KR20190048641A - 무한궤도의 슈바디 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무한궤도의 슈바디에 관한 것으로서, 특히 고장력 강판을 이용하여 조립하여 제조 가능하게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무한궤도의 슈바디는 핀홀부가 양측에 형성되도록 강판을 성형한 상부 플레이트와, 양측에 형성된 핀홀부가 상기 상부 플레이트의 핀홀부와 결합되어 양측 핀홀을 형성하도록 강판을 성형하며 상기 상부 플레이트의 아래에 위치하고 상기 상부 플레이트에 고정되는 하부 플레이트와, 고정된 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 전단과 후단에 고정되며 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트가 결합하여 형성된 핀홀에 대응하여 관통공이 양측에 각각 형성된 복수 개의 엔드 플레이트를 포함하며, 상기 하부 플레이트는 상기 상부 플레이트에 용접을 통해 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

무한궤도의 슈바디{Shoe Body of Caterpillar}
본 발명은 무한궤도의 슈바디에 관한 것으로서, 특히 고장력 강판을 이용하여 조립하여 제조 가능하게 구성한 것이다.
무한궤도는 일반적으로 브레이징 또는 단조 방식으로 제작된 120 내지 180개의 슈바디(Shoe body)를 체인 모양으로 연결하고, 이것을 앞·뒷바퀴에 벨트처럼 걸어 동력으로 회전시켜서 주행하게 하는 장치를 말한다.
보통의 바퀴에 비해 접지면적이 크고 지면과의 마찰도 크므로, 요철이 심한 도로나 진흙에서도 자유로이 주행할 수 있는 장점이 있으며, 좌우의 회전속도를 바꿈으로써 자유롭게 방향 전환을 할 수 있으며, 회전반경을 최소한으로 작게 할 수도 있다. 즉, 양쪽의 무한궤도를 같은 속도로 서로 반대가 되게 회전시키면, 차량의 중심은 조금도 움직이지 않고 선회할 수가 있다. 일반적으로 농업용·토목용 차량 또는 설상차 등에 사용되며, 군사적으로는 전차·장갑차에 사용되고 있다.
도면에서, 도 1 은 종래 기술에 따른 무한궤도의 일부를 나타낸 사시도이며, 도 2 는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리와 엔드커넥터 어셈블리를 도시한 사시도이다. 그리고 도 3은 도 2에 도시된 슈바디를 브레이징 방식으로 제조하는 과정을 나타낸 개념도이고, 도 4는 도 2에 도시된 슈바디를 단조 방식으로 제조한 상태를 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무한궤도는 슈어셈블리(10)와, 슈어셈블리(10)를 연결하는 엔드커넥터어셈블리(20)와, 무한궤도의 구동력을 발생시키는 드라이브 스프로킷(30)과, 무한궤도의 형태를 유지시키는 아이들로드휠(40)로 이루어지며, 아이들로드휠(40) 사이에서 슈어셈블리(10)와 이웃하는 슈어셈블리(10)는 서로 수평 상태를 유지하며, 드라이브 스프로킷(30)과 접촉하는 상태에서는 슈어셈블리(10)와 이웃하는 슈어셈블리(10)는 소정의 굴절각으로 굴절된다. 상기 굴절각은 드라이브 스프로킷(30)의 잇수와 관련이 있으며, 드라이브 스프로킷(30)의 잇수가 증가할수록 감소한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 무한궤도를 이루는 슈어셈블리(10)는 핀홀(11a)이 형성된 슈바디(11)와, 상기 슈바디(11) 하부에 조립되는 패드(12)와, 한 쌍의 슈바디(11)의 상기 핀홀(11a)에 압입되는 핀(14)과, 무한궤도가 이탈하는 것을 방지하는 센터가이드(18)로 구성된다. 그리고 엔드커넥터어셈블리(20)는 슈바디(11)로부터 돌출되는 핀(14)에 삽입되면서 이웃하는 슈어셈블리(10)를 연결하는 엔드커넥터(21)와, 상기 엔드커넥터(21) 하부에 삽입되어 핀(14)에 형성된 안착부(14b)와 양 측면이 접촉하는 웨지너트(23)와, 상기 웨지너트(23)에 결합되는 볼트(25)로 이루어진다. 도 2에서 미설명 부호 18a는 상기 센터가이드(18)에 결합되는 하부가이드 캡을 도시한 것이다.
