KR100968409B1

KR100968409B1 - 커플링

Info

Publication number: KR100968409B1
Application number: KR1020047014390A
Authority: KR
Inventors: 스벤 비외르크가드
Original assignee: 콩스베르그 오토모티브 에이에스에이
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2010-07-07
Also published as: US7306211B2; BR0308374B1; CN100387448C; NO20021215D0; US20080150206A1; AU2003212714A1; CN1642762A; EP1487650A1; EP1487650B1; US20050161872A1; JP4471662B2; JP2005520099A; WO2003076218A1; NO315192B1; DE60332435D1; NO20021215A; ATE466740T1; KR20040111407A; BR0308374A

Abstract

두 오브젝트들, 특히 휠 차축 하우징 및 차량의 차대의 탄성적 상호연결을 위한 커플링에 관한 것이다. 커플링은 세로 방향으로 연장하며 두개의 단부 부착 부분(52,54) 및 중심 부분(56)을 가지는 세장 지지부(50)를 포함한다. 커플링은 또한 중심 부분(56) 주변에 배열되며 대체로 원통 외부 표면(64) 및 두개의 단부 표면(68,70)을 가지는 탄성 요소(60)를 포함한다. 커플링은 제 1 및 제 2 인접 부재(82,84)를 더 포함하며, 이때 제 1 인접 부재는 하부(90) 및 하부(90)에 고정되는 관형 부분(86)을 포함하며 개방 단부 부분 및 원통 내부 표면(98)을 포함한다. 하부는 하나의 단부 부착 부분(52)이 연장되는 것을 통하여 관통하는 홀(106)을 포함한다. 제 2 인접 부재(84)는 제 2 단부 부착 부분(54)가 연장되는 것을 통하여 홀(108)을 포함한다. 상기 인접 부재(82,84)는 요소를 에워싸기 위해서 상호연결되도록 배열된다. 본 발명에 따라 제 2 인접 부재(84)는 제 1 인접 부재(82), 서로 접하도록 배열되는 개방 단부 부분의 단부 표면(94,96)들과 유사하게 설계된다.

Description

커플링{COUPLING}

본 발명은 2개의 물체, 특히 휠 차축 하우징과 차량의 차대를 탄성적으로 상호연결시키기 위한 커플링에 관한 것으로서:

- 축방향으로 연장하며 축지지 부분을 구비하는 지지부를 포함하는 내부 커플링 장치,

- 지지 부분 주위에 배열되며 축방향으로 연장하는 외부 표면과 2개의 대체로 방사상으로 연장하는 단부 표면을 구비하는 고무 탄성 요소, 및

- 인접 부재의 내측 부분을 규정하는 하부 부분과 관형 벽 부분을 지닌 대체로 2개의 컵형 인접 부재를 포함하되, 각 벽 부분이 고무 탄성 요소의 외부 표면의 각 단부 부분을 따라 그리고 그 외측에 방사상으로 연장하도록 배열된 내부 표면을 구비하며, 하부로부터 떨어져 면하는 벽 부분의 단부가 단부 표면을 구비하고, 인접 부재의 내측 부분에 면하는 각 하부 부분의 내측이 그 축방향 압축에 대해 요소의 단부 표면에 대응하여 인접하도록 각각 배열되며, 인접 부재가 서로를 향하여 푸시하는, 외부 커플링 장치;를 포함한다.

미국 특허 제3,030,132호에는, 커플링이 개시되어 있으며, 여기서 고무 탄성 제재의 바디가 커플링의 실제 어셈블리중 커플링 장치들 또는 부재들간에 주조된 다. 그 제재가 적절히 압축됨을 보장하기 위해서, 주조 공정중 리세스가 바디에 형성되며 컵 부재들이 적당한 거리 이격되어 유지된다. 이는 힘든 방법으로, 현대적인 빠른 차량 생산에 적합하지 않다. 2개 컵 부재 서로간의 정확한 센터링이 주조중 어떻게 달성되는 지의 어떠한 지시도 없다. 컵 부재들과 내부 볼 표면의 정확한 상대적인 위치 설정은 고무 탄성 제재가 컵 부재들 사이에 핀치되지 않거나 또는 이러한 제재가 컵 부재들과 내부 볼 표면(1) 사이의 공간을 충전함을 보장하기 위해서 중요하다고 여겨진다. 또한 커플링이 정확한 스프링 특성을 획득하는 것을 보장하는 것이 중요하다.

