KR20070095773A

KR20070095773A - 유성 기어 열 일체형 태양 기어 커플링 설계

Info

Publication number: KR20070095773A
Application number: KR1020070022764A
Authority: KR
Inventors: 록 두옹; 마이클 이. 매쿤; 루이스 제이. 주니어 도벡
Original assignee: 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2007-10-01
Also published as: US20090298640A1; EP1837542B1; US20070225111A1; US7950151B2; US20090293278A1; JP2007255713A; EP1837542A3; CA2580171A1; US7824305B2; JP5214897B2; EP1837542A2; US7591754B2

Abstract

유성 기어 열 내에서 샤프트에 태양 기어를 연결하기 위한 커플링 시스템은, 샤프트에 태양 기어를 연결하는 태양 기어 커플링을 포함한다. 태양 기어 커플링은 태양 기어와 샤프트 사이의 오정렬을 수용하기 위해 비가요성 스핀들에 접합되는 적어도 하나의 파상 가요성 섹션을 갖는다. 가요성 섹션은, 스핀들의 직경보다 큰 직경을 가지며 종방향으로 이격된 두 개의 다이어프램에 의해 스핀들에 접합되는 원통형 링을 포함한다. 다이어프램, 링 및 스핀들 사이의 접합은 가요성을 향상시키고 응력 집중을 최소화하기 위해 외측면 상에서 단면 굴곡되고, 다이어프램의 내측면은 직선 에지이며, 이에 따라 다이어프램 벽의 비대칭 윤곽이 얻어진다.

유성 기어 열, 태양 기어, 샤프트, 가요성 섹션, 다이어프램, 스핀들

Description

유성 기어 열 일체형 태양 기어 커플링 설계 {EPICYCLIC GEAR TRAIN INTEGRAL SUN GEAR COUPLING DESIGN}

도1은 유성 기어 열을 포함하는 터빈 엔진의 개략적인 측 단면도.

도2는 본 발명의 유성 기어 시스템용 커플링 시스템의 단면도.

도3은 본 발명의 파상 가요성 섹션의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 터빈 엔진

12, 14: 압축기

16, 18: 터빈

20: 연소 챔버

22:팬

28: 압축기 구동 샤프트

32: 유성 기어 열

40: 일체형 커플링 시스템

44: 가요성 섹션

46: 유성 기어

50: 링 기어 하우징

52: 링 기어 커플링

56: 태양 기어

62: 유성 캐리어

본 발명은 유성 기어 열에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 기어 시스템 구성 요소의 신뢰성과 내구성을 향상시키도록 가요성을 가지면서 회전 샤프트에 태양 기어를 연결하는 커플링 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 신뢰성, 내구성 및 간결성이 절대적으로 요구되는 항공기 엔진에 유용하다.

유성 기어 열은 두 개의 회전 샤프트 사이의 회전 속도를 증가시키거나 감소시키는 기계적 구조물이다. 유성 기어 열의 간결성은 공간이 중요시되는 항공기 엔진용으로서 매력적이다.

유성 기어 열을 통해 전달되는 힘과 토크는 기어 열 구성 요소에 상당한 응력을 가하며, 이는 기어 열 구성 요소가 이상적인 조건하에서도 파손 및 마모되도록 한다. 사실상, 조건은 종종 이상적인 조건 이하가 되며, 기어 구성 요소에 추가의 응력이 가해진다. 예를 들면, 태양 기어, 유성 캐리어 및 링 기어의 종축들은 태양 기어를 회전시키는 외부 샤프트의 종축과 원칙적으로 동축방향이다. 그러나, 완벽하거나 이상적인 동축방향 정렬은, 항공기 조작에 의한 지지 프레임과 샤프트의 과도한 휨, 제조상의 불안정성 및 회전 하드웨어의 불균형을 포함한 무수한 요인들로 인하여 거의 구현하기 곤란하다. 얻어진 평행 및 각도 오정렬은 기어 치와, 캐리어 내에서 유성 기어를 지지하는 베어링과, 캐리어 자체에 모멘트 및 힘을 부과한다. 부과된 힘과 모멘트는 기어 구성 요소의 마모를 가속화하고 사용시 구성 요소의 파손 가능성을 증가시킨다. 따라서, 가속화되는 구성 요소의 마모는 빈번한 검사와 부품 교체를 필요로 하며, 이는 엔진 및 항공기 작동의 비경제성을 야기한다.

