KR101802934B1

KR101802934B1 - 무단변속형 선박감속기

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Publication number: KR101802934B1
Application number: KR1020170054132A
Authority: KR
Inventors: 강성찬; 강철웅; 이경환; 손창련; 김헌우; 박근석
Original assignee: 주식회사 기성마린; 재단법인 중소조선연구원
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2017-12-29

Abstract

본 발명은 무단변속형 선박감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 서행시 클러치유닛로 공급되는 유체 중 일부의 유체를 트롤기어부로 바이패스하여 서서히 배출될 수 있도록 함으로써 입력축의 회전을 위한 유압의 급격한 변화를 방지하여 클러치유닛의 손상을 방지할 수 있도록 함은 물론 선박의 서행시 유압조절부에서 트롤기어부로 바이패스되는 유체의 양을 조절하여 선박의 서행속도를 무단으로 변속 조절할 수 있도록 하는 무단변속형 선박감속기에 관한 것이다.
본 발명은 선체의 후방에 수평되게 설치되는 엔진에 입력축(10)을 매개로 연결되고, 내부에 클러치유닛(110)이 설치된 구동부(100); 상기 구동부(100)와 기어유닛(210)을 매개로 연결되고, 선체의 외부에 위치하는 스크류에 연결되는 출력축(240)이 설치되는 출력부(200); 상기 구동부(100)의 일측에 마련된 상태로 선박의 전진 및 후진시, 상기 클러치유닛(110)으로 유압을 공급하여 상기 기어유닛(210)을 구동되게 하는 유압조절부(300); 상기 출력부(240)의 일측에 상기 기어유닛(210)의 구동에 의해 회전되도록 설치되고, 상기 유압조절부(300)와 유로를 매개로 연결되어 선박의 서행시, 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 배출을 제어하는 트롤기어부(400);로 구성되어 상기 유압조절부(300)에서 상기 트롤기어부(400)로 바이패스 되는 유체의 양에 따라 선박의 서행속도를 조절할 수 있도록 이루어지고, 상기 트롤기어부(400)는 상기 출력축(240)에 설치되어 상기 출력축(240)의 회전시 함께 회전되는 회전기어구(410)와, 상기 회전기어구(410)에 기어결합된 상태로 선박의 서행시 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체를 배출하는 회전유압제어밸브(420)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

무단변속형 선박감속기{STEPLESS SPEED CHANGE TYPE SHIP REDUCER}

본 발명은 무단변속형 선박감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 서행시 클러치유닛로 공급되는 유체 중 일부의 유체를 트롤기어부로 바이패스하여 서서히 배출될 수 있도록 함으로써 입력축의 회전을 위한 유압의 급격한 변화를 방지하여 클러치유닛의 손상을 방지할 수 있도록 함은 물론 선박의 서행시 유압조절부에서 트롤기어부로 바이패스되는 유체의 양을 조절하여 선박의 서행속도를 무단으로 변속 조절할 수 있도록 하는 무단변속형 선박감속기에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 그 내부에 장착된 엔진에서 발생한 동력을 출력축에 의하여 스크류 등의 추진장치에 전달하므로써 추진력을 얻는다. 상기 출력축은 그 일측이 선박의 내부에 장착된 엔진에 연결되며, 타측은 선박의 외부에 위치하는 스크류에 연결되나, 상기 스크류는 회전에 의하여 주위의 물을 후방으로 밀어냄으로써 추진력을 얻게 된다. 또한, 후방으로 밀리는 물의 방향을 방향타에 의하여 변환함으로써 선박의 진행방향을 변환할 수 있게 된다.

또한, 선박에 사용되는 클러치감속기는 선체의 내부에 설치된 엔진의 동력을 전달받아 선체외부로 인출된 스크류를 회전시킬 수 있도록 한 동력전달 수단으로, 하우징의 내부에 다수의 클러치 부속품 및 기어, 축 등으로 구성된다.

