KR200464746Y1 - 자력을 이용한 결속부재 고정 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중대형 조선소에서 블록건조 방식으로 선박을 건조함에 있어서 용접작업이 없이 자력을 이용하여 결속부재를 고정하고 그 해체 또한 손쉽게 할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다. 본 고안에 따르면 다음과 같은 유리한 효과가 발생한다. 첫째, 본 고안은 자력을 이용하여 탈부착이 가능하므로 반복적으로 사용할 수 있어 결속부재를 고정시키기 위한 추가 자재비용이 발생하지 아니하며, 용접작업이 필요 없으므로 이에 따른 추가 작업시수도 발생하지 않는다. 둘째, 결속부재를 고정시키기 위한 용접작업이 필요 없으므로 열 작업으로 인한 주변 부재의 변형 및 도장 손상 그리고 이에 따른 보수작업이나 용접 잔여물의 제거작업 등이 발생하지 않는다.

Description

자력을 이용한 결속부재 고정 장치{fixing device using magnetic force}

본 고안은 중대형 조선소에서 블록건조 방식으로 선박을 건조함에 있어서 용접작업이 없이 자력을 이용하여 결속부재를 고정하고 그 해체 또한 손쉽게 할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

중대형 조선소의 선박을 건조함에는 다수의 강판이나 형강 등의 소재를 가공하여 먼저 개개의 부품을 제작하고, 그 일부를 조립정반(組立定盤) 위에서 소조립, 중조립을 통하여 부품의 대형화를 행한다. 이어서 라인화된 조립정반에 이들 부품을 배열, 조합하여 블록(block)을 제작한다. 제작된 블록은 도장공사(塗裝工事)를 행하여 최종공정인 독(dock)장 주위에서 총조립, 즉 블록과 블록의 결합작업 후 대형블록을 탑재하여 결합하는 것에 의하여 선체가 완성된다.

블록건조 방식의 목적은 독에서의 공사량을 극력 감소시키기 위하여 지상의 조립정반 위에서 선체를 분할하여 제작하려고 하는 것으로, ① 독에서의 작업기간을 단축할 수 있으며, ② 공정과 공작기술의 관리 감독이 용이하며, ③ 적절한 작업원의 배치를 행하기 쉬우며, ④ 작업환경을 양호하게 하고 기계화, 자동화가 용이하므로 능률이 향상되며, ⑤ 고소작업(高所作業)의 위험을 감소시킬 수 있으며, ⑥ 현장용접이 적어지므로 용접변형과 잔류응력을 감소시킬 수 있으며, ⑦ 블록도장을 실시하므로 독에서의 도장작업을 감소시킬 수 있는 등의 장점이 있다.

블록은 그 크기와 구조에 따라서 여러 가지로 분류되지만 대별하여 평블록과 곡블록으로 나누어진다. 일반적으로 블록이라고 하면 플레이트(plate), 거더(girder), 스티프너(stiffener) 등에 의하여 평면적으로 구성된다고 개괄적으로 생각하더라도 무방한 경우가 많다. 어셈블리(대조립) 공정은 정반(定盤) 위에 플레이트를 배열하여 그 위에 거더, 스티프너를 배열하여 부착용접을 행하여 1개의 블록을 완성하는 것으로서 보통 부재의 배열로부터 부착, 용접, 완료 후 각종 시험완료까지를 대조립 공정이라 하고 있다. 근년에는 의장품 부착이나 각종 시험의 공사도 선행화(先行化)하여 조립정반 위에서 행하여지고 있다.

블록의 중량은 설비의 증강 및 생산기술의 향상과 더불어 대형화하여 가고 있으며, 대형 탱크선에서는 200~300톤이 보통으로 되어 있다. 또 설비의 규모에 따라 400~500톤을 초과하는 것도 있고, 더욱이 독장 옆에서 총조립(P.E) 공정을 거쳐 초대형 블록(800톤)을 건조하는 방식도 보편화되어 있다.

건조대상 선박은 설계단계에서 보유하고 있는 시설 및 장비의 능력과 작업의 용이성 등을 고려하여 적절한 형태의 블록으로 분할되며, 이러한 블록들은 부재의 가공 및 조립공정을 통해 완성되어 독으로 이동된다. 탑재공정은 이와 같이 조립공정을 거쳐 완성된 블록들을 독에서 하나하나 일정한 순서에 의해 쌓아가면서 선박의 형체를 만들어 나가는 과정을 말한다. 크레인 용량의 증가에 따라 분할된 블록이 대형화되어가고 탑재공사와 더불어 의장(艤裝)공사를 진행하거나 또는 그 일부를 선각공사(船殼工事)의 일환으로서 시공하는 소위 선행의장(先行艤裝)이 점차 증가되어 가고 있다.

