KR0167660B1 - 한계 토크 제한 축 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로부터 전달되는 동력에 의해 회전하는 회전축의 반대측에 고정되어 있는 정지축을 고정축과 유동축으로 분리, 형성하고, 상기 고정축에 대하여 유동축을 회전할 수 있게 하여 한계 토오크 이상의 과도한 동력이 전달되는 경우 이를 수용할 수 있도록 두 축을 연결하는 한계 토크 제한 축 커플링으로서, 상기 고정축에 결합된 제1디스크와, 상기 제1디스크보다 작은 지름으로 형성되어 제1디스크와 연결되며 유동축에 결합되는 제2디스크와, 상기 제1디스크의 외주면으로부터 내주면을 향하여 관통 형성된 수개의 홈을 경유하여 상기 홈에 대응하도록 제2디스크의 외주면에 형성된 노치 홈과의 사이에 개재되어 두 개의 디스크가 움직이지 않도록 지지하고 있는 구와, 상기 구를 제2디스크의 노치 홈측으로 탄력 지지하는 것으로써 정해진 한계 토오크에 상당하는 힘의 크기로 구를 탄력 지지하도록 제1디스크의 홈상에 삽입되어 있는 스프링과, 상기 스프링이 홈에서 이탈하지 않도록 고정하는 부재를 구비하여, 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우 유동축이 회전할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 한계 토크 제한 축 커플링를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 자동차용 비스크스 커플링의 성능을 측정하는 장치에서 외부의 이상 조건으로 인하여 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우, 피실험체의 타단을 이루고 있는 정지축상의 유동축이 회전하면서 이를 수용함으로써 종래와 같은 과동한 동력 전달으로 인한 고정단의 파손 및 각 구성 부품의 고장을 방지할 수 있다.

Description

한계 토크 제한 축 커플링

제1도는 일반적인 자동차용 비스커스 커플링 성능 측정장치의 개략적인 구성도.

제2도의 (a)(b)는 본 발명에 의한 한계 토크 제한 축 커플링의 구성을 보인 도면으로써,

(a)는 정단면도 이고,

(b)는 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 고정축 22 : 유동축

23 : 제1디스크 23a : 홈

24 : 제2디스크 24a : 노치 홈

25 : 구 26 : 스프링

27 : 볼트

본 발명은 두 축간의 동력 전달을 위한 이음장치인 축 커플링에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 자동차용 비스커스 커플링의 성능 측정을 위한 실험장치에서 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되었을 때 이를 수용하여 실험 대상체의 손상 없이 실험을 수행할 수 있도록 하는데 특히 적합한 한계 토크 제한 축 커플링에 관한 것이다.

최근, 자동차의 안전도에 관한 관심이 높아지면서 안전 설계를 위한 많은 연구와 실험 등이 행해지고 있으며, 또한 실험장비의 고급화가 이루어지고 있다.

제1도는 자동차 개발을 위한 실험장비의 한 예로서, 자동차, 특히 4륜 구동 자동차에 사용되는 비스커스 커플링의 토오크 전달 성능을 향상시키기 위하여 동작 조건 등을 선정하는 실험장비의 하나인 자동차용 비스커스 커플링 성능 측정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

도면에서 참조 부호 1은 자동차의 추진축에 상당하는 축으로서, 이 축 (1)의 일단은 임의의 벽체(2)에 고정되어 있고, 또한 이 축(1)상에는 실험 대상체인 비스커스 커플링(3)과, 토오크 센서(4)와, 모터(5)와, 인버터(6)가 순차적으로 설치되어 있으며, 상기 인버터(6)에는 컨트를 패널(7)이 연결, 설치되어 있다.

여기서, 상기 토오크 센서(4)는 모터(5)로부터 전달되는 토오크를 체크하기 위한 것이고, 인버터(6)는 모터(5)의 속도를 제어하기 위한 것이며, 컨트롤 패널(7)은 일종의 제어판이다. 또한 참조 부호 8 및 9는 모터(5)로부터 과도한 동력이 전달되는 경우에도 비스커스 커플링(3)에는 전달되지 않도록 하기 위한 일종의 안전장치인 축 커플링이다. 도시예에서는 두 개의 축 커플링(8)(9)를 구성한 예를 보이고 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 또한 그 위치 또한 도시예에 한정되지 않는다.

