KR101790318B1

KR101790318B1 - 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치

Info

Publication number: KR101790318B1
Application number: KR1020160149584A
Authority: KR
Inventors: 손인수; 이상필; 김효석; 김정록
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2017-10-25

Abstract

본 발명은 유니버설 조인트의 크로스 킷에 쉽게 장착하여 크로스 킷 내부로 윤활유를 자동 공급할 수 있으며, 윤활유 공급 초기부터 소진시까지 균일한 압력으로 윤활유를 가압하여 공급할 수 있는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치에 관한 것으로, 본 발명의 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치는, 전단부에 유니버설 조인트의 구성 부품과 연통되는 주입구가 형성되어 있고 후방에서 전방으로 갈수록 점차적으로 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상을 갖도록 되어 내부에 윤활유를 저장하는 저장챔버를 구비한 하우징과; 상기 하우징의 저장챔버 내부에 후방에서 전방으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 저장챔버 내의 윤활유를 주입구 쪽으로 가압하며, 후방에서 전방으로 진행함에 따라 상기 저장챔버의 형태와 대응하여 단면적이 점차적으로 줄어드는 가압부재와; 상기 하우징에 대해 가압부재에 전방으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치{Appratus for Automatically Feeding Lubrication Oil in Universal Joint}

본 발명은 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유니버설 조인트의 크로스 킷(cross kit)(일명 '십자축' 또는 'journal cross assembly'라고도 함) 부품 내측에 균일한 힘으로 윤활유를 자동 공급할 수 있는 윤활유 자동 공급장치에 관한 것이다.

유니버설 조인트란 두 축이 비교적 떨어진 위치에 있거나 이 두 축의 각도가 유동적일 경우에 이 두 축을 연결하기 위하여 사용되는 동력전달장치이다. 현재 시중에 생산 판매되어지는 유니버설 조인트는 산업현장에서 동력전달이 필요한 대부분의 기계시스템에 주로 사용되며, 특히 제철소에서 후판, 열연 등 이송을 위한 컨베어에 널리 사용되어 지고 있다. 이러한 작업장은 일반적으로 작업 공간이 협소하고 안전사고의 위험성이 큰 곳이 많다.

통상의 유니버설 조인트는 '+' 형태의 크로스 킷(cross kit) 부품이 스냅 링에 의하여 플랜지 요크(flange yoke)에 고정되어 있는 구조로 이루어진다. 상기 스냅 링의 역할은 크로스 킷이 일정 자세를 유지하면서 동력전달을 할 수 있게 이탈을 방지하도록 하는 것이다. 특히, 크로스 킷의 십자 형태로 된 끝단부는 회전가능한 니들베어링이 포함된 캡으로 결합되어 있다.

이러한 유니버설 조인트는 니들베어링이나 기타 회전부위에 마모가 발생하거나 그 마모로 인해 소음이 일어나는 것을 방지하기 위하여 그리스 등의 윤활유의 충진이 필수적이고 일정한 주기 또는 수시로 보충을 해주어야 한다. 제철소 등에서 유니버설 조인트에 윤활유를 교체하기 위해서는 전체 시스템(작업)을 정지한 후 윤활유 주입구를 통하여 윤활유를 주입한다.

하지만 전술한 것과 같이, 유니버설 조인트가 제철소의 후판, 열연 강판 등의 이송에 사용되는 경우 작업 공간이 협소하여 작업이 불편하고 시간이 많이 소요되어지며, 작업중단으로 인한 경제적 손실이 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 등록실용 제20-0419323호 등에는 유니버설 조인트의 크로스 킷 부품에 윤활유를 자동으로 공급할 수 있는 윤활유 공급장치(급유장치)가 개시되어 있다. 종래의 유니버설 조인트 윤활유 공급장치는 대부분 유니버설 조인트의 연결축의 내측 또는 외측에 윤활유를 저장하거나 호스를 통해 외부에서 윤활유를 공급받을 수 있는 용기를 설치하고, 상기 용기의 윤활유를 요크를 통과하는 공급관을 통해 크로스 킷 내부로 자동으로 공급할 수 있도록 구성된 것이 대부분이다.

그러나 종래에 개발된 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치는 구조가 복잡하여 실제 적용이 어렵고, 한 번 사용 후 재활용이 안되어 저장된 윤활유의 사용이 종료되면 다시 윤활유 공급장치를 분리하여 교체해야 하는 문제가 있다.

