KR101281100B1 - 러더, 그리고 러더 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

러더, 그리고 러더 제작 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 러더는 내부에 지지 블럭이 형성된 러더 몸체, 상기 지지 블럭에 삽입 고정되며, 삽입홈이 형성된 캐스팅, 및 상기 삽입홈에 강제 끼움되는 러더 스톡을 포함하되, 상기 캐스팅은, 상기 삽입홈이 형성된 캐스팅 바디, 및 상기 캐스팅 바디의 외측면으로부터 상기 캐스팅 바디의 반경 방향으로 연장되는 캐스팅 날개를 포함한다.

Description

러더, 그리고 러더 제작 방법{RUDDER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE RUDDER}
본 발명은 러더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박용 러더에 관한 것이다.
선박의 선체에는 조향을 위하여 러더(Rudder)가 설치된다. 러더는 프로펠러 후류에 위치되는 러더 몸체와 러더 몸체에 회전 동력을 전달하는 러더 스톡(Rudder stock), 그리고 러더 몸체와 러더 스톡을 연결하는 캐스팅(Casting)으로 구성된다.
일반적으로 러더는 금속 재질로 제작된다. 그리고, 러더 몸체의 내부에는 지지판들이 용접되어 격자 형태로 배치된다. 캐스팅은 지지판에 용접되며, 러더 스톡은 캐스팅에 억지 끼움된다.
상술한 구조를 갖는 러더는 각각의 구성들을 용접으로 결합시키므로, 용접공정에 많은 시간이 소요되며, 제작 단가가 높아진다. 그리고, 각각의 구성들을 개별적으로 용접하므로, 용접 비틀림 현상이 발생되어 치수관리가 정밀하게 이루어지지 못한다. 또한, 지지판과 캐스팅은 국소 영역에서 용접되므로, 러더 스톡의 회전력이 러더 몸체로 전달되는 과정에서 용접된 영역에 부하가 집중된다. 집중된 부하는 지지판과 캐스팅의 결합력을 약화시킨다.
본 발명의 실시예들은 러더 몸체와 캐스팅을 용이하게 결합할 수 있는 러더를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 러더 스톡의 회전력이 러더 몸체에 효과적으로 전달될 수 있는 러더를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 러더는 내부에 지지 블럭이 형성된 러더 몸체; 상기 지지 블럭에 삽입 고정되며, 삽입홈이 형성된 캐스팅; 및 상기 삽입홈에 강제 끼움되는 러더 스톡을 포함하되, 상기 캐스팅은, 상기 삽입홈이 형성된 캐스팅 바디; 및 상기 캐스팅 바디의 외측면으로부터 상기 캐스팅 바디의 반경 방향으로 연장되는 캐스팅 날개를 포함할 수 있다.
또한, 상기 캐스팅 날개는, 상기 캐스팅 바디의 일측으로 연장되는 제1날개; 및 상기 캐스팅 바디의 타측으로 연장되는 제2날개를 포함하되, 상기 제1날개, 상기 캐스팅 바디, 그리고 상기 제2날개는 일직선상에 위치될 수 있다.
또한, 상기 제1날개 및 상기 제2날개의 두께는 상기 캐스팅 바디의 지름보다 작을 수 있다.
또한, 상기 삽입홈을 형성하는 상기 캐스팅 바디의 내측면에는 제1홈이 형성되고, 상기 러더 스톡에서 상기 삽입홈에 삽입된 영역 외측면에는 제2홈이 형성되며, 상기 제1홈과 상기 제2홈은 서로 조합되어 고정홈을 형성하고, 상기 캐스팅은, 상기 고정홈에 삽입되는 키를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 러더 몸체의 재질은 상기 캐스팅의 재질과 상이할 수 있다.
또한, 상기 러더 몸체의 재질은 플라스틱이고, 상기 캐스팅의 재질은 금속일 수 있다.
