KR20220078631A - 커플링 - Google Patents

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KR20220078631A
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사이먼 파커
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펑크 커플링즈 리미티드
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Abstract

커플링(1, 2)은, 정렬 시 공통 축을 공유하고 그리고 공통 축에 공통 중심을 갖는, 내부 부재(111) 및 외부 환형 부재(131) 및 중간 환형 부재(121)를 구비한다. 내부 및 중간 환형 부재는 공통 축에 대해 수직인 제2 축을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하도록 구속된다. 중간 환형 부재 및 외부 환형 부재는 공통 축(X) 및 제2 축(Y)에 수직인 제3 축(Z)을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하도록 구속된다. 상기 부재들은 각각의 부재 사이에 갭(103)을 남기도록 이격된다.

Description

커플링
본 발명은 커플링에 관한 것이다.
WO2015/087081(Punk Couplings Limited)은 내부 부재와 외부 환형 부재를 갖는 커플링을 개시 및 청구하였으며, 상기 커플링은:
내부 및 외부 환형 부재 중 하나 또는 둘 모두를 구비하거나 구비하지 않을 수 있는 1개 이상 쌍의 환형 부재를 포함하며, 각각의 쌍은 공통 축을 가진 제1 환형 부재 및 제2 환형 부재이며, 상기 축 상에서 공통 중심을 갖고;
상기 제1 환형 부재는 볼록한 구형 외주부를 갖고;
상기 제2 환형 부재는 제1 환형 부재의 볼록한 외주부가 수용되는 구형의 오목한 내주부를 갖고;
상기 볼록한 외주부와 상기 오목한 내주부는, 중앙을 중심으로 동심이고, 서로 상보적이며, 서로 상호 작용하여 그 사이에 비틀림 축을 따라 작용하는 축방향 하중을 전달하며;
상기 쌍의 환형 부재의 공통 중심으로부터 반경방향으로 배치된 하나 또는 직경방향 대향 쌍의 액슬은, 비틀림 하중을 하나의 환형 부재로부터 다른 하나의 환형 부재로 전달하기 위해 제1 및 제2 환형 부재와 결합하고; 상기 제1 및 제2 환형 부재는 액슬(들)에 의해 하나가 다른 하나에 대해 회전 가능하도록 액슬(들)에 의해 구속된다.
그러한 커플링에서는 상당한 하중이 발생하는 상황에서, 상보 면의 표면에 장기간에 걸친 마모에 대한 우려가 있을 수 있다. 또한, 상보 면 사이의 접촉의 결과로 마찰로 인한 손실은 커플링의 효율에 영향을 미친다.
또한 고무 링 요소의 비틀림 댐핑 특성을 모두 이용하여, 정렬되지 않은 샤프트를 결합할 때 엔진 펄스를 흡수하는 것이 알려져 있지만, 이것은 고무 링 설계에 고유한 면외 '비틀림' 기능을 이용하여 이루어지는 것이다. 그러나 이것은 시스템에 불균형을 초래하고, 극복해야 하는 추가 힘으로 인해 비효율성과 불필요한 응력을 유발하여 시스템에 노이즈/진동을 발생시킨다. 이러한 커플링의 예는 1982년 10월 20일에 공개된 EP0063022A(Dunlop Limited)에서 볼 수 있다. 이러한 커플링에 대한 제한으로 인해, 각도 오정렬은 2°또는 3°로 제한된다.
발명의 공개
본 발명에 따라서, 커플링은:
커플링이 정렬될 때, 공통 축을 공유하고 그리고 공통 축에 공통 중심을 갖는 내부 부재 및 외부 환형 부재 및 중간 환형 부재를 포함하고;
상기 내부 부재는 볼록한 외주부를 갖고, 상기 중간 환형 부재는 내부 부재의 볼록한 외주부가 수용되는 오목한 내주부를 갖고; 상기 내부 부재의 볼록한 외주부와 상기 중간 환형 부재의 오목한 내주부는, 커플링이 정렬될 때, 동일한 공통 축을 갖고; 공통 중심의 반경방향으로 배치된 하나 또는 직경방향 대향 쌍의 제1 액슬(들)은 내부 부재 및 중간 환형 부재와 결합하고, 그리고 상기 내부 부재와 상기 중간 환형 부재는 공통 축에 수직인 제2 축을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하도록 제1 액슬(들)에 의해 구속되며; 그리고
상기 중간 부재는 볼록한 외주부를 갖고, 상기 외부 환형 부재는 중간 부재의 볼록한 외주부가 수용되는 오목한 내주부를 갖고; 상기 중간 부재의 볼록한 외주부 및 상기 외부 환형 부재의 오목한 내주부는 커플링이 정렬될 때 동일한 공통 축을 갖고; 공통 중심에 대해 반경방향으로 배치된 직경방향 대향 쌍의 제2 액슬은 중간 환형 부재 및 외부 환형 부재와 결합하고, 상기 중간 환형 부재와 상기 외부 환형 부재는, 공통 축과 제2 축 모두에 수직인 제3 축을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하도록 제2 액슬에 의해 구속되는 것이며;
특징으로 하는 기술구성은, 상기 내부 부재, 중간 환형 및 외부 환형 부재가 각각의 부재 사이에 갭을 남기도록 이격되어 있는 것이다.
