KR101762672B1 - 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 관련되며, 이때 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체는 유니버셜조인트부와 구동축부가 독립된 부품으로 구성되어 가공성 및 현장시공성이 우수하고, 특히 구동축부를 구성하는 스플라인축과 스플라인보수가 탄성체에 의해 상호 척력이 작용하여 사용중 구동축부가 분리되는 이탈현상이 방지되므로 단순 키결합에 의한 무볼팅 운전이 가능하도록 하기 위해 유니버셜조인트부(10), 구동축부(20), 키부(30), 탄성체(40), 스톱링(50)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체{Bolting free power delivery system of universal joint}

본 발명은 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유니버셜조인트부와 구동축부가 독립된 부품으로 구성되어 가공성 및 현장시공성이 우수하고, 특히 구동축부를 구성하는 스플라인축과 스플라인보수가 탄성체에 의해 상호 척력이 작용하여 사용중 구동축부가 분리되는 이탈현상이 방지되므로 단순 키결합에 의한 무볼팅 운전이 가능하도록 하는 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 관한 것이다.

통상적으로 유니버셜조인트는 두 축이 비교적 떨어진 위치에 있는 경우나 두 축의 각도(편각)가 큰 경우에 이 두 축을 연결하기 위하여 사용되는 축이음(커플링)의 일종으로서, 자동차의 구동 샤프트나 드라이브 샤프트, 제철소의 압연롤러 등에 구동력 전달수단으로 널리 사용되고 있다.

특히, 두 축이 떨어진 위치에서 각도가 수시로 가변하는 경우에는 축간 거리 변동에 따른 갭이 보상되도록 각각의 축에 연결된 유니버셜조인트가 스플라인축과 보스로 이루어진 연결축부에 의해 연결되는바, 이때 스플라인축은 어느 일측 유니버셜조인트에 일체로 고정되고, 보스는 다른 일측 유니버셜조인트에 일체로 형성되어 상호 조립구성되지만, 축간거리가 확대된 경우 스플라인측 또는 보스를 일체로 유니버셜조인트와 일체로 형성시 가공 및 부분적인 부품손상에 따른 유지보수에 많은 비용과 시간이 소용되는 실정이다.

이에 종래에 공개특허 특2002-0012851에서, 탄성부재의 탄성지지력에 의해 양측에 마련된 암스플라인이 수스플라인측으로 밀착되어, 슬립장치의 장기간 사용으로 인한 마모로 유격이 발생될 때 탄성부재에 의해 유격 보상, 외부의 충격에 의한 완충력이 향상 및 소음과 진동을 저감시키도록 하는 기술이 선공개된바 있다.

그러나, 상기 종래기술은 암스플라인이 한 쌍의 유니버셜조인트에 일체로 형성고, 각각의 암스플라인에 수스플라인이 결합되어 동력을 전달하는 구성으로 수스플라인의 양단이 암스플라인과 각각 미끄럼운동되는 구조 즉, 2개소에서 미끄럼운동부분이 존재하여 유격 및 작동소음발생률이 높고, 암스플라인이 부분적으로 마모 또는 손상시 유니버셜조인트와 함께 전체적으로 교체해야 하는 문제점이 따랐다.

뿐만 아니라, 암스플라인과 유니버셜조인트가 일체로 형성됨에 따라 축간거리에 따라 암스플라인 사이즈가 상이한 다양한 규격의 유니버셜조인트를 구비해야 하므로 재고관리에 어려움이 따랐다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 본 발명은 유니버셜조인트부와 구동축부가 독립된 부품으로 구성되어 가공성 및 현장시공성이 우수하고, 특히 구동축부를 구성하는 스플라인축과 스플라인보수가 탄성체에 의해 상호 척력이 작용하여 사용중 구동축부가 분리되는 이탈현상이 방지되므로 단순 키결합에 의한 무볼팅 운전이 가능하도록 하는 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은,

십자축(12)과 한 쌍의 아웃조인트(14)로 이루어지는 유니버셜조인트부(10)와, 유니버셜조인트부(10)에 연결되어 축길이방향으로 키 결합되는 스플라인축(22)과 스플라인보스(24)로 형성되는 구동축부(20)로 구성되고,

