KR200344167Y1 - 탄성재 조립체를 내장한 탄성 플랙시블 커플링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 탄성재(12)의 교환이 용이하고 동력전달 밀도가 높아 소형화가 가능한 고성능의 복수의 탄성재 조립체(11)를 내장한 탄성커플링(10)에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 제 1 블록(17)에 탄성재(12)를 수용하고 상기 탄성재(12) 중간에 삽입날개(19)가 삽입되도록 돌출된 제 1 블록(20)을 배치하여, 상기 탄성재(12)를 상기 제 1블록(17)의 격벽(16)과 그리고 상기 제 2블록(20)의 상기 삽입날개(19)와 견고하게 일체로 접착시키고, 탄성재 조립체(11)와 구동축 또는 종동축을 연결하여 주는 구동플랜지, 종동플랜지 및 이들을 결합하기 위한 볼트류로 구성된다.

이러한 구성에 의하여 고무 탄성재의 동력전달 밀도가 높아 탄성커플링의 소형화가 가능하며, 고무탄성재 교환시 축계장치를 축방향으로 이동하지 않고 반경방향으로 분해 및 조립이 가능하므로 정비효율을 획기적으로 개선할 수 있다.

Description

탄성재 조립체를 내장한 탄성 플랙시블 커플링{Flexible Coupling Including Rubber Element Complete}

본 고안은, 동력 전달 축계 장치에 사용되는, 탄성재 조립체를 내장한 탄성 플랙시블 커플링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성재를 매개체로 하여 제 1축과 제 2축이 일체로 결합되는 복수의 탄성재 조립체를 장착한 탄성 플랙시블 커플링 구조에 관한 것이다.

종래부터 당업계에서는 양 축의 중심선이 정확하게 일치하지 않는 경우에 회전축을 이동할 수 있도록 탄성 플랙시블 커플링이 사용하여 왔으며, 두 축 사이에 고무 등의 탄성체를 개입시켜 연결함으로써, 구동축에서 발생하는 변동 토크, 충격진동 등을 완화시키고, 동력 전달 축계 장치의 운전 중 발생하는 비틀림 진동, 축처짐 등으로부터 축계 장치를 보호하며, 베어링에 추가되는 각종 하중을 완화시켜, 정숙한 운전 상태를 유지할 뿐 아니라, 수명을 연장시키는 효과를 달성하고 있었다.

도 1a는 종래의 대표적인 압축 탄성 플랙시블 커플링의 정지 상태의 장착 상태를 나타내고 있으며, 도 1b는 종래의 대표적인 압축 탄성 플랙시블 커플링에 장착된 탄성재의 작동상태를 나타내고 있다.

종래에 대표적으로 사용되던 압축 탄성 플랙시블 커플링의 일반적인 구조는 동력전달에 필요한 높은 토크와 고속회전에 충분한 강성을 유지하고 구동축 및 종동축을 연결하기 위하여 금속으로 제작된 블록 사이에 원통 형태의 고무탄성재(12)를 포함한 것이었다. 여기서 압축형 탄성커플링은 구동축 측(20)과 종동축 측(17)의 외주면에 반경방향으로 3개 내지 8개의 날개를 교차하여 장착하고 각 날개 사이에 고무탄성재(12)를 삽입하여 동력을 전달하며, 각 블록의 연결부위는 축 정열을 용이하게 하고 고속 회전시 동적 평형을 위하여 축방향으로 끼워 맞춤 형태의 안내면을 가지는 구조로 되어있는 것이 일반적이었다.

날개 사이에 고무탄성재(12)의 압축력을 이용하는 압축형 탄성커플링의 경우 구동축(20) 날개의 회전방향 앞쪽(19a)에 위치한 고무탄성재(12a)는 압축력이 작용하여 동력을 전달하지만 뒤쪽(19b)에 위치한 고무탄성재(12b)는 압축력이 작용하지 않고 자유상태에 있으므로 동력을 전달하지 못하여 고무탄성재(12)의 절반만이 동력을 전달하게 된다. 따라서 동일한 동력을 전달하기 위해서는 탄성커플링의 크기를 키워야만 했으며, 일정방향으로만 회전하는 경우 내장된 고무탄성재(12)를 모두이용할 수 있으나 회전방향을 변경할 수 없는 단점이 있었다.

