KR101600086B1 - 클램핑 롤러-프리휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클램핑 롤러-프리휠에 관한 것으로, 상기 클램핑 롤러-프리힐은 예컨대 외부링 (2) 과 내부링의 사이에 배치되고 케이지 (14) 안에 유지되어 있는 여러 개의 클램핑 롤러 (8) 를 구비하며, 상기 링들의 둘레면들 사이의 환상 틈은, 각각의 경우에 있어 하나의 클램핑 롤러 (8) 를 수용하기 위해 원주 방향 (12) 으로 좁아지는 챔버 (10) 를 갖도록 윤곽이 이루어져 있고, 케이지 (14) 는 케이지 에지 (20) 에, 방사상으로 돌출하는 디텐트 돌기부 (22) 를 구비하며, 상기 디텐트 돌기부는 외부링 (2) 의 내부 둘레면에 형성된 환상 그루브 (24) 안에 탄성적으로 록킹된다. 조립을 쉽게 하도록 하기 위해, 외부링 (2) 의 입구 모서리에는 램프면 (26) 이 형성되어 있고, 상기 램프면을 통하여 상기 디텐트 돌기부는 조립시 안쪽으로 편향된다.

클램핑 롤러-프리휠, 클램핑 롤러, 램프면, 디텐트 돌기부, 환상 그루브.

Description

클램핑 롤러-프리휠 {CLAMPING ROLLERS-FREEWHEEL}

본 발명은 클램핑 롤러-프리휠에 관한 것으로, 상기 클램핑 롤러-프리휠은 외부링 또는 이와 같은 것과 내부링 또는 이와 같은 것의 사이에 배치되고 케이지 안에 유지되어 있는 여러 개의 클램핑 롤러를 구비하며, 상기 외부링의 내부 둘레면과 상기 내부링의 외부 둘레면 사이의 환상 틈 (annular gap) 은, 각각의 경우에 있어 하나의 클램핑 롤러를 수용하기 위해 원주 방향으로 좁아지는 챔버를 갖도록 윤곽이 이루어져 있고, 케이지는 케이지 에지 (cage edge) 에, 방사상으로 돌출하는 디텐트 수단을 구비하며, 상기 디텐트 수단은 상기 외부 또는 내부 링 중 하나에 형성된 환상 그루브 (annular groove) 와 맞물린다. '외부링' 은 예컨대 하우징에 의해 형성될 수 있고 '내부링' 은 샤프트에 의해 형성될 수 있음을 유의하도록 한다.

클램핑 롤러-프리휠에 있어서 클램핑 롤러들은 일반적으로 스프링에 의해 한 회전방향에서, 외부링과 내부링 사이의 좁아지는 틈 안으로, 클램핑 준비 위치로 눌려진다. 그 후, 예컨대 외부링이 내부링을 스프링력의 방향으로 구동시키면 클램핑 롤러들은 상기 틈 안에 클램핑되고, 상기 외부링과 상기 내부링 사이에는 압력 끼워맞춤식 회전연결 (rotational connection) 이 생긴다 (차단 모드). 반대방향의 구동방향에서는 클램핑 롤러의 클램핑이 해제되고, 그러므로 압력 끼워맞춤식 회전연결이 해제된다 (프리휠 모드).

이러한 유형의 클램핑 롤러-프리휠에서의 문제는, 축방향 운동을 저지하기 위해 특별한 조치를 취하지 않으면, 예컨대 안전용 디스크를 설치하지 않으면 케이지가 클램핑 롤러와 함께 축방향으로 이동한다는 데에 있다.

일본 특허공개 2000213566 A 에는 이미 이른바 원 웨이 클러치 (one way clutch) 가 공지되어 있으며, 상기 원 웨이 클러치에서는 돌출부라고 불리우는 방사상 플랜지가 케이지의 일단부에서 외부링에 형성된 환상 그루브와 맞물리는데, 이는 케이지를 축방향에서 고정시키기 위한 것임이 분명하다. 이 문헌으로부터는, '돌출부' 및 환상 그루브가 어떻게 제공되어 있는지, 또한 외부링에서 케이지의 조립 또는 분해가 어떻게 행해지는 지가 도출될 수 없다.

