KR20190055510A - 구동장치 및 이를 구비하는 주조장치 - Google Patents

구동장치 및 이를 구비하는 주조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동장치 및 이를 구비하는 주조장치에 관한 것으로서, 일측이 회전력을 제공하는 구동기에 연결되는 제1동력 전달 부재; 일측은 상기 제1동력 전달 부재의 타측에 연결되고, 타측은 회전체에 연결되며, 상기 제1동력 전달 부재와 상기 회전체 사이에서 신축 가능하도록 연결되는 제2동력 전달 부재; 및 일측은 상기 회전체에 연결되고 타측은 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 구비되어, 상기 제2동력 전달 부재의 신축에 따라 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 압력 차이를 발생시켜 상기 제2동력 전달 부재의 일측으로 유입되는 유체를 상기 제2동력 전달 부재의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 압력 발생 부재;를 포함하여, 회전체에 동력을 전달하는 동력 전달 부재에 윤활제를 자동으로 급유할 수 있다.

Description

구동장치 및 이를 구비하는 주조장치{Apparatus for driving and apparatus for casting having the same}
본 발명은 구동장치 및 이를 구비하는 주조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전체에 동력을 제공하는 동력 전달 부재에 윤활제를 자동으로 공급할 수 있는 구동장치 및 이를 구비하는 주조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주편은 주형에 수용된 용강이 냉각대를 거쳐 냉각되면서 제조된다. 예컨대, 연속주조공정은 일정한 내부 형상을 갖는 주형에 용강을 주입하고, 주형 내에서 반응고된 주편을 연속적으로 주형의 하측으로 인발하여 슬라브, 블룸, 빌렛, 빔 블랭크 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다.
이와 같은 연속주조공정은 통상 래들, 턴디쉬(Tundish), 주형(Mold) 및 여러 개의 세그먼트(Segment)들로 조합된 냉각대를 포함하는 연속주조장치를 이용하여 수행될 수 있다. 이때, 냉각대의 각 세그먼트들은 상부측에서 하부측으로 이동하는 주편의 양측 표면에 접촉하여 회전할 수 있도록 된 복수의 롤들과, 롤 사이에 구비되어 주편의 표면으로 물과 공기를 혼합한 냉각유체를 분사하는 분사노즐들을 포함할 수 있다.
여기에서 세그먼트에 구비되는 복수의 롤들은 주편을 안내하는 복수의 가이드 롤과, 주편을 인발하는 드라이브 롤을 포함할 수 있다. 이때, 드라이브 롤은 주편에 접촉하여 아이들하게 회전하는 가이드 롤과는 달리, 세그먼트 외부에 구비되는 구동기에서 제공되는 동력을 이용하여 회전할 수 있다. 이때, 구동기를 고온 다습한 세그먼트로부터 이격 설치하기 위하여, 구동기와 드라이브 롤은 동력 전달 부재, 예컨대 샤프트에 의해 연결될 수 있다.
동력 전달 부재는 구동기에 연결되는 제1샤프트와, 제1샤프트와 드라이브 롤에 연결되는 제2샤프트를 포함할 수 있다. 이때, 제1샤프트는 드라이브 롤의 위치 변화에 대응하여 굴절할 수 있도록 구성되고, 제2샤프트는 제1샤프트의 굴절에 따라 신축 가능하도록 구성될 수 있다. 이에 제1샤프트와 제2샤프트의 굴절 및 신축을 가능하게 하도록 윤활제를 급지하여야 한다.
그러나 수동으로 윤활제를 급지하는 방식은 슬라브의 고온의 열에 의해 경화되고, 회전 중인 설비에 급지가 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 동력 전달 부재에 윤활제를 자동으로 급지하는 장치가 개발되어 있으나, 이는 동력원을 필요로 하여 그 구조가 복잡하고 주기적으로 교체해야하는 번거로움이 있었다.
KR 20-2000-0000740 U JP 3023385 B
본 발명은 동력 전달 부재에 윤활제를 자동으로 공급할 수 있는 구동장치 및 이를 구비하는 주조장치를제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 구동장치는, 일측이 회전력을 제공하는 구동기에 연결되는 제1동력 전달 부재; 일측은 상기 제1동력 전달 부재의 타측에 연결되고, 타측은 회전체에 연결되며, 상기 제1동력 전달 부재와 상기 회전체 사이에서 신축 가능하도록 연결되는 제2동력 전달 부재; 및 일측은 상기 회전체에 연결되고 타측은 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 구비되어, 상기 제2동력 전달 부재의 신축에 따라 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 압력 차이를 발생시켜 상기 제2동력 전달 부재의 일측으로 유입되는 유체를 상기 제2동력 전달 부재의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 압력 발생 부재;를 포함할 수 있다.