또한, 상기 러더 몸체의 내부에는 상부 공간 및 하부 공간이 형성되며, 상기 상부 공간은 빈 공간으로 상기 지지 블럭의 상부에 위치되고, 상기 하부 공간은 빈 공간으로 상기 지지 블럭의 하부에 위치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 러더 제작 방법은 캐스팅의 삽입홈에 러더 스톡을 강제 끼움하는 결합 단계; 상기 캐스팅과 상기 러더 스톡을 형틀 내에 위치시키는 준비 단계; 상기 형틀 내에 용융된 플라스틱 수지를 주입시키는 수지 주입 단계; 상기 용융된 플라스틱 수지를 경화시켜 러더 몸체를 형성하는 경화 단계; 및 상기 러더 몸체를 상기 형틀로부터 분리하는 분리 단계를 포함하되, 상기 캐스팅은, 상기 삽입홈이 형성된 캐스팅 바디의 외측면으로부터 반경 방향으로 연장되는 캐스팅 날개를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결합 단계는, 상기 캐스팅 바디의 내측면에 형성된 제1홈에 키를 삽입하는 단계; 및 상기 러더 스톡의 외측면에 형성된 제2홈과 상기 키가 위치된 제1홈이 조합되어 상기 키의 일부 영역이 상기 제2홈 내에 위치되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 캐스팅 날개가 러더 몸체와 결합되는 면적을 넓힘으로써, 러더 스톡의 회전력이 러더 몸체에 효과적으로 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 러더 몸체의 주조과정에서 캐스팅과 러더 몸체가 고정 결합되므로, 러더 몸체와 캐스팅을 용이하게 결합할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 러더 스톡과 캐스팅 간에 키가 삽입 고정되므로, 러더 스톡과 캐스팅 간의 슬립 발생이 예방될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 러더를 나타내는 부분 단면 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 캐스팅과 러더 몸체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 러더를 제작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 준비 단계를 나타내는 부분 단면 사시도이다.
도 6은 도 6의 수지 주입 단계를 나타내는 부분 단면 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 캐스팅, 이를 포함하는 러더, 그리고 러더 제작 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 러더를 나타내는 부분 단면 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 러더(100)는 러더 몸체(110), 캐스팅(120) 그리고 러더 스톡(130)을 포함한다.
러더 몸체(110)는 내부에 공간이 형성된 블럭 형상으로 제공된다. 러더 몸체(110)는 선단부가 라운드지게 제공된다. 그리고, 러더 몸체(110)는 선단부(110a)에서 후단부(110b)로 갈수록 폭이 점점 작아지는 유선형상으로 제공된다. 러더 몸체(110)의 내부에는 지지 블럭(111)이 형성된다. 지지 블럭(111)은 러더 몸체(110)의 내측면과 연결되며, 러더 몸체(110)의 상면 및 저면과 나란하게 배치된다. 지지 블럭(111)은 러더 몸체(110)의 내부공간을 복수개의 공간(112a, 112b)들로 구획한다. 실시예에 따르면, 지지 블럭(111)은 러더 몸체(110)의 중앙부에 제공되며, 러더 몸체(110)의 내부는 상부 공간(112a)과 하부 공간(112b)으로 구획된다. 지지 블럭(111)은 러더 몸체(110)의 중앙부에 형성되며, 러더 몸체(110) 내부 공간을 상부 공간(112a)과 하부 공간(112b)으로 구획된다. 상부 공간(112a)과 하부 공간(112b)은 빈 공간으로 제공된다. 때문에, 러더 몸체(110)가 경량화 될 수 있다. 또한, 러더 몸체(110)의 제작에 사용되는 원료가 적게 소모되어 러더 제작 비용을 절감할 수 있다.
지지 블럭(111)이 제공되는 개수 및 지지 블럭(111)에 의해 구획되는 공간의 개수는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 러더 몸체(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 플라스틱 재질은 기계적 강도가 우수한 강화 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
지지 블럭(111)의 내부에는 캐스팅(120)이 삽입 고정된다. 캐스팅(120)은 러더 몸체(110)와 러더 스톡(130)을 연결한다. 캐스팅(120)은 금속 재질로 제공된다.
