KR101428579B1 - 수문용 권양장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문용 권양장치에 관한 것으로, 자중강하전환유닛의 아웃터디스크에 탄성변형부가 절곡형성된 마찰력증대링이 더 결합되어 있다.
따라서, 리턴스프링이 복원될 시 아웃터디스크의 측면이 인너디스크의 대응면에 접촉되기 전에 먼저 마찰력증대링의 탄성변형부가 인너디스크의 대응면에 접촉되면서 탄성변형되며, 아웃터디스크 및 인너디스크가 밀착되어서 다판클러치에 제동력이 발생되면 탄성변형된 탄성변형부가 인너디스크에 밀착되면서 별도의 마찰력을 더 부가하게 된다. 그러므로 자중강하전환유닛의 다판클러치가 제동되면 아웃터디스크 및 인너디스크가 밀착되면서 1차로 제동되고, 마찰력증대링의 탄성변형부가 인너디스크에 탄성적으로 밀착되면서 2차로 제동되므로 수문의 전동 구동 또는 수동 구동 상태에서 수문의 자중강하가 확실하게 방지되며 이에 따라 안전사고를 예방할 수 있다.

Description

수문용 권양장치{Winch for floodgate}

본 발명은 수문 권양장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 다판클러치의 제동력이 보강되고, 마찰력증대링 및 인너디스크의 착탈시 소음이 최소화되는 수문용 권양장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수문 시스템은 댐이나 하천제방, 방조제, 저수지 등의 담수설비 또는 저수설비의 수로 상에 설치되어 배수량 조절 및 역류를 방지함으로써 담수율 또는 저수율을 인위적으로 조절하며, 홍수로 인한 설비 구조물의 안정성을 보장할 수 있도록 하는 설비이다.

이러한 수문 시스템의 구성은 크게 수문과 그 수문을 승강시키는 권양장치로 구분되는데, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치로는 대한민국 특허등록 제10-0491315호가 있다.

이러한 종래의 수문용 권양장치는 수동 동력 발생수단과 전동 동력 발생수단이 일체로 형성될 수 있도록 하고, 사용자에 의한 조작 레버의 조작으로서 수동 또는 전동 운전으로의 절환이 가능하도록 하고 있다.

그런데, 상술한 종래의 수문용 권양장치는 조작 레버를 이용한 사용자의 조작으로서 회전축에 설치된 슬라이더를 일측 또는 타측 방향으로 이동시킴으로써 수동 및 전동으로의 운전 절환이 이루어지는 바, 사용자가 직접 조작 레버를 조작해야 하는 등 사용상의 불편함이 있었다.

또한, 종래의 수문용 권양장치는 수동 핸들 및 동력 단속을 위한 조작부의 사용 유무에 따라 그 수동 핸들 및 조작부를 착탈시키는 구조로서 이루어지므로, 조작에 따른 사용상의 불편함이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-0964740호(수문용 권양장치)를 개발한 바 있다.

이러한 종래의 수문용 권양장치는, 하우징의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1 웜 샤프트와, 제1 웜 샤프트의 단부에 장착되는 수동 핸들을 포함하는 수동 동력 발생유닛; 제1 웜 샤프트의 웜과 치합되는 제1 웜 기어를 포함하며, 수동 동력 발생유닛으로부터 입력되는 수동 동력을 출력축으로 전달하는 수동 동력 전달유닛; 하우징의 외면에 착탈 가능하게 구성되어 모터에 의한 전동 동력을 발생시키는 전동 동력 발생유닛; 하우징에 회전 가능하게 장착되고 전동 동력 발생유닛에 착탈 가능하게 구비되는 제1 회전축을 포함하며, 전동 동력 발생유닛으로부터 입력되는 전동 동력을 출력축으로 전달하는 전동 동력 전달유닛; 수동 동력 전달유닛 및 전동 동력 전달유닛에 연결되게 구성되어 수동 및 전동의 절환이 상호 간섭없이 이루어지는 수동/전동 절환유닛; 수동/전동 절환유닛을 통해 상기 출력축으로 제공되는 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시키기 위한 감속유닛; 감속유닛으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환하며 수문을 상하 방향으로 승강시키기 위한 수문 승강유닛을 포함하며, 수동/전동 절환유닛은 제1 회전축과 연결되는 입력축을 지니며 제1 웜 기어가 고정되게 장착되고, 입력축에 출력축이 회전 가능하게 연결되는 유성기어셋트를 포함하여 이루어진다.

이러한 종래의 수문용 권양장치는, 조작 레버를 사용하지 않고서도 간단한 구조로서 수동 및 전동의 운전 절환이 상호 간섭 없이 이루어지고, 토오크 스위치부가 모터의 부하를 1,2차적으로 감지할 수 있게 하여 모터의 구동 안정성을 확보할 수 있으며, 수동 핸들 및 조작부를 사용 유무에 따라 착탈시킬 필요 없이 수동 핸들과 조작부를 편리하게 단속할 수 있는 점이 특징이다.

이와 같은 종래의 수문용 권양장치에는, 제1 회전축 및 입력축을 선택적으로 연결하며 수동 동력 또는 전동 동력에 의해 상승된 수문을 자중으로서 하강시키기 위한 자중강하 전환유닛이 설치된다. 그리고 하우징에 회전 가능하게 설치되어 사용자의 조작으로서 제1 회전축 및 입력축을 선택적으로 연결하기 위한 조작 레버를 포함하는 조작유닛이 설치된다.

여기서, 자중강하 전환유닛에는 다판클러치가 설치되는데, 이 다판클러치는 수문이 수동이나 전동으로 여닫힐 경우, 제동된 상태를 확실하게 유지하여서 수문의 자중 하강이 방지된 상태를 유지해야 하며, 반대로 수문을 자중으로 하강시킬 경우에는 다판클러치의 제동을 해제시켜서 수문이 자중에 의해 하강되도록 해야 한다.

그런데, 종래의 수문용 권양장치는 시간이 경과하면서 다판클러치를 제동시키는 리턴스프링의 스프링압이 저하되거나 다판클러치의 디스크가 마모되는 등의 제반 이유로 인해, 수문의 하중을 견디지 못하고 제동된 다판클러치 내에서 미끄럼이 발생되면서 안전사고가 발생되기도 하였다.

