KR20160093622A

KR20160093622A - 분할된 웨지 요소 및 챔퍼링된 결합면을 갖는 웨지 클러치

Info

Publication number: KR20160093622A
Application number: KR1020167014494A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 리; 카르스텐 오어
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-08-08
Also published as: US20150152922A1; JP2016539295A; US9470275B2; JP6448643B2; DE112014005508T5; CN105849429A; WO2015084648A1; CN105849429B

Abstract

본 발명은 웨지 클러치에 관한 것으로서, 웨지 클러치는 내부 허브와, 외부 허브와, 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소와, 외부 링과, 제1 및 제2 변위 요소를 포함한다. 외부 링은 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되고, 분할부에 비회전식으로 연결되며, 그리고 분할부를 내부 허브와 접촉되게 반경방향 내향으로 압박한다. 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 웨지 요소를 압박하도록 배열된다. 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 내부 허브와 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열된다.

Description

분할된 웨지 요소 및 챔퍼링된 결합면을 갖는 웨지 클러치{WEDGE CLUTCH WITH A SEGMENTED WEDGE ELEMENT AND CHAMFERED ENGAGEMENT SURFACES}

[관련 출원의 상호 참조]

본 개시내용은 35 U.S.C. §119(e) 하에서 전체 내용이 본 명세서에서 원용되는 2013년 12월 3일자로 출원된 미국 특허 가출원 제61/911,239호의 우선권을 주장한다.

[기술분야]

본 출원은 내부 허브와 외부 허브를 체결시키기 위해 축방향으로 변위가능하고 원주방향으로 분할되어 있는 웨지 요소를 사용하는 웨지 클러치에 관한 것이다. 구체적으로는, 웨지 클러치는 프리 휠 모드에서 내부 허브와 외부 허브 사이의 토크 저항을 제거하는 동시에 체결 모드에서 프리 휠 모드로의 신속하고 일관된 전환을 가능케 한다. 단일품 웨지판이 아닌 분할된 웨지의 사용은 웨지 요소의 두께의 증가 및 클러치의 토크 전달 용량의 후속적인 증가를 가능케 한다.

웨지 클러치는 내부 허브와 외부 허브를 연결 및 분리시키는데 사용된다. 통상적으로, 웨지 요소를 위한 테이퍼링된 원주방향 내부면과 원주방향 외부면은 클러치의 연결 모드에서 내부 및 외부 허브의 각각의 원주방향 표면과 결합된다. 그러나, 높은 토크 하중 하에서, 웨지 요소를 위한 원주방향 내부면과 원주방향 외부면 중 하나는 내부 허브 또는 외부 허브의 원주방향 표면에 대해 각각 미끄러질 수도 있다.

본 명세서에 개시된 양태에 따르면, 웨지 클러치로서, 내부 허브와; 외부 허브와; 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 복수의 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소와; 외부 링과; 제1 및 제2 변위 요소를 포함하는 웨지 클러치가 제공된다. 외부 링은 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 배치되고, 복수의 분할부에 비회전식으로 연결되며, 그리고 복수의 분할부를 반경방향 내향으로 압박한다. 제1 변위 요소는 웨지 요소와 결합된다. 웨지 클러치의 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 웨지 요소를 압박하도록 배열된다. 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 내부 허브와 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열된다.

본 명세서에 개시된 양태에 따르면, 웨지 클러치로서, 내부 허브와; 외부 허브와; 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 복수의 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소로서, 각각의 분할부는 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 각각의 원주방향 외부면을 포함하는, 웨지 요소와; 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 배치되고, 복수의 분할부에 비회전식으로 연결되고, 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 원주방향 내부면을 포함하며, 그리고 복수의 분할부를 내부 허브와 접촉되게 반경방향 내향으로 압박하는 외부 링과; 웨지 요소와 결합되는 제1 변위 요소와; 제2 변위 요소를 포함하는 웨지 클러치가 제공된다. 웨지 클러치의 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 요소를 제1 축방향으로 압박하도록 배열된다. 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 외부 링과 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열된다.