도 3은 도 1의 캐스팅과 러더 몸체를 나타내는 분해 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 캐스팅(120)은 캐스팅 바디(121), 캐스팅 날개(125), 그리고 키(128)를 포함한다.
캐스팅 바디(121)는 원뿔대 형상의 블럭으로 제공된다. 캐스팅 바디(121)의 상면은 그 저면보다 큰 반경을 갖는다. 캐스팅 바디(121)의 외측면은 상부에서 하부로 갈수록 캐스팅 바디(121)의 중심에 인접하도록 경사지게 제공된다. 캐스팅 바디(121)에는 삽입홈(122)이 형성된다. 삽입홈(122)은 캐스팅 바디(121)의 상면으로부터 저면으로 연장되는 관통공(through hole)으로 제공된다. 삽입홈(122)을 형성하는 캐스팅 바디(121)의 내측면에는 제1홈(123)이 형성된다. 제1홈(123)은 캐스팅 바디(121)의 상면으로부터 하부로 연장되며, 슬릿 형상으로 제공된다.
캐스팅 날개(125)는 캐스팅 바디(121)의 외측으로 연장된다. 캐스팅 날개(125)는 캐스팅 바디(121)의 반경 방향으로 연장된다. 캐스팅 날개(125)는 높이에 비해 상대적으로 두께가 얇은 판 형상으로 제공된다. 캐스팅 날개(125)의 두께는 캐스팅 바디(121)의 지름보다 작게 제공된다. 캐스팅 날개(125)는 상단부가 캐스팅 바디(121)의 상면에 상응하는 높이에 위치되고, 하단부가 캐스팅 바디(121)의 저면에 상응하는 높이에 위치된다. 캐스팅 날개(125)는 캐스팅 바디(121)와 일체로 형성된다. 일 실시예에 따르면, 캐스팅 날개(125)는 제1날개(126)와 제2날개(127)를 포함한다. 제1날개(126)는 캐스팅 바디(121)의 일측으로 연장되고, 제2날개(127)는 캐스팅 바디(121)의 타측으로 연장된다. 상부에서 바라볼 때, 제1날개(126)와 제2날개(127)는 캐스팅 바디(121)를 중심으로 캐스팅 바디(121)의 양측에 각각 위치된다. 제1날개(126), 캐스팅 바디(121), 그리고 제2날개(127)는 순차적으로 일직선상에 위치된다. 제1날개(126)와 제2날개(127)는 캐스팅 바디(121)의 중심을 지나는 직선(L)상에 위치된다. 제1날개(126)는 러더 몸체(110)의 선단부(110a)에 인접하여 위치되고, 제2날개(127)는 러더 몸체(110)의 후단부(110b)에 인접하여 위치된다.
본 실시예에 따르면, 캐스팅 날개(125)는 캐스팅(120)과 지지 블럭(111)이 결합되는 면적을 넓히므로, 러더 스톡(130)의 회전력이 러더 몸체로 전달되는 영역이 넓어진다. 이는 러더 스톡(130)의 회전력을 분산시켜 러더 몸체(110)에 전달하므로, 러더 몸체(110)와 캐스팅(120)이 결합되는 영역들에서 회전으로 인해 발생되는 부하 크기가 줄어든다. 또한, 캐스팅 날개(125)는 캐스팅(120)과 러더 몸체(110)간의 슬립 발생을 방지하므로, 러더 스톡(130)의 회전력이 러더 몸체(110)에 충분히 전달될 수 있다.
