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KR100460917B1 - One way clutch - Google Patents

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KR100460917B1
KR100460917B1 KR10-2002-0070822A KR20020070822A KR100460917B1 KR 100460917 B1 KR100460917 B1 KR 100460917B1 KR 20020070822 A KR20020070822 A KR 20020070822A KR 100460917 B1 KR100460917 B1 KR 100460917B1
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최정완
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현대자동차주식회사
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    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
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Abstract

본 발명의 일방향 클러치는 레이스와 링 사이의 드레그 토크를 줄이고 냉각 및 내구성을 향상시키기 위하여, 내측에 제공되는 인너링(11), 이 인너링과 동심 축으로 인너링의 외부에 제공되는 아우터링(13), 이 아우터링의 내주면과 인너링의 외주면이 형성하는 환상의 공간에 등 간격으로 제공되어 가이드(17)와 탄성부재(18)로 지지되고 인너링을 프리 휠 상태 또는 아우터링에 록 상태로 작동시키는 레이스(15), 이 레이스의 인너측에 구비되는 볼 베어링(19)과 볼 베어링 지지홀(21)로 구성되어 있다.The one-way clutch of the present invention has an inner ring 11 provided on the inside, and an outer ring provided on the outside of the inner ring concentrically with the inner ring in order to reduce drag torque between the race and the ring and improve cooling and durability. 13) provided in the annular space formed by the inner circumferential surface of the outer ring and the outer circumferential surface of the inner ring at equal intervals to be supported by the guide 17 and the elastic member 18, and the inner ring locked to the free wheel state or the outer ring state. And a ball bearing 19 and a ball bearing support hole 21 provided on the inner side of the race.

Description

일방향 클러치{ONE WAY CLUTCH}One-way clutch {ONE WAY CLUTCH}

본 발명은 일방향 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이스와 링 사이의 드레그 토크를 줄이고 냉각 및 내구성을 향상시키는 일방향 클러치에 관한 것이다.The present invention relates to a one-way clutch, and more particularly to a one-way clutch that reduces drag torque between the race and the ring and improves cooling and durability.

일반적으로 일방향 클러치는 내부 회전체와 외부 회전체가 상대적으로 회전 운동할 때 한 방향으로의 회전 운동을 기계적으로 구속하는 역할을 하도록 구성되어 있다.In general, the one-way clutch is configured to mechanically restrain the rotational movement in one direction when the inner and outer rotors rotate relatively.

도 1은 종래기술에 따른 일방향 클러치의 부분 단면 사시도로서, 내부 회전체인 인너링(1)과 외부 회전체인 아우터링(3) 사이에 개재된 레이스(5)가 인너링(1)과 아우터링(3)의 상대 회전 속도에 따라 자세 변화되면서 인너링(1)과 아우터링(3)을 상호 록 상태 또는 프리 휠 상태로 작동하게 된다. 레이스(5)는 축 방향 양측에 제공되는 가이드(7)에 의하여 축 방향으로의 이탈이 방지되고, 이 가이드(7) 사이에 제공되는 스프링(9)에 의하여 인너링(1)과 아우터링(3) 사이의 원주 방향으로의 이탈이 방지된다.1 is a partial cross-sectional perspective view of a one-way clutch according to the prior art, in which a race 5 interposed between an inner ring 1, which is an inner rotating body, and an outer ring 3, which is an outer rotating body, has an inner ring 1 and an outer ring; As the posture changes according to the relative rotational speed of the ring 3, the inner ring 1 and the outer ring 3 are operated in a locked state or a freewheel state. The race 5 is prevented from being separated in the axial direction by the guides 7 provided on both sides in the axial direction, and the inner ring 1 and the outer ring 1 by the springs 9 provided between the guides 7. 3) departure in the circumferential direction is prevented.

즉, 레이스(5)의 인너측(5a)에 접해 있는 인너링(1)의 시계 방향 회전 속도가 아우터링(3)의 회전 속도보다 크면 레이스(5)의 인너측(5a)에 접해 있는 인너링(1)은 아우터링(3)과 무관하게 회전하는 프리 휠 상태로 작동된다. 반면, 레이스(5)의 아우터측(5a)에 접해 있는 아우터링(3)의 시계 방향 회전 속도가 인너링(1)의 회전 속도보다 크면 인너링(1)은 아우터링(3)에 의하여 회전이 정지되는 록 상태로 작동된다.That is, when the clockwise rotational speed of the inner ring 1 in contact with the inner side 5a of the race 5 is greater than the rotational speed of the outer ring 3, the inner side in contact with the inner side 5a of the race 5 The ring 1 is operated with a free wheel that rotates independently of the outer ring 3. On the other hand, when the clockwise rotational speed of the outer ring 3 in contact with the outer side 5a of the race 5 is greater than the rotational speed of the inner ring 1, the inner ring 1 rotates by the outer ring 3; It operates in the locked state.

