KR100507823B1 - 비틀림 진동 감소 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 비틀림 진동 감소 장치는 외주 에지에서 대략 U자형 단면을 갖도록 반경 방향으로 굽혀진 스프링 수용부와 그 내부에 배치된 스프링 지지벽을 갖는 입력측 보유판과; 스프링 수용부 내에 수용된 스프링 부재와; 스프링 부재의 단부면과 접촉하는 복수개의 고정 클로를 구비한 출력측 전달판을 포함한다. 스프링 지지벽 및 고정 클로의 적어도 1개의 스프링 접촉부의 무게 중심은 회전의 반경 방향으로 스프링 부재의 단부면의 중심선의 외부 위치에 배치되는데, 여기에서, 중심선은 그 장치의 회전축에 평행하게 연장된다.

Description

비틀림 진동 감소 장치{TORSIONAL-VIBRATION DECREASING DEVICE}
본 발명은 예컨대 엔진과 변속기(transmission) 사이의 동력 전달 시스템 내에서 시스템의 비틀림 진동을 감소시키도록 배열된 비틀림 진동 감소 장치에 관한 것이다.
비틀림 진동 감소 장치가 2002년 3월 19자로 아베 등에 허여된 미국 특허 제6,357,569호에 개시되어 있다. 이 비틀림 진동 감소 장치는 록업(lockup) 중 비틀림 진동을 감소시키도록 록업 피스톤과 터빈 사이에 개재된다. 록업 피스톤 또는 입력측 회전부와 터빈 또는 출력측 회전부는 스프링 부재를 통해 회전 방향으로 서로 연결된다.
특히, 록업 피스톤은 외주 에지에서 대략 U자형 단면을 갖도록 반경 방향으로 굽혀진 스프링 수용부와, 스프링 수용부 내에 수용된 스프링 부재의 양단부를 지지하도록 원주 방향으로 전방 및 후방 위치에서 스프링 수용부 내에 배치된 보유판 또는 스프링 지지부를 갖는다. 반면, 터빈 또는 토크 전달 부재는 축방향으로 돌출되도록 그 위에 제공된 복수개의 고정 클로(anchoring claw)를 갖는데, 여기에서 각각의 고정 클로는 스프링 부재의 단부면과 접촉하는 측부 에지를 갖는다. 그러므로, 록업 중, 보유판 및 고정 클로에 의해 스프링 부재를 압축하는 동안, 토크는 비틀림 진동이 스프링 부재의 탄성에 의해 흡수된 상태로 록업 피스톤으로부터 터빈으로 전달된다.
그러나, 미국 특허 제6,357,569호에 개시된 비틀림 진동 감소 장치에서, 보유판 및 고정 클로의 스프링 접촉부의 무게 중심은 스프링 부재의 단부면의 중심에 대응하도록 설정된다. 이와 같이, 스프링 부재 상에 작용하는 원심력이 록업 피스톤의 회전 속도의 증가로써 증가됨에 따라, 스프링 부재는 원심력의 작용을 크게 받음으로써 회전의 반경 방향으로 외향으로 변형된다. 그러므로, 스프링 부재와 스프링 수용부 사이의 마찰 토크가 증가된 원심력에 의해 증가되어, 비틀림 진동 감소 장치의 진동 흡수 성능에 악영향을 준다.
그러므로, 본 발명의 목적은 진동 흡수 성능의 향상에 기여하는 비틀림 진동 감소 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 입력측 회전부 및 출력측 회전부 중 1개에 제공되고, 대략 디스크와 같은 형상이며, 외주 에지에서 반경 방향으로 굽혀지고 대략 U자형 단면과 개구를 갖는 스프링 수용부와, 원주 방향으로 제1 및 제2 위치에서 스프링 수용부 내에 배치된 스프링 지지벽을 구비한 보유판과; 스프링 수용부 내에 수용되고, 지지면으로서 스프링 지지벽을 사용하는 스프링 부재와; 입력측 회전부 및 출력측 회전부 중 또 다른 1개에 제공되고, 스프링 수용부의 개구에 축방향으로 돌출된 단부를 가지며, 스프링 부재의 단부면과 접촉하는 복수개의 고정 클로를 구비한 토크 전달 부재를 포함하고, 각각의 고정 클로는 지지면으로서 토크 전달 부재의 측단부면을 사용하며, 토크 전달은 스프링 지지벽 및 고정 클로에 의해 스프링 부재를 압축하는 동안 보유판과 토크 전달판 사이에서 수행되고, 비틀림 진동은 스프링 부재의 탄성에 의해 흡수되며, 고정 클로의 스프링 접촉부의 무게 중심은 그 장치의 회전의 반경 방향으로 스프링 부재의 단부면의 제1 중심선의 외부 위치에 배치되고, 제1 중심선은 그 장치의 회전축에 평행하게 연장되는 비틀림 진동을 감소시키는 장치가 제공된다.