구성 요소 파손의 위험성은 기어 열 구성 요소를 보다 크게 하여 보다 강하게 함으로써 감소될 수 있다. 크기의 증가는 이에 따른 넓은 표면에 걸쳐 전달된 힘을 분포시킴으로써 마모를 감소시킬 수도 있다. 그러나, 크기의 증가는 유성 기어 열이 항공기 엔진용으로서 갖는 장점인 간결성을 상쇄하며, 이에 따른 중량의 증가는 바람직하지 않다. 고강도 재료 및 내마모성 코팅의 사용이 이로울 수도 있지만, 이는 기어 열의 비용을 단계적으로 상승시키기 때문에 원하는 조건과는 거리가 멀다.

오정렬로 인한 응력은 회전 샤프트 또는 비회전 지지대와 같은 외부 장치에 기어 열을 연결하기 위해 가요성 커플링을 사용함으로써 감소시킬 수도 있다. 예를 들면, 구동 샤프트에 태양 기어를 연결하는 가요성 커플링이 굴곡되기 때문에, 샤프트의 축이 완벽한 정렬 방향에 대해 기울어지거나 변위 되더라도, 태양 기어가 정합 유성 기어에 대해 이상적인 방향에 가깝게 존재하도록 한다. 그러나, 대부분의 종래 커플링은 윤활을 필요로 하고 마모되기 쉬운 다수의 부품을 포함한다. 종래의 커플링은 종축에 대한 비틀림에 대해 충분한 강성 및 강도가 결여되어 있을 수도 있다. 오정렬은 스플라인 연결부에 의해 수용될 수도 있다. 그러나, 스플라인 연결부에서 접촉하는 스플라인 치에 발생하는 운동은 매우 가변적인 마찰을 생성하고, 가변될 수도 있는 이런 연결부에 가요성을 야기한다.

이들 단점들의 관점에서, 유성 기어 열의 구성 요소를 외부 장치에 연결함과 동시에 이들 사이의 오정렬을 수용하는 간단하고 신뢰성 있는 커플링 시스템의 제공이 요구된다.

본 발명은 샤프트에 의해 구동되는 유성 기어 열에 관한 것으로, 상기 유성 기어 열은 태양 기어와, 링 기어 하우징에 고정된 링 기어와, 유성 캐리어에 회전식으로 장착되고 태양 기어 및 링 기어와 맞물리는 복수개의 유성 기어와, 커플링 시스템을 포함한다. 커플링 시스템은 샤프트에 태양 기어를 연결하는 태양 기어 커플링을 포함하며, 태양 기어 커플링은 태양 기어와 샤프트 사이의 오정렬을 수용하기 위해 비가요성 스핀들에 접합되는 적어도 하나의 파상 가요성 섹션을 가지며, 파상 가요성 섹션은 외측 에지 부재에 의해 접합되는 대체로 평행한 두 개의 내부 벽을 포함한다.

도1은 본 기술분야에 공지된 통상의 터빈 엔진(10)을 도시하고 있으며, 상기 터빈 엔진은 주요 구성 요소로서 하나 이상의 압축기(12, 14), 압축기(12, 14)에 동력을 제공하는 하나 이상의 터빈(16, 18), 연소 챔버(20), 팬(22), 일차 배기부(24), 팬 배기 노즐(26)을 포함한다. 샤프트(28, 30)와 같은 동력 전달 장치는 각각의 터빈(16, 18)으로부터 연장되어 대응하는 압축기(12, 14)를 구동시킨다. 압축기(12, 14) 중 어느 하나의 회전 운동은 유성 기어 열(32)에 의해 팬(22)으로 전달된다. 유성 기어 열(32)은 팬(22)의 효율적인 작동을 위한 보다 적절한 속도로 압축기의 회전 속도를 감소시킨다. 주요 엔진 구성 요소들은 중심 종축(34)과 동심을 이루는 것이 이상적이다.