한편, 이와 같이 구성된 슈어셈블리(10)에 있어서, 종래의 슈바디는 브레이징 또는 단조 방식으로 제조된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 브레이징 방식의 슈바디(11)는 절단된 강관(11P)을 평행하게 위치한 후 양 끝단에 별도로 성형된 엔드 플레이트(11E)를 브레이징 방식으로 결합하여 고정하는 구조이다.
한편, 슈바디는 브레이징 방식 외에 단조방식으로 제조되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 슈바디(11)의 외관을 단조 성형 후 가공 공정을 통해 핀홀(11a)을 뚫는 방식이다.
이와 같이 슈바디 제조방식에 있어서, 브레이징 방식의 슈바디는 그 상부와 하부에 고무가 성형되는 일체형 궤도로 완성되는데, 최근에는 정비성, 경제성 등의 이유로 일체형 궤도를 사용하지 않고 있다.
이와 같은 이유에서 대부분의 슈바디는 단조 방식으로 제조되는데, 슈바디를 단조방식으로 제조함에 있어 슈바디의 중앙부에 형성된 웨브(W)의 두께를 일정하게 확보하기에 어려움이 있다. 또한 단조 방식은 특정한 형상으로 트리밍을 할 수 없어 경량화가 제한적인 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0067493호(공개일 2007.06.28)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 웨브의 두께를 일정하게 확보 가능하며 또한 트리밍을 통해 경량화할 수 있게 구성한 무한궤도의 슈바디를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무한궤도의 슈바디는 핀홀부가 양측에 형성되도록 강판을 성형한 상부 플레이트와, 양측에 형성된 핀홀부가 상기 상부 플레이트의 핀홀부와 결합되어 양측 핀홀을 형성하도록 강판을 성형하며 상기 상부 플레이트의 아래에 위치하고 상기 상부 플레이트에 고정되는 하부 플레이트와, 고정된 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 전단과 후단에 고정되며 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트가 결합하여 형성된 핀홀에 대응하여 관통공이 양측에 각각 형성된 복수 개의 엔드 플레이트를 포함하며, 상기 하부 플레이트는 상기 상부 플레이트에 용접을 통해 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트는 고장력 강판이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부 플레이트의 핀홀부와 상기 하부 플레이트의 핀홀부 중에서 어느 한 쪽의 핀홀부는 상기 핀홀의 중심점을 기준으로 180도를 초과한 범위로 형성되고, 다른 한 쪽의 핀홀부는 180도 미만의 범위로 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부 플레이트의 양측에 형성된 핀홀부의 끝단은 외향으로 절곡된 절곡부가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 양측에 형성된 핀홀부의 끝단은 외향으로 절곡된 절곡부가 형성되며, 상기 상부 플레이트의 저면에 상기 하부 플레이트를 고정함에 있어 상기 상부 플레이트의 절곡부와 상기 하부 플레이트의 절곡부가 상호 접한 상태로 용접 고정된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 슈바디는, 양측에 형성된 핀홀의 사이에 위치한 웨브에 형성된 볼트홀을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 중 어느 한 쪽 플레이트 또는 양쪽 플레이트에는 상기 슈바디의 중량을 감소하기 위한 감량 홀이 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 엔드 플레이트의 일측면에는 상기 관통공의 둘레를 따라 가이드 턱이 형성되고, 상기 가이드 턱에는 상호 고정된 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 웨브가 삽입되는 제1슬롯과 용접된 절곡부가 삽입되는 제2슬롯이 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 핀홀에는 각각 보강튜브가 삽입되어 위치한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무한궤도의 슈바디는 상부 플레이트와 하부 플레이트를 고장력 강판으로 제조한 후 상호 용접하고, 단조 제작된 엔드 플레이트를 용접하여 제작하는 것과 같이 제조 공정이 간단하다. 