KR100653608B1 - 동력 전달을 위한 커플링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별개의 두 샤프트를 연결하여 토오크와 같은 구동력을 전달하는 커플링에 관한 것으로 특히, 몸통부, 외부재 및 연결부로 이루어지는 허브체와, 치합부 및 슬립공간부로 형성되는 슬리브체, 그리고 이 슬리브체의 개구 측에 체결되는 환형 삽입부 및 플랜지부로 이루어지는 커버체를 포함하되, 커버체의 플랜지부 및 슬리브체의 슬립공간부 각각에 정지수단을 마련하여 슬리브체 내에 삽입 결합되는 허브체의 축방향 움직임 즉, 슬라이딩 유동을 제한할 수 있도록 하는 동력 전달을 위한 커플링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 동력 전달을 위한 커플링 장치에 의하면 축 방향으로의 움직임을 커버체의 플랜지부 내측과 슬리브체의 슬립공간부 각각에 마련된 정지수단으로부터 단순히 허브체의 일 측이 부딪힘에 따라 제한되는 것으로, 간소한 구성에 따른 생산성을 제고하는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 종래기술에 따른 스토퍼의 고정을 위한 스톱링과 같은 구성을 생략하여, 고속 회전하는 동력의 전달 시 언밸런스에 따른 문제점을 해소하게 것으로 장치의 성능을 획기적으로 개선하는 효과가 발휘된다.

전동차, 커플링, 토크, 회전우력, 트랜스미션

Description

동력 전달을 위한 커플링 장치{TRANSMISSION COUPLING DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치의 부분 절개상태를 입체적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치의 사용상태 결합 단면을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치의 다른 사용상태 단면을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1,1a : 샤프트 2 : 체결수단

10,10a : 허브체 11,11a : 몸통부

12,12a : 외부재 13,13a : 연결부

14,14a : 이격공간 15,15a : 외치

16,16a : 관통공 20,20a : 슬리브체

21,21a : 치합부 22,22a : 내치

23,23a : 슬립공간부 24,24a : 결합플랜지

25,25a : 내벽면 30,30a : 커버체

31,31a : 삽입부 32,32a : 플랜지부

33,33a : 체결공 40,40a : 정지수단

50,50a : 밀봉수단

본 발명은 별개의 두 샤프트를 연결하여 토오크와 같은 구동력을 전달하는 커플링에 관한 것으로 특히, 몸통부, 외부재 및 연결부로 이루어지는 허브체와, 치합부 및 슬립공간부로 형성되는 슬리브체, 그리고 이 슬리브체의 개구 측에 체결되는 환형 삽입부 및 플랜지부로 이루어지는 커버체를 포함하되, 커버체의 플랜지부 및 슬리브체의 슬립공간부 각각에 정지수단을 마련하여 슬리브체 내에 삽입 결합되는 허브체의 축방향 움직임 즉, 슬라이딩 유동을 제한할 수 있도록 하는 동력 전달을 위한 커플링 장치에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 분야의 종래기술로서, 1999년 3월 19일자로 출원되어 2004년 11월 16일자 등록특허공보 제458618호 "토오크 전달 커플링"을 통해 개시된 기술을 들 수 있다. 이에 대해 살펴보면, 다음과 같은 사실을 알 수 있다.

종래기술에 따른 '토오크 전달 커플링'은 작동 중에 일어날 수 있는 반경 방향으로의 어긋남 및 축 방향으로의 이동 즉, 샤프트의 뒤틀림이나 미끄러짐 등으로부터 구애되지 않고 구동축의 토오크를 피동축으로 전달할 수 있는 커플링에 관한 것으로, 벽체, 웨브 및 허브부분으로 이루어져 회전축에 대체로 평행한 환 형상의 공간을 형성하되, 이 환 형상의 공간은 일 측으로 개방되는 허브와, 구동축 및 피동축을 따라 길이방향으로 미끄러짐이 가능한 슬리브, 그리고 전술한 환 형상의 공간 내에 위치하는 동일한 환 형상으로 이루어진 정지부와, 상기 슬리브 일 측에 형성된 링 형상의 단부정지부로부터 그 기술적 구성이 이루어짐을 알 수 있다.

