KR102330392B1

KR102330392B1 - 원웨이클러치 및 이를 포함하는 토크컨버터

Info

Publication number: KR102330392B1
Application number: KR1020200059511A
Authority: KR
Inventors: 박민구
Original assignee: 주식회사 카펙발레오
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-11-22

Abstract

본 발명은 외륜(510), 상기 외륜(510)의 반경방향 내측에 상기 외륜(510)과 동심으로 배치되며 상기 외륜에 대해 회전 가능한 내륜(520), 및 상기 외륜(510) 및 내륜(520)의 축방향 일측에 상기 외륜(510) 및 내륜(520)과 동심으로 배치되며 상기 내륜 및 외륜에 대해 회전 가능한 측륜(530)을 포함하는 원웨이클러치를 제공한다.
상기 외륜(510)이, 환형의 제1몸체부(512); 상기 제1몸체부(512)의 반경방향 내측에 형성되어 반경방향으로 탄성변형이 가능한 캔틸레버(600)를 포함하고, 상기 내륜(520)이, 환형의 제2몸체부(522); 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 하나 이상의 회전방지부를 포함하고, 상기 측륜(530)이, 환형의 제3몸체부(532); 상기 제3몸체부(532)로부터 축방향으로 상기 외륜(510)을 향해 연장하는 제2돌출부(534)를 포함한다.
상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제1소정각도로 상대 회전할 시, 상기 캔틸레버(600)가 상기 회전방지부 중 하나와 맞물려 상기 내륜(520)에 대한 상기 외륜(510)의 회전을 방지하도록 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킨다.
이에, 본 발명은 원웨이클러치 또는 토크컨버터를 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 소음이 제거 또는 저감되고 안정적으로 작동하고 에너지효율이 향상되고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있다.

Description

원웨이클러치 및 이를 포함하는 토크컨버터{ONE-WAY CLUTCH AND TORQUE CONVERTER INCLUDING THE SAME}

본 발명은 원웨이클러치 및 이를 포함하는 토크컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 소음이 제거 또는 저감되고 안정적으로 작동하고 에너지효율이 향상되고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있는 원웨이클러치 및 이를 포함하는 토크컨버터에 관한 것이다.

차량용 토크컨버터는 엔진으로부터 전달되는 구동력(토크)을 변속기 측으로 전달하는 기계 요소이다. 상기 토크컨버터는 엔진과 변속기 사이에 구비된다. 토크컨버터는, 기동 단계에서는 유체를 통해 엔진의 구동력을 증배하여 변속기에 전달하고, 록업(lock up) 단계에서는 기계적인 직결을 통해 엔진의 구동력을 변속기에 전달한다.

일반적으로 토크컨버터는 임펠러, 터빈, 리액터 등을 포함하여 이루어진다. 여기에서, 리액터는 임펠러와 터빈 사이에 위치되어 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 선택적으로 전환하여 임펠러로 되돌린다. 리액터는 리액터에 구비된 원웨이클러치에 의해 일 방향으로만 회전이 허용된다.

종래의 원웨이클러치는 스프래그(sprag)를 이용하는 스프래그 타입, 롤러(roller)를 이용하는 롤러 타입 등이 있다. 원웨이클러치와 관련된 선행기술에 대하여 도 1 내지 도 3을 살펴본다.

도 1은 일본공개특허 제2006-097770호(이하, 특허문헌 1)에 개시된 스프래그 타입의 원웨이클러치를 나타낸다. 특허문헌 1과 같이, 스프래그(4)를 이용하면 소음이 발생하지 않고 일방향 회전이 안정적으로 수행될 수 있다. 그러나, 제조비용이 증가하고, 원웨이클러치(1)의 부피 및 무게가 증가하여 토크컨버터를 소형화, 경량화할 수 없다. 특히, 토크컨버터의 전장축소가 불가능하여 설계 상 제약이 크게 증가할 수 있다.

도 2는 일본공개특허 제2014-034980호(이하, 특허문헌 2)에 개시된 원웨이클러치를 나타낸다. 특허문헌 2에서는, 스프래그 대신에 원웨이용 손발톱(31)을 이용하므로 제조비용이 저감되고 구조가 단순하여 원웨이클러치를 소형화, 경량화할 수 있다. 그러나, 원웨이 플레이트(12)가 내부레이스(20)에 대해 일방향(B)으로 자유롭게 회전할 때에, 원웨이용 손발톱(31)이 돌기(23)에 간섭되어 탄성변형되고 돌기(23)를 지나면 복원되는 과정이 반복되므로, 원웨이용 손발톱(31)이 원웨이클러치의 자유회전을 방해하여 에너지효율이 크게 감소할 수 있다. 또한, 원웨이용 손발톱(31)이 탄성변형 후에 복원되는 과정에서 스테이터캐리어(10) 또는 내부레이스(20) 등에 부딪혀서 소음이 발생할 수 있다.

도 3은 일본공개특허 제1999-002303호(이하, 특허문헌 3)에 개시된 원웨이클러치를 나타낸다. 특허문헌 3은, 스프래그 대신에 래칫 구조를 이용하므로 원웨이클러치(4)를 소형화, 경량화할 수 있다. 또한, 노치부(8)가 수지제 내통(1)에 형성되므로 금속제의 노치 플레이트를 구비할 필요가 없어서 스트럿(17)이 원위치로 복원될 때에 발생하는 소음이 감소할 수 있다. 그러나, 래칫 구조를 형성해야 하므로 부품 개수가 증가하여 제조비용이 증가할 수 있다. 또한, 고리형 포켓 플레이트(11)가 내통(1)에 대해 일방향(y)으로 자유롭게 회전할 때에, 스프링 수단(18)이 탄성변형되고 복원되는 과정이 반복되므로, 원웨이클러치(4)의 자유회전을 방해하여 에너지효율이 크게 감소할 수 있다.

JP 2006-097770 JP 2014-034980 JP 1999-002303

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 소음이 제거 또는 저감되고 안정적으로 작동하고 에너지효율이 향상되고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있는 원웨이클러치 및 이를 포함하는 토크컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 외륜(510), 상기 외륜(510)의 반경방향 내측에 상기 외륜(510)과 동심으로 배치되며 상기 외륜에 대해 회전 가능한 내륜(520), 및 상기 외륜(510) 및 내륜(520)의 축방향 일측에 상기 외륜(510) 및 내륜(520)과 동심으로 배치되며 상기 내륜 및 외륜에 대해 회전 가능한 측륜(530)을 포함하는 원웨이클러치를 제공한다.

상기 외륜(510)은 환형의 제1몸체부(512); 상기 제1몸체부(512)의 반경방향 내측에 형성되어 반경방향으로 탄성변형이 가능한 캔틸레버(600)를 포함한다.

상기 내륜(520)은 환형의 제2몸체부(522); 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 하나 이상의 회전방지부를 포함한다.

상기 측륜(530)은 환형의 제3몸체부(532); 상기 제3몸체부(532)로부터 축방향으로 상기 외륜(510)을 향해 연장하는 제2돌출부(534)를 포함한다.

상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제1소정각도로 상대 회전할 시, 상기 캔틸레버(600)가 상기 회전방지부 중 하나와 맞물려 상기 내륜(520)에 대한 상기 외륜(510)의 회전을 방지하도록 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킨다.

일 실시예에서, 상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 홈부(524)를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 걸림턱 (526)을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 외륜(510)이, 상기 제1몸체부(512)의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 돌출되는 제1돌출부(514)를 더 포함하고, 상기 제1돌출부(514)는 원주방향으로 제1측면 및 이에 대향하는 제2측면을 구비하며, 상기 캔틸레버(600)가 상기 제1측면으로부터 원주 방향을 따라 연장한다.

일 실시예에서, 상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)과 상기 외륜(510)의 결합시 상기 제1몸체부(512)의 내주면과 상기 캔틸레버(600) 사이에 위치되도록, 상기 측륜(530) 상에 원주방향을 따라 형성된다.

일 실시예에서, 상기 캔틸레버(600)가 상기 제1측면으로부터 원주방향을 따라 연장되는 원호부(610), 상기 원호부(610)로부터 연장하는 작용부, 상기 작용부로부터 상기 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장하는 절곡부(630)를 포함하고, 상기 작용부의 전부 또는 일부가 상기 원호부(610)보다 반경방향 외측에 위치한다.

