KR100809826B1 - 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치에 관한 것이다. 상세하게는 아우터 케이지(outer cage)와 인너 케이지(inner cage), 상기 아우터 케이지와 인너 케이지 사이에 설치되는 리본스프링, 상기 아우터 케이지와 인너 케이지의 스프래그 삽입홈과 상기 리본스프링의 스프래그 수용홈에 삽입되어 고정되는 스프래그로 구성되는 스프래그형 원웨이 클러치에 있어서, 상기 스프래그와 동일한 형상으로 된 머리부와 상기 머리부의 하부에 형성된 슬립(slip)판으로 이루어진 베어링 블럭을 상기 스프래그형 원웨이 클러치에 등간격으로 스프래그 대신 대체 삽입설치하므로써 상기 스프래그형 원웨이 클러치가 아우터 레이스와 인너 레이스 사이에서 편심되지 않고 고속회전이 가능할 수 있도록 구성된 내마모성과 내소착성이 우수한 스프래그형 원웨이 클러치를 제공한다.

Description

편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치{Sprag type one-way clutch equipped with bearing block for preventing eccentric}

도 1은 편심을 방지하도록 구성된 종래 스프래그형 원웨이 클러치의 분리사시도.

도 2는 편심을 방지하도록 구성된 또 다른 예로서의 종래 스프래그형 원웨이 클러치의 평면도.

도 3은 본 발명상의 편심방지용 베어링 블럭이 스프래그 대신 일부대체되어 장착된 스프래그형 원웨이 클러치의 사시도.

도 4는 본 발명상의 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 본 발명상의 스프래그형 원웨이 클러치의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1, 100, 200. 스프래그형 원웨이 클러치 10. 아우터 케이지

11, 21. 스프래그 삽입홈 20. 인너 케이지

30. 리본스프링 31. 스프래그 수용홈

40. 스프래그 50. 베어링 블럭

51. 베어링 블럭 머리부 52. 베어링 블럭의 슬립판

60, 220. 아우터 레이스 70, 230. 인너 레이스

110. 엔드 베어링 210. 롤러

본 발명은 편심(偏心)방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치sprag-type(one-way clutch)에 관한 것이다.

상세하게는 스프래그(sprag) 삽입홈이 등간격으로 각각 형성된 아우터 케이지(outer cage)와 인너 케이지(inner cage), 상기 아우터 케이지와 인너 케이지 사이에 설치되며 상기 스프래그 삽입홈과 대응되는 스프래그 수용홈이 형성된 리본스프링, 상기 아우터 케이지와 인너 케이지의 스프래그 삽입홈과 상기 리본스프링의 스프래그 수용홈에 삽입고정된 다수의 스프래그로 설치 구성되는 스프래그형 원웨이 클러치에서,

인너케이지와 아우터케이지에 끼워져 지지되는 부분을 상기 스프래그와 실질적으로 동일한 형상으로 하고, 나머지 아우터케이지 밖 하단부를 슬립판 형상으로 베어링블럭을 조형하여 상기 스프래그에 일부 대체 설치가능하도록 하되, 내마모성과 내소착성이 우수한 이 베어링 블럭을 원웨이 클러치에 등간격으로 일부 스프래그 대신 삽입설치함으로써 상기 원웨이 클러치가 아우터 레이스와 인너 레이스 사이에서 편심되지 않고 고속회전이 가능할 수 있도록 구성된 스프래그형 원웨이 클러치에 관한 것이다.

스프래그형 원웨이 클러치는 한쪽 방향으로 회전하면 스프래그가 잠금상태가 되어 토크(torque)를 전달하고, 반대로 역회전 시에는 스프래그가 미끌림 상태가 되어 공회전을 통해 토크를 전달하지 못하도록 구성되어 있으므로, 주로 자동차, 산업기계 등의 구동장치에서 토크의 전달 또는 백래쉬(backlash)의 방지 등을 목적으로 사용되고 있다.

이와 같은 스프래그형 원웨이 클러치는 기계장치 내에서 고속회전을 하기 때문에 조금만 편심상태가 되어도 원웨이 클러치의 마모와 소착 현상이 발생하게 될 정도로 편심에 예민하다. 따라서, 스프래그형 원웨이 클러치의 편심을 방지하기 위한 기술은 매우 중요하다.

