KR20200064438A - Rigid connection structure of shaft coupling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 축 커플링에 있어 샤프트와 플랜지 상호 간의 결합 구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 플랜지와 샤프트 상호 간의 결합력을 현저히 증진시켜 고속으로 회전하는 샤프트가 장시간 동안 매우 안정적인 작동을 담보할 수 있는 축 커플링의 개선된 결합구조에 관한 것이다.The present invention relates to a coupling structure between a shaft and a flange in an axial coupling, and more specifically, a shaft capable of ensuring a very stable operation for a long time by a shaft rotating at high speed by remarkably enhancing the coupling force between the flange and the shaft. It relates to an improved coupling structure of the coupling.
풍력발전기 등에 있어 증속기와 발전기 사이에 위치하여, 구동부인 증속기로부터 전달되는 고속의 회전력을 피동부인 발전기로 전달하는 매개체가 축 커플링이다. 일반적으로 축 커플링은 증속기 및 발전기 각각과 연결되는 플랜지를 마련하고, 이들 플랜지 각각을 일정 길이의 샤프트로 연결하는 구조를 가진다.In a wind power generator or the like, a medium coupling is located between a speed increaser and a generator, and a medium for transmitting a high-speed rotational force transmitted from the speed increaser, which is a driving part, to a generator that is a driven part. In general, the shaft coupling has a structure in which a flange is connected to each of the gearbox and the generator, and each of these flanges is connected to a shaft of a certain length.
근자 이러한 구조의 축 커플링에 있어서 샤프트는 고속의 회전력을 장시간 안정적으로 전달해야 하는데, 근자 샤프트의 소재로 그 중량 자체는 가벼우면서도 일정 수준 이상의 고강도를 오랜 시간동안 유지할 수 있음은 물론 비틀림이나 휨 변형이 발생하는 경우 자체 변형을 통해 보상이 가능한 유리섬유강화 플라스틱(GFRP, glass fiber reinforced plastics)이 각광받고 있다.In the shaft coupling of this structure, the shaft must stably transmit a high-speed rotational force for a long time. As a material of the root shaft, the weight itself is light, and it can maintain a high strength over a certain level for a long time, as well as torsion or bending deformation. When this occurs, glass fiber reinforced plastics (GFRP), which can be compensated through self-deformation, are in the spotlight.
한편, 축 커플링에 있어 증속기 및 발전기 각각과 직접 연결되는 플랜지는 주로 철과 같은 금속소재로 이루어지는데, 금속 재질로 이루어지는 플랜지와 합성수지 재질로 이루어지는 샤프트의 이질적인 특성을 감안하여, 관련 업계에서는 접착제를 이용하여 플랜지와 샤프트 상호 간을 결합하는 방식을 사용하고 있다.On the other hand, in the shaft coupling, the flange directly connected to each of the gearbox and the generator is mainly made of a metal material such as iron. Considering the heterogeneous characteristics of a flange made of a metal material and a shaft made of a synthetic resin material, adhesives in related industries It uses the method of coupling between the flange and the shaft by using.