대한민국 특허등록 제10-0491315호 대한민국 특허등록 제10-0964740호

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 자중강하전환유닛의 다판클러치 제동력이 보강되도록 한 수문용 권양장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 마찰력증대링 및 인너디스크의 착탈시 소음이 최소화되도록 한 수문용 권양장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 마찰력증대링의 수명이 연장되도록 한 수문용 권양장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수문용 권양장치는, 하우징의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1웜샤프트와, 제1웜샤프트의 단부에 장착되는 수동핸들을 포함하는 수동동력발생유닛; 제1웜샤프트와 치합되는 제1웜기어를 포함하며, 수동동력발생유닛으로부터 입력되는 수동 동력을 출력축으로 전달하는 수동동력전달유닛; 하우징의 외면에 착탈 가능하게 구성되어 구동모터에 의한 전동 동력을 발생시키는 전동동력발생유닛; 하우징에 회전 가능하게 장착되고 전동동력발생유닛에 착탈 가능하게 구비되는 제1회전축을 포함하며, 전동동력발생유닛으로부터 입력되는 전동 동력을 출력축으로 전달하는 전동동력전달유닛; 수동동력전달유닛 및 전동동력전달유닛에 연결되게 구성되어 수동 및 전동의 절환이 상호 간섭없이 이루어지는 수동/전동절환유닛; 수동/전동절환유닛을 통해 출력축으로 제공되는 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시키기 위한 감속유닛; 감속유닛으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환하며 수문을 상하 방향으로 승강시키기 위한 수문승강유닛; 제1회전축 및 출력축에 연결된 입력축을 선택적으로 연결하며, 수동 동력 또는 전동 동력에 의해 상승된 수문을 자중으로서 하강시키기 위한 자중강하전환유닛; 하우징에 회전 가능하게 설치되어 사용자의 조작으로서 제1회전축 및 입력축을 선택적으로 연결하기 위한 조작레버를 포함하는 조작유닛을 포함하여 구성되고; 자중강하전환유닛은, 입력축에 고정되게 장착되며 제1회전축이 베어링을 통해 회전 가능하게 연결되는 원통휠과, 원통휠의 내측에서 제1회전축과 스플라인 결합되는 피스톤과, 피스톤의 둘레에 등간격으로 결합되어 있고 피스톤과 함께 회전되는 인너디스크와, 인너디스크의 사이에 게재되어 있고 외측 둘레가 원통휠의 내주면에 결합되어 있는 아웃터디스크와, 아웃터디스크의 내주면에 결합되어서 아웃터디스크 및 인너디스크가 밀착될 시 인너디스크와의 마찰저항을 발생시키는 마찰력증대링과, 피스톤의 둘레에 슬라이드되도록 결합되어 있는 시프트풀리와 , 일측이 피스톤의 레버작동홈에 결속회동핀으로 회동되도록 결합되어 있고 시프트풀리의 슬라이드 이동시 타단이 시프트풀리에 의해 눌리거나 시프트풀리를 벗어나면서 일단이 인너디스크 및 아웃터디스크를 서로 압착시키거나 이완시켜서 동력을 전달하거나 차 단시키는 고정레버와, 피스톤의 길이방향을 따라 슬라이드되도록 피스톤의 둘레에 결합되어 있고 고정레버의 작동시 인너디스크 및 아웃터디스크를 압착시키거나 이완시키는 클러치판과 , 피스톤의 수나사부에 체결되어서 인너디스크 및 아웃터디스 크의 간극을 조절하며 결합구멍이 형성된 조정너트와 , 조정너트의 결합구멍에 결합 되고 인너디스크 및 아웃터디스크 사이의 간극을 조절하는 스토퍼와, 피스톤의 둘레에 결합되어 있고 스토퍼의 단부가 결합되도록 다수의 스토퍼고정구멍이 형성되어 있는 조정판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수문용 권양장치의 다른 특징은, 마찰력증대링은, 링형상의 일부를 이루고 판형태로 납작하게 형성되며 아웃터디스크의 내주면에 결합되는 지지부와, 지지부 사이에 이와 일체로 형성되고 리턴스프링이 탄성복원될 시 아웃터디스크의 측면이 인너디스크의 대응면에 접촉되기 전에 먼저 인너디스크의 대응면에 접촉되면서 탄성변형되며 인너디스크와의 마찰력을 발생시키는 탄성변형부로 이루어진다.

본 발명의 수문용 권양장치의 또 다른 특징은, 탄성변형부는, 마찰력증대링의 중심을 기준으로 120°의 간격을 갖도록 방사상으로 세 부분에 형성된다.

본 발명의 수문용 권양장치의 또 다른 특징은, 탄성변형부는, 수직면을 기준으로 볼때 일측으로 호형상으로 절곡되어서 형성된다.

본 발명의 수문용 권양장치의 또 다른 특징은, 탄성변형부는, 그 최대수평폭이 아웃터디스크의 두께보다 더 크고, 아웃터디스크의 두께의 2배보다 작게 형성된다.

본 발명의 수문용 권양장치의 또 다른 특징은, 마찰력증대링에는, 그 둘레에 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 코팅층이 도포된다.

이상에서와 같은 본 발명은, 자중강하전환유닛의 아웃터디스크에 탄성변형부가 절곡형성된 마찰력증대링이 더 결합되어 있다. 따라서, 리턴스프링이 복원될 시 아웃터디스크의 측면이 인너디스크의 대응면에 접촉되기 전에 먼저 마찰력증대링의 탄성변형부가 인너디스크의 대응면에 접촉되면서 탄성변형되며, 아웃터디스크 및 인너디스크가 밀착되어서 다판클러치에 제동력이 발생되면 탄성변형된 탄성변형부가 인너디스크에 밀착되면서 별도의 마찰력을 더 부가하게 된다. 그러므로 자중강하전환유닛의 다판클러치가 제동되면 아웃터디스크 및 인너디스크가 밀착되면서 1차로 제동되고, 마찰력증대링의 탄성변형부가 인너디스크에 탄성적으로 밀착되면서 2차로 제동되므로 수문의 전동 구동 또는 수동 구동 상태에서 수문의 자중강하가 확실하게 방지되며 이에 따라 안전사고를 예방할 수 있다.

본 발명의 마찰력증대링의 탄성변형부는, 마찰력증대링의 중심을 기준으로 120°의 간격을 갖도록 방사상으로 세 부분에 형성된다. 따라서 리턴스프링이 복원될 시 마찰력증대링의 탄성변형부가 인너디스크의 대응면에 3점 지지되므로 마찰력증대링과 인너디스크 사이의 착탈이 비교적 안정적이고, 마찰력증대링의 복원력이 인너디스크의 대응면에 고르게 분산되므로 마찰력을 극대화시킬 수 있다.

본 발명의 마찰력증대링의 탄성변형부는, 수직면을 기준으로 볼때 일측으로 호형상으로 절곡되어서 형성된다. 따라서 탄성변형부가 호형상으로 형성되어 있으므로 탄성변형부 및 인너디스크의 접촉시 탄성변형부 전체가 인너디스크의 대응면에 일시에 접촉되는 것이 아니라 3개의 선접촉을 시작으로 점차 접촉면적이 증대되고, 탄성변형부가 인너디스크로부터 분리될 때에도 접촉면적이 점차 감소하다가 3개의 선접촉을 마지막으로 서로 분리된다. 그러므로 마찰력증대링 및 인너디스크의 접촉시 대응면이 일시에 착탈되는 것이 아니라 접촉면적이 순차적으로 증가되거나 감소되면서 착탈되므로 마찰력증대링 및 인너디스크의 착탈시 소음발생이 최소화된다.

