KR20170121678A - 비닐하우스 제설장치 - Google Patents

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Abstract

된 후 배출되는 통로를 형성하는 하우징과, 통로에 구비되어 눈을 압착시키는 스쿱과, 스쿱을 회전시키는 구동장치를 포함하는 스노볼메이커; 및 스노볼메이커를 비닐하우스의 지붕면에서 이동시키는 이동장치를 포함하고, 스쿱에 의해 압착된 눈은 스쿱이 회전하면서 유입된 방향과 반대방향으로 배출된 후 지붕면의 경사를 따라 지면으로 낙하하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스 지붕면에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어지는 비닐하우스 제설장치를 제공할 수 있게 된다.

Description

비닐하우스 제설장치{ROOF SNOW CLEANER}
본 발명은 비닐하우스 제설장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스 지붕면에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어지는 비닐하우스 제설장치에 관한 것이다.
겨울철 폭설로 인한 비닐하우스의 붕괴 현상은 그 피해가 심각하다. 비닐하우스의 붕괴 현상으로 1차적 피해는 농가의 막대한 손실을 발생시키며, 붕괴로 인하여 겨울철 재배되는 농작물의 수확이 감소된다. 2차적 피해는 수확물 감소로 겨울철 농작물의 가격을 상승시키며, 전체 물가의 상승으로 이어지게 된다. 결과적으로 최종 피해자는 소비자인 국민의 식생활을 위협하게 된다. 따라서, 겨울철에는 비닐하우스의 지붕면에 쌓인 눈을 제설하는 장치가 요구된다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2015-0139291호에는 제설장치가 개시되어 있으며, 공개특허공보 제2015-0139291호는 비닐하우스의 지붕 상부에 제1 방향을 따라 설치되는 제1 선형 부재, 제1 선형 부재의 일단에 연결되며 제1 선형 부재를 왕복 운동시키기 위한 구동 유닛, 및 비닐하우스의 지붕 상부에 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 설치되며 제1 선형 부재의 왕복 운동에 의해 진동하도록 제1 선형 부재에 연결된 적어도 하나의 제2 선형 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나 공개특허공보 제2015-0139291호와 같이 진동장치에 의해 지붕에 쌓인 눈을 제거하는 방식은, 반복적인 진동으로 인해 비닐하우스 프레임이 상하거나 많은 양의 눈을 떨어내기에는 충분한 진동을 형성하기 어려운 문제가 있다.
그리고 대한민국 공개실용신안공보 제2012-0006818호에는 비닐하우스 제설장치가 개시되어 있으며, 공개실용신안공보 제2012-0006818호는 비닐하우스 본체의 지붕 상단 중심부에 투명시트를 깔아 비닐하우스 내부의 일조량에 영향을 주지 않도록 하되, 상기 투명시트의 내부에는 전기 발열의 열선이 격자형으로 배열 구비되며, 상기 열선의 하부에는 상기 투명시트에 내장되는 반사지가 구비되어 열이 비닐하우스의 비닐쪽으로 향하지 않고 투명시트에 쌓이는 눈으로 집중되도록 한 특징이 있다.
그러나 공개실용신안공보 제2012-0006818호와 같이 전열 방식으로 지붕에 쌓인 눈을 녹이는 방식은, 영하의 추운 날씨에 녹은 눈이 다시 얼어붙어 버리는 문제가 있었다.
아울러 대한민국 공개특허공보 제2012-0123961호에는 비닐하우스용 제설장치가 개시되어 있으며, 비닐하우스의 양측면에 설치되는 프레임부; 및 비닐하우스의 지붕에 접촉되면서 이동가능하게 프레임부에 연계되어, 비닐하우스의 지붕에 쌓인 눈을 제거토록 제공된 제설부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나 공개특허공보 제2012-0123961호와 같이 제설기구가 부착된 왕복 구동장치로 지붕에 쌓인 눈을 한번에 제거하는 방식은, 비닐하우스 지붕 전체에 쌓인 눈, 특히 습식눈은 무게가 엄청나서 밀거나 쓸어내리기 어려운 단점이 있었다.
