KR101406775B1 - 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프를 이용하여 강제배수를 함으로써 배수효율을 향상시키면서 집수된 우수를 다목적으로 활용할 수 있도록 개선된 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 차량의 하중을 이용하여 구동축을 회전시킴과 동시에, 동력저장장치를 이용하여 동력을 일차 저장하여 펌프가 균일하게 작동되도록 할 뿐 아니라, 플로터와 클러치를 이용하여 많은 양의 비가 왔을 때만 펌프를 작동시켜 우수를 강제배출할 수 있도록 하므로써, 도로의 양측에 구비된 집수정의 배수를 촉진시켜, 많은 비가 오더라도 원활하게 배수시킬 수 있으면서도 펌프를 보호할 수 있는 장점이 있다.

Description

도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조{ROAD STRUCTURE WITH WATER DRAIN OF ROAD SURFACE}

본 발명은 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프를 이용하여 강제배수를 함으로써 배수효율을 향상시키면서 집수된 우수를 다목적으로 활용할 수 있도록 개선된 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량이 통행을 하는 도로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 아스팔트나 콘크리트 등을 포장하여 구성된 도로면(12)과, 이 도로면(12)의 양측에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 하수도로 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 것으로, 도로면(12)에 내린 우수는 도로면(12)의 측면을 따라 구비된 도시안된 우수받이덕트에 의해 상기 집수정(10)에 수집된 후, 우수배출관(20)을 통해 하수도로 배출된다.

그런데, 이러한 도로는 자연적인 물의 흐름을 이용하여 도로면(12)에 내린 우수를 배수하므로, 배수량이 작고, 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제0733586호(2007.06.22.) "배수처리가 용이한 도로구조"가 개시된 바 있다.

하지만, 상기 등록특허의 경우에는 차량 통행이 많아 지속적으로 태엽이 감길 경우 태엽이 끊어질 수 있는 문제가 있으므로 이에 대한 보완이 필요하다.

대한민국 특허 등록번호 제0733586호(2007.06.22.) "배수처리가 용이한 도로구조"

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 도로의 양측에 구비된 집수정의 배수를 촉진시켜, 많은 비가 오더라도 원활하게 배수시킬 수 있으면서도 펌프를 보호할 수 있고, 집수된 우수를 다양한 용도로 활용할 수 있도록 더욱 개량된 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