그런데, 이처럼 샤프트와 플랜지 상호 간을 단순히 접착제로서 결합하게 되면, 장시간 주변의 온도 변화에 노출됨에 따라 접착제의 결합력이 저하되는 문제가 있으며, 플랜지를 통해 샤프트에 강한 토크가 전달되는 경우 샤프트 자체가 방사상으로 벌어지며 플랜지와 분리되는 현상이 발생하여 장치 자체가 파손되는 심각성이 있었다.However, if the shaft and the flange are simply bonded to each other as an adhesive, there is a problem in that the adhesive force of the adhesive decreases as it is exposed to a change in ambient temperature for a long time. When a strong torque is transmitted to the shaft through the flange, the shaft itself is radial. There was a serious phenomenon that the device itself was broken due to the phenomenon of separation from the flange.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 합성수지 복합재료로 이루어지는 샤프트와 금속 재질의 플랜지 상호 간의 결합 방식을 개선하여 장시간 안정적인 작동을 담보할 수 있는 축 커플링의 개선된 결합구조를 제공함에 있다.The present invention has been proposed to improve the problems of the prior art, and the object of the present invention is to improve the coupling method between a shaft made of a synthetic resin composite material and a flange made of a metal material, and to secure a stable operation for a long time. It is to provide an improved coupling structure of.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 중앙 부위에 형성되는 제1관통공(11), 일측 부위에 환형으로 일정 수직높이로 돌출되는 제1결합단(12), 제1결합단(12) 내부에 환형을 이루며 일정 깊이로 형성되는 제1삽입홈(13)이 구비되는 제1플랜지(10); 중앙 부위에 형성되는 제2관통공(21), 타측 부위에 환형으로 일정 수직높이로 돌출되는 제2결합단(22), 제2결합단(22) 내부에 환형을 이루며 일정 깊이로 형성되는 제2삽입홈(23)이 구비되어, 제2결합단(22)이 제1결합단(12)과 대향하며 제1플랜지(10)와 일정간격 이격되어 위치하는 제2플랜지(20); 일정 직경을 가지는 관 구조로 이루어지며, 일단 부위의 제1삽입단(32)은 제1삽입홈(13)에 삽입되고, 타단 부위의 제2삽입단(36)은 제2삽입홈(23)에 삽입되는 샤프트(30); 제1삽입홈(13)의 내면과 제1삽입단(32)의 외면 사이 및 제2삽입홈(23)의 내면과 제2삽입단(36)의 외면 사이 각각에 충전되는 접착제(40);을 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention, the first through-hole 11 formed in the central portion, the
상기 제1, 2플랜지(10, 20) 각각의 제1, 2삽입홈(13, 23) 각 내면에는 복수 개의 제1, 2홈(14, 24) 각각이 형성되고, 상기 샤프트(30)의 제1, 2삽입단(32, 36) 각각의 외면에는 상기 제1, 2홈(14, 24) 각각에 대응하는 복수 개의 제1, 2돌출단(33, 37) 각각이 형성될 수 있다.A plurality of first and
본 발명은 플랜지와 샤프트를 결합함에 있어 단순히 접착제를 매개하는 방식이 아니라, 각 플랜지의 결합단 내부에 삽입홈을 형성하고 샤프트의 양단 부위 삽입단을 접착제를 매개하여 각 플랜지의 삽입홈에 삽입하여 고정하는 방식을 제안함으로써, 플랜지와 샤프트 상호 간의 결합력을 증진시켜 샤프트가 장시간 동안 매우 안정적으로 작동할 수 있도록 해준다. The present invention is not simply a method of mediating the adhesive in joining the flange and the shaft, but by forming an insertion groove inside the coupling end of each flange and inserting the insertion ends of both ends of the shaft into the insertion groove of each flange through the adhesive. By suggesting a fixing method, the coupling force between the flange and the shaft is enhanced, so that the shaft can operate very stably for a long time.
도 1은 본 발명에 따른 축 커플링의 개략적인 사시구성도.
도 2는 본 발명에 따른 축 커플링의 개략적인 일 단면구성도.
도 3은 본 발명에 따른 축 커플링의 개략적인 다른 단면구성도.1 is a schematic perspective configuration diagram of an axial coupling according to the present invention.
Figure 2 is a schematic cross-sectional configuration of the shaft coupling according to the present invention.