(0001) 대한민국 공개특허공보 제2015-0139291호 (공개일: 2015.12.11) (0002) 대한민국 공개실용신안공보 제2012-0006818호 (공개일: 2012.10.05) (0003) 대한민국 공개특허공보 제2012-0123961호 (공개일: 2012.11.12)
본 발명의 목적은, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스 지붕면에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어지는 비닐하우스 제설장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 눈이 유입된 후 배출되는 통로를 형성하는 하우징과, 상기 통로에 구비되어 눈을 압착시키는 스쿱과, 상기 스쿱을 회전시키는 구동장치를 포함하는 스노볼메이커; 및 상기 스노볼메이커를 비닐하우스의 지붕면에서 이동시키는 이동장치를 포함하고, 상기 스쿱에 의해 압착된 눈은 상기 스쿱이 회전하면서 유입된 방향과 반대방향으로 배출된 후 상기 지붕면의 경사를 따라 지면으로 낙하하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치에 의하여 달성된다.
상기 스노볼메이커는, 상기 스쿱에 의해 압착된 눈을 구형으로 절단하는 커터를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 구동장치는, 상기 스쿱 및 상기 커터를 서로 다른 속도로 회전시키는 기어부; 및 상기 기어부에 회전력을 전달하는 구동부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 이동장치는, 상기 스노볼메이커와 연결된 체인벨트와, 상기 체인벨트를 이동시키는 작동부를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 체인벨트의 상대이동에 의해 회전하는 구동풀리와, 상기 구동풀리의 회전력에 의해 감긴 후 풀리면서 상기 기어부를 회전시키는 태엽과, 눈의 압착시 상기 구동풀리와 상기 태엽을 서로 이격시키는 이동수단을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 이동수단은, 상기 스쿱 및 상기 커터가 회전가능하게 결합되고, 상기 통로에서 눈의 압착력에 의해 이동하도록 상기 하우징과 스프링에 의해 연결된 슬라이더; 및 눈의 압착시 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 구동풀리를 상기 태엽으로부터 분리시키는 푸셔를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 스쿱은 반구형으로 형성되어 튜브형의 스쿱축을 중심으로 회전하고, 상기 커터는 호형으로 형성되어 상기 스쿱축의 중공을 지나는 커터축을 중심으로 회전하며, 상기 기어부는, 상기 스쿱축 및 상기 커터축에 각각 결합된 종동기어와, 상기 구동부에 직결되고 상기 종동기어에 각각 회전력을 전달하는 주동기어를 포함하고, 눈의 압착시 상기 슬라이더가 이동하면 상기 종동기어와 상기 주동기어가 서로 맞물리도록 이루어질 수 있다.
상기 스쿱 및 상기 커터는, 상기 통로에 구비되고 눈의 압착력에 의해 이동하도록 상기 하우징과 스프링에 의해 연결된 슬라이더에 회전가능하게 결합되고, 상기 구동부는 모터로 이루어져 상기 슬라이더의 이동을 감지하는 센서의 신호에 의해 상기 기어부에 회전력을 전달하도록 이루어질 수 있다.
상기 스쿱에는 눈이 압착되는 힘을 감지하는 힘 센서가 장착되고, 상기 구동부는 모터로 이루어져 상기 힘 센서의 신호에 의해 상기 기어부에 회전력을 전달하도록 이루어질 수 있다.
상기 스쿱은 반구형으로 형성되어 튜브형의 스쿱축을 중심으로 회전하고, 상기 커터는 호형으로 형성되어 상기 스쿱축의 중공을 지나는 커터축을 중심으로 회전하며, 상기 기어부는, 상기 스쿱축 및 상기 커터축에 각각 결합된 종동기어와, 상기 구동부에 연결되고 상기 종동기어에 각각 회전력을 전달하는 주동기어를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 작동부는 상기 비닐하우스에 설치된 레일을 따라 이동가능하게 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 하우징의 입구에는 눈을 압착시키는 회전날개가 결합되도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 커터에 의해 구형으로 절단된 눈은 스쿱이 회전하면서 유입된 방향과 반대방향으로 배출된 후 지붕면의 경사를 따라 지면으로 낙하함으로써, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스 지붕면에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어지는 비닐하우스 제설장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비닐하우스 제설장치의 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1의 비닐하우스 제설장치의 스노볼메이커의 단면도.
도 4는 도 2의 스노볼메이커의 스쿱 및 커터의 사용상태를 나타내는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스 제설장치의 스노볼메이커의 단면도.
