KR960002024B1 - 구동 조립체의 임펠러 휠 잠금장치(Impeller Wheel Lock) - Google Patents

구동 조립체의 임펠러 휠 잠금장치(Impeller Wheel Lock) Download PDF

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배리 궤쯔께 마이클
고트몰러 파울
죤 Iii 크라이어 에드워드
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제너럴 모터즈 코포레이션
마이클 죤 덴턴
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Abstract

내용 없음.

Description

구동 조립체의 임펠러 휠 잠금장치(Impeller Wheel Lock)
제1도는 본 발명에 따라서, 휠잠금링(a wheel lock ring)을 갖춘 구동 조립체(터보과급기)(turbocharger)의 일부분을 도시한 단면도.
제2도는 제1도에 도시된 구동 조립체의 압축용 임펠러 휠 부분을 도시한 단면도.
제3도는 제2도에 도시된 원(4)을 나타낸 도면으로서, 지지너트(retaining nut)를 조여주기 전의 잠금링(lock ring)상태를 도시한 확대단면도.
제4도는 제2도에 도시된 원(4)을 나타낸 도면으로서, 지지너트(retaining nut)를 조여준 후의 잠금링(lock ring)상태를 도시한 확대 단면도.
제5도는 본 발명에 따라서, 잠금링을 갖춘 구동 조립체의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
13 : 공통축(a common shaft) 16 : 휠(whell)
20 : 날개(blade) 26 : 선기어(Sun gear)
32, 34 : 베어링 저어널 39 : 경사부(shoulder)
42 : 스페이서(spacer) 52 : 지지너트
55 : 슬리브(sleeve) 58 : 스플라인 결합부(Splines)
60 : 원추부(cone) 64 : 잠금링(a lock ring)
72 : 중앙개구부(opening) 75, 79 : 제1 및 제2조임부
91 : 임펠러 휠(Impeller wheel) 101 : 전단핀(shear pin)
본 발명은 축장착형 임펠러 휠(shaft mounted Impeller wheels)에 관한 것으로, 보다 상세히는 회전력의 균형이 매우 중요한 고속회전 작동에 적용되는 축종동 및 구동 휠(shaft driven and driving wheels)에 관한 것이다. 특징적인 실시예에 있어서, 본 발명은 엔진의 터보 과급기 및, 이와 유사한 장치에 사용되는 공력 압축용 임펠러 휠(aerodynamic compressor impeller wheel)과, 구동축(driving shaft)을 지지하는데에 관계되는 유지 부재 및 구동부재에 관한 것이다.
미국특허 제4,719,818호에 개시된 엔진의 터보 과급기는 예를들면, 터보과급작동이 이루어지고, 2행정 사이클을 갖추며, 중간속도(medium speed) 및 디젤 엔진을 갖추는 한편, 특히 철도차량에 사용되고, 회전자(rotor)가 제공되어 일체형 구동기어를 갖춘 고정축(stubshaft)을 포함하며, 일체형 터빈 휠(날개(blade)는 틸착형)을 갖춘 터빈축과, 상기 터빈축의 단부에 회전가능토록 고정된 압축용 휠을 갖추어 고속으로 회전된다. 이러한 구성은 여러 가지 축 구동 방식의 휠 종류중 일례(one example)일 뿐이고, 고속회전을 위하여 구동축에 착탈가능토록 고정되는 휠(wheel)은 조립체의 균형을 요구하며, 또한 분리 및 재조립시에 이러한 균형 상태를 유지하는 것이 매우 중요하다.
미국 특허 제4,719,818호와 유사한 종래의 구성에서는, 중량을 감소시키기 위해 알루미늄(aluminium)으로 제작된 임펠러 휠이 내부에 스플라인(spline) 결합부를 갖춘 철제 슬리브(steel sleeve)상에 형성된다. 상기 스플라인 결합부는 임펠러 휠을 구동하는 터빈축의 단부에서 인접한 스플라인 결합부와 연결된다. 상기 휠은 너트에 의해서 상기 축상에 고정되고, 상기 너트는 스플라인이 형성된 슬리브를 환형 스페이서(annular spacer)로 밀어서 터빈축 또는 구동축에 형성된 경사부(shoulder)로 밀어주는 와셔(washer)와 결합한다.