도면을 참조하여 본 발명을 실시한 비틀림 진동 감소 장치에 대해 설명하기로 한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도1은 자동 변속기의 전방 단부에 배열된 토크 변환기의 록업 클러치부를 도시하는 단면도이다. 토크 변환기는 토크 변환기(도시되지 않음)와 일체형인 변환기 하우징(1)과 터빈 외피(2)를 포함한다. 터빈 허브(3)는 터빈 외피(2)에 일체로 연결된다. 변환기 하우징(1)은 엔진의 크랭크샤프트(도시되지 않음)에 연결되고, 터빈 허브(3)는 자동 변속기의 입력 샤프트(도시되지 않음)에 스플라인(spline) 연결된다. 토크 변환기 자체는 펌프와 터빈 사이에서의 유체의 작용에 의해 크랭크샤프트로부터 변환기 하우징(1)으로 제공된 토크를 터빈 허브(3)로 전달하는 기본 구조를 갖는 공지된 형태이다.
도1을 참조하면, 록업 클러치(4)는 고속 구동 등의 동안에 변환기 하우징(1) 및 터빈 허브(3)를 직접 연결하도록 배열된다. 본 발명의 비틀림 진동 감소 장치(5)는 록업 클러치(4)에 장착된다.
록업 클러치(4)는 변환기 하우징(1)의 단부벽의 내부면 상에 돌출되어 제공된 외부 드럼(6)과, 비틀림 진동 감소 장치(5)를 통해 터빈 허브(3)에 연결된 내부 드럼(7)과, 외부 드럼(6)의 내주와 스플라인 결합된 복수개의 구동 클러치판(8)과, 내부 드럼(7)의 외주와 스플라인 결합된 상태로 구동 클러치판(8)들 사이에 교대로 배열된 복수개의 피동 클러치판(9)과, 피동 클러치판(9)에 대해 구동 클러치판(8)을 적당하게 가압하도록 유압에 의해 전진 또는 후퇴 작동되는 록업 피스톤(10)을 포함한다. 정지부(11)는 구동 클러치판(8)의 축방향 변위를 조절하도록 외부 드럼(6)의 전방 단부의 내부면 상에 제공된다. 원통형 지지벽(12)은 록업 피스톤(10)을 활주 가능하게 지지하도록 변환기 하우징(1)의 단부벽의 내부면 상에 돌출되어 제공된다.
비틀림 진동 감소 장치(5)는 리벳에 의해 내부 드럼(7)에 고정된 내주 에지를 갖는 대략 원형의 보유판(13)과, 보유판(13)의 외주 에지에 보유된 복수개의 스프링 부재 또는 코일 스프링(14)과, 리벳에 의해 터빈 허브(3)의 플랜지(3a)에 고정된 내주 에지와 스프링 부재(14)를 통해 회전 방향으로 보유판(13)에 연결된 외주 에지를 갖는 전달판 또는 토크 전달 부재(16)를 포함한다.
도1 및 도2를 참조하면, 대략 U자형 단면을 갖도록 반경 방향으로 굽혀진 복수개의 스프링 수용부(17)와, 대략 U자형 단면과 스프링 부재(14)의 직경보다 좁은 폭을 갖도록 동일한 방식으로 굽혀진 복수개의 스프링 지지벽(18)은 보유판(13)의 외주 에지에 원주 방향으로 교대로 형성된다. 더욱이, 보강 플랜지(19)는 반경 방향으로 외향으로 연장되도록 스프링 수용부(17)의 외주와 스프링 지지벽(18) 상에 환형으로 연속으로 형성된다. 스프링 수용부(17)는 터빈 외피(2)로 개방되어 있다. 스프링 부재(14)는 이 개구를 통해 삽입되고, 양측 상의 스프링 지지벽(18)에 장착되는데, 이는 지지면으로서 사용된다. 이 실시예에서, 스프링 수용부(17)는 2개의 부분, 즉 크고 작은 원주 방향 길이를 갖는 길고 짧은 부분을 구비하는데, 여기에 스프링 수용부의 길이에 대응하는 스프링 부재(14)가 수용된다. 도2를 참조하면, 짧은 스프링 수용부(이하, 다른 부분과의 차별을 위해 "짧은 수용부")(17)는 대략 도2의 상부의 중심에서 보인다.
스프링 수용부(17)는 각각 회전의 반경 방향으로 스프링 부재(14)의 내측 및 외측을 안내하는 내부벽(17a) 및 외부벽(17b)을 갖는다. 내부벽(17a)은 보유판(13)의 접선 방향을 따라 선형으로 형성되어, 스프링 부재를 수용한 초기 상태로, 스프링 부재(14)는 대략 선형으로 유지된다. 반면, 외부벽(17b)은 중심으로서 보유판(13)의 회전축과 매끄러운 원호와 같이 형성되어, 스프링 부재(14)의 수축 변형 등으로 인해 스프링 부재(14)의 반경 방향으로 외향 변위의 완만한 조절을 달성한다.