또한 공개실용신안 제20-1999-0029741호 등에는 크로스킷에 윤활유를 공급하기 위한 튜브를 축과 연결하고, 축 내부에 윤활유가 저장되는 공간을 형성하며, 상기 공간 내측에 윤활유를 튜브 쪽으로 탄력적으로 가압하여 자동 공급하는 가압판 및 스프링을 구성하여 윤활유를 자동 공급할 수 있는 윤활유 공급장치가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 윤활유 공급장치는 가압판이 튜브에 근접함에 따라 스프링의 탄성력이 작아지게 되고, 이에 따라 시간이 경과함에 따라 윤활유를 가압해주는 힘이 작아져 윤활유 공급에 문제가 발생하게 된다. 즉, 가압판을 미는 스프링이 압축된 초기 상태에서는 큰 탄성력으로 윤활유를 가압하여 윤활유 공급이 원활하게 이루어지지만, 시간이 경과하여 스프링이 점차 인장됨에 따라 스프링이 늘어나는 만큼 탄성력도 약화되어 윤활유를 가압하는 힘이 작아지게 되는 것이다.

등록실용 제20-0419323호(2006년 06월 13일 등록) 공개실용신안 제20-1999-0029741호(1999년 07월 26일 공개) 등록특허 제10-0428192호(2004년 04월 09일 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유니버설 조인트의 크로스 킷에 쉽게 장착하여 크로스 킷 내부로 윤활유를 자동 공급할 수 있으며, 시간이 경과하더라도 일정한 힘으로 윤활유를 가압하여 원활하게 공급할 수 있고, 재활용이 가능한 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치는, 전단부에 유니버설 조인트의 구성 부품과 연통되는 주입구가 형성되어 있고 후방에서 전방으로 갈수록 점차적으로 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상을 갖도록 되어 내부에 윤활유를 저장하는 저장챔버를 구비한 하우징과; 상기 하우징의 저장챔버 내부에 후방에서 전방으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 저장챔버 내의 윤활유를 주입구 쪽으로 가압하며, 후방에서 전방으로 진행함에 따라 상기 저장챔버의 형태와 대응하여 단면적이 점차적으로 줄어드는 가압부재와; 상기 하우징에 대해 가압부재에 전방으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치는, 2개의 요크 사이에 끼워져 일정한 각도로 자유롭게 회전하는 십자(+) 형태의 크로스 킷을 구비한 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치에 있어서, 전단부에 상기 크로스 킷의 윤활유 통로와 연통되는 주입구가 형성되어 있고 후방에서 전방으로 갈수록 점차적으로 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상을 갖도록 되어 내부에 윤활유를 저장하는 저장챔버를 구비한 하우징과; 상기 하우징의 저장챔버 내부에 후방에서 전방으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 저장챔버 내의 윤활유를 주입구 쪽으로 가압하며 양 측 끝단부에 슬라이드홈이 오목하게 형성되어 있는 가압판과, 상기 각각의 슬라이드홈 내측에 슬라이딩 가능하게 설치되며 끝단부가 상기 저장챔버의 측면부에 밀착되어 상기 가압판과 함께 윤활유를 가압하는 2개의 가변날개와, 상기 각각의 가변날개의 끝단부가 저장챔버의 측면부에 탄력적으로 밀착된 상태를 유지하도록 상기 슬라이드홈의 내부에서 상기 가압판에 대해 가변날개에 탄성력을 가하는 스프링을 포함하여, 후방에서 전방으로 진행함에 따라 상기 가변날개가 점차적으로 슬라이드홈 내측으로 인입되는 가압부재와; 상기 하우징에 대해 상기 가압판에 전방으로 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유니버설 조인트의 크로스 킷의 외면에 하우징을 분리 가능하게 장착하여 크로스 킷 내부의 윤활유 통로로 윤활유를 자동으로 공급할 수 있다. 따라서 윤활유 공급을 위해 유니버설 조인트가 연결된 장비의 가동을 중단하는 일을 대폭 줄일 수 있고, 윤활유의 주입이 매우 용이해지는 효과가 있다.

특히 본 발명의 윤활유 자동 공급장치는 저장챔버가 전방으로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼진 형태를 가지며, 저장챔버 내에서 윤활유를 밀어내는 가압부재가 전방으로 가면서 저장챔버의 단면적과 대응하여 단면적이 줄어들게 되므로, 초기에 저장챔버의 후방에서 발생하는 압력과 나중에 저장챔버의 전방에서 발생하는 압력이 대체로 일치하게 된다. 따라서 윤활유의 공급 초기부터 윤활유가 소진될 때까지 지속적으로 일정한 압력으로 윤활유를 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 다른 한 실시형태에 따르면, 하우징에 형성된 투명한 윈도우를 통해 하우징 내부의 윤활유의 잔량을 육안으로 확인할 수 있어 윤활유 공급장치의 교체 시기를 정확하게 파악할 수 있게 되므로, 윤활유가 모두 소진된 상태에서 유니버설 조인트가 장시간 동안 동작하여 유니버설 조인트가 파손되는 현상을 방지할 수 있다.

