KR20070107205A - 역입력방지 클러치베어링조립체 - Google Patents

Abstract

입력측에서 입력되는 정방향 및 역방향 회전력은 출력측으로 전달하지만, 출력측에서 입력되는 정방향 및 역방향의 역입력 회전력은 외부의 제어 없이 자체 작동으로 출력측을 잠그거나 입력측과 분리함으로써 입력측에 전달하지 않는 역입력방지 클러치베어링조립체를 2개 이상 연속 결합하여 하나의 유닛으로 구성하여 좀더 다양한 기능을 갖는 역입력방지 클러치베어링조립체를 제공한다.

역입력방지 클러치베어링

Description

역입력방지 클러치베어링조립체{Reverse Input Prevention Clutch Bearing Assembly}

표1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치베어링의 조합을 기호로 나타낸 표

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휠체어 및 전동 방화셔터의 개략도

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 의자의 개략도

도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파워스티어링 및 스티어바이와이어의 개략도

본 발명은 역입력방지 클러치베어링조립체에 관한 것으로서, 좀더 자세하게는 입력측에서 입력되는 정방향 및 역방향 회전력은 출력측으로 전달하지만, 출력측에서 입력되는 정방향 및 역방향의 역입력 회전력은 외부의 제어 없이 자체 작동으로 출력측을 잠그거나 입력측과 분리함으로써 입력측에 전달하지 않는 역입력방지 클러치베어링조립체를 2개 이상 연속 결합하여 하나의 유닛으로 구성하여 좀더 다양한 기능을 갖는 역입력방지 클러치베어링조립체를 제공한다.

입력측에서 입력되는 정방향 및 역방향 회전력은 출력측으로 전달하지만, 출력측에서 입력되는 정방향 및 역방향의 역입력 회전력은 외부의 제어 없이 자체 작동으로 출력측을 잠그거나 입력측과 분리함으로써 입력측에 전달하지 않는 역입력방지 클러치베어링조립체를 2개 이상 연속 결합하여 하나의 유닛으로 구성하여 좀더 다양한 기능을 갖는 역입력방지 클러치베어링조립체를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여,

동축선 위에 서로 다른 반경의 궤도면을 갖도록 배열된 제1회전부재 및 제2회전부재와, 상기 두 궤도면 사이에서 외주면이 접동하게 원주상으로 배열된 다수의 전동체와, 상기 제1회전부재와 회전방향 틈새가 형성되어 상기 틈새만큼 지연되면서 토크를 상호 전달하게 결합하는 제3회전부재와, 상기 회전방향 틈새의 변화와 제어륜의 회전방향에 따라 전동체의 회전을 허용하거나 저지하는 웨지링조립체로 구성되어, 입력축에서 입력되는 토크는 출력축으로 전달하지만, 출력축에서 입력되는 역입력 토크는 외부의 제어 없이 자체 작동으로 출력축을 잠그거나 분리함으로써 클러치 또는 베어링으로 작동하여 입력축에 전달하지 않는 역입력방지 클러치베어링조립체에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체가 각각의 어느 한 회전부재와 결합하여 하나의 유닛으로 이루어진 클러치베어링조립체를 구성한다.

상기 제1 역입력방지 클러치베어링조립체와 상기 제2 역입력방지 클러치베어링조립체는 축 방향으로 결합하여 하나의 유닛으로 정렬한 클러치베어링조립체를 구성한다.

상기 제1 역입력방지 클러치베어링조립체와 상기 제2 역입력방지 클러치베어링조립체는 반경 방향으로 결합하여 하나의 유닛으로 정렬한 클러치베어링조립체를 구성한다.

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체를 구성한다.

의자(착석 시트의 높이를 조정하는 시트 높이 조정 장치, 착석 시트의 앞부분을 경사 조정하는 프런트 틸트 조정 장치, 착석 시트의 전후 위치를 조정하는 시트 슬라이드 조정 장치, 등받이 시트를 경사 조정하는 시트 경사 조정 장치)

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전하지 않는 고정체와 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체

상기 입력측이 해방 시 원위치로 되돌려지게 작동하고, 상기 조작 레버로부 터의 입력 토크에 대해서 상기 입력측 부재와 상기 제어 부재를 잠그는 잠금 수단과 상기 조작 레버가 해방되었을 때에 상기 조작 레버 및 상기 입력측 부재를 입력 토크가 입력되기 전의 중립 위치에 복귀시키는 복귀 수단을 갖추고 있는 클러치베어링조립체

상기 고정체가, 상기 입력측 부재의 회동 범위를 규제하는 스토퍼부를 가지는 클러치베어링조립체.

전동방화셔터

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고 회전시 회전저항을 제공하며, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전하지 않는 고정체와 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 결합한 회전저항부재를 분리하여 회전저항을 제공하지 않게 조작하는 조작 수단을 포함하는 클러치베어링조립체

상기 조작 수단은,

회전저항체를 줄(rope, wire)로 잡아당겨 분리하는 클러치베어링조립체

휠체어

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전시 회전저항을 제공하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체

제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 웨지링 구속캠은 중립 잠금형인 클러치베어링조립체

제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재의 외주면에 브레이크 슈가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

스티어 바이 와이어

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 상기 입력측을 보조하여 토크를 제공하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체

입력측에 장착된 토크미터의 검출에 의해 입력측을 보조하는 토크를 제공하는 모터를 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제1회전부재가 중립위치에서 단단히 결합하는 수단을 더 포함한 클러치베어링조립체

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

파워스티어링과 킥백방지

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 상기 입력측을 보조하여 토크를 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전시 회전저항을 제공하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체

입력측에 장착된 토크미터의 검출에 의해 입력측을 보조하는 토크를 제공하 는 모터를 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

본 실시예에서 제1회전부재(1)는 클러치베어링조립체의 내륜(1)에 위치한다. 외주면에 전동체(4)인 롤러(4)와 접하는 궤도면(1c)과 궤도면 중앙에 회전궤도(7)를 수용하기 위한 홈이 형성되고 롤러(4)의 측면 끝 부분을 지지하는 궤도면의 어깨(1b)를 양쪽으로 제공한다. 내륜(1)은 회전궤도(7)를 수용하고 회전궤도(7)를 쉽게 제조하고 조립하기 쉽도록 제1내륜(1)과 제2내륜(1a)으로 나누어져 있고, 결합 하여 회전궤도(7)를 수용하는 오목한 홈(1d)을 형성하고 하나로 작동한다.