일 실시예에서, 상기 작용부가 상기 원호부(610)의 상기 제1돌출부(514)에 대향되는 단부로부터 상기 대향되는 단부에서의 접선방향으로 연장하는 직선부(620)를 포함하고, 상기 절곡부(630)는 상기 직선부(620)의 상기 원호부(610)에 대향되는 단부로부터 상기 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장한다.

일 실시예에서, 상기 제2돌출부(534)는 상기 제1 소정 각도에서 상기 작용부를 가압하여 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킨다.

일 실시예에서, 상기 제2돌출부(534)는 상기 제1 소정 각도에서 상기 직선부(620)를 가압하여 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킨다.

일 실시예에서, 상기 캔틸레버(600)는 상기 절곡부(630)의 내측 단부로부터 원주방향을 따라 연장하는 걸림부(640)를 더 포함하며, 상기 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 상기 걸림부(640)가 상기 회전방지부 중 하나와 맞물린다.

일 실시예에서, 상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 홈부(524)를 포함하고, 상기 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 상기 걸림부(640)가 상기 홈부(524) 중 하나와 맞물린다.

일 실시예에서, 상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 걸림턱(526)을 포함하고, 상기 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 상기 걸림부(640)가 상기 걸림턱(526) 중 하나와 맞물린다.

일 실시예에서, 상기 제2돌출부(534)가 반경방향 내측으로 돌출하는 돌기(535)를 더 포함하고, 상기 돌기(535)가 상기 소정 각도에서 상기 캔틸레버(600)를 가압하여 반경방향 내측으로 탄성변형시킨다.

일 실시예에서, 상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제2소정각도로 상대 회전할 시 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 상기 제2 소정 각도 너머로 회전 가능하지 않도록, 상기 제2측면과 접촉하고, 여기서 상기 제2소정 도는 상기 제1소정각도보다 크거나 같다.

일 실시예에서, 상기 외륜(510)이 2개 이상의 캔틸레버(600) 및 이에 상응하는 제1돌출부(514)를 포함하고, 상기 측륜(530)은 각각의 상기 캔틸레버(600)에 상응하는 제2돌출부(534)를 포함한다.

상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제2소정각도로 상대 회전할 시 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 상기 제2소정각도 너머로 회전 가능하지 않도록, 상응하는 캔틸레버(600)에 상응하거나 이웃하는 제1돌출부(514)의 제1측면 또는 제2측면에 접촉한다.

상기 제2소정각도는 상기 제1소정각도보다 크거나 같다.

일 실시예에서, 상기 내륜(520)이 2개 이상의 회전방지부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 홈부(524)가 원주방향으로 제1측면 및 이에 대향하는 제2측면을 구비하고, 상기 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 상기 홈부(524)의 제1측면(524p;524q)에 맞물리고, 상기 제1측면(524p;524q)이 반경방향과 이루는 각도(s1;s2)는 상기 제2측면(524q:524p)이 반경방향과 이루는 각도(s2;s1)보다 작다.

일 실시예에서, 상기 걸림턱(526)이 원주방향으로 제1측면 및 이와 반대쪽의 제2측면을 구비하고, 상기 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 상기 걸림턱의 제1측면(526p;526q)에 맞물리고, 상기 제1측면(526p;526q)이 반경방향과 이루는 각도(s1;s2)는 상기 제2측면(526q;526p)이 반경방향과 이루는 각도(s2;s1)보다 작다.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 프론트커버(100); 상기 프론트커버(100)에 결합되어 함께 회전하는 임펠러(200); 상기 임펠러(200)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(300); 상기 임펠러(200)와 상기 터빈(300) 사이에 위치하고, 환형의 리액터바디(410), 상기 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성되는 리액터(400); 및 상기 리액터바디(410)에 구비되는 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 하나의 원웨이클러치(500)를 포함하는 토크컨버터를 제공한다.

상기 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나는 상기 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되어 함께 회전한다.

상기 내륜(520)의 제2몸체부(522)는 고정단에 연결되어 회전 구속된다.

상기 측륜(530)은 상기 리액터바디(410)의 전방 또는 후방에 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전하는 리테이너(430)로서 구성된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 원웨이클러치가 제1몸체부(512), 복수 개의 제1돌출부(514) 및 상기 제1돌출부(514)로부터 이웃하는 제1돌출부(514)를 향하여 원주방향의 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성되는 캔틸레버(600)를 포함하여 구성되는 외륜(510), 제2몸체부(524) 및 홈부(524)를 포함하여 구성되는 내륜(520) 및 제3몸체부(532) 및 제2돌출부(534)를 포함하여 구성되는 측륜(530)을 포함할 수 있다. 상기 제2돌출부(534)는 상기 외륜(510)에 대한 상대적인 회전에 따라 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하거나 가압하지 않으면서 상기 이웃하는 제1돌출부(514) 또는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514)와 접할 수 있다. 상기 외륜(510) 및 측륜(530)은 내륜(520)에 대해 상대적으로 회전가능하고, 상기 측륜(530)은 상기 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514)와 상기 이웃하는 제1돌출부(514) 사이에서 회전이동가능한 각도 범위 내에서 상기 외륜(510)에 대해 상대적으로 회전가능하다. 상기 내륜(520)에 대한 상기 외륜(510) 및 측륜(530)의 제1방향으로의 상대적 회전은 상기 캔틸레버(600)가 상기 홈부(524)에 걸림되어 억제되고 상기 제2방향으로의 상대적 회전은 허용될 수 있다. 따라서, 원웨이클러치 또는 토크컨버터를 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 소음이 제거 또는 저감되고 안정적으로 작동하고 에너지효율이 향상되고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 캔틸레버(600)는 제1돌출부(514)로부터 원주방향을 따라 일측으로 돌출되고 곡선을 이루는 원호부(610), 원호부(610)의 원주방향의 일측단으로부터 일측단의 접선방향으로 돌출되고 직선을 이루는 직선부(620), 직선부(620)의 원주방향의 일측단으로부터 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장되는 절곡부(630)를 포함하여 구성될 수 있다. 제2돌출부(534)는 회전에 따라 직선부(620)의 원주방향의 일측단을 가압하여 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제2돌출부(534)가 회전에 따라 캔틸레버(600)를 가압하지 않거나 가압할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 캔틸레버(600)는 절곡부(630)의 반경방향의 내측단으로부터 원주방향을 따라 일측으로 돌출되는 걸림부(640)를 포함하여 구성되고, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 걸림부(640)의 원주방향의 일측단이 홈부(524)에 걸림될 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제2돌출부(534)의 회전에 따라 캔틸레버(600)가 가압되어 홈부(524)에 걸림될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)의 걸림부(640)가 위치하는 지점에서의 상기 홈부(524)의 원주방향의 폭(w)은 상기 걸림부(640)의 원주방향의 길이에 대응된다. 따라서, 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 억제되는 제1방향으로 회전하려고 할 때에, 캔틸레버(600)가 탄성변형되고 탄성변형된 캔틸레버(600)가 걸림부(640)에 걸림되어 외륜(510) 및 측륜(530)이 회전억제될 때까지 외륜(510) 또는 측륜(530)이 제1방향으로 실제로 회전하게 되는 각도가 최소화되므로 회전억제가 효과적으로 이루어지고 토크컨버터의 에너지효율이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p) 또는 타측면(524q)에 걸림되고, 일측면(524p) 또는 타측면(524q)이 반경방향과 이루는 각도(s1 또는 s2)는 일측면(524p) 또는 타측면(524q)과 반대측인 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q) 또는 일측면(524p)이 반경방향과 이루는 각도(s2 또는 s1)보다 작을 수 있다. 따라서, 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 억제되는 제1방향으로 회전하려고 할 때에 캔틸레버(600)가 가파르게 형성된 홈부(524)의 일측면(524p) 또는 타측면(524q)에 강하게 걸림되어 홈부(524)를 빠져나가지 못하므로 제1방향으로의 회전이 안정적으로 억제될 수 있다. 반면에, 캔틸레버(600)가 걸림되는 상태에서 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 허용되는 제2방향으로 회전하려고 할 때에 캔틸레버(600)가 완만하게 형성된 홈부(524)의 타측면(524q) 또는 일측면(524p)을 따라 홈부(524)를 용이하게 빠져나올 수 있으므로 제2방향으로의 회전이 안정적으로 허용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p) 또는 타측면(524q)에 걸림되고, 상기 일측면(524p) 또는 타측면(524q)과 반대측인 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q) 또는 일측면(524p)과 접하는 캔틸레버(600)의 접촉면은 반경방향을 기준으로 제2방향으로 기울어져 형성될 수 있다. 따라서, 캔틸레버(600)가 탄성변형되어 홈부(524)에 걸림되는 상태에서 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 허용되는 제2방향으로 회전하려고 할 때에, 홈부(524)에 접촉하는 캔틸레버(600)의 접촉면이 제2방향으로 기울어져 형성되어 있으므로 캔틸레버(600)가 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q)을 따라 홈부(524)를 용이하게 빠져나올 수 있으므로 제2방향으로의 회전이 안정적으로 허용할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 제2돌출부(534)는 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하면서 상기 이웃하는 제1돌출부(514) 또는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514)에 접할 수 있는 길이(L)로 길게 연장될 수 있다. 이에 따라, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하면서 외륜(510)을 지지할 때에 제2돌출부(534)가 변형되지 않으므로, 간단한 구성으로 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 토크컨버터가 프론트커버(100); 상기 프론트커버(100)에 결합되어 함께 회전하는 임펠러(200); 상기 임펠러(200)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(300); 상기 임펠러(200)와 상기 터빈(300) 사이에 위치하고, 환형의 리액터바디(410), 상기 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성되는 리액터(400); 및 상기 리액터바디(410)에 구비되는 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 원웨이클러치(500)를 포함할 수 있다. 상기 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나는 상기 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되어 함께 회전하고, 다른 하나는 상기 어느 하나에 회전 구속되어 회전하되 상기 각도 범위 내에서 상기 어느 하나에 대해 상대적인 회전이 가능하다. 상기 내륜(520)의 제2몸체부(522)는 고정단에 연결되어 회전 구속될 수 있다. 따라서, 토크컨버터를 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 소음이 제거 또는 저감되고 안정적으로 작동하고 에너지효율이 향상되고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 측륜(530)은 리액터바디(410)의 전방 또는 후방에 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전하는 리테이너(430)에 해당하고, 외륜(510)은 측륜(530)에 회전 구속되어 회전하되 특정한 각도 범위 내에서 측륜(530)에 대해 상대적인 회전이 가능하다. 따라서, 원웨이클러치 및 토크컨버터를 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1 내지 도 3은 종래기술에 따른 원웨이클러치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 및 원웨이클러치를 나타낸 사시도, 분해사시도 및 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 외륜, 내륜 및 측륜을 나타낸 정면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론도 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

