KR100408142B1

KR100408142B1 - 유체동역학적커플링장치

Info

Publication number: KR100408142B1
Application number: KR1019960040511A
Authority: KR
Inventors: 라바 아랍
Original assignee: 발레오
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2004-03-18
Also published as: KR970016207A; US5829561A; DE19636401B4; JP3916175B2; DE19636401A1; FR2738891B1; FR2738891A1; JPH09112651A

Abstract

본 발명의 유체동역학적 커플링 장치는 토션 댐퍼를 구비하는 로킹 클러치를 포함하며, 웨브(52a)는 외피의 표면에 정합하는 웨브의 일부에 형성된 슬롯에 결합된 접혀진 러그(58a, 58d, 58c)에 의하여 터빈 휠의 외피에 외주변에서 적어도 부분적으로 고정된다. 웨브(52)는 외피(55)와 외피를 지지하는 판(34)으로 구성된 부재중 하나에 내주변에서 기계적으로 고정된다. 커플링 장치는 터빈 휠(28), 웨브(52), 가이드 와셔(50) 및 원주방향 작동 스프링(54)을 포함하는 예비조립된 서브조립체를 구비한다.

Description

유체동역학적 커플링 장치

본 발명은 내부에 수용된 터빈 블레이드 휠을 유체동역학적으로 구동하기에 적합한 블레이드형 휠을 내부에 형성하는 회전 하우징과, 토션 댐퍼가 제공된 로킹 클러치를 구비하는 유형의 유체동역학적 커플링 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 토션 댐퍼와 터빈 블레이드 휠간의 연결부 개량에 관한 것이다.

종래의 유체동역학적 커플링 장치는, 한편으로는 구동축에 대하여 회전가능하게 연결되기에 적합한 횡방향 벽이 제공된 케이싱과, 다른 한편으로는 피동축에 대하여 회전가능하게 연결되기에 적합한 허브에 고정되는, 터빈 블레이드 휠을 유체동역학적으로 구동시키기 위한 블레이드형 휠 또는 임펠러를 포함하는 축을 중심으로 원통형인 하우징을 구비한다. 하우징은 통상 로크업 클러치로 언급되는 로킹 클러치를 구비하며, 상기 로킹 클러치는 피동부재(터빈 휠)와 구동부재(하우징의 케이싱) 사이에서 작동한다. 이러한 클러치는 토션 댐퍼, 피동부재에 대하여 축방향으로 이동가능하도록 장착된 피스톤, 그리고 상기 피스톤과 연결되며 하우징의 횡벽의 내면과 피스톤 사이에 파지되는 적어도 하나의 마찰 라이닝을 포함한다. 터빈 휠은 하우징 내부에서의 유체 순환에 의하여 발생된 커플링에 의하여 소위 임펠러 휠에 의해 구동되며, 그리고 차량의 시동 이후에, 로킹 클러치는 피동축과 구동축을 함께 회전하도록 고정함으로써 두개의 휠 사이에서의 어떠한 슬립 현상도 방지하도록 작용한다.

토션 댐퍼는 프레스 시이트 금속으로 제조된 전체가 환형인 두개의 부재 사이에 개재되는 원주방향으로 작동하는 스프링을 구비한다. 가이드 와셔라고 통상 언급되는 상기 부재중 하나는 회전가능하게 마찰 라이닝에 고정되며, 웨브라고 통상 언급되는 다른 부재는 회전가능하게 피동축에 연결된 터빈 블레이드 휠에 고정된다. WO-A-94/07058호 공보에는, 웨브가 터빈 휠에 용접되어 있는 토션 댐퍼를 구비하는 유체동역학적 커플링 장치가 개시되어 있다. 그러나 용접된 부재가 열처리되기 때문에, 용접부는 이러한 열처리를 수행하기에 매우 까다롭다.

이러한 부재에 용접을 행할 필요가 있으면, 열 처리 동안에 용접된 부재를 보호하여야 한다.

본 발명의 목적은 용접을 하지 않고 웨브와 터빈 휠을 간단하고 효과적으로 고정하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 유체동역학적 커플링 장치의 주요 구성요소를 용이하게 조립할 수 있는 터빈 휠과 토션 댐퍼를 포함하는 서브조립체를 제조하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유체동역학적 커플링 장치의 반단면도.

