KR20210055398A - 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터 - Google Patents

원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터 Download PDF

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KR20210055398A
KR20210055398A KR1020190141794A KR20190141794A KR20210055398A KR 20210055398 A KR20210055398 A KR 20210055398A KR 1020190141794 A KR1020190141794 A KR 1020190141794A KR 20190141794 A KR20190141794 A KR 20190141794A KR 20210055398 A KR20210055398 A KR 20210055398A
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Abstract

본 발명은 아우터레이스(510); 상기 아우터레이스(510)와 동축으로 배열되는 이너레이스(520); 상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수 개의 원통형 롤러(530)들; 및 상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고 상기 롤러(530)들을 지지하는 지지부(540)를 포함하는 원웨이클러치(500)를 제공한다.
상기 롤러(530)는 롤러(530)의 외주를 따라 형성된 가이드홈(532)을 구비하고, 상기 아우터레이스(510)의 내주면에는 상기 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510)의 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 롤러(530)가 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에서 비스듬하게 놓여지지 않게 하여 저비용으로 용이하게 내구성 및 안정성이 향상될 수 있고, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)를 통해 유체가 유입되어 윤활효과 및 냉각효과가 향상될 수 있다.

Description

원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터{ONE-WAY CLUTCH, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND TORQUE CONVERTER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저비용으로 용이하게 내구성, 안정성, 윤활효과 및 냉각효과를 향상시키는 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터에 관한 것이다.
차량용 토크 컨버터는 엔진으로부터 전달되는 구동력(토크)을 변속기 측으로 전달하는 기계 요소이다. 상기 토크 컨버터는 엔진과 변속기 사이에 구비된다. 토크 컨버터는, 기동 단계에서는 유체를 통해 엔진의 구동력을 증배하여 변속기에 전달하고, 락업(lock up) 단계에서는 기계적인 직결을 통해 엔진의 구동력을 변속기에 전달한다.
일반적으로 토크 컨버터는 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.
원웨이클러치는 리액터의 반경방향 내측 가장자리와 고정단 사이에 구비된다. 원웨이클러치는 스프래그(sprag)를 이용하는 스프래그 타입, 롤러(roller)를 이용하는 롤러 타입 등이 있다.
롤러 타입의 원웨이클러치는 아우터레이스, 아우터레이스와 동축이고 아우터레이스와 동심으로 설치되는 이너레이스를 포함하고, 아우터레이스와 이너레이스의 사이에 배치되는 롤러 및 롤러를 지지하는 지지부를 포함하여 구성된다. 아우터레이스는 리액터에 결합되어 회전할 수 있고 이너레이스는 고정단에 결합되어 고정될 수 있다.
아우터레이스가 일방향으로 회전하면 롤러는 예를 들면 일방향으로 원활하게 움직여서 아우터레이스가 회전하게 할 수 있다. 반면에, 아우터레이스가 타방향으로 회전하면 롤러는 예를 들면 좁은 공간에 끼여서 아우터레이스의 회전이 제한될 수 있다.
한편, 롤러는 외부충격 등에 의해 아우터레이스 및 이너레이스 사이에서 비스듬하게 놓여질 수 있다. 구체적으로, 롤러의 회전축이 아우터레이스의 회전축과 평행하지 않게 될 수 있다. 이 때에는, 롤러가 아우터레이스 및 이너레이스 사이에 끼여서 아우터레이스의 회전을 방해하거나 아우터레이스 등을 마모시켜서 롤러의 회전제한 기능을 약화시킬 수 있다.
이를 해결하기 위한 선행기술은 다음과 같다.
일본공개특허 제2003-097674호는 롤러 클러치 내장형 풀리 장치의 조립 방법에 관한 것으로, 클러치용 지지기 28a의 각 포켓 31 내에 지지된 각 롤러 26이 이들 각 포켓 31 내에서 이 클러치용 지지기 28a의 지름 방향 내측에 탈락하는 것을 방지하기 위한 탈락 방지 수단을 제공한다.