제1내륜(1)은 축부재와 결합하는 내주면과 한쪽 궤도면의 어깨(1b)와 한쪽 궤도면(1c)을 갖고, 단이 져 회전궤도(7)를 수용하는 외주면(1d)이 형성되어 있으며, 그 주면에 회전궤도(7)를 구속하기 위한 관통된 6개의 회전궤도 구속캠 안착공(1e)이 방사상 균등하게 배치되어 있다. 계속하여 축방향으로 돌출한 주면에 축방향으로 오목하고 볼록하게 구성된 3개의 결합홈(1f)이 제어륜(3)과 결합하기 위해 제공된다. 3개의 결합홈 중 하나는 좀더 깊게 파여 회전궤도 중립복원 스프링(9)과 제2내륜(1a)이 결합하기 위한 키홈을 제공한다. 제1내륜(1)의 내주면은 반경이 큰 내주면(1j)과 작은 내주면(1k)으로 단이 지게 구성되어 있고, 반경이 작은 내주면은 다면결합을 위한 스플라인을 형성하여 주변의 축부재와 회전방향 유격이 없이 결합하고, 반경이 큰 내주면1e에는 회전방향 유격을 갖고 접하여 회전력을 전달하는 다면결합을 위한 스플라인(1g)이 형성되어 제어륜(3)과 결합해 있다. 또한 축방향으로 형성된 돌기의 외주면에 스냅링(22)을 위한 단이 진 홈(1i)이 형성되어 있다.

회전궤도(7)는 내주면이 제1내륜의 외주면(1d)과 접하여 회전할 수 있게 배치되고, 그 주면에 회전궤도 구속캠 안착공(1e)에 마주하여 중심축과 평행하게 파인 회전궤도 구속캠 결합홈(7a)을 제공한다. 또한 내주면의 일부에 오목한 홈(7b)을 형성하고 박판을 접어 성형한 회전궤도 중립복원 스프링(9)을 수용하여 회전궤도와 내륜이 회전방향으로 결합한다. 회전궤도의 외주면(7c)은 롤러와 접촉하지 않게 내륜의 궤도면 보다 직경이 작게 형성되어 있어 전동체와 회전궤도는 접촉하지 않는다.

회전궤도 구속캠(8)은 중심축이 클러치베어링조립체의 중심축과 평행하게 배치되는 롤러로서, 제1회전부재(1)의 회전궤도 구속캠 안착공(1e)에서 회전방향 및 축방향으로는 고정되고 반경방향으로 유동할 수 있게 수용되며, 회전궤도 구속캠(8)의 지름은 회전궤도 구속캠 안착공(1e)의 두께보다 커서 적어도 제어륜의 회전궤도 구속캠 안내면(3c) 또는 회전궤도의 회전궤도 구속캠 결합홈(7a)을 향해 어느 한쪽으로 돌출하게 된다.

제2내륜(1a)의 외주면은 반대쪽 궤도면의 어깨(1b)와 궤도면(1c)을 갖고, 연속되는 단면은 회전궤도(7)를 수용하는 홈의 측벽을 제공하며, 내주면은 제1내륜(1)의 외주면(1d)에 접하여 키홈(1j)과 키(14)에 의해 결합한다. 외부 측면 단부에는 웨지링 구속캠 작동면(1l)을 위한 3개의 돌기(1k)가 방사상 균등하게 형성되어 있다. 돌기의 외주면에 접선과 평행하게 홈이 파여 웨지링 구속캠(13)이 웨지링(5)과 끼워맞춤 될 수 있는 작동면(1l)을 제공한다. 또한 돌기의 회전방향 양단부(1m)는 제어륜 중립복원 스프링(12)이 지지가 되고 작동할 수 있게 공간을 제공한다.

본 실시예에서 제어륜(3)은 제1제어륜(3)과, 제2제어륜(3a)이 결합하여 하나로 작동한다. 제1제어륜(3)은 주변의 부재와 결합하여 회전력을 전달하기 위한 키홈과 제2제어륜과 결합하기 위한 결합홈(3f)이 형성되고, 외주면에 내륜(1)과 회전방향 유격을 갖고 접하여 동력을 전달하기 위한 3개의 스플라인(3b)을 배치하고 제1내륜(1)의 반경이 큰 내주면에 회전방향 틈새를 갖고 동력전달 가능하게 결합하고 있다. 또한, 각각의 스플라인 이끝면에 상기 회전궤도 구속캠 안착공(1e)에 마주하여 형성된 회전궤도 구속캠 안내면(3c)이 형성되어 있다.

제2제어륜(3a)은 제2내륜(1a)의 웨지링 구속캠 작동면(1l)을 위한 3개의 돌기와 웨지링 구속캠(13)을 측면에서 감싸고, 웨지링 구속캠 제어돌기(3d,3e)가 형성되어 회전방향으로 웨지링 구속캠(13a,13b)의 위치를 안내한다. 또한, 중심방향으로 돌출한 3개의 돌기(3h)에 의해 제1제어륜(3)과 고정 결합하며, 돌기의 회전방향 양단부(3i)는 제어륜 중립복원 스프링(12)에 접하여 제어륜이 중립에 있도록 안내한다.

웨지링 구속캠(13a,13b)은 원통형 롤러로서 2개의 웨지링 구속캠(13)이 박판을 접어 성형한 웨지링 구속캠 스프링(11)에 의해 양쪽 회전방향으로 가압되어 웨지링 구속캠 작동면(1l)과 웨지링의 걸림링(5e) 사이에서 끼워맞춤하게 위치한다. 웨지링 구속캠 제어돌기(3d,3e)는 회전방향 틈새가 양쪽으로 같은 중립위치에서 웨지링 구속캠(13)을 가압하여 웨지링과 웨지링 구속캠(13)이 d4 만큼 떨어져 접하지 않지만 회전방향 틈새가 어느 한쪽으로 치우침에 따라 한쪽의 웨지링 구속캠을 가압하여 끼워맞춤을 해제하고 웨지링 구속캠 스프링(11)을 가압하여 다른 한쪽의 웨지링 구속캠(13)을 가압하게 구성되어 있다.

상기 제1내륜(1) 및 제2내륜(1a)과 제1제어륜(3) 및 제2제어륜(3a)은 제1내륜(1)과 제2제어륜(3a)을 스냅링(22)으로 결합함으로써 축 방향으로 이동하거나 분리되지 않는다.

전동체(4)는 외륜(2)과 내륜(1) 사이에 배치되는 롤러(4)이다. 각각의 롤 러(4)는 리테이너(6)에 의해 방사형으로 균등하게 배치되고 각각 리테이너(6)의 전동체 수용부(6a) 내에서 리테이너(6)에 대해 상대적으로 이동하지 않고 궤도면과 접하여 회전하게 설치된다. 롤러(4)의 회전축은 클러치베어링조립체의 중심축과 평행하다.

리테이너(6)는 외륜(2)과 내륜(1) 사이에서 환상체를 이루고 방사상 같은 간격으로 10개의 롤러(4)를 수용하는 10개의 사각 관통 포켓(6a)과 포켓 사이에 있는 10개의 가로부재(6b)로 구성되고, 포켓 내에서 롤러(4)가 리테이너(6)에 대해 상대적으로 이동하지 않고 회전하게 설치되어 있다. 리테이너(6)의 가로부재(6b)에는 사각의 포켓(6c)이 웨지링(5)을 향해 열려있고, 이 포켓에 리테이너(6)가 웨지링(5)과 탄성 결합하게 하는 2개의 U자형 웨지링 중립복원 스프링(10)(wedge spring)이 배치되어 있다.