상기 터빈축과 고정축 조립체(회전자)는 터보과급기내에 설치되는 경우, 임펠러 휠과 터빈 휠 사이 및 터빈 휠과 고정축 기어 사이에 위치된 베어링 저어널(bearing jouranls)과 인접하는 베어링 상에서 회전가능토록 지지된다. 설치전에, 회전 가능한 조립체(회전자)는 조립되고, 필요한 경우 회전자의 선택된 위치에 중량물(weight)을 부착하거나 제거시켜 동역학적으로 균형이 유지된다. 그러나, 회전자가 터보과급기내에 설치되어 위하여 또는, 후에 베어링상에 위치된 회전자를 검사하거나 보수하기 위해 다시 분해되는 경우, 각종 부품의 재조립작업은 조립체의 균형 유지에 심각한 변화를 초래할 수도 있다. 이러한 이유는 너트를 조여주기 전에 축상에서 임펠러 휠의 적은 이동을 허용하도록 구동축과 슬리브의 스플라인 결합부 사이에 형성된 필요한 간극(clearance)의 결과로서 발생한다고 추정되고, 그 결과로서 임펠러가 재조립될시마다 축상에서 다소 위치가 이동된 상태로 조립되는 것이다.
이러한 이유 때문에, 구동축상에서 임펠러 휠을 중심에 유지시키고 고정시키는 개선된 수단(means)이 요구되었다.
본 발명에 따른 구동 조립체는 하나의 공통축(common shaft)상에서 구동 연결관계로 서로 결합되는 휠과 축을 갖추고, 상기 휠은 제1단부 및, 상기 제1단부로부터 연장하는 축방향 개구부를 갖추며, 상기 축은 플랜지와, 상기 제1단부로부터 개구부로 연장하는 단부를 갖추는 한편, 상기 구동 조립체는 휠의 제1단부를 플랜지로 향하여 축방향으로 밀어주는 지지수단을 갖추고, 축방향으로 일정간격이 떨어진 제1 및 제2단부면과 상기 단부면사이에 형성된 중앙 개구부를 갖춘 탄성적으로 변경가능한 잠금링을 포함하며, 상기 개구부는 내표면으로 형성되고, 상기 내측표면을 제1단부면에 인접한 제1조임부를 갖추며, 상기 제1단부면은 상기 중앙개구부에 인접하여 축방향으로 향한 휠 접촉면과, 상기 휠 접촉면에 인접하여 외측으로 형성된 돌출부를 갖추는 한편, 상기 돌출부는 제2조임부를 형성하는 내측으로 향한 표면을 갖추고, 상기 제2단부면은 상기 휠 접촉 표면으로부터 방사상으로 외측을 향해 간격이 형성된 제1플랜지 접촉 표면과, 상기 제1플랜지 접촉 표면으로부터 방사상으로 내측을 향해 간격이 형성된 제2플랜지 접촉표면을 갖추며; 상기 휠은 제1단부에서 축방향 단부면과, 이에 인접하여 외측으로 향한 외측면을 갖추고, 상기 잠금링은 플랜지와 휠사이의 축상에서 상기 내측면이 축의 단부를 에워싸는 상태로 위치되며, 제1플랜지 접촉표면은 플랜지와 접촉하고, 휠접촉 표면은 상기 휠의 축방향 단부표면과 접촉하며, 상기 지지수단을 조여주기 전에, 상기 제1 및 제2조임부분은 축의 단부와 휠의 외측면에 각각 근접하여 위치되고, 상기 제2플랜지 접촉면은 상기 플랜지로부터 사전에 설정된 간극을 갖추며, 지지수단의 조임 작동시에는 상기 잠금링 휘어져서 상기 제2플랜지 접촉면이 상기 사전에 설정된 간극을 밀폐시키고, 상기 플랜지와 접하도록 이동하며, 이와같은 휘어짐 작동은 제1 및 제2조임부가 상기 축의 단부와 휠의 외측면을 각각 조여 결합시킴으로서 축상에서 휠의 제1단부가 고정되도록 잠금 작동을 수행한다.
본 발명은 또한, 구동 조립체에 사용되는 잠금링과 임펠러 휠을 포함한다. 본 발명은 새로운 2개의 부재로 이루어지는 스페이서(two piece spacer)를 포함하는 새로운 축/휠 조임수단을 제공하고, 상기 스페이서는 휠이 축상에서 헐거운 상태로 조립되고, 조립과정에서 상기 휠의 단부가 스페이서와 접촉되어 축상에서 중심 위치에 고정되도록 변형되는 탄성적으로 변형가능한 잠금링을 갖춘다.
