KR102017465B1 - 스테빌라이저용 클러치장치 - Google Patents

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Abstract

스테빌라이저용 클러치장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 스테빌라이저용 클러치장치는: 제1전달바에 고정되며 외측에는 길이방향으로 제1안내홈부가 형성되는 이너레이스와, 제2전달바에 고정되며 이너레이스의 외측을 감싸는 형상으로 설치되고 제1안내홈부와 마주하는 위치에 제2안내홈부가 형성되는 하우징부와, 이너레이스와 하우징부의 사이에 위치하며 제1안내홈부와 제2안내홈부에 양측이 삽입되어 걸리는 볼부재 및 하우징부의 내측에 위치하며 제1안내홈부와 제2안내홈부를 따라 볼부재를 이동시켜 이너레이스와 하우징부의 사이에 동력전달을 제어하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스테빌라이저용 클러치장치{CLUTCH APPARATUS FOR STABILIZER}
본 발명은 스테빌라이저용 클러치장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력을 전달하고 차단하는 클러치 구조에서 원점을 찾아 맞물리는 동작이 가능한 스테빌라이저용 클러치장치에 관한 것이다.
일반적으로, 노면의 상하 굴곡 및 주행하는 차량의 좌측 및 우측 방향으로의 선회시 발생되는 차량의 좌우 방향으로의 흔들림 현상을 최소화하기 위해 스태빌라이저 장치가 설치된다.
종래에는, 단일 소재로 구성된 스태빌라이저 바(Stabilizer bar)를 차체의 횡방향으로 연장되도록 장착하여, 차량의 주행 중 좌측과 우측 현가장치의 상대적인 거동자세의 변화에 따라 발생되는 차체의 롤링을 스태빌라이저 바 자체가 보유하는 롤 강성을 매개로 완화시키므로 차체의 자세를 안정화시켰다.
이러한 스태빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프 소재를 적정 길이로 절단하고, 절단된 소재를 성형하여 스태빌라이저 바로서 요구되는 형상 및 강성을 갖도록 가공한 다음, 열처리와 쇼트피닝 및 도장 등의 공정을 거쳐 제작한다.
상기와 같은 단일 소재로 제작되는 스태빌라이저 바는 수동형 스태빌라이저 바(Passive Stabilizer bar)로서, 제작이 용이하고 생산단가가 낮은 이점을 갖고 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 자체적으로 갖는 고유의 롤 강성을 이용하여 차체의 롤 현상을 제어하게 되므로, 차량의 주행시 발생하는 다양한 형태의 롤을 효과적으로 억제시키기 어려운 문제점을 가진다.
이에 따라, 최근에는 스태빌라이저 바의 롤 강성을 상황에 따라 조절할 수 있도록 액추에이터를 구비한 능동 회전형 스태빌라이저(Active Rotary type Stabilizer, ARS)의 사용이 증가되고 있다.
차량의 롤링 스태빌라이저는, 두 개의 하프 스태빌라이저 바가 액추에이터의 양단에 결합된 구성이다. 이러한 롤링 스태빌라이저는 차량의 선회시 차량 롤을 억제하여 안정성을 증대시키거나 전륜과 후륜의 롤 강성을 배분함으로써 차량의 횡방향 자세를 제어한다. 또한 차량의 직진 주행시 스태빌라이저 바의 강성을 저감시켜 노면으로부터의 충격을 저감시킴으로써 승차감을 개선시킬 수 있다.