본 명세서에 개시된 양태에 따르면, 웨지 클러치로서, 내부 허브와; 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제1 및 제2 표면을 포함하는 원주방향으로 배치된 그루브를 갖는 반경방향 최내부 부분을 포함하는 외부 허브와; 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 복수의 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소와; 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 배치되고, 복수의 분할부에 비회전식으로 연결되고, 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제3 및 제4 표면을 갖는 반경방향 최외부 부분을 포함하며, 그리고 복수의 분할부를 내부 허브와 접촉되게 반경방향 내향으로 압박하는 외부 링과; 웨지 요소와 결합되는 제1 변위 요소와; 제2 변위 요소를 포함하는 웨지 클러치가 제공된다. 웨지 클러치의 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 웨지 요소를 압박하도록 배열된다. 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 외부 링과 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열된다.

대응하는 도면 부호가 대응하는 부품을 나타내는 첨부된 개략도를 참조하는 단지 예로서의 다양한 실시예들이 개시되어 있다:
도 1a는 본 출원에 사용된 공간적 용어를 설명하는 원통 좌표계의 사시도이다.
도 1b는 본 출원에 사용된 공간적 용어를 설명하는 도 1a의 원통 좌표계 내에 있는 객체의 사시도이다.
도 2는 분할된 웨지 요소 및 챔퍼링된 결합면을 갖는 웨지 클러치의 정면도이다.
도 3은 전체적으로 도 2의 라인 3-3을 따르는 단면도이다.
도 4는 폐쇄 모드에 있는 웨지 클러치를 도시하는 도 3의 영역 4/5의 상세도이다.
도 5는 개방 모드에 있는 웨지 클러치를 도시하는 도 3의 영역 4/5의 상세도이다.

맨 처음, 상이한 도면들의 유사한 도면 부호는 본 개시내용의 동일한 또는 기능적으로 유사한 구조적 요소를 나타낸다는 것을 알아야 한다. 청구된 바와 같은 본 개시내용은 개시된 양태에 제한되지 않는다는 것을 알아야 한다.

또한, 본 개시내용은 개시된 특정 방법론, 재료 및 변경예에 제한되지 않을 뿐만 아니라 변경될 수도 있음을 알아야 한다. 본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정한 특징부를 기술하기 위한 것일 뿐 본 개시내용의 범주를 제한하는 것이 아님을 또한 알아야 한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 과학 기술 용어는 본 개시내용과 관련된 기술분야의 통상의 기술자가 일반적으로 알고 있는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 개시된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법, 장치 또는 재료는 본 개시내용을 실시하거나 시험할 때 사용될 수 있음을 알아야 한다.

도 1a는 본 출원에 사용된 공간적 용어를 설명하는 원통 좌표계(80)의 사시도이다. 본 발명은 적어도 부분적으로 원통 좌표계를 참조하여 기술된다. 원통형 좌표계(80)는 이하의 방향적 그리고 공간적 용어에 대한 기준으로서 사용되는 종축(81)을 갖는다. "축방향", "반경방향" 및 "원주방향"이라는 형용사들은 축(81), [축(81)에 직교하는] 반경(82), 및 원주방향 표면(83)에 대해 각각 평행한 배향과 관련된다. "축방향", "반경방향" 및 "원주방향"이라는 형용사들은 또한 각각의 평면에 평행한 배향과 관련된다. 다양한 평면의 배치를 명확하게 하기 위해, 객체(84, 85, 86)가 사용된다. 객체(84)의 표면(87)은 축방향 평면을 형성한다. 즉, 축(81)은 상기 표면을 따르는 라인을 형성한다. 객체(85)의 표면(88)은 반경방향 평면을 형성한다. 즉, 반경(82)은 상기 표면을 따르는 라인을 형성한다. 객체(86)의 평면(89)은 원주방향 평면을 형성한다. 즉, 원주방향 표면(83)은 상기 평면을 따르는 라인을 형성한다. 추가적인 예로서, 축방향 이동 또는 배치는 축(81)에 평행하고, 반경방향 이동 또는 배치는 반경(82)에 평행하며, 원주방향 이동 또는 배치는 원주방향 평면(83)에 평행하다. 회전은 축(81)과 관련된다.