이하에서 스프래그형 원웨이 클러치의 편심을 방지하기 위한 종래의 기술을 예를 들어 설명한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 스프래그형 원웨이 클러치(100)의 전면과 후면에 각각 원형 띠 형태의 엔드 베어링(110)을 설치할 때, 상기 엔드 베어링이 아우터 레이스와 인너 레이스 사이에 개재되어 상기 아우터 레이스와 인너 레이스 사이의 간극을 일정하게 유지토록 하면 스프래그형 원웨이 클러치(100)의 일측에만 높은 하중이 가해져서 상기 스프래그형 원웨이 클러치(100)에 편심이 발생된다. 따라서 편심이 발생되는 것을 방지하기 위한 기술이 개발되어왔다.

그러나, 상기 엔드 베어링(110)은 내마모성과 내소착성을 위해 통상 고강도 구리재로 형성되므로 내구성이 우수한 장점은 있으나, 고가의 구리재가 많이 사용되므로 자재비용이 많이 소요되고, 또한, 진원으로 형성키 위한 정밀 가공이 쉽지 않을 뿐더러 그러한 가공에 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다.

또 다른 종래 기술로서는, 도 2(일본공개특허 평11-63029호)에서 보는 바와 같이, 스프래그형 원웨이 클러치(200)에 롤러(210)를 설치하고 이 롤러(210)가 아우터 레이스(220)와 인너 레이스(230) 사이에서 상기 스프래그형 원웨이 클러치(200)와 함께 회전토록 함으로써 상기 롤러(210)에 의해 상기 스프래그형 원웨이 클러치(200)가 상기 아우터 레이스(220)와 인너 레이스(230) 사이에서 동심을 유지하며 회전할 수 있도록 한 기술이 있다.

그러나, 상기 스프래그형 원웨이 클러치(200)는 고속회전을 하기 때문에 이에 따라 상기 롤러(210)도 고속회전을 하게 되면서 발열현상이 발생하여 상기 스프래그형 원웨이 클러치(200)에 마모 및 소착현상을 발생시키는 일이 빈번하였다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제작이 간편하고 자재비가 저렴하며, 내마모성과 내소착성이 우수하고, 편심방지기능이 탁월한 스프래그형 원웨이 클러치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은, 아우터 케이지(outer cage)와 인너 케이지(inner cage), 그리고 상기 아우터 케이지와 인너 케이지 사이에 설치되는 리본스프링, 상기 아우터 케이지와 인너 케이지의 스프래그 삽입홈과 상기 리본스프링의 스프래그 수용홈에 삽입되어 고정되는 스프래그로 구성되는 스프래그형 원웨이 클러치에 있어서, 인너 케이지(20)를 벗어나는 스프래그(40)의 하부를 플랜지형의 슬립판(52)으로 조형하고 나머지 부분 즉, 스프래그 머리부는 스프래그(40)와 실질적으로 동일한 형상으로 대응되도록 한 베어링 블럭(50)을 상기 다수의 종래 스프래그(40) 중 일부에 대체하여 상기 스프래그형 원웨이 클러치(1)에 등간격으로 설치되도록 한 편심방지용 베어링 블럭(50)을 제공하므로써 달성된다. 즉, 본 발명의 목적은 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치에 의해 달성된다.

이하에 첨부도면에 의해 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1, 도 2는 종래의 스프래그형 원웨이 클러치를 일실시예로 각각 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명상의 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치(1)를 나타낸 도면으로서, 상기 스프래그형 원웨이 클러치(1)는 기본적으로 스프래그(sprag) 삽입홈(11)(21)이 등간격으로 각각 형성된 아우터 케이지(outer cage)(10)와 인너 케이지(inner cage)(20) 사이에 설치되며 상기 스프래그 삽입홈(11)(21)과 대응되는 스프래그 수용홈(31)이 형성된 리본스프링(30), 상기 아우터 케이지(10)와 인너 케이지(20)의 스프래그 삽입홈(11)(21)과 상기 리본스프링(30)의 스프래그 수용홈(31)에 삽입되어 고정되는 스프래그(40)로 구성된다.

