KR101325873B1

KR101325873B1 - 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법

Info

Publication number: KR101325873B1
Application number: KR1020120014679A
Authority: KR
Inventors: 손정남
Original assignee: 손정남
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-11-05
Also published as: KR20130093252A

Abstract

본발명은 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법에 관한 것으로, 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법에 있어서, 상기 완충부재는 몸체와 상기 몸체 사이에 인서트 사출방법에 의해 삽입되는 보강판재로 이루어지며, 상기 보강판재는 상부판재(4a), 중간판재(4b) 및 하부판재(4c)로 3개로 나누어지며 상부로 갈수록 지름이 커지는 것으로, 상기 보강판재를 먼저 정해진 사이즈에 맞게 절단한 후 프레스에 넣고 타발방식에 의해 내부가 비어 있는 상협하광의 원뿔형상으로 각각 성형하는 보강판재 성형단계; 상기 프레스 성형된 3개의 상, 중, 하 보강판재를 완충부재형상의 상, 하금형 내부에 안치하되, 상기 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c)가 적정 간격을 갖고 이격되어 위치하게 하는 보강판재 인서트 단계; 상기 금형 내에 몸체 재료인 고무계 재질용액을 주입하는 인서트사출단계;를 포함하는 것으로, 본발명에 의해 제조되는 선박 엔진마운팅용 완충부재는 엔진을 안정적으로 지지하며, 선박엔진의 고하중을 견딜 수 있는 강도를 지니며, 또한 압축 및 복원성이 뛰어나며 내구성이 강하며 엔진의 진동을 효과적으로 흡수완화할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법{product method of buffering for ship engine mounting}

본발명은 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박용 엔진마운팅에 설치되어 엔진 진동을 흡수완화하는 완충부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모든 엔진은 본출원인이 기출원하여 등록받은 특허등록공보 등록번호 20-0303194호에 기재된 바와 같이, 피스톤과 커넥팅로드의 상하 운동에 의한 중심 위치의 주기적 변화, 실린더 축방향으로 생기는 왕복운동에 의한 관성력, 커넥팅로드가 크랭크축의 회전에 따라 좌우로 흔들리는 것에 의한 회전관성력 및 크랭크축에 나타나는 뒤틀림의 주기적 변화 등의 현상에 의해 항상 진동이 발생하게 된다.

따라서 엔진이 구동할 때 발생되는 진동으로부터 엔진 자체를 보호하고 나아가 진동소음의 발생을 방지하기 위하여 모든 엔진들은 엔진마운팅으로 지지하고 있다.

통상 엔진마운팅은 엔진실의 지지대에 장착되는 베이스와 엔진을 받쳐주는 커버 그리고 사이에 개재되는 완충부재의 구성요소로 이루어져 있으며, 상기한 완충부재는 고탄력을 가지는 고무재로 된 것이 사용되고 있다.

그런데 선박용 엔진은 자동차용 엔진에 비하여 크기도 클 뿐 아니라 무게도 상당히 무겁기 때문에 완충부재는 엔진의 진동을 흡수 및 완화시키는 기능을 보유하고 있어야 될 뿐 아니라 고하중에도 충분히 견딜 수 있는 강도를 지니고 있어야 하는데, 상기한 완충부재가 고탄력의 고무재질로 구성되었다 하더라도 고무재질만으로 구성되었을 경우에는 선박엔진의 고하중을 견딜 수 있는 강도를 보유하지 못하게 되는 취약점을 드러내고 있다.

따라서 본출원인은 상기 문제점을 해결하여 특허등록공보 등록번호 20-0303194호를 출원했고 그 기술내용은 하기와 같다.