US 5,518,093 에는 프리휠 클러치 배열체가 기술되어 있으며, 상기 프리휠 클러치 배열체에 있어서, 상세히 기술되어 있지 않은 클램핑 요소는 케이지 안에 유지되어 있으며, 상기 케이지는 조립 방향으로의 선행 (leading) 케이지 에지에 방사상 외부 플랜지를 구비하고, 상기 외부 플랜지는 조립시 분명히 뒤집어지며, 그리고 환상 그루브에 도달할 때 상기 환상 그루브 안에 록킹된다. 그러나, 닫힌 환상 플랜지를 뒤집는 것은 특히 클램핑 요소를 안전하게 유지시키기 위해 케이지가 충분히 단단한 재료로 구성된다면 상당한 힘을 요구하며, 이는 조립 및 경우에 따라서는 분해를 어렵게 한다. 이 이외에, 상기 환상 플랜지는 조립 방향과 관련하여 선행 케이지 에지에 배치되어 있으며, 따라서 상기 환상 플랜지는 전체 축방향 조립 경로에 걸쳐 마찰하며 외부링의 내부 둘레면에 밀착하고, 이는 조립 또는 분해시 역시 부정적으로 작용한다.

DE 33 18 945 A1 에는 두 베어링열을 유지하고 있는 케이지를 구비한 2열 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 공개되어 있으며, 상기 케이지에는 조립 방향과 반대방향으로 기울어지고 비스듬히 바깥쪽으로 배치된 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부는 조립시 외부링에 형성된 환상 그루브 안에 록킹된다. 상기 돌출부의 경사로 인해 케이지는 비교적 쉽게 조립될 수 있다. 그러나 분해는 상기 돌출부의 확장 작용으로 인해 케이지가 파괴되어야만 가능하거나 또는 특별한 공구를 이용해야만 가능하다. 이 이외에, 축방향 힘을 수용하기 위한 앵귤러 콘택트 볼 베어링의 볼 열들은 - 클램핑 롤러-프리휠의 클램핑 롤러들과는 달리 - 그의 레이스 웨이 (raceway) 에서 축방향에서 유지되며, 따라서 케이지는 축방향 힘을 수용할 필요가 없고, 상응하여 가볍게 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 목적은, 클램핑 롤러들이 설치된 케이지가 쉽게 조립될 수 있고, 또한 경우에 따라서는 쉽게 분해될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 케이지의 축방향 이동이 확실히 저지되는, 청구항 제 1 항의 전제부에 기재된 유형의 클램핑 롤러-프리휠을 제공하는 것이다.

본 발명은, 축방향 조립시 디텐트 돌기부들 (detent lugs) 자체가 변형되는 것이 아니라 보다 큰 케이지의 영역들에 변형이 분포되면, 클램핑 롤러-프리휠에 있어서 축방향 고정을 위해 필요한 강도를 디텐트 돌기부들에 제공할 수 있다는 인식에 그 기초를 두고 있다.

그러므로, 본 발명은, 외부링 또는 이와 같은 것과 내부링 또는 이와 같은 것의 사이에 배치되고 케이지 안에 유지되어 있는 여러 개의 클램핑 롤러를 구비하여, 상기 외부링의 내부 둘레면과 상기 내부링의 외부 둘레면 사이의 환상 틈은, 각각의 경우에 있어 하나의 클램핑 롤러를 수용하기 위해 원주 방향으로 좁아지는 챔버를 갖도록 윤곽이 이루어져 있고, 케이지는 케이지 에지에, 방사상으로 돌출하는 디텐트 수단을 구비하며, 상기 디텐트 수단은 상기 링들 중 하나에 형성된, 할당된 환상 그루브와 맞물리는 클램핑 롤러-프리휠로부터 출발한다. 본 발명에 따르면, 상기 케이지는 탄성적으로 변형 가능한 재료로 구성되며, 상기 디텐트 수단은 통합적으로 성형된, 케이지 에지의 둘레에 걸쳐 분배된 여러 개의 방사상 디 텐트 돌기부로 형성되어 있고, 상기 디텐트 돌기부는, 상기 환상 틈 안으로 케이지를 축방향으로 조립할 때, 조립 방향 쪽으로 경사진 램프면 (ramp surface) 을 갖춘 외부 또는 내부 링 중의 하나의 입구 모서리에서, 방사상으로 편향되며, 그리고 환상 그루브에 도달할 때 상기 환상 그루브 안으로 탄성적으로 록킹된다.