여기에서, 도 4에서 명료히 볼 수 있는 바와 같이 스프래그형 원웨이 클러치(1)에서 스프래그(40)가 등간격으로 원주방향으로 설치되어 있지만, 상기 스프래그(40) 일부를 본 발명상의 베어링 블럭(50)으로 대체 또는 치환하여 설치한다. 이 때 상기 스프래그(40)에 대응되어 설치되도록 상기 본 발명상의 베어링블럭(50)의 머리부(51)를 상기 스프래그(40)의 머리부와 동일한 형상으로 형성되게 하고, 인너케이지(20) 바깥쪽으로 대응되는 상기 베이링블럭(50)의 하부는 하단부가 길게 양옆으로 늘여져 있는 플랜지 형상을 가진 슬립(slip)판(52)으로 구성된다. 다시 말해 본 발명상의 베어링 블럭(50)은 상부가 종래 스프래그(40)의 머리부와 동일하고, 상기 베어링 블럭(50)의 하부는 상기 슬립판(52)으로 구성된다.

상기 본 발명상의 베어링 블럭(50)은 내마모성과 내소착성을 위해 고강도 구리재로 형성함이 바람직하나, 상황에 따라 상기 머리부(51)와 슬립판(52)만 구리재로 형성하고, 나머지 부위는 스틸로 형성하여도 동일한 효과를 갖는다.

상기 베어링 블럭(50)은 스프래그형 원웨이 클러치(1)에 최소 3개 이상을 설치하여야 본 발명상의 효과를 얻을 수 있으나, 설치 개수가 5개를 초과할 경우에는 그만큼 설치되는 스프래그(40)의 개수가 적어지게 되므로 인해 클러치의 백래쉬가 발생할 수 있다.

한편, 상기 베어링 블럭(50)의 머리부(51)는 아우터 레이스(60)의 내주면에 접하여 회전하게 되고, 상기 베어링 블럭(50)의 하단부 슬립판(52)은 인너 레이스(70)의 외주면에 접하여 회전하게 된다.

즉, 상기 베어링 블럭(50)은 상기 아우터 레이스(60)와 인너 레이스(70) 사이에서 상기 스프래그형 원웨이 클러치(1)와 함께 회전되면서 상기 아우터 레이스(60)와 인너 레이스(70)와의 간극을 일정하게 유지시킴과 동시에 상기 스프래그형 원웨이 클러치(1)의 일부분에만 하중이 가해져 그 스프래그형 원웨이 클러치(1)에 편심이 발생하는 것을 방지한다.

이하에서, 본 발명상의 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치의 공전 내구성 시험결과를 설명한다.

위 표에서 보는 바와 같이, 엔드베어링이 사용된 종래의 스프래그형 원웨이 클러치는 최고 3,487rpm에서 소착현상이 발생하였음을 알 수 있다. 그러나, 본 발명상의 편심방지용 베어링 블럭(50)이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치는 엔드베어링이 사용된 종래의 스프래그형 원웨이 클러치에 소착현상이 발생된 3,487rpm에서도 20시간 동안 정상작동을 하였으며, 이후 회전속도를 높여 최고 3,991rpm에 이르러서야 소착현상이 발생하였음을 알 수 있다.

즉, 본 발명은 엔드베어링이 사용된 종래의 스프래그형 원웨이 클러치보다 내소착성이 우수하다는 결론을 얻을 수 있었다.

이상과 같은 본 발명에 의해서, 제작이 간편하고 자재비가 저렴하며, 내마모성과 내소착성이 우수할 뿐 아니라 편심방지기능이 탁월한 스프래그형 원웨이 클러치를 제공할 수 있게 되었다.

Claims (1)

1. 스프래그(sprag) 삽입홈(11)(21)이 등간격으로 각각 형성된 아우터 케이지(outer cage)(10)와 인너 케이지(inner cage)(20), 상기 아우터 케이지(10)와 인너 케이지(20) 사이에 설치되며 상기 스프래그 삽입홈(11)(21)과 대응되는 스프래그 수용홈(31)이 형성된 리본스프링(30), 상기 아우터 케이지(10)와 인너 케이지(20)의 스프래그 삽입홈(11)(21)과 상기 리본스프링(30)의 스프래그 수용홈(31)에 삽입되어 고정되는 스프래그(40)로 구성되는 스프래그형 원웨이 클러치에 있어서,

   상기 인너케이지(20)를 벗어나는 스프래그(40)의 하부를 플랜지형으로 형성한 슬립판(52)으로 조형하고 나머지 부분은 스프래그(40)와 실질적으로 동일한 형상으로 대응되도록 한 베어링 블럭(50)을 상기 다수의 스프래그(40) 중 일부를 대체하여 설치하되 상기 스프래그형 원웨이 클러치(1)에 등간격으로 3 ∼ 5개 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 편심방지용 베어링 블럭이 장착된 스프래그형 원웨이 클러치.

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