KR102125713B1

KR102125713B1 - 배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛

Info

Publication number: KR102125713B1
Application number: KR1020200006881A
Authority: KR
Inventors: 이양운
Original assignee: 이양운
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-06-23

Abstract

본 발명은 구동모터에서 발생하는 동력의 전달 방향을 변위시킴으로써 배 또는 보트의 추진장치에 동력을 효율적으로 전달할 수 있으면서 간단한 구조를 갖는 동력전달 기어 유닛에 관한 것으로써, 기어 사이의 물림 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 방향으로 동력전달 방향을 변위시킬 수 있는 기어 유닛에 관한 것이다.

Description

배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛{Power transmission gear unit for propulsion of ships or boats}

본 발명은 선박, 수상 스포츠 및 레저용 장치 등의 대상물을 수상에서 나아가게 하기 위해 사용되는 동력전달 기어 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터로부터 공급되는 동력의 전달 방향을 전환하여, 노를 포함하는 추진 장치에 효과적으로 전달할 수 있는 기어 유닛에 관한 것이다.

배(boat)는 모터 보트 및 노를 이용하여 추력을 얻는 보트가 조정경기와 같이 경주용을 비롯하여 놀이용도 등으로 광범위하게 활용되고 있으며, 종래 다양한 방식으로 노 젓기 배를 개량하고자 하는 시도가 있었다.

일 예로 국내 등록 특허 제10-0520006호에 의하면, 노를 추진시키기 위한 노 추진장치를 제공한다. 이 노 추진장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 노 추진장치(10')는 수동으로 작동력을 발생할 수 있도록 하는 액추에이터와 노(200')를 공전운동과 자전 운동시키기 위한 운동 변환부를 구비하여 이루어진다.

도 1의 (a)를 참조하여 종래 기술의 제1 실시예를 설명하면, 노 추진장치(10')는 전술한 바와 같이 액추에이터(20')와 운동 변환부(40')로 이루어진다. 이때 운동 변환부(40')는 노(200')를 공전운동시키고, 공전운동의 변환 시 제한된 자전 운동이 이루어지도록 하기 위해 공전축(50'), 자전축(70'), 자전링(80') 및 스톱퍼(90')를 구비하여 이루어진다. 여기서 공전축(50')은 액추에이터(20')에서 공급되는 운동을 일정한 각도 범위 내에서 회전 운동으로 변환시켜서 노(200')를 공전운동시키게 된다. 따라서 공전축(50')의 회전 운동은 자전축(70'), 자전링(80') 및 스톱퍼(90')에 모두 미치어 이들 모두를 공전운동 시키게 된다. 자전축(70')에 결합 된 자전링(80')은 공전축(50')이 노(200')를 좌우로 이동시키는 공전운동을 할 때 자전축(70') 상에서 회전가능하므로 노(200')가 진행하는 방향에 대해 반대 방향으로 작용되는 수중의 반력에 의해 자전축(70') 상에서 회전되게 된다. 이와 같은 자전링(80')의 회전은 전술한 바와 같이 노(200')의 추진면이 노의 진행 방향으로 향하도록 한다. 그러나 본 실시예에 의하면, 하나의 추진장치에는 하나의 노가 연결되어 구동하므로, 복수의 노를 동시다발적으로 운동시킬 수 없는 단점이 있다.

또한 도 1의 (b)를 참조하여 종래 기술의 또 다른 실시예를 설명하면, 모터나 실린더 등 작동력을 발생하는 액추에이터를 사용하지 않고 사용자가 직접 작동력을 발생할 수 있도록 한다. 이와 같은 노 추진장치(10')는 선체 등의 대상물에 노 추진장치(10')를 고정할 수 있도록 하면서 전체적인 구성들을 지지하는 베이스(42'), 수동으로 작동력을 발생할 수 있도록 하면서 4절 링크의 구조로 작동되는 구동발판(34', 36')을 갖는 액추에이터, 노(200')를 공전운동과 자전 운동시키기 위한 운동 변환부를 구비하여 이루어진다.

