KR20230096356A - 선박용 하이브리드 동력전달장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박용 하이브리드 동력전달장치이다. 본 발명은 전동기축 조립체(10), 엔진축 조립체(20)를 포함할 수 있다. 본 발명은 후진축 조립체(30)를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서는 전동기에서 발생된 구동력을 전동기축 조립체(10)의 제1연동기어(18)를 통해 상기 엔진축 조립체(20)에 있는 제2연동기어(28)와 메인구동피니언(27)을 통해 추진축(40)으로 전달할 수 있다.

Description

선박용 하이브리드 동력전달장치{Hybrid power transmission device for ship}
본 발명은 선박용 하이브리드 동력전달장치에 관한 것이다.
선박의 추진을 위한 동력은 엔진으로 제공되는 것이 일반적이다. 일반적으로 디젤이나 가솔린 엔진을 주기관으로 하여 선박을 추진하였다. 이와 같이 선박은 화석연료를 사용하므로, 공해발생 문제가 있다. 최근에 국제기구에서는 선박에 의한 해양오염을 줄이기 위해서 친환경 에너지를 사용할 것을 권고하고 있고, 일부 강제하기도 한다.
이와 같은 환경에 따라, 선박에서도 친환경 에너지를 사용하여 선박을 추진하려는 노력이 있다. 하지만, 일정 규모 이상의 선박은 친환경 에너지만을 사용하기에는 여러가지 어려운 점이 있다. 따라서 친환경 에너지를 사용하는 것은 일정 규모 이하의 선박이나, 특수선에서 많이 채용되고 있다. 최근에 환경에 대한 규제를 피하기 위해서, 주기관으로 엔진을 사용하고, 보조적으로 전동기를 사용하는 하이브리드 방식의 동력전달장치가 연구되고 사용되고 있다.
하지만, 엔진의 구동력과 전동기의 구동력을 적절하게 추진축으로 전달하기 위해서는 동력전달장치가 필요하다. 이와 관련된 연구가 최근에 많이 이루어지고 있는데, 동력전달이 효율적이면서도 소형화된 동력전달장치를 제공하는 것이 필요하다.
종래 기술에서는 전동기와 엔진의 구동력을 적절하게 혼합하여 사용하기 위해서 엔진과 프로펠러 사이에 전동기를 설치하여 전기에너지를 활용할 수 있도록 하고 있으나, 이와 같은 구성은 선박 내에서 많은 공간을 차지하면서도 다양한 방식으로의 동력사용이 어려운 문제점이 있다.
한국 특허등록 제 10-1258941 호 한국 특허등록 제 10-0804965 호 한국 특허등록 제 10-1806254 호
본 발명의 목적은 선박에서 사용하는 하이브리드 동력전달장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 선박에서 사용되는 하이브리드 동력전달장치가 소형화되도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전동기에 연결되어 동력을 전달하도록 구성되는 전동기축 조립체, 상기 전동기축조립체에 연결되어 동력을 주고 받도록 구성되고 엔진에서 제공되는 동력과 전동기에서 전달되는 동력을 추진축으로 전달하도록 구성되는 엔진축 조립체를 포함할 수 있고, 상기 전동기축 조립체를 통해 전달되는 전동기의 구동력은 상기 엔진축 조립체의 엔진축에 회전가능하게 설치된 메인구동피니언을 통해 추진축으로 전달될 수 있다.
상기 엔진축 조립체에 연결되어 선박의 후진을 위한 동력을 추진축으로 전달하는 후진축 조립체를 더 포함할 수 있다.
상기 전동기축 조립체는 상기 전동기의 출력축과 연결된 전동기축, 상기 전동기축에 설치되어 상기 전동기축의 동력전달을 단속하는 전동기축 클러치, 상기 전동기축 클러치의 일측에 설치되어 일체로 회전되고 상기 엔진축 조립체 측과 사이에서 동력을 전달하는 제1연동기어를 포함할 수 있다.
상기 전동기축 클러치는 상기 전동기축과 일체로 회전되는 전동기축 클러치 제1프레임, 상기 전동기축에 회전가능하게 설치되고 상기 전동기축 클러치 제1프레임과 분리/결합 가능하여 선택적으로 상기 전동기축 클러치 제1프레임과 일체로 회전되는 전동기축 클러치 제2프레임을 포함할 수 있다.
