KR101174421B1

KR101174421B1 - Submersible propulsor apparatus

Info

Publication number: KR101174421B1
Application number: KR1020100049451A
Authority: KR
Inventors: 박용헌
Original assignee: 박용헌
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2012-08-16
Also published as: KR20110130034A

Abstract

본 발명의 수중 추진장치는 추진동력을 제공하는 모터부; 상기 모터부의 출력축을 감싸는 공동부와 상기 공동부 후방으로 돌출되는 고정축이 마련되어 상기 출력축과 동축상으로 고정 결합되는 커버; 상기 커버의 공동부 외면을 감싸도록 설치되며 상기 출력축의 회전에 따라 회전되는 전방로터; 상기 고정축을 통해 삽입되어 상기 전방로터와 연결되어 회전되는 입력기어; 상기 입력기어와 맞물리는 다수의 반전기어가 마련되어 회전력을 전달하는 반전기어모듈; 상기 고정축을 통해 삽입되며 상기 반전기어와 맞물리어 회전력을 전달받게 되는 출력기어; 상기 출력기어와 연결되어 상기 전방로터와 역방향으로 회전되는 후방로터; 상기 전방로터와 후방로터가 내부에 위치되도록 상기 모터부에 결합되는 덕트;를 포함하여 구성되어 수중에서 사용되는 것임을 특징으로 하는 기술이다.Underwater propulsion device of the present invention is a motor unit for providing a propulsion power; A cover provided with a cavity surrounding the output shaft of the motor unit and a fixed shaft protruding to the rear of the cavity to be fixedly coupled coaxially with the output shaft; A front rotor installed to surround the outer surface of the cavity of the cover and rotated according to the rotation of the output shaft; An input gear inserted through the fixed shaft and connected to the front rotor to rotate; An inverted gear module provided with a plurality of inverted gears meshing with the input gear to transmit rotational force; An output gear inserted through the fixed shaft and engaged with the inverting gear to receive a rotational force; A rear rotor connected to the output gear and rotating in a reverse direction to the front rotor; And a duct coupled to the motor unit such that the front rotor and the rear rotor are positioned therein, and are used in the water.

Description

Submersible propulsor apparatus

본 발명은 수중에서 사용되는 로봇이나 어뢰와 같은 무기 등에 사용될 수 있는 수중 추진장치에 관한 기술이다.
The present invention relates to an underwater propulsion apparatus that can be used in weapons such as robots and torpedoes used underwater.

각종 해양자원의 이용 및 개발은 21세기 고도 산업사회 건설과 지속적인 경제 발전에 필수적이며, 다양한 해양공간 이용 및 개발관련 산업으로 발전할 수 있는 무한한 성장 가능성이 있는 분야이다. 이와 같은 해양 산업을 활성화 할 수 있는 핵심적인 분야 중의 하나가 수중작업장비이며, UUV(Unmanned underwater vehicle) 등과 같은 것이 요구된다.The utilization and development of various marine resources is essential for the construction of high industrial society and continuous economic development in the 21st century, and it is an area with infinite growth potential to develop into various marine space use and development related industries. One of the key areas for vitalizing this marine industry is underwater work equipment, such as unmanned underwater vehicles (UUV).

수중로봇을 포함하는 다양한 수중 작업장비의 핵심기술로는 모터 기반의 수중 추진체라 할 수 있다. 하지만 현재 국내에서 사용되는 수중 추진체들은 대부분 고가로 외국으로부터 수입하여 사용되고 있는 실정이다. 상기 수중 추진체는 보통 스크류, 구동모터, 컨트롤러, 방수시스템 등으로 구성된다.The core technology of various underwater work equipment including underwater robot is motor based underwater propellant. However, most of the underwater propulsion vehicles currently used in Korea are imported from foreign countries at high prices. The underwater propellant is usually composed of a screw, a drive motor, a controller, a waterproof system, and the like.

