KR20040014194A - 회전전달장치 및 이것을 이용한 섬유기계 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 회전전달장치 및 이것을 이용한 섬유기계는 풀리에 연장되어 걸쳐지는 벨트에 의해 샤프트에 가해지는 굴곡 모멘트를 억제하기 위한 것이다. 회전전달장치(10)는, 샤프트(22)에 상대적 회전이 불가능하게 연결된 풀리(20)와, 베어링(26)을 통해 풀리(20)를 회전 가능하게 지지하는 지지체(24)를 포함한다. 베어링(26)은, 그 끼워 넣는 위치가 풀리(20)의 회전축선 방향에 있어서 풀리(20)의 외주부의 양끝 가장자리(42)의 안쪽이 되도록 풀리(20)에 설치되어 있다.
Description
발명의 분야
본 발명은 회전전달장치 및 이것을 이용한 직기나 준비기 등의 섬유기계에 관한 것으로, 특히 회전원으로부터의 회전력을 전달하는 장치 및 이것을 이용한 섬유기계에 관한 것이다.
발명의 배경
벨트의 회전력을 풀리를 통해 샤프트로 전달하는 회전전달장치의 하나로서, 특개소58-220855호 공보에 기재된 기술이 알려져 있다. 상기 회전전달장치에 있어서는, 제2 풀리(2)와, 샤프트로서 작용하는 제1 클러치(4)가 키(2a)에 의해 상대적회전이 불가능하게 결합되어 있고, 또한 제1 클러치(4) 즉 샤프트가 베어링을 사이에 두고 지지체에 회전 가능하게 결합되어 있다.
상기 종래기술에 있어서는, 풀리(2)의 회전력을 제1 클러치(4) 즉 샤프트에 확실하게 전하기 위해서 폭이 넓은 보스부를 풀리의 중앙에 갖고 있고, 제1 클러치(4)는 보스부에 인접하여 제1 클러치(4)의 외주면에 끼워진 베어링을 통하여 지지체에 지지되어 있다. 이 때문에, 풀리(2)에 걸쳐지는 벨트(22)의 장력에 의한 하중이 제1 클러치(4) 즉 샤프트에 굴곡 하중으로서 작용한다.
상기 굴곡 하중을 작게 하기 위해서는, 풀리의 회전축선 방향에 있어서, 벨트 장력의 작용점인 풀리(2)의 위치와, 제1 클러치(4) 즉 샤프트를 지지체에 지지시키고 있는 베어링의 위치와의 거리를 작게 할 필요가 있다.
그러나, 상기 종래기술에서는, 풀리(2)의 보스부와 베어링의 안쪽고리가 서로 접촉하도록, 풀리(2) 및 베어링이 제1 클러치(4) 즉 샤프트에 결합되어 있기 때문에, 회전축선 방향에 있어서의 풀리(2)와 베어링과의 거리를 상기 이상으로 작게 할 수 없다. 결국, 베어링은 풀리의 중앙에 위치하는 보스부 때문에 풀리의 보스부보다 회전축선 방향에 있어서 바깥쪽에 설치할 필요가 있다.
상기의 결과, 상기 종래기술에서는, 회전축선 방향에 있어서, 제1 클러치(4) 즉 샤프트로의 풀리(2) 및 베어링의 양 설치위치간의 거리가 커진다. 여기에, 제1 클러치(4) 즉 샤프트는 회전축선 방향에 있어서, 베어링의 위치를 지지단으로 하고, 풀리(2)의 설치위치를 풀리(2)에 연장되어 걸쳐지는 벨트(22)에 의한 하중 작용점으로 하는 한쪽 지지의 다리 구조가 된다.
그와 같은 한쪽 지지의 다리 구조에 있어서는, 풀리(2)에 연장되어 걸쳐지는 벨트(22)의 장력으로 인하여 제1 클러치(4) 즉 샤프트에 생기는 굴곡 모멘트가 커지기 때문에, 베어링이 끼워지는 제1 클러치(4) 즉 샤프트 및 지지체의 양 베어링 결합부 및 베어링에 진동, 발열, 마모 등이 생긴다.
본 발명의 목적은 풀리에 연장되어 걸쳐지는 벨트에 의해 샤프트에 가해지는 굴곡 모멘트를 억제하기 위한 것이다.
