KR100605526B1 - 다단변속이 가능한 수문구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주 감속기(A)의 상부에 형성되어 수문(D)을 개폐하기 위한 구동력을 발생시키기 위한 공지의 수문구동장치에 있어서, 상기 주 감속기(A)의 상부에 형성되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부 전방에 회전가능토록 설치하되 외주연에 요철부(121)가 길이방향으로 형성된 회전축(120)과, 상기 요철부(121)를 따라서 좌우 방향으로 이동하되 일측에는 고속회전을 위한 2단 변속기어(122)가 형성되며 중앙에는 저속회전을 위한 1단 변속기어(123)를 형성하고 타측에는 변속드럼(124)을 형성하는 변속기어 군과, 상기 회전축(123)과 축착되어 회전력을 주 감속기(A)에 전달하기 위한 스프로킷(125)과, 상기 본체(110)의 전방에 형성되는 변속레버(130)와, 상기 변속레버(130)와 결합하여 상기 본체(110)의 내부에 형성되는 변속암(131)과, 상기 변속암(131)의 하부에 결합하되 상기 변속드럼(124)의 외주연과 맞물려 좌우방향으로 이동시키기 위한 변속홀더(132)와, 상기 본체(110)의 내부 후방에 회전가능토록 형성되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)의 외주연에 축착되는 회전기어(141)와, 상기 구동축(140)의 외주연에 축착되어 상기 1단 변속기어(123)의 이동에 따라서 서로 맞물려 구동력을 전달하기 위한 1단 기어(143)와, 상기 1단 기어(143)의 일측에 형성되어 상기 2단 변속기어(122)의 이동에 따라서 서로 맞물려 구동력을 전달하기 위한 2단 기어(142)와, 상기 본체(110)의 후방에 설치하되 선단부에 형성된 구동기어(151)와 상기 회전기어(141)가 서로 맞물려 구동력을 발생시키기 위한 구동모터(150)로 구성되는 다단변속이 가능한 수문구동장치 를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 사용자가 변속 레버를 조작하여 규격이 서로 다른 변속기어와 구동기어가 서로 맞물리도록 조절함으로써 자연재해 및 위급한 상황 등에서 수문의 개폐속도를 효율적으로 조절할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명은 중량물인 수문의 개폐속도를 효율적으로 조절할 수 있도록 하여 수문의 마찰 및 충돌을 최소화하여 수문의 내구성 증대 및 작동 신뢰도를 확보할 수 있는 장점을 갖는다. 특히 본 발명은 구조가 간단하여 유지보수가 전혀 필요치 않으며, 기존 사용중인 수문구동장치를 개조 및 변경하지 않고도 적용시킬 수 있으므로 사용상의 편리성은 물론 제작비용을 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

권양기, 수문, 감속기, 구동장치, 다단, 변속, 속도, 조절

Description

다단변속이 가능한 수문구동장치{A multiple speed variable with operating device of water gate}

도 1 - 종래 수문구동장치를 적용한 권양기의 사용상태 참고 사시도.

도 2 - 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치를 나타내기 위한 분리 사시도.

도 3 - 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치를 나타내기 위한 사시도.

도 4 - 도 3의 A-A선 단면도.

도 5 - 도 3의 B-B선 단면도.

도 6 - 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치의 1단 변속상태를 나타내기 위한 참고도.

도 7 - 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치의 2단 변속상태를 나타내기 위한 참고도.

도 8 - 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치를 적용한 권양기의 사용상태 참고 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 종래 수문구동장치

