KR20180027385A - 탄성 샤프트 커플링 - Google Patents

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Abstract

탄성 샤프트 커플링(10)의 탄성 바디(20)는 탄성 샤프트 커플링(10)의 중심 축선(22) 둘레에 배치되는 연결 부분(44), 및 탄성 샤프트 커플링(10)의 원주방향을 따른 연결 부분(44)에 제공되고, 상기 중심 축선(22)을 따라 상기 연결 부분(44)으로부터 연장되는 실질적으로 기둥 형상의 복수의 회전 전달 부분(46)을 포함한다. 회전 전달 부분(46)의 외측 원주방향 부분은 제1 허브(16)의 제1 허브 메인 바디 부분(26) 및 제1 돌출 부분(28a, 28b), 및 제2 허브(18)의 제2 허브 메인 바디 부분(36) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)과 면 접촉한다.

Description

탄성 샤프트 커플링{ELASTIC SHAFT COUPLING}
본 발명은, 실질적으로 동일한 형상으로 형성되고 그리고, 위상(phase)이 원주방향으로 미리결정된 각도로 전이(shift)되는 상태에서 서로 조립되는 한 쌍의 금속 허브, 및 한 쌍의 허브 사이에 개재되는 탄성 바디를 포함하는 탄성 샤프트 커플링에 관한 것이다.
종래에, 고무 또는 레진으로 만들어진 탄성 바디(스파이더(spider))를 각각 포함하는 탄성 샤프트 커플링이 2개의 회전 샤프트의 연결 부분을 위해서 사용된다(예를 들어, 일본 공개 특허 공보 2014-092168, 일본 공개 특허 공보 2006-342886 및 일본 공개 특허 공보 2005-083443 참조). 탄성 샤프트 커플링은 실질적으로 동일한 형상으로 형성되고 그리고 회전 샤프트에 연결되는 한 쌍의 금속 허브, 및 허브 사이에 개재되는 탄성 바디를 포함한다. 결과적으로, 편심성 또는 편심 각도가 2개의 회전 샤프트 사이에 생성되는 때라도, 탄성 바디의 탄성 변형이 편심성 또는 편심 각도를 허여한다.
일본 공개 특허 공보 2014-092168 (2014.05.19 공개) 일본 공개 특허 공보 2006-342886 (2006.12.21 공개) 일본 공개 특허 공보 2005-083443 (2005.03.31 공개)
한 쌍의 허브 각각은 회전 샤프트와 연결되는 디스크 형상의 허브 메인 바디 부분, 및 탄성 샤프트 커플링의 중심 축선을 따라서 각각의 허브 메인 바디 부분으로부터 돌출되도록 형성되는 발톱 부분 또는 각각의 허브 메인 바디 부분에 형성되는 절결부을 포함한다. 한편, 탄성 바디는 디스크 형상의 연결 부분을 포함하고, 그리고 발톱 부분이 중심 축선을 따라서 연결 부분으로부터 돌출되게 형성되거나 또는 절결부가 연결 부분에 형성된다. 따라서, 한 쌍의 허브의 발톱 부분 사이에 발톱 부분을 감합함으로써, 또는 탄성 바디의 절결부에 한 쌍의 허브의 발톱 부분을 감합함으로써, 또는 탄성 바디의 발톱 부분을 한 쌍의 허브의 절결부에 감합함으로써 탄성 샤프트 커플링이 조립될 때, 탄성 샤프트 커플링의 중심 축선을 따른 방향으로 전체 길이가 연결 부분에 대응하는 길이만큼 비바람직하게 길어진다.
또한, 각각의 허브의 형상은 복잡하다. 따라서, 높은 제작 비용으로 귀결되는 냉간 단조, 열간 단조, 다이 캐스트 또는 절삭 기계가공에 의해 각각의 허브를 제조하는 것이 필요하다.
본 발명은 위 문제를 해결하기 위해서 만들어졌고, 그리고 본 발명의 목적은 전체 길이를 줄이고 제조 비용을 감소시키는 것을 가능하게 하는 탄성 샤프트 커플링을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 탄성 샤프트 커플링은, 실질적으로 동일한 형상으로 형성되고 그리고, 위상이 원주방향으로 미리결정된 각도로 전이되는 상태에서 서로 조립되는 한 쌍의 금속 허브, 및 한 쌍의 허브 사이에 개재되는 탄성 바디를 포함하는 탄성 샤프트 커플링에 관한 것이다.
위 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 탄성 샤프트 커플링에 있어서, 탄성 바디는 탄성 샤프트 커플링의 중심 축선 둘레로 배치되는 연결 부분, 및 상기 원주방향을 따라서 상기 연결 부분에 제공되는 복수의 회전 전달 부분으로서, 각각 상기 중심 축선을 따라서 연결 부분으로부터 실질적으로 바(bar) 형상으로 연장되는, 상기 복수의 회전 전달 부분을 포함한다.
한 쌍의 허브 각각은, 회전 샤프트와 결합되도록 구성되는 허브 메인 바디, 및 허브 메인 바디 부분으로부터 회전 전달 부분들 사이에서 연장되는 복수의 돌출 부분으로서, 회전 전달 부분 각각의 외측 원주방향 부분과 접촉되도록 구성되는, 상기 복수의 돌출 부분을 포함한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회전 전달 부분 각각은 원주방향으로 연결 부분에 연결되고, 돌출 부분 각각은 회전 전달 부분들 사이에 갑합된다. 또한, 실질적으로 바 형상의 회전 전달 부분 각각의 외측 원주방향 부분은 돌출 부분 각각과 접촉된다.