또한 내장된 고무탄성재(12)는 시간이 경과함에 따라 열화, 경화에 의해 탄성, 감쇠 등의 물리적 특성이 변화하여 탄성커플링의 고유성능을 상실하게 되므로, 내구 수명이내에 주기적으로 고무탄성재(12)를 교환하여 탄성커플링의 성능을 유지하여야 한다. 그러나, 종래에 일반적인 일체형 고무탄성재(12)는 반경방향으로 분할이 불가능하여, 구동축 및 디젤엔진과 같은 구동 축계장치 또는 종동축 및 발전기, 감속기와 같은 종동 축계장치를 축방향으로 이동시켜 상기 고무탄성재의 교체 공간을 확보한 후에야 분해하고 교환할 수 있었다.

따라서 회전방향에 관계없이 내장된 고무탄성재(12)를 모두 활용하여 탄성커플링을 소형화 할 수 있고, 축계 장치를 이동하지 않고 고무탄성재(12)를 교환할 수 있는 구조의 탄성커플링(10)이 필요하게 되었다.

본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 압축력과 인장력이 동시에 작용하는 구조의 동력전달 밀도가 높은 고성능의 탄성재 조립체를 내장한 탄성 플랙시블 커플링을 제공하는 것을 목적으로 하며,

본 고안의 또 하나의 목적은 탄성재 교환 시, 축계 장치의 축방향 이동 없이 반경방향으로 분해 및 조립이 가능한 구조의 탄성 플랙시블 커플링을 제공하는데 있으며,

상기 탄성재의 조립되는 수량이나 상기 탄성재의 크기를 조절하여 탄성커플링의 허용전달토크를 조절할 수 있는 구조의 탄성 플랙시블 커플링을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 하고 있고,

설치하는 상기 탄성재 조립체의 수량을 조절하여 탄성커플링의 비틀림 강성을 조절할 수 있는 구조의 탄성 플랙시블 커플링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a는 종래의 대표적인 압축 탄성 플랙시블 커플링의 정지 상태의 장착 개념도.

도 1b는 종래의 대표적인 압축 탄성 플랙시블 커플링에 장착된 탄성재의 작동상태를 도시한 탄성재 조립체의 동작 개념도.

도 2a는 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링의 정지 상태의 장착 개념도.

도 2b는 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링에 장착된 탄성재의 작동상태를 도시한 탄성재 조립체의 동작 개념도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 탄성 플랙시블 커플링의 일부를 절개한 사시도.

도 4는 도 3의 라인 4-4'을 따라 절취한 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링을 설치한 축계를 일부 도시한 부분 단면도.

도 5는 도 3의 본 고안을 구성하는 탄성재 조립체를 확대하여 도시한 부분 확대 개략도.

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 탄성 플랙시블 커플링에 내장된 탄성재 조립체의 개략 정면도.

도 7은 도 6의 라인 7-7'을 따라 절취한 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링을 설치한 축계를 일부 도시한 부분 단면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 탄성 플랙시블 커플링 11 : 탄성 조립체

12 : 탄성재 15, 18 : 베이스(Base)

16 : 격벽 17 : 제 1 블록

19 : 삽입날개 20 : 제 2 블록

30 : 제 1 축 40 : 제 2 축

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 제 1 축에 고정되고, 양 끝단에 각각 격벽이 수직하게 돌출된 베이스(base)로 이루어진 제 1 블록(block)과, 제 2 축에 고정되고, 상기 제 1 블록의 베이스를 향하여 중간에 삽입날개가 수직하게 돌출되어 있으며 상기 제 1 블록의 베이스를 마주보고 있는 베이스로 이루어진 제 2 블록과, 제 1축과 제 2축간에 동력을 전달하기 위하여 상기 제 1 블록의 상기 격벽 안에 수용되고 상기 제 2 블록의 상기 삽입날개가 삽입되어, 그 일면은 각각 상기 격벽의 내측 면에 일체로 접착되고 그 대향 면은 상기 삽입날개의 양면에 각각 일체로 접착되어 있는 두 개의 탄성재(elastic material)를 각각 포함하는 적어도 두 개 이상의 상기 탄성재 조립체가, 상기 축들에 평행한 중심선에 대해 주위를 돌아가며 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링을 기본 구성으로 하고 있으며,

본 고안의 목적을 더욱 효과적으로 달성하기 위하여 상기 탄성 플랙시블 커플링이 축 방향으로 적어도 두 개 이상인 것이 바람직하며, 상기 탄성재는 고무 탄성재인 것이 바람직하다.