한편, 블록 공법에 따른 선박 건조 시 브래킷(bracket)과 같은 블록 간 연결부에 사용되는 부재(본 발명에서는 이를 ‘결속부재’라 칭한다. 이하 동일하다)의 경우, 설치 시점의 차이, 작업성, 작업자의 자세 등의 이유로 후행 설치를 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이 결속부재(40)를 어셈블리 또는 블록(60)에 고정시켜 후행 설치 작업장소로 이송하는 경우가 발생한다. 작업자는 후행 설치 작업장소로 어셈블리 또는 블록(60)과 함께 이송된 결속부재(40)의 고정된 상태를 해체한 후 필요한 위치에 결속부재(40)를 부착하게 된다.

그런데, 이처럼 결속부재(40)를 어셈블리 또는 블록(60)에 고정시켜 이송하기 위하여 종래에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 고리부재(50)를 추가적으로 사용하고 있다. 즉 다수 개의 고리부재(50)를 결속부재(40) 주위로 에워싸도록 걸은 후 고리부재(50)를 어셈블리 또는 블록(60)에 용접하여 부착함으로써 결속부재(40)를 어셈블리 또는 블록(60)에 고정시키는 것이다. 이러한 고리부재(50)는 결속부재(40)의 후행 설치 작업장소로 이송된 후 제거되며 이로써 결속부재(40)의 고정된 상태도 해체된다. 하지만 이와 같이 고리부재(50)를 사용하는 경우에는 다음과 같은 여러 가지 문제가 발생한다.

첫째, 결속부재(40)를 고정시키기 위해서는 최소 3개 내지 4개 정도의 고리부재(50)를 추가로 사용해야 하는데, 이는 그 자체가 곧바로 자재비용 증가의 원인이 될 뿐만 아니라 고리부재(50)의 용접작업에 따른 작업시수도 함께 증가하게 된다.

둘째, 결속부재(40)의 고정상태를 해체하기 위해서는 용접된 고리부재(50)를 제거해야 하는데, 이 과정에서 열 작업이 수행되고 이 열로 인해 주변 부재의 변형 및 도장 손상이 발생하게 된다. 즉, 도 8에 나타나 있는 바와 같이 열에 의해 도장이 벗겨지거나 타버리는 것과 같은 도장변형이 발생하게 되는데, 이를 보수하기 위하여 추가 도장작업이 요구된다.

셋째, 고리부재(50)가 제거된 후 남은 용접 잔여물을 제거해야 한다. 즉, 고리부재(50)를 제거하는 과정에서 찌꺼기 및 잔여물이 주변으로 튀어 이를 제거하기 위해서는 그라인딩 작업을 추가로 시행하여야 하며, 이러한 과정에서 소모적인 작업시수가 발생하게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 용접작업이 없이 자력을 이용하여 결속부재를 고정하고 그 해체 또한 손쉽게 할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 고안의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시 예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

상하 방향으로 길게 뻗은 판 형상의 부재로서 몸체를 관통하는 끼움 홈이 형성되어 있는 지지수단;

좌우 방향으로 길게 뻗은 봉 형상의 부재로서 일 끝단이 상기 지지수단의 끼움 홈에 끼워져 지지된 상태에서 타 끝단으로 결속부재를 눌러 고정시키는 고정수단 및;

상기 지지수단의 하부 끝단에 부착되며 자력을 이용하여 상기 지지수단을 강판에 부착시키는 부착수단;

을 포함하는 자력을 이용한 결속부재 고정 장치를 제시한다.

본 고안에 따르면 다음과 같은 유리한 효과가 발생한다.

첫째, 본 고안은 자력을 이용하여 탈부착이 가능하므로 반복적으로 사용할 수 있어 결속부재를 고정시키기 위한 추가 자재비용이 발생하지 아니하며, 용접작업이 필요 없으므로 이에 따른 추가 작업시수도 발생하지 않는다.

둘째, 결속부재를 고정시키기 위한 용접작업이 필요 없으므로 열 작업으로 인한 주변 부재의 변형 및 도장 손상 그리고 이에 따른 보수작업이나 용접 잔여물의 제거작업 등이 발생하지 않는다.

