KR20170030898A - 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법 및 이를 이용한 조타기 운항 방법과 구동기 잠김 해소 방법 - Google Patents

조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법 및 이를 이용한 조타기 운항 방법과 구동기 잠김 해소 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동기의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하되, 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 큰 경우 상기 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하여 잠김된 구동기를 보다 용이하게 판단할 수 있는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법과 이를 이용한 조타기 운항 방법과 구동기 잠김 해소 방법이다.

Description

조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법 및 이를 이용한 조타기 운항 방법과 구동기 잠김 해소 방법{FINDING METHOD FOR LOCKED STEERING APPARATUS AND NAVIGATION METHOD BY THE SAME AND UNLOCKING PROCESS FOR THE LOCKED STEERING APPARATUS BY THE SAME}
본 발명은 전동기의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하되, 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 큰 경우 상기 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하여 잠김된 구동기를 보다 용이하게 판단할 수 있는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법과 이를 이용한 조타기 운항 방법과 구동기 잠김 해소 방법이다.
일반적으로 선박 등에 사용되는 조타 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 러더(도시되지 않음)와 상기 러더가 장치되는 러더 스톡(RS)을 포함한다.
이때, 상기 러더 스톡(RS)은 틸러(T)에 삽입되어 고정되어 있으며 조타각 변경시 상기 틸러(T)를 작동시켜 러더 스톡(RS)을 회전시키고 이에 의해 러더의 각도를 변경하여 상기 조타각을 변경하게 된다.
한편, 상기 틸러(T)는 치차부(200)에 의해 구동되며, 상기 치차부(200)는 구동기(100)에 의해 구동된다.
상기 구동기(100)는 브레이크(S)가 구비된 전동기(110)와 상기 전동기(110)에 설치되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(130)에 설치되는 출력 피니언(140)을 구비한다.
즉, 전동 모터 등을 이용하는 전동기(110)에서 회전력이 발생되고, 상기 발생된 회전력은 감속기(120)에서 증폭된다. 상기 증폭된 회전력은 상기 출력 샤프트(130)를 통해 출력 피니언(140)으로 전달된다. 한편, 상기 출력 피니언(140)에는 상기 치차부(200)가 연결되어 최종적으로 회전력이 틸러(T)에 전달되어 러더 스톡(RS)을 회전하게 된다.
한편, 상술한 조타 장치(1)의 경우 구동기(100)가 다수 개 설치됨이 일반적이다.
그런데, 상술한 바와 같이 구동기(100)의 경우 사용에 따라 파손이 발생되어 상기 구동기(100)가 구동되지 못하고 잠김되는 경우가 발생된다.
특히 구동기(100)의 감속기(120)가 고장난 경우에는 다수 개의 기어가 내부에 장착되어 있는 관계로 육안으로 관찰하기 어려워 복수 개의 구동기(100) 중 어느 구동기(100)가 잠김되었는지 판별하기가 어려운 문제점이 있었다.
한편, 상술한 조타 장치 자체는 널리 알려진 기술로서 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
일본 공개 특허 제2002-211490호 일본 공개 특허 제2001-018893호 일본 공개 특허 제2001-055196호 일본 공개 특허 제1996-034396호 일본 공개 특허 제1996-207894호 한국 등록 특허 제10-1433835호 한국 등록 특허 제10-1431931호 한국 등록 특허 제10-1422499호 한국 등록 특허 제10-1313162호 한국 등록 특허 제10-0700057호 한국 등록 특허 제10-0429067호
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 전동기의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하되, 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 큰 경우 상기 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하여 잠김된 구동기를 보다 용이하게 판단할 수 있는 조타 장치의 잠김 구동기 확인 방법과 이를 이용한 조타기 운항 방법과 구동기 잠김 해소 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크(S)가 구비된 전동기(110)와 상기 전동기(110)에 설치되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(130)에 설치되는 출력 피니언(140)을 구비하는 복수 개의 구동기(100)와, 상기 출력 피니언(140)에 의해 회전되는 것으로서 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)를 포함하는 조타 장치(10)에서 상기 구동기(100)중 하나가 회전 잠김된 경우 잠김된 구동기를 확인하는 방법(S10)으로서, 상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하되, 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 큰 경우 상기 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하는 감속기 확인 단계(S100)를 포함하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법에 일 특징이 있다.
이때, 상기 감속기 확인 단계(S100)는 상기 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 2배를 초과하여 큰 경우 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하는 것도 가능하다.
