KR20150068116A - 잠수함용 완전 방수 모니터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잠수함 외부에 설치되는 잠수함용 완전 방수 모니터에 관한 것으로서, 본 발명에서는 전면(前面)이 개방되도록 형성되고, 내부에 수용공간을 구비하고, 외부에는 방수 커넥터를 구비하는 케이스와, 수용공간에는 평판 디스플레이 소자와, 평판 디스플레이 소자 전면에 적층 구비되는 터치패널 및 평판 디스플레이 소자 전면에 적층 구비되는 제2 폴리카보네이트 시트가 에폭시 몰딩 컴파운드에 의해 결합된 결합체가 삽입되고, 케이스 전면과 밀봉되도록 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터가 제공된다.
본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터는 무게가 30kg 이하로 가볍고, 외부 충격에 강하며, 내부에는 에폭시 몰딩 컴파운드 충진하여 공기층을 제거하여 평판 디스플레이에서 발생되는 열을 쉽게 방출할 수 있으며, 수압에도 충분한 내성을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

잠수함용 완전 방수 모니터{WATER PROOF MONITOR FOR SUBMARINE}

본 발명은 잠수함용 완전 방수 모니터에 관한 것으로서, 구체적으로는 잠수함 망루에 설치되어 잠수 시에는 수중에 노출되어 상당한 압력에도 내구성을 갖는 잠수함용 완전 방수 모니터에 관한 것이다.

잠수함은 여러 가지 공기탱크의 설치 방식이 사용되고 있으나, 현재(現在)의 잠수함은 주로 공기탱크를 압력 선체 외부에 설치하여 공기탱크 내에 물이 채워졌을 때 잠수함의 무게가 부력과 같아지도록 조정하고 수면으로 부상하기 위하여는 공기탱크 내에 압축공기를 공급하도록 하고 있다. 따라서 잠수는 공기탱크 내의 공기를 밖으로 배출할 수 있도록 공기탱크 상부에 있는 차단밸브를 열어서 이루어지며 이때 자유 충수구로 바닷물이 유입되어 공기탱크를 채우게 된다.

잠수함은 수중에서 육안이나 레이더에 노출되지 않게 활동하므로 일반적으로 수중에서 활동하지만 공기 흡입이나 수상 관찰 활동을 위해 부상하여 운행하는 경우도 자주 발생한다.

잠수함이 부상하여 운행 중일 경우에는 잠수함 외부로 두세 명의 승선원이 나와서 망루에 설치된 모니터를 이용하여 운항 정보 및 레이더 정보를 살펴보면서 휴대하여 장착하는 마우스를 연결한 후 모니터를 통해 잠수함 내부 승선원과 통신을 수행하도록 하고 있다. 하지만 마우스의 경우 방수 기능을 제공하는 방수 마우스가 구비되지 못하므로 잠수함 내부에서 외부로 나오는 승선원이 가지고 나온 후, 모니터와 연결하여 사용하여야 하므로 불편하여 실질적으로 거의 사용을 하지 않는다. 승선원들은 마우스를 이용하는 대신 내부 승선원과의 통신은 휴대하는 무전기를 통해 수행하고 있다.

한편 망루에 설치되는 모니터는 잠수함 외부에 설치되며 부상시에만 사용하는 것이다. 따라서 잠수함이 수중으로 잠수하여 운행되는 동안에는 통상적으로 수중에서 가해지는 수압(대략 65BAR까지 내수압 특성을 지녀야 함)에 그대로 노출되어야 하므로 상당한 방수력이 있도록 설계되어야 한다. 물론 잠수함의 완전 방수 모니터는 양측면에 거취봉이 설치되어 있어서, 망루에 설치된 고정식 모니터 거취대로부터 분리하여 잠수함 내부로 이동시킬 수 있는 구조로 되어 있기는 하다.