도2는 도1의 유성 기어 열(32)을 위한 일체형 커플링 시스템(40)과 엔진(10)과의 관계를 나타내는 단면도이다. 일체형 커플링 시스템(40)은 중심 종축(34)에 대해 회전하는 적어도 하나의 파상 가요성 섹션(44)과 비가요성 스핀들(42)을 포함한다.

또한, 압축기 구동 샤프트(28), 유성 기어(46), 링 기어(48), 링 기어 하우징(50), 링 기어 커플링(52) 및 일체형 태양 기어(56)가 도시되어 있다. 압축기 구동 샤프트(28)의 전단부는 스핀들(54)에 의해 일체형 커플링 시스템(40)의 후단부에 접합된다. 일체형 태양 기어(56)는 메쉬(58; mesh)를 통해 유성 기어(46)와 결합된다. 따라서, 구동 샤프트(28)의 회전 운동은 다중 유성 기어(46)와 맞물리는 태양 기어(56)로 전달된다. 각각의 유성 기어(46)는 저널 핀(64; journal pin) 또는 다른 적절한 베어링에 의해 유성 캐리어(62)에 회전식으로 장착되며, 이에 따라 일체형 태양 기어(56)의 회전 운동은 각각의 유성 기어(46)가 종축(56)을 중심으로 회전되도록 한다. 또한, 각각의 유성 기어(46)는 메쉬(60)를 통해 링 기어(48)와 맞물린다. 링 기어(48)는 링 기어 하우징(52)에 장착된다.

일 실시예에서, 링 기어 커플링(52)은 기계적 그라운드에 링 기어 하우 징(50)을 접합하여 링 기어의 회전을 방지한다. 유성 기어(46)가 비회전식 링 기어(48) 및 회전식 일체형 태양 기어(56)와 맞물리기 때문에, 유성 기어(46)는 축(66)을 중심으로 회전할 뿐만 아니라 일체형 태양 기어(56)를 선회시켜, 유성 캐리어(62)가 축(34)을 중심으로 회전되도록 한다. 이는 유성 기어 시스템으로서 통상 언급된다. 유성 캐리어(62)의 운동은 도시되지 않은 임의 적절한 수단에 의해 (도1에 도시된) 팬(22)에 전달된다.

다른 실시예에서, 링 기어(48)는 회전되는 것이 허용되지만, 유성 기어(46)는 세트 포지션에 위치되어 각각의 개별 중심 축을 중심으로 회전된다. 유성 기어(46)를 중심으로 한 일체형 태양 기어(56)의 회전은 링 기어(48)의 회전 운동을 가져온다. 링 기어의 운동은 도시되지 않은 임의 적절한 수단에 의해 (도1에 도시된) 팬에 전달된다. 이런 구조는 별 기어 시스템(star gear system)으로 언급된다. 본 발명의 태양 기어 커플링(40)은 별 기어 시스템 또는 유성 기어 시스템에 제공될 수 있다.

태양 기어 커플링(40)은 비가요성 스핀들(42)과, 적어도 하나의 파상 가요성 섹션(44)을 포함한다. 가요성 섹션(44)은 스핀들(42)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 종방향으로 이격된 다이어프램(70, 72)에 의해 스핀들(42)에 연결되는 원통형 링(68)을 포함한다. 다이어프램(70, 72)과 링(68) 사이의 접합(76) 뿐만 아니라 다이어프램(70, 72)과 스핀들(42) 사이의 접합(74)은, 커플링(42)의 가요성을 향상시키고 접합(74, 76)에서의 응력 집중을 최소화하기 위해 곡선형 단면 프로파일을 갖는다. 단일 가요성 섹션(44)은 일체형 태양 기어(56)와 샤프트(28) 사이의 각도 오정렬(angular misalignment)을 수용하기에 적절하다.

