KR101572102B1 - 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치 - Google Patents

Abstract

디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 디스크팩은 3개 이상으로 구비되어 가상의 원에 대하여 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 응력집중부 및 원주 방향을 따라 상호 이접한 2개의 응력집중부를 상호 연결하는 응력분산부를 포함하고, 각각의 응력집중부는 상호 적층되는 복수의 응력집중편과, 응력집중편의 양단부에 각각 관통 형성되는 응력고정홀 및 응력집중편의 적층 상태를 유지 고정하도록 응력고정홀에 삽입 고정되는 모듈고정부를 포함하며, 응력집중부의 두께는 응력분산부의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치{DISC PACK AND COUPLING DEVICE WITH SAME}

본 발명은 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축이음 상태에서 회전될 때, 굽힘 응력과 전단 응력을 동시에 만족하면서 기계적 부조화를 흡수 또는 감쇄시키고, 원활하게 정격동력을 전달할 수 있는 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 커플링은 축과 축을 연결하기 위하여 사용되는 것으로, 축계수 또는 축이음으로 총칭될 수 있다. 커플링은 축이음의 구조나 축과의 고정방법, 허용 토크나 허용 회전수를 감안하여 기계에 적합한 형식으로 선정된다.

이때, 커플링은 상호 이격된 두 개의 축을 연결할 때, 축의 변위가 발생되고, 변위가 발생된 커플링을 조절하기 위해 다양한 커플링이 개발되고 있다.

관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0028033호(2001. 04. 06. 공개, 발명의 명칭 : 커플링 장치)가 있다.

본 발명의 목적은 축이음 상태에서 회전될 때, 굽힘 응력과 전단 응력을 동시에 만족하면서 기계적 부조화를 흡수 또는 감쇄시키고, 원활하게 정격동력을 전달할 수 있는 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 디스크팩은 3개 이상으로 구비되어 가상의 원에 대하여 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 응력집중부; 및 상기 원주 방향을 따라 상호 인접한 2개의 상기 응력집중부를 상호 연결하는 응력분산부; 를 포함하고, 각각의 상기 응력집중부는, 상호 적층되는 복수의 응력집중편; 상기 응력집중편의 양단부에 각각 관통 형성되는 응력고정홀; 및 상기 응력집중편의 적층 상태를 유지 고정하도록 상기 응력고정홀에 삽입 고정되는 모듈고정부; 를 포함하며, 상기 응력집중부의 두께는 상기 응력분산부의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 각각의 상기 응력분산부는, 상기 응력집중편의 중심에서 법선 방향으로 돌출 형성되는 응력지지편; 및 상기 응력지지편에서 연장되어 상기 응력지지편을 상호 연결하는 응력연결편; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 각각의 상기 응력분산부는, 상기 응력집중편의 중심에서 상기 응력지지편이 중첩되어 적층되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 각각의 상기 응력분산부는, 최소 2단으로 적층 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 응력집중편과 상기 응력지지편과 상기 응력연결편이 만나는 부분에 기설정된 곡률로 형성되는 만곡부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 응력고정홀이 관통 형성되고, 상기 모듈고정부에 의해 상기 응력집중편에 적층 고정되는 모듈마감편; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수의 응력집중편이 상호 이격되도록 상기 모듈고정부에 결합되는 간격유지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 커플링 장치는 상호 이격 배치된 두 축 사이에 배치되는 스페이서; 상기 두 축에 각각 결합되는 제1플랜지; 상기 스페이서의 양단부에 결합되는 제2플랜지; 및 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 사이에 삽입 결합되는 디스크팩; 을 포함하고, 상기 제1플랜지는, 볼트와 너트를 포함하는 체결수단을 통해 상기 응력고정홀 중 어느 하나에 결합 고정되며, 상기 제2플랜지는, 볼트와 너트를 포함하는 체결수단을 통해 상기 응력고정홀 중 다른 하나에 결합 고정되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1플랜지는, 상기 체결수단이 결합 고정되도록 상기 응력고정홀 중 어느 하나와 연통되는 제1플랜지고정홀과, 상기 체결수단이 간섭되지 않도록 상기 제1플랜지고정홀의 일측에서 상기 응력고정홀중 다른 하나와 연통되는 제1플랜지공간부가 포함된 제1플랜지부; 및 상기 제1플랜지부와 상기 축을 연결 고정시키는 제1클램핑부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2플랜지는, 상기 체결수단이 결합 고정되도록 상기 응력고정홀 중 다른 하나와 연통되는 제2플랜지고정홀과, 상기 체결수단이 간섭되지 않도록 상기 제2플랜지고정홀의 일측에서 상기 응력고정홀 중 어느 하나와 연통되는 제2플랜지공간부가 포함된 제2플랜지부; 및 상기 제2플랜지부와 상기 스페이서를 연결 고정시키는 제2클램핑부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 두 축의 회전에 따른 토크를 제한하도록 상기 스페이서와 상기 제2플랜지를 연결하는 토크리미터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 응력집중부와, 상기 응력분산부와, 상기 스페이서는 절연 기능의 복합유리섬유로 제작된 절연재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1플랜지 중 어느 하나는 상기 축의 회전을 저지하는 브레이크디스크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치는 축이음 상태에서 회전될 때, 굽힘 응력과 전단 응력을 동시에 만족하면서 기계적 부조화를 흡수 또는 감쇄시키고, 원활하게 정격동력을 전달할 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중부에 집중되는 응력을 분산시켜 디스크팩의 파손을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 디스크팩을 모듈화함은 물론 분산되는 응력의 크기를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 디스크팩의 허용 응력을 증가시키고, 응력집중부의 지지 강도를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중부에 작용하는 응력에 대하여 응력의 분산 효율을 향상시키고, 응력집중부와 응력집중편의 분리를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중부의 강도를 증가시키고, 응력집중편을 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중편 간의 마찰을 방지하고, 응력집중편의 상호 변형이 간섭되지 않도록 한다.

