KR101749255B1 - 조타 장치 및 이를 이용한 조타 장치 보호 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조타 장치 및 이를 이용한 조타 장치 보호 방법에 대한 것으로서 동력을 전달하는 전달 샤프트와 치차부사이에 토크 리미터를 설치하거나 혹은 토크 리미터 역할을 하는 브레이크를 이용하여, 설정된 범위 이내의 외력이 러더 스톡측으로부터 작용되는 경우 상기 외력을 구동부측으로 전달하고 , 설정된 범위를 초과하는 외력이 러더 스톡측으로부터 작용하는 경우 상기 토크 리미터가 전달 샤프트에 대해 미끄러져서 과도한 외력의 전달을 차단하게 한다.
이러한 구성에 의해 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지할 수 있게 된다.

Description

조타 장치 및 이를 이용한 조타 장치 보호 방법{STEERING APPARATUS WITH SAFETY DEVICE BY THE SAME}

본 발명은 조타 장치 및 이를 이용한 조타 장치 보호 방법에 대한 것으로서 동력을 전달하는 전달 샤프트와 치차부사이에 토크 리미터를 설치하거나 토크 리미터 역할을 하는 브레이크를 사용하여, 설정된 범위 이내의 외력이 러더 스톡측으로부터 작용되는 경우 상기 외력을 구동부측으로 전달하고 , 설정된 범위를 초과하는 외력이 러더 스톡측으로부터 작용하는 경우 상기 토크 리미터가 전달 샤프트에 대해 미끄러져서 과도한 외력의 전달을 차단하게 한다.

이러한 구성에 의해 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지할 수 있게 된다.

일반적으로 선박 등에 사용되는 조타 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 러더(도시되지 않음)와 상기 러더가 장치되는 러더 스톡(RS)을 포함한다.

이때, 상기 러더 스톡(RS)은 틸러(T)에 삽입되어 고정되어 있으며 조타각 변경 시 상기 틸러(T)를 작동시켜 러더 스톡(RS)을 회전시키고 이에 의해 러더의 각도를 변경하여 상기 조타각을 변경하게 된다.

한편, 상기 틸러(T)를 작동시키기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상기 틸러(T) 일 측에 배치되는 치차부(200)를 구비하며, 상기 치차부(200)는 구동부(100)에 의해 구동된다.

즉, 상기 구동부(100)가 상기 치차부(200)를 동작시키고 상기 치차부(200)에 연동되는 틸러(T)가 이에 의해 회전되어 최종적으로 상기 러더 스톡(RS)을 회전시키게 된다.

만일 조타각을 변경할 필요가 없는 경우에는 구동부(100)의 브레이크(S)에 의해 일정한 조타각이 유지되도록 한다.

그런데 선박 운항 중 러더가 수중 장애물 등에 부딪히면서 강한 외력을 받아서 회전할 수 있으며 이러한 경우 상기 외력이 러더 스톡(RS)을 거쳐서 그대로 구동부(100)측 까지 전달되면 과도한 외력의 작용으로 인해 조타 장치 중 하나의 요소가 크게 훼손될 우려가 높은 문제점이 있었다.

한편, 상술한 조타 장치 자체는 널리 알려진 기술로서 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.

일본 공개 특허 제2002-211490호 일본 공개 특허 제2001-018893호 일본 공개 특허 제2001-055196호 일본 공개 특허 제1996-034396호 일본 공개 특허 제1996-207894호 한국 등록 특허 제10-1433835호 한국 등록 특허 제10-1431931호 한국 등록 특허 제10-1422499호 한국 등록 특허 제10-1313162호 한국 등록 특허 제10-0700057호 한국 등록 특허 제10-0429067호

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 동력을 전달하는 전달 샤프트와 치차부사이에 토크 리미터를 설치하여, 설정된 범위 이내의 외력이 러더 스톡측으로부터 작용되는 경우 상기 외력을 구동부측으로 전달하고 , 설정된 범위를 초과하는 외력이 러더 스톡측으로부터 작용하는 경우 상기 토크 리미터가 전달 샤프트에 대해 미끄러져서 과도한 외력의 전달을 차단하게 한다.

