KR100397009B1 - 유연성 샤프트 커플링 요소 및 이것을 합체한 유연성 커플링 - Google Patents

유연성 샤프트 커플링 요소 및 이것을 합체한 유연성 커플링 Download PDF

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Abstract

유연성 샤프트 커플링 요소는 중앙의 환형부와 2개의 대향 슬리브 단부의 각각에 있는 커플링 수용부를 갖는 슬리브형 바디를 포함한다. 커플링 수용부는 커플링 수용부의 내측 표면 상에서 축방향으로 연장된 치형부를 포함한다. 유연성 샤프트 커플링 요소의 특징은, 환형부가 소정의 비틀림 전단 용량을 가지고 축방향으로 연장된 치형부를 규정하는 영역이 소정의 전단 용량을 가지며, 상기 치형부 전단 용량이 상기 환형부 비틀림 전단 용량을 초과하는 데 있다.

Description

유연성 샤프트 커플링 요소 및 이것을 합체한 유연성 커플링{FLEXIBLE SHAFT COUPLING ELEMENT AND FLEXIBLE COUPLINGS INCORPORATING SAME}
유연성 샤프트 커플링 요소는 환형부(annular portion)와 이 환형부의 양단부에 있는 대향 슬리브 단부 상의 2개의 커플링 수용부(coupling receiving portions)를 구비하는 유연성 슬리브형 바디 형태로 이루어진다. 각 커플링 수용부는 대향 배치된 허브 또는 단부편 내의 홈과 미끄럼 가능하게 맞물리도록 슬리브형 바디 내주부의 적어도 일부를 따라 축방향으로 연장하는 복수 개의 리브 또는 치형부를 포함한다. 이러한 커플링은 단부편과 결합될 수 있는 2개의 회전 샤프트를 연결하는 데 사용된다. 본 발명의 유연성 샤프트 커플링은 상기 유연성 환형부 또는 밴드 및 상기 리브 또는 치형부의 탄성에 의해 함께 결합될 2개의 샤프트의 오정렬을 조절하여, 샤프트 사이의 구동 연결부가 조용하게 작동되게 하는 데 유용하다.
이제까지의 유연성 샤프트 커플링은, 유연성 하중 지지 밴드 또는 환형부와 대향 배치된 허브 또는 단부편 상의 축방향으로 연장된 홈과 맞물리도록 축방향으로 연장된 리브를 구비하는 커플링 수용부를 포함하고, 상기 리브가 전형적으로 사다리꼴 외형, 즉 윤곽을 갖는 동시에, 일반적으로 강성인 단부편 내의 상보적(相補的)인 윤곽의 홈과 맞물리는 것을 특징으로 하고 있다. 이러한 요소의 리브는 특성상 엘라스토머(elastomeric)로 이루어지고, 상기 리브가 지지하는 단부편은 특성상 금속으로 형성되어, 단부편의 홈에 대해 엘라스토머 리브의 변형량이 불균등하게 된다.
이러한 커플링 요소의 설계에 있어서의 개선은 일반적으로 훨씬 큰 비틀림 하중에 견디도록 하중 지지 밴드를 강화시키는 쪽으로 지향되어 왔다. 이러한 개선의 결과로, 상기 하중 지지 밴드의 하중 지지능이 꾸준히 향상되어 왔기 때문에, 엘라스토머 리브는 커져만 가는 비틀림 변형을 견딜 수 있는 것이 요구되어 왔다.
따라서, 종래 기술의 유연성 샤프트 커플링 장치는 일반적으로 비틀림 응력 또는 인가 하중의 영향으로 인해 슬리브형 바디의 내주부로부터 하나 이상의 치형부의 파열 또는 전단으로 이루어지는 특성적 파괴 형태를 나타낸다. 전형적으로는, 상기 치형부의 하나만이 이와 같은 방식으로 전단되는 것이 아니라, 전체 치형부 윤곽이 커플링 요소의 훨씬 더 높은 강도의 하중 지지 백킹(load carrying backing)으로부터 전단되어, 한쪽 또는 양쪽 커플링 수용부의 영역 내부가 매끈하고 빈 슬리브형 쉘(shell) 상태로 된다. 따라서, 종래의 커플링 요소의 슬리브형 바디 강도가 증가됨에도 불구하고, 이들 요소는 일반적으로 치형부에 대한 비틀림 하중의 영향으로 인하여 조기에 파손된다.
이러한 파손 형태는, 상기 치형부의 전단이 커플링의 외부 표면에서 보아서는 식별할 수 없기 때문에, 특히 더 골치거리이다. 먼저 구동을 중단시키고, 엘라스토머 슬리브를 제거한 후, 커플링 요소 치형부의 육안 검사(visual inspection)를 수행하지 않는다면, 누구라도 전달되는 토크의 레벨 또는 커플링의 나머지 유효 수명 정도를 확인할 수 없다. 이것은, 최소한 생산의 아웃풋을 감소시켜 제조 비용을 증가시킨다. 더 나쁜 것은 첫 번째 파손의 표시가 커플링 요소 전체의 파괴인 경우가 매우 흔하다는 것이다.
본 발명은 유연성 샤프트 커플링 요소 및 이 요소를 합체한 유연성 커플링에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술의 유연성 샤프트 커플링 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 종래 기술의 유연성 샤프트 커플링 장치의 분해 사시도.
도 3은 유연성 커플링 장치 형태의 본 발명의 한 가지 실시예의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예의 분해 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 종래 기술의 유연성 커플링 요소의 치형부를, 도 1의 A-A 선을 따라 취한 부분 단면도.
도 6은 도 3에 도시된 본 발명의 유연성 커플링 요소의 치형부를, 도 3의 B-B 선을 따라 취한 부분 단면도.
도 7은 외부 표면 상에 표시 수단(indicator means)을 포함하는 유연성 커플링 요소 형태의 본 발명의 한 가지 실시예를 상기 커플링 요소에 하중이 인가된 상태에서 도시한 측면도.
도 8은 도 7의 유연성 커플링 요소를 비틀림 하중이 인가되지 않은 상태에서 도시한 측면도.