이러한 실험장비는 모터(5)로부터 발생되는 동력, 예컨대 정해진 한계 토오크가 축(1)을 통하여 비스커스 커플링(3)으로 전달되는 것으로 실험이 수행되는 바, 상기 비스커스 커플링(3)의 일측 축은 회전 가능하게 되어있고, 타측은 임의의 벽체(2)에 고정되어 회전하지 않도록 되어 있다. 따라서 모터(5)로부터의 동력이 전달되면 비스커스 커플링(3)의 내부에 구성되어 있는 판의 회전 및 정지에 의해 점성 유체의 전단 저항 등을 알 수 있는 것이다. 상기와 같은 실험방법을 통하여 비스커스 커플링(3)의 성능 및 동작 조건 등을 최적의 조건으로 선정할 수 있는 것이다.

도면에서 미설명 부호 10은 압력 센서, 11은 온도기, 12는 스피드 센서이다.

그러나, 상기한 바와 같은 통상의 자동차용 비스커스 커플링 성능 실험장치에 있어서는, 외부의 이상 조건에 의해 정해진 토오크 이상의 동력이 전달되었을 때 이를 수용할 수 있는 아무런 장치가 없음으로 인하여 축의 고정 부분이 견디지 못하고 파손되거나, 또는 각각의 구성 부품에 고장이 발생할 우려가 있는 등 효과적인 실험을 수행할 수 없다는 문제가 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출한 것으로, 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우 서로 연결된 임의의 두 축 중 하나의 축이 회전하도록 함으로써 과도하게 전달되는 동력을 수용하여 과도한 동력의 전달로 인한 예를 들어, 실험 대상체의 손상을 방지할 수 있는 한계 토크 제한 축 커플링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부로부터 전달되는 동력에 의해 회전하는 회전축의 반대 측에 고정되어 있는 정지축을 고정축과 유동축으로 분리, 형성하고, 상기 고정축에 대하여 유동축을 회전할 수 있게 하여 한계 토오크 이상의 과도한 동력이 전달되는 경우 이를 수용할 수 있도록 두 축을 연결하는 한계 토크 제한 축 커플링으로서, 상기 고정축에 결합된 제 1디스크와, 상기 제1디스크보다 작은 지름으로 형성되어 제1디스크와 연결되며 유동축에 결합되는 제2디스크와, 상기 제1디스크의 외주면으로부터 내주면을 향하여 관통 형성된 수개의 홈을 경유하여 상기 홈에 대응하도록 제2디스크의 외주면에 형성된 노치 홈과의 사이에 개재되어 두 개의 디스크가 움직이지 않도록 지지하고 있는 구와, 상기 구를 제2디스크의 노치 홈측으로 탄력 지지하는 것으로써 정해진 한계 토오크에 상당하는 힘의 크기로 구를 탄력 지지하도록 제1디스크의 홈상에 삽입되어 있는 스프링과, 상기 스프링이 홈에서 이탈하지 않도록 고정하는 부재를 구비하여, 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우 유동축이 회전할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 한계 토크 제한 축 커플링를 제공함으로써 달성된다.

바람직하게는 본 발명은 상기한 스프링 고정부재가 제1디스크의 홈 상부에 체결되는 볼트로 되어 스프링의 탄성을 임의로 조절할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 자동차용 비스크스 커플링의 성능을 측정하는 장치에서 외부의 이상 조건으로 인하여 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우, 피실험체의 타단을 이루고 있는 정지축상의 유동축이 회전하면서 이를 수용함으로써 종래와 같은 과도한 동력 전달으로 인한 고정단의 파손 및 각 구성 부품의 고장을 방지할 수 있다. 즉 실험 대상체의 손상 없이 실험을 수행할 수 있는 것이다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 한계 토크 제한 축 커플링의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

첨부한 제2도의 (a)(b)는 본 발명에 의한 한계 토크 제한 축 커플링의 구성을 보인 도면으로써, (a)는 정단면도 이고, (b)는 측단면도이다.