선박 엔진실의 바닥에 설치된 프레임에 볼트로 고정 부착되는 베이스부재와, 엔진의 저부에 볼트에 의해 장착되어 엔진을 지지하는 커버부재와, 상기 베이스부재와 커버부재 사이에 개재되어 엔진의 진동을 흡수 완화시켜주는 고무계 재질의 완충부재 및 상기한 베이스부재, 커버부재, 완충부재의 중심을 관통하면서 베이스부재와 커버부재를 결속시키는 축부재로 구성되는 엔진마운팅에 있어서, 상기 베이스부재의 상면 중심에는 상협하광한 원뿔모양으로 돌출되어 완충부재의 내주면에 삽입된 상태로 안정되게 지지할 수 있는 원뿔형 돌부가 형성되어 있으며, 상기 커버부재에는 완충부재의 외주면을 감싸주면서 안정되게 지지할 수 있도록 단면이 상협하광한 사다리꼴모양으로된 지지요부가 형성되어 있고, 상기 완충부재에는 단면이 상협하광한 모양으로 된 고무계 재질의 몸체 내부에 3중구조로 다수의 보강판재가 매설되어 있는 것을 포함하여 구성되어진 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고 상기 완충부재의 상면과 저면은 고무계 재질의 몸체가 탄력적으로 압축 및 복원이 잘 이루어지게 유도할 수 있도록 계단상으로 단층지게 형성한 것을 특징으로 하는 것이며, 또한 상기 축부재의 하단에 형성된 머리부를 우레탄 피복층으로 피복처리한 것을 특징으로 하는 것이다.

도면부호 1은 엔진마운팅을 나타내는 것으로, 상기 엔진마운팅(1)은 선박의 엔진실의 바닥측에 설치된 프레임에 고정부착되는 베이스부재(2)와, 엔진의 저부를 지지하는 커버부재(3)와, 상기 베이스부재(2)와 커버부재(3) 사이에 개재되는 완충부재(4) 및 상기한 베이스부재(2), 커버부재(3), 완충부재(4) 각각의 중심을 관통하는 상태로 설치되어 상기한 각 부재들을 결속시키는 축부재(5) 등이 주요 구성요소를 이루고 있다.

상기 베이스부재(2)는 알루미늄 재질로 형성되어 있으며, 사각형으로 형성된 바닥부의 각 모서리부분에는 프레임에 볼트로 고정시키기 위한 조립공(도시 생략)이 형성되어 있으며, 바닥부의 상면 중심에는 단면이 상협하광한 원뿔형 돌부(21)가 돌출 형성되어 있고, 그 저부측에는 요홈(22)이 형성되어 있다.

상기 베이스부재(2)의 중심에는 축부재(5)가 관통하는 관통공(23)이 형성되어 있으며, 그 관통공(23)의 내경은 축부재(5)의 외경보다 크게 형성되어 있어 축부재(5)가 접촉하지 않게 되는 것이며, 또한 관통공(23)의 상측에는 축부재(5)와의 접촉이 발생될 것을 대비하여 우레탄 재질의 부쉬(24)가 조립되어 있다.

상기 완충부재(4)는 고무계 재질로 형성되어 있으며, 단면이 상협하광한 모양으로 된 몸체의 내부에는 금속재로 된 다수의 보강판재(4a)(4b)(4c)가 매설되어 있는데, 상기한 다수의 보강판재들 중 직경이 가장 작은 내측의 보강판재(4a)는 원뿔형 돌부(21)에 지지되는 내주면(41)에 인접한 위치에 매설되어 있으며, 직경이 중간을 이루는 중간측 보강판재(4b)는 완충부재(4)의 몸체 중간부분에 매설되어 있고, 직경이 가장 큰 외측의 보강판재(4c)는 커버부재(3)에 지지되는 외주면(42)에 인접한 위치에 매설되어 있다.

그리고 상기 완충부재(4)의 상,하면(43)(44)은 고무계 재질의 몸체가 탄력적으로 압축 및 복원이 잘 이루어질 수 있도록 계단식으로 단층지게 형성되어 있다.

상기 커버부재(3)는 알루미늄 재질로 형성되어 있으며, 상부는 폐구된 원형으로 형성되고 하부는 단면이 사다리꼴모양으로 개구되어 있는데, 개구된 하부의 내면은 상기의 완충부재(4)의 외주면(42)에 밀착 지지되는 상협하광한 지지요부가 형성되어 있다.

