KR102558222B1 - 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR102558222B1
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박동명
김주혁
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북두산업 주식회사
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Abstract

본 발명은, 회전축이 삽입되는 결합홀부가 구비되고, 상기 결합홀부로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부를 구비하는 본체부재; 및 상기 연장부 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 상기 연장부에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재를 포함하고, 상기 본체부재는, 주조공정에 의해 제조되고, 상기 테두리부재는, 단조공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법 {Flange-reinforced idler and its manufacturing method}
본 발명은 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아이들러의 몸체를 이루는 본체부재 외측 단부에 복수 개의 테두리부재가 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 형성하므로 파손 또는 마모가 진행되는 아이들러의 플랜지만을 손쉽게 교체할 수 있고, 아이들러의 플랜지를 이루는 테두리부재를 단조공정에 의해 제조하므로 아이들러의 플랜지 강도를 향상시킬 수 있으며, 상대적으로 제조비용이 저렴한 주조공정으로 본체부재를 제조하므로 플랜지의 강도를 향상시키는 아이들러를 제조하는데 요구되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무한궤도, 굴삭기 등의 중장비에 적용되는 아이들러는, 주조에 의해 제작되고 있으며, 제조방법으로는 거푸집에 쇳물을 주입하는 방법으로 아이들러 모재를 주조한 후 선반 등의 공작기계를 이용하여 1차 황삭가공을 행하고, 황삭가공이 이루어진 아이들러 모재를 정밀한 치수로 2차 정삭가공을 행하며, 2차 정삭가공이 이루어진 아이들러의 표면경도를 높이도록 고주파 열처리기를 이용하여 표면 고주파 열처리를 행한 후 조립, 검사를 행하여 완제품을 생산하게 되는 것이다.
주조에 의해 제작되는 아이들러는 축결합공이 관통된 축지부와, 축지부의 바깥쪽으로 형성되며 한 쌍의 지지암과, 지지암의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기가 형성된 링부를 형성하는 구성으로 이루어진다.
그러나 상기한 주조 아이들러의 경우 하기와 같은 단점이 있다.
1)청정도가 요구되는 오일룸에 잔존 모래가 많아 별도의 설비로 오일룸 내의 주물사제거를 위한 샌딩공정이 필요하다.
2)기포 및 용접경화로 가공시 공정손실이 많다(가공팁 손실, 가공시간 과다소요).
3)조립 시 내부기포에 의한 수압의 누수(샘)로 분해 및 조립손실이 발생하게 된다.
4)형틀림, 상하편차로 두께 차이발생으로 공정손실이 높다.
5)고주파 후 내부기포로 결함발생이 많다.
6)외관 소착성 덧살이 많다.
7)가공 후 결함(기공, 상하편차, 외관 주물사 소착, 등)발견 시 업체 수정, 폐기 반품으로 생산공급 차질 및 관리로스 발생이 많다.
8)주형 1개로 제품 1개 제작으로 생산비용 과다 및 생산성이 낮다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 단조 아이들러 제조방법이 개발되었으며, 종래기술에 따른 아이들러 제조방법은, 축결합공이 형성되는 축지부의 바깥쪽으로 지지암을 형성하고, 지지암의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기가 형성된 링부를 형성하는 무한궤도차량의 하부구동장치에 적용되는 아이들러를 제조하고, 환봉을 절단하는 단계와, 절단된 환봉을 가열하는 단계와, 가열된 환봉을 금형에 내입한 상태에서 직경을 키우는 압타 단계와, 압타된 소재를 금형에 내입하여 단조 성형하는 단계와, 단조 성형된 반제품에서 버(burr)를 제거하는 트리밍 단계와, 트리밍 된 반제품을 공랭하는 단계와, 공랭된 반제품에서 축결합공 및 링부를 기계가공하는 단계와, 링부의 표면을 고주파 열처리하는 단계를 순차적으로 행하여 제조한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1512822호(2015년 04월 20일 공고, 발명의 명칭 : 단조 아이들러 제조방법)에 개시되어 있다.