도면에서 참조 부호 (21) 및 (22)는 임의의 두 축으로서, (21)은 고정축, (22)는 유동축이다. 또한 (23)은 제1디스크, (24)는 제2디스크이고, (25)는 구, (26)은 상기 구(25)를 탄력 지지하는 스프링, 27은 상기 스프링(26)를 고정하고 있는 볼트이다.

여기서 상기 고정축(21)과 유동축(22)은 제1도에서 비스커스 커플링의 좌측에 있는 정지축을 분리하여 구성한 것으로써, 상기 고정축(21)은 임의의 벽체에 고정되어 있고, 이 고정축(21)과 유동축(22)이 연결되어 비스커스 커플링의 타측단을 이루며 피실험체인 비스커스 커플링을 지지하고 있다.

상기 고정축(21)과 유동축(22)의 연결은, 이 축에 각각 결합되어 있는 제1디스크(23)와 제2디스크(24)에 의해 연결되어 있는 바, 고정축(21)에는 제1디스크(23)가 키이(도시되지 않음)로 결합되어 있고, 유동축(22)에는 제2디스크(24)가 역시 키이에 의해 결합되어 있다.

상기 제2디스크(24)는 제1디스크(23)보다 작은 지름으로 형성되어 제1디스크(23)의 중간부에 형성된 홈부에 삽입된 채 양 디스크가 연결되어 있다.

상기 제1디스크(23)에는 그 외부로부터 내주를 향하여 관통되는 복수개의 홈(23a)이 형성되어 있고, 이 흠(23a)과 대응하는 제2디스크(24)의 외주면 상에는 소정의 노치 홈(24a)이 형성되어 있으며, 상기 홈(23a)과 노치 홈(24a)의 경계면에 구(25)가 개재되어 양 디스크(23)(24)를 움직이지 않도록 고정하고 있다. 여기서 상기 홈(23a) 및 노치 홈(24a)은 디스크의 원주를 6등분한 등간격으로 형성된 것을 도시하고 있으나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니다.

또한 상기 제1디스크(23)에 형성된 홈(23a)에는 홈에 삽입된 구(25)를 탄력 지지하는 스프링(26)이 각각 설치되어 구(25)를 소정의 압력으로 누르고 있다. 여기서 상기한 스프링(26)의 누르는 힘은 실험장비에서 정해진 한계 토오크의 힘과 같은 크기이다. 따라서 정해진 한계 토오크의 동력이 전달되는 경우에는 가해지는 동력과 스프링(26)의 탄성 지지력이 같아 제1디스(23)와 제2디스크(24)의 경계면에서의 힘이 서로 상쇄되어 '0'이 되므로 유동축(22)은 회전하지 않고 정상 상태로 실험을 수행할 수 있다. 이 때 외부의 이상 요건으로 인하여 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되면, 제2디스크(24)가 회전하려고 하는 힘이 스프링(26)의 지지력보다 커지게 되므로 이 힘에 의해 구(25)는 스프링(26)의 탄성력 극복하면서 제1디스크(23)의 홈(23a)으로 밀려나게 되고, 이에 따라 제2디스크(24)가 회전하게 된다. 즉 과도한 동력이 부가되는 경우, 정지축상의 고정축(21)에 대하여 유동축(22)이 회전하면서 과도한 동력을 수용하므로 종래와 같은 축의 고정단 파손을 방지할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 제1디스크(23)의 홈(23a) 상부에는 내부에 삽입된 스프링(26)의 이탈을 방지하기 위한 볼트(27)가 체결되어 있다. 본 발명에서는 상기 볼트(27)를 풀고 조이는 것으로 내부에 있는 스프링(26)의 탄성력을 임의로 조절하여 가장 적합한 조건을 선정할 수 있도록 하였다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 한계 토크 제한 축 커플링의 작용을 자동차용 비스커스 커플링 성능 측정장치에 설치한 예를 참조로 하여 설명한다.

