KR100342283B1 - 자동차용토션댐핑장치 - Google Patents

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Abstract

본 장치는 탄성수단(7)을 극복하고 서로에 대하여 각도방향으로 이동가능하게 장착된 2 개의 동축 부품(12, 3)을 포함하고, 상기 탄성 수단은 축방향으로 편위되어 있는 반경방향 러그(55, 65)의 사이에서 작용하는 탄성부재(71, 72, 73)를 포함하며, 상기 러그(55, 65)는 2 개의 위상조정 와셔(5, 6)에 속한다. 상기 위상조정 와셔(5, 6)는 역방향으로 동심 장착되고, 외측 와셔는 내측 와셔를 둘러싸고 있다. 상기 내측 와셔(5)는 상기 동축 부품(3, 12)의 제 1 부품(3)상에 피봇운동가능하게 장착되고, 상기 외측 와셔(6)는 상기 동축 부품(3, 12)의 제 1 또는 제 2 부품상에 피봇운동가능하게 장착된다.
본 발명은 자동차에 이용된다.

Description

자동차용 토션 댐핑 장치
본 발명은 2개의 위상조정 와셔(phasing washer)에 의하여 탄성적으로 결합된 하나의 입력부와 하나의 출력부를 갖는 유형의 특히 자동차용 토션 댐핑 장치에 관한 것이다. 이 2개의 위상조정 와셔는 상기 입력부와 출력부중 하나에 자유로이 장착되어 있다.
그러한 댐핑 장치는 예를 들면 미국 특허 제 4,139,995 호에 기술되어 있으며, 이 댐핑 장치는 원주방향으로 작용하는 탄성 수단에 대항하여 서로에 대해서 회전 각도방향으로 이동하도록 장착된 2개의 동축 부품을 가지며, 상기 탄성 수단은 서로 거울상의 관계에 있는 2개의 위상조정 와셔에 속하고 원주방향으로 편위된 러그(lug) 사이에서 작용하는 탄성 부재를 포함한다.
상기 명세서에 있어서, 입력부는 2개의 부품으로 이루어진 하우징에 의해 형성되고, 출력부는 내부에 홈이 파인 허브에 의해서 형성되며, 위상조정 와셔는 상기 2개의 동축 부품에 대하여 회전가능하게 장착된다.
보다 정확히 설명하면, 위상조정 와셔는 허브상에 회전 가능하게 장착되고, 각 와셔는 원주방향으로 작용하는 탄성 부재의 지지를 위한 반경방향 아암을 갖는다.
이 와셔는 3세트의 스프링이 하우징에 의하여 지지된 2개의 연속 스프링 사이에 직렬로 장착될 수 있도록 원주방향으로 편위된다.
스프링 세트중 하나의 세트는 하우징의 베어링 및 위상조정 와셔중 하나의 러그에 접촉하며, 스프링 세트중 다른 한 세트는 상기 위상조정 와셔와 제 2 위상 조정 와셔 러그 사이에 원주방향으로 설치된다. 마지막으로, 스프링의 제 3 세트는 하우징의 베어링과 제 2 위상조정 와셔의 러그 사이에 장착된다.
실제로, 이 위상조정 와셔의 형상은 뒤틀려 있는데, 그 이유는 이들 와셔가 허브와 일체로 된 웨브의 각 측면상에 설치되어 있기 때문이다.
따라서, 위상조정 와셔의 내주부는 그것의 외주부에 대하여 축방향으로 편위된다.
본 발명의 목적은 전술한 결점을 극복하고 위상조정 와셔가 단순화된 토션 댐핑 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 유형의 토션 댐핑 장치에 있어서, 상기 2개의 위상조정 와셔는 동일 평면상에 역방향으로 동심상으로 장착되고, 외측 위상조정 와셔라 칭하는 하나의 와셔는 내측 위상조정 와셔라 칭하는 다른 와셔를 포위하고 있고, 상기 내측 위상조정 와셔의 러그는 조립체의 축선과 반대방향으로 배향되는 한편, 상기 외측 위상조정 와셔의 러그는 조립체의 축선을 향하여 배향되며, 상기 내측 위상조정 와셔는 상기 토션 댐핑 장치의 상기 동축 부품의 제 1 부품상에 회전 운동가능하게 장착되고, 상기 외측 위상조정 와셔는 상기 토션 댐핑 장치의 상기 동축 부품의 제 1 부품 또는 제 2 부품상에 회전운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 위상조정 와셔는 간단한 형상으로 될 수 있다. 이들위상조정 와셔는 프레스로 절단함에 의하여 제조될 수 있으며, 내측 위상조정 와셔용 재료는 외측 위상조정 와셔로부터의 폐기물로부터 얻는다.
일 실시예에 있어서, 상기 외측 위상조정 와셔는 상기 내측 위상조정 와셔의 러그상에 회전 가능하게 장착된다. 다른 실시예에 있어서, 상기 외측 위상조정 와셔는 상기 동축 부품중 제 2 부품에 속하는 러그상에 회전 가능하게 장착되고, 상기 내측 위상조정 와셔는 상기 동축 부품중 제 1 부품상에 회전 가능하게 장착된다.
일 실시예에 있어서, 상기 토션 댐핑 장치의 제 2 동축 부품은 상기 탄성 부재의 지지를 위한 러그를 갖고 있고, 상기 러그는 상기 토션 댐핑 장치의 제 2 동축 부품에 속하는 핑거가 통과할 수 있도록 절단되어 있다.
