KR101181799B1 - Rudder for ship - Google Patents
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- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/06—Steering by rudders
- B63H25/38—Rudders
Abstract
Description
본 발명은 선박의 추진을 위해 회전하는 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 진행방향을 조정하기 위한 선박용 러더에 관한 것이다.
The present invention relates to a ship rudder for adjusting the traveling direction of the ship is installed in the rear of the propeller to rotate for the propulsion of the ship.
일반적으로 선박은 바다 또는 강 위에 뜬 상태에서 엔진으로부터 발생한 동력을 선박 후미에 구비된 프로펠러로 전달하여, 상기 프로펠러의 회전에 의해 발생한 추진력으로 선박은 전진 또는 후진한다. 이때, 상기 프로펠러의 후방에 설치되어 프로펠러에서 발생한 추진력의 방향을 바꾸어 선박의 방향을 결정하는 방향타로서 선박용 러더가 구비된다.In general, the ship transfers the power generated from the engine to the propeller provided at the rear of the ship in the state of floating on the sea or river, the ship moves forward or backward with the propulsion generated by the rotation of the propeller. At this time, the ship rudder is provided as a rudder which is installed at the rear of the propeller to determine the direction of the ship by changing the direction of the propulsion force generated in the propeller.
이러한 선박용 러더(10)는 통상적으로 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 선체(1)의 후미에 형성된 타혼(20)에 회동가능하게 구비된다. 선박용 러더(10)는 유선형으로 형성되어 상부의 회전축(11)이 조타수단에 연결된 타혼(20)에 체결되어 회동가능하게 설치된다. 따라서, 조타수단을 조작하면 상기 선박용 러더(10)가 타혼(20)과 체결된 회전축(11)을 중심으로 회전하게 되어 선박의 진행방향을 변경할 수 있다. 이러한 선박용 러더(10)는 프로펠러(30)의 후방에 설치되어 프로펠러(30)에서 발생한 추진력을 회전축(11)을 중심으로 정역회전하면서 선박의 방향을 조정하게 된다.Such a
상기와 같이 구성되는 선박용 러더(10)의 경우 통상적으로 강판을 가공하여 용접 등의 방법을 통해 제작하게 된다. 즉, 선박용 러더(10)는 선박의 추진시 높은 수압과 외부 충격이 발생하므로 이를 극복하기 위해서 일정한 수준이상의 기계적인 강도가 요구되고, 이를 충분히 견딜 수 있도록 금속재를 사용한 것이다. 그러나, 이러한 금속재의 선박용 러더(10)의 경우 자중에 의한 무게가 많이 나가고, 이로 인하여 조작에 많은 힘이 소요됨은 물론, 용접 불량에 따른 파손의 위험성과 함께 쉽게 산화, 부식된다는 문제가 있다.In the case of the
이러한 문제를 해결하고자 저중량, 고강도 및 산화, 부식의 위험성이 없는 섬유강화복합소재(FRP)로 제작된 선박용 러더(10)에 관한 하기의 특허문헌에 기재된 기술들이 각광받고 있다.In order to solve this problem, technologies described in the following patent document regarding the
그러나, FRP로만 제작된 선박용 러더(10)의 경우 저중량, 고강도 및 산화, 부식의 위험성은 사라졌지만, 외부 충격이나 높은 수압하에서 회전시 충격흡수가 제대로 되지 못해 섬유재의 결을 따라 뒤틀림 변형이 발생하는 등의 문제로 파손의 위험성이 잔존하므로 내부구성에 많은 변화를 주게 된다.However, in the case of the
이때, 충격흡수부재로서 폴리우레탄폼이나 강도 개선을 위한 금속코어 등을 FRP의 내부에 삽입 또는 충진하여 더욱 중량을 감소시키면서도 충격에 의한 파손 등의 문제를 해결하고자 한다.At this time, by inserting or filling a polyurethane foam or a metal core for improving the strength as an impact absorbing member to the inside of the FRP to solve the problem such as damage due to impact while reducing the weight.