박판을 접어 성형한 웨지링(5)은 리테이너(6)와 내륜(1) 사이에서 환상체를 이루고 방사상 같은 간격으로 10개의 롤러(4)를 수용하는 10개의 관통 포켓(5f)과 10개의 가로부재(5b)로 구성되고, 가로부재(5b)는 회전방향 웨지(5a)가 회전궤도(7)에 근접하여 양방향 쐐기를 제공할 수 있게 회전궤도(7)를 향해 경사져 있다. 웨지링(5)의 가로부재(5b)에는 사각의 관통 포켓(5c)의 회전 방향에 반경방향으로 리테이너에 근접하게 돌출한 돌기(5d)가 형성되어 있다. 이 포켓에 웨지링(5)이 리테이너(6)와 탄성 결합하게 하는 2개의 U자형 웨지링 중립복원 스프링(10)(wedge spring)이 배치되어 롤러(4)의 회전을 허용하고 리테이너(6)와 같이 회전하는 중립위치를 유지한다. 또한 웨지링(5)의 가로부재(5b)에는 리테이너에 대해 상대회전하 여 회전궤도와 롤러 사이에서 전동체(4)의 가압에 의해 탄성 변형하여 회전궤도(7)와 접촉하고 회전방향 쐐기로 양방향 결합할 수 있는 회전방향 웨지(5a)를 갖는다. 웨지링(5)의 한쪽 주면은 웨지링이 내륜과 결합할 때 작동하는 웨지링 구속캠의 캠작동면을 제공한다. 이 캠작동면은 웨지링 구속캠(13)이 작동에 변형하지 않게 환상체인 걸림링(5e)에 의해 지지가 된다.

제2회전부재는 클러치베어링조립체의 외륜(2)에 위치하여 내주면에 전동체(4)인 롤러(4)와 접하는 궤도면과 롤러(4)의 측면을 지지하는 양쪽 어깨를 제공하고, 외주면은 하우징(19)과 같은 고정측 또는 회전저항을 제공하는 회전저항부재와 결합하기 위해 키홈(19a)이 형성되어 있다.

도 11은 상기 내륜제어형 역입력방지 클러치베어링조립체를 역입력 방지를 위해 변속기나 모터에 설치하여 출력축에서 들어오는 역입력에 대해 출력축이 하우징에 잠기므로 구동축으로 역입력이 전달되지 않는 역입력 잠김 클러치베어링조립체로 작동하는 실시예이다. 내륜(1)은 돌출하여 출력축을 형성하고, 제어륜(3)은 구동축(100)과 연결하며, 외륜(2)은 하우징(19)에 고정 결합한다.

도9b와 도10b에서 도시된 바와 같이, 역방향으로 회전하려는 제어륜(3)의 회전력이 충분히 크고, 내륜(1)의 회전저항이 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이상이면, 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되고 제어륜(3)은 내륜(1)에 대해 상대 회전하게 된다. 제어륜(3)이 역방향으로 상대 회전하기 시작하면 제어 륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)을 회전궤도 결합홈(7a)과 결합하게 안내하여 회전궤도(7)를 내륜(1)에 결합하게 한다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3e)는 웨지링 구속캠(13b)을 역방향으로 가압하여 웨지링 구속캠 스프링(11)을 압축하고, 역방향에 있는 웨지링 구속캠(13a)이 웨지링(5)과 끼워맞춤 위치에 있게 가압한다.

제어륜 중립복원 스프링(12)이 충분히 압축되어 회전방향 틈새가 없어지면(반대쪽 회전방향 틈새는 최대가 된다. d3) 내륜(1)과 제어륜(3)의 스플라인 면(1g+,3b-)은 서로 접하여 제어륜(3)(구동축)의 동력이 전달되어 역방향으로 같이 회전한다. 따라서 롤러(4)는 내륜(1)을 따라 회전하게 되고, 롤러(4)를 감싸는 리테이너(6)는 내륜(1)의 회전방향으로 같이 회전하지만 내륜(1)보다 상대적으로 느리게 회전한다. 동시에 리테이너(6)와 같이 회전하는 웨지링(5)은 내륜(1)보다 느리게 회전하게 되어 웨지링 구속캠(13a)에 대해서는 끼워맞춤이 풀리는 정방향으로 상대 회전하게 된다. 따라서 웨지링 구속캠(13a)에 의해 웨지링(5)에 가해지는 회전력은 웨지링 중립복원 스프링(10)이 압축되지 않을 정도로 충분히 작아 리테이너(6)와 웨지링(5)은 같이 회전한다. 따라서 웨지링(5)의 웨지와 전동체(4)는 접촉하지 않고 클러치베어링조립체의 제어륜(3)과 내륜(1)은 롤러(4)에 지지가 되어 베어링으로 작동하며 내륜(1)은 제어륜(3)을 따라 계속 회전한다.

그러나 도9c와 도10c에서 도시된 바와 같이, 역방향으로 회전하려는 내륜(1)의 회전력이 제어륜(3)에 비해 충분히 크고, 역방향으로 더 빠르게 회전하려는 내륜(1)에 대해 제어륜(3)의 회전저항이 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이상이면, 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되고 내륜(1)은 제어륜(3)에 대해 상대 회전을 하게 된다. 내륜(1)이 역방향으로 상대 회전을 하기 시작하면 제어륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)을 회전궤도 결합홈(7a)과 결합하게 안내하여 회전궤도(7)를 내륜(1)에 결합하게 한다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3d)는 웨지링 구속캠(13a)을 정방향으로 가압하여 정방향에 있는 웨지링 구속캠(13b)이 웨지링(5)과 끼워맞춤 위치에 있게 한다. 동시에 롤러(4)는 내륜(1)을 따라 회전하게 되고, 롤러(4)를 감싸는 리테이너(6)는 내륜(1)의 회전방향으로 같이 회전하지만 내륜(1)보다 상대적으로 느리게 회전한다. 동시에 리테이너(6)와 같이 회전하는 웨지링(5)은 내륜(1)보다 느리게 회전하게 되어 웨지링 구속캠(13)에 대해서는 끼워맞춤이 되는 정방향으로 상대 회전하게 되고, 웨지링(5)은 웨지링 구속캠(13b)을 통해 내륜(1)과 끼워맞춤되어 같이 회전한다. 이 결과 웨지링(5)은 리테이너(6)보다 빠르게 역방향으로 회전하게 되고, 웨지링 구속캠과 끼워맞춤되어 가해지는 회전력에 의해 웨지링 중립복원 스프링(10)은 압축된다. 따라서 웨지링(5)의 웨지와 롤러(4)는 접촉하게 되고 회전궤도(7) 위에서 롤러(4)가 웨지(5a)를 타고 올라 끼워맞춤 상태에 이르게 된다. 이미 회전궤도(7)는 회전궤도 구속캠(8)에 의해 내륜(1)과 회전할 수 없게 결합하여 있으므로 내륜(1)/회전궤도(7)/웨지(5a)/전동체(4)/외륜(2)이 하나로 결합하게 된다. 즉 역입력방지 클러치베어링조립체는 역입력에 대해 클러치로 작동한다. 이때 외륜(2)이 하우징에 고정되어 있으므로 내륜(1)은 하우징에 잠겨 정지하고 내륜(1)의 역방향 회전의 역구동(back drive)은 방지된다.