또한, 상기 감속기 확인 단계(S100) 수행 전 브레이크(S)의 고장을 확인하는 브레이크 확인 단계(S200)를 먼저 수행하되, 상기 브레이크 확인 단계(S200)는 전동기(110)에 과전류가 흐르는 경우 브레이크(S)의 고장 여부를 확인하여, 브레이크(S)가 고장이 아니고 조타기의 조타가 불가능한 것으로 판단된 경우 감속기(120)의 파손이 있는 것으로 판단하여 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 것도 가능하다.
또한, 상기 감속기 확인 단계(S100)는 각 전동기(110)를 구동시키는 제12단계(S120)와, 상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 확인하는 제13단계(S130)와, 상기 작동 신호의 크기를 비교하는 제14단계(S140)와, 상기 제14단계(S140)에 의해 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호보다 2배 초과하여 큰 경우 작은 작동 신호에 해당하는 전동기(110)의 감속기(120)가 파손된 것으로 판단하여 파손 알람을 발령하는 제15단계(S150)와, 상기 제14단계(S140)에 의해 상기 단계(S140)에 의해 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호보다 2배 이하로 큰 경우 조타 장치(10) 전체를 점검하는 발령을 하는 제16단계(S160)를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 전동기(110)를 구동시키는 제12단계(S120) 수행 전, 상기 전동기(110)를 구동하기 위한 전류값(Ii)을 입력하는 제11단계(S110)를 수행하되, 상기 전류값(Ii)은 상기 전동기(110)의 정격 전류(Ir)의 1/4로 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 브레이크 확인 단계(S200)는 제21단계(S210)로서, 전동기(110)에서 과전류가 발생하는지 여부를 확인하여 과전류가 발생하지 않는 경우 다시 과전류 발생 여부를 확인하고, 과전류가 발생하는 경우 아래의 제22단계(S220)를 수행하고, 상기 제22단계(S220)는 브레이크(S)의 이상 유무를 확인하는 단계로서 브레이크(S)에 이상이 있는 경우 브레이크 수리 지령을 발하는 단계(S250)를 수행하고, 브레이크(S)에 이상이 없는 경우 아래의 제23단계(S23)를 수행하고, 상기 제23단계(S230)는 조타가 가능한지 여부를 확인하는 단계로서 조타가 가능한 경우 상기 제21단계(S210)를 다시 수행하고, 조타가 불가능한 경우 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 것도 가능하다.
또한, 상기 제21단계(S210)에 의해 과전류가 발생된 것으로 판단된 경우 과전류 알람을 발령하고, 상기 제23단계(S230)단계에 의해 조타가 불가능한 것으로 판단된 경우 상기 과전류 알람 발령을 해제하는 제24단계(S240)를 수행한 후 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 확인 방법에 의해 잠김된 구동기를 확인한 후 구동기 1대로 운항하는 방법으로서, 상기 잠김됨 구동기(100)의 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이의 출력 샤프트(130)에 토크 리미터(600)를 설치한 후, 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 토크 리미터(600)를 해제하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 연동되지 않도록 하는 조타기 운항 방법에 또 다른 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 확인 방법에 의해 잠김된 구동기를 확인한 후 상기 구동기의 잠김을 해소하는 방법으로서, 상기 잠김된 구동기(100)의 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 탈부착 가능하게 설치한 후, 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 출력 피니언(140)을 해체하여 틸러(T)를 구동하는 치차부(200)와 잠김된 구동기(100)가 상호 연동되지 않도록 하는 구동기 잠김 해소 방법에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 스플라인 결합하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 슬라이딩 가능하게 설치하고, 상기 출력 샤프트(130) 일 측에 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 스냅 링(160)을 설치하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 탈부착 가능하게 고정되도록 한 후 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 스냅 링(160)을 해체하고 나서 상기 출력 피니언(140)을 분리하여 구동기(100)가 치차부(200)와 연동되지 않도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 스플라인 결합하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 슬라이딩 가능하게 설치하고, 상기 출력 샤프트(130) 일 측에 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 멈춤판(170) 및 상기 멈춤판(170)을 고정시키는 고정구(180)를 설치하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 탈부착 가능하게 고정되도록 한 후 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 고정구(180)를 분리하고 나서 멈춤판(170)을 해체하고 상기 출력 피니언(140)을 분리하여 구동기(100)가 치차부(200)와 연동되지 않도록 하는 것도 가능하다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상 설명한 본 발명에 의해 종래보다 용이하게 잠김된 구동기를 판단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 조타 장치를 설명하는 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확인 방법을 설명하는 순서도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서 토크 리미터를 이용하여 1개의 구동기로 운항하는 방법을 설명하는 개념도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서 잠김된 구동기를 해체하는 것을 설명하는 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확인 방법을 설명하는 순서도, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서 토크 리미터를 이용하여 1개의 구동기로 운항하는 방법을 설명하는 개념도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서 잠김된 구동기를 해체하는 것을 설명하는 개념도이다.
