KR101552215B1 - 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에 관한 것으로, 허브; 상기 허브와 접합되는 접합면에 접합구를 구비하는 다수개의 블레이드;를 포함하며, 상기 허브는 상기 블레이드와 접합되는 접합면에 상기 접합구를 수용하되 내측에 웨지 고정구를 부착한 수용홈을 구비하여, 상기 허브와 상기 블레이드는 상기 웨지 고정구와 상기 접합구의 접합에 의해 상호 결합 되며, 상기 웨지 고정구는 서로 마주보며 상기 수용홈에 근접할수록 두께가 두꺼워지는 한 쌍으로 마련되고, 상기 한 쌍의 웨지 고정구 사이의 간격은 조절가능하게 마련되어 한 쌍의 웨지 고정구가 근접할 시 상기 접합구를 가압하여 상기 블레이드를 상기 허브의 하단에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.

Description

프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조{Propeller Blade and Hub Combination Structure}

본 발명은 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에 관한 것으로, 보다 자세하게는 블레이드와 허브의 결합 강도를 증대시키기 위한 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, 블레이드는 허브와 접합되는 접합면에 접합구를 구비하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 허브는 블레이드와 접합되는 접합면에 접합구를 수용하되 내측에 웨지 고정구를 부착한 수용홈을 구비하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조는 허브; 상기 허브와 접합되는 접합면에 접합구를 구비하는 다수개의 블레이드;를 포함하며, 상기 허브는 상기 블레이드와 접합되는 접합면에 상기 접합구를 수용하되 내측에 웨지 고정구를 부착한 수용홈을 구비하여, 상기 허브와 상기 블레이드는 상기 웨지 고정구와 상기 접합구의 접합에 의해 상호 결합 되며, 상기 웨지 고정구는 서로 마주보며 상기 수용홈에 근접할수록 두께가 두꺼워지는 한 쌍으로 마련되고, 상기 한 쌍의 웨지 고정구 사이의 간격은 조절가능하게 마련되어 한 쌍의 웨지 고정구가 근접할 시 상기 접합구를 가압하여 상기 블레이드를 상기 허브의 하단에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접합구와 접합되는 상기 웨지 고정구의 접합면은 거칠기를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브의 단면은 십자 형상, 5각 형상 및 6각 형상 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브의 외측 일면에는 상기 한 쌍의 웨지 고정구 중 어느 하나와 상기 접합구의 결합을 고정하며, 상기 한 쌍의 웨지 고정구 사이의 이격 간격을 조절하기 위한 볼트가 삽입되는 볼트 삽입홀이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조는 허브가 블레이드에 구비되는 접합구를 수용하되 내측에 웨지 고정구를 부착한 수용홈을 구비하여, 웨지 고정구와 접합구의 접합에 의해 허브와 블레이드가 상호 결합시킴으로써, 조립을 용이하게 하고 보다 견고하게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 웨지 고정구는 접합구와 접합되는 접합면은 표면 거칠기를 갖음으로써, 접합구와의 결합 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 축의 회전력이 허브를 거쳐 웨지 고정구, 접합구 순으로 전달됨으로써, 블레이드의 파손을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 블레이드 파손 또는 점검 시 분리 및 교체가 쉽게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 허브의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 블레이드 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 설명하기 위한 사시도이다.

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 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 허브의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조에서 블레이드 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 프로펠러(100)는 허브(110) 및 접합구(130)를 구비한 블레이드(120)를 포함하여 이루어진다.

허브(110)는 프로펠러의(100) 중심부를 이루는 부분이다. 허브(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 블레이드(120)에 구비된 접합구(130)를 수용하되, 내측에는 웨지 고정구(113)를 부착한 수용홈(111)을 구비한다. 그리고 허브(110)의 단면은 도면에 도시된 바와 같이 십자 형상 또는 다각형으로 다양하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 허브(110)의 단면이 십자 형상인 경우에는 블레이드(120)가 4개 부착되고, 5각 형상인 경우에는 블레이드(120)가 5개. 6각 형상인 경우에는 블레이드(120)가 6개 부착될 수 있다.

또한, 수용홈(111)은 도면에 도시된 바와 같이 원주방향으로 배치되어 있으나, 다수개의 블레이드(120)를 고정하기 위해 방향을 비틀어 사선으로 배치될 수도 있다.