대표적인 종래기술로 대한민국 등록특허 제308180호의 기술이 알려져 있으며 도 1은 이에 대한 단면도를 보여준다. 종래기술에 따른 수중 추진장치는 물입구(5) 및 물 출구(7)를 갖는 원통형 보호판(3)과, 상기 원통형 보호판(3)의 회전 축선을 따라 상기 물 입구(5)와 물 출구(7) 사이에 배치되는 축 조립체(9)와, 상기 원통형 보호판(3)내에 상기 축 조립체(9)를 장착하기 위한 복수개의 베인 부재(11a,11b)와, 상기 축 조립체(9)에 회전가능하게 장착되는 분리된 프로펠러 허브(15a,15b)를 각기 포함하는 제1 및 제2프로펠러(13a,13b)로서, 상기 제2프로펠러(13b)는 제1프로펠러(13a)의 하류에 위치되는 상기 제1 및 제2프로펠러와, 상기 제1 및 제2프로펠러(13a,13b)를 개별적으로 회전시키기 위한 것으로, 상기 제1 및 제2프로펠러의 외주둘레에 장착되는 회전자(23a,23b)와, 상기 회전자의 둘레에서 상기 원통형 보호판(3)에 장착되는 고정자(25a,25b)를 각기 구비하는 제1 및 제2전기모터(24a,24b)와, 상기 제1 및 제2프로펠러의 프로펠러 허브(15a,15b)와 상기 축 조립체(9)의 사이에 배치되는 주 스러스트 베어링(38)을 각기 구비한 제1 및 제2베어링 조립체(17a,17b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2베어링 조립체와 관련된 상기 주 스러스트 베어링(38)은 양자가 상기 축 조립체(9)의 양쪽 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 기술이었다.As a representative prior art, the technology of Korean Patent No. 308180 is known, and FIG. 1 shows a cross-sectional view thereof. The underwater propulsion device according to the prior art has a cylindrical guard plate 3 having a water inlet 5 and a water outlet 7, and the water inlet 5 and the water outlet 7 along the axis of rotation of the cylindrical protect plate 3. And a plurality of vane members (11a, 11b) for mounting the shaft assembly (9) in the cylindrical protective plate (3) and the shaft assembly (9) disposed between the shaft assembly (9). First and second propellers (13a, 13b) each comprising separate propeller hubs (15a, 15b) to be mounted, wherein the second propeller (13b) is located downstream of the first propeller (13a) And rotors 23a and 23b for rotating the second propeller and the first and second propellers 13a and 13b separately, the rotors 23a and 23b mounted on outer circumferences of the first and second propellers. First and second electric motors 24a and 24b each having stators 25a and 25b mounted to the cylindrical protection plate 3 around the former; The first and second bearing assemblies 17a and 17b respectively having main thrust bearings 38 disposed between the propeller hubs 15a and 15b of the first and second propellers and the shaft assembly 9. And the main thrust bearings 38 associated with the first and second bearing assemblies were both positioned at both ends of the shaft assembly 9.

종래기술에서는 두개의 프로펠러를 각기 구동시키기 위해 2개의 전기모터를 마련하기 때문에 구조가 복잡해지고 사이즈가 크게 되는 등의 문제점이 있었다.
In the prior art, since two electric motors are provided to drive two propellers, there are problems such as a complicated structure and a large size.

1. 대한민국 등록특허번호 제308180호(2001년 8월 27일)1. Republic of Korea Patent No. 308180 (August 27, 2001)

따라서 본 발명에서는 하나의 모터로서 두개의 로터가 회전되도록 하고 또한 두개의 로터는 서로 반대방향으로 회전되는 동축반전구조를 갖는 수중 추진장치를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention is to provide an underwater propulsion apparatus having a coaxial inversion structure in which two rotors are rotated as one motor and the two rotors are rotated in opposite directions.

그리고 본 발명은 보다 확실한 씰링이 이루어질 수 있는 새로운 형태의 수중 추진장치를 제공하고자 한다.And the present invention is to provide a new type of underwater propulsion device that can be more secure sealing.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 수중 추진장치는, 추진동력을 제공하는 모터부; 상기 모터부의 출력축을 감싸는 공동부와 상기 공동부 후방으로 돌출되는 고정축이 마련되어 상기 출력축과 동축상으로 고정 결합되는 커버; 상기 커버의 공동부 외면을 감싸도록 설치되며 상기 출력축의 회전에 따라 회전되는 전방로터; 상기 고정축을 통해 삽입되어 상기 전방로터와 연결되어 회전되는 입력기어; 상기 입력기어와 맞물리는 다수의 반전기어가 마련되어 회전력을 전달하는 반전기어모듈; 상기 고정축을 통해 삽입되며 상기 반전기어와 맞물리어 회전력을 전달받게 되는 출력기어; 상기 출력기어와 연결되어 상기 전방로터와 역방향으로 회전되는 후방로터; 상기 전방로터와 후방로터가 내부에 위치되도록 상기 모터부에 결합되는 덕트;를 포함하여 구성되어 수중에서 사용되는 것임을 특징으로 한다.Underwater propulsion device of the present invention for achieving the problem as described, the motor unit for providing a propulsion power; A cover provided with a cavity surrounding the output shaft of the motor unit and a fixed shaft protruding to the rear of the cavity to be fixedly coupled coaxially with the output shaft; A front rotor installed to surround the outer surface of the cavity of the cover and rotated according to the rotation of the output shaft; An input gear inserted through the fixed shaft and connected to the front rotor to rotate; An inverted gear module provided with a plurality of inverted gears meshing with the input gear to transmit rotational force; An output gear inserted through the fixed shaft and engaged with the inverting gear to receive a rotational force; A rear rotor connected to the output gear and rotating in a reverse direction to the front rotor; And a duct coupled to the motor unit such that the front rotor and the rear rotor are positioned therein, and are used underwater.

바람직하게 본 발명에서 상기 반전기어모듈은, 중심부에 마련되는 센터홀을 통해 상기 고정축에 끼워지는 브라켓; 상기 센터홀을 사이에 두고 상하 마주보게 상기 브라켓에 형성되는 설치홀; 상기 고정축과 교차되면서 상기 고정축을 관통하며 상기 설치홀을 지나게 되는 중심축; 상기 각 설치홀에 위치되며 상기 중심축에 대해 회전되게 결합되는 반전기어들;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably the inverted gear module in the present invention, the bracket is fitted to the fixed shaft through a center hole provided in the center; An installation hole formed in the bracket to face the center hole with the center hole interposed therebetween; A central axis passing through the fixing shaft while passing through the fixing hole while crossing the fixing shaft; And inverted gears positioned in each of the installation holes and rotatably coupled to the central axis.