"축방향으로", "반경방향으로" 및 "원주방향으로"라는 부사들은 축(81), 반경(82) 또는 원주방향 표면(83)에 대해 각각 평행한 배향과 관련된다. "축방향으로", "반경방향으로" 및 "원주방향으로"라는 부사들은 또한 각각의 평면에 평행한 배향과 관련된다.

도 1b는 본 출원에 사용된 공간적 용어를 설명하는 도 1a의 원통 좌표계(80) 내의 객체(90)의 사시도이다. 원통형 객체(90)는 원통 좌표계 내의 원통형 객체를 대표하는 것일 뿐 본 발명을 어떤 방식으로든지 제한하려는 것은 아니다. 객체(90)는 축방향 표면(91), 반경방향 표면(92) 및 원주방향 표면(93)을 포함한다. 표면(91)은 축방향 평면의 일부분이고, 표면(92)은 반경방향 표면의 일부분이며, 표면(93)은 원주방향 표면의 일부분이다.

도 2는 분할된 웨지 요소 및 챔퍼링된 결합면을 갖는 웨지 클러치(100)의 정면도이다.

도 3은 전체적으로 도 2의 라인 3-3을 따르는 웨지 클러치(100)의 단면도이다.

도 4는 폐쇄 모드에 있는 웨지 클러치(100)를 도시하는 도 3의 영역 4/5의 상세도이다.

도 5는 개방 모드에 있는 웨지 클러치(100)를 도시하는 도 3의 영역 4/5의 상세도이다. 이하의 내용은 도 2 내지 도 5를 참조하여 고찰되어야 한다. 웨지 클러치(100)는 내부 허브(102), 외부 허브(104), 웨지 요소(106), 외부 링(108) 및 변위가능 요소(110, 112)를 포함한다. 웨지 요소(106)는 허브들(102, 104) 사이에, 특히 내부 허브(102)와 외부 링(108) 사이에 반경방향으로 위치되는 원주방향으로 배치된 분리된 분할부(114)를 포함한다. 외부 링(108)은 웨지 요소와 외부 허브(104) 사이에 반경방향으로 배치되고, 분할부(114)에 비회전식으로 연결되며, 그리고 분할부(114)를 내부 허브(102)와 접촉되게 반경방향 내향으로 압박한다. 내부 허브(102)와의 접촉의 결과로서, 웨지 요소(106)는 이하에 기술된 바를 제외하곤 내부 허브(102)와 함께 회전된다.

내부 허브(102)와 외부 허브(104)가 비회전식으로 연결되는 웨지 클러치(100)의 폐쇄 모드를 개시시키기 위해, 변위 요소(110)가 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 클러치의 회전축(AR)에 평행한 축방향(AD1)으로 웨지 요소(106)를 압박하도록 배열된다. 내부 허브(102)와 외부 허브(104) 간의 상대 회전이 가능한 웨지 클러치(100)의 개방 모드를 개시시키기 위해, 변위 요소(112)가 예컨대 외부 링(108)과 외부 허브(104) 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 축방향(AD1)에 대향하는 축방향(AD2)으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열된다.

각각의 분할부(114)는 축방향(AD1)으로 반경방향 내향으로 경사진 각각의 원주방향 외부면(116)을 포함한다. 즉, 회전축(AR)으로부터의 원주방향 외부면(116)의 반경방향 거리(118)는 축방향(AD1)으로 증가한다. 외부 링(108)은 축방향(AD1)으로 반경방향 내향으로 경사진 원주방향 내부면(120)을 포함한다. 즉, 회전축(AR)으로부터의 원주방향 내부면(120)의 반경방향 거리(122)는 축방향(AD1)으로 증가한다.