상기 개선된 구조는 바람직하게 상기 잠금링하게 상기 잠금링에 의해 결합되는 환형 돌출부가 휠상에 형성되는 것을 필요로 한다. 상기 돌출부는 바람직하게 제한된 방사상의 탄성력을 갖추어 휠에 가해지는 조임압력(clamping stress)을 제한한다. 상기 돌출부는 종래기술의 압축용 임펠러 휠에서 사용된 것과는 다르게 개조되고, 스플라인 형성된 슬리브의 감소된 두께를 갖춘 연장부로서 형성가능하다. 다르게는, 상기 돌출부가 임펠러 휠의 일부로서도 형성될 수 있다. 다른 특징으로서는, 임펠러 휠이 티타늄(titanium), 또는 그밖의 필요한 강도와 중량을 갖춘 재료로서 제작가능하고, 매우 긴 길이의 구동 슬리브가 필요하지 않은 점이다. 슬리브형 삽입부재(insert)가 임펠러 휠의 외측단부에 끼워져서 다면플레이트(Polygonal Flats)를 전체 또는 대부분이 잠금링으로 이루어지는 내측 휠 부분의 중심에 헐거운 상태로 구동되도록 접촉시킨다. 스플라인 형성된 삽입부재는 임펠러 휠의 몸체부에 끼워진다. 상기 휠은 구동축의 단부에 나사결합되는 너트에 의해 고정된다.
선단 원추부(a nose cone)가 상기 너트를 덮도록 제공되어 압축용 공기의 흐름 통로를 형성한다. 상기 선단 원추부는 구동축에 직접적으로 나사결합되고, 구동축의 단부에 나사결합되는 나사(screw)에 의해 고정된다. 바람직하게, 상기 나사에는 축의 숫나사보다 가는 숫나사부(단위 길이당 나사산 수가 많음)가 형성된다. 이러한 구성은 상기 선단원추부가 나사와 함께 회전되는 경우에도 상기 선단원추부가 축에 고정된 위치로부터 빠지지 않게 되는바, 이는 숫나사부에 형성된 서로 다른 나사산의 동시회전을 방지하여 선단원추부가 축으로부터 분리되지 않는다.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
제1도 내지 제4도에 있어서, 참조부호(10)는 터보과급기가 장착되고, 2행정 싸이클로 작동되며, 중간속도를 갖추는 한편, 디이젤 방식으로 구동되고, 상기 언급한 바와같이 철도차량에 사용되는 엔진을 나타낸다. 상기 엔진(10)은 조립된 크랭크 케이스(crankcase)(미도시)를 갖추고, 그후 단부에는 참조부호(11)로 표시된 기어 및 배기가스 종동형 터보 과급기(exhaust gas driven turbochrger)가 장착된다.
상기 터보과급기(11)는 축(13)상에서 회전자(14)를 지지하는 하우징(housing)(12)을 갖추고, 상기 회전자(14)는 터빈 휠(15)과, 공통축(a common shaft)(18)상에 장착된 압축용 임펠러 휠(16)을 갖추며, 상기 공통축(18)은 터빈 휠에 일체로 구성된다. 상기 터빈 휠(15)은 엔진실린더(미도시)로부터 배출된 배기가스에 의해 구동되고, 유입덕트 및 절곡부(19)를 거쳐 터빈 휠에 형성된 날개(20)로 유도되며, 이때 배기에너지의 일부분이 회전자(14)를 구동시키도록 사용된다. 상기 배기가스는 수집실(22)에서 회수되어 배출덕트(23)를 통해 배기된다.
또한, 회전자(14)은 일측에서 터빈 휠(15)에 고정된 구동축(24)을 갖추고, 타측 단부에 선기어(sun gear)(26)를 갖추어 상기 배기 에너지가 본래의 상기 목적을 달성하지 못할 정도로 불충분한 경우, 상기 회전자를 구동시키기 위한 기어열(a gear train)의 일부를 이룬다. 또한, 상기 구성과 유사한 기어열의 구조는 상기에서 언급한 미국특허 제4,719,818호에도 개시되어 있다.
