KR102095379B1 - 동력전달장치 - Google Patents

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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 동력전달장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달장치는, 동력을 제공받아 회전하는 제1 샤프트와, 제1 샤프트로부터 동력을 전달받아 회전하는 제2 샤프트와, 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이를 연결하여 동력을 전달하거나, 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이를 분리하여 동력이 전달되는 것을 차단하는 클러치부, 및 제1 샤프트와 제2 샤프트의 외측을 각각 적어도 일부 둘러싸며 지지하되, 제1 샤프트와 제2 샤프트의 길이 방향으로 신축 가능한 한 쌍의 수평유지부를 포함할 수 있다.

Description

동력전달장치{Power transmission device}
본 발명은 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 샤프트의 처짐을 방지하여 효과적으로 동력을 전달할 수 있는 구조의 동력전달장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 선미부분에 프로펠러를 포함하는 추진장치가 설치되어, 프로펠러의 회전에 의해 추진 동력이 발생하여 운항하게 된다. 추진장치는 선박의 특성 및 사용 목적에 따라 다양한 형태로 구현되나, 통상, 엔진의 피스톤과 연결된 샤프트와, 샤프트의 단부에 연결된 허브, 및 허브에 방사형으로 결합되는 프로펠러 블레이드로 구성된다. 따라서, 엔진의 피스톤이 왕복 운동을 하면, 발생된 추진 동력이 샤프트를 통해 프로펠러에 전달되어 프로펠러가 회전하게 된다.
한편, 엔진과 프로펠러를 연결하는 샤프트에는 축이음 장치인 클러치(clutch)가 설치되어 동력을 전달하거나 동력 전달을 차단할 수 있다. 예를 들어, 엔진 또는 프로펠러 또는 샤프트의 유지 보수 시, 클러치는 엔진에 연결된 샤프트와 프로펠러에 연결된 샤프트 사이를 분리하여 동력 전달을 차단할 수 있다. 이러한 샤프트는 클러치가 설치된 부분이 구조적으로 취약할 수 밖에 없으며, 이로 인해, 프로펠러의 회전 시 발생한 회전모멘트가 클러치 부근에 집중되어 클러치 또는 샤프트가 파손되는 문제가 발생하기도 한다. 특히, 선박이 대형화됨에 따라 샤프트의 길이도 길어지게 되어 샤프트가 아래로 처질 수 있으며, 샤프트가 아래로 처지는 경우, 동력 전달이 원활하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라 클러치 부근에 더 많은 응력이 집중되어 또 다른 구조적 손상을 유발할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 종래에는 클러치 부근에 베어링을 추가로 설치하였으나, 대형 선박의 경우, 베어링을 추가로 설치하더라도 샤프트가 아래로 처지는 문제가 해결되지 않아 구조적으로 불안정한 문제가 있다.
이에, 샤프트의 처짐을 방지하여 효과적인 동력 전달이 가능하고 구조적으로도 안정된 동력전달장치가 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1104862호 (2012. 01. 04)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 샤프트의 처짐을 방지하여 효과적으로 동력을 전달할 수 있는 구조의 동력전달장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치는, 동력을 제공받아 회전하는 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트로부터 상기 동력을 전달받아 회전하는 제2 샤프트와, 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트 사이를 연결하여 상기 동력을 전달하거나, 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트 사이를 분리하여 상기 동력이 전달되는 것을 차단하는 클러치부, 및 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트의 외측을 각각 적어도 일부 둘러싸며 지지하되, 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트의 길이 방향으로 신축 가능한 한 쌍의 수평유지부를 포함한다.
상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트는 각각, 서로 접하는 단부에 링 형상의 제1 플랜지부와 제2 플랜지부가 형성되고, 상기 한 쌍의 수평유지부는 각각, 상기 길이 방향으로 연장되어 상기 제1 플랜지부와 상기 제2 플랜지부의 외측에서 내측을 향하여 가압할 수 있다.
상기 수평유지부는, 슬라이딩 이동하여 상기 제1 플랜지부 또는 상기 제2 플랜지부의 외측면에 접하는 피스톤부, 및 상기 제1 샤프트 또는 상기 제2 샤프트가 관통하는 제1 공간부와, 상기 제1 공간부의 외측에 상기 제1 공간부와 별도로 형성되어 내부에 상기 피스톤부를 수용하는 제2 공간부가 형성된 실린더부를 포함할 수 있다.
