KR100254290B1

KR100254290B1 - 자유축동력전달장치

Info

Publication number: KR100254290B1
Application number: KR1019970054566A
Authority: KR
Inventors: 박선우
Original assignee: 박선우
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990033256A

Abstract

본 발명은 동력발생원으로부터 피동체로의 동력전달시 직선축에 의한 방식이 아닌 휘어질 수 있는 자유축을 통해 동력을 전달하는 장치에 관한 것이다.

종래의 2축 동력전달장치인 유니버설 커플링이나 벤딕스커플링과 플렉시블 호스(Flexible Hose)내에 내장된 강선에 의한 구동등이 있으나 전자의 커플링은 대용량의 동력을 전달할 수 있으나 축간의 교각의 제한과 다축연결에 의한 자유경로에 따르는 동력전달은 불가능하고, 후자의 강선구동은 극히 소용량의 동력만을 전달할 수 있다.

이러한 단점을 보완하기 위해 본 발명은 플렉시블 호스내에 반경방향으로 심어진 입·출가능한 핀이 부착된 볼(Ball)을 연속으로 내장하여 각 볼의 핀과 핀이 엇갈리게 맞물려 플렉시블 호스의 다양한 휨각도에서도 회전·동력전달이 가능하게 한 장치이다.

상기와 같이 본 발명은 구동체의 구동축으로부터 피동체의 피동축까지 그 경로의 직진성에 무관하게 자유축으로 연결 할 수 있는 특징이 있다.

예로써 선풍기의 구동 전기모터는 실외에 두고 선풍익의 구동부사이를 본 발명의 장치로써 연결하여 사용할 수 있고 또한 단일 동력발생원으로부터 다수의 피동체를 구동하는 등 산업 전반에 크게 그 적용범위를 확대할 수 있고 그 응용의 범위를 극대화하여 다양하고 편리한 설계영역의 구축을 꾀할 수가 있다.

Description

자유축 동력전달장치

동력을 전달하는 일반 공학적 기구로서 종래의 2축 유니버설 커플링(Universal Coupling)이나 벤딕스 커플링(Bendes Co-uping)과 플렛시블 호스내에 삽입된 강선에 의한 동력전달기구가 있다.

종래의 동력전달장치는 주로 동일 평면상에 2축으로 제한된 교각내에서 구동되었으나 본 발명은 이러한 제한적 특성에 반하여 다양한 교각에서도 동력을 전달할 수 있다.

도 1은 전체를 조립항 사시도.

도 2는 기본개념도.

도 3은 요부 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동축 연결구 2 : 플렉시블 호스(Flexible Hose)

3 : 구동볼(Ball) 4 : 구동핀(Pin)

5 : 스프링 6 : 스냅링(Snap Ring)

7 : 구동측 덮개판 8 : 피동측 덮게판

9 : 피동축 연결구 10 : 씰(Seal)

11,16 : 구동볼(3)과 플렉시블 호스(2)내면과의 접점을 잇는 축

12,13 : 구동핀(4)의 장축에 대한 구동핀(4)의 끝단부에서의 법선방향

14,17 : 축(11)(16)의 인장측 접점에서 각각의 해당 법선방향

15 : 구동볼(3-1)의 회전방향

18 : 물림각으로서 구동핀(4)간에 상호 엇갈리게 접촉되는 최대각도(°)

본 발명은 동력발생원으로부터 피동체로의 동력전달시 직선축에 의한 방식이 아닌 휘어질 수 있는 자유경로를 통해 동력을 전달하는 장치로서 더욱 자세하게는 플렉시블 호스(2)내에 내장·삽입된 구동볼(3)에 반경방향으로 심어진, 스프링(5)에 의해 입·출가능한 구동핀(Pin)(4)을 통하여 인접한 구동볼(3)의 구동핀(4)과 상호 엇갈리게 맞물려 플렉시블 호스(2)의 다양한 휨각도에서도 원활히 회전함으로써 동력을 전달하는 장치이다.