롤링 스태빌라이저의 액츄에이터로 클러치 방식을 사용하는 경우, 두 개의 하프 스태빌라이저 바에 연결된 락킹부재에 치형이 형성되며, 치형이 맞물리는 동작에 의해 동력이 전달된다. 그러나 하프 스태빌라이저 바가 비틀린 상태에서 락킹부재가 맞물리는 경우, 원점을 찾아 맞물리는 동작이 어렵거나 마찰이 증가하므로 부품 내구성이 저하되며, 작동소음이 증가하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 동력을 전달하고 차단하는 클러치 구조에서 원점을 찾아 맞물리는 동작이 가능한 스테빌라이저용 클러치장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스테빌라이저용 클러치장치는: 제1전달바에 고정되며 외측에는 길이방향으로 제1안내홈부가 형성되는 이너레이스와, 제2전달바에 고정되며 이너레이스의 외측을 감싸는 형상으로 설치되고 제1안내홈부와 마주하는 위치에 제2안내홈부가 형성되는 하우징부와, 이너레이스와 하우징부의 사이에 위치하며 제1안내홈부와 제2안내홈부에 양측이 삽입되어 걸리는 볼부재 및 하우징부의 내측에 위치하며 제1안내홈부와 제2안내홈부를 따라 볼부재를 이동시켜 이너레이스와 하우징부의 사이에 동력전달을 제어하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 이너레이스는, 제1전달바의 단부를 감싸는 형상으로 설치되는 이너몸체를 포함하며, 이너몸체의 외측에 형성되는 제1안내홈부는 이너몸체의 길이방향을 따라 직선 형상의 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1안내홈부는 이너몸체의 외측 둘레를 따라 복수로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 하우징부는, 제2전달바에 고정되는 고정몸체와, 고정몸체에서 연장되어 이너레이스를 감싸는 형상으로 설치되며 제2안내홈부가 내측에 형성되는 연장몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 제2안내홈부는, 제1안내홈부와 마주하는 위치에 직선 형상의 홈을 형성하는 제1홈부 및 제1홈부에 연결되며 부채꼴 모양으로 홈을 형성하는 제2홈부를 포함하며, 볼부재가 제1홈부와 제1안내홈부에 걸린 상태에서 볼부재를 매개로 이너레이스와 하우징부의 동력전달이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 제2홈부의 홈부측면 형상에 따라 볼부재를 이동시키기 위한 힘의 크기가 달라지는 것을 특징으로 한다.
또한 홈부측면이 하우징부의 내측을 향하여 볼록하게 돌출되면 초기 이동시 볼부재를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 증가하며, 홈부측면이 하우징부의 내측을 향하여 오목하게 형성되면 초기 이동시 볼부재를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 감소되는 것을 특징으로 한다.
또한 구동부는, 고정몸체의 내측에 고정되는 모터부재와, 모터부재의 출력축에 연결되며 모터부재의 동작에 의해 회전하는 볼스크류와, 연장몸체의 내측에 걸려서 회전이 구속되며 볼스크류에 맞물려서 직선 이동을 하는 볼너트 및 볼너트에서 연장되어 연장몸체와 이너레이스의 사이에 위치하며 볼부재가 삽입되는 안내홀부를 구비하는 케이지를 포함한다.
또한 안내홀부는 장공 형상이며, 케이지의 원주 방향으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 구동부는, 하우징부의 내측에 위치하며 이너레이스를 향한 방향으로 볼너트를 탄성 가압하는 가압부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스테빌라이저용 클러치장치는, 볼부재가 부채꼴 형상의 제2홈부에서 직선 형상의 제1홈부로 이동하면서 원점을 찾아 맞물리는 클러치 동작이 신속하고 용이하게 이루어진다.