미국 특허 제6,231,264호는 중간 슬리브가 아암의 아이릿(eyelet) 형성 단부 부분 내측에 제공되는 토크 로드용 베어링 장치를 도시한다. 중간 슬리브에는 베어링 슬리브가 제공된다. 아이릿은 베어링 슬리브의 축 압축을 제공하도록 배열된다. 중간 슬리브는 베어링 슬리브와 아이릿 사이의 축방향 고정 연결을 생성하기 위해 제공된 것으로서, 중간 슬리브가 일측에는 베어링에 그리고 타측에는 아이릿에 스냅 링을 통하여 축방향으로 고정된다. 중간 슬리브의 기능은 아이릿을 센터링하기 위한 또는 아이릿 사이의 베어링 장치 제재의 관통을 방해하기 위한 것이 아니며, 그것을 약화시키는 원형 그루브의 열을 구비한다.

미국 특허 제5,649,719호에는, 휠 차축 하우징과 차량의 차대, 그리고 휠 차축 하우징과 차대를 상호연결시키기 위한 상기 유형의 커플링을 포함하는 어셈블리가 도시되어 있다. 도 1은 구성요소들이 서로 이격되어있는 어셈블리의 사시도이 며, 도 2는 커플링을 통한 종단면을 도시한다.

도 1에 도시된 것처럼, 2개 아암(2,4)의 제 1 단부(6,8)는 차량의 세로 프레임 비임(10)과 각각 연결된다. 각 아암(2,4)의 제 2 단부는 휠 차축 하우징(14)의 위에 그리고 정면에 위치된 커플링(12)에 수렴하며, 아암(2,4)을 휠 차축 하우징에 브래킷(16)을 통하여 연결시킨다.

도 2에 도시된 것처럼, 커플링(12)은 단부 부착 부분(22,24)을 지닌 세장 지지부(20), 이를 통하여 지지부가 휠 차축 하우징에 부착될 수 있으며, 그리고 고무 탄성 요소(28)를 운반시키는 중심부분(26)을 지닌 내부 커플링 장치를 포함한다.

요소(28)는 외부 커플링 장치에 의해 방사상으로 둘러싸이며, 이는 아암(2,4)에 고정되며 하부 또는 쇼울더(32)를 지닌 제 1 인접 부재(30)와 제 2 인접 부재(34)를 포함하며, 링의 형상으로 제공된다. 이 링(34)은 제 1 인접 부재(30)에 삽입되며 스냅 링(36)에 의해 그 밖으로 이동되는 것을 방지하며, 이는 제 1 인접 부재(30)의 구르부에 삽입을 위해 배열된다. 쇼울더(32)와 링(34)은 요소(28)의 각 대향 단부(38,40)에 대해 인접하도록 배열된다. 링(34) 이외에, 공지된 커플링(32)은 부가적인 링(42)을 포함하며, 이는 축방향으로, 즉 지지부의 세로 방향으로 요소(28)의 가외 지지를 위해 쇼울더(32)에 대해 인접하도록 배열된다.

작동중 커플링은 그 세로 방향 뿐만 아니라 그 가로 방향의 실제 힘에 의해 영향을 받는다. 따라서, 극히 강하며 고가의 링이 필요하며, 이는 스틸로부터 불려서 만들어져야 한다. 커플링이 어셈블링될 때, 요소(28)는 쇼울더(30) 또는 부가 링(42)의 방향으로 개별 툴에 의해 축방향으로 힘이 가해지는 링(34)에 의해 축방 향으로 압축되며, 그 위에서 스냅 링(36)이 그 안으로 방사상으로 확장시킴으로써 그루브에 삽입된다. 압축 응력은 요소에서 바람직하게 생성된다. 이러한 공정중 스냅 링(36)이 차량의 작동중 커플링(12) 상의 매우 부재동하는 응력의 영향하에 그루브 밖에 힘이 가해지지 않음을 보장하기 위해서 스냅 링(36)이 그루브와 정확히 맞물리는 것이 중요하다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 상기 언급된 유형의 커플링을 제공하는 것으로, 이는 상기 흠결들에 의해 다소 덜 방해받는다.

발명에 따른 커플링의 특성은 청구범위에 지시된 특색에서 명확해질 것이다.

본 발명은 이제 본 발명에 따라 커플링의 실시예들을 개략적을 도시하는 도 3 내지 9를 참조하여 좀더 상세히 기술될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 커플링의 제 1 실시예를 통한 종단면을 도시하며, 커플링의 두 인접 부재들은 탄성 요소의 단부들에 접하여 있으며, 축방향으로 그것을 압축하지는 않는다.

도 4는 도 3에 도시된 것과 유사한 종단면을 도시하나, 상기 요소는 압축되었으며 인접 부재들의 단부 표면들은 서로 접한다.