실시예
본 발명은 브레이크(S)가 구비된 전동기(110)와 상기 전동기(110)에 설치되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(130)에 설치되는 출력 피니언(140)을 구비하는 복수 개의 구동기(100)와, 상기 출력 피니언(140)에 의해 회전되는 것으로서 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)를 포함하는 조타 장치(10)에서 잠김된 구동기를 확인하는 방법(S10)으로서, 상기 구동기(100)와 치차부(200)는 종래의 경우와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
다만, 본 발명의 경우 잠김된 구동기(100)를 확인하기 위해 상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하게 된다.
상기 센서는 널리 알려진 엔코더나 리졸버 등을 이용할 수 있으며 상기 전동기(110)가 정상적인 작동을 하면 감속장치 전체의 백래쉬, 출력 피니언과 슬루잉 베어링 백래쉬, 슬루잉 베어링과 회전 잠김 발생한 감속장치 피니언의 백래쉬 등 상당히 많은 움직임이 상기센서에 읽혀지게 되어 상대적으로 신호가 크다.
그런데, 만일 파손 등의 이유로 잠김된 구동기(100)의 경우 상기 구동기(100)에서 움직일 수 있는 범위는 전동기에서 잠김 발생한 부분까지의 유격(대부분은 기어 백래쉬) 뿐인 관계로 상기 센서에 의해 읽혀지는 신호가 상대적으로 작다.
예를 들어 엔코더를 이용하는 경우 회전 각도 등을 체크할 수 있으며 정상적인 구동기(100)의 회전 각도는 잠김된 구동기(100)의 회전 각도보다 크므로 상기 정상적인 구동기(100)에서 나오는 센서 신호가 잠김된 구동기(100)에서 나오는 센서 신호보다 크게 된다.
본 발명은 이러한 원리를 이용한 것으로서, 상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하되, 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 큰 경우 상기 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하는 감속기 확인 단계(S100)를 포함하는 것이다.
즉, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 도면상 좌측에 배치된 구동기(100-1)와 도면상 우측에 배치된 구동기(100-2)를 포함하는 경우 상기 도면상 좌측에 배치된 구동기(100-1)의 전동기(110-1)에서 나오는 센서 신호가 도면상 우측에 배치된 구동기(100-2)의 전동기(110-2)에서 나오는 센서 신호보다 큰 경우 도면상 우측에 배치된 구동기(100-2)가 파손되어 잠김된 것으로 판단하는 것이다.
따라서 본 발명의 경우 상기 전동기(110)에서 나오는 센서 신호만 판별하면 되므로 보다 용이하게 어느 구동기(100)가 잠김되었는지 판별할 수 있다.
이때, 상기 감속기 확인 단계(S100)는 상기 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 2배를 초과하여 큰 경우 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하는 것도 가능하다.
즉, 도 1의 경우 도면상 좌측의 구동기(100-1)에서 나오는 신호가 도면상 우측의 구동기(100-2)에서 나오는 신호보다 2배를 초과하여 큰 경우 도면상 우측의 감속기(120-2)가 파손되어 상기 도면상 우측의 구동기(100-2)가 잠김되었다고 판단하는 것이다.
만일 도면상 좌측의 구동기(100-1)에서 나오는 신호가 도면상 우측의 구동기(100-2)에서 나오는 신호보다 2배를 초과하지 않은 경우 즉, 2배 또는 2배보다 작은 경우에는 특정 구동기의 잠김 여부를 판단하기 어려운 것으로 보아 조타 장치 전체를 점검하는 것이 바람직하며 이에 대해서는 후술한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 특정 구동기(100)의 잠김 여부를 판단할 수 있다.
그러나 상술한 본 발명의 경우 감속기(120)의 파손을 예상으로 한 것인데 실제 브레이크(S)의 오작동으로 인해 감속기(120)가 작동하지 않는 경우가 있다.