이들 핑거는, 상기 스프링 또는 상기 스프링의 원주방향 단부와, 상기 토션 댐핑 장치의 제 2 의 동축 부품과 관련된 러그의 사이에 개재된 접시형 지지부에 각각 작용하기에 적합하다.
이러한 구조 덕택에, 큰 각운동 범위를 갖는 토션 댐퍼를 얻을 수 있다.
이 토션 댐핑 장치는 미국 특히 제 4,139,995 호에 기재된 마찰 디스크에 속하는 것일 수 있다. 변형예로서, 이러한 토션 댐핑 장치는 유체역학적 커플링 장치의 터빈과 하우징 사이에 장착된 로킹 클러치에 속하는 것일 수 있다.
이하의 설명은 본 발명을 첨부 도면과 관련하여 기술한다.
제 1 도는 상부에는 로킹 클러치가 없고 하부에는 로킹 클러치 피스톤만이 있는 유체역학적 커플링 장치의 축방향 단면도이다.
제 2 도는 로킹 클러치를 갖는 유체역학적 장치에 대한 제 3 도의 2-2 선을 따른 축방향 단면도이다.
제 3 도는 제 2 도의 3-3 선을 따른 단면도이다.
제 4 도는 제 2 도의 하부의 확대도이다.
제 5 도는 변형 실시예에 대한 제 4 도의 유사도이다.
제 6 도는 제 3 도의 일부 확대도이다.
제 7 도는 다른 예시적 실시예에 대한 제 2 도와 유사한 축방향 단면의 절반 도면이다.
도면에 도시한 바와 같이, 토션 댐핑 장치 또는 토션 댐퍼(4)를 사용하는 로킹 클러치(10)는 유체역학적 커플링 장치(11)를 설치하기 위한 것으로서, 이 커플링 장치는 자동차에 설치되도록 설계된 토크 컨버터 또는 커플링을 구비한다.
그러한 장치는 미국 특허 제 4,976,656 호에 개시되며(본원에 참고로 인용함), 제 1 도에는 간략함을 위하여 하우징(12)의 제 1 부분과 터빈 휠(14)만을 도시하고 임펠러 휠과 리액터 휠은 도시하지 않았다.
상기 커플링 장치(11)는 내연기관의 크랭크샤프트에 회전가능하게 접속될 수 있는 밀봉된 하우징(12) 내에, 하우징의 다른 부분에 고정된 적어도 하나의 임펠러(절반 셸의 형태임)와, 또한 기어박스 입력샤프트에 회전가능하게 접속될 수 있는 터빈 휠(14)을 구비한다. 이 경우에, 커플링 장치(11)는 토크 컨버터를 형성하기 위하여 리액터 휠을 구비하며, 상기 리액터 휠은 자유 휠(free wheel)을 개재한 상태에서 상기 입력샤프트를 둘러싸는 고정 슬리브에 의해 지지되어 있다.
로킹 클러치(10)는 터빈 휠(14)과 하우징(12) 사이에서 본질적으로 알려진 방식으로 축방향으로 작용하며, 상기 하우징의 외주부는 환상으로 되어 있다.
로킹 클러치(10)는 피스톤(2)을 구비하며, 이 피스톤(2)은 터빈 휠(14)과 하우징(12) 사이에 직접 접속을 설정하도록 카운터 피스톤(또는 질량 부재)(3)과 접촉할 수 있다.
공지된 바와 같이, 터빈 휠과 임펠러 휠은 블레이드를 구비하여, 하우징(12)에 수납된 오일의 순환에 의해 하우징(12)에 고정된 임펠러 휠에 의하여 터빈 휠(14)이 회전한다.
로킹 클러치(10)는 슬립 현상과 에너지의 손실을 방지하기 위하여 자동차의 출발후에 공지된 방식으로 작동한다.
터빈 휠(14)은, 기어박스의 입력샤프트에 회전가능하게 접속하기 위하여 내부에 홈이 파여 있는 터빈 허브(13)에, 본 경우에는 용접에 의해 또는 변형예로서는 리벳이음에 의해 고정된다.
이 허브(13)(이 경우에는 금속제임)의 외주부에는 외부에 홈이 파인 축방향 환상체(15)가 구비되어 있다.
피스톤(2)은 본 실시예에서는 용접에 의해 또는 변형예로서는 리벳이음에 의해 내부에 홈이 형성된 부시(25)에 고정되어, 환상체(15)상의 홈과 상보적으로 결합한다.
따라서 이 하우징(12)은 유체역학적 커플링 장치(11)의 구동 요소를 형성하고 허브(13)는 종동 요소를 형성한다.
하우징(12)은 따라서 구동 샤프트(차량의 구동 샤프트)상에 회전가능하게 체결될 수 있는 한편, 터빈 휠(14)은 종동 샤프트(기어박스 입력샤프트)상에 회전가능하게 체결될 수 있다.
또한, 하우징(12)은 로킹 클러치(10)의 토션 댐퍼(4)의 입력 요소를 형성하는 한편, 피스톤(2)은 로킹 클러치(10)의 출력 요소를 형성하며 또한 허브(13)에 결합될 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 전체적으로 횡방향으로 배향된 피스톤(2)은 [본 경우에는 허브(13)를 거쳐] 터빈 휠(14)에 회전가능하게 접속되며, 또한 터빈 휠(14)에 대해서 축방향으로 이동가능하게 장착된다.