따라서, 하나의 회전 샤프트로부터 하나의 허브로 회전력이 전달될 때, 이 회전력은 하나의 허브의 돌출 부분과 메인 바디 부분으로부터 타 허브의 허브 메인 바디와 돌출 부분으로 회전 전달 부분을 통해서 전달되고, 그리고 타 허브에 연결되는 타 회전 샤프트에 전달된다.
따라서, 회전력은 연결 부분에 전달되지 않는다. 따라서, 연결 부분이 각각의 회전 전달 부분에 연결될 때 탄성 부재의 형상을 유지할 수 있도록 요구되는 최소 두께(중심 축선을 따른 방향으로 연결 부분의 두께)를 가질 수도 있다는 것으로 충분하다.
각각의 회전 전달 부분은 원주방향을 따라서 배치된다. 따라서, 회전 전달 부분 각각과 돌출 부분 각각이 서로 감합되고 탄성 바디가 한 쌍의 허브 사이에 개재될 때, 중심 축선을 따른 방향으로 돌출 부분 각각 그리고 회전 전달 부분 각각의 전체 길이가 중심 축선을 따른 방향으로 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이이다. 즉, 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이에 대한 연결 부분의 두께의 영향은 최소화된다.
결과로서, 위 공개공보 각각에서 개시되는 기술과 비교하여, 본 발명은 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이를 단축시킬 수 있다. 회전 전달 부분 각각이 원주방향으로 배치되고, 그리고 회전력을 전달하는 회전 전달 부분 각각이 중심 축선을 따른 방향으로 길이를 확보한다. 결과적으로, 종래 기술의 것과 동일한 압력 수용 면적을 확보하는 것 그리고 위 공개공보 각각에서 개시되는 탄성 샤프트 커플링과 동일한 회전력 전달 능력을 발휘하는 것이 가능하다.
한 쌍의 허브 각각은, 복수의 돌출 부분이 중심 축선을 따라서 허브 메인 바디 부분으로부터 연장되는 간단한 구조체를 채용한다. 결과적으로, 압출 몰딩 또는 인발 몰딩에 의해서 허브 각각을 제조하는 것과, 그리고 허브 각각의 제조 비용을 감소시키는 것이 가능하다.
바람직하게는, 회전 전달 부분 각각이 실질적으로 기둥 형상의 탄성 부재이고, 그리고 회전 전달 부분 각각과 접촉되는 돌출 부분 각각의 접촉 부분은 원호 형상으로 형성되어 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이에 대한 연결 부분의 두께의 영향을 최소화한다. 결과적으로, 회전 전달 부분 각각과 돌출 부분 각각의 사이의 접촉 면적을 확보하고, 그리고 하나의 회전 샤프트의 회전력을 타 회전 샤프트에 용이하게 그리고 신뢰가능하게 전달하는 것이 가능하다. 결과로서, 연결 부분의 두께를 더욱 얇게하고, 그리고 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이에 대한 연결 부분의 두께의 영향을 더욱 감소시키는 것이 가능하다. 접촉 부분은 원호 형상으로 형성되어, 탄성 샤프트 커플링 내부에서 생성되는 스트레스를 효과적으로 확산시키는 것이 가능하다. 이와 관련하여, "실질적으로 기둥 형상"은 완전한 원형 기둥 형상 또는 타원형 기둥 형상과 같은 다양한 기둥 형상을 포함하는 개념이다.
허브 메인 바디 부분 각각의 부분은 원호 형상으로 형성되고 그리고 회전 전달 부분 각각의 외측 원주방향 부분과 접촉된다. 결과적으로, 하나의 회전 샤프트의 회전력을 타 회전 샤프트에 효율적으로 전달하는 것과, 탄성 샤프트 커플링 내부에서 생성되는 스트레스를 용이하게 확산시키는 것이 가능하다.
위에서 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 연결 부분은 요구되는 최소 두께로 설정될 수 있고, 그리고 회전 전달 부분 각각은 중심 축선을 따른 방향으로 길이를 확보할 수 있다. 결과적으로, 연결 부분은 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이에 대한 상기 연결 부분의 두께의 영향을 최소화하기 위해서 상기 회전 전달 부분 각각을 연결하도록 구성되는 링 형상의 얇은 부재일 수도 있다. 결과적으로, 탄성 샤프트 커플링의 전체 길이에 대한 연결 부분의 두께의 영향을 더 감소키는 것이 가능하다.
허브들 중 하나의 허브의 돌출 부분, 회전 전달 부분, 타 허브의 돌출 부분 및 회전 전달 부분은 원주방향을 따라서 번갈아 순서대로 배치된다. 결과적으로, 하나의 허브에 연결되는 회전 샤프트의 회전력을 타 허브에 연결되는 회전 샤프트에 허브들 중 하나의 허브의 돌출 부분, 회전 전달 부분 및 허브들 중 타 허브의 돌출 부분을 통해서 부드럽게 전달하는 것이 가능하다.
