KR101932846B1 - 과부하 방지용 안전 커플링 - Google Patents

Abstract

과부하 방지용 안전 커플링은 구동체와 연결된 구동축 및 피동체와 연결된 피동축 사이에 위치하여, 구동축에서 피동축으로 동력을 전달한다. 과부하 방지용 안전 커플링은 일측에 플랜지가 결합되어 플랜지를 통해 구동축과 연결되고, 타측에는 피동축이 연결되며, 타측의 일면에 복수 개의 V홈, V홈의 외곽에 외주연을 따라 소정의 깊이를 갖는 탈출궤도, 및 V홈으로부터 연장되어 탈출궤도와 연결되는 이동경로가 형성되는 허브몸체; V홈에 안착되어, 구동축으로부터 인가된 동력에 의해 회전하며 피동축으로 인가된 동력을 전달하고, 과부하 발생 시, V홈으로부터 이탈하여 이동경로를 거쳐 탈출궤도로 진입하는 볼; 볼이 내부에 삽입되도록 관통공이 형성되는 분리부재; 분리부재의 일측에 위치하여, 볼을 가압하는 가압부재; 가압부재로 탄성력을 전달하는 탄성부재; 및 탄성부재의 일단과 결합하고, 허브몸체가 내부에 삽입되어, 탄성부재와 허브몸체를 고정시키는 고정부재;를 포함한다. 이와 같이, 과부하 발생 시, 볼과 V홈이 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 볼과 V홈 간의 충돌 시 발생하는 소음 및 진동 발생을 방지하여, 안전 커플링의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

Description

과부하 방지용 안전 커플링{Safety coupling for overload protection}

본 발명은 과부하 방지용 안전 커플링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동축과 피동축 사이에서 동력 전달을 위해 사용되는 커플링에 과부하가 발생할 때, 상기 커플링의 파손을 방지하는 과부하 방지용 안전 커플링에 관한 것이다. 본 연구는 서울과학기술대학교 교내 연구과제와 중소기업청 기술혁신개발사업(과제번호: S2295020)의 지원으로 수행한 연구 과제입니다.

기계 산업 분야에서는 구동체와 연결되는 구동축 및 피동체와 연결되는 피동축의 양 축 사이에서 동력을 전달하기 위해 커플링이 사용된다. 이러한 커플링은 구동축과 피동축의 양 축을 반영구적으로 연결하거나, 양 축간에 약간의 이동을 허용하기도 하거나, 또는 양 축이 일정 각도를 이루고 있을 때와 같은 다양한 경우에 사용될 수 있다.

특히, 기계 장치의 내부에서 구동체 예를 들면, 구동모터가 급격하게 고속으로 회전할 수 있는데, 이때, 상기 구동체와 연결된 구동축 또한 급격하게 고속 회전함에 따라, 상기 구동축과 피동축 사이를 연결하는 커플링에는 과부하가 발생하여 상기 커플링이 파손될 수 있다. 따라서, 이러한 상황에서 커플링이 파손되는 것을 방지하는 안전 커플링(safety coupling)이 개발되었다.

이러한 안전 커플링은 구동축에서 피동축으로 동력을 전달하기 위해, 내부의 V자 형태로 움푹 파인 홈에 안착되는 볼을 구비한다.

따라서, 이러한 볼이 구동축으로부터 전달받은 동력에 의해 회전하여 전달받은 동력을 피동축으로 다시 전달한다. 하지만, 이때, 상기 볼이 회전하면서 V홈을 탈출하여 외부로 빠져나갈 수도 있는데. 이를 방지하고자 상기 V홈의 반대편에 배치하는 스프링이 상기 볼을 지속적으로 밀어준다.

하지만, 그럼에도 불구하고, 이러한 안전 커플링에 허용치 이상의 오버 토크가 전달되면, 상기 스프링이 볼을 미는 힘만으로 상기 볼이 V홈을 이탈하지 않고 V홈의 내부에 지속적으로 안착하기는 어렵다. 결국, 안전 커플링에 전달된 허용치 이상의 오버 토크로 인해, 상기 볼이 V홈으로부터 탈출하여 구동축으로부터 안전 커플링으로 전달된 동력이 피동축으로 정상적으로 전달되지 못한다.

