KR101267027B1 - 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일 누유를 최소화하면서 크랭크 로터베이터의 캠 로드(crank rod)를 구동시키는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛에 관한 것이다.
본 발명에 의한 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛은, 일측 외주면에 캠로드가 일체로 연결되고, 내부에 중공부가 형성되며, 좌우 양단부가 개방된 크랭크 케이스(crank case); 상기 크랭크 케이스의 일측에 설치되고, 상기 크랭크 케이스의 중공부와 소통하도록 연결된 오일주입구; 상기 크랭크 케이스의 좌우 양단부를 마감하도록 각각 설치된 한 쌍의 측면커버; 상기 각 측면커버의 외측에 각각 설치된 한 쌍의 캠링크(cam link); 상기 측면커버들의 중심부, 상기 캠링크들의 중심부, 상기 크랭크 케이스의 중심부, 베어링들의 중심부를 각각 관통하여 설치되는 크랭크 샤프트(crank shaft); 및 상기 크랭크 케이스 내에 각각 설치되어 상기 크랭크 샤프트의 외주면을 회전지지하는 한 쌍의 베어링;을 포함하고, 각 베어링과 이에 인접한 측면커버들 사이에는 제1지지부재 및 제2지지부개가 설치되며, 제1지지부재와 제2지지부재 사이에는 제1오일 시일부재와 제2오일 시일부재가 개재되고, 상기 제1오일 시일부재 및 제2오일 시일부재는 상하 방향으로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛 {CRANK DRIVING UNIT FOR CRANK ROTAVATOR}

본 발명은 크랭크 로터베이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일 누유를 최소화하면서 크랭크 로터베이터의 캠로드(crank rod)를 구동시키는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛에 관한 것이다.

종래의 기술인 "대한민국 공개실용신안공보 제20-1998-032411호"가 개시된 바 있다.

일반적으로, 로터베이터는 경운기나 트랙터 등에 장착되어 경운기나 트랙터의 엔진으로부터 동력을 전달받아 복수의 칼날이 회전하면서 흙을 적정입도로 파쇄하도록 구성되어 있다.

최근에는 연작장해 및 심경작업을 위한 크랭크 로터베이터(crank rotavator)가 널리 이용되고 있으며, 이러한 크랭크 로터베이터는 심경작업과 정지작업을 동시에 수행하면서도 기존의 심경로타리에 비해 작업속도가 2배 정도 빠르며 볏짚, 호밀 등 유기물의 완벽한 매립이 용이한 장점이 있으며, 또한 작물 식재부 아래를 떼알 구조로 쇄토하기 때문에 배수나 투수성이 좋고 영양분의 흡수 등으로 작물 생육이 매우 유리한 장점이 있다.

이러한 크랭크 로터베이터는 경운기 또는 트랙터의 PTO(Power Take-Off)로부터 동력을 전달받는 복수의 크랭크 구동유닛 및 각 크랭크 구동유닛의 캠 로드(cam rod)의 단부에 개별적으로 설치된 복수의 경운날로 이루어진다.

한편, 각 크랭크 구동유닛은 크랭크 케이스, 크랭크 케이스의 내부를 관통하여 설치된 크랭크 샤프트, 크랭크 케이스의 일측 외주면에 일체로 연결된 캠로드(cam rod), 크랭크 케이스의 좌우 양측에 설치된 한 쌍의 캠링크(cam link)를 가진다. 그리고, 크랭크 케이스 내에는 복수의 베어링이 복수의 스페이서(spacer)에 의해 설치되며, 복수의 베어링에 의해 크랭크 샤프트가 회전지지 된다. 또한 크랭크 케이스 내로 오일이 유입되어 크랭크 샤프트 및 베어링 등을 윤활하도록 구성되고, 크랭크 케이스에는 복수의 오일시일(oil seal)이 설치되어 오일의 누유를 최소화하도록 구성된다.

