KR100461648B1 - 클러치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치장치에 관한 것이다. 본 발명의 클러치장치(30)는 제1기어(60)와 제2기어(70)의 대응되는 면에 각각 요철(64,74)을 형성하고, 상기 요철(64,74)은 제1기어(60) 및 제2기어(70)의 회전중심축(50)에 설치된 밀착스프링(80)의 탄성력에 의해 형합되어 밀착된다. 따라서, 상기 밀착스프링(80)의 탄성력을 극복할 수 있는 힘이 작용하여야만 제1기어(60)와 제2기어(70)사이의 결합, 즉 상기 요철(64,74)사이의 결합이 해제될 수 있고, 다른 요인에 의해 제1기어(60)와 제2기어(70) 사이의 결합이 해제되지는 않게 된다. 이와 같은 본 발명에 의한 클러치장치는 그 동작신뢰성이 상대적으로 높아지는 이점이 있다.

Description

클러치장치{Clutch apparatus}

본 발명은 클러치장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필요에 따라 구동원의 동력이 부하로 선택적으로 전달되게 하는 클러치장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 클러치장치의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바에 따르면, 그 양단이 별도의 브라켓(도시되지 않음)에 지지되는 회전중심축(1)에 제1기어(3)와 제2기어(5)가 회전가능하게 설치된다. 상기 제1기어(3)와 제2기어(5)에는 각각 그 외주면에 기어부(3g,5g)가 형성되어 있어, 예를 들어 제1기어(3)가 기어부(3g)를 통해 외부에서 동력을 전달받고, 제2기어(5)가 기어부(5g)를 통해 외부로 동력을 전달하게 된다.

한편, 상기 제1기어(3)와 제2기어(5)의 서로 마주보는 면사이에는 마찰부재(6)가 구비된다. 그리고, 상기 제1기어(3)와 제2기어(5)가 마찰부재(6)를 사이에 두고 밀착될 수 있도록 밀착스프링(7)이 상기 제1기어(3)를 제2기어(5)쪽으로 밀어준다. 이때, 상기 밀착스프링(7)은 상기 일단부가 상기 제1기어(3)에 지지되고, 타단부가 상기 회전중심축(1)에 설치된 스톱퍼(9)에 지지된다. 그리고, 상기 제2기어(5)는 상기 회전중심축(1)의 일단부에 구비된 스톱퍼(10)에 의해 그 위치가 한정된다.

이와 같은 구조에서, 상기 제1기어(3)와 제2기어(5)사이에서의 동력전달은 상기 마찰부재(6)와 제1기어(3) 및 제2기어(5)사이의 마찰에 의해 이루어진다. 이때, 상기 밀착스프링(7)의 탄성력도 마찰력의 세기를 크게 한다.

상기와 같은 구성의 종래 기술에서, 예를 들어 제1기어(3)가 구동원과 연결되어 동력을 전달받고, 제2기어(5)가 부하측과 연결되어 부하측으로 동력을 전달하도록 설치되면, 상기 밀착스프링(7)의 탄성력과 상기 마찰부재(6)의 마찰력에 의해 상기 제1기어(3)와 제2기어(5) 사이에서 동력이 전달되어 구동원의 동력이 클러치장치를 통해 상기 부하측으로 전달된다. 여기서 부하는 모터 등의 구동원에 의해 동작될 수 있는 모든 것을 이야기하며, 예를 들면 카오디오의 도어등이 있다.

이때, 상기 제1기어(3)와 제2기어(5)사이에서 작용할 수 있는 마찰력보다 큰 힘이 부하에 작용하면, 상기 제2기어(5)와 마찰부재(6)의 사이에서는 슬립이 발생하면서 동력이 전달되지 않게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래 기술에서는 동력전달을 단속하기 위해 제1기어(3)와 제2기어(5)사이의 마찰을 이용하므로, 온도조건의 변화 등 여러가지 원인에 의해 상기 마찰부재(6)의 마찰력이 변하게 되면 전체 장치가 설계된 대로 동작하지 않게 된다.

예를 들어, 클러치장치를 통해 부하측으로 동력이 전달되어 부하가 동작할 때, 부하에 외부로부터 상대적으로 작은 힘이 가해지더라도 상기 제1기어(3)와 제2기어(5) 사이에 쉽게 슬립이 발생한다. 이는 제1기어(3) 및 제2기어(5)와 마찰부재(6)사이의 마찰력이 제1기어(3) 및 제2기어(5)사이의 운동상태 등에 의해 영향을 받기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부에서 가해지는 힘에 대해 보다 정확하게 동작할 수 있는 클러치장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 클러치장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 클러치장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 제1기어의 단면도 및 정면도.

도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 제2기어의 단면도 및 정면도.

