KR102013720B1 - 수문 권양장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문 권양장치에 관한 것으로서, 수문을 승강시키는 수문 권양장치로서, 케이싱 내에 다수의 평기어가 감속비를 갖도록 상호 연결되어 구비된 기어수단; 케이싱에 구비되어 기어수단의 출력단에 연결되는 체인기어; 체인기어에 걸림되어 감김 또는 풀림되도록 구비됨과 아울러 그 단부는 수문에 고정되게 구비되어 수문을 승강시키는 체인; 케이싱에 고정되는 모터에서 인출되어 기어수단의 입력단에 연결되는 입력축; 케이싱에 회전가능하게 구비되는 출력축; 입력축과 출력축 사이에 구비되어 입력축과 출력축 간의 동력을 전달하는 유성기어유닛; 출력축에 구비되어 입력축과 유성기어유닛 간의 동력전달을 단속하는 클러치; 케이싱에 회전가능하게 구비되어 클러치를 통해 유성기어유닛을 회전시키는 수동핸들; 출력축에 연결되어 수문의 자중하강시 수문의 하강속도를 제어하는 원심브레이크;를 포함하는 수문 권양장치를 제공한다.

Description

수문 권양장치{Floodgate winch}

본 발명은 수문 권양장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무거운 중량의 수문을 자동 또는 수동으로 승강시킬 수 있도록 한 수문 권양장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수문 시스템은 댐이나 하천 제방, 방조제, 저수지 등의 담수 설비 또는 저수 설비의 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, 이러한 수문용 권양장치는 본 출원인에 의해 특허 등록된 등록특허 제10-0964740호(이하 '선행기술문헌'이라 한다)에서 제안된 바 있다.

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

이와 같은 종래의 수문용 권양장치는 모터의 전동 동력이 전동 동력 전달유닛을 통해 자중강하 전환유닛의 다판 클러치와, 수동/전동 절환유닛의 유성기어셋트로 차례로 전달되고, 이는 다시 유성기어셋트의 출력축에 연결된 기어를 통해 수문 승강유닛의 피니언과 래크 바아에 전달되어, 수문을 승강시키게 된다.

하지만, 이와 같은 선행기술문헌은 본 출원인의 오랜 투자와 연구에도 불구하고 모터가 수문을 승강시키는 기어에 직접 연결되지 않고 클러치와 유성기어셋트를 통해 기어에 연결되게 구비되므로 모터에 의한 수문의 상승시엔 항상 클러치에 큰 부하가 작용되는 문제가 있다.

그리고, 클러치에 큰 부하가 지속적으로 작용되다 보면, 결국에는 클러치의 마모가 가속화되어 수명이 단축되고, 이로 인한 클러치의 오작동으로 인해 수문이 오작동되는 아주 치명적인 문제가 내재되어 있다.

게다가, 클러치나 유성기어셋트의 고장시에는 모터의 전동 동력이 피니언까지 전달되지 못하므로 전동 동력으로는 수문을 상승시킬 수 없게 되는 불편함이 있다.

그리고, 선행기술문헌에서의 권양장치에서는 수문에 래크 바아가 구비되고, 이 래크 바아에는 피니언이 치합되어 있어, 피니언이 회전됨에 따라 래크 바아가 상하로 이동되면서 수문을 승강시키게 되는데, 이러한 래크 바아는 사다리 형상으로서 무거운 수문의 유동에 의해 래크 바아가 휘어질 수 있고, 래크 바아의 휜 경우에는 래크 바아와 피니언의 연결상태가 견고히 유지되지 못하므로 피니언과 래크 바아에 의한 수문의 승강 작동시 오작동이 유발될 수 있는 치명적인 문제가 내재되어 있다.

국내 등록특허 제10-0964740호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 권양장치에 구성되는 모터를 클러치에 연결하지 않고 수문을 승강시키는 기어수단에 직접 연결하여 구비함으로써 클러치의 부하를 해소하도록 한 수문 권양장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적으로는, 클러치나 유성기어유닛의 고장 시에도 모터로서 수문을 상승시킬 수 있도록 한 수문 권양장치를 제공하는데 있다.

