KR20130065205A

KR20130065205A - 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실

Info

Publication number: KR20130065205A
Application number: KR1020110131960A
Authority: KR
Inventors: 박원룡
Original assignee: 캐터필라정밀씰 주식회사
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-19

Abstract

탄소강판을 이용한 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실이 제공된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법은, 오링이 안착되는 오링안착면이 일면에 형성된 오링안착부와, 한 쌍의 실이 서로 밀착될 수 있도록 대향면이 타면에 형성된 밀착부를 포함하는 상기 실을 제조하기 위한 실의 제조방법에 있어서, 냉간 압연된 탄소강판을 프레스하여, 상기 오링안착부와, 상기 오링안착부로부터 절곡되는 상기 밀착부를 형성하는 프레스단계와, 프레스단계 후 상기 실의 경도를 확보할 수 있도록 상기 실을 열처리하는 열처리단계와, 열처리단계 후 상기 오링안착면의 거칠기를 확보할 수 있도록 상기 오링안착면에 그리트볼(grit ball)을 도포하는 샌딩단계를 포함한다.

Description

실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실{METHOD FOR MANUFACTURING SEAL AND SEAL MANUFACTURED THEREBY}

본 발명은 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무한궤도차량의 주행감속기에 사용되는 플로팅 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실에 관한 것이다.

일반적으로 무한궤도차량의 하부 주행체는 포크레인이나 불도저와 같이 농업용, 토목용 차량 등에 사용되며, 군사적으로는 전차, 장갑차 등에 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 무한궤도차량의 하부 주행체를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 무한궤도차량의 하부 주행체는, 바퀴 역할을 하는 체인벨트(500)와, 체인벨트(500)를 회전하도록 지지하는 주행감속기(100), 캐리어롤러(200), 트랙롤러(300) 및 아이들러(400)를 포함한다. 주행감속기(100), 캐리어롤러(200), 트랙롤러(300) 및 아이들러(400)는 각각 체인벨트(500)를 회전가능하게 지지할 수 있도록 체인벨트(500)의 내측에 배치된다.

주행감속기(100)는 체인벨트(500)의 전방부를 회전가능하게 지지함과 아울러, 무한궤도차량의 엔진의 회전력을 감속시켜 체인벨트(500)를 회전시키는 구동기이다.

주행감속기(100)의 회전력에 의해 체인벨트(500)가 회전될 때, 캐리어롤러(200)는 체인벨트(500)의 상부를 회전가능하게 지지하고, 트랙롤러(300)는 체인벨트(500)의 하부를 회전가능하게 지지하며, 아이들러(400)는 체인벨트(500)의 후방부를 회전가능하게 지지한다.

주행감속기(100), 캐리어롤러(200), 트랙롤러(300) 및 아이들러(400)에는, 각각 회전 마찰을 감소시켜 마모를 줄일 수 있도록 내부에 윤활작용을 하는 오일이 충진되어 있는데, 이 오일이 외부로 누출되거나 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 플로팅 실이 장착된다. 트랙롤러(300)를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

도 2는 도 1에 도시된 트랙롤러(300)를 나타내는 종래의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 트랙롤러(300)는 두 개의 롤러 바디(1)가 상호 용접(W)되어 부착되고, 샤프트(3)가 롤러 바디(1)를 관통하며, 이 샤프트(3)와 롤러 바디(1) 사이에는 부시(5)가 삽입된다.

그리고, 상기 샤프트(3)의 양 끝단에는 칼라(7)가 각각 결합되며, 이 칼라(7)와 롤러 바디(1) 사이에 한 쌍의 플로팅 실(9)이 밀착된 상태로 장착되어, 오일이 외부로 누출되거나 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지하고 있다.

플로팅 실(9)을 제조하는 종래의 방법으로는, 크게 원심주조법으로 제조하는 방법과, 단조법으로 제조하는 방법을 들 수 있다.

상기 원심주조법으로 제조하는 방법은, 주물을 금형에 주입하여 상기 금형을 회전시켜서 원심력으로 플로팅 실(9)의 기본적인 형상을 만든 후, 사상, 열처리, 연삭 등의 단계를 거쳐 플로팅 실(9)을 완성하는 방법이다.

또한, 상기 단조법으로 제조하는 방법은, 합금주철을 가열하고 단조 처리하여 플로팅 실(9)의 기본적인 형상을 만든 후, 열처리, 샌딩, 연삭 등의 단계를 거쳐 플로팅 실(9)을 완성하는 방법이다.

