KR100656840B1 - 커플링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커플링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동축의 동력을 다수개의 키를 통하여 종동축에 전달함으로써 확실한 동력전달을 구현할 수 있고, 진동 및 소음을 효과적으로 방지할 수 있으며, 구성요소가 간단하여 부품 교환이 용이한 커플링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 구동축의 동력을 다수개의 키를 통하여 종동축에 전달하는 방식으로 구현되고, 동력의 크기에 따라 키를 선택적으로 사용됨과 아울러, 커플링 장치의 회전방향에 따라 경사지게 설치됨으로써 비틀림 응력에 대한 키의 강도를 향상시킬 수 있어 동력전달의 효율성을 도모할 수 있는 커플링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동축과 종동축의 정렬이 흐트러지거나, 이상 현상에 의하여 동력 전달의 변화가 심할 경우에 발생되는 충격 및 진동을 원활하게 흡수함으로써 각 부의 구성요소가 손상되거나 소음이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 커플링 장치의 부품들이 조립식으로 구비되어 부품교환이 용이하여 사용신뢰성을 향상시킬 수 있는 커플링 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커플링 장치는, 구동축 단부에 허브를 매개로 결합된 구동플랜지와, 상기 구동축의 축선 방향을 따라 이격되게 배치된 종동축의 단부에 허브를 매개로 결합된 종동플랜지가 포함되어 동력을 전달하는 커플링 장치에 있어서, 상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 형성된 다수개의 제1/2키결합공과; 상기 제1/2키결합공에 끼움결합되어 상기 구동플랜지의 동력을 상기 종동플랜지에 전달하는 다수개의 키와; 상기 키가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 각각 체결수단에 의해 결합되는 한쌍의 키 이탈방지플레이트가 더 포함되되, 상기 키는, 내부에 적어도 하나 이상의 통공이 형성된 중공형으로 구비된 것을 특징으로 한다.

구동축, 종동축, 커플링, 구동플랜지, 종동플랜지, 키

Description

커플링 장치{Coupling apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 커플링 장치의 사시도,

도 2는 도 1의 분리상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 커플링 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 4는 도 3의 분리상태를 도시한 사시도,

도 5는 도 3의 "A-A"에서 바라본 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 제1/2키결합공과 키관통공의 다른 실시예를 도시한 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 키의 일실시예를 도시한 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 키의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 9는 종래의 커플링 장치를 도시한 분리사시도,

도 10은 도 9의 커플링의 체결상태를 보인 부분확대 종단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 커플링 2 : 구동축

3 : 종동축 4 : 허브

10 : 구동플랜지 11 : 제1키결합공

20 : 종동플랜지 21 : 제2키결합공

30 : 키 31 : 통공

32 : 강선 40 : 키 이탈방지플레이트

50 : 중간플레이트 51 : 키관통공

B : 볼트 H : 볼트공

본 발명은 커플링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동축의 동력을 다수개의 키를 통하여 종동축에 전달함으로써 확실한 동력전달을 구현할 수 있고, 진동 및 소음을 효과적으로 방지할 수 있으며, 구성요소가 간단하여 부품 교환이 용이한 커플링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 커플링은 2개의 축을 연결하고 구동축으로부터 피동축으로 동력을 전달하는 기계요소이다. 이러한 커플링은 일직선상으로 배열되는 2축을 결합하는 것, 2축이 일정한 경사각을 갖고 서로 교차하게 결합하는 것 및, 평행한 축을 결합하는 것으로 크게 나눌 수 있다.

상기와 같은 커플링의 일 실시예를 도 9 및 도 10에 도시하였는데, 이는 구동축(101)의 자유단부 영역에 일체로 회전가능하도록 결합되는 구동플랜지(105)와, 구동축(101)의 축선방향을 따라 배치된 종동축(103)의 자유단부에 일체로 회전가능하도록 결합되는 종동플랜지(111)와, 일단이 종동플랜지(111)에 결합되고 타단은 구동플랜지(105)를 통과하도록 결합되는 고정볼트(117)와, 고정볼트(117)에 체결되 는 고정너트(119)와, 고정볼트(117)의 둘레영역에 결합되어 종동플랜지(111)에 형성된 결합공(115)내에 수용되는 고무부재(121)로 구성된다.

