KR20070037819A

KR20070037819A - 중장비용 힌지 어셈블리

Info

Publication number: KR20070037819A
Application number: KR1020050092873A
Authority: KR
Inventors: 이청래; 정진현; 김상범
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2007-04-09

Abstract

본 발명은 중장비용 힌지 어셈블리에 관한 것으로, 제1부재(10) 및 제2부재(20)를 회동 가능하게 연결시키는 샤프트부(30) 및 베어링부(40)를 가지며, 베어링부(40)는 샤프트부(30)의 외측에 마련되는 외부베어링(42)과; 외부베어링(42) 및 샤프트부(30) 사이에 공차를 두고 슬라이딩 가능하게 설치되며, 오일을 함침할 수 있는 다공질로 이루어진 소결합금 재질의 내부베어링(44)과; 내부베어링(44)의 양측에 설치되어, 내부베어링(44)의 외부이탈을 방지하는 한 쌍의 스냅링(46a,46b)을 포함하여 구성된다. 이에 따라, 중장비용 힌지 어셈블리의 기능성 및 사용성을 보다 향상시킬 수 있다.

외부베어링, 내부베어링, 스냅링, 샤프트, 소결합금, 다공질

Description

중장비용 힌지 어셈블리 {HINGE ASSEMBLY FOR HEAVY MACHINERY}

도 1은 본 발명에 따른 중장비용 힌지 어셈블리가 장착된 상태를 도시한 부분사시도,

도 2는 본 발명에 따른 중장비용 힌지 어셈블리의 결합구조를 도시한 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 중장비용 힌지 어셈블리의 결합구조를 도시한 횡단면도,

도 4는 본 발명에 따른 중장비용 힌지 어셈블리의 베어링부 마찰계수를 도시한 그래프,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 중장비용 힌지 어셈블리의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 제1부재 20 : 제2부재

30 : 샤프트부 40 : 베어링부

42 : 외부베어링 43 : 그리스수용부

44 : 내부베어링 46a,46b : 스냅링

50 : 힌지 어셈블리

본 발명은 중장비용 힌지 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건설 중장비의 제1부재 및 제2부재를 안정적으로 회동시킬 수 있는 중장비용 힌지 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 힌지 어셈블리는 2개의 부재를 상호 회동, 즉 상호 관절운동 가능하도록 지지하는 역할을 하며, 굴삭기 등과 같은 건설 중장비에서는 그 역할의 중요성이 매우 크다.

이러한 힌지 어셈블리 중 베어링은 회전하고 있는 기계의 축(軸)을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소이다.

특히, 건설 중장비와 같이 고하중의 조건에서 사용되는 베어링은 상대적으로 높은 응력이 작용하고 슬라이딩 면이 국부적이기 때문에 자기윤활효과를 가지는 소결체를 사용하면서도 높은 응력에 견딜 수 있는 구조의 베어링이 사용되고 있다.

종래의 중장비용 힌지 어셈블리는 제1부재 및 제2부재를 회동 가능하도록 연결시키는 샤프트부 및 베어링부를 가지며, 베어링부로는 주로 스틸에 소결체를 접 합한 소결합금 베어링이 사용된다.

그러나 상기와 같은 구조의 중장비용 힌지 어셈블리는 샤프트부 및 베어링부 간에 접촉되는 슬라이딩 면이 항상 국부적인 부분에서만 존재한다는 단점이 있다.

그로 인해, 베어링부의 일부분에서만 마찰 마모가 발생되어, 베어링부를 자주 교체해 주어야 해야 하는 불편함이 있었을 뿐 아니라 베어링부의 마찰 마모를 최소화시키기 위해서는 그리스의 급지주기를 단축시켜야 하는 문제점이 있다.

