KR101283205B1 - 수문용 승강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하강하는 수문의 하강속도를 제어하여 충돌을 방지할 수 있는 수문용 승강장치에 관한 것이다. 본 발명은 구동축을 갖는 구동모터; 상기 구동모터에 마련된 상기 구동축의 회전운동을 수직운동으로 변환하여 수문을 수직방향으로 승강시키는 승강기; 및 상기 구동모터의 구동축에 회전을 억제하는 억제력을 제공하여 상기 승강기의 작동을 제어하는 제어기;를 포함한다. 본 발명은 제어기가 구동모터의 구동력을 억제하므로 승강기에 의한 수문의 승강을 원하는 상태로 제어할 수 있다.

Description

수문용 승강장치{FLOODGATE LIFTER}

본 발명은 하강하는 수문의 하강속도를 제어하여 충돌을 방지할 수 있는 수문용 승강장치에 관한 것이다.

일반적으로 수문개폐장치는 수자원의 확보를 위하여 중,소형 저수지나 하천의 수로 및 농업용수로에 설치되는 것으로, 개폐장치의 열리 상태에 따라 물의 양이 조절되면서 배출되게 된다.

이러한 종래의 수문개폐장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 수로를 가로지르면서 설치되는 프레임형태의 수문틀(2)과, 수문틀(2)에 승강되도록 설치되는 수문(1)과, 수문(1)을 승강시키도록 수문(1)에 설치되는 래크바(3)와, 래크바(3)와 교합되는 스프로킷(4a)을 갖는 감속기(4)와, 감속기(4)에 동력을 제공하는 모터를 갖는 주감속기(5)와, 감속기(4)의 속도를 줄이거나 정지시키도록 감속기(4)에 내장되는 밴드식 브레이크(도시생략)로 구성된다. 이러한, 밴드식 브레이크는 주감속기(5)에도 마련될 수 있다.

여기서, 밴드식 브레이크는 스프로킷(4a)과 함께 회전되는 드럼(도시생략)의 외주면을 가압하여, 스프로킷(4a)의 회전속도를 감쇄하거나 스프로킷(4a)의 회전을 정지시킬 수 있다.

그리고, 래크바(3)는 확대 도시된 바와 같이, 찬넬 강재(3a)에 일정간격으로 다수개의 핀(3b)이 설치되어 사다리형상으로 형성되고, 이 핀(3b)들은 스프로킷(4a)의 기어산들에 각각 걸리게 된다.

따라서, 수문(1)은 주감속기(5)의 구동에 의해 감속기(4)가 구동되고, 감속기(4)의 구동에 의해 스프로킷(4a)이 회전되어 래크바(3)가 승강되므로, 수문틀(2)을 승강하면서 수로를 개폐할 수 있다.

이때, 하강되는 래크바(3)는 밴드식 브레이크의 동작에 의해 하강속도가 감속되거나 정지되므로, 수문(1)은 수로의 개폐정도를 조절할 수 있거나 수로를 폐쇄한다.

그러나, 종래의 수문개폐장치는 스프로킷(4a)의 특성상 핀(3b)들의 피치가 조밀하게 형성되지 못하므로, 스프로킷(4a)의 구동시 넓은 피치로 형성되는 핀(3b)들에 의해 래크바(3)가 빠른 속도로 승강된다.

따라서, 래크바(3)가 빠른 속도로 승강되어 소요되는 동력이 크게 발생되므로, 래크바(3)의 정지시 감속기(4)에 장착되는 밴드식 브레이크의 마모율이 상승하여 제동효율이 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 밴드식 브레이크의 마모에 의해 래크바(3)의 하강속도가 정밀하게 조절되지 않으므로, 수문(1)의 개방정도를 원활하게 조절하지 못하는 문제점 있다.

또한, 마모된 밴드식 브레이크는 감속기(4) 또는 주감속기(5)를 분해하여야 하므로, 현장에서 교환이 불가능한 문제점도 있었다.

아울러, 스프로킷(4a)의 구조에 의해 래크바(3)의 하강속도를 조절할 수 없을 뿐만 아니라, 밴드식 브레이크로는 래크바(3)를 곧바로 긴급하게 정지시킬 수 없는 문제도 있다. 즉, 스프로킷(4a)의 구조와 밴드식 브레이크 구조의 특성에 의해 수문(1)을 비상정지시킬 수 없는 문제가 있다.

게다가, 모터를 갖는 주감속기(5)의 동력을 차단할 수 없으므로, 더욱더 비상정지시킬 수 없는 문제가 있다.

이에 더하여, 수동장치가 없으므로 필요시 수동으로 수문을 승강시킬 수 없는 문제도 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로, 수문을 승강시키는 구동력에 억제력을 제공하여 수문을 하강 중에 정지시킬 수 있거나 수문의 하강속도를 정밀하게 제어할 수 있는 수문용 승강장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또, 전술한 구동력에 의해 수문을 수직으로 승강시켜서 개폐할 수 있는 수문용 승강장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.

또한, 전술한 구동력을 마찰력으로 상쇄시켜서 승강하는 수문을 강제로 비상정지 시킬 수 있으며, 이에 더하여 유압을 이용하여 전술한 마찰력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 발을 이용하여 마찰력을 제공하는 기기를 제어할 수 있는 수문용 승강장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.

아울러, 수문의 하강속도에 비례하여 전술한 구동력의 강도를 자동으로 조절할 수 있는 수문용 승강장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.

게다가, 전술한 구동력을 필요에 따라 선택적으로 전달하거나 차단할 수 있는 수문용 승강장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.