상기 선행기술은 일례로 롤러(26)의 측방향 양단부에 형성된 돌기(46)를 지지하여 롤러(26)의 이탈을 방지하는 방법을 제시하지만, 롤러가 아우터레이스 및 이너레이스 사이에서 비스듬하게 놓여지지 않게 하는 근본적인 해결책을 제시하지 못한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 롤러가 아우터레이스 및 이너레이스 사이에서 비스듬하게 놓여지지 않게 하여 저비용으로 용이하게 내구성 및 안정성이 향상되고, 윤활효과 및 냉각효과가 향상되는 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 아우터레이스(510); 상기 아우터레이스(510)와 동축으로 배열되는 이너레이스(520); 상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수 개의 원통형 롤러(530)들; 및 상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고 상기 롤러(530)들을 지지하는 지지부(540)를 포함하는 원웨이클러치(500)를 제공한다.
상기 롤러(530)는 롤러(530)의 외주를 따라 형성된 가이드홈(532)을 구비한다.
상기 아우터레이스(510)의 내주면에는 상기 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510)의 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출형성된다.
상기 가이드홈(532)은 상기 롤러(530)의 축방향 중앙부에 롤러(530)의 외주를 따라 형성된다.
상기 가이드홈(532)은 복수 개가 형성될 수 있고 적어도 한 쌍의 가이드홈(532)은 상기 롤러(530)의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 롤러(530)의 외주를 따라 형성된다.
상기 상기 가이드돌기(512)는 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성되고, 상기 가이드홈(532)은 상기 가이드돌기(512)에 대응하는 형태로 형성된다.
상기 가이드돌기(512)는 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도이다.
상기 가이드홈(532)은 상기 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성된다.
상기 가이드홈(532)은 상기 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 깊이로 형성된다.
상기 가이드홈(532)의 깊이는 폭보다 작게 형성된다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 아우터레이스(510)를 제조하는 아우터레이스 제조단계(S610); 상기 롤러(530)들을 제조하는 롤러 제조단계(S620); 및 상기 아우터레이스(510)의 가이드돌기(512)가 상기 롤러(530)들의 가이드홈(532)에 삽입되도록 롤러(530)들을 배치하는 롤러 배치단계(S630);를 포함하는 포함하는 원웨이클러치 제조방법(600)을 제공한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 어느 하나의 원웨이클러치(500)를 포함하는 토크컨버터(10)를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 롤러(530)는 롤러(530)의 외주를 따라 형성된 가이드홈(532)을 구비하고, 아우터레이스(510)의 내주면에는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510)의 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출형성될 수 있다. 따라서, 롤러(530)가 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에서 비스듬하게 움직여서 원웨이클러치(500)의 회전을 방해하거나 아우터레이스(510) 등이 마모되는 것을 방지하여, 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성, 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면에 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 롤러(530)가 원통형에 해당할 수 있다. 따라서, 롤러(530) 외주면이 레이스(510, 520) 외주/내주면과 롤러(530)의 축방향으로 균일하게 접촉하여 균일하게 마찰간섭되므로 롤러(530) 등이 쉽게 마모되는 것을 방지하여 내구성, 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가이드홈(532)이 롤러(530)의 축방향 중앙부에 롤러(530)의 외주를 따라 형성될 수 있다. 따라서, 가이드돌기(512)와 결합된 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 롤러(530)를 균형있게 지지할 수 있으므로 롤러(530)가 가이드돌기(512)를 따라 더욱 안정적으로 움직일 있다. 또한, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 어느 한쪽으로 힘을 크게 받지 않아서 쉽게 마모되지 않으므로 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 가이드돌기(512) 또는 가이드홈(532)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면의 축방향 중앙부에 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 적어도 한 쌍의 가이드홈(532)이 롤러(530)의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 롤러(530)의 외주를 따라 형성될 수 있다. 따라서, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512) 복수 개가 롤러(530)를 균형있게 지지할 수 있으므로 롤러(530)가 가이드돌기(512)를 따라 더욱 안정적으로 움직일 수 있다. 