KR20010073554A - 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 부품수의 절감, 조립공정의 단순화, 기계의 소형화, 다기능화에 기여할 수 있도록 1열의 회전체만으로도 베어링 또는 클러치의 역할을 동시에 수행할 수 있는 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트를 제공하기 위한 것으로서, 이러한 본 발명의 목적은 외측궤도륜과 내측궤도륜 사이에 개재되는 리테이너의 원주에 소정의 간격을 두고 회전체 수용부가 형성되고, 회전체가 상기 회전체 수용부내의 풀림위치결정부에 위치하면 베어링의 역할을, 걸림위치결정부에 위치하면 클러치의 로울러 또는 스프라그의 역할을 하도록 하는 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트를 제공함으로써 달성되었다.

Description

일체형 한방향 클러치-베어링 유니트{A ONE-WAY CLUTCH-BEARING UNIT}

본 발명은 동력 전달 기기로서의 한방향 클러치(ONE-WAY CLUTCH)에 관한 것으로서 특히, 1열로 이루어진 회전체만으로 궤도륜의 회전 방향에 따라 클러치 또는 베어링의 역할을 동시에 수행하도록 한 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트에 관한 것이다.

동력전달 수단으로서 한방향 클러치(ONE-WAY CLUTCH)가 많이 사용되고 있는데, 점차 이 클러치는 주변 부품과 함께 일체와 되는 경향을 보이고 있다.

도21은 종래의 로울러형 한 방향 클러치 유니트의 단면도로서 클러치부(42)와 베어링부(41)가 병설된 한방향 클러치-베어링 유니트의 구성을 도시하고 있다. 도21에 도시된 바와 같이, 종래의 한 방향 클러치 유니트는 일반적으로 베어링부(41)와 클러치부(42)로 나뉘어져 있고, 베어링부(41)에는 볼(43)이, 클러치부(42)에는 로울러(50)가 설치된다. 도21에서, 베어링부(41)는 내측궤도륜(45), 외측궤도륜(44), 상기 내, 외측궤도륜 사이에 개재되는 리테이너(47)내에 유지되어 회전하는 회전체(43, 볼)로 구성되고, 클러치부(42)는 외측궤도륜(48), 내측궤도륜(49), 상기 내, 외측 궤도륜 사이에 개재된 리테이너(51)내에 유지되어 회전하는 회전체(50, 로울러), 상기 리테이너(51)내에 설치되어 상기 회전체(50)의 일측에 탄성력을 가하는 고정 스프링(52)등으로 구성된다.

도22는 상기 도1의 클러치부(42)의 측면확대도로서 클러치부(42)의 구성을 도시한다. 도22에서, 클러치부(42)의 외측궤도륜(48)의 내측에는 로울러(50)가 클러치 역할을 하도록 비대칭 홈(53)이 형성되어 있으며, 유니트가 클러치로 작동할 때 클러치부(42)의 로울러(50)에 반시계방향으로 탄발력을 가하기 위하여 리테이너(51)에 스프링(52)이 장착되어 있는 구조가 도시된다.

도22의 클러치의 작동원리를 살펴보면, 내측궤도륜(49)과 접동하여 회전하는 로울러(50)는 내측궤도륜(49)이 시계방향으로 회전할 경우, 회전하면서 우측으로 밀려 비대칭 홈(53)에서 내측궤도륜(49)과 외측궤도륜(48) 사이의 거리가 먼 부분에 위치하게 되므로 외측궤도륜(48)에 더 이상의 회전력(하중)이 가해지지 않아 클러치가 풀리게 되고, 반대로 내측궤도륜(49)이 반시계방향으로 회전할 때는 내측궤도륜(49)과 로울러(50)의 접선 마찰력과 스프링(52)의 탄발력에 의해 로울러(50)가회전하면서 좌측으로 이동하게 된다. 이 좌측부분은 우측부분과는 달리 내측궤도륜(49)과 외측궤도륜(48)사이의 거리가 가까운 부분으로 로울러(50)가 내, 외측궤도륜 간극 사이로 끼게 되어 맞물리게 되므로 내, 외측궤도륜이 걸림(Locking)상태로 되고, 내측궤도륜(49)과 외측궤도륜(48)이 일체로 회전하게되어 클러치가 작동된다. 그러므로 내측궤도륜이 시계 방향으로는 회전하면 클러치가 풀리고, 반시계방향으로 회전하면 클러치가 걸리는 한방향 클러치가 되는 것이다. 이 때, 로울러(50)는 내측궤도륜(48)이 시계방향으로 회전할 때에는 하중을 지지하지 못하므로 내 외측궤도륜의 하중지지를 위해 별도로 구비된 베어링부(41)와 베어링(43)이 요구된다.