도 5는 본 발명에 따른 커플링의 제 2 실시예를 통한 종단면을 도시하며, 슬리브(sleeve)는 상기 요소 및 커플링의 두 인접 부재 사이에 장착되며, 상기 인접 부재들은 탄성 요소의 단부에 접하여 존재하나, 축방향으로 그것을 압축하지는 않는다.

도 6은 도 5에 도시된 것과 유사한 종단면을 도시하나, 상기 요소는 압축되었으며 인접 부재들의 단부 표면들은 서로 접한다.

도 7은 본 발명에 따른 제3 실시예를 통한 종단면을 도시한다. 슬리브 및 두 개의 고리형 요소(annular element)가 상기 탄성 요소와 상기 커플링의 두 인접 부재 사이에 장착되는데, 상기 커플링의 두 인접 부재는 고리형 요소들을 통해 탄성 요소의 단부 부분들에 접하여 있으나, 탄성 요소를 축방향으로 압축하지는 않는다.

도 8은 도 7의 VIII로 표시된 부분을 크게 확대하여 도시한다.

도 9는 도 7에 도시된 것과 유사한 종단면을 도시하나, 상기 요소는 압축되었으며 인접 부재들의 단부 표면들은 서로 접한다.

본 발명에 따른 커플링의 다른 실시예를 위해 동일한 참조 번호들이 해당 구성요소 및 부분들에 채택된다.

도 3 및 4에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 커플링의 제 1 실시예는 두 단부 부분들 또는 단부 부착 부분(52)을 지닌 세장 지지부(50)의 형태로 제공된 내부 커플링을 포함하며, 이는 휠 차축 하우징과 해제 가능한 고정 연결을 위해 배열된다(도시 생략). 상기 지지부(50)는 세로 방향으로 연장할 수 있으며 중심 부분 또는 단부 부분(52,54) 사이에 위치되는 지지부 부분(56)를 포함하며 방사상 확장부분(58)도 포함한다.

지지부의 중심 부분(56)은 대채로 슬리브 앞에 제공된 고무 탄성 요소(60)를 운반하며, 그로부터 세로 방향으로 연장하는 중심부(62)는 원통축(66)과 함께 원통 외부 표면(64)을 포함한다. 상기 요소는 서로 떨어져 축방향으로 면하는 단부 표면(68, 70)을 포함하며, 원통축(66) 방향으로 원통 외부 표면의 단부로부터 방사상 또는 원뿔상으로 연장한다. 상기 요소는 또한 두 단부 플랜지들(flanges)(72,74)을 포함하며, 마찬가지로 원통축(66) 방향으로 방사상 또는 원뿔상으로 연장하며, 그것은 단부 표면(68, 70)들을 포함한다. 상기 지지부의 확장부분(58)은 축, 지지부(50)의 상대적 움직임, 및 상기 요소(60)를 방해하기도 한다. 상기 요소(60) 대신 또는 그외에 지지부(50)에 다른 방법으로, 이를테면, 접합(adhesion) 또는 경화(vulcanising)에 의해 부착될 수 있다.

방사상으로 고무 탄성 요소(60) 외측 외부 커플링 장치(80)는 두 인접 부재(82, 84)을 포함하여 제공된다. 이것은 커플링이 프레임 빔(10)에 부착되 것을 통하여 각 아암들(2,4)(도 1)에 부착되도록 배열되는 구성요소들을 분리되게 하거나, 또는 인접 부재(82,84) 및 아암들(2,4)이 하나의 조각(piece)으로 이를테면, 단조품(forging)으로 제조된다.

상기 인접 부재(82,84)는 대체로 관형 벽(tubular wall) 또는 측면 부분(side portion)들 또는 관형 부분(tubular portion)(86,88)들을 지닌 컵 형상이며, 그것의 한 단부는 각 단부 하부(bottom) 또는 하부 부분들(90,92)에 결합된다. 관형 부분들(86,88)의 다른 단부는 개방되며 단부 표면(94,96)들을 포함한다. 관형 부분들(86,88)은 또한 원통 내부 표면들(98,100)을 포함하며, 그것의 직경은 고무 탄성 요소(60)의 원통 외부 표면의 직경으로 조정된다. 상기 하부들은 내측(102, 104)을 포함하며, 그것의 형상은 상기 요소(60)의 단부 표면(68,70)에 맞도록 조정된다. 각 하부(90,92)는 중심 홀(hole)(106,108)을 포함하며, 그것의 직경은 바람직하게는 지지부의 단부 부분(52,54)의 횡단면 규격 보다 크다.