본 발명의 마찰력증대링의 탄성변형부는, 그 최대수평폭이 아웃터디스크의 두께보다 더 크고, 아웃터디스크 두께의 2배보다 작게 형성된다. 따라서, 탄성변형부의 최대수평폭이 아웃터디스크의 두께보다 더 크므로 아웃터디스크 및 인너디스크가 밀착되어서 1차로 제동될시 탄성변형부가 탄성적으로 변형되면서 인너디스크의 대응면에 별도의 마찰력을 발생시키며 이에 따라 제동력이 향상된다. 또한, 탄성변형부의 최대수평폭이 아웃터디스크 두께의 2배보다 작게 형성되므로 아웃터디스크 및 인너디스크가 이격될시 마찰력증대링의 탄성변형부가 인너디스크에 불필요하게 접촉되지 않는다. 따라서 아웃터디스크 및 인너디스크가 이격되어서 다판 클러치의 제동이 해제되면 마찰력증대링도 인너디스크로부터 확실하게 이격되므로 수문의 자중 강하가 방해되지 않으며, 마찰력증대링 및 인너디스크의 불필요한 마모가 방지된다.

본 발명의 마찰력증대링에는, 그 둘레에 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 코팅층이 도포된다. 따라서 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어난 코팅층에 의해 마찰력증대링의 수명을 극대화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 수문용 권양장치를 보인 개략적 정면도
도 2는 본 발명의 수문용 권양장치의 요부를 보인 정단면도
도 3은 수문용 권양장치의 평단면도
도 4는 자중강하전환유닛의 외관을 보인 사시도
도 5는 도 4의 분해 사시도
도 6은 도 5의 단면도 및 측면도
도 7은 마찰력증대링을 보인 사시도, 정면도, 측면도
도 8은 마찰력증대링이 인너디스크에 순차적으로 접촉되는 상태를 보인 개략적 측면도들

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 수문용 권양장치를 보인 개략적 정면도이다. 이러한 본 발명의 권양장치(1)가 설치되는 수문(3)은 수로의 양측 및 상측으로 축조된 지지구조체(4)에 구성되며, 그 수로의 바닥면에 대해 상하 방향으로 승강되는 하단 방류 방식의 게이트로서 이루어진다.

이러한 수문(3)을 승강시키기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 권양장치(1)는 지지구조체(4)의 상측에 설치될 수 있다. 이 권양장치(1)는 사용자가 수동으로서 핸들을 회전시키거나 모터 구동에 의한 전동으로서 회전 동력이 발생되면, 회전 동력을 감속시키고 상하 왕복 직선 운동으로 변환시켜 수문(3)의 양측 또는 중앙에 배치되어 있는 래크바(5)를 피니언(미도시)으로 승강시킴으로써 수문을 개폐하게 되는 것이다.

도면 참조 부호 100의 권양장치는 주권양장치이며, 도면에서의 참조 부호 200은 보조권양장치로서, 주권양장치(이하에서는 편의상 "권양장치" 라고 한다)와는 별도로 동력전달부재(7)를 통해 연결되어 수동 또는 전동의 회전 동력을 권양장치(1)로부터 전달받아 그 권양장치(1)와 동일 작동으로 수문(3)을 승강시키게 된다.

여기서, 권양장치(1)와 보조권양장치(2)는 수문의 크기에 따라 채용 방식이 달라지는데, 큰 규모의 수문(3)에 적용되는 경우에는 권양장치(1)와 보조권양장치(2)가 도 1과 같이 함께 사용되고, 작은 규모의 수문에 적용되는 경우에는 권양장치(1) 하나만을 사용하게 된다.

그러나 본 명세서에서는 전자와 같이 권양장치(1)와 보조권양장치(2)가 함께 사용되는 예를 제공하되, 편의상 권양장치(1) 하나 만의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

본 발명의 권양장치(100)는 이하에서 설명하는 각종 구성요소들로서 구성되는 바, 이 구성요소들은 지지구조체(4)에 마련된 하나의 베이스프레임(6)에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 베이스프레임(6)에 설치되는 형태일 수도 있다

도 2는 본 발명의 수문용 권양장치의 요부를 보인 정단면도이고, 도 3은 수문용 권양장치의 평단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수문용 권양장치(100)는 기본적으로, 하우징(10), 수동동력발생유닛(20), 수동동력전달유닛(30), 전동동력발생유닛(40), 전동동력전달유닛(50), 수동/전동절환유닛(60), 감속유닛(70), 수문승강유닛(80), 자중강하전환유닛(90), 조작유닛(100)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서, 하우징(10)은 하기에서 설명하는 각종 구성 요소들을 장착하기 위한 것으로서, 베이스프레임(6)(도 1 참조)의 상부면에 설치된다.

하우징(10)은 권양장치(1)에 대한 수동 조작의 편리성을 위해 스탠드(11)를 통하여 베이스프레임(6)의 상면으로부터 일정 높이를 두고 그 베이스프레임(6)에 고정되게 장착된다.

이 경우, 하우징(10)은 전동동력전달유닛(50)과 자중강하전환유닛(90)과 조작유닛(100)을 장착하기 위한 제1섹션(11), 수동동력전달유닛(30)과 수동/전동절환유닛(60)을 장착하기 위한 제2섹션(13), 및 감속유닛(70)과 수문승강유닛(80)을 장착하기 위한 제3섹션(14)이 구획되어 있다.

수동동력발생유닛(20)은 사용자가 수동 조작으로서 수문(3)을 들어올리거나 하강시키기 위한 수동 회전 동력을 발생시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이러한 수동동력발생유닛(20)은 하우징(10)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1웜샤프트(21)와, 제1웜샤프트(21)의 단부에 장착되는 수동핸들(22)을 포함하여 구성된다.

제1웜샤프트(21)는 하우징(10)의 제2섹션(13)에서 수동/전동절환유닛(60)의 상측으로 배치되며, 제2섹션(13)의 양측면에 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되는 바, 그 축 상에는 제1웜(23)을 형성하고 있다.

그리고, 수동핸들(22)은 하우징(10)의 외측에서 수문(3)의 전후방을 기준할 때, 하우징(10)의 전방에 배치되며, 그 하우징(10)의 내부에서 전방 외측으로 일정 길이 돌출된 제1웜샤프트(21)의 단부에 연결되게 설치된다.

따라서 사용자의 조작으로서 수동핸들(22)을 회전시키게 되면, 수동에 의한 회전 동력이 제1웜샤프트(21)에 전달되면서 그 제1웜샤프트(21)는 양측 방향으로 회전하게 된다.

수동동력전달유닛(30)은, 수동동력발생유닛(20)으로부터 입력되는 수동 동력을 출력축(67)으로 전달하기 위한 것이다.

이러한 수동동력전달유닛(30)은 하우징(10)의 제2섹션(13)에 구성되며, 수동동력발생유닛(20)의 제1웜샤프트(21)에 대응하여 후술할 수동/전동절환유닛(60)에 장착된다.

이 수동동력전달유닛(30)은 제1웜샤프트(21)의 제1웜(23)과 상호 치합되는 제1웜기어(31)를 포함하고 있다. 제1웜기어(31)는 제1웜샤프트(21)의 제1웜(23)과 치합되어 있기 때문에, 수동핸들(22)의 조작으로서 제1웜샤프트(21)가 양측 방향으로 회전하게 되면, 제1웜샤프트(21)의 회전 중심축에 수직 교차하는 회전 중심축을 중심으로 하여 양 방향으로 회전하게 된다.