다만, 회전축(11)을 길이방향을 따라 길게 하나의 금속재로 사용할 경우 오랜 사용에 의해 회전축(11)과 FRP소재나 폴리우레탄폼 간의 결합력이 약화되어 회전축(11)의 회전시 상기 FRP소재 및 폴리우레탐폼 간에 회전축(11)이 겉돌면서 선박용 러더(10)로서의 기능을 상실하는 문제가 있다.
However, when the rotating
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, FRP소재를 이용하되, 그 내부에 삽입 및 충진되는 각 구성간의 결합력을 높이면서 회전축의 회전시 회전축과 FRP소재 간의 결합력이 약화되지 않도록 내구성을 담보하고, 보다 저중량 고강도를 실현할 수 있는 선박용 러더를 제공하는 데 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to use a FRP material, so as not to weaken the coupling force between the rotating shaft and the FRP material during rotation of the rotating shaft while increasing the coupling force between the components inserted and filled therein. It is to provide a rudder for ships that can ensure durability and realize lower weight and higher strength.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 선박용 러더는, 선박의 선체 후미에 구비된 타혼에 회전 가능하게 설치되어 상기 선체의 진행방향을 조정하는 선박용 러더에 있어서, 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 전방 내부에 스틸재질의 상부금속판이 인서트 결합된 FRP재질의 상부러더판과, 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 전방 내부에 스틸재질의 하부금속판이 인서트 결합되며, 상기 하부금속판의 하단에 하방을 향해 돌출된 하부회전축이 형성되어 상기 타혼에 회전 가능하게 설치되는 FRP재질의 하부러더판과, 각각의 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 각각이 상하로 이격되어 상기 상부러더판 및 하부러더판 사이에 복수가 배치되는 FRP재질의 수평부재와, 상기 상부러더판 및 하부러더판 사이에 배치된 각각의 수평부재의 상하를 채우도록 형성되는 폴리우레탄폼 재질의 충격흡수부재와, 상기 상부러더판 및 하부러더판 사이의 수평부재 및 충격흡수부재의 노출된 측면을 감싸도록 적층되는 FRP재질의 측면부재와, 상단부가 상기 타혼에 회전 가능하게 설치되고, 하단부에 상기 상부금속판과 대응되는 상부결합판이 형성되어 상기 상부금속판과 상부결합판이 볼트 결합된 스틸 재질의 상부회전축을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the ship rudder according to the present invention is rotatably installed in the other horn provided in the hull rear of the ship, in the ship rudder to adjust the direction of the hull, the flat section has a streamline It is formed in a shape, the upper rudder plate of the FRP material with the upper metal plate of the steel material is inserted into the front inside, and the flat section is formed in a flat shape so as to have a streamline, the lower metal plate of the steel material is inserted into the front inside A lower rotating shaft protruding downward is formed at the lower end of the lower metal plate, and the lower rudder plate of FRP material is rotatably installed on the other horn, and each flat section is formed in a flat shape so as to have a streamlined shape. A horizontal member of an FRP material spaced apart from above and below and disposed between the upper and lower rudder plates, and the upper and lower rudder plates Polyurethane foam shock absorbing member formed to fill the upper and lower portions of each horizontal member disposed between the plate, and laminated to surround the exposed side of the horizontal member and the impact absorbing member between the upper and lower rudder plate A side member of the FRP material and the upper end is rotatably installed on the other horn, and the upper coupling plate corresponding to the upper metal plate is formed at the lower end, the upper metal plate and the upper coupling plate including an upper rotary shaft of steel material bolted Is done.
또한, 상기 상부러더판은 전방 하단에 상부삽입홈이 형성되고, 상기 하부러더판은 전방 상단에 하부삽입홈이 형성되고, 각각의 수평부재를 관통하여 세로로 길게 형성된 막대형상으로 상단부가 상기 상부러더판의 상부삽입홈에 삽입 결합되고, 하단부가 상기 하부러더판에 삽입 결합된 수직보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper rudder plate is formed with an upper insertion groove at the front lower end, the lower rudder plate is formed with a lower insertion groove at the front upper end, the upper end is formed in a rod shape formed vertically through each horizontal member the upper end Inserted and coupled to the upper insertion groove of the rudder plate, characterized in that it further comprises a vertical reinforcing member inserted into the lower rudder plate.
