KR20150100016A - 허블리스 프로펠러 - Google Patents

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차현태
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Abstract

본 발명은 허블리스 프로펠러에 관한 것이다. 본 발명은, 분할된 허브 구조의 일체형 결합부에 하나의 프로펠러 날개가 형성된 프로펠러 날개 모듈; 및 샤프트의 중간 영역에 형성되어 상기 프로펠러 날개 모듈의 하단 단턱에 대한 체결 및 분리를 위해 형성되는 결합 링; 을 포함하며, 상기 프로펠러 날개 모듈은 허브가 분할된 개수만큼 형성되어 상기 프로펠러 날개 모듈이 상기 샤프트에 체결 및 분리된다.
이에 의해, 종래의 프로펠러 날개와 허브가 일체로 형성된 프로펠러 날개 모듈을 손쉽게 샤프트에 결합 및 분리할 수 있어 가공이 용이한 효과를 제공한다. 또한 본 발명은 프로펠러 날개 모듈을 이용함으로써, 프로펠러 전체에 대한 가공이 용이할 뿐만 아니라 특정 프로펠러 날개 손상시 손쉽게 교체 가능한 효과를 제공한다.

Description

허블리스 프로펠러{Hubless propeller}
본 발명은 허블리스 프로펠러에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 종래의 프로펠러 날개 형성을 위한 허브(hub)를 별도로 형성함이 없이 하나의 프로펠러 날개 모듈을 제조하여 샤프트(shaft)에 고정함으로써, 각 프로펠러 날개를 포함한 모듈을 손쉽게 교체 및 가공하도록 하기 위한 허블리스 프로펠러에 관한 것이다.
종래의 기술의 경우 일반적으로 복합재료 프로펠러 날개는 더브테일(dove tail) 끼움 방식이나 접착제로서 허브(hub)와 연결을 한다.
보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 프로펠러 날개(1)는 결합부(1-1)를 포함하여 복합재료로 제작하고, 허브(2)는 끼움부(2-1)가 구비되며 금속재료로 제작한다. 결합부(1-1)와 끼움부(2-1)를 나선방향으로 끼워 결합하고, 끼움부(2-1)의 열려진 단구는 이탈방지구(2-2)로 차폐한다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 허브(2a)에는 날개와의 결합을 위해 결합공(2a-1)을 형성하고, 프로펠러 날개(1a)의 결합부(1a-1)를 삽입하고 팽창성 접착제로 고정한다. 여기서 접합면 증대를 위해 결합부(1a-1)를 여러 형태로 변형할 수 있다.
이러한 도 1 및 도 2의 종래의 기술의 경우 프로펠러 손상시 교체가 쉽지 않은 단점이 있다. 보다 구체적으로, 허브(2, 2a)에 프로펠러 날개(1, 1a)를 부착하는 방식이며 더브테일 방식을 활용하므로 정밀한 가공이 필요할 뿐만 아니라, 프로펠러 날개가 하나에 대한 문제시 프로펠러 허브 전체를 교체해야 하는 문제점이 있어 왔다.
1. 선박용 가변 피치 프로펠러(Varaiable pitch marine propeller) (특허출원번호 제10-20007-003846호) 2. 선박용 프로펠러의 패턴(Propeller pattern for a ship) (특허출원번호 제10-2011-0050636호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일체화된 개별 프로펠러 날개 구조물을 손쉽게 결합 및 분리할 수 있도록 하기 위한 허블리스 프로펠러를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 일체화된 개별 프로펠러 날개 구조물을 이용해 종래의 기술에 비해 프로펠러 전체에 대한 가공이 용이할 뿐만 아니라 특정 프로펠러 날개 손상시 손쉽게 교체 가능하도록 하기 위한 허블리스 프로펠러를 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 허블리스 프로펠러는, 분할된 허브 구조의 일체형 결합부에 하나의 프로펠러 날개가 형성된 프로펠러 날개 모듈; 및 샤프트의 중간 영역에 형성되어 상기 프로펠러 날개 모듈의 하단 단턱에 대한 체결 및 분리를 위해 형성되는 결합 링; 을 포함하며, 상기 프로펠러 날개 모듈은 허브가 분할된 개수만큼 형성되어 상기 프로펠러 날개 모듈이 상기 샤프트에 체결 및 분리된다.
이때, 상기 일체형 결합부와 상기 프로펠러 날개는 일체형으로 제조되거나, 팽창성 접착제로 고정된 구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 샤프트는 길이 방향에서 전단 샤프트(front shaft)와 후단 샤프트(rear shaft)로 구분되며, 상기 전단 샤프트와 상기 후단 샤프트 사이에 원주를 따라 링 형상의 결합 링이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합 링은 상기 전단 샤프트를 향하는 방향으로 요철단이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전단 샤프트의 전면에는 볼트와 체결되어 상기 프로펠러 날개 모듈과 결합하기 위한 제 2 볼트 홀이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프로펠러 날개 모듈의 일체형 결합부는 상기 샤프트의 전단을 덮기 위해 형성되며, 삼각형 형상의 판 형상으로 형성되어, 관통된 제 1 볼트 홀이 형성되는 전면 캡 형성단; 및 상기 샤프트의 축과 직교하는 방향으로 분할되어 형성된 상기 일체형 결합부 몸체의 후단의 최종 끝단에 높이가 낮아지는 단턱 형상으로 형성되어 상기 요철단으로 삽입되어 상기 결합 링에 고정되는 삽입단; 을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 볼트 홀은 상기 볼트가 지나가는 통로 역할을 수행되며, 상기 제 1 볼트 홀을 통과한 볼트는 상기 샤프트 중 전방 샤프트의 전단에 형성된 상기 제 2 볼트 홀로 최종 체결되어 상기 일체형 결합부가 상기 샤프트로 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 허블리스 프로펠러는, 프로펠러 날개와 허브가 일체로 형성된 프로펠러 날개 모듈을 손쉽게 샤프트에 결합 및 분리할 수 있어 가공이 용이한 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 허블리스 프로펠러는, 프로펠러 날개 모듈을 이용함으로써, 프로펠러 전체에 대한 가공이 용이할 뿐만 아니라 특정 프로펠러 날개 손상시 손쉽게 교체 가능한 효과를 