KR102641033B1

KR102641033B1 - 내구성이 향상된 체인

Info

Publication number: KR102641033B1
Application number: KR1020230091452A
Authority: KR
Inventors: 조광만
Original assignee: 조광만
Priority date: 2023-07-14
Filing date: 2023-07-14
Publication date: 2024-02-27

Abstract

본 발명은 핀에 가해지는 전단하중이 내측판과 외측판에 분산됨으로써 내구성을 높일 수 있으며, 핀과 부시 등 부품의 사용량을 줄이는 내구성이 향상된 체인에 관한 것이다. 그의 구성은, 좌우측에 제1핀홀(101)이 각각 타공되어 있는 한 쌍의 내측판; 상기 내측판의 좌우측에 연결되는 것으로서 좌우측에 제2핀홀(201)이 각각 타공되어 있는 외측 연결판; 상기 내측판과 외측판을 연쇄적으로 연결하기 위한 것으로서 상기 제1,2핀홀(101,201)에 끼워지는 핀; 서로 마주보고 있는 좌우측 내측판 간의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 핀의 외부에 끼워지는 원통형 부시; 상기 부시와 핀을 보호하기 위하여 상기 부시의 외부에 회전 가능하게 끼워지는 롤러를 포함하는 체인에 있어서; 상기 내측판과 외측판의 양측이 서로 포개진 상태에서 암수결합을 할 수 있도록 상기 내측판의 좌우측 외면에는 인장돌기(110)가 상기 제1핀홀(101)의 가장자리에서 이격된 위치에 돌출 형성되며; 상기 외측판의 좌우측 내면에는 인장홈(210)이 패여 있고; 상기 인장홈(210)의 연장방향을 따라 어느 일 곳 이상에는 상기 인장홈(210)에 끼는 이물질이 배출되도록 유도하는 이물질배출홈(220)이 상기 인장홈(210)의 중심에서 멀어지는 방향으로 연장되게끔 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

내구성이 향상된 체인{Durable Chain}

본 발명은 체인에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 핀에 가해지는 전단하중이 내측판과 외측판에 분산됨으로써 내구성을 높일 수 있으며, 핀과 부시 등 부품의 사용량을 줄임으로써 생산비용을 절감하고 호환성을 높일 수 있는 고효율 체인에 관한 것이다.

일반적으로 체인이라 함은 여러 산업분야에서 동력전달수단으로 널리 사용되는 기계요소이다. 체인은 강력하며 확실한 동력전달이라는 장점을 가진 동력전달수단이다.

종래의 체인(종래기술 1)은 첨부한 도면 도 1 및 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 한쌍의 내측판(1,2)이 내측 핀홀(1',2')을 통하여 부시(3,3')와 핀(9,10)에 의하여 연결된다. 내측판(1,2) 사이에는 롤러(4,4')가 부시(3,3')에 삽입되는 상태로 설치된다.

또한 부시(3,3')가 위치하는 바깥쪽의 위치에 각각의 외측판(5,5',6,6')이 위치한 상태에서 외측판(5,5',6,6')에 형성된 각각의 외측 핀홀(7,7',8,8')을 통하여 각각 핀(9,10)을 부시(3,3')의 내부 구멍(30)으로 통과시켜 반대편에서 핀(9,10)을 고정하는 방식을 가진다.

종래의 체인은 내측판(1,2)과 외측판(5,6)이 모두 평면으로 이루어져 있다. 또한 내측판(1,2)에는 각각 내측 핀홀(2,2')이 형성되어 있고, 상기 외측판(5,5',6,6')에는 각각 외측 핀홀 (7,7',8,8')이 형성되어 있다.

각각의 외측 핀홀(7,7',8,8')을 통하여 부시(3,3')와 핀(9,10)의 연결에 의하여 결국 상기 내측판(1,2)과 상기 외측판(5,5',6,6')이 서로 연결된다.

따라서 체인은 동력전달시 전달되는 장력이 상기 내측 핀홀 (1',2')과 외측 핀홀(7,7',8,8')을 통하여 내측판(1,2)과 상기 외측 연결판(5,5',6,6')에 미치게 된다.

이러한 이유로 체인을 장기간 사용하게 되면 계속하여 미치는 장력에 의하여 상기한 내측 핀홀 (1',2')과 외측 핀홀(7,7',8,8')이 늘어나는 현상이 발생하여 유격이 커짐으로써 정확한 동력전달을 어렵게 한다.

이러한 문제에 대해 본 발명자는 대한민국 특허공개 제10-2018-0078140호에 개시된 바와 같이 장력에 더 오래 버틸 수 있도록 한 체인을 제안한 바 있다(종래기술 2). 이 기술에 의하면 내구성이 향상된 체인을 얻을 수 있게 된다.

