KR101543956B1 - 커플링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치는 연결축이 삽입되어 결합되는 축결합부재를 양단부 각각에 제공하는 장치바디 및 매개부재에 의해 상기 장치바디와 연계되며, 일측의 제1연결축에 연결되는 제1축결합부재와 타측의 제2연결축이 연결되는 제2축결합부재의 축방향 거리 변화 및 상기 축방향에 수직한 법선방향 위치 차이를 완충하게 상기 매개부재와 일정 간극을 형성하는 공간에 상기 매개부재를 제공하는 진동흡수유닛을 포함할 수 있다.

Description

커플링 장치{Coupling apparatus}

본 발명은 커플링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양측의 연결축이 축방향 진동 및 축방향에 수직한 법선방향 진동을 포함한 모든 방향의 진동에 대하여 이를 흡수할 수 있는 발명에 관한 것이다.

일반적으로, 동력 전달용 커플링(Coupling) 장치는 각종 산업현장에서 모터의 구동력을 전달하기 위해 사용하는 것이다.

다시 말해, 커플링 장치는 모터와 연결된 구동축과 상기 구동축과 분리된 종동축을 상호 연결하여 구동축으로부터 종동축으로 동력을 전달하는 동력 전달용 장치인 것이다.

이러한, 커플링 장치의 종류에는 크게 양축 간의 오차를 어느 정도까지 허용하고 진동과 충격을 줄이는 특성 때문에 가장 범용적으로 사용되고 있는 플렉시블 커플링(Fleible Coupling), 양축을 단순히 연결하는 기능의 리지드 커플링(Rigid Coupling), 오일 또는 파우더를 이용하여 슬로우 스타트를 하여 모터나 동력전달 계통의 부하를 줄이고 과부하시 자동적으로 피동부 축과의 연결을 끊어서 모터나 피동기 시스템을 보호하는 유체 커플링(Fluid Coupling) 등이 있다.

이 중에서 상기 플렉시블 커플링의 경우 다시 탄성체 커플링(Elastomeric Coupling)과 금속재 커플링(Metal coupling) 등으로 나뉘어진다.

그리고, 상기 금속재 커플링은 다시 플랜지 커플링(Flange Coupling), 그리드 커플링(Grid Coupling), 기어 커플링(Gear Coupling), 디스크 커플링(Disk Coupling) 등으로 구분될 수 있다.

그러나, 이러한 기존의 커플링 장치들은 축방향 진동과 함께 축방향에 수직한 법선 방향으로 움직이는 축의 진동을 완화 내지 흡수할 수 없는 한계가 있었다.

이를 상기 커플링 장치 중에서 그리드 커플링을 일례로 설명하면, 한국 등록실용신안공보 제20-0377153호(2005.03.08)를 참조할 수 있다.

이는 도 1에 도시되어 있으며, 도 1을 참조하면, 각각의 연결축(2a', 2b')이 삽착되도록 중공의 허브(H)를 커플링 장치의 양단부에 제공함과 동시에, 상기 허브(H)의 일단부에는 원주방향으로 복수 개의 결합돌기(Tooth: T)가 일정간격으로 형성되어 제공되었다.

또한, 커플링 장치의 양단부에 제공되는 각각의 상기 허브(H)는 상기 결합돌기(T)가 형성된 일단부를 서로 인접하게 제공하고, 상기 결합돌기(T) 사이 홈에 사이클 파형의 탄성을 갖는 그리드(Grid: G)를 삽입 고정시켜 상호 분리되었던 두 개의 축을 연결하도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 그리드(G)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 상기 그리드(G)의 둘레에 커버가 설치되어 있으며, 상기 커버 외주면에는 상기 그리드(G)에 그리스(Grease) 등의 윤활제를 주입하기 위한 윤활제 주입구가 형성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 그리드(G)에 의해서, 양측에 제공되는 연결축(2a', 2b')에 발생할 수 있는 축방향의 진동을 흡수할 수 있으나, 상기 연결축(2a', 2b') 상호 간의 높이 차이가 발생하는 상하 방향 진동에 대하여는 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 축방향에 수직한 법선방향으로 발생하는 진동에 대하여는 기존의 커플링 장치로는 이를 완화 내지 흡수할 수 없는 한계점을 확인할 수 있는 것이다.

따라서, 전술한 종래기술의 문제점 내지 한계점을 보완 극복하기 위한 커플링 장치에 대한 연구가 필요하게 되었다.