설명의 편의 상, 토크컨버터의 회전의 중심을 이루는 축의 길이방향을 따르는 방향을 축방향이라 한다. 전후 방향 또는 축방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 어느 일 방향(제1축방향), 가령 동력원인 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향(제2축방향), 가령 변속기 쪽으로 향하는 방향을 의미한다. 따라서 전면(앞면)이란 그 표면이 전방을 바라보는 면을 의미하고, 후면(뒷면)이란 그 표면이 후방을 바라보는 면을 의미한다.

반경방향 또는 방사 방향이라 함은 상기 회전축과 수직한 평면 상에서 상기 회전축의 중심을 지나는 직선을 따라 상기 중심에 가까워지는 방향 또는 상기 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 상기 중심으로부터 반경방향으로 멀어지는 방향을 원심방향이라 하고, 상기 중심에 가까워지는 방향을 구심방향이라 한다.

둘레방향 또는 원주방향이라 함은 상기 회전축의 주위를 둘러싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 회전축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 회전축을 바라보는 방향의 면을 의미한다.

설명의 편의 상, 원주방향의 일측은 반시계방향측을 의미할 수 있고 원주방향의 타측은 시계방향측을 의미할 수 있다.

[토크컨버터]

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 토크컨버터(10)는 프론트커버(100), 임펠러(200), 터빈(300), 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)를 포함하여 구성된다.

프론트커버(100)는 원판형의 부재로 이루어지고, 엔진의 크랭크축에 연결되어 엔진으로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.

임펠러(200)는 프론트커버(100)와 결합되어 프론트커버(100)의 회전에 대응하여 함께 회전할 수 있다. 임펠러(200)가 회전함에 따라 임펠러(200) 내부의 유체는 임펠러(200)의 회전 운동에너지를 가지게 되고, 원심력에 의해 반경방향 외측으로 힘을 받으며 터빈(300)으로 유동할 수 있다.

터빈(300)은 임펠러(200)보다 전방에서 임펠러(200)와 마주하도록 설치될 수 있고, 임펠러(200)로부터 유동된 유체의 힘을 전달받아 소정의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 임펠러(200)와 터빈(300)의 회전 중심은 동축을 이룰 수 있고, 임펠러(200)와 터빈(300)은 서로 마주하여 토러스를 이룰 수 있다. 터빈(300)은 반경방향 내측에서 출력측과 연결되어 회전력을 출력할 수 있다.

리액터(400)는 임펠러(200)와 터빈(300)이 마주하는 반경방향 내측 부위에 구비될 수 있다. 리액터(400)는 임펠러(200)와 터빈(300) 사이에 위치되어 터빈(300)으로부터 나오는 유체의 흐름을 선택적으로 전환하여 임펠러(200)로 되돌릴 수 있다.

구체적으로, 리액터(400)는 환형의 리액터바디(410)와, 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

리액터바디(410)에는 원웨이클러치(500)가 구비될 수 있고, 원웨이클러치(500)에는 캔틸레버(600, cantilever)가 구비될 수 있다.

리액터(400) 및 원웨이클러치(500)와 관련하여 도 5 내지 도 13을 참조하여 구체적으로 살펴본다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 및 원웨이클러치를 나타낸 사시도, 분해사시도 및 단면도이다. 도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 외륜, 내륜 및 측륜을 나타낸 정면도이다. 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.

[리액터]

도 5 내지 도 8을 참조하면, 리액터(400)는 전술한 바와 같이, 환형의 리액터바디(410)와, 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때에, 리액터블레이드(420)의 단면은 축방향에 대하여 소정의 각도로 기울어져 형성될 수 있다.

리액터바디(410)의 후방에는 도면과 같이, 리테이너(430)가 설치될 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 따라서, 리테이너(430)는 리액터바디(410)의 전방에 설치될 수도 있다. 리액터바디(410)에는 원웨이클러치(500)가 구비될 수 있다.

리테이너(430)는 리액터바디(410)에 결합되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 리테이너(430)는 원웨이클러치(500)의 측륜(530)에 해당할 수 있다. 이와 관련하여, 후술한다.

[원웨이클러치의 구성]

원웨이클러치(500)는 외륜(510), 내륜(520) 및 측륜(530)을 포함하여 구성될 수 있다.

외륜(510)은 리액터바디(410) 내측에 구비될 수 있다. 이 때에, 외륜(510)은 리액터바디(410)에 대해 상대적으로 회전가능하게 설치될 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 따라서, 외륜(510)은 리액터바디(410)에 대해 회전 구속되게 설치될 수도 있다.

내륜(520)은 외륜(510)의 반경방향 내측에 외륜(510)과 동심으로 배치될 수 있고, 고정단에 연결되어 회전이 구속될 수 있다.

측륜(530)은 외륜(510)의 축방향의 일측(즉, 외륜의 전방 또는 후방)에 외륜(510)과 동심으로 나란히 배치될 수 있다. 예를 들면, 도면과 같이, 측륜(530)은 외륜(510)의 후방에 배치되는 리테이너(430)에 해당할 수 있다.

다만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도면과 달리, 측륜(530)은 외륜(510)의 전방에 배치되는 리액터바디(410)에 해당할 수도 있고 리액터바디(410)와 외륜(510) 사이 또는 외륜(510)과 리테이너(430) 사이에 배치되는 별도의 환형 플레이트에 해당할 수도 있다.

측륜(530)이 리테이너(430) 또는 리액터바디(410)에 해당하면 측륜(530)은 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속될 수 있다. 측륜(530)이 상기 별도의 환형 플레이트에 해당하면 측륜(530)은 리액터바디(410)에 회전 구속되게 설치될 수도 있고 리액터바디(410)에 대해 상대적으로 회전가능하게 설치될 수도 있다.

외륜(510) 및 측륜(530)은 내륜(520)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.