특히, 본 발명은 차량 통행이 빈번하여 과한 압하력을 받더라도 태엽이 끊기지 않도록 함으로써 수명 연장을 도모할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 아스팔트나 콘크리트 등을 포장하여 구성된 도로면(12)과, 이 도로면(12)의 양측에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 하수도로 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 도로구조에 있어서, 상측에 개구부(34)가 형성되며 상기 도로면(12)에 삽입설치되는 하우징(32)과; 이 하우징(32)에 상단이 상측으로 출몰되도록 승강가능하게 장착되며 그 일측에는 랙기어(31)가 하향연장된 승강블록(30)과; 이 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)을 상승가압하는 스프링(40)과; 상기 랙기어(31)에 치합되는 피니언기어(50)와; 피니언기어(50)에 회전가능하게 축결합되며 래칫(61)을 통해 상기 피니언기어(50)에 연결되어 상기 랙기어(31)의 하강시에만 정회전되는 구동축(60)과; 이 구동축(60)에 결합되어 구동축(60)이 정회전방향으로만 회전되도록 제한하는 회전제한장치(70)와; 원통형으로 구성되며 중심축선상의 일측면에는 상기 구동축(60)이 회전가능하게 삽입되는 관통공(81a)이 형성된 하우징(81)과, 고탄성 강판을 나선형으로 말아 중심단(82a)과 외측단(82b)을 갖도록 구성되어 하우징(81)에 내설되며 중심단(82a)은 하우징(81)의 내부로 연장된 구동축(60)에 연결되고 외측단(82b)은 하우징(81)의 내주면에 고정되는 태엽(82)과, 상기 구동축(60)과 동축선상에 위치되도록 하우징(81)의 외측에 결합되어 하우징(81)과 함께 회전되는 회전축(83)이 구비되어, 구동축(60)의 회전력을 회전축(83)에 전달함과 동시에, 상기 태엽(82)이 압축되어 구동축(60)의 회전력을 일차 저장할 수 있도록 된 동력저장장치(80)와; 상기 회전축(83)에 결합되는 마찰판(121)과, 이 마찰판(121)에 동심축선상에 배치되는 클러치판(122)과, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 사이에 배치되어 마찰판(121)과 클러치판(122)이 상호 이격되도록 가압하는 스프링(123)과, 상기 클러치판(122)에 스프라인결합된 출력축(124)과, 상기 클러치판(122)의 배면에 밀착되어 회전시 클러치판(122)을 마찰판(121) 쪽으로 가압하여 클러치판(122)과 마찰판(121)이 상호 밀착되도록 하는 캠축(125)과, 이 캠축(125)의 단부에 결합되는 회동레버(126)와, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 외부에 결합되며 브라켓(128)에 의해 위치고정되는 하우징(127)으로 구성되어, 상기 회동레버(126)를 회동시키면 상기 캠축(125)에 의해 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되어 회전축(83)의 구동력을 출력축(124)으로 전달하는 클러치기구(120)와; 상기 집수정(10)의 내부에 회동승강가능하게 장착되며 상기 클러치기구(120)의 회동레버(126)에 연결되어 승강시 회동레버(126)를 회동시키는 회동아암(131)과, 이 회동아암(131)의 선단부에 구비된 부력체(132)로 이루어져, 집수정(10) 내부의 수위에 따라 회동아암(131)이 회동승강되면서 클러치기구(120)를 작동시키는 플로터(130)와; 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결되는 변속기어와 출력축(92)이 구비되어 클러치기구 출력축(124)의 회전속도를 증속시키는 변속장치(90)와; 상기 변속장치(90)의 출력축(92)에 연결된 임펠러(103)를 갖으며 상기 집수정(10)에 내장되어 집수정(10)에 수집된 우수를 상기 우수배출관(20)으로 강제 배출하는 펌프(100);를 포함하고, 상기 태엽(82)의 가장 안쪽에는 상기 구동축(60)의 외주면에 부착되는 형태로 판형압력센서(300)가 더 구비되고; 상기 판형압력센서(300)의 신호처리를 위한 리드선(302)은 상기 구동축(60)의 외주면을 관통하여 들어간 다음 구동축(60)의 축중심에서 길이방향으로 인출되어 컨트롤러에 접속되며; 상기 동력저장장치(80)와 상기 회전제한장치(70) 사이의 구동축(60)은 분절되어 각각 제1,2구동축(60a,60b)을 이루고; 상기 제1,2구동축(60a,60b)은 원통형상의 퀵커플러(400)에 의해 선택적으로 동력전달 가능하게 구성되되, 상기 제1구동축(60a)은 상기 회전제한장치(70) 쪽에 구비되며, 선단부는 걸림턱(312)을 두고 단차진 채 연장된 축스플라인(310)을 이루고, 상기 축스플라인(310)에는 이보다 큰 직경의 코일스프링(320)이 끼워지는데, 상기 코일스프링(320)은 상기 걸림턱(312)에 걸림되게 구성되며, 상기 축스플라인(310)이 삽입되는 퀵커플러(400)의 대응단부에는 상기 축스플라인(310)과 스플라인 결합하는 스플라인홈(410)이 형성되고, 상기 스플라인홈(410)의 단부에는 상기 걸림턱(312)에 대응하는 단차면(420)이 형성되며, 상기 제2구동축(60b)은 상기 동력저장장치(80) 쪽에 구비되고, 선단면(442)은 삼각돌기(T)와 삼각홈(H)이 교대로 반복 형성된 구조를 갖고, 상기 퀵커플러(400)의 대응단부에는 상기 제2구동축(60b)이 삽입되는 축삽입홈(430)이 형성되며, 상기 축삽입홈(430)의 내벽면에는 상기 선단면(442)과 면접촉될 수 있게 동일한 형상의 동력전달면(432)이 형성되고, 상기 회전제한장치(70)가 고정된 브라켓(72)에는 작동실린더(450)가 더 고정되며, 상기 작동실린더(450)에는 'ㄴ' 형상의 실린더로드(460)가 연결되어 상기 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 작동실린더(450)가 전후진되게 구성된 것을 특징으로 하는 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조를 제공한다.

본 발명에 따르면, 차량의 하중을 이용하여 구동축을 회전시킴과 동시에, 동력저장장치를 이용하여 동력을 일차 저장하여 펌프가 균일하게 작동되도록 할 뿐 아니라, 플로터와 클러치를 이용하여 많은 양의 비가 왔을 때만 펌프를 작동시켜 우수를 강제배출할 수 있도록 하므로써, 도로의 양측에 구비된 집수정의 배수를 촉진시켜, 많은 비가 오더라도 원활하게 배수시킬 수 있으면서도 펌프를 보호할 수 있는 장점이 있다.

