KR100806254B1 - 도개교 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동모터에 고장이 발생하거나 전원이 차단된 상태에서도 도개교를 개방 또는 차단할 수 있도록 한 도개교 구동장치에 관한 것으로서,

서로 마주보도록 설치된 한 쌍의 구동모터(11)와; 입력축(12a)이 양측 구동모터(11)의 출력축(11') 모두에 결합되고 일정 비율로 감속시키는 1차 감속기(12)와; 교량 상판(20)의 일측 단부의 좌우 양측에 각각 설치되며, 1차 감속기(12)의 출력축(12b)에 연결된 입력축(13a)의 회전을 일정 비율로 감속시키는 한 쌍의 2차 감속기(13)와; 2차 감속기(13)의 출력축(13b)에 연결되어 회전되는 피니언 축(14')에 설치되며 교량 상판(20)의 일단 좌우 양측에 각각 설치된 거스 기어(25)를 회전시키는 한 쌍의 피니언 기어(14)와; 구동모터(11)의 작동을 제어하는 제어부와; 2차 감속기(13)의 출력축(13b)과 피니언 축(14')을 연결하는 플렉시블 커플링(16)에 설치되어, 비상시 또는 교량 상판(20)이 최대로 회전된 경우 제어부에 의해 작동되어 동력 전달을 차단하는 비상 제동부(17); 그리고, 1차 감속기(12)에 설치되며, 비상용 모터(15a)가 연결되고 핸들(15b)을 이용한 수동구동부가 구비된 보조 감속기(15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도개교, 감속기, 거스기어, 비상용모터, 과부하, 온도센서, 각도감지부

Description

도개교 구동장치{Driving Apparatus for Bascule Bridge}

본 발명은 일엽식 도개교의 구동장치에 관한 것으로서, 특히 구동모터에 고장이 발생하거나 전원이 차단된 상태에서도 도개교를 개방 또는 차단할 수 있도록 한 도개교 구동장치에 관한 것이다.

도개교(跳開橋)란 배가 통과할 때 교량을 움직여 배의 운행에 지장이 없도록 만들어진 다리를 의미하며, 가동교(可動橋)의 한 종류이다. 이에 대해 보통의 다리를 고정교(固定橋)라고 한다. 운하가 많은 네덜란드 등지에서는 지금도 가동교를 건설하는 일이 많은데, 배가 통과할 때 교량 위의 교통이 차단되고 교통량이 증가함에 따라 점점 그 모습이 사라져 가고 있다. 가동교에는 여러 가지 구조가 있는데 크게 도개교(跳開橋)와 선회교(旋回橋) 및 승개교(昇開橋)의 3종류로 구분되고 있다.

그 중 도개교는 교각 위의 회전축을 중심으로 교량을 위쪽으로 회전시켜 선박의 항행을 위해 공간을 만드는 형식이다. 도개교의 종류에는 경간(徑間)의 중앙 에 절단면이 있어 교량의 중간 부분이 양쪽으로 올라가는 이엽식(二葉式)과, 경간의 한쪽에만 회전축이 있어 교량 전체를 한쪽으로 들어올리는 일엽식(一葉式)이 있다. 도개교는 개폐할 때의 부담을 줄이기 위해 교량과 균형을 이룬 무거운 추(錘)를 갖추고 있지만, 교면에 풍압(風壓)을 받으면 상당히 큰 동력을 필요로 한다. 외관은 보통 다리와 같고, 개교(開橋)할 때는 선박 항행공간에 제약을 가장 적게 주기 때문에 가동교 중에서 가장 많이 사용되고 있다.

한편, 선회교는 교각 위의 회전축을 중심으로 수평면에서 회전하는 형식이고, 승개교는 양쪽의 교각 위에 탑을 만들어 그 상부에 도르래를 달고 교량을 케이블로 끌어올리는 형식의 다리이다. 승개교는 선박 항행 때문에 높이의 제한을 받으며 탑을 세워야 하는 등의 결점이 있다.