그러나, 종래의 플로팅 실(9)의 제조방법에 따르면, 플로팅 실(9)의 기본적인 형상을 만들기 위해, 상기 원심주조법에서는 상기 주물을 만들기 위한 열에너지(예를들면, 용해로)를 필요로 하고, 상기 단조법에서도 상기 합금주철을 가열하기 위한 열에너지가 필요로 하기 때문에, 에너지소비가 극심하고, 금형을 비롯한 설비가 대량 필요하여 투자비가 증대되는 문제점이 있다.

또한, 플로팅 실(9)이 주강을 가공하여 제조되기 때문에, 충격에 약해 내구성이 저하되는 문제점도 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 탄소강판을 이용한 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법은, 오링이 안착되는 오링안착면이 일면에 형성된 오링안착부와, 한 쌍의 실이 서로 밀착될 수 있도록 대향면이 타면에 형성된 밀착부를 포함하는 상기 실을 제조하기 위한 실의 제조방법에 있어서, 냉간 압연된 탄소강판을 프레스하여, 상기 오링안착부와, 상기 오링안착부로부터 절곡되는 상기 밀착부를 형성하는 프레스단계와, 프레스단계 후 상기 실의 경도를 확보할 수 있도록 상기 실을 열처리하는 열처리단계와, 열처리단계 후 상기 오링안착면의 거칠기를 확보할 수 있도록 상기 오링안착면에 그리트볼(grit ball)을 도포하는 샌딩단계를 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실은, 탄소강판을 프레스가공하여 실의 기본적인 형상을 만들기 때문에, 에너지소비를 줄이고, 설비 투자비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 실이 탄소강판으로 만들어지기 때문에, 두께가 약 2.5mm 이내로 얇아지고, 가벼워지는 효과도 있다.

또한, 상기 탄소강판은 주강에 비해 탄성(flexible)을 가지고 있어, 실이 외부의 충격에도 깨지지 않으며 내마모성이 우수해지기 때문에, 기존 제품에 비해 오일 리키지(leakage) 발생이 저하되어 실의 내구성이 향상되는 효과도 있다.

또한, 실이 탄소강판으로 만들어져 탄성을 가지고 있어, 외부로부터의 이물질 침투에 강건해지는 효과도 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 무한궤도차량의 하부 주행체를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 트랙롤러를 나타내는 종래의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법에 따라 제조된 플로팅 실이 사용된 트랙롤러를 나타내는 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 플로팅 실을 나타내는 절개사시도,
도 5는 도 4에 도시된 플로팅 실을 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법을 나타내는 블록도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법에 따라 제조된 플로팅 실(10)이 사용된 트랙롤러(300)를 나타내는 단면도이다.

실(Seal)은 부품의 이음매와 틈새 사이에 설치되어 유체와 기체가 외부로 누출되거나 또는 내부로 침입하는 것을 방지하기 위한 부재로써, 특히 상대 운동하는 두 개의 부품 사이에는 밀봉 성능이 확보될 뿐만 아니라 부품의 상대 운동이 구속되지 않도록 특수하게 제작된 실이 설치된다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법에 따라 제조된 실(10)은, 무한궤도차량의 하부 주행체에 구비된 주행감속기(100), 캐리어롤러(200), 트랙롤러(300) 및 아이들러(400)에 설치되는 바, 이 중에서 트랙롤러(300)를 예로 들어 설명하기로 한다. 트랙롤러(300)는 두 개의 롤러 바디(1)가 상호 용접(W)되어 부착되고, 샤프트(3)가 롤러 바디(1)를 관통하며, 이 샤프트(3)와 롤러 바디(1) 사이에는 부시(5)가 삽입된다.

그리고, 상기 샤프트(3)의 양 끝단에는 칼라(7)가 각각 결합되며, 이 칼라(7)와 롤러 바디(1) 사이에 한 쌍의 플로팅 실(10, 이하 실이라 함)이 밀착된 상태로 장착되어, 오일이 외부로 누출되거나 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

도 4는 도 3에 도시된 플로팅 실(10)을 나타내는 절개사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 실(10)은 상대 운동하는 두 개의 부품(여기서는, 칼라(7)와 롤러 바디(1))에 각각 설치되는 한 쌍의 실(10)로 이루어지는 바, 상기 한 쌍의 실(10)은 서로 밀착되어 밀봉 기능과 베어링 기능을 수행하게 된다.