상기 스플라인축(22) 및 스플라인보스(24)는 아웃조인트(14)와 별도로 분할 형성되어, 키부(30)와 키홈부(32)에 의해 축 길이방향으로 삽입 결합되도록 구비되며,

상기 스플라인축(22)에 삽입되어, 키부(30)와 키홈부(32)에 축 길이방향 결합력을 제공하도록 구비되는 탄성체(40);

상기 탄성체(40) 단부에 대응하도록 스플라인축(22) 단부에 구비되어, 탄성체(40)의 가압력이 스플라인축(22)으로 전달되도록 구비되는 스톱링(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 키부(30)와 키홈부(32)는 각봉과 각홈, 키와 키홈에 의해 축 길이방향으로 삽입체결되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스톱링(50)은 링형태로 분할 형성되어 스플라인축(22)의 걸림턱부(22a)에 걸림타입 또는 체결구(50a)에 의해 위치고정되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스톱링(50)은 스플라인축(22)에 나사결합되거나 스페이스링(42)을 추가 설치하여 탄성체(40)의 탄성력이 조절되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스톱링(50)에 연결되어 탄성체(40)를 수용하도록 연장되는 축관(60)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 유니버셜조인트부와 구동축부가 독립된 부품으로 구성되어 가공 및 현장시공성이 우수하고, 특히 구동축부를 구성하는 스플라인축과 스플라인보수가 탄성체에 의해 상호 척력이 작용하여 사용중 구동축부가 유니버셜조인트부상에서 분리되는 이탈현상이 방지되므로 단순 키결합에 의한 무볼팅 운전이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체를 전체적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 형성되는 스플라인축 및 스플라인보스의 결합구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 구비되는 스톱링 구조의 실시예를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 구비되는 스톱링 구조의 다른 실시예를 도시한 구성도.
도 5 본 발명에 따른 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 축관이 형성되는 또 다른 실시예를 도시한 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체에 관련되며, 이때 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체는 유니버셜조인트부와 구동축부가 독립된 부품으로 구성되어 가공성 및 현장시공성이 우수하고, 특히 구동축부를 구성하는 스플라인축과 스플라인보수가 탄성체에 의해 상호 척력이 작용하여 사용중 구동축부가 분리되는 이탈현상이 방지되므로 단순 키결합에 의한 무볼팅 운전이 가능하도록 하기 위해 유니버셜조인트부(10), 구동축부(20), 키부(30), 탄성체(40), 스톱링(50)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

본 발명에 따른 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체는 십자축(12)과, 십자축(12)을 중심으로 서로 대항하는 180°등각 위치에서 축결합되는 아웃조인트(14)로 이루어지는 구동부측 유니버셜조인트부(10)와 피구동부측 유니버셜조인트부(10)로 구성된다. 즉 십자축(12)과, 한 쌍의 아웃조인트(14)로 이루어지는 유니버셜조인트부(10)와, 유니버셜조인트부(10)에 연결되어 축길이방향으로 키 결합되는 스플라인축(22)과 스플라인보스(24)로 형성되는 구동축부(20)로 구성된다. 도 1과 같이 상기 아웃조인트(14)는 십자축(12)을 중심으로 서로 대항하는 180°등각 위치에서 축결합되어 단일의 조립체로 구성되고, 이때 어느 일측 아웃조인트(14)는 동력원에 연결되고, 다른 일측 아웃조인트(14)는 구동축부(20)에 연결되어 임의의 각도로 구동력이 전달된다.

여기서, 상기 구동축부(20)는 키 결합되는 스플라인축(22)과 스플라인보스(24)로 구성되어 임의의 각도로 구동력이 전달시 구동원과 피구동원 간에 거리가 가변되더라도 스플라인보스(24)가 스플라인축(22)을 타고 축 길이방향으로 신축조절되도록 구비된다.

