WO2013180507A1 - 회전축 연결 구조체 및 이를 구비한 선박 - Google Patents

회전축 연결 구조체 및 이를 구비한 선박 Download PDF

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WO2013180507A1
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shaft
gear
rotation
moving
rotation shaft
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PCT/KR2013/004800
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권혁
이성주
안재식
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삼성중공업 주식회사
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/061Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having interengaging clutch members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H23/10Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit
    • B63H23/18Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit for alternative use of the propulsion power units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/30Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements characterised by use of clutches

Definitions

  • the present invention relates to a rotating shaft connecting structure and a ship having the same.
  • twin-axes where two engines each have propellers, only one propeller can actually run. At this time, if only one propeller is to be operated, the propeller may rotate by disconnecting the non-operating propeller from being connected to the main engine, although the non-operating propeller may be stopped while it is connected to the main engine. Doing so can improve the resistance performance and increase the overall efficiency.
  • the first rotation shaft is supported by the bearing while the first rotation shaft coupled to the main engine is rotatably inserted into the hollow shaft of the second rotation shaft connected to the propeller. And the first and second rotational shafts are rotatably coupled together by a coupling gear.
  • One embodiment of the present invention is to provide a connecting structure of the rotating shaft.
  • a rotary shaft connecting structure selectively connected to the first rotary shaft so that the second rotary shaft arranged concentrically with the first rotary shaft is rotatable with the first rotary shaft
  • a coupling part and a second rotation shaft selectively coupling one end of the first rotation shaft to one end of the second rotation shaft such that one end and the one end of the second rotation shaft opposite one end of the first rotation shaft are rotatable together.
  • a moving shaft positioned and movably formed in the first rotation axis direction;
  • a rotating shaft connection structure comprising a.
  • the coupling portion includes a first shaft gear formed at one end of the first rotation shaft; A second shaft gear formed at one end of the second rotation shaft and opposed to the first shaft gear; And installed on an outer circumference of any one of the first shaft gear and the second shaft gear so as to be movable in an extension direction of the first rotation shaft, and when moving in any one direction of the first rotation shaft and the second rotation shaft. And a coupling gear that may be engaged with one side of the other of the first shaft gear and the second shaft gear.
  • the first shaft gear and the second shaft gear includes an external gear portion on the outer peripheral portion, the coupling gear corresponding to the external gear portion formed on the outer peripheral portion of the first shaft gear and the second shaft gear. It may include a gear unit.
  • the moving shaft moving means is coupled to the moving shaft so as to move the moving shaft in the first rotating shaft direction, and the second hydraulic cylinder installed on the second rotating shaft and the hydraulic cylinder to supply hydraulic pressure. It may include a hydraulic pump formed on the outer side of the rotating shaft.
  • a vessel provided with the above-described rotary shaft connecting structure on the drive shaft connected to the main engine to rotate the propeller.
  • the ship includes two propellers arranged in parallel with each other and two main engines for driving the two propellers, respectively, and the rotary shaft connecting structures are respectively installed on the driving shafts connected to the two main engines.
  • a moving shaft installed on the second rotary shaft is coupled to the first rotary shaft and thus, the first rotary shaft. Since it serves as a guide for coupling the rotary shaft and the second rotary shaft to each other, the second rotary shaft can be easily coupled to the first rotary shaft.
  • FIG. 1 is a block diagram of a state in which the first and second rotary shafts of the rotary shaft connecting structure according to an embodiment of the present invention are separated.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a state in which the first and second rotary shafts of the rotary shaft connecting structure according to an embodiment of the present invention are coupled.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a rotating shaft connecting structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a state in which the first and second rotary shafts of the rotary shaft connecting structure according to an embodiment of the present invention are separated.
  • 2 is a cross-sectional view of A-A in FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1.
  • 4 is a configuration diagram of a state in which the first and second rotary shafts of the rotary shaft connecting structure according to an embodiment of the present invention are coupled.
  • a rotation shaft connecting structure 1 includes two rotation shafts, for example, a second rotation shaft 30 arranged concentrically with the first rotation shaft 20. It is a structure for selectively connecting the second rotary shaft 30 to the first rotary shaft 20 so as to rotate together with the rotary shaft 20. At this time, selectively connecting the second rotary shaft 30 to the first rotary shaft 20 means that the second rotary shaft 30 can be rotatably connected to or disconnected from the first rotary shaft 20. it means.
  • the first rotation shaft 20 may be a driving shaft that is connected to the power generating unit of the ship, for example, the main engine 10 and rotates as the main engine 10 is driven, and the second rotation shaft 30 ) Is formed concentrically with the first rotation shaft 20, and may be a rotation shaft having a propeller 60 at one end.