또한, 상기 수직보강부재는, 목재로 된 수직내부부재와, 상기 수직내부부재의 측면을 감싸도록 적층된 FRP재질의 수직외부부재로 구성된 것을 특징으로 한다.The vertical reinforcing member may include a vertical inner member made of wood, and a vertical outer member made of FRP material laminated to surround the side surface of the vertical inner member.
또한, 상기 수직보강부재는, 평단면이 사각형을 가지는 사각기둥 형상인 것을 특징으로 한다.
In addition, the vertical reinforcing member, characterized in that the flat cross section has a rectangular pillar shape having a square.
본 발명에 따른 선박용 러더는, FRP재질의 상부러더판, 하부러더판 및 복수의 수평부재가 견고한 뼈대로서 기능하고, 폴리우레탄폼의 충격흡수부재가 각각의 수평부재 사이를 채워 충격흡수기능을 담당하며, 측면에는 FRP를 다시 다층 접착함으로써, 높은 수압하에서 캐비테이션에 의한 충격을 받더라도 충격흡수를 통해 손상을 방지하고, 유체역학적 마찰손실을 감소시켜 내마모성을 개선할 수 있다.The ship rudder according to the present invention, the upper rudder plate, the lower rudder plate and a plurality of horizontal members of the FRP material functions as a solid skeleton, and the shock absorbing member of the polyurethane foam fills the gap between each horizontal member to serve as a shock absorbing function. In addition, by multi-layer adhesion of the FRP to the side, even if subjected to cavitation shock under high water pressure to prevent damage through shock absorption, it is possible to improve the wear resistance by reducing hydrodynamic friction loss.
특히, 하부러더판에 인서트 결합된 하부금속판 및 하부회전축과 별도로 상부러더판에 인서트 결합된 상부금속판과 스틸재질의 상부회전축의 상부결합판 간의 볼트 결합을 통해 종래 스틸재질의 하나의 회전축이 결합된 것과 달리 상부 및 하부로 각각 회전축이 나뉘어지고, 각 회전축 간의 결합에 있어서도 별도의 인서트 결합된 상부금속판 및 하부금속판을 통해 결합되므로 상부회전축의 회전시 FRP소재와의 사이에서 겉도는 등의 문제를 방지하고, 각각의 결합력이 약화되지 않아 내구성을 담보할 수 있다.In particular, one rotary shaft of a conventional steel material is coupled through a bolt coupling between the lower metal plate inserted into the lower rudder plate and the lower rotary shaft and the upper metal plate inserted into the upper rudder plate and the upper coupling plate of the upper rotary shaft of the steel material. Unlike the upper and lower rotation shaft is divided into each, and the coupling between each rotation shaft is coupled through a separate insert coupled upper metal plate and the lower metal plate to prevent problems such as the appearance between the FRP material and the rotation of the upper rotation shaft In addition, each bond strength is not weakened and can ensure durability.
더욱이, 상부러더판, 하부러더판 및 복수의 수평부재를 통해 수평방향의 강도를 개선한다면, 수직보강부재를 통해 수직방향의 강도를 개선할 수 있으며, 수직보강부재를 상부러더판 및 하부러더판 각각의 삽입홈에 삽입 결합됨과 동시에 수평부재와 각각 결합되어 상호 간 보다 견고한 결합을 이루어낼 수 있다.
Furthermore, if the strength of the horizontal direction is improved through the upper rudder plate, the lower rudder plate and the plurality of horizontal members, the vertical strength can be improved by the vertical reinforcing members, and the vertical reinforcing members are the upper and lower rudder plates. Inserted into each insertion groove and coupled to the horizontal member at the same time can achieve a more robust coupling with each other.
