KR100292023B1 - 유압슬라이더커플링 - Google Patents

Abstract

유압볼커플링어셈블리(1)는 상대적인 동축방향의 회전맞물림을 위하여 배치된 내부허브(2)의 외부허브(3)로 구성된다. 내부허브(2)는 원통형상의 외부면(5)주위를 원주방향으로 신장하는 연속적인 물결모양의 오목한 트랙(4)을 포함한다. 외부허브(3)는 내부원통면(7)상의 다수의 일정하게 거리를 두고 축방향으로 신장된 요홈(6)을 포함한다. 요홈(6)은 물결모양의 트랙(4)의 일반적으로 효과적인 방향에 수직되는 방향으로 신장한다.

슬라이더(10)는 각 요홈(6)내에 왕복운동가능하게 배치되고 각 요홈과 물결모양의 트랙(4)의 교차구역(11)에 배치되며 이에 따라 내부와 외부허브의 상대회전은 각 슬라이더(10)가 트랙(4)을 가로지르는 동안 그 각각의 요홈(6)내에서 축방향으로 진동하게 한다.

요홈(6)과 트랙(4)은 슬라이더의 진동에 대한 유체저항을 제공하는 적절한 점성의 유압유체를 포함하며 이에 의하여 구동과 피동허브사이에 토크를 전달할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

유압 슬라이더 커플링

[기술분야]

본 발명은 가변토크-속도전달커플링, 특히 유압슬라이더 커플링에 관한 것이다.

본 발명은 자동차분야에서 사용을 위하여 주로 개발되어 왔으며 이에 대하여 기술한다. 그러나 본 발명이 이러한 특별한 사용분야에 한정되지는 않는다.

[배경기술]

점성커플링은 점성마찰에 의하여 기능하는 토크전달요소이며 이에 의하여 토크-속도특성은 대개 실리콘기저액체인 점성충진매체의 유동성에 의존한다.

과거에 점성커플링은 대개 플레이트의 인접한 표면과 접촉하는 점성매체를 함유하는 기밀밀봉덮개내에서 회전을 위하여 동축으로 장착된 평행환상플레이트들이 상호 삽입된 세크로 구성된다.

또다른 플레이트는 각 구동과 피동요소들과 접속되며 이에 따라 커플링을 가로지르는 차동장치의 각속도는 바람직한 속도-토크전달특성을 얻기 위하여 인접 플레이트들사이의 환상의 공차에서 유체의 점성전단을 일으킨다. 점성커플링에서 통상 사용된 실리콘기저유체는 증가하는 전단율에 따라 감소하는 토크응답을 나타낸다.

특별한 용도에 맞추기 위하여 커플링의 토크전달특성이 예정대로 가변적이도록 하기 위하여 플레이트에 일련의 방사상의 간격을 둔 구멍을 제공하고 토오크의 전달을 증가시키기 위하여 플레이트가 미리 설정된 작동조건하에서 마찰이 있는 맞물림을 받도록 추진시킬 수 있는 수단을 제공하는 것이 또한 공지되어 있다.

그러나 종래기술의 이러한 점성커플링은 특히 큰 토크의 전달을 요구하는 경우에 토크를 전달하는 것이 상대적으로 느리며 설계변화에 큰 적응성을 갖지 못하며, 게다가 공지의 점성커플링은 대개 온도, 유체점성, 압력과 같은 작동조건에서 변화에 아주 민감하다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 종래기술의 전술한 결점을 개선하는 상대적으로 간단한 커플링을 제공하거나 공지의 점성커플링에 대한 대체물을 제공하는 것이다.

제 1의 관점에 따르면 본 발명은 그중 하나가 원주방향으로 신장하는 연속적인 물결모양의 트랙을 포함하고, 그중 다른 하나가 물결모양의 트랙의 일반적인 방향에 수직되는 방향으로 신장하는 적어도 하나의 횡방향의 트랙을 포함하며 상대적인 회전맞물림을 위하여 배치된 제 1부재 및 제 2부재와, 제 1 및 제 2부재의 상대적인 회전이 물결모양의 트랙을 가로지르면서 횡방향의 트랙내에서 축방향으로 슬라이더가 진동하도록 하는 횡방향의 트랙과 물결모양의 트랙이 교차하는 구역에 배치된 슬라이더와, 슬라이더의 진동에 대하여 저항하는 횡방향의 트랙내의 유압유동매체로 된 커플링 어셈블링을 포함한다.