상기 두 개의 부품이 상대 운동됨에 따라 한 쌍의 실(10)은 서로 밀착된 상태로 슬라이딩 이동된다. 한 쌍의 실(10)은 서로 밀착될 수 있도록 서로 마주보는 대향면(12a)이 형성된다.

대향면(12a)은 실(10)의 기능면으로서, 한 쌍의 실(10)이 서로 밀착될 수 있도록 평탄하게 형성된 밴드면(12b)과, 밴드면(12b)으로부터 소정의 기울기로 테이퍼지게 형성된 테이퍼면(12c)을 포함한다. 밴드면(12b)은 밀봉 기능을 수행하게 되고, 테이퍼면(12c)은 밴드면(12b)의 밀봉 기능을 보조하게 된다.

실(10)의 외주면에는 롤러 바디(1)와의 사이 또는 칼라(7)와의 사이의 밀봉 성능이 향상되도록, 고무 재질의 오 링(O-Ring)(20)이 추가적으로 장착된다. 따라서, 실(10)의 외주면에는 오링(20)이 안착되는 오링안착면(14a)이 형성된다.

특히, 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법에 따라 제조된 실(10)은, 냉간 압연된 탄소강판을 이용하여 제조된다. 아래에서 자세히 살펴보기로 한다.

도 5는 도 4에 도시된 플로팅 실(10)을 나타내는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 실(10)은 냉간 압연된 탄소강판을 프레스 가공하여, 일면에 오링안착면(14a)이 형성되고, 타면에 대향면(12a)이 형성될 수 있도록 절곡된다. 즉, 실(10)은 상기 탄소강판이 프레스 가공되어, 오링안착면(14a)이 일면에 형성된 오링안착부(14)와, 오링안착부(14)로부터 절곡되어 한 쌍의 실이 서로 밀착될 수 있도록 대향면(12a)이 타면에 형성된 밀착부(12)가 형성된다. 또한, 오링안착면(14a)에 안착된 오링(20)이 오링안착면(14a)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 오링안착부(14)의 끝단이 절곡되어 오링 이탈방지부(14b)가 더 형성된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법을 나타내는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 실의 제조방법은, 냉간 압엽된 탄소강판을 프레스하여, 오링안착부(14)와, 오링안착부(14)로부터 절곡되는 밀착부(12)를 형성하는 프레스단계(S1)와, 프레스단계(S1) 후 실(10)의 경도를 확보할 수 있도록 실(10)을 열처리하는 열처리단계(S2)와, 열처리단계(S2) 후 오링안착면(14a)의 거칠기를 확보할 수 있도록 오링안착면(14a)에 그리트 볼(grit ball)을 도포하는 샌딩단계(S3)와, 샌딩단계(S3) 후 부식방지를 위해 실(10)의 표면에 내식제를 코팅하는 코팅단계(S4)와, 코팅단계(S4) 후 밴드면(12b) 및 테이퍼면(12c)이 형성될 수 있도록 대향면(12a)을 연삭하는 연삭단계(S5)를 포함한다.

프레스단계(S1)에서 사용되는 상기 탄소강판은 SAE(Society of Automobile Engineers) 1074가 사용된다.

열처리단계(S2)에서는, 밀착부(12)의 경도가 HRC(Hardness Rockwell C-scale) 62 이상이 되도록, 밀착부(12)를 변태점 이상의 온도인 약 800℃이상의 온도로 30초 동안 고주파 열처리한다.

샌딩단계(S3)에서는, 오링안착면(14a)에 안착된 오링(20)이, 롤러 바디(1)와의 사이 또는 칼라(7)와의 사이에서 미끄러지지 않도록, 오링안착면(14a)에 표면거칠기가 확보될 수 있도록 한다. 기존의 주강을 가공하여 실을 제조하는 방식에서는, 상기 주강 자체에 표면거칠기가 확보되어 있기 때문에 샌딩공정이 필요가 없으나, 본 실시예에서는 표면이 매끈한 탄소강판을 이용하여 실(10)이 제조되기 때문에, 오링안착면(14a)의 표면에 상기 그리트 볼을 도포하여 표면거칠기를 확보한다.

