KR20010000734U

KR20010000734U - 선박용 자동 조타장치

Info

Publication number: KR20010000734U
Application number: KR2019990010805U
Authority: KR
Inventors: 이선우
Original assignee: 이선우
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR200239443Y1

Abstract

본 고안은 선박용 자동 조타장치에 관한 것으로, 헬름 펌프를 구동시켜 주는 구동축 상에 조타휠과 구동모터에 의해 선택적으로 구동시킬 수 있도록 구성된 변속기구를 장착하여, 조타휠과 구동모터 중에서 어느 하나로 조타작용을 할 때에는 다른 하나가 작동되지 않도록 함으로써, 수동으로만 이루어지던 조타를 조타휠과 별도로 자동으로 조타시킬 수 있게 되고, 이에 따라 조타실이 아닌 갑판과 같이 원거리에서도 자동으로 조타할 수 있는 선박용 자동 조타 장치를 제공하는데 있다.

Description

선박용 자동 조타 장치{Automatic steering device for a vessel}

본 고안은 선박용 자동 조타장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헬름 펌프(helm pump)의 구동축에 조타휠과 구동모터를 이용하여 수동과 자동으로 쉽게 전환시켜 선박을 조타시킬 수 있게 함으로써, 조타실 뿐만 아니라 갑판과 같이 원거리에서도 키를 조타할 수 있는 선박용 자동 조타장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 사용되는 조타장치는 헬름 펌프의 구동축 상에 조타휠을 장착하고, 이 조타휠의 회전량에 따라 유압을 실린더에 공급하여 조타가 이루어지도록 구성되어 있다.

그러나, 기존의 조타장치는 조타 휠을 수동으로 조작하여 조타가 이루어지기 때문에, 조타실에는 항상 1명 이상의 조타자가 조타휠을 잡고 있어야 하는 불편함이 있었다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 헬름 펌프를 구동시켜 주는 구동축 상에 조타휠과 구동모터에 의해 선택적으로 구동시킬 수 있도록 구성된 변속기구를 장착하여, 조타휠과 구동모터 중에서 어느 하나로 조타작용을 할 때에는 다른 하나가 작동되지 않도록 함으로써, 수동으로만 이루어지던 조타를 조타휠과 별도로 자동으로 조타시킬 수 있게 되어 갑판과 같이 원거리에서도 조절할 수 있는 선박용 자동 조타 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 조타장치의 구성을 나타내는 구성도,

도 2a와 2b는 본 고안에 따른 변속기구의 작동 전·후 상태를 나타내는 단면도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 헬름 펌프 11 : 조타휠

12 : 구동축 13 : 압력스위치

14 : 작동구간 14a : 고수평구간

14b : 저수평구간 15 : 슬리이브

16a, 16b : 스틸볼 17 : 휠 보스

18 : 작동구멍 19 : 노브

20 : 구동모터 21 : 연결기어

22 : 제어판 23 : 조이스틱 스위치

100 : 실린더

이를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 1은 본 고안에 따른 조타장치의 구성을 나타내는 구성도로서, 도면부호 10은 헬름 펌프를, 11은 조타휠을, 100은 헬름 펌프에 의해 작동되는 실린더를 각각 나타낸다.

본 고안은 상기 실린더(100)에 유압을 공급하여 길이방향을 따라 전후로 작동시켜 주는 헬름 펌프(10)와, 구동모터(20)을 포함하면서 상기 헬름 펌프(10)를 수동과 자동으로 구동시켜 주기 위한 변속기구와, 상기 구동모터(20)을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 헬름 펌프(10)와 실린더(100)는 통상적으로 선박에서 조타장치에 사용되는 것을 그대로 사용하게 되며, 특히 상기 헬름 펌프(10)에는 실린더(100)로 공급되는 유압이 계속 작용하여 후술하는 구동모터(20)에 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위하여 압력스위치(13)가 구비되어 있다.

상기 압력스위치(13)는 일종의 리미트 스위치로 실린더(100)에 공급되는 유압이 일정압 이상인 경우 제어수단의 제어를 받아 유압을 차단시켜 구동모터(20)를 보호해 주게 되는데, 본 고안의 바람직한 구현예에서 상기 압력스위치(13)는 최고압력이 70Kg/㎤로 셋팅되어 이보다 높은 압력이 헬름펌프(10)에 걸리게 되면 제어수단에 이에 대한 입력신호를 보내 구동모터(20)의 작동을 차단하게 된다.