100: 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치

110: 본체 111: 커버

112: 스프링 113: 걸림구

120: 회전축 121: 요철(凹凸)부

122: 2단 변속기어 123: 1단 변속기어

124: 변속드럼 125: 스프로킷

130: 변속레버 131: 변속암

132: 변속홀더 133: 가이드롤러

140: 구동축 141: 회전기어

142: 2단 기어 143: 1단 기어

150: 구동모터 151: 구동기어

A: 주 감속기 B: 보조 감속기

C: 래크바(Rack bar) D: 수문

본 발명은 다단변속이 가능한 수문구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 변속 레버를 조작하여 기어의 회전속도를 조절할 수 있도록 함으로써 자연재해 및 위급한 상황에서 수문의 개폐속도를 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 다단변속이 가능한 수문구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 수문구동장치는 수자원(水資源)의 확보를 위해서 중,소형 저수지나 하천의 수로 및 농업용수로에 설치되어 있는 수문을 승,하강시키기 위한 권양기(捲揚機)의 주 감속기의 상부에 형성되어 구동력을 발생시키기 위한 장치로써, 이에 대한 구체적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 구동모터(자동) 또는 수동핸들(수동)의 동작으로 구동축을 회전시키기 위한 수문구동장치(1)와, 상기 수문구동장치(1)의 하부에 형성되어 상기 구동축의 회전력을 전달받은 기어들이 서로 맞물려 회전속도를 조절하기 위한 주 감속기(A)와, 상기 주 감속기(A)의 일측 또는 양측에 형성되어 회전력을 전달받기 위한 보조 감속기(B)와, 상기 보조 감속기(B)의 내부에 형성된 스프로킷의 회전으로 상부와 하부방향으로 이동하는 래크바(C)와, 상기 래크바(C)의 하부에 형성된 수문(D)으로 이루어진다.

따라서 상기 수문구동장치(1)의 구동력이 주 감속기(A)와 보조 감속기(B)에 순차적으로 전달되어 상기 래크바(C)를 승,하강시킴으로써 결국 수문(D)을 개폐할 수 있게 된다.

아울러, 과거에는 수문구동장치를 사용자들의 수작업에 의해 작동하는 수동(手動)방식을 채택하였으나, 근래에는 수문(D)이 설치되는 농촌 및 어촌지역의 평균연령이 높아지면서 수문을 개폐하기 위한 사용자들의 편리성을 감안하여 모터를 사용하는 전동(電動)방식을 동시에 사용할 수 있는 자동 및 수동을 겸한 수문구동장치가 널리 사용되고 있는 실정이다.

그러나 종래의 수문구동장치는 단지 수동 및 자동으로 수문을 개폐할 수 있는 구조를 갖는 것으로, 이는 자연재해 및 위급한 상황에 따라서 수문(D)의 개폐속도를 가변적으로 조절할 수 있는 그 어떠한 수단 및 구성을 형성하지 못하므로 사용상의 한계를 갖게 되었다.

특히 종래의 수문구동장치는 중량물인 수문(D)을 개폐하는 과정에서 동일한 속도로 상부 및 하부방향으로 이동하게 되는데, 이는 수문(D)과 콘크리트 구조물의 잦은 충돌 및 마찰이 발생하게 되므로 결국 수문 및 장치의 내구성 저하되는 심각한 문제점이 발생하게 되었다.

따라서 수문구동장치를 사용함에 있어서 회전되는 구동축의 속도를 효율적으로 조절할 수 있도록 하여 작동효율을 향상시킬 수 있는 방안이 그 어느 때보다 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이처럼 본 발명은 상기와 같은 종래의 수문구동장치가 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 변속 레버를 조작하여 요철부의 외주연을 따라서 이동가능토록 형성된 변속기어와 구동기어가 선택적으로 서로 맞물리도록 함으로써 수문의 개폐속도를 효율적으로 조절할 수 있도록 하기 위한 다단변속이 가능한 수문구동장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치를 나타내기 위한 분리 사시도를 도시한 것이다.

본 발명은 주 감속기(A)의 상부에 형성되어 수문(D)을 개폐하기 위한 구동력을 발생시키기 위한 공지의 수문구동장치에 있어서,

상기 주 감속기(A)의 상부에 형성되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부 전방에 회전가능토록 설치하되 외주연에 요철부(121)가 길이방향으로 형성된 회전축(120)과, 상기 요철부(121)를 따라서 좌우 방향으로 이동하되 일측에는 고속회전을 위한 2단 변속기어(122)가 형성되며 중앙에는 저속회전을 위한 1단 변속기어(123)를 형성하고 타측에는 변속드럼(124)을 형성하는 변속기어 군과, 상기 회전축(123)과 축착되어 회전력을 주 감속기(A)에 전달하기 위한 스프로킷(125)과, 상기 본체(110)의 전방에 형성되는 변속레버(130)와, 상기 변속레버(130)와 결합하여 상기 본체(110)의 내부에 형성되는 변속암(131)과, 상기 변속암(131)의 하부에 결합하되 상기 변속드럼(124)의 외주연과 맞물려 좌우방향으로 이동시키기 위한 변속홀더(132)와, 상기 본체(110)의 내부 후방에 회전가능토록 형성되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)의 외주연에 축착되는 회전기어(141)와, 상기 구동축(140)의 외주연에 축착되어 상기 1단 변속기어(123)의 이동에 따라서 서로 맞물려 구동력을 전달하기 위한 1단 기어(143)와, 상기 1단 기어(143)의 일측에 형성되어 상기 2단 변속기어(122)의 이동에 따라서 서로 맞물려 구동력을 전달하기 위한 2단 기어(142) 와, 상기 본체(110)의 후방에 설치하되 선단부에 형성된 구동기어(151)와 상기 회전기어(141)가 서로 맞물려 구동력을 발생시키기 위한 구동모터(150)로 이루어진다.

