KR20200134618A - 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스에 관한 것으로서, 비압축성 작동유로 충진된 하우징과, 상기 하우징 내에 회전 가능하게 구비되고 입력축과 연동되는 웜기어와, 상기 웜기어와 연동되고 출력축과 축결합되는 웜피니언과, 상기 입력축에 설치되어 입력축에 양방향으로 일정값 이상의 과토크가 작용하면 구동력 전달을 단절시키면서 입력축만 회전 가능하게 하는 토크리미터를 포함하는 웜기어박스에 있어서, 상기 토크리미터는, 상기 하우징의 입력축 측에 결합되는 케이싱; 상기 케이싱의 중앙을 관통하면서 케이싱 선단부에 회전 가능하게 축지지되는 구동축; 상기 케이싱 내에서 상기 구동축의 일측과 나사 결합되는 조절너트; 상기 조절너트와 이격된 상태로 상기 구동축 방향으로 이동 가능하게 축지지되는 슬라이딩판; 상기 조절너트와 슬라이딩판 사이에 탄설되는 토크조정스프링; 상기 슬라이딩판과 이격되고 상기 구동축의 외주면과 구름 회전이 가능하며 일면에 원주를 따라 요입되는 볼홈이 형성되는 베이스판; 상기 슬라이딩판과 베이스판 사이에서 상기 베이스판과 일정 각도의 회전 유격을 갖도록 연결되고 판면에 원주를 따라 경사지는 장공 형상의 볼가이드홀이 형성되며 상기 볼가이드홀에 로드 볼이 삽입되는데, 상기 로드 볼 양측 일부는 상기 베이스판과 슬라이딩판의 볼홈에 각각 안착되게 하는 볼가이드판; 상기 베이스판의 후방에 결합되고 상기 케이싱과 회전 가능하게 축지지되며 상기 입력축이 축결합되는 축케이스;의 결합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스{Worm gear box with torque limiter used at the bottom of deep sea}

본 발명은 심해저용 웜기어박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 수압이 작용하는 심해저에서 사용되는 밸브개폐용 웜기어박스에 일정 토크 이상이 입력되면 토크를 차단시키는 안전장치인 토크리미터를 부착한 심해저용 웜기어박스에 관한 것이다.

일반적으로 대부분의 밸브는 대기압하에서 사용된다.

그러나 심해저에 설치되는 유전 또는 가스를 개발 및 굴착하기 위한 해양구조물에도 각종 밸브가 사용된다.

심해저용 밸브는 대기압보다 훨씬 높은 수압을 받는 상태이므로 부수적으로 특별한 안전장치가 반드시 마련되어야 한다.

종래 심해저용 밸브 개폐를 위한 기어박스는 웜휠과 웜기어로 구성되고 기어박스는 패킹이나 오링으로 실링이 이루어지고, 기어박스 내부에 유체를 충진하여 사용한다.

그러나 이러한 구조를 가지더라도 예상치 못한 압력변화나 외력의 작용이 항상 일어날 가능성이 있으므로 이를 방지하기 위한 안전예방수단이 필요한 실정이다.

- US06684897 "Valve actuator and method" - US07811143 "Shaft seal pressure compensation system for an underwear device" - US06012878 "Pressure balanced subsea tapping machine" - US20140338478 "Valve actuator torque limiter" - 대한민국 등록특허 10-0880026 "밸브 조작기 제어용 토르크리미터" - JP05317171 "토크리미터를 탑재한 밸브용 액추에이터"