도 1은 일반적인 선체에 선박용 러더가 설치된 상태를 도시한 측면도이고,
도 2는 일반적인 선박용 러더를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 선박용 러더의 일 실시예를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예의 A-A'선에서 바라본 단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 선박용 러더의 다른 실시예를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 실시예의 B-B'선에서 바라본 단면도이며,
도 7은 도 6의 실시예의 C-C'선에서 바라본 단면도이다.1 is a side view showing a state in which a rudder for ships is installed on a general hull,
2 is a perspective view showing a general marine rudder,
3 is a perspective view showing an embodiment of a ship rudder according to the present invention,
4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the embodiment of FIG. 3,
5 is a perspective view showing another embodiment of the rudder for ships according to the present invention,
6 is a cross-sectional view taken along line B-B 'of the embodiment of FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line CC ′ of the embodiment of FIG. 6.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 선박용 러더의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the ship rudder according to the present invention.
본 발명에 따른 선박용 러더는, 도 1을 참조할 때 선박의 선체(1) 후미에 구비된 타혼(20)에 회전 가능하게 설치되어 상기 선체(1)의 진행방향을 조정하도록 도 3 내지 7에 도시된 바와 같이 상부러더판(100), 하부러더판(200), 수평부재(300), 충격흡수부재(400), 측면부재(500) 및 상부회전축(600)를 포함하여 이루어지고, 수직보강부재(700)를 더 포함할 수 있다.The ship rudder according to the present invention, as shown in Figures 3 to 7 so as to be rotatably installed on the
상부러더판(100)은 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 FRP재질로 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 전방 내부에 스틸재질의 상부금속판(110)이 인서트 결합된다. 상부러더판(100)은 본 발명의 선박용 러더에 있어서 상단부를 형성하며, 후술할 측면부재(500)와의 관계에서 동일한 FRP재질로서 결합력을 높인다. 상기 상부러더판(100)의 전방 내부에는 스틸재질의 상부금속판(110)이 인서트 결합되는데, 이는 후술할 상부회전축(600)의 상부결합판(610)과 볼트(620) 결합을 위한 것이다. 즉, 상부회전축(600)은 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 스틸 재질로서 상단부가 상기 타혼(20)에 회전 가능하게 설치되고, 하단부에 상기 상부금속판(110)과 대응되는 상부결합판(610)이 형성되어 상기 상부금속판(110)과 상부결합판(610)이 볼트(620) 결합된다. 이러한 상부러더판(100)은 상부금속판(110)을 인서트로 하여 FRP재질로 형성되는데 이는 대량 생산을 위하여 미리 상부금속판(110)이 인서트 결합된 상태로 상부러더판(100)을 제작하여 놓는다.3 to 6, the
