KR20100001293U - 연동 케이블 포설용 윈치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 동력전달케이스(60)에서 드럼(D)과 연결된 회전체(140)를 중심으로 동일 수평선(H1)(H2) 또는 동일 수직선(V)에 각 2개의 모터(M1)(M2) 및 (M3)(M4)가 분산 배치되어 그 모터의 수만큼 윈치(1000)(2000)의 출력이 증가되는 윈치의 구조를 제공한다.

윈치, 선박, 드럼, 케이블

Description

연동 케이블 포설용 윈치{Winch for laying cables}

본 고안은 윈치(winch)에 관한 것으로서 특별히 선박에서 케이블을 포설하는데 적합한 윈치의 구조에 관한 것이다. 본 고안에 따를 경우, 모터의 무게를 분산하여 그 구조가 안정되며, 모터들이 연동하여 작은 무게로 큰 힘을 낼 수 있게 된다.

윈치는 동력부와 연결된 드럼을 가져 상기 드럼이 회전하여 로프 또는 와이어 등을 감는 기계장치를 말한다. 선박에서는 구석구석까지 전력을 공급하기 위하여 전력공급 케이블이 설치되는데, 이때 윈치가 이용될 수 있다. 즉 로프에 여러 가닥의 케이블을 묶고 상기 로프를 윈치를 이용하여 끌어 케이블을 포설하게 되는 것이다.

대용량의 선박의 건조와 관련되어 윈치도 큰 힘을 낼 필요가 있다. 즉 선박의 크기가 증가함에 따라 포설되는 케이블의 길이가 증가하여 전체적으로 케이블의 하중이 증가하며, 이에 따라 윈치도 큰 하중의 케이블을 끌 수 있어야 하는 것이다.

이렇게 큰 하중의 케이블을 끌 수 있도록 윈치를 설계함에 있어서는 상반되는 조건이 존재하는데, 그것은 윈치의 무게가 가능한 한 가볍고 부피가 작으며 그 사용이 안정되어야 한다는 것이다.

일반적으로 윈치는 프레임의 상부에 동력전달케이스가 설치되고 상기 동력전달케이스의 일 측면에 드럼이 설치되며, 상기 동력전달케이스에서 상기 드럼 설치면의 반대측면에는 상기 드럼에 회전력을 전달하는 모터가 설치되어 있다. 상기 동력전달케이스의 내부에는 상기 모터의 동력이 출력되는 출력축이 설치되고 또한 상기 드럼과 연결된 회전체가 설치되어 이들이 체인이나 기어 등을 통하여 연결되어 있다.

이에 따라 상기 모터의 회전력이 상기 동력전달케이스 내부의 체인 또는 기어를 통하여 드럼과 연결된 회전체로 전달되고 이에 따라 상기 드럼이 회전하는 것이다. 이와 관련되어서는 본 출원인의 등록실용신안 제20-0434100호를 참고할 수 있으며, 상기 등록실용신안 제20-0434100호는 본건 명세서에 통합된다.

이러한 윈치의 경우, 상기 드럼과 상기 모터가 동력전달케이스에 대하여 대향되는 측면에 설치되어 상기 드럼이 케이블을 끌기 시작하면 반력이 걸리고 이에 따라 윈치가 회전하려는 모멘트(moment)가 발생한다. 따라서 상기 모멘트를 감소시킬 수 있는 방안이 필요한데, 상기 등록실용신안 제20-0434100호는 상기 모터와 연결되는 감속기어부를 상기 동력전달케이스에서 상기 드럼이 설치된 면과 나란히 배치하여 전체적으로 모멘트를 상당한 수준으로 감소시키는 것을 권리범위로 하고 있다.

큰 하중의 케이블을 끌 수 있기 위한 윈치의 방안으로 일차적으로는 모터의 용량을 그 만큼 증가된 것을 사용하는 것이다. 하지만 이러한 경우 모터의 무게와 부피는 크게 증가하게 되는데, 통상적으로 2배의 힘을 증가시키는 경우 모터의 무게 와 부피는 대략 4배 정도 증가하는 것으로 알려져 있다.

이러한 경우, 윈치는 모터 만에 의하여 그 무게와 부피는 4배가 증가하지만, 이외 모터의 무게증가에 따라서 드럼과 모터사이에 발생하는 모멘트의 문제가 존재한다. 따라서 이러한 모멘트를 막기 위하여 프레임 등의 무게를 더욱 늘려야 하며, 이에 따라 모터 자체의 무게와 부피 증가에 더하여 프레임 등의 무게와 부피의 증가가 존재하며, 결과적으로 윈치의 전체 무게와 부피는 크게 증가하게 된다.