상기 엔진축 조립체는 상기 엔진의 출력축에 연결된 엔진축, 상기 엔진축에 설치되어 상기 엔진축의 동력전달을 단속하는 엔진축 클러치, 상기 엔진축 클러치의 일측에 설치되어 일체로 회전되고 추진축으로 동력을 전달하는 메인구동피니언과, 상기 메인구동피니언과 일체로 회전되고 상기 엔진축 클러치의 일측에 설치되는 제2연동기어를 포함할 수 있다.
상기 엔진축 클러치는 상기 엔진축과 일체로 회전되는 엔진축 클러치 제1프레임, 상기 엔진축에 회전가능하게 설치되고 상기 엔진축 클러치 제1프레임과 분리/결합 가능하여 선택적으로 상기 엔진축 클러치 제1프레임과 일체로 회전되는 엔진축 클러치 제2프레임을 포함할 수 있다.
상기 후진축 조립체는 후진종동기어가 구비되는 후진축, 상기 후진축에 설치되어 상기 후진축의 동력전달을 단속하는 후진축 클러치, 상기 후진축 클러치의 외면에 구비되어 상기 엔진축 조립체의 후진구동기어로부터 동력을 전달받는 후진종동기어, 상기 후진축클러치의 외면에 구비되어 상기 추진축으로 동력을 전달하는 후진메인피니언을 포함할 수 있다.
상기 후진축 클러치는 상기 후진축과 일체로 회전하는 후진축 클러치 제1프레임과, 상기 후진축에 회전가능하게 설치되고 상기 후진축 클러치 제1프레임과 분리/결합 가능하여 선택적으로 상기 후진축 클러치 제1프레임과 일체로 회전되는 후진축 클러치 제2프레임을 포함할 수 있다.
상기 후진종동기어는 상기 후진축 클러치 제1프레임에 설치될 수 있고, 상기 후진메인피니언은 상기 후진축 클러치 제2프레임에 설치될 수 있다.
상기 전동기축 조립체의 전동기축, 상기 엔진축 조립체의 엔진축, 상기 후진축 조립체의 후진축은 각각 그 양단에 베어링이 설치되어 회전가능하게 지지될 수 있다.
본 발명에 의한 선박용 하이브리드 동력전달장치에서는 다음과 같은 효과중 적어도 어느 하나 이상을 가질 수 있다.
본 발명은 전동기에서 발생된 동력을 전달하는 전동기축 조립체가 있고, 엔진에서 발생된 동력을 추진축으로 전달하는 엔진축 조립체가 있을 수 있다. 상기 전동기축 조립체를 통해 전달된 전동기의 동력은 상기 엔진축 조립체를 거쳐서 추진축으로 전달될 수 있다. 따라서, 선박의 추진을 위한 동력이 엔진과 전동기에서 제공될 수 있으며, 특히 추진축으로 엔진축 조립체를 통해 전동기의 동력이 제공되므로, 전동기의 설치 위치를 자유롭게 할 수 있다. 따라서 동력전달장치의 설계 자유도가 상대적으로 높아질 수 있다.
본 발명에서는 전동기축 조립체, 엔진축 조립체 그리고 후진축 조립에 각각 중공축인 제1연동축, 제2연동축, 제3연동축이 사용될 수 있다. 상기 제1연동축에서는 전동기축 조립체의 전동기축이 중앙을 관통하여 전동기축 클러치에 의해 제1연동축과 전동기축 사이의 동력이 단속되고, 상기 제2연동축에서는 엔진축 클러치에 의해 제2연동축과 엔진축 사이의 동력이 단속되며, 상기 제3연동축에서는 후진축 클러치에 의해 제3연동축과 후진축 사이의 동력이 단속될 수 있다. 이와 같이 중공축을 사용함에 의해 동력전달장치의 축방향의 길이를 상대적으로 짧게 할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에서는 전동기축, 엔진축 그리고 후진축에서 클러치의 내경에 해당되는 위치에 베어링을 설치하고, 이 베어링에 해당되는 위치인 클러치의 프레임 외경에 기어들을 설치하므로 전동기축, 엔진축 그리고 후진축의 길이를 상대적으로 짧게 하면서 부품들을 배치할 수 있어서 전체적으로 동력전달장치의 크기가 소형화되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 선박용 하이브리드 동력전달장치의 바람직한 실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시례를 구성하는 전동기축 조립체의 구성을 보인 개략단면도.