이하 본 발명의 한 실시예를 도면에 의거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.

플렉시블 호스(2)가 직선으로 배열된 경우를 고려하면, 구동체의 구동축에 연결된 구동축 연결구(1)가 구동축의 회전에 따라 회전하게되면 구동축 연결구(1)의 끝단부에 부착되어 있는 구동볼(3)이 회전하게 되고 이때 구동볼(3)에 설치된 구동핀(4) 또한 회전하게 된다.

이 구동핀(4)의 회전에 따라 인접한 구동볼(3-1)에 설치된 구동핀(4-1)을 구동하게 된다. 따라서 그 구동볼(3-1)이 회전하게 되고 계속하여 피동체로의 인접한 구동핀(4-2)과 구동볼(3-2)을 구동·회전시킴으로써 동력을 연속적으로 전달하게 된다.

즉 구동볼(3)(3-1)(3-2)에 홀(Hole)을 가공하여 그 안에는 스프링(5)과 구동핀(4)의 최대 돌출길이를 일정하게 하기위한 스냅링(6)이 설치되어 있어 플렉시블 호스(2)가 임의의 각도로 휘어지는 경우에도 구동볼(3)과 구동볼(3-1)간의 중심선을 기준으로 각각의 구동핀(4)(4-1)간의 최대 각도 45°내에서 이들 구동핀(4)(4-1)은 완전히 돌출된 상태로 서로 엇물리게 위치하게 되고, 플렉시블 호스(2)내면에 근접하게 되는 구동핀(4)은 구동볼(3)과 플렉시블 호스(2)내면과의 간격만큼 유지한 채 구동볼(3)의 홀안으로 들어갔다 나왔다 하며 운동하게 되어 전체적으로 연속적으로 회전·동력을 전달하게 된다.

플렉시블 호스(2)가 90°로 휘어진 경우를 고려하면 변곡 부위에 위치한 구동볼(3-5)에 인접한 구동측 구동볼(3-4)과 피동측 구동볼(3-6)로 나누어 그 운동 형태를 파악할 수 있다. 즉 구동볼(3-4)이 구동축단에서 볼때 반시계방향(15)으로 회전시 플렉시블 호스(2)의 인장측에 위치한 구동핀(4-4a)(4-4b)(4-5a)(4-5b)(4-6a)(4-6b)은 모두 각각에 취부된 스프링(5)의 장력에 의해 규정길이 만큼 완전 돌출되어 있고 플렉시블 호스(2)의 압축측에 위치한 구동핀(4-4c)(4-4d)(4-5c)(4-5d)(4-6c)(4-6d)은 플렉시블 호스(2)의 내면에 따라 압축된 상태로 맞물리게 된다.

이 때 구동볼(3-4)의 회전에 따라 구동핀(4-4b)(4-4d)이 회전한다. 구동핀(4-4b)은 구동핀(4-5a)을 플렉시블 호스(2)와 구동볼(3-5)과의 접촉점을 잇는 축(11)을 기준으로 구동핀(4-5a)의 법선방향(12)으로 회전시키려하고 구동핀(4-4d)은 구동핀(4-5c)을 구동핀(4-5c)의 법선방향(13)으로 회전시키려 하며 이 두 회전력의 합력은 구동볼(3-5)의 축(11)의 법선방향(14)으로 그 회전방향을 이동시키려 하고 같은 방식으로 구동볼(3-5)은 피동측 구동볼(3-6)을 회전시키며 이 때의 합력은 각각의 플렉시블 호스(2)내면과 구동볼(3-5)(3-6)의 접촉점을 잇는 축(11)(16)의 법선방향으로 가해져 결과적으로 각각의 해당 축(11)(16)의 법선방향(14)(17)으로 회전하도록 안정화 되어 구동축의 회전력이 같은 회전방햐으로 전달된다. 이는 플렉시블 호스(2)의 자유변형 가능한 굽힘각도내에서는 여하한 각도에서도 성립되어 자유축을 형성·구동하게 된다. 그리고 구동볼(3)의 반경을 r, 구동핀(4)간의 피치를 p라하면 구동볼(3)에 설치되는, 구동볼(3)의 표면적상에 정삼각형의 꼭지점에 위치하는 동일한 피치, p를 갖도록 심어지는 구동핀(4)의 최소 설치갯수를 N이라 하면 근사적으로 다음식으로 산출된다.

