KR102040831B1

KR102040831B1 - 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문

Info

Publication number: KR102040831B1
Application number: KR1020190014661A
Authority: KR
Inventors: 박세웅
Original assignee: (주)현대워터텍
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2019-11-05

Abstract

본 발명은 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문에 관한 것이다. 랙 방식의 수문은 게이트(11); 게이트(11)의 이동을 유도하는 가이드(12a, 12b); 구동 수단(16)에 의하여 회전되는 피니언 유닛(14a, 14b); 및 피니언 유닛(14a, 14b)의 작동에 따라 가이드(12a, 12b)를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛(15a, 15b)을 포함하고, 상기 게이트(11)와 렉 유닛(15a, 15b)은 서로 결합되어 함께 상하로 이동된다.

Description

모터 구동에 의한 랙 방식의 수문{A Rack Type of a Water Gate Driven by a Motor}

본 발명은 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문에 관한 것이고, 구체적으로 모터에 의하여 작동되는 랙 기어 모듈에 의하여 개폐가 조절되는 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문에 관한 것이다.

유량 조절 또는 수심 유지를 위하여 수로에 설치되는 다양한 구조를 가지는 수문이 이 분야에 공지되어 있다. 특허등록번호 10-1279084는 수문의 좌우측 동기를 맞추어 동일하게 승하강이 이루어지도록 하는 하천에서 이용할 수 있는 동기식 인양 수문에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1010045는 상부 구조물의 생략으로 시공비용을 대폭적으로 절감시킬 수 있도록 하면서 정확한 개폐 작동과 복수의 게이트를 동시에 작동시킬 수 있도록 유압 승강식 수문 장치에 대하여 개시한다. 수문은 전체적으로 안정한 구조를 가지면서 설치 및 유지가 간단하고, 작동 방식이 단순한 것이 유리하다. 그러나 선행기술은 체인 방식으로 작동을 하거나, 유압 방식으로 작동되는 것에 의하여 설치 구조가 복잡하다는 단점을 가진다.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술 1: 특허등록번호 10-1279084(주식회사 삼안, 2013.06.26. 공고) 하천에서 이용할 수 있는 동기식 인양 수문 선행기술 2: 특허등록번호 10-1010045(경신가동보(주), 2011.01.21. 공고) 유압 승강식 수문 장치

본 발명의 목적은 모터 구동에 의하여 작동되는 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문은 게이트; 게이트의 이동을 유도하는 가이드; 구동 수단에 의하여 회전되는 피니언 유닛; 및 피니언 유닛의 작동에 의하여 가이드를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛을 포함하고, 상기 게이트와 렉 유닛은 서로 결합되어 함께 상하로 이동된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 서로 마주보도록 설치되는 피니언 유닛을 연결하는 연동 축을 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 가이드는 랙 유닛에 비하여 큰 길이 또는 높이로 연장되고, 랙 유닛은 게이트의 양쪽 가장자리에 형성된 고정 채널에 결합된다.

본 발명에 따른 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문은 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 것에 의하여 개폐 구조가 간단하다. 본 발명에 따른 수문은 개폐 조절을 위한 랙과 피니언이 모듈 구조로 만들어져 게이트에 결합되는 것에 의하여 설치 및 유지가 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 수문의 개폐된 상태의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 수문의 구동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명 따른 수문의 개폐 조절 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문은 게이트(11); 게이트(11)의 이동을 유도하는 가이드(12a, 12b); 구동 수단(16)에 의하여 회전되는 피니언 유닛(14a, 14b); 및 피니언 유닛(14a, 14b)의 작동에 의하여 따라 가이드(12a, 12b)를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛(15a, 15b)을 포함하고, 상기 게이트(11)와 랙 유닛(15a, 15b)은 서로 결합되어 함께 상하로 이동된다.