하지만, 종래의 크랭크 구동유닛은 심경작업 시에 충격 및 진동 등으로 인해 크랭크 샤프트와 스페이서들 사이에 유격이 발생할 수도 있고, 또한 오일시일의 파손, 베어링의 변형, 베어링의 마모 등이 초래될 수 있다. 이로 인해 크랭크 케이스로부터 오일의 누유가 심하게 발생할 수 있고, 이러한 오일의 누유현상에 의해 진행하던 작업을 중단함과 동시에 크랭크 구동유닛의 교체 및 수리를 해야 하므로 그 생산성이 크게 저하되며, 이로 인해 작업시간이 많이 걸리고, 수리 및 교체 비용이 과도하게 상승하는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 축(shaft)과 캠로드 사이를 연결하는 구동부에 경운날이 체결되어 심경(深耕)작업을 실시할 경우, 경운 깊이에 의하여 캠로드가 요동함과 동시에 척박한 토양과 암석 등에 의하여 접지압력과 작용하중 증가로 충격과 진동소음도 극심한 것이 크랭크축과 베어링 캡에 직접 전달됨으로서 오일시일이 파손되어 오일이 누설되는 것과 유증기 누출을 개선하여 고부하 연속운전을 가능하게 하고, 오일의 감소 방지 및 환경오염을 방지할 수 있고, 베어링 캡이 변형되어 윤활이 곤란한 것을 개선하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 오일시일이 하중과 충격진동에 의하여 외부로 이탈되는 것을 방지하고 이중으로 누유를 방지하기 위한 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다수의 경운날 중 어느 하나라도 누유현상에 의하여 수리 및 교체작업을 최소화함으로서 생산성을 향상하고 운영비를 절감하기 위한 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛을 제공하기 위한 것이다.

따라서 본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 크랭크 케이스의 좌우 양측에 다단 시일구조를 적용함으로써 크랭크 케이스 내로 유입된 오일의 누유를 방지할 수 있는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛은,

일측 외주면에 캠로드가 일체로 연결되고, 내부에 중공부가 형성되며, 좌우 양단부가 개방된 크랭크 케이스(crank case);

상기 크랭크 케이스의 일측에 설치되고, 상기 크랭크 케이스의 중공부와 소통하도록 연결된 오일주입구;

상기 크랭크 케이스의 좌우 양단부를 마감하도록 각각 설치된 한 쌍의 측면커버;

상기 각 측면커버의 외측에 각각 설치된 한 쌍의 캠링크(cam link);

상기 측면커버들의 중심부, 상기 캠링크들의 중심부, 상기 크랭크 케이스의 중심부, 베어링들의 중심부를 각각 관통하여 설치되는 크랭크 샤프트(crank shaft); 및

상기 크랭크 케이스 내에 각각 설치되어 상기 크랭크 샤프트의 외주면을 회전지지하는 한 쌍의 베어링;을 포함하고,

각 베어링과 이에 인접한 측면커버들 사이에는 제1지지부재 및 제2지지부개가 설치되며, 제1지지부재와 인접한 베어링 사이에는 제1오일 시일부재가 개재되고, 상기 제1지지부재 및 제2지지부재 사이에는 제2오일 시일부재가 개재되며, 상기 제1오일 시일부재 및 제2오일 시일부재는 상하 방향으로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 크랭크 케이스의 내주면 중앙부에는 단턱부가 환형으로 연장되어 형성되고, 상기 단턱부를 중심으로 상기 크랭크 케이스의 내주면에 한 쌍의 베어링이 좌우 대칭적으로 설치되며, 상기 단턱부의 일측에는 소통공이 형성되고, 상기 소통공에는 오일주입구가 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1지지부재의 일측에는 제1수용홈이 형성되고, 상기 제1수용홈은 각 베어링의 일측면에 인접하며, 상기 제1수용홈에는 상기 제1오일 시일부재가 수용되고, 상기 제1오일 시일부재는 상기 제1수욤홈과 베어링 사이의 틈새를 밀봉하도록 설치되며,

상기 제1지지부재의 타측에는 끼움홈이 형성되고, 상기 제1지지부재의 끼움홈에는 상기 제2지지부재가 끼워지며, 상기 제2지지부재의 일측에는 제2수용홈이 형성되고, 상기 제2지지부재의 제2수용홈에는 상기 제2오일 시일부재가 수용되며, 상기 제2오일 시일부재는 상기 제2수용홈과 측면커버 사이의 틈새를 밀봉하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1지지부재의 일측에는 각 베어링에 인접하는 내측 수직면이 형성되고, 상기 제1지지부재의 타측에는 각 측면커버에 인접하는 외측 수직면이 형성되며, 상기 제1지지부재의 내측 수직면에는 제1수용홈이 형성되고, 상기 제1지지부재의 외측 수직면에는 끼움홈이 형성되며, 상기 제1수용홈과 끼움홈은 대각선 방향으로 배치되고,

