WO2024128422A1 - 잠수함 내 장비 및 장수함 외 장비 연결을 위한 관통자 - Google Patents

잠수함 내 장비 및 장수함 외 장비 연결을 위한 관통자 Download PDF

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WO2024128422A1
WO2024128422A1 PCT/KR2023/003925 KR2023003925W WO2024128422A1 WO 2024128422 A1 WO2024128422 A1 WO 2024128422A1 KR 2023003925 W KR2023003925 W KR 2023003925W WO 2024128422 A1 WO2024128422 A1 WO 2024128422A1
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penetrator
rubber
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PCT/KR2023/003925
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Inventor
전영식
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전영식
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Definitions

  • the present invention relates to a penetrator, and more specifically, to a penetrator for connecting equipment within a submarine and equipment other than long-lived ships.
  • a number of devices are used in submarines, and in particular, various sensors are located outside the submarine to detect signals generated in the deep sea.
  • a penetrator is used in the submarine to penetrate the submarine's wall and connect the onboard and offboard devices.
  • the penetrator is connected to a connector connecting the outside device and a connector connecting the outside device, respectively, and transmits a signal from the outside device to the outside device or transmits a signal from the inside device to the outside device.
  • the penetrator penetrates the ship wall and is installed on the submarine. Part of the penetrator is exposed outside the submarine, and part of the penetrator is located inside the submarine. Because the penetrator and the connector of the external device are located in the deep sea, excellent waterproof performance is required and a structure that can operate normally even under the high pressure of the deep sea is required. In particular, when connecting a penetrator with a connector of an external device, problems often occurred in which the watertight structure was destroyed at the joint area.
  • the conventional submarine penetrator had a problem in that its structure was destroyed due to water pressure or the insulating properties between fins could not be maintained when seawater penetrated.
  • Embodiments of the present invention propose a penetrator and a method of manufacturing the penetrator that can maintain good insulation between fins even when seawater penetrates.
  • embodiments of the present invention propose a penetrator and a method of manufacturing the penetrator that can stably maintain the structure against water pressure when seawater penetrates.
  • embodiments of the present invention propose a penetrator and a method of manufacturing the penetrator having good waterproof performance.
  • a penetrator for connecting a device outside the ship and a device inside the ship comprising: a first insulator in which at least one hole is formed; at least one first pin inserted into and coupled to the at least one hole; It includes a housing for accommodating the first insulator and the first pin, and a penetrator to which rubber is coupled is provided between the hole of the first insulator and the gap between the first pin.
  • Rubber is coupled to the upper surface of the first insulator and a portion protruding from the first pin to the outside of the insulator.
  • surface treatment is performed on a predetermined area of the side of the first pin and the upper surface and hole of the first insulator.
  • the surface treatment includes roughening the surface and then applying a surface treatment solution.
  • the surface treatment solution includes a rubber adhesive solution.
  • the penetrator includes a third insulator in which at least one hole is formed; and at least one third pin inserted into and coupled to at least one hole of the third insulator, wherein a rubber is coupled between the hole of the third insulator and the gap between the third pin.
  • the penetrator further includes at least one second pin located between the first pin and the third pin and electrically connecting the first pin and the third pin.
  • the penetrator further includes a second insulator made of epoxy material surrounding the second pin.
  • performing surface treatment on a preset side area of the first pin and the upper surface of the first insulator and inside the hole into which the first pin is inserted in the first insulator (a); (b) inserting the first pin into a hole of the first insulator;
  • a penetrator manufacturing method is provided including the step (c) of inserting the first insulator into which the first pin is inserted into a rubber molding machine and bonding the rubber to the surface treated area.
  • the insulation between fins can be maintained well even when seawater penetrates, the structure can be stably maintained against water pressure, and there are advantages of having good waterproof performance.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a penetrator housing according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing an exploded perspective view of a penetrator according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a view showing the interior of a penetrator according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a coupled state of a plurality of pins in a penetrator according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing the structure of a first pin according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing an area where surface treatment is performed on a first fin according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing the structure of a first insulator according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a view showing an area where surface treatment is performed on a first insulator according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a diagram showing the result of combining rubber with a first insulator and a first pin according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a diagram showing the state in which the rubber is combined with the first insulator removed to more clearly show the result of the rubber combined according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a flowchart showing the overall flow of the penetrator manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a perspective view showing a housing of a penetrator according to an embodiment of the present invention.
  • a penetrator according to an embodiment of the present invention includes a housing 100.
  • the housing 100 is made of a metal material, for example, steel.
  • the housing 100 of the penetrator may be divided into three parts and may include an exterior connector connection portion 110, an interior wall coupling portion 120, and an interior connector connection portion 130.
  • the external connector connection portion 110 is a part exposed to the outside of the submarine and is connected to a connector for connection to a device located outside the submarine.
  • Devices located outside the submarine may include, for example, sensors.
  • the external connector connection portion 110 is combined with a connector for connection to the sensor so that the sensor's detection signal can be provided to the data processing device inside the submarine.
