KR101328617B1 - 탄성 조인트 바디 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 두 개의 샤프트부들을 관절식으로 연결하기 위한 샤프트 장치용 탄성 조인트 바디(10)로서, 조인트 바디(10)의 중심축(M)에 대해 원주 방향으로 미리 정해진 각도 간격으로 배열되는 다수의 부싱(14)들, 다수의 루프 번들(18, 20, 22, 24)들로서, 각 루프 번들(18, 20, 22, 24)은 이웃하는 두 개의 부싱들을 둘러싸고, 각 부싱(14)은 적어도 두 개의 루프 번들(18, 20, 22, 24)들에 의해 둘러싸이되, 그 중 한 루프 번들은 샤프트부들을 통한 토크 전달 시 인장 하중을 받을 수 있고 다른 루프 번들은 추력 하중을 받을 수 있도록 구성된 다수의 루프 번들, 다수의 루프 번들(18, 20, 22, 24)들을 축방향으로 안내하기 위해 적어도 하나의 부싱(14) 상에 배열되는 지지 기구(26), 및 루프 번들(18, 20, 22, 24)들, 지지 기구(26)들 및 부싱(14)들이 적어도 부분적으로 끼워 넣어지는 고무재 탄성 케이싱(12)을 포함하는 탄성 조인트 바디에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 지지 기구(26)는 부싱 상에 부착될 수 있고 별도로 형성되는 적어도 두 개의 칼라 부재(16, 28)들을 포함하되, 그 중 한 칼라 부재는 인장 하중을 받는 루프 번들(18)의 축방향 대향 단부들과 접촉되고, 칼라 부재(16, 28)들의 부싱(14)에 대한 축방향 위치가 지지될 루프 번들(18, 20, 22, 24)의 미리 정해진 공칭 단면에 따라 미리 정해진다.
Description
본 발명은, 두 개의 샤프트부를 관절식으로 연결하기 위한 샤프트 장치용 탄성 조인트 바디로서, 조인트 바디의 중심축에 대해 원주 방향으로 미리 정해진 각도 간격으로 배열되는 다수의 부싱들과; 다수의 루프 번들들로서, 각 루프 번들은 인접한 두 개의 부싱들을 둘러싸고 각 부싱은 적어도 두 개의 루프 번들에 의해 둘러싸이되, 샤프트부들을 통한 토크 전달시 그 중 한 후프 번들은 인장 하중을 받고 나머지 한 루프 번들은 추력 하중(thrust load)을 받도록 구성된 루프 번들들과; 다수의 루프 번들들을 축방향으로 안내하기 위해 적어도 한 개의 부싱 상에 배열되는 지지 기구와; 루프 번들들, 지지 기구들 및 부싱들이 적어도 부분적으로 끼워 넣어지는 고무재 탄성 케이싱을 포함하는 탄성 조인트 바디에 관한 것이다.
이러한 조인트 바디는 종래 기술에서 공지되어 있고 예컨대 다음의 특허 문헌들에 개시되어 있다.
독일 특허 공개 공보 DE 10 2004 029 989 A1호는 그 축방향 단부들 상에 칼라 부재들이 각각 구비된 부싱들을 갖는 조인트 바디를 개시하고 있다.
유럽 특허 공개 공보 1 302 686 A호는 돌출부에 의해 외부 부싱과 연결되는 부싱들을 갖는 조인트 바디를 개시하고 있다. 외부 부싱들은 외부 부싱과 일체로 형성된 원판형 돌출부들을 구비한다.
유럽 특허 공개 공보 1 469 218 A호는 부싱들을 구비한 조인트 바디를 개시하고 있는데, 이들 부싱들 둘레에 외부 부싱이 배열된다. 외부 부싱은 외부 부싱과 일체로 형성된 네 개의 원판형 돌출부들을 구비한다.
영국 특허 공개 공보 GB 339 560 A호는 그 축방향 단부들 상에 원판들이 구비된 부싱들을 갖는 조인트 바디를 개시하고 있다. 부싱들은 그 외주의 루프 번들들 사이에 두 개의 돌출부들을 구비한다.
독일 특허 공개 공보 DE 37 34 089 A1호는 인장 하중을 받는 루프 번들과 추력 하중을 받는 적어도 한 개의 루프 번들이 이웃하는 부싱들을 둘러싸는 탄성 조인트 바디를 개시한다. 부싱들의 루프 영역에서 루프 번들들은 각각 유(U)형 단면을 갖는 코일식 칼라들에 의해 안내되거나 축방향 지지된다. DE 37 34 089 A1호에 따른 탄성 조인트 바디를 제조하기 위해, 루프 번들들 또는 권취사(yarn wind)들은 각각 칼라들의 유(U) 형상에 권취되고 그런 다음 칼라들과 함께 부싱 상으로 압입되어야 한다.
독일 특허 공개 공보 DE 10 2004 029 989 A1호는 그 축방향 단부들 상에 칼라 부재들이 각각 구비된 부싱들을 갖는 조인트 바디를 개시하고 있다.
유럽 특허 공개 공보 1 302 686 A호는 돌출부에 의해 외부 부싱과 연결되는 부싱들을 갖는 조인트 바디를 개시하고 있다. 외부 부싱들은 외부 부싱과 일체로 형성된 원판형 돌출부들을 구비한다.
유럽 특허 공개 공보 1 469 218 A호는 부싱들을 구비한 조인트 바디를 개시하고 있는데, 이들 부싱들 둘레에 외부 부싱이 배열된다. 외부 부싱은 외부 부싱과 일체로 형성된 네 개의 원판형 돌출부들을 구비한다.
영국 특허 공개 공보 GB 339 560 A호는 그 축방향 단부들 상에 원판들이 구비된 부싱들을 갖는 조인트 바디를 개시하고 있다. 부싱들은 그 외주의 루프 번들들 사이에 두 개의 돌출부들을 구비한다.
독일 특허 공개 공보 DE 37 34 089 A1호는 인장 하중을 받는 루프 번들과 추력 하중을 받는 적어도 한 개의 루프 번들이 이웃하는 부싱들을 둘러싸는 탄성 조인트 바디를 개시한다. 부싱들의 루프 영역에서 루프 번들들은 각각 유(U)형 단면을 갖는 코일식 칼라들에 의해 안내되거나 축방향 지지된다. DE 37 34 089 A1호에 따른 탄성 조인트 바디를 제조하기 위해, 루프 번들들 또는 권취사(yarn wind)들은 각각 칼라들의 유(U) 형상에 권취되고 그런 다음 칼라들과 함께 부싱 상으로 압입되어야 한다.
상세한 설명의 도입부에서, 독일 특허 공개 공보 DE 37 34 089 A1호는 루프 번들들의 축방향 지지를 위해 칼라들이 축방향으로 그 위에 압입되는 탄성 조인트 바디를 설명하고 있다. 칼라들은 L형 프로파일을 가지며, 축방향으로 변위되지 않도록 그리고 회전되지 않게 고정되도록 압입에 의해 부싱과 결합된다. 부싱들을 둘러싸는 개개의 루프 번들들 사이에서, 지지 부재가 각각 부싱들의 축방향 안내 또는 지지를 위해 부싱들 상으로 압입된다. 지지 부재들의 부싱과 접촉된 부분은 부싱의 영역으로 돌출되고, 그 위에서 루프 번들들이 두 개의 지지 부재들 사이에서 권취된다.