도 5는 본 발명 실시예의 클러치장치가 채용된 동력전달계를 보인 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 클러치장치 50: 회전중심축

60: 제1기어 61: 중심통공

62: 기어부 64: 요철

64u: 철부 64d: 요부

70: 제2기어 71: 중심통공

72: 기어부 74: 요철

74u: 철부 74d: 요부

80: 밀착스프링 82,84: 스톱퍼

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 브라켓에 고정 설치되는 회전중심축과, 상기 회전중심축에 회전가능하게 설치되고 일면에 제1요철을 구비하는 제1기어와, 상기 회전중심축에 회전가능하게 설치되고 상기 제1요철과 서로 맞물려 동력이 전달되게 하는 제2요철을 일면에 구비하는 제2기어와, 상기 제1기어와 제2기어의 상기 요철이 서로 형합되도록 상기 회전중심축의 길이방향으로 상기 제1기어와 제2기어가 밀착되게 하는 밀착스프링을 포함하여 구성된다.

상기 제1기어는 구동원과 연결되고, 상기 밀착스프링은 상기 제1기어를 상기 제2기어방향으로 눌러주도록 상기 회전중심축에 설치된다.

상기 제2기어에 상기 밀착스프링의 탄성력보다 큰 힘이 작용하면 상기 제1기어와 상기 제2기어 사이에 공회전이 발생한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 클러치장치가 설계된 대로의 구동력을 정확하게 전달할 수 있어 클러치장치가 사용되는 장치의 동작신뢰성이 높아지는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 클러치장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 클러치장치의 바람직한 실시예가 단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 제1기어가 단면도 및 정면도로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 제2기어가 단면도 및 정면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 실시예의 클러치장치(30)에는 회전중심축(50)이 구비된다. 상기 회전중심축(50)은 그 양단이 클러치장치(30)가 사용되는 장치의 고정부, 예를 들면 브라켓(90)(도 5참조)에 지지된다.

상기 회전중심축(50)에는 제1기어(60)가 회전가능하게 설치된다. 이를 위해 상기 제1기어(60)의 중심을 관통해서 중심통공(61)이 형성된다. 상기 제1기어(60)에는 그 외주면을 둘러 기어부(62)가 형성되어 있다. 상기 기어부(62)는 다른 기어의 기어부와 맞물려 동력을 전달하게 된다. 상기 제1기어(60)의 일면에는 제1요철(64)이 구비된다. 상기 제1요철(64)은 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상대적으로 돌출된 철부(64u)와 상대적으로 요입된 요부(64d)가 번갈아 형성되어 구성된다.

상기 회전중심축(50)에는 제2기어(70)가 회전가능하게 설치된다. 따라서 상기 제1기어(60)와 제2기어(70)는 상기 회전중심축(50)과 동축으로 된다. 상기 제2기어(70)는 그 구성이 도 4에 잘 도시되어 있는데, 상기 회전중심축(50)이 관통되는 중심통공(71)이 중앙을 관통하여 형성된다. 상기 제2기어(70)의 외주면을 둘러 다른 기어의 기어부와 맞물려 동력을 전달하도록 기어부(72)가 형성된다. 상기 제2기어(70)의 일면, 즉 상기 제1기어(60)의 제1요철(64)이 형성된 면과 마주보는 면에는 제2요철(74)이 형성된다. 상기 제2요철(74) 역시 상대적으로 돌출된 철부(74u)와 상대적으로 요입된 요부(74d)가 번갈아 형성되어 구성된다. 상기 철부(74u) 및 요부(74d)는 그 형상과 크기가 상기 제1요철(64)의 요부(64d) 및 철부(64u)와 대응되게 형성되어야 한다.

한편, 상기 회전중심축(50)에는 밀착스프링(80)이 설치된다. 상기 밀착스프링(80)은 일단부가 상기 회전중심축(50)에 설치된 스톱퍼(82)에 지지되고, 타단부가 상기 제1기어(60)에 지지되어, 상기 제1기어(60)가 제2기어(70)에 밀착되는 방향으로 탄성력을 발휘한다. 그리고, 상기 제2기어(70)는 상기 회전중심축(50)에 설치된 스톱퍼(84)에 의해 그 설치위치가 한정되어 상기 제1기어(60)와 제2기어(70)가 밀착스프링(80)의 탄성력에 의해 서로 밀착된다.