이와 관련하여, 탄성 바디는 NBR(나이트릴 고무)와 같은 고무 또는 우레탄과 같은 레진으로 만들어져, 탄성 바디가 회전 샤프트의 편심 또는 편향 각도의 영향을 용이하게 허야할 수 있다.
관통 홀 부분 또는 바닥이 있는 홀 부분이 허브 메인 바디 부분에 형성되고, 회전 샤프트의 원위 단부가 관통 홀 부분 또는 바닥이 있는 홀 부분 안에 삽입되고, 그리고 회전 샤프트의 원위 단부가 체결 부재에 의해서 허브 메인 바디 부분에 고정된다. 결과적으로, 하나의 회전 샤프트의 회전이 탄성 샤프트 커플링을 통해서 타 회전 샤프트에 용이하게 전달된다.
본 발명의 위의 목적, 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 실시예의 방식으로 도시되는 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명이 고려될 때, 이로부터 더욱 분명해 질 것이다.
도 1은 본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링의 사시도이고;
도 2는 도 1의 탄성 샤프트 커플링의 분해 사시도이고;
도 3a는 도 1의 탄성 샤프트 커플링의 전면도이고;
도 3b는 도 1의 탄성 샤프트 커플링의 후면도이고;
도 4a는 도 1의 선 IVA-IVA에 따라 취해진 단면도이고;
도 4b는 탄성 바디의 전면도이고;
도 5a 및 도 5b는 실시예 1의 개략적인 설명도이고;
도 6a 및 도 6b는 실시예 2의 개략적인 설명도이고;
도 7a 및 도 7b는 실시예 3의 개략적인 설명도이고; 그리고
도 8a 및 도 8b는 실시예 4의 개략적인 설명도이다.
본 발명에 따른 탄성 샤프트 커플링의 바람직한 실시형태가 도면을 참조하여 이하 상세히 설명될 것이다.
[본 실시형태의 구성]
본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링(10)은, 도 1 내지 도 4b에 도시되는 바와 같이 제1 회전 샤프트(12) 및 제2 회전 샤프트(14)를 연결하고, 하나의 회전 샤프트의 회전력을 타 회전 샤프트에 전달하는 연결 부분이다. 예를 들어, 탄성 샤프트 커플링(10)은, 도시되지 않은 전기 액츄에이터와 같은 회전 전달 메커니즘의 일 부분으로서 사용된다. 이 경우에, 하나의 회전 샤프트는 모터 구동 샤프트이고, 그리고 타 회전 샤프트는 피동측 회전 샤프트이다.
탄성 샤프트 커플링(10)은 제1 회전 샤프트(12)에 연결되는 금속 제1 허브(16), 제1 허브(16)의 형상과 실질적으로 동일한 형상으로 형성되고 그리고 제2 회전 샤프트(14)에 연결되는 금속 제2 허브(18), 및 제1 허브(16)와 제2 허브(18) 사이에 개재되는 탄성 바디(20)를 포함한다.
제1 허브(16)는 제1 허브 메인 바디 부분(26)과 2개의 제1 돌출 부분(28a, 28b)을 포함한다. 제1 허브 메인 바디 부분(26)은, 중심 축선(22)과 실질적으로 동축으로 형성되고, 그리고 제1 회전 샤프트(12)의 원위 단부가 삽입되는 제1 관통 홀 부분(24)을 포함한다. 제1 돌출 부분(28a, 28b)은 제1 허브 메인 바디 부분(26)으로부터 제2 허브(18)까지 중심 축선(22)을 따라서 연장된다.
제1 허브 메인 바디 부분(26)은 실질적으로 I-형상의 금속 부재이고, 그리고 제1 허브 메인 바디 부분(26)의 양 단부로부터 돌출되게 형성되는 2개의 제1 돌출 부분(28a, 28b)을 포함한다. 제1 허브 메인 바디 부분(26)을 관통하고 제1 관통 홀 부분(24)에 도달되는 제1 스크류 관통 홀(30a)이 제1 돌출 부분(28a)의 베이스 단부에 형성된다. 체결 수단으로서 제1 스크류 부재(32)는 제1 스크류 관통-홀(30a) 안으로 나사조임된다. 제1 스크류 부재(32)의 원위 단부는 제1 관통-홀 부분(24)에 도달되고, 제1 관통-홀 부분(24) 안으로 삽입된 제1 회전 샤프트(12)의 원위 단부의 외측 원주와 접촉되어 제1 회전 샤프트(12)를 제1 허브 메인 바디 부분(26)에 고정한다.
제2 허브(18)는 제1 허브(16)의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 갖고, 그리고 제1 허브(16)가 탄성 샤프트 커플링(10)의 원주방향으로 중심 축선(22) 둘레로 90도 회전되고 그리고 중심 축선(22)에 대해서 종방향으로 반대인 상태로 배치된다.
즉, 제2 허브(18)는 제2 허브 메인 바디 부분(36) 및 2개의 돌출 부분(38a, 38b)을 포함한다. 제2 허브 메인 바디 부분(36)은, 중심 축선(22)과 실질적으로 동축으로 형성되고, 그리고 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부가 삽입되는 제2 관통 홀 부분(34)을 포함한다. 제2 돌출 부분(38a, 38b)은 제2 허브 메인 바디 부분(36)으로부터 제1 허브(16)까지 중심 축선(22)을 따라서 연장된다.