본 실시예에 따른 운동 변환부는 노(200')의 공전운동과 자전 운동을 더욱 명확히 실현하면서 각 운동 범위를 조절할 수 있도록 하기 위해 특별히 설계된 자전축, 자전링 및 스톱퍼의 구성을 갖는다. 즉 본 실시예에서 자전축은 공전 볼트(52')의 상하부에 결합되어 2방향으로 구성되는데, 상부에 결합되는 자전축은 공전 볼트(52')를 통해 전달되는 공전운동이 다른 구성 및 노(200')로 전달되도록 하고, 하부에 결합되는 자전축은 공전 볼트(52')에 결합하되 공전운동력은 전달하지 않고 자전링(82')을 통해 자전 운동이 이루어지도록 하는 것이다. 공전 볼트(52')를 통해 전달되는 공전운동력이 전달되도록 하는 자전축은 자전축 플레이트(72'), 자전축 경사부(76')로 이루어진다. 그리고 자전 운동이 이루어지도록 하는 자전축은 보조 자전축 플레이트(72'')와 보조 자전축 경사부(76'')로 이루어진다. 그러나 기술한 구조에 의하면 결합구조가 복잡할 뿐만 아니라 부품이 많아 노이즈나 마모에 의한 정비 범위가 많다. 또한, 각 부품 사이의 교정이 수시로 점검되고 조정되어야 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구조를 갖음에 따라 생산 및 정비가 용이하며, 모터에 의해 공급되는 동력의 전달 방향을 변위시켜 추진장치에 전달함으로써 선박 또는 보트의 효율적인 추진이 가능한 동력전달 기어 유닛을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 구동모터와 동력적으로 연결된 구동축으로부터 회전력을 전달받는 입력기어와, 입력기어와 맞물려 피동체를 회전시키는 동력전달유닛으로 이루어지고, 동력전달유닛은 입력기어가 맞물리는 복수의 기어치가 일직선상으로 나열된 메인 기어홈과, 메인 기어홈과 교차하지 않으면서 메인 기어홈이 향하는 방향과 다른 방향을 향하도록 구비된 보조 기어홈을 포함하며, 메인 기어홈의 나열 방향과 보조 기어홈의 나열 방향은 일치한다. 본 발명은 보조 기어홈에 맞물려 보조 기어홈을 따라 회전하는 피동체인 하나 이상의 블레이드를 더 포함하여 이루어지며 블레이드는 선박 또는 보트의 추진유닛과 동력적으로 연결된다. 블레이드 기어는 회전축을 중심으로 한 중심각이 90도 미만인 원호 형상의 세그먼트 아크(Segment arc)가 형성되고, 아크의 외주면에는 적어도 하나 이상의 블레이드 기어 기어홈이 소정의 면적을 갖도록 형성되며 블레이드 기어 기어홈은 보조 기어홈에 맞물린다.