상기 동력전달장치는, 상기 제1 플랜지부 또는 상기 제2 플랜지부의 외측면과 상기 피스톤부 사이에 삽입되어 상기 제1 플랜지부 또는 상기 제2 플랜지부와 상기 피스톤부 사이의 마찰저항을 감소시키는 베어링부를 더 포함할 수 있다.
상기 클러치부는, 상기 제1 샤프트 또는 상기 제1 플랜지부에 설치되는 제1 클러치부와, 상기 제2 샤프트 또는 상기 제2 플랜지부에 설치되어 상기 제1 클러치부와 체결되는 제2 클러치부를 포함하며, 상기 제1 클러치부와 상기 제2 클러치부 중 어느 하나는 나머지 하나를 향하여 슬라이딩 이동 가능하게 형성될 수 있다.
상기 동력전달장치는, 상기 제1 클러치부와 상기 제2 클러치부 중 어느 하나를 슬라이딩 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 클러치부와 상기 제2 클러치부 중 어느 하나는 상기 길이 방향과 수직한 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고, 나머지 하나는 상기 돌출부를 수용하는 만입부를 포함할 수 있다.
상기 돌출부는 외주면을 따라 제1 기어치가 형성된 외접기어로 형성되고, 상기 만입부는 내주면을 따라 상기 제1 기어치와 치합되는 제2 기어치가 형성된 내접기어로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 수평유지부가 제1 샤프트와 제2 샤프트의 외측을 각각 지지하므로, 샤프트의 길이가 길게 연장되더라도 샤프트의 처짐을 방지할 수 있어 효과적인 동력 전달이 가능하다. 특히, 각각의 수평유지부가 길이 방향으로 연장되어 제1 플랜지부와 제2 플랜지부를 가압하므로, 샤프트의 처짐 방지 효과가 증대됨은 물론, 클러치부의 체결력이 증대되어 클러치부 부근의 응력 및 회전모멘트가 집중되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 클러치부 또는 샤프트의 장치 수명을 연장시킬 수 있으며, 구조적으로 보다 안정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 동력전달장치의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 동력전달장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 동력전달장치의 사용 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치는 엔진과 같은 동력발생부에서 생성된 동력을 추진기와 같은 작동부에 전달하는 것으로, 일 측이 동력발생부에 연결되고 타 측이 작동부에 연결될 수 있다.
동력전달장치는 한 쌍의 수평유지부가 제1 샤프트와 제2 샤프트의 외측을 각각 지지하므로, 샤프트의 길이가 길게 연장되더라도 샤프트의 처짐을 방지할 수 있어 효과적인 동력 전달이 가능하다. 특히, 각각의 수평유지부가 길이 방향으로 연장되어 제1 플랜지부와 제2 플랜지부를 가압하므로, 샤프트의 처짐 방지 효과가 증대됨은 물론, 클러치부의 체결력이 증대되어 클러치부 부근의 응력 및 회전모멘트가 집중되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 클러치부 또는 샤프트의 장치 수명을 연장시킬 수 있으며, 구조적으로 보다 안정될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 동력전달장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 동력전달장치의 단면도이다.
본 발명에 따른 동력전달장치(1)는 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)와, 클러치부(30), 및 한 쌍의 수평유지부(40)를 포함한다.
제1 샤프트(10)는 일정 길이를 갖는 봉 형상의 부재로, 일 측이 동력발생부(도 5의 100 참조)에 연결되어 동력을 제공받아 회전한다. 보다 구체적으로, 제1 샤프트(10)는 동력발생부(100)의 모터(도시되지 않음)에 직접 또는 간접적으로 연결되며, 모터가 회전함에 따라 모터와 일체로 회전할 수 있다. 제1 샤프트(10)는 수평 방향으로 연장되어 후술할 제2 샤프트(20)에 동력을 전달하며, 제2 샤프트(20)와 접하는 단부에 링 형상의 제1 플랜지부(11)가 형성될 수 있다. 제1 플랜지부(11)는 제1 샤프트(10)의 외주면에 결합되며, 제2 샤프트(20)와 접촉하는 끝단부에 배치되거나 끝단부로부터 이격되어 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 플랜지부(11)가 제1 샤프트(10)의 끝단부로부터 이격되어 배치되는 경우, 제1 플랜지부(11)의 양 측으로 각각 제1 샤프트(10)가 연장될 수 있다.