또한, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 어느 한쪽으로 힘을 크게 받지 않아서 쉽게 마모되지 않으므로 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 가이드돌기(512) 또는 가이드홈(532)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 고르게 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가이드돌기(512)의 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 롤러(530)가 비스듬하게 움직일 때에, 롤러(530)가 가이드돌기(512)의 경사면을 따라 상승하거나 하강하게 되므로 롤러(530)의 상방이나 하방과 접하는 아우터/이너레이스(510, 520)의 내주면/외주면에 힘이 작용할 수 있다. 즉, 롤러(530)가 비스듬하게 움직일 때에, 가이드돌기(512)에 작용하는 힘이 경사면을 따라 아우터레이스(510)의 내주면 또는 이너레이스(520)의 외주면에 분산될 수 있다. 따라서, 가이드돌기(512)가 쉽게 마모되지 않아서 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가이드돌기(512)의 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도일 수 있다. 따라서, 가이드돌기(512)가 30도 이상으로 충분하게 눕혀져서 가이드돌기(512)에 작용하는 힘이 분산되어 내구성 및 안정성이 향상될 수 있고, 가이드돌기(512)가 60도 이하로 충분하게 세워져서 롤러(530)를 안정적으로 지지하거나 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성될 수 있다. 따라서, 가이드홈(532)이 1/20 이상으로 충분하게 두꺼워서 가이드돌기(512)가 변형 또는 손상되지 않고 롤러(530)를 안정적으로 지지할 수 있으므로 원웨이클러치(500)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 1/8 이하로 충분하게 얇아서 레이스(510, 520)의 외주/내주면과 접촉하는 롤러(530)의 면적이 넓어지므로 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 깊이 또는 높이로 형성될 수 있다. 따라서, 가이드돌기(512)가 쉽게 변형 또는 손상되지 않고 롤러(530)를 안정적으로 지지할 수 있으므로 원웨이클러치(500)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가이드홈(532)의 깊이 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)의 높이가 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)의 폭보다 작게 형성됨으로써, 가이드돌기(512)가 쉽게 변형 또는 손상되지 않고 롤러(530)를 안정적으로 지지할 수 있으므로 원웨이클러치(500)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 롤러 배치단계(S630)에서 가이드돌기(512)가 상기 롤러(530)들의 가이드홈(532)에 삽입되도록 롤러(530)들을 배치할 수 있다. 따라서, 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)를 제조할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치를 나타낸 사시도, 정면도, 배면도, 좌측면도, 우측면도, 단면도 및 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치 제조방법을 나타낸 순서도이다.
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.
[토크컨버터]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.
도 1을 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, 상기 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성된다.
리액터바디(410)의 내주에는 원웨이클러치(500)가 설치되고, 원웨이클러치(500)는 고정단에 의해 지지될 수 있다. 원웨이클러치(500)는 고정단에 대한 리액터(400)의 일방향 회전은 저지하고, 고정단에 대한 리액터(400)의 타방향 회전은 허용할 수 있다.
상기 임펠러(200)는 타방향으로 회전하고, 이에 추종하여 터빈(300)도 타방향으로 회전할 수 있다.
또한, 리액터(400)는 리액터바디(410)의 전방에 설치되는 리테이너(430)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 레테이너(430)는 리액터바디(410) 내주에 설치된 원웨이클러치(500)가 전방으로 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.
[원웨이클러치]
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치를 나타낸 사시도, 정면도, 배면도, 좌측면도, 우측면도, 단면도 및 분해사시도이다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 원웨이클러치(500)는 아우터레이스(510), 이너레이스(520), 롤러(530), 지지부(540) 및 스프링(550)을 포함하여 구성된다.
[아우터레이스]
아우터레이스(510)는 링형태에 해당할 수 있다. 아우터레이스(510)의 외주면은 리액터바디(410)의 내주면에 결합될 수 있다. 따라서, 아우터레이스(510)는 리액터바디(410)와 함께 회전할 수 있다. 아우터레이스(510)의 내주면은 롤러(530)의 외주면과 접촉할 수 있다.
또한, 아우터레이스(510)는 가이드돌기(512)를 구비할 수 있다.
가이드돌기(512)는 아우터레이스(510)의 내주면에 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출형성될 수 있다. 가이드돌기(512)는 롤러(530)의 가이드홈(532)에 삽입될 수 있다.