제23도는 스프라그(Sprag)에 의해서 작동되는 종래 클러치 유니트의 예를 도시하는 것으로서, 도23의 구성 중 그 구성이 도21의 구성과 동일 내지는 유사한 부위에 대하여 도21에서 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하여 설명하면, 중앙의 베어링부(41)의 양측에 클러치부(42)가 위치하고, 내측궤도륜(45,49), 외측궤도륜(44,48), 베어링 역할을 하는 회전체(43, 볼), 클러치의 스프라그 역할을 하는 2열의 회전체(50, 스프라그), 리테이너(47,51), 시일(46)등으로 구성되어 있으며, 베어링부(41)는 이 유니트의 내측궤도륜(45,49)이 별도로 회전할 경우에만 사용된다. 도24는 상기 도23의 클러치부(42)의 측면확대도로서, 캠 역할을 하는 비대칭형상의 스프라그(50)의 쐐기 작용에 의해 한 쪽 방향으로만 회전력이 전달되는 것을 도시하고 있으며, 스프라그(50)에 항상 탄발력이 작용하도록 리테이너(51)의 일측에 판형 스프링(52)이 장착되어 있다.

클러치부(42)의 작동원리를 살펴보면, 종래의 로울러형 한방향 클러치 유니트의 작동 원리와 유사하게 내측궤도륜(49)이 시계방향으로 회전하면 이에 접동하여 회전하는 스프라그(50)가 반시계방향으로 회전하여 내, 외측궤도륜 사이에 끼어 쐐기역할을 하므로 클러치가 걸리게 되고, 내측궤도륜이 반시계방향으로 회전하면 스프라그가 시계방향으로 회전하여 내외측궤도륜 사이에서 하중을 받지 못하게 되므로 클러치가 풀리게 된다.

상기한 바와 같은 기존의 한방향 클러치 유니트는 클러치 부분에서 하중지지를 하지 못하기 때문에 회전 기기에 사용시에는 하중의 지지를 위해서 클러치와 베어링이 동시에 장착되어야 하므로 회전체가 2열내지 3열의 형식으로 되어야만 하였다. 이로써, 제품제작에 부품이 많이 소요되어 원가상승 조립공정수의 증가로 인한 조립효율의 저하, 및 제품크기가 증가한다는 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 부품수의 절감, 조립공정의 단순화, 조립효율의 향상, 원가절감, 기계장치의 소형화, 다기능화에 기여할 수 있도록 1열의 회전체만으로도 클러치와 베어링의 역할을 동시에 수행할 수 있는 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 청구항1에 따르면, 정방향으로 회전할 때에는 베어링으로 기능하고, 역방향으로 회전할 때에는 클러치로서 기능하는 일방향 한방향 클러치-베어링 유니트에 있어서, 외측궤도륜; 상기 외측궤도륜의 내부에 위치하는 내측궤도륜; 그 원주를 따라 소정의 간격을 두고 형성되어 다수의회전체를 각각 수용하되, 상기 수용된 회전체가 정방향으로 회전할 때에 위치하는 풀림위치결정부와, 역방향으로 회전할 때에 위치하는 걸림위치결정부를 각각 구비하는 다수의 회전체 수용부와 그 원주를 따라 형성된 가이드부를 포함하여, 상기 외측궤도륜 및 상기 내측궤도륜 사이에 개재되는 리테이너; 및 상기 회전체 수용부의 풀림위치결정부에서는 상기 내측 및 외측궤도륜의 사이에서 회전하여 상기 내측 및 외측궤도륜의 하중을 받으며, 상기 걸림위치결정부에서는 상기 내측 및 외측궤도륜 사이에 맞물려 궤도륜 상호간에 회전력을 전달하는 다수의 회전체를 포함하는 일체형 일방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항2에 따르면, 제1항에 있어서, 상기 풀림위치결정부는 상기 회전체의 이동방향에 대략 수직방향으로 형성된 위치결정면을 포함하고, 상기 걸림위치결정부는 상기 위치결정면에 대향하는 위치에 상기 풀림위치결정부로부터 상기 걸림위치결정부를 향하여 상기 리테이너의 직경방향으로 경사져 형성된 경사부를 포함하는 일체형 한방향 클러치 베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항3에 따르면, 제2항에 있어서, 상기 경사부는 상기 풀림위치결정부로부터 상기 걸림위치결정부를 향하여 리테이너의 직경방향으로 경사진 쐐기형상인 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항4에 따르면, 제1항에 있어서, 상기 걸림위치결정부는 상기 내측궤도륜의 회전중심축에 대하여 상기 리테이너의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사진 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항5에 따르면, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전체의 형상은 구형, 구면형, 원통형, 니이들형, 장구형 또는 2단형인 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항6에 따르면, 제5항에 있어서, 상기 회전체 수용부의 형상은 사다리꼴, 타원형, 역타원형, 테이퍼형인 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항7에 따르면, 제6항에 있어서, 상기 회전체의 회전이동방향으로 탄성반발력을 가하기 위한 탄성부재가 상기 풀림위치결정부의 위치결정면 또는 상기 걸림위치결정부의 경사부에 설치된 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항8에 따르면, 제7항에 있어서, 상기 회전체 또는 리테이너의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재, 합금 또는 이들의 조합으로 이루어진 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트가 제공된다.

