KR20120020943A - 선박 동력전달장치 및 이를 이용한 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 동력전달장치에 관한 것이다.
본 발명에 실시예에 따른 선박의 동력전달장치는, 구동장치가 구비되는 선박 몸체에 설치되며, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력을 이용하여 상기 선박 몸체의 외부에 위치되는 프로펠러를 회전시켜 추진력을 발생시키도록, 상기 구동장치로부터의 회전력을 상기 프로펠러로 전달하는 동력전달장치에 있어서, 상기 구동장치와 연결되어, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 동력전달샤프트; 일단에는 상기 프로펠러가 연결되며, 상기 동력전달샤프트로부터 상기 구동장치의 회전력을 전달받아 상기 프로펠러를 회전시키기 위한 프로펠러 회전샤프트; 상기 동력전달샤프트와 상기 프로펠러 회전샤프트 사이에 마련되어, 상기 동력전달샤프트로 전달된 상기 구동장치의 회전력을 상기 프로펠러 회전샤프트로 전달하기 위한 제1접속부; 상기 선박몸체에서 후방을 향하여 연장되는 제1영역과 일측이 마주보는 상태에서 상기 제1영역에 회전가능하게 연결되고, 상기 프로펠러 회전샤프트가 회전가능하게 지지되는 회동체; 및 상기 선박몸체에 설치되며, 상기 회동체를 상기 선박몸체에 대하여 상기 프로펠러 회전샤프트가 연장되는 방향과 교차되는 방향으로 형성되는 방향전환축선을 중심으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하기 위한 스티어링 기어부;를 포함하고, 상기 회전샤프트는 상기 구동장치로부터 전달되는 회전력에 의하여 상기 회전샤프트의 연장방향으로 형성되는 프로펠러 회전축선을 중심으로 회전되는 제1회전 및 상기 방향전환축선을 중심으로 상기 회동체와 함께 회전되는 제2회전이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

선박 동력전달장치 및 이를 이용한 선박{POWER TRANSMITTING APPARATUS OF SHIP AND SHIP USING THE SAME}
본 발명에 따른 실시예는 선박의 동력전달장치에 관한 것이다.
선박의 추진력을 발생시키기 위한 추진 방식으로서, 프로펠러를 회전시켜 추진력을 발생시키는 프로펠러 추진 방식 또는 펌프를 이용하여 선박의 운항 방향의 반대 방향으로 물을 뿜어내어 추진력을 발생시키는 워터제트 추진 방식과 같은 다양한 추진 방식이 이용된다.
특히, 상기 프로펠러를 이용하여 선박의 추진력을 발생시키는 경우, 상기 프로펠러의 후방에 마련되는 러더(Rudder)를 이용하여, 상기 프로펠러에 의하여 발생되는 상기 추진력의 방향을 전환시켜, 상기 선박의 선회 방향을 조정한다. 그리고, 상기 선박에는 동력을 발생시키는 동력장치로부터 상기 프로펠러로 상기 동력을 전달하기 위한 동력전달장치가 마련된다.
도 1에서는 일반적인 선박의 동력전달장치가 도시된다.
일반적인 선박(900)은 선박 몸체(910)의 내부에 동력장치(920)와, 동력장치(920)에 연결되는 동력전달장치(940)와, 동력전달장치(940)에 의하여 상기 동력을 전달받아 회전되는 프로펠러(930)가 마련된다. 그리고, 프로펠러(930)의 후방에는 선박(900)의 선회 방향을 조정하기 위한 러더(950)가 선박 몸체(910)에 대하여회전 가능하게 마련된다.
즉, 프로펠러(930)가 회전되어 추진력을 발생시키는 과정에서, 프로펠러(930)는 선박 몸체(910)에 대하여 일방향 또는 타방향으로 회전되어 프로펠러(930)의 회전에 의하여 선박(900)의 후방으로 흐르는 유체의 흐름을 변경시킴으로써, 선박(900)의 선회 방향을 조정할 수 있다.
