KR20220164341A - 안티 리버스 클러치 - Google Patents

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KR20220164341A
KR20220164341A KR1020210072992A KR20210072992A KR20220164341A KR 20220164341 A KR20220164341 A KR 20220164341A KR 1020210072992 A KR1020210072992 A KR 1020210072992A KR 20210072992 A KR20210072992 A KR 20210072992A KR 20220164341 A KR20220164341 A KR 20220164341A
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locking block
output shaft
push handle
reverse clutch
push
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KR1020210072992A
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황상우
김재학
박형섭
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 회전력을 제공받아 회전축을 중심으로 회전하고, 반경방향으로 푸시핸들이 형성된 입력축; 상기 입력축과 동축 상에서 상대 회전 가능하게 구비되는 출력축; 내주면을 따라 내륜기어가 형성된 클러치하우징; 및 상기 출력축과 함께 회전되고, 외주면에 상기 내륜기어와 맞물리는 외륜기어가 형성되며, 상기 푸시핸들의 회전에 따라 푸시핸들과 접하는 경사면 구조에 의해 출력축의 반경방향으로 직선 이동되어 상기 외륜기어를 내륜기어에 치합 또는 치합 해제시키는 록킹블록;을 포함하여 구성되는 안티 리버스 클러치가 소개된다.

Description

안티 리버스 클러치{Anti reverse clutch}
본 발명은 입력축에서의 정입력시 높은 효율을 유지하면서 구동되고, 입력축의 미입력시나 출력축에서의 역입력시 안정적으로 셀프록킹이 이루어지는 안티 리버스 클러치에 관한 것이다.
전륜과 함께 후륜 조향이 가능한 후륜 조향 시스템(RWS)의 경우, 저속에서 전륜 조향각에 대해 반대방향인 역위상으로 후륜조향각을 제어함으로써 회전반경을 축소시키고, 또한 고속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각과 같은 방향인 동위상으로 제어함으로써 주행 안정성을 향상시킨다.
이러한, 후륜 조향 시스템은 후륜으로부터 역입력이 발생하면, 후륜의 불안정화로 인해 직진 주행에 어려움이 발생하기 때문에 후륜의 주행 안정성은 물론, 후륜 조향 시스템의 고장에 따른 페일세이프를 위해 백드라이브(back driving)를 방지할 수 있어야 한다.
이를 위해, 기존의 후륜 조향 시스템에서는 셀프록킹(self locking)이 가능한 리드스크류 타입의 기어 메커니즘을 이용하고 있다.
리드스크류는 특정 조건(마찰특성, 리드각)에서 역방향 효율이 '0' 이하로 떨어지는 셀프록킹 특성을 가지고 있지만, 이 같은 조건에서는 정방향에 대한 효율도 급격하게 떨어지는 단점이 있다.
이처럼, 기어메커니즘의 정방향 효율이 떨어지면 그만큼 모터의 출력이 커져야 하며, 이에 따라 모터의 사이즈, 원가, 에너지 손실 등이 커지게 된다.
특히, 현재 후륜 조향각인 ±3˚ 수준에서 전륜과 동등 수준의 조향각을 갖는 RWS나, 홀로노믹(holonomic) 이동이 가능한 대조향각 시스템의 경우에는 더 큰 출력을 필요로 하여 정방향 효율 개선이 반드시 필요하다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 5796735 B2 JP 2013-169801 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 입력축에서의 정입력시 높은 효율을 유지하면서 구동되고, 입력축의 미입력시나 출력축에서의 역입력시 안정적으로 셀프록킹이 이루어지는 안티 리버스 클러치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 회전력을 제공받아 회전축을 중심으로 회전하고, 반경방향으로 푸시핸들이 형성된 입력축; 상기 입력축과 동축 상에서 상대 회전 가능하게 구비되는 출력축; 내주면을 따라 내륜기어가 형성된 클러치하우징; 및 상기 출력축과 함께 회전되고, 외주면에 상기 내륜기어와 맞물리는 외륜기어가 형성되며, 상기 푸시핸들의 회전에 따라 푸시핸들과 접하는 경사면 구조에 의해 출력축의 반경방향으로 직선 이동되어 상기 외륜기어를 내륜기어에 치합 또는 치합 해제시키는 록킹블록;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 푸시핸들의 단부 양측에 쐐기 형상의 푸시부가 형성되어 푸시부의 외면에 푸시경사면이 형성되고; 상기 록킹블록의 푸시핸들 측 양측에 쐐기 형상의 슬라이드부가 형성되어 슬라이드부의 내면에 푸시경사면에 대응하는 슬라이드경사면이 형성될 수 있다.
