KR101866551B1

KR101866551B1 - 가압 스프링의 이격에 의해 접속해제되는 랩 스프링 클러치 커플링

Info

Publication number: KR101866551B1
Application number: KR1020137013066A
Authority: KR
Inventors: 패트리샤 엠 멜러
Original assignee: 이너샤 다이내믹스 엘엘씨
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2018-07-17
Also published as: EP2652351A1; KR20130135257A; JP5905900B2; EP2652351B1; US20120152691A1; US8695773B2; ES2625175T3; JP2014500459A; WO2012082740A1; MX2013005940A

Abstract

본 발명은 회전 커플링을 제공한다. 본 발명에 따른 회전 커플링은 회전 축선 둘레로 배치된 제1 허브 및 제2 허브를 포함하고 있다. 랩 스프링이 상기 제1 허브 및 상기 제2 허브의 반경방향 바깥쪽에 배치되어, 상기 제1 허브의 제1 회전 방향으로의 회전 시에 상기 제1 허브와 상기 제2 허브를 회전 가능하게 커플링시킨다. 스프링 작동 부재가 상기 회전 축선을 중심으로 회전하도록 형성되어, 상기 랩 스프링의 한쪽 단부에 결합된다. 상기 랩 스프링의 반대쪽 단부는 상기 제2 허브에 결합된다. 액추에이터가 선택적으로 상기 제1 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재 및 상기 제2 허브 부재의 회전을 정지시키고, 제2 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재의 회전을 일으켜 상기 랩 스프링을 권취 조임 해제시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 회전 커플링은 커플링의 접속해제 시에 제1 허브로부터의 랩 스프링의 물림해제를 용이히게 하여, 심한 노이즈 및 진동을 방지하고 마모를 감소시킨다.

Description

가압 스프링의 이격에 의해 접속해제되는 랩 스프링 클러치 커플링{WRAP SPRING CLUTCH COUPLING WITH FORCED SPRING CLEARANCE DISENGAGEMENT}

본 발명은 회전 커플링에 관한 것이며, 보다 상세하게는 클러치의 접속해제 시에 랩 스프링의 물림해제를 도와주는 특성을 가지는 랩 스프링 클러치에 관한 것이다.

통상의 랩 스프링 클러치는 입력 허브 및 출력 허브를 구비하고 있다. 랩 스프링은 간섭 끼워맞춤으로 입력 허브와 출력 허브 중의 하나에 결합되어 있다. 랩 스프링이 결합된 쪽 허브를 제1 회전 방향의 회전은 랩 스프링이 다른쪽 허브 상에 권취 조임되게 하고, 이에 의해 2개의 허브를 함께 회전하도록 커플링시키고, 클러치를 접속시키게 된다. 랩 스프링이 결합된 쪽 허브가 회전을 멈추거나 역방향으로 회전할 때 또는 랩 스프링의 회전을 방지하는 외력의 결과로써, 랩 스프링은 권취 조임 해제되고, 클러치가 접속해제된다.

랩 스프링 클러치의 작동은 입력 허브와 출력 허브 사이의 회전 속도의 차이에 좌우된다. 특히, 랩 스프링은 입력 허브와 출력 허브 사이의 회전 속도에 큰 차이가 있을 때, 보다 신속하게 물림 및 물림해제될 것이다. 하지만, 많은 적용처에 있어, 클러치의 접속 및 접속해제 시의 회전 속도의 차이는 비교적 작다. 그 결과, 랩 스프링은 클러치 접속해제 시에 권취 조임되었던 허브 상에서 바람직하지 않은 끌림 현상을 야기하고, 원치 않는 노이즈 및 진동을 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 랩 스프링은 또한 마모가 증가될 우려도 있다. 따라서, 랩 스프링 클러치는 흔히 입력 허브와 출력 허브 사이의 회전 속도의 차이가 비교적 작은 적용처에 적합하지 않게 된다. 종래의 랩 스프링 클러치는 이러한 문제점을 허브들에 대한 랩 스프링의 간섭 끼워맞춤을 조절하는 것에 의해 해결하려 시도하고 있다. 하지만, 간섭 끼워맞춤의 조절은 클러치 접속(불충분한 간섭량이 있을 경우 손상될 수 있음)과 클러치 접속해제(너무 많은 간섭량이 있을 경우 손상될 수 있음)의 양자 모두를 허용하기 위한 섬세한 균형을 요한다. 많은 적용처에 있어, 적절한 균형은 얻어질 수 없어, 종래의 랩 스프링 클러치는 사용될 수 없다.