게이트(11)은 다양한 소재로 만들어질 수 있고, 상하 이동에 의하여 수로의 개폐를 조절할 수 있다. 예를 들어 게이트(11)는 전체적으로 사각형 구조가 될 수 있고, 둘레 면의 적어도 일부에 밀폐 수단이 형성될 수 있다. 게이트(11)는 가이드(12a, 12b)를 따라 상하로 이동될 수 있고, 서로 마주보는 한 쌍의 가이드(12a, 12b)는 게이트(11)의 상하 이동을 유도할 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 모터와 같은 구동 수단(16)에 의하여 피니언 유닛(14a, 14b)이 작동될 수 있고, 예를 들어 피니언 유닛(14a, 14b)은 피니언 기어와 같은 원형 기어 구조를 가질 수 있고, 모터에 의하여 회전될 수 있다. 각각의 피니언 유닛(14a, 14b)이 각각의 가이드(12a, 12b)에 인접하여 설치될 수 있고, 피니언 유닛(14a, 14b)은 정해진 위치에 고정될 수 있다. 그리고 피니언 유닛(14a, 14b)에 랙 유닛(15a, 15b)이 맞물려 게이트(11)와 함께 상하로 이동될 수 있다. 랙 유닛(15a, 15b)은 예를 들어 선형 기어 구조를 가질 수 있고, 피니언 유닛(14a, 14b)과 맞물려 상하 방향으로 선형 이동이 가능한 선형 기어 구조를 가질 수 있다. 랙 유닛(15a, 15b)은 독립적으로 만들어져 한쪽 부분이 게이트(11)의 가장자리에 결합되고, 맞물림 이빨이 형성된 부분이 피니언 유닛(14a, 14b)에 맞물리도록 게이트(11)에 결합될 수 있다. 또는 게이트(11)의 양쪽 가장자리에 피니언 유닛(14a, 14b)와 맞물리는 랙 기어 구조가 형성될 수 있다. 가이드(12a, 12b)은 게이트(11)의 높이에 비하여 적어도 2배가 큰 길이를 가질 수 있고, 가이드 유닛(12a, 12b)의 내부에 랙 유닛(15a, 15b)의 이동을 위한 유도 경로(121)가 형성될 수 있다, 또한 게이트(11)의 위쪽 부분에 게이트(11)와 랙 유닛(15a, 15b)을 서로 결합시키는 결합 수단(122)이 형성될 수 있다. 피니언 유닛(14a, 14b)은 피니언 고정 수단(141)에 의하여 정해진 위치에 고정될 수 있고, 예를 들어 피니언 고정 수단(141)은 수문의 설치를 위한 베이스 설비(13a, 13b)에 고정될 수 있다. 랙 유닛(15a, 15b)의 상하 이동을 위한 유도 경로(121)는 가이드(12a, 12b)을 형성하는 서로 마주보면서 연장되는 두 개의 수직 부재에 의하여 형성되거나, 하나의 수직 부재에 유도 채널 또는 유도 홈을 형성하는 것에 의하여 만들어질 수 있다. 그리고 유도 경로(121)의 폭은 유도 경로(121)에 수직이 되는 방향으로 결합된 다수 개의 간격 고정 유닛(151)에 의하여 일정하게 유지될 수 있다. 다수 개의 간격 고정 유닛(151)이 유도 경로(121)를 따라 배치되어 다양한 사용 조건에서 유도 경로(121)의 높이에 따른 폭이 바뀌는 것이 방지되어 랙 유닛(15a, 15b)의 작동 오류가 방지되도록 한다.