상기 제2지지부재의 일측에는 제1지지부재에 인접하는 내측 수직면 및 수평면이 형성되며, 상기 제2지지부재의 타측에는 각 측면커버에 인접하는 외측 수직면이 형성되며, 상기 제2지지부재의 내측 수직면에는 제2수용홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1지지부재의 외측 수직면과 상기 제2지지부재의 외측 수직면은 동일 평면 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 크랭크 샤프트의 일단에는 헤드부가 구비되고, 상기 크랭크 샤프트의 타단에는 나사부가 형성되며, 상기 크랭크 샤프트의 나사부에는 록킹너트가 체결되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 심경(深耕)작업을 실시할 경우, 경운 깊이에 의하여 캠로드가 요동함과 동시에 척박한 토양과 암석 등에 의하여 접지압력과 작용하중의 변화에 따른 충격과 진동소음이 크랭크축과 베어링 캡에 직접 전달되어 오일시일이 파손되어 오일이 누설되고, 유증기 누출을 개선함으로서 고부하 연속운전을 가능하게 하고, 오일의 감소 방지 및 환경오염을 방지할 수 있고, 베어링 캡이 변형되는 것을 방지하여 윤활을 촉진하기 위한 효과가 있다.

본 발명은, 오일시일이 하중과 충격진동에 의하여 외부로 이탈되는 것을 방지하고 이중으로 누유를 방지하기 위한 효과가 있다.

본 발명은, 다수의 경운날 중 어느 하나라도 누유현상에 의하여 수리 및 교체작업을 최소화시켜 작업 생산성을 향상하고 운영비를 절감하기 위한 효과가 있다.

따라서 본 발명은, 크랭크 케이스의 좌우 양측에는 제1오일 시일부재 및 제2오일 시일부재로 이루어진 다단 밀봉구조를 적용함으로써 크랭크 케이스 내로 유입된 오일의 누유를 방지할 수 있고, 이를 통해 크랭크 구동유닛의 고장 발생을 최소화하여 작업 능률의 향상 및 수리/교체 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛은 크랭크 케이스(10, crank case), 크랭크 케이스(10)의 일측에 구비된 오일 주입구(12), 크랭크 케이스(10)의 좌우 양단부를 마감하는 한 쌍의 측면커버(21, 22), 각 측면커버(21, 22)의 외측에 설치되는 한 쌍의 캠링크(31, 32; cam link), 상기 측면커버(21, 22), 캠링크(31, 32), 베어링(41, 42), 크랭크 케이스(10)를 관통하여 설치되는 크랭크 샤프트(60)를 포함한다.

크랭크 케이스(10)는 내부에 중공부(10a)가 형성되고 좌우 양단부가 개방된 원통형 구조로 형성되고, 크랭크 케이스(10)의 일측 외주면에는 캠로드(11, cam rod)가 일체로 연결되며, 캠로드(11)의 단부에는 경운날(미도시)이 결합된다.

크랭크 케이스(10)의 일측에는 오일 주입구(12)가 설치되고, 오일 주입구(12)는 크랭크 케이스(10)의 중공부(10a)와 소통가능하게 설치된다.

한 쌍의 측면커버(21, 22)는 크랭크 케이스(10)의 좌우 양측 개방된 부분을 마감하도록 설치되고, 각 측면커버(21, 22)의 가장자리에는 크랭크 케이스(10)의 양단부를 덮도록 연장테두리(21a, 22a)가 각각 형성된다.

한 쌍의 캠링크(31, 32)는 각 측면커버의 외측에 각각 설치되고, 캠링크(31, 32)는 경운기 또는 트랙터의 PTO로부터 동력을 전달받아 크랭크 샤프트(60) 및 크랭크 케이스(10) 측으로 전달하도록 구성된다.

크랭크 샤프트(60, crank shaft)는 측면커버(21, 22)들의 중심부, 캠링크(31, 32)들의 중심부, 베어링(41, 42)들의 중심부, 크랭크 케이스(10)의 중심부를 관통하여 설치된다. 크랭크 샤프트(60)의 일단에는 헤드부(61)가 구비되고, 크랭크 샤프트(60)의 타단에는 나사부(62)가 형성되며, 나사부(62)에는 록킹너트(65)가 체결된다. 이때, 헤드부(61)는 일측 캠링크(32)의 외측에 배치되고, 록킹너트(65)는 타측 캠링크(31)의 외측에 배치된다. 이러한 크랭크 샤프트(60)의 조립구조에 의해 측면커버(21, 22) 및 캠링크(31, 32)들이 크랭크 케이스(10)의 좌우 양측에 견고하게 결합된다.