이러한 구성에 의해 과도한 외력이 작용되더라도 조타 장치의 훼손을 방지할 수 있는 조타 장치와 이를 이용한 조타 장치 보호 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 러더가 장착되는 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에 있어서, 상기 틸러(T) 일 측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)와, 상기 치차부(200) 일 측에 설치되어 상기 치차부(200)를 구동하는 구동부(100)와, 상기 틸러(T)와 선박 중 일 측에 설치되는 걸림 부재(800)와 타 측에 설치되는 한 쌍의 스토퍼(700)를 포함하되, 상기 한 쌍의 스토퍼(700)사이에 상기 걸림 부재(800)가 배치되고, 상기 구동부(100)는 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 액츄에이터(110) 일 측에 노출되는 것으로서 상기 감속기(120)와 연동되는 제동 샤프트(170)와 상기 제동 샤프트(170)에 설치되는 브레이크(S)를 포함하며, 상기 브레이크(S)는 토크 리미터를 이용하는 조타 장치에 일 특징이 있다.

또한, 본 발명은 러더가 장착되는 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에 있어서, 상기 틸러(T) 일 측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)와, 상기 치차부(200) 일 측에 설치되어 상기 치차부(200)를 구동하는 구동부(100)와, 상기 구동부(100)와 치차부(200)사이에 설치되어 동력이 전달되는 전달 샤프트(SH)와, 상기 전달 샤프트(SH)와 치차부(200)사이에 설치되는 토크 리미터(600)와, 상기 틸러(T)와 선박 중 일 측에 설치되는 걸림 부재(800)와 타 측에 설치되는 한 쌍의 스토퍼(700)를 포함하되, 상기 한 쌍의 스토퍼(700)사이에 상기 걸림 부재(800)가 배치되는 조타 장치에 또 다른 특징이 있다.

이때, 상기 구동부(100)는 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(200)를 작동하는 출력 피니언(140)과 상기 액츄에이터(110) 일 측에 설치되는 브레이크(S)를 포함하고, 상기 전달 샤프트(SH)는 상기 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이에 배치되는 출력 샤프트(130)를 이용하되, 상기 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 출력 피니언(140)에 설치되고 타 측은 상기 출력 샤프트(130)에 설치되는 것도 가능하다.

또한, 상기 구동부(100)는 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(200)를 작동하는 출력 피니언(140)과 상기 액츄에이터(110) 일 측에 설치되는 브레이크(S)를 포함하고, 상기 전달 샤프트(SH)는 상기 액츄에이터(110)와 감속기(120)사이에 배치되는 중간 샤프트(150)를 이용하되, 상기 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 감속기(120)에 설치되고 타 측은 상기 중간 샤프트(150)에 설치되는 것도 가능하다.