한 쌍의 피니언 유닛(14a, 14b)이 각각의 가이드(12a, 12b)에 인접하는 위치에 배치될 수 있고, 하나의 피니언 유닛(예를 들어 14a)에 구동 수단(16)이 연결될 수 있다. 그리고 다른 피니언 유닛(예를 들어 14b)은 연동 축(18)에 의하여 하나의 피니언 유닛(14a)에 연결될 수 있다. 서로 마주보는 한 쌍의 피니언 유닛(14a, 14b)은 각각 동력 전달 블록(17a, 17b)에 연결될 수 있고, 각각의 동력 전달 블록(17a, 17b)에 연동 축(18)의 양쪽 끝이 연결될 수 있다. 그리고 제1 동력 전달 블록(17a)은 구동 수단(16)에 연결될 수 있다. 구동 수단(16)의 구동에 의하여 연동 축(18)이 회전될 수 있고, 이에 따라 각각의 피니언 유닛(14a, 14b)이 회전될 수 있다. 구동 수단(16)에 의한 피니언 유닛(14a, 14b)의 작동을 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 동력 전달 블록(17a, 17b)은 기어, 베어링, 부싱 또는 이와 유사한 다양한 동력 전달 부품을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 실시 예는 게이트(11)가 잠긴 상태가 되고, 구동 수단(16)의 구동에 의하여 제1,2 피니언 유닛(14a, 14b)가 작동되어 랙 유닛(15a, 15b)이 위쪽으로 이동될 수 있다. 랙 유닛(15a, 15b)의 이동과 함께 랙 유닛(15a, 15b)에 결합된 게이트(11)가 위쪽으로 이동되면서 수문이 열릴 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 수문의 개폐된 상태의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 랙 유닛(15a, 15b)은 게이트(11)의 높이에 비하여 큰 높이를 가질 수 있고, 예를 들어 랙 유닛(15a, 15b)은 게이트(11)의 높이의 2배가 되는 높이를 가질 수 있다. 랙 유닛(15a, 15b)의 높이는 게이트(11)의 개폐 수준 또는 랙 유닛(15a, 15b)이 게이트(11)에 결합되는 위치에 따라 랙 유닛(15a, 15b)의 높이는 다양하게 설정될 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 유도 경로(121)의 높이는 적어도 게이트(11)의 높이에 비하여 큰 높이로 설정될 수 있다. 게이트(11)의 상하 이동 과정에서 피니언 유닛(14a, 14b)은 피니언 고정 수단(141)에 고정되어 회전될 수 있다. 피니언 유닛(14a, 14b)은 다양한 동력 전달 수단에 의하여 구동 수단(16)에 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 수문의 구동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 가이드(12a, 12b)는 랙 유닛(15a, 15b)에 비하여 큰 길이 또는 높이로 연장되고, 랙 유닛(15a, 15b)은 게이트(11)의 양쪽 가장자리에 형성된 고정 채널(111)에 결합된다. 구동 수단(16)은 예를 들어 모터가 될 수 있고, 구동 수단(16)은 동력 전달 블록(17a, 17b)에 의하여 피니언 유닛(14a, 14b)에 연결될 수 있다. 동력 전달 블록(17a, 17b)은 변환 유닛(31a, 31b) 및 변환 유닛(31a, 31b)에 결합된 베어링 유닛(32a, 32b)을 포함할 수 있고, 각각의 베어링 유닛(32a, 32b)에 피니언 유닛(14a)의 연결 축(S)이 결합되고, 연결 축(S)의 한쪽 끝에 피니언 이빨(T)이 고정될 수 있다. 그리고 피니언 이빨(T)에 랙 및 변환 유닛(31a, 31b)에 연결된 랙 기어(15a, 15b)가 맞물릴 수 있다. 게이트(11)의 양쪽 가장자리에 옆으로 누운 U-형상의 고정 채널(111)이 형성될 수 있고, 고정 채널(111)의 내부에 랙 유닛(15a, 15b)이 결합될 수 있다. 피니언 이빨(T)은 적어도 일부가 고정 채널(111)의 내부로 삽입된 상태에서 랙 유닛(15a, 15b)과 맞물릴 수 있다.