바람직하기로는 제 1의 부재는 그 외부원통형상의 표면상에 물결모양의 트랙을 포함하는 내부허브이며, 제 2의 부재는 그 내부원통형상의 표면상에 요홈의 형상으로 다수의 일정하게 거리를 두고 배치된 축방향으로 신장하는 횡방향의 트랙을 형성하고 내부허브에 대하여 동축방향으로 회전을 위하여 지지된 보조외부허브이며, 내부허브는 외부허브내에서 상대적인 회전을 위하여 장착된다.

바람직하기로는 물결모양의 트랙은 주기적이며 본 발명의 한 형태에서 그 트랙은 사인곡선을 이룬다.

본 발명의 제 1의 바람직한 형태에서, 슬라이더는 불의 형상을 하며 트랙과 요홈은 단면이 반원형상을 한다.

그러나 본 발명의 또 다른 형태에서, 각 볼은 보조프리즘형상의 요홈 또는 구멍내의 왕복운동을 위한 프리즘형상의 슬라이더와 맞물린다. 프리즘형상의 요홈은 바람직하기로는 단면형상이 장방형이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에서, 공차는 슬라이더의 왕복운동중에 유압유체가 트로틀(throttle)되는 관련 슬라이더와 각 요홈사이에 제공된다. 그러나 달리, 슬라이더는 요홈내에서 기밀적으로 미끄럼가능한 피스톤의 형상을 하며 이 경우에 피스톤은 유압유체가 예정된 저항적인 감쇠력을 제공하도록 트로틀되는 오리피스를 포함한다.

본 발명의 또 다른 형태에서, 각 슬라이더는 바람직하기로는 각각의 요홈내에서 시일 왕복운동 가능한 원통형상의 피스톤으로 구성되며, 유압유체는 밀페루프내에 함유되며 피스톤의 왕복운동에 대한 응답으로 선택적으로 조절가능한 제어밸브를 통하여 트로틀된다. 이 형태의 본 발명은 주어진 차동커플링속도용 토크전달특성의 선택적인 조정과 제어밸브의 완전한 폐쇄에 의하여 커플링의 입력과 출력허브사이의 잠금조건의 선택을 가능하게 한다.

본 발명의 또 다른 선택적인 형태에서, 제 1의 부재는 보조프리즘형태의 구멍에 있는 허브의 원주주위에 각을 이루며 배치된 다수의 축방향으로 신장하는 프리즘형태의 슬라이더를 포함하는 내부허브이다. 제 2의 부재는 상기 슬라이더의 미끄럼가능하게 맞물리는 대향되는 축방향의 단부용 보조 물결모양의 트랙을 포함하며 내부허브에 대하여 동축방향의 회전을 위하여 지지된 두 개의 축방향으로 간격을 두고 배치된 외부허브를 포함하며, 내부허브는 외부허브내에서 상대회전을 위하여 장착된다.

바람직하기로는 프리즘형태의 슬라이더는 상기 허브들사이에서 상대운동중 상기 구멍에서 왕복운동하며 장방형의 단면을 한다.

또한 바람직하기로는 내부허브는 유압유동매체에 의하여 제공된 진동에 대한 저항을 감소시키기 위하여 상기 구멍들사이에 교대로 배치된 상기 내부허브의 원주주위에 다수의 축방향으로 신장되는 유체조절슬롯을 포함한다.

