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KR100977601B1 - 프레셔 마운팅 슬립 커플링 - Google Patents

프레셔 마운팅 슬립 커플링 Download PDF

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KR100977601B1
KR100977601B1 KR1020100022699A KR20100022699A KR100977601B1 KR 100977601 B1 KR100977601 B1 KR 100977601B1 KR 1020100022699 A KR1020100022699 A KR 1020100022699A KR 20100022699 A KR20100022699 A KR 20100022699A KR 100977601 B1 KR100977601 B1 KR 100977601B1
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KR
South Korea
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flange
inner sleeve
sleeve
coupled
prime mover
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KR1020100022699A
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Inventor
노창환
Original Assignee
주식회사 나라코퍼레이션
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Publication date
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Priority to DE112011100066.9T priority patent/DE112011100066B4/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/028—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with conical friction surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
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    • F16D25/063—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 축방향의 편심,편각이 발생하여도 동력을 전달하는 한편 규정된 토크 이상의 힘에 대한 과부하를 차단할 수 있고, 축간 거리변동에 대하여 신축적으로 대응하며 절연기능을 갖추어 내구성과 작동안정성 향상 등을 기대할 수 있는 프레셔 마운팅 슬립 커플링에 관한 것인 바,
일측 플랜지(11)는 원동기의 출력축(O)에 연결되는 브레이크 디스크(2)와 결합되고 타측 플랜지(12)는 피동기의 입력축(I)에 연결되는 플랜지(3)와 결합되어 원동기의 출력축(O)과 피동기의 입력축(I)을 서로 연결하는 프레셔 마운팅 슬립 커플링(1)에 있어서, 상기 커플링(1)은; 중간축(4) 일측 스페이서(41)에 플랜지(11)를 형성하여 상기 플랜지(11)와 원동기의 출력축(O)이 연결되는 브레이크 디스크(2) 사이에 절연부(5)를 개재하여 결합하고, 상기 중간축(4)의 타측 보스(42)에는 과부하방지부(6)를 구비하고 플랜지(12)를 형성하여 피동기의 입력축(O)에 연결되는 플랜지(3)와 결합할 수 있도록 구성한 것에 요지가 있다.

Description

프레셔 마운팅 슬립 커플링{PRESSURE MOUNTING SLIP COUPLING}
본 발명은 프레셔 마운팅 슬립 커플링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축방향의 편심,편각이 발생하여도 동력을 전달할 수 있으며 규정된 토크 이상의 힘에 대한 과부하를 차단할 수 있고, 축간 거리변동에 대하여 신축적으로 대응하며 절연기능도 갖추고 있는 프레셔 마운팅 슬립 커플링(유압을 이용하여 조립 및 분해가 이루어지는 과부하방지수단을 가지는 커플링)에 관한 것이다.
일반적으로 커플링은 원동기와 피동기 사이에서 동력을 전달하는 것으로, 원동기 축과 피동기 축 사이에 변위(편심, 편각, 축 이동변위)가 있어도 양쪽 축을 보호하면서 동력전달을 한다.
그리고 피동기나 원동기 쪽에서 과부하가 생기면 과부하를 그대로 전달하므로 피동기나 원동기의 파손 원인이 되기도 하는 것으로 이러한 파손을 방지하기 위한 목적 등으로 커플링의 개선이 이루어지고 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2000-0006952호에는 서로 다른 두축에 각각 설치되는 제1,2플랜지의 내경부에 개재되고 축의 원주둘레로 면압을 갖고 접촉되는 제1,2플랜지로 규정된 전달 토크로 축에 각각 고정시키는 파워록 어셈블리와, 상기 제1,2플랜지 사이에 개재되는 마찰판 및 부싱과, 상기 마찰판과 부싱을 통해 제1,2플랜지를 볼트와 너트로 연결시켜 구성됨으로써 축방향의 변위 및 편각을 보상해 주며 규정된 전달토크 이상의 힘이 축으로 전달되었을 때 파워룩 어셈블리에서 축이 슬립되는 것에 의해 규정 이상의 토크를 상쇄시켜 축 및 기타 부품을 파손으로부터 보호할 수 있도록 하는 커플링 유닛이 구성되어 있다.