부시(25)의 전방면과 환상체(15)의 내측 보어 사이에는 밀봉장치(16)가 설치된다. 이 밀봉 장치는 단면이 L자 형상인 환상부를 구비하며, 이 환상부는 한쪽은 피스톤(2)을 용접에 의해 고정하기 위하여 휠(14)로부터 가장 먼 축방향 단부에서 부시(25)의 횡방향 플레이트에 용접되고, 다른 한쪽은 환상체(15)의 내주부와 상기 환상체의 축방향 관상부분의 외주부의 사이에 개재된 링에 용접된다. 상기 링과 환상체(15)의 사이에 밀봉 접속부가 제공된다.
또한, 이 하우징(12)은 중심설정 링을 형성하는 관상의 노우즈(17)를 중앙에 달고 있다. 축방향으로 배향된 이 노우즈(17)는 터빈 휠(14)을 향하여 배향된다. 이 노우즈는, 본 실시예에서는 용접에 의하여, 예를 들면 비드를 형성하는 레이저식 용접에 의하여 하우징(12)에 고정 부착된다.
보다 상세히 설명하면, 노우즈(17)는 하우징(12)의 전방면에 형성된 횡방향을 향하는 벽(28)의 중앙에 부착된다.
노우즈(17)는 허브(13)의 전방 단부와, 상기 허브(13)의 자유 단부와 하우징의 사이에 축방향으로 개재된 스러스트 링(thrust ring)(18)을 둘러싸고 있다. 본 실시예에서는 마찰재로 제조된 상기 링(18)은 허브(13)의 내측과 외측의 사이에 연통을 형성하기 위한 횡방향 채널(도시하지 않음)을 공지의 형태로 갖는다.
참고로, 기어박스의 입력샤프트는, 피스톤(2)을 작동시키기 위하여 유체, 본 경우에는 오일이 링(18)을 통해 순환할 수 있도록 그 내부가 중공형으로 된다.
이 링(18)은 본 경우에는 스폿 용접(spot welding)에 의하여 하우징에 고정된 보유 인서트(retaining insert)를 갖는다.
일 특징에 따르면, 피스톤(2)은 터빈 휠(14)과, 노우즈(17)상에 피봇운동가능하게 장착된 질량부재(3) 사이에 축방향으로 개재된다.
이 질량부재(3)의 외주부에는 환상 돌출부(31)가 있고, 이 환상 돌출부는 피스톤(2)의 횡방향을 향한 대향 면(22)의 반대측에 피스톤(2)에 대한 접촉 표면(32)을 제공한다.
본 실시예에서는, 클러치(10)의 결합시, 피스톤(2)은 상기 대향 면(22)을 거쳐 접촉 표면(32)상에 간접적으로 마찰 라이닝(40)을 지지하며, 이 마찰 라이닝(40)은 표면(32)과 피스톤(2)의 사이에 축방향으로 개재된다. 본 실시예에서는 마찰 라이닝(40)이 표면(32)에 부착되어 있으나 그 반대도 가능하다. 그 이유는, 상기 마찰 라이닝(40)은 피스톤(2)을 보강하기 위하여 외주부에 축방향 배향 환상 숄더(21)가 구비된 피스톤(2)에 결합될 수 있기 때문이다.
하우징(12)의 외주부에 제공된 축방향 배향 환상 숄더(19)의 내주부와, 터빈 휠(14)의 외주부의 사이에 표면(32)이 위치된다. 이를 위해서, 돌출부(31)는 경사부(33)에 의해, 본 발명의 일 특징에 따라 클러치(10)의 카운터 피스톤을 형성하는 질량부재(3)의 주요부에 접속되어 있다.
이와 유사하게, 피스톤(2)의 경사부는 본 실시예에서는 프레스 가공된 판금으로부터 제조된 대향 표면(22)을 상기 피스톤의 횡방향 배향 주요부에 접속한다.
따라서, 표면(32)과 대향 표면(22)은 본 실시예에서는 경사부(23, 33)에 의해 터빈 휠(14)의 방향으로 축방향으로 편위됨으로써, 휠(14)의 형상에 최적으로 적합하게 되어 축방향 치수를 감소시키는 것이 가능하다.
일 특징에 따르면, 경사부(33)는 단면이 전체적으로 사다리꼴 형상인 위상조정 와셔(5)에 대한 지지면을 제공한다.
보다 상세하게는, 피스톤(2) 및 휠(14)에 대하여 반대방향으로 만곡된 테이퍼진 형상의 경사부(33)의 면(34)이 상기 지지면을 형성한다. 이 지지면(34)은 질량부재(3)의 주요부(30)의 외주부에 형성된 축방향 배향 환상면(35)과 연결된다.
일 특징에 따르면, 질량부재(3)는 여러곳에 반경방향 돌기(9)를 갖는다. 본 실시예에서는 3개의 돌기(9)가 제공된다. 이 돌기(9)는 단면이 쐐기형상이며(제 2도), 지지면(34)의 반대쪽에 경사진 지지면(36)을 제공한다.
지지면(36)은 지지면(34)과 반대방향으로 경사져 있다.
일 특징에 따르면, 지지면(36)은 환상면(35)의 자유단부의 높이에서 연장되어, 2개의 경사 지지면(36, 34) 및 환상면을 갖는 사다리꼴 홈이 국부적으로 형성된다.
경사 지지면(34, 36) 사이의 거리는 위상조정 와셔(5)의 폭에 의해 결정되는 바, 위상조정 와셔가 수용될 수 있고 또 상기 분할된 홈내에 조립공차를 두고 경사 지지면(36, 34)상에 지지될 수 있도록 결정된다. 외측 바닥면(35)과 와셔(5) 사이에는 환상의 반경방향 간극이 존재한다.