도 2는 변형예를 도시하는 도 1의 유사도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 오일 케이싱 12 : 토오크 컨버터

13 : 로킹 클러치 15, 16 : 외피

21, 29 : 블레이드 32 : 피동축

33 : 리벳 38 : 슬리브

40 : 허브 44 : 피스톤

50 : 가이드 와셔 52 : 웨브

그러므로, 본 발명은 하우징; 상기 하우징 내부에 회전가능하게 장착된 터빈 휠; 및 가이드 와셔, 웨브 및 그 사이에 원주방향으로 장착된 스프링을 구비하는 토션 댐퍼가 제공된 로킹 클러치를 포함하며, 상기 웨브는 터빈 휠에 고정되고 또한 상기 터빈 휠은 환형 판에 의하여 지지되는 환형 외피로 구성되며 그리고 내부의서 대응하는 슬롯 내에 결합되어 외부로 접혀진 러그에 의하여 상기 외피에 고정된 블레이드가 내부에 제공되는, 유체동역학적 커플링 장치에 있어서,

상기 웨브는 외피의 외부면과 정합하는 웨브의 일부에 형성된 대응하는 슬롯에 결합된 이러한 접혀진 러그에 의하여 외피에 대하여 외주변에서 적어도 부분적으로 고정되며,

상기 웨브는 외피와 상기 외피를 지지하는 환형 판을 구비하는 부재중 하나에 대하여 내주변에서 기계적으로 고정되며,

터빈 휠, 상기 터빈 휠에 전술된 바와 같이 고정된 웨브, 가이드 와셔 및 원주방향 작동 스프링을 필수 구성요소로 포함하는 예비조립된 서브조립체를 구비한다.

상기 가이드 와셔는 원주방향 간극이 스프링의 작동 범위에 대응하는 상태에서 웨브에 결합된다. 상기 목적을 위하여 내측을 향하여 배향되고 또한 웨브 내부의 원주방향 슬롯에 결합되는 러그가 제공된다. 이러한 구성에 의하면, 하우징의 내벽과 그 내부에서 로크 업(잠금) 시에 유압에 의하여 축방향으로 이동가능한 피스톤 사이에는 마찰 디스크가 개재된다. 마찰 디스크는 가이드 와셔에 대하여 회전가능하게 결합되며 그리고 상기 목적을 위하여 가이드 와셔 내부의 노치와 협동하는 축방향으로 배향된 러그를 갖는다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

오일 케이싱(11)을 형성하는 동일한 수밀 하우징 내부에 배열된 유체동역학적 커플링 장치는 토오크 컨버터(12)와 로킹 클러치(13)를 구비한다. 케이싱(11)은 구동부재를 형성하며 그리고 차량의 내연기관의 크랭크축에 대하여 회전가능하게 연결된다. 환형인 이러한 케이싱은 환형 횡벽(16)을 갖는 제 1 외피(15)와, 상기 제 1 외피를 향하고 또한 블레이드(21)와 함께 임펠러 휠(20)을 형성하도록 성형된 제 2 외피(18)로 구성된다. 이러한 휠의 블레이드는 제 2 외피(18)의 내측면에 고정된다. 외피(15, 18)는 서로 용접에 의하여 연결되며 그리고 환형 부재(24)는 차량의 스타터에 의하여 구동되도록 설계된 스타터 링을 구성한다. 상기 목적을 위하여 환형 부재(24)는 그 외주변에 치형부(25)를 갖는다. 또한 토오크 컨버터는 임펠러(20)의 블레이드(21)를 향하는 블레이드(29)가 제공된 터빈 휠(28)과, 반동 휠(30)을 구비한다. 터빈 휠(28)은 피동축(32)에 회전가능하게 연결되고 또한 치형부에 의하여 피동축(32)에 연결된 허브(35)에 용접된 환형 판(34)에 그 내주변이 리벳(33)에 의하여 고정된다. 외피(18)는 고정축(비도시)상에 미끄럼식으로 장착된 슬리브(38)를 구비한다. 제 1 외피(15)의 중앙에는 허브(40)가 용접되어 있다. 상기 허브는 로킹 클러치(13)를 작동시키는 피스톤(44)을 위한 미끄럼 베어링(41)을 형성하는 원통형 표면을 갖는다. 로킹 클러치는 유압의 작용에 의하여 피스톤(44)이 환형 횡벽(16)을 향하여 가압되면 환형 횡벽(16)의 내면과 피스톤(44)의 평탄면 사이에 파지되기에 적합한 마찰 디스크(46)를 구비한다. 마찰 디스크(46)는 프레스 시이트 금속으로 제조된 환형 부재[이하, 가이드 와셔(50)라 칭함]에 대하여 회전가능하게 결합되어 있다. 디스크(46)는 환형 횡벽(16)과 피스톤(14) 사이에 상술된 바와 같이 파지되기에 적합한 마찰 라이닝을 갖는 각각의 표면상에 금속 지지 클레드(clad)를 갖는다. 또한, 터빈 휠에는 토션 댐퍼의 또다른 환형 부재[이하, 웨브(52)라 칭함]가 고정된다. 가이드 와셔(50)와 웨브(52)는 웨브(52)와 가이드 와셔(50) 사이에 원주방향으로 장착된 헬리컬 스프링(54)의 대응하는 단부를 지지하는 원주방향 정지부를 구성하도록 형성되어 있다. 가이드 와셔(50)는 스프링(54)이 토션 댐퍼의 역할을 수행하고 또한 토오크 피크를 흡수하도록 하는 원주방향 간극을 갖는 상태에서 웨브(52)에 결합된다.