더욱이, 전술한 구동력을 발생시키는 기기의 작동을 중단시키고, 수문의 승강에 필요한 구동력을 수동으로 발생시킬 수 있는 수문용 승강장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 구동축을 갖는 구동모터; 상기 구동모터에 마련된 상기 구동축의 회전운동을 수직운동으로 변환하여 수문을 수직방향으로 승강시키는 승강기; 및 상기 구동모터의 구동축에 회전을 억제하는 억제력을 제공하여 상기 승강기의 작동을 제어하는 제어기;를 포함한다.

상기 승강기는, 상기 구동모터의 구동축에 의해 회전하는 래크휠; 및 상기 래크휠에 교합되어 승강하면서 수문을 개폐하는 래크;를 포함한다.

상기 제어기는, 상기 구동모터의 구동축에 의해 회전되는 디스크; 상기 디스크에 마찰력을 제공하여 디스크와 함께 회전되는 상기 구동모터의 구동축을 정지시키는 패드; 및 상기 패드에 압력을 제공하여 패드를 상기 디스크에 밀착시키는 가압기;를 포함한다.

상기 가압기는, 상기 패드에 연결되어 패드에 유압을 제공하는 유압라인; 상기 유압라인에 유체를 공급하고, 플런저를 갖는 유압실린더; 상기 유압실린더에 일측이 연결되어 이동하면서 유압실린더의 플런저를 작동시키는 링크; 및 상기 링크에 연결되어 편축회전하면서 링크를 이동시키는 페달스위치;를 포함한다.
여기서, 상기 링크는 중간부분이 절곡되어 중간부분을 중심으로 시소운동되고, 일단이 상기 플런저에 힌지로 연결되며, 타단이 상기 페달스위치에 힌지로 연결되어 시소운동하면서 플런저를 작동시키도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 가압기는, 상기 유압실린더 및 링크가 고정되는 브라켓; 상기 페달스위치의 작동에 의하여 상기 브라켓에 설치된 페달스위치의 힌지를 중심으로 회전가능하게 설치되는 샤프트; 상기 브라켓에 나사결합되는 볼트축; 및 상기 볼트축과 상기 샤프트에 양단이 제각기 연결되어 샤프트를 원위치로 복귀시키고, 볼트축이 조이거나 풀림에 따라 장력이 조절되는 코일스프링;를 더 포함할 필요가 있다.

상기 제어기는, 유체가 충전된 유체탱크; 상기 구동모터의 구동축에 연결되어 구동축과 함께 회전되는 펌프축이 마련되고, 상기 펌프축의 회전에 의해 유체를 유체탱크로 이동시키는 유압펌프; 및 상기 유압펌프에서 펌핑되는 유체를 상기 유체탱크 및 유압펌프로 순환시키는 순환라인;을 포함한다.

상기 순환라인의 유량을 제어하는 유량제어밸브;를 더 포함한다.

상기 구동모터에 마련된 상기 구동축의 구동력을 선택적으로 상기 승강기에 전달하는 클러치;를 더 포함하며, 상기 클러치는, 상기 승강기에 연결되는 연결축; 상기 연결축에 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 연결축 및 상기 구동축을 연동가능하게 연결하는 커플러; 및 상기 커플러를 슬라이딩시켜서 상기 연결축 및 상기 구동축을 연결하거나 분리시키는 슬라이더;를 포함한다.

상기 커플러는, 상기 연결축이나 상기 구동축에 스플라인 결합되는 슬리브; 상기 슬리브를 회전가능하게 지지하는 베어링; 및 상기 베어링 및 상기 슬리브를 일체적으로 구속하고, 상기 연결축에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 하우징;을 포함한다.

상기 슬라이더는, 상기 커플러에 형성되는 클러치래크; 상기 클러치래크에 교합되어 상기 커플러를 이동시키는 클러치피니언; 및 상기 클러치피니언을 회전시키는 핸들클러치;을 포함한다.

상기 구동모터의 구동력에 의해 승강되는 상기 승강기에 수동의 회전력을 제공하는 수동회전유닛;을 더 포함하며, 상기 수동회전유닛은, 수동으로 회전되는 핸들; 상기 핸들에 의해 회전되면서 상기 승강기에 회전력을 제공하는 회전축; 상기 핸들의 회전력을 상기 회전축에 선택적으로 전달하는 핸들클러치; 및 상기 핸들에 의해 작동하면서 상기 구동모터의 구동을 중지시키는 스위치;를 포함한다.

상기 핸들클러치는, 상기 회전축에 끼워져서 회전축 및 상기 핸들의 마찰을 방지하는 부쉬; 상기 회전축에 고정되는 스플라인판; 및 상기 핸들에 고정되어 상기 부쉬를 따라 슬라이딩하는 핸들에 의해 상기 스플라인판과 스플라인 결합되면서 핸들의 회전력을 스플라인판에 전달하는 결합판;을 포함한다.

본 발명은, 제어기가 구동모터의 구동력을 억제하므로 승강기에 의한 수문의 승강을 원하는 상태로 제어할 수 있다.

또, 승강기가 구동축에 의한 구동모터의 회전운동을 수직운동으로 변환하는 래크휠 및 래크로 구성되므로 수문을 안정적으로 승강시킬 수 있다.