종방향으로 이격된 둘 이상의 가요성 섹션(44)은 평행한 오정렬의 수용, 또는 각 및 평행한 오정렬의 조합을 위해 사용된다. 커플링(40)의 단부에 있는 스핀들(54)은 일체형 커플링(40)의 가요성에 실질적으로 기여하지 않는다. 오히려 일체형 커플링(40)은 파상 섹션(44)으로부터 가요성을 대부분 얻는다. 링(68) 및 스핀들(42)의 비틀림 강성은 종축(34) 중심에서의 비틀림에 대해 커플링(40)에 강성을 제공한다. 또한, 가요성 섹션의 파상 특성은 수직 및 측방향 축 중심에서의 비틀림(즉, 축(34)에 평행한 수직면과 수평면에서의 각 오정렬)과, 세 개의 모든 축 중심에서의 병진 운동에 대해 커플링(40)에 유연성을 제공한다. 따라서, 일체형 커플링(40)은 일체형 태양 기어(56)와 외부 샤프트(28) 사이의 오정렬로 인해 발생되는 힘과 모멘트로부터 기어 열(32)을 격리시키면서 높은 토크를 전달한다.

일체형 커플링 시스템(40)은 태양 기어 구성 요소(78) 및 연결 샤프트(80)를 포함하는 일체형 태양 기어(56)를 포함한다. 일체형 태양 기어(56)는 강(steel) 또는 본 기술 분야에 공지된 적절한 재료로부터 단일 편으로 조립된다. 일체형 태양 기어(56)가 회전하여 스핀들의 부품으로서 작용할 때 연결 샤프트(80)는 중심 종축(34)을 중심으로 회전한다. 일체형 태양 기어(56)은 용접(82, 84, 86) 등에 의해 가요성 섹션(44)과 연결되어 단일 일체형 커플링 시스템(40)을 생성한다. 세 개의 비교적 짧은 길이 섹션으로 도시되어 있지만, 스핀들(42)은 각각의 태양 기어(56), 가요성 섹션(44) 및 샤프트(28) 사이에서 일체형 태양 기어(56)를 구동 샤프트(28)에 연결 가능하게 하는 다양한 크기의 섹션들을 포함하며, 이들 모두는 강 또는 이와 유사한 재료로 제작된다. 일체형 태양 기어(56)는 본 기술 분야에 공지된 대응 스플라인 커플링 샤프트 및 스플라인 기어의 분리 부품에 대한 제조 단계를 배제시킴으로써, 시스템의 복잡성 및 비용을 감소시킨다. 유지 관리 비용의 절감은 스플라인의 마모를 방지하고 기어 열의 오정렬로 인한 기어 열 구성 요소의 파손에 대한 위험성을 감소시켜 기어 열의 신뢰성을 증가시킴으로써 달성된다. 단일 구조는 종래의 다섯 개의 다수 부품 설계에서 단일 부품 설계로 감소시킨다. 일체형 커플링 시스템(40)의 연속 특성은 링(68)에서의 볼트 조임 플랜지 또는 동일한 반경 공간에서 유사한 구조물에 의해 얻어지는 것보다 큰 신뢰성을 제공한다.

일체형 기어 커플링(40)은 시스템의 윤활용 오일을 전달하는 도관으로서 기능하는 출구(92) 및 출구(94)를 갖는 가요성 관형 인서트(90)를 포함할 수 있다. 도시되지 않은 오일은 입구(92)에 공급되고, 일체형 커플링(40)과 인서트(90)의 회전에 의해 반경 방향 외향으로 원심력을 받게 되고, 이에 따라 오일은 인서트(90)의 내측 표면(96)에 막을 형성한다. 전방 및 후방 스탠드오프(98, 100) 각각은 인서트(90)의 주연부 둘레에 링을 형성하여 일체형 커플링(40) 내에서 반경 방향으로 이를 지지한다. 인서트(90)는 (도시되지 않은) 커플링(40)에 인서트(90)를 고정하기 위한 스냅 링 또는 다른 적절한 수단에 의해 소정 위치에서 종방향으로 유지된다. 스탠드오프(98, 100)의 표면(102, 104) 각각은 일체형 커플링(40)의 내측벽(106)을 따라 굴림 운동을 촉진하고 이의 가요성에 저항하지 않도록 하기 위해 구형이다. 또한, 각각의 구형 표면은 홈을 포함하며, 상기 홈 내에는 밀봉 링이 배치되어 (도시되지 않은) 파상 섹션(44)으로의 오일 누출을 방지한다.