도 3은 본 발명 실시례를 구성하는 엔진축 조립체의 구성을 보인 개략단면도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 후진축 조립체의 구성을 보인 개략단면도.
도 5는 본 발명 실시례에서 전동기에 의해 추진축이 전진 및 후진 구동되는 상태를 보인 동작상태도.
도 6은 본 발명 실시례에서 엔진에 의해 추진축이 전진구동되는 상태를 보인 동작상태도.
도 7은 본 발명 실시례에서 엔진에 의해 추진축이 후진구동되는 상태를 보인 동작상태도.
도 8은 본 발명 실시례에서 엔진에 의해 추진축이 전진구동되면서 발전이 이루어지는 상태를 보인 동작상태도.
도 9는 본 발명 실시례에서 엔진과 전동기의 구동력이 동시에 사용되어 추진축이 전진구동되는 것을 보인 동작상태도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시례의 선박용 하이브리드 동력전달장치의 구성을 설명한다.
본 발명 실시례는 전동기와 엔진의 구동력을 선박의 추진축(40)으로 전달하는 동력전달장치이다. 전동기의 구동력은 전동기축 조립체(10)로 전달되어 최종적으로 추진축(40)으로 전달될 수 있다. 상기 엔진의 구동력은 엔진축 조립체(20)에 의해 상기 추진축(40)으로 전달될 수 있다. 상기 엔진의 구동력은 상기 전동기축 조립체(10)를 통해 발전기로 전달될 수도 있다.
한편, 엔진의 구동력을 상기 추진축(40)으로 전달하되 추진축(40)의 회전방향을 반대로 하여 선박이 후진 구동이 되도록 할 수 있다. 이를 위해서 상기 엔진의 구동력을 전달받아 추진축(40)의 회전방향이 전진구동시와는 반대가 되도록 동력을 전달하기 위해 후진축조립체(30)가 사용될 수 있다.
본 발명에서는 전동기의 구동력이 전동기축조립체(10)를 통해 직접 추진축(40)으로 전달되지 않고, 상기 엔진축조립체(20)를 통해서 추진축(40)으로 전달되도록 하고 있다. 이와 같은 구성을 통해 상기 전동기의 설치 위치를 반드시 엔진과 프로렐러 사이에 해당되는 위치에 있도록 하지 않아도 되어, 전동기의 설치 위치가 다양하게 되면서 설계자유도가 높아질 수 있다.
상기 전동기축조립체(10)는 전동기의 출력축과 커플링으로 연결되는 전동기축(12)을 가질 수 있다. 상기 전동기축(12)은 그 양단에 있는 베어링(10B)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 전동기축(12)에는 전동기축 클러치(14)가 설치될 수 있다. 상기 전동기축 클러치(14)는 상기 전동기축(12)을 통해 동력전달을 단속하는 역할을 할 수 있다. 상기 전동기축 클러치(14)는 크게 전동기축 클러치 제1프레임(15)과 전동기축 클러치 제2프레임(16)을 포함할 수 있다. 상기 전동기축 클러치 제1프레임(15)은 상기 전동기축(12)에 압입되어 설치될 수 있다. 상기 전동기축 클러치 제1프레임(15)은 항상 상기 전동기축(12)과 일체로 회전된다. 상기 전동기축 클러치 제2프레임(16)은 상기 전동기축(12)에 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 전동기축 클러치 제2프레임(16)은 프레임베어링(16B)에 의해 회전가능하게 상기 전동기축(12)에 설치된다. 상기 프레임베어링(16B)은 상기 베어링(10B) 사이에 해당되는 위치중에서 상기 전동기축(12)에 설치될 수 있다. 보다 정확하게는 상기 프레임베어링(16B)은 상기 전동기축 클러치 제2프레임(16)과 상기 전동기축(12) 사이에 위치될 수 있다. 즉, 상기 전동기축(12)에 대해 상기 전동기축 클러치 제2프레임(16)이 원활하게 회전되도록 지지할 수 있다.
