않고 조향할 수 있으며,

- 추진구동장치에는 보트를 조향 또는 구동장치를 트리밍하기 위한 동작수단이 보트외측에 전혀 제공되지 않으며,

- 구동장치의 조향 및 트리밍은 보트 또는 선체 내측의 구동 구조물 내측에 배치된 동작수단에 의해 이루어지며

- 동종의 종래의 공지된 시스템과 비교하여 개량된 후진구동용량을 갖는다.

본 발명의 특징은 첨부된 특허청구범위에서 명확해질 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조로 한 이하의 상세한 기술로부터 명백해질 것이다.

본 발명은 프로펠러축이 보트의 선미를 관통하며, 보트의 후방 단부로부터 거의 일직선으로 연장되고, 프로펠러축은 그 외측 단부에 프로펠러 바람직하게는 수면구동형 프로펠러를 구비하며, 보트의 조향은 구동체 자체의 작동에 의해 수행되는 선내 엔진형으로 사용되며 선박 또는 보트 구동장치로서 언급되는 선박추진장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 새로운 형태의 선박구동장치용 조향 기구에 관한 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 추진구동장치의 일 실시예의 수직 측단면도이다.

제2a도 및 제2b도는 각기 제1도의 일부의 확대도이다.

제3도는 중립적인 트리밍 위치에 있을 때의 본 발명에 따른 구동장치의 일부 절단측면도이다.

제4도는 최대각으로 위로 트리밍된 위치에 있을 때의 구동장치를 도시하는 제3도와 비슷한 일부 절단 측면도이다.

제5도 최대각으로 아래로 트리밍된 위치에 있을 때의 구동장치를 도시하는 제3도와 비슷한 일부 절단 측면도이다.

제6도는 트리밍 모터 및 조향 실린더의 장착을 도시한 구동 장치의 일부 절단 사시도이다.

제7도는 일 방향 또는 다른 방향으로 보트가 선회할 때 프로펠러 또는 프로펠러들의 이동을 도시하는 본 발명에 따른 구동 장치의 개략 배면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선미 2 : 지지링

3 : 장착체 4 : 트리밍 기구

5 : 조향기구 6 : 구동체

7 ' 프로펠러기구 8 : 보트의 저부

9 : 외향플랜지 10 : 내향플랜지

11 : 슬리브 12 : 구멍

13 : 플랜지 14 : 연결링

15 : 볼트 16 : 볼베어링

17 : 슬라이드 박스 18 : 입력축

19a,19b : 유니버설 조인트 19c : 슬리브

20 : 프로펠러축 21 : 플랜지

22,23 : 롤러 베어링 24 : 베어링 슬리브

25 : 구동체 하우징 26 : 록킹링

27 : 씰 28 : 프로펠러 날개

29 : 유압밸브 30 : 인디케이터

31 : 내측 조정링 32 : 외측 조정링

33 : 원추면 34 : 칼라

35 : 칼라면 36 : 나사

37,53 : 내측톱니링 38 : 나사

39 : 록킹핀 40 : 안내링

41 : 단부면, 안내링 42 : 록킹핀

43 : 유압모터 44,45 : 도관

46 : 배수관 47 : 기어박스

48,49 : 기어 50 : 홈

51 : 회전봉 54 : 유압실린더

55,56 : 돌출부 57 : 구동체의 저부

명확하게 기술하기 위하여 선내 엔진을 도시하는 것을 생략하였지만, 상기 엔진은 종래의 방법으로 추진구동장치에 직접 또는 간접으로 연결되고, 엔진과 추진구동장치 사이의 구동커플링은 종래의 공지된 방식으로 이루어지며 본 발명에 영향을 미치지 않는다는 것을 유의해야 한다.

종래와 같이, 본 발명에 따른 추진구동장치는 보트 또는 선박의 선미 1을 관통하며 지지링 2에 의해 상기 선미상에 장착된다.

일반적으로 구동장치는 보트선체의 내측에 제공된 장착체 또는 장착체 3, 트리밍기구 4, 조향 기구 5, 구동체 6 및 프로펠러 기구 7로 구성된다.