따라서 종래의 단조 방식으로 슈바디를 제조하는 방식에 비해 공수가 절감되어 생산성을 향상시킬 수 있고, 연속 제조 또한 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 무한궤도의 슈바디는 고장력 강판을 핫스탬핑 성형함에 따라 수치가 정확하여 제품의 신뢰성 증대 및 불량율을 감소시킬 수 있으며, 성형 과정 중에 요구되는 패턴으로 감량 홀을 형성할 수 있어 슈바디의 중량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 무한궤도의 일부를 나타낸 사시도이며,
도 2 는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리와 엔드커넥터 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 슈바디를 브레이징 방식으로 제조하는 과정을 나타낸 개념도이고,
도 4는 도 2에 도시된 슈바디를 단조 방식으로 제조한 상태를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 슈바디를 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 5에 도시된 슈바디의 분해 사시도이며,
도 7은 도 6에 도시된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 용접한 상태를 나타낸 측면도이고,
도 8은 엔드 플레이트의 사시도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 무한궤도의 슈바디의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 5는 본 발명에 따른 슈바디를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 슈바디의 분해 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 용접한 상태를 나타낸 측면도이고, 도 8은 엔드 플레이트의 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무한궤도의 슈바디(100)는 양측에 평행한 핀홀(110)이 형성되며, 양측 핀홀(110)의 사이에 형성된 웨브(W)에는 패드(150)를 고정하기 위한 볼트홀(120)이 형성된다. 또한 웨브(W)에는 경량을 감소시키기 위한 감량 홀(130)이 형성된다. 여기에서 볼트홀(120)에는 패드(150)를 고정하기 위한 볼트가 관통하며, 감량 홀(130)은 슈바디(100)에 인가되는 장력의 크기 또는 무한궤도의 특징 등에 따라 다양한 형태의 패턴으로 트리밍되어 형성된 홀이다.
아래에서는 슈바디(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 슈바디(100)는 상부 플레이트(101H)와, 상기 상부 플레이트(101H)의 아래에 위치하며 상부 플레이트(101H)의 저면에 고정되면서 양측에 핀홀(110)을 형성하는 하부 플레이트(101L)와, 결합된 상태의 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)의 전후단에 각각 장착되는 엔드 플레이트(105)를 포함하며, 하부 플레이트(101L)의 저면에 위치하는 패드(150)는 볼트홀(120)을 관통한 볼트가 패드(150)에 형성된 탭에 체결됨으로써 고정된다.
이와 같이 구성된 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)는 고장력 강판으로, 상부 플레이트(101H)의 형상으로 제작된 금형과 하부 플레이트(101L)의 형상으로 제작된 금형을 이용하여 핫스탬핑 방식의 작업을 통해 제작된다.
핫스탬핑 작업을 통해 제작된 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)에는 핀홀에 해당하는 부위(이하 '핀홀부'라 함)와 볼트홀(120) 및 감량 홀(130)이 각각 형성되는데, 도 7에 도시된 바와 같이 상부 플레이트(101H) 중 핀홀부(103H)의 끝단에는 외향으로 절곡된 절곡부(102H)가 형성되며, 하부 플레이트(101L)에 또한 핀홀부(103L)의 끝단에 외향으로 절곡된 절곡부(102L)가 형성된다. 이런 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)를 상호 대응시켜 위치할 경우, 상부 플레이트(101H)의 절곡부(102H)와 하부 플레이트(101L)의 절곡부(102L)가 상호 접하게 된다.