입력기어는 구동 축으로부터 동력을 전달받아 시계방향 및 반시계방향으로 회전하고, 외주면을 따라 형성된 톱니부를 포함한다. 동력전달유닛은 톱니부와 맞물리는 메인 기어홈이 무한궤도 형상으로 나열된 몸체와, 몸체에 적어도 하나 이상 체결되며, 보조 기어홈이 메인 기어홈의 나열 방향과 수평 방향으로 나열된 선형모터를 포함한다. 입력기어는 구동축의 위치가 고정된 상태에서 구동축을 중심으로 회전하며 입력기어는 일정 두께를 갖는 원형 고리 형상이며, 톱니부가 측면에서 소정의 영역을 갖도록 구비되고, 몸체는 일정 두께를 갖는 타원형 고리 형상을 가지면서 메인 기어홈이 외주면 반대 방향을 향하도록 구비되어 입력기어가 몸체의 내측에 위치한 상태에서 메인 기어홈에 톱니부가 맞물려 입력기어의 구동에 의해 몸체가 구동축 주위로 회전 이동한다. 선형모터는 소정의 두께를 갖는 사각 판재 형상이며, 선형모터의 길이 방향이 몸체의 길이 방향과 일치하도록 몸체에 체결하는 체결수단이 더 구비되고, 체결수단은 몸체의 길이 방향을 따라 간격을 갖도록 일직선상으로 복수개 배치된 제1 체결공과, 선형모터의 길이 방향을 따라 간격을 갖도록 일직선상으로 복수개 배치된 제2 체결공과, 제1 체결공과 제2 체결공을 끼워져 몸체의 전면 또는 후면에 선형모터의 전면 또는 후면이 맞닿도록 고정하는 고정편을 포함하고, 보조 기어홈은 몸체의 외주면 방향을 향하도록 선형모터의 일 측면에 형성되며, 선형모터는, 체결에 의해 몸체와 함께 회전 이동한다.

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

본 발명에 따르면, 구동모터로부터 제공되는 동력의 동력전달 방향을 변위시킬 수 있으며 동시에 선박 또는 보트의 추진유닛과 동력적으로 연결함으로써 간단한 구조의 동력전달 기어 유닛을 이용하여 안정성을 확보하면서도 효율적인 선박 또는 보트의 추진이 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 발명의 기어박스 형상을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 동력전달 기어 유닛의 형상을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 올바른 실시예에 따른 동력전달 기어 유닛의 형상을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 올바른 실시예에 따른 동력전달 기어 유닛의 몸체와 입력기어의 결합상태를 도시한 정면도와 측면도이다.
도 5는 본 발명의 올바른 실시예에 따른 동력전달 기어 유닛의 선형모터와 몸체 사이의 결합상태를 도시한 것이다.

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 권리 범위를 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 권리 범위에 포함될 수 있다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고, "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 2는 본 발명의 동력전달 기어 유닛의 형상을 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명은 구동모터와 동력적으로 연결된 구동축으로부터 회전력을 전달받는 입력기어(100)와, 입력기어(100)와 맞물려 피동체를 회전시키는 동력전달유닛(200)으로 이루어지고, 동력전달유닛(200)은 입력기어(100)가 맞물리는 복수의 기어치가 일직선상으로 나열된 메인 기어홈(210)과, 메인 기어홈(210)과 교차하지 않으면서 메인 기어홈(210)이 향하는 방향과 다른 방향을 향하도록 구비된 보조 기어홈(220)을 포함하며, 메인 기어홈(210)의 나열 방향과 보조 기어홈 (220)의 나열 방향은 일치하고, 보조 기어홈(220)에 맞물려 보조 기어홈(220)을 따라 회전하는 피동체인 하나 이상의 블레이드 기어(300)를 더 포함하여 이루어진다. 블레이드 기어(300)는 선박 또는 보트의 추진유닛과 동력적으로 연결된다. 블레이드 기어(300)는 회전축을 기준으로 중심각이 90도 미만인 원호 형상의 세그먼트 아크(Segment arc)가 형성되고, 아크의 외주면에는 적어도 하나 이상의 블레이드 기어 기어홈(310)이 소정의 면적을 갖도록 형성되며 블레이드 기어 기어홈(310)은 보조 기어홈(220)에 맞물린다. 세그먼트 아크는 단면이 대략 반원 형상을 이루는 것이 바람직하다.