특히, 차량 통행이 빈번하여 과한 압하력을 받더라도 태엽이 끊기지 않도록 함으로써 장치의 수명을 연장하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 도로구조를 도시한 참고도,
도 2는 본 발명에 따른 도로구조를 도시한 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 도로구조를 도시한 측단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 도로구조의 회전제한장치를 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 도로구조의 동력저장장치를 도시한 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 도로구조의 플로터를 도시한 요부확대단면도,
도 7은 본 발명에 따른 도로구조의 클러치를 도시한 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 도로구조의 펌프를 도시한 평단면도,
도 9는 본 발명에 따른 펌프형 배수구를 갖는 공공 배수라인의 승강블록의 설치상태를 도시한 참고도,
도 10은 본 발명에 따른 추가 실시예를 보인 예시적인 요부 단면도.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제0733586호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제0733586호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제0733586호에 개시된 구성들 중 목적을 달성하기 위해 특정 구성 일부를 개선한 추가 실시예 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제0733586호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도로구조는 도로면(12)의 인근에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 공공배수관에 구비것은 종래와 동일하다.

이때, 상기 집수정(10)은 도로면(12)의 양측에 구비되며, 집수정(10)의 측면에는 도시안된 우수받이덕트에 연결되는 개구부(21)가 형성된다.

그리고, 이 도로구조에는 상측에 개구부(34)가 형성되며 상기 도로면(12)에 삽입설치되는 하우징(32)과, 이 하우징(32)에 상단이 상측으로 출몰되도록 승강가능하게 장착되며 그 일측에는 랙기어(31)가 하향연장된 승강블록(30)과; 이 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)을 상승가압하는 스프링(40)과; 상기 랙기어(31)에 치합되는 피니언기어(50)와, 래칫(61)을 통해 상기 피니언기어(50)에 연결되어 상기 랙기어(31)의 하강시에만 정회전되는 구동축(60)과; 이 구동축(60)에 결합되어 구동축(60)이 정회전방향으로만 회전되도록 제한하는 회전제한장치(70)와; 원통형으로 구성된 하우징(81)과, 하우징(81)에 내설되어 상기 구동축(60)에 연결되는 태엽(82)과, 상기 하우징(81)에 결합되어 하우징(81)과 함께 회전되는 회전축(83)이 구비된 동력저장장치(80)와; 상기 회전축(83)에 연결되며 일측에 출력축(124)이 구비되어 작동에 따라 회전축(83)과 출력축(124)의 연결을 단속하는 클러치기구(120)와; 상기 집수정(10)의 내부에 회동승강가능하게 장착되며 상기 클러치기구(120)에 연결되어 승강작동에 따라 클러치기구(120)를 조작하는 회동아암(131)과, 이 회동아암(131)의 선단부에 구비된 부력체(132)를 포함하는 플로터(130)와, 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결된 변속장치(90)와, 이 변속장치(90)의 출력축(92)에 연결되며 상기 집수정(10)에 내장되어 집수정(10)에 수집된 우수를 상기 우수배출관(20)으로 강제 배출하는 펌프(100)가 더 구비된다.

상기 하우징(32)은 승강블록(30)을 비롯하여 내부에 설치되는 각종 장치를 보호할 수 있도록 강도가 높은 강철케이스로 제작된다.

상기 승강블록(30)은 상기 하우징(32)에 승강가능하게 장착되며, 그 상단이 도로(12)의 상면으로 상단이 노출되어, 도로(12)를 운행하는 차량이 그 상부를 통과할 때, 차량의 하중에 이해 하측으로 눌려 하강되는 것으로, 차량이 상부를 통과할 때 발생되는 압력과 충격을 견딜 수 있는 합성고무재질로 구성된다.

이때, 이 승강블록(30)의 하단에는 도시안된 금속재질의 프레임이 구비되어, 이 프레임에 상기 랙기어(31)가 연결된다.

상기 스프링(40)은 압축스프링으로서, 승강블록(30)의 하단과 하우징(32)의 내부 상면사이에 배치되어, 차량의 하중에 의해 하강된 승강블록(30)을 상승가압한다.

상기 피니언기어(50)는 랙기어(31)와 치합되어, 랙기어(31)의 승강운동을 회전운동으로 전환시키는 기능을 한다.

상기 구동축(60)은 상기 하우징(32)의 내부 하측에 수평방향으로 배치되는 것으로, 이 구동축(60)과 피니언기어(50)를 연결하는 래칫(61)은 상기 구동축(60)에 축결합되는 래칫기어(62)와, 상기 피니언기어(50)에 구비되어 스프링(63)에 의해 상기 래칫기어(62)와 맞물리도록 탄성가압되는 키(64)로 구성되어, 상기 승강블록(30) 및 랙기어(31)가 하강될 때만, 상기 래칫기어(62)와 키(64)가 상호 맞물려 구동축(60)에 회전력을 전달하여 구동축(60)을 정회전시키고, 랙기어(31)가 상승될 때는 래칫기어(62)와 키(64)가 상호 결합해제되어, 피니언기어(50)가 공회전되도록 한다.

