KR20240040330A - 선박의 해치커버 패드구조물 - Google Patents

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KR20240040330A
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박종성
박상호
김영권
홍시완
구상민
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(주)엘엑스하우시스
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Abstract

본 발명은 선박의 해치커버 패드구조물에 관하여 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물은 선박의 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하는 패드 본체, 및 패드 본체에 연결되며 해치커버와 연결되는 엔드 플레이트를 포함하고, 엔드 플레이트는 연속섬유강화 복합재를 포함하며, 연속섬유강화 복합재는 복수 개의 CFT 시트, 및 복수 개의 CFT 시트 중 적어도 하나에 적층된 금속 시트를 포함한다.

Description

선박의 해치커버 패드구조물{HATCH COVER PAD STRUCTURE OF SHIP}
본 발명의 실시예들은 선박의 해치커버 패드구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼트 체결 후 풀림 방지 및 무게 경량화를 동시에 실현할 수 있는 선박의 해치커버 패드구조물에 관한 것이다.
선박(예: 컨테이너선 등)의 해치(hatch)라고 하면 선박의 창구 및 승강구 등을 통칭하는 것이다. 다시 말해, 해치는 화물을 싣고 내리거나 사람이 출입하기 위하여 갑판에 열려 있는 관통 구조물을 말한다.
이러한 해치의 크기는 사용목적에 따라 결정될 수 있으며, 선체의 강도 및 안전상 필요한 최소한도의 크기로 제작된다. 보편적으로 해치는 하역능률 향상의 견지에서 클수록 바람직하다.
또한, 선창 안으로 화물을 싣고 내리는 통로를 카고 해치라고 한다. 이러한 해치 주위에는 해수의 선체 내부 유입을 방지하도록 충분한 높이로 돌출된 해치코밍(hatch coaming)이 설치되어 있다.
한편, 해치커버는 해치코밍의 상부를 덮어 씌우는 커버 부재를 말한다.
그런데, 해치커버의 상부에는 다수의 컨테이너가 적재된다. 이처럼, 해치커버는 무거운 컨테이너를 지지하게 되므로, 해치커버와 해치코밍 사이에는 큰 하중을 지지하며, 해치커버에 가해진 충격을 해치코밍까지 전달하지 않도록 충격을 완충 및 완화시켜주는 장치가 필요하다.
이를 위해, 대한민국 등록특허공보 제1885915호(이하, 선행문헌 1)에는 컨테이너선의 해치커버 지지 장치가 개시되어 있다. 종래의 선행문헌 1에 따르면 복수의 스틸 플레이트와 러버(즉, 고무)를 이용한 지지 장치를 해치커버와 해치코밍 사이에 설치하여, 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충 및 완화시키도록 구성되어 있다.
다만, 종래의 선행기술에 따르면 전체적으로 복수의 스틸 플레이트가 다수 적층 배치되고, 그 사이에 고무가 적층 배치된 방식으로서, 소재 자체의 중량 때문에 무게가 큰 단점이 있었다.
나아가, 지지 장치가 해치커버와 직접적으로 체결되는 구조가 아니어서 지지 장치의 위치 변화 등에 따라 지지 안정성이 낮은 단점이 있었다.
따라서, 해치커버와 해치코밍 사이의 충격 완화는 물론, 구조적인 개선을 통해 장치의 무게를 경량화할 수 있는 선박해치커버 패드구조물에 대한 개발이 요청된다.
대한민국 등록특허공보 제1885915호
본 발명의 목적은 선박의 해치커버와 해치코밍 사이에 배치되어 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충시켜주며, 전단하중에 대응하여 변형을 방지할 수 있으며, 무게 경량화가 가능한 선박의 해치커버 패드구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 해치커버 측 고정부와 볼트 체결되는 엔드 플레이트를 기존의 고중량 스틸을 대신하여 CFT 시트 및 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 적용함으로써, 필요한 강도 및 강성 확보는 물론, 나사 홀을 구비함으로써 볼트 체결이 가능하고, 무게 경량화가 가능한 선박의 해치커버 패드구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔드 플레이트의 소재로 CFT 시트와 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 이용함으로써, 제품 생산은 물론, 제품 하역 또는 이동 시 마그네틱 리프트의 이용이 가능하여, 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있는 선박의 해치커버 패드구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물은, 선박의 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하는 패드 본체, 및 상기 패드 본체에 연결되며, 상기 해치커버와 연결되는 엔드 플레이트를 포함한다. 상기 엔드 플레이트는 설정 두께를 갖는 연속섬유강화 복합재를 포함하며, 상기 연속섬유강화 복합재는 두께 방향으로 적층된 복수 개의 CFT 시트, 및 상기 복수 개의 CFT 시트 중 적어도 하나에 적층된 금속 시트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물에서, 복수 개의 CFT 시트는 일방향으로 배열된 섬유, 및 상기 섬유에 함침된 수지를 포함한다. 각각의 CFT 시트는 UD 시트(Unidirectional Sheet) 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물에서, 복수 개의 CFT 시트를 두께 방향으로 적층 시, 상기 섬유의 방향은 0도, ±45도, 90도 중 적어도 하나의 각도로 적층될 수 있다. 이외에도 다양한 각도로 적층되어 다양한 적층 패턴을 가질 수 있다.
그리고 각각의 CFT 시트는 0.2 ~ 0.8mm 두께를 가질 수 있다.
또한, 복수 개의 CFT 시트 각각은, 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물에서, 금속 시트는 CFT 시트에 대응하는 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 연속섬유강화 복합재의 최종 제품 두께에 대응하여 CFT 시트의 개수와 금속 시트의 개수를 정하여 적층 하는 작업이 용이해질 수 있다.
또한, 금속 시트는 자석에 부착 가능한 강자성 금속 소재로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 강자성 금속 소재(예: 스틸 등)로 이루어진 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 이용함으로써, 제품 생산은 물론, 제품 하역 또는 이동 시 마그네틱 리프트를 이용할 수 있다. 이에 따라, 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 시트는, 적어도 볼트의 1 피치(Pitch) 에 대응하는 두께를 가질 수 있다. 다시 말해, 금속 시트는 볼트의 1 피치(Pitch)와 동일하거나 이보다 큰 두께를 가질 수 있다. 여기서, 피치(Pitch)는 금속 시트의 나사산을 따라 빙 둘러서 그 경로를 볼 때, 최소한 360도 회전하는 높이를 의미한다.