그리고 윤활유 공급장치의 하우징 내의 윤활유를 모두 소진한 다음, 하우징을 크로스 킷에서 분리하고 와이어를 이용하여 가압판을 후방으로 당겨서 복귀시킴으로써 재활용이 가능하게 된다. 따라서 윤활유 공급장치의 교체에 따른 비용을 대폭 절감할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윤활유 자동 공급장치가 적용된 유니버설 조인트를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 윤활유 자동 공급장치의 횡단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 윤활유 자동 공급장치의 작동례를 나타낸 횡단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 윤활유 자동 공급장치의 일부를 절개하여 나타낸 절개 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 윤활유 자동 공급장치의 가압부재를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 윤활유 자동 공급장치의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 윤활유 자동 공급장치가 적용된 유니버설 조인트를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 윤활유 자동 공급장치의 횡단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 윤활유 자동 공급장치의 작동례를 나타낸 횡단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윤활유 자동 공급장치가 적용된 유니버설 조인트를 나타낸 것으로, 유니버설 조인트(1)는 구동축(2)에 위치하는 요크(4)의 결합공(6)과 종동축(3)에 위치하는 요크(4)의 결합공(6)에 상대 회전이 가능하게 결합되는 크로스 킷(10)(cross kit)을 포함한다. 상기 2개의 요크(4) 중 어느 하나는 축에 연결되지 않고 동력을 발생하는 구동부 또는 동력을 전달받는 종동부의 부품에 연결되는 플랜지 요크(flange yoke)로 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 크로스 킷(10)은 상기 요크(4)의 결합공(6)에 삽입되도록 사방으로 뻗은 원통형의 축결합부(11a)를 갖는 십자 형태의 크로스 킷 본체(11)('스파이더'라고도 함)와, 상기 크로스 킷 본체(11)의 축결합부(11a)의 외측에 대하여 회전 가능하도록 니들베어링(17)을 매개로 결합되어 회전하는 캡(15)과, 상기 캡(15)이 상기 요크(4)의 결합공(6)에서 이탈되지 않도록 결합공(6)의 내주면에 형성된 스냅홈(7)에 끼움고정되어 일측면이 캡(5)에 접촉되는 스냅링(21), 및 캡(15) 내의 오일이 누유되는 것을 방지하기 위한 오일실(20) 등을 포함하는 구성을 가지고 있다.

상기 크로스 킷 본체(11)의 내부에는 윤활유가 저장 및 이동하는 윤활유 통로(12)가 상기 축결합부(11a)의 내측으로 연장되게 형성된다. 상기 크로스 킷 본체(11)의 중앙부에는 상기 윤활유 통로(12)의 중앙부와 연통되는 입구부(13)가 형성되어 있다. 상기 입구부(13)의 내주면에는 본 발명의 윤활유 자동 공급장치와의 결합을 위하여 나사산(암나사산)이 형성되어 있다.

상기 크로스 킷(10)의 일면에는 상기 입구부(13)를 통해 윤활유를 자동으로 공급하는 기능을 수행하는 본 발명의 윤활유 자동 공급장치(100)가 착탈 가능하게 설치된다. 이 실시예에서 상기 윤활유 자동 공급장치(100)는 상기 2개의 요크(4) 중 어느 하나와 크로스 킷(10) 사이의 공간에서 크로스 킷(10)의 일면에 착탈 가능하게 결합되어 크로스 킷(10) 내부의 윤활유 통로(12)로 윤활유를 점진적으로 자동 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위한 본 발명의 윤활유 자동 공급장치(100)는, 도 2 내지 도 6에 도시한 것과 같이 전방으로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼진 형태의 저장챔버(113)가 내부에 형성되어 있는 통형상의 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 저장챔버(113) 내부에 구성되어 윤활유를 전방으로 밀어내는 작용을 수행하는 가압부재(120)와 탄성부재(130), 상기 하우징(110)의 후방면을 관통하여 상기 가압부재(120)와 연결되도록 설치된 와이어(140), 상기 하우징(110)의 후방면에 설치된 와이어 권취용 고정스풀(150), 상기 하우징(110)을 크로스 킷(10)과 분리했을 때 상기 접속부(111)에 착탈 가능하게 결합되면서 주입구(112)를 폐쇄하는 마개(116)(도 1 참조) 등을 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 하우징(110)은 속이 빈 원통형으로 이루어지며, 전방면에는 상기 크로스 킷 본체(11)의 입구부(13)에 착탈 가능하게 결합되는 접속부(111)가 일체로 형성되어 있다. 상기 접속부(111)의 중심부에는 상기 크로스 킷 본체(11) 내에 형성된 윤활유 통로(12)와 연통되는 주입구(112)가 전후방으로 개방되게 형성되어 있다. 상기 하우징(110)의 내부 공간은 윤활유가 저장되는 저장챔버(113)를 이루며, 상기 저장챔버(113)는 상기 접속부(111)의 주입구(112)와 연통된다.