또한, 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나는 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되어 함께 회전할 수 있고, 다른 하나는 상기 어느 하나에 회전 구속되어 회전하되, 일정한 각도 범위 내에서 상기 어느 하나에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.

예를 들면, 도면과 같이, 측륜(530)이 리테이너(430)에 해당하는 경우에는, 측륜(530)이 리액터바디(410)에 회전 구속되게 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전할 수 있다. 이 때에, 외륜(510)은 리액터바디(410)에 대해서는 상대적으로 회전가능하게 설치되고 측륜(530)에 대해서는 일정한 각도 범위 내에서만 상대적으로 회전가능하게 설치될 수 있다. 이에 따라, 외륜(510)은 측륜(530)에 회전 구속되어 회전하되, 일정한 각도 범위 내에서 측륜(530)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 이와 관련하여, 후술한다.

다른 예로, 외륜(510)이 리액터바디(410) 내측에 회전 구속되게 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전할 수 있다. 이 때에, 측륜(530)은 상기 별도의 환형 플레이트에 해당할 수 있고, 리액터바디(410)에 대해서는 상대적으로 회전가능하게 설치되고 외륜(510)에 대해서는 일정한 각도 범위 내에서만 상대적으로 회전가능하게 설치될 수 있다. 이에 따라, 측륜(530)은 외륜(510)에 회전 구속되어 회전하되, 일정한 각도 범위 내에서 외륜(510)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 이와 관련하여, 도 14 및 도 15에서 후술한다.

이와 같이, 측륜(530)이 리액터바디(410)의 전방 또는 후방에 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전하는 리테이너(430)에 해당하고, 외륜(510)이 측륜(530)에 회전 구속되어 회전하되 일정한 각도 범위 내에서 측륜(530)에 대해 상대적인 회전이 가능함으로써, 원웨이클러치 및 토크컨버터를 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있다.

한편, 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나가 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되게 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전함으로써, 토크컨버터(10) 내부의 유체의 유동에 따라 리액터블레이드(420)에 가해지는 회전력이 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나에 가해질 수 있다.

이하, 외륜(510), 내륜(520) 및 측륜(530)의 구성에 대해 구체적으로 살펴본다.

[외륜]

도 9를 참조하면, 외륜(510)은 제1몸체부(512), 제1돌출부(514) 및 캔틸레버(600)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1몸체부(512)는 환형일 수 있고 리액터바디(410)의 내측에 구비될 수 있다.

제1돌출부(514)는 제1몸체부(512)의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 돌출되고 원주방향을 따라 서로 이격되어 복수 개가 형성될 수 있다. 제1돌출부(514)는 원주방향으로 제1측면 및 이에 대향하는 제2측면을 구비할 수 있다.

캔틸레버(600)는 제1돌출부(514a)로부터 이웃하는 제1돌출부(514b)를 향하여 도 5 내지 도 13과 같이, 원주방향의 일측으로 돌출되어 형성되거나, 도 14 내지 도 17과, 같이 원주방향의 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

캔틸레버(600)는 적어도 한 개의 제1돌출부(514)에 형성될 수 있다.

제1돌출부(514)의 원주방향의 제1측면 및 제2측면 중에서 캔틸레버(600)가 형성되는 제1돌출부(514)의 원주방향의 측면을 제1측면으로 정한다. 이하, 동일하다. 따라서, 캔틸레버(600)는 제1측면으로부터 원주방향을 따라 연장될 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 캔틸레버(600)는 상기 제1측면으로부터 원주방향을 따라 연장되는 원호부(610), 상기 원호부(610)로부터 연장하는 작용부, 상기 작용부로부터 상기 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장하는 절곡부(630)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 캔틸레버(600)는 절곡부(630)의 반경방향의 내측단으로부터 원주방향을 따라 일측으로 돌출되는 걸림부(640)를 포함하여 구성될 수 있다.

작용부의 전부 또는 일부는 원호부(610)보다 반경방향 외측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 작용부는, 원호부(610)가 연장되는 제1돌출부(514)에 대향되는 원호부(610)의 단부로부터 단부에서의 접선방향으로 연장하는 직선부(620)를 포함할 수 있다. 직선부(620)에 의해 작용부의 적어도 일부가 원호부(610)보다 반경방향 외측에 위치할 수 있다. 절곡부(630)는, 직선부(620)가 연장하는 원호부(610)에 대향되는 직선부(620)의 단부로부터 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장할 수 있다.

캔틸레버(600)는 제2돌출부(534)의 회전에 따라 제2돌출부(534)에 의해 가압되어 반경방향 내측으로 탄성변형될 수 있다.

예를 들면, 작용부 또는 작용부에 포함된 직선부(620)의 원주방향의 일측단은 제2돌출부(534)에 의해 가압될 수 있고, 이에 따라 캔틸레버(600)는 반경방향 내측으로 탄성변형될 수 있다.

이와 같이, 캔틸레버(600)가 원호부(610), 작용부 및 절곡부(630)를 포함하여 구성됨으로써, 원주방향을 따라 형성된 제2돌출부(534)가 회전에 따라 원호부(610)와는 만나지 않고 작용부와는 만날 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제2돌출부(534)가 회전에 따라 캔틸레버(600)를 가압하지 않거나 가압할 수 있다.

캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면, 캔틸레버(600)는 내륜(520)의 회전방지부 중 하나에(와) 걸림(맞물림)될 수 있다.

회전방지부가 홈부(524)인 경우에는, 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 어느 하나의 홈부(524)의 원주방향의 일측면 또는 타측면 중에서 어느 하나(와)에 걸림(맞물림)될 수 있다.

예를 들면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면, 걸림부(640)의 원주방향의 일측단은 어느 하나의 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p, 도 10)에 걸림(맞물림)될 수 있다.

이와 같이, 캔틸레버(600)가 원호부(610), 작용부, 절곡부(630) 및 걸림부(640)를 포함하여 구성됨으로써, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제2돌출부(534)의 회전에 따라 캔틸레버(600)가 가압되어 홈부(524)에 걸림될 수 있다.

한편, 예컨대, 걸림부(640)의 원주방향의 타측단 또는 절곡부(630) 등은 캔틸레버(600)가 걸림되는 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p)과 반대측인 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q, 도 10)과 접할 수 있다.

상기 반대측에 접하는 걸림부(640)의 원주방향의 타측단 또는 절곡부(630) 등의 캔틸레버(600)의 접촉면은 반경방향을 기준으로 회전이 허용되는 제2방향으로 기울어져 형성될 수 있다. 제2방향과 관련하여, 후술한다.

이에 따라, 캔틸레버(600)가 탄성변형되어 홈부(524)에 걸림되는 상태에서 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 허용되는 제2방향으로 회전하려고 할 때에, 홈부(524)에 접촉하는 캔틸레버(600)의 접촉면이 제2방향으로 기울어져 형성되어 있으므로 캔틸레버(600)가 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q)을 따라 홈부(524)를 용이하게 빠져나올 수 있으므로 제2방향으로의 회전이 안정적으로 허용할 수 있다.

한편, 도면과 달리, 캔틸레버(600)가 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q)에 걸림되는 경우에는, 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p)과 접하는 캔틸레버(600)의 접촉면이 제2방향으로 기울어져 형성될 수 있다.

[내륜]

도 10을 참조하면, 내륜(520)은 제2몸체부(522) 및 회전방지부를 포함하여 구성될 수 있다.

제2몸체부(522)는 환형일 수 있고 외륜(510)의 반경방향 내측에 배치될 수 있다.

회전방지부는 제2몸체부(522)의 외주면에 하나 이상 형성될 수 있다. 예를 들면, 회전방지부는 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 홈부(524) 또는 걸림턱(526)을 포함하여 구성될 수 있다. 회전방지부가 홈부(524)를 포함하는 경우를 먼저 살펴보고 걸림턱(526)을 포함하는 경우는 도 18 및 도 19에서 후술한다.

홈부(524)는 제2몸체부(522)의 외주면에 적어도 한 개가 형성될 수 있다.

홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p) 또는 타측면(524q) 중에서 어느 하나에는, 가압되어 반경방향 내측으로 탄성변형되는 캔틸레버(600)가 걸림될 수 있다. 여기에서, 서로 대향하는 일측면(524p) 및 타측면(524q) 중에서 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)가 걸림(맞물림)되는 측면을 제1측면(524p;524q)으로 정할 수 있고, 제1측면과 대향하는 측면을 제2측면(524q:524p)으로 정할 수 있다.