각각의 파상 섹션(44)과 관련된 엘보(108)의 군은 인서트(90)의 벽을 통해 연장됨에 따라, 각각의 파상 섹션(44)의 내부는 도시되지 않은 가요성 광학 기구에 의해 용이하게 감시될 수 있다. 광학 기구는 커플링을 따라 종방향으로 삽입되어 엘보(108)의 입부(110)로 삽입된다. 또한, 기구의 삽입은 기구가 엘보(108)의 윤곽을 따라 반경 방향 외향으로 굴곡되며, 이에 따라 링(68) 및 다이어프램(70, 72)의 내부가 용이하게 관찰될 수 있도록 한다. 각 엘보(108)의 입부(110)는 인서트(90)의 내측 표면(96)으로부터 반경 방향으로 이격되어 있다. 이는 오일 막이 회전 불균형을 야기할 수 있는 파상 섹션(44) 내부로 원심 분리되고 입부(110)에 의해 포획되지 않도록 한다. 일 실시예에서, 세 개의 엘보(108)가 각각의 파상 섹션(44)에 사용되지만, 둘 또는 그 이상 개수의 엘보가 불균형을 방지하기 위해 인서트의 주연부 둘레에 균일한 간격으로 분배되도록 제공되어 사용될 수 있다.

도3은 본 발명의 파상 가요성 섹션(44)의 단면도이다. 가요성 섹션(44)은, 스핀들(42)의 직경보다 큰 직경을 가지며 종방향으로 이격된 다이어프램(70, 72)에 의해 스핀들(42)에 연결된 원통형 링(68)을 포함한다. 다이어프램(70, 72)은 평평한 내측 직선 에지(112, 114)와, 비대칭 쌍곡선 외측 에지(116, 118)를 각각 포함한다. 직선 에지(112, 114)는 커플링의 제조 비용을 절감시킨다. 종래 기술에서, 다이어프램(70, 72)은 대칭 및 쌍곡선 프로파일을 생성하기 위해 다이어프램(70, 72)의 양 측부로부터 재료를 동시에 그리고 동일하게 제거함으로써 제조된다. 통상적으로, 벤딕스 코포레이션(Bendix Corporation)사에 제조된 기계와 같은 특수 기계가 사용된다. 본 발명의 일체형 커플링(56)에 있어서는, 특수 기계 또는 기구가 요구되지 않으며, 통상의 기계가공 공정이 다이어프램(70. 72)을 조립하기 위해 사용된다. 가요성 섹션(44)의 제조에서, 평탄한 에지(112, 114)가 먼저 기계 가공될 것이다. 그 다음, 평탄한 에지(112, 114)는 외측 에지(116, 118)의 테이퍼 가공을 포함하여 후속하는 기계 가공 작동을 위해 다이어프램 섹션을 고정하기 위한 기준점으로서 사용된다.

일 실시예에서, 다이어프램(70, 72)은 상호 유사하고, 이는 부품의 표준화에 따라 비용의 추가 절감을 가져온다. 다이어프램(70, 72)은 용접(84)에 의해 접합된다. 용접(84)은 본 기술 분야에 공지된 전자 빔 용접 또는 이와 유사한 공정 등의 공정에 따라 형성된다. 양호하게는, 용접(84)은 링(68)의 외부에 형성되어 링(68)의 강도를 향상시킨다.

도시된 실시예에서, 링(68)은 평탄한 내측 표면(120) 및 쌍곡선 외측 표면(122)을 포함한다. 윤활 시스템에서, 각각의 링(68)의 주연부 둘레에 분포된 배수구(124)는 파상 섹션(44)의 내부로 누출되는 임의 오일의 배출을 가능하게 하여, 오일이 이에 축적되는 것과 일체형 커플링(40)의 회전 불균형을 방지한다. 또한, (도시되지 않은) 엘보의 군은 전술한 바와 같이 각각의 파상 가요성 섹션(44)과 관련되어 있다. 엘보는 각각의 파상 섹션(44)의 내부가 응력 파괴 또는 이와 유사한 결점의 신호에 대한 관찰 또는 용접을 검사하기 위한 가요성 광학 기구에 의해 용이하게 검사되는 것을 가능하게 한다.