구동장치는 보트의 저부 8에 근접 장착된다. 보트는 쾌속선 특히 활주형이어야 한다. 본 발명이 가장 양호한 기능을 갖기 위해서는, 선미는 약 20°와 40°사이 바람직하게는 22° 와 30°사이로 후방으로 다소 길게 경사져있어야 한다. 도면에 도시한 경우에, 선미는 수평면에 대하여 약 25 의 피치각을 갖는다. 특별히 길게 경사진 선미 때문에, 후진구동을 위하여 프로펠러를 조정할 때, 비교적 수직으로 연장된 선미를 갖는 보트에서와 같이 후진능력이 감소되는 것이 아니라 선미의 형상을 따라 물이 평활하게 전방을 향해 흐르게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 장치의 후진구동능력이 향상된다.

지지링 2는 방사상 외향으로 연장된 외향 플랜지 9 및 내향으로 연장된 내향 플랜지 10 및 상기 플랜지 9 및 10 사이의 슬리브 부분 11로 이루어진다. 외향 플랜지 9는 선미 1의 외측에 설치되도록 배치되고 슬리브 11을 갖는 내향 플랜지 10은 전체 구동체 6을 지지하기에 적합하게 되어있다.

선미에 구동장치를 장착하기 위하여, 구멍, 바람직하게는 원형구멍 12가 선미 1에 형성되고, 상기 구멍 내로 플랜지 9를 갖는 지지링 2가 삽입되고 상기 플랜지는 상기 구멍 12 둘레의 선미의 외표면과 접촉한다 선미의 내표면에는 다수의 나사연결수단이 제공되고, 장착체 3의 플랜지 13은 연결링 14 위의 지지링 2에 연결되고, 전체구조는 볼트 15에 의해 방수 상태로 선미에 나사 연결된다.

밀폐식 방수 케이싱 형상의 장착체 3은 입력 구동축 18용의 이중 볼베어링 16 및 중간 슬라이드박스 17을 거쳐 선내 엔진(도시않됨)에 연결된다. 입력 구동축 18의 단부는 두개의 일정간격 떨어진 유니버설 조인트 19a 및 19b 및 중간 슬리브 19c로 구성되고, 중간 구동축 19a-c는 일정한 각속도를 제공하고 전동조인트에서,불균일한 토크 및 트러스트를 제거한다. 종래의 볼베어링/슬라이드박스 16, 17은 결합된 구동커플링의 축 이동을 가능하게 한다.

제2b도에서 상세히 알 수 있듯이, 프로펠러축 20은 그 플랜지 21에 의해 후방 유니버설 조인트 19b의 출력 단에 연결된다. 프로펠러축 20은 두개의 일정간격 떨어진 롤러베어링 22 및 23에 의해 구동체 6내에 지지되고, 롤러베어링 22 및 23은 베어링 슬리브 24내에 장착되고 상기 베어링 슬리브는 나사 연결된 록킹링 26에 의해 구동체 하우징 25의 단부에 단단히 장착되고, 프로펠러축 20은 그 전방 및 후방으로 압력을 받을 수 있게된다. 프로펠러축 20의 일단부의 씰 27은 물이 구동체 6으로 들어가는것을 방지한다.

프로펠러기구 7은 공지의 구조이며 따라서 상세히 기술하지 않는다. 프로펠러 또는 프로펠러들은 프로펠러의 날개의 각도를 조정함으로서 전방추진 또는 후방추진 또는 공회전을 수행할 수 있도록 다양한 각도로 조정되며 다양한 피치를 갖는 프로펠러 날개 28로 형성된다. 프로펠러 날개의 조정은 한 개 또는 수 개의 유압 밸브 29를 통하여 프로펠러축 20 및 프로펠러축내의 통로(도시않됨)를 통하여 들어가는 압력유체에 의해 이루어진다. 프로펠러 날개의 설정위치는 인디케이터 30에 의해 조종 장소를 전송한다.

트리밍 기구 4 및 조향 기구 5는 장착체 3과 구동체 6 사이에 연결된 단일체로 성형된다. 트리밍 기구는 연결링 14에 의해 지지링 2에 나사 결합된다.