본 발명에서 상기 변속드럼(124), 1단 변속기어(123), 2단 변속기어(122)를 "변속기어 군"이라 통칭한다.

상기 본체(110)는 상부와 하부가 개구(開口)된 함체 형상을 갖으며, 상단에는 유지보수 및 작업의 용이성을 위해 커버(111)가 체결구(볼트)에 의해 결합하며, 특히 상기 본체(110)와 회전축(120) 및 구동축(140)의 결합부에는 원활한 회전력을 확보하기 위한 공지의 베어링이 형성되는데, 이때 상기 베어링은 물리적인 하중과 습기로 인한 부식을 방지하기 위한 수밀성이 양호한 베어링을 사용함이 바람직하다.

또한, 상기 본체(110)와 변속레버(130)의 결합부에는 도 4에 도시된 바와 같이 스프링(112)의 탄성력에 의해 전방으로 돌출되는 걸림구(113)가 형성될 수 있는데, 이는 상기 변속레버(130)의 변속위치를 따라서 걸림구(113)가 변속레버(130)의 일측에 걸리도록 하여 사용자가 변속위치를 확인할 수 있도록 유도하기 위한 것으로, 이때 스프링(112)과 걸림구(113)의 형성위치는 상기 변속기어 군의 작동위치 및 변속레버(130)의 좌우 회전각도와 대응되도록 각각 형성함이 바람직하다.

본 발명에서 상기 요철부(121)는 매우 중요한 구성으로, 이는 요철부(121)를 따라서 상기 변속기어 군이 좌우 방향으로 이동될 수 있도록 유도하기 위한 것이다.

이때 상기 요철부(121)는 좌우방향으로 일정하게 이동될 수 있음 물론 회전력을 상기 변속기어 군에 전달하기 위한 것으로, 본 발명에서 상기 요철부(121)의 형상 및 구조는 공지의 각형 스플라인 축(Spline shaft) 및 미끄럼 키(Sliding key)를 사용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 구성은 당업자라면 이를 용이하게 선택적으로 적용할 수 있는 공지된 기술이므로 본 발명에서 그에 대한 상세한 서술은 생략하기로 한다.

따라서 상기 변속기어 군은 요철부(121)를 따라서 좌우방향으로 이동되면서 회전속도를 조절할 뿐만 아니라 정확한 회전력을 전달받을 수 있게 된다.

상기 2단 변속기어(122)는 저속으로 수문(D)을 개폐하기 위한 구성으로, 이는 통상적으로 수문(D)을 개폐하거나 유지보수 작업시 사용하게 된다.

또한, 상기 1단 변속기어(123)는 고속으로 수문(D)을 개폐하기 위한 구성으로, 이는 자연재해 및 위급한 상황일 경우 신속하게 수문(D)을 개폐하기 위한 것이다.

상기 변속드럼(124)은 상기 1단 변속기어(123)와 2단 변속기어(122)를 좌우방향으로 이동시키기 위한 구성으로, 이때 상기 변속드럼(124)과 1단 변속기어(123), 2단 변속기어(122)는 일체형으로 제작함이 바람직한데, 이는 상기 변속드럼(124)을 좌우방향으로 동시에 이동시키기 위함이다.

한편, 상기 변속레버(130)는 사용자가 조작으로 변속기어 군을 좌우 방향으로 이동시키기 위한 구성으로, 즉 사용자가 변속레버(130)를 좌측 또는 우측 방향으로 돌리게 되면, 이와 동시에 상기 변속암(131)이 회전하게 되고 이때 상기 변속 드럼(124)의 외주연에 맞물려 있는 변속홀더(132)를 이동시키게 되므로 결국 상기 변속기어 군을 이동시킬 수 있게 된다.

이때 상기 변속홀더(132)의 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 변속드럼(124)의 상부와 하부에서 견고하게 밀착되어 이동시킬 수 있도록 일정한 두께의 호(弧)형상을 갖도록 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 변속홀더(132)의 내측 상부와 하부에는 가이드롤러(133)가 형성되는데, 이는 상기 변속홀더(132)와 변속드럼(124)과의 마찰 및 마모를 방지함은 물론 상기 회전축(120)의 회전으로 인한 소음방지 및 원활한 회전을 유도하기 위한 구성이다.