한편, 상기 커버부재(3)와 축부재(5)의 구조는 대형 엔진 및 중소형 엔진에 따라 약간 다르게 구성되는데, 이를 도면에 도시된 실시예로 설명하면,

도 1에 도시된 실시예는 상기 커버부재(3)의 폐구된 상면 중심에는 축부재(5)의 수나사부(51)가 나사조립되는 암나사공이 형성되어 있으며, 또한 커버부재(3)의 폐구된 상면의 둘레부분에는 선박 엔진의 저부에 볼트로서 결착시키기 위한 볼트조립공(32)이 형성되어 있고, 이 실시예의 커버부재(3) 상면에는 스토퍼(7)가 다수의 렌치볼트(6)에 의해 조립되어 있다.

도 2에 도시된 실시예는 상기 커버부재(3)의 중심에 형성된 암나사공에는 수나사와 암나사가 함께 형성된 조립너트체(8)가 나사조립되며, 상기 축부재(5)에는 상기한 조립너트체(8)의 암나사공에 나사조립되는 수나사부(51)와 이 수나사부(51)의 상단에서 돌출된 채 중소형 엔진의 바닥에 형성되어 있는 체결나사공에 직접 나사조립되는 연장나사부(52)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기한 도 1 및 도 2 각각에 도시된 실시예들의 커버부재(3) 상면에는 도면에 도시된 바와 같이 캡(9a)(9b)이 각각 부착되어 있는데, 상기한 캡들은 고무재질로 형성되어 엔진마운팅(1)이 사용되기 전에는 먼지 등의 이물질이 축부재를 통해 내부로 침투하는 것을 방지하게 되며, 사용시에는 커버부재(3)에서 탈거되는 것이다.

그리고 상기한 도 1 및 도 2 각각의 실시예에 있어 축부재(5)의 머리부(53)에는 우레탄(54)이 적당한 두께로 피복처리되어 있는데, 상기한 우레탄(54)은 엔진 가동시 엔진마운팅(1)이 진동을 흡수 완화시키는 과정에서 머리부(53)가 요홈(22)의 상면 또는 베이스부재(2)의 바닥이 부착된 프레임에 접촉하게 될 때 접촉충격을 흡수 완화시키는 작용을 담당한다.

이와 같이 구성된 선박용 엔진마운팅은 엔진의 진동을 흡수 완화시키는 완충부재(4)의 내주면(41)이 베이스부재(2)의 상면에 돌출된 원뿔형 돌부(21)를 감싼 상태로 밀착 지지되어 있고, 외주면(42)은 커버부재(3)의 지지요부에 삽입된 상태로 밀착 지지되어 있는 구조로 조립되어 있으므로 상기 완충부재(4)는 안정된 상태로 커버부재(3)를 지지하고 있게 되는 것이며, 또한 상기 완충부재(4)의 내부에 3중구조로 매설된 3개의 보강판재(4a)(4b)(4c)들 중 내,외주면에 인접한 위치에 매설된 2개의 보강판재(4a)(4c)는 원뿔형 돌부(21)와 지지요부에 탄력적으로 대항하는 작용을 나타내게 되며, 중간에 매설되어 있는 보강판재(4b)는 완충부재(4) 자체의 탄력이 균등하게 나타나게 하는 작용을 나타내게 된다.

그러나 상기 본출원인 기출원하여 등록받은 엔진마운팅의 완충부재는 단순히 금속재질의 보강판재를 절단하여 용접하거나, 플라스틱 판재를 사출성형한 것으로, 작업이 까다롭고 복잡할뿐더러, 상기 보강판재와 몸체의 접착이 양호하지 않아 불량의 원인이 되는 단점이 있었다.