예를 들면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 걸림부(640, 도 9)의 원주방향의 일측단이 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p)에 걸림될 수 있고 일측면(524p)을 제1측면으로 정한다.

반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)가 걸림되는 홈부(524)의 원주방향 일측면(524p) 또는 타측면(524q), 즉, 제1측면(524p;524q)이 반경방향과 이루는 각도(s1 또는 s2)는 상기 일측면(524p) 또는 타측면(524q)과 반대측인 상기 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q) 또는 일측면(524p), 즉, 제2측면(524q:524p)이 반경방향과 이루는 각도(s2 또는 s1)보다 작을 수 있다.

이에 따라, 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 억제되는 제1방향으로 회전하려고 할 때에 캔틸레버(600)가 가파르게 형성된 홈부(524)의 제1측면(524p;524q)에 강하게 걸림되어 홈부(524)를 빠져나가지 못하므로 제1방향으로의 회전이 안정적으로 억제될 수 있다. 반면에, 캔틸레버(600)가 걸림되는 상태에서 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 허용되는 제2방향으로 회전하려고 할 때에 캔틸레버(600)가 완만하게 형성된 홈부(524)의 제2측면(524q:524p)을 따라 홈부(524)를 용이하게 빠져나올 수 있으므로 제2방향으로의 회전이 안정적으로 허용될 수 있다. 제1방향 및 제2방향은 후술한다.

반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)의 걸림부(640, 도 9)가 위치하는 지점에서의 홈부(524)의 원주방향의 폭(w)은 도 13과 같이, 걸림부(640)의 원주방향의 길이에 대응할 수 있다.

이에 따라, 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 억제되는 제1방향으로 회전하려고 할 때에, 캔틸레버(600)가 탄성변형되고 탄성변형된 캔틸레버(600)가 걸림부(640)에 걸림되어 외륜(510) 및 측륜(530)이 회전억제될 때까지 외륜(510) 또는 측륜(530)이 제1방향으로 실제로 회전하게 되는 각도가 최소화되므로 회전억제가 효과적으로 이루어지고 토크컨버터의 에너지효율이 향상될 수 있다.

[측륜]

도 11을 참조하면, 측륜(530)은 제3몸체부(532) 및 제2돌출부(534)를 포함하여 구성될 수 있다.

제3몸체부(532)는 환형일 수 있고 외륜(510)의 축방향의 일측(즉, 전방 또는 후방)에 배치될 수 있다.

제2돌출부(534)는 제3몸체부(532)로부터 축방향으로 외륜(510)을 향해 연장될 수 있고 원주방향을 따라 적어도 한 개가 형성될 수 있다.

예를 들면, 제2돌출부(534)는 제3몸체부(532)의 축방향의 타측면으로부터 축방향의 타측(즉, 후방 또는 전방)으로 돌출되어 원주방향을 따라 적어도 한 개가 형성될 수 있다. 제2돌출부(534)는 제3몸체부(532)로부터 절곡되어 일체로 형성될 수 있다.

제2돌출부(534)는 측륜(530)과 외륜(510)의 결합시에 제1몸체부(512)의 내주면과 캔틸레버(600) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제2돌출부(534)는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 상기 이웃하는 제1돌출부(514b) 사이의 원주 상에 위치할 수 있다.

여기에서, 상기 캔틸레버(600)는 제2돌출부(534)의 위치를 규정하고 제2돌출부(534)에 의해 가압될 수 있는 캔틸레버(600)로서, 회전에 따라 제2돌출부(534)와 내륜(520) 사이에 위치하는 캔틸레버(600)를 의미할 수 있다.

또한 여기에서, 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)로부터 원주방향 일측(도 5 내지 도 7, 도 9, 도 12 및 도 13) 또는 타측(도 14 내지 도 17)에 형성되고 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 이웃하며 상기 캔틸레버(600)가 향하는 제1돌출부(514)를 의미할 수 있다.

제2돌출부(534)는 외륜(510)에 대한 상대적인 회전에 따라 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하거나 가압하지 않을 수 있다. 예를 들면, 제2돌출부(534)는 외륜(510)에 대한 상대적인 회전에 따라 작용부 또는 작용부에 포함된 직선부(620, 도 9)의 원주방향의 일측단을 가압하여 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다.

구체적으로, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제1소정각도(예컨대, -20도)로 상대 회전할 시, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다. 여기에서, -20도는 제1방향(예컨대, 반시계방향)으로 20도를 의미할 수 있다. 또한, 여기에서, 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 소정각도로 상대 회전한다는 것은 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 소정각도로 상대 회전한 상태에 이른다는 것을 의미할 수 있다. 이하, 동일하다.

또한, 제2돌출부(534)는 외륜(510)에 대한 상대적인 회전에 따라 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하거나 가압하지 않으면서 상기 이웃하는 제1돌출부(514b) 또는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 접할 수 있다.

즉, 외륜(510)의 제1돌출부(514)에 의해 측륜(530)의 외륜(510)에 대한 상대 회전 각도의 범위가 제한될 수 있다.

구체적으로, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도) 또는 제3소정각도(예컨대, +30도)로 상대 회전할 시 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도 또는 제3소정각도 너머로 회전 가능하지 않도록, 제2돌출부(534)가 외륜(510)의 제1돌출부(510)의 제2측면 또는 제1측면과 접촉할 수 있다.

여기에서, -30도는 제1방향(예컨대, 반시계방향)으로 30도를 의미할 수 있고, +30도는 제2방향(예컨대, 시계방향)으로 30도를 의미할 수 있다.

또한, 여기서 제2소정각도는 전술한 제1소정각도보다 절대값의 크기가 크거나 같을 수 있다. 따라서, 제2돌출부(534)가 제1소정각도(예컨대, -20도)로 회전하여 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킨 상태로 제2소정각도(예컨대, -30도)로 회전하여 제1돌출부(514)에 접촉할 수 있다.

제2돌출부(534)가 제1돌출부(510)에 접촉하면 측륜(530)과 외륜(510)이 함께 회전할 수 있다.

이에 따라, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하거나 가압하지 않은 상태를 유지하면서 측륜(530)과 외륜(510)이 함께 회전할 수 있다.

예를 들면, 도 13 및 도 15와 같이, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도 또는 +30도)로 상대 회전할 시 제2돌출부(534)는 상응하는 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하면서 상기 이웃하는 제1돌출부(514b), 즉, 상기 캔틸레버(600)에 이웃하는 제1돌출부(514b)의 제2측면과 접할 수 있다.

또한, 도 12 및 도 14와 같이, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제3소정각도(예컨대, +30도 또는 -30도)로 상대 회전할 시 제2돌출부(534)는 상응하는 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하지 않으면서 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a), 즉, 상기 캔틸레버(600)에 상응하는 제1돌출부(514a)의 제1측면과 접할 수 있다.

다른 예로, 도 17과 같이, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도)로 상대 회전할 시 제2돌출부(534)는 상응하는 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하면서 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a), 즉, 상기 캔틸레버(600)에 상응하는 제1돌출부(514a)의 제1측면과 접할 수 있다.

또한, 도 16과 같이, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제3소정각도(예컨대, +30도)로 상대 회전할 시 제2돌출부(534)는 상응하는 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하지 않으면서 상기 이웃하는 제1돌출부(514b), 즉, 캔틸레버(600)에 이웃하는 제1돌출부(514b)의 제2측면과 접할 수 있다.

이 때에, 제2돌출부(534)는 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 가압하면서 상기 이웃하는 제1돌출부(514a) 또는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514b)에 접할 수 있는 길이(L, 도 11)로 길게 연장될 수 있다. 이에 따라, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하면서 외륜(510)을 지지할 때에 제2돌출부(534)가 변형되지 않으므로, 간단한 구성으로 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 측륜(530)은 리테이너(430)에 해당하거나 리액터바디(410) 또는 별도의 환형 플레이트에 해당할 수 있다.

[원웨이클러치의 동작]

전술한 바와 같이, 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나가 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되게 설치될 수 있다. 이에, 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전하는 상기 어느 하나에 회전력이 가해질 수 있다. 측륜(530)이 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되게 설치되어 측륜(530)에 회전력이 가해지는 경우에 대해 먼저 살펴본다.