한편, 프로펠러(930)에 의하여 선박 몸체(910)의 후방으로 흐르는 유체가 러더(950)에 부딪친 다음, 그 흐름이 변경됨으로써, 상기 유체의 충격에 의하여 러더(950) 및 선박 몸체(910)에는 진동 및 구조적인 파손이 발생된다. 또한, 러더(950)는 저항체로 작용하여 선박의 추진 효율을 감소시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예는 프로펠러의 회전에 의하여 추진되는 선박에 있어서, 선박의 러더를 제거함으로써 러더에 의하여 발생되는 진동 및 추진 효율의 감소가 방지되는 선박 및 선박의 동력전달장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예의 일 측면에 따르면, 구동장치가 구비되는 선박 몸체에 설치되며, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력을 이용하여 상기 선박 몸체의 외부에 위치되는 프로펠러를 회전시켜 추진력을 발생시키도록, 상기 구동장치로부터의 회전력을 상기 프로펠러로 전달하는 동력전달장치에 있어서, 상기 구동장치와 연결되어, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 동력전달샤프트; 일단에는 상기 프로펠러가 연결되며, 상기 동력전달샤프트로부터 상기 구동장치의 회전력을 전달받아 상기 프로펠러를 회전시키기 위한 프로펠러 회전샤프트; 상기 동력전달샤프트와 상기 프로펠러 회전샤프트 사이에 마련되어, 상기 동력전달샤프트로 전달된 상기 구동장치의 회전력을 상기 프로펠러 회전샤프트로 전달하기 위한 제1접속부; 상기 선박몸체에서 후방을 향하여 연장되는 제1영역과 일측이 마주보는 상태에서 상기 제1영역에 회전가능하게 연결되고, 상기 프로펠러 회전샤프트가 회전가능하게 지지되는 회동체; 및 상기 선박몸체에 설치되며, 상기 회동체를 상기 선박몸체에 대하여 상기 프로펠러 회전샤프트가 연장되는 방향과 교차되는 방향으로 형성되는 방향전환축선을 중심으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하기 위한 스티어링 기어부;를 포함하고, 상기 회전샤프트는 상기 구동장치로부터 전달되는 회전력에 의하여 상기 회전샤프트의 연장방향으로 형성되는 프로펠러 회전축선을 중심으로 회전되는 제1회전 및 상기 방향전환축선을 중심으로 상기 회동체와 함께 회전되는 제2회전이 가능한 선박의 동력전달장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1접속부는, 상기 동력전달샤프트에 고정되어, 상기 동력전달샤프트의 연장방향인 샤프트회전축선을 중심으로 회전되는 제1접속부측 제1베벨기어; 및 상기 프로펠러 회전샤프트에 상기 프로펠러 회전축선을 중심으로 회전가능하게 고정되며, 상기 제1접속부측 제1베벨기어와 치합되는 제1접속부측 제2베벨기어;를 포함할 수 있다
또한, 상기 동력전달샤프트는, 제1샤프트회전축선을 따라서 연장형성되며, 상기 동력전달장치의 회전력에 의하여 상기 제1샤프트회전축선을 중심으로 회전가능하게, 상기 구동장치에 연결되는 제1동력전달샤프트; 및 상기 제1샤프트회전축선과 교차되는 제2샤프트회전축선을 따라서 연장형성되며, 일단은 상기 제1접속부에 의하여 상기 프로펠러 회전샤프트에 연결되는 제2동력전달샤프트;를 포함하고, 상기 제1동력전달샤프트와 상기 제2동력전달샤프트 사이에 마련되어, 상기 제1동력전달샤프트에 전달되는 상기 구동장치의 회전력을 상기 제2동력전달샤프트로 전달하기 위한 제2접속부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2접속부는, 상기 제1샤프트회전축선을 중심으로 회전가능하게 상기 제1동력전달샤프트에 고정되는 제2접속부측 제1베벨기어; 및 상기 제2샤프트회전축선을 중심으로 회전가능하게 상기 제2동력전달샤프트에 고정되며, 상기 제2접속부측 제1베벨기어에 치합되어, 상기 제1동력전달샤프트의 회전에 의하여 상기 제2샤프트회전축선을 중심으로 회전되는 제2접속부측 제2베벨기어;를 포함할 수 있다.
또한, 일측은 상기 스티어링 기어부에서 발생되는 회전력에 의하여 상기 방향전환축선을 중심으로 회전 가능하게 상기 스티어링 기어부에 연결되며, 타측은 상기 회동체에 고정되어, 상기 스티어링 기어부의 상기 회전력에 의하여 상기 회동체를 상기 방향전환축선을 중심으로 회전시키기 위한 제1회전연결수단;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1회전연결수단에는 상기 동력전달샤프트가 관통되며, 상기 구동장치에 의한 상기 동력전달샤프트의 회전과, 상기 스티어링 기어에 의한 상기 제1회전연결수단의 회전은 독립적으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 스티어링 기어부는 상기 제1영역의 내측에 설치되며, 상기 제1회전연결수단은 상기 제1영역을 관통하여, 상기 회동체에 고정될 수 있다.