도 7은 스노볼메이커의 스쿱에 내부부재가 결합된 실시예의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 비닐하우스 제설장치는, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스 지붕면에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비닐하우스 제설장치의 사시도, 도 2 및 도 3은 도 1의 비닐하우스 제설장치의 스노볼메이커의 단면도, 도 4는 도 2의 스노볼메이커의 스쿱 및 커터의 사용상태를 나타내는 도면, 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스 제설장치의 스노볼메이커의 단면도. 도 7은 스노볼메이커의 스쿱에 내부부재가 결합된 실시예의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비닐하우스 제설장치(10)는, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면(2)에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스(1)에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스(1) 지붕면(2)에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어지며, 스노볼메이커(100) 및 이동장치(200)를 포함하여 구성된다. 아래에서는 용이한 이해를 위해 도시된 상태에서 상하좌우를 구분하여 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스노볼메이커(100)는 유입된 눈을 구형으로 만들어 배출하는 구성으로서, 하우징(110), 스쿱(120), 커터(130) 및 구동장치(140)를 포함하여 구성된다.
하우징(110)은 눈이 유입된 후 배출되는 통로(F)를 형성하는 구성으로서, 이동장치(200)에 의해 비닐하우스(1)의 지붕면(2) 위를 이동한다.
도시되지는 않았으나, 하우징(110)의 하단에는 스키 플레이트와 같이 눈 위를 미끄러지는 미끄럼부재가 장착될 수 있다. 하우징(110)의 하단에 미끄럼부재가 장착되면, 하우징(110)은 비닐하우스(1)의 지붕면(2)으로부터 1cm 내지 2cm 정도 이격된 상태에서 지붕면(2) 위를 미끄러지듯이 이동하게 된다.
하우징(110)은 본체(111), 유입부(112), 배출부(113) 및 구동하우징(114)을 포함하여 구성된다.
본체(111)는 내부에 통로(F)를 형성한다. 본체(111)의 양쪽 개구에는 유입부(112) 및 배출부(113)가 결합된다. 유입부(112) 및 배출부(113)는 눈이 본체(111)로 원활하게 유입된 후 배출되도록 외부를 향할수록 벌어지는 형태로 형성된다.
유입부(112)에는 회전날개(150)가 결합될 수 있다. 회전날개(150)는 모터(미도시)에 의해 회전하면서 스노볼메이커(100)의 이동방향 전방의 눈을 유입부(112) 내로 유입시키게 된다. 구동하우징(114)은 내부에 구동장치(140)를 수용하며, 본체(111)의 상측에 결합된다.
통로(F)는 단면이 원형인 원기둥 형태로 구성될 수 있다. 또는, 스노볼의 압축 효율을 높이기 위해서 통로(F)를 회전포물면으로 구성하고, 상기 회전포물면의 초점과 스쿱(120)의 단면인 원의 중심을 일치시킨 형태로 결합될 수 있다. 이 경우, 회전포물면 통로는 하우징(110) 내부에 고정되는 것이 아니라, 상기 스쿱(120)과 회전포물면 통로가 눈의 압력에 의해 하우징(110) 내부에서 함께 슬라이딩 될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이동장치(200)는 스노볼메이커(100)를 비닐하우스(1)의 지붕면(2) 위에서 이동시키는 구성으로서, 레일(210), 작동부(220) 및 체인벨트(230)를 포함하여 구성된다.
레일(210)은 비닐하우스(1)의 길이방향 양쪽에 각각 설치되되, 비닐하우스(1)의 길이방향과 직각방향으로 지붕면(2)을 따라 설치된다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 레일(210)에는 길이방향를 따라 레일기어(226)가 맞물리는 기어 이(gear tooth)가 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 작동부(220)는 레일(210)에 각각 장착된 상태에서 체인벨트(230)로 서로 연결된다. 작동부(220)는 커버(221), 제1 이동모터(222), 벨트기어(223), 작동풀리(224), 제2 이동모터(225) 및 레일기어(226)를 포함하여 구성된다.
커버(221)는 레일(210)에 장착되는 구성으로서, 레일(210)은 커버(221)에 형성된 구멍을 통해 커버(221)를 통과하게 된다. 제1 이동모터(222), 벨트기어(223), 작동풀리(224), 제2 이동모터(225) 및 레일기어(226)는 커버(221)의 내부에 설치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 이동모터(222)는 작동풀리(224)의 회전력을 형성하는 구성으로서, 벨트기어(223)를 통해 작동풀리(224)를 회전시키게 된다. 체인벨트(230)는 폐루프를 형성한 상태에서 양쪽 작동부(220)에서 작동풀리(224)에 각각 감기며, 작동풀리(224)의 회전력에 의해 왕복하여 감기거나 풀리게 된다.
양쪽 작동부(220) 사이에는 지붕 위로 체인벨트(230)가 노출되며, 이 중 아래쪽 체인벨트(230)가 하우징(110)에 결합된다. 양쪽의 제1 이동모터(222)는 제어부(미도시)에 의해 동시에 회전하여 체인벨트(230)를 함께 감거나 풀게 되며, 스노볼메이커(100)는 체인벨트(230)에 의해 지붕면(2)을 왕복하여 이동하게 된다.