하부러더판(200) 역시 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 FRP재질로 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 전방 내부에 스틸재질의 하부금속판(210)이 인서트 결합되며, 상기 하부금속판(210)의 하단에 하방을 향해 돌출된 하부회전축(220)이 형성되어 상기 타혼(20)에 회전 가능하게 설치된다. 하부러더판(200)은 본 발명의 선박용 러더에 있어서 하단부를 형성하며, 역시 후술할 측면부재(500)와의 관계에서 동일한 FRP재질로서 결합력을 높인다. 하부러더판(200) 역시 하부회전축(220)이 형성된 하부금속판(210)이 인서트 결합되며, 대량 생산을 위하여 미리 하부금속판(210)이 인서트 결합된 상태로 하부러더판(200)을 제작하여 놓는다.3 to 6, the
상기 상부러더판(100)의 상부금속판(110)과 하부러더판(200)의 하부금속판(210)을 미리 인서트 결합하여 놓는 이유는, 종래 스틸재질의 상하로 길게 일체로 형성된 회전축을 사용할 경우 오랜 사용으로 스틸재질의 회전축과 FRP재질의 러더몸체가 상호 이종 재질에 의한 결합력 약화로 회전축이 헛돌면서 선박용 러더의 기능을 제대로 수행하지 못하는 문제가 있었기 때문이다. 이때 타혼(20)에 결합되는 회전축은 회전마찰이 심하므로 FRP재질로 제작할 수는 없고, 스틸재질로만 사용할 수밖에 없다. 따라서 본 발명의 선박용 러더에서는 종래 일체로 된 회전축을 상부회전축(600) 및 하부회전축(220)으로 분리하되 분리된 상부회전축(600)과 하부회전축(220)이 러더몸체를 이루는 상부러더판(100) 및 하부러더판(200)의 인서트 결합된 스틸재질의 상부금속판(110)과 하부금속판(210)을 통해 견고한 결합을 이루어낼 수 있는 것이다.The reason for inserting the
본 발명에 따른 선박용 러더에 있어서, 러더몸체를 이루는 상부러더판(100)과 하부러더판(200) 사이에 구성되는 수평부재(300), 충격흡수부재(400) 및 측면부재(500)와 함께 수직보강부재(700)를 상세히 살펴본다.In the rudder for ships according to the present invention, together with the
수평부재(300) 역시 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 FRP재질로서 각각의 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 각각이 상하로 이격되어 상기 상부러더판(100) 및 하부러더판(200) 사이에 복수가 배치된다. 수평부재(300)의 개수는 러더의 크기에 따라 결정할 사항이며, 도면에 도시된 바와 같이 최소한 2개 이상이 배치되어 선박용 러더의 내부 뼈대로서 기능할 수 있도록 한다. 상기 수평부재는 후술할 충격흡수부재(400)만으로는 선박용 러더의 전체적인 강도를 확보할 수 없기 때문에 배치되는 것이지만, FRP 재질로 후술할 측면부재(500)와의 결합력을 강화시킬 수 있다.The
충격흡수부재(400)는 도 3 내지 7에 도시된 바와 같이 폴리우레타폼 재질로 상기 상부러더판(100) 및 하부러더판(200) 사이에 배치된 각각의 수평부재(300)의 상하를 채우도록 형성된다. 폴리우레탄폼은 널리 알려진 바와 같이 단열성능, 방수효과, 가공성과 시공성이 용이하며, 부재와의 접착성이 매우 우수하고, 자기부력성과 같이 밀도가 낮아 경량으로 제작할 수 있다. 더욱이 우레탄폼으로서 외부 충격에 의한 충격흡수성을 가진다. 이러한 폴리우레탄폼의 충격흡수부재(400)가 수평부재(300)의 상하를 채우도록 형성되어 도 4 및 6에 도시된 바와 같이 전체적인 러더의 형상을 가진다.The
상기 충격흡수부재(400)를 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)와의 관계에서 형성할 때, 별도의 발포폼을 형성하여 결합시킬 수도 있겠지만, 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)를 인서트로 하여 폴리우레탄폼을 사출성형에 의해 일체로 형성하거나 고정틀에 주입 충진할 수도 있다. 이는 상부러더판(100), 하부러더판(200), 수평부재(300) 및 충격흡수부재(400)가 긴밀하게 결합 및 압축되어 견고성을 강화시킬 수 있는 효과가 있다.When the
측면부재(500)는 도 3 내지 7에 도시된 바와 같이 FRP재질로 상기 상부러더판(100) 및 하부러더판(200) 사이의 노출된 상기 수평부재(300) 및 충격흡수부재(400)의 노출된 측면을 감싸도록 적층된다. 이렇게 상부러더판(100), 하부러더판(200), 수평부재(300) 및 충격흡수부재(400)와 함께 측면부재(500)를 통하여 본 발명에 따른 선박용 러더의 전체적인 형상이 결정되고, 상술한 상부회전축(600)을 상부러더판(100)과 볼트(620)을 통해 결합하여 제작을 완료한다.