본 출원의 발명자들은 상술한 결점들 중의 하나 이상을 최소화 및/또는 감소시킬 회전 커플링에 대한 필요성을 인지하였다.

본 발명은 회전 커플링을 제공한다.

본 발명의 하나의 실시형태에 따른 회전 커플링은 회전 축선 둘레로 배치된 제1 허브 및 제2 허브를 포함하고 있다. 상기 회전 커플링은 또한 상기 제1 허브 및 상기 제2 허브의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 랩 스프링을 포함하고 있다. 상기 랩 스프링은 상기 제1 허브의 제1 회전 방향의 회전 시에 상기 제1 허브 및 상기 제2 허브를 커플링시켜 함께 회전시키도록 구성되어 있다. 상기 회전 커플링은 또한 상기 회전 축선을 중심으로 회전하도록 형성되어 있는 스프링 작동 부재로서, 상기 랩 스프링의 제1 단부에 결합되도록 되어 있는 스프링 작동 부재를 포함하고 있다. 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 상기 스프링 작동 부재는 상기 랩 스프링의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 칼라를 포함한다. 상기 랩 스프링의 제2 단부는 상기 제2 허브에 결합된다. 상기 회전 커플링은 또한 상기 제1 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재 및 상기 제2 허브 부재의 회전을 정지시키고 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재의 회전을 일으켜 상기 랩 스프링을 권취 조임 해제시키도록 형성되어 있는 액추에이터를 포함하고 있다.

본 발명에 따른 회전 커플링은 종래의 회전 커플링, 특히 종래의 랩 스프링 클러치에 비해 향상된 특징을 나타낸다. 허브들의 상대 회전에 독립적으로 랩 스프링을 권취 조임 해제시키는 것을 용이하게 해주는 메커니즘을 제공함으로써, 본 발명의 회전 커플링은 허브들 사이의 회전 속도의 차이가 작은 적용처에서도 랩 스프링의 물림해제를 용이하게 한다. 그 결과, 본 발명의 회전 커플링은 이전에 랩 스프링 클러치가 사용되기에 부적합한 것으로 생각되었던 추가적인 적용처에서도 사용될 수 있다.

본 발명의 이러한 장점들 및 그 밖의 장점들은 예로서 본 발명을 설명하고 있는 아래의 구체적인 실시형태의 설명과 첨부도면에 의해 당업자에게 보다 명백해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 회전 커플링의 평면도이다.
도 2는 도 1의 회전 커플링의 2-2 라인을 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 도 1의 회전 커플링의 3-3 라인을 따라 취해진 단면도이다.
도 4는 도 1의 회전 커플링의 분해 사시도이다.