쌍곡선 외측 표면(122)은 균형 림(126)을 포함한다. 균형 림(126)은 일체형 커플링 시스템(40)의 균형을 가능하게 하는 기계 가공과 같은 공정에 의해 제거될 수 있는 잉여 재료이다. (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 내측 표면(120)은 커플링 시스템(40)의 균형을 위해 내측 표면으로부터 재료의 제거를 허용하기 위해 쌍곡선 프로파일 또는 이와 유사한 임의 형상을 포함할 수도 있다.

파상 가요성 섹션(44)은 도3에 도시된 이하 설계 파라미터 변수들을 포함한다.

Ra: 다이어프램 외측 반경

Rb: 다이어프램 내측 반경

Ta: 외측 반경 두께

Tb: 내측 반경 두께

Ro: 외측 링 반경

Ri: 내측 링 반경

Rs: 샤프트/다이어프램 필렛 반경

일 실시예에서, 상기 변수들은 이하 설계 파라미터에 따라 파상 가요성 섹션(44)를 제조하기 위해 사용된다.

Rb/Ra < 0.6

2 < Tb/Ta < 3.5

Ri > 2 * Ta

Ro > 2 * Ri

Rs > 2 * Tb

상기 설계 파라미터는 에피사이클릭(epicycle) 기어 열의 일체형 커플링 시스템(40)이 이런 시스템에서 통상적인 결합축, 측방향 및 각도 오정렬을 수용함과 동시에 시스템에 토크에 대한 전달을 가능하게 한다. 일체형 커플링 시스템(40)은 비대칭으로 테이퍼 가공된 윤곽 프로파일을 통해 나사형 태양 기어 오정렬로부터 스플라인 시스템을 격리시킨다. 일체형 커플링 시스템(40) 주 제어 설계 파라미터의 두께 및 반경비는 기재된 바와 같다. 도2에 도시된 다이어프램 세트는 에피사이클릭 기어 열의 편의 및 샤프트 시스템의 오정렬로부터 스플라인 시스템을 격리하기 위해 다른 반경 치수일 수 있다. 따라서, 전체 시스템은 스플라인의 마모가 발생될 경향이 없기 때문에 신뢰성을 가지며 향상되고, 에피사이클릭 기어박스는 오정렬 하에서 작동할 수 있다.

본 발명이 양호한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 기술분야의 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남 없이 변경 및 변형될 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명은 유성 기어 열의 구성 요소를 외부 장치에 연결함과 동시에 이들 사이의 오정렬을 수용하는 간단하고 신뢰성 있는 커플링 시스템을 제공하여 종래의 단점들을 해소한다.

Claims

샤프트에 의해 구동되는 유성 기어 열이며,

태양 기어와,

링 기어와,

유성 캐리어에 회전식으로 장착되고 태양 기어 및 링 기어와 맞물리는 복수개의 유성 기어와,

샤프트에 태양 기어를 연결하는 태양 기어 커플링을 포함하며,

태양 기어 커플링은 태양 기어와 샤프트 사이의 오정렬을 수용하기 위해 스핀들에 접합되는 적어도 하나의 파상 가요성 섹션을 가지며, 파상 가요성 섹션은 샤프트의 중심 축에 대체로 수직이고 외측 링 부재에 의해 접합되는 대체로 평행한 두 개의 내부 벽을 포함하는 유성 기어 열.
제1항에 있어서, 태양 기어는 태양 기어 커플링에 용접되어 단일 구조를 형성하는 유성 기어 열.
제1항에 있어서, 태양 기어는 샤프트부로부터 동심원 형태로 연장하는 기어부를 포함하는 유성 기어 열.
제1항에 있어서, 대체로 평행한 내측 벽에 대응하는 외측 벽은 쌍곡선 단면 프로파일을 형성하는 유성 기어 열.
제1항에 있어서, 파상 가요성 섹션은 용접 공정에 의해 함께 접합되는 네 개의 균일한 크기의 구성 요소를 포함하는 유성 기어 열.
제1항에 있어서, 각각의 외측 링 부재는 대체로 평행한 벽에 대체로 수직한 내부 표면과, 단면이 쌍곡선인 외부 표면을 포함하는 유성 기어 열.
제1항에 있어서, 파상 가요성 섹션의 각각의 에지 부재는 오일 배출구를 포함하는 유성 기어 열.
일체형 태양 기어 및 커플링 조립체이며,