일 실시예에서, 커플링은 공통 중심을 공유하는 그러한 2개의 커플링 중 하나이며, 하나의 커플링의 외부 환형 부재가 다른 하나의 커플링의 내부 부재인 것이다.
다른 실시예에서. 커플링은 내부 부재가 공통 샤프트 주위에 배치되는 2개의 그러한 커플링 중 하나이다. 이 실시예는 표준 칼단(Cardan) 샤프트 커플링에 대한 직접적이고 보다 효율적인 대안이 될 것이다.
마찰 및 마모를 감소시키는 것에 더하여, 본 발명은 환형 부재 쌍의 동심성 유지를 보장하는 추가적인 이점을 갖는 것이다.
제1 및 제2 환형 부재의 구면이 상기 구면에 의해 대부분의 축방향 및 반경방향 하중을 전달하는 WO2015/0087081과는 대조적으로, 본 발명에서는 액슬이 또한 축방향 및 반경방향 하중을 전달한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 커플링은 적어도 하나의 회전 자유도로 결합되어야 하는 임의의 2개의 부품을 결합하는 데 사용될 수 있다. 일부 예는 고정된 구조에 요소를 결합하는 구조적 정적 커플링으로 유용한 것이다. 다른 예는 2개의 회전 요소를 결합하는 회전 가요성 커플링으로 유용한 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 커플링은 각도가 잘못 정렬된 샤프트를 결합하거나, 유니버설 조인트, 등속 조인트, 구동 샤프트를 피동 샤프트에 결합하기 위한 커플링, 그리고 팩 및 피니언 또는 차량 조향 시스템의 동력 조향 액추에이터에 결합하기 위한 커플링으로 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 개발에서, 커플링은 중심 축 주위에 배치된 펄스 댐퍼를 추가로 포함하고, 상기 펄스 댐퍼는 서로 평행하고 대향하는 제1 단부 플레이트 및 제2 단부 플레이트이며, 제1 단부 플레이트는 입력부 또는 출력부에 연결되고 그리고 제2 단부 플레이트는 외부 환형 부재에 연결되고, 상기 단부 플레이트 중 하나는 상기 단부 플레이트 중 다른 하나의 단부 플레이트를 향한 방향으로 그로부터 연장되는 중심축을 중심으로 하는 액슬을 갖고, 상기 단부 플레이트 중 다른 하나는 액슬 주위에서 그로부터 연장되는 튜브를 갖고 그리고 튜브와 액슬 사이에 복수의 베어링용 하우징을 형성하고; 그리고 댐핑 링은 튜브 주위에 서로 등거리로 배치된 짝수개의 디바이더를 구비하고, 상기 디바이더는 그 사이에 엘라스토머 재료를 갖고; 교대 디바이더는 액슬이 연장되는 제1 단부 플레이트에 고정되고, 다른 디바이더는 동축 튜브에 고정된다.
본 발명의 다른 특징 및 실시예는 첨부된 설명 및 청구범위에 기재되어 있다.
본 발명의 실시예를 나타내는 도면의 간단한 설명
도 1은 내부 부재가 공통 액슬을 공유하는 본 발명에 따른 2개의 커플링의 측면도이다.
도 2는 도 1의 커플링을 통한 수직 단면도이다.
도 3은 도 1의 커플링을 통한 단면도이며, 단면은 도 2의 단면과 직교한다.
도 4는 도 1의 커플링 중 하나를 통한 단면도이며, 단면은 도 2 및 도 3의 단면에 직교하는 평면 상에 있다.
도 5는 본 발명을 포함하는 2개의 동심 커플링을 도시한다.
도 6은 펄스 댐퍼를 포함하는 도 1의 오정렬된 커플링의 사시도이다.
도 7은 도 6의 댐핑 링의 사시도이다.
도 8은 도 6의 정렬된 커플링 및 펄스 댐퍼의 축을 통한 단면도이다.
