KR100799351B1

KR100799351B1 - 수문용 권양장치

Info

Publication number: KR100799351B1
Application number: KR1020070066429A
Authority: KR
Inventors: 장성권
Original assignee: 광희엔지니어링 주식회사; 장성권
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2008-01-30

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치는 하우징에 회전 가능하게 지지되는 제1 회전축과 상기 제1 회전축에 장착되는 조작 핸들을 포함하는 수동 동력 발생유닛과, 상기 제1 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되는 제2 회전축과 상기 제2 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되는 제3 회전축과 상기 제3 회전축의 수직 하방으로 배치되는 제4 회전축을 포함하는 수동 동력 전달유닛과, 상기 하우징의 외면에 착탈 가능하게 설치되는 모터 구동부와, 상기 모터 구동부와 상호 연결되는 제5 회전축을 포함하는 전동 동력 발생유닛과, 상기 모터 구동부에 설치되는 제1 스프라켓과 상기 제5 회전축에 설치되는 제2 스프라켓과 상기 제1 스프라켓과 상기 제2 스프라켓을 상호 연결하는 체인을 포함하는 전동 동력 전달유닛과, 상기 제4 및 제5 회전축과 연결되게 설치되며 상호 치합되는 제1,2 베벨 기어 및 제1,2 피니언 베벨 기어로서 수동 및 전동의 운전 절환이 이루어지도록 하는 차동유닛과, 상기 차동유닛으로부터 전달받은 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시키는 감속유닛과, 상기 감속유닛으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환시키는 수문 동력 승강유닛으로 이루어지는 수문용 권양장치를 제공한다.

수로개폐, 수문, 권양, 수동, 전동, 유성기어셋트, 차동유닛

Description

수문용 권양장치 {WINCH OF WATER GATE}

본 발명은 수로를 개폐하는 수문용 권양장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 랙 바아와 피니언으로서 수문을 승강시킬 수 있도록 한 수문용 권양장치에 관한 것이다.

일반적으로 수문 시스템은 댐이나 하천제방, 방조제, 저수지 등의 담수설비 또는 저수설비의 수로 상에 설치되어 배수량 조절 및 역류를 방지함으로써 담수율 또는 저수율을 인위적으로 조절하며, 홍수로 인한 설비 구조물의 안정성을 보장 할 수 있도록 하는 설비이다.

이러한 수문 시스템의 구성은 크게 수문과 그 수문을 승강시키는 권양장치로 구분되는데, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치로서는 본 출원인이 출원하여 현재 특허 등록된 대한민국 특허등록 제10-0491315호를 예로 들수 가 있다.

상기 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 수동 동력 발생수단과 전동 동력 발생수단이 일체로 형성될 수도 있도록 하여 사용자에 의한 한 번의 조작으로서 수동 또는 전동 운전으로의 절환이 가능하도록 하고, 전동 동력 발생수단이 미적용된 상태에서 필요에 따라 상기 전동 동력 발생수단을 추가 설치하는 경우 이의 설치 작업이 용이하게 이루어지도록 하고 있다.

또한 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 동력 단속 부분(클러치 어셈블리, 슬리이브 등)의 조작부를 세로 방향으로 세워 배치하지 않고 수평 방향으로 배치되도록 하여 강우 또는 강설시 물과 같은 이물질의 침투가 억제되며, 이를 조작하는 조작 레버 또한 공용으로 사용할 수 있도록 함으로써 사용 상에 편리함을 제공하고 있다.

이에 더하여 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 수문의 닫힘시 일정한 속도로 하강할 수 있도록 하기 위하여 적용하고 있는 브레이크 수단으로서 원심식 브레이크를 채용함에 따라 심한 소음이 발생되지 않으며, 감속수단의 기어 배열에 따라 전체 높이가 높게 형성됨으로써 수동 조작시 사용되는 핸들의 위치가 적당히 높게 배치되어 핸들 조작에 편리함을 제공하고 있다.

그러나 상기에서와 같은 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 조작 레버를 이용한 사용자의 조작으로서 회전축에 설치된 슬라이더를 일측 또는 타측 방향으로 이동시킴으로써 수동 및 전동으로의 운전 절환이 이루어지는 바, 사용자가 직접 조작 레버를 조작해야 하는 등 사용상의 불편함이 있다는 문제점을 내포하고 있다.

또한 종래 기술에 따른 수문용 권양장치에서는 모터의 구동축에 설치된 웜과 회전축에 설치된 웜휠의 결합으로서 전동 동력 발생수단에서 발생된 회전 동력을 회전축으로 전달하도록 적용하고 있는 바, 모터 구동축의 전달 하중이 웜을 통해 웜휠에 집중됨으로써 작동시 심한 소음이 발생된다는 문제점이 있다.

그리고 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 수동식으로 출고된 상태에서 전 동 발생 수단을 추가 적용하는 경우, 회전축에 웜휠을 설치해야 하고 그 웜휠과 모터 구동축의 웜을 치합해야 하는 등 사용상의 불편함을 내재하고 있다는 문제점도 있다.

또한 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 맞물림 클러치에 의하여 모터의 구동축에 일정 유격을 주고 웜휠에 치합되는 웜의 나선 각도에 의해 모터의 구동축이 일정 간격으로 이동할 수 있는 구조로서 모터에 걸리는 부하를 토오크 스위치부를 통해 차단하도록 적용하고 있는 바, 토오크 스위치부의 스위칭 동작을 구현하기 위한 상기 제반 구조가 복잡다는 문제점을 내포하고 있다.

이에 더하여 수문이 개방된 상태에서 수문 외측의 강이나 하천이 범람하는 경우 수문 내측으로 유수가 역류하는 경우가 발생되는 경우 수문을 하강시키거나 수문 외측의 수위가 내려가고 수문 내측의 수위가 상승하는 경우 수문을 상승시켜야 하는데, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치에는 이를 감지하여 자동적으로 수문을 승강시킬 수 있는 수단을 전혀 구비되고 있지 않아 수문 내외측의 수위 변화에 적극 대응하지 못하게 되는 등 수문의 운전 효율이 저하되는 문제점도 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 조작 레버를 사용하지 않고서도 수동 및 전동의 운전 절환이 가능하며, 모터 구동축의 전달 하중을 분산시켜 동작시 소음을 최소화시킬 수 있도록 하고, 동력 발생수단의 추가 설치가 더욱 용이하여 사용상에 많은 펀리함을 제공하며, 토오크 스위치부의 스위칭 동작을 구현하기 위한 제반 구조가 단순할 뿐만 아니라, 수문 내외측의 수위에 따라 수문을 자동적으로 개폐할 수 있도록 하는 수문용 권양장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 구체적으로 실현하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치는, 수로를 개폐하는 수문을 승강시키기 위한 것으로서, ⅰ)하우징 내부의 일측에 회전 가능하게 지지되는 제1 회전축과, 상기 제1 회전축의 단부에 상호 회전 간섭이 없이 장착되는 조작 핸들을 포함하는 수동 동력 발생유닛과, ⅱ)상기 제1 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되어 상기 제1 회전축으로부터 회전 동력을 전달받아 일방향으로만 동력을 전달하는 제2 회전축과, 상기 제2 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되는 제3 회전축과, 상기 제3 회전축의 수직 하방으로 배치되어 상기 제2 및 제3 회전축과 연결되는 제4 회전축을 포함하는 수동 동력 전달유닛과, ⅲ)상기 하우징의 외면에 착탈 가능하게 설치되는 모터 구동부와, 상기 제1 회전축의 수직 하방 외측에 배치되어 상기 모터 구동부와 상호 연결되는 제5 회전축을 포함하는 전동 동력 발생유닛과, ⅳ)상기 모터 구동부에 설치되는 제1 스프라켓과, 상기 제5 회전축에 설치되는 제2 스프라켓과, 상기 제1 스프라켓과 상기 제2 스프라켓을 상호 연결하는 체인을 포함하는 전동 동력 전달유닛과, ⅴ)상기 제4 회전축의 수직 하방에 배치되고 상기 제4 및 제5 회전축과 연결되게 설치되며, 상기 제4 및 제5 회전축에 각각 대응하여 상호 치합되는 제1,2 베벨 기어 및 제1,2 피니언 베벨 기어로서 수동 및 전동 동력의 상호 간섭 없이 수동 및 전동의 운전 절환이 상보적으로 이루어지는 차동유닛과, ⅵ)상기 차동유닛으로부터 전달받은 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시킬 수 있도록 다수의 기어열로서 이루어지는 감속유닛과, ⅶ)상기 감속유닛으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환시킬 수 있도록 랙 바아와 피니언으로서 이루어지는 수문 동력 승강유닛을 포함하여 구성된다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 모터 구동부는 작동 스위치의 조작에 따라 컨트롤 박스에 의해 그 구동이 제어되는 구동 모터와, 상기 하우징에 대해 착탈 가능한 브라켓 내부에 설치되고 입력축으로서 상기 구동 모터의 구동축에 결합되는 유성기어셋트와, 상기 유성기어셋트의 출력축과 연결되고 상기 제1 스프라켓이 장착되는 동력 전달축과, 상기 유성기어셋트와 연결되게 설치되어 상기 구동 모터에 걸리는 부하를 차단하는 토오크 스위치부를 포함할 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 유성기어셋트는 상기 구동축과 스플라인 결합되는 선기어와, 상기 선기어의 외측에 원주 방향으로 배치되어 상기 선기어와 치합되는 복수의 유성기어들과, 상기 유성기어들과 내접하여 치합되는 링기어 와, 상기 유성기어들을 회전 가능하게 지지하는 샤프트와 일체로 연결되고 상기 출력축이 스플라인 결합되는 유성 캐리어와, 상기 브라켓에 설치되어 상기 링기어를 고정시키는 고정 로드를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 고정 로드는 상기 샤프트의 수직 방향으로 배치되어 상기 링기어와 외접하여 치합되며 양단이 일정 유격을 두고 상기 브라켓에 지지되게 설치되고, 상기 고정 로드의 양단부에는 탄성부재가 탄성 지지되게 설치될 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 토오크 스위치부는 상기 브라켓을 관통하여 상기 고정 로드에 조립되는 레버축과, 상기 레버축에 일정 각도로 분할되어 설치되는 터치 플레이트와, 상기 터치 플레이트와 접촉하는 토오크 스위치를 포함할 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 차동유닛은 상기 하우징의 일측에 회전 가능하게 지지되는 제1 축, 및 상기 제1 축에 대응하여 상기 하우징의 다른 일측에 회전 가능하게 지지되고 상기 제1 축과 동일선 상에서 키를 개재시켜 고정되는 제2 축으로 이루어지는 메인축과, 상기 메인축의 축심에 대하여 직각 방향으로 상호 대칭하여 고정되게 설치되는 제1 및 제2 차동 기어축과, 상기 제4 회전축과 연결되어 상기 제1 축에 회전 가능하게 지지되는 제1 베벨 기어와, 상기 제5 회전축과 연결되어 상기 제2 축에 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨 기어와, 상기 제1 차동 기어축에 회전 가능하게 지지되어 상기 제1 및 제2 베벨 기어와 상호 치합되는 제1 피니언 베벨 기어와, 상기 제2 차동 기어축에 회전 가능하게 지지되어 상기 제1 및 제2 베벨 기어와 상호 치합되는 제2 피니언 베벨 기어를 포함할 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 수동 동력 전달 유닛에는 원심식 브레이크로서 이루어진 브레이크유닛이 상기 제3 회전축의 일측 단부에 설치되며, 상기 브레이크유닛은 상기 하우징에 일체로 고정되는 드럼과, 상기 제3 회전축의 일측 단부에 고착되는 보스부와의 사이에 일방향 클러치를 개재시켜 결합되는 회전체와, 상기 회전체의 외주측에 배치되어 원심력에 의하여 외측으로 벌어지는 디스크 부재를 구비할 수 있다.