도 3에 도시된 것처럼, 하부의 내측(102,104) 및 관형 부분(86,88)의 각 단부 표면들(94,96) 간의 거리는 LR로 표시된다.

또한 이 도면으로부터 분명한 것은 상기 요소(60)의 단부 표면들(68,70) 간의 거리 LE가 2 x LR보다 크다는 것이다. 이를테면, 인접 부분들의 하부의 내측(102, 104)이 요소(60)의 단부 표면들(68,70)에 접할 때 관형 부분의 단부 표면들(94,96) 사이에 LE-2 x LR=LS에 해당하는 폭을 가진 갭이 존재한다.

인접 부재들을 통하여 축방향으로 단지 도 3의 중심선으로만 도시되는 나사(116)들을 위한 홀이 제공된다.

커플링 어셈블리중, 지지부(50)의 단부 부착 부분(52,54)들은 도 3에 도시된 것처럼 요소의 단부 표면들(68,70)이 하부의 각 내측(102,104)에 접하여 접합부로 들어갈 때까지 각 인접 부재(82,84)들의 홀(106,108)들로 통과된다. 나사들(116)이 조여짐으로써 인접 부재들(82,84)이 서로를 향해 축방향으로 푸시(압축)되고, 상기 나사들(116)은 인접 부재들의 단부 표면들(94,96)이 서로 접할 때까지 조여진다. 상기 요소(60)은 이로써 변형되며, 그 제재는 홀(106,108)들을 통하여 밖으로 푸시될 수 있다.

도 5 및 6은 본 발명에 따른 커플링의 제 2 실시예를 도시한다.

이 커플링의 경우에, 인접 부재들(82,84)의 하부들(90,92) 간에, 그리고 인접 부재들의 원통 내부 표면들(98,100)과 요소(60)의 원통 외부 표면(64) 간에 길이 LH를 가진 관형 슬리브(120)가 제공된다. 이 길이는 인접 부재들의 관형 부분들(86,88)의 총 길이보다 약간 더 작다. 즉, LH<2xLR이다. 그러므로 이 슬리브(120)는 인접 부재들의 단부 표면들(94,96)이 서로 접할 때, 하부들(90,92) 사이에서 조이게 될 위험이 없다. 상기 요소(60)가 압축되지 않을 때, 환형부분(annulus)(122,124)이 상기 슬리브(120)의 단부에서 형성된다. 상기 슬리브(120)는, 인접 부재들(82,84)이 서로를 향해 푸시되어 요소(60)가 축방향으로 압축되는 동안, 상기 요소(60)의 일부분이 단부 표면들(94,96) 사이로 들어가거나 그 사이에 끼는 것을 방지한다. 적절한 길이를 가진 슬리브를 설계함으로써, 상기 환형 부분(122,124)의 크기는, 단부 표면들(94,96)이 서로 접하게 되는 것을 막지 않고서 상기 요소(60)의 제재가 환형 부분(122,124) 내로 방해받지 않고 연장할 수 있도록 조정된다.

도 7 내지 9는 본 발명에 따른 제 3 실시예를 도시한다.

제3 실시예는 도 5 및 도 6에 따른 실시예와 비슷하나, 제3 실시예에서는 고리형 요소(130,132) 같은 추가 바디(body)가 하부의 내측(102,104)과 탄성 요소(60)의 각 대향 단부 표면(68,70) 사이에 제공된다. 상기 슬리브(120) 근처의 고리형 요소의 두께는 참조문자 T로 표시된다. 상기 슬리브의 길이는 상기 탄성 요소 길이와 상기 고리형 요소 두께의 합보다 클 수 있다(즉, LH>LE+T). 또한, 앞에서처럼 LH<2xLR을 적용할 수 있다. 따라서 인접 부재들(82,84)이 상기 탄성 요소(60)를 압축하고 있지 않을 때, 상기 슬리브의 한 단부는 도 8에 따른 한 점(134)에서 고리형 요소(130)의 대향 단부 표면의 일부와 중첩하면서, 상기 슬리브의 다른 단부는 하나의 하부(92)의 내측(104) 및 다른 고리형 요소(132)에 접할 수 있다. 동시에 LS<T가 적용될 수 있다.

커플링의 어셈블리 동안 인접 부재들이 압축될 때, 탄성 요소(60)의 제재는 이로써 상기 슬리브(120), 고리형 요소(130) 및 인접 부재(82)에 의해 한정되는 작은 환형부분(136)에 들어가거나 끼는 것이 방지된다.