종래기술에 따른 아이들러 제조방법은, 아이들러의 축지부와 링부가 일체로 형성되어 동일한 재질로 이루어지기 때문에 아이들러를 장기간 사용하여 아이들러의 둘레면이 마찰에 의해 마모되거나 파손되는 경우에 아이들러 전체를 교체해야 하므로 아이들러 교체작업에 소요되는 비용을 절감하기 어렵고, 아이들러 전체를 분해하여 새로운 아이들러로 교체하여 하므로 아이들러 교체작업에 소요되는 시간을 절감하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 아이들러의 몸체를 이루는 본체부재 외측 단부에 복수 개의 테두리부재가 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 형성하므로 파손 또는 마모가 진행되는 아이들러의 플랜지만을 손쉽게 교체할 수 있고, 아이들러의 플랜지를 이루는 테두리부재를 단조공정에 의해 제조하므로 아이들러의 플랜지 강도를 향상시킬 수 있으며, 상대적으로 제조비용이 저렴한 주조공정으로 본체부재를 제조하므로 플랜지의 강도를 향상시키는 아이들러를 제조하는데 요구되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 회전축이 삽입되는 결합홀부가 구비되고, 상기 결합홀부로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부를 구비하는 본체부재; 및 상기 연장부 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 상기 연장부에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재를 포함하고, 상기 본체부재는, 주조공정에 의해 제조되고, 상기 테두리부재는, 단조공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 본체부재는, 철(Fe) 97~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.41중량%, 규소(Si) 0.25~0.65중량%, 망간(Mn) 0.5~2.1중량%, 황(S) 0.02~0.06중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 테두리부재는, 철(Fe) 97.5~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.42중량%, 규소(Si) 0.1~0.25중량%, 망간(Mn) 1.15~1.55중량%, 황(S) 0.01~0.05중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%, 크롬(Cr) 0.20~0.35중량%, 붕소(B) 0.0002~0.0008중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, (a) 회전축이 삽입되는 결합홀부가 구비되고, 상기 결합홀부로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부를 구비하는 본체부재를 주조공정에 의해 제조하는 단계; (b) 상기 연장부 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 상기 연장부에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재를 단조공정에 의해 제조하는 단계; 및 (c) 상기 본체부재의 단부를 따라 복수 개의 상기 테두리부재를 연속되게 배치시킨 후에 체결부재를 결합하여 상기 본체부재와 상기 테두리부재를 일체로 결합시키는 단계를 포함하고, 상기 (a)단계는, 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P)을 포함하는 조성물을 가열로에 주입하여 용해시키고, 설정 온도 이상으로 가열된 용탕을 금형에 주입하여 경화시킨 후에 금형을 절단하여 상기 본체부재를 금형 외부로 배출시키고, 탈사작업 또는 쇼트작업을 진행하여 상기 본체부재에 잔존하는 이물질을 제거한 후에 노말라이징작업 및 성형작업을 진행하여 상기 본체부재를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 (b)단계는, 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P), 크롬(Cr) 및 붕소(B)를 포함하는 조성물을 용광로에 투입하여 제1설정온도까지 가열하여 제조된 용탕을 금형에 주입하여 경화시키고 배출시킨 후에 제2설정온도까지 가열하여 압타공정을 실시하여 설정두께까지 압축시키고, 단조공정 및 트리밍공정을 진행하여 1차 성형작업을 진행하고, 상온까지 냉각시켜 2차 성형작업을 진행한 후에 열처리작업을 진행하고 표면의 이물질을 제거하여 상기 테두리부재를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법은, 복수 개의 테두리부재가 본체부재의 단부에 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 이루므로 아이들러가 장기간 구동되어 아이들러의 플랜지가 파손되거나 마모되는 경우에 본체부재로부터 테두리부재만을 분리시켜 새로운 테두리부재로 교체할 수 있어 아이들러의 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법은, 결합홀부 및 연장부로 이루어지는 본체부재가 주조공정에 의해 이루어지므로 결합홀부 및 연장부로 이루어지는 복잡한 구조의 본체부재를 상대적으로 저렴하고 손쉽게 제작할 수 있어 아이들러 제조에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법은, 주조공정에 의해 제작되는 본체부재의 단부에 테두리부재 복수 개가 연속되게 설치되어 플랜지를 형성하고, 상대적으로 강도가 높게 제작되는 단조공정에 의해 테두리부재가 제작되므로 아이들러 플랜지의 강도를 설정치 이상으로 향상시킬 수 있고, 아이들러 플랜지의 강도를 향상시키는데 소요되는 시간 및 비용을 현저하게 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러의 본체부재 제조방법이 도시된 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러의 테두리부재 제조방법이 도시된 공정도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 평면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러의 본체부재 제조방법이 도시된 공정도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러의 테두리부재 제조방법이 도시된 공정도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러는, 회전축이 삽입되는 결합홀부(12)가 구비되고, 결합홀부(12)로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부(14)를 구비하는 본체부재(10)와, 연장부(14) 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 연장부(14)에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재(30)를 포함한다.