제 2의 관점에 따르면, 본 발명은 본래의 토크편심을 갖는 토크비례차동장치를 구비하며, 상기 차동장치는 종축주위로 회전구동되는 캐리어와, 캐리어에 대하여 고정된 축주위를 회전할 수 있도록 지지된 한쌍의 동축의 평행사이드기어와, 상기 사이드기어와 맞물리며 상기 캐리어에 회전가능하게 장착된 하나이상의 피니언과, 상기 사이드기어들중의 하나와 상기 캐리어사이 또는 상기 사이드기어들사이에 효과적으로 배치된 커플링어셈블리를 포함하며 이에 따라 상기 사이드기어사이의 각속도차이는 커플링을 가로지르는 각속도의 상응하는 차이를 일으키며 이에 의하여 불균일한 토크가 각 사이드기어에 지지될 수 있도록 하는 힘을 발생시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예는 첨부도면을 참조로 하여 설명된다.

[도면의 간단한 설명]

제 1도는 본 발명에 따른 유압볼커플링의 내부허브를 도시하는 측면도,

제 2도는 제 1도의 허브주위를 원주방향으로 신장하는 사인곡선모양의 트랙을 도시하는 개략평면도,

제 3도는 제 2도의 트랙의 또 다른 실시예를 도시하는 개략평면도,

제 4도는 본 발명에 따른 유압볼커플링의 외부허브를 도시하는 단면도,

제 5도는 제 4도의 5-5선을 따른 단면도,

제 6도는 볼이 장방형의 프리즘형상의 슬라이더를 지지하는 제 4도의 외부허브의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도,

제 7도는 제 6도의 7-7선을 따른 단면도,

제 8도는 본 발명에 따른 볼 슬라이더를 결합하는 유압볼커플링 어셈블리를 도시하는 측단면도,

제 9도는 볼이 장방형의 프리즘형상의 슬라이더를 지지하는 제 8도의 커플링어셈블리의 또 다른 실시예를 도시하는 측단면도,

제 10도는 본 발명에 따른 유압볼커플링의 슬라이더중의 하나와 연관된 밀폐유압회로에 있는 제어밸브를 도시하는 부분단면도,

제 11도는 제 10도의 제어밸브를 결합하는 유압볼커플링을 도시하는 부분측면도,

제 12도는 제 11도의 유압볼커플링의 파단면도,

제 13도는 유압슬라이더커플링의 내부허브의 측면도,

제 14도는 제 13도의 내부허브와 함께 사용을 위한 두 외부허브의 분해사시도,

제 15도는 제 13,14도의 허브와 결합하는 유압슬라이더커플링을 도시하는 측단면도,

제 16도는 제한된 미끄럼 차동장치에서 반쪽 샤프트들사이에 배치된 유압볼커플링 어셈블리를 도시하는 단면도,

제 17도는 제한된 미끄럼 차동장치에서 캐리어와 반쪽 샤프트들중의 하나사이에 배치된 유압볼커플링을 도시하는 제 16도와 유사한 단면도,

제 18도는 다륜구동차량의 동력전달라인에 있는 동력전달요소로서 유압슬라이더커플링을 도시하는 다이어그램식 평면도.

[발명의 최선실시 형태]

도면의 제 1∼12도를 참조로 하여 동일한 구성요소는 동일한 부호로 나타내며, 유압볼커플링어셈블리(1)는 상대적인 동축방향의 회전맞물림을 위하여 배치된 내부허브(2)와 외부허브(3)로 구성된다. 내부허브(2)는 원통형상의 외부면(5)주위를 원주방향으로 신장하는 연속적인 물결모양의 오목한 트랙(4)을 포함한다. 외부허브(3)는 내부원통면(7)상의 다수의 일정하게 거리를 두고 축방향으로 신장된 요홈(6)을 포함한다. 요홈(6)은 물결모양의 트랙(4)의 일반적으로 효과적인 방향에 수직되는 방향으로 신장한다.

슬라이더(10)는 각 요홈(6)내에 왕복운동가능하게 배치되고 각 요홈과 물결모양의 트랙(4)의 교차구역(11)에 배치되며 이에 따라 내부와 외부허브의 상대회전은 각 슬라이더(10)가 트랙(4)을 가로지르는 동안 그 각각의 요홈(6)내에서 축방향으로 진동하게 한다.

요홈(6)과 트랙(4)은 슬라이더의 진동에 대한 유체저항을 제공하는 적절한 점성의 유압유체를 포함하며 이에 의하여 구동과 피동허브사이에 토크를 전달할 수 있다.