또한, 제어기가 디스크와 패드 및 가압기로 구성될 경우 패드와 마찰되는 디스크를 통해 구동축의 회전을 정지시킬 수 있으므로 수문을 비상시 신속하게 강제로 비상정지시킬 수 있고, 이에 더하여 가압기가 유압 및 페달스위치에 의해 작동하도록 구성되므로 고압의 압력을 패드에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 발을 이용하여 유압의 작동을 제어할 수 있으므로 작동상의 편의성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 유체에 의해 작동하는 유압펌프로 구성될 경우 구동모터의 구동축에 연결되어 구동축과 연동하는 유압모터의 펌프축이 구동축과 함께 유체의 압력에 의해 회전속도가 제어되므로 수문의 하강속도에 따라 구동축의 회전속도를 자동으로 일정하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 수문이 과속으로 하강하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 더하여 유랑제어밸브를 통해 유압펌프로 공급되는 유체의 유량을 제어하여 유압펌프의 펌프축이 회전되는 속도를 조절할 수 있다.

게다가, 클러치가 승강기의 연결축 및 구동축을 필요에 따라 선택적으로 연결하면서 구동축의 구동력을 승강기에 전달하거나 전달을 차단하므로 승강기의 구동 및 정지를 용이하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 수문의 비상정지시 또는 수동회전유닛의 작동시 승강기에 전달되는 구동모터의 구동력을 신속하게 차단할 수 있고, 이에 더하여 커플러가 슬리브와 베어링 및 하우징으로 구성되므로 커플러를 슬라이딩이 용이한 구조로 제조할 수 있으며, 더 나아가 슬라이더가 클러치래크와 클러치피니언에 의해 커플러를 슬라이딩 시키므로 커플러를 안정적으로 슬라이딩시킬 수 있다.

더욱이, 핸들에 의해 수동의 회전력을 승강기에 제공하는 수동회전유닛을 통해 승강기를 작동시킬 수 있으므로 구동모터의 고장이나 오작동 또는 정전시에도 수문을 승강시킬 수 있으며, 수동회전유닛의 핸들클러치가 부쉬와 스플라인판 및 결합판으로 구성되므로 핸들의 회전력을 회전축으로 용이하게 전달하거나 전달을 차단할 수 있다.

도 1은 종래의 수문승강장치를 보인 정면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 승강장치를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 제어기를 보인 도면.
도 4는 도 3의 제어기가 기어박스에 적용된 상태를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 적용되는 수동회전유닛이 적용된 기어박스를 보인 도면.
도 6은 본 발명에 적용되는 제어기의 다른 실시예를 보인 사시도.
도 7은 본 발명에 적용되는 클러치의 동작상태를 보인 도면.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 구동축(11)을 갖는 구동모터(10)와, 구동모터(10)에 마련된 구동축(11)의 회전운동을 수직운동으로 변환하여 수문을 승강시키면서 개폐하는 승강기(20) 및 구동모터(10)의 구동축(11)에 회전을 억제하는 억제력을 제공하여 승강기(20)의 작동을 제어하는 제어기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 도시된 바와 같이 구동모터(10)는 수로에 설치되는 수문틀(2)의 상부에 마련되는 기어박스(GB)에 고정된다. 이때 기어박스(GB)는 구동모터(10)의 구동축(11)에 연결되는 구동기어(G1)와, 구동기어(G1)에 교합되는 전동기어(G2)와, 전동기어(G2)에 교합되는 피동기어(G3)와, 피동기어(G3)에 교합되는 래크휠(21)과, 전동기어(G2)와 교합되는 전방아이들기어(G4)와, 스핀들(S)에 함께 결합되는 전방아이들기어(G4)에 교합되는 후방아이들기어(G5) 및 후방아이들기어(G5)에 교합되는 수동기어(71)가 내장된다.

이러한, 전동기어(G2), 피동기어(G3) 및 래크휠(21)은 축결합되어 기어박스(GB)에 내장된다. 따라서, 래크휠(21)은 구동모터(10)의 구동에 의해 구동기어(G1)가 회전되고, 구동기어(G1)의 회전에 의해 전동기어(G2) 및 피동기어(G3)가 회전됨에 따라 회전된다. 즉, 래크휠(21)은 전동기어(G2) 및 피동기어(G3)를 통해 구동기어(G1)로부터 구동모터(10)의 구동력을 전달받는다.

또한, 래크휠(21)은 수동기어(71)의 회전에 의해 서로 교합된 전방아이들기어(G4) 및 후방아이들기어(G5)가 회전되고, 전방아이들기어(G4)에 교합된 전동기어(G2) 및 피동기어(G3)가 회전될 경우에도 회전될 수 있다.

승강기(20)는 구동모터(10)의 구동축(11)에 의해 회전하는 래크휠(21) 및 래크휠(21)에 교합되어 승강하면서 수문을 개폐하는 래크(23)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 래크휠(21)은 도시된 바와 같이, 구동력 및 제동력의 전달이 용이하도록 복수로 구성되어 래크(23)에 이격되게 교합될 수 있다.

그리고, 래크휠(21)과 래크(23)는 피니언과 래크기어로 구성되거나 미도시된 스프로킷과 체인식의 래크기어로 구성될 수 있다. 이때, 체인식 래크기어는 'ㄷ'과 같은 형태의 찬넬 강재에 스프로킷의 기어산들에 걸리도록 일정간격으로 설치되는 다수개의 핀으로 구성될 수 있다.

래크(23)는 기어박스(GB)를 관통한 상태로 래크휠(21)에 교합되고, 래크(23)는 연결부재(C)에 의해 수문(1)이 하단에 연결된다.

따라서, 래크(23)는 래크휠(21)의 회전에 의해 수직운동하면서 수문(1)을 승강시킬 수 있다.