N = 8Π·r²/(p²·Sin60°), 단 N은 정수이다.

물림각(18)을 θ라 하면, θ의 각도에서 구도핀(4)이 맞물리게 구동핀(4)의 길이를 제한할 경우 총 맞물리는 구동핀(4)의 갯수를 Nc라 하면 다음식으로 나타내어 진다.

Nc = Π·r²·θ/(22.5p²·Sin60°)-1 -------------- (식1)

또한 물림각(18), θ의 원주상에 맞물리는 구동핀(4)의 총 갯수를 Nr이라 하면 다음 식으로 나타내어 진다.

Nr =2Π·r·Sinθ/p ----------------------------- (식2)

단, 상기 (식1)과 (식2)는 플렉시블 호스(1)의 내경과 구동볼(3)의 외경과의 차이를 최소로 하여 제작하는 경우로서 물림각(18), θ는 다음과 같이 제한된다.

θ

45°

상기의 식들을 이용하면 항상 맞물리는 구동핀(4)의 갯수를 용이하게 산출가능하고 이로써 구동핀(4)의 직경을 고려하여 전달 가능한 동력을 설정할 수 있다.

그리고 플렉시블 호스(2)의 내면은 내장된 구동볼(3)의 직경에 따라 구동핀(4)의 맞물림 길이등을 고려하여 일정 굴곡 형상으로 성형할 경우 각각의 구동볼(3)의 위치를 확실하게 잡아줄 수 있을 뿐만 아니라 상하로 동력을 전달시 구동볼(3)의 하단에서의 누적되는 중량에 의한 동력의 손실을 막을 수 있다.

또한 플렉시블 호스(2)내면에 윤활유나 그리스(Grease)등을 주입하던가 각각의 구동볼(3)과 구동핀(4)에 그리스(Grease)를 칠하여 내장할 경우 상호 마찰에 의한 동력손실을 최소화 할 수 있다.

본 발명은 동력발생원으로부터 인출된 구동축에서 피동체의 피동축까지 그 경로의 직진성등에 무관하게 자유경로로 연결하여 동력을 전달할 수 있는 특징이 있다.

한 예로써 선풍기의 구동 전기 모터는 실외에 두고 선풍익 구동사이를 본 발명의 장치로써 자유로운 경로로 연결하여 사용할 수 있고, 또한 단일 동력발생원으로부터 다수의 피동체를 구동하는등 산업 전반에 크게 그 적용범위를 확대할 수 있고 그 응용의 범위를 극대화하여 다양하고 편리한 설계영역의 구축을 꾀할 수가 있다.

동력 발생원으로부터 피동체로의 동력 전달시 그 경로의 직진성에 무관하게 자유축으로 소요 동력을 전달함에 본발명의 특징이 있다.

Claims

동력의 전달시 플렉시블 호스(Flexible Hose)(2)내에 다수의 구동볼(3)을 내삽하고 각각의 구동볼(3)에는 등간격을 갖는 반경방향으로 다수의 구동핀(4)을 설치하고 그 구동핀(4)은 최대돌출길이를 제한하기 위해 스냅링(6)으로써 구속하고 구동핀(4)을 반경방향으로 밀어 주기 위해 구동핀(4)의 저면에는 스프링(5)으로 지지되어 있으며, 일단의 구동볼(3)이 회전하면 인접한 구동핀(4)끼리 서로 맞물려 그에 인접한 구동볼(3)을 회전하게 하여 동력을 전달시키는 동력전달장치.