이때 상기 가이드롤러(133)의 내부에는 원활한 회전력을 유지하기 위한 공지의 베어링이 형성됨은 당연할 것이다.

상기 2단 기어(142)와 1단 기어(143)는 구동모터(150)의 회전력을 상기 2단 변속기어(122)와 1단 변속기어(123)에 각각 전달하기 위한 구성이다.

한편, 상기 구동모터(150)는 공지의 기어드 모터 및 표준모터를 사용함이 바람직하나, 작업상태에 따라서 정회전과 역회전이 가능하며, 정확한 위치에서 정지할 수 있는 브레이크(Break)기능이 포함된 모터를 사용할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치의 1단 변속상태를 나타내기 위한 참고도이고, 도 7은 본 발명 다단변속이 가능한 수문구동장치의 2단 변속상태 를 나타내기 위한 참고도를 도시한 것이다.

먼저, 상기 구동모터(150)의 구동으로 회전력이 발생하게 되어 상기 구동기어(151)와 치합되어 있는 회전기어(141)가 회전하게 된다.

이때 수문(D)의 개폐속도를 조절하기 위해서는 사용자가 상기 변속레버(130)를 일측 방향으로 회전시키게 되므로 상기 변속홀더(132)가 변속기어 군을 요철부(121)를 따라서 일측 방향으로 이동하게 되는데, 이는 상기 구동축(140)과 축착되어 있는 1단 기어(143) 또는 2단 기어(142)와의 맞물리게 되므로 결국 수문의 개폐속도(저속, 고속)를 효율적으로 조절할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연할 것이다.

이처럼 본 발명은 사용자가 변속 레버를 조작하여 규격(잇수)이 서로 다른 변속기어와 구동기어가 서로 맞물리도록 조절함으로써 자연재해 및 위급한 상황 등에서 수문의 개폐속도를 효율적으로 조절할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명은 중량물인 수문의 개폐속도를 효율적으로 조절할 수 있도록 하여 수문의 마찰 및 충돌을 최소화하여 수문의 내구성 증대 및 작동 신뢰도를 확보할 수 있는 장점을 갖는다.

특히 본 발명은 구조가 간단하여 유지보수가 전혀 필요치 않으며, 기존 사용 중인 수문구동장치를 개조 및 변경하지 않고도 적용시킬 수 있으므로 사용상의 편리성은 물론 제작비용을 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 주 감속기(A)의 상부에 형성되어 수문(D)을 개폐하기 위한 구동력을 발생시키기 위한 공지의 수문구동장치에 있어서,

   상기 주 감속기(A)의 상부에 형성되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부 전방에 회전가능토록 설치하되 외주연에 요철부(121)가 길이방향으로 형성된 회전축(120)과, 상기 요철부(121)를 따라서 좌우 방향으로 이동하되 일측에는 고속회전을 위한 2단 변속기어(122)가 형성되며 중앙에는 저속회전을 위한 1단 변속기어(123)를 형성하고 타측에는 변속드럼(124)을 형성하는 변속기어 군과, 상기 회전축(123)과 축착되어 회전력을 주 감속기(A)에 전달하기 위한 스프로킷(125)과, 상기 본체(110)의 전방에 형성되는 변속레버(130)와, 상기 변속레버(130)와 결합하여 상기 본체(110)의 내부에 형성되는 변속암(131)과, 상기 변속암(131)의 하부에 결합하되 상기 변속드럼(124)의 외주연과 맞물려 좌우방향으로 이동시키기 위한 변속홀더(132)와, 상기 본체(110)의 내부 후방에 회전가능토록 형성되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)의 외주연에 축착되는 회전기어(141)와, 상기 구동축(140)의 외주연에 축착되어 상기 1단 변속기어(123)의 이동에 따라서 서로 맞물려 구동력을 전달하기 위한 1단 기어(143)와, 상기 1단 기어(143)의 일측에 형성되어 상기 2단 변속기어(122)의 이동에 따라서 서로 맞물려 구동력을 전달하기 위한 2단 기어(142)와, 상기 본체(110)의 후방에 설치하되 선단부에 형성된 구동기어(151)와 상기 회전기어(141)가 서로 맞물려 구동력을 발생시키기 위한 구동모터(150)로 구성되어짐 을 특징으로 하는 다단변속이 가능한 수문구동장치.

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