KR20230032115A - 회전 전용 커플러 - Google Patents

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KR20230032115A
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Abstract

본 발명에 따른 회전 전용 커플러는, 버켓에 결합되는 하부 회전 커버; 하부 회전 커버에 삽입되어 하부 회전 커버로부터 돌출하는 로터리 조인트(rotary joint); 하부 회전 커버 상에서 로터리 조인트를 둘러싸고 일측에 웜기어(worm gear)를 가지면서 로터리 조인트를 향해 방사상으로 연장하는 회전 가이더를 가지는 웜하우징; 웜하우징과 로터리 조인트 사이에서 웜기어와 치합하고 회전 가이더를 덮으면서 하부 회전 커버와 마주하는 웜휠(worm wheel); 로터리 조인트를 관통시키면서 웜하우징과 웜휠을 덮는 상부 고정 커버; 및 하부 회전 커버와 회전 가이더, 그리고 회전 가이더와 웜휠, 그리고 웜휠과 상부 고정 커버 사이에 하나씩으로 순차적으로 위치되는 고리 형상의 제1 내지 제3 마모 방지재를 포함한다.

Description

회전 전용 커플러{ROTATION-ONLY USED COUPLER}
본 발명은, 굴삭기의 버켓과 아암 사이에 위치되어 상기 아암에 대해 상기 버켓을 상대적으로 회전시키는 회전 전용 커플러에 관한 것이다.
굴삭기는 건설현장, 폐기물 집하장, 또는 철거 현장에서 버켓(bucket)을 사용하여 나무, 돌 및 폐콘크리트를 운반하는데 많이 사용된다. 이로 인하여, 상기 굴삭기는 건설현장, 폐기물 집하장, 또는 철거 현장에서 작업 대상물의 하중과 부피의 증가에도 불구하고 투입 인력을 줄이면서 일에 대한 작업 효율을 꾀하게 해준다.
이때에, 상기 굴삭기는 버켓(bucket)과 아암(arm)과 버켓 실린더(bucket cylinder) 사이에 위치되는 고정 링크를 통해 버켓을 일 방향으로 사용하도록 구성되었다. 여기서, 상기 고정 링크는 단독으로 아암의 단부와 축 결합되면서 아암과 버켓 실린더를 이어주는 연결 부재에 축 결합된다.
따라서, 상기 고정 링크는 굴삭기의 사용 수명 동안 버켓의 노후화를 일 방향으로만 가속화시켜 버켓의 사용 수명을 짧게 한다. 상기 버켓의 사용 수명을 길게하기 위해서, 상기 굴삭기는 버켓과 아암과 버켓 실린더 사이에 위치되는 고정 링크 대신에 회전 링크를 구비하여 회전 링크를 통해 버켓을 회전시켜 아암과 회전 링크에 대해 버켓을 돌려가며 사용하도록 구성되었다.
상기 회전 링크는 도 1 및 도 2를 참조하여 아래와 같이 설명된다. 도 1을 참조하면, 상기 회전 링크(80)는 순차적으로 적층되는 하부 프레임(10)과 상부 프레임(60) 사이에 위치되는 로터리 조인트(20), 그리고 로터리 조인트(20)를 둘러싸는 웜하우징(40), 그리고 로터리 조인트(20)와 웜하우징(40) 사이에 위치되는 웜휠(50)을 갖는다.
상기 로터리 조인트(20)는 하부 프레임(10)과 웜휠(50)과 상부 프레임(60)을 관통한다. 상기 로터리 조인트(20)는 외부로부터 고압으로 오일을 공급받거나 외부에 고압으로 오일을 배출시킨다. 상기 하부 프레임(10)은 도면에 미도시되지만 웜휠(50)에 고정되어 하부 프레임(10) 아래에서 버켓과 결합한다. 상기 웜하우징(40)은 웜휠(50)과 치합하는 웜기어(30)를 갖는다.
상기 웜휠(50)은 웜기어(30)와 치합하는 동안 웜하우징(40)에 대해 하부 프레임(10)을 회전(R1)시킨다. 상기 상부 프레임(60)은 도면에 미도시되지만 웜하우징(40)에 고정되어 상부 프레임(70) 상에서 아암과 버켓 실린더에 결합된다. 여기서, 상기 하부 프레임(10)과 웜하우징(40)과 웜휠(50)과 상부 프레임(60)은 하부 프레임(10)과 웜하우징(40)과 웜휠(50)과 상부 프레임(60) 사이에 제1 내지 제3 오링(73, 76, 79)을 갖는다.
상기 제1 오링(73)은 하부 프레임(10)과 웜하우징(40) 사이에 위치된다. 상기 제2 오링(76)은 하부 프레임(10)과 웜휠(50) 사이에 위치된다. 상기 제3 오링(79)은 웜휠(50)과 상부 프레임(60) 사이에 위치된다. 그러나, 상기 제1 및 제3 오링(73, 79)은 회전 링크(80)에서 제2 오링(76)대비 상대적으로 마찰력을 크게 받아 제2 오링(76)보다 더 빨리 마모된다.
왜냐하면, 상기 제1 및 제3 오링(73, 79)은 웜하우징(40)에 대해 하부 프레임(10)과 웜휠(50)의 상대적인 회전 동안 하부 프레임(10)과 웜하우징(40) 사이에서 그리고 웜휠(50)과 상부 프레임(60) 사이에서 휩쓸리기 때문이다. 이에 반해서, 상기 제2 오링(76)은 하부 프레임(10)과 웜휠(50) 사이에 위치되어 하부 프레임(10)과 웜휠(50)에 의해 흽쓸리지 않는다.
상기 웜하우징(40)과 웜휠(50)이 웜하우징(40)과 웜휠(50) 사이에 그리스(grease)를 가지는 때, 상기 그리스는 제1 오링(73)의 노후화 과정에서 제1 오링(73)을 지나 하부 프레임(10)과 웜하우징(40) 사이를 통해 흐른다. 또한, 상기 그리스는 제3 오링(79)의 노후화 과정에서 제3 오링(79)을 지나 로터리 조인트(20)와 웜휠(50)과 상부 프레임(60) 사이의 영역에 모여 하부 프레임(10)과 로터리 조인트(20) 사이 그리고 웜휠(50)과 상부 프레임(60) 사이를 통해 흐른다.
상기 그리스가 회전 링크(80)의 하부측과 상부측에서 많이 누유되기 때문에, 굴삭기의 작업자는 회전 링크(80)의 고장을 의심하여 작업 도중에 회전 링크(80)의 외부 검사와 회전 링크(80)의 부품 분해를 자주 요구받아 작업 마감일을 미루게 한다.
더불어, 상기 제1 및 제3 오링(73, 79)이 회전 링크(80)에서 부품의 하중을 직접받는 수평면에 위치하지 않기 때문에, 상기 하부 프레임(10)과 웜하우징(40)과 웜휠(50)과 상부 프레임(60)은 하부 프레임(10)과 웜휠(50)의 회전 동안 마모를 심하게 겪는다. 상기 하부 프레임(10)과 웜하우징(40)과 웜휠(50)과 상부 프레임(60)의 마모는 회전 링크(80)의 이용 수명을 짧게 한다.