이때, 상기 승강블록(30)은 도 4에 도시한 바와 같이, 도로(12)에 표시된 차선별로, 즉, 한차선에 승강블록(30)이 하나씩 배치되어, 각 차선을 통과하는 차량이 교대로 승강블록(30)을 승강시킬 수 있도록 구성된다.

즉, 본 실시예와 같이, 왕복 4차선으로 이루어진 도로(12)의 경우, 4개의 승강블록(30)을 각 차선에 대응되도록 도로(12)에 매입설치하여, 차선을 따라 통과하는 차량이 각 승강블록(30)을 교대로 작동시키므로써, 상기 구동축(60)이 지속적으로 회전될 수 있도록 구성된다.

상기 회전제한장치(70)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 구동축(60)에 장착된 래칫기어(71)와, 브라켓(72)에 의해 위치고정된 하우징(73)에 장착되어 상기 래칫기어(71)와 치합되는 키(74)와, 이 키(74)를 탄성가압하는 스프링(75)으로 구성된 것으로, 구동축(60)이 정회전할 때는 상기 래칫기어(71)와 키(74)의 결합이 해지되어 구동축(60)이 회전되고, 구동축(60)이 역회전될 경우 래칫기어(71)와 키(74)가 치합되어 구동축(60)이 역회전되는 것을 방지한다.

상기 동력저장장치(80)는 도 6에 도시한 바와 같이, 태엽(82)을 이용하여 상기 승강블록(30)의 승강에 따라 불규칙하게 회전되는 구동축(60)의 회전력을 일차 저장하여, 지속적으로 회전력을 발생시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 자세히 설명하면, 상기 하우징(81)은 원통형으로 주물제작되어 지속적인 회전력을 발생시키는 플라이휠의 기능을 할 수 있도록 된 것으로, 중심축선상의 일측면에는 상기 구동축(60)이 삽입되는 관통공(81a)이 형성되며, 중심축선상의 타측면에는 상기 회전축(83)이 결합되는 브라켓(81b)이 형성된다.

상기 태엽(82)은 고탄성의 강판을 나선형으로 말아 중심부의 중심단(82a)과 외부의 외측단(82b)을 갖도록 구성된 것으로, 외측단(82b)은 상기 하우징(81)의 내주면에 고정되며, 중심단(82a)은 관통공(81a)을 통해 하우징(81)의 내부로 연장된 구동축(60)의 단부에 고정된다.

상기 회전축(83)은 하우징(81)의 브라켓(81b)에 선단부가 고정되어 하우징(81)과 함께 회전된다.

이때, 상기 구동축(60)과 하우징(81) 및 회전축(83)은 동일 중심축선상에 일체로 연결된다.

따라서, 상기 구동축(60)이 회전되면, 상기 태엽(82)이 압축되며, 이 태엽(82)이 풀리는 힘에 따라 하우징(81)이 회전된다.

그리고, 하우징(81)보다 구동축(60)이 빨리 회전될 경우, 상기 태엽(82)이 압축되면서 하우징(81)은 천천히 회전되며, 구동축(60)이 하우징(81)보다 천천히 돌때는 태엽(82)이 풀리면서 하우징(81)이 회전된다.

상기 클러치기구(120)는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 회전축(83)에 결합되는 마찰판(121)과, 이 마찰판(121)에 동심축선상에 배치되는 클러치판(122)과, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 사이에 배치되어 마찰판(121)과 클러치판(122)이 상호 이격되도록 가압하는 스프링(123)과, 상기 클러치판(122)에 스프라인결합된 출력축(124)과, 상기 클러치판(122)의 배면에 밀착되어 회전시 클러치판(122)을 마찰판(121) 쪽으로 가압하여 클러치판(122)과 마찰판(121)이 상호 밀착되도록 하는 캠축(125)과, 이 캠축(125)의 단부에 결합되는 회동레버(126)와, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 외부에 결합되며 브라켓(128)에 의해 위치고정되는 하우징(127)으로 구성되어, 상기 회동레버(126)를 회동시키면, 상기 캠축(125)에 의해 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되어 회전축(83)의 구동력을 출력축(124)으로 전달한다.

상기 플로터(130)의 회동아암(131)은 도 7에 도시한 바와 같이, 집수정(10)의 내부에 구비된 브라켓(128)에 힌지결합되어, 집수정(10) 내부의 우수의 수위변화에 따라 승강되는 것으로, 기단부 일측에는 연장아암(134)이 구비되며, 이 연장아암(134)의 단부에 힌지결합된 연결바(135)가 상기 클러치기구(120)의 회동레버(126)에 연결된다.

