KR100971276B1

KR100971276B1 - 조향장치

Info

Publication number: KR100971276B1
Application number: KR1020080050221A
Authority: KR
Inventors: 김영중
Original assignee: 김영중
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2010-07-20
Also published as: JP2009286393A; US7819039B2; US20090293791A1; KR20090124173A

Abstract

본 발명은 모터보트와 같은 소형 선박의 조향장치에 관한 것으로, 회전커버와 회전플레이트의 유격으로 인한 마모 및 소음을 방지하고, 조향핸들의 회전방지 효과를 극대화하기 위한 것이다. 본 발명은 원통형의 고정프레임과; 상기 고정프레임 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와; 구름체 및 탄성체를 설치할 수 있도록 상기 회전플레이트 상면에 구비되는 마운트와; 상기 마운트 상에 설치되어 상기 구름체를 상기 고정프레임의 내면에 밀착되도록 탄성력을 가하게 되는 탄성체와; 조향축의 조작시 상기 구름체를 가압할 수 있는 가동편을 구비하며 상기 구름체 및 탄성체의 이탈이 방지되도록 회전플레이트 상부측을 커버하는 회전커버와; 상기 고정프레임과 회전플레이트와 회전커버를 관통하여 설치되는 조향축; 및 상기 가동편의 구름체와의 접촉면 상에 상기 가동편과 구름체 사이의 유격을 해소할 수 있도록 하는 탄성패드;를 포함하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치를 제공한다.

선박, 조향, 유격, 마모

Description

조향장치{Steering apparatus}

본 발명은 모터보트와 같은 소형 선박의 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향장치를 구성하는 회전커버와 회전플레이트의 유격을 해소하여 유격의 존재로 인해 발생하던 마모 및 소음이 발생되지 않도록 하며, 조향핸들의 회전방지 효과를 극대화 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 소형 선박은 도 1 내지 도 2에 도시된 것과 같이, 선박의 선실 전방에 조향을 위한 핸들(H)이 회전 가능하게 구성되며, 선박의 선미에 엔진부(E)가 좌우로 선회 가능하게 연결된다.

상기 핸들(H)은 조향모듈(100) 및 케이블(C)을 매개로 엔진부(E)와 연결되어, 핸들(H) 조작시 조향모듈(100)을 통해 케이블(C)이 당겨지거나 밀리면서 엔진부(E)를 좌우로 선회시키고, 이에 따라 좌우의 원하는 방향으로 진로가 전환된다.

상기 핸들(H) 조향장치는 상, 하부케이스(200)(300)와, 조향력 전달모듈(100)과, 조향축(400)과, 감속기어유닛(500)과, 토크모듈(700)을 포함하여 구성된다.

상기 조향력 전달모듈(100)은 상기 상부케이스(200)와 하부케이스(300) 내부에 조향핸들의 회전력을 받아 회전 가능하도록 설치되는 회전판(110)과, 상기 회전판(110) 외주면에 감겨지는 케이블(C)로 구성된다.

상기 상부케이스(200)는 중앙에 상기 조향축(400)이 관통하는 관통공(210)이 형성되어 있고, 내측면에는 4개의 끼움홈(230)이 형성되어 있으며, 일측부에 상기 회전판(110)과 연결되는 상기 케이블(C)이 통과하는 2개의 케이블 가이드홈(250)이 외측으로 개방되게 형성된 구조로 되어 있다.

상기 하부케이스(300)는 내측 내주면에 내접기어(310)가 형성되고, 중앙에 조향축(400)이 관통하는 축공(330)이 형성된다.

상기 하부케이스(300)의 내접기어(310) 내측에는 감속기어 유닛(500)이 구비된다. 상기 감속기어 유닛(500)은 상기 핸들의 회전속도를 감속시켜 상기 회전판(110)에 전달하기 위한 3개의 기어(510)들이 치합되고, 그 기어(510)들의 중심에는 상기 기어(510)들과 치합되는 축기어(530)가 위치하도록 구성된다.

상기 조향축(400)은 상기 상부케이스(200)와 하부케이스(300)를 관통하여 상기 핸들(H)과 체결되기 위해 일단부에 나사산(410)이 형성되어 있고, 타단부는 하부케이스(300)의 축공(330)에 끼워지도록 형성된다.

한편, 핸들(H)의 조작력에 의해 회전되는 상기 조향축(400)상에는 상기 조향축(400)의 조작력을 제어하기 위한 토크모듈(700)이 구비되는데, 이 토크모듈(700)은 본 출원인에 의해 선등록된 등록특허공보 등록번호 10-0748428에 나타낸 바와 같다.

