KR100444081B1 - 광각 유니버셜 조인트 - Google Patents

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    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/44—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected the intermediate member being connected to the coupling parts by ridges, pins, balls, or the like guided in grooves or between cogs
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Abstract

본 발명은 광각 유니버셜 조인트에 관한 것으로서, 그 목적은 불필요한 동작으로 인한 다른 부품과의 간섭을 방지함과 동시에 회전력을 보다 원활히 전달할 수 있도록 입력축과 연결축 그리고 출력축의 외부를 지지하는 베어링과 하우징이 구비된 광각 유니버셜 조인트를 제공하는 것이며, 굴절된 위치에 각각 배치되는 입력축과 출력축, 상기 입력축의 회전력을 상기 출력축으로 전달할 수 있도록 양측에 스파이더를 개재하여 상기 입력축과 상기 출력축에 연결 형성되는 연결축, 상기 입력축(10,110)과 상기 출력축(30,130)과 상기 연결축(20,120)의 외부에 설치되는 하우징(80,200), 상기 하우징(80,200)의 내부에는 상기 입력축(10,110)과 상기 출력축(30,130)과 상기 연결축(20,120)의 회전을 안내할 수 있도록 각각의 외부면에 입력축 베어링(50,150)과 출력축 베어링(70,170)과 연결축 베어링(60,160)이 구비되는 구성이다.

Description

광각 유니버셜 조인트 {WIDE ANGLE UNIVERSAL JOINT}
본 발명은 광각 유니버셜 조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불필요한 동작으로 인한 다른 부품과의 간섭을 방지함과 동시에 회전력을 보다 원활히 전달할 수 있도록 마련된 광각 유니버셜 조인트에 관한 것이다.
일반적으로 동력을 전달하는 두 개의 축이 동일선상에 위치하지 않고 일정각을 이루고 있는 경우에는 동력전달을 위하여 일정각도로 양축을 연결할 수 있는 광각 유니버셜 조인트가 사용되고 있는데, 보통의 광각 유니버셜 조인트가 약 35°이하의 범위내에서 꺽이는 반면, 광각 유니버셜 조인트는 그 이상의 범위까지 꺽일 수 있으므로 최근에는 그 사용처가 늘고있는 실정이다.
도 1은 이와 같은 종래의 광각 유니버셜 조인트를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 동력을 전달하는 입력축(1)과, 일측이 입력축(1)과 연결되는 연결축(2), 그리고 연결축(2)의 타측에 연결되는 출력축(3)이 마련되는데, 이때 입력축(1)과 출력축(3)은 굴절되어 설치된다.
먼저, 입력축(1)은 그 끝단에 입력요크(1a)가 마련되는데, 이 입력요크(1a)는 절곡된 양측면의 사이에 빈 공간이 형성되도록 마련되는 것이다. 그리고 입력요크(1a)의 양측면 사이에는 스파이더(4)가 마련되는데, 이 스파이더(4)는 두 개의 원통핀이 서로 직교하도록 교축되어 형성되는 것으로서 이중에 하나의 핀이 입력요크(1a)의 양측면 사이에 회전 가능하도록 설치되는 것이다.
다음, 연결축(2)은 양측 끝단에 홈이 형성되도록 마련되는 것으로서, 이 홈의 외부에 서로 마주하는 위치에는 서로 연통되는 연결홀(2a)이 마련된다. 그리고일측의 연결홀(2a)에는 입력축(1)과 연결된 스파이더(4)의 타측의 핀이 연결되는 것이다. 또, 타측의 연결홀(2a)에는 출력축(3)과 연결될 스파이더(4)가 설치된다.
아울러, 연결축(2)의 타측에는 입력축(1)과 동일한 형상으로 마련되는 출력축(3)이 설치되는데, 이 출력축(3)의 출력요크(3a)에는 타측의 연결홀(2a)에 설치된 스파이더(4)가 회전 가능하게 결합되는 것이다.
이와 같이 구성된 종래의 광각 유니버셜 조인트는 입력축(1)이 회전될 때 그 끝단에 연결된 입력요크(1a)가 회전되고, 이 입력요크(1a)와 스파이더(4)로 연결된 연결축(2)이 회전되는 것이다. 그리고 연결축(2)의 회전은 그 타측에 연결된 스파이더(4)를 통해 출력요크(3a)와 출력축(3)을 회전시키게되는 것이다. 이로써 서로 굴절된 상태로 연결된 입력축(1)과 출력축(3)이 연동되는 것이다.