상기 회전체에 연결되고, 상기 유체를 공급할 수 있는 주입구가 형성되는 베어링 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1동력 전달 부재는, 샤프트; 및 상기 샤프트의 양쪽에 상기 구동기 및 상기 제2동력 전달 부재의 일측과 회전 가능하도록 연결되는 연결부재;포함하고, 상기 연결부재는 유니버설 조인트를 포함할 수 있다.
상기 연결부재는 십자축, 상기 십자축에 체결되는 니들 베어링 및 상기 니들 베어링이 체결된 십자축을 지지하는 제1요크 및 제2요크를 포함하고, 상기 십자축은 내부를 관통하는 십자형의 관통구와, 상기 십자축의 적어도 일부에 상기 관통구와 연통되는 유입구를 구비할 수 있다.
상기 제2동력 전달 부재는, 양쪽이 개방된 중공형으로 형성되고, 내주면에 길이방향을 따라 형성되는 제1스플라인이 형성되는 제1관체; 적어도 일부가 상기 제1관체에 삽입되고, 외주면에 상기 제1스플라인과 맞물려지는 제2스플라인이 형성되는 축부; 및 상기 축부의 외측에 이격되도록 구비되어, 상기 축부와의 사이에 상기 제1관체가 삽입되는 공간을 형성하는 제2관체;를 포함하고, 상기 제1관체는 내부에 상기 주입구와 연통되고 상기 유체를 저장할 수 있는 저장공간을 형성하고, 상기 축부는 상기 축부의 길이방향을 따라 관통하도록 형성되는 공급로를 구비할 수 있다.
상기 제1스플라인과 상기 제2스플라인 사이에 상기 유체가 이동하는 통로를 형성할 수 있다.
상기 제2관체와 상기 축부 사이에 밀폐부재를 구비할 수 있다.
상기 제2관체에 압력조절밸브를 구비할 수 있다.
상기 유입구와 상기 공급로를 연결하는 공급관을 포함할 수 있다.
상기 압력 발생 부재는, 상기 회전체에 연결되는 몸체와, 상기 몸체에 연결되는 로드와, 상기 로드의 단부에 연결되고 적어도 하나의 이상의 개구가 형성되는 디스크 및 상기 디스크에 연결되는 격막을 포함할 수 있다.
상기 격막은 상기 공급로의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성하고, 상기 제1동력 전달 부재 측으로 직경이 증가하는 콘형으로 형성될 수 있다.
상기 격막은 연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 주조장치는, 주조장치로서, 드라이브 롤을 포함하는 세그먼트; 상기 세그먼트의 일측에 구비되는 구동기; 상기 구동기와 상기 드라이브 롤을 연결하고, 상기 구동기에서 제공되는 회전력을 상기 드라이브 롤에 전달하는 동력 전달 부재;를 포함하고, 상기 동력 전달 부재는, 적어도 일부가 신축 가능하고, 상기 동력 전달 부재의 내부에 구비되어 신축에 따라 상기 동력 전달 부재의 일측으로 유입되는 유체를 상기 동력 전달 부재의 길이방향으로 이동시키는 압력 발생 부재를 포함할 수 있다.
상기 동력 전달 부재는, 상기 구동기에 연결되는 제1동력 전달 부재; 및 일측은 상기 제1동력 전달 부재의 타측에 연결되고, 타측은 상기 드라이브 롤에 연결되며, 상기 제1동력 전달 부재와 상기 롤 사이에서 신축 가능하도록 연결되는 제2동력 전달 부재;를 포함하고, 상기 압력 발생 부재는 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 구비될 수 있다.
상기 드라이브 롤과 상기 제2동력 전달 부재의 연결부위에 베어링 유닛을 구비하고, 상기 베어링 유닛에는 상기 유체를 주입하는 주입구가 형성되고, 상기 주입구는 상기 제2동력 전달 부재의 내부와 연통될 수 있다.
상기 제2동력 전달 부재와 상기 제1동력 전달 부재를 연결하는 공급관을 포함할 수 있다.
상기 세그먼트를 둘러싸는 챔버를 포함하고, 상기 제2동력 전달 부재와, 상기 제1동력 전달 부재의 일부는 상기 챔버 내부에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 회전체에 동력을 전달하는 동력 전달 부재에 윤활제를 자동으로 급유할 수 있다. 즉, 동력 전달 부재의 내부에 압력 차이를 발생시켜 동력 전달 부재의 길이방향으로 윤활제를 이동시킬 수 있다. 따라서 윤활제가 동력 전달 부재의 길이방향을 따라 이동하면서 동력 전달 부재가 부분적으로 고착되는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 이를 통해 동력 전달 부재의 고착으로 인해 발생할 수 있는 정비 회수를 감소시켜 정비를 위한 조업 중단으로 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 주조장치 및 세그먼트를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 세그먼트 내에 구비되는 드라이브 롤의 작동 상태를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 구동장치를 구성하는 동력 전달 부재의 분리 사시도.
