KR20140099766A - 수중건설장비의 속도가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무한궤도 등이 장착된 수중용 굴삭기, 수중 지질조사장비 등과 같은 수중건설장비에 적용될 수 있으며 고속 또는 저속으로 동력인출부의 회전속도를 변화시킬 수 있는 수중건설장비의 속도가변장치를 개시한다.
본 발명의 수중건설장비의 속도가변장치는, 제1 회전축을 구비한 고속기어 구동모터, 제1 회전축에 고정되는 고속기어, 고속기어에 치합되는 동력전달기어, 동력전달기어의 축에 배치되어 동력전달기어의 회전에 의해 발생하는 회전력을 인출하는 동력인출부, 동력전달기어의 일측에 배치되며 제2 회전축을 구비한 저속기어 구동모터, 제2 회전축에 결합되며 상기 동력전달기어에 치합되는 저속기어, 동력전달기어가 저속으로 회전하는 경우 동력전달기어와 저속기어를 치합시키고, 동력전달기어가 고속으로 회전하는 경우 동력전달기어와 저속기어의 치합 상태를 해제시키는 저속기어 이동부를 포함한다.

Description

수중건설장비의 속도가변장치{Apparatus to change velocity of underwater- construction equipment}

본 발명은 무한궤도 등이 장착된 수중용 굴삭기, 수중 지질조사장비 등과 같은 수중건설장비에 적용될 수 있으며 고속 또는 저속으로 동력인출부의 회전속도를 변화시킬 수 있는 수중건설장비의 속도가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 수중용 굴삭기 또는 표준관입시험장치와 같은 수중건설장비는 모터와 같은 구동원의 회전력을 전달받아 회전하는 회전체가 제공된다. 예를 들면, 수중용 회전식 굴착기에 관한 기술이 한국공개특허공보 2012-0094561호(공개일 2012. 08. 27)에 개시되어 있다. 상술한 공보에는 구동원에 의해 회전하는 회전체에 의해 지반을 굴착하는 방법이 개시되어 있다.

수중건설장비에서는 수중에서 고속 또는 저속으로 드릴링 툴과 같은 회전체 등이 끼워지는 동력인출부를 회전시킬 필요가 있으나 종래의 기술은 이러한 구조에 충분히 대응하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 수중건설장비에서 동력인출부에 끼워지는 회전체 등을 저속 또는 고속으로 회전시킬 수 있는 속도가변장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 회전축을 구비한 고속기어 구동모터, 상기 제1 회전축에 고정되는 고속기어, 상기 고속기어에 치합되는 동력전달기어, 상기 동력전달기어의 축에 배치되어 상기 동력전달기어의 회전에 의해 발생하는 회전력을 인출하는 동력인출부, 상기 동력전달기어의 일측에 배치되며 제2 회전축을 구비한 저속기어 구동모터, 상기 제2 회전축에 결합되며 상기 동력전달기어에 치합되는 저속기어, 상기 동력전달기어가 저속으로 회전하는 경우 상기 동력전달기어와 상기 저속기어를 치합시키고, 상기 동력전달기어가 고속으로 회전하는 경우 상기 동력전달기어와 상기 저속기어의 치합 상태를 해제시키는 저속기어 이동부를 포함하는 수중건설장비의 속도가변장치를 제공한다.

상기 제2 회전축에는 길이 방향으로 가이드 홈이 제공되고, 상기 저속기어는 가이드 홈에 끼워져 상기 제2 회전축의 길이 방향을 따라 이동하는 것이 바람직하다.

상기 제2 회전축에는 상기 저속기어를 초기 위치로 리턴시키는 리턴 스프링이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 저속기어 이동부는 피스톤 로드를 구비하며 저속기어를 이동시키는 구동원, 상기 피스톤 로드에 제1 힌지축에 의해 힌지 결합되는 제1 링크, 상기 제1 링크의 선단부에 결합되는 제2 힌지축, 상기 제2 힌지축의 양측에 결합되며 선단부 일측이 상기 저속기거의 일면을 지지하는 제2 링크, 상기 제2 링크의 선단부 타측에 제공되는 제3 힌지축, 그리고 상기 제3 힌지축에 결합되는 지지부를 포함할 수 있다.

상기 동력전달기어와 상기 저속기어는 평기어로 이루어지며, 상기 동력전달기어와 상기 저속기어는 서로 끼워질 때 마주하는 부분의 기어치에 경사부가 제공된다.

상기 경사부는 라운드면 또는 경사면으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 수중건설장비에서 회전력을 발생시키는 동력인출부의 회전력을 저속 또는 고속으로 회전시킬 수 있어 수중에서 건설장비를 이용 효율을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 수중건설장비에 적용되는 속도가변장치의 주요부를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부를 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 저속기어 이동부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 동력전달기어와 저속기어를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 정면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 2의 일부를 분해하여 도시한 사시도로, 수중건설장비의 속도가변장치를 도시하고 있다.

