KR20090022644A - 급분리형 커플링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 급분리형 커플링에 관한 것으로서, 구동축과 종동축의 끝단에 각각 결합되고, 마주 보는 측의 외주면을 따라 제 1 및 제 2 동력 전달홈이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 커플러와, 제 1 및 제 2 커플러의 외주면에 슬라이딩 가능하게 끼워지며, 제 1 및 제 2 동력 전달홈에 삽입되는 동력 전달돌기가 내주면을 따라 형성되는 슬라이딩 커버와, 슬라이딩 커버를 제 1 및 제 2 커플러로부터 슬라이딩시킴으로써동력 전달돌기가 제 1 및 제 2 동력 전달홈에 동시에 삽입되도록 하거나 제 1 및 제 2 동력 전달홈 중 어느 하나에만 삽입되도록 하는 커버 이송 수단을 포함한다. 따라서, 본 발명은 구동축과 종동축을 신속하게 분리시킬 수 있도록 함으로써 구동축을 회전시키는 동력원의 고장 발생시 유지 및 보수를 신속하게 실시할 수 있고, 고장이 발생한 동력원에 의해 선박의 추진 시스템 등과 같은 추진 계통에 손상을 초래하는 것을 방지하며, 구동축과 종동축을 분리하기 위하여 고가의 클러치 등을 설치할 필요가 없고, 다수의 모터 등을 동력원으로 사용하는 선박의 추진 시스템의 경우 일부의 모터 등에 고장이 발생하더라도 선박을 정지시키지 않고서 운항을 계속할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.
구동축, 종동축, 커플러, 슬라이딩 커버, 이송 실린더

Description

급분리형 커플링{QUICK RELEASING COUPLING}
본 발명은 구동축과 종동축을 신속하게 분리시킬 수 있도록 함으로써 고장이 발생한 동력원에 의해 선박의 추진 시스템 등과 같은 추진 계통에 손상을 초래하는 것을 방지함과 아울러 구동축과 종동축을 분리하기 위하여 고가의 클러치 등을 설치할 필요가 없도록 하는 급분리형 커플링에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 프로펠러에 의해 추진력을 발생시키는데, 모터나 엔진 등의 구동수단으로부터 발생되는 구동력을 프로펠러가 설치된 추진축으로 전달하여 프로펠러를 회전시킨다.
선박의 추진을 위한 주 동력원으로는 전기를 사용하거나 연료의 연소에 의한 폭발력을 이용하는데, 전기를 사용하는 선박 추진 시스템을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 선박 추진 시스템을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 선박 추진 시스템은 모터(3)의 회전력을 감속기(4)를 통해서 추진축(5)으로 전달하여 프로펠러를 회전시킨다.
이 때, 모터(3)의 구동축(1)과 감속기(4)의 종동축(2)을 서로 연결시키기 위 하여 커플링(coupling; 10)이 사용된다.
커플링(10)은 구동축(1)과 종동축(2)의 마주 보는 끝단에 양측이 디스크(11)를 개재하여 플랜지 이음에 의해 서로 연결된다.
감속기(4)는 다수의 모터(3)로부터 다수의 입력 토크를 받아 하나의 출력 토크를 프로펠러가 고정된 추진축(5)으로 전달함으로써 선박의 추진력을 발생시킨다.
종래의 선박 추진 시스템은 다수, 예컨대 2개의 모터(3)를 사용하는데, 만일 어느 하나의 모터(3)에 손상을 야기하게 되는 기계적인 고장이 발생하는 경우, 물리적으로 연결되는 전체 추진 시스템에 손상을 야기할 수 있으므로 장애가 발생한 모터(3)를 신속하게 종동축(2)으로부터 기계적으로 분리해야 하는데, 기존의 커플링(10)의 경우 플랜지 이음을 분리해야 하므로 모터(3)의 구동축(1)을 종동축(2)으로부터 신속하게 분리하기란 어려우며, 이를 가능하게 하는 장치가 별도로 설치되어 있지 않을 뿐만 아니라 이러한 목적을 수행하기 위한 고가의 장치를 설치한다하여도 모터(3)의 구동축(1)과 종동축(2)을 신속하게 분리하는데 한계를 가진다.
그러므로, 고장이 발생한 모터(3)를 종동축(2)으로부터 신속하게 분리시키지 못하게 됨으로써 선박을 정지시키는 것이 불가피할 뿐만 아니라 선박의 전체 추진 시스템에 대한 기계적인 손상을 초래하며, 이를 해결하기 위한 대안으로 고가의 클러치 장비를 별도로 설치해야 하는 부담을 가지고 있었다.
