KR102059701B1 - 오버러닝 클러치 - Google Patents

Abstract

전동 샤프트(motor-driven shaft)(3)를 피동 요소(6)에 커플링시키는 오버러닝 클러치(over-running clutch)(4)에서는, 모터(1)가 스위치 오프(switch off)될 때에 상기 피동 요소(6)가 자유롭게 회전할 수 있다. 상기 오버러닝 클러치(4)의 전동 샤프트(3)에는 2개의 평평한 벽(11)을 갖는 평탄부(10)가 마련되며, 상기 전동 샤프트(3)가 정지 상태일 때에 커플링 부재(12)의 벽(13)이 상기 벽(11)들 중 하나에 맞물리고, 상기 커플링 부재(12)에는 상기 전동 샤프트(3)에 회전 가능하게 장착된 디스크(7) 상에 위치 설정되는 원통형 칼라(8)의 슬리브(9)에 수용되는 외향 연장 캠(14)이 마련되어, 상기 샤프트(3)가 회전될 때, 상기 커플링 부재(12)는 제한 거리에 걸쳐 외측 방향으로 압박될 수 있고, 캠(14)은 상기 피동 요소(6)의 일부를 형성하는 원통형 구동부(17)의 내벽(16)에 마련된 중공부(15)에 수용될 수 있다.

Description

오버러닝 클러치{OVER-RUNNING CLUTCH}

본 발명은 피동 요소에 전동 샤프트(motor-driven shaft)를 연결하는 오버러닝 클러치(over-running clutch)에 관한 것으로, 모터가 스위치 오프(switch off)될 때, 상기 피동 요소는 자유롭게 회전할 수 있으며, 상기 전동 샤프트에는, 대향 위치 설정되는 커플링 부재와 협동하기 위한 평면이 마련되며, 상기 커플링 부재들은 외측 위치에서 상기 피동 요소에 연결된 수용 부재에 부분적으로 수용되도록 외측 방향 및 내측 방향으로 이동할 수 있게 디스크들 사이에 포함되는 것인 오버러닝 클러치에 관한 것이다.

그러한 오버러닝 클러치가 국제공보 제WO 00/05467 Al호로부터 알려져 있다. 이러한 기지의 클러치의 경우에는, 상기 전동 샤프트 상에 디스크가 장착되며, 이 디스크에는 상기 커플링 부재와 협동하는 외향 연장 레그가 마련된다. 상기 커플링 부재는 별도의 부품이며, 상기 레그에 의해 외측 방향으로 압박될 수 있고, 상기 레그로부터 멀어지게 이동할 때에 O자 형상 스프링에 의해 내측 방향으로 이동된다. 모터가 스위치 온(switch on)될 때, 커플링 부재는 상기 스프링의 힘에 대항하여 외측 방향으로 압박되어야만 한다. 따라서, 제1 거리에서 상기 피동 요소가 회전하지 않고 마찰이 발생할 수 있다.

이제 본 발명의 목적은 상기한 문제가 발생하지 않거나 덜 발생하는 클러치를 제공하고자 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 보다 적은 부품을 포함하도록 클러치의 구성을 더 간단하게 하고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 오버러닝 클러치는, 전동 샤프트에, 서로 대향하는 2개의 평평한 접촉면을 지닌 평탄부가 마련되고, 모터가 스위치 오프될 때, 커플링 부재의 평평한 접촉면이 전동 샤프트의 접촉면과 맞닿게 놓일 수 있고, 모터가 스위치 온될 때, 상기 커플링 부재가 외측 방향으로 이동하고 각각의 커플링 부재의 캠이 상기 피동 요소에 연결되는 원통부 형상의 수용 부재에 있는 내벽에 마련되는 중공부에 수용되도록 하기 위해 샤프트가 주어진 각도에 걸쳐 회전하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방식으로, 상기 커플링 부재가 상기 샤프트와 직접 맞물리고 그 캠이 피동 요소와 직접 협동하여, 상기 커플링 부재를 내측 방향으로 이동시키기 위해 스프링과 같은 별도의 부품이 필요하지 않은 매우 콤팩트한 클러치가 얻어진다. 이뿐 아니라, 상기 클러치는 적절한 전기 모터가 사용되는 경우에 양방향으로 작동할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 커플링 부재와 접촉하는 디스크의 접촉면의 적어도 일부는 상기 샤프트의 중심선에 수직하게 연장되는 상기 커플링 부재의 접촉면과 4 내지 10°의 각을 형성하고, 이에 따라 상기 디스크의 접촉면과 상기 커플링 부재의 접촉면 사이의 거리는 상기 중심선 방향으로 증가하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

이러한 구성의 경우, 샤프트가 정지될 때 상기 커플링 부재가 용이하게 반전되고, 이에 의해 상기 구동부의 상기 원통형 칼라의 상기 중공부를 빠져나가기 때문에 클러치가 가장 바람직한 방식으로 작동하는 것으로 나타났다.