제2 샤프트(20)는 일정 길이를 갖는 봉 형상의 부재로, 일 측이 제1 샤프트(10)에 연결되어 제1 샤프트(10)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 보다 구체적으로, 제2 샤프트(20)는 일 측이 후술할 클러치부(30)를 통하여 제1 샤프트(10)에 기계적으로 연결되고, 타 측이 작동부(도 5의 200 참조)에 연결되어, 제1 샤프트(10)로부터 동력을 전달받아 회전하며 작동부(200)를 회전시킬 수 있다. 이 때, 제2 샤프트(20)는 제1 샤프트(10)와 동일 선상에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 그러나, 제2 샤프트(20)가 제1 샤프트(10)와 동일 선상에서 수평 방향으로 연장되고, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)가 각각 동력발생부(100)와 작동부(200)에 연결되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 제2 샤프트(20)는 제1 샤프트(10)와 다른 선상에서 수평 방향으로 연장될 수도 있고, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)가 각각 작동부(200)와 동력발생부(100)에 연결될 수도 있다. 제2 샤프트(20)는 제1 샤프트(10)와 접하는 단부에 링 형상의 제2 플랜지부(21)가 형성될 수 있다. 제2 플랜지부(21)는 제2 샤프트(20)의 외주면에 결합되며, 제1 샤프트(10)와 접촉하는 끝단부에 배치되거나 끝단부로부터 이격되어 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 플랜지부(21)가 제2 샤프트(20)의 끝단부로부터 이격되어 배치되는 경우, 제2 플랜지부(21)의 양 측으로 각각 제2 샤프트(20)가 연장될 수 있다.
클러치부(30)는 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20) 사이를 기계적으로 연결 또는 분리하는 것으로, 일 측이 제1 샤프트(10) 또는 제1 플랜지부(11)에 연결되고 타 측이 제2 샤프트(20) 또는 제2 플랜지부(21)에 연결된다. 예를 들어, 클러치부(30)는 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20) 사이를 연결하여 제1 샤프트(10)에 제공된 동력을 제2 샤프트(20)에 전달하거나, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20) 사이를 분리하여 제1 샤프트(10)에 제공된 동력이 제2 샤프트(20)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 클러치부(30)는 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)를 포함한다.
제1 클러치부(31)는 제1 샤프트(10) 또는 제1 플랜지부(11)에 설치되며, 제2 클러치부(32)는 제2 샤프트(20) 또는 제2 플랜지부(21)에 설치되어 제1 클러치부(31)와 체결된다. 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나는 나머지 하나를 향하여 슬라이딩 이동 가능하게 형성되므로, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)의 체결 및 분리가 용이하게 이루어질 수 있으며, 이로 인해, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 연결 및 분리도 용이하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)가 동일 선상에서 수평 방향으로 연장되는 경우, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나는 나머지 하나를 향하여 수평 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 반대로, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)가 서로 다른 선상에서 수평 방향으로 연장되는 경우, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나는 나머지 하나를 향하여 수직 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나는 구동부(60)에 의해 슬라이딩 이동할 수 있다.
구동부(60)는 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나를 슬라이딩 이동시키는 것으로, 제1 클러치부(31) 또는 제2 클러치부(32)를 슬라이딩 이동시킬 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구동부(60)는 도시된 바와 같이, 유압 실린더 구조로 형성되어 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나를 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 제1 클러치부(31)가 슬라이딩 이동하는 구조로 형성될 경우, 구동부(60)는 제1 샤프트(10) 또는 제1 플랜지부(11)에 결합될 수 있으며, 제2 클러치부(32)가 슬라이딩 이동하는 구조로 형성될 경우, 구동부(60)는 제2 샤프트(20) 또는 제2 플랜지부(21)에 결합될 수 있다.
또한, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나는 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 길이 방향과 수직한 방향으로 돌출된 돌출부(321)를 포함하고, 나머지 하나는 돌출부(321)를 수용하는 만입부(311)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 돌출부(321)는 외주면을 따라 제1 기어치(321A)가 형성된 외접기어로 형성되며, 만입부(311)는 내주면을 따라 제1 기어치(321A)와 치합되는 제2 기어치(311A)가 형성된 내접기어로 형성될 수 있다. 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32) 중 어느 하나가 외접기어 형태의 돌출부(321)를 포함하고, 나머지 하나가 내접기어 형태의 만입부(311)를 포함함으로써, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)가 서로 이탈하지 않고 견고하게 체결될 수 있으며, 이로 인해, 제1 샤프트(10)에서 제2 샤프트(20)로의 동력 전달이 안정적으로 이루어질 수 있다.