Figure 3 is another schematic cross-sectional configuration of the shaft coupling according to the present invention.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the detailed description of the embodiments of the present invention, there is no direct relationship with the technical features of the present invention, or it is common in the technical field to which the present invention pertains. Details that are apparent to those who have knowledge of will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 축 커플링의 개략적인 사시구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 축 커플링의 개략적인 일 단면구성도이다. 각 도면에 개시된 것과 같이 본 발명은, 제1, 2플랜지(10, 20), 샤프트(30), 접착제(40)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.1 is a schematic perspective view of an axial coupling according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of an axial coupling according to the present invention. As disclosed in each drawing, the present invention is characterized by including the first and
제1플랜지(10)는 미도시된 증속기의 샤프트 클램프와 연결되는 부분으로, 금속 재질로 이루어지며, 제1관통공(11), 제1결합단(12) 그리고 제1삽입홈(13)이 구비된다.The
제1관통공(11)은 제1플랜지(10)의 중앙 부위에 형성된다. 제1결합단(12)은 제1플랜지(10)의 일측 부위에 환형으로 형성되며, 일정 수직높이로 돌출된다. 제1삽입홈(13)은 제1결합단(12)의 내부에 환형을 이루며 일정 깊이로 형성된다.The first through hole 11 is formed in the central portion of the
제2플랜지(20)는 미도시된 발전기의 샤프트 클램프와 연결되는 부분으로 금속 재질로 이루어지며, 제1플랜지(10)와 유사하게 제2관통공(21), 제2결합단(22), 제2삽입홈(23)이 구비되고, 제2결합단(22)이 제1결합단(12)과 대향하며 제1플랜지(10)와 일정간격 이격되어 위치한다.The
제2관통공(21)은 제2플랜지(20)의 중앙 부위에 형성된다. 제2결합단(22)은 제2플랜지(20)의 타측 부위에 환형으로 형성되며, 일정 수직높이로 돌출된다. 제2삽입홈(23)은 제2결합단(22)의 내부에 환형을 이루며 일정 깊이로 형성된다. 도면부호 50은 토크 리미터이다.The second through hole 21 is formed in the central portion of the
샤프트(30)는 원통과 같이 일정 직경을 가지는 관 구조로 이루어지며, 그 일단 부위의 제1삽입단(32)은 제1삽입홈(13)에 삽입되고, 타단 부위의 제2삽입단(36)은 제2삽입홈(23)에 삽입된다. 샤프트(30)는 유리강화섬유 플라스틱으로 이루어질 수 있다.The
접착제(40)는 제1플랜지(10)의 제1삽입홈(13) 내면과 샤프트(30)의 제1삽입단(32) 외면 사이, 그리고 제2플랜지(20)의 제2삽입홈(23) 내면과 샤프트(30)의 제2삽입단(36) 외면 사이 각각에 충전된다. The adhesive 40 is between the inner surface of the
접착제는 관련 업계에서 금속과 합성수지와 같이 이종 재질의 접착수단으로 널리 사용하고 있는 접착제 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 샤프트의 제1, 2삽입단 외면에 도포한 상태로 제1, 2삽입홈에 삽입되는 방식으로 이루어질 수 있다.The adhesive can be made of any of the adhesives widely used as a bonding means of dissimilar materials such as metal and synthetic resin in the related industry, and inserted into the first and second insert grooves while being applied to the outer surfaces of the first and second insert ends of the shaft. It can be done in a way.
이처럼, 제1, 2플랜지 각각과 샤프트를 결합함에 있어 단순히 접착제를 매개하지 않고, 제1, 2플랜지 각각의 결합단 내부에 삽입홈을 형성하고 샤프트의 제1, 2삽입단 각각을 제1, 2삽입홈 각각에 삽입하여 고정하면서 접착제를 매개하게 되면, 접착제의 접착력에 삽입단 및 삽입홈 상호 간의 결합력이 부가된다는 점에서 플랜지와 샤프트 상호 간의 결합력은 더욱 증진될 수 있다. As described above, when combining the shafts with the first and second flanges, the insertion grooves are formed inside each of the coupling ends of the first and second flanges, and the first and second insertion ends of the shafts are first and second, respectively. When the adhesive is mediated while being inserted and fixed in each of the two insertion grooves, the coupling force between the flange and the shaft can be further enhanced in that a coupling force between the insertion end and the insertion groove is added to the adhesive force of the adhesive.
한편, 본 발명은 도 3과 같이, 제1, 2플랜지(10, 20) 각각의 제1, 2삽입홈(13, 23) 각 내면에는 복수 개의 제1, 2홈(14, 24)을 형성하고, 샤프트(30)의 제1, 2삽입단(32, 36) 각각의 외면에는 복수 개의 제1, 2돌출단(33, 37)을 형성하는 경우를 배제하지 않는다.On the other hand, the present invention, as shown in Figure 3, each of the first and second flanges (10, 20), each of the first and second insertion grooves (13, 23), each of the inner surface to form a plurality of first and second grooves (14, 24) In addition, the case where a plurality of first and
제1, 2홈(14, 24)은 단순한 홈 형상 외에 그루브와 같은 형상으로 이루어질 수도 있다. 제1, 2삽입홈(13, 23) 및 제1, 2삽입단(32, 36) 각각에 제1, 2홈(14, 24) 및 제1, 2돌출단(33, 37) 각각이 형성되면, 이들 상호 간의 결합력은 접착제(40)을 매개로 더욱 배가될 수 있음은 분명하다.The first and
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.In the above, the present invention has been described in terms of preferred embodiments, but this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented by being modified in various ways, and further, based on the disclosed technical idea, separate technical features are provided. It will be apparent that it can be carried out in addition.