또한, 일 연결구조의 실시 태양으로서 볼트가 체결되는 경우에 있어서, 체결될 때 금속 시트과 충분한 결합력을 유지하기 위해서는, 사용하는 볼트의 피치보다는 금속 시트의 두께가 유사하거나 두꺼워야 견고하게 결합되게 된다. 따라서 볼트의 종류에 따라 금속시트의 최소두께를 다르게 할 수 있다.
여기서, 금속 시트의 두께가 볼트의 1 피치와 동일하거나 이보다 크다는 것은, 금속 시트의 일면에서 시작되는 나사산을 따라 타면까지 따라가며 회전하는 경로를 볼 때, 최소 한바퀴(즉, 360도) 회전하는 것을 의미한다.
다시 말해, 금속 시트의 나사산은, 금속 시트 상부의 나사산 시작 지점부터 금속 시트 하부의 나사산 종료 지점까지 최소 360도 이상 형성될 수 있다.
이때, 금속 시트는 0.2 ~ 2.5mm 두께를 가질 수 있다. 만일 금속 시트가 0.2mm 미만일 경우 지나치게 두께가 작아져 금속 시트의 제조에 어려움이 있으며, 제조 비용이 증가되는 단점이 있고, 일 태양으로서 금속 시트의 나사선을 이용하여 볼트가 체결되는 경우에는 충분한 볼트 체결력을 확보하기에 불리한 단점이 있다. 이와 반대로, 금속 시트가 2.5mm 두께를 초과할 경우 경량화에 불리한 단점이 있다.
구체적인 예로서, 금속 시트는 2.5mm의 두께를 가질 수 있다. 주로 사용되는 볼트는 M16 또는 M20으로서, 피치가 2.5mm 내외이며, 이에 따라, 피치가 2.5mm인 경우에 안정적인 체결력 확보가 가능해 질 수 있다.
금속 시트는 탭 가공에 의해 나사선이 형성 가능한 금속 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속 시트는 Fe 소재를 이용할 수 있다. 금속 시트는 탭 드릴에 의해 나사 홀 형성이 가능한 모든 종류의 금속 재질을 이용할 수 있다. 바람직하게는, 자석에 붙는 강자성 금속 재질이라면 다양한 금속 재질을 제한 없이 이용할 수 있다.
금속 시트는 상기 해치커버와의 볼트 체결을 위한 나사 홀을 구비할 수 있다. 예를 들어, 탭 가공 시 복수의 CFT 시트에는 볼트가 삽입 가능한 홀이 형성되고, 금속 시트에는 볼트가 물려 체결될 수 있는 나사선이 형성될 수 있다.
금속 시트가 복수 개일 경우, 복수 개의 금속 시트 각각은 상기 해치커버와의 볼트체결을 위한 나사 홀을 구비할 수 있다.
금속 시트가 복수 개로 구비되면, 복수 개의 금속 시트는 복수 개의 CFT 시트 사이에 위치하도록 적층될 수 있다.
이때, 복수 개의 금속 시트가 복수 개의 CFT 시트에 적층될 경우, 각각의 금속 시트는 각각의 CFT 시트와 교대로 적층될 수 있다. 예컨대, 제1 CFT 시트, 제1 금속 시트, 제2 CFT 시트, 제2 금속 시트, 제3 CFT 시트 순으로 서로 교차 적층될 수 있다.
또한, 복수 개의 금속 시트가 복수의 CFT 시트에 적층될 경우, 각각의 금속 시트는 상기 복수 개의 CFT 시트가 적층된 적층 높이 중심을 기준으로 상하로 대칭되게 적층될 수 있다. 예컨대, 제1 CFT 시트, 제1 금속 시트, 제2 CFT 시트, 제3 CFT 시트, 제2 금속 시트, 제4 CFT 시트 순으로 적층될 수 있다.
또한, 복수 개의 금속 시트가 복수 개의 CFT 시트에 적층될 경우, 각각의 금속 시트는 상기 복수 개의 CFT 시트가 적층된 적층 높이 중심을 기준으로 상하로 비대칭되게 적층될 수 있다. 예컨대, 제1 CFT 시트, 제1 금속 시트, 제2 CFT 시트, 제3 CFT 시트, 제2 금속 시트, 제4 CFT 시트, 제5 CFT 시트 순으로 적층될 수 있다.
또한, 복수 개의 금속 시트가 복수 개의 CFT 시트에 적층될 경우, 각각의 금속 시트는 상기 복수 개의 CFT 시트 중 상부 및 하부에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 금속 시트, 제1 CFT 시트, 제2 CFT 시트, 제2 CFT 시트, 제1 금속 시트 순으로 적층될 수 있다.
복수의 금속 시트는 서로 다른 위치에 적층될 경우, 탭 가공에 의해 각각의 금속 시트마다 나사선이 형성될 수 있다. 이와 같이, 연속섬유강화 복합재에서 서로 다른 위치에 복수 개의 나사선이 형성되면 볼트가 체결되는 부위가 복수 개의 위치에 존재하게 되므로, 볼트 체결력이 향상될 수 있다. 또한, 서로 다른 위치에 복수 개의 나사선이 형성되면, 하나의 볼트가 복수 개의 위치에서 이중 체결되므로 볼트 체결 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물에서, 연속섬유강화 복합재는 복수 개의 CFT 시트와 금속 시트를 순서대로 적층 하는 단계와, 서로 적층된 복수 개의 CFT 시트와 금속 시트를 필요한 두께를 갖는 엔드 플레이트 형태로 합지 성형하는 단계를 포함하는 연속섬유강화 복합재 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 합지 단계 이전에, 서로 다른 재질로 이루어진 CFT 시트와 금속 시트 간의 계면 결합력을 높이도록 금속 시트의 적층 면에 요철 형상을 형성할 수 있다. 이에 따라, 금속 시트와 CFT 시트 간의 접촉 면적이 증가하여 합지 후 계면 결합력이 향상될 수 있다. 또한, 합지 단계 이전에는, 서로 다른 재질로 이루어진 CFT 시트와 금속 시트 사이에 핫 멜트 필름을 추가로 배치할 수 있다. 이에 따라, 합지 후 계면 결합력이 보다 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물에서, 상기 패드 본체는, 상하로 간격을 두고 수평 배치되는 복수 개의 보강 플레이트, 및 상기 복수 개의 보강 플레이트 각각에 삽입되어 수평 배치되는 복수 개의 레이어를 포함한다.