또한, 상기 제1회전연결수단을 둘러싸도록 상기 제1영역과 상기 회동체의 일측 사이에 배치되어, 상기 제1영역과 상기 회동체 사이의 공간을 통하여 해수가 상기 선박몸체의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 실링부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회동체의 타측은 상기 선박몸체에서 후방을 향하여 연장형성되는 제2영역과 마주보며, 일측은 상기 제2영역에 고정되며, 타측에는 상기 회동체가 회전가능하게 연결되는 제2회전연결수단;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회동체 내부에는 상기 동력전달샤프트 및 상기 프로펠러 회전 샤프트를 수용하기 위한 수용공간이 형성되며, 상기 수용공간에 구비되어, 상기 동력전달샤프트 및 상기 프로펠러 회전샤프트를 회전가능하게 지지하는 복수의 베어링 부재들을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 베어링 부재들은, 상기 프로펠러 회전샤프트를 회전가능하게 지지하며, 상기 제1접속부를 기준으로 서로 이격되는 제1베어링부재 및 제2베어링부재를 포함할 수 있다.
구동장치가 구비되는 선박 몸체 및 상기 선박 몸체에 설치되며 상기 구동장치에서 발생되는 회전력을 이용하여 상기 선박 몸체의 외부에 위치되는 프로펠러를 회전시켜 추진력을 발생시키도록, 상기 구동장치로부터의 회전력을 상기 프로펠러로 전달하는 동력전달장치를 포함하는 선박에 있어서, 상기 구동장치와 연결되어, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 동력전달샤프트; 일단에는 상기 프로펠러가 연결되며, 상기 동력전달샤프트로부터 상기 구동장치의 회전력을 전달받아 상기 프로펠러를 회전시키기 위한 프로펠러 회전샤프트; 상기 동력전달샤프트와 상기 프로펠러 회전샤프트 사이에 마련되어, 상기 동력전달샤프트로 전달된 상기 구동장치의 회전력을 상기 프로펠러 회전샤프트로 전달하기 위한 제1접속부; 상기 선박몸체에서 후방을 향하여 연장되는 제1영역과 일측이 마주보는 상태에서 상기 제1영역에 회전가능하게 연결되고, 상기 프로펠러 회전샤프트가 회전가능하게 지지되는 회동체; 및 상기 선박몸체에 설치되며, 상기 회동체를 상기 선박몸체에 대하여 상기 프로펠러 회전샤프트가 연장되는 방향과 교차되는 방향으로 형성되는 방향전환축선을 중심으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하기 위한 스티어링 기어부;를 포함하고, 상기 회전샤프트는 상기 구동장치로부터 전달되는 회전력에 의하여 상기 회전샤프트의 연장방향으로 형성되는 프로펠러 회전축선을 중심으로 회전되는 제1회전 및 상기 방향전환축선을 중심으로 상기 회동체와 함께 회전되는 제2회전이 가능한 동력전달장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 선박몸체는 상기 후방을 향하여 연장형성되며, 상호 이격되는 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 동력전달장치의 회동체는 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이의 공간에 설치될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 추진력을 발생시키는 프로펠러의 지향 방향을 조절하여, 선박의 선회가 수행됨으로써, 상기 추진력의 손실없이 선박의 선회 성능이 증가될 수 있다.
도 1은 종래의 선박을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 선박을 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 선박의 저면도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선도에 따른 단면도.
도 5는 도 4의 V-V 선도에 따른 단면도.
도 6은 도 5의 동력전달장치에 의하여 프로펠러의 지향방향이 변경된 상태를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 동력전달장치를 보여주는 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 선박을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2의 선박의 저면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박(200)은 선박 몸체(210)와, 구동장치(31)와, 프로펠러(32)와, 동력전달장치(1)를 포함한다.
보다 상세히, 구동장치(31)는 선박 몸체(210)의 내부에 설치되며, 연료의 연소 또는 전기의 공급에 의하여 회전력을 발생시키는 엔진 또는 모터와 같은 장치로 마련된다.
그리고, 프로펠러(32)는 선박 몸체(210)의 후방 측 외부에 위치되어, 그 일부 또는 전부가 수중에 위치된 상태에서, 구동장치(31)에서 발생되는 상기 회전력을 전달받아 회전됨으로써, 선박(200)에 대한 추진력을 발생시킨다.
동력전달장치(1)는 구동장치(31)와 프로펠러(32) 사이에 마련되어, 구동장치(31)에서 생성되는 상기 회전력을 프로펠러(32)로 전달한다. 이때, 동력전달장치(1)는 프로펠러(32)의 지향 방향을 변화시켜, 상기 프로펠러(32)의 회전에 의하여 발생되는 추진력의 방향을 변화시킴으로써, 선박(200)의 선회방향이 변경되도록 할 수 있다. 이때, 구동장치(31)에서 생성되는 상기 회전력을 제1회전력이라고 한다.
