KR100270831B1 - 동력 안내 체인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 위치가 이동되어질 수 있으면서 두 개의 연결점 사이에 있는 튜브등을 안내하기 위한 동력 안내 체인에 관한 것이다. 이러한 동력 안내 체인은 측부 및 가로 부재들을 가지면서 여러개의 서로 연결된 관절형 체인으로 이루어지며, 서로를 향해 인접한 체인 링크들의 수평 스윙 (swing) 의 범위는 스톱면들 (15) 이 제공되어 있으며 체인 링크들상으로 배열된 해당 스톱들 (14) 에 의해 제한된다. 체인의 더 빠른 통과 속도를 가능하게 하고, 노이즈 방출을 감소 시키기 위해, 체인 링크들은 인접한 링크들의 상대적 기울기 속도를 감소시키기 위한 수단을 구비한다.

Description

동력 안내 체인 {POWER GUIDE CHAIN}

예를 들어, 지지되지 않은 동력 안내 체인이 존재할 때, 즉 체인이 횡으로 이동하는 동안 동력 안내 체인의 상부 스트랜드 (Strand) 가 하부 스트랜드상에 놓여 있지 않을 때, 서로에 대해 체인 링크들의 피벗은 제한되어 지고, 그 대신에 체인으로부터 수직거리로 안내되게 된다. 서로에 대해 인접한 체인 링크들의 제한된 피벗으로 인해, 동력 안내 체인의 이동 방향은 오직 정해진 특정 굽힘 반경까지만 변화 될 수 있다. 이러한 굽힘 반경은 동력 안내 체인에 장착된 장치의 설계환경에 부합되어야 할 뿐만 아니라, 동력 안내 체인에 제공되는 호오스등과 같은 동력선의 가요성 (Flexibility) 에도 부합되어야 한다.

서로에 대해 인접한 체인 링크들의 피벗은 이러한 목적을 위해 특별히 제공된 스톱들에 의해 제한될 수 있다. 스톱들은, 인접한 체인 링크들이 피벗될 때, 대개 각각의 인접한 체인 링크들의 영역들과 접촉하며 결과적으로, 서로에 대해 체인 링크들의 피벗을 제한하는 체인 링크들의 영역들로 이해할 수 있다.

동력 안내 체인의 급속한 횡행 (橫行) 은 종종 뚜렷하고 자극적인 노이즈 방출과 관련이 있다. 본 발명의 목적은 고속의 횡행속도 (橫行速度) 를 허용하며 노이즈 방출이 감소되어진 동력 안내 체인을 제작하는 것이다.

본 발명은 관절 형태로 서로 연결된 가로 부재들과 측부 요소들을 구비한 여러개의 체인 링크들을 가지며, 서로에 대해 인접한 체인 링크들의 피벗은 체인 링크들에 배열된 접촉표면을 갖는 해당 스톱들 (Stop) 에 의해 제한되고, 하나 이상의 위치가 변화될 수 있는 두 개의 연결점 사이에 있는 호스 (hose) 등을 안내하기 위한 동력 안내 체인 (power guide chain) 에 관한 것이다.

도 1 은 내부 스트랩으로 설계된 동력 안내 체인의 측부 요소들.

도 2 는 런업 베벨들을 갖는 동력 안내 체인의 해당 외부 스트랩으로 설계된 측부 요소들.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 내부 스트랩 2: 힌지 핀

3, 10: 두꺼운 영역들 4, 12: 스톱

5, 13: 접촉면 6, 7: 제한면

8: 외부 스트랩 9: 리세스

11: 잠금 돌출부 14, 17: 가장자리

15: 원형 영역들 16: 접선 영역들

18: 언더컷 19: 베벨

본 발명에 따라, 상기의 목적은 서로에 대해 인접한 체인 링크들의 각이동 속도 (angling speed) 를 줄이기 위한 수단을 갖는 체인 링크들을 제공함으로써 해결된다. 이렇게 해서, 체인 링크들을 피벗할 때, 서로에 대해 각이동 하는 동안 인접한 체인 링크들는 제동되어, 해당 스톱들은 감소된 속도로 서로 접촉한다. 지금까지는, 예를 들어 인접한 측부 요소들 각각에 연결된 토션 스프링 (torsion spring) 이 연결부에 제공될 수 있었다.