이렇게 제어륜(3)보다 빠른 내륜(1)의 역방향 회전에 의해 내륜(1)이 잠긴 결과로 내륜(1)이 감속되어 제어륜(3)이 내륜(1)보다 역방향으로 빠르게 회전하기 시작하면, 내륜(1)과 제어륜(3)은 중립 상태를 지나 반대쪽 방향의 동력 전달면에 접촉하게 된다.(도9c -> 도9a -> 도9b, 도10c -> 도10d -> 도10b) 이 과정에서 제어륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)이 회전궤도(7)로부터 빠져나올 공간을 제공하게 되어 회전궤도(7)는 회전가능한 상태가 된다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3e)도 웨지링 구속캠(13b)을 가압하여 웨지링(5)과 내륜(1)의 끼워맞춤이 풀어지게 작동한다. 이것에 의해 웨지링(5)은 내륜(1)과 분리되고, 웨지링 중립복원 스프링(10)의 복원력이 웨지(5a)와 결합하고 있는 롤러(4)와 회전궤도(7)에 가해진다. 이때 회전궤도(7)는 회전가능한 상태이므로 웨지링 중립복원 스프링(10)의 탄성 회복(spring return)에 의해 회전궤도 중립복원 스프링(9)을 가압하여 변형시키며 회전하게 되어 내륜(1)/회전궤도(7)/웨지(5a)/전동체(4)/외륜(2)의 끼워맞춤은 풀리고, 회전궤도(7)는 회전궤도 중립복원 스프링(9)에 의해 복귀한다. 웨지링(5)은 리테이너(6)와 중립 상태로 복귀되어 전동체(4)와 접촉하지 않게 되므로 롤러(4)는 회전가능하게 되고, 계속해서 제어륜(3)은 내륜(1)에 회전력을 전달하며 같이 회전한다. 즉 역입력방지 클러치베어링조립체는 베어링으로 작동하게 된다.

반대로 내륜(1)의 역방향 회전에 의해 내륜(1)이 잠긴 상태에서, 제어륜(3)이 구동부에 의해 정방향으로 회전하여 제어륜 중립복원 스프링(12)이 충분히 압축되어 회전방향 틈새가 없어지면 내륜(1)과 제어륜(3)의 스플라인 면(1g-,3b+)은 서 로 동력전달 가능하게 접한 상태이므로 제어륜(3)의 회전력이 내륜(1)에 전달된다. 이때 웨지링(5)은 웨지링 구속캠(13)이 풀리는 방향으로 상대 회전하게 되고, 제어륜(3)을 따라 회전하는 내륜(1)은 끼워맞춤되어 있는 웨지링(5)보다 빠르게 회전하므로 내륜(1)에 의한 롤러(4)의 회전방향과 웨지링(5)의 끼워맞춤 방향이 반대로 되어 회전궤도 구속캠(8)과 웨지링 구속캠(13)의 위치에 관계없이 롤러(4)의 회전방향 끼워맞춤은 쉽게 풀어진다. 따라서 웨지링(5)은 웨지링 중립복원 스프링(10)에 의해 리테이너(6)와 중립상태를 이루게 되어 베어링으로 작동하며 제어륜(3)과 내륜(1)은 같이 회전한다.

또한, 제어륜(3)과 내륜(1) 사이의 상대 회전력이 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이하이면, 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되지 않아 회전방향 틈새가 양방향으로 같은 중립상태를 유지하여 회전궤도 구속캠(8)은 회전궤도 구속캠 안착공(1e)에서 제어륜(3)의 안내면을 향해 돌출할 수 있어 회전궤도(7)는 회전방향으로 회전할 수 있다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3d,3e)는 웨지링 구속캠(13a,13b)이 웨지링(5)과 끼워맞춤되지 않게 위치하여 웨지링(5)은 회전 저항 없이 리테이너(6)를 따라 회전한다. 따라서 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되지 않는 중립상태를 계속 유지하며 회전력을 제어륜(3)과 내륜(1)에 서로 가역적으로 전달하고, 역입력 방지 클러치베어링조립체는 베어링으로 작동한다.(이런 기능은 차량 조향장치의 전동보조(power assist) 조향과 역입력(kick back) 방지에 적용된다) 즉 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이하의 역입력 회전력은 역입력이 가능하여 회전력을 전달하지만 제어륜 중립복원 스프링(12)을 제거하면 역입력은 허용되지 않는다.

역입력 잠금 클러치베어링조립체의 적용 예는 회전 변위를 갖는 접철 장치(침대, 의자 또는 로봇의 관절), 회전 이동에 의한 상승 하강 장치(엘리베이터, 스크류 잭, 차량의 전동창), 선형 이동에 의한 개폐장치(문, 셔터, 선루프, 전동문), 회전장치(전동 보조 조향장치, kick back 방지 조향장치, 자전거 스프라켓, 전동휠체어, 전기차의 구동부, 볼스크류를 사용하는 4륜 구동 차량의 후륜)를 포함한다.

도 12는 상기 내륜제어형 역입력방지 클러치베어링조립체를 수동 및 전동 겸용 손수레에 적용하여 모터의 동력에 의해 운행되는 중에 차량의 바퀴로부터 들어오는 역입력에 대하여 바퀴는 자유회전하는 실시예이다.

동력보조용 모터(M)의 회전력을 전달하는 구동축(31)은 차체(32)에 베어링(37)으로 지지가 되어 있다. 제어륜(3)은 구동축(31)과 접촉하지 않고, C형 링 모양의 제어륜 회전저항 돌기(3k)가 제2제어륜(3a)에서 축방향으로 돌출하여 있다. 또한 차체(32)에 볼트로 고정 설치된 회전저항 하우징(36)에 미끄럼부(36a)가 설치되고, 원주 방향으로 서로에 미끄러지는 방식으로 결합할 수 있게 상기의 미끄럼부(15c)로부터 반경 방향으로 연장된 커플링부(15a,15b)를 갖는 미끄럼스프링(15:slide spring)이 배치되어 제어륜 회전저항 돌기(3k)와 회전방향 틈새를 두고 결합하여 제어륜에 회전저항을 제공한다. 내륜(1)은 구동축(31)과 고정결합하고, 휠허브(33)의 일측은 역입력방지 클러치베어링조립체의 외륜(2)에 고정결합하여 설치되고, 다른 일측은 구동축에 베어링(38)으로 지지가 되어 있다.