일엽식 도개교의 경우 교량 전체를 들어올리게 되므로 큰 동력이 요구되는데, 집중 하중을 방지하기 위하여 교량의 폭방향 양측에 설치된 거스 기어를 회전시킴으로써 교량 상판이 회전되도록 하게 된다. 이때, 충분한 동력을 얻기 위하여 일엽식 도개교에서는 전동식 구동모터와 복수의 감속기를 이용하고 있다.

그러나, 일반적인 일엽식 도개교는 전동식 구동모터를 이용하여 도개교를 개폐시키게 되므로 구동모터에 이상이 발생하거나 전원이 차단된 경우에는 도개교를 개폐시킬 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구동모터에 이상이 발생하거나 전원이 차단되어 구동모터가 작동되지 않더라도 도개교를 개폐시킬 수 있도록 하는 도개교 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 구동모터에 이상이 발생한 경우에 사용되는 비상용 모터에 과부하가 걸릴 경우 보조 감속기의 비상용 모터로 공급되는 전원을 차단하는 과부하 차단부를 설치하여 비상용 모터를 보호할 수 있는 도개교 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 구동모터를 이용하여 도개교를 개폐시킬 때 어느 일측 구동모터에 이상이 발생한 경우 동력 전달을 차단하여 타측 구동모터를 보호할 수 있도록 한 도개교 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 발명은 감속기 내의 오일 온도를 감지하여 일정 온도 범위 내에서만 오일이 순환되도록 하고 오일이 일정 시간 이상 순환된 경우에만 구동모터가 작동되도록 하여 감속기의 내부 구조물을 보호할 수 있도록 한 도개교 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 도개교의 도개각 감지를 통하여 불필요한 동력의 낭비를 방지하고 도개교의 고정을 통해 안전사고를 예방할 수 있는 도개교 구동장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도개교 구동장치는, 서로 마주보도록 설치된 한 쌍의 구동모터와; 입력축이 상기 양측 구동모터의 출력축 모두에 결합되고 일정 비율로 감속시키는 1차 감속기와; 교량 상판의 일측 단부의 좌우 양측에 각각 설치되며, 상기 1차 감속기의 출력축에 연결된 입력축의 회전을 일정 비율로 감속시키는 한 쌍의 2차 감속기와; 상기 2차 감속기의 출력축에 연결되어 회전되는 피니언 축에 설치되며 교량 상판의 일단 좌우 양측에 각각 설치된 거스 기어를 회전시키는 한 쌍의 피니언 기어와; 상기 구동모터의 작동을 제어하는 제어부와; 상기 2차 감속기의 출력축과 상기 피니언 축을 연결하는 플렉시블 커플링에 설치되어, 비상시 또는 상기 교량 상판이 최대로 회전된 경우 상기 제어부에 의해 작동되어 동력 전달을 차단하는 비상 제동부; 그리고, 상기 1차 감속기에 설치되며, 비상용 모터가 연결되고 핸들을 이용한 수동구동부가 구비된 보조 감속기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 상기 보조 감속기는 유성기어형 감속기 또는 사이클로 감속기인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 상기 보조 감속기는, 상기 수동구동부에 상기 보조 감속기 출력축에 과다한 부하가 걸릴 경우 상기 비상용 모터로의 전원 공급을 차단하는 과부하 차단부를 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 도개교 구동장치는, 상기 1차 감속기의 입력축과 상기 구동모터의 출력축 사이에는 동력 차단을 위한 디스크 브레이크를 구비하는 것을 특징으 로 한다.