각이동 속도를 줄이기 위해, 측면요소들는 런업 베벨들 (Run-up bevels) 을 갖는 것이 바람직하며, 체인 링크들이 피벗될 때, 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들을 갖는 각각의 인접한 체인 링크들의 측부 요소들는 피벗 각도 범위에 걸쳐 런업 베벨들을 따라 안내되고, 여기서 런업 베벨들이 제공된 인접한 체인 링크들의 영역들, 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들, 또는 런업 베벨들이 제공된 인접한 체인 링크들의 영역들 및 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들은 체인 링크들이 피벗될 때, 탄성적으로 변형될 수 있는 탄성변형요소들을 나타내고 있다. 상기 요소들의 탄성변형은 인접한 체인 링크들의 영역들이 런업 베벨들상으로 안내될 때, 또한 체인 링크들이 피벗될 때, 인접한 체인 링크들을 서로에 대해 제동되도록 하고 스톱들의 충격 속도 (impact speed) 의 감소를 유발한다. 본 내용에서 댐핑효과 (damping effect) 의 범위는 런업 베벨들의 기울기와 길이뿐만 아니라, 탄성적으로 변형가능한 요소들의 탄성에 의존하고 있다.

탄성적으로 변형가능한 요소들은 분할스프링 요소들로 설계되거나 또는 측부 요소들을 이루는 재료에 적절한 탄성을 주도록 설계되고, 이러한 탄성적으로 변형가능한 요소들은 일체로 성형되어 일편으로 측부 요소들의 영역들을 형성할 수 있다.

만약 측부 요소들이 중심 평면 영역들에서 체인의 종방향으로 가로로 돌출하는 두꺼운 영역들 (thicker areas) 을 나타내고 있는 서로 대응하는 내부와 외부 스트랩으로 설계된다면, 예를 들어, 런업 베벨들은 두꺼운 영역들의 또는 두꺼운 영역들과 반대편에 있는 인접한 체인 링크 영역들의 측방 제한면 (lateral limiting surface) 상으로 배열될 수 있다. 따라서 만약 측부 요소들이 크랭크되면, 런업 베벨들은 크랭크 영역들 또는 인접한 측벽의 크랭크 영역들과 마주보는 측부 요소들의 외주상으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 또한 런업 베벨들은 상이한 기울기를 갖는 이뿌리면들 (tooth flanks) 또는 상이한 곡률 (曲率) 을 갖는 파형 (undulating profiles) 으로 설계될 수 있다. 여기서 런업 베벨들 위로 움직이는 인접한 체인 링크 영역들은 제 1 체인 링크들의 티쓰 (teeth) 와 맞물리는 티쓰로 설계될 수 있다. 또한, 런업 베벨들은 스톱내에 통합될 수 있다.

만약 런업 베벨들이 적당히 기울어져 있다면, 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들의 상승 높이는 피벗 각도와 반비례로 증가할 수 있어서, 댐핑은 체인 링크들의 각이동이 증가하면서 증가한다. 따라서, 댐핑 특성은 런업 베벨들의 형상에 의해 조절될 수 있다.

런업 베벨들의 기울기 뿐만 아니라, 런업 베벨들이 제공된 측부 요소 영역들의 탄성 변형률, 또는 런업 베벨들에 걸쳐 안내되는 인접한 체인 링크 영역들의 탄성 변형률은, 런업 베벨들이 제공된 측부 요소 영역들이 그 자체로 탄성 요소들로 작용하고, 또한 측부 요소들의 제조에도 사용될 수 있는 플라스틱 물질로 만들어지는 식으로 서로 부합되는 것이 바람직하다. 따라서, 측부 요소들은 일편으로 제조될 수 있다.