따라서, 편의상, 내측 위상조정 와셔라 칭하는 와셔(5)는 지지면(36, 34)에 의해서 축방향 및 반경방향으로 로킹되며, 그에 따라 질량부재(3)는 와셔(5)용 풀리를 형성한다.
일 특징에 따르면, 와셔(5)를 질량부재(3)의 홈 내에 설치할 수 있도록 하기 위해서, 상기 와셔(5)는 돌기(9)가 진입할 수 있는 통로(51)를 부분적으로 구비하고 있다. 상기 돌기(9)는 본 실시예에서는 원주방향으로 전체적으로 삼각형 형상을 가지며(제 3 도), 조립체의 축선에 대하여 반대방향으로 돌출 변형부(52)에 의해 형성된 통로(51)도 삼각형 형상으로 되어 있다.
따라서, 홈 내로의 와셔(5)의 장착은, 베이어닛 유형(bayonet type)으로 되어, 먼저 변형부(52)를 돌기(9) 위에 축방향으로 결합한 다음, 홈 내에 와셔(5)를 결합하면서 회전시키고, 이것을 축방향으로 로킹한다.
질량부재(3)는, 본 실시예에서는 질량부재(3)의 외주부에서 작용하는 토션 댐핑 장치(4)에 의해서 하우징(12)에 탄성적으로 결합된다. 보다 상세하게는, 이 댐핑 장치는 한편으로는 하우징(12)의 외측 숄더(19)의 내주부와 면(35) 사이에서 반경방향으로 작용하고, 그리고 다른 한편으로는 본 실시예에에 있어서는 프레스가공된 판금으로부터 제조된 하우징(12)의 횡방향 벽(28)과, 본 실시예에 있어서는 강으로서 또는 변형예로서는 주철로 주조된 질량부재(3)상의 돌출부(31) 사이에서 축방향으로 작용한다.
이 장치는, 본 발명에 따르면 본 실시예에서는 제 1 위상조정 와셔(5)의 외주부상에 회전 가능하게 장착된 외측 위상조정 와셔라 칭하는 다른 위상조정 와셔(6)를 구비한다.
본 실시예에 있어서, 이 와셔(5, 6)는 금속으로 제조되며, 프레스로 절단함으로써 제조된다. 이들 위상조정 와셔(5, 6)는 반대방향에서 동심상으로 장착되며, 내측 와셔(5)의 재료는 와셔(5)를 둘러싸고 있는 외측 와셔(6)의 폐기물로부터 경제적으로 얻는다. 따라서, 위상조정 와셔(5, 6)가 동일 평면상에 장착된다.
이들 와셔(5, 6)는 서로 거울상의 관계에 있고, 반경방향 러그(55, 65)를 각기 구비한다. 이 러그(55, 65)는 후술하는 원주방향 작용식 탄성 수단(7)을 중심 설정하기 위하여 러그(55, 65)의 각 측면상에 원주방향으로 연장된 핑거(56, 66)를 각기 구비한다.
와셔(5)상의 러그(55)는 조립체의 축선과 반대방향으로 반경방향으로 배향되지만, 와셔(6)상의 러그(65)는 조립체의 축선을 향하여 배향된다.
러그(55, 65)는 전체적으로 사다리꼴 형상으로서, 러그(65)의 자유단부는 와셔(5)로부터 소정의 거리만큼 연장되는 한편, 원주방향의 폭이 큰 러그(55)의 상측 연부는 일 특징에 따라 외측 와셔(6)를 중심설정하는 역할을 한다.
따라서, 일 특징에 따르면 와셔(6)는 러그(55)의 외주부상에 회전 가능하게장착된다.
물론, 러그(65)의 높이는 변형부(52)에 간섭하지 않을 정도이며, 러그(55, 65)의 수는 용도에 따라 결정된다.
본 실시예에는 러그(55, 65)가 3개씩 제공된다. 러그(55)는 서로에 대하여 120°로 균일하게 분산 배치되며, 변형부(52)의 상부로부터 연장되어 있다.
러그(65)는 서로에 대하여 120°로 균일하게 분산 배치된다.
하우징(12)은 지지 러그(95)를 여러곳에 달고 있는 한편, 질량부재(3)는 원주방향으로 장원형상인 핑거(85)를 달고 있다.
3개의 러그(95)는 서로에 대하여 120°로 균일하게 분산 배치되며, 3개의 핑거(85)도 또한 서로에 대하여 120°로 균일하게 분산 배치된다.
질량부재(3)와 일체로 주조된 핑거(85)는 축방향으로 연장하고, 하우징(12)의 횡방향 벽(28)상에 용접에 의해 부착된 러그(95)도 축방향으로 연장되어 있다. 러그(95)는 횡방향의 큰 지지면을 제공한다(제 4 도 및 제 5 도).
토션 댐핑 장치가 아이들 상태(idle state)에 있는 경우, 핑거(85)는 지지 러그(95)상의 원주방향 절취부 또는 통로(97)(제 4 도 및 제 6 도)내로 진입한다.
제 3 도에서 이해할 수 있는 바와 같이, 토션 댐퍼의 아이들 상태에서 2개의 연속 러그(95)의 사이에는 러그(65)와 러그(55)가 연속적으로 존재하고, 2개의 연속 러그(55, 65, 95) 사이의 원주방향 편위각은 전체적으로 40°이다.