도 4는 동력 전달 부재의 사시도.
도 5는 동력 전달 부재의 요부 구성을 보여주는 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 선A-A' 및 선B-B'에 따른 단면도.
도 7은 도 5에 도시된 X부분을 확대하여 보여주는 단면도.
도 8은 압력 발생 부재를 보여주는 사시도 및 단면도.
도 9 및 도 10은 동력 전달 부재의 작동에 따라 윤활제의 이동 상태를 보여주는 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명을 설명하기 앞서 일반적인 주조장치의 세그먼트에 대해서 설명한다.
도 1은 일반적인 주조장치 및 세그먼트를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 세그먼트 내에 구비되는 드라이브 롤의 작동 상태를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 주조장치, 예컨대 연속주조장치는 제강공정에서 정련된 용강(molten steel)이 담기는 래들(ladle, 10)과, 래들(10)에 연결되는 주입노즐을 통해 용강을 공급받고, 이를 일시 저장하는 턴디쉬(tundish, 20)와, 턴디쉬(20)에 일시 저장된 용강을 전달받아 일정한 형상으로 초기 응고시키는 주형(30) 및 주형(30)의 하부에 구비되어 미응고된 주편(S)을 냉각시키면서 일련의 성형 작업을 수행하도록 다수의 세그먼트(segment, 50)가 연속적으로 배열되는 냉각라인(40)을 포함한다.
그리고 세그먼트(50)는 다수의 롤(56, 57)이 대향되도록 정렬되고, 상하로 이격되는 하부 프레임(52) 및 상부 프레임(54)을 상하로 연결시키는 다수의 타이 로드(미도시)와, 타이로드를 피스톤으로 대용하여 상부 프레임(54)과 하부 프레임(52) 사이의 이격 거리를 조절함으로써 주편(S)에 압하력을 가하는 다수의 유압 실린더(58) 및 상부 프레임(54) 및 하부 프레임(52) 내부에 구비되어 주편(1)을 냉각시키는 냉각장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 세그먼트(50)는 주편을 냉각시키는 과정에서 발생하는 스팀과 고온의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 챔버(1) 내부에 설치될 수 있다.
다수의 롤(56, 57) 중 일부는 주편을 인발되는 주편을 안내하는 가이드 롤(56)이고, 일부는 주편에 접촉하여 주편을 인발하는 드라이브 롤(57)일 수 있다. 드라이브 롤(57)은 동력 전달 부재(120, 130)를 통해 챔버(1) 외부에 구비되는 구동기(110)에 연결될 수 있다. 이때, 동력 전달 부재(120, 130)의 일부는 챔버(1) 내부에 구비되고, 일부는 챔버(1) 외부에 구비될 수 있다.
드라이브 롤(57)은 구동기(110)에서 제공되는 동력을 동력 전달 부재(120, 130)를 통해 전달받아 회전할 수 있다. 동력 전달 부재(120, 130)는 구동기(110)에 연결되는 제1동력 전달 부재(120)와, 제1동력 전달 부재(120)와 드라이브 롤(57)을 연결하는 제2동력 전달 부재(130)를 포함할 수 있다. 제1동력 전달 부재(120)는 구동기(110) 및 제2동력 전달 부재(130)와 굴절 가능하도록 구성되고, 제2동력 전달 부재(130)는 신축 가능하도록 구성될 수 있다.
한편, 주편의 두께에 따라 유압 실린더(58)를 이용하여 상부 프레임(54)을 상하방향으로 이동시켜 가이드 롤(56) 및 드라이브 롤(57)간 간격을 조절할 수 있다. 도 2를 참조하면, 동력 전달 부재(120, 130)는 드라이브 롤(57) 간격에 따라 수평을 이루거나 적어도 일부가 굴절되도록 형성될 수 있다. 예컨대 드라이브 롤(57) 간격이 비교적 넓은 경우에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 드라이브 롤(57)에 연결된 한 쌍의 제1동력 전달 부재(120)는 수평한 상태를 이룰 수 있다. 그리고 드라이브 롤(57) 간격이 비교적 좁은 경우, 상부 프레임(54)에 구비되는 드라이브 롤(57)에 연결되는 제1동력 전달 부재(120)는 절곡될 수 있다. 이때, 제2동력 전달 부재(130)는 신장될 수 있다.
