WO2010016671A2 - 클러치 - Google Patents

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WO2010016671A2
WO2010016671A2 PCT/KR2009/004159 KR2009004159W WO2010016671A2 WO 2010016671 A2 WO2010016671 A2 WO 2010016671A2 KR 2009004159 W KR2009004159 W KR 2009004159W WO 2010016671 A2 WO2010016671 A2 WO 2010016671A2
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WO
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inner race
rolling
race
rolling piece
clutch
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PCT/KR2009/004159
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WO2010016671A3 (ko
WO2010016671A4 (ko
Inventor
김종기
Original Assignee
Kim Chong Ki
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Publication date
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Priority to CN2009801310642A priority Critical patent/CN102119284A/zh
Priority to JP2011521996A priority patent/JP2011530056A/ja
Priority claimed from KR1020090068271A external-priority patent/KR101127027B1/ko
Publication of WO2010016671A2 publication Critical patent/WO2010016671A2/ko
Publication of WO2010016671A3 publication Critical patent/WO2010016671A3/ko
Publication of WO2010016671A4 publication Critical patent/WO2010016671A4/ko

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/063—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by moving along the inner and the outer surface without pivoting or rolling, e.g. sliding wedges

Definitions

  • the present invention relates to a clutch, and more particularly, a rotational force is installed between an inner race and an outer race, and the rotational force of the inner race acts on a specific point of the rolling element in either the inner race or the rolling element. It is equipped with action means to connect or disconnect the power according to the position of the specific point where the rotational force of the inner race acts, simplifying the structure, delivering less power, less manufacturing cost, longer life, small size and high power. It also relates to a clutch that can also be used as a braking device.
  • the clutch has a function of transmitting or interrupting power by mechanical contact from the drive shaft to the driven shaft, and includes a one-way clutch and a two-way clutch.
  • the one-way clutch transmits power in one direction and idles in the reverse direction to shut off power.
  • Representative one-way clutches include a roller type provided with a cylindrical roller pressed by a spring, and a spray type provided with a sprag between the outer race and the inner race, but the structure is complicated and the life is short due to wear and the manufacturing cost is high.
  • bidirectional clutch transmits and blocks power in both directions.
  • Representative bidirectional clutches include friction clutches and conical clutches, but have a disadvantage in that a large pressure or side pressure must be applied to increase the frictional force of the friction surface to transfer large power.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to install a rolling piece between the inner race and the outer race and the rotational force action so that the rotational force of the inner race acts on a specific point of the rolling piece in any one of the inner race and the rolling piece.
  • the outer race, the inner race rotatably installed in the interior of the outer race, and installed between the outer race and the inner race with the inner race in the interior of the outer race.
  • Rotating force is provided on at least one of the inner race and the rolling piece so that the rotation and the rotation of the inner race to connect or cut off the power between the inner race and the outer race, the rotational force of the inner race acts on a specific point of the rolling piece
  • the present invention is to provide a rolling piece between the inner race and the outer race, and one of the inner race and the rolling piece is provided with a rotating force acting means so that the turning force of the inner race acts on a specific point of the rolling piece.
  • variable motor support means when the pressure for pushing the variable motor support means is increased to exert a strong pressure on the contact between the outer circumferential surface of the rolling element and the inner circumferential surface of the outer race, it acts as a brake (braking device) by the high frictional force of the inner circumferential surface of the outer race and the rolling element. Therefore, it can be used as a braking device.
  • 1 and 2 is a conceptual diagram for explaining the operation principle of the clutch according to the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 8, and
  • FIG. 24 is DD line sectional drawing of FIG.
  • 27 is a view schematically showing the contact surface shape of the outer race and the rolling element.
  • FIG. 1 and 2 are conceptual diagrams for explaining the operation principle of the clutch according to the present invention
  • Figures 3 to 26 are views showing various embodiments of the clutch according to the present invention
  • Figure 4 is AA of Figure 3
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 8
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 12
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 23,
  • FIG. 27 schematically illustrates a contact surface shape of the outer race and the rolling element. Figure is shown.
  • the hollow cylindrical ring 20 is installed to smoothly rotate the semi-circular plate-shaped rolling piece 30 inside.
  • the interval between the ring 20 and the rolling piece 30 is appropriately set within the range in which the rolling piece 30 can slide.
  • the outer diameter of the rolling piece 30 is set to be substantially equal to the inner diameter of the ring 20.
  • the rolling piece 30 does not rotate even if it moves to the point b while applying a load to the point a of the rolling piece 30. However, as soon as the load exceeds point b, the rolling piece 30 rotates counterclockwise.
  • the present invention uses the friction force between the object and the object, when the load acts between the point a to the point b, the friction force between the ring 20 and the rolling piece 30 than the load acting on the rolling piece 30 Because of the size, the rolling piece 30 uses the principle that it does not rotate.
  • the distance from the point a, which is the rotation center of the rolling piece 30 to the point b or the point b 'becomes larger as the inner diameter of the ring 20 increases, the degree of lubrication between the ring 20 and the rolling piece 30, friction It depends on the material, shape, etc. of the surface.
  • FIGS. 3 and 4 show the outer race 20, the inner race 10, and the rolling piece 30 as the one-way clutch 1. ), And a rotational force acting means (50).
  • the ring 20 in FIG. 1 described above corresponds to the outer race 20
  • the rolling piece 30 in FIG. 1 corresponds to the rolling piece 30, and the action of the load in FIG.
  • the load action point (point a to point b) of FIG. 1 corresponds to the rotation force action means (50).
  • the outer race 20 is formed in a hollow cylindrical shape.
  • the inner race 10 is rotatably coupled to the inside of the outer race 20, the outer peripheral surface facing the inner circumferential surface of the outer race 20 is formed with a transmission piece insertion groove 11 of a predetermined depth in the rotational direction. .
  • the inner race 10 may be rotatably coupled to the inside of the outer race 20, or only one end of the inner race 10 is rotatably coupled to the inside of the outer race 20. May be
  • the rolling piece insertion groove 11 is preferably installed to be located inside the outer race (20).
  • the inner race 10 and the outer race 20 is connected to a variety of external devices that require a clutch action, respectively, these external devices are known in the drawings, so omitted.
  • the rolling piece 30 is inserted into the rolling piece insertion groove 11 to rotate together with the inner race 10 in the interior of the outer race 20, as well as the inner race 10 and the outer race 20. ) To connect or disconnect the power.
  • the rolling piece insertion groove 11 is formed in a semicircular shape
  • the rolling piece 30 is inserted into the rolling piece insertion groove 11 is formed in a semi-circular plate.
  • the rolling piece insertion groove 11 and the rolling piece 30 may be a shape close to the semicircle even if not exactly a semicircle.
  • the rotational force acting means 50 is provided on at least one of the inner race 10 and the rolling piece 30 so that the rotating force of the inner race 10 acts on a specific point of the rolling piece 30. do.
  • the rotational force acting means 50 is formed by protruding the electric support jaw 31 on at least one of the surfaces facing each other in the rotational direction of the inner race 10 and the rolling piece 30, the electric support Jaw 31 is in close contact with the other.
  • the transmission support jaw 31 is formed on the transmission piece 30 side, and the location at which the transmission support jaw 31 is formed should be located between the load operating points b and b 'in FIG. do.
  • the clutch 1 connects or disconnects power between the inner race 10 and the outer race 20 according to the position of a specific point where the rotational force of the inner race 10 acts.
  • the rotation of the inner race 10 acts on the transmission support jaw 31 of the rolling piece 30 by rotating the inner race 10 clockwise. Since the rolling support jaw 31 is formed within the b point or the b 'point of FIG. 1, the rolling piece 30 having such a rolling support jaw 31 cannot be rotated, that is, the inner race 10 and the inner race 10. By connecting the power between the outer race 20 is the rotational force of the inner race 10 is transmitted to the outer race (20).
  • the inner race 10 is rotated counterclockwise, the contact between the electric support jaw 31 of the rolling piece 30 and the inner race 10 is broken, and one end of the inner race 10 is driven. It comes into contact with one end of the piece 30. That is, since the rolling piece 30 side point at which the rotational force of the inner race 10 acts is located outward from the point b or point b 'of FIG. 1, the rolling piece 30 is combined with the inner race 10.
  • the inner race is revolved inside the outer race 20, that is, the power connection between the inner race 10 and the outer race 20 is cut off so that the rotational force of the inner race 10 is not transmitted to the outer race 20 will be.
  • the rotational force of the inner race 10 should be acted between the point b and the point b 'of Figure 1, the inner race 10
  • the rotational force of the inner race 10 In order to cut off power between the outer race 20 and the outer race 20, the rotational force of the inner race 10 must act in the outward direction of the point b and the point b '(the outer peripheral surface side direction of the transmission piece 30).
  • the clutches of FIGS. 3 and 4 are one-way clutches, which are simple in structure and have small failures, and are capable of transmitting large power even in a small size.
  • Figure 5 is a modification of the structure of Figures 3 and 4 as a one-way clutch. That is, a semicircular strength reinforcement part 13 is formed to protrude from the center of the inner race 10, and a receiving groove 36 for accommodating the strength reinforcement part 13 is formed at the center of the rolling piece 30. .
  • An inclined surface portion 33 was formed in at least one so as to be in close contact with the other.
  • the inclined surface portion 33 is formed on the opposite side of the electric support jaw 31 of the rolling piece 30, wherein the inclined surface portion 33 is inclined at a predetermined angle so as to contact an end of one end of the inner race 10. Is formed.
  • the clutch of FIG. 5 has the same effect as the clutches of FIGS. 3 and 4, that is, the inner race 10 rotates clockwise so that the rotational force of the inner race 10 is the transmission support jaw of the rolling element 30.
  • the rolling piece 30 cannot be rotated, so the rotational force of the inner race 10 is transmitted to the outer race 20, and the inner race 10 rotates counterclockwise so that the inner race (
  • the rotational force of 10) acts on the end of the inclined surface portion 33
  • the rolling piece 30 revolves inside the outer race 20 together with the inner race 10 so that the rotational force of the inner race 10 is reduced. It can not be delivered to the outer race (20).
  • the embodiment of Figure 6 is a one-way clutch to form a certain weight loss portion 34 in contact with the inner circumferential surface of the outer race 20 in a certain section of the outer circumferential surface of the rolling piece 30 of FIGS. .
  • the rotational force of the inner race 10 acts on the transmission support jaw 31 of the rolling piece 30 to rotate the outer race 20. At this time, the inner race 10 acting on the transmission support jaw 31.
  • the contact pressure due to the rotational force of) decreases as the transmission support jaw 31 is located far from the center of the inner race 10.
  • the rolling piece 30 having the fat loss portion 34 has a wedge action on the inner circumferential surface of the outer race 20 when the rolling force of the inner race 10 acts on the support shaft 31. Since the frictional force between the outer race 20 and the rolling element 30 is increased, the load action point can be expanded to point c or point c 'of FIG. 2. At this time, when the rotational force of the inner race 10 acts between the point c and the c 'point of the rolling piece 30, the rolling piece 30 does not rotate, so the rotational force of the inner race 10 is the outer race. It is delivered to 20.