한편, 제어기(30)는 기어박스(GB)의 일측에 마련된다.

도 3을 참조하면, 제어기(30)는 디스크(31)와, 패드(33) 및 가압기(35)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 디스크(31)는 전술한 구동모터(10)의 구동축(11)과 함께 회전된다. 패드(33)는 디스크(31)에 마찰력을 제공하여 디스크(31)와 함께 회전되는 구동모터(10)의 구동축(11)을 정지시킨다. 가압기(35)는 패드(33)에 압력을 제공하여 패드(33)를 디스크(31)에 밀착시킨다.

여기서, 디스크(31)는 전술한 구동축(11), 스핀들(S), 피동기어(G3), 전방아이들기어(G4), 후방아이들기어(G5) 및 수동기어(71) 중 어느 하나에 설치될 수 있다.

가압기(35)는 유체의 압력을 이용하여 패드(33)를 작동시켜 회전되는 디스크(31)와 접촉시킨다. 따라서, 패드(33)는 가압기(35)에서 제공하는 유압에 의해 디스크(31)와 마찰되므로, 디스크(31)의 회전속도를 조절하거나 정지시킨다.

가압기(35)는 유압라인(35a)과, 유압실린더(35c)와, 링크(35d) 및 페달스위치(35e)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 유압라인(35a)은 패드(33)에 연결되어 패드(33)에 유압을 제공한다.

유압실린더(35c)는 유압라인(35a)에 유체를 공급하는 플런저(35b)를 갖는다. 이러한, 유압실린더(35c)는 유체를 공급 및 회수하는 오일탱크(35c1)와 연결된다. 링크(35d)는 유압실린더(35c)에 일측이 연결되어 이동하면서 유압실린더(35c)의 플런저(35b)를 작동시킨다. 페달스위치(35e)는 링크(35d)에 연결되어 편축회전하면서 링크(35d)를 이동시킨다.

여기서, 유압라인(35a)은 유체가 이동가능한 강관 또는 플렉시블한 호스로 구성될 수 있다. 그리고, 유체는 오일(OIL)일 수 있다. 또한, 유압라인(35a)은 패드(33)와 유압실린더(35c)에 연결되어 유압실린더(35c)의 유체를 패드(33)에 공급한다. 유압실린더(35c)는 플런저(35b)의 가압에 의해 유체를 유압라인(35a)으로 제공한다.

링크(35d)는 도시된 바와 같이 중간부분이 엘보형상으로 절곡되며, 중간부분이 힌지로 브라켓(35d1)에 고정되고 일단이 플런저(35b)와 힌지연결되고, 타단이 페달스위치(35e)에 힌지로 연결된다. 링크(35d)는 중간부분이 힌지로 고정되므로 시소운동식으로 이동하면서 플런저(35b)를 작동시킨다. 플런저(35b)는 유체를 가압하여 패드(33)를 작동시킨다.

또한, 페달스위치(35e)는 브라켓(35d1)의 힌지(32)에 일측이 회전가능하게 설치되어 편축회전되면서 링크(35d)를 작동시킨다.

따라서, 패드(33)는 페달스위치(35e)의 작동에 의해 링크(35d)가 작동되고, 링크(35d)의 작동에 의해 플런저(35b)가 작동되어 유압실린더(35c)의 유체가 유압라인(35a)을 통해 공급되므로, 유체의 압력에 의해 디스크(31)를 가압하면서 파지한다.

링크(35d)는 도시된 바와 같이, 코일스프링(35d6)에 의해 원위치로 복귀될 수 있다. 코일스프링(35d6)은 링크(35d)와 페달스위치(35e)에 양단이 고정된다.

도시된 바와 같이, 페달스위치(35e)는 브라켓(35d1)에 고정되는 힌지(32)에 의해 편축회전된다.

이러한, 링크(35d)는 양단에 각각 장홀(h)이 형성되는 것이 바람직하다. 장홀(h)은 링크(35d)의 시소운동식 이동을 가능하게 한다.

플런저(35b)는 페달스위치(35e)가 회전되면 링크(35d)가 작동되어 유체를 압축하여 유압라인(35a)에 공급한다. 그리고, 플런저(35b)는 코일스프링(35d6)에 의해 페달스위치(35e)가 역회전되면 링크(35d)가 역으로 작동되므로, 유압라인(35a)에 공급된 유체를 흡인한다. 이때, 코일스프링(35d6)은 탄성력에 의해 도시된 바와 같이 후술되는 샤프트(35d4)를 원위치로 복귀시켜서 링크(35d)를 작동시킨다.

코일스프링(35d6)은 도시된 바와 같이 힌지(32)에 설치되어 힌지(32)를 중심으로 회전가능하게 설치되는 샤프트(35d4) 및 브라켓(35d1)의 단부에 나사결합되는 볼트축(35d5)에 양단이 제각기 연결될 수도 있다.

볼트축(35d5)은 코일스프링(35d6)의 장력을 조절할 수 있다. 즉, 볼트축(35d5)은 조이거나 풀릴 경우 단부가 샤프트(35d4)에 가깝거나 멀어지면서 코일스프링(35d6)의 인장력을 조절한다.

패드(33)는 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 구성되어 디스크(31)의 양측에 각각 대칭상태로 배치되며, 패드(33)들은 각각의 후방에 피스톤(33a)들이 설치되어 케이스(33b)의 내부에서 양측으로 이동가능하게 설치된다. 이때, 패드(33)들은 케이스(33b)의 양측으로 유체가 유입 및 유출되도록 유압실린더(35c)에 연결된 유압호스(33b)에 연결된다.