따라서, 상기 제1기어(60)와 제2기어(70)사이의 동력전달은 상기 제1요철(64)과 제2요철(74)이 서로 맞물리고, 상기 밀착스프링(80)의 탄성력에 의해 밀착됨에 의해 이루어진다. 즉, 상기 제1요철(64)의 요부(64d)에 제2요철(74)의 철부(74u)가 안착되고, 상기 제1요철(64)의 철부(64u)가 제2요철(74)의 요부(74d)에 안착됨에 의해 제1기어(60)와 제2기어(70)가 일체로 회전될 수 있게 된다. 만약 상기 제2기어(70), 즉 부하측에 상기 밀착스프링(80)의 탄성력보다 큰 힘이 작용하면 상기 제1기어(60)와 상기 제2기어(70) 사이에 공회전이 발생하게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 클러치장치의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 5에는 본 발명 실시예의 클러치장치가 사용되는 것을 예로 들어 설명하고 있다. 이에 따르면, 소정 형상의 브라켓(90)의 일측에 모터(92)가 설치된다. 상기 모터(92)는 부하측을 구동하기 위한 동력을 제공한다. 상기 모터(92)의 회전축에는 워엄기어(93)가 설치되고, 상기 워엄기어(93)와 치합되게 구동기어(95)가 설치된다. 상기 구동기어(95)는 상기 워엄기어(93)와 치합되는 대기어부(95a)와 상기 클러치장치(30)의 제1기어(60)와 치합되어 동력을 제1기어(60)로 전달하는 소기어부(95b)로 구성된다.

그리고, 상기 클러치장치(30)의 제2기어(70)와 치합되게 종동기어(97)가 설치된다. 상기 종동기어(97) 역시 대기어부(97a)와 소기어부(97b)로 구성되는데, 상기 대기어부(97a)가 상기 제2기어(70)와 치합된다.

이와 같은 구성에서 상기 모터(92)의 구동력은 상기 워엄기어(93)에서 구동기어(95)로 전달되고, 상기 구동기어(95)에서 클러치장치(30)의 제1기어(60)로 전달된다. 상기 제1기어(60)와 제2기어(70) 사이에서의 동력전달은 상기 제1요철(64)과 제2요철(74)이 서로 결합되어 제1기어(60)와 제2기어(70)가 함께 회전함에 의해 이루어진다. 이때, 상기 밀착스프링(80)이 상기 제1요철(64)과 제2요철(74)이 서로 밀착되어 결합되게 탄성력을 제공한다. 상기 클러치장치(30)의 제2기어(70)로 전달된 동력은 상기 종동기어(97)에 의해 부하측으로 전달된다.

한편, 상기 부하측에 부하가 구동되는 것을 방해하는 방향으로 힘이 작용하면, 이에 의해 상기 클러치장치(30)에 의해 전달되는 동력이 끊어질 수도 있다. 즉, 부하에 작용한 힘이 상기 밀착스프링(80)이 제공하는 탄성력을 극복할 수 있을 정도의 크기라면, 상기 제1요철(64)과 제2요철(74)의 결합이 분리되면서 모터(92)의 동력이 부하측으로 전달되지 않게 되고, 모터(92)에 과부하가 작용하는 것을 방지한다.

여기서, 상기 제1요철(64)과 제2요철(74) 사이의 결합은 상기 밀착스프링(80)이 제공하는 탄성력의 제외한 다른 주변 여건의 영향을 받지 않게 된다. 이는 상기 제1요철(64)과 제2요철(74)이 요부(64d,74d)와 철부(64u,74u) 사이의 형합에 의해 결합되어 있기 때문이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 클러치장치는 동력의 단속을 위해 제1기어와 제2기어의 대응되는 면에 형성된 요철과 상기 요철이 소정의 힘으로 밀착되게 하는 밀착스프링을 포함하여 구성되는데, 요철 사이의 결합을 유지하는 가장 큰 요인은 밀착스프링의 탄성력이고 다른 여건의 영향은 거의 받지 않으므로 클러치장치가 채용되는 장치의 동작신뢰성이 높아지는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 브라켓에 고정 설치되는 회전중심축과,

   상기 회전중심축에 회전가능하게 설치되고 일면에 제1요철을 구비하는 제1기어와,

   상기 회전중심축에 회전가능하게 설치되고 상기 제1요철과 서로 맞물려 동력이 전달되게 하는 제2요철을 일면에 구비하는 제2기어와,

   상기 제1기어와 제2기어의 상기 요철이 서로 형합되도록 상기 회전중심축의 길이방향으로 상기 제1기어와 제2기어가 밀착되게 하는 밀착스프링을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 클러치장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1기어는 구동원과 연결되고, 상기 밀착스프링은 상기 제1기어를 상기 제2기어방향으로 눌러주도록 상기 회전중심축에 설치됨을 특징으로 하는 클러치장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제2기어에 상기 밀착스프링의 탄성력보다 큰 힘이 작용하면 상기 제1기어와 상기 제2기어 사이에 공회전이 발생하는 것을 특징으로 하는 클러치장치.