제2 허브 메인 바디 부분(36)은 실질적으로 I-형상의 금속 부재이고, 그리고 제2 허브 메인 바디 부분(36)의 양 단부로부터 돌출되게 형성되는 2개의 제2 돌출 부분(38a, 38b)을 포함한다. 제2 허브 메인 바디 부분(36)을 관통하고 제2 관통 홀 부분(34)에 도달되는 제2 스크류 관통 홀(40a)이 제2 돌출 부분(38a)의 베이스 단부에 형성된다. 체결 수단으로서 제2 스크류 부재(42)는 제2 스크류 관통-홀(40a) 안으로 나사조임된다. 제2 스크류 부재(42)의 원위 단부는 제2 관통-홀 부분(34)에 도달되고, 제2 관통-홀 부분(34) 안으로 삽입된 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부의 외측 원주와 접촉되어 제2 회전 샤프트(14)를 제2 허브 메인 바디 부분(36)에 고정한다.
탄성 바디(20)는 NBR과 같은 고무 또는 우레탄과 같은 레진으로 만들어지고, 그리고 중심 축선(22) 둘레로 배치되는 링 형상의 연결 부분(44), 및 연결 부분(44)에 대해서 원주방향으로 미리결정된 각도 간격(대략 90도 간격)으로 배열되는 4개의 회전 전달 부분(46)을 포함한다. 각각의 회전 전달 부분(46)은 연결 부분(44)의 외측 원주에 연결되며, 이들 사이에 커플링 부분(45)이 개재된다.
연결 부분(44)은 작은 두께를 갖거나 또는 중심 축선(22)을 따르는 방향으로 짧은 탄성 부재이다. 연결 부분(44)의 두께는 탄성 바디(20)의 형상을 유지할 수 있는 정도의 두께일 수도 있다. 연결 부분(44)의 표면 상에, 제1 허브 메인 바디 부분(26)을 향해서 돌출되는 2개의 돌출부(47a), 및 제2 허브 메인 바디 부분(36)을 향해서 돌출되는 2개의 돌출부(47b)가 형성된다. 이 경우에, 2개의 돌출부(47a)는 제1 허브 메인 바디 부분(26)을 향해서 대향하는 측 상의 연결 부분(44)의 하나의 표면 상에 180도의 간격으로 배열된다. 2개의 돌출부(47b)는 제2 허브 메인 바디 부분(36)을 향해서 대향하는 측 상의 연결 부분(44)의 타 표면 상에 180도의 간격으로 배열된다.
4개의 회전 전달 부분(46)은 연결 부분(44)의 외측 원주에 연결되고 그리고 연결 부분(44)으로부터 제1 허브(16) 및 제2허브(18)를 향해서 중심 축선(22)을 따라서 연장되는 실질적으로 기둥 형상의 탄성 부재이다. 이와 관련하여, "실질적으로 기둥 형상"은 완전한 원형 기둥 형상 또는 타원형 기둥 형상과 같은 다양한 기둥 형상을 포함하는 개념이다.
본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링(10)에 있어서, 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)가 이들 사이에 탄성 바디(20)를 개재한 상태로 서로 대향하고 그리고 제2 허브(18)가 원주방향으로 제1 허브(16)에 대해서 90도 회전된 상태에서, 탄성 샤프트 커플링(10)은, 각각의 회전 전달 부분(46)이 제1 돌출 부분(28a, 28b)과 제2 돌출 부분(38a, 38b) 사이에 감합되도록 제1 허브(16)와 제2 허브(18)를 조립함으로써 형성된다.
본 실시형태에서, 회전 전달 부분(46) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)과 접촉되는 제1 허브 메인 바디 부분(26)의 접촉 부분이 원호 형상으로 형성된다. 또한, 회전 전달 부분(46) 및 제2 허브 메인 바디 부분(36)과 접촉되는 제1 돌출 부분(28a, 28b)의 접촉 부분은 원호 형상으로 형성된다. 또한, 제1 돌출 부분(28a, 28b)은 도 3a의 전면도로부터 보여질 때 실질적으로 원호 형상으로 형성된다.
회전 전달 부분(46) 및 제1 돌출 부분(28a, 28b)과 접촉되는 제2 허브 메인 바디 부분(36)의 접촉 부분이 원호 형상으로 형성된다. 또한, 회전 전달 부분(46) 및 제1 허브 메인 바디 부분(26)과 접촉되는 제2 돌출 부분(38a, 38b)의 접촉 부분은 원호 형상으로 형성된다. 또한, 제2 돌출 부분(38a, 38b)은 도 3b의 후면도로부터 보여질 때 실질적으로 원호 형상으로 형성된다.
2개의 돌출부(47a)는 탄성 샤프트 커플링(10)에서 링 형상의 연결 부분(44)의 일 표면 상에 형성된다. 결과적으로, 제1 허브 메인 바디 부분(26)과 각각의 돌출부(47a)의 접촉은 연결 부분(44)의 일 표면과 제1 허브 메인 바디 부분(26) 사이의 면 접촉을 피하도록 한다. 또한, 2개의 돌출부(47b)는 연결 부분(44)의 타 표면 상에 형성된다. 따라서, 제2 허브 메인 바디 부분(36)과 각각의 돌출부(47b)의 접촉은 연결 부분(44)의 타 표면과 제2 허브 메인 바디 부분(36) 사이의 면 접촉을 피하도록 한다. 탄성 샤프트 커플링(10)은 외관으로서 기둥 형상으로 형성된다.