본 발명에서는 이와 같은 동력 전달 부재(120, 130)의 움직임을 이용하여 동력 전달 부재(120, 130) 내부에 윤활제를 자동으로 급지할 수 있는 구동장치를 제공할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 주조장치의 세그먼트에 구비되는 드라이브 롤을 회전시킬 수 있는 구동장치에 대해서 설명하지만, 차량 바퀴 등과 같은 다양한 회전체를 회전시킬 수 있는 구동장치에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 구동장치를 구성하는 동력 전달 부재의 분리 사시도이고, 도 4는 동력 전달 부재의 사시도이고, 도 5는 동력 전달 부재의 요부 구성을 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 선A-A' 및 선B-B'에 따른 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 X부분을 확대하여 보여주는 단면도이고, 도 8은 압력 발생 부재를 보여주는 사시도 및 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동장치는, 일측이 구동기(110)에 회전 가능하도록 연결되는 제1동력 전달 부재(120)와, 일측은 제1동력 전달 부재(120)의 타측에 연결되고 타측은 드라이브 롤(57)에 연결되며 제1동력 전달 부재(120)와 드라이브 롤(57) 사이에서 신축 가능하도록 연결되는 제2동력 전달 부재(130) 및 일측은 드라이브 롤(57)에 연결되고 타측은 제2동력 전달 부재의 내부에 구비되어 제2동력 전달 부재(130)의 내부에 압력 차이를 발생시켜 유체를 제2동력 전달 부재의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 압력 발생 부재(170)를 포함할 수 있다. 여기에서 유체는 윤활제를 포함할 수 있다.
제1동력 전달 부재(120)는 샤프트(122)와, 샤프트(122)의 양쪽에 구동기(110) 및 제2동력 전달 부재(130)의 일측과 회전 가능하도록 구비되는 연결부재(124)를 포함할 수 있다. 이때, 샤프트(122)는 일체형으로 형성될 수도 있고, 복수개가 상호 연결되어 형성될 수도 있다.
연결부재(124)는 구동기(110) 및 제2동력 전달 부재(130)와 일정 각도 범위에서 굴절 또는 회전할 수 있도록 연결하기 위한 구성으로, 유니버설 조인트를 포함할 수 있다. 이에 연결부재(124)는 십자축(1242)과, 십자축(1242)에 끼워지는 니들 베어링(1248) 및 십자축(1242)을 회전 가능하게 지지하는 제1요크(1244) 및 제2요크(1246)를 포함할 수 있다. 제1요크(1244)와 제2요크(1246)에는 각각 십자축(1242)이 삽입되는 체결공(1244a, 1246a)이 각각 한 쌍씩 형성될 수 있다. 이때, 연결부재(124)는 샤프트(122)의 양단에 연결하도록 한 쌍이 구비될 수 있으며, 이하에서는 샤프트(122)에 연결되는 요크는 제1요크(1244)라 하고, 구동기(110)의 구동축(미도시) 및 제2동력 전달 부재(130)에 연결되는 요크는 제2요크(1246)라 한다.
십자축(1242) 내부에는 외부와 연통되는 십자형태의 관통구(1242a)가 형성될 수 있고, 십자축(1242)의 적어도 일면에는 관통구(1242a)와 연통되는 유입구(1242b)가 형성될 수 있다. 관통구(1242a)과 유입구(1242b)는 윤활제가 이동하는 통로로 사용될 수 있다.
이와 같은 연결부재(124)는 샤프트(122)의 양단에 구비되어, 구동기(110) 및 제2동력 전달 부재(130)와 굴절 또는 회전 가능하도록 연결될 수 있다.
제2동력 전달 부재(130)는 드라이브 롤(57)의 일측과 제1동력 전달 부재(120)의 일측을 상호 연결하며, 신축 가능하도록 구성되어 제1동력 전달 부재(120)의 굴절 또는 회전을 가능하게 한다.
제2동력 전달 부재(130)는 양쪽이 개방된 중공형으로 형성되고, 내주면에 길이방향을 따라 형성되는 제1스플라인(132a)이 형성되는 제1관체(132)와, 적어도 일부가 제1관체(132)에 삽입되고 외주면에 제1스플라인(132a)과 맞물려지는 제2스플라인(134a)이 형성되는 축부(134) 및 축부(134)의 외측에 이격되도록 구비되어 축부(134)와의 사이에 제1관체(132)가 삽입되는 공간을 형성하는 제2관체(135)를 포함할 수 있다. 이때, 제1스플라인(132a)과 제2스플라인(134a)은 제1관체(132) 및 축부(134)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
제2동력 전달 부재(130)는 동력 전달 부재로 공급되는 윤활제를 제1동력 전달 부재(120)로 전달하기 위한 통로로 사용될 수 있다.
제1관체(132)는 드라이브 롤(57)에 연결되는 일측에는 플랜지가 형성될 수 있다. 그리고 제1관체(132)의 내부 공간은 윤활제를 저장하는 저장공간(S1)으로 사용될 수 있다.