런업 베벨들은 각각의 측부 요소들에 수직으로 배열되는 것이 바람직하다. 탄성 요소들의 변형이 일어나는 동안, 측부 요소들의 주평면에 평행한 작용력은 힌지 연결부상으로 방사상으로 작용하여, 서로에 대해 체인 링크들의 피벗 운동의 댐핑은 서로에 대해 체인 링크들의 유격 (free play) 의 감소를 유발할 수 있으며, 또한 인접한 체인 링크들의 해당 스톱들이 서로 접촉하고 있을 때, 체인 링크들의 인장 (引張) 을 유발할 수 있다. 이것은 동력 안내 체인의 강성 (rigidity) 이 증가하도록 할 수 있고, 따라서 체인 링크들이 제동될 때, 동력 안내 체인의 운행 방향과 직각을 이루는 측부 요소들상으로 작용하는 힘 성분을 방지할 수 있다.

런업 베벨들은 스톱들의 접촉표면들의 높이에서 끝나는 것이 바람직한데, 이렇게 함으로써 스톱이 서로 접촉하기 직전에, 스톱의 충격 속도를 최대한 감소시킬 수 있고, 설계의 단순화도 이룰 수 있다.

만약 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들이 런업 베벨들과 접촉이 이루어질 수 있는 측면의, 즉 방사상의 내부, 외부, 또는 내부 및 외부 제한표면을 갖는, 스톱으로 설계된다면, 동력 안내 체인의 긴 수명과 우수한 노이즈 댐핑을 동시에 확보하는 단순한 설계가 이루어질 수 있다. 본 내용에서와 같이, 상기 스톱들은 원형 세그먼트들 (circular segments) 로 또는 주로 둥근 스톱 핀들로 설계될 수 있다.

상기 스톱들은 호형 측방 제한면들을 나타내고, 여기서 런업 베벨들은 호형 커브로부터 신장하면서 이 커브에 주로 접선 방향으로 움직이는 영역들로 설계될 수 있다. 이렇게 해서, 공정-기술 관점에서 제조가 단순하고, 또한 체인 링크들이 넓은 범위로 피벗될 때, 체인 링크들의 피벗이 더욱 감쇠되도록 하는 설계가 이루어진다.

만약 런업 베벨들이 스톱들의 각도 범위에 걸쳐서 오직 신장한다면, 서로에 대해 체인 링크들의 제 1 피벗부는 제동없이 발생할 수 있다.

인접한 체인 링크들의 서로 연결된 측부 요소들의 결합부에는 피벗축의 외주 중심으로 분산된 두 개 이상의 런업 베벨들 및 런업 베벨들에 걸쳐 안내되는 인접한 체인 링크들의 영역들이 제공되는 것이 바람직하다. 동력 안내 체인이 이동될 때, 서로에 대해 체인 링크들의 각이동 속도는 더욱 감소하고, 노이즈 방출도 더욱 감소된다. 나아가, 체인 링크들이 각이동될 때, 방사상 힘성분을 유발하지 않으면서 인접한 체인 링크들의 인장을 허용하여, 피벗축 중심으로 분산된 런업 베벨들은 체인 링크들의 힌지 연결부로의 하중을 감소시킨다. 인장은 접합부 영역들에서 체인 링크들의 유격을 감소시키고 측부 요소들이 피벗축에 대해 중심에 있도하면서 접합부 영역들에서 마모를 줄이며, 또한 동력 안내 체인에서의 피치 (체인 링크들당 동력 안내 체인의 길이) 의 증가를 방지한다. 이렇게 해서, 동력 안내 체인이 횡으로 이동될 때, 향상된 방향 안정성을 유도한다.

런업 베벨들은 피벗축에 대해 서로 반대편으로 배열되는 것이 바람직하다. 하지만, 예를 들어 피벗축 중심으로 고르게 분산된 세 개의 런업 베벨들도 구성될 수 있다.

또한, 상기 스톱들에는 해당 스톱들과 맞물릴 수 있는 언더컷들 (Undercuts) 이 제공되는 것이 바람직하다. 그럼으로써 서로에 대해 인접한 측부 요소들의 측면 각이동은 방지되고, 그 결과로 동력 안내 체인의 안정성은 향상될 수 있다.