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 수압이 작용하는 심해저에서 사용하는 밸브개폐용 웜기어박스에 대해 입력축과 기어박스 사이에 일정 토크 이상이 입력되면 토크를 차단시키는 토크리미터를 부착함으로써 안전성을 향상시킨 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 웜기어박스의 내압이 수압과 평형을 이루도록 어큐멀레이터가 구비되고 기밀성이 향상되록 이중 실링 구조를 가진 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스를 제공하는 것이다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스는, 비압축성 작동유로 충진된 하우징과, 상기 하우징 내에 회전 가능하게 구비되고 입력축과 연동되는 웜기어와, 상기 웜기어와 연동되고 출력축과 축결합되는 웜피니언과, 상기 입력축에 설치되어 입력축에 양방향으로 일정값 이상의 과토크가 작용하면 구동력 전달을 단절시키면서 입력축만 회전 가능하게 하는 토크리미터를 포함하는 웜기어박스에 있어서, 상기 토크리미터는, 상기 하우징의 입력축 측에 결합되는 케이싱; 상기 케이싱의 중앙을 관통하면서 케이싱 선단부에 회전 가능하게 축지지되는 구동축; 상기 케이싱 내에서 상기 구동축의 일측과 나사 결합되는 조절너트; 상기 조절너트와 이격된 상태로 상기 구동축 방향으로 이동 가능하게 축지지되는 슬라이딩판; 상기 조절너트와 슬라이딩판 사이에 탄설되는 토크조정스프링; 상기 슬라이딩판과 이격되고 상기 구동축의 외주면과 구름 회전이 가능하며 일면에 원주를 따라 요입되는 볼홈이 형성되는 베이스판; 상기 슬라이딩판과 베이스판 사이에서 상기 베이스판과 일정 각도의 회전 유격을 갖도록 연결되고 판면에 원주를 따라 경사지는 장공 형상의 볼가이드홀이 형성되며 상기 볼가이드홀에 로드 볼이 삽입되는데, 상기 로드 볼 양측 일부는 상기 베이스판과 슬라이딩판의 볼홈에 각각 안착되게 하는 볼가이드판; 상기 베이스판의 후방에 결합되고 상기 케이싱과 회전 가능하게 축지지되며 상기 입력축이 축결합되는 축케이스;의 결합으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 하우징의 하부에는 비압축성 작동유가 충진된 어큐멀레이터가 부착되어 수압의 변화에 따라 상기 하우징 내의 압력을 조절할 수 있다.

그리고 상기 토크리미터와 하우징 사이에는 상기 입력축에서 입력되는 토크를 감속시키는 감속기가 더 구비될 수 있다.

또 상기 감속기는, 일측이 상기 케이싱과 결합되고 타측이 상기 하우징과 결합되며 내부에서 상기 입력축과 웜기어가 동심 배치되는 감속기어박스와, 상기 입력축 단부에 결합되는 구동기어와, 상기 구동기어에 연동되는 제1감속기어와, 상기 제1감속기어에 결합되어 함께 회전하는 종동기어와, 상기 웜기어의 단부에 결합되고 상기 종동기어와 연동되는 제2감속기어를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기 토크리미터의 구동축과 케이싱 사이, 상기 입력축과 감속기어박스 사이, 상기 감속기어박스와 하우징이 결합되는 지점에는 각각 한 쌍의 오링이 삽입되어 이중 실링 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 본 발명은 1차적으로 기어박스 내부에 비압축성 작동유를 충진하여 외부와 압력을 동일하게 맞추고, 2차적으로 수압의 변화에 적응하도록 어큐멀레이터가 작동하게 하며, 3차적으로 이중 실링 구조를 가지게 하여 기밀성을 향상시켜, 안정성을 극대화한 구조를 가진다. 뿐만 아니라, 입력축에 일정 토크 이상의 토크가 걸리면 토크리미터가 토크를 차단하여 예상치 못한 부하로 밸브가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스의 전체적인 외관을 나타내는 사시도
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 종단면도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 토크리미터의 구조를 나타내는 단면도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스의 전체적인 외관을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 종단면도를 나타낸다.

본 발명은 하우징(100), 웜기어(200), 웜피니언(300)로 구성되는 종래의 웜기어박스()에 토크리미터(400)가 부착된 구성을 특징으로 하고, 더불어 어큐멀레이터(500)와 감속기(600)가 더 부가되는 구조일 수 있다.

먼저, 하우징(100)과 웜기어(200) 및 웜피니언(300)로 이루어지는 웜기어박스()에 대해 설명한다.

상기 하우징(100)은 상기 웜기어(200)와 웜피니언(300)을 수용할 수 있는 박스형의 구조를 가질 수 있고, 내부에 오일과 같은 비압축성 작동유가 충진된 상태일 수 있다.

해저 3000m 정도에서는 300bar 정도의 수압이 작용하므로 상기 하우징(100) 내부에 비압축성 작동유가 충진되어 있음으로 인해 하우징(100)의 내압과 외부의 수압이 평형을 이루어 수밀성이 유지될 수 있다. 또 작동유는 윤활유로서 작용하여 마모를 방지할 수 있다. 참고로 비압축성 작동유는 누유로 인한 오염을 방지하기 위해 친환경 윤활유를 사용하는 것이 좋다.

상기 하우징(100)의 일측에 상기 웜기어(200)의 일단이 돌출되도록 개구되고, 타측에 상기 웜기어(200)와 출력축(미도시)이 노출되고 밸브와 결합될 수 있는 플랜지(110)가 형성될 수 있다.