즉, 토크모듈(700)의 구성을 보면, 상부케이스에 고정되는 원통형의 고정프레임(710)과, 상기 고정프레임(710) 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트(720)와, 구름체(730) 및 탄성체(740)를 설치할 수 있도록 상기 회전플레이트(720) 상면에 구비되는 복수개의 마운트(721)와, 조향축(400)의 조작시 구름체(730)를 가압할 수 있는 가동편(761)을 구비하며 상기 구름체(730) 및 탄성체(740)의 이탈이 방지되도록 회전플레이트(720) 상부측을 커버하는 회전커버(760)를 포함하여 구성된다.

상기 고정프레임(710)과 회전플레이트(720)와 회전커버(760)를 관통하여 조향축(400)이 설치된다.

상기 고정프레임(710)의 외주면에는 상부케이스(200) 내측면에 형성된 4개의 끼움홈(230)에 각각 결합되어 회전이 방지되도록 하는 복수개의 끼움돌기(711)가 형성된다.

상기 회전커버(760)의 각 가동편(761)은, 상기 회전커버(760)의 제조시, 금형으로부터 용이하게 탈거시킬 수 있도록 단부로 갈수록 두께가 얇아지게 형성된다.

이와 같이 구성된 종래에는, 선박의 운행 중 상기 핸들(H)을 일방향으로 회전하면, 상기 조향축(400)의 조작력이 감속기어유닛(500)을 통해 상기 회전판(110)으로 전달되어 좌 또는 우방향으로 회전하게 되고, 상기 회전판(110)의 회전에 의해 케이블(C)이 당겨지거나 풀려남에 따라 엔진이 좌우로 움직여 선박의 진행 방향이 조절된다.

한편, 상기와 같이 선박의 진행 방향 조정 과정 및 조향핸들에서 손을 뗀 상태에서의 조향핸들의 회전방지 기능에 대해 도 3 내지 도 8을 주로 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선박의 운행 중 상기 조향축(400)의 조작력으로 핸들(H)의 방향을 좌우측(시계방향 또는 반시계방향)으로 회전하면, 상기 가동편(761)이 일측 구름체(730)를 밀게 되고, 상기 각 구름체(730)는 상기 탄성체(740)의 압축으로 인해 상기 고정프레임(710)의 내주면에서 이격된다.(도 5의 "A" 및 도 7의 "B" 참조)

상기 가동편(760)에 의해 가압되지 않은 타측 구름체는 상기 탄성체(740)의 복원력에 의해 상기 고정프레임(710)의 내주면에 압착되나, 이동가능한 상태이다.

즉, 상기 조향축(400)의 조작력으로 상기 핸들(H)을 좌우로(시계방향 또는 반시계방향) 움직이면, 상기 회전커버(760)의 회전이 이루어지고, 회전방향 전방에 위치한 상기 각 구름체(730)는 상기 탄성체(740)의 압축에 의해 상기 고정프레임(710)의 내주면에 이격됨으로써, 회전플레이트(720)가 회전하게 되며, 이에 따라, 감속기어유닛(500)을 통해 케이블(C)로 조작력이 전달됨으로써, 선박의 방향이 조절된다.

다음으로, 조향핸들에 대한 조작력이 제거되면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각 마운트(721)에 위치된 각 구름체(730)가 고정프레임(710)의 내주면에 압착되어 쐐기 작용을 함으로써, 상기 회전플레이트(720)는 고정되므로 상기 조향축(400)도 고정되어 선박의 방향은 일정하다.

그러나, 상기와 같은 종래의 조향장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 상기 회전플레이트와 회전커버 사이에 존재하는 유격(t)은 핸들(H)의 움직임에 영향을 미친다.

즉, 엔진부(E)의 진동에 의해 케이블(C)이 떨게 되면 상기 가동편(761)은 상기 케이블(C)에 영향을 받아 상기 가동편(761)과 구름체(730) 사이에 생긴 유격(t) 범위 내에서 핸들이 헛돌게 되고, 유격으로 인해 소음이 발생하게 되며, 가동편과 그 간섭 부위에 마모가 발생하게 된다.

부언컨대, 조향핸들은 운전자가 조향하면 좌 혹은 우로 움직이게 되고, 케이블도 좌든 우든 따라서 움직이게 된다. 그리고 조향장치의 작용에 의해 조향핸들이 스톱된 상태에서 엔진이 떨어 케이블에 700~800kg의 힘이 걸려도 조향핸들은 가만히 있게 된다.

그러나, 기존의 조향장치는 회전플레이트와 회전커버 사이에 존재하는 유격으로 인해 소음 및 마모가 발생하는 실정이다.