스프링 지지벽(18)은 반경 방향으로 내측의 제1 벽(18a)과 반경 방향으로 외측의 제2 벽(18b)을 갖는데, 이들은 도3을 참조하면 벽(18a, 18b)이 전체적으로 스프링 부재(14)의 단부면에서 장치 회전축, 즉 보유판(13)의 회전축에 평행한 중심선 "p"에 대해 회전의 반경 방향으로 외향으로 오프셋되는 방식으로 형성된다. 특히, 제1 벽(18a)은 회전의 반경 방향으로 중심선 "p"의 내부 위치에 위치되고, 2개의 벽(18a, 18b)은 그 스프링 접촉부의 무게 중심이 중심선 "p"에 대해 반경 방향으로 외향으로 오프셋되는 방식으로 배열된다.
보유판(13)과 동일한 방식으로, 전달판(16)은 전체적으로 대략 디스크와 같이 형성되고, 분리되어 원주 방향으로 외주 에지에 형성된 대략 L자형 단면을 갖는 복수개의 고정 클로(20)를 갖는다. 각각의 고정 클로(20)의 굽힘부의 전방 단부는 축방향을 따라 보유판(13)의 스프링 지지벽(18)의 벽(18a, 18b)들 사이의 개구 내로 삽입되어, 지지면으로서 벽(18a, 18b)의 측단부면을 사용하는 스프링 부재(14)의 단부면과 접촉한다. 인접한 고정 클로(20, 20)들 사이의 간격은 도2에 도시된 바와 같은 짧은 수용부를 제외한 스프링 수용부(17)와 대략 동일한 길이가 되도록 설정된다. 짧은 수용부를 제외한 스프링 수용부(17)에서, 각각의 클로(20)는 초기 상태에서 스프링 부재(14)의 단부면과 접촉한다.
각각의 고정 클로(20)에 있어서, 도3의 크로스해칭부(crosshatch)에 의해 나타낸 바와 같이, 굽힘부의 두부(head) 및 기부(base) 영역은 반경 방향을 따라 중심선 "q"를 그 사이에 갖는 축방향으로 전방 및 후방 위치에서 스프링 부재(14)의 단부면 상과 접촉한다. 그 스프링 접촉부(정확하게는 그 무게 중심)는 보유판(13)의 스프링 지지벽(18)과 동일한 방식으로 스프링 부재(14)의 단부면의 중심선 "p"에 대해 회전의 반경 방향으로 외향으로 오프셋되어 배치된다. 이 실시예에서, 스프링 부재(14)의 중심선 "p"에 대해 고정 클로(20)의 스프링 접촉부의 오프셋 크기는 스프링 지지벽(18)의 오프셋 크기보다 커서, 고정 클로(20)의 스프링 접촉부는 회전의 반경 방향으로 스프링 지지벽(18)의 2개의 벽(18a, 18b)의 중심의 외부 위치에 위치된다.
보유판(13) 및 전달판(16)은 이러한 방식으로 회전의 반경 방향으로 외향으로 오프셋된 위치에 스프링 부재(14)의 단부와 접촉하므로, 각각의 스프링 부재(14)는 회전의 반경 방향으로 외향으로 약간 오프셋된 위치로부터 항상 압축 하중을 받는다.
도2에 도시된 바와 같이, 보유판(13)의 스프링 수용부(17)를 그 사이에 갖는 마주보는 스프링 지지벽(18, 18)은 반경 방향으로 외측의 제2 벽(18b, 18b)들 사이의 간격이 반경 방향으로 내측의 제1 벽(18a, 18a)들 사이의 간격보다 크도록 설정된다. 그 결과로서, 본 실시예에서, 각각의 스프링 부재(14)의 단부는 초기 상태로 제2 벽(18b)으로부터 약간 분리된다. 이와 같이, 보유판(13) 및 전달판(16)의 상대 이동으로써 압축 하중을 수용할 때, 각각의 스프링 부재(14)의 단부는 약간 반경 방향으로 외향으로 경사져 있어, 이 상태가 유지된 상태로 제2 벽(18b) 상에 맞닿는다. 그러나, 스프링 부재(14)가 비교적 큰 예비 압축 하중을 제공함으로써 스프링 수용부(17) 내에 수용될 때, 스프링 부재(14)의 단부는 제2 벽(18b) 상에 맞닿도록 초기 상태로 동일한 방식으로 경사진다. 더욱이, 제2 벽(18b)은 그 회전의 반경 방향으로 스프링 부재(14)의 외부 단부 부근에서 스프링 부재(14)의 단부면 상에 맞닿는데, 이는 항상 스프링 부재(14)의 스프링 와이어의 중심으로의 접촉 하중의 제공을 허용하도록 스프링 부재(14)의 스프링 와이어의 직경의 적어도 1/2에 걸쳐 신장되도록 설정된다.