따라서, 본 발명의 주 목적은 종래 기술의 설계에 비해 하중 용량이 증가되고, 비틀림 하중으로 인한 리브의 조기 파손을 실질적으로 회피하는 유연성 샤프트 커플링 요소를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작동 중의 미끄러짐(slippage)에 대한 내성을 개선시킨 이러한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 커플링 작동의 중단 또는 커플링 제거 및 커플링의 후속 검사를 필요로 하지 않고 커플링의 상태를 조기에 표시하는 이러한 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해, 그리고 본 명세서에서 폭 넓게 설명되고 구체화될 본 발명의 목적에 따라, 유연성 샤프트 커플링 요소 및 이들 커플링 요소를 합체한 유연성 샤프트 커플링 장치가 제공된다. 본 발명의 유연성 샤프트 커플링 요소는 환형부; 이 환형부와 각각 동축을 이루며 상기 환형부의 2개의 대향 단부 중 하나에서 종결되는 적어도 2개의 커플링 수용부; 슬리브형 바디 내주부 또는 내주면 및 슬리브형 바디 외주부 또는 외주면을 포함하는 실질적으로 유연성의 슬리브형 바디의 형태로 되어 있다. 커플링 수용부는 슬리브형 바디의 내주부의 적어도 일부를 따라 배치되는 동시에 축방향으로 연장된 복수 개의 치형부 또는 리브를 각각 포함한다. 각 치형부는 커플링 수용부의 내측 표면의 일부, 즉 원호의 길이에 해당하는 원주 방향 폭을 갖는다.
각 치형부는 각 원주 방향 폭과 함께 치형부의 전단 영역을 규정하는 축방향 작용 길이(active axial length)를 갖는다. 이러한 영역들의 합, 즉 누적 치형부 전단 영역은 누적 치형부 전단 용량(cumulative tooth shear capacity)을 갖는다. 환형부도 성질상 주로 비틀림 전단 용량으로서 누적 치형부 전단 용량과는 구별되는 전단 용량을 갖는다. 본 발명은 누적 치형부 전단 용량이 환형부 비틀림 전단 용량을 초과한다는 데 특징이 있다.
본 명세서에서 "전단 용량(shear capacity)" 이라는 용어가 의미하는 것은 인가 하중(비틀림 하중 및 비틀리지 않은 하중 양쪽), 진동, 주파수, 진폭, 고온과 저온 및 시간의 조합된 영향에 대한 소정 재료의 내구성(resistance)으로서, 소기의 용례에서 성공적으로 충분히 작동하도록 구조적인 완전성을 실질적으로 유지시키는 재료의 능력(material's ability)이라 나타낸다. 따라서, 유사한 비틀림 하중, 진동 등을 받는 2개의 재료의 전단 용량을 비교함에 있어서, 전단 용량이 더 작은 재료는 일반적으로 전단 용량이 더 큰 재료에 앞서 파손되게 된다. 이러한 특성은 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
본 발명의 유연성 커플링 요소는 환형부의 비틀림 전단 용량보다 더 큰 누적 치형부 전단 용량을 나타냄으로써, 종래 기술에 의해 제기되는 결점을 극복하는데, 즉 치형부의 조기 파손이 실질적으로 회피된다. 유연성 커플링 요소는 종래 기술의 커플링에 비해 하중 용량이 개선된다. 본 명세서에서 "하중 용량(load capacity)" 이라는 용어가 의미하는 것은 사용 중에 가해지는 인가된 모든 힘에 견디거나 저항하는 장치의 용량이다. 본 명세서의 하중 용량은 토크 전달 성분, 진폭 성분 및 주파수 성분을 포함한다.
다른 실시예에서, 전술한 요소를 포함하고, 게다가 커플링 요소의 치형부와 맞물리도록 수용부와 결합되는 유연성 커플링 요소의 치형부와 상보적인 형상의 홈을 구비하는 적어도 2개의 단부편을 포함하는 유연성 커플링 조립체가 제공되는데, 각 단부편은 적어도 2개의 샤프트 중 하나와 더 맞물리도록 커플링 수용부와 맞물린다.
또 다른 실시예에서는, 소정의 시간에 슬리브형 바디의 외부 표면 상에 커플링 요소로 전달되는 토크의 레벨을 표시하는 수단을 더 구비하는, 전술한 바와 같은 유연성 커플링 요소가 제공된다.
본 명세서에 합체되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 후술되는 설명 내용과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 몇몇 도면에서, 동일한 도면 번호는 동일한 부분을 지칭한다.
종래 기술의 유연성 샤프트 커플링 장치가 도 1에 사시도로 도시되어 있으며, 도 2는 이 커플링 장치의 부품들을 분해 사시도로 도시하고 있는데, 커플링 조립체(10)는 대향 배치된 단부편(12,14)을 포함하며, 이 단부편에는 대향 배치된 샤프트(16,18)가 임의의 적절한 수단에 의해 맞물려 있다. 상기 단부편(12,14)은 유연성 커플링 요소(24)의 커플링 수용부(20,22)에 결합된다. 커플링 수용부(20,22)는 슬리브형 바디의 내주부(28)상에서 등간격으로 축방향으로 연장된 사다리꼴형 리브 또는 치형부(26)에 의해 특징지어지는 데, 이들 리브 또는 치형부(26)는 단부편(12,14)의 외부 표면(32)에 있는 상보적인 홈(30)과 맞물리도록 형성된다.
더욱이, 유연성 커플링 요소(24)는 일반적으로 내주부(28)를 따라서 내마모성 직물 커버(25)를 구비하며, 상기 내마모성 직물 커버는 치형부(26)의 적어도 일부분에 부착된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 유연성 샤프트 커플링 장치(40) 형태의 본 발명의 한 가지 실시예가 사시도로 도시되어 있다. 상기 장치는 대향 배치된 샤프트(도시 생략)가 임의의 적절한 수단에 의해 맞물릴 수 있는 2개의 대향 배치된 단부편(41,43)은 물론, 실질적으로 유연성의 슬리브형 바디(44)를 구비하는 유연성 커플링 요소(42)를 포함한다. 바디(44)는 환형부(46)와, 단부편(41,43)과 맞물리는 각 커플링 수용부(48,50)를 규정하는 상기 환형부(46)의 양 측부 상의 적어도 2개의 대향 슬리브 단부를 구비한다. 슬리브형 바디(44)는 내주부(52) 또는 내부면 및 외주부(54) 또는 외부면을 갖는다. 커플링 수용부(48,50)는 슬리브형 바디(44)의 내주부(52)의 적어도 일부를 따라 배치되는 복수 개의 축방향으로 연장된 리브 또는 치형부(56)를 구비한다. 각 치형부(56)는 내주부(52)의 일부, 즉 원호에 걸쳐 있는 원주 방향 폭(65)을 갖는다. 단부편(41,43)은 내주부를 따라 축방향으로 연장된 홈(45)을 구비하며, 상기 홈은 커플링 수용부(48,50)의 치형부(56)와 실질적으로 맞물리도록 형성된다.
