KR20060087650A - 일렬 양방향 클러치 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렬의 회전체만으로 베어링 또는 클러치의 역할을 동시에 수행할 수 있는 양방향 클러치-베어링를 제공한다.

이러한 본 발명의 목적은 외측궤도륜과 내측궤도륜 사이에 배치되는 회전체, 소정의 간격을 두고 회전체 수용부가 형성된 유지기, 유지기와 탄성 결합하고 유지기에 대해 회전 방향으로 이동 가능한 걸림부재, 걸림부재의 회전 속도를 조절하는 제어수단을 설치하여, 걸림부재의 위치에 따라 회전체가 상기 회전체 수용부 내의 풀림위치결정부에 위치하면 베어링의 역할을, 걸림위치결정부에 위치하면 클러치의 로울러 또는 스프라그의 역할을 함으로써 달성된다.

클러치, 일방향(한방향), 양방향, 베어링

Description

일렬 양방향 클러치 베어링{TWO WAY CLUTCH BEARING}

도 1은 본 발명에 따른 링형 양방향 클러치-베어링의 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 링형 양방향 클러치-베어링의 단면도로서,

a)는 원주방향으로 조절되는 일방향 클러치의 방향설정 캡을 갖고 걸림위치결정부재가 외측궤도륜에 설치된 단면도.

b)는 축방향으로 조절되는 일방향 클러치의 방향설정 캡을 갖고 걸림위치결정부재가 외측궤도륜 및 내측궤도륜에 설치된 단면도.

c)는 축방향으로 조절되는 일방향 클러치의 방향설정 캡을 갖고 서로 다른 방향으로 이동하는 2개의 걸림위치결정부재가 외측궤도륜에 설치된 단면도

도 3은 본 발명에 따른 링형 양방향 클러치-베어링의 걸림위치결정부재의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 링형 양방향 클러치-베어링의 외측궤도륜과 회전체, 걸림위치결정부재가 풀림 또는 걸림 작용을 수행하는 상태도.

도 5는 본 발명에 따른 방사형 양방향 클러치-베어링의 측면도로서 베어링으로 작동되는 상태의 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 방사형 양방향 클러치-베어링의 측면도로서 일방향클러치로 작동되는 상태의 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 방사형 양방향 클러치-베어링의 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 일체형 한방향 클러치-베어링의 회전체로 사용될 수 있는 다양한 형태의 회전체를 도시한 사시도.

도 9는 종래의 로울러형 한방향 클러치의 단면도.

도 10은 상기 도9의 클러치부의 측면 확대도.

본 발명은 동력 전달 기기로서의 양방향 클러치(TWO-WAY CLUTCH)에 관한 것으로서 특히, 일렬로 이루어진 회전체만으로 클러치 또는 베어링의 역할을 동시에 수행하도록 한 일렬 양방향 클러치 베어링에 관한 것이다.

동력전달 수단으로서 한방향 클러치(ONE-WAY CLUTCH)와 양방향 클러치가 많이 사용되고 있으며, 점차 이 클러치는 주변 부품과 함께 일체화 되는 경향을 보이고 있다. 도9는 종래의 로울러형 한 방향 클러치 유니트의 단면도로서 클러치부(42)와 베어링부(41)가 병설된 한방향 클러치-베어링의 구성을 도시하고 있다. 도9에 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 설치되는데, 이것은 클러치 부분에서 하중을 지지하지 못하기 때문이다.

따라서 기존의 한방향 또는 양방향 클러치 유니트는를 회전 기기에 사용시에 는 하중의 지지를 위해서 클러치와 베어링이 동시에 장착되어야 하므로 회전체가 2열내지 3열의 형식으로 되어야만하였다. 이로써, 제품제작에 부품이 많이 소요되어 원가상승, 조립공정 수의 증가로 인한 조립효율의 저하 및 제품크기가 증가한다는 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서,

본 발명의 목적은 일렬의 회전체만으로 클러치와 베어링의 역할을 동시에 수행하는 일체형 양방향 클러치 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 한방향 클러치의 걸림방향 선택이 가능한 일체형 양방향 클러치 베어링을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 걸림방향의 회전을 저지하는 클러치가 걸림방향의 회전을 위해 해제 가능한 일체형 양방향 클러치 베어링을 제공하는 데 있다.