커플링은 바람직하기로는 요홈과 트랙내에서 유압유체를 포함하는 내부와 외부허브중간에 적절한 시일수단을 결합한다. 그러나 어떤 경우에 커플링은 시일수단이 필요하지 않을 때 유체욕에서 작동하도록 채택될 수 있다.

토크동력전달요소에서 내부와 외부허브는 각각의 입력과 출력회전식구동축과 연결되어 구동된다. 구동과 피동허브사이의 각속도의 차이는 그 각각의 요홈(6)내에서 슬라이더의 상응하는 왕복운동을 일으키는 물결모양의 트랙(4)을 슬라이더(10)가 가로지르게 한다. 이 왕복운동은 토크가 허브사이에서 전달되도록 하는 유압유동매체에 의하여 저지된다.

트랙(4)는 토크의 원활한 전달을 위하여 사인곡선의 파형을 이루는 것이 바람직하다. 그러나 어떤 적절한 형태의 물결모양의 트랙이 최대진폭의 위치에서 휴지구역(12)을 갖는 수정된 사인곡선의 파형을 보여주는 제 3도에 도시된 것과 같이 사용될 수 있다.

본 발명의 한 형태로 제 8도에 도시된 것처럼, 각 슬라이더(10)는 강철볼(13)의 형상을 하며, 트랙(4)와 요홈(6)은 트랙과 요홈의 교차구역(11)내에 서 볼을 포함할 수 있는 반타원형상의 단면을 갖는다. 원주공차는 유압유체가 슬라이더의 왕복운동중에 트로틀(throttle)되도록 제공된다.

이 형상에서 볼(13)의 왕복운동은 볼의 운동을 저지하는 마찰력을 발생시키는 요홈내에서 유동매체의 점성을 전단시키고 이에 의하여 구동과 피동허브사이에서 토크가 전달될 수 있게 한다. 따라서 실린콘기저액체 또는 그리스와 같은 고점성유체는 운동에 필요한 저항을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 형태를 도시하는 제 9도를 참조로 하면, 슬라이더(10)는 보조프리즘형상의 요홈내에서 왕복운동을 위하여 채택된 장방형 프리즘형상의 미끄럼블록(14)과 맞물려서 구동하는 볼(13)로 구성된다. 미끄럼블록(14)의 종방향으로 신장하는 가장자리(15)는 볼(13)이 사인곡선의 트랙을 가로지름에 따라 유압유체가 트로틀되는 공차통로를 형성하기 위하여 모서리를 깎아낸다.

본 발명의 또 다른 형태에서(도시안됨), 볼(13)은 보조요홈 또는 구멍내에서 미끄럼가능하게 시일되는 피스톤과 맞물리며, 피스톤은 유압유체가 소정의 저항감쇠력을 제공하기 위하여 트로틀되는 오리피스를 포함한다. 오리피스와 결합하는 본 발명의 이 형태는 더 조절된 유도오가 더 일정한 토크전달특정을 제공한다. 게다가 본 발명의 이 형태는 다른 치수의 오리피스로 대체함에 의하여 커플링의 토크-속도특성의 불연속적인 조정을 하며 이에 의하여 조절될 커플링성능특성이 특정용도에 맞도록 조절할 수 있다.

프리즘형상 또는 피스톤슬라이더와 결합하는 이러한 형상을 위하여 슬라이더의 각 측면에 함유된 유압유체는 제 8도의 볼슬라이더형상에 대해 왕복운동하는 슬라이더운동에 저항하는 고합성압력차를 발생한다. 결과적으로 상대적으로 낮은 점성의 유압유체는 바람직한 토크-속도특성을 얻는 것과 공동으로 인하여 더 고속으로 토크의 손실을 피하는 것이 바람직하다.