이 디자인을 통해, 디텐트 돌기부 자체가 변형되는 것이라, 또한 상응하여 잘 휘어지는 구조를 가져야만 하는 것이 아니라, 디텐트 돌기부의 방사상 편향이 보다 큰 케이지의 영역에 의해 탄성적으로 수용되고, 그 후 상기 케이지는 환상 그루브에 도달할 때 디텐트 돌기부의 록킹 (locking) 을 위해 필요한 복원력을 제공하는 것이 바람직한 방식으로 실현된다. 할당된 외부 또는 내부 링의 입구 모서리에 형성된 램프면은, 케이지를 축방향으로 조립할 때 소모되어야 하는 힘이 최대한 작은 마찰손실을 갖고 디텐트 돌기부의 방사상 편향으로 전환되도록 경사져 있다. 본 발명에 따른 구조는, 케이지를 비교적 강성 재료로 만들고, 따라서, 록킹된 디텐트 돌기부에 있어서 축방향 이동을 확실히 저지시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 디텐트 돌기부는 조립 방향과 관련하여 후행 (lagging) 케이지 에지에 배치되고, 환상 그루브는 할당된 외부 또는 내부 링의 입구 모서리의 영역에 형성되어 있다. 이로 인해, 디텐트 돌기부가 방사상 편향된 후 할당된 환상 그루브 안으로 디텐트 돌기부가 록킹될 때까지, 할당된 둘레면에서 짧은 축방향 경로만을 나아가야 하는 것이 달성된다.

본 발명의 그 밖의 형태에 따르면, 환상 그루브의 폭은 헐거운 끼워맞춤방식으로 디텐트 돌기부의 축방향 폭에 맞춰져 있으며, 따라서 상기 디텐트 돌기부는 쉽게 상기 환상 그루브 안에 록킹되고, 그러나 케이지를 작은 유극을 두고 축방향에서 유지시킨다.

환상 그루브의 방사상 깊이는 디텐트 돌기부의 방사상 높이보다 바람직하게는 크고, 따라서 케이지는 방사상 방향에서 부유식으로 (floating) 배치되어 있으며, 방사상 힘의 발생시 경우에 따라서는 자유로이 벗어날 수 있다.

디텐트 돌기부는 원칙적으로 방사상 안쪽으로 향해 있을 수 있고, 내부링의 외부 둘레면에서의 둘레 그루브 안에 록킹될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 디텐트 돌기부는 방사상 바깥쪽으로 연장되고, 환상 그루브는 실시예를 통해 보다 상세히 설명되어 있는 바와 같이 외부링의 내부 둘레면에 형성되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 1 에 도시되어 있는 세그먼트는 외부링 (2) 을 포함하며, 상기 외부링은 이 실시예에서 구동 부품 (driving component) 이고, 이를 위해 그의 외부 둘레에는 톱니부 (4) 가 설치되어 있다. 외부링 (2) 의, 윤곽이 이루어져 있는 내부 둘레면 (6) 과 내부링 (도시되어 있지 않음) 의 외부 둘레면의 사이에는 환상 틈 (annular gap) 이 형성되어 있고, 상기 환상 틈 안에 클램핑 롤러 (8) 가 배치되어 있다. 외부링 (2) 의 내부 둘레면 (6) 은, 외부링 (2) 과 내부링 사이의 환상 틈 안에 클램핑 롤러 (8) 를 수용하기 위한 개별 챔버 (10) 를 갖고, 상기 챔버는 화살표 12 로 표시된 원주 방향으로 좁아지도록, 그 자체가 공지된 방식으로 윤곽이 이루어져 있다. 예컨대 내부링에 대해 외부링 (2) 이 화살표 12 의 반대방 향으로 회전 구동되면, 클램핑 롤러 (8) 는 외부링 (2) 과 내부링의 사이에 클램핑되고 내부링은 압력 끼워맞춤식으로 동반된다 (차단 모드). 외부링 (2) 이 화살표 12 의 방향으로 구동되면 클램핑 롤러 (8) 가 해제되고, 따라서 내부링은 함께 회전되지 않는다 (프리휠 모드).

특히 도 2 에 나타나 있듯이, 클램핑 롤러 (8) 는 케이지 (cage, 14) 안에 유지된다. 클램핑 롤러 (8) 를 수용하는 케이지 포켓은 원주 방향으로는 웨브 (16) 에 의해 한정되어 있고, 축방향으로 제 1 케이지 에지 (18) 및 제 2 케이지 에지 (20) 에 의해 한정되어 있다.

케이지 (14) 는 탄성적으로 변형 가능한 재료로 구성되며, 상기 케이지는 통합적으로 성형된, 제 2 케이지 에지 (20) 의 둘레에 걸쳐 분배되어 배치된 여러 개의 방사상 디텐트 돌기부를 구비한다.

외부링 (2) 의 내부 둘레면 (6) 에는 환상 그루브 (24) 가 형성되어 있으며, 상기 환상 그루브는, 디텐트 돌기부 (22) 를 수용하여 케이지 (14) 를 축방향에서 고정시키기 위해 제공된 것이다.