상기와 같이 클러치 기능과 양방향 베어링 기능을 동시에 갖는 새로운 기초 기계 요소를 "클러링(CLURING)"이라 부르기로 한다.(이하 클러링)

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 청구항 1에 따르면, 회전이 저지될 때에는 클러치로 작동하고 회전이 허용될 때에는 베어링으로 작동하는 클러치-베어링에 있어서, 외측궤도륜; 상기 외측궤도륜의 내부에 위치하는 내측궤도륜; 상기 궤도륜의 원주를 따라 소정의 간격을 두고 형성되어 다수의 회전체를 각각 수용하되 상기 수용된 회전체가 회전을 허용할 때에 위치하는 풀림위치결정부와 회전을 저지할 때에 위치하는 걸림위치결정부를 양방향으로 구비하는 개구를 포함하는 다수의 회전체 수용부;와 그 원주를 따라 형성된 가이드부;를 포함하여 상기 외측궤도륜 및 상기 내측궤도륜 사이에 위치하는 유지기; 및, 상기 회전체 수용부의 풀림위치결정부에서는 상기 내측 및 외측궤도륜의 사이에서 이들에 접하여 상대회전하고, 상기 걸림위치결정부에서는 상기 내측궤도륜과 상기 외측궤도륜 사이에 맞물려 궤도륜 상호간에 회전력을 전달하는 다수의 회전체;를 포함하며, 상기 걸림위치결정부는 상기 궤도륜의 회전중심축에 대하여 상기 유지기의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사진 것;을 포함하여 회전이 저지될 때에는 클러치로 작동하고 회전이 허용될 때에는 베어링으로 작동하는 일체형 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 따르면, 궤도륜에 단이 진 턱을 형성하고, 다수의 회전체와 궤도륜의 단이진 턱 사이에 링형상의 하나 이상의 걸림위치결정부재를 설치하되, 궤도륜의 회전중심축에 대하여 유지기의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사진 걸림위치결정부를 각각의 회전체에 대향하여 갖고, 걸림위치결정부재가 유지기의 풀림위치결정부에 대하여 원주방향으로 걸림위치까지 이동가능한 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 3에 따르면, 궤도륜의 회전중심축에 대하여 유지기의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사진 끝단을 갖는 걸림위치결정부를 방사형으로 하나 이상 갖는 걸림위치결정부재가 유지기의 풀림위치결정부에 대하여 원주방향으로 걸림위치까지 이동가능한 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 4에 따르면, 걸림위치결정부재와 결합하고 유지기의 원주를 따라 소정의 간격을 두고 배치되어 유지기에 지지되는 다수의 핀부재가 유지기 상에서 각각의 핀부재가 같이 회전하게 링부재와 결합하여 핀부재의 회전에 의해 걸림위치결정부재가 풀림위치와 걸림위치 사이를 이동하는 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 5에 따르면, 핀부재와 링부재의 결합은 유지기에 의해 지지되고 유지기에서 돌출된 핀부재 상의 피니언과 그와 치합하는 링기어, 링기어에서 확장된 일방향 클러치 방향 설정래버를 포함하여 클러치 작동 방향을 전환할 수 있는 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 6에 따르면, 핀부재와 링부재의 결합은 유지기에 의해 지지되고 유지기에서 돌출된 핀부재 상의 캠부재와 그와 치합하는 링부재, 링부재에서 확장된 일방향 클러치 방향 설정래버를 포함하여 클러치 작동 방향을 전환할 수 있는 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 7에 따르면, 유지기에 대한 링부재의 회전에 의해 핀부재의 회전이 같거나 서로 다르게 회전하도록 캠부재와 링부재가 치합하는 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 8에 따르면, 유지기에 지지되는 핀부재와 걸림위치결정부재의 결합은, 유지기 내에 형성된 핀부재 상의 캠부재가 유지기에 대한 핀부재의 회전에 의해 걸림위치결정부재가 같거나 서로 다르게 회전하도록 걸림위치결정부재가 치합하는 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 9에 따르면, 상기 회전체와 상기 걸림위치결정부가 탄성접촉하도록 링부재와 걸림위치결정부재 사이 어느 한 곳에 양방향으로 탄성반발력을 가하기 위한 탄성부재가 설치된 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 10에 따르면, 걸림위치결정부는 탄성체로서 유지기의 원주를 따라 소정의 간격을 두고 배치된 다수의 핀부재를 축의 중심 방향으로 이동하도록 형성된 링부재에 의해 핀부재가 축방향 이동하고, 그것에 의해 걸림위치결정부재가 풀림위치와 걸림위치 사이를 이동하는 일렬 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 11에 따르면, 상기 회전체의 형상은 구형, 구면형, 원통형, 니이들형, 장구형 또는 2단형인 일체형 양방향 클러치 베어링 유니트가 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 12에 따르면, 상기 회전체 또는 유지기의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재, 합금 또는 이들의 조합으로 이루어진 일체형 양방향 클러치-베어링가 제공된다.