가이드돌기(512)는 아우터레이스(510) 내주면의 축방향 중앙부에 형성되거나 아우터레이스(510) 내주면에 접촉하는 롤러(530)의 축방향 중앙부에 대응하는 위치에 형성될 수 있다(도 7).
이와 같이, 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510) 내주면의 축방향 중앙부 또는 롤러(530)의 축방향 중앙부에 대응하는 위치에 형성됨으로써, 가이드돌기(512)가 롤러(530)를 균형있게 지지할 수 있으므로 롤러(530)가 가이드돌기(512)를 따라 더욱 안정적으로 움직일 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)가 어느 한쪽으로 힘을 크게 받지 않아서 쉽게 마모되지 않으므로 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있고, 가이드돌기(512) 또는 가이드홈(532)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면의 축방향 중앙부에 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 더욱 향상될 수 있다.
가이드돌기(512)는 복수 개가 형성될 수 있다. 이 때에, 적어도 한 쌍의 가이드돌기(512)는 아우터레이스(510) 내주면의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 형성되거나 아우터레이스(510) 내주면에 접촉하는 롤러(530)의 축방향 중앙부에 대응하는 위치를 기준으로 양쪽대칭위치에 형성될 수 있다.
이와 같이, 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510) 내주면 중앙부 또는 롤러(530)의 축방향 중앙부에 대응하는 위치를 기준으로 양쪽대칭위치에 형성됨으로써, 복수 개의 가이드돌기(512)가 롤러(530)를 균형있게 지지할 수 있으므로 롤러(530)가 가이드돌기(512)를 따라 더욱 안정적으로 움직일 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)가 어느 한쪽으로 힘을 크게 받지 않아서 쉽게 마모되지 않으므로 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있고, 가이드돌기(512) 또는 가이드홈(532)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 고르게 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 더욱 향상될 수 있다.
가이드돌기(512)는 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성될 수 있다. 여기에서, 경사는 직선형 또는 유선형 등으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 가이드돌기(512)가 반경방향 내측으로 갈수록 축방향 폭이 작아지도록 형성될 수 있다(도 7).
이와 같이, 가이드돌기(512)의 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성됨으로써, 롤러(530)가 비스듬하게 움직일 때에, 롤러(530)가 가이드돌기(512)의 경사면을 따라 상승하거나 하강하게 되므로 롤러(530)의 상방이나 하방과 접하는 아우터/이너레이스(510, 520)의 내주면/외주면에 힘이 작용할 수 있다. 즉, 롤러(530)가 비스듬하게 움직일 때에, 가이드돌기(512)에 작용하는 힘이 경사면을 따라 아우터레이스(510)의 내주면 또는 이너레이스(520)의 외주면에 분산될 수 있다. 따라서, 가이드돌기(512)가 쉽게 마모되지 않아서 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도일 수 있다. 여기에서 각도는 가이드돌기(512)의 축방향 양측단의 접선이 반경방향 직선과 이루는 사이각을 의미할 수 있다.
이와 같이, 가이드돌기(512)의 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도에 해당함으로써, 가이드돌기(512)가 30도 이상으로 충분하게 눕혀져서 가이드돌기(512)에 작용하는 힘이 분산되어 내구성 및 안정성이 향상될 수 있고, 가이드돌기(512)가 60도 이하로 충분하게 세워져서 롤러(530)를 안정적으로 지지하거나 정렬시킬 수 있다.
가이드돌기(512)는 후술할 가이드홈(532)의 형상에 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 아우터레이스(510)의 내주면은 어느 지지부(540)에서 일방향(예컨대, 시계방향)의 다음 지지부(540)까지 갈수록 접선의 기울기가 일방향(예컨대, 시계방향)으로 점차 기울어지게 형성될 수 있다. 즉, 어느 지지부(540)에서 일방향(예컨대, 시계방향)의 다음 지지부(540) 쪽으로 갈수록 레이스(510, 520) 사이의 공간이 작아질 수 있다. 따라서, 원웨이클러치(500) 회전에 의해 롤러(530)가 어느 지지부(540)에서 일방향(예컨대, 시계방향)의 다음 지지부(540) 쪽으로 움직이면 롤러(530)가 레이스(510, 520) 사이에 끼여서 원웨이클러치(500) 회전을 제한할 수 있다.