도 12를 참조하면, 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 제2돌출부(534)가 제2방향으로 회전할 수 있고, 외륜(510)은 관성, 마찰력 등에 의해 측륜(530)보다 회전이 느려서 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접할 수 있다.

즉, 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해짐으로써, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제3소정각도(예컨대, +30도)로 상대적으로 회전하여 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a), 즉, 캔틸레버(600)에 상응하는 제1돌출부(514a)의 제1측면과 접할 수 있다.

여기에서, 상기 캔틸레버(600)는 전술한 바와 같이 제2돌출부(534)의 위치를 규정하고 제2돌출부(534)에 의해 가압될 수 있는 캔틸레버(600)로서, 회전에 따라 제2돌출부(534)와 내륜(520) 사이에 위치하는 캔틸레버(600)를 의미할 수 있다.

또한 여기에서, 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한다는 것은 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)의 원주방향의 일측면 또는 타측면에 접한다는 것을 의미할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 후에는, 측륜(530)에 가해지는 회전력에 의해 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514a)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(530)에 대해 제2방향으로 상대적으로 함께 회전할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하지 않아서 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않을 수 있다.

예를 들면, 도 12와 같이, 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514a)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)의 원호부(610, 도 9)로부터 반경방향 외측에 원호부(610)와 평행하게 위치하여 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하지 않을 수 있다.

따라서, 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않고 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 함께 회전할 수 있다. 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않으면, 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)에 걸림되지 않으므로, 내륜(520)에 대한 외륜(510) 및 측륜(530)의 제2방향으로의 상대적 회전이 허용될 수 있다.

한편, 후술하는 바와 같은 필요에 의해, 캔틸레버(600)가 탄성변형되지 않은 도 12와 같은 상태에서도 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)의 원주방향의 측면과 접하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 걸림부(640)의 원주방향의 타측단 또는 절곡부(630)가 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q)에 접하도록 구성될 수 있다.

그러나, 이처럼 접하도록 구성되더라도 접하는 면적 또는 압력이 크지 않고 제2방향으로의 자유회전 시에 특정한 크기 이상의 RPM(revolution per minute)에서는 원심력에 의해 캔틸레버(600)가 내륜(520)에 접하지 않게 되므로 소음이 저감 또는 제거될 수 있고 토크컨버터의 에너지효율이 향상될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 외륜(510)이 제2방향으로 회전 시에 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q, 도 10)과 접하는 캔틸레버(600)의 접촉면(걸림부의 원주방향의 타측단 또는 절곡부)이 반경방향을 기준으로 제2방향으로 기울어져 형성되고, 내륜(520)의 타측면(524q)이 반경방향과 이루는 각도가 일측면(524p)보다 큼으로써, 캔틸레버(600)가 타측면(524q)에 걸림되지 않고 제2방향으로 용이하게 회전할 수 있다.

도 13을 참조하면, 측륜(530)에 제1방향으로 회전력이 가해지면, 제2돌출부(534)가 제1방향으로 회전할 수 있고, 외륜(510)은 관성, 마찰력 등에 의해 측륜(530)보다 회전이 느려서 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접할 수 있다.

즉, 측륜(530)에 제1방향으로 회전력이 가해짐으로써, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도)로 상대적으로 회전하여 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b), 즉, 캔틸레버(600)에 이웃하는 제1돌출부(514b)의 제2측면과 접할 수 있다.

여기에서, 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)는 전술한 바와 같이 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)로부터 원주방향 일측에 형성되고 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 이웃하며 상기 캔틸레버(600)가 향하는 제1돌출부(514)를 의미할 수 있다.

제2돌출부(534)가, 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 후에는, 측륜(530)에 가해지는 회전력에 의해 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514b)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(530)에 대해 제1방향으로 상대적으로 함께 회전할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하여 캔틸레버(600)가 탄성변형될 수 있다.

예를 들면, 도 13과 같이, 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)의 작용부 또는 작용부에 포함된 직선부(620, 도 9)의 원주방향의 일측단을 가압하여 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다.

따라서, 측륜(530)에 제1방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되고 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 함께 회전할 수 있다.

캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면, 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)에 걸림되므로 내륜(520)에 대한 외륜(510) 및 측륜(530)의 제1방향으로의 상대적 회전이 억제될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도)로 상대적으로 회전하기 전부터 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다. 즉, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제1소정각도(예컨대, -20도)로 상대적으로 회전한 때부터 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다.

한편, 캔틸레버(600)가 탄성변형되지 않은 도 12와 같은 상태에서도 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)의 원주방향의 측면과 접하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 걸림부(640)의 원주방향의 일측단이 홈부(524)의 원주방향의 일측면(524p)에 접하도록 구성될 수 있다.

이에 따라, 외륜(510)이 제1방향으로 회전 시에 캔틸레버(600)가 제2돌출부(534)에 의해 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않아도 홈부(524)에 가걸림될 수 있다. 가걸림은 불완전한 걸림으로서, 외륜(510)에 제1방향으로 상당한 회전력이 작용하면 걸림이 해제될 수 있다.

캔틸레버(600)가 홈부(524)에 가걸림되어 외륜(510)이 제1방향으로 쉽게 회전하지 못하는 동안에, 측륜(530)이 제1방향으로 회전하여 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있고 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접할 수 있다. 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 홈부(524)에 완전하게 걸림될 수 있다. 이 때에는 외륜(510)에 제1방향으로 상당한 회전력이 작용하더라도 걸림이 해제되지 않을 수 있다.

이와 반대로, 캔틸레버(600)가 탄성변형되지 않은 상태에서 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)의 측면과 접하지 않도록 구성하면, 캔틸레버(600)가 홈부(524)에 가걸림되지 않아서 측륜(530)이 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시키지 못할 수 있다. 따라서, 측륜(530)이 외륜(510)을 미는 상태로 측륜(530) 및 외륜(510)이 제1방향으로 자유롭게 회전할 수 있다.

예를 들면, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)의 직선부(620, 도 9)의 원주방향의 일측단을 반경방향 내측으로 가압하지 못하고 제1방향으로 밀게 되어 측륜(530) 및 외륜(510)이 제1방향으로 자유롭게 회전할 수 있다.

한편, 도 13과 같이, 캔틸레버(600)가 탄성변형되어 홈부(524)에 걸림되는 상태에서 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q, 도 10)에 마찰간섭되어 외륜(510)이 제2방향으로 쉽게 회전하지 못하는 동안에, 측륜(530)이 제2방향으로 회전하여 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 변형시키는 위치를 벗어나서 캔틸레버(600)가 복원될 수 있고 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접할 수 있다.

이 때에, 전술한 바와 같이, 홈부(524)의 원주방향의 타측면(524q, 도 10)과 접하는 캔틸레버(600)의 접촉면(걸림부의 원주방향의 타측단 또는 절곡부)이 반경방향을 기준으로 제2방향으로 기울어져 형성되고, 내륜(520)의 타측면(524q)이 반경방향과 이루는 각도가 일측면(524p)보다 큼으로써, 캔틸레버(600)가 타측면(524q)을 따라 홈부(524)를 용이하게 빠져나올 수 있다.

이와 같이, 원웨이클러치(500)가 복수 개의 제1돌출부(514) 및 상기 제1돌출부(514)로부터 이웃하는 제1돌출부(514)를 향하여 원주방향의 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성되는 캔틸레버(600)를 포함하여 구성되는 외륜(510), 제2몸체부(524) 및 홈부(524)를 포함하여 구성되는 내륜(520) 및 제3몸체부(532) 및 제2돌출부(534)를 포함하여 구성되는 측륜(530)을 포함하고, 상기 외륜(510) 및 측륜(530)은 내륜(520)에 대해 상대적으로 회전가능하고, 상기 측륜(530)은 상기 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514)와 상기 이웃하는 제1돌출부(514) 사이에서 회전이동가능한 각도 범위 내에서 상기 외륜(510)에 대해 상대적으로 회전가능하며, 상기 내륜(520)에 대한 상기 외륜(510) 및 측륜(530)의 제1방향으로의 상대적 회전은 상기 캔틸레버(600)가 상기 홈부(524)에 걸림되어 억제되고 제2방향으로의 상대적 회전은 허용될 수 있다. 따라서, 원웨이클러치 또는 토크컨버터를 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있고 소음이 제거 또는 저감되고 안정적으로 작동하고 에너지효율이 향상되고 공간을 절약하여 소형화할 수 있고 설계자유도가 향상되며 경량화할 수 있다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.