또한 본 발명은, 차량의 직진 주행시 볼부재가 제2홈부로 이동되어 하우징부와 이너레이스 사이의 동력전달이 차단되며, 차량 선회시에는 볼부재가 제1홈부로 이동되어 하우징부와 이너레이스 사이의 동력전달이 이루어지므로 승차감과 선회 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 케이지에 의해 제1안내홈부의 일측에서 타측으로 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부로 이동된 상태를 도시한 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에 위치하는 상태를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에 위치하며 각도차가 발생된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제1홈부로 이동된 상태를 도시한 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제1홈부에 위치하는 상태를 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제1홈부에 위치하는 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2홈부의 형상을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2홈부의 형상을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2홈부의 형상을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에서 제1홈부로 이동되며 원점을 찾아 맞물리는 동작을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에서 제1홈부로 이동되며 원점을 찾아 맞물리는 동작을 도시한 정면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부의 외측으로 이동된 상태를 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저용 클러치장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 케이지에 의해 제1안내홈부의 일측에서 타측으로 이동되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부로 이동된 상태를 도시한 정단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에 위치하는 상태를 도시한 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에 위치하며 각도차가 발생된 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제1홈부로 이동된 상태를 도시한 정단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제1홈부에 위치하는 상태를 도시한 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제1홈부에 위치하는 상태를 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2홈부의 형상을 도시한 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에서 제1홈부로 이동되며 원점을 찾아 맞물리는 동작을 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부에서 제1홈부로 이동되며 원점을 찾아 맞물리는 동작을 도시한 정면도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼부재가 제2홈부의 외측으로 이동된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저용 클러치장치(1)는, 제1전달바(10)에 고정되며 외측에는 길이방향(D)으로 제1안내홈부(34)가 형성되는 이너레이스(30)와, 제2전달바(20)에 고정되며 이너레이스(30)의 외측을 감싸는 형상으로 설치되고 제1안내홈부(34)와 마주하는 위치에 제2안내홈부(46)가 형성되는 하우징부(40)와, 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 사이에 위치하며 제1안내홈부(34)와 제2안내홈부(46)에 양측이 삽입되어 걸리는 볼부재(70) 및 하우징부(40)의 내측에 위치하며 제1안내홈부(34)와 제2안내홈부(46)를 따라 볼부재(70)를 이동시켜 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 사이에 동력전달을 제어하는 구동부(80)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저용 클러치장치(1)는 동력 전달과 동력 차단에 사용되는 클러치 구조에 대한 발명이며, 볼부재(70)와 제2안내홈부(46)를 이용해 원점을 찾아 맞물리므로 동력 전달이 가능한 구조이다. 볼부재(70)가 제2홈부(48)를 따라 이동된 후 제1안내홈부(34)와 제1홈부(47)의 사이에 끼어서 인게이지(Engage)되는 동작에서, 볼부재(70)의 이동에 필요한 힘만 요구되므로 비교적 적은 힘으로 동작이 이루어질 수 있다. 이러한 스테빌라이저용 클러치장치(1)는 스테빌라이저 장치 뿐만 아니라 타 동력 전달장치의 클러치로 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스테빌라이저용 클러치장치(1)의 일측(도 2기준 좌측)에는 제1전달바(10)가 위치하며 타측(도 2기준 우측)에는 제2전달바(20)가 위치한다. 일 실시예에 따른 제1전달바(10)는 제1스테빌라이저바이며, 제2전달바(20)는 제2스테빌라이저바이다.
이너레이스(30)는 제1전달바(10)에 고정되며 외측에는 길이방향(D)으로 제1안내홈부(34)가 형성된다. 일 실시예에 따른 이너레이스(30)는 이너몸체(32)와 제1안내홈부(34)를 포함한다. 이너몸체(32)는 제1전달바(10)의 단부를 감싸는 형상으로 설치된다. 이너몸체(32)는 파이프 형상이며, 이너몸체(32)의 외측에 형성되는 제1안내홈부(34)는 이너몸체(32)의 길이방향(D)을 따라 직선 형상의 홈을 형성한다. 또한 제1안내홈부(34)는 이너몸체(32)의 외측 둘레를 따라 복수로 설치된다.
이너레이스(30)는 제2전달바(20)에 연결된 하우징부(40)와 마주하는 형상으로 설치되며, 볼부재(70)가 맞물림 위치로 이동된 상태에서 토크의 전달이 이루어진다.
하우징부(40)는 제2전달바(20)에 고정되며, 이너레이스(30)의 외측을 감싸는 형상으로 설치되고, 제1안내홈부(34)와 마주하는 위치에 제2안내홈부(46)가 형성된다. 제2안내홈부(46)는 제1안내홈부(34)와 동일한 직선 형상의 홈을 형성하는 제1홈부(47) 및 제1홈부(47) 보다는 넓은 단면적의 홈을 구비하는 제2홈부(48)를 포함한다. 볼부재(70)가 제2홈부(48)에 있는 상태에서는 하우징부(40)와 이너레이스(30)의 동기화가 이루어지지 않으며, 볼부재(70)가 제1홈부(47)로 이동된 상태에서는 하우징부(40)와 이너레이스(30)의 동기화가 이루어져서 동력 전달을 할 수 있다. 일 실시예에 따른 하우징부(40)는 고정몸체(42)와 연장몸체(44)와 제2안내홈부(46)를 포함한다.