여기서, 출력축(67)은 하우징(10)의 제3섹션(14)에 설치되며, 수동동력발생유닛(20)으로부터 수동동력전달유닛(30)을 통해 전달되는 수동 동력과, 후술할 전동동력발생유닛(40)으로부터 전동동력전달유닛(50)을 통해 전달되는 전동 동력을 출력하는 기능을 하게 된다.

즉, 출력축(67)은 후술할 수동/전동절환유닛(60)의 후단에 구성되며, 그 수동/전동절환유닛(60)에 의해 절환된 수동 동력 또는 전동 동력을 감속유닛(70)으로 전달하기 위한 것이다.

전동동력발생유닛(40)은, 모터 구동에 의한 전동 동력을 발생시키기 위한 것이다. 이러한 전동동력발생유닛(40)은 하우징(10)의 측면에 착탈 가능하게 구성되는 것으로서, 구동모터(41), 제2회전축(42)을 포함한다.

구동모터(41)는 작동스위치(미도시)의 조작에 따라 컨트롤박스(미도시)에 의해 구동이 제어되는 것으로서, 그 구동에 의해 정역 회전이 가능하다. 제2회전축(42)은 후술할 전동동력전달유닛(50)의 제1회전축(51)과 결합되어서 이에 회전동력을 전달한다.

전동동력전달유닛(50)은, 전동동력발생유닛(40)으로부터 입력되는 전동 동력을 출력축(67)으로 전달하기 위한 장치이다.

이러한 전동동력전달유닛(50)은 하우징(10)의 제1섹션(12)에 구비되는 제1회전축(51)을 포함하는 바, 제1회전축(51)은 전동동력발생유닛(40)의 제2웜샤프트(43)와 수직 교차하는 방향으로 배치되며, 일측 단부가 제1섹션(12)에서 하우징(10)에 회전 가능하게 장착된다.

여기서, 제1회전축(51)은 그 일측 단부가 하우징(10)을 관통하며 외부로 일부 돌출되게 장착되는 바, 그 돌출 단부가 베어링을 통해 하우징(10)에 회전 가능하게 지지되며, 전동동력발생유닛(40)의 제2회전축(42)과 선택적으로 착탈 가능하게 구비된다.

그리고, 제1회전축(51)의 돌출 단부는 별도의 캡(미도시)이 하우징(10)의 외측면에 결합됨으로 그 캡에 의해 커버링 될 수 있다. 즉, 전동동력발생유닛(40)이 하우징(10)에 장착되는 경우, 제1회전축(51)이 제2회전축(42)에 연결된다.

이로써, 전동동력발생유닛(40)은 하우징(10)에 장착되며 제1회전축(51)이 제2회전축(42)에 결합된 상태에서, 구동모터(41)를 구동시키게 되면, 구동모터(41)에 의해 제2웜샤프트(43)가 회전함으로 그 제2웜샤프트(43)와 치합된 제2웜기어(44)가 회전하면서 제2회전축(42) 또한 회전하게 된다.

따라서, 제1회전축(51)은 제2회전축(42)과 연결되어 있으므로, 제2회전축(42)과 동일한 방향으로 회전하며, 전동동력발생유닛(40)으로부터 입력되는 전동 동력을 후술할 수동/전동절환유닛(60)을 통해 출력축(67)으로 전달하게 된다.

수동/전동절환유닛(60)은, 본 발명의 권양장치(100)가 수동에서 자동으로, 자동에서 수동으로의 절환 시, 이러한 수동 및 전동의 절환이 상호 간섭 없이 이루어지게 하기 위한 장치이다.

수동/전동절환유닛(60)은 하우징(10)의 제2섹션(13)에 구비되며, 수동동력전달유닛(30)의 제1웜기어(31)와 전동동력전달유닛(50)의 제1회전축(51)에 연결되게 구성된다.

이러한 수동/전동절환유닛(60)은 제1회전축(51)과 연결되는 입력축(66)을 구비하며 제1웜기어(31)가 고정되게 장착되고, 그 입력축(66)에 출력축(67)이 회전 가능하게 연결되는 유성기어셋트(61)를 포함한다.

구체적으로, 유성기어셋트(61)는 선기어(62), 유성기어(63)들, 링기어(64), 유성캐리어(65)를 포함하여 구성된다.

선기어(62)는 입력축(66)과 스플라인 결합되고, 유성기어(63)들은 선기어(62)의 외측에 원주 방향으로 배치되며, 그 선기어(62)와 외접하여 치합되는 3개의 피니언 기어로서 이루어진다.

여기서, 입력축(66)의 단부에는 출력축(67)이 회전 가능하게 결합되고, 링기어(64)는 입력축(66)에 회전 가능하게 장착되며, 유성기어(63)들과 내접하여 치합되며, 수동동력전달유닛(30)의 제1웜기어(31)가 고정되게 설치된다.

이 경우, 제1웜기어(31)는 링기어(64)의 단부측 외주면에 설치되며, 링기어(64)에 고정 설치된다.

유성캐리어(65)는 유성기어(63)들이 선기어(62)와 링기어(64) 사이에서 자전과 공전을 동시에 이루도록 그 유성기어(63)들을 회전 가능하게 지지하는 것이다. 이러한 유성캐리어(65)는 출력축(67)이 고정 설치된다.

따라서, 본 실시예에서는 제1회전축(51)을 하우징(10)에 고정한 상태에서, 수동동력발생유닛(20)으로부터 입력되는 수동의 회전 동력이 수동동력전달유닛(30)의 제1웜기어(31)로 전달되면, 제1웜기어(31)에 의해 링기어(64)가 회전된다.

그러면, 유성캐리어(65)가 유성기어(63)들에 고정되고, 그 유성캐리어(65)에 출력축(67)이 고정 설치되므로, 링기어(64)가 회전함에 따라 유성기어(63)들은 선기어(62)에 외접하여 치합되고 링기어(64)에 내접하여 치합된 상태로 자전과 공전을 하게 되며, 이로 인해 출력축(67)은 입력축(66)과의 상호 간섭 없이 수동으로서 양 방향으로 회전하게 된다.

또한, 본 실시예에서는 수동동력전달유닛(30)의 제1웜기어(31)를 고정한 상태에서, 전동동력발생유닛(40)으로부터 입력되는 전동의 회전 동력이 전동동력전달유닛(50)의 제1회전축(51)으로 전달되면, 제1회전축(51)과 연결된 입력축(66)이 회전하면서 선기어(62)가 회전하게 된다.

그러면, 유성캐리어(65)가 유성기어(63)들에 일체로 고정되고, 그 유성캐리어(65)에 출력축(67)이 고정 설치되므로, 선기어(62)가 회전함에 따라 유성기어(63)들은 상기에서와 같이 자전과 공전을 하게 되며, 이로 인해 출력축(67)은 제1웜기어(31)와의 상호 간섭 없이 전동으로서 양 방향으로 회전하게 된다.