구체적으로, 도 14 및 도 15는, 도 12 및 도 13과 달리, 외륜(510)이 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되게 설치되어 외륜(510)에 회전력이 가해지는 경우에 대한 것이다. 도 12 및 도 13과의 차이점만 살펴본다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 캔틸레버(600)는 제1돌출부(514a)로부터 이웃하는 제1돌출부(514b)를 향하여 원주방향의 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

이에 따라, 전술한 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)는 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)로부터 원주방향 타측에 형성되고 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 이웃하며 상기 캔틸레버(600)가 향하는 제1돌출부(514)를 의미할 수 있다.

구체적으로, 캔틸레버(600)는 원주방향을 따라 타측으로 돌출되고 곡선을 이루는 원호부, 원호부의 원주방향의 타측단으로부터 타측단의 접선방향으로 돌출되고 직선을 이루는 직선부, 직선부의 원주방향의 타측단으로부터 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 캔틸레버(600)는 절곡부의 반경방향의 내측단으로부터 원주방향을 따라 일측으로 돌출되는 걸림부를 포함하여 구성될 수 있다.

도 14에서, 외륜(510)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 제2방향으로 회전할 수 있고, 측륜(530)은 관성, 마찰력 등에 의해 측륜(530)보다 회전이 느려서 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접할 수 있다.

즉, 외륜(510)에 제2방향으로 회전력이 가해짐으로써, 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 상대적으로 회전하여 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 접할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 후에는, 외륜(510)에 가해지는 회전력에 의해 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514a)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(530)에 대해 제2방향으로 상대적으로 함께 회전할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하지 않아서 캔틸레버(600)가 탄성변형되지 않을 수 있다.

따라서, 외륜(510)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않고 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 함께 회전할 수 있다. 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않으면, 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)에 걸림되지 않으므로, 내륜(520)에 대한 외륜(510) 및 측륜(530)의 제2방향으로의 상대적 회전이 허용될 수 있다.

도 15에서, 외륜(510)에 제1방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 제1방향으로 회전할 수 있고, 측륜(530)은 관성, 마찰력 등에 의해 외륜(510)보다 회전이 느려서 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접할 수 있다.

즉, 외륜(510)에 제1방향으로 회전력이 가해짐으로써, 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 상대적으로 회전하여 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접할 수 있다.

여기에서, 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)는 전술한 바와 같이 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)로부터 원주방향 타측에 형성되고 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)와 이웃하며 상기 캔틸레버(600)가 향하는 제1돌출부(514)를 의미할 수 있다.

제2돌출부(534)가, 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 후에는, 외륜(510)에 가해지는 회전력에 의해 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514b)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(530)에 대해 제1방향으로 상대적으로 함께 회전할 수 있다.

따라서, 외륜(510)에 제1방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되고 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 함께 회전할 수 있다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 도 12 및 도 13과 달리, 캔틸레버(600)가 제1돌출부(514a)로부터 이웃하는 제1돌출부(514b)를 향하여 원주방향의 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 캔틸레버(600)는 원주방향을 따라 타측으로 돌출되고 곡선을 이루는 원호부, 원호부의 원주방향의 타측단으로부터 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 캔틸레버(600)는 절곡부의 반경방향의 내측단으로부터 원주방향을 따라 일측으로 돌출되는 걸림부를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 도 9, 도 12 및 도 13과 달리, 캔틸레버(600)에 작용부 또는 직선부(640, 도 9)가 포함되지 않을 수 있다.

또한, 제2돌출부(534)의 원주방향의 타측단에 반경방향 내측으로 돌출되는 돌기(535)가 형성될 수 있다.

도 16에서, 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 제2돌출부(534)가 제2방향으로 회전할 수 있고, 외륜(510)은 관성, 마찰력 등에 의해 측륜(530)보다 회전이 느려서 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접할 수 있다.

즉, 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해짐으로써, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제3소정각도(예컨대, +30도)로 상대적으로 회전하여 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b), 즉, 캔틸레버(600)에 이웃하는 제1돌출부(514b)의 제2측면과 접할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 후에는, 측륜(530)에 가해지는 회전력에 의해 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514a)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(530)에 대해 제2방향으로 상대적으로 함께 회전할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하지 않아서 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않을 수 있다.

예를 들면, 도 16과 같이, 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514b)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)의 돌기(535)가 캔틸레버(600)와 접하지 않으므로 캔틸레버(600)를 가압하지 않을 수 있다.

따라서, 측륜(530)에 제2방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않고 제2돌출부(534)가 상기 이웃하는 제1돌출부(514b)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 함께 회전할 수 있다. 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되지 않으면, 캔틸레버(600)가 내륜(520)의 홈부(524)에 걸림되지 않으므로, 내륜(520)에 대한 외륜(510) 및 측륜(530)의 제2방향으로의 상대적 회전이 허용될 수 있다.

도 17에서, 측륜(530)에 제1방향으로 회전력이 가해지면, 제2돌출부(534)가 제1방향으로 회전할 수 있고, 외륜(510)은 관성, 마찰력 등에 의해 측륜(530)보다 회전이 느려서 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접할 수 있다.

즉, 측륜(530)에 제1방향으로 회전력이 가해짐으로써, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도)로 상대적으로 회전하여 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a), 즉, 캔틸레버(600)에 상응하는 제1돌출부(514a)의 제1측면과 접할 수 있다.

제2돌출부(534)가, 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 후에는, 측륜(530)에 가해지는 회전력에 의해 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514b)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(530)에 대해 제1방향으로 상대적으로 함께 회전할 수 있다.

제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)가 캔틸레버(600)를 가압하여 캔틸레버(600)가 탄성변형될 수 있다.

예를 들면, 도 17과 같이, 제2돌출부(534)가 제1돌출부(514a)에 접한 상태에서는, 제2돌출부(534)의 돌기(535)가 캔틸레버(600)의 원호부의 원주방향의 타측단을 가압하여 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다.

따라서, 측륜(530)에 제1방향으로 회전력이 가해지면, 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되고 제2돌출부(534)가 상기 캔틸레버(600)가 형성된 제1돌출부(514a)에 접한 상태로 외륜(510) 및 측륜(530)이 함께 회전할 수 있다.

한편, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제2소정각도(예컨대, -30도)로 상대적으로 회전하기 전부터 제2돌출부(534)의 돌기(535)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다. 즉, 외륜(510) 및 측륜(530)의 특정한 기준상태로부터 측륜(530)이 외륜(510)에 대해 제1소정각도(예컨대, -20도)로 상대적으로 회전한 때부터 제2돌출부(534)의 돌기(535)가 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시킬 수 있다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 원웨이클러치의 상태도이다.

도 18 및 도 19는 또 다른 일 실시예에 따른 원웨이클러치는 도 12 및 도 13과 달리, 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 하나 이상의 회전방지부가 걸림턱(526)을 포함할 수 있다. 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 도 19와 같이, 걸림부(640)가 걸림턱(526) 중 하나와 맞물릴 수 있다.

걸림턱(526)의 원주방향의 일측면(526p) 및 타측면(526q) 중에서 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)가 걸림(맞물림)되는 측면을 제1측면(526p;526q)으로 정할 수 있고 제1측면과 반대쪽 측면을 제2측면(526q;526p)으로 정할 수 있다. 도 18 및 도 19에서, 제1측면은 걸림턱(526)의 원주방향의 일측면(526p)에 해당하고 제2측면은 원주방향의 타측면(526q)에 해당한다.

제1측면(526p;526q)이 반경방향과 이루는 각도(s1;s2)는 제2측면(526q;526p)이 반경방향과 이루는 각도(s2;s1)보다 작을 수 있다. 즉, 도 18에서 s1의 값이 s2의 값보다 작을 수 있다.