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

도1은 본 발명에 따른 일렬 양방향 클러치-베어링의 제1실시예를 도시하는 단면도이다, 본 실시예에서 1열로 이루어진 로울러형의 일렬 양방향 클러치-베어링는 내측궤도륜(2) 외측궤도륜(1), 상기 내측궤도륜(2)과 외측궤도륜(1) 사이에 개재되며 원둘레를 따라 일정한 간격을 두고 형성된 다수의 회전체 수용부(32)를 포함하는 유지기(3) 및 상기 회전체 수용부(32)내에서 유지되어 상기 내측궤도륜(2)과 외측궤도륜(1) 사이를 회전이동하는 한열로 이루어진 다수의 회전체(4, 로울러) 를 포함한다. 또한 외측궤도륜(1)에 단이진 턱(11)이 형성되어 로울러(4)와 외측궤도륜(1) 사이의 공간에 로울러(4)와 접촉하여 회전을 저지하는 걸림위치결정부(331)를 갖는 링형의 걸림위치결정부재(33)와 그것을 유지기(3)에 대해 원주방향으로 이동하도록 하는 캠(51)을 갖는 핀(5)을 포함한다. 이하의 도면에서는 동일구성요소에 대하여 동일한 참조 부호를사용하여 설명한다.

도 2는 상기 제 1실시예의 링형 양방향 클러치-베어링의 단면도로서, a)는 원주방향으로 조절되는 일방향 클러치의 방향설정 캡(6)을 갖고 걸림위치결정부재가 외측궤도륜(1)에 설치된 유니트의 단면도이며, b)는 축방향으로 조절되는 일방향 클러치의 방향설정 캡(62)을 갖고 걸림위치결정부재가 외측궤도륜() 및 내측궤도륜(2)에 설치된 유니트의 단면도이며, c)는 축방향으로 조절되는 일방향 클러치의 방향설정 캡(62)을 갖고 서로 다른 방향으로 이동하는 2개의 걸림위치결정부재가 외측궤도륜(1)에 설치된 유니트의 단면도이다. 또한 도 3은 본 발명에 따른 링형 양방향 클러치-베어링의 걸림위치결정부재의 측면도이다.

회전체(4)를 수용하는 회전체 수용부(32)는 풀림위치결정부(311)와 걸림위치결정부재(33)의 두 부분으로 분리되고, 상기 풀림위치결정부(311)는 회전체(4)의 회전중심축과 평행하며 상기 회전체(4)의 회전이동방향 양측에 형성된 위치결정면(311)을 구비하고, 상기 걸림위치결정부(331)는 걸림위치결정부재(33) 상에서 위치결정면에 대향하는 위치에 형성된 경사부(331)를 구비하는 데, 상기경사부는 유지기(3)의 직경방향으로 완만하게 경사져 쐐기형상을 하고 있다.

또한, 상기 풀림위치결정부(311)와 걸림위치결정부(331)는 유지기(3) 폭의 양단부에 걸쳐 그 원주방향으로 형성된 가이드부(32)에 의해 결합되어 있으므로, 본 실시예에서 회전체 수용부(32)는 대략 직사각형의 개구를 포함한 형상으로 되어 있다. 따라서, 풀림위치결정부(311)는 위치결정면(311)과 가이드(32)부 의해 형성되어 회전체의 풀림 위치가 결정되는 부분이고, 걸림위치결정부(331)는 유지기에 대해 원주방향으로 이동 가능하게 결합된 링형의 걸림위치결정부재 상의 경사부(331)와 가이드부(32)에 의해 형성되어 회전체의 걸림 위치가 결정되는 부분이다.

상기 회전체(4)는 상기 회전체 수용부(32)내에서 유지기에 대해 상대적으로 이동하지 않고 회전하게 설치된다. 상기 유지기에 대하여 걸림위치결정부재가 상대 이동하여 걸림위치결정부가 회전체와 접촉하지 않게 위치하거나 회전체의 진행 방향 앞쪽에서 접촉하게 위치할 때에는 베어링으로서의 역할을 하고, 회전체의 진행 방향 뒤쪽에서 접촉하게 위치할 때에는 클러치의 로울러로서의 역할을 하게 된다.

도 3과 4를 참고로 본 발명에 따른 링형 양방향 클러치-베어링의 외측궤도륜(1)과 회전체, 걸림위치결정부재가 풀림 또는 걸림 작용을 수행하는 상태를 설명한다.