한 쌍의 베어링(41, 42)은 크랭크 케이스(10)의 내주면(13)에 좌우 대칭적으로 설치되어 크랭크 샤프트(60)의 외주면을 안정적으로 회전지지한다.

한편, 크랭크 케이스(10)의 내주면(13) 중앙부에는 단턱부(15)가 환형으로 연장되어 내경방향으로 돌출되게 형성되고, 이 단턱부(15)를 기준으로 좌우 양측에 한 쌍의 베어링(41, 42)이 좌우 대칭적으로 설치된다. 이러한 구조에 의해 한 쌍의 베어링(41, 42)은 크랭크 케이스(10)의 내주면(13)에 안정적으로 설치될 수 있다.

그리고, 단턱부(15)의 일측에는 소통공(10a)이 형성되고, 이 소통공(10a) 측에 오일 주입구(12)가 접속되며, 오일 주입구(12)를 통해 오일이 크랭크 케이스(10) 내로 주입되어 크랭크 샤프트(60) 및 베어링(41, 42) 등을 효율적으로 윤활할 수 있다.

한편, 각 베어링(41, 42)과 이에 인접한 측면커버(21, 22)들 사이에는 제1지지부재(51) 및 제2지지부재(52)가 설치되며, 제1지지부재(51)와 인접한 베어링(41, 42) 사이에는 제1오일 시일부재(71)가 개재되고, 제1지지부재(51) 및 제2지지부재(52) 사이에는 제2오일 시일부재(72)가 개재되며, 제1오일 시일부재(71) 및 제2오일 시일부재(72)는 상하 방향으로 이격되게 배치된다.

제1지지부재(51)의 일측에는 각 베어링(41, 42)에 인접하는 내측 수직면(51a)이 형성되고, 제1지지부재(51)의 타측에는 각 측면커버(21, 22)에 인접한 외측 수직면(51b)이 형성된다.

제1지지부재(51)의 내측 수직면(51a)에는 제1수용홈(53)이 형성되고, 제1수용홈(53)은 각 베어링(41, 42)에 인접하며, 제1수용홈(53)에는 제1오일 시일부재(71)가 수용되어 제1수용홈(53)과 베어링(41, 42) 사이의 틈새를 기밀하게 밀봉한다.

제1지지부재(51)의 외측 수직면(51b)에는 끼움홈(55)이 형성되고, 끼움홈(55)에는 제2지지부재(52)가 끼워진다. 특히, 제1수용홈(53)과 끼움홈(55)는 대각선 방향으로 배치된다.

제2지지부재(52)의 일측에는 제1지지부재(51)에 인접하는 내측 수직면(52a) 및 수평면(52c)이 형성되고, 제2지지부재(52)의 타측에는 각 측면커버(21, 22)에 인접하는 외측 수직면(52b)이 형성된다.

제2지지부재(52)의 내측 수직면(52a)에는 제2수용홈(54)이 형성되고, 제2지지부재(52)의 제2수용홈(54)에는 제2오일 시일부재(72)가 수용되며, 제2오일 시일부재(72)는 제2수용홈(54)과 측면커버(21, 22) 사이의 틈새를 기밀하게 밀봉하도록 설치된다. 특히, 제2오일 시일부재(72)는 제1오일 시일부재(71)에 대해 대각선 방향으로 대향되게 배치됨으로써 오일의 누유를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 제1지지부재(51)의 외측 수직면(51b)과 제2지지부재(52)의 외측 수직면(52b)은 동일평면 상에 위치함으로써 제1지지부재(51)의 외측 수직면(51b)과 제2지지부재(52)의 외측 수직면(52b)은 각 측면커버(21, 22)와 기밀하게 밀착된다.