또한, 상기 슬리브형 바디(44)는 내주부(52)를 따라 내마모성 직물 커버(58)를 포함할 수 있으며, 도시된 바와 같이, 상기 내마모성 직물 커버는 치형부(56)의 적어도 일부분에 부착되어 치형부의 내마모성을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 슬리브형 바디의 내주부(52)는 엘라스토머 표면에 나선형으로 감기거나 다른 방법으로 부착되는 보강 코드(reinforcement cord)(62)를 포함할 수 있다. 이러한 코드(62)는 유리, 아라미드(aramid) 및 나일론을 비롯하여 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 유리 섬유로 형성된다.
각 치형부(56)는 슬리브형 바디의 내측 표면의 적어도 일부를 따라 연장되지만, 치형부의 전체 내측 표면을 따라 연장될 필요는 없고, 일반적으로 치형부의 원주 방향 폭과 치형부의 축방향 작용 길이에 의해 규정되는 영역을 갖는다. 치형부 영역의 합, 즉 누적 치형부 전단 영역은 누적 치형부 전단 용량을 갖는다. 환형부(46)도 또한 사실상 비틀림인 전단 용량을 갖는다. 본 발명의 특징은 누적 치형부 전단 용량이 환형부의 비틀림 전단 용량을 초과하는 데 있다.
본 명세서의 문맥에서, "전단 용량" 이라는 용어가 의미하는 것은 (비틀림 또는 비틀리지 않은) 하중, 진동 주파수와 진폭, 온도 및 시간이 조합된 영향에 대한 소정의 바디 내구성을 말한다. 이러한 바디의 최대 전단 용량은 층의 접촉 평면에 대해 거의 평행한 방향으로 가해지는 힘에 의해 발생되는 바디의 2개 이상의 인접 부분 또는 층들의 점진적인 상대 변위의 결과로서, 바디의 파괴 전단 변형, 즉 변형량 및 항복 파괴(ultimate failure)에 의해 검증되었다.
축방향 치형부 길이에서는 여러 가지 이유로, 본 명세서의 문맥 내에서 "작용(active)" 이라는 용어가 사용된다. 첫째로, 치형부의 말단부는 커플링 수용부의 치형부와 상기 치형부가 맞물리는 강성 단부편 홈의 사이에 천이 영역(transition areas)을 규정하도록 필요에 따라 그리고 바람직하게는 만곡되거나 휘어질 수 있으며, 이것은 이러한 영역 내의 구성 부품 사이의 휨(flexing) 및 진동을 수용한다. 둘째로, 전체 치형부 영역의 전단 용량이 본 발명에 따른 환형부의 전단 용량을 초과하기 때문에, 몇몇 용례에서, 유연성 커플링 요소 치형부는 전체 환형부 길이에 걸쳐 연장될 필요가 없다는 것을 놀랍게도 알게 되었다. 즉, 환형부의 전단 용량에 비해 치형부의 전단 용량이 큰 것에 의해, 커플링 수용부의 치형부가 강성 단부편의 홈과 충분히 맞물리는 실용적인 커플링 요소를 설계하고 제작하는 것이 가능하게 되지만, 치형부가 반드시 환형부 내측 표면의 길이에 걸쳐 연장될 필요는 없다. 물론, 이러한 경우에도, 치형부 길이는 그 용례의 인가 하중을 견디기에 충분해야 한다.
유연성 커플링 요소의 치형 부재를 비롯하여, 본 발명의 유연성 커플링 요소는 임의의 적절한 유연성 재료로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리클로로프렌(polychloroprene), 천연 고무, 폴리부타디엔의 경화 화합물(cured compounds), 스티렌과 부타디엔의 공중합체, 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체, 폴리에테르 우레탄 또는 폴리에스테르 우레탄, 아크릴 엘라스토머와 클로로-설포네이티드 중합체(chloro-sulphonated polymers) 및 에틸렌 공중합체를 비롯한 엘라스토머 재료나 전술한 요소들의 적절한 혼합으로 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 유연성 커플링 요소는 폴리클로로프렌 화합물로 형성된다. 더욱이, 본 발명에 사용되는 임의의 이러한 엘라스토머 화합물은 충진재(fillers), 보강제, 경화제, 촉진제(accelerators), 공정 보조제(processing aids) 및 신전유(extender oils) 등을 비롯하여, 당업자에게 널리 공지된 다른 선택적인 성분을 소정 용례에 적절한 비율로 포함할 수 있다. 예를 들면, 카본 블랙(carbon black), 규토(silica), 활석(talc) 및 탄산칼슘을 포함하지만 이에 한정되지 않는 충진재 및 보강제는 엘라스토머 100 중량 당 약 0 내지 약 500부("phr") 이상의 양으로 사용될 수 있으며, 황 및 유리기 형성 작용제(free-radical-forming agents)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 경화 작용제가 약 0.01 내지 약 10 phr의 양으로 사용될 수 있다.
유연성 요소는 나일론, 아라미드, 폴리에스테르 또는 이들의 혼합물을 포함하는 임의의 적절한 직물 재료로 형성될 수 있으며 바람직하게는 나일론 6,6인 내마모성 커버 요소(58)를 포함하면 좋다. 상기 직물은 신장 형태 또는 비신장 형태로 평직(plain weaves), 능직 또는 주자직(satin weave)을 비롯하여 임의의 적절한 직물로 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 내마모성 커버 요소는 씨실(weft) 방향으로 40% 내지 100% 신장된 능직이다. 상기 직물은 약 25 내지 약 500g/m2, 더 바람직하게는 약 50 내지 약 300g/m2의 중량을 갖는 것이 바람직하며, 약 50 내지 약 1000g/m2, 더 바람직하게는 약 100 내지 700g/m2중량의 최종 처리된 직물을 생성하도록 기본적인 엘라스토머 화합물과 융화 가능한 고무계 접합제, 또는 적절한 레조르시놀(resorcinol) 포름알데히드 라텍스계 접착제로 처리되는 것이 바람직하다.
유연성 커플링 요소는 필요에 따라 인장 부재(62) 또는 인장 요소를 포함해도 좋다. 이러한 인장 요소는 메타-아라미드 또는 파라-아라미드를 비롯한 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 셀룰로오스 섬유(예를 들면, 레이온), 탄소 섬유, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 섬유, 면 섬유 및 유리 섬유는 물론, 이들의 혼합물과 같은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 유리 섬유로 형성된다. 이러한 인장 부재의 갯수와 직경은 커플링의 크기와 커플링이 사용되는 용례에 종속된다. 더욱이, 인장 부재는 임의의 종래 형태로 이루어질 수 있지만, 바람직하게는 내변형성 코드(strain-resisting cords)가 바람직하다. 상기 섬유는 약 2 내지 약 100 가닥/인치(0.8 내지 39 가닥/센티미터), 더 바람직하게는 약 5 내지 약 80 가닥/인치(2 내지 32 가닥/센티미터), 가장 바람직하게는 약 8 내지 약 56 가닥/인치(3 내지 22 가닥/센티미터)의 구조를 생성하는 방식으로 제조될 수 있다.