이때, 상기 하우징(32)의 일측에는 상기 집수정(10)의 내부로 연장되는 돌출부(36)가 구비되며, 상기 연결바(135)는 이 돌출부(36)에 형성된 통공(37)을 통해 상기 회동레버(126)에 연결된다.

상기 부력체(132)는 내부가 빈 플라스틱볼로 구성되어, 회동아암(131)에 부력을 제공할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 집수정(10) 내부의 수위가 낮은 상태에서는 상기 플로터(130)의 회동아암(131)이 하측으로 기울어진 상태를 유지하며, 이때, 상기 클러치기구(120)의 마찰판(121)과 클러치판(122)은 상호 이격되어 동력을 차단한다(도 8의 a).

그리고, 상기 집수정(10) 내부의 수위가 높아지면, 상기 부력체(132)에 의해 회동아암(131)이 회동상승되어 상기 연결바(135)를 잡아당기고, 이에따라 상기 회동레버(126)와 캠축(125)이 회전되어, 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되므로써, 회전축(83)의 회전력이 상기 출력축(124)으로 전달된다(도 8의 b).

상기 변속장치(90)는 하우징(91)의 내부에 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결되는 변속기어가 구비되어 상기 회전축(83)의 회전속도를 증속시키는 것으로, 그 하단에서 수평바향으로 연장되는 출력축(92)이 상기 펌프(100)의 구동축(102)에 연결된다.

상기 펌프(100)는 9에 도시한 바와 같이, 상부가 개방된 원통형으로 구성되어 상기 집수정(10)에 삽입설치되는 하우징(101)과, 구동축(102)이 구비되며 하우징(101)에 내설된 임펠러(103)로 구성된 것으로, 상기 하우징(101)의 측면에는 상기 우수배출관(20)과 연결되는 배출구(104)가 형성된다.

따라서, 상기 집수정(10)으로 수집된 우수는 하우징(101)의 상측 개방부를 통해 임펠러(103)로 공급되어 임펠러(103)가 회전되면, 원심력에 의해 상기 배출구(104)로 강제 배출된다.

이때, 상기 하우징(101)의 하측에는 상기 임펠러(103)의 구동축(102)이 연장되는 별도의 기계실(105)이 구비되며, 상기 변속장치(90)의 출력축(92)은 상기 하우징(101)의 측면을 관통하여 기계실(105)로 연장되어, 배벨기어(106)로 펌프(100)의구동축(102)에 연결된다.

이와같이 구성된 펌프형 배수구를 갖는 공공 배수라인의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도로(12)를 통행하는 차량의 타이어(110)가 상기 승강블록(30)을 밟아 하측으로 누르면, 상기 랙기어(31)가 하강되면서, 피니언기어(50)가 정회전된다.

그리고, 상기 래칫(61)에 의해 구동축(60)이 정회전되면서, 구동축(60)에 연결된 동력저장장치(80)의 태엽(82)이 압축되고, 이에따라 하우징(81)이 회전되어, 상기 변속장치(90)를 통해 펌프(100)의 임펠러(103)를 회전키다.

따라서, 집수정(10)에 모인 우수가 우수배출관(20)로 강제 배출된다.

그리고, 차량의 타이어(110)가 상기 승강블록(30)의 상측을 완전히 통과하면, 상기 스프링(40)에 의해 승강블록(30)이 상승되며, 이때, 래칫(61)의 작용에 의해 래칫(61)은 공회전된다.

또한, 상기 구동축(60)은 회전제한장치(70)에 의해 역회전되지 않고 고정되며, 상기 하우징(81)은 상기 승강블록(30)이 하강될 때 압축된 태엽(82)의 힘에 의해 지속적으로 회전된다.

그리고, 도로(12)를 통행하는 차량의 타이어(110)가 상기 승강블록(30)을 밟아 하측으로 누르는 동작이 반복되면서, 상기 태엽(82)이 지속적으로 압축되어, 태엽(82)의 탄성력에 의해 동력저장장치(80)의 하우징(81)이 지속적으로 회전되어, 상기 펌프(100)의 임펠러(103)를 지속적으로 회전시킨다.

이때, 상기 집수정(10)의 우수의 수위가 낮을 경우, 상기 플로터(130)와 클러치기구(120)의 작용에 의해, 상기 회전축(83)의 회전력이 상기 펌프(100)로 전달되지 않고 차단되어, 펌프(100)가 작동되지 않으며, 많은 양의 비가 내려서 집수정(10) 내부의 우수의 수위가 높아지면, 상기 플로터(130)와 클러치기구(120)에 의해 회전축(83)의 회전력이 상기 펌프(100)에 전달되어 펌프(100)가 작동되어 집수정(10) 내부의 우수를 강제로 배출시킨다.