상기 저장챔버(113)는 후방에서 전방으로 갈수록 점차적으로 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상을 갖는다. 이 실시예에서 상기 저장챔버(113)는 양 측면 사이의 폭은 점차적으로 줄어들고, 상부면과 하부면은 서로 나란하게 형성된다.

상기 접속부(111)의 외면에는 상기 입구부(13)의 내주면에 형성된 나사산에 나선 결합되면서 착탈될 수 있도록 나사산(수나사산)이 형성되어 있다.

상기 하우징(110)의 접속부(111)와 인접한 부분, 즉 하우징(110)의 전방부에는 저장챔버(113) 내부의 윤활유 상태를 육안으로 관찰하기 위한 투명한 윈도우(115)가 설치된다. 상기 윈도우(115)는 투명한 수지 또는 유리 등으로 만들어질 수 있다.

상기 가압부재(120)는, 상기 저장챔버(113) 내부에 후방에서 전방으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 저장챔버(113) 내의 윤활유를 주입구(112) 쪽으로 가압하는 가압판(121)과, 상기 가압판(121)의 양 측 끝단부에 가압판(121)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치되며 끝단부가 상기 저장챔버(113)의 측면부에 밀착되어 가압판(121)과 함께 윤활유를 밀어내는 가변날개(122)와, 상기 가변날개(122)의 끝단부가 저장챔버(113)의 측면부에 탄력적으로 밀착된 상태를 유지하도록 상기 가압판(121)에 대해 가변날개(122)에 탄성력을 가하는 스프링(123)을 포함한다.

상기 가압판(121)은 중앙부를 기점으로 양측이 전방으로 기울어진 판 형태를 가지며, 양 측 끝단부가 각각 저장챔버(113)의 양 측면부와 일정 거리 이격되게 설치된다. 상기 가압판(121)의 양 측 끝단부에는 슬라이드홈(124)이 오목하게 형성되어 있으며, 상기 각각의 슬라이드홈(124)에는 상기 가변날개(122)와 스프링(123)이 설치된다.

상기 가변날개(122)는 슬라이드홈(124) 내측에서 가압판(121)의 측방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 그리고, 상기 스프링(123)은 슬라이드홈(124) 내측에서 상기 가변날개(122)에 외측으로 탄성력을 가함으로써 가변날개(122)의 끝단부가 저장챔버(113)의 내측면과 항상 탄력적으로 밀착될 수 있도록 한다.

따라서 상기 가압판(121)이 탄성부재(130)에 의해 저장챔버(113)의 후방에서 전방으로 진행함에 따라 상기 가변날개(122)가 점차적으로 슬라이드홈(124) 내측으로 인입되면서 줄어드는 저장챔버(113)의 양 측 폭에 유연하게 대처하게 된다.

상기 가압판(121)과 가변날개(122)가 윤활유를 전방으로 밀어낼 때, 윤활유가 후방으로 누출되지 않도록 하기 위하여 상기 가압판(121)의 테두리에 저장챔버(113)의 내측면과 밀착되면서 윤활유의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 가압판실링재(127)가 설치되고, 가변날개(122)의 테두리에도 상기 저장챔버(113)의 양 측면부와 밀착되어 윤활유의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 날개실링재(126)가 설치된다. 상기 가압판실링재(127) 및 날개실링재(126)는 고무 또는 실리콘과 같은 유연하고 탄력성이 있는 수지로 된 것이 바람직하다.

상기 탄성부재(130)는 상기 하우징(110)에 대해 가압판(121)에 주입구(112) 쪽으로 탄성력을 가함으로써 가압판(121)이 윤활유를 주입구(112) 쪽으로 밀어내게 하는 기능을 한다. 상기 탄성부재(130)는 하우징(110)의 후방면과 가압판(121) 사이에 설치되는 적어도 1개 이상의 압축코일스프링으로 구성되는 것이 바람직하나, 이와 다르게 하우징(110)의 전방면과 가압판(121) 사이에 설치되는 적어도 1개 이상의 인장코일스프링으로 이루어질 수도 있다.

상기 저장챔버(113)의 후방면 중앙에는 상기 와이어(140)가 통과하는 관통공(114)이 형성되어 있다. 상기 와이어(140)는 가압판(121)의 후방면 중앙에 결합된다. 따라서 하우징(110)의 외부에서 상기 와이어(140)를 당기면 가압판(121)이 후방으로 이동하여 초기 위치로 복귀할 수 있게 되어 재활용이 가능한 상태가 된다.

