KR20120003032U - 전단 일체형 원동고무를 갖는 2단 감쇄 동력전달 커플링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 2단 감쇄구조를 갖도록 하여 저속회전에서 기어의 래틀 사운드(rattle sound)를 저감시켜 주는 2단 감쇄구조를 갖는 동력전달 커플링에 관한 것으로서, 본 고안자가 실용신안 출원 등록(20-0198211)한 구성을 적극적으로 개량 고안한 것이다.
즉, 본 고안은 구동체의 플라이휠(1)과 연결되는 드라이빙링(2)과, 상기 드라이빙링(2)에 고정 설치되는 플레이트(3)로 구성되는 드라이빙링유니트(5)와; 플레이트(3)의 후면부에 설치되며 종동체와 연결되는 스파이더(6)와, 상기 스파이더(6)에 방사상으로 다수개 고정되는 하드(hard)한 특성을 갖는 라바블럭(8)으로 이루어지며, 상기 라바블럭(8)은 플레이트(3) 상간에서 초기치가 약 6~10°정도의 틈새를 유지토록 구성한 스파이더유니트(9)와; 상기 드라이빙유니트(5)에 저속 운동력을 제공할 수 있도록 스파이더(6)에 결합된 전달판(11)에 플렉시블한 소재로 이루어지는 원동고무(13)를 결합하는 2단 감쇄구조를 갖는 동력전달 커플링에 있어서; 상기 전달판(11)에 결합되는 플렉시블한 소재로 이루어지는 원동고무(13)는 스파이더와 면접되는 넓은 접지면을 갖는 전단일체형의 링 타입으로 구성한 것이다.

Description

전단 일체형 원동고무를 갖는 2단 감쇄 동력전달 커플링{A coupling device for power transmission having adouble attenuation structure and shear all-in-one prime rubber}

본 고안은 2단 감쇄구조를 갖도록 하여 저속회전에서 기어의 래틀 사운드(rattle sound)를 저감시켜 주는 2단 감쇄구조를 갖는 동력전달 커플링에 관한 것으로서, 본 고안자가 실용신안 출원 등록(20-0198211)한 구성을 적극적으로 개량 고안한 것이다.

통상 구동체(엔진)와 종동체(감속기) 사이를 연결하는 수단인 동력전달 커플링은 고무 또는 스플라인 및 볼트로 인한 강체(rigid) 커플링으로 구성되어 있다.

이러한 커플링은 구동체가 모터인 경우는 큰 문제가 없으나 엔진의 경우는 문제가 달라진다. 즉, 엔진은 구조상 저속(아이들링 상태, 600~800rpm)에서 회전 각속도 변위가 커 종동축에 구성되는 기어들의 의한 소음이 발생한다.

고속(1,000 rpm)에서는 플라이휠 효과 등으로 회전 각속도 변위가 작아 종동체의 기어소음이 발생하지 않는다.

문제는 바로 저속에서 발생하는 소음으로 인해 종동체의 수명단축 및 소음 등으로 인하여 심각한 문제가 우려되었던 것이다.

특히, 선박의 동력전달은 엔진에서 발생하는 동력을 감속기를 거쳐 프로펠러로 전달하게 되어 있다. 현재는 엔진과 감속기를 고무를 이용한 커플링으로 구성하고 있는바, 이러한 경우 엔진의 특성상 아이들링 회전수에서는 플라이휠이 있어도 회전 변위가 커서 감속기어들에 의한 소음이 일어나고 있다.

선박(어선의 경우) 조업 중에는 엔진이 아이들링 상태에 있는 경우가 많으므로 감속기의 소음으로 인한 문제가 제기되고 있다.

그래서 작업자의 환경 및 감속기의 내구성 문제도 함께 고려해 볼 때 심각한 문제가 아닐 수 없다.

종래 이러한 문제를 해소하기 위해서는 감속기 제조사에서 기어들의 정밀 가공을 통해 소음을 다소 저감시키나 근본적으로는 소음을 제거할 수는 없었다. 이로 인하여 감속기 제조사에서 품질비용으로 많은 금액이 지불되고 있는 실정이다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서 본 고안자는 회전각도 범위가 큰 저속 아이들링 상태에서 1단 고무의 감쇄로 회전 각속도 변위를 줄여 종동축에서 발생하는 소음을 저감할 수 있도록 구성한 2단 감쇄구조를 갖는 동력전달 커플링을 실용신안 출원하여 등록(20-0198211)한 바 있다.