즉, 프로펠러(32)의 지향방향을 직접 변화시킴으로써, 별도의 러더(Rudder)와 같이 유체가 부딪혀 그 흐름을 변경하기 위한 장치가 없이, 선박(210)의 추진방향을 변경시킬 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 선박(200)에서 프로펠러(32)의 지향방향을 변경시키기 위한 동력전달장치(1)의 구성을 상세하게 설명한다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선도에 따른 단면도이며, 도 5는 도 4의 V-V 선도에 따른 단면도이다. 그리고, 도 6은 도 5의 동력전달장치에 의하여 프로펠러의 지향방향이 변경된 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 동력전달장치(1)는 동력전달샤프트(111,112), 프로펠러 회전샤프트(113), 회동체(12), 제1접속부(13), 제2접속부(14), 스티어링 기어(15), 제1회전연결수단(161), 제2회전연결수단(162) 및 실링부재(18)를 포함한다.
보다 상세히, 본 실시예에 따른 동력전달샤프트(111,112)는 구동장치(31)에서 발생되는 상기 제1회전력에 의하여 회전되며, 제1동력전달샤프트(111) 및 제2동력전달샤프트(112)를 포함한다.
제1동력전달샤프트(111)는 제1샤프트회전축선(R31)을 따라서 연장형성된다. 그리고, 제1동력전달샤프트(111)는 구동장치(31)의 상기 제1회전력에 의하여 제1샤프트회전축선(R31)을 중심으로 회전가능하도록 그 일단이 구동장치(31)에 연결된다.
그리고, 제2동력전달샤프트(112)는 제1샤프트회전축선(R31)과 교차되는 제2샤프트회전축선(R32)을 따라서 연장형성되며, 제2샤프트회전축선(R32)을 중심으로 회전가능하게 마련된다.
이때, 상기 제2접속부(14)는 제1동력전달샤프트(111) 및 제2동력전달샤프트(112) 사이에 마련되어, 제1동력전달샤프트(111)에 전달되는 구동장치(31)의 상기 상기 제1회전력을 상기 제2동력전달샤프트(112)에 전달한다.
보다 상세히, 제2접속부(14)는 제1샤프트회전축선(R31)을 중심으로 회전가능하게 제1동력전달샤프트(111)의 타단에 고정되는 제2접속부측 제1베벨기어(141)와, 제2샤프트회전축선(R31)을 중심으로 회전가능하게 제2동력전달샤프트(112)에 고정되며 상기 제2접속부측 제1베벨기어(141)에 치합되는 제2접속부측 제2베벨기어(142)를 포함한다.
따라서, 제1동력전달샤프트(111) 및 제2접속부측 제1베벨기어(141)가 상기 제1회전력에 의하여 회전되는 경우, 제2접속부측 제1베벨기어(141)에 치합된 제2접속부측 제2베벨기어(141) 및 제2베벨기어(141)가 고정된 제2동력전달샤프트(112)는 전달된 상기 제1회전력에 의하여 함께 회전된다.
본 실시예에서는 서로 교차되는 제1샤프트회전축선(R31) 및 제2샤프트회전축선(R32)을 중심으로 회전가능한 제1동력전달샤프트(111) 및 제2동력전달샤프트(112)에서 회전력의 전달을 위한 다수의 베벨기어가 사용되는 것으로 설명되고 있으나, 회전축선이 서로 교차된 상태에서 회전력을 전달하기 위한 유니버셜 조인트(Universal joint)와 같은 다양한 동력전달 수단이 제2접속부(14)에 사용되는 구성 또한 본 실시예의 구성에 포함된다고 할 것이다.
한편, 상기 프로펠러 회전샤프트(113)은 그 일단에 프로펠러(14)가 연결되며, 제2동력전달샤프트(112)의 회전중심축선인 제2샤프트회전축선(R32)과 교차되는 프로펠러 회전축선(R21)을 중심으로 회전가능하게 마련된다.
그리고, 프로펠러 회전샤프트(113)과 제2동력전달샤프트(112) 사이에는, 구동장치(31)로부터 제1동력전달샤프트(111)를 통하여 제2동력전달샤프트(112)로 전달되는 상기 제2회전력을, 제2동력전달샤프트(112)로부터 프로펠러 회전샤프트(113)로 전달하기 위한 상기 제1접속부(13)가 마련된다.