감속유닛(70)은 수동/전동절환유닛(60)을 통해 출력축(67)으로 제공되는 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시키기 위한 것이다.

이러한 감속유닛(70)은 하우징(10)의 제3섹션(14)에 구비되며, 출력축(67)과 연결되게 구성되는 바, 제1감속회전축(71)과, 제2감속회전축(72)을 포함하여 구성된다.

제1감속회전축(71)은 하우징(10)의 제3섹션(14)에 회전 가능하게 설치되며, 출력축(67)에 형성된 기어와 상호 치합되는 제1감속피동기어(73)를 구비하고 있다.

그리고, 제2감속회전축(72)은 하우징(10)의 제3섹션(14)에 회전 가능하게 설치되며, 제1감속회전축(71)의 수평 방향 일측으로 배치되고, 제1감속회전축(71)에 형성된 기어와 상호 치합되는 제2감속피동기어(74)를 구비하고 있다.

감속유닛(70)의 감속 회전축은 제1감속회전축(71) 및 제2감속회전축(72)으로 구비되는 것에 특별히 한정되지 않고, 권양장치(1)의 용량에 따라 그 개수가 증가할 수도 있다.

수문승강유닛(80)은 감속유닛(70)으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환하며 수문(3)을 상하 방향으로 승강시키기 위한 것이다.

이러한 수문승강유닛(80)은 제2감속회전축(72)에 장착되는 피니언(81)과, 이 피니언(81)과 치합되어 승강하는 래크바(82)와, 피니언(81)의 반대측 위치의 래크바(82) 상하단에 배치되어 그 래크바(82)의 승강을 지지하여 주는 가이드롤러(83)를 포함하여 이루어진다.

물론, 래크바(82)의 하단부에는 수문(3)이 연결되어 있으며, 이 수문(3)은 래크바(82)의 승강 동작에 따라 승강하면서 수로의 개폐 동작을 실시하게 되는 것이다.

또한, 가이드롤러(83)는 각종의 구름부재를 이용하여 축 지지되는데, 본 실시예에서는 볼 베어링을 적용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도면에서 미설명된 참조 부호 8은 수문의 열림 정도를 알려주는 수문개도지시계로서, 이미 공지되어 있는 기술을 이용하게 되는데, 단순히 수문(3)의 열림 정도만을 알 수 있도록 한 것을 적용할 수 있으나, 수문(3)의 열림 정도를 지시하면서 수문(3)이 일정 높이로 열리면 리미트 스위치 또는 기타 검출수단이 이를 검출하여 수문 열림을 제한할 수 있는 것을 사용할 수도 있다.

자중강하전환유닛(90)은, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 제1회전축(51) 및 출력축(67)에 연결된 입력축(66)을 선택적으로 연결하며, 수동 동력 또는 전동 동력에 의해 상승된 수문을 자중으로서 하강시키기 위한 유닛이다.

이러한 자중강하전환유닛(90)은, 원통휠(91), 피스톤(93), 인너디스크(94), 아웃터디스크(95), 마찰력증대링(96), 시프트풀리 (99), 고정레버(104), 클러치 판(106), 조정너트 (107), 스토퍼(110), 조정판(113)을 포함하여 이루어진다.

원통링(91)은, 입력축(66)에 고정되게 장착되며 제1회전축(51)이 베어링(92)을 통해 회전 가능하게 연결된다.

피스톤(93)은, 원통휠(91)의 내측에서 제1회전축(51)과 결합되고 둘레에 길이방향을 따라 레버작동홈(93a)이 형성되어 있으며 외주면에 수나사부(93b)가 형성되어 있다.

인너디스크(94)는, 피스톤(93)의 둘레에 등간격으로 결합되어 있고 피스톤(93)과 함께 회전된다.

아웃터디스크(95)는, 인너디스크(94)의 사이에 게재되어 있고 외측 둘레가 원통휠(91)의 내주면에 결합되어 있다.

마찰력증대링(96)은, 아웃터디스크(95)의 내주면에 결합되어서 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 밀착될 시 인너디스크(94)와의 마찰저항을 발생시킨다.

시프트풀리(99)는 , 피스톤(93)의 둘레에 슬라이드되도록 결합되어 있다.

고정레버(104)는, 일측이 피스톤(93)의 레버작동홈(93a)에 결속회동핀(105)으로 회동되도록 결합되어 있고 시프트풀리(99)의 슬라이드 이동시 타단이 시프트풀리(99)에 의해 눌리거나 시프트풀리(99)를 벗어나면서 일단이 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크( 95)를 서로 압착시키거나 이완시켜서 동력을 전달하거나 차단시킨다 .

클러치판(106)은 , 피스톤(93)의 길이방향을 따라 슬라이드되도록 피스톤(93)의 둘레에 결합되어 있고 고정레버(104)의 작동시 인너디스크 (94) 및 아웃터디스 크( 95)를 압착시키거나 이완시킨다.

조정너트(107)는 , 피스톤(93)의 수나사부(93b)에 체결되어서 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크(95)의 간극을 조절하며 결합구멍(109)이 형성된다. 조정너트(107) 의 암나사부(108)는 피스톤(93)의 수나사부(93a)에 체결된다.

스토퍼(110)는, 조정너트(107)의 결합구멍(109)에 결합되고 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크 (95) 사이의 간극을 조절한다. 조정너트(107)의 결합구멍(109)에는 스프링(112)이 내장되어 있으며, 스토퍼(110)를 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크 (95) 측으로 탄성적으로 지지한다.

스토퍼(110)의 반대측 조정너트(107)에는 멈춤판(111)이 지지되어 있으며, 이 멈춤판(111)에는 스토퍼(110)의 일단이 결합되어 있으며, 스토퍼(110)가 결합구멍(109)으로부터 이탈되지 않도록 한다.

조정판(113)은, 피스톤(93)의 둘레에 결합되어 있고 스토퍼(110)의 단부가 결합되도록 다수의 스토퍼고정구멍(114)이 형성되어 있다.

여기서, 마찰력증대링(96)은 링형상의 일부를 이루고 판형태로 납작하게 형성되며 아웃터디스크(95)의 내주면에 결합되는 지지부(97)와, 지지부(97) 사이에 이와 일체로 형성되고 리턴스프링(99)이 탄성복원될 시 아웃터디스크(95)의 측면이 인너디스크(94)의 대응면에 접촉되기 전에 먼저 인너디스크(94)의 대응면에 접촉되면서 탄성변형되며 인너디스크(94)와의 마찰력을 발생시키는 탄성변형부(98)로 이루어진다.

탄성변형부(98)는, 마찰력증대링(96)의 중심을 기준으로 120°의 간격을 갖도록 방사상으로 세 부분에 형성되어 있다.

또한 탄성변형부(98)는, 수직면을 기준으로 볼때 일측으로 호형상으로 절곡되어서 형성된다.

이러한 탄성변형부(98)는, 그 최대수평폭(H)이 아웃터디스크(95)의 두께(t)보다 더 크고, 아웃터디스크(95)의 두께(t)의 2배보다 작게 형성된다.

본 발명의 마찰력증대링(96)에는, 그 둘레에 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 코팅층이 도포될 수 있다.