걸림방향을 설정하기 위해 방향 설정 레버를 이동하면, 유지기에 지지되어 있는 핀은 회전하고 그에 따라 걸림위치결정부재는 원주 방향으로 이동하여 걸림위치결정부가 로울러와 탄성접촉하게 된다. 상기 내측궤도륜(2)이 접동하여 회전하는 로울러(4)와 걸림위치결정부재가 접촉한 반대 방향으로 회전하게 되면, 내측궤도륜(2)과 접촉한 로울러는 걸림위치결정부를 밀어내는 방향으로 회전하게 되어 걸림위치결정부재를 밀어내며 회전하여 베어링의 역할을 한다. 또한 걸림방향이 설정되지 않은 중립 상태에서는 걸림위치결정부가 로울러와 접촉하지 않아 베어링의 역활을 한다.

풀림위치(9)에서 유지기의 직경방향으로 내측궤도륜/로울러/외측궤도륜의 차례로 하중이 전달되므로 유지기(3)의 외주면은 로울러(4)의 회전에 영향을 미치지 않아 유지기(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).

역으로 내측궤도륜(2)이 로울러와 걸림위치결정부재가 접촉한 방향으로 회전하게 되면, 내측궤도륜(2)과 접촉하여 회전하는 로울러는 걸림위치결정부와 탄성접촉하면서 로울러(4)가 경사부(7)를 타고 회전하면서 이동하여 걸림위치결정부(10)로 안내되므로 경사부(7)가 외측궤도륜(1)과 로울러(4)사이에 개재되어 로울러(4)가 회전하지 못하게 되고, 유지기의 직경방향으로 내측궤도륜/로울러/유지기/외측궤도륜의 차례로내측궤도륜(2)의 회전력에 의한 하중이 전달되므로 클러치가 걸리게 된다.

다시 내측궤도륜(2)이 로울러와 걸림위치결정부재가 접촉한 반대 방향으로 회전하게 되면, 경사진 걸림위치결정부를 올라타고 있던 로울러는 외측궤도륜(1)과 결합된 걸립위치결정부재를 굴러내려와 외측궤도륜과 접촉 회전하게 된다. 동시에 걸림위치결정부재는 탄성에 의해 외측궤도륜과 분리되고 로울러와 탄성접촉하게 된다. 즉 쐐기형태로 결합되었던 로울러는 회전하게되어 외측궤도륜(1)과 내측궤도륜(2)의 결합은 해체되고 베어링으로 작동하게 된다.

상기 실시예에서는 구면형의 로울러(4)를 사용하고 있는 관계로 회전체의 양단부가 유지기와 간섭하도록 유지기의가이드부(6) 양측에 형성된 단이진 턱(7)이 도시되어 있으나, 장구형 로울러(도8의 (c))나 아령형 로울러(도8의 (g))를 사용한다면 경사부(7)가 이들 로울러의 형상에 적합하도록 유지기(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.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명하겠다.

도 5는 걸림위치결정부재로서 방사형 탄성체를 사용한 경우의 제2실시예의 일렬 양방향 클러치-베어링의 측면도로서 베어링으로 작동되는 상태의 측면도이며, 도 6은 일방향클러치로 작동되는 상태의 측면도이다. 본 실시예에 따른 클러치-베어링의 유니트는 외측궤도륜(1), 내측궤도륜(2), 유지기(3), 유지기의 외주부에 일정간격을 두고 형성된 회전체 수용부(32)를 포함하며, 걸림위치결정부재로서 방사형 탄성체를 사용한다는 점과 그것의 사용으로 인하여 풀림위치결정부(311) 및 걸림위치결정부(341)의 형상이 걸림위치결정부재로서 링형부재를 사용한 제1실시예와는 다소 상이하다는 점 외에는 전술한 제1실시예의 작동원리와 동일하다. 도 7은 방사형 양방향 클러치-베어링의 단면도이다.

일방향 클러치의 걸림방향을 설정하기 위해 방향 설정 레버(62)를 이동하면, 유지기에 지지되어 있는 핀(5)은 회전하고 그에 따라 걸림위치결정부재(34)는 원주 방향으로 이동하여 걸림위치결정부(341)가 로울러(4)와 탄성접촉하게 된다. 상기 내측궤도륜(2)이 접동하여 회전하는 로울러(4)와 걸림위치결정부재가 접촉한 반대 방향으로 회전하게 되면, 내측궤도륜(2)과 접촉한 로울러는 걸림위치결정부(341)를 밀어내는 방향으로 회전하게 되어 걸림위치결정부재를 밀어내며 회전하여 베어링의 역할을 한다. 또한 걸림방향이 설정되지 않은 중립 상태에서는 걸림위치결정부가 로울러와 접촉하지 않아 베어링의 역활을 한다.