또한, 다른 종래기술로서 특허공개공보 공개번호 특2000-0028533호 등이 공개되어 있고, 상기 종래기술에는 선체 구조물에 엔진의 진동 하중을 지지하는 빔부, 상기 빔부와 선체 구조물 사이를 연결하는 선체연결부 및 상기 빔부와 엔진 사이를 연결하는 엔진연결부를 포함하고; 상기 선체연결부와 상기 엔진연결부 중 한쪽의 연결부는, 일정 간격을 두고 나란히 배치되어 상기 빔부에 연결된 한 쌍의 가압판, 상기 두 가압판의 외측에 인접하는 위치에 상기 선체 구조물 또는 엔진에 고정 설치된 한쌍의 마찰지지대, 및 상기 두 가압판 사이에 설치되고 내부의 공기압을 조절하여 상기 두 가압판의 상기 마찰지지대에 대한 가압력을 제어할 수 있는 공기튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진의 탑브레이싱이 공개되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술들 역시 엔진을 안정적으로 지지하기가 어렵고, 선박엔진의 고하중을 견딜 수 있는 강도를 지니는 동시에 내구성과 복원성이 뛰어나서 엔진의 진동을 효과적으로 흡수완화할 수 있는 기능과 구조를 가지고 있지 못하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서박 엔진마운팅용 완충부재가 엔진을 안정적으로 지지하며, 선박엔진의 고하중을 견딜 수 있는 강도를 지니며, 또한 압축 및 복원성이 뛰어나며 내구성이 강하며 엔진의 진동을 효과적으로 흡수완화할 수 있는 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법에 관한 것으로, 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법에 있어서, 상기 완충부재는 몸체와 상기 몸체 사이에 인서트 사출방법에 의해 삽입되는 보강판재로 이루어지며, 상기 보강판재는 상부판재(4a), 중간판재(4b) 및 하부판재(4c)로 3개로 나누어지며 상부로 갈수록 지름이 커지는 것으로, 상기 보강판재를 먼저 정해진 사이즈에 맞게 절단한 후 프레스에 넣고 타발방식에 의해 내부가 비어 있는 상협하광의 원뿔형상으로 각각 성형하는 보강판재 성형단계; 상기 프레스 성형된 3개의 상, 중, 하 보강판재를 완충부재형상의 상, 하금형 내부에 안치하되, 상기 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c)가 적정 간격을 갖고 이격되어 위치하게 하는 보강판재 인서트 단계; 상기 금형 내에 몸체 재료인 고무계 재질용액을 주입하는 인서트사출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명에 의해 제조되는 선박 엔진마운팅용 완충부재는 엔진을 안정적으로 지지하며, 선박엔진의 고하중을 견딜 수 있는 강도를 지니며, 또한 압축 및 복원성이 뛰어나며 내구성이 강하며 엔진의 진동을 효과적으로 흡수완화할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본발명 엔진마운팅의 실시예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 완충부재의 일부 절개 사시도.

또한, 상기 보강판재 성형단계는 성형된 3개의 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c) 각각의 표면에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성하되, 먼저 접착제를 한 번 도포하고, 건조한 후, 다시 도포한 후 건조하는 것으로, 상기와 같이 접착제층이 형성된 3개의 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c)는 70 ~ 80℃정도로 예열을 하여 인서트사출단계에서의 몸체재료인 고무계 재질 용액과의 접착성을 높이는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 및 도 2는 본발명 엔진마운팅의 실시예를 나타내는 단면도, 도 3은 본 발명의 완충부재의 일부 절개 사시도이다.

본발명의 보강판재는 냉간압연강판(SPCC)를 사용한다. 그리고 상기 보강판재는 상부판재, 중간판재 및 하부판재로 3개로 나누어지며 상부로 갈수록 지름이 커진다. 최하부의 것인 하부보강판재는 상부에 내부방향으로 형성된 절곡부가 형성되고, 최상부인 상부보강판재는 하면에 외부방향으로 형성된 절곡부가 형성된다.

그리고 상기 보강판재는 먼저 사이즈에 맞게 절단한 후 프레스에 넣고 관용의 타발방식에 의해 제품을 성형하는 것이다. 그리고 상하부 보강판재는 절곡하여 절곡부를 형성하는 것이다.

그리고 상기 3개의 보강판재를 본발명 완충부재형상의 상하금형 내부에 안치한 후 몸체를 형성하는 고무계 재질인, 특히 천연고무인 NR 재질 용액을 주입하게 되되, 용액 주입전 상기 3개의 보강판재 각각에는 표면에 접착제를 도포하게 된다. 먼저 접착제를 한 번 도포하고, 건조한 후 다시 도포한 후 건조한다.