인접한 고정 클로(20, 20)들 사이의 위치에서 전달판(16)의 외주 에지 상에는 보유판(13)의 스프링 수용부(17)의 개방측 전방면을 덮도록 연장되는 스프링 조절편(21)이 배열되어, 스프링 부재(14)의 측방향 돌출을 조절한다. 도1을 참조하면, 링판(ring plate)(22)은 보유판(13)의 중심 설정과 그 축방향 변위의 조절을 수행하도록 전달판(16)과 함께 터빈 허브(3)의 플랜지(3a)에 고정된다.
상기 구조에서, 크랭크샤프트의 회전으로, 펌프는 터빈을 회전시키도록 변환기 하우징(1)과 함께 회전되어, 터빈 허브(3)로부터 자동 변속기로 그 동력을 전달한다. 그리고, 이 상태로부터, 크랭크샤프트의 회전 속도 등이 설정 제어 조건에 도달될 때, 유압은 지지벽(12) 내에 형성된 오일 구멍(23)으로부터 록업 피스톤(10)의 전방면으로 유입되어, 록업 피스톤(10)을 후방으로 가압한다. 다음에, 구동 클러치판(8)은 피스톤(10)에 의해 피동 클러치판(9)에 대해 가압되어, 변환기 하우징(1)의 동력은 록업 클러치(4) 및 비틀림 진동 감소 장치(5)를 통해 터빈 허브(3)로 직접 전달된다.
이 때, 비틀림 진동 감소 장치(5)에서, 스프링 부재(14)의 양단부는 각각 보유판(13) 및 전달판(16)의 스프링 지지벽(18) 및 고정 클로(20)에 의해 지지되고, 스프링 부재(14)는 2개의 판(13, 16)의 비틀림에 따라 탄성 변형되어, 동력 전달 시스템의 비틀림 진동을 흡수한다. 보유판(13)의 회전 속도가 스프링 부재(14) 상에 작용하는 원심력을 증가시킬 정도로 높아질 때, 스프링 부재(14)는 원심력의 영향 하에서 스프링 수용부(17)의 외부벽(17b)에 대해 가압된다.
그러나, 비틀림 진동 감소 장치(5)에서, 스프링 지지벽(18) 및 고정 클로(20)의 스프링 접촉부의 무게 중심은 회전의 반경 방향으로 스프링 부재(14)의 단부면의 중심선 "p"의 외부 위치에 위치되므로, 스프링 부재(14)의 단부면 상에 스프링 지지벽(18) 및 고정 클로(20)로부터 작용하는 가압력의 성분이 회전의 반경 방향으로 내향으로 작용하고, 스프링 부재(14)의 원심력을 상쇄시키는 방식으로 작동되어, 스프링 부재(14) 및 외부벽(17b)의 접촉 압력을 완화시킨다. 그러므로, 이 장치(5)로써, 스프링 부재(14)의 원심력이 회전 속도의 증가로 인해 커지더라도, 스프링 부재(14) 및 외부벽(17b)의 격렬한 접촉으로 인한 큰 마찰 토크는 발생이 방지될 수 있어, 항상 안정된 진동 흡수 성능의 실현을 가능하게 한다.
이 실시예에서, 스프링 지지벽(18) 및 고정 클로(20) 모두의 스프링 접촉부의 무게 중심은 회전의 반경 방향으로 스프링 부재(14)의 단부면의 중심선 "p"의 외부 위치에 위치된다. 선택적으로, 스프링 지지벽(18) 및 고정 클로(20) 중 임의의 것의 무게 중심은 회전의 반경 방향으로 외부 위치에 위치될 수도 있어, 효과가 어느 정도 얻어질 수 있다. 부수적으로, 단일판이 스프링 부재(14)의 단부면과 접촉된 상태의 고정 클로(20)가 이 실시예에서와 같이 회전의 반경 방향으로 외부 위치에 위치될 때, 고정 클로(20)의 비교적 작은 오프셋 양은 스프링 부재(14)의 단부면 상에 회전의 반경 방향으로 내향 성분 힘이 용이하고 확실하게 작용하도록 한다.
더욱이, 비틀림 진동 감소 장치(5)에서, 고정 클로(20)의 두부 및 기부 영역은 중심선 "q"를 그 사이에 갖는 축방향으로 전방 및 후방 위치에서 스프링 부재(14)의 단부면과 대략 균일하게 접촉되어, 스프링 부재(14)의 적은 축방향 만곡 변형과 축방향으로 전방 및 후방 위치에서의 적은 접촉 마찰을 가능하게 한다.