결국 케이블의 하중이 증가함에 따라 용량이 그 만큼 증가하는 모터를 사용하는 것은 윈치의 무게와 부피에 있어서 큰 폭의 증가를 가져오며 이에 따라 경량화 및 소형화의 설계조건에서 벗어나게 된다.

따라서 모터의 용량을 증가시키지 않는 방식으로 무게와 부피를 줄일 수 있는 윈치의 구조가 요청되는 것이다. 본 고안은 이러한 요청을 만족시킨다.

그러므로 본 고안의 목적은 작은 무게와 부피로 안정적으로 큰 하중의 물체를 끌 수 있는 윈치의 구조를 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 고안은 대용량의 선박 건조시에 사용하기 적합한 윈치의 구조를 제공하는 것이다.

이러한 본 고안의 목적에 따라, 본 고안은 프레임과; 상기 프레임에 설치되는 동력전달케이스와; 상기 동력전달케이스의 일면에 설치된 드럼과; 상기 동력전달케이스의 내부에 설치되는 것으로서 상기 드럼과 연결된 회전체와; 상기 동력전달케 이스의 상기 드럼 설치면의 반대 면에 설치되는 복수개의 모터와; 이때 상기 모터는 상기 회전체를 중심으로 동일 수평선 또는 동일 수직선에 존재하도록 각 2개가 배치되어 짝수 개를 이루게 되며; 상기 동력전달케이스의 내부에 설치되는 것으로서 상기 각각의 모터와 연결된 동력출력축과 상기 회전체를 연결하는 동력전달수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연동 케이블 포설용 윈치를 제공한다.

본 고안의 일 실시예에서, 상기 모터는 2개로서 상기 회전체를 중심으로 동일 수평선상에 존재하도록 상호간에 배치되어 있다.

본 고안의 다른 실시예에서, 상기 모터는 4개로서 상기 회전체를 중심으로 동일 수평선상에 각 2개가 높이 차를 가지고 배치되어 있다.

본 고안에 따를 경우, 상기 동력전달수단은 상기 회전체의 외주에 장착된 드럼회전체 기어와; 상기 각각의 모터의 동력출력축에 장착된 것으로서, 상기 드럼회전체기어와 결합된 모터동력출력기어를 포함하여 이루어지는 것일 수 있다. 다른 경우, 상기 동력전달수단은 상기 회전체의 외주에 장착된 드럼회전체스프라켓과; 상기 각각의 모터의 동력출력축에 장착된 모터동력출력스프라켓과; 상기 드럼회전체스프라켓과 상기 모터동력출력스프라켓을 연결하는 연결체인을 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.

본 고안에 따를 경우, 모터를 다수개 사용하여 분산배치하여 이들이 연동하여 상대적으로 작은 무게와 부피로 윈치의 출력을 높일 수 있게 되며, 이에 따라 대용량의 선박건조에 적합하다.

이제 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고로 하여 설명한다. 본 실시예에서 동일한 부재는 동일한 도시부호를 사용한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 윈치(1000)의 외관을 보인다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 윈치(1000)는 프레임(80)이 제공되며 그 상부에 동력전달케이스(60)가 설치된다.

상기 동력전달케이스(60)의 일 면에는 드럼(D)이 설치되고 상기 드럼(D)에 대하여 로프의 인입을 가이드(guide)하는 로프인입가이드부재(10)가 설치되고 있다.

상기 동력전달케이스(60)에서 상기 드럼(D)이 설치된 면의 반대 면에는 2개의 모터(M1)(M2)가 각각 설치되어 있는데, 본 실시예에서 상기 각각의 모터(M1)(M2)는 플랜지(P1)(P2)를 통하여 연결된 감속기어부(D1)(D2)를 통하여 상기 동력전달케이스(60)에 연결되고 있다.

각각의 모터(M1)(M2)에는 콘트롤박스(40)가 설치되어 모터의 속도와 부하를 제어하고 있다.

도 2는 상기 윈치(1000)에서 동력전달케이스(60)의 커버(67)를 분리하여 도시한 분해사시도이다.

도 2를 참고로, 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 상기 드럼(D)은 회전체(140)와 연결되어 있으며, 상기 회전체(140)에는 그 외주를 둘러 드럼회전체 기어(160)가 장착되어 있다. 상기 회전체(140)는 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 돌출된 고정축(110)에 설치된다.