이때, 상기 복수 개의 보강 플레이트는 열가소성수지 소재를 이용할 수 있으며, 상기 복수 개의 레이어는 고무 소재를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수 개의 보강 플레이트는 나일론 소재를 이용할 수 있다. 패드 본체를 구성하는 복수 개의 보강 플레이트에 나일론을 이용하고, 복수 개의 레이어에 고무를 이용할 경우, 보강 플레이트에 열경화성수지 소재를 이용하고 레이어에 고무를 이용하는 경우와 비교하여 패드 본체의 접착 시 접착성을 향상시킬 수 있다. 특히, 복수 개의 보강 플레이트와 복수 개의 레이어가 샌드위치 형태로 적층되는 구조에서 고무와 나일론은 계면에서의 들뜸 현상을 방지하고 박리를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 복수 개의 보강 플레이트와 상기 복수 개의 레이어는 접착제로 접착 형성될 수 있다. 접착제는, 크실렌(Xylene) 5 내지 10 중량% 및 톨루엔(Toluene) 66 내지 76 중량%를 포함하는 고무용 접착제를 이용할 수 있다.
또한, 패드 본체의 하부에는 하부 보강 플레이트가 더 구비될 수 있다. 하부 보강 플레이트는 보강 플레이트보다 큰 두께를 가지며, 패드 본체의 하부를 구조적으로 보강할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물은, 선박의 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하는 패드 본체, 및 상기 패드 본체에 연결되며, 상기 해치커버와 볼트 체결되는 엔드 플레이트를 포함한다. 상기 엔드 플레이트는, 상기 패드 본체의 상부에 설정 두께로 수평 연결되는 플레이트 몸체, 및 상기 플레이트 몸체의 양단에서 수평 연장되며, 상기 패드 본체의 상부 길이보다 양단으로 돌출된 플랜지부를 포함한다. 상기 엔드 플레이트는, 설정 두께를 갖는 연속섬유강화 복합재를 포함하고, 상기 연속섬유강화 복합재는, 두께 방향으로 적층된 복수 개의 CFT 시트, 및 상기 복수 개의 CFT 시트 중 적어도 하나에 적층된 금속 시트를 포함한다.
해치커버는 볼트가 관통 체결되는 제1 체결 홀을 갖는 고정부를 구비할 수 있다. 또한, 플랜지부는 상기 제1 체결 홀과 상하로 연통하여 위치하며, 상기 고정부를 관통한 볼트가 관통 체결되는 제2 체결 홀을 가질 수 있다. 그리고 플랜지부의 하부에는, 상기 고정부와 상기 플랜지부를 순차로 관통하여 체결된 볼트의 선단에 결합되는 너트가 더 구비될 수 있다. 이에 따라, 볼트가 제1 체결 홀과 제2 체결 홀을 순차 관통하여 체결된 후 너트에 의해 볼트의 선단 부위가 고정됨으로써, 해치커버와 엔드 플레이트 간의 볼트 체결이 가능해 질 수 있다.
이때, 플레이트 몸체 및 플랜지부는 연속섬유강화 복합재를 포함한다. 플랜지부에 위치한 금속 시트는 상기 제2 체결 홀의 위치 및 크기에 대응하여 형성된 나사 홀, 즉 나사선을 구비할 수 있다.
또한, 플레이트 몸체 및 상기 플랜지부는 상기 연속섬유강화 복합재를 포함하고, 상기 연속섬유강화 복합재는 복수 개의 금속 시트를 포함하면, 상기 플랜지부에 위치한 복수 개의 금속 시트 각각은, 상기 제2 체결 홀의 위치 및 크기에 대응하여 형성된 나사 홀, 즉 나사선을 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 선박의 해치커버와 해치코밍 사이에 배치되어 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하고, 전단하중에 대응하여 변형을 방지할 수 있다. 또한, 고중량의 스틸 소재의 사용을 줄이고 연속섬유강화 복합재를 사용함으로써, 무게 경량화 구현이 가능하다.
특히, 해치커버 측(구체적으로는 해치커버 측의 고정부를 말함)과 볼트 체결되는 엔드 플레이트 측(구체적으로는 플랜지부를 말함)에 복수의 CFT 시트와 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 사용할 수 있다. 이러한 연속섬유강화 복합재는 내측에 나사선 형성이 가능한데, 이로써 전체적으로 스틸 소재를 사용하지 않으면서도 볼트 체결이 가능한 장점이 있다. 이에 따라, 해치커버 측과 엔드 플레이트 측 사이에 강한 볼트 체결력을 확보할 수 있으며, 기존의 스틸 소재보다 무게가 대폭 감소된 연속섬유강화 복합재를 사용하여 장치의 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해치커버 측과 볼트 체결되는 엔드 플레이트 측에 복수의 CFT 시트와 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 사용함으로써 간단한 탭 가공을 통해 플랜지부에 필요한 크기의 나사선을 형성할 수 있다. 이와 같이, 경량의 소재인 연속섬유강화 복합재로 제작된 엔드 플레이트에 나사선이 확보됨으로써 별도의 추가 부품(또는 부재)을 사용하지 않으면서도 상관 파트인 해치커버 측과 견고한 볼트 체결이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 엔드 플레이트의 소재로 CFT 시트와 금속 시트(예: 철판 등)를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 이용함으로써, 제품 생산은 물론, 제품 하역 또는 이동 시 마그네틱 리프트를 이용할 수 있다. 이에 따라, 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물이 적용된 모습을 보여주는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물이 적용된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물을 간략히 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물을 간략히 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물을 간략히 도시한 저면도이다.