본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 회전전달장치를 이용한 개구장치의 한 실시예를 나타낸 정면도이다.
도2는 도1에 나타낸 회전전달장치의 일부 확대도로서, (A)는 도1의 풀리를 회전축선 방향으로 왼쪽에서 본 확대도, (B)는 도1의 확대 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 회전전달장치의 다른 실시예를 나타낸 확대 단면도이다.
* 도면의 주요부호에 대한 설명 *
10, 80: 회전전달장치12: 개구장치
14: 직기의 프레임16: 주축
18: 드라이브 풀리(pulley)20, 82: 타이밍 풀리
22: 샤프트24, 84: 지지체
26: 베어링28: 타이밍 벨트
30: 캠 구동부
36: 베어링의 바깥고리(베어링의 바깥쪽)
38: 풀리측 결합부42: 풀리의 외주부의 끝 가장자리
46: 보스부
56: 베어링의 안쪽고리(베어링의 안쪽)
58: 지지체측 결합부
본 발명에 따른 회전전달장치는, 샤프트에 상대적 회전이 불가능하게 연결된 풀리와, 베어링을 사이에 두고 상기 풀리를 회전 가능하게 지지하는 지지체를 포함한다. 상기 풀리는 상기 베어링의 바깥쪽 및 안쪽의 어느 한쪽이 끼워지는 풀리측 결합부를 갖고, 상기 지지체는 상기 바깥쪽 및 상기 안쪽의 다른쪽이 끼워지는 지지체측 결합부를 갖는다. 상기 풀리측 결합부는, 상기 풀리의 회전축선 방향에 있어서, 상기 풀리의 외주부의 끝 가장자리의 위치보다도 상기 풀리의 중앙측에서 상기 끝 가장자리의 방향으로 연장해 있다. 상기 풀리를 통해 벨트 및 샤프트의 어느 한쪽에서 다른쪽으로 회전을 전달한다.
상기 회전전달장치에 있어서, 타이밍 벨트, 평(平) 벨트, V 벨트 등의 무단 벨트가 풀리에 연장되어 걸쳐진다. 베어링이 풀리에 끼워 넣어지는 위치는, 상기 회전축선 방향에 있어서의 풀리의 양끝 가장자리의 안쪽이 된다. 이 때문에, 회전축선 방향에 있어서, 무단 벨트의 장력으로 인한 하중의 작용점의 중심위치와, 지지체에 의한 베어링의 지지위치의 중심위치와의 거리가 작아지기 때문에, 샤프트에 작용하는 굴곡 모멘트가 작아진다.
상기 베어링의 바깥쪽은 상기 풀리측 결합부에 끼워져 있고, 상기 베어링의 안쪽은 상기 지지체측 결합부에 끼워져 있어도 좋다. 그와 같이 하면, 풀리측 결합부가 풀리의 회전중심에서 반경방향으로 보다 멀어지기 때문에, 풀리측 결합부의 베어링 접촉면적이 커지고, 베어링의 바깥쪽을 견고하게 끼워 넣을 수 있다. 그 결과, 풀리측 결합부가 베어링에 의해 마모하기 어려워지기 때문에, 고가인 풀리의 교환빈도를 적게 할 수 있고, 회전전달장치의 러닝코스트를 억제할 수 있다.
상기 베어링의 바깥쪽은 상기 지지체측 결합부에 끼워져 있고, 상기 베어링의 안쪽은 상기 풀리측 결합부에 끼워져 있어도 좋다. 그와 같이 하면, 베어링의 안쪽이 회전하게 되므로 회전 관성력이 작아지고, 그 결과, 직기나 준비기 등의 회전 시동시의 토크가 작아 생산효율을 올릴 수 있다.
상기 풀리측 결합부는, 상기 풀리의 회전축선 방향에 있어서의 상기 풀리의 외주부의 한쪽 끝 가장자리를 지나고, 상기 회전축선에 직교하는 제1 가상면과, 회전축선 방향에 있어서의 상기 풀리의 외주부의 다른쪽 끝 가장자리를 지나고, 상기 회전축선에 직교하는 제2 가상면에 둘러싸인 가상적 범위 내에 형성되어 있어도 좋다.
발명의 실시형태
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.