한국 등록실용신안공보 제20-0377153호(2005.03.08)

본 발명의 목적은 축방향 뿐만 아니라, 축방향에 수직한 법선방향을 포함한 모든 방향에서 발생하는 진동을 흡수할 수 있는 커플링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치는 연결축이 삽입되어 결합되는 축결합부재를 양단부 각각에 제공하는 장치바디 및 매개부재에 의해 상기 장치바디와 연계되며, 일측의 제1연결축에 연결되는 제1축결합부재와 타측의 제2연결축이 연결되는 제2축결합부재의 축방향 거리 변화 및 상기 축방향에 수직한 법선방향 위치 차이를 완충하도록, 상기 매개부재를 일정 간극 이동가능한 공간에 제공하는 진동흡수유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 진동흡수유닛은 상기 매개부재를 일정 간극을 형성하는 공간에 위치하게 제공하며, 상기 축결합부재에 연계되는 완충부 및 상기 제1축결합부재에 결합되는 일측의 완충부와 상기 제2축결합부재에 결합되는 타측의 완충부가 양단부 각각에 요철연결되는 요철축부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 완충부는 상기 축결합부재와 고정결합되며, 내면부에 복수 개의 내면홈이 형성된 외측부재, 외면부에 복수 개의 외면홈이 형성되며, 내면부에 상기 요철축부에 형성된 스플라인 요철에 대응되는 요철이 형성되어 상기 요철축부에 결합되는 내측부재 및 상기 매개부재의 폭보다 큰 폭을 가지게 형성되어 상기 매개부재가 간극을 가지게 위치하는 이탈방지홀이 원주방향으로 복수 개가 형성되며, 상기 외측부재와 내측부재 사이에 상기 매개부재가 일정 간극을 가지며 위치하게 상기 외측부재와 내측부재 사이에 제공되는 가둠링부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 매개부재는 구 형상으로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 완충부는 상기 축결합부재가 결합되는 상기 외측부재 일단부의 반대측인 상기 외측부재 타단부에 형성된 결합홈에 끼워지며, 상기 가둠링부재의 이탈을 방지하게 상기 가둠링부재까지 연장된 폭으로 형성된 스넵링부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 요철축부는 스플라인 요철이 형성되어, 상기 내측부재가 결합되는 코어샤프트 및 상기 코어샤프트의 이탈을 방지하도록, 상기 코어샤프트의 일단부에 고정결합되며, 상기 코어샤프트의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 내측부재와 상기 축결합부재 사이에 제공되는 스토퍼를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 장치바디는 상기 일측의 완충부와 상기 타측의 완충부 사이에 결합되어 제공되며, 플렉시블한 소재로 형성되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치의 상기 커버부재는 고무소재 또는 탄성판으로 형성되어 제공될 수 있다.

본 발명의 커플링 장치는 양측의 연결축과 결합되는 부분이 일정 간극을 형성하며 결합될 수 있는 이점이 있다.

이에 의해서, 상기 연결축의 축방향을 포함한 법선방향으로의 진동을 완화 내지 흡수할 수 있어, 모든 방향에서 발생하는 진동을 완화 내지 흡수할 수 있는 효과가 발생하게 된다.

또한, 양측의 연결축에 의한 회전력의 전달에서 회전력을 손실 없이 전달할 수 있는 효과도 있다.

그리고, 매개부재를 구 형상으로 제공하면 마찰에 의한 마모를 줄일 수 있는 이점도 예상할 수 있다.

따라서, 상기 커플링 장치의 내구성 및 사용수명을 향상시킬 수 있어, 유지보수비용을 절감할 수 있는 이점이 발생하게 된다.

도 1은 종래기술에 의한 커플링 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 커플링 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 커플링 장치를 도시한 부분 절단 사시도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 커플링 장치를 도시한 분해사시도 및 일부 구성의 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 커플링 장치의 작동상태를 도시한 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 커플링 장치(1)는 양측의 연결축(2)이 축방향(X) 진동 및 축방향(X)에 수직한 법선방향(Y, Z) 진동을 포함한 모든 방향의 진동에 대하여 이를 흡수할 수 있는 발명에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 커플링 장치(1)는 양측의 연결축(2)과 결합되는 부분이 일정 간극을 형성하며 결합될 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 양측의 연결축(2)에 의한 회전력의 전달에서 회전력을 손실 없이 전달할 수 있으며, 매개부재(211)를 구 형상으로 제공하면 마찰에 의한 마모를 줄일 수 있게 된다.

따라서, 상기 커플링 장치(1)의 내구성 및 사용수명을 향상시킬 수 있어, 유지보수비용을 절감할 수 있게 된다.

구체적으로, 도 2는 본 발명의 커플링 장치(1)를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 커플링 장치(1)를 도시한 부분 절단 사시도이다.

또한, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 커플링 장치(1)의 작동상태를 도시한 단면도로써, 도 5a는 양측의 연결축(2)에 축방향(X) 및 법선방향(Y, Z) 진동이 발생하지 않은 일반적인 경우의 단면도이고, 도 5b는 양측의 연결축(2)이 축방향(X)으로 진동하는 경우를 도시한 단면도이며, 도 5c는 일측의 연결축(2)이 법선방향(Y, Z)(도면상 상하방향)으로 진동하는 경우를 도시한 단면도이다.

도 2, 도 3 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)는 연결축(2)이 삽입되어 결합되는 축결합부재(110)를 양단부 각각에 제공하는 장치바디(100) 및 매개부재(211)에 의해 상기 장치바디(100)와 연계되며, 일측의 제1연결축(2a)에 연결되는 제1축결합부재(110a)와 타측의 제2연결축(2b)이 연결되는 제2축결합부재(110b)의 축방향(X) 거리 변화 및 상기 축방향(X)에 수직한 법선방향(Y, Z) 위치 차이를 완충하도록, 상기 매개부재(211)를 일정 간극 이동가능한 공간에 제공하는 진동흡수유닛(200)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 커플링 장치(1)는 제1연결축(2a)과 제2연결축(2b)을 연결하는 역할을 할 수 있는데, 이는 구동력을 제공하는 구동축 및 상기 구동축과 연결되어 상기 구동축으로부터 구동력을 전달받는 종동축과 연결되게 제공될 수 있다.