이 경우 상기 회전체와 상기 디스크 부재는 상기 회전체의 축 직각 방향으로 형성되는 관통홀을 통해 고정핀으로서 고정되되, 상기 고정핀과 상기 디스크 부재 사이에 항상 상기 디스크 부재를 상기 회전체 측으로 밀어 주는 탄발력을 발휘하는 스프링를 배치하여 이루어질 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 감속유닛은 상기 차동유닛에 설치된 구동 기어와 상호 치합되는 제1 감속 피동기어를 보유하는 제1 감속 회전축과, 상기 제1 감속 회전축의 제1 감속 구동기어와 치합되는 제2 감속 피동기어를 보유하면서 상기 제1 감속 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되는 제2 감속 회전축과, 상기 제2 감속 회전축의 제2 감속 구동기어와 치합되는 제3 감속 피동기어를 보유하면서 상기 제2 감속 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되고 그 동축 상에 상기 피니언이 설치되는 제3 감속 회전축을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 수문용 권양장치는, 상기 수문이 상승된 상태에서 상기 수문의 외측 수위가 기설정된 수위를 초과하여 상승하는 경우 이를 감지하는 감지유닛을 더욱 포함할 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 감지유닛은 상기 수로에 마련된 취수구와 상호 연통되게 형성되는 플로우트실과, 상기 플로우트실 내부에 설치되어 상기 수위 변화에 의해 상측으로 부상하는 플로우트와, 상기 플로우트와 연결되게 설치되는 강봉과, 상기 강봉과 연결되면서 상기 하우징의 외측에 회동 가능하게 설치되는 제1 회동 아암과, 상기 제1 회동 아암에 대응하여 상기 하우징에 회동 가능하게 설치되는 제2 회동 아암과, 상기 제1 및 제2 회동 아암과 상호 링크 연결되는 링크 아암으로서 이루어질 수 있다.

상기 수문용 권양장치는, 상기 제2 회동 아암에 의해 연동되어 상기 제3 회전축을 상기 수문의 상승에 따른 회전 방향의 반대 방향으로 회전시켜 상기 수문을 하강시키는 자동 수문 하강유닛을 더욱 포함할 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 자동 수문 하강유닛은 상기 하우징의 내벽면에 브레이크 드럼이 회전 가능하게 장착되고, 상기 제3 회전축의 다른 일측 단부와 결합된 상태로 상기 제3 회전축을 상기 수문의 상승에 따른 회전 방향으로만 회전시키기 위한 캠형 일방향 클러치 베어링이 상기 브레이크 드럼에 고정되며, 상기 브레이크 드럼을 감싸는 커버가 상기 브레이크 드럼과 별개로 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되고, 상기 하우징에 일단부가 고정되고 상기 커버에 타단부가 고정되는 브레이크 밴드가 상기 브레이크 드럼의 외주면에 탄성을 지니며 감기도록 구성되며, 상기 제2 회동 아암과 연결되는 연결 아암이 상기 하우징의 외측에 배치되고, 상기 하우징 내부로 장착되는 회동축의 일단부가 상기 연결 아암에 고정되며, 상기 커버에 연결되는 작동 아암이 상기 회동축의 타단부에 고정되게 구성될 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 자동 수문 하강유닛은 상기 하우징의 내벽에 설치되어 상기 브레이크 밴드의 일단부를 고정시키는 고정부재와, 상기 커버에 일단부가 고정되고 상기 하우징에 타단부가 고정되어 상기 브레이크 밴드가 조여지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더욱 포함할 수 있다.

이 경우 상기 커버의 하부에는 상기 작동 아암과 연결되는 연장판이 하향하여 길게 배치되고, 상기 연장판에 대응하는 상기 작동 아암의 단부에는 상기 연장판에 걸리면서 회전되는 베어링이 설치될 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 자동 수문 하강유닛은 상기 하우징의 외벽에 설치된 브라켓에 레버축이 회전 가능하게 장착되며, 상기 연결 아암에 슬롯판이 연결 설치되고 그 슬롯판에 형성된 슬롯으로 상기 레버축이 끼워져 상기 슬롯판이 상하 이동 자유롭게 배치되며, 상기 레버축의 축상에는 상기 슬롯판을 밀어 올리기 위한 푸시 돌기가 고정되게 설치되고, 상기 레버축의 단부에 레버부재가 고정되게 구성될 수 있다.

상기 수문용 권양장치에 있어서, 상기 자동 수문 하강유닛은 상기 브라켓에 설치되어 상기 레버부재의 이동 범위를 제한하는 한 쌍의 스토퍼를 더욱 포함할 수 있다.

이 경우 상기 슬롯판은 상기 푸시 돌기에 간섭되도록 그 상단부가 상기 하우징 쪽으로 절곡되게 구성되고, 상기 푸시 돌기는 상기 레버축의 외측에 배치되며, 상기 레버축에 장착된 고정편에 고정되게 설치되고, 상기 슬롯판과 접촉하여 회전 되는 베어링으로서 구성될 수 있다.

상기 수문용 권양장치는, 상기 수문의 내측에 설치되어 상기 수문 내측의 수심을 측정하는 제1 수위계와, 상기 수문의 외측에 설치되어 상기 수문 외측의 수심을 측정하는 제2 수위계와, 상기 제1 수위계 및 상기 제2 수위계에 의해 측정된 측정값을 비교 판단하여 상기 수문의 내측 및 외측의 수위 편차에 따라 상기 구동 모터의 구동을 제어하는 제어유닛을 더욱 포함할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면 종래 특허등록 제10-0491315호에 비하여, 사용자가 직접적으로 조작 레버를 조작하여 수동 및 전동의 운전 절환이 이루어지는 종래와 달리, 차동유닛을 통해 사용자의 별도 조작 없이도 수동 및 전동의 운전 절환이 이루어지므로 사용 및 운전 조작 상의 편리함을 제공할 수 있게 된다.

또한 본 실시예에 의하면, 전동 동력 발생유닛이 미적용된 상태에서 필요에 따라 추가 설치하는 경우, 회전축에 웜휠을 설치해야 하고 그 웜휠과 모터 구동축의 웜을 치합해야 하는 종래와 달리 체인을 스프라켓에 연결하면 되므로 이의 설치 작업이 매우 용이하게 이루어지고, 사용상의 편리함을 제공할 수 있게 된다.

또한 본 실시예에 의하면, 웜과 웜휠로서 전동 동력을 제공하는 종래와 달리 유성기어셋트를 채용함으로써 이 유성기어셋트를 통해 구동 모터에 대한 전달 하중을 분산시킬 수 있으므로 작동시 심한 소음이 발생되지 않게 된다.

또한 본 실시예에 의하면, 모터의 구동축에 일정 유격을 주고 웜휠에 치합되 는 웜의 나선 각도에 의해 모터의 구동축이 일정 간격으로 이동하는 복잡한 구조로서 토오크 스위치부를 통해 모터에 걸리는 부하를 차단하는 종래와 달리, 유성기어셋트에 설치된 고정 로드를 링기어를 통해 일정 간격으로 이동시켜 줌으로써 모터에 걸리는 부하를 차단하게 되므로 토오크 스위치부의 스위칭 동작을 위한 제반 구조가 단순해지는 효과가 있다.

또한 본 실시예에 의하면, 수문의 내외측 수위에 따라 수문을 자동적으로 개폐시킬 수 있으므로, 수문의 내외측 수위 변화에 적극 대응함에 따라 수문의 운전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 상기의 목적을 구체적을 실현할 수 있는 본 발명의 예시적인 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 수문용 권양장치의 사용예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 먼저 본 발명에 적용되는 수문(1)은 수로의 양측 및 상측으로 축조된 지지 구조체(3)에 설치되어 그 수로(4)의 바닥면에 대해 상하 방향으로 승강되는 하단 방류 방식의 게이트로서 이루어진다.

이러한 수문(1)을 승강시키기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 권양장치(100)는 지지 구조체(3)의 상측에 설치될 수 있다.

상기 권양장치(100)는 사용자가 수동으로서 핸들을 회전시키거나 모터 구동에 의한 전동으로서 회전 동력이 발생되면, 이의 회전 동력을 감속시키고 상하 왕 복 직선 운동으로 변환시켜 수문(1)의 양측 또는 중앙에 배치되어 있는 랙 바아(7)를 피니언(미도시)으로 승강시킴으로써 수문을 개폐하게 되는 것이다.

상기에서 도면 참조 부호 100의 권양장치는 주 권양장치이며, 도면에서의 참조 부호 200은 보조 권양장치로서 상기 주 권양장치(이하에서는 편의상 "권양장치" 라고 한다)와는 별도로 동력 전달부재(9)를 통해 연결되어 수동 또는 전동의 회전 동력을 권양장치(100)로부터 전달받아 그 권양장치(100)와 동일 작동으로 수문(1)을 승강시키게 된다.

여기서, 권양장치(100)와 보조 권양장치(200)는 수문의 크기에 따라 채용 방식이 달라지는데, 큰 규모의 수문(1)에 적용되는 경우에는 권양장치(100)와 보조 권양장치(200)가 도 1과 같이 함께 사용되고, 작은 규모의 수문에 적용되는 경우에는 권양장치(100) 하나만을 사용하게 된다.

그러나 본 명세서에서는 전자와 같이 권양장치(100)와 보조 권양장치(200)가 함께 사용되는 예를 제공하되, 편의상 권양장치(100) 하나 만의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

본 장치(100)는 이하에서 설명하는 각종 구성요소들로서 구성되는 바, 이 구성요소들은 상기 지지 구조체(3)의 상측에 마련된 하나의 베이스 프레임(101)에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 베이스 프레임(101)에 설치되는 형태일 수도 있다.

이러한 베이스 프레임(101)은 상기 구성요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등은 각각의 구성요소들을 베이 스 프레임(101)에 설치하기 위한 부속 요소들이므로 예외적인 경우를 제외하고 베이스 프레임(101)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치를 도시한 정단면 구성도이고, 도 3은 평단면 구성도이고, 도 4는 측단면 구성도이고, 도 5는 우측면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 수문용 권양장치(100)는 하우징(110), 수동 동력 발생유닛(120), 수동 동력 전달유닛(140), 전동 동력 발생유닛(160), 전동 동력 전달유닛(190), 수동 및 전동의 운전 절환이 이루어지도록 하는 차동유닛(210), 감속유닛(250) 및 수문 동력 승강유닛(270)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 하우징(110)을 상측부, 중간부 및 하측부로 임의 구분할 때, 상기 수동 동력 발생유닛(120), 수동 동력 전달유닛(140), 전동 동력 발생유닛(160) 및 전동 동력 전달유닛(190)은 하우징(110)의 상측부에 설치되고, 상기 차동유닛(210)은 하우징(110)의 중간부에 설치되며, 감속유닛(250) 및 수문 동력 승강유닛(270)은 하우징(110)의 하측부에 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 수동 동력 발생유닛(120)은 도 6a 및 도 6b에서와 같이, 하우징(110) 내부의 일측에 회전 가능하게 배치되는 제1 회전축(121)과, 제1 회전축(121)의 일단부에 장착되는 조작 핸들(123a, 123b)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1 회전축(121)은 그 일단부가 하우징(110)의 외측으로 일부 돌출되면서 그 하우징(110)에 회전 가능하게 지지되며, 타단부는 하우징(110) 내부의 타측에 회전 가능하게 지지된다.