또한, 상기 치차부(200)는 상기 틸러(T)가 중앙에 삽입되는 것으로서 상기 출력 피니언(140)과 치차 결합하는 링 기어 또는 선회 베어링을 이용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 한 쌍의 스토퍼(700) 중 대향되는 측면의 방향은 상기 틸러(T) 중심을 향하도록 배치되고, 상기 걸림 부재(800) 중 상기 틸러(T)와 접하는 측면의 방향은 상기 틸러(T) 중심으로 향하도록 배치되어 상기 걸림 부재(800)와 스토퍼(700)는 접촉 시 면접촉이 이루어지는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 조타 장치에 의해 설정 범위를 초과하는 외력으로부터 조타 장치를 보호하는 방법으로서, 외력이 틸러(T)와 치차부(200)를 통해 구동부(100)로 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우 상기 토크 리미터 역할을 하는 브레이크(S)가 상기 제동 샤프트(170)를 파지하여 상기 외력을 구동부(100)측으로 전달하고, 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 제동 샤프트(170)가 토크 리미터 역할을 하는 브레이크(S)에 대해 미끄러져서 상기 설정된 범위를 벗어난 외력을 구동부(100)측으로 전달되는 것을 차단하는 조타 장치 보호 방법에 또 다른 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 조타 장치에 의해 설정 범위를 초과하는 외력으로부터 조타 장치를 보호하는 방법으로서, 외력이 틸러(T)와 치차부(200)를 통해 구동부(100)에 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우 상기 전달 샤프트(SH)에 설치된 토크 리미터(600)가 상기 외력을 구동부(100)측으로 전달하고, 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 전달 샤프트(SH)에 설치된 토크 리미터(600)가 상기 전달 샤프트(SH)에 대해 미끄러져서 상기 설정된 범위를 벗어난 외력을 구동부(100)측으로 전달되는 것을 차단하는 조타 장치 보호 방법에 또 다른 특징이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상 설명한 본 발명에 의해 설정된 범위 이내의 외력이 러더 스톡측으로 작용하는 경우 상기 외력을 전달하되, 설정된 범위를 초과하는 외력이 러더 스톡측으로 작용하는 경우 토크 리미터가 전달 샤프트에 대해 미끄러지도록 하여 과도한 외력의 전달을 차단할 수 있게 되고 이에 의해 조타 장치의 훼손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 조타 장치를 설명하는 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치를 설명하는 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치로서 도 2의 다른 실시예를 설명하는 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치로서 토크 리미터의 일 예를 나타내는 개념도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치로서 스토퍼와 걸림 부재를 설명하는 개념도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조타 장치로서 토크 리미터를 브레이크로 사용하는 것을 나타내는 것이며 확대된 부분에서는 토크 리미터를 액츄에이터로부터 분리하여 제동 샤프트를 보이게 되는 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치를 설명하는 개념도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치로서 구동부를 분리하여 전달 샤프트를 설명하는 개념도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치로서 토크 리미터의 일 예를 나타내는 개념도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치로서 스토퍼와 걸림 부재를 설명하는 개념도, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조타 장치로서 토크 리미터를 브레이크로 사용하는 것을 나타내는 것이며 확대된 부분에서는 토크 리미터를 액츄에이터로부터 분리하여 제동 샤프트를 보이게 하는 개념도이다.

본 발명은 아래 설명되는 바와 같이 별도의 토크 리미터를 구비하는 경우와 토크 리미터 역할을 하는 브레이크를 이용하는 경우를 포함한다.

이하 각 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예1

본 발명의 일 실시예에 따른 조타 장치(10)는 별도의 토크 리미터를 구비하는 것이다.

이러한 조타 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 러더가 장착되는 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하며 이는 종래 기술과 동일하다.

이때, 치차부(200)가 상기 틸러(T) 일 측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하게 되고, 상기 치차부(200)는 구동부(100)에 의해 구동되며 이를 위해 상기 구동부(100)는 치차부(200) 일 측에 설치된다.

또한, 상기 구동부(100)로부터 상기 치차부(200)측으로 동력을 전달하기 위해 상기 구동부(100)와 치차부(200)사이에 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 전달 샤프트(SH)가 설치된다.

이러한 전달 샤프트(SH)에 도 2에 도시된 바와 같이 토크 리미터(600)가 설치된다.

상기 토크 리미터(600)라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 부하(負荷)가 규정 이상으로 작용한 경우 회전력을 전달하는 부분이 미끄러지도록 하는 것을 말한다.

본 발명은 이러한 작용을 이용하는 것으로서 상술된 바와 같이 러더를 통해 외력이 작용되는 경우 러더 스톡(RS)과 치차부(200)를 통해 구동부(100)로 상기 외력이 전달되며, 상기 외력이 전달되는 경로 즉 전달 샤프트(SH)에 토크 리미터(600)를 설치하는 것이다.

이러한 본 발명에 의해 일정 범위 이내의 외력은 그대로 전달하고 일정 범위를 벗어나는 과도한 외력의 경우 전달이 차단되어 조타 장치(10)를 보호하게 되며 이는 따로 후술한다.

상기 구동부(100)는 상술된 바와 같이 치차부(200)를 구동하여 틸러(T)를 회전시키기 위한 것으로서 이를 위해 다양한 구성을 이용할 수 있으나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(200)를 작동하는 출력 피니언(140)을 포함할 수 있으며, 상기 액츄에이터(110) 일 측에는 브레이크(S)가 설치된다.

즉, 전동 모터 등을 이용하는 액츄에이터(110)에서 회전력이 발생하면 감속기(120)를 통해 회전력이 증폭되고, 증폭된 회전력은 출력 피니언(140)을 통해 치차부(200)로 전달된다.