특히, 안전 커플링에 허용치 이상의 오버 토크가 전달되는 경우에는, 커플링의 내부에 위치하는 볼이 V홈을 이탈하여 구동축으로부터 전달받은 동력을 피동축으로 전달하지 못하는 것에서 끝나는 것이 아니라, 상기 V홈을 이탈한 볼이 지속적으로 회전하는데, 이때, 상기 볼이 V홈과 계속적으로 충돌하여, 안전 커플링의 내부에서 소음과 진동이 발생한다. 이에 더하여, 상기 볼이 V홈과 지속적으로 충돌함에 따라, 상기 볼과 V홈에 모두 마모가 발생하므로, 안전 커플링의 제품 수명이 단축된다는 문제점이 발생했다.

한국 공개특허공보 10-2017-0025505호(2017.03.08.) 한국 등록특허공보 10-1361552호(2014.02.05.)

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 안전 커플링에 과부하가 발생할 때, 안전 커플링의 내부에 위치하는 볼이 V홈으로부터 탈출 시, 별도로 형성된 탈출궤도로 신속하게 이동함으로써, 상기 볼과 V홈간의 지속적인 충돌이 발생하는 것을 방지하는 과부하 방지용 안전 커플링을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 과부하 방지용 안전 커플링은 구동체와 연결된 구동축 및 피동체와 연결된 피동축 사이에 위치하여, 상기 구동축에서 상기 피동축으로 동력을 전달하는 과부하 방지용 안전 커플링에 있어서, 일측에 플랜지가 결합되어 상기 플랜지를 통해 상기 구동축과 연결되고, 타측에는 상기 피동축이 연결되며, 상기 타측의 일면에 복수 개의 V홈, 상기 V홈의 외곽에 외주연을 따라 소정의 깊이를 갖는 탈출궤도, 및 상기 V홈으로부터 연장되어 상기 탈출궤도와 연결되는 이동경로가 형성되는 허브몸체; 상기 V홈에 안착되어, 상기 구동축으로부터 인가된 동력에 의해 회전하며 상기 피동축으로 인가된 동력을 전달하고, 과부하 발생 시, 상기 V홈으로부터 이탈하여 상기 이동경로를 거쳐 상기 탈출궤도로 진입하는 볼; 상기 볼이 내부에 삽입되도록 관통공이 형성되는 분리부재; 상기 분리부재의 일측에 위치하여, 상기 볼을 가압하는 가압부재; 상기 가압부재로 탄성력을 전달하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재의 일단과 결합하고, 상기 허브몸체가 내부에 삽입되어, 상기 탄성부재와 허브몸체를 고정시키는 고정부재;를 포함한다.

상기 V홈은 상기 허브몸체의 타측의 일면에 서로 등간격을 이루며 복수 개가 형성될 수 있다.

상기 이동경로는 서로 동일한 길이로 형성될 수 있다.

상기 이동경로와 상기 탈출궤도가 만나는 각도는 상기 볼의 마모도에 따라 형성될 수 있다.

상기 분리부재는 복수 개의 관통공이 내측으로부터 외측 방향으로 상기 볼의 개수에 대응하여 서로 다른 방향으로 연장 형성되어, 상기 볼이 상기 이동경로를 거쳐 상기 탈출궤도로 이동 시, 상기 볼을 가이드 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 과부하 방지용 안전 커플링에 따르면, 과부하 발생 시, V홈으로부터 탈출한 볼을 이동경로를 통해 별도의 탈출궤도로 신속하게 이동시킴으로써, 상기 볼이 지속적으로 회전할 때, V홈과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 볼과 V홈 간의 충돌 시 발생하는 소음 및 진동 발생을 방지하여, 안전 커플링의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 과부하 방지용 안전 커플링에 따르면, 중심부로부터 방사형으로 이루어지는 관통공이 형성된 분리부재가 볼과 서로 대응하도록 구비되어, 상기 볼이 V홈에 안착되면서 상기 분리부재의 관통공에도 삽입됨에 따라, 과부하 발생 시, 상기 볼이 V홈을 탈출하여 이동경로를 통해 신속하게 탈출궤도로 이동할 때, 상기 관통공으로 인해 다수의 볼이 상호간에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링의 조립도이다.
도 4는 V홈에 안착된 볼의 탈출과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 탈출궤도와 만나는 각도를 달리하며 형성되는 이동경로의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 분리부재의 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 구동체와 연결된 구동축 및 피동체와 연결된 피동축 사이에 위치하여, 상기 구동축으로부터 상기 피동축으로 동력을 전달하는 과부하 방지용 안전 커플링에 관한 것으로서, 과부하 발생 시, 볼이 V홈과의 충돌을 방지하여 상기 볼과 V홈이 마모되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 3를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링의 분해도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과부하 방지용 안전 커플링의 조립도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링(100)은 구동모터와 같은 구동체와 연결된 구동축(10) 및 피동체와 연결된 피동축(20) 사이에 위치하여 상기 구동축(10)에서 상기 피동축(20)으로 동력을 전달하며, 허브몸체(140), 볼(148), 분리부재(150), 가압부재(160), 탄성부재(170) 및 고정부재(190)를 포함한다.