이러한 종래 클러치감속기는 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(1)의 내부에 엔진의 동력을 전달받는 구동축(2)과, 구동축(2)의 동력을 전달받아 스크류를 회전시키는 종동축(3)이 설치되며, 상기 구동축(2)과 종동축(3)은 구동기어(4)와 종동기어(5)에 의해 동력전달된다.

또한, 상기 구동축(2)상에는 클러치유닛(6)이 설치되어 구동기어(4)를 종동기어(5)와 결합 및 이탈가능하게 구성된다.

이와 같이 구성된 유압 클러치는 엔진의 구동력으로 스크류를 회전시킴에 있어서, 클러치유닛(6) 내부에 충진된 유체를 이용해 구동기어(4)와 구동축(2)을 결합 및 분리하며 이와 같은 작동에 의해 구동기어(4)가 종동기어(5)를 회전 또는 정지시키게 된다.

이와 같은 클러치감속기는 구동축(2)의 회전력을 전달받아 회전되는 종동축(3)의 외측으로 인출된 끝단부에 스크류를 연장설치하여 스크류가 회전됨에 의해 선박이 진행할 수 있도록 하게 된다.

상기와 같은 선박용 클러치감속기는 도 9에 도시된 바와 같이 스크류가 회전됨에 따라 선체가 전방으로 진행될 수 있도록 선체의 후방에 설치되며, 상기 선체가 전방으로 진행되는 효율 및 제반 조건에 부합되도록 수평면과 일정각도 경사상태를 갖도록 설치된다.

그러나, 상기 클러치감속기가 경사지게 설치됨에 따라 선체의 내부에 장착된 엔진 또한 경사지게 설치되고, 이로 인해 엔진의 하중이 선체의 후방으로 집중됨은 물론 선박의 진행시 선수가 수면으로 상승되어져 후방으로의 하중 집중이 심해지는 결과를 초래하여 엔진의 원활한 작동에 문제를 야기하게 되고, 엔진고장의 주요 원인으로 작용하게 된다.

또한, 내부에 담겨진 엔진오일이 후방의 낮은 위치로 집중되고, 엔진 내부의 윤활장치로 윤활시켜도 전체적인 오일공급이 되지 않고 들려진 전방부에는 윤활이 되지 않는 문제가 야기되고, 엔진내부에 오일 공급의 불균형으로 오일이 공급되지 않거나 공기를 흡입하게 되어 부품마모가 심해지거나 부품의 손상을 초래하는 문제가 있는 실정이다.