본 발명은 크랭크된 측부 요소들 또는 내부와 외부의 교번 스트랩들 (Strap) 을 구비하는 측부 요소들의 스트랜드들로 이루어진 동력 안내 체인에만 제한되지 않는다. 사실, 측부 요소들의 구체적 설계는 본 발명과는 무관하다. 본 내용에서 측부 요소들은 부착형 또는 일편으로 가로 부재들에 연결될 수 있다.

본 발명은 도면에 제시된 실시예를 토대로 하기에 설명된다. 도면에 대한 설명은 다음과 같다.

내부 스트랩 (1) 으로 설계되고 교번형으로 배열된 외부와 내부 스트랩의 스트랜드를 구비한 동력 안내 체인의 측부 요소들에는 관절형 배열로 체인 링크들을 접합하기 위해 인접한 체인 링크들의 해당 리세스 (recess) 에 삽입가능하며 일편을 이루도록 일체로 성형된 두 개의 힌지핀 (2) 이 제공된다. 좌우 대칭인 내부 스트랩 (1) 에는 그 중심으로 두꺼운 영역들 (3) 이 제공되고 내부 스트랩 (1) 이 조립되었을 때, 동력 안내 체인으로부터 외부 측방을 향하도록 배열된다. 해당 외부 스트랩들을 덮고 있는 내부 스트랩 (1) 영역들에는 힌지핀 (2) 을 통해 움직이는 피벗축에 대해 서로 반대편으로 배열되면서 원형 세그먼트 처럼 설계된 두 개의 스톱 (4) 이 제공된다. 스톱들 (4) 은 체인 링크들의 피벗 각도를 제한하기 위해 인접한 측부 요소들상으로 해당 스톱들과 접촉될 수 있는 두 개의 편평한 접촉면 (5) 을 나타내고 있다. 두 개의 접촉면 (5) 간에 배열된 스톱들 (4) 의 측방 제한면들은 호형으로 설계되고, 여기서 방사상으로 내부 측방 제한면 (6) 은 피벗축에 대한 갭 (d1) 을 나타내며, 또한 방사상으로 외부 측방 제한면 (7) 은 해당 갭 (d2) 을 나타내고 있다.

도 2 에 도시된 내부 스트랩 (1) 에 대응하며 내부 스트랩 (1) 을 덮고 있는 외부 스트랩 (8) 의 영역들은 인접한 내부 스트랩 (1) 의 힌지 핀 (2) 이 삽입될 수 있는 두 개의 리세스 (9) 를 나타내고 있다. 종축과 거기에 수직으로 배열된 측부 요소들의 중심 평면을 중심으로 대칭으로 설계된 외부 스트랩들 (8) 은 체인 내부를 향해 돌출한 잠금 돌출부 (locking projection, 11) 가 제공된 두꺼운 영역들 (10) 을 나타내고 있다. 이러한 외부 스트랩들에 의해, 내부 스트랩들은(상세하게 나타나 있지 않은) 가로 부재로 서로 연결될 수 있다. 외부 스트랩들 (8) 에는 리세스 (9) 영역들에 두 개의 스톱 (12) 이 제공되고, 외부 스트랩의 편평한 접촉면들 (13) 은 내부 스트랩들 (1) 의 상기 스톱들 (4) 을 향해 위치될 수 있다.