  • the shape of the fat part 34 may be formed in various forms.
  • the forming range (size) of the weight loss portion 34 in the rolling piece 30 in the form of the semi-circular plate when the load is applied to a point a in the rolling piece 30 of FIG. 20) It may be pinched by the wedge action on the inner circumferential surface of the (outer race), where the rolling piece 30 can be naturally detached without applying a force to detach the rolling piece 30 from the ring 20 (outer race), What is necessary is just to set the formation range (size) of the fat part 34 so that the range of c 'point may become the maximum.
  • the embodiment of Figure 7 is a one-way clutch, in the clutch structure of Figures 3 and 4 the outer race (30) on the surface facing each other in the rotation direction of the inner race 10 and the rolling element 30 20) will be installed to the elastic member 40 to be in close contact elastically.
  • the elastic member 40 may use not only the coil spring but also various other elastic members.
  • the elastic member 40 is installed on the opposite side of the transmission supporting jaw 31 for this purpose, so that the end of the elastic member 40 is partially inserted into one end of the inner race 10 and the rolling piece 30.
  • Elastic member insertion grooves 12 and 32 are respectively formed.
  • the elastic member 40 should be installed on the outer circumferential surface side of the rolling piece 30 than the point b or b 'point of FIG.
  • the rolling piece 30 is always maintained in close contact with the inner peripheral surface of the outer race 20 by the elastic member (40).
  • the transmission supporting jaw 31 of the rolling piece 30 is always in the inner race 10.
  • the outer circumferential surface of the rolling piece 30 is also in close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20 so that the play does not occur when the clutch is operated.
  • 8 and 9 are bidirectional clutches, which transmit and shut off power in both directions.
  • the rotational force acting means 50 forms an insertion groove 15 in the axial direction in the inner race 10, and the variable transmission support means in the insertion groove 15. 51) is made by inserting and installing.
  • the insertion groove 15 is formed on one side of the rolling piece insertion groove 11 is in communication with the rolling piece insertion groove (11). Therefore, when the variable power support means 51 is inserted into the insertion groove 15, the variable power support means 51 is in close contact with the rolling piece 30.
  • the insertion groove 15 and the variable power support means 51 are formed to have a cross section of a rectangular shape, respectively, the inclined surface 15a on one side surface of the insertion groove 15 and the variable power support means 51 which face each other. 51a is formed.
  • variable power support means 51 when the variable power support means 51 is inserted into the insertion groove 15, the variable power support means 51 is moved toward the rolling piece 30 by the inclined surfaces 15a and 51a. Push 30 to be in close contact with the inner circumferential surface of the outer race (20).
  • an elastic member 41 is pulled toward the inner race 10 by separating the rolling piece 30 from the outer race 20 on the surfaces facing each other in the rotational direction of the inner race 10 and the rolling piece 30. Is installed.
  • the elastic member 41 is installed at both ends of the inner race 10 and the rolling piece 30 so that the rolling piece 30 is always in close contact with the inner race 10 side.
  • the rolling piece 30 is in close contact with the inner race 10 side by the elastic member 41 and the outer race 20 and Since the inner race 10 and the rolling piece 30 is spaced apart from each other inside the outer race 20.
  • variable motor support means 51 when the variable motor support means 51 is pushed in the axial direction (by pushing in the left direction in the drawing), the variable motor support means 51 descends along the inclined surface 15a of the insertion groove 15, and the rolling element 30 ), And further the variable electric support means 51 further pushes the rolling piece 30 in close contact with the inner race 10 by the elastic member 41 while being spaced apart from the inner race 10. ), The outer circumferential surface is in close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20. At this time, when the inner race 10 is rotated, it does not rotate in any direction. That is, it is possible to transfer the rotational force of the inner race 10 to the outer race 20.
  • the contact surface of the variable electric support means 51 in contact with the rolling piece 30 is configured to be equal to or smaller than the distance between the point b and the point b 'which are the load acting points in FIG.
  • variable electric support means 51 in contact with the rolling piece 30 plays the same role as the rolling support jaw 31 formed in the rolling piece 30 of FIGS. 3 and 4.
  • the variable electric support means 51 is provided between the inner race 10 and the rolling element 30 to move the variable electric support means 51 to bring the rolling element 30 into close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20. It is to transmit and shut off the power in both directions depending on the distance between them.
  • variable electric support means 51 when the variable electric support means 51 is pulled out (extracted in the right direction in the drawing), the contact between the outer circumferential surface of the rolling piece 30 and the inner circumferential surface of the outer race 20 is cut off, and the variable electric support means is continued. Pulling the 51 further, the rolling piece 30 is in close contact with the inner race 10 by the elastic member 41.
  • the bidirectional clutch of the present invention has a simple structure and easily transmits and blocks power.
  • the apparatus for sliding the variable motor support means 51 in the axial direction is omitted in the drawings and such a device may be used a variety of known devices.
  • FIG. 10 is a clutch in which two variable electric support means 51 are symmetrically configured between the inner race 10 and the rolling piece 30, and can be used as both a one-way clutch and a bidirectional clutch. Do.
  • variable power support means 51 and the insertion groove 15 of FIG. 10 is the same as that of the variable power support means 51 and the insertion groove 15 of FIGS. 8 and 9 described above. Detailed description thereof will be omitted and only two variable power support means 51 will be configured symmetrically, unlike FIGS. 8 and 9. At this time, the two variable power support means 51 is located between the point b and the point b 'of FIG.
  • variable power support means 51 and the insertion groove 15 are configured, and a detailed description thereof will be omitted.
  • an elastic member 40 is installed at both ends of the inner race 10 and the opposing face of the rolling piece 30 to always push the rolling piece 30 to the outer race 20 side, which is described above with reference to FIG. 7. The same as the elastic member 40 of the.
  • the rolling piece 30 has two functions of the electric support jaw 31 to function as the electric support jaw 31. It is possible to transfer the rotational force to the outer race 20, and on the contrary, if the two variable power support means 51 are removed, the variable power support means 51 loses the function of the electric support jaw 31, as shown in FIG. Due to the operation principle, the inner race 10 and the rolling piece 30 revolve in the outer race 20 so that the rotational force of the inner race 10 cannot be transmitted to the outer race 20.
  • variable electric support means 51 serving as the electric support jaw 31 in both directions as shown in FIGS. 8 and 9
  • the two variable electric support means 51 of FIG. It may also serve as a jaw (31).
  • variable electric support means 51 By configuring two of the variable electric support means 51 symmetrically with each other, by operating the two variable electric support means 51 at the same time to use as a two-way clutch or only one variable electric support means 51 It can be used as a one-way clutch to operate and selectively set the driving direction.
  • the elastic member 40 is removed from the clutch of FIG. 10, and a weight portion 34 is formed on the outer circumferential surface of the rolling piece 30 so that a part of the outer circumferential surface of the rolling piece 30 is external.
  • the inner peripheral surface of the race 20 is not in contact.
  • the inner race 10 described above has the rolling piece inserting groove 11 formed in a semicircle so that one rolling piece 30 is inserted.
  • the rolling piece insertion grooves 11a are formed along the outer circumferential surface of the inner race 10 in an annular shape.
  • an axis smaller than the inner diameter of the outer race 20 is formed at the center of the inner race 10 at the portion where the annular rolling piece insertion groove 11a is formed, and the pair of rolling pieces 30 are centered on the axis. This is installed symmetrically to be able to rotate inside the outer race (20).
  • the pair of rolling pieces 30 are inserted and installed in the annular rolling piece insertion groove 11a.
  • the pair of rolling pieces 30 have one annular shape (ring shape). Is achieved.
  • the inner race 10 of the inner race inserting groove (11a) extends between the pair of rolling pieces 30 to transfer the rotational force of the inner race 10 to the pair of rolling pieces (30).
  • Rotating support jaw 16 is formed.
  • an elastic member 41 is installed on the mutually facing surfaces of the pair of rolling pieces 30 to pull the pair of rolling pieces 30 away from the outer race 20 and to pull toward the inner race 10. .
  • the rotational force acting means 50 is provided on at least one of the surfaces facing each other in the rotational direction of the rotational support jaw 16 and the rolling piece 30. Protruding to form a close contact with the other one.
  • each of the transmission supporting jaw 31 formed on the pair of the rolling piece 30 is located between the point b and the point b 'of FIG.
  • the role of the rotating support jaw 16 of the transmission support jaw 31 and the inner race 10 of the rolling piece 30 as follows.
  • the contact point on the side of the rolling piece 30 which receives the rotational force of the inner race 10 becomes the electric support jaw 31, and the contact point on the side of the inner race 10 that contacts the rolling piece 30 is the rotation support jaw ( 16), the electric support jaw 31 and the rotation support jaw 16 are different from each other only in terms of terms, and are functionally the same.
  • the inner race 10 has an insertion groove 15 is formed so as to penetrate in the axial direction between the mutually opposing surfaces of the pair of rolling pieces 30, the variable groove supporting means in the insertion groove (15) 51 is inserted to spread the pair of rolling pieces 30 to the outer race 20 side.
  • the inclined surface 51a is formed on the variable electric support means 51 for closely contacting the rolling piece 30 toward the outer race 20 side is described. It is also possible to use a variety of structures and devices for adhering the piece 30 close to the outer race 20 side. That is, a hydraulic jack (not shown) or a cam (not shown) may be installed between the pair of rolling pieces 30 so as to spread the pair of rolling pieces 30. In addition, the pair of rolling pieces 30 may be provided. Various known methods for spreading can be used.
  • variable electric support means 51 has a role such as opening the electric support jaw 31, the rotation support jaw 16, and simply the rolling piece 30 according to the position configured in the clutch as will be described later. This is diverse.
  • the variable motor support means 51 opens a pair of rolling pieces 30 to close or close the inner circumferential surface of the outer race 20.
  • variable electric support means 51 when the variable electric support means 51 is pushed into the insertion groove 15, a pair of the rolling piece 30 is opened to be in close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20, wherein the inner race 10 )
  • the pivot support jaw 16 of the inner race 10 In any direction so that the pivot support jaw 16 of the inner race 10 is in contact with the transmission support jaw 31 of the two rolling pieces 30 located between the point b and the point b 'of FIG. Therefore, it is possible to transfer the rotational force of the inner race 10 to the outer race 20.
  • variable motor support means 51 when the variable motor support means 51 is pulled out, the elastic member 41 pulls the pair of rolling pieces 30 which are in close contact with the outer race 20 to the inner race 10 and the outer race 20. Since the inner race 10 and the pair of rolling pieces 30 revolve within the outer race 20, the rotational force of the inner race 10 cannot be transmitted to the outer race 20. will be.
  • the pair of rolling pieces 30 are divided from each other, but the opposite ends of the pair of rolling pieces 30 may be integrally connected to form a "C" shape. In this case, it is preferable to integrally connect one end of the pair of rolling pieces 30 on the opposite side of the pivot support jaw 16.