  • the sensor may include various sensors such as a water pressure sensor, a temperature sensor, and a sonar sensor.
  • the ship wall coupling portion 120 is a part that is coupled to the ship wall of the submarine.
  • a hole is formed in the ship wall of the submarine to connect the external device and the in-ship device, and the wall coupling portion 120 is a part that is coupled to the side of the hole formed in the submarine wall.
  • the ship wall coupling portion 120 is firmly coupled to the submarine by moving the coupling nut 150 through the thread.
  • an O-ring is coupled to the protruding ledge 140 to create a watertight structure from the outside of the ship.
  • the in-ship connector connection portion 130 is a part that is combined with a connector for connection to a device inside the submarine.
  • a connector coupled to a data processing device that collects and processes data transmitted from sensors outside the ship may be coupled to the connector connection portion 130 within the ship.
  • the protruding ledge 140 is located outside the ship when the penetrator is coupled to the submarine, and the coupling nut 150 is located inside the ship when the penetrator is coupled to the submarine.
  • Figure 2 is a diagram showing an exploded perspective view of a penetrator according to an embodiment of the present invention.
  • the penetrator includes a housing 100, a first insulator 200, a second insulator 220, a third insulator 240, and a plurality of first pins 300.
  • the first insulator 200 is made of a plastic material, preferably a peak material. Holes into which a plurality of first pins 300 can be inserted are formed in the first insulator 200, and the plurality of first pins 300 are inserted into the holes formed in the first insulator 200 to form a first insulator ( 200). The first plurality of pins 300 are electrically connected to connectors located outside the submarine.
  • a plurality of first pins 300 fixed to the first insulator are electrically connected to a plurality of second pins 320.
  • the second insulator 220 may have a cylindrical structure surrounding the second fins 320. According to one embodiment of the present invention, the second insulator 220 may be made of an epoxy material.
  • the second plurality of pins 320 are electrically connected to the third plurality of pins 340.
  • the plurality of third pins 340 are coupled to the third insulator 240.
  • the third insulator 240 may be made of a plastic material, and preferably may be made of a peak material.
  • the third insulator 240 includes a plurality of holes like the first insulator 200, and a plurality of third pins 340 are inserted and coupled to the plurality of holes.
  • the third plurality of pins 340 are electrically connected to a connector for connecting to a device in the box.
  • the first nut 400 is a nut coupled to the first insulator 200
  • the second nut 420 is a nut coupled to the third insulator 420 in the box.
  • the first insulator 200 has screw threads for coupling the first nut 400
  • the third insulator 240 has screw threads for coupling the second nut 420.
  • Figure 3 is a diagram showing the interior of a penetrator according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a coupled state of a plurality of pins in the penetrator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 a structure in which the first pin 300, the second pin 320, and the third pin 340 are aligned and connected to each other is shown, and the first insulator 200 and the second insulator 220 ) and a structure in which the third insulator 240 is sequentially aligned is shown.
  • rubber 500 is coupled to the upper surface of the first insulator 200 and the side of the first pin 300.
  • the rubber 500 is coupled to the lower surface of the third insulator 240 and the side of the third pin 340.
  • the penetrator of the present invention allows the rubber 500 to be coupled to the upper part of the first insulator 200 and the lower part of the third insulator 240.
  • the rubber 500 is coupled to some of the sides of the first plurality of pins 300 and the third plurality of pins 340.
  • the rubber 500 prevents seawater from entering the gap existing between the hole of the insulator 300, 340 and the pin 300, 340. This prevents damage to the penetrator due to seawater and prevents damage to the pin. It is possible to secure insulation between them. However, it is not easy to combine the insulator and the rubber and to insulate the pin and the rubber, and the method of combining the rubber with the insulator and the pin will be explained later with reference to separate drawings.
  • the first end 300a of the first fin 300 has a + structure
  • the second end 300b of the first fin 300 has a - structure.
  • the + structure refers to a structure with protruding ends
  • the - structure refers to a structure formed to accommodate the + structure.
  • the - structure is a structure in which a groove is formed at the end of a cylindrical pin, and a protrusion of the + structure is inserted into the formed groove.
  • the first end 320a of the second fin 320 and the second end 320b of the second fin both have a + structure.
  • the first end 320a of the second pin 320 is inserted through a groove formed in the second end 300b of the first pin, so that the first pin 300 and the second pin 320 are electrically connected.
  • the first end 340a of the third fin 340 has a - structure and the second end 340b of the third fin has a + structure.
  • the second end 320b of the second pin is inserted into the groove formed in the first end 340a of the third pin, so that the second pin 320 and the third pin 340 are electrically connected.
  • Figure 5 is a diagram showing the structure of a first pin according to an embodiment of the present invention.
  • the first pin according to an embodiment of the present invention has an overall cylindrical shape.
  • the first end 300a has a protruding structure with a small diameter, and a groove is formed in the second end 300b.
  • Figure 6 is a diagram showing an area where surface treatment is performed on a first fin according to an embodiment of the present invention.