리세스 (9) 를 둘러싼 가장자리 (14) 는 스톱들 (12) 사이 중앙으로 영역들 (15) 의 방사상 외부 제한면 (15) 에서 피벗축에 대해 해당 스톱 (4) 의 방사상 내부제한표면 (6) 의 갭 (d1) 보다 조금 작은 갭 (d3) 을 나타내고 있다. 따라서, 인접한 측부 요소들이 가장자리 (14) 중심으로 피벗될 때, 스톱 (4) 은 영역들 (15) 로 거의 유격없이 안내될 수 있다. 피벗축으로부터 가장자리 (14) 의 거리는 스톱들 (12) 의 접촉면들 (13) 의 방향으로 증가하고 원형으로 곡선을 이룬 영역들로부터 (d4) 의 거리로 스톱 (12) 옆으로 위치되며 영역들 (15) 에 대해 접선 방향으로 설계된 영역들 (16) 로 뻗어있다. 본 내용에서, 접촉면 (13) 영역들에서 접선 영역들 (16) 의 거리는 스톱 (12) 에 대응하는 내부 스트랩 (1) 의 스톱 (4) 의 제한면 (6) 의 거리 (d1) 보다 조금 크다. 외부 스트랩의 대칭성 때문에, 도 2 에서 처럼 가장자리 (14) 의 아래쪽 영역들의 설계에도 똑같이 적용된다. 따라서, 런업 베벨들은 그 위로 움직이는 인접한 측부 요소의 영역들의 이동 방향에 대해 단지 몇 도에 불과한 미약한 구배 (勾配) 를 나타내고, 또한 비교적 편평하게 설계되어 있다. 나아가, 외부 스트랩들 (8) 은 스톱들 (4) 의 방사상 외부 제한면 (7) 의 거리 (d2) 보다 조금 먼 피벗축으로부터의 거리를 갖는 가장자리 (17) 를 나타내고 있고, 또한 거의 유격 없이 스톱들 (4) 을 둘러싼다.

내부 스트랩들 (1) 이 외부 스트랩들 (8) 을 향해 피벗될 때, 스톱들 (4) 의 내부 제한면 (6) 은 소정의 피벗각에서 가장자리 (14) 의 접선 영역들 (16) 과 접촉한다. 만약 스트랩들이 더 피벗 된다면, 접선 영역들 (16) 은 그 위로 스톱들 (4) 이 움직이는 런업 베벨들로 작용한다. 본 내용에서 접선 영역들 (16) 및 접선 영역들과 접촉하는 제한면 (6) 의 영역들은 일편의 외부와 내부 스트랩으로 제조되는 재료의 탄성으로 인해 탄성 변형을 일으킨다. 이렇게 해서, 체인 스트랩은 제동되어, 체인 스트랩들의 각이동 속도는 감소하고, 해당 접촉면들은 저속으로 서로 접촉한다. 탄성 요소들에 의한 에너지 흡수로 인해, 동력 안내 체인이 횡으로 이동될 때, 노이즈 방출은 감소된다. 접선 영역들의 효율적 길이는 스톱들의 길이 보다 짧기 때문에, 일정 거리로 이동될 때 까지, 스톱들은 제동되지 않는다. 이렇게 해서, 동력 안내 체인은 균일한 운동을 한다.

또한 가장자리 (17) 에는 체인 링크들이 피벗될 때, 스톱 (4) 의 방사상 외부 제한면 (7) 과 접촉될 수 있는 방사상 내부로 돌출하는 런업 베벨들을 제공하는 것이 가능다. 하지만, 가장자리 (14) 상에서 런업 베벨들로 작용하는 접선 영역들 (16) 을 배열한다는 것은 이러한 영역들이 더욱 방사상 외부로 배열된 영역들보다 느린 원주 속도로 이동하는 장점이 있는데, 이것은 즉, 내부와 외부 스트랩들의 해당 영역들은 느린 상대 속도로 서로에 대해 이동하고, 상기 운동은 더욱 효과적으로 제동될 수 있어서, 노이즈 방출을 효과적으로 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.

가장자리 (14) 에는 탄성 변형하에서 해당 스톱들 (4) 의 해당 영역들과 접촉될 수 있는 피벗축 정반대편의 두 쌍의 런업 베벨들 (16) 이 제공되어, 인장을 받기 때문에, 변형된 영역들의 방사상 외부로 작용하는 힘들은 서로 상쇄될 수 있다. 그 결과로 마모를 증가시킬 수도 있는 방사상으로의 작용력들은 힌지 연결부에 더 이상 작용하지 않는다. 그 대신에, 외부 스트랩들 (8) 은 내부 스트랩 (1) 과 함께 인장을 받아서, 해당 스톱들 (4,12) 에 점점 접근할 때, 서로에 대해 스트랩의 유격은 감소하고, 또한 스톱들 (4,12) 이 서로 접촉할 때, 그 유격은 최소가 된다. 따라서, 체인 링크들의 접합부 영역들에서의 마모는 현저히 줄어들고, 또한, 동력 안내 체인이 횡으로 이동될 때, 방향 안정성은 증가되었다.