회전자(14)의 회전구동은 압축용 임펠러 휠(16)을 회전시켜 유입덕트(27)를 통해 공기가 압축되는 임펠러 휠의 회전 날개(28)로 흡입시킨다. 다음, 상기와 같이 압축된 유입 공기는 확산기(diffuser)(30)를 통해 배출절곡부(31)로 배기되고, 그후부터는 덕트(미도시)에 의해 엔진 실린더로 이송된다. 회전자(14)는 터빈 휠(15)의 양측에 위치된 한쌍의 베어링 저어널(32), (34)상에서 회전가능하고, 각각 선기어(26)와 압축용 임펠러 휠(16)이 양측에 위치된다. 상기 베어링 저어널(32), (34)은 각각 기어단부 베어링(35)과 압축용 슬리브 베어링(36)내에서 이동된다. 상기 베어링(36)은 하우징(12)의 분리된 일부분을 이루고 또한, 유입덕트 및 절곡부(19)의 일부를 형성하는 압축용 베어링 지지부재(38)내에서 지지된다.
상기 베어링 저어널(34)에 인접한 축(18)은 압축용 임펠러 휠(16)이 장착되는 감소된 직경의 장착부(mounting portion)(40)와 연결된 경사부(shoulder)(39)를 갖춘다. 2개의 부재로 이루어진 스페이서(spacer)(42)가 압축용 임펠러 휠(16)과 상기 경사부(39) 사이에서 조여지며(clamped), 이는 본 발명의 요부를 이룬다. 이하에서 설명될 여러 가지 특장점에 부가하여 상기 스페이서(42)는 유밀봉 하우징(oil seal housing)(43)과 상호 작용하며, 지지부재(38)에 고정된 밀림방지 와셔(antithrust washer)(44)에 접촉된다. 밀림방향의 이동(제1도에서 좌측)은 트러스트 베어링(47)에 접촉하는 회전자 구동형의 트러스트 플랜지(Trust Flange)(46)에 의해 방지된다. 이러한 점에서, 스페이서(42)는 미국특허 제4,719,818호에 제시된 종래의 구성에 갖춰진 단일부재의 스페이서(one piece spacer)와 유사하다.
상기 축의 장착부(40)는 상기 경사부(39) 부근에서 축의 말단부(50)에 인접한 감소된 직경부로 연장하는 외부 스플라인 결합부(48)를 갖추고, 상기 말단부(50)에는 축방향으로 나사부(51)가 형성되어 지지너트(52)가 끼워진다. 상기 너트(52)는 와셔(54)와 접촉되고, 상기 너트와 와셔는 압축용 임펠러 휠(16)의 알루미늄 몸체부(56)내에서 압압되는 튜브형 철제 슬리브(55)와 접촉하는 지지수단을 이룬다. 상기 슬리브(55)는 스페이서를 향하여 밀려짐으로서 압축용 임펠러 휠(16)이 상기 축에 지지되도록 하여 준다. 상기 슬리브(55)에는 내부 스플라인 결합부(58)가 형성되어 상기 외부 스플라인 결합부(48)에 일치됨으로서 상기 압축용 임펠러 휠(16)과 축(18)을 연결시키는 구동수단을 이룬다. 상기 압축용 임펠러 휠(16)의 선단부(59)는 너트(52)와 인접하고, 유입덕트(27)내에서 적절한 수단, 예를들면 스트러트(struts)(62)등으로 지지되는 고정된 원추부(60)에 의해 덮여진다.
제2도 내지 제4도에 도시된 바와같이, 2개의 부재로 이루어진 스페이서(two-piece spacer)(42)는 환형 플랜지 부재(63)와 환형 잠금링(64)을 갖추고 있다. 상기 플랜지부재(63)는 오일막이(oil slinger)로서 작용하는 외측환형부(66)와 함께 L-형 단면을 갖춘다. 상기 원형부(66)에 인접하여 플랜지부재(63)의 축방향 확대부(67)는 밀봉 하우징(43)과 상호 작용하고, 보다 좁은 내측부(68)는 경사부(39)와 접촉하며 밀링방지 플랜지(anti-thrust flange)로서 작용한다. 이러한 작용효과는 상기 종래의 하나의 부재로 된 스페이서에 의해서도 이루어진다.
