KR101542790B1 - 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에 관한 것으로, 허브; 상기 허브에 결합되는 다수개의 블레이드;를 포함하며, 상기 블레이드는 상기 허브와 접합되는 접합면에 금속 부재를 구비하여, 상기 금속 부재와 상기 허브가 직접적으로 결합 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조{COMBINATION STRUCTURE BETWEEN BLADE AND HUB OF PROPELLER BY USING METAL MEMBER}

본 발명은 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에 관한 것으로, 보다 자세하게는 이종 재료로 구성되는 블레이드와 허브 결합시 결합 강도를 증대시키기 위한 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에 관한 것이다.

일반적으로 잠수함 추진기에 적용되는 프로펠러는 허브 본체와 허브 본체에 결합되는 날개로 이루어진다. 이때, 허브 본체의 일측에는 날개와의 결합을 위해 결합부가 구비되고, 날개에는 결합부와 결합되는 끼움부가 구비된다. 따라서, 결합부와 끼움부가 나선 방향으로 끼워짐으로써 허브 본체와 날개가 상호 결합 된다,

한편, 최근에는 잠수함 추진기 방사 소음 문제를 해결하기 위해 복합재료를 적용한 프로펠러의 개발이 추진되고 있다. 즉, 허브 본체는 금속재료로 제작되고, 날개는 복합재료로 제작된다. 그러나, 이와 같이 허브 본체와 날개가 결합 될 때, 이종 재질 간의 물성차이와 금속의 날카로운 형상으로 인해 접합 강도가 약해져 축의 회전력에 의해 블레이드가 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2011-0029347호는 "선박용 프로펠러"에 관하여 개시하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 블레이드가 허브와 접합되는 접합면에 금속 부재를 구비하는 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블레이드와 허브 결합 시, 블레이드의 금속 부재에 구비되는 금속핀을 이용하는 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조는 허브; 상기 허브에 결합되는 다수개의 블레이드;를 포함하며, 상기 블레이드는 상기 허브와 접합되는 접합면에 금속 부재를 구비하여, 상기 금속 부재와 상기 허브가 직접적으로 결합 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속 부재의 양측에는 금속핀이 각각 결합되는 제1 결합홈 및 제2 결합홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브는 상기 금속 부재가 수용되는 수용홈을 구비하되, 상기 수용홈의 하부 내측에는 상기 제2 삽입홈에 결합되어 돌출된 상기 금속핀을 수용하는 제3 삽입홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 삽입홈에 결합되어 돌출된 상기 금속핀이 위치하는 상기 허브의 상기 수용홈의 상부 외측에는 상기 허브와 상기 블레이드의 이탈을 방지하기 위해 결합되는 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브와 상기 커버의 결합은 상기 허브의 상부 중앙에 구비되는 요홈과 상기 커버의 내측에 구비되는 돌출부 간의 체결로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드는 상기 금속 부재와 상이한 복합재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조는 블레이드가 허브와 접합되는 접합면에 금속 부재를 구비하여, 허브와 금속 부재가 직접적으로 접촉되어 결합 되도록 함으로써, 이종 재질 간의 물성차이를 최소화하여 접합 강도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 축의 회전력이 허브를 거쳐 금속 부재와 허브를 결합시키는 금속핀, 금속 부재, 블레이드 순으로 전달됨으로써, 블레이드의 파손을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 허브의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 블레이드 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 블레이드에 구비된 금속 부재의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브에 커버가 결합되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 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.

본 발명에 적용되는 프로펠러는 허브와 다수개의 블레이드로 구성된다, 실린더 형상의 허브는 프로펠러의 중심부를 이루는 부분으로, 허브 내부에 형성된 중공부에 샤프트가 삽입되어 엔진으로부터 동력을 전달받는다. 블레이드는 허브의 외주면에 방사상으로 결합된다. 그리고 블레이드의 개수는 도면에서는 5개로 도시되었으나 이에 한정되지 않고 일반적으로 추진 효율과 프로펠러가 받는 하중에 따른 캐비테이션 및 진동 특성을 고려하여 결정된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에 대하여 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 허브의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 블레이드 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 블레이드에 구비된 금속 부재의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브에 커버가 결합되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 프로펠러는 허브(110), 금속 부재(130)를 구비한 블레이드(120), 커버(140)를 포함하여 이루어진다.

허브(110)는 프로펠러의 중심부를 이루는 부분이다. 허브(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 블레이브(120)에 구비된 금속 부재(130)가 수용되는 수용홈(111)을 구비하되, 수용홈(111)의 하부 내측에는 금속 부재(130)에 구비되는 제2 삽입홈(132)에 결합되어 돌출된 금속핀(P)을 수용하는 제3 삽입홈(112)이 구비된다. 또한, 허브(110)는 상부 중앙에 커버(140)와 결합되는 요홈(113)을 더 구비한다.