허브몸체(140)는 일측에 결합부재(110), 스파이더(120) 및 플랜지(130)가 각각 구비되어 구동축(10)과 연결되고, 타측에는 피동축(20)이 연결되며, 특히, 상기 타측의 일면에 복수 개의 V홈(142), 상기 V홈(142)의 외측에 외주연을 따라 소정의 깊이를 갖도록 오목하게 파인 탈출궤도(144), 및 상기 복수 개의 V홈(142)으로부터 서로 동일한 길이로 각각 연장 형성되어 상기 탈출궤도(144)와 연결되는 이동경로(146)가 형성된다. 이때, 상기 V홈(142)은 상기 허브몸체(140)의 타측의 일면에 서로 등간격 또는 서로 다른 간격을 이루며 복수 개가 형성될 수 있다.

볼(148)은 상기 V홈(142)에 안착되어, 구동축(10)으로부터 인가된 동력에 의해 회전하며 피동축(20)으로 인가된 동력을 전달하고, 과부하 발생 시, 상기 V홈(142)으로부터 이탈하여 상기 이동경로(146)를 거쳐 상기 탈출궤도(144)로 진입한다. 이러한 볼(148)은 스테인레스 또는 탄소공구강으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링에 과부하 발생 시, V홈(142)에 안착된 볼(148)이 상기 V홈(142)을 탈출하여 상기 이동경로(146)를 통해 신속하게 상기 탈출궤도(144)로 이동할 수 있다.

분리부재(150)는 상기 볼(148)이 삽입되도록 내부를 관통하는 관통공(152)이 형성된다. 이러한 분리부재(150)는 복수 개의 관통공(152)이 서로 등간격을 이루며 내측으로부터 외측 방향 즉, 중심부에서 외곽방향으로 상기 볼(148)의 개수에 대응하여 서로 다른 방향으로 연장 형성된다. 따라서, 상기 볼(148)이 상기 이동경로(146)를 거쳐 상기 탈출궤도(144)로 이동 시, 상기 분리부재(150)가 상기 볼(148)을 가이드할 수 있다.

가압부재(160)는 내부에 피동축(20)이 삽입되도록 중앙에 홀이 형성된 원형의 플레이트로 이루어져, 상기 분리부재(150)의 일측에 위치하여, 상기 분리부재(150)의 관통공(152)에 삽입된 볼(148)을 가압한다.

탄성부재(170)는 상기 가압부재(160)의 일측에 위치하여, 상기 가압부재(160)로 탄성력을 전달한다. 이러한 탄성부재(170)는 스프링 또는 고무 등과 같은 탄성력을 가진 물체로 이루어질 수 있다.

고정부재(190)는 중앙에 홀이 형성된 링 형태로 이루어져, 상기 탄성부재(170)의 일단과 결합하고, 상기 허브몸체(140)를 내부에 포함하여, 상기 탄성부재(170)와 허브몸체(140)를 움직이지 않도록 고정시킨다. 이때, 상기 고정부재(190)는 상기 탄성부재(170)와 결합되는 사이에 소정의 간격 유지를 위한 카라(180) 및 베어링(185)을 구비할 수 있다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링에 과부하 발생 시, 볼이 V홈을 탈출하여 탈출궤도로 이동하는 과정에 대하여 도 4를 통해 보다 자세히 살펴보도록 한다.