상기 전동기축 클러치 제1프레임(15)과 전동기축 클러치 제2프레임(16)이 서로 결합되면, 다시 말해 상기 전동기축 클러치(14)가 온되면 상기 전동기축(12)과 상기 전동기축 클러치(14)가 일체로 회전할 수 있다. 상기 전동기축 클러치(14)가 오프되면 상기 전동기축 클러치(14)와 상기 전동기축(12)은 상대 회전이 가능하게 된다.
상기 전동기축 클러치 제2프레임의 외면을 둘러서는 제1연동기어(18)가 설치될 수 있다. 상기 제1연동기어(18)는 상기 전동기축 클러치(14)와 일체로 회전될 수 있다.
상기 엔진축 조립체(20)는 엔진의 출력축과 커플링으로 결합되는 엔진축(22)을 가진다. 상기 엔진축(22)의 양단은 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 베어링(20B)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 엔진축(22)에는 엔진축 클러치(24)가 구비될 수 있다.
상기 엔진축 클러치(24)는 상기 엔진축(22)을 통해 전달되는 구동력을 단속하는 역할을 할 수 있다. 상기 엔진축 클러치(24)는 엔진축 클러치 제1프레임(25)과 엔진축 클러치 제2프레임(26)을 포함할 수 있다. 상기 엔진축 클러치 제1프레임(25)은 상기 엔진축(22)과 일체로 회전될 수 있다. 상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)은 상기 엔진축(22)에 상대 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)은 상기 엔진축(22)에 프레임베어링(26B)에 의해 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)은 상기 엔진축 클러치 제1프레임(25)과 결합되어 일체로 회전될 수도 있다.
상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)의 일측 외면을 둘러서는 메인구동피니언(27)이 설치될 수 있다. 상기 메인구동피니언(27)은 아래에서 설명될 추진축(40)의 메인구동기어(42)와 맞물려 회전될 수 있다. 상기 메인구동피니언(27)이 상기 메인구동기어(42)와 연동되면 엔진의 구동력이 상기 추진축(40)으로 전달될 수 있다.
상기 메인구동피니언(27)과 일체로 회전되게 상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)에는 제2연동기어(28)가 설치될 수 있다. 상기 제2연동기어(28)는 상기 전동기축 조립체(10)의 제1연동기어(18)와 맞물려서 동작될 수 있다. 상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)에 상기 제2연동기어(28)가 압입되어 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제2연동기어(28)와 메인구동피니언(27)은 항상 일체로 회전할 수 있다. 상기 제2연동기어(28)는 상기 제1연동기어(18)로부터 동력을 전달받거나, 상기 엔진의 구동력을 엔진축(22)을 통해 상기 제1연동기어(18)로 전달할 수 있다.
상기 엔진축(22)과 일체로 회전되는 상기 엔진축 클러치 제1프레임(25)의 외면을 둘러서는 후진구동기어(29)가 있을 수 있다. 상기 후진구동기어(29)는 상기 엔진축(22)을 통해 엔진의 구동력을 전달받아 아래에서 설명될 후진축 조립체(30)로 전달할 수 있다. 상기 후진구동기어(29)는 엔진의 구동력을 사용하여 추진축(40)을 역방향으로 회전시켜 선박이 후진할 수 있도록 한다. 상기 후진구동기어(29)는 아래에서 설명될 후진축 조립체(30)의 후진종동기어(39)와 맞물려 동력을 전달할 수 있다.
상기 후진축 조립체(30)는 선박이 후진하기 위한 엔진의 구동력을 상기 추진축(40)으로 전달하는 역할을 할 수 있다. 상기 후진축 조립체(30)에는 후진축(32)이 있다. 상기 후진축(32)의 양단은 베어링(30B)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 후진축(32)에는 후진축 클러치(34)가 설치될 수 있다. 상기 후진축 클러치(34)는 크게 후진축 클러치 제1프레임(35)과 후진축 클러치 제2프레임(36)을 포함할 수 있다. 상기 후진축 클러치 제1프레임(35)은 상기 후진축(32)과 일체로 회전될 수 있다. 즉, 상기 후진축 클러치 제1프레임(35)은 상기 후진축(32)에 압입되어 설치될 수 있다.
상기 후진축 클러치 제2프레임(36)은 상기 후진축(32)에 상대 회전가능하게 설치될 수 있다. 상기 후진축 클러치 제2프레임(36)은 상기 후진축(32)에 프레임베어링(36B)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 프레임베어링(36B)은 위에서 설명된 다른 프레임베어링(16B,26B)들과 같이 원통형상을 가질 수 있다.