제 10∼12도는 볼(13)이 보조구멍(18)내에서 미끄럼가능하게 시일되는 원통형상의 피스톤(17)과 구동가능하게 맞물리는 본 발명의 또다른 형태를 도시한다. 유압유체는 폐쇄유압회로(19)내에 함유되며 선택적으로 조정가능한 제어밸브(20)를 통하여 트로틀된다. 소정의 차동장치의 속도에 대한 커플링의 토크전달특성은 축(22)상의 조절슬리브(21)에 의하여 제어밸브(20)를 조절함으로써 변할 수 있다. 조정슬리브(21)는 회전식 제어밸브배럴(24)과 연결된 제어밸브작동레버(23)와 맞물리는 간격을 두고 떨어진 플랜지를 포함하며 이에 따라 조정슬리브(21)의 축방향의 운동은 개폐위치사이에서 밸브배럴(24)의 상응하는 동시회전을 가능하게 한다.

입력과 출력허브사이의 완전한 잠금조건은 제 11도의 반쪽하부에 도시된 것처럼 제어밸브(24)의 폐쇄에 의하여 달성될 수 있다. 잠금조건에서 커플링의 토크-속도특성을 변화시키는 제어밸브의 조정은 적절한 마이크로프로세서 또는 다른 전자, 유압 또는 기계제어장치에 의하여 영향을 받으며 이에 의하여 커플링은 소정의 시스템응답을 얻기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 형태는 동력전달커플링 또는 제어된 슬립클러치에서 필요한 레벨의 진동흡수를 위하여 또는 제한된 미끄럼차동장치에서 바람직한 토크편심특성을 제공하는 자동차분야의 사용에 특히 적합하다.

제 13∼15도를 참조로 하면, 유압슬라이더어셈블리(50)는 상대적인 동축방향의 회전맞물림을 위하여 배치된 내부허브(51)와 두 외부허브(52)(53)를 포함한다. 내부허브(51)는 다수의 축방향으로 신장하는 장방형의 슬라이더(54)를 포함한다. 슬라이더(54)는 보조구멍(55)에서 허브(51)의 원주주위에 각을 이루며 균등하게 거리를 두고 배치된다.

외부허브(52)(53)는 허브(51)를 중심으로 축방향으로 대향되게 배치되며 독립적으로 회전가능하고, 각각 보조적인 물결모양의 트랙(56)(57)을 포함한다. 트랙은 연속적으로 슬라이더(54)의 각 대향되는 축방향의 단부에 미끄럼가능하게 맞물린다.

슬라이더(54)는 내부와 외부허브의 상대운동중 구멍에서 축방향으로 진동하며 장방형의 단면을 갖는다. 허브사이에 유지된 유압유체는 슬라이더의 운동에 유체저항을 제공하며 허브사이에서 토크가 전달되게 한다.

또 다른 실시예에서, 내부허브(51)는 유체저항을 감소하기 위하여 구멍(55) 사이에 교호하게 거리를 두고 배치된 다수의 축방향으로 신장하는 유체제억슬롯(도시안됨)을 포함한다. 달리, 소정의 공차는 슬라이더(54)와 각각의 구멍사이 또는 슬라이더(54)와 트랙(56)(57)사이중의 어느 하나 또는 그 양쪽에 제공된다.

제한된 미끄럼차동장치에서 가변적인 토크전달요소로서 커플링의 용도에 관하여 언급하면 차량이 코너를 돌 때 바깥쪽바퀴는 안쪽바퀴보다 더 큰 각속도로 회전한다. 종래의 차동장치는 100%의 효율을 갖는 차동장치의 경우에 항상 두 구동바퀴에 균일한 토크를 전달하면서 각속도의 이런 차이를 수용하였다.

그러나 하나의 구동바퀴가 예를들면 미끄럼면에서 구동력을 잃었을 때 이 바퀴는 자유롭게 회전하며 토크를 거의 지지하지 못하거나 전혀 지지하지 못하게 된다. 그러므로 종래의 차동장치는 구동력을 가진 바퀴에 구동토크를 거의 전달하지 않거나 또는 전혀 전달하지 않으며 차량은 움직이지 않고 정지하게 된다.

이 문제에 대한 하나의 해결책은 토오크에 비례하거나 또는 "제한하여 미끄러지는" 차동장치를 제공하는 것이며, 이에 의하여 토크는 구동손실을 제어하는 구동력을 바퀴에 전달하거나 또는 편심된다.