또한, 상기 모터(M1)(M2)는 각각 그 출력축(S1)(S2)이 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 돌출되며, 각각의 출력축(S1)(S2)에는 모터동력출력기어(61)(62)가 장착되어 있다.

도 3은 상기 윈치(1000)의 단면도로서 도 3의 (a)는 평면 단면도이고 (b)는 측면단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 각각의 감속기어부(D1)(D2)와 연결되어 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 돌출된 출력축(S1)(S2)에 장착된 각각의 모터동력출력기어(61)(62)는 상기 드럼(D)과 결합된 회전체(140)에 장착된 드럼회전체기어(160)와 결합되고 있다.

이에 따라 상기 모터(M1)(M2)가 작동하면 이들의 동력이 모두 상기 회전체(140)로 전달되고 이에 따라 상기 드럼(D)이 회전하게 되는 것이다. 이 경우, 각각의 모터(M1)(M2)로부터 동력을 전달받아 상기 드럼(D)의 출력은 두 배로 증가하게 된다.

도 4는 상기 윈치(1000)에서 모터(M1)(M2)와 회전체(140)와의 배치와 동력전달구조를 보이는 것으로서, 도 4의 (a)는 상기 동력전달케이스의 내부를 절개하여 전면에서 바라본 것이며, 도 4의 (b)는 상기 회전체(140)와 모터(M1)(M2)의 배치관계를 보이는 것이다.

도 4의 (a)를 참고로, 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 상기 회전체(140)에 상기 드럼회전체 기어(160)가 장착되며, 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수평선(H1)상에 모터동력출력축(S1)(S2)이 배치되고 각각의 모터동력출력축(S1)(S2) 에 모터동력출력기어(61)(62)가 장착되어 있다. 이들 드럼회전체기어(160)와 각각의 모터동력출력기어(61)(62)는 상호간에 맞물려 있다.

또한, 도 4의 (b)를 참고로, 상기 모터(M1)(M2)는 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수평선(H1)상에 배치되고 있다. 이에 따라, 상기 윈치(1000)는 상기 모터(M1)(M2)간의 관계로 인하여 모멘트가 발생하는 일은 없게 된다.

또한 만일 상기 모터(M1)(M2)를 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수직선(V)상에 존재시킬 경우도 이들 모터(M1)(M2)간의 관계로 인하여 모멘트가 발생하는 일은 없게 된다. 따라서 본 고안에 따를 경우 모터(M1)(M2)는 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수직선(V)상에 존재시킬 수도 있다.

이러한 본 고안에 따를 경우, 전체적으로 윈치(1000)의 무게와 부피를 줄이는 것이 가능해진다. 즉 모터의 힘이 2배가 필요할 경우 단순히 용량을 큰 것을 사용하는 경우 모터 자체만으로 4배정도의 무게와 부피증가가 있으며 또한 드럼과 용량이 증가된 모터 사이의 모멘트에 의한 불안정성이 증가되어 전체적으로 윈치의 무게는 더욱 큰 폭으로 증가하게 된다.

하지만 본 고안에 따를 경우, 단지 동일용량의 모터를 2개만 배치하여 그 무게 증가는 종래에 비하여 모터 1개 및 기어 등의 동력전달수단의 무게증가에 그칠 뿐이며 부피도 모터 1개 증가분 정도에 머문다. 이것은 단순히 용량을 2배로 늘린 모터를 사용하는 것과 비교하여 매우 효율적으로 그 무게와 부피를 감소시킨 것이라 할 것이다.

본 실시예에서 상기 모터와 회전체 사이의 동력전달은 기어의 결합으로 이루어 졌지만 다양한 방식이 채용될 수 있다. 예를 들어, 도시하지는 않았지만, 각각의 모터동력출력축(S1)(S2)에 스프라켓이 설치되고 또한 상기 회전체(140)에 스프라켓이 설치되고 이들 스프라켓을 체인으로 연결하여 모터(M1)(M2)의 동력을 상기 회전체(140)로 전달하여 드럼(D)을 회전시킬 수 있을 것이다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 윈치(2000)의 외관을 보이는 것이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 따른 윈치(2000)는 프레임(80)이 제공되며 그 상부에 동력전달케이스(60)가 설치된다.

상기 동력전달케이스(60)의 일 면에는 드럼(D)이 설치되고 상기 드럼(D)에 대하여 로프의 인입을 가이드하는 로프인입가이드부재(10)가 설치되고 있다.