상기 하우징(110)의 외측에 위치하는 와이어(140)의 일단부에는 와이어(140)를 고정스풀(150)에 감았을 때 고정스풀(150)에 걸려서 고정되는 걸림편(142)이 구비되어, 와이어(140)가 고정스풀(150)에 완전히 감긴 후 걸림편(142)을 고정스풀(150)에 걸어서 고정하여 와이어(140)가 풀리지 않게 한다. 또한 상기 걸림편(142)은 관통공(114)보다는 큰 크기 갖는 것이 바람직하며, 이로써 와이어(140)가 하우징(110) 내측으로 딸려 들어가는 현상을 방지할 수 있으며, 재활용을 위해 와이어(140)를 당길 경우에는 사용자가 걸림편(142)을 잡아 당김으로써 더욱 쉽게 와이어(140)에 당기는 힘을 가할 수 있다.

상기 와이어(140)는 상기 하우징(110)의 후방면 외측에 고정되게 설치되는 고정스풀(150)에 감겨진다. 따라서, 윤활유 자동 공급장치(100)를 크로스 킷(10)에 결합하여 사용하지 않을 때에는 상기 와이어(140)를 고정스풀(150)에 감아서 가압판(121)이 하우징(110)의 후방에서 전진하지 않게 하고, 윤활유 자동 공급장치(100)를 크로스 킷(10)에 결합하여 사용할 때에 와이어(140)를 고정스풀(150)에서 풀어서 가압판(121)이 자유롭게 이동하게 할 수 있다.

한편 상기 마개(116)는 상기 하우징(110)을 크로스 킷(10)과 분리했을 때 상기 접속부(111)에 착탈 가능하게 결합되면서 주입구(112)를 폐쇄하여 윤활유가 외부로 누출되는 것을 방지하는 기능을 한다. 상기 마개(116)의 내주면에는 접속부(111) 외면의 나사산과 나선 결합되는 나사산이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 윤활유 자동 공급장치는 다음과 같이 작동한다.

하우징(110) 내부에 윤활유가 가득 채워진 상태에서 하우징(110)의 마개(116)를 돌려서 접속부(111)에서 분리한 다음, 하우징(110)의 접속부(111)를 크로스 킷 본체(11)의 입구부(13)에 나선 결합시켜 고정한다.

그리고, 하우징(110) 후방의 고정스풀(150)에 감겨진 와이어(140)를 풀어서 가압판(121)이 이동 가능하게 하면, 가압판(121)이 탄성부재(130)의 탄성력을 받아서 전방으로 점진적으로 이동하면서 저장챔버(113) 내의 윤활유를 주입구(112)를 통해 크로스 킷 본체(11)의 윤활유 통로(12) 내측으로 공급하게 된다.

이 때, 상기 가압판(121) 양 측에 설치된 가변날개(122)는 스프링(123)의 탄성력에 의해 저장챔버(113)의 양 측면에 탄력적으로 밀착된 상태를 유지하면서 가압판(121)과 함께 윤활유를 전방으로 밀어내며, 가압판(121)이 점차적으로 전진함에 따라 저장챔버(113)의 양 측면에 의해 슬라이드홈(124) 내측으로 인입된다. 따라서 가압판(121)과 가변날개(122)의 전방면이 이루는 전체 면적은 저장챔버(113)의 단면적과 대응하여 점차적으로 줄어들게 된다.

이와 같이 가변날개(122)가 가압판(121)의 슬라이드홈(124) 내측으로 인입되면서 단면적이 줄어듦에 따라 초기에 저장챔버(113)의 후방에서 발생하는 압력(P1)과 나중에 저장챔버(113)의 전방에서 발생하는 압력(P2)이 대체로 일치하게 되므로(아래의 수학식 1 참조), 윤활유의 공급 초기부터 윤활유가 소진될 때까지 일정한 압력으로 윤활유를 공급할 수 있다.

위 수학식 1에서 P1은 가압판(121)이 저장챔버(113)의 최후방 위치(이하 초기 위치)에 있을 때 초기 압력이고, P2는 가압판(121)이 저장챔버(113)의 최전방 위치(이하 말기 위치)에 위치하게 될 때의 압력이며, F1 및 A1은 각각 초기 위치에서의 탄성부재(130)의 탄성력과 단면적을 나타내고, F2 및 A2은 각각 말기 위치에서의 탄성부재(130)의 탄성력과 단면적을 나타낸다.

저장챔버(113) 내에서 가압부재(120)에 의해 발생하는 압력(P)은 탄성력(F)/단면적(A)이므로, 가압부재(120)가 전진하여 탄성력이 약화되더라도 저장챔버(113)의 단면적도 그에 비례하여 작아지므로 항상 일정한 압력을 유지하면서 윤활유를 공급할 수 있게 되는 것이다.