게다가, 본 발명의 또 다른 목적으로는, 수문에 체인을 연결하여 체인으로서 수문을 승강시키도록 구성함으로써 수문의 승강시 오작동을 최소화할 수 있도록 한 수문 권양장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수문 권양장치는, 수문을 승강시키는 수문 권양장치로서, 케이싱 내에 다수의 평기어가 감속비를 갖도록 상호 연결되어 구비된 기어수단; 케이싱에 구비되어 기어수단의 출력단에 연결되는 체인기어; 체인기어에 걸림되어 감김 또는 풀림되도록 구비됨과 아울러 그 단부는 수문에 고정되게 구비되어 수문을 승강시키는 체인; 케이싱에 고정되는 모터에서 인출되어 기어수단의 입력단에 연결되는 입력축; 케이싱에 회전가능하게 구비되는 출력축; 입력축과 출력축 사이에 구비되어 입력축과 출력축 간의 동력을 전달하는 유성기어유닛; 출력축에 구비되어 입력축과 유성기어유닛 간의 동력전달을 단속하는 클러치; 케이싱에 회전가능하게 구비되어 클러치를 통해 유성기어유닛을 회전시키는 수동핸들; 출력축에 연결되어 수문의 자중하강시 수문의 하강속도를 제어하는 원심브레이크;를 포함할 수 있다.

그리고, 클러치는 출력축에 구비되어 수동핸들에 의해 회전되는 링기어; 링기어에 고정되게 구비되는 한편 그 내주면에는 디스크가 구비되어 있는 클러치하우징; 출력축에 고정되게 구비되는 한편 그 외주면에는 축방향으로 이동가능하게 결합되는 디스크가 구비되어 있는 클러치압력관; 클러치압력관에 구비되어 클러치압력관의 디스크를 일방향으로 밀어내 클러치하우징의 디스크와 분리시키는 스프링; 클러치압력관에 회전가능하게 구비되어 클러치압력관의 디스크를 클러치하우징의 디스크에 부착시키는 클러치레버; 클러치압력관에 축방향으로 이동가능하게 구비되어 클러치레버를 회전시키는 슬립링;을 포함할 수 있다.

게다가, 클러치하우징의 링기어는 클러치에 의해 출력축과 동력이 연결되거나 또는 둥력이 차단되게 구비될 수 있다.

또한, 클러치레버는 그 일측이 클러치압력관에 힌지 결합되고, 일단부에는 슬립링에 의해 눌림되어 클러치레버를 회전시키는 후크부가 돌출 형성되고, 타단부에는 슬립링의 눌림에 의해 회전되면서 클러치압력관의 디스크를 클러치하우징의 디스크에 부착시키는 압력부가 구비될 수 있다.

본 발명의 수문 권양장치에 따르면, 전동력 또는 수동력의 동력을 수문으로 전달하는 동력전달수단을 평기어로 이루어진 기어수단으로 구성하고, 이 기어수단에 모터를 직접 연결하여 구성함으로써 모터의 작동으로 인한 클러치의 부하를 해소할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 본 발명에 따르면, 모터의 작동 시 클러치에 작용되던 부하가 해소되므로 클러치의 마모를 최소화하여 수명을 연장시킬 수 있고, 클러치의 오작동을 방지하여 수문을 견고히 상승시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 클러치나 유성기어유닛의 고장 시에도 모터가 직접 기어수단에 연결되어 있으므로 모터의 전동 동력에 의해서는 수문을 상승시킬 수 있는 장점이 있다.

또, 본 발명에 따르면, 종래의 래크 바아 대신 수문에 체인이 연결되어 수문을 승강시킴으로써 체인의 특성상 체인에는 좌굴 특성이 발생되지 않으므로 기존 래크 바아에서 행해지던 좌굴 검토를 할 필요가 없고, 수문의 승강시 오작동을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수문 권양장치의 정면 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수문 권양장치의 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수문 권양장치의 전동식 동력전달 경로를 나타낸 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수문 권양장치의 수동식 동력전달 경로를 나타낸 평면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수문 권양장치의 수문 자중강하 시의 경로를 동력전달 경로를 나타낸 평면 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수문 권양장치에 구비되는 유성기어의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수문 권양장치에 구비되는 원형 습식 다판클러치의 확대 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 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 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략하고, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 수문 권양장치 및 이의 작동관계를 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 수문 권양장치는 수로 위에 축조되는 지지 구조체(미도시)에 설치되는 수문(미도시)을 수로의 바닥면에 대해 상하 방향으로 승강시켜 수로를 개폐시키게 된다.

특히, 본 발명의 권양장치는 지지 구조체의 상측에 설치되어, 모터의 구동에 의한 전동 또는 수동 핸들의 구동에 의한 수동의 회전 동력으로 수문을 지지 구조체 상에서 상하로 승강시키도록 구성된다.