한편, 상기 회전력 전달을 위한 전달 샤프트(SH)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 액츄에이터(110)와 감속기(120)사이에 배치되는 중간 샤프트(150)를 이용할 수 있으며 이러한 경우 본 발명의 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 감속기(120)에 설치되고 타 측은 상기 중간 샤프트(150)에 설치된다.

즉, 상기 토크 리미터(600)에 의해 설정된 범위 이내의 외력이 상기 러더 스톡(RS)에 작용되는 경우 상기 외력은 상기 치차부(200)와 출력 피니언(140)을 통해 감속기(120)와 구동부(100)측으로 전달된다. 이 때 상기 브레이크(S)에 의해 구동부(100)와 감속기(120) 그리고 출력 피니언(140)이 상기 전달된 외력을 버티면서 고정된 상태를 유지하므로 상기 치차부(200) 역시 고정된 상태를 유지한다.

따라서 상술한 바와 같은 설정된 범위 이내의 외력이 작용되는 경우 러더의 조타각을 유지하게 된다.

그런데 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우 상술한 바와 같이 고정부(100)와 감속기(120) 그리고 치차부(200)가 고정된 상태를 유지하려고 하면 상기 고정부(100)와 감속기(120) 또는 치차부(200) 등의 구성 요소 중 하나가 파손될 위험이 있다.

이러한 위험을 방지하기 위해 본 발명의 토크 리미터(600)가 설치된 것이다. 즉, 상기 러더 스톡(RS)으로부터 과도한 외력이 작용되는 경우 상기 토크 리미터(600)는 일단 감속기(120)에 연동되어 상기 외력을 전달 받으나 상기 중간 샤프트(150)측에 설치된 부분에서 상기 토크 리미터(600)가 미끄러지면서 상기 외력이 중간 샤프트(150)로 전달되는 것을 차단한다.

따라서 상기 중간 샤프트(150)는 상기 브레이크(S)에 의해 고정된 상태를 유지하고 상기 감속기(120)와 출력 피니언(140) 그리고 치차부(200)는 상기 외력에 의해 회전되게 하여 상기 과도한 외력에 의해 구성 요소가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 전달 샤프트(SH)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이에 배치되는 출력 샤프트(130)를 이용하는 것도 가능하다.

이러한 경우 상기 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 출력 피니언(140)에 설치되고 타 측은 상기 출력 샤프트(130)에 설치된다.

이때, 상기 과도한 외력이 작용되면 토크 리미터(600)는 상기 출력 피니언(140)에 연동되어 회전하지만 상기 출력 샤프트(130)에 접한 부분에서는 미끄러져서 외력 전달을 차단할 수 있게 된다.

따라서 이러한 경우 상기 구동부(100)의 브레이크(S)에 의해 상기 중간 샤프트(150)와 감속기(120) 그리고 출력 샤프트(130)는 고정된 상태를 유지하고 상기 출력 피니언(140)과 치차부(200)는 회전된다.

이상 설명한 바와 같이 상기 토크 리미터(600)는 상기 중간 샤프트(150) 또는 출력 샤프트(130)에 설치될 수 있는데, 상기 출력 샤프트(130) 측에서는 토크가 증폭되는 관계로 상기 토크 리미터(600)를 상기 중간 샤프트(150)에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 치차부(200)는 상술된 바와 같이 상기 틸러(T)를 구동하기 위한 것으로서 이를 위해 다양한 구성의 치차(gear)를 이용할 수 있으나, 상기 틸러(T)가 중앙에 삽입되는 것으로서 상기 출력 피니언(140)과 치차 결합하는 링 기어 또는 선회 베어링을 이용하는 것도 가능하다.

상기 선회 베어링(slewing bearing)이라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 치형이 형성되는 내륜과 외륜을 구비하는 베어링을 말하는 것으로서 본 발명의 경우 상기 출력 피니언(140)이 상기 선회 베어링의 외륜 또는 내륜에 결합되어 동력을 전달할 수 있다.

한편, 상기 토크 리미터(600)는 다양한 구성을 이용할 수 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 상호 인접하는 다수 개의 마찰 디스크(611)와 상기 마찰 디스크(611)를 조임하는 것으로서 상기 마찰 디스크(611)사이에서 발생하는 마찰력을 조정하는 조정부(612)를 포함하는 것도 가능하다.