여러 도면에서 동일한 도면부호가 동일한 구성요소를 나타내는 데 사용되고 있는 도면을 참조하면, 도 1-도 4는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 회전 커플링(10)을 예시하고 있다. 커플링(10)은 샤프트, 풀리, 기어, 스프로킷, 및 시브(도시 안됨)와 같은 입력 부재와 출력 부재 사이에 토크를 선택적으로 전달하는 클러치로서 기능한다. 커플링(10)은 또한 토크가 출력 부재로 전달되고 있지 않을 때 출력 부재 상의 브레이크로서 기능할 수도 있다. 도시의 실시형태에 있어서, 커플링(10)은 시동/타력주행(또는 시동/정지) 클러치로서 기능한다. 하지만, 본 발명은 오버러닝/원웨이 클러치(overrunning/one-way clutch) 및 일회전 클러치(single revolution clutch) 뿐만 아니라, "DYNACORP" 및/또는 "WARNER ELECTRIC"의 상표로 알트라 인더스트리얼 모션 인코퍼레이티드(Altra Industrial Motion, Inc.)에 의해 판매되는 SC 및 WSC 미케니컬 시리즈 클러치, CP 및 SAC 액추에이티드 클러치 시리즈 중의 어느 하나를 포함하는 클러치/브레이크 결합장치 및/또는 DCB, CB 및 수퍼 액추에이티드 클러치-브레이크와 같은 다른 클러치에 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 커플링(10)은 입력 허브(12), 출력 허브(14), 한쪽 방향으로의 출력 허브(14)의 회전을 방지하기 위한, 원웨이 베어링(16)과 같은, 수단, 랩 스프링(18), 스프링 작동 부재(20), 및 액추에이터(22)를 포함할 수 있다.

입력 허브(12)는 샤프트, 풀리, 기어, 스프로킷 또는 시브(도시 안됨)와 같은 입력 장치로부터 랩 스프링(18)을 통해 출력 허브(14)로 토크를 전달하는 수단을 제공한다. 입력 허브(12)는 당해 기술분야에서 통상적인 것으로, 통상적인 금속 및 금속 합금으로부터 제작될 수 있고, 예컨대 오일 함침 소결철 허브를 포함할 수 있다. 입력 허브(12)는 환형이며, 회전 축선(24) 둘레로 배치되어 있다. 예시의 실시형태에 있어서, 허브는 입력 샤프트(26)를 중심으로 배치되어 입력 샤프트(26)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 입력 허브(12)는 통상적인 키이/키이홈 방법이나 또 다른 통상적인 방법을 이용하여 입력 샤프트(26)에 결합될 수 있다. 입력 허브(12)는 축선방향 한쪽 단부에 배치된 부분(28) 및 부분(28)에 비해 축소된 직경을 가지는 부분(30)을 구비하고 있다. 하지만, 입력 허브(12)의 형상은 적용처에 따라 변경될 수 있음을 이해해야 한다. 부분(28)은 랩 스프링(18)과 스프링 작동 부재(20)의 축선방향 운동을 제한하도록 형성되어 있다. 부분(30)은 랩 스프링(18)의 일부분을 지지하도록 형성되어 있다.

출력 허브(14)는 입력 허브(12)로부터 샤프트, 풀리, 기어, 스프로킷 또는 시브와 같은 출력 부재로 토크를 전달하는 수단을 제공한다. 예시의 실시형태에 있어서, 출력 허브(14)는 기어(32)로 토크를 전달한다. 예시의 실시형태는 샤프트 입력 부재와 기어 출력 부재로 구성되어 있지만, 이들의 관계는 역전될 수 있고, 허브(12, 14)는 다양한 입력 부재 및 출력 부재에 부착되도록 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 출력 허브(14)는 당해 기술분야에서 통상적인 것으로, 통상적인 금속 및 금속 합금으로부터 제작될 수 있고, 예컨대 오일 함침 소결철 허브를 포함할 수 있다. 출력 허브(14)는 환형이고, 축선(24) 둘레로 배치되어 있으며, 입력 허브(12)와 동축으로 정렬될 수 있다. 출력 허브(14)와 기어(32)는 입력 샤프트(26)와 출력 허브(14) 사이 및 입력 샤프트(26)와 기어(32) 사이에 배치되는 베어링 슬리브(34)와 함께 출력 허브(14)와 기어(32)를 관통하는 입력 샤프트(26)를 수용하기 위한 치수로 되어 있다. 출력 허브(14)의 반경방향 외면(36)은 클러치의 접속 시의 랩 스프링(18) 물림 표면을 제공한다. 클러치가 접속되지 않았을 때는, 입력 허브(12)와 출력 허브(14)는 상대 회전할 수 있다.