또, 대한민국 공개특허공보 제10-1998-0001744호에는 회전하는 두개의 축을 연결하고 각각의 축위에 장치된 2개의 마주보는 커플링부재로 이루어지며 상기 2개의 커플링부재 중 적어도 한쪽 커플링부재에는 각 샤프트에 내측 허브가 결합되고 상기 내측 허브의 동심축 상에 장착되어 반대측 커플링부재에 연결되는 외측 허브와, 상기 내,외측 허브 사이의 접촉면에 제공되어 상기 허브를 서로 전기절연시키는 전기절연체와, 상기 내외측 허브 사이의 접촉면에 제2중공 키이를 전기절연 형식으로 구비하여 구성한 전기절연 커플링이 게재되어 있다.
본 발명은 원동기와 피동기 사이에 연결되어 동력을 전달하는 커플링에 관한 것으로, 규정된 토크 이상의 힘이 전달되지 않도록 과부하를 차단함으로써 축 등 각종 부품의 보호와 작동안정성을 기대할 수 있는 커플링을 제공하고자 한다.
또, 원동기 축과 피동기 축을 평행한 동축 상에 일치시킨 경우에도 축방향으로 편심 및 편각이 발생할 수밖에 없으므로 이러한 축방향의 편심 및 편각에도 동력을 전달할 수 있게 하고자 한다.
또, 원동기 또는 피동기로부터 만약의 도전(導電)을 차단하여 이로 인한 고장 등의 문제를 방지할 수 있는 절연기능을 제공하고자 한다.
또, 원동기 또는 피동기의 수리, 교체 등에 따라 입력축과 출력축 간의 거리가 변동될 수 있는 데 이러한 양 축 간의 거리 변동에 신축적으로 대응할 수 있게 하고자 한다.
특히 본 발명은 규정된 토크 이상의 힘이 전달되지 않도록 하는 과부하방지수단을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은;
[청구항 1]에 기재된 발명에 따르면;일측 플랜지는 원동기의 출력축에 결합되고 타측 플랜지는 피동기의 입력축에 연결되는 플랜지와 결합되어 원동기의 출력축과 피동기의 입력축을 서로 연결하며 상기 출력축의 플랜지와 중간축 사이에는 스페이서와 절연부를 개재하여 결합하고, 상기 중간축의 타측 보스에는 과부하방지부를 구비하여 원동기의 입력축과 결합한 프레셔 마운팅 슬립 커플링에 있어서, 상기 과부하방지부는; 상기 보스 외측에 외면이 테이퍼면으로된 인너슬리브를 결합하고, 인너슬리브 외측에는 인너슬리브의 테이퍼면과 대응하는 테이퍼면이 형성되고 인너슬리브의 테이퍼면에 접하는 실린더가 형성된 실린더를 상기 입력축의 플랜지에 결합하며, 상기 아웃슬리브 내측에는 인너슬리브 외면과 접하고 내부에 압유를 공급하여 인너슬리브의 내경을 확장시키고 아웃슬리브를 밀어넣어 인너슬리브와 아웃슬리브의 테이퍼면에 결합력을 제공하고, 상기 테이퍼면의 결합력 이상의 과부하가 발생하면 인너슬리브와 부싱 사이에 슬립이 발생되게 하며, 상기 실린더는 씰링을 구비한 너트캡을 인너슬리브와 아웃슬리브 내측으로 결합하여 실린더를 밀폐시키되, 상기 실린더를 밀폐시키는 너트캡은 인너슬리브에 고정시켜 실린더내의 압력이 아웃슬리브에 작용하도록 구성한 것에 특징이 있다.
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본 발명은 원동기의 출력축과 피동기의 입력축 사이에 편심 및 편각이 발생하여도 동력전달을 할 수 있고, 규정된 토크 이상의 힘이 상대축에 전달되지 않도록 과부하를 차단하여 원동기와 피동기 등의 각종 부품의 파손, 고장 등을 예방할 수 있으며, 입력축과 출력축 간의 거리 변동이 있어도 안정적으로 축을 연결할 수 있고 절연기능이 제공되어 절연이 필요한 설비(예:풍력발전기 등)의 수명연장과 작동안정성 및 내구성 향상 등을 기대할 수 있다.
특히 본 발명은 과부하 차단을 미세하게 설정, 조절하여 보다 효율적이고 정확한 과부하 차단기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 단면도이다.
도 1a는 도 1의 A-A'선 섹션도이다.
도 2는 본 발명중 과부하방지부의 발췌 단면도이다.
도 3은 본 발명중 과부하방지부의 일요부 발췌 확대단면도이다.