상기 조작 핸들(123a, 123b)은 서로 다른 형태로서 구비되는 바, 도 6a에서와 같은 조작 핸들(123a)은 제1 회전축(121)의 일단부에 상호 회전 간섭이 없이 고정되게 설치되며, 도 6b에서와 같은 조작 핸들(123b)은 제1 회전축(121)의 일단부에 착탈 가능한 레버 형태로서 이루어진다.

여기서, 도 6b에서와 같은 레버 형태의 조작 핸들(123b)에는 제1 회전축(121)의 일단부가 삽입될 수 있는 사각 홈(125)이 형성되며, 이에 대응하는 제1 회전축(121)의 일단부는 사각 홈(125)과 형태의 결합을 이루는 사각 형태의 돌기로서 형성된다. 이에 따라 상기한 레버 형태의 조작 핸들(123b)은 필요에 따라 제1 회전축(121)의 일단부에 착탈식으로 결합하여 사용될 수 있다.

따라서 사용자의 조작으로서 상기에서와 같은 조작 핸들(123a, 123b)을 회전시키게 되면, 수동에 의한 회전 동력이 제1 회전축(121)에 전달되면서 상기 제1 회전축(121)은 양측 방향으로 회전하게 된다.

본 실시예에서, 상기 수동 동력 전달유닛(140)은 도 5, 도 6a 및 도 6b에서와 같이 수동 동력 발생유닛(120)으로부터 발생되는 수동 동력을 전달하기 위한 것이다.

이러한 수동 동력 전달유닛(140)은 제1 회전축(121)과 연결되는 제2 회전축(141)과, 제2 회전축(141)의 수평 방향 일측으로 배치되는 제3 회전축(143)과, 제3 회전축(143)의 수직 하방으로 배치되어 제2 및 제3 회전축(141, 143)과 연결되는 제4 회전축(145: 도 2)을 포함하여 이루어진다.

상기 제2 회전축(141)은 하우징(110)에 회전 가능하게 지지되며, 제1 회전 축(121)의 수평 방향 일측으로 배치된다.

그리고 제2 회전축(141)의 일단부에는 제1 회전축(121)의 타단부에 배치된 제1 구동기어(127)와 치합되는 제1 피동기어(147)가 설치된다.

이에 제2 회전축(141)은 상호 치합되는 제1 구동기어(127) 및 제1 피동기어(147)에 의하여 제1 회전축(121)으로부터 회전 동력을 전달받게 된다.

이 경우 상기 제2 회전축(141)의 타단부에는 제4 회전축(145)과 연결되는 제2 피동기어(149)가 배치된다.

그리고 제1 피동기어(147)와 제2 피동기어(149) 사이의 제2 회전축(141) 상에는 제2 회전축(141)의 역회전을 방지하기 위하여 제1 회전축(121)으로부터 제공받은 회전 동력을 일방향으로만 전달할 수 있는 일방향 클러치(151)가 설치되어 있다.

이러한 일방향 클러치(151)의 구성은 당 업계에서 널리 사용되는 통상적인 구조의 일방향 클러치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제3 회전축(143)은 하우징(110)에 양단이 회전 가능하게 지지되며, 제2 회전축(141)의 수평 방향 일측으로 배치되고, 그 축상에는 제2 회전축(141)의 제2 피동기어(149)에 대응하여 상기 제4 회전축(145)과 연결되는 제3 피동기어(153)가 설치되어 있다.

상기 제4 회전축(145)은 제3 회전축(143)의 수직 하방으로 배치되고, 도 2에서와 같이 하우징(110)에 양단이 회전 가능하게 장착된다.

이 경우 상기 제4 회전축(145)의 축상에는 제2 회전축(141)의 제2 피동기어(149) 및 제3 회전축(143)의 제3 피동기어(153)와 상호 동시 치합되는 제4 피동기어(155), 및 뒤에서 더욱 설명하는 차동유닛(210)과 연결되는 제5 피동기어(157)가 각각 설치된다.

한편, 본 실시예에 의한 수문용 권양장치(100)는 수동 동력 전달유닛(140)의 제3 회전축(143) 말단부에 배치되는 브레이크유닛(240)이 더욱 제공된다.

상기 브레이크유닛(240)은 도 2, 3, 6a 및 도 6b에서와 같이 하우징(110)에 일체로 고정되는 드럼(241)과, 제3 회전축(143)의 말단부에 고착되는 보스부(242)와의 사이에 일방향 클러치(243)를 개재시켜 결합되는 회전체(244)와, 이 회전체(244)의 외주 측에 배치되어 원심력에 의하여 외측으로 벌어지는 디스크 부재(245)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 회전체(244)와 디스크 부재(245)의 결합은 디스크 부재(245)의 회전체(244)에 축 직각방향으로 형성되는 관통홀(246)을 통해 고정핀(247)으로서 이루어지며, 그 고정핀(247)과 디스크 부재(245) 사이에는 항상 디스크 부재(245)를 회전체(244)측으로 밀어주는 탄발력을 발휘하는 스프링(248)이 배치되어 있다.

이에 따라 수문(1)을 상승시키기 위한 제3 회전축(143)의 정회전시에는 일방향 클러치(243)가 프리 휠링 상태가 되어 회전체(244)가 회전하지 않아 브레이크 작동이 이루어지지 않고, 수문(1)의 닫힘에 따른 제3 회전축(143)의 역회전시에는 일방향 클러치(243)가 작동하면서 회전체(244)를 회전시키면 원심력에 의하여 디스크 부재(245)가 벌어짐과 동시에 드럼(241)과 마찰되면서 브레이크 작동이 이루어 지게 되는 것이다.

이로써 본 실시예에서는 상기와 같이 브레이크유닛(240)을 구비함에 따라 수문(1)의 자중에 의해 제3 회전축(143)이 과도하게 회전되는 것을 제동할 수 있게 된다.

또한 브레이크유닛(240)으로서 원심식 브레이크를 적용함으로써 디스크 부재(245)의 벌어짐시 스프링(248)의 탄성력에 의하여 유연하게 벌어지면서 드럼(241)과 마찰이 이루어져 작동시 소음이 현격하게 줄어들게 된다.

본 실시예에서, 상기 전동 동력 발생유닛(160)은 도 3 및 도 5에서와 같이, 하우징(110)의 외면에 착탈 가능하게 설치되는 모터 구동부(161)와, 그 모터 구동부(161)와 상호 연결되는 제5 회전축(189)을 포함하여 이루어진다.

상기 전동 동력 발생유닛(160)에 있어 모터 구동부(161)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 작동 스위치(162)의 조작에 따라 컨트롤 박스(163)에 의해 그 구동이 제어되는 구동 모터(164)와, 하우징(110)에 대해 착탈 가능한 브라켓(165) 내부에 설치되고 입력축으로서 구동 모터(164)의 구동축(166)에 결합되는 유성기어셋트(167)와, 유성기어셋트(167)의 출력축(178)과 연결되는 동력 전달축(179)과, 유성기어셋트(167)와 연결되게 설치되어 구동 모터(164)에 걸리는 부하를 차단하는 토오크 스위치부(181)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 유성기어셋트(167)는 구동 모터(164)의 구동축(166)과 결합되는 선기어(168)와, 선기어(168)의 외측에 원주 방향으로 배치되어 그 선기어(168)와 치합되는 복수의 유성기어들(169)과, 유성기어들(169)과 내접하여 치합되는 링기 어(171)와, 유성기어들(169)을 회전 가능하게 지지하는 샤프트(172)와, 이 샤프트(172)와 일체로 연결되고 상기 출력축(178)이 결합되는 유성 캐리어(173)와, 브라켓(165)에 설치되어 링기어(171)를 실질적으로 고정시키기 위한 고정 로드(174)를 포함하여 이루어진다.

상기 선기어(168)는 구동 모터(164)의 구동축(166)과 스플라인 결합되고, 유성기어들(169)은 선기어(168)와 외접하여 치합됨과 동시에 링기어(171)와 내접하여 치합되는 3 개의 피니언 기어로서 이루어진다.

상기에서 링기어(171)는 그 내주면 및 외주면에 기엇니가 각각 형성되고, 고정 로드(174)에 고정되게 설치되며, 상기 내주면의 기엇니에는 유성기어들(169)이 상호 치합된다.

그리고 상기 유성 캐리어(173)는 유성기어들(169)이 선기어(168)와 링기어(171) 사이에서 자전과 공전을 동시에 이루도록 그 유성기어들(169)을 회전 가능하게 지지하는 것이다.

이러한 유성 캐리어(173)는 유성기어들(169)의 회전을 지지하는 상기 샤프트(172)와 일체로서 고정되고, 브라켓(165)의 내부에서 베어링(173a)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

이 경우 유성 캐리어(173)의 중심부에는 언급한 바 있는 출력축(178)이 스플라인 결합되고, 그 출력축(178)의 단부는 브라켓(165)에 회전 가능하게 지지되며, 상기 출력축(178)에는 동력 전달축(179)과 연결되는 제2 구동기어(178a)가 설치되어 있다.

그리고 상기 동력 전달축(179)은 브라켓(165)의 하우징(110)에 착탈되는 부분에 회전 가능하게 배치되고, 그 축상에는 출력축(178)의 제2 구동기어(178a)와 치합되는 제6 피동기어(179a)가 설치되어 있다.

상기에서 고정 로드(174)는 링기어(171)의 브라켓(165)의 상측에서 샤프트(172)의 수직 방향으로 배치되며, 링기어(171)의 외주면에 형성된 기엇니와 치합되고, 그 양단부가 일정 유격을 두고 브라켓(165)에 지지되게 설치된다.

그리고 상기 고정 로드(174)의 양단부에는 그 양단부를 탄성 지지하면서 고정 로드(174)의 축방향 유격을 조절할 수 있도록 고정 로드(174)의 양단부 쪽에서 중심부 쪽으로 탄발력을 제공하는 탄성부재(175)가 배치되어 있다.

따라서 고정 로드(174)가 링기어(171)의 외주면에 치합된 상태로 고정 로드(174)의 양단부가 일정 유격을 두고 브라켓(165)에 지지됨과 동시에 고정 로드(174)의 양단부 측에 탄성부재(175)가 설치되어 있기 때문에, 구동 모터(164)에 부하가 걸리는 경우, 링기어(171)는 고정 로드(174)의 상기한 유격 만큼 회전하게 되고, 이에 따라 고정 로드(174)는 링기어(171)의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기한 유격 만큼 이동하게 된다.