도 4는 V홈에 안착된 볼의 탈출과정을 나타낸 도면이다.

도 4(a) 내지 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 허브몸체(140)의 타측 일면에 피동축(20)이 삽입되는 중심홀(141)이 형성되고, 상기 중심홀(141)을 둘러싼 위치에 볼(148)의 직경과 동일한 직경 크기로 오목하게 파인 V홈(142)이 복수 개 형성된다. 이때, 상기 V홈(142)은 안전 커플링(100) 내 구비되는 볼(148)의 개수와 동일한 개수가 상기 중심홀(141)을 중심으로 둘러싸며 상호 등간격으로 형성될 수 있다. 만약, 본 발명에 따른 과부하 방지용 안전 커플링(100)이 총 5개의 볼(148)을 내부에 구비한다면, 5개의 V홈(142)이 서로 간에 72 °씩의 간격을 이루며 허브몸체(140)의 타측 일면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 허브몸체(140)의 타측 일면 상에 형성된 상기 V홈(142)으로부터 외곽 방향으로 일정 간격만큼 이격된 위치에 상기 허브몸체(140)의 외주연을 따라 일정한 깊이를 가지며 오목하게 파인 탈출궤도(144)가 형성된다.

이에 더하여, 상기 허브몸체(140)의 타측 일면 중 내측에 형성된 상기 V홈(142) 및 상기 허브몸체(140)의 타측 일면 중 외측에 형성된 상기 탈출궤도(144) 사이를 연결하며, 상기 탈출궤도(144)의 형성 깊이와 동일한 깊이로 오목하게 파인 복수 개의 이동경로(146)가 서로 동일한 길이로 각각의 V홈(142)으로부터 연장 형성된다.

먼저, 도 4(a)는 허브몸체(140)의 타측 일면에 형성된 V홈(142)에 볼(148)이 안착된 상태를 나타낸 도면이다. 상기 V홈(142)에 안착되면서 분리부재(150)의 관통공(152)에 삽입된 볼(148)을 가압부재(160)가 탄성부재(170)에 의해 안정적으로 가압한다. 따라서, 상기 볼(148)이 상기 V홈(142)을 탈출하지 않으면서 상기 V홈(142)의 내부에서 안정적으로 회전하여 구동축(10)으로부터 인가된 동력을 피동축(20)으로 정상적으로 전달하는 것을 알 수 있다.

하지만, 갑자기 구동모터에서 고속 회전이 발생하면, 상기 구동모터와 연결된 구동축(10) 또한 고속 회전하므로, 결국 상기 구동축(10)에 연결된 안전 커플링(100)에 과부하가 발생한다.

도 4(b)는 허브몸체(140)의 타측 일면에 형성된 V홈(142)에 안착된 볼(148)이 상기 V홈(142)을 탈출하여 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.

상술한 안전 커플링의 동력 전달 과정 도중에, 갑자기 과부하가 발생하면, 상기 V홈(142)에 안착되어 상기 V홈(142)의 내부에서 회전하는 볼(148)에 강한 원심력이 작용하고, 이에 따라 상기 V홈(142)의 깊이로 인해 상기 볼(148)을 지지할 수 있는 토크(torque)보다 더 큰 토크가 발생한다. 이러한 경우, 도 4(b)에 도시된 같이, 상기 볼(148)이 V홈(142)을 탈출하는데, 상기 V홈(142)으로부터 이동경로(146)가 연장 형성됨에 따라, 상기 볼(148)은 상기 V홈(142)을 탈출한 직후, 상기 V홈(142)으로부터 연장 형성된 상기 이동경로(146)를 따라 이동한다. 이와 같이, 상기 볼(148)이 V홈(142)을 이탈함에 따라, 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링(100)이 진행 중이었던 구동축(10)으로부터 피동축(20)으로의 동력 전달은 종료된다.

이후, 상기 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 상기 V홈(142)을 탈출하여 이동경로(146)를 통해 이동한 볼(148)은 상기 이동경로(146)의 끝단에 상기 이동경로(146)와 연결되며 허브몸체(140)의 외주연을 따라 형성되는 탈출궤도(144)로 이동한다.