도 9는 도 6의 펄스 댐퍼 만의 분해도이다.
도 10은 도 8의 단면의 평면과 직교하는 평면 상의 도 6의 펄스 댐퍼의 수직 단면도이다.
실시예에 대한 설명
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 2개 예의 커플링(1 및 2)이 칼단 샤프트 대안으로 사용된 샤프트(3)에 의해 연결된 것을 도시한다.
각각의 커플링(1 및 2)은 내부 환형 부재(111), 중간 환형 부재(121), 및 외부 환형 부재(131)를 포함한다. 내부 부재(111)는 중심축(X)이 중앙에 있다. 내부 부재(111)는 볼록한 외주면(112)을 가지며, 외주면은 중심축(X)의 일 지점(C)을 중심으로 하는 볼록한 구형이다.
내부 환형 부재(111)는 샤프트(3)를 수용하기 위한 중앙 구멍(100)을 갖는다. 중앙 구멍(100)은 샤프트(3) 상의 대응하는 키(102)에 의해 맞물리는 키홈(101)을 갖는다. 대안적으로, 샤프트(3)의 단부는 중앙 구멍 주위에서 대응하는 스플라인과 맞물리는 스플라인을 가질 수 있다.
중간 환형 부재(121)는 내부 부재(111)의 볼록한 외주면(112)에 상보적인 구형 세그먼트인 오목한 내주면(123)을 갖는다. 오목한 표면(123)은 또한 지점(C)에 중심을 두고 있다. 직경방향 대향 액슬(114)은 축(X)에 직교하는 제2 축(Y)을 따라 축(X)의 반경방향으로 연장되며, 제2 축(Y)은 지점(C)을 통과한다.
액슬(114)은 내부 부재(111)를 통해 중간 부재 내로 연장되고, 내부 부재(111)를 중간 환형 부재(121)에 결합한다. 액슬(114)은 제2 축(Y)을 중심으로 내부 부재(111)에 대해 회전하도록 중간 환형 부재(121)를 구속한다.
중간 환형 부재(121)는 지점(C)을 중심으로 하는 볼록한 구형의 외주부(122)를 갖는다. 외부 환형 부재(131)는, 오목한 구형으로 중간 부재(121)의 볼록한 외주부(122)에 대해 상보적인 지점(C)을 중심으로 하는 오목한 내주면(133)을 갖는다. 직경방향으로 대향하는 1개 쌍의 액슬(134)은 제3 축(Z)에서 중심 축(X)의 반경방향으로 연장되며, 제3 축(Z)은 축(Y) 및 축(X)에 직교한다. 직경방향 대향 액슬(134)은 중간 환형 부재(121)를 외부 환형 부재(131)에 결합시킨다. 제3 축(Z)은 중심 축(X) 및 제2 축(Y)과 동일한 중심점(C)을 통과한다.
액슬(134)은 중간 환형 부재(121)와 외부 환형 부재(131)를 구속하여 축(Z)을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하게 한다. 액슬(134)은, 내부 부재(111) 및 중간 환형 부재(121)의 상대적 회전과 독립적으로, 중간 환형 부재(121) 및 외부 환형 부재(131)의 상대적 회전을 할 수 있게 한다.
액슬(114)은 중간 부재(121)의 보어(124)에 장착된 캡이 있는 니들 베어링(125)에 의해 지지되고 그리고 내부 부재(111)의 보어(115)에 고정된다.
액슬(134)은 외부 환형 부재(131)의 보어(137)에 고정되고 그리고 중간 환형 부재(121)의 보어(128)에 고정된 캡이 있는 니들 베어링(129)에 의해 지지된다.
부재(111, 121, 131)의 두께는, 내부 부재(111)와 중간 환형 부재(121)의 볼록 및 오목한 외주부 및 내주부(112 및 123) 사이에 작은 갭(103)을 남기도록 선택되고; 그리고 유사하게, 중간 환형 부재(121)와 외부 환형 부재(131) 각각의 볼록 및 오목한 외주부 및 내주부(122 및 133) 사이에 작은 갭(103)을 남기도록 선택된다. 따라서 부재의 내면과 외면은 서로 닿지 않는다. 그러나 고장이 발생하는 경우, 내부 부재와 중간 환형 부재는 커플링(1)의 구조 내에서 유지될 것이다.
로딩 슬롯(104)(도 2에 표시됨)이 제공되어, 내부 부재(111)가 중간 환형 부재(121) 내에 삽입되고 그리고 중간 환형 부재(121)가 외부 환형 부재(131)에 삽입될 수 있다.