  • FIG. 14 is a one-way clutch, in which only one pivot support jaw 16 is formed in the inner race 10 in FIGS. 12 and 13, but in FIG. 14, the driving piece insertion groove of the inner race 10 is formed.
  • a pair of rotation support jaws 16 are formed inside the 11a in the 180 degree direction.
  • the pair of rolling pieces 30 is formed with a rolling support jaw 31 in contact with the rotation supporting jaw 16 in the diagonal direction, respectively.
  • the transmission supporting jaw 31 is positioned between point b and point b 'of FIG.
  • an elastic member 40 is provided on the surface facing each other in the rotational direction of the rotation support jaw 16 and the rolling piece 30 to elastically close the rolling piece 30 toward the outer race 20 side.
  • the elastic member 40 is installed on the opposite side of the electric support jaw (31).
  • the pair of rolling pieces 30 are always in close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20 by the respective elastic members 40.
  • the two rotating support jaws 16 of the inner race 10 simultaneously contact the electric support jaws 31 formed on the pair of rolling pieces 30, respectively. Because it will be able to transfer a larger turning force of the inner race 10 to the outer race 20.
  • the two pivot support jaws 16 of the inner race 10 are elastically pushed to one end of the pair of rolling pieces 30 through the elastic member 40, respectively. Since the pair of rolling pieces 30 revolve inside the outer race 20, the rotational force of the inner race 10 may not be transmitted to the outer race 20.
  • FIG. 15 is a bidirectional clutch and has a structure similar to that of FIGS. 12 and 13.
  • the clutch is formed such that the two support shafts 31 are in contact with each other on the opposing surface of the pair of rolling pieces 30 symmetrically inserted into the rolling piece insertion groove 11a of the inner race 10, On the opposite side of the electric support jaw 31, the rotation support jaw 16 of the inner race 10 is located.
  • variable groove support means (in the insertion groove) 51 is inserted and installed to be in close contact with one rolling piece 30, and the other side of the rotation support jaw 16 to form an rolling support jaw 31 to be in close contact with another rolling piece 30. do.
  • the elastic member 41 provided between the pair of rolling pieces 30 always pulls the pair of rolling pieces 30 toward the inner race 10 side.
  • variable electric support means 51 is closer to the inner circumferential surface of the outer race 20.
  • the action of the clutch according to FIG. 15 is similar to that of FIGS. 12 and 13. That is, when the variable electric support means 51 is pushed in, the one electric rolling piece 30 which comes into close contact with the variable electric support means 51 is raised and rotated counterclockwise, and at the same time, the electric rolling of the one electric rolling piece 30 is performed. Another rolling piece 30 in contact with the support jaw 31 is brought into close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20.
  • the pivot support jaw 16 of the inner race 10 pushes the variable electric support means 51 and then rotates one rolling piece 30.
  • the inner race 10 does not revolve but rotates the rotational force by the electric support jaw 31 (located between the point b and the point b 'in FIG. 1) of the other rolling piece 30 which is in contact. 20) can be delivered.
  • the pair of rolling pieces 30 are in close contact with the inner race 10 side by the elastic member 41, so that they are spaced apart from the inner circumferential surface of the outer race 20. Since the race 10 and the rolling piece 30 revolve, the rotational force of the inner race 10 is not transmitted to the outer race 20.
  • FIG. 16 is a bidirectional clutch, and the basic principle is the same as that of FIG. 15, but the variable electric support means 51 is configured to also serve as the electric support jaw 31 as shown in FIG. 11.
  • variable motor support means 51 is configured between a pair of rolling pieces 30.
  • the operation principle of FIGS. 16 and 17 is the same as that of FIG.
  • the bidirectional clutch connects or cuts power even with a small force in the operation of the variable electric support means 51 of FIG. 15 or 17. It can be used as a braking device.
  • FIG. 18 is a bidirectional clutch having both of the rotation support jaws 16 configured to transmit more power than the clutches of FIGS. 12 and 13, and the embodiments of FIGS. 19 and 20 correspond to the clutch of FIG. 18.
  • the basic structure and the operating principle are similar, but show an example in which the two variable electric support means 51 are variously applied.
  • the rotational force acting means 50 of the clutch includes a support groove 17 formed at a predetermined depth on the outer circumferential surface of the inner race 10 of the portion of the electric piece insertion groove 11a, and one end thereof is inserted into the support groove 17.
  • the other end is provided on at least one of the levers 60 inserted between the opposite ends of the pair of rolling pieces 30 and the surfaces of the support grooves 17 and the levers 60 facing each other.
  • It is composed of a power supporting jaw 31 is formed, and a lever supporting support (35a, 35b, 35c) formed on at least one of the surfaces facing each other of the pair of the rolling piece 30 and the lever 60.
  • an electric support for applying the rotational force of the inner race 10 to the lever 60 on the support groove 17 side of the inner race 10 facing the upper and lower surfaces of one end of the lever 60 respectively.
  • the jaw 31 is formed, and the lever support bearings 35a, 35b, which contact the lever 60 with the pair of rolling pieces 30 facing the upper and lower sides of the other end of the lever 60, respectively, 35c).
  • lever power supporting jaw (35a, 35b, 35c) formed on the pair of the rolling piece 30 forms one lever transmission supporting jaw (35b) on one side of the rolling piece 30 and the other rolling piece (30)
  • Two lever power supporting jaw (35a, 35c) was formed in, and the lever power supporting jaw (35a, 35b, 35c) formed in each rolling piece 30 was formed to cross each other.
  • an elastic member 41 is pulled toward the inner race 10 by separating the pair of rolling pieces 30 from the outer race 20 between the pair of rolling pieces 30 and the inner race 10.
  • an insertion groove (not shown) is formed in the inner race 10 between the other ends of the pair of rolling pieces 30 facing each other in the axial direction, and the pair of rolling grooves are inserted into the insertion groove.
  • the variable electric support means 51 is inserted and installed so as to spread the piece 30 to the outer race 20 side.
  • variable power support means 51 is the same as the structure of the variable power support means 51 of FIGS. 12 and 13.
  • the clutch is a pair of transmission by the elastic member 41 in a state in which the variable motor support means 51 is installed at one end between the pair of rolling pieces 30 and the lever 60 is installed on the opposite side.
  • the piece 30 is pulled by the inner race 10 to be in close contact.
  • variable electric support means 51 when the variable electric support means 51 is pushed in the same manner as the variable electric support means 51 of Figs. 12 and 13, the pair of rolling pieces 30 are variable electric support means ( 51 is in close contact with the inner circumferential surface of the outer race 20, and then rotates the inner race 10 in the clockwise direction, the upper transmission support jaw 31 of the support groove 17 is applied to the lever 60 to rotate.
  • This rotational force is a lever acting on the lever transmission support jaw (35b) of the upper rolling piece 30 as a support point to the lever transmission support jaw (35a) of the lower rolling piece 30, a pair of rolling pieces (30) Since it is pressed to the outer race 20 while opening the will be able to transmit the rotational force of the inner race 10 to the outer race 20.
  • variable power support means 51 when the variable power support means 51 is removed from the inner race 10 of FIG. 21, the pair of rolling pieces 30 closely contacted with the inner circumferential surface of the outer race 20 closely adheres to the inner race 10 side. While revolving inside the outer race 20, the rotational force of the inner race 10 can not be transmitted to the outer race 20.
  • the width that the lever 60 inserted into the support groove 17 of the inner race 10 can swing is determined by the width of the inlet side of the support groove 17, the width of the lever 60 swings is limited. You may.
  • the clutch of FIG. 21 operates the clutch even when the variable power support means 51 is located close to the inner circumferential surface of the outer race 20. This causes the lever of the lever 60 to rotate the rotational force of the inner race 10. Since the outer race 20 and the pair of rolling pieces 30 are compressed using the outer race 20, the outer race 20 and the pair of rolling pieces 30 can serve as a powerful brake (braking device). .
  • FIG. 22 illustrates an example in which the bidirectional clutch using the lever 60 of FIG. 21 is changed to a one-way clutch, and the operation principle is similar to that of the bidirectional clutch of FIG. That is, when the inner race 10 rotates in the counterclockwise direction, it is revolved, and rotational force is not transmitted. Only when the inner race 10 is rotated in the clockwise direction, the rotation force of the inner race 10 is the outer race 20. Is delivered).
  • variable electric support means 51 of Figs. 16 to 21 are the same as the variable electric support means 51 of Figs. It functions to contact or simultaneously press the 30 to the inner peripheral surface of the outer race (20). 12 and 13 and 16 to 18 and 21, the variable power support means 51 is in direct contact with the inner race 10 so that the rotational force does not act independently of the pair of rolling pieces 30 It only functions between.
  • the above-described embodiments form the driving piece insertion grooves 11 and 11a in the inner race 10.
  • the rolling piece 30 was inserted and installed in the rolling piece insertion grooves 11 and 11a, the rolling piece insertion grooves 11 and 11a, which were formed in the inner race 10 in the embodiment of FIGS. It is omitted.
  • the rolling piece 30 is installed between the outer race 20 and the inner race 10. That is, one rolling piece 30 is configured to surround a portion of the outer circumferential surface of the inner race 10.
  • rotation support jaws 16 having mutually different lengths are formed on both sides of the outer circumferential surface of the inner race 10, and an electric support jaw (side) on the side of the rolling piece 30 facing each of the rotation support jaws 16. 31) is formed.
  • the rolling piece insertion grooves 11 and 11a may be formed or omitted in the inner race 10 in order to install the rolling piece 30.
  • FIG. 25 The principle of FIG. 25 is the same principle as that of FIG. 1, that is, when the load acting on the rolling element 30 is transferred to the outside of the point b or the point b ', the power piece 30 rotates while the power is rotated. In this case, the power is cut off even if the direction of the load acting outside the point b or the point b 'acts in the direction of the arrow a' or a ''.
  • FIG. 26 is an embodiment of a clutch in the direction of the principle of FIG. 25, and as shown, a pivot support jaw 16 is formed at one side of the outer circumferential surface of the inner race 10 and faces the pivot support jaw 16.
  • the rolling support jaw 31 is formed on the rolling piece 30 side.
  • one end of the rolling piece 30 is formed to surround the end of the rotation support jaw 16 is formed with a locking portion 37 to be caught by the rotation support jaw (16).
  • a spring that is an elastic member 40 is installed between the locking portion 37 and the rotation support jaw 16.
  • the rolling force acts in the direction of the arrow of FIG. 25A, and the rolling piece 30 revolves, and is not transmitted to the outer race 20.
  • the rotational force of the inner race 10 is transmitted to the outer race 20.
  • FIG. 27 schematically illustrates a case in which various types of friction force increasing means are formed to increase friction between the outer race 20 and the rolling piece 30, that is, the rolling pieces in contact with each other.
  • the outer circumferential surface of the 30 and the inner circumferential surface of the outer race 20 may be formed in various shapes such as triangle, trapezoidal, sawtooth, and semicircular to further increase the friction between the rolling element 30 and the outer race 20.