상기 웜기어(200)는 상기 하우징(100)의 길이방향을 따라 수평으로 배치되고, 상기 웜기어는 웜피니언(300)과 연동된다.

상기 웜기어(200)는 입력축(i)과 축결합되어 구동력이 입력되고, 상기 웜피니언(300)에는 출력축이 축결합되어 상기 입력축(i)에서 입력된 구동력이 출력될 수 있다.

즉, 상기 입력축(i)은 밸브 개폐를 위한 밸브 핸들(미도시)과 연결될 수 있고, 상기 출력축은 밸브 개폐 도어나 디스크(미도시)와 연결될 수 있다. 따라서, 핸들을 수동 또는 자동으로 회전시키면 상기 웜기어(200)와 웜피니언(300)을 경유한 후 감속되어 밸브를 개폐할 수 있게 된다.

참고로 상기 웜피니언(300)은 원형인 상태일 수 있지만, 도시된 바와 같이 일부만 기어치가 형성된 원호형상의 기어일 수 있다. 이것은 밸브 개폐 도어나 디스크가 개폐 각도가 일정각 이하일 경우 사용할 수 있다.

다음으로 토크리미터(400)에 대해 설명한다.

본 발명에서 종래 심해저에서 사용되는 밸브 구동용 기어박스에 적용한 적이 없는 토크리미터(400)를 부착한 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 토크리미터(400)는 입력축(i)에 부착되어 입력축(i)으로 일정 토크 이상의 과토크가 작용하면 구동력을 단절시키되 입력축만 회전 가능하게 할 수 있는 구성으로서, 도시된 바와 같이, 케이싱(410), 구동축(420), 조절너트(430), 슬라이딩판(440), 토크조정스프링(450), 베이스판(460), 볼가이드판(470), 축케이스(480)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 케이싱(410)은 내부가 빈 중공형상을 이루고, 개방된 일측으로 구동축이 회전 가능하게 축지지되면서 삽입된다. 그리고 상기 케이싱(410)은 상기 하우징(100)의 일측에 결합되어 서로 연통되고, 입력축(i)이 상기 케이싱(410)의 내부로 삽입된다. 또 상기 케이싱(410)의 내부에는 비압축성 작동유가 충진되는 것이 바람직하다.

상기 구동축(420)은 상기 케이싱(410)의 일측 선단부로 돌출되고, 단부에 밸브 핸들이 축 고정될 수 있다. 이때, 상기 구동축(420)과 케이싱(410) 사이에는 오링(700)과 같은 실링부재가 삽입되어 기밀이 이루어지도록 한다. 중요한 것은 발명에서 상기 오링(700)은 한 쌍이 구비되어 이중 실링 구조를 가지게 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 구동축(420)의 후단에는 상기 축케이스(480)와 결합되는 입력축(i)의 선단이 연결된다.

상기 조절너트(430)는 상기 케이싱(410) 내부에 구비되는데, 상기 구동축(420)의 외주면에 형성된 수나사산(421)에 나사 결합된다. 즉, 상기 조절너트(430)는 회전에 의해 상기 구동축(420)의 축방향을 따라 이동이 가능하다.

이와 같은 상기 조절너트(430)에 의해 상기 구동축(420)의 회전 조작력인 토크 리미트를 조절한다.

상기 조절너트(430)로부터 일정 폭 이격되는 상기 구동축(420)의 외주면에는 슬라이딩판(440)이 축지지되도록 구비된다.

이때, 상기 슬라이딩판(440)은 상기 구동축(420)의 외주면과 스플라인 또는 더브테일 결합되어 상기 구동축(420)에 의해 축지지되면서 축 방향으로 슬라이딩 이동이 가능하다

상기 조절너트(430)와 마주보는 슬라이딩판(440)의 판면에는 토크조정스프링(450)이 구비된다. 상기 토크조정스프링(450)은 압축코일 스프링일 수 있으며, 이를 위해 주면을 따라 일정 간격과 깊이로 복수의 스프링홈이 형성되도록 하고, 슬라이딩판(440)의 각 스프링홈에는 상기 토크조정스프링(450)의 일단이 삽입되도록 한다.

이와 같이 상기 토크조정스프링(450)에 의해 상기 슬라이딩판(440)이 축 방향으로 이동하는 이동량을 조절하도록 함으로써 토크리미트의 크기를 결정할 수 있다.

