KR100463249B1 - 일방향 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 일방향 클러치가 스프래그의 드래그 포스를 유지시키는 리본 스프링의 위치를 고정하기 위하여 중간 부분에 오목부를 형성하고 있어 강도가 취약하고 롤 오버가 발생될 수 있는 문제점이 있기 때문에,

중심 측에 위치된 내륜과, 상기 내륜과 동심을 이루고 외측에서 회전되는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되어 둘 사이를 고정시키거나 해제시키고 내부에 스프링이 구비된 복수 개의 스프래그와, 상기 스프래그 사이에 설치되어 스프래그의 위치를 고정하는 고정 링으로 구성됨으로써,

스프래그에 오목부가 존재하지 않아 설계 자유도가 향상되고 내구성이 증대되어 제품에 대한 신뢰도가 향상되고 수명이 길어진 일방향 클러치에 관한 것이다.

Description

일방향 클러치 { The one way clutch }

본 발명은 한 방향으로는 회전을 허용하고 다른 방향으로는 회전을 차단하는 일방향 클러치에 관한 것으로서, 특히 스프래그의 형상을 변경하여 스프래그의 내구성을 향상시킬 수 있는 일방향 클러치에 관한 것이다.

일반적으로 일방향 클러치는 한 방향으로는 회전을 허용하고, 다른 방향으로는 회전을 차단하여 동력 전달을 단속하는 역할을 수행한다. 이러한 일방향 클러치는 매우 다양한 용도로 사용되고 있는데, 자동차의 자동 변속기에 사용되는 것도 그 중 하나이다. 본 발명은 여러 종류의 일방향 클러치 중에서 자동차의 자동 변속기에 적용되는 스프래그 형식의 일방향 클러치에 관한 것이다.

자동차의 자동 변속기에서 사용되는 일방향 클러치는 유성기어 세트의 캐리어와 센터 서포트 사이에 설치되어 있고, 또 하나는 토크 컨버터의 스테이터에 조립되어 사용되고 있다. 유성기어 세트 측에 설치된 일방향 클러치는 엔진 브레이크가 작동되지 않고 변속이 부드럽게 이루어지도록 하고 있으며, 토크 컨버터 측에 설치된 일방향 클러치는 댐퍼 클러치 내에 있고 스테이터가 반시계 방향으로 회전되는 것을 방지하여 스테이터에 의해 토크 증대가 이루어지도록 하고 있다.

종래의 일방향 클러치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 중심 측에 위치된 내륜(11)과, 상기 내륜(11)과 동심을 이루고 있으며 외측에서 회전되는 외륜(12)과, 상기 내륜(11)과 외륜(12) 사이에 소정 각도로 회전 가능하게 설치되어 방향에 따라 상기 외륜(12)을 회전을 허용하거나 차단하는 복수의 스프래그(13)와, 상기 스프래그(13) 사이에 위치되어 스프래그(13)를 탄성적으로 지지하는 리본 스프링(14)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 스프래그(13)는 상기 리본 스프링(14)의 양단이 각각 위치되어 미끄러지지 않도록 중간 부분에 오목부(13')를 구비하고 있으며, 회전이 가능한 방향으로 일정 정도 경사지게 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 일방향 클러치는 외륜에 대하여 시계 방향으로는 내륜과는 별도로 회전이 가능하게 하고 반 시계 방향으로는 외륜 단독으로는 회전되지 못하게 고정하고 있다.

외륜(12)이 시계 방향으로 회전되는 경우에는 스프래그(13)가 리본 스프링(14)을 압축시키면서 회전 방향으로 살짝 회전되어 내륜(11)과 외륜(12) 사이의 고정을 해제하게 되므로, 상기 외륜(12)은 내륜(11)과 상관없이 회전될 수 있다. 즉, 상기 스프래그(13)가 경사진 방향으로 회전되는 경우에는 스프래그(13)가 약간 회전되어 외륜(12)은 상기 스프래그(13)에 의한 저항을 거의 받지 않고 회전되는 것이다.

상기 외륜(12)이 반 시계 방향으로 회전되는 경우에는 외륜(12)의 회전 방향이 스프래그(13)의 설치 방향과 반대로 되어 있기 때문에, 외륜(12)의 회전에 따라 스프래그(13)가 회전되어 내륜(11)과 외륜(12) 사이를 고정하게 된다. 따라서, 상기 외륜(12)은 내륜(11)과 별개로 회전될 수 없으며, 상기 내륜(11)이 회전 가능한 경우에는 외륜(12)과 내륜(11)이 일체화되어 동시에 회전된다.

그러나, 상기한 종래의 일방향 클러치는 스프래그의 드래그 포스를 유지시키는 리본 스프링의 위치를 고정하기 위하여 중간 부분에 오목부를 형성하고 있어 강도가 취약하고 롤 오버가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

즉, 종래의 일방향 클러치는 스프래그 사이에 설치되어 스프래그의 위치를 고정하고 드래그 포스를 유지시키는 스프링을 구비하고 있으므로, 스프링의 위치를 고정하기 위한 설계가 필요하다. 이 때문에 상기 스프래그는 중간 부분에 오목부를 구비한 형상으로 설계되며, 상기 오목부의 강도는 구조적으로 취약할 수 밖에 없다. 따라서, 일방향 클러치의 토크 허용 용량의 결정 변수인 스프래그의 형상에 제약이 주어지며, 그로 인해 롤 오버와 같은 현상이 나타날 수 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내륜과 외륜 사이에 설치되는 스프래그의 형상을 일부 변경하여 오목부가 형성되지 않도록 함으로써 제품의 내구성을 향상시키고 조립성을 향상시킨 일방향 클러치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일방향 클러치가 도시된 구성도,