바람직하게 본 발명에서 상기 반전기어모듈은, 상기 브라켓에 대칭적으로 2개 이상의 보조축과 설치홀이 더 마련되며 각 보조축에는 반전기어들이 결합되어 회전될 수 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the inverted gear module is further provided with two or more auxiliary shafts and mounting holes symmetrically to the bracket, and each of the auxiliary shafts is characterized in that the inverted gears can be combined and rotated.

바람직하게 본 발명에서 상기 입력기어는, 상기 전방로터의 후단부에 마련되는 요입홈에 삽입되어 볼트로 고정되며, 상기 출력기어는 상기 후방로터의 후단부에 마련되는 요입홈에 삽입되어 볼트로 고정되는 것을 특징으로 한다.Preferably in the present invention, the input gear is inserted into the recess groove provided in the rear end of the front rotor is fixed with a bolt, the output gear is inserted into the recess groove provided in the rear end of the rear rotor is fixed with a bolt. It is characterized by.

바람직하게 본 발명의 수중 추진장치는, 상기 커버의 공동부 외면 전단부에 제 1부시가 마련되어 상기 전방로터의 전단부가 지지되며, 상기 전방로터의 후단 외면에는 제 2부시가 마련되어 후방로터의 전단부가 지지되고, 상기 후방로터의 후단부는 상기 고정축에 결합되는 제 3부시에 의해 지지되어 상기 전방로터와 후방로터가 회전되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the underwater propulsion device of the present invention is provided with a first bush at the front end of the cavity of the cover to support the front end of the front rotor, and a second bush is provided at the rear end of the front rotor to provide the front end of the rear rotor. It is supported, and the rear end of the rear rotor is supported by a third bushing coupled to the fixed shaft is characterized in that the front rotor and the rear rotor is rotated.

바람직하게 본 발명의 수중 추진장치는, 상기 출력축의 회전력이 자력을 통해 상기 전방로터로 전달되어 회전되는 것임을 특징으로 한다.Preferably, the underwater propulsion device of the present invention is characterized in that the rotational force of the output shaft is transmitted to the front rotor through a magnetic force to rotate.

바람직하게 본 발명의 수중 추진장치는, 상기 공동부 내부에 상기 출력축과 연결되며 외주면에 자석이 결합되어 회전되는 구동드라이브; 상기 공동부 외면에 설치되되 상기 전방로터의 내경면에 결합되며 자석을 포함하여 이루어지는 종동드라이브; 상기 구동드라이브와 상기 공동부의 내경면 및 상기 종동드라이브와 상기 공동부의 외경면 사이에 마련되는 자기유체씰(magnetic seal);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the underwater propulsion device of the present invention includes a drive drive connected to the output shaft inside the cavity and the magnet is coupled to the outer peripheral surface to rotate; A driven drive installed on an outer surface of the cavity and coupled to an inner diameter surface of the front rotor and including a magnet; And a magnetic seal provided between an inner diameter surface of the drive drive and the cavity and an outer diameter surface of the driven drive and the cavity.

더욱 바람직하게 본 발명에서 상기 모터부의 출력축은, 모터의 회전축과 연결되는 감속기어 박스의 출력축이 되는 것을 특징으로 한다.
More preferably, in the present invention, the output shaft of the motor unit is characterized in that the output shaft of the reduction gear box connected to the rotating shaft of the motor.

본 발명에 의한 수중 추진장치는 수중에서도 성능에 지장을 주지 않도록 확실한 씰링이 되면서 두 개의 로터가 동축 반전 회전될 수 있기 때문에 비교적 간명한 구조로 소형이면서 우수한 성능을 발휘할 수 있는 수중 추진장치를 제공할 수 있다는 효과가 있다.
Underwater propulsion device according to the present invention is to provide a underwater propulsion device that can exhibit a compact and excellent performance in a relatively simple structure because the two rotors can be coaxially reverse rotation while being a reliable sealing so as not to interfere with the performance in the water. It can be effective.

도 1은 종래기술에 따른 수중 추진장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 구성되는 수중 추진장치에 대한 개략적인 단면도.
도 3은 도 2에 대한 분해 단면도.
도 4는 반전기어모듈에 대한 개략적인 사시도.
도 5는 도 4의 분해사시도.
도 6는 도 4에서 A-A선 단면도.
도 7은 도 4에서 B-B선 단면도.1 is a cross-sectional view of the underwater propulsion apparatus according to the prior art.
2 is a schematic cross-sectional view of an underwater propulsion device constructed in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
3 is an exploded cross-sectional view of FIG. 2.
4 is a schematic perspective view of a reverse gear module;
5 is an exploded perspective view of FIG. 4;
6 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4.
7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the description are omitted, and like reference numerals are given to similar portions throughout the specification.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise.