  • each of the first rotary shaft 20 and the second rotary shaft 30 is formed to be supported by one or more bearings 56, 52, 54 can be rotated inside the ship.
  • the vessel may be a twin-axial ship having two main engines 10, each having a propeller 60 in the two main engines 10, two main engines (
  • the rotating shaft connecting structure 1 according to the embodiment of the present invention may be installed on the drive shaft connected to 10).
  • the rotary shaft connecting structure 1 enables the propeller 60 connected to the drive shaft of the main engine 10 of the twin shaft, that is, the propeller, to be released from the main engine 10 as in the present embodiment.
  • the rotary shaft to which the rotary shaft connecting structure according to the present embodiment is applied is not limited thereto.
  • the rotating shaft connecting structure 1 includes a coupling part 21 and a second rotating shaft 30 formed on the first rotating shaft 20 and the second rotating shaft 30.
  • a moving shaft moving means 40 installed at 30.
  • the coupling part 21 connecting the first and second rotation shafts 20 and 30 includes a first shaft gear 22, a second shaft gear 32, and a coupling gear 36. .
  • the first shaft gear 22 is a tubular member that is formed integrally or separately from the first rotation shaft 20 at one end of the first rotation shaft 20 rotatably connected to the main engine 10. An external gear portion is formed. On the central axis of the first shaft gear 22 is formed a moving shaft coupling groove 23 for receiving a moving shaft to be described later.
  • the second shaft gear 32 is a tubular member which is formed to face one end of the first rotation shaft 20 at one end of the second rotation shaft 30 arranged concentrically with the first rotation shaft 20. Similar to the single shaft gear 22, an external gear portion is formed on the outer circumference.
  • a coupling gear 36 is provided on the outer circumferential portion of the second shaft gear 32.
  • the coupling gear 36 is formed of a tubular member having an internal gear portion corresponding to the external gear portions of the first and second shaft gears 22 and 32 on the inner circumferential surface thereof.
  • the coupling gear 36 remains moved in the right direction as seen in FIG. 1 without being engaged with the first shaft gear 22. At this time, when the coupling gear 36 is moved in the direction of the first rotation shaft 20 while being installed in the outer peripheral portion of the second shaft gear 32, one end of the coupling gear 36 may be fastened to the external gear portion of the first shaft gear 22. It is formed to be.
  • the coupling gear 36 When one end of the coupling gear 36 is fastened to the external gear of the first shaft gear 22, the first shaft gear 22 and the second shaft gear 32 are rotated when the first rotation shaft 20 rotates. It is formed to rotate at the same time. Accordingly, when the coupling gear 36 is engaged with the first shaft gear 22 and the second shaft gear 32 simultaneously, the first rotation shaft 20 and the second rotation shaft 30 are formed to rotate at the same time.
  • the present invention is a structure of the coupling portion 21 for selectively coupling so as to rotate the first rotation shaft 20 and the second rotation shaft 30 at the same time formed on one end of the first rotation shaft 20
  • the structure of the first shaft gear 22, the second shaft gear 32 and the coupling gear 36 formed at one end of the second rotary shaft 30 is illustrated,
  • the structure can be formed of various other known structures.
  • the moving shaft 34 and the moving shaft moving means 40 are installed in the second rotating shaft 30, and the moving shaft coupling groove 23 is provided in the first rotating shaft 20. Is formed.
  • the moving shaft 34 is a cylindrical member located inside the outer circumferential portion of the second rotating shaft 30 and is formed to be movable in the direction of the first rotating shaft 20. As can be seen in FIG. 1, the moving shaft 34 is installed to protrude in the direction of the first rotation shaft 20 through the second shaft gear 32 on the second rotation shaft 30.
  • the protruding end of the moving shaft 34 may be formed in a wedge shape.
  • the end of the moving shaft 34 is formed in a wedge shape so that the moving shaft 34 is easily accommodated in the moving shaft coupling groove 23 when the moving shaft 34 moves in the direction of the first rotation shaft 20 as shown in FIG. 1. For sake.
  • the moving shaft moving means 40 is installed on the second rotating shaft 30.
  • the moving shaft moving means 40 includes a hydraulic cylinder 42 and a hydraulic pump 44.
  • the hydraulic cylinder 42 is installed inside the second rotary shaft 30, and the cylinder rod 43 of the hydraulic cylinder 42 is coupled to the other end of the movable shaft 34 inside the second rotary shaft 30.