상기한 실용신안등록된 2단 감쇄구조를 갖는 동력전달 커플링의 특징은 구동체와 종동체 상간을 연결하는 동력전달용 커플링에 있어서; 상기 커플링은 구동체와 연결되는 드라이빙링유니트와, 종동체에 연결되는 스파이더유니트로 분할 구성되고; 상기 드라이빙링유니트는 구동체의 플라이휠과 연결되는 드라이빙링과, 상기 드라이빙링에 고정 설치되는 플레이트, 상기 플레이트의 후면부에 연결 고정되는 요입부를 가진 블록을 구비하며; 상기 스파이더유니트는 플레이트의 후면부에 설치되며 종동체와 연결되는 스파이더와, 상기 스파이더에 방사상으로 다수개 고정되는 하드(hard)한 특성을 갖는 라바블럭으로 이루어지며, 상기 라바블럭은 플레이트 상간에서 초기치가 약 6~10°정도의 틈새를 유지토록 하며, 상기 스파이더에는 부시와 리머볼트로 전달판을 결합하여 상기 전달판에는 플렉시블한 소재로 이루어지는 원동고무를 상기 드라이빙유니트의 블록과 조립 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 동력전달 커플링은 저속 운동시(저토크 전달시) 1단 원동고무에 의한 동력 전달만 이루어지고 2단 라바블록으로 동력이 전달되지 않으며, 반대로 고속 운동시(고토크 전달시) 1단 원동고무는 전달토크 범위를 넘어 그 형상이 찌그러진 상태이며, 2단 라바블록에 의해 동력이 전달된다.

그러나 상기한 작동이 반복되는 과정에서 원동고무가 압축형태로 비틀리게 되고, 비틀림 각도가 커짐에 따라 전단력에 의해 원동고무의 내구성이 저하되는 등의 문제점이 발생하였다.

대한민국 실용신안등록 제0198211호, 공고일자 2000년 10월 02일

이에 본 고안자는 상기한 문제점을 해결코자 본 고안을 안출한 것으로서, 본 고안에서는 회전 각속도 변위가 큰 저속 아이들링 상태에서 1단 고무의 감쇄로 회전 각속도 변위를 줄여 종동체에서 발생하는 소음을 저감할 수 있는 수단을 제공할 수 있도록 본 고안자가 실용신안 출원 등록(20-0198211)한 구성을 적극적으로 개량 고안함에 기술적 과제를 두고 본 고안을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 고안은 구동체가 엔진의 경우에 부착되는 종동체(감속기)의 기어소음을 저감시켜 주는 동력전달 커플링에 관한 것으로서, 엔진이 고속에서는 소음이 나지 않고 아이들링 상태에서는 소음이 발생하는 것을 파악하고 회전 각속도 변화가 기어의 소음발생에 주원인임을 착안하여 본 고안을 완성한 것으로 특히 저속 아이들링 상태에서 동력을 전달하는 원동고무를 전단 일체형의 링 타입으로 형성하여 내구성을 개선되게 하였다.

본 고안에서 제공하는 전단 일체형 고무를 갖는 2단 감쇄 동력전달 커플링은 엔진으로 구동되는 모든 종동체(감속기, 건설기기 등)의 아이들링 상태에서의 기어소음(rattle sound)을 저감시킬 수 있도록 구동체와 연결되는 드라이빙유니트와 종동체와 연결되는 스파이더유니트 상간에 플레이트가 조립 설치되는 플렉시블한 소재의 1단 원동고무를 조립하여 회전 각속도 변위가 큰 저속에서 상기 원동고무가 감쇄작용을 하여 기어의 소음을 저감토록 하고, 고속에서는 스파이더유니트에 방사상으로 다수개 조립된 2단 라바블록이 동력을 전달할 수 있도록 함으로서 회전각속도 변화가 큰 구간에서 커플링에 있는 플렉시블한 1단 원동고무를 이용하여 감쇄시켜 회전 각속도 범위를 줄여주는 효과를 얻어 감속기의 소음을 저감시킬 수 있는 것이며, 소음문제 및 기기들의 수명을 대폭 연장시켜 줄 수 있는 등 그 효과 및 응용분야가 크게 기대되는 매우 유용한 고안이다.

또한 본 고안은 1단 원동고무가 전단일체형의 링 타입으로 구성되어 있어 원동고무의 내구성이 향상되므로 원동고무로 인한 각종 문제점을 일소할 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안이 적용된 2단 감쇄 동력전달 커플링의 일 실시예를 보인 사시도
도 2는 본 고안이 적용된 2단 감쇄 동력전달 커플링의 단면도
도 3은 본 고안이 적용된 2단 감쇄 동력전달 커플링의 작용상태도

이하에서 본 고안에서 제공하는 전단 일체형 고무를 갖는 2단 감쇄 동력전달 커플링의 구성을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 고안이 적용된 2단 감쇄 동력전달 커플링의 일 실시예를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 고안이 적용된 2단 감쇄 동력전달 커플링의 단면도, 도 3은 본 고안이 적용된 2단 감쇄 동력전달 커플링의 작용상태도를 도시한 것이다.

본 고안에서 제공하는 전단 일체형 고무를 갖는 2단 감쇄 동력전달 커플링(1)의 기본 구성은 본 고안자가 실용신안 출원 등록(20-0198211)한 것을 적극적으로 개량 고안한 것으로서, 그 특징은 원동고무를 전단 일체형의 링 타입으로 형성한 것이다.