상기에서, 토오크 스위치부(181)는 브라켓(165)을 관통하여 고정 로드(174)에 조립되는 레버축(182)에 일정 각도로 분할되어 설치되는 터치 플레이트(183)와, 터치 플레이트(183)와 접촉하는 토오크 스위치(186)를 포함하여 이루어진다.

상기 레버축(182)은 대략 "ㄴ"자 형태로 절곡된 상태에서 하방으로 연속 절곡된 형태를 취하며, 고정 로드(174)에 자유로운 회동이 가능하도록 설치된다.

이러한 레버축(182)은 언급한 바와 같이 구동 모터(164)에 부하가 걸리는 경우 링기어(171)가 고정 로드(174)의 유격 만큼 회전되면서 그 고정 로드(174)가 상기한 유격 만큼 이동함에 따라, 상기 고정 로드(174)의 이동에 의해 회동되는 것이다.

그리고 상기 터치 플레이트(183)는 토오크 스위치(186)와 접촉함으로써 구동 모터(164)에 인가되는 전원을 차단하여 멈추게 하는 기능을 하게 되는데, 그 터치 플레이트(183)는 레버축(182)을 기준으로 상측에 설치되는 제1 터치 플레이트(184)와, 하측에 설치되는 제2 터치 플레이트(185)로서 이루어진다.

또한 토오크 스위치(186)는 제1 터치 플레이트(184)와 접촉하는 제1 스위치(187), 및 제2 터치 플레이트(185)와 접촉하는 제2 스위치(188)를 포함하여 이루어진다.

따라서 구동 모터(164)에 부하가 걸리는 경우, 고정 로드(174)가 일측 방향으로 상기 유격 만큼 이동하게 되면 제1 터치 플레이트(184)는 레버축(182)이 일측 방향으로 회동되면서 제1 스위치(187)와 접촉된다. 그리고 고정 로드(174)가 다른 일측 방향으로 상기 유격 만큼 이동하게 되면 제2 터치 플레이트(185)는 레버축(182)이 다른 일측 방향으로 회동되면서 제2 스위치(188)와 접촉된다.

이와 같은 전동 동력 발생유닛(160)에 있어 상기한 제5 회전축(189)은 도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 모터 구동부(161)의 동력 전달축(179)과 연결되어 구동 모터(164)의 전동력으로서 회전되는 것으로, 하우징(110)의 내부에 회전 가능하게 지지되며, 제1 회전축(121)의 수직 하방 외측에 배치된다(도 5 참조).

이러한 제5 회전축(189)의 축상에는 뒤에서 더욱 설명하는 차동유닛(210)과 연결되는 제3 구동기어(189a)가 설치되어 있다.

본 실시예에서, 상기 전동 동력 전달유닛(190)은 동력 전달축(179)에 설치되는 제1 스프라켓(191)과, 언급한 바 있는 제5 회전축(189)의 축상에 설치되는 제2 스프라켓(193)과, 제1 스프라켓(191)과 제2 스프라켓(193)을 상호 연결하는 체인(195)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 체인(195)은 구동 모터(164)의 구동력을 제5 회전축(189)으로 전달하기 위한 것으로서, 모터 구동부(161)의 브라켓(165)과 하우징(110)을 관통하여 상기한 제1 스프라켓(191) 및 제2 스프라켓(193)에 무한궤도 상으로서 연결된다.

따라서 종래에는 수동식으로 출고된 상태에서 전동을 적용하는 경우에는 회전축에 웜휠을 설치해야 하고 그 웜휠과 모터 구동축의 웜을 치합해야 하는 등 사용상의 불편함이 있었으나, 본 실시예에서는 수동으로만 출고시에 도 3에서와 같은 전동 동력 발생유닛(160)의 브라켓(165)을 하우징(110)으로부터 탈거한 상태에서 출고되는 바, 전동 동력 발생유닛(160)의 추가 설치시 전동 동력 발생유닛(160)의 브라켓(165)을 하우징(110)에 스크류 등을 이용하여 장착하고, 도 10에서와 같은 체인(195)을 제1 스프라켓(191) 및 제2 스프라켓(193)에 연결하면 되므로 사용상의 편리함을 제공할 수 있게 된다.

또한 종래에는 모터의 구동축에 설치된 웜과 회전축에 설치된 웜휠의 결합으로서 모터의 전동 동력을 전달하게 되므로 모터 구동축에 의한 전달 하중이 웜을 통해 웜휠에 집중됨으로써 작동시 심한 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었으나, 본 실시예에서는 구동 모터(164)에 의한 전달 하중이 유성기어셋트(167)를 통해 분산됨에 따라 마찰 손실이 감소하여 작동시 소음이 줄어 들게 된다.

그리고 종래에는 맞물림 클러치에 의하여 모터의 구동축에 일정 유격을 주고 웜휠에 치합되는 웜의 나선 각도에 의해 모터의 구동축이 일정 간격으로 이동하는 복잡한 구조로서 토오크 스위치부를 통해 모터에 걸리는 부하를 차단하였으나, 본 실시예에서는 유성기어셋트(167)에 설치된 고정 로드(174)를 링기어(171)를 통해 일정 간격으로 이동시켜 줌으로써 모터에 걸리는 부하를 차단하게 되므로 토오크 스위치부의 스위칭 동작을 위한 제반 구조가 단순해진다.

본 실시예에서, 차동유닛(210)은 도 2, 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 수동 동력 전달유닛(140) 및 전동 동력 전달유닛(160)으로부터 제공되는 수동 및 전동 동력의 상호 간섭 없이 차동기어를 통해 수동 및 전동의 운전 절환이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.

이러한 차동유닛(210)은 제4 회전축(145)의 수직 하방에 배치되고, 제4 및 제5 회전축(145, 189)과 연결되게 설치된다.

구체적으로, 상기한 차동유닛(210)은 메인축(211)과, 제1 차동 기어축(216)과, 제2 차동 기어축(217)과, 제1 베벨 기어(218)와, 제2 베벨 기어(219)와, 제1 피니언 베벨 기어(221)와, 제2 피니언 베벨 기어(222)를 포함하여 이루어진다.

상기 메인축(211)은 하우징(110)의 일측에 회전 가능하게 지지되는 제1 축(212)과, 제1 축(212)에 대응하여 하우징(110)의 다른 일측에 회전 가능하게 지 지되는 제2 축(213)으로서 이루어진다.

이 경우 제1 축(212)과 제2 축(213)은 동일선 상으로 배치되면서 키(214)를 통해 일체로 고정된다. 그리고 상기 메인축(211)의 축상에는 뒤에서 더욱 설명하는 감속유닛(250)과 연결되는 제4 구동기어(215)가 설치되어 있다.

상기 제1 및 제2 차동 기어축(216, 217)은 메인축(211)의 제1 축(212) 및 제2 축(213) 연결 부분에 대하여 직각 방향으로 상호 대칭하여 고정되게 설치된다.

상기에서 제1 베벨 기어(218)는 제4 회전축(145)의 제5 피동기어(157: 도 2)와 치합되면서 제1 축(212)에 회전 가능하게 지지된다. 상기 제2 베벨 기어(219)는 제5 회전축(189)의 제3 구동기어(189a)와 치합되면서 제2 축(213)에 회전 가능하게 지지된다.

그리고 상기 제1 피니언 베벨 기어(221)는 제1 차동 기어축(216)에 회전 가능하게 지지되면서 제1 및 제2 베벨 기어(218, 219)와 상호 치합된다. 상기 제2 피니언 베벨 기어(222)는 제2 차동 기어축(217)에 회전 가능하게 지지되어 제1 및 제2 베벨 기어(218, 219)와 상호 치합된다.

따라서 본 실시예에서는 수동 동력이 제4 회전축(145)의 제5 피동기어(157: 도 2)를 통해 제1 베벨 기어(218)로 전달되면, 제1 및 제2 피니언 베벨 기어(221, 222)가 제1 및 제2 차동 기어축(216, 217)을 중심으로 회전하면서 제1 베벨 기어(218)의 회전 반대 방향으로 회전되기 때문에 메인축(211)은 일측 방향으로 회전하게 된다.

이 경우 제2 베벨 기어(219)는 고정된 상태로 제1 및 제2 피니언 베벨 기 어(211, 212)의 회전을 지지하게 되므로, 메인축(211)은 제2 베벨 기어(219)와 상호 회전 간섭 없이 일측 방향으로 회전하게 된다.

반대로 구동 모터(164)에 의한 전동 동력이 제5 회전축(189)의 제3 구동기어(189a)를 통해 제2 베벨 기어(219)로 전달되면, 제1 및 제2 피니언 베벨 기어(221, 222)가 제1 및 제2 차동 기어축(216, 217)을 중심으로 회전하면서 제2 베벨 기어(219)의 회전 반대 방향으로 회전하기 때문에, 메인축(211)은 일측 방향으로 회전하게 된다.

이 경우에도 제1 베벨 기어(218)는 고정된 상태로 제1 및 제2 피니언 베벨 기어(221, 222)의 회전을 지지하게 되므로, 메인축(211)은 제1 베벨 기어(218)와 상호 회전 간섭 없이 일측 방향으로 회전하게 된다.

이로써 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 수동 동력 전달유닛(140)과 전동 동력 전달유닛(190)이 별도로 분획되어 배치되더라도 상기한 차동유닛(210)의 베벨 기어(218, 219) 및 피니언 베벨 기어(221, 222)에 의해 사용자의 별도 조작 없이도 수동 및 전동의 운전 절환이 가능하게 된다.

즉, 종래에는 조작 레버를 이용한 사용자의 조작으로서 회전축에 설치된 슬라이더를 일측 또는 타측 방향으로 이동시킴으로써 수동 및 전동으로의 운전 절환이 이루어지므로 사용자가 직접 조작 레버를 조작해야 하는 등 사용 및 운전 조작 상의 불편함이 있었으나, 본 실시예에서는 상기한 차동유닛(210)에 의해 사용자의 별도 조작 없이도 수동 및 전동의 운전 절환이 자연스럽게 이루어지므로 사용 및 운전 조작 상의 편리함을 제공할 수 있게 된다.

본 실시예에서, 상기 감속유닛(250)은 도 2 및 도 11에 도시된 바와 같이, 차동유닛(210)으로부터 전달받은 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시키기 위한 것이다.

이러한 감속유닛(250)은 차동유닛(210)의 메인축(211) 상에 설치된 제4 구동기어(215)와 상호 치합되는 제1 감속 피동기어(251)를 보유하는 제1 감속 회전축(253)과, 제1 감속 회전축(253)의 제1 감속 구동기어(255)와 치합되는 제2 감속 피동기어(257)를 보유하면서 제1 감속 회전축(253)의 수평 방향 일측으로 배치되는 제2 감속 회전축(259)을 보유하게 된다.

그리고 제2 감속 회전축(259)의 수평 방향 일측으로는 제2 감속 회전축(259)의 제2 감속 구동기어(261)와 치합되는 제3 감속 피동기어(263)를 보유하는 제3 감속 회전축(265)이 설치된다.

상기에서 제1,2,3 감속 피동기어(251, 257, 263)는 잇수가 크고, 제1 감속 구동기어(255, 261)는 잇수가 작은 기어로 이루어져 감속이 적절하게 이루어짐은 물론 구동력이 커지게 되는 것이다.

물론 상기와 같은 기어 배열은 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서는 그 배치 위치를 변경할 수 있다.