특히, 본 발명은 간격유지부로 인해 응력집중편 간의 간섭이 없어짐에 따라 축 방향과 반경 방향의 유연성이 극대화되고, 응력집중편 간의 간섭에 따른 파손을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 개별 부품의 조립 특성을 통해 모듈화를 실현할 수 있고, 응력 분산에 따른 디스크팩의 강도를 보강할 수 있다.

또한, 본 발명은 축방향 변위와 각도변위를 동시에 흡수할 수 있고, 강도와 내부식성을 동시에 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 인장강도가 압축강도에 비해 높은 디스크팩을 인장력이 작용하는 방향으로 조립됨에 따라 커플링 장치의 회전 방향을 고려하여 디스크팩의 내구 수명을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 축과의 연결을 간편하게 하고, 결합된 축의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 스페이서와의 연결을 간편하게 하고, 결합된 스페이서의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 동력전달 과정에서 과부하가 발생될 경우, 발전기와 기어박스와 같은 기능 부품을 보호하고, 커플링 장치와의 일체화를 통해 결합을 간소화하고, 커플링 장치의 안정성을 증대시킬 수 있으며, 커플링 장치의 생산 및 유지 관리를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 발전기에서 생산된 전기가 증속기로 역류하는 것을 방지할 뿐만 아니라 증속기 보호를 위한 절연 특성을 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 축이음 상태에서 두 축간의 동력전달에 대해 잠금 기능을 부여할 수 있고, 축의 회전을 저지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩을 도시한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩의 응력고정홀에서 응력집중부와 응력분산부의 적층 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩의 응력집중부 중심에서 응력집중부와 응력분산부의 적층 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩의 응력집중부 사이 공간에서 응력집중부와 응력분산부의 적층 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디스크팩의 배치 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치를 도시한 분해도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 일측에서 제1플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 일측에서 제2플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 타측에서 제1플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 타측에서 제2플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩을 도시한 분해도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩(100)은 상호 이격된 두 축을 연결함에 있어서, 축의 회전과, 축 방향의 변위와, 두 축 간의 각도 변위에 대응하여 인장 또는 압축 응력과 굽힘응력과 전단응력과 비틀림 응력을 모두 만족할 수 있는 것으로, 응력집중부(110)와, 응력분산부(130)를 포함하고, 모듈마감편(150)과, 간격유지부(170) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

응력집중부(110)는 3개 이상으로 구비되어 가상의 원에 대하여 원주 방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩(100)은 응력집중부(110)가 4개인 경우에 대하여 설명한다. 응력집중부(110)는 제1 내지 제4응력집중부(111, 112, 113, 114)로 구분할 수 있다. 그러면, 제1응력집중부(111)와 제3응력집중부(113)가 상호 마주보도록 배치되고, 제2응력집중부(112)와 제4응력집중부(114)가 상호 마주보도록 배치된다.