  • the hydraulic pump 44 is installed outside the second rotary shaft 30, for example inside the hull of the ship, and supplies a working fluid for operating the hydraulic cylinder 42.
  • the working fluid from the hydraulic pump 44 is supplied through the fluid supply conduit 45 into the hydraulic cylinder 42 inside the second rotary shaft 30 or inside the hydraulic cylinder 42. It is formed to be discharged from.
  • the sealing part 70 is provided in the outer peripheral part of the 2nd rotating shaft 30, in order to supply the working fluid from the hydraulic pump 44 on the rotating 2nd rotating shaft 30. As shown in FIG.
  • the sealing unit 70 may include a sealing housing 72, a bearing 74, and a sealing member 76.
  • the sealing housing 72 may be formed of a pair of ring-shaped plate-shaped housings installed on the outer circumference of the second rotation shaft 30.
  • a fluid supply conduit 45 is connected to an outer circumferential side of the sealing housing 72, and thus, a working fluid is supplied into the sealing housing 72 through the fluid supply conduit 45.
  • a bearing 74 is installed inside the sealing housing 72, whereby the sealing housing 72 rotates about the second rotating shaft 30 together with the bearing 74. It is formed to be.
  • the sealing member 76 is installed on the inner surfaces of the bearing 74 and the sealing housing 72 to prevent the working fluid from leaking between the interior of the sealing housing 72 and the gap between the second rotation shaft 30.
  • the fluid introduced into the sealing housing 72 is formed to be supplied into the hydraulic cylinder 42 after being introduced into the second rotary shaft 30.
  • the fluid supply conduit 45 is provided with an on-off valve 80 to control the supply of the working fluid supplied into the hydraulic cylinder 42.
  • the first rotary shaft 20 and the second rotary shaft 30 do not have to rotate at the same time, as shown in FIG. 1, the first rotary shaft 20 And the second rotation shaft 30 to be kept separated.
  • the case in which the first rotating shaft 20 and the second rotating shaft 30 do not need to rotate at the same time is when the main engine 10 does not operate and the second rotating shaft 30 does not need to rotate.
  • the moving shaft 34 installed on the second rotating shaft 30 is retracted in the right direction as shown in FIG. 1 and separated from the moving shaft coupling groove 23 of the first rotating shaft 20, and the second shaft gear 32 Coupling gear (36) installed in the) is also moved in the right direction as shown in Figure 1 to maintain a state in which the coupling with the first shaft gear 22 is released.
  • the second rotating shaft 30 may rotate regardless of the rotation of the first rotating shaft 20, and the first rotating shaft 20 is affected or damaged by the rotation of the second rotating shaft 30. Does not occur.
  • the hydraulic cylinder 42 is operated to move the moving shaft 34 of the second rotating shaft 30 in the left direction as shown in FIG. 1. By moving, the moving shaft 34 is coupled to the moving shaft coupling groove 23 of the first rotating shaft 20.
  • the moving shaft 34 when the moving shaft 34 is moved in the direction of the first rotating shaft 20 and coupled to the moving shaft coupling groove 23, the second rotating shaft 30 and the first rotating shaft 20 are arranged concentrically.
  • the coupling gear 36 moves in the direction of the first rotation shaft 20, that is, in FIG. 1, in a state in which the first rotation shaft 20 and the second rotation shaft 30 are arranged concentrically.
  • the internal gear portion of the coupling gear 36 is coupled to the external gear portion of the first shaft gear 22.
  • the first rotation shaft 20 and the second rotation shaft 30 rotate so that the propeller ( 60 is rotated, and thus the ship is advanced by the rotation of the propeller 60 according to the driving of the main engine 10.
  • the process of separating the first rotation shaft 20 and the second rotation shaft 30 may be performed in the reverse order of the combining process, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the moving shaft coupling groove is formed on the first rotating shaft and the moving shaft and the moving shaft moving means are installed on the second rotating shaft.
  • the axis of rotation may be arranged to be changed.
  • FIG 5 is a configuration diagram of a rotating shaft connecting structure 1 ′ according to another embodiment of the present invention.
  • the rotating shaft connecting structure 1 ′ includes a moving shaft 34 and a moving shaft moving means 40 on the first rotating shaft 20 as shown in FIG. 5. It is also configured to be installed, it is also possible to form a moving shaft coupling groove 23 in the second rotation shaft (30).
  • the coupling gear is moved to the first shaft gear in a state in which the coupling gear is coupled to the second shaft gear, but the coupling gear is coupled to the first shaft gear. It is also possible to be configured to be fastened to the second shaft gear by moving in the direction of the second rotation axis.