제공한다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 프로펠러 날개, 허브 및 샤프트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 허블리스 프로펠러(hubless propeller)(100)를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 허블리스 프로펠러(100)에서의 샤프트(shaft)(30)와 결합 링(20)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 허블리스 프로펠러(100)에서의 프로펠러 날개 모듈(10)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 허블리스 프로펠러(Hubless propeller)(100)를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 허블리스 프로펠러(100)에서의 샤프트(shaft)(30)와 결합 링(20)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3의 허블리스 프로펠러(100)에서의 프로펠러 날개 모듈(10)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 허블리스 프로펠러(100)는 프로펠러 날개 모듈(10), 결합 링(20) 그리고 샤프트(30)를 포함한다. 각 프로펠러 날개 모듈(10)은 샤프트(30)의 중간에 형성된 결합 링(20)과 체결 및 분리할 수 있도록 형성된다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 샤프트(30)는 전단 샤프트(front shaft: 30a)와 후단 샤프트(rear shaft: 30b)로 구분된다.
그리고 결합 링(20)은 전단 샤프트(front shaft: 30a)와 후단 샤프트(rear shaft: 30b) 사이에 샤프트(30)의 원주를 따라 링 형상으로 형성되며, 전단 샤프트(30a)를 향하는 방향으로 요철단(31)이 형성된다.
전단 샤프트(30a)의 전면에는 볼트(s1)와 체결되어 프로펠러 날개 모듈(10)과 결합하기 위한 제 2 볼트 홀(2nd bolt hole)(b2)이 형성된다.
이러한 구조에 의해 하나의 프로펠러 날개 모듈(10)에 대한 교체시 원하는 프로펠러 날개 모듈(10)의 전면 캡 형성단(12a: 도 4 참조)의 제 1 볼트 홀(1st bolt hole)과 체결된 볼트(s1)를 제거 후, 프로펠러 날개 모듈(10)을 길이 방향으로 제거 후, 새로운 프로펠러 날개 모듈(10)을 손쉽게 결함 할 수 있는 구조를 제공한다.
한편, 도 3에서 프로펠러 날개 모듈(10)이 5개로 형성되는 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시에 불과하며, 개수는 가변적으로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 프로펠러 날개 모듈(10)에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다.
프로펠러 날개 모듈(10)은 프로펠러 날개(11)와 일체형 결합부(12)를 포함한다. 여기서 프로펠러 날개(11)와 일체형 결합부(12)는 기존의 프로펠러 날개의 허브(hub)로의 결합 관계를 변형한 것으로, 프로펠러 날개(11)와 일체형 결합부(12)가 일체형으로 제조되거나 팽창성 접착제를 이용해 결합하여 형성될 수 있다.
하나의 프로펠러 날개(11)와 일체로 형성된 일체형 결합부(12)는 전면 캡 형성단(12a) 및 삽입단(12b)을 구비한다.
전면 캡 형성단(12a)은 샤프트(30)의 전단을 덮기 위해 형성되며, 삼각형 형상의 판 형상으로 형성되어, 관통된 제 1 볼트 홀(1st bolt hole)(b1)이 형성된다.
제 1 볼트 홀(b1)은 볼트(s1)가 지나가는 통로 역할을 수행되며, 제 1 볼트 홀(b1)을 통과한 볼트(s1)는 샤프트(30) 중 전방 샤프트(30a)의 전단에 형성된 제 2 볼트 홀(bolt hole)(b2)로 최종 체결됨으로써, 일체형 결합부(12)가 샤프트(30)로 고정되도록 하는 기능을 수행한다.
삽입단(12b)은 전면 캡 형성단(12a)과 직교하는 방향으로 연장되어 형성되는 일체형 결합부(12) 몸체의 후단의 최종 끝단에 형성 높이가 낮아지는 단턱 형상으로 형성된다. 여기서 일체형 결합부(12) 몸체는 종래의 원통 형상의 허브가 샤프트(30)의 축과 직교하는 방향으로 분할되어 형성된 것을 의미한다.
높이가 낮아지는 단턱 형상의 삽입단(12b)은 결합 링(20)의 요철단(21)으로 삽입됨으로써, 결합 링(20) 상에 고정된다.
허블리스 프로펠러(100)의 조립의 과정을 다시 구체적으로 살펴보면, 샤프트(30) 상에는 프로펠러 날개 모듈(10)의 일체형 결합부(12)를 샤프트(30)로의 고정을 위한 결합 링(20)이 형성되어 있고, 샤프트(30)의 끝단에 샤프트(30)와 프로펠러 날개 모듈(10)에 대한 볼트(s1)를 이용한 체결을 위한 제 2 볼트 홀(2nd bolt hole)(b2)이 형성된 상태, 프로펠러 날개 모듈(10)에는 볼트(s1)가 통과되기 위한 제 1 볼트 홀(1st bolt hole)(b1)이 형성된 상태로 준비한다.
이후, 허브와 일체화되어 있는 날개 구조물에 해당하는 프로펠러 날개 모듈(10)은 도 3과 같이 결합 링(20)에 체결한 뒤, 볼트(s1)를 이용해 프로펠러 날개 모듈(10) 상의 제 1 볼트 홀(1st bolt hole)(b1), 그리고 샤프트(30) 상의 제 2 볼트 홀(2nd bolt hole)(b2)과 차례로 체결되어 고정된다.
이러한 조립 구조를 통해 금속 또는 복합재료로 제작 가능한 프로펠러 날개 모듈(10)을 샤프트((30)에 착탈식으로 체결할 수 있을 뿐만 아니라, 견고한 고정 구조를 갖는다. 그리고 종래의 각 프로펠러 날개(11)를 포함하는 프로펠러 날개 모듈(10)에 의해 손쉽게 하나의 모듈에 대해 유닛(unit) 별로 교체할 수 있는 장점을 제공한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 프로펠러 날개 모듈
11: 프로펠러 날개
12: 일체형 결합부
12a: 전면 캡 형성단
12b: 삽입단
b1: 제 1 볼트 홀(1st bolt hole)
20: 결합 링
30: 샤프트(shaft)
30a: 전단 샤프트(front shaft)
30b: 후단 샤프트(rear shaft)
31: 요철단
b2: 제 2 볼트 홀(2nd bolt hole)
100: 허블리스 프로펠러(hubless propeller)