상기 환형 잠금링(64)은 상기 내측부(68)의 환형표면(69)과 압축용 임펠러 휠(16)사이에 위치한 플랜지 부재(63)의 요홈내에 위치된다. 상기 잠금링(64)은 축방향으로 일정간격 떨어진 제1 및 제2단부면(70), (71)과, 상기 단부면사이의 중앙 개구부(72)를 갖춘다. 상기 개구부(72)는 상기 제1단부면(70)에 인접하여 제1조임부(a first clamping portion)(75)를 갖춘 내표면(74)으로 형성된다. 제1단부면(70)은 상기 중앙 개구부(72)에 인접하여 축방향으로 향한 휠 접촉 표면(76)과, 상기 휠접촉 표면에 인접하여 외부로 확장된 환형 독출부(78)를 갖추고 있다. 상기 독출부(78)는 내측으로 향한 환형표면을 갖추어 제2조임부(79)를 형성한다.
만일 필요한 경우, 상기 돌출부(78)와 조임부(79)는 완전한 고리(annulus) 형태보다는 환형으로 일정 간격이 떨어진 일련의 부재들로서는 형성될 수 있고, 이러한 변형구조는 동일한 것으로 간주될 수 있다. 상기 제2단부면(71)은 상기 휠접촉표면(76)과 제1 및 제2조임부(75), (79)로부터 방사상으로 외측을 향해 간격이 형성된 제1플랜지 접촉 표면(80)과, 상기 제1플랜지 접촉표면으로부터 방사상으로 내측으로 향해 간격이 형성된 제2플랜지 접촉 표면(82)을 갖춘다.
상기 잠금링(64)에 인접한 허브 단부(hub end)(83)에서, 상기 압축용 임펠러 휠(16)은 슬리브(55)에서 축방향 단부면(84)과, 이에 인접하여 외측으로 향한 외측면(86)을 갖춘다. 알루미늄 몸체부(56)에 형성된 환형 요흠(87)은 상기 외측면(86)을 에워싸서 잠금링(64)의 돌출부(78)를 수용한다. 또한, 상기 슬리브(55)의 내측부는 표면(88)에서 일부절단되어 잠금단부의 적절한 탄성도를 부여할 수 있다. 실제 조립시에 있어서, 잠금링(64)은 내표면(74)이 축장착부(40)를 에워싸고, 제1플랜지 접촉표면(80)이 플랜지 부재의 표면(69)와 접촉하며, 휠접촉 표면(76)이 슬리브(55)의 축방향 단부면(84)에 접촉하는 상태로 끼워진다.
조립후에, 그러나 제3도에 도시된 바와같이 지지너트(52)를 조여주기 전에, 상기 제1 및 제2조임부(75), (79)는 축(18)의 장착부(40)와 슬리브(55)의 외측면(86)으로부터 각각 방사방향으로 밀접하에 위치되며, 제2플랜지 접촉표면(82)은 상기 플랜지 부재의 표면(69)으로부터 사전에 설정된 일정간격을 유지하게 된다.
지지너트(52)를 조이게 되면, 제4도에 도시한 바와같이 잠금링(64)이 휘어지게 되고, 따라서 제2플랜지 접촉 표면(82)이 상기 사전에 설정된 일정간격을 폐쇄시키며, 플랜지 부재의 표면(69)과 접촉하도록 이동되어, 상기와 같은 휘어짐 작동이 제1 및 제2조임부(75), (79)로 하여금 축(18)의 장착부(40)와, 압축용 임펠러 휠(16)의 외측면(86)을 접촉시켜 조여줌으로서 휠의 단부면(84)을 축상에서 고정된 위치에 유지시키고 고정시키게 된다. 조립후에, 회전자(14)는 공지된 방법으로 중량(weight)을 부가하거나 감소시킴으로서 균형이 유지되고, 그러한 부분들은 미도시되었다. 다음, 압축용 임펠러 휠(16)과 스페이서(42)는 터보과급기의 하우징내에 설치된 후 균형 위치에서 제거되고 재조립되며, 지지너트(52)의 재조임 작동은 잠금링의 조임부(75), (79)를 다시 휘게 하여 각각 축 및 휠표면과 접촉시키고, 상기 부재들은 최초의 위치로 복귀시켜 상기 부재들이 견고히 고정되고, 중심조절되며, 최초의 균형 상태가 회복되도록 하여 준다.