축부(134)는 제1관체(132)의 타측을 통해 제1관체(132)의 내부로 삽입될 수 있다. 이때, 축부(134)를 제1관체(132)에 삽입할 때, 제1관체(132)의 내주면에 형성되는 제1스플라인(132a)과 축부(134)의 외주면에 형성되는 제2스플라인(134a)은 서로 맞물려지도록 하여, 축부(134)가 제1관체(132) 내부에서 제1관체(132)의 길이방향을 따라 이동하도록 할 수 있다. 제1관체(132)와 축부(134)는 제1스플라인(132a)과 제2스플라인(134a)이 서로 맞물려지도록 체결되기는 하지만, 제1스플라인(132a)과 제2스플라인(134a) 사이에는 공간이 형성되어 윤활제가 이동할 수 있는 제2통로(T2)가 형성될 수 있다. 이때, 윤활제가 원활하게 이동할 수 있도록 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 제1스플라인(132a)이나 제2스플라인(134a) 중 적어도 어느 하나의 개수를 적게 형성하여 제2통로(T2)를 충분하게 확보할 수도 있다.
축부(134)의 중심부에는 축부(134)의 길이방향을 따라 관통하는 공급로(S2)가 형성될 수 있다. 공급로(S2)의 양 단부는 개방될 수 있으며, 제1관체(132)의 내부 공간, 즉 저장공간(S1) 및 외부와 연통되도록 형성될 수 있다.
제2관체(135)는 축부(134)의 외측에 축부(134)의 외주면과 이격되도록 구비될 수 있다. 이에 제2관체(135)와 축부(134) 사이에 제1관체(132)가 삽입될 수 있는 삽입공간(S3)이 형성될 수 있다.
또한, 제2관체(135)와 축부(134) 사이에는 제2관체(135)와 축부(134) 사이의 삽입공간(S3)을 밀폐하기 위한 밀폐부재(138)가 구비될 수 있다. 밀폐부재(138)는 오링 등이 사용될 수 있으며, 고온에 강한 다양한 재질로 형성될 수 있다. 밀폐부재(138)는 제1관체(132) 내부로 공급된 윤활제가 제2관체(135)와 축부(134) 사이의 삽입공간(S3)을 통해 외부로 유출되거나 외부에서 삽입공간(S3)으로 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 밀폐부재(138)는 삽입공간(S3) 및 저장공간(S1)의 압력을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
제2관체(135)에는 압력조절밸브(139)가 구비될 수 있다. 압력조절밸브(139)는 삽입공간(S3) 및 저장공간(S1)의 압력을 일정하게 조절하기 위해 사용될 수 있다. 압력조절밸브(139)는 삽입공간(S3) 및 저장공간(S1)의 압력이 일정 범위 이상으로 상승하면 삽입공간(S3)으로 유입된 윤활제나 공기를 배출시켜 삽입공간(S3) 및 저장공간(S1)의 압력을 조절할 수 있는 릴리프 밸브 등이 사용될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 제2동력 전달 부재(130)의 내부에는 제2동력 전달 부재(130)의 길이방향을 따라 윤활제가 이동할 수 있는 유로가 형성될 수 있다.
제2동력 전달 부재(130)의 길이방향을 따라 이동한 윤활제를 제1동력 전달 부재(120)를 구성하는 제2요크(1246)에 공급하기 위한 공급관(160)을 포함할 수 있다. 공급관(160)은 축부(134) 내부에 형성되는 공급로(S2)와 십자축(1242)에 형성되는 유입구(1242b)를 상호 연결할 수 있다. 공급관(160)은 연결부재(124)의 굴절 및 회전 시 끊어지지 않도록 신축 가능하거나, 굽힘 가능하게 형성될 수 있고, 고온에 견딜 수 있는 재질을 이용하여 형성될 수 있다.
이렇게 구성되는 동력 전달 부재(120, 130)는 드라이브 롤(57)의 일측에 연결될 수 있다. 이때, 드라이브 롤(57)의 일측에는 회전축(57a)이 돌출 형성될 수 있다. 그리고 동력 전달 부재(120, 130)는 베어링 유닛(140), 클러치(150) 및 복수의 와셔(154) 등을 개재하여 드라이브 롤(57)의 회전축(57a)에 연결될 수 있다.
베어링 유닛(140)은 회전축(57a)의 외측에 연결되는 하우징(142)과, 하우징(142) 내부에 구비되는 베어링(144)을 포함할 수 있다. 이때, 베어링(144)은 회전축(57a)을 회전 가능하게 지지하고, 하우징(142)은 베어링(144)을 지지한다.
하우징(142)에는 윤활제를 주입하기 위한 주입구(144)가 형성될 수 있고, 주입구(144)에는 윤활제를 저장하는 저장기(미도시)와 연통되는 주입관(148)이 연결될 수 있다.
그리고 하우징(142)에는 하우징(142) 내부로 주입되는 윤활제가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 기밀부재(145)가 구비될 수 있다.