이하, 구동부(60)가 제1 클러치부(31)를 슬라이딩 이동시키는 구조, 제1 클러치부(31)가 만입부(311)를 포함하고, 제2 클러치부(32)가 돌출부(321)를 포함하는 구조로 한정하여 보다 구체적으로 설명한다.
구동부(60)는 중앙에 제1 샤프트(10)가 관통하는 통 형상의 부재로, 제2 샤프트(20)와 접하는 제1 플랜지부(11)의 내측면 또는 제1 샤프트(10)의 외주면에 결합될 수 있다. 구동부(60)는 제1 샤프트(10)가 관통하는 중앙의 외측으로 링 형상의 수용공간(60a)이 형성되며, 제1 클러치부(31)는 일단부가 수용공간(60a)에 수용되어 제2 클러치부(32)를 향하여 슬라이딩 이동할 수 있다. 도면 상에 구체적으로 도시하진 않았으나, 구동부(60)의 일 측에는 수용공간(60a) 내부로 유체를 주입 또는 수용공간(60a) 외부로 유체를 배출하여 제1 클러치부(31)를 이동시키는 유체공급부가 마련될 수 있다. 유체공급부는 제1 클러치부(31)의 일단부 전방 측 수용공간(60a)에 유체를 주입하거나, 제1 클러치부(31)의 일단부 후방 측 수용공간(60a)에 유체를 주입할 수 있다. 여기서, 제1 클러치부(31)의 일단부 전방 측이라 함은, 제1 클러치부(31)가 제2 클러치부(32)를 향하여 이동하는 방향과 동일한 방향을 의미하고, 제1 클러치부(31)의 일단부 후방 측이라 함은, 제1 클러치부(31)가 제2 클러치부(32)를 향하여 이동하는 방향과 대향된 방향을 의미한다. 예를 들어, 유체공급부가 제1 클러치부(31)의 일단부 전방 측 수용공간(60a)에 유체를 주입할 경우, 제1 클러치부(31)는 후방으로 슬라이딩 이동하여 제2 클러치부(32)와의 체결이 해제될 수 있다. 반대로, 유체공급부가 제1 클러치부(31)의 일단부 후방 측 수용공간(60a)에 유체를 주입할 경우, 제1 클러치부(31)는 전방으로 슬라이딩 이동하여 제2 클러치부(32)와 체결될 수 있다.
제1 클러치부(31)는 중앙에 제1 샤프트(10)가 관통하며, 수용공간(60a)에 수용된 일단부와 대향되는 타단부에 만입부(311)가 형성될 수 있다. 만입부(311)는 제1 샤프트(10)의 길이 방향과 수직한 방향으로 만입 형성되며, 내주면을 따라 제2 기어치(311A)가 형성될 수 있다. 제2 클러치부(32)는 중앙에 제2 샤프트(20)가 관통하며, 제2 샤프트(20)의 외주면에 결합될 수 있다. 제2 클러치부(32)는 제2 샤프트(20)의 길이 방향과 수직한 방향으로 돌출부(321)가 형성되며, 돌출부(321)는 외주면을 따라 제1 기어치(321A)가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 클러치부(31)가 제2 클러치부(32)를 향하여 슬라이딩 이동하면, 만입부(311) 내부로 돌출부(321)가 수용됨과 동시에 제2 기어치(311A)와 제1 기어치(321A)가 치합되어, 제1 샤프트(10)로 제공된 동력이 제1 클러치부(31), 제2 클러치부(32)를 통해 제2 샤프트(20)로 전달될 수 있다.
