KR100848486B1 - 유니버셜 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니버셜 조인트에 관한 것으로, 이는 진동흡수를 위해 유니버셜 조인트의 플랜지요크와 축동력이 전달되는 샤프트 사이에 마련되는 방진용 격판이, 판상체로서 유니버셜 조인트의 축방향 강성을 조절토록 구비되는 적어도 복수개 이상의 플레이트(30)와, 유니버셜 조인트의 축방향 유연성을 확보토록 하기 위해 상기 플레이트(30)들 사이에 개재되는 충격흡수부재(32) 및, 상기 플레이트와 충격흡수부재의 면접촉부 사이에 구비되는 다수개의 보조부재(34)를 포함하여 구성되는 것을 요지로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 회전력에 대한 축방향 강성과 회전방향의 비틀림 강성을 별도로 조율할 수 있게 되어서, 축방향 유연성 및 회전방향의 비틀림 강성을 최적으로 조율하여 장치의 내구성을 확보하고 진동을 가일층 효과적으로 흡수할 수 있는 효과가 발현된다.

유니버셜 조인트, 방진용 격판, 축방향 강성조율, 회전방향 강성조율

Description

유니버셜 조인트 {Universal joint}

도 1은 종래 유니버셜 조인트를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 방진용 격판을 나타낸 분리 사시도.

도 3은 본 발명의 방진용 격판이 조립된 유니버셜 조인트를 나타낸 결합 사시도.

<도면의 주요부위에 대한 부호설명>

1...플랜지요크 2...샤프트

3...방진용 격판 4...스파이더

30...플레이트 32...충격흡수부재

34...보조부재 38...부시

본 발명은 유니버셜 조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유니버셜 조인트의 플랜지요크와, 이 플랜지요크와 연결되어 타측으로 회전력을 전달하는 샤프트(Inter Mediate Shaft) 사이에 진동 저감을 위해 마련되는 방진용 격판을 개선하여, 회전력에 대한 축방향 유연성을 향상시켜 장치의 진동을 저감시킬 수 있도록 함은 물론, 축직각방향의 비틀림 강성을 향상시켜 장치의 내구성을 확보하고, 일측 샤프트에서 타측 샤프트로의 정확한 회전토크가 전달될 수 있도록 한 유니버셜 조인트에 관한 것이다.

일반적으로, 두 축이 일직선상에 있지 않고 서로 교차하는 경우, 축 동력의 전달을 위해 유니버셜 조인트가 사용되는 것인바, 이와 같은 유니버셜 조인트는, 회전력이 전달되는 부위에 상호 교합되어 연결되는 플랜지요크와, 이 플랜지요크와 연결되어 회전력을 타측으로 전달토록 하는 샤프트로 이루어져 차량 등에 축 동력의 전달을 위해 설치된다.

도 1은 이와 같은 종래의 일반적인 유니버셜 조인트를 도시한 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 플랜지요크(100)는 일측단에 반경 방향으로 핀이 설치될 수 있도록 마련된 두 개의 요크를 서로 교합되도록 배치하고, 그 사이에 십자형의 스파이더(400)를 설치하여 소정의 각도 이하로 굴절된 상태에서도 일측의 요크에서 타측의 요크로 회전력을 전달할 수 있도록 마련된다.

그리고, 상기 플랜지요크(100)의 타측에는 플랜지요크(100)의 조인트부로부터 전달된 회전력을 타측으로 전달하는 샤프트(200)가 연결되며, 이와 같은 샤프트(200)는, 관형태의 아우터 샤프트 일측 내부로 이너 샤프트 일부가 삽입된 구성으로 이루어져, 축방향으로 일정 거리만큼 수축가능한 상태가 되어 유니버셜 조인트의 설치각도 변화에 따른 길이변화를 보상하게 된다.