또한, 종래의 선박용 클러치감속기를 경사지게 설치할 수 있도록 선체에 경사부재 또는 경사면을 형성하기 위한 공정을 추가하여 선체를 제작하기 위한 작업경비 및 시간을 지연시키게 되는 문제가 있는 실정이다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국등록실용신안 제20-0236858호의 선박용 클러치감속기의 동력전달구조에 개시되어 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 선박의 서행을 위해 클러치유닛으로 공급되는 유압을 저감시키는 경우, 저감된 양의 유체를 트롤기어부로 바이패스하여 서서히 배출될 수 있도록 함으로써 입력축의 회전을 위한 유압의 급격한 변화를 방지하여 클러치유닛의 손상을 방지할 수 있도록 함은 물론 유압조절부에서 트롤기어부로 바이패스되는 유체의 양을 조절하여 선박의 서행속도를 무단으로 변속 조절할 수 있도록 하고, 출력축을 수중방향으로 일정각도 기울어지게 설치하여 엔진의 수평설치를 가능토록 함으로써 엔진의 안정된 구동을 이룰 수 있도록 하는 무단변속형 선박감속기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선체의 후방에 수평되게 설치되는 엔진에 입력축(10)을 매개로 연결되고, 내부에 클러치유닛(110)이 설치된 구동부(100); 상기 구동부(100)와 기어유닛(210)을 매개로 연결되고, 선체의 외부에 위치하는 스크류에 연결되는 출력축(240)이 설치되는 출력부(200); 상기 구동부(100)의 일측에 마련된 상태로 선박의 전진 및 후진시, 상기 클러치유닛(110)으로 유압을 공급하여 상기 기어유닛(210)을 구동되게 하는 유압조절부(300); 상기 출력부(240)의 일측에 상기 기어유닛(210)의 구동에 의해 회전되도록 설치되고, 상기 유압조절부(300)와 유로를 매개로 연결되어 선박의 서행시, 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 배출을 제어하는 트롤기어부(400);로 구성되어 상기 유압조절부(300)에서 상기 트롤기어부(400)로 바이패스 되는 유체의 양에 따라 선박의 서행속도를 조절할 수 있도록 이루어지고, 상기 트롤기어부(400)는, 상기 출력축(240)에 설치되어 상기 출력축(240)의 회전시 함께 회전되는 회전기어구(410)와, 상기 회전기어구(410)에 기어결합된 상태로 선박의 서행시 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체를 배출하는 회전유압제어밸브(420)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전유압제어밸브(420)는, 상기 출력축(240)의 일측에 설치되는 하우징(430)과, 상기 하우징(430)의 내부에 회전가능하게 설치되되 길이방향 일측이 상기 하우징(430)의 외부로 돌출된 상태로 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 이동을 위한 유로부(441)가 형성된 회전체(440)와, 상기 회전체(440)의 타측에 결합된 상태로 상기 유로부(441)로 유입된 유체의 배출을 위한 배출부(451)가 형성되고, 상기 회전기어구(410)에 기어결합되는 연결기어구(450)와, 상기 하우징(430)의 외부로 돌출된 부위의 상기 회전체(440)에 일측이 인입되게 설치되되 왕복이동가능하게 설치되어 상기 유로부(441)로 유입된 유체의 외부배출을 제어하는 유압배출제어부재(460)를 포함하여 구성된다.

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또한, 상기 유압배출제어부재(460)는, 길이방향 일측이 상기 회전체(440)의 내부에 왕복이동가능하게 설치된 상태로 길이방향 타측이 상기 회전체(440)의 외부로 돌출되어 왕복이동시, 상기 유로부(441)와 배출부(451)를 상호 연통되게 하거나 폐쇄하는 왕복이동구(461)와, 상기 회전체(440)의 외부로 돌출된 부위의 상기 왕복이동구(461)를 감싸도록 설치되는 탄성스프링(463)과, 상기 왕복이동구(461)의 길이방향 타측에 일체로 형성된 상태로 상기 탄성스프링(463)의 단부가 연결되는 헤드구(465)로 이루어진다.
또한, 상기 유압조절부(300)에는, 상기 클러치유닛(110)으로 공급되는 유체의 양과 상기 트롤기어부(400)로 공급되는 유체의 양을 제어하는 트롤밸브(310)가 설치된다.
또한, 상기 기어유닛(210)은 일측이 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되고, 타측이 상기 클러치유닛(110)에 연결되되 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸는 일측 외주연에는 상기 클러치유닛(110) 방향으로 상향 경사지는 기어날(222)이 외주연 둘레를 따라 일정간격으로 형성되는 구동기어구(220)와, 상기 구동기어구(220)에 기어결합된 상태로 상기 출력축(240)의 외주연을 감싸도록 설치되는 종동기어구(230)로 구성된다.
또한, 상기 클러치유닛(110)은, 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되되 상기 입력축(10)의 외주연에 형성되는 톱니구(11)에 톱니결합되도록 내주연 둘레를 따라 다수개의 연결톱니(121)가 형성된 중공형 제1회전판(120)과, 상기 제1회전판(120)으로부터 일정간격 이격된 상태로 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되되 상기 구동기어구(220)의 타측 내주연에 형성되는 구동톱니구(224)에 톱니결합되도록 외주연 둘레를 따라 다수개의 회전톱니구(131)가 형성된 제2회전판(130)을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 선박의 서행을 위해 클러치유닛으로 공급되는 유압을 저감시키는 경우, 트롤기어부로 바이패스된 유체가 외부로 서서히 배출됨에 따라 입력축의 회전을 위한 유압의 급격한 변화를 방지할 수 있게 되고, 그로 인해 클러치유닛의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 유압조절부에서 트롤기어부로 바이패스되는 유체의 양을 조절하여 선박의 서행속도를 무단으로 변속 조절할 수 있게 되고, 출력축이 수중방향으로 하향 경사지게 설치됨에 따라 엔진의 수평설치를 이룰 수 있어 엔진 내부 전체를 균일하게 윤활할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기의 상태를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 기어유닛의 연결상태를 확대도시한 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 클러치유닛의 상태를 개략적으로 나타낸 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 트롤기어부의 상태를 확대도시한 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 회전기어구와 연결기어구의 연결상태를 나타낸 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 출력부의 회전시 유압배출제어부재가 유로부를 차단한 상태를 나타낸 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 유압조절부에서 바이패스된 유압에 의해 유압배출제어부재가 이동된 상태를 나타낸 상태도,
도 8은 종래 선박용 감속기의 단면상태를 나타낸 단면도,
도 9는 종래 선박용 감속기가 선체에 설치된 상태를 나타낸 상태도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