미국 특허 제3,300,003 A호는, 전동 샤프트에 디스크가 장착되고, 디스크에 분할 와셔 폴(split washer pawl)의 키(key)를 수용하는 2개의 평면을 지닌 연장부가 마련되는 클러치를 제시하고 있는 것이 언급될 수 있다. 상기 디스크의 무게중심은, 샤프트가 전기 모터에 의해 회전될 때, 상기 폴이 편심력에 의해 이동되고, 그 치형부가 래칫 기어의 치형부와 맞물리도록 샤프트의 중심선과 일치하지 않는다. 이러한 클러치는 일회전 방향으로만 구동될 수 있다는 점이 명백하고, 상기 디스크의 치수와 질량은 주어진 편심력을 전달하기에 충분해야만 한다. 알려져 있는 바와 같이, 편심력과 질량은 회전하는 부품의 경우에는 덜 필요하다.

또한, 영국 특허 제499,608 A호는 샤프트에 약간 경사진 평평한 표면이 마련되고, 이 표면에 대하여 상기 샤프트가 소정 방향으로 회전될 때에 피동 요소의 원통형 내벽에 대하여 외측 방향으로 압박되는 부품이 배치되는 클러치를 제시한다. 따라서, 이러한 요소는, 마찰력에 의해 구동되어야만 하고, 이에 따라 마모가 발생할 수 있다.

도면에 첨부된 실시예를 참고로 하여 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 고정식으로 위치 설정된 전기 모터의 측면도로, 전기 모터의 피동 샤프트는 본 발명에 따른 오버러닝 클러치에 연결되고, 오버러닝 클러치의 타측부에는 구동되어야만 하는 요소의 일부를 형성하는 구동부에 커플링된다.
도 2는 전동 샤프트를 지닌 상기 오버러닝 클러치와 구동되어야만 하는 상기 요소의 일부를 형성하는 구동부를 보다 큰 축척으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 커플링되지 않은 상태의 클러치의 단면도이다.
도 4는 커플링된 상태의 단면도이다.

도 1은, 더 나타내지 않는 방식으로 고정식으로 위치 설정되고 케이블(2)을 통해 전기 에너지가 공급될 수 있는 전기 모터(1)를 보여주는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전기 모터(1)의 샤프트는, 그 타단부에서 피동 요소(6) - 여기에서는 더 도시하지 않음 - 의 일부를 형성하는 구동부(5)에 커플링되는 오버러닝 클러치(4)의 샤프트(3)에 연결될 수 있다.

샤프트(3)에는, 샤프트 상에서 회전 가능한 디스크(7)와, 상기 디스크의 접촉면(18)에 마련되며 내부에 2개의 슬리브(9)가 대향 위치 설정되는 원통형 칼라(8)가 마련된다(도 3 및 도 4도 또한 참고). 상기 원통형 칼라(8)와 슬리브(9) 근처에서, 상기 샤프트(3)에는 2개의 접촉면(11)이 형성되도록 하는 방식으로 평탄부(10)가 마련된다.

도 3 및 도 4에 구체적으로 도시한 바와 같이, 각각의 접촉면(11) 근처에 커플링 부재(12)가 제공되고, 커플링 부재의 접촉면(13)은 상기 샤프트(3)의 평탄부(10)의 접촉면(11)과 접촉할 수 있다. 상기 커플링 부재(12)에는, 상기 슬리브(9)를 통해 그 자체로 연장될 수 있는 캠(14)이 마련된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 디스크(7)의 접촉면(18)은, 접촉면(18, 19)들 사이의 거리가 샤프트(3)를 향해 증가되도록 하는 방식으로 커플링 부재(12)에 있는 대향하게 놓인 접촉면(19)과 각(α)을 이룰 수 있다.