그리고, 상기 유격은 운전자가 조향핸들을 조작하는 초기에 뻣뻣함을 느끼게 되는데, 이는 회전커버의 금속재질인 가동편과 가동플레이트가 서로 맞닿기 때문이다.

한편, 상기 구름체(730)를 가압하는 상기 회전플레이트(750)의 가동편(761)이 경사져 있어 다음과 같은 문제가 있다.

즉, 상기 구름체(730)에 접촉되는 상기 가동편(761)은 제작시 금형빠짐을 위해 단부로 갈수록 두께가 얇아지도록 구성되는데, 이로 인해 구름편에 대해 일부분만이 접촉된다.(도 6 참조)

이에 따라, 상기 구름체(730)에는 편하중이 작용하게 되므로 토크모듈의 작동에 있어 동작 신뢰성이 저하될 우려가 있으며, 접촉하는 두 부품에 있어서 편마모를 유발하게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 기술적 과제는, 회전커버와 회전플레이트의 유격을 해소하여 유격의 존재로 인해 발생하던 마모 및 소음이 발생되지 않도록 하며, 조향핸들의 회전방지 효과를 극대화 할 수 있도록 한 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 원통형의 고정프레임과; 상기 고정프레임 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와; 구름체 및 탄성체를 설치할 수 있도록 상기 회전플레이트 상면에 구비되는 마운트와; 조향축의 조작시 구름체를 가압할 수 있는 가동편을 구비하며 상기 구름체 및 탄성체의 이탈이 방지되도록 회전플레이트 상부측을 커버하는 회전커버와; 상기 마운트 상에 설치되어 구름체를 고정프레임의 내면에 밀착되도록 탄성력을 가하게 되는 탄성체와; 상기 고정프레임과 회전플레이트와 회전커버를 관통하여 설치되는 조향축을 포함하여 구성되며, 상기 조향축의 좌우 조작에 따른 가동편의 구름체에 대한 가압에 의해 상기 구름체가 고정프레임의 내면에서 이격됨에 따라 회전플레이트의 회전이 가능하게 되고, 조향축에 조작력이 제거될 경우 탄성체의 복원력에 의해 구름체가 고정프 레임 내면에 압착되어 조향축이 회전하지 않고 고정되도록 한 조향장치에 있어서; 상기 가동편의 구름체와의 접촉면 상에 상기 가동편과 구름체 사이의 유격을 해소할 수 있도록 하는 탄성패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 조향장치가 제공된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 조향장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 상기 구름체(730)와 상기 가동편(76a) 사이에 생긴 유격이 상기 탄성패드(80)에 의해 해소된다.

이에 따라, 선박의 운행 중 상기 조향축(400)에 조작력이 제거된 상태에서, 상기 가동편(76a)은 상기 탄성패드(80)에 의해 유격이 해소되어 있기 때문에 움직이지 않는다. 따라서, 엔진부(E)의 진동에 의해 케이블(C)이 당겨지거나 밀려도 상기 핸들(H)에 영향을 주지 않으므로 핸들의 회전 방지 효과가 확실히 실현된다.

또한, 본 발명은 상기 가동편(76a)의 경사면을 상기 탄성패드(80)가 보강해 줌으로써, 구름체(730)와 가동편(76a)간의 직접적인 접촉을 차단하여 구름체(730)와 가동편의 편마모 마모 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도 9 내지 15를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명은 원통형의 고정프레임(710)과; 상기 고정프레임(710) 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트(720)와; 원기둥 형태의 구름체(730) 및 탄성체(740)를 설치할 수 있도록 상기 회전플레이트(720) 상면에 구비되는 복수개의 마운트(721)와; 조향축(400)의 조작시 구름체(730)를 가압할 수 있는 가동편(76a)을 구비하며 상기 구름체(730) 및 탄성체(740)의 이탈이 방지되도록 회전플레이트(720) 상부측을 커버하는 회전커버(76)와; 상기 마운트(721) 상에 설치되어 구름체(730)를 고정프레임(710)의 내면에 밀착되도록 탄성력을 가하게 되는 탄성체(740)와; 상기 고정프레임(710)과 회전플레이트(720)와 회전커버(76)를 관통하여 설치되는 조향축(400)을 포함하여 구성되며, 상기 조향축(400)의 좌우 조작에 따른 가동편(76a)의 구름체(730)에 대한 가압에 의해 상기 구름체(730)가 고정프레(710)임의 내면에서 이격됨에 따라 회전플레이트(720)의 회전이 가능하게 되고, 조향축(400)에 조작력이 제거될 경우 탄성체(740)의 복원력에 의해 구름체(730)가 고정프레임(710) 내면에 압착되어 조향축(400)이 회전하지 않고 고정되도록 한 조향장치에 있어서, 상기 가동편(76a)의 구름체(730)와의 접촉면 상에 상기 가동편(76a)과 구름체(730) 사이의 유격을 해소할 수 있도록 하는 탄성패드(80)가 구비된다.