어떤 구성요소나 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니며 제품을 생산하는 생산자나 제조자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있을 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기를 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기의 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기어유닛의 연결상태를 확대도시한 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 클러치유닛의 상태를 개략적으로 나타낸 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 트롤기어부의 상태를 확대도시한 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 회전기어구와 연결기어구의 연결상태를 나타낸 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 출력부의 회전시 유압배출제어부재가 유로부를 차단한 상태를 나타낸 상태도이며, 도 7은 본 발명에 따른 유압조절부에서 바이패스된 유압에 의해 유압배출제어부재가 이동된 상태를 나타낸 상태도이다.

상기 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기는 선체의 후방에 수평되게 설치되는 엔진에 입력축(10)을 매개로 연결되는 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에 기어유닛을 매개로 연결되는 출력부(200)와, 상기 구동부(100)의 일측에 마련되는 유압조절부(300)와, 상기 출력부(200)의 일측에 마련되는 트롤기어부(400)로 이루어진다.

본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기는 선체의 전진이나 후진시, 상기 유압조절부(300)를 통해 상기 클러치유닛(110)으로 유압을 공급하여 상기 출력축(240)이 회전될 수 있도록 하고, 선박의 서행시 상기 클러치유닛(110)로 공급되는 유체 중 일부의 유체을 상기 트롤기어부(400)로 바이패스하여 외부로 서서히 배출될 수 있도록 함으로써 상기 입력축의 회전을 위한 유압의 급격한 변화를 방지하여 상기 클러치유닛(110)의 손상을 방지할 수 있도록 하는 것입니다.

즉, 선체의 전진이나 후진시, 상기 유압조절부(300)를 통해 상기 클러치유닛(110)으로 공급되는 유압에 의해 상기 기어유닛(210)이 구동하여 상기 출력축(240)이 회전구동되는데, 선체의 서행을 위해 상기 클러치유닛(110)으로 공급되는 유압을 갑작스럽게 저감시키는 과정에서 상기 클러치유닛(110)의 내부 제1,2회전판이 순간적으로 급격하게 마찰됨 물론 지속적인 마찰로 인한 마모로 상기 클러치유닛(110)의 수명을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.

따라서, 상기 클러치유닛(110)으로 공급되는 유체의 저감시, 저감된 양의 유체가 상기 트롤기어부(400)로 바이패스되어 서서히 배출될 수 있도록 함으로써 상기 클러치유닛의 제1,2회전판 손상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 유압조절부(300)에서 상기 트롤기어부(400)로 바이패스되는 유체의 양을 조절하여 선박의 서행속도를 무단으로 변속 조절할 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 본 발명에서 상기 구동부(100)는 선체의 후방에 설치되는 엔진에 입력축(10)을 매개로 연결되고, 내부에 클러치유닛(110)이 설치되어 상기 엔진으로부터 전달되는 동력에 의해 회전동력을 발생시킨다.