도9c와 도10c에서 도시된 바와 같이, 역방향으로 회전하려는 내륜(1)과 결합한 구동축의 회전력이 제어륜(3)의 회전저항에 비해 충분히 크고, 역방향으로 회전하려는 내륜(1)에 대해 미끄럼스프링(15)으로부터 제공받는 제어륜(3)의 회전저항이 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이상이면, 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되고 내륜(1)은 제어륜(3)에 대해 상대 회전을 하게 된다. 내륜(1)이 역방향으로 상대 회전을 하기 시작하면 제어륜 회전저항 돌기(3k)는 미끄럼스프링의 커플링부(15b)와 접촉하게 된다. 미끄럼스프링(15)으로부터 회전저항을 받는 제어륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)을 회전궤도 결합홈(7a)과 결합하게 안내하여 회전궤도(7)를 내륜(1)과 결합하게 한다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3d)는 웨지링 구속캠(13a)을 시계 방향으로 가압하여 웨지링 구속캠 스프링(11)이 시계 방향에 있는 웨지링 구속캠(13b)을 웨지링(5)과 끼워맞춤 위치에 있게 한다. 동시에 롤러(4)는 내륜(1)을 따라 회전하게 되고, 롤러(4)를 감싸는 리테이너(6)는 내륜(1)의 회전방향으로 같이 회전하지만 내륜(1)보다 상대적으로 느리게 회전한다. 따라서 리테이너(6)와 같이 회전하는 웨지링(5)은 내륜(1)보다 느리게 회전하게 되어 웨지링 구속캠(13b)에 대해서는 끼워맞춤이 되는 정방향으로 상대 회전하게 되므로 웨지링(5)은 내륜(1)과 끼워맞춤되어 같이 회전하게 된다.

제어륜 중립복원 스프링(12)이 충분히 압축되어 회전방향 틈새가 없어지면 내륜(1)과 제어륜(3)의 스플라인 면(1g-,3b+)은 서로 접하여 제어륜(3)은 내륜 (1)(입력축)을 따라 역방향으로 같이 회전하게 된다. 이때 제어륜(3)은 미끄럼스프링(15)의 회전저항을 계속해서 받으며 회전한다. 이 결과 웨지링(5)은 리테이너(6)보다 빠르게 역방향으로 회전하게 되고 웨지링 구속캠(13)에 의해 가해지는 회전력은 웨지링 중립복원 스프링(10)을 압축하고, 웨지링은 리테이너에 대해 상대 회전하게 된다. 따라서 웨지링(5)의 웨지와 롤러(4)는 접촉하게 되고 회전궤도(7) 위에서 롤러는 웨지를 타고 올라 끼워맞춤 상태에 이르게 된다. 이미 회전궤도(7)는 회전궤도 구속캠(8)에 의해 내륜(1)과 회전할 수 없게 결합하여 있으므로 내륜(1)/회전궤도(7)/웨지(5a)/전동체(4)/외륜(2)이 하나로 결합하게 되어 내륜(1)에서 외륜(2)으로 회전력은 전달되고 같이 회전한다. 즉 역입력방지 클러치베어링조립체는 클러치로 작동하여 차량의 구동축(31)에서 휠허브(33)로 회전력을 전달한다.

이와 같이 내륜(1)에서 외륜(2)으로 회전력이 전달되는 상황에서 도9e과 도10e에서와 같이 내륜(1)의 회전력이 감소하거나 외륜(2)의 부가된 회전력에 의해 외륜(2)이 내륜(1)보다 빠르게 역방향으로 회전하는 역입력이 발생하면 외륜(2)의 회전은 내륜(1)에 끼워맞춤되어 있는 웨지링(5)의 회전보다 빠르게 회전하므로 외륜(2)의 회전에 의한 롤러(4)의 회전방향과 웨지(5a)의 끼워맞춤 방향이 반대로 되어 회전궤도 구속캠(8)과 웨지링 구속캠(13)의 위치에 관계없이 롤러(4)의 회전방향 끼워맞춤은 쉽게 풀어진다. 계속해서 리테이너가 역방향으로 회전하며 웨지링 구속캠(13)에 의해 끼워맞춤되어 있는 웨지링(5)과 중립상태를 복원하고, 이어서 웨지링을 역방향으로 이끌고 회전한다. 이때 웨지링(5)은 웨지링 구속캠(13b)이 풀리는 역방향으로 상대 회전하게 되므로 회전저항없이 리테이너를 따라 회전하게 된 다. 따라서 내륜보다 빠르게 회전하는 외륜은 자유 회전한다.

또한 내륜(1)에서 외륜(2)으로 회전력이 전달되는 상황에서 도9f와 도10f과 같이 외륜(2)에 부가된 회전력에 의해 외륜(2)이 내륜(1)과는 반대로 정방향으로 회전하는 역입력이 발생하면, 내륜(1)은 외륜(2)과 결합하여 있으므로 점차 회전 속도가 감소하여 정지 후 정방향으로 역회전하게 된다. 이때 회전저항을 제공하던 제어륜(3)도 내륜(1)과 같이 회전 속도가 감소하여 정지하게 되고, 내륜(1)이 외륜(2)을 따라 역회전하려 하면 내륜(1)과 제어륜(3)은 중립 상태를 지나 반대쪽 방향의 동력 전달면(1g+,3b-)에 접촉하게 된다.

이 과정에서 제어륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)이 회전궤도(7)로부터 빠져나올 공간(3c)을 제공하게 되어 회전궤도(7)는 회전가능한 상태가 된다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3d)도 웨지링 구속캠(13)을 가압하여 웨지링(5)과 내륜(1)의 끼워맞춤이 풀어지게 작동한다. 이것에 의해 웨지링(5)은 내륜(1)과 분리되고, 웨지링 중립복원 스프링(10)의 복원력이 웨지와 결합하고 있는 롤러(4)와 회전궤도(7)에 가해진다. 이때 회전궤도(7)는 회전가능한 상태이므로 웨지링 중립복원 스프링(10)의 탄성 회복(spring return)에 의해 회전하게 되어 내륜(1)/회전궤도(7)/웨지(5a)/전동체(4)/외륜(2)의 끼워맞춤은 풀리고, 회전궤도(7)는 회전궤도 중립복원 스프링(9)에 의해 복귀한다. 웨지링(5)은 리테이너(6)와 중립 상태로 복귀되어 롤러(4)와 접촉하지 않게 되므로 롤러(4)는 회전가능하게 되고, 외륜(2)과 내륜(1)은 분리되어 내륜(1)은 역회전하지 않고, 외륜(2)은 내륜(1)에 관계없이 회전한다. 계속해서 내륜(1)이 역방향으로 회전하며 외 륜(2)과 결합하지만 외륜(2)의 역회전으로 상기 과정이 반복된다. 즉 차량이 구동축의 회전방향과 반대 방향으로 운행되더라도 구동축(31)은 역구동(back drive)되지 않는다.

또한, 제어륜(3)에 제공되는 회전저항이 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이하이면, 내륜(1)이 회전할 때, 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되지 않고 제어륜(3)은 내륜(1)을 따라 회전하지만 웨지링 구속캠(13)이 작동하지 않아 역입력 방지 클러치베어링조립체는 베어링으로 작동한다. 따라서 내륜(1)의 회전력을 외륜(2)에 회전력을 전달하지 못하고 외륜(2)은 자유 회전한다.

또한, 내륜(1)에 제어륜 중립복원 스프링(12)의 설정 회전력 이하의 회전력이 구동원으로부터 가해지면서, 제어륜(3)이 받는 회전저항이 구동축의 회전력보다 클 때에는 제어륜 중립복원 스프링(12)은 압축되지 않으면서 내륜(1)은 회전저항에 의해 회전하지 않고, 역입력 방지 클러치베어링조립체는 베어링으로 작동하여 외륜(2)은 자유 회전한다.