첨부되는 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 구성되는 수중 추진장치에 대한 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2에 대한 분해 단면도이고, 도 4는 반전기어모듈에 대한 개략적인 사시도를 나타낸 것이며, 도 5는 도 4의 분해사시도이고, 도 6는 도 4에서 A-A선 단면도이고, 도 7은 도 4에서 B-B선 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of an underwater propulsion device constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic perspective view of the inverted gear module. 5 is an exploded perspective view of FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 4, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 4.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 수중 추진장치는 크게 모터부(100), 커버(200), 전방로터(300), 입력기어(400), 반전기어모듈(500), 출력기어(600), 후방로터(700) 및 덕트(800)를 포함하여 구성되며, 상기 모터부(100)에서 제공되는 추진동력에 의해 상기 전방로터(300)가 회전되고 상기 전방로터(300)와 연결되는 후방로터(700)는 상기 전방로터(300)와 반대방향으로 회전되는 특성을 가진다.As shown, the underwater propulsion device according to the present invention includes a motor unit 100, a cover 200, a front rotor 300, an input gear 400, a reverse gear module 500, an output gear 600, and a rear side. It is configured to include a rotor 700 and the duct 800, the front rotor 300 is rotated by the driving force provided from the motor unit 100 and the rear rotor 700 is connected to the front rotor 300 ) Has a characteristic of rotating in the opposite direction to the front rotor (300).

도시된 바와 같이 상기 모터부(100)는 전기 공급에 의해 추진동력을 발생시키게 되며 모터케이싱(110)에 의해 완전히 밀폐된다. 바람직하게는 상기 모터(120)의 회전력은 모터축(121)과 동축상으로 연결되는 감속기어 박스(130)를 거쳐서 제공되도록 하며, 따라서 모터부(100)의 출력축은 감속기어 박스(130)의 출력축(131)이 되는 것으로 한다. 상기 모터케이싱(110)과 감속기어박스 케이싱(140)은 상호 동축상으로 배치되어 다수의 씰링재(s)를 이용하여 수밀구조가 되도록 연결된다.As shown, the motor unit 100 generates propulsion power by electric supply and is completely sealed by the motor casing 110. Preferably, the rotational force of the motor 120 is provided through the reduction gear box 130 which is coaxially connected with the motor shaft 121, so that the output shaft of the motor unit 100 is of the reduction gear box 130. It is assumed that the output shaft 131 is used. The motor casing 110 and the reduction gear box casing 140 are coaxially arranged with each other and connected to form a watertight structure using a plurality of sealing materials s.

상기 모터부(100)의 출력축(131)(감속기어 박스의 출력축을 의미함)은 커버(200)가 감싸면서 결합되며 씰링재(s)에 의해 수밀구조가 달성된다. 본 실시예에서 상기 커버(200)는 상기 감속기어 박스 케이싱(140)과 결합되며 회전되지 않는 고정부위가 된다.The output shaft 131 (meaning the output shaft of the reduction gear box) of the motor unit 100 is coupled while the cover 200 is wrapped and a watertight structure is achieved by the sealing material s. In this embodiment, the cover 200 is coupled to the reduction gear box casing 140 and becomes a fixed portion that does not rotate.

상기 커버(200)는 공동부(210)와 고정축(220) 두 부분으로 구분될 수 있으며 상기 공동부(210)와 고정축(220)은 일체로 이루어지는 것으로 함이 바람직하다. 도시된 것처럼 상기 커버(200)의 공동부(210)는 고정축(220)에 비교하여 외경이 크며 상기 고정축(220)은 공동부(210)로부터 길게 연장된다.The cover 200 may be divided into two parts of the cavity 210 and the fixed shaft 220, and the cavity 210 and the fixed shaft 220 may be integrally formed. As shown, the cavity 210 of the cover 200 has a larger outer diameter than the fixed shaft 220 and the fixed shaft 220 extends long from the cavity 210.

상기 감속기어 박스 케이싱(140)과 마주보는 상기 공동부(210)는 내부가 비어 있으며 상기 출력축(131)을 감싸게 되고 상기 공동부(210) 외면에 전방로터(300)가 회전될 수 있게 설치된다. 상기 전방로터(300)는 상기 출력축(131)의 회전에 따라 회전되도록 구성되며 본 실시예의 경우 자력에 의해 상기 전방로터(300)가 회전되도록 한다.The cavity 210 facing the reduction gear box casing 140 is empty and surrounds the output shaft 131 and is installed to rotate the front rotor 300 on the outer surface of the cavity 210. . The front rotor 300 is configured to rotate in accordance with the rotation of the output shaft 131, in the case of the present embodiment so that the front rotor 300 is rotated by a magnetic force.

즉, 본 발명에서는 모터(120)로부터 발생되는 회전력이 출력축(131)을 통해 상기 전방로터(300)로 전달되게 하되, 직접적인 기계적 연결이 아닌 간접적인 자력을 통해 이루어지도록 한다는 점에 특징이 있다.That is, in the present invention, the rotational force generated from the motor 120 is transmitted to the front rotor 300 through the output shaft 131, but is characterized in that it is made through an indirect magnetic force rather than a direct mechanical connection.

보다 구체적으로 상기 커버(200)의 공동부(210) 내부에는 상기 출력축(131)과 직접 연결되어 회전하는 구동드라이브(D1)가 마련되며, 상기 구동드라이브(D1)의 외주면에는 자석이 결합된다. 그리고 상기 커버(200)의 공동부(210) 외면에는 전방로터(300)가 설치되며 상기 전방로터(300)의 내경면에도 자석이 결합된다. 상기 전방로터(300)의 내경면에 마련되는 자석을 종동드라이브(D2)라 부르도록 한다.More specifically, the inside of the cavity 210 of the cover 200 is provided with a drive drive (D1) is connected directly to the output shaft 131 and rotates, the magnet is coupled to the outer peripheral surface of the drive drive (D1). The front rotor 300 is installed on the outer surface of the cavity part 210 of the cover 200, and a magnet is coupled to the inner diameter surface of the front rotor 300. The magnet provided on the inner diameter surface of the front rotor 300 is called a driven drive (D2).