한편, 상기 플랜지요크(100)와 샤프트(200) 사이에는 댐핑을 위한 방진용 격판(300)이 설치되는데, 종래의 이와 같은 방진용 격판(300)은 일반적으로 경질의 고무(Rubber) 또는 플라스틱 재질로서 일체형으로 이루어져, 외부 충격으로부터 진동하중이 역입력될 경우에 이를 흡수 및 저감시킬 수 있게 되며, 축직각방향으로는 어느 정도의 강성을 지닌 상태에서 플랜지요크(100)의 회전토크를 전달하게 된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 유니버셜 조인트에서는, 플랜지요크(100)와 샤프트(200) 사이에 설치되는 방진용 격판(300)이 전술한 바와 같이 고무 또는 플라스틱 재질로서 일체형으로 이루어져 있기 때문에, 온도변화에 따른 강성의 변화가 심하며, 특히 고온에서는 회전력 전달을 위한 강성이 매우 낮게 되는 결점이 있었다. 따라서, 이와 같은 결점을 해결하기 위해 제작단계에서 강성조절을 할 경우, 종래에는 일체형이기 때문에 축직각방향(회전방향)의 강성을 높이면 축방향 강성도 함께 높아져 별도의 강성 조율이 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 플랜지요크와 샤프트 사이에 진동 저감을 위해 마련되는 방진용 격판을 개선시킴으로써, 축방향과 축직각방향의 강성을 별도로 조율할 수 있도록 하고, 이에 따라 회전력에 대해 축방향으로는 유연성을 향상시켜 샤프트를 따라 역입력되는 진동하중 및 잡음을 저감시킬 수 있도록 하며, 축직각방향의 비틀림 강성을 향상시켜 장치의 내구성을 확보하고, 일측 샤프트에서 타측 샤프트로의 정확한 동력전달이 이루어질 수 있는 유니버셜 조인트를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 임의의 굴절각을 가진 상태에서 회전력이 전달되는 부위에 상호 교합되어 연결되는 플랜지요크와, 이 플랜지요크와 연결되어 회전력을 타측으로 전달토록 하는 샤프트와, 상기 플랜지요크와 샤프트 사이에 마련되는 방진용 격판을 포함하여 이루어진 유니버셜 조인트에 있어서, 상기 방진용 격판은, 판상체로서 유니버셜 조인트의 축방향 강성을 조절토록 구비되는 적어도 복수개 이상의 플레이트와, 유니버셜 조인트의 축방향 유연성을 확보토록 하기 위해 상기 플레이트 사이에 개재되는 충격흡수부재 및, 상기 플레이트와 충격흡수부재의 면접촉부 사이에 구비되는 다수개의 보조부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명은 상기 플레이트의 두께 및 개수를 증감시킴에 따라 유니버셜 조인트의 축방향 강성을 조율할 수 있으며, 이 플레이트는 금속 또는 경화 플라스틱 또는 섬유복합 경화물 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 특징이다.

한편, 본 발명은 상기 충격흡수부재의 설치두께를 달리함에 따라 축방향 유연성을 조율할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 플레이트 및 충격흡수부재 사이에 설치되는 보조부재의 축방향 길이(두께)를 변화시킴에 따라 하중에 따른 유니버셜 조인트의 축방향 변위가 조절토록 되는 것이 특징이다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 첨부된 도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 발명의 방진용 격판을 나타낸 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 방진용 격판이 유니버셜 조인트에 조립된 것을 보인 결합 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유니버셜 조인트는, 임의의 굴절각을 가진 상태에서 회전력이 전달되는 부위에 대응되는 한 쌍의 플랜지요크(1:1a,1b)가 구비되어 십자형 스파이더(4)를 통해 상호 교합토록 연결되고, 상기 플랜지요크(1)의 일측(여기서는 1b)에는 축방향으로 신축가능한 구조인 샤프트(2)가 연결된다.

본 발명은 특히 이 샤프트와 플랜지요크 사이에 축방향 및 회전방향 강성의 조율이 용이한 방진용 격판(3)이 설치되는 것이 특징이다.