공지된 토크비례 차동장치는 대개 토크편심을 크게 하는 수단으로서 마찰클러치와 예비부하스프링을 이용한다. 그러나 이러한 설계는 클러치에 가해지는 본래의 마찰예비부하의 결과로서 차동운동이 있을 때마다 발생하는 초과적인 클러치마모로 인해 제한된 작동수명을 갖는다. 게다가 클러치에서의 본래의 마찰은 정상회전작동중 상대적인 바퀴회전에 저항하며, 이에 의하여 정상구동조건하에서 차량구동에 반대되는 작용을 하며, 타이어의 마모를 증가시키는 또다른 문제를 일으킨다. 이러한 문제는 전륜구동차량에서 특히 중요하다.

제 16,17도를 참조로 하면, 차동장치의 캐리어(30)는 입력드라이브축(33)에 의하여 축(32) 주위에서 구동된다. 입력축(33)으로부터의 구동은 캐리어(30)에 대해 고정된 보조베벨크라운기어(35)와 맞물리는 베벨피니언(34)에 의하여 90°로 전환된다. 사이드기어(36)는 차량(도시안됨)의 구동휠에 교대로 연결된 한쌍의 동축으로 상호간에 대향되게 배치된 외부로 지지되는 반쪽 축(38)과 각각 연결된다.

제 16도는 유압볼커플링(1)의 차축의 반쪽 축(38)중간에 효과적으로 배치된 제 1의 토크비례차동장치의 형상을 도시한다. 이 형상에서 좌ㆍ우 핸드축사이의 토크차이는 2배의 커플링토크와 대략 일치하며 커플링을 가로지른 각속도차이는 휠속도차이와 일치한다.

제 17도는 커플링이 차축샤프트(38)중의 하나와 차동장치의 캐리어(30) 사이에서 효과적으로 배치된 제 2의 토크비례차동장치의 형상을 도시한다. 이 형상에서 좌ㆍ우 핸드반쪽사이의 토크차이는 커플링토크와 일치하며, 커플링을 가로지른 각속도차이는 휠속도차이의 ½과 일치한다. 두 경우에, 커플링은 차동장치와 평행되는 동력전달라인에 연결된다. 그러나 커플링은 동력전달요소로서 사용되고, 후술되는 것처럼 동력전달라인과 직렬로 또한 연결된다.

정상구동조건하에서 두개의 휠과 두개의 사이드기어는 대략 동일한 각속도로 회전하고 대략 동일한 토크를 지지한다. 그러나 만약 하나의 휠이 구동력을 잃으면 차동장치에서 유체커플링을 가로지르는 합성속도차이는 왕복운동하는 슬라이더가 물결모양의 트랙을 가로지르면서 그 각각의 요홈내에 유체를 배치함에 따라 저항을 증가시킨다. 슬라이더의 운동에 대한 유체저항은 측면기어의 차동회전을 저지하는 잠금토크를 제공하며 구동휠에 불균일한 토크가 전달되게 한다.

토크에 비례하거나 또는 제한된 미끄럼차동장치에서, 유압슬라이더커플링의 주요한 이점은 이 장치가 종래의 토크에 반응하는 제한된 미끄럼차동장치에 대향되는 속도로 반응하는 것이다. 이에 따라 이 장치는 차량운전에 역작용하지 않도록 하기 위하여 정상구동조건하에서 차량이 코너를 도는중에 낮은 차동잠금토크를 제공하고, 휠미끄럼의 조건하에서 증가하는 속도차에 따라 저항토크를 점차적으로 증가시킨다. 구동력을 증가시키는 토크편심을 제공하는 이외에 유압볼커플링은 동력전달라인에 적용한 일시적인 충격부하를 부분적으로 흡수한다.

커플링의 감소하는 토크전달특성을 고려하면, "샤프트 대 샤프트"의 형상은 소정의 휠속도차를 위하여 "샤프트 대 캐리어" 설계의 잠금토크의 대략 3배를 생성한다. 결과적으로 샤프트 대 샤프트 설계는 높은 토크를 요구하는 경우에 바람직하다. 반면에 전륜구동차량의 경우에 저토크편심은 차량의 운전에 역영향을 미치지 않도록 하거나 또는 초과적인 타이어마모를 일으키지 않도록 하기 위하여 바람직하며 이 경우에 샤프트 대 캐리어 설계는 바람직할 수 있다.