이와 같이 구성된 펌프형 배수구를 갖는 공공 배수라인은 차량의 하중을 이용하여 상기 펌프(100)를 작동시키므로써, 집수정(10)에 모인 빗물을 강제로 배출시킬 수 있으므로, 배수효율이 높을 뿐 아니라, 한꺼번에 많은 비가 오더라도 모두 배수하여 처리할 수 있으며, 별도의 동력원이 필요없는 장점이 있다.

또한, 차량이 불규직한 간격으로 상기 승강블록(30)의 상면을 통과함에 따라, 상기 구동축(60)이 불규직한 패턴으로 회전되고, 이에따라 상기 펌프(100)의 임팰러가 불규칙한 회전을 할 수 있으나, 본 실시예는 상기 동력저장장치(80)를 이용하여, 차량이 통과할 때 발생되는 회전력을 일차 저장하여, 균일하게 펌프(100)를 작동시킬 수 있도록 하므로써, 펌프(100)의 작동효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 플로터(130)와 클러치를 이용하여, 비가 내리지 않거나, 비가 내리더라도 충분히 자연배수가 가능한 정도의 비가 내릴 경우, 상기 펌프(100)가 작동되지 않고, 많은 양의 비가 내려 자연배수로는 원활한 배수가 불가능할 경우, 펌프(100)를 작동시켜 우수를 강제배출시키므로써, 펌프(100)의 사용빈도를 낮춰 펌프(100)의 수명을 늘릴 수 있을 뿐 아니라, 건조한 상태에서 펌프(100)가 불필요하게 작동되어, 패킹등 펌프(100)의 각 부분이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그럼에도 불구하고, 상술한 구조는 차량의 통행이 연속적으로 일어날 경우 태엽(82)이 풀리기도 전에 다시 감기게 되므로 태엽(82)에 과도한 장력이 걸려 끊어질 우려가 높다.

이에, 본 발명에 따른 추가 실시예에서는 그러한 경우까지 완벽하게 방지하여 태엽(82)의 사용수명을 늘림으로써 반영구적인 사용이 가능하도록 추가 구성된다.

이를 위해, 도 10에 도시된 바와 같이, 먼저 태엽(82)의 가장 안쪽에는 상기 구동축(60)의 외주면에 부착되는 형태로 판형압력센서(300)가 더 구비된다.

그리고, 상기 판형압력센서(300)의 신호처리를 위해 리드선(302)은 상기 구동축(60)의 외주면을 관통하여 들어간 다음 구동축(60)의 축중심에서 길이방향으로 인출되며, 이는 도시하지 않은 컨트롤러(미도시)와 연결된다.

이때, 상기 판형압력센서(300)의 검출신호는 태엽(82)이 감겼을 때의 장력을 검출하는 것으로, 태엽(82)이 파단되기 전의 장력을 검출하도록 하면 좋으며, 이는 컨트롤러의 제어값을 어떻게 설정하느냐에 따라 후술될 작동실린더(450)의 동작을 제어하는데 활용된다.

한편, 상기 동력저장장치(80)와 상기 회전제한장치(70) 사이의 구동축(60)은 본 발명 추가 실시예에 따라 분절되고, 분절된 부분은 각각 제1,2구동축(60a,60b)이 되며, 원통형상의 퀵커플러(400)에 의해 선택적으로 동력을 전달하도록 구성된다.

여기에서, 상기 제1구동축(60a)은 상기 회전제한장치(70) 쪽에 구비되며, 선단부는 걸림턱(312)을 두고 단차진 채 연장된 축스플라인(310)을 이룬다.

즉, 상기 축스플라인(310)은 연장된 부분의 외주면이 둘레방향으로 스플라인을 형성하고 있는 것을 말한다.

또한, 상기 축스플라인(310)에는 이보다 큰 직경의 코일스프링(320)이 끼워지는데, 상기 코일스프링(320)은 상기 걸림턱(312)에 걸림되게 구성된다.

그리고, 상기 퀵커플러(400)의 일측단부, 다시 말해 상기 축스플라인(310)이 삽입되는 대응단부에는 상기 축스플라인(310)과 스플라인 결합하는 스플라인홈(410)이 형성되고, 상기 스플라인홈(410)의 단부에는 상기 걸림턱(312)에 대응하는 단차면(420)이 형성된다.