클러치(150)는 회전축(57a)과 동력 전달 부재(120, 130), 예컨대 제2동력 전달 부재(130)와 연결하기 위한 구성으로, 동력 전달 부재(120, 130)에서 전달되는 동력을 회전축(57a)에 전달할 수 있다. 이때, 회전축(57a)의 외주면에는 회전축(57a)의 길이방향을 따라 제3스플라인(57b)이 형성되고, 클러치(150)의 내주면에는 제3스플라인(57b)과 맞물려지도록 제4스플라인(150a)이 형성될 수 있다. 이에 회전축(57a)과 클러치(150)는 서로 맞물려진 상태로 회전할 수 있다. 그리고 회전축(57a)과 클러치(150) 사이에는 윤활제가 이동할 수 있는 제1통로(T1)가 형성될 수 있다. 즉, 제3스플라인(57b)과 제4스플라인(150a) 사이에 이격 공간이 형성되고, 이 이격 공간이 윤활제가 이동할 수 있는 제1통로(T1)로 사용될 수 있다. 이때, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 제3스플라인(57b)과 제4스플라인(150a) 중 적어도 어느 하나의 개수를 감소시켜 윤활제가 원활하게 이동할 수 있도록 제1통로(T1)를 확보할 수 있다.
회전축(57a)에 연결되는 클러치(150)의 일측은 하우징(142) 내부로 삽입될 수 있다. 그리고 클러치(150)의 타측은 제2동력 전달 부재(130)의 일측에 연결될 수 있다. 이때, 클러치(150)의 외주면과 제2동력 전달 부재(130)의 일측에는 각각 플랜지가 형성되어 볼트 등의 결합 부재로 연결될 수 있다. 이때, 클러치(150)와 제2동력 전달 부재(130)의 연결 부위에는 와셔(154)와 결합너트(155)가 구비될 수 있다. 와셔(154)와 결합너트(155)의 외주면과 내주면 중 적어도 어느 하나에는 오목홈(154a, 155a)이 형성될 수 있고, 이 오목홈(154a, 155a)은 윤활제가 이동할 수 있도록 제1통로(T1)와 저장공간을 연통시킬 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 하우징(142)에 연결된 주입구(144)로 주입된 윤활제는 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(142), 베어링(144) 및 제1통로(T1) 및 오목홈(154a, 155a)을 거쳐 저장공간(S1)으로 유입될 수 있다.
한편, 회전축(57a)에는 압력 발생 부재(170)가 연결될 수 있다. 압력 발생 부재(170)의 일측은 회전축(57a)에 연결되고, 타측은 클러치(150)를 거쳐 제2동력 전달 부재(130)의 제1관체(132) 내부까지 연장되도록 배치될 수 있다. 이때, 압력 발생 부재(170)의 타측은 축부(134)에 형성되는 공급로(S2) 내부에 삽입될 수 있다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 압력 발생 부재(170)는 회전축(57a)에 연결되는 몸체(172)와, 몸체(172)에 연결되는 로드(174)와, 로드(174)의 단부에 연결되는 디스크(176) 및 디스크(176)에 연결되는 격막(178)을 포함할 수 있다.
디스크(176)는 공급로(S2)의 직경과 거의 동일한 직경을 갖도록 형성될 수 있고, 적어도 하나 이상의 개구(176a)가 형성될 수 있다. 개구(176a)는 저장공간(S1)에 저장된 윤활제가 공급로(S2)로 이동할 수 있는 통로로 사용될 수 있다.
격막(178)은 디스크(176)의 중심부에 연결되고, 디스크(176)보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 격막(178)은 연성을 갖는 재질로 형성될 수 있고, 공급관(160) 측을 향해서 직경이 증가하는 콘 형상을 갖도록 배치될 수 있다. 이에 격막(178)은 제1관체(132)의 이동 방향에 따라 형상을 변경하면서 공급로(S2)의 내부에서 압력을 발생시키거나, 공급로(S2) 내부를 압축시켜 윤활제를 공급관(160)까지 이동시킬 수 있다. 이에 대해서는 이후에 다시 설명하기로 한다.
이와 같은 구성을 통해 본 발명의 실시 예에 따른 구동장치는, 제2동력 전달 부재(130)의 움직임을 이용하여 윤활제를 자동으로 급지할 수 있다. 즉, 제1동력 전달 부재(120)의 굴절 또는 회전에 의해 제2동력 전달 부재(130)가 신축되는 특성을 이용하여 제2동력 전달 부재(130) 내부에 압력을 발생시킬 수 있다. 이렇게 제2동력 전달 부재(130) 내부에 발생하는 압력을 이용하여 제2동력 전달 부재(130)로 공급되는 윤활제를 제2동력 전달 부재(130)의 길이방향을 따라 이동시킬 수 있다. 이에 제2동력 전달 부재(130)의 제1관체(132)와 축부(134)가 서로 고착되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 제2동력 전달 부재(130)에 연결되는 제1동력 전달 부재(120)의 니들 베어링(1248)이 고착되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 구동장치의 동력 전달 부재에서 윤활제를 이동시키는 과정에 대해서 설명한다.