원웨이 베어링(16)은 한쪽 회전 방향(즉, 클러치의 구동 방향의 반대 방향)으로의 출력 허브(14)의 회전을 방지하는 수단을 제공한다. 원웨이 베어링(16)은 당해 기술분야에서 통상적인 것이다. 원웨이 베어링(16)은 환형이고, 축선(24) 둘레로 배치된다. 회전 베어링(16)은 반경방향으로는 출력 허브(14) 바깥쪽에 배치되고, 축선방향으로는 한편으로 기어(32)와 스프링(18) 사이에 또한 다른 한편으로 기어(32)와 스프링 작동 부재(20) 사이에 배치된다. 예시의 실시형태에서는 원웨이 베어링(16)이 출력 허브(14)의 역회전을 방지하기 위해 사용되고 있지만, 동일한 결과를 성취하기 위해, 예컨대 폴(pawl), 래칫(ratchet), 회전방지 스프링, 캠, 또는 브레이크 밴드와 같은 다른 기구가 사용될 수도 있고, 뿐만 아니라 출력 허브(14)의 역회전에 필요한 토크가 랩 스프링(18)을 권취 조임 해제시키는 데 필요한 토크를 초과하게 되는 그러한 구동 시스템에서의 마찰력이 이용될 수도 있다.

랩 스프링(18)은 입력 허브(12)와 출력 허브(14)를 함께 회전하도록 커플링시키기 위해 제공된다. 랩 스프링(18)은 당해 기술분야에서 통상적인 것으로, 통상적인 금속 및 금속 합금으로부터 제작될 수 있다. 랩 스프링(18)은 입력 허브(12)의 부분(28)과 출력 허브(14)의 반경방향 외면(36)의 외경보다 약간 작은 내경을 가지고 있다. 따라서, 랩 스프링(18)은 간섭 끼워맞춤으로 허브(12, 14)에 물림될 수 있다. 한쪽 회전 방향으로의 입력 허브(12)의 회전은 랩 스프링(18)을 출력 허브(14) 상에 강하게 권취 조임되게 만들어, 허브(12, 14)를 함께 회전하도록 커플링시키고, 이에 의해 입력 허브(12)로부터 출력 허브(14)로 토크를 전달하게 만든다. 입력 허브(12)의 회전이 끝나거나 입력 허브(12)가 반대쪽 회전 방향으로 회전되면, 랩 스프링(18)은 권취 조임 해제되어, 허브(12, 14)를 커플링 해제시키고 클러치를 접속해제시킨다. 예시의 실시형태에 있어서는 랩 스프링(18)이 출력 허브(14)에 직접 물림되지만, 랩 스프링(18)은 출력 허브(14)에 간접적으로 물림되도록 중간 부재 상에 권취 조임될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예시의 실시형태에 있어서는 랩 스프링(18)이 출력 허브(14) 상에 권취 조임되지만, 대안적으로 랩 스프링(18)은 클러치 접속 중에는 입력 허브(12) 상에 권취 조임되고 클러치의 접속해제 중에는 입력 허브(12)로부터 권취 조임 해제되도록 배향될 수도 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 랩 스프링(18)은 한쪽 단부가 스프링 작동 부재(20)에 결합되며, 스프링 작동 부재(20)의 대응하는 리세스 내로 연장되는 탱(tang)(38)을 구비할 수 있다.