이러한 권양장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그 내부 공간이 여러 공간으로 구획되게 형성된 케이싱(110)과, 케이싱(110) 내에 감속비를 갖도록 구비되는 기어수단(200)과, 기어수단(200)의 출력단에 연결되어 수문을 상하로 승강시키는 체인기어(242)와, 기어수단(200)의 입력단에 각각 연결되어 전동에 의한 회전 동력 또는 수동에 의한 회전 동력을 제공하는 모터(120) 및 수동핸들(140)을 포함한다.

케이싱(110)은 그 내부가 서로 대응한 여러 공간으로 구획된 직육면체의 상,하 케이스로 구비되고, 상,하 케이스가 결합되어 밀폐된 하나의 케이싱을 구성하게 된다.

이러한 케이싱(110)의 외부 일측에는 수문을 전동으로 상승시켜 개방시키기 위한 모터(120)가 고정되게 구비되고, 반대편 외측에는 원심브레이크(500)가 고정되게 구비되며, 모터(120)와 원심브레이크(500) 사이의 또 다른 외측면에는 수동핸들(140)이 회전가능하게 결합되어 구비된다.

특히, 상기와 같은 모터(120)에는 모터(120)에 전원이 공급됨에 따라 회전되는 입력축(121)이 구비되고, 이 입력축(121)에는 입력기어(122)가 고정되게 구비되어 입력축(121)과 같이 일체로 회전된다.

이러한 입력축(121)의 입력기어(122)는 케이싱(110)에 내장되게 구비된 상태에서 기어수단(200)의 입력단 즉 후술될 제 1 회전축(210)의 제 1 기어(211)와 치합되어 구비된다.

이와 같이 모터(120)와 연결된 입력축(121)이 클러치(400)를 통하지 않고 기어수단(200)의 입력단인 제 1 기어(211)에 바로 연결됨으로써 모터(120)에 의해 상승된 수문의 자중이 클러치(400)에 부하로 작용되는 단점이 해소되어 클러치(400)의 손상 및 파손을 방지할 수 있고, 이에 따라 클러치(400)의 오작동을 사전에 예방하면서 클러치(400)의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

게다가, 모터(120)에는 입력축(121)을 고정시키기 위한 모터브레이크(미도시)가 구비되고, 이 모터브레이크는 전원이 공급된 상태에서만 작동되어 입력축(121)의 역회전을 방지하므로 수문을 상승된 상태로 고정시켜 수문의 임의적인 하강을 방지하게 된다.

그리고, 입력축(121) 반대편 측의 케이싱(110)에는 입력축(121)과 선택적으로 동력이 연결되는 출력축(130)이 구비되고, 이 출력축(130)에는 출력기어(141)가 고정되게 구비되어 출력축(130)과 같이 일체로 회전된다.

이러한 출력축(130)은 후술될 유성기어유닛(300)과 클러치(400)에 의해 동력이 연결되고 차단되게 구비된다.

또한, 수문을 수동으로 상승시켜 개방시키기 위한 수동핸들(140)은 케이싱(110) 외측에 회전가능하게 구비되고, 케이싱(110)과 마주하는 수동핸들(140)에는 구동축(141)이 구비되어 케이싱(110)을 관통한 상태로 회전가능하게 구비되며, 케이싱(110) 내측에 위치된 구동축(141)에는 웜기어(142)가 고정되게 구비되어 구동축(141)과 같이 일체로 회전된다.

이러한 수동핸들(140)에는 수동핸들(140)을 고정시키기 위한 래칫과 같은 핸들브레이크(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 이러한 핸들브레이크에 의해 수동핸들(140)의 역회전이 방지되므로 상승된 수문의 임의적인 하강을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 수문은 모터(120)에 의한 전동 또는 수동핸들(140)에 의한 수동으로 상승되어 개방되는데, 수문이 전동 또는 수동으로 상승될 시는 모터(120)와 수동핸들(140) 간의 동력은 후술될 유성기어유닛(300)과 클러치(400)에 의해 차단된다.

여기서, 도 2에서 미설명된 도면번호 "150"은 후술될 양 체인기어(242)를 연결하는 커플러축을 도시한 것이다.

그리고, 기어수단(200)은 모터(120)의 전동력 또는 수동핸들(140)의 수동력을 체인기어(242)로 전달하기 위한 동력전달 수단으로서, 다수의 평기어가 케이싱(110)의 내부 일측에 수납되어 감속비를 갖도록 상호 연결되어 구비된다.

이러한 평기어들은 각각의 회전축에 고정되게 구비되어 각 회전축과 같이 회전되게 구비되고, 이와 같이 구비되는 회전축은 본 실시예에서는 제 1 회전축(210), 제 2 회전축(220), 제 3 회전축(230), 제 4 회전축(240)으로 구성하였지만, 이에 국한되거나 한정되지 않고 그 개수는 자유롭게 증감될 수 있다.