보다 상세히, 제1접속부(13)는 제2동력전달샤프트(112)에 고정되어, 제2동력전달샤프트(112)의 연장방향인 제2샤프트회전축선(R32)을 중심으로 회전되는 제1접속부측 제1베벨기어(131) 및 프로펠러 회전샤프트(113)에 프로펠러 회전축선(R21)을 중심으로 회전가능하게 고정되며, 제1접속부측 제1베벨기어(31)와 치합되는 제1접속부측 제2베벨기어(32)를 포함한다.
즉, 제2동력전달샤프트(112) 및 제1접속부측 제1베벨기어(131)가 상기 제1회전력에 의하여 회전되는 경우, 제1접속부측 제1베벨기어(131)에 치합된 제1접속부측 제2베벨기어(132) 및 제1접속부측 제2베벨기어(132)가 고정된 프로펠러 회전샤프트(113)는 전달된 상기 제1회전력에 의하여 함께 회전된다.
따라서, 구동장치(31)에서 발생된 상기 제1회전력은 제1동력전달샤프트(111), 제2접속부(14), 제2동력전달샤프트(112), 제1접속부(13) 및 프로펠러 회전샤프트(113)로 전달되어, 프로펠러(32)를 회전시킴으로써, 구동장치(31)로부터 발생된 상기 회전력에 의하여 다수의 샤프트가 서로 교차되는 회전중심축을 갖는 경우에도 선박(200)을 이동시키기 위한 추진력을 발생시킬 수 있다.
이때, 제1샤프트회전중심축선(R31) 및 프로펠러 회전축선(R21)은 수평방향, 제2샤프트회전중심축선(R32)는 수직방향으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 제1접속부(13)의 제1접속부측 제1베벨기어(131) 및 제1접속부측 제2베벨기어(132)는, 제2접속부(14)의 상기 베벨기어들과 마찬가지로, 서로 교차되는 회전중심축선을 갖는 다수의 샤프트들 사이의 회전력을 전달하기 위한 일례로 상기 유니버셜 조인트와 같은 다양한 동력전달 수단으로 형성될 수 있다.
한편, 선박몸체(210)는 선박(200)의 후방으로 연장형성되는 제1영역(211), 제2영역(212)과, 제1영역(211) 및 제2영역(212) 사이를 연결하는 제3영역(213)을 포함하며, 상기 회동체(12)는 제1영역(211) 및 제2영역(212) 사이에 제2샤프트회전축선(R31)과 동일한 방향전환축선(R1)을 중심으로 회전가능하게 마련된다.
이때, 제2영역(212)은 선박몸체(210)의 저면과 동일한 위치 또는 저면보다 상측을 향하여 연장형성된다.
보다 상세히, 회동체(12)는 선박(200)의 외형 일부를 형성하며, 회동체(12)의 상측면 및 하측면은 각각 제1영역(211) 및 제2영역(212)과 마주보도록 배치된다. 그리고, 회동체(12)는 제1영역(211) 및 제2영역(212)에 대하여 방향전환축선(R1)을 중심으로 회전가능하게 마련되된다.
또한, 회동체(12)에는 내부에 프로펠러 회전샤프트(113), 제2동력전달샤프트(112) 및 제1접속부(13)가 수용되는 제1수용공간(121) 및 제2수용공간(122)이 형성된다. 이때, 제1수용공간(121)은 회동체(12)의 내부에 프로펠러 회전축선(R21)을 따라서, 회동체(12)의 후방으로 개구된 형상으로 형성되며, 제2수용공간(125)은 제1수용공간(121)과 연통되며, 회동체(12)의 내부에 제2샤프트회전축선(R31)을 따라서, 회동체(12)의 상방으로 개구된 형상으로 형성된다.
그리고, 제1수용공간(121)에는 수용된 프로펠러 회전샤프트(113)를 프로펠러 회전축선(R21)을 중심으로 회전가능하게 지지하기 위한 제1베어링부재(122) 및 제2베어링부재(123)가 구비되며, 제2수용공간(125)에는 제2동력전달샤프트(112)를 제2샤프트회전축선(R32)을 중심으로 회전가능하도록 지지하기 위한 및 제3베어링부재(124)가 구비된다.
이때, 제1베어링 부재(122) 및 제2베어링 부재(123)는 제1접속부(13)를 중심으로 상호 이격되어 배치되며, 제2베어링부재(123)는 제1수용공간(121)이 개구된 부분을 통하여 해수가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 제1영역(211)의 내측 공간에는 상기 스티어링 기어(15)가 설치되며, 스티어링 기어(15)는 회동체(12)를 선박몸체(210)에 대하여 방향전환축선(R1)을 중심으로 회전시키기 위한 회전력을 생성한다. 이때, 스티어링 기어(15)에서 생성되는 회전력을 제2회전력이라 칭한다.