이 조인트 바디의 제조시, 우선 칼라들 또는 지지 부재들이 각각 부싱 상으로 압입되고 이어서 루프 번들들이 부싱들 상에 권취된다. 지지 부재들 사이의 루프 번들들은 그것들이 각각 지지 부재들의 부싱과 접촉된 부분들을 둘러싸거나 수용할 수 있도록 권취되어야 한다.
따라서 본 기술 분야에서 공지된 상기 두 개의 조인트 바디들의 제조 공정은 비교적 많은 노력과 시간을 소비한다. 루프 번들들이 코일식 칼라들 바로 위에 권취된 다음 코일식 칼라들과 함께 부싱 상으로 압입되거나, 루프 번들들을 두 개의 지지 부재들 사이의 영역에 삽입시키거나 권취시킬 수 있게 하기 위하여 지지 부재들이 먼저 부싱 상으로 압입되어야 한다. 제조 공정에서 사용되는 권취기들은 루프 번들들을 부싱들 또는 U형 칼라들 상에 각각 권취시킬 수 있게 하기 위하여 코일식 칼라들 또는 부싱들을 수용할 수 있도록 구성되어야 한다. 또한, 압입 작업 도중의 공칭 위치로부터의 공차 관련 편차 때문에 칼라들의 위치가 확실하게 결정되지 않는다.
따라서 본 발명의 목적은, 제조 공정을 단순화시킬 수 있고 간단한 구성을 갖는 서두에서 언급한 U형의 탄성 조인트 바디를 제공하는 데 있다.
이러한 목적은, 지지 기구가 부싱 상에 부착될 수 있고 별도로 형성되는 적어도 두 개의 칼라 부재들을 포함하되, 그 중 한 칼라 부재는 인장 하중을 받는 루프 번들의 축방향 대향 단부들과 접촉되고, 칼라 부재들의 부싱에 대한 축방향 위치가 지지될 루프 번들의 미리 정해진 공칭 단면에 따라 미리 정해지고, 지지 기구가 축방향 내부 및 외부 칼라 부재들을 포함하되, 내부 칼라 부재들은 인장 하중을 받는 루프 번들에 할당되고, 두 개의 루프 번들들은 내부 칼라 부재들과 외부 칼라 부재들 사이에 배열되고, 그리고 축방향 외부 칼라 부재들의 부싱에 대한 축방향 위치가 내부 및 외부 칼라 부재들 사이에서 연장하는 루프 번들들의 미리 정해진 공칭 단면에 따라 미리 정해지는, 서두에서 언급한 종류의 탄성 조인트 바디에 의해 달성된다.
부싱 상에 부착될 수 있고 별도로 형성되는 적어도 두 개의 칼라 부재들을 구비한 지지 기구를 이용하는 것에 의해, 루프 번들들이, 부싱 상에 적용되기 전에, 별도로, 즉 칼라 부재 없이 권취될 수 있고 탄성 조인트 바디의 조립은 나중에 행해질 수 있기 때문에 본 발명의 탄성 조인트 바디의 제조 공정을 상당히 단순화시키고 단축하는 것이 가능해진다. 또한, 루프 번들들은 조인트 바디의 작동 중에 큰 하중을 받는 부싱의 원주 영역에서 본 발명의 조인트 바디의 지지 기구에 의해 지지되고, 동일한 소재로 된 루프 번들들의 마찰 효과를 피할 수 있다.
지지될 루프 번들의 미리 정해진 공칭 단면에 따른 칼라 부재들의 부싱에 대한 축방향 위치를 미리 설정하고 정확하게 유지하는 것에 의해 개개의 칼라 부재의 서로로부터의 간격의 변화가 최소화될 수 있다. 즉, 작동 상태에서 특히 인장 하중을 받는 루프 번들들의 내용 연수에 실질적인 영향을 미칠 수 있는, 어떤 배치(batch)의 탄성 조인트 바디들의 이웃하는 칼라 부재들 사이의 간격이 공차에 따라 크거나 작은 것이 방지될 수 있다. 그러한 변화는 칼라 부재들의 축방향 위치를 정확하게 유지하는 것에 의해 방지될 수 있다.
내부 및 외부 칼라 부재들을 구비한 지지 기구의 모듈식 구성으로 인해 모든 루프 번들들이 부싱 상에 적용되기 전에 권취되고 이어서 부싱 상에 칼라 부재와 번갈아서 배열될 수 있게 된다. 인장 하중을 받는 루프 번들은 우선 부싱 상에서 미끄러져 끼워지고 나서 내부 칼라 부재들에 의해 그리고 루프 번들의 공칭 단면에 따라 부싱 상의 미리 정해진 축방향 위치에서 고정된다. 이어서, 추력 하중을 받는 두 개의 축방향 외부 루프 번들들이 부싱 상에서 미끄러져 끼워진다. 이 두 개의 평행한 루프 번들들은 지지 기구의 각각의 단부들을 형성하는 두 개의 축방향 외부 칼라 부재들에 의해 고정된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 축방향 내부 및 외부 칼라 부재들 중 적어도 두 개의 부재가 L 형상의 단면을 갖는 칼라로서 형성되고, 부싱들 중 적어도 한 부싱 상의 공칭 위치에서 부착될 수 있다. 이와 관련하여, L형 칼라들은 부싱과 접촉하는 부분이 지지시킬 루프 번들들의 공칭 단면에 부합될 수 있도록 형성되고, 인장 하중을 받는 루프 번들의 지지를 위해, 부싱과 접촉하는 부분들을 갖는 두 개의 칼라들이 서로 마주보며, 인장 하중을 받는 루프 번들의 공칭 단면에 따른 지지 영역을 형성하도록 형성된다는 점에 유의해야 한다. 따라서 L형 칼라들은, 그것들이 부싱과 접촉하는 부분으로 부싱을 둘러싸는 추력 하중을 받는 루프 번들을 축방향으로 지지하고 그 축방향 연장부에서 지지시킬 루프 번들의 공칭 단면에 부합될 수 있도록 위치될 수 있다. 조인트 바디의 작동 중에 인장 하중을 감당하기 위하여 일반적으로 큰 단면을 갖고 형성되는 인장 하중을 받는 루프 번들에서, 부싱과 접촉하는 L형 칼라들 중 두 개의 칼라들이 서로 마주보고 위치되고 조합식 코일형 U형 지지 영역을 형성하되, 그 폭은 인장 하중을 받는 루프 번들의 공칭 단면에 부합된다. 즉, 부싱 상에 부착된 L형 칼라들의 축방향 접촉부들에 의해 U형 지지 영역의 폭이 정확하게 결정되고, 이에 따라 예를 들어 압입 공차로 인해 통상적으로 일어날 수 있는 칼라들의 위치 변화가 기본적으로 차단된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외부 칼라 부재들은 카르단 부하(Cardanic load) 또는 짐벌 부하(gimballed load)의 경우에 루프 번들들의 탄성 영역을 확대하기 위하여 L형 칼라들로 형성될 수 있고, 칼라들 중 적어도 한 개의 칼라는 원주 방향으로 그 높이가 불규칙할 수 있다. 루프 번들들이 각각의 부싱을 빠져나오는 곳에서, 칼라 부재들은 그 높이가 감소하도록 형성될 수 있고, 이에 따라 루프 번들의 부싱들 사이에서 안내되지 않는 부분이 확대되고 그에 따라 루프 번들들의 탄성 영역 또한 확대된다. 루프 번들들의 탄성 영역이 이렇게 확대되면 칼라들의 원주 영역에서의 스레드(thread)의 국지적인 하중이 추가적으로 감소되게 된다. 칼라들의 상술한 영역에 뾰족한 모서리가 존재하는 것을 방지하기 위해, 본 발명의 개발품은 적어도 그 일부분들에서 중심축(M)에 대해 90°와 동일하지 않은 각도 하에서 연장되는 칼라를 구비한다. 이에 의해, 칼라는 부싱 단부의 방향으로 절곡되고, 이에 따라 조인트 바디가 카르단 부하 또는 짐벌 부하를 받는 경우에 루프 번들들 또는 루프 번들의 개개의 스레드의 국지적인 붕괴(crumbling)와 과신장이 방지된다.