도 9 및 도 10은 동력 전달 부재의 작동에 따라 윤활제의 이동 상태를 보여주는 단면도이다.
먼저, 주입관(148)을 통해 하우징(142)에 형성된 주입구(144)에 윤활제를 주입한다. 주입구(144)를 주입된 윤활제는 제1통로(T1), 오목홈(154a, 155a)을 거쳐 제1관체(132) 내부의 저장공간(S1)으로 유입된다. 저장공간(S1)에 유입된 윤활제는 제1관체(132)와 축부(134) 사이 공간으로 유입되어 제1관체(132)와 축부(134) 사이에서 윤활 작용을 할 수 있다. 그리고 저장공간(S1)에 유입된 윤활제는 공급로(S2)로 유입될 수 있으며, 적어도 디스크(176)가 배치된 부분까지 유입될 수 있다.
도 9는 롤 간격을 감소시키기 위하여 세그먼트(50)의 유압 실린더(58)를 이용하여 상부 프레임(54)을 하강시킨 상태를 보여주고 있다(도 2의 (b) 참조). 이 경우, 제1동력 전달 부재(120)의 연결부재(124)가 굴절 또는 회전하여 제2동력 전달 부재(130) 측으로 하향 경사지게 되고, 제2동력 전달 부재(130)는 신장하게 된다. 이때, 제2관체(135) 및 축부(134)가 제1동력 전달 부재(120) 측으로 이동, 예컨대 전진하게 된다. 여기에서 제1동력 전달 부재(120) 측으로 이동하는 것을 전진이라 하고, 드라이브 롤(57) 측으로 이동하는 것을 후퇴라 한다.
그리고 압력 발생 부재(170)는 제2관체(135) 및 축부(134)에 대해서 상대적으로 후퇴하게 된다. 이에 디스크(176) 및 격막(178)은 공급로(S2) 내부에서 드라이브 롤(57) 측으로 후퇴하게 된다. 격막(178)이 후퇴하면서 공급관(160)이 연결되는 공급로(S2)의 일측 단부를 통해 공급관(160) 내부로 외부 공기가 유입되어, 공급로(S2)의 압력이 저장공간(S1)의 압력보다 낮아지게 된다. 이와 같이 저장공간(S1)과 공급로(S2)의 압력 차이가 발생하면, 저장공간(S1)에 저장된 윤활제는 비교적 압력이 낮은 공급로(S2) 측으로 이동하게 된다. 이때, 윤활제는 디스크(176)에 형성된 개구(176a)를 통해 공급관(160) 측으로 이동하는데, 격막(178)이 공급관(160) 측을 향해 경사지게 배치되어 있어 격막(178)과 공급로(S2) 사이로 윤활제가 이동하여 공급관(160) 측으로 이동할 수 있다.
도 10은 롤 간격을 증가시키기 위하여 세그먼트(50)의 유압 실린더(58)를 이용하여 상부 프레임(54)을 상승시킨 상태를 보여주고 있다(도 2의 (a) 참조). 이 경우, 제1동력 전달 부재(120)의 연결부재(124)가 도 8과 반대 방향으로 굴절 또는 회전하게 되고, 제1동력 전달 부재(120)는 수평상태를 형성하게 된다. 이때, 제2관체(135) 및 축부(134)는 드라이브 롤(57) 측으로 이동, 예컨대 후퇴하여 제2동력 전달 부재(130)는 수축하게 된다.
그리고 압력 발생 부재(170)는 제2관체(135) 및 축부(134)에 대해서 상대적으로 전진하게 된다. 이에 디스크(176) 및 격막(178)은 공급로(S2) 내부에서 제1동력 전달 부재(120) 측으로 전진하게 된다. 격막(178)이 전진하면서 공급관(160)의 내주면에 접촉하여 펼쳐지게 되고 격막(178)이 공급관(160)에 유입되어 있던 윤활제를 가압 또는 압축하여 공급관(160) 측으로 이동시키게 된다. 이와 같은 과정이 반복되면 공급관(160) 측으로 이동되어 있던 윤활제는 십자축(1242)에 형성된 유입구(1242b)로 유입된 후, 관통구(1242a)를 통해 외부로 배출되면서 십자축(1242)에 구비된 니들 베어링(1248)으로 공급될 수 있다.