한편, 상기 제1회전연결수단(161)은 방향전환축선(R1)을 따라서 연장형성되는 샤프트로 형성되며, 선박 몸체(210)의 제1영역(211)을 관통한다. 그리고, 제1회전연결수단(161)의 일측은 스티어링 기어(15)에 연결되며 제1회전연결수단(161)의 타측은 제1영역(210)과 마주보는 회동체(12)의 일측, 즉 상측면에 고정된다.
따라서, 스티어링 기어(15)에서 일방향 또는 타방향을 향하여 상기 제2회전력이 생성되며, 상기 제2회전력에 의하여 제1회전연결수단(161) 및 제1회전연결수단(161)에 고정된 회동체(12)는 방향전환축선(R1)을 중심으로 일방향 또는 타방향으로 회전된다. 즉, 스티어링 기어(15)의 상기 제2회전력에 의하여, 회동체(12) 및 회동체(12)에 지지되는 프로펠러 회전샤프트(113)가 방향전환축선(R1)을 중심으로 회전됨에 따라서, 프로펠러(32)의 지향 방향 및 프로펠러(32)의 회전에 의하여 생성되는 추진력의 방향이 변경될 수 있다.
이때, 스티어링 기어(15) 및 제1회전연결수단(161)에는 제2동력전달샤프트(112)가 관통되며, 구동장치(31)의 제1회전력에 의한 제2동력전달샤프트(112)의 회전 및 스티어링 기어(15)의 제2회전력에 의한 제1회전연결수단(161)의 회전은 서로 독립적으로 수행된다. 그리고, 제2동력전달샤프트(112)의 외주면과 스티어링 기어(15)에 형성된 관통홀의 내면 사이에는 제2동력전달샤프트(112)를, 제2샤프트회전축선(R32)을 중심으로 하는 회전이 가능하게, 지지하기 위한 제3베어링 부재(124)가 마련된다.
한편, 상기 제2회전연결수단(162)은 방향전환축선(R1)을 따라서 연장형성되는 샤프트로 형성되며, 제2회전연결수단(162)의 일측은 선박 몸체(210)의 제2영역(212)에 고정되며 타측에는 회동체(12)가 회전가능하게 연결된다.
즉, 회동체(12)의 상측은 제1회전연결수단(161)에 의하여 제1영역(141)에 회전가능하게 연결되며, 회동체(11)의 하측은 제2회전연결수단(162)에 의하여 제2영역(142)에 회전가능하게 연결됨에 따라서, 방향전환축선(R1)을 중심으로 하는 회동체(12)의 회전이 안정적으로 수행될 수 있다.
한편, 제1영역(211) 내지 제3영역(213)과 회동체(12)는, 회동체(12)의 회전이 원활하게 수행되도록 하기 위하여, 일정거리 이격된 상태로 마련된다.
그리고, 제1영역(211)과 회동체(12)의 상측면 사이에는, 제1회전연결수단(161)을 둘러싸도는 형상으로 배치되어, 제1영역(211)과 회동체(12) 사이의 공간을 통하여, 선박몸체(210)의 내부로 해수가 유입되는 것을 방지하기 위한 실링부재(18)가 마련된다. 실링부재(18)는 일례로 탄력재질의 금속구조물와 같은 방수재질의 탄력부재로 형성될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 선박(210)의 동력전달장치(1)에 의하여 구동장치(31)의 제1회전력에 프로펠러(32)로 전달되며, 프로펠러(32)의 지향방향을 변경하는 과정을 상세하게 설명한다.
먼저, 구동장치(31)에서 상기 제1회전력을 생성하면, 상기 제1회전력에 의하여 제1동력전달샤프트(111)가 회전된다. 제1동력전달샤프트(111)가 회전되면, 제2접속부(14)에 의하여 제1동력전달샤프트(111)에 전달된 상기 제1회전력이 제2동력전달샤프트(112)로 전달되어, 제2동력전달샤프트(112)는 상기 제1회전력에 의하여 기설정된 속도로 회전된다. 마찬가지로, 제2동력전달샤프트(112)에 전달된 상기 제1회전력은 제1접속부(14)에 의하여, 프로펠러 회전샤프트(113) 및 프로펠러 회전샤프트(113)의 단부에 고정된 프로펠러(32)를 기설정된 속도로 회전시켜, 추진력이 발생되도록 한다.
이때, 선박(200)을 일방향 또는 타방향으로 선회시키는 경우, 스티어링 기어(12)에서 상기 선회방향에 대응되는 회전력을 발생시켜, 회동체(12) 및 회동체(12)에 회전가능하게 지지되는 프로펠러 회전샤프트(113)를 상기 선회방향에 대응되는 방향으로 회전시킴으로써, 프로펠러(32)의 회전에 따른 추진력의 방향을 변경시켜, 선박(200)을 선회시키게 된다.