마찰력증대링(96)의 둘레에 세라믹 코팅을 하는 이유는 부식 방지가 주목적이다. 또한 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어난 장점이 있다.

이 코팅층은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 분말이 마찰력증대링(96)의 둘레에 용사되어 이루어진다.

산화크롬(Cr₂O₃)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.

이산화티타늄(TiO₂)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO₂)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO₂)은, 코팅층이 마찰력증대링(96)의 둘레에 확실하게 피복되도록 하며, 마찰력증대링(96)에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마찰력증대링(96)의 손상을 방지시킨다.

여기서, 산화크롬(Cr₂O₃)과 이산화티타늄(TiO₂)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98%에 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되는 것이 바람직하다.

산화크롬(Cr₂O₃)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr₂O₃)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 마찰력증대링(96)의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.

이산화티타늄(TiO₂)의 혼합비율이 2∼4%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr₂O₃)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO₂)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO₂)은 마찰력증대링(96)의 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 마찰력증대링(96)이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 마찰력증대링(96)의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어진다.

코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.

따라서 마찰력증대링(96)의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 마찰력증대링(96)의 산화가 방지되고, 마찰력증대링(96)의 산화 방지에 의해 제동력이 확보되며, 결국 권양장치의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.

조작유닛(120)은, 하우징(10)에 회전 가능하게 설치되어 사용자의 조작으로서 제1회전축(51) 및 입력축(66)을 선택적으로 연결하기 위한 조작레버(124)를 포함한다.

이러한 조작유닛(120)은 시프트풀리(99)에 결합되어서 시프트풀리(99)를 피스톤( 93)을 따라 슬라이드 이동시키는 클러치링크(121)와, 클러치링크(121)에 연결되어서 클러치링크(121)를 회동시켜서 시프트풀리(99)를 이동시키도록 하는 클러치 레버샤프트( 122)와 , 클러치레버샤프트(122)의 하단에 결합되어서 클러치레버샤프 트( 122)를 회전시키는 클러치레버블록(123)과 , 클러치레버블록(123)에 결합되어서 이를 회전시키는 조작레버(124)로 이루어진다.

이와 같은 조작유닛(120)은, 수동 동력 또는 전동 동력에 의해 수문(3)이 상승된 상태에서, 그 수문(3)을 자중으로 하강시키기 위해 조작레버(124)를 일측 방향으로 회전시키게 되면, 자중강하전환유닛(90)의 피스톤(93)은 제1회전축(51)을 따라 이동하며 시프트풀리(99)를 이송시키게 된다.

조작유닛(120)에 의해, 시프트풀리(99)가 고정레버(104)를 벗어나게 되고 이에 따라 고정레버(104)의 가압력이 클러치판(106)에서 제거되면 자중강하전환유닛(90)의 다판클러치인 인너디스크(94) 및 아웃터디스크(95)에 마찰력이 작용하지 않게 되고 피스톤(93)과 원통휠(91)이 서로 떨어지게 되며 제1회전축(51)과 입력축(66)이 서로 분리되면, 수문(3)이 자중에 의해 하강된다.

한편, 본 발명의 수문용 권양장치(1)는 수동 또는 전동의 회전 동력에 의해 수문(3)이 상승된 상태에서 그 수문(3)이 하강되는 경우, 수문(3)의 자중에 의해 출력축(67)이 과도하게 회전되는 것을 제동하기 위한 브레이크유닛(130)을 더 포함하고 있다.

이 브레이크유닛(130)은 회전 속도의 상승에 따른 원심력의 작용으로서 디스크와 드럼의 마찰력을 통해 출력축(67)의 브레이크 작동이 이루어지는 원심식 브레이크로서 구비된다.

여기서, 브레이크유닛(130)은 하우징(10)에 구비되며, 출력축(67)과 상호 연결되게 구성되는 바, 출력축(67)에 설치된 구동기어(131)와 상호 치합되는 피동기어(132)를 보유하며 하우징(10)에 회전 가능하게 설치되는 제3회전축(133)과 연결되어 있다.

이러한 브레이크유닛(130)은 당 업계에서 널리 사용되고 있는 통상적인 구조의 원심식 브레이크로서 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 구성의 본 발명의 수문용 권양장치는 다음과 같이 작동된다.

수문(3)을 수동으로 여닫을 경우

전동동력전달유닛(50)의 제1회전축(51)은 하우징(10)에 고정된 상태에 있으며, 하우징(10)의 내측에서 외측으로 관통하여 돌출된 제1회전축(51)의 돌출 단부는 하우징(10)의 외측면에 결합된 상태이다.

그리고, 제1회전축(51)과 입력축(66)은 자중강하전환유닛(90)에 의해 서로 연결된 상태에 있는 바, 시프트풀리(99)가 고정레버(104)의 단부를 누르고 있는 상태이므로 고정레버(104)의 타단은 클러치판(106)을 가압하고 있는 상태이다. 따라서, 클러치판(106)에 의해 인너디스크 및 아웃터디스크(95)들에 마찰을 발생시킴으로써 피스톤(93)과 원통휠(91)이 서로 맞물린 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 수동핸들(22)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키게 되면, 수동에 의한 회전 동력이 제1웜샤프트(21)를 통해 제1웜기어(31)로 전달되며, 제1웜기어(31)에 의해 유성기어셋트(61)의 링기어(64)가 회전하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 유성캐리어(65)가 유성기어(63)들과 일체로 고정되고, 그 유성캐리어(65)에 출력축(67)이 고정되어 있으므로, 링기어(64)가 회전함에 따라 유성기어(63)들은 선기어(62)에 외접하여 치합되고 링기어(64)에 내접하여 치합된 상태로 자전과 공전을 하게 되며, 이로 인해 출력축(67)은 입력축(66)과의 상호 간섭 없이 수동으로서 양 방향으로 회전하게 된다.

이렇게 수동의 회전 동력이 출력축(67)으로 전달되면, 그 출력축(67)의 회전력은 감속유닛(70)을 거쳐 감속된 후, 수문승강유닛(80)의 래크바(82)를 상승 또는 하강시켜 수문(3)이 열리고 닫히도록 한다.

수문(3)을 전동식으로서 여닫을 경우

먼저, 제1회전축(51)의 돌출 단부를 전동동력발생유닛(40)의 제2회전축(42)과 연결한다. 즉, 하우징(10)의 내측에서 외측으로 관통하여 돌출된 제1회전축(51)의 돌출 단부를 제2회전축(42)에 끼워 제1회전축(51)과 제2회전축(42)을 연결한다.

제1회전축(51)과 입력축(66)은 자중강하전환유닛(90)에 의해 서로 연결된 상태에 있는 바, 리턴스프링(99)의 인장력이 피스톤(93)에 제공되면서 다판클러치인 인너디스크(94)들 및 아웃터디스크(95)들에 마찰력을 발생시킴으로써 피스톤(93)과 원통휠(91)이 서로 맞물린 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 구동모터(41)에 전원을 인가하게 되면, 구동모터(41)의 전동 동력이 제2웜샤프트(43)를 통해 제2웜기어(44) 및 제2회전축(42)으로 입력되고, 제2회전축(42)의 회전력이 전동동력전달유닛(50)의 제1회전축(51)을 통해 수동/전동절환유닛(60)의 입력축(66)으로 전달된다.