상기 후진축 클러치 제2프레임(36)의 외면을 둘러서는 후진메인피니언(37)이 설치될 수 있다. 상기 후진메인피니언(37)은 상기 추진축(40)의 메인구동기어(42)와 맞물려 있어 추진축(40)으로 후진을 위한 엔진의 구동력을 전달할 수 있다.
상기 후진축 클러치 제1프레임(35)의 외면을 둘러서는 후진종동기어(39)가 설치될 수 있다. 상기 후진종동기어(39)는 상기 후진축 클러치 제1프레임(35)과 일체로 회전할 수 있다. 상기 후진종동기어(39)는 상기 후진구동기어(29)와 맞물려 엔진의 구동력을 전달할 수 있다.
상기 엔진축 조립체(20)의 메인구동피니언(27) 및 상기 후진축 조립체(30)의 후진메인피니언(37)은 상기 추진축(40)의 메인구동기어(42)와 항상 맞물려 있을 수 있다. 하지만, 상기 메인구동기어(42)로 상기 엔진축(22)이나 후진축(32)을 통해 동력이 전달되는 것은 상기 엔진축 클러치(24)나 후진축 클러치(34)가 온상태가 되어야 가능하다.
상기 추진축(40)은 선박의 프로펠러와 연결될 수 있다. 상기 추진축(40)의 양단은 베어링(40B)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 추진축(40)에는 상기 메인구동피니언(27)과 후진메인피니언(37)이 동시에 맞물리는 메인구동기어(42)가 있다. 상기 메인구동기어(42)는 상기 추진축(40)과 일체로 회전될 수 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 선박용 하이브리드 동력전달장치가 사용되는 것을 상세하게 설명한다.
먼저 도 5를 참고하여 상기 전동기에 의해 상기 추진축(40)이 구동되는 것을 설명한다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 이 모드에서 사용되지 않은 부분을 삭제하여 보여주고 있다. 여기서는 상기 후진축 조립체(30)를 도시하지 않고, 상기 전동기축 조립체(10)와 엔진축 조립체(20) 그리고 메인구동기어(42)를 가진 추진축(40)을 도시하고 있다.
전동기의 구동력이 상기 전동기축(12)을 회전시키고, 상기 전동기축(12)에 있는 상기 전동기축 클러치(14)가 온되면 상기 전동기축 클러치(14)가 상기 전동기축(12)과 일체로 회전된다. 이는 상기 전동기축 클러치 제1프레임(15)과 전동기축 클러치 제2프레임(16)이 일체로 동작함에 의해 가능하게 될 수 있다.
상기 전동기축 클러치(14)가 상기 전동기축(12)과 일체로 회전하면 상기 제1연동기어(18)가 회전하여 상기 제2연동기어(28)를 회전시킨다. 상기 제2연동기어(28)가 회전하면, 이와 일체로 되어 있는 상기 메인구동피니언(27)이 회전하면서 상기 추진축(40)에 있는 메인구동기어(42)를 회전시키게 된다. 참고로, 상기 엔진축 조립체(20)의 엔진축 클러치(24)는 오프상태이다.
따라서, 상기 전동기의 구동력은 상기 전동기축 조립체(10)의 제1연동기어(18)에서 상기 엔진축 조립체(20)의 제2연동기어(28) 그리고 상기 제2연동기어(28)와 일체로 회전하는 상기 메인구동피니언(27)에 의해 상기 메인구동기어(42)를 통해 상기 추진축(40)으로 전달될 수 있다.
한편, 상기 전동기에 의해서 선박을 추진하는 경우에 선박의 전진과 후진은 상기 전동기의 회전 방향에 따라 결정되고, 동력 전달경로는 서로 동일하다.
다음으로 도 6을 참고하여 엔진에 의해 전진구동이 이루어지는 것을 설명한다. 여기서는 사용되지 않는 상기 전동기축 조립체(10)와 후진축 조립체(30)를 도시하지 않았다.
