KR200427330Y1

KR200427330Y1 - 선박용 방향타

Info

Publication number: KR200427330Y1
Application number: KR2020060019191U
Authority: KR
Inventors: 마진규
Original assignee: (주)삼부에이티씨
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2006-09-25

Abstract

본 고안은 선박용 방향타에 있어서, 경량재를 사용하여 선박용 방향타를 경량화시키고 제작과 조작이 용이해지는 선박용 방향타에 관한 것이다.

본 고안에 따른 선박용 방향타는, 유선형의 일측면이 되도록 복합재가 복수 층으로 적층되어 형성되는 제1 타판(11)과, 유선형의 타측면이 되도록 복합재가 복수 층으로 적층되어 형성되어, 상기 제1 타판(11)에 체결되어 유선형의 형태를 갖추는 제2 타판(12)과, 말굽의 형태로 형성되어 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)의 전단부에 구비되는 복수의 타 암(21) 및 복수 층의 복합재가 적층되어 형성되고, 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)를 지지하도록 제1 타판(11)과 제2 타판(12) 사이에 구비되는 보강재(31)를 포함한다.

특히, 상기 제1 타판(11), 제2 타판(12) 및 보강재(21)를 FRP를 사용하여 적층함으로써 경량의 구조로도 일정한 수준의 기계적인 강도를 얻을 수 있으므로, 선박용 방향타를 가볍게 하고, 조작력을 감소시킨다.

선박, 방향타, 복합재, FRP, 조타

Description

선박용 방향타{ Rudder for ship }

도 1은 통상적인 형태의 선박용 방향타를 도시한 사시도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 선박용 방향타의 분해사시도.

도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.

도 4는 도 2의 요부 단면도.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1 : 방향타 11 : 제1 타판

12 : 제2 타판 21 : 타암

21a : 타두 체결공 22 : 보강 플레이트

23 : 서포트 24 : 설치 가이드

31 : 보강재 41 : 상부 플레이트

42 : 하부 플레이트 100 : 방향타

101 : 핀틀 102 : 핀축

103 : 타두

본 고안은 선박에 구비되어 운항중인 선박의 방향을 조정하는 선박용 방향타에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경량재를 사용하여 선박용 방향타를 경량화시키고 제작과 조작이 용이해지는 선박용 방향타에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 바다 또는 강 위에 뜬 상태에서 엔진에서 발생한 동력을 선박 후미에 구비된 스크류로 전달하여, 상기 스크류의 회전에 의해 발생한 추진력으로 선박은 전진 또는 후진한다. 상기 스크류의 후방에 스크류에서 발생한 추진력을 방향을 바꾸어 선박의 방향을 결정하는 방향타가 구비되어 있다.

이러한 선박용 방향타는 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같은 형태로 이루어지는데, 선박용 방향타(100)는 선체의 후미에 형성된 핀틀(101)에 회동가능하게 구비된다.

선박용 방향타(100)는 유선형으로 형성되어 상부는 조타수단에 연결된 타두(103)에 체결되고, 전단부는 상기 타두(103)와 동축선상으로 선체에 형성된 핀틀(101)에 핀축(102)에 의해 회동가능하게 구비된다. 따라서, 조타수단을 조작하면 상기 타두(103)가 회전하게 되어 방향타(100)가 소정의 각도로 회전하여 선박의 진행 방향으로 변경할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 선박용 방향타(100)는 강판을 가공하여 선박용 방향타(100)의 각 부분을 만들고, 이를 용접 등의 방법을 통하여 선박용 방향타(100)를 완성하게 된다.

선박용 방향타(100)는 선박의 추진시 높은 수압과 외부 충격이 발생하므로, 이를 극복하기 위해서 일정한 수준이상의 기계적인 강도가 요구되었다. 따라서, 이 를 충분히 견딜 수 있도록 종래에는 금속재를 사용하여 선박용 방향타(100)를 제작하므로, 자중에 의한 무게가 많이 나가고, 이로 인하여 조작에 많은 힘이 필요하게 된다.