나아가, 비틀림 진동 감소 장치(5)에서, 스프링 지지벽(18)의 반경 방향으로 외측의 제2 벽(18b, 18b)들 사이의 간격은 반경 방향으로 내측의 제1 벽(18a, 18a)들 사이의 간격보다 크도록 설정된다. 이와 같이, 스프링 부재(14)가 보유판(13) 및 전달판(16)의 상대 회전으로써 압축될 때, 스프링 지지벽(18)의 단부는 반경 방향으로 외향으로 개방되도록 경사져, 스프링 부재(14)의 단부가 제2 벽(18b)으로부터 미끄러져 빠지는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 나아가, 이 장치(5)에서, 제2 벽(18b)의 스프링 접촉부는 스프링 부재(14)의 스프링 와이어의 직경의 적어도 1/2에 걸쳐 신장되도록 설정되므로, 스프링 부재(14)의 스프링 와이어의 중심은 항상 제2 벽(18b)에 의해 확실하게 가압될 수 있어, 제2 벽(18b)으로부터의 스프링 부재(14)의 단부의 미끄럼 빠짐과 스프링 부재(14)의 단부의 불규칙 변형을 방지하는 장점을 나타낸다.
도4 및 도5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있는데, 여기서 유사한 도면 부호는 제1 실시예에서의 부품과 유사한 부품에 제공되고, 중복된 부품에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제2 실시예에서, 제1 실시예에서와 동일한 방식으로, 비틀림 진동 감소 장치(105)는 토크 변환기의 록업 클러치에 적용된다. 제2 실시예는 전달판(116)의 고정 클로(120)의 구조를 제외하면 제1 실시예와 실질적으로 동일하다.
고정 클로(120)는 대략 L자형 단면을 갖도록 외주 에지에서 굽혀진다. 고정 클로(120)의 스프링 접촉부는 굽힘부(120a)로부터 축방향으로 연장된 영역뿐만 아니라 도5의 크로스해칭부에 의해 지시된 바와 같이 굽힘부(120a)로부터 반경 방향으로 내향으로 연장된 영역의 일부에 걸쳐 신장되도록 설정된다. 이 실시예에서, 고정 클로(120)의 스프링 접촉부의 일부는 도5에 도시된 바와 같이 회전의 반경 방향으로 스프링 부재(214)의 단부면의 중심선 "p"의 내부 위치에 위치되고, 스프링 접촉부의 무게 중심은 전체적으로 회전의 반경 방향으로 중심선 "p"의 외부 위치에 위치된다.
기본 구조에 있어서 제1 실시예와 동일하므로, 제2 실시예는 유사한 효과를 나타낼 수 있다. 이에 추가하여, 제2 실시예는 고정 클로(12)의 연장 기부 상에 작용하는 응력의 완화 가능이라는 추가 장점을 제공하는데, 이는 고정 클로(120)의 접촉 스프링부의 일부가 전술된 바와 같이 반경 방향으로 내향으로 연장된 영역에 걸쳐 신장되도록 설정되기 때문이다. 특히, 고정 클로(120)는 회전의 반경 방향으로 굽힘부(120a)의 내부 위치에서 스프링 부재(214)의 반작용력의 일부를 수용할 수 있어, 스프링 부재(214)의 반작용력에 의해 고정 클로(120)의 연장 기부에서 발생된 모멘트를 감소시켜, 연장 기부 상에 작용하는 하중의 완화를 나타낸다. 그러므로, 비틀림 진동 감소 장치(105)에서, 전달판(116)의 변형 및 열화는 방지될 수 있어, 장기간 동안 안정된 장치 성능을 유지시킨다.
도6 내지 도9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예가 도시되어 있다. 도7은 자동 변속기의 전방 단부에 배열된 토크 변환기의 록업 클러치를 도시하는 단면도이다. 토크 변환기는 토크 변환기 펌프(도시되지 않음)와 일체형인 변환기 하우징(201)과 터빈 외피(202)를 포함한다. 터빈 허브(203)는 터빈 외피(202)에 일체로 연결된다. 변환기 하우징(201)은 엔진의 크랭크샤프트(도시되지 않음)에 연결되고, 터빈 허브(203)는 자동 변속기의 입력 샤프트(도시되지 않음)에 스플라인 연결된다. 토크 변환기 자체는 펌프와 터빈 사이에서의 유체의 작용에 의해 크랭크샤프트로부터 변환기 하우징(201)으로 제공된 토크를 터빈 허브(203)로 전달하는 기본 구조를 갖는 공지된 형태이다.
도7을 참조하면, 록업 클러치(204)는 고속 구동 등의 동안에 변환기 하우징(201) 및 터빈 허브(203)에 직접 연결되도록 배열된다. 본 발명의 비틀림 진동 감소 장치(205)는 록업 클러치(204)에 장착된다.