상기 동력전달케이스(60)에서 상기 드럼(D)이 설치된 면의 반대 면에는 4개의 모터(M1)(M2)(M3)(M4)가 각각 설치되어 있는데, 본 실시예에서 상기 각각의 모터(M1)(M2)(M3)(M4)는 플랜지(P1)(P2)(P3)(P4)를 통하여 연결된 감속기어부(D1)(D2)(D3)(D4)를 통하여 상기 동력전달케이스(60)에 연결되고 있다.

또한 각각의 모터(M1)(M2)(M3)(M4)에는 콘트롤박스(40)가 설치되어 모터의 속도와 부하를 제어하고 있다.

도 6은 상기 윈치(2000)에서 동력전달케이스(60)의 커버(67)를 분리하여 도시한 분해사시도이다.

도 6을 참고로, 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 상기 드럼(D)은 회전체(140)와 연결되어 있으며, 상기 회전체(140)에는 그 외주를 둘러 드럼회전체 기어(160)가 장착되어 있다. 상기 회전체(140)는 상기 동력전달케이스(60)의 내부에 서 돌출된 고정축(110)에 설치된다.

또한, 상기 모터(M1)(M2)(M3)(M4)는 각각 그 출력축(S1)(S2)(S3)(S4)이 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 돌출되며, 각각의 출력축(S1)(S2)(S3)(S4)에는 모터동력출력기어(61)(62)(63)(64)가 장착되어 있다.

도 7은 상기 윈치(2000)의 단면도로서 도 7의 (a)는 평면 단면도이고 (b)는 측면단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 각각의 감속기어부(D1)(D2)(D3)(D4)와 연결되어 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 돌출된 출력축(S1)(S2)(S3)(S4)에 장착된 각각의 모터동력출력기어(61)(62)(63)(64)는 상기 드럼(D)과 결합된 회전체(140)에 장착된 드럼회전체기어(160)와 결합되고 있다.

이에 따라 상기 모터(M1)(M2)(M3)(M4)가 작동하면 이들의 동력이 모두 상기 회전체(140)로 전달되고 이에 따라 상기 드럼(D)은 회전하게 되는 것이다. 이 경우, 각각의 모터(M1)(M2)(M3)(M4)로부터 동력을 전달받아 상기 드럼(D)의 출력은 4배로 증가하게 된다.

도 8은 상기 윈치(2000)에서 모터(M1)(M2)(M3)(M4)와 회전체(140)와의 배치와 동력전달구조를 보이는 것으로서, 도 8의 (a)는 상기 동력전달케이스의 내부를 절개하여 전면에서 바라본 것이며, 도 8의 (b)는 상기 회전체(140)와 모터(M1)(M2)(M3)(M4)의 배치관계를 보이는 것이다.

도 8의 (a)를 참고로, 상기 동력전달케이스(60)의 내부에서 상기 회전체(140)에 상기 드럼회전체 기어(160)가 장착되며, 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수 평선(H1)상에 짝수개를 이루는 단위인 2개의 모터(M1)(M2)의 동력출력축(S1)(S2)이 배치되고 또한 이와 높이차를 가지고 나머지 2개의 모터(M3)(M4)의 동력출력축(S3)(S4)이 배치되고 있다.

또한 각각의 모터동력출력축(S1)(S2)(S3)(S4)에 모터동력출력기어(61)(62)(63)(64)가 장착되어 있다. 이들 드럼회전체기어(160)와 각각의 모터동력출력기어(61)(62)(63)(64)는 상호간에 맞물려 있다.

또한, 도 8의 (b)를 참고로, 상기 2개의 모터(M1)(M2)는 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수평선(H1)상에 배치되고 있고, 상기 수평선(H1)과 높이 차이를 가지고 나머지 2개의 모터(M3)(M4)는 상기 회전체(140)를 중심으로 동일 수평선(H2)상에 배치되고 있다.

이에 따라, 상기 윈치(2000)는 상기 모터(M1)(M2)(M3)(M4)간의 관계로 인하여 모멘트가 발생하는 일은 없게 된다.

이러한 본 고안에 따를 경우, 전술한 윈치(1000)와 마찬가지로 전체적으로 윈치(2000)의 무게와 부피를 줄이는 것이 가능해진다. 즉 모터의 힘이 4배가 필요할 경우 단순히 용량이 4배로 증가된 것을 사용하는 경우 모터 자체만으로 16배정도의 무게와 부피증가가 있으며 또한 드럼과 용량이 증가된 모터 사이의 모멘트에 의한 불안정성이 증가되어 전체적으로 윈치의 무게는 더욱 큰 폭으로 증가하게 된다.