본 발명의 개발품에서, 칼라 부재들 중 적어도 두 개의 부재가 원판형으로 형성된다.
인장 하중을 받는 루프 번들을 부싱에 대해 축방향으로 미리 정해진 위치에 위치시킬 수 있게 하고 칼라 부재가 지지될 루프 번들의 공칭 단면에 부합될 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 축방향 내부 칼라 부재들이 원판형으로 형성되고 적어도 한 개의 부싱의 홈과 위치 결정 방식으로 협동한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 축방향 외부 칼라 부재들은 원판형으로 형성되고, 리베팅에 의해 부싱들 중 적어도 한 개의 부싱과 연결된다. 이 경우 원판형 축방향 외부 칼라 부재들은 부싱들 상에 압입되지는 않지만, 부싱에 영구적으로 맞물리거나 리베팅된다.
지지될 루프 번들들을 위한 지지 영역의 형성을 위해 또는 축방향으로의 상호 지지를 위해, 본 발명의 개발품은 칼라 부재들 중 적어도 두 개의 칼라 부재가 축방향으로 서로 접촉된다. 또한 지지 기구가 네 개의 네 개의 L형 칼라들을 포함하며, 이웃하는 L형 칼라들은 축방향으로 부싱과 접촉하는 부분들을 갖고 서로 접촉될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 조인트 바디의 작동 도중의 하중을 완화하고 루프 번들을 지지하기 위하여 스톱 바디가 이웃하는 두 개의 부싱들 사이에 부싱들에 대해 이격된 관계로 배열된다. 이미 위에서 설명한 바와 같이, 개개의 루프 번들은 조인트 바디의 작동 중에 각기 다른 힘들을 받는다. 토크가 조인트 바디에 의해 전달되면, 두 개의 부싱들 사이의 루프 번들들이 추력(추력부)과 인장력(인장부) 중 하나를 받고 고무재 케이싱이 역시 작동 중에 하중을 받는다. 추력부에서는, 이웃하는 두 개의 부싱들은 하중에 의해 서로를 향해 이동되어 추력부에서 번들들이 업셋될 것이다. 스톱 바디들은 스톱 바디들이 각각 부싱들과 루프 번들을 위한 스톱을 형성하여 추력부에서 지탱하기 때문에 이 업셋을 제한한다. 즉, 스톱 바디들에 의해서 탄성 조인트 바디가 높은 토크를 전달할 수 있게 되거나 토크 전달 능력의 변화 없이 장치 크기가 감소될 수 있게 된다. 스톱 바디들은 또한 조인트 바디용 조정 수단을 구성하는데, 이는 비틀림 및 카르단 또는 짐벌 강성이 스톱 바디들의 위치, 치수 및 외관에 의해 영향을 받을 수 있기 때문이다.
부싱들이 조인트 바디의 중앙축에 대해 원주 방향으로 미리 정해진 각도 간격으로 배열되기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 다수의 스톱 바디들 역시 일정한 각도 간격으로 배열된다.
조인트 바디의 전체 폭에 걸쳐 축방향으로 스톱 바디들로 루프 번들들과 부싱들을 각각 지지하기 위해, 본 발명의 개발품은 다수의 스톱 바디들이 조인트 바디의 축방향으로 고무재 탄성 케이싱을 적어도 부분적으로 관통한다. 조인트 바디를 관통하는 스톱 바디들에 의해 아래에서 설명할 스톱 바디를 조인트 바디 내로 삽입하기 위한 여러 가지 가능성이 발생된다.
스톱 바디들을 구비한 조인트 바디의 제조 공정을 가능한 한 단순화하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 스톱 바디들이 고무재 탄성 케이싱 내로 가황되거나, 또는 고무재 탄성 케이싱에 마련된 오목부(642)들 내로 가황 공정 후에 압입된다. 스톱 바디들이 가황에 의해 일체화되면, 스톱 바디들은 부싱들, 루프 번들들 및 루프 번들들을 부싱들 상에서 축방향 지지하기 위한 칼라 부재들과 함께 가황 공구에 배열되고, 고무 스프레이 코팅되고 이어서 조인트 바디 내에서의 가황에 의해 고정될 수 있다. 대안적으로 스톱 바디들이 가황된 후에 조인트 바디의 오목부 내로 압입되면, 오목부가 스톱 바디들의 치수에 따라 공구 내에 마련되고 조인트 바디는 가황된다. 가황에 이어서, 스톱 바디들은 상응하는 오목부들 내로 압입되는데, 이 오목부들의 단면은 스톱 바디들이 압입시 이 오목부들을 탄성 팽창시키고 나서 축방향으로 외향 변위되는 것에 대항하는 마찰에 의해 고정도록 구성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 스톱 바디들은 기본적으로 축방향으로 일정한 단면을 구비한다. 스톱 바디들의 이 실시예는 바람직하게는 스톱 바디들이 조인트 바디 내로 가황되면 사용된다.
이 실시예의 대안으로, 스톱 바디들이 중앙부를 향해 테이퍼진 단면을 구비할 수도 있다. 이미 위에서 설명한 바와 같이, 스톱 바디들은 또한 조인트 바디의 오목부 내로 압입될 수 있다. 그러나, 스톱 바디가 축방향으로 변위되는 것을 방지하기 위하여, 테이퍼진 단면은 맞물림 기능 또는 스톱 바디가 상응하는 오목부 내로 클릭 결합될 수 있게 하는 "클릭 기능"의 형태인 축방향 잠금 수단을 구비한다. 즉, 조인트 바디의 오목부의 단면은 조인트 바디의 작동 중에 일어나는 요동(oscillation) 또는 진동에 의해 발생될 수 있는 스톱 바디의 축방향 외측 변위에 대해 스톱 바디를 고정하기 위하여 스톱 바디의 단면과 일치한다.
조인트 바디의 작동 중에 부싱들 또는 부싱들을 둘러싸는 루프 번들들이 스톱 바디들에 접근하거나 또는 스톱 바디들과 접촉될 수 있기 때문에, 본 발명의 개발품은 스톱 바디들이 부싱들의 방향으로 오목하게 부푼다. 즉, 스톱 바디들은 부싱들 및 부싱들을 둘러싸는 루프 번들들의 형상 또는 직경에 각각 부합된다.