풀림위치(9)에서 유지기의 직경방향으로 내측궤도륜/로울러/외측궤도륜의 차례로 하중이 전달되므로 유지기(3)의 외주면은 로울러(4)의 회전에 영향을 미치지 않아 유지기(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).

역으로 내측궤도륜(2)이 로울러와 걸림위치결정부재(34)가 접촉한 방향으로 회전하게 되면, 내측궤도륜(2)과 접촉하여 회전하는 로울러는 걸림위치결정부와 탄성접촉하면서 로울러(4)가 경사부(7)를 타고 회전하면서 이동하여 걸림위치결정부(10)로 안내되므로 경사부(7)가 외측궤도륜(1)과 로울러(4)사이에 개재되어 로울러(4)가 회전하지 못하게 되고, 유지기의 직경방향으로 내측궤도륜/로울러/유지기/외측궤도륜의 차례로내측궤도륜(2)의 회전력에 의한 하중이 전달되므로 클러치가 걸리게 된다.

다시 내측궤도륜(2)이 로울러와 걸림위치결정부재(34)가 접촉한 반대 방향으로 회전하게 되면, 경사진 걸림위치결정부(341)를 올라타고 있던 로울러는 외측궤도륜(1)과 결합된 걸림위치결정부재(341)를 굴러내려와 외측궤도륜(1)과 접촉 회전하게 된다. 동시에 걸림위치결정부재(34)는 탄성에 의해 외측궤도륜과 분리되고 로울러와 탄성접촉하게 된다. 즉 쐐기형태로 결합되었던 로울러(4)는 회전하게되어 외측궤도륜(1)과 내측궤도륜(2)의 결합은 해체되고 베어링으로 작동하게 된다.

상기 제1실시예 및 제2실시예에서는 내측궤도륜(2)의 회전력이 외측궤도륜(1)에 전달되어 클러치가 걸리게 되는 경우를 설명하였으나 반대로 외측궤도륜의 회전력이 내측궤도륜에 전달되어 클러치가 걸리도록 설계를 변경하는 것도 본 발명의 기술사상의 범위 내에 포함되는 것임은 물론이다.

상기한 실시예에서는 회전체로서 로울러를 사용한 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하였으나, 이외에도 도8의 (a)내지 (g)에 도시된 바와 같은 다양한 형태의 로울러 및 볼이 사용될 수도 있다. 도8에서는 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 도8에 도시된 회전체가 회전체 수용부 내에서 원활하게 접동하여 회전이동할 수 있도록 사다리꼴, 타원형, 역타원형, 테이퍼형으로 설계될 수 있다.

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

이상 본 발명을 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다음의 청구범위에 한정되는 바와 같은 본 발명을 제조하기 위한 다양한 대안적인 설계 및 실시 예들을 알 수 있을 것이다. 청구범위의 범위 및 사상 내에 있는 이러한 실시 예 및 변형 예들 모두 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.

상기 한 바와 같이, 본 발명의 일체형 클러치-베어링에 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 되는 일방향 클러치에 방향전환 기능 외에 양방향 베어링 기능 및 양방향 잠금(Locking) 기능을 수행하게 됨으로써, 한방향 및 양방향 클러치의 복합기능과 기존의 한방향 및 양방향 클러치에서 하중의 지지를 위해 별도의 베어링을 동시에 설치해야 하던 문제점을 극복하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 일체형 클러치-베어링에 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 줄일 수 있으므로 제품의 크기를 줄일 수 있다.

Claims (30)

1. 궤도륜을 갖는 제1회전부재;

   상기 제1회전부제에 대향하는 궤도륜을 갖는 제2회전부재;

   상기 두 궤도륜 사이에서 끼워맞춤되어 궤도륜 상호간에 회전력(토오크)을 전달하거나 이들에 접하여 상대 회전하는 다수의 회전체;

   상기 두 궤도륜 사이에서 상기 다수의 회전체를 수용하고 그 것의 간격을 유지하는 유지기;