이와 같이 상호 접한 절곡부(102H, 102L)는 레이저 용접을 통해 상호 일체로 고정된다.
또한 핫스탬핑 작업을 통해 제작된 상부 플레이트(101H)의 핀홀부(103H)와 하부 플레이트(101L)의 핀홀부(103L)는 상호 대칭되지 않고, 상부 플레이트(101H) 또는 하부 플레이트(101L) 중 어느 한 쪽의 핀홀부의 범위가 더 크게 형성될 수 있다. 즉 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)를 상호 고정하였을 경우 레이저 용접되는 절곡부(102H, 102L)의 위치가 상부 또는 하부 쪽으로 치우쳐 위치하게 된다. 도 5 내지 도 7에서는 레이저 용접되는 절곡부(102H, 102L)가 하부 쪽으로 치우쳐 위치하도록 상부 플레이트(101H)의 핀홀부(103H)의 범위가 하부 플레이트(101L)의 핀홀부(103L)의 범위보다 더 넓게 형성된다.
이와 같이 레이저 용접부위인 절곡부(102H, 102L)가 상부 또는 하부로 치우쳐져 위치하도록 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)를 성형하는 이유는, 레이저 용접된 절곡부(102H, 102L)에 인가되는 장력이 상대적으로 작게 인가되도록 하기 위한 것이다.
구체적으로, 슈바디(100)에 장력이 인가될 경우 인가되는 장력은 양측 핀홀(110)의 중심을 연결하는 연장선과 수평하게 인가된다. 이 경우 레이저 용접부위 즉 절곡부(102H, 102L)가 장력이 인가되는 방향에 위치할 경우 용접부위의 결함 등의 원인에 의해 용접부가 파괴될 수 있기 때문이다.
따라서 상부 플레이트(101H)의 핀홀부(103H)와 하부 플레이트(101L)의 핀홀부(103L)중 어느 한 쪽은 핀홀(110)의 중심점을 기준으로 180도를 초과한 범위로 형성되고, 다른 한 쪽은 180도 미만의 범위로 형성되어 레이저 용접된 절곡부(102H, 102L)가 핀홀(110)의 중심을 연결하는 연장선과 만나지 않고 연장선의 상부 또는 하부에 위치하도록 제조한다.
이와 같이 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)가 상호 접하여 절곡부(102H, 102L)가 레이저 용접됨으로써, 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)는 일체로 고정되고, 일체로 고정된 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)에 의해 형성된 핀홀(110)에는 보강 튜브(140)가 삽입된다.
그리고 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)의 전단과 후단에 엔드 플레이트(105)가 각각 결합되고, 용접 또는 브레이징을 통해 엔드 플레이트(105)가 일체로 고정된 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)에 고정된다.
여기에서 엔드 플레이트(105)는 도 2 및 도 8에 도시된 핀(14)이 삽입될 수 있는 관통공(105H)이 양측에 형성되며, 엔드 플레이트(105)의 일측에는 관통공(105H)의 둘레를 따라 가이드 턱(106)이 형성되며 가이드 턱(106)에는 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)의 웨브(W)가 삽입될 수 있는 제1슬롯(107A)과 레이저 용접된 절곡부(102H, 102L)가 삽입될 수 있는 제2슬롯(107B)이 형성된다.
따라서 용접된 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)의 핀홀(110)에 보강 튜브(140)를 삽입하고, 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)의 전단과 후단에 엔드 플레이트(105)를 결합시키면 보강 튜브(140)는 엔드 플레이트(105)에 간섭되어 외부로 이탈하지 않게 되며, 앞서 설명한 바와 같이 엔드 플레이트(105) 또한 용접 또는 브레이징을 통해 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)에 고정되어 슈바디(100)가 제조된다.