또한, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 상기 1차 감속기 및 2차 감속기는 각각 오일 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하고, 상기 제어부는 오일의 온도가 일정 이하인 경우에는 상기 구동모터가 작동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 도개교 구동장치는, 상기 피니언 기어의 측부에 설치되어 상기 교량 상판의 회전각을 감지하여 상기 제어부로 전송하는 각도 감지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 구동모터에 이상이 발생하더라도 보조 감속기를 이용하여 도개교를 개폐시킬 수 있으며, 모든 전원이 차단되더라도 보조 감속기의 수동구동부를 통해 도개교를 개폐시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 보조 감속기의 출력축에 과다한 부하가 걸릴 경우 과부하 차단부에 의해 비상용 모터의 전원이 차단되므로 비상용 모터를 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 1차 감속기의 입력축과 구동모터의 출력축 사이에 각각 디스크 브레이크가 설치되어 있으므로 일측 구동모터에 이상이 생길 경우 상기 1차 감속기로의 동력 전달을 차단하여 나머지 구동모터를 보호할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 1차 감속기 및 2차 감속기의 오일 온도가 일정 이하인 경우에는 상기 구동모터가 작동되지 않으므로 1,2차 감속기의 내부 피니언에 과다한 부하가 걸리지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 도개교 구동장치에 따르면, 각도 감지부를 이용하여 교량 상판의 회전각을 감지하여 일정 각도에 다다르면 구동모터의 작동을 중지하고 비상 제동부를 통해 교량 상판의 역회전을 차단하게 되므로 불필요한 동력 낭비를 방지할 수 있고 교량 상판의 역회전으로 인한 안전 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 도개교 구동장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 도개교 구동장치가 도시된 측면도이고, 도 2는 본 발명의 도개교 구동장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 요부 구성인 1차 감속기가 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명의 요부 구성인 2차 감속기가 도시된 구성도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 도개교 구동장치의 설치 상태도이며, 도 6은 본 발명의 도개교 구동장치의 설치 단면도이다.

본 발명의 도개교 구동장치는, 서로 마주보도록 설치된 한 쌍의 구동모터(11)와; 입력축(12a)이 상기 양측 구동모터(11)의 출력축(11') 모두에 결합되고 일정 비율로 감속시키는 1차 감속기(12)와; 교량 상판(20)의 일측 단부의 좌우 양 측에 각각 설치되며, 상기 1차 감속기(12)의 출력축(12b)에 연결된 입력축(13a)의 회전을 일정 비율로 감속시키는 한 쌍의 2차 감속기(13)와; 상기 2차 감속기(13)의 출력축(13b)에 연결되어 회전되는 피니언 축(14')에 설치되며 교량 상판(20)의 일단 좌우 양측에 각각 설치된 거스 기어(25)를 회전시키는 한 쌍의 피니언 기어(14)와; 상기 구동모터(11)의 작동을 제어하는 제어부와; 상기 2차 감속기(13)의 출력축(13b)과 상기 피니언 축(14')을 연결하는 플렉시블 커플링(16)에 설치되어, 비상시 또는 상기 교량 상판(20)이 최대로 회전된 경우 상기 제어부에 의해 작동되어 동력 전달을 차단하는 비상 제동부(17)와; 상기 1차 감속기(12)에 설치되며, 비상용 모터(15a)가 연결되고 핸들(15b)을 이용한 수동구동부(도시 생략)가 구비된 보조 감속기(15)와; 상기 1차 감속기(12)의 입력축(12a)과 상기 구동모터(11)의 출력축(11') 사이에는 동력 차단을 위한 디스크 브레이크(18)와; 상기 피니언 기어(14)의 측부에 설치되어 상기 교량 상판(20)의 회전각을 감지하여 상기 제어부로 전송하는 각도 감지부(도시 생략)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 보조 감속기(15)는 유성기어형 감속기 또는 사이클로 감속기이며, 상기 수동구동부에 상기 보조 감속기(15)의 출력축에 과다한 부하가 걸릴 경우 상기 비상용 모터(15a)의 동력을 차단하는 과부하 차단부(도시 생략)가 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 1차 감속기(12) 및 2차 감속기(13)는 각각 오일 온도를 감지하는 온도 센서(19)를 구비하고, 상기 제어부는 오일의 온도가 일정 이하인 경우에는 상기 구동모터(11)가 작동되지 않도록 제어하게 된다.