그러나, 이와 같은 종래의 광각 유니버셜 조인트는 입력축과 연결축 그리고 회전축의 세마디로 마련되는데, 이러한 3절식은 축의 회전방향 이외의 자유도가 존재하므로 축의 회전방향 이외의 움직임이 발생하게 된다. 이로써 그 사이를 통해 전달되는 회전력이 저하됨과 동시에 그 외부의 부품과의 간섭을 가지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 불필요한 동작으로 인한 다른 부품과의 간섭을 방지함과 동시에 회전력을 보다 원활히 전달할 수 있도록 입력축과 연결축 그리고 출력축의 외부를 지지하는 베어링과 하우징이 구비된 광각 유니버셜 조인트를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 광각 유니버셜 조인트를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광각 유니버셜 조인트의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 광각 유니버셜 조인트의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10,110:입력축 11,111:입력요크
20,120:연결축 21,121:입력요크
30,130:출력축 31,131:출력요크
40,140:스파이더 50,150:입력축 베어링
60,160:연결축 베어링 70,171:출력축 베어링
80,200:하우징 81:결합공
82,250:볼트 210:입력축 하우징
220:연결축 하우징 230:출력축 하우징
211,221,231:결합공 212,232:원판
213,233:지지부 214,234:기어
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광각 유니버셜 조인트는, 굴절된 위치에 각각 배치되는 입력축과 출력축, 상기 입력축의 회전력을 상기 출력축으로 전달할 수 있도록 그 사이에 연결축이 설치되는 광각 유니버셜 조인트에 있어서, 상기 입력축과 상기 출력축과 상기 연결축의 외부에 설치되는 하우징, 상기 하우징의 내부에는 상기 입력축과 상기 출력축과 상기 연결축의 회전을 안내할 수 있도록 각각의 외부면에 입력축 베어링과 출력축 베어링과 연결축 베어링이 마련된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 일실시예로서 광각 유니버셜 조인트의 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 굴절된 상태로 설치된 입력축(10)과 출력축(30)이 마련되고 그 사이에는 입력축(10)을 통해 전달되는 회전력을 출력축(30)으로 전달할 수 있도록 연결축(20)이 마련된다.
먼저, 입력축(10)은 그 끝단에 입력요크(11)가 마련되는데, 이 입력요크(11)는 절곡된 양측면의 사이에 빈 공간이 형성되도록 마련되는 것이다. 그리고 입력요크(11)의 양측면 사이에는 스파이더(40)가 마련되는데, 이 스파이더(40)는 두 개의 원통핀이 서로 직교하도록 교축되어 형성되는 것으로서 이중에 하나의 핀이 입력요크(11)의 양측면 사이에 회전 가능하도록 설치되는 것이다.
다음, 연결축(20)은 양측 끝단에 홈이 형성되도록 마련되는 것으로서, 이 홈의 외부에 서로 마주하는 위치에는 서로 연통되는 연결홀(21)이 마련된다. 그리고일측의 연결홀(21)에는 입력축(10)과 연결된 스파이더(40)가 연결되는 것이다. 또, 타측의 연결홀(21)에는 출력축(30)과 연결될 스파이더(40)가 설치된다.
아울러, 연결축(20)의 타측에는 입력축(10)과 동일한 형상으로 마련되는 출력축(30)이 설치되는데, 이 출력축(30)의 출력요크(31)에는 타측의 연결홀(21)에 설치된 스파이더(40)가 회전 가능하게 결합되는 것이다.
한편, 본 발명의 광각 유니버셜 조인트는, 입력축(10)과 연결축(20) 그리고 회전축의 세마디로 마련되는데, 이러한 3절식은 축의 회전방향 이외의 자유도가 존재하므로 축의 회전방향 이외의 움직임이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 불필요한 동작을 방지함으로써 다른 부품과의 간섭을 방지함과 동시에 회전력을 보다 원활히 전달할 수 있는 구조로 마련된다.
먼저, 연결축(20)의 외주측에는 확장형성되는 확장부(22)가 마련된다. 이 확장부(22)는 길게 형성되는 연결축(20)의 중간측에 연결축(20)과 직교하도록 돌출 형성되는 것으로서, 그 끝단측에는 연결축 베어링(60)이 마련된다. 이 연결축 베어링(60)은 볼베어링으로서 그 외부는 후설할 하우징(80)에 결합된다.
다음, 입력축(10)과 출력축(30)의 외주면에는 입력축 베어링(50)과 출력축 베어링(70)이 마련된다. 이 입력축 베어링(50)과 출력축 베어링(70)은 니들베어링으로서 그 외부는 후설할 하우징(80)과 결합된다.
아울러, 입력축 베어링(50)과 출력축 베어링(70) 그리고 연결축 베어링(60)의 외부에는 하우징(80)이 마련된다. 이 하우징(80)은 전,후면으로 마련되어 그 내부가 중공으로 마련되는데, 이 중공의 내부에 입력축(10)과 출력축(30) 그리고 연결축(20)이 삽입 설치되므로써 하우징(80)은 입력축(10)과 출력축(30) 사이의 각도를 설정해주게 된다.