  • the first and second rotary shafts which can be coupled to rotate together with each other, are formed to be completely separated from each other, the first and second rotary shafts are rotated by the relative rotation of the first and second rotary shafts. And the second rotating shafts are prevented from being damaged with each other.

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Abstract

회전축 연결 구조체가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회전축 연결 구조체는 제 1 회전축과 동심축 상으로 배열되는 제 2 회전축이 제 1 회전축과 함께 회전가능하도록 제 1 회전축에 선택적으로 연결되는 회전축 연결 구조체로서, 제 1 회전축의 일단부 및 제 1 회전축의 일단부에 대향하는 제 2 회전축의 일단부가 함께 회전가능하도록 제 1 회전축의 일단부를 제 2 회전축의 일단부에 선택적으로 결합시키는 결합부 및 제 2 회전축에 위치되며 제 1 회전축 방향으로 이동가능하게 형성되는 이동축을 포함하는 회전축 연결 구조체가 제공된다.

Description

회전축 연결 구조체 및 이를 구비한 선박
본 발명은 회전축 연결 구조체 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.
두개의 엔진에 각각 추진기를 장착하고 있는 쌍축선에서는 실제로 한 개의 추진기만 가동하는 경우가 많다. 이 때, 한 개의 추진기만 가동하고자 할 경우, 보통 가동하지 않는 추진기를 메인 엔진과 연결된 상태에서 정지상태로 두기도 하지만 가동하지 않는 추진기가 메인 엔진과 연결되지 않도록 연결을 해제하여 추진기가 회전할 수 있도로 하면 저항 성능이 좋아져 전체 효율이 높아질 수 있다.
그런데, 종래의 쌍축선에서 메인 엔진에 추진기가 연결되는 구조는 메인 엔진에 결합된 제 1 회전축이 추진기에 연결된 제 2 회전축의 중공축 내에 회전가능하게 삽입된 상태에서 제 1 회전축이 베어링에 의하여 지지되며 제 1 회전축과 제 2 회전축이 커플링 기어에 의하여 선택적으로 함께 회전가능하게 결합되었다.
이와 같은 쌍축선의 추진기 결합 구조에서는 메인 엔진이 가동되지 않는 경우 커플링 기어를 해제하여 제 1 회전축과 제 2 회전축이 함께 회전되지 않도록 하는데, 이와 같이 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 함께 회전되지 않는 경우에도 추진기 측 제 2 회전축 내의 중공축이 제 1 회전축과 상대 회전하게 되므로 베어링에 심한 마찰이 발생하고 베어링이 파손되는 경우가 발생된다.
본 발명의 일 실시예는 회전축의 연결 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 회전축과 동심축 상으로 배열되는 제 2 회전축이 상기 제 1 회전축과 함께 회전가능하도록 상기 제 1 회전축에 선택적으로 연결되는 회전축 연결 구조체로서, 상기 제 1 회전축의 일단부 및 상기 제 1 회전축의 일단부에 대향하는 상기 제 2 회전축의 일단부가 함께 회전가능하도록 상기 제 1 회전축의 일단부를 상기 제 2 회전축의 일단부에 선택적으로 결합시키는 결합부 및 제 2 회전축에 위치되며 상기 제 1 회전축 방향으로 이동가능하게 형성되는 이동축; 을 포함하는 회전축 연결 구조체가 제공된다.
상기 이동축이 상기 제 1 회전축 방향으로 이동시 상기 이동축이 수용되어 결합될 수 있도록 상기 제 1 회전축에 형성되는 이동축 결합홈 및 상기 이동축이 상기 제 1 회전축 방향으로 이동할 수 있도록 상기 제 2 회전축에 설치되는 이동축 이동 수단을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 결합부는 상기 제 1 회전축의 일단부에 형성되는 제 1 축기어; 상기 제 2 회전축의 일단부에 형성되며 상기 제 1 축기어에 대향하는 제 2 축기어; 및 상기 제 1 회전축의 연장 방향으로 이동가능하도록 상기 제 1 축기어 및 제 2 축기어 중 어느 하나의 외주부에 설치되되, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축 중 어느 다른 어느 하나의 방향으로 이동시 상기 제 1 축기어 및 상기 제 2 축기어 중 다른 어느 하나의 일측과 체결될 수 있는 커플링 기어;를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 축기어 및 상기 제 2 축기어는 외주부에 외접 기어부를 포함하며, 상기 커플링 기어는 상기 제 1 축기어 및 상기 제 2 축기어의 외주부에 형성된 외접 기어부에 대응하는 내접 기어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 이동축 이동 수단은, 상기 이동축을 상기 제 1 회전축 방향으로 이동시키도록 상기 이동축에 결합되며 상기 제 2 회전축에 설치되는 유압 실린더 및 상기 유압 실린더에 유압을 공급하기 위하여 상기 제 2 회전축의 외측부에 형성되는 유압 펌프를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 실린더 내부로 연결되는 유체 도관을 실링하기 위하여 상기 제 2 회전축의 외주부에 형성되는 실링부 및 상기 유체 도관을 개폐하도록 상기 유체 도관 상에 설치되는 개폐 밸브를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 추진기를 회전시키기 위하여 메인 엔진에 연결된 구동축 상에 전술한 회전축 연결 구조체가 설치된 선박이 제공된다.