상기 슬리브(120)는 그 길이의 전체 또는 일부에 거쳐 요소(60)에 결합될 수 있다. 상기 슬리브 및 상기 요소의 상대적 위치는 이로써 보장될 수 있으며 다수의 커플링 분리 부분이 줄어든다.

상기 고리형 요소들(130,132)이 인접 부재들(82,84)에 접하여 지지되므로, 고리형 요소들은 단조품 대신 플레이트(plate)를 스탬핑(stamping)함으로써 종래 기술보다 훨씬 더 싸게 제조될 수 있다. 본 발명은, 고부하 그루브(groove)가 스냅 링(snap ring)용으로 제조될 필요가 없으므로, 인접 부재가 경금속으로부터 제조될 수 있다. 상기 고리형 요소의 전형적인 두께는 2㎜이다. 상기 슬리브는 또한 어셈블리 중 인접 부재의 상대적 센터링을 보장한다는 점에서 중요한 기능을 가진다. 인접 부재들은, 그들을 접합시키기 위한 프레스(press)와 같은 임의의 여분 장비가 필요없다는 결과로써 함께 나사로 조일 수 있다고 언급되어 있지만, 인접 부재가 용접(welding)의 방법으로 접합될 수도 있음을 이해해야 한다. 이 해법(solution)이 가진 결점(drawback)은 탄성 요소(60)가 대체될 때 발생하는 문제점이다.

상기 인접 부재들은 바람직하게는 동일하나, 그것들이 상호 연결되고 상기에 나타낸 것처럼 행해질 수 있다면, 그 규격들이 다를 수 있음이 이해될 것이다.

본 발명에 따른 커플링은 휠 차축 하우징과 차량의 차대의 상호연결과 관련하여 상기되어 있으나, 커플링은 두 오브젝트들이 상호연결되어야하는 임의의 장치에 사용되며, 그들은 6도 정도에 해당하는 어떤 상대적 움직임의 자유를 가짐을 이 해 해야한다.

Claims

2개의 물체를 탄성적으로 상호연결시키기 위한 커플링으로서, 상기 커플링은,

- 축방향으로 연장하며 축지지 부분(56)을 구비하는 지지부(50)를 포함하는 내부 커플링 장치;

- 상기 축지지 부분(56) 주위에 배열되며, 축방향으로 연장하는 외부 표면(64)과 2개의 방사상으로 연장하는 단부 표면(68,70)을 구비하는 고무 탄성 요소(60); 및

- 인접 부재(82,84)의 내측 부분을 규정하는 하부 부분(90,92)과 관형 벽 부분(86,88)을 지닌 2개의 컵형 인접 부재(82,84)를 포함하되, 각 벽 부분(86,88)이 상기 고무 탄성 요소(60)의 외부 표면(64)의 각 단부 부분을 따라 그리고 그 외측에 방사상으로 연장하도록 배열된 내부 표면(98,100)을 구비하며, 하부 부분(90,92)으로부터 떨어져 면하는 상기 벽 부분(86,88)의 단부가 단부 표면(94,96)을 구비하고, 인접 부재(82,84)의 내측 부분에 면하는 각 하부 부분(90,92)의 내측이 그 축방향 압축에 대해 상기 고무 탄성 요소(60)의 단부 표면(68,70)에 대응하여 인접하도록 각각 배열되며, 인접 부재(82,84)가 서로를 향하여 푸시되는, 외부 커플링 장치(80);

를 포함하고,

상기 벽 부분(86,88)과 상기 고무 탄성 요소(60) 사이에는 축방향으로 연장하는 슬리브(120)가 상기 인접 부재(82,84)의 상대적인 센터링을 위해 그리고 상기 고무 탄성 요소(60)의 축방향 압축 동안 상기 고무 탄성 요소(60)의 일부분이 상기 벽 부분(86,88)의 단부 표면(94,96) 사이로 들어가는 것을 방지하기 위해 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링.
제1항에 있어서, 각 하부 부분(90,92)과 상기 고무 탄성 요소(60)의 인접 단부 표면(68,70) 사이에 고리형 요소(130,132)가 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링.
제2항에 있어서, 상기 고무 탄성 요소(60)가 상기 고리형 요소(130,132)에 고정되는 것을 특징으로 하는 커플링.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고무 탄성 요소(60)가 상기 지지부(50)에 고정되는 것을 특징으로 하는 커플링.
제1항에 있어서, 상기 슬리브(120)가 그 길이의 전체 또는 부분에 걸쳐 상기 고무 탄성 요소(60)에 고정되는 것을 특징으로 하는 커플링.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 물체는 차량의 차대(10)와 휠 차축 하우징(14)인 것을 특징으로 하는 커플링.