한편, 디스크(31)는 스핀들(S)에 설치된 상태이므로 패드(33)들에 의해 정지될 경우 전방아이들기어(G4) 및 후방아이들기어(G5)들도 정지시킨다.

한편 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같은 수동회전유닛(70)을 더 포함할 수 있다. 수동회전유닛(70)은 구동모터(10)의 구동에 의해 승강되는 승강기(20)에 수동의 회전력을 제공하는 부재이다. 수동회전유닛(70)은 구동모터(10)가 구동되지 않는 경우에 사용되거나, 승강기(20)를 수동으로 제어하고자 하는 경우에 구동모터(10)의 구동을 중지시킨 상태에서 사용할 수 있다.

이러한, 수동회전유닛(70)은 핸들(75)과, 회전축(72)과, 핸들클러치(77) 및 스위치(79)를 포함하여 구성될 수 있다.

핸들(75)은 수동으로 회전될 수 있다. 회전축(72)은 핸들(75)에 의해 회전되면서 승강기(20)에 회전력을 제공한다. 핸들클러치(77)는 핸들(75)의 회전력을 회전축(72)에 선택적으로 전달한다. 스위치(79)는 핸들(75)의 가압에 의해 작동하면서 구동모터(10)의 구동을 중지시킨다. 여기서, 스위치(79)는 접점스위치 또는 리미트스위치일 수 있다.

핸들(75)은 회전축(72)에 끼워진 상태로 슬라이딩 되면서 회전축(72)에서 회전된다. 그리고, 핸들(75)은 회전축(72)을 따라 슬라이딩 되면서 핸들클러치(77)를 작동시킨다. 이때, 스위치(79)는 이동하는 핸들(75)에 의해 가압된 상태가 분리됨에 의해 작동하면서 모터(10)의 구동을 중지시킨다. 따라서, 핸들(75)은 모터(10)가 중지된 상태에서 핸들클러치(77)의 연결에 의해 수동으로 회전축(72)을 회전시킬 수 있다.

핸들클러치(77)는 부쉬(73)와, 스플라인판(77a) 및 결합판(77b)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 부쉬(73)는 회전축(72)에 끼워져서 고정된다. 핸들(75)은 부쉬(73)에서 슬라이딩 가능하게 삽입되므로, 회전축(72) 및 핸들(75)의 마찰이 방지된다. 핸들(75)은 수동으로 회전되도록 부쉬(73)에 끼워진 상태로 고정된다. 스플라인판(77a)은 회전축(72)에 고정된다. 결합판(77b)은 스플라인판(77a)과 스플라인 결합되면서 핸들(75)의 회전력을 스플라인판(77a)에 전달한다. 이때, 결합판(77b) 및 스플라인판(77a)은 서로 마주하는 면에 서로 결합되는 스플라인이 형성되어 있다.

따라서, 핸들(75)은 부쉬(73)를 따라 슬라이딩하면서 결합판(77b)을 스플라인판(77a)에 결합시킨다. 그리고, 핸들(75)은 수동으로 결합판(77b) 및 스플라인판(77a)을 회전시켜서 회전축(72)을 수동기어(71)와 함께 회전시킨다.

수동기어(71)는 회전축(72)에 설치된 상태이므로 회전축(72)의 회전에 의해 후방아이들기어(G5)와 전방아이들기어(G4)를 회전시킨다. 물론, 전방아이들기어(G4)는 교합된 전동기어(G2)를 회전시켜서 전술한 피동기어(G3) 및 래크휠(21)을 회전시킨다. 따라서, 래크휠(21)은 교합된 래크(23)를 승강시킨다.

한편, 제어기(30)는 도 6에 도시된 바와 같이, 유체탱크(310)와, 유압펌프(330) 및 순환라인(350)을 포함하여 구성될 수 있다.

유체탱크(310)는 유체가 충전된다. 유압펌프(330)는 전술한 구동모터(10)의 구동축(11)에 연결되어 구동축(11)과 함께 회전되는 펌프축(320)이 마련되고, 펌프축(320)의 회전에 의해 유체를 유체탱크(310)로 이동시킨다. 순환라인(350)는 유압펌프(330)에서 펌핑되는 유체를 유체탱크(310) 및 유압펌프(330)로 순환시킨다.

여기서, 유체는 오일(OIL)일 수 있다. 그리고, 순환라인(350)은 유체가 이동되는 강관 또는 호스로 구성될 수 있다. 순환라인(350)은 직경에 의해 유체의 유량 및 유속을 결정한다.

펌프축(320)은 전술한 구동축(11)과 연결된 상태이므로 구동모터(10)의 구동에 의해 회전된다. 그리고, 유압펌프(330)는 펌프축(320)의 회전에 의해 유체를 펌핑한다. 순환라인(350)은 펌핑에 의해 유체를 유체탱크(310)로 순환시킨다.

한편, 펌프축(320)은 구동모터(10)의 구동속도가 증가됨에 따라 회전속도가 증가하게 된다. 이때, 유압펌프(330)는 펌프축(320)의 회전속도의 증가에 의해 유체가 충전된 내부의 내압이 상승되므로, 펌프축(320)의 회전속도가 증가되지 않는다. 따라서, 펌프축(320)은 유압펌프(330)의 내압에 의해 일정속도로 회전된다.