   상기 궤도륜 상호간의 회전을 허용하는 중립위치를 유지함과 동시에, 중립위치에서 끼워맞춤위치까지 유지기에 대해 상대회전할 수 있게 상기 유지기와 탄성결합하고, 끼워맞춤위치에서 회전체가 궤도륜 상호간에 회전력(토오크)을 전달하는 것을 유도하는 환상체인 걸림부재;로 구성되는 클러치베어링.
2. 제1항에 있어서, 상기 걸림부재가 중립위치에서 걸림위치까지 유지기에 대해 상대회전하는 것과 상기 걸림부재가 유지기와 같이 회전하는 중립위치를 허용하는 것을 상기 걸림부재와 접촉하여 제어하는 제어수단;을 더 포함하는 클러치베어링.
3. 제2항에 있어서, 상기 걸림부재는 걸림위치에서 회전체와 접촉하고, 동시에 회전체의 가압에 의해 걸림부재가 변형되어 제1회전부재와 접촉함으로써, 회전체와 제1회전부재 사이의 걸림부재가 회전방향 쐐기로 끼워맞춤되어 토오크를 전달하고, 이 때에 위치하는 걸림위치결정부는 상기 궤도륜의 회전중심축에 대하여 상기 걸림부재의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사지고 양방향으로 형성된 탄성체인 것;을 특징으로 하는 클러치베어링.
4. 제3항에 있어서, 상기 걸림부재는 회전체를 비켜 배치된 환상체;와

   상기 회전체와 제1회전부재의 궤도륜 사이에서 환상체로부터 확장되어 걸림위치결정부의 경사진 끝단을 갖는 하나 이상의 걸림날개;를 포함하는 클러치베어링.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 다수의 회전체와 제1회전부재의 궤도륜 사이에서 회전체와 제1회전부재의 궤도륜이 협조하여 제1회전부재의 궤도륜의 주면을 따라 형성된 환상공간;

   상기 회전체와 제1회전부재의 궤도륜 사이에서 걸림위치결정부의 경사진 끝단을 갖는 하나 이상의 걸림날개;

   상기 걸림날개의 전부 또는 일부가 상기 환상공간을 따라 확장되고 결합하여 환상체를 이루는 걸림부재;를 포함하는 클러치베어링.
6. 제2항에 있어서, 상기 걸림부재가 회전체와 제1회전부재에 끼워맞춤되지 않고 동축선 상에 있도록 걸림부재와 유지기 사이에서 회전체의 회전을 허용하는 중립위치를 유지함과 동시에, 제어수단에 의해 설정토오크를 초과하는 회전력이 부여 되었을 때 걸림부재가 중립위치에서 끼워맞춤위치까지 탄성변형하는 다수의 토오크 설정 걸림탄성부재;를 더 포함하는 클러치베어링.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 제1회전부재가 장착되어 제1회전부재와 상대적으로 고정 결합하는 고정측;

   상기 제1회전부재 또는 고정측에 설치되고, 상기 걸림부재와 결합하여 걸림부재의 회전을 저지하고, 걸림부재와 분리되어 걸림부재의 회전을 허용하는 회전저항부재;를 포함하는 클러치베어링.(회전저항부재는 브레이크 슈)

   걸림탄성부재의 토오크 설정 이상의 토오크로
8. 제6항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 제1회전부재가 장착되어 제1회전부재와 상대적으로 고정 결합하는 고정측;

   상기 제1회전부재 또는 고정측에 설치되고, 상기 걸림부재와 결합하여 걸림부재와 같이 회전하는 상기 고정측 상의 회전체인 회전저항부재;

   상기 회전저항부재를 가압하여 회전저항을 제어하는 가압부재;를 더 포함하는 클러치베어링.
9. 제8항에 있어서, 상기 회전저항부재는,

   중립위치에서 걸림부재와 걸림탄성부재의 토오크 설정 이상의 토오크로 결합하여 걸림부재에 회전저항을 제공하고 일정 각도 만큼 회전하면 결합이 해지되어 회전저항을 제공하지 않는 편심캠;

   상기 편심캠을 걸림부재와 결합하는 중립위치에 있게 양방향 지지하되 걸림탄성부재의 토오크 설정 이하의 회전저항을 제공하는 탄성부재;

   상기 중립위치에서 캠의 한쪽 방향 회전에 대해 상기 편심캠의 회전을 저지하거나 걸림부재에 설정 토오크 이상의 회전 저항을 가하는 제1가압부재;

   상기 중립위치에서 캠의 반대쪽 방향 회전에 대해 편심캠의 회전을 저지하거나 걸림부재에 설정 토오크 이상의 회전 저항을 가하는 제2가압부재;로 구성되고,