이 위치에서, 돌기(9)는 러그(55)에 대해 중간 위치에 배치되므로, 질량부재(3)와 와셔(5)의 상대적인 회전 각운동 중에 와셔(5)가 탈출할 수 없다.
따라서, 외측 와셔(6)상의 러그(65)는 내측 와셔(5)상의 러그(55)에 대하여 원주방향으로 편위되며, 본 실시예에 있어서는 2개의 동심형 탄성 부재 또는 스프링(73, 72, 71)이 3개 세트가 제공되는 바, 이들은 2개의 와셔(5, 6)의 사이에 반경방향으로 장착된 2개의 연속 러그(95)의 사이에서 원주방향으로 작용한다.
이 탄성 부재는 전술한 원주방향 작용식 탄성 수단(7)에 속하며, 본 실시예에서는 동일한 강성도를 갖는 동심상 나선형 스프링으로 구성되어 있다.
러그(95)와 핑거(85)의 형성에 의해, 3세트의 탄성 부재의 3그룹을 평행하게 작동시키며, 2개의 연속 지지 러그(95)의 사이에서 탄성 부재의 3세트를 직렬로 작동시키는 것이 가능하다.
다른 특징에 따르면, 탄성 부재(73)의 말단은 본 실시예에서는 금속제인 접시형 지지부(support dish)(96)상에 지지된다(제 6 도).
이 접시형 지지부(96)는 본 경우에는 중앙이 반원형으로 만곡되어 핑거(85)의 원주방향 단부중 하나와 협력하고, 상기 단부는 이 목적을 위하여 둥글게 형성되어 접시형 지지부(96)의 만곡부 내에 삽입된다.
토션 댐퍼(4)의 아이들 상태에서, 핑거(85)는 접시형 지지부(96)상에 지지된다(제 6 도).
전술한 아이들 상태에서 디쉬(96)는 러그(95)의 측방 연부와 접촉하고 있기 때문에 물론 원주방향 간극이 존재할 수도 있다(제 6 도).
원호형상(제 6 도)의 핑거(85)는 러그 내부의 중공형 통로(97)에 의해서 러그(95)의 내부에 끼워넣는 방식으로 장착된다.
따라서, 위상조정 와셔(5, 6)는 2개의 동축 부품[즉, 하우징(12) 및 질량부재(3)]에 대하여 회전가능하게 장착되며, 질량부재(3)와 하우징(12)이 상대적으로 회전할 때, 핑거(85)는 상기 접시형 지지부(96)상에 작용하여, 러그(65)상에 지지되어 있는 탄성 부재(73)를 압축시키고, 그 후 상기 러그(65)는 이동하여 러그(55)상에 지지되어 있는 탄성 부재(72)를 압축시키며, 이 러그(55)는 이동하여 러그(95)상에 지지되어 있는 스프링(71)을 압축시킨다.
이러한 구조에 의해서, 핑거(85)와 러그(95) 사이에 큰 회전 각운동을 얻는 것이 가능하다. 본 실시예에 있어서, 모든 탄성 부재(71, 72, 73)는 동일한 강성도를 가지나, 반드시 그럴 필요는 없고, 예를 들면 탄성 부재(71)가 탄성 부재(73) 보다 큰 강성도를 갖고, 탄성 부재(73)가 탄성 부재(71)보다 큰 강성도를 가질 수도 있다. 이것은 예를 들면 자동차 엔진의 아이들 범위에서 진동을 제거하기 위하여 선택된다.
따라서, 다수의 구배(multiple gradient)와 가변 강성도를 갖는 토션 댐핑 장치를 얻는 것이 가능하다.
이것은 물론 용도와, 특히 전달되는 토크에 따라 달라진다.
러그(95)의 내주부는 집시형 지지부(96)를 유지할 수 있는 윤곽으로 되어 있다(제 6 도). 따라서 러그(95)의 내측 연부는 보다 확대된다.
외측 와셔(6)는 지지 러그(95)의 외주부에 제공된 직사각형 절단부(98)에 의해서 축방향으로 로킹된다(제 5 도).
제 4 도에 있어서, 와셔(6)는 숄더(99)에 의해서 축방향의 단일 방향으로 로킹된다.
어떤 경우에는, 러그(65)가 그들의 핑거(66)를 거쳐 스프링(72, 73)과 결합하고 이 스프링(72, 73)은 러그(95, 55)와 결합하기 때문에, 탄성 수단(7)은 자체에 의해 그러한 로킹을 수행한다.
제 2 도에 있어서, 질량부재(3)는 미끄럼 베어링(41)에 의해 하우징(12)에 고정된 관상 노우즈(17)에 회전 가능하게 장착된다.
질량부재(3)의 내주부와, 본 경우에는 노우즈(17)에 고정된 미끄럼 베어링(41)의 외주부 사이에 밀봉 접속부가 제공된다는 것에 주목하여야 한다.
마찰 와셔(44)는 하우징(12)의 벽(28)과 질량부재(3)의 사이에 축방향으로 개재되지만, 마찰 와셔(45)는 질량부재(3)의 다른 측면상에서 작용한다.
상기 와셔(45)는 가압 와셔(43)에 의하여 유지되며, 이 와셔(43)는 노우즈(17)의 자유단부에 제공된 홈내에 장착되어 있는 리테이너(42)에 의해서 축방향으로 로킹된다.
다른 특징에 따르면, 가변 히스테리시스 장치(variable hysteresis device)(80)가 하우징(12)의 정면 벽(28)과 질량부재(3)의 사이에서 작용한다.