또한, 모터 단일로 이루어지는 선박의 추진 시스템은 물론 모터를 대신하여 엔진 등의 동력원을 사용하는 선박의 추진 시스템에서도 신속한 유지 및 보수를 위하여 고장이 발생한 모터나 엔진 등의 구동축으로부터 종동축을 신속하게 분리시킬 필요성은 가지고 있었다.
본 발명은 구동축과 종동축을 신속하게 분리시킬 수 있도록 함으로써 구동축을 회전시키는 동력원의 유지 및 보수를 신속하게 이루어지도록 하고, 고장이 발생 한 동력원으로 인해 추진 계통에 손상을 초래하는 것을 방지하며, 고가의 클러치 장치를 별도로 설치할 필요가 없도록 한다.
본 발명의 급분리형 커플링은 구동축과 종동축을 연결하는 커플링에 있어서, 구동축과 종동축의 끝단에 각각 결합되고, 마주 보는 측의 외주면을 따라 제 1 및 제 2 동력 전달홈이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 커플러와, 제 1 및 제 2 커플러의 외주면에 슬라이딩 가능하게 끼워지며, 제 1 및 제 2 동력 전달홈에 삽입되는 동력 전달돌기가 내주면을 따라 형성되는 슬라이딩 커버와, 슬라이딩 커버를 제 1 및 제 2 커플러로부터 슬라이딩시킴으로써동력 전달돌기가 제 1 및 제 2 동력 전달홈에 동시에 삽입되도록 하거나 제 1 및 제 2 동력 전달홈 중 어느 하나에만 삽입되도록 하는 커버 이송 수단을 포함한다.
본 발명은 구동축과 종동축을 신속하게 분리시킬 수 있도록 함으로써 구동축을 회전시키는 동력원의 고장 발생시 유지 및 보수를 신속하게 실시할 수 있고, 고장이 발생한 동력원에 의해 선박의 추진 시스템 등과 같은 추진 계통에 손상을 초래하는 것을 방지하며, 구동축과 종동축을 분리하기 위하여 고가의 클러치 등을 설치할 필요가 없고, 다수의 모터 등을 동력원으로 사용하는 선박의 추진 시스템의 경우 일부의 모터 등에 고장이 발생하더라도 선박을 정지시키지 않고서 운항을 계속할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.
본 발명은 구동축과 종동축에 연결되는 제 1 커플러와 제 2 커플러를 커버 이송 수단에 의해 이송되는 슬라이딩 커버에 의해 연결 및 분리되도록 하며, 이로 인해 구동축과 종동축을 신속하게 분리할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 급분리형 커플링을 도시한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 급분리형 커플링에서 구동축과 종동축이 연결된 상태 및 분리된 상태를 각각 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 급분리형 커플링(100)은 구동축(1)과 종동축(2)의 끝단에 각각 결합됨과 아울러 외주면에 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 커플러(110,120)와, 제 1 및 제 2 커플러(110,120)에 슬라이딩 가능하게 설치됨과 아울러 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)에 결합되는 동력 전달돌기(131)를 가지는 슬라이딩 커버(130)와, 슬라이딩 커버(130)를 이송시키는 커버 이송 수단(140)을 포함한다.
제 1 커플러(110)는 구동축(1)의 끝단에 디스크(115)를 개재하여 플랜지 이음으로 결합되기 위하여 일측에 플랜지(112)가 형성되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 커플러(120)와 마주 보는 측의 외주면을 따라 다수의 제 1 동력 전달홈(111)이 형성된다.
제 2 커플러(120)는 종동축(2)의 끝단에 디스크(124)를 개재하여 플랜지 이음으로 결합되기 위하여 일측에 플랜지(122)가 형성되고, 제 1 커플러(110)와 마주 보는 측의 외주면을 따라 다수의 제 2 동력 전달홈(121)이 형성된다.
제 1 및 제 2 커플러(110,120)는 동일한 회전 중심축을 가지도록 연결됨으로써 동력 전달시 진동이나 소음을 최소화하기 위하여 마주 보는 끝단이 암수로 이루어져 서로 결합되고, 결합 부위에 베어링(114)이 설치되는데, 이를 위해 본 실시예에서는 제 1 커플러(110) 끝단에 삽입부(113)를 형성하고, 제 2 커플러(120) 끝단에 삽입부(113)가 삽입되기 위한 삽입홈(123)을 형성함으로써 제 1 및 제 2 커플러(110,120)가 서로 삽입 결합되고, 이들의 결합 부위에 베어링(114)을 설치함으로써 제 1 및 제 2 커플러(110,120)간의 동력 전달을 분리시 제 1 및 제 2 커플러(110,120)는 개별적으로 자유롭게 회전할 수 있다.