또한 상술한 것과 같이 가압부재(120)가 전진하면서 윤활유를 전방으로 밀어낼 때, 상기 가압판(121)의 양 측이 중앙부를 기점으로 전방으로 일정 각도 기울어져 있기 때문에 가변날개(122)와 저장챔버(113)의 면이 대체로 수직한 자세를 유지할 수 있다. 따라서 가변날개(122)가 전진할 때 비대칭 압력에 의한 비틀림이 발생하여 병진운동이 방해받는 현상이 방지된다. 이를 위해 상기 가압판(121)이 기울어진 각도는 상기 저장챔버(113)의 측면이 수평면에 대해 기울어진 각도와 동일한 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 윤활유 자동 공급장치는 크로스 킷(10)의 외면에 하우징(110)을 장착하여 크로스 킷(10) 내부의 윤활유 통로(12)로 윤활유를 자동으로 공급할 수 있기 때문에 윤활유 공급을 위해 유니버설 조인트가 연결된 장비의 가동을 중단하는 일을 대폭 줄일 수 있고, 윤활유의 공급 초기부터 말기까지 일정한 압력으로 윤활유를 원활하게 주입할 수 있는 이점을 가지고 있다.

한편 상술한 것과 같이 윤활유 자동 공급장치(100)를 크로스 킷(10)의 외측에 장착하여 윤활유를 자동 공급하는 과정에서 하우징(110)의 전단부에 형성되어 있는 투명한 윈도우(115)를 통해 육안으로 저장챔버(113) 내부의 윤활유의 잔량을 확인하여 윤활유 자동 공급장치(100)의 교체 및 재주입 시기를 결정할 수 있다.

윤활유 자동 공급장치(100)의 저장챔버(113) 내부의 윤활유가 모두 소진될 경우, 하우징(110)을 돌려서 접속부(111)를 크로스 킷 본체(11)의 입구부(13)에서 분리한다. 그리고, 와이어(140)를 당겨서 가압판(121)을 하우징(110)의 저장챔버(113)의 최후방으로 이동시켜 저장챔버(113) 내의 공간을 확보한 다음, 주입구(112)를 통해 새로운 윤활유를 공급하여 저장챔버(113) 내측에 가득 채우고, 마개(116)를 접속부(111)에 결합시켜 주입구(112)를 폐쇄한다. 이로써 윤활유 자동 공급장치(100)의 재활용이 가능하게 된다.

윤활유 자동 공급장치(100)를 크로스 킷(10)에서 분리한 후에는 새로 윤활유가 채워진 윤활유 자동 공급장치(100)를 전술한 것과 같이 크로스 킷(10)에 장착하여 사용하면 크로스 킷(10)의 윤활유 통로(12) 내부로 다시 윤활유가 자동 공급될 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예의 윤활유 자동 공급장치(100)는 하우징(110)이 유니버설 조인트의 크로스 킷(10) 외면에 직접 장착되어 크로스 킷(10) 내에 윤활유를 자동 공급하였지만, 도 7 내지 도 9에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이 윤활유 자동 공급장치(100)가 유니버설 조인트의 요크(4)가 연결된 중공축(2 또는 3) 내에 설치되어 유니버설 조인트의 크로스 킷(10)에 윤활유를 자동 공급할 수도 있을 것이다.

도 7 내지 도 9에 도시된 윤활유 공급장치는, 하우징(110)이 중공축(2 또는 3) 내부에 삽입되어 중공축(2 또는 3)에 대해 상대 회전 가능하게 설치되고, 상기 하우징(110) 전방의 주입구(112)는 유연한 재질의 오일공급관(160)을 매개로 유니버설 조인트의 크로스 킷(10)의 윤활유 통로(12)에 연결된다.

상기 중공축(2 또는 3)의 내면과 상기 하우징(110)의 외면 사이에는 중공축(2 또는 3)에 대해 하우징(110)을 회전 가능하게 지지하는 복수의 메인베어링(181)이 설치된다.

전술한 실시예와 마찬가지로 상기 하우징(110)의 내부에는 저장챔버(113)가 전방으로 갈수록 단면적이 줄어드는 형태로 형성되고, 저장챔버(113) 내부에는 전술한 실시예의 가압부재(120) 및 탄성부재(130)와 동일한 구성 및 작용을 하는 가압부재(120) 및 탄성부재(130)가 설치된다. 상기 가압부재(120) 역시 가압판(121)과 가변날개(122)와 스프링(123)으로 구성되며, 그 세부 구성 및 작용은 전술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 하우징(110)의 전방면 중앙에 형성된 접속부(111)는 상기 중공축(2 또는 3)의 일단부에 형성된 구멍을 통해 요크(4)의 내측 공간으로 돌출되며, 상기 오일공급관(160)의 일단부에 연결된다. 따라서, 저장챔버(113) 내의 윤활유가 가압부재(120)에 의해 전방으로 가압되어 주입구(112)를 통해 토출되면, 토출된 윤활유가 오일공급관(160)을 통해 크로스 킷(10) 내부로 공급될 수 있게 된다.