따라서 본체부재(10)와 테두리부재(30)가 각각 별물로 제작된 후에 볼트부재(52) 및 너트부재(54)로 이루어지는 체결부재에 의해 복수 개의 테두리부재(30)가 본체부재(10)의 연장부(14) 단부에 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 이루게 된다.
상기한 바와 같이 본 실시예는, 아이들러의 플랜지가 복수 개의 테두리부재(30)로 이루어지고, 체결부재에 의해 본체부재(10)의 연장부(14) 외측 단부에 연속되게 설치되어 이루어지므로 아이들러의 장기간 사용으로 플랜지가 변형 또는 마모되는 경우에 체결부재를 해체하여 연장부(14)로부터 테두리부재(30)를 분리시키고 새로운 테두리부재(30)로 교체할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 본체부재(10)는, 주조공정에 의해 제조되고, 테두리부재(30)는, 단조공정에 의해 제조되므로 테두리부재(30)의 강도를 상대적으로 향상시킬 수 있게 되며, 상대적으로 제조비용이 저렴한 주조공정에 의해 본체부재(10)를 제조하므로 아이들러 플랜지의 강도를 향상시키기 위해 아이들러 전체를 단조공정에 의해 제조하는 방법과 비교하여 생산단가가 일정금액 이상으로 높아지는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예의 본체부재(10)는, 철(Fe) 97~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.41중량%, 규소(Si) 0.25~0.65중량%, 망간(Mn) 0.5~2.1중량%, 황(S) 0.02~0.06중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%를 포함하여 이루어지고, 조형, 용해, 주입(용탕), 절단, 탈사 또는 쇼트, 노말라이징, CNC 및 MCT 공정에 의해 제조된다.
또한, 본 실시예의 테두리부재(30)는, 철(Fe) 97.5~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.42중량%, 규소(Si) 0.1~0.25중량%, 망간(Mn) 1.15~1.55중량%, 황(S) 0.01~0.05중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%, 크롬(Cr) 0.20~0.35중량%, 붕소(B) 0.0002~0.0008중량%를 포함하여 이루어지고, 절단, 가열, 압타, 단조, 트리밍, 공랭, MCT성형, ??칭 및 템퍼링 및 쇼트 공정에 의해 제조된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 보강형 아이들러 제조방법은, 회전축이 삽입되는 결합홀부(12)가 구비되고, 결합홀부(12)로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부(14)를 구비하는 본체부재(10)를 주조공정에 의해 제조하는 단계와, 연장부(14) 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 연장부(14)에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재(30)를 단조공정에 의해 제조하는 단계와, 본체부재(10)의 단부를 따라 복수 개의 테두리부재(30)를 연속되게 배치시킨 후에 체결부재를 결합하여 본체부재(10)와 테두리부재(30)를 일체로 결합시키는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같이 테두리부재(30)를 단조공정의해 제조하므로 아이들러 플랜지의 내구성이 향상되어 아이들러의 수명이 연장되고, 플랜지에 마모가 발생되어 교체작업이 진행되는 경우에는 체결부재를 해체하여 테두리부재(30)만을 교체하여 아이들러를 사용할 수 있게 되므로 아이들러 유지 관리 비용 및 아이들러 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 현저하게 절감할 수 있게 된다.
본 실시예의 본체부재(10)를 제조하는 단계는, 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P)을 포함하는 조성물을 가열로에 주입하여 용해시키고, 설정 온도 이상으로 가열된 용탕을 금형에 주입하여 경화시킨 후에 금형을 절단하여 본체부재(10)를 금형 외부로 배출시키고, 탈사작업 또는 쇼트작업을 진행하여 본체부재(10)에 잔존하는 이물질을 제거한 후에 노말라이징작업 및 성형작업을 진행하여 본체부재(10)를 제조하게 된다.