본 고안은 엔진(미도시)의 플라이휠(2)과 연결되는 드라이빙링(3)과, 상기 드라이빙링(3)에 수개의 고정볼트(3a)에 의해 고정 설치되는 플레이트(4)로 드라이빙링유니트(5)가 구성되고, 드라이빙링유니트(5)는 엔진과 연결되어 엔진의 동력을 전달받아 구동이 이루어지게 된다.

상기 드라이빙링유니트(5)를 구성하는 플레이트(4)의 후면부에 설치되는 스파이더(6)는 동력이 입력되는 샤프트(7a)가 결합된 입력커플링(7)과 연결되며, 스파이더(6)에는 하드(hard)한 특성을 갖는 2단고무, 즉 라바블럭(8)이 방사상으로 다수개 조립된다. 상기 스파이더(6)와 라바블럭(8)은 스파이더유니트(9)를 구성하게 된다. 상기 라바블럭(8)은 플레이트(4) 상간에서 약 7.6°정도의 틈새를 유지하도록 한다.

그리고 스파이더(6)의 중앙부에는 리머볼트(10)에 의해 전달판(11)이 조립의 용이성을 갖고 고정되며, 동력 전달시 금속간 접촉으로 인한 소음을 줄이고자 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 부시(12)가 동시에 조립이 된다.

그리고 드라이빙링유니트(5)와 전달판(11) 사이에는 플렉시블한 소재로 이루어지는 원동고무(13)가 조립된다.

본 고안에서는 특히 전달판(11)에 조립되는 원동고무의 구성을 개량한 것으로서, 원동고무를 전단 일체형인 링 타입으로 구성한 것이다.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 고안은 저속운동시 기어의 래틀 사운드를 저감시킬 수 있는 동력전달 커플링으로 제 기능을 충실히 수행할 수 있는 것으로서, 본 고안의 동력전달 커플링이 저속과 고속에서 어떻게 작용되는 것인지, 이하에 상세하게 설명키로 한다.

저속운동시(저토크 전달시) 커플링의 작용상태는 도 4의 (가)와 같다. 즉, 이러한 경우는 1단 원동고무(13)에 의한 동력전달만 발생하고 있으며, 2단 라바블록(8)은 동력전달이 되지 않는다. 이때 1단 원동고무(13)는 전단 일체형인 링 타입의 플렉시블 소재로 이루어지므로 회전변위가 큰 경우는 이 원동고무(13)에 의해 감쇄되므로 상대적으로 구동체의 회전변위를 줄여주는 효과를 발생하게 된다.

그리고 도 3의 (나)는 고속운동시(고토크 전달시) 동력전달 커플링의 운동 상태를 나타낸 것으로, 이때는 1단 원동고무(13)는 전달토크 범위를 넘어 그 형상이 찌그러진 상태이며, 2단 라바블록(8)에 의해 동력을 전달하게 되는데, 1단 원동고무가 전단 일체형인 링 타입으로 형성되는 것으로, 전단력으로 원주상으로 분산되는 구성으로 안정된 작동을 보장할 수 있고, 또한 원동고무의 전단에 의한 손상을 최소화 할 수 있는 것이다.

따라서 고속에서는 구동체의 회전변위가 작아 기어의 소음을 발생하지 않으며, 고 마력의 운동을 전달하여야 하므로 다수개의 하드(hard)한 성질을 갖는 2단 라바블록(8)이 구동력을 전달하게 되는 것이다.

1:(2단 감쇄구조를 갖는) 동력전달 커플링
2:플라이휠 3:드라이빙링
3a:고정볼트 4:플레이트
5:드라이빙링유니트 6:스파이더
7:감속기 8:라바블럭
9:스파이더유니트 10:리머볼트
11:전달판 13:원동고무

Claims (1)

1. 구동체의 플라이휠(2)과 연결되는 드라이빙링(3)과, 상기 드라이빙링(3)에 고정 설치되는 플레이트(4)로 구성되는 드라이빙링유니트(5)와;
   플레이트(4)의 후면부에 설치되며 종동체와 연결되는 스파이더(6)와, 상기 스파이더(6)에 방사상으로 다수개 고정되는 하드(hard)한 특성을 갖는 라바블럭(8)으로 이루어지며, 상기 라바블럭(8)은 플레이트(4) 상간에서 초기치가 약 6~10°정도의 틈새를 유지토록 구성한 스파이더유니트(9)와;
   상기 드라이빙유니트(5)에 저속 운동력을 제공할 수 있도록 스파이더(6)에 결합된 전달판(11)에 플렉시블한 소재로 이루어지는 원동고무(13)를 결합하는 2단 감쇄구조를 갖는 동력전달 커플링(1)에 있어서,
   상기 전달판(11)에 결합되는 플렉시블한 소재로 이루어지는 원동고무(13)는 스파이더와 면접되는 넓은 접지면을 갖는 전단일체형의 링 타입으로 구성한 것을 특징으로 하는 전단 일체형 원동고무를 갖는 2단 감쇄 동력전달 커플링.

Images