상기 커버(200)는 고정되어 있으며 상기 공동부(210) 내부의 구동드라이브(D1)와 상기 공동부(210) 외면을 감싸면서 상기 전방로터(300)의 내경면에 결합된 종동드라이브(D2)의 관계로 인해 상기 구동드라이브(D1)가 회전하면 상기 전방로터(300)는 자력에 의해 회전하게 된다. 상기 구동드라이브(D1)와 종동드라이브(D2)는 N극과 S극이 교대로 배치되어 있기 때문에 상기 구동드라이브(D1)가 회전되면 상기 종동드라이브(D2) 및 전방로터(300)는 함께 회전하게 된다.The cover 200 is fixed and driven drive (D2) coupled to the inner diameter surface of the front rotor 300 while surrounding the drive drive (D1) and the outer surface of the cavity 210 inside the cavity (210). Due to the relationship, when the drive drive (D1) is rotated the front rotor 300 is rotated by a magnetic force. Since the N and S poles are alternately arranged in the driving drive D1 and the driven drive D2, the driven drive D2 and the front rotor 300 rotate together when the driving drive D1 is rotated. do.

더 나아가 상기 구동드라이브(D1)와 상기 공동부(210)의 내경면 및 상기 종동드라이브(D2)와 상기 공동부(210)의 외경면 사이에는 자기유체씰(magnetic seal)(MS)을 마련해 두는 것으로 한다. 상기 자기유체씰(MS)은 자속에 의해 자기유체가 링을 형성하여 밀봉이 될 수 있도록 하는 것이며, 상기 자기유체는 자성을 갖는 미세 입자를 액체에 혼합한 콜로이드 상태의 유체를 의미한다.Furthermore, a magnetic fluid seal MS is provided between the inner diameter surface of the driving drive D1 and the cavity 210 and the outer diameter surface of the driven drive D2 and the cavity 210. Shall be. The magnetic fluid seal (MS) is to allow the magnetic fluid to form a ring by the magnetic flux to be sealed, the magnetic fluid refers to a colloidal fluid mixed with fine particles having magnetic properties in the liquid.

바람직하게 상기 전방로터(300)의 원활한 회전을 위해 상기 커버(200)의 공동부(210) 외면 전단부에는 제 1부시(B1)를 마련하여 상기 전방로터(300)의 전단부가 지지되도록 한다. 후술할 후방로터(700)의 전단부는 상기 전방로터(300)의 후단 외면에 결합되는 제 2부시(B2)에 의해 지지되어 회전되며, 상기 후방로터(700)의 후단부는 상기 고정축(220)의 말단부 근처에 마련되는 제 3부시(B3)에 의해 지지된다.Preferably, in order to smoothly rotate the front rotor 300, a first bushing B1 is provided at the front end of the cavity 210 of the cover 200 so that the front end of the front rotor 300 is supported. The front end of the rear rotor 700 to be described later is supported and rotated by the second bushing (B2) coupled to the rear end outer surface of the front rotor 300, the rear end of the rear rotor 700 is fixed shaft 220 It is supported by a third bushing B3 provided near the distal end of the.

회전되는 상기 전방로터(300)의 회전력을 전달하기 위해 상기 전방로터(700)의 후단측에 입력기어(400)가 연결되며, 상기 입력기어(400)는 상기 고정축(220)을 통해 삽입되되 상기 고정축(220)과는 연결되지 않고 상기 전방로터(300)에 구속되어 회전된다. 보다 구체적으로 상기 전방로터(300)의 후단부에 요입홈(G)을 마련하여 상기 요입홈(G)에 상기 입력기어(400)가 삽입되도록 하고 볼트(B)와 같은 것을 이용하여 상기 입력기어(400)와 전방로터(300)를 결합시키도록 한다.An input gear 400 is connected to the rear end side of the front rotor 700 to transmit the rotational force of the front rotor 300 to be rotated, and the input gear 400 is inserted through the fixed shaft 220. It is not connected to the fixed shaft 220 and is constrained and rotated by the front rotor 300. More specifically, the inlet groove G is provided at the rear end of the front rotor 300 to allow the input gear 400 to be inserted into the indentation groove G, and the input gear using a bolt or the like. To couple the 400 and the front rotor 300.

상기 입력기어(400)로 전달된 회전력을 후방로터(700)로 전달하기 위한 매개체로서 반전기어모듈(500)이 사용되며, 상기 반전기어모듈(500)은 출력기어(600)와 연결되고 상기 후방로터(700)는 상기 전방로터(300)와는 반대방향으로 회전될 수 있도록 구성된다.Inverted gear module 500 is used as a medium for transmitting the rotational force transmitted to the input gear 400 to the rear rotor 700, the reverse gear module 500 is connected to the output gear 600 and the rear The rotor 700 is configured to be rotated in a direction opposite to the front rotor 300.

상기 반전기어모듈에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.The inverted gear module will be described in more detail.