본 실시예의 본체부재(10)는 상기한 바와 같은 SCMn3A 소재를 사용하여 제조되며, 본체부재(10)의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 철(Fe) 97.94중량%, 탄소(C) 0.33중량%, 규소(Si) 0.35중량%, 망간(Mn) 1.3중량%, 황(S) 0.04중량%, 인(P) 0.04중량%를 포함하는 조성물을 가열로에 주입하여 섭씨1200℃ 이상의 온도로 2~3시간 가열하여 용탕을 제조하고, 용탕을 금형에 주입하여 용탕을 경화시키면서 회전체로 성형하고, 제1금형과 제2금형을 분리시키는 절단공정을 진행하여 금형으로부터 회전체를 배출시키고, 회전체를 상온까지 냉각시키는 냉각공정을 진행하여 회전체를 이루게 된다.
이후에, 회전체에 연마제를 분사하여 이물질을 제거하는 탈사작업 및 쇼트작업이 진행되고, 회전체의 경도를 향상시키기 위한 노멀라이징 및 워터 ??칭이 진행된다.
본 실시예의 노멀라이징 공정은, 섭씨 850~950℃까지 90~150분 동안 가열하는 가열단계와, 가열단계가 종료된 후에 회전체를 상온에서 섭씨 80~150℃까지 3~8시간 동안 서냉시키는 냉각단계를 포함하고, 냉각단계에서 상온까지 완전히 냉각되지 않은 회전체에 섭씨 0~4℃ 온도의 냉각수를 5~30분 동안 분사하여 급랭시키면서 워터 ??칭 단계를 진행하여 회전체에 목표치의 경도를 제공한다.
본 실시예의 워터 ??칭 단계는, 회전체의 단부에만 냉각수를 국부적으로 분무하여 냉각시키므로 높은 강도가 요구되는 회전체의 외경에 8~12mm의 경도 깊이로 종래의 경도와 비교하여 상대적으로 높은 경도가 제공되므로 본 실시예의 테두리부재(30)가 결합되는 연장부(14)의 단부 경도가 종래의 아이들러와 비교하여 현저하게 향상되어 본체부재(10)와 테두리부재(30) 사이의 결합강도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 실시예의 노멀라이징 단계와, 워터 ??칭 단계에 의해 형성되는 본체부재(10)는, 경도 깊이가 약 12mm로 이루어지고, 경도가 HB300~350으로 이루어지게 되어 종래기술과 비교하여 높은 경도를 제공하고, 보다 더 깊은 경도 깊이를 제공하므로 본체부재(10)의 단부 및 본체부재(10)와 테두리부재(30) 연결부위의 결합강도를 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.
본 실시예의 테두리부재(30)를 제조하는 단계는, 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P), 크롬(Cr) 및 붕소(B)를 포함하는 조성물을 용광로에 투입하여 제1설정온도까지 가열하여 제조된 용탕을 금형에 주입하여 경화시키고 배출시킨 후에 제2설정온도까지 가열하여 압타공정을 실시하여 설정두께까지 압축시키고, 단조공정 및 트리밍공정을 진행하여 1차 성형작업을 진행하고, 상온까지 냉각시켜 2차 성형작업을 진행한 후에 열처리작업을 진행하고 표면의 이물질을 제거하여 테두리부재(30)를 제조하게 된다.
본 실시예의 테두리부재(30)는 상기한 바와 같은 15B36Cr 소재를 사용하여 제조되며, 테두리부재(30)의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 철(Fe) 97.7795중량%, 탄소(C) 0.34중량%, 규소(Si) 0.18중량%, 망간(Mn) 1.35중량%, 황(S) 0.03중량%, 인(P) 0.04중량%, 크롬(Cr) 0.28중량%, 붕소(B) 0.0005중량%를 혼합하여 가열로에 투입하고, 섭씨 1200℃ 이상의 온도로 2~3시간 가열하여 용탕을 제조하고, 용탕을 금형에 주입하여 용탕을 경화시키면서 회전체로 성형하고, 제1금형과 제2금형을 분리시키는 절단공정을 진행하여 금형으로부터 회전체를 배출시키고, 금형에서 배출된 회전체에 압타공정을 진행하여 회전체를 설정 두께까지 압축시키면서 회전체의 경도를 향상시킨다.