도 6은 도 4의 "A-A"구간 단면을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 "B" 영역 단면을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재의 적층 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재의 합지 후 단면구조를 보여주는 도면이다.
도 10, 도 11, 도 12, 도 13은 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재의 합지 후 단면구조를 보여주는 다양한 구현 예들이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재에 볼트 체결용 나사선이 형성된 단면구조를 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재의 탭 가공 전, 후 과정을 보여주는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물, 및 엔드 플레이트를 구성하는 연속섬유강화 복합재에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
[선박의 해치커버 패드구조물의 전반적인 구조]
도면에서, 도 1은 선박의 해치커버 패드구조물이 적용된 전체 구조를 보여주는 정면도이고, 도 2는 선박의 해치커버 패드구조물의 적용된 전체 구조를 보여주는 측면도이다. 도 3, 도 4, 도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물을 간략히 도시한 사시도, 정면도, 저면도이다. 도 6은 도 4의 "A-A"구간 단면을 확대한 단면도이고, 도 7은 도 6의 "B" 영역 단면을 확대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물(1)은 패드 본체(100), 및 엔드 플레이트(200)를 포함한다.
패드 본체(100)는 선박의 해치커버(10)와 해치코밍(20)(도 2 참조) 사이의 충격을 완충시킬 수 있다.
엔드 플레이트(200)는 패드 본체(100)의 상부에 위치하며, 해치커버(10)(더 구체적으로는 고정부(11)를 말함)와 볼트(410)를 이용하여 체결되는 부위를 말한다.
예를 들어, 엔드 플레이트(200)는 플레이트 몸체(210), 및 플랜지부(220)를 포함한다.
플레이트 몸체(210)는 패드 본체(100)의 상부에 설정 두께로 수평 연결되는 플레이트 형상의 부위를 말한다.
플랜지부(220)는 플레이트 몸체(210)의 양단에서 플랜지 형상으로 수평 연장된다. 플랜지부(220)는 패드 본체(210)의 상부 길이보다 양측으로 소정 길이 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
이러한 엔드 플레이트(200)는 설정 두께를 갖는 연속섬유강화 복합재(1000)(도 9 참조)를 포함한다.
도 9을 참조하면, 엔드 플레이트(200)를 형성하는 연속섬유강화 복합재(1000)는 복수 개의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)와, CFT 시트 중 적어도 하나에 적층된 금속 시트(1200: 1210, 1220)를 포함한다. 연속섬유강화 복합재(1000)는 다양한 실시 형태를 가질 수 있는데, 이에 대해서는 도 8 내지 도 15의 설명 시 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 해치커버(10)는 볼트(410)가 관통 체결되는 제1 체결 홀(12)을 갖는 고정부(11)를 구비할 수 있다. 고정부(11)는 해치커버(10)의 일단에 돌출되는 브라켓 부재를 말한다.
플랜지부(220)는 제2 체결 홀(221)을 가진다. 제2 체결 홀(221)은 제1 체결 홀(12)과 상하로 연통하도록 형성되는데, 고정부(11)를 관통하여 체결된 볼트(410)가 이어서 플랜지부(220)를 관통하여 체결되도록 해주는 나사 홀을 말한다.
또한, 플랜지부(220)의 하부에는 너트(420)가 더 구비될 수 있다. 너트(420)는 고정부(10)와 플랜지부(220)를 순차로 관통하여 체결된 볼트(410)의 돌출된 선단에 결합되며, 볼트(410)의 풀림 또는 분리를 방지하여 해치커버(10)를 해치코밍(20) 상에 견고하게 고정시킨다.
엔드 플레이트(200)는 설정 두께를 갖는 연속섬유강화 복합재(1000)(도 9 참조)를 포함하는데, 이에 따라 엔드 플레이트(200)를 구성하는 플레이트 몸체(210)와 플랜지부(220)는 연속섬유강화 복합재(1000)를 포함한다.
이때, 플랜지부(220)에 포함된 연속섬유강화 복합재(1000)에 위치한 금속 시트(1200: 1210, 1220)(도 14 참조)에는 제2 체결 홀(221)의 위치 및 크기에 대응하여 형성되는 나사 홀(1300)이 구비될 수 있다.
다시 말해, 금속 시트(1200: 1210, 1220)(도 14 참조)에는 복수의 나사선(1310, 1320)(도 14 참조)이 형성되며, 볼트(410)는 상기 복수의 나사선(1310, 1320)(도 14 참조)에 체결되어 필요한 체결력을 확보할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 볼트(410)가 해치커버(10)의 고정부(11)에 형성된 제1 체결 홀(12)과 엔드 플레이트(200)의 플랜지부(220)에 형성된 제2 체결 홀(221)을 순차로 관통 체결되고, 볼트(410)의 돌출된 선단에 너트(420)가 체결되어 해치커버(10)가 해치코밍(20)을 덮어 안정적으로 결합된다.
이로써, 갑판(S) 상의 해치(30)는 외부로부터 차단될 수 있고, 해치커버(10)는 개폐 시 분리가 방지될 수 있다. 또한, 갑판(S) 상의 해치(30) 둘레를 따라 해치코밍(20)이 소정 높이 돌출되는데, 본 발명의 실시예에 따르면 선박의 해치커버 패드구조물(1)을 이용하여 해치커버(10)와 해치코밍(20) 사이의 완충 효과를 얻을 수 있으며, 전단 하중에 효율적으로 대응할 수 있다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 선박의 해치커버 패드구조물(1)은 패드 본체(100)와 엔드 플레이트(200)를 포함한다.
패드 본체(100)는 좌우 길이가 상하 높이보다 상대적으로 긴 샌드위치패드 구조물을 말한다.
예를 들어, 패드 본체(100)는 상하로 간격을 두고 수평 배치되는 복수 개의 보강 플레이트(110)와, 복수 개의 보강 플레이트(110) 각각에 수평의 층을 이루어 배치되는 복수 개의 레이어(120)를 포함한다(도 6 및 도 7 참조).