한편, 상기 회전 링크는 한국등록특허공보 제10-1719076호에도 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1719076호
본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 굴삭기에서, 웜하우징과 웜휠 사이에 그리스를 가지는 때, 웜하우징에 대해 웜휠과 하부 회전 커버의 상대적인 회전 동안, 하부 회전 커버와 로터리 조인트와 웜하우징 사이 그리고 로터리 조인트와 상부 고정 커버 사이에서 그리스의 누유를 방지하고, 하부 회전 커버와 웜하우징과 웜휠과 상부 고정 커버의 마모를 최소화하는데 적합한 회전 전용 커플러를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 회전 전용 커플러는, 굴삭기의 버켓과 아암 사이에 위치되어 상기 아암에 대해 상기 버켓을 상대적으로 회전시키도록, 상기 버켓에 결합되는 하부 회전 커버; 상기 하부 회전 커버에 삽입되어 상기 하부 회전 커버로부터 돌출하는 로터리 조인트(rotary joint); 상기 하부 회전 커버 상에서 상기 로터리 조인트를 둘러싸고 일측에 웜기어(worm gear)를 가지면서 상기 로터리 조인트를 향해 방사상으로 연장하는 회전 가이더를 가지는 웜하우징; 상기 웜하우징과 상기 로터리 조인트 사이에서 상기 웜기어와 치합하고 상기 회전 가이더를 덮으면서 상기 하부 회전 커버와 마주하는 웜휠(worm wheel); 상기 로터리 조인트를 관통시키면서 상기 웜하우징과 상기 웜휠을 덮는 상부 고정 커버; 및 상기 하부 회전 커버와 상기 회전 가이더, 그리고 상기 회전 가이더와 상기 웜휠, 그리고 상기 웜휠과 상기 상부 고정 커버 사이에 하나씩으로 순차적으로 위치되는 고리 형상의 제1 내지 제3 마모 방지재를 포함하고, 제1 마모 방지재 또는 제2 마모 방지재 또는 제3 마모 방지재는, 상기 하부 회전 커버 상에서 상기 회전 가이더와 웜휠과 상기 상부 고정 커버 중 적어도 하나의 하중을 받는 수평면에 위치되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 회전 커버는, 상기 하부 회전 커버의 일측에서 상기 웜하우징과 상기 웜휠 바로 아래에 상기 로터리 조인트를 부분적으로 함몰시켜 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하여 상기 중앙 영역에 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 복수의 위치 결정홀을 가지고, 상기 안착 굴곡면의 상기 가장자리에서 상기 중앙 영역으로부터 멀어지는 순서대로 제1 및 제2 홈부를 가지며, 상기 하부 회전 커버의 타측에서 상기 안착 굴곡면 대비 상대적으로 평평한 안착 평탄면을 가지고, 상기 안착 평탄면은, 상기 상부 고정 커버와 접촉하여 상기 상부 고정 커버를 지지하고, 제1 마모 방지재는, 상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역에 위치되어 개별 위치 결정홀을 둘러쌀 수 있다.
상기 하부 회전 커버의 제1 홈부는, 상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역 사이에서 상기 제1 홈부의 단턱 면에 도금된 니켈(Ni) 막을 가지고, 상기 니켈 막은, 상기 제1 홈부에서 상기 니켈 막 주변대비 상대적으로 강도를 크게 가질 수 있다.
상기 제1 마모 방지재는, 캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지고, 상기 엔지니어링 플라스틱은, 마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 가질 수 있다.
상기 제1 마모 방지재는, 상기 고리 형상을 따라 위치되어 제1 나사 부재를 수용하여 상기 하부 회전 커버에 상기 제1 나사 부재를 삽입시키는 복수의 제1 저장홀; 상기 복수의 제1 저장홀을 이어주는 오일 흐름홈; 및 상기 복수의 제1 저장홀에서 이웃하는 두 개의 제1 저장홀 중 하나에 상기 안착 굴골면의 가장자리를 향해 개방되는 오일 유도구를 포함하고, 상기 제1 마모 방지재의 상기 오일 유도구는, 상기 웜하우징과 상기 웜휠 중 적어도 하나로부터 그리스(grease)를 공급받아 개별 제1 저장홀과 상기 오일 흐름홈에 공급할 수 있다.
상기 하부 회전 커버가, 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하는 때, 제1 마모 방지재는, 상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역에서 상기 로터리 조인트를 둘러싸고, 상기 웜하우징은, 상기 웜하우징의 일 면에서 상기 회전 가이더를 통해 상기 제1 마모 방지재와 접촉하고, 상기 웜하우징의 타 면에서 상기 웜하우징의 둘레를 통해 상기 상부 고정 커버와 접촉할 수 있다.
상기 하부 회전 커버가, 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하고, 상기 안착 굴곡면의 상기 가장자리에서 상기 중앙 영역으로부터 멀어지는 순서대로 원형 띠형상의 제1 및 제2 홈부를 가지며, 제1 홈부에서 상기 중앙 영역에 가까이 위치되는 단턱 면에 도금된 니켈막을 가지는 때, 상기 웜하우징은, 상기 웜하우징의 일 면에서 상기 회전 가이더 아래에 원형 띠형상의 제1 및 제2 돌출부를 가지고, 상기 제1 및 제2 돌출부는, 상기 하부 회전 커버의 상기 제1 및 제2 홈부에 각각 삽입되고, 제1 돌출부는, 상기 제1 홈부에서 상기 제1 돌출부와 상기 단턱 면 사이에 제1 오링을 가질 수 있다.
상기 웜하우징은, 상기 웜하우징의 타 면에서 상기 웜하우징의 둘레에 복수의 결합홀을 가지고, 상기 웜하우징의 개별 결합홀을 통해 상기 상부 고정 커버에 나선 결합될 수 있다.
상기 웜휠은, 상기 웜하우징과 마주하는 면에서 상기 웜하우징의 상기 웜기어와 치합하는 복수의 톱니를 가지고, 상기 웜휠의 일 면에서 상기 하부 회전 커버를 향해 가장자리 영역대비 중앙 영역에 상대적으로 솟아오르는 볼록 형상을 그리고 상기 웜휠의 타 면에 상기 상부 고정 커버를 향해 상기 가장자리 영역 대비 상기 중앙 영역에 상대적으로 함몰되는 오목 형상을 가지며, 상기 웜휠의 상기 볼록 형상에서 상기 가장자리 영역에 상기 회전 가이더와 마주하는 원형 띠형상의 제1 끼움홈을 가지고, 상기 웜휠의 상기 오목 형상에서 상기 가장자리 영역에 상기 상부 고정 커버와 마주하는 원형 띠형상의 제2 끼움홈을 가지며, 상기 웜휠의 상기 중앙 영역에서 상기 웜휠을 관통하는 복수의 위치 유도홀을 가질 수 있다.
상기 회전 가이더와 상기 웜휠 사이에 보조 마모 방지재를 더 포함하고, 상기 보조 마모 방지재, 그리고 제2 마모 방지재는, 상기 회전 가이더 상에서 상기 웜휠의 상기 제1 끼움홈에 끼워져 상기 웜휠로부터 상기 회전 가이더를 향해 순차적으로 위치될 수 있다.
상기 보조 마모 방지재는, 텅스텐(W)을 포함하는 서스(SUS) 재질로 이루어지고, 상기 제2 마모 방지재는, 캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지고, 상기 엔지니어링 플라스틱은, 마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 가질 수 있다.
상기 제2 마모 방지재는, 상기 고리 형상을 따라 위치되는 복수의 제2 저장홀을 포함하고, 상기 제2 마모 방지재의 상기 제2 저장홀은, 상기 웜하우징과 상기 웜휠 중 적어도 하나로부터 그리스를 공급받을 수 있다.