즉, 상기 조정부(612)를 이용하여 상기 마찰 디스크(611)사이 접촉력을 상승시키면 마찰력이 상승하여 보다 높은 토크를 전달할 수 있고 상기 마찰 디스크(611)사이 접촉력을 하강 시키면 마찰력이 하강하여 보다 낮은 토크만을 전달할 수 있으며, 이러한 작용을 이용하여 적절한 토크 범위를 설정할 수 있다.

한편 상기 조정부(612)는 너트 등을 이용하여 조임할 수 있으며 이러한 토크 리미터(600) 구성 자체는 널리 알려진 것으로서 자세한 설명과 도시는 생략한다.

상기 러더 스톡(RS)에는 러더(도시되지 않음)가 장치되는데 상기 러더는 그 구조상 360도 회전이 가능하다. 일반적인 선박에 있어서 조타기는 360도 회전을 할 필요가 없고 선박 종류에 따라서 35도, 45도, . . , 70도 등 조타 각도를 제한하게 된다.

따라서 상기 러더의 회전 범위를 기계적으로 제한할 필요가 있으므로 기계적인 제한 수단을 구비해야 한다.

이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 상기 틸러(T)와 선박 중 일 측에 설치되는 걸림 부재(800)와 타 측에 설치되는 한 쌍의 스토퍼(700)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 걸림 부재(800)가 틸러(T)에 설치되고 스토퍼(700)가 선박 일 측에 설치되는 것도 가능하고 반대로 상기 걸림 부재(800)가 선박에 설치되고 스토퍼(700)가 틸러(T)에 설치되는 것도 가능하다.

따라서 상기 도 5는 걸림 부재(800)가 틸러(T)에 설치되고, 스토퍼(700)가 선박 일 측에 설치된 실시예를 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 예를 도시한 것에 불과하므로 상술한 바와 같이 반대로 설치되는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

이때, 상기 한 쌍의 스토퍼(700)는 틸러(T)의 중심을 기준으로 원주 방향으로 일정 각도 이격되고, 상기 걸림 부재(800)는 상기 한 쌍의 스토퍼(700)사이에 배치된다.

즉, 상기 스토퍼(700)를 선박 일 측, 예를 들어 선박 바닥에 설치하되 상기 스토퍼(700)사이에 배치하면 상기 걸림 부재(800)가 허용되는 각도는 상기 스토퍼(700)에 의해 정해지므로 상기 틸러(T)에 설치되는 러더의 회전 범위를 특정 각도로 기계적으로 제한할 수 있게 된다.

한편, 상기 스토퍼(700)와 걸림 부재(800)의 안정적인 접촉을 위해 상기 스토퍼(700)와 걸림 부재(800)가 상호 면 접촉하는 것이 바람직하다.

이를 위해 상기 한 쌍의 스토퍼(700) 중 대향되는 측면의 방향은 상기 틸러(T) 중심(O)을 향하도록 배치되도록 한다.

즉, 예를 들어 도면상 좌측에 배치되는 스토퍼(700)의 우측면 방향이 중심(O)을 향하도록 하는 것이다.

또한, 상기 스토퍼(700)에 걸림되는 걸림 부재(800) 중 상기 틸러(T)와 접하는 측면 즉, 도면상 좌측면의 방향 역시 상기 틸러(T) 중심(O)으로 향하도록 배치한다.

이러한 구성에 의해 상기 걸림 부재(800)와 스토퍼(700)는 접촉 시 면접촉이 이루어져서 보다 안정적인 접촉이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 조타 장치(10)는 토크 리미터(600)를 구비하여 설정 범위를 초과하는 외력으로부터 조타 장치를 보호할 수 있으며 이하 상기 보호 방법에 대해 설명한다.

우선, 외력이 틸러(T)와 치차부(200)를 통해 구동부(100)에 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우 상기 전달 샤프트(SH)에 설치된 토크 리미터(600)가 상기 외력을 구동부(100)측으로 전달한다.

예를 들어 상기 전달 샤프트(SH)가 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이에 배치되는 출력 샤프트(130)를 포함하는 경우 상기 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 출력 피니언(140)에 설치되고 타 측은 상기 출력 샤프트(130)에 설치된다.