상기 구동플랜지(105)의 중앙 영역에는 구동축(101)을 수용할 수 있도록 축수부(107)가 형성되어 있으며, 축수부(107)의 둘레영역에는 판면을 관통하여 고정볼트(117)가 수용결합될 수 있도록 판면을 관통하여 형성된 복수의 볼트수용공(109)이 둘레방향을 따라 배치되어 있다.

상기 종동플랜지(111)의 중앙 영역에는 종동축(103)을 수용할 수 있도록 축수부(113)가 형성되어 있으며, 축수부(113)의 둘레영역에는 고정볼트(117) 및 고무부재(121)가 수용결합될 수 있도록 결합공(115)이 볼트수용공(109)에 대응되도록 형성되어 있다.

상기 고무부재(121)는 축심을 따라 고정볼트(117)가 통과하여 결합될 수 있도록 볼트공(122)이 형성된 원통형상을 가지며, 외경의 크기는 결합공(115)내에 용이하게 조립될 수 있도록 결합공(115)에 비해 상대적으로 작게 형성된다.

상기 고정볼트(117)의 일단에는 머리부(123)가 형성되어 있으며, 타단에는 소정 길이구간에 걸쳐 수나사부(125)가 형성되어 있으며, 머리부(123)와 수나사부(125) 사이에는 걸림턱(127)이 형성되어 있다.

그러나, 상기한 커플링장치는, 고정볼트(117)와, 고무부재(121) 및 종동플랜지부재(111)의 조립 허용공차의 누적에 기인하여 조립 후, 구동플랜지(105)와 종동피동플랜지(111) 사이에는 불가피하게 유격이 발생되었으며, 부품의 가공시 발생되는 가공오차가 가중될 경우, 구동플랜지(105)와 종동플랜지부재(111)간의 유격이 더욱 심화되어 구동축(101)의 구동력이 종동축(103)에 원활하게 전달되지 못하게 됨은 물론이고, 유격에 기인한 진동 및 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 구동축(101)과 종동축(103)의 축 중심이 일치하지 않을 경우에는 축, 베어링 및 축 이음에 무리한 하중이 걸리고, 이는 축과 함께 회전함에 따라 반복하여 작용하게 되므로 축의 피로, 베어링의 부하, 고정볼트(117)의 손상 등이 발생될 우려가 많았다.

아울러, 상기한 커플링 장치는 금속재질이므로 동력전달이 원활하지 못하며 연결축간의 중심이 어긋나는 경우에는 두축을 연결하는 작업이 매우 어려울뿐만 아니라 축간 연결시 큰 조임력을 요하였으며, 축간 연결이 원활하지 못함에 따라 동력전달시 서로 이탈되는 현상이 발생되거나, 부품의 일부에 손상이 생기면 전부를 교체해야 하는 등의 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 구동축의 동력을 다수개의 키를 통하여 종동축에 전달하는 방식으로 구현되고, 동력의 크기에 따라 키를 선택적으로 사용됨과 아울러, 커플링 장치의 회전방향에 따라 경사지게 설치됨으로써 비틀림 응력에 대한 키의 강도를 향상시킬 수 있어 동력전달의 효율성을 도모할 수 있는 커플링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동축과 종동축의 정렬이 흐트러지거나, 이상 현상에 의하여 동력 전달의 변화가 심할 경우에 발생되는 진동을 원활하게 흡수함으로써 각 부의 구성요소가 손상되거나 소음이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 커플링 장치의 부품들이 조립식으로 구비되어 부품교환이 용이하여 사용신뢰성을 향상시킬 수 있는 커플링 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커플링 장치는, 구동축 단부에 허브를 매개로 결합된 구동플랜지와, 상기 구동축의 축선 방향을 따라 이격되게 배치된 종동축의 단부에 허브를 매개로 결합된 종동플랜지가 포함되어 동력을 전달하는 커플링 장치에 있어서, 상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 형성된 다수개의 제1/2키결합공과; 상기 제1/2키결합공에 끼움결합되어 상기 구동플랜지의 동력을 상기 종동플랜지에 전달하는 다수개의 키와; 상기 키가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 각각 체결수단에 의해 결합되는 한쌍의 키 이탈방지플레이트가 더 포함되되, 상기 키는, 내부에 적어도 하나 이상의 통공이 형성된 중공형으로 구비된 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 커플링 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 커플링 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 분리상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3의 "A-A"에서 바라본 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제1/2키결합공과 키관통공의 다 른 실시예를 도시한 종단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 키의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 키의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 커플링 장치(1)는, 구동축(2) 단부에 허브(4)를 매개로 결합된 구동플랜지(10)와, 상기 구동축(2)의 축선 방향을 따라 이격되게 배치된 종동축(3)의 단부에 허브(4)를 매개로 결합된 종동플랜지(20)로 구성된다.