도1은 회전체로서 로울러를 사용한 본 발명에 따른 제1실시예의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 단면도.

도2는 상기 제1실시예의 리테이너의 가이드를 절단한 상태의 리테이너/로울러 조립체의 사시도.

도3은 상기 도1의 리테이너의 구성을 도시하는 사시도.

도4는 제1실시예의 로울러가 풀림위치결정부에 위치할 때의 리테이너/로울러 조립체의 사시도.

도5는 상기 도4의 X 방향 종단면도.

도6은 제1실시예의 로울러가 걸림위치결정부에 위치할 때의 리테이너/로울러 조립체의 사시도.

도7은 도6의 X 방향 종단면도.

도8은 회전체로서 볼을 사용한 본 발명에 따른 제2실시예의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 단면도.

도9는 도8의 클러치-베어링 유니트의 볼이 풀림위치결정부에 위치할 때의 리테이너/볼 조립체의 사시도.

도10은 도9의 요부확대 단면도.

도11은 도8의 클러치-베어링 유니트의 볼이 걸림위치결정부에 위치할 때의 리테이너/볼 조립체의 사시도.

도12는 도11의 요부확대 단면도.

도13은 본 발명에 따른 일체형 한방향 클러치 유니트의 제3실시예의 사시도.

도14는 도13에 도시된 리테이너의 사시도.

도15는 본 발명에 따른 제3실시예의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 로울러가 풀림위치결정부에 위치할 때의 내측궤도륜/로울러/리테이너 조립체의 사시도.

도16은 도15의 로울러가 풀림위치결정부에 위치할 때의 로울러와 내측궤도륜의 작동관계를 도시하는 작동상태도.

도17은 본 발명에 따른 제3실시예의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 로울러가 걸림위치결정부에 위치할 때의 내측궤도륜/로울러/리테이너 조립체의 사시도.

도18은 도17의 로울러가 걸림위치결정부에 위치할 때의 로울러와 내측궤도륜의 작동관계를 도시하는 작동상태도.

도19는 판스프링을 부착한 본 발명에 따른 제4실시예의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 리테이너/로울러 조립체의 사시도.

도20은 본 발명에 따른 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 회전체로 사용될 수 있는 다양한 형태의 로울러를 도시한 사시도.

도21은 종래의 로울러형 한방향 클러치 유니트의 단면도.

도22는 상기 도21의 클러치부의 측면 확대도.