때문에, 상기 축스플라인(310)이 상기 스플라인홈(410)에 끼워졌을 때 상기 축스플라인(310)은 회동력을 그대로 전달하면서 길이방향으로 움직일 수 있게 되며, 상기 코일스프링(320)은 상기 걸림턱(312)과 단차면(420) 사이에 걸려 상기 퀵커플러(400)를 항상 밀어 내는 방향으로 힘을 제공한다.

한편, 상기 제2구동축(60b)은 상기 동력저장장치(80) 쪽에 구비되며, 선단면(442)은 삼각돌기(T)와 삼각홈(H)이 교대로 반복 형성된 구조를 갖는다.

뿐만 아니라, 상기 퀵커플러(400)의 타단부에는 상기 제2구동축(60b)이 삽입되는 축삽입홈(430)이 형성되고, 상기 축삽입홈(430)의 내벽면, 다시 말해 상기 제2구동축(60b)의 선단면(442)과 면접촉될 수 있게 선단면(442)과 동일한 형상 또는 선단면(442)과 대응되는 형상의 동력전달면(432)이 형성된다.

따라서, 상기 퀵커플러(400)가 움직이게 되면 상기 선단면(442)과 상기 동력전달면(432)은 서로 붙었다 떨어졌다 하면서 일종의 클러치 기능을 수행할 수 있게 된다.

아울러, 상기 회전제한장치(70)가 고정된 브라켓(72)에는 작동실린더(450)가 더 고정되고, 상기 작동실린더(450)에는 'ㄴ' 형상의 실린더로드(460)가 연결되는데, 상기 실린더로드(460)의 단부는 상기 퀵커플러(400)의 타단부 단면 상에 걸릴 수 있도록 배치된다.

때문에, 상기 작동실린더(450)가 후퇴 동작하여 상기 실린더로드(460)를 당기게 되면 상기 퀵커플러(400)는 상기 회전제한장치(70) 쪽으로 이동되면서 동력 전달을 끊게 되고, 작동실린더(450)가 전진 동작하여 상기 실린더로드(460)를 밀게 되면 상기 퀵커플러(400)는 코일스프링(320)의 탄성복귀력에 의해 원래 위치로 이동하면서 동력을 전달할 수 있도록 선단면(442)과 동력전달면(432) 사이의 걸림 작용이 일어난다.

이렇게 하여, 차량이 무수히 많이 연속적으로 지나갈 때 과도한 태엽(82) 감김현상이 발생될 수 있는데, 이 경우 일정 장력 이상을 초과하면 판형압력센서(300)가 검출한 장력신호를 컨트롤러가 판단하여 상기 작동실린더(450)를 동작시켜 퀵커플러(400)를 회전제한장치(70) 쪽으로 당겨 줌으로써 동력을 끊어 태엽(82)이 더 이상 감기지 않도록 하여 태엽(82)을 보호하고, 태엽(82)은 자연스럽게 풀리면서 펌핑 작용을 하게 되며, 일정 장력 이하로 떨어지면 다시 자연스럽게 동력이 전달되도록 할 수 있게 된다.

따라서, 태엽(82)의 사용수명을 연장하고, 보다 효과적이고 효율적인 배수 작업을 할 수 있게 된다.

10; 집수정, 20; 우수배출관,
30; 승강블록, 40; 스프링,
50; 피니언기어, 60; 구동축,
70; 회전제한장치, 80; 동력저장장치

Claims (1)