나아가 상기 제 1축에는 상기 제 1 블록에 일체로 결합된 플랜지가 더 포함되고, 상기 제 2축에는 상기 제 2 블록에 일체로 결합된 플랜지가 더 포함되는 것을 특징으로 하나, 상기 제 1축에는 상기 제 1 블록에 볼트로 결합된 플랜지가 더 포함되고, 상기 제 2축에는 상기 제 2 블록에 볼트로 결합된 플랜지가 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한 바람직한 실시예의 구조는, 상기 두 개 이상의 탄성재 조립체의 상기 제 1 블록 및 상기 제 2 블록의 베이스는 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 수직한 면에 평행하고 원주 상으로 균등하게 분할된 원반형 판의 형태로 상기 격벽과 상기 삽입날개가 서로를 향하여 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 평행하게 돌출 되어 있는 것을 특징으로 하며,

또 다른 실시예의 구조는, 상기 두 개 이상의 탄성재 조립체의 상기 제 1 블록의 베이스는 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 평행한 환형 판의 형태로, 상기 격벽은 상기 환형 판 내측 면에서 방사상으로 중심을 향하여 돌출 되어 있으며, 상기 제 1 블록의 베이스의 직경과 다르고 상기 제 1 블록의 베이스에 대향하는 상기 제 2 블록의 베이스는 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 평행한 환형 판의 형태로, 상기 삽입날개는 상기 제 2 블록의 베이스의 환형 판 외주 면에서 방사상 바깥쪽으로 돌출 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 기본적인 특징을 개념적으로 설명하기 위하여, 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링의 정지 상태를 나타낸 도 2a와 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링에 장착된 탄성재의 작동상태를 도시한 도 2b를 참조하면,

탄성재 조립체는 격벽(16) 사이에 탄성재(12)를 내장하고 탄성재(12) 중간에 혹은 두 개의 탄성재(12a,12b) 사이에 삽입날개(19)를 삽입시키고, 각각의격벽(16)과 탄성재(12) 사이와, 삽입날개(19)와 탄성재(12)사이를 접착제 등을 이용하여 견고하게 접착하거나 일체로 제작된다. 따라서 구동축(20)과 연결 된 삽입날개(19)에 회전력이 전달되면 삽입날개(19)는 회전하게 되고, 회전방향 앞쪽(19a)에 있는 탄성재(12a)를 압축함과 동시에 삽입날개(19)와 격벽(16)에 접착된 회전방향 뒤쪽(16b)의 탄성재(12b)에도 인장력이 작용하여 종동축(17)에 회전력이 전달된다.

이하 본 고안의 바른 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 탄성 플랙시블 커플링의 일부를 절개한 사시도이고, 도 4는 도 3의 라인 4-4'을 따라 절취한 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링을 설치한 축계를 일부 도시한 부분 단면도이며, 도 5는 도 3의 본 고안을 구성하는 탄성재 조립체를 확대하여 도시한 부분 확대 개략도이다.

본 실시예는 각각의 구동 축(40)과 종동 축(30)에 수직한 방향의 제 1블록(17)의 베이스(15)와 제 2블록(20)의 베이스(18)가 서로 평행하게 바라보도록 구성된 탄성재 조립체(11)가 상기 축 선의 중심선을 중심으로 보통 3개에서 8개정도가 원주 상을 돌아가며 설치되어 있는 구조를 특징으로 한다. 구동축과 종동축의 위치는 서로 바뀔 수 있으며, 설치되는 탄성재 조립체(11)의 수량과 크기는 허용 전달 토크에 따라 변경될 수 있다.