제2a도에 대하여 언급하면, 트리밍 기구 4는 두개의 협동하는 원추형 조정링, 즉 제 1 링 또는 내측 조정링 31 및 제 2 링 또는 외측 조정링 32로 구성된다. 서로 직면하는 상기 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32의 원추형이다. 도시한 실시예에서, 두 개의 원추링은 약 10°의 원추각을 갖으며, 구동체 6은 제3도에 도시한 중립위치로부터 제4도에 도시한 바와 같이 상반으로 약 10°경사 또는 트리밍 업되거나 제5도에 도시한 바와 같이 아래로 10° 경사 또는 트리밍 다운될 수 있으나, 그러나 소망하는 트리밍용량에 따라 원추각을 변경할 수도 있다. 두 개의 원추링인 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32는 서로 연관되게 회전할 수 있을 뿐만 아니라 지지링 2 및 구동체 6에 관련하여 회전할 수 있다. 원추링인 내측 조정링 31 및 조정링 32는 링의 중립위치에서 가장 좁은 부분과 가장 넓은 부분이 서로 접하도록 장착된다. 내측 조정링 31에는 방사상 외향으로 연장된 칼라 34가 형성되어 지지링 2의 내측 플랜지 10에서 접촉링 14와 칼라면 35 사이에 회전 가능하게 체결되며, 이러한 목적으로 접촉링 14는 지지링 2에 36에서 나사 결합된다. 외측 조정링 32의 상단에서 내측 톱니링 37이 38에서 나사 결합되고 내측톱니링 37을 구비한 외측 조정링 32는 상기 내측 조정링 31에 나사 결합된 록킹 링 39에 의해 제 1 링 또는 내측 조정링 31에 회전 가능하게 체결된다. 안내링 40이 외측 조정링 32의 저면의 홈에 회전 가능하게 장착되고 상기 안내링은 구동체 6의 안내면 41 또는 단부면에 나사 결합된다. 구동체 6에 접하는 안내링 40은 외측 조정링 32에 나사 결합된 록킹링 42에 의해 외측 조정링 32에 회전 가능하게 체결된다. 따라서 내측 조정링 31은 지지링 2, 연결링 14 및 외측 조정링 32에 관련하여 회전 가능하며, 내측 톱니링 37을 구비한 외측 조정링 32는 내측 조정링 31에 대하여 회전 가능하며, 안내링 40에 접하는 구동체 6은 외측 또는 외측 조정링 32에 대하여 회전할 수 있다.

구동체의 상방 또는 하방의 트리밍은 중립 트리밍 위치로부터 반대 방향으로 두 개의 원추링인 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32를 회전시킴으로서 이루어질 수 있다(제3도 내지 제5도 참조). 이러한 목적을 위하여, 장치에는 가압 유체가 도관 44 및 45를 통하여 공급되고 제3 도관 46을 통하여 배출되는 유압모터 43이 제공된다. 유압모터는 제1 및 제2 기어 48 및 49를 구비하는 기어박스 47에 결합된다. 기어박스 47을 구비하는 유압 모터 43은 상기 내측 조정링과 공통으로 회전하도록 내측 조정링 31 내의 홈 50에 장착된다. 상기 모터 43은 원추링인 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32와 동심인 장착체 3의 하우징 52 상단에 장착된 회전봉 51에 의해 고정반경에서 유지된다.

연결링 14에는 링형상으로 내측에 톱니가 형성되어 있어, 따라서 상기 톱니는 장착체 3에 대하여 고정적으로 장착된다. 유압 모터 43의 기어 48은 링형상의 내측톱니53과 협동하고, 유압모터 43을 작동함으로서 기어 48을 회전시키며 기어박스 47을 구비한 모터가 고정 내측톱니 53상에서 일방향 또는 다른 방향으로 회전한다. 또한 제 1 링 또는 내측 조정링 31은 모터 43과 함께 회전한다.