한편, 제어기(30)는 도시된 바와 같이, 순환라인(350)의 유량을 제어하는 유량제어밸브(370)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 유량제어밸브(370)는 볼트 또는 니들밸브로 구성될 수 있다. 즉, 유량제어밸브(370)는 순환라인(350)의 강관 또는 호스에 관통된 상태로 나사결합되어, 순환라인(350)의 개도량조절을 통해 유체의 유량을 조절하여 펌프축(320)의 회전속도를 제어한다.

한편 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 구동모터(10)에 마련된 구동축(11)의 구동력을 선택적으로 승강기(20)에 전달하는 클러치(50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 클러치(50)는 연결축(51)과, 연결축(51)에 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 연결축(51) 및 구동축(11)을 연동가능하게 연결하는 커플러(53) 및 커플러(53)를 슬라이딩시켜서 연결축(51) 및 구동축(11)을 연결하거나 분리시키는 슬라이더(55)를 포함하여 구성될 수 있다.

연결축(51)은 전술한 구동기어(G1)가 고정된다. 구동기어(G1)는 전동기어(G2)에 교합된다. 전동기어(G2)는 피동기어(G3)에 교합된다. 피동기어(G3)는 래크휠(21)에 교합된다. 래크휠(21)은 래크(23)에 교합된다. 결과적으로, 연결축(51)은 전술한 승강기(20)에 연결된다.

여기서, 커플러(53)는 구동기어(G1)가 고정되는 연결축(51) 또는 구동축(11)에 마련된다. 슬라이더(55)는 커플러(53)를 왕복으로 슬라이딩시킬 수 있다. 따라서, 커플러(53)는 슬라이더(55)에 의해 이동되면서 연결축(51) 및 구동축(11)을 연결한다.

커플러(53)는 도 7에서 확대된 사시도에 도시된 바와 같이, 연결축(51)이나 구동축(11)에 스플라인 결합되는 슬리브(53a)와, 슬리브(53a)를 회전가능하게 지지하는 베어링(53b) 및 베어링(53b)과 슬리브(53a)를 일체적으로 구속하고, 연결축(51)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 하우징(53c)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 연결축(51) 및 구동축(11)은 서로 마주하는 각각의 단부에 스플라인이 형성되어 있다. 그리고, 슬리브(53a)는 내측에 연결축(51) 및 구동축(11) 각각에 형성되는 스플라인과 대응되는 형상의 스플라인이 형성되어 있다.

이러한, 슬리브(53a)는 연결축(51) 또는 구동축(11)의 단부가 삽입된다. 또한, 슬리브(53a)는 하우징(53c)의 내측에 고정된 베어링(53b)에 회전가능하게 지지된다.

따라서, 슬리브(53a)는 슬라이더(55)에 의해 이동되는 하우징(53c)과 함께 이동되면서 연결축(51)과 구동축(11)을 연결한다. 이때, 베어링(53b)은 연결축(51) 및 구동축(11)과 함께 회전되는 슬리브(53a)의 마찰을 방지한다.

한편 슬라이더(55)는 도 7에서 확대된 평면도에 도시된 바와 같이, 커플러(53)에 형성되는 클러치래크(55a)와, 클러치래크(55a)에 교합되어 커플러(53)를 이동시키는 클러치피니언(55b) 및 클러치피니언(55b)을 회전시키는 레버(55c)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 클러치래크(55a)는 하우징(53c)의 외측에 형성되고, 클러치피니언(55b)은 클러치래크(55a)에 교합된 상태로 기어박스(GB)의 내부에 회전가능하게 설치된다. 이때, 레버(55c)은 클러치피니언(55b)의 축에 결합되므로 클러치피니언(55b)을 회전시킬 수 있다.

따라서, 클러치피니언(55b)은 레버(55c)에 의해 회전되고, 클러치래크(55a)는 회전되는 클러치피니언(55b)에 의해 왕복이동되므로, 하우징(53c)은 클러치래크(55a)와 함께 왕복이동되면서 연결축(51) 또는 구동축(11)의 단부에 삽입된다.

이상, 본 발명의 동작설명은 아래와 같다.

도 2를 참조하면, 래크(23)는 래크휠(21)의 회전에 의해 승강된다. 그리고, 래크휠(21)은 구동모터(10)의 구동에 의해 자동으로 회전되거나 수동구동유닛(70)에 의해 수동으로 회전된다. 따라서, 수문(1)은 구동모터(10)의 회전운동을 수직운동으로 변환하는 래크(23) 및 래크휠(21)에 의해 안정적으로 승강되면서 수로를 개폐한다.

제어기(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 경우, 비상시에 승강기(20)의 승강속도를 조절하거나 정지시킬 수 있다. 제어기(30)의 페달스위치(35e)는 링크(35d)를 작동시킴에 따라 링크(35d)가 유압실린더(35c)를 작동시킨다. 이때, 패드(33)는 유압실린더(35c)의 작동에 의해 디스크(31)를 파지하게 된다. 따라서, 패드(33)는 유압실린더(35c)에서 공급되는 유압에 의해 회전되는 디스크(31)에 마찰력을 가하여 회전되는 디스크(31)를 정지시킨다.

즉, 제어기(30)는 패드(33)가 디스크(31)에 마찰력을 가하여 디스크(31)의 회전을 억제하므로, 구동모터(10)의 구동력을 억제하여 수문(1)의 승강을 원하는 상태로 정지시키거나 비상시에 강제로 정지시킬 수 있다.