첨부도면 2a와 2b는 본 고안에 따른 변속기구의 작동 전·후 상태를 나타내는 반단면도이다.

상기 변속기구는 구동축(12)에 일부 고수평구간(14a)과 그 양쪽에 대칭으로 저수평구간(14b)이 형성된 작동구간(14)과, 내부에 상기 작동구간(14)을 감싸면서 외주면에는 조타휠(11)과 연결기어(21)가 베어링 지지를 받아 회전가능하도록 설치되어 구동축(12)이 길이방향으로 움직이는 것을 유도하는 슬리이브(15)와, 상기 조타휠(11)과 연결기어(21)와 접하는 슬리이브(15)의 표면에 형성된 작동구멍(18)에 삽입되어 작동구간(14)을 따라 움직이면서 조타휠(11)과 연결기어(21) 중에서 어느 하나를 선택적으로 압착/해제시켜 주는 한쌍의 스틸 볼(16a,16b)로 구성되어 있다.

상기 작동구간(14)은 조타휠(11)의 회전방향에 따라 실린더(100)를 구동시켜 주는 헬름 펌프(10)를 직접 작동시켜 주는 구동축(12)에 형성되어 있으며, 중간 부분에 고수평구간(14a)이 그리고 그 양쪽에 각각 하나씩 저수평구간(14b)이 형성되어 있고, 고수평구간(14a)을 중심으로 양측에 형성된 2개의 수평구간(14a,14b)은 바깥쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 테이퍼에 의해 서로 연결되어 있다.

이와 같이 이루어진 작동구간(14)에는 그 표면을 따라 스틸 볼(16a,16b)이 움직이면서 조타휠(11)이나 연결기어(21) 중에서 어느 하나를 구동축(12)에 고정시켜 주게 되는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 슬리이브(15)는 소정의 두께를 갖는 실린더 형상의 부재로, 내부에는 상기 작동구간(14)이 끼워져서 구동축(12)이 길이방향으로 일정 범위 내에서 움직일 수 있도록 제한하게 되며, 이 슬리이브(15)에는 외주면에 상기 조타휠(11)의 휠 보스(17)와 연결기어(21)가 베어링의 지지를 받아 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

즉, 상기 구동축(12)은 헬름펌프(10)에 길이방향으로 노브(19)를 잡아 당기거나 밀게 되면 일정 길이만큼 움직일 수 있도록 장착되어 있는데, 상기 슬리이브(15)는 작동구간(14)을 감싸는 형태로 고정 설치되어 구동축(12)이 길이방향으로 움직임을 유도하게 되는 것이다.

본 고안의 바람직한 구현예에서 상기 조타휠(11)과 휠 보스(17)는 항상 고수평구간(14a)과 저수평구간(14b) 중에서 어느 한 구간의 위치에 올 수 있도록 장착하여 사용하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리이브(15)에는 외주면에 휠 보스(17)와 연결기어(21)의 설치되는 각각의 위치 중앙에 오도록 작동구멍(18a,18b)이 서로 마주보는 형태로 관통성형되어 있으며, 이 작동구멍(18a,18b)에는 각각 스틸 볼(16a,16b)이 삽입장착되게 된다.

특히, 상기 작동구멍(18a,18b)은 어느 하나가 고수평구간(14a)에 있으면 다른 하나는 2개의 저수평구간(14b) 중 어느 하나에 위치하도록 형성하여 사용하게 된다.

즉, 첨부도면 2a에서와 같이 휠 보스(17)에 형성된 작동구멍(18b)이 고수평구간(14a)에 있으면 다른 작동구멍(18a)는 좌측의 저수평구간(14b) 상에 있고, 첨부도면 2b에서와 같이 상기 작동구멍(18a)가 고수평구간(14a)에 있으면 나머지 작동구멍(18b)는 우측의 저수평구간(14b)에 위치하게 되는 것이다.

이에 따라, 상기 각 작동구멍(18a,18b)에 삽입설치되는 스틸 볼(16a,16b)은 작동구간(14) 내에서 고수평구간(14a)과 저수평구간(14b)을 따라 접촉가능하게 되는 것이다.

여기서, 상기 각각의 스틸 볼(16a,16b)은 각 작동구멍(18a,18b) 내에서 구동축(12)의 중심쪽을 향하도록 설치하게 되며, 특히 이 스틸 볼(16a,16b)는 상기 고수평구간(14a)에 위치하게 되면 휠 보스(17)나 연결기어(21) 사이에 끼여 이것들을 구동축(12)과 일체로 회전되도록 고정시켜 주게 된다.