각 경우에 커플링의 토크전달특성은 다음을 포함하는 다수의 매개변수의 변화에 의하여 특정용도에 부합되도록 조절될 수 있다.

1. 유동매체의 점성,

2. 슬라이더의 갯수, 치수와 형상과 그 각 요홈,

3. 물결모양의 트랙의 형상,

4. 물결모양의 파형의 갯수,

5. 슬라이더와 그 각 요홈상이의 트로틀공차(또는 유압회로와 직렬로 제어밸브를 이용하는 실시예에서 제어밸브의 조정),

6. 허브의 형성.

본 발명에 따른 유압슬라이더커플링을 결합하는 차동장치는 다륜구동차량의 동력전달라인에 있는 토크전달요소로서 또는 중심차동장치의 경우에 특히 효과적이다.

제 18도를 참조로 하면, 차량이 코너링을 할 때 앞바퀴(40)의 평균속도는 뒷바퀴(41)(42)의 평균속도보다 크며 이에 따라 다륜구동차량에서 휠에의 동력전달은 피동차축(43,44,45) 사이의 상대적인 독립정도를 필요로 한다. 이 문제는 대개 피동차축사이에 배치된 중심차동장치를 사용함으로써 극복된다. 그러나 하나의 휠이 구동력을 잃고 회전하면 모든 동력은 더이상 토크를 전달할 수 없는 이 휠을 통하여 잃어진다.

이 문제는 각각의 중간차축차동장치 대신에 토크전달요소로서 유압볼커플링(46)을 대체함으로써 방지할 수 있다. 커플링(46)은 휠미끄럼의 조건하에서 회전바퀴에서 상호연결된 차축까지 토크를 전달하거나 또는 편심시키면서 정상구동조건하에서 피동차축사이에 필수적인 상대운동을 허용한다.

본 발명의 유압슬라이더커플링은 다수의 이점을 제공한다. 커플링은 공지의 점성커플링과 비교하여 간단하며, 바퀴회전조건하에서 원활하고 점진적인 속도반응토크를 전달하는 차동장치와의 결합을 위하여 채택된다. 특히 제어밸브를 결합하는 선택적인 가변토크전달은 소정의 속도차를 위하여 완전잠금까지 일정범위의 토크전달특성을 제공하며 바퀴의 회전을 제어하는 저구동의 역조건하에서 선택적인 잠금을 제공하는 차동장치에서 사용을 위하여 커플링이 특히 적합하게 한다. 이 형태의 본 발명은 다륜구동차량에서 중심차동장치로서 균일하게 적용가능하다.

게다가 슬라이더와 각각의 요홈은 저항적인 토크의 동시발생에 균등하게 작용하며 이에 따라 각 슬라이더상의 부하와 트랙위의 상응하는 접촉스트레스는 단지 하나에서 3개까지의 이(teeth)가 소정의 시간에서 접촉하는 중간기어치와 결합하는 시스템에 대향되는 것처럼 상대적으로 작으며 이에 따라 합성접촉스트레스는 상대적으로 크다.

게다가 다수의 균일하게 거리를 두고 배치된 슬라이더에서 발생된 토크의 합은 트랙상의 각 슬라이더의 위치와 관련하여 각 슬라이더에서의 토크의 주기적인 변화에도 불구하고 토크의 상당한 파동없이 일정하다.

그러나 본 발명은 자동차의 분야에 한정되지 않으며 진동흡수요소, 클러치, 토크변환기등의 다양한 용도에 유익하게 기용될 수 있다.

본 발명이 특정예를 참조로 설명되었지만 본 발명의 기술분야의 사람에 의하여 본 발명은 많은 다른 형태로 실시될 수 있다. 예를 들면 트랙은 외부허브위에, 요홈은 내부허브위에 배치될 수 있다. 게다가 허브의 맞물림면은 원통형일 필요는 없으며, 원추형, 원형 또는 환상형 또는 계단형일 수 있다.