본 발명의 동력전달 기어 유닛은, 도2에 도시된 바와 같이 입력기어(100)에 배 또는 선박의 구동모터를 연결하여 동력전달유닛(200)을 거쳐 블레이드 기어(300)에 연결되어 블레이드 기어(300)를 회전시킨다. 블레이드 기어(300)는 선박 또는 보트의 추진유닛에 동력을 전달함으로써 보트 또는 선박의 추진을 자동화할 수 있다. 블레이드 기어(300)는 선박 또는 보트의 추진유닛에 동력을 전달함으로써 보트 또는 선박의 추진을 자동으로 수행할 수 있다. 특히 상기 추진유닛은 프로펠러와 패들에 비해 상대적으로 높은 효율을 갖는 노를 사용하여 소형 선박이나 스포츠 및 레저용으로 용이하게 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 올바른 실시예에 따른 동력전달 기어 유닛의 형상을 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 입력기어(100)는 구동축으로부터 동력을 전달받아 위치가 고정된 구동축을 중심으로 소정의 회전각 내에서 양방향(시계방향 및 반시계방향)으로 회전한다. 입력기어는 메인 기어홈(210)과 맞물리는 톱니부(110)를 포함하며, 톱니부(110)는 입력기어의 원주를 따라 형성된다. 동력전달유닛(200)은 톱니부(110)와 맞물리는 메인 기어홈(210)이 무한궤도 형상으로 나열된 몸체(200a)와, 몸체(200a)에 적어도 하나 이상 체결되는 선형모터(200b)를 포함한다. 선형모터(200b)는 보조 기어홈(220)이 메인 기어홈(210)의 나열 방향과 수평 방향으로 나열된다. 입력기어가 최대 회전각으로 회전했을 때, 톱니부(110)는 메인 기어홈(210)의 끝단에서 맞물리며, 몸체(200a)가 회전한다.

도 4는 본 발명의 올바른 실시예에 따른 동력전달 기어 유닛의 몸체와 입력기어의 결합상태를 도시한 정면도와 측면도이다.

도 4를 참조하면 입력기어는 일정 두께를 갖는 원형 고리 형상이며, 톱니부(110)가 측면에서 소정의 영역을 갖도록 구비되고, 몸체(200a)는 일정 두께를 갖는 타원형 고리 형상을 가지면서 메인 기어홈(210)이 외주면 반대 방향을 향하도록 구비된다.

몸체(200a)의 길이 방향이 x축 방향이고, 길이 방향과 수직인 높이방향이 y축방향이고, 몸체(200a)의 두께방향이 축 방향일 때, 몸체(200a)는 x축을 기준으로 좌측단과 우측단이 소정의 굴곡을 가지면서 좌측단과 우측단을 연결하는 길이 방향의 면이 일자로 형성된다. 메인 기어홈(210)은 좌측단과 우측단을 제외한 나머지 부위에서 몸체(200a)의 내측면을 따라 일자로 배치된다.

입력기어가 몸체(200a)의 내측에 위치한 상태에서 메인 기어홈(210)에 톱니부(110)가 맞물려 입력기어의 구동에 의해 몸체(200a)가 구동축 주위로 회전 이동한다.

도 5는 본 발명의 올바른 실시예에 따른 동력전달 기어 유닛의 선형모터와 몸체사이의 결합상태를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면 선형모터(200b)는 소정의 두께를 갖는 사각 판재 형상이며, 선형모터(200b)의 길이 방향이 몸체(200a)의 길이 방향과 일치하도록 몸체(200a)에 체결하는 체결수단(400)이 더 구비되고, 체결수단(400)은 몸체(200a)의 길이 방향을 따라 간격을 갖도록 일직선상으로 복수개 배치된 제1 체결공(410)과, 선형모터(200b)의 길이 방향을 따라 간격을 갖도록 일직선상으로 복수개 배치된 제2 체결공(420)과, 제1 체결공과 제2 체결공에 끼워져 몸체(200a)의 전면 또는 후면에 선형모터(200b)의 전면 또는 후면이 맞닿도록 고정하는 고정편(430)을 포함한다. 보조 기어홈(220)은 몸체(200a)의 외주면 방향을 향하도록 선형모터(200b)의 일 측면에 형성되며, 선형모터(200b)는, 체결에 의해 몸체(200a)와 함께 회전 이동한다. 제1 체결공의 깊이는 몸체(200a)의 두께와 일치하거나, 몸체(200a)의 두께보다 작게 형성될 수 있다.