캐스팅 바디(121)의 삽입홈(122)에는 러더 스톡(130)이 강제 끼움된다. 러더 스톡(130)은 로드 형상을 가지며, 상면이 하면보다 큰 반경을 가진다. 러더 스톡(130)의 외측면은 상면에서 하면으로 갈수록 러더 스톡(130)의 중심에 인접하도록 경사지게 제공된다. 러더 스톡(130)은 상하방향으로 배치된다. 러더 스톡(130)의 상단부는 러더 몸체(110)의 상부에 위치되고, 하단부는 러더 몸체(110) 내부에 위치된다. 러더 스톡(130)은 금속 재질로 제공된다. 러더 스톡(130)의 하단부(130a)는 삽입홈(122)을 형성하는 캐스팅 바디(121)의 내측면(121a)에 상응하는 형상으로 제공되며, 삽입홈(122)에 강제 끼움된다. 러더 스톡(130)은 큰 하중에 의해 삽입홈(122)에 강제 끼움된다. 실시예에 의하면, 유압으로 캐스팅 바디(121)를 확장시킨 상태에서 큰 하중을 가하여 러더 스톡(130)을 삽입홈(122)에 강제적으로 끼울 수 있다. 러더 스톡(130)의 외측면에는 제2홈(132)이 형성된다. 제2홈(132)은 삽입홈(122)에 삽입되는 러더 스톡의 하단부(130a)에 형성된다. 제2홈(132)은 제1홈(123)에 상응하는 형상으로 제공된다. 러더 스톡(130)이 캐스팅(120)의 삽입홈(122)에 삽입된 상태에서, 제1홈(123)과 제2홈(132)은 서로 조합되어 고정홈(G)을 형성한다. 고정홈(G)에는 키(KEY, 128)가 위치한다. 키(128)는 고정홈(G)에 상응하는 형상으로 제공된다. 키(128)는 러더 스톡(130)의 회전력이 러더 몸체(110)에 전달되는 과정에서 러더 스톡(130)과 캐스팅(120)간의 슬립(SLIP) 발생을 방지한다.
러더 스톡(130)의 상부에는 연결 로드(140)가 위치한다. 연결 로드(140)는 선체에 결합되며, 하단부가 러더 스톡(130)의 상단부와 볼트(141) 체결된다. 연결 로드(140)는 러더 스톡(130)에 회전력을 전달한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더를 제작하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 러더를 제작하는 과정을 나타내는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 러더 제작 방법은 결합 단계(S10), 준비 단계(S20), 수지 주입 단계(S30), 경화 단계(S40), 그리고 분리 단계(S50)가 순차적으로 수행된다.
먼저, 결합 단계(S10)에서는 도 3과 같이, 키(128)를 캐스팅 바디(121)의 내측면에 형성된 제1홈(123) 내에 삽입한다. 그리고, 러더 스톡(130)을 캐스팅(120)의 삽입홈(122)에 강제 삽입한다. 큰 하중에 의해 러더 스톡(130)이 삽입홈(122)에 강제 삽입된다. 이 때, 상기 러더 스톡(130)의 외측면에 형성된 제2홈(132)과 상기 키(128)가 위치된 제1홈(123)이 조합되어 상기 키(128)의 일부 영역이 제2홈(132) 내에 위치된다. 키(128)는 러더 스톡(130)의 외측면과 캐스팅(120)의 내측면간의 슬립 발생을 방지한다.
준비 단계(S20)에서는 도 5와 같이, 캐스팅(120)이 결합된 러더 스톡(130)을 형틀(200)내에 위치시킨다. 형틀(200)의 내부에는 러더 몸체(도 1의 110)에 상응하는 형상의 공간(201)이 제공된다. 캐스팅(120)이 결합된 러더 스톡(130) 영역은 형틀(200)의 내부공간(201)에 위치되고, 러더 스톡(130)의 상단부는 형틀(200) 외부에 위치된다.
수지 주입 단계(S30)에서는 도 6과 같이, 주입공(210)을 통해 형틀(200) 내부로 용융된 플라스틱 수지(R)를 주입한다(S40). 용융된 플라스틱 수지(R)는 형틀(200) 내부공간(201)을 채운다. 플라스틱 수지(R)가 형틀(200) 내부공간(201)을 채우는 과정에서, 수지(R)는 캐스팅 바디(121) 및 캐스팅 날개(125)를 감싼다.