고정몸체(42)는 제2전달바(20)에 고정되며, 연장몸체(44)는 고정몸체(42)에서 연장되어 이너레이스(30)를 감싸는 형상으로 설치된다. 연장몸체(44)의 내측에는 볼부재(70)를 맞물리는 위치 또는 맞물림이 해제되는 위치로 안내하는 제2안내홈부(46)가 형성된다. 일 실시예에 따른 제2안내홈부(46)는 제1홈부(47)와 제2홈부(48)를 포함한다.
제1홈부(47)는 제1안내홈부(34)와 마주하는 위치에 직선 형상의 홈을 형성한다. 이너레이스(30)의 제1안내홈부(34)와 마주하는 하우징부(40)의 내측에 제1홈부(47)가 형성된다. 제1안내홈부(34)와 제1홈부(47)는 하우징부(40)의 길이방향(D)으로 직선 형상의 홈을 형성한다. 또한 볼부재(70)와 마주하는 제1홈부(47)는 제1안내홈부(34)의 내측은 곡면 형상으로 형성되므로, 제1홈부(47)와 제1안내홈부(34)는 볼부재(70)와 면접촉을 하게 된다. 따라서 볼부재(70)가 제1홈부(47)와 제1안내홈부(34)의 사이에 끼인 상태에서 이너레이스(30)와 하우징부(40)에 면접촉, 선접촉 및 점접촉을 선택적으로 할 수 있으므로 동력전달이 용이하게 이루어질 수 있다.
제2홈부(48)는 제1홈부(47)에 연결되며 부채꼴 모양으로 홈을 형성하므로, 제2홈부(48)에 위치한 볼부재(70)는 원주방향(C)으로 이동이 가능하다. 또한 볼부재(70)를 이동시키는 케이지(85)에도 안내홀부(87)가 원주방향(C)을 따라 장공의 홀을 형성하므로, 케이지(85)와 하우징부(40)는 제2전달바(20)와 함께 원주방향(C)으로 회전이 가능하다. 따라서 제2홈부(48)에 볼부재(70)가 위치하는 경우에는, 제1전달바(10)와 제2전달바(20)의 회전이 서로 다른 방향으로 이루어져도 볼부재(70)를 매개로 하우징부(40)의 동력이 이너레이스(30)로 전달되지 않는다. 그리고 볼부재(70)가 제1홈부(47)와 제1안내홈부(34)에 걸린 상태에서는 볼부재(70)를 매개로 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 동력전달이 이루어진다.
볼부재(70)는 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 사이에 위치하며, 제1안내홈부(34)와 제2안내홈부(46)에 양측이 삽입되어 걸리는 구슬 형상이다. 볼부재(70)는 구동부(80)의 케이지(85)에 구비된 안내홀부(87)에 삽입되며, 케이지(85)의 길이방향(D) 이동에 의해 볼부재(70)도 이동된다. 볼부재(70)가 제2안내홈부(46)를 따라 이동되므로 이너레이스(30)와 하우징부(40)가 원점에서 맞물리는데 소요되는 마찰력을 감소시킬 수 있다.
구동부(80)는 하우징부(40)의 내측에 위치하며, 제1안내홈부(34)와 제2안내홈부(46)를 따라 볼부재(70)를 이동시켜 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 사이에 동력전달을 제어하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 구동장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 구동부(80)는, 모터부재(81)와 볼스크류(83)와 볼너트(84)와 케이지(85)와 가압부재(88)를 포함한다.
모터부재(81)는 전기모터를 사용하며 고정몸체(42)의 내측에 고정된다. 고정몸체(42)는 파이프 형상이며, 고정몸체(42)의 단부에는 제2전달바(20)가 삽입되어 고정된다. 제2전달바(20)와 마주하는 고정몸체(42)의 내측에 모터부재(81)가 삽입되어 고정된다.
볼스크류(83)는 모터부재(81)의 출력축(82)에 연결되며, 모터부재(81)의 동작에 의해 회전하며 볼너트(84)를 직선 이동시킨다.