  • surface treatment is performed on some of the sides of the first fin according to an embodiment of the present invention, and the area marked in red in FIG. 6 is the area where surface treatment is performed.
  • surface treatment consists of roughening the surface treatment area and applying a surface treatment solution.
  • a method of spraying particles to roughen the surface may be used to roughen the surface treatment area.
  • a sand blast method may be used, but it is not limited thereto.
  • a surface treatment liquid is applied to the roughened surface treatment area.
  • the surface treatment solution may be an adhesive solution capable of bonding rubber to the surface treatment area. More specifically, a silane-based solution may be used as a surface treatment solution, but is not limited thereto.
  • Figure 7 is a diagram showing the structure of a first insulator according to an embodiment of the present invention.
  • the first insulator 200 has a cylindrical shape and has a plurality of holes 200a formed therein.
  • the first pin 300 is inserted into each of the plurality of holes 200a and coupled thereto.
  • Each of the plurality of first pins 300 is electrically spaced from each other through an insulator.
  • the insulator is also subjected to surface treatment to bind the rubber.
  • Figure 8 is a diagram showing an area where surface treatment is performed on the first insulator according to an embodiment of the present invention.
  • surface treatment is performed on the upper plane of the insulator according to an embodiment of the present invention.
  • a surface treatment may be performed to roughen the upper plane, for example, a sandblasting method may be used.
  • a surface treatment liquid is applied to the surface treatment area.
  • an adhesive solution may be applied, for example, a silane-based solution may be applied.
  • surface treatment can also be performed inside the hole formed in the insulator.
  • surface treatment may be performed on the entire area inside the hole, or surface treatment may be performed on only a partial area.
  • a nozzle with a small diameter can be inserted into the hole and spray particles through the nozzle to perform surface treatment.
  • Figure 9 is a diagram showing the result of combining rubber with a first insulator and a first pin according to an embodiment of the present invention.
  • rubber 500 is coupled to the upper surface of the first insulator 200. Additionally, rubber 500 is also coupled to the sides of the first pins 300.
  • a rubber heat press method may be used to combine the rubber of the first insulator 200 and the first pin 300.
  • the rubber heat press method is a method of inserting rubber into a molding machine and compressing it by applying heat to the rubber.
  • the surface-treated first pin 300 is coupled to the surface-treated first insulator 200, and then the combined first pin 300 and the first insulator 200 are rubberized. Place it inside the heat press molding machine and inject rubber into the rubber heat press molding machine.
  • the rubber heat press molding machine it is desirable for the rubber heat press molding machine to have a structure that includes a blocking film to prevent rubber from adhering to areas where rubber is not bonded.
  • the rubber is bonded to the surface treated area, and when the rubber heat press molding is completed, the state shown in FIG. 9 is achieved.
  • Figure 10 is a diagram showing a state in which the rubber is combined with the first insulator removed to more clearly show the result of the rubber being combined according to an embodiment of the present invention.
  • rubber 500b is coupled to the side of each first pin. Since surface treatment is performed on each side of each first pin 300 and each hole of the first insulator 200, the gap between the side of the pin and the hole in the insulator is filled with rubber 500b. It fills up.
  • rubber 500a is coupled to the upper surface of the insulator, and rubber is also coupled to a portion 500c of the side portion of the first pin 300 that is not inserted into the insulator.
  • Surface treatment is also performed on a portion of the side of the first pin 300 that is not inserted into the insulator, so the rubber is bonded to that area.
  • the first insulator 200 and the first pin 300 are parts through which sea water can penetrate because they are coupled to the connector of equipment outside the ship. At this time, sea water can also penetrate the upper surface of the first insulator 200. . When seawater penetrates into the upper surface of the first insulator 200 and becomes cold, seawater is conductive, so the insulation of each first fin may be destroyed, causing a short circuit in at least some of the first fins.
  • rubber is bonded to the upper surface of the first insulator 200 and to the portions of each first pin that are not inserted into the insulator.
  • the rubber 500s coupled to the upper surface of the first insulator 200 and the rubber 500c coupled to the side of the portion of each first pin that is not inserted into the insulator are connected to the hole of the first insulator 200 and the second pin. 1 It also performs the function of preventing seawater from penetrating between the gaps in the fin (300).
  • Figure 11 is a flowchart showing the overall flow of the penetrator manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • surface treatment is performed on the fins (step 1100).
  • the pins on which surface treatment is performed in the penetrator according to an embodiment of the present invention are the first pin 300 and the third pin 340.
  • the insulators on which surface treatment is performed in the penetrator according to an embodiment of the present invention are the first insulator 200 and the third insulator 240.
  • Surface treatment is performed on the upper surface of the first insulator 200 and the inside of each hole of the first insulator 200, and the lower surface of the third insulator 240 and the surface inside each hole of the third insulator 240 Processing takes place.
  • the surface-treated insulator and the pin are combined (step 1104).
  • the first pin 300 is inserted into the hole of the first insulator 200 to couple it, and the third pin 340 is inserted into the hole of the third insulator 240 to couple it.