  • the size of the clutch can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost.
  • a member having a large friction force may be attached to the outer circumferential surface of the rolling piece 30 and the inner circumferential surface of the outer race 20.

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Abstract

본 발명은 클러치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내부레이스와 외부레이스의 사이에 전동편을 설치하고 내부레이스와 전동편 중 어느 하나에는 내부레이스의 회동력이 전동편의 특정지점에 작용하도록 회동력 작용수단을 구비하여 내부레이스의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 동력을 연결하거나 차단하도록 함으로써, 구조를 단순화하여 고장이 적고 제조비용이 저렴함과 아울러 수명이 길고 소형이면서도 큰 동력을 전달할 수 있으며 제동장치로도 사용할 수 있는 클러치에 관한 것이다. 이에 본 발명은, 외부레이스(20)와, 상기 외부레이스(20)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 내부레이스(10)와, 상기 외부레이스(20)와 내부레이스(10)의 사이에 설치되어 외부레이스(20)의 내부에서 내부레이스(10)와 함께 회전함과 아울러 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하거나 차단하는 전동편(30)과, 상기 내부레이스(10)의 회동력이 상기 전동편(30)의 특정지점에 작용하도록 내부레이스(10)와 전동편(30) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 회동력 작용수단(50)을 포함하며, 상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 동력을 연결하거나 차단하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

클러치
본 발명은 클러치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내부레이스와 외부레이스의 사이에 전동편을 설치하고 내부레이스와 전동편 중 어느 하나에는 내부레이스의 회동력이 전동편의 특정지점에 작용하도록 회동력 작용수단을 구비하여 내부레이스의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 동력을 연결하거나 차단하도록 함으로써, 구조를 단순화하여 고장이 적고 제조비용이 저렴함과 아울러 수명이 길고 소형이면서도 큰 동력을 전달할 수 있으며 제동장치로도 사용할 수 있는 클러치에 관한 것이다.
일반적으로 클러치는 구동축에서 피동축으로 기계적 접촉에 의해 동력을 전달하거나 차단하는 기능을 하는 것으로써 일방향 클러치와 양방향 클러치가 있다.
일방향 클러치는 한쪽방향으로는 동력을 전달하고 역방향으로는 공전시켜 동력을 차단하게 된다. 대표적인 일방향 클러치로는 스프링에 눌린 원통형 로울러가 구비된 롤러 타입과, 외부레이스와 내부레이스 사이에 스프레그가 구비된 스프레그 타입이 있으나 그 구조가 복잡하고 마모에 의해 수명이 짧으며 제작단가가 높다.
그리고, 양방향 클러치는 양방향으로 동력을 전달하고 차단하게 된다. 대표적인 양방향 클러치로는 마찰클러치, 원추클러치 등이 있으나 큰 동력을 전달하려면 구조가 커지거나 마찰면의 마찰력을 높이기 위해 측압을 가해 주어야 하는 단점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 내부레이스와 외부레이스의 사이에 전동편을 설치하고 내부레이스와 전동편 중 어느 하나에는 내부레이스의 회동력이 전동편의 특정지점에 작용하도록 회동력 작용수단을 구비하여 내부레이스의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 동력을 연결하거나 차단하도록 함으로써, 구조를 단순화하여 고장이 적고 제조비용이 저렴함과 아울러 수명이 길고 소형이면서도 큰 동력을 전달할 수 있으며 제동장치로도 사용할 수 있는 클러치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부레이스와, 상기 외부레이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 내부레이스와, 상기 외부레이스와 내부레이스의 사이에 설치되어 외부레이스의 내부에서 내부레이스와 함께 회전함과 아울러 내부레이스와 외부레이스 사이의 동력을 연결하거나 차단하는 전동편과, 상기 내부레이스의 회동력이 상기 전동편의 특정지점에 작용하도록 내부레이스와 전동편 중 적어도 어느 하나에 구비되는 회동력 작용수단을 포함하며, 상기 내부레이스의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 동력을 연결하거나 차단하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 내부레이스와 외부레이스의 사이에 전동편을 설치하고 내부레이스와 전동편 중 어느 하나에는 내부레이스의 회동력이 전동편의 특정지점에 작용하도록 회동력 작용수단을 구비하여 내부레이스의 회동력이 작용하는 전동편의 특정지점 위치에 따라 동력을 연결하고 차단하도록 함으로써, 구조가 단순화되어 고장이 적고 제조비용이 저렴됨과 아울러 수명이 길고 소형이면서도 큰 동력을 전달할 수 있다.
또한, 가변전동지지수단을 밀어 넣는 압력을 크게하여 전동편의 외주면과 외부레이스의 내주면과의 접촉에 강한 압력을 작용시키면, 외부레이스의 내주면과 전동편의 높은 마찰력에 의해 브레이크(제동장치) 역할을 하게 되므로 제동장치로도 사용이 가능하다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 클러치의 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다
도 3 내지 도 26은 본 발명에 따른 클러치의 다양한 실시예들을 나타낸 도면이며, 그 중 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 9는 도 8의 B-B선 단면도이며, 도 13은 도 12의 C-C선 단면도이고, 도 24는 도 23의 D-D선 단면도이다
도 27은 외부레이스와 전동편의 접촉면 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 클러치의 작동원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3 내지 도 26은 본 발명에 따른 클러치의 다양한 실시예들을 나타낸 도면이며, 그 중 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 9는 도 8의 B-B선 단면도이며, 도 13은 도 12의 C-C선 단면도이고, 도 24는 도 23의 D-D선 단면도이며, 도 27은 외부레이스와 전동편의 접촉면 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 본 발명의 기본원리를 이해하기 위해 도 1를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 속이 빈 원통 형태의 링(20) 내부에 반원판 형태의 전동편(30)을 원활하게 회동할 수 있도록 설치한다. 이때 링(20)과 전동편(30) 사이의 간격은 전동편(30)이 슬라이딩 회동가능한 범위내에서 적절하게 설정한다. 도면에서는 전동편(30)의 외경이 링(20)의 내경과 거의 같도록 설정하였다.
그리고, 상기 링(20)을 움직이지 않게 고정시킨 후. 상기 전동편(30)의 a지점에 하중을 가하면서 b지점까지 이동시켜도 전동편(30)은 회동하지 않는다. 그러나 하중이 b지점을 넘어가는 순간 전동편(30)은 반시계방향으로 회동하게 된다.
즉, 본 발명은 물체와 물체간의 마찰력을 이용한 것으로 하중이 a지점에서부터 b지점 사이에 작용할 경우에는 링(20)과 전동편(30) 사이의 마찰력이 상기 전동편(30)에 작용하는 하중 보다 크기 때문에 전동편(30)은 회동하지 않게 되는 원리를 이용한 것이다.
이때, 상기 전동편(30)의 회동 중심인 a지점에서부터 b지점 또는 b'지점까지의 거리는 링(20)의 내경이 클수록 커지고, 링(20)과 전동편(30) 사이의 윤활정도, 마찰면의 재질, 형상 등에 따라 결정된다.
이하, 상기한 원리를 바탕으로 본 발명에 따른 클러치(1)의 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.
먼저 도 3 및 도 4를 참조하여 클러치(1)의 기본 구조를 설명하면, 도 3 및 도 4는 일방향 클러치(1)로써 외부레이스(20)와, 내부레이스(10)와, 전동편(30)과, 회동력 작용수단(50)을 포함하여 구성된다.
여기서, 앞서설명한 도 1에서 링(20)은 상기 외부레이스(20)에 해당하고, 도 1에서 전동편(30)은 상기 전동편(30)에 해당하며, 도 1에서 하중의 작용은 상기 내부레이스(10)의 회동력에 해당하고, 도 1의 하중작용점(a지점~b지점)은 상기 회동력 작용수단(50)에 해당한다.
상기 외부레이스(20)는 속이 빈 원통 형태로 형성된다.
상기 내부레이스(10)는 상기 외부레이스(20)의 내부에 회전 가능하게 결합됨과 아울러 외부레이스(20)의 내주면과 마주하는 외주면에는 회전방향으로 일정깊이의 전동편삽입홈(11)이 형성된다.
이때, 상기 내부레이스(10)는 상기 외부레이스(20)의 내부를 관통하여 회전가능하게 결합될 수도 있고, 또는 내부레이스(10)의 일단부만 외부레이스(20)의 내부에 회전가능하게 결합될 수도 있다.
여기서, 상기 전동편삽입홈(11)은 상기 외부레이스(20)의 내측에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 내부레이스(10)와 외부레이스(20)에는 각각 클러치 작용을 필요로 하는 다양한 외부 장치가 연결되며 이러한 외부 장치들은 공지된 것이므로 도면에서는 생략하였다.
그리고, 상기 전동편(30)은 상기 전동편삽입홈(11)에 삽입 설치되어 외부레이스(20)의 내부에서 내부레이스(10)와 함께 회전함과 아울러 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하거나 차단하게 된다.
이때, 상기 전동편삽입홈(11)은 반원 형태로 형성되고, 상기 전동편삽입홈(11)에 삽입되는 전동편(30)은 반원판으로 형성된다. 물론, 상기 전동편삽입홈(11)과 전동편(30)은 정확히 반원이 아니더라도 반원에 가까운 형태이면 된다.
또한, 상기 회동력 작용수단(50)은 상기 내부레이스(10)의 회동력이 상기 전동편(30)의 특정지점에 작용하도록 내부레이스(10)와 전동편(30) 중 적어도 어느 하나에 구비된다.
상기 회동력 작용수단(50)은 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 전동지지턱(31)을 돌출 형성하여 이루어지며, 상기 전동지지턱(31)은 다른 하나에 밀착된다.
도 3 및 도 4에서는 상기 전동지지턱(31)을 전동편(30)측에 형성하였으며, 이때 상기 전동지지턱(31)이 형성되는 위치는 도 1에서 하중작용점 b와 b' 사이에 위치하여야 한다.
상기한 클러치(1)는 상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하거나 차단하게 된다.
즉, 상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점이 임의 설정위치(b지점)에서부터 전동편(30)의 회전중심(a지점) 사이에 위치할 경우, 전동편(30)과 외부레이스(20)간의 마찰력이 내부레이스(10)의 회동력 보다 커지게 되면서 전동편(30)이 회동하지 않게 되어 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력이 연결되고,
상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점이 임의 설정위치(b지점)에서부터 전동편(30)의 외주면 사이에 위치할 경우, 전동편(30)과 외부레이스(20)간의 마찰력이 내부레이스(10)의 회동력 보다 작아지게 되면서 전동편(30)이 회동하게 되어 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력연결이 차단된다.
도 4를 참조하여 작용을 구체적으로 설명하면, 상기 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시키면, 전동편(30)의 전동지지턱(31)에 내부레이스(10)의 회동력이 작용하지만 상기 전동지지턱(31)이 도 1의 b지점 또는 b'지점 이내에 형성되어 있기 때문에 이러한 전동지지턱(31)을 구비한 전동편(30)을 회동시킬 수 없게 되어 즉, 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하게 되어 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달되는 것이다.