그러나 본 발명자가 제안한 체인에 의하면, 핀의 길이가 종래의 것과 달리 길어지기 때문에 종래의 체인에 사용했던 핀을 사용하지 못하고 새로 제작해야 했다. 즉 부품의 호환성이 좋지 못하며, 소재가 많이 사용되어야 하므로 경제적인 면에서 불리한 점이 있다.

대한민국 특허공개 제10-2018-0078140호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 기본적인 목적은, 연속적으로 작용하는 장력하중에 대한 강도를 높임으로써 내구성이 향상된 체인을 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는 종래에 사용되던 일부 부품(특히 핀과 부시)을 그대로 사용할 수 있게 함으로써 제품의 호환성을 높이고, 소재의 사용량을 증대시키지 않고서도 기존의 방식보다 더 큰 인장강도를 가진 체인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 좌우측에 제1핀홀이 각각 타공되어 있는 한 쌍의 내측판; 상기 내측판의 좌우측에 연결되는 것으로서 좌우측에 제2핀홀이 각각 타공되어 있는 외측 연결판; 상기 내측판과 외측판을 연쇄적으로 연결하기 위한 것으로서 상기 제1,2핀홀에 끼워지는 핀; 서로 마주보고 있는 좌우측 내측판 간의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 핀의 외부에 끼워지는 원통형 부시; 상기 부시와 핀을 보호하기 위하여 상기 부시의 외부에 회전 가능하게 끼워지는 롤러를 포함하는 체인에 있어서;

상기 내측판과 외측판의 양측이 서로 포개진 상태에서 암수결합을 할 수 있도록 상기 내측판의 좌우측 외면에는 상기 제1핀홀과 동심원을 이루는 링형상의 인장돌기가 상기 제1핀홀에서 이격된 위치에 돌출 형성되며;

상기 외측판의 좌우측 내면에는 상기 링형상의 인장돌기가 암수결합 방식으로 끼워질 수 있는 링형상의 인장홈이 상기 제2핀홀에서 이격된 위치에 패여 있는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 체인에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 인장홈의 연장방향을 따라 어느 일 곳 이상에는 상기 인장홈에 끼는 이물질이 배출되도록 유도하는 이물질배출홈이 상기 인장홈의 중심에서 멀어지는 방향으로 연장되게끔 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 체인에 작용하는 인장력을 핀과 연결판이 분담하여 부담하게 됨으로써 체인의 장력하중에 대한 강도 및 내구성이 향상된 체인이 제공된다.

더 나아가 내측판과 외측판의 연결부위의 좌우 폭을 종전의 체인과 동일하게 함으로써, 종래에 사용되던 부품인 핀, 부시, 롤러를 짧은 것 그대로 사용할 수 있게 한다. 그러므로 제품의 호환성을 높이고 소재의 사용량을 증대시키지 않고서도 기존의 방식보다 더 큰 인장강도를 가진 체인이 제공된다.

도 1은 종래기술에 의한 체인의 사시도이다.
도 2는 종래기술에 의한 체인의 횡단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 내구성이 향상된 체인의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 내구성이 향상된 체인의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 내구성이 향상된 체인의 정면도이다.
도 6은 도 3의 A-A 선을 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 3의 A-A 선을 따라 취한 분해 단면도이다.
도 8은 도 4의 B-B 선을 따라 취한 외측판의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 외측판의 이물질배출홈의 작용을 설명하는 단면 구성도이다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 7을 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 나머지 도면은 필요한 곳에서 인용하기로 한다.

본 발명의 내구성이 향상된 체인 역시 내측에 위치되는 내측판(100,100')과 외측에 위치되는 외측판(200,200')이 길이방향을 따라 동일한 패턴으로 연쇄적으로 연결된 구성을 가진다. 내측판(100,100')과 외측판(200,200')은 각각 한 쌍으로 구성된다. 내측판(100,100')과 외측판(200,200')은 장방형으로 되어 있으며 동일한 길이를 가진다. 체인은 스테인리스 등 금속으로 되어 있는 것이 일반적이다.

내측판(100,100')의 좌우측에는 외측판(200,200')과의 연결을 위하여 제1핀홀(101)이 각각 타공되어 있다. 외측판(200,200')의 좌우측에도 내측판(100,100')과의 연결을 위하여 제2핀홀(201)이 각각 타공되어 있다.

내측판(100,100')과 외측판(200,200')은 핀(300)에 의해 연쇄적으로 연결된다. 핀(300)은 내측판(100,100')과 외측판(200,200')의 좌우측이 서로 포개짐으로써 제1,2핀홀(101,201)이 일치된 상태에서 제1,2핀홀(101,201)에 동시에 끼워지는 것이다.

핀(300)은 자신의 양단부(301,302)가 리벳과 유사한 형태가 되도록 프레스에 의해 압착됨으로써 내측판(100,100')과 외측판(200,200')에 끼워진 상태로 고정된다. 경우에 따라 분할핀, 너트, 키(key) 등의 체결요소에 의해 고정될 수 있다. 핀(300)의 고정방식이 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.