도 4는 본 발명중 절연부의 발췌 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명중 일부 다른 실시예의 사시도
본 발명은 원동기의 출력축과 피동기의 입력축을 서로 연결하는 커플링을 구성함에 있어서, 축간 연결에 있어서 축방향 편심, 편각이 발생하여도 동력을 전달할 수 있고 규정된 토크 이상의 힘이 상대축으로 전달되지 않도록 과부하를 차단할 수 있으며, 절연 기능과 함께 입력축과 출력축의 양 축 간의 거리 변동에 신축적으로 대응할 수 있는 프레셔 마운팅 슬립 커플링을 구성한 것에 특징이 있다.
본 발명은 커플링 양측으로 과부하방지부와 절연부를 형성하며, 원동기의 출력축과 피동기의 입력축을 연결하는 양측에는 플랜지를 형성하여 출력축과 입력축에 각각 연결하고, 출력축과 입력축과 연결되는 플랜지 사이에는 편심, 편각이 발생하여도 동력전달을 할 수 있고 축간 거리 변동에 신축적으로 대응할 수 있도록 수개의 엘리멘트를 구비하여 커플링을 구성한 것이다.
본 발명의 구체적인 실시내용을 첨부도면과 함께 설명하면 이하와 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 단면도, 도 1a는 도 1의 A-A'선 섹션도, 도 2는 본 발명중 과부하방지부의 발췌 단면도, 도 3은 본 발명중 과부하방지부의 일요부 발췌 확대단면도, 도 4는 본 발명중 절연부의 발췌 확대 단면도이다.
원동기의 출력축(O)과 피동기의 입력축(I)은 커플링(1)으로 서로 연결되어 구성된다.
상기 커플링(1)은 중간축(4) 양측으로 플랜지(11)(12)가 각각 형성되어 원동기의 출력축(O)과 피동기의 입력축(I)이 서로 연결된다. 상기 일측 플랜지(11)는 원동기의 출력축(O)에 연결되는 브레이크 디스크(2)와 체결볼트와 너트로 결합된다. 그리고 상기 타측 플랜지(12)는 피동기의 입력축(I)에 연결되는 플랜지(3)와 체결볼트와 너트로 결합된다.
본 발명 커플링(1)은 중간축(4) 양측으로 스페이서(41)와 보스(42)를 형성하고여기에 절연부(5)와 과부하방지부(6)를 각각 형성하여 구성한다.
상기 중간축(4)의 원동기 측 출력축(O)으로 스페이서(41)를 형성하여 여기에 플랜지(11)를 형성하고 절연부(5)를 개재하여 원동기의 출력축(O)이 연결되는 브레이크 디스크(2)와 체결볼트와 너트로서 체결하여 결합한다.
상기 절연부(5)는 스페이서(41)와 플랜지(11)사이에 절연플레이트(51)를 개재하고 스페이서(41)와 플랜지(11)를 연결하는 볼트(7)는 절연부시(52)로 결합하고 볼트(7)와 체결되는 너트(71)를 다시 절연플레이트(53)를 개재하여 체결함으로써 중간축(4)의 스페이서(41)와 원동기의 출력축(O)과 연결되는 플랜지(11)가 절연플레이트(51)(53), 절연부시(52)로 연결되어 절연(Insulated)이 이루어지게 한다.
또, 상기 중간축(4)의 피동기 입력축(I)으로 형성된 보스(42)에는 과부하방지부(6)를 형성하고 플랜지(12)를 형성하여 피동기 측 입력축(O)에 연결되는 플랜지(3)에 체결볼트와 너트로서 결합한다.
상기 과부하방지부(6)는 중간축(4) 일측 보스(42)의 입력축(I)측으로 플랜지(12)를 형성하여 입력축(I)이 연결되는 플랜지(3)와 체결볼트와 너트로서 결합하고 보스(42) 외측에 과부하방지부(6)를 형성한다.
상기 보스(42) 외측에는 외면이 테이퍼면(Taper)(61a)으로 된 인너슬리브(61)를 부싱(43)과 결합하고, 인너슬리브(61) 외측에는 인너슬리브(61)의 테이퍼면(61a)과 대응하도록 내면이 경사지게 테이퍼면(62a)으로 되어 인너슬리브(61) 외측에 테이퍼면(61a)으로 삽입되는 아웃슬리브(62)를 결합한다.
또, 상기 아웃슬리브(62) 내측에는 인너슬리브(61)의 테이퍼면(61a)과 접하는 실린더(63)를 형성한다. 상기 실린더(63)는 씰링(65)을 구비한 너트캡(64)을 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)의 내측으로 결합하여 밀폐된 실린더(63)를 형성하고 상기 실린더(63)를 밀폐 형성하는 너트캡(64)은 인너슬리브(61)에 고정시켜 실린더(63)내에 압력이 아웃슬리브(62)에 작용하여 움직일 수 있게 한다.