볼너트(84)는 볼스크류(83)의 회전을 직선운동으로 변환한다. 일 실시예에 따른 볼너트(84)는 연장몸체(44)의 내측에 걸려서 회전이 구속되며, 볼스크류(83)에 맞물려서 직선 이동을 한다. 볼너트(84)의 내측에는 볼스크류(83)의 외측에 구비된 기어에 대응하는 기어가 구비된다.
케이지(85)는 볼너트(84)에서 연장되어 연장몸체(44)와 이너레이스(30)의 사이에 위치하며, 볼부재(70)가 삽입되는 안내홀부(87)를 구비한다. 케이지(85)와 볼너트(84)는 일체로 성형될 수 있으며, 별도의 부재로 생산된 후 조립하여 연결할 수도 있다.
안내홀부(87)는 장공 형상이며, 케이지(85)의 원주 방향으로 복수 개가 구비된다. 볼너트(84)에서 연장된 케이지(85)는 이너레이스(30)의 외측을 감싸는 형상으로 설치된다. 케이지(85)의 외측에는 케이지(85)의 길이방향(D)으로 연장된 가이드돌기(86)가 돌출된다. 가이드돌기(86)는 하우징부(40)에 구비된 가이드홈부(45)에 삽입되어 원주방향(C) 회전은 구속되고 길이방향(D) 직선 이동만 할 수 있다. 그리고 케이지(85)의 일측에는 볼부재(70)가 삽입되는 안내홀부(87)가 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서는 하우징부(40)에 홈부가 형성되며, 케이지(85)의 외측에 돌기가 형성되는 구성으로 인해 케이지(85)의 원주 방향 회전이 구속되나, 하우징부(40)에 돌기가 형성되며 케이지(85)의 외측에 홈부가 형성되어 케이지(85)의 회전을 구속하는 구성도 본 발명의 다른 실시예라 할 것이다.
가압부재(88)는 하우징부(40)의 내측에 위치하며 이너레이스(30)를 향한 방향으로 볼너트(84)를 탄성 가압하는 기술사상 안에서 다양한 탄성부재가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 가압부재(88)는 코일 스프링을 사용하며, 가압부재(88)의 일측은 볼너트(84)에 지지되며 가압부재(88)의 타측은 하우징부(40)의 내측에 지지된다. 따라서 볼너트(84)가 이너레이스(30)로 이동되는 동작시 모터부재(81)의 부하를 경감할 수 있으며, 모터부재(81)의 동작 이상시에도 볼너트(84)를 이너레이스(30)를 향한 방향으로 가압하여 볼부재(70)를 제1홈부(47)로 이동시킬 수 있다.
한편 케이지(85)가 모터부재(81)를 향한 방향으로 이동되면서 볼부재(70)가 제1홈부(47)에서 제2홈부(48)로 이동되므로 동력전달이 차단된다. 케이지(85)와 함께 볼너트(84)도 가압부재(88)를 압축하며 모터부재(81)를 향한 방향으로 이동된 후 별도의 락킹장치에 걸려서 이동이 구속된다. 별도의 락킹장치가 구비되지 않는 경우에는 모터부재(81)가 계속 동작되며 볼너트(84)를 이동시키는 토크를 발생시켜야 한다.
한편 제2홈부(48,50,60)에 구비된 홈부측면(49,52,62)의 형상에 따라 볼부재(70)를 이동시키기 위한 힘의 크기가 달라진다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1홈부(47)와 제2홈부(48)가 연이어 연결되며, 제2홈부(48)의 홈부측면(49)이 직선 방향으로 경사지게 연장되는 경우, 제2홈부(48)를 이동하는 볼부재(70)는 평균으로 설정된 힘의 공급으로 이동될 수 있다고 가정한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2홈부의 형상을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이 제2홈부(50)의 홈부측면(52)이 하우징부(40)의 내측을 향하여 오목하게 형성되면, 홈부측면(49)이 평면인 경우 대비 초반 볼부재(70)를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 감소되며 후반에는 볼부재(70)를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 증가된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2홈부의 형상을 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이 제2홈부(60)의 홈부측면(62)이 하우징부(40)의 내측을 향하여 볼록하게 돌출되면, 홈부측면(49)이 직선인 경우 대비 초반 볼부재(70)를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 증가하며, 후반에는 볼부재(70)를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 감소된다.