도23은 종래의 스프라그에 의해서 작동되는 한방향 클러치 유니트의 단면도.

도24는 상기 도23의 클러치부의 측면 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1,11,21:외측궤도륜 2,12,22:내측궤도륜

3,13,23: 리테이너 4,14,24:회전체(로울러, 볼)

5,15,25:위치결정면 6,16,26:가이드부

7,17,27:경사부 8,18,28:회전체 수용부

9,19,29:풀림위치결정부 10,20,30:걸림위치결정부

31:판스프링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 제1실시예를 도시하는 단면도로서, 본 실시예에서 1열로 이루어진 로울러형의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트는 내측궤도륜(2), 외측궤도륜(1), 상기 내측궤도륜(2)과 외측궤도륜(1) 사이에 개재되며 원둘레를 따라 일정한 간격을 두고 형성된 다수의 회전체 수용부(8)를 포함하는 리테이너(3) 및 상기 회전체 수용부(8)내에서 유지되어 상기 내측궤도륜(2)과 외측궤도륜(1) 사이를 회전이동하는 한 열로 이루어진 다수의 회전체(4, 로울러)를 포함한다. 이하의 도면에서는 동일구성요소에 대하여 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.

도2는 상기 제1실시예의 리테이너의 가이드를 절단한 상태를 도시하는 리테이너/로울러 조립체의 사시도이고, 도3은 상기 도1의 리테이너의 구성을 도시하는 사시도이다. 상기 도면에서는 본 발명의 이해의 편의를 돕기 위하여 내, 외측궤도륜(1, 2)을 생략하여 리테이너/로울러 조립체의 구성만을 도시하였다. 도2에서 회전체(4)를 수용하는 회전체 수용부(8)는 전체적으로는 점선으로 표시된 풀림위치결정부(9)와 걸림위치결정부(10)의 두 부분으로 구획되고, 상기 풀림위치결정부(9)는 회전체(4)의 회전중심축과 평행하며 상기 회전체(4)의 회전이동방향 일측에 형성된 위치결정면(5)을 구비하고, 상기 걸림위치결정부(10)는 위치결정면(5)에 대향하는 위치에 형성된 경사부(7)를 구비하는 데, 상기 경사부(7)는 풀림위치결정부(9)로부터 걸림위치결정부(10)를 향하여 리테이너(3)의 직경방향으로 완만하게 경사져 쐐기형상을 하고 있다.

또한, 상기 풀림위치결정부(9)와 걸림위치결정부(10)는 리테이너(3) 폭의 양단부에 걸쳐 그 원주방향으로 형성된 가이드부(6)에 의해 연결되어 있으므로, 본 실시예에서 회전체 수용부(8)는 대략 직사각형의 개구를 포함한 형상으로 되어 있다. 따라서, 풀림위치결정부(9)는 위치결정면(5)과 가이드(6)부 의해 형성되어 회전체의 풀림 위치가 결정되는 부분이고, 걸림위치결정부(10)는 경사부(7)와 가이드부(6)에 의해 형성되어 회전체의 걸림 위치가 결정되는 부분이다.

상기 회전체(4)는 상기 회전체 수용부(8)내에서 상기 내, 외측궤도륜(1,2)에대하여 상대 이동하여 상기 궤도륜(1,2)의 회전 방향에 따라 회전체(4)가 풀림위치결정부(9)에 위치할 때에는 베어링으로서의 역할을 하고, 걸림위치결정부(10)에 위치하였을 때에는 클러치의 로울러로서의 역할을 하게 된다.

도4 내지 도7은 본 발명에 따른 상기 제1실시예의 일체형 한방향-클러치 유니트가 풀림 또는 걸림 작용을 수행하는 상태를 나타내는 도면으로서 도4는 제1실시예의 로울러가 풀림위치결정부에 위치할 때의 리테이너/로울러 조립체의 사시도 이고, 도5는 도4의 X 방향 종단면도이다. 또한, 도6은 제1실시예의 로울러가 걸림위치결정부에 위치할 때의 리테이너/로울러 조립체의 사시도이고, 도7은 도6의 X 방향 종단면도이다.