일례로 상기 제1연결축(2a)이 회전 구동력을 공급하는 모터 등과 연결된 구동축이 될 수 있으며, 상기 제1연결축(2a)과 연결되어 회전 구동력을 전달받는 종동축이 상기 제2연결축(2b)이 될 수 있는 것이다.

이러한 커플링 장치(1)는 회전 구동력 등을 전달하는 장치가 필요한 산업설비에 적용될 수 있으며, 일례로 천정기중기의 주행 차륜부 등에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 진동흡수유닛(200)은 상기 매개부재(211)를 일정 간극을 형성하는 공간에 위치하게 제공하며, 상기 축결합부재(110)에 연계되는 완충부(210) 및 상기 제1축결합부재(110a)에 결합되는 일측의 완충부(210a)와 상기 제2축결합부재(110b)에 결합되는 타측의 완충부(210b)가 양단부 각각에 요철연결되는 요철축부(220)를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 커플링 장치(1)는 양측에 제공되는 제1연결축(2a)과 제2연결축(2b)을 연결하는 동시에 회전력을 전달하기 위해서, 상기 제1연결축(2a)이 연결하는 구조와 제2연결축(2b)이 연결하는 구조를 동일하게 양측에 미러(mirror)된 커플링 장치(1)로 제공될 수 있는 것이다.

이와 같이, 상기 제1연결축(2a)과 제2연결축(2b)이 연결된 커플링 장치(1)를 구별하여 제시하였으나, 동일한 구조이기 때문에 이하에서는 제1연결축(2a)과 제2연결축(2b)에 제공되는 구성을 동일하게 설명한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 완충부(210)는 상기 축결합부재(110)와 고정결합되며, 내면부에 복수 개의 내면홈(212g)이 형성된 외측부재(212), 외면부에 복수 개의 외면홈(213g)이 형성되며, 내면부에 상기 요철축부(220)에 형성된 스플라인 요철(221s)에 대응되는 요철이 형성되어 상기 요철축부(220)에 결합되는 내측부재(213) 및 상기 매개부재(211)의 폭보다 큰 폭을 가지게 형성되어 상기 매개부재(211)가 간극을 가지게 위치하는 이탈방지홀(214h)이 원주방향으로 복수 개가 형성되며, 상기 외측부재(212)와 내측부재(213) 사이에 상기 매개부재(211)가 일정 간극을 가지며 위치하게 상기 외측부재(212)와 내측부재(213) 사이에 제공되는 가둠링부재(214)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 매개부재(211)는 구 형상으로 제공될 수 있다.

상기 장치바디(100)는 양측에 제공되는 제1연결축(2a)과 제2연결축(2b)을 연결하기 위해 제공되는 장치의 기본프레임으로서의 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 장치바디(100)는 축결합부재(110), 커버부재(120), 부시(130), 오링(140) 등을 제공할 수 있다.

상기 축결합부재(110)는 상기 연결축(2)과 결합되는 구성으로써, 상기 축결합부재(110)에 의해서, 후술할 진동흡수유닛(200)에 의한 진동 흡수를 위해 상기 연결축(2)과 상기 진동흡수유닛(200)을 연계시킬 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 축결합부재(110)는 연결축(2)과 연결되는 중공이 형성될 수 있으며, 상기 중공에 상기 연결축(2)이 삽입되어 결합될 수 있다.

여기서, 상기 축결합부재(110)와 연결축(2)은 결합력을 유지하기 위해서, 상기 연결축(2)은 상기 축결합부재(110)의 중공에 삽입 후에 열팽창을 이용하여 결합되거나, 상기 연결축(2)의 삽입 후에 상기 연결축(2)과 상기 축결합부재(110)를 용접(welding) 또는 볼팅(bolting)에 의해서 결합할 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 연결축(2)을 상기 충결합부재(110)에 결합할 수 있다면, 그 결합방법은 제한되지 않는다.

그리고, 상기 축결합부재(110)는 상기 연결축(2)과의 결합뿐만 아니라, 후술할 진동흡수유닛(200)과 연계되기 위해서, 상기 진동흡수유닛(200)의 외측부재(212)와 결합되게 제공될 수 있다. 상기 축결합부재(110)는 상기 외측부재(212)와 용접 또는 볼팅에 의해서 결합될 수 있으며, 볼팅에 의해서 결합하기 위해서 볼트가 삽입되는 홀이 형성된 플랜지를 제공할 수도 있다.

상기 커버부재(120)는 양측의 제1축결합부재(110a)와 제2축결합부재(110b)가 연계된 상기 진동흡수유닛(200)의 일측의 완충부(210a) 및 타측의 완충부(210b)를 커버링(covering)하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 커플링 장치(1)로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 커플링 장치(1) 내부로 윤활제 등을 제공하는 경우에는 윤활제의 이탈을 방지하는 역할도 할 수 있는 것이다.