블레이드(120)는 허브(110)와 결합되며, 도 2에 도시된 바와 같이 허브(110)와 접합되는 접합면에 금속 부재(130)를 구비한다. 따라서, 금속 부재(130)와 허브(110)가 직접적으로 결합 되도록 한다. 이때, 블레이드(120)와 금속 부재(130)는 동시에 경화되어 제작된다. 보다 자세하게, 블레이드(120)는 금속 부재(130)를 감싸는 형태로 적층시키고, 적층된 블레이드(120)와 금속 부재(130)를 동시에 경화하여 제작한다. 한편, 금속 부재(130)의 양측에는 도 3에 도시된 바와 같이 금속핀(P)이 각각 결합되는 제1 결합홈(131) 및 제2 결합홈(132)이 각각 구비된다. 제2 결합홈(132)에 결합되는 금속핀(P)은 앞서 설명한 바와 같이 허브(110)의 제2 삽입홈(132)에 수용된다. 이때, 제1 결합홈(131)과 제2 결합홈(132)은 금속 부재(130)의 길이 보다 긴 금속핀(P)이 관통할 수 있는 홀 형태로도 형성될 수 있다. 그리고 금속핀(P)의 단면 형상은 도면에 도시된 바와 같은 육각형 이외에도 사각형 또는 다각형으로 이루어질 수 있다. 또한, 블레이드(120)는 허브(110) 및 금속 부재(130)와 상이한 복합재료로 구성된다. 따라서, 블레이드(120)에 허브(110)와 동일한 금속 재료로 이루어진 금속 부재(130)를 구비하여 결합시킴으로써, 이중 재질 간의 물성 차이를 최소화할 수 있다.

이와 같이 구성된 허브(110)와 블레이드(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 허브(110)의 수용홈(111)에 블레이드(120)에 구비된 금속 부재(130)를 수용함으로써 결합된다. 이때, 금속 부재(130)의 양측에 결합되는 금속핀(P) 중 어느 하나는 허브(110)에 구비된 제3 결합홈(112)에 수용되고 나머지 하나의 금속핀(P)은 허브(110)의 수용홈(111)의 상부 외측에 돌출된 형태로 위치한다.

그리고 커버(140)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 삽입홈(131)에 결합되어 돌출된 금속핀(P)이 위치하는 허브(110)의 수용홈(111)의 상부 외측에 허브(110)와 블레이드(120)의 이탈을 방지하기 위해 결합된다. 이때, 허브(110)와 커버(140)의 결합은 허브(110)의 상부 중앙에 구비되는 요홈(113)과 커버(140)의 내측에 구비되는 돌출부(143) 간의 체결로 이루어진다. 한편, 블레이드(120)가 파손된 경우 커버(140)를 제거한 후 파손된 블레이드(120)만 용이하게 제거할 수 있게 된다.

이처럼, 본 발명에 의한 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조는 블레이드가 허브와 접합되는 접합면에 금속 부재를 구비하여, 허브와 금속 부재가 직접적으로 접촉되어 결합 되도록 함으로써, 이종 재질 간의 물성차이를 최소화하여 접합 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 축의 회전력이 허브를 거쳐 금속 부재와 허브를 결합시키는 금속핀, 금속 부재, 블레이드 순으로 전달됨으로써, 블레이드의 파손을 최소화할 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

110 : 허브 120 : 블레이드
130 : 금속 부재 140 : 커버

Claims (6)

1. 허브(110); 및
   상기 허브(110)에 결합되는 다수개의 블레이드(120)를 포함하며,
   상기 블레이드(120)는 상기 허브(110)와 접합되는 접합면에 금속 부재(130)를 구비하여, 상기 금속 부재(130)와 상기 허브(110)가 직접적으로 결합되고,
   상기 금속 부재(130)의 양측에는 금속핀(P)이 각각 결합되는 제1 결합홈(131) 및 제2 결합홈(132)을 구비하고,
   상기 허브(110)는 상기 금속 부재(130)가 수용되는 수용홈(111)을 구비하며, 상기 수용홈(111)의 하부 내측에는 상기 제2 결합홈(132)에 결합되어 돌출된 상기 금속핀(P)을 수용하는 제3 삽입홈(112)이 구비되는 것을 특징으로 하는 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 결합홈(131)에 결합되어 돌출된 상기 금속핀(P)이 위치하는 상기 허브(110)의 상기 수용홈(111)의 상부 외측에는 상기 허브(110)와 상기 블레이드(120)의 이탈을 방지하기 위해 결합되는 커버(140)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 허브(110)와 상기 커버(140)의 결합은 상기 허브(110)의 상부 중앙에 구비되는 요홈(113)과 상기 커버(140)의 내측에 구비되는 돌출부(143) 간의 체결로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 부재를 이용한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
6. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드(120)는 상기 금속 부재(130)와 상이한 복합재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.

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