캡이 있는 니들 베어링(125 및 129)은 구멍(124 및 128)의 표면에 있는 대응하는 홈(168)과 맞물리는 폐쇄 단부 근처에서 주변부 주위에 끼워진 서클립(circlip)(167)을 갖는다. 서클립(167)은, 커플링(1)이 고속으로 회전하는 동안에 발생하는 원심력에 대하여, 베어링(125 및 129)을 유지하는 데 사용된다. 밀봉부(169)가 베어링(125 및 129)과 액슬(114 및 134) 사이의 갭을 메우도록 배치되어, 베어링으로의 오염 물질의 침입 및 베어링으로부터의 윤활유의 유출을 방지한다.
액슬(134)은 각각, 외부 단부에서 플랜지(140)를 갖는다. 플랜지(140)는 외부 환형 부재(131)의 외부 표면에 있는 시트(141)에 안착된다. 서클립(142)은 플랜지(140)에 대해 내부 주변 보어(137)와 맞물려 액슬(134)을 제자리에 단단히 고정시킨다.
커플링(1)의 외부 환형 부재(131)에는, 구동 또는 피동 샤프트(7)의 단부 플랜지(6)를 통과하는 볼트(5)가 샤프트(7)를 외부 환형 부재(131)에 결합하는 볼트 구멍이 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 구성에서, 커플링(2)의 외부 환형 부재(131)는 또한, 볼트(5)가 제2 구동 또는 피동 샤프트(8)의 단부 플랜지(6)를 통과하여 샤프트(8)를 제2 커플링(2)의 외부 환형 부재(131)에 결합하는 볼트 구멍을 갖는다.
커플링의 하나의 내부 부재가 환형 부재가 아닌, 다른 대안으로, 상기 부재는 보스로부터 다른 커플링의 중앙 구멍으로 연장되는 샤프트(3)를 가진 보스를 구비하는 수형(male) 부재로 형성될 수 있다.
다른 대안으로, 액슬(114 및 134)은 중간 부재(121)가 아니라 내부 및 외부 부재(111 및 131) 각각의 베어링에 의해 지지된다.
도 1 내지 도 5에서, 본 발명의 커플링은 칼단 커플링을 대체하기 위해 공통 샤프트에 의해 연결된 2개의 커플링 중 하나로서 도시되어 있다. 그러나 1 또는 2로 표시된 커플링은 샤프트(3 및 7) 중 하나가 구동 샤프트이고, 다른 하나가 피동 샤프트인 경우, 단독으로 사용할 수 있다. 또 다른 대안으로, 샤프트에 볼트로 고정되는 것이 아니라, 다른 환형 부재가 다른 회전 가능한 장치에 연결될 수 있다.
2개의 커플링(1 및 2)이 도 1과 같이 샤프트(3)에 의해 연결되면, 구동 또는 피동 샤프트(7 및 8) 중 하나의 회전 속도는 샤프트(7 및 8) 사이의 오정렬에 관계없이 샤프트(7 및 8) 중 다른 하나의 회전 속도와 동일하다.
도 5에서, 각각 본 발명을 포함하는 2개의 커플링(21 및 22)으로 구성된 이중 동심 조인트(20)는, 하나가 다른 하나의 내부에 장착되고, 내부 커플링(21)의 외부 환형 부재는 외부 커플링(22)의 내부 부재이고 그리고 이하에서는 공통 부재(231)로 지칭된다. 커플링(21 및 22)은 공통 중심(C)을 갖는다.
커플링(21)은 내부 부재(211), 외부 환형 부재, 즉 공통 환형 부재(231), 및 중간 부재(221)를 포함하며, 내부 부재는 이 예에서는 환형이며, 스플라인 구동부 또는 피동 샤프트(도시되지 않음)를 수용하기 위해 보어 주위에 스플라인(201)이 있는 중앙 보어(200)를 갖는다.
커플링(22)은 내부 환형 부재, 즉 공통 환형 부재(231), 중간 부재(241), 및 외부 환형 부재(251)를 포함한다.
내부 부재(211), 이 예에서는 환형, 중간 부재(221, 241) 및 공통 환형 부재(231)는 구형 세그먼트를 포함한다. 각 부재(211, 221, 231, 241, 251)는 공통 중심축(X)을 중심으로 배치되고, 공통 축(X)에서 공통 중심(C)을 갖는다.
외부 환형 부재(251)는 측면에 볼트 구멍이 형성되어, 외부 환형 부재에 결합되는 샤프트(미도시)의 단부 플랜지를 관통하는 볼트를 수용한다.