상기 탄성패드(80)는 재질이 합성수지재인 것이 바람직 하고, 상기 각 가동편(76a)의 두께가 테이퍼(taper)진 경우, 상기 각 가동편(76a)의 구름체(730)와의 접촉면에 부착되는 탄성패드(80)의 두께가 테이퍼진 면에 대응하여 두께가 얇은 쪽으로 갈수록 두꺼워지게 형성되는 것이 바람직 하며, 상기 탄성패드(80)의 두께는 1.5㎜를 넘지 않는 것이 바람직 하다.

상기 구름체(730)는 원통형을 이루도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 조향축(400)에 대해 조작력이 가해지지 않은 상태에서 상기 가동편(76a)은 상기 구름체(730)를 가압하지 않고 상기 구름체(730)와 구름체(730) 사이 중앙에 위치하되, 상기 가동편(76a)의 좌우측면에 부착된 탄성패드(80)에 의해 유격없이 위치하게 된다.

이때, 상기 회전플레이트(720)는 회전할 수 없는 상태인데, 이는 각 마운트(721) 좌우측에 위치된 각 구름체(730)가 탄성체(740)의 복원력으로 인해 상기 고정프레임(710)의 내주면에 압착되어 쐐기 작용을 하게 되므로 회전할 수 없는 상태이다.

따라서, 엔진부(E)에 연결된 케이블(C)이 엔진부(E)의 진동 등에 의해 떨더라도 회전커버(76)와 회전플레이트(720) 사이의 유격, 즉, 가동편(76a)과 구름체(730) 사이의 유격이 상기 탄성패드(80)에 의해 해소되어 있기 때문에 회전커버(76)의 유동이 없으며, 따라서 조향핸들도 회전되지 않는다.(도 10 및 도 11 참조)

한편, 선박의 운행 조향핸들(H)을 좌 또는 우로(시계방향 또는 반시계방향) 돌리면, 조향축(400)이 결합된 회전커버(76)가 움직이게 되고 이에 따라 상기 가동편(76a)에 구비된 상기 탄성패드(80)가 약간 압축되면서 상기 구름체(730)를 밀게 되고, 상기 각 구름체(730)는 상기 탄성체(740)의 압축으로 인해 상기 고정프레임(710)의 내주면에서 이격된다.(도 12 참조)

상기 가동편(76a)에 구비된 탄성패드(80)는 탄성을 가지고 있기 때문에, 상기 원통형 구름체(730)의 길이 방향을 따라 가동편(76a)의 미는 힘이 고르게 전달되도록 한다.

한편, 가동편(76a)의 회동방향 반대편에 위치하는 구름체(730)에는 탄성체(740)의 복원력이 작용하긴 하나 이동 가능한 상태이다.(도 12 내지 도 15 참조)

구체적으로, 상기 조향핸들(H)을 좌우로(시계방향 또는 반시계방향) 움직이면, 상기 회전커버(76)가 움직이고, 회전커버(76)의 가동편(76a)이 회전방향 전방에 위치한 구름체(730)를 밀게 된다.

그리고, 상기 구름체(730)는 탄성체(740)를 압축시키게 되고 이에 따라 상기 구름체(730)가 상기 고정프레임(710)의 내주면으로부터 이격됨으로써, 회전플레이트(720)가 회전 가능해진다.

그리고, 회전플레이트(720)의 회전력은 감속기어유닛(500) 및 회전판(110)을 통해 케이블(C)로 조작력이 전달되어 상기 케이블(C)에 연결된 엔진부(E)의 방향이 변경됨으로써, 선박의 진로가 변경된다.

한편, 상기와 같이 방향을 바꾼 상태에서 조향핸들을 통해 조향축(400)에 가해지던 조작력이 제거되면, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 탄성체의 복원력에 의해 상기 각 마운트(721)에 위치된 각 구름체(730)가 고정프레임(710)의 내주면에 압착되어 쐐기 작용을 함으로써, 회전플레이트(750)의 더 이상의 회전이 방지되며, 이에 따라 상기 조향축(400)도 고정되어 선박의 진행 방향은 조향된 상태를 유지하게 된다.