경화 단계(S40)에서는 용융된 플라스틱 수지(R)가 완전히 경화될 때까지 소정 시간 대기한다.
분리 단계(S50)에서는 경화된 플라스틱 수지(R)로부터 형틀(200)을 제거한다. 상술한 과정에 의해, 경화된 플라스틱 수지(R)는 러더 몸체(도 1의 110)를 구성한다. 러더 몸체(110)는 주조 과정에서 캐스팅(120) 및 러더 스톡(130)에 일체로 결합된다. 따라서, 상술한 러더 제작 방법에 의할 때, 러더 몸체(110)와 캐스팅(120)을 결합하기 위한 별도의 공정이 요구되지 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
100: 러더 110: 러더 몸체
120: 캐스팅 121: 캐스팅 바디
125: 캐스팅 날개 128: 키
130: 러더 스톡

Claims (9)

  1. 내부에 지지 블럭이 형성된 러더 몸체;
    상기 지지 블럭에 삽입 고정되며, 삽입홈이 형성된 캐스팅; 및
    상기 삽입홈에 강제 끼움되는 러더 스톡을 포함하되,
    상기 캐스팅은,
    상기 삽입홈이 형성된 캐스팅 바디; 및
    상기 캐스팅 바디의 외측면으로부터 상기 캐스팅 바디의 반경 방향으로 연장되는 캐스팅 날개를 포함하는 러더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐스팅 날개는,
    상기 캐스팅 바디의 일측으로 연장되는 제1날개; 및
    상기 캐스팅 바디의 타측으로 연장되는 제2날개를 포함하되,
    상기 제1날개, 상기 캐스팅 바디, 그리고 상기 제2날개는 일직선상에 위치되는 러더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1날개 및 상기 제2날개의 두께는 상기 캐스팅 바디의 지름보다 작은 러더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입홈을 형성하는 상기 캐스팅 바디의 내측면에는 제1홈이 형성되고,
    상기 러더 스톡에서 상기 삽입홈에 삽입된 영역 외측면에는 제2홈이 형성되며,
    상기 제1홈과 상기 제2홈은 서로 조합되어 고정홈을 형성하고,
    상기 캐스팅은,
    상기 고정홈에 삽입되는 키를 더 포함하는 러더.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 러더 몸체의 재질은 상기 캐스팅의 재질과 상이한 러더.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 러더 몸체의 재질은 플라스틱이고,
    상기 캐스팅의 재질은 금속인 러더.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 러더 몸체의 내부에는 상부 공간 및 하부 공간이 형성되며,
    상기 상부 공간은 빈 공간으로 상기 지지 블럭의 상부에 위치하고,
    상기 하부 공간은 빈 공간으로 상기 지지 블럭의 하부에 위치하는 러더.
  8. 캐스팅의 삽입홈에 러더 스톡을 강제 끼움하는 결합 단계;
    상기 캐스팅과 상기 러더 스톡을 형틀 내에 위치시키는 준비 단계;
    상기 형틀 내에 용융된 플라스틱 수지를 주입시키는 수지 주입 단계;
    상기 용융된 플라스틱 수지를 경화시켜 러더 몸체를 형성하는 경화 단계; 및
    상기 러더 몸체를 상기 형틀로부터 분리하는 분리 단계를 포함하되,
    상기 캐스팅은,
    상기 삽입홈이 형성된 캐스팅 바디의 외측면으로부터 반경 방향으로 연장되는 캐스팅 날개를 포함하는 러더 제작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 결합 단계는,
    상기 캐스팅 바디의 내측면에 형성된 제1홈에 키를 삽입하는 단계; 및
    상기 러더 스톡의 외측면에 형성된 제2홈과 상기 키가 위치된 제1홈이 조합되어 상기 키의 일부 영역이 상기 제2홈 내에 위치되는 단계를 포함하는 러더 제작 방법.
KR1020110047452A 2011-05-19 2011-05-19 러더, 그리고 러더 제작 방법 KR101281100B1 (ko)

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