공지되어 있는 방식으로, 터빈 휠(28)은 환형 외피(55)를 가지며, 블레이드(29)는 내부의 대응하는 슬롯에 결합된 러그(58)에 의하여 외피에 고정된다. 상기 러그는 외피의 외부를 향하여 접혀 있다. 도시된 실시예에서, 각각의 블레이드(29)는 상이한 반경방향 거리에서 위치하는 3개의 러그(58a, 58b, 58c)를 구비한다. 외피(55)는 환형 판(34)에 의하여 지지된다.

본 발명의 중요한 특징에 따르면, 웨브(52)는 웨브의 일부에 형성된 대응하는 슬롯에 결합된 블레이드상의 다수의 접혀진 러그에 의하여 외피(55)에 적어도 부분적으로 고정된다. 상기 웨브는 외피의 외부면과 정합한다.

따라서, 도 1의 실시예에서, 웨브(52)는 블레이드(29)상의 최외부에 반경방향으로 위치하는 러그(58c)에 의하여 외주변에 고정되며, 상기 웨브는 내주변의 인접부에서 환형 판(34)에 리벳에 의하여 고정되어 환형 외피(55)를 지지한다. 본 실시예에서, 웨브(52)와 외피(55)는 동일한 세트의 리벳(60)에 의하여 환형 판에 고정된다.

반면에, 유사한 구조체의 부재에는 동일한 참조부호가 표시되고 더이상의 부가적인 설명이 생략된 도 2에 도시된 실시예에서, 웨브(52a)는 블레이드상의 두 열의 러그(58b, 58c)에 의하여 외피(55)에 고정되며, 하나의 열은 내주변의 인접부에서 연장하며 그리고 다른 열은 종래와 같이 외주변의 인접부에서 연장한다.

본 발명은 터빈 휠의 외피(55)에 웨브(52, 52a)를 용접할 필요가 없다. 그러므로 웨브(52)는 스프링(54)을 위하여 원주방향 정지부(비틀린 형상)에서 경화되도록 처리될 수 있다.

또한, 이러한 장착은 터빈 휠(28), 웨브(52, 52a), 가이드 와셔(50) 및 원주방향 작동 스프링(54)을 필수 구성요소로 포함하는 예비조립된 서브조립체의 제조에 바람직하다.

상기 목적을 위하여, 가이드 와셔(50)는 원주방향 간극에 의하여 스프링이 작동하도록 웨브에 결합되며 그리고 상기 목적을 위하여 상기 와셔는 웨브 내부의 원주방향 슬롯(61) 내부에 결합된 반경방향으로 내향하는 러그를 갖는다. 또한, 하우징의 환형 횡벽(16)과 축방향 가동 피스톤(44) 사이에 개재된 마찰 디스크(46)는 가이드 와셔(50)에 대하여 회전가능하게 결합되며 그리고 상기 목적을 위하여 가이드 와셔 내부의 노치(63)와 협동하는 축방향으로 배향된 러그(62)를 갖는다. 가이드 와셔는 마찰 디스크(46)의 지지부이며, 상기 디스크는 외주변에 러그(63)를 구비하고 노치는 가이드 와셔(50)의 내주변에 형성된다.

상기 기능은 종래 유체동역학적 커플링 장치의 기능과 유사하다. 기록을 위하여 말하면, 터빈 휠(28)이 박스에 저장된 유체(오일)에 의하여 임펠러의 휠에 의해 구동되며, 그리고 차량의 시동 이후에 휠 사이의 어떠한 슬립 현상도 방지하기 위하여 피스톤(44)의 축방향 이동의 영향하에서 마찰 디스크(46)를 파지함으로써 로킹 클러치(13)가 피동축을 구동축에 연결시킨다. 이에 의하여 발생된 로킹은 크랭크축에 회전가능하게 연결된 하우징(11)에 의하여 피동축(보통 기어박스의 입력축)(32)을 직접 구동시킨다.

여기서, 러그(60)와 슬롯(61)은 가이드 와셔(50)와 웨브(52)에 의하여 부여된 원주방향 정지부에 대하여 원주방향으로 옵셋되어 있다. 그러므로, 간명성을 위하여 러그(60)와 슬롯(61)은 도 1 및 도 2에 해칭으로 도시되어 있다.