상기와 같은 제 1 회전축(210)은 기어수단(200)의 입력단으로서 입력축(121)과 인접한 케이싱(110)에 회전가능하게 결합되어 구비되고, 제 1 회전축(210)의 외주면에는 제 1 회전축(210)에 각각 결합 고정되어 제 1 회전축(210)과 같이 일체로 회전되는 제 1 기어(211) 및 제 1 피니언(212)이 구비된다. 이때, 제 1 기어(211)는 제 1 피니언(212)보다 큰 직경을 갖는 기어로서, 입력축(121)의 입력기어(122)와 치합되어 감속비를 갖도록 구비된다.

제 2 회전축(220)은 제 1 회전축(210)과 인접한 케이싱(110)에 회전가능하게 결합되어 구비되고, 제 2 회전축(220)의 외주면에는 제 2 피니언(222)과 제 2 기어(221)가 각각 결합 고정되어 제 2 회전축(220)과 같이 일체로 회전되게 구비된다. 여기서, 제 2 기어(221)는 제 2 피니언(222)보다 큰 직경을 갖는 기어로서, 제 1 회전축(210)의 제 1 피니언(212)과 치합되어 감속비를 갖도록 구비된다.

그리고, 제 3 회전축(230)은 제 2 회전축(220)과 인접한 케이싱(110)에 회전가능하게 결합되어 구비되고, 제 3 회전축(230)의 외주면에는 제 3 기어(231)와 제 3 피니언(232)이 각각 결합 고정되어 제 3 회전축(230)과 같이 일체로 회전되게 구비된다. 제 3 기어(231)는 제 3 피니언(232)보다 큰 직경을 갖는 기어로서, 제 2 회전축(220)의 제 2 피니언(222)과 치합되어 감속비를 갖도록 구비된다.

또한, 제 4 회전축(240)은 기어수단(200)의 출력단으로서 제 2 회전축(220) 반대편의 케이싱(110)에 회전가능하게 결합되어 구비되고, 제 4 회전축(240)의 외주면에는 제 4 기어(241)와 체인기어(242)가 각각 결합 고정되어 제 4 회전축(240)과 같이 일체로 회전되게 구비된다. 여기서, 제 4 기어(241)는 이보다 작은 직경을 갖는 제 3 회전축(230)의 제 3 피니언(232)과 치합되어 감속비를 갖도록 구비되고, 체인기어(242)에는 수문에 연결된 체인(250)이 걸림되어 구비된다. 이로써, 체인기어(242)가 정회전 또는 역회전되면 이에 감김된 체인(250)에 의해 수문이 승강하게 된다.

이와 같이 수문을 체인(250)과 체인기어(242)로서 승강시킴으로써 기존 래크 바아의 경우에 무거운 중량의 수문에 의해 사다리 형태의 래크 바아에 좌굴 변형이 발생될 수 있고, 이로 인해 래크 바아를 수시로 좌굴 검토해야 하는 번거로움이 있으며, 좌굴 변형으로 인해 래크 바아와 피니언 간의 결합이 견고히 유지되지 못해 수문을 승강시킬 수 없는 오작동의 단점을 해소할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에서의 체인(250)은 기존 래크 바아와 같이 휘어지는 변형이 발생되지 않는 대신 체인(250)의 링크가 접힐 수는 있으나, 이와 같이 접힌 체인(250)의 링크는 수문의 중량에 의해 신속하게 펼쳐지게 됨으로써 수문의 승강시 오작동을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 입력축(121)과 출력축(130) 사이에는 동력전달을 위한 유성기어유닛(300)이 구비되고, 출력축(130)에는 유성기어유닛(300)에 의한 동력전달을 단속하는 클러치(400)가 구비된다.

유성기어유닛(300)은 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 입력축(121)의 말단부에 고정되게 결합되는 선기어(310)와, 입력축(121)의 말단부와 근접한 출력축(130)의 선단부에 고정되게 결합되는 한편 그 내주면에 기어부가 형성된 링기어(330)와, 링기어(330)와 선기어(310)에 각각 치합되게 구비되는 다수의 유성기어(320)를 포함한다.

이와 같은 유성기어(320)는 선기어(310)에는 외접하고 링기어(330)에는 내접한 상태로 구비되어 원주를 따라 이동되면서 회전됨으로써, 입력축(121)에 구비된 선기어(310)의 동력을 출력축(130)에 구비된 링기어(330)에 전달하게 된다.