본 발명의 개발품에 따르면, 스톱 바디들은 금속 플라스틱 또는 탄성 변형 소재로 만들어진다.
조인트 바디의 제조 또는 스톱 바디의 탄성 조인트 바디에 마련된 오목부 내로의 삽입에 대해, 스톱 바디들은 탄성 신장되고, 신장된 상태에서 각각의 오목부 내로 삽입되고, 오목부 내로 삽입된 후에 신장된 상태로부터 해제될 수 있다는 점을 알아야 한다. 이러한 목적으로, 신장 후에 기본적으로 그 원래의 단면을 다시 취하는 탄성 변형 소재로 만들어진 스톱 바디들이 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지 부재들은 금속 또는 플라스틱으로 만들어진다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 탄성 조인트 바디를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구를 도시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 장치의 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구의 부분 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구의 부분 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구의 부분 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제6 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 20은 본 발명의 제7 실시예에 따른 탄성 조인트 바디의 사시도이다.
도 21은 본 발명의 제7 실시예에 따른 탄성 조인트 바디의 정면도이다.
도 22는 본 발명의 제7 실시예에 따른 탄성 조인트 바디의 측면도이다.
도 23은 본 발명의 제7 실시예에 따른 스톱 바디의 사시도이다.
도 24는 본 발명의 제7 실시예에 따른 스톱 바디의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구를 도시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 장치의 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구의 부분 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구의 부분 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 루프 번들들을 구비한 지지 기구의 부분 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제6 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 20은 본 발명의 제7 실시예에 따른 탄성 조인트 바디의 사시도이다.
도 21은 본 발명의 제7 실시예에 따른 탄성 조인트 바디의 정면도이다.
도 22는 본 발명의 제7 실시예에 따른 탄성 조인트 바디의 측면도이다.
도 23은 본 발명의 제7 실시예에 따른 스톱 바디의 사시도이다.
도 24는 본 발명의 제7 실시예에 따른 스톱 바디의 사시도이다.
도 1은 고무 재질의 탄성체 또는 탄성 케이싱(12)으로 둘러싸인 여섯 개의 부싱(14)들을 구비한 탄성 조인트 바디(10)를 도시한 일부 절개 평면도이다. 부싱(14)들은 조인트 바디(10)의 중심축(M)에 대해 원주 방향으로 미리 정해진 각도 간격으로 배열된다. 도 1에 따른 조인트 바디(10)의 절개된 영역에서, 부싱(14)들 상의 칼라 부재(16)들이 루프 번들(18, 20, 22)들의 축방향 지지를 위하여 배열된 것을 볼 수 있다.
또한 도 1에서 개개의 부싱(14)들이 각각 여러 개의 루프 번들(18, 20, 22)들에 의해 둘러싸인 것을 볼 수 있다. 샤프트 장치에 조인트 바디(10)가 설치된 상태에서 루프 번들(18, 22)들은 인장력을 받는 반면, 루프 번들(20) 및 고무 케이싱(12)에 끼워 넣어지고 루프 번들(20)과 평행한 다른 루프 번들(도 1에서는 미도시)은 압력 또는 추력을 받을 수 있다.
루프 번들(18, 20, 22)들과 도 1에 도시되지 않은 루프 번들 및 이들을 지지하기 위한 지지 기구는 나중에 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 외부 칼라 부재(16)들 및 내부 칼라 부재(28)들을 구비하는 지지 기구(26)를 도시한 사시도인데, 도면에는 지지 기구가 부분적으로만 도시되어 있고 지지 기구는 부싱(14)들에 배열되어 있다. 도 2는 또한 부싱(14)들이 여러 개의 루프 번들(18, 20, 24)(20, 22, 24)들에 의해 각각 둘러싸인 것을 도시하고 있다. 인장 하중을 받는, 단면적이 큰 루프 번들(18)은 내부 칼라 부재(28)들 사이에 배치된다. 내부 칼라 부재(28)들과 축방향 외부 칼라 부재(16)들 사이에는 두 개의 평행한 루프 번들(20, 24)들이 부싱(14) 상에 배열되는데, 이들은 각각 추력 하중 또는 인장 하중을 받을 수 있다.
조인트 바디(10)의 작동 중에, 개개의 루프 번들(18, 20, 22, 24)은 내부 칼라 부재(28)들과 외부 칼라 부재(16)들에 의해 부싱(14)들의 큰 하중을 받는 원주 영역에서 축방향으로 축방향 지지된다. 이에 따라 이 영역에서 개개의 루프 번들(18, 20, 22, 24)들의 비례 수용력(proportional carrying capacity)은 상당히 증가된다. 또한, 내부 칼라 부재(28)들은 작동 중에 각기 다른 힘들을 받는 루프 번들들, 즉 인장 하중을 받는 루프 번들(18, 22)들과 추력 하중을 받는 루프 번들(20, 24)들을 서로 격리시킨다. 각기 다른 하중을 받는 루프 번들(18, 20, 22, 24)들이 격리되면 루프 번들들의 내용 연수에 부정적인 영향을 미치는 루프 번들(18, 20, 22, 24)들 간의 마찰 효과가 방지된다. 즉, 동일한 소재들로 된 루프 번들(18, 20, 22, 24)들 간의 상호 마찰이 차단된다.
도 2는 탄성 조인트 바디(10)의 제조 공정을 크게 단순화하고 단축시키는 지지 기구(26)의 모듈식 구조를 도시한다. 루프 번들(18, 20, 22, 24)들은 조립되기 전에 별도로 권취된다. 이에 따라 통상의 권취기를 사용할 수 있게 되는데, 이는 루프 번들들을 권취하기 위하여 권취기들이 부싱(14)들도 또한 수용할 필요가 없기 때문이다. 조립 도중에, 미리 제조된 루프 번들들이 부싱(14)들 상에서 미끄러져 끼워지고 칼라 부재(16, 28)의 축방향 부분들에 의해 축방향으로 위치된다. 인장 하중을 받는 루프 번들(18, 22)들이 우선 부싱(14)들 상에 미끄러져 끼워지고 그 후에 내부 칼라 부재(28)들에 의해서 인장 하중을 받는 루프 번들(18, 22)들의 미리 결정된 공칭 단면에 따라 부싱(14) 상에 축방향으로 고정된다. 계속해서 미리 제조되고 추력 하중을 받는 축방향 외부 루프 번들(20, 24)들이 부싱(14)들 상에 미끄러져 끼워지고, 축방향 외부 칼라 부재(16)들에 의해서 역시 미리 결정된 공칭 단면에 따라 축방향으로 위치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지지 기구(26)를 도시한 단면도이다. 제1 실시예에 따르면, 내부 칼라 부재(28)들과 외부 칼라 부재(16)들은 L형 칼라들로 형성된다. 추력 하중을 받는 루프 번들(18)은 L형 내부 칼라(28)들에 의해 부싱(14) 바로 위에서 부싱 둘레로 안내되고 이 칼라(28)들에 의해 축방향으로 지지된다.