또한, 금속재를 이용하여 선박용 방향타(100)를 제작하기 때문에, 제작시 각 부품의 중량이 많이 나가서 취급이 용이하지 않고, 용접 등의 방법에 의해서 작업하므로 작업이 용이하지 않고 작업자가 항상 위험요소에 노출되는 문제점 있어 왔다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 조작이 용이하도록 경량재를 사용하여 경량화를 달성함은 물론, 일정 수준 이상의 기계적인 강도를 유지할 수 있는 선박용 방향타를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안의 선박용 방향타는, 선박의 후미에 구비된 핀틀에 진행방향의 좌우로 회전할 수 있도록 구비되어 선박의 방향을 조절하고, 횡단면이 유선형으로 형성되는 방향타에 있어서, 유선형의 일측면이 되도록 복합재가 복수 층으로 적층되어 형성되는 제1 타판과, 유선형의 타측면이 되도록 복합재가 복수 층으로 적층되어 형성되어, 상기 제1 타판에 체결되어 유선형의 형태를 갖추는 제2 타판과, 말굽의 형태로 형성되어 상기 제1 타판과 제2 타판의 전단부에 구비되는 복수의 타 암 및 복수 층의 복합재가 적층되어 형성되고, 상기 제1 타판과 제2 타판를 지지하도록 제1 타판과 제2 타판 사이에 구비되는 보강재를 포함한다.

상기 복합재는 FRP(Fiber Reinforced Plastics)인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 타판의 전단부에는 상기 핀틀과 연결될 수 있도록 단차가 형성되는 것이 바람직 하다.

아울러, 상기 타 암의 후미에는 제1 타판의 내측면과 제2 타판의 내측면을 지지하는 보강 플레이트가 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 선박용 방향타의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 선박용 방향타의 분해사시도이고, 도 3은 도 2에서 제1 타판(11)의 단면을 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2에서 제1 타판(11), 제2 타판(12) 및 보강재(31)가 성형된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.

본 고안에 따른 선박용 방향타는, 유선형의 일측을 이루고 복합재가 복수의 층으로 적층되어 형성되는 제1 타판(11)과, 유선형의 타측을 이루고 복합재가 복수의 층으로 적층되어 형성되어 상기 제1 타판(11)에 접합되는 제2 타판(12)과, 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)의 전단부에 구비되는 타 암(21)과, 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)이 형상을 유지하도록 하는 보강재(31)를 주요 구성요소로 한다.

본 고안에 따른 선박용 방향타(1)는 도 1에 도시된 선박용 방향타와 기본적으로 같은 외형을 갖는다. 따라서, 본 고안의 선박용 방향타(1)가 취부되는 선체 후미의 구조는 도 1에서와 동일하게 된다.

제1 타판(11)은 선박용 방향타(1)의 일측면을 구성하는 판재이다. 제1 타판(11)은 횡단면이 유선형으로 형성되는 선박용 방향타(1) 일측의 외형을 형성하게 된다.

제1 타판(11)의 전단부(도 2를 기준으로 우측)는 만곡되어 갈고리 형태로 형성된다. 제1 타판(11)과 후술되는 제2 타판(12)이 서로 대칭되는 형태로 형성될 수 있으나, 선박용 방향타(1)의 전단부는 선박의 운항에 따라 저항을 심하게 받게 되므로, 전단부에서 접합부가 발생하지 않도록, 제1 타판(11)의 전단부는 연장되어 갈고리 형태로 형성됨으로써, 횡단면이 유선형으로 형성되는 선박용 방향타(1)에서 전단부를 형성하게 된다. 따라서, 제1 타판(11)은 그 단면이 도 3과 같이 형성된다.

또한, 제1 타판(11)의 전단부는 선박 후미의 핀틀(101)이 삽입될 수 있도록 서로 단차를 갖도록 형성된다. 방향타(1)는 선체 후미의 핀틀에 체결하기 위해서 방향타(1)의 전단부가 일부 후퇴되어 선체 후미에서 돌출된 핀틀(101)과 연결되도록 한다.