한편, 본 발명의 도개교 구동장치는 상기 양측 피니언 기어(14)에 가해지는 도개운전 토크 및 상기 1차 감속기(12)로 동력을 전달하는 상기 구동모터(11)의 운전토크를 제어하기 위한 토크 조절구조가 더 구비되나, 이 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 미설명 부호 31,32는 각 감속기(12)(13)에 설치된 토크감지부이고, 33,34는 축간 연결을 위한 커플링이며, 35는 1차 감속기(12)의 출력축(12b)과 2차 감속기(13)의 입력축(13a)을 연결하는 연결축이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 도개교 구동장치는 다음의 순서를 따라 기동된다.

도개교를 들어올리는 경우에는 도로와 교량 상판(20)을 연결하는 렉바(26)가 개방 위치로 이동하고, 도개교를 내리는 경우에는 상기 렉바(26)를 닫힘 위치로 이동하여 상기 교량 상판(20)이 움직이지 않도록 한다. 그리고, 상기 렉바(26)가 개방 위치로 이동된 상태에서, 디스크 브레이크(18) 및 비상 제동부(17)가 개방되고 구동모터(11)가 작동된다. 상기 구동모터(11)의 작동에 따라 1차 감속기(12) 및 2차 감속기(13)가 순차적으로 작동되면서 회전속도는 점점 감소하고 토크가 증가되어 상기 교량 상판(20)을 움직일 수 있는 토크를 발생하게 된다.

이어 상기 2차 감속기(13)의 출력축(13b)에 연결된 피니언 기어(14)가 회전하면서 거스 기어(25)가 작동되어 교량 상판(20)이 상승 또는 하강하게 된다. 이후, 상기 교량 상판(20)이 최대 상승각인 75도 또는 최대 하강각인 0도에 도달하면 상기 구동모터(11)의 작동이 중지되고, 상기 디스크 브레이크(18) 및 비상 제동부(17)가 작동되어 상기 교량 상판(20)이 회전하는 것을 차단하게 된다. 여기서, 상기 교량 상판(20)의 최대 상승각 및 최대 하강각은 각도 감지부에 의해 감지된 상기 교량 상판(20)의 회전각을 의미한다.

만약, 상기 구동모터(11)에 이상이 발생하면 상기 교량 상판(20)을 회전시킬 수 없게 되므로, 보조 감속기(15)의 비상용 모터(15a)가 작동하게 된다. 따라서, 상기 보조 감속기(15)가 결합된 상기 1차 감속기(12) 및 상기 2차 감속기(13)가 순차적으로 작동되어 상기 교량 상판(20)을 움직일 수 있게 된다. 특히, 상기 보조 감속기(15)는 핸들(15b)을 이용한 수동구동이 가능하도록 수동구동부를 구비하고 있으므로, 전원공급이 완전히 차단된 상태에서도 상기 교량 상판(20)을 움직일 수 있게 된다. 이때, 상기 교량 상판(20)의 중량이 과다하여 상기 비상용 모터(15a)에 걸리는 부하가 급격하게 증가할 수 있으므로, 상기 비상용 모터(15a)에 과부하가 걸리게 되면 상기 보조 감속기(15)의 수동구동부에 설치된 과부하 차단부가 상기 비상용 모터(15a)의 작동을 중지시키게 된다.

