KR101247135B1 - 경량형 커플링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경량형 커플링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커플링을 이루는 두 회전체를 내륜체 및 외륜체로 분할 제작하되, 외륜체를 내륜체보다 경량성 재질로 이루어지게 함으로써 회전체가 경량화될 수 있도록 한 커플링에 관한 것이다.
그 구성은, 상호 마주하여 맞물리고 상호 간의 동력 전달을 위한 두 회전체를 갖는 커플링에 있어서,
상기 두 회전체는 내륜체; 상기 내륜체를 회전축에 결합하기 위한 중계수단; 인서트 사출에 의해 상기 내륜체와 일체로 결합되고, 측부에 요입부와, 이 요입부에서 방사상으로 돌출 형성되는 n개(n은 2 이상의 정수)의 조(jaw)를 갖는 외륜체; 및 상기 내륜체와 외륜체의 상호 결합력 향상을 위한 고정수단; 을 포함하여 이루어지되,
상호 맞물린 상태의 상기 두 회전체 중 하나의 회전체에는 이의 외륜체 각 조의 측부와 다른 하나의 외륜체 각 조의 측부에 접하고, 중계링에 의해 상호 연결되는 2n개의 투스(tooth)를 갖는 중계조(jaw)가 구비되고,
상기 내륜체는 철금속 재질이고, 상기 외륜체는 상기 내륜체 보다 경량성을 갖는 합성수지 또는 비(非)철금속 재질인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 합성수지 또는 비(非)철금속 재질로 이루어진 외륜체에 의해 더욱 경량화될 수 있으며, 이에 따라 모터의 초기 구동부하 및 소비전력이 감소하게 되는 효과가 있다.

Description

경량형 커플링{LIGHT WEIGHT TYPE COUPLING}
본 발명은 경량형 커플링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커플링을 이루는 두 회전체를 내륜체 및 외륜체로 분할 제작하되, 외륜체를 내륜체보다 경량성 재질로 이루어지게 함으로써 회전체가 경량화될 수 있도록 한 커플링에 관한 것이다.
커플링은 동력전달장치의 일종으로서, 상호 맞물리는 두 회전체로 이루어지되, 각각 상호 분리된 두 회전축에 결합되어 동력을 전달하게 된다.
이러한 커플링의 회전체는 회전축과의 결합부에 높은 강성이 요구됨으로써 주로 철금속으로 제작되는데,
이에 따라 상기 회전체가 큰 중량을 갖게 되어 초기 구동 시 큰 토크(torque)을 필요로 하게 되며, 이는 결국 모터의 초기 구동부하 및 소비전력을 증가시키게 되는 문제가 있다.
본 발명은 커플링의 회전체를 인서트 사출성형을 이용하여 내륜체 및 외륜체로 분할 제작함으로써, 비교적 낮은 강성이 요구되는 외륜체가 내륜체보다 경량성 재질로 이루어질 수 있도록 한 경량형 커플링을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 경량형 커플링은,
상호 마주하여 맞물리고 상호 간의 동력 전달을 위한 두 회전체를 갖는 커플링에 있어서,
상기 두 회전체는
내륜체;
상기 내륜체를 회전축에 결합하기 위한 중계수단;
인서트 사출에 의해 상기 내륜체와 일체로 결합되고, 측부에 요입부와, 이 요입부에서 방사상으로 돌출 형성되는 n개(n은 2 이상의 정수)의 조(jaw)를 갖는 외륜체; 및
상기 내륜체와 외륜체의 상호 결합력 향상을 위한 고정수단;
을 포함하여 이루어지되,
상호 맞물린 상태의 상기 두 회전체 중 하나의 회전체에는 이의 외륜체 각 조의 측부와 다른 하나의 외륜체 각 조의 측부에 접하고, 중계링에 의해 상호 연결되는 2n개의 투스(tooth)를 갖는 중계조(jaw)가 구비되고,
상기 내륜체는 철금속 재질이고, 상기 외륜체는 상기 내륜체 보다 경량성을 갖는 합성수지 또는 비(非)철금속 재질인 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 중계조는 합성수지 재질인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 고정수단은
상기 내륜체의 외주면 또는 상기 외륜체의 내주면, 또는 이들 모두에 형성되는 요철(凹凸)부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중계수단은
상기 내륜체의 중심에 관통 형성되되, 내주면에 형성된 반원(半圓)형 나선부와, 정지턱을 갖는 반원형 비나선부를 포함하는 콘(cone)형 장착부, 그리고
상기 장착부에 끼워지되, 중심에 상기 회전축이 끼워지는 중공과, 외주면에서 상기 중공까지 절개 형성된 슬릿과, 외주면에 반원형인 조립측 나선부와, 대응정지턱을 갖는 반원형인 분해측 나선부를 포함하는 스냅부재
로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 경량형 커플링은,
합성수지 또는 비(非)철금속 재질로 이루어진 외륜체에 의해 더욱 경량화될 수 있으며, 이에 따라 모터의 초기 구동부하 및 소비전력이 감소하게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 경량형 커플링의 입체 구성도.