하지만 본 고안에 따를 경우, 단지 모터를 4개만 배치하여 그 무게 증가는 종래에 비하여 모터 3개 및 기어 등의 동력전달수단의 무게증가에 그칠 뿐이며 부피도 모터 3개 증가분 정도에 머문다. 이것은 단순히 모터의 용량을 4배로 늘린 것과 비교하여 매우 효율적으로 그 무게와 부피를 감소시킨 것이라 할 것이다.

본 실시예에서 상기 모터와 회전체 사이의 동력전달은 기어의 결합으로 이루어졌지만 다양한 방식이 채용될 수 있다. 예를 들어, 도시하지는 않았지만, 각각의 모터동력출력축(S1)(S2)(S3)(S4)에 스프라켓이 설치되고 또한 상기 회전체(140)에 스프라켓이 설치되고 이들 스프라켓을 체인으로 연결하여 모터(M1)(M2)(M3)(M4)의 동력을 상기 회전체(140)로 전달하여 드럼(D)을 회전시킬 수 있을 것이다.

이와 같이 본 고안에 따를 경우, 윈치에 있어서 모터를 분산 배치하여 이들이 연동하여 작은 무게와 부피로 큰 힘을 얻을 수 있으며 안정적인 사용이 가능해지는 것이다.

본 고안은 동력전달케이스(60)에서 상기 드럼(D)의 설치면에 나란히 감속기어부(D1)(D2)(D3)(D4)가 설치되는 것을 배제하는 것은 아니다. 즉 본 고안에 따를 경우, 모터를 분산배치하며, 이때, 전술한 실용신안 등록 제20-0434100호에 따라 각각의 모터와 연결되는 감속기어부를 상기 동력전달케이스에서 상기 드럼이 설치된 면과 나란히 배치하여 전체적으로 모멘트를 상당한 수준으로 감소시키도록 할 수 있는 것이다.

이로서 본 고안의 목적이 달성되었음을 이해할 수 있을 것이다.

본 고안은 실시예를 중심으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 사상에 따라 그 권리범위는 다음의 청구범위에 의한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 윈치의 외관을 보이는 도면;

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 윈치에서 동력전달케이스의 커버를 분리하여 도시한 분해사시도;

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 윈치의 단면도;

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 윈치에서 모터와 회전체와의 배치와 동력전달구조를 보이는 도면;

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 윈치의 외관을 보이는 도면;

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 윈치에서 동력전달케이스의 커버를 분리하여 도시한 분해사시도;

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 윈치의 단면도;

도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 윈치에서 모터와 회전체와의 배치와 동력전달구조를 보이는 도면.

Claims (5)

1. (a) 프레임과;

   (b) 상기 프레임에 설치되는 동력전달케이스와;

   (c) 상기 동력전달케이스의 일면에 설치된 드럼과;

   (d) 상기 동력전달케이스의 내부에 설치되는 것으로서 상기 드럼과 연결된 회전체와;

   (e) 상기 동력전달케이스의 상기 드럼 설치면의 반대 면에 설치되는 복수개의 모터와; 이때 상기 모터는 상기 회전체를 중심으로 동일 수평선 또는 동일 수직선에 존재하도록 각 2개가 배치되어 짝수 개를 이루게 되며;

   (f) 상기 동력전달케이스의 내부에 설치되는 것으로서 상기 각각의 모터와 연결된 동력출력축과 상기 회전체를 연결하는 동력전달수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연동 케이블 포설용 윈치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 모터는 2개로서 상기 회전체를 중심으로 동일 수평선상에 존재하도록 상호간에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연동 케이블 포설용 윈치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 모터는 4개로서

   상기 회전체를 중심으로 동일 수평선상에 각 2개가 높이 차를 가지고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연동 케이블 포설용 윈치.
4. 제1항부터 제3항 중 어느 일 항에 있어서,

   (a) 상기 동력전달수단은 상기 회전체의 외주에 장착된 드럼회전체 기어와;

   (b) 상기 각각의 모터의 동력출력축에 장착된 것으로서, 상기 드럼회전체기어와 결합된 모터동력출력기어를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연동 케이블 포설용 윈치.
5. 제1항부터 제3항 중 어느 일 항에 있어서,

   상기 동력전달수단은

   (a) 상기 회전체의 외주에 장착된 드럼회전체스프라켓과;

   (b) 상기 각각의 모터의 동력출력축에 장착된 모터동력출력스프라켓과;

   (c) 상기 드럼회전체스프라켓과 상기 모터동력출력스프라켓을 연결하는 연결체인을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연동 케이블 포설용 윈치.

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