이러한 경우 상술한 본 발명에 의해서는 잘못된 판단이 나올 수 있으므로 브레이크(S)의 고장 여부를 먼저 확인하는 것이 바람직하다.
이를 위해 상기 감속기 확인 단계(S100) 수행 전 브레이크(S)의 고장을 확인하는 브레이크 확인 단계(S200)를 먼저 수행하는 것도 가능하며, 이러한 브레이크 확인 단계(S200)는 전동기(110)에 과전류가 흐르는 경우 브레이크(S)의 고장 여부를 확인하게 된다.
즉, 브레이크(S)가 고장 나서 제동이 해제되어야 함에도 불구하고 제동 상태를 유지하는 경우 상기 전동기(110)는 계속 회전하려고 하므로 과전류가 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 과전류를 체크하여 브레이크(S)의 고장 여부를 확인하는 것이다.
한편, 상기 과전류를 체크하기 위해서는 과전류 감지 센서를 이용할 수 있으며, 이러한 과전류 감지 센서는 널리 알려진 기술인 관계로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
또한, 상기 브레이크(S)의 고장 여부는 상기 브레이크(S)의 작동에 따라 반응하는 센서를 통해 확인할 수 있다. 예를 들어 브레이크(S)의 마찰판의 작동을 감지하는 센서를 이용하는 것도 가능하며 이 역시 널리 알려진 기술인 관계로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
이상 설명한 바와 같이 상기 브레이크 확인 단계(S200)는 전동기(110)에 과전류가 흐르는 경우 브레이크(S)의 고장 여부를 확인하게 되며, 이후, 브레이크(S)가 고장이 아니고 조타기의 조타가 불가능한 것으로 판단된 경우에는 감속기(120)의 파손이 있는 것으로 판단하여 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하게 된다.
즉, 브레이크(S)가 고장이 아님에도 불구하고 조타기의 조타가 불가능하다면 이는 감속기(120)가 파손되어 잠김된 것으로 볼 수 있으므로 상술한 바와 같이 감속기 확인 단계(S100)를 수행하게 되는 것이다.
만일 상기 브레이크(S)가 고장이 아니고 조타기의 조타가 가능한 경우에는 상기 과전류가 흐르는지 여부를 확인하는 단계를 다시 수행하게 되며 이에 대해서는 따로 후술한다.
이하 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
우선, 감속기 확인 단계(S100)에 대해서 설명하면 우선 각 전동기(110)를 구동시키는 제12단계(S120)를 수행한다.
이에 의해 전동기(110)가 구동되면 상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 확인하는 제13단계(S130)를 수행한다.
이때, 상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에 대해서는 이미 설명한 바와 같으며, 상기 작동 신호를 확인하기 위해서는 도시되지 않은 컨트롤러를 이용할 수 있다.
한편, 상기 제13단계(S130) 수행 후, 상기 작동 신호의 크기를 비교하는 제14단계(S140)를 수행한다.
즉, 상기 컨트롤러를 이용하여 작동 신호의 크기를 비교할 수 있으며 이러한 컨트롤러는 널리 알려진 기술인 관계로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
이러한 제14단계(S140)에 의해 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호보다 2배 초과하여 큰 경우 작은 작동 신호에 해당하는 전동기(110)의 감속기(120)가 파손된 것으로 판단하여 파손 알람을 발령하는 제15단계(S150)를 수행한다.
즉, 예를 들어 도 2의 경우 2개의 구동기(100)를 예로 들어 설명한 것으로서 작동 신호가 S1과 S2가 입력된 경우 S1이 S2보다 2배 초과하여 큰 값을 가지는 경우 S2를 발생하는 구동기의 감속기가 잠김된 것으로 판단하여 감속기2의 파손 알람을 발령하는 것이다(S150-1)
이러한 단계에 의해 감속기2의 파손 알람이 발령되면 상기 감속기2를 점검하게 된다.
만일 S2가 S1보다 2배 초과하여 큰 값을 가지는 경우 S1을 발생하는 구동기의 감속기가 잠김된 것으로 판단하여 감속기1의 파손 알람을 발령하는 것이다(S150-2)
그런데, 만일 상기 제14단계(S140)에 의해 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호보다 2배 이하로 큰 경우 즉, 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호의 2배이거나 혹은 2배 미만으로 큰 경우 특정 감속기가 파손된 것으로 단정하기 어렵게 된다.