스프링 작동 부재(20)는 입력 허브(12)와 출력 허브(14)의 상대 회전과 상관없이 클러치의 제어된 접속해제를 위한 수단을 제공한다. 예시의 실시형태에서, 스프링 작동 부재(20)는 랩 스프링(18)의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 칼라를 포함한다. 스프링 작동 부재(20)는 강철 또는 알루미늄 삽입물이 부가된 유리 강화 나일론으로부터 제작될 수 있다. 스프링 작동 부재(20)는 환형이며, 축선(24) 둘레로 배치되어 허브(12, 14)와 동축으로 정렬된다. 스프링 작동 부재(20)는 커플링(10)의 조립 시에 입력 허브(12)의 부분(28)과 원웨이 베어링(16)사이에 수용되는 치수로 되어 있고, 입력 허브(12)의 부분(28)과 원웨이 베어링(16)의 축선방향 한쪽 단부면과 접촉할 수 있다. 스프링 작동 부재(20)는 랩 스프링(18)의 반경방향 바깥쪽에 배치되어 랩 스프링(18)에 대해 소정의 이격을 허용하는 크기의 내경을 가지고 있다. 스프링 작동 부재(20)는 랩 스프링(18)의 탱(38)을 수용하도록 형성된 슬롯(39) 또는 그와 유사한 구조를 구비하고 있다. 스프링 작동 부재(20)는 입력 허브(12)의 부분(28)과 원웨이 베어링(16)의 외경보다 큰 외경을 가진다. 도 3-4를 참조하면, 스프링 작동 부재(20)의 반경방향 외면은 하나 이상의 나선형 슬롯(40)을 형성하고 있으며, 나선형 슬롯(40)의 목적은 아래에 설명된다. 나선형 슬롯(40)은 스프링 작동 부재(20)의 외면 상에 원주방향 등간격으로 이격되어 있을 수 있다. 예시의 실시형태에서, 스프링 작동 부재(20)는 서로 직경방향 반대쪽의 2개의 나선형 슬롯(40)을 구비하고 있다. 예시의 실시형태에서는, 스프링 작동 부재(20)가 환형 칼라를 포함하고 있지만, 예컨대 링키지(lingkage), 캠(cam) 또는 로드(rod)와 같이, 랩 스프링(18)의 한쪽 단부를 수용하기에 충분하고 아래에 상술하는 바와 같이 랩 스프링(18)의 회전 운동을 허용하는 다양한 구조 형태를 취할 수도 있을 것임을 이해해야 한다.

액추에이터(22)는 한쪽 회전 방향(즉, 클러치가 접속되고, 입력 및 출력 허브(12, 14)가 회전 가능하게 결합되게 되는 구동 방향)으로의 스프링 작동 부재(20) 및 출력 허브(14)의 회전을 정지시키고, 반대 회전 방향으로의 스프링 작동 부재(20)의 회전을 일으켜 랩 스프링(18)을 권취 조임 해제시키는 수단을 제공한다. 액추에이터(22)는 칼라(42), 핀(44), 액추에이터 링(46), 및 칼라(42)와 맞물림되도록 액추에이터 링(46)을 이동시키는, 솔레노이드(48)와 같은, 수단을 구비할 수 있다.

칼라(42)는 한쪽 회전 방향(클러치의 구동 방향)으로의 스프링 작동 부재(20)(또한 그에 따른 랩 스프링(18)을 통한 출력 허브(14))의 회전을 정지시키도록 스프링 작동 부재(20)에 제동 토크를 제공하고, 스프링 작동 부재(20)를 반대 회전 방향으로 가압하는 역방향 토크를 가하도록 구성되어 있다. 칼라(42)는 강철 또는 알루미늄 삽입물이 부가된 유리 강화 나일론으로부터 제작될 수 있다. 칼라(42)는 환형이며, 축선(24) 둘레로 배치된다. 칼라(42)는 스프링 작동 부재(20)를 수용하기 위한 치수의 내경을 가진다. 칼라(42)는 하나 이상의 반경방향 보어(50)를 구비하고 있고, 이 반경방향 보어(50)는 압력 끼워맞춤되거나 이 반경방향 보어(50) 내에 몰드성형될 수 있는 핀(44)을 수용하도록 형성되어 있다. 칼라(42)는 또한 한쪽 축선방향 단부에 축선방향으로 뻗어 있는 복수의 톱니(52)를 형성하고 있으며, 그 목적은 아래에 설명된다.