즉, 입력축(121)에 의한 선기어(310)가 회전되면, 선기어(310)에 외접하여 치합된 다수의 유성기어(320)가 선기어(310)의 외주면을 따라 이동되면서 회전되고, 유성기어(320)의 회전에 의해 다수의 유성기어(320)가 내접되어 치합된 링기어(330)가 선기어(310)와 같은 방향으로 회전된다. 따라서, 출력축(130)은 입력축(121)과 동일한 방향으로 회전되어 동력이 전달된다.

한편, 상기와 같은 출력축(130)은 클러치(400)의 작동에 의해 입력축(121)으로부터의 동력이 선택적으로 전달된다.

이러한 클러치(400)는 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 출력축(130)에 베어링을 매개로 구비되어 출력축(130)과는 연동되지 않고 따로 회전되는 링기어(411)와, 링기어(411)의 일면에 고정되게 구비되는 한편 그 내주면에는 다수의 디스크(420)가 구비되어 있는 클러치하우징(410)과, 출력축(130)에 고정되게 구비되는 한편 그 외주면에는 축방향으로 이동가능하게 결합되는 다수의 디스크(420)가 구비되어 있는 클러치압력관(430)과, 클러치압력관(430)에 구비되어 클러치압력관(430)의 디스크(420)를 일방향으로 밀어내 클러치하우징(410)의 디스크(420)와 분리시키는 스프링(431)과, 클러치압력관(430)에 회전가능하게 구비되어 클러치압력관(430)의 디스크(420)를 클러치하우징(410)의 디스크(420)에 부착시키는 클러치레버(440)와, 클러치압력관(430)에 축방향으로 이동가능하게 구비되어 클러치레버(440)를 회전시키는 슬립링(450)을 포함한다.

클러치하우징(410)은 그 일면이 개구되는 한편 개구된 내주면에는 링 형태로 이루어진 다수의 디스크(420)가 일정 간격으로 구비되며, 반대면에는 링기어(411)가 결합 고정되어 구비된다.

그리고, 링기어(411)에는 수동핸들(140)의 구동축(141)에 결합 고정된 웜기어(142)가 치합되어 구비됨으로써 수동핸들(140)에 의해 회전되고, 이와 같은 링기어(411)는 클러치하우징(410)과 같이 일체로 회전된다. 이와 같이 회전되는 링기어(411)와 클러치하우징(410)은 출력축(130)과는 무관하게 회전된다.

클러치압력관(430)은 중공의 관으로 출력축(130)의 외주면에 고정되게 구비되고 그 외주면에는 일정 간격을 유지하는 다수의 디스크(420)가 축방향으로 이동가능하게 구비된다. 이러한 클러치압력관(430)의 각 디스크(420)는 클러치하우징(410)의 디스크(420) 사이에 각각 삽입되어 구비됨으로써, 클러치압력관(430)의 디스크(420)가 축방향으로 이동됨에 따라 클러치하우징(410)의 디스크(420)와 부착되거나 또는 분리되게 된다.

그리고, 클러치압력관(430)에는 압축 스프링(431)이 구비되어, 클러치압력관(430)의 디스크(420)를 클러치하우징(410) 측으로 이동시키는 탄성력을 가짐으로써 이 스프링(431)에 의해 클러치압력관(430)과 클러치하우징(410) 간의 디스크(420)는 서로 분리되어 동력이 차단된 상태를 유지하게 된다.

또한, 클러치압력관(430)에는 클러치레버(440)가 회전가능하게 구비되되, 클러치레버(440)는 클러치압력관(430)에 힌지 결합된 힌지부(441)를 기준으로 그 일단부에는 클러치압력관(430)의 디스크(420)를 스프링(431) 측으로 이동시켜 클러치하우징(410)의 디스크(420)에 부착시키는 압력부(442)가 돌출 형성되고, 타단부에는 후술될 슬립링(450)에 의해 클러치압력관(430) 측으로 눌려 회전되는 후크부(443)가 돌출 형성된다.

특히, 후크부(443)는 도 7를 기준으로 외측 상방으로 돌출 형성되고, 압력부(442)는 외측 상방으로 돌출 형성되면서 그 상단부가 클러치압력관(430)의 디스크(420) 측으로 절곡되게 형성되어, 클러치레버(440)의 회전시 압력부(442)가 클러치압력관(430)의 디스크(420)를 용이하게 밀어 이동시킬 수 있도록 구비된다.

이러한 클러치레버(440)는 후술될 슬립링(450)이 후크부(443)를 누름에 따라 힌지부(441)를 축으로 도 7에서 시계방향으로 지렛대와 같이 회전되고, 후크부(443)에서 슬립링(450)이 이탈되어 분리되면 스프링(431)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀되는 클러치압력관(430)의 디스크(420)가 클러치레버(440)를 역회전시켜 클러치레버(440)가 원위치로 복귀된다.