이와 같은 종래기술에 의하면 슬리브 속으로 삽입 결합되는 허브의 유동범위가 환 형상의 정지부 및 단부정지부로부터 제한되는 구성으로, 환 형상의 정지부와 단부정지부 사이에는 반경방향의 이격을 방지할 수 있도록 함에 따른 상대 효과 즉, 뒤틀림과 같은 현상을 억제하게 된다. 다시 말해 이것은 커플링의 축 방향 유동 즉, 미끄러짐만이 유발되므로 구성 간의 마모나 마찰열 등으로 인한 슬리브 상의 취약점 및 윤활유의 오염 등과 같은 일부 문제점을 해소하는 효과를 발휘하는 것으로 개시되어 있다.

그러나 상기한 종래기술에 따른 토오크 전달 커플링은 허브의 축 길이방향 유동에 대한 제한수단으로 허브 내에 마련되는 스토퍼와 이 스토퍼의 미끄러짐을 방지하는 걸림턱에 의해 이루어지게 함으로써, 상대적으로 스토퍼의 두께가 커플링 의 크기에 의해 한정될 수밖에 없는 문제점을 안고 있다.

다시 말해, 이것은 허브의 축 길이방향의 움직임을 효과적으로 제한하기 위해서 먼저, 스토퍼가 적정한 강도를 유지할 수 있어야 하고, 이러한 강도 유지를 위해서는 기본적으로 두께의 조절이 자유로워야 하는 문제점에 봉착하게 된다. 더 구체적으로 설명하면, 상기한 종래기술에 의한 토오크 전달 커플링은 스토퍼의 두께를 자유롭게 키울 수 없는 것으로 이를 가능하게 하려면 상대적으로 커플링의 크기를 재고해야 할 뿐만 아니라, 그렇게 하지 않을 경우에는 동급의 커플링에 비해 상대적으로 스토퍼의 두께가 작아질 수밖에 없는 것이다. 그러므로 얇아진 두께에 대한 강도를 보강하기 위해서는 상대적으로 강한 재질 즉, 플라스틱이나 스틸 등을 응용함으로써 이들의 부딪힘에 따른 소음 및 진동 등과 같은 부수적인 문제점을 유발할 수밖에 없게 된다.

그리고 종래기술에 따른 토오크 전달 커플링은 스토퍼의 이탈을 방지하기 위해서 스톱링을 더 포함하게 되는데, 이는 조립상의 불편은 물론, 구성상의 난잡함을 배가시켜 결과적으로 생산성을 떨어뜨리는 원인이 된다. 특히, 상기 스톱링은 조립상의 맹점을 해결하기 위해 소정 길이의 단부가 절단된 링 형태로 이루어지는데, 이는 작동 중의 고속 회전 시 언밸런스의 단초가 되어 커플링의 진동으로 인한 고장 등과 같은 치명적인 작동상의 문제점을 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 허브체, 슬리브체 및 커버체의 결합으로 이루어지되, 상기 커버체의 플랜지부 및 슬리브체의 슬립공간부 각각에 형성되는 환형 정지수단을 포함하여, 커플링의 반경 방향으로의 어긋남이나 축 방향으로의 유동에 대해 유연하게 대처할 수 있는 동력 전달을 위한 커플링 장치를 제공하는데 있다.

특히, 본 발명은 몸통부, 외부재 및 연결부로 이루어지는 허브체와 함께 환형 삽입부 및 플랜지부를 포함하는 커버체의 구성을 단순하게 함으로써, 커플링의 반경 방향 및 축 방향에 대한 유동 즉, 뒤틀림 및 미끄러짐 등으로 인한 기술적 과제를 충분히 달성하면서도 커플링의 생산성을 혁신할 수 있는 동력 전달을 위한 커플링 장치를 제공하는 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동력 전달을 위한 커플링 장치는 샤프트의 체결이 용이한 몸통부를 포함하는 허브체와, 이 허브체를 내부로 삽입하는 슬리브체 및 상기 슬리브체의 개구 측에 체결되는 커버체를 포함하는 것으로, 상기 커버체의 플랜지부 및 슬리브체의 슬립공간부 각각에 상기 허브체의 유동을 제한하는 정지수단이 마련된 것에 핵심적인 특징이 있다.