유연성 요소는 필요에 따라 섬유가 충전될 수도 있는데, 섬유가 충전되는 것이 바람직하다. 상당수의 섬유(60)가 슬리브 둘레 원주 상에 배향되고, 일반적으로 리브 또는 치형부(56)의 윤곽을 따르도록 엘라스토머 슬리브에 섬유를 추가함으로써, 커플링의 하중 지지 용량 또는 수명, 및/또는 상기 커플링의 비틀림 강성이 상당히 개선될 수 있다는 것을 놀랍게도 알게 되었다. 이러한 특징은 예를 들면, 도 4에 도시되어 있다. 제한적이지 않은 예로서, 이러한 섬유는 고무 캘린더링 공정으로 이와 같이 정렬될 수 있으며, 고무 밴드가 캘린더링 장비를 통해 가공 처리됨에 따라서, 적어도 화합물 내에 존재하는 섬유의 실질적인 비율은 고무가 캘린더링되는 방향으로 스스로 정렬되거나 "흐르게" 된다. 따라서, 소정의 커플링 요소에 대한 적절한 캘린더링 방향, 즉 결과적으로 상당수의 섬유가 유연성 커플링 요소 둘레에 원주 구조로 정렬되는 방향이 적절하게 선택될 수 있다.
변경예로서, 상기 섬유는 커플링의 최대 전단 응력 평면에 대해 정렬될 수 있다. 몇몇의 경우에, 이러한 섬유의 추가에 의해 슬리브형 바디의 내측 표면 상의 보강 편직포(textile reinforcement fabric) 및/또는 보강 코드가 필요없게 된다. 특히, 예를 들면 약 5Nm 작동 하중 미만의, 비교적 낮은 하중 용례에 사용되는 전체적으로 소형의 커플링 장치의 경우에 필요없게 되지만, 이러한 이점이 더 높은 하중 용례에 사용되는 더 큰 장치로 또한 파급될 수 있다는 것을 예견할 수 있다.
이러한 목적을 위해 사용될 수 있는 전형적인 섬유로는 메타-아라미드 또는 파라-아라미드를 비롯한 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 셀룰로오스 섬유(예를 들면, 레이온), 탄소 섬유, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 섬유, 면 섬유 및 유리 섬유는 물론, 이들의 혼합물이 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 섬유는 파라-아라미드이다. 상기 섬유는 임의의 적절한 길이로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10mm이며, 상기 섬유의 표면적을 증가시키도록 필요에 따라 펄프 형태로 하여도 좋다. 더 바람직한 섬유 길이는 약 0.2 내지 약 7.5mm이며, 가장 바람직한 섬유 길이는 약 0.5 내지 3mm이다. 더욱이, 상기 섬유는 엘라스토머에 대한 섬유 접착력을 개선시키도록 당업자에게 공지된 바와 같이 달리 처리될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 섬유는 기계적으로 짜여질 수 있으며(fibulated), 유연성 커플링 요소를 형성하도록 사용되는 엘라스토머 화합물과 융화할 수 있는 적당한 레조르시놀 포름알데히드 라텍스 재료 및/또는 다른 적절한 접착제계와 조합될 수 있다. 섬유를 처리하는 이러한 시스템 및 적절한 방법은 모두 당업자에게 널리 공지되어 있다. 섬유 충전은 그 용례에 대한 임의의 적절한 수준과 사용되는 충전 재료의 특정한 타입으로 될 수 있으며, 바람직하게는 엘라스토머 100 중량부 당 약 0 내지 약 50 중량부("phr")이고, 보다 바람직하게는 사용되는 섬유의 종류에 따라 약 1 내지 약 30 phr 이며, 더 바람직하게는 약 1 내지 약 10 phr 이고, 본 발명의 실시에 바람직한 섬유의 타입에 대해서 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 5 phr 이다.
이 문맥 중에서 섬유 충전의 이점을 비한정적으로 예시하는 것으로서, 비교 시험을 행하였는데, 이 비교 시험은 충격 분석이 실시된 때에 유연성 커플링 요소의 작동 수명에 대한 섬유 충전의 영향을 확인하기 위한 것이다. 시험에서, 3개의 유연성 커플링 요소(샘플 A, B 및 C) 세트는 각각 전통적인 사다리꼴형 치형부 윤곽(DIN/ISO 6296에 대응한 DIN 공업 규격 7721에 따름)을 갖고, 60mm의 외경 및 7mm의 외피 두께를 갖고 있으며, 아래의 표 1에 기재된 엘라스토머 화합물로 형성되고, 커플링 요소의 내측 표면에 걸쳐 폴리아미드 보강층과 유리 보강 코드가 포함되어 있다. 또한, 샘플 커플링 (A, B 및 C)용 엘라스토머 재료에는 약 3 phr의 파라-아라미드 섬유가 포함되어 있고, 이 섬유의 상당수가 슬리브 둘레를 원주 방향으로 배향되어 있다. 각 커플링 요소는 커플링 수용부 당 12개의 치형부를 포함하고 있고, 각 치형부는 5mm의 베이스 폭과 약 2.5mm의 높이를 갖는다. 또한, 추가 세트로서 실질적으로 유사한 3개의 유연성 커플링 요소(비교 샘플 1, 2 및 3)를 실질적으로 유사한 화합물로 형성하였지만, 섬유는 충전하지 않았다. 비교 샘플 1, 2 및 3에는 부가적으로 그 내측 표면을 따라 타이어 코드 보강부가 포함되었다. 모든 커플링 요소는 DIN 740에 마련된 진동 비틀림 시험을 받았는데, 이 시험에서 최고 최저 진폭 전체는 9Hz의 주파수에서 90 내지 130Nm에 있다. 표 2는 시험 조건과 결과를 나타낸다.