  • Rubber bonding is performed on the combination of pin and insulator (step 1106). As described above, the combination of the pin and the insulator is placed in a rubber heat press molding machine, and then rubber bonding is performed on the surface-treated area through rubber heat press molding. The rubber coupling is performed independently for the combination of the first insulator 200 and the first pin 300 and the combination of the third insulator 240 and the third pin 340.
  • the first pin 300 and the third pin 340 are electrically connected to the second pin 320 (step 1108).
  • the housing 100 is combined (step 11110).
  • epoxy resin is injected into the hole formed in the third insulator 240 to form the second insulator 220 (step 1112).

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Abstract

잠수함 내 장비 및 장수함 외 장비 연결을 위한 관통자가 개시된다. 개시된 관통자는 적어도 하나의 홀이 형성되는 제1 절연체; 상기 적어도 하나의 홀에 삽입되어 결합되는 적어도 하나의 제1 핀; 상기 제1 절연체 및 상기 제1 핀을 수용하는 하우징을 포함하되, 상기 제1 절연체의 홀과 상기 제1 핀의 틈새 사이에는 고무가 결합된다. 개시된 관통자에 의하면, 해수의 침투 시에도 핀간 절연을 양호하게 유지할 수 있으며, 수압에 대해 안정적으로 구조를 유지할 수 있고 양호한 방수 성능을 가지는 장점이 있다.

Description

잠수함 내 장비 및 장수함 외 장비 연결을 위한 관통자
본 발명은 관통자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잠수함 내 장비 및 장수함 외 장비 연결을 위한 관통자에 관한 것이다.
잠수함에는 다수의 장치들이 사용되며, 특히 잠수함 외부에는 다양한 센서들이 위치하여 심해에서 발생하는 신호들을 감지한다. 잠수함 외에 배치되는 센서들의 신호를 잠수함 내의 데이터 처리 장치로 전달하기 위해 잠수함에는 잠수함의 함벽을 관통하여 함내 장치와 함외 장치를 연결하는 관통자가 사용된다.
관통자는 함외 장치를 연결하는 커넥터 및 함외 장치를 연결하는 커넥터와 각각 연결되어 함외 장치의 신호를 함외 장치로 전달되거나 함내 장치의 신호를 함외 장치로 전달한다.
관통자는 함벽을 관통하여 잠수함에 설치되며, 관통자의 일부는 잠수함 외로 노출되고, 일부는 잠수함 내에 위치하게 된다. 관통자와 함외 장치의 커넥터는 심해에 위치하기 때문에 뛰어난 방수 성능이 요구되며 심해의 높은 압력에서도 정상적으로 동작할 수 있는 구조가 요구된다. 특히, 관통자와 함외 장치의 커넥터와의 연결 시 결합 부위에서 수밀 구조가 파괴되는 문제가 종종 발생하였다.
또한, 해수의 침투 시 종래의 잠수함용 관통자는 해수의 침투 시 수압으로 인해 그 구조가 파괴되거나 핀간 절연 특성을 유지하지 못하는 문제가 있었다.
본 발명의 실시예들은 해수의 침투 시에도 핀간 절연을 양호하게 유지할 수 있는 관통자 및 관통자의 제조 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 해수의 침투 시 수압에 대해 안정적으로 구조를 유지할 수 있는 관통자 및 관통자의 제조 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 양호한 방수 성능을 가지는 관통자 및 관통자의 제조 방법을 제안한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 함외 장치와 함내 장치를 연결하기 위한 관통자로서, 적어도 하나의 홀이 형성되는 제1 절연체; 상기 적어도 하나의 홀에 삽입되어 결합되는 적어도 하나의 제1 핀; 상기 제1 절연체 및 상기 제1 핀을 수용하는 하우징을 포함하되, 상기 제1 절연체의 홀과 상기 제1 핀의 틈새 사이에는 고무가 결합되는 관통자가 제공된다.
상기 제1 절연체의 상부 표면 및 상기 제1 핀에서 절연체 외부로 돌출되는 부분에 고무가 결합된다.
상기 고무의 결합을 위해 상기 제1 핀의 측부 중 미리 설정된 영역과 상기 제1 절연체의 상부 표면 및 홀에는 표면 처리가 이루어진다.
상기 표면 처리는 표면을 거칠게 한 후 표면 처리액을 도포하는 과정을 포함한다.
상기 표면 처리액은 고무 접착 용액을 포함한다.
상기 관통자는 적어도 하나의 홀이 형성되는 제3 절연체; 및 상기 제3 절연체의 적어도 하나의 홀에 삽입되어 결합되는 적어도 하나의 제3 핀을 더 포함하되, 상기 제3 절연체의 홀과 상기 제3 핀의 틈새 사이에는 고무가 결합된다.
상기 제3 절연체의 하부 표면 및 상기 제3 핀에서 절연체 외부로 돌출된다.
상기 관통자는 상기 제1 핀과 제3 핀 사이에 위치하여 상기 제1 핀과 상기 제3 핀을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 제2 핀을 더 포함한다.