본 발명의 한계 토크 제한 축 커플링은 자동차용 비스커스 커플링 성능 측정장치에서 축의 고정단, 즉 정치축상에 설치된다.

상기와 같은 한계 토크 제한 축 커플링을 채용한 측정장치에서 실험을 위한 일반적인 동작은 컨트롤 패널을 조작하여 모터를 기동시키는 것으로 시작된다. 즉 모터가 구동하여 정해진 한계 토오크의 동력이 토오크 센서를 통하여 비스커스 커플링으로 전달되면서 요구하는 실험을 할 수 있다. 이때 본 발명의 장치는 아무런 작용 없이 비스커스 커플링을 지지하고 있다.

이와 같은 상태로 실험을 수행하던 중 외부의 이상 요인으로 인하여 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우, 종래의 일반적인 장치에서는 축의 고정 부분이 파손되는 결과를 초래하였으나, 본 발명을 적용하게 되면, 과도한 동력이 전달되어도 이를 수용하므로 축의 고정 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 즉 외부로부터 과도한 전달되는 동력은 유동축(22)을 고정축(21)에 지지하고 있는 구(25)를 탄력 지지하는 스프링(26)의 힘보다 크므로 유동축(22)이 회전하려고 하는 힘이 스프링(26)의 탄성을 극복하여 구(25)가 제1디스크(23)의 홈(23a)으로 밀려 올라가면서 유동축(22)이 회전하게 된다. 따라서 종래와 같은 축 고정 부분의 파손 없이 실험을 수행 할 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 자동차용 비스크스 커플링의 성능을 측정하는 장치에서 외부의 이상 조건으로 인하여 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우, 피실험체의 타단을 이루고 있는 정지축상의 유동축이 회전하면서 이를 수용함으로써 종래와 같은 과동한 동력 전달으로 인한 고정단의 파손 및 각 구성 부품의 고장을 방지할 수 있다 즉 실험 대상체의 손상 없이 실험을 수행할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 한계 토크 제한 축 커플링을 실시하기 위한 하나의 실시례에 불과한 것으로, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 외부로부터 전달되는 동력에 의해 회전하는 회전축의 반대 측에 고정되어 있는 정지축을 고정축과 유동축으로 분리, 형성하고, 상기 고정축에 대하여 유동축을 회전할 수 있게 하여 한계 토오크 이상의 과도한 동력이 전달되는 경우 이를 수용할 수 있도록 두 축을 연결하는 한계 토크 제한 축 커플링으로서, 상기 고정축에 결합된 제1디스크; 상기 제1디스크보다 작은 지름으로 형성되어 제1디스크와 연결되며 유동축에 결합되는 제2디스크; 상기 제1디스크의 외주면으로부터 내주면을 향하여 관통 형성된 수개의 홈을 경유하여 상기 홈에 대응하도록 제2디스크의 외주면에 형성된 노치 홈과의 사이에 개재되어 두 개의 디스크가 움직이지 않도록 지지하고 있는 구; 상기 구를 제2디스크의 노치 홈측으로 탄력 지지하는 것으로써 정해진 한계 토오크에 상당하는 힘의 크기로 구를 탄력 지지하도록 제1디스크의 홈상에 삽입되어 있는 스프링; 및 상기 스프링이 홈에서 이탈하지 않도록 고정하는 부재를 구비하여 정해진 한계 토오크 이상의 동력이 전달되는 경우 유동축이 회전할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 한계 토크 제한 축 커플링.
2. 제1항에 있어서, 상기 스프링 고정부재는 제1디스크의 홈에 삽입된 스프링의 탄성을 조절할 수 있도록 홈의 상부에 체결되는 볼트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한계 토크 제한 축 커플링.
3. 일단이 임의의 벽체에 고정된 축과, 상기 축상에 순차적으로 설치되는 피실험체인 비스커스 커플링, 토오크 센서, 모터, 인버터 및 컨트롤 패널을 구비하는 자동차용 비스커스 커플링 성능 측정장치에 있어서, 상기 축의 고정단에 제1항 또는 제2항 기재의 한계 토크 제한 축 커플링을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 비스커스 커플링 성능 측정장치.