1. 아스팔트나 콘크리트 등을 포장하여 구성된 도로면(12)과, 이 도로면(12)의 양측에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 하수도로 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 도로구조에 있어서,
   상측에 개구부(34)가 형성되며 상기 도로면(12)에 삽입설치되는 하우징(32)과; 이 하우징(32)에 상단이 상측으로 출몰되도록 승강가능하게 장착되며 그 일측에는 랙기어(31)가 하향연장된 승강블록(30)과; 이 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)을 상승가압하는 스프링(40)과; 상기 랙기어(31)에 치합되는 피니언기어(50)와; 피니언기어(50)에 회전가능하게 축결합되며 래칫(61)을 통해 상기 피니언기어(50)에 연결되어 상기 랙기어(31)의 하강시에만 정회전되는 구동축(60)과; 이 구동축(60)에 결합되어 구동축(60)이 정회전방향으로만 회전되도록 제한하는 회전제한장치(70)와; 원통형으로 구성되며 중심축선상의 일측면에는 상기 구동축(60)이 회전가능하게 삽입되는 관통공(81a)이 형성된 하우징(81)과, 고탄성 강판을 나선형으로 말아 중심단(82a)과 외측단(82b)을 갖도록 구성되어 하우징(81)에 내설되며 중심단(82a)은 하우징(81)의 내부로 연장된 구동축(60)에 연결되고 외측단(82b)은 하우징(81)의 내주면에 고정되는 태엽(82)과, 상기 구동축(60)과 동축선상에 위치되도록 하우징(81)의 외측에 결합되어 하우징(81)과 함께 회전되는 회전축(83)이 구비되어, 구동축(60)의 회전력을 회전축(83)에 전달함과 동시에, 상기 태엽(82)이 압축되어 구동축(60)의 회전력을 일차 저장할 수 있도록 된 동력저장장치(80)와; 상기 회전축(83)에 결합되는 마찰판(121)과, 이 마찰판(121)에 동심축선상에 배치되는 클러치판(122)과, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 사이에 배치되어 마찰판(121)과 클러치판(122)이 상호 이격되도록 가압하는 스프링(123)과, 상기 클러치판(122)에 스프라인결합된 출력축(124)과, 상기 클러치판(122)의 배면에 밀착되어 회전시 클러치판(122)을 마찰판(121) 쪽으로 가압하여 클러치판(122)과 마찰판(121)이 상호 밀착되도록 하는 캠축(125)과, 이 캠축(125)의 단부에 결합되는 회동레버(126)와, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 외부에 결합되며 브라켓(128)에 의해 위치고정되는 하우징(127)으로 구성되어, 상기 회동레버(126)를 회동시키면 상기 캠축(125)에 의해 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되어 회전축(83)의 구동력을 출력축(124)으로 전달하는 클러치기구(120)와; 상기 집수정(10)의 내부에 회동승강가능하게 장착되며 상기 클러치기구(120)의 회동레버(126)에 연결되어 승강시 회동레버(126)를 회동시키는 회동아암(131)과, 이 회동아암(131)의 선단부에 구비된 부력체(132)로 이루어져, 집수정(10) 내부의 수위에 따라 회동아암(131)이 회동승강되면서 클러치기구(120)를 작동시키는 플로터(130)와; 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결되는 변속기어와 출력축(92)이 구비되어 클러치기구 출력축(124)의 회전속도를 증속시키는 변속장치(90)와; 상기 변속장치(90)의 출력축(92)에 연결된 임펠러(103)를 갖으며 상기 집수정(10)에 내장되어 집수정(10)에 수집된 우수를 상기 우수배출관(20)으로 강제 배출하는 펌프(100);를 포함하고,
   상기 태엽(82)의 가장 안쪽에는 상기 구동축(60)의 외주면에 부착되는 형태로 판형압력센서(300)가 더 구비되고;
   상기 판형압력센서(300)의 신호처리를 위한 리드선(302)은 상기 구동축(60)의 외주면을 관통하여 들어간 다음 구동축(60)의 축중심에서 길이방향으로 인출되어 컨트롤러에 접속되며;
   상기 동력저장장치(80)와 상기 회전제한장치(70) 사이의 구동축(60)은 분절되어 각각 제1,2구동축(60a,60b)을 이루고;
   상기 제1,2구동축(60a,60b)은 원통형상의 퀵커플러(400)에 의해 선택적으로 동력전달 가능하게 구성되되,
   상기 제1구동축(60a)은 상기 회전제한장치(70) 쪽에 구비되며, 선단부는 걸림턱(312)을 두고 단차진 채 연장된 축스플라인(310)을 이루고,
   상기 축스플라인(310)에는 이보다 큰 직경의 코일스프링(320)이 끼워지는데, 상기 코일스프링(320)은 상기 걸림턱(312)에 걸림되게 구성되며, 상기 축스플라인(310)이 삽입되는 퀵커플러(400)의 대응단부에는 상기 축스플라인(310)과 스플라인 결합하는 스플라인홈(410)이 형성되고,
   상기 스플라인홈(410)의 단부에는 상기 걸림턱(312)에 대응하는 단차면(420)이 형성되며, 상기 제2구동축(60b)은 상기 동력저장장치(80) 쪽에 구비되고, 선단면(442)은 삼각돌기(T)와 삼각홈(H)이 교대로 반복 형성된 구조를 갖고,
   상기 퀵커플러(400)의 대응단부에는 상기 제2구동축(60b)이 삽입되는 축삽입홈(430)이 형성되며, 상기 축삽입홈(430)의 내벽면에는 상기 선단면(442)과 면접촉될 수 있게 동일한 형상의 동력전달면(432)이 형성되고, 상기 회전제한장치(70)가 고정된 브라켓(72)에는 작동실린더(450)가 더 고정되며,
   상기 작동실린더(450)에는 'ㄴ' 형상의 실린더로드(460)가 연결되어 상기 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 작동실린더(450)가 전후진되게 구성된 것을 특징으로 하는 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조.

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