결과적으로, 중심 축선(22)을 따른 방향으로 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이는 중심 축선(22)을 따른 방향으로 제1 돌출 부분(28a, 28b), 제2 돌출 부분(38a, 38b) 및 회전 전달 부분(46)의 길이로 설정된다.
[본 실시형태에 따른 제조 방법 및 동작]
본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링(10)은 상술된 바와 같이 구성된다. 다음으로, 탄성 샤프트 커플링(10)의 제조 방법 및 탄성 샤프트 커플링(10)의 동작이 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명될 것이다.
먼저, 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)는 압출 몰딩 또는 인발 몰딩에 의해서 제조된다. 다음으로, 제1 스크류 관통 홀(30a)이 제1 허브(16)에 형성되고, 그리고 제2 스크류 관통 홀(40a)이 제2 허브(18)에 형성된다. 탄성 바디(20)는 알려진 탄성 바디 제조 방법에 의해서 또한 제조된다.
이 방법으로 제조된 제1 허브(16), 제2 허브(18) 및 탄성 바디(20)를 조립함으로써, 탄성 샤프트 커플링(10)은 형성된다.
먼저, 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)는 이들 사이에 탄성 바디(20)를 개재한 채 서로 대향하게 된다. 이 경우, 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)는 제2 허브(18)가 제1 허브(16)에 대해서 원주방향으로 대략 90도 회전되는 상태로 서로 대향하게 된다.
다음으로, 제1 허브(16)는 탄성 바디(20)를 향해서 이동되어 도 1 및 도 2에서 2개의 좌측 회전 전달 부분(46) 사이에 하나의 제1 돌출 부분(28a)을 감합하고, 도 1 및 도 2에서 2개의 우측 회전 전달 부분(46) 사이에 타 제1 돌출 부분(28b)을 감합한다. 따라서, 각각의 회전 전달 부분(46)의 외측 원주방향 부분은 제1 돌출 부분(28a, 28b)의 원호 부분과 면 접촉되고, 그리고 2개의 돌출부 (47a)는 제1 허브 메인 바디 부분(26)과 연결 부분(44) 사이에 어떤 갭을 형성한다. 결과적으로, 중심 축선(22)의 방향으로 변위 및 편향 각도의 영향을 적절하게 흡수할 수 있다.
다음으로, 제2 허브(18)는 탄성 바디(20)를 향해서 이동되어 도 1 및 도 2에서 2개의 상측 회전 전달 부분(46) 사이에 하나의 제2 돌출 부분(38a)을 감합하고, 그리고 도 1 및 도 2에서 2개의 하측 회전 전달 부분(46) 사이에 타 제2 돌출 부분(38b)을 갑합한다. 따라서, 각각의 회전 전달 부분(46)의 외측 원주방향 부분은 제2 돌출 부분(38a, 38b)의 원호 부분과 면 접촉되고, 그리고 2개의 돌출부 (47b)는 제2 허브 메인 바디 부분(36)과 연결 부분(44) 사이에 어떤 갭을 형성한다. 결과적으로, 중심 축선(22)의 방향으로 변위 및 편심 각도의 영향을 적절하게 흡수할 수 있다.
결과적으로, 도 3a 및 도 3b에 도시되는 바와 같이, 제1 돌출 부분(28a), 회전 전달 부분(46), 제2 돌출 부분(38a), 회전 전달 부분(46), 제1 돌출 부분(28b), 회전 전달 부분(46), 제2 돌출 부분(38b) 및 회전 전달 부분(46)은 탄성 샤프트 커플링(10)에 원주방향을 따라서 순서대로 배치된다.
다음으로, 제1 회전 샤프트(12)의 원위 단부가 제1 메인 바디 부분(26)의 제1 관통-홀 부분(24) 안에 삽입된다. 결과적으로, 제1 스크류 부재(32)가 제1 스크류 관통 홀(30a) 안으로 나사조임된다. 결과로서, 제1 관통 홀 부분(24)에 도달되는 제1 스크류 부재(32)의 원위 단부는 제1 회전 샤프트(12)의 원위 단부와 접촉되고, 그리고 제1 회전 샤프트(12)는 제1 허브 메인 바디 부분(26)에 고정된다.
제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부는 또한 제2 허브 메인 바디 부분(36)의 제2 관통 홀 부분(34) 안에 삽입되고, 그리고 다음으로 제2 스크류 부재(42)가 스크류 관통-홀(40a) 안으로 나사조임된다. 결과로서, 제2 관통 홀 부분(34)에 도달되는 제2 스크류 부재(42)의 원위 단부는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부와 접촉되고, 그리고 제2 회전 샤프트(14)는 제2 허브 메인 바디 부분(36)에 고정된다.