한편, 본발명은 그리고 상기 접착제가 2중으로 도포된 보강판재는 70 ~ 80℃정도로 미리 예열을 하여 몸체와의 접착성을 높이게 된다. 예열온도가 70℃미만이면 상기 접착제가 도포된 보강판재에 몸체가 잘 부착하지 않고 80℃를 초과하면 상기 접착제 또는 몸체 재질인 NR이 과열되거나 성분이 변하기 쉽다.

그리고 상기 접착제가 도포되고 예열된 보강판재를 완충부재형상의 상하금형 내부에 안치하되, 상중하 보강판재가 적정간격을 갖고 이격되어 위치하게 상하금형을 설계한다. 그리고 상기 보강판재들이 안치된 상하금형 내부에 몸체를 형성하는 NR 재질 용액을 주입함으로써 제품인 선박용 엔진마운팅 완충부재를 인서트사출하게 되는 것이다.

본발명에서 인서트사출을 위한 금형내 용액주입온도는 150 ~ 160℃로서, 150℃미만이면 성형성이 나빠지며 160℃를 초과하면, 과열되거나 성분이 변질되게 된다. 그리고 주입압력은 170kgf/㎠정도가 적정하다.

한편, 용액을 금형내부에 주입한 후, 일정시간 그대로 두게 되는 것으로, 용액이 주입된 상태로 금형을 개폐하지 않고 그대로 40 ~ 50시간 그대로 둔다. 상기 시간동안 몸체인 NR 재질이 가황작용을 일으키며, 엔진의 진동을 흡수완화할 수 있는 탄성을 가지게 되는 것이다. 40시간 미만이면 가황작용이 불충분하여 탄성력이 떨어지며, 50시간을 초과하여 둘 경우 작업성이 떨어진다.

그리고 상기 시간이 경과되면 금형내에서 선박용 엔진마운팅 완충부재를 꺼집어내게 된다.

마지막으로 상기 제조가 완료된 완충부재를 커버부재와 베이스 부재 사이에 위치시키고, 축부재에 끼워 선박용 엔진마운팅을 완성하는 것이다.

1 : 엔진마운팅 2 : 베이스부재
3 : 커버부재 4 : 완충부재
5 : 축부재 6 : 렌치볼트
7 : 스토퍼 8 : 조립너트체
9a,9b : 캡 21 : 원뿔형 돌부
22 : 요홈
32 : 볼트조립공 4a,4b,4c : 보강판재
41 : 내주면 42 : 외주면
43,44 : 상,하면 51 : 수나사부
52 : 연장나사부 54 : 우레탄 피복층

Claims

상기 완충부재는 몸체와 상기 몸체 사이에 인서트 사출방법에 의해 삽입되는 보강판재로 이루어지며, 상기 보강판재는 상부판재(4a), 중간판재(4b) 및 하부판재(4c)로 3개로 나누어지며 상부로 갈수록 지름이 커지는 것으로, 상기 보강판재를 먼저 정해진 사이즈에 맞게 절단한 후 프레스에 넣고 타발방식에 의해 내부가 비어 있는 상협하광의 원뿔형상으로 각각 성형하는 보강판재 성형단계; 상기 프레스 성형된 3개의 상, 중, 하 보강판재를 완충부재형상의 상, 하금형 내부에 안치하되, 상기 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c)가 상호 이격되어 위치하게 하는 보강판재 인서트 단계; 상기 금형 내에 몸체 재료인 고무계 재질용액을 주입하는 인서트사출단계;를 포함하는 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법에 있어서,
상기 보강판재 성형단계는 성형된 3개의 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c) 각각의 표면에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성하되, 먼저 접착제를 한 번 도포하고, 건조한 후, 다시 도포한 후 건조하는 것으로, 상기와 같이 접착제층이 형성된 3개의 상, 중, 하 보강판재(4a, 4b, 4c)는 70 ~ 80℃정도로 예열을 하여 인서트사출단계에서의 몸체재료인 고무계 재질 용액과의 접착성을 높이는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진마운팅용 완충부재 제조방법
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