도 4 내지 도 7을 참조하면 상기 반전기어모듈(500)은 도시된 것처럼 브라켓(510), 중심축(520), 보조축(530) 및 반전기어(540)들로 이루어지며, 상기 브라켓(510)은 원판형태이고 그 중심부에 센터홀(511)이 마련되어 상기 고정축(220)이 끼워지게 된다. 그리고 상기 센터홀(511) 주위로 90도 각도로 네개의 설치홀(512)이 마련되어 상기 설치홀(512)에 하나씩의 반전기어(540)가 결합된다.4 to 7, the inverted gear module 500 includes a bracket 510, a central axis 520, an auxiliary shaft 530, and an inverted gear 540, as illustrated, and the bracket 510. ) Is in the form of a disc and a center hole 511 is provided at the center thereof so that the fixed shaft 220 is fitted. In addition, four installation holes 512 are provided at an angle of 90 degrees around the center hole 511, and one inverting gear 540 is coupled to the installation holes 512.

상기 브라켓(510)에 반전기어(540)들이 회전되도록 결합시키기 위해 상기 브라켓(510)의 수직축(V)과 수평축(H)을 따라 하나의 중심축(520)과 두개의 보조축(530)을 결합시키도록 하는데, 상기 중심축(520)은 수직축(V)을 따라 삽입되며 보조축(530)들은 수평축(H)을 따라 삽입된다. 특히, 상기 중심축(520)의 경우 브라켓(510)에 수직축(V)을 따라 형성되는 수직홀(V1)에 삽입되되 상기 중심축(520)은 고정축(220)과 교차되면서 관통된다. 물론 상기 고정축(220)에는 상기 중심축(520)이 지나가도록 상하로 개구된 교차홀(221)이 마련된다.In order to couple the reverse gears 540 to the bracket 510 to rotate, one central axis 520 and two auxiliary axes 530 along the vertical axis V and the horizontal axis H of the bracket 510 are rotated. The central axis 520 is inserted along the vertical axis (V) and the auxiliary axis 530 is inserted along the horizontal axis (H). In particular, in the case of the central axis 520 is inserted into the vertical hole (V1) formed along the vertical axis (V) to the bracket 510, the central axis (520) is intersected with the fixed shaft (220). Of course, the fixed shaft 220 is provided with a cross hole 221 which is opened up and down so that the central axis 520 passes.

상기 브라켓(510)에 형성되는 4개의 설치홀(512) 중 수직축(V)을 따라 형성되는 것을 상하 설치홀(512a)이라 하며, 수평축(H)을 형성되는 것을 좌우 설치홀(512b)이라 부르도록 한다. 상기 중심축(520)은 상하 설치홀(512a)에 마련되는 반전기어(540)의 중심을 지나게 되고 상기 반전기어(540)들은 중심축(520)에 대해 회전하게 된다.Of the four mounting holes 512 formed in the bracket 510 is formed along the vertical axis (V), the upper and lower installation holes (512a), the horizontal axis (H) is formed is called the left and right installation holes (512b). To do that. The central axis 520 passes through the center of the inverting gear 540 provided in the upper and lower installation holes 512a, and the inverting gears 540 rotate about the central axis 520.

본 실시예에서는 상기 수평축(H)을 따라 2개의 보조축(530)을 설치하도록 하며 이를 위해 브라켓(510)에는 상기 수평축(H)을 따라 수평홀(H1)이 마련되도록 한다. 상기 보조축(530)의 경우에는 상기 고정축(220)을 관통하지 않으며, 각 보조축(530)에는 하나씩의 반전기어(540)가 결합된다. 즉, 상기 설치홀(512) 중 좌우 설치홀(512b)에 마련되는 각 반전기어(540)들은 상기 보조축(530)에 끼워져 회전될 수 있는 구조를 이루게 된다.In this embodiment, two auxiliary shafts 530 are installed along the horizontal axis H. To this end, the bracket 510 is provided with a horizontal hole H1 along the horizontal axis H. The auxiliary shaft 530 does not penetrate the fixed shaft 220, and one inverting gear 540 is coupled to each auxiliary shaft 530. That is, each of the inverting gears 540 provided in the left and right installation holes 512b among the installation holes 512 may be inserted into the auxiliary shaft 530 to be rotated.

본 실시예에서는 4개의 설치홀(512)이 마련되고 중심축(520)과 보조축(530)이 함께 사용되는 것을 보여주고 있으나, 보조축(530) 없이 중심축(520)만 있고 설치홀도 상기 중심축(520)이 관통되는 2개의 설치홀(512)만을 두는 형태로 반전기어모듈(500)을 구성할 수도 있다.In this embodiment, four installation holes 512 are provided, and the central axis 520 and the auxiliary axis 530 are shown to be used together, but only the central axis 520 without the auxiliary axis 530 and also the installation hole Inverting gear module 500 may be configured in such a way that only two installation holes 512 through which the central axis 520 penetrates are provided.

본 발명의 반전기어모듈(500) 자체는 상기 고정축(220)처럼 회전되지 않지만, 상기 브라켓(510)에 마련된 반전기어(540)들이 상기 중심축(520) 및 보조축(530)에 끼워져 회전 동작 됨으로써 상기 입력기어(400)의 회전력을 출력기어(600)로 전달시키게 된다.The reverse gear module 500 itself of the present invention is not rotated like the fixed shaft 220, but the reverse gear 540 provided on the bracket 510 is fitted to the central shaft 520 and the auxiliary shaft 530 to rotate. By being operated, the rotational force of the input gear 400 is transmitted to the output gear 600.