이와 같은 방진용 격판(3)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 경질의 판상체인 복수개의 플레이트(30)와, 이들 플레이트(30) 사이에 개재되는 탄성체인 충격흡수부재(32) 및, 상기 플레이트와 충격흡수부재의 면접촉부 사이에 구비되는 다수개의 보조부재(34)로 이루어진다.

여기서, 상기 플레이트(30)는 경질의 판상체로서 그 모서리 사측에는 볼트결합을 위한 볼트공이 천공되며 그 재질로는 금속 또는 경화 플라스틱 또는 섬유복합 경화물 등이 장치의 특성에 맞게 선택적으로 사용된다.

특히, 상기 플레이트(30)의 두께 및 설치개수를 증감시킴에 따라 유니버셜 조인트의 축방향 및 회전방향의 강성이 조절토록 구성된다.

한편, 상기 복수개 이상의 플레이트(30) 사이에 개재되는 충격흡수부재(32)는, 외부로부터 역입력되는 하중(Kick-back)을 흡수 및 완화토록 유연성을 갖는 탄성체로서, 그 모서리 사측에는 상기 플레이트(30)의 볼트공과 연통토록 되는 볼트공이 천공되며, 설치시 이와 같은 충격흡수부재(32)의 설치두께를 변화시킴에 따라 축방향 유연성이 조절토록 구성된다.

여기서 상기와 같은 충격흡수부재(32)는, 천연고무 또는 타이어 코드가 내설된 고무, 스프링 와셔, 격자종이, 코일 스프링, 연질 플라스틱 등이 단독 또는 혼합형태의 복합물(Polymer)로 이루어진다.

또한, 본 발명의 구성요소 중 보조부재(34)는, 전술한 플레이트(30)와 충격흡수부재(32)에 볼트가 관통하는 면접촉부 사이에 구비되는 것으로, 소정의 두께를 갖는 원판형태를 취하며 그 내측에는 볼트관통을 위한 볼트공이 상기 플레이트 및 충격흡수부재와 동일하게 천공된다.

이와 같은 보조부재(32)는 경질의 천연고무 또는 합성고무, 경화 플라스틱, 섬유복합 경화물 등을 단독 또는 혼합한 재질로 이루어지며, 설치시 그 축방향 길이(두께)의 변경에 따라 외부 하중에 따른 유니버셜 조인트의 변위를 다양하게 조절할 수 있는 구성으로 이루어진다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 유니버셜 조인트의 조립 및 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

전술한 구성으로 이루어진 방진용 격판(3)은 도 3에 도시된 바와 같이, 플랜지요크(1)의 플랜지부(10)와 샤프트(2)의 플랜지부(20) 사이에 볼트와 너트를 통해 설치되는 것인바, 이때 방진용 격판(3)과 각 플랜지부(10,20) 사이에는 축방향 진동흡수 및 상호 이격설치를 위한 부시(38)가 마련된다. 즉, 도 3에서 보이는 바와 같이 서로 대향되는 방향에서 볼트가 방진용 격판(3)의 볼트공과 부시(38) 및 플랜지부(10,20)를 순차적으로 관통되도록 조립한 후, 플랜지부 타측에서 너트를 체결시켜 부품 상호간에 조립이 완료된다.

따라서, 상기와 같이 조립된 본 발명의 방진용 격판은, 플랜지요크(1)와 샤프트(2) 사이에서 회전토크를 전달함과 동시에 축방향으로의 충격흡수기능을 동시에 수행하게 된다.

즉, 전술한 바와 같이 조립된 상태에서 샤프트(2)로부터 진동하중이 역입력될 경우, 방진용 격판(3)의 축방향 유연성에 의해 이를 흡수하게 되는 것인바, 이와 같은 유연성은 복수개의 플레이트(30) 사이에 탄성체로서 개재된 충격흡수부재(32)에 의해 가능하며, 진동과 함께 발생되는 소음도 함께 흡수할 수 있게 된다.