따라서, 본 실시예에서는 수동동력전달유닛(30)의 제1웜기어(31)를 고정한 상태에서, 전동동력발생유닛(40)으로부터 입력되는 전동의 회전 동력이 제1회전축(51)으로 전달되므로, 제1회전축(51)과 연결된 입력축(66)이 회전하면서 선기어(62)가 회전하게 된다.

그러면, 유성캐리어(65)가 유성기어(63)들과 일체로 고정되고, 그 유성캐리어(65)에 출력축(67)이 고정되어 있으므로, 선기어(62)가 회전함에 따라 유성기어(63)들은 자전과 공전을 하게 되며, 이로 인해 출력축(67)은 제1웜기어(31)와의 상호 간섭 없이 전동으로서 양 방향으로 회전하게 된다.

전동의 회전 동력이 출력축(67)으로 전달되면, 그 출력축(67)의 회전력은 감속유닛(70)을 거쳐 감속된 후, 수문승강유닛(80)의 래크바(82)를 상승 또는 하강시켜서 수문(3)이 열리고 닫히도록 한다.

수문(3)을 자중으로 하강시킬 경우

수동 동력 또는 전동 동력에 의해 수문(3)이 상승된 상태에서, 사용자의 조작으로서 그 수문(3)을 자중으로 하강시키고자 할 경우, 조작 레버(124)를 일측 방향으로 회전시키게 되면, 시프트풀리(99)는 피스톤(93)의 길이방향을 따라 이송되 며서 고정레버(104)의 단부에서 점차 이탈되며 이에 따라 고정레버(104)의 타단은 클러치판( 106)을 가압하지 않게 된다.

이로써, 본 실시예에서는 다판클러치인 인너디스크(94)들 및 아웃터디스크(95)들 사이에 마찰력이 작용하지 않게 되고, 피스톤(93)과 원통휠(91)이 서로 떨어지게 되며, 제1회전축(51)과 입력축(66)이 서로 분리되면서 수문(3)의 자중으로서 그 수문(3)을 하강시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, 수동동력전달유닛(30)의 제1웜기어(31)를 통해 링기어(64)가 고정된 상태에서, 출력축(67)에 수문(3)의 자중이 작용하게 되므로, 유성캐리어(65)가 유성기어(63)들과 일체로 고정되며, 그 유성캐리어(65)에 출력축(67)이 고정되게 설치되어 있기 때문에, 유성기어(63)들의 자전과 공전이 이루어지며 출력축(67)이 회전함으로써 수문(3)이 자중에 의해 하강하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 수문용 권양장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 본 발명은 자중강하전환유닛(90)의 아웃터디스크(95)에 탄성변형부(98)가 절곡형성된 마찰력증대링(96)이 더 결합되어 있다.

따라서, 클러치판(106)이 가압될 시 아웃터디스크(95)의 측면이 인너디스크(94)의 대응면에 접촉되기 전에 먼저 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)가 인너디스크(94)의 대응면에 접촉되면서 탄성변형되며, 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 밀착되어서 다판클러치인 인너디스크(94) 및 아웃터디스크(95)에 제동력이 발생되면 탄성변형된 탄성변형부(98)가 인너디스크(94)에 밀착되면서 별도의 마찰력을 더 부가하게 된다.

그러므로 자중강하전환유닛(90)의 다판클러치가 제동되면 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 밀착되면서 1차로 제동되고, 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)가 인너디스크(94)에 탄성적으로 밀착되면서 2차로 제동되므로 수문의 전동 구동 또는 수동 구동 상태에서 수문의 자중강하가 확실하게 방지되며 이에 따라 안전사고를 예방할 수 있다.

둘째, 본 발명의 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)는, 마찰력증대링(96)의 중심을 기준으로 120°의 간격을 갖도록 방사상으로 세 부분에 형성된다.

따라서 클러치판(106)이 가압될 시 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)가 인너디스크(94)의 대응면에 3점 지지되므로 마찰력증대링(96)과 인너디스크(94) 사이의 착탈이 비교적 안정적이고, 마찰력증대링(96)의 복원력이 인너디스크(94)의 대응면에 고르게 분산되므로 마찰력을 극대화시킬 수 있다.

셋째, 본 발명의 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)는, 수직면을 기준으로 볼때 일측으로 호형상으로 절곡되어서 형성된다.

따라서 탄성변형부(98)가 호형상으로 형성되어 있으므로 탄성변형부(98) 및 인너디스크(94)의 접촉시 탄성변형부(98) 전체가 인너디스크(94)의 대응면에 일시에 접촉되는 것이 아니라 3개의 선접촉을 시작으로 점차 접촉면적이 증대되고, 탄성변형부(98)가 인너디스크(94)로부터 분리될 때에도 접촉면적이 점차 감소하다가 3개의 선접촉을 마지막으로 서로 분리된다.

그러므로 마찰력증대링(96) 및 인너디스크(94)의 접촉시 대응면이 일시에 착탈되는 것이 아니라 접촉면적이 순차적으로 증가되거나 감소되면서 착탈되므로 마찰력증대링(96) 및 인너디스크(94)의 착탈시 소음발생이 최소화된다.

넷째, 본 발명의 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)는, 그 최대수평폭(H)이 아웃터디스크(95)의 두께보다 더 크고, 아웃터디스크(95) 두께의 2배보다 작게 형성된다.

따라서, 탄성변형부(98)의 최대수평폭(H)이 아웃터디스크(95)의 두께보다 더 크므로 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 밀착되어서 1차로 제동될시 탄성변형부(98)가 탄성적으로 변형되면서 인너디스크(94)의 대응면에 별도의 마찰력을 발생시키며 이에 따라 제동력이 향상된다.

또한, 탄성변형부(98)의 최대수평폭(H)이 아웃터디스크(95) 두께의 2배보다 작게 형성되므로 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 이격될시 마찰력증대링(96)의 탄성변형부(98)가 인너디스크(94)에 불필요하게 접촉되지 않는다.

따라서 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 이격되어서 다판클러치의 제동이 해제되면 마찰력증대링(96)도 인너디스크(94)로부터 확실하게 이격되므로 수문(3)의 자중 강하가 방해되지 않으며, 마찰력증대링(96) 및 인너디스크(94)의 불필요한 마모가 방지된다.

다섯째, 본 발명의 마찰력증대링(96)에는, 그 둘레에 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 코팅층이 도포된다.

따라서 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어난 코팅층에 의해 마찰력증대링(96)의 수명을 극대화시킬 수 있다.

