KR930004562B1 - 구동선 스맆 조인트 부품 - Google Patents

Abstract

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Description

구동선 스립 조인트 부품

제1도는 구동과 관련되는 토막축과 각전(角栓) 슬리브의 횡단면도중 부분적인 종단면도이고, 여기에서 토막축은 본 발명에 포함된 것이다.

제2도는 제1도의 토막축의 입면도이다.

제3도는 제1도의 3-3선에 따른 단면도 임.

제4도는 본 발명에 포함된 제2도의 4-4선을 따라 취한 토막축의 한개의 각전 전체의 부분적인 횡단면도이다.

본 발명은 구동선에서 이용되는 것으로써 스립 조인트 부품에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 본 발명은 로타리형 구동 및 피동의 각전 달린 부품 사이의 오차에 기인된 방사상의 느슨함을 감소하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

많은 종래 기술의 장치는 각전이 달린 로타리 부재사이의 느슨함을 감소시키도록 도와주기 위해서 이용되어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 제3.318.170은 환형 부재사이의 측면 운동을 극소화 하거나, 감소하는 볼, 스프링 및 칼라의 시스템을 소개하고 있다. 미국 특허 제1.438.935는 환형 로타리 부재 사이의 측면 운동을 감소하는 공간이 있는 돌출부(22)의 시스템을 소개하고 있다. 반면에 미국 특허 제3.383.882는 한쌍의 각전의 달린 동심원 부재의 손잡이(fingers) 시스템을 소개하고 있는데 여기에서 손잡이는 외곽부재(14)에 관하여 내면 부재(15)를 방사상으로 고정하기 위해서 조작한다.

각각의 이들 장치가 만족한 방법으로 작동된다고 할지라도, 그 장치는 제작 하기에 번거롭고, 값이 비싸며, 특히 동심원상의 각전을 단 구동 부재 및 피동 부재중의 하나가 결합된 저-마찰 물질로 피복된 이들예에서는 적합하지 않다. 저마찰 물질로 피복된 상태에서는, 앞서 언급한 장치의 제작은 피막 보호를 보증할 특수한 고려가 요망된다.

여기에 소개된 본 발명은, 구동 및 피동의 각전이 달린 부재 사이의 방사상의 오차가 복합 기구나, 장치의 사용 및 혹은 번거로운 제작 기술 없이, 흡수 제거될 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

여기에 소개한 기구 및 장치는 특히 구동 부재나, 피동부재 중의 적어도 하나가 그위에 덮힌 저마찰 피막으로 구성된 장소에 적합하다.

바람직한 구체적인 예로서는, 그 장치가 한개의 부재에 대하여, 원주상으로 공간을 형성한 적어도 3개의 간적은 따라 축방향으로 뻗친 탄력있는 돌기를 포함하는 것이다. 각각의 각전은 저마찰 특징을 갖는 물질로 된 피막층으로 되어 있고, 그 돌기는 피막 표면상에 약 0.001-0.03인치 범위로 뻗어 있다. 그 돌기는 피복물질에 의한 일체로 된 부분이 바람직하다. 호적한 방법으로는, 각전을 저마찰 물질로 피복시킨 다음, 그 물질의 얇은 층을 없애고, 또 한개의 부재중 원주상으로 공간을 형성한 세개의 각전의 정면상에 축방향으로 뻗친 돌기를 형성하도록 돌려 놓는다.

본 발명을 구체화한 구동선 슬립 조인트 부품(10)이 제1도에 나타나 있다. 슬립 조인트 부품(10)은 제2도에 더욱 명백하게 나타낸 각전이 달린 확대 부분(14)을 갖는 토막축이나, 구동부재(12)를 포함한다. 확대부분(14)은 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어있는 각전(16)을 포함하는데, 이는 피동 부재(20)에 짝 맞춰진 슬리브(19)에서 방사상으로 안쪽으로 뻗친 각전(18)과 맞물린다. 피동부재(20)는 구동신 염력(捻力)(비트는 힘)을 전달하는 통합 요크(22)도 포함한다.