이 때, 상기 선박은 서로 나란하게 배열된 2개의 추진기 및 상기 2개의 추진기를 각각 구동하기 위한 2 개의 메인 엔진을 포함하며, 상기 2 개의 메인 엔진에 연결된 상기 구동축에 각각 상기 회전축 연결 구조체가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 서로 함께 회전되도록 결합될 수 있는 제 1 회전축과 제 2 회전축이 함께 회전가능하도록 결합될 때, 제 2 회전축에 설치된 이동축이 제 1 회전축에 결합되어 제 1 회전축 및 제 2 회전축을 상호 결합시키기 위한 가이드 역할을 수행하므로 제 1 회전축에 제 2 회전축이 용이하게 결합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체의 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 분리된 상태의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 A-A'의 단면도이다.
도 3은 도 1에서 B 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체의 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 결합된 상태의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전축 연결 구조체의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
1 1' 회전축 연결 구조체 10 메인 엔진
20 제 1 회전축 22 제 1 축기어
23 이동축 결합홈 30 제 2 회전축
32 제 2 축기어 34 이동축
36 커플링 기어 42 유압 실린더
44 유압 펌프 45 도관
52 54 56 74 베어링 60 추진기
70 실링부 72 실링 하우징
76 실링 부재 80 개폐 밸브
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 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 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체의 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 분리된 상태의 구성도이다. 도 2는 도 1에서 A-A의 단면도이다. 도 3은 도 1에서 B 부분의 확대도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체의 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 결합된 상태의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1)는 두개의 회전축, 예를 들어 제 1 회전축(20)과 동심축 상으로 배열되는 제 2 회전축(30)이 제 1 회전축(20)과 함께 회전할 수 있도록 제 2 회전축(30)을 제 1 회전축(20)에 선택적으로 연결시키기 위한 구조체이다. 이 때 제 2 회전축(30)을 제 1 회전축(20)에 선택적으로 연결시킨다는 것은 제 2 회전축(30)이 제 1 회전축(20)과 함께 회전가능하도록 연결되거나 또는 그 연결이 해제될 수 있다는 것을 의미한다.
이 때, 제 1 회전축(20)은 선박의 동력 발생부, 예를 들어 메인 엔진(10)에 연결되어 메인 엔진(10)을 구동함에 따라 회전될 수 있는 구동축일 수 있으며, 제 2 회전축(30)은 제 1 회전축(20)과 동심축 상으로 형성되며, 일 단부에 추진기(60)를 구비한 회전축일 수 있다. 이 때, 제 1 회전축(20) 및 제 2 회전축(30) 각각은 하나 이상의 베어링(56 및 52, 54)에 의하여 지지되어 선박 내부에서 회전될 수 있도록 형성된다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박은 두 개의 메인 엔진(10)을 가지며 두개의 메인 엔진(10)에 각각 추진기(60)를 구비한 쌍축선일 수 있으며, 두 개의 메인 엔진(10)에 연결된 구동축에 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1)가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1)는 본 실시예에서와 같이 쌍축선의 메인 엔진(10)의 구동축에 연결된 추진기(60), 즉 프로펠러를 메인 엔진(10)과 해제 가능하게 연결하기 위한 용도로 사용될 수 있으나, 본 실시예에 따른 회전축 연결 구조체가 적용될 수 있는 회전축이 이에 제한되는 것은 아니다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1)는 제 1 회전축(20) 및 제 2 회전축(30)에 형성되는 결합부(21), 제 2 회전축(30)에 설치되는 이동축(34) 및 상기 이동축(34)에 대응하여 상기 제 1 회전축(20)에 형성되는 이동축 결합홈(23) 및 상기 이동축(34)을 이동시키도록 제 2 회전축(30)에 설치되는 이동축 이동 수단(40)을 포함한다.