엔진의 구동력이 커플링을 통해 상기 엔진축(22)으로 전달되면, 상기 엔진축(22)이 전진방향으로 회전한다. 상기 엔진축(22)에 설치된 상기 엔진축 클러치(24)가 온되면 상기 엔진축 클러치 제1프레임(25)와 상기 엔진축 클러치 제2프레임(26)이 일체로 회전하고, 상기 메인구동피니언(27), 제2연동기어(28) 그리고 후진구동기어(29)가 함께 회전할 수 있다. 상기 메인구동피니언(27)에 의해 상기 추진축(40)의 메인구동기어(42)가 회전하면서 추진축(40)이 전진방향으로 구동될 수 있다.
여기서 상기 제1연동기어(18)는 상기 제2연동기어(28)와 맞물려 있으나 상기 전동기축 클러치(14)가 오프되어 있어 상기 제1연동기어(18)만 회전하고 상기 전동기축(12)은 회전하지 않는다.
다음으로, 도 7을 참고하여 엔진에 의해 선박이 후진 구동되는 것을 설명한다. 여기서는 편의상 상기 전동기축 조립체(10)를 도시하지 않았고, 상기 엔진축 조립체(20)의 일부 구성을 도시하지 않았다.
이 상태에서는 상기 엔진축 클러치(24)가 오프되어 있어, 상기 엔진축(22)이 엔진에 의해 회전되더라도 상기 제2연동기어(28)와 메인구동피니언(27)은 회전하지 않게 된다. 상기 엔진축(22)에 설치된 상기 후진구동기어(29)가 회전하고, 상기 후진구동기어(29)에 맞물려 있는 후진종동기어(39)가 회전하여 상기 후진축(32)이 회전한다.
이때, 상기 후진축(32)에 설치된 상기 후진축 클러치(34)가 온되어 있어 상기 후진축(32)에서 상기 후진축 클러치(45)를 통해 상기 후진메인피니언(37)으로 동력이 전달될 수 있다.
상기 후진메인피니언(37)은 상기 추진축(40)에 설치된 메인구동기어(42)와 맞물려 회전하므로, 엔진의 구동력이 상기 메인구동기어(42)를 회전시킨다. 이때, 상기 메인구동기어(42)가 회전하는 방향은 전진구동시와는 반대로 되어 상기 추진축(40)이 반대방향으로 회전되어 선박을 후진시키게 된다.
도 8에는 엔진으로 선박을 구동하면서 전동기축 조립체(10)를 구동하여 발전을 수행하여 배터리를 충전하는 것이 도시되어 있다. 여기서는 상기 후진축 조립체(30)가 편의상 삭제되어 있다. 이는 이 모드에서는 상기 후진축 조립체(30)가 사용되지 않기 때문이다.
상기 엔진의 구동력이 커플링을 통해 상기 엔진축(22)으로 전달되면, 상기 엔진축 클러치(24)와 상기 전동기축 클러치(14)가 온되어 있어서 동력이 상기 메인구동기어(42)를 통해 상기 추진축(40)으로 전달됨과 동시에 상기 전동기축 조립체(10)를 통해 상기 전동기축(12)으로 전달될 수 있다. 상기 전동기축(12)의 회전을 통해서 상기 전동기축(12)에 연결된 발전기가 회전하면서 배터리에의 충전이 수행될 수 있다.
그리고, 상기 메인구동기어(42)로 상기 엔진축(22), 엔진축 클러치(24), 제2연동축(26), 상기 메인구동피니언(27)을 통해서 동력이 전달되어 상기 추진축(40)이 회전되면서 선박이 전진구동할 수 있다.
다음으로, 도 9에는 엔진과 전동기의 구동력을 동시에 사용하는 부스터모드가 도시되어 있다. 여기서는 상기 전동기의 구동력이 상기 전동기축 조립체(10)와 상기 엔진축 조립체(20)를 거쳐 상기 추진축(40)으로 전달되고, 상기 엔진의 구동력이 상기 엔진축 조립체(20)를 통해 상기 추진축(40)으로 전달될 수 있다.