그리고, 클러치압력관(430)의 외주에는 슬립링(450)이 축방향으로 이동가능하게 구비되고, 이 슬립링(450)이 디스크(420) 측으로 이동되면 클러치레버(440)의 후크부(443)를 누르게 되고, 반대편 측으로 이동되면서 클러치레버(440)의 후크부(443)와 이격되어 분리된다.

이와 같은 슬립링(450)은 케이싱(110)에 구비된 자중강하레버(460)에 의해 클러치압력관(430)의 외주에서 축방향으로 이동되게 구비되는 바, 자중강하레버(460)에는 슬립링(450)의 외주에 결합된 포크(미도시)가 구비된다. 이러한 포크는 슬립링(450)의 외주에 삽입되어 결합된 상태로 슬립링(450)의 회전에 간섭되지 않도록 구비된다. 이로써, 자중강하레버(460)의 작동에 의해 포크가 클러치압력관(430)의 축방향으로 이동되면서 슬립링(450)을 이동시키게 된다. 이때, 자중강하레버(460)와 포크는 랙 및 피니언에 의해 기어수단 또는 링크수단 등으로 연결되게 구비되어 자중강하레버(460)의 작동시 포크가 축방향으로 이동되게 구비됨이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 작동되는 슬립링(450)의 이동방향에 따라 클러치하우징(410)과 클러치압력관(430)의 디스크(420)가 부착되거나 분리됨으로써 클러치하우징(410)과 출력축(130) 간의 동력전달을 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 출력축(130)의 말단부에는 원심브레이크(500)가 연결되어 구비됨으로써 수문의 자중하강시 수문의 하강속도를 제어하여 자중에 의한 급격한 하강을 방지하여 수문의 파손을 방지할 수 있게 된다.

이러한 원심브레이크(500)는 케이싱(110)을 관통한 상태로 회전가능하게 구비된 제동축(510)과, 제동축(510)에 결합 고정되어 제동축(510)과 같이 일체로 회전되는 제 5 기어(520)가 구비되며, 제 5 기어(520)는 출력축(130)의 출력기어(141)와 치합되어 구비된다.

이와 같이 구비되는 원심브레이크(500)는 출력축(130)과 같이 회전되는 제동축(510)의 회전속도를 제어함으로써 수문의 하강속도를 제어할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 모터(120)가 클러치(400)를 통하지 않고 동력전달수단인 기어수단(200)에 직접 연결됨으로써 모터(120)의 전원이 차단된 중지(비작동)시 수문이 그 자중에 의해 자중하강 되므로 수문의 자중이 클러치(400)에 부하로 작용되지 않는 장점이 있는데 반해, 모터(120)를 클러치(400)를 통해 동력전달수단에 연결하면, 모터(120)의 중지시에도 수문이 클러치(400)에 의해 하강하지 못하고 상승된 상태를 유지하게 됨으로써 고중량인 수문의 자중이 그대로 클러치(400)에 부하로 작용되므로 클러치(400)에 큰 저항이 작용되어 부품이 파손될 수 있고, 오작동의 가능성이 농후하며, 클러치(400)의 수명이 급격히 짧아지는 단점이 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 수문 권양장치의 작동관계를 설명한다.

먼저, 수문을 모터(120)에 의한 전동으로 상승시킬 때에는 모터(120)의 동력이 도 3에서의 화살표와 같은 방향으로 체인기어(242)에 전달되어 수문을 상승시키게 된다.

즉, 모터(120)가 구동되면, 모터(120)에 연결된 입력축(121)이 회전되면서 입력기어(122)가 회전되고, 입력기어(122)와 치합된 제 1 기어(211)가 회전되면서 제 1 회전축(210)을 통해 제 1 피니언(212)이 일체로 회전된다.

이후, 제 1 피니언(212)과 치힙된 제 2 기어(221)가 회전되면서 제 2 회전축(220)을 통해 제 2 피니언(222)이 일체로 회전되고, 제 2 피니언(222)과 치합된 제 3 기어(231)가 회전되면서 제 3 회전축(230)을 통해 제 3 피니언(232)이 일체로 회전되며, 제 3 피니언(232)과 치합된 제 4 기어(241)가 회전되면서 제 4 회전축(240)을 통해 체인기어(242)가 일체로 회전된다.