이후에도, 상기 볼(148)은 탈출궤도(144) 상에서 계속 공회전하므로, 상기 이동경로(146)를 거슬러 다시 이동하여 상기 V홈(142)과 만나지 않으며, 결국 상기 볼(148)이 V홈(142)을 탈출한 이후에는, 상기 V홈(142)과 더 이상 충돌하지 않는다. 그러므로, 볼(148)과 상기 V홈(142)간의 충돌로 인해 안전 커플링(100)의 내부에서 발생하는 소음 및 진동은 더이상 발생하지 않는다. 더불어, 상기 볼(148)과 상기 V홈(142)은 더이상 충돌하지 않으므로, 상기 볼(148)과 V홈(142)의 충돌 시에 상기 볼(148)과 V홈(142)에서 모두 발생했던 마모 현상은 발생하지 않아 안전 커플링의 제품 수명을 연장시킬 수 있다.

이와 더불어, 상기 과부하 방지용 안전 커플링(100)을 분해하여 상기 볼 또는 기타 부품을 교체한 후 재조립함으로써, 재사용할 수도 있다.

특히, 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링을 분해한 후 재사용할 때, 상기 허브몸체(140)에 형성되는 이동경로(146)와 탈출궤도(144)가 만나는 각도는 볼(148)의 마모 상태에 따라 다르게 형성될 수 있다.

도 5는 탈출궤도와 만나는 각도를 달리하며 형성되는 이동경로의 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 5(a)를 통해, V홈(142)으로부터 연장 형성된 이동경로(146)가 허브몸체(140)의 외주연을 따라 형성된 탈출궤도(144)와 예리하게 만나는 것을 알 수 있다. 특히, 도 5(a)에 도시된 X 표시 부분을 자세히 살펴보면, 상기 이동경로(146)가 거의 수직상태로 상기 탈출궤도(144)와 만나는 것을 알 수 있다.

하지만 이와 달리, 도 5(b)를 살펴보면, V홈(142)으로부터 연장 형성된 이동경로(146)가 탈출궤도(144)와 완만하게 만나는 것을 알 수 있다. 특히, 도 5(b)에 도시된 Y 표시 부분을 자세히 보면, 이동경로(146)가 탈출궤도(144)와 만나는 각도가 도 5(a)에 도시된 각도와 비교하여 상대적으로 완만한 상태를 이루는 것을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링을 분해하고 재조립하는 과정에서, 내부에서 사용되는 볼의 마모도가 측정될 수 있다. 이때, 측정된 볼(148)의 마모도가 기준치 미만인 경우에는 상기 볼(148)에 심각한 마모는 발생하지 않았다고 판단하여, 상기 볼(148)이 상기 탈출궤도(144)까지 신속하게 이동하도록 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 허브몸체(140) 상에 형성된 이동경로(146)는 상기 탈출궤도(144)와 예리하게 만나도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 이동경로(146)는 상기 탈출궤도(144)와 예리하게 만나는 각도는 45°이상 90°이하일 수 있다.

하지만 이와 달리, 측정된 볼(148)의 마모도가 기준치 이상인 경우에는 상기 볼(148)의 마모가 심각하게 이루어졌다고 볼 수 있다. 따라서, 탈출궤도(144)까지의 이동 시간이 비록 오래 걸리지만 상기 탈출궤도(144)로 이동 중에 상기 볼(148)에 추가적인 마모가 발생하지 않도록 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 허브몸체(140) 상에 형성된 이동경로(146)가 상기 탈출궤도(144)와 완만하게 만나도록 형성할 수 있다. 이때, 상기 이동경로(146)는 상기 탈출궤도(144)와 완만하게 만나는 각도는 1°이상 45°미만 일 수 있다.

이에 더하여, 도 6을 통해 상기 탈출궤도(144)로 이동하는 볼(148)을 내부에 포함하는 분리부재(150)에 대해 보다 자세히 살펴보도록 한다.