도 3과 도 4에서 볼 수 있듯이, 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링(10)은, 토크를 전달하고 비틀림 진동 및 충격토크 등을 흡수하기 위하여, 탄성재(12)와 상기탄성재(12)를 일체로 수용하는 제 1 블록(17)과 상기 탄성재(12)에 삽입되거나 상기 제 1블록(17)에 수용된 두 개 이상의 탄성재(12)사이에 삽입되어 일체로 결합되는 삽입날개(19)를 구비한 제 2 블록(20)을 갖춘 복수의 탄성재 조립체(11)와; 구동축(40)의 구동력을 상기 복수의 탄성재 조립체(11)에 전달하는 구동플랜지(41)와, 고무탄성재 조립체(11)의 구동력을 종동축(30)에 전달하기 위한 종동플랜지(31) 및 상기 복수의 탄성재 조립체(11)를 축방향으로 끼워 맞출 수 있도록 형성된 안내 부재(13, 14) 혹은 상기 플랜지와 상기 베이스 등을 결합하기 위한 볼트류로 구성된다. 여기서 탄성재 조립체를 단일품으로 구성하지 않고 복수의 탄성재 조립체로 설치함으로 인하여, 탄성재 조립체의 분해 조립시, 구동플랜지(41)와 종동플랜지(31) 사이에서 반경방향으로 용이하게 분해, 조립할 수 있으며, 축정렬을 용이하게 하고, 탄성재(12) 교환 시 불평형 질량을 최소화하도록 항상 정위치시킬 수 있게된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 탄성재 조립체는 각각의 격벽(16)과 탄성재(12) 사이와, 삽입날개(19)와 탄성재(12)사이를 접착제 등을 이용하여 견고하게 접착하거나 일체로 제작된다. 따라서 구동축과 연결 된 삽입날개(19)가 회전하게 되면, 회전방향 앞쪽(19a)에 있는 탄성재(12a)를 압축함과 동시에 삽입날개(19)와 격벽(16)에 접착된 회전방향 뒤쪽(16b)의 탄성재(12b)에도 인장력이 작용하여 종동축(17)에 회전력이 전달된다.

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 탄성 플랙시블 커플링에 내장된 탄성재 조립체의 개략 정면도이고, 도 7은 도 6의 라인 7-7'을 따라 절취한 본 고안의탄성 플랙시블 커플링을 설치한 축계를 일부 도시한 부분 단면도이다.

본 또 하나의 실시예는 구동축에 부착 된 구동플랜지와 종동축에 부착된 종동플랜지의 크기나 형상에 차이가 있을 때, 목적하는 동력을 안정적으로 전달하고 축의 회전 중에 발생하는 비틀림 진동, 축 처짐, 토크 맥동 등으로부터 축계 장치를 보호하도록 고안된 것으로, 각각의 구동 축(40)과 종동 축(30)에 평행한 제 1블록(17)의 베이스(15)와 제 2블록(20)의 베이스(18)가 서로 대향하여 바라보도록 구성된 탄성재 조립체(11)가 상기 축 선의 중심선을 중심으로 보통 3개에서 8개정도가 원주 위를 돌아가며 설치되어 있는 구조를 특징으로 한다.

도 6과 도 7에서 볼 수 있듯이, 본 고안의 탄성 플랙시블 커플링은, 토크를 전달하고 비틀림 진동 및 충격토크 등을 흡수하기 위하여, 탄성재(12)와 상기 탄성재(12)를 일체로 수용하는 제 1 블록(17)과 상기 탄성재(12)에 삽입되거나 상기 제 1블록(17)에 수용된 두 개 이상의 탄성재(12)사이에 삽입되어 일체로 결합되는 삽입날개(19)를 구비한 제 2 블록(20)을 갖춘 복수의 탄성재 조립체(11)와; 구동축(40)의 구동력을 상기 복수의 탄성재 조립체(11)에 전달하는 구동플랜지(41)와, 탄성재 조립체(11)의 구동력을 종동축(30)에 전달하기 위한 종동플랜지(31) 및 상기 플랜지와 상기 베이스 등을 결합하기 위한 볼트류(50,51)로 구성된다. 여기서 각각의 베이스(15,18)는 분할된 원주형상을 하고 있으며, 각각 격벽(16)과 삽입날개(19)는 방사상으로 상기 베이스(15,18)의 서로 대향하는 면에서 서로를 향하여 돌출 되어 있다.

나아가 도 3내지 도 7에서 도시되고 상술된 모든 실시예는 축방향으로 탄성플랙시블 커플링을 병렬로 나란히 여러 개 설치할 수 있어서 비틀림 강성을 조절할 수 있는 구조임을 강조하고 싶다.