   제1가압부재와 제2가압부재 중 어느 하나가 상기 편심캠을 가압할 때 일방향 클러치로 작동하고, 상기 가압부재가 같이 상기 편심캠을 가압할 때 양방향 회전을 저지하고, 상기 두 가압부재가 상기 편심캠을 가압하지 않을 때 베어링으로 작동하는 클러치베어링.
10. 제6항에 있어서, 유지기와 같이 회전하는 상기 걸림부재와 상기 회전저항부재 사이에 걸림탄성부재의 설정토오크를 초과하는 회전력이 발생하면, 걸림부재는 제1회전부재의 회전 속도와 같게 회전하여 유지기에 대해 회전방향으로 상대회전하고, 걸림위치에서 걸림부재를 회전체가 접촉하여 올라타며, 동시에 회전체의 가압에 의해 걸림부재가 변형되어 제1회전부재와 접촉함으로써, 회전체와 제1회전부재 및 제2회전부재가 걸림부재의 회전방향 쐐기로 끼워맞춤되어 회전이 저지되고, 반대 방향의 회전에 대해 회전체가 걸림부재를 타고 내려와 회전하고 걸림부재는 걸림탄성부재에 의해 중립으로 위치하는 클러치베어링.
11. 제3항에 있어서, 상기 걸림부재의 걸림위치결정부는 상기 궤도륜의 회전중심축에 대하여 상기 걸림부재의 원주방향으로 소정각도 만큼 경사지고 각각의 회전체와 결합하는 경사면이고, 링형 또는 다각형으로 형성되어 각각의 곡면 또는 평면이 끼워맞춤면으로 제공되는 클러치베어링.
12. 제11항에 있어서, 각각의 회전체에 대향하는 각각의 곡면 또는 평면과 제1회전부재에 대향하는 원주면을 갖고, 상기 각각의 회전체 또는 제1회전부재에 대향하는 면 중 적어도 하나가 중심축과 각을 이루는 축방향 경사면을 하나 이상 갖는 걸림부재;를 포함하는 클러치베어링.
13. 제12항에 있어서, 걸림부재를 축방향으로 이동하게 제어하는 상기 제어수단;

    상기 제어수단에 의해 축방향 이동하고 유지기와 같이 회전하는 걸림부재를 수용할 수 있게 상기 다수의 회전체와 제1회전부재의 궤도륜 사이에서 회전체와 제1회전부재의 궤도륜이 협조하여 제1회전부재의 궤도륜의 주면을 따라 형성된 환상공간;

    상기 걸림부재의 경사면에 대향하는 축방향 경사면과 단이진 홈을 제1회전부재와 다수의 회전체 사이에 협조하여 배치한 상기 제1회전부재와 다수의 상기 회전체;를 포함하는 클러치베어링.
14. 제13항에 있어서, 상기 걸림부재, 제1회전부재 또는 회전체 각각이 이루는 축방향 경사면은 중심축과 이루는 경사각이 20˚이하인 클러치베어링.
15. 제14항에 있어서, 상기 걸림부재의 경사면과 그것에 대향하는 제1회전부재의 경사면 또는 다수의 회전체 집합이 이루는 축방향 경사면은 유지기와 같은 속도로 회전하는 걸림부재의 축방향 이동에 의해 끼워맞춤되지 않게 배치되고, 상기 제어부재에 의해 걸림위치로 이동한 걸림부재를 회전체가 접촉하여 올라타고, 동시에 회전체의 가압에 의해 걸림부재가 변형되어 제1회전부재와 접촉함으로써, 회전체와 제1회전부재 및 걸림부재가 축방향 및 회전방향으로 동시에 쐐기가 끼워맞춤되는 클러치베어링.

    해제
16. 제11항에 있어서, 상기 제1회전부재는 상기 제어수단을 지지하고 안내하는 다수의 관통구멍이 배치된 것;을 특징으로 하는 클러치베어링.
17. 제13항에 있어서,

    상기 걸림부재가 중립위치에서 걸림위치까지 유지기에 대해 상대회전하는 것과 상기 걸림부재가 유지기와 같이 회전하는 중립위치를 허용하는 것을 상기 걸림부재와 접촉하여 회전저항을 제공하는 하나 이상의 회전저항부재;

    상기 걸림부재를 축방향으로 이동하게 제어하는 하나 이상의 캠링크;를 더 포함하는 클러치베어링.
18. 제17항에 있어서, 제어수단에 의해 걸림부재와 접촉하여 회전저항을 제공하는 하나 이상의 하나 이상의 회전저항부재는,

    제1회전부재의 궤도륜에 형성된 관통구멍;

    고정측에 ;

    상기 관통구멍에 위치하고 상기 캠 안내면을 따라 유동하여 캠;인 것을 포함하는 클러치베어링.
19. 제18항에 있어서, 상기 회전저항부재는,

    상기 제어부제에 의해 걸림부재의 요철부와 걸어맞춤되어 걸림부재를 회전허용 위치에서 회전방향으로 끼워맞춤위치까지 이동하게 하고, 걸림부재의 요철부와 걸어맞춤되지 않는 래칫;을 더 포함하는 클러치베어링.
20. 제17항에 있어서, 상기 걸림부재를 축방향으로 이동하게 제어하는 하나 이상의 캠링크는,