이후에, 단조공정 및 트리밍공정을 진행하여 테두리부재(30)를 두드리거나 가압하고 다듬어 설계도 상의 모양으로 성형하게 된다.
상기한 바와 같이 테두리부재(30)의 1차 성형공정이 이루어진 후에 테두리부재(30)를 상온에서 냉각시키고, MCT공정을 진행항 2차 성형공정을 진행한 후에 ??칭 및 템퍼링공정으로 이루어지는 열처리공정을 진행하고, 테두리부재(30) 표면에 잔존하는 이물질을 제거하는 쇼트공정이 진행되어 테두리부재(30)를 성형하게 된다.
본 실시예의 ??칭공정은, 테두리부재(30)를 가열로에 투입하여 섭씨 700~800℃로 가열한 후에 가열로에서 배출되는 테두리부재(30)를 냉각수에 투입하여 0.5~1시간 동안 상온까지 냉각시키면서 테두리부재(30)의 경도를 향상시킬 수 있게 된다.
이후에, 테두리부재(30)를 가열로에 재투입하여 섭씨 150~200℃까지 재가열한 후에 상온에서 8~10시간 동안 서냉시켜 테두리부재(30)의 점성을 향상시키는 템퍼링공정이 진행되고, 냉각된 테두리부재(30)에 마찰재를 마찰시키면서 이물질을 제거하는 쇼트공정이 진행되어 테두리부재(30)를 제조하게 된다.
상기한 바와 같은 제조방법에 의해 제조되는 테두리부재(30)는, 본체부재(10)의 연장부(14)와 직교되는 방향으로 배치되어 아이들러의 외측면을 이루는 외경부(32)와, 외경부(32)의 내측 중앙부로부터 돌출되어 연장부(14)와 연결되는 결합편(34)과, 외경부(32) 외벽 중앙부에 측 방향으로 돌출되어 이루어지는 돌출부(38)를 포함한다.
본 실시예의 외경부(32)는, 연장부(14)의 테두리에 설치되어 아이들러의 외벽을 이루도록 연장부(14)의 테두리와 동일한 곡률로 굴곡되는 곡선 모양의 띠부재로 이루어지고, 6개의 테두리부재(30)가 연속되게 연결되어 1개의 아이들러 플랜지를 이루는 길이로 형성된다.
또한, 본 실시예의 외경부(32) 외벽에는 외경부(32)를 따라 연장되며 돌출되는 돌출부(38)가 구비되므로 6개의 외경부(32)가 연속되게 설치되면 외경부(32) 외벽으로부터 띠 모양으로 돌출부(38)가 연속되게 배치되어 아이들러 플랜지로부터 돌출되는 띠 형상의 돌출부(38)를 이루게 된다.
또한, 본 실시예의 외경부(32) 내측면에는 연장부(14)에 겹쳐지게 배치되어 체결부재에 의해 연장부(14)와 결합되는 결합편(34)이 돌출되게 형성되는데, 결합편(34)은 외경부(32)의 중앙부로부터 일측 또는 타측으로 편심되게 형성되므로 결합편(34)과 연장부(14)를 중첩시켜 체결부재에 의해 결합하면 연장부(14)가 외경부(32)의 중앙부에 배치되어 연장부(14)와 돌출부(38)가 동일 평면상에 배치된다.
따라서 외경부(32) 및 돌출부(38)에 하중이 가해지는 경우에 외경부(32)의 중앙부가 연장부(14)에 의해 지지되면서 외경부(32)와 연장부(14)의 결합부위가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예의 결합편(34)은, 외경부(32)의 내벽으로부터 측 방향으로 돌출되고, 결합편(34)의 양단부에는 중앙 측으로 경사지게 형성되는 굴곡부(72)가 구비되므로 복수 개의 테두리부재(30)를 연속되게 연장부(14)에 설치하면 서로 인접하게 배치되는 결합편(34) 사이에 서로 대향되게 배치되는 굴곡부(72)에 의해 홀부가 형성되므로 간섭방지부(70)를 이루게 된다.