상기 상부러더판(100), 하부러더판(200), 수평부재(300) 및 측면부재(500)를 이루는 FRP재질, 즉 섬유강화 복합소재는 내후성, 내수성, 내유성 및 내산화성이 우수한 재질로서, 유리섬유 또는 탄소섬유와 같은 섬유재를 수지로 다층 접착하여 경화시킨 복합재료이다. 철강 소재에 비해 경량으로 만들 수 있는 것은 물론, 제작이 용이하고 기계적인 강도는 오히려 향상될 수 있다. 특히, 상기 섬유강화 복합소재는 고분자 재료에 첨가되는 섬유재의 종류에 따라 강도를 조절할 수 있고, 비중이 1.6정도로 제작할 수 있어서 비중이 7.85인 강철 소재에 비하여 매우 경량으로 제작할 수 있는 이점이 있다.The FRP material, that is, the fiber reinforced composite material constituting the
또한, 상기 섬유강화 복합소재를 형성하기 위한 섬유재로 사용되는 소재로는 유리섬유, 탄소섬유, 케블라섬유, 보론섬유 및 아라미드섬유 등이 있으며, 상기 섬유재는 그 방향성에 따라 일정한 방향성 없이 산개되어 있는 Non-Axial Type, 일방향성을 갖는 Mono-Axial Type, 이방향성을 갖는 Biaxial Type 및 그 이상의 방향성을 갖는 Multi-Axial Type 등으로 구별된다. 상기 섬유강화 복합소재는 전술한 섬유재 각각의 소재 및 그 방향성에 따라 기계적 물성이 달라진다. 상기 섬유강화 복합소재를 형성하기 위해 전술한 섬유재를 다층 접착하는 수지로는 일반적으로 불포화 폴리에스테르 수지가 이용된다.In addition, the material used as a fiber material for forming the fiber-reinforced composite materials include glass fiber, carbon fiber, Kevlar fiber, boron fiber and aramid fiber, and the fiber material is spread without a certain direction according to its orientation It is divided into Non-Axial Type, Mono-Axial Type with One Direction, Biaxial Type with Two Direction, and Multi-Axial Type with more Direction. The fiber-reinforced composite material has different mechanical properties depending on the material and the orientation of each of the aforementioned fiber materials. In order to form the fiber-reinforced composite material, an unsaturated polyester resin is generally used as the resin for bonding the aforementioned fiber materials in multiple layers.
즉, 상기와 같은 성질을 갖는 섬유강화 복합소재를 사용하여 고강도, 저중량이면서도 매끄러운 표면을 가져 유체의 흐름에 따른 마찰 손실을 최소화할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 선박용 러더의 경우 스틸재질의 사용을 최대한 자제하고, FRP와 폴리우레탄폼을 주로 사용하되 상부회전축(600)과 하부회전축(220)이 결합되는 상부러더판(100)의 상부금속판(110) 및 하부러더판(200)의 하부금속판(210)만을 스틸재질로 사용하면서도 결합력은 강화시키고, 보다 중량을 감소시킬 수 있다.That is, by using a fiber-reinforced composite material having the above properties, it has a high strength, low weight and smooth surface, thereby minimizing frictional loss due to the flow of fluid. In particular, in the case of a rudder for ships according to the present invention, refrain from using steel materials as much as possible, and mainly use FRP and polyurethane foams, but the upper part of the