한편, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)는 각각, 외측이 수평유지부(40)에 의해 적어도 일부 둘러싸여 지지될 수 있다. 여기서, 수평유지부(40)가 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 외측을 적어도 일부 둘러싸며 지지한다는 것은, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 외주면을 완전히 둘러싸며 아래로 처지지 않도록 수평 방향으로 받치는 것과, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 외주면을 적어도 일부 둘러싸며 아래로 처지지 않도록 수평 방향으로 받치는 것을 모두 포함할 수 있다. 또한, 수평유지부(40)는 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 외측을 둘러싸며 지지하면서 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 길이 방향으로 신축 가능하게 형성될 수 있다. 수평유지부(40)가 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 길이 방향으로 신축 가능하게 형성됨으로써, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 처짐을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)를 각각 지지하는 한 쌍의 수평유지부(40)는 길이 방향으로 연장되어 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)의 외측에서 내측을 향하여 가압할 수 있다. 한 쌍의 수평유지부(40)가 각각 연장되어 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)의 외측에서 내측을 향하여 가압함으로써, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 처짐 방지 효과가 증대됨은 물론, 클러치부(30)의 체결력이 증대되어 클러치부(30) 부근의 응력 및 회전모멘트가 집중되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 클러치부(30) 또는 제1 샤프트와 제2 샤프트(20)의 장치 수명을 연장시킬 수 있으며, 구조적으로 보다 안정될 수 있다.
보다 구체적으로, 수평유지부(40)는 별도의 지지부재(43)에 의해 바닥면(B)에 고정 설치되며, 피스톤부(41)와 실린더부(42)를 포함한다. 피스톤부(41)는 슬라이딩 이동하여 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)의 외측면에 접하는 것으로, 중앙에 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트(20)가 관통할 수 있다. 피스톤부(41)는 일단부가 실린더부(42)에 수용된다. 실린더부(42)는 통 형상의 부재로, 제1 샤프트(10) 또는 제2 샤프트(20)가 관통하는 제1 공간부(42a)와, 제1 공간부(42a)의 외측에 제1 공간부(42a)와 별도로 형성되어 내부에 피스톤부(41)의 일단부를 수용하는 제2 공간부(42b)를 포함할 수 있다. 제1 공간부(42a)는 실린더부(42)의 중앙을 수평 방향으로 완전히 관통하여 형성될 수 있으며, 외부와 연통될 수 있다. 제2 공간부(42b)는 제1 공간부(42a)의 외측에 링 형상으로 형성되며, 제1 공간부(42a)와 독립된 밀폐 공간을 형성할 수 있다. 도면 상에 구체적으로 도시하진 않았으나, 실린더부(42)의 일 측에는 제2 공간부(42b) 내부로 유체를 주입 또는 제2 공간부(42b) 외부로 유체를 배출하여 피스톤부(41)를 이동시키는 유체공급부가 마련될 수 있다. 유체공급부는 피스톤부(41)의 일단부 전방 측 제2 공간부(42b)에 유체를 주입하거나, 피스톤부(41)의 일단부 후방 측 제2 공간부(42b)에 유체를 주입할 수 있다. 여기서, 피스톤부(41)의 일단부 전방 측이라 함은, 제1 샤프트(10)를 지지하는 수평유지부(40)와 제2 샤프트(20)를 지지하는 수평유지부(40) 모두, 피스톤부(41)가 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)를 향하여 이동하는 방향과 동일한 방향을 의미한다. 또한, 피스톤부(41)의 일단부 후방 측이라 함은, 제1 샤프트(10)를 지지하는 수평유지부(40)와 제2 샤프트(20)를 지지하는 수평유지부(40) 모두, 피스톤부(41)가 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)를 향하여 이동하는 방향과 대향된 방향을 의미한다. 예를 들어, 유체공급부가 피스톤부(41)의 일단부 전방 측 제2 공간부(42b)에 유체를 주입할 경우, 피스톤부(41)는 후방으로 슬라이딩 이동하여 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)로부터 이격될 수 있다. 반대로, 유체공급부가 피스톤부(41)의 일단부 후방 측 제2 공간부(42b)에 유체를 주입할 경우, 피스톤부(41)는 전방으로 슬라이딩 이동하여 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)의 외측면을 가압할 수 있다.