이러한, 제어기(30)는 유압실린더(35c)가 고압의 유압을 패드(33)에 전달할 수 있고, 발로 페달스위치(35e)를 사용하여 유압의 작동을 제어할 수 있으므로, 작동상의 편의성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 디스크(31)는 정지되면서 스핀들(S)에 고정된 전방아이들기어(G4) 및 후방아이들기어(G5)를 정지시게 되므로, 전방아이들기어(G4)에 교합되는 전술한 전동기어(G2)가 정지되고, 전동기어(G2)의 정지에 의해 피동기어(G3)가 정지되며, 피동기어(G3)의 정지에 의해 래크휠(21)이 정지된다. 따라서, 래크휠(21)에 교합된 래크(23)는 승강이 정지된다.

도 5의 우측에 확대된 도면은 수동회전유닛(70)의 동작 전 상태를 보인 것이고, 좌측에 확대된 도면은 수동회전유닛(70)의 동작 후 상태를 보인 것이다.

도시된 바와 같이, 결합판(77b) 및 스플라인판(77a)은 회전축(72)에서 슬라이딩되어 이동되는 핸들(75)에 의해 결합된다. 이때, 스위치(79)는 접촉되었던 핸들(75)이 분리되는 것을 감지하여 구동모터(10)를 정지시킨다. 따라서, 핸들(75)은 수동으로 회전되면서 결합판(77b) 및 스플라인판(77a)를 회전시키게 되므로, 스플라인판(77a)이 고정된 회전축(72)을 회전시켜서 회전축(72)에 고정된 수동기어(71)를 회전시킨다.

따라서, 수동기어(71)는 교합된 후방아이들기어(G5)를 회전시키게 되므로, 후방아이들기어(G5)가 고정된 스핀들(S)에 함께 고정되는 전방아이들기어(G4)가 회전되며, 회전되는 전방아이들기어(G4)에 교합되는 전동기어(G2)가 회전되고, 회전되는 전동기어(G2)에 의해 피동기어(G3)가 회전되며, 회전되는 피동기어(G3)의 회전에 의해 래크휠(21)이 회전된다. 따라서, 래크휠(21)에 교합된 래크(23)가 승강된다.

즉, 핸들(75)에 의해 승강기(20)를 작동시킬 수 있으므로, 구동모터(10)의 고장이나 오작동 또는 정전시에도 수문(10)을 승강시킬 수 있으며, 수동회전유닛(70)의 핸들클러치(77)가 부쉬(73)와 스플라인판(77a) 및 결합판(77b)으로 구성되므로 핸들(75)의 회전력을 회전축(72)에 용이하게 전달하거나 전달을 차단할 수 있다.

한편 제어기(30)는 도 6에 도시된 바와 같이 구성될 경우, 펌프축(320)은 구동축(11)에 연결된 상태이므로 구동모터(10)의 구동에 의해 회전된다. 펌프축(320)은 유압펌프(330)를 펌핑시킨다. 유압펌프(330)는 유체를 펌핑하므로 유체는 순환라인(350)을 따라 순환된다.

이때, 구동모터(10)의 구동속도가 증가되는 경우 펌프축(320)의 회전속도도 증가되게 된다. 그러나, 유압펌프(330)는 펌프축(320)의 회전속도가 증가될 경우 내부에서 증가되는 유체의 저항에 의해 정속으로 펌핑하므로, 펌프축(320)을 정속으로 회전시킨다.

즉, 펌프축(320)이 유체의 압력에 의해 회전속도가 제어되므로 구동축(11)의 회전속도를 자동으로 일정하게 조절할 수 있다. 따라서, 수문(1)은 과속으로 하강하는 것이 방지된다.

한편, 유량제어밸브(370)는 유압펌프(330)로 공급되는 유체의 유량을 제어하여 유압펌프(330)의 펌프축(320)이 회전되는 속도를 조절할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 클러치피니언(55b)은 레버(55c)의 회전에 의해 교합된 클러치래크(55a)를 이동시킨다. 이어서, 커플러(53)는 연결축(51)에서 슬라이딩되어 구동축(11)에 삽입되면서 연결축(51) 및 구동축(11)을 연결한다. 이때, 슬리브(53a)는 커플러(53)의 베어링(53b)에 의해 회전가능하게 설치된 상태에서 연결축(51) 및 구동축(11)을 연결한다. 따라서, 구동모터(10)의 구동시 연결축(51) 및 구동축(11)은 회전된다.

그러나, 연결축(51) 및 구동축(11)은 비상시에 레버(55c)의 역회전에 의해 클러치피니언(55b)이 역회전되면서 클러치래크(55a)를 원위치로 이동시키게 되므로, 커플러(53)에 의해 원위치되면서 분리되어 구동모터(10)의 동력이 완전히 차단된다.

이와 같이, 클러치(50)는 연결축(51) 및 구동축(11)을 필요에 따라 선택적으로 연결하면서 구동축(11)의 구동력을 승강기(20)에 전달하거나 전달을 차단하므로, 승강기(20)의 구동 및 정지를 용이하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 수문(1)의 비상정지시 또는 전술한 수동회전유닛(70)의 작동시 승강기(20)에 전달되는 구동모터(10)의 동력을 신속하게 차단할 수 있다. 또한, 스위치(79)의 고장시에도 구동모터(10)를 정지시킬 수 있다.

이에 더하여, 커플러(53)는 슬리브(53a), 베어링(53b) 및 하우징(53c)로 구성되므로, 커플러(53)를 슬라이딩이 용이한 구조로 제조할 수 있다. 더 나아가 슬라이더(55)는 클러치래크(55a) 및 클러치피니언(55b)에 의해 커플러(53)를 슬라이딩시키므로 커플러(53)를 안정적으로 슬라이딩시킬 수 있다.