도1을 참조하면, 회전전달장치(10)는 직기의 개구장치(12)에 이용되고 있다. 직기는 프레임(14)으로부터 연장해 있는 주축(16)을 갖는다. 주축(16)의 선단부에는 드라이브 풀리(18)가 상대적 회전이 불가능하게 끼워져 있다.
도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 회전전달장치(10)는, 구동용 타이밍 풀리(20)와, 캠 구동용 샤프트(22)와, 풀리(20)를 지지하는 지지체(24)와, 풀리(20)를 지지체(24)에 회전 가능하게 지지시키는 볼 베어링(26)과, 양 풀리(18, 20)의 외주부에 연장되어 걸쳐진 타이밍 벨트(28)를 포함한다. 회전전달장치(10)는 주축(16)의 회전을 상기와 같은 부재를 통하여 개구장치(12)의 캠 구동부(30)에 전달한다.
도2에 나타낸 바와 같이, 풀리(20)는 타이밍 벨트(28)의 톱니와 맞물리는 복수의 톱니(32)를 외주부에 갖추고 있음과 동시에, 보스상 결합부(34)를 회전 중심측에 갖추고 있다. 또한, 풀리(20)는 베어링(26)의 바깥고리(바깥 레이스)(36)가 끼워진 풀리측 결합부(하우징부)(38)를 보스상 결합부(34)에 갖추고 있다.
보스상 결합부(34)는, 베어링(26)을 풀리측 결합부(38)에 풀리(20)의 회전축선 방향에 있어서의 한쪽(도2(B)에 있어서 오른쪽)에서 끼울 수 있도록, 풀리측 결합부(38)를 한쪽으로 개방시키고 있음과 동시에, 베어링(26)이 회전축선 방향에 있어서의 다른쪽(도2(B)에 있어서 왼쪽)으로 빠지지 않도록, 베어링(26)의 바깥고리(36)가 접하는 내향 플랜지(flange)(40)를 다른쪽에 갖고 있다.
풀리측 결합부(38)는, 풀리(20)의 회전축선 방향에 있어서의 풀리(20)의 외주부의 양끝 가장자리(42) 위치보다도 풀리(20)의 중앙측에서 풀리(20)의 회전축선 방향으로 연장해 있다. 본 실시예에서는, 풀리측 결합부(38)는 풀리(20)의 외주부의 양끝 가장자리(42)보다도 안쪽 범위 내에 형성되고, 샤프트(22)에 굴곡 모멘트가 작용하는 것을 가능한 한 억제하고 있다.
샤프트(22)에 설치되는 풀리(20)의 보스부(46)는, 풀리측 결합부(38)와 내향 플랜지(40)가 붙은 부분에 반(半) 절두원추 형상의 리브(rib)(44)를 갖고 있고, 또한 반경방향 바깥쪽으로 연장하는 한 쌍의 절흠부(48)를 갖고 있다. 한쪽 절흠부(48)는 관통구멍(50)을 갖추고 있고, 다른쪽 절흠부(48)는 나사구멍(52)을 갖추고 있다.
샤프트(22)는, 보스부(46)에 통해 두고, 샤프트(22)와 풀리(20)와의 원주방향의 위치관계를 조정한 후, 관통구멍(50)을 관통하여 나사구멍(52)에 결합된 조임 볼트(54)를 더 조임으로써 보스부(46)에 상대적 회전이 불가능하게 견고하게 파지된다.
지지체(24)는, 통 형상부(24a)와, 통 형상부(24a)의 한쪽 끝에 일체적으로 형성된 플랜지(24b)에 의해 L자 모양의 단면형상을 갖고 있고, 또한 베어링(26)의 안쪽고리(안쪽 레이스)(56)를 끼우는 지지체측 결합부(베어링 홀더)(58)를 통 형상부(24a)에 갖고 있다.
지지체(24)는 지지체용 블라켓(60) 및 캠 지지용 블라켓(62)(도1 참조)을 사이에 두고, 직기의 프레임(14)에 설치되어 있다.
블라켓(60)은 L자 모양의 단면형상을 갖고 있고, 또한 L자의 한쪽 플랜지(60a)에 있어서 볼트(64)에 의해 블라켓(62)에 설치되어 있다. 지지체(24)는 플랜지(24b)에 있어서 볼트(64)에 의해 블라켓(60)의 다른쪽 플랜지(60b)에 설치되어 있다. 블라켓(62)은 프레임(14)에 설치되어 있다.