이때, 각각의 응력집중부(110)는 응력집중편(121)과, 응력고정홀(123)과, 모듈고정부(125)를 포함한다. 응력집중편(121)은 복수 개가 상호 적층 형성된다. 응력고정홀(123)은 응력집중편(121)의 양단부에 각각 관통 형성된다. 모듈고정부(125)는 응력집중편(121)의 적층 상태를 유지 고정하도록 응력고정홀(123)에 삽입 고정된다. 모듈고정부(125)에는 볼트(601)가 삽입되는 홀이 형성되는 것이 유리하다. 모듈고정부(125)는 응력고정홀(123)에 삽입 지지되고 볼트(601)가 삽입되는 홀이 형성되는 관통부와, 관통부의 양단부에 각각 구비되어 적층된 응력집중편(121)을 지지 고정시키는 날개부로 구분할 수 있다.

응력분산부(130)는 3개 이상의 응력집중부(110)를 상호 연결한다. 이때, 응력분산부(130)는 원주 방향을 따라 상호 인접한 2개의 응력집중부(110)를 상호 연결한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 응력분산부(130)는 제1 내지 제4응력집중부(111, 112, 113, 114)를 상호 연결한다. 응력분산부(130)는 제1응력분산부(121)와 제2응력분산부(122)를 포함하고, 제3응력분산부(123)와 제4응력분산부(124)를 더 포함할 수 있다.

제1응력분산부(121)는 제1응력집중부(111)와 제2응력집집중부(112)에 구비된 복수의 응력집중편(121) 중 어느 하나의 중심을 상호 연결한다. 제2응력분산부(122)는 제3응력집중부(113)와 제4응력집중부(114)에 구비된 복수의 응력집중편(121) 중 어느 하나의 중심을 상호 연결한다. 이때, 제1응력분산부(121)와 제2응력분산부(122)는 동일 평면에서 상호 마주보도록 이격 배치됨으로써, 응력집중부(110)의 두께를 감소시키고, 디스크팩(100)을 경량화할 수 있다.

제3응력분산부(123)는 제1응력집중부(111)와 제4응력집중부(114)에 구비된 복수의 응력집중편(121) 중 다른 하나의 중심을 상호 연결한다. 제4응력분산부(124)는 제2응력집중부(112)와 제3응력집중부(113)에 구비된 복수의 응력집중편(121) 중 다른 하나의 중심을 상호 연결한다. 이때, 제3응력분산부(123)와 제4응력분산부(124)는 동일 평면에서 상호 마부보도록 이격 배치됨으로써, 응력집중부(110)의 두께를 감소시키고, 디스크팩(100)을 경량화할 수 있다.

특히, 응력분산부(130)가 제1 내지 제4응력분산부(121, 122, 123, 124)를 모두 포함하는 경우, 제1 내지 제4응력분산부(121, 122, 123, 124)는 복수의 응력집중편(121)의 중심에서 중첩되어 적층되는 것이 유리하다.

이러한 각각의 응력분산부(130)는 응력지지편(141)과, 응력연결편(142)을 포함한다. 응력지지편(141)은 응력집중편(121)의 중심에서 법선 방향으로 돌출 형성되고, 응력연결편(142)은 응력지지편(141)에서 연장되어 응력지지편(141)을 상호 연결한다. 일예로, 제1응력분산부(121)에 대해 살펴보면, 가상의 평면에 배치된 제1응력집중부(111)의 응력집중편(121)과 제2응력집중부(112)의 응력집중편(121) 중심에서 각각 응력지지편(141)이 돌출 형성되고, 응력연결편(142)이 돌출된 응력지지편(141)에서 연장되어 제1응력집중부(111)의 응력집중편(121)에서 돌출되는 응력지지편(141)과 제2응력집중부(112)의 응력집중편(121)에서 돌출되는 응력지지편(141)을 상호 연결하게 된다. 제2 내지 제4응력분산부(122, 123, 124)는 제1응력분산부(121)의 구성과 동일하게 형성되는 것으로 이에 대한 설명은 생략한다.

