KR20090008703A - 현가장치를 갖는 캐스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운반용 대차에 설치되는 캐스터에 관련한 것으로서, 특히 캐스터 에 경도가 다른 연질소재의 완충패드들을 적층 설치하여, 완충패드로 하여금 크고 작은 진동이나 충격을 완전하게 흡수할 수 있도록 함으로써 캐스터 장치의 품질 및 신뢰성을 극대화시킬 수 있도록 한 현가장치를 캐스터에 관한 것이다.

본 발명의 주요 특징은,

대차의 하부에 나사 조립되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 z축을 중심으로 회전 가능하게 조립되는 메인 브라켓; 상기 메인 브라켓에 중앙부가 핀 결합되어 시이소오 운동 가능한 상태이며, 일측에는 바퀴가 설치되고, 타측에는 완충부재에 의해 탄력지지된 보조 브라켓으로 구성된 캐스터에 있어서;

상기 완충부재는, 상기 보조 브라켓과 메인 브라켓 사이에 서로 다른 경도를 갖는 완충패드를 적어도 2개 이상 적층하여 구성된 것이다.

캐스터, 완충, 현가장치, 고무, 우레탄

Description

현가장치를 갖는 캐스터{Having a suspention the caster}

본 발명은 운반용 대차에 설치되는 캐스터에 관련한 것으로서, 특히 캐스터 에 경도가 다른 연질소재의 완충패드들을 적층 설치하여, 완충패드로 하여금 크고 작은 진동이나 충격을 완전하게 흡수할 수 있도록 함으로써 캐스터 장치의 품질 및 신뢰성을 극대화시킬 수 있도록 한 현가장치를 캐스터에 관한 것이다.

알려져 있듯이, 캐스터(caster)는 운반용 대차(이하 '대차'라 약칭함)의 하부에 설치되어 대차를 신속하고 용이하게 이동시킬 수 있도록 한 바퀴 및 그 바퀴와 관련된 주변 부품을 총칭한다.

요즘에 제안된 캐스터중 완충용 캐스터는 대차와 캐스터 사이에 탄성체를 부설하여, 대차의 운전중에 발생되는 진동이나 충격이 흡수되게 함으로써 대차에 탑재된 운반물이 소손됨을 방지하는 기능이 구비되어 있다.

과거의 탄성체는 금속제 코일스프링만을 적용하였으나 코일스프링이 서스펜션 작용을 할 때 주변 금속체와의 충돌로 인해 소음문제가 발생하였으며, 특히 대 차가 비어 있는 상태에서 운전될 때는 소음이 더욱 심해져서 캐스터의 신뢰성에 문제가 제기되어 왔다.

이를 보완하기 위해 최근에는 코일스프링과 우레탄을 조합한 형태가 여럿 제안되어 있다. 그중 하나의 예를 들면 아래와 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 완충용 캐스터는 대차(미도시)의 하부에 나사 조립되는 고정 플레이트(1), 상기 고정 플레이트의 z축을 중심으로 회전 가능하게 조립되는 전후 개방형의 메인 브라켓(3), 상기 메인 브라켓의 양 측면에 중앙부가 핀(pin) 결합되고, 일측 단부에는 바퀴(7)가 회전 가능하게 설치되며, 타측에는 완충부재(9)에 의해 탄력지지되는 보조 브라켓(5)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기한 종래의 완충부재(9)는 ㄷ자형의 보조 브라켓(5)에 끼움 결합되는 고무 또는 우레탄 소재의 제 1 탄성체(9a)와, 상기 제 1 탄성체의 하부에 형성된 각 요홈(9b)에 내입되는 복수의 제 2 탄성체(9c)로 구성되어 있다.

상기 제 1 탄성체(9a)는 연질제로 되고, 제 2 탄성체(9c)는 금속제 코일스프링으로 되어 있어서, 진동 및 충격이 발생하였을 때 제 1 탄성체(9a)가 1차적으로 완충작용을 하고, 제 1 탄성체(9a)가 완충 한계점에 도달하면 제 2 탄성체(9c)로 진동 및 충격이 전해지게 되어 제 1, 2 탄성체(9a,9c)가 상호 작용에 의해 완충작용을 하게 된다.

그러나, 상기한 종래의 완충부재(9)는 제 2 탄성체(9c)가 코일스프링인 관계로 진동 및 충격을 완화시키는데 한계가 있다.