이 때, 제 1 회전축(20) 및 제 2 회전축(30)을 연결하는 결합부(21)는 제 1 축기어(22), 제 2 축기어(32) 및 커플링 기어(36)를 포함한다.
보다 상세히, 제 1 축기어(22)는 메인 엔진(10)에 회전가능하게 연결되는 제 1 회전축(20)의 일단부에 1 회전축(20)과 일체 또는 별개로 형성되는 관형 부재로서, 외주부에 외접 기어부가 형성된다. 제 1 축기어(22)의 중심축 상에는 후술하는 이동축을 수용하기 위한 이동축 결합홈(23)이 형성된다.
제 2 축기어(32)는 제 1 회전축(20)과 동심축 상으로 배열되는 제 2 회전축(30)의 일단부에 제 1 회전축(20)의 일단부와 마주보도록 형성되는 관형 부재로서, 제 1 축기어(22)와 유사하게 외주부에 외접 기어부가 형성된다.
제 2 축기어(32)의 외주부에는 커플링 기어(36)가 설치된다. 커플링 기어(36)는 내주면에 상기 제 1 축기어(22) 및 제 2 축기어(32)의 외접 기어부와 대응하는 내접 기어부가 형성된 관형 부재로 형성된다.
커플링 기어(36)는 제 1 축기어(22)와 체결되지 않은 상태에서 도 1에서 볼 때 우측 방향으로 이동된 상태를 유지한다. 이 때, 커플링 기어(36)는 제 2 축기어(32) 외주부에 설치된 상태에서 제 1 회전축(20) 방향으로 이동될 경우 일 단부가 제 1 축기어(22)의 외접 기어부에 체결될 수 있도록 형성된다.
커플링 기어(36)의 일 단부가 제 1 축기어(22)의 외접 기어부에 체결되면 제 1 축기어(22) 및 제 2 축기어(32)는 제 1 회전축(20)이 회전할 때 동시에 회전할 수 있도록 형성된다. 이에 따라 커플링 기어(36)가 제 1 축기어(22) 및 제 2 축기어(32)와 동시에 체결되면 제 1 회전축(20) 및 제 2 회전축(30)은 동시에 회전할 수 있도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 회전축(20) 및 제 2 회전축(30)을 동시에 회전시킬 수 있도록 선택적으로 결합시키는 결합부(21)의 구조로서 제 1 회전축(20)의 일단부에 형성된 제 1 축기어(22), 제 2 회전축(30)의 일단부에 형성된 제 2 축기어(32) 및 커플링 기어(36) 구조를 예시하였으나, 제 1 회전축 및 제 2 회전축을 선택적으로 결합시키는 구조는 그 이외의 공지된 다양한 구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 회전축(30)에는 이동축(34) 및 이동축 이동 수단(40)이 설치되며, 제 1 회전축(20)에는 이동축 결합홈(23)이 형성된다.
이동축(34)은 제 2 회전축(30)의 외주부 내측에 위치되는 원기둥형 부재로서, 제 1 회전축(20) 방향으로 이동가능하게 형성된다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 이동축(34)은 제 2 회전축(30)에 제 2 축기어(32)를 관통하여 제 1 회전축(20) 방향으로 돌출되도록 설치된다.
이 때, 이동축(34)의 돌출된 단부는 쐐기형으로 형성될 수 있다. 이와 같이 이동축(34)의 단부가 쐐기형으로 형성되는 것은 이동축(34)이 도 1에서 볼 때 제 1 회전축(20) 방향으로 이동할 때 이동축 결합홈(23)에 수용되기 용이하도록 하기 위함이다.
한편, 이동축(34)이 제 1 회전축(20) 방향으로 이동할 수 있도록 하기 위하여 제 2 회전축(30)에는 이동축 이동 수단(40)이 설치된다.
이동축 이동 수단(40)은 유압 실린더(42) 및 유압 펌프(44)를 포함한다.
유압 실린더(42)는 제 2 회전축(30) 내부에 설치되며, 유압 실린더(42)의 실린더 로드(43)가 제 2 회전축(30) 내부에서 이동축(34)의 타단부와 결합된다.
유압 펌프(44)는 제 2 회전축(30) 외부, 예를 들어 선박의 선체 내부에 설치되며 유압 실린더(42)를 작동하기 위한 작동 유체를 공급한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 유압 펌프(44)로부터 나온 작동 유체는 유체 공급 도관(45)을 통하여 제 2 회전축(30) 내부의 유압 실린더(42) 내부로 공급되거나 유압 실린더(42) 내부로부터 배출될 수 있도록 형성된다. 이 때, 유압 펌프(44)로부터 나온 작동 유체를, 회전하는 제 2 회전축(30) 상에 공급하기 위하여 제 2 회전축(30) 외주부에는 실링부(70)가 설치된다.