제4도를 잠시 살펴보면, 각각 바깥쪽으로 향하여 뻗은 각전(16)은 한쌍의 측면벽(24)으로 제한되어 있는데, 이 측면벽(24)은 u-형 바닥홈(26)으로 안쪽을 향하여 막혀있다. 홈(26)은 슬리브(19)에 짝맞춰진 각전(18)(제1도)을 수용할 장치를 제공하고, 또한 윤활제를 통과시키기 위해 마련되어 있다. 통상적인 장치, 전형적으로는 호브 절삭에 의한 장치가 본원에서 거론된 것과 같은 각전과 홈형태를 제작하기 위해서 이용된다. 먼지 밀봉부(28)(제1도)는 먼지나, 다른 오염물질의 침입에 대하여 부품(10)의 유향 단부를 보호하고, 또한 윤활제의 유출을 방지하기 위해 마련되어 있다. 더욱이 토막축(12)의 유향 단부는 기동장치(도면에 불표시)에 고정되는 통합신장부(30)를 포함하고 있다.

이번엔, 제3도 및 제4도를 살펴보면, 각전(16)의 방사형으로 바깥쪽을 향해 뻗은 벽(24)이 상대적으로 평평한 축방향으로 뻗은 면(32)에서 한정되어 있고, 이면(32)은 짝맞춰진 슬리브(19)내에서 대응하는 평평한 면(34)과 결합되나, 그것에서 공간을 형성하고 있다는 것을 알게 된다. 각전(16)의 그 평평한 면(32)은 방사형으로 외부로 뻗어있는 벽(24)의 종단부에 위치되고 한편 그 평평한 면(34)은 그 위의 각개 각전(18)사이에 위치된 다는 것이 주목된다. 그래서, 짝맞춰지는 슬리브의 평평한 면(34)은 피동 부재(20)를 관통하는 구멍(35)의 최 외곽 원주부분을 형성한 허원(虛圓)(33)과 의접한 다는 것을 알 수 있게 된다.

이와 유사하게, 짝맞춰진 각전(16)의 평평한 면(32)은 구동 부재나, 토막축(12)의 최외곽 원주 부위를 형성하는 허원(31)과 외접한다는 것을 알게되고, 또 식별할 수 있게 된다. 동심원(31)과 (33)은 편의상 제3도에서 단일 점선원으로 표시되어 있다. 짝 맞춰지는 구동 부재 및 피동 부재 사이에 약간의 간격(일반적으로 1.000-2.000분의 1인치) 이 있다는 점에서 각각의 원의 직경 간에 차이가 있게 된다.

특히, 외곽원(33)은 내곽원(31)보다 더 클 것이다. 0.0015-0.0020인치의 범위의 바람직한 직경의 불균형은 특히 고속 운전시에 사실상 운동의 균형 문제를 야기하게 된다. 예를 들면, 0.0020인치의 방사형으로 자유롭게 움직이는 250오운스 구동축은 잠재적으로 2분의 1인치 오운스의 불균형을 일으키게 된다.

그 불균형은 구동축의 속도가 증가함으로써, 더욱 중요하게 된다. 이것은 균형력이 회전 속도의 제곱으로 증가한다는 사실에 기인된다.

제3도 및 제4도의 구체예에서, 짝짐면(32)와 (34)는 기히 설명된 바와 같이, 각각 부재(12)와 (20)의 최외곽 원주 부위에 위치된다. 이와는 대조적으로 홈(26)은 부재(20), (제3도)의 각전(18)의 최내곽 원주면(40)과 짝맞도록 배치된 원주상으로 뻗은 면에 맞출 수 있다. 최내곽 원주면(40)의 위치 또는 본 발명의 범위내에 속한다.

그래서 여기에서 정의한 바와 같은, 본 발명은 각전(16)에 원주상으로 공간을 형성한 다수의 면(32)상에 축방향으로 뻗은 탈력있는 돌기(36)를 제공하는 것이다. (각 전(18)들 사이의 면들은 원주상으로 공간을 가진돌기를 포함할 수도 있다.) 그 돌기는 사실상 극히 미세한 크기이며, 이들 각각은 방사상으로 뻗어있는 단 0.001-0.003인치 크기를 갖는다. 그것들은 동적인 균형을 목적으로 한 구동 및 피동 부재(12)와 (20)사이의 누적 오차로 인하여 약간의 방사상의 느슨함이나, 헐거움이 생기도록 탄력성 있게 조작한다.

돌기는 단면도 상으로 볼 때, 삼각형인것이 좋고, 이것의 바닥이 대개 0.009-0.012인치의 크기를 갖는 것이 좋은데, 이는 이것들을 각각의 각전에 최대의 크기로 또 가장 잘 부착이 되도록 하는 것이다. 각각의 돌기는 그것이 부착된 면의 원주의 폭보다 적은 폭을 갖는다. 바람직한 구체적예는 면의 폭이 0.040 내지 0.125인치의 범위인 것이다.