양측의 푸시경사면과 슬라이드경사면은 외측 반경방향을 향해 좌우로 벌어지는 형상으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 출력축과 록킹블록이 홈과 돌기 구조에 의해 연결되어 출력축에 대한 록킹블록의 상대 회전을 구속하면서 록킹블록의 반경방향 직선이동을 가이드하는 가이드수단;을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드수단은, 상기 출력축과 록킹블록이 마주하는 부분 중 한 부분에 형성된 가이드돌기; 상기 출력축과 록킹블록이 마주하는 부분 중 다른 부분에 상기 가이드돌기에 대응하는 형상으로 형성되어 가이드돌기가 삽입되는 가이드홀;을 포함할 수 있다.
상기 푸시핸들에 의한 록킹블록의 반경방향 이동을 복원하는 방향으로 록킹블록에 탄성복원력을 제공하는 리턴수단;을 더 포함할 수 있다.
상기 리턴수단은 가이드돌기에 삽입되어 일단이 출력축에 지지되고, 타단이 록킹블록에 지지되는 리턴스프링일 수 있다.
상기 입력축에 회전력을 제공하는 후륜조향모터; 상기 출력축에 전달되는 회전운동력을 후륜과 연결된 스크류바의 직선운동으로 전환하여 후륜을 조향하는 운동전환기구;를 더 포함할 수 있다.
상기 후륜조향모터의 회전각도와, 푸시핸들의 회전각도와 운동전환기구의 기어비를 기반으로 상기 스크류바의 포지션을 산출하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 후륜 조향 시스템에 적용시, 후륜조향모터의 구동시에만 동력이 전달되고, 역입력시에는 안정적인 셀프록킹 작동을 구현하는 효과가 있고, 후륜조향모터를 미구동하는 경우는 물론, 전원 오프시에 자동으로 셀프록킹이 됨으로써, 페일세이프의 역할도 수행할 수 있는 장점이 있다.
더불어, 기어치 간 치합되는 맞물림 형태의 록킹 구조를 통해 큰 역입력에 대해서도 록킹작용을 안정적으로 수행할 수 있고, 또한 기존의 셀프록킹을 위한 리드 스크류 형식의 안티 리버스 메커니즘 대비 기어박스의 효율이 증가하여 모터 용량을 줄이게 되고, 이에 원가 및 중량을 저감하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치의 구조를 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치의 작동관계를 설명하기 위한 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 가이드수단 및 리턴수단의 구성과 작동관계를 나타낸 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 가이드수단의 다른 실시예 구성과 작동관계를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치의 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치를 후륜 조향 시스템에 적용한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치(20)의 구조를 도시한 도면이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 안티 리버스 클러치(20)는 회전력을 제공받아 회전축을 중심으로 회전하고, 반경방향으로 푸시핸들(200)이 형성된 입력축(100); 상기 입력축(100)과 동축 상에서 상대 회전 가능하게 구비되는 출력축(400); 내주면을 따라 내륜기어(510)가 형성된 클러치하우징(500); 및 상기 출력축(400)과 함께 회전되고, 외주면에 상기 내륜기어(510)와 맞물리는 외륜기어(320)가 형성되며, 상기 푸시핸들(200)의 회전에 따라 푸시핸들(200)과 접하는 경사면 구조에 의해 출력축(400)의 반경방향으로 직선 이동되어 상기 외륜기어(320)를 내륜기어(510)에 치합 또는 치합 해제시키는 록킹블록(300);을 포함하여 구성이 된다.
예컨대, 전동기와 같은 회전구동원이 입력축(100)에 연결되어 상기 회전구동원에 의한 구동력에 의해 입력축(100)이 회전되고, 상기 입력축(100)의 회전축을 중심으로 외면 반경방향에 푸시핸들(200)이 일체 형성되어, 상기 입력축(100)과 푸시핸들(200)이 함께 회전된다.