본 발명의 수중건설장비의 속도가변장치는, 고속기어 구동모터(1), 고속기어(3), 동력전달기어(5), 동력인출부(7), 저속기어 구동모터(9), 저속기어(11), 저속기어 이동부(13)를 포함한다.

고속기어 구동모터(1)는 수중에서 사용할 수 있는 모터로 제1 회전축(1a)을 도시하고 있다. 제1 회전축(1a)에는 고속기어(3)가 일체로 결합된다. 고속기어(3)는 평기어로 이루어지는 것이 바람직하다.

고속기어(3)에는 동력전달기어(5)가 치합된다. 동력전달기어(5)도 고속기어(3)와 마찬가지로 평기어로 이루어진다.

동력전달기어(5)는 또 다른 축(5a)에 고정결합된다. 그리고 축(5a)에는 동력전달기어(5)에 의해 회전하는 동력을 인출할 수 있는 동력인출부(7, 도 2에 표시함)가 제공된다. 즉, 축(5a)의 일단에 제공되는 동력인출부(7)는 수중에서 지반의 굴착시 사용하는 굴착용 로드를 회전시킬 수 있는 동력을 인출할 수 있다.

경우에 따라서는 굴착용 로드(R)를 척(도시생략)으로 고정하고 동력인출부(7)의 구동력을 이용하여 굴착용 로드(R)를 회전시킬 수 도 있다(도시생략).

그리고 본 발명의 실시예가 수중용 굴삭기에 적용되는 경우에는 동력인출부(7)를 통해 굴삭기의 이동에 사용되는 무한궤도를 구동하는 구동력을 공급하는데 이용될 수 있다.

저속기어 구동모터(9)는 제2 회전축(9a)을 구비한다. 제2 회전축(9a)에는 외주면에 길이 방향으로 가이드 홈(9b)이 제공된다. 그리고 제2 회전축(9a)의 외주에는 저속기어(11)가 가이드 홈(9b)을 따라 이동하도록 배치된다. 즉, 저속기어(11)는 제2 회전축(9a)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있고, 제2 회전축(9a)과 함께 회전할 수 있다.

그리고 저속기어(11)의 일측에는 리턴 스프링(15)이 탄성적으로 지지된다. 리턴 스프링(15)은 저속기어(11)가 동력전달기어(5)에 치합되는 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 리턴 스프링(15)은 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

저속기어(11)는 동력전달기어(5)에 치합될 수 있는 평기어로 이루어지며, 제2 회전축(9a) 방향으로 이동하면서 동력전달기어(5)에 치합되거나 또는 치합 상태가 해제될 수도 있다.

저속기어 이동부(13)는 저속기어(11)의 일측에 배치되어 저속기어(11)를 동력전달기어(5)에 치합시키거나 또는 치합 상태를 해제시키는 역할을 한다.

저속기어 이동부(13)는 구동원(17), 제1 힌지축(19), 제1 링크(21), 제2 힌지축(23), 제2 링크(25), 제3 힌지축(27), 그리고 지지부(29)를 포함한다.

저속기어 이동부(13)를 이루는 구동원(17)은 유압 모터로 이루어질 수 있다. 구동원(17)은 일정한 구간을 왕복으로 이동하는 피스톤 로드(17a)를 구비할 수 있다.

피스톤 로드(17a)의 선단부에는 제1 힌지축(19)에 의해 제1 링크(21)가 결합된다.

그리고 제1 링크(21)의 다른 일측 선단부에는 제2 힌지축(23)이 결합된다. 제2 힌지축(23)의 양측에는 제2 링크(25)가 힌지 결합된다. 제2 링크(25)는 선단부(25a)가 상술한 저속기어(11)의 일측을 지지한다. 제2 링크(25)의 일단이 저속기어(11)를 지지할 때 리턴스프링(15)이 설치된 저속기어(11)의 반대측에 배치되는 것이 바람직하다.

그리고 제2 링크(25)의 타단은 제3 힌지축(27)에 의해 지지부(29)에 힌지 결합된다. 지지부(29)는 고정플레이트(P)에 결합될 수 있다. 고정플레이트(P)는 일종의 베이스 또는 케이스 역할을 할 수 있다.

한편, 동력전달기어(5)와 저속기어(11)는 치합이 해제된 상태에서 서로 끼워질 때(치합될 때로 도 5에서 화살표 방향으로 표시함) 마주하는 부분의 기어치에 경사부(5b, 11a)가 제공된다.

경사부(5b, 11a)는 동력전달기어(5)와 저속기어(11)가 분리된 상태에서 치합될 때 치합이 원활하게 이루어지도록 하는 역할을 한다. 이러한 경사부(5b, 11a)는 기어치의 끝 부분이 라운드면 또는 경사면으로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 수중건설장비의 속도가변장치의 속도가변과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 동력전달기어(5)가 저속으로 회전할 필요가 있을 때에서는 리턴 스프링(15)의 탄성력에 의해 저속기어(11)가 동력전달기어(5) 측으로 이동되는 상태를 유지한다.