또한, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 부싱들과 접촉하는 축방향 부분(28a)들을 구비한 L형 내부 칼라(28)들은 추력 하중을 받는 축방향 외부 루프 번들(20, 24)들의 공칭 단면에 부합된다. 따라서 루프 번들(20, 24)들은 부싱(14)들과 접촉하는 L형 칼라(28)들의 부분(28a)에 의해 부싱(14)들 둘레로 안내된다. L형 내부 칼라(28)들은 그의 부분(28a)이 부싱들과 접촉한 채로 각각 외부 칼라 부재들, 즉 L형 칼라(16)들과 접촉된다. 즉, L형 내부 칼라(28)들과 L형 칼라(16)들은 추력 하중을 받는 루프 번들(20, 24)들을 위한 지지 영역을 형성한다.
도 3은 또한 루프 번들(18, 20, 22, 24)들을 지지하기 위한 지지 기구(26)의 모듈식 구조를 설명한다. 내부 칼라 부재(28)들과 외부 칼라 부재(16)들을 조립하는 것에 의해 형성되는 지지 기구(26)의 모듈식 구조로 인해 루프 번들(18, 20, 22, 24)들은 미리 별도로 제조될 수 있다. 조인트 바디(10)를 조립할 때, 루프 번들들은 칼라 부재(16, 28)들과 함께 부싱들 상에 연속적으로 배열되고, 칼라 부재들에 의해 각각의 루프 번들들의 공칭 단면에 따라 미리 정해진 위치에 축방향으로 고정된다.
도 4는 탄성 조인트 바디를 도시한 일부 절개 측면도이고, 절개된 영역에서 지지 기구(26)를 볼 수 있다. 도 4에서는 지지 기구(26)와 내부 칼라 부재(28)들 및 외부 칼라 부재(16)들이 각각, 그리고 개개의 루프 번들(18, 20, 22, 24)들이 고무재 탄성 케이싱(12)에 끼워 넣어지는 방법을 볼 수 있다.
이하, 나머지 도면들을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들을 설명한다. 반복 설명을 피하고 설명의 편의를 위하여 동일한 기능을 갖는 부품들은 제1 실시예에서의 해당 도면 부호와 동일한 도면 부호 앞에 일련의 숫자를 붙인 도면 부호를 붙인다.
도 5는 지지 기구(126) 및 이를 형성하는 외부 칼라 부재(116)들과 내부 칼라 부재(128)들을 포함하는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 부분 사시도이다. 역시 인장 하중을 받는 루프 번들(118, 122)들은 내부 칼라 부재(128)들 사이에서 연장되고, 추력 하중을 받는 루프 번들(120, 124)들은 내부 칼라 부재(128)들과 L형 외부 칼라 부재(116)들 사이에서 연장된다.
도 6은 부싱(114) 상에 배열된 지지 기구를 도시한 단면도이다. 역시 내부 칼라 부재(128)들과 외부 칼라 부재(116)들 둘 다가 L형 단면을 갖는 칼라의 형태로 구비된다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 제1 실시예와의 차이점은 부싱들과 접촉하는 부분(128a)들을 갖는 L형 내부 칼라(128)들이 서로 마주보고 서로 접촉한다는 것이다. 추력 하중을 받는 루프 번들(120, 124)과 비교하여 더 큰 단면을 구비하는 L형 내부 칼라(128)들은 인장 하중을 받는 루프 번들(118)을 위한 지지 영역(130)을 형성한다. 루프 번들(118)은 부싱(114) 상에 위치되고, L형 내부 칼라(128)들에 의해 형성되고 그 축방향 폭은 루프 번들(118)의 미리 정해진 공칭 단면에 따르는 지지 영역(130)에 의해 각각 부싱 둘레로 안내되거나 또는 축방향으로 지지된다. 제2 실시예에 따르면, 부싱 바로 위의 내부 칼라 부재(128)들과 L형 외부 칼라(116)들 사이에서 연장되고 추력 하중을 받는 두 개의 축방향 외부 루프 번들(120)들은 각각 부싱(114) 둘레로 안내되거나 지지된다.
또한 도 7은 탄성 조인트 바디(110)를 도시한 일부 절개 도면이다. 역시, 탄성 조인트 바디(110) 내의 지지 기구(126)가 고무재 탄성 케이싱(112)에 끼워 넣어지는 방법을 볼 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지지 기구(226)를 도시한 사시도이다. 이 도면에서 이미 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예는 단지 L형 칼라를 갖는 외부 칼라 부재(216)들이 부싱의 단부 방향으로 축방향 외측을 향하지 않는다는 점에서만 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예와 다르다. 이는 도 9와 도 10을 참조하여 상세하게 설명함으로써 명백해질 것이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지지 기구(226)를 도시한 단면도이다. 상술한 제2 실시예에서와 같이, 부싱(214)들과 접촉하는 부분(228a)들을 구비한 L형 내부 칼라(228)들은 인장 하중을 받는 루프 번들(218)을 위한 지지 영역(230)을 형성한다. 즉, 부싱(214)들과 접촉하는 부분(228a)들을 구비한 두 개의 L형 내부 칼라(228)들은 서로 마주본다. 지지 영역(230)은 추력 하중을 받는 루프 번들(218)의 공칭 단면에 따라 구성된다.
또한, 이전에 설명한 실시예들과의 차이점은 도 9를 보면 명백해질 것이다. 이전에 설명한 실시예들과 대조적으로 분명하게 큰, 부싱(214)들과 접촉하는 부분(216a)을 각각 갖는 외부 칼라 부재들 즉 L형 칼라(216)들은 더 이상 부싱(214)들의 부싱 단부 방향으로 향하지 않고 내부 칼라 부재(228)들의 방향으로 내측을 향한다. L형 외부 칼라(216)들은 부싱들과 접촉하는 부분을 구비한 내부 칼라 부재(128)들과 접촉한다. 추력 하중을 받는 축방향 외부 루프 번들(222, 224)들은 내부 칼라 부재(228)들과 L형 외부 칼라(216)들 사이에 형성되는 지지 영역에 의해 안내된다. 따라서 L형 외부 칼라(216)들은, 부싱들과 접촉하고, 루프 번들(220, 224)들의 공칭 단면에 부합되고, 부싱들 둘레로 루프 번들(220, 224)들을 안내하는 안내 영역의 축방향 폭을 결정하는 부분(216a)을 포함한다.
도 10은 고무재 탄성 케이싱(212)에 끼워 넣어지는 지지 기구(216)를 구비한 탄성 조인트 바디(210)를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 11은 역시 루프 번들(318, 320, 322, 324)들이 지지되고 있는 지지 기구(326)를 도시한 본 발명의 제4 실시예의 사시도이다. 이 실시예에 따르면, 역시 외부 칼라 부재(316)들이 부싱 단부의 방향으로 외부를 향하는 L형 칼라(316)들이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지지 기구(326)를 도시한 단면도이다. 외부 칼라 부재(316)들은 부싱(314)의 부싱 단부측으로 축방향 외측을 향하는 L형 칼라(316)들이다.
도 12에서 내부 칼라 부재(328)들이 원판 형상을 가지고, 부싱(314)에 형성된 홈(332)과 위치 결정(positioning) 방식으로 협동하는 것을 볼 수 있다. 부싱(314)의 홈(332)들은 인장 하중을 받는 루프 번들(318)의 공칭 단면에 따라 형성되고, 루프 번들(318)이 배치된 후에 원판형 칼라 부재(328)들은 부싱(314)의 홈(332)에 맞물릴 때까지 부싱(314) 상에서 미끄러져 끼워지고 이에 따라 루프 번들(318)의 위치를 결정한다. 루프 번들(318)은 두 개의 원판형 내부 칼라 부재(328)들 사이에 있는 부싱 부분 상에서 안내된다. 내부 칼라 부재(328)들과 외부 칼라형 부재들 사이에서, 역시 부싱(314) 바로 위에 장착되는 축방향 외부 루프 번들(320, 324)들이 부재들을 둘러싼다.