즉, 상기 제2회전력에 의하여, 프로펠러 회전샤프트(113)의 회전중심인 프로펠러회전축(R21)의 방향이 방향전환축선(R1)을 중심으로 일정각도 회전되어, 다른 방향의 프로펠러회전축(R21a)으로 변경됨에 따라서, 프로펠러(32)의 지향방향 및 프로펠러(32)에 의한 추진력의 방향이 변경된다.
제안되는 실시예에 의하면, 추진력을 발생시키는 프로펠러의 지향 방향을 조절하여, 선박의 선회가 수행됨으로써, 상기 추진력의 손실없이 선박의 선회 성능이 증가될 수 있다.
또한, 선박몸체(210)로부터 하방으로 동력전달장치(1)의 회동체(12)가 돌출되지 아니함으로써, 선박몸체(210)로부터 어떠한 구성이 돌출됨으로써 발생되는 저항력의 발생이 감소될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 동력전달장치를 보여주는 단면도이다.
본 실시예는 동력전달장치의 동력전달샤프트의 구성에 있어서, 차이가 있을 뿐 다른 구성에 있어서는 제1실시예에 따른 동력전달장치의 구성과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 동력전달장치(5)는 동력전달샤프트(511), 프로펠러 회전샤프트(512), 회동체(52), 복수의 베벨기어(531,532)를 포함하는 접속부(53), 스티어링 기어(55), 제1회전연결수단(561), 제2회전연결수단(562) 및 실링부재(58)를 포함한다.
이때, 구동장치(31)에서 생성되는 제1회전력은 일례로 수직방향으로 형성되는 샤프트회전축선(R32)을 중심으로 형성되며, 상기 제1회전력을 하나의 접속부(53)를 거쳐 프로펠러 회전샤프트(512) 및 프로펠러(32)로 전달된다.
즉, 구동장치(31)에서 생성되는 제1회전력이 하나의 접속부(53)만을 거쳐 프로펠러(32)로 전달됨에 따라서, 다수의 접속부(53)를 거치는 과정에서 발생되는 힘의 손실이 방지될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 발명에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
200 : 선박 210 : 선박 몸체
31 : 구동장치 32 : 프로펠러
1 : 동력전달장치 111 : 제1동력전달샤프트
112 : 제2동력전달샤프트 113 : 프로펠러 회전샤프트
12 : 회동체 13 : 제1접속부
14 : 제2접속부 15 : 스티어링 기어부
161 : 제1회전연결수단 162 : 제2회전연결수단
18 : 실링부재

Claims (13)

  1. 구동장치가 구비되는 선박 몸체에 설치되며, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력을 이용하여 상기 선박 몸체의 외부에 위치되는 프로펠러를 회전시켜 추진력을 발생시키도록, 상기 구동장치로부터의 회전력을 상기 프로펠러로 전달하는 동력전달장치에 있어서,
    상기 구동장치와 연결되어, 상기 구동장치에서 발생되는 회전력에 의하여 회전되는 동력전달샤프트;
    일단에는 상기 프로펠러가 연결되며, 상기 동력전달샤프트로부터 상기 구동장치의 회전력을 전달받아 상기 프로펠러를 회전시키기 위한 프로펠러 회전샤프트;
    상기 동력전달샤프트와 상기 프로펠러 회전샤프트 사이에 마련되어, 상기 동력전달샤프트로 전달된 상기 구동장치의 회전력을 상기 프로펠러 회전샤프트로 전달하기 위한 제1접속부;
    상기 선박몸체에서 후방을 향하여 연장되는 제1영역과 일측이 마주보는 상태에서 상기 제1영역에 회전가능하게 연결되고, 상기 프로펠러 회전샤프트가 회전가능하게 지지되는 회동체; 및
    상기 선박몸체에 설치되며, 상기 회동체를 상기 선박몸체에 대하여 상기 프로펠러 회전샤프트가 연장되는 방향과 교차되는 방향으로 형성되는 방향전환축선을 중심으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하기 위한 스티어링 기어부;를 포함하고,
    상기 회전샤프트는 상기 구동장치로부터 전달되는 회전력에 의하여 상기 회전샤프트의 연장방향으로 형성되는 프로펠러 회전축선을 중심으로 회전되는 제1회전 및 상기 방향전환축선을 중심으로 상기 회동체와 함께 회전되는 제2회전이 가능한 선박의 동력전달장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1접속부는,
    상기 동력전달샤프트에 고정되어, 상기 동력전달샤프트의 연장방향인 샤프트회전축선을 중심으로 회전되는 제1접속부측 제1베벨기어; 및
    상기 프로펠러 회전샤프트에 상기 프로펠러 회전축선을 중심으로 회전가능하게 고정되며, 상기 제1접속부측 제1베벨기어와 치합되는 제1접속부측 제2베벨기어;를 포함하는 선박의 동력전달장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력전달샤프트는,