이때 동력전달기어(5)와 저속기어(11)의 경사부(5b, 11a)에 의해 동력전달기어(5)에 저속기어(11)가 자연스럽게 맞물리면서 서로 치합된다. 그러면 저속기어 구동모터(9)가 구동되면서 저속기어(11)에 구동력을 전달한다.

저속기어(11)에 전달된 구동력은 동력전달기어(5)에 전달되어 동력전달기어(5)가 회전하고 동력인출부(7)에서 구동력을 인출할 수 있다. 일예로 동력인출(7)에는 척에 의해 수중 굴착용 로드(R)가 결합되어 수중 굴착용 로드(R)가 회전될 수 있다. 따라서 수중에서 굴착 작업을 수행할 수 있다.

동력전달기어(5)를 고속으로 구동시키고자 할 때는 구동원(17)을 작동시켜 피스톤 로드(17a)를 도 3의 화살표 방향으로 이동시킨다. 그러면 제1 링크(21)가 이동하고 제2 링크(25)로 따라서 이동한다. 제2 링크(25)의 선단부가 저속기어(11)의 일측에 밀착되어 있으며 제2 링크(25)는 저속기어(11)를 리턴스프링(15)이 있는 방향으로 이동시킨다. 그러면 리턴 스프링(15)이 압축되면서 저속기어(11)가 제2 회전축(9a)의 가이드홈(9b)을 따라 이동하면서 동력전달기어(5)에서 분리된다.

이때 고속기어 구동모터(1)를 구동시키면 고속기어 구동모터(1)의 구동력이 고속기어(3)로 전달되고, 고속기어(3)로 전달된 구동력은 동력전달기어(5)로 전달된다. 따라서 동력전달기어(5)는 고속으로 회전할 수 있다.

따라서 동력인출부(7)에서 고속으로 회전하는 구동력을 인출하여 사용할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예의 수중건설장비의 속도가변장치는 수중에서 비교적 쉽게 저속 및 고속의 회전력을 선택하여 수중 작업의 능률성을 증대시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1. 고속기어 구동모터, 1a. 제1 회전축,
3. 고속기어, 5. 동력전달기어,
5a. 축, 5b. 경사부,
7. 동력인출부, 9. 저속기어 구동모터,
9a. 제2 회전축, 9b. 가이드 홈,
11. 저속기어, 11a. 경사부,
13. 저속기어 이동부, 15. 리턴 스프링,
17. 구동원, 17a. 피스톤 로드
19. 제1 힌지축, 21. 제1 링크,
23. 제2 힌지축, 25. 제2 링크,
25a. 선단부, 27. 제3 힌지축,
29. 지지부

Claims (6)

1. 제1 회전축을 구비한 고속기어 구동모터,
   상기 제1 회전축에 고정되는 고속기어,
   상기 고속기어에 치합되는 동력전달기어,
   상기 동력전달기어의 축에 배치되어 상기 동력전달기어의 회전에 의해 발생하는 회전력을 인출하는 동력인출부,
   상기 동력전달기어의 일측에 배치되며 제2 회전축을 구비한 저속기어 구동모터,
   상기 제2 회전축에 결합되며 상기 동력전달기어에 치합되는 저속기어,
   상기 동력전달기어가 저속으로 회전하는 경우 상기 동력전달기어와 상기 저속기어를 치합시키고, 상기 동력전달기어가 고속으로 회전하는 경우 상기 동력전달기어와 상기 저속기어의 치합 상태를 해제시키는 저속기어 이동부
   를 포함하는 수중건설장비의 속도가변장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 회전축에는 길이 방향으로 가이드 홈이 제공되고,
   상기 저속기어는 상기 가이드 홈에 끼워져 상기 제2 회전축의 길이 방향을 따라 이동하는 수중건설장비의 속도가변장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 회전축에는 상기 저속기어를 초기 위치로 리턴시키는 리턴 스프링이 제공되는 수중건설장비의 속도가변장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 저속기어 이동부는
   피스톤 로드를 구비하며 저속기어를 이동시키는 구동원,
   상기 피스톤 로드에 제1 힌지축에 의해 힌지 결합되는 제1 링크,
   상기 제1 링크의 선단부에 결합되는 제2 힌지축,
   상기 제2 힌지축의 양측에 결합되며 선단부 일측이 상기 저속기거의 일면을 지지하는 제2 링크,
   상기 제2 링크의 선단부 타측에 제공되는 제3 힌지축
   상기 제3 힌지축에 결합되는 지지부
   를 포함하는 수중건설장비의 속도가변장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력전달기어와 상기 저속기어는 평기어로 이루어지며,
   상기 동력전달기어와 상기 저속기어는 서로 끼워질 때 마주하는 부분의 기어치에 경사부가 제공되는 수중건설장비의 속도가변장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 경사부는
   라운드면 또는 경사면으로 이루어지는 수중건설장비의 속도가변장치.

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