마주보고 있는 내측판(100,100') 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 부시(310, bushing)가 사용된다. 즉 원통형으로 되어 있는 부시(310)가 핀의 외부에 끼워진다. 그리고 사전에 부시(310)와 핀(300)을 보호하기 위하여 부시(310)의 외부에 롤러(320)가 회전 가능하게 끼워진다.

롤러(320)는 부시(310)가 마모되는 것을 방지한다. 즉 롤러(320)는 체인구동시 스프로킷의 이빨과의 사이에서 구름운동을 함으로써 마찰과 소음을 줄여준다.

이상은 종래의 체인과 크게 다름없다. 이하, 본 발명의 특징적 사항을 설명한다.

본 발명에 의하면, 내측판(100,100')과 외측판(200,200')의 양측이 서로 포개진 상태에서 암수결합을 할 수 있도록 하고 있다.

이를 위하여 내측판(100,100')의 좌우측 외면, 즉 외측판(200,200')과 마주하는 면에는 제1핀홀(101)과 동심원을 이루는 링형상의 인장돌기(110)가 상기 제1핀홀(101)에서 이격된 위치에 돌출 형성된다. 또한 외측판(200,200')의 좌우측 내면에는 상기 인장돌기(110)가 암수결합 방식으로 끼워질 수 있는 링형상의 인장홈(210)이 상기 제2핀홀(201)에서 이격된 위치에 패여 있다.

체인을 조립하는 과정에서 인장돌기(110)는 인창홈(210)에 자연스럽게 끼워져 결합된다.

인장돌기(110)는 단면이 직사각형으로 되어 있다. 그러나 경우에 따라서는 삼각형이나 사다리꼴 형태가 될 수도 있고 아니면 반원형으로 되어 있을 수도 있다. 물론 인장홈(210)은 인장돌기(110)의 형태와 같은 것이 바람직하다. 사용처의 특성이나 제작의 용이성 등에 의해 선택적으로 설계하면 될 것이다.

인장돌기(110)의 폭(W)은 내측판(100,100')의 제1핀홀(101)과 그의 끝단까지의 최소거리(M)에 대하여 2/3 ~ 1/5이 될 수 있다. 인장홈(210)의 폭도 그와 유사하다(도 5 참조).

또한 인장돌기(110)의 높이(H)는 내측판(100,100')의 두께(T)에 대하여 1/2 ~ 1/3적당하다(도 6 참조). 인장홈(210)의 깊이도 그와 유사하다. 그러나 이러한 구체적 수치는 예시에 불과하다.

인장돌기(101)는 내측판(100,100')과 일체형으로 되어 있는 것이 바람직하다. 프레스 가공에 의해 일체형으로 가공될 수 있다.

본 발명에 의하면, 인장돌기(110)는 제1핀홀(101)의 가장자리에서 이격된 지점에 마련되고, 인장홈(210)은 제2핀홀(201의 가장자리에서 이격된 지점에 마련되는데, 이들의 이격거리(L)는 체인의 크기에 따라 달라질 수 있다(도 5 참조). 다만 이 이격거리(L)는 핀(300)과 부시(310)를 설치하는데 지장을 주지 않을 거리라면 무방하다.

이러한 구성에 의하면, 체인의 장력에 의해 핀(300)과 부시(310)에 가해지는 전단하중이 인장돌기(110)와 인장홈(210)을 통해 내측판(100,100')과 외측판(200,200')에 분산되게 된다. 그러므로 체인의 강도가 상대적으로 증가되며 내구성이 향상되는 것이다.

본 발명에 의하면 종래기술 2에 비하여 인장돌기(110)의 직경을 더 크게 할 수 있다. 그러므로 전단력이 작용하는 면적을 더 키울 수 있고, 그 결과 강도가 종래기술 2보다 더 증가되는 효과를 얻을 수 있다.

각 도면에서 미설명된 도면부호 111은 인장돌기(110)를 프레스 성형하는 과정에서 생기는 인장돌기성형홈이고, 211은 인장홈(210)을 프레스 성형하는 과정에서 생기는 인장홈성형돌기이다. 이들은 리브와 같은 역할을 하여 체인의 강도를 높이는데 기여한다.