즉, 하우징(80)은 좌,우측이 대칭되도록 마련되는데, 양측의 끝단이 개구형성되는 중공으로 마련되어 양측의 내부에 입력축(10)과 출력축(30)이 삽입되고, 그 중간측에는 연결축(20)이 삽입되는 것이다. 그리고 양측의 내부에는 니들베어링으로 마련되는 입력축 베어링(50)과 출력축 베어링(70)이 고정되고, 내부 중간측에는 볼베어링으로 마련되는 연결축 베어링(60)이 고정되는 것이다. 또, 하우징(80)의 외부 상,하측에는 서로 마주할 수 있도록 결합공(81)이 마련되는데, 이 결합공(81)에는 볼트(82)가 삽입되어 전,후 양측으로 분리 형성된 하우징(80)을 결합하게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 광각 유니버셜 조인트의 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 굴절된 상태로 설치된 입력축(110)과 출력축(130)이 마련되고 그 사이에는 입력축(110)을 통해 전달되는 회전력을 출력축(130)으로 전달할 수 있도록 연결축(120)이 마련되며, 이 입력축(110)과 출력축(130) 그리고 연결축(120)의 외부에는 하우징(200)이 설치된다.
먼저, 입력축(110)은 그 끝단에 입력요크(111)가 마련되는데, 이 입력요크(111)는 절곡된 양측면의 사이에 빈 공간이 형성되고, 그 내부에는 스파이더(140)가 설치된다.
다음, 연결축(120)은 양측 끝단에 홈이 형성되는데, 이 홈의 양측면에는 서로 연통되는 연결홀(121)이 마련된다. 그리고 일측의 연결홀(121)에는 입력축(110)과 연결된 스파이더(140)가 연결되는 것이다. 또, 타측의 연결홀(121)에는 출력축(130)과 연결될 스파이더(140)가 설치된다.
아울러, 연결축(120)의 타측에는 입력축(110)과 대칭되는 출력축(130)이 설치되는데, 이 출력축(130)의 출력요크(131)에는 타측의 연결홀(121)에 설치된 스파이더(140)가 회전 가능하게 결합되는 것이다.
한편, 본 실시예의 광각 유니버셜 조인트는, 일실시예에서와는 달리 각도를 조절할 수 있는 가변형으로 마련되는데, 이를 위해 하우징(200)이 세 개로 분리 형성되고, 그 내부에는 각각의 베어링(150,160,170)이 설치된다.
먼저, 연결축(120)의 외주측에는 확장형성되는 확장부(122)가 마련된다. 이 확장부(122)는 길게 형성되는 연결축(120)의 중간측에 연결축(120)과 직교하도록 돌출 형성되는 것으로서, 그 끝단측에는 연결축 베어링(160)이 마련된다. 이 연결축 베어링(160)은 볼베어링으로 마련된다.
다음, 입력축(110)과 출력축(130)의 외주면에는 입력축 베어링(150)과 출력축 베어링(170)이 마련된다. 이 입력축 베어링(150)과 출력축 베어링(170)은 니들베어링으로 마련된다.
아울러, 입력축 베어링(150)과 출력축 베어링(170) 그리고 연결축 베어링(160)의 외부에는 전,후면으로 마련되어 그 내부가 중공으로 형성되는 하우징(200)이 설치되는데, 본 실시예의 하우징(200)은 연결축(120)을 중심으로 각도가 조절되는 입력축(110)과 출력축(130)에 따라 연동될 수 있도록 세 개로 분리 형성된다.
즉, 하우징(200)은 연결축(120)의 외부에 마련되어 그 사이에 연결축 베어링(160)이 개재되도록 형성되는 연결축 하우징(220)과, 입력축(110)과 출력축(120)의 외부에 입력축 베어링(150)과 출력축 베어링(170)이 개재되는 입력축 하우징(210)과 출력축 하우징(230)으로 구비되는 것이다.
이 연결축 하우징(220)은 상,하측에 결합공(221)이 마련되어 전,후면이 볼트(250)로서 체결되도록 형성되고, 양측은 개구형성되어 그 내부로 입력요크(111)와 출력요크(131)가 삽입되도록 마련된다.
그리고 이 연결축 하우징(220)과 분리 형성되는 입력축 하우징(210)과 출력축 하우징(230)은 그 내측에 연결축 하우징(220)이 위치하도록 배치하며, 연결축(120)의 연결홀(121) 중심축선과 동일선상에 있는 연결축 하우징(220)의 좌,우측 돌출부에는 볼트 및 체결부재(미도시)를 관통하여 고정토록되고, 상기 볼트 및 체결부재에는 복수개 원판(212,232)이 끼워져 이 볼트 및 체결부재를 중심축으로 상기 원판(212,232)의 회전이 이루어 지도록 조립하되, 이 원판들은 볼트 및 체결부재에 의해 연결축 하우징(220)에 고정된 상태에서 각 원판의 외주부가 서로 맏닿을 수 있는 직경을 갖도록 한다.