또한, 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)의 외측면과 피스톤부(41) 사이에는 베어링부(50)가 삽입될 수 있다. 베어링부(50)는 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)와 피스톤부(41) 사이의 마찰저항을 감소시키는 것으로, 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)의 외측면에 배치되거나 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)와 접하는 피스톤부(41)의 일 면에 배치될 수 있다. 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)가 체결되어 제1 샤프트(10)로부터 제2 샤프트(20)로 동력이 전달될 때, 제1 샤프트(10)와 제1 플랜지부(11), 제2 샤프트(20)와 제2 플랜지부(21), 및 클러치부(30)는 일체로 회전하지만 수평유지부(40)는 회전하지 않고 고정된 상태로 유지된다. 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)의 외측면과 피스톤부(41) 사이에 베어링부(50)가 삽입됨으로써, 회전하는 제1 플랜지부(11) 또는 제2 플랜지부(21)와, 고정된 피스톤부(41) 사이의 마찰저항을 감소시켜 동력 전달을 원활하게 할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 동력전달장치(1)의 동작에 관해 좀 더 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 동력전달장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 동력전달장치(1)는 한 쌍의 수평유지부(40)가 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 외측을 각각 지지하므로, 샤프트의 길이가 길게 연장되더라도 샤프트의 처짐을 방지할 수 있어 효과적인 동력 전달이 가능하다. 특히, 각각의 수평유지부(40)가 길이 방향으로 연장되어 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)를 가압하므로, 샤프트의 처짐 방지 효과가 증대됨은 물론, 클러치부(30)의 체결력이 증대되어 클러치부(30) 부근의 응력 및 회전모멘트가 집중되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 클러치부(30) 또는 샤프트의 장치 수명을 연장시킬 수 있으며, 구조적으로 보다 안정될 수 있다.
도 3은 클러치부가 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이를 연결하여 동력을 전달하는 모습을 도시한 도면이다.
제1 샤프트(10)는 수평유지부(40)를 관통하여 수평 방향으로 연장되며, 제2 샤프트(20)와 접하는 단부에 제1 플랜지부(11)가 형성된다. 제2 샤프트(20)는 수평유지부(40)를 관통하여 제1 샤프트(10)와 동일 선상에서 수평 방향으로 연장되며, 제1 샤프트(10)와 접하는 단부에 제2 플랜지부(21)가 형성된다. 한 쌍의 수평유지부(40)는 각각, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 외측을 둘러싸며 지지하는 실린더부(42)와, 실린더부(42)로부터 연장되어 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)의 외측면을 가압하는 피스톤부(41)를 포함한다. 제1 플랜지부(11)는 내측면에 제1 클러치부(31)를 슬라이딩 이동시키는 구동부(60)가 결합되고, 제1 클러치부(31)는 슬라이딩 이동하여 제2 클러치부(32)에 체결된다.
제1 샤프트(10)는 일 측이 동력발생부(100)에 연결되어 동력을 제공받아 일 방향으로 회전한다. 제1 샤프트(10)에 제공된 동력을 제2 샤프트(20)에 전달하고자 하는 경우, 구동부(60)는 제1 클러치부(31)를 전방으로 슬라이딩 이동시킨다. 제1 클러치부(31)가 제2 클러치부(32)를 향하여 전방으로 슬라이딩 이동하면, 만입부(311) 내부로 돌출부(321)가 수용되며, 동시에, 제2 기어치(311A)와 제1 기어치(321A)가 치합된다. 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)가 체결됨에 따라 제1 샤프트(10)에 제공된 동력이 제2 샤프트(20)에 전달되어 제1 샤프트(10)와 클러치부(30), 및 제2 샤프트(20)가 일체로 회전할 수 있다.
한편, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)가 체결될 때, 각각의 피스톤부(41)가 실린더부(42)로부터 전방으로 슬라이딩 이동하여 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)의 외측면을 가압할 수 있다. 한 쌍의 수평유지부(40)가 각각 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)를 지지하면서 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)의 외측면을 가압함으로써, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 처짐 방지 효과가 증대됨은 물론, 클러치부(30)의 체결력이 증대되어 클러치부(30) 부근의 응력 및 회전모멘트가 집중되는 것을 최소화할 수 있다.
도 4는 클러치부가 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이를 분리하여 동력이 전달되는 것을 차단하는 모습을 도시한 도면이다.
제1 샤프트(10)에 제공된 동력이 제2 샤프트(20)에 전달되는 것을 차단하고자 하는 경우, 구동부(60)는 제1 클러치부(31)를 후방으로 슬라이딩 이동시킨다. 제1 클러치부(31)가 후방으로 슬라이딩 이동하면, 만입부(311)와 돌출부(321)가 서로 분리되며, 동시에, 제2 기어치(311A)와 제1 기어치(321A)도 분리된다. 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)의 체결이 해제됨에 따라 제1 샤프트(10)에 제공된 동력이 제2 샤프트(20)에 전달되지 않는다.