상기 회전 전용 커플러는, 상기 제2 마모 방지재와 상기 보조 마모 방지재를 관통하여 상기 웜휠에 삽입되는 제2 나사 부재를 더 포함하고, 상기 제2 나사 부재는, 상기 제2 마모 방지재에서 상기 복수의 제2 저장홀, 그리고 상기 보조 마모 방지재에서 복수의 경유홀, 그리고 상기 웜휠의 상기 제1 끼움홈에서 복수의 고정홈에 끼워져 상기 제2 마모 방지재와 상기 보조 마모 방지재를 상기 웜휠에 고정시킬 수 있다.
제3 마모 방지재는, 캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지고, 상기 엔지니어링 플라스틱은, 마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 가질 수 있다.
제3 마모 방지재는, 상기 웜휠의 상부 고정 커버 아래에서 상기 웜휠의 상기 제2 끼움홈에 삽입되어서, 상기 고리 형상을 따라 위치되어 제3 나사 부재를 수용하여 상기 웜휠에 상기 제3 나사 부재를 삽입시키는 복수의 제3 저장홀; 상기 복수의 제3 저장홀을 이어주는 오일 전달홈; 및 상기 복수의 제3 저장홀에서 이웃하는 두 개의 제3 저장홀 중 하나에 상기 웜하우징을 향해 개방되는 오일 유입구를 포함하고, 상기 제3 마모 방지재의 상기 오일 유입구는, 상기 웜하우징과 상기 웜휠 중 적어도 하나로부터 그리스를 공급받아 개별 제3 저장홀과 상기 오일 전달홈에 공급할 수 있다.
상기 하부 회전 커버가, 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하고, 상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역에 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 복수의 위치 결정홀을 가지는 때, 상기 회전 전용 커플러는, 상기 웜휠을 관통하여 상기 하부 회전 커버에 삽입되는 제4 나사 부재를 더 포함하고, 상기 제4 나사 부재는, 상기 웜휠에서 상기 복수의 위치 유도홀에 수용되어 상기 하부 회전 커버에서 상기 복수의 위치 결정홀에 삽입되면서 상기 하부 회전 커버에 상기 웜휠을 고정시킬 수 있다.
상기 웜휠이, 상기 웜하우징의 상기 웜기어에 치합되는 때, 상기 웜휠과 상기 하부 회전 커버는, 서로에 대해 나선 결합되어 상기 웜하우징에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.
상기 웜휠이, 상기 웜하우징의 상기 웜기어에 치합되는 때, 상기 웜하우징과 상기 웜휠은, 상기 웜하우징과 상기 웜휠 사이에 그리스를 가지고, 상기 그리스는, 상기 웜하우징의 측벽에 위치되는 복수의 주입구를 통해 상기 웜하우징과 상기 웜휠 사이에 공급될 수 있다.
상기 회전 전용 커플러는, 상기 회전 가이더 주변에 제2 오링, 그리고 제3 마모 방지재 주변에 제3 오링을 더 포함하고, 상기 제2 오링은, 상기 회전 가이더로부터 이격하여 상기 회전 가이더의 전방에서 상기 하부 회전 커버와 상기 웜휠 사이에 위치되고, 상기 제3 오링은, 상기 제3 마모 방지재의 내부에 삽입되어 상기 제3 마모 방지재로부터 상기 로터리 조인트를 향해 돌출하고, 상기 제3 마모 방지재의 둘레를 따라 상기 상부 고정 커버의 내부 구조물에 밀착될 수 있다.
상기 회전 전용 커플러는, 상기 하부 회전 커버와 상기 상부 고정 커버 사이에서 순차적으로 적층되는 하부 누유 방지재와 상부 누유 방지재를 더 포함하고, 상기 하부 누유 방지재는, 상기 로터리 조인트와 상기 웜휠 사이에 위치되고, 상기 웜휠의 가장자리로부터 시작하여 제3 마모 방지재를 지나 상기 로터리 조인트와 상기 웜휠 사이의 영역을 향해 흐르는 제1 경로 그리스와 접촉하면서 상기 제1 경로 그리스의 유동을 방해하고, 상기 상부 누유 방지재는, 상기 웜휠 상에서 상기 하부 누유 방지재와 접촉하여 상기 로터리 조인트를 둘러싸고, 상기 웜휠의 상기 가장자리로부터 시작하여 상기 제3 마모 방지재를 지나 상기 로터리 조인트와 상기 상부 고정 커버 사이의 영역을 향해 흐르는 제2 경로 그리스와 접촉하면서 상기 제2 경로 그리스의 유동을 방해할 수 있다.
상기 하부 누유 방지재는, 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 고리 형상으로 이루어지거나 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 코일 형상으로 이루어지고, 상기 상부 누유 방지재는, 상기 로터리 조인트를 원통 형상으로 둘러싸고, 상기 하부 누유 방지재와 상기 상부 누유 방지재는, 폴리 에틸렌 또는 폴리 우레탄을 포함하고, 개별적으로 단면에서 볼 때, 외주면을 따라 굴곡지거나 각지게 형성될 수 있다.
상기 웜하우징이, 상기 웜하우징의 둘레에 복수의 결합홀을 가지는 때, 상기 상부 고정 커버는, 상기 상부 고정 커버의 중앙 영역에서 천장홀을 통해 상기 로터리 조인트를 외부에 노출시키고, 상기 상부 고정 커버의 가장자리 영역에 위치되는 복수의 접속홀에 제5 나사 부재를 수용하여 상기 웜하우징의 상기 복수의 결합홀에 상기 제5 나사 부재를 삽입시키면서 상기 웜하우징에 고정되고, 상기 웜하우징과 상기 상부 고정 커버는, 상기 웜하우징과 상기 상부 고정 커버 사이에 제4 오링을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 회전 전용 커플러는,
굴삭기의 하부 회전 커버와 상부 고정 커버 사이에 웜휠을 둘러싸는 웜하우징과 함께, 하부 회전 커버와 웜휠과 상부 고정 커버를 관통하는 로터리 조인트를 구비하면서,
웜휠과 로터리 조인트 사이에 위치되는 하부 누유 방지재, 그리고 웜휠 상에 로터리 조인트를 둘러싸면서 웜휠과 상부 고정 커버 사이에 위치되는 상부 누유 방지재를 가지므로,
웜하우징과 웜휠 사이에 그리스를 가지는 때, 웜하우징에 대해 웜휠과 하부 회전 커버의 상대적인 회전 동안, 하부 회전 커버와 로터리 조인트와 웜하우징 사이 그리고 로터리 조인트와 상부 고정 커버 사이에서 그리스의 누유를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 회전 전용 커플러는,
굴삭기의 하부 회전 커버와 상부 고정 커버 사이에 웜휠을 둘러싸는 웜하우징과 함께, 하부 회전 커버와 웜휠과 상부 고정 커버를 관통하는 로터리 조인트를 구비하면서,
웜하우징에서 하부 회전 커버와 웜휠 사이에 삽입되어 연장되는 회전 가이더를 가지는 때, 하부 회전 커버와 회전 가이더와 웜휠과 상부 고정 커버 사이의 수평면에 제1 내지 제3 마모 방지재를 가지므로,
웜하우징에 대해 웜휠과 하부 회전 커버의 상대적인 회전 동안, 제1 내지 제3 마모 방지재를 사용하여 하부 회전 커버와 회전 가이더와 웜휠과 상부 고정 커버의 마찰을 줄여 하부 회전 커버와 회전 가이더와 웜휠과 상부 고정 커버의 마모를 최소화시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 회전 링크를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 회전 링크에서 제1 또는 제2 또는 제3 오링을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전 전용 커플러를 보여주는 이미지이다.