제5도는 본 발명에 따라서 새로운 특징을 갖춘 회전자(90)의 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 갖춰진 많은 특징들이 제1도 내지 제4도의 특징에 비해 현저하게 다르지 않기 때문에, 많은 참조부호들이 동일개소에 재사용되었다. 현저한 차이점은 압축용 임펠러 휠(91)의 구조이고, 본실시예에서는 티타늄(titanium)으로 제작되어 열팽창 차이를 최소화하도록 구성된다. 이러한 구조는 압축용 임펠러 휠(91)과 2개의 부재로된 스페이서(42)사이의 압력균형 유지에 도움을 줌으로서 각각의 부품이 파손되는 것을 방지하고 여하한 작동조건하에서도 풀어짐(loosening) 현상을 방지한다. 그러나, 그밖의 재료, 즉, 알루미늄, 세라믹 및 철(steel)과, 중간강도의 물질 및 질량(mass) 등이 적절하게 사용될 수 있다. 압축용 임펠러 휠(91)은 전체길이에 걸친 슬리브를 포함하지 않음으로서 축장착부(40)가 큰직경(92)에는 2개의 부재로된 스페이서(42)가 고정되면서, 장착부(40)의 보다 적은 직경(94)상에 압축용 임펠러 휠(91)이 위치되는 단(step)이 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 상기 스페이서(42)는 큰직경(92)상에서 경사부(39)에 대하여 위치되어 압축용 임펠러 휠(91)의 티타늄(또는 기타)재료로 직접 형성된 환형(또는 다수개가 간격을 형성하고 돌출한) 허브 단부(95)와 접촉한다.
상기 허브 단부(95)는 축방향의 단부면(84)과, 상기 스페이서(42)의 잠금링(64)에 상호 작용하여 압축용 임펠러 휠(91)을 상기 언급한 방식으로 중심조절하고 고정하는 외부를 향한 외측면(86)을 갖춘다. 또한, 상기 단부(95)의 직경과, 잠금링(64)의 돌출부(78)는 저면부(base)로서 작용하도록 보다 크게 구성되어 개조된 공통축(96)상에서, 상기 압축용 임펠러 휠(91)의 전체가 중심조절 되도록 하여 준다.
따라서, 압축용 임펠러 휠(91)은 축(96)상에 상대적으로 헐거운 상태로 정착될 수 있고, 말단부(50) 부근에서 축상에 형성된 육각(다면) 플레이트(98) 또는 그밖의 적절한 수단에 의해 구동되며, 상기와 일치하는 다면(또는 기타) 요흠을 갖춘 짧은 삽입부재(insert)(99)내에 수용된다. 상기 삽입부재(99)는 철제 또는 그밖의 적절한 재료로 이루어지고, 선단부(59)내에서 압축용 임펠러 휠(91)의 티타늄(또는 그밖의 재료) 몸체부(100)에 전단핀(shear pin)(101)으로 연결되며, 상기 전단핀(101)은 필요한 경우, 절단되어 압축용 임펠러 휠이 축(96)을 따라 이동하여 과도한 돌발적인 압력을 받지 않도록 구성된다. 상기 삽입부재(99)는 또한, 외측단부로 개방된 다수개의 막힌 구멍(Blind Hole)(102)을 갖는다. 상기 구멍(102)은 마개(plugs)(102`)에 의해 지지되고, 회전자(90)을 균형유지시키는데 필요한 중량물(weights)(미도시)에 의해 선택적으로 충전될 수 있다.
삽입부재(99)를 사용함으로서 간단한 구조의 선단부 형상을 갖출 수 있고, 상기 지지너트(52)에 인접하여 압축용 임펠러 휠(91)의 유입(유도) 부내에서 보다 적은 직경의 허브(hub)를 갖출수 있으며, 따라서 상기 먼저 언급한 첫번째 실시예보다 개방된 흐름영역(flow area)을 제공한다.
다른 특징에 있어서는, 지지너트(52)가 회전 원추부(103)에 의해 덮여지고, 상기 회전 원추부(103)는 축단부에 형성된 고정나사부(51)상에 나사결합된다.