그리고 본 발명의 동력 전달을 위한 커플링 장치는 상기 허브체의 몸통부 외형이 중앙 정점부를 기준으로 좌·우가 대칭을 이루는 만곡(彎曲)된 형태를 가지며, 특히 그 정점부에는 링 형태의 밀봉수단을 더 포함하여 허브체의 몸통부와 커버체 사이의 밀착상태를 유지시켜 줌으로써, 이 둘 사이의 마모나 열화현상을 방지하게 되고, 궁극적으로는 먼지 등의 유입을 차단하여 슬리브체 내의 오염을 방지하는 특징이 발휘된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 제 1도에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치는 크게 구동되거나 피동되는 샤프트(1)의 체결이 가능한 형태로 이루어지는 허브체(10)와, 이 허브체(10)가 내부로 삽입되게 이루어지는 슬리브체(20) 및 상기 슬리브체(20)의 개구 측 끝단에 체결되어 상기 허브체(10)의 구성 사이로 배치되는 커버체(30)로 나눠 볼 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 허브체(10)는 다시 샤프트(1)의 체결이 용이하게 이뤄지는 환형 몸통부(11)와, 상기 몸통부(11)의 외주로부터 이격공간(14)을 형성하며, 외측 끝단부에 볼록한 형태의 외치(15)가 구비되는 외부재(12), 그리고 상기 몸통부(11) 및 외부재(12)를 일체시키는 연결부(13)를 포함하는 형태로 이루어진 다. 이 때, 상기 몸통부(11)의 외형은 우리나라 고건축물의 배흘림기둥처럼 중앙이 불록하게 되는 정점부를 기준으로 좌·우 양 측으로 대칭되는 만곡(彎曲) 형태로 이루어지고, 상기 연결부(13)에는 몸통부(11)의 외주면과 외부재(12)의 일측에 의해 형성되는 이격공간(14)으로부터 천공된 형태의 관통공(16)이 복수로 형성된 형태로도 실시될 수 있다. 상기 외부재(12) 및 이격공간(14)은 몸통부(11)의 형상과 마찬가지로 환형으로 이루어짐은 당연하다.

또, 상기한 본 발명의 슬리브체(20)는 외부재(12)에 형성된 외치(15)에 맞물리는 내치(22) 즉, 소정의 길이를 가지는 것으로 오목한 홈 형태를 포함하는 이빨로 이루어지는 치합부(21)와, 작동 시 허브체(10)의 외부재(12)에 마련된 외치(15)가 내치(22)의 소정 길이를 따라 미끄러질 때 허브체(10)의 연결부(13)가 유동되게 마련되는 슬립공간부(23)가 포함된 형태로 이루어진다. 이 때, 슬리브체(20)의 외측에는 볼트 및 너트 등과 같은 체결수단(2)을 이용하여 결합할 수 있도록 통공 형태의 수단이 복수로 형성된 결합플랜지(24)를 포함하는 형태가 바람직하다.

그리고 상기한 커버체(30)는 전술한 슬리브체(20)에 결합되는 환형 판 형태의 플랜지부(32)와, 이 플랜지부(32)에 일체되어 상기 허브체(10)의 이격공간(14)으로 삽입되는 중공 된 원통형의 삽입부(31)를 포함하는 형태로 이루어진다. 여기서 상기 플랜지부(32)에는 다수의 체결공(33)을 구비하여 볼트 등을 이용한 고정 및 결합이 용이하게 하고, 특히, 상기 허브체(10)의 몸통부(11) 즉, 중앙의 정점부 에 링 형태의 밀봉수단(50)을 구비하여 상기 커버체(30)의 삽입부(31)와 작동 중의 면착상태를 유지할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치는 작동 시 슬리브체(20) 내에서 유동하는 허브체(10)의 미끄러짐에 제어하기 위한 정지수단(40)을 포함하는 것으로, 상기 정지수단(40)은 커버체(30)에 형성된 플랜지부(32)의 내측 및 상기 슬리브체(20)의 슬립공간부(23)를 이루는 내벽면(25)에 각각 마련된다. 이러한 정지수단(40)은 스틸과 같은 소재로도 가능하지만, 바람직하게는 소음 및 진동 등에 대한 흡수력이 뛰어난 탄성 소재로 실시하는 것이 좋다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치는 커플링의 사이즈와 관계없이 환형 정지수단(40)의 크기나 두께 등의 사이즈를 자유롭게 할 수 있는 것으로, 상기 정지수단의 두께조절이 자유롭다는 점은 곧, 허브체(10)의 유동범위가 자유롭게 조절될 수 있다는 점과 더불어 작동에 따른 소음 및 진동 등에 대한 완충 효과를 혁신하게 되므로 고속의 구동력에 대한 전달이 용이하게 되는 특징이 발휘된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치는 도 2 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 볼트 및 너트 등과 같은 체결수단(2)을 이용하여, 구동되는 샤프트(1) 에 결합된 허브체(10)를 포함하는 슬리브체(20)와, 구동력이 인가될 샤프트(1a)로 결합된 또 다른 허브체(10a)를 포함하는 슬리브체(20a)가 일체된 상태에서 유기적인 작동이 이루어진다. 즉, 상기 슬리브체(20)(20a)를 체결하고 있는 체결수단(2)의 중심을 기준으로 좌·우 대칭을 이루는 구성의 결합으로 이루어진다.