물론, 한 쌍의 작동풀리(224)는 체인벨트(230)에 의해 서로 연동회전하므로 한쪽 작동부(220)에는 제1 이동모터(222)와 벨트기어(223)가 형성되지 않을 수 있다.
제2 이동모터(225)는 레일기어(226)의 회전력을 형성하는 구성으로서, 레일기어(226)는 레일(210)의 기어 이와 맞물린다. 양쪽의 제2 이동모터(225)는 제어부(미도시)에 의해 동시에 회전하여 레일기어(226)를 함께 회전시키며, 작동부(220)는 서로 동일한 방향으로 레일(210)을 따라 왕복하여 이동하게 된다.
물론, 제2 이동모터(225)는 한쪽 작동부(220)에만 설치될 수도 있다. 즉, 추가적인 체인벨트(미도시)와 작동풀리(미도시)를 통해 제2 이동모터(225)의 동력을 반대쪽 작동부(220)의 레일기어(226)로 전달하게 되면, 한쪽 작동부(220)에만 제2 이동모터(225)를 설치하여도 양쪽 작동부(220)를 동시에 이동시킬 수 있게 된다.
제어부(미도시)는 먼저 제1 이동모터(222)를 회전시켜 체인벨트(230)를 따라 스노볼메이커(100)를 왕복 이동시킨 후 제2 이동모터(225)를 회전시켜 레일(210)을 따라 스노볼메이커(100)를 이동시키는 방법으로 이동장치(200)를 제어하게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 통로(F)로 눈이 유입되는 입구와 배출되는 출구는 체인벨트(230)의 이동방향 양쪽에 형성되며, 스노볼메이커(100)는 제1 이동모터(222)에 의해 체인벨트(230)를 따라 이동하면서 눈을 구형으로 만들어 배출하게 된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스쿱(120)은 통로(F)에 구비되어 유입된 눈을 압착시키는 구성으로서, 반구형으로 형성되어 튜브형의 스쿱축(121)을 중심으로 회전가능하게 구비된다. 스쿱(120)은 구동장치(140)에 의해 회전되지 않은 상태에서 오목한 부분이 하우징(110)의 입구를 향하게 배치된다.
커터(130)는 스쿱(120)에 의해 압착된 눈을 구형으로 절단하는 구성으로서, 호형으로 형성되어 스쿱축(121)의 중공을 지나는 커터축(131)을 중심으로 회전가능하게 구비된다. 스쿱축(121) 및 커터축(131)은 푸셔(148)로부터 연장된 부분에 의해 회전가능하게 지지된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동장치(140)는 스쿱(120) 및 커터(130)를 각각 회전시키는 구성으로서, 기어부 및 구동부를 포함하여 구성된다.
기어부는 스쿱(120) 및 커터(130)를 서로 다른 속도로 회전시키는 구성으로서, 스쿱축(121) 및 커터축(131)에 각각 결합된 종동기어와, 구동부에 직결되고 종동기어에 각각 회전력을 전달하는 주동기어를 포함하여 구성된다.
종동기어는 커터축(131)에 결합된 커터기어(146)와 스쿱축(121)에 결합된 스쿱기어(147)로 구성되고, 주동기어는 태엽(143)의 회전축에 결합된 제1 주동기어(144)와 제2 주동기어(145)로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주동기어와 종동기어는 눈의 압착 전 서로 이격된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 눈의 압착에 의한 슬라이더의 이동시 종동기어는 주동기어 쪽으로 이동하며, 제1 주동기어(144)는 커터기어(146)와 맞물리고 제2 주동기어(145)는 스쿱기어(147)와 맞물린다.
제1 주동기어(144)와 커터기어(146)의 기어비(gear ratio)는 제2 주동기어(145)와 스쿱기어(147)의 기어비와 다른 값으로 형성된다. 따라서 제1 주동기어(144)와 제2 주동기어(145)는 태엽(143)이 풀릴 때 동일한 회전속도로 회전하지만, 커터기어(146)와 스쿱기어(147)는 서로 다른 속도로 회전하게 된다. 바람직하게는, 커터기어(146)가 2배 이상 빠른 속도로 회전하며, 이에 따라 스쿱(120) 1회전시 커터(130)는 2바퀴 이상을 회전하게 된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부는 기어부에 회전력을 전달하는 구성으로서, 구동풀리(141), 태엽(143) 및 이동수단을 포함하여 구성된다.