예컨대, 탄성이 경한 코일스프링은, 이에 작용되는 수직하중이 코일스프링의 탄성계수 보다 크면 코일스프링에 수직하중이 작용되면서 탄성운동을 하게 되므로 진동 및 충격의 감쇠효과를 발휘할 수 있으나, 반대로 수직하중이 코일스프링의 탄성계수 보다 작으면 코일스프링에 수직하중이 작용되는 힘이 미약하여 탄성운동을 행하지 못하기 때문에 진동 및 충격의 감쇠효과를 발휘하지 못하게 된다.

따라서, 대차가 비어 있는 상태로 운전할 때나 가벼운 운반물을 적재한 상태로 운전할 때는 제 1 탄성체(9a)에 의한 1차 완충은 가능하나, 제 2 탄성체(9c)의 2차 감쇠능력이 미약하기 때문에 전체적으로 보아서 완충능력이 현저히 떨어지는 문제점을 갖는다.

한편, 탄성이 연한 코일스프링은, 미세한 수직하중에도 탄성운동이 가능하기 때문에 대차가 비어있는 상태로 이송될 때나 가벼운 운반물을 적재한 상태로 이송될 때 진동 및 충격의 감쇠효과가 크다 할 것이나, 수직하중이 큰 경우에는 탄성한계를 벗어나게 되어 감쇠효과를 제대로 발휘하지 못하게 되는 문제점을 갖는다.

또한, 코일스프링은 여타의 탄성체 비해 반발력이 크기 때문에 자체적으로 또 다른 진동이 발생하게 된다. 물론 상기 제 1 탄성체(9a)가 코일스프링 자체의 진동은 약화시켜주는 작용을 하는 것은 부정할 수 없으나 코일스프링이 제 1 탄성체(9a)에 비해 탄성력이 크기 때문에 스프링 진동을 완전하게 감쇠시켜주는 작용을 하지는 못한다.

따라서, 코일스프링은 자체적으로 2차 진동을 일으키는 요소를 갖고 있어서 완전한 진동 및 충격의 감소효과를 보기 어렵다는 단점이 있다.

아울러, 상기 코일스프링의 밑단은 금속제인 메인 브라켓(3)과 직접 접촉되어 있기 때문에 완충작용시 코일스프링과 메인 브라켓 간의 충돌 및 마찰로 인한 소음원이 되고 있어서 제품의 품질 및 신뢰성을 저하시키는 요인으로 작용되어 왔다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 코일스프링을 배제하고 연질제인 고무 또는 우레탄 만으로 이루어진 완충패드를 복수개 적층되게 구성하여, 진동 및 충격을 완화시켜주고, 완화과정에서 2차 진동이 발생되지 않음에 따라 완전한 완충작용이 가능한 현가장치를 갖는 캐스터를 제공함에 있다.

(1) 본원의 청구항 1에서와 같이,

대차의 하부에 나사 조립되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 z축을 중심으로 회전 가능하게 조립되는 메인 브라켓; 상기 메인 브라켓에 중앙부가 핀 결합되어 시이소오 운동 가능한 상태이며, 일측에는 바퀴가 설치되고, 타측에는 완충부재에 의해 탄력 지지된 보조 브라켓으로 구성된 캐스터 장치에 있어서;

상기 완충부재는, 상기 보조 브라켓과 메인 브라켓 사이에 서로 다른 경도를 갖는 완충패드를 적어도 2개 이상 적층하여 구성된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터이다.

(2) 본원의 청구항 2에서와 같이,

상기 완충패드 끼리는 요철 결합된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터이다.

(3) 본원의 청구항 3에서와 같이,

상기 완충패드는 가장 위에 위치하는 제 1 완충패드와, 상기 제 1 완충패드의 아래에 위치하는 제 2 완충패드와, 상기 제 2 완충패드의 아래에 위치하는 제 3 완충패드로 구성되되, 상기 제 3 완충패드의 경도(hardness)가 가장 크고 그 다음 제 1 완충패드와 제 2 완충패드 순으로 경도가 큰 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터이다.

(4) 본원의 청구항 4에서와 같이,

상기 완충패드는 고무 또는 우레탄중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터이다.

(5) 본원의 청구항 5에서와 같이,

상기 완충패드에는 자외선 차단제가 표면에 도포되거나 또는, 완충패드의 원료와 혼합된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터이다.

(6) 본원의 청구항 6에서와 같이,

메인 브라켓의 양측 내면에, 상기 보조 프레임의 바퀴 설치단 측의 상승위치 를 제한함으로써 상기 완충패드가 과압축되는 것을 방지하는 과압축 방지턱이 구비된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터 장치이다.