이는 결국, 중장비용 힌지 어셈블리의 기능성 및 사용성을 저하시키는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 내구성 및 윤활특성을 향상시킴과 아울러 급지주기를 연장시킬 수 있는 중장비용 힌지 어셈블리를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1부재 및 제2부재를 회동 가능하게 연결시키는 샤프트 및 슬라이딩 베어링을 갖는 중장비용 힌지 어셈블리에 있어서, 상기 슬라이딩 베어링은, 상기 샤프트의 외측에 마련되는 외부베어링과; 상기 외부베어링 및 상기 샤프트 사이에 공차를 두고 슬라이딩 가능하게 설치되며, 오일을 함침할 수 있는 다공질로 이루어진 소결합금 재질의 내부베어링과; 상기 내 부베어링의 양측에 설치되어, 상기 내부베어링의 외부이탈을 방지하는 한 쌍의 스냅링을 포함하여 구성되는 데 그 특징이 있다.

상기 외부베어링은 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 외부베어링은 강도를 증가시킬 수 있도록 열처리되는 것이 바람직하다.

상기 외부베어링은 윤활특성을 향상시킬 수 있도록 내주면이 코팅되는 것이 바람직하다.

상기 외부베어링의 내주면 상에 그리스수용부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중장비용 힌지 어셈블리(50)는 제1부재(10) 및 제2부재(20)를 회동 가능하게 연결시키는 샤프트부(30) 및 베어링부(40)을 포함하여 구성된다.

제1부재(10) 및 제2부재(20)는 굴삭기 등과 같은 중장비를 일 예로 들면, 부움과 아암, 아암과 버켓 또는 아암과 링크 등과 같은 다양한 기구가 적용될 수 있다.

베어링부(40)은 외부베어링(42)과; 외부베어링(42) 및 샤프트부(44) 사이에 설치되는 내부베어링(44)과; 내부베어링(44)의 양측에 설치되는 스냅링(46a,46b)을 포함하여 구성된다.

외부베어링(42)은 원통형 구조를 가지고 샤프트부(30)의 외측에 마련되며, 탄소강 또는 합금강 등과 같이 내구성 및 내마모성이 우수한 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 저하중에서는 소결합금 재질로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

외부베어링(42)은 강도를 증가시킬 수 있도록 열처리되는 것이 바람직하며, 열처리 방법으로는 침탄열처리, 고주파열처리, 질화열처리, PVD, CVD, 용사 등과 같은 공지된 방법을 사용할 수 있다.

외부베어링(42)은 윤활특성을 보다 향상시킬 수 있도록 내주면이 코팅 처리되며, 코팅에 사용되는 코팅재로는 Cr, Mos2, Graphite계 등 외부베어링(42)의 윤활특성을 향상시킬 수 있는 범위 내에서 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

외부베어링(42)의 내주면에는 그리스를 저장시켜 윤활특성을 향상시킬 수 있는 그리스수용부(43)가 형성되어 있다.

내부베어링(44)은 외부베어링(42) 및 샤프트부(30) 사이에 공차를 두고 슬라이딩 가능하게 설치되며, 오일을 함침할 수 있는 다공질로 이루어진 소결합금 제질로 이루어진다.

소결합금 재질로는 Fe계 소결합금 또는 Cu계 소결합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 내부베어링(44)의 윤활특성을 상대적으로 향상시킬 수 있다.

한 쌍의 스냅링(46a,46b)은 내부베어링(42)의 외부이탈을 방지함과 아울러 샤프트부(30)를 안정적으로 지지하는 역할을 수행한다. 스냅링(46a,46b)은 C형 동심멈춤링과 같이 샤프트부(30)의 하중에 충분히 견딜 수 있는 형상을 가지며, 샤프트부(30)와의 직접적인 접촉이 발생되지 않도록 샤프트부(30)와 이격 설치된다.

스냅링(46a,46b)의 구조는 적용되는 샤프트부(30)의 하중에 따라 적절하게 변경 가능하다.

상기와 같은 구성에 의해, 제1부재(10) 및 제2부재(20)의 회동, 즉 관절운동시 샤프트부(30)와 내부베어링(44) 간에 슬라이딩 동작이 이루어짐과 아울러 내부베어링(44)과 외부베어링(42) 간에 슬라이딩 동작이 이루어지게 됨으로써 내부베어링(44)의 회전하면서 마모되는 면이 변하게 된다. 즉, 기존의 베어링 구조처럼 국부적인 부분에서만 슬라이딩 동작이 발생되는 것이 아니라 내부베어링(44)의 전 부분에서 골고루 슬라이딩이 발생되는 구조를 가진다.