이 모드에서는 상기 전동기축 조립체(10)의 전동기축 클러치(14)가 온되고 상기 엔진축 조립체(20)의 엔진축 클러치(24)가 온되어 동력이 전달된다. 도 9에서의 동력전달은 도 5의 동작과 도 6의 동작이 동시에 일어나는 것이라고 볼 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전동기축 조립체 10B: 베어링
12: 전동기축 14: 전동기축 클러치
15: 전동기축 클러치 제1프레임 16: 전동기축 클러치 제2프레임
16B: 프레임 베어링 18: 제1연동기어
20: 엔진축 조립체 20B: 베어링
22: 엔진축 24: 엔진축 클러치
25: 엔진축 클러치 제1프레임 26: 엔진축 클러치 제2프레임
26B: 프레임 베어링 27: 메인구동피니언
28: 제2연동기어 29: 후진구동기어
30: 후진축 조립체 30B: 베어링
32: 후진축 34: 후진축 클러치
35: 후진축 클러치 제1프레임 36: 후진축 클러치 제2프레임
36B: 프레임 베어링 37: 후진메인피니언
39: 후진종동기어 40: 추진축
40B: 베어링 42: 메인구동기어

Claims (10)

  1. 전동기에 연결되어 동력을 전달하도록 구성되는 전동기축 조립체,
    상기 전동기축조립체에 연결되어 동력을 주고 받도록 구성되고 엔진에서 제공되는 동력과 전동기에서 전달되는 동력을 추진축으로 전달하도록 구성되는 엔진축 조립체를 포함하고,
    상기 전동기축 조립체를 통해 전달되는 전동기의 구동력은 상기 엔진축 조립체의 엔진축에 회전가능하게 설치된 메인구동피니언을 통해 추진축으로 전달되는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진축 조립체에 연결되어 선박의 후진을 위한 동력을 추진축으로 전달하는 후진축 조립체를 더 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전동기축 조립체는,
    상기 전동기의 출력축과 연결된 전동기축,
    상기 전동기축에 설치되어 상기 전동기축의 동력전달을 단속하는 전동기축 클러치,
    상기 전동기축 클러치의 일측에 설치되어 일체로 회전되고 상기 엔진축 조립체 측과 사이에서 동력을 전달하는 제1연동기어를 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전동기축 클러치는,
    상기 전동기축과 일체로 회전되는 전동기축 클러치 제1프레임,
    상기 전동기축에 회전가능하게 설치되고 상기 전동기축 클러치 제1프레임과 분리/결합 가능하여 선택적으로 상기 전동기축 클러치 제1프레임과 일체로 회전되는 전동기축 클러치 제2프레임을 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 엔진축 조립체는,
    상기 엔진의 출력축에 연결된 엔진축,
    상기 엔진축에 설치되어 상기 엔진축의 동력전달을 단속하는 엔진축 클러치,
    상기 엔진축 클러치의 일측에 설치되어 일체로 회전되고 추진축으로 동력을 전달하는 메인구동피니언과,
    상기 메인구동피니언과 일체로 회전되고 상기 엔진축 클러치의 일측에 설치되는 제2연동기어를 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 엔진축 클러치는,
    상기 엔진축과 일체로 회전되는 엔진축 클러치 제1프레임,
    상기 엔진축에 회전가능하게 설치되고 상기 엔진축 클러치 제1프레임과 분리/결합 가능하여 선택적으로 상기 엔진축 클러치 제1프레임과 일체로 회전되는 엔진축 클러치 제2프레임을 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 후진축 조립체는,
    후진종동기어가 구비되는 후진축,
    상기 후진축에 설치되어 상기 후진축의 동력전달을 단속하는 후진축 클러치,
    상기 후진축 클러치의 외면에 구비되어 상기 엔진축 조립체의 후진구동기어로부터 동력을 전달받는 후진종동기어,
    상기 후진축클러치의 외면에 구비되어 상기 추진축으로 동력을 전달하는 후진메인피니언을 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 후진축 클러치는,
    상기 후진축과 일체로 회전하는 후진축 클러치 제1프레임과,
    상기 후진축에 회전가능하게 설치되고 상기 후진축 클러치 제1프레임과 분리/결합 가능하여 선택적으로 상기 후진축 클러치 제1프레임과 일체로 회전되는 후진축 클러치 제2프레임을 포함하는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 후진종동기어는 상기 후진축 클러치 제1프레임에 설치되고, 상기 후진메인피니언은 상기 후진축 클러치 제2프레임에 설치되는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전동기축 조립체의 전동기축, 상기 엔진축 조립체의 엔진축, 상기 후진축 조립체의 후진축은 각각 그 양단에 베어링이 설치되어 회전가능하게 지지되는 선박용 하이브리드 동력전달장치.
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