본 발명은 완충소재로서 연질제인 완충패드를 적용함으로써 크고 작은 진동 및 충격을 흡수할 수 있음은 물론, 완충패드는 탄발력이 적어서 2차 진동이 거의 없기 때문에 진동완화에 매우 효과적이다. 따라서, 캐스터의 품질 및 제품의 신뢰도를 향상시키게 되는 후속 효과를 수득할 수 있는 것이다.

본 발명은 현가장치를 갖는 캐스터에 관한 것으로서, 구체적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 캐스터는 도 4 내지 도 7에서와 같이 대차의 하부에 나사 조립되는 고정 플레이트(10)를 구비하며, 상기 고정 플레이트(10)의 z축을 중심으로 회전 가능하게 조립되는 메인 브라켓(20)을 구비하고, 상기 메인 브라켓(20)에 중앙부가 핀(P) 결합되어 시이소오 운동 가능한 상태이며, 일측으로 바퀴(40)가 설치되고, 타측에는 완충부재(50)에 의해 탄력지지된 보조 브라켓(30)으로 구성된 것을 기본으로 한다.

이로 부터, 현가장치의 역할을 하는 상기 완충부재(50)는 상기 보조 브라켓(30)과 메인 브라켓(20) 사이에 서로 다른 경도를 갖는 완충패드(52,54,56)를 적 어도 2개 이상 적층하여 구성된다.

이때, 상기 완충패드(52,54,56)는 설치상태로 부터 가장 위쪽에 위치하는 제 1 완충패드(52)와, 상기 제 1 완충패드(52)의 아래에 위치하는 제 2 완충패드(54), 제 2 완충패드(54)의 아래에 위치하는 제 3 완충패드(56)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기한 제 1, 2, 3 완충패드(52,54,56)는 상호 요철 결합되어 적층 상태를 유지하게 된다. 구체적으로 보면, 제 2 완충패드(52)의 윗면과 아랫면에 끼움돌부(54a)를 형성하고, 상기 끼움돌부(54a)와 상응하는 제 1 완충패드(52) 및 제 3 완충패드(56)에는 상기 끼움돌부(54a)가 삽입되는 요홈(52a,56a)이 있어서 상호 요철 결합되는 것이다.

따라서, 상기 제 1, 2, 3 완충패드(52,54,56)는 상호간 이탈없이 견고한 결합상태를 유지할 수 있게 된다.

상기 제 1, 2, 3 완충패드(52,54,56)는 상기 보조 브라켓(30)과 메인 브라켓(20) 사이로 부터 이탈되지 않아야 하므로 이를 위해, 제 1 완충패드(52)는 상기 보조 브라켓(30)의 단부에 형성된 스토퍼(32)에 의해 이탈이 방지되게 하였으며, 상기 제 3 완충패드(56)는 그 바닥면에 끼움돌부(56b)를 형성하고, 이와 상대되는 메인 브라켓(20)의 바닥면에 상기 끼움돌부(56b)가 끼워지는 끼움홀(22)을 형성하였다.

상기한 제 1 ~ 3 완충패드(52,54,56)는 각각 경도가 다르다.

상기 제 1 완충패드(52)의 경도는 브리넬 경도를 기준으로 하여 61 ~ 70(N/㎟)이고, 제 2 완충패드(54)의 경도는 역시 브리넬 경도를 기준으로 하여 50 ~ 60(N/㎟)이며, 제 3 완충패드(56)의 경도는 브리넬 경도를 기준으로 하여 71 ~ 80(N/㎟)이다.

이렇게 경도에 차이를 둔 이유는 진동 또는 충격이 발생하였을 때, 완충이 순차적으로 진행되게 하기 위함이다. 만약 상기 각 완충패드의 경도가 같다고 가정한다면 완충패드에 하중이 작용하였을 때 3개가 일시에 압축이 되기 때문에 경도에 따라서는 대폭 압축(경도가 낮은 경우)되거나 소폭 압축(경도가 높은 경우)되는 극단적인 경우가 발생하기 때문에 적정한 경도 설계가 매우 어렵다.

완충을 위해서는 완충패드의 경도가 너무 물러도 않되고 너무 경해도 않되기 때문에 적정한 범위를 찾아야 하는데, 이러한 적정범위를 찾는 것이 쉽지 않고, 보다 큰 문제점은 완충패드가 연하면 고하중에 대해 완충작용이 어렵고, 완충패드가 경하면 저하중에 대한 완충작용이 어려워서 완충의 범위가 매우 좁아지게 되는 것이다.