이러한 경우 상기 설정된 범위 이내의 외력이 들어오는 경우 상기 토크 리미터(600)는 상기 출력 피니언(140)에서 입력되는 외력을 출력 샤프트(130)로 전달하게 된다. 이에 의해 상기 외력은 구동부(100)까지 전달되나, 상기 브레이크(S)에 의해 고정된 상태를 유지한다.

다만, 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 전달 샤프트(SH)에 설치된 토크 리미터(600)가 상기 전달 샤프트(SH)에 대해 미끄러져서 상기 설정된 범위를 벗어난 외력을 구동부(100)측으로 전달되는 것을 차단하게 된다.

즉, 상술된 예의 경우 전달 샤프트(SH)는 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이에 배치되는 출력 샤프트(130)를 포함하게 되며, 이러한 경우 상기 토크 리미터(600)는 출력 피니언(140)에 연동되어 회전하게 되나, 출력 샤프트(130)상에서 미끄러지게 된다.

따라서 상기 과도한 외력이 출력 샤프트(130)로 전달되지 못하여 상술된 바와 같이 구성 요소의 파손을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 2에서 설명되지 않은 도면 부호 N은 틸러(T)와 러더스톡(RS)을 상호 견고하게 고정하기 위한 조임 장치이다.

실시예2

본 실시예의 조타 장치는 실시예1과 달리 기존의 브레이크(S)를 토크 리미터로 이용하는 것이다.

즉, 상기 조타 장치(10)는 도 6에 도시된 바와 같이 러더가 장착되는 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하며 이는 앞서 설명된 실시예1과 동일하다.

또한, 상기 틸러(T) 일 측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)와, 상기 치차부(200) 일 측에 설치되어 상기 치차부(200)를 구동하는 구동부(100)와, 상기 틸러(T)와 선박 중 일 측에 설치되는 걸림 부재(800)와 타 측에 설치되는 한 쌍의 스토퍼(700)를 포함하되, 상기 한 쌍의 스토퍼(700)사이에 상기 걸림 부재(800)가 배치되며 이 역시 실시예1과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예의 구동부(100)는 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 액츄에이터(110) 일 측에 노출되는 제동 샤프트(170)와 상기 제동 샤프트(170)에 설치되는 브레이크(S)를 포함하며, 상기 브레이크(S)는 토크 리미터를 이용하는 점이 상이하다.

즉, 실시예1의 경우는 상기 전달 샤프트에 별도의 토크 리미터를 설치함에 비해 본 실시예2의 경우는 토크 리미터 역할을 하는 브레이크(S)를 이용하는 것이다.

이러한 구성에 의해 외력이 틸러(T)와 치차부(200)를 통해 구동부(100)로 전달될 때, 상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우 상기 토크 리미터 역할을 하는 브레이크(S)가 상기 제동 샤프트(170)를 파지하여 상기 외력을 구동부(100)측으로 전달하게 된다.

즉, 본 실시예의 경우 토크 리미터가 브레이크(S) 역할을 하므로 설정된 범위 이내의 외력이 들어오는 경우 상기 토크 리미터가 브레이크(S)로서 작용하여 상기 제동 샤프트(170)가 회전하지 못하도록 파지한다.

이러한 작용에 의해 상기 제동 샤프트(170)가 정지되고, 상기 제동 샤프트(170)는 감속기(120)에 연동되므로 상기 감속기(120) 또한 정지된 상태를 유지한다.

따라서 상기 감속기(120)에 연동되는 출력 샤프트(130) 및 출력 피니언(140)과 치차부(200) 모두 정지된 상태를 유지한다.

따라서 상기 외력이 틸러(T)와 상기 치차부(200)를 거쳐 구동부(100)측으로 전달되게 되며 이러한 경우 러더의 조타각은 유지하게 된다.

만일 상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 제동 샤프트(170)가 토크 리미터 역할을 하는 브레이크(S)에 대해 미끄러지게 된다.

즉, 상기 토크 리미터라고 하는 것은 실시예1에서 설명된 바와 같이 특정 범위 이내의 토크는 전달하되 상기 특정 범위를 초과하는 토크는 전달되지 않게 하는 것이다.