도 3을 참조하면, 실링부(70)는 실링 하우징(72), 베어링(74) 및 실링 부재(76)를 포함할 수 있다.
실링 하우징(72)은 제 2 회전축(30) 외주부에 설치되는 한 쌍의 링형 판재 형상 하우징으로 이루어질 수 있다.
실링 하우징(72)의 외주부 일측에는 유체 공급 도관(45)이 연결되며, 이에 따라, 유체 공급 도관(45)을 통하여 작동 유체가 실링 하우징(72) 내부로 공급된다.
실링 하우징(72)의 내부에는 제 2 회전축(30)의 외주부에 베어링(74)이 설치되며, 이에 따라, 실링 하우징(72)은 베어링(74)과 함께 제 2 회전축(30)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다.
이 때, 베어링(74) 및 실링 하우징(72)의 내측면에는 실링 부재(76)가 설치되어 실링 하우징(72) 내부와 제 2 회전축(30) 틈 사이로부터 작동 유체가 누출되는 것을 방지한다.
실링 하우징(72) 내부로 유입된 유체는 제 2 회전축(30) 내부로 유입된 후 유압 실린더(42)의 내부로 공급될 수 있도록 형성된다.
한편, 유체 공급 도관(45)에는 개폐 밸브(80)가 설치되어 유압 실린더(42) 내부로 공급되는 작동 유체의 공급이 조절되도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1)의 작동에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1)는 제 1 회전축(20)과 제 2 회전축(30)이 동시에 회전하지 않아도 되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 회전축(20)과 제 2 회전축(30)이 분리된 상태를 유지하도록 한다. 이와 같이 제 1 회전축(20)과 제 2 회전축(30)이 동시에 회전하지 않아도 되는 경우란 메인 엔진(10)이 작동하지 않아 제 2 회전축(30)이 회전할 필요가 없는 경우이다.
이 때에는 제 2 회전축(30)에 설치된 이동축(34)이 도 1에서 볼 때 우측 방향으로 후퇴되어 제 1 회전축(20)의 이동축 결합홈(23)으로부터 분리되며, 제 2 축기어(32)에 설치된 커플링 기어(36)도 도 1 에서 볼 때 우측 방향으로 이동되어 제 1 축기어(22)와 결합이 해제된 상태를 유지한다.
이와 같은 경우 제 2 회전축(30)은 제 1 회전축(20)의 회전에 상관없이 회전할 수 있으며, 제 2 회전축(30)의 회전에 따라 제 1 회전축(20)이 영향을 받거나 손상되는 일이 발생하지 않는다.
만일 제 2 회전축(30)을 제 1 회전축(20)과 결합시키고자 하는 경우에는 유압 실린더(42)를 작동시켜 제 2 회전축(30)의 이동축(34)을 도 1에서 볼 때 좌측 방향으로 이동시킴으로써 이동축(34)을 제 1 회전축(20)의 이동축 결합홈(23)에 결합시킨다.
이와 같이 이동축(34)이 제 1 회전축(20) 방향으로 이동되어 이동축 결합홈(23)에 결합되면 제 2 회전축(30)과 제 1 회전축(20)이 동심축 상으로 배열된다.
이와 같이 제 1 회전축(20)과 제 2 회전축(30)이 동심축 상으로 배열된 상태에서 커플링 기어(36)를 제 1 회전축(20) 방향, 즉 도 1에서 볼 때, 좌측 방향으로 이동시켜 커플링 기어(36)의 내접 기어부가 제 1 축기어(22)의 외접 기어부에 결합되도록 한다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 커플링 기어(36)가 제 1 축기어(22)에 결합되면 제 1 회전축(20)이 회전할 때 제 2 회전축(30)도 동시에 회전할 수 있도록 형성된다.
이와 같이 제 1 회전축(20)이 제 2 회전축(30)과 동시에 회전할 수 있게 된 상태에서 메인 엔진(10)을 구동하면 제 1 회전축(20) 및 제 2 회전축(30)이 회전하여 추진기(60)가 회전하며, 이에 따라 선박이 메인 엔진(10)의 구동에 따른 추진기(60)의 회전에 의하여 전진하게 된다.