나아가, 스톱들 (12) 에는 베벨들 (19) 이 제공된 스톱들 (4) 과 맞물릴 수 있는 언더컷들 (18) 이 제공되어, 서로에 대해 인접한 체인 링크들의 측방 각이동(lateral angling) 을 방지할 수 있다.

런업 베벨들로 작용하는 접선 영역들 (16) 은 피벗축 중심으로 넓은 각도 범위에 걸쳐 신장하기 때문에, 비록 런업 베벨들이 매우 높지 않더라도, 서로에 대해 인접한 측부 요소들의 각이동 속도가 뚜렷하고 일정하게 감소될 수 있어서, 노이즈 방출은 현저하게 줄어들 수 있다.

Claims (10)

1. 관절 형태로 서로 연결된 가로 부재들과 측부 요소들을 구비하는 여러개의 체인 링크들을 가지면서, 하나 이상의 위치가 변화되어질 수 있는 두 개의 연결점 사이에 있는 호스등을 안내하기 위한 동력 안내 체인에 있어서, 서로에 대해 인접한 체인 링크들의 피벗은 체인 링크들상으로 배열된 접촉면들을 갖는 해당 스톱들에 의해 제한되며, 체인 링크들에는 서로에 대해 인접한 체인 링크들의 각이동 속도를 감소시키기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
2. 제 1 항에 있어서, 측부 요소들 (스트랩 1,8) 에는 런업 베벨들 (접선 영역들 16) 이 제공되어 지고, 각각의 인접한 체인 링크들의 측부 요소들에는, 체인 링크들이 피벗될 때, 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들 (스톱, 4) 이 제공되는 것을 특징으로 하며, 또한, 런업 베벨들이 제공된 영역들, 이러한 베벨들 위로 움직이는 인접한 체인 링크들의 영역들, 또는 런업 베벨들이 제공된 영역 및 이러한 베벨들 위로 움직이는 인접한 체인 링크들의 영역들은 체인 링크들이 피벗될 때, 탄력적으로 변형되어질 수 있는 탄력적으로 변형가능한 요소들을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 런업 베벨들 (16) 은 측부 요소들 (1,8) 에 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 런업 베벨들 (16) 은 스톱들 (12) 의 접촉표면 (13) 의 높이에서 끝나는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 런업 베벨들 위로 움직이는 영역들은 스톱 (4) 으로 설계되며, 스톱들중의 하나 이상의 측방 제한면 (6,7) 은 런업 베벨들 (16) 과 접촉되어질 수 있는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스톱들은 호형 측면들을 나타내고 있으며, 또한 원형 곡선으로부터 주로 접선 방향으로 움직이는 영역들로 설계된 런업 베벨들 위로 움직이는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 런업 베벨들 (16) 은 오직 스톱들 (4) 의 각길이부에 걸쳐 오직 신장하는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 관절 형태로 연결된 인접한 체인 링크들의 측부 요소들에는 피벗축 외주 중심으로 분산된 두 개 이상의 런업 베벨들 (16) 이 제공되는 것을 특징으로 하며, 또한 상기 런업 베벨들에 걸쳐 안내되는 인접한 체인 링크들의 영역들이 제공되는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
9. 제 8 항에 있어서, 런업 베벨들 (16) 은 피벗축에 대해 서로 반대편으로 배열되는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.
10. 제 1 항, 제 2 항 및 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 스톱들에는 해당 스톱들에 의해 맞물려질 수 있는 언더컷들 (18) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 동력 안내 체인.