이때, 응력분산부(130)는 최소 2단으로 적층 형성됨으로써, 응력분산부(130)의 응력지지편(141)이 중첩되어 적층된 상태로 응력집중부(110)를 상호 연결하여 하나의 모듈화된 디스크팩(100)을 구현할 수 있다.

특히, 응력집중부(110)의 개수가 홀수인 경우, 응력분산부(130)는 최소 3단(3단 이상)으로 적층 형성되고, 응력집중부(110)의 개수가 짝수인 경우, 응력분산부(130)는 최소 2단(2단 이상)으로 적층 형성됨으로써, 응력분산부(130)에 의해 응력집중부(110)의 양측으로 모두 연결하여 안정되고 모듈화된 하나의 디스크팩(100)을 구성할 수 있다. 또한, 응력집중부(110)의 두께를 감소시키고, 디스크팩(100)을 경량화할 수 있다.

상술한 응력집중부(110)의 두께는 응력분산부(130)의 두께보다 크게 형성하는 것이 유리하다. 이에 따라 굽힘 응력과 전단 응력을 동시에 만족하면서 기계적 부조화를 흡수 또는 감쇄시키고, 원활하게 정격동력을 전달할 수 있다.

이와 같이 구성되는 응력집중편(121)과 응력지지편(141)과 응력연결편(142)이 만나는 부분에는 기설정된 곡률로 형성되는 만곡부(143)를 형성하는 것이 유리하다. 만곡부(143)는 모서리 부분을 라운딩 처리하는 것으로 응력집중부(110)에 집중되는 응력을 분산시켜 디스크팩(100)의 파손을 억제 또는 방지할 수 있다. 특히, 응력지지편(141)과 응력연결편(142)이 만나는 부분에서 내측 모서리에 만곡부(143)를 함몰 형성함으로써, 기설정된 곡률에 따라 응력집중부(110)에 작용하는 응력에 대하여 응력의 분산 효율을 향상시키고, 응력집중부(110)와 응력집중편(121)이 파손되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.

모듈마감편(150)은 응력고정홀(123)이 관통 형성되고, 모듈고정부(125)에 의해 응력집중편(121)에 각각 적층 고정된다. 모듈마감편(150)은 응력집중부(110)의 강도를 보강할 수 있고, 디스크팩(100)을 모듈화할 수 있다.

간격유지부(170)는 복수의 응력집중편(121)이 상호 이격되도록 모듈고정부(125)에 결합된다. 간격유지부(170)는 복수의 응력집중편(121) 사이에 구비되어 모듈고정부(125)에 의해 응력집중부(110)에 결합 고정될 수 있다. 간격유지부(170)는 모듈마감편(150)과 응력집중편(121) 사이에 구비되어 모듈고정부(125)에 의해 응력집중부(110)에 결합 고정될 수 있다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩(100)의 결합 상태에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩(100)에 따르면, 제1 내지 제4응력집중부(111, 112, 113, 114)는 2개의 응력집중편(121)이 적층되고, 응력집중부(110)의 상부와 하부에는 각각 모듈마감편(150)이 적층되며, 모듈고정부(125)로 2개의 응력집중편(121)과 모듈마감편(150)을 적층 고정한다. 이때, 2개의 응력집중편(121) 사이와 모듈마감편(150)과 응력집중편(121) 사이에는 간격유지부(170)가 삽입될 수 있다..

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩의 응력고정홀에서 응력집중부와 응력분산부의 적층 상태를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩의 응력집중부 중심에서 응력집중부와 응력분산부의 적층 상태를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩의 응력집중부 사이 공간에서 응력집중부와 응력분산부의 적층 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디스크팩의 배치 상태를 도시한 평면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩(100)은 모듈마감편(150)과 응력집중편(121)이 적층되면, 각각의 응력고정홀(123)이 상호 연통되어 일렬로 정렬된다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이 응력고정홀(123)에 모듈고정부(125)가 결합됨으로써, 제1 내지 제4응력집중부(111, 112, 113, 114)에는 모듈마감편(150)이 적층 고정될 수 있다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이 적층된 2개의 응력집중편(121)에 대하여 어느 하나에서 돌출 형성되는 응력지지편(141)과 다른 하나에서 돌출 형성되는 응력지지편(141)은 상호 적층될 수 있다.