계속해서, 상기 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면, 전동편(30)의 전동지지턱(31)과 내부레이스(10)와의 접촉이 끊어지게 되면서 내부레이스(10)의 일단부가 전동편(30)의 일단부에 접촉하게된다. 즉, 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 전동편(30)측 지점이 도 1의 b지점 또는 b'지점 보다 외측방향에 위치하기 때문에 전동편(30)이 내부레이스(10)와 함께 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되어 즉, 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력 연결이 차단되어 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달되지 못하게 되는 것이다.
이처럼, 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하기 위해서는 도 1의 b지점과 b'지점의 사이에서 내부레이스(10)의 회동력이 작용해야 하고, 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 차단하기 위해서는 b지점과 b'지점의 외측방향(전동편(30)의 외주면측 방향)에서 내부레이스(10)의 회동력이 작용해야 한다.
이와 같이, 도 3 및 도 4의 클러치는 일방향 클러치로써 구조가 간단하고 고장이 적으면서 소형으로도 큰 동력을 전달할 수 있는 것이다.
그리고, 도 5의 실시예는 일방향 클러치로써 도 3 및 도 4의 구조를 일부 변형한 것이다. 즉, 내부레이스(10)의 중앙에 반원 형태의 강도보강부(13)를 돌출 형성하고 전동편(30)의 중앙에는 상기 강도보강부(13)를 수용하는 수용홈(36)을 형성한 것이다.
또한, 회동력 작용수단(50)으로는 전동편(30)에 전동지지턱(31)을 형성한 것 외에도, 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 경사면부(33)를 형성하여 다른 하나에 밀착되게 하였다.
도면에서는 상기 경사면부(33)를 전동편(30)의 전동지지턱(31) 반대편쪽에 형성하였으며, 이때 상기 경사면부(33)는 상기 내부레이스(10)의 일단부 끝단에 접촉하도록 일정각도 경사지게 형성된다.
도 5의 클러치는 도 3 및 도 4의 클러치와 동일한 작용을 하게 되며, 즉, 내부레이스(10)가 시계방향으로 회전하여 내부레이스(10)의 회동력이 전동편(30)의 전동지지턱(31)에 작용할 경우에는 전동편(30)을 회동시킬 수 없으므로 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달 되고, 내부레이스(10)가 반시계방향으로 회전하여 내부레이스(10)의 회동력이 경사면부(33)의 끝단에 작용할 경우에는 전동편(30)이 내부레이스(10)와 함께 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되므로 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달되지 못하게 된다.
그리고, 도 6의 실시예는 일방향 클러치로써 도 3 및 도 4의 전동편(30)의 외주면 일정구간에 외부레이스(20)의 내주면과 접촉하지 않도록 일정형태의 살빼기부(34)를 형성한 것이다.
즉, 내부레이스(10)의 회동력이 전동편(30)의 전동지지턱(31)에 작용하여 외부레이스(20)를 회동시키게 되는데, 이때 전동지지턱(31)에 작용하는 내부레이스(10)의 회동력에 의한 접촉압력은 전동지지턱(31)이 내부레이스(10)의 중심에서 멀리 위치할 수록 작아진다.
다시 말하면, 내부레이스(10)의 중심과 가까이에 전동편(30)의 전동지지턱(31)이 구성되면 될수록 내부레이스(10)의 회동력에 의한 접촉압력은 더욱 커지게되므로 기계적 무리가 있을 수 있으며, 따라서 도 2에서와 같이 하중작용점이 c지점 또는 c'지점까지 확대되도록 반원판 형태인 전동편(30)의 하단부 원호부분을 살빼기하여 외부레이스(20)의 내주면과 접촉되지 않도록 구성시키면 되는 것이다.
이처럼 살빼기부(34)가 형성된 전동편(30)은 내부레이스(10)의 회동력이 전동지지턱(31)에 작용할 경우 전동편(30)이 외부레이스(20)의 내주면에 쐐기작용으로 꽉 끼게 되어져서 외부레이스(20)와 전동편(30)사이의 마찰력을 높여주기 때문에 하중작용점을 도 2의 c지점 또는 c'지점까지 확대시킬 수 있게 되는 것이다. 이때, 내부레이스(10)의 회동력이 전동편(30)의 c지점과 c'지점의 사이에 작용할 경우에는 전동편(30)이 회동하지 않게 되어 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달 된다.
이러한, 상기 살빼기부(34)의 형태는 다양한 형태로 형성할 수 있다.
한편, 상기 반원판 형태인 전동편(30)에서 살빼기부(34)의 형성 범위(크기)는, 도 2의 전동편(30)에서 a지점에 하중을 작용시키면 전동편(30)이 링(20)(외부레이스)의 내주면에 쐐기작용으로 꽉 끼일수 있는데, 이때 전동편(30)을 링(20)(외부레이스)에서 이탈시키는데 있어서 힘을 가하지 않고 자연스럽게 이탈시킬 수 있으면서도 하중작용점 c지점 또는 c'지점의 범위가 최대가 되도록 살빼기부(34)의 형성 범위(크기)를 설정하면 된다.
만일, 상기 전동편(30)이 링(20)(외부레이스)의 내주면에 강한 쐐기작용으로 끼이게 되어 링(20)(외부레이스)에서 전동편(30)을 이탈시키기 위해 일정한 힘이 가해져야 한다면 클러치로서 원활한 작동이 불가능하게 되는 것이다.
상기 도 6의 클러치의 작용은 도 3 및 도 4의 클러치와 동일하므로 설명은 생략한다.
그리고, 도 7의 실시예는 일방향 클러치로써, 도 3 및 도 4의 클러치 구조에서 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면에 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 탄력적으로 밀착시키는 탄성부재(40)를 더 설치한 것이다.
이때, 상기 탄성부재(40)는 코일스프링 뿐만 아니라 그 외 다양한 탄성부재를 사용할 수 있다.
또한, 상기 탄성부재(40)는 전동지지턱(31)의 반대편측에 설치되는데 이를 위해서 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 일단부에는 탄성부재(40)의 단부가 일부 삽입되도록 탄성부재삽입홈(12)(32)이 각각 형성된다.
여기서, 상기 탄성부재(40)는 도 1의 b지점 또는 b'지점 보다 전동편(30)의 외주면쪽에 설치되어야 한다.
이로인해, 상기 전동편(30)은 탄성부재(40)에 의해 항상 외부레이스(20)의 내주면에 밀착된 상태를 유지하게 된다.
따라서, 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시키면, 전동편(30)의 전동지지턱(31)에 내부레이스(10)의 회동력이 작용하지만 상기 전동지지턱(31)이 도 1의 b지점 또는 b'지점 이내에 형성되어 있기 때문에 전동편(30)을 회동시킬 수 없게 되어 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달 되는 것이다.
계속해서, 상기 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면, 내부레이스(10)의 일단부가 탄성부재(40)를 통해 전동편(30)의 일단부를 탄력적으로 밀게된다. 즉, 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 전동편(30)측 지점이 도 1의 b지점 또는 b'지점 보다 외측방향에 위치하기 때문에 전동편(30)이 내부레이스(10)와 함께 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되므로 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달되지 못하게 되는 것이다.
한편, 상기 탄성부재(40)는 내부레이스(10)의 일단부에서 전동편(30)의 일단부를 탄력적으로 벌리기 때문에 항상 전동편(30)의 전동지지턱(31)이 내부레이스(10)에 밀착됨과 동시에 전동편(30)의 외주면도 외부레이스(20)의 내주면에 밀착됨으로써 클러치 작동시 유격이 발생하지 않고 원활히 회동하게 된다.
그리고, 도 8 및 도 9의 실시예는 양방향 클러치로써, 양방향으로 동력을 전달하고 차단하게 된다.
또한, 도 8 및 도 9의 클러치에서 회동력 작용수단(50)은, 상기 내부레이스(10)에 축방향으로 삽입홈(15)을 형성하고, 상기 삽입홈(15)에는 가변전동지지수단(51)을 삽입 설치하여 이루어진다.
상기 삽입홈(15)은 전동편삽입홈(11)의 일측에 형성되어 전동편삽입홈(11)과 연통된다. 따라서, 삽입홈(15)에 가변전동지지수단(51)을 삽입할 경우 가변전동지지수단(51)이 전동편(30)에 밀착되게 된다.
또한, 상기 삽입홈(15)과 가변전동지지수단(51)은 사각형태의 단면을 갖도록 형성되되, 삽입홈(15)과 가변전동지지수단(51)의 상호 마주하는 일측면에는 각각 경사면(15a)(51a)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 삽입홈(15)에 가변전동지지수단(51)을 삽입하게 되면, 경사면(15a)(51a)에 의해 가변전동지지수단(51)이 전동편(30)측으로 이동하게 되면서 전동편(30)을 밀어 외부레이스(20)의 내주면에 밀착시키게 된다.
그리고, 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면에는 전동편(30)을 외부레이스(20)로부터 이격시켜 내부레이스(10)측으로 끌어당기는 탄성부재(41)가 설치된다.
상기 탄성부재(41)는 내부레이스(10)와 전동편(30)의 양단부에 각각 설치되어 전동편(30)이 항상 내부레이스(10)측에 밀착되도록 끌어당기게 된다.
즉, 상기 가변전동지지수단(51)이 삽입홈(15)으로부터 빠져있는 경우에는 상기 전동편(30)이 탄성부재(41)에 의해 내부레이스(10)측에 밀착되면서 외부레이스(20)와 이격되므로 내부레이스(10)와 전동편(30)은 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 된다.
계속해서, 도 8 및 도 9의 양방향 클러치의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 가변전동지지수단(51)을 축방향으로 밀면(도면에서 좌측방향으로 밀면), 삽입홈(15)의 경사면(15a)을 따라 가변전동지지수단(51)이 하강하면서 전동편(30)과 밀착되고, 계속해서 가변전동지지수단(51)을 더욱 밀면 탄성부재(41)에 의해 내부레이스(10)에 밀착된 전동편(30)은 내부레이스(10)와 이격되면서 전동편(30)의 외주면이 외부레이스(20)의 내주면에 밀착되게 된다. 이때 상기 내부레이스(10)를 회동시키면 어느 방향으로도 회동하지 않는다. 즉, 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있는 것이다.
이는, 전동편(30)과 맞닿아 있는 가변전동지지수단(51)의 접촉면이 도 1에서 하중작용점인 b지점과 b'지점 사이의 거리와 같거나 작게 구성되어져 있기 때문이다.
즉, 전동편(30)과 접촉되는 가변전동지지수단(51)의 좌,우 양끝단은 도 3 및 도 4의 전동편(30)에 형성된 전동지지턱(31)과 같은 역할을 하는 것으로서, 가변전동지지수단(51)을 내부레이스(10)와 전동편(30)의 사이에 구비하여 가변전동지지수단(51)을 이동시켜서 전동편(30)을 외부레이스(20)의 내주면에 밀착시키거나 또는 이격시키느냐에 따라 양방향의 동력을 전달하고 차단하는 것이다.