구동풀리(141)는 체인벨트(230)의 상대이동에 의해 회전하는 구성으로서, 구동하우징(114)에 회전가능하게 결합되며 스노볼메이커(100)의 이동시 체인벨트(230)와의 마찰에 의해 회전하게 된다. 레크와 피니어 조합과 같이, 체인벨트(230)와 구동풀리(141)는 서로 기어 이로 맞물리게 된다.
태엽(143)은 주동기어를 회전시키는 구성으로서, 태엽(143)이 풀리는 회전축은 주동기어의 회전축과 동축을 형성한다. 태엽(143)의 상면과 구동풀리(141)의 외주면에는 서로 맞물리는 기어 이가 형성되며, 스노볼메이커(100)의 이동에 의한 구동풀리(141)의 회전시 태엽(143)은 구동풀리(141)에 의해 지속적으로 감기게 된다. 도시되지는 않았으나, 태엽(143)에는 과도한 감김을 방지하는 토크 리미터(torque limiter)가 설치될 수 있다. 토크 리미터는 공지된 기술로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이동수단은 눈의 압착시 구동풀리(141)와 태엽(143)을 서로 이격시키는 구성으로서, 슬라이더 및 푸셔(148)를 포함하여 구성된다.
슬라이더는 통로(F)에서 눈의 압착력에 의해 이동하는 구성으로서, 제1 슬라이더(S1), 제2 슬라이더(S2) 및 제3 슬라이더(S3)를 포함하여 구성된다.
제1 슬라이더(S1)와 제2 슬라이더(S2)는 통로(F)의 상측과 하측에 슬라이드이동 가능하게 구비되고, 제3 슬라이더(S3)는 구동하우징(114) 내부에서 슬라이드이동 가능하게 구비된다. 도시되지는 않았으나, 제1 슬라이더(S1)와 제2 슬라이더(S2)는 서로 연결되어 동시에 슬라이드이동하게 된다.
스쿱(120) 및 커터(130)는 스쿱축(121)을 통해 제1 슬라이더(S1) 및 제2 슬라이더(S2)에 각각 회전가능하게 결합된다. 스쿱축(121)은 본체(111)의 상면에 형성된 구멍을 통해 구동하우징(114) 내부로 연장된다. 구멍은 슬라이더의 이동시 스쿱축(121)의 이동을 간섭하지 않는 크기로 형성된다.
푸셔(148)는 눈의 압착시 슬라이더와 함께 이동하여 구동풀리(141)를 태엽(143)으로부터 미는 구성으로서, 제3 슬라이더(S3)에 결합된다. 푸셔(148)는 태엽(143)을 미는 단부에 경사면을 형성한다.
구동풀리(141)의 회전축은 구동하우징(114)의 홈에 세로방향으로 이동가능하게 결합되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이더의 이동시 푸셔(148)는 경사면을 통해 구동풀리(141)를 상측으로 밀게 된다.
제1 슬라이더(S1)는 하우징(110)과 스프링(E)에 의해 연결된다. 도 2에 도시된 상태에서, 스노볼메이커(100)가 체인벨트(230)에 의해 오른쪽으로 이동하게 되면, 스쿱(120)은 유입부(112)를 통해 유입된 눈에 의해 압력을 받게 되며, 도 3에 도시된 바와 같이 눈의 압력에 의해 스프링(E)이 압축되면서 슬라이더는 배출부(113) 쪽으로 이동하게 된다. 제2 슬라이더(S2)도 하우징(110)과 스프링(E)에 의해 연결될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이더가 배출부(113) 쪽으로 이동하게 되면, 종동기어와 주동기어가 서로 맞물리는 동시에 푸셔(148)에 의해 구동풀리(141)는 태엽(143)과 이격된다. 따라서 태엽(143)이 풀리면서 태엽(143)의 회전력은 주동기어와 종동기어를 통해 커터(130)와 스쿱(120)을 회전시키게 된다.
도 4(a)는 커터(130) 및 스쿱(120)이 회전하기 전 상태를 나타내고, 도 4(b)는 스쿱(120)이 반 바퀴 정도 회전한 상태를 나타내고, 도 4(c)는 스쿱(120)이 한 바퀴 정도 회전한 상태를 나타낸다. 도 4에서 스쿱(120) 및 커터(130)의 회전을 명확하게 도시하기 위해 스쿱(120)에 압착된 눈은 도시하지 않았다.