즉, 상기 구동부(100)는 바디구(21)와 커버구(22)로 이루어진 몸체(20)의 내부 상측에 위치되게 설치되어 상기 엔진과 입력축(10)을 매개로 연결된다. 이때, 상기 입력축(10)은 상기 구동부(100)의 내부로 인입되거나 별도의 연결구조에 의해 상기 구동부(100)의 내부로 연장되게 설치되고, 상기 구동부(100)에는 상기 입력축(10)의 원활한 회전구동을 위한 베어링(140)이 설치된다.

또한, 상기 출력부(200)는 상기 몸체(20)의 내부 하측에 위치되게 설치되어 상기 구동부(100)와 기어유닛(210)을 매개로 연결되고, 선체의 외부에 위치하는 스크류에 연결되는 출력축(240)이 형성된다.

이때, 상기 출력축(240)은 엔진방향에서 상기 스크류 방향으로 하향 경사지게 형성되고, 상기 기어유닛(210)은 일측이 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되고, 타측이 상기 클러치유닛(110)에 연결되되 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸는 일측 외주연에는 상기 클러치유닛(110) 방향으로 상향 경사지는 기어날(222)이 외주연 둘레를 따라 일정간격으로 형성되는 구동기어구(220)와, 상기 구동기어구(220)에 기어결합된 상태로 상기 출력축(240)의 외주연을 감싸도록 설치되는 종동기어구(230)로 구성된다.

즉, 구동기어구(220)는 외주연에 상기 기어날(222)이 형성된 상태로 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되는 중공형 동력전달체(221)와, 상기 동력전달체(221)의 일측에 일체로 형성되어 상기 클러치유닛(110)을 수용하는 중공형 유닛수용체(223)로 이루어진다. 이때, 상기 유닛수용체(223)의 내주연에는 상기 구동기어구(220)의 구동톱니구(224)가 일정간격으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 클러치유닛(110)은 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되되 상기 입력축(10)의 외주연에 형성되는 톱니구(11)에 톱니결합되도록 내주연 둘레를 따라 다수개의 연결톱니(121)가 형성된 중공형 제1회전판(120)과, 상기 제1회전판(120)으로부터 일정간격 이격된 상태로 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되되 상기 구동기어구(220)의 타측 내주연에 형성되는 구동톱니구(224)에 톱니결합되도록 외주연 둘레를 따라 다수개의 회전톱니구(131)가 형성된 제2회전판(130)으로 이루어진다.

즉, 상기 제1회전판(120)은 중앙부가 중공된 원반형 판재로 내주연에 상기 연결톱니(121)가 형성되어 있어 상기 입력축(10)이 상기 중공부를 관통하도록 설치되는 경우, 상기 연결톱니(121)가 상기 톱니구(11)에 톱니결합된다.

또한, 상기 제2회전판(130)은 중앙부가 중공된 원반형 판재로 외주연에 상기 회전톱니구(131)가 형성되어 있어 상기 구동기어구(220)가 상기 입력축(10)을 감싸도록 설치되는 경우, 상기 구동기어구(220)의 유닛수용체(223) 내주연에 형성된 구동톱니구(224)와 상기 회전톱니구(131)가 톱니결합된다.

한편, 상기 유압조절부(300)는 상기 구동부(100)의 일측에 마련된 상태로 선박의 전진 및 후진시, 상기 클러치유닛(110)으로 유압을 공급하여 상기 기어유닛(210)을 구동되게 한다. 이때, 상기 유압조절부(300)에는 선박의 서행시, 상기 클러치유닛(110)을 공급되는 유체의 양과 상기 트롤기어부(400)로 공급되는 유체의 양을 제어하는 트롤밸브(310)가 설치된다.