상기 관통자는 상기 제2 핀을 감싸는 에폭시 재질의 제2 절연체를 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 핀의 미리 설정된 측부 영역 및 제1 절연체의 상부 표면 및 제1 절연체에서 상기 제1 핀이 삽입되는 홀 내부에 표면 처리를 수행하는 단계(a); 상기 제1 핀을 상기 제1 절연체의 홀로 삽입하는 단계(b); 상기 제1 핀이 삽입된 상기 제1 절연체를 고무 성형기에 삽입하여 상기 표면 처리가 이루어진 영역에 고무를 결합하는 단계(c)를 포함하는 관통자 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 해수의 침투 시에도 핀간 절연을 양호하게 유지할 수 있으며, 수압에 대해 안정적으로 구조를 유지할 수 있고 양호한 방수 성능을 가지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자의 하우징을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자의 분해 사시도를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자의 내부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자에서 다수의 핀들의 결합 상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀의 구조를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀에서 표면 처리가 이루어지는 영역을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 절연체의 구조를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 절연체에서 표면 처리가 이루어지는 영역을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 절연체 및 제1 핀에 고무를 결합한 결과를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 고무가 결합된 결과를 보다 명확히 나타내기 위해 제1 절연체를 제거한 상태에서 고무가 결합된 상태를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자 제조 방법의 전체적인 흐름을 나타낸 순서도.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자의 하우징을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자는 하우징(100)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하우징(100)은 금속 재질로 이루어지며, 일례로 스틸(Steel) 재질로 이루어진다.
관통자의 하우징(100)은 세 부분으로 구분될 수 있으며, 함외 커넥터 연결부(110), 함벽 결합부(120) 및 함내 커넥터 연결부(130)를 포함할 수 있다.
함외 커넥터 연결부(110)는 잠수함 외부로 노출되는 부분이며, 잠수함 외부에 위치하는 장치와의 연결을 위한 커넥터와 연결된다. 잠수함 외부에 위치하는 장치는 일례로 센서를 포함할 수 있다. 함 외 커넥터 연결부(110)는 센서와의 연결을 위한 커넥터와 결합되어 센서의 감지 신호를 잠수함 내부의 데이터 처리 장치로 제공될 수 있도록 한다. 여기서, 센서는 수압 센서, 온도 센서, 소나 센서 등 다양한 센서를 포함할 수 있을 것이다.
함벽 결합부(120)는 잠수함의 함벽과 결합되는 부분이다. 함외 장치와 함내 장치의 연결을 위해 잠수함의 함벽에는 홀이 형성되며, 함벽 결합부(120)는 잠수함의 함벽에 형성된 홀의 측부와 결합되는 부분이다. 함벽 결합부(120)는 관통자가 삽입된 후 결합 너트(150)를 나사산을 통해 이동시켜 잠수함에 단단히 결합되게 된다. 한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나 돌출턱(140)에 오링을 결합시켜 함 외부로부터 수밀 구조가 되도록 한다.
함내 커넥터 연결부(130)는 잠수함 내부에 있는 장치와 연결하기 위한 커넥터와 결합되는 부분이다. 일례로, 함외의 센서로부터 전송되는 데이터를 수집하고 처리하는 데이터 처리 장치와 결합되는 커넥터가 함내 커넥터 연결부(130)와 결합될 수 있을 것이다.
돌출턱(140)은 관통자가 잠수함에 결합되었을 때 함외에 위치하며,결합 너트(150)는 관통자가 잠수함에 결합되었을 때 함내에 위치한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자는 하우징(100), 제1 절연체(200), 제2 절연체(220), 제3 절연체(240), 다수의 제1 핀(300), 다수의 제2 핀(320), 다수의 제3 핀(340), 제1 너트(400) 및 제2 너트(420)를 포함할 수 있다.
제1 절연체(200) 및 다수의 제1 핀(300) 함외에서 함외 장치와의 연결을 위한 부분이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 절연체(200)는 플라스틱 재질로 이루어지며, 바람직하게는 피크(Peek) 재질로 이루어질 수 있다. 제1 절연체(200)에는 다수의 제1 핀(300)이 삽입될 수 있는 홀이 형성되며, 다수의 제1 핀(300)은 제1 절연체(200)에 형성된 홀에 삽입되어 제1 절연체(200)에 고정된다. 다수의 제1 핀(300)은 잠수함 외에 위치하는 커넥터와 전기적으로 연결된다.
제1 절연체에 고정되는 다수의 제1 핀(300)은 다수의 제2 핀(320)과 전기적으로 연결된다. 제2 절연체(220)는 제2 핀(320)들을 둘러싸는 원통형 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 절연체(220)는 에폭시 재질로 이루어질 수 있다.
다수의 제2 핀(320)은 다수의 제3 핀(340)과 전기적으로 연결된다. 다수의 제3 핀(340)은 제3 절연체(240)에 결합된다. 제3 절연체(240)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 피크(Peek) 재질로 이루어질 수 있다. 제3 절연체(240)는 제1 절연체(200)와 같이 다수의 홀을 포함하며, 다수의 홀에 다수의 제3 핀(340)이 삽입되어 결합된다.