우리나라 해군 잠수함에는 프랑스 탈레스(thales)사에서 제공하는 완전 방수 모니터를 사용하고 있는데, 이러한 종래 완전 방수 모니터는 주물로 된 케이스에 11.5mm 두께의 강화 유리를 전면에 설치한 구조물로서 무게가 약 70kg에 달하는 제품이다. 따라서 이러한 종래 완전 방수 모니터는 상당한 무게로 인해 망루에 설치된 고정식 모니터 거취대로부터 분리하여 잠수함 내부로 이동시키는 것은 상당히 번거러운 일이어서 거의 망루에 고정시켜 사용하고 있는 실정이다. 또한 전면에 11.5mm 두께의 강화 유리를 결합시킨 구조이어서 터치 기능을 제공할 수 없고, 강화 유리와 주물로 된 케이스가 실본딩으로 처리되어 있는데 잠수함이 수중과 부상을 하면서 온도 변화가 발생되어 종래 완전 방수 모니터 내부에 공기층에 의해 수축과 팽창을 하면서 금속과 유리를 접합시킨 실본딩이 떨어지는 문제점이 발생되어 방수 기능이 약하게 되어 사용하지 못하는 문제가 발생되었다.

특허문헌 1: 미국등록특허 제7,733,642호 (2010.06.08. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 무게가 약 30kg 이하로 상대적으로 가볍고, 터치 기능도 제공할 수 있어 별도의 마우스를 연결할 필요가 없으며, IP68 규격을 만족하는 방수력을 제공하는 잠수함용 완전 방수 모니터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 잠수함 외부에 설치되는 잠수함용 완전 방수 모니터에 있어서, 전면(前面)이 개방되도록 형성되고, 내부에 수용공간을 구비하고, 외부에는 방수 커넥터를 구비하는 케이스와, 상기 수용공간에는 평판 디스플레이 소자와, 상기 평판 디스플레이 소자 전면에 적층 구비되는 터치패널 및 상기 평판 디스플레이 소자 전면에 적층 구비되는 제2 폴리카보네이트 시트가 에폭시 몰딩 컴파운드에 의해 결합된 결합체가 삽입되고, 상기 케이스 전면과 밀봉되도록 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터에 의해서 달성 가능하다.

본 발명의 또 다른 목적은 잠수함의 외부에 설치되는 잠수함용 완전 방수 모니터를 제조하는 방법으로서, 평평한 선반 상에 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30)을 차례로 적층시키는 제 1단계와, 적층된 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30) 상부에 주입구를 구비하는 거푸집(120)을 씌우는 제 2단계와, 주입구(121)로 에폭시 몰딩 컴파운드를 주입한 후 경화시켜 에폭시 몰딩 컴파운드와 결합된 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30) 결합체를 형성하는 제 3단계와, 거푸집(120)을 제거하는 제 4단계와, 에폭시 몰딩 컴파운드와 결합된 결합체를 선반으로부터 분리한 후 평판 디스플레이 패널(30), 터치패널(50) 및 제2 폴리카보네이트 시트(60) 순으로 놓여지도록 케이스(10)의 수용공간에 삽입하는 제 5단계 및 케이스(10)를 커버(80)와 결합시키는 제 6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터 제조 방법에 의해서 달성 가능하다.

본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터는 무게가 약 30kg 이하로 가벼워서 승선원 혼자서도 망루에 설치되는 고정식 거취대로부터 손쉽게 분리하여 필요할 경우에는 잠수함 내부로 옮길 수 있게 되었다.

잠수함의 승선원들은 권총 등과 같은 금속재 부품 내지는 부속품을 많이 군복에 부착하고 있는데 승선원이 움직임에 따라 몸에 부착된 금속재 부품 등에 의해 모니터 전면에 외부 충격이 가해지는 경우가 자주 발생된다. 본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터는 전면에 외부 충격이 가해지더라도 이중 구조로 설치되는 폴리카보네이트 시트에 의해 충격이 흡수되어 액정 디스플레이까지 도달되지 않도록 설계하여 내구성을 향상시킬 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터는 내부에 에폭시 몰딩 컴파운드로 충진하여 공기층을 제거함으로써 수압에 보다 내성을 지니도록 하였으며 수중과 부상을 번갈아 할 때 발생되는 온도 차이에 의한 영향을 줄일 수 있게 되었다. 또한 평판 디스플레이 패널에서 발생되는 열을 알루미늄으로 구성되는 케이스(10) 및 커버(80)로 빠르게 전달하므로 내부에 별도의 냉각팬 등의 냉각 장치를 구비하지 않아도 되는 이점이 있다.