복수 개의 보강 플레이트(110)는 열가소성수지를 소재로 하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 보강 플레이트(110)는 나일론 소재로 이루어질 수 있다. 그리고 복수 개의 레이어(120)는 고무를 소재로 하여 이루어질 수 있다.
이와 같이, 패드 본체(100)는 나일론 재질로 이루어진 복수 개의 보강 플레이트(110)와, 고무 재질로 이루어진 복수 개의 레이어(120)가 샌드위치 형태로 교대로 적층되는 구조를 가질 수 있다.
이 경우, 보강 플레이트에 열경화성수지 재질을 이용하고, 레이어에 고무를 이용하는 경우, 즉 열경화성수지 및 고무가 교대로 적층된 샌드위치 구조와 비교하여 패드 본체(100)의 접착성을 강화시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 열가소성수지, 구체적인 예로서 나일론 소재로 이루어진 보강 플레이트(110)와 고무 소재로 이루어진 레이어(120)를 교대로 적층 접착함으로써 고무와 나일론 사이의 계면에서 들뜸 현상을 억제하고, 박리를 방지할 수 있다.
한편, 패드 본체(100)를 구성하는 복수 개의 보강 플레이트(110)와 복수 개의 레이어(120)는 접착제를 이용하여 접착되는데, 바람직한 실시예에 따르면 접착제는 크실렌(Xylene) 5 내지 10 중량% 및 톨루엔(Toluene) 66 내지 76 중량%를 포함하는 고무용 접착제를 이용할 수 있다.
그리고 한편, 패드 본체(100)의 하부에는 하부 보강 플레이트(300)가 더 구비될 수 있다.
하부 보강 플레이트(300)는 보강 플레이트(110)보다 큰 두께를 가질 수 있는데, 패드 본체(100)의 하부를 구조적으로 보강할 수 있다.
엔드 플레이트(200)는 패드 본체(100)의 상부에 위치하는 보강용 판으로서, 전술한 바와 같이 해치커버(10)의 고정부(11)와 볼트(410)로 체결되는 부분이다(도 1 참조).
엔드 플레이트(200)는 플레이트 몸체(210), 및 플랜지부(220)를 포함하며, 플레이트 몸체(210)는 패드 본체(100)의 상부에서 소정 두께의 플레이트 형태로 연결되고, 플랜지부(220)는 플레이트 몸체(210)의 양단에서 연장되는 부위이다.
한편, 이러한 플랜지부(220)는 제2 체결 홀(221)을 가질 수 있다. 제2 체결 홀(221)은 볼트(410)가 관통하여 체결되는 나사 홀을 말한다.
엔드 플레이트(200)는 연속섬유강화 복합재(1000)를 포함한다(도 7 참조).
예를 들어, 도 7을 참조하면 도시된 연속섬유강화 복합재(1000)는 복수 개의 CFT 시트(1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)와, 복수 개의 금속 시트(1210, 1220)를 포함한다.
특히, 플랜지부(220)에 위치한 연속섬유강화 복합재(1000)에는 제2 체결 홀(221)에 대응하여 형성되는 나사 홀(1300)이 형성되고, 금속 시트(1210, 1220) 각각은 볼트가 체결되는 나사선(1310, 1320)을 구비할 수 있다(도 14 참조).
[엔드 플레이트에 포함되는 연속섬유강화 복합재의 세부 구성]
도 8은 연속섬유강화 복합재의 적층 구조를 보여주는 도면이고, 도 9는 연속섬유강화 복합재의 합지 후 단면구조를 보여주는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)는 복수의 CFT 시트(1100)와, 금속 시트(1200)를 포함한다.
복수의 CFT 시트(1100)는 엔드 플레이트(200)(도 7 참조)를 구성하는 연속섬유강화 복합재(1000)의 두께에 대응하여 필요한 개수로 적층될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 6개의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)가 상하로 적층 된 구조를 나타내고 있다. 이러한 CFT 시트의 개수는 엔드 플레이트(200)(도 7 참조)를 구성하는 연속섬유강화 복합재(1000)의 두께에 대응하여 적절히 변경될 수 있다.
복수의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160) 각각은 일방향으로 배열된 섬유와, 섬유에 함침된 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160) 각각은 UD 시트(Unidirectional Sheet) 일 수 있다.
이때, 복수 개의 CFT 시트(1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)는 두께 방향으로 적층 시, 상기 섬유의 방향은 0도, ±45도, 90도 중 적어도 하나의 각도로 적층될 수 있다. 이외에도 다양한 각도로 적층되어 다양한 적층 패턴을 가질 수 있다.
구체적인 예로서, 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리부틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리에틸렌 섬유 또는 천연 섬유 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
또한, 수지는 열가소성 수지일 수 있는데, 구체적인 예로서 수지는 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리아미드(PA) 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
각각의 CFT 시트(1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)의 두께는 필요한 사이즈로 적절히 변경하여 선택 사용할 수 있다. 바람직한 예로서 각각의 CFT 시트(1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)의 두께는 0.2 ~ 0.8mm 범위 내에서 정해질 수 있다. 또한, 각각의 CFT 시트(1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)는 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
금속 시트(1200)는 복수 개가 이용될 수 있다.
복수 개의 금속 시트(1200: 1210, 1220) 각각의 두께는 복수 개의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160) 각각의 두께에 대응하는 사이즈를 가질 수 있다. 이에 따르면, 연속섬유강화 복합재(1000)의 최종 제품 두께에 대응하여 CFT 시트의 개수와 금속 시트의 개수를 정하여 두께를 조절하는 작업이 용이해질 수 있다.
각각의 금속 시트(1200: 1210, 1220)는 적어도 볼트의 1 피치(Pitch)에 대응하는 두께를 가질 수 있다.
볼트가 체결되는 경우에 있어서, 볼트가 금속 시트과 충분한 결합력을 유지하기 위해서는, 금속 시트가 적어도 볼트의 1 피치와 동일하거나 또는 이보다 큰 두께를 가져야만 견고한 결합상태를 유지할 수 있다. 따라서 볼트의 종류에 따라 금속 시트의 두께를 다르게 할 수 있다.
바람직한 예로서, 각각의 금속 시트(1200: 1210, 1220)의 두께는 0.2 ~ 2.5mm 범위 내에서 정해질 수 있다.