예시적인 실시예에서, 각각의 원주방향 외부면(116)은 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부(124)를 포함하며, 원주방향 내부면(120)은 상기 각각의 분할부(114)를 외부 링(108)에 비회전식으로 연결시키기 위해 만입부(124) 내에 적어도 부분적으로 배치되는 반경방향 내향으로 연장된 돌출부(126)를 포함한다. 외부 링(108)은 또한 분할부(114)를 원주방향 배향으로 유지시킨다. 예컨대, 돌출부(126)는 각각의 분할부(114)가 원주방향으로 인접한 분할부(114)로부터 원주방향(CD)으로 각각의 공간(128)에 의해 분리되도록 각각의 분할부(114)를 유지시키게 배열된다. 예컨대, 분할부(114A)는 원주방향 공간(128A, 128B)에 의해 분할부(114B, 114C)로부터 각각 분리된다. 예컨대, 돌출부(126A)와 만입부(124A) 간의 접촉과 돌출부(126B)와 만입부(124B) 간의 접촉이 공간(128A)을 유지시킨다. 공간(128)을 유지시키는 것은 분할부(114)가 서로 접촉되지 않고 (개방 및 폐쇄 모드를 가능케 하도록) 축방향으로 그리고 반경방향으로 변위되는 것을 그리고 그런 변위를 방해하지 않는 것을 보장한다.

외부 링(108)은 반경방향 외향 방향(RD)으로 서로를 향해 테이퍼링된 챔퍼링된 표면(132A, 132B)을 갖는 반경방향 최외부 부분(130)을 포함한다. 외부 허브(104)는 방사상 외향 방향(RD)으로 서로를 향해 테이퍼링된 챔퍼링된 표면(138A, 138B)을 포함하는 원주방향으로 배치된 그루브(136)를 갖는 반경방향 최내부 부분(134)을 포함한다. 달리 말하면, 반경방향 최외부 부분(130)과 그루브(136)는 상보적으로 챔퍼링된다. 예시적인 실시예에서, 표면들(132A, 138A)은 서로에 대해 사실상 평행하며, 표면들(132B, 138B)은 서로에 대해 사실상 평행하다.

예시적인 실시예에서, 부분들(130, 134)은 개방 모드에선 접촉되지 않는데, 예컨대 간극(140)이 표면들(132A, 138A) 사이에 그리고 표면들(132B, 138B) 사이에 존재한다. 예시적인 실시예에서, 부분들(130, 134)은 개방 모드에선 공칭상으로만 접촉된다. 예시적인 실시예에서, 개방 모드에선 간극(140)뿐만 아니라 분할부(114)와 외부 링(108) 사이의 간극(142)도 존재한다. 웨지 요소(106)를 축방향(AD1)으로 변위시키는 변위 요소(110)에 응답하여, 외부 링(108)이 표면(132A)을 표면(138A)과 결합시키도록 그리고 표면(132B)을 표면(138B)과 결합시키도록 반경방향 외향 방향(RD)으로 확장되도록 배열되어, 허브들(102, 104)이 비회전식으로 결합되기 전에 웨지 요소(106)가 내부 허브(102)에 대해 회전되게 한다(폐쇄 모드의 개시).

예시적인 실시예에서, 변위 요소(110)는 관련 기술분야에 공지되어 있는 임의의 탄성 요소이며, 변위 요소(112)는 관련 기술분야에 공지되어 있는 임의의 피스톤이다. (도시 안 된) 예시적인 실시예에서, 변위 요소(112)는 관련 기술분야에 공지되어 있는 임의의 탄성 요소이며, 변위 요소(110)는 관련 기술분야에 공지되어 있는 임의의 피스톤이다. 유압식, 공압식 또는 전기 작동식을 포함하지만 이에 제한되지 않는 관련 기술분야에 공지되어 있는 임의의 수단이 웨지 클러치(100) 내의 피스톤을 변위시키는데 사용될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 각각의 분할부(114)는 원주방향으로 경사진 경사로(146)를 갖는 원주방향 내부면(144)을 포함하며, 내부 허브(102)는 원주방향으로 경사진 경사로(146)와 결합되는 원주방향으로 경사진 경사로(150)를 갖는 원주방향 외부면(148)을 포함한다. 웨지 요소의 축방향(AD1)으로의 변위에 응답하여, 경사로(146, 150)는 분할부(114)를 반경방향 외향으로 압박하기 위해 서로를 가로질러 활주되도록 배열된다. 웨지 요소의 축방향(AD2)으로의 변위에 응답하여, 경사로(146, 150)는 외부 링(108)이 분할부(114)를 반경방향 내향으로 변위시켜[분할부(114)를 방사상 내향으로 수축시켜] 외부 링(108)과 외부 허브(104) 간의 접촉을 감소 또는 해제시키기 위해 서로를 가로질러 활주되도록 배열된다.