그리고, 상기 가변전동지지수단(51)을 당겨서 빼면(도면에서 우측방향으로 빼면), 전동편(30)의 외주면과 외부레이스(20)의 내주면과의 접촉은 끊어지며, 계속해서 가변전동지지수단(51)을 더욱 당기면 전동편(30)은 탄성부재(41)에 의해 내부레이스(10)에 밀착된다.
이때, 상기 내부레이스(10)를 회동시키면, 내부레이스(10)와 전동편(30)은 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되어 결국 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 없게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 양방향 클러치는 구조가 간단하고 동력의 전달, 차단이 용이하게 이루어지게 된다.
한편, 상기 가변전동지지수단(51)을 축방향으로 슬라이딩 작동시키기 위한 장치는 도면에서 생략하였으며 이러한 장치는 공지된 다양한 장치를 사용하면 된다.
그리고, 도 10의 실시예는, 내부레이스(10)와 전동편(30)의 사이에 두 개의 가변전동지지수단(51)을 서로 대칭되게 구성시킨 클러치로써, 일방향 클러치와 양방향 클러치로 모두 사용 가능하다.
여기서, 상기 도 10의 가변전동지지수단(51)과 삽입홈(15)의 구조는 앞서 설명한 도 8 및 도 9의 가변전동지지수단(51) 및 삽입홈(15)의 구조와 동일하므로 구조에 대한 상세 설명은 생략하며 단지 도 8 및 도 9와는 다르게 가변전동지지수단(51) 두 개를 대칭되게 구성한 것이다. 이때, 두 개의 가변전동지지수단(51)은 도 1의 b지점과 b'지점의 사이에 위치하게 된다.
아울러, 아래의 실시예들에서도 가변전동지지수단(51)과 삽입홈(15)이 구성되는데 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 마주하는 면의 양단부에는 탄성부재(40)가 설치되어 전동편(30)을 항상 외부레이스(20)측으로 밀게 되며, 이는 앞서 설명한 도 7의 탄성부재(40)와 동일한 역할을 하게 된다.
따라서, 두 개의 가변전동지지수단(51)을 도 8과 같이 밀어 넣으면 전동편(30)은 두 개의 가변전동지지수단(51)이 전동지지턱(31) 기능을 하게되므로 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있게 되고, 반대로 두 개의 가변전동지지수단(51)을 빼게 되면 가변전동지지수단(51)이 전동지지턱(31) 기능을 상실하게 되므로 도 7과 같은 작동원리에 의해 내부레이스(10)와 전동편(30)은 외부레이스(20)내에서 공전하게 되어 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 없게 된다.
이때, 도 8 및 도 9과 같이 양쪽 방향의 전동지지턱(31) 역할을 하는 가변전동지지수단(51)과는 달리 도 10의 두 가변전동지지수단(51)은 각각 한 방향만의 전동지지턱(31) 역할을 할 수도 있다.
즉, 두 개의 가변전동지지수단(51)을 모두 밀어 넣게 되면 양방향으로 동력을 전달하게 되지만, 두 개 중 한 개의 가변전동지지수단(51)만 밀어 넣게 되면 한방향으로만 동력을 전달 할 수 있는 것이다.
이와 같이, 상기 가변전동지지수단(51)을 상호 대칭되게 두 개를 구성함으로써, 두 개의 가변전동지지수단(51)을 동시에 작동시켜 양방향 클러치로 사용하거나 또는 한 개의 가변전동지지수단(51)만을 작동시켜 일방향 클러치로도 사용하면서 전동 방향을 선택적으로 설정할 수 있는 것이다.
그리고, 도 11의 실시예는, 도 10의 클러치에서 탄성부재(40)를 제거한 것이며, 아울러 전동편(30)의 외주면에 살빼기부(34)를 형성하여 전동편(30)의 외주면 일부가 외부레이스(20)의 내주면과 접촉하지 않게 한 것이다.
그리고, 도 12 및 도 13의 실시예에 따른 양방향 클러치를 설명하면, 앞서 설명한 내부레이스(10)는 한 개의 전동편(30)이 삽입되도록 전동편삽입홈(11)을 반원 형태로 형성하였지만, 도 12 및 도 13에서는 한 쌍(두 개)의 전동편(30)을 대칭으로 삽입하기 위해 전동편삽입홈(11a)을 상기 내부레이스(10)의 외주면을 따라 환형으로 형성한 것이다.
이로인해, 상기 환형의 전동편삽입홈(11a)이 형성된 부위의 내부레이스(10) 중심부에는 외부레이스(20)의 내경보다 작은 축이 구성되고, 상기 축을 중심으로 한 쌍의 전동편(30)이 대칭되게 설치되어 외부레이스(20)의 내부에서 회동할 수 있도록 되어 있다.
이처럼, 상기 환형의 전동편삽입홈(11a)에 상호 분리된 한 쌍의 전동편(30)이 삽입설치되는데, 이때, 상기 한 쌍의 전동편(30)은 하나의 환형 형태(링 형태)를 이루게 된다.
아울러, 상기 내부레이스(10)의 전동편삽입홈(11a) 내측에는 상기 한 쌍의 전동편(30) 사이로 연장되어 내부레이스(10)의 회동력을 한 쌍의 전동편(30)에 전달하는 회동지지턱(16)이 형성된다.
또한, 상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 면에는 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)로부터 이격시켜 내부레이스(10)측으로 끌어당기는 탄성부재(41)가 설치된다.
그리고, 도 12 및 도 13에서의 회동력 작용수단(50)은, 상기 회동지지턱(16)과 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 전동지지턱(31)을 돌출 형성하여 다른 하나에 밀착되게 한 것이다.
도면에서는 상기 회동지지턱(16)과 마주하는 한 쌍의 전동편(30)측에 각각 전동지지턱(31)을 형성하였지만, 그 반대로도 가능한다. 이때, 상기 한 쌍의 전동편(30)측에 각각 형성된 전동지지턱(31)은 도 1의 b지점과 b'지점의 사이에 위치하게 된다.
여기서, 상기 전동편(30)의 전동지지턱(31)과 내부레이스(10)의 회동지지턱(16)의 역할을 상술하면 다음과 같다. 내부레이스(10)의 회동력을 받는 전동편(30)측의 접촉점이 전동지지턱(31)이 되고, 그 전동편(30)과 접촉하는 내부레이스(10)측의 접촉점은 회동지지턱(16)이 되는 것으로 서로 상대적인 개념으로서 전동지지턱(31)과 회동지지턱(16)은 용어적으로만 다를 뿐 기능적으로는 같다.
또한, 상기 내부레이스(10)에는 상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 면 사이를 축방향으로 관통하도록 삽입홈(15)이 형성되고, 상기 삽입홈(15)에는 가변전동지지수단(51)이 삽입 설치되어 상기 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 벌리게 된다.
이때, 상기 도 8 및 도 9에서는 한 개의 전동편(30)만 외부레이스(20)측으로 밀착시키면 되기 때문에 가변전동지지수단(51)의 일측면만 경사면(51a)으로 형성하였지만, 도 12 및 도 13에서는 두 개의 전동편(30)을 동시에 외부레이스(20)측으로 벌려야 하기 때문에 가변전동지지수단(51)의 양측면에 모두 경사면(51a)이 형성된다. 물론 상기 가변전동지지수단(51)의 양측 경사면(51a)과 대응하는 삽입홈(15)의 양측면에도 경사면(15a)이 형성된다.
한편, 본 발명에서는 상기 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 밀착시키기 위해 가변전동지지수단(51)에 경사면(51a)을 형성한 구성에 대해서만 설명하였지만, 이러한 구성 외에도 상기 한 쌍의 전동편(30)을 벌려 외부레이스(20)측으로 밀착시키기 위한 다양한 구조나 장치를 사용할 수도 있다. 즉, 상기 한 쌍의 전동편(30)을 벌리기 위해 한 쌍의 전동편(30) 사이에 유압잭(미도시)이나 캠(미도시) 등을 설치할 수 있으며 이 외에도 한 쌍의 전동편(30)을 벌리기 위한 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 가변전동지지수단(51)은 후술하는 경우에서 나타나듯이 클러치에서 구성되는 위치에 따라 전동지지턱(31), 회동지지턱(16), 단순히 전동편(30)을 벌리는 역할 등 그 역할이 다양하다. 도 12 및 도 13에서는 가변전동지지수단(51)이 한 쌍의 전동편(30)을 벌려서 외부레이스(20)의 내주면에 밀착시키거나 밀착 해제시키는 역할만 하게 된다.
따라서, 상기 가변전동지지수단(51)을 삽입홈(15)에 밀어 넣게 되면, 한 쌍의 전동편(30)이 벌어지면서 외부레이스(20)의 내주면에 밀착되게 되며, 이때 상기 내부레이스(10)를 어느 방향으로 회동시키더라도 내부레이스(10)의 회동지지턱(16)이 도 1의 b지점과 b'지점의 사이에 위치한 두 전동편(30)의 전동지지턱(31)에 접촉하게 되므로 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 가변전동지지수단(51)을 빼게 되면 탄성부재(41)가 상기 외부레이스(20)의 밀착되어 있던 한 쌍의 전동편(30)을 내부레이스(10)측으로 끌어당겨 외부레이스(20)로부터 이격시키기 때문에 내부레이스(10)와 한 쌍의 전동편(30)은 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되어 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 없게 되는 것이다.
한편, 도 13에서는 한 쌍의 전동편(30)이 상호 분할되어 있지만, 한 쌍의 전동편(30)의 마주하는 일단부를 일체로 연결하여 "C"자 형태로 형성할 수 있다. 이 경우에는 상기 회동지지턱(16)의 반대편측 한 쌍의 전동편(30)의 일단부를 일체로 연결하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 14의 실시예는 일방향 클러치로써, 도 12 및 도 13에서는 내부레이스(10)에 하나의 회동지지턱(16)만 형성한 것이지만, 도 14에서는 내부레이스(10)의 전동편삽입홈(11a) 내측에 180도 방향으로 한 쌍의 회동지지턱(16)을 형성한 것이다.
이때, 상기 한 쌍의 전동편(30)에는 대각선 방향으로 각각 상기 회동지지턱(16)에 접촉하는 전동지지턱(31)이 형성된다. 상기 전동지지턱(31)은 도 1의 b지점과 b'지점의 사이에 위치하게 된다.
또한, 상기 회동지지턱(16)과 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면에는 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 탄력적으로 밀착시키는 탄성부재(40)가 설치된다. 상기 탄성부재(40)는 전동지지턱(31)의 반대편쪽에 설치된다.
이로인해 상기 한 쌍의 전동편(30)은 각각의 탄성부재(40)에 의해 항상 외부레이스(20)의 내주면에 밀착된 상태가 된다.