Claims (7)

  1. 분할된 허브 구조의 일체형 결합부에 하나의 프로펠러 날개가 형성된 프로펠러 날개 모듈; 및
    샤프트의 중간 영역에 형성되어 상기 프로펠러 날개 모듈의 하단 단턱에 대한 체결 및 분리를 위해 형성되는 결합 링; 을 포함하며,
    상기 프로펠러 날개 모듈은 허브가 분할된 개수만큼 형성되어 상기 프로펠러 날개 모듈이 상기 샤프트에 체결 및 분리되는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 일체형 결합부와 상기 프로펠러 날개는,
    일체형으로 제조되거나, 팽창성 접착제로 고정된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 샤프트는,
    길이 방향에서 전단 샤프트(front shaft)와 후단 샤프트(rear shaft)로 구분되며, 상기 전단 샤프트와 상기 후단 샤프트 사이에 원주를 따라 링 형상의 결합 링이 형성되는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 결합 링은,
    상기 전단 샤프트를 향하는 방향으로 요철단이 형성되는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전단 샤프트의 전면에는 볼트와 체결되어 상기 프로펠러 날개 모듈과 결합하기 위한 제 2 볼트 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 프로펠러 날개 모듈의 일체형 결합부는,
    상기 샤프트의 전단을 덮기 위해 형성되며, 삼각형 형상의 판 형상으로 형성되어, 관통된 제 1 볼트 홀이 형성되는 전면 캡 형성단; 및
    상기 샤프트의 축과 직교하는 방향으로 분할되어 형성된 상기 일체형 결합부 몸체의 후단의 최종 끝단에 높이가 낮아지는 단턱 형상으로 형성되어 상기 요철단으로 삽입되어 상기 결합 링에 고정되는 삽입단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 볼트 홀은 상기 볼트가 지나가는 통로 역할을 수행되며, 상기 제 1 볼트 홀을 통과한 볼트는 상기 샤프트 중 전방 샤프트의 전단에 형성된 상기 제 2 볼트 홀로 최종 체결되어 상기 일체형 결합부가 상기 샤프트로 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 허블리스 프로펠러.
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