이하의 내용은 웨지 클러치(100)의 구조와 기능과 관련된 추가적인 상세 사항을 제공한다. 일반적으로, 웨지 클러치(100)의 개방 모드와 폐쇄 모드 사이의 전환은 허브들(102, 104) 간의 상대 회전을 필요로 한다. 웨지 클러치(100)의 개방 모드에서, 표면들(132A, 138A)과 표면들(132B, 138B)은 접촉되지 않거나, 또는 접촉 때문에 외부 링(108)이 외부 허브(104)와 함께 회전되는 일이 초래되지 않도록 접촉은 최소한이다. 개방 모드에서 폐쇄 모드로 전환하기 위해, 변위 요소(110)가 웨지 요소를 축방향(AD1)으로 변위시켜 경사진 표면(116)이 표면(120)을 따라 활주되게 함으로써, 외부 링(108)을 표면(132A, 138A)과 표면(132B, 138B)에 결합시키기 위해 또는 표면들(132A, 138A) 간의 그리고 표면들(132B, 138B) 간의 마찰력을 증가시키기 위해 반경방향 외향으로 가압한다. 결과적으로, 외부 링(108)과 웨지 요소(106)가 외부 허브(104)와 함께 내부 허브(102)에 대해 회전된다. 이런 상대 회전은 경사로(146)가 외부 링(108)과 외부 허브(104)를 비회전식으로 연결시키기 위해 경사로(150)를[그리고 외부 링(108)을] 반경방향 외향으로 가압하도록 경사로(146, 150)로 하여금 서로를 가로질러 활주되게 한다.

개방 모드와 폐쇄 모드 사이의 전환을 위한 내부 허브(102)와 외부 허브(104) 간의 상대 회전은 경사로(142, 150)의 구성으로 인해 원주방향(CD1 또는 CD2)으로 야기될 수 있다. 즉, 폐쇄 모드로 전환하기 위해, 원주방향(CD1 또는 CD2)으로의 내부 허브(102)와 외부 허브(104)의 상대 회전은 경사로(146, 150)로 하여금 서로를 가로질러 활주되게 하여 웨지 요소를 반경방향 외향으로 확장시킨다. 내부 허브(102)와 외부 허브(104) 간의 상대 회전은 내부 허브(102)와 외부 허브(104)가 동일한 원주방향이지만 상이한 속도로 회전하는 것 또는 대향하는 원주방향으로 회전하는 것을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 또한 내부 허브(102)와 외부 허브(104) 간의 상대 회전은 내부 허브(102)와 외부 허브(104) 중 하나가 회전하지 않는 것도 포함할 수 있다.

폐쇄 모드에서, 표면들(132A, 138A) 및 표면들(132B, 138B)은 비회전식으로 연결된다. 폐쇄 모드에서 개방 모드로 전환하기 위해, 변위 요소(112)가 웨지 요소를 축방향(AD2)으로 변위시켜 경사진 표면(116)이 표면(120)을 따라 활주되게 하여, 외부 링(108)이 반경방향 내향으로 수축되어 간극(140)을 생성시킬 수 있게 함으로써, 결과적으로 외부 링(108)과 외부 허브(104) 간의 접촉을 해제시키거나 외부 링(108)과 외부 허브(104) 사이의 마찰력을 감소시킨다. 접촉의 해제 또는 마찰력의 감소는 분할부(114)에 대한 외부 링(108)으로부터의 반경방향 내향력과 협력하여 웨지 요소(106)가 반경방향 내향으로 변위되도록 경사로들(146, 150)로 하여금 서로를 가로질러 활주되게 한다.