내부 부재는 볼록한 구형 외주부(212)를 갖고, 커플링(21)의 중간 환형 부재(221)는 내부 부재(211)의 볼록한 외주부(212)를 수용하는 구형의 오목한 내주부(223)를 갖는다.
중간 환형 부재(221)는 볼록한 구형 외주부(222)를 갖고, 공통 환형 부재(231)는 중간 환형 부재(221)의 볼록한 외주부(222)를 수용하는 구형의 오목한 내주부(233)를 갖는다.
공통 환형 부재(231)는 볼록한 구형의 외주부(232)를 갖고, 커플링(22)의 중간 환형 부재(241)는 공통 환형 부재(231)의 볼록한 외주부(232)가 수용되는 구형의 오목한 내주부(243)를 갖는다.
제2 커플링(22)의 중간 환형 부재(241)는 볼록한 구형의 외주부(242)를 갖고, 외부 환형 부재(251)는 중간 환형 부재(241)의 볼록한 외주부(242)가 수용되는 구형의 오목한 내주부(253)를 갖는다.
볼록한 외주부(212, 222, 232, 242) 및 오목한 내주부(223, 233, 243, 253)는 중심(C)을 중심으로 하는 동심이며, 서로 상보적인 것이다.
1쌍의 직경방향 대향 액슬(214)은 내부 부재(211)의 대향 보어(215)로부터 중간 환형 부재(221)의 보어(224)에 고정된 베어링(225)쪽으로 연장된다. 액슬(214)의 축(Y)은 공통 중심축(X)에 대해 수직이다. 커플링(21)의 중간 환형 부재(221)는 공통 축(X)에 수직인 제2 축(Y)을 중심으로 내부 부재(211)를 중심으로 회전하도록 구속된다.
공통 축(Z)이 공통 중심 축(X) 및 제2 축(Y) 모두에 대해 수직인 1쌍의 직경방향 대향 액슬(234)은, 공통 환형 부재(231)의 대향 보어(236)에 고정되고 그리고 커플링(21)의 중간 환형 부재(221)의 보어(226) 및 커플링(22)의 중간 환형 부재(241)의 보어(246)에 고정된 베어링(227 및 247)에 장착된다. 따라서, 공통 환형 부재(231)는, 공통 축(X) 및 제2 축(Y) 모두에 대해 수직인 제3 축(Z) 상에서 공통 환형 부재(231)를 중심으로 중간 환형 부재(221) 및 중간 환형 부재(241)를 중심으로 회전하도록 제한된다.
1쌍의 직경방향 대향 액슬(254)은 외부 환형 부재(251)의 대향 보어(255)로부터 중간 제4 환형 부재(241)의 보어(244)에 고정된 베어링(245)쪽으로 연장된다. 액슬(254)의 축은 공통 중심 축(X)에 수직인 제2 축(Y)과 정렬된다. 따라서, 외부 환형 부재(251)는, 제2 축(Y)을 중심으로, 공통 축(X)에 수직으로, 중간 환형 부재(241)를 중심으로 회전하도록 구속된다.
베어링(225, 245, 227, 247)은 플레인 베어링 또는 캡이 있는 롤러 니들 베어링일 수 있다.
부재(211, 221, 231, 241, 251) 및 액슬(214, 234, 254)의 치수는 각각의 볼록한 외주부와 각각의 오목한 내주부 사이의 작은 갭(203)을 제공하도록 선택된다. 부재 사이의 갭(203)과 부재의 동심성은, 내부 및 외부 부재(211 및 251)의 각각의 보어(215 및 255)에 억지 끼워맞춤에 의해 고정되고 그리고 중간 환형 부재(221 및 241)의 베어링(225 및 245)에 의해 지지되는 액슬(214 및 254)의 단부에 의해 유지되고, 그리고 또한 액슬(234)이 중간 부재(221 및 241)의 베어링(227 및 247)에 의해 액슬의 양 단부에서 억지 끼워맞춤으로 공통 환형 부재(234)의 보어(236)에 고정되어, 유지 된다. 액슬과 베어링은 또한 서클립, 스냅 링, 핀 또는 볼트로 고정된 캡에 의해 유지될 수 있다.
각 부재(211, 221, 231, 241)는 공통 중심축에 평행한 방향으로 삽입한 다음, 작은 부재를 정해진 위치에서 회전시킴으로써, 대향 로딩 슬롯(202)을 사용하여 각 부재(221, 231, 241, 251) 내에 순차적으로 적재된다. 다음, 액슬이 제 위치에 위치하게 된다.