본 실시예의 경우 상술한 특징을 가지는 토크 리미터를 브레이크로 사용하여 설정된 범위를 벗어나는 외력이 들어오는 경우 상기 제동 샤프트(170)가 미끄러져서 회전하게 하는 것이다.

이러한 작용에 의해 상기 제동 샤프트(170)에 연동되는 감속기(120)와 출력 샤프트(130) 그리고 출력 피니언(140)이 회전되게 되어 틸러(T)가 회전된다.

결국 과도한 외력이 작용되는 경우 상술한 바와 같이 각 구성요소가 회전되어 파손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 외에는 실시예1과 동일하므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 구동부 110 : 액츄에이터
120 : 감속부 130 : 출력 샤프트
200 : 치차부 SH : 전달 샤프트
150 : 중간 샤프트 S : 브레이크
600 : 토크 리미터 700 : 스토퍼
T : 틸러 RS : 러더 스톡
800 : 걸림 부재

Claims (8)

1. 삭제
2. 러더가 장착되는 러더 스톡(RS)과 상기 러더 스톡(RS)이 연동되는 틸러(T)를 포함하는 조타 장치에 있어서,
   상기 틸러(T) 일 측에 설치되어 상기 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)와,
   상기 치차부(200) 일 측에 설치되어 상기 치차부(200)를 구동하는 구동부(100)와,
   상기 구동부(100)와 치차부(200)사이에 설치되어 동력이 전달되는 전달 샤프트(SH)와,
   상기 전달 샤프트(SH)와 치차부(200)사이에 설치되는 토크 리미터(600)와,
   상기 틸러(T)와 선박 중 일 측에 설치되는 걸림 부재(800)와 타 측에 설치되는 한 쌍의 스토퍼(700)를 포함하되,
   상기 한 쌍의 스토퍼(700)사이에 상기 걸림 부재(800)가 배치되는 조타 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부(100)는 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(200)를 작동하는 출력 피니언(140)과 상기 액츄에이터(110) 일 측에 설치되는 브레이크(S)를 포함하고,
   상기 전달 샤프트(SH)는 상기 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이에 배치되는 출력 샤프트(130)를 이용하되,
   상기 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 출력 피니언(140)에 설치되고 타 측은 상기 출력 샤프트(130)에 설치되는 조타 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 구동부(100)는 회전력을 발생하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110)에 연결되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)에 설치되는 것으로서 상기 치차부(200)를 작동하는 출력 피니언(140)과 상기 액츄에이터(110) 일 측에 설치되는 브레이크(S)를 포함하고,
   상기 전달 샤프트(SH)는 상기 액츄에이터(110)와 감속기(120)사이에 배치되는 중간 샤프트(150)를 이용하되,
   상기 토크 리미터(600)의 일 측은 상기 감속기(120)에 설치되고 타 측은 상기 중간 샤프트(150)에 설치되는 조타 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 치차부(200)는 상기 틸러(T)가 중앙에 삽입되는 것으로서 출력 피니언(140)과 치차 결합하는 링 기어 또는 선회 베어링을 이용하는 조타 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 스토퍼(700) 중 대향되는 측면의 방향은 상기 틸러(T) 중심을 향하도록 배치되고,
   상기 걸림 부재(800) 중 상기 틸러(T)와 접하는 측면의 방향은 상기 틸러(T) 중심으로 향하도록 배치되어
   상기 걸림 부재(800)와 스토퍼(700)는 접촉 시 면접촉이 이루어지는 조타 장치.
7. 삭제
8. 제2항에 기재된 조타 장치에 의해 설정 범위를 초과하는 외력으로부터 조타 장치를 보호하는 방법으로서,
   외력이 틸러(T)와 치차부(200)를 통해 구동부(100)에 전달될 때,
   상기 외력이 설정된 범위 이내인 경우 상기 전달 샤프트(SH)에 설치된 토크 리미터(600)가 상기 외력을 구동부(100)측으로 전달하고,
   상기 외력이 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 전달 샤프트(SH)에 설치된 토크 리미터(600)가 상기 전달 샤프트(SH)에 대해 미끄러져서 상기 설정된 범위를 벗어난 외력을 구동부(100)측으로 전달되는 것을 차단하는 조타 장치 보호 방법.

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