이때, 상기 스플라인축(22) 및 스플라인보스(24)는 아웃조인트(14)와 별도로 분할 형성되어, 키부(30)와 키홈부(32)에 의해 축 길이방향으로 삽입 결합되도록 구비된다. 상기 키부(30)와 키홈부(32)는 각봉과 각홈 또는 키와 키홈에 의해 축 길이방향만 이송이 허용되어 삽입체결되도록 구비되는바, 도 2 (a)는 아웃조인트부(14)에 축홀을 형성하고, 스플라인축(스플라인보스)(22)(24) 단부에 삽입축을 형성하며, 축홀과 삽입축이 대응하는 위치에 키홈부(32)를 형성하여 키부(30)가 삽입체결되어 구동력이 전달되는 상태를 도시하고, 도 2(b)는 아웃조인트부(14)의 키홈부(32)를 각홈(사각홈)으로 형성하고, 스플라인축(스플라인보스)(22)(24) 단부의 키부(30)를 키홈부(32)와 동일한 형상의 각봉(사각)으로 형성하여, 축 길이방향으로 삽입 결합된 상태를 도시하며, 이때 상기 키부(30)와 키홈부(32)는 후술하는 탄성체(40)에 의해 삽입 결합력이 지속적으로 유지된다.

이처럼, 상기 유니버셜조인트부(10)와 구동축부(20)가 독립된 부품으로 구성되어 키부(30)와 키홈부(32)에 의해 축 길이방향으로 삽입 결합되는 단순 결합방식으로 이루어짐에 따라 부품 가공성이 우수함은 물론 현장설치시 구동부측 및 피구동부측에 고정된 유니버셜조인트부(10)를 분리하지 않고 스플라인축(22) 또는 스플라인보스(24)를 당겨 탄성체(40)를 압축한 상태로 간단하게 분리되므로 초기조립이 간단하면서 유지보수 작업시 부분적인 교체작업이 신속하게 이루어지는 이점이 있다.

이때, 본 발명에 따른 탄성체(40)는 스플라인축(22)에 삽입되어, 키부(30)와 키홈부(32)에 축 길이방향 결합력을 제공하도록 구비된다. 탄성체(40)는 도 1처럼 코일스프링으로 형성되어, 스플라인축(22)에 삽입된 상태로 일단이 스플라인보스(24) 단부를 가압하도록 구비되고, 다른 일측 단부는 후술하는 스톱링(50)을 통하여 스플라인축(22)을 가압하도록 구비된다. 이에 탄성체(40)의 탄성력에 의해 스플라인축(22)이 스플라인보스(24)상에서 돌출되려는 척력이 지속적으로 작용함에 따라 유니버셜조인트부(10)와 구동축부(20)를 키결합에 의해 단순 삽입방식으로 무볼팅 조립하더라도 운전중 구동축부(20)가 유니버셜조인트부(10)상에서 분리되는 이탈현상이 방지되는 이점이 있다. 그리고 탄성체(40)의 탄성력에 의해 스플라인축(22)과 스플라인보스(24)간의 키결합부분의 고착현상이 방지되면서 신축길이조절이 유연하게 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 스톱링(50)은 탄성체(40) 단부에 대응하도록 스플라인축(22) 단부에 구비되어, 탄성체(40)의 가압력이 스플라인축(22)으로 전달되도록 구비된다. 스톱링(50)은 링형태로 분할 형성되어 스플라인축(22)의 걸림턱부(22a)에 걸림타입 또는 체결구(50a)에 의해 위치고정되도록 구비되는 바, 도 3 (a)는 스플라인축(22) 상에 걸림턱부(22a)를 형성하고, 걸림턱부(22a)에 걸리도록 관통공이 형성되는 스톱링(50)을 끼움방식으로 설치한 상태를 도시하고, 도 3 (b)는 스톱링(50)을 스플라인축(22)에 삽입한 상태로 무두볼트를 포함하는 체결구(50a)로 고정한 상태를 나타내며, 도 3(c)는 스플라인축(22)에 키홈(22b)을 형성하고, 키홈과 대응하는 스톱링(50)상에 핀타입의 체결구(50a)를 체결하여 고정한 상태를 나타내는바, 핀타입의 체결구(50a)를 적용시에는 C링을 스톱링(50) 외주면에 설치하여 체결구(50a)의 이탈을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스톱링(50)은 스플라인축(22)에 나사결합되거나 스페이스링(42)을 추가 설치하여 탄성체(40)의 탄성력이 조절되도록 구비된다. 도 4 (a)는 스톱링(50)과 스플라인축(22)이 나사결합되어 위치조절되고, 이때 스톱링(50)은 한 쌍으로 구비되어 일측 스톱링(50)의 위치를 설정 후 다른 스톱링(50)을 가압체결하여 풀림방지되도록 체결한 상태를 도시하고, 도 4 (b)는 스톱링(50)과 별도로 링타입의 스페이스링(52)을 더 구비하여 추가로 설치가능하도록 구비된다.