이 장치는 접시형 와셔 [또는 변형예로서 크링클 와셔(crinkle washer)] 유형의 축방향 작용식 탄성 와셔(83)와 가압 와셔(84)를 구비하며, 이 가압 와셔(84)의 벽(28)을 향하는 측면에는, 본 실시예에 있어서 접합에 의해 와셔(84)에 고정된 마찰 라이닝이 지지되어 있다.
물론 마찰 와셔는 벽(28)에 접합될 수 있다.
와셔(83, 84)는 이 목적을 위하여 질량부재(3)에 형성된 공동(81)내에 장착된다.
제 2 도에서 이해할 수 있는 바와 같이, 와셔(83)는 공동(81)의 바닥 사이에 지지되어, 와셔(84)상에 작용하고 또 상기 와셔(84)를 면(28)의 방향으로 가압함으로써, 와셔(84)의 마찰 라이닝을 파지하여 벽(28)에 접촉하게 한다.
따라서, 질량부재(3)는 전체적으로 U자 형상을 지닌 환상 베어링(41, 44, 45)에 의해 그의 내주부가 하우징(12)상에 회전 가능하게 장착된다.
피스톤(2)은 자체로 공지된 방식으로 2개의 챔버의 경계를 설정한다. 차량이 출발하기 시작할 때, 피스톤(2)은 표면(32) 및 질량부재(3)로부터 소정 거리로 이격된다. 그 다음, 피스톤(2), 질량부재(3) 및 허브(13)에 의해 구성된 챔버 내에 유압이 발생한다.
다음에, 이 챔버 내에는 링(18)내의 횡방향 채널로부터 압력이 공급된다. 그 다음, 로킹 클러치(10)는 해제되고, 임펠러 휠은 하우징(12)에 수납된 유체의 순환에 의하여 터빈 휠(14)과 허브(13)를 구동시킬 수 있다.
슬립 현상과 에너지 손실을 방지하기 위해서, 터빈 휠(14)이 구동되자마자, 피스톤(2)에 의해서 경계가 설정된 2개의 제어 챔버내의 유압은 반전된다.
다음에, 피스톤은 상기 라이닝(40)까지 이동하여 상기 라이닝(40)을 클램핑할 수 있게 된다. 이 단계중에, 히스테리시스 장치(80)의 탄성 와셔는 해제된다. 여기에서 가압 와셔(84)는, 공동(81)의 높이에 위치된 핀(82)에 의해서 회전하지 않도록 로킹된다는 것에 주목해야 한다.
물론, 와셔(84)가 지연된 방식으로 작용하도록 원주방향 간극이 제공될 수 있다.
이 목적을 달성하기 위하여, 와셔(84)는 핀(82)과 접촉하게 될 수 있는 적어도 하나의 축방향 배향 러그를 그것의 내주부에 달고 있다.
물론, 변형예로서(제 7 도), 질량부재(3)는 가압 와셔(184)의 내주부에 형성된 장부(tenon) 형태의 러그(182)가 어쩌면 원주방향 간극을 사이에 두고 진입하도록 하기 위한 장부구멍(mortice) 형태의 적어도 하나의 절취부(181)를 가질 수 있다.
접시형 와셔(183)가 질량부재(3)와 가압 와셔(184)의 사이에 축방향으로 개재되며, 가압 와셔(184)는 상기 러그(182)에 의해서 위치설정된다.
이 도면에 있어서, 와셔(44, 43)는 생략되었고, 질량부재(3)는 축방향으로 이동할 수 있다는 것을 알아야 할 것이다.
이러한 모든 구조에 의해, 로킹 클러치는 해제상태에 있을 때 허브(13)의 높이에서 주로 피스톤의 매우 낮은 관성을 가지며, 결합상태에서[라이닝(40)이 표면(32)과 대향 표면(22)의 사이에서 파지되었을 때] 무거운 질량부재(3)의 큰 범위로 인해서 높은 관성을 갖는다.
이러한 높은 관성은 차량의 엔진으로부터 장치(11)를 거쳐 기어박스까지 연장된 제동 열(kinematic chain)의 공진 주파수를 감소시킬 수 있게 한다.
따라서 이 공진 주파수는 매우 낮다. 따라서, 차량은 운행중일 때 이 공진 주파수를 훨씬 초과하게 되며, 이것은 사용자가 쾌적함을 느끼도록 하기에 적합하다.
제 1 단계에서 피스톤(2)이 결합할 때 히스테리시스 장치(80)로 인한 마찰은 커지고, 그 다음 선택적으로 분할된 라이닝(40)이 파지됨에 따라 감소하며, 유압이 탄성 와셔(83, 183)에 의해 발생되는 힘에 대항하여 작용한다는 것에 주지하여야 한다. 클러치가 해제될 때 마찰력은 증가된다.
따라서, 차량이 출발하여 공진 주파수를 통과할 때, 하우징(12)과 와셔(84)사이에는 진동을 감쇠시키기 위하여 높은 레벨의 마찰력이 존재하며[그 때 질량부재(3)는 하우징(12)에 대해 이동한다], 그 후에 이 마찰력은 감소된다.
또한, 토션 댐퍼(4)도 진동을 감쇠시킬 수 있고, 질량부재(3)가 축방향으로 이동가능하기 때문에 제 7 도의 실시예가 바람직하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
물론, 제 2 도의 와셔(44)를 제거하는 것도 가능하다. 모든 경우에 있어서, 리테이너(42)는 클러치(10)가 해제될 때 특히 라이닝(40)의 충돌을 방지하기 위해서 질량부재(3)의 축방향 운동을 제한한다.