또한, 가상의 평면에 대하여 적층된 2개의 응력집중편(121) 중 어느 하나에 연결되는 응력연결편(142)은 해당 응력집중편(121)에서 이격 배치된다. 이때, 상호 이격되어 마주보는 응력분산부(130)와 응력분산부(130)에 연결된 응력집중편(121)은 동일한 평면을 이루도록 한다.

또한, 적층된 2개의 응력집중편(121)에 대하여 어느 하나에 연결되는 응력연결편(142)과 다른 하나에 연결되는 응력연결편(142)은 서로 다른 평면에 형성된다. 그리고 하나의 응력분산부(130)를 통해 인접한 응력집중부(110)를 상호 연결 지지하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크팩(100)을 하나로 모듈화할 수 있다.

지금부터는 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치를 도시한 분해도이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치는 스페이서(200)와, 제1플랜지(300)와, 제2플랜지(400)와, 디스크팩(100)을 포함하고, 토크리미터(500)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치는 발전 장치에서 회전력이 전달되는 날개의 회전축과 발전기의 입력축을 상호 직접 연결할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치는 날개의 회전축에 연결된 증속기의 출력축과 발전기의 입력축을 상호 연결할 수 있다.

스페이서(200)는 상호 이격 배치된 두 축 사이에 배치된다. 스페이서(200)는 절연 기능의 복합유리섬유로 제작된 절연재로 구성될 수 있다.

제1플랜지(300)는 상호 이격 배치된 두 축에 각각 결합 고정된다. 여기서 제1플랜지(300) 중 어느 하나는 축의 회전을 저지하는 브레이크디스크로 구성될 수 있다.

제2플랜지(400)는 스페이서(200)의 양단부에 각각 결합 고정된다.

디스크팩(100)은 상호 이격된 두 축을 연결함에 있어서, 축의 회전과, 축 방향의 변위와, 두 축 간의 각도 변위에 대응하여 인장 또는 압축 응력과 굽힘응력과 전단응력과 비틀림 응력을 모두 만족하는 것으로, 제1플랜지(300)와 제2플랜지(400) 사이에 삽입 결합된다.

이때, 제1플랜지(300)는 볼트(601)와 너트(603)를 포함하는 체결수단(600)을 통해 디스크팩(100)의 개별 응력집중부(110)에 형성된 응력고정홀(123) 중 어느 하나에 결합 고정되고, 제2플랜지(400)는 볼트(601)와 너트(603)를 포함하는 체결수단(600)을 통해 디스크팩(100)의 개별 응력집중부(110)에 형성된 응력고정홀(123) 중 다른 하나에 결합 고정된다. 이에 따라 개별의 응력집중부(110)의 양단부가 각각 제1플랜지(300)와 제2플랜지(400)에 결합됨으로써, 디스크팩(100)이 인장력이 작용하는 방향으로 지지되고 디스크팩(100)의 내구 수명을 연장할 수 있다.

좀더 자세하게, 제1플랜지(300)는 제1플랜지부(310)와, 제1클램핑부(330)를 포함함으로써, 제1플랜지(300)와 축 간의 결합력을 향상시키고, 두 축 간에 회전력을 안정되게 전달할 수 있다.

제1플랜지부(310)는 디스크팩(100)과 결합되는 것으로, 제1플랜지부(310)에는 제1플랜지고정홀(311)과 제1플랜지공간부(313)가 포함된다. 제1플랜지고정홀(311)은 체결수단(600)이 결합 고정되도록 응력고정홀(123) 중 어느 하나와 연통되고, 제1플랜지공간부(313)는 체결수단(600)이 간섭되지 않도록 제1플랜지고정홀(311)의 일측에서 응력고정홀(123) 중 다른 하나와 연통된다.

제1클램핑부(330)는 제1플랜지부(310)와 축을 연결 고정시킨다. 제1클램핑부(330)는 제1플랜지부(310)에 지지되어 축이 삽입되는 제1연결부(331)와, 제1플랜지부(310)에 결합되어 제1연결부(331)에 삽입 지지된 축을 고정시키는 제1지지부(333)를 포함한다. 제1클램핑부(330)를 통해 제1플랜지(300)와 축의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 제2플랜지(400)는 제2플랜지부(410)와, 제2클램핑부(430)를 포함함으로써, 제2플랜지(400)와 스페이서(200) 간의 결합력을 향상시키고, 두 축 간에 회전력을 안정되게 전달할 수 있다.