공통 환형 부재(231)는 하나의 커플링(21)에서 다른 커플링(22)으로, 또는 그 반대로 회전 운동 및 토크를 전달한다.
도 5의 커플링은 임의의 커넥팅 샤프트가 스플라인(201)에 연결되어 중앙 구멍(200)에 삽입되는, 암형 커플링이다. 환형 부재(211)를 보스로부터 측방향으로 연장되는 샤프트를 갖는 보스로 교체함으로써, 외부로부터의 입력 또는 출력을 하는 연결부가 이루어진다.
모든 예에서, 모든 예의 갭(103 및 203)의 적절한 폭은 의도된 적용을 위한 설계의 문제이며, 커플링의 의도된 용도, 회전 속도, 로드 프로파일, 및 환형 부재에 사용된 재료에 따라 다르다. 그러나 원칙적으로, 갭(103 또는 203)은 전체 직경이 100mm 미만인 경우에 커플링 전체 직경의 0.5% 가 되고, 직경이 100mm 이상인 커플링의 경우에는 전체 직경의 1% 가 된다.
상기 예에서는, 이상적으로, 부재의 관성 질량이 중심축(X)에서 멀어질수록 감소하는 부재이다. 이것은 재료를 선택하고, 필요에 따라 중간 부재 및 외부 부재에 구멍을 추가하고, 및/또는 중간 부재를 내부 부재보다 얇게 만들고, 외부 부재를 차례로 중간 부재보다 얇게 만들어서, 수행할 수 있다. 이것은 중간 부재와 외부 부재의 관성 질량이 모든 부재가 동일한 재료인 경우에 비해 감소한다.
중심축(X)에서 멀어지는 회전 부분의 관성 질량을 감소시키기 위한 추가 수단은, 액슬(114 및 214)보다 작은 직경을 갖는 액슬(134 및 234)과, 축(234)보다 작은 직경을 갖는 액슬(254)을 포함한다.
위에서 설명한 바와 같은 커플링은 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있지만, 설계상 중심축(X)으로부터의 거리가 증가함에 따라 부재의 관성 질량을 감소시키는 것이 바람직하다는 것을 고려해야 한다.
플레인 캡이 있는 베어링이 사용되는 경우, 표면은 금속, 예를 들어 고성능 강철, 황동, 청동, 알루미늄, 티타늄 등, 또는 플라스틱, 예를 들어 나일론, 유리 충전 나일론, 아세탈, ABS, Delrin® 일 수 있다.
금속 환형 부재는 그리스와 같은 통상적인 윤활제로 윤활될 수 있다. 또는 플라스틱 라이너와 같은 건조한 윤활 표면을 사용할 수도 있다. 재료 및 윤활제의 선택은 커플링의 사용 목적에 따라 달라진다.
도 1 내지 도 5에서, 전술된 바와 같이, 부재(111 및 121)와 부재(211, 221, 231, 241)의 외주는 볼록한 구형의 외주부이고, 부재(121 및 131)와 부재(221, 231, 241, 251)의 내주는 오목한 구형의 내주부이다. 부재들 사이의 접촉은 부재들 사이의 액슬에 의해 갭(203)을 유지함으로써 피할 수 있고, 그 갭이 충분히 큰 경우, 주변부 표면은 원통형일 수 있고; 대안적으로 주변부를 에지쪽으로 모따기할 수도 있다. 갭을 유지하는 액슬(114 및 134, 214, 234, 254)은 또한 커플링 부재의 동심성(concentricity)을 유지한다.
도 1 내지 도 5의 커플링에는 도 6 내지 도 10에 예시된 바와 같은 펄스 댐퍼가 설치될 수 있다.
펄스 댐퍼(301)는 회전 가능한 입력 구동부에 연결 가능한 제1 단부 디스크형 플레이트(305) 및 제1 단부 플레이트(305)에 평행하고 이에 대향하는 제2 디스크형 단부 플레이트(306)를 가지며, 양쪽 단부 플레이트는 중심축(X) 주위에 배치된다.
제1 단부 플레이트(305)는 플랜지(357) 및 볼트(358)를 사용하여 플레이트에 부착된 액슬(352)을 갖는다. 액슬(352)은 중심축(X)과 동축이고, 제1 단부 플레이트(305)로부터 제2 단부 플레이트(306)를 향한 방향으로 연장된다.