예시적인 실시예에서, 웨지 클러치(100)는 자체 체결식이다. 즉, 일단 표면들(116, 120)이 폐쇄 모드에서 비회전식으로 결합되면, 회전축(AR)에 대한 표면(116, 120)의 경사도(152) 및 표면들(116, 120) 간의 마찰 계수가 폐쇄 모드를 유지시키기에 충분한 것이 된다.

유리하게는, 챔퍼링된 표면(132A/B, 138A/B)은 웨지 클러치(100)의 토크 전달 용량을 증가시킨다. 분리된 분할부(114)로 이루어진 웨지 요소(106)를 형성함으로써, 웨지 요소(106)의 축방향 두께(154)가 증가될 수 있으며, 또한 웨지 클러치(100)의 토크 전달 용량도 증가된다. 상술된 바와 같이, 외부 링(108)은 분할부(114)의 사용을 가능케 한다. 유리하게는, 웨지 클러치(100)의 개방 모드에서 요소(112)는 표면들(132A, 138A)과 표면들(132B, 138B)이 접촉되지 않거나 공칭상으로만 접촉되도록 웨지 요소(106)를 축방향(AD2)으로 변위시킨다. 따라서, 개방 모드에서 표면들(132A, 138A)과 표면들(132B, 138B) 간의 접촉에 의해 유발되는 저항 손실이 거의 없거나 또는 없다. 또한, 웨지 클러치(100)는 허브들(102, 104)의 신속하고 일관된 연결을 가능케 한다. 웨지 요소(106)를 비교적 작은 축방향 거리만큼 변위시켜 폐쇄 모드를 개시시키기 위해서 탄성 요소(110)는 비교적 소량의 축방향 힘을 축방향(AD1)으로 인가하기만 하면 된다. 웨지 요소(106)와 외부 링(108)의 자체 체결 특징은 내부 허브와 외부 허브의 신속하고 안정적인 비회전식 연결을 보장한다.

또한, 웨지 클러치(100)의 자체 체결 특징으로 인해, 탄성 요소(110)가 웨지 요소를 폐쇄 위치에 유지시키기 위해 축방향 힘을 축방향(AD1)으로 인가할 필요가 없다. 따라서, 어떤 능동 요소가 그런 힘을 제공할 필요가 없기 때문에, 복잡도와 에너지 요구량이 저감된다. 외부 링(108)과 외부 허브 간의 접촉을 개시시키거나 공칭상으로 증가시키기 위해서 탄성 요소(110)가 웨지 요소를 변위시키는데 충분한 힘을 제공하기만 하면 된다. 추가적인 결과로서, 웨지 요소를 변위시켜 개방 모드를 개시시키기 위해 변위 요소(112)가 능동 요소(110)로부터의 유지력을 극보하는 것이 필요하지 않기 때문에, 변위 요소(112)에 대한 에너지 요구량이 저감된다.

표면들(116, 120)은 축방향(AD1)으로 반경방향 내향으로 경사져 있는 것으로 도시되어 있지만, 표면들의 경사는 표면들(116, 120)이 축방향(AD1)으로 반경방향 외향으로 경사지도록 역전될 수 있음을 알아야 한다.

다양한 상술된 특징과 다른 특징 및 기능, 또는 이들에 대한 대안예는 수많은 다른 상이한 시스템 또는 어플리케이션에서 바람직하게 조합될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 이하의 청구범위에 포함될 수 있는 다양한 뜻밖의 또는 예상외의 본 발명에 대한 대안예, 변형예, 변경예 또는 개선예도 통상의 기술자에 의해 추후 실시될 수도 있다.