[이너레이스]
이너레이스(520)는 링형태에 해당할 수 있고 아우터레이스(510)와 동축으로 배열될 수 있다. 이너레이스(520)의 외주면은 롤러(530)의 외주면과 접촉할 수 있다.
이너레이스(520)의 내주면에는 고정단에 대해 회전되지 않도록 고정되는 치형을 가지는 스플라인 허브가 구비될 수 있다. 이너레이스(520)은 고정단에 결합되어 고정될 수 있다.
한편, 이너레이스(520)은 도 2 내지 도 8과 달리, 고정단과 일체로 형성될 수도 있다.
[롤러]
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 나타낸 사시도이다.
도 9를 더 참조하면, 일 실시예에 따른 롤러(530)는 복수 개가 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치될 수 있고(도 2 내지 도 4, 도 8), 원통형에 해당할 수 있다(도 7 내지 도 9). 또한, 롤러(530)는 외주를 따라 형성된 가이드홈(532)을 구비할 수 있다(도 7 내지 도 9).
가이드홈(532)에는 아우터레이스(510)의 가이드돌기(512)가 삽입될 수 있고 가이드돌기(512)의 형상에 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이, 롤러(530)는 롤러(530)의 외주를 따라 형성된 가이드홈(532)을 구비하고, 아우터레이스(510)의 내주면에는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510)의 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출형성됨으로써, 롤러(530)가 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에서 비스듬하게 움직여서 원웨이클러치(500)의 회전을 방해하거나 아우터레이스(510) 등이 마모되는 것을 방지하여, 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성, 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면에 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 향상될 수 있다.
또한, 롤러(530)가 원통형에 해당함으로써, 롤러(530) 외주면이 레이스(510, 520) 외주/내주면과 롤러(530)의 축방향으로 균일하게 접촉하여 균일하게 마찰간섭되므로 롤러(530)가 쉽게 마모되는 것을 방지하여 내구성, 안정성이 향상될 수 있다.
가이드홈(532)은 롤러(530)의 축방향 중앙부에 롤러(530)의 외주를 따라 형성될 수 있다.
이와 같이, 가이드홈(532)이 롤러(530)의 축방향 중앙부에 롤러(530)의 외주를 따라 형성됨으로써, 가이드돌기(512)와 결합된 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 롤러(530)를 균형있게 지지할 수 있으므로 롤러(530)가 가이드돌기(512)를 따라 더욱 안정적으로 움직일 있다.
또한, 가이드돌기(512)와 결합된 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 어느 한쪽으로 힘을 크게 받지 않아서 쉽게 마모되지 않으므로 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있고, 가이드돌기(512) 또는 가이드홈(532)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면의 축방향 중앙부에 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 더욱 향상될 수 있다.
가이드홈(532)은 복수 개가 형성될 수 있다. 이 때에, 적어도 한 쌍의 가이드홈(532)은 롤러(530)의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 롤러(530)의 외주를 따라 형성될 수 있다.
이와 같이, 적어도 한 쌍의 가이드홈(532)이 롤러(530)의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 롤러(530)의 외주를 따라 형성됨으로써, 가이드돌기(512)와 결합된 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512) 복수 개가 롤러(530)를 균형있게 지지할 수 있으므로 롤러(530)가 가이드돌기(512)를 따라 더욱 안정적으로 움직일 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)와 결합된 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 어느 한쪽으로 힘을 크게 받지 않아서 쉽게 마모되지 않으므로 내구성, 안정성이 더욱 향상될 수 있고, 가이드돌기(512) 또는 가이드홈(532)를 따라 유체가 아우터레이스(510) 내주면, 이너레이스(520) 외주면 또는 롤러(530) 외주면의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 고르게 유입될 수 있으므로 윤활 및 냉각효과가 더욱 향상될 수 있다.
가이드홈(532)은 도 7와 같이, 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성된 가이드돌기(512)의 형상에 대응하여, 축방향 양측단이 외측으로 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로, 롤러(530)의 반경방향 외측으로 갈수록 축방향 폭이 커지도록 형성될 수 있다(도 7 및 도 9).