만일, 각각의 금속 시트(1200: 1210, 1220)의 두께가 0.2mm 미만일 경우, 금속 시트의 두께가 지나치게 작아져 금속 시트 제조상에 어려움이 있으며, 제조 비용이 증가되는 단점이 있다. 또한, 두께가 얇은 금속 시트(1200: 1210, 1220)의 경우 나사선을 형성하기에 어려움이 있으며, 나사선을 형성하여도 지나치게 작은 두께로 인하여 볼트 체결력이 저하되는 단점이 있다. 이와 반대로, 각각의 금속 시트(1200: 1210, 1220)의 두께가 2.5mm 두께를 초과할 경우 경량화에 불리한 단점이 있다.
구체적인 예로서, 금속 시트의 나사산은, 최소 한바퀴를 형성하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 금속 시트의 나사산은, 금속 시트 상부의 나사산 시작 지점부터 금속 시트 하부의 나사산 종료 지점까지 최소 360도 이상 형성될 수 있다.
구체적인 예로서, 금속 시트는 2.5mm인 것이 바람직하다. 주로 사용되는 볼트는 M16 또는 M20으로서, 피치가 2.5mm 내외이며, 이에 따라, 피치가 2.5mm인 경우에 안정적인 체결력 확보가 가능해 질 수 있다.
또한, 금속 시트(1200: 1210, 1220)는 탭 가공에 의해 나사선이 형성 가능한 금속재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속 시트(1200: 1210, 1220)는 탭 가공이 유리한 Fe 소재의 금속 시트를 이용할 수 있다. 금속 시트(1200: 1210, 1220)는 탭 가공에 의해 나사 홀 형성이 가능한 다양한 금속 재질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 마그네틱 리프트의 이용을 위해 자석에 붙는 강자성 금속 재질(예: 스틸 등)이라면 제한 없이 이용할 수 있다.
한편, 이러한 복수 개의 금속 시트(1200: 1210, 1220)는 복수의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160) 사이에서 정해진 위치에 적층 배치될 수 있다.
일 실시예로서, 연속섬유강화 복합재(1000)는 제1 CFT 시트(1110), 제2 CFT 시트(1120), 제1 금속 시트(1210), 제3 CFT 시트(1130), 제4 CFT 시트(1140), 제2 금속 시트(1220), 제5 CFT 시트(1150), 제6 CFT 시트(1160)가 아래에서 위를 향해 순차로 적층 될 수 있다(도 8 및 도 9 참조)
도 10, 도 11, 도 12, 도 13은 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물에서 엔드 플레이트(200)(도 7 참조)를 형성하는 연속섬유강화 복합재(1000)에 대한 다양한 구현 예를 나타낸 단면도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)는 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130)와 금속 시트(1200: 1210, 1220)가 교대로 적층 될 수 있다.
예를 들어, 연속섬유강화 복합재(1000)는 제1 CFT 시트(1110), 제1 금속 시트(1210), 제2 CFT 시트(1120), 제2 금속 시트(1220), 제3 CFT 시트(1130)가 교대로 적층될 수 있다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)는 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140)의 적층된 사이로 금속 시트(1200: 1210, 1220)가 적층 되는데, 적층 높이 중심을 기준으로 상하로 대칭되게 적층 될 수 있다.
예를 들어, 연속섬유강화 복합재(1000)는 제1 CFT 시트(1110), 제1 금속 시트(1210), 제2 CFT 시트(1120), 제3 CFT 시트(1130), 제2 금속 시트(1220), 제4 CFT 시트(1140)가 적층 될 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)는 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150)가 적층된 사이에 금속 시트(1200: 1210, 1220)가 적층 되는데, 적층 높이 중심을 기준으로 상하로 비대칭되게 적층 될 수 있다.
예를 들어, 연속섬유강화 복합재(1000)는 제1 CFT 시트(1110), 제1 금속 시트(1210), 제2 CFT 시트(1120), 제3 CFT 시트(1130), 제2 금속 시트(1220), 제4 CFT 시트(1140), 제5 CFT 시트(1150)가 적층 될 수 있다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)는 금속 시트(1200: 1210, 1220)가 복수의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130)의 상부 및 하부에 적어도 하나씩 적층 될 수 있다.
예를 들어, 연속섬유강화 복합재(1000)는 제1 금속 시트(1210), 제1 CFT 시트(1110), 제2 CFT 시트(1120), 제3 CFT 시트(1130), 제2 금속 시트(1220)가 적층 될 수 있다. 이에 따르면, 연속섬유강화 복합재(1000)는 복수의 CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130)는 연속섬유강화 복합재(1000)의 내부에 위치하고, 금속 시트(1200: 1210, 1220)가 연속섬유강화 복합재(1000)의 상부 및 하부에 적층 되어 나사선을 제공하는 구조를 갖는다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)에 나사 홀(1300)을 형성한 모습을 보여주는 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)(도 9 참조)는 제1 CFT 시트(1110), 제2 CFT 시트(1120), 제1 금속 시트(1210), 제3 CFT 시트(1130), 제4 CFT 시트(1140), 제2 금속 시트(1220), 제5 CFT 시트(1150), 제6 CFT 시트(1160)가 적층 된 단면 구조를 가질 수 있다.
이러한 연속섬유강화 복합재(1000)에 탭 가공을 실시하면, 탭 드릴(1400)(도 15 참조)이 뚫고 지나간 부위에 나사 홀(1300)이 형성될 수 있다. 이때, CFT 시트(1100: 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160)의 경우 취성 때문에 탭 드릴(1400)(도 15 참조)이 뚫고 지나간 부위에 나사선이 형성되지 않고 원형 홀만 형성된다.
이와 달리, 금속 시트(1200), 즉 제1 금속 시트(1210)와 제2 금속 시트(1220)에는 적층 방향을 따라 볼트 체결이 가능한 나사선(1310, 1320)이 형성될 수 있으며, 이로써 볼트 체결이 가능한 나사 홀(1300)이 제공될 수 있다.