이에 따라, 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 억제되는 제1방향으로 회전하려고 할 때에 캔틸레버(600)가 가파르게 형성된 걸림턱(526)의 제1측면(524p;524q)에 강하게 걸림되어 걸림턱(526)을 빠져나가지 못하므로 제1방향으로의 회전이 안정적으로 억제될 수 있다. 반면에, 캔틸레버(600)가 걸림되는 상태에서 외륜(510) 및 측륜(530)이 내륜(520)에 대해 회전이 허용되는 제2방향으로 회전하려고 할 때에 캔틸레버(600)가 완만하게 형성된 걸림턱(526)의 제2측면(524q:524p)을 따라 걸림턱(526)을 용이하게 빠져나올 수 있으므로 제2방향으로의 회전이 안정적으로 허용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 토크컨버터
100: 프론트커버 200: 임펠러
300: 터빈
400: 리액터 410: 리액터바디
420: 리액터블레이드 430: 리테이너
500: 원웨이클러치
510: 외륜 512: 제1몸체부
514: 제1돌출부
520: 내륜 522: 제2몸체부
524: 홈부 526: 걸림턱
530: 측륜 532: 제3몸체부
534: 제2돌출부 535: 돌기
600: 캔티레버
610: 원호부 620: 직선부
630: 절곡부 640: 걸림부

Claims

외륜(510), 상기 외륜(510)의 반경방향 내측에 상기 외륜(510)과 동심으로 배치되며 상기 외륜에 대해 회전 가능한 내륜(520), 및 상기 외륜(510) 및 내륜(520)의 축방향 일측에 상기 외륜(510) 및 내륜(520)과 동심으로 배치되며 상기 내륜 및 외륜에 대해 회전 가능한 측륜(530)을 포함하고,
상기 외륜(510)이,
환형의 제1몸체부(512);
상기 제1몸체부(512)의 반경방향 내측에 형성되어 반경방향으로 탄성변형이 가능한 캔틸레버(600)를 포함하고,
상기 내륜(520)이,
환형의 제2몸체부(522);
상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 하나 이상의 회전방지부를 포함하고,
상기 측륜(530)이,
환형의 제3몸체부(532);
상기 제3몸체부(532)로부터 축방향으로 상기 외륜(510)을 향해 연장하는 제2돌출부(534)를 포함하되,
상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제1소정각도로 상대 회전할 시, 상기 캔틸레버(600)가 상기 회전방지부 중 하나와 맞물려 상기 내륜(520)에 대한 상기 외륜(510)의 회전을 방지하도록 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시키는,
원웨이클러치.
제1항에 있어서,
상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 홈부(524)를 포함하는,
원웨이클러치.
제1항에 있어서,
상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 걸림턱 (526)을 포함하는,
원웨이클러치.
제1항에 있어서,
상기 외륜(510)이, 상기 제1몸체부(512)의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 돌출되는 제1돌출부(514)를 더 포함하고,
상기 제1돌출부(514)는 원주방향으로 제1측면 및 이에 대향하는 제2측면을 구비하며,
상기 캔틸레버(600)가 상기 제1측면으로부터 원주 방향을 따라 연장하는,
원웨이클러치.
제1항에 있어서,
상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)과 상기 외륜(510)의 결합시 상기 제1몸체부(512)의 내주면과 상기 캔틸레버(600) 사이에 위치되도록, 상기 측륜(530) 상에 원주방향을 따라 형성되는,
원웨이클러치.
제4항에 있어서,
상기 캔틸레버(600)가 상기 제1측면으로부터 원주방향을 따라 연장되는 원호부(610), 상기 원호부(610)로부터 연장하는 작용부, 상기 작용부로부터 상기 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장하는 절곡부(630)를 포함하고,
상기 작용부의 전부 또는 일부가 상기 원호부(610)보다 반경방향 외측에 위치하는,
원웨이클러치.
제6항에 있어서,
상기 작용부가 상기 원호부(610)의 상기 제1돌출부(514)에 대향되는 단부로부터 상기 대향되는 단부에서의 접선방향으로 연장하는 직선부(620)를 포함하고,
상기 절곡부(630)는 상기 직선부(620)의 상기 원호부(610)에 대향되는 단부로부터 상기 외륜(510)의 내측으로 절곡되어 연장하는,
원웨이클러치.
제6항에 있어서,
상기 제2돌출부(534)는 상기 제1 소정 각도에서 상기 작용부를 가압하여 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시키는,
원웨이클러치.
제7항에 있어서,
상기 제2돌출부(534)는 상기 제1 소정 각도에서 상기 직선부(620)를 가압하여 상기 캔틸레버(600)를 반경방향 내측으로 탄성변형시키는,
원웨이클러치.
제6항에 있어서,
상기 캔틸레버(600)는 상기 절곡부(630)의 내측 단부로부터 원주방향을 따라 연장하는 걸림부(640)를 더 포함하며,
상기 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 상기 걸림부(640)가 상기 회전방지부 중 하나와 맞물리는,
원웨이클러치.
제10항에 있어서,
상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 홈부(524)를 포함하고,
상기 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 상기 걸림부(640)가 상기 홈부(524) 중 하나와 맞물리는
원웨이클러치.
제10항에 있어서,
상기 회전방지부가 상기 제2몸체부(522)의 외주면에 형성되는 걸림턱(526)을 포함하고,
상기 캔틸레버(600)가 반경방향 내측으로 탄성변형되면 상기 걸림부(640)가 상기 걸림턱(526) 중 하나와 맞물리는,
원웨이클러치.
제4항에 있어서,
상기 제2돌출부(534)가 반경방향 내측으로 돌출하는 돌기(535)를 더 포함하고,
상기 돌기(535)가 상기 제1 소정 각도에서 상기 캔틸레버(600)를 가압하여 반경방향 내측으로 탄성변형시키는,
원웨이클러치.
제4항에 있어서,
상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제2소정각도로 상대 회전할 시 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 상기 제2 소정 각도 너머로 회전 가능하지 않도록, 상기 제2측면과 접촉하고,
여기서 상기 제2소정 도는 상기 제1소정각도보다 크거나 같은,
원웨이클러치.
제4항에 있어서,
상기 외륜(510)이 2개 이상의 캔틸레버(600) 및 이에 상응하는 제1돌출부(514)를 포함하고,
상기 측륜(530)은 각각의 상기 캔틸레버(600)에 상응하는 제2돌출부(534)를 포함하고,
상기 제2돌출부(534)는, 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 제2소정각도로 상대 회전할 시 상기 측륜(530)이 상기 외륜(510)에 대해 상기 제2소정각도 너머로 회전 가능하지 않도록, 상응하는 캔틸레버(600)에 상응하거나 이웃하는 제1돌출부(514)의 제1측면 또는 제2측면에 접촉하며,
여기서 제2소정각도는 제1소정각도보다 크거나 같은,
원웨이클러치.
제15항에 있어서,
상기 내륜(520)이 2개 이상의 회전방지부를 포함하는,
원웨이클러치.
제2항에 있어서,
상기 홈부(524)가 원주방향으로 제1측면 및 이에 대향하는 제2측면을 구비하고,
상기 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 상기 홈부(524)의 제1측면(524p;524q)에 맞물리고,
상기 제1측면(524p;524q)이 반경방향과 이루는 각도(s1;s2)는 상기 제2측면(524q:524p)이 반경방향과 이루는 각도(s2;s1)보다 작은,
원웨이클러치.
제3항에 있어서,
상기 걸림턱(526)이 원주방향으로 제1측면 및 이와 반대쪽의 제2측면을 구비하고,
상기 반경방향 내측으로 탄성변형된 캔틸레버(600)는 상기 걸림턱의 제1측면(526p;526q)에 맞물리고,
상기 제1측면(526p;526q)이 반경방향과 이루는 각도(s1;s2)는 상기 제2측면(526q;526p)이 반경방향과 이루는 각도(s2;s1)보다 작은,
원웨이클러치.
프론트커버(100);
상기 프론트커버(100)에 결합되어 함께 회전하는 임펠러(200);
상기 임펠러(200)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(300);
상기 임펠러(200)와 상기 터빈(300) 사이에 위치하고, 환형의 리액터바디(410), 상기 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성되는 리액터(400); 및
상기 리액터바디(410)에 구비되는 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 하나의 원웨이클러치(500)를 포함하고,
상기 외륜(510) 또는 측륜(530) 중에서 어느 하나는 상기 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)에 회전 구속되어 함께 회전하고,
상기 내륜(520)의 제2몸체부(522)는 고정단에 연결되어 회전 구속되는,
토크컨버터.
제19항에 있어서,
상기 측륜(530)은 상기 리액터바디(410)의 전방 또는 후방에 설치되어 리액터바디(410) 및 리액터블레이드(420)와 함께 회전하는 리테이너(430)로서 구성되는,
토크컨버터.