도 4는 도 3의 회전 전용 커플러를 보여주는 부분 분해 단면도이다.
도 5는 도 3의 회전 전용 커플러에서 하부 회전 커버와 로터리 조인트와 웜하우징과 웜휠의 결합 관계를 보여주는 이미지이다.
도 6은 도 5의 하부 회전 커버와 로터리 조인트를 확대하여 제1 마모 방지재를 보여주는 이미지이다.
도 7은 도 5의 하부 회전 커버와 웜하우징과 웜휠 사이에 보조 마모 방지재와 제2 마모 방지재를 보여주는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 웜휠을 확대하여 보여주는 이미지이다.
도 9는 도 8의 웜휠과 결합하는 보조 마모 방지재를 보여주는 이미지이다.
도 10은 도 8의 웜휠과 결합하는 보조 마모 방지재와 제2 마모 방지재를 보여주는 이미지이다.
도 11은 도 7의 웜휠에 로터리 조인트를 결합시킨 후 로터리 조인트와 웜휠 사이에 하부 누유 방지재를 보여주는 이미지이다.
도 12는 도 11의 하부 누유 방지제 상에 위치하는 상부 누유 방지재를 보여주는 이미지이다.
도 13은 도 3의 상부 고정 커버를 보여주는 이미지이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 회전 전용 커플러를 보여주는 이미지이고, 도 4는 도 3의 회전 전용 커플러를 보여주는 부분 분해 단면도이며, 도 5는 도 3의 회전 전용 커플러에서 하부 회전 커버와 로터리 조인트와 웜하우징과 웜휠의 결합 관계를 보여주는 이미지이다.
도 6은 도 5의 하부 회전 커버와 로터리 조인트를 확대하여 제1 마모 방지재를 보여주는 이미지이고, 도 7은 도 5의 하부 회전 커버와 웜하우징과 웜휠 사이에 보조 마모 방지재와 제2 마모 방지재를 보여주는 분해 사시도이며, 도 8은 도 7의 웜휠을 확대하여 보여주는 이미지이다.
도 9는 도 8의 웜휠과 결합하는 보조 마모 방지재를 보여주는 이미지이고, 도 10은 도 8의 웜휠과 결합하는 보조 마모 방지재와 제2 마모 방지재를 보여주는 이미지이며, 도 11은 도 7의 웜휠에 로터리 조인트를 결합시킨 후 로터리 조인트와 웜휠 사이에 하부 누유 방지재를 보여주는 이미지이다.
또한, 도 12는 도 11의 하부 누유 방지제 상에 위치하는 상부 누유 방지재를 보여주는 이미지이고, 도 13은 도 3의 상부 고정 커버를 보여주는 이미지이다.
도 3 내지 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 회전 전용 커플러(340)는, 굴삭기의 버켓과 아암(도면에 미도시) 사이에 위치되어 아암에 대해 버켓을 상대적으로 회전시키도록, 도 3 및 도 4와 같이, 하부 회전 커버(100)와 로터리 조인트(rotary joint; 130)와 웜하우징(160)과 웜휠(worm wheel; 190)과 상부 고정 커버(330)와 제1 내지 제3 마모 방지재(120, 230, 270)를 포함한다.
개략적으로 살펴볼 때, 상기 하부 회전 커버(100)는, 도면에 미도시되지만, 버켓에 결합된다. 상기 로터리 조인트(130)는, 도 4 및 도 5를 고려해 볼 때, 하부 회전 커버(100)에 삽입되어 하부 회전 커버(100)로부터 돌출한다. 상기 웜하우징(160)은, 도 4 및 도 5를 고려해 볼 때, 하부 회전 커버(100) 상에서 로터리 조인트(130)를 둘러싸고 일측에 웜기어(worm gear; 150))를 가지면서 로터리 조인트(130)를 향해 방사상으로 연장하는 회전 가이더(151)를 갖는다.
상기 웜휠(190)은, 도 4 및 도 5를 고려해 볼 때, 웜하우징(160)과 로터리 조인트(130) 사이에서 웜기어(150)와 치합하고 회전 가이더(151)를 덮으면서 하부 회전 커버(100)와 마주한다. 상기 상부 고정 커버(330)는, 도 3 및 도 4를 고려해볼 때, 로터리 조인트(130)를 관통시키면서 웜하우징(160)과 웜휠(190)을 덮는다.
상기 제1 내지 제3 마모 방지재(120, 230, 270)는, 도 4 및 도 6 및 도 10 및 도 11을 고려해 볼 때, 고리 형상으로 이루어진다. 상기 제1 내지 제3 마모 방지재(120, 230, 270)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 회전 커버(100)와 회전 가이더(150) 사이에, 그리고 회전 가이더(151)와 웜휠(190) 사이에, 그리고 웜휠(190)과 상부 고정 커버(330) 사이에 하나씩으로 순차적으로 위치된다. 상기 제1 내지 제3 마모 방지재(120, 230, 270)는, 개별적으로 사각형의 단면을 갖는다.
여기서, 제1 마모 방지재(120) 또는 제2 마모 방지재(230) 또는 제3 마모 방지재(270)는, 도 4에서, 하부 회전 커버(100) 상에서 웜하우징(160)과 웜휠(190)과 상부 고정 커버(330) 중 적어도 하나의 하중을 받는 수평면에 위치된다. 좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 하부 회전 커버(100)는, 도 5에서, 하부 회전 커버(100)의 일측에서 웜하우징(160)과 웜휠(190) 바로 아래에 로터리 조인트(130)를 부분적으로 함몰시켜 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면(97)을 갖는다.
또한, 상기 하부 회전 커버(100)는, 도 5 및 도 6을 고려해 볼 때, 안착 굴곡면(97)의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하여 중앙 영역에 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 복수의 위치 결정홀(91)을 가지고, 안착 굴곡면(97)의 가장자리에서 중앙 영역으로부터 멀어지는 순서대로 제1 및 제2 홈부(93, 95)를 가지며, 하부 회전 커버(100)의 타측에서 안착 굴곡면(97) 대비 상대적으로 평평한 안착 평탄면(99)을 갖는다.
여기서, 상기 안착 평탄면(99)은, 도 3 및 도 5 및 도 6 및 도 13을 고려해 볼 때, 상부 고정 커버(330)와 접촉하여 상부 고정 커버(330)를 지지한다. 상기 제1 마모 방지재(120)는, 도 5 및 도 6을 고려해 볼 때, 안착 굴곡면(S)의 중앙 영역에 위치되어 개별 위치 결정홀(91)을 둘러싼다.
상기 하부 회전 커버(100)의 제1 홈부(93)는, 도 5 및 도 6을 고려해 볼 때, 안착 굴곡면(S)의 중앙 영역과 가장자리 영역 사이에서 제1 홈부(93)의 단턱 면(W)에 도금된 니켈(Ni) 막을 갖는다. 상기 니켈 막은, 제1 홈부(93)에서 니켈 막 주변대비 상대적으로 강도를 크게 갖는다. 상기 제1 마모 방지재(120)는, 캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어진다. 상기 엔지니어링 플라스틱은, 마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 갖는다.