더하여, 상기 커버부재(120)는 플렉시블한 소재로 형성됨으로써, 상기 완충부(210)에 의한 진동의 완화 또는 흡수의 효과를 높일 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 후술한다.

상기 부시(130)는 상기 일측의 완충부(210a)와 타측의 완충부(210b) 사이에 제공되어 상기 완충부(210)의 진동 흡수시의 공간 확보 효과를 높일 수 있다.

즉, 상기 완충부(210)는 후술할 매개부재(211)에 의해서 결합을 유지하면서도, 상기 매개부재(211)에 일정한 공간에서의 움직임을 자유롭게 제공하여 진동을 완화 내지 흡수할 수 있는 것이데, 상기 완충부(210) 자체로도 이러한 공간을 제공할 수 있으나, 상기 부시(130)를 제공하여 이러한 공간을 더 확보할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 부시(130)는 상기 진동흡수유닛(200)의 코어샤프트(221)의 중앙부에 삽입되어 결합되며, 상기 부시(130)의 양측 코어샤프트(221)에 상기 완충부(210)의 내측부재(213)가 삽입될 수 있다.

이렇게 상기 코어샤프트(221)에 내측부재(213) 및 양측의 상기 내측부재(213) 사이에 부시(130)가 삽입되면, 양측의 상기 내측부재(213) 사이에 공간을 확보할 수 있어, 상기 완충부(210)의 외측부재(212)가 축방향(X) 진동시의 공간을 더 많이 확보할 수 있게 된다.

상기 오링(140)은 상기 축결합부재(110)와 상기 완충부(210)의 외측부재(212)의 결합시의 충격흡수 및 기밀성을 유지하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 오링(140)은 상기 축결합부재(110)와 상기 외측부재(212) 사이에 제공되며, 고무재질의 소재로 제공될 수 있다.

상기 진동흡수유닛(200)은 양측의 제1연결축(2a)과 제2연결축(2b)에서 서로 다르게 발생하는 축방향(X) 진동 및 축방향(X)에 수직한 법선방향(Y, Z) 진동을 포함한 모든 방향의 진동을 흡수하는 역할을 할 수 있다.

우선, 방향 설정 및 그 방향에 따른 진동 흡수에 대하여 설명하면, 축방향(X)은 상기 연결축(2)의 긴 형상의 방향으로, 상기 연결축(2)이 회전하는 경우에는 회전축의 방향으로 설정될 수도 있다. 그리고, 법선방향(Y, Z)은 상기 연결축(2)의 원형 단면의 외주면에 접하는 접선방향에 수직한 방향으로, 이는 상기 축방향(X)과도 수직한 방향을 형성한다.

이렇게 축방향(X) 진동과 법선방향(Y, Z) 진동을 흡수할 수 있으면, 모든 방향의 진동을 흡수할 수 있는데, 이는 상기 축방향(X)을 3차원좌표의 일축이라고 하면, 상기 법선방향(Y, Z)은 이러한 일축에 수직한 나머지 두축 모두를 의미하기 때문에, 3차원의 모든 방향의 진동을 흡수할 있는 것이다. 일례로써, 스파이럴 움직임, 뒤틀림 움직임 등의 진동도 흡수할 수 있는 것이다. 이를 위해, 상기 진동흡수유닛(200)은 완충부(210), 요철축부(220) 등을 포함할 수 있다.

상기 완충부(210)는 매개부재(211)를 상기 매개부재(211)와 일정 간극 이격되어 제공되는 공간에 제공함으로써, 양측의 제1연결축(2a), 제2연결축(2b)에서 서로 다르게 움직이는 경우의 진동 내지 움직임의 차이를 완화 내지 흡수할 수 있는 역할을 할 수 있다.

이를 위해, 상기 완충부(210)는 매개부재(211), 외측부재(212), 내측부재(213), 가둠링부재(214), 스넵링부재(215) 등을 포함할 수 있다.

상기 매개부재(211)는 상기 진동흡수유닛(200)과 상기 장치바디(100)를 연계시키는 동시에, 양측의 연결축(2)의 상이한 움직임 내지 진동의 차이를 완화시키는 역할을 할 수 있다.

즉, 상기 매개부재(211)는 일측의 상기 제1연결축(2a)과 결합된 외측부재(212) 및 타측의 상기 제2연결축(2b)과 연계된 내측부재(213) 사이에 일정 간극을 형성하며 제공됨으로써, 양측의 연결축(2) 사이의 진동을 완화 내지 흡수할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 내측부재(213)가 제2연결축(2b)과 연계되는 것은 상기 제1내측부재(213)가 요철축부(220)와 연결되고, 상기 요철축부(220)에 연결된 또다른 내측부재(213)인 제2내측부재(213)가 연결되며, 이러한 제2내측부재(213)는 다시 또다른 매개부재(211), 외측부재(212), 제2축결합부재(110b)를 통하여 제2연결축(2b)과 연계되기 때문이다.

특히, 상기 매개부재(211)는 상기 내측부재(213) 및 외측부재(212)에 의해 법선방향(Y, Z)으로 일정 간극을 가지는 공간에 제공될 수 있으며, 상기 가둠링부재(214)에 의해서 축방향(X)으로 일정 간극을 가지는 공간에 제공될 수 있기 때문에, 법선방향(Y, Z) 및 축방향(X)의 진동을 흡수할 수 있게 된다.