상기 접속부(111)의 외면과 구멍의 내주면 사이에는 접속부(111)를 상대 회전 가능하게 지지하는 보조베어링(182)이 설치됨이 바람직하다.

상기 하우징(110)의 접속부(111)와 인접한 부분, 즉 하우징(110)의 전방부에는 저장챔버(113) 내부의 윤활유 상태를 육안으로 관찰하기 위한 투명한 윈도우(115)가 설치되고, 상기 중공축(2 또는 3)에도 상기 윈도우(115)와 대응하는 위치에 투명한 외측 윈도우(175)가 설치된다. 상기 윈도우(115) 및 외측 윈도우(175)는 투명한 수지 또는 유리 등으로 만들어질 수 있다.

상기 하우징(110)은 필요시 중공축(2 또는 3)의 후단부를 통해서 외부로 분리가 가능하다.

상기 오일공급관(160)은 일단부가 상기 하우징(110)의 접속부(111)에 연결되고 타단부가 상기 크로스 킷(10) 내부의 윤활유 통로(12)와 연통되어 하우징(110)에서 토출된 윤활유를 크로스 킷(10) 내부의 윤활유 통로(12)로 안내한다. 상기 오일공급관(160)은 요크(4)와 크로스 킷(10) 사이의 공간에 위치하며 유니버설 조인트의 요크(4)와 크로스 킷(10) 간의 상대 이동에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있도록 하기 위하여 유연한 수지 재질의 플렉시블(flexible) 호스를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 오일공급관(160)의 끝단부에는 상기 크로스 킷(10) 내부의 윤활유 통로(12)의 입구부(13)에 착탈 가능하게 결합되는 관 형태의 소켓(161)이 설치된다. 상기 소켓(161)의 내주면에는 상기 윤활유 통로 입구부(13)의 나사산에 나선 결합되는 나사산이 형성되어 상기 소켓(161)과 입구부(13)의 나사산 간의 결합에 의해 소켓(161)이 크로스 킷(10)에 결합 및 분리될 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

4 : 요크 10 : 크로스 킷
11 : 크로스 킷 본체 12 : 윤활유 통로
13 : 입구부 15 : 캡
100 : 윤활유 자동 공급장치 110 : 하우징
111 : 접속부 112 : 주입구
113 : 저장챔버 115 : 윈도우
120 : 가압부재 121 : 가압판
122 : 가변날개 123 : 스프링
124 : 슬라이드홈 126 : 날개실링재
127 : 가압판실링재 130 : 탄성부재
140 : 와이어 142 : 걸림편
150 : 고정스풀 160 : 오일공급관
161 : 소켓 175 : 외측 윈도우
181 : 메인베어링 182 : 보조베어링