한편, 상기 제어부는 온도 센서(19)를 통해 상기 1차 감속기(12) 및 2차 감속기(13)의 오일 온도를 감지하여 일정 온도 이하인 경우에는 상기 구동모터(11)가 작동되지 않도록 한다. 이는 오일의 점도로 인해 상기 구동모터(11)에 가해지는 부하가 필요이상으로 증가하는 것을 방지하기 위한 것이다. 구체적으로 오일 온도가 -10℃ 이하인 경우에는 오일 펌프(도시 생략)의 작동을 중지하고 히터(도시 생략)가 작동되며, 오일 온도가 -10℃ 이상이 되면 오일 펌프가 작동되어 오일 순환이 이루어지도록 한다. 이렇게 약 10분 정도의 오일 순환이 이루어진 이후에 상기 디스크 브레이크(18) 및 비상 제동부(17)가 개방되어 상기 구동모터(11)의 동력이 전달되도록 한다. 이때, 오일 온도가 5℃ 이상이 되면 히터가 정지하여, 순환되는 오 일의 온도가 -10℃ ~ 5℃ 범위에 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 도개교 구동장치가 도시된 측면도.

도 2는 본 발명의 도개교 구동장치의 평면도.

도 3은 본 발명의 요부 구성인 1차 감속기가 도시된 구성도.

도 4는 본 발명의 요부 구성인 2차 감속기가 도시된 구성도.

도 5는 본 발명의 도개교 구동장치의 설치 상태도.

도 6은 본 발명의 도개교 구동장치의 설치 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 구동모터 12: 1차 감속기

13: 2차 감속기 14: 피니언 기어

15: 보조 감속기 16: 플렉시블 커플링

17: 비상 제동부 18: 디스크 브레이크

19: 온도센서 20: 교량 상판

25: 거스 기어 26: 렉바

Claims (6)

1. 서로 마주보도록 설치된 한 쌍의 구동모터(11)와;

   입력축(12a)이 상기 양측 구동모터(11)의 출력축(11') 모두에 결합되고 일정 비율로 감속시키는 1차 감속기(12)와;

   교량 상판(20)의 일측 단부의 좌우 양측에 각각 설치되며, 상기 1차 감속기(12)의 출력축(12b)에 연결된 입력축(13a)의 회전을 일정 비율로 감속시키는 한 쌍의 2차 감속기(13)와;

   상기 2차 감속기(13)의 출력축(13b)에 연결되어 회전되는 피니언 축(14')에 설치되며 교량 상판(20)의 일단 좌우 양측에 각각 설치된 거스 기어(25)를 회전시키는 한 쌍의 피니언 기어(14)와;

   상기 구동모터(11)의 작동을 제어하는 제어부와;

   상기 2차 감속기(13)의 출력축(13b)과 상기 피니언 축(14')을 연결하는 플렉시블 커플링(16)에 설치되어, 비상시 또는 상기 교량 상판(20)이 최대로 회전된 경우 상기 제어부에 의해 작동되어 동력 전달을 차단하는 비상 제동부(17); 그리고,

   상기 1차 감속기(12)에 설치되며, 비상용 모터(15a)가 연결되고 핸들(15b)을 이용한 수동구동부가 구비된 보조 감속기(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도개교 구동장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보조 감속기(15)는 유성기어형 감속기 또는 사이클로 감속기인 것을 특징으로 하는 도개교 구동장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 보조 감속기(15)는, 상기 수동구동부에 상기 보조 감속기의 출력축에 과다한 부하가 걸릴 경우 상기 비상용 모터(15a)로의 전원 공급을 차단하는 과부하 차단부를 구비한 것을 특징으로 하는 도개교 구동장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 1차 감속기(12)의 입력축(12a)과 상기 구동모터(11)의 출력축(11') 사이에는 동력 차단을 위한 디스크 브레이크(18)가 구비되는 것을 특징으로 하는 도개교 구동장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 1차 감속기(12) 및 2차 감속기(13)는 각각 오일 온도를 감지하는 온도 센서(19)를 구비하고, 상기 제어부는 오일의 온도가 일정 이하인 경우에는 상기 구동모터(11)가 작동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도개교 구동장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 피니언 기어(14)의 측부에 설치되어 상기 교량 상판(20)의 회전각을 감 지하여 상기 제어부로 전송하는 각도 감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 도개교 구동장치.

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