    고정측에 제어부재;

    제1회전부재의 궤도륜에 형성된 관통구멍;

    걸림부재의 주면에 원주방향으로 형성된 안내홈;

    상기 제어부재와 안내홈에 따라 구동하는 각각의 캠을 연결하고 상기 관통구 멍을 관통하여 지지되는 캠축;으로 구성되고, 제어수단에 의해 걸림부재를 축방향 끼워맞춤되는 위치로 안내하고, 걸림부재를 축방향 끼워맞춤이 해제되는 방향으로 안내하는 캠링크;인 것을 포함하는 클러치베어링.
21. 제17항에 있어서, 제1회전부재와 제2회전부재의 궤도륜 사이에서 토오크를 전달하는 끼워맞춤을 해제할 때, 제어수단으로부터 걸림부재의 축방향 끼워맞춤이 해제되는 방향으로 축방향 이동을 안내하기에 충분한 힘을 전달하는 제2캠;을 포함하는 클러치베어링.
22. 제18항에 있어서, 상기 걸림부재는 하나 이상의 축방향 경사면을 갖고,

    제2캠이 반경방향으로 돌출될 때, 제2캠의 돌출부와 결합할 수 있게 제2캠에 대향하여 구성되는 방사상 다수의 요철부;

    제1캠에 대향하고 제1캠을 따라 축방향으로 이동할 수 있게 주면을 따라 형성된 오목한 홈 또는 단이진 턱;을 캠 종동수단으로 하는 클러치베어링.
23. 제5항에 있어서, 상기 제어수단은

    상기 유지기에 수용된 각각의 회전체에 대하여 회전을 저지할 때에 위치하는 걸림위치결정부를 양방향으로 갖고, 상기 제1캠에 대향하는 홈을 가져 제1캠을 따라 축방향으로 이동하고, 회전을 허용할 때에는 회전체와 제1회전부재에 접촉하지 않게 유지기와 결합하며, 상기 제2캠에 대향하는 방사상 다수의 요철부를 가져 제2 캠이 반경방향으로 돌출될 때 결합하여 회전허용 위치에서 회전방향으로 걸림위치까지 이동가능하고, 2개 이상의 축방향 경사면을 가져 대향하는 궤도륜 또는 회전체의 경사면에 회전체의 가압에 의해 대향하는 경사면에 끼워맞춤 가능하게 형성된 하나 이상의 걸림부재;

    제1회전부재와 제3회전부재 사이의 상대적 회전을 축방향 운동으로 전환하는 하나 이상의 제1캠;

    제1회전부재와 제3회전부재 사이의 상대적 회전을 반경방향 운동으로 전환하는 하나 이상의 제2캠;을 포함하는 클러치베어링.
24. 제11항에 있어서,

    제1회전부재와 다수의 회전체 사이에서 축방향과 회전방향으로 쐐기가 동시에 끼워맞춤되어 토오크를 전달하고 어느 하나의 해제에 의해 상기 끼워맞춤이 해제되는 것

    끼워맞춤된 걸림부재의 축방향 이동에 의해 회전이 저지된 방향으로 회전이 허용되는 클러치베어링.- 회전저항부재가 자유롭게되고 걸림부재가 축방향으로 이동하면
25. 제1항에 있어서, 상기 유지기는 방사상 축방향으로 요철부를 갖는 2개의 환상체를 축방향 결합시켜서 일체화한 것;을 특징으로 하는 클러치베어링.
26. 제5항 또는 제11항에 있어서, 상기 유지기는 제2회전부재와 회전체 사이에서 환상체를 이루고 방사상 반경방향으로 회전체를 수용하는 요철부를 갖는 것;을 특징으로하는 클러치베어링.
27. 제1항에 있어서, 제1회전부재와 제2회전부재는 주변의 부재와 다면결합구조체(세레이션, 스플라인, 다각봉, 또는 하나 이상의 키홈과 키)를 이룰수 있게 구성된 클러치베어링.
28. 제1항에 있어서, 상기 회전체의 형상은 구, 구면원통형, 원통형, 경사진 원통형, 니이들형, 장구형 또는 2단형인 것을 특징으로 하는 클러치베어링.
29. 제1항에 있어서, 상기 각각의 회전부재 또는 회전체의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재합금 또는 이들의 조합으로 이루어진 클러치베어링.
30. 제1항에 있어서, 상기 걸림부재 또는 유지기의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재합금 또는 이들의 조합으로 이루어진 클러치베어링.

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