일례로써, 상기 제1연결축(2a)이 축방향(X)의 바깥방향으로 밀리면, 상기 가둠링부재(214)도 바깥방향으로 밀리지만, 상기 매개부재(211)는 일정 간극 만큼의 거리에서 원래의 자리에 위치할 수 있어, 축방향(X) 진동을 상기 제2연결축(2b)으로 전달하지 않고 흡수할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 제1연결축(2a)이 법선방향(Y, Z)(축의 상하 방향 또는 좌우 방향 등)으로 밀리면, 상기 외측부재(212)도 같은방향으로 밀리지만, 상기 매개부재(211)는 일정 간극만큼의 거리에서 원래의 자리에 위치할 수 있어, 내측부재(213)가 밀리는 것을 방지하여 상기 제2연결축(2b)으로 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이와 같은 작동에 대하여 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명하면, 도 5a와 같이 일반적인 경우에는 매개부재(211)가 외측부재(212), 내측부재(213), 가둠링부재(214)와 일정 간극을 형성하며 위치할 수 있다.(다만 중력에 의해 매개부재(211)가 하측으로 안착됨)

이때, 일측 또는 양측의 연결축(2)이 축방향(X)으로 진동하면, 도 5b와 같은 경우를 제시할 수 있다. 즉, 연결축(2)과 연결된 축결합부재(110)와 고정결합된 외측부재(212)는 상기 연결축(2)과 동일한 움직임으로 바깥으로 이동하고, 상기 외측부재(212)에 결합된 스넵링부재(215)도 바깥방향으로 이동하며, 상기 스넵링부재(215)에 축방향(X) 움직임에 종속된 가둠링부재(214)도 바깥방향으로 밀리게 된다.

그러나, 상기 가둠링부재(214)의 이탈방지홀(214h)과 일정 간극을 가지고 위치하는 매개부재(211)는 일정 간극만큼의 거리 내에서는 원래 위치에서 움직이지 않을 수 있으며, 이에 의해서, 상기 매개부재(211)와 연계된 내측부재(213)도 움직이지 않을 수 있게 된다.

결과적으로 상기 내측부재(213)와 요철축부(220)에 의해서 연결된 반대측의 내측부재(213) 및 반대측의 축결합부재(110)도 움직이지 않을 수 있어, 반대측의 연결축(2)도 축방향(X)으로 움직이지 않아, 축방향(X)으로 움직이는 연결축(2)의 영향을 받지 않게 된다.

또한, 일측의 연결축(2)이 법선방향(Y, Z)(도 5c에서 상하방향)으로 진동하면, 도 5c와 같은 경우를 제시할 수 있다. 즉, 연결축(2)과 연결된 축결합부재(110)와 고정결합된 외측부재(212)는 상기 연결축(2)과 동일한 움직임으로 하측으로 이동하나, 상기 외측부재(212)와 법선방향(Y, Z)으로 일정 간극을 가지고 위치하는 매개부재(211)는 일정 간극만큼의 거리 내에서는 원래 위치에서 움직이지 않을 수 있으며, 이에 의해서, 상기 매개부재(211)와 연계된 내측부재(213)도 움직이지 않을 수 있게 된다.

결과적으로 상기 내측부재(213)와 요철축부(220)에 의해서 연결된 반대측의 내측부재(213) 및 반대측의 축결합부재(110)도 움직이지 않을 수 있어, 반대측의 연결축(2)도 법선방향(Y, Z)으로 움직이지 않아, 법선방향(Y, Z)으로 움직이는 연결축(2)의 영향을 받지 않게 된다.

따라서, 일측의 연결축(2)은 타측의 연결축(2)에 축방향(X) 진동 및 법선방향(Y, Z) 진동을 포함한 모든 방향의 진동을 전달하지 않고, 완충부(210)에 의해 완화 내지 흡수된다.

더하여, 상기 매개부재(211)는 상기 외측부재(212), 내측부재(213), 가둠링부재(214)와 고정되어 결합되지 않으며, 그 형상이 상기 외측부재(212)의 내면홈(212g), 내측부재(213)의 외면홈(213g) 사이의 간극 및 상기 가둠링부재(214)의 간극에서 벗어나지 않는 크기로 제공되는 것이 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지하기 위해 바람직하다.

또한, 상기 매개부재(211)는 구 형상으로 제공되는 것이 마찰 및 구성의 손상을 방지하기 위해서 바람직하다. 즉, 상기 매개부재(211)가 모서리가 없는 구 형상으로 제공되면, 상기 외측부재(212), 내측부재(213), 가둠링부재(214)와의 접촉시에 각 구성이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 매개부재(211)와 접촉하며 움직일 수 있는 외측부재(212), 내측부재(213), 가둠링부재(214)와의 마찰도 줄일 수 있는 것이다.

다만, 상기 매개부재(211)의 형상이 구 형상에 한정되는 것은 아니며, 정육면체 등의 다면체의 입체 형상으로 제공될 수도 있다. 이는 상기 매개부재(211)의 성형을 용이하게 하는 이점을 가질 수 있다.