마지막으로 본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터는 케이스를 결합시킬 때 접착제를 사용하지 않으므로 결합 재질의 열팽창율에 의해 접착제가 손상되는 문제를 방지할 수 있게 되었다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 잠수함용 완전 방수 모니터의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 잠수함용 완전 방수 모니터의 결합 사시도.
도 3은 도 2의 A-A' 방향에서 바라본 수평 절개 단면도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 잠수함용 완전 방수 모니터의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 잠수함용 완전 방수 모니터의 결합 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A' 방향에서 바라본 수평 절개 단면도이다.

본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터는 내부에 수용공간(13)을 가지며 전면(前面)이 개방된 케이스(10)와, 해당 수용공간(13)에 차례로 적층되는 평판 디스플레이 패널(30), 제1폴리카보네이트 시트(40), 터치 패널(50), 및 제2폴리카보네이트 시트(60)와, 케이스(10)의 전면 수평면(17)에 개재되는 제1가스켓(20)과, 제2폴리카보네이트 시트(60) 상에 개재되는 제2가스켓(70) 및 케이스(10)와 나사 결합되는 커버(80)로 구성된다.

케이스(10)와 커버(80)는 알루미늄으로 형성하여 무게를 줄이고 가공성을 좋게 하였다. 평판 디스플레이 패널(30)로는 백라이트 유닛(BLU, Back Light Unit)이 결합된 액정 패널 또는 유기발광소자 패널을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 수분 침투성에 대한 내성이 뛰어난 백라이트 유닛이 결합된 액정 패널을 사용하는 것이 좋다. 도 3에 도시된 단면도 상에서는 평판 디스플레이 패널(30)의 외부 형상이 단순한 직선과 곡선으로 이루어지는 것으로 도시되어 있으나 실질적으로 여러 개의 단차가 있는 도면보다는 복잡한 형상으로 이루어지는 것으로 이해되어져야 한다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이 평판 디스플레이 패널(30)의 하부와 케이스(10) 바닥면 사이의 사이공간(95)에는 에폭시 몰딩 컴파운드(90, Epoxy Moding Compound, 이하, 'EMC'라 한다)로 충진되는 것을 특징으로 한다. 후술하겠으나 EMC에 의해 평판 디스플레이 패널(30), 터치패널(50) 및 폴리카보네이트 시트는 결합되어 하나의 결합체를 형성한다.

평판 디스플레이 패널(30)의 측면 및 하면의 외부가 EMC로 코팅되므로 평판 디스플레이 패널(30)의 측면 및 하면의 구조를 복잡하지 않고 단순하게 도시하였다. EMC는 반도체칩 패키징 재료로 사용되는 것으로서 열 전도율이 좋아 모니터에서 발생되는 열을 케이스(10) 및 커버(80)로 빠르게 전달하므로 별도의 냉각팬 등의 냉각 장치를 구비하지 않아도 되는 이점이 있다. 나아가 내부에 생길 수 있는 공기층을 제거함으로써 높은 수압에도 충분히 견디고 공기층이 온도 차이로 인해 팽창 및 수축을 반복하면서 생길 수 있는 불량을 미연에 방지할 수 있게 되었다.

본 발명에서는 터치 기능을 제공하기 위해 터치 패널(50)을 평판 디스플레이 패널(20) 상부에 설치한다. 그런데 프랑스 탈레스사에서 제공되는 종래 완전 방수 모니터와 같이 11.5mm 강화유리를 평판 디스플레이 패널(30) 상부에 설치하면 손가락에서 발생되는 정전 기전력 및 압력을 전달할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 강화유리 대신에 물리적인 충격에 대한 내성이 강화유리와 비교할 때 대략 250배 정도 뛰어난 폴리카보네이트 시트를 적용하여 두께를 줄이고 무게도 줄일 수 있는 두 가지 효과를 거둘 수 있었다. 특히 두께를 줄일 수 있게 됨으로써 손가락에서 발생되는 정전 기전력을 터치패널(50)까지 용이하게 전달할 수 있는 특성을 가질 수 있게 되었다.