또한, 본 발명의 주 요부 구성으로서, 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)에 형성된 다수개의 제1/2키결합공(11,21)과, 상기 제1/2키결합공(11,21)에 끼움결합되어 상기 구동플랜지(10)의 동력을 상기 종동플랜지(20)에 전달하는 다수개의 키(30)와, 상기 키(30)가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)에 각각 체결수단에 의해 결합되는 한쌍의 키 이탈방지플레이트(40)를 포함한다.

상기 구동플랜지(10), 상기 종동플랜지(10) 및 상기 키 이탈방지플레이트(40)는 공히 원판형으로 구비되며, 각각 중심부를 따라 다수개의 볼트공(B)이 형성되어 상기 체결수단인 볼트(B)에 의해 상기 키 이탈방지플레이트(40)가 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(10)에 결합됨으로써 상기 키(30)가 상기 제1/2키결합공(11,21)의 외측으로 이탈되는 것이 방지된다.

상기 제1/2키결합공(11,21)에 끼움방식으로 결합되어 분리가 용이한 상기 키(30)는 동력전달의 크기에 따라 다양하게 구비될 수 있는데, 그 일 실시예로서 같이 일반적인 동력을 전달할 경우에 도 2와 같이 중실형으로 구비하고, 다른 실시 예로 소용량의 동력을 전달할 경우에는 도 7과 같이 내부에 적어도 하나 이상의 통공(31)이 형성된 중공형으로 구비하여 연성과 탄성을 부여하거나, 또 다른 실시예로서 대용량의 동력을 전달할 경우에는 도 8과 같이 내부에 적어도 하나 이상의 강선(32)이 삽입되게 구비하여 강성과 탄성을 부여할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 키(30)를 동력전달의 크기에 따라 선택적으로 사용함으로써, 상기 구동축(2)이 이상 현상에 의해 과도하게 회전됨에 따라 상기 키(30)의 허용 응력을 초과할 경우에는 상기 키(30)가 자연스럽게 파단되어 상기 종동축(3)으로 과부하가 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20) 사이에 다수개의 키관통공(51)이 형성된 중간플레이트(50)를 더 구비함으로써, 상기 구동축(2)과 상기 종동축(3)의 정렬이 흐트러지거나, 이상 현상에 의해 동력전달의 변화가 심할 경우에 발생되는 충격 및 진동을 원활하게 흡수하는 완충 작용을 할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)의 회전을 지지할 수 있으며, 이로 인하여 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)에 각각 연결된 각 부의 구성 요소, 특히 동력을 전달하는 상기 키(30)가 가 손상되는 것을 최소화시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 키(30)와 상기 중간플레이트(50)는 진동 및 소음을 효과적으로 흡수할 수 있도록 우레탄 소재로 구비하며, 특히 상기 중간플레이트(30)는 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)에 접촉되는 바, 표면이 매끄럽게 가공되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 제1/2키결합공(11,21)과 상기 키관통공(51)은 도 5와 같이 평행하게 형성되며, 다른 실시예로서 도 6과 같이 상기 커플링 장치(1)의 회전방향에 일치되게 경사지게 형성함으로써, 이에 끼움결합되는 상기 키(30)가 비틀림 응력이나 과부하에 의해 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 커플링 장치(1)의 결합과정에 의거하여 설명하기로 한다.

먼저, 구동축(2) 및 종동축(3)의 각 단부에 구동플랜지(10)와 종동플랜지(20)를 허브(4)를 매개로 각각 결합하고, 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)에 형성된 제1/2키결합공(11,21)에 키(30)의 양단을 각각 끼움결합한다.

이어서, 상기 키(30)가 상기 제1/2키결합공(11,21)의 외측으로 이탈되는 것이 방지될 수 있도록 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20)에 키 이탈방지플레이트(40)를 볼트공(H)이 일치되게 각각 위치한 후, 체결수단인 볼트(B)를 상기 볼트공(H)에 체결한다.