도시된 바와 같이, 금속 시트(1200)가 2개일 경우, 나사선(1310, 1320)은 2개가 형성될 수 있다. 따라서, 나사선은 금속 시트(1200)의 개수에 따라, 적절히 증가 또는 감소시킬 수 있다.
2개의 금속 시트(1200), 즉 제1, 2 금속 시트(1210, 1220)는 서로 맞닿아 접촉 배치되지 않고 서로 일정 높이 차를 두고 이격하여 적층 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 나사선(1310, 1320)이 서로 이격하여 상, 하 다른 위치에 형성됨으로써 볼트의 체결 시 서로 다른 위치에 구비된 복수의 나사선(1310, 1320)에 동시 체결되어 볼트의 체결 풀림을 방지하고, 체결력을 향상시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따르는 연속섬유강화 복합재(1000)의 탭 가공 전, 후 과정을 보여주는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 CFT 시트(1110), 제2 CFT 시트(1120), 제1 금속 시트(1210), 제3 CFT 시트(1130), 제4 CFT 시트(1140), 제2 금속 시트(1220), 제5 CFT 시트(1150), 제6 CFT 시트(1160)가 적층 및 합지되어 연속섬유강화 복합재(1000)가 마련된다.
이때, CFT 시트와(1100)와 금속 시트(1200) 간의 계면 결합력을 높이도록 금속 시트(1200: 1210, 1220)의 적층 면에는 요철 형상을 더 형성할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 재질인 CFT 시트와(1100)와 금속 시트(1200) 사이의 접촉 면적이 증가하여 계면 결합력을 향상시킬 수 있다.
그리고 연속섬유강화 복합재(1000)의 합지 이전에, CFT 시트(1100)와 금속 시트(1200) 간의 계면 결합력을 높이도록 CFT 시트(1100)와 금속 시트(1200) 사이에 핫 멜트 필름을 추가 배치할 수 있다. 이에 따라, CFT 시트(1100)와 금속 시트(1200) 사이로 삽입된 핫 멜트 필름 때문에 합지 후 계면 결합력을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 탭 가공 툴, 예를 들어, 탭 드릴(1400)을 이용하여 적층 방향, 즉 연속섬유강화 복합재(1000)의 두께방향으로 탭 가공을 실시한다.
탭 드릴(1400)이 뚫고 지나간 부위에는 나사 홀(1300)이 형성되는데, CFT 시트(1100)는 취성 때문에 나사선은 형성되지 않고 단순 홀이 형성되고, 금속 시트, 즉 제1, 2 금속 시트(1210, 1220)에는 나사선(1310, 1320)이 형성될 수 있다. 이러한 나사 홀(1300), 특히 나사선(1310, 1320)에 의해 연속섬유강화 복합재(1000)는 별도의 체결 부품을 사용하지 않더라도 자체적으로 볼트 체결이 가능한 소재로 이용될 수 있다. 이러한 연속섬유강화 복합재(1000)를 엔드 플레이트(200)(도 6 참조)에 이용하는 경우, 플랜지부(220)(도 6 참조)의 제2 체결 홀(221)(도 6 참조)에 대응하여 나사 홀(1300)을 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물(1)(도 6 참조)은 엔드 플레이트(200)를 기존 대비 경량화된 연속섬유강화 복합재(1000)를 이용함으로써, 제품 무게를 30% 정도 줄일 수 있는 장점이 있다.
특히, 기존의 경우 플라스틱 또는 FRP의 사용 시 크립(Creep)이 발생하고, 볼트 체결 시 볼트 풀림 현상이 발생되는 문제로 인해 엔드 플레이트(200)의 소재로 두꺼운 철판을 이용하였다. 이 때문에 제품 경량화에 한계점이 있었다.
본 발명의 실시예에 따르는 선박의 해치커버 패드구조물(1)(도 6 참조)은 경량의 CFT 시트(1100)와 금속 시트(1200)를 적층 배치한 연속섬유강화 복합재(1000)를 엔드 플레이트(200)의 소재로 이용한다.
이에 따라, 엔드 플레이트(200)에 요구되는 강성 및 강도의 확보는 물론, 금속 시트(1200)에 나사선을 형성하여 충분한 볼트 체결력을 가질 수 있으며, 경량의 CFT 시트(110)를 적층 함으로써 제품 경량화를 실현해 낼 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 선박의 해치커버와 해치코밍 사이에 배치되어 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하고, 전단하중에 대응하여 변형을 방지할 수 있다. 또한, 고중량의 스틸 소재의 사용을 줄이고 연속섬유강화 복합재를 사용함으로써, 무게 경량화 구현이 가능하다.