여기서, 상기의 제1 타판(11)은 복합재를 적층하여 형성하도록 한다. 성형이 용이한 복합재를 선박용 방향타(1)의 형상에 맞게 미리 제작된 금형에 적층하고 경화하는 과정을 반복함으로써, 소정의 두께를 갖는 제1 타판(11)이 된다. 제1 타판(11)의 복합재로 제작함으로써, 기계적인 강도를 유지한 채, 선박용 방향타(1)의 전체 중량을 감소시키게 된다.

특히, 상기 복합재는 FRP(Fiber Reinforced Plastics)로 하는 것이 바람직하 다. FRP는 기지의 고분자 재료에 유리섬유, 탄소섬유와 같은 섬유재를 첨가함으로써, 첨가되는 재료에 따라서 물성이 좌우되는 것으로, 경우에 따라서는 금속재료에 비하여 경량으로 구조물을 만들 수 있는 것은 물론, 용이하게 제작이 가능하고 기계적인 강도는 오히려 향상될 수 있다. FRP는 고분자 재료에 첨가되는 섬유재에 의해서 강도를 조절할 수 있고 비중이 1.6 정도로 제작할 수 있어서, 비중 7.85인 철에 비하여 매우 가볍게 선박용 방향타(1)를 제작할 수 있게 된다.

따라서, 제1 타판(11)은 금형에 의해 성형된 FRP 시트 플레이트(11a)에 복수의 FRP 쉬트(11a)(11b)들이 적층되는 구조이다.

상기 제1 타판(11)의 외측면에는 경우에 따라서, 표면 강도를 향상시키고 저항을 감소시키기 위해서 금속판재가 더 구비될 수도 있다.

제2 타판(12)은 상기 제1 타판(11)에 접합되도록 선박용 방향타(1)의 타측면을 구성하는 판재이다. 제2 타판(12)은 형상은 소정의 면적을 갖도록 형성되되, 상기 제1 타판(11)과 체결되었을 때, 전체적인 외형이 선박용 방향타가 되도록 하며, 전단과 후단은 제1 타판(11)에 대응되는 형상이다.

또한, 제2 타판(12)도 상기 제1 타판(11)과 마찬가지로, 미리 제작된 금형에 복합재, 바람직하게는 FRP를 적층하고 경화하는 과정을 반복하여 이루어진다. 따라서, 그 단면을 살펴보면, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 FRP 시드 플레이트(12a)에 FRP 쉬트(12b)(12c)를 적층하여 이루어진다.

아울러, 제2 타판(12)도 상기 제1 타판(11)에서와 같이, 외측면에 금속판재가 더 구비될 수도 있다.

상기의 제1 타판(11)과 제2 타판(12)을 서로 접함으로써, 선박용 방향타(1)의 기본적인 외관을 형성한다.

상기 제1 타판(11)의 전단부는 단차가 형성되어 개구들이 형성되어 있으므로, 이를 폐쇄하고 방향타(1)를 핀틀(101)과 연결시키는 핀축(102)을 지지하기 위하여 타 암(21)이 구비된다. 타 암(21)은 대략 말굽형태로 형성되어 제1 타판(11)과 제2 타판(12)이 접합되었을 때, 핀틀(101)과 결합을 위하여 전단부의 일부가 후퇴되어 형성된 개구에 구비되어 방향타(1)의 전단부가 밀폐되도록 한다.

이러한 타 암(21)은 소정의 두께를 갖는 금속재로 형성되어 있어서, 타두와 체결이 가능하고, 핀축(102)에 연결되었을 때 마찰에 의해서 변형, 마멸되지 않도록 한다.

상기의 타 암(21)은 복수로 형성되어 각 개구에 구비되는 것으로 본 고안의 도 2에 따르면 4개의 타 암(21)이 필요하게 되다.

또한, 타 암(21)들 중에서 최상단에 위치한 타 암(21)은 타두와 체결되는데, 이를 위해서 최상단에 위치하는 타 암(21)에는 타두와 체결을 위한 타두 체결공(21a)이 형성된다.