슬라이딩 커버(130)는 제 1 및 제 2 커플러(110,120)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 끼워지며, 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)에 삽입되는 동력 전달돌기(131)가 도 5에 도시된 바와 같이, 내주면을 따라 다수로 형성된다. 따라서, 슬라딩 커버(130)는 제 1 및 제 2 커플러(110,120) 상에서 설치 위치에 따라 동력 전달돌기(131)가 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)에 동시에 결합되거나 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121) 중 어느 하나에만 결합됨으로써 제 1 및 제 2 커플러(110,120)의 연결 및 분리를 가능하도록 한다.
한편, 제 1 및 제 2 커플러(110,120)는, 본 실시예와 반대로, 외주면에 동력 전달돌기가, 슬라이딩 커버(130)는 내주면에 동력 전달홈이 형성될 수 있다.
커버 이송 수단(140)은 슬라이딩 커버(130)를 이송시켜서 제 1 및 제 2 커플러(110,120)로부터 슬라이딩시킴으로써 동력 전달돌기(131)가 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)에 동시에 삽입되도록 하거나, 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121) 중 어느 하나에만 삽입되도록 한다.
커버 이송 수단(140)은 모터와, 모터의 회전력을 직선 운동으로 전환하는 동력 전환 수단으로 이루어지는 등 다양한 구성을 가질 수 있으나, 본 실시예에서는 슬라이딩 커버(130)의 외주면에 베어링(144)을 매개로 결합되는 반원의 링 형태를 가지는 지지부재(141)와, 지지 부재(141)에 결합되는 지지축(142)과, 지지축(142)을 움직여서 슬라이딩 커버(130)를 이송시키는 이송 실린더(143)를 포함한다.
이송 실린더(143)가 지지축(142)을 회전시키지 않고서 그대로 이송시킴으로써 슬라이딩 커버(130)를 제 1 및 제 2 커플러(110,120)로부터 슬라이딩되도록 할 수 있으며, 이에 한하지 않고, 본 실시예에서처럼 이송 실린더(143)가 지지축(142)을 힌지 결합 부위를 중심으로 회전시킴으로써 슬라이딩 커버(130)를 슬라이딩시킬 수 있는데, 이를 위해 지지축(142)은 중심 부위가 고정축(145)에 의해 힌지 고정됨과 아울러 양단이 이송 실린더(143)의 피스톤 로드(143a)와 지지 부재(141)에 각각 힌지 결합되며, 지지축(142)의 회전시 회전 반경의 차이로 인한 작동의 어려움을 해소하기 위해 지지축(142)은 피스톤 로드(143a)와 고정축(145)과의 힌지 결합 부위에 길이 방향으로 연장되는 슬라이딩 홀(142a)을 각각 형성한다.
또한, 이송 실린더(143)는 유압으로 구동하는 유압 실린더가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 공압으로 구동하는 공압 실린더가 사용된다.
한편, 본 발명에 따른 급분리형 커플링은 모터, 엔진 등의 동력원으로부터 발생되는 회전력을 전달하기 위하여 구동축(1)과 종동축(2)사이에 설치됨은 물론이며, 바람직하게는 다수의 모터를 동력원으로 하는 선박 추진 시스템에 설치되어 모터의 구동축(1)과 감속기의 종동축(2)을 신속하게 서로 연결시키거나 분리시킬 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 급분리형 커플링의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모터 등과 같은 동력원으로부터 발생되는 구동력을 직접 추진축으로 전달하거나, 감속기를 사용하여 추진축으로 전달하기 위해서 동력원의 구동축(1)과 추진축측의 종동축(2)을 연결시키는 경우 슬라이딩 커버(130)가 제 1 및 제 2 커플러(110,120)에 위치하게 됨으로써 동력 전달돌기(131)가 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)에 동시에 결합되며, 이로 인해 구동축(1)의 회전력이 제 1 커플러(110)의 제 1 동력 전달홈(111), 슬라이딩 커버(130)의 동력 전달돌기(131), 그리고, 제 2 커플러(120)의 제 2 동력 전달홈(121)을 통해서 종동축(2)으로 전달된다.