이러한 모든 운동 가능성으로 인하여 정상적인 주행 중에[클러치(10)가 결합된 상태] 와셔(83, 183)가 해제되어 있기 때문에 하우징(12)의 벽(28)과 질량부재(3)의 사이의 마찰은 작다. 따라서, 이 히스테리시스 장치(80)는 가변적이다.
이미 이해하였던 바와 같이, 로킹 클러치의 입력부는 2개의 동축 부품, 즉 질량부재(3)와 하우징(12)의 내부에 있으며, 토션 댐퍼(4)는 소정의 각운동 한계내에서 서로에 대하여 회전운동 가능하게 장착된 2개의 동축 부품[즉, 하우징(12) 및 질량부재(3)]을 갖는다.
따라서, 사용자는 대단히 높은 수준의 쾌적함을 느낀다.
물론, 본 발명이 전술한 실시예에만 한정되지는 않는다. 특히, 질량부재(3)는 하나 이상의 볼 열(one or more rows of balls)을 갖는 볼베어링에 의해서 노우즈(17)상에 회전 가능하게 장착될 수 있다.
스프링(71, 72, 73)은 하나의 스프링만을 가질 수도 있다.
변형예로서, 유체역학적 커플링 장치(11)는 리액터 휠을 갖지 않는 커플링을 구비할 수도 있다.
모든 경우에 있어서, 하우징(12)은 유체역학적 장치의 구동 요소와 토션 댐핑 장치의 입력요소를 구성하며, 질량부재(3)는 상기 토션 댐퍼의 출력부를 구성한다.
피스톤(2)은 유체역학적 커플링 장치의 종동 요소상에서 축방향으로 이동하면서 회전하지 않도록 로킹된 로킹 클러치의 출력 요소를 구성한다.
변형예로서, 피스톤(3)은 허브(13)상에 회전 가능하게 장착되며, 한편 접선 방향 텅(tangential tongue)에 의해서 터빈 휠(14)에 직접 결합된다. 허브(13)는 그것의 외주부에 홈을 갖지 않는다.
또한, 피스톤(2)의 관성이 낮고, 또 피스톤(2)의 관성이 낮음으로 인해 클러치(10)의 해제시 기어박스내의 기어 휠이 약간의 응력만 받기 때문에, 클로치(10)와 결합 및 해제에 대한 응답 시간은 매우 짧다.
물론, 와셔(6)는 러그(95)에 의하여 중심설정될 수 있다.
전술한 설명에서 이미 명확히 이해할 수 있는 바와 같이, 내측 위상조정 와셔(5)는 질량부재(3)에 대하여 자유로이 회전 가능하게 장착되는 한편, 제 2 위상 조정 와셔는 와셔(5)의 러그(55) 및 질량부재(3)에 대해서 또는 토션 댐퍼의 제 2 부품에 속하는 러그(95)에 대해서 자유로이 회전 가능하게 장착된다. 상기 질량부재(3)는 토션 댐퍼의 제 1 부품을 구성한다.
물론, 토션 댐퍼는 미국 특허 4,139,995 호에 개시된 바와 같은 토션 댐핑 장치에 속할 수 있다. 이 경우에, 질량부재(3)는 종동 샤프트에 대하여 회전하지 않도록 체결시키기 위하여 내측에 홈이 파인 허브로 대체된다.
이 허브는 관상이어서, 내측 위상조정 와셔가 허브의 외주부상에 자유로이 회전 가능하게 장착될 수 있게 된다.
허브의 외주부상에는 전술하는 바와 같이 경사 지지면(34, 36)을 갖는 홈을 형성하는 것이 가능하다.
외측 위상조정 와셔는 내측 위상조정 와셔의 러그에 대해서 또는 토션 댐퍼의 제 1 부품을 형성하는 하우징의 두 부분 사이에 제공된 스페이싱 와셔에 대해서 자유로이 회전 가능하게 장착된다. 상기 하우징은 마찰 디스크를 달고 있으며, 상기 마찰 디스크의 마찰 라이닝은 클러치의 가압판과 반동판 사이에 클램핑되기에 적합하다.
변형예로서, 미국 특허 제 4,139,995 호의 제 12 도에 기술된 바와 같이 하우징은 반동판에 확고히 고정될 수 있다.
변형예로서, 토션 댐핑 장치는 크랭크샤프트에 고정된 플레이트를 갖는 이중감쇠 플라이휠로 구성될 수 있으며, 질량부재(3)는 플레이트의 노우즈(17)상에 회전 가능하게 장착된다. 다음에, 질량부재(3)는 마찰 디스크 클러치의 반동판을 형성한다.
물론, 어떤 경우에는, 스프링(71, 72, 73)의 각 원주방향 단부에 접시형 지지부(96)가 제공될 수 있다.
변형예로서, 상기 구조체는 반전될 수 있다. 따라서 내측 위상조정 와셔(5)는, 그것의 내주부에 상기 축선을 향하여 반경방향으로 배향되고 상기 질량부재(3)를 통과하는 러그를 가질 수 있다.
예를 들면, 질량부재(3)는 그것의 면(33)에 중공의 상보형 홈을 갖는다. 이 홈은 와셔(5)의 내측 러그가 관통할 수 있도록[이것의 전방 연부는 하우징(12)을 향하여 배향된다] 일부가 중단된다. 이 러그는 홈내에 결합할 수 있도록 홈의 형상과 상보적인 형상을 갖는 것이 유익하다.