상기와 같은 감속유닛(250)의 회전축 수는 권양장치의 용량에 따라 알맞게 증감시켜 조절할 수 있는 바, 대형 용량의 경우에는 회전축 수를 증가시키고, 소형 용량의 경우에는 회전축 수를 감소시켜 해당 용량에 적당하게 적용할 수 있는 것이다.

본 실시예에서, 수문 동력 승강유닛(270)은 도 2, 3 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 감속 회전축(265)의 일단에 장착되는 피니언(271)과, 이 피니언(271)과 치합되어 승강하는 랙 바아(273)와, 피니언(271)의 반대측 위치의 랙 바아(273) 상하단에 배치되어 랙 바아(273)의 승강시 지지하여 주는 가이드 롤러(275)를 포함하여 이루어진다.

물론, 상기 랙 바아(273)의 하단부에는 수문(1)이 연결되어 이의 수문(1)은 랙 바아(273)의 승강 동작에 따라 승강하면서 수로의 개폐 동작을 실시하게 되는 것이다.

또한 상기 가이드 롤러(275)는 각종의 구름부재를 이용하여 축 지지되는데, 본 실시예에서는 볼 베어링을 적용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3에서 미설명 부호 280은 수문의 열림 정도를 알려주는 수문 개도 지시계로서, 이미 공지되어 있는 기술을 이용하게 되는데, 단순히 수문(1)의 열림 정도만을 알 수 있도록 한 것을 적용할 수 있으나, 수문(1)의 열림 정도를 지시하면서 수문(1)이 일정 높이로 열리면 리미트 스위치 또는 기타 검출수단이 이를 검출하여 이 이상의 수문 열림을 제한할 수 있는 것을 사용할 수도 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치(100)의 작동을 설명하기로 한다.

우선, 수동식으로 수문(1)을 열고 닫고자 할 경우, 조작 핸들(123a, 123b)을 회전시키면, 이의 회전력은 제1 회전축(121)과 제2, 3, 4 회전축(141, 143, 145)을 통해 차동유닛(210)의 제1 베벨 기어(218)로 전달된다.

이렇게 수동 회전력이 제1 베벨 기어(218)로 전달되면, 메인축(211)은 제1 및 제2 피니언 베벨 기어(211, 212)의 회전으로서 제2 베벨 기어(219)와 상호 회전 간섭 없이 일측 방향으로 회전하게 되고, 이의 회전력은 감속유닛(250)을 거쳐 감속된 후 수문 동력 승강유닛(270)의 랙 바아(273)를 상승 또는 하강시켜 수문(1)이 열리고 닫히도록 한다.

상기와는 반대로 전동식으로서 수문(1)을 열고 닫고자 할 경우, 작동 스위치(162)를 조작하여 컨트롤 박스(163)를 통해 구동 모터(164)에 전원을 인가하게 되면, 구동 모터(164)가 구동됨으로써 구동축(166)은 일측 방향으로 회전하게 된다.

상기와 같이 구동 모터(164)의 구동축(166)이 회전하게 되면, 이의 회전력은 유성기어셋트(167)을 통해 동력 전달축(179)로 전달되고, 전동 동력 전달유닛(190)의 체인(195)을 통해 제5 회전축(189)으로 전달되어 상기 제5 회전축(189)을 일측 방향으로 회전시킨다.

그러면, 이의 전동 회전 동력은 차동유닛(210)의 제2 베벨 기어(219)로 전달되고, 이에 따라 메인축(211)은 제1 및 제2 피니언 베벨 기어(211, 212)의 회전으로서 제1 베벨 기어(218)와 상호 회전 간섭 없이 일측 방향으로 회전하게 된다.

따라서 메인축(211)의 회전력은 감속유닛(250)으로 전달되어 감속된 상태로 수문(1)을 상승 또는 하강시키게 된다.

그리고 구동축(166)의 회전중 수문(1)이 부유물 등에 걸려 상승이 제대로 이 루어지지 않는 경우에는 구동 모터(164)에 부하가 걸리면서 링기어(171)는 고정 로드(174)의 유격 만큼 일측 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 고정 로드(174)는 링기어(171)의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기한 유격 만큼 이동하게 된다.

그러면 고정 로드(174)에 연결되어 있는 레버축(182)의 회전으로 연동하는 터치 플레이트(183) 중 제1 터치 플레이트(184)가 제1 스위치(187)와 접촉되면서 구동 모터(164)에 공급되는 전원을 차단하여 구동 모터(164)의 작동을 멈추게 한다.

이와 같이 구동 모터(164)의 작동이 멈추면, 컨트롤 박스(163)에 마련되어 있는 하강 스위치(미도시)를 조작하여 구동 모터(164)를 역회전 구동시킴으로써 수문(1)을 하강시켜 부유물을 제거한 후 다시 상승 스위치(미도시)를 조작하면 수문(1)은 다시 상승하게 된다.

그리고 상기와는 반대로 수문(1)을 닫을 경우에 전술한 바와 같은 경우가 발생되면 상기와 반대로 조작하면 된다.

한편, 본 실시예에 의한 수문용 권양장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 수문(1)이 상승된 상태에서 그 수문(1)의 외측 수위가 기설정된 수위를 초과하여 상승하는 경우 이를 감지하는 감지유닛(310)이 더욱 제공된다.

상기한 감지유닛(310)은 수로(4)에 마련된 취수구(2)와 상호 연통되게 형성되는 플로우트실(5)과, 그 플로우트실(5) 내부에 설치되어 수위 변화에 의해 상측으로 부상하는 플로우트(6)를 포함한다.

그리고 상기 감지유닛(310)은 플로우트(6)와 연결되게 설치되는 강봉(311) 과, 강봉(311)과 연결되면서 하우징(110) 외측의 베이스 프레임(101)에 회동 가능하게 설치되는 제1 회동 아암(313)과, 제1 회동 아암(313)에 대응하여 하우징(110)에 회동 가능하게 설치되는 제2 회동 아암(315)과, 제1 및 제2 회동 아암(313, 315)과 상호 링크 연결되는 링크 아암(317)을 더욱 포함하여 이루어진다.

따라서 수문(1)의 외측 수위가 기설정된 수위를 초과하게 상승하게 되면, 플로우트(6)가 물에 의해 부상되면서 강봉(311)을 상측 방향으로 밀어 내고, 이에 따라 제1 회동 아암(313)은 강봉(311)에 의해서 일측 방향으로 회동되며, 제2 회동 아암(315)은 링크 아암(317)을 통해 일측 방향으로 회동하게 된다.

이에 더하여, 도 3, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 도 1에서와 같은 제2 회동 아암(315)에 의해 연동되어 제3 회전축(143)을 수문(1)의 상승에 따른 회전 방향의 반대 방향으로 회전시켜 상기 수문(1)을 하강시키기 위한 자동 수문 하강유닛(401)을 더욱 포함하고 있다.

상기 자동 수문 하강유닛(401)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 하우징(110)에 배치되는데, 이러한 자동 수문 하강유닛(401)의 구성은 먼저 하우징(110)의 내벽면에 브레이크 드럼(425)이 회전 가능하게 장착된다. 이 브레이크 드럼(425)은 브레이크 커버로서 이루어지는 커버(427)의 내부에 배치된다.

상기 브레이크 드럼(425)에는 제3 회전축(143)의 말단부에 배치되는 브레이크유닛(240)에 대응하여 제3 회전축(143)의 선단부와 결합되는 캠형 일방향 클러치 베어링(426)이 고정되게 설치된다.

이러한 캠형 일방향 클러치 베어링(426)은 제3 회전축(143)을 수문의 상승에 따른 회전 방향으로만 회전시키기 위한 것으로서, 당 업계에서 널리 사용되는 통상적인 구조의 캠형 일방향 클러치 베어링으로서 이루어진다.

즉, 제3 회전축(143)은 수문의 상승 작동시 캠형 일방향 클러치 베어링(426)에 의해 일측 방향으로만 회전되고, 브레이크 드럼(425)에 대하여 다른 일측 방향의 회전이 구속된 상태를 유지하게 된다.

그러나 브레이크 드럼(425)이 하우징(110)에 회전 가능하게 장착되기 때문에, 그 브레이크 드럼(425)에 결합된 제3 회전축(143)은 상기 브레이크 드럼(425)과 함께 다른 일측 방향으로 회전될 수 있다.

그리고 커버(427)와 브레이크 드럼(425) 사이에서 브레이크 드럼(425)의 외주면에는 탄성을 지닌 띠 형태의 브레이크 밴드(429)가 감겨져 있다.

상기 브레이크 밴드(429)는 브레이크 드럼(425)의 외주면에 수회 감기어 탄성력에 의해 동심적으로 확개 또는 축소되는 것이며, 일단부가 하우징(110)의 내벽면에 고정되고 타단부는 상기 커버(427)에 고정된다.

이 때, 브레이크 밴드(429)는 일단부가 하우징(110)의 내벽면에 설치된 고정부재(431)에 고정되고, 그 타단부는 상기 일단부의 고정점에 반대되는 방향을 향하여 커버(427)의 몸체에 고정된다.

상기에서 커버(427)는 길이가 짧은 원통 형태를 취하며, 그 내주면과 브레이크 드럼(425)에 감긴 브레이크 밴드(429)의 외주면 사이에 소정의 틈새를 지니도록 배치되고, 브레이크 드럼(425)과 별개로서 하우징(110)에 회전 자유롭게 장착된다.

이러한 커버(427)는 브레이크 밴드(429)의 탄성에 의한 확개 축소의 작용이 혼란하게 되는 것을 그 내주면에 브레이크 밴드(429)가 접촉하는 것으로 방지하는 것이다.

또한 커버(427)는 브레이크 드럼(425)의 외주면에 브레이크 밴드(429)가 감긴 상태로 그 브레이크 드럼(425)을 감싸면서 브레이크 밴드(429)의 양단부가 내측에서 외측을 향하여 서로 반대 방향으로 엇갈리게 인출되도록 일부 절개된 구조로 이루어진다.

그리고 커버(427)의 하부에는 제2 회동 아암(315)에 의해 연동되어 상기 커버(427)를 브레이크 밴드(429)가 확개되면서 풀리는 방향으로 회전시키기 위한 연장판(433)이 하방을 향하여 고정되게 설치되어 있다.

여기서, 커버(427)는 하우징(110)에 고정되게 설치되면 그 내주면과 느슨하게 된 브레이크 밴드(429)의 외주면 사이에 불필요한 접촉 마찰이 생기나, 하우징(110)에 회전 가능하게 장착되어 있으므로 그 내주면에 브레이크 밴드(429)가 접촉하더라도 양자 사이에 큰 접촉 마찰은 생기지 않게 된다.

이에 더하여 본 실시예에서는 고정부재(431)에 고정된 브레이크 밴드(429)의 일단부를 기준할 때, 커버(427)에 대하여 브레이크 밴드(429)가 조여지는 방향으로 탄성력을 제공하기 위한 탄성부재(435)를 더욱 포함하고 있다.

상기 탄성부재(435)는 코일 스프링으로서 구성되며, 일단부가 고정부재(431)에 대응하는 커버(427)의 일측에 고정되고 타단부는 하우징(110)의 내벽면에 고정된다.