도 3에 도시된 바와 같이 평판 디스플레이 패널(30) 상부에 제1 폴리카보네이트 시트(40)를 설치하고, 그 상부에 터치패널(50)을 설치하고, 터치패널(50) 상부에 제2 폴리카보네이트 시트(60)를 설치하였다. 이러한 방식으로 평판 디스플레이 패널(30), 제1 폴리카보네이트 시트(40), 터치패널(50) 및 제2 폴리카보네이트 시트(60)를 설치함으로써 외부에서 가해지는 충격을 제2 폴리카보네이트 시트(60)에 의해 1차적으로 흡수하고, 제2 폴리카보네이트 시트(60)를 뚫고 전달되는 외부 충격을 재차 제1 폴리카보네이트 시트(40)에 의해 흡수되도록 함으로써 평판 디스플레이 패널(30)이 파손되는 것을 보다 확실히 보호할 수 있게 되었다. 외부 충격에 의한 영향력을 최소화하기 위해 터치패널(50)은 유리가 아닌 투명 플라스틱 기판으로 형성된 것을 사용하였다. 제1 폴리카보네이트 시트(40)와 제2 폴리카보네이트 시트(60)는 각각 두께가 2mm ~ 3mm인 것을 사용하였으며, 이 정도 두께에서는 손가락의 정전 기전력이 충분히 터치패널(50)까지 전달되고, 11.5mm 두께의 강화유리를 적용하는 경우에 비해서도 외부 충격에 뛰어남을 알 수 있었다.

케이스(10)의 전면은 수용공간(13)과 맞닿는 테두리를 따라서 테두리부(15)가 일정한 폭으로 전면 수평면(17)보다 전면 방향으로 돌출되도록 형성하였다. 이러한 구조에 대향되도록 커버(80)의 후면은 도 3에 도시된 바와 같이 테두리부(15)에 맞쳐지도록 단차지게 형성하였다. 도 3에 도시된 바와 같이 수용공간(13)에 적층되는 EMC(90), 평판 디스플레이 패널(30), 제1 폴리카보네이트 시트(40), 터치패널(50) 및 제2 폴리카보네이트 시트(60)는 테두리부(15)의 높이까지 적층되도록 하였다. 전면 수평면(17)에는 제1 가스켓(20)을 개재시켜 커버(80)와 케이스(10)를 기밀을 유지하면서 나사 결합시키고, 커버(80)의 후면에 마련된 일정 깊이의 실링홈에는 제2 가스켓(70)을 개재시켜 커버(80)와 제2 폴리카보네이트 시트(60)를 기밀을 유지하면서 결합되도록 하였다. 제1 가스켓(20) 및 제2 가스켓(70)은 EPDM(Ethylene Propylene Diene M-class) 고무 재질로 구성하였다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 좌우측면에는 고정식 모니터 거취대와 결합시키기 위한 결합봉(81)을 끼우기 위한 결합봉 끼움나사홈(11)이 형성되며, 하부에는 외부로부터 영상 신호를 전송받기 위한 방수 커넥터(83)가 구비된다.

이하, 본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터를 제조하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 잠수함용 완전 방수 모니터를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 먼저 편평한 선반(110) 상부에 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50), 제1 폴리카보네이트 시트(40) 및 평판 디스플레이 패널(30)을 차례로 적층시킨다(도 4a). 다음으로 적층된 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50), 제1 폴리카보네이트 시트(40) 및 평판 디스플레이 패널(30) 상부에 거푸집(120)을 씌운다(도 4b). 이때 방수 커넥터(83)와 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30)은 전기적으로 연결하며, 거푸집(120)에는 방수 커넥터(83)는 적절한 위치에 고정시키기 위한 고정부(미 도시)가 설치되어야 한다. 거푸집(120)의 내부 형상은 케이스(10)의 수용공간과 동일한 형상을 갖도록 구성하였다. 다음으로 주입구(121)로 EMC를 주입한 후 경화시킨다(도 4c). 주입된 EMC는 각 소자 사이에 형성된 빈 공간과 거푸집(120)의 내벽과 형성되는 공간을 충진하게 된다. 이후, 거푸집(120)을 제거한 후 불필요한 EMC 부분을 제거한 후 경화된 EMC와 결합된 평판 디스플레이 패널(30), 제1 폴리카보네이트 시트(40), 터치패널(50) 및 제2 폴리카보네이트 시트(60) 결합체를 케이스(10)의 수용공간에 삽입한다(도 4d). 이때 방수 커넥터(83)는 케이스(10)의 아래에 마련된 해당 위치에 삽입된다. 제1 가스켓(20) 및 제2 가스켓(70)을 개재시킨 후, 케이스(10)를 커버(80)와 나사 결합한다(도 4e). 이후 케이스(10) 측면에 결합봉(81)을 결합시키면 잠수함용 완전 방수 모니터의 조립이 완료된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 케이스 11: 결합봉 끼움나사홈
13: 수용공간 15: 테두리부
17: 전면(前面) 수평면 19, 29, 89: 나사홈
30: 평판 디스플레이 패널 40: 제1폴리카보네이트 시트
50: 터치 패널 60: 제2폴리카보네이트 시트
70: 제2가스켓 80: 커버
81: 결합봉 83: 방수 커넥터
90: 에폭시 몰딩 컴파운드
95: 평판 디스플레이 패널 하부와 케이스 바닥면 사이의 사이공간
110: 선반 120: 거푸집
121: 주입구