유압모터 43의 기어 49는 외측 조정링 32의 내측 기어 37과 협동하고 내측 조정링 31의 속도와 동일한 속도에서 내측 조정링 31의 이동에 반대되는 방향으로 외측 조정링이 회전하도록 배치된다. 이는 기어 49가 기어 48 속도의 2배로 회전하는 것을 의미한다.

유압모터 43을 작동함으로서 모터 43이 상기 톱니링 53상에서 고정톱니링 53과 맞물리는 기어 48을 회전하게 하여 모터 43이 장착된 제 1 링 또는 내측 조정링 31은 장착체 3에 대하여 일방향 또는 다른 방향으로 회전하고, 동시에 기어 49는,2 배의 기어속도로 반대방향으로 외측 조정링 32를 회전시켜 상이한 원추링 결합이 얻어진다. 제3도는 중립위치의 장치를 도시하며, 여기서, 모터 43은 장착체 3의 상단부에 위치하며 원추링인 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32의 가장 넓은 부분과 가장 좁은 부분이 서로 접촉한다. 일방향(보트내측에서 보면 반시계방향으로)으로 외측 조정링 32와 함께 모터 43을 회전함으로서 제4도에 도시한 바와 같이 두 개의 원추링인 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32의 가장 넓은 부분은 장착체 3의 저부에서 서로 접촉하며 두 개의 원추링인 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32의 가장 좁은 부분은 장착체 3의 상단부에서 서로 접촉하며 이 경우에 구동체는 중립 위치로부터 10°의 각에서 상방으로 최대로 트리밍 업(up) 된다. 제5도는 유압모터 43이 반대 방향(보트내측에서 보면 시계방향)으로 작동한 후에 장치를 도시한 것으로,,구동체는 도시한 실시예에서 하방으로 10 로 최대로 트리밍 다운(down)된다.

구동체 6의 단부면 또는 안내단부 41은 원형이고 구동체의 상기 단부는 트리밍 기구 4의 외측 조정링 32의 홈 내에 회전 가능하게 장착된다. 보트를 우현 또는 좌현방향으로 선회시키도록 장착체 3에 대하여 구동체 6을 회전하기 위하여 구동체 6내측의 슬리브 19c와 프로펠러축 20 양측에 유압실린더 54가 설치된다. 각 유압실린더 54는 베어링슬리브 24에 고정연결된 실린더부의 돌출부 55; 및 장착체 3의 하우징 52내에 고정 장착된 피스톤로드의 돌출부 56에 장착된다.

유압실린더 54는 구동체 안내단부 41 및 외측 조정링 32에서 소정각도로 활주면으로 연장되므로, 유압실린더의 작동은 구동체 6과 장착체 3 사이에 회전력을 발생시키며 이 회전력은 구동체를 장착체 3에 대하여 외측 조정링 32의 슬라이드 홈 내의 단부면 41에서 회전하게 한다.

보트의 선미 1에서 장착체 3의 연결면이 수직면에 대하여 일정각을 형성하도록 설계되므로, 구동체 6 외측단부에서의 프로펠러 또는 프로펠러들은 조향작동이 이중운동 즉 수평으로의 회전운동 및 수직방향으로의 프로펠러의 침지(dipping)운동을하게되며, 상기 이중운동은 마치 자전거가 선회할 때 발생되는 것처럼 보트가 선회중심에 대하여 수직내향으로 선회하는 경향을 갖는다. 선회중심 내측으로의 상기 전향이동은 보트의 안정에 기여할 뿐만 아니라 쌍동선, 수중익선 등의 높은 평형점을 갖는 배에 나타나는 불쾌감을 제거한다.

평상시 추진구동부는 도시한 실시예에서 수평면에 대하여 4 정도의 각을 갖는 소정의 수평구동위치에 있게되며, 이 위치는 보트의 저부 8에서부터 구동체 6의 저면 57 및 구동체의 다른부분이 통과할 때 완전한 층상흐름을 갖는다. 그러므로 심지어 고속이 아니더라도 유량손실이 발생하지 않는다. 보트의 하중과 속도 등을 고려하거나 또는 깊지 않은 곳에서 보트를 구동할 때는 구동체를 트리밍 업 (또는 다운하는 것이 바람직하며 이는 트리밍 구동모터 43을 회전함으로서 톱니 53 및 37이 내측 조정링 31 및 외측 조정링 32가 반대방향으로 회전하게 하여 상기 링의 원추면 33이 상호 변경된 위치를 갖게 함으로서 이루어지고, 구동체는 모터 43이 회전하는 방향에 따라서 연속적으로 상방경사 또는 하방경사지게 된다.