따라서 브레이크 밴드(429)는 커버(427)의 내주면과 브레이크 드럼(425)의 외주면에 사이에서 그 브레이크 드럼(425)의 외주면에 감긴 상태로 그 양단부가 커버(427)의 내측에서 외측을 향하여 서로 반대 방향으로 엇갈리게 인출되어 있고, 브레이크 밴드(429)의 조여지는 방향으로 탄성부재(435)의 탄성력이 작용하고 있기 때문에 브레이크 드럼(425)을 힘껏 조이면서 그 브레이크 드럼(425)의 회전을 구속할 수 있게 된다.

본 실시예에서, 하우징(110)의 외측에는 제2 회동 아암(315)과 연결되는 연결 아암(443)을 설치하고 있다.

상기 연결 아암(443)은 제3 회전축(143)과 평행한 하우징(110)의 일측면 쪽에 배치되는 제1 로드(443a)와, 제1 로드(443a)의 일측 단부와 일체로서 연결되며 제1 로드(443a)에 대해 직각을 이루면서 하우징(110)의 다른 측면 쪽에 배치되는 제2 로드(443b)로 이루어진다.

여기서, 제1 로드(443a)에는 제2 회동 아암(315)이 연결되고, 제2 로드(443b)의 자유 단부에는 하우징(110)에 형성된 축 지지공을 통해 그 하우징(110)의 내부로 장착되는 회전축(445)이 고정되게 설치된다. 이 회전축(445)은 커버(427)의 연장판(433)에 대응하여 하우징(110) 내부의 제3 회전축(143)과 평행한 방향으로 배치된다.

이와 같이 연결 아암(443)은 제2 회동 아암(315)이 제1 로드(443a)에 연결 고정되고 제2 로드(443b)에 상기 회전축(445)이 고정되게 설치되어 있기 때문에, 제2 회동 아암(315)에 연동하여 상측으로 이동하게 된다.

이에 더하여, 하우징(110)의 내부에 위치하는 회전축(445)의 자유 단부에는 작동 아암(447)이 고정되게 설치되어 있다. 이 때, 상기 작동 아암(447)의 자유 단부는 커버(427)의 연장판(433)에 연결된다.

이러한 작동 아암(447)은 수로의 수위 상승에 따라 연결 아암(443)이 제2 회동 아암(315)에 연동하여 상측 방향으로 이동될 때, 이에 연동하여 회전하는 회전축(445)에 의해 브레이크 밴드(429)의 풀어지는 방향 즉, 탄성부재(435)의 탄성력이 작용하는 반대 방향으로 회전된다.

따라서 작동 아암(447)은 탄성부재(435)의 탄성력을 극복하면서 그 연장판(433)을 밀어 내어 커버(427)를 일측 방향 즉, 브레이크 밴드(429)의 풀어지는 방향으로 회전시킨다.

이로써, 브레이크 드럼(425)을 조이고 있던 브레이크 밴드(429)는 상기 커버(427)가 일측 방향으로 회전됨에 따라 그 조임력이 느슨해지면서 브레이크 드럼(425)에 작용하는 제동력을 해제할 수 있게 된다.

그리고 상기 작동 아암(447)은 수로의 수위가 내려감에 따라 제2 회동 아암(315)에 의해 연동하는 연결 아암(443)이 하측 방향으로 이동될 때, 이에 연동하여 회전하는 회전축(445)에 의해 원래 위치로 되돌아 가게 된다.

이로써 커버(427)는 탄성부재(435)의 탄성 복원력에 의해 다른 일측 방향 즉, 원래의 위치로 회전되는 바, 이에 느슨해진 상태의 브레이크 밴드(429)는 커버(427)가 다른 일측 방향으로 회전됨에 따라 브레이크 드럼(425)의 외주면에 조여지면서 그 브레이크 드럼(425)에 구동력을 제공할 수 있게 된다.

이러한 경우 상기 작동 아암(447)의 자유 단부에는 커버(427)의 연장판(433) 에 걸쳐지면서 회전하는 베어링(447a)을 설치하고 있다. 상기 베어링(447a)은 작동 아암(447)이 회전되면서 연장판(433)을 밀때, 그 연장판(433)과 작동 아암(447) 간의 마찰을 줄이기 위한 것이다.

이에 더하여 본 실시예에 의한 자동 수문 하강유닛(401)은 수문(1)이 상승된 상태에서 플로우트(6)와는 별도로 레버 조작에 의한 수동으로서 수문(1)을 하강시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위해 상기 자동 수문 하강유닛(401)은 도 12 및 도 14에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 외벽에 설치된 브라켓(451)에 레버축(453)이 회전 가능하게 설치되고, 레버축(453)이 끼워지는 슬롯판(455)이 연결 아암(443)과 연결되게 장착되며, 레버축(453) 상에 푸시 돌기(457)가 고정되게 설치되고, 그 레버축(453)의 단부에 레버부재(459)가 장착되는 구성으로 이루어진다.

상기 브라켓(451)은 연결 아암(443)의 제1 로드(443a)에 대응하는 하우징(110)의 일측면에 스크류에 의해 고정된다. 이 브라켓(451)에는 레버축(453)의 회전을 지지하는 지지판(452)이 설치되어 있다.

상기에서 레버축(453)은 하우징(110)의 일측면에 수직하는 방향을 따라 브라켓(451)에 회전 가능하게 지지되고, 지지판(452)을 관통하여 상기 레버부재(459)와 연결된다.

이러한 레버축(453)에 설치되는 상기 슬롯판(455)은 높이 방향을 따라 장공의 슬롯(455a)을 형성하고 있으며, 그 슬롯(455a)을 통해 레버축(453)에 걸쳐지게 설치되며, 슬롯(455a)에 의해 상하 방향으로 이동 자유롭게 배치된다.

상기 슬롯판(455)은 연결 아암(443)의 제1 로드(443a)와 연결되게 설치된다. 즉, 슬롯판(455)은 그 하단부에 제1 로드(443a)를 관통하는 나사 로드(456a)가 하향하여 일체로 용접 설치되고, 그 나사 로드(456a)에 너트(456b)가 결합되면서 상기 제1 로드(443a)와 연결된다.

그리고, 슬롯판(455)의 상단부에는 하우징(110)의 벽면 쪽으로 절곡된 걸림부(455c)를 형성하고 있다. 이 걸림부(455c)는 뒤에서 더욱 설명하는 푸시 돌기(457)에 의해 간섭되는 부분으로, 이는 레버축(453)과 함께 회전하는 상기 푸시 돌기(457)에 의해 슬롯판(455)이 상방으로 들어 올려질 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기에서 푸시 돌기(457)는 레버축(453)이 회전되면서 슬롯판(455)을 상측으로 들어 올리기 위한 것으로서, 슬롯판(455)의 걸림부(455c)에 대응하여 레버축(453)의 축상에 고정되게 설치된다. 이 경우 푸시 돌기(457)는 레버축(453)에 의해 90°범위에서 회전한다.

상기 푸시 돌기(457)는 레버축(453)에 그 축의 외측 방향으로 돌출되게 고정된 고정편(458)에 고정되게 설치되는 바, 슬롯판(455)의 걸림부(455c)에 접촉되면서 회전할 수 있는 베어링(457a)으로 이루어진다.

이렇게 푸시 돌기(457)를 베어링(457a)으로서 구성하는 이유는 레버축(453)이 레버부재(459)의 조작에 의해 회전되면서 슬롯판(455)의 걸림부(455c)를 밀어 올릴 때 걸림부(455c)와의 마찰을 줄이기 위함이다.

상기 레버부재(459)는 브라켓(451)의 지지판(452)을 관통한 레버축(453)의 단부에 스크류로서 고정되게 설치된다.

이 레버부재(459)는 90°범위에서 회전하게 되는 바, 이를 위해 브라켓(451)의 지지판(452)에는 레버부재(459)의 좌우 회전을 90°범위로서 제한하는 한 쌍의 스토퍼(461a, 461b)가 설치되어 있다. 이 스토퍼들(461a, 461b)은 레버부재(459)를 중심에 두고 이의 양측으로 배치되는 나사 로드로서 구성된다.

도면에서 미설명된 참조부호 463a, 463b는 연결 아암(443)의 상하 이동을 제한하기 위해 하우징(110)에 설치된 각각의 지지대(464a, 464b)에 장착되는 제2 스토퍼를 나타내고 있다.

따라서, 연결 아암(443)이 하측으로 이동되고 슬롯판(455)이 레버축(453)에 걸쳐진 상태에서 레버부재(459)를 일측 방향으로 회전시키게 되면, 레버축(453)이 일측 방향으로 회전되고, 이와 함께 푸시 돌기(457)가 90°범위로 회전됨으로써 슬롯판(455)은 푸시 돌기(457)에 의해 상측으로 들어 올려 지게 된다. 그러면, 슬롯판(455)에 연결된 연결 아암(443)은 슬롯판(455)과 함께 상측 방향으로 들어 올려지게 된다.

이로써, 작동 아암(447)은 연결 아암(443)이 상측 방향으로 이동될 때 이에 연동하여 회전하는 회전축(445)에 의해 브레이크 밴드(429)의 풀어지는 방향 즉, 탄성부재(435)의 탄성력이 작용하는 반대 방향으로 회전된다. 그리고, 작동 아암(447)은 탄성부재(435)의 탄성력을 극복하면서 연장판(433)을 밀어 내어 커버(427)를 일측 방향 즉, 브레이크 밴드(429)의 풀어지는 방향으로 회전시킨다.

이로써, 브레이크 드럼(425)을 조이고 있던 브레이크 밴드(429)는 상기와 같 이 회전되는 커버(427)에 의해 그 조임력이 느슨해지면서 브레이크 드럼(425)에 작용하는 제동력을 해제할 수 있게 된다.

반대로, 연결 아암(443)이 상측으로 이동된 상태에서 레버부재(459)를 타측 방향(원래 위치)으로 회전시키게 되면, 레버축(453)이 다른 일측 방향으로 회전되고, 이와 함께 푸시 돌기(457)가 90°범위로 회전되면서 원래의 위치로 되돌아 감에 따라 커버(427)에 작용하는 탄성부재(435)의 탄성력에 의해 연결 아암(443)이 슬롯판(455)과 함께 원래 위치로 하강하게 된다. 그리고 작동 아암(447)은 연결 아암(443)이 하측 방향으로 이동될 때, 이에 연동하여 회전하는 회전축(445)에 의해 원래의 위치로 되돌아 가게 된다.

이에 탄성부재(435)의 탄성 복원력에 의해 커버(427)가 다른 일측 방향 즉, 원래의 위치로 회전되는 바, 느슨해진 상태의 브레이크 밴드(429)는 상기 커버(427)의 회전에 의해 브레이크 드럼(425)의 외주면에 조여지면서 그 브레이크 드럼(425)에 작용하는 제동력을 해제할 수 있게 된다.

따라서 상기와 같이 본 실시예에 의한 감지유닛(310) 및 자동 수문 하강유닛(401)이 적용되는 수문용 권양장치(100)의 작용을 도 15a 내지 도 15e를 참조하여 살펴 보면, 우선 제3 회전축(143)이 캠형 일방향 클러치 베어링(426)에 지지되어 일측 방향으로 회전됨으로써 수문(1)이 상승된 상태에서 도 15a에 도시에 도시된 바와 같이, 연결 아암(443)은 플로우트(6)의 자중에 의해 하측 방향으로 이동된 상태에 있고, 이 연결 아암(443)에 연결된 슬롯판(455) 또한 하측 방향으로 이동된 상태에 있다.