도 13은 고무재 탄성 케이싱(312)에 끼워 넣어지는 지지 기구(326)를 구비한 탄성 조인트 바디(310)를 도시한 일부 절개 측면도이다.
도 14는 루프 번들(418, 420, 422, 424)들이 지지되고 있는 지지 기구(426)를 도시한 사시도이다. 이 실시예에 따르면, 외부 칼라 부재(416)들은 원판형이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 지지 기구(426)를 도시한 단면도이다. 원판형 외부 칼라 부재(416)들은 리베팅에 의해 부싱(414)에 영구 접합되어 있다. 내부 칼라 부재(428)들은 부싱들과 접촉하는 부분(428a)을 구비하고 원판형 외부 칼라 부재(416)들과 접촉된다. 이 실시예에서, 내부 칼라 부재(428)들의 부분(428a)은 추력 하중을 받는 축방향 외부 루프 번들(420, 424)들의 공칭 단면에 부합된다. 외부 칼라 부재(416)들과 부싱(414)들과 접촉하는 부분(428as)을 구비한 내부 칼라 부재(428)들은 추력 하중을 받는 루프 번들(420, 424)들을 위한 지지 영역을 형성한다. 인장 하중을 받는 루프 번들(418)은 부싱(414) 바로 위의 내부 칼라 부재(428)들 사이에서 부싱 둘레로 안내되고 지지된다.
도 16은 본 발명에 따라 단지 부분적으로만 고무재 탄성 케이싱(412)에 끼워 넣어진 지지 기구(426)를 구비한 탄성 조인트 바디(410)를 도시한 또 다른 부분 절개 단면도이다. 상술한 실시예와 대조적으로, 원판형 외부 칼라 부재(416)들은 각각 고무재 케이싱 내에 완전히 끼워 넣어지거나 둘러싸이지 않지만, 필요하다면 고무재 탄성 케이싱에 결합될 수 있다.
도 17은 지지 기구(526)와 이 지지 기구(526)에 의해 지지되는 루프 번들(518, 520, 522, 524)들을 도시한 사시도이다.
도 17에서, 외부 칼라 부재(516)들의 부분들이 연속적인 L형 칼라 형상으로부터 벗어나 있는 것을 분명하게 알 수 있다. 예를 들어, 추력 하중을 받는 루프 번들(520, 524)들에 의해 둘러싸인 바로 이웃하는 부싱(514)의 방향에 있는 칼라(516)들의 부분(534)이 훨씬 짧다. 또한, 칼라의 부분(534)은 부싱 단부의 방향으로 축방향 상측으로 경사져 있다. 외부 칼라 부재(516)의 이러한 구성에 의해, 추력 하중을 받는 루프 번들(520, 524)들의 탄성 영역이 상당히 커진다. 그러므로, 카르단 부하의 경우에 있어서, 루프 번들(520, 524)들은 각각 더 큰 영역에서 굽힘 하중 또는 신장 하중을 수용할 수 있고, 이는 루프 번들(520, 524)들과 조인트 바디(510)의 수명에 긍정적인 영향을 미친다. 부싱들(미도시)의 축에 대해 90°와 동일하지 않은 각도 하에서 연장되는 부분(534)에 있는 칼라(516)의 절곡부로 인해, 하중 하에서, 추력 하중을 받는 루프 번들들의 칼라(516)를 구비한 부싱(514)에서의 매끄러운 "전이(transition)"가 가능해지는데, 이는 이 부분(534)에서 루프 번들(520, 524)들이 카르단 부하에 의해 마멸될 수 있게 하는 뾰족한 모서리를 피할 수 있기 때문이다.
도 18은 본 발명의 제6 실시예에 따른 지지 기구를 도시한 단면도이다. 도 18은 바로 이웃하는 부싱의 방향으로 추력 하중을 받는 루프 번들(520, 524)들을 안내하는 외부 칼라(516)들의 부분(534)이 상당히 짧은 길이를 갖도록 구성된 것을 분명하게 나타내고 있다. 이 제6 실시예에 따르면, 내부 칼라 부재(528)들은 역시 L형 칼라들로 형성되고 부싱들(514)과 접촉된 부분(528a)들에서 외부 칼라 부재들과 접촉된다. 따라서 외부 칼라 부재(516)들과 부싱들과 접촉하는 부분(528a)들을 구비한 내부 칼라 부재(528)들은 그것들 사이에 추력 하중을 받는 루프 번들(520, 524)들을 위한 지지 영역을 형성한다.
도 19는 고무재 탄성 케이싱(512)에 끼워 넣어진 지지 기구(526)를 구비한 탄성 조인트 바디(510)를 도시한 또 다른 부분 절개 단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 탄성 조인트 바디(610)의 제7 실시예를 도시한 사시도이다. 도 20에서는 하중 완화와 루프 번들들의 지지를 위해 칼라 부재(616)들을 구비한 부싱(614)들 사이에 스톱 바디(640)들이 배열된 것을 볼 수 있다. 스톱 바디(640)들은 일정한 각도 간격으로 배열되고 부싱(614)들로부터 이격되어 있다. 도 20에서는 스톱 바디(640)들이 고무재 탄성 케이싱(612)의 표면까지 전체 조인트 바디를 통과하여 연장된 것도 또한 볼 수 있다.
도 21은 스톱 바디(640)들을 구비한 조인트 바디(610)의 정면도이다. 스톱 바디(640)들은 하중이 가해지는 경우 부싱(614)들이 서로에 대해 이동하는 것을 제한한다. 하중이 가해지는 경우, 인장 하중을 받는 루프 번들들(여기서는 도시되지 않음)은 신장되고 압력 하중을 받는 루프 번들들은 업셋(upset)된다. 부싱들(614)이 스톱 바디(640)들에 지탱되기 때문에 이러한 업셋 또는 신장은 각각 스톱 바디(640)들에 의해 제한된다.
작동 중에, 탄성 조인트 바디(610)는 연결될 샤프트부들에 번갈아서 공지된 방식으로 부착된다. 이미 위에서 반복적으로 설명한 바와 같이, 다이 루프 번들들은 여러 가지 다른 힘들을 받는다. 조인트 바디(610)에 의해 토크가 전달되면, 두 개의 부싱(614)들 사이의 루프 번들들(여기서는 도시되지 않음)은 추력 하중을 받거나(추력부의 경우) 또는 인장 하중을 받고(인장부의 경우), 고무재 탄성 케이싱(612)도 역시 작동 중에 하중을 받는다. 추력부에서는, 토크 전달에 의해 가해지는 응력으로 인해 이웃한 두 개의 부싱(614)들이 서로 접근되고, 이에 따라 추력부에 있는 루프 번들들은 업셋되게 된다(압축됨). 인장부에서는, 토크 전달 중에 루프 번들들이 신장된다. 스톱 바디(640)들은 각각 신장이나 업셋을 제한하는데, 이는 스톱 바디들이 각각 지탱될 부싱(614)들과 루프 번들들에 대한 일종의 스톱을 구성하기 때문이다. 이에 따라 토크 전달 능력(torque capacity)이 증가되거나, 또는 대안적으로, 토크 전달 능력의 변화 없이 탄성 조인트 바디의 장치 크기가 감소될 수 있다. 대안적으로, 탄성 조인트 바디(610)의 장치 크기(610)는 토크 전달 능력을 변함없이 유지하면서 감소될 수 있다.