상기 제1 마모 방지재(120)는, 도 6에서, 오일 유도구(113) 그리고 오일 흐름홈(116) 그리고 복수의 제1 저장홀(119)을 포함한다. 우선적으로, 상기 복수의 제1 저장홀(119)은, 도 6을 고려해볼 때, 고리 형상을 따라 위치되어 제1 나사 부재(도면에 미도시)를 수용하여 하부 회전 커버(100)에 제1 나사 부재를 삽입시킨다.
상기 오일 흐름홈(116)은, 도 6에서, 복수의 제1 저장홀(119)을 이어준다. 상기 오일 유도구(113)는, 도 5 및 도 6을 고려해볼 때, 복수의 제1 저장홀(119)에서 이웃하는 두 개의 제1 저장홀(119) 중 하나(119)에 안착 굴골면(S)의 가장자리를 향해 개방된다. 여기서, 상기 제1 마모 방지재(120)의 오일 유도구(113)는, 도 5 및 도 11을 고려해 볼 때, 웜하우징(160)과 웜휠(190) 중 적어도 하나로부터 그리스(grease; 250)를 공급받아 개별 제1 저장홀(119)과 오일 흐름홈(116)에 공급한다.
상기 하부 회전 커버(100)가, 도 5에서, 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면(S)을 가지며, 안착 굴곡면(S)의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하는 때, 상기 제1 마모 방지재(120)는, 도 5에서, 안착 굴곡면(S)의 중앙 영역에서 로터리 조인트(130)를 둘러싼다. 또한, 상기 웜하우징(160)은, 도 4 및 도 5를 고려하면, 웜하우징(160)의 일 면(S1)에서 회전 가이더(151)를 통해 제1 마모 방지재(120)와 접촉하고, 도 3 내지 도 5 및 도 11을 고려하면, 웜하우징(160)의 타 면(S2)에서 웜하우징(160)의 둘레를 통해 상부 고정 커버(330)와 접촉한다.
상기 하부 회전 커버(100)가, 도 5 및 도 6에서, 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면(S)을 가지며, 안착 굴곡면(S1)의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하고, 안착 굴곡면(S1)의 가장자리에서 중앙영역으로부터 멀어지는 순서대로 원형 띠형상의 제1 및 제2 홈부(93, 95)를 가지며, 제1 홈부(93)에서 안착 굴곡면의 중앙 영역에 가까이 위치되는 단턱 면(W)에 도금된 니켈막을 가지는 때, 상기 웜하우징(160)은, 도 5 및 도 7을 고려하면, 웜하우징(160)의 일 면(S1)에서 회전 가이더(151) 아래에 원형 띠형상의 제1 및 제2 돌출부(153, 156)를 갖는다.
여기서, 상기 제1 및 제2 돌출부(153, 156)는, 도 4 및 도 5를 고려하면, 하부 회전 커버(100)의 제1 및 제2 홈부(93, 95)에 각각 삽입된다. 상기 제1 돌출부(153)는, 도 4 및 도 5를 고려하면, 제1 홈부(93)에서 제1 돌출부(153)와 단턱 면(W) 사이에 제1 오링(174)을 갖는다. 상기 웜하우징(160)은, 도 7 및 도 11을 고려해 볼 때, 웜하우징(160)의 타 면(S2)에서 웜하우징(160)의 둘레에 복수의 결합홀(159)을 가지고, 웜하우징(160)의 개별 결합홀(159)을 통해 상부 고정 커버(330)에 나선 결합된다.
상기 웜휠(190)은, 도 4 및 도 7을 고려해볼 때, 웜하우징(160)과 마주하는 면에서 웜하우징(160)의 웜기어(150)와 치합하는 복수의 톱니를 가지고, 도 7 및 도 8 및 도 11을 고려해볼 때, 웜휠(190)의 일 면(S3)에서 하부 회전 커버(100)를 향해 가장자리 영역대비 중앙 영역에 상대적으로 솟아오르는 볼록 형상을 그리고 웜휠(190)의 타 면(S4)에 상부 고정 커버(330)를 향해 가장자리 영역 대비 중앙 영역에 상대적으로 함몰되는 오목 형상을 갖는다.
또한, 상기 웜휠(190)은, 도 5 및 도 7 및 도 8을 고려해볼 때, 웜휠(190)의 볼록 형상에서 가장자리 영역에 회전 가이더(151)와 마주하는 원형 띠형상의 제1 끼움홈(186)을 가지고, 도 4 및 도 7을 고려해볼 때, 웜휠(190)의 오목 형상에서 가장자리 영역에 상부 고정 커버(330)와 마주하는 원형 띠형상의 제2 끼움홈(188)을 가지며, 도 5 및 도 7 및 도 8에서, 웜휠(190)의 중앙 영역에서 웜휠(190)을 관통하는 복수의 위치 유도홀(182)을 갖는다.
상기 회전 전용 커플러(340)는, 도 4 및 도 7 및 도 9를 고려해볼 때, 상기 회전 가이더(151)와 웜휠(190) 사이에 보조 마모 방지재(210)를 더 포함한다. 상기 보조 마모 방지재(210), 그리고 제2 마모 방지재(230)는, 도 4 및 도 5 및 도 7 및 도 9 및 도 10을 고려해볼 때, 회전 가이더(151) 상에서 웜휠(190)의 제1 끼움홈(186)에 끼워져 웜휠(190)로부터 회전 가이더(151)를 향해 순차적으로 위치된다.
상기 보조 마모 방지재(210)는, 텅스텐(W)을 포함하는 서스(SUS) 재질로 이루어진다. 상기 제2 마모 방지재(230)는, 캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어진다. 상기 엔지니어링 플라스틱은, 마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 갖는다.
상기 제2 마모 방지재(230)는, 도 10에서, 고리 형상을 따라 위치되는 복수의 제2 저장홀(225)을 포함한다. 상기 제2 마모 방지재(230)의 제2 저장홀(225)은, 도 4 및 도 7 및 도 10 및 도 11을 고려해볼 때, 웜하우징(160)과 웜휠(190) 중 적어도 하나로부터 그리스(250)를 공급받는다.
상기 회전 전용 커플러(340)는, 도 7 내지 도 10을 고려해 볼 때, 제2 마모 방지재(230)와 보조 마모 방지재(210)를 관통하여 웜휠(190)에 삽입되는 제2 나사 부재(240)를 더 포함한다. 여기서, 상기 제2 나사 부재(240)는, 도 7 내지 도 10을 고려해 볼 때, 제2 마모 방지재(230)에서 복수의 제2 저장홀(225), 그리고 보조 마모 방지재(210)에서 복수의 경유홀(205), 그리고 웜휠(190)의 제1 끼움홈(186)에서 복수의 고정홈(184)에 끼워져 제2 마모 방지재(230)와 보조 마모 방지재(210)를 웜휠(190)에 고정시킨다.
상기 제3 마모 방지재(270)는, 도 4 및 도 11에서, 캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어진다. 상기 엔지니어링 플라스틱은, 마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 갖는다. 상기 제3 마모 방지재(270)는, 도 4 및 도 7을 고려해 볼 때, 상부 고정 커버(330) 아래에서 웜휠(190)의 제2 끼움홈(188)에 삽입되면서, 도 11에 도시된 바와 같이, 오일 유입구(263) 그리고 오일 전달홈(266) 그리고 복수의 제3 저장홀(269)를 포함한다.