본 발명의 바람직한 형태로는, 돌기(36)가 미국특허 등록 제27.068호에 충분히 설명된 바와 같이, 피복층(40)의 일부로써, 나일론 기재를 갖는 피복층인 것이 좋다. 나이론 가재 피복층은 견고하게 접착되도록 결합된 저마찰 물질로 구성되어 있는데, 이는 각전이 달린 구동 및 피동부재 사이의 개선된 상대운동을 제공해 준다. 바람직하게 버려서 만든 강철 구동 부재(12)위에 적용한 것과 같은 나일론 피복층의 바람직한 두께는 1000분의 1인치 이하의 편차 이내로 고정되어 있고, 0.007-0.021인치의 범위인 것이 바람직하다.

돌기를 제작하는 바람직한 방법은 탄력성 있는 나일론 피복층(40)을 부재(12)의 각전이 달린 부분에 접착되게 적용 한 다음, 돌기(36)를 형성하도록 나일론을 이용한 후 그 피복층 일부를 제거하는 단계를 포함한다.

바람직한 제거 방법은 단일 통과가 부재(12)의 각전이 달린 외곽 부위 위에서 이루어지는 브로칭(broaching) 조작에 의한 것이다. 이러한 목적을 위해서, 특히 견고한 나일론 물질을 사용하는 것으로는, 카바이드링이 바람직한 브로칭 장치이다.

그래서, 예를 들면, 상표 "코-벨(Corvel" NCA-77, 나일론인 상업상 이용가치가 있는 나일론 분말 교체가 미국특허 등록번호 27.068에서 설명된 바와 같은, 가열처리하여 버려서 만든 강철 토막축(12)에 적용될 수도 있다. 그러나, 본원에서 설명한 바와 같이 연마에 의하여 최종 공차로 피복층을 기계적 처리하는 대신에, 외곽 원주면이나, 각전 면(32)은 단일 통과 브로칭 조작으로 최종크기로 절단된다. 여기에서 절단 칼날이 금을 새긴다. 절단 칼날은 바람직하게는 V자형 새김눈을 가지며, 토막축 구동부재(12)의 각전이 달린 부위(14)에 대하여 원주상으로 적어도 3개의 공간을 형성한 각전면(32)에 삼각형 형태의 돌기를 남게 한다. 표준 수직 브로칭 고정구가 이용될 수도 있다. 여기에서 구동축(12)은 중앙(그 축의 종단으로 천공되어 있다)에 수직으로 단단하게 고정되어 있고, 브로칭 공구는 수압 작용을 거쳐 각전 위에서 아래로 향하여 통과한다.

언급한 바와 같이, 각각의 돌기(36')는 횡단면으로 볼 때 삼각형인 것이 바람직하고, 각각의 각전에 접착이 이루어지는 삼각형 바닥일대 가장 넓은 치수를 갖게 된다. 삼각형 형태의 돌기와 특히 이들 돌기의 넓은 바닥은, 측면 안정성과 강도를 최대화 하고, 더욱이 돌기의 외곽 단부에 가장 필요로 하는 최대의 탄력성을 제공해 준다.

방사상으로 뻗친 삼각형의 바람직한 칫수는 0.001-0.003 인치이며, 0.003인치가 앞서 언급한 내, 외곽원(31)(33)(0.0015-0.0020인치의)의 불균형한 직경에 상응하는 범위이다. 이보다 더 큰 직경의 불균형이 효과적인 결과를 얻기 위하여는 이보다 더 큰 돌기의 치수가 필요하다는 것이 숙련기술자 들에게는 금방 분명해 질 것이다. 어떤 경우에는, 다수의 방사상으로 뻗은 돌기가 탄력성이 있으나, 적극적으로, 구동 부재와 피동 부재 사이에서 모든 느슨함이 모두 일어나야 한다는 점에서, 돌기는 외곽원(33)을 넘어서 물리적으로 약간 신장되어야 한다.

더욱이, 이것들은 견고하면서도 탄력성 있게 하기 위해서는 탄력적으로 가요성이 있어야 하고, 만족스럽게 조작하기 위해서는 구동 부재와 피동 부재 사이에서 미끄럽게 짝짐 접촉이 되어야 한다.