도4 및 도5에서 내측궤도륜(2)이 정회전시(도4의 화살표방향, 반시계방향)에 따라 상기 내측궤도륜(2)과 접동하여 회전하는 로울러(4)가 리테이너(3)의 경사부(7)를 타고 반시계방향으로 이동하여 위치결정면(5)과 로울러(4)의 외주가 접하게 되고, 로울러(4)는 풀림위치결정부(9)에 위치한 상태로 리테이너(3)의 위치결정면(5)을 반시계방향으로 밀면서 운동하게 된다. 본 실시예에서의 로울러(4)의 형상은 중앙부위가 볼록한 구면형의 원통형상을 취하고 있으므로 도5에 도시된 바와 같이, 풀림위치결정부(9)에서 리테이너의 직경방향으로 내측궤도륜/로울러/외측궤도륜의 차례로 하중이 전달되므로 리테이너(3)의 외주면은 로울러(4)의 회전에 영향을 미치지 않아 리테이너(3)의 간섭을 받지 않고 로울러(4)가 풀림위치결정부(9)에 유지된 채로 회전하면서 내측궤도륜과(2)와 외측궤도륜(1) 사이를 주행하게된다(즉, 클러치가 풀리게 된다).

역회전시(도6의 화살표방향, 시계방향)에는 도 6 및 도7에 도시된 바와 같이, 로울러(4)가 경사부(7)를 타고 회전하면서 시계방향으로 이동하여 걸림위치결정부(10)로 안내되므로 경사부(7)가 외측궤도륜(1)과 로울러(4)사이에 개재되어 로울러(4)가 회전하지 못하게 되고, 리테이너의 직경방향으로 내측궤도륜/로울러/리테이너/외측궤도륜의 차례로 내측궤도륜(2)의 회전력에 의한 하중이 전달되므로 클러치가 걸리게 된다.

환원하면, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 정회전시의 풀림위치결정부(9)에서는 로울러(4)가 궤도륜(1,2) 사이에서 리테이너(3)와의 간섭 없이 원활한 회전을 할 수 있으나, 반대로 도6 및 도7에서와 같이 역회전시의 걸림위치결정부(10)에서는 로울러(4)가 리테이너(3)와 간섭을 일으켜 걸림 현상이 일어나게 된다.

상기 실시예에서는 구면형의 로울러(4)를 사용하고 있는 관계로 회전체의 양단부가 리테이너와 간섭하도록 리테이너의 가이드부(6) 양측에 형성된 경사부(7)가 도시되어 있으나, 장구형 로울러(도20의 (c))나 아령형 로울러(도20의 (g))를 사용한다면 경사부(7)가 이들 로울러의 형상에 적합하도록 리테이너(3)의 폭 중앙에 위치하도록 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1실시예에서는 회전체(4)로서 로울러가 사용되고 경사부(7)가 쐐기 형상으로 되어 있어서 회전체(4)가 경사부(7)에 올라타도록 되어 있으나 경사부의 두께가 얇아 제작이 곤란하다거나, 파손의 염려가 있다는 문제가 있을 수 있으므로 회전체와 외측궤도륜과의 형상을 고려하여 그 기능 및 형태에 따라 가지 형상을 갖진 회전체를 제작하여 사용할 수도 있다. 회전체로서 로울러의 다양한 형상을 도20에 도시하였다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명하겠다.

도8은 회전체로서 볼을 사용한 경우의 제2실시예의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트의 단면도이다. 본 실시예에 따른 클러치-베어링의 유니트는 외측궤도륜(11), 내측궤도륜(12), 리테이너(13), 리테이너의 외주부에 일정간격을 두고 형성된 회전체 수용부(18)를 포함하며, 회전체로서 볼(14)을 사용한다는 점과 볼의 사용으로 인하여 풀림위치결정부(19) 및 걸림위치결정부(20)의 형상이 회전체로서 로울러를 사용한 제1실시예와는 다소 상이하다는 점 외에는 전술한 제1실시예의 작동원리와 동일하다. 도9는 도8의 클러치-베어링 유니트가 정방향(도9의 화살표방향, 반시계방향)으로 회전할 때의 볼(14)이 풀림위치결정부(19)에 위치하는 상태를 도시하는 리테이너/볼 조립체의 사시도이고, 도10은 도9의 요부 확대 단면도이다.