이러한 경우 조타 장치(10) 전체를 점검하는 발령을 하는 제16단계(S160)를 수행하여 작업자로 하여금 조타 장치(10)를 점검하게 한다.
한편, 상기 전동기(110)를 구동시키는 제12단계(S120) 수행 전에 상기 전동기(110)를 구동하기 위한 전류값(Ii)을 입력하는 제11단계(S110)를 수행하여 상기 전동기(110)를 구동하는 것도 가능하다.
이때, 상기 전동기(110)를 보다 안정적으로 작동하기 위해 상기 전류값(Ii)은 상기 전동기(110)의 정격 전류(Ir)의 1/4로 하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같은 감속기 확인 단계(S100)를 수행하기 전에 상술된 바와 같은 상기 브레이크 확인 단계(S200)를 수행하게 된다.
이러한 브레이크 확인 단계(S200)는 우선, 제21단계(S210)로서, 전동기(110)에서 과전류가 발생하는지 여부를 확인하여 과전류가 발생하지 않는 경우 다시 과전류 발생 여부를 확인하게 된다.
만일 과전류가 발생하는 경우 과전류 알람을 발령하고 나서 제22단계(S220)를 수행하게 되며, 상기 제22단계(S220)는 브레이크(S)의 이상 유무를 확인하는 단계로서 브레이크(S)에 이상이 있는 경우 브레이크 수리 지령을 발하는 단계(S250)를 수행하게 된다.
즉, 과전류가 발생하지 않는 경우는 브레이크(S)의 이상이 없다고 판단하여 21단계(S210)를 다시 수행하고, 과전류가 발생하는 경우 제22단계(S220)를 수행하게 되는 것이다.
이러한 제22단계(S220)에 의해 브레이크(S)에 이상이 없는 경우 제23단계(S23)를 수행하게 되는 것이다.
한편, 상기 브레이크(S)의 이상 여부를 판단하기 위해서는 상술된 바와 같이 브레이크(S)의 작동을 체크하는 센서를 사용할 수 있다.
상기 제23단계(S230)에서는 조타가 가능한지 여부를 확인하게 된다. 이를 위해 러더 스톡(RS) 또는 러더의 회전 각도를 센싱하는 센서를 구비할 수 있으며 이러한 센서가 상술된 컨트롤러에 연결되어 상기 컨트롤러가 상기 센서에서 입력되는 신호를 판단하여 조타 가능 여부를 확인할 수 있다.
상기 제23단계(S230)에 의해 조타가 가능한 경우 전동기(110)에 과전류가 발생했더라도 조타가 가능하므로 정상적인 상태로 판단하여 상기 제21단계(S210)를 다시 수행하게 하는 것이다.
이는 예를 들어 순간적으로 풍랑 등에 의하여 외력이 과하게 작용하여 일시적인 과전류가 발생했던 경우로 볼 수 있다.
반면에, 상기 제23단계(S230)에 의해 조타가 불가능한 경우 브레이크(S)의 이상이 없음에도 불구하고 조타가 불가능하므로 이는 감속기(120)에 문제가 있다고 판단하여 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 것이다.
한편 상기 제25단계(S250)에서 브레이크 수리 지령을 발하게 되고, 제15단계(S150)에서 감속기 파손 알람을 발령하게 되는데 이를 위해 별도의 디스플레이 장치 또는 상기 컨트롤러에 상기 브레이크 수리 지령 또는 감속기 파손 알람을 디스플레이하는 것도 가능하고 특정 소리를 발하거나 혹은 작업자의 휴대전화에 이러한 내용을 디스플레이하는 것도 가능하다.
또한, 상기 제21단계(S210)에 의해 과전류가 발생된 것으로 판단된 경우 상술한 방법에 의해 과전류 알람을 발령한 후 상기 제23단계(S230)에 의해 조타가 불가능한 것으로 판단된 경우 브레이크(S) 이상이 아니고 감속기(120) 이상으로 판단하게 되므로 상기 과전류 알람 발령을 해제하는 제24단계(S240)를 수행한 후 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 것도 가능하다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 본 발명의 방법(S10)에 의해 잠김된 구동기를 확인한 후 구동기 1대로 운항하는 방법에 대해 설명한다.
상술된 바와 같이 구동기(100)가 한 쌍인 경우 하나의 구동기(100)가 고장이 난 경우 상기 고장난 구동기(100)가 정상적으로 작동하는 구동기(100)에 대해 부하로 작용된다.