따라서, 와셔(5)는 원주방향으로 고르게 분산 배치된 예를 들면 3개의 내측 러그를 갖고, 질량부재(3)도 대응하는 3개의 절취부를 가질 수 있다. 그러면 러그는 절취부내에 축방향으로 결합하며, 베이어닛 유형의 회전 장착이 실행된다.
따라서, 중심설정 와셔(5)는 여러곳에 돌기를 갖고 있고, 질량부재(3)는 상기 돌기가 진입할 수 있는 국부적인 통로를 가짐으로써 질량부재(3)에 대한 내측 와셔의 장착은 베이어닛 방식으로 실행된다. 이 홈은 전술한 도면에서와 같이 예를 들면 사다리꼴 형상이며, 제 1 동축 부품[질량부재(3)]은 따라서 그것의 외주부에내측 와셔의 러그가 통과할 수 있도록 절취된 다른 지지면과 반대쪽의 제 1 지지면을 가짐으로써, 사다리꼴 형상의 홈이 형성되고, 내측 와셔의 하우징용에 대해 홈의 형상과 상보적인 사다리꼴 단면의 내측 러그에 의해서 축방향 및 반경방향으로 로킹된다. 물론, 이 홈은 상보형 러그와 같이 단면이 직사각형일 수 있다.

Claims (10)

  1. 원주방향으로 작용하는 탄성 수단(7)에 대항하여 서로에 대해 회전 각도 방향으로 이동하도록 장착된 2개의 동축 부품(12, 3)을 갖는 유형의 자동차용 토션 댐핑 장치로서, 상기 탄성 수단(7)은 원주방향으로 편위되어 있는 반경방향 러그(55, 65) 사이에서 작용하고, 또 2개의 위상조정 와셔(5, 6)에 속하는 탄성 부재(71, 72, 73)를 포함하며, 상기 2개의 위상조정 와셔(5, 6)는 2개의 동축 부품(12, 3)에 대하여 회전하도록 장착되고 또 서로 거울상의 관계에 있는, 자동차용 토션 댐핑 장치에 있어서,
    상기 2개의 위상조정 와셔(5, 6)는 동일 평면 내에 역방향으로 동심상으로 장착되고, 외측 위상조정 와셔라 칭하는 하나의 와셔(6)는 내측 위상조정 와셔라 칭하는 다른 와셔(5)를 포위하고 있고,
    상기 내측 위상조정 와셔(5)의 러그(55)는 조립체의 축선과 반대방향으로 배향되고, 상기 외측 위상조정 와셔의 러그(65)는 조립체의 축선을 향하여 배향되며,
    상기 내측 위상조정 와셔(5)는 상기 토션 댐핑 장치의 동축 부품(3, 12) 중의 제 1 부품(3)에 대해 회전 가능하게 장착되고, 상기 외측 위상조정 와셔(6)는 상기 토션 댐핑 장치의 동축 부품(3, 12) 중의 제 1 부품(3) 또는 제 2 부품(12)에 대해 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 위상조정 와셔(6)는 상기 내측 위상조정 와셔(5)의 러그(55)상에 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 위상조정 와셔(5)는 상기 토션 댐핑 장치의 제 1 동축 부품(3)에 대해 회전 가능하게 장착되고, 상기 외측 위상조정 와셔(6)는 상기 토션 댐핑 장치의 제 2 동축 부품(12)에 속하는 러그(95)에 대해 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 토션 댐핑 장치의 제 2 동축 부품(12)은 상기 토션 댐핑 장치 내의 탄성 부재(73)의 지지를 위한 러그(95)를 구비하고 있고, 상기 토션 댐핑 장치의 제 1 동축 부품(3)은 핑거(85)를 구비하며,
    상기 제 2 동축 부품(12)의 러그(95)는 상기 핑거(85)가 통과하도록 절단되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 접시형 지지부(96)를 통하여 상기 토션 댐핑 장치의 제 2 동축 부품(12)의 러그(95)상에 지지되고, 상기 접시형 지지부(96)는 상기 핑거(85)가 진입할 수 있도록 둥근 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 동축 부품(3)은 여러곳에 반경방향 돌기(9)를 갖고 있고, 상기 내측 위상조정 와셔(5)는 상기 돌기(9)가 진입할 수 있는 국부적 통로(51)를 가지며, 그에 따라 상기 토션 댐핑 장치의 제 1 동축 부품(3)상으로의 상기 내측 위상조정 와셔(5)의 장착은 베이어닛 유형(bayonet type)으로 실행되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌기(9)는 횡방향으로 쐐기형상이고, 상기 제 1 동축 부품(3)상에 형성된 다른 경사 지지면(34)에 대향하는 경사진 지지면(36)을 가지며, 그에 따라 상기 내측 위상조정 와셔(5)를 수용하기 위한 사다리꼴 형상의 홈이 국부적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 토션 댐핑 장치는 유체역학적 커플링 장치(11)의 하우징(12)과 터빈 휠(14) 사이에서 작용하는 로킹 클러치(10)에 속하는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 토션 댐핑 장치의 제 1 동축 부품(3)은 상기 하우징(12)에 고정된 관상 노우즈(17)상에 회전 가능하게 장착된 질량부재(3)이고, 상기 하우징(12)은 상기 토션 댐핑 장치의 제 2 동축 부품(12)을 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 질량부재(3)는, 상기 로킹 클러치의 피스톤(2)에 대하여 접촉면(32)을 제공하는 횡방향 배향 환상 돌출부(31)를 그의 외주부에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 댐핑 장치.
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