이와 같은 좌·우에서 구동 및 피동되는 샤프트(1)(1a)가 각각 별개의 것으로 이루어짐에 따라, 이 두 샤프트(1)(1a) 사이에서 구동력이 전달하고자 하는 커플링의 허브체(10)(10a) 및 슬리브체(20)(20a)에서는 반드시 뒤틀림과 같은 반경 방향으로의 어긋남이나 미끄러짐과 같은 축 방향의 유동을 일으키게 된다. 이러한 유동에 대한 본 발명의 유기적인 작동관계를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 동력 전달을 위한 커플링 장치는 샤프트(1)(1a)를 상기 허브체(10)(10a)의 몸통부(11)(11a)에 삽입 고정하고, 외부재(12)(12a)에 형성된 외치(15)(15a)가 슬리브체(20)(20a)의 내치(22)(22a)에 맞물리도록 삽입한다. 이후, 커버체(30)(30a)의 환형 삽입부(31)(31a)를 상기 허브체(10)(10a)의 이격공간(14)(14a)으로 삽입하여 상기 허브체(10)(10a)의 몸통부(11)(11a) 정중앙에 마련된 링 형태의 밀봉수단(50)(50a)과 커버체(30)의 삽입부(31)(31a)가 면착되도록 한다. 그리고 상기 커버체(30)(30a)의 플랜지부(32)(32a)에 구비된 체결공(33)(33a)으로 볼트 등을 이용하여 슬리브체(20)(20a)의 개구 된 끝단에 체결시킴으로써, 상기 슬리브체(20)(20a)의 내치(22)(22a) 및 상기 허브체(10)(10a)의 외치(15)(15a) 가 치합된 부위를 폐쇄시켜 안전성을 높이는 역할을 겸한다. 이 때, 본 발명의 정지수단(40)(40a)은 상기 커버체(30)(30a)에 형성된 플랜지부(32)(32a)의 내측 및 상기 슬리브체(20)(20a)의 슬립공간부(23)(23a)를 이루는 내벽면(25)(25a)에 각각 구비되어 있게 된다.

상기와 같은 상태에서 상기 허브체(10)(10a)의 미끄러짐과 같은 축 방향의 유동이 일어나는 경우, 볼록한 형태의 허브체(10)(10a) 외치(15)(15a)가 슬리브체(20)(20a)의 내치(22)(22a)에 형성된 소정 길이의 오목한 홈을 따라 유동하고, 상기 허브체(10)(10a)는 슬리브체(20)(20a)의 슬립공간부(23)(23a) 내에서 유동하게 된다. 이와 같은 미끄러짐에 대한 유동의 제한은 상기 커버체(30)(30a)에 형성된 플랜지부(32)(32a)의 내측 및 상기 슬리브체(20)(20a)의 슬립공간부(23)(23a)를 이루는 내벽면(25)(25a)에 각각 구비되어 있는 환형 정지수단(40)(40a)에 허브체(10)(10a)의 연결부(13)(13a) 또는 외부재(12)(12a)의 끝단 즉, 도 2의 (A)부분이 접촉되면서 그 순간의 충격이 완화되고 동시에 유동범위를 제한하게 된다.