도 2는 도 1을 분해하여 나타낸 입체 구성도.
도 3은 도 1에서 회전체를 분해하여 나타낸 입체 구성도.
도 4는 회전체와 회전축이 결합된 상태의 정면 구성도.
도 5는 회전체의 외륜체가 금형에 의해 인서트 사출되는 것을 나타낸 단면 구성도.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 5에서와 같이, 본 발명에 따른 경량형 커플링(이하 '커플링'이라고 함)은 크게 내륜체(100), 중계수단(200), 외륜체(300), 고정수단(400) 및 중계조(500)로 이루어진다.
여기서 상기 내륜체(100) 및 외륜체(300)는 상기 고정수단(400)에 의해 상호 결합되어 하나의 회전체(10)를 이루게 되고, 하나의 커플링은 상호 분리된 두 회전축(20)에 각각 결합되는 두 회전체(10)로 이루어지되, 상기 두 회전체(10)가 상호 마주하여 맞물리어 상호 간에 동력을 전달하게 된다.
이하 각 구성에 대해 살펴보면,
상기 내륜체(100)는
상기 중계수단(200)에 의해 상기 회전축(20)에 연결된다.
상기 내륜체(100)는 절삭가공 또는 주조(鑄造)에 의해 제작될 수 있으며, 상기 회전축(20)과의 연결부에 큰 강성이 요구됨으로써 강도가 높은 철금속 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
상기 중계수단(200)은
상기 내륜체(100)를 상기 회전축(20)에 결합하기 위한 것으로서,
상기 내륜체(100)의 중심에 관통 형성되되, 내주면에 형성된 반원(半圓)형 나선부(211)와, 정지턱(212a)을 갖는 반원형 비(非)나선부(212)를 포함하는 콘(cone)형 장착부(210), 그리고
상기 장착부(210)에 끼워지되, 중심에 상기 회전축(20)이 끼워지는 중공(221)과, 외주면에서 상기 중공(221)까지 절개 형성된 슬릿(222)과, 외주면에 반원형인 조립측 나선부(223)와, 대응정지턱(224a)을 갖는 반원형인 분해측 나선부(224)를 포함하는 스냅부재(220)
로 이루어진다.
여기서 상기 장착부(210)의 나선부(211)는 상기 장착부(210)에 끼워지는 상기 스냅부재(220)의 조립측 나선부(223)와 연결되어 원형을 이루고,
상기 장착부(210)의 비나선부(212)는 상기 스냅부재(220)의 분해측 나선부(224)와 연결되어 원형을 이루게 된다.
그리고 이때 상기 장착부(210)의 비나선부(212)에서 상기 정지턱(211a)은 상기 스냅부재(220)의 분해측 나선부(224)에서 상기 대응정지턱(224a)과 연결된다.
이상의 구성으로 상기 회전축(20), 상기 스냅부재(220) 및 상기 내륜체(100)의 결합 구조에 대해 살펴보면,
상기 스냅부재(220) 중심에 상기 회전축(20)을 끼운 상태에서 상기 스냅부재(220)를 상기 장착부(210)에 끼우되,
상기 스냅부재(220)는 상광하협(上廣下狹)의 콘 형태에서 하협측 외경이 상기 장착부(210) 하협측 내경 보다 크므로, 상기 스냅부재(220)의 하협측 외경과 동일한 직경을 갖는 깊이까지 끼워지게 되고,
이때 상기 스냅부재(220)의 조립측 나선부(223)와 상기 장착부(210)의 나선부(211)가 이루는 원형 조임체결부(S1, 도 4 참조)에 조임볼트(230)를 체결하게 되면, 상기 스냅부재(220)는 점점 상기 장착부(210) 내로 이동하게 됨과 동시에 상기 스냅부재(220)의 슬릿(222) 틈새가 점점 좁아지게 되면서 상기 회전축(20)을 물게 된다.