지지체(24) 및 블라켓(60)의 플랜지(24b 및 60b)에는 각각 그리스와 같은 베어링 윤활제의 주입용 구멍(68, 68)이 형성되어 있다. 윤활제는 블라켓(60)의 플랜지(60b)에 설치된 주입 니플(nipple)(70)로부터 주입되고, 양 주입용 구멍(68, 68)을 지나 베어링(26)의 바깥고리(36) 및 안쪽고리(56)의 사이에 주입된다.
윤활제 밀봉용 링(72)이 플랜지(24b)에 설치되어 있다. 링(72)은 내마모성 및 탄력성을 갖고 있고, 또한 주입된 윤활제가 튀지 않도록 지지체(24)의 플랜지(24b)와, 풀리(20) 또는 바깥고리(36)와의 사이를 밀봉하고 있다.
베어링(26)은 풀리(20)에 연장되어 걸쳐진 타이밍 벨트(28)로부터의 방사상의(radial) 하중을 받기 위한 심구(深溝) 볼 베어링이고, 볼(74)을 바깥고리(36)와 안쪽고리(56)와의 각각에 설치된 홈에 지지기에 의해 회전 가능하게 배치하고 있다.
회전전달장치(10)는 주축(16)의 회전을 풀리(18), 타이밍 벨트(28), 풀리(20)를 통해 샤프트(22)에 전달한다. 샤프트(22)의 회전은 도1에 나타낸 바와 같이, 개구장치(12)의 일부를 구성하고 있는 캠 구동부(30)에 전달된다. 캠구동부(30)는 주축(16)을 따라 움직여 회전 구동되는 샤프트(22)의 회전에 따라, 캠 레버(76)를 요동시키고, 와이어 벨트 프레임(도시하지 않음)에 개구운동을 시킨다.
상기 회전전달장치(10)에 있어서는, 풀리측 결합부(38)가 풀리(20)의 외주부의 양끝 가장자리(42)보다도 안쪽에 있고 풀리(20)의 외주부에 둘러싸인 범위 내의 위치에 설치되어 있음으로써, 베어링(26)이 풀리(20)의 외주부의 양끝 가장자리(42)보다도 회전축선 방향에 있어서 안쪽(중앙측)에 위치하게 된다. 그 결과, 타이밍 벨트(28)로부터의 하중이 풀리(20)에 작용하는 위치에서 샤프트(22)로의 베어링(26)의 배치위치까지의, 회전축선 방향에 있어서의 거리가 작아지고, 샤프트(22)에 작용하는 굴곡 모멘트가 작아진다.
또한, 베어링(26)의 바깥고리(36) 및 안쪽고리(56)가 각각 풀리측 결합부(38) 및 지지체측 결합부(58)에 끼워져 있기 때문에, 풀리측 결합부가 풀리(20)의 회전중심에서 반경방향으로 멀어진다. 이에 의해, 풀리측 결합부(38)의 베어링 접촉면적이 커지고, 베어링(26)의 바깥고리(36)를 견고하게 끼워 넣을 수 있다. 그 결과, 풀리측 결합부(38)가 베어링(26)에 의해 마모되기 어려워지기 때문에, 고가인 풀리(20)의 교환빈도가 적어지고, 회전전달장치의 러닝코스트가 억제된다.
도3을 참조하면, 회전전달장치(80)는 베어링(26)의 안쪽고리(56)를 풀리(82)의 풀리측 결합부(38)에 끼우고, 베어링(26)의 바깥고리(36)를 지지체(84)의 지지체측 결합부(58)에 끼우고 있다. 풀리측 결합부(38) 및 지지체측 결합부(58)는 각각 풀리(82)의 보스상 결합부(86)의 외주면에 형성된 외향면 및 지지체(84)의 통 형상부(84a)의 내주면에 형성된 내향면으로 되어 있다. 지지체(84)는 플랜지(84b)에 의해 블라켓(60)에 볼트(64)로 설치되어 있다.