특히, 상기 맏닿는 원판(212,232)의 외주에는 기어(214,234)가 형성되어 원판(212,232)이 이물림되어 회동토록 마련하되, 상기 원판(212,232) 일측은 입력축 하우징(210)과 출력축 하우징(230)의 외측에 볼트 또는 용접을 통해 고정됨으로써, 입력축 하우징(210)과 출력축 하우징(230)이 상기 원판(212,232)에 의해 서로 이물림된 상태에서 대칭적으로 회동될 수 있도록 구성된다.
또, 원판(212,232)의 일측에는 그 내부로 입력축 베어링(150)과 출력축 베어링(170)이 삽입될 수 있도록 지지부(213,233)가 형성되는데, 이 지지부(213,233)의 외부에는 전,후면을 볼트(250)로서 체결시킬 수 있도록 결합공(211,231)이 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 광각 유니버셜 조인트는, 입력축(10,110)에 회전력이 전달될 때 이와 함께 그 끝단에 연결된 입력요크(11,111)가 회전되는데, 이때 입력축(10,110)은 하우징(80,200)에 고정된 입력축 베어링(50,150)의 지지를 받게 된다. 그리고 이 입력요크(11,111)와 스파이더(40,140)로 연결된 연결축(20,120)이 회전되는데, 이 연결축(20,120)은 그 외측의 확장부(22,122)에 회전 가능하게 설치된 연결축 베어링(60,160)의 지지를 받게 된다. 또, 연결축(20,120)의 회전은 그 타측에 연결된 스파이더(40,140)를 통해 출력요크(31,131)와 출력축(30,130)을 회전시키게되는데, 이 출력축(30,130) 역시 그 외주측에 설치된 출력축 베어링(70,170)의 지지를 받게되는 것이다.
이로써 서로 굴절된 상태로 연결된 입력축(10,110)과 출력축(30,130)이 연동되어 회전하게되는데, 이때 입력축 베어링(50,150), 연결축 베어링(60,160), 출력축 베어링(70,170)이 하우징(80,200)의 지지를 받아 그 내부의 입력축(10,110), 연결축(20,120), 출력축(30,130)을 지지함으로써, 이 축들은 베어링에 의해 안내되는 회전범위 안에서 회전하게되는 것이다.
특히 다른 실시예에서의 하우징(200)은 연결축(120)을 중심으로 각도가 조절되는 입력축(110)과 출력축(130)에 따라 연결축 하우징(220)을 중심으로 입력축 하우징(210)과 출력축 하우징(230)이 연동됨으로서 각도를 조절할 수 있는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광각 유니버셜 조인트는, 하우징의 내부에 베어링이 마련되고, 그 내부에는 입력축, 연결축, 회전축이설치되어 축의 회전방향 이외의 움직임을 방지하게 된다. 이로써 불필요한 동작으로 인한 다른 부품과의 간섭을 방지함과 동시에 회전력을 보다 원활히 전달할 수 있게되는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 굴절된 위치에 각각 배치되는 입력축과 출력축, 상기 입력축의 회전력을 상기 출력축으로 전달할 수 있도록 양측에 스파이더를 개재하여 상기 입력축과 상기 출력축에 연결 형성되는 연결축이 구비되는 광각 유니버셜 조인트에 있어서,
    상기 입력축(10,110)과 상기 출력축(30,130)과 상기 연결축(20,120)의 외부에 설치되는 하우징(80,200), 상기 하우징(80,200)의 내부에는 상기 입력축(10,110)과 상기 출력축(30,130)과 상기 연결축(20,120)의 회전을 안내할 수 있도록 각각의 외부면에 입력축 베어링(50,150)과 출력축 베어링(70,170)과 연결축 베어링(60,160)이 마련된 것을 특징으로 하는 광각 유니버셜 조인트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(200)은 상기 연결축(120)의 외부에 설치되는 연결축 하우징(220)과, 일측에 마련된 상기 스파이더(140)를 중심으로 회동되도록 원판(212)으로 마련되며 상기 원판(212)의 일측에 기어(214)가 형성되어 상기 입력축(110)의 외부에 설치되는 입력축 하우징(210)과, 타측에 마련된 상기 스파이더(140)를 중심으로 회동되도록 원판(232)으로 마련되며 상기 기어(214)와 이물림되도록 상기 원판(232)의 일측에 기어(234)가 형성되어 상기 출력축(130)의 외부에 설치되는 출력축 하우징(230)으로 구비되는 것을 특징으로 하는 광각 유니버셜 조인트.
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