역입력 분리 클러치베어링조립체의 적용 예는 2개의 동력원을 갖는 장치(수전동겸용 문, 동력보조 손수레, 동력보조 인력구동차량, 하이브리드 엔진), 출력측의 자유회전이 필요한 장치(세탁기, 복사기 등의 급지장치), 충격보호 장치(차량용 접철식 측면 후사경, 전동창의 개폐기구, 토크 제한 장치)를 포함한다.

도 14는 상기 내륜제어형 역입력방지 클러치베어링조립체를 동력전달 클러치 유닛에 적용하여 제어륜(3)과 외륜(2)이 회전저항으로 연결되면 내륜(1)과 외륜(2) 은 가역적으로 동력을 전달하는 클러치로 자동하고, 제어륜(3)과 외륜이 분리되면 내륜(1)과 외륜(2)은 서로 자유 회전하게 베어링으로 작동하는 양방향 클러치베어링조립체로 작동하는 실시예이다.

내륜(1)은 구동축(41)과 결합하여 구동축과 같이 회전하고, 외륜의 주면에는 기어가 형성되어 맞물린 상대 기어와 같이 회전한다.

외륜의 측면으로부터 제어륜의 측면을 향해 확장된 돌기(42)가 설치되어 있고, 상기 돌기를 따라 회전하면서 축방향으로 이동할 수 있게 설치된 마찰판(43)에는 브레이크 라이닝(16)이 결합되어 제어륜의 측면에서 마주하고 있다. 또한 마찰판(43)을 가압하여 브레이크 라이닝(16)이 제어륜의 측면과 결합하고 분리하게 작동하는 액추에이터가 설치되어 있다.

내륜(1)과 외륜(2) 각각의 회전저항이 외륜(2)과 제어륜(3) 사이에서 발생하는 마찰 회전저항보다 작으면, 내륜(1)의 회전력은 동력전달면을 통해 제어륜(3)으로 전달되고, 이어서 마찰 회전저항을 통해 외륜(2)으로 전달된다. 또한, 외륜(2)의 회전력은 마찰 회전저항을 통해 제어륜(3)으로 전달되고 이어서 동력전달면을 통해 내륜(1)으로 전달된다.

또한, 내륜(1)과 외륜(2) 사이의 회전력 차이가 외륜(2)과 제어륜(3) 사이에 마찰 회전저항보다 큰 상태에서, 외륜(2)은 정지하고 내륜(1)이 회전하면 제어륜(3)은 외륜(2)과의 회전저항으로 인해 외륜(2)과 같이 정지하여 있고, 내륜(1)은 제어륜(3)에 대해 상대 회전을 하게 된다. 도9c와 도10c에 도시된 바와 같이 내 륜(1)이 역방향으로 상대 회전을 하기 시작하면 제어륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)을 회전궤도(7)의 결합홈(7a)과 결합하게 안내하여 회전궤도(7)를 내륜(1)과 결합하게 한다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3d)는 웨지링 구속캠(13a)을 시계 방향으로 가압하여 시계 방향에 있는 웨지링 구속캠(13b)이 웨지링(5)과 끼워맞춤 위치에 있게 한다. 동시에 롤러(4)는 내륜(1)을 따라 회전하게 되고, 롤러(4)를 감싸는 리테이너(6)는 내륜(1)의 회전방향으로 같이 회전하지만 내륜(1)보다 상대적으로 느리게 회전한다. 따라서 리테이너(6)와 같이 회전하는 웨지링(5)은 내륜(1)보다 느리게 회전하게 되어 웨지링 구속캠(13b)에 대해서는 끼워맞춤이 되는 정방향으로 상대 회전하게 되므로 웨지링(5)은 내륜(1)과 끼워맞춤되어 같이 회전하게 된다. 계속해서 내륜(1)은 회전하여 내륜(1)과 제어륜(3)의 스플라인 동력전달면(1g-,3b+)은 서로 접하여 제어륜(3)은 내륜(1)(입력축)을 따라 역방향으로 같이 회전하게 된다. 이때 제어륜(3)은 외륜(2)의 회전저항을 계속해서 받으며 회전한다.

이 결과 웨지링(5)은 리테이너(6)보다 빠르게 역방향으로 회전하게 되고, 가해지는 회전력에 의해 웨지링 중립복원 스프링(10)이 압축된다. 따라서 웨지링(5)의 웨지와 전동체(4)는 접촉하게 되고 회전궤도(7) 위에서 웨지(5a)를 타고 올라 끼워맞춤 상태에 이르게 된다. 이미 회전궤도(7)는 회전궤도 구속캠(8)에 의해 내륜(1)과 회전할 수 없게 결합하여 있으므로 내륜(1)/회전궤도(7)/웨지/전동체(4)/외륜(2)이 하나로 결합하게 되어 내륜(1)에서 외륜(2)으로 회전력은 전달되고 같이 회전한다. 즉 역입력 방지 클러치베어링조립체는 클러치로 작동하여 회전력을 전달 한다.

이와 같이 내륜(1)에서 외륜(2)으로 회전력이 전달되는 상황에서 내륜(1)의 회전력이 감소하거나 외륜(2)의 부가된 회전력에 의해 외륜(2)이 내륜(1)보다 빠르게 역방향 회전하면 도9e와 도10e에 도시된바와 같이 외륜(2)의 회전은 내륜(1)에 끼워맞춤되어 있는 웨지링(5)의 회전보다 빠르게 회전하므로 외륜(2)의 회전에 의한 롤러(4)의 회전방향과 웨지의 끼워맞춤 방향이 반대로 되어 회전궤도 구속캠(8)과 웨지링 구속캠(13)의 위치에 관계없이 롤러(4)의 회전방향 끼워맞춤은 쉽게 해제되어 베어링으로 작동하여 외륜(2)과 관계없이 내륜(1)은 정해진 회전속도로 계속 회전한다.

동시에 외륜(2)과 마찰저항으로 결합한 제어륜(3)은 외륜(2)을 따라 내륜(1)보다 빠르게 회전하게 되어, 내륜(1)과 제어륜(3)은 중립 상태를 지나 반대쪽 방향의 동력 전달면(1g,3b-)에 접촉하게 회전한다. 이때 제어륜(3)의 회전궤도 구속캠 안내면(3c)은 회전궤도 구속캠(8)을 회전궤도(7)의 결합홈(7a)과 결합하게 안내하여 회전궤도(7)를 내륜(1)에 결합하게 한다. 동시에 웨지링 구속캠 제어돌기(3e)는 웨지링 구속캠(13b)을 역방향으로 가압하여 역방향에 있는 웨지링 구속캠(13a)이 웨지링(5)과 끼워맞춤 위치에 있게 한다.