그리고, 상기 출력축(400)의 회전축이 입력축(100)의 회전축과 동축을 이루면서 상기 출력축(400)이 입력축(100)에 대해 상대 회전 가능하게 설치된다. 또한, 상기 출력축(400)의 회전축을 중심으로 일정 반경 위치에 부채꼴 형상의 록킹블록(300)이 구비된다.
특히, 상기 푸시핸들(200)의 측면과 록킹블록(300)의 측면이 상호 간에 경사면 구조로 접하도록 구성된다.
이에, 푸시핸들(200)의 회전에 따라 경사면 구조에 의해 록킹블록(300)이 출력축(400)의 회전축을 중심으로 내측 반경방향 및 외측 반경방향으로 이동된다.
아울러, 상기 록킹블록(300)의 외측 반경방향을 향한 단부에 외륜기어(320)가 호 형상으로 형성되어, 상기 록킹블록(300)이 섹터기어 형상을 이루게 된다.
그리고, 상기 클러치하우징(500)이 원통 형상으로 형성되어 그 중심이 입력축(100) 및 출력축(400)의 회전축과 동심원 상에 구비되되 움직임이 고정되고, 상기 클러치하우징(500)의 내주면에는 내륜기어(510)가 형성된다.
이에, 록킹블록(300)의 반경방향 이동에 따라 외륜기어(320)가 내륜기어(510)에 치합되거나 치합 해제됨으로써, 입력축(100)에서 입력되는 회전력에 의해 출력축(400)이 회전되는 반면, 출력축(400)에서 역입력되는 회전력에 의해서는 입력축(100)이 회전되지 않게 된다.
즉, 모터의 구동력이 입력축(100)을 통해 제공되는 경우, 외륜기어(320)가 내륜기어(510)로부터 치합이 해제되면서 출력축(400)에 회전력이 전달되고, 모터의 구동력이 입력축(100)에 제공되지 않거나 또한 출력축(400)에서 역입력이 발생하는 경우 외륜기어(320)가 내륜기어(510)에 치합됨으로써, 출력축(400)은 물론 입력축(100)의 회전을 록킹시키게 된다.
따라서, 기존의 셀프록킹을 위한 리드 스크류 형식의 안티 리버스 메커니즘 대비 기어박스의 효율이 증가하여 모터 용량을 줄이게 되고, 이에 원가 및 중량을 저감하게 된다.
더불어, 기어치 간 치합되는 맞물림 형태의 록킹 구조를 통해 큰 역입력에 대해서도 록킹작용을 안정적으로 수행할 수 있고, 입력축(100)에 연결된 모터의 전원 오프시에 자동으로 록킹작용을 구현하여 안티 리버스 클러치(20)를 통해 페일세이프 역할도 수행 가능한 장점이 있다.
아울러, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치의 작동관계를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하여, 상기 푸시핸들(200)과 록킹블록(300)의 결합관계를 살펴보면, 상기 푸시핸들(200)의 단부 양측에 쐐기 형상의 푸시부(210)가 형성되어 푸시부(210)의 외면에 푸시경사면(212)이 형성되고; 상기 록킹블록(300)의 푸시핸들(200) 측 양측에 쐐기 형상의 슬라이드부(310)가 형성되어 슬라이드부(310)의 내면에 푸시경사면(212)에 대응하는 슬라이드경사면(312)이 형성될 수 있다.
아울러, 양측의 푸시경사면(212)과 슬라이드경사면(312)은 외측 반경방향을 향해 좌우로 벌어지는 형상으로 경사지게 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 록킹블록(300)의 중간부분에 홈 형상으로 작동공간이 형성되고, 상기 작동공간의 양측 내면에 슬라이드경사면(312)이 각각 형성된다.
그리고, 상기 작동공간 내부에 푸시경사부가 구비되고, 상기 푸시경사부 양 외측면에 상기 슬라이드경사면(312)에 대응하는 형상의 푸시경사면(212)이 각각 형성되어 상기 푸시경사면(212)이 슬라이드경사면(312)에 면접촉된다.