이러한 구동은 슬라이딩이 이루어지는 면과 면 사이의 토크, 즉 마찰계수의 차이에 의해 이루어진다.

한편, 도 4에서와 같이 내부베어링(44) 및 외부베어링(42) 간의 슬라이딩 동작시와, 샤프트부(30)와 내부베어링(44) 간의 슬라이딩 동작시의 마찰계수 변화가 다르다.

따라서, 초기 슬라이딩 면은 마찰계수가 상대적으로 낮은 내부베어링(44) 및 외부베어링(42) 간에 슬라이딩 동작이 발생되다가 그 마찰계수가 샤프트부(30) 및 내부베어링(44) 간의 마찰계수보다 커지게 되면, 내부베어링(44) 및 외부베어링(42) 간의 슬라이딩 동작은 멈추게 되고 샤프트부(30) 및 내부베어링(44) 간의 슬 라이딩 운동이 시작된다.

이러한 마찰계수 차이에 의해 구동되는 슬라이딩 면이 변화되면서 내부베어링(44)이 회전한다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 외부베어링(42)의 내주면 상에는 그리스를 저장하여 원활한 윤활작용을 위해 그리스가 수용되는 복수의 그리스수용부(43)가 형성되어 있다.

그리스수용부(43)는 외부베어링(42)의 원주방향 또는 원주방향에 대해 사선으로 X 또는 O 형상을 지닌 2개 이상의 홈이 형성되는 것이 바람직하다.

그리스수용부(43)의 구조는 필요에 따라 다양하게 변경 가능함은 물론이다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 샤프트부(30) 및 외부베어링(42) 사이에 마련되는 내부베어링(44)은 요구성능 및 길이 등과 같은 조건에 따라 2개 이상으로 이루어질 수 있다.

즉, 2개 이상의 내부베어링(44)을 삽입시켜 길이의 제한없이 장축의 내부베어링(44)을 형성할 수 있다.

한편, 미설명 도면부호 43은 그리스가 수용되는 그리스수용부를 도시한 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 내부베어링이 회전하면서 슬 라이딩 동작됨으로써 국부적인 마모 발생을 효율적으로 방지할 수 있으며, 베어링부의 재질적 특성으로 인해 윤활조건을 유지하기 힘든 조건에서도 원활한 윤활특성을 유지할 수 있다.

그로 인해, 중장비용 힌지 어셈블리의 기능성 및 사용성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 외부베어링에 그리스수용부가 형성되어, 윤활특성을 극대화시킬 수 있을 뿐 아니라 급지주기를 연장시킬 수 있다.

그리고 스냅링을 통해 내부베어링의 외부이탈은 물론이고 샤프트부 하중에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims

제1부재(10) 및 제2부재(20)를 회동 가능하게 연결시키는 샤프트부(30) 및 베어링부(40)를 갖는 중장비용 힌지 어셈블리에 있어서,

상기 베어링부(40)는,

상기 샤프트부(30)의 외측에 마련되는 외부베어링(42)과;

상기 외부베어링(42) 및 상기 샤프트부(30) 사이에 공차를 두고 슬라이딩 가능하게 설치되며, 오일을 함침할 수 있는 다공질로 이루어진 소결합금 재질의 내부베어링(44)과;

상기 내부베어링(44)의 양측에 설치되어, 상기 내부베어링(44)의 외부이탈을 방지하는 한 쌍의 스냅링(43a,46b)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 힌지 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 외부베어링(42)은 강도를 증가시킬 수 있도록 열처리되는 것을 특징으로 하는 중장비용 힌지 어셈블리.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 외부베어링(42)은 윤활특성을 향상시킬 수 있도록 내주면이 코팅되는 것을 특징으로 하는 중장비용 힌지 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 외부베어링(42)의 내주면 상에 그리스수용부(43)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중장비용 힌지 어셈블리.
제2항에 있어서,

상기 외부베어링(42)의 열처리는 침탄, 고주파, 질화, PVD, CVD 및 용사 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중장비용 힌지 어셈블리.
제3항에 있어서,

상기 외부베어링(42)의 내주면에 코팅되는 코팅재는 Cr, Mos2, Graphite계 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중장비용 힌지 어셈블리.