스톱 바디(640)들은 스톱 바디(640)들과 부싱(614)들 및 루프 번들들 사이에서 각각 적당한 표면 압력이 얻어지도록 조인트 바디를 적어도 부분적으로 관통하는 구성을 가지고 조인트 바디(610) 내에 배열된다. 이에 따라 조인트 바디(610)의 루프 번들들(여기서는 도시되지 않음) 내의 응력 피크들 및 작동 중에 발생되는 기계적 하중들을 조인트 바디 내에 더욱 균일하게 분포시킬 수 있게 된다.
도 21은 스톱 바디(640)들의 오목하게 부푼 부분(concave bulge)을 분명하게 나타낸다. 스톱 바디(640)들의 곡률 반경은 각각 칼라 부재(616)들의 반경 또는 부싱(614)들의 반경에 부합된다.
도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 특히 칼라 부재(616)들은 U형 단면을 구비한다. 그러나, 칼라 부재들의 형상이 본 발명의 작용에 영향을 주지 않기 때문에, L형 칼라를 구비한 칼라 부재(616)들 또는 원판형 칼라 부재(616)들이 사용될 수도 있다.
도 22는 도 21의 A-A선을 따라 취한 단면도이다. 도 22는 고무재 탄성 케이싱(612) 내에 수용된 스톱 바디(640)들의 단면을 도시한다. 고무재 케이싱(612) 밖으로 변위되는 것을 방지하기 위하여, 스톱 바디(640)들은 그 단면이 (도 22의 오른쪽으로부터 축방향으로) 중앙을 향해 테이퍼지고, 이에 따라 코팅된 스톱 바디(640)는 나중에 고무재 탄성 케이싱(612) 내에 수용되거나 또는 클릭 결합(clicked-in)될 수 있다.
만일 스톱 바디(640)가 조인트 바디(610) 내로 클릭 결합되면, 상응하는 오목부(642)들이 코팅 또는 가황 도중에 각각 조인트 바디(610)의 고무재 탄성 케이싱(612)에 마련된다. 즉, 오목부(642)들은 일측(도 3에서는 오른쪽)으로부터 중앙을 향해 부싱(614)들의 축방향으로 테이퍼지는 원뿔형 단면을 구비하고 원뿔 형상의 뒤에는 모서리(642a)가 마련되고, 그 뒤에서 오목부(642)는 기본적으로 일정한 단면을 갖고 계속 이어진다. 스톱 바디(640)는 오른쪽으로부터 중앙으로 테이퍼지고 단차부(640a) 뒤에서 일정한 직경을 갖고 계속 이어지는 상응하는 단면을 구비한다. 스톱 바디(640)들은, 스톱 바디(640)의 단차부(640a)들 또는 오목부(642)의 모서리(642a)를 갖고 테이퍼진 단면을 통해 오목부(642)들에 각각 삽입되거나 "클릭 결합"될 수 있고, 이에 따라 축방향으로 변위되지 않게 고정될 수 있다. 스톱 바디(640)들을 오목부(642)들 중 한 오목부 내에 축방향으로 잠그기 위해 여러 가지 가능성을 생각할 수 있는데, 바람직한 변형례로 마찰 맞물림 또는 포지티브 연결(positive connection)을 들 수 있다.
플라스틱, 금속 또는 탄성 변형 소재와 같은 여러 가지 소재들이 스톱 바디(640) 용으로 사용될 수 있다.
가황된 후에만 고무재 탄성 케이싱(612)의 상응하는 오목부(642) 내로 압입되는 탄성 변형 소재가 스톱 바디(640) 용으로 선택되면, 스톱 바디(640)는 각각의 오목부(642) 내로 삽입되기 전에 신장되고 이에 의해 그 단면이 축방향으로 줄어든다. 그리고 나서, 신장된 상태인, 즉 그 단면이 줄어든 스톱 바디(640)는 상응하는 오목부(642) 내로 삽입된다. 상응하는 오목부(6542) 내로 삽입되고 난 후에 그리고 오목부(642) 내의 미리 정해진 위치에 도달하면, 스톱 바디(640)는 신장된 상태에서 해제되고 이에 따라 스톱 바디는 이완되어 그 단면이 증가되고 실질적으로 오목부(642) 내로 "압입 끼워맞춤"(press fit)된다.
스톱 바디(640)용으로 다른 소재들, 외관들 또는 위치들 역시 생각할 수 있고, 이에 의해 조인트 바디(610)에 대한 추가적인 수용 가능성들이 발생된다. 따라서 조인트 바디(610)는 여러 가지 용도, 즉 여러 가지 차량들의 각기 다른 치수를 갖는 구동 트레인들에 또는 각기 다른 토크 전달 능력들에 더욱 융통성 있게 부합될 수 있다. 또한, 조인트 바디(610)의 강성이 역시 고려되어야 하기 때문에, 카르단 부하의 경우에 있어서의 거동은 스톱 바디(640)들에 의해 영향을 받을 수 있다.
도 22는 또한 부싱(614)들이 샤프트 장치의 샤프트부(미도시)들과 연결될 수 있게 하는 얇은 단부들을 번갈아서 구비하는 것을 도시한다.
도 23과 도 24는 스톱 바디(640)의 사시도들이다. 도 23과 도 24에서는 부싱(614)들과 칼라 부재(616)들의 외관이 각각 루프 번들들에 부합되게 하는 스톱 바디(640)의 오목한 형상을 볼 수 있다.
도 24는 또한 스톱 바디(640)가 언더컷과 단차부(640a)를 갖도록 기계 가공된 것을 나타내고 있다.
본 발명의 상술한 실시예들은, 나중에 루프 버들의 공칭 단면에 따라 미리 정해진 축방향 위치에서 칼라 부재들을 갖고 부싱 상에 번갈아서 배열되고 부싱들 상에 고정될 수 있는 루프 번들들을 사전 제조할 수 있게 하는 결합 가능한 지지 기구를 구비한 조인트 바디의 모듈식 구성을 가능하게 한다.