상기한 바와 같이 본 실시예의 결합편(34)은 인접하게 배치되는 다른 결합편(34)과의 사이에 홀부가 형성되어 간섭방지부(70)가 구비되므로 복수 개의 테두리부재(30)를 연속되게 연장부(14)에 설치할 때에 외경부(32)는 인접하게 배치되는 다른 외경부(32)와 밀착되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 이루게 되고, 외경부(32)로부터 연장되는 결합편(34)은 인접하게 배치되는 다른 결합편(34)과 굴곡부(72)에 의해 간격이 형성되도록 배치되어 인접하게 배치되는 결합편(34)이 서로 간섭되는 것을 방지하게 된다.
또한, 외경부(32) 및 돌출부(38)가 마모되어 테두리부재(30)를 교체할 때에는 결합편(34)에 형성되는 체결홀부(36)와 연장부(14)에 형성되는 관통홀부(16)로부터 볼트부재(52)를 분리시키고, 간섭방지부(70)를 이루는 간격에 공구를 삽입하여 테두리부재(30)를 연장부(14) 외측으로 분리시킬 수 있게 된다.
다수 개의 테두리부재(30)가 연장부(14)의 단부에 밀착되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 이루게 되면 아이들러의 장기간 구동에 연속되게 설치되는 테두리부재(30)가 서로 밀착되어 압입된 상태를 이루게 되는데, 테두리부재(30)를 교체하기 위해 최초에 교체되는 테두리부재(30)를 인접하게 배치되는 다른 테두리부재(30)로부터 분리시키기기 어려울 수 있는 본 실시예는, 간섭방지부(70)를 이루는 한 쌍의 굴곡부(72) 사이의 간격으로 공구를 삽입하여 테두리부재(30)를 연장부(14) 외측으로 가압시켜 손쉽게 연장부(14)로부터 분리시킬 수 있게 된다.
미설명 부호 12a는 결합홀부(12)와 연장부(14)를 연결하는 연결곡면부이다.
이로써, 아이들러의 몸체를 이루는 본체부재 외측 단부에 복수 개의 테두리부재가 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 형성하므로 파손 또는 마모가 진행되는 아이들러의 플랜지만을 손쉽게 교체할 수 있고, 아이들러의 플랜지를 이루는 테두리부재를 단조공정에 의해 제조하므로 아이들러의 플랜지 강도를 향상시킬 수 있으며, 상대적으로 제조비용이 저렴한 주조공정으로 본체부재를 제조하므로 플랜지의 강도를 향상시키는 아이들러를 제조하는데 요구되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 플랜지 보강형 아이들러 및 이의 제조방법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 아이들러 및 이의 제조방법이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 본체부재 12 : 결합홀부
12a : 연결곡면부 14 : 연장부
16 : 관통홀부 30 : 테두리부재
32 : 외경부 34 : 결합편
36 : 체결홈부 38 : 돌출부
52 : 볼트부재 54 : 너트부재
70 : 간섭방지부 72 : 굴곡부

Claims (5)

  1. 회전축이 삽입되는 결합홀부가 구비되고, 상기 결합홀부로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부를 구비하는 본체부재; 및
    상기 연장부 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 상기 연장부에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재를 포함하고,
    상기 본체부재는, 주조공정에 의해 제조되고, 상기 테두리부재는, 단조공정에 의해 제조되고,
    상기 본체부재는, 철(Fe) 97~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.41중량%, 규소(Si) 0.25~0.65중량%, 망간(Mn) 0.5~2.1중량%, 황(S) 0.02~0.06중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%를 포함하여 이루어지고,
    상기 본체부재(10)와 상기 테두리부재(30)가 각각 별물로 제작된 후에 볼트부재(52) 및 너트부재(54)로 이루어지는 체결부재에 의해 복수 개의 상기 테두리부재(30)가 상기 본체부재(10)의 연장부(14) 단부에 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 이루게 되고,
    상기 본체부재의 경도를 향상시키기 위한 노멀라이징 공정 및 워터 ??칭이 진행되고,
    상기 노멀라이징 공정은, 섭씨 850~950℃까지 90~150분 동안 가열하는 가열단계와, 가열단계가 종료된 후에 회전체를 상온에서 섭씨 80~150℃까지 3~8시간 동안 서냉시키는 냉각단계를 포함하고,
    상기 냉각단계에서 상온까지 완전히 냉각되지 않은 회전체에 섭씨 0~4℃ 온도의 냉각수를 5~30분 동안 분사하여 급랭시키면서 상기 워터 ??칭 단계를 진행하고,
    상기 워터 ??칭 단계는, 상기 본체부재의 단부에만 냉각수를 국부적으로 분무하여 냉각시키므로 상기 본체부재의 외경에 8~12mm의 경도 깊이로 상대적으로 높은 경도가 제공되는 것을 특징으로 하는 플랜지 보강형 아이들러.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테두리부재는, 철(Fe) 97.5~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.42중량%, 규소(Si) 0.1~0.25중량%, 망간(Mn) 1.15~1.55중량%, 황(S) 0.01~0.05중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%, 크롬(Cr) 0.20~0.35중량%, 붕소(B) 0.0002~0.0008중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플랜지 보강형 아이들러.