그리고 상기 슬릿(222)의 양단부가 서로 맞닿게 되는 위치, 즉 상기 조임볼트(230)에 의해서 가압되면서 장착 방향으로 이동하게 되는 상기 장착부(210)의 하협측 내경과 상기 스냅부재(220)의 하협측 외경이 상응하게 되는 위치까지 상기 조임볼트(230)를 체결하게 된다.
반대로 분해시에는
상기 조임볼트(230)를 풀게 되는데,
구조상 상기 조임볼트(230)를 풀 경우 상기 스냅부재(220)는 상기 장착부(210)에 그대로 남아있게 되므로,
상기 조임볼트(230) 또는 별도의 볼트를 상기 스냅부재(220)의 분해측 나선부(224)와 상기 장착부(210)의 비나선부(212)가 이루는 원형 분해체결부(S2, 도 4 참조)에 체결하고,
체결되는 볼트는 상기 비나선부(212)의 정지턱(212a)과 상기 분해측 나선부(224)의 대응정지턱(224a)에 걸리게 되며,
이때 계속 체결하게 되면 상기 장착부(210)에서 상기 스냅부재(220)가 장착 반대 방향으로 서서히 이동함에 따라 상호 분리가 이루어지게 된다.
한편, 본 발명의 커플링에서 상기 중계수단(200)은 상기 내륜체(100)를 상기 회전축(20)에 결합할 수 있는 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있으며, 이에 따라 상기 중계수단(200)은 상기 내륜체(100)와 상기 회전축(20)에 개재(介在)되는 공지의 키(key) 및 이의 장착을 위한 키 홈(key way)이 적용될 수 있을 것이다.
상기 외륜체(300)는
측부에 요입부(310)와 이 요입부(310)에서 방사상으로 돌출 형성되는 n개(n은 2 이상의 정수)의 조(jaw, 320)를 갖고, 인서트 사출에 의해 상기 내륜체(100)에 일체로 결합된다.
즉, 상기 외륜체(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 금형(M) 내부에 상기 내륜체(100)를 배치한 후 상기 금형(M)에 용융된 원료를 주입하여 인서트 사출함으로써 상기 내륜체(100)에 일체로 결합된다.
그리고 이때 상기 외륜체(300)는 상기 내륜체(100)에 비해 낮은 강성을 갖는 재질로 이루어져도 무방하며, 이에 따라 합성수지, 또는 알루미늄이나 이의 합금과 같은 비(非)철금속 재료 등의 경량성 재질로 제작할 수 있다.
결국, 상기 외륜체(300)가 경량성 재질로 이루어짐에 따라 상기 회전체(10)가 경량화되고, 이에 의해 상기 회전체(10)가 비교적 낮은 토크(torque)에도 초기 구동이 가능해짐에 따라 모터의 초기 구동부하 및 소비전력이 감소하게 된다.
한편, 상기 외륜체(300)에는 이의 외주면에서 전방(前方)으로 돌출된 환형(環形) 스커트(330)가 형성되는데, 상기 스커트(330)에 의해 이의 내측에 상기 요입부(310)가 형성된다.
그리고 상기 외륜체(300)는 세 개의 조(320)를 갖게 되는데, 상기 각 조(320)는 상기 요입부(310) 측벽과 상기 스커트(330) 내주면에 일체로 연결되되, 상기 스커트(330)를 지나 전방으로 더욱 돌출된다.
이에 따라 상기 두 회전체(10)가 상호 연결되었을 때에 상기 외륜체(300)는 이의 각 조(320) 단부(端部)가 마주하는 외륜체(300)의 요입부(310) 측벽에 근접하도록 상호 끼워지게 된다.
상기 고정수단(400)은
상기 내륜체(100)와 외륜체(300)의 상호 결합력 향상을 위한 것으로서,
도 3에 도시된 바와 같이,
상기 내륜체(100)의 외주면 또는 상기 외륜체(300)의 내주면, 또는 이들 모두에 형성되는 요철(凹凸)부로 이루어진다.
여기서 상기 요철부는 상기 외륜체(300)의 내주면이 인서트 사출에 의해 상기 내륜체(100)의 외주면에 상응하는 형상을 갖게 됨에 따라, 상기 내륜체(100)의 제작 시 이의 외주면에 형성하면 될 것이다.
도시된 바에 의하면 상기 요철부는, 상기 내륜체(100)의 외주면 둘레를 따라 형성된 요입홈(410)과, 상기 요입홈(410)과 교차하되 상기 내륜체(100) 외주면에 방사상으로 배열된 다수의 리세스(recess, 420)로 이루어지는데,
결국, 상기 요입홈(410)에 의해 상기 내륜체(100)와 외륜체(300)의 축 방향 분리가 방지되며, 상기 리세스(420)에 의해 상기 내륜체(100)와 외륜체(300) 간의 슬립현상이 방지된다.