첨부도면 2a는 스틸볼(16b)이 고수평구간(14a)에 위치하여 휠 보스(17)가 구동축(12)에 고정되어 조향휠(11)로 수동 조향하는 상태를 나타내는 도면이고, 첨부도면 2b는 다른 스틸볼(16a)이 고수평구간(14a)에 위치하여 구동모터(20)의 구동에 의한 연결기어(21)이 회전하게 되는 자동 조향상태를 보여 주고 있다.

상기 제어수단은 자동 조향을 위한 장치로 연결기어(21)를 구동시켜 주는 구동모터(20)와, 이것을 제어하기 위한 제어판(22) 및 조타되는 정도를 조절하기 위한 조이스틱 스위치(23)를 포함하고 있다.

상기 구동모터(20)는 정역방향으로 회전가능한 모터를 사용하게 되며, 이 구동모터는 제어판(22)의 제어를 받아 상술한 것과 같이 구동축(12)에 연결기어(21)가 고정되게 되면 헬름 펌프(10)를 구동시켜 주게 된다.

특히, 상기 구동모터(20)는 항상 연결기어(21)에 치합되어 항상 구동가능한 상태로 있게 되며, 상술한 바와 같이 조타휠(11)이 구동축(12)에 고정되어 수동으로 회전될 때에는 볼(16a)가 저수평구간(14b)에 있게 되어 연결기어(21)가 제자리에서 회전하지 않도록 고정시켜 주는 기능을 하게 되고, 상기 볼(16a)이 고수평구간(14a)에 있게 되면 구동축(12)과 연결기어(21)가 일체로 회전할 수 있는 상태로 있게 되어 연결기어(21)를 회전시켜 주게된다.

여기서, 상기 제어판(22)은 구동모터(20)를 정역방향으로 회전시켜 줄 뿐만 아니라 회전위치를 고정시켜 주기 위한 브레이크 기능을 하는 회로가 내장되어 있으며, 또한 상기 압력스위치(13)로부터 압력신호를 입력받아 구동모터(20)의 동작을 차단하여 과부하를 방지하는 기능을 함께 하게 된다.

또한, 상기 조이스틱 스위치(23)는 일종의 조타키로서 조타실이 아닌 갑판이나 선실 등에 장착하여 자동으로 조타작용을 하게 되며, 이 조이스틱 스위치(23)는 제어판(22)과 연결되어 조타방향을 결정하게 된다.

따라서, 상기 헬름 펌프(10)는 통상적으로 조타휠(11)에 의해 조타가 이루어질 뿐만 아니라 변속기구에 의해 자동으로 조타실이 아닌 장소에서도 자동으로 조타를 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 고안은 선박의 조타작용에 작용되는 실린더에 유압을 공급해 주는 헬름 펌프의 구동축에 변속기구를 설치하고, 이 변속기구에 조합된 구동모터에 의해 조타가 가능하게 함으로써, 수동 조타 뿐만 아니라 자동으로 조타를 할 수 있게 되고, 또한 자동 조타시 조타실이 아닌 다른 장소에서도 조타작용을 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

조타용 실린더에 유압을 공급시켜 주는 헬름 펌프를 포함하는 선박용 자동 조타장치에 있어서,

상기 헬름 펌프의 구동축 상에는 수동으로 조작되는 조타휠과 정역방향으로 제어되는 구동모터에 의해 구동되는 연결기어가 변속기구에 의해 선택된 어느 하나가 연동가능하도록 설치되어 수동/자동으로 헬름 펌프를 구동시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 자동 조타 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 변속기구는 구동축에 일부 고수평구간과 그 양쪽에 대칭으로 저수평구간이 형성된 작동구간과, 내부에 상기 작동구간을 감싸면서 외주면에는 조타휠과 연결기어가 베어링 지지를 받아 회전가능하도록 설치되어 구동축이 길이방향으로 움직이는 것을 유도하는 슬리이브와, 상기 조타휠과 연결기어와 접하는 슬리이브의 표면에 형성된 작동구멍에 삽입되어 작동구간을 따라 움직이면서 조타휠과 연결기어 중에서 어느 하나를 선택적으로 압착/해제시켜 주는 한쌍의 스틸 볼로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 자동 조타장치.