상기 아웃슬리브(62)의 작용 등에 대해서는 후술에서 상세히 언급될 것이다.
그리고 상기 아웃슬리브(62)의 실린더(63)에는 외부에서 압유를 공급할 수 있도록 포트(66)와 포트(81)를 각각 형성하여 포트(81)에서 압유를 공급하여 아웃슬리브(62)의 내경을 확장시키면서 아웃슬리브(62)의 측면에 형성된 실린더(63)에 또 다른 포트(66)로부터 또 다른 압유를 공급하여 아웃슬리브(62)가 인너슬리브(61)의 테이퍼면(61a)을 따라서 정해진 이동거리만큼 이동시킨 후 먼저 포트(81)의 압유를 제거하고 그 다음에 또 다른 포트(66)의 압유를 제거한다.
압유를 제거하면 아웃슬리브(62)는 탄성에 의해 수축력이 발생하고 이 수축력에 의해서 인너슬리브(61)와 부싱(43), 보스(42)가 서로 억지 조임력이 발생하고 이때 부싱(43)과 인너슬리브(61) 내면 사이에서 조임력에 대한 마찰력과 마찰토오크가 발생하게 된다.
따라서 마찰토오크 이상의 토오크가 커플링에 전달되면 부싱(43)과 인너슬리브(61)의 접촉부에서 슬립이 생겨서 과부하를 전달하지 않게 된다.
상기 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)는 도시한 예와 같이 원동기의 출력축(O) 방향으로 직경이 크고 그 반대(피동기의 입력축) 방향으로 직경이 작은 테이퍼면(61a)(62a)을 각각 외,내면에 형성하여 고정된 인너슬리브(61) 외측에 결합된 아웃슬리브(62)가 직경이 큰 방향으로 이동하면서 결합력이 증가되게 하고 그 반대 방향(직경이 작은 방향)으로 이동하면서 결합력이 저하되도록 한다.
즉, 아웃슬리브(62)의 테이퍼면(62a)으로 공급된 압유의 압력에 의해 아웃슬리브(62)의 내경은 확장되고 실린더(63)내로 유입된 압유에 의해 아웃슬리브(62)가 이동하여 인너슬리브(61)를 강력하게 결합되도록 하는 것으로 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)간 테이퍼면(61a)(62a)에 강력한 결합력이 작용하여 인너슬리브(61)의 내경으로 압력을 가하고 인너슬리브(61) 내경과 보스(42)간 접합면 - 보다 세부적으로는 인너슬리브(61) 내경과 보스(42)의 부싱(43) 사이의 접합면에 결합력이 작용하여 동력전달이 이루어진다.
포트(81)로 공급된 압유에 의한 아웃슬리브(62) 내경의 확장방법은 아웃슬리브(62)와 인너슬리브(61)와의 분리 방법에서 보다 더 상세히 언급될 것이다.
따라서 동력전달을 위해 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)간의 테이퍼면(61a)(62a)에 작용하는 결합력에 의해 규정된 토크 이상으로 부하가 발생할 경우(인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)의 억지 결합력 이상) 인너슬리브(61)와 부싱(43)으로 결합된 보스(42)간에 슬립이 발생하여 과부하 전달을 차단함으로써 과부하 차단의 정확도를 높이고 이에 따른 축 등의 부품 파손 및 고장 등을 방지할 수 있으며, 데이퍼면(61a)(62a)에 유막이 형성되어 긁힘이나 손상을 방지할 수 있다.
한편, 아웃슬리브(62)에는 인너슬리브(61)와의 분리를 위해 아웃슬리브(62)의 테이퍼면(62a)으로 압유를 공급하여 내면에서 압력을 가하는 유로(8)를 형성한다. 상기 유로(8)는 직경이 큰 쪽에 아웃슬리브(62) 외부에서 압유를 공급할 수 있는 포트(81)를 형성하고 상기 포트(81)와 연통되는 유로(8)를 직경이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 나선형으로 형성함으로써 외부에서 공급되는 압유의 압력이 유로(8)를 따라 흐르면서 인너슬리브(61) 외면에 작용하여 아웃슬리브(62)의 내경을 확장시키며 아웃슬리브(62)의 테이퍼면(62a)을 직경이 작은 방향으로 밀어내도록 하여 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)의 분리가 이루어지게 한다.