상기 외측부재(212)는 상기 축결합부재(110)와 상기 매개부재(211)를 연계시키는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 외측부재(212)는 상기 축결합부재(110)와는 고정결합되며, 상기 매개부재(211)와는 일정 간극을 형성할 수 있으며, 상기 매개부재(211)가 이탈하는 것을 방지하게 위치하여 연계될 수 있다.

즉, 상기 외측부재(212)는 상기 내측부재(213), 가둠링부재(214)와 협력하여 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지하며, 상기 매개부재(211)가 일정 간극을 가지게 위치할 수 있는 공간을 형성할 수 있는 것이다.

다시 말해, 상기 외측부재(212)에는 상기 매개부재(211)가 위치할 수 있도록, 내면부에 내면홈(212g)이 형성될 수 있으며, 후술할 내측부재(213)에는 외면부에 외면홈(213g)이 형성되어 그 사이에 상기 매개부재(211)가 위치할 수 있는 것이다.

다만, 상기 외측부재(212)와 내측부재(213) 사이의 간극은 상기 매개부재(211)의 폭보다 크게 형성되어 제공됨으로써, 상기 연결축(2)의 법선방향(Y, Z) 진동을 완충할 수 있는 공간을 확보할 수 있게 된다.

여기서, 상기 내면홈(212g)은 상기 매개부재(211)가 상기 내면홈(212g)에서 축방향(X)으로 이동되게 제공될 있도록, 축방향(X)으로 길게 형성된 홈일 수 있으며, 이는 후술할 가둠링부재(214)가 제공되는 경우에 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지할 수 있는 형상이며, 상기 완충부(210)의 조립의 편의성을 제공할 수 있게 한다.

다만, 상기 내면홈(212g)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 반원기둥 형상, 반원 형상 또는 반타원 형상의 홈으로 형성되어 상기 가둠링부재(214)를 제거하여도 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지할 수 있게 제공될 수도 있다.

또한, 상기 외측부재(212)에는 후술할 상기 가둠링부재(214)의 이탈을 방지하기 위해 제공되는 스넵링부재(215)가 결합될 수 있는 결합홈(212f)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 결합홈(212f)은 상기 축결합부재(110)가 결합되는 상기 외측부재(212) 일단부의 반대측인 타단부에 형성될 수 있다.

상기 내측부재(213)는 후술할 요철축부(220)와 상기 매개부재(211)를 연계시키는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 내측부재(213)의 내면부에는 상기 요철축부(220)의 스플라인 요철(221s)에 대응되는 형상의 요철이 형성되어 상기 요철축부(220)의 스플라인(spline) 형상의 스플라인 요철(221s)에 끼워져 결합될 수 있다.

이에 의해, 상기 매개부재(211)와는 일정 간극을 형성할 수 있으며, 상기 매개부재(211)가 이탈하는 것을 방지하게 위치하여 연계될 수 있는 동시에, 일측의 연결축(2)에서 제공하는 회전 구동력을 타측의 연결축(2)에 전달할 수 있게 된다.

특히, 상기 매개부재(211)가 일측의 연결축(2)의 회전 구동력을 모두 전달할 수 있기 때문에, 상기 매개부재(211)와 연계된 상기 내측부재(213)도 타측의 연결축(2)에 완전하게 회전 구동력을 전달할 수 있게 된다.

또한, 상기 내측부재(213)는 상기 외측부재(212), 가둠링부재(214)와 협력하여 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지하며, 상기 매개부재(211)가 일정 간극을 가지게 위치할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

이를 위해, 상기 내측부재(213)에는 상기 매개부재(211)가 위치할 수 있도록, 외면부에 외면홈(213g)이 형성될 수 있으며, 상기 외측부재(212)의 내면홈(212g)과의 사이에 상기 매개부재(211)가 위치할 수 있게 제공할 수 있다.

여기서, 상기 외면홈(213g)은 상기 매개부재(211)가 상기 외면홈(213g)에서 축방향(X)으로 이동되게 제공될 있도록, 축방향(X)으로 길게 형성된 홈일 수 있으며, 이는 후술할 가둠링부재(214)가 제공되는 경우에 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지할 수 있는 형상이며, 상기 완충부(210)의 조립의 편의성을 제공할 수 있게 한다.

다만, 상기 외면홈(213g)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 반원기둥 형상, 반원 형상 또는 반타원 형상의 홈으로 형성되어 상기 가둠링부재(214)를 제거하여도 상기 매개부재(211)의 이탈을 방지할 수 있게 제공될 수도 있다.

상기 가둠링부재(214)는 상기 외측부재(212)와 내측부재(213) 사이에 상기 매개부재(211)가 간극을 가지며 위치할 수 있으며, 상기 매개부재(211)가 상기 외측부재(212)와 내측부재(213) 사이에서 이탈하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

이를 위해, 상기 가둠링부재(214)는 이탈방지홀(214h)을 원주방향으로 복수 개 형성하여 상기 매개부재(211)가 위치할 수 있게 제공될 수 있다.