회전체 수용부(18)는 풀림위치결정부(19)와 걸림위치결정부(20)의 두 부분으로 구획되고 풀림위치결정부(19)는 볼(14)이 유지되어 회전할 수 있도록 볼(14)의 외주부와 일치하도록 대략 구형상으로 만곡된 위치결정부(15)를 구비하고, 걸림위치결정부(20)는 볼(14)이 회전이동하여 안내될 수 있도록 리테이너(13)의 내주면 상에 타원형으로 만곡되는 동시에 풀림위치결정부(19)로부터 걸림위치결정부(20)를 향하여 리테이너의 직경방향으로 완만하게 경사진 경사부(17)를 구비한다. 또한, 상기 풀림위치결정부(19)와 걸림위치결정부(20)는 가이드부(16)에 의해 연결되므로 회전체 수용부(18)의 전체적인 형상은 타원형을 취하게 된다.

따라서, 내측궤도륜(12)이 정방향으로 회전하면 볼(14)은 경사부(17)를 타고회전하면서, 풀림위치결정부(19)를 향하여 회전하면서 이동하여 위치결정면(15)에 접하게 되고(도10), 풀림위치결정부(19)에서 유지된 채로 회전하면서, 궤도륜(11, 12)사이에서 주행하게 되므로 볼(14)은 베어링으로서 기능하게 되고, 클러치는 풀리게 된다.

반대로 도11 및 도12에서와 같이, 내측궤도륜(12)이 역회전시에는 볼(14)이 풀림위치결정부(19)로부터 걸림위치결정부(20)를 향하여 경사부(17)를 타고 회전하면서 이동하게되고 걸림위치결정부(20)에 이르게 되면 볼(17)과 외측궤도륜(11)의 사이에 경사부(17)가 끼어 맞물리게 되므로 회전력에 따른 하중이 내측궤도륜/볼/경사부/외측궤도륜의 순서로 전달되므로 클러치가 걸리게 된다.

도13은 본 발명에 따른 베어링 일체형 한방향 클러치 유니트의 제3실시예의사시도로서, 본 실시예에서는 궤도륜의 회전방향에 따라 로울러(24)의 회전중심축이 궤도륜의 회전중심축과 평행하게 되거나 경사지도록 함으로써 베어링 또는 클러치 역할을 하도록 한 것이다.

본 제3실시예에서, 클러치-베어링 유니트는 외측궤도륜(21), 내측궤도륜(22), 리테이너(23), 리테이너의 외주부에 일정간격을 두고 형성된 다수의 회전체 수용부(28, 도14)및 회전체로서 로울러(24)를 포함한다.

도14는 도13에 도시된 리테이너(23)의 사시도로서 리테이너(23)의 외주부에 일정간격을 두고 형성된 회전체 수용부(28)는 풀림위치결정부(29)와 걸림위치결정부(30)의 두 부분으로 구획되고, 상기 제1및 제2실시예서와 마찬가지로 풀림위치결정부(29)는 회전체(24)의 회전축과 평행하게 형성된 위치결정면(25)을 구비하고,풀림위치결정부(30)는 경사부(28)를 구비하며, 이들 풀림위치결정부(29)와 걸림위치결정부(30)는 각각 가이드부(26)에 의하여 연결되어 전체적으로 상기 회전체 수용부(28)는 직각사다리꼴 형상을 갖게 된다. 이 때 상기 경사부(29)는 상기 제1실시예 및 제2실시예와는 달리 리테이너의 원주방향으로 리테이너의 회전축과 소정각도(θ)만큼 경사지도록 되어 있다.