이와 같은 충격흡수부재(32)는, 천연고무 또는 타이어 코드가 내설된 고무, 스프링 와셔, 격자종이, 코일 스프링, 연질 플라스틱 등이 단독 또는 혼합형태의 복합물과 같은 연한 재질로 구성토록 됨으로써, 축방향으로 어느 정도 탄성변형이 가능하여 전술한 바와 같이 샤프트로부터 입력되는 하중에 의한 진동을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은, 상기와 같은 충격흡수부재(32)를 사이에 두고 경질의 플레이트(30)가 적층토록 구성되어서, 회전방향으로 강성을 충분히 확보할 수 있게 되어 회전토크에 의한 방진용 격판의 비틀림을 방지하게 된다.

여기서, 상기 플레이트(30)는 금속 또는 경화 플라스틱 또는 섬유복합 경화물 등을 선택적으로 사용할 수 있어서, 축의 회전방향 강성에 맞게 재료를 선정하여 조율(Tuning)할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 상기 플레이트(30)의 두께 및 설치개수를 달리할 수 있게 됨으로써, 하중에 적합한 유니버셜 조인트의 축방향 강성을 적절히 조율할 수 있게 된다.

계속해서, 본 발명은 전술한 바와 같이 플레이트(30) 및 충격흡수부재(32) 사이에 다수개의 보조부재(34)가 구비됨으로써, 이 보조부재(34)의 두께 변경에 따라 외부 하중에 따른 유니버셜 조인트의 변위를 장치의 특성에 맞게 다양하게 조절할 수 있다.

이와 같은 보조부재 역시 전술한 구성품과 마찬가지로 다양한 재질, 즉 경질의 천연고무 또는 합성고무, 경화 플라스틱, 섬유복합 경화물 등을 단독 또는 혼합하여 선택적으로 사용할 수도 있어, 강성조율에 따른 재료선정의 폭이 다양하다.

따라서, 본 발명은 경질의 플레이트(30)의 두께 및 설치 개수의 증감에 따라 유니버셜 조인트의 회전방향 강성을 별도로 조율할 수 있고, 동시에 상기 플레이트(30) 사이에 개재되는 충격흡수부재(32)에 의해 별도로 축방향의 유연성을 조절하여, 진동 및 소음을 흡수 또는 완화할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 플랜지요크와 샤프트 사이에 진동 저감을 위해 마련되는 방진용 격판의 충격흡수부재 양면에 경질의 플레이트를 적층시켜 조립토록 함으로써, 온도변화에 따라 회전방향의 강성이 변화되는 것을 방지할 수 있으며, 축방향과 회전방향의 강성을 별도로 조율할 수 있어 샤프트를 따라 역입력되는 진동하중 및 잡음을 효과적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (1)

1. 굴절된 상태에서 회전력이 전달되는 부위에 상호 교합되어 연결되는 플랜지요크(1)와, 이 플랜지요크(1)와 연결되어 회전력을 타측으로 전달토록 하는 샤프트(2)와, 상기 플랜지요크(1)와 샤프트(2) 사이에 마련되는 방진용 격판(3)을 포함하되,

   상기 방진용 격판(3)이, 판상체로서 유니버셜 조인트의 축방향 강성을 조절토록 구비되는 적어도 복수개 이상의 플레이트(30)와, 유니버셜 조인트의 축방향 유연성을 확보토록 하기 위해 상기 플레이트(30) 사이에 개재되는 충격흡수부재(32)를 구비한 유니버셜 조인트에 있어서,

   상기 방진용 격판(3)은, 상기 플레이트(30)와 충격흡수부재(32)의 면접촉부 사이에 다수개의 보조부재(34)를 추가로 포함하여서, 이들 보조부재(34)의 축방향 길이(두께)를 변화시킴에 따라 유니버셜 조인트의 축방향 변위가 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트.

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