제2플랜지부(410)는 디스크팩(100)과 결합되는 것으로, 제2플랜지부(410)에는 제2플랜지고정홀(411)과 제2플랜지공간부(413)가 포함된다. 제2플랜지고정홀(411)은 체결수단(600)이 결합 고정되도록 응력고정홀(123) 중 다른 하나와 연통되고, 제2플랜지공간부(413)는 체결수단(600)이 간섭되지 않도록 제2플랜지고정홀(411)의 일측에서 응력고정홀(123) 중 어느 하나와 연통된다.

제2클램핑부(430)는 제2플랜지부(410)와 스페이서(200)를 연결 고정시킨다. 제2클램핑부(430)는 제2플랜지부(410)에서 연장되어 스페이서(200)와의 끼움 결합을 통해 제2플랜지부(410)와 스페이서(200)를 연결 고정시킬 수 있다. 제2클램핑부(430)를 통해 제2플랜지부(410)와 스페이서(200)의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.

토크리미터(500)는 두 축의 회전에 따른 토크를 제한하도록 제1플랜지(300)와 제2플랜지(400) 중 하나 이상에 결합됨으로써, 커플링 장치와의 일체화를 이루고, 커플링 장치 내에서 토크 변화에 신속하게 대응할 수 있다. 토크리미터(500)는 두 축에 각각 결합되는 제1플랜지(300) 중 하나 이상에 구비될 수 있다. 또한, 토크리미터(500)는 스페이서(200)의 양단부에 각각 결합된 제2플랜지(400) 중 하나 이상에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크리미터(500)는 제2플랜지(400) 중 하나에 결합되는 것으로 설명한다.

토크리미터(500)는 제1부재(501)와 제2부재(502)와 슬라이더(505)를 포함할 수 있다. 제1부재(501)는 스페이서(200)에 고정되고 제2플랜지(400)의 일측에 회전 가능하게 지지된다. 제2부재(502)는 제2플랜지(400)의 타측에 회전 가능하게 지지되고, 제1부재(501)와 결합 고정된다.슬라이더(505)는 제1부재(501)와 제2플랜지(400) 사이 그리고 제2부재(502)와 제2플랜지(400) 사이에 삽입되어 기설정된 면압을 확보한다.

여기서 제1부재(501)와 제2플랜지(400)가 접촉되는 제1부분과, 제2부재(502)와 제2플랜지(400)가 접촉되는 제2부분은 각각 경사지도록 테이퍼면(미도시)이 형성되어 축의 회전에 따른 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 특히, 제1부재(501)와 제2부재(502)의 결합력(일예로, 볼트 체결을 통한 결합력)에 따라 면압을 조절할 수 있고, 축의 회전력에 이상이 발생될 경우, 토크리미터(500)와 제2플랜지(400) 사이에 슬립(slip)이 발생되도록 함으로써, 커플링 장치의 파손을 방지하고, 커플링 장치를 안전하게 보호할 수 있다.

이때, 제2플랜지(400)에는 제2부재(502)가 삽입 안착되는 안착부(503)가 함몰 형성됨으로써, 제2부재(502)와 디스크팩(100) 사이의 간섭을 방지하고, 디스크팩(100)을 안전하게 보호할 수 있다.

미설명 부호 605는 제1플랜지공간부(313)와 제2플랜지공간부(413)에 구비되도록 볼트(601)에 삽입되는 간격부재(605)이다. 간격부재(605)는 볼트(601)와 너트(603)를 포함하는 체결수단(600)이 제1플랜지공간부(313)와 제2플랜지공간부(413)에서 각각의 제1플랜지부(310)와 제2플랜지부(410)에 간섭되는 것을 방지하고, 변형에 따른 체결수단(600)과 제1플랜지부(310)의 충돌 또는 체결수단(600)과 제2플랜지부(410)의 충돌을 완화시켜 체결수단(600)과 제1플랜지(300)와 제2플랜지(400)를 보호할 수 있다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 장치에서 디스크팩의 결합 상태에 대하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 일측에서 제1플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 일측에서 제2플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 타측에서 제1플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 장치의 타측에서 제2플랜지와 디스크팩의 결합 상태를 도시한 단면도이다.