이에, 록킹블록(300)의 외륜기어(320)가 클러치하우징(500)의 내륜기어(510)에 치합된 상태에서 입력축(100)의 회전에 따라 푸시핸들(200)이 회전되면, 회전방향 측의 푸시경사면(212)이 이에 접하는 슬라이드경사면(312)을 회전방향을 향해 밀게 되면서 경사면에 의해 록킹블록(300)이 회전중심을 향해 이동된다. 이때에, 바람직하게는 상기 푸시경사면(212)이 슬라이등경사면을 따라 안정적으로 슬라이딩되도록 슬라이드경사면(312)의 길이가 푸시경사면(212)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 외륜기어(320)가 내륜기어(510)로부터 이탈되어 치합상태가 해제됨으로써, 푸시핸들(200)과 함께 록킹블록(300)이 회전되고, 이에 출력축(400) 역시 함께 회전된다.
한편, 본 발명은 상기 출력축(400)과 록킹블록(300)이 홈과 돌기 구조에 의해 연결되어 출력축(400)에 대한 록킹블록(300)의 상대 회전을 구속하면서 록킹블록(300)의 반경방향 직선이동을 가이드하는 가이드수단;을 더 포함하여 구성이 된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 가이드수단 및 리턴수단의 구성과 작동관계를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하여 상기 가이드수단의 구성을 살펴보면, 상기 가이드수단은, 상기 출력축(400)과 록킹블록(300)이 마주하는 부분 중 한 부분에 형성된 가이드돌기; 상기 출력축(400)과 록킹블록(300)이 마주하는 부분 중 다른 부분에 상기 가이드돌기에 대응하는 형상으로 형성되어 가이드돌기가 삽입되는 가이드홀;을 포함하여 구성이 된다.
예컨대, 상기 록킹블록(300)과 반경방향으로 마주하는 출력축(400)의 양측에 원기둥 또는 다각형 기둥 형상의 제1가이드돌기(430)가 돌출되어 형성되고, 상기 출력축(400)과 반경방향으로 마주하는 록킹블록(300)의 양측에 상기 제1가이드돌기(430)와 대응하는 형상의 제1가이드홀(330)이 형성된다.
그리고, 상기 제1가이드돌기(430)와 제1가이드홀(330)이 일정 길이 이상 형성되고, 상기 제1가이드돌기(430)가 제1가이드홀(330) 내에 삽입되어 직선 이동됨으로써, 록킹블록(300)이 반경방향으로 직선 이동만 되도록 가이드하게 된다.
이때에, 상기 제1가이드홀(330)의 내주면에는 부시(332)가 고정되어 제1가이드돌기(430)의 직선 이동을 지지하도록 구성할 수 있다.
더불어, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 가이드수단의 다른 실시예 구성과 작동관계를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치(20)의 측단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에서는 상기 제1가이드돌기(430)와 제1가이드홀(330)의 가이드 구조 외에 추가적인 가이드 구조를 더 구비하여 록킹블록(300)의 작동성을 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 출력축(400)의 일부가 록킹블록(300)을 향해 반경방향으로 연장 형성된다.
그리고, 상기 출력축(400)의 연장 형성된 부분과 축방향으로 마주하는 록킹블록(300)의 단부에 제2가이드돌기(340)가 돌출되어 형성되고, 상기 록킹블록(300)과 축방향으로 마주하는 출력축(400)의 단부에 장공의 제2가이드홀(440)이 형성된다.
이때에, 상기 제2가이드홀(440)이 반경방향을 따라 장공의 홀 형상으로 형성되고, 상기 제2가이드돌기(340)가 제2가이드홀(440) 내에 삽입되어 직선 이동됨으로써, 록킹블록(300)이 반경방향으로 직선 이동만 되도록 가이드하게 된다.
더불어, 도 3a 및 도 3b와 같이, 상기 푸시핸들(200)에 의한 록킹블록(300)의 반경방향 이동을 복원하는 방향으로 록킹블록(300)에 탄성복원력을 제공하는 리턴수단;을 더 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 리턴수단은 가이드돌기에 삽입되어 일단이 출력축(400)에 지지되고, 타단이 록킹블록(300)에 지지되는 코일스프링 형상의 리턴스프링(450)일 수 있다.