클램핑 롤러 (8) 가 설치된 케이지 (14) 를 조립하기 위해, 상기 케이지는 도 2 에서 오른쪽으로부터 외부링 (2) 안으로 도입된다. 외부링 (2) 의 오른쪽 입구 모서리에는 원뿔꼴 램프면 (ramp surface, 26) 이 형성되어 있으며, 조립시 디텐트 돌기부 (22) 가 상기 램프면에 기대고, 따라서, 상기 디텐트 돌기부가 환상 그루브 (24) 에 도달하여 상기 환상 그루브 안에 탄성적으로 록킹될 때까지, 케이지의 변형하에 상기 디텐트 돌기부는 방사상 안쪽으로 편향된다.

특히 도 2 에서 알아볼 수 있는 바와 같이, 디텐트 돌기부 (22) 는 화살표 28 로 표시된 조립 방향과 관련하여 후행 (lagging) 제 2 케이지 에지에 배치되어 있으며, 환상 그루브 (24) 는 이에 상응하여 외부링 (2) 의 입구 모서리의 영역에 형성되어 있고, 따라서, 조립시 디텐트 돌기부를 위한 긴 마찰거리가 있지 않으며, 이는 조립을 간단하게 한다.

환상 그루브의 폭 (b) 은, 디텐트 돌기부 (22) 가 헐거운 끼워맞춤 방식으로 수용되고 따라서 케이지 (14) 가 약간의 유극을 두고 축방향에서 유지되도록, 그 치수가 정해질 수 있다.

또한 도 2 에서 알아볼 수 있는 바와 같이, 환상 그루브 (24) 의 방사상 깊이는 디텐트 돌기부 (22) 의 방사상 높이보다 크고, 따라서 케이지는 방사상 방향으로 벗어날 수 있다.

도 1 은 도 2 의 절단선 I-I 에 상응하는 단면도에서, 클램핑 롤러-프리휠의 세그먼트의 부분도,

도 2 는 도 1 의 절단선 II-II 에 상응하는, 도 1 에 도시되어 있는 세그먼트의 횡단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 외부링 4 : 톱니부

6 : 내부 둘레면 8 : 클램핑 롤러

10 : 챔버 12 : 화살표 (원주 방향)

14 : 케이지 16 : 웨브

18 : 제 1 케이지 에지 20 : 제 2 케이지 에지

22 : 디텐트 돌기부 24 : 환상 그루브

26 : 램프면 28 : 화살표 (조립 방향)

b : 폭

Claims (5)

1. 클램핑 롤러-프리휠로서, 외부링 및 내부링 사이에 배치되고 케이지 안에 유지되어 있는 여러 개의 클램핑 롤러를 구비하며, 상기 케이지는 케이지 에지에, 방사상으로 돌출하는 디텐트 수단을 구비하고, 상기 디텐트 수단은 상기 링들 중 하나에 형성된 환상 그루브와 맞물리는 클램핑 롤러-프리휠에 있어서,

   상기 케이지 (14) 는 탄성적으로 변형 가능한 재료로 구성되며, 상기 디텐트 수단은 통합적으로 성형된, 케이지 에지의 둘레에 걸쳐 분배된 여러 개의 방사상 디텐트 돌기부 (22) 로 형성되어 있고, 상기 디텐트 돌기부는, 외부링 (2) 과 내부링 사이의 환상 그루브 (24) 안으로 케이지 (14) 를 축방향으로 조립할 때, 조립 방향 (28) 쪽으로 경사진 램프면 (26) 을 갖춘, 상기 링들 중 하나의 입구 모서리에서, 방사상으로 편향되며, 환상 그루브 (24) 에 도달할 때 상기 환상 그루브 안으로 록킹되고, 그리고

   상기 디텐트 돌기부 (22) 는 조립 방향 (28) 과 관련하여 후행 케이지 에지 (20) 에 배치되며, 상기 환상 그루브 (24) 는 할당된 외부 또는 내부 링의 입구 모서리의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 롤러-프리휠.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 환상 그루브의 폭 (b) 은 헐거운 끼워맞춤방식으로 상기 디텐트 돌기부 (22) 의 축방향 폭에 맞춰져 있는 것을 특징으로 하는 클램핑 롤러-프리휠.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 환상 그루브 (24) 의 방사상 깊이는 상기 디텐트 돌기부 (22) 의 방사상 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 클램핑 롤러-프리휠.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 디텐트 돌기부 (22) 는 방사상 바깥쪽으로 연장되고, 상기 환상 그루브 (24) 는 외부링 (2) 의 내부 둘레면 (6) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 롤러-프리휠.

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