핀(44)은 칼라(42)의 축선(24)을 따른 선형 운동을 회전 토크로, 구체적으로는 한쪽 회전 방향(클러치의 구동 방향)으로의 스프링 작동 부재(20)(및 그에 따른 랩 스프링(18)을 통한 출력 허브(14))의 회전 운동을 정지시키는 데 사용되는 제동 토크 및 랩 스프링(18)을 권취 조임 해제시키는 반대 방향으로의 스프링 작동 부재(20)의 회전 운동을 일으키는 데 사용되는 역방향 토크로, 전환시키기 위해 제공되고 있다. 핀(44)은 통상적인 금속 및 금속 합금 또는 플라스틱으로부터 제작될 수 있다. 핀(44)은 칼라(42)의 보어(50) 내와 스프링 작동 부재(20)의 슬롯(40) 내에 수용되도록 형성되어 있고, 예시의 실시형태에 있어서는 단면 원형이다. 핀(44)은 반경방향 내측으로 칼라(42)의 내경을 넘어 스프링 작동 부재(20)의 대응하는 슬롯(40) 내로 연장되도록 칼라(42)의 내경과 외경 사이의 거리보다 큰 길이를 가진다. 슬롯(40)과 마찬가지로, 핀(44)은 원주방향 등간격으로 이격되어 있을 수 있다. 예시의 실시형태에 있어서는, 2개의 핀(44)이 서로에 대해 직경방향 반대쪽에 배치되어 있다.

링(46)은 칼라(42)의 회전 운동을 정지시키고 칼라(42)를 축선방향으로 이동시키도록 칼라(42)에 제동 토크를 전달하기 위해 제공되고 있으며, 그 목적은 아래에 설명된다. 링(46)은 축선방향 양 단부에 배치되고 복수의 축선방향 핀(58)에 의해 서로 연결되는 제1 및 제2 부재(54, 56)를 구비하고 있다. 제1 부재(54)는 축선방향 한쪽 단부에 솔레노이드(48)가 결합되도록 구성된 표면(60)을 형성하고 있다. 제2 부재(56)는 축선방향 반대쪽 단부에 칼라(42)의 톱니(52)와 맞물림하도록 구성된 복수의 축선방향 톱니(62)를 형성하고 있다. 복수의 축선방향 핀(58)은 고정형 엔클로저(enclosure)(64)의 축선방향 보어를 관통하고 있어, 링(46)은 축선방향으로 이동 가능하지만 회전 불가능하다. 그 결과, 톱니(62)가 이동하여 칼라(42)의 톱니(52)와 맞물림될 때, 구동 방향으로의 칼라(42)의 추가적인 회전 및 핀(44)과 슬롯(40)의 상호작용을 통한 스프링 작동 부재(20)의 추가적인 회전이 방지될 것이다.