상기 선단원추부 또는 캡(cap) 부재는 단부의 개방구(106)를 관통하여 축방향으로 축(96)의 단부(50)에 형성된 나사구멍(107)으로 연장하는 나사(104)에 의해 고정된다. 상기 나사(104)에 형성된 숫나사부는 축(96)에 형성된 숫사나부(51)보다 가늘게(단위길이당 나사산수가 많음) 형성되어 선단원추부(103)가 상기 나사에 형성된 숫나사부의 잠금작동에 의해서도 상기 축에 형성된 숫나사부(51)로부터 풀리지 않게 된다.

Claims (12)

  1. 하나의 공통축(13) 상에서 구동연결되도록 서로 결합되는 휠(16)과 축(18)을 갖추고, 상기 휠은 제1단부(83), (84) 및 상기 제1단부로부터 연장하는 축방향 개구부를 갖추며, 상기 축은 플랜지(63)와, 상기 제1단부로부터 개구부로 연장하는 단부(40)를 갖추는 한편, 상기 휠의 제1단부를 상기 플랜지로 향하여 축방향으로 밀어주는 지지수단(52)을 갖춘 구동 조립체(14)에 있어서, 축방향으로 일정간격이 떨어진 제1 및 제2단부면(70), (71)과, 상기 단부면 사이에 형성된 중앙 개구부(72)를 갖춘 탄성적으로 변형가능한 잠금링(64)을 갖추고, 상기 개구부는 내표면(74)에 의해 형성되며, 상기 내표면은 상기 제1단부면에 인접한 제1조임부(75)를 갖추고, 상기 제1단부면은 중앙 개구부에 인접하여 축방향으로 향한 휠 접촉면(76)과, 상기 휠 접촉면에 인접하여 외측으로 형성된 독출부(78)를 갖추는 한편, 상기 돌출부는 제2조임부(79)를 형성하는 내측으로 향한 표면을 갖추고, 상기 제2단부면은 상기 휠접촉 표면으로부터 방사상으로 외측을 향해 간격이 형성된 제1플랜지 접촉표면(80)과 상기 제1플랜지 접촉 표면으로부터 방사상으로 내측을 향해 간격이 형성된 제2플랜지 접촉표면(82)을 갖추며; 상기 휠(16)은 제1단부에서 축방향 단부면(84)과, 이에 인접하여 외측으로 향한 외측면(86)을 갖추고, 상기 잠금링은 상기 플랜지와 휠사이의 축상에서 상기 내측면이 축(18)의 단부(40)를 에워싸는 상태로 위치되며, 상기 제1플랜지 접촉표면은 상기 플랜지와, 접촉하고, 휠접촉표면은 상기 휠의 축방향단부 표면과 접촉하며, 상기 지지수단을 조여주기 전에, 상기 제1 및 제2조임부분은 각각 축의 단부와 휠의 외측면으로부터 근접하여 떨어져 위치되고, 상기 제2플랜지 접촉면은 상기 플랜지로부터 사전에 설정된 간극을 갖추며, 상기 지지수단의 조임작동시에는 상기 잠금링이 휘어져서 상기 제2플랜지 접촉면이 상기 사전에 설정된 간극을 밀폐시키고, 상기 플랜지와 접하도록 이동하며, 상기와 같은 휘어짐 작동은 제1 및 제2조임부가 상기 축의 단부와 휠의 외측면을 각각 조여 결합시킴으로서 축상의 고정 위치에서 휠의 제1단부가 고정 유지되는 구성을 특징으로 하는 구동 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 축(18)의 플랜지는 상기 축상에 형성된 경사부(39)에 마주한 상태로 잠금링(64)과의 사이에 위치되는 환형 플랜지부재(63)로 형성됨을 특징으로 하는 구동 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휠(16, 91)은 축상에 형성된 구동수단(48), (98)과 결합되어 상기 휠과 축을 동시에 회전시키는 구동수단(58), (99)을 포함함을 특징으로 하는 구동조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동수단은 서로 연결되는 스플라인 결합부(58), (48)이고, 상기 휠(16)은 일련의 스플라인 결합부(58)을 갖춘 튜브형 철제 슬리브(55)가 포함되는 알루미늄 몸체부(56)를 갖추며, 상기 슬리브는 축방향 단부면(84)과, 상기 휠의 외측으로 향한 외측면(86)을 포함하고, 상기 지지수단(52)은 상기 슬리브에 접촉되면서 상기 축방향 단부면을 잠금링(64)의 휠접촉표면(76)에 대하여 밀어주도록 구성됨을 특징으로 하는 구동 조립체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 휠(91)은 지지부재(52)에 인접하고 축방향 단부면(84)으로부터 멀어진 위치의 단부에 고정되는 철제 삽입부재(99)를 갖춘 비철 몸체부(a non-ferrous body)(100)를 포함하고, 상기 삽입부재는 상기 휠 구동수단과, 상기 말단부(50)와 인접하여 위치된 축(96)의 구동수단(98)을 포함함을 특징으로 하는 구동 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 휠(91)은 축(96)의 단부(40)에 헐거운 상태로 끼워지고, 축방향 단부면(84)이 잠금링(64)의 휠접촉 표면(76)에 접촉되며, 제1조임부(75)가 상기 축에 조여 결합되고, 제2조임부(79)가 상기 휠의 외측으로 향한 외측면(86)에 조여 결합됨으로서 고정됨을 특징으로 하는 구동 조립체.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 구동수단은 서로 결합되는 다면체(polygones)로 구성됨을 특징으로 하는 구동 조립체.