록업 클러치(204)는 변환기 하우징(201)의 단부벽의 내부면 상에 돌출되게 제공된 외부 드럼(206)과, 비틀림 진동 감소 장치(205)를 통해 터빈 허브(203)에 연결된 내부 드럼(207)과, 외부 드럼(206)의 내주와 스플라인 결합된 복수개의 구동 클러치판(208)과, 내부 드럼(207)의 외주와 스플라인 결합된 상태로 구동 클러치판(208)들 사이에 교대로 배열된 복수개의 피동 클러치판(209)과, 피동 클러치판(209)에 대해 구동 클러치판(208)을 적당하게 가압하도록 유압에 의해 전진 또는 후퇴 작동되는 록업 피스톤(210)을 포함한다. 정지부(211)는 구동 클러치판(208)의 축방향 변위를 조절하도록 외부 드럼(206)의 전방 단부의 내부면 상에 제공된다. 원통형 지지벽(212)은 록업 피스톤(210)을 활주 가능하게 지지하도록 변환기 하우징(201)의 단부벽의 내부면 상에 돌출되어 제공된다.
비틀림 진동 감소 장치(205)는 리벳에 의해 내부 드럼(207)에 고정된 내주 에지를 갖는 대략 원형의 보유판(213)과, 보유판(213)의 외주 에지에 보유된 복수개의 스프링 부재 또는 코일 스프링(214)과, 리벳에 의해 터빈 허브(203)의 플랜지(203a)에 고정된 내주 에지와 스프링 부재(214)를 통해 회전 방향으로 보유판(213)에 연결된 외주 에지를 갖는 전달판 또는 토크 전달 부재(216)를 포함한다.
도6 및 도7을 참조하면, 대략 U자형 단면을 갖도록 반경 방향으로 굽혀진 복수개의 스프링 수용부(217)와, 대략 U자형 단면과 스프링 부재(214)의 직경보다 좁은 폭을 갖도록 동일한 방식으로 굽혀진 복수개의 스프링 지지벽(218)은 보유판(213)의 외주 에지에 원주 방향으로 교대로 형성된다. 더욱이, 보강 플랜지(219)는 반경 방향으로 외향으로 연장되도록 스프링 수용부(217)의 외주와 스프링 지지벽(218) 상에 환형으로 연속으로 형성된다.
스프링 수용부(217)는 터빈 외피(202)로 개방되어 있다. 스프링 부재(214)는 이 개구를 통해 삽입되고, 양측 상의 스프링 지지벽(218)에 장착되는데, 이는 지지면으로서 사용된다. 이 실시예에서, 스프링 수용부(217)는 2개의 부분 즉 크고 작은 원주 방향 길이를 갖는 길고 짧은 부분을 구비하는데, 여기에 스프링 수용부의 길이에 대응하는 스프링 부재(214)가 수용된다. 도6을 참조하면, 짧은 스프링 수용부(이하, 다른 부분과의 차별을 위해 "짧은 수용부"라 함)(217)는 대략 도6의 상부의 중심에서 보인다. 스프링 지지벽(218)은 반경 방향으로 내측 및 외측에 배열되고 서로에 평행한 한 쌍의 벽(218a, 218b)을 포함한다.
보유판(213)과 동일한 방식으로, 전달판(216)은 전체적으로 대략 디스크와 같이 형성되고, 분리되어 원주 방향으로 외주 에지에 형성된 대략 L자형 단면을 갖는 복수개의 고정 클로(220)를 갖는다. 각각의 고정 클로(220)의 굽힘부의 전방 단부는 축방향을 따라 보유판(213)의 스프링 지지벽(218)의 벽(218a, 218b)들 사이의 개구 내로 삽입되어, 지지면으로서 벽(218a, 218b)의 측단부면을 사용하는 스프링 부재(214)의 단부면과 접촉한다.
도6 및 도8을 참조하면, 인접한 고정 클로(220, 220)들 사이의 위치에서 전달판(216)의 외주 에지 상에는 보유판(213)의 스프링 수용부(217)의 개방측 전방면을 덮도록 연장되는 스프링 조절편(221)이 배열되어, 스프링 부재(214)의 측방향 변위를 조절한다. 스프링 조절편(221)은 대략 섹터(sector)와 같이 기부(221a)로부터 두부(221b)로 넓어지도록 형성된다. 도9를 참조하면, 두부 또는 넓은 영역(221b)의 양쪽 원주 방향 단부(221c, 221c)는 스프링 부재(214)에 대향인 측부에 완만하게 굽혀진다. 더욱이, 스프링 부재(214)의 외주면의 형상을 따라 굽혀진 인발가공부(drawn portion)(221d)는 스프링 조절편(221)의 기부(221a)와 넓은 영역(221b) 사이에 배열된다. 경량화(lightening) 구멍(222)은 전달판(216)의 전체 표면으로부터의 연장부와 같이 대략 원주 방향 중심의 인발가공부(221d) 내에 형성된다.