이와 같이 두 부재를 록 상태와 프리 휠 상태로의 자동 작동하는 원리를 가진 일방향 클러치는 변속 제어를 용이하게 하면서 변속감을 향상시키기 때문에 자동변속기에 많이 사용되고 있다.As such, the one-way clutch having the principle of automatically operating the two members in the locked state and the free wheel state has been widely used in an automatic transmission because it improves the feeling of shifting while facilitating shift control.

그러나, 이 일방향 클러치는 레이스(5)의 인너측(5a)과 아우터측(5b)이 인너링(1)과 아우터링(3)에 각각 선 접촉하고 있기 때문에 드레그 토크를 증가시키고, 이에 더하여 윤활 부족 시 많은 열이 발생되어 레이스(5)를 손상시킬 수 있으며, 결국 내구성에 악영향을 끼치게 된다.However, this one-way clutch increases drag torque because the inner side 5a and outer side 5b of the race 5 are in line contact with the inner ring 1 and the outer ring 3, respectively, and in addition, lubrication. Insufficient heat can be generated to damage the lace (5), which eventually adversely affects durability.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점들을 감안한 것으로서, 레이스와 링 사이의 드레그 토크를 줄이고 냉각 및 내구성을 향상시키는 일방향 클러치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a one-way clutch that reduces drag torque between a race and a ring and improves cooling and durability in view of the above points.

이 일방향 클러치는 내측에 제공되는 인너링, 이 인너링과 동심 축으로 인너링의 외부에 제공되는 아우터링, 이 아우터링의 내주면과 인너링의 외주면이 형성하는 환상의 공간에 등 간격으로 제공되어 가이드와 탄성부재로 지지되고 인너링을 프리 휠 상태 또는 아우터링에 록 상태로 작동시키는 레이스, 이 레이스의 인너측과 아우터측 중 일측에 구비되는 점 접촉수단을 포함한다.The one-way clutch is provided at equal intervals in the inner ring provided on the inner side, the outer ring provided on the outside of the inner ring concentrically with the inner ring, and the annular space formed by the inner circumferential surface of the outer ring and the outer circumferential surface of the inner ring. And a race supported by the guide and the elastic member to operate the inner ring in the free wheel state or the outer ring in a locked state, and point contact means provided on one side of the inner side and the outer side of the race.

이 점 접촉수단은 레이스의 인너측에 구비되며, 인너링의 외주면을 향하여 레이스의 인너측에 오목하게 형성되는 볼 베어링 지지홈과 이 볼 베어링 지지홈에 내장되어 레이스의 인너측을 인너링의 외주면에 점 접촉시키는 볼 베어링으로 이루어진다.The point contact means is provided on the inner side of the race, and is formed in the ball bearing support groove which is concave on the inner side of the race toward the outer circumferential surface of the inner ring, and is built in the ball bearing support groove, so that the inner side of the race is the outer circumferential surface of the inner ring. It consists of a ball bearing in point contact with it.

또한, 이 일방향 클러치는 점 접촉수단의 볼 베어링 지지홈과 볼 베어링으로 윤활유를 공급하도록 레이스의 아우터측에서 인너측의 볼 베어링 지지홈을 연결하는 오일 통로를 더 포함하고 있다.The one-way clutch further includes an oil passage connecting the ball bearing support groove of the point contact means and the ball bearing support groove of the inner side at the outer side of the race to supply lubricant to the ball bearing.