따라서, 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키게 되면, 내부레이스(10)의 두 회동지지턱(16)이 각각 한 쌍의 전동편(30)에 형성된 전동지지턱(31)에 동시에 접촉하게 되므로 내부레이스(10)의 보다 큰 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있게 되는 것이다.
또한, 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시키게 되면, 내부레이스(10)의 두 회동지지턱(16)이 탄성부재(40)를 통해 한 쌍의 전동편(30) 일단부를 각각 탄력적으로 밀게 되어 한 쌍의 전동편(30)이 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되므로 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 없게 되는 것이다.
그리고, 도 15의 실시예는 양방향 클러치로써, 도 12 및 도 13과 유사한 구조로 되어 있다.
상기 클러치는, 내부레이스(10)의 전동편삽입홈(11a)에 대칭되게 삽입된 한 쌍의 전동편(30)의 마주하는 면에는 두 전동지지턱(31)이 상호 접촉하도록 형성되고, 상기 전동지지턱(31)의 반대쪽에는 내부레이스(10)의 회동지지턱(16)이 위치하고 있다.
이때, 회동력 작용수단(50)으로는, 상기 내부레이스(10)의 회동지지턱(16) 일측 부위에 축방향으로 삽입홈(미도시)을 형성하고, 상기 삽입홈에는 가변전동지지수단(51)을 삽입 설치하여 하나의 전동편(30)에 밀착되게 하고, 또한 상기 회동지지턱(16)의 타측면에는 전동지지턱(31)을 형성하여 다른 하나의 전동편(30)에 밀착되게 한다.
아울러, 한 쌍의 전동편(30)의 사이에 설치된 탄성부재(41)는 한 쌍의 전동편(30)을 항상 내부레이스(10)측으로 끌어당기고 있다.
그리고, 상기 클러치 구조에서 내부레이스(10)의 회동지지턱(16)과 전동편(30)과의 회동접촉압을 줄이기 위해 상기 가변전동지지수단(51)을 외부레이스(20)의 내주면에 가까이 설치하면 도 12 및 도 13의 클러치 보다 큰 동력을 전달할 수 있다. 이는 내부레이스(10)의 회동력 작용점의 위치가 다르기 때문이다.
도 15에 따른 클러치의 작용은 도 12 및 도 13과 유사하다. 즉, 상기 가변전동지지수단(51)을 밀어 넣으면 가변전동지지수단(51)과 밀착되는 하나의 전동편(30)이 상승되면서 반시계방향으로 회동됨과 동시에 상기 하나의 전동편(30)의 전동지지턱(31)과 맞닿아 있는 또 다른 전동편(30)을 외부레이스(20)의 내주면에 밀착시키게 된다.
계속해서 상기 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면, 내부레이스(10)의 회동지지턱(16)은 가변전동지지수단(51)을 밀고 이어서 하나의 전동편(30)을 회동시키려 하나 맞닿아 있는 또 다른 전동편(30)의 전동지지턱(31)(도 1의 b지점과 b'지점의 사이에 위치함)에 의해 내부레이스(10)는 공전하지 않고 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있게 된다.
그리고, 상기 가변전동지지수단(51)을 빼게 되면, 탄성부재(41)에 의해 한 쌍의 전동편(30)이 내부레이스(10)측으로 밀착되면서 외부레이스(20)의 내주면으로부터 이격되기 때문에 내부레이스(10)와 전동편(30)이 공전하게 되어 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)로 전달되지 않는다.
그리고, 도 16의 실시예는 양방향 클러치로써 기본원리는 도 15과 같으나 가변전동지지수단(51)이 도 11과 같이 전동지지턱(31)의 역할도 하도록 구성한 것이고,
도 17의 실시예는 가변전동지지수단(51)을 한 쌍의 전동편(30)의 사이에 구성한 것으로, 도 16 및 도 17의 작동원리는 도 15과 같으므로 상세설명은 생략한다.
다음은, 도면에는 도시하지 않았지만, 도 15 및 도 17에서 한 쌍의 전동편(30)에 형성된 전동지지턱(31)의 위치와, 회동지지턱(16)에 구비된 가변전동지지수단(51)(또는 전동지지턱(31))와 전동편(30)이 접촉되는 위치를 도 1의 b지점 또는 b'지점 보다 외측방향(외부레이스(20) 내주면 방향)으로 구성시켰을 경우의 작동원리에 대하여 설명한다.
도 15이나 도 17의 가변전동지지수단(51)을 밀어 넣어 한 쌍의 전동편(30)이 외부레이스(20)의 내주면에 밀착되게 한 후에 내부레이스(10)를 회동시키면 내부레이스(10)와 전동편(30)이 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 된다. 이는 한 쌍의 전동편(30)의 전동지지턱(31) 위치가 모두 도 1의 b지점 또는 b'지점 보다 외측방향에 위치하고 있기 때문이다.
즉, 도 1에서 하중작용점이 b지점 또는 b'지점 보다 외측방향 위치에 작용하게 되면 전동편(30)이 회동(공전)하는 원리와 같다.
그러나, 도 15 및 도 17에서 가변전동지지수단(51)을 밀어 넣는 압력을 크게하여 전동편(30)의 외주면과 외부레이스(20)의 내주면과의 접촉에 강한 압력을 작용시키면, 외부레이스(20)의 내주면과 전동편(30)의 접촉은 높은 마찰력에 의해 브레이크(제동장치) 역할을 하게 되므로 내부레이스(10)의 동력을 외부레이스(20)에 전달이 가능해지게 된다.
이와 같은 방식은 한 쌍의 전동편(30)의 전동지지턱(31)이 구성되는 위치를 도 1에서 b지점 또는 b'지점 위치보다 외측방향으로 위치시키면 즉, 하중이 작용할 경우 전동편(30)이 회동하게 되는 최소 위치에 전동지지턱(31)을 구성하게 되면, 도 15 또는 도 17의 가변전동지지수단(51)의 작동에 있어 작은 힘의 작용으로도 동력을 연결하거나 차단해주는 양방향 클러치나 제동장치로 사용이 가능한 것이다.
한편, 도 18의 실시예는 도 12 및 도 13의 클러치 보다 큰 동력을 전달할 수 있도록 회동지지턱(16)을 양쪽으로 구성한 양방향 클러치이고, 도 19 및 도 20의 실시예는 도 18의 클러치와 기본구조와 작동원리는 비슷하나 두 개의 가변전동지지수단(51)이 위치하고 있는 방식을 다양하게 적용한 형태를 일예로 도시한 것이다.
그리고, 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)의 내주면에 밀착시키거나 동시에 일정한 압력을 가해줄 수 있는 또 다른 방법으로 지렛대를 이용하는 방법이 있는데, 도 21의 실시예는 지렛대의 원리를 이용한 양방향 클러치이다.
상기 클러치의 회동력 작용수단(50)은, 전동편삽입홈(11a) 부위의 내부레이스(10) 외주면에 일정깊이 형성되는 지지홈(17)과, 일단부가 상기 지지홈(17)에 삽입되고 타단부는 상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 일단부 사이에 삽입 설치되는 지렛대(60)와, 상기 지지홈(17)과 지렛대(60)의 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 전동지지턱(31)과, 상기 한 쌍의 전동편(30)과 지렛대(60)의 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 지레전동지지턱(35a,35b,35c)으로 이루어진다.
도면에서는, 상기 지렛대(60)의 일단부 상,하측면과 마주하는 내부레이스(10)의 지지홈(17)측에 각각 내부레이스(10)의 회동력을 지렛대(60)에 작용시키는 전동지지턱(31)을 형성하고, 또한 상기 지렛대(60)의 타단부 상,하측면과 마주하는 한 쌍의 전동편(30)측에는 각각 지렛대(60)가 접촉하는 지레전동지지턱(35a,35b,35c)을 형성하였다. 이때 한 쌍의 전동편(30)측에 형성되는 지레전동지지턱(35a,35b,35c)은 일측 전동편(30)에 하나의 지레전동지지턱(35b)을 형성하고 타측 전동편(30)에 두 개의 지레전동지지턱(35a,35c)을 형성하였으며, 각 전동편(30)에 형성된 지레전동지지턱(35a,35b,35c)은 상호 엇갈리게 형성하였다.
그리고, 상기 한 쌍의 전동편(30)과 상기 내부레이스(10)의 사이에는 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)로부터 이격시켜 내부레이스(10)측으로 끌어당기는 탄성부재(41)가 설치되고, 상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 타단부 사이의 내부레이스(10)에는 삽입홈(미도시)이 축방향으로 형성되고, 상기 삽입홈에는 상기 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 벌리도록 가변전동지지수단(51)이 삽입 설치된다.
여기서, 상기 가변전동지지수단(51) 구조는 도 12 및 도 13의 가변전동지지수단(51) 구조와 동일하다.
이처럼, 상기 클러치는 한 쌍의 전동편(30) 사이의 일단부에는 가변전동지지수단(51)이 설치되고 반대쪽에는 지렛대(60)가 설치된 상태에서 상기 탄성부재(41)에 의해 한 쌍의 전동편(30)이 내부레이스(10)에 당겨져 밀착된 상태로 있게 된다.
상기 클러치의 작용을 설명하면, 상기 가변전동지지수단(51)을 도 12 및 도 13의 가변전동지지수단(51)과 같은 방법으로 밀어 넣으면 한 쌍의 전동편(30)은 가변전동지지수단(51)에 의해 외부레이스(20)의 내주면에 밀착되고, 이어서 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시키면 지지홈(17)의 위쪽 전동지지턱(31)이 지렛대(60)에 회동력을 작용시키고 이 회동력은 아래쪽 전동편(30)의 지레전동지지턱(35a)을 받침점으로 하여 위쪽 전동편(30)의 지레전동지지턱(35b)에 지레 작용이 되어 한 쌍의 전동편(30)을 벌리면서 외부레이스(20)에 압착시키게 되므로 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있는 것이다.
이번에는 상기 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면 지지홈(17)의 아래쪽 전동지지턱(31)이 지렛대(60)에 회동력을 작용시키고 이 회동력은 위쪽 전동편(30)의 지레전동지지턱(35b)을 받침점으로 하여 아래쪽 전동편(30)의 지레전동지지턱(35c)에 지레 작용이 되어 한 쌍의 전동편(30)을 벌리면서 외부레이스(20)에 압착시키게 되므로 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 있게 되며, 따라서 양방향 클러치로 사용할 수 있는 것이다.
계속해서, 도 21의 내부레이스(10)에서 가변전동지지수단(51)을 빼게 되면 외부레이스(20)의 내주면에 밀착되어 있던 한 쌍의 전동편(30)이 내부레이스(10)측에 밀착되면서 외부레이스(20)의 내부에서 공전하게 되므로 내부레이스(10)의 회동력을 외부레이스(20)에 전달할 수 없게 된다.
이때, 내부레이스(10)의 지지홈(17)에 삽입된 지렛대(60)가 요동할 수 있는 폭은 지지홈(17)의 입구측 폭에 의해 결정되므로 지렛대(60)가 요동하는 폭을 한정할 수도 있다.