또한, 웨지 고정구(113)는 허브(110)의 경사면과 대응되어 상부에서 하부로 갈수록 넓어지는 경사각을 갖는 외측 경사부와 상부와 하부가 동일한 경사각을 갖는 내측 경사면으로 갖는 형태로 구성되어, 허브(110)에 부착된다. 한편, 블레이드(120)와 접합되는 웨지 고정구(113)의 접합면은 소정의 거칠기를 갖을 수 있다.

그리고 허브(110)의 외측 일면에는 웨지 고정구(113)와 접합구(130)의 결합을 고정하기 위한 볼트(B)가 삽입되는 볼드 삽입홀(115)이 다수개 구비된다.

블레이드(120)는 허브(110)와 결합되며, 도 2에 도시된 바와 같이 허브(110)와 접합되는 접합면에 접합구(130)를 구비한다. 접합구(130)는 허브(110)의 수용홈(111)에 대응되는 크기와 형태로 형성되어 접착제를 이용하여 블레이드(120)에 부착된다. 그리고 접합구(130)는 알루미늄 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)과 같은 재질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

이와 같이 구성된 허브(110)와 블레이드(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 허브(110)의 수용홈(111)에 블레이드(120)의 접합구(130)를 수용함으로써 결합된다. 즉, 블레이드(120)의 접합구(130)는 허브(110)의 수용홈(111)에 부착된 웨지 고정구(113)와 접합된다. 이때, 블레이드(120)와 접합되는 웨지 고정구(113)의 접합면은 소정의 거칠기를 가지고 있어, 웨지 고정구(113)와 접합구(130)의 접합 시 접합구(130)를 단단히 고정시킬 수 있다. 또한, 허브(110)의 수용홈(111)에 접합구(130)를 접합시킨 후 볼트 삽입홀(115)에 볼트(B)를 삽입하여 조이게 되면, 웨지 고정구(113)의 경사로 인해 블레이드(120)는 허브(110)의 하단에 압박 고정될 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 바와 같이 축(A)에 의해 블레이드(120)가 원심력을 받게 되면, 웨지 고정구(113)의 경사로 인해 블레이드(120)는 허브(110)의 하단에 단단히 고정될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 의한 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조는 허브가 블레이드에 구비되는 접합구를 수용하되 내측에 웨지 고정구를 부착한 수용홈을 구비하여, 웨지 고정구와 접합구의 접합에 의해 허브와 블레이드가 상호 결합시킴으로써, 조립을 용이하게 하고 보다 견고하게 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 웨지 고정구는 접합구와 접합되는 접합면은 표면 거칠기를 갖음으로써, 접합구와의 결합 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 축의 회전력이 허브를 거쳐 웨지 고정구, 접합구 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 111 : 수용홈
113 : 웨지 고정구 120 : 블레이드
130 : 접합구
B : 볼트 A : 회전축

Claims (4)

1. 허브;
   상기 허브와 접합되는 접합면에 접합구를 구비하는 다수개의 블레이드;를 포함하며,
   상기 허브는 상기 블레이드와 접합되는 접합면에 상기 접합구를 수용하되 내측에 웨지 고정구를 부착한 수용홈을 구비하여, 상기 허브와 상기 블레이드는 상기 웨지 고정구와 상기 접합구의 접합에 의해 상호 결합 되며,
   상기 웨지 고정구는 서로 마주보며 상기 수용홈에 근접할수록 두께가 두꺼워지는 한 쌍으로 마련되고, 상기 한 쌍의 웨지 고정구 사이의 간격은 조절가능하게 마련되어 한 쌍의 웨지 고정구가 근접할 시 상기 접합구를 가압하여 상기 블레이드를 상기 허브의 하단에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접합구와 접합되는 상기 웨지 고정구의 접합면은 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 허브의 단면은 십자 형상, 5각 형상 및 6각 형상 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 허브의 외측 일면에는 상기 한 쌍의 웨지 고정구 중 어느 하나와 상기 접합구의 결합을 고정하며, 상기 한 쌍의 웨지 고정구 사이의 이격 간격을 조절하기 위한 볼트가 삽입되는 볼트 삽입홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로펠러용 블레이드와 허브의 결합 구조.
   

Images