도 1은 종래기술에 따른 일방향 클러치의 부분 단면 사시도.1 is a partial cross-sectional perspective view of a one-way clutch according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 일방향 클러치의 부분 단면 사시도.Figure 2 is a partial cross-sectional perspective view of the one-way clutch according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 일방향 클러치의 록 상태도.3 is a locked state diagram of a one-way clutch according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 일방향 클러치의 프리 휠 상태도.Figure 4 is a free wheel state diagram of the one-way clutch according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

11 : 인너링 13 : 아우터링11: inner ring 13: outer ring

15 : 레이스 15a : 인너측15: race 15a: inner side

15b : 아우터측 17 : 가이드15b: outer side 17: guide

18 : 탄성부재 19 : 볼 베어링 지지홈18: elastic member 19: ball bearing support groove

21 : 볼 베어링 23 : 오일 통로21: ball bearing 23: oil passage

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.Advantages and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 일방향 클러치의 부분 단면 사시도로서, 인너링(11)과 아우터링(13) 그리고 레이스(15)를 구비한 일방향 클러치에 점 접촉수단을 더 구비하고 있다.2 is a partial cross-sectional perspective view of the one-way clutch according to the present invention, and further includes point contact means in the one-way clutch having the inner ring 11, the outer ring 13, and the race 15.

여기서 인너링(11)은 상기에서 언급한 바와 같이 내측에 제공되어 일방향 클러치의 내측을 형성하고, 아우터링(13)은 이 인너링(11)의 외부에 제공되어 일방향 클러치의 외측을 형성하며, 또한 인너링(11)과 아우터링(13)은 인너링(11)의 외주면과 아우터링(13)의 내주면 사이에 환상의 공간을 형성하면서 회전 중심이 같은 동심 축으로 제공되어 있다.Here, the inner ring 11 is provided inside to form the inside of the one-way clutch as mentioned above, and the outer ring 13 is provided outside of the inner ring 11 to form the outside of the one-way clutch, In addition, the inner ring 11 and the outer ring 13 are provided in the same concentric axis of rotation while forming an annular space between the outer circumferential surface of the inner ring 11 and the inner circumferential surface of the outer ring 13.

이 인너링(11)과 아우터링(13)이 형성하는 환상의 공간에 등 간격으로 제공되는 레이스(15)는 일방향 클러치의 축 방향으로 이탈되지 않도록 축 방향 양측에 제공되는 가이드(17)에 의하여 지지되고, 원주 방향으로 이탈되지 않도록 탄성부재(18)에 의하여 지지되어 있다.The race 15 provided at equal intervals in the annular space formed by the inner ring 11 and the outer ring 13 is provided by guides 17 provided on both sides in the axial direction so as not to be separated in the axial direction of the one-way clutch. It is supported by the elastic member 18 so that it may not be separated in the circumferential direction.

이 레이스(15)는 인너링(11)과 아우터링(13) 사이에서 쐬기 작용하도록 형성되어 인너링(11)과 아우터링(13)의 상대 회전 속도에 따라 인너링(11)과 아우터링(13)을 상호 프리 휠 또는 록 상태로 작동하게 된다.The race 15 is formed to act between the inner ring 11 and the outer ring 13 so that the inner ring 11 and the outer ring (in accordance with the relative rotational speeds of the inner ring 11 and the outer ring 13). 13) to operate in freewheel or lock state with each other.

한 예로 아우터링(13)이 정지되어 있은 경우에는 인너링(11)은 시계 방향으로 회전이 자유로운 프리 휠 상태로 작동되거나, 반 시계 방향으로의 회전이 제한되는 아우터링(13)과 록 상태로 작동된다.For example, when the outer ring 13 is stopped, the inner ring 11 is operated in a freewheel state free to rotate clockwise, or in the locked state with the outer ring 13 in which rotation in a counterclockwise direction is restricted. It works.

이와 같은 프리 휠 상태 및 록 상태로 작동되는 일방향 클러치에서, 인너링(11)과 아우터링(13) 사이에 상대 운동이 존재할 때 점 접촉을 하게 하는 상기 점 접촉수단은 레이스(15)의 드레그 토크 양을 저감시키게 된다.In the one-way clutch operated in the freewheel state and the lock state as described above, the point contact means for making point contact when there is a relative motion between the inner ring 11 and the outer ring 13 is the drag torque of the race 15. The amount is reduced.

이 점 접촉수단은 인너링(11)의 외주면에 대향하는 레이스(15)의 인너측(15a)이나 아우터링(13)의 내주면에 대향하는 레이스(15)의 아우터측(15b)에 각각 또는 어느 일 측에만 구비될 수 있다.These point contact means are each or any of the outer side 15b of the race 15 opposite to the outer circumferential surface of the inner ring 11 or the outer side 15b of the race 15 opposite to the inner circumferential surface of the outer ring 13. It may be provided only on one side.