상기 중계조(500)는
상호 맞물린 상태의 두 회전체(10) 중 하나의 회전체(10)에 배치되는 것으로서,
일측 회전체(10)에서 상기 외륜체(300) 각 조(320)의 측부와, 타측 회전체(10)에서 상기 외륜체(300) 각 조(320)의 측부에 접하는 2n개의 투스(tooth, 510), 그리고
상기 각 투스(510)를 상호 연결하는 중계링(520)
으로 이루어진다.
결국, 상기 중계조(500)는 상기 외륜체(300)에 세 개의 조(320)가 형성됨에 따라 여섯 개의 투스(510)를 갖게 된다.
상기 중계조(500)는 상기 두 회전체(10)가 연결됨에 따라 상기 두 회전체(10)에 개재되며, 이때 상기 각 투스(510)는 상기 두 회전체(10)의 각 조(320) 사이에 끼워지게 된다.
따라서 상기 중계조(500)는 상기 두 회전체(10)의 각 조(320)가 상호 부딪치거나 마찰되는 것을 방지함으로써 상기 각 조(320)의 손상을 방지하게 되며, 이에 따라 상기 중계조(500)의 재질은 상기 회전체(10)보다 낮은 강도를 갖는 합성수지인 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "경량형 커플링"을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 ; 회전체
20 ; 회전축
100 ; 내륜체
200 ; 중계수단
210 ; 장착부
211 ; 나선부 212 ; 비나선부
220 ; 스냅부재
221 ; 중공 222 ; 슬릿
223 ; 조립측 나선부 224 ; 분해측 나선부
300 ; 외륜체
310 ; 요입부 320 ; 조
400 ; 고정수단
500 ; 중계조
510 ; 투스 520 ; 중계링

Claims (4)

  1. 상호 마주하여 맞물리고 상호 간의 동력 전달을 위한 두 회전체(10)를 갖는 커플링에 있어서,
    상기 두 회전체(10)는
    내륜체(100);
    상기 내륜체(100)를 회전축(20)에 결합하기 위한 중계수단(200);
    인서트 사출에 의해 상기 내륜체(100)와 일체로 결합되고, 측부에 요입부(310)와, 이 요입부(310)에서 방사상으로 돌출 형성되는 n개(n은 2 이상의 정수)의 조(jaw, 320)를 갖는 외륜체(300); 및
    상기 내륜체(100)와 외륜체(300)의 상호 결합력 향상을 위한 고정수단(400);
    을 포함하여 이루어지되,
    상호 맞물린 상태의 상기 두 회전체(10) 중 하나의 회전체(10)에는 이의 외륜체(300) 각 조(320)의 측부와 다른 하나의 회전체(10)에서 외륜체(300) 각 조(320)의 측부에 접하고, 중계링(520)에 의해 상호 연결되는 2n개의 투스(tooth, 510)를 갖는 중계조(jaw)(500)가 구비되고,
    상기 내륜체(100)는 철금속 재질이고, 상기 외륜체(300)는 상기 내륜체(100) 보다 경량성을 갖는 합성수지 또는 비(非)철금속 재질이며,
    상기 중계수단(200)은
    상기 내륜체(100)의 중심에 관통 형성되되, 내주면에 형성된 반원(半圓)형 나선부(211)와, 정지턱(212a)을 갖는 반원형 비나선부(212)를 포함하는 콘(cone)형 장착부(210), 그리고
    상기 장착부(210)에 끼워지되, 중심에 상기 회전축(20)이 끼워지는 중공(221)과, 외주면에서 상기 중공(221)까지 절개 형성된 슬릿(222)과, 외주면에 반원형인 조립측 나선부(223)와, 대응정지턱(224a)을 갖는 반원형인 분해측 나선부(224)를 포함하는 스냅부재(220)로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량형 커플링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계조(500)는 합성수지 재질인 것을 특징으로 하는 경량형 커플링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정수단(400)은
    상기 내륜체(100)의 외주면 또는 상기 외륜체(300)의 내주면, 또는 이들 모두에 형성되는 요철(凹凸)부인 것을 특징으로 하는 경량형 커플링.
  4. 삭제
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JP2010101459A (ja) 2008-10-27 2010-05-06 Daihatsu Motor Co Ltd かみあい式クラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたシフト装置
JP2010255706A (ja) 2009-04-23 2010-11-11 Seiko Epson Corp 動力伝達装置、及び送出装置

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