유연성 커플링 요소 엘라스토머 화합물의 배합표; 샘플 A, B 및 C와 비교 샘플 1, 2 및 3
재료 고무 100 중량부 당 중량부
폴리클로로프렌 엘라스토머 100
테트라메틸디우람 모노설파이드(Tetramethylthiuram monosulfide) 0.25
디벤조디아졸레디설파이드(Dibenzothiazoledisulphide) 1.5
침강 규토(Precipitated silica) 10
카본 블랙 54
스테아르산(Stearic acid) 2
스티렌화 디페닐아민(Styrenated diphenylamine) 2
N, N'-디아릴-p-페닐렌디아민(N,N'-Diaryl-p-phenylenediamine) 1
파라핀 왁스 2
산화 아연 5
산화 마그네슘 4
유연성 커플링 요소 충격 분석
샘플 "A" 비교 샘플 "1" 샘플 "B" 비교 샘플 "2" 샘플 "C" 비교 샘플 "3"
시험 인가 하중 128.0 Nm 128.0 Nm 117.5 Nm 117.5 Nm 95.4 Nm 95.4 Nm
파손까지의 시간(시) 8.8 0.5 103.0 4.3 336.8 38.0
표 2에 도시된 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 섬유가 충전된 커플링 요소, 즉 샘플 A, B 및 C는 이 시험 하에서 동일한 하중을 받는 비교 커플링 요소(샘플) 1, 2 및 3에 비해 수명이 약 10배 내지 20배의 증가를 보였다. 또한, 9° 변위시, 섬유가 충전된 커플링 요소의 비틀림 강성은 섬유가 충전되지 않은 커플링 요소에 비해 평균 약 40%만큼 증가되었다. 일반적으로, 동일한 수명 동안 다른 모든 파라미터가 동일한 상태이면, 소정의 유연성 커플링 요소의 토크 용량은 본 발명에 따른 커플링 요소의 섬유 충전한 엘라스토머 요소에 의해 섬유가 충전되지 않은 요소에 비하여 약 30% 이상 증가될 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명의 유연성 커플링 요소 및 커플링 장치는 임의의 적절한 표준 방법에 따라 형성될 수 있으며, 이러한 방법은 일반적으로 당업자에게 널리 공지되어 있다. 이러한 방법은 미국 특허 제2,859,599호에 기재되어 있으며, 이 특허의 내용은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다. 유연성 커플링 요소는 또한 당업계에 널리 공지된 표준 방법에 따라 형성될 수 있는 데, 이 방법에서는 적절한 내마모성 직물 슬리브를 치형 몰드에 배치하고, 필요에 따라 보강 코드를 직물에 대해 나선형으로 권취하며, 가황 처리되지 않은 엘라스토머 재료를 직물의 외부 표면에 피복하고, 상기 몰드를 적절한 블래더(bladder) 내에 위치시킨다. 그리고, 충분한 열과 압력을 인가하여 엘라스토머가 직물을 지지하는 인장 코드를 통해 몰드 홈으로 흐르게 하는 동시에 엘라스토머 재료를 가황 처리한 후에, 이에 따라 완성된 유연성 커플링 요소를 냉각시키고 상기 몰드로부터 취출한다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 전통적인 사다리꼴형 리브, 즉 치형부의 윤곽은 직선형이지만 경사진 측부(31)와, 약 40°의 끼인각(included angle)을 갖는 리브, 즉 치형부(26)에 특징이 있다. 이러한 구조는 리브의 토크 전달 용량을 제한하는 3개의 조건을 나타낸다. 첫째로, 실질적으로 강성을 갖는 단부편 홈(30)으로부터 일반적으로 엘라스토머 커플링 수용부의 치형부(26)의 맞물림 부분으로의 하중 전달은 커플링 요소(24)의 하중 지지 밴드(25)와의 연결점에서 엘라스토머 치형부의 이뿌리원에 응력 집중을 발생시킨다. 이는 치형부 이뿌리원에 과도한 변형 패턴을 발생시키고, 그 결과 치형부와 슬리브형 바디 사이의 계면을 따라 원주 방향으로 전파되는 균열이 발생하여, 전술한 바와 같이 슬리브의 조기 파손을 초래한다.
둘째로, 기울어져 있는, 즉 경사져 있는 종래의 치형부 윤곽의 측부(31)는 전달된 하중 성분을 반경 방향으로 전달하는 경사부를 형성한다. 이러한 반경 방향 성분은 슬리브 직경을 확장시키는 경향이 있으며, 이에 따라 사용 중에 래치트식 작동(ratcheting action)으로 인해 슬리브형 바디가 미끄러지는 경향이 증가된다.
셋째로, 단부편의 치형부 폭과 커플링 수용부의 상보적인 치형부 폭의 비는 각 단부편에 대해 통상 사용되는 재료의 상대 강도와 휨 강성(flexural stiffness)에 대해 비례하지 않는다. 사다리꼴 단면 형태의 커플링 조립체에 있어서, 보통 금속으로 형성되어 훨씬 강성이 큰 단부편 치형부는 강성이 적은 통상 엘라스토머 유연성 커플링 요소의 치형부보다 일반적으로 폭이 더 넓다. 이는 시간에 따라, 특히 극도의 고온 및 저온에서, 전술한 바와 같이, 단부편 치형부의 훨씬 더 큰 체적과 강도가 비교적 높은 강도의 환형부에 비해 더 작고 약한 엘라스토머 치형부를 조기에 소모시키는 문제가 있다.
도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 본 발명의 실시예는 개략적으로 도시된 곡선형 단면 형상, 즉 윤곽(57)을 갖는 치형부(56)를 포함한다. 치형부의 윤곽을 종래의 사다리꼴형 구조로부터 치형부의 단면 윤곽이 일련의 연결 원호부(59)와 접선(61)에 의해 형성되는 이러한 곡선형 구조로 변경시키면, 토크 전달 용량, 즉 이러한 커플링 요소의 하중 용량을 현저히 증가시키는 기회를 제공한다는 것을 놀랍게도 알게 되었다. 도시된 바람직한 실시예에서, 커플링 수용부의 내주부 윤곽의 대부분은 볼록형이며 대부분 오목한 단부편 윤곽과 맞물린다.
적절하게 설계된 단부편 윤곽에 따라, 바람직하게는 실질적으로 동일한 포지티브 및 네가티브 형태인 본 발명의 바람직한 곡선형 치형부 윤곽은 종래 기술의 설계에 비해 맞물림 압착면에 걸쳐 보다 균일한 응력 분포를 보장한다. 이는 슬리브 치형부 이뿌리원에서의 국부화된 변형을 현저히 감소시켜, 사용되는 재료를 보다 효율적으로 이용하게 한다. 또한, 반경 방향 배향을 갖는 치형부의 만곡 형태는 외측으로의 반경 방향 하중 성분을 크게 감소시켜, 커플링 요소가 래치트 운동하게 되는 경향을 감소시킴으로써, 커플링의 미끄러짐을 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예의 경우, 소정의 유연성 커플링 요소 수용부에서 홈 폭(63)의 합 대 치형부 폭(65)의 합의 비는 약 0.65:1 미만이며, 보다 바람직하게는 약 0.50:1 내지 약 0.10:1이며, 가장 바람직하게는 약 0.45:1 내지 약 0.15:1이다. 이러한 비는 이하에서 "홈/치형부 비(groove/tooth ratio)"라 칭한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 유연성 커플링 요소의 치형부(56)와 교대로 위치하는 유연성 요소 홈(63)의 폭은 홈 반경이 치형부 반경에 대해 접선(61)이 되는 지점으로부터 측정된다.