이러한 트리밍위치의 변화는 보트가 주행하는 동안에 잘 이루어질 수 있으며 조향기능에 어떠한 영향을 주지 않고 이루어질 수 있다.

조향실린더 54를 작동하여 구동체 단부 또는 안내헤드 41을 회전함으로서 조향이 이루어지고, 구동체 6은 장착체와 보트의 선미에 대하여 수평방향으로 회전하며 수직방향에서 연속적으로 하향침지되며, 또한 보트는 보트의 선회중심쪽의 수직방향으로 연속적으로 선회한다.

Claims (8)

1. 프로펠러축(20)과 연결되는 입력 구동축(18)이 보트의 선미(1)로부터 뻗어 나와 있고, 구동체(6)는 보트의 선미(1)로부터 곧게 뻗어 나와 있으면서 그 외측 단부에 바람직하게는 수면 구동형 프로펠러인 프로펠러 기구(7)를 가지고, 보트의 조향은 상기 구동체(6) 자체를 작동시킴으로써 이루어지는, 선내 엔진용 선박 추진 구동장치에 있어서, 보트의 구동체(6) 및 선미(1)는 보트의 저부(8)로부터 상방-후방으로 경사진 공통의 경사 연결면을 갖으며, 보트의 선미에서 구동체(6)의 안내링(40)은 상기 안내링(40)에 수직인 축 둘레를 회전 가능하게 장착됨으로써, 보트는, 상기 안내링(40) 둘레로 전체 구동체(6)를 일방향 또는 타방향으로 회전시킴으로서 보트가 전향되는 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 보트의 선미(1)에서 구동체(6)의 안내링(40)은 원형인 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.
3. 제1항에 있어서, 구동체(6)의 회전 가능한 안내링(40)은, 구동체(6)의 외측 단부에서의 프로펠러 기구(7)가 구동체(6)의 회전으로 보트가 전향할 때 수평면으로 회전하면서 그와 동시에 수평 전향 회전 이동 폭과 유사한 정도만큼 하방으로 침지되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 구동체(6)는, 그 회전 가능한 안내링(40)과 수평면에 대하여 20-40°, 바람직하게는 22-30°의 각으로 장착되는 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 구동체는, 보트가 주행할 때, 프로펠러축(20)이 수평면에 대해 3-6°의 법선 각도를 갖도록 장착되고, 상기 장치는, 구동체(6)가 상기 법선 각도로부터 연속적으로 트리밍되어 중립 트리밍위치로부터 최대 약 10°의 각으로 상하방으로 트리밍될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 직접 접촉하도록 설치되고 두개의 협동 원추형 조정링(31,32)으로, 그 중 하나의 조정링(32)이 상기 구동체(6)를 지지하는 조정링(31,32)으로 구정되는 트리밍 기구(4)로, 상기 기구 내에서 상기 두 개의 원추형 조정링(31, 32)이, 서로에 대해 회전 가능하여 상기 구동체(6)의 상하방 각각으로의 트리밍을 위해 다양한 원추형 링 결합이 가능하게 하는 트리밍 기구(4)에 일체형으로 구동 조향 기구(4)가 제공되는 것을 특징으로 하는 선내엔진용 선박 추진 구동 장치.
7. 제6항에 있어서, 조향기구(5) 및 트리밍 기구(4)는 서로 독립적으로 조정 가능한 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.
8. 제6항에 있어서, 조향기구(5)는, 구동체(6) 내부의 구동 슬리브(19c) 양측에 장착되며 그 일단부가 구동체(6)에 연결되고 타단부가 구동체의 고정 하우징(52)에 연결되는 두 개의 유압 실린더(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 선내 엔진용 선박 추진 구동 장치.