전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 구동모터 11 : 모터축
20 : 승강기 30 : 제어기
50 : 클러치 70 : 수동회전유닛

Claims (11)

1. 구동축(11)을 갖는 구동모터(10);
   상기 구동모터(10)에 마련된 상기 구동축(11)의 회전운동을 수직운동으로 변환하여 수문을 수직방향으로 승강시키는 승강기(20); 및
   상기 구동모터(10)의 구동축(11)에 회전을 억제하는 억제력을 제공하여 상기 승강기(20)의 작동을 제어하는 제어기(30);를 포함하고,
   상기 제어기(30)는,
   상기 구동모터(10)의 구동축(11)에 의해 회전되는 디스크(31);
   상기 디스크(31)에 마찰력을 제공하여 디스크(31)와 함께 회전되는 상기 구동모터(10)의 구동축(11)을 정지시키는 패드(33); 및
   상기 패드(33)에 압력을 제공하여 패드(33)를 상기 디스크(31)에 밀착시키는 가압기(35);를 포함하며,
   상기 가압기(35)는,
   상기 패드(33)에 연결되어 패드(33)에 유압을 제공하는 유압라인(35a);
   상기 유압라인(35a)에 유체를 공급하고, 플런저(35b)를 갖는 유압실린더(35c);
   상기 유압실린더(35c)에 일측이 연결되어 이동하면서 유압실린더(35c)의 플런저(35b)를 작동시키는 링크(35d); 및
   상기 링크(35d)에 연결되어 편축회전하면서 링크(35d)를 이동시키는 페달스위치(35e);를 포함하고,
   상기 링크(35d)는 중간부분이 절곡되어 중간부분을 중심으로 시소운동되고, 일단이 상기 플런저(35b)에 힌지로 연결되며, 타단이 상기 페달스위치(35e)에 힌지로 연결되어 시소운동하면서 플런저(35b)를 작동시키며,
   상기 가압기(35)는,
   상기 유압실린더(35c) 및 링크(35d)가 고정되는 브라켓(35d1);
   상기 페달스위치(35e)의 작동에 의하여 상기 브라켓(35d1)에 설치된 페달스위치(35e)의 힌지(32)를 중심으로 회전가능하게 설치되는 샤프트(35d4);
   상기 브라켓(35d1)에 나사결합되는 볼트축(35d5); 및
   상기 볼트축(35d5)과 상기 샤프트(35d4)에 양단이 제각기 연결되어 샤프트(35d4)를 원위치로 복귀시키고, 볼트축(35d5)이 조이거나 풀림에 따라 장력이 조절되는 코일스프링(35d6);를 더 포함하는 수문용 승강장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 승강기(20)는,
   상기 구동모터(10)의 구동축(11)에 의해 회전하는 래크휠(21); 및
   상기 래크휠(21)에 교합되어 승강하면서 수문을 개폐하는 래크(23);를 포함하는 수문용 승강장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동모터(10)에 마련된 상기 구동축(11)의 구동력을 선택적으로 상기 승강기(20)에 전달하는 클러치(50);를 더 포함하며,
   상기 클러치(50)는,
   상기 승강기(20)에 연결되는 연결축(51);
   상기 연결축(51)에 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 연결축(51) 및 상기 구동축(11)을 연동가능하게 연결하는 커플러(53); 및
   상기 커플러(53)를 슬라이딩시켜서 상기 연결축(51) 및 상기 구동축(11)을 연결하거나 분리시키는 슬라이더(55);를 포함하는 수문용 승강장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 커플러(53)는,
   상기 연결축(51)이나 상기 구동축(11)에 스플라인 결합되는 슬리브(53a);
   상기 슬리브(53a)를 회전가능하게 지지하는 베어링(53b); 및
   상기 베어링(53b) 및 상기 슬리브(53a)를 일체적으로 구속하고, 상기 연결축(51)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 하우징(53c);을 포함하는 수문용 승강장치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 슬라이더(55)는,
   상기 커플러(53)에 형성되는 클러치래크(55a);
   상기 클러치래크(55a)에 교합되어 상기 커플러(53)를 이동시키는 클러치피니언(55b); 및
   상기 클러치피니언(55b)을 회전시키는 레버(55c);을 포함하는 수문용 승강장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동모터(10)의 구동력에 의해 승강되는 상기 승강기(20)에 수동의 회전력을 제공하는 수동회전유닛(70);을 더 포함하며,
    상기 수동회전유닛(70)은,
    수동으로 회전되는 핸들(75);
    상기 핸들(75)에 의해 회전되면서 상기 승강기(20)에 회전력을 제공하는 회전축(72);
    상기 핸들(75)의 회전력을 상기 회전축(72)에 선택적으로 전달하는 핸들클러치(77); 및
    상기 핸들(75)에 의해 작동하면서 상기 구동모터(10)의 구동을 중지시키는 스위치(79);를 포함하는 수문용 승강장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 핸들클러치(77)는,
    상기 회전축(72)에 끼워져서 회전축(72) 및 상기 핸들(75)의 마찰을 방지하는 부쉬(73);
    상기 회전축(72)에 고정되는 스플라인판(77a); 및
    상기 핸들(75)에 고정되어 상기 부쉬(73)를 따라 슬라이딩하는 핸들(75)에 의해 상기 스플라인판(77a)과 스플라인 결합되면서 핸들(75)의 회전력을 스플라인판(77a)에 전달하는 결합판(77b);을 포함하는 수문용 승강장치.
    

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