이로써, 체인기어(242)에 감김된 체인(250)이 일방향으로 이동되면서 하강되어 있던 수문이 상승하게 되고, 상승 후 모터(120)의 정지(전원이 공급된 상태)시는 모터브레이크가 작동되어 모터(120)의 역회전을 방지함으로써 수문을 상승된 상태로 유지시키게 된다.

이와 같이 모터(120)에 의한 수문의 상승 전에 클러치압력관(430)과 클러치하우징(410)은 양 디스크(420)의 부착으로 동력이 연결된 상태이고, 이 상태에서 클러치하우징(410)의 링기어(411)는 웜기어(142)를 통해 연결된 수동핸들(140)이 잠금된 상태이므로 링기어(411) 및 클러치하우징(410), 클러치압력관(430), 출력축(130)이 모두 회전불가한 상태로 구비되며, 이에 따라 출력축(130)의 선단부에 연결된 유성기어유닛(300)의 링기어(330) 역시도 회전불가한 상태로 구비된다.

이로써, 입력축(121)에 의해 선기어(310)가 회전되어도 선기어(310)에 외접한 유성기어(320)들이 고정된 링기어(330)에 내접한 상태로 링기어(330)의 내주를 따라 이동되면서 회전되므로 입력축(121)의 동력은 출력축(130)으로 전달되지 않으므로 모터(120)에 의한 수문의 상승작동이 원활하게 이루어지게 된다.

이후, 모터(120)의 중지(전원이 차단된 상태)시는, 모터브레이크의 작동이 중지되어 수문이 자중에 의해 하강하게 되는데, 이때 모터(120)의 중지시키기 전에 자중강하레버(460)를 작동시켜 클러치압력관(430)과 클러치하우징(410) 간의 디스크(420)를 분리시켜 클러치하우징(410)과 클러치압력관(430)의 동력을 차단시킨다.

이 상태에서 수문이 자중에 의해 하강될 시는 도 5에 도시된 바와 같이, 수문의 자중에 의한 역동력이 체인기어(242)를 통해 기어수단(200)에 전달되어 기어수단(200)을 역작동시키게 된다.

그러면, 기어수단(200)의 역작동에 의해 입력축(121)이 역회전되고, 입력축(121)의 역회전은 유성기어유닛(300)의 선기어(310)를 통해 유성기어(320)로 전달되며, 이는 다시 유성기어(320)가 내접한 링기어(330)를 통해 출력축(130)으로 전달되어 출력축(130)을 입력축(121)과 같은 방향으로 회전시키게 되고, 출력축(130)의 회전 동력은 출력기어(141)와 이에 치합된 제 5 기어(520) 및 제동축(510)을 통해 원심브레이크(500)로 전달된다.

따라서, 원심브레이크(500)에서 회전되는 제동축(510)의 회전속도를 제어함에 따라 자중에 의해 하강되는 수문의 하강속도가 제어됨으로써 가속에 의한 수문의 급격한 하강을 방지하여 수문의 파손을 방지할 수 있게 된다.

한편, 수문을 수동으로 상승시키고자 할 시는 자중강하레버(460)를 통해 클러치압력관(430)과 클러치하우징(410) 간의 디스크(420)를 부착시켜 동력을 연결한 상태로 구비한다.

이 상태에서 수동핸들(140)에 채워진 핸들브레이커를 푼 후 수동핸들(140)을 일방향으로 회전시키면, 수동핸들(140)의 회전동력이 도 4에서의 화살표와 같이 전달되어 수문을 상승시키게 된다.

즉, 수동핸들(140)의 회전에 의해 수동핸들(140)의 구동축(141)에 결합 고정된 웜기어(142)가 일방향으로 회전되고, 웜기어(142)에 치합된 클러치하우징(410)의 링기어(411)가 연동되어 일방향으로 회전된다.

그러면, 링기어(411)에 결합 고정된 클러치하우징(410)이 동일한 방향으로 회전되고, 클러치하우징(410)과 동력이 연결된 클러치압력관(430) 역시도 클러치하우징(410)과 동일한 방향으로 회전되며, 이에 따라 클러치압력관(430)이 결합 고정된 출력축(130) 역시도 클러치압력관(430)과 같이 회전하게 된다.

이로써, 출력축(130)의 선단부에 결합 고정된 유성기어유닛(300)의 링기어(330)가 출력축(130)과 같이 회전되고, 링기어(330)에 내접된 유성기어(320)들에 의해 선기어(310)가 링기어(330)와 동일한 방향으로 회전된다.

그러면, 선기어(310)에 의해 입력축(121)이 선기어(310)와 동일한 방향으로 회전되고, 입력축(121)의 입력기어(122)에 치합된 제 1 기어(211)를 통해 전술한 바와 같이 기어수단(200)이 작동되어 수문을 상승시키게 된다.