스테빌라이저용 클러치장치(1)는 볼부재(70)를 이동시켜 맞물리는 인게이지를 구현하거나, 맞물림이 해제되는 디스인게이지를 구현하는 장치로, 볼부재(70)의 동작 특성을 살려서 기기동작 시 마찰 발생을 최소로 할 수 있으며, 제2홈부(48)의 형상에 따라 볼부재(70)를 이동시키는 힘의 조절도 가능하다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저용 클러치장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 볼부재(70)가 제2홈부(48)의 타측 단부로 이동된 상태에서는 이너레이스(30)와 하우징부(40) 사이의 동력이 전달되지 않는다. 제2홈부(48)가 부채꼴 형상으로 홈을 형성하며, 케이지(85)에도 장공 형상의 안내홀부(87)가 구비되므로 볼부재(70)가 원주방향(C)으로 이동이 가능하다.
만약 도 13에 도시된 바와 같이 이너레이스(30)가 볼부재(70)를 제2홈부(48)의 외측으로 안내한 경우, 볼부재(70)의 회전을 구속하는 형상이 없으므로 이너레이스(30)는 제1전달바(10)를 기준으로 360도 자유롭게 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저용 클러치장치(1)는, 제1전달바(10)에 이너레이스(30)가 고정되며 제2전달바(20)는 하우징부(40)에 고정되나 이에 한정하는 것은 아니며, 제1전달바(10)에 하우징부(40)가 고정되며, 제2전달바(20)는 이너레이스(30)에 고정될 수도 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 동력 전달이 이루어지기 위해서는, 모터부재(81)가 동작되어 볼스크류(83)를 회전시킨다. 볼스크류(83)의 회전에 의해 볼너트(84)가 이너레이스(30)를 향한 방향으로 이동된다.
볼너트(84)에 연결된 케이지(85)가 이동되면서 볼부재(70)를 제2홈부(48)에서 제1홈부(47)로 이동시킨다. 제1홈부(47)의 일측 단부로 이동된 볼부재(70)를 매개로 이너레이스(30)와 하우징부(40)의 동력 전달이 이루어진다.
하우징부(40)에 구비된 제1홈부(47)는 직선 형상의 홈부를 형성하므로, 볼부재(70)가 제1홈부(47)와 제1안내홈부(34)에 완전히 맞물린 상태에서는 큰 축력이 필요 없이도 토크 전달가능한 구조임
또한 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이 제2홈부(48)에 있을 때는 원점이 맞지 않는 볼부재(70)가, 케이지(85)의 이동에 의해 제1홈부(47)로 이동되면서 원점이 맞은 상태에서 맞물리는 동작이 이루어진다. 즉 스테빌라이저용 클러치장치(1)는 기계적인 원점 보상이 가능하므로 별도의 싱크로나이저 등의 부품이 필요 없으므로 생산원가를 절감할 수 있다.
그리고 스테빌라이저용 클러치장치(1)는 클러치를 이용하여 동력 전달의 연결과 차단 구조를 구현시, 원점을 보상하는 동시에 맞물리는 동작이 가능한 구조를 제공한다. 특히 볼부재(70)를 이용하여 마찰력을 최소화 시키며 맞물리는 동작이 가능하므로 모터부재(81)의 용량이 작아져서 생산비를 절감할 수 있다.