도7을 참조하면, 링판(223)은 보유판(213)의 중심 설정과 그 축방향 변위의 조절을 수행하도록 전달판(216)과 함께 터빈 허브(203)의 플랜지(203a)에 고정된다.
상기 구조에서, 크랭크샤프트의 회전으로, 펌프는 터빈을 회전시키도록 변환기 하우징(201)과 함께 회전되어, 터빈 허브(203)로부터 자동 변속기로 그 동력을 전달한다. 그리고, 이 상태로부터, 크랭크샤프트의 회전 속도 등이 설정 제어 조건에 도달될 때, 유압은 지지벽(212) 내에 형성된 오일 구멍(223)으로부터 록업 피스톤(210)의 전방면으로 유입되어, 록업 피스톤(210)을 후방으로 가압한다. 다음에, 구동 클러치판(208)은 피스톤(210)에 의해 피동 클러치판(209)에 대해 가압되어, 변환기 하우징(201)의 동력은 록업 클러치(204) 및 비틀림 진동 감소 장치(205)를 통해 터빈 허브(203)로 직접 전달된다.
이 때, 비틀림 진동 감소 장치(205)에서, 스프링 부재(214)의 양단부는 각각 보유판(213) 및 전달판(216)의 스프링 지지벽(218) 및 고정 클로(220)에 의해 지지되고, 스프링 부재(214)는 2개의 판(213, 216)의 비틀림에 따라 탄성 변형되어, 동력 전달 시스템의 비틀림 진동을 흡수한다.
보유판(213) 및 전달판(216)이 비틀림 진동 또는 상대적인 회전을 발생시킬 때, 스프링 부재(214)는 보유판(213)의 측부 상의 스프링 보유부(217)와 전달판(216)의 측부 상의 스프링 조절편(221)의 3개의 벽에 의해 조절되는 반경 방향 변위를 갖는다. 이 때, 스프링 조절편(221)의 단부(221c)는 스프링 부재(214)에 대향인 측부로 굽혀지므로, 스프링 부재(214)의 외주면 즉 스프링 와이어의 링은 스프링 부재(214)의 팽창 및 수축 중 스프링 조절편(221)과 에지 접촉될 수 없다. 특히, 스프링 조절편(221)의 단부(221c)는 굽힘에 의해 스프링 부재(214)의 외주면으로부터 분리되고, 그 굽힘부가 비교적 완만하게 굽혀지므로, 스프링 부재(214)는 그 팽창 및 수축 중 스프링 조절편(221)의 단부(221c)의 에지와 직접 접촉될 수 없다. 그리고, 스프링 부재(214)가 굽힘부와 접촉되더라도, 스프링 부재(214)는 굽힘부에 의해 포획되지 않을 수도 있어, 큰 마찰 저항을 발생시키지 않는다.
그러므로, 비틀림 진동 감소 장치(205)에서, 스프링 조절편(221)과의 스프링 부재(214)의 에지 접촉으로 인한 큰 마찰 토크가 제거될 수 있어, 이 장치의 흡수 성능의 결과적인 저하의 확실한 방지와 스프링 부재(214)의 열화를 가능하게 한다.
더욱이, 이 장치(205)로써, 경량화 구멍(222)은 전달판(216) 내에 형성되므로, 전달판(216)의 중량은 전체적으로 구멍에 의해 감소될 수 있다. 특히, 전달판(216)의 경량화 구멍(222)은 스프링 조절편(221)의 인발가공부(221d)에 걸쳐 신장되도록 형성되어, 조절편(221)의 위치 분산이 적도록 한다.
특히, 경량화 구멍(222)이 구멍(222)에 걸쳐 신장되는 방식으로 인발 프레스를 수행하도록 인발가공부의 영역 내에 형성될 때, 인발 영역은 구멍(222)만큼 감소된다. 결과적으로, 정확한 인발이 비교적 작은 압력 하중으로써 전달판(216)에 제공될 수 있다. 더욱이, 경량화 구멍(222)은 전달판(216)의 외주 에지에서 스프링 조절편(221) 내에 위치되어, 인발 후 전달판(216)에 침탄질화(carbonitriding) 등의 표면 처리를 포함한 열처리가 적용될 때, 가압 중 잔류 응력과 열처리 중 조직 변화로 인한 응력이 구멍(222)으로부터 확실히 제거될 수 있다. 그러므로, 전달판(216)은 잔류 응력으로 인한 비틀림을 경험하지 않을 수도 있다.
이는 스프링 조절편(221)의 위치 분산의 확실한 제거를 가능하게 하여, 스프링 부재(214)와 스프링 조절편(221) 사이의 접촉 마찰의 증가의 확실한 방지를 유도한다.