또한, 가이드홈(532)은 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도인 가이드돌기(512)의 형상에 대응하여, 축방향 양측단의 접선의 기울기도 30도 내지 60도에 해당할 수 잇다.
가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)는 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성될 수 있다. 여기에서, 폭은 롤러(530) 또는 아우터레일(510)의 축방향 폭을 의미할 수 있고 최장폭을 의미할 수 있다.
이와 같이, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성됨으로써, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 1/20 이상으로 충분하게 두꺼워서 가이드돌기(512)가 변형 또는 손상되지 않고 롤러(530)를 안정적으로 지지할 수 있으므로 원웨이클러치(500)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있고, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 1/8 이하로 충분하게 얇아서 레이스(510, 520)의 외주/내주면과 접촉하는 롤러(530)의 면적이 넓어지므로 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 가이드홈(532) 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)는 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 깊이 또는 높이로 형성될 수 있다. 여기에서, 깊이는 가이드홈(532)이 롤러(530)의 반경방향으로 파여진 길이를 의미할 수 있고 높이는 가이드돌기(512)가 반경방향으로 돌출된 길이를 의미할 수 있다.
이와 같이, 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)가 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 깊이 또는 높이로 형성됨으로써, 가이드돌기(512)가 쉽게 변형 또는 손상되지 않고 롤러(530)를 안정적으로 지지할 수 있으므로 원웨이클러치(500)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)의 깊이 또는 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)의 높이는 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
이와 같이, 가이드홈(532)의 깊이 또는 가이드돌기(512)의 높이가 가이드홈(532) 또는 가이드돌기(512)의 폭보다 작게 형성됨으로써, 가이드돌기(512)가 쉽게 변형 또는 손상되지 않고 롤러(530)를 안정적으로 지지할 수 있으므로 원웨이클러치(500)의 내구성 및 안정성이 향상될 수 있다.
[지지부]
지지부(540)는 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치될 수 있고 아우터레이스(510)와 일체로 형성될 수 있다.
지지부(540)는 롤러(530)들의 개수만큼 형성될 수 있고 롤러(530)들을 구획하고 롤러(530)의 일측을 지지할 수 있다.
[스프링]
스프링(550)은 지지부(540)의 일측에 결합되어 롤러(530)를 탄성지지할 수 있다.
스프링(550)은 원웨이클러치(500)가 일방향으로 계속하여 회전하게 할 수 있다. 또한, 원웨이클러치(500)가 일방향으로 회전하지 않을 때에는, 스프링(550)은 롤러(530)를 레이스(510, 520) 사이 공간이 작은 곳에 밀어넣음으로써 원웨이클러치(500)가 타방향으로 회전을 개시하는 즉시 롤러(530)가 레이스(510, 520) 사이에 끼여 원웨이클러치(500) 회전을 신속하게 제한하게 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 원웨이클러치 제조방법(600)은 아우터레이스 제조단계(S610), 롤러 제조단계(S620) 및 롤러 배치단계(S630)를 포함하여 구성될 수 있다.
아우터레이스 제조단계(S610)에서는, 아우터레이스(510)를 제조할 수 있다. 이 때에, 아우터레이스(510)의 내주면에는 아우터레이스(510)의 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출되는 가이드돌기(512)를 형성/제조할 수 있다.
가이드돌기(512)는 아우터레이스(510) 내주면의 축방향 중앙부에 형성되거나 아우터레이스(510) 내주면에 접촉하는 롤러(530)의 축방향 중앙부에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 복수 개가 형성될 수 있다. 이 때에, 적어도 한 쌍의 가이드돌기(512)는 아우터레이스(510) 내주면의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 형성되거나 아우터레이스(510) 내주면에 접촉하는 롤러(530)의 축방향 중앙부에 대응하는 위치를 기준으로 양쪽대칭위치에 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도에 해당하도록 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 길이로 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)의 높이는 가이드돌기(512)의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 가이드돌기(512)는 가이드홈(532)의 형상에 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
지지부(540)가 아우터레이스(510)와 일체로 형성된 경우에는 지지부(540)도 함께 형성/제조할 수 있다.