Claims (8)

1. 잠수함 외부에 설치되는 잠수함용 완전 방수 모니터에 있어서,
   전면(前面)이 개방되도록 형성되고, 내부에 수용공간을 구비하고, 외부에는 방수 커넥터를 구비하는 케이스와,
   상기 수용공간에는
   평판 디스플레이 소자와, 상기 평판 디스플레이 소자 전면에 적층 구비되는 터치패널 및 상기 평판 디스플레이 소자 전면에 적층 구비되는 제2 폴리카보네이트 시트가 에폭시 몰딩 컴파운드에 의해 결합된 결합체
   가 삽입되고,
   상기 케이스 전면과 밀봉되도록 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 평판 디스플레이 소자와 상기 터치패널 사이에는 제1 폴리카보네이트 시트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 케이스와 상기 커버는 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 케이스와 상기 커버 사이에는 EPDM 고무로 이루어지는 제1 가스켓이 개재시켜 결합시키는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 케이스부에는 상기 커버와 결합되는 전면 수평면(17)이 구비되며, 상기 수용공간과 상기 전면 수평면 사이에는 상기 전면 수평면(17)보다 전면으로 일정한 폭으로 돌출 형성되는 테두리부(15)를 포함하고,
   상기 커버의 후면에는 상기 테두리부(15) 및 상기 전면 수평면(17)과 맞물려서 결합되는 형상으로 구비되며,
   상기 제1 가스켓은 상기 전면 수평면(17)에 개재되는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터.
   
6. 잠수함의 외부에 설치되는 잠수함용 완전 방수 모니터를 제조하는 방법으로서,
   평평한 선반 상에 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30)을 차례로 적층시키는 제 1단계와,
   상기 적층된 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30) 상부에 주입구를 구비하는 거푸집(120)을 씌우는 제 2단계와,
   상기 주입구(121)로 에폭시 몰딩 컴파운드를 주입한 후 경화시켜 에폭시 몰딩 컴파운드와 결합된 제2 폴리카보네이트 시트(60), 터치패널(50) 및 평판 디스플레이 패널(30) 결합체를 형성하는 제 3단계와,
   상기 거푸집(120)을 제거하는 제 4단계와,
   상기 에폭시 몰딩 컴파운드와 결합된 결합체를 선반으로부터 분리한 후 평판 디스플레이 패널(30), 터치패널(50) 및 제2 폴리카보네이트 시트(60) 순으로 놓여지도록 케이스(10)의 수용공간에 삽입하는 제 5단계 및
   상기 케이스(10)를 커버(80)와 결합시키는 제 6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터 제조 방법.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제 2단계 및 상기 제 3단계에서 상기 터치패널(50)과 상기 평판 디스플레이 패널(30) 사이에는 제1 폴리카보네이트를 더 포함하여 결합체를 형성하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터 제조 방법.
   
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
   상기 제 1단계와 상기 제 2단계 사이에 방수 커넥터를 상기 터치패널(50)과 상기 평판 디스플레이 패널(30)과 전기적으로 연결하는 제1-1 단계를 더 구비하고,
   상기 제 5단계에서 상기 방수 커넥터를 상기 케이스에 위치시키는 것을 특징으로 하는 잠수함용 완전 방수 모니터 제조 방법.

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