다수의 제3 핀(340)은 함 내의 장치와 연결하기 위한 커넥터와 전기적으로 연결된다.
제1 너트(400)는 제1 절연체(200)와 결합되는 너트이고, 제2 너트(420)는 함 내의 제3 절연체(420)와 결합되는 너트이다. 제1 절연체(200)에는 제1 너트(400) 결합을 위한 나사산이 형성되어 있으며, 제3 절연체(240)에는 제2 너트(420) 결합을 위한 나사산이 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자의 내부를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자에서 다수의 핀들의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 핀(300), 제2 핀(320) 및 제3 핀(340)이 서로 정렬되어 연결되는 구조가 도시되어 있으며, 제1 절연체(200), 제2 절연체(220) 및 제3 절연체(240)가 순차적으로 정렬되는 구조가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 제1 절연체(200)의 상부면 및 제1 핀(300)의 측부에는 고무(500)가 결합되다. 또한, 제3 절연체(240)의 하부면 및 제3 핀(340)의 측부에도 고무(500)가 결합되는 것을 확인할 수 있다.
제1 절연체(200)는 피크와 같은 플라스틱 재질로 이루어지기에 강한 수압에 대해서도 안정적인 구조를 유지할 수 있으나 해수가 홀 사이로 침투하게 될 경우 핀간 절연성을 유지하는 데에는 취약할 수 있다. 이에, 본 발명의 관통자는 제1 절연체(200)의 상부 및 제3 절연체(240)의 하부에 고무(500)가 결합되도록 한다. 또한, 다수의 제1 핀(300) 및 다수의 제3 핀(340)의 측부 중 일부에도 고무(500)가 결합되도록 한다.
고무(500)는 해수가 침투하게 되더라도 해수가 절연체(300, 340)의 홀과 핀(300, 340) 사이에 존재하는 틈새에 인입되는 것을 방지하며 이를 통해 해수로 인한 관통자의 손상을 방지하고 핀들간 절연성을 확보할 수 있게 된다. 다만, 절연체와 고무를 결합시키는 것과 핀과 고무를 절연시키는 것은 용이하지 않으며, 고무를 절연체와 핀에 결합시키는 방법은 추후 별도의 도면을 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀(300)의 제1 종단(300a)은 + 구조를 가지며, 제1 핀(300)의 제2 종단(300b)은 - 구조를 가진다. 여기서 + 구조는 종단이 돌출된 구조를 의미하며, - 구조는 + 구조를 수용하도록 형성된 구조를 의미한다. - 구조는 원통형 핀의 종단에 홈을 형성한 구조로서, 형성된 홈에 + 구조의 돌출부가 삽입되는 것이다.
제2 핀(320)의 제1 종단(320a) 및 제2 핀의 제2 종단(320b)은 모두 + 구조를 가진다. 제2 핀(320)의 제1 종단(320a)은 제1 핀의 제2 종단(300b)에 형성된 홈을 통해 삽입되어 제1 핀(300)과 제2 핀(320)의 전기적 연결이 이루어진다.
제3 핀(340)의 제1 종단(340a)은 - 구조를 가지고 제3 핀의 제2 종단(340b)은 + 구조를 가진다. 제2 핀의 제2 종단(320b)이 제3 핀의 제1 종단(340a)에 형성된 홈에 삽입되어 제2 핀(320)과 제3 핀(340)의 전기적 연결이 이루어진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀은 전체적으로 원통 형상을 가진다. 제1 종단(300a)은 직경이 작은 돌출 구조를 가지고 있으며, 제2 종단(300b)에는 홈이 형성된다. 제1 핀(300)에는 다수의 그루브 영역이 존재하는데 그루브 영역은 향후 결합되는 고무가 채워지는 영역이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀에서 표면 처리가 이루어지는 영역을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀의 측부 중 일부에는 표면 처리가 이루어지며, 도 6에서 빨간색으로 표시된 영역이 표면 처리가 이루어지는 영역이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 처리는 표면 처리 영역을 거칠게하는 단계 및 표면 처리액을 도포하는 단계로 이루어진다. 일례로, 표면 처리 영역을 거칠게 하기 위해 입자를 분사하여 표면을 거칠게 하는 방식이 사용될 수 있다. 보다 구체적인 예로 샌드 블라스트(Sand Blast) 방식이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
입자 분사에 의해 표면 처리 영역의 표면을 거칠게 만든 후, 거칠게 된 표면 처리 영역에 표면 처리액을 도포한다. 여기서 표면 처리액은 고무를 표면 처리 영역에 결합시킬 수 있는 접착 용액일 수 있다. 보다 구체적으로 실란 계열의 용액이 표면 처리 액으로 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 절연체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 절연체(200)는 원통 형상을 가지고 있으며, 다수의 홀(200a)이 형성되어 있다. 다수의 홀(200a) 각각으로 제1 핀(300)이 삽입되어 결합된다. 절연체를 통해 다수의 제1 핀(300) 각각은 서로 전기적으로 이격된다.