도 4(a)의 상태에서 커터(130)와 스쿱(120)은 각각 회전을 개시하게 된다. 상술한 바와 같이, 커터(130)는 스쿱(120)보다 2배 이상 빠른 속도로 회전하게 되며, 도 4(b)의 스쿱(120)이 반 바퀴 정도 회전한 상태에서 스쿱(120)에 압착된 눈은 이미 한 바퀴 이상 회전한 커터(130)에 의해 구형으로 절단된 후 커터(130)의 회전력에 의해 배출부(113) 쪽으로 배출된다.
스쿱(120)의 바깥면에는 배출부(113) 쪽으로 배출된 눈을 미는 스트라이프(122)가 형성될 수 있다. 스트라이프(122)는 스쿱(120)의 바깥면에 스쿱축(121)의 반경방향으로 돌출된 띠 형태로 형성되며, 스쿱(120)이 도 4(b)에서 도 4(c)의 상태로 회전하는 과정에서 배출된 눈을 배출부(113) 쪽으로 밀게 된다.
스트라이프(122)가 스쿱(120)의 바깥면으로부터 돌출된 두께는 중심부가 가장 두껍고 양쪽 가장자리가 가장 얇은 형태로 구성될 수 있다. 본체(111)에는 스트라이프(122)의 회전을 위한 개방창(미도시)이 양쪽에 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배출부(113)를 통해 지붕면(2)으로 배출된 구형의 눈덩어리는 지붕면(2)의 경사를 따라 구른 후 지면으로 낙하하게 된다. 압착된 눈이 배출되면, 슬라이더는 도 2의 상태로 복귀하게 된다.
커터(130)와 스쿱(120)도 회전관성에 의해 회전하여 도 2의 상태로 복귀하게 되며, 눈은 다시 스쿱(120)의 오목한 부분에서 압착되어 상술한 바와 같은 눈덩어리의 배출이 연속적으로 이루어지게 된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스 제설장치(20)는, 구동장치(140)가 모터(141)의 회전력에 의해 스쿱(120) 및 커터(130)를 회전시키도록 이루어진다.
구동장치(140)는 스쿱(120) 및 커터(130)를 각각 회전시키는 구성으로서, 기어부 및 구동부를 포함하여 구성된다.
구동부는 모터(141)로 구성된다. 모터(141)는 제3 슬라이더(S3)에 설치되고, 모터(141)의 회전축은 주동기어에 직결된다.
기어부는 스쿱(120) 및 커터(130)를 서로 다른 속도로 회전시키는 구성으로서, 스쿱축(121) 및 커터축(131)에 각각 결합된 종동기어와, 모터(141)의 회전축에 직결되고 종동기어에 각각 회전력을 전달하는 주동기어를 포함하여 구성된다. H는 제3 슬라이더(S3)에 고정되어 스쿱축(121) 및 커터축(131)의 단부를 회전가능하게 지지하는 지지대를 의미한다.
종동기어는 커터축(131)에 결합된 커터기어(146)와 스쿱축(121)에 결합된 스쿱기어(147)로 구성되고, 주동기어는 모터(141)의 회전축에 직결된 제1 주동기어(144)와 제2 주동기어(145)로 구성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 주동기어(144)는 커터기어(146)와 맞물린 상태를 유지하고 제2 주동기어(145)는 스쿱기어(147)와 맞물린 상태를 유지한다.
제1 주동기어(144)와 커터기어(146)의 기어비(gear ratio)는 제2 주동기어(145)와 스쿱기어(147)의 기어비와 다른 값으로 형성된다. 따라서 제1 주동기어(144)와 제2 주동기어(145)는 동일한 회전속도로 회전하지만, 커터기어(146)와 스쿱기어(147)는 서로 다른 속도로 회전하게 된다. 바람직하게는, 커터기어(146)가 2배 이상 빠른 속도로 회전하며, 이에 따라 스쿱(120) 1회전시 커터(130)는 2바퀴 이상을 회전하게 된다.
스쿱(120) 및 커터(130)는, 통로(F)에 구비된 슬라이더에 회전가능하게 결합된다. 슬라이더는 통로(F)에서 눈의 압착력에 의해 이동하는 구성으로서, 제1 슬라이더(S1), 제2 슬라이더(S2) 및 제3 슬라이더(S3)를 포함하여 구성된다.
제1 슬라이더(S1)와 제2 슬라이더(S2)는 통로(F)의 상측과 하측에 슬라이드이동 가능하게 구비되고, 제3 슬라이더(S3)는 구동하우징(114) 내부에서 슬라이드이동 가능하게 구비된다.