즉, 상기 고장난 구동기(100)가 치차부(200)에 결합되어 있는 경우 상기 고장난 구동기(100)도 돌려주어야 하므로 작동 시 부하가 크게 작용되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 운항 방법은 상기 잠김된 구동기(100)의 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이의 출력 샤프트(130)에 토크 리미터(600)를 설치한 후, 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 토크 리미터(600)를 해제하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 연동되지 않도록 하는 것이다.
즉, 정상적인 구동기(100)가 치차부(200)를 회전시키는 경우 상기 회전되는 치차부(200)가 잠김된 구동기(100)도 돌려주어야 하므로 이러한 연동관계를 끊으면 상기 잠김된 구동기(100)가 부하로 작용하지 않게 된다.
이를 위해 잠김된 구동기(100)의 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 연동되지 않게 하면 상기 치차부(200)가 회전되어도 출력 피니언(140)만 회전시키게 되어 잠김된 구동기(100)를 작동시키지 않게 된다.
상술한 연동 관계를 끊기 위해 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이의 출력 샤프트(130)에 토크 리미터(600)를 설치한 후, 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 토크 리미터(600)를 해제하는 것이다.
상기 토크 리미터(600)라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 일정 범위 이상의 외력이 전달되는 경우 미끄러져서 외력이 전달되지 않도록 하는 것으로서 본 발명의 경우 토크 리미터(600) 내부의 스프링을 눌러주고 있는 토크 조정 너트를 해제하는 것도 가능하고, 토크 리미터의 해제 레버(L)를 적용하여 간단히 해제하는 것도 가능하다.
상술된 바와 같이 토크 리미터(600)를 해제하면 출력 피니언(140)과 출력 샤프트(130)사이의 연동관계가 끊어져 고장난 구동기(100)가 부하로 작용하지 않게 되어 정상적인 구동기(100) 1대로 원활하게 운항할 수 있게 된다.
이하 도 5를 참조하여 상술한 본 발명의 확인 방법(S10)에 의해 잠김된 구동기를 확인한 후 상기 구동기의 잠김을 해소하는 방법에 대해 설명한다.
즉, 잠김된 구동기(100)가 확인된 경우 상술한 바와 같이 토크 리미터를 이용하여 연동관계를 끊는 것도 가능하다.
그러나 토크 리미터(600)의 설치 위치가 전동기(110)와 감속기(120)사이에 배치되어 있는 경우에는 토크 리미터(600)를 해제해도 고정난 구동기(100)의 연결이 해제되지 않아 조타 불능 상태에 빠질 수 있다.
따라서, 이러한 경우 이하 설명되는 바와 같이 고장난 구동기(100)의 출력 피니언(140)을 분리하여 연동관계를 끊는 것도 가능하다.
기본적으로 감속장치는 수명 계산에 따른 신뢰성 확보가 ISO 표준에 잘 정립돼 있어서 설계 단계의 목표수명 보장에는 문제가 없으나, 소재 결함, 제작 결함, 안전 장치 고장 등에 따라 예기치 못한 내부 부품(기어, 베어링 등) 파손은 발생 확률은 낮지만 가능성은 있다.
만일, 감속기(120)의 내부 부품 파손이 발생할 경우 헛돌음 발생으로 구동력 전달이 불가하며, 경우에 따라서는 파손 조각이 쐐기 역할을 하고 이에 의해 회전 잠김이 발생하여 구동력 전달이 불가하게 되는 경우도 있다.
일반적으로 선급 규정에 의하면 일정 크기 이상 선박의 경우 조타기용 구동기는 예비품을 구비하여 구동기 1대 고장 시 예비 구동기로 비상 조타가 가능해야 한다.
특히 본 발명과 같이 치차부(200)가 결합되는 방식의 조타기는 그 구조상 한쪽 구동기의 파손으로 헛돌음 발생 시 예비 구동기를 가동함으로써 비상 조타가 가능하다.
그러나 한쪽 구동기의 파손으로 회전 잠김 발생 시 예비 구동기를 가동해도 잠김에 의하여 비상 조타가 불가하게 되는 것이다.
본 발명은 이러한 경우 비상 조타가 가능하게 하기 위해 상기 잠김된 구동기(100)의 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 탈부착 가능하게 설치한 후, 상기 잠김된 구동기(100)의 출력 피니언(140)을 해체하여 틸러(T)를 구동하는 치차부(200)와 잠김된 구동기(100)가 상호 연동되지 않도록 하는 것이다.