즉, 상기 록킹블록(300)이 출력축(400)의 회전중심을 향해 내측 반경방향으로 이동된 상태에서 푸시핸들(200)에 전달되는 회전력이 제거되면, 리턴스프링(450)에 의해 록킹블록(300)을 외측 반경으로 밀어내는 탄성복원력을 제공하게 되어 록킹블록(300)이 외측 반경방향으로 이동된다.
따라서, 록킹블록(300)의 외륜기어(320)가 클러치하우징(500)의 내륜기어(510)에 치합되어 출력축(400)을 셀프락킹시킬 수 있게 된다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치(20)를 후륜 조향 시스템에 적용한 도면이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 안티 리버스 클러치(20)는 후륜 조향 시스템에 적용 가능할 수 있는 것으로, 상기 입력축(100)에 회전력을 제공하는 후륜조향모터(10); 상기 출력축(400)에 전달되는 회전운동력을 후륜과 연결된 스크류바의 직선운동으로 전환하여 후륜을 조향하는 운동전환기구(30);를 더 포함하여 구성이 된다.
상기 운동전환기구(30)의 구성을 살펴보면, 출력축(400)에 모터풀리(31)가 결합되고, 상기 모터풀리(31)와 볼너트풀리(33)가 벨트(32)에 의해 연결된다.
그리고, 상기 볼너트풀리(33) 내부에 볼너트(34)가 고정되고, 상기 볼너트(34)는 베어링(35)에 회전 가능하게 지지되며, 상기 볼너트(34)를 관통하여 볼스크류바(36)가 구비된다.
즉, 후륜조향모터(10)의 구동에 따라 출력축(400)의 회전시, 모터풀리(31)가 회전되어 벨트(32)에 의해 볼너트풀리(33)와 볼너트(34)가 연동 회전되고, 상기 볼너트(34)가 회전됨에 따라 볼스크류바(36)가 직선운동으로 전환되면서 좌우로 이동되어 후륜에 조향각을 생성하게 된다.
여기서, 상기 후륜조향모터(10)의 회전운동을 직선운동으로 전환하는 운동전환기구(30)의 구성요소로서 볼스크류가 적용됨으로써, 기존의 리드 스크류 대비 높은 정방향 효율을 갖을 수 있다.
이처럼, 본 발명은 후륜조향모터(10)와 운동전환기구(30) 사이에 안티 리버스 클러치(20)가 설치됨으로써, 후륜조향모터(10)에서 안티 리버스 클러치(20)로 구동력 입력시 안티 리버스 클러치(20)를 통해 동력을 전달하는 반면, 운동전환기구(30)에서 안티 리버스 클러치(20)로 역입력시 고정 상태를 유지하는 셀프록킹 기능을 수행하게 된다.
따라서, 후륜조향모터(10)의 구동시에만 동력이 전달되고, 역입력시에는 안정적인 셀프록킹 작동을 구현함으로써, 전륜 SBW를 활용한 후륜 대조향각 RWS를 구현하게 된다.
또한, 후륜조향모터(10)를 미구동하는 경우는 물론, 전원 오프시에 자동으로 셀프록킹이 됨으로써, 페일세이프의 역할도 수행할 수 있게 된다.
더불어, 본 발명은 상기 후륜조향모터(10)의 회전각도와, 푸시핸들(200)의 회전각도와 운동전환기구(30)의 기어비를 기반으로 상기 스크류바의 포지션을 산출하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.
참고로, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어기는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
예를 들어, 후륜조향모터(10)의 미구동시, 푸시핸들(200)과 록킹블록(300)이 상호 간에 동일한 회전각도를 유지하는 상태가 된다.
이에, 스크류바의 위치는 아래의 수식(1)과 같이 산출된다. 후륜조향모터(10)의 각도는 모터포지션 센서를 통해 산출하게 된다.
Xscrew = Rgear ×θMPS ........................(1)
Xscrew : 스크류바 위치
Rgear : 운동전환기구(30)의 기어비(mm/rev)
θMPS : 후륜조향모터 각도
하지만, 후륜조향모터(10)가 시계방향으로 구동시, 푸시핸들(200)이 록킹블록(300)보다 시계방향으로 더 회전된 상태에 있으므로, 푸시핸들(200)과 록킹블록(300)의 각도 차이가 발생하게 된다.