Claims (15)

1. 상대적인 회전맞물림을 위해 배치된 제 1 및 제 2부재들로서, 상기 제 1 및 제 2부재들 중의 하나는 원주방향으로 연장된 연속적이고 대체로 물결 형상인 트랙을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2부재들 중의 다른 하나는 물결형상인 트랙의 주된방향에 실질적으로 수직한 방향으로 연장된 복수개의 횡방향 트랙들을 구비한 제 1 및 제 2부재들; 상기 물결형상인 트랙 및 상기 횡방향 트랙들의 교차영역들에 각각 배치된 대응하는 복수개의 슬라이더들; 상기 물결형상인 트랙 및 상기 횡방향 트랙들 내에 배치된 점성의 유압유체; 및 상기 물결형상인 트랙 및 상기 횡방향 트랙들 사이에서 각각 한정되는 원주방향의 트로틀공차를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2부재들의 상대적인 회전은 상기 물결형상인 상기 슬라이더들이 트랙을 횡단하는 동안 상기 횡방향 트랙들 내에서 축방향으로 진동하게 하며 동시에 상기 점성의 유압체의 교번축류변환기가 상기 트로틀공차들을 통과하게 하여, 상기 유체이송에 대한 합성저항이 상기 제 1 및 제 2부재들간에 토크를 전달시키는 커플링 결합장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1부재는 외측 실린더형 외면상에 상기 물결형상트랙을 포함하는 내부허브이고, 그 외측의 상기 제2부재는 내측 실린더형 내면상의 요홈들 혹은 구멍들에 균일하게 이격되고 축방향으로 연장된 형태로 다수의 상기 횡방향트랙들을 구성하고 있는 보조적인 외부허브이며, 상기 내부 및 외부 허브들은 상대적인 동축(同軸)상의 회동이 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 물결형상트랙은 주기적인 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 물결형상트랙은 사인곡선 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 슬라이더는 볼(ball)형태로 구성되고, 물결형상 및 횡방향트랙들은 대략 반원형상의 단면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 슬라이더는 상기 횡방향트랙내에 왕복이동가능하게 배치된 각주(角柱)형상의 슬라이더와 맞물림 결합하고 있는 볼 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 횡방향트랙은 직사각형 단면형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
8. 제 2항에 있어서, 상기 유압유체가 상기 슬라이더의 왕복이동 동안에 트로틀되도록 상기 횡방향트랙 및 상기 슬라이더간에 공차가 제공되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
9. 제 2항에 있어서, 상기 각 슬라이더는 상기 횡방향트랙들중의 어느 한 트랙내에 밀봉되어 활주이동가능하게 구성된 피스톤을 구비하는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 유압유체가 트로틀되도록 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 유압유체는 밀폐된 루프내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 유압유체는 상기 피스톤의 왕복이동에 따라 선택적으로 조정가능하게 구성된 제어밸브를 통해 트로틀되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
13. 제 1항에 있어서, 상기 제1부재는 보조 횡방향트랙들내에서 허브의 원부 주위에 일정 각도로 공간형성된 각주(角柱)형상의 슬라이더들에 축방향으로 연장된 다수의 내부허브이고, 제2부재는 내부허브에 대해 동축(同軸)상의 회동이 가능하게 지지되도록 2개의 축방향 이격 공간을 갖는 외부허브들을 포함하고 상기 슬라이더들의 서로 대향하는 축방향 끝단들과 활주이동가능하게 맞물림결합되도록 상기 물결형상 트랙을 구성한 서로 대향된 보조 물결형태들을 각각 포함하며, 내부허브는 대략 외부허브들내 상대적인 회동이 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 슬라이더들은 대략 직사각형 단면형상이고, 상기 허브들간에서의 상대적인 이동 동안에 상기 횡방향트랙들내에서 왕복이동하는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.
15. 제 14항에 있어서, 상기 내부허브는, 내부허브의 원주 주위에서 상기 횡방향트랙들간에 교대로 공간형성되고 축방향으로 연장된 다수의 유체제어 슬롯들을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 결합장치.