여기서, 레버부재(459)는 일측의 스토퍼(461a)에 스토핑된 상태로 경사지게 배치되어 있으며, 슬롯판(455)이 레버축(453)에 걸쳐진 상태로 푸시 돌기(457)는 레버축(453)의 축방향 외측에 위치하여 슬롯판(455)의 걸림부(455c)에 접촉된 상태에 있다.

이러한 상태에서, 브레이크 밴드(429)는 도 15b에 도시된 바와 같이, 커버(427)의 내주면과 브레이크 드럼(425)의 외주면 사이에서 브레이크 드럼(425)의 외주면에 감긴 상태로 그 양단부가 커버(427)의 내측에서 외측을 향하여 서로 반대 방향으로 엇갈리게 인출된 상태에 있다.

이 때, 브레이크 밴드(429)의 일단부는 하우징(110)의 내벽면에 설치된 고정부재(431)에 고정되어 있고, 그 타단부는 상기 일단부의 고정점에 반대되는 방향을 향하여 커버(427)의 몸체에 고정되어 있다.

또한, 탄성부재(435)는 일단부가 고정부재(431)에 대응하는 커버(427)의 일측에 고정되고, 타단부가 하우징(110)의 내벽면에 고정되어 있다. 이로 인해 커버(427)에는 브레이크 밴드(429)의 일단부의 고정점에 반대되는 방향을 향하여 탄성력이 작용하게 된다.

그리고 작동 아암(447)의 자유 단부 측에 설치된 베어링(447a)은 커버(427)의 연장판(433)에 걸려 접촉된 상태를 유지하고 있다.

따라서 브레이크 밴드(429)는 브레이크 드럼(425)을 힘껏 조이면서 그 브레이크 드럼(425)의 회전을 저지하고 있는 상태에 있다.

이 상태에서, 수문(1)의 외측 수위의 기설정된 수위를 초과하여 상승하는 경 우, 플로우트(6)가 물에 의해 부상되면서 강봉(311)을 상측 방향으로 밀어 내고, 이에 따라 제1 회동 아암(313)은 강봉(311)에 의해서 일측 방향으로 회동되며, 제2 회동 아암(315)은 링크 아암(317)을 통해 일측 방향으로 회동하게 된다.

그러면 도 15c에 도시된 바와 같이, 연결 아암(443)은 제2 회동 아암(315)에 의해 연동하여 상측 방향으로 들어 올려지게 된다. 이와 동시에, 슬롯판(455)은 연결 아암(443)에 연결되게 설치되고 있기 때문에, 레버축(453)에 안내되면서 연결 아암(443)과 함께 상측 방향으로 이동하게 된다.

이에 따라 도 15d에 도시된 바와 같이, 회전축(445)은 연결 아암(443)에 연동하여 일측 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 작동 아암(447)은 브레이크 밴드(429)의 풀어지는 방향 즉, 탄성부재(435)의 탄성력이 작용하는 반대 방향으로 회전된다.

이에 작동 아암(447)은 그 자유 단부에 설치된 베어링(447a)이 커버(427)의 연장판(433)에 걸려 있는 상태에서, 상기 탄성부재(435)의 탄성력을 극복하면서 커버(427)의 연장판(433)을 밀어 내어 그 커버(427)를 일측 방향 즉, 브레이크 밴드(429)의 풀어지는 방향으로 회전시킨다.

따라서 브레이크 드럼(425)을 조이고 있던 브레이크 밴드(429)는 상기 커버(427)가 일측 방향으로 회전됨에 따라 그 조임력이 느슨해지면서 브레이크 드럼(425)에 작용하는 제동력을 해제할 수 있게 된다.

이로써 상기에서와 같이 브레이크 드럼(425)에 작용하는 제동력이 해제됨에 따라 수문(1)의 자중력에 의해 브레이크 드럼(425)이 제3 회전축(143)과 함께 다른 일측 방향으로 회전되고, 이의 회전력은 감속유닛(250)을 랙 바아(273)을 하강시킴으로써 수문(1)을 하강시키게 된다.

반대로, 수문(1) 외측의 수위가 기설정된 범위로 하강하게 되는 경우 플로우트(6)는 하강하게 되고, 이로 인해 연결 아암(443)은 도 15a에서와 같이 하측 방향으로 이동하게 된다.

이에 따라, 작동 아암(447)은 도 15b에 도시된 바와 같이, 연결 아암(443)에 연동하여 회전하는 회전축(445)에 의해 원래 위치로 되돌아 가게 된다.

그리고, 커버(427)는 탄성부재(435)의 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 회전되는 바, 느슨해진 상태의 브레이크 밴드(429)는 커버(427)가 원래의 위치로 회전됨에 따라 브레이크 드럼(425)의 외주면에 조여지면서 그 브레이크 드럼(425)에 제동력을 제공할 수 있게 된다.

이로써, 상기에서와 같이 브레이크 드럼(425)에 제동력이 제공됨에 따라 수문(1)은 앞에서 설명한 바와 같은 수동 및 전동 동력으로서 상승할 수 있게 된다.

한편, 수문(1)이 상승된 상태에서 그 수문(1)의 외측 수위에 관계 없이 수문(1)을 하강시키고자 하는 경우, 사용자는 도 15a에서와 같은 상태의 레버부재(459)를 도 15e에 도시된 바와 같이 다른 일측의 스토퍼(461b)에 맞닿기까지 시계 방향으로 회전시킨다.

이에 레버축(453)은 레버부재(459)와 함께 시계 방향으로 회전되고, 레버축(453)의 축방향 외측에 위치하고 있는 푸시 돌기(457)는 시계 방향으로 90°범위 만큼 회전된다.

그리고 레버축(453)에 걸처져 있는 슬롯판(455)은 이의 걸림부(455c)에 푸시 돌기(457)가 접촉된 상태에서 시계 방향으로 90°범위 만큼 회전되기 때문에, 상측 방향으로 들어 올려지게 된다. 따라서 슬롯판(455)에 연결된 연결 아암(443)은 상측 방향으로 들어 올려지게 된다.

이로써 상기 연결 아암(443)이 상측 방향으로 들어 올려짐에 따라 도 15d에서와 같은 작용에 의해 브레이크 드럼(425)에 가해지는 제동력이 해제됨으로써 전술한 바와 같은 작용에 의해 수문(1)은 하강하게 된다.

다른 한편으로, 도 15e에 도시된 바와 같은 상태의 레버부재(459)를 일측의 스토퍼(461a)에 맞닿기까지 반시계 방향으로 회전시키게 되면, 이에 레버축(453)은 레버부재(459)와 함께 반시계 방향으로 회전되고, 푸시 돌기(457)는 반시계 방향으로 90°범위 만큼 회전되면서 도 15a에 도시된 바와 같은 상태의 위치로 되돌아 가게 된다.

따라서 연결 아암(443)은 커버(427)에 작용하는 탄성부재(435)의 탄성력에 의해 슬롯판(455)과 함께 원래 위치로 하강하게 된다. 그리고 상기 연결 아암(443)이 하측 방향으로 하강함에 따라 앞서 설명한 작용에서와 같이 브레이크 밴드(429)는 브레이크 드럼(425)를 조이게 되고, 이로 인해 브레이크 드럼(425)은 제동력을 제공받게 된다.

이로써 상기에서와 같이 브레이크 드럼(425)에 제동력이 제공됨에 따라 수문(1)은 앞에서 설명한 바와 같은 수동 및 전동 동력으로서 상승할 수 있게 된다.

도 16은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 수문용 권양장치의 사용예 를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 이 경우는 수문(1)의 내측 수위와 외측 수위를 측정하여 그 수위의 편차에 따라 구동 모터(미도시)를 제어하여 수문(1)을 승강시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위해 본 실시예에서는 수문(1)의 내측에 설치되는 제1 수위계(510)와, 수문(1)의 외측에 설치되는 제2 수위계(520)와, 제1 수위계(510) 및 제2 수위계(520)의 측정 신호에 따라 구동 모터를 제어하는 제어유닛(530)을 포함하고 있다.

상기 제1 수위계(510)는 수문(1)의 내측 수심을 측정하여 그 측정 신호를 제어유닛(530)으로 출력하고, 제2 수위계(520)는 수문(1)의 외측 수심을 측정하여 그 측정 신호를 제어유닛(530)으로 출력한다.

상기 제어유닛(530)은 제1 수위계(510) 및 제2 수위계(520)로부터 수신된 각각의 측정 신호를 비교 판단하여 수문(1)의 내외측 수심 편차에 따라 구동 모터에 대하여 온-오프 제어 신호를 제공할 수 있는 통상적인 구조의 컨트롤러로서 이루어진다.

따라서 본 실시예에서는 수문(1)이 상승된 상태에서 제어유닛(530)이 제1 수위계(510) 및 제2 수위계(520)로부터 수신된 각각의 측정 신호를 비교 판단하여 수문(1)의 외측 수심이 내측 수심 보다 큰 경우, 구동 모터를 제어하여 수문(1)을 하강시킬 수 있게 된다.

반대로, 수문(1)이 하강된 상태에서 제어유닛(530)이 제1 수위계(510) 및 제 2 수위계(520)로부터 수신된 각각의 측정 신호를 비교 판단하여 수문(1)의 내측 수심이 외측 수심 보다 큰 경우, 구동 모터를 제어하여 수문(1)을 상승시킬 수 있게 된다.

본 실시예에 의한 나머지 구성 및 작용은 앞서 설명한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치를 도시한 정단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치를 도시한 평단면 구성도이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치를 도시한 측단면 구성도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치를 도시한 우측면 구성도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치에 적용되는 수동 동력 발생유닛, 수동 동력 전달유닛 및 브레이크유닛 부위를 도시한 평단면 구성도이다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치에 적용되는 전동 동력 발생유닛 부위를 도시한 사시도이다.

도 8은 도 7의 단면 구성도이다.

도 9는 도 8에 도시된 유성기어셋트의 단면 구성도이다.

도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치에 적용되는 전동 동력 전달유닛 및 차동유닛 부위를 도시한 평단면 구성도이다.

도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치에 적용되는 감속유닛 및 수문 동력 승강유닛 부위를 도시한 평단면 구성도이다.

도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치에 적용되는 자동 수문 하강유닛를 도시한 사시도이다.

도 13은 도 12에 도시된 자동 수문 하강유닛의 일부 분해 사시도이다.

도 14는 도 12에 도시된 자동 수문 하강유닛의 다른 일부를 분해하여 도시한 사시도이다.