여기서, 상기 이탈방지홀(214h)은 상기 매개부재(211)가 상기 이탈방지홀(214h) 내에서 간극을 가지며 축방향(X) 및 법선방향(Y, Z)으로 자유롭게 이동할 수 있도록, 상기 매개부재(211)의 폭보다 큰 폭을 가지게 형성될 수 있다.

일례로, 상기 이탈방지홀(214h)은 축방향(X)으로 더 긴 타원형 홀 또는 사각 홀, 원주방향으로 더 긴 타원형 홀 또는 사각 홀 등일 수 있다.

이에 의해서, 상기 매개부재(211)는 상기 외측부재(212)와 내측부재(213) 사이에 일정 간극을 가지며 위치할 수 있게 된다.

상기 스넵링부재(215)는 상기 가둠링부재(214)의 이탈을 방지하기 위해서, 상기 외측부재(212)에 결합하여 제공될 수 있는데, 이러한 스넵링부재(215)에 대한 설명은 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 후술한다.

상기 요철축부(220)는 일측의 제1축결합부재(110a)와 연결된 일측의 완충부(210a)와 타측의 제2축결합부재(110b)와 연결된 타측의 완충부(210b)를 연계하며, 회전 구동력을 전달하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 요철축부(220)는 코어샤프트(221)와 스토퍼(222)를 제공할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 후술한다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 커플링 장치(1)를 도시한 분해사시도 및 일부 구성의 사시도로써, 도 4a는 상기 커플링 장치(1)의 분해사시도이며, 도 4b는 내측부재(213), 도 4c는 가둠링부재(214), 도 4d는 외측부재(212), 도 4e는 코어샤프트(221)를 도시한 사시도이다.

도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 완충부(210)는 상기 축결합부재(110)가 결합되는 상기 외측부재(212) 일단부의 반대측인 상기 외측부재(212) 타단부에 형성된 결합홈(212f)에 끼워지며, 상기 가둠링부재(214)의 이탈을 방지하게 상기 가둠링부재(214)까지 연장된 폭으로 형성된 스넵링부재(215)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 상기 스넵링부재(215)는 상기 가둠링부재(214)의 이탈을 방지하기 위해서, 상기 외측부재(212)에 결합하여 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 스넵링부재(215)가 상기 가둠링부재(214)가 제공되는 위치까지 연장된 폭으로 형성될 수 있으며, 상기 외측부재(212)의 결합홈(212f)에 끼워지기 위해서 일측은 개방된 탄성을 가지는 강재 등으로 형성되어 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 요철축부(220)는 스플라인 요철(221s)이 형성되어, 상기 내측부재(213)가 결합되는 코어샤프트(221) 및 상기 코어샤프트(221)의 이탈을 방지하도록, 상기 코어샤프트(221)의 일단부에 고정결합되며, 상기 코어샤프트(221)의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 내측부재(213)와 상기 축결합부재(110) 사이에 제공되는 스토퍼(222)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 요철축부(220)는 일측의 제1축결합부재(110a)와 연결된 일측의 완충부(210a)와 타측의 제2축결합부재(110b)와 연결된 타측의 완충부(210b)를 연계하며, 회전 구동력을 전달하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 요철축부(220)는 코어샤프트(221)와 스토퍼(222)를 제공할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 코어샤프트(221)는 상기 일측의 완충부(210a)와 타측의 완충부(210b)가 끼워져서 회전 구동력을 전달할 수 있으며, 이를 위해서, 스플라인 형상의 스플라인 요철(221s)이 형성되며, 상기 완충부(210)의 내측부재(213)의 내면부에는 상기 스플라인 요철(221s)에 대응되는 형상의 요철이 형성되어 상기 코어샤프트(221)에 끼워져, 원주방향 회동에 구속될 수 있게 된다.

상기 스토퍼(222)는 상기 일측의 완충부(210a)와 타측의 완충부(210b)를 연계하는 상기 코어샤프트(221)가 축방향(X) 진동시에 원위치에서 빠져나가는 것을 방지하기 위해 제공될 수 있다.

이를 위해, 상기 스토퍼(222)는 상기 코어샤프트(221)에 형성된 볼트체결홀(221h)과 볼팅되기 위한 나사홀이 형성되어 제공될 수 있으며, 상기 코어샤프트(221)의 직경보다는 크며, 상기 내측부재(213)의 두께와 상기 코어샤프트(221)의 직경을 합한 크기보다는 작은 직경으로 형성되어 제공될 수 있다. 즉, 상기 스토퍼(222)는 상기 코어샤프트(221)에 결합되며 상기 내측부재(213)가 상기 코어샤프트(221)에서 이탈하지 않을 정도의 직경으로 제공될 수 있는 것이다.

이는 상기 내측부재(213)만이 상기 코어샤프트(221)에 종속되고, 상기 가둠링부재(214)는 상기 코어샤프트(221)에 대하여 자유롭게 움직일 수 있게 제공함으로써, 축방향(X) 진동을 완화 내지 흡수할 수 있게 하기 위해 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 장치바디(100)는 상기 일측의 완충부(210a)와 상기 타측의 완충부(210b) 사이에 결합되어 제공되며, 플렉시블한 소재로 형성되는 커버부재(120)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치(1)의 상기 커버부재(120)는 고무소재 또는 탄성판으로 형성되어 제공될 수 있다.