코팅단계(S4)에서는, 상기 내식제의 중량이 25 ~ 97g/㎡, 상기 내식제의 두께가 15 ~ 76㎛이 되도록 코팅하며, 상기 내식제는 인산염이 사용된다.

연삭단계(S5)에서는, 밴드면(12b)의 평탄도가 3.5kg의 하중을 가한 후 측정하였을 때 0.08이 되도록 하고, 테이퍼면(12c)의 표면거칠기가 Ra 0.35가 되도록 연삭한다. 여기서, 밴드면(12b)은 랩핑정반을 회전시키면서 랩제를 가해 밴드면(12b)의 평탄도를 얻을 수 있도록 연삭할 수 있고, 테이퍼면(12c)은 CBN(cubic boronitride) 저석과 같은 연삭숫돌을 테이퍼면(12c)에 맞대고 하중을 가하면서 회전시켜 테이퍼면(12c)의 표면거칠기를 얻을 수 있도록 연삭할 수도 있겠으나, 본 실시예에서는 밴드면(12b) 및 테이퍼면(12c)의 균일한 가공면을 얻을 수 있도록 NC가공(Numerical Control Work)으로 연삭한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 실의 제조방법 및 그에 따라 제조된 실은, 탄소강판을 프레스가공하여 실(10)의 기본적인 형상을 만들기 때문에, 에너지소비를 줄이고, 설비 투자비를 절감할 수 있다.

또한, 실(10)이 탄소강판으로 만들어지기 때문에, 두께가 약 2.5mm 이내로 얇아지고, 가벼워진다.

또한, 상기 탄소강판은 주강에 비해 탄성(flexible)을 가지고 있어, 실(10)이 외부의 충격에도 깨지지 않으며 내마모성이 우수해지기 때문에, 기존 제품에 비해 오일 리키지(leakage) 발생이 저하되어 실(10)의 내구성이 향상된다.

또한, 실(10)이 탄소강판으로 만들어져 탄성을 가지고 있어, 외부로부터의 이물질 침투에 강건해진다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 실(seal) 12: 밀착부
12a: 대향면 12b: 밴드면
12c: 테이퍼면 14: 오링안착부
14a: 오링안착면 14b: 오링 이탈방지부

Claims

오링이 안착되는 오링안착면이 일면에 형성된 오링안착부와, 한 쌍의 실이 서로 밀착될 수 있도록 대향면이 타면에 형성된 밀착부를 포함하는 상기 실을 제조하기 위한 실의 제조방법에 있어서,
냉간 압연된 탄소강판을 프레스하여, 상기 오링안착부와, 상기 오링안착부로부터 절곡되는 상기 밀착부를 형성하는 프레스단계;
프레스단계 후, 상기 실의 경도를 확보할 수 있도록 상기 실을 열처리하는 열처리단계; 및
열처리단계 후, 상기 오링안착면의 거칠기를 확보할 수 있도록 상기 오링안착면에 그리트볼(grit ball)을 도포하는 샌딩단계;를 포함하는 실의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
프레스단계에서는, 상기 오링이 상기 오링안착면으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 오링안착부의 끝단이 절곡되어 오링 이탈방지부가 더 형성되는 실의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
샌딩단계 후, 부식방지를 위해 상기 실에 내식제를 코팅하는 코팅단계;를 더 포함하는 실의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
코팅단계 후, 상기 대향면을 연삭하여, 상기 한 쌍의 실이 서로 밀착될 수 있도록 평탄하게 형성된 밴드면과, 상기 밴드면으로부터 소정의 기울기로 테이퍼지게 형성된 테이퍼면을 형성시키는 연삭단계;를 더 포함하는 실의 제조방법.
청구항 4에 있어서,
열처리단계에서는, 상기 밀착부의 경도가 HRC(Hardness Rockwell C-scale) 62 이상이 되도록, 800℃이상의 온도로 30초 동안 열처리하고,
코팅단계에서는, 상기 내식제의 중량이 25 ~ 97g/㎡, 상기 내식제의 두께가 15 ~ 76㎛이 되도록 코팅하며,
연삭단계에서는, 상기 밴드면의 평탄도가 3.5kg의 하중을 가한 후 측정하였을 때 0.08, 상기 테이퍼면의 표면거칠기가 Ra 0.35가 되도록 연삭하는 실의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 실의 제조방법에 따라 제조된 실.