앞서 설명한 바와 같이, 절연체에도 고무를 결합하기 위한 표면 처리가 이루어진다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 절연체에서 표면 처리가 이루어지는 영역을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체에서 상부 평면에는 표면 처리가 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이, 상부 평면을 거칠게 하는 표면 처리가 이루어질 수 있으며, 일례로 샌드 블라스트 방식이 이용될 수 있다.
상부 평면에 표면 처리가 이루어진 후에는 표면 처리가 이루어진 영역에 표면 처리액을 도포한다. 앞서 설명한 바와 같이, 접착 용액이 도포될 수 있으며, 일례로 실란 계열의 용액이 도포될 수 있다.
한편, 절연체에 형성된 홀 내부에도 표면 처리가 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 홀 내부의 전 영역에 대해 표면 처리가 이루어질 수도 있으며, 일부 영역에 대해서만 표면 처리가 이루어질 수도 있을 것이다.
홀 내부는 작은 직경을 가지기에 표면 처리를 수행하기 어렵다. 홀 내부에 대한 표면 처리를 수행하기 위해 작은 직경을 가진 노즐을 홀 내부로 삽입하여 노즐을 통해 입자를 분사하여 표면 처리를 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 절연체 및 제1 핀에 고무를 결합한 결과를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 제1 절연체(200)의 상부 표면에는 고무(500)가 결합된다. 또한, 제1 핀(300)들의 측부에도 고무(500)가 결합된다.
제1 절연체(200) 및 제1 핀(300)의 고무를 결합하기 위해 고무 열프레스 공법이 사용될 수 있다. 고무 열프레스 공법은 고무를 성형기에 삽입한 후 고무에 열을 가하여 압축시키는 공법이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표면 처리가 이루어진 제1 핀(300)을 표면 처리가 이루어진 제1 절연체(200)에 결합한 후 결합된 제1 핀(300) 및 제1 절연체(200)를 고무 열프레스 성형기 내부에 위치시키고 고무 열프레스 성형기에 고무를 주입한다.
이때, 고무 열프레스 성형기는 고무가 결합되지 않는 영역에 고무 부착이 차단되도록 차단막을 포함하는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 고무 열프레스 성형기에서 고무가 표면 처리가 된 영역에 결합되게 되며, 고무 열프레스 성형이 완료되면 도 9와 같은 상태가 된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 고무가 결합된 결과를 보다 명확히 나타내기 위해 제1 절연체를 제거한 상태에서 고무가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 각 제1 핀의 측부에 고무(500b)가 결합된다. 각각의 제1 핀(300)의 각 측부에 대해 표면 처리가 이루어지고, 제1 절연체(200)의 각 홀에 표면 처리가 이루어지므로 핀의 측부와 절연체의 홀 사이의 틈새를 고무(500b)가 채우게 된다.
이와 같이 각 제1 절연체 홀과 각 제1 핀 사이의 틈새에 고무(500b)가 채워지므로 심해에서 해수가 침투하더라도 핀이 삽입되는 홀로 해수의 침투가 방지될 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면, 절연체의 상부 표면에도 고무(500a)가 결합되고, 제1 핀(300) 중 절연체에 삽입되지 않은 측부의 일부(500c)에도 고무가 결합된다. 제1 핀(300)에서 절연체에 삽입되지 않는 측부의 일부에도 표면 처리가 이루어지기에 해당 영역에 고무가 결합된다.
제1 절연체(200)와 제1 핀(300)은 함 외에서 함외 장비의 커넥터와 결합되기에 해수가 침투할 수 있는 부분이며 이때, 제1 절연체(200)의 상부 표면에도 해수가 침투할 수 있다. 제1 절연체(200)의 상부 표면에 해수가 침투하여 해수가 차게 되면 해수는 전도성을 가지기에 각 제1 핀들의 절연성을 파괴하여 제1 핀들 중 적어도 일부에서 쇼트 현상이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 제1 절연체(200)의 상부 표면 및 각 제1 핀에서 절연체에 삽입되지 않는 부분에도 고무가 결합되도록 한다. 물론, 제1 절연체(200)의 상부 표면에 결합되는 고무(500s) 및 각 제 1핀에서 절연체에 삽입되지 않는 부분의 측부에 결합되는 고무(500c)는 제1 절연체(200)의 홀과 제1 핀(300)의 틈새 사이로 해수가 침투하는 것을 방지하는 기능도 수행한다.
한편, 도 5 내지 도 10을 참조하여 제1 절연체(200)와 제1 핀(300)의 결합체에 고무를 결합하는 방법에 대해 살펴보았다. 이러한 고무 결합 방법은 제3 절연체(240) 및 제3 핀(340)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통자 제조 방법의 전체적인 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 11을 참조하면, 핀 들에 대한 표면 처리를 수행한다(단계 1100). 본 발명의 실시예에 따른 관통자에서 표면 처리가 이루어지는 핀은 제1 핀(300) 및 제3 핀(340)이다.