연동 축(18)에 의하여 서로 마주보는 위치에 배치된 변환 유닛(31a, 31b)이 서로 연결될 수 있고, 연동 축(18)의 중앙 부분에 균형 부싱(181)이 결합되어 연동 축(18)이 안정적으로 고정되도록 한다. 구동 수단(16)과 제1 변환 유닛(31a)은 결합 케이싱(33)에 의하여 결합될 수 있고, 결합 케이싱(33)의 내부에 잠금 핸들(34)에 의하여 작동되는 잠금 수단이 수용될 수 있다. 잠금 수단에 의하여 게이트(11)는 구동 수단(16)의 작동에 관계없이 정해진 위치에 고정될 수 있다. 또한 잠금 수단에 의하여 게이트(11)에 가해지는 외부의 압력에 저항하여 게이트(11)가 정해진 위치에 고정될 수 있다.

연동 축(18) 또는 변환 유닛(31a, 31b)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 4는 본 발명 따른 수문의 개폐 조절 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 유도 경로(121)의 내부에 랙 유닛(15a 15b)가 정해진 경로를 따라 이동되도록 하는 유도 레일(41a, 41b)이 형성될 수 있고, 유도 레일(41a, 41b)은 U-형상 또는 이와 유사한 형상이 될 수 있고, 랙 유닛(15a, 15b)의 양쪽 가장자리가 접촉될 수 있다. 유도 레일(41a, 41b)은 유도 경로(121)의 연장 방향을 따라 서로 분리되어 다수 개가 형성될 수 있다. 결합 케이싱(33)의 내부에 서로 맞물려 회전된 축 연결 롤러(331, 332)가 형성될 수 있고, 축 연결 롤러(331, 332)에 의하여 구동 수단(16)의 구동축이 제1 변환 유닛(31a)에 연결되거나, 분리될 수 있다. 또한 축 연결 롤러(331, 332)는 잠금 핸들(34)에 의하여 회전될 수 있고, 잠금 핸들(34)은 잠금 바(341)에 의하여 작동이 제한될 수 있다. 축 연결 롤러(331, 332)은 위에서 설명된 잠금 수단의 기능을 가질 수 있다.

게이트의 이동은 다양한 방법으로 제한될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

11: 게이트 12a, 12b: 가이드
13a,13b: 베이스 설비 14a, 14b: 피니언 유닛
15a, 15b: 랙 유닛 16: 구동 수단
17a, 17b: 동력 전달 블록 18: 연동 축
31a, 31b: 변화 유닛 32a, 32b: 베어링 유닛
33: 결합 케이싱 34: 잠금 핸들
41a, 41b: 유도 레일
111: 고정 채널 121: 유도 경로
122: 결합 수단 141: 피니언 고정 수단
151: 간격 고정 유닛 181: 균형 부싱
331, 332: 축 연결 롤러

Claims

게이트(11);
게이트(11)의 이동을 유도하는 가이드(12a, 12b);
구동 수단(16)에 의하여 회전되는 피니언 유닛(14a, 14b); 및
피니언 유닛(14a, 14b)의 작동에 의하여 가이드(12a, 12b)를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛(15a, 15b)을 포함하고,
상기 게이트(11)와 랙 유닛(15a, 15b)은 서로 결합되어 함께 상하로 이동되고,
상기 가이드(12a, 12b)는 랙 유닛(15a, 15b)에 비하여 큰 길이 또는 높이로 연장되고, 상기 랙 유닛(15a, 15b)은 게이트(11)의 양쪽 가장자리에 형성된 고정 채널(111)에 결합되며,
상기 가이드(12a, 12b)는 상기 랙 유닛(15a, 15b)의 상하 이동을 위하여 서로 마주보면서 연장되는 두 개의 수직 부재에 의해 형성되는 유도 경로(121)를 포함하고, 상기 유도 경로(121)를 따라 상기 유도 경로(121)에 수직이 되는 방향으로 결합된 다수 개의 간격 고정 유닛(151) 및 상기 랙 유닛(15a, 15b)의 양쪽 가장자리가 접촉되도록 상기 유도 경로(121)의 연장 방향을 따라 형성된 유도 레일(41a, 41b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문.
청구항 1에 있어서, 서로 마주보도록 설치되는 피니언 유닛(14a, 14b)을 연결하는 연동 축(18)을 더 포함하는 모터 구동에 의한 랙 방식의 수문.
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