상기 트롤기어부(400)는 상기 출력부(200)의 일측에 상기 기어유닛(210)의 구동에 의해 회전되도록 설치되고, 상기 유압조절부(300)와 유로를 매개로 연결되어 선박의 서행시, 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 배출을 제어한다.

즉, 상기 트롤기어부(400)는 상기 출력축(240)에 설치되어 상기 출력축(240)의 회전시 함께 회전되는 회전기어구(410)와, 상기 회전기어구(410)에 기어결합된 상태로 선박의 서행시 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체를 배출하는 회전유압제어밸브(420)로 이루어진다.

이때, 상기 회전유압제어밸브(420)는 상기 출력축(240)의 일측에 설치되는 하우징(430)과, 상기 하우징(430)의 내부에 회전가능하게 설치되되 길이방향 일측이 상기 하우징(430)의 외부로 돌출된 상태로 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 이동을 위한 유로부(441)가 형성된 회전체(440)와, 상기 회전체(440)의 타측에 결합된 상태로 상기 유로부(441)로 유입된 유체의 배출을 위한 배출부(451)가 형성되고, 상기 회전기어구(410)에 기어결합되는 연결기어구(450)와, 상기 하우징(430)의 외부로 돌출된 부위의 상기 회전체(440)에 일측이 인입되게 설치되되 왕복이동가능하게 설치되어 상기 유로부(441)로 유입된 유체의 외부배출을 제어하는 유압배출제어부재(460)로 구성된다.

상기 하우징(430)의 내부에는 상기 회전체(440)의 원활한 회전구동을 위한 안내베어링(431)이 설치되고, 상기 유압조절부(300)와 연결된 유로가 연결된 수 있도록 하는 유로공(432)이 형성된다. 상기 회전체(440)의 내부에 형성되는 상기 유로부(441)는 상기 회전체(440)의 폭방향 중심으로부터 일정간격 이격된 위치에 상기 회전체(440)의 길이방향으로 형성된다.

또한, 상기 유압배출제어부재(460)는 길이방향 일측이 상기 회전체(440)의 내부에 왕복이동가능하게 설치된 상태로 길이방향 타측이 상기 회전체(440)의 외부로 돌출되어 왕복이동시, 상기 유로부(441)와 배출부(451)를 상호 연통되게 하거나 폐쇄하는 왕복이동구(461)와, 상기 회전체(440)의 외부로 돌출된 부위의 상기 왕복이동구(461)를 감싸도록 설치되는 탄성스프링(463)과, 상기 왕복이동구(461)의 길이방향 타측에 일체로 형성된 상태로 상기 탄성스프링(463)의 단부가 연결되는 헤드구(465)로 이루어진다. 이때, 상기 왕복이동구(461)의 일측 외주연에는 일정깊이의 연통홈(462)이 둘레를 따라 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기에서는 엔진은 수평된 상태로 설치될 수 있도록 하고, 상기 스크류와 연결되는 상기 출력축(240)을 수중방향으로 하향 경사지게 설치함으로서 엔진 내부에 전반적인 오일 공급이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

상기와 같이 구성된 무단변속형 선박감속기의 작동상태를 살펴보면, 엔진이 구동하게 되면 상기 엔진에 연결된 입력축(10)이 회전구동하게 되고, 상기 입력축(10)을 감싸고 있는 상기 구동기어구(220)는 회전하지 않게 된다. 이때, 상기 클러치유닛(110)의 제1회전판(120)과 제2회전판(130)은 상호 일정간격 이격된 상태에서 상기 제1회전판(120)만이 회전된다.

이후, 선박의 전진이나 후진을 위한 조작시, 상기 유압조절부(300)를 통해 상기 클러치유닛(110)방향으로 일정한 유압이 공급되어 상기 제1,2회전판(120,130)이 상호 면밀한 접촉상태를 유지하게 되고, 그로 인해 상기 입력축(10)의 회전력이 상기 제1,2회전판(120,130)을 매개로 상기 구동기어구(220)로 전달되어 상기 구동기어구(220)를 회전 구동하게 된다.