이하, 외측판(200,200')과 관련된 본 발명의 구체적인 실시예를 도 8 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 체인의 사용시 마모 또는 기타 다양한 원인에 의해 외측판(200,200')에 마련되어 있는 링형상의 인장홈(210) 내부에 이물질이 끼임으로써 체인구동시 뻑뻑해지면서 소음이 생기는 문제를 해결하기 위한 방안을 제시하기 위한 것이다. 즉 인장홈(210)과 인장돌기(110) 간의 타이트한 결합으로부터 생기는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 실시예에 의하면, 인장홈(210)의 연장방향을 따라 어느 일 곳 이상에는 상기 인장홈(210)에 끼는 이물질이 배출되도록 유도하는 이물질배출홈(220)이 상기 인장홈(210)의 중심에서 멀어지는 방향으로 연장되게끔 설치된다. 이물질배출홈(220)은 인장홈(210)과 동일하거나 그 깊이에 대해 5 ~ 20 % 더 깊게 마련되는 것이 바람직하다. 이물질이 잘 배출되도록 하기 위함이다.

이물질배출홈(220)의 폭(Y) 역시 이물질의 배출에 유리하도록 마련된다. 본 실시예에 의하면 이물질배출홈(220)은 체인의 외측판(200,200') 양쪽에 마련되어 있는 인장홈(210)을 서로 연결하는 일직선 형태로 마련될 수 있다.

이에 의하면 도 9에 도시된 바와 같이 이물질이 화살표(K)로 도시된 것처럼 유도되어 외부로 배출될 수 있게 된다. 따라서 이물질이 인장홈(210)에 끼어 고착되는 문제를 없앨 수 있게 된다.

이물질배출홈(220)은 인장홈(210)과 마찬가지로 프레스 성형에 의해 마련될 수 있다. 그러므로 이물질배출홈(220)의 뒤편에는 배출홈성형돌기(221)가 마련되게 된다. 이 배출홈성형돌기(221)가 리브의 역할을 함으로써 외측판(200,200')의 강도가 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이물질배출홈(220)은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 이물질의 배출이 더욱 원활하게 이루어지도록 수직방향으로 마련될 수도 있고 1개 이상으로 마련될 수도 있다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

100,100' : 내측판 101 : 제1핀홀
110 : 인장돌기 200,200' : 외측판
111 : 인장돌기성형홈 201 : 제2핀홀
210 : 인장홈 211 : 인장홈성형돌기
220(220',220") : 이물질배출홈
221 : 배출홈성형돌기 300 : 핀
301,302 : 양단부 310 : 부시
320 : 롤러

Claims

좌우측에 제1핀홀(101)이 각각 타공되어 있는 한 쌍의 내측판(100,100'); 상기 내측판(100,100')의 좌우측에 연결되는 것으로서 좌우측에 제2핀홀(201)이 각각 타공되어 있는 외측판(200,200'); 상기 내측판(100,100')과 외측판(200,200')을 연쇄적으로 연결하기 위한 것으로서 상기 제1,2핀홀(101,201)에 끼워지는 핀(300); 서로 마주보고 있는 좌우측 내측판(100,100') 간의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 핀(300)의 외부에 끼워지는 원통형 부시(310); 상기 부시(310)와 핀(300)을 보호하기 위하여 상기 부시(310)의 외부에 회전 가능하게 끼워지는 롤러(320)를 포함하는 체인에 있어서;
상기 내측판(100,100')과 외측판(200,200')의 양측이 서로 포개진 상태에서 암수결합을 할 수 있도록 상기 내측판(100,100')의 좌우측 외면에는 상기 제1핀홀(101)과 동심원을 이루는 링형상의 인장돌기(110)가 상기 제1핀홀(101)의 가장자리에서 이격된 위치에 돌출 형성되며;
상기 외측판(200,200')의 좌우측 내면에는 상기 인장돌기(110)가 암수결합 방식으로 끼워질 수 있는 링형상의 인장홈(210)이 상기 제2핀홀(201)의 가장자리에서 이격된 위치에 패여 있고;
상기 인장홈(210)의 연장방향을 따라 어느 일 곳 이상에는 상기 인장홈(210)에 끼는 이물질이 배출되도록 유도하는 이물질배출홈(220)이 상기 인장홈(210)의 중심에서 멀어지는 방향으로 연장되게끔 설치되며;
상기 인장돌기(110), 인장홈(210) 및 이물질배출홈(220)은 프레스 성형에 의해 마련됨으로써;
상기 인장돌기(110)의 뒤편에는 인장돌기성형홈(111)이 형성되고;
상기 인장홈(210)의 뒤편에는 인장홈성형돌기(211)가 형성되고;
상기 이물질배출홈(220)의 뒤편에는 배출홈성형돌기(221)가 형성되어 체인의 강도 향상에 기여하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 체인.
삭제
제1항에 있어서,
상기 인장돌기(110)의 폭(W)은 상기 내측판(100,100')의 상기 제1핀홀(101)과 그의 끝단까지의 최소거리(M)에 대하여 2/3 ~ 1/5이 되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 체인.
삭제
제1항에 있어서,
상기 이물질배출홈(220)은 상기 외측판(200,200')의 양쪽에 마련되어 있는 인장홈(210)을 서로 연결하는 일직선 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 체인.