상술된 바와 같이 형성된 탄성 샤프트 커플링(10)에 따르면, 예를 들어, 제1 회전 샤프트(12)의 회전력이 탄성 샤프트 커플링(10)을 통해서 제2 회전 샤프트(14)에 전달될 때, 이 회전력은 제1 회전 샤프트(12)로부터 제1 허브 메인 바디 부분(26), 제1 돌출 부분(28a, 28b), 회전 전달 부분(46), 제2 돌출 부분(38a, 38b) 그리고 제2 허브 메인 바디 부분(36)을 통해서 제2 회전 샤프트(14)로 전달된다. 결과적으로, 제1 회전 샤프트(12)의 회전력을 제2 회전 샤프트(14)에 부드럽게 전달하는 것이 가능하다.
[본 실시형태의 변형예]
다음으로, 본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링(10)의 변형예(실시예 1 내지 4)가 도 5a 내지 도 8b를 참조하여 설명될 것이다. 실시예 1 내지 실시예 4는 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)를 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 체결하기 위한 방법을 개략적으로 설명한다.
도 5a 및 도 5b에 도시되는 실시예 1에서, 슬릿(50)이 제1 허브(16)의 외측 원주방향 부분과 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 허브(18)와 제2 관통 홀 부분(34) 사이에 형성된다. 볼트 삽입 관통 홀(52a, 52b)은 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 슬릿(50)을 가로질러 형성된다.
제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부가 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 관통 홀 부분(34) 안으로 삽입된 상태에서, 체결 수단으로서 클램핑 볼트(54)가 볼트 삽입 관통 홀(52a, 52b) 안으로 나사 조임되어 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)를 체결한다. 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 관통 홀 부분(34)의 직경은 감소되고, 그리고 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)는 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 대해서 클램핑된다.
도 6a 및 도 6b에 도시되는 실시예 2는 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)가 잠금 스크류이고, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부의 일 부분이 편평한 형상으로 형성되는 점을 설명한다. 이 경우에, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부는 편평한 부분이 제1 스크류 관통 홀(30a) 또는 제2 관통 홀(40a)을 향하도록 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 관통 홀 부분(34)에 삽입된다. 다음으로, 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)는 제1 스크류 관통 홀(30a) 또는 제2 스크류 관통 홀(40a) 안으로 나사조임된다. 따라서, 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)의 원위 단부가 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 관통 홀 부분(34)에 도달되고, 그리고 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 편평한 부분과 접촉될 때, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)는 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 용이하게 고정된다.
도 7a 및 도 7b에 도시되는 실시예 3에서, 체결 수단으로서 키(56)는 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부에 배열되고, 그리고 이 원위 단부 및 키(56)는 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)를 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 고정하도록 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 관통 홀 부분(34) 안으로 삽입된다.
도 8a 및 도 8b에 도시되는 실시예 4는 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)가 잠금 스크류이고, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부에 나사선이 형성된 점을 설명한다. 실시예 4에서, 중심 축선(22)을 따른 스크류 관통 홀(58)이 상술된 제1 관통 홀 부분(24) 또는 제2 관통 홀 부분(34) 대신에 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 형성된다.
이 경우에, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부(스크류 부분)는 스크류 관통 홀(58) 안으로 나사조임된다. 따라서, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)는 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 고정된다. 다음으로, 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)는 제1 스크류 관통 홀(30a) 또는 제2 스크류 관통 홀(40a) 안으로 나사조임된다. 따라서, 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)의 원위 단부가 스크류 관통 홀(58)에 도달될 때, 원위 단부는 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 스크류 부분의 외측 원주와 접촉된다. 이 경우에, 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)의 원위 단부는 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)의 역 회전을 잠그는 기능을 하고, 그리고 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)를 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 신뢰성 있게 고정할 수 있다.
따라서, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 체결 방법 각각은 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)를 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 용이하게 고정시킬 수 있다.
이와 관련하여, 위 실시예 1 내지 실시예 4는 도해의 방식으로 도시되고, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)를 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18)에 고정할 수 있는 어떤한 체결 수단이 또한 채용될 수 있다.
예를 들어 실시예 2 및 실시예 4(도 6a, 도 6b, 도 8a 및 도 8b 참조)에서, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)는 제1 스크류 부재(32) 또는 제2 스크류 부재(42)를 사용함으로써 고정될 수 있는 것 대신 접착제를 사용함으로써 고정될 수도 있다. 대안적으로, 도시되지 않은 볼트가 제1 스크류 관통 홀(30a) 또는 제2 스크류 관통 홀(40a) 안으로 나사조임될 수도 있고, 그리고 체결 토크가 제1 허브(16) 또는 제2 허브(18) 그리고 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)에 적용되어 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)를 고정할 수도 있다. 또한, 제1 회전 샤프트(12) 또는 제2 회전 샤프트(14)가 삽입되는 제1 관통 홀 부분(24), 제2 관통 홀 부분(34) 또는 스크류 관통 홀(58)은 또한 미리결정된 깊이의 바닥있는 홀 부분(바닥있는 스크류 홀)으로 교체될 수도 있다.
[본 실시형태의 효과]
상술된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링(10)에 있어서, 각각의 회전 전달 부분(46)이 원주방향으로 연결 부분(44)에 연결되고, 그리고 제1 돌출 부분(28a, 28b) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)은 회전 전달 부분(46) 사이에 감합된다. 실질적으로 바 형상(기둥 형상)의 각각의 회전 전달 부분(46)의 외측 원주방향 부분은 제1 허브 메인 바디 부분(26), 제2 허브 메인 바디 부분(36), 제1 돌출 부분(28a, 28b) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)과 면 접촉된다.