한편, 상기와 같이 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)는 수평방향의 강도에 대해서는 안정적인 결과를 갖는다. 물론, 선박용 러더의 경우 수직방향의 응력보다는 대부분이 수평방향의 응력에 집중되지만, 급작스러운 유속의 변화나 다른 부유물과의 충돌에 대비하여 수직방향의 응력에 대해서도 고려할 필요가 있다. 이를 위하여 도 5 내지 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선박용 러더는 수직보강부재(700)를 더 포함할 수 있다. 단순히 수직보강부재(700)를 상부러더판(100)과 하부러더판(200) 사이에 배치하는 것만으로는 중량을 증가시키는 의미밖에 없으므로 수평방향의 강도를 개선하기 위한 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)와의 관계에서 상기 수직보강부재(700)가 연계된 결합이 이루어져야 할 것이다.On the other hand, the
즉, 상기 상부러더판(100)은 전방 하단에 상부삽입홈(120)이 형성되고, 상기 하부러더판(200)은 전방 상단에 하부삽입홈(230)이 형성된다. 이때, 상기 수직보강부재(700)는 각각의 수평부재(300)를 관통하여 세로로 길게 형성된 막대형상으로 상단부가 상기 상부러더판(100)의 상부삽입홈(120)에 삽입 결합되고, 하단부가 상기 하부러더판(200)에 삽입 결합된다. 그에 따라 수직보강부재(700)는 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)와 각각 결합되어 수직방향의 응력이나 수평방향의 응력발생시 발생하는 응력을 상호 분배하여 나눌 수 있고, 보다 견고한 결합을 이루어낼 수 있다.That is, the
상기 수직보강부재(700)는 중량은 다소 증가하겠지만 스틸재질을 사용할 수도 있고, 목재나 합성수지를 사용할 수도 있을 것이다. 다만, FRP재질의 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)와의 결합력을 감안하여 수직보강부재(700) 역시 FRP재질로 형성하면 좋겠지만, 그에 따른 비용의 상승 역시 무시할 수 없다. 따라서, 상기 수직보강부재(700)는 목재로 된 수직내부부재(710)와, 상기 수직내부부재(710)의 측면을 감싸도록 적층된 FRP재질의 수직외부부재(720)로 구성될 수 있다. 즉, 목재로 된 수직내부부재(710)를 통해 중량 및 비용을 더욱 감소시키되, 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 수평부재(300)와의 결합력을 상승시키기 위하여 FRP재질의 수직외부부재(720)를 수직내부부재(710)의 표면에 적층하는 것이다.The vertical reinforcing
상기 수직보강부재(700)의 형상은 막대형상 즉 기둥형상을 가지지만, 평단면이 원형이나 기타 다각형을 가질 수 있을 것이다. 다만, 도 7에 도시된 바와 같이 수직보강부재(700)의 평단면이 사각형을 가지는 사각기둥 형상으로 제작하여 보다 안정적인 결합관계를 이루면서 수직보강부재(700)를 구성하는 수직내부부재(710) 및 수직외부부재(720)의 제작을 더욱 용이하게 할 수 있을 것이다.The shape of the vertical reinforcing
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 선박용 러더는, FRP재질의 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 복수의 수평부재(300)가 견고한 뼈대로서 기능하고, 폴리우레탄폼의 충격흡수부재(400)가 각각의 수평부재(300) 사이를 채워 충격흡수기능을 담당하며, 측면에는 FRP를 다시 다층 접착함으로써, 높은 수압하에서 캐비테이션에 의한 충격을 받더라도 충격흡수를 통해 손상을 방지하고, 유체역학적 마찰손실을 감소시켜 내마모성을 개선할 수 있다.As described above, the ship rudder according to the present invention, the
특히, 하부러더판(200)에 인서트 결합된 하부금속판(210) 및 하부회전축(220)과 별도로 상부러더판(100)에 인서트 결합된 상부금속판(110)과 스틸재질의 상부회전축(600)의 상부결합판(610) 간의 볼트(620) 결합을 통해 종래 스틸재질의 하나의 회전축이 결합된 것과 달리 상부 및 하부로 각각 회전축이 나뉘어지고, 각 회전축 간의 결합에 있어서도 별도의 인서트 결합된 상부금속판(110) 및 하부금속판(210)을 통해 결합되므로 상부회전축(600)의 회전시 FRP소재와의 사이에서 겉도는 등의 문제를 방지하고, 각각의 결합력이 약화되지 않아 내구성을 담보할 수 있다.In particular, the
더욱이, 상부러더판(100), 하부러더판(200) 및 복수의 수평부재(300)를 통해 수평방향의 강도를 개선한다면, 수직보강부재(700)를 통해 수직방향의 강도를 개선할 수 있으며, 수직보강부재(700)를 상부러더판(100) 및 하부러더판(200) 각각의 삽입홈에 삽입 결합됨과 동시에 수평부재(300)와 각각 결합되어 상호 간 보다 견고한 결합을 이루어낼 수 있다.