  4. (a) 회전축이 삽입되는 결합홀부가 구비되고, 상기 결합홀부로부터 측 방향으로 연장되어 바퀴 모양으로 형성되는 연장부를 구비하는 본체부재를 주조공정에 의해 제조하는 단계;
    (b) 상기 연장부 단부에 복수 개가 연속되게 배치되어 플랜지를 이루고, 체결부재에 의해 상기 연장부에 착탈 가능하게 결합되는 테두리부재를 단조공정에 의해 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 본체부재의 단부를 따라 복수 개의 상기 테두리부재를 연속되게 배치시킨 후에 체결부재를 결합하여 상기 본체부재와 상기 테두리부재를 일체로 결합시키는 단계를 포함하고,
    상기 (a)단계는, 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P)을 포함하는 조성물을 가열로에 주입하여 용해시키고, 설정 온도 이상으로 가열된 용탕을 금형에 주입하여 경화시킨 후에 금형을 절단하여 상기 본체부재를 금형 외부로 배출시키고, 탈사작업 또는 쇼트작업을 진행하여 상기 본체부재에 잔존하는 이물질을 제거한 후에 노말라이징작업 및 성형작업을 진행하여 상기 본체부재를 제조하고,
    상기 본체부재는, 철(Fe) 97~98중량%, 탄소(C) 0.25~0.41중량%, 규소(Si) 0.25~0.65중량%, 망간(Mn) 0.5~2.1중량%, 황(S) 0.02~0.06중량%, 인(P) 0.02~0.06중량%를 포함하여 이루어지고,
    상기 본체부재(10)와 상기 테두리부재(30)가 각각 별물로 제작된 후에 볼트부재(52) 및 너트부재(54)로 이루어지는 체결부재에 의해 복수 개의 상기 테두리부재(30)가 상기 본체부재(10)의 연장부(14) 단부에 연속되게 설치되어 아이들러의 플랜지를 이루게 되고,
    상기 본체부재의 경도를 향상시키기 위한 노멀라이징 공정 및 워터 ??칭이 진행되고,
    상기 노멀라이징 공정은, 섭씨 850~950℃까지 90~150분 동안 가열하는 가열단계와, 가열단계가 종료된 후에 회전체를 상온에서 섭씨 80~150℃까지 3~8시간 동안 서냉시키는 냉각단계를 포함하고,
    상기 냉각단계에서 상온까지 완전히 냉각되지 않은 회전체에 섭씨 0~4℃ 온도의 냉각수를 5~30분 동안 분사하여 급랭시키면서 상기 워터 ??칭 단계를 진행하고,
    상기 워터 ??칭 단계는, 상기 본체부재의 단부에만 냉각수를 국부적으로 분무하여 냉각시키므로 상기 본체부재의 외경에 8~12mm의 경도 깊이로 상대적으로 높은 경도가 제공되는 것을 특징으로 하는 플랜지 보강형 아이들러 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (b)단계는, 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P), 크롬(Cr) 및 붕소(B)를 포함하는 조성물을 용광로에 투입하여 제1설정온도까지 가열하여 제조된 용탕을 금형에 주입하여 경화시키고 배출시킨 후에 제2설정온도까지 가열하여 압타공정을 실시하여 설정두께까지 압축시키고, 단조공정 및 트리밍공정을 진행하여 1차 성형작업을 진행하고, 상온까지 냉각시켜 2차 성형작업을 진행한 후에 열처리작업을 진행하고 표면의 이물질을 제거하여 상기 테두리부재를 제조하는 것을 특징으로 플랜지 보강형 아이들러 제조방법.
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