그리고, 스테빌라이저용 클러치장치(1)는 제1전달바(10)와 제2전달바(20)의 중간에 위치하며, 동력 전달이 불필요할 경우 동력전달을 차단한다. 즉 직진 주행시는 맞물림이 해제되고 차량 선회시에는 맞물리는 동작에 의해 승차감 및 선회 안정성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 볼부재(70)가 부채꼴 형상의 제2홈부(48)에서 직선 형상의 제1홈부(47)로 이동하면서 원점을 찾아 맞물리는 클러치 동작이 신속하고 용이하게 이루어진다. 또한 차량의 직진 주행시 볼부재(70)가 제2홈부(48)로 이동되어 하우징부(40)와 이너레이스(30) 사이의 동력전달이 차단되며, 차량 선회시에는 볼부재(70)가 제1홈부(47)로 이동되어 하우징부(40)와 이너레이스(30) 사이의 동력전달이 이루어지므로 승차감과 선회 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 스테빌라이저용 클러치장치
10: 제1전달바 20: 제2전달바
30: 이너레이스 32: 이너몸체 34: 제1안내홈부
40: 하우징부 42: 고정몸체 44: 연장몸체 45: 가이드홈부 46: 제2안내홈부 47: 제1홈부 48: 제2홈부 49: 홈부측면 50: 제2홈부 52: 홈부측면 60: 제2홈부 62: 홈부측면
70: 볼부재
80: 구동부 81: 모터부재 82: 출력축 83: 볼스크류 84: 볼너트 85: 케이지 86: 가이드돌기 87: 안내홀부 88: 가압부재
D: 길이방향 C: 원주방향

Claims (10)

  1. 제1전달바에 고정되며 외측에는 길이방향으로 제1안내홈부가 형성되는 이너레이스;
    제2전달바에 고정되며 상기 이너레이스의 외측을 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 제1안내홈부와 마주하는 위치에 제2안내홈부가 형성되는 하우징부;
    상기 이너레이스와 상기 하우징부의 사이에 위치하며, 상기 제1안내홈부와 상기 제2안내홈부에 양측이 삽입되어 걸리는 볼부재; 및
    상기 하우징부의 내측에 위치하며, 상기 제1안내홈부와 상기 제2안내홈부를 따라 상기 볼부재를 이동시켜 상기 이너레이스와 상기 하우징부의 사이에 동력전달을 제어하는 구동부;를 포함하며,
    상기 제2안내홈부는, 상기 제1안내홈부와 마주하는 위치에 직선 형상의 홈을 형성하는 제1홈부; 및
    상기 제1홈부에 연결되며 부채꼴 모양으로 홈을 형성하는 제2홈부;를 포함하며,
    상기 볼부재가 상기 제1홈부와 상기 제1안내홈부에 걸린 상태에서, 상기 볼부재를 매개로 상기 이너레이스와 상기 하우징부의 동력전달이 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이너레이스는, 상기 제1전달바의 단부를 감싸는 형상으로 설치되는 이너몸체를 포함하며,
    상기 이너몸체의 외측에 형성되는 상기 제1안내홈부는 상기 이너몸체의 길이방향을 따라 직선 형상의 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1안내홈부는 상기 이너몸체의 외측 둘레를 따라 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부는, 상기 제2전달바에 고정되는 고정몸체;
    상기 고정몸체에서 연장되어 상기 이너레이스를 감싸는 형상으로 설치되며, 상기 제2안내홈부가 내측에 형성되는 연장몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2홈부의 홈부측면 형상에 따라 상기 볼부재를 이동시키기 위한 힘의 크기가 달라지는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈부측면이 상기 하우징부의 내측을 향하여 볼록하게 돌출되면 상기 볼부재를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 증가하며,
    상기 홈부측면이 오목하게 형성되면 상기 볼부재를 이동시키는데 소요되는 힘의 크기가 감소되는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 고정몸체의 내측에 고정되는 모터부재;
    상기 모터부재의 출력축에 연결되며, 상기 모터부재의 동작에 의해 회전하는 볼스크류;
    상기 연장몸체의 내측에 걸려서 회전이 구속되며, 상기 볼스크류에 맞물려서 직선 이동을 하는 볼너트; 및
    상기 볼너트에서 연장되어 상기 연장몸체와 상기 이너레이스의 사이에 위치하며, 상기 볼부재가 삽입되는 안내홀부를 구비하는 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 안내홀부는 장공 형상이며, 상기 케이지의 원주 방향으로 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 하우징부의 내측에 위치하며, 상기 이너레이스를 향한 방향으로 상기 볼너트를 탄성 가압하는 가압부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저용 클러치장치.
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