본 발명의 다른 실시 예를 도 16 및 도 17을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 상기 탄성패드(80)는 상기 가동편(76a)의 단부가 감싸지게 탄성패 드(80)의 전체프로파일 단면형상을 "ㄷ"형상으로 만들수 있다.

즉, 상기 가동편(76a)의 단부 양측면에 탄성패드(80)를 따로 설치할 수도 있으나, 본 발명의 다른 실시예서는 탄성패드(80)의 단면형상을 "ㄷ"형상으로 만들어 상기 가동편(76a)의 단부 양측면에 탄성패드(80)를 동시에 끼워 고정할 수 있어 효과적이다.

도 1은 종래의 보트를 개략적으로 나타낸 개략 사시도

도 2는 종래에 따른 조향장치를 분해하여 나타낸 분해 사시도

도 3은 마운트와 마운트 사이에 위치된 가동편이 움직여 지지 않은 중립된 상태도

도 4는 도 3의 I - I선 단면도

도 5는 마운트와 마운트 사이에 위치된 가동편이 움직여 좌측으로 이동된 상태도

도 6는 도 5의 II - II선 단면도

도 7은 마운트와 마운트 사이에 위치된 가동편이 움직여 우측으로 이동된 상태도

도 8은 도 7의 III - III선 단면도

도 9는 본 발명에 따른 고정장치만을 분해하여 나타낸 분해 사시도

도 10은 마운트와 마운트 사이에 위치된 가동편이 움직여 지지 않은 중립된 상태도

도 11는 도 10의 IV - IV선 단면도

도 12는 마운트와 마운트 사이에 위치된 가동편이 움직여 좌측으로 이동된 상태도

도 13는 도 12의 V - V선 단면도

도 14은 마운트와 마운트 사이에 위치된 가동편이 움직여 우측으로 이동된 상태도

도 15은 도 14의 VI - VI선 단면도

도 16은 본 발명의 다른 실시예로써, 탄성패드가 회전커버의 가동편 단부에 각각 설치된 상태를 사시도

도 17은 마운트와 마운트 사이에 위치된 각각의 가동편 단부에 탄성패드가 적용된 상태를 나타낸 평단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

400:조향축 700:토크모듈

710:고정프레임 720:회전플레이트

730:구름체 740:탄성체

76:회전커버 76a:가동편

80:탄성패드

Claims

원통형의 고정프레임과;

상기 고정프레임 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와;

구름체 및 탄성체를 설치할 수 있도록 상기 회전플레이트 상면에 구비되는 마운트와;

상기 마운트 상에 설치되어 구름체를 상기 고정프레임의 내면에 밀착되도록 탄성력을 가하게 되는 탄성체와;

조향축의 조작시 상기 구름체를 가압할 수 있는 가동편을 구비하며 상기 구름체 및 탄성체의 이탈이 방지되도록 회전플레이트 상부측을 커버하는 회전커버와;

상기 고정프레임과 회전플레이트와 회전커버를 관통하여 설치되는 조향축; 및

상기 가동편의 구름체와의 접촉면 상에 상기 가동편과 구름체 사이의 유격을 해소할 수 있도록 하는 탄성패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조향축의 좌우 조작에 따른 상기 가동편의 구름체에 대한 가압에 의해 상기 구름체가 상기 고정프레임의 내면에서 이격됨에 따라 상기 회전플레이트의 회전이 가능하게 되고, 상기 조향축에 조작력이 제거될 경우 상기 탄성체의 복원력에 의해 상기 구름체가 상기 고정프레임 내면에 압착되어 상기 조향축이 회전하지 않고 고정하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조향축에 대한 조작력이 가해지지 않거나 제거되면, 상기 가동편을 중심으로 양쪽에 상기 구름체가 위치하며, 양쪽의 상기 구름체는 상기 가동편의 탄성패드에 접촉하는 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 3 항에 있어서,

상기 마운트의 좌우측에 위치한 상기 구름체가 상기 탄성체의 복원력에 의해 상기 고정프레임의 내주면에 압착되어 상기 회전플레이트를 고정하는 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탄성패드는

재질이 고무(Rubber)인 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가동편의 두께가 테이퍼(taper)진 경우,

상기 가동편의 구름체와의 접촉면에 부착되는 상기 탄성패드의 두께가 테이퍼진 면에 대응하여 두께가 얇은 쪽으로 갈수록 두꺼워지게 형성되는 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탄성패드의 두께는 1.5㎜를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탄성패드는

상기 가동편의 단부를 감싸도록 전체프로파일 단면형상이 "ㄷ"형상으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조향축의 회전을 제어하는 조향장치.