Claims

전단부에 유니버설 조인트의 구성 부품과 연통되는 주입구(112)가 형성되어 있고 후방에서 전방으로 갈수록 점차적으로 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상을 갖도록 되어 내부에 윤활유를 저장하는 저장챔버(113)를 구비한 하우징(110)과;
상기 하우징(110)의 저장챔버(113) 내부에 후방에서 전방으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 저장챔버(113) 내의 윤활유를 주입구(112) 쪽으로 가압하며, 후방에서 전방으로 진행함에 따라 상기 저장챔버(113)의 형태와 대응하여 단면적이 점차적으로 줄어드는 가압부재(120)와;
상기 하우징(110)에 대해 가압부재(120)에 전방으로 탄성력을 가하는 탄성부재(130);
를 포함하고,
상기 가압부재(120)는, 끝단부가 저장챔버(113)의 측면부와 일정 거리 이격되게 설치되는 가압판(121)과, 상기 가압판(121)의 끝단부에 가압판(121)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치되며 끝단부가 상기 저장챔버(113)의 측면부에 밀착되는 가변날개(122)와, 상기 가변날개(122)의 끝단부가 저장챔버(113)의 측면부에 탄력적으로 밀착된 상태를 유지하도록 상기 가압판(121)에 대해 가변날개(122)에 탄성력을 가하는 스프링(123)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
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제1항에 있어서, 상기 가압판(121)은 양 단부가 각각 저장챔버(113)의 양 측면부와 일정 거리 이격되게 설치되고, 상기 가변날개(122)는 2개가 상기 가압판(121)의 양 끝단부에 측방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 가압판(121)은 중앙부를 기점으로 양측이 전방으로 기울어진 판 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 가압판(121)의 끝단부에 상기 가변날개(122)가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이드홈(124)이 오목하게 형성되고, 상기 스프링(123)은 상기 슬라이드홈(124) 내측에 설치되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 가변날개(122)의 테두리에 상기 저장챔버(113)의 측면부와 밀착되어 윤활유의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 날개실링재(126)가 설치된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제6항에 있어서, 상기 가압판(121)의 테두리에 저장챔버(113)의 내면과 밀착되어 윤활유의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 가압판실링재(127)가 설치된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 저장챔버(113)의 후방면을 통해 상기 가압부재(120)에 연결되는 와이어(140)를 더 포함하여, 하우징(110)의 외부에서 상기 와이어(140)를 당김으로써 가압부재(120)가 후방으로 슬라이딩하여 초기 위치로 복귀할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제8항에 있어서, 상기 하우징(110)의 외면에 고정되게 설치되며, 상기 와이어(140)가 외면에 감겨지는 고정스풀(150)과; 상기 하우징(110)의 외측에 위치하는 와이어(140)의 일단부에 설치되며 상기 고정스풀(150)에 걸려져 분리가능하게 결합되는 걸림편(142)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(110)의 주입구(112)와 인접한 부분에 저장챔버(113) 내부의 윤활유 잔량 상태를 육안으로 관찰하기 위한 투명한 윈도우(115)가 설치된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(110)의 주입구(112)는 하우징(110)의 전방면에 전방으로 돌출되게 형성된 접속부(111)에 형성되고, 상기 접속부(111)는 유니버설 조인트의 크로스 킷(10)에 형성되어 있는 윤활유 통로(12)에 결합되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제11항에 있어서, 상기 하우징(110)을 크로스 킷(10)과 분리했을 때 상기 접속부(111)에 착탈 가능하게 결합되면서 주입구(112)를 폐쇄하는 마개(116)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(110)은 유니버설 조인트가 연결된 중공축(2 또는 3) 내부에 중공축(2 또는 3)에 대해 상대 회전 가능하게 설치되고, 상기 하우징(110)의 주입구(112)는 유연한 재질의 오일공급관(160)을 매개로 유니버설 조인트의 크로스 킷(10)의 윤활유 통로(12)에 연결된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제13항에 있어서, 상기 하우징(110)의 전방부에 투명한 윈도우(115)가 설치되며, 상기 중공축(2 또는 3)에는 상기 윈도우(115)와 대응하는 위치에 투명한 외측 윈도우(175)가 설치되어, 상기 윈도우(115) 및 외측 윈도우(175)를 통해 저장챔버(113) 내부의 윤활유 잔량 상태를 육안으로 관찰할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
2개의 요크(4) 사이에 끼워져 일정한 각도로 자유롭게 회전하는 십자(+) 형태의 크로스 킷(10)을 구비한 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치에 있어서,
전단부에 상기 크로스 킷의 윤활유 통로(12)와 연통되는 주입구(112)가 형성되어 있고 후방에서 전방으로 갈수록 점차적으로 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상을 갖도록 되어 내부에 윤활유를 저장하는 저장챔버(113)를 구비한 하우징(110)과;
상기 하우징(110)의 저장챔버(113) 내부에 후방에서 전방으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 저장챔버(113) 내의 윤활유를 주입구(112) 쪽으로 가압하며 양 측 끝단부에 슬라이드홈(124)이 오목하게 형성되어 있는 가압판(121)과, 상기 각각의 슬라이드홈(124) 내측에 슬라이딩 가능하게 설치되며 끝단부가 상기 저장챔버(113)의 측면부에 밀착되어 상기 가압판(121)과 함께 윤활유를 가압하는 2개의 가변날개(122)와, 상기 각각의 가변날개(122)의 끝단부가 저장챔버(113)의 측면부에 탄력적으로 밀착된 상태를 유지하도록 상기 슬라이드홈(124)의 내부에서 상기 가압판(121)에 대해 가변날개(122)에 탄성력을 가하는 스프링(123)을 포함하여, 후방에서 전방으로 진행함에 따라 상기 가변날개(122)가 점차적으로 슬라이드홈(124) 내측으로 인입되는 가압부재(120)와;
상기 하우징(110)에 대해 상기 가압판(121)에 전방으로 탄성력을 가하는 탄성부재(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제15항에 있어서, 상기 가압판(121)은 중앙부를 기점으로 양측이 전방으로 기울어진 판 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 가변날개(122)의 테두리에 상기 저장챔버(113)의 측면부와 밀착되어 윤활유의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 날개실링재(126)가 설치되고, 상기 가압판(121)의 테두리에 저장챔버(113)의 내면과 밀착되어 윤활유의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 가압판실링재(127)가 설치된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 저장챔버(113)의 후방면을 통해 상기 가압판(121)에 연결되는 와이어(140)를 더 포함하여, 하우징(110)의 외부에서 상기 와이어(140)를 당김으로써 가압판(121)이 후방으로 슬라이딩하여 초기 위치로 복귀할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 윤활유 자동 공급장치.