도 6은 분리부재의 정면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 과부하 방지용 안전 커플링(100)에 구비되는 분리부재(150)는 중앙에 피동축(20)이 연결되는 피동축용 삽입홀(151)이 형성되고, 상기 피동축용 삽입홀(151)을 중심으로 타원형태로 이루어진 복수 개의 관통공(152)이 서로 등간격 또는 서로 다른 간격을 유지하며, 내측으로부터 외측 방향으로 상기 볼의 개수에 대응하여 서로 다른 방향으로 연장 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 볼(148)은 일부가 허브몸체(140)의 타측 일면에 형성된 V홈(142)에 안착되면서도, 다른 일부가 상기 분리부재(150)의 관통공(152)의 내부에 삽입된다. 즉, 다수의 볼(148)이 V홈(142)을 이탈하여 상기 이동경로(146)를 거쳐 탈출궤도(144)로 이동 시, 각각 상기 관통공(152)의 내부에서 개별적으로 회전 이동함으로써, 상기 분리부재(150)의 관통공(152)이 이동하는 상기 볼(148)을 가이드하여, 상기 볼(148) 간에 서로 충돌하는 것을 방지하고, 이에 따라 상기 볼(148)의 손상을 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 과부하 방지용 안전 커플링에 따르면, 과부하 발생 시, V홈으로부터 탈출한 볼을 이동경로를 통해 별도의 탈출궤도로 신속하게 이동시킴으로써, 상기 볼이 지속적으로 회전할 때, V홈과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 볼과 V홈 간의 충돌 시 발생하는 소음 및 진동 발생을 방지하여, 안전 커플링의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 과부하 방지용 안전 커플링에 따르면, 중심부로부터 방사형으로 이루어지는 관통공이 형성된 분리부재가 볼과 서로 대응하도록 구비되어, 상기 볼이 V홈에 안착되면서 상기 분리부재의 관통공에도 삽입됨에 따라, 과부하 발생 시, 상기 볼이 V홈을 탈출하여 이동경로를 통해 신속하게 탈출궤도로 이동할 때, 상기 관통공으로 인해 다수의 볼이 상호간에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 구동축 20: 피동축
110: 결합부재 120: 스파이더
130: 플랜지 140: 허브몸체
142: V홈 144: 탈출궤도
146: 이동경로 148: 볼
150: 분리부재 152: 관통공
160: 가압부재 170: 탄성부재
180: 카라 185: 베어링
190: 고정부재

Claims (5)

1. 구동체와 연결된 구동축 및 피동체와 연결된 피동축 사이에 위치하여, 상기 구동축에서 상기 피동축으로 동력을 전달하는 과부하 방지용 안전 커플링에 있어서,
   일측에 플랜지가 결합되어 상기 플랜지를 통해 상기 구동축과 연결되고, 타측에는 상기 피동축이 연결되며, 상기 타측의 일면에 복수 개의 V홈, 상기 V홈의 외곽에 외주연을 따라 소정의 깊이를 갖는 탈출궤도, 및 상기 V홈으로부터 연장되어 상기 탈출궤도와 연결되는 이동경로가 형성되는 허브몸체;
   상기 V홈에 안착되어, 상기 구동축으로부터 인가된 동력에 의해 회전하며 상기 피동축으로 인가된 동력을 전달하고, 과부하 발생 시, 상기 V홈으로부터 이탈하여 상기 이동경로를 거쳐 상기 탈출궤도로 진입하는 볼;
   상기 볼이 내부에 삽입되도록 관통공이 형성되는 분리부재;
   상기 분리부재의 일측에 위치하여, 상기 볼을 가압하는 가압부재;
   상기 가압부재로 탄성력을 전달하는 탄성부재; 및
   상기 탄성부재의 일단과 결합하고, 상기 허브몸체가 내부에 삽입되어, 상기 탄성부재와 허브몸체를 고정시키는 고정부재;
   를 포함하고,
   상기 이동경로와 상기 탈출궤도가 만나는 각도는
   상기 볼의 마모도에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 안전 커플링.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 V홈은
   상기 허브몸체의 타측의 일면에 서로 등간격을 이루며 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 안전 커플링.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 이동경로는
   서로 동일한 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 안전 커플링.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 분리부재는
   복수 개의 관통공이 내측으로부터 외측 방향으로 상기 볼의 개수에 대응하여 서로 다른 방향으로 연장 형성되어, 상기 볼이 상기 이동경로를 거쳐 상기 탈출궤도로 이동 시, 상기 볼을 가이드 하는 것을 특징으로 하는 과부하 방지용 안전 커플링.

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