한편, 종래의 아우터레이스는 소결 공정을 통해 제조/가공된다. 가이드돌기(512)가 형성된 아우터레이스(510)도 소결 공정을 통해 제조/가공될 수 있으므로 추가 공정 없이 저비용으로 용이하게 가이드돌기(512)가 형성된 아우터레이스(510)를 형성할 수 있다.
롤러 제조단계(S620)에서는, 롤러(530)들을 제조할 수 있다. 이 때에, 롤러(530)의 외주를 따라 가이드홈(532)을 제조/가공할 수 있다.
가이드홈(532)은 롤러(530)의 축방향 중앙부에 롤러(530)의 외주를 따라 형성될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)은 복수 개가 형성될 수 있다. 이 때에, 적어도 한 쌍의 가이드홈(532)은 롤러(530)의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 롤러(530)의 외주를 따라 형성될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)은 축방향 양측단이 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)은 축방향 양측단의 접선의 기울기도 30도 내지 60도에 해당도록 형성될 수 잇다.
또한, 가이드홈(532)은 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)은 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 깊이로 형성될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)의 깊이는 가이드홈(532)의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 가이드홈(532)은 가이드돌기(512)의 형상에 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 종래의 롤러는 머시닝 공정을 통해 제조/가공된다. 가이드홈(532)이 형성된 롤러(530)도 머시닝 공정을 통해 제조/가공될 수 있으므로 추가 공정 없이 저비용으로 용이하게 가이드홈(532)이 형성된 롤러(530)를 제조/가공할 수 있다.
롤러 배치단계(S630)에서는, 롤러(530)들을 아우터레이스(510) 내측에 배치할 수 있다. 이 때에, 아우터레이스(510)의 가이드돌기(512)가 상기 롤러(530)들의 가이드홈(532)에 삽입되도록 롤러(530)들을 배치할 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: 아우터레이스 512: 가이드돌기
520: 이너레이스
530: 롤러 532: 가이드홈
540: 지지부
600: 원웨이클러치 제조방법

Claims (10)

  1. 아우터레이스(510);
    상기 아우터레이스(510)와 동축으로 배열되는 이너레이스(520);
    상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수 개의 원통형 롤러(530)들; 및
    상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고 상기 롤러(530)들을 지지하는 지지부(540)를 포함하고,
    상기 롤러(530)는 롤러(530)의 외주를 따라 형성된 가이드홈(532)을 구비하고,
    상기 아우터레이스(510)의 내주면에는 상기 가이드홈(532)에 삽입되는 가이드돌기(512)가 아우터레이스(510)의 내주를 따라 반경방향 내측으로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드홈(532)은 상기 롤러(530)의 축방향 중앙부에 롤러(530)의 외주를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드홈(532)은 복수 개가 형성될 수 있고 적어도 한 쌍의 가이드홈(532)은 상기 롤러(530)의 축방향 중앙부를 기준으로 양쪽대칭위치에 롤러(530)의 외주를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드돌기(512)는 축방향 양측단이 내측으로 경사지게 형성되고,
    상기 가이드홈(532)은 상기 가이드돌기(512)에 대응하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가이드돌기(512)는 축방향 양측단의 접선의 기울기가 30도 내지 60도인 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드홈(532)은 상기 롤러(530) 길이의 1/20 내지 1/8의 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드홈(532)은 상기 롤러(530) 반경의 1/5 이하의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드홈(532)의 깊이는 폭보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 원웨이클러치(500)의 제조방법에 있어서,
    상기 아우터레이스(510)를 제조하는 아우터레이스 제조단계(S610);
    상기 롤러(530)들을 제조하는 롤러 제조단계(S620); 및
    상기 아우터레이스(510)의 가이드돌기(512)가 상기 롤러(530)들의 가이드홈(532)에 삽입되도록 롤러(530)들을 배치하는 롤러 배치단계(S630);를 포함하는 원웨이클러치 제조방법(600).
  10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 원웨이클러치(500)를 포함하는 토크컨버터(10).
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