특히, 해치커버 측(구체적으로는 해치커버 측의 고정부를 말함)과 볼트 체결되는 엔드 플레이트 측(구체적으로는 플랜지부를 말함)에 복수의 CFT 시트와 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 사용할 수 있다. 이러한 연속섬유강화 복합재는 내측에 나사선 형성이 가능한데, 이로써 전체적으로 스틸 소재를 사용하지 않으면서도 볼트 체결이 가능한 장점이 있다. 이에 따라, 해치커버 측과 엔드 플레이트 측 사이에 강한 볼트 체결력을 확보할 수 있으며, 기존의 스틸 소재보다 무게가 대폭 감소된 연속섬유강화 복합재를 사용하여 장치의 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해치커버 측과 볼트 체결되는 엔드 플레이트 측에 복수의 CFT 시트와 금속 시트를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 사용할 수 있는데 간단한 탭 가공을 통해 엔드 플레이트의 플랜지부에 필요한 크기의 나사선을 형성할 수 있다. 이에 따라, 경량의 소재인 연속섬유강화 복합재로 제작된 엔드 플레이트에 나사선이 확보됨으로써 별도의 추가 부품(또는 부재)를 사용하지 않으면서도 상관 파트인 해치커버 측과 견고한 볼트 체결이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 엔드 플레이트의 소재로 CFT 시트와 강자성 금속 소재로 이루어진 금속 시트(예: 철판 등)를 포함하는 연속섬유강화 복합재를 이용함으로써, 제품 생산은 물론, 제품 하역 또는 이동 시 마그네틱 리프트를 이용할 수 있다. 이에 따라, 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
1: 선박의 해치커버 패드구조물
10: 해치커버
11: 고정부
12: 제1 체결 홀
20: 해치코밍
30: 해치
100: 패드 본체
110: 보강 플레이트
120: 레이어
200: 엔드 플레이트
210: 플레이트 몸체
220: 플랜지부
221: 제2 체결 홀
300: 하부 보강 플레이트
410: 볼트
420: 너트
1000: 연속섬유강화 복합재
1100(1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160): CFT 시트
1200(1210, 1220): 금속 시트
1300: 나사 홀
1310, 1320: 나사선
1400: 탭 드릴

Claims (26)

  1. 선박의 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하는 패드 본체; 및
    상기 패드 본체에 연결되며, 상기 해치커버와 연결되는 엔드 플레이트;를 포함하고,
    상기 엔드 플레이트는,
    설정 두께를 갖는 연속섬유강화 복합재;를 포함하며,
    상기 연속섬유강화 복합재는,
    두께 방향으로 적층된 복수 개의 CFT 시트; 및
    상기 복수 개의 CFT 시트 중 적어도 하나에 적층된 금속 시트;
    를 포함하는 선박의 해치커버 패드구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 CFT 시트는,
    일 방향으로 배열된 섬유; 및
    상기 섬유에 함침된 수지;
    를 포함하는 선박의 해치커버 패드구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 CFT 시트를 두께 방향으로 적층 시, 상기 섬유의 방향은 0도, ±45도, 90도 중 적어도 하나의 각도로 적층되는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 CFT 시트 각각의 두께는 0.2 내지 0.8 mm 범위 내에서 정해지는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 CFT 시트 각각은,
    서로 다른 두께를 갖는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는,
    자석에 부착되는 강자성 금속 소재로 이루어지는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는,
    상기 복수 개의 CFT 시트 각각에 대응하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는,
    탭 드릴에 의해 나사 홀 형성이 가능한 금속 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는,
    상기 해치커버와의 볼트 체결을 위한 나사 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 금속 시트는,
    적어도 볼트의 1 피치(Pitch)에 대응하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트의 두께는 0.2 내지 2.5 mm 범위 내에서 정해지는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는 복수 개가 구비되고,
    상기 복수 개의 금속 시트 각각은,
    상기 해치커버와의 볼트 체결을 위한 나사 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는 복수 개가 구비되고,
    상기 복수 개의 금속 시트 각각은,
    상기 복수 개의 CFT 시트 사이에 위치하도록 적층되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  14. 제13항에 있어서,
    각각의 금속 시트는,
    각각의 CFT 시트와 교대로 적층되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  15. 제13항에 있어서,
    각각의 금속 시트는,
    상기 복수 개의 CFT 시트가 적층된 적층 높이 중심을 기준으로 상하로 대칭되게 적층되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  16. 제13항에 있어서,
    각각의 금속 시트는,
    상기 복수 개의 CFT 시트가 적층된 적층 높이 중심을 기준으로 상하로 비대칭되게 적층되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 금속 시트는 복수 개가 구비되고,
    각각의 금속 시트는,
    상기 복수 개의 CFT 시트 중 상부 및 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 패드 본체는,
    상하로 간격을 두고 수평 배치되는 복수 개의 보강 플레이트; 및
    상기 복수 개의 보강 플레이트 각각에 삽입되어 수평 배치되는 복수 개의 레이어;
    를 포함하는 선박의 해치커버 패드구조물.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수 개의 보강 플레이트는 열가소성수지 소재이며,
    상기 복수 개의 레이어는 고무 소재인 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  20. 선박의 해치커버와 해치코밍 사이의 충격을 완충하는 패드 본체; 및
    상기 패드 본체에 연결되며, 상기 해치커버와 볼트 체결되는 엔드 플레이트;를 포함하고,
    상기 엔드 플레이트는,
    상기 패드 본체의 상부에 설정 두께로 수평 연결되는 플레이트 몸체; 및
    상기 플레이트 몸체의 양단에서 수평 연장되며, 상기 패드 본체의 상부 길이보다 양단으로 돌출된 플랜지부;를 포함하며,
    상기 엔드 플레이트는, 설정 두께를 갖는 연속섬유강화 복합재를 포함하고,
    상기 연속섬유강화 복합재는,
    두께 방향으로 적층된 복수 개의 CFT 시트; 및
    상기 복수 개의 CFT 시트 중 적어도 하나에 적층된 금속 시트;
    를 포함하는 선박의 해치커버 패드구조물.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 해치커버는,
    볼트가 관통 체결되는 제1 체결 홀을 갖는 고정부를 구비하고,
    상기 플랜지부는,
    상기 제1 체결 홀과 상하로 연통하여 위치하며, 상기 고정부를 관통한 볼트가 관통 체결되는 제2 체결 홀을 가지며,
    상기 플랜지부의 하부에는,
    상기 고정부와 상기 플랜지부를 순차로 관통하여 체결된 볼트의 선단에 결합되는 너트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 플레이트 몸체 및 상기 플랜지부는 상기 연속섬유강화 복합재를 포함하고,
    상기 플랜지부에 위치한 금속 시트는,
    상기 제2 체결 홀의 위치 및 크기에 대응하여 형성된 나사 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 플레이트 몸체 및 상기 플랜지부는 상기 연속섬유강화 복합재를 포함하고,
    상기 연속섬유강화 복합재는 복수 개의 금속 시트를 포함하며,
    상기 플랜지부에 위치한 복수 개의 금속 시트 각각은,
    상기 제2 체결 홀의 위치 및 크기에 대응하여 형성된 나사 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 CFT 시트는,
    일 방향으로 배열된 섬유; 및
    상기 섬유에 함침된 수지;
    를 포함하는 선박의 해치커버 패드구조물.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 금속 시트는 복수 개가 구비되고,
    상기 복수 개의 금속 시트 각각은,
    상기 복수 개의 CFT 시트 사이에 위치하도록 적층되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
  26. 제25항에 있어서,
    각각의 금속 시트는,
    각각의 CFT 시트와 교대로 적층되는 것을 특징으로 하는
    선박의 해치커버 패드구조물.
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