솔레노이드(48)는 축선(24)을 따른 링(46)의 위치를 제어하고, 선택적으로 링(46)을 칼라(42) 쪽으로 가압하여 칼라(42)와 맞물림시키기 위해 제공되고 있다. 솔레노이드(48)는 당해 기술분야에서 통상적인 것이다. 도 2를 참조하면, 권선형 컨덕터(66)에 전기장이 발생하면, 플런저(68)의 선형 운동을 일으켜 링(46)의 표면(60)과 결합 및 결합 해제되도록 하여, 축선(24)을 따른 링(46)의 이동을 제어한다. 예시의 실시형태의 커플링(10)은 솔레노이드(48)를 채용하고 있지만, 예컨대, 유체 제어식 액추에이터(유압 및 공압 액추에이터 등), 전기 제어식 액추에이터, 및 수동 제어식 액추에이터 등을 포함하여, 링(46)의 위치를 조절하고 링(46)을 이동시켜 칼라(42)와 맞물림시키는 다양한 수단이 제공될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 2-4를 참조하여, 이제 커플링(10)의 작동을 보다 상세히 설명한다. 한쪽 회전 방향(즉, 클러치의 구동 방향)으로의 입력 샤프트(26)의 회전은 입력 허브(12)의 대응하는 회전을 일으키며, 또한 랩 스프링(18)이 출력 허브(14)의 외면(36) 상에 권취 조임되게 만들어 허브(12, 14)를 회전 가능하게 커플링시키고, 클러치를 접속시킨다. 클러치를 접속해제시키는 것이 필요할 때는, 솔레노이드(48)가 링(46)을 칼라(42) 쪽으로 가압한다. 톱니(62)가 칼라(42)의 톱니(52)와 맞물림되면, 제동 토크가 칼라(42)에 적용되게 되어, 구동 회전 방향으로의 칼라(42)의 추가적인 회전을 방지한다. 핀(44)은 이 제동 토크를 스프링 작동 부재(20)에 전달하여, 스프링 작동 부재(20)의 회전을 정지시킨다. 마찬가지로, 제동 토크는 스프링 작동 부재(20)로부터 랩 스프링(18)을 통해 출력 허브(14)로 적용된다. 링(46)과 칼라(42)의 맞물림(각각의 톱니(62)와 톱니(52)를 통한)과 솔레노이드(48)에 의한 계속된 축선방향 힘의 적용은 핀(44)이 슬롯(40)을 따라 이동하게 만들고, 클러치의 구동 방향의 반대 방향으로의 스프링 작동 부재(20)의 회전을 일으킨다. 출력 허브(14)는 원웨이 베어링(16)에 의해 클러치의 구동 방향의 반대 방향으로의 회전이 방지된다. 그 결과, 양쪽 단부가 스프링 작동 부재(20)와 출력 허브(14)에 결합되어 있는 랩 스프링(18)이 권취 조임 해제된다.

본 발명에 따른 회전 커플링은 종래의 회전 커플링, 특히 종래의 랩 스프링 클러치에 비해 향상된 특징을 나타낸다. 허브(12, 14)의 상대 회전에 독립적으로 랩 스프링(18)이 권취 조임 해제되는 것을 용이하게 해주는 기구를 제공함으로써, 본 발명의 커플링(10)은 허브(12, 14) 사이의 회전 속도의 차이가 작은 적용처에서도 랩 스프링(18)의 물림해제를 용이하게 한다. 그 결과, 본 발명의 커플링(10)은 이전에 랩 스프링 클러치가 사용되기에 부적합한 것으로 생각되었던 추가적인 적용처에서도 사용될 수 있다.

본 발명을 특정 실시형태를 참조하여 예시 및 설명하였지만, 본 발명의 기술사상 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.