Claims (20)
- 두 개의 샤프트부들을 관절식으로 연결하기 위한 샤프트 장치용 탄성 조인트 바디(10; 110; 210; 310; 410; 510; 610)로서,
조인트 바디(10; 110; 210; 310; 410; 510; 610)의 중심축(M)에 대해 원주 방향으로 미리 정해진 각도 간격으로 배열되는 다수의 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614)들;
다수의 루프 번들(18, 20, 22, 24; 118, 120, 122, 124; 218, 220, 222, 224; 318, 320, 322, 324; 418, 420, 422, 424; 518, 520, 522, 524)들로서, 각 루프 번들(18, 20, 22, 24; 118, 120, 122, 124; 218, 220, 222, 224; 318, 320, 322, 324; 418, 420, 422, 424; 518, 520, 522, 524)은 이웃하는 두 개의 부싱들을 둘러싸고, 각 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614)은 적어도 두 개의 루프 번들(18, 20, 22, 24; 118, 120, 122, 124; 218, 220, 222, 224; 318, 320, 322, 324; 418, 420, 422, 424; 518, 520, 522, 524)들에 의해 둘러싸이되, 그 중 한 루프 번들(18, 22; 118, 122; 218, 222; 318, 322; 418, 422; 518, 522)은 샤프트부들을 통한 토크 전달 시 인장 하중을 받을 수 있고 다른 루프 번들(20, 24; 120, 124; 220, 224; 320, 324; 420, 424; 520, 524)은 추력 하중을 받을 수 있도록 구성된 다수의 루프 번들들;
다수의 루프 번들(18, 20, 22, 24; 118, 120, 122, 124; 218, 220, 222, 224; 318, 320, 322, 324; 418, 420, 422, 424; 518, 520, 522, 524)들을 축방향으로 안내하기 위해 적어도 하나의 부싱 상에 배열되는 지지 기구(26; 126; 226; 326; 426; 526); 및
루프 번들(18, 20, 22, 24; 118, 120, 122, 124; 218, 220, 222, 224; 318, 320, 322, 324; 418, 420, 422, 424; 518, 520, 522, 524)들, 지지 기구(26; 126; 226; 326; 426; 526)들 및 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614)들이 적어도 부분적으로 끼워 넣어지는 고무재 탄성 케이싱(12; 112; 212; 312; 412; 512)을 포함하는 탄성 조인트 바디에 있어서,
지지 기구(26; 126; 226; 326; 426; 526)는 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614) 상에 부착되는 별도로 형성된 적어도 두 개의 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)와, 상기 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)와 별도로 형성되고 서로 별도로 형성된 적어도 두 개의 외부 칼라 부재(16; 116; 216; 316; 416, 516, 616)를 조립함으로써 형성되고, 적어도 두 개의 외부 칼라 부재(16; 116; 216; 316; 416, 516, 616)는 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614) 상에 부착되며, 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)들은 인장 하중을 받는 루프 번들(18, 22; 118, 122; 218, 222; 318, 322; 418, 422; 518, 522)에 할당되고, 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)들 중 하나의 내부 칼라 부재는 인장 하중을 받는 루프 번들(18, 22; 118, 122; 218, 222; 318, 322; 418, 422; 518, 522)의 축방향 대향 단부들 중 하나의 단부와 각각 접촉되고, 두 개의 루프 번들들은 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)들과 외부 칼라 부재(16; 116; 216; 316; 416, 516, 616)들 사이에 배열되며, 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)들과 외부 칼라 부재(16; 116; 216; 316; 416, 516, 616)들은 내부 칼라 부재(28; 128; 228; 328; 428; 528)들과 외부 칼라 부재(16; 116; 216; 316; 416, 516, 616)들의 축방향 위치가 지지시킬 루프 번들의 미리 정해진 공칭 단면에 따라 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614) 상에서 설정가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디. - 제1항에 있어서,
축방향 내부 및 외부 칼라 부재(16; 28; 116; 128; 216; 228; 316; 328; 416, 428; 516, 528)들 중 적어도 두 개의 부재가 L 형상의 단면을 갖는 칼라로서 형성되고, 부싱(14; 114; 214; 314; 414; 514; 614)들 중 적어도 한 부싱 상의 공칭 위치에 부착된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(10; 110; 210; 310; 410; 510). - 제2항에 있어서,
L형 칼라(116, 128; 216, 228)들은 부싱(114; 214)과 접촉하는 부분(128a; 216a, 228a)이 지지시킬 루프 번들(118, 120, 122, 124; 218, 220, 222, 224)들의 공칭 단면에 부합될 수 있도록 형성되고,
인장 하중을 받는 루프 번들(118, 122; 218, 222)의 지지를 위해, 부싱(114; 214)과 접촉하는 부분(128a; 228a)들을 갖는 두 개의 칼라(128; 228)들이 서로 마주보며, 인장 하중을 받는 루프 번들(118; 218)의 공칭 단면에 따른 지지 영역(130; 230)을 형성하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(110; 210). - 제2항에 있어서,
외부 칼라 부재(516)들은 L형 칼라들로 형성되고, 칼라(516)들 중 적어도 한 개의 칼라는 원주 방향으로 그 높이가 불규칙한 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(510). - 제4항에 있어서,
칼라(516)는 적어도 그 일부분들에서 중심축(M)에 대해 90°와 동일하지 않은 각도 하에서 연장된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(510). - 제1항에 있어서,
칼라 부재(316, 328; 416, 428) 중 적어도 두 개의 칼라 부재가 원판형으로 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(310; 410). - 제6항에 있어서,
축방향 내부 칼라 부재(328)들은 원판형으로 형성되고, 적어도 한 개의 부싱(314)의 홈(332)과 위치 결정 방식으로 협동하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(310). - 제7항에 있어서,
축방향 외부 칼라 부재(428)들은 원판형으로 형성되고, 리베팅에 의해 부싱(414)들 중 적어도 한 개의 부싱과 연결된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(410). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
칼라 부재(16, 28; 116, 128; 216, 228; 416, 428; 516, 528)들 중 적어도 두 개의 칼라 부재가 축방향으로 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(10; 110; 210; 410; 510). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
지지 기구(226)가 네 개의 L형 칼라(216, 228)들을 포함하며, 이웃하는 L형 칼라(216, 228)들은 축방향으로 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(210). - 제1항에 있어서,
스톱 바디(640)가 이웃하는 두 개의 부싱(614)들 사이에 부싱들로부터 이격된 관계로 배열된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항에 있어서,
다수의 스톱 바디(640)들이 일정한 각도 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항 또는 제12항에 있어서,
다수의 스톱 바디(640)들이 조인트 바디(610)의 축방향으로 고무재 탄성 케이싱(612)을 적어도 부분적으로 관통하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항에 있어서,
스톱 바디(640)들이 고무재 탄성 케이싱(612) 내로 가황되거나, 또는 고무재 탄성 케이싱에 마련된 오목부(642)들 내로 가황 후에 압입되는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항에 있어서,
스톱 바디(640)들은 기본적으로 축방향으로 일정한 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항에 있어서,
스톱 바디(640)들은 그들의 중심축을 향해 테이퍼진 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항에 있어서,
스톱 바디(640)들은 부싱(614)들의 방향으로 오목하게 부푼 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제11항에 있어서,
스톱 바디(640)들은 금속, 플라스틱 또는 탄성 변형 소재로 만들어지는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제14항에 있어서,
스톱 바디(640)들은 각각의 오목부(642) 내로 삽입되기 전에 탄성 신장될 수 있고, 이에 따라 스톱 바디들의 단면이 축방향으로 감소될 수 있으며, 스톱 바디들이 신장된 상태에서 각각의 오목부(642) 내로 삽입되고 오목부(642) 내로 삽입된 후에 신장된 상태로부터 해제될 수 있는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(610). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
칼라 부재(16, 28; 116, 128; 216, 228; 316, 328;416, 428; 516, 528; 616)들은 금속 또는 플라스틱으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 탄성 조인트 바디(10; 110; 210; 310; 410; 510; 610).
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