1 : 권양장치 2 : 보조권양장치
3 : 수문 4 : 지지구조체
5,82 : 래크바 6 : 베이스프레임
10 : 하우징 11 : 스탠드
12 : 제1섹션 13 : 제2섹션
14 : 제3섹션 20 : 수동동력발생유닛
21 : 제1웜샤프트 22 : 수동핸들
23 : 제1웜 30 : 수동동력전달유닛
31 : 제1웜기어 40 : 전동동력발생유닛
41 : 구동모터 42 : 제2회전축
43 : 제2웜샤프트 44 : 제2웜기어
50 : 전동동력전달유닛 51 : 제1회전축
60 : 수동/전동절환유닛 61 : 유성기어셋트
62 : 선기어 63 : 유성기어
64 : 링기어 65 : 유성캐리어
66 : 입력축 67 : 출력축
70 : 감속유닛 71 : 제1감속회전축
72 : 제2감속회전축 73 : 제1감속피동기어
74 : 제2감속피동기어 80 : 수문승강유닛
81 : 피니언 83 : 가이드롤러
90 : 자중강하전환유닛 91 : 원통휠
92 : 베어링 93 : 피스톤
93a : 레버작동홈 93b : 수나사부
94 : 인너디스크 95 : 아웃터디스크
96 : 마찰력증대링 97 : 지지부
98 : 탄성변형부 99 : 시프트풀리
104 : 고정레버 105 : 결속회동핀
106 : 클러치판 107 : 조정너트
108 : 암나사부 109 : 결합구멍
110 : 스토퍼 111 : 멈춤판
112 : 스프링 113 : 조정판
114 :스토퍼고정구멍 120 : 조작유닛
121 : 클러치링크 122 : 클러치레버샤프트
123 : 클러치레버블록 124 : 조작레버
130 : 브레이크유닛 131 : 구동기어
132 : 피동기어 133 : 제3회전축
t : 두께 H : 최대수평폭

Claims (6)

1. 하우징(10)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 제1웜샤프트(21)와, 제1웜샤프트(21)의 단부에 장착되는 수동핸들(22)을 포함하는 수동동력발생유닛(20);
   제1웜샤프트(21)와 치합되는 제1웜기어(31)를 포함하며, 수동동력발생유닛(20)으로부터 입력되는 수동 동력을 출력축(67)으로 전달하는 수동동력전달유닛(30);
   하우징(10)의 외면에 착탈 가능하게 구성되어 구동모터(41)에 의한 전동 동력을 발생시키는 전동동력발생유닛(40);
   하우징(10)에 회전 가능하게 장착되고 전동동력발생유닛(40)에 착탈 가능하게 구비되는 제1회전축(51)을 포함하며, 전동동력발생유닛(40)으로부터 입력되는 전동 동력을 출력축(67)으로 전달하는 전동동력전달유닛(50);
   수동동력전달유닛(30) 및 전동동력전달유닛(50)에 연결되게 구성되어 수동 및 전동의 절환이 상호 간섭없이 이루어지는 수동/전동절환유닛(60);
   수동/전동절환유닛(60)을 통해 출력축(67)으로 제공되는 수동 또는 전동의 회전 동력을 감속시키기 위한 감속유닛(70);
   감속유닛(70)으로부터 전달되는 회전 동력을 상하 직선 왕복 운동으로 변환하며 수문을 상하 방향으로 승강시키기 위한 수문승강유닛(80);
   제1회전축(51) 및 출력축(67)에 연결된 입력축(66)을 선택적으로 연결하며, 수동 동력 또는 전동 동력에 의해 상승된 수문을 자중으로서 하강시키기 위한 자중강하전환유닛(90);
   하우징(10)에 회전 가능하게 설치되어 사용자의 조작으로서 제1회전축(51) 및 입력축(66)을 선택적으로 연결하기 위한 조작레버(124)를 포함하는 조작유닛(120)을 포함하여 구성되고;
   자중강하전환유닛(90)은,
   입력축(66)에 고정되게 장착되며 제1회전축(51)이 베어링(92)을 통해 회전 가능하게 연결되는 원통휠(91)과, 원통휠(91)의 내측에서 제1회전축(51)과 결합되고 둘레에 길이방향을 따라 레버작동홈(93a)이 형성되어 있으며 외주면에 수나사부(93b)가 형성되어 있는 피스톤(93)과, 피스톤(93)의 둘레에 등간격으로 결합되어 있고 피스톤(93)과 함께 회전되는 인너디스크(94)와, 인너디스크(94)의 사이에 게재되어 있고 외측 둘레가 원통휠(91)의 내주면에 결합되어 있는 아웃터디스크(95)와, 아웃터디스크(95)의 내주면에 결합되어서 아웃터디스크(95) 및 인너디스크(94)가 밀착될 시 인너디스크(94)와의 마찰저항을 발생시키는 마찰력증대링(96)과, 피스톤( 93)의 둘레에 슬라이드되도록 결합되어 있는 시프트풀리(99)와 , 일측이 피스톤(93)의 레버작동홈(93a)에 결속회동핀(105)으로 회동되도록 결합되어 있고 시프트풀리(99)의 슬라이드 이동시 타단이 시프트풀리(99)에 의해 눌리거나 시프트풀 리(99)를 벗어나면서 일단이 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크(95)를 서로 압착시키거나 이완시켜서 동력을 전달하거나 차단시키는 고정레버(104)와, 피스톤(93)의 길이방향을 따라 슬라이드되도록 피스톤(93)의 둘레에 결합되어 있고 고정레버(104)의 작동시 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크(95)를 압착시키거나 이완시키는 클러치판(106)과 , 피스톤(93)의 수나사부(93b)에 체결되어서 인너디스크 (94) 및 아웃터디 스크( 95)의 간극을 조절하며 결합구멍(109)이 형성된 조정너트(107)와 , 조정너트(107)의 결합구멍(109)에 결합되고 인너디스크 (94) 및 아웃터디스크 (95) 사이의 간극을 조절하는 스토퍼(110)와, 피스톤(93)의 둘레에 결합되어 있고 스토퍼(110)의 단부가 결합되도록 다수의 스토퍼고정구멍(114)이 형성되어 있는 조정판(113)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 마찰력증대링(96)은,
   링형상의 일부를 이루고 판형태로 납작하게 형성되며 아웃터디스크(95)의 내주면에 결합되는 지지부(97)와,
   지지부(97) 사이에 이와 일체로 형성되고 리턴스프링(99)이 탄성복원될 시 아웃터디스크(95)의 측면이 인너디스크(94)의 대응면에 접촉되기 전에 먼저 인너디스크(94)의 대응면에 접촉되면서 탄성변형되며 인너디스크(94)와의 마찰력을 발생시키는 탄성변형부(98)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 탄성변형부(98)는,
   마찰력증대링(96)의 중심을 기준으로 120°의 간격을 갖도록 방사상으로 세 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
   
4. 청구항 2에 있어서, 탄성변형부(98)는,
   수직면을 기준으로 볼때 일측으로 호형상으로 절곡되어서 형성된 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
   
5. 청구항 2에 있어서, 탄성변형부(98)는,
   그 최대수평폭(H)이 아웃터디스크(95)의 두께(t)보다 더 크고, 아웃터디스크(95)의 두께(t)의 2배보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
   
6. 청구항 1에 있어서, 마찰력증대링(96)에는,
   그 둘레에 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 코팅층이 도포되는 것을 특징으로 하는 수문용 권양장치.
   

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