도15는 도13의 클러치-베어링 유니트가 정방향(도15의 화살표방향, 시계방향)으로 회전할 때의 로울러(24)가 풀림위치결정부(29)에 위치하는 상태를 도시하는 내측궤도륜/로울러/리테이너 조립체의 사시도이고, 도16은 풀림위치결정부(29)에서의 로울러(24)와 내측궤도륜(22)의 작동관계를 도시하는 작동상태도이다. 내측궤도륜(22)이 시계방향으로 회전할 때 로울러(24)도 풀림위치결정부(29)를 향하여 회전이동하게 되고 풀림위치결정부(29)의 위치결정면(25)에 로울러(24)의 외주가 접하게 되면 이 위치에서 도16에 도시한 바와 같이, 내측궤도륜(22)과 로울러(24)의 회전축이 평행하게 되어 로울러(24)는 풀림위치결정부(29)에서 유지된 채로 회전하여 궤도륜 사이를 주행하게 되므로 클러치는 풀리게 되고 로울러(24)는 베어링의 역할을 하게 된다.

도17은 도13의 클러치-베어링 유니트가 역방향(도17의 화살표방향, 반시계방향)으로 회전할 때의 로울러(24)가 걸림위치결정부(30)에 위치하는 상태를 도시하는 내측궤도륜/로울러/리테이너 조립체의 사시도이고, 도18은 걸림위치결정부(29)에서의 로울러(24)와 내측궤도륜(22)의 작동관계를 도시하는 작동상태도이다.

내측궤도륜(22)이 역방향(화살표방향)으로 회전하면 로울러(24)는 풀림위치결정부(29)에서 걸림위치결정부(30)를 향하여 회전이동하는 데, 이 때 경사부(27)가 리테이너의 원주 방향으로 내측궤도륜(22)의 회전중심축과 소정각도(θ) 만큼 경사져 있으므로 경사부(27)에서 로울러(24)의 일단이 접하게 되면 그 접촉부를 중심으로 로울러(24)의 회전축도 소정각도(θ)만큼 선회하여 로울러(24)는 내측궤도륜의 회전중심축과 소정각도(θ)만큼 경사지게 되므로(도18) 걸림위치결정부(30)에서 로울러(24)가 내측궤도륜(22)과 외측궤도륜(21)사이에 끼어 로울러(24)는 회전을 하지 않으므로 회전력에 의한 하중이 내측궤도륜으로부터 외측궤도륜으로 전달되어 내측궤도륜(22), 로울러(24), 외측궤도륜(21)이 일체로 회전한다.(즉, 클러치가 걸리게 된다).

도19는 본 발명에 따른 한 방향 클러치 베어링 유니트의 제4실시예의 리테이너/베어링 조립체의 사시도로서, 로울러(24)의 클러치 효과를 증가시키기 위해 판스프링(31)을 회전체 수용부 내의 위치결정면(25) 부근에 설치한 구성을 도시하고 있다. 도19에서 도시도지 않은 내측궤도륜(22)이 정방향(시계방향)으로 회전할 시에는 상기 판스프링(31)이 탄성압축되고, 역방향(반시계방향)으로 회전시는 로울러(24)에 탄성반발력을 가하도록 되어 있다.

상기 실시예에서는 판스프링이 예시되었으나 필요에 따라 용수철 스프링이나 기타의 탄성부재를 제1 내지 제4실시예에 설치하는 것도 본 발명의 기술사상의 범위 내에 포함되는 것임은 물론이다.

상기 제1실시예 및 제2실시예에서는 내측궤도륜의 회전력이 외측궤도륜에 전달되어 클러치가 걸리게 되는 경우를 설명하였으나 반대로 외측궤도륜의 회전력이내측궤도륜에 전달되어 클러치가 걸리도록 설계를 변경하는 것도 본 발명의 기술사상의 범위 내에 포함되는 것임은 물론이다.

상기한 실시예에서는 회전체로서 로울러, 볼을 사용한 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하였으나, 이외에도 도20의 (a) 내지 (g)에 도시된 바와 같은 다양한 형태의 로울러가 사용될 수도 있다. 도20에서는 구면 로울러(a), 원통형(또는 니이들형)로울러(b), 장구형 로울러(c), 그 밖의 2단 로울러(e-g)등이 도시되어 있다. 이들 모두는 1개의 로울러로서 베어링의 회전체 역할과 클러치의 스프라그의 회전체 역할을 동시에 수행할 수 있다.