종래 기술의 설계에 비해 본 발명의 유연성 커플링으로부터 기대될 수 있는 증가된 작동 수명을 설명하기 위해, 본 발명의 유연성 커플링 장치의 샘플과 종래 기술을 나타내는 샘플에 대해 하중 용량 분석을 수행하였다. 시험 결과를 아래의 표 3에 기재하였는데, 이 표에서, 본 발명의 실시예를 나타내는 샘플에 대해 얻은 데이터는 "샘플 커플링"이라고 표시한 항목에 기재되어 있으며, 종래 기술을 나타내는 비교 샘플에 대해 얻은 데이터는 "비교 샘플 커플링"이라고 표시한 항목에 기재되어 있다. Deutsch Industrie Norm("DIN") 740에 설명된 바와 같이, 하중 용량 분석에서는 최대 토크에 대해 파손까지의 작동 수명 사이클을 측정하였다. 실질적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 직경이 65mm이고 외피 두께가 6mm인 4개의 유연성 커플링 요소("샘플 커플링")가 형성되는데, 여기서 환형부와 커플링 수용부 및 치형부를 포함하는 슬리브형 바디는 폴리클로로프렌 가황 고무(polychloroprene vulcanizate)로 형성되며, 이 가황 고무에는 나선형으로 권선된 유리 섬유 코드가 매설되어 있다. 이들 샘플용 엘라스토머의 배합은 실질적으로 상기 표 1에 기재된 것과 동일하지만, 약 3phr의 파라-아라미드 섬유가 또한 포함되어 있고, 상당수의 상기 파라-아라미드 섬유는 엘라스토머 슬리브 주위에서 원주 방향으로 배향된다. 각 바디의 내측 표면은 내마모성 나일론 직물로 덮여 있다. 이러한 각 커플링 요소는 상술한 곡선형 치형부 윤곽을 포함하고, 홈/치형부 비는 약 0.406이었다. 각 커플링 수용부는 18개의 치형부를 포함하며, 이러한 각 치형부는 약 5mm의 베이스 폭과 약 3mm의 높이를 갖는다. 약 60mm의 외부 직경과 약 7mm의 외피 두께를 갖는 4개의 비교 유연성 커플링 요소("비교 샘플 커플링")는 전술한 4개의 샘플과 실질적으로 동일한 재료로 형성된다. 그러나, 비교 샘플은 전술한 바와 같이 {즉, DIN/ISO 5296(영어의 피치)에 대응한 DIN 7721(미터)에 따라} 그리고 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 사다리꼴형 치형부 윤곽을 가지며, 약 0.65의 홈/치형부 비를 갖는다. 각 비교 커플링 수용부는 12개의 치형부를 포함하며, 이러한 각 치형부는 약 5mm의 베이스 폭과 약 2.5mm의 높이를 갖는다. 시험은 비틀림 맥동 하중 시험기(torsional pulsating load tester)를 사용하여 행하였는데, 이 시험에서는 9Hz의 주파수에서 약 90 내지 약 130Nm의 최고 최저 토크 진동이 포함되었다.
최대 토크(Nm)에 대한 파손까지의 수명 사이클
수명 사이클 비교 샘플 커플링최대 토크(Nm) 샘플 커플링최대 토크(Nm)
1 120 300
102 84 180
104 55 120
106 38 80
표 3의 데이터를 검토해 보면, 진동 토크 조건의 범위에 걸쳐 시험한 것에 의해 종래 기술의 비교 샘플에 비해 본 발명의 유연성 커플링 요소의 수명이 현저히 개선된 것이 명백하다. 80 내지 84Nm 범위에서, 본 발명의 유연성 커플링 요소는 종래 기술의 커플링 요소의 수명 사이클이 단지 102인데 비해 약 106의 수명 사이클을 나타냈다. 120Nm에서 수명 사이클을 비교해 보면, 본 발명의 커플링과 종래 기술의 커플링 간의 수명 연장은 유사할 정도로 극적이다. 게다가, 모든 경우에, 본 발명의 유연성 커플링 요소의 파손은 사다리꼴형 구조의 리브 요소의 특징적인 파괴 형태인 리브의 전단이 아니라 주(主) 슬리브형 바디의 전단 파괴에 기인하고 있다.
종래의 사다리꼴형 치형부 윤곽을 갖는 유연성 커플링 요소에 섬유를 충전할 때의 이점을 예시하는 상기 표 2에 기재된 시험에 대해, 표 3에 관해서 전술한 샘플 커플링과 실질적으로 동일한 곡선형 치형부 윤곽을 갖는 동시에 섬유가 충전된 유연성 커플링 요소를 섬유가 충전된 사다리꼴형 유연성 커플링 요소(즉, 샘플 A, B 및 C)와 비교하면, 더욱 현저한 이점이 발견된다. 예컨대, 128.0 Nm에서 시험한 경우, 곡선형 치형부 윤곽을 가지며 섬유가 충전된 유연성 커플링 요소는 동일하게 섬유가 충전된 사다리꼴형 샘플(A)가 8.8 시간 동안 작동한 것에 비해 1050 시간 동안 작동한다. 또한, 170Nm에서, 본 발명의 곡선형 치형부 윤곽을 갖는 섬유가 충전된 유연성 커플링 요소는 25 시간 동안 작동한다.
누적 치형부 영역의 전단 용량이 본 발명의 유연성 커플링 요소의 환형부의 전단 용량을 초과하기 때문에, 본 발명은 커플링 요소의 현재 상태를 나타내는 동시에 커플링 조립체의 나머지 유효 수명을 예측하도록 엘라스토머 슬리브의 외부 바디 상에 토크 레벨 표시 수단을 포함하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 유연성 커플링 요소의 파괴 형태에서는 전반적으로 종래 기술의 설계에서와 같은 치형부의 전단은 더 이상 없지만, 실제 슬리브형 바디의 뒤틀림과 우발적인 파열은 있을 수 있기 때문에, 임의의 소정 시간에 커플링을 통해 전달되는 토크 레벨을 보여주는 표시 수단을 슬리브형 바디의 외부 표면 상에 이용하여도 좋다. 더욱이, 이 표시 수단에 의해 작동 중단, 구동 조립체의 제거 및 커플링 요소의 육안 검사 없이 커플링 요소의 나머지 유효 수명의 비를 확인할 수 있다.