Claims

회전 커플링에 있어서,
회전 축선 둘레로 배치된 제1 허브 및 제2 허브;
상기 제1 허브 및 상기 제2 허브의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 랩 스프링으로서, 상기 제1 허브의 제1 회전 방향으로의 회전 시에 상기 제1 허브와 상기 제2 허브를 커플링시켜 함께 회전시키도록 구성되어 있는 랩 스프링;
상기 회전 축선을 중심으로 회전하도록 형성되어 있는 스프링 작동 부재로서, 상기 스프링 작동 부재는 상기 랩 스프링의 제1 단부에 결합되고, 상기 랩 스프링의 제2 단부는 상기 제2 허브에 결합되도록 되어 있는 스프링 작동 부재; 및
선택적으로 상기 제1 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재 및 상기 제2 허브의 회전을 정지시키고 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재의 회전을 일으켜 상기 랩 스프링을 권취 조임 해제시키도록 형성되어 있는 액추에이터;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 허브는 입력 허브를 포함하고, 상기 제2 허브는 출력 허브를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 1 항에 있어서, 상기 스프링 작동 부재는 상기 랩 스프링의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 제1 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 3 항에 있어서, 상기 액추에이터는:
상기 제1 칼라의 반경방향 바깥쪽에 배치되어, 상기 제1 칼라에 대해 상대적으로 축선방향으로 이동 가능한 제2 칼라; 및
상기 제2 칼라로부터 반경방향 내측으로 연장되어, 상기 제1 칼라의 반경방향 외면에 형성된 제1 슬롯 내에 수용되도록 형성된 제1 핀;을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 4 항에 있어서, 상기 제1 슬롯은 나선형인 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 4 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 제2 칼라로부터 반경방향 내측으로 연장되어, 상기 제1 칼라의 반경방향 외면에 형성된 제2 슬롯 내에 수용되도록 형성된 제2 핀을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 6 항에 있어서, 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯은 나선형인 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 6 항에 있어서, 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀은 서로에 대해 직경방향 반대쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 4 항에 있어서, 상기 제2 칼라는 축선방향 한쪽 단부에 복수의 제1 톱니를 형성하고 있고, 상기 복수의 제1 톱니는 상기 회전 축선을 따라 액추에이터 링이 이동할 때 상기 액추에이터 링에 배치된 복수의 제2 톱니와 맞물림하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 9 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 액추에이터 링이 상기 제2 칼라와 맞물림되도록 상기 액추에이터 링을 이동시키는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
회전 커플링에 있어서,
회전 축선 둘레로 배치된 제1 허브 및 제2 허브;
상기 제1 허브 및 상기 제2 허브의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 랩 스프링으로서, 상기 제1 허브의 제1 회전 방향으로의 회전 시에 상기 제1 허브와 상기 제2 허브를 커플링시켜 함께 회전시키도록 구성되어 있는 랩 스프링;
상기 회전 축선을 중심으로 회전하도록 형성되어 있는 스프링 작동 부재로서, 상기 스프링 작동 부재는 상기 랩 스프링의 제1 단부에 결합되고, 상기 랩 스프링의 제2 단부는 상기 제2 허브에 결합되도록 되어 있는 스프링 작동 부재; 및
상기 제1 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재 및 상기 제2 허브의 회전을 정지시키고, 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로의 상기 스프링 작동 부재의 회전을 일으켜 상기 랩 스프링을 권취 조임 해제시키기 위한 수단;을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 11 항에 있어서, 상기 제1 허브는 입력 허브를 포함하고, 상기 제2 허브는 출력 허브를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 11 항에 있어서, 상기 스프링 작동 부재는 상기 랩 스프링의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 제1 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 13 항에 있어서, 상기 수단은:
상기 제1 칼라의 반경방향 바깥쪽에 배치되어, 상기 제1 칼라에 대해 상대적으로 축선방향으로 이동 가능한 제2 칼라; 및
상기 제2 칼라로부터 반경방향 내측으로 연장되어, 상기 제1 칼라의 반경방향 외면에 형성된 제1 슬롯 내에 수용되도록 형성된 제1 핀;을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 14 항에 있어서, 상기 제1 슬롯은 나선형인 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 14 항에 있어서, 상기 수단은 상기 제2 칼라로부터 반경방향 내측으로 연장되어, 상기 제1 칼라의 반경방향 외면에 형성된 제2 슬롯 내에 수용되도록 형성된 제2 핀을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 16 항에 있어서, 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯은 나선형인 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 16 항에 있어서, 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀은 서로에 대해 직경방향 반대쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 14 항에 있어서, 상기 제2 칼라는 축선방향 한쪽 단부에 복수의 제1 톱니를 형성하고 있고, 상기 복수의 제1 톱니는 상기 회전 축선을 따라 액추에이터 링이 이동할 때 상기 액추에이터 링에 배치된 복수의 제2 톱니와 맞물림하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.
제 19 항에 있어서, 상기 수단은 상기 액추에이터 링이 상기 제2 칼라와 맞물림되도록 상기 액추에이터 링을 이동시키는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 커플링.