스쿱(120) 및 커터(130)는 스쿱축(121)을 통해 제1 슬라이더(S1) 및 제2 슬라이더(S2)에 각각 회전가능하게 결합된다. 스쿱축(121)은 본체(111)의 상면에 형성된 구멍을 통해 구동하우징(114) 내부로 연장된다. 구멍은 슬라이더의 이동시 스쿱축(121)의 이동을 간섭하지 않는 크기로 형성된다.
제1 슬라이더(S1)는 하우징(110)과 스프링(E)에 의해 연결된다. 도 5에 도시된 상태에서, 스노볼메이커(100)가 체인벨트(230)에 의해 오른쪽으로 이동하게 되면, 스쿱(120)은 유입부(112)를 통해 유입된 눈에 의해 압력을 받게 되며, 도 6에 도시된 바와 같이 눈의 압력에 의해 스프링(E)이 압축되면서 슬라이더는 배출부(113) 쪽으로 이동하게 된다.
제1 슬라이더(S1)에는 배출부(113) 쪽으로의 이동을 감지하는 센서(S)가 설치된다. 제1 슬라이더(S1)가 배출부(113) 쪽으로 이동하여 센서(S)가 본체(111)의 돌기(P)에 접촉되면 제어부(미도시)는 제1 슬라이더(S1)의 이동을 감지하여 모터(141)를 회전시키게 된다.
도시되지는 않았으나, 센서(S)는 힘 센서(force sensor)로 구비될 수도 있다. 센서(S)가 힘 센서로 구비되면, 센서(S)는 스쿱(120)에 장착되어 눈이 스쿱(120)을 누르는 힘을 직접 측정하게 된다. 센서(S)가 힘 센서로 구비되는 경우 슬라이더는 생략되고 스쿱(120)은 본체(111)에 회전가능하게 결합된다.
도 4(a)는 커터(130) 및 스쿱(120)이 회전하기 전 상태를 나타내고, 도 4(b)는 스쿱(120)이 반 바퀴 정도 회전한 상태를 나타내고, 도 4(c)는 스쿱(120)이 한 바퀴 정도 회전한 상태를 나타낸다. 도 4에서 스쿱(120) 및 커터(130)의 회전을 명확하게 도시하기 위해 스쿱(120)에 압착된 눈은 도시하지 않았다.
도 4(a)의 상태에서 커터(130)와 스쿱(120)은 각각 회전을 개시하게 된다. 상술한 바와 같이, 커터(130)는 스쿱(120)보다 2배 이상 빠른 속도로 회전하게 되며, 도 4(b)의 스쿱(120)이 반 바퀴 정도 회전한 상태에서 스쿱(120)에 압착된 눈은 이미 한 바퀴 이상 회전한 커터(130)에 의해 구형으로 절단된 후 커터(130)의 회전력에 의해 배출부(113) 쪽으로 배출된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배출부(113)를 통해 지붕면(2)으로 배출된 구형의 눈덩어리는 지붕면(2)의 경사를 따라 구른 후 지면으로 낙하하게 된다. 압착된 눈이 배출되면, 슬라이더는 도 5의 상태로 복귀하게 된다. 커터(130)와 스쿱(120)도 모터(141)에 의해 회전하여 도 5의 상태로 복귀하게 되며, 눈은 다시 스쿱(120)의 오목한 부분에서 압착되어 상술한 바와 같은 눈덩어리의 배출이 연속적으로 이루어지게 된다.
한편, 포물선의 초첨에 광원을 두면 포물선에서 반사되는 모든 빛이 수평으로 나가게 되는 원리를 적용함으로써 스노볼의 압축 효율을 높일 수 있다. 즉, 이러한 원리를 적용한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 내부에는 회전포물면 형상의 내부 통로를 형성하는 내부 부재(123)가 상기 스쿱(120)과 결합될 수 있다. 회전포물면은 포물선 또는 포물선의 일부를 축을 중심으로 한 바퀴 회전시킨 형태의 곡면을 의미할 수 있다. 이때 상기 회전포물면의 초점(Z)은 상기 스쿱의 단면인 원의 중심(Z)과 일치할 수 있다.