상기 출력기어(600)는 상기 고정축(220)을 통해 삽입되며 상기 반전기어모듈(500)을 중심으로 상기 입력기어(400)의 반대측에 마주보게 설치되고 상기 반전기어(540)들과 맞물리어 회전력을 전달받게 된다. 그리고 상기 출력기어(600)는 상기 고정축(220)과는 연결되지 않으며 후술할 후방로터(700)와 연결되어 상기 후방로터(700)를 회전시키게 된다.The output gear 600 is inserted through the fixed shaft 220 and installed opposite to the input gear 400 with respect to the inverted gear module 500 and engaged with the inverted gears 540. The torque is transmitted. In addition, the output gear 600 is not connected to the fixed shaft 220 and is connected to the rear rotor 700 to be described later to rotate the rear rotor 700.

상기 후방로터(700)는 상기 고정축(220)에 삽입되어 상기 반전기어모듈(500)을 감싸는 형태로 설치되고 상기 전방로터(300)의 후단부에 마련되는 제 2부시(B2)에 의해 상기 후방로터(700)의 전단부가 지지되며 상기 후방로터(700)의 후단부는 제 3부시(B3)에 의해 지지된다. 상기 제 3부시(B3)는 고정축(220) 상에 결합된다. 그리고 상기 출력기어(600)는 후방로터(700)의 후단부에 마련되는 요입홈(G)에 삽입되어 볼트(B)와 같은 수단을 통해 상기 후방로터(700)와 구속 결합된다.The rear rotor 700 is inserted into the fixed shaft 220 to be installed to surround the reverse gear module 500 and is provided by the second bushing B2 provided at the rear end of the front rotor 300. The front end of the rear rotor 700 is supported, and the rear end of the rear rotor 700 is supported by the third bushing B3. The third bushing B3 is coupled on the fixed shaft 220. And the output gear 600 is inserted into the recess groove (G) provided in the rear end of the rear rotor 700 is restrained and coupled to the rear rotor 700 through a means such as bolt (B).

그리고 본 발명을 구성하는 또 하나의 요소로 덕트(800)가 마련되며 상기 덕트(800)는 상기 전방로터(300)와 후방로터(700)가 내부에 위치되도록 이들을 감싸는 형태로 결합된다. 바람직하게 상기 덕트(800)는 상기 모터부(100) 외면과 연결되는 스트럿(810)을 통해 고정되도록 하며 상기 덕트의 전방으로 물이 유입되어 후방으로 유출되는 구조이다.And another element constituting the present invention is provided with a duct 800, the duct 800 is coupled in a form surrounding them so that the front rotor 300 and the rear rotor 700 is located inside. Preferably, the duct 800 is fixed through a strut 810 connected to the outer surface of the motor unit 100 and has a structure in which water is introduced into the front of the duct and flows out to the rear.

본 발명의 설명에서 당업자 수준에서 당연히 요구되는 회전을 위한 베어링이나 고정을 위한 너트나 와셔와 같은 요소들에 대한 설명은 생략되었다.In the description of the present invention, descriptions of elements such as bearings for rotation or nuts or washers for fixing are naturally omitted at the level of ordinary skill in the art.

본 발명의 수중 추진장치는 전방로터(300)와 후방로터(700)가 동축반전되는 구조이며, 상기 커버(200)가 모터부(100)의 출력축(131)을 감싸면서 고정 설치되기 때문에 상기 모터부(100)는 완전한 씰링이 유지될 수 있고 모터의 회전력은 자력에 의한 간접적인 연결에 의해 전방로터(300)가 회전된다. 그리고 상기 전방로터(300)의 설치구조에는 자기유체씰(MS)에 의한 수밀이 이루어질 수 있도록 구성된다는 특징이 있다.The underwater propulsion device of the present invention has a structure in which the front rotor 300 and the rear rotor 700 are coaxially inverted, and the cover 200 is fixedly installed while surrounding the output shaft 131 of the motor unit 100. Part 100 may be maintained in a complete sealing and the rotational force of the motor is rotated the front rotor 300 by an indirect connection by the magnetic force. And the installation structure of the front rotor 300 is characterized in that it is configured to be watertight by the magnetic fluid seal (MS).

상기 전방로터(300)와 동축상으로 배치되는 후방로터(700)는 반전기어모듈(500)과 연결되는 출력기어(600)와 연결되어 회전되며, 상기 반전기어모듈(500)은 상기 커버(200)의 고정축(220)에 고정 설치되어 회전력의 전달이 이루어지도록 한다.The rear rotor 700 which is disposed coaxially with the front rotor 300 is rotated in connection with the output gear 600 connected to the inverting gear module 500, the inverted gear module 500 is the cover 200 ) Is fixed to the fixed shaft 220 of the rotational force is to be made.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 수중 추진장치는 주요한 구성요소들이 하나의 축상을 따라 배치되고 하나의 모터만으로 전방로터와 후방로터를 서로 다른 방향으로 회전되게 할 수 있는 바, 비교적 소형으로 제작이 가능하고 확실한 수밀을 달성하여 내구성을 높일 수 있다. 그리고 동축반전되는 수중 추진장치는 선박이나 수중 이동체의 진행을 보다 정밀하게 컨트롤할 수 있도록 해줄 수 있다.
As described above, the underwater propulsion device of the present invention can be manufactured in a relatively small bar because the main components are arranged along one axis and the front rotor and the rear rotor can be rotated in different directions with only one motor. A certain watertight seal can be achieved to increase durability. And the coaxial inverted underwater propulsion device can allow more precise control of the progress of the ship or underwater vehicle.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It is therefore to be understood that the embodiments described above are intended to be illustrative, but not limiting, in all respects. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

본 발명에 의한 수중 추진장치는 다양한 수중 로봇의 개발이나 수중 이동체 혹은 수중 무기류에 적용이 가능한 바, 실질적인 이용 가능성이 매우 높다고 할 것이다.
Underwater propulsion apparatus according to the present invention can be applied to the development of various underwater robots, underwater mobile or underwater weapons, it will be said that the practical availability is very high.