아울러, 타 암(21)들 중에 최하단에 위치한 타 암(21)은 타 암(21) 하부를 지지하기 위한 서포트(23)가 하향되도록 형성된다.

이때, 상기의 선박용 방향타(1)를 제조하는 과정 중에서 상기의 타 암(21)들이 소정의 위치를 위치할 수 있도록 설치 가이드(24)를 이용하는 것이 바람직하다. 설치 가이드(24)는 각각의 타 암(21)에 형성된 관통공을 통과할 수 있도록 형성되 는바, 대략 그 형상이 '7'자와 같이 형성된다. 설치 가이드(24)는 완성된 선박용 방향타(1)에서 각각의 타 암(21)들이 위치할 자리를 임시 고정하는 역할을 수행하여 타 암(21)들이 소정의 위치를 유지할 수 있도록 하며, 방향타(1)가 완성된 후에는 제거된다.

상기 타 암(21)의 후단에는 제1 타판(11)과 제2 타판(12)을 지지하기 위해서, 소정의 길이로 보강 플레이트(22)들을 구비한다. 상기의 보강 플레이트(22)는 바람직하게는 타 암(21)들과 동일한 재질, 즉 금속재로 이루어져 가장 저항이 심한 방향타(1)의 전단부를 지지한다.

또한, 제1 타판(11), 제2 타판(12) 및 타 암(21)에 의해서 방향타(1)의 기본적인 형태를 갖추되, 내부를 외부와 차단하기 위하여 상부 플레이트(41)와 하부 플레이트(42)가 구비된다. 제1 타판(11), 제2 타판(12) 및 타 암(21)이 체결된 상태에서 상단과 하단에 개구가 형성되므로, 이를 폐쇄할 수 있도록 상부 플레이트(41)와 하부 플레이트(42)가 구비되는 것이다. 여기서, 상부 플레이트(41)는 상기 타 암(21)중 가장 상단에 위치한 타 암(21)에 보강 플레이트(22)를 대신하여 구비되는 형태가 될 수도 있다.

보강재(31)는 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12) 사이에 삽입되어 제1 타판(11)과 제2 타판(12)에 소정의 간격을 유지하도록 한다. 제1 타판(11)과 제2 타판(12)은 유선형이 되도록 각각의 전단과 후단이 서로 접합되어 있으나, 제1 타판(11)의 내측면과 제2 타판(12)의 내측면은 중공의 상태이므로, 선박용 방향타(1)에 강한 수압이나 충격이 가해지면 제1 타판(11)과 제2 타판(12)이 초기의 위치에 서 밀려서 찌그러지거나 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 제1 타판(11)와 제2 타판(12)의 내측면 사이에는 보강재(31)가 구비된다.

보강재(31)는 양단이 각각 제1 타판(11)의 내측면과 제2 타판(12)의 내측에 접하는 스트립으로 이루어진다. 이러한 보강재(31)의 형태는 제1 타판(11)과 제2 타판(12)의 간격을 유지시킬 수 있으면 어떠한 구조도 가능한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 격자형 구조를 가질 수 있고, 보강재(31)가 세로 또는 가로방향으로 일방향 구조를 가질 수 있으며, 단면이 육각형인 하니컴 구조를 가질 수도 있는 것이다. 이렇게 보강재(31)에 의해서 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)에 외력이 가해지더라도 원래의 상태를 유지하도록 한다.

보강재(31)도 상기 제1 타판(11) 또는 제2 타판(12)과 마찬가지로 미리 형성된 금형에 반복적으로 적층하고 경화하는 과정을 거쳐서 복합재, 즉 FRP가 복층의 구조를 갖도록 한다.

보강재(31)는 그 자체의 외측면에도 복합재가 적층되는 구조이지만, 보강재(31)가 제1 타판(11) 또는 제2 타판(12)에 체결된 상태에서는, 그 위에 다시 복합재가 반복적으로 적층되도록 하여, 단면이 도 4에 도시된 바와 같이 되도록 한다.