한편, 제1 클러치부(31)와 제2 클러치부(32)의 체결이 해제될 때, 각각의 피스톤부(41)가 실린더부(42)를 향하여 후방으로 슬라이딩 이동하여 제1 플랜지부(11)와 제2 플랜지부(21)로부터 분리될 수 있다.
도 5는 동력전달장치의 사용 상태를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 동력전달장치(1)는 동력발생부(100)와 작동부(200) 사이를 연결하여, 동력발생부(100)에 생성된 동력을 제1 샤프트(10), 클러치부(30), 제2 샤프트(20)를 통해 작동부(200)로 전달할 수 있다. 작동부(200)는 동력을 전달받아 회전하며 선박의 운항에 필요한 추진력을 발생시킬 수 있다. 이 때, 한 쌍의 수평유지부(40)가 각각 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)를 지지하므로, 대형 선박과 같이, 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)가 길게 연장되는 경우에도 제1 샤프트(10)와 제2 샤프트(20)의 처짐을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 동력전달장치 10: 제1 샤프트
11: 제1 플랜지부 20: 제2 샤프트
21: 제2 플랜지부 30: 클러치부
31: 제1 클러치부 311: 만입부
311A: 제2 기어치 32: 제2 클러치부
321: 돌출부 321A: 제1 기어치
40: 수평유지부 41: 피스톤부
42: 실린더부 42a: 제1 공간부
42b: 제2 공간부 43: 지지부재
50: 베어링부 60: 구동부
60a: 수용공간
100: 동력발생부 200: 작동부
B: 바닥면

Claims (8)

  1. 동력을 제공받아 회전하는 제1 샤프트;
    상기 제1 샤프트로부터 상기 동력을 전달받아 회전하는 제2 샤프트;
    상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트 사이를 연결하여 상기 동력을 전달하거나, 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트 사이를 분리하여 상기 동력이 전달되는 것을 차단하는 클러치부; 및
    상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트의 외측을 각각 적어도 일부 둘러싸며 지지하되, 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트의 길이 방향으로 신축 가능한 한 쌍의 수평유지부를 포함하되,
    상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트는 각각, 서로 접하는 단부에 링 형상의 제1 플랜지부와 제2 플랜지부가 형성되고,
    상기 한 쌍의 수평유지부는 각각, 상기 길이 방향으로 연장되어 상기 제1 플랜지부와 상기 제2 플랜지부의 외측에서 내측을 향하여 가압하는 동력전달장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 수평유지부는,
    슬라이딩 이동하여 상기 제1 플랜지부 또는 상기 제2 플랜지부의 외측면에 접하는 피스톤부, 및
    상기 제1 샤프트 또는 상기 제2 샤프트가 관통하는 제1 공간부와, 상기 제1 공간부의 외측에 상기 제1 공간부와 별도로 형성되어 내부에 상기 피스톤부를 수용하는 제2 공간부가 형성된 실린더부를 포함하는 동력전달장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 플랜지부 또는 상기 제2 플랜지부의 외측면과 상기 피스톤부 사이에 삽입되어 상기 제1 플랜지부 또는 상기 제2 플랜지부와 상기 피스톤부 사이의 마찰저항을 감소시키는 베어링부를 더 포함하는 동력전달장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 클러치부는,
    상기 제1 샤프트 또는 상기 제1 플랜지부에 설치되는 제1 클러치부와,
    상기 제2 샤프트 또는 상기 제2 플랜지부에 설치되어 상기 제1 클러치부와 체결되는 제2 클러치부를 포함하며,
    상기 제1 클러치부와 상기 제2 클러치부 중 어느 하나는 나머지 하나를 향하여 슬라이딩 이동 가능하게 형성되는 동력전달장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 클러치부와 상기 제2 클러치부 중 어느 하나를 슬라이딩 이동시키는 구동부를 더 포함하는 동력전달장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 클러치부와 상기 제2 클러치부 중 어느 하나는 상기 길이 방향과 수직한 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고, 나머지 하나는 상기 돌출부를 수용하는 만입부를 포함하는 동력전달장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 돌출부는 외주면을 따라 제1 기어치가 형성된 외접기어로 형성되고, 상기 만입부는 내주면을 따라 상기 제1 기어치와 치합되는 제2 기어치가 형성된 내접기어로 형성되는 동력전달장치.
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