    제1샤프트회전축선을 따라서 연장형성되며, 상기 동력전달장치의 회전력에 의하여 상기 제1샤프트회전축선을 중심으로 회전가능하게, 상기 구동장치에 연결되는 제1동력전달샤프트; 및
    상기 제1샤프트회전축선과 교차되는 제2샤프트회전축선을 따라서 연장형성되며, 일단은 상기 제1접속부에 의하여 상기 프로펠러 회전샤프트에 연결되는 제2동력전달샤프트;를 포함하고,
    상기 제1동력전달샤프트와 상기 제2동력전달샤프트 사이에 마련되어, 상기 제1동력전달샤프트에 전달되는 상기 구동장치의 회전력을 상기 제2동력전달샤프트로 전달하기 위한 제2접속부;를 더 포함하는 선박의 동력전달장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2접속부는,
    상기 제1샤프트회전축선을 중심으로 회전가능하게 상기 제1동력전달샤프트에 고정되는 제2접속부측 제1베벨기어; 및
    상기 제2샤프트회전축선을 중심으로 회전가능하게 상기 제2동력전달샤프트에 고정되며, 상기 제2접속부측 제1베벨기어에 치합되어, 상기 제1동력전달샤프트의 회전에 의하여 상기 제2샤프트회전축선을 중심으로 회전되는 제2접속부측 제2베벨기어;를 포함하는 선박의 동력전달장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    일측은 상기 스티어링 기어부에서 발생되는 회전력에 의하여 상기 방향전환축선을 중심으로 회전 가능하게 상기 스티어링 기어부에 연결되며, 타측은 상기 회동체에 고정되어, 상기 스티어링 기어부의 상기 회전력에 의하여 상기 회동체를 상기 방향전환축선을 중심으로 회전시키기 위한 제1회전연결수단;을 포함하는 선박의 동력전달장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1회전연결수단에는 상기 동력전달샤프트가 관통되며,
    상기 구동장치에 의한 상기 동력전달샤프트의 회전과, 상기 스티어링 기어에 의한 상기 제1회전연결수단의 회전은 독립적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 선박의 동력전달장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 스티어링 기어부는 상기 제1영역의 내측에 설치되며,
    상기 제1회전연결수단은 상기 제1영역을 관통하여, 상기 회동체에 고정되는 선박의 동력전달장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1회전연결수단을 둘러싸도록 상기 제1영역과 상기 회동체의 일측 사이에 배치되어, 상기 제1영역과 상기 회동체 사이의 공간을 통하여 해수가 상기 선박몸체의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 실링부재;를 더 포함하는 선박의 동력전달장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 회동체의 타측은 상기 선박몸체에서 후방을 향하여 연장형성되는 제2영역과 마주보며,
    일측은 상기 제2영역에 고정되며, 타측에는 상기 회동체가 회전가능하게 연결되는 제2회전연결수단;을 더 포함하는 선박의 동력전달장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회동체 내부에는 상기 동력전달샤프트 및 상기 프로펠러 회전 샤프트를 수용하기 위한 수용공간이 형성되며,
    상기 수용공간에 구비되어, 상기 동력전달샤프트 및 상기 프로펠러 회전샤프트를 회전가능하게 지지하는 복수의 베어링 부재들을 더 포함하는 선박의 동력전달 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 베어링 부재들은,
    상기 프로펠러 회전샤프트를 회전가능하게 지지하며, 상기 제1접속부를 기준으로 서로 이격되는 제1베어링부재 및 제2베어링부재를 포함하는 선박의 동력전달 장치.
  12. 구동장치가 구비되는 선박 몸체 및 상기 선박 몸체에 설치되며 상기 구동장치에서 발생되는 회전력을 이용하여 상기 선박 몸체의 외부에 위치되는 프로펠러를 회전시켜 추진력을 발생시키도록, 상기 구동장치로부터의 회전력을 상기 프로펠러로 전달하는 동력전달장치를 포함하는 선박에 있어서,
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 동력전달장치를 포함하는 선박.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선박몸체는 상기 후방을 향하여 연장형성되며, 상호 이격되는 제1영역 및 제2영역을 포함하고,
    상기 동력전달장치의 회동체는 상기 제1영역 및 상기 제2영역 사이의 공간에 설치되는 선박.
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