또한, 회전체 수용부의 형상은 도20에 도시된 회전체가 회전체 수용부내에서 원활하게 접동하여 회전이동할 수 있도록 사다리꼴, 타원형, 역타원형, 테이퍼형으로 설계될 수 있으며, 이러한 설계변경은 상기 실시예에 의해 개시된 기술 사상으로부터 당업자라면 극히 용이하게 수행할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 실시예에서 회전체 또는 리테이너의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재, 합금 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 한 바와 같이, 본 발명의 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트에 의하면, 1 열의 회전체만으로도 클러치와 베어링의 역할을 동시에 수행하도록 하는 것이 가능하게 되어, 궤도륜이 정방향으로 회전시에는 회전체가 베어링으로써의 역할을 하고 역방향으로 회전시에는 회전체가 클러치의 로울러 또는 스프라그의 역할을 수행하게 됨으로써, 기존의 한방향 클러치에서 하중의 지지를 위해 별도의 베어링을 동시에 설치해야 하던 문제점을 극복하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트에 의하면 1열의 회전체만을 사용하므로 전동 수를 반 이상으로 줄일 수 있어 원가를 절감할 수 있으며, 조립되는 회전체 수가 적어지므로 조립의 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 베어링과 클러치부의 폭을 최대 40%정도 줄일 수 있으므로 제품의 크기를 줄일 수 있는 효과를 발휘하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 일체형 한방향 클러치-베어링 유니트에 의하면 상기한 효과에 의해 동력전달 기계장치의 소형화, 다기능화에 기여할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 정방향으로 회전할 때에는 베어링으로 기능하고, 역방향으로 회전할 때에는 클러치로서 기능하는 일방향 클러치-베어링 유니트에 있어서,

   외측궤도륜;

   상기 외측궤도륜의 내부에 위치하는 내측궤도륜;

   그 원주를 따라 소정의 간격을 두고 형성되어 다수의 회전체를 각각 수용하되, 상기 수용된 회전체가 정방향으로 회전할 때에 위치하는 풀림위치결정부와, 역방향으로 회전할 때에 위치하는 걸림위치결정부를 각각 구비하는 다수의 회전체 수용부와 그 원주를 따라 형성된 가이드부를 포함하여, 상기 외측궤도륜 및 상기 내측궤도륜 사이에 개재되는 리테이너; 및

   상기 회전체 수용부의 풀림위치결정부에서는 상기 내측 및 외측궤도륜의 사이에서 회전하여 상기 내측 및 외측궤도륜의 하중을 받으며, 상기 걸림위치결정부에서는 상기 내측 및 외측궤도륜 사이에 맞물려 궤도륜 상호간에 회전력을 전달하는 다수의 회전체를 포함하는

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 풀림위치결정부는 상기 회전체의 이동방향에 대략 수직방향으로 형성된 위치결정면을 포함하고,

   상기 걸림위치결정부는 상기 위치결정면에 대향하는 위치에 상기 풀림위치결정부로부터 상기 걸림위치결정부를 향하여 상기 리테이너의 직경방향으로 경사져 형성된 경사부를 포함하는

   일체형 한방향 클러치 베어링 유니트.
3. 제2항에 있어서.

   상기 경사부는 상기 풀림위치결정부로부터 상기 걸림위치결정부를 향하여 리테이너의 직경방향으로 경사진 쐐기형상인

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.
4. 제1항에 있어서,

   상기 걸림위치결정부는 상기 내측궤도륜의 회전중심축에 대하여 상기 리테이너의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사진

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전체의 형상은 구형, 구면원통형, 원통형, 니이들형, 장구형 또는 2단형인

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.
6. 제5항에 있어서,

   상기 회전체 수용부의 형상은 사다리꼴, 타원형, 역타원형, 테이퍼형인

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.
7. 제6항에 있어서,

   상기 회전체의 회전이동방향으로 탄성반발력을 가하기 위한 탄성부재가 상기 풀림위치결정부의 위치결정면 또는 상기 걸림위치결정부의 경사부에 설치된

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.
8. 제7항에 있어서,

   상기 회전체 또는 리테이너의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재, 합금 또는 이들의 조합으로 이루어진

   일체형 한방향 클러치-베어링 유니트.