따라서, 하나의 회전 샤프트로부터 하나의 허브로 회전력이 전달될 때, 이 회전력은 하나의 허브의 돌출 부분과 메인 바디 부분으로부터 타 허브의 허브 메인 바디와 돌출 부분으로 회전 전달 부분(46)을 통해서 전달되고, 타 허브에 연결되는 타 회전 샤프트에 전달된다.
따라서, 회전력은 연결 부분(44)에 전달되지 않는다. 따라서, 연결 부분(44)이 각각의 회전 전달 부분(46)에 연결될 때 탄성 바디(20)의 형상을 유지할 수 있도록 요구되는 최소 두께(중심 축선(22)을 따른 방향으로 연결 부분(44)의 길이)를 가질 수도 있는 것으로 충분하다.
각각의 회전 전달 부분(46)은 원주방향을 따라서 배치된다. 각각의 회전 전달 부분(46)이 제1 돌출 부분(28a, 28b)과 제2 돌출 부분(38a, 38b) 사이에 감합될 때, 그리고 탄성 바디(20)가 제1 허브(16)와 제2 허브(18) 사이에 개재될 때, 중심 축선(22)을 따른 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이가 중심 축선(22)을 따른 방향으로 각각의 회전 전달 부분(46), 제1 돌출 부분(28a, 28b) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)의 전체 길이에 의해서 정의된다. 즉, 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 연결 부분(44)의 두께의 영향은 최소화된다.
결과로서, 위 공개공보의 각각에 개시되는 종래의 기술과 비교하여, 본 실시형태에 따른 탄성 샤프트 커플링(10)은 탄성 샤트프 커플링(10)의 전체 길이를 단축시킬 수 있다. 각각의 회전 전달 부분(46)이 원주방향으로 배치되기 때문에, 회전력을 전달하는 각각의 회전 전달 부분(46)이 중심 축선(22)을 따르는 방향으로 길이를 확보한다. 결과적으로, 종래 기술의 것과 동일한 압력 수용 면적을 확보하는 것 그리고 위 공개공보 각각에서 개시되는 탄성 샤프트 커플링과 동일한 회전력 전달 능력을 발휘하는 것이 가능하다.
또한, 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)는 복수의 제1 돌출 부분(28a, 28b) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)이 제1 허브 메인 바디 부분(26) 및 제2 허브 메인 바디 부분(36)으로부터 중심 축선(22)을 따라서 연장되는 간단한 구조를 채택한다. 결과적으로, 압출 몰딩 또는 인발 몰딩에 의해서 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)를 제조하는 것과 제1 허브(16) 및 제2 허브(18)의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
각각의 회전 전달 부분(46)은 실질적으로 기둥 형상의 탄성 부재이다. 각각의 회전 전달 부분(46)과 접촉되는 제1 돌출 부분(28a, 28b) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)의 접촉 부분은 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 연결 부분(44)의 두께의 영향을 최소화하도록 원호 형상으로 형성된다. 결과적으로, 각각의 회전 전달 부분(46)과 제1 돌출 부분(28a, 28b) 및 제2 돌출 부분(38a, 38b)의 접촉 면적을 확보하고, 그리고 따라서 타 회전 샤프트에 대해 일 회전 샤프트의 회전력을 용이하고 신뢰성있게 전달하는 것을 가능하게 한다. 결과로서, 연결 부분(44)의 두께를 더욱 얇게하고, 그리고 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 연결 부분(44)의 두께의 영향을 더욱 감소시키는 것이 가능하다. 접촉 부분은 원호 형상으로 형성되어, 탄성 샤프트 커플링(10) 내부에서 생성되는 스트레스를 효과적으로 확산시키는 것이 가능하다.
제1 허브 메인 바디 부분(26) 및 제2 허브 메인 바디 부분(36)의 부분은 원호 형상으로 형성되고 그리고 각각의 회전 전달 부분(46)의 외측 원주방향 부분과 접촉되게 놓인다. 결과적으로, 하나의 회전 샤프트의 회전력을 타 회전 샤프트에 효율적으로 전달하는 것과, 탄성 샤프트 커플링(10) 내부에서 생성되는 스트레스를 용이하게 확산시키는 것이 가능하다.
탄성 샤프트 커플링(10)에 따르면, 연결 부분(44)은 요구되는 최소 두께로 설정될 수 있고, 그리고 회전 전달 부분(46) 각각은 중심 축선(22)을 따른 방향으로 길이를 확보할 수 있다. 결과적으로, 연결 부분(44)은, 각각의 회전 전달 부분(46)을 연결하는 링 형상의 얇은 부재로서 형성되어 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 연결 부분(44)의 두께의 영향을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 연결 부분(44)의 영향을 더 감소키는 것이 가능하다.
하나의 허브의 돌출 부분, 회전 전달 부분(46), 타 허브의 돌출 부분 및 회전 전달 부분(46)은 교대로 원주방향을 따라서 배치된다. 결과적으로, 하나의 허브에 연결되는 회전 샤프트의 회전력을 타 허브에 연결되는 회전 샤프트에 하나의 허브의 돌출 부분, 회전 전달 부분(46) 및 타 허브의 돌출 부분을 통해서 부드럽게 전달하는 것이 가능하다.