물론 상기 유로(8)는 양 끝단이 폐쇄되어 유로(8)내로 주입되는 압유가 유로(8)를 통해 아웃슬리브(62) 내면에서 인너슬리브(61) 외면으로 압을 가하여 아웃슬리브(62)와 인너슬리브(61) 사이를 서로 밀쳐내어 슬립되게 함으로써 이들간에 분리가 이루어지게 하는 것으로, 상기 아웃슬리브(62) 내면에 형성되는 유로(8)는 다양한 형상으로 실시할 수 있을 것이다.
한편 상기에서 아웃슬리브(62)의 포트(81)와 연결되어 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)의 테이퍼면(61a)(62a)이 슬립되어 분리되도록 하는 유로(8)는 아웃슬리브(62)는 물론 도 5에서 도시한 예와 같이 인너슬리브(61) 외면에 유로(8a)를 형성하여 실시할 수 있다.
또한, 상기 양 플랜지(11)(12)는 브레이크 디스크(2) 및 플랜지(3)와 수개 엘리멘트(9,9')를 도 1a와 같이 중첩되게 결합하여 체결볼트와 너트로서 연결한다.
상기 수개의 엘리멘트(9,9')는 얇은 박판의 철재 편 등으로 형성하여 양 플랜지(11)(12)와 브레이크 디스크(2) 및 플랜지(3) 사이에 중첩되게 개재시켜 두 축간의 편심, 편각이 발생하여도 동력전달을 할 수 있으며, 출력축(O)과 입력축(I)간의 거리 변동에 따라 신축적으로 대응함으로써 안정적으로 양 축을 연결할 수 있다.
본 발명의 구체적인 내용을 설명하기 위하여 첨부한 도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명은 이하와 같다.
O:출력축 I:입력축
1:커플링 11,12: 플랜지
2: 브레이크 디스크(Brake disc) 3: 플랜지
4: 중간축(Pipe) 41: 스페이서(Spacer)
42: 보스(Boss) 43: 부싱(Bushing)
5: 절연부(Insulated Unit)
6: 과부하방지부 61: 인너슬리브(Inner sleeve)
62: 아웃슬리브(Outer sleeve) 61a,62a: 테이퍼(Taper)면
63: 실린더 64: 너트캡
65: 씰링(Sealing) 66: 포트(Port)
7: 볼트 71:너트
8: 유로 81: 포트
9,9':엘리멘트(Element)

Claims (5)

  1. 일측 플랜지(11)는 원동기의 출력축(O)에 결합되고 타측 플랜지(12)는 피동기의 입력축(I)에 연결되는 플랜지(3)와 결합되어 원동기의 출력축(O)과 피동기의 입력축(I)을 서로 연결하며 상기 출력축(O)의 플랜지(11)와 중간축(4) 사이에는 스페이서(41)와 절연부(5)를 개재하여 결합하고, 상기 중간축(4)의 타측 보스(42)에는 과부하방지부(6)를 구비하여 원동기의 입력축(O)과 결합한 프레셔 마운팅 슬립 커플링에 있어서,
    상기 과부하방지부(6)는;
    상기 보스(42) 외측에 외면이 테이퍼면(Taper)(61a)으로된 인너슬리브(61)를 결합하고, 인너슬리브(61) 외측에는 인너슬리브(61)의 테이퍼면(61a)과 대응하는 테이퍼면(62a)이 형성되고 인너슬리브(61)의 테이퍼면(61a)에 접하는 실린더(63)가 형성된 실린더(63)를 상기 입력축(I)의 플랜지(12)에 결합하며,
    상기 아웃슬리브(62) 내측에는 인너슬리브(61) 외면과 접하고 내부에 압유를 공급하여 인너슬리브(61)의 내경을 확장시키고 아웃슬리브(62)를 밀어넣어 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62)의 테이퍼면(61a)(62a)에 결합력을 제공하고,
    상기 테이퍼면(61a)(62a)의 결합력 이상의 과부하가 발생하면 인너슬리브(61)와 부싱(43) 사이에 슬립이 발생되게 하며,
    상기 실린더(63)는 씰링(65)을 구비한 너트캡(64)을 인너슬리브(61)와 아웃슬리브(62) 내측으로 결합하여 실린더(63)를 밀폐시키되, 상기 실린더(63)를 밀폐시키는 너트캡(64)은 인너슬리브(61)에 고정시켜 실린더(63)내의 압력이 아웃슬리브(62)에 작용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 프레셔 마운팅 슬립 커플링.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020100022699A 2010-03-15 2010-03-15 프레셔 마운팅 슬립 커플링 Active KR100977601B1 (ko)

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