도 15a 내지 도 15e는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수문용 권양장치에 적용되는 감지유닛 및 자동 수문 하강유닛의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

도 16은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 수문용 권양장치의 사용예를 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>

110... 하우징 120... 수동 동력 발생유닛

140... 수동 동력 전달유닛 160... 전동 동력 발생유닛

161... 모터 구동부 167... 유성기어셋트

174... 고정 로드 181... 토오크 스위치부

190... 전동 동력 전달유닛 195... 체인

210... 차동유닛 218, 219... 베벨 기어

221, 222... 피니언 베벨 기어 250... 감속유닛

270... 수문 동력 승강유닛 310... 감지유닛

401... 자동 수문 하강유닛 425... 브레이크 드럼

429... 브레이크 밴드 459... 레버부재

510, 520... 수위계 530... 제어유닛

Claims

수로를 개폐하는 수문을 승강시키는 수문용 권양장치에 있어서,

하우징 내부의 일측에 회전 가능하게 지지되는 제1 회전축과, 상기 제1 회전축의 단부에 상호 회전 간섭이 없이 장착되는 조작 핸들을 포함하는 수동 동력 발생유닛;

상기 제1 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되어 상기 제1 회전축으로부터 회전 동력을 전달받아 일방향으로만 동력을 전달하는 제2 회전축과, 상기 제2 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되는 제3 회전축과, 상기 제3 회전축의 수직 하방으로 배치되어 상기 제2 및 제3 회전축과 연결되는 제4 회전축을 포함하는 수동 동력 전달유닛;

상기 하우징의 외면에 착탈 가능하게 설치되는 모터 구동부와, 상기 제1 회전축의 수직 하방 외측에 배치되어 상기 모터 구동부와 상호 연결되는 제5 회전축을 포함하는 전동 동력 발생유닛;

상기 모터 구동부에 설치되는 제1 스프라켓과, 상기 제5 회전축에 설치되는 제2 스프라켓과, 상기 제1 스프라켓과 상기 제2 스프라켓을 상호 연결하는 체인을 포함하는 전동 동력 전달유닛;

상기 제4 회전축의 수직 하방에 배치되고 상기 제4 및 제5 회전축과 연결되게 설치되며, 상기 제4 및 제5 회전축에 각각 대응하여 상호 치합되는 제1,2 베벨 기어 및 제1,2 피니언 베벨 기어로서 수동 및 전동 동력의 상호 간섭 없이 수동 및 전동의 운전 절환이 상보적으로 이루어지는 차동유닛;

상기 차동유닛으로부터 전달받은 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시킬 수 있도록 다수의 기어열로서 이루어지는 감속유닛; 및

상기 감속유닛으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환시킬 수 있도록 랙 바아와 피니언으로서 이루어지는 수문 동력 승강유닛

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 모터 구동부는,

작동 스위치의 조작에 따라 컨트롤 박스에 의해 그 구동이 제어되는 구동 모터와,

상기 하우징에 대해 착탈 가능한 브라켓 내부에 설치되고, 입력축으로서 상기 구동 모터의 구동축에 결합되는 유성기어셋트와,

상기 유성기어셋트의 출력축과 연결되고 상기 제1 스프라켓이 장착되는 동력 전달축과,

상기 유성기어셋트와 연결되게 설치되어 상기 구동 모터에 걸리는 부하를 차단하는 토오크 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제2 항에 있어서,

상기 유성기어셋트는,

상기 구동축과 스플라인 결합되는 선기어와,

상기 선기어의 외측에 원주 방향으로 배치되어 상기 선기어와 치합되는 복수의 유성기어들과,

상기 유성기어들과 내접하여 치합되는 링기어와,

상기 유성기어들을 회전 가능하게 지지하는 샤프트와 일체로 연결되고 상기 출력축이 스플라인 결합되는 유성 캐리어와,

상기 브라켓에 설치되어 상기 링기어를 고정시키는 고정 로드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제3 항에 있어서,

상기 고정 로드는 상기 샤프트의 수직 방향으로 배치되어 상기 링기어와 외접하여 치합되고, 양단이 일정 유격을 두고 상기 브라켓에 지지되게 설치되며,

상기 고정 로드의 양단부에는 탄성부재가 탄성 지지되게 설치되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제4 항에 있어서,

상기 토오크 스위치부는 상기 브라켓을 관통하여 상기 고정 로드에 조립되는 레버축과, 상기 레버축에 일정 각도로 분할되어 설치되는 터치 플레이트와, 상기 터치 플레이트와 접촉하는 토오크 스위치를 포함하고,

상기 터치 플레이트는 상기 레버축에 설치되는 제1 터치 플레이트 및 제2 터 치 플레이트로서 이루어지며,

상기 토오크 스위치는 상기 제1 터치 플레이트와 접촉하는 제1 스위치, 및 상기 제2 터치 플레이트와 접촉하는 제2 스위치로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 차동유닛은,

상기 하우징의 일측에 회전 가능하게 지지되는 제1 축, 및 상기 제1 축에 대응하여 상기 하우징의 다른 일측에 회전 가능하게 지지되고 상기 제1 축과 동일선 상에서 키를 개재시켜 고정되는 제2 축으로 이루어지는 메인축과,

상기 메인축의 축심에 대하여 직각 방향으로 상호 대칭하여 고정되게 설치되는 제1 및 제2 차동 기어축과,

상기 제4 회전축과 연결되어 상기 제1 축에 회전 가능하게 지지되는 제1 베벨 기어와,

상기 제5 회전축과 연결되어 상기 제2 축에 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨 기어와,

상기 제1 차동 기어축에 회전 가능하게 지지되어 상기 제1 및 제2 베벨 기어와 상호 치합되는 제1 피니언 베벨 기어와,

상기 제2 차동 기어축에 회전 가능하게 지지되어 상기 제1 및 제2 베벨 기어와 상호 치합되는 제2 피니언 베벨 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문용 권 양장치.
제1 항에 있어서,

상기 조작 핸들이 상기 제1 회전축의 단부에 선택적으로 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 수동 동력 전달 유닛은 상기 제2 회전축의 역회전을 저지하기 위한 일방향 클러치가 상기 제2 회전축에 설치되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 수동 동력 전달 유닛에는 원심식 브레이크로서 이루어진 브레이크유닛이 상기 제3 회전축의 일측 단부에 설치되며,

상기 브레이크유닛은 상기 하우징에 일체로 고정되는 드럼과, 상기 제3 회전축의 일측 단부에 고착되는 보스부와의 사이에 일방향 클러치를 개재시켜 결합되는 회전체와, 상기 회전체의 외주측에 배치되어 원심력에 의하여 외측으로 벌어지는 디스크 부재를 구비하고,

상기 회전체와 상기 디스크 부재는 상기 회전체의 축 직각 방향으로 형성되는 관통홀을 통해 고정핀으로서 고정되되, 상기 고정핀과 상기 디스크 부재 사이에 항상 상기 디스크 부재를 상기 회전체 측으로 밀어 주는 탄발력을 발휘하는 스프링를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 감속유닛은,

상기 차동유닛에 설치된 구동 기어와 상호 치합되는 제1 감속 피동기어를 보유하는 제1 감속 회전축과,

상기 제1 감속 회전축의 제1 감속 구동기어와 치합되는 제2 감속 피동기어를 보유하면서 상기 제1 감속 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되는 제2 감속 회전축과,

상기 제2 감속 회전축의 제2 감속 구동기어와 치합되는 제3 감속 피동기어를 보유하면서 상기 제2 감속 회전축의 수평 방향 일측으로 배치되고 그 동축 상에 상기 피니언이 설치되는 제3 감속 회전축을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 수문이 상승된 상태에서 상기 수문의 외측 수위가 기설정된 수위를 초과하여 상승하는 경우 이를 감지하는 감지유닛을 더욱 포함하며,

상기 감지유닛은, 상기 수로에 마련된 취수구와 상호 연통되게 형성되는 플로우트실과, 상기 플로우트실 내부에 설치되어 상기 수위 변화에 의해 상측으로 부상하는 플로우트와, 상기 플로우트와 연결되게 설치되는 강봉과, 상기 강봉과 연결 되면서 상기 하우징의 외측에 회동 가능하게 설치되는 제1 회동 아암과, 상기 제1 회동 아암에 대응하여 상기 하우징에 회동 가능하게 설치되는 제2 회동 아암과, 상기 제1 및 제2 회동 아암과 상호 링크 연결되는 링크 아암으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제11 항에 있어서,

상기 제2 회동 아암에 의해 연동되어 상기 제3 회전축을 상기 수문의 상승에 따른 회전 방향의 반대 방향으로 회전시켜 상기 수문을 하강시키는 자동 수문 하강유닛을 더욱 포함하며,

상기 자동 수문 하강유닛은, 상기 하우징의 내벽면에 브레이크 드럼이 회전 가능하게 장착되고, 상기 제3 회전축의 다른 일측 단부와 결합된 상태로 상기 제3 회전축을 상기 수문의 상승에 따른 회전 방향으로만 회전시키기 위한 캠형 일방향 클러치 베어링이 상기 브레이크 드럼에 고정되며, 상기 브레이크 드럼을 감싸는 커버가 상기 브레이크 드럼과 별개로 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되고, 상기 하우징에 일단부가 고정되고 상기 커버에 타단부가 고정되는 브레이크 밴드가 상기 브레이크 드럼의 외주면에 탄성을 지니며 감기도록 구성되며,

상기 제2 회동 아암과 연결되는 연결 아암이 상기 하우징의 외측에 배치되고, 상기 하우징 내부로 장착되는 회동축의 일단부가 상기 연결 아암에 고정되며, 상기 커버에 연결되는 작동 아암이 상기 회동축의 타단부에 고정되게 구성되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제12 항에 있어서,

상기 자동 수문 하강유닛은 상기 하우징의 내벽에 설치되어 상기 브레이크 밴드의 일단부를 고정시키는 고정부재와, 상기 커버에 일단부가 고정되고 상기 하우징에 타단부가 고정되어 상기 브레이크 밴드가 조여지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더욱 포함하며,

상기 커버의 하부에는 상기 작동 아암과 연결되는 연장판이 하향하여 길게 배치되고,

상기 연장판에 대응하는 상기 작동 아암의 단부에는 상기 연장판에 걸리면서 회전되는 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제12 항에 있어서,

상기 자동 수문 하강유닛은, 상기 하우징의 외벽에 설치된 브라켓에 레버축이 회전 가능하게 장착되며, 상기 연결 아암에 슬롯판이 연결 설치되고 그 슬롯판에 형성된 슬롯으로 상기 레버축이 끼워져 상기 슬롯판이 상하 이동 자유롭게 배치되며, 상기 레버축의 축상에는 상기 슬롯판을 밀어 올리기 위한 푸시 돌기가 고정되게 설치되고, 상기 레버축의 단부에 레버부재가 고정되게 구성되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제14 항에 있어서,

상기 브라켓에 설치되어 상기 레버부재의 이동 범위를 제한하는 한 쌍의 스토퍼를 더욱 포함하며,

상기 슬롯판은 상기 푸시 돌기에 간섭되도록 그 상단부가 상기 하우징 쪽으로 절곡되게 구성되고,

상기 푸시 돌기는 상기 레버축의 외측에 배치되며, 상기 레버축에 장착된 고정편에 고정되게 설치되고, 상기 슬롯판과 접촉하여 회전되는 베어링으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
제1 항에 있어서,

상기 수문의 내측에 설치되어 상기 수문 내측의 수심을 측정하는 제1 수위계와, 상기 수문의 외측에 설치되어 상기 수문 외측의 수심을 측정하는 제2 수위계와, 상기 제1 수위계 및 상기 제2 수위계에 의해 측정된 측정값을 비교 판단하여 상기 수문의 내측 및 외측의 수위 편차에 따라 상기 구동 모터의 구동을 제어하는 제어유닛을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.