Furthermore, if the strength in the horizontal direction is improved through the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
100 : 상부러더판
110 : 상부금속판 120 : 상부삽입홈
200 : 하부러더판 210 : 하부금속판
220 : 하부회전축 230 : 하부삽입홈
300 : 수평부재
400 : 충격흡수부재
500 : 측면부재
600 : 상부회전축
610 : 상부결합판 620 : 볼트
700 : 수직보강부재
710 : 수직내부부재 720 : 수직외부부재100: upper rudder plate
110: upper metal plate 120: upper insertion groove
200: lower rudder plate 210: lower metal plate
220: lower rotation shaft 230: lower insertion groove
300: horizontal member
400: shock absorbing member
500: side member
600: upper rotating shaft
610: upper coupling plate 620: bolt
700: vertical reinforcing member
710: vertical inner member 720: vertical outer member
Claims (4)
평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 전방 내부에 스틸재질의 상부금속판이 인서트 결합된 FRP재질의 상부러더판과,
평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 전방 내부에 스틸재질의 하부금속판이 인서트 결합되며, 상기 하부금속판의 하단에 하방을 향해 돌출된 하부회전축이 형성되어 상기 타혼에 회전 가능하게 설치되는 FRP재질의 하부러더판과,
각각의 평단면이 유선형을 가지도록 평판형으로 형성되고, 각각이 상하로 이격되어 상기 상부러더판 및 하부러더판 사이에 복수가 배치되는 FRP재질의 수평부재와,
상기 상부러더판 및 하부러더판 사이에 배치된 각각의 수평부재의 상하를 채우도록 형성되는 폴리우레탄폼 재질의 충격흡수부재와,
상기 상부러더판 및 하부러더판 사이의 수평부재 및 충격흡수부재의 노출된 측면을 감싸도록 적층되는 FRP재질의 측면부재와,
상단부가 상기 타혼에 회전 가능하게 설치되고, 하단부에 상기 상부금속판과 대응되는 상부결합판이 형성되어 상기 상부금속판과 상부결합판이 볼트 결합된 스틸 재질의 상부회전축을 포함하고,
상기 상부러더판은 전방 하단에 상부삽입홈이 형성되고,
상기 하부러더판은 전방 상단에 하부삽입홈이 형성되고,
각각의 수평부재를 관통하여 세로로 길게 형성된 막대형상으로 상단부가 상기 상부러더판의 상부삽입홈에 삽입 결합되고, 하단부가 상기 하부러더판에 삽입 결합된 수직보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
In the rudder for ships rotatably installed in the other horn provided on the rear of the ship hull, the direction of travel of the hull,
The upper rudder plate of the FRP material is formed in a flat plate shape so that the flat section has a streamlined shape, and the upper metal plate of the steel material is inserted into the front inside,
The flat section is formed in a flat plate shape to have a streamlined shape, the lower metal plate of the steel material is inserted in the front inside, the lower rotating shaft protruding downward is formed at the lower end of the lower metal plate is rotatably installed in the other horn Lower rudder plate of FRP material,
A horizontal member formed of a flat plate so that each flat cross section has a streamline shape, each of which is spaced up and down, and a plurality of horizontal members of the FRP material are disposed between the upper and lower rudder plates;
A shock absorbing member made of polyurethane foam material formed to fill up and down each of the horizontal members disposed between the upper and lower rudder plates;
A side member of the FRP material laminated to surround the exposed side of the horizontal member and the shock absorbing member between the upper rudder plate and the lower rudder plate;
An upper end is rotatably installed on the other horn, an upper coupling plate corresponding to the upper metal plate is formed at a lower end thereof, and includes an upper rotation shaft made of steel in which the upper metal plate and the upper coupling plate are bolted together.
The upper rudder plate is formed with an upper insertion groove at the front lower end,
The lower rudder plate is formed with a lower insertion groove in the front upper end,
It characterized in that it further comprises a vertical reinforcing member inserted into the upper insertion groove of the upper rudder plate, the lower end is inserted into the lower rudder plate in the form of a rod formed longitudinally through each horizontal member. Marine rudder.
상기 수직보강부재는,
목재로 된 수직내부부재와,
상기 수직내부부재의 측면을 감싸도록 적층된 FRP재질의 수직외부부재로 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
The method of claim 1,
The vertical reinforcing member,
Vertical inner member made of wood,
A rudder for ships comprising a vertical outer member of FRP material laminated to surround the side of the vertical inner member.
상기 수직보강부재는,
평단면이 사각형을 가지는 사각기둥 형상인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1,
The vertical reinforcing member,
A rudder for ships, characterized in that the cross section has a square pillar shape having a square.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2012-02-07 KR KR1020120012263A patent/KR101181799B1/en active IP Right Grant
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