우선적으로, 상기 복수의 제3 저장홀(269)은, 도 11에서, 고리 형상을 따라 위치되어 제3 나사 부재(도면에 미도시)를 수용하여 웜휠(190)에 제3 나사 부재를 삽입시킨다. 상기 오일 전달홈(266)은, 도 11에서, 복수의 제3 저장홀(269)을 이어준다. 상기 오일 유입구(263)는, 도 11에서, 복수의 제3 저장홀(269)에서 이웃하는 두 개의 제3 저장홀(269) 중 하나(269)에 웜하우징(160)을 향해 개방된다. 여기서, 상기 제3 마모 방지재(270)의 오일 유입구(263)는, 도 11에서, 웜하우징(160)과 웜휠(190) 중 적어도 하나로부터 그리스(250)를 공급받아 개별 제3 저장홀(269)과 오일 전달홈(266)에 공급한다.
상기 하부 회전 커버(100)가, 도 5에서, 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면(S)을 가지며, 안착 굴곡면(S)의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하고, 안착 굴곡면(S)의 중앙 영역에 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 복수의 위치 결정홀(91)을 가지는 때, 상기 회전 전용 커플러(340)는, 도 5 및 도 7 및 도 11을 고려해볼 때, 웜휠(190)을 관통하여 하부 회전 커버(100)에 삽입되는 제4 나사 부재(240)를 더 포함한다.
상기 제4 나사 부재(240)는, 도 5 및 도 7 및 도 11을 고려해볼 때, 웜휠(190)에서 복수의 위치 유도홀(182)에 수용되어 하부 회전 커버(100)에서 복수의 위치 결정홀(91)에 삽입되면서 하부 회전 커버(100)에 웜휠(190)을 고정시킨다. 상기 웜휠(190)이, 도 4 및 도 5 및 도 11을 고려하면, 웜하우징(160)의 웜기어(150)에 치합되는 때, 웜휠(190)과 하부 회전 커버(100)는, 서로에 대해 나선 결합되어 웜하우징(160)에 대해 상대적으로 회전(R2)한다.
상기 웜휠(190)이, 도 4에 도시된 바와 같이, 웜하우징(160)의 웜기어(150)에 치합되는 때, 상기 웜하우징(160)과 웜휠(190)은, 도 11과 같이, 웜하우징(160)과 웜휠(190) 사이에 그리스(250)를 갖는다. 상기 그리스(250)는, 도 11에서, 웜하우징(160)의 측벽에 위치되는 복수의 주입구(H)를 통해 웜하우징(160)과 웜휠(190) 사이에 공급된다. 또한, 그리스(250)는, 웜하우징(160)과 웜휠(190) 사이에서 윤활 역할을 한다.
상기 회전 전용 커플러(340)는, 도 4와 같이, 회전 가이더(151) 주변에 제2 오링(178), 그리고 제3 마모 방지재(270) 주변에 제3 오링(280)을 더 포함한다. 상기 제2 오링(178)은, 도 4에서, 회전 가이더(151)로부터 이격하여 회전 가이더(151)의 전방에서 하부 회전 커버(100)와 웜휠(190) 사이에 위치된다. 상기 제3 오링(280)은, 도 4 및 도 11을 고려하면, 제3 마모 방지재(270)의 내부에 삽입되어 제3 마모 방지재(270)로부터 로터리 조인트(130)를 향해 돌출하고, 제3 마모 방지재(270)의 둘레를 따라 상부 고정 커버(330)의 내부 구조물(도면에 미도시)에 밀착된다.
상기 회전 전용 커플러(340)는, 도 4 및 도 11 및 도 12를 고려해볼 때, 하부 회전 커버(100)와 상부 고정 커버(330) 사이에서 순차적으로 적층되는 하부 누유 방지재(290)와 상부 누유 방지재(300)를 더 포함한다. 상기 하부 누유 방지재(290)는, 도 4 및 도 11을 고려해볼 때, 로터리 조인트(130)와 웜휠(190) 사이에 위치되고, 웜휠(190)의 가장자리로부터 시작하여 제3 마모 방지재(270)를 지나 로터리 조인트(130)와 웜휠(190) 사이의 영역을 향해 흐르는 제1 경로 그리스(도면에 미도시)와 접촉하면서 제1 경로 그리스의 유동을 방해한다. 즉, 상기 하부 누유 방지재(290)는, 제1 경로 그리스를 흡수한다.
상기 상부 누유 방지재(300)는, 도 4 및 도 12를 고려해볼 때, 웜휠(190) 상에서 하부 누유 방지재(290)와 접촉하여 로터리 조인트(130)를 둘러싸고, 웜휠(190)의 가장자리로부터 시작하여 제3 마모 방지재(270)를 지나 로터리 조인트(130)와 상부 고정 커버(330) 사이의 영역을 향해 흐르는 제2 경로 그리스(도면에 미도시)와 접촉하면서 제2 경로 그리스의 유동을 방해한다. 즉, 상기 상부 누유 방지재(300)는, 제2 경로 그리스를 흡수한다.
상기 하부 누유 방지재(290)는, 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 고리 형상(도 4 또는 도 11 참조요)으로 이루어지거나 로터리 조인트(130)를 둘러싸는 코일 형상(도면에 미도시됨)으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 누유 방지재(300)는, 도 12에서, 로터리 조인트(130)를 원통 형상으로 둘러싼다.
상기 하부 누유 방지재(290)와 상부 누유 방지재(300)는, 폴리 에틸렌 또는 폴리 우레탄을 포함하고, 개별적으로 단면에서 볼 때, 외주면을 따라 굴곡(도 4 또는 도 11 참조요)지거나 각지게(도면에 미도시됨)형성될 수 있다. 상기 웜하우징(160)이, 도 11과 같이, 웜하우징(160)의 둘레에 복수의 결합홀(159)을 가지는 때, 상기 상부 고정 커버(330)는, 도 3 및 도 4 및 도 13을 고려해볼 때, 상부 고정 커버(330)의 중앙 영역에서 천장홀(323)을 통해 로터리 조인트(130)를 외부에 노출시킨다.
상기 상부 고정 커버(330)는, 도 3 및 도 13을 고려해볼 때, 상부 고정 커버(330)의 가장자리 영역에 위치되는 복수의 접속홀(326)에 제5 나사 부재(329)를 수용하여 웜하우징(160)의 복수의 결합홀(159)에 제5 나사 부재(329)를 삽입시키면서 웜하우징(160)에 고정된다. 여기서, 상기 웜하우징(160)과 상부 고정 커버(330)는, 도 4에서, 웜하우징(160)과 상부 고정 커버(330) 사이에 제4 오링(310)을 갖는다.
한편, 상기 제1 내지 제4 오링(174, 178, 280, 270)은, 제1 내지 제3 마모 방지재(120, 230, 270)보다 마찰계수를 더 크게 갖는다. 상기 마찰계수는, 물리학에서, f=μN(단, f는 마찰력이고, μ는 마찰계수이고, N은 수직항력(또는 하중)임)으로 정의된다. 따라서, 상기 하중이 일정하다면, 외력과 반대방향으로 작용하는 마찰력은 마찰계수의 크기에 비례한다.