이러한 본 발명에 의해 치차부(200)와 잠김된 구동기(100)가 상호 연동되지 않아 한쪽 구동기의 파손으로 회전 잠김 발생 시 예비 구동기를 가동할 수 있게 된다.
한편, 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 탈부착 가능하게 설치하기 위해 도시된 바와 같이 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 스플라인(150) 결합하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 슬라이딩 가능하게 설치하는 것도 가능하다.
즉, 상기 스플라인 결합이라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 축에 여러 줄의 키를 절삭하여 상기 축에 결합되는 상대 물체가 슬립 운동을 할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 이러한 스플라인 결합을 이용하는 것으로서 상기 출력 샤프트(130)에 스플라인(150)을 형성한 후 출력 피니언(140)이 슬라이딩 가능하도록 결합하는 것이다.
이때, 상기 출력 샤프트(130) 일 측에 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 스냅 링(160)을 설치하여 상기 출력 피니언(140)이 고정되도록 한다.
상기 스냅 링이라고 하는 것은 널리 알려진 바와 같이 멈춤링 혹은 리테이닝링(retaining ring)이라고도 하며, 축에 설치되어 상대 물체의 움직임을 제한하는 기계요소이다.
본 발명은 이러한 스냅 링(160)을 출력 샤프트(130)에 설치하여 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 것이다.
이러한 구성에 의해 특정 구동기(100)가 잠김된 것으로 확인된 경우 상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 스냅 링(160)을 해체하고 나서 상기 출력 피니언(140)을 분리하여 구동기(100)가 치차부(200)와 연동되지 않도록 하는 것이다.
한편, 상기 출력 피니언(140)을 출력 샤프트(130)에 탈부착 가능하게 고정하기 위해 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 스플라인 결합하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 슬라이딩 가능하게 설치하고, 상기 출력 샤프트(130) 일 측에 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 멈춤판(170)을 설치하는 것도 가능하다.
이때, 상기 멈춤판(170)은 고정구(180)에 의해 고정될 수 있으며, 이를 위해 상기 고정구(180)는 볼트 등을 이용할 수 있으며 도시된 바와 같이 상기 멈춤판(170)을 관통한 후 상기 출력 샤프트(130)에 고정되는 것도 가능하다.
이와 같은 구성을 구비하여 특정 구동기(100)가 잠김된 것으로 확인된 경우 상기 잠김된 구동기(100)의 고정구(180)를 분리하고 나서 멈춤판(170)을 해체하고 상기 출력 피니언(140)을 분리하여 구동기(100)가 치차부(200)와 연동되지 않도록 하는 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 구동기 110 : 전동기
120 : 감속기 130 : 출력 샤프트
140 : 출력 피니언 150 : 스플라인
160 : 스냅링 170 : 멈춤판
180 : 고정구 200 : 치차부
600 : 토크 리미터 T : 틸러
RS : 러더 스톡

Claims (11)

  1. 브레이크(S)가 구비된 전동기(110)와 상기 전동기(110)에 설치되는 감속기(120)와 상기 감속기(120)의 출력 샤프트(130)에 설치되는 출력 피니언(140)을 구비하는 복수 개의 구동기(100)와, 상기 출력 피니언(140)에 의해 회전되는 것으로서 틸러(T)를 작동하는 치차부(200)를 포함하는 조타 장치(10)에서 상기 구동기(100)중 하나가 회전 잠김된 경우 잠김된 구동기를 확인하는 방법(S10)으로서,
    상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 상호 비교하되,
    특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 큰 경우 상기 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하는 감속기 확인 단계(S100)를 포함하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감속기 확인 단계(S100)는 상기 특정 전동기에서 나오는 작동 신호가 다른 전동기에서 나오는 작동 신호보다 2배를 초과하여 큰 경우 작은 작동 신호가 나오는 전동기에 연결되는 감속기가 파손된 것으로 판단하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감속기 확인 단계(S100) 수행 전 브레이크(S)의 고장을 확인하는 브레이크 확인 단계(S200)를 먼저 수행하되,
    상기 브레이크 확인 단계(S200)는 전동기(110)에 과전류가 흐르는 경우 브레이크(S)의 고장 여부를 확인하여,
    브레이크(S)가 고장이 아니고 조타기의 조타가 불가능한 것으로 판단된 경우 감속기(120)의 파손이 있는 것으로 판단하여 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감속기 확인 단계(S100)는 각 전동기(110)를 구동시키는 제12단계(S120)와,