한편, 제 1 및 제 2 커플러(110,120)가 서로 연결되어 회전시 이들을 서로 결합시키는 슬라이딩 커버(130)도 함께 회전하게 되며, 이 때, 슬라이딩 커버(130)는 베어링(144)에 의해 지지 부재(141)로부터 회전하므로 지지 부재(141)는 이송 실린더(143)와 함께 설치 위치에 고정된 상태를 유지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모터 등과 같은 동력원의 고장, 그 밖의 이유로 인하여 구동축(1)과 종동축(2)간의 동력 전달을 분리시 이송 실린더(143)의 구동에 의해 지지축(142)을 움직여서 슬라이딩 커버(130)가 제 1 커플러(110) 또는 제 2 커플러(120)측으로 이송되도록 하는데, 본 실시예에서는 슬라이딩 커버(130)가 제 1 커플러(110)측으로 이송되며, 이로 인해 슬라이딩 커버(130)의 동력 전달돌기(131)가 제 1 커플러(110)의 제 1 동력 전달홈(111)에만 결합되고, 제 2 커플러(120)의 제 2 동력 전달홈(121)으로부터 분리됨으로써 제 1 커플러(110)와 제 2 커플러(120)는 이들의 연결 부위에 설치되는 베어링(114)에 의해 별개로 회전 가능한 상태로 놓여져서 동력 전달이 분리된다.
한편, 동력 전달이 분리된 구동축(1)과 종동축(2)을 연결시키기 위해서는 이송 실린더(143)의 작동에 의해 도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 커버(130)가 제 1 및 제 2 커플러(110,120)에 위치하도록 함으로써 동력 전달돌기(131)가 제 1 및 제 2 동력 전달홈(111,121)에 동시에 결합되도록 한다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구동축과 종동축을 신속하게 분리시킬 수 있도록 함으로써 구동축을 회전시키는 동력원의 고장 발생시 유지 및 보수를 신속하게 실시할 수 있고, 고장이 발생한 동력원에 의해 선박의 추진 시스템 등과 같은 추진 계통에 손상을 초래하는 것을 방지한다.
또한, 구동축과 종동축을 분리하기 위하여 클러치 등과 같은 고가의 장치를 설치할 필요가 없고, 다수의 모터 등을 동력원으로 사용하는 선박의 추진 시스템의 경우 일부의 모터 등에 고장이 발생하더라도 선박을 정지시키지 않고서 운항을 계속할 수 있도록 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 선박 추진 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 급분리형 커플링을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 급분리형 커플링에서 구동축과 종동축이 연결된 상태를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 급분리형 커플링에서 구동축과 종동축이 분리된 상태를 나타낸 단면도이고,
도 5는 도 3의 A-A' 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 제 1 커플러 111 : 제 1 동력 전달홈
112 : 플랜지 113 : 삽입부
114 : 베어링 115 : 디스크
120 : 제 2 커플러 121 : 제 2 동력 전달홈
122 : 플랜지 123 : 삽입홈
124 : 디스크 130 : 슬라이딩 커버
131 : 동력 전달돌기 140 : 커버 이송 수단
141 : 지지 부재 142 : 지지축
142a : 슬라이딩 홀 143 : 이송 실린더
143a : 피스톤 로드 144 : 베어링
145 : 고정축 146 : 고정 브라켓

Claims (3)

  1. 구동축과 종동축을 연결하는 커플링에 있어서,
    상기 구동축과 상기 종동축의 끝단에 각각 결합되고, 마주 보는 측의 외주면을 따라 제 1 및 제 2 동력 전달홈이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 커플러와,
    상기 제 1 및 제 2 커플러의 외주면에 슬라이딩 가능하게 끼워지며, 상기 제 1 및 제 2 동력 전달홈에 삽입되는 동력 전달돌기가 내주면을 따라 형성되는 슬라이딩 커버와,
    상기 슬라이딩 커버를 상기 제 1 및 제 2 커플러로부터 슬라이딩시킴으로써상기 동력 전달돌기가 상기 제 1 및 제 2 동력 전달홈에 동시에 삽입되도록 하거나 상기 제 1 및 제 2 동력 전달홈 중 어느 하나에만 삽입되도록 하는 커버 이송 수단
    을 포함하는 급분리형 커플링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 커플러는,
    마주 보는 끝단이 암수로 이루어져 서로 결합되고, 결합 부위에 베어링이 설치되는 것
    을 특징으로 하는 급분리형 커플링.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 이송 수단은,
    상기 슬라이딩 커버의 외주면에 베어링을 매개로 결합되는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 결합되는 지지축과,
    상기 지지축을 움직여서 상기 슬라이딩 커버를 이송시키는 이송 실린더
    를 포함하는 급분리형 커플링.
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