상기 슬라이딩판(440)에서 상기 토크조정스프링(450)이 밀착되는 면과 반대 측으로 일정 간격 이격되도록 하여 베이스판(460)이 구비된다. 다만, 상기 베이스판(460)은 상기 구동축(420)과 구름 회전이 가능하게 축지지된다.

그리고 상기 베이스판(460)과 슬라이딩판(440)의 사이에는 내경이 상기 구동축(420)의 외경보다 큰 볼가이드판(470)이 구비된다.

상기 볼가이드판(470)은 도시된 바와 같이 주면을 따라 일정 간격으로 볼가이드홀(471)이 형성되고, 상기 볼가이드홀(471)에 판면의 두께보다 큰 직경의 로드볼(472)이 수용된다.

따라서, 상기 로드볼(472)은 상기 볼가이드판(470)의 양측으로 일부가 각각 돌출되도록 하여 돌출되는 로드볼(472)의 양측 외주면은 양측의 슬라이딩판(440)과 베이스판(460)에 형성된 제1볼홈과 제2볼홈에 동시에 안착된다.

상기 볼가이드홀(471)은 판면의 외경측으로부터 내경측으로 로드볼의 직경보다 큰 폭으로 판면이 관통되도록 하여 일정 길이로서 형성되도록 하면서 내경측으로는 내경 중심방향이 아닌 외경측으로부터 일정 각도의 사선방향으로 일측 또는 양측으로 경사지도록 한다.

한편, 상기 축케이스(480)는 상기 케이싱(410)의 후단부와 오링(700)에 의해 회전 가능하게 축지지 되도록 하면서 상기 베이스판(460)과는 볼팅 체결에 의해 상호 결합된다.

따라서, 상기 베이스판(460)은 후방으로부터 상기 축케이스(480)의 일단이 면밀착되면서 일체로 연동 가능하다.

또 상기 축케이스(480)는 상기 구동축(420)의 후단부에 축고정되는 고정판의 외주면과도 오링(700)에 의해 축지지되면서 실링이 이루어지게 함으로써 상기 케이싱(410)의 내부가 기밀되게 한다.

마찬가지로 상기 오링(700)들도 한 쌍이 구비되어 이중 실링 구조를 가지게 하는 것이 바람직하다.

이러한 상기 축케이스(480)는 입력축(i) 단부와 축결합된다.

상술한 토크리미터(400)의 작동상태를 살펴보면, 정상적인 상황에서 작업자가 밸브 핸들을 회전시키면, 상기 구동축(420), 축케이스(480), 입력축(i)을 회전시키게 되고, 상기 감속기(600) 및 상기 웜기어(200)와 웜피니언(300), 출력축을 거쳐 출력축에 결합된 밸브 개폐 도어나 디스크를 회전시켜 개폐를 수행한다.

그런데 토크조정스프링(450)의 탄성에 의해 슬라이딩판(440)과 베이스판(460) 간을 로드볼(472)을 통해 구동력이 전달되도록 하는 과정에서 오랜 시간이 경과하면 감속기(600)나 하우징(100) 내부에 다양한 원인에 의해 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 동력전달이 제대로 이루어지지 않으면 상기 구동축(420)을 회전시키는 회전력에 부하가 증가하게 된다.

이러한 경우 구동축(420)을 회전시키는 과정에서 이미 조절너트(430)에 의하여 설정된 토크 이상의 조작력이 가해지게 되면 제1볼홈과 제2볼홈 및 로드볼(472)을 통한 회전력 전달이 단절되면서 제1볼홈으로부터 로드볼(472)이 아틸되는 상태가 되므로 더이상 로드볼(472)을 통하여 베이스판(460)을 회전시키지 못한다.

다시 말해서 상기 베이스판(460)이 회전하지 못하는 상태에서 구동축을 설정 토크 이상으로 회전시키면 슬라이딩판(440)이 회전하면서 볼가이드판(470)의 외경측 볼가이드홀(471)에 위치되어 있던 로드볼(472)을 회전방향으로 이동시킨다.

상기 로드볼(472)이 볼가이드판(470)의 볼가이드홀(471)에서 외경측으로부터 내경측으로 이동하는 순간 베이스판(460)과 일정 각도로 회전 유격을 갖도록 한 볼가이드판(470)을 로드볼(472)의 회전력에 의해 회전 유격만큼 이동시키면서 슬라이딩판(440)과 베이스판(460)의 제1볼홈과 제2볼홈으로부터 로드볼(472)이 벗어나도록 한다.