Claims

웨지 클러치로서,
내부 허브와,
외부 허브와,
상기 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 복수의 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소와,
상기 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 배치되고, 복수의 분할부에 비회전식으로 연결되며, 그리고 복수의 분할부를 반경방향 내향으로 압박하는 외부 링과,
제1 변위 요소와,
제2 변위 요소를 포함하며,
상기 웨지 클러치의 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 웨지 요소를 압박하도록 배열되고,
상기 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 내부 허브와 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열되는 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 상기 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 외부 링과 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열되는 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 복수의 분할부의 각각의 분할부는 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 각각의 원주방향 외부면을 포함하며,
상기 외부 링은 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 원주방향 내부면을 포함하는 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 복수의 분할부의 각각의 분할부는 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부를 포함하는 각각의 원주방향 외부면을 포함하며,
상기 외부 링은 상기 각각의 분할부를 외부 링에 비회전식으로 연결시키기 위해 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부 내에 적어도 부분적으로 배치되는 복수의 반경방향 내향으로 연장된 돌출부를 갖는 원주방향 내부면을 포함하는 웨지 클러치.
제4항에 있어서, 상기 복수의 반경방향 내향으로 연장된 돌출부는 상기 각각의 분할부가 각각의 공간에 의해 복수의 분할부의 원주방향으로 인접한 분할부들로부터 원주방향으로 각각의 공간만큼 분리되도록 상기 각각의 분할부를 유지시키게 배열되는 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 상기 외부 링은 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제1 및 제2 표면을 갖는 반경방향 최외부 부분을 포함하며,
상기 외부 허브는 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제3 및 제4 표면을 포함하는 원주방향으로 배치된 그루브를 갖는 반경방향 최내부 부분을 포함하는 웨지 클러치.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제3 표면은 서로에 대해 사실상 평행하며,
상기 제2 및 제4 표면은 서로에 대해 사실상 평행한 웨지 클러치.
제6항에 있어서, 상기 웨지 요소를 제1 축방향으로 변위시키는 제1 변위 요소에 응답하여, 외부 링은 제1 표면과 제3 표면을 비회전식으로 연결시키고 그리고 제2 표면과 제4 표면을 비회전식으로 연결시키기 위해 반경방향 외향으로 확장되도록 배열되는 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 상기 제1 변위 요소는 탄성 요소를 포함하고 제2 변위 요소는 피스톤이거나, 또는 상기 제1 변위 요소는 피스톤이고 제2 변위 요소는 탄성 요소인 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 상기 웨지 클러치의 폐쇄 모드에서, 외부 링과 외부 허브 간의 마찰력이 외부 링과 외부 허브의 비회전식 연결을 유지시키기에 충분한 것이 되는 웨지 클러치.
제1항에 있어서, 복수의 분할부의 각각의 분할부는 제1의 복수의 원주방향으로 경사진 경사로를 갖는 원주방향 내부면을 포함하고,
상기 내부 허브는 제1의 복수의 원주방향으로 경사진 경사로와 결합되는 제2의 복수의 원주방향으로 경사진 경사로를 갖는 원주방향 외부면을 포함하고,
상기 웨지 요소의 제1 축방향으로의 변위에 응답하여, 각각의 제1의 복수의 경사로는 복수의 분할부를 반경방향 외향으로 가압하기 위해 제2의 복수의 경사로를 가로질러 활주되도록 배열되며,
상기 웨지 요소의 제2 축방향으로의 변위에 응답하여, 각각의 제1의 복수의 경사로는 제2의 복수의 경사로를 가로질러 활주되도록 배열되고 그리고 외부 링은 외부 링과 외부 허브 간의 접촉을 감소 또는 해제시키기 위해 반경방향 내향으로 수축되도록 배열되는 웨지 클러치.
웨지 클러치로서,
내부 허브와,
외부 허브와,