도 2는 보 1의 "A" 부분이 도시된 상세도,

도 3은 본 발명에 의한 일방향 클러치가 도시된 구성도,

도 4는 본 발명의 요부 구성인 스프래그의 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51 : 내륜 52 : 외륜

53 : 스프래그 54 : 스프링

55 : 고정 링

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 중심 측에 위치된 내륜과, 상기 내륜과 동심을 이루고 외측에서 회전되는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되어 둘 사이를 고정시키거나 해제시키고 내부에 스프링이 구비된 복수 개의 스프래그와, 상기 스프래그 사이에 설치되어 스프래그의 위치를 고정하는 고정 링으로 구성되고, 상기 스프래그는 상기 외륜의 회전방향을 따라 경사면이 형성되고 그 반대면은 직선부로 형성되며, 상기 직선부의 하측에는 상기 스프링이 상기 스프래그에 반경방향으로 탄성력을 부여하도록 설치되는 스프링장착홈이 형성된 것을 특징으로한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 일방향 클러치는 도 3에 도시된 바와 같이 중심 측에 위치된 내륜(51)과, 상기 내륜(51)과 동심을 이루고 외측에서 회전되는 외륜(52)과, 상기 내륜(51)과 외륜(52) 사이에 설치되어 둘 사이를 고정시키거나 해제시키고 내부에스프링(54)이 구비된 복수 개의 스프래그(53)와, 상기 스프래그(53) 사이에 설치되어 스프래그(53)의 위치를 고정하는 고정 링(55)으로 구성된다.

여기서, 상기 스프래그(53)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 외륜(52)의 회전 방향을 따라 경사면(53a)이 형성되고, 그 반대면은 직선부(53b)로 형성되며, 상기 직선부(53b) 하측에는 상기 스프링(54)이 설치되는 스프링 장착 홈(53c)이 형성된다.상기 스프링(54)는 상기 스프래그(53)에 반경방향으로 탄성력을 부여하도록 상기 스프링 장착 홈(53c)에 장착된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일방향 클러치는 스프래그에 내장된 스프링의 반력으로 드래그 포스를 유지하며, 상기 스프링의 스프링 포스가 스프래그의 반경 방향 반력을 결정한다.

외륜(52)이 시계 방향으로 회전되는 경우에는 스프래그(53)가 자신에게 내장된 스프링(54)을 압축시키면서 회전 방향으로 살짝 회전되어 내륜(51)과 외륜(52) 사이의 고정을 해제하게 되므로, 상기 외륜(52)은 내륜(51)과 상관없이 회전될 수 있다. 즉, 상기 스프래그(53)가 경사진 방향으로 회전되는 경우에는 스프래그(53)가 약간 회전되므로, 외륜(52)은 상기 스프래그(53)에 의한 저항을 거의 받지 않고 회전된다.

상기 외륜(52)이 반 시계 방향으로 회전되는 경우에는 외륜(52)의 회전 방향이 스프래그(53)의 경사 방향과 반대로 되어 있기 때문에, 외륜(52)의 회전에 따라 스프래그(53)가 외륜(52)의 회전력 및 내장된 스프링(54)의 반력에 의해 약간 회전되어 내륜(51)과 외륜(52) 사이를 고정하게 된다. 따라서, 상기 외륜(52)은 내륜(51)과 별개로 회전될 수 없으며, 상기 내륜(51)이 고정된 경우에는 외륜(52)의 회전이 차단되고, 상기 내륜(51)이 회전 가능한 경우에는 외륜(52)과 내륜(53)이 일체화되어 동시에 회전된다.

여기서, 상기 고정 링(55)은 단순히 상기 스프래그(53)의 위치만 고정할 뿐 탄성력은 가지고 있지 않으므로, 상기 고정 링(55)의 설치를 위하여 상기 스프래그(53)에 추가적인 가공을 할 필요는 없다. 따라서, 상기 스프래그(53)의 형상 자유도가 크게 향상되며, 그로 인하여 허용 토크 및 제작성을 감안한 설계가 용이하게 이루어질 수 있다. 그 결과, 스프래그(53)를 더 작게 제작하거나 스프래그(53)의 숫자를 줄이더라도 동일한 역할을 충분히 수행할 수 있게 되어, 신뢰성과 경제성이 향상된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일방향 클러치는 스프래그에 오목부가 존재하지 않아 설계 자유도가 향상되고 내구성이 증대되어 제품에 대한 신뢰도가 향상되고 수명이 길어지는 이점이 있다.또한, 상기 스프래그에 반경방향으로 탄성력을 부여하도록 스프링을 장착함으로써, 상기 스프래그의 드래그 포스를 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 스프래그의 형상이 간단해져서 내구성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 중심 측에 위치된 내륜과, 상기 내륜과 동심을 이루고 외측에서 회전되는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 설치되어 둘 사이를 고정시키거나 해제시키고 내부에 스프링이 구비된 복수 개의 스프래그와, 상기 스프래그 사이에 설치되어 스프래그의 위치를 고정하는 고정 링으로 구성되고, 상기 스프래그는 상기 외륜의 회전방향을 따라 경사면이 형성되고 그 반대면은 직선부로 형성되며, 상기 직선부의 하측에는 상기 스프링이 상기 스프래그에 반경방향으로 탄성력을 부여하도록 설치되는 스프링 장착 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 일방향 클러치.
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