이에 상기 스플라인축(22)에 나사결합된 스톱링의 위치를 조절하거나, 스페이스링(52)을 추가 설치하는 방식으로 탄성체(40)의 탄성력이 조절되므로, 유니버셜조인트부(10)와 구동축부(20)에 의해 연결되는 구동부측과 피구동부측 간의 동력전달각 크기 및 스플라인축(22)과 스플라인보스(24) 간의 신축거리에 따라 탄성체를 교체하지 않고도 현장에서 작업자가 간편하게 탄성체(40)의 탄성력을 조절할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 스톱링(50)에 연결되어 탄성체(40)를 수용하도록 연장되는 축관(60)이 구비된다. 축관(60)은 내부가 빈 파이프로서, 일단이 스톱링(50)에 고정되고, 타단은 스플라인보스(24)를 수용하도록 타측으로 연장되어, 내부에 탄성체(40)를 수용하도록 구비된다. 이에 탄성체(40)는 물론 스풀라인축(22)이 축관(60)에 의해 외부로부터 보호됨에 따라 이물질 흡착으로 인한 작동불량 방지, 낙하물에 의한 스플라인축(22) 손상 방지, 스풀라인축(22)에 도포된 윤활유 손실방지로 장시간 안정적으로 운전가능한 이점이 있다.

10: 유니버셜조인트부 20: 구동축부
30: 키부 40: 탄성체
50: 스톱링 60: 축관

Claims (5)

1. 십자축(12)과, 십자축(12)을 중심으로 서로 대항하는 위치에서 축결합되는 아웃조인트(14)로 이루어지는 구동부측 유니버셜조인트부(10)와 피구동부측 유니버셜조인트부(10);
   상기 한 쌍의 유니버셜조인트부(10)를 연결하도록 구비되고, 축길이방향으로 키 결합되는 스플라인축(22)과 스플라인보스(24)로 구성되는 구동축부(20);
   상기 유니버셜조인트부(10)와 구동축부(20)는 독립된 부품으로 구성되어 키부(30)와 키홈부(32)에 의해 삽입 결합되도록 구비되며, 상기 키부(30)와 키홈부(32)는 각봉과 각홈 또는 키와 키홈으로 구성되어 축 길이방향으로만 이송이 허용되고,
   상기 스플라인축(22)상에 삽입되어 위치조절되는 스톱링(50);
   상기 스플라인축(22)에 삽입되어 일단이 스톱링(50)에 접하고, 다른 일단은 스플라인보스(24) 단부에 접하여, 탄성력에 의해 키부(30)와 키홈부(32)에 축 길이방향 결합력을 제공하도록 구비되는 탄성체(40);로 구성되며,
   상기 구동부측 유니버셜조인트부(10)와 피구동부측 유니버셜조인트부(10) 간의 동력전달각 크기 및 스플라인축(22)과 스플라인보스(24) 간의 신축거리에 따라 스플라인축(22)상에서 스톱링(50)의 위치를 조절하여 탄성체(50)의 탄성력이 조절되는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 스톱링(50)은 링형태로 분할 형성되어 스플라인축(22)의 걸림턱부(22a)에 걸림타입 또는 체결구(50a)에 의해 위치고정되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 스톱링(50)은 스플라인축(22)에 나사결합되거나 스페이스링(42)을 추가 설치하여 탄성체(40)의 탄성력이 조절되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 스톱링(50)에 연결되어 탄성체(40)를 수용하도록 연장되는 축관(60)이 구비되는 것을 특징으로 하는 유니버셜조인트의 무볼팅 동력전달체.

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