상기 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 복수의 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소로서, 각각의 분할부는 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 각각의 원주방향 외부면을 포함하는, 웨지 요소와,
상기 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 배치되고, 복수의 분할부에 비회전식으로 연결되고, 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 원주방향 내부면을 포함하며, 그리고 복수의 분할부를 내부 허브와 접촉되게 반경방향 내향으로 압박하는 외부 링과,
제1 변위 요소와,
제2 변위 요소를 포함하며,
상기 웨지 클러치의 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 요소를 제1 축방향으로 압박하도록 배열되고,
상기 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 외부 링과 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열되는 웨지 클러치.
제12항에 있어서, 복수의 분할부의 각각의 분할부는 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부를 포함하는 원주방향 외부면을 포함하며,
상기 외부 링은 상기 각각의 분할부를 외부 링에 비회전식으로 연결시키기 위해 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부 내에 적어도 부분적으로 배치되는 복수의 반경방향 내향으로 연장된 돌출부를 갖는 원주방향 내부면을 포함하는 웨지 클러치.
제13항에 있어서, 상기 복수의 반경방향 내향으로 연장된 돌출부는 상기 각각의 분할부가 각각의 공간에 의해 복수의 분할부의 원주방향으로 인접한 분할부들로부터 원주방향으로 각각의 공간만큼 분리되도록 복수의 분할부의 각각의 분할부를 유지시키게 배열되는 웨지 클러치.
제12항에 있어서, 상기 외부 링은 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제1 및 제2 표면을 갖는 반경방향 최외부 부분을 포함하며,
상기 외부 허브는 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제3 및 제4 표면을 포함하는 원주방향으로 배치된 그루브를 갖는 반경방향 최내부 부분을 포함하는 웨지 클러치.
웨지 클러치로서,
내부 허브와,
반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제1 및 제2 표면을 포함하는 원주방향으로 배치된 그루브를 갖는 반경방향 최내부 부분을 포함하는 외부 허브와,
상기 내부 허브와 외부 허브 사이에 반경방향으로 위치되는 복수의 원주방향으로 배치된 분리된 분할부를 포함하는 웨지 요소와,
상기 웨지 요소와 외부 허브 사이에 반경방향으로 배치되고, 복수의 분할부에 비회전식으로 연결되고, 반경방향 외향 방향으로 서로를 향해 테이퍼링된 제3 및 제4 표면을 갖는 반경방향 최외부 부분을 포함하며, 그리고 복수의 분할부를 반경방향 내향으로 압박하는 외부 링과,
제1 변위 요소와,
제2 변위 요소를 포함하며,
상기 웨지 클러치의 폐쇄 모드를 위해, 제1 변위 요소는 내부 및 외부 허브, 웨지 요소, 및 외부 링을 비회전식으로 연결시키기 위해 웨지 클러치의 회전축에 평행한 제1 축방향으로 웨지 요소를 압박하도록 배열되고,
상기 웨지 클러치의 개방 모드를 위해, 제2 변위 요소는 외부 링과 외부 허브 간의 상대 회전을 가능케 하기 위해 제1 축방향에 대향하는 제2 축방향으로 웨지 요소를 변위시키도록 배열되는 웨지 클러치.
제16항에 있어서, 상기 제1 및 제3 표면은 서로에 대해 사실상 평행하며,
상기 제2 및 제4 표면은 서로에 대해 사실상 평행한 웨지 클러치.
제17항에 있어서, 상기 웨지 요소를 제1 축방향으로 변위시키는 제1 변위 요소에 응답하여, 외부 링은 제1 표면과 제3 표면을 비회전식으로 연결시키고 그리고 제2 표면과 제4 표면을 비회전식으로 연결시키기 위해 반경방향 외향으로 확장되도록 배열되는 웨지 클러치.
제16항에 있어서, 복수의 분할부의 각각의 분할부는 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 각각의 원주방향 외부면을 포함하며,
상기 외부 링은 제1 축방향으로 반경방향 내향으로 경사진 원주방향 내부면을 포함하는 웨지 클러치.
제16항에 있어서, 복수의 분할부의 각각의 분할부는 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부를 포함하는 원주방향 외부면을 포함하고,
상기 외부 링은 상기 각각의 분할부를 외부 링에 비회전식으로 연결시키기 위해 적어도 하나의 반경방향 내향으로 연장된 만입부 내에 적어도 부분적으로 배치되는 복수의 반경방향 내향으로 연장된 돌출부를 갖는 원주방향 내부면을 포함하며,
상기 복수의 반경방향 내향으로 연장된 돌출부는 상기 각각의 분할부가 각각의 공간에 의해 복수의 분할부의 원주방향으로 인접한 분할부들로부터 원주방향으로 각각의 공간만큼 분리되도록 복수의 분할부의 각각의 분할부를 유지시키게 배열되는 웨지 클러치.