계속해서 회전방향 틈새가 없어지면 내륜(1)과 제어륜(3)의 스플라인 면(1g,3b-)은 서로 접하여 내륜을 따라 회전한다. 그러나 롤러(4)는 외륜(2)을 따라 회전하게 되고, 롤러(4)를 감싸는 리테이너(6)는 외륜(2)의 회전방향으로 같이 회전하며 내륜(1)보다 상대적으로 빠르게 회전한다. 따라서 리테이너(6)와 같이 회 전하던 웨지링(5)은 내륜(1)보다 빠르게 회전하게 되어 웨지링 구속캠(13)에 대해서는 끼워맞춤이 되는 정방향으로 상대 회전하게 되므로 웨지링(5)은 내륜(1)과 끼워맞춤되어 같이 회전하게 된다.

따라서 웨지링(5)은 롤러(4)보다 느리게 회전하게 되어 롤러가 회전궤도 위에서 웨지(5a)를 타고 올라 끼워맞춤 상태에 이르게 된다. 이미 회전궤도(7)는 회전궤도 구속캠(8)에 의해 내륜(1)과 회전할 수 없게 결합하여 있으므로 외륜(2)/전동체(4)/웨지(5a)/회전궤도(7)/내륜(1)이 하나로 결합하게 되어 외륜(2)에서 내륜(1)으로 회전력은 전달되고 같이 회전한다. 즉 역입력 방지 클러치베어링조립체는 클러치로 작동하여 회전력을 전달한다.

이와 같이 제어륜(3)이 외륜(2)으로부터 회전저항을 받게 되면 양방향클러치(2way chutch)로 작동한다. 그러나 제어륜(3)과 외륜(2) 사이의 회전저항부재가 분리되어 제어륜(3)이 회전저항을 받지 않으면 제어륜 중립복원 스프링에 의해 중립위치로 복원하여 역입력방지 클러치베어링조립체는 베어링으로 작동하여 동력 전달은 차단된다. 따라서 회전저항을 제어하는 작은 스위치로 큰 동력전달을 제어할 수 있다.

역입력 방지 클러치베어링조립체를 이용한 양방향 클러치베어링조립체의 적용예는 동력전달클러치와 차량의 차동제한장치(LSD), 차동클러치(CD), 상시물림 변속기를 포함한다.

도 15는 상기 내륜제어형 역입력방지 클러치베어링조립체를 동력전달 방향을 선택할 수 있는 일방향 클러치 유닛에 적용하여 제어륜(3)과 내륜(2)이 회전방향 틈새를 유지하도록 볼 플런져로 결합하면 내륜(1)과 외륜(2) 사이에서 일방향 클러치베어링조립체로 작동하는 실시예이다.

제어륜(3)과 내륜(1)의 회전방향 틈새를 설정된 위치로 유지하기 위해 구속부재인 3개의 플런져(plunger)가 설치된다. 제어륜(3)의 스플라인(3b) 위에 막힌 구멍(51)이 형성되고, 그 구멍 내에 삽입된 탄성부재(52)와 그 탄성부재(52)로 지지가 되어 구멍 내에서 밖으로 돌출하는 각각의 볼(53)이 설치된다. 상기 볼(53)이 돌출하여 위치할 3개의 오목한 안내홈(54a, 54b, 54c)이 내륜의 스프라인 홈에 서로 마주하여 배치되어 있다. 안내홈 중 하나(54a)는 회전방향 틈새가 중립에 있게 위치하고, 다른 하나(54b)는 회전방향 틈새가 정방향으로 치우치게 위치하고, 또 다른 하나(54c)는 회전방향 틈새가 역방향으로 치우치게 위치한다.

플런져의 볼이 중립위치의 안내홈(54a)에 결합하여 있으면 도9a와 도10a에 도시된 바와 같이 회전궤도(7)는 회전궤도 구속캠(8)에 구속되지 않고, 웨지링(5)이 웨지링 구속캠(13)과 접촉하지 않게 웨지링 구속캠 제어돌기(3d,3e)가 웨지링 구속캠(13)을 양쪽으로 가압하여 웨지링도 리테이너와 같이 회전하게 된다. 따라서 롤러(4)는 자유 회전하게 되어 내륜(1)과 외륜(2)은 베어링으로 작동한다.

플런져의 볼이 회전방향 틈새가 정방향으로 치우치게 위치하는 안내홈(54b)에 결합하여 있으면 도9c와 도10c에 도시된 것과 같이 제어륜(3)과 내륜(1)의 결합면(1g-,3b+)이 결정되어 있어서, 내륜(1)의 역방향 회전에 클러치로 작동하고 정방 향 회전에 베어링으로 작동하는 일방향클러치(54b)로 작동한다. 또한 외륜(2)의 정방향 회전에 롤러(4)는 웨지를 타고 오르는 방향으로 회전하려하고, 회전궤도(7)는 구속되어 있으므로 클러치로 작동하고, 외륜(2)의 역방향 회전에 도9e와 도10e에 도시된 바와 같이 베어링으로 작동한다.

플런져의 볼(53)이 회전방향 틈새가 역방향으로 치우치게 위치하는 안내홈(54c)에 결합하여 있으면 도9b와 도10b에 도시된 바와 같이 제어륜(3)과 내륜(1)의 결합면(1g+,3b-)이 결정되어 있어서, 내륜(1)의 정방향 회전에 클러치로 작동하고 역방향 회전에 베어링으로 작동하는 일방향클러치(54c)로 작동한다. 또한 외륜(2)의 정방향 회전에 웨지링 구속캠(13a)이 풀리는 정방향으로 웨지링(5)이 회전하므로 롤러(4)가 자유회전하는 베어링으로 작동하고, 외륜(2)의 역방향 회전에 웨지링 구속캠(13a)이 끼워맞춤되는 역방향으로 웨지링(5)이 회전하므로 웨지링(5)은 끼워맞춤되어 내륜(1)과 같이 회전하고, 외륜(2)을 따라 내륜(1)보다 빠르게 회전하는 롤러(4)가 웨지(5a)를 타고 오르고, 회전궤도(7)는 이미 구속되어 있으므로 클러치로 작동한다.

도 16은 상기 내륜제어형 역입력방지 클러치베어링조립체를 차량의 측면 후사경(side mirror)에 적용한 실시예이다. 내륜에서 확장된 기어(58)에 전동모터(M)를 연결하고, 외륜(2)에 측면 후사경(57)을 연결하고, 제어륜(3)에 차체(59)로부터 회전저항을 받도록 미끄럼스프링(60)을 설치하고, 외륜(2)과 차체 사이에 후사경의 작동위치를 유지하도록 볼플런져로 결합한다.

외륜(2)과 하우징(59) 사이에 후사경(57)의 미리 설정된 작동위치(55)를 유지하기 위해 구속부재인 플런져(plunger)가 설치된다. 외륜(2)의 측면에 막힌 구멍(56)이 형성되고, 그 구멍 내에 삽입된 스프링(52)과 그 스프링(52)으로 지지가 되어 구멍 내에서 밖으로 돌출하는 각각의 볼(53)이 설치된다. 상기 볼(53)이 돌출하여 위치할 오목한 안내홈(55)이 하우징에 서로 마주하여 배치되어 있다.