상기 구동기어구(220)가 회전하게 되면 상기 구동기어구(220)와 기어결합된 종동기어구(230)가 회전하여 출력축(240)을 회전시킴으로써 스크류의 회전구동에 의해 선박이 일정한 노트(knot)로 전진하거나 후진하게 되고, 상기 출력축(240)에 설치된 상기 회전기어구(410)의 회전에 의해 상기 회전유압제어밸브(420) 또한 회전하게 된다.

이때, 상기 회전유압제어밸브(420)의 회전체(440)의 회전으로 상기 유압배출제어부재(460)의 왕복이동구(461)가 원심력에 의해 상기 회전체(440)의 외측방향으로 이동하게 되어 상기 유로부(441)를 폐쇄하게 된다.

이러한 상태에서 선체의 서행을 위해 상기 유압조절부(300)의 토롤밸브(310)를 조작하여 상기 클러치유닛(110)으로 유입되는 유체의 저감시키게 되면, 저감된 양의 유체가 상기 회전유압제어밸브(420)로 바이패스되어 상기 회전체(440)의 유로부(441)를 따라 이동된다.

상기 유로부(441)를 따라 이동된 유체는 상기 왕복이동구(461)의 연통홈(462) 방향으로 이동되어 상기 유로부(441)와 배출부(451)를 연통상태를 차단하고 있는 상기 왕복이동구(461)를 잡아당기게 되고, 그로 인해 상기 유로부(441), 연통홈(462), 배출부(451)가 상호 연통되면서 상기 유로부(441)로 유입된 유체가 상기 트롤기어부(400)의 외부로 배출되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 무단변속형 선박감속기는 상기 구동부(100)의 클러치유닛(110)으로 공급되는 유체 중 일부의 유체를 상기 트롤기어부(400)로 바이패스하여 서서히 배출될 수 있도록 함으로서 상기 입력축의 회전을 위한 유압의 급격한 변화를 방지하여 상기 클러치유닛(110)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어 상기 출력축(240)이 수중으로 하향경사지는 구조를 갖는 것으로 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며 선박의 서행시 상기 유압조절부(300)에서 상기 트롤기어부(400)로 바이패스되는 유체의 양을 조절하여 선박의 서행속도를 무단으로 변속조절할 수 있도록 하는 구조의 적용시, 상기 출력축이 엔진과 수평되는 구조의 감속기에도 적용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

상기와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정하지 않고, 후술하는 특허등록청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 입력축 11: 톱니구
110: 클러치유닛 120: 제1회전판
130: 제2회전판 121: 연결톱니
131: 회전톱니구 200: 출력부
210: 기어유닛 220: 구동기어구
221: 동력전달체 222: 기어날
223: 유닛수용체 224: 구동톱니구
230: 종동기어구 240: 출력축
300: 유압조절부 310: 트롤밸브
400: 트롤기어부 410: 회전기어구
420: 회전유압제어밸브 430: 하우징
431: 안내베어링 432: 유로공
440: 회전체 441: 유로부
450: 연결기어구 451: 배출부
460: 유압배출제어부재 461: 왕복이동구
462: 연통홈 463: 탄성스프링
465: 헤드구