태양 기어와,

전단부에서 태양 기어에 연결되고 후단부에서 유성 기어 열의 샤프트에 연결되는 스핀들을 포함하고,

스핀들은 태양 기어와 샤프트 사이의 오정렬을 수용하기 위한 적어도 하나의 파상 가요성 섹션을 갖고, 가요성 섹션은 스핀들의 인접 섹션의 직경보다 큰 직경을 갖는 원통형 링을 포함하고 종방향으로 이격된 두 개의 다이어프램에 의해 스핀들에 접합되며,

다이어프램과 스핀들 사이의 접합부는 가요성을 향상시키고 응력 집중을 최 소화하기 위해 다이어프램의 외측에서의 단면이 굴곡되고, 다이어프램의 내측은 샤프트의 중심 축에 수직인 직선 에지여서, 다이어프램 벽의 비대칭 윤곽이 얻어지는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제8항에 있어서, 태양 기어는 태양 기어 커플링에 용접되어 단일 구조를 형성하는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제8항에 있어서, 태양 기어는 샤프트부로부터 동심원 형태로 연장하는 기어부를 포함하는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제8항에 있어서, 대체로 평행한 내측 벽에 대응하는 외측 벽은 쌍곡선 단면 프로파일을 형성하는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제8항에 있어서, 파상 가요성 섹션은 함께 접합되는 네 개의 균일한 크기의 구성 요소들을 포함하는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제12항에 있어서, 네 개의 균일한 크기의 구성 요소는 용접 공정에 의해 접합되는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제8항에 있어서, 각각의 외측 링 부재는 대체로 평행한 벽에 대체로 수직하 는 내부 표면과, 단면이 쌍곡선인 외부 표면을 포함하는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
제8항에 있어서, 파상 가요성 섹션의 각각의 에지 부재는 오일 배출구를 포함하는 일체형 태양 기어 및 커플링 조립체.
태양 기어를 포함하는 일체형 커플링 시스템을 구성하는 방법이며,

태양 기어 구성 요소와 연결 샤프트를 포함하는 일체형 태양 기어를 제공하는 단계와,

기준점으로서 사용하기 위해 제1 다이어프램에 제1 직선 평탄 내측 에지를 기계 가공하는 단계와,

직선 평탄 에지를 고정하는 단계와,

제1 다이어프램에 테이퍼 가공된 외측 에지를 기계 가공하는 단계와,

일체형 태양 기어에 제1 다이어프램을 용접하는 단계를 포함하며,

평탄 내측 에지는 연결 샤프트의 중심 축에 대체로 수직인 일체형 커플링 시스템을 구성하는 방법.
제16항에 있어서,

기준점으로서 사용하기 위해 제2 다이어프램에 제2 직선 평탄 내측 에지를 기계 가공하는 단계와,

제2 직선 평탄 에지를 고정하는 단계와,

제2 다이어프램에 테이퍼 가공된 외측 에지를 기계 가공하는 단계와,

링이 형성되도록 제2 다이어프램에 제1 다이어프램을 용접하는 단계를 더 포함하며,

제2 직선 평탄 내측 에지는 제1 직선 평탄 내측 에지에 대체로 평행한 일체형 커플링 시스템을 구성하는 방법.
제17항에 있어서,

제1 직선 에지에 수직인 직선 에지를 기계 가공하는 단계와,

제2 직선 에지에 수직인 직선 에지를 기계 가공하는 단계를 더 포함하는 일체형 커플링 시스템을 구성하는 방법.
제18항에 있어서, 일체형 커플링 시스템의 균형을 맞추기 위해 링의 외측 에지의 일 부분을 기계 가공하는 단계를 더 포함하는 일체형 커플링 시스템을 구성하는 방법.
제16항에 있어서, 일체형 커플링 시스템은 기어 열 내에서 샤프트와 태양 기어 사이의 오정렬을 수용하기 위한 적어도 하나의 파상 가요성 섹션을 포함하는 일체형 커플링 시스템을 구성하는 방법.