수문을 상승시킨 후에는 수동핸들(140)에 핸들브레이커를 채워 수동핸들(140)의 역회전을 방지함으로써 수문을 상승된 상태 그대로 유지할 수 있게 된다.

이후, 수문을 하강시키고자 할 시는 전술한 바와 같이, 자중강하레버(460)를 작동시켜 클러치압력관(430)과 클러치하우징(410) 간의 디스크(420)를 분리시켜 클러치하우징(410)과 클러치압력관(430)의 동력을 차단시킨다.

그러면, 출력축(130)과 수동핸들(140) 간의 동력이 차단됨과 동시에 수동핸들(140)에 의한 수문의 잠금이 해제됨으로써 수문은 그 자중에 의해 하강하게 되고, 수문의 하강속도는 전술한 바와 같이 원심브레이크(500)에 의해 제어되어 가속에 의한 급격한 하강을 방지한 상태로 수문을 천천히 하강시킬 수 있게 된다.

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 : 권양장치 110 : 케이싱
120 : 모터 121 : 입력축
122 : 입력기어 130 : 출력축
131 : 출력기어 140 : 수동핸들
141 : 구동축 142 : 웜기어
150 : 커플러축 200 : 기어수단
210 : 제 1 회전축 211 : 제 1 기어
212 : 제 1 피니언 220 : 제 2 회전축
221 : 제 2 기어 222 : 제 2 피니언
230 : 제 3 회전축 231 : 제 3 기어
232 : 제 3 피니언 240 : 제 4 회전축
241 : 제 4 기어 242 : 체인기어
250 : 체인 300 : 유성기어유닛
310 : 선기어 320 : 유성기어
330 : 링기어 400 : 클러치
410 : 클러치하우징 411 : 링기어
420 : 디스크 430 : 클러치압력관
431 : 스프링 440 : 클러치레버
441 : 힌지부 442 : 압력부
443 : 후크부 450 : 슬립링
460 : 자중강하레버 500 : 원심브레이크
510 : 브레이크축 520 : 제 5 기어

Claims (4)

1. 수문을 승강시키는 수문 권양장치로서,
   케이싱 내에 다수의 평기어가 감속비를 갖도록 상호 연결되어 구비된 기어수단; 케이싱에 구비되어 기어수단의 출력단에 연결되는 체인기어; 체인기어에 걸림되어 감김 또는 풀림되도록 구비됨과 아울러 그 단부는 수문에 고정되게 구비되어 수문을 승강시키는 체인; 케이싱에 고정되는 모터에서 인출되어 기어수단의 입력단에 연결되는 입력축; 케이싱에 회전가능하게 구비되는 출력축; 입력축과 출력축 사이에 구비되어 입력축과 출력축 간의 동력을 전달하는 유성기어유닛; 출력축에 구비되어 입력축과 유성기어유닛 간의 동력전달을 단속하는 클러치; 케이싱에 회전가능하게 구비되어 클러치를 통해 유성기어유닛을 회전시키는 수동핸들; 및 출력축에 연결되어 수문의 자중하강시 수문의 하강속도를 제어하는 원심브레이크;를 포함하되,
   클러치는 출력축에 구비되어 수동핸들에 의해 회전되는 링기어;
   링기어에 고정되게 구비되는 한편 그 내주면에는 디스크가 구비되어 있는 클러치하우징;
   출력축에 고정되게 구비되는 한편 그 외주면에는 축방향으로 이동가능하게 결합되는 디스크가 구비되어 있는 클러치압력관;
   클러치압력관에 구비되어 클러치압력관의 디스크를 일방향으로 밀어내 클러치하우징의 디스크와 분리시키는 스프링;
   클러치압력관에 회전가능하게 구비되어 클러치압력관의 디스크를 클러치하우징의 디스크에 부착시키는 클러치레버; 및
   클러치압력관에 축방향으로 이동가능하게 구비되어 클러치레버를 회전시키는 슬립링;을 포함하는 수문 권양장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   클러치하우징의 링기어는 클러치에 의해 출력축과 동력이 연결되거나 또는 둥력이 차단되게 구비되는 수문 권양장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   클러치레버는 그 일측이 클러치압력관에 힌지 결합되고, 일단부에는 슬립링에 의해 눌림되어 클러치레버를 회전시키는 후크부가 돌출 형성되고, 타단부에는 슬립링의 눌림에 의해 회전되면서 클러치압력관의 디스크를 클러치하우징의 디스크에 부착시키는 압력부가 구비되는 수문 권양장치.

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