100 : 모터부 110 : 모터케이싱
120 : 모터 121 : 모터축
130 : 감속기어박스 131 : 출력축
140 : 감속기어박스 케이싱 200 : 커버
210 : 공동부 220 : 고정축
221 : 교차홀 300 : 전방로터
400 : 입력기어 500 : 반전기어모듈
510 : 브라켓 511 : 센터홀
512 : 설치홀 512a: 상하설치홀
512b: 좌우설치홀 520 : 중심축
530 : 보조축 540 : 반전기어
600 : 출력기어 700 : 후방로터
800 : 덕트 810 : 스트럿
s : 씰링재 D1 : 구동드라이브
D2 : 종동드라이브 MS : 자기유체씰
B1 : 제 1부시 B2 : 제 2부시
B3 : 제 3부시 V : 수직축
H : 수평축 V1 : 수직홀
H1 : 수평홀 G : 요입홈
B : 볼트100: motor unit 110: motor casing
120: motor 121: motor shaft
130: reduction gear box 131: output shaft
140: reduction gearbox casing 200: cover
210: cavity 220: fixed shaft
221: cross hole 300: front rotor
400: input gear 500: inverted gear module
510: bracket 511: center hole
512: Mounting hole 512a: Upper and lower mounting hole
512b: left and right mounting holes 520: central axis
530: auxiliary shaft 540: inverted gear
600: output gear 700: rear rotor
800 duct 810 strut
s: sealing material D1: drive drive
D2: driven drive MS: magnetic fluid seal
B1: First bush B2: Second bush
B3: Third bushing V: Vertical axis
H: Horizontal axis V1: Vertical hole
H1: Horizontal hole G: Concave groove
B: Bolt

Claims

In underwater propulsion systems used in water:
A motor unit providing propulsion power;
A cover provided with a cavity surrounding the output shaft of the motor unit and a fixed shaft protruding to the rear of the cavity to be fixedly coupled coaxially with the output shaft;
A front rotor installed to surround the outer surface of the cavity of the cover and rotated according to the rotation of the output shaft;
An input gear inserted through the fixed shaft and connected to the front rotor to rotate;
An inverted gear module provided with a plurality of inverted gears meshing with the input gear to transmit rotational force;
An output gear inserted through the fixed shaft and engaged with the inverting gear to receive a rotational force;
A rear rotor connected to the output gear and rotating in a reverse direction to the front rotor;
And a duct coupled to the motor unit such that the front rotor and the rear rotor are located therein.
The inverted gear module has a bracket fitted to the fixed shaft through a center hole provided in the center, an installation hole formed in the bracket so as to face up and down with the center hole therebetween, and intersects the fixed shaft while passing through the fixed shaft. A central axis passing through the installation hole and including inverted gears positioned at each of the installation holes and rotatably coupled to the central axis;
Underwater propulsion device characterized in that.

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The method of claim 1,
The inverted gear module,
Two or more auxiliary shafts and installation holes are symmetrically provided on the bracket, and each auxiliary shaft is an underwater propulsion device, characterized in that the inverted gears can be combined and rotated.

The method of claim 1,
The input gear is,
Inserted into the recess groove provided in the rear end of the front rotor is fixed with a bolt,
The output gear,
An underwater propulsion device, characterized in that is inserted into the recess groove provided in the rear end of the rear rotor is fixed with a bolt.

The method of claim 1,
The underwater propulsion device,
A first bush is provided at the front end of the cavity outer surface of the cover to support the front end of the front rotor,
A second bush is provided on an outer surface of the rear end of the front rotor to support the front end of the rear rotor.
The rear end of the rear rotor is supported by a third bushing coupled to the fixed shaft is an underwater propulsion device, characterized in that the front rotor and the rear rotor is rotated.

The method according to claim 1 or 3 or 4 or 5,
The underwater propulsion device,
Underwater propulsion device characterized in that the rotational force of the output shaft is transmitted to the front rotor through a magnetic force to rotate.

The method according to claim 6,
The underwater propulsion device,
A drive drive connected to the output shaft in the cavity and having a magnet coupled to an outer circumferential surface thereof to rotate;
A driven drive installed on an outer surface of the cavity and coupled to an inner diameter surface of the front rotor and including a magnet;
And a magnetic seal provided between the inner diameter surface of the drive drive and the cavity portion and the outer diameter surface of the driven drive and the cavity portion.

The method according to claim 6,
The output shaft of the motor unit,
Underwater propulsion device, characterized in that the output shaft of the reduction gear box connected to the rotating shaft of the motor.