상기 로드볼(472)은 회전하는 슬라이딩판(440)에 밀착한 상태에서 회전방향으로 볼가이드홀(471)의 외경측 단부로부터 내경측 단부로 이동한다.

따라서, 로드볼(472)이 슬라이딩판(440)과 베이스판(460)의 제1볼홈과 제2볼홈으로부터 벗어난 상태이므로 슬라이딩 플레이의 회전력은 동력전달이 단절된다.

이 상태에서 상기 슬라이딩판(440)을 연속적으로 회전시키더라도 로드볼(472)은 베이스판(460)의 제2볼홈과 위치가 다른 반경에 있게 되어 슬라이딩판(440)의 평탄면과 지속적으로 접촉하여 슬라이딩판(440)은 헛도는 상태가 된다.

이렇게 구동축(420) 회전에 의해 회전하는 슬라이딩판(440)이 베이스판(460)과 동력전달이 차단되면 슬라이딩판(440)은 회전력에 부하가 거의 걸리지 않는 무부하 상태로 회전한다. 따라서, 손상이나 파손을 방지하게 된다.

다음으로 어큐멀레이터(500)에 대해 설명한다.

상기 어큐멀레이터(500)는 축압기로서 상기 하우징(100) 내의 압력을 보상해주기 위한 구성이다.

상기 어큐멀레이터(500)는 상기 하우징(100)의 하부에 부착되어 연통된다.

상기 어큐멀레이터(500)의 내부에도 비압축성 작동유가 충진되어 있으며 수압 변화에 따라 상기 하우징(100) 내부로 비압축성 작동유를 공급하거나 배출하도록 유도한다.

즉, 수압은 수온에 따라 변할 수 있는데, 저온시 비압축성 작동유의 체적이 감소하면 상기 어큐멀레이터(500)에서 하우징 내로 유체를 공급하고, 고온시 비압축성 작동유의 체적이 증가하면 상기 하우징(100)으로부터 어큐멀레이터(500)로 유체가 배출되게 함으로써 상기 하우징(100) 내압을 수압과 평형이 되도록 조절한다.

다음은 감속기에 대해 설명한다.

상기 감속기(600)는 상기 토크리미터(400)와 하우징(100) 사이에 구비되어 상기 입력축(i)에 입력되는 토크를 더 감속시킬 수 있다.

상기 감속기(600)는 감속기어박스(610), 구동기어(620), 제1감속기어(630), 종동기어(640), 제2감속기어(650)로 구성될 수 있다.

상기 감속기어박스(610)는 상기 구동기어(620), 제1감속기어(630), 종동기어(640), 제2감속기어(650)를 내부에 수용하는 케이스로서 일단이 상기 하우징(100)과 연통되도록 결합되고, 타단이 상기 토크리미터(400)의 케이싱(410)과 결합된다. 그리고 상기 감속기어박스(610) 내부에도 비압축성 작동유가 충진되는 것이 바람직하다.

상기 감속기어박스(610)의 중앙을 관통하여 일측으로 상기 웜기어(200)의 단부가 삽입되고, 타측으로 상기 입력축(i)이 삽입된다. 그리고 상기 입력축(i)과 웜기어(200)의 단부는 동심으로 회전 가능하게 밀착, 배치된다.

상기 입력축(i) 단부에는 구동기어(620)가 결합된다.

그리고 상기 구동기어(620)에는 제1감속기어(630)가 치합되어 연동된다. 이때, 상기 제1감속기어(630)는 별도의 종동축에 결합되고 상기 구동기어(620)에 비해 직경이 큰 기어이다.

또 상기 종동축에는 종동기어(640)가 결합되어 상기 제1감속기어(630)와 함께 회전한다. 상기 종동기어(640)는 상기 제1감속기어(630)에 비해 상대적으로 작은 직경을 가진다.

또한, 상기 종동기어(640)에는 제2감속기어(650)가 치합되어 연동된다. 이때, 상기 제2감속기어(650)는 상기 웜기어(200)의 단부에 결합되고, 상기 종동기어(640)에 비해 직경이 큰 기어이다.

즉, 상기 구동기어(620), 제1감속기어(630), 종동기어(640), 제2감속기어(650)의 각 기어비에 의해 감속비가 결정될 수 있다.

본 발명에서 상기 토크리미터(400)의 구동축(420)과 케이싱(410) 사이, 상기 입력축(i)과 감속기어박스(610) 사이, 상기 감속기어박스(610)와 하우징(100)이 결합되는 지점에는 각각 한 쌍의 오링(700)이 삽입되어 이중 실링 구조를 가지는 것이 바람직하다.