제 1 회전축(20)과 제 2 회전축(30)이 분리되는 과정은 결합 과정의 역순으로 이루어질 수 있는 바 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 연결 구조체에서는 제 1 회전축 상에 이동축 결합홈을 형성하고 제 2 회전축에 이동축 및 이동축 이동 수단을 설치하였으나, 이는 예시에 지나지 않고 제 1 회전축과 제 2 회전축이 변경되어 배치될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1')의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전축 연결 구조체(1')는, 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 회전축(20)에 이동축(34) 및 이동축 이동 수단(40)이 설치되도록 구성하고, 제 2 회전축(30)에 이동축 결합홈(23)을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는, 커플링 기어가 제 2 축기어에 결합된 상태에서 제 1 회전축 방향으로 이동하여 제 1 축기어에 체결되도록 하였으나, 커플링 기어가 제 1 축기어에 결합된 상태에서 제 2 회전축 방향으로 이동하여 제 2 축기어에 체결되도록 구성하는 것도 가능하다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 함께 회전되도록 결합될 수 있는 제 1 회전축과 제 2 회전축이 서로 분리된 상태에서 완전히 분리되도록 형성되므로 제 1 회전축과 제 2 회전축의 상대 회전으로 인하여 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 서로 손상되는 것이 방지된다.

Claims (10)

  1. 제 1 회전축과 동심축 상으로 배열되는 제 2 회전축이 상기 제 1 회전축과 함께 회전가능하도록 상기 제 1 회전축에 선택적으로 연결되는 회전축 연결 구조체로서,
    상기 제 1 회전축의 일단부 및 상기 제 1 회전축의 일단부에 대향하는 상기 제 2 회전축의 일단부가 함께 회전가능하도록 상기 제 1 회전축의 일단부를 상기 제 2 회전축의 일단부에 선택적으로 결합시키는 결합부 및
    상기 제 2 회전축에 위치되며 상기 제 1 회전축 방향으로 이동가능하게 형성되는 이동축을 포함하는 회전축 연결 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동축이 상기 제 1 회전축 방향으로 이동시 상기 이동축이 수용되어 결합될 수 있도록 상기 제 1 회전축에 형성되는 이동축 결합홈; 및
    상기 이동축이 상기 제 1 회전축 방향으로 이동할 수 있도록 상기 제 2 회전축에 설치되는 이동축 이동 수단을 포함하는 회전축 연결 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합부는
    상기 제 1 회전축의 일단부에 형성되는 제 1 축기어;
    상기 제 2 회전축의 일단부에 형성되며 상기 제 1 축기어에 대향하는 제 2 축기어; 및
    상기 제 1 회전축의 연장 방향으로 이동가능하도록 상기 제 1 축기어 및 제 2 축기어 중 어느 하나의 외주부에 설치되되, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축 중 다른 어느 하나의 방향으로 이동시 상기 제 1 축기어 및 상기 제 2 축기어 중 다른 어느 하나의 일측과 체결될 수 있는 커플링 기어;를 포함하는, 회전축 연결 구조체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 축기어 및 상기 제 2 축기어는 외주부에 외접 기어부를 포함하며,
    상기 커플링 기어는 상기 제 1 축기어 및 상기 제 2 축기어의 외주부에 형성된 외접 기어부에 대응하는 내접 기어부를 포함하는, 회전축 연결 구조체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동축 이동 수단은,
    상기 이동축을 상기 제 1 회전축 방향으로 이동시키도록 상기 이동축에 결합되며 상기 제 2 회전축에 설치되는 유압 실린더 및
    상기 유압 실린더에 유압을 공급하기 위하여 상기 제 2 회전축의 외측부에 형성되는 유압 펌프를 포함하는, 회전축 연결 구조체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유압 펌프로부터 상기 유압 실린더 내부로 연결되는 유체 도관을 실링하기 위하여 상기 제 2 회전축의 외주부에 형성되는 실링부 및
    상기 유체 도관을 개폐하도록 상기 유체 도관 상에 설치되는 개폐 밸브를 포함하는 회전축 연결 구조체.
  7. 추진기를 회전시키기 위하여 메인 엔진에 연결된 구동축 상에 제 1 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 회전축 연결 구조체가 설치된 선박.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전축 연결 구조체의 상기 제 1 회전축은 상기 구동축이며, 상기 제 2 회전축은 상기 추진기에 연결된 회전축인 선박.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전축 연결 구조체의 상기 제 1 회전축은 상기 추진기에 연결된 회전축이며, 상기 제 2 회전축은 상기 구동축인 선박.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 선박은 서로 나란하게 배열된 2개의 추진기 및 상기 2개의 추진기를 각각 구동하기 위한 2 개의 메인 엔진을 포함하며,
    상기 2 개의 메인 엔진에 연결된 상기 구동축에 각각 상기 회전축 연결 구조체가 설치된 선박.
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