상기와 같이 결합된 커플링 장치(1)는 구조가 간단하고 각 부의 구성요소의 결합 및 분리가 용이하여 부분적으로 손상이 발생될 경우에 손쉽게 교환하여 사용할 수 있으며, 상기 키(30)를 중실형, 중공형, 내부에 강선이 삽입된 중실형 등으로 다양하게 구비함으로써, 동력의 크기 및 동력전달의 특성에 따라 선택적으로 사용할 수 있어 장치의 효율적인 사용을 도모할 수 있게 된다.

한편, 상기 구동플랜지(10)와 상기 종동플랜지(20) 사이에 다수개의 키관통 공(51)이 형성된 중간플레이트(50)를 결합함으로써, 상기 구동축(2)과 상기 종동축(3)의 정렬이 흐트러지거나, 이상 현상에 의해 동력전달의 변화가 심할 경우에 발생되는 충격 및 진동을 효과적으로 흡수할 수 있고, 상기 제1/2키결합공(11,21)과 상기 키관통공(51)을 상기 커플링 장치(1)의 회전방향에 일치되도록 경사지게 형성함으로써, 비틀림 응력에 의해 상기 키(30)가 손상되는 것을 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 커플링 장치(1)는 결합 및 분리가 용이하고, 동력전달시 상기 구동축(2)과 상기 종동축(3)의 축선이 일치되지 않을 경우에 발생될 수 있는 진동 및 충격을 흡수함과 동시에 소음 발생을 효과적으로 줄일 수 있으며, 동력전달의 매개체인 상기 키(30)를 동력 전달의 크기에 따라 선택적으로 사용할 수 있고 비틀림응력에 대한 상기 키(30)의 강도를 향상시킬 수 있는 것으로, 축 이음장치에 있어서 매우 유용한 발명이라 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 커플링 장치의 구성이 간단하고 가공이 용이하여 제작비용이 적게 소요되며, 분리 및 결합이 용이하여 부분적으로 손상이 발생될 경우에 손쉽게 교환하여 사용할 수 있어 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 구동플랜지와 종동플랜지 사이에 우레탄 소재의 중간플레이트가 결합되어 구동축과 종동축의 정렬이 흐트러지거나, 이상 현상에 의해 동력전달의 변화가 심한 경우에 발생되는 충격 및 진동을 원활하게 흡수할 수 있어 각 부의 구성 요소가 손상되거나 소음이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 구동축의 동력이 다수개의 키를 통해 종동축에 전달됨으로써 동력전달이 확실하게 이루어지고, 소용량으로부터 대용량까지 동력전달의 특성에 따라 키를 선택적으로 결합함과 동시에 커플링 장치의 회전방향에 방향에 따라 키를 경사지게 설치됨으로써 비틀림에 대한 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 구동축 단부에 허브를 매개로 결합된 구동플랜지와, 상기 구동축의 축선 방향을 따라 이격되게 배치된 종동축의 단부에 허브를 매개로 결합된 종동플랜지가 포함되어 동력을 전달하는 커플링 장치에 있어서,

   상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 형성된 다수개의 제1/2키결합공과;

   상기 제1/2키결합공에 끼움결합되어 상기 구동플랜지의 동력을 상기 종동플랜지에 전달하는 다수개의 키와;

   상기 키가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 각각 체결수단에 의해 결합되는 한쌍의 키 이탈방지플레이트가 더 포함되되,

   상기 키는, 내부에 적어도 하나 이상의 통공이 형성된 중공형으로 구비된 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
4. 구동축 단부에 허브를 매개로 결합된 구동플랜지와, 상기 구동축의 축선 방향을 따라 이격되게 배치된 종동축의 단부에 허브를 매개로 결합된 종동플랜지가 포함되어 동력을 전달하는 커플링 장치에 있어서,

   상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 형성된 다수개의 제1/2키결합공과;

   상기 제1/2키결합공에 끼움결합되어 상기 구동플랜지의 동력을 상기 종동플랜지에 전달하는 다수개의 키와;

   상기 키가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 구동플랜지와 상기 종동플랜지에 각각 체결수단에 의해 결합되는 한쌍의 키 이탈방지플레이트가 더 포함되되,

   상기 키는, 내부에 적어도 하나 이상의 강선이 삽입된 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 키가 경사지게 결합되도록 상기 제1/2키결합공이 일정각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 커플링 장치.

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