본 실시 예에서는 레이스(15)의 인너측(15a)에 점 접촉수단이 구비된 것을 예시하고 있다. 그리고 볼 베어링 지지홈(19)과 볼 베어링(21)으로 구성된 점 접촉수단을 예시하고 있다.This embodiment illustrates that the point contact means is provided on the inner side 15a of the race 15. And it illustrates the point contact means composed of the ball bearing support groove 19 and the ball bearing 21.

볼 베어링(21)은 인너링(11)의 외주면을 향하여 레이스(15)의 인너측(15a)에 오목하게 형성되어 있다. 볼 베어링(21)은 이 볼 베어링 지지홈(19)에 내장되어 인너링(11)과 아우터링(13)의 상대 운동이 있을 때 레이스(15)의 인너측(15a)에서 원활하게 구름 작동하면서 레이스(15)의 인너측(15a)을 인너링(11)의 외주면에 유막을 매개로 한 점 접촉시킨다.The ball bearing 21 is recessed in the inner side 15a of the race 15 toward the outer circumferential surface of the inner ring 11. The ball bearing 21 is embedded in the ball bearing support groove 19 to smoothly roll on the inner side 15a of the race 15 when there is a relative movement between the inner ring 11 and the outer ring 13. The inner side 15a of the lace 15 is brought into point contact with the outer peripheral surface of the inner ring 11 via an oil film.

이 점 접촉은 기존의 선 접촉보다 드레그 토크를 상당히 저감시키고, 마찰열을 줄여 내구성을 향상시킨다.This point contact significantly reduces drag torque and reduces frictional heat than conventional wire contacts, improving durability.

이에 더하여 볼 베어링(21)과 볼 베어링 지지홈(19) 사이 및 볼 베어링(21)과 인너링(11) 사이에 보다 안정된 유막을 형성하도록 윤활유를 공급하는 오일 통로(23)가 레이스(15)에 관통 형성되어 있다.In addition, an oil passage 23 for supplying lubricating oil to form a more stable oil film between the ball bearing 21 and the ball bearing support groove 19 and between the ball bearing 21 and the inner ring 11 is provided with a race 15. It is formed through.

이 오일 통로(23)는 대략 일방향 클러치의 직경 방향으로 형성되어 있다. 즉이 오일 통로(23)는 레이스(15)의 아우터측(15b)과 인너측(15a)을 연결하고 있다.This oil passage 23 is formed substantially in the radial direction of the one-way clutch. In other words, the oil passage 23 connects the outer side 15b and the inner side 15a of the race 15.

이와 같이 구성된 일방향 클러치는 인너링(11)과 아우터링(13)의 상대 운동에 따라 도 3과 같은 록 상태 또는 도 4와 같은 프리 휠 상태로 작동된다.The one-way clutch configured as described above is operated in the locked state as shown in FIG. 3 or the free wheel state as shown in FIG.

도 3에서와 같이, 아우터링(13)의 시계 방향 회전 속도가 인너링(11)의 시계 방향 회전 속도보다 높을 경우, 레이스(15)의 쐬기 작용으로 인너링(11)은 반 시계 방향으로 회전이 제한된다. 즉 인너링(11)은 아우터링(13)과 록 상태를 이루게 된다. 또한 아우터링(13)이 정지되어 있고 인너링(11)이 반 시계 방향 회전력을 받게 되는 경우, 레이스(15)의 쐬기 작용으로 인너링(11)은 아우터링(13)과 함께 정지되는 록 상태를 이루게 된다.As shown in FIG. 3, when the clockwise rotation speed of the outer ring 13 is higher than the clockwise rotation speed of the inner ring 11, the inner ring 11 rotates in a counterclockwise direction due to the draining action of the lace 15. This is limited. That is, the inner ring 11 is in a locked state with the outer ring 13. In addition, when the outer ring 13 is stopped and the inner ring 11 receives a counterclockwise rotational force, the inner ring 11 stops together with the outer ring 13 due to the draining action of the lace 15. Will be achieved.

한편, 도 4에서와 같이, 아우터링(13)이 정지되어 있고 인너링(11)이 시계 방향으로 회전하거나 아우터링(13)의 시계 방향 회전 속도가 인너링(11)의 시계 방향 회전 속도보다 낮을 경우, 레이스(15)는 쐬기 작용을 형성하지 않기 때문에, 인너링(11)은 시계 방향으로의 회전이 자유로운 프리 휠 상태를 이루게 된다.Meanwhile, as in FIG. 4, the outer ring 13 is stopped and the inner ring 11 rotates clockwise, or the clockwise rotation speed of the outer ring 13 is greater than the clockwise rotation speed of the inner ring 11. When low, the race 15 does not form a drainage action, so that the inner ring 11 is in a freewheel state free to rotate clockwise.