하지만, 완충패드의 각 경도를 달리하게 되면 저하중이 작용하였을 때는 가장 연한 경도의 제 2 완충패드(54)가 완충작용을 하게 되고, 제 2 완충패드의 탄성한계 이상의 하중이 작용하게 되면 제 1 완충패드(52)와 제 2 완충패드(54)가 상호 완충작용을 하게 되며, 제 1 완충패드(52)의 탄성한계 이상의 하중이 작용하게 되면 제 1, 2, 3 완충패드(52,54,56)가 상호 완충작용을 하게 되므로 저하중과 고하 중에 따른 선별적 완충작용이 가능하게 되며, 완충의 범위가 넓어지게 된다.

상기 제 1, 2 완충패드(52,56)는 완충작용시 보조 브라켓(30)과 메인 브라켓(20)과 각각 마찰되므로 제 2 완충패드(54)에 비해 상대적으로 경한 경도를 가지며, 제 2 완충패드(54)는 마찰력에 의해 훼손될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 제 1, 3 완충패드(52,56)의 사이에 위치하여 보호되는 것이 바람직하다.

상기 제 1 ~ 3 완충패드(52,54,56)는, 그 상하면 및 좌우면은 보조 브라켓(30)과 메인 브라켓(20)에 의해 감싸여져 있기 때문에 문제가 없으나 전후면은 외부로 노출되어 있기 때문에 햇빛에 의해 쉽게 부식될 수 있다.

이를 방지하기 위해서, 완충패드(52,54,56)의 적어도 전후면에는 자외선 차단제(58)를 도포하여 햇빛에 의한 부식을 방지함으로써 수명이 연장되도록 하였다. 다른 방법으로, 완충패드(52,54,56)를 성형하기 전에, 원료인 고무나 우레탄에 자외선 차단제를 혼입한 후 완충패드로 성형하여도 동일한 효과를 누릴 수 있다.

상기 메인 브라켓(20)의 양측 내면에는 상기 보조 브라켓(30)의 바퀴 설치단 측의 상승위치를 제한함으로써 상기 완충패드(52,54,56)가 과압축되는 것을 방지하기 위한 과압축 방지턱(24)이 구비된다.

대차에 적정량 이상의 운반물을 적재한 상태에서 운반하게 되면 운반물의 하중은 완충패드(52,54,56)에 그대로 전달되는데, 하중이 완충패드(52,54,56)의 탄성한계를 벗어나게 되면 완충패드가 소성변형을 일으켜 수명을 다하게 되므로 무리한 하중으로 인한 완충패드(52,54,56)의 소손을 방지할 필요가 있는 만큼, 상기한 과압축 방지턱(24)은 완충패드(52,54,56)의 소손을 미연에 방지할 수 있도록 한 보호수단이다.

도 1은 종래 완충 캐스터의 분해사시도

도 2는 종래 완충 캐스터의 조립사시도

도 3은 종래 완충 캐스터의 완충부재 단면도

도 4는 본 발명에 따른 캐스터의 분해사시도

도 5는 본 발명에 따른 캐스터의 조립사시도

도 6은 본 발명에 따른 캐스터의 현가장치 단면도

도 7은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

24 : 과압축 방지턱 50 : 완충부재

52 : 제 1 완충부재 54 : 제 2 완충부재

56 : 제 3 완충부재 58 : 자외선 차단제

Claims (6)

1. 대차의 하부에 나사 조립되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 z축을 중심으로 회전 가능하게 조립되는 메인 브라켓; 상기 메인 브라켓에 중앙부가 핀 결합되어 시이소오 운동 가능한 상태이며, 일측에는 바퀴가 설치되고, 타측에는 완충부재에 의해 탄력지지된 보조 브라켓으로 구성된 캐스터에 있어서;

   상기 완충부재는, 상기 보조 브라켓과 메인 브라켓 사이에 서로 다른 경도를 갖는 완충패드를 적어도 2개 이상 적층하여 구성된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 완충패드 끼리는 요철 결합된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 완충패드는 가장 위에 위치하는 제 1 완충패드와, 상기 제 1 완충패드의 아래에 위치하는 제 2 완충패드와, 상기 제 2 완충패드의 아래에 위치하는 제 3 완충패드로 구성되되, 상기 제 3 완충패드의 경도(hardness)가 가장 크고 그 다음 제 1 완충패드와 제 2 완충패드 순으로 경도가 큰 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 완충패드는 고무 또는 우레탄중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 완충패드에는 자외선 차단제가 표면에 도포되거나 또는, 완충패드의 원료와 혼합된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터.
6. 제 1 항에 있어서,

   메인 브라켓의 양측 내면에, 상기 보조 브라켓의 바퀴 설치단 측의 상승위치를 제한함으로써 상기 완충패드가 과압축되는 것을 방지하는 과압축 방지턱이 구비된 것을 특징으로 하는 현가장치를 갖는 캐스터.

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