즉, 보강재(31)는 FRP 시드 플레이트(31a)에 FRP 쉬트(31b)(31c)를 적층하여 구성하고, 보강재(31)를 제1 타판(11), 제2 타판(12)과 접합한 후 그 위에 계속해서 FRP 쉬트(31d)들을 적층하여 접합한다. 이때, 제1 타판(11)과 제2 타판(12)의 표면에도 FRP 쉬트(12d)(12e)들을 적층하여 접합력이 향상되도록 한다. 적층되는 FRP 쉬트의 층은 요구되는 강도에 따라 결정하도록 한다.

제1 타판(11), 제2 타판(12) 및 보강재(31)는 각각이 반복적으로 복합재가 적층, 경화된 재료이고, 체결된 상태에서도 인접한 구성요소와 함께 복합재를 적층, 경화시켜서 경량화와 기계적인 강도를 모두 달성할 수 있다.

아울러, 상기 복합재로 이루어지는 제1 타판(11) 및 제2 타판(12)은 선박에 구비하여 운항시 물에 의한 저항을 감소시키기 위해서 외측면은 매끄럽게 연마하고 코팅한다. 또한, 캐비테이션과 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해서 캐비테이션 방지 코팅과 방오 코팅을 수행하게 된다.

상기와 같이, 선박용 방향타(1)외 외측면에 연마 및 코팅, 캐비테이션 코팅 및 방오 코팅을 수행함으로써, 표면인 매끄럽지 못한 FRP로 형성되는 선박용 방향타(1)는 그 표면에서 발생하는 마찰을 감소시키고, 캐비테이션을 방지하며, 이물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 선박용 방향타의 작용에 대하여 살펴 보면 다음과 같다.

본 고안에 따른 선박용 방향타(1)는 외형적으로는 종래의 방향타와 같은 형태를 갖는다. 따라서, 선박용 방향타(1)의 상단을 타두와 체결하고, 선박 후미의 핀틀에 연결함으로써 조타조작에 의해서, 선박용 방향타(1)가 작동한다.

본 고안에 따른 선박용 방향타(1)는 내부가 경량재를 사용하여 선박용 방향타(1)의 경량화를 달성하였음에도 불구하고, 복합재인 FRP에 첨가되는 섬유재에 의해서 기계적인 강도를 유지하도록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 선박용 방향타에 따르면, 경량재인 복합재가 적층되는 형태로 구비되기 때문에, 선박용 방향타의 경량화가 가능하여 금속판재를 가공하여 용접 등의 방법으로 접합하던 종래의 방향타에 비하여 선박용 방향타의 경량화를 달성할 수 있고, 조작에 소요되는 동력이 감소하게 된다.

또한, 선박용 방향타를 생산하기 위한 설비가 간소화시킬 수 있어서, 생산이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

선박의 후미에 구비된 핀틀에 진행방향의 좌우로 회전할 수 있도록 구비되어 선박의 방향을 조절하고, 횡단면이 유선형으로 형성되는 방향타에 있어서,

유선형의 일측면이 되도록 복합재가 복수 층으로 적층되어 형성되는 제1 타판(11)과,

유선형의 타측면이 되도록 복합재가 복수 층으로 적층되어 형성되어, 상기 제1 타판(11)에 체결되어 유선형의 형태를 갖추는 제2 타판(12)과,

말굽의 형태로 형성되어 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)의 전단부에 구비되는 복수의 타 암(21) 및

복수 층의 복합재가 적층되어 형성되고, 상기 제1 타판(11)과 제2 타판(12)를 지지하도록 제1 타판(11)과 제2 타판(12) 사이에 구비되는 보강재(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.
제1항에 있어서,

상기 복합재는 FRP(Fiber Reinforced Plastics)인 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.
제1항에 있어서,

상기 제1 타판(11)의 전단부에는 상기 핀틀(101)과 연결될 수 있도록 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.
제1항에 있어서,

상기 타 암(21)의 후미에는 제1 타판(11)의 내측면과 제2 타판(12)의 내측면을 지지하는 보강 플레이트(22)가 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.