즉, 상기 커버부재(120)는 플렉시블한 소재로 형성됨으로써, 상기 완충부(210)에 의한 진동의 완화 또는 흡수의 효과를 높일 수 있는 것이다.

다시 말해, 상기 일측의 완충부(210a) 또는 타측의 완충부(210b)가 축방향(X) 또는 법선방향(Y, Z)으로 움직일 때, 상기 커버부재(120)는 플렉시블한 소재로 제공되기 때문에, 상기 일측의 완충부(210a) 및 타측의 완충부(210b)를 구속하지 않을 수 있는 것이다.

또한, 상기 커버부재(120)는 양단부에 상기 일측의 완충부(210a) 및 타측의 완충부(210b)와 결합되기 위해서, 조여질 수 있는 링 형태의 커버조인트(120j)로 연결될 수 있다.

다만, 상기 커버부재(120)는 상기 장치바디(100)의 커버 역할을 함으로서, 이물질의 유입을 방지하고, 윤활제 등의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 커버부재(120)는 축방향(X) 또는 법선방향(Y, Z) 변형을 보완하기 위해서, 원주방향으로 돌출된 보완튜브 형상을 포함할 수 있다.

한편, 상기 커버부재(120)는 플렉시블한 소재로 제공되기 위해서 고무소재로 형성될 수 있으며, 더 나아가 탄성판으로 형성될 수도 있다. 즉, 탄성판은 축방향(X) 또는 법선방향(Y, Z) 움직임에 플렉시블하게 대응하며 변형하면서도 원래 형태를 유지하려는 탄성력도 가지기 때문에, 양측의 연결축(2)을 원래 자리로 복귀시킬 수 있는 이점을 가질 수 있게 된다.

1 : 커플링 장치 2 : 연결축
100: 장치바디 110: 축결합부재
120: 커버부재 130: 부시
140: 오링 200: 진동흡수유닛
210: 완충부 211: 매개부재
212: 외측부재 213: 내측부재
214: 가둠링부재 215: 스넵링부재
220: 요철축부 221: 코어샤프트
222: 스토퍼

Claims (8)

1. 연결축이 삽입되어 결합되는 축결합부재를 양단부 각각에 제공하는 장치바디; 및
   매개부재에 의해 상기 장치바디와 연계되며, 일측의 제1연결축에 연결되는 제1축결합부재와 타측의 제2연결축이 연결되는 제2축결합부재의 축방향 거리 변화 및 상기 축방향에 수직한 법선방향 위치 차이를 완충하도록, 상기 축결합부재에 연계되고, 상기 매개부재를 일정 간극을 형성하는 공간에 위치시키는 완충부를 제공하는 진동흡수유닛;
   을 포함하며,
   상기 완충부는,
   상기 축결합부재와 고정결합되며, 내면부에 복수 개의 내면홈이 적어도 상기 매개부재 일측과 일정 간극을 형성하는 폭으로 형성된 외측부재;
   외면부에 복수 개의 외면홈이 적어도 상기 매개부재 일측과 일정 간극을 형성하는 폭으로 형성되며, 상기 외측부재와의 간극이 상기 매개부재의 폭보다 크게 제공되는 내측부재; 및
   상기 매개부재의 폭보다 큰 폭을 가지게 형성되어 상기 매개부재가 간극을 가지게 위치하는 이탈방지홀이 원주방향으로 복수 개가 형성되며, 상기 외측부재와 내측부재 사이에 상기 매개부재가 일정 간극을 가지며 위치하게 상기 외측부재와 내측부재 사이에 제공되는 가둠링부재;
   를 포함하는 커플링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 진동흡수유닛은,
   상기 제1축결합부재에 결합되는 일측의 완충부와 상기 제2축결합부재에 결합되는 타측의 완충부가 양단부 각각에 요철연결되는 요철축부;
   를 더 포함하는 커플링 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 내측부재는 내면부에 상기 요철축부에 형성된 스플라인 요철에 대응되는 요철이 형성되어 상기 요철축부에 결합되는 커플링 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 매개부재는 구 형상으로 제공되는 커플링 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 완충부는,
   상기 축결합부재가 결합되는 상기 외측부재 일단부의 반대측인 상기 외측부재 타단부에 형성된 결합홈에 끼워지며, 상기 가둠링부재의 이탈을 방지하게 상기 가둠링부재까지 연장된 폭으로 형성된 스넵링부재;
   를 더 포함하는 커플링 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 요철축부는,
   스플라인 요철이 형성되어, 상기 내측부재가 결합되는 코어샤프트; 및
   상기 코어샤프트의 이탈을 방지하도록, 상기 코어샤프트의 일단부에 고정결합되며, 상기 코어샤프트의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 내측부재와 상기 축결합부재 사이에 제공되는 스토퍼;
   를 포함하는 커플링 장치.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 장치바디는,
   상기 일측의 완충부와 상기 타측의 완충부 사이에 결합되어 제공되며, 플렉시블한 소재로 형성되는 커버부재;
   를 더 포함하는 커플링 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 커버부재는 고무소재 또는 탄성판으로 형성되어 제공되는 커플링 장치.

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