제2 단부 플레이트(306)는 축(352) 주위에서 동축으로 연장되는 튜브(362)를 갖고, 튜브(362)와 액슬(352) 사이에 1쌍의 베어링(342)을 위한 하우징을 형성한다. 튜브(362)는 계단형태로 베어링(342)을 안착시킬 수 있게 이루어져 있다. 베어링(342)은 액슬(352) 주위에 외부 나사산(354)과 협력하는 내부 나사산(356)을 갖는 환형 잠금 너트(355)에 의해 튜브(362)의 일 단부에서 제위치에서 유지된다. 플레어 잠금 와셔(360)는 잠금 너트(355)와 1쌍의 베어링(342) 중 하나와의 사이에 배치된다. 튜브(362)의 타 단부에서, 베어링은 액슬(352)의 계단부분에 의해 제위치에서 유지된다.
댐핑 링(303)은 튜브(362) 주위에 배치된다. 댐핑 링(303)은 도 7 및 도 10에 더 자세히 도시되어 있다. 댐핑 링(303)은 짝수(이 경우에는 6개)의 웨지 블록(334 및 336)을 포함하고, 튜브(362) 주위에서 서로 등거리로 배치된 엘라스토머 부재(332) 사이에 구획부를 형성한다. 블록(334 및 336)은 엘라스토머 부재(332)에 의해 서로 분리된다. 대체 블록(336)은 볼트(307)에 의해 제1 단부 플레이트(305)에 볼트로 고정된다. 도 6 내지 도 9의 실시예에서, 블록(334 및 336)은 약간 만곡된 측벽을 갖는 웨지 형태이다.
제1 단부 플레이트(305)에 볼트로 고정된 블록(336) 사이의 블록(334)은, 볼트(308)로 동축 튜브(362)에 고정된다(도 7 참조). 블록(334)을 통과하는 볼트(308)는 엘라스토머 부재(332)가 동축 튜브(362)에 대해 가압하게 한다. 이러한 배열은 댐핑 링(303)이 중심 축 주위에서만 구부러지고, 반경방향으로는 구부러지지 않게 하여, 불균형을 방지한다. 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 웨지 블록(334)은 탄성 부재에 인접한 만곡된 측면을 갖고, 측면의 곡률은 축방향 튜브를 향한 방향으로 증가한다. 이러한 배열은 에지 쪽으로 탄성 부재에 더 큰 압력을 가하여, 축방향 튜브와의 양호한 접촉을 보장하게 한다.
댐핑 링(303)의 유연한 결합 엘라스토머 섹션(332)은, 작동하는 동안 고정 블록(334 및 336) 사이에서 연속적으로 교대로 압축되어 연장함으로써, 예를 들어 내연기관으로부터 전달되는 파워 펄스를 흡수한다. 댐핑 링(3)은 고정 블록(334 및 336)이 인접하여 성형된 엘라스토머 재료에 의해 제위치에서 구속된 오버 몰딩 부품이며, 오버 몰딩은 또한 사용 중인 엘라스토머 재료의 반경방향으로의 과잉 팽창을 방지한다.
핀(359)은 동축 튜브(362)에 대한 블록(334)의 위치를 지정하고 유지하게 한다. 추가 핀(359)은 블록(336)을 제1 단부 플레이트(305)에 대한 제위치를 지정하고 유지하는 데 도움을 준다.
웨지 블록(332)은 일반적으로 가요성 커플링의 관성력을 최소로 하기 위해서, 경량화를 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진다.
예시에서, 제2 단부 플레이트(306)는 도 1 내지 도 4에 도시된 커플링(1) 중 하나의 외부 부재(131)로 기계가공된 일체형 플랜지이지만, 그것은 도 1 내지 도 4에 도시된 커플링(2)의 외부 부재(131) 또는 도 5의 커플링의 외부 부재(351)에 마찬가지로 양호하게 볼트 결합될 수 있는 것이다. 댐핑 수단의 직경이 충분히 작으면, 댐핑 수단은 또한 도 1 내지 도 4에 도시된 커플링(1 및 3)의 내부 부재(111) 또는 도 5에 도시된 내부 부재(211) 중 하나에 볼트로 고정될 수 있다.