이와 같은 방법으로 작동 중인 구동장치에 윤활제를 자동으로 공급할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 챔버 110: 구동기
120: 제1동력 전달 부재 130: 제2동력 전달 부재
140: 베어링 유닛 150: 클러치
160: 공급관 170: 압력 발생 부재

Claims (17)

  1. 일측이 회전력을 제공하는 구동기에 연결되는 제1동력 전달 부재;
    일측은 상기 제1동력 전달 부재의 타측에 연결되고, 타측은 회전체에 연결되며, 상기 제1동력 전달 부재와 상기 회전체 사이에서 신축 가능하도록 연결되는 제2동력 전달 부재; 및
    일측은 상기 회전체에 연결되고 타측은 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 구비되어, 상기 제2동력 전달 부재의 신축에 따라 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 압력 차이를 발생시켜 상기 제2동력 전달 부재의 일측으로 유입되는 유체를 상기 제2동력 전달 부재의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 압력 발생 부재;를 포함하는 구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체에 연결되고, 상기 유체를 공급할 수 있는 주입구가 형성되는 베어링 유닛을 포함하는 구동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1동력 전달 부재는,
    샤프트; 및
    상기 샤프트의 양쪽에 상기 구동기 및 상기 제2동력 전달 부재의 일측과 회전 가능하도록 연결되는 연결부재;포함하고,
    상기 연결부재는 유니버설 조인트를 포함하는 구동장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결부재는 십자축, 상기 십자축에 체결되는 니들 베어링 및 상기 니들 베어링이 체결된 십자축을 지지하는 제1요크 및 제2요크를 포함하고,
    상기 십자축은 내부를 관통하는 십자형의 관통구와, 상기 십자축의 적어도 일부에 상기 관통구와 연통되는 유입구를 구비하는 구동장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2동력 전달 부재는,
    양쪽이 개방된 중공형으로 형성되고, 내주면에 길이방향을 따라 형성되는 제1스플라인이 형성되는 제1관체;
    적어도 일부가 상기 제1관체에 삽입되고, 외주면에 상기 제1스플라인과 맞물려지는 제2스플라인이 형성되는 축부; 및
    상기 축부의 외측에 이격되도록 구비되어, 상기 축부와의 사이에 상기 제1관체가 삽입되는 공간을 형성하는 제2관체;를 포함하고,
    상기 제1관체는 내부에 상기 주입구와 연통되고 상기 유체를 저장할 수 있는 저장공간을 형성하고,
    상기 축부는 상기 축부의 길이방향을 따라 관통하도록 형성되는 공급로를 구비하는 구동장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1스플라인과 상기 제2스플라인 사이에 상기 유체가 이동하는 통로를 형성하는 구동장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2관체와 상기 축부 사이에 밀폐부재를 구비하는 구동장치.
  8. 청구항 5 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 제2관체에 압력조절밸브를 구비하는 구동장치
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 유입구와 상기 공급로를 연결하는 공급관을 포함하는 구동장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 압력 발생 부재는,
    상기 회전체에 연결되는 몸체와, 상기 몸체에 연결되는 로드와, 상기 로드의 단부에 연결되고 적어도 하나의 이상의 개구가 형성되는 디스크 및 상기 디스크에 연결되는 격막을 포함하는 구동장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 격막은 상기 공급로의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성하고,
    상기 제1동력 전달 부재 측으로 직경이 증가하는 콘형으로 형성되는 구동장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 격막은 연성을 갖는 재질로 형성되는 구동장치.
  13. 주조장치로서,
    드라이브 롤을 포함하는 세그먼트;
    상기 세그먼트의 일측에 구비되는 구동기;
    상기 구동기와 상기 드라이브 롤을 연결하고, 상기 구동기에서 제공되는 회전력을 상기 드라이브 롤에 전달하는 동력 전달 부재;를 포함하고,
    상기 동력 전달 부재는,
    적어도 일부가 신축 가능하고, 상기 동력 전달 부재의 내부에 구비되어 신축에 따라 상기 동력 전달 부재의 일측으로 유입되는 유체를 상기 동력 전달 부재의 길이방향으로 이동시키는 압력 발생 부재를 포함하는 주조장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 동력 전달 부재는,
    상기 구동기에 연결되는 제1동력 전달 부재; 및
    일측은 상기 제1동력 전달 부재의 타측에 연결되고, 타측은 상기 드라이브 롤에 연결되며, 상기 제1동력 전달 부재와 상기 롤 사이에서 신축 가능하도록 연결되는 제2동력 전달 부재;를 포함하고,
    상기 압력 발생 부재는 상기 제2동력 전달 부재의 내부에 구비되는 주조장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 드라이브 롤과 상기 제2동력 전달 부재의 연결부위에 베어링 유닛을 구비하고,
    상기 베어링 유닛에는 상기 유체를 주입하는 주입구가 형성되고, 상기 주입구는 상기 제2동력 전달 부재의 내부와 연통되는 주조장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2동력 전달 부재와 상기 제1동력 전달 부재를 연결하는 공급관을 포함하는 주조장치.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트를 둘러싸는 챔버를 포함하고,
    상기 제2동력 전달 부재와, 상기 제1동력 전달 부재의 일부는 상기 챔버 내부에 구비되는 주조장치.
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