적절한 표시 수단은 슬리브형 바디의 표면 상에 임의의 형태의 패턴, 즉 그래픽을 포함하면 좋고, 이 그래픽은 도구를 이용하여 또는 나안으로 보일 수 있으며, 커플링 요소가 정지된 상태로부터 움직일 때 변동하는 토크 전달의 레벨을 통해 예측 가능하고 재생 가능한 변화, 즉 특징을 나타낸다.
도 7 및 도 8에 도시된 바람직한 실시예에서, 이러한 표시 수단은 엘라스토머 슬리브의 외부 표면(54) 즉 외주면에 그래픽을 조합한 것을 포함하며, 그래픽은 변동하는 토크 조건 하에서 엘라스토머 슬리브의 외부 표면의 뒤틀림을 이용하도록 설계되어 있다. 상기 설계는 예정된 토크 조건에서 그래픽 내의 요소가 표면 뒤틀림으로 인해 정렬되게 하여, 관련 토크 레벨을 명확하게 인식할 수 있는 시각적인 표시를 발생시킨다. 그리고, 커플링이 작동되는 동안에도, 필요에 따라 회전하는 슬리브 상의 그래픽 이미지를 정지시키는 스트로보스코프(stroboscope) 또는 다른 적절한 도구를 사용하여 그래픽을 볼 수 있다. 적절한 그래픽의 한 가지 전형적인 형태가 도 7 및 도 8에 도시되어 있으며, 여기에서는 일련의 복잡한 곡선[(73a,73b,73c,73d,73e,73f) 및 (73'a,73'b,73'c,73'd,73'e,73'f)]이 엘라스토머 슬리브의 외부 표면(54) 상에 형성되어 있다. 각 곡선은 점진적으로 직선으로부터 더욱 변하는 것을 보여주고 있는데, 이 곡선은 증가하는 토크 전달 레벨에 의해 엘라스토머 슬리브의 표면 뒤틀림이 증가하는 것을 반영한다. 도 8은 도 7의 유연성 커플링 요소와 동일한 유연성 커플링 요소를 도시하지만, 도 7의 경우에, 유연성 커플링 요소는 비틀림 하중을 받는 상태에서 도시되어 있으며, 도 8에서는 정지 상태에서, 즉 하중이 가해지지 않는 상태에서 도시되어 있다. 따라서, 임의의 소정 시간에 유연성 요소가 받게 되는 비틀림 하중은 이러한 특정 시간에 그래픽의 형태에 반영된다.
도 7 및 도 8에 도시된 실시예에서 사용되는 곡선 그래픽은 각 특정 토크 레벨에서, 해당 곡선이 직선으로 변환되도록 설계된다. 임의의 소정 토크 레벨에서, 단 하나의 선이 직선으로 되기 때문에, 그 직선을 매우 쉽게 인식할 수 있어, 해당 작동 토크 레벨이 추측된다. 또한, 그래픽 내의 선들은 안전 작동, 과부하 그리고 조기 파손 상태를 나타내도록 설계되어도 좋다. 이러한 조건은 예를 들면, 컬러 코딩(color coding)의 사용에 의해 더 강조될 수 있다. 제한적이지 않은 예로서, 직선 형태의 적색선이 초과 하중을 나타내고, 한편 직선 형태의 녹색선이 안전한 작동 조건을 나타낼 수 있다.
외부 그래픽 요소는 또한 엘라스토머 슬리브의 점진적인 열화(deterioration)를 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 지금까지, 파손은 내측, 즉 슬리브의 치형부 영역에서 발생되고, 외부 슬리브 요소의 파괴는 포함하지 않았기 때문에, 이러한 표시 수단은 실용적이지 않고, 즉 유용하지 않았다. 그러나, 본 발명의 경우에, 엘라스토머 슬리브 구조가 사용에 따라서 열화되기 때문에, 표면 뒤틀림이 증가하고, 그 결과 그래픽이 서서히 변화한다. 이러한 변화는 가장 경제적인 시간에 소정의 커플링 요소의 교환을 계획하도록 이용될 수 있으며, 따라서 계획되지 않은 생산 중단이 감소되거나 없어진다.
표시 수단은 임의의 적절한 스타일 또는 형태로 이루어질 수 있으며, 토크 레벨을 나타내는 숫자 또는 다른 심벌, 및/또는 대응하는 토크 레벨에 도달함에 따라 더욱 더 판독하기 쉽게 설계될 수 있는 경고 메시지를 비롯하여, 전술하지 않은 특징을 합체할 수도 있다는 것이 예상된다. 또한, 표시 수단은 전술한 방식 이외에도, 제작 중 슬리브 상에 직접 몰딩하는 것, 몰딩이 완료된 후 슬리브 상에 인쇄하는 것, 또는 미리 인쇄되거나 미리 몰딩된 요소를 슬리브 표면에 부착하는 것을 비롯하여 다양한 방법으로 슬리브 요소의 표면 상에 합체될 수 있다.
본 발명의 유연성 샤프트 커플링 장치의 독특한 설계에 의해, 유연성 커플링 요소는 누적 치형부 전단 영역의 전단 용량이 환형부의 전단 용량을 초과하도록 형성 및 구성되고, 그 결과 종래 기술의 설계에 비해 커플링의 비틀림 강성, 하중 용량이 개선되고 작동 수명이 증가된다. 이러한 독특한 특징은 또한 커플링의 현재 성능 레벨을 확인하여 미래의 성능 레벨을 예측하는 전술한 비틀림 하중 표시 수단을 구비하는 것을 가능하게 하고, 또한 그렇게 하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 전술한 방식으로 커플링의 엘라스토머 부분을 형성하도록 사용되는 엘라스토머의 섬유 충전은 본 발명의 커플링 성능을 더욱 개선시킨다. 본 발명의 한 가지 실시예에 의해 제공되는 독특한 곡선형 치형부 윤곽과 홈/치형부 비는 정말로 예상치 못한 정도로 커플링의 성능을 더욱 개선시킨다.
본 발명을 예시할 목적으로 상세하게 설명하였지만, 이러한 상세한 설명은 예시의 목적으로만 기재된 것이며, 청구범위에 의해 한정되는 것을 제외하고 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 여기에 개시된 본 발명은 특히 여기에 개시되지 않은 임의의 요소 없이도 적절하게 실시될 수 있다.