Claims (15)

  1. 커플링으로서,
    정렬될 때 공통 축을 공유하고 그리고 공통 축 상에 공통 중심을 갖는, 내부 부재 및 외부 환형 부재 및 중간 환형 부재를 포함하되; 공통 중심의 반경방향으로 배치된 하나 또는 1쌍의 직경방향 대향 제1 액슬이 상기 내부 부재와 상기 중간 환형 부재를 결합하고, 상기 내부 부재와 상기 중간 환형 부재는 제1 액슬에 의해 구속되어 공통 축에 대해 수직인 제2 축을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하게 있고; 상기 중간 환형 부재 및 상기 외부 환형 부재는 제2 액슬에 의해 구속되어 공통 축과 제2 축 모두에 대해 수직인 제3 축을 중심으로 하나가 다른 하나에 대해 회전하게 있는, 커플링에서; 내부 부재, 중간 환형 부재 및 외부 환형 부재는 각각의 부재 사이에 갭을 남기도록 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 내부 부재는 볼록한 외주부를 갖고, 중간 환형 부재는 내부 부재의 볼록한 외주부가 수용되는 오목한 내주부를 가지며; 커플링이 정렬될 때, 내부 부재의 볼록한 외주부와 중간 환형 부재의 오목한 내주부는 동일한 공통 축을 갖고; 중간 부재는 볼록한 외주부를 갖고, 외부 환형 부재는 중간 부재의 볼록한 외주부가 수용되는 오목한 내주부를 갖는 것을 특징으로 하는 커플링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 액슬은 부재 중 하나의 부재의 구멍에 고정되고, 다른 부재의 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 부재와 중간 환형 부재와 외부 및 중간 부재 사이의 갭과 중간 환형 부재의 동심성은, 내부 및 중간 환형 부재 중 하나 또는 다른 하나에 고정되고 그리고 내부 및 중간 부재 중 다른 하나의 베어링에 의해 지지되는 제1 액슬 또는 액슬들에 의해 유지되며; 외부 환형 부재와 중간 환형 부재 사이의 갭과 중간 환형 부재의 동심성은, 외부 및 중간 환형 부재 중 하나 또는 다른 하나에 고정되고 그리고 외부 및 중간 부재 중 다른 하나의 베어링에 의해 지지되는 제1 액슬 또는 액슬들에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 제1 액슬은 내부 부재의 구멍에 고정되고 그리고 중간 부재에 장착된 베어링에 의해 지지되며; 그리고 외부 부재와 중간 부재 사이의 액슬은 외부 부재의 구멍에 고정되고 그리고 중간 부재에 장착된 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 액슬(들)은 외부 부재의 외주부에 대하여 맞물리는 플랜지를 갖고, 상기 액슬 각각은 중간 부재의 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 액슬이 베어링에 의해 지지되며, 베어링은 베어링과 인접 표면을 맞물리는 맞물림 수단에 의해 원심력에 대하여 제위치에서 유지되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 액슬은 베어링의 평평한 단부 표면을 갖고, 상기 베어링은 내부 단부 면을 갖고, 그리고 베어링의 내부 단부 면이 액슬의 평평한 단부에 작용하는 것을 특징으로 하는 커플링.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 액슬을 지지하는 베어링을 갖고, 상기 베어링은 액슬과 베어링 사이가 O-링으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 부재를 가진 2개의 커플링 중 하나는 공통 샤프트에 의해 연결되고, 하나의 외부 부재는 구동 샤프트에 연결되고 그리고 다른 하나의 커플링의 외부 부재는 피동 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 커플링 중 하나는 환형과 동심원으로 배열되고, 내부 부재들 중 외부 부재는 외부 커플링의 내부 부재인 것을 특징으로 하는 커플링.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재는, 부재의 관성 질량이 중심축으로부터 멀어질수록 감소하는 것을 특징으로 하는 커플링.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 액슬은 제1 액슬보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 커플링.
  14. 제11항에 있어서, 내부 커플링의 중간 부재는 외부 커플링의 중간 부재와 동일한 관성 질량을 갖는 것을 특징으로 하는 커플링.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링은 중심축 주위에 배치된 펄스 댐퍼를 추가로 포함하되, 펄스 댐핑 수단은 평행하게 서로 대향하는 제1 단부 플레이트 및 제2 단부 플레이트로 이루어지고, 제1 단부 플레이트는 입력부 또는 출력부와 제2 단부 플레이트를 외부 환형 부재에 연결하고, 상기 단부 플레이트 중 하나는 그로부터 상기 단부 플레이트 중 다른 하나를 향한 방향으로 연장되는 중심축을 중심으로 하는 액슬을 갖고, 상기 단부 플레이트 중 다른 하나는 액슬 주위로 그로부터 연장되는 튜브를 갖고 그리고 튜브와 액슬 사이에 복수의 베어링을 위한 하우징을 형성하고, 댐핑 링은 튜브 주위에 서로 등거리로 배치된 짝수개의 디바이더를 포함하고, 디바이더는 그 사이에서 엘라스토머 재료를 갖고; 교대 디바이더는 액슬이 그로부터 연장되는 제1 단부 플레이트에 고정되고, 다른 디바이더는 동축 튜브에 고정되는 것을 특징으로 하는 커플링.
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