볼플린져는 후사경이 구속되기 전에는 적은 토크로 모터에 의해 접히거나 작동 위치로 이동한다. 즉 도12에서 설명한 바와 같이 모터가 구동하면 기어와 함께 내륜이 회전하고, 제어륜은 미끄럼 스프링에 의해 회전저항을 받으며 회전하게 되어 내륜과 외륜은 결합하여 모터가 안내하는 위치로 이동한다. 후사경은 작동위치(55)에서 구속되어 정해진 크기의 토크 이하에서 작동위치를 유지하고 있다가, 정해진 토크보다 큰 외부의 충격에 볼(53)은 토크를 받아 스프링(52)을 가압하고 구멍(56)으로 후퇴하여 작동위치(55)를 이탈한다. 계속해서 도12에서 설명한 바와 같이 역입력 분리 기능에 의해 내륜에 결합한 모터(M)와 외륜에 결합한 후사경은 분리되어 후사경(57)이 자유 회전하므로 후사경 및 모터를 충격으로부터 보호하게 작동한다.

상기한 모든 실시예에서는 제어륜이 내륜에 위치한 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하였으나, 제어륜이 외륜에 위치한 외륜제어형 역입력방지 클러치베어링조립체로 설계될 수 있다.

상기한 실시 예에서는 전동체로서 롤러(4)를 사용한 경우를 예로 들어 본 발 명을 설명하였으나, 이외에도 도 17의 (a) 내지 (g)에 도시된 바와 같은 다양한 형태의 전동체(4) 및 볼이 사용될 수도 있다. 도 17에서는 구면 롤러(a), 원통형(또는 니이들형) 롤러(b), 장구형 롤러(c), 그 밖의 2단 롤러 (e-g)등이 도시되어 있다. 이들 모두는 1개의 롤러(4)로서 베어링의 전동체(4) 역할과 클러치의 스프라그 역할을 동시에 수행할 수 있다.

또한, 회전궤도(7)의 형상은 도 17에 도시된 전동체(4)가 원활하게 접동하여 회전이동할 수 있도록 사다리꼴, 타원형, 반달형, 테이퍼형으로 설계될 수 있다.

또한, 상기 실시 예에서 회전부재, 전동체(4), 웨지링(5) 또는 리테이너(6)의 재질은 플라스틱, 세라믹, 강재, 경화 강재, 합금 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

표1

역입력방지 클러치베어링을 2개 이상 연속 조합한 유닛으로 기능이 다양한 클러치를 제공한다.

상기의 바람직한 실시예는 본 발명의 구조적인 기술사상 및 기능적인 기술사상을 예시할 뿐만 아니라, 상기의 바람직한 실시예를 이용하는 방법을 예시하기 위 한 목적으로 도시되고 기술되었으므로, 상기와 같은 기술사상을 벗어나지 않고 변경하여 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 기술사상의 범위 내에 포함되는 모든 변경 실시형태를 포함한다.

Claims (24)

1. 동축선 위에 서로 다른 반경의 궤도면을 갖도록 배열된 제1회전부재 및 제2회전부재와, 상기 두 궤도면 사이에서 외주면이 접동하게 원주상으로 배열된 다수의 전동체와, 상기 제1회전부재와 회전방향 틈새가 형성되어 상기 틈새만큼 지연되면서 토크를 상호 전달하게 결합하는 제3회전부재와, 상기 회전방향 틈새의 변화와 제어륜의 회전방향에 따라 전동체의 회전을 허용하거나 저지하는 웨지링조립체로 구성되어, 입력축에서 입력되는 토크는 출력축으로 전달하지만, 출력축에서 입력되는 역입력 토크는 외부의 제어 없이 자체 작동으로 출력축을 잠그거나 분리함으로써 클러치 또는 베어링으로 작동하여 입력축에 전달하지 않는 역입력방지 클러치베어링조립체에 있어서,

   제1 역입력방지 클러치베어링조립체와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체가 각각의 어느 한 회전부재와 결합하여 하나의 유닛으로 이루어진 클러치베어링조립체
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 역입력방지 클러치베어링조립체와 상기 제2 역입력방지 클러치베어링조립체는 축 방향으로 결합하여 하나의 유닛으로 정렬한 클러치베어링조립체
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 역입력방지 클러치베어링조립체와 상기 제2 역 입력방지 클러치베어링조립체는 반경 방향으로 결합하여 하나의 유닛으로 정렬한 클러치베어링조립체
4. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
5. 제 4 항에 있어서,

   제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전하지 않는 고정체와 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체
6. 제 5 항에 있어서, 상기 입력측이 해방 시 원위치로 되돌려지게 작동하고, 상기 조작 레버로부터의 입력 토크에 대해서 상기 입력측 부재와 상기 제어 부재를 잠그는 잠금 수단과 상기 조작 레버가 해방되었을 때에 상기 조작 레버 및 상기 입력측 부재를 입력 토크가 입력되기 전의 중립 위치에 복귀시키는 복귀 수단을 갖추 고 있는 클러치베어링조립체
7. 제 5 항에 있어서, 상기 고정체가, 상기 입력측 부재의 회동 범위를 규제하는 스토퍼부를 가지는 클러치베어링조립체.
8. 제 4 항에 있어서,

   제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고 회전시 회전저항을 제공하며, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전하지 않는 고정체와 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체
9. 제 8 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 결합한 회전저항부재를 분리하여 회전저항을 제공하지 않게 조작하는 조작 수단을 포함하는 클러치베어링조립체
10. 제 9 항에 있어서, 상기; 조작 수단은,

    회전저항체를 줄(rope, wire)로 잡아당겨 분리하는 클러치베어링조립체
11. 제 4 항에 있어서,

    제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전시 회전저항을 제공하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체
12. 제 11 항에 있어서, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 웨지링 구속캠은 중립 잠금형인 클러치베어링조립체
13. 제 12 항에 있어서, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재의 외주면에 브레이크 슈가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
14. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
15. 제 14 항에 있어서,

    제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 입력측이 회전시 회전저항을 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 상기 입력측을 보조하여 토크를 제공하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체
16. 제 15 항에 있어서,

    입력측에 장착된 토크미터의 검출에 의해 입력측을 보조하는 토크를 제공하는 모터를 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
17. 제 15 항에 있어서,

    제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제1회전부재가 중립위치에서 단단히 결합하는 수단을 더 포함한 클러치베어링조립체
18. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
19. 제 18 항에 있어서,

    제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 입력되는 입력측과 결합하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 상기 입력측을 보조하여 토크를 제공하고, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재는 단단히 결합하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재는 회전시 회전저항을 제공하고, 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재는 토크가 출력되는 출력측과 결합하는 클러치베어링조립체
20. 제 19 항에 있어서,

    입력측에 장착된 토크미터의 검출에 의해 입력측을 보조하는 토크를 제공하는 모터를 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
21. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링 조립체
22. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제3회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
23. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제1회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체
24. 제 1 항에 있어서, 제1 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재와 제2 역입력방지 클러치베어링조립체의 제2회전부재가 결합하여 이루어진 클러치베어링조립체

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