도 2에 있어서, 웨브(52a)는 판(34)에 고정되어 있지 않으므로 단순한 것으로 이해될 수 있다. 웨브(52a)상의 정지부는 전체적으로 V 형상을 가지며 매우 강하다.

가이드 와셔(50)에 관한 부가적인 정보를 위하여, 전술된 WO - A - 94/07058 공보의 도 39를 참조하면 가이드 와셔가 스프링(54)을 위한 지지 클레프트(cleft)와 지지 러그를 구비하는 것을 알 수 있다.

모든 경우에 있어서, 가이드 와셔(50)와 스프링(54)은 피스톤(44) 상방에서 그리고 터빈 휠(28)의 외주변에서 반경방향으로 위치한다.

웨브(52)는 블레이드(29) 상의 접혀진 러그에 의하여 외주변에서 고정된다. 내주변에서는 리벳 또는 러그(58c)에 의하여 판(34)과 외피(55)로 구성된 부재중 하나에 기계적으로 고정되며, 이것은 스프링(54) 하방에 반경방향으로 위치한다. 이러한 방식에 의하면, 웨브(52)의 강고한 고정이 얻어지므로, 전술된 바와 같이 가이드 와셔(50), 스프링(54) 및 웨브(52)를 구비하는 예비 조립된 서브조립체의 제조에 유리하다.

따라서 상기 서브조립체는 강하고 튼튼하며 그리고 웨브(54)는 변형을 덜 받는다.

가이드 와셔(50)는 터빈 휠(28)을 향하여 배향된 축방향 러그를 내주변에 가지며, 장부구멍을 형성하는 구멍은 디스크(46)의 외주변으로부터 돌출하는 반경방향 러그에 의하여 형성된 장부(tenon)의 결합을 가능하게 한다.

상술된 본 발명의 구성에 의하면, 웨브의 내주변과 외주변이 각기 러그와 리벳에 의하여 고정되므로, 종래 열처리 시에 용접부를 보호하여야 하는 번거로움이 해소된다. 따라서, 서브조립체의 제조가 용이하게 된다.

Claims

하우징(11); 상기 하우징 내부에 회전가능하게 장착된 터빈 휠(28); 가이드 와셔(50), 웨브(52, 52a) 및 그 사이에 원주방향으로 장착된 스프링(54)을 구비하는 토션 댐퍼가 제공된 로킹 클러치(13)를 포함하며, 상기 웨브는 터빈 휠(28)에 고정되고 또한 상기 터빈 휠은 환형 판(34)에 의하여 지지되는 환형 외피(55)로 구성되며 그리고 내부의 대응하는 슬롯에 결합되어 외부로 접혀진 러그(58)에 의하여 상기 외피에 고정된 블레이드가 내부에 제공되는, 유체동역학적 커플링 장치에 있어서,

상기 웨브(52, 52a)는 외피의 외부면과 정합하는 웨브의 일부에 형성된 대응하는 슬롯에 결합된 이러한 접혀진 러그(58c)에 의하여 외주변에서 외피에 적어도 부분적으로 고정되며,

상기 웨브(52)는 외피(55)와 환형 판(34)을 구비하는 부재중 하나에 내주변에서 기계적으로 고정되며,

터빈 휠(28), 웨브(52), 가이드 와셔(50) 및 원주방향 작동 스프링(50)을 필수 구성요소로 포함하는 예비조립된 서브조립체를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체동역학적 커플링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 웨브(52)는 내주변의 부근에서 환형 외피를 지지하는 환형 판(34)에 리벳(33)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 유체동역학적 커플링 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 웨브(52)와 외피(55)는 동일한 세트의 리벳(33)에 의하여 환형 지지부에 고정되는 것을 특징으로 하는 유체동역학적 커플링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 웨브(52a)는 블레이드상의 원형으로 된 두열의 러그(58b, 58c)에 의하여 외피에 고정되고, 상기 러그의 열중 하나는 내주변 부근에서 연장하고, 다른 하나는 외주변 부근에서 연장하는 것을 특징으로 하는 유체동역학적 커플링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가이드 와셔(50)는 원주방향 간극을 갖는 상태로 웨브에 결합되며, 이를 위하여 웨브 내부의 원주방향 슬롯(61)에 결합된 반경방향으로 내향하는 러그(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체동역학적 커플링 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 하우징의 내벽과 피스톤(44) 사이에서 축방향으로 이동하도록 마찰 디스크(46)가 개재되며, 상기 마찰 디스크(46)는 가이드 와셔에 회전가능하게 결합되고, 이를 위하여 가이드 와셔 내부의 노치(63)와 협동하는 축방향으로 배향된러그(62)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체동역학적 커플링 장치.