본 발명에 의하면, 커터에 의해 구형으로 절단된 눈은 스쿱이 회전하면서 유입된 방향과 반대방향으로 배출된 후 지붕면의 경사를 따라 지면으로 낙하함으로써, 눈을 치우는데 큰 힘이 요구되지 않으면서도 지붕면에 눈이 얼 염려가 없으며 비닐하우스에 진동을 가하지 않아도 비닐하우스 지붕면에 쌓인 눈을 신속하고 용이하게 제거하도록 이루어지는 비닐하우스 제설장치를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10,20 : 제설장치
100 : 스노볼메이커 200 : 이동장치
110 : 하우징 210 : 레일
111 : 본체 220 : 작동부
112 : 유입부 221 : 커버
113 : 배출부 222 : 제1 이동모터
114 : 구동하우징 223 : 벨트기어
F : 통로 224 : 작동풀리
120 : 스쿱 225 : 제2 이동모터
121 : 스쿱축 226 : 레일기어
122 : 스트라이프 230 : 체인벨트
130 : 커터 123: 내부부재
131 : 커터축 Z : 회전포물면의 초점
140 : 구동장치
141 : 구동풀리,모터
142 : 제1 전달기어
143 : 제2 전달기어
144 : 제1 주동기어
145 : 제2 주동기어
146 : 커터기어
147 : 스쿱기어
148 : 푸셔
E : 스프링
S : 센서
P : 돌기
150 : 회전날개
151 : 날개

Claims (12)

  1. 눈이 유입된 후 배출되는 통로를 형성하는 하우징과, 상기 통로에 구비되어 눈을 압착시키는 스쿱과, 상기 스쿱을 회전시키는 구동장치를 포함하는 스노볼메이커; 및
    상기 스노볼메이커를 비닐하우스의 지붕면에서 이동시키는 이동장치를 포함하고,
    상기 스쿱에 의해 압착된 눈은 상기 스쿱이 회전하면서 유입된 방향과 반대방향으로 배출된 후 상기 지붕면의 경사를 따라 지면으로 낙하하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스노볼메이커는, 상기 스쿱에 의해 압착된 눈을 구형으로 절단하는 커터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동장치는,
    상기 스쿱 및 상기 커터를 서로 다른 속도로 회전시키는 기어부; 및
    상기 기어부에 회전력을 전달하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동장치는, 상기 스노볼메이커와 연결된 체인벨트와, 상기 체인벨트를 이동시키는 작동부를 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 체인벨트의 상대이동에 의해 회전하는 구동풀리와, 상기 구동풀리의 회전력에 의해 감긴 후 풀리면서 상기 기어부를 회전시키는 태엽과, 눈의 압착시 상기 구동풀리와 상기 태엽을 서로 이격시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 스쿱 및 상기 커터가 회전가능하게 결합되고, 상기 통로에서 눈의 압착력에 의해 이동하도록 상기 하우징과 스프링에 의해 연결된 슬라이더; 및
    눈의 압착시 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 구동풀리를 상기 태엽으로부터 분리시키는 푸셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스쿱은 반구형으로 형성되어 튜브형의 스쿱축을 중심으로 회전하고,
    상기 커터는 호형으로 형성되어 상기 스쿱축의 중공을 지나는 커터축을 중심으로 회전하며,
    상기 기어부는, 상기 스쿱축 및 상기 커터축에 각각 결합된 종동기어와, 상기 구동부에 직결되고 상기 종동기어에 각각 회전력을 전달하는 주동기어를 포함하고, 눈의 압착시 상기 슬라이더가 이동하면 상기 종동기어와 상기 주동기어가 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 스쿱 및 상기 커터는, 상기 통로에 구비되고 눈의 압착력에 의해 이동하도록 상기 하우징과 스프링에 의해 연결된 슬라이더에 회전가능하게 결합되고,
    상기 구동부는 모터로 이루어져 상기 슬라이더의 이동을 감지하는 센서의 신호에 의해 상기 기어부에 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 스쿱에는 눈이 압착되는 힘을 감지하는 힘 센서가 장착되고,
    상기 구동부는 모터로 이루어져 상기 힘 센서의 신호에 의해 상기 기어부에 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 스쿱은 반구형으로 형성되어 튜브형의 스쿱축을 중심으로 회전하고,
    상기 커터는 호형으로 형성되어 상기 스쿱축의 중공을 지나는 커터축을 중심으로 회전하며,
    상기 기어부는, 상기 스쿱축 및 상기 커터축에 각각 결합된 종동기어와, 상기 구동부에 연결되고 상기 종동기어에 각각 회전력을 전달하는 주동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 작동부는 상기 비닐하우스에 설치된 레일을 따라 이동가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 입구에는 눈을 압착시키는 회전날개가 결합된 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 회전포물면 형상의 내부 통로를 형성하는 내부 부재가 상기 스쿱과 결합되고, 상기 회전포물면의 초점은 상기 스쿱의 단면인 원의 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 제설장치.
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