삭제

도 1은 본 고안에 따른 자력을 이용한 결속부재 고정 장치의 구체적인 구성.
도 2 및 도 3은 본 고안을 이용하여 결속부재를 고정시킨 모습.
도 4는 결속부재의 고정상태를 해체하기 위하여 본 고안을 제거하는 모습.
도 5 내지 도 8은 종래에 고리부재를 이용하여 결속부재를 고정시킨 모습과 이에 따른 문제점.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 고안의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 고안에 따른 자력을 이용한 결속부재 고정 장치의 구체적인 구성을 보여준다. 그리고 도 2 및 도 3은 본 고안을 이용하여 결속부재를 고정시킨 모습을, 도 4는 결속부재의 고정상태를 해체하기 위하여 본 고안을 제거하는 모습을 보여준다.

본 고안은 중대형 조선소에서 블록건조 방식으로 선박을 건조함에 있어서 용접작업이 없이 자력을 이용하여 결속부재를 고정하고 그 해체 또한 손쉽게 할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 작업자는 다수 개의 본 고안을 결속부재(40) 주위로 에워싼 후 자력을 이용하여 강판에 부착함으로써 결속부재(40)를 어셈블리 또는 블록(60)에 고정시킬 수 있으며, 후행 설치 작업장소로 결속부재(40)를 이송한 후 본 고안을 제거하여 결속부재(40)의 고정된 상태를 해체할 수 있다.

본 고안에 따른 자력을 이용한 결속부재 고정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 지지수단(10), 고정수단(20) 및 부착수단(30)을 포함하여 이루어진다.

지지수단(10)은 상하 방향으로 길게 뻗은 판 형상의 부재이다.

지지수단(10)의 상하 방향 길이는 본 고안을 이용하여 고정시키고자 하는 결속부재(40)의 개수 및 이에 따른 두께에 비례하여 결정되는바, 이에 대하여는 본 고안에서 특별히 한정하지 아니한다.

지지수단(10)에는 몸체를 관통하는 끼움 홈(11)이 형성되어 있는데, 후술하는 바와 같이 고정수단(20)은 이러한 끼움 홈(11)에 끼워진 상태에서 지지수단(10)에 의하여 지지된다.

고정수단(20)은 좌우 방향으로 길게 뻗은 봉 형상의 부재이다.

고정수단(20)은 일 끝단이 지지수단(10)의 끼움 홈(11)에 끼워져 지지되는데, 이 상태에서 타 끝단으로 결속부재(40)를 눌러 고정시킨다(도 3).

이 경우 고정수단(20)이 효과적으로 결속부재(40)를 고정시키기 위해서는, 도 3에 도시된 바와 같이 고정수단(20)의 위치가 결속부재(40)의 개수 및 이에 따른 두께에 맞도록 적절히 변화하여 고정수단(20)의 타 끝단이 결속부재(40)의 상단에 최대한 밀착할 필요가 있다. 이렇게 해야만 결속부재(40)가 이송되는 과정에서 이탈하여 빠져나오는 일이 발생하지 않기 때문이다.

이를 위하여 본 고안은 도 1에 도시된 바와 같이 지지수단(10)에 형성된 끼움 홈(11)이 지지수단(10)의 높이에 따라 여러 개의 단차를 가지도록 하였는바, 이 경우 고정수단(20)은 끼움 홈(11)의 여러 단차에 선별적으로 끼워짐으로써 결속부재(40)의 개수 및 이에 따른 두께에 맞도록 그 위치가 조절될 수 있다.

부착수단(30)은 지지수단(10)의 하부 끝단에 부착된다.

이와 동시에 부착수단(30)은 자력을 이용하여 지지수단(10)과 함께 강판에 부착된다. 즉 부착수단(30)이 자체의 자력에 의하여 강판에 달라붙으면 이에 따라 지지수단(10)도 부착수단(30)과 함께 강판에 고정되는 것이다. 그리고 이러한 지지수단(10)의 지지를 받은 고정수단(20)은 결속부재(40)의 상단에 밀착하여 결속부재(40)의 흔들림 또는 이동을 차단하게 된다. 이로써 도 3에 도시된 바와 같이 결속부재(40)는 이송되는 과정에서 이탈하지 아니하고 견고하게 고정될 수 있다.

결속부재(40)가 후행 설치 작업장소로 이송되면 작업자는 본 고안을 제거하여 결속부재(40)의 고정된 상태를 해체한다. 이 경우 작업자는 도 4에 도시된 바와 같이 지지수단(10)의 상단을 옆으로 밀어 부착수단(30)이 강판으로부터 떨어지게 할 수 있다.