Claims

선체의 후방에 수평되게 설치되는 엔진에 입력축(10)을 매개로 연결되고, 내부에 클러치유닛(110)이 설치된 구동부(100); 상기 구동부(100)와 기어유닛(210)을 매개로 연결되고, 선체의 외부에 위치하는 스크류에 연결되는 출력축(240)이 설치되는 출력부(200); 상기 구동부(100)의 일측에 마련된 상태로 선박의 전진 및 후진시, 상기 클러치유닛(110)으로 유압을 공급하여 상기 기어유닛(210)을 구동되게 하는 유압조절부(300); 상기 출력부(200)의 일측에 상기 기어유닛(210)의 구동에 의해 회전되도록 설치되고, 상기 유압조절부(300)와 유로를 매개로 연결되어 선박의 서행시, 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 배출을 제어하는 트롤기어부(400);로 구성되어 상기 유압조절부(300)에서 상기 트롤기어부(400)로 바이패스 되는 유체의 양에 따라 선박의 서행속도를 조절할 수 있도록 이루어지고,
상기 트롤기어부(400)는, 상기 출력축(240)에 설치되어 상기 출력축(240)의 회전시 함께 회전되는 회전기어구(410)와, 상기 회전기어구(410)에 기어결합된 상태로 선박의 서행시 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체를 배출하는 회전유압제어밸브(420)로 이루어진 것을 특징으로 하는 무단변속형 선박감속기.
제1항에 있어서,
상기 회전유압제어밸브(420)는, 상기 출력축(240)의 일측에 설치되는 하우징(430)과,
상기 하우징(430)의 내부에 회전가능하게 설치되되 길이방향 일측이 상기 하우징(430)의 외부로 돌출된 상태로 상기 유압조절부(300)로부터 유입된 유체의 이동을 위한 유로부(441)가 형성된 회전체(440)와,
상기 회전체(440)의 타측에 결합된 상태로 상기 유로부(441)로 유입된 유체의 배출을 위한 배출부(451)가 형성되고, 상기 회전기어구(410)에 기어결합되는 연결기어구(450)와,
상기 하우징(430)의 외부로 돌출된 부위의 상기 회전체(440)에 일측이 인입되게 설치되되 왕복이동가능하게 설치되어 상기 유로부(441)로 유입된 유체의 외부배출을 제어하는 유압배출제어부재(460)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무단변속형 선박감속기.
제2항에 있어서,
상기 유압배출제어부재(460)는,
길이방향 일측이 상기 회전체(440)의 내부에 왕복이동가능하게 설치된 상태로 길이방향 타측이 상기 회전체(440)의 외부로 돌출되어 왕복이동시, 상기 유로부(441)와 배출부(451)를 상호 연통되게 하거나 폐쇄하는 왕복이동구(461)와, 상기 회전체(440)의 외부로 돌출된 부위의 상기 왕복이동구(461)를 감싸도록 설치되는 탄성스프링(463)과, 상기 왕복이동구(461)의 길이방향 타측에 일체로 형성된 상태로 상기 탄성스프링(463)의 단부가 연결되는 헤드구(465)로 이루어진 것을 특징으로 하는 무단변속형 선박감속기.
제1항에 있어서,
상기 유압조절부(300)에는, 상기 클러치유닛(110)으로 공급되는 유체의 양과 상기 트롤기어부(400)로 공급되는 유체의 양을 제어하는 트롤밸브(310)가 설치되는 것을 특징으로 하는 무단변속형 선박감속기.
제1항에 있어서,
상기 기어유닛(210)은 일측이 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되고, 타측이 상기 클러치유닛(110)에 연결되되 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸는 일측 외주연에는 상기 클러치유닛(110) 방향으로 상향 경사지는 기어날(222)이 외주연 둘레를 따라 일정간격으로 형성되는 구동기어구(220)와, 상기 구동기어구(220)에 기어결합된 상태로 상기 출력축(240)의 외주연을 감싸도록 설치되는 종동기어구(230)로 구성되고,
상기 클러치유닛(110)은, 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되되 상기 입력축(10)의 외주연에 형성되는 톱니구(11)에 톱니결합되도록 내주연 둘레를 따라 다수개의 연결톱니(121)가 형성된 중공형 제1회전판(120)과, 상기 제1회전판(120)으로부터 일정간격 이격된 상태로 상기 입력축(10)의 외주연을 감싸도록 설치되되 상기 구동기어구(220)의 타측 내주연에 형성되는 구동톱니구(224)에 톱니결합되도록 외주연 둘레를 따라 다수개의 회전톱니구(131)가 형성된 제2회전판(130)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무단변속형 선박감속기.
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