심해저에서 사용되는 경우 매우 높은 수압으로 인해 실링이 보강되도록 하는 것이 안전하다. 그래서 상술한 위치 외에 실링이 필요한 곳에는 모두 이중 실링 구조가 될 수 있음은 당연하다.

따라서, 본 발명은 1차적으로 기어박스 내부에 비압축성 작동유를 충진하여 외부와 압력을 동일하게 맞추고, 2차적으로 수압의 변화에 적응하도록 어큐멀레이터(500)가 작동하게 하며, 3차적으로 이중 실링 구조를 가지게 하여 기밀성을 향상시켜, 안정성을 극대화한 구조를 가진다. 뿐만 아니라, 입력축(i)에 일정 토크 이상의 토크가 걸리면 토크리미터(400)가 토크를 차단하여 예상치 못한 외력으로 밸브가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 하우징 110 : 플랜지
200 : 웜기어 300 : 웜피니언
400 : 토크리미터 410 : 케이싱
420 : 구동축 421 : 수나사산
430 : 조절너트 440 : 슬라이딩판
450 : 토크조정스프링 460 : 베이스판
470 : 볼가이드판 471 : 볼가이드홀
472 : 로드볼 480 : 축케이스
500 : 어큐멀레이터
600 : 감속기 610 : 감속기어박스
620 : 구동기어 630 : 제1감속기어
640 : 종동기어 650 : 제2감속기어
700 : 오링(이중 실링 구조)
i : 입력축

Claims (5)

1. 비압축성 작동유로 충진된 하우징과, 상기 하우징 내에 회전 가능하게 구비되고 입력축과 연동되는 웜기어와, 상기 웜기어와 연동되고 출력축과 축결합되는 웜피니언과, 상기 입력축에 설치되어 입력축에 양방향으로 일정값 이상의 과토크가 작용하면 구동력 전달을 단절시키면서 입력축만 회전 가능하게 하는 토크리미터를 포함하는 웜기어박스에 있어서,
   상기 토크리미터는,
   상기 하우징의 입력축 측에 결합되는 케이싱;
   상기 케이싱의 중앙을 관통하면서 케이싱 선단부에 회전 가능하게 축지지되는 구동축;
   상기 케이싱 내에서 상기 구동축의 일측과 나사 결합되는 조절너트;
   상기 조절너트와 이격된 상태로 상기 구동축 방향으로 이동 가능하게 축지지되는 슬라이딩판;
   상기 조절너트와 슬라이딩판 사이에 탄설되는 토크조정스프링;
   상기 슬라이딩판과 이격되고 상기 구동축의 외주면과 구름 회전이 가능하며 일면에 원주를 따라 요입되는 볼홈이 형성되는 베이스판;
   상기 슬라이딩판과 베이스판 사이에서 상기 베이스판과 일정 각도의 회전 유격을 갖도록 연결되고 판면에 원주를 따라 경사지는 장공 형상의 볼가이드홀이 형성되며 상기 볼가이드홀에 로드 볼이 삽입되는데, 상기 로드 볼 양측 일부는 상기 베이스판과 슬라이딩판의 볼홈에 각각 안착되게 하는 볼가이드판;
   상기 베이스판의 후방에 결합되고 상기 케이싱과 회전 가능하게 축지지되며 상기 입력축이 축결합되는 축케이스;의 결합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징의 하부에는 비압축성 작동유가 충진된 어큐멀레이터가 부착되어 수압의 변화에 따라 상기 하우징 내의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 토크리미터와 하우징 사이에는 상기 입력축에서 입력되는 토크를 감속시키는 감속기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 감속기는,
   일측이 상기 케이싱과 결합되고 타측이 상기 하우징과 결합되며 내부에서 상기 입력축과 웜기어가 동심 배치되는 감속기어박스와, 상기 입력축 단부에 결합되는 구동기어와, 상기 구동기어에 연동되는 제1감속기어와, 상기 제1감속기어에 결합되어 함께 회전하는 종동기어와, 상기 웜기어의 단부에 결합되고 상기 종동기어와 연동되는 제2감속기어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 토크리미터의 구동축과 케이싱 사이, 상기 입력축과 감속기어박스 사이, 상기 감속기어박스와 하우징이 결합되는 지점에는 각각 한 쌍의 오링이 삽입되어 이중 실링 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 토크리미터가 부착된 심해저용 웜기어박스.

Images