이에, 시계방향으로 구동된 상태에서의 스크류바의 위치는 아래의 수식(2)와 같이 산출된다.
Xscrew = Rgear ×(θMPS - θrelease).......................(2)
Xscrew : 스크류바 위치
Rgear : 운동전환기구(30)의 기어비(mm/rev)
θMPS : 후륜조향모터 각도
θrelease : 록킹블록(300)의 록킹해제를 위한 각도(푸시핸들(200)과 록킹블록(300)의 각도 차이)
물론, 도 2a와 같이 후륜조향모터(10)가 반시계방향으로 구동되면, 푸시핸들(200)이 록킹블록(300)보다 반시계방향으로 더 회전된 상태에 있으므로, 이 경우에도 푸시핸들(200)과 록킹블록(300)의 각도 차이가 발생하게 된다.
이에, 반시계방향으로 구동된 상태에서의 스크류바의 위치는 아래의 수식(3)과 같이 산출된다.
Xscrew = Rgear ×(θMPS + θrelease).......................(3)
Xscrew : 스크류바 위치
Rgear : 운동전환기구(30)의 기어비(mm/rev)
θMPS : 후륜조향모터 각도
θrelease : 록킹블록(300)의 록킹해제를 위한 각도(푸시핸들(200)과 록킹블록(300)의 각도 차이)
이처럼, 본 발명은 록킹블록(300)이 록킹 해제되는 과정에서 발생하는 백래시에 대한 연산이 가능하고, 연산된 값을 스크류바의 위치를 산출하는 데 적용함으로써, 후륜 조향 시스템의 보다 정밀한 위치제어를 수행할 수 있게 된다.
이하에서, 본 발명에 따른 안티 리버스 클러치(20)가 후륜 조향 시스템에 적용된 구조의 작동관계를 설명하기로 한다.
후륜조향모터(10)에 의해 입력축(100)에 반시계방향으로 구동토크가 제공하면, 도 2a와 같이 푸시핸들(200)을 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전시킨다.
그러면, 푸시핸들(200)의 푸시경사면(212)이 반시계방향 측에 접해 있는 슬라이드경사면(312)을 가압하게 됨으로써, 경사면 구조에 의해 푸시핸들(200)이 록킹블록(300)을 회전중심 방향으로 당기는 작용을 가하게 된다.
이에, 푸시핸들(200)이 반시계방향으로 소정 각도 회전되면서 록킹블록(300)과 각도 차이가 발생됨과 동시에 록킹블록(300)이 회전 중심을 향한 내측 반경방향으로 직선 이동된다.
따라서, 록킹블록(300)의 외륜기어(320)가 클러치하우징(500)의 내륜기어(510)로부터 치합 해제되면서 록킹블록(300)의 회전이 가능한 상태가 된다.
특히, 이 상태에서 푸시핸들(200)이 록킹블록(300)을 지속적으로 반시계방향으로 밀면서 회전력을 제공하게 됨으로써, 도 2b와 같이 록킹블록(300)과 함께 가이드수단에 의해 연결된 출력축(400)도 함께 반시계방향으로 회전하게 된다.
한편, 이 같은 회전과정에서 후륜조향모터(10)의 구동토크가 제공되지 않게 되면, 리턴스프링(450)의 탄성복원력에 의해 록킹블록(300)이 회전중심으로부터 멀어지면서 외측 반경방향으로 이동된다.
이에, 도 2c와 같이 록킹블록(300)의 외륜기어(320)가 내륜기어(510)에 치합되면서 록킹블록(300)의 회전이 제한되는 상태가 된다.
그리고, 이와 함께 슬라이드경사면(312)과 푸시경사면(212)의 경사면 구조에 의해 푸시핸들(200)이 경사면 구조에 의해 회전되기 전 상태로 복원 회전됨으로써, 도 2d와 같이 푸시핸들(200)과 록킹블록(300)의 각도가 일치하게 된다.