전술된 실시예는 본 고안을 실행하기 위하여 고안자가 제안하는 제일 좋은 실시 태양이다. 그러나 또 다른 방식으로 최적화하는 방식으로 수정이나 변경이 가해지는 것은 본 고안이 속하는 기술 분야의 당업자에게 명백한 것이다. 따라서 전술된 개시사항에 의하여 제한되게 해석되어서는 안되고 이러한 전술된 자명한 변경사항을 포함하는 것으로 해석되어야하며, 오직 후술하는 청구범위의 정신과 범위에 한정되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의하면 동력전달 밀도가 높아지고 탄성커플링의 소형화가 가능하여 탄성커플링 설치에 필요한 공간이 축소되고, 허용 회전수를 높일 수 있어서 고속 회전 축계의 적용이 가능해지며,

탄성재 조립체를 반경방향으로 분해/조립 할 수 있어서 탄성재의 교환 시 축계장치를 축방향으로 이동하여야하는 추가작업이 불필요하여 정비의 효율성을 대폭 향상시킬 수 있고,

허용 전달 토크에 따라 설치되는 탄성 플랙시블 커플링의 수량과 크기를 조정할 수 있으며,

허용 비틀림 강성에 따라 축방향으로 탄성 플랙시블 커플링을 여러 개 설치할 수 있다.

Claims (7)

1. 탄성재 조립체를 내장한 탄성 플랙시블 커플링(flexible coupling)에 있어서:

   제 1 축(30)에 고정되고, 양 끝단에 각각 격벽(16)이 수직하게 돌출된 베이스(base) (15)로 이루어진 제 1 블록(block)(17)과;

   제 2 축(40)에 고정되고, 상기 제 1 블록의 베이스를 향하여 중간에 삽입날개(19)가 수직하게 돌출되어 있으며 상기 제 1 블록의 베이스(15)를 마주보고 있는 베이스(18)로 이루어진 제 2 블록(20)과;

   제 1축과 제 2축간에 동력을 전달하기 위하여 상기 제 1 블록의 상기 격벽 안에 수용되고 상기 제 2 블록의 상기 삽입날개가 삽입되는 탄성재(elastic material)(12 또는 12a,12b)로, 상기 탄성재의 일면은 각각 상기 격벽의 내측면(16a,16b)에 일체로 접착되고 상기 탄성재의 대향 면은 상기 삽입날개의 양면(19a,19b)에 각각 일체로 접착되어 있는 두 개의 탄성재를 각각 포함하는 적어도 두 개 이상의 상기 탄성재 조립체(11)가, 상기 축들에 평행한 중심선(C-C)에 대해 주위를 돌아가며 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.
2. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 플랙시블 커플링이 상기 축방향으로 적어도 두 개이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1축(30)에는 상기 제 1 블록(17)에 일체로 결합된 플랜지(31)가 더 포함되고, 상기 제 2축(40)에는 상기 제 2 블록(20)에 일체로 결합된 플랜지(41)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1축(30)에는 상기 제 1 블록(17)에 볼트(50)로 결합된 플랜지(31)가 더 포함되고, 상기 제 2축(40)에는 상기 제 2 블록(20)에 볼트(51)로 결합된 플랜지(41)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.
5. 제 1항에 있어서, 상기 탄성재(12)는 고무 탄성재인 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개 이상의 탄성재 조립체(10)의 상기 제 1 블록(17) 및 상기 제 2 블록(20)의 베이스(15, 18)는 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 수직한 면에 평행하고 원주 상으로 균등하게 분할된 원판 형태로, 상기 격벽(16) 사이에 상기 삽입날개(19)가 서로를 향하여 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 평행하게 돌출 되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.
7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개 이상의 탄성재 조립체(10)의 상기 제 1 블록(17)의 베이스(15)는 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 평행한 환형 판의 형태로, 상기 격벽(16)은 상기 환형 판 내측 면에서 방사상으로 중심을 향하여 돌출 되어 있으며, 상기 제 1 블록(17)의 베이스(15)의 직경과 다르고 상기 제 1블록의 베이스(15)에 대향하는 상기 제 2 블록(20)의 베이스(18)는 상기 제 1축 및 제 2축 방향에 평행한 환형 판의 형태로, 상기 삽입날개(19)는 상기 제 2 블록(20)의 베이스(18)의 환형 판의 외주 면에서 방사상 바깥쪽으로 돌출 되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성 플랙시블 커플링.