먼저, 도 9와 도 11에 도시된 바와 같이 제1플랜지(300)와 디스크팩(100)의 결합 상태를 살펴보면, 볼트(601)는 제1플랜지고정홀(311)과, 응력집중부(110)의 일측에 결합된 모듈고정부(125)의 관통부를 통과하여 제2플랜지공간부(413)에 돌출되고, 볼트(601)의 돌출된 부분에는 간격부재(605)가 삽입된 상태에서 너트(603)가 나사 결합됨으로써, 응력집중부(110)의 일측은 각각 제1플랜지(300)에만 고정된다.

다음으로 도 10과 도 12에 도시된 바와 같이 제2플랜지(400)와 디스크팩(100)의 결합 상태를 살펴보면, 볼트(601)는 제2플랜지고정홀(411)과, 응력집중부(110)의 타측에 결합된 모듈고정부(125)의 관통부를 통과하여 제1플랜지공간부(313)에 돌출되고, 볼트(601)의 돌출된 부분에서 간격부재(605)가 삽입된 상태에서 너트(603)가 나사 결합됨으로써, 응력집중부(110)의 타측은 각각 제2플랜지(400)에만 고정된다.

이에 따라 제1플랜지(300)와 제2플랜지(400)가 각각 응력집중부(110)에 결합됨에 있어서, 축의 회전에 따른 하중 전달 방향이 응력집중부(110)에서 인장력이 작용하는 방향으로 결합됨으로써, 응력집중부(110)의 내구 수명을 증대시키게 된다.

상술한 디스크팩과 이것을 구비한 커플링 장치에 따르면, 축이음 상태에서 회전될 때, 굽힘 응력과 전단 응력을 동시에 만족하면서 기계적 부조화를 흡수 또는 감쇄시키고, 원활하게 정격동력을 전달할 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중부(110)에 집중되는 응력을 분산시켜 디스크팩(100)의 파손을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 디스크팩(100)을 모듈화함은 물론 분산되는 응력의 크기를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 디스크팩(100)의 허용 응력을 증가시키고, 응력집중부(110)의 지지 강도를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중부(110)에 작용하는 응력에 대하여 응력의 분산 효율을 향상시키고, 응력집중부(110)와 응력집중편(121)의 분리를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중부(110)의 강도를 증가시키고, 응력집중편(121)을 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 응력집중편(121) 간의 마찰을 방지하고, 응력집중편(121)의 상호 변형이 간섭되지 않도록 한다.

또한 본 발명은 개별 부품의 조립 특성을 통해 모듈화를 실현할 수 있고, 응력 분산에 따른 디스크팩(100)의 강도를 보강할 수 있다.

또한, 본 발명은 축방향 변위와 각도 변위를 동시에 흡수할 수 있고, 강도와 내부식성을 동시에 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 인장강도가 압축강도에 비해 높은 디스크팩(100)을 인장력이 작용하는 방향으로 조립됨에 따라 커플링 장치의 회전 방향을 고려하여 디스크팩(100)의 내구 수명을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 축과의 연결을 간편하게 하고, 결합된 축의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 스페이서(200)와의 연결을 간편하게 하고, 결합된 스페이서(200)의 유동을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 동력전달 과정에서 과부하가 밸생될 경우, 발전기와 기어박스와 같은 기능 부품을 보호하고, 커플링 장치와의 일체화를 통해 결합을 간소화하고, 커플링 장치의 안정성을 증대시킬 수 있으며, 커플링 장치의 생산 및 유지 관리를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 발전기에서 생산된 전기가 증속기로 역류하는 것을 방지할 뿐만 아니라 증속기 보호를 위한 절연 특성을 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 축이음 상태에서 두 축간의 동력전달에 대해 잠금 기능을 부여할 수 있고, 축의 회전을 저지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 디스크팩 110: 응력집중부
111: 제1응력집중부 112: 제2응력집중부
113: 제3응력집중부 114: 제4응력집중부
121: 응력집중편 123: 응력고정홀
125: 모듈고정부 130: 응력분산부
131: 제1응력분산부 132: 제2응력분산부
133: 제3응력분산부 134: 제4응력분산부
141: 응력지지편 142: 응력연결편
143: 만곡부 150: 모듈마감편
170: 간격유지부 200: 스페이서
300: 제1플랜지 310: 제1플랜지부
311: 제1플랜지고정홀 313: 제1플랜지공간부
330: 제1클램핑부 331: 제1연결부
333: 제1지지부 400: 제2플랜지
410: 제2플랜지부 411: 제2플랜지고정홀
413: 제2플랜지공간부 430: 제2클램핑부
500: 토크리미터 501: 제1부재
502: 제2부재 503: 안착부
505: 슬라이더 600: 체결수단
601: 볼트 603: 너트
605: 간격부재