따라서, 록킹블록(300)과 함께 출력축(400)도 함께 록킹상태를 유지시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 안티 리버스 클러치(20)의 후륜 조향 시스템 적용시, 후륜조향모터(10)의 구동시에만 동력이 전달되고, 역입력시에는 안정적인 셀프록킹 작동을 구현함으로써, 전륜 SBW를 활용한 후륜 대조향각 RWS를 구현하게 된다.
또한, 후륜조향모터(10)를 미구동하는 경우는 물론, 전원 오프시에 자동으로 셀프록킹이 됨으로써, 페일세이프의 역할도 수행할 수 있게 된다.
더불어, 기어치 간 치합되는 맞물림 형태의 록킹 구조를 통해 큰 역입력에 대해서도 록킹작용을 안정적으로 수행할 수 있고, 더 나아가 기존의 셀프록킹을 위한 리드 스크류 형식의 안티 리버스 메커니즘 대비 기어박스의 효율이 증가하여 모터 용량을 줄이게 되고, 이에 원가 및 중량을 저감하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 후륜조향모터
20 : 안티 리버스 클러치
30 : 운동전환기구
31 : 모터풀리
32 : 벨트
33 : 볼너트풀리
34 : 볼너트
35 : 베어링
36 : 볼스크류바
100 : 입력축
200 : 푸시핸들
210 : 푸시부
212 : 푸시경사면
300 : 록킹블록
310 : 슬라이드부
312 : 슬라이드경사면
320 : 외륜기어
330 : 제1가이드홀
332 : 부시
340 : 제2가이드돌기
400 : 출력축
430 : 제1가이드돌기
440 : 제2가이드홀
450 : 리턴스프링
500 : 클러치하우징
510 : 내륜기어

Claims (9)

  1. 회전력을 제공받아 회전축을 중심으로 회전하고, 반경방향으로 푸시핸들이 형성된 입력축;
    상기 입력축과 동축 상에서 상대 회전 가능하게 구비되는 출력축;
    내주면을 따라 내륜기어가 형성된 클러치하우징; 및
    상기 출력축과 함께 회전되고, 외주면에 상기 내륜기어와 맞물리는 외륜기어가 형성되며, 상기 푸시핸들의 회전에 따라 푸시핸들과 접하는 경사면 구조에 의해 출력축의 반경방향으로 직선 이동되어 상기 외륜기어를 내륜기어에 치합 또는 치합 해제시키는 록킹블록;을 포함하는 안티 리버스 클러치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 푸시핸들의 단부 양측에 쐐기 형상의 푸시부가 형성되어 푸시부의 외면에 푸시경사면이 형성되고;
    상기 록킹블록의 푸시핸들 측 양측에 쐐기 형상의 슬라이드부가 형성되어 슬라이드부의 내면에 푸시경사면에 대응하는 슬라이드경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    양측의 푸시경사면과 슬라이드경사면은 외측 반경방향을 향해 좌우로 벌어지는 형상으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력축과 록킹블록이 홈과 돌기 구조에 의해 연결되어 출력축에 대한 록킹블록의 상대 회전을 구속하면서 록킹블록의 반경방향 직선이동을 가이드하는 가이드수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가이드수단은,
    상기 출력축과 록킹블록이 마주하는 부분 중 한 부분에 형성된 가이드돌기;
    상기 출력축과 록킹블록이 마주하는 부분 중 다른 부분에 상기 가이드돌기에 대응하는 형상으로 형성되어 가이드돌기가 삽입되는 가이드홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 푸시핸들에 의한 록킹블록의 반경방향 이동을 복원하는 방향으로 록킹블록에 탄성복원력을 제공하는 리턴수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 리턴수단은 가이드돌기에 삽입되어 일단이 출력축에 지지되고, 타단이 록킹블록에 지지되는 리턴스프링인 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력축에 회전력을 제공하는 후륜조향모터;
    상기 출력축에 전달되는 회전운동력을 후륜과 연결된 스크류바의 직선운동으로 전환하여 후륜을 조향하는 운동전환기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 후륜조향모터의 회전각도와, 푸시핸들의 회전각도와 운동전환기구의 기어비를 기반으로 상기 스크류바의 포지션을 산출하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 리버스 클러치.
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