이러한 구성에 의해, 본 발명은 크랭크 샤프트(60) 및 캠로드(11)에 충격 및 진동이 발생할 경우 각 베어링(41, 42)과 제1지지부재(51)들 사이의 제1오일 시일부재(71)에 의해 오일의 누유가 1차적으로 차단되고, 크랭크 샤프트(60) 측에서 제1지지부재(51)와 제2지지부재(52) 사이의 제2오일 시일부재(72)에 의해 오일의 누유가 2차적으로 차단된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 크랭크 케이스(10)의 좌우 양측에는 제1오일 시일부재(71) 및 제2오일 시일부재(72)로 이루어진 다단 밀봉구조를 적용함으로써 크랭크 케이스(10) 내의 오일 누유를 보다 확실하게 방지할 수 있고, 이를 통해 크랭크 구동유닛의 고장 발생을 최소화하여 작업 능률의 향상 및 수리/교체 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

10: 크랭크 케이스 12: 오일 주입구
21, 22: 측면커버 31, 32: 캠링크
41, 42: 베어링 60: 크랭크 샤프트

Claims (6)

1. 일측 외주면에 캠로드가 일체로 연결되고, 내부에 중공부가 형성되며, 좌우 양단부가 개방된 크랭크 케이스(crank case);
   상기 크랭크 케이스의 일측에 설치되고, 상기 크랭크 케이스의 중공부와 소통하도록 연결된 오일주입구;
   상기 크랭크 케이스의 좌우 양단부를 마감하도록 각각 설치된 한 쌍의 측면커버;
   상기 각 측면커버의 외측에 각각 설치된 한 쌍의 캠링크(cam link);
   상기 측면커버들의 중심부, 상기 캠링크들의 중심부, 상기 크랭크 케이스의 중심부, 베어링들의 중심부를 각각 관통하여 설치되는 크랭크 샤프트(crank shaft); 및
   상기 크랭크 케이스 내에 각각 설치되어 상기 크랭크 샤프트의 외주면을 회전지지하는 한 쌍의 베어링;을 포함하고,
   각 베어링과 이에 인접한 측면커버들 사이에는 제1지지부재 및 제2지지부개가 설치되며, 제1지지부재와 인접한 베어링 사이에는 제1오일 시일부재가 개재되고, 상기 제1지지부재 및 제2지지부재 사이에는 제2오일 시일부재가 개재되며, 상기 제1오일 시일부재 및 제2오일 시일부재는 상하 방향으로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 크랭크 케이스의 내주면 중앙부에는 단턱부가 환형으로 연장되어 형성되고, 상기 단턱부를 중심으로 상기 크랭크 케이스의 내주면에 한 쌍의 베어링이 좌우 대칭적으로 설치되며, 상기 단턱부의 일측에는 소통공이 형성되고, 상기 소통공에는 오일주입구가 접속되는 것을 특징으로 하는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1지지부재의 일측에는 제1수용홈이 형성되고, 상기 제1수용홈은 각 베어링의 일측면에 인접하며, 상기 제1수용홈에는 상기 제1오일 시일부재가 수용되고, 상기 제1오일 시일부재는 상기 제1수욤홈과 베어링 사이의 틈새를 밀봉하도록 설치되며,
   상기 제1지지부재의 타측에는 끼움홈이 형성되고, 상기 제1지지부재의 끼움홈에는 상기 제2지지부재가 끼워지며, 상기 제2지지부재의 일측에는 제2수용홈이 형성되고, 상기 제2지지부재의 제2수용홈에는 상기 제2오일 시일부재가 수용되며, 상기 제2오일 시일부재는 상기 제2수용홈과 측면커버 사이의 틈새를 밀봉하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1지지부재의 일측에는 각 베어링에 인접하는 내측 수직면이 형성되고, 상기 제1지지부재의 타측에는 각 측면커버에 인접하는 외측 수직면이 형성되며, 상기 제1지지부재의 내측 수직면에는 제1수용홈이 형성되고, 상기 제1지지부재의 외측 수직면에는 끼움홈이 형성되며, 상기 제1수용홈과 끼움홈은 대각선 방향으로 배치되고,
   상기 제2지지부재의 일측에는 제1지지부재에 인접하는 내측 수직면 및 수평면이 형성되며, 상기 제2지지부재의 타측에는 각 측면커버에 인접하는 외측 수직면이 형성되며, 상기 제2지지부재의 내측 수직면에는 제2수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1지지부재의 외측 수직면과 상기 제2지지부재의 외측 수직면은 동일 평면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 크랭크 샤프트의 일단에는 헤드부가 구비되고, 상기 크랭크 샤프트의 타단에는 나사부가 형성되며, 상기 크랭크 샤프트의 나사부에는 록킹너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 크랭크 로터베이터의 크랭크 구동유닛.

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