탄성 바디(20)는 NBR과 같은 고무 또는 우레탄과 같은 레진으로 만들어진다. 결과적으로, 탄성 바디(20)에 의해서 제2 회전 샤프트(14) 및 제1 회전 샤프트(12)의 편심 또는 편향 각도의 영향을 용이하게 허여하는 것이 가능하다.
제1 회전 샤프트(12)의 원위 단부는 제1 허브 메인 바디 부분(26)에 형성되는 제1 관통 홀 부분(24) 또는 나사 관통 홀(58)에 삽입되고, 그리고 체결 수단으로서 제1 스크류 부재(32), 클램핑 볼트(54) 또는 키(56)에 의해서 제1 허브 메인 바디 부분(26)에 고정된다. 한편, 제2 회전 샤프트(14)의 원위 단부는 제2 허브 메인 바디 부분(36)에 형성된 제2 관통 홀 부분(34) 또는 스크류 관통 홀(58)에 삽입되고, 그리고 체결 수단으로서 제2 스크류 부재(42), 클램핑 볼트(54) 또는 키(56)에 의해서 제2 허브 메인 바디 부분(36)에 고정된다. 결과적으로, 하나의 회전 샤프트의 회전력을 탄성 샤프트 커플링(10)을 통해서 타 회전 샤프트에 용이하게 전달하는 것이 가능하다.
본 발명은 위 실시형태에 한정되지 않고, 그리고 당연히 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다양한 구성을 채택할 수 있다.

Claims (7)

  1. 탄성 샤프트 커플링(10)에 있어서,
    실질적으로 동일한 형상으로 형성되고 그리고, 위상(phase)이 원주방향으로 미리결정된 각도로 전이(shift)되는 상태에서 서로 조립되는 한 쌍의 금속 허브(16, 18); 및
    상기 한 쌍의 허브(16, 18) 사이에 개재되는 탄성 바디(20)를 포함하며,
    상기 탄성 바디(20)는,
    상기 탄성 샤프트 커플링(10)의 중심 축선(22) 둘레로 배치되는 연결 부분(44); 및
    상기 원주방향을 따라서 상기 연결 부분(44)에 제공되는 복수의 회전 전달 부분(46)으로서, 각각 상기 중심 축선(22)을 따라서 상기 연결 부분(44)으로부터 실질적으로 바(bar) 형상으로 연장되는, 상기 복수의 회전 전달 부분(46)을 포함하고,
    상기 한 쌍의 허브(16, 18) 각각은,
    회전 샤프트(12, 14)와 결합되도록 구성되는 허브 메인 바디 부분(26, 36); 및
    상기 허브 메인 바디 부분(26, 36)으로부터 상기 회전 전달 부분들(46) 사이에서 상기 중심 축선(22)을 따라서 연장되는 복수의 돌출 부분(28a, 28b, 38a, 38b)으로서, 상기 회전 전달 부분(46) 각각의 외측 원주방향 부분과 접촉되도록 구성되는, 상기 복수의 돌출 부분(28a, 28b, 38a, 38b)을 포함하는, 탄성 샤프트 커플링(10).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전 전달 부분(46) 각각은 실질적으로 기둥 형상의 탄성 부재이고, 그리고
    상기 회전 전달 부분(46) 각각과 접촉되는 상기 돌출 부분(28a, 28b, 38a, 38b) 각각의 접촉 부분은 상기 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 상기 연결 부분(44)의 두께의 영향을 최소화하기 위해서 원호 형상으로 형성되는, 탄성 샤프트 커플링(10).
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 허브 메인 바디 부분(26, 36) 각각의 부분이 원호 형상으로 형성되고 그리고 상기 회전 전달 부분(46) 각각의 상기 외측 원주방향 부분과 접촉되는, 탄성 샤프트 커플링(10).
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 연결 부분(44)은 상기 탄성 샤프트 커플링(10)의 전체 길이에 대한 상기 연결 부분(44)의 두께의 영향을 최소화하기 위해서 상기 회전 전달 부분(46) 각각을 연결하도록 구성되는 링 형상의 얇은 부재인, 탄성 샤프트 커플링(10).
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 허브들 중 하나의 허브(16)의 상기 돌출 부분(28a, 28b), 상기 회전 전달 부분(46), 상기 허브들 중 타 허브(18)의 상기 돌출 부분(38a, 38b), 및 상기 회전 전달 부분(46)은 상기 원주방향을 따라서 순서대로 교대로 배치되는, 탄성 샤프트 커플링(10).
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성 바디(20)는 고무 또는 레진으로 만들어지는, 탄성 샤프트 커플링(10).
  7. 청구항 1에 있어서, 관통 홀 부분(24, 34, 58) 또는 바닥이 있는 홀 부분은 상기 허브 메인 바디 부분(26, 36)에 형성되고,
    상기 회전 샤프트(12, 14)의 원위 단부는 상기 관통 홀 부분(24, 34, 58) 또는 바닥이 있는 홀 부분에 삽입되고, 그리고
    상기 회전 샤프트(12, 14)의 상기 원위 단부는 체결 부재(32, 42, 54, 56)에 의해서 상기 허브 메인 바디 부분(26, 36)에 고정되는, 탄성 샤프트 커플링(10).
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