도 3은, 샤프트(3)가 정지되고, 상기 커플링 부재(12)의 접촉면(13)이 샤프트(3)의 접촉면(11)에 맞닿게 놓이고, 상기 캠(14)이 상기 슬리브(9) 내에 위치 설정되는 상태를 보여준다.

이제 샤프트(3)가 상기 전기 모터(1)에 의해 구동될 때, 도 4에 도시한 바와 같은 상태가 얻어질 것이다. 샤프트(3), 그리고 이에 따라 샤프트의 평탄부(10)를 회전시키는 것에 의해, 상기 커플링 부재(12)는 외측 방향으로 압박되고, 커플링 부재의 캠(14)은, 상기한 구동부(5)에 연결되고 피동 요소(6)의 일부를 형성하는 원통부(17)의 내벽(16)에 마련되는 중공부(15)에 수용된다.

상기 전기 모터(1)가 스위치 오프될 때, 한가지 방식으로 또는 다른 방식으로 상기 전기 모터는, 샤프트(3)의 평탄부(10)의 접촉면(11)이 커플링 부재(12)의 접촉면(13)과 평행하게 놓이도록 하는 방식으로 샤프트(3)가 정지하도록 샤프트(3)가 반대 방향으로 주어진 각도에 걸쳐 역회전하도록 프로그래밍될 수 있다.

피동 요소(6)의 회전은, 커플링 부재(12)의 접촉면(13)이 샤프트(3)의 평탄부(10)의 접촉면(11)에 대하여 압박되어, 도 3에 도시한 것과 같은 상태가 되도록 할 것이다. 이 상태에 도달하여 이 상태를 유지하기 위해서는, 전술한 바와 같이 디스크(7)의 접촉면(18)이 상기 커플링 부재(12)의 접촉면(19)과 4 내지 10°의 각도를 이루는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 오버러닝 클러치에 관하여 가능한 단지 한가지 실시예만이 도면에 도시되어 있고 전술되었지만, 첨부된 청구도면에 의해 제시되는 본 발명의 사상으로부터 벗어나는 일 없이 다양한 수정이 적용될 수 있다는 점이 명백할 것이다.

Claims (2)

1. 전동 샤프트(motor-driven shaft)(3)를 피동 요소(6)에 연결하는 오버러닝 클러치(over-running clutch)(4)로서, 모터(1)가 스위치 오프(switch off)될 때, 상기 피동 요소(6)는 자유롭게 회전할 수 있고, 상기 전동 샤프트(3)에는 대향 위치 설정되는 커플링 부재(12)들과 협동하는 접촉면(11)들이 마련되며, 상기 커플링 부재(12)가 외측 위치에서 상기 피동 요소(6)에 연결된 수용 부재에 부분적으로 수용되도록 외측 방향 및 내측 방향으로 이동할 수 있게 디스크(7)들 사이에 상기 커플링 부재(12)가 포함되는 것인 오버러닝 클러치에 있어서,
   상기 전동 샤프트(3)에는 서로 대향하는 2개의 평평한 접촉면(11)을 지닌 평탄부(10)가 마련되고, 모터(1)가 스위치 오프될 때, 커플링 부재(12)의 평평한 접촉면(13)이 상기 접촉면에 맞닿게 놓일 수 있고, 모터가 스위치 온(switch on)될 때, 상기 커플링 부재(12)가 외측 방향으로 이동하고 각각의 커플링 부재(12)의 캠(14)이 상기 피동 요소(6)에 연결되는 원통부 형상의 수용 부재(17)에 있는 내벽(16)에 마련되는 중공부(15)에 수용되도록 상기 전동 샤프트가 주어진 각도에 걸쳐 회전하는 것을 특징으로 하는 오버러닝 클러치.
2. 제1항에 있어서, 커플링 부재(12)와 접촉하는, 상기 디스크(7)에 있는 접촉면(18)의 적어도 일부는 상기 샤프트(3)의 중심선에 대해 직각으로 연장되는 상기 커플링 부재(12)의 접촉면(19)과 4 내지 10°의 각도를 형성하여, 상기 접촉면(18)은 상기 커플링 부재(12)의 접촉면(19)과의 거리가 상기 샤프트(3)의 중심선 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 오버러닝 클러치.

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