이와 같이 상부 플레이트(101H)와 하부 플레이트(101L)를 고장력 강판으로 핫스탬핑 작업하여 제조한 후 상호 용접하고, 단조 제작된 엔드 플레이트(105)를 용접하여 슈바디(100)를 제작함에 따라 종래의 단조 방식으로 슈바디를 제조하는 방식에 비해 공수가 절감되어 생산성을 향상시킬 수 있고, 연속 제조 또한 가능하다.
그리고 고장력 강판을 핫스탬핑 성형함에 따라 수치가 정확하여 제품의 신뢰성 증대 및 불량율을 감소시킬 수 있으며, 포밍 과정 중에 요구되는 패턴으로 감량 홀을 형성할 수 있어 슈바디의 중량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
100 : 슈바디
110 : 핀홀
101H : 상부 플레이트
101L : 하부 플레이트
102H, 102L : 절곡부
103H, 103L : 핀홀부
105 : 엔드 플레이트
105H : 관통공
106 : 가이드 턱
120 : 볼트홀
130 : 감량 홀
140 : 보강 튜브
150 : 패드
W : 웨브

Claims (8)

  1. 핀홀부(103H)가 양측에 형성되도록 강판을 성형한 상부 플레이트(101H)와,
    양측에 형성된 핀홀부(103L)가 상기 상부 플레이트(101H)의 핀홀부(103H)와 결합되어 양측 핀홀(110)을 형성하도록 강판을 성형하며 상기 상부 플레이트(101H)의 아래에 위치하고 상기 상부 플레이트(101H)에 고정되는 하부 플레이트(101L)와,
    고정된 상기 상부 플레이트(101H)와 상기 하부 플레이트(101L)의 전단과 후단에 고정되며 상기 상부 플레이트(101H)와 상기 하부 플레이트(101L)가 결합하여 형성된 핀홀(110)에 대응하여 관통공(105H)이 양측에 각각 형성된 복수 개의 엔드 플레이트(105)를 포함하며,
    상기 하부 플레이트(101L)는 상기 상부 플레이트(101H)에 용접을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트(101H)와 상기 하부 플레이트(101L)는 고장력 강판인 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트(101H)의 핀홀부(103H)와 상기 하부 플레이트(101L)의 핀홀부(103L) 중에서 어느 한 쪽의 핀홀부는 상기 핀홀(110)의 중심점을 기준으로 180도를 초과한 범위로 형성되고, 다른 한 쪽의 핀홀부는 180도 미만의 범위로 형성된 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 플레이트(101H)의 양측에 형성된 핀홀부(103H)의 끝단은 외향으로 절곡된 절곡부(102H)가 형성되고, 상기 하부 플레이트(101L)의 양측에 형성된 핀홀부(103L)의 끝단은 외향으로 절곡된 절곡부(102L)가 형성되며, 상기 상부 플레이트(101H)의 저면에 상기 하부 플레이트(101L)를 고정함에 있어 상기 상부 플레이트(101H)의 절곡부(102H)와 상기 하부 플레이트(101L)의 절곡부(102L)가 상호 접한 상태로 용접 고정된 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슈바디(100)는,
    양측에 형성된 핀홀(110)의 사이에 위치한 웨브(W)에 형성된 볼트홀(120)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 플레이트(101H)와 상기 하부 플레이트(101L) 중 어느 한 쪽 플레이트 또는 양쪽 플레이트에는 상기 슈바디(100)의 중량을 감소하기 위한 감량 홀(130)이 형성된 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트(105)의 일측면에는 상기 관통공(105H)의 둘레를 따라 가이드 턱(106)이 형성되고, 상기 가이드 턱(106)에는 상호 고정된 상기 상부 플레이트(101H)와 상기 하부 플레이트(101L)의 웨브(W)가 삽입되는 제1슬롯(107A)과 용접된 절곡부(102H, 102L)가 삽입되는 제2슬롯(107B)이 형성된 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
  8. 제1항에 있어서,
    핀홀(110)에는 각각 보강튜브(140)가 삽입되어 위치하는 것을 특징으로 하는 무한궤도의 슈바디.
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