한편, 본 고안의 경우 부착수단(30)은 스위치 조작으로 영구자석의 자력을 자유롭게 생성시키거나 소멸시킬 수 있는 매그스위치 자석을 이용하는 것이 바람직하다. 이로써 작업자는 스위치 조작만으로 간단하게 부착수단(30)의 자력을 조절할 수 있는 바, 결속부재(40)를 고정시키거나 더 나아가 한꺼번에 고정시켜야 할 결속부재(40)의 개수가 많은 경우에는 부착수단(30)의 자력이 강하게 생성되도록 조절함으로써 결속부재(40)가 안정적으로 고정될 수 있도록 하고, 결속부재(40)의 고정된 상태를 해체하고자 하는 경우에는 부착수단(30)의 자력이 소멸되도록 조절하여 강판에서 쉽게 떼어낼 수 있도록 할 수 있다.

영구자석은 오늘의 테크놀로지 시대에 가장 유용한 컴포넌트 가운데 하나로 외부 전원의 공급이 없이도 지속적이고 안정적인 에너지를 공급하는 물질이긴 하나, 이러한 영구자석이 가지고 있는 문제는 에너지 방출이 항상 일정하고 고정적이어서 다양한 자력의 변화가 요구되는 분야나 스위치 조작을 요하는 응용 분야에서는 사용이 불가능하여 사용 범위가 극히 제한되어 있다는 점이다. 이를 극복하기 위하여 전자석을 이용하여 자력의 힘을 조절하는 시도가 있어왔으나 이러한 전자석은 지속적인 전원 공급이 이루어져야 하므로 그에 따라 디자인이 복잡해지고 전기에 대한 안전 문제가 항상 따라다닌다는 문제가 대두되었다.

매그스위치 자석은 영구자석을 이용하여 스위치 조작(자력 조절)이 가능하도록 만든 장치로서 전자석과는 달리 안전하면서도 외부로부터 에너지 공급을 받을 필요가 전혀 없다. 이러한 매그스위치 자석은 디자인이 단순하고 저렴한 가격으로 생산할 수 있어, 그 동안 전기장치(electric), 수압(hydraulic), 공기압(Pneumatic) 등의 힘을 이용하던 작업들을 자석의 힘으로 대체하는 데 큰 역할을 하고 있다. 또한, 매그스위치 자석은 자체 무게의 250배 이상을 들어 올릴 수 있는 초강력 힘을 발휘할 수 있는 바, 앞으로 친환경적이면서도 작업 효율이 좋은 무한 에너지의 공급원으로서 여러 분야에서 전자석을 대체해 나갈 수 있을 것으로 예상되고 있다.

이상과 같이 본 고안에 따르면 다음과 같은 유리한 효과가 발생한다. 첫째, 본 고안은 자력을 이용하여 탈부착이 가능하므로 반복적으로 사용할 수 있어 결속부재(40)를 고정시키기 위한 추가 자재비용이 발생하지 아니하며, 용접작업이 필요 없으므로 이에 따른 추가 작업시수도 발생하지 않는다. 둘째, 결속부재(40)를 고정시키기 위한 용접작업이 필요 없으므로 열 작업으로 인한 주변 부재의 변형 및 도장 손상 그리고 이에 따른 보수작업이나 용접 잔여물의 제거작업 등이 발생하지 않는다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 고안에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 지지수단
11 : 끼움 홈
20 : 고정수단
30 : 부착수단
40 : 결속부재
50 : 고리부재
60 : 어셈블리 또는 블록

Claims (3)

1. 상하 방향으로 길게 뻗은 판 형상의 부재로서 몸체를 관통하는 끼움 홈이 형성되어 있는 지지수단;
   좌우 방향으로 길게 뻗은 봉 형상의 부재로서 일 끝단이 상기 지지수단의 끼움 홈에 끼워져 지지된 상태에서 타 끝단으로 결속부재를 눌러 고정시키는 고정수단 및;
   상기 지지수단의 하부 끝단에 부착되며 이와 동시에 자력을 이용하여 상기 지지수단과 함께 강판에 부착되는 부착수단;
   을 포함하는 자력을 이용한 결속부재 고정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지수단의 끼움 홈은 상기 지지수단의 높이에 따라 여러 개의 단차를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 결속부재 고정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 부착수단은 스위치 조작으로 영구자석의 자력을 자유롭게 생성시키거나 소멸시킬 수 있는 매그스위치 자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 결속부재 고정 장치.

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