따라서, 상기 제1 내지 제3 마모 방지재(120, 230, 270)는, 작은 수치의 마찰계수를 바탕으로, 웜하우징(160)에 대해 하부 회전 커버(100)와 웜휠(190)의 상대적인 회전을 원활하게 해주고, 오일활제와 그리스(250)를 바탕으로, 하부 회전 커버(100)와 웜하우징(160)과 웜휠(190)과 상부 고정 커버(330)의 마모를 최소화시켜 준다.
100; 하부 회전 커버, 130; 로터리 조인트
150; 웜기어, 151; 회전 가이더
160; 웜하우징, 190; 웜휠
290; 하부 누유 방지재, 300; 상부 누유 방지재
323; 천장홀, 330; 상부 고정 커버
120 & 230 & 270; 제1 내지 제3 마모 방지재
174 & 178 & 280 & 310; 제1 내지 제4 오링
340; 회전 전용 커플러

Claims (22)

  1. 굴삭기의 버켓과 아암 사이에 위치되어 상기 아암에 대해 상기 버켓을 상대적으로 회전시키는 회전 전용 커플러에 있어서,
    상기 버켓에 결합되는 하부 회전 커버;
    상기 하부 회전 커버에 삽입되어 상기 하부 회전 커버로부터 돌출하는 로터리 조인트(rotary joint);
    상기 하부 회전 커버 상에서 상기 로터리 조인트를 둘러싸고 일측에 웜기어(worm gear)를 가지면서 상기 로터리 조인트를 향해 방사상으로 연장하는 회전 가이더를 가지는 웜하우징;
    상기 웜하우징과 상기 로터리 조인트 사이에서 상기 웜기어와 치합하고 상기 회전 가이더를 덮으면서 상기 하부 회전 커버와 마주하는 웜휠(worm wheel);
    상기 로터리 조인트를 관통시키면서 상기 웜하우징과 상기 웜휠을 덮는 상부 고정 커버; 및
    상기 하부 회전 커버와 상기 회전 가이더, 그리고 상기 회전 가이더와 상기 웜휠, 그리고 상기 웜휠과 상기 상부 고정 커버 사이에 하나씩으로 순차적으로 위치되는 고리 형상의 제1 내지 제3 마모 방지재를 포함하고,
    제1 마모 방지재 또는 제2 마모 방지재 또는 제3 마모 방지재는,
    상기 하부 회전 커버 상에서 상기 회전 가이더와 웜휠과 상기 상부 고정 커버 중 적어도 하나의 하중을 받는 수평면에 위치되는, 회전 전용 커플러.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 회전 커버는,
    상기 하부 회전 커버의 일측에서 상기 웜하우징과 상기 웜휠 바로 아래에 상기 로터리 조인트를 부분적으로 함몰시켜 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며,
    상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하여 상기 중앙 영역에 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 복수의 위치 결정홀을 가지고,
    상기 안착 굴곡면의 상기 가장자리에서 상기 중앙 영역으로부터 멀어지는 순서대로 제1 및 제2 홈부를 가지며,
    상기 하부 회전 커버의 타측에서 상기 안착 굴곡면 대비 상대적으로 평평한 안착 평탄면을 가지고,
    상기 안착 평탄면은,
    상기 상부 고정 커버와 접촉하여 상기 상부 고정 커버를 지지하고,
    제1 마모 방지재는,
    상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역에 위치되어 개별 위치 결정홀을 둘러싸는, 회전 전용 커플러.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하부 회전 커버의 제1 홈부는,
    상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역 사이에서 상기 제1 홈부의 단턱 면에 도금된 니켈(Ni) 막을 가지고,
    상기 니켈 막은,
    상기 제1 홈부에서 상기 니켈 막 주변대비 상대적으로 강도를 크게 가지는, 회전 전용 커플러.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 마모 방지재는,
    캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지고,
    상기 엔지니어링 플라스틱은,
    마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 가지는, 회전 전용 커플러.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 마모 방지재는,
    상기 고리 형상을 따라 위치되어 제1 나사 부재를 수용하여 상기 하부 회전 커버에 상기 제1 나사 부재를 삽입시키는 복수의 제1 저장홀;
    상기 복수의 제1 저장홀을 이어주는 오일 흐름홈; 및
    상기 복수의 제1 저장홀에서 이웃하는 두 개의 제1 저장홀 중 하나에 상기 안착 굴골면의 가장자리를 향해 개방되는 오일 유도구를 포함하고,
    상기 제1 마모 방지재의 상기 오일 유도구는,
    상기 웜하우징과 상기 웜휠 중 적어도 하나로부터 그리스(grease)를 공급받아 개별 제1 저장홀과 상기 오일 흐름홈에 공급하는, 회전 전용 커플러.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 회전 커버가,
    상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하는 때,
    제1 마모 방지재는,
    상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역에서 상기 로터리 조인트를 둘러싸고,
    상기 웜하우징은,
    상기 웜하우징의 일 면에서 상기 회전 가이더를 통해 상기 제1 마모 방지재와 접촉하고,
    상기 웜하우징의 타 면에서 상기 웜하우징의 둘레를 통해 상기 상부 고정 커버와 접촉하는, 회전 전용 커플러.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 회전 커버가,
    상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하고, 상기 안착 굴곡면의 상기 가장자리에서 상기 중앙 영역으로부터 멀어지는 순서대로 원형 띠형상의 제1 및 제2 홈부를 가지며, 제1 홈부에서 상기 중앙 영역에 가까이 위치되는 단턱 면에 도금된 니켈막을 가지는 때,
    상기 웜하우징은,
    상기 웜하우징의 일 면에서 상기 회전 가이더 아래에 원형 띠형상의 제1 및 제2 돌출부를 가지고,
    상기 제1 및 제2 돌출부는,
    상기 하부 회전 커버의 상기 제1 및 제2 홈부에 각각 삽입되고,
    제1 돌출부는,
    상기 제1 홈부에서 상기 제1 돌출부와 상기 단턱 면 사이에 제1 오링을 가지는, 회전 전용 커플러.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 웜하우징은,
    상기 웜하우징의 타 면에서 상기 웜하우징의 둘레에 복수의 결합홀을 가지고,
    상기 웜하우징의 개별 결합홀을 통해 상기 상부 고정 커버에 나선 결합되는, 회전 전용 커플러.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 웜휠은,
    상기 웜하우징과 마주하는 면에서 상기 웜하우징의 상기 웜기어와 치합하는 복수의 톱니를 가지고,
    상기 웜휠의 일 면에서 상기 하부 회전 커버를 향해 가장자리 영역대비 중앙 영역에 상대적으로 솟아오르는 볼록 형상을 그리고 상기 웜휠의 타 면에 상기 상부 고정 커버를 향해 상기 가장자리 영역 대비 상기 중앙 영역에 상대적으로 함몰되는 오목 형상을 가지며,
    상기 웜휠의 상기 볼록 형상에서 상기 가장자리 영역에 상기 회전 가이더와 마주하는 원형 띠형상의 제1 끼움홈을 가지고,
    상기 웜휠의 상기 오목 형상에서 상기 가장자리 영역에 상기 상부 고정 커버와 마주하는 원형 띠형상의 제2 끼움홈을 가지며,
    상기 웜휠의 상기 중앙 영역에서 상기 웜휠을 관통하는 복수의 위치 유도홀을 가지는, 회전 전용 커플러.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 회전 가이더와 상기 웜휠 사이에 보조 마모 방지재를 더 포함하고,
    상기 보조 마모 방지재, 그리고 제2 마모 방지재는,
    상기 회전 가이더 상에서 상기 웜휠의 상기 제1 끼움홈에 끼워져 상기 웜휠로부터 상기 회전 가이더를 향해 순차적으로 위치되는, 회전 전용 커플러.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 보조 마모 방지재는,
    텅스텐(W)을 포함하는 서스(SUS) 재질로 이루어지고,
    상기 제2 마모 방지재는,
    캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지고,
    상기 엔지니어링 플라스틱은,
    마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 가지는, 회전 전용 커플러.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 마모 방지재는,
    상기 고리 형상을 따라 위치되는 복수의 제2 저장홀을 포함하고,
    상기 제2 마모 방지재의 상기 제2 저장홀은,
    상기 웜하우징과 상기 웜휠 중 적어도 하나로부터 그리스를 공급받는, 회전 전용 커플러.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 마모 방지재와 상기 보조 마모 방지재를 관통하여 상기 웜휠에 삽입되는 제2 나사 부재를 더 포함하고,
    상기 제2 나사 부재는,
    상기 제2 마모 방지재에서 상기 복수의 제2 저장홀, 그리고 상기 보조 마모 방지재에서 복수의 경유홀, 그리고 상기 웜휠의 상기 제1 끼움홈에서 복수의 고정홈에 끼워져 상기 제2 마모 방지재와 상기 보조 마모 방지재를 상기 웜휠에 고정시키는, 회전 전용 커플러.