  8. 제5항에 있어서, 상기 철제 삽입 부재(99)은 전단핀(101)에 의해서 비철 몸체부(100)에 구동가능토록 고정되고, 상기 전단핀은 휠의 토오크(torque)가 상기 축을 변형시키기에 충분한 크기에 도달하기 전에 전단되어 축(96)상에서 휠(91)의 상대적인 회전을 허용하는 크기로 구성됨을 특징으로 하는 구동 조립체.
  9. 제6항에 있어서, 상기 잠금링(64)에 형성된 돌출부(78)은 환형이고, 축방향 단부면(84)과, 상기 휠(16)의 외측으로 향한 외측면(86)은 상기 돌출부와 접촉되는 환형부(95)상에 위치됨을 특징으로 하는 구동 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 지지수단은 축(18)상에서 길이방향으로 중심에 형성된 숫나사부(51)에 의해 지지되고, 휠(16)의 경사진 선단부(59)와 접촉하며, 상기 휠의 선단부에 장착되고 상기 지지수단을 덮는 선단 원추부(103)를 추가로 포함하며, 상기 선단 원추부는 상기 축의 숫나사부에 끼워져서 고정되는 내측암나사부를 갖추는 한편, 상기 축에 형성되면서 암나사부가 축방향으로 형성되는 개구부(107)내에 고정되고 상기 선단원추부와 접촉하는 나사(104)를 갖추고, 상기 나사는 상기 축보다 가는 나사산을 갖추어 풀림회전(loosening rotation)에 대하여 선단원추부를 고정하며, 상기 나사를 풀어주기 전에는 상기 선단원추부의 해체가 방지되도록 구성됨을 특징으로 하는 구동조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 잠금링은 축방향으로 일정간격이 떨어진 제1 및 제2단부면(70), (71)과, 상기 단부면 사이에 형성된 중앙개구부(72)를 갖추고, 상기 중앙개구부는 상기 제1단부면에 인접하는 제1조임부(75)를 갖춘 내측면(74)으로 형성되고, 상기 제 1 단부면은 상기 중앙개구부에 인접하는 축방향으로 향한 휠접촉면(76)과, 상기 휠접촉면에 외측으로 향하여 인접한 돌출부(78)를 갖추는 한편, 상기 돌출부는 제2조임부(79)를 형성하는 내측으로 향한 표면을 갖추고, 상기 제2단부면은 상기 휠접촉면으로부터 방사상으로 외측을 향해 일정간격이 떨어진 제1플랜지 접촉면(80)과, 상기 제1플랜지 접촉면으로부터 방사상으로 내측을 향햐 일정간격이 떨어진 제2플랜지 접촉면(82)을 포함함을 특징으로 하는 구동조립체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 축(18), (96)을 수용하는 중앙개구부를 갖춘 회전가능한 몸체부(56), (100)와, 상기 중앙 개구부의 일단부에 인접하여 잠금링(64)과 면접하고 축방향 단부면(84)과 이에 인접하여 외측으로 향한 외측면(86)을 갖춘 링고정 수단 및, 상기 중앙개구부의 일측단부에서 상기 지지수단(52)에 의해 고정되는 수단 등을 포함함을 특징으로 하는 구동조립체.
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