Claims (14)

  1. 전체적으로 슬리브형 바디로 이루어지며 엘라스토머 재료를 포함하는 엘라스토머 화합물로 형성되는 타입의, 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소로서, 상기 슬리브형 바디는 각 커플링 수용부를 형성하는 2개의 대향 슬리브 단부 부분, 상기 커플링 수용부 사이의 환형부, 내주부 및 외주부를 포함하고, 상기 커플링 수용부는 상기 내주부의 적어도 일부를 따라 배치되는 복수 개의 축방향으로 연장된 치형부를 각각 포함하며, 상기 각 커플링 수용부의 각 치형부는 상기 내주부의 일부에 해당하는 원주 방향 폭을 갖는, 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소에 있어서,
    상기 엘라스토머 화합물은 섬유를 함유하고,
    상기 환형부는 소정의 비틀림 전단 용량을 가지며,
    각각의 상기 커플링 수용부의 각 치형부는 상기 각 원주 방향 폭과 함께 치형부 전단 영역을 규정하는 축방향 작용 길이를 가지고, 상기 치형부 전단 영역의 합은 누적 치형부 전단 영역(cumulative tooth shear area)을 규정하며, 상기 누적 치형부 전단 영역은 소정의 누적 치형부 전단 용량을 가지고,
    상기 누적 치형부 전단 용량은 상기 환형부 비틀림 전단 용량을 초과하는 것을 특징으로 하는 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 치형부 중 적어도 하나는 곡선형 단면 윤곽을 갖는 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소
  3. 제1항에 있어서, 상기 치형부는 복수 개의 홈과 교대로 배치되며, 상기 각각의 홈은 상기 슬리브형 바디 내주부의 원주 방향 일부에 해당하는 폭을 가지며, 상기 홈 폭의 합 대 상기 치형부 폭의 합의 비는 0.65:1 미만인 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  4. 제3항에 있어서, 상기 홈 폭의 합 대 상기 치형부 폭의 합의 비는 0.50:1 내지 0.10:1인 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  5. 제3항에 있어서, 상기 홈 폭의 합 대 상기 치형부 폭의 합의 비는 0.45:1 내지 0.15:1인 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  6. 제1항에 있어서, 상기 슬리브형 바디의 내주부의 적어도 일부에 부착되는 보강 편직포 요소와, 인장 코드(cord)를 더 포함하는 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  7. 제1항에 있어서, 상기 엘라스토머 화합물은 상기 섬유를 약 1 내지 약 30 phr 포함하는 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  8. 제7항에 있어서, 상기 섬유의 적어도 일부는 상기 슬리브형 바디의 둘레에서 거의 원주 방향으로 배향되는 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  9. 제1항에 있어서, 상기 슬리브형 바디의 상기 외주부에 적어도 하나의 토크 레벨 표시 수단을 더 포함하는 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
  10. 제9항에 있어서, 상기 토크 레벨 표시 수단은 정지 상태에서는 상기 슬리브형 바디의 외주부에 제1 패턴을 형성하고, 표면 뒤틀림을 받는 상태에서는 상기 슬리브형 바디의 외주부에 제2 패턴을 형성하는 그래픽 요소 형태인 것인 유연성 샤트프 커플링 장치용 유연성 요소.
  11. 유연성 요소와 이 유연성 요소에 결합되는 2개의 강성 단부편을 포함하는 유연성 샤프트 커플링 장치로서, 상기 유연성 요소는 전체적으로 슬리브형 바디로 이루어지고 엘라스토머 재료를 포함하는 엘라스토머 화합물로 형성되고, 상기 슬리브형 바디는 각 커플링 수용부를 형성하는 2개의 대향 슬리브 단부 부분, 상기 커플링 수용부 사이의 환형부, 내주부 및 외주부를 포함하며, 상기 커플링 수용부는 상기 내주부의 적어도 일부를 따라 배치되는 복수 개의 축방향으로 연장된 치형부를 각각 포함하고, 상기 각 커플링 수용부의 각 치형부는 상기 내주부의 일부에 해당하는 원주 방향 폭을 갖는 유연성 샤프트 커플링 장치에 있어서,
    상기 엘라스토머 화합물은 섬유를 함유하며,
    상기 환형부는 소정의 비틀림 전단 용량을 가지며,
    각각의 상기 커플링 수용부의 각 치형부는 상기 각 원주 방향 폭과 함께 치형부 전단 영역을 규정하는 축방향 작용 길이를 가지고, 상기 치형부 전단 영역의 합은 누적 치형부 전단 영역을 규정하며, 상기 누적 치형부 전단 영역은 소정의 누적 치형부 전단 용량을 가지고,
    상기 누적 치형부 전단 용량은 상기 환형부 비틀림 전단 용량을 초과하는 것을 특징으로 하는 유연성 샤프트 커플링 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 강성 단부편은 일련의 축방향으로 연장된 홈을 포함하고, 이들 홈은 이 단부편과 상기 커플링 수용부가 맞물리도록 상기 커플링 수용부의 치형부에 대해 상보적인 형태인 것은 유연성 샤프트 커플링 장치.
  13. 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소를 형성하는 방법으로서,
    a) 내주부를 가지며 이 내주부의 적어도 일부를 따라 축방향으로 연장된 치형부와 랜드부를 교대로 배치하고, 이들 치형부와 랜드부가 곡선형 단면 윤곽을 갖는 몰드를 선택하는 단계와,
    b) 상기 몰드 내에 직물 슬리브를 배치하는 단계와,
    c) 가황 처리되지 않은 섬유 함유 엘라스토머 재료를 상기 직물의 외부 표면에 부착하는 단계와,
    d) 상기 몰드를 블래더(bladder) 내에 배치하는 단계와,
    e) 상기 블래더에 대해 열과 압력을 가하여, 상기 직물을 지지하는 인장 코드를 통해 상기 몰드 치형부 안으로 엘라스토머를 가압하는 단계와,
    f) 상기 엘라스토머를 가황 처리하여 유연성 커플링 요소를 형성하는 단계와,
    g) 상기 유연성 커플링 요소를 냉각시키는 단계와,
    h) 상기 유연성 커플링 요소를 상기 몰드로부터 취출하는 단계
    를 포함하는 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소 형성 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 섬유는,
    a) 아라미드 섬유와,
    b) 폴리에스테르 섬유와,
    c) 폴리아미드 섬유와,
    d) 셀룰로오스 섬유와,
    e) 탄소 섬유와,
    f) 아크릴 섬유와,
    g) 폴리우레탄 섬유와,
    h) 면 섬유와,
    i) 유리 섬유와,
    j) 이들 중 2개 이상의 임의의 조합
    으로부터 선택된 타입인 것인 유연성 샤프트 커플링 장치용 유연성 요소.
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