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 : 입력기어 110 : 톱니부
200 : 동력전달유닛 200a : 몸체
200b : 선형모터 210 : 메인 기어홈
220 : 보조 기어홈 300 : 블레이드 기어
310 : 블레이드 기어홈 400 : 체결수단
410 : 제1 체결공 420 : 제2 체결공
430 : 고정편

Claims

구동모터와 동력적으로 연결된 구동축으로부터 회전력을 전달받는 입력기어와, 상기 입력기어와 맞물려 피동체를 회전시키는 동력전달유닛으로 이루어지고, 상기 동력전달유닛은 입력기어가 맞물리는 복수의 기어치가 일직선상으로 나열된 메인 기어홈과, 상기 메인 기어홈과 교차하지 않으면서 메인 기어홈이 향하는 방향과 다른 방향을 향하도록 구비된 보조 기어홈을 포함하며, 상기 메인 기어홈의 나열 방향과 보조 기어홈의 나열 방향은 일치하고, 상기 보조 기어홈에 맞물려 보조 기어홈을 따라 회전하는 피동체인 하나 이상의 블레이드 기어를 더 포함하여 이루어지며 상기 블레이드 기어는 선박 또는 보트의 추진유닛과 동력적으로 연결되는 배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛.
제 1항에 있어서
블레이드 기어는 회전축을 중심으로 한 중심각이 90도 미만인 원호 형상의 세그먼트 아크(Segment arc)가 형성되고, 상기 아크의 외주면에는 적어도 하나 이상의 블레이드 기어홈이 소정의 면적을 갖도록 형성되며, 상기 블레이드 기어홈은 보조 기어홈에 맞물리는 배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛.
제 2항에 있어서
상기 입력기어는 구동축으로부터 동력을 전달받아 시계방향 및 반시계방향으로 회전하고 입력기어는 외주면을 따라 형성된 톱니부를 포함하고, 상기 동력전달유닛은 상기 톱니부와 맞물리는 메인 기어홈이 무한궤도 형상으로 나열된 몸체와, 상기 몸체에 적어도 하나 이상 체결되며, 보조 기어홈이 상기 메인 기어홈의 나열 방향과 수평 방향으로 나열된 선형모터를 포함하는 배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛.
제 3항에 있어서
상기 입력기어는 일정 두께를 갖는 원형 고리 형상이며, 톱니부가 측면에서 소정의 영역을 갖도록 구비되고, 상기 몸체는 일정 두께를 갖는 타원형 고리 형상을 가지면서 메인 기어홈이 외주면 반대 방향을 향하도록 구비되어 입력기어가 몸체의 내측에 위치한 상태에서 메인 기어홈에 톱니부가 맞물려 입력기어의 구동에 의해 몸체가 구동축 주위로 회전 이동하는 배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛.
제 4항에 있어서
상기 선형모터는 소정의 두께를 갖는 사각 판재 형상이며, 상기 선형모터의 길이 방향이 상기 몸체의 길이 방향과 일치하도록 몸체에 체결하는 체결수단이 더 구비되고, 체결수단은 몸체의 길이 방향을 따라 간격을 갖도록 일직선상으로 복수개 배치된 제1 체결공과, 선형모터의 길이 방향을 따라 간격을 갖도록 일직선상으로 복수개 배치된 제2 체결공과, 제1 체결공과 제2 체결공을 끼워져 몸체의 전면 또는 후면에 선형모터의 전면 또는 후면이 맞닿도록 고정하는 고정편을 포함하고, 상기 보조 기어홈은 몸체의 외주면 방향을 향하도록 선형모터의 일 측면에 형성되며, 상기 선형모터는, 체결에 의해 몸체와 함께 회전 이동하는 배의 추진을 위한 동력전달 기어 유닛.