이때 레이스(15)의 인너측(15a)에 구비된 볼 베어링(19)은 인너링(11)의 외주면과 유막을 개재한 점 접촉을 형성하여 드레그 토크를 저감시킨다.At this time, the ball bearing 19 provided on the inner side 15a of the race 15 forms a point contact via the oil film and the outer circumferential surface of the inner ring 11 to reduce drag torque.

그리고, 오일 통로(23)는 볼 베어링(19)과 볼 베어링 지지홈(21) 사이에 윤활유를 유도하여 보다 안정된 유막을 형성시킨다.The oil passage 23 induces lubricating oil between the ball bearing 19 and the ball bearing support groove 21 to form a more stable oil film.

이와 같이 유막을 보다 안정적으로 형성하고 드레그 토크를 저감시킴으로서 마찰열이 낮아지고, 이로 인하여 내구성이 향상된다.Thus, by forming the oil film more stably and reducing the drag torque, frictional heat is lowered, thereby improving durability.

이와 같이 본 발명에 따른 일방향 클러치는 인너링과 아우터링 사이에 개재되는 레이스에 볼 베어링과 볼 베어링 지지홀로 이루어진 점 접촉수단을 구비하여 레이스와 인너링 사이에 존재하는 상대 운동에 의한 드레그 토크를 저감시키고, 레이스에 오일 통로를 구비하여 인너링과 볼 베어링 사이 및 볼 베어링과 볼 베어링 지지홀 사이에 유막을 안정적으로 형성하여 마찰열을 저감시켜 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, the one-way clutch according to the present invention includes a point contact means composed of a ball bearing and a ball bearing support hole in a race interposed between the inner ring and the outer ring, thereby reducing drag torque due to the relative motion existing between the race and the inner ring. In addition, the oil passage is provided in the race to stably form an oil film between the inner ring and the ball bearing and between the ball bearing and the ball bearing support hole, thereby reducing frictional heat, thereby improving durability.

Claims (4)

내측에 제공되는 인너링,Inner ring provided inside, 상기 인너링과 동심 축으로 인너링의 외부에 제공되는 아우터링,An outer ring provided on the outer side of the inner ring in a concentric shaft with the inner ring, 상기 아우터링의 내주면과 인너링의 외주면이 형성하는 환상의 공간에 등 간격으로 제공되어 가이드와 탄성부재로 지지되고 인너링을 프리 휠 상태 또는 아우터링에 록 상태로 작동하는 레이스,A race provided at equal intervals in an annular space formed by the inner circumferential surface of the outer ring and the outer circumferential surface of the inner ring and supported by a guide and an elastic member, and operating the inner ring in a free wheel state or in an outer ring locked state, 상기 레이스의 인너측과 아우터측 중 일측에 구비되는 점 접촉수단을 포함하는 일방향 클러치.One-way clutch comprising a point contact means provided on one side of the inner side and the outer side of the race. 청구항 1에 있어서, 상기 점 접촉수단은 레이스의 인너측에 구비되는 일방향 클러치.The one-way clutch of claim 1, wherein the point contact means is provided on the inner side of the race. 청구항 1에 있어서, 상기 점 접촉수단은 인너링의 외주면을 향하여 레이스의 인너측에 오목하게 형성되는 볼 베어링 지지홈,The method of claim 1, wherein the point contact means is a ball bearing support groove formed concave on the inner side of the race toward the outer peripheral surface of the inner ring, 상기 볼 베어링 지지홈에 내장되어 레이스의 인너측을 인너링의 외주면에 점 접촉시키는 볼 베어링으로 구성되는 일방향 클러치.The one-way clutch is built in the ball bearing support groove and consists of a ball bearing to point contact the inner side of the race with the outer peripheral surface of the inner ring. 청구항 1에 있어서, 상기 점 접촉수단에 윤활유를 공급하도록 레이스의 아우터측과 인너측을 연결하는 오일 통로를 더 포함하는 일방향 클러치.The one-way clutch according to claim 1, further comprising an oil passage connecting the outer side and the inner side of the race to supply lubricant to the point contact means.
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