첨부된 도면 제 3도에서 도시한 바와 같이, 상기 슬리브체(20)(20a)와 허브체(10)(10a)의 중심축이 뒤틀렸을 때에는 상기한 허브체(10)(10a)의 외치(15)(15a) 및 슬리브체(20)(20a)의 내치(22)(22a)가 가지고 있는 유선형의 이빨 형태로부터 소정 범위 내의 뒤틀림과는 관계없이 앞에서 언급한 축 방향의 유동에서와 동일한 작동에 따라 그 범위를 제한하게 하되, 구동력은 온전하게 피동 샤프트(1a) 측으로 전달할 수 있게 된다. 이 때, 상기 허브체(10)(10a)의 몸통부(11)(11a) 중앙에 구비된 링 형태의 밀봉수단(50)(50a)에 의해 상기 커버체(30)(30a)의 삽입부(31)(31a)가 밀착상태를 유지하게 됨으로 이들 사이의 마모나 열화현상이 줄게 되며, 더불어 바깥으로부터 슬리브체(20)(20a) 안쪽으로 유입되는 먼지와 같은 이물질이 차단되어 내부 윤활유의 오염 등을 미연에 방지할 수 있게 된다.

상기한 발명의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시형태에 한해서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는 것 또한 본 발명의 기재된 청구범위에 포함되는 것은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 동력 전달을 위한 커플링 장치에 의하면 축 방향으로의 움직임을 커버체의 플랜지부 내측과 슬리브체의 슬립공간부 각각에 마련된 정지수단으로부터 단순히 허브체의 일 측이 부딪힘에 따라 제한하는 것으로, 그 구성을 간소화 하여 생산성을 제고하는 효과를 기대하게 된다.

특히, 정지수단의 형태 및 크기가 커플링의 제원에 크게 구애되지 않으므로 완충성이 좋은 우레탄 및 일반 고무재의 사용이 가능하게 되고, 이러한 재질의 사 용은 구성 간의 부딪힘에 따른 소음 및 진동으로부터 초래되는 공해문제를 해결하여 산업 상의 이용 가능성을 높이는 효과가 있다.

또한, 종래기술에 따른 스토퍼의 고정을 위한 스톱링과 같은 구성을 없애 고속으로 회전하는 동력전달 시 언밸런스로 인한 문제를 해결함으로써, 장치의 성능을 획기적으로 개선하는 효과를 발휘한다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 샤프트(1,1a)의 체결을 위한 환형으로, 외형이 중앙 정점부를 기준으로 좌·우가 대칭되게 만곡(彎曲)되어 상기 정점부에는 링 형태의 밀봉수단(50,50a)이 구비된 몸통부(11,11a)와, 상기 몸통부(11,11a)의 외주로부터 이격공간(14,14a)을 형성하고 외측 끝단에 볼록한 형태의 외치(15,15a)가 구비되는 외부재(12,12a), 그리고 상기 몸통부(11,11a) 및 외부재(12,12a)를 일체시키는 것으로, 다수의 관통공(16,16a)이 구비된 연결부(13,13a)를 포함하는 허브체(10,10a)와;

   상기 허브체(10,10a)가 내부로 삽입되며, 상기 외부재(12,12a)의 외치(15,15a)와 맞물리는 내치(22,22a)가 구비된 치합부(21,21a), 그리고 작동 시 상기 허브체(10,10a)의 슬라이딩 유동을 보장하는 슬립공간부(23,23a)를 포함하는 슬리브체(20,20a);

   상기 슬리브체(20,20a)의 개구측 끝단에 결합되며, 상기 허브체(10,10a)의 이격공간(14,14a)에 삽입되는 중공 원통형 삽입부(31,31a)와 다수의 체결공(33,33a)이 구비된 플랜지부(32,32a)를 포함하는 커버체(30,30a);

   그리고 상기 커버체(30,30a)의 플랜지부(32,32a) 및 상기 슬리브체(20,20a)의 슬립공간부(23,23a) 각각에 마련된 환형 정지수단(40,40a)을 포함하여 이루어지는 동력 전달을 위한 커플링 장치.

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