회전전달장치(80)에 있어서도, 풀리측 결합부(38)가 풀리(82)의 외주부의 양끝 가장자리(42)의 안쪽에 배치되어 있기 때문에, 회전전달장치(10)와 같은 작용효과를 나타낸다.
또한, 베어링(26)의 안쪽고리(56)가 회전하게 되기 때문에, 샤프트(22)의 회전 관성력이 작아진다. 이에 의해, 주축(16)의 회전 시동시의 토크가 작아도 되기 때문에, 주축(16)의 회전수의 시동시간을 단축할 수 있고, 신속한 개구운동이 가능해진다.
상기 실시예에 있어서는, 베어링(26)으로서 심구 볼 베어링을 이용하고 있다. 그러나, 본 발명은 그와 같은 베어링에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 앵귤러(angular) 볼 베어링, 복열(複列) 앵귤러 볼 베어링, 자동 조심(調心) 볼 베어링, 원통 베어링 등, 방사상의 하중에 대한 부하능력을 갖는 베어링이라면, 모두 이용할 수 있다.
또한, 베어링(26)으로서, 바깥고리와 안쪽고리 어느 한쪽만 있는 것(상대방이 담금질되고 연마되어 롤러 등의 회전체가 직접 접촉하고, 회전체가 베어링의 안쪽, 바깥쪽의 어느 한쪽을 구성한다)이나, 소결(燒結) 함유 유(油)메탈과 같이 부시(bush) 형상의 것 등, 다른 베어링을 이용해도 좋다. 하나의 베어링(26)을 이용하는 대신에 복수의 베어링을 이용해도 좋다.
동일하게, 풀리(20, 82)는 타이밍 풀리 외에 평(平) 풀리나 V 풀리 등을 이용해도 좋다. 이 경우, 타이밍 벨트(28) 대신에, 평(平) 벨트나 V 벨트 등의 다른 무단 벨트가 이용된다.
회전전달장치(10, 80)는 직기 이외의 섬유기계 예를 들어, 사이저(sizer)나 정경기(warper) 등, 제직을 위한 준비기와 같은 다른 섬유기계에 이용해도 좋다. 또한, 본 발명은 회전력을 무단 벨트에서 풀리를 통해 샤프트에 전달하는 장치뿐만 아니라, 회전력을 샤프트에서 풀리를 통해 무단 벨트에 전달하는 장치에도 적용할 수 있다.
그래서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 한 각종 변경이 가능하다.
본 발명에 따른 회전전달장치는 풀리에 연장되어 걸쳐지는 벨트에 의해 샤프트에 가해지는 굴곡 모멘트를 억제하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (5)
- 샤프트에 상대적 회전이 불가능하게 연결된 풀리와, 베어링을 통해 상기 풀리를 회전 가능하게 지지하는 지지체를 포함하고,상기 풀리는 상기 베어링의 바깥쪽 및 안쪽의 어느 한쪽이 끼워지는 풀리측 결합부를 갖고,상기 지지체는 상기 바깥쪽 및 상기 안쪽의 다른쪽이 끼워지는 지지체측 결합부를 갖고,상기 풀리측 결합부는, 상기 풀리의 외주부의 끝 가장자리 위치보다도 상기 풀리의 중앙측에서 상기 풀리의 회전축선 방향으로 연장해 있는 것을 특징으로 하는 풀리를 사이에 두고 벨트 및 샤프트의 어느 한쪽에서 다른쪽으로의 회전전달장치.
- 제1항에 있어서, 상기 베어링의 바깥쪽은 상기 풀리측 결합부에 끼워져 있고, 상기 베어링의 안쪽은 지지체측 결합부에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
- 제1항에 있어서, 상기 베어링의 바깥쪽은 상기 지지체측 결합부에 끼워져 있고, 상기 베어링의 안쪽은 상기 풀리측 결합부에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
- 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 풀리측 결합부는, 상기 회전축선 방향에 있어서 상기 풀리의 외주부의 한쪽 끝 가장자리를 지나고, 상기 회전축선에 직교하는 제1 가상면과, 상기 회전축선 방향에 있어서 상기 풀리의 외주부의 다른쪽 끝 가장자리를 지나고, 상기 회전축선에 직교하는 제2 가상면에 둘러싸인 가상적 범위 내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
- 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 기재된 회전전달장치를 이용한 섬유기계.
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