    상기 전동기(110)의 작동 상태를 감지하는 센서에서 출력되는 작동 신호를 확인하는 제13단계(S130)와,
    상기 작동 신호의 크기를 비교하는 제14단계(S140)와,
    상기 제14단계(S140)에 의해 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호보다 2배 초과하여 큰 경우 작은 작동 신호에 해당하는 전동기(110)의 감속기(120)가 파손된 것으로 판단하여 파손 알람을 발령하는 제15단계(S150)와,
    상기 제14단계(S140)에 의해 상기 단계(S140)에 의해 하나의 작동 신호가 다른 작동 신호보다 2배 이하로 큰 경우 조타 장치(10) 전체를 점검하는 발령을 하는 제16단계(S160)를 포함하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전동기(110)를 구동시키는 제12단계(S120) 수행 전,
    상기 전동기(110)를 구동하기 위한 전류값(Ii)을 입력하는 제11단계(S110)를 수행하되,
    상기 전류값(Ii)은 상기 전동기(110)의 정격 전류(Ir)의 1/4로 하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 브레이크 확인 단계(S200)는 제21단계(S210)로서, 전동기(110)에서 과전류가 발생하는지 여부를 확인하여 과전류가 발생하지 않는 경우 다시 과전류 발생 여부를 확인하고, 과전류가 발생하는 경우 아래의 제22단계(S220)를 수행하고,
    상기 제22단계(S220)는 브레이크(S)의 이상 유무를 확인하는 단계로서 브레이크(S)에 이상이 있는 경우 브레이크 수리 지령을 발하는 단계(S250)를 수행하고, 브레이크(S)에 이상이 없는 경우 아래의 제23단계(S23)를 수행하고,
    상기 제23단계(S230)는 조타가 가능한지 여부를 확인하는 단계로서 조타가 가능한 경우 상기 제21단계(S210)를 다시 수행하고, 조타가 불가능한 경우 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제21단계(S210)에 의해 과전류가 발생된 것으로 판단된 경우 과전류 알람을 발령하고,
    상기 제23단계(S230)단계에 의해 조타가 불가능한 것으로 판단된 경우 상기 과전류 알람 발령을 해제하는 제24단계(S240)를 수행한 후 상기 감속기 확인 단계(S100)를 수행하는 조타 장치의 잠김된 구동기 확인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 확인 방법에 의해 잠김된 구동기를 확인한 후 구동기 1대로 운항하는 방법으로서,
    상기 잠김됨 구동기(100)의 감속기(120)와 출력 피니언(140)사이의 출력 샤프트(130)에 토크 리미터(600)를 설치한 후,
    상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 토크 리미터(600)를 해제하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 연동되지 않도록 하는 조타기 운항 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 확인 방법에 의해 잠김된 구동기를 확인한 후 상기 구동기의 잠김을 해소하는 방법으로서,
    상기 잠김된 구동기(100)의 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 탈부착 가능하게 설치한 후,
    상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 출력 피니언(140)을 해체하여 틸러(T)를 구동하는 치차부(200)와 잠김된 구동기(100)가 상호 연동되지 않도록 하는 구동기 잠김 해소 방법.
  10. 제9항에 있어 구동기(100)가 치차부(200)와 연동되지 않도록 하는 구동기 잠김 해소 방법.서,
    상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 스플라인 결합하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 슬라이딩 가능하게 설치하고, 상기 출력 샤프트(130) 일 측에 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 스냅 링(160)을 설치하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 탈부착 가능하게 고정되도록 한 후
    상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 스냅 링(160)을 해체하고 나서 상기 출력 피니언(140)을 분리하여
  11. 제9항에 있어서,
    상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)을 스플라인 결합하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 슬라이딩 가능하게 설치하고, 상기 출력 샤프트(130) 일 측에 상기 출력 피니언(140)을 고정하는 멈춤판(170) 및 상기 멈춤판(170)을 고정시키는 고정구(180)를 설치하여 상기 출력 샤프트(130)와 출력 피니언(140)이 상호 탈부착 가능하게 고정되도록 한 후
    상기 잠김된 구동기로 확인된 구동기(100)의 고정구(180)를 분리하고 나서 멈춤판(170)을 해체하고 상기 출력 피니언(140)을 분리하여 구동기(100)가 치차부(200)와 연동되지 않도록 하는 구동기 잠김 해소 방법.
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