Claims (13)

1. 3개 이상으로 구비되어 가상의 원에 대하여 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 응력집중부; 및 상기 원주 방향을 따라 상호 인접한 2개의 상기 응력집중부를 상호 연결하는응력분산부; 를 포함하고,
   각각의 상기 응력집중부는, 상호 적층되는 복수의 응력집중편; 상기 응력집중편의 양단부에 각각 관통 형성되는 응력고정홀; 상기 응력집중편의 적층 상태를 유지 고정하도록 상기 응력고정홀에 삽입 고정되는 모듈고정부; 및 상기 응력고정홀이 관통 형성되고, 상기 모듈고정부에 의해 상기 응력집중편에 적층 고정되는 모듈마감편;을 포함하며, 상기 응력집중부의 두께는 상기 응력분산부의 두께보다 크게 형성되고,
   각각의 상기 응력분산부는,
   상기 응력집중편의 중심에서 법선 방향으로 돌출 형성되는 응력지지편; 및 상기 응력지지편에서 연장되어 상기 응력지지편을 상호 연결하는응력연결편;을 포함하며,
   각각의 상기 응력분산부는,
   상기 응력집중편의 중심에서 상기 응력지지편이 중첩되어 적층되는 것을 특징으로 하는 디스크팩.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   각각의 상기 응력분산부는,
   최소 2단으로 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크팩.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 응력집중편과 상기 응력지지편과 상기 응력연결편이 만나는 부분에 기설정된 곡률로 형성되는 만곡부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크팩.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 응력집중편이 상호 이격되도록 상기 모듈고정부에 결합되는 간격유지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크팩.
   
8. 상호 이격 배치된 두 축 사이에 배치되는 스페이서;
   상기 두 축에 각각 결합되는 제1플랜지;
   상기 스페이서의 양단부에 결합되는 제2플랜지; 및
   상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 사이에 삽입 결합되고, 제1항에 기재된 디스크팩; 을 포함하고,
   상기 제1플랜지는, 볼트와 너트를 포함하는 체결수단을 통해 상기 응력고정홀 중 어느 하나에 결합 고정되며,
   상기 제2플랜지는, 볼트와 너트를 포함하는 체결수단을 통해 상기 응력고정홀 중 다른 하나에 결합 고정되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1플랜지는,
   상기 체결수단이 결합 고정되도록 상기 응력고정홀 중 어느 하나와 연통되는 제1플랜지고정홀과, 상기 체결수단이 간섭되지 않도록 상기 제1플랜지고정홀의 일측에서 상기 응력고정홀중 다른 하나와 연통되는 제1플랜지공간부가 포함된 제1플랜지부; 및
   상기 제1플랜지부와 상기 축을 연결 고정시키는 제1클램핑부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 제2플랜지는,
    상기 체결수단이 결합 고정되도록 상기 응력고정홀 중 다른 하나와 연통되는 제2플랜지고정홀과, 상기 체결수단이 간섭되지 않도록 상기 제2플랜지고정홀의 일측에서 상기 응력고정홀 중 어느 하나와 연통되는 제2플랜지공간부가 포함된 제2플랜지부; 및
    상기 제2플랜지부와 상기 스페이서를 연결 고정시키는 제2클램핑부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 두 축의 회전에 따른 토크를 제한하도록 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 중 하나 이상에 결합되는 토크리미터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 응력집중부와, 상기 응력분산부와, 상기 스페이서는 절연 기능의 복합유리섬유로 제작된 절연재로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링장치.
    
13. 제8항에 있어서,
    상기 제1플랜지 중 어느 하나는 상기 축의 회전을 저지하는 브레이크디스크로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
    

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