절연체 들에 대한 표면 처리가 이루어진다(단계 1102). 본 발명의 실시예에 따른 관통자에서 표면 처리가 이루어지는 절연체는 제1 절연체(200) 및 제3 절연체(240)이다. 제1 절연체(200)의 상부 표면 및 제1 절연체(200)의 홀 내부에 대한 표면 처리가 이루어지고, 제3 절연체(240)의 하부 표면 및 제3 절연체(240)의 각 홀 내부에 대한 표면 처리가 이루어진다.
표면 처리가 이루어진 절연체와 핀을 결합한다(단계 1104). 제1 핀(300)을 제1 절연체(200)의 홀에 삽입하여 결합하고, 제3 핀(340)을 제3 절연체(240)의 홀에 삽입하여 결합한다.
핀과 절연체의 결합체에 대한 고무 결합을 수행한다(단계 1106). 앞서 설명한 바와 같이, 핀과 절연체의 결합체를 고무 열프레스 성형기에 위치시킨 후 고무 열프레스 성형을 통해 표면 처리가 이루어진 영역에 대한 고무 결합을 수행한다. 고무 결합은 제1 절연체(200) 및 제1 핀(300)의 결합체 및 제3 절연체(240) 및 제3 핀(340)의 결합체에 대해 독립적으로 이루어진다.
절연체와 핀의 결합체들에 고무 결합이 이루어지면, 제1 핀(300)과 제3 핀(340)을 제2 핀(320)과 전기적으로 연결한다(단계 1108).
핀간 결합이 이루어지면 하우징(100)을 결합한다(단계 11110).
하우징을 결합하면, 제3 절연체(240)에 형성된 홀로 에폭시 수지를 주입하여 제2 절연체(220)를 형성한다(단계 1112).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 함외 장치와 함내 장치를 연결하기 위한 관통자로서,
    적어도 하나의 홀이 형성되는 제1 절연체;
    상기 적어도 하나의 홀에 삽입되어 결합되는 적어도 하나의 제1 핀;
    상기 제1 절연체 및 상기 제1 핀을 수용하는 하우징을 포함하되,
    상기 제1 절연체의 홀과 상기 제1 핀의 틈새 사이에는 고무가 결합되는 관통자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연체의 상부 표면 및 상기 제1 핀에서 절연체 외부로 돌출되는 부분에 고무가 결합되는 관통자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고무의 결합을 위해 상기 제1 핀의 측부 중 미리 설정된 영역과 상기 제1 절연체의 상부 표면 및 홀에는 표면 처리가 이루어지는 관통자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표면 처리는 표면을 거칠게 한 후 표면 처리액을 도포하는 과정을 포함하는 관통자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표면 처리액은 고무 접착 용액을 포함하는 관통자.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 홀이 형성되는 제3 절연체; 및
    상기 제3 절연체의 적어도 하나의 홀에 삽입되어 결합되는 적어도 하나의 제3 핀을 더 포함하되,
    상기 제3 절연체의 홀과 상기 제3 핀의 틈새 사이에는 고무가 결합되는 관통자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 절연체의 하부 표면 및 상기 제3 핀에서 절연체 외부로 돌출되는 부분에 고무가 결합되는 관통자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 핀과 제3 핀 사이에 위치하여 상기 제1 핀과 상기 제3 핀을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 제2 핀을 더 포함하는 관통자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 핀을 감싸는 에폭시 재질의 제2 절연체를 더 포함하는 관통자.
  10. 제1 핀의 미리 설정된 측부 영역 및 제1 절연체의 상부 표면 및 제1 절연체에서 상기 제1 핀이 삽입되는 홀 내부에 표면 처리를 수행하는 단계(a);
    상기 제1 핀을 상기 제1 절연체의 홀로 삽입하는 단계(b);
    상기 제1 핀이 삽입된 상기 제1 절연체를 고무 성형기에 삽입하여 상기 표면 처리가 이루어진 영역에 고무를 결합하는 단계(c)를 포함하는 관통자 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표면 처리는 표면을 거칠게 한 후 표면 처리액을 도포하는 과정을 포함하는 관통자 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표면 처리액은 고무 접착 용액을 포함하는 관통자 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    제3 핀의 미리 설정된 측부 영역 및 제3 절연체의 상부 표면 및 제3 절연체에서 상기 제3 핀이 삽입되는 홀 내부에 표면 처리를 수행하는 단계;
    상기 제3 핀을 상기 제3 절연체의 홀로 삽입하는 단계;
    상기 제3 핀이 삽입된 상기 제3 절연체를 고무 성형기에 삽입하여 상기 표면 처리가 이루어진 영역에 고무를 결합하는 단계를 더 포함하는 관통자 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 핀과 상기 제3 핀 사이에 제2 핀이 위치하도록 상기 제1 핀과 상기 제3 핀을 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 관통자 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 핀 주위로 에폭시 수지를 주입하여 상기 제2 핀을 둘러싸는 제2 절연체를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연체, 상기 제2 절연체 및 상기 제3 절연체를 보호하기 위한 하우징을 형성하는 단계를 더 포함하는 관통자 제조 방법.
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