Claims (9)

1. 다수의 축방향으로 신장된 각전을 갖는 구동선 슬립 조인트 부품, 축방향의 신장면을 포함하는 각각의 각전, 원주상의 신장 폭을 갖는 각각의 면, 하나의 탄력있는 축방향의 신장 폭을 갖는 각각의 면, 하나의 탄력있는 축방향의 신장 돌기로 구성되는 적어도 세개의 상기면들, 결합면의 폭보다 적은 폭을 갖는 각돌기.
2. 상기 면중의 하나는 이것을 결합하는 저마찰물질로 구성되고, 상기 탄력성 있는 돌기는 이들의 전체부분으로 구성되는 청구범위 제1항의 슬립 조인트 부품.
3. 상기 물질에 나일론 기재를 포함하는 피복층으로 구성되고, 상기 피복층은 일반적으로 상기 면위에 일정한 두께를 가지며, 상기 두께는 0.007-0.014인치의 범위 이내에 있고, 상기 돌기는 상기 피복층의 표면상에 0.001-0.003인치로 신장되어 있는 청구범위 제2항의 슬립 조인트 부품.
4. 구동 부재 및 피동 부재로 구성되는 구동선 슬립 조인트 부품에서, 상기 구동 부재는 상기 피동 부재의 한 종단부를 통한 구멍에 마음데로 끼워 넣을 수 있게 맞물려 있고, 상기 부재는 각각 이들 사이에 구동 연결부를 형성하는 외부적으로나, 내부적으로 물려 있는 각전이 달린 부위를 가지며, 상기 구동 부재의 상기 외부적으로 각전이 달린 부위는 다수의 방사상으로 외향되게 신장된 각전을 한정하고 있으며, 각 각전은 상기 구동부재를 넘어서 축방향으로 신장된 한쌍의 측벽을 가지며, 상기 각전은 일반적으로 상기 측벽에 수직인 축방향으로 신장된 면을 가지며, 상기 피동 부재의 상기 내부로 각전이 달린 부위는 다수의 방사상으로 내향되게 신장된 각전을 한정하고 있으며, 각 각전은 상기 부재를 지나서 축방향으로 신장되어 있는 한쌍의 측벽을 가지며, 상기 피동 부재의 각 측벽은 상기 구동 부재의 상기 측벽중의 하나와 함께 접촉되도록 배열되어 있고, 상기 구동부재의 각전은, 상기 구동 부재의 각면이 상기 피동 부재의 각면으로 공간을 형성하는, 축방향으로 뻗어 있는 면을 가지는 것으로, 상기 구동 및 피동 부재중의 하나에 축방향으로 신장된 상기 면중의 적어도 세개는 거기에 축방향으로 신장된 상기 면중의 적어도 세개는 거기에 축방향으로 신장되고, 탄력성 있는 돌기를 가지며, 상기 돌기는 상기 세개 면중 어느쪽의 원주상으로 신장된 칫수보다도 적게 원주상으로 신장된 칫수를 가져서 이로 인한 공차를 흡수 제거하는 장치가 상기 구동 및 피동 부재의 상기 공간면 사이에 제공되는 것으로 구성되는 개선방법.
5. 상기 피동 부재가 있는 상기 구멍의 상기 최외각 원주 부위와 상기 구동 부재의 상기 최외곽 원주부위가 각각 외곽 및 내곽 동심원상에 놓여 있고, 외곽원은 상기 구멍의 최외곽 원주 부위에 외접되면서 상기 내곽원의 직경보다 더 큰 0.0015-0.0020인치의 범위로 직경을 갖는 청구범위 제4항의 슬립 조인트 부품.
6. a) 상기 각전에 탄력성 피복층을 정착되게 적용하는 것과, b) 상기 각전의 축방향으로 신장된 방향을 따라 상기 각전의 적어도 한개의 면에서 피복층 일부를 절단하는 것으로 구성되는 구동선 슬립 조인트 부품 용각전 달린 부품을 제작하는 방법.
7. 상기 피복층 제거 단계는 상기 각전을 브로칭하는 것이 효과적인 청구범위 제6항의 방법.
8. 카바이드링 절단칼이 상기 각전의 브로칭에 이용되는 청구범위 제7항의 방법.
9. 다수의 축방향으로 신장된 각전을 갖는 구동선 슬립 조인트 요소, 축방향으로 신장면을 갖는 각 각전, 원주상으로 신장폭을 갖는 각면, 하나의 탄력성 있는 축방향으로 신장된 돌기로 구성되는 적어도 한개의 상기면, 상기 한개면의 상기한 폭 보다 적은 폭을 갖는 상기 돌기.

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