이와 같이, 도 21의 클러치는 가변전동지지수단(51)을 외부레이스(20)의 내주면에 가깝게 위치시켜도 클러치가 작동이 되며 이는 내부레이스(10)의 회동력을 지렛대(60)의 지레 작용을 이용하여 한 쌍의 전동편(30)을 벌리면서 외부레이스(20)에 압착시키게 되므로 외부레이스(20)와 한 쌍의 전동편(30)은 강력한 브레이크(제동장치) 역할을 할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 22의 실시예는 도 21의 지렛대(60)를 이용한 양방향 클러치를 일방향 클러치로 변경한 일예를 나타낸 것으로써 작동원리는 도 21의 양방향 클러치와 비슷하므로 상세한 설명은 생략한다. 즉, 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면 공전하게 되어 회동력 전달이 되지 않고, 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시킬 때에만 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달된다.
그리고, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 15과 도 16 내지 도 21의 모든 가변전동지지수단(51)은 도 8 및 도 9에서의 가변전동지지수단(51)과 같이 전동편(30)을 외부레이스(20)의 내주면에 접촉시키거나 동시에 가압하는 기능을 한다. 단, 도 12 및 도 13과 도 16 내지 도 18 및 도 21의 가변전동지지수단(51)은 내부레이스(10)에 직접 접촉되어 회동력이 작용하지 않고 독립적으로 한 쌍의 전동편(30) 사이에서만 기능을 한다.
그리고, 도 23 및 도 24의 실시예는 일방향 클러치로써, 앞서 설명한 실시예들과 다른 부분에 대해서만 설명하면, 앞서 설명한 실시예들은 내부레이스(10)에 전동편삽입홈(11,11a)을 형성하여 상기 전동편삽입홈(11,11a)에 전동편(30)을 삽입하여 설치하였지만, 도 23 및 도 24의 실시예에서는 내부레이스(10)에 형성되었던 전동편삽입홈(11,11a)을 생략한 것이다.
이때, 상기 전동편(30)은 상기 외부레이스(20)와 내부레이스(10)의 사이에 설치되게 된다. 즉, 하나의 전동편(30)이 내부레이스(10)의 외주면 일부를 감싸는 형태로 구성되는 것이다.
또한, 상기 내부레이스(10)의 외주면 양측에는 상호 길이가 다른 회동지지턱(16)이 각각 형성되고, 상기 각각의 회동지지턱(16)과 마주하는 상기 전동편(30)측에는 전동지지턱(31)이 형성된다.
따라서, 상기 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시키면 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달되고, 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면 전동편(30)이 공전하게 되어 회동력 전달이 되지 않는다.
이처럼, 상기 전동편(30)을 설치하기 위해 상기 내부레이스(10)에 전동편삽입홈(11,11a)을 형성할 수도 있고 또는 생략할 수도 있는 것이다.
그리고, 도 25의 원리는, 도 1과 동일한 원리이며, 즉, 전동편(30)에 작용하는 하중이 b지점 또는 b'지점의 바깥쪽으로 넘어가게 되면 전동편(30)이 회동하게 되면서 동력이 차단되게 되는데, 이때 b지점 또는 b'지점의 바깥쪽에 작용하는 하중의 방향이 a' 또는 a'' 의 화살표 방향으로 작용하여도 동력이 차단된다.
도 26은 도 25의 원리를 방향으로 한 클러치의 실시예로써, 도시된 바와 같이, 내부레이스(10)의 외주면 일측에 회동지지턱(16)이 형성되고, 회동지지턱(16)과 마주하는 전동편(30)측에는 전동지지턱(31)이 형성된다.
또한, 상기 전동편(30)의 일단부에는 상기 회동지지턱(16)의 단부를 감싸도록 형성되어 회동지지턱(16)이 걸리도록 하는 걸림부(37)가 형성된다.
이때, 상기 걸림부(37)와 회동지지턱(16)의 사이에는 탄성부재(40)인 스프링이 설치된다.
따라서, 상기 내부레이스(10)를 시계방향으로 회동시키면 도 25의 a'의 화살표 방향으로 회동력이 작용하면서 전동편(30)이 공전하게 되어 외부레이스(20)에 회동력에 전달되지 않고, 내부레이스(10)를 반시계방향으로 회동시키면 내부레이스(10)의 회동력이 외부레이스(20)에 전달된다.
한편, 도 27은 상기 외부레이스(20)와 전동편(30)의 사이에 마찰력을 증대할 수 있도록 다양한 형태의 마찰력 증대수단을 형성한 경우를 개략적으로 나타낸 것으로써, 즉, 상호 접촉하는 전동편(30)의 외주면과 외부레이스(20)의 내주면을 삼각형, 사다리꼴형, 톱니형, 반원형 등 다양한 형태로 형성시켜 전동편(30)과 외부레이스(20)의 마찰력을 더욱 크게 할 수 있는 것이다.
이처럼 전동편(30)과 외부레이스(20)의 마찰력을 크게 할수록 클러치의 크기를 소형화 할 수 있어 제작 단가를 줄일 수 있다.
또한, 마찰력 증대수단의 다른 실시예로 상기 전동편(30)의 외주면과 외부레이스(20)의 내주면에 마찰력이 큰 부재를 접착시켜서 구성할 수도 있다.

Claims (21)

  1. 외부레이스(20)와,
    상기 외부레이스(20)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 내부레이스(10)와,
    상기 외부레이스(20)와 내부레이스(10)의 사이에 설치되어 외부레이스(20)의 내부에서 내부레이스(10)와 함께 회전함과 아울러 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하거나 차단하는 전동편(30)과,
    상기 내부레이스(10)의 회동력이 상기 전동편(30)의 특정지점에 작용하도록 내부레이스(10)와 전동편(30) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 회동력 작용수단(50)을 포함하며,
    상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점의 위치에 따라 동력을 연결하거나 차단하도록 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동편(30)은,
    상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점이 임의 설정위치에서부터 전동편(30)의 회전중심 사이에 위치할 경우, 전동편(30)과 외부레이스(20)간의 마찰력이 내부레이스(10)의 회동력 보다 커지게 되면서 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 연결하고,
    상기 내부레이스(10)의 회동력이 작용하는 특정지점이 임의 설정위치에서부터 전동편(30)의 외주면 사이에 위치할 경우, 전동편(30)과 외부레이스(20)간의 마찰력이 내부레이스(10)의 회동력 보다 작아지게 되면서 내부레이스(10)와 외부레이스(20) 사이의 동력을 차단하는 것을 특징으로 하는 클러치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부레이스(20)의 내주면과 마주하는 내부레이스(10)의 외주면에는 상기 전동편(30)이 삽입되도록 회전방향으로 일정깊이의 전동편삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전동편삽입홈(11)은 반원 형태로 형성되고,
    상기 전동편삽입홈(11)에 삽입되는 전동편(30)은 반원판으로 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부레이스(20)의 내주면과 접촉하는 전동편(30)의 외주면에는 일정구간이 외부레이스(20)의 내주면과 접촉하지 않도록 일정형태의 살빼기부(34)가 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회동력 작용수단(50)은, 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 전동지지턱(31)을 돌출 형성하여 다른 하나에 밀착되게 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면에는 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 탄력적으로 밀착시키는 탄성부재(40)가 설치된 것을 특징으로 하는 클러치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회동력 작용수단(50)은, 상기 내부레이스(10)에 축방향으로 삽입홈(15)을 형성하고, 상기 삽입홈(15)에는 가변전동지지수단(51)을 삽입 설치하여 상기 전동편(30)에 밀착되게 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 삽입홈(15)과 가변전동지지수단(51)의 상호 마주하는 일측면은 각각 경사면(15a)(51a)으로 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면에는 전동편(30)을 외부레이스(20)로부터 이격시켜 내부레이스(10)측으로 끌어당기는 탄성부재(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 클러치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 회동력 작용수단(50)은, 상기 내부레이스(10)와 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 경사면부(33)를 형성하여 다른 하나에 밀착되게 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 전동편삽입홈(11a)은 상기 내부레이스(10)의 외주면을 따라 환형으로 형성되고,
    상기 전동편삽입홈(11a)에 삽입되는 전동편(30)은 상호 분리된 한 쌍이 환형 형태를 이루도록 형성되며,
    상기 내부레이스(10)의 전동편삽입홈(11a) 내측에는 상기 한 쌍의 전동편(30) 사이로 연장되어 내부레이스(10)의 회동력을 한 쌍의 전동편(30)에 전달하는 회동지지턱(16)이 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회동력 작용수단(50)은, 상기 회동지지턱(16)과 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 전동지지턱(31)을 돌출 형성하여 다른 하나에 밀착되게 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 회동력 작용수단(50)은, 상기 내부레이스(10)의 회동지지턱(16) 부위에 축방향으로 삽입홈(15)을 형성하고, 상기 삽입홈(15)에는 가변전동지지수단(51)을 삽입 설치하여 상기 전동편(30)에 밀착되게 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 회동지지턱(16)과 전동편(30)의 회전방향으로 상호 마주하는 면에는 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 탄력적으로 밀착시키는 탄성부재(40)가 설치된 것을 특징으로 하는 클러치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 내부레이스(10)에는 상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 면 사이를 축방향으로 관통하도록 삽입홈(15)이 형성되고, 상기 삽입홈(15)에는 가변전동지지수단(51)이 삽입 설치되어 상기 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 벌리도록 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  17. 제 13 항 또는 14 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 면에는 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)로부터 이격시켜 내부레이스(10)측으로 끌어당기는 탄성부재(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 클러치.
  18. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회동지지턱(16)은 내부레이스(10)의 전동편삽입홈(11a) 내측에 180도 방향으로 한 쌍이 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 회동력 작용수단(50)은, 상기 전동편삽입홈(11a) 부위의 내부레이스(10) 외주면에 일정깊이 형성되는 지지홈(17)과, 일단부가 상기 지지홈(17)에 삽입되고 타단부는 상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 일단부 사이에 삽입 설치되는 지렛대(60)와, 상기 지지홈(17)과 지렛대(60)의 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 전동지지턱(31)과, 상기 한 쌍의 전동편(30)과 지렛대(60)의 상호 마주하는 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 지레전동지지턱(35a,35b,35c)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 클러치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전동편(30)과 상기 내부레이스(10)의 사이에는 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)로부터 이격시켜 내부레이스(10)측으로 끌어당기는 탄성부재(41)가 설치되고,
    상기 한 쌍의 전동편(30)의 상호 마주하는 타단부 사이의 내부레이스(10)에는 삽입홈(15)이 축방향으로 형성되고, 상기 삽입홈(15)에는 가변전동지지수단(51)을 삽입 설치하여 상기 한 쌍의 전동편(30)을 외부레이스(20)측으로 벌리도록 한 것을 특징으로 하는 클러치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부레이스(20)와 전동편(30)의 사이에는 마찰력을 증대할 수 있도록 마찰력 증대수단이 형성된 것을 특징으로 하는 클러치.
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