  14. 제1 항에 있어서,
    제3 마모 방지재는,
    캐스트 나일론(cast nylon)에 오일활제(lubricator)를 혼합시킨 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지고,
    상기 엔지니어링 플라스틱은,
    마찰계수 0.03 내지 0.08 의 범위를 가지는, 회전 전용 커플러.
  15. 제9 항에 있어서,
    제3 마모 방지재는,
    상기 웜휠의 상부 고정 커버 아래에서 상기 웜휠의 상기 제2 끼움홈에 삽입되어서,
    상기 고리 형상을 따라 위치되어 제3 나사 부재를 수용하여 상기 웜휠에 상기 제3 나사 부재를 삽입시키는 복수의 제3 저장홀;
    상기 복수의 제3 저장홀을 이어주는 오일 전달홈; 및
    상기 복수의 제3 저장홀에서 이웃하는 두 개의 제3 저장홀 중 하나에 상기 웜하우징을 향해 개방되는 오일 유입구를 포함하고,
    상기 제3 마모 방지재의 상기 오일 유입구는,
    상기 웜하우징과 상기 웜휠 중 적어도 하나로부터 그리스를 공급받아 개별 제3 저장홀과 상기 오일 전달홈에 공급하는, 회전 전용 커플러.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 하부 회전 커버가,
    상기 로터리 조인트를 둘러싸는 원 형상의 안착 굴곡면을 가지며, 상기 안착 굴곡면의 가장자리 영역 대비 중앙 영역에서 상대적으로 돌출하고, 상기 안착 굴곡면의 상기 중앙 영역에 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 복수의 위치 결정홀을 가지는 때,
    상기 웜휠을 관통하여 상기 하부 회전 커버에 삽입되는 제4 나사 부재를 더 포함하고,
    상기 제4 나사 부재는,
    상기 웜휠에서 상기 복수의 위치 유도홀에 수용되어 상기 하부 회전 커버에서 상기 복수의 위치 결정홀에 삽입되면서 상기 하부 회전 커버에 상기 웜휠을 고정시키는, 회전 전용 커플러.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 웜휠이,
    상기 웜하우징의 상기 웜기어에 치합되는 때,
    상기 웜휠과 상기 하부 회전 커버는,
    서로에 대해 나선 결합되어 상기 웜하우징에 대해 상대적으로 회전하는, 회전 전용 커플러.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 웜휠이,
    상기 웜하우징의 상기 웜기어에 치합되는 때,
    상기 웜하우징과 상기 웜휠은,
    상기 웜하우징과 상기 웜휠 사이에 그리스를 가지고,
    상기 그리스는,
    상기 웜하우징의 측벽에 위치되는 복수의 주입구를 통해 상기 웜하우징과 상기 웜휠 사이에 공급되는, 회전 전용 커플러.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 회전 가이더 주변에 제2 오링, 그리고 제3 마모 방지재 주변에 제3 오링을 더 포함하고,
    상기 제2 오링은,
    상기 회전 가이더로부터 이격하여 상기 회전 가이더의 전방에서 상기 하부 회전 커버와 상기 웜휠 사이에 위치되고,
    상기 제3 오링은,
    상기 제3 마모 방지재의 내부에 삽입되어 상기 제3 마모 방지재로부터 상기 로터리 조인트를 향해 돌출하고,
    상기 제3 마모 방지재의 둘레를 따라 상기 상부 고정 커버의 내부 구조물에 밀착되는, 회전 전용 커플러.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 회전 커버와 상기 상부 고정 커버 사이에서 순차적으로 적층되는 하부 누유 방지재와 상부 누유 방지재를 더 포함하고,
    상기 하부 누유 방지재는,
    상기 로터리 조인트와 상기 웜휠 사이에 위치되고,
    상기 웜휠의 가장자리로부터 시작하여 제3 마모 방지재를 지나 상기 로터리 조인트와 상기 웜휠 사이의 영역을 향해 흐르는 제1 경로 그리스와 접촉하면서 상기 제1 경로 그리스의 유동을 방해하고,
    상기 상부 누유 방지재는,
    상기 웜휠 상에서 상기 하부 누유 방지재와 접촉하여 상기 로터리 조인트를 둘러싸고,
    상기 웜휠의 상기 가장자리로부터 시작하여 상기 제3 마모 방지재를 지나 상기 로터리 조인트와 상기 상부 고정 커버 사이의 영역을 향해 흐르는 제2 경로 그리스와 접촉하면서 상기 제2 경로 그리스의 유동을 방해하는, 회전 전용 커플러.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 하부 누유 방지재는,
    상기 로터리 조인트를 둘러싸는 고리 형상으로 이루어지거나 상기 로터리 조인트를 둘러싸는 코일 형상으로 이루어지고,
    상기 상부 누유 방지재는,
    상기 로터리 조인트를 원통 형상으로 둘러싸고,
    상기 하부 누유 방지재와 상기 상부 누유 방지재는,
    폴리 에틸렌 또는 폴리 우레탄을 포함하고,
    개별적으로 단면에서 볼 때, 외주면을 따라 굴곡지거나 각지게 형성되는, 회전 전용 커플러.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 웜하우징이,
    상기 웜하우징의 둘레에 복수의 결합홀을 가지는 때,
    상기 상부 고정 커버는,
    상기 상부 고정 커버의 중앙 영역에서 천장홀을 통해 상기 로터리 조인트를 외부에 노출시키고,
    상기 상부 고정 커버의 가장자리 영역에 위치되는 복수의 접속홀에 제5 나사 부재를 수용하여 상기 웜하우징의 상기 복수의 결합홀에 상기 제5 나사 부재를 삽입시키면서 상기 웜하우징에 고정되고,
    상기 웜하우징과 상기 상부 고정 커버는,
    상기 웜하우징과 상기 상부 고정 커버 사이에 제4 오링을 가지는, 회전 전용 커플러.

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KR102184165B1 (ko) * 2019-07-05 2020-11-27 주식회사 제이케이 간격 조절장치 및 이를 구비하는 회전형 퀵커플러

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