10, 20 : 제1, 2플랜지 11, 21 : 제1, 2관통공
12, 22 : 제1, 2결합단 13, 23 : 제1, 2삽입홈
14, 15 : 제1, 2홈 30 : 샤프트
32, 36 : 제1, 2삽입단 33, 37 : 제1, 2돌출단10, 20: 1st, 2nd flange 11, 21: 1st, 2nd penetration
12, 22: 1st,
14, 15: 1, 2 groove 30: shaft
32, 36: 1st,
Claims (2)
중앙 부위에 형성되는 제2관통공(21), 타측 부위에 환형으로 일정 수직높이로 돌출되는 제2결합단(22), 제2결합단(22) 내부에 환형을 이루며 일정 깊이로 형성되는 제2삽입홈(23)이 구비되어, 제2결합단(22)이 제1결합단(12)과 대향하며 제1플랜지(10)와 일정간격 이격되어 위치하는 제2플랜지(20);
일정 직경을 가지는 관 구조로 이루어지며, 일단 부위의 제1삽입단(32)은 제1삽입홈(13)에 삽입되고, 타단 부위의 제2삽입단(36)은 제2삽입홈(23)에 삽입되는 샤프트(30);
제1삽입홈(13)의 내면과 제1삽입단(32)의 외면 사이 및 제2삽입홈(23)의 내면과 제2삽입단(36)의 외면 사이 각각에 충전되는 접착제(40);을
포함하여 이루어지는 축 커플링의 개선된 결합구조.The first through hole 11 formed in the central portion, the first coupling end 12 protruding at a predetermined vertical height in an annular shape to one side, and the first coupling end 12 formed in an annular shape and formed to a certain depth The first flange 10 is provided with one insertion groove (13);
The second through-hole 21 formed in the central portion, the second coupling end 22 protruding at a predetermined vertical height in an annular shape to the other side, and the second coupling end 22 formed in an annular shape and formed to a certain depth 2, the insertion groove 23 is provided, the second coupling end 22 is opposed to the first coupling end 12 and the second flange 20 is spaced apart a predetermined distance from the first flange 10;
It is made of a tubular structure having a certain diameter, and the first insertion end 32 at one end is inserted into the first insertion groove 13, and the second insertion end 36 at the other end is the second insertion groove 23 The shaft 30 is inserted into;
An adhesive 40 filled between the inner surface of the first insertion groove 13 and the outer surface of the first insertion end 32 and between the inner surface of the second insertion groove 23 and the outer surface of the second insertion end 36; of
Improved coupling structure of axial coupling, including.
상기 제1, 2플랜지(10, 20) 각각의 제1, 2삽입홈(13, 23) 각 내면에는 복수 개의 제1, 2홈(14, 24) 각각이 형성되고, 상기 샤프트(30)의 제1, 2삽입단(32, 36) 각각의 외면에는 상기 제1, 2홈(14, 24) 각각에 대응하는 복수 개의 제1, 2돌출단(33, 37) 각각이 형성되는 것을 특징으로 하는 축 커플링의 개선된 결합구조.According to claim 1,
A plurality of first and second grooves 14 and 24 are formed on the inner surfaces of the first and second insertion grooves 13 and 23 of each of the first and second flanges 10 and 20, respectively, and the shaft 30 A plurality of first and second protruding ends 33 and 37 respectively corresponding to the first and second grooves 14 and 24 are formed on the outer surfaces of the first and second insertion ends 32 and 36, respectively. Improved coupling structure of axial coupling.
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