나아가, 비틀림 진동 감소 장치(205)는 토크 변환기 내의 작동유에 사용되므로, 작동유는 전달판(216)의 스프링 조절편(221) 내에 형성된 경량화 구멍(222)을 통해 터빈 외피(202)의 전방면으로부터 스프링 부재(214)의 외주 영역 내로 매끄럽게 유입될 수 있다. 특히, 전달판(216)으로써, 경량화 구멍(222)은 전달판(216)의 전체면으로부터 터빈 외피(202)로 연장되는 스프링 조절편(221)의 일부 내에 즉 인발가공부(221d) 내에 형성되어, 그 회전으로 인한 변환기 하우징(201)의 원심력에 의해 경량화 구멍(222)으로부터 스프링 부재(214)의 외주 영역 내로 하우징(201) 내의 작동유의 효율적 유입을 가능하게 한다. 더욱이, 스프링 조절편(221)의 넓은 영역(221b)의 양단부(221c, 221c)는 스프링 부재(214)에 대향인 측부에 즉 전술된 바와 같은 터빈 외피(202)의 측부에 완만하게 굽혀져, 굽힘부는 또한 스프링 부재(214)의 외주 영역에 작동유를 안내하는 핀(fin)으로 작용한다.
따라서, 비틀림 진동 감소 장치(205)에서, 작동유는 상기 이유 때문에 스프링 부재(214)의 주변 영역으로 효율적으로 공급될 수 있어, 스프링 부재(214) 및 그 주변 부재 상에 부착된 마모 분말의 효율적인 배출을 가능하게 한다. 이는 그 위의 마모 분말의 부착으로 인한 스프링 부재(214) 및 그 주변 부재의 추가 마모의 가속을 방지할 수 있다.
양호한 실시예와 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 다양한 변경 및 변형이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 알아야 한다. 예로써, 스프링 부재를 보유하는 보유판은 출력측 상에 배치될 수도 있고, 고정 클로를 갖는 토크 전달 부재는 입력측 상에 배치될 수도 있다. 더욱이, 비틀림 진동 감소 장치는 토크 변환기의 내측뿐만 아니라 그 외측에 또는 어떠한 토크 변환기도 제공되지 않는 차량의 상이한 동력 전달부에 적용될 수 있다.
2002년 6월 7일자로 출원된 일본 특허 출원 제2002-166412호와, 2002년 6월 10일자로 출원된 일본 특허 출원 제2002-168112호의 전체 개시 내용은 본 명세서에 참고로 합체되어 있다.
본 발명에 따르면, 진동 흡수 성능의 향상에 기여하는 비틀림 진동 감소 장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 비틀림 진동 감소 장치의 제1 실시예를 도시하는 종단면도.
도2는 도1의 화살표 A로부터 본 제1 실시예를 도시하는 부분 파단된 부분 정면도.
도3은 본 발명의 제1 실시예의 부분 확대 단면도.
도4는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는, 도2와 유사한 부분 파단된 부분 정면도.
도5는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는, 도3과 유사한 부분 확대 단면도.
도6은 도7의 화살표 A로부터 본 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 부분 파단된 정면도.
도7은 도6의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취해진, 도1과 유사한 종단면도.
도8은 전달판을 도시하는 정면도.
도9는 도8의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취해진 확대 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 변환기 하우징
2 : 터빈 외피
3 : 터빈 허브
4 : 록업 클러치
5 : 비틀림 진동 감소 장치
6 : 외부 드럼
7 : 내부 드럼
8 : 구동 클러치판
9 : 클러치판
10 : 록업 피스톤
11 : 정지부
12 : 원통형 지지벽

Claims (10)

  1. 비틀림 진동을 감소시키는 장치이며,
    입력측 회전부 및 출력측 회전부 중 1개에 제공되고, 대략 디스크와 같은 형상이며, 외주 에지에서 반경 방향으로 굽혀지고 대략 U자형 단면과 개구를 갖는 스프링 수용부와, 원주 방향으로 제1 및 제2 위치에서 스프링 수용부 내에 배치된 스프링 지지벽을 구비한 보유판과;
    스프링 수용부 내에 수용되고, 지지면으로서 스프링 지지벽을 사용하는 스프링 부재와;
    입력측 회전부 및 출력측 회전부 중 또 다른 1개에 제공되고, 스프링 수용부의 개구에 축방향으로 돌출된 단부를 가지며, 스프링 부재의 단부면과 접촉되는 복수개의 고정 클로를 구비한 토크 전달 부재를 포함하고,
    각각의 고정 클로는 지지면으로서 토크 전달 부재의 측단부면을 사용하고,
    토크 전달은 스프링 지지벽 및 고정 클로에 의해 스프링 부재를 압축하는 동안 보유판과 토크 전달판 사이에서 수행되고,
    비틀림 진동은 스프링 부재의 탄성에 의해 흡수되고,
    고정 클로의 스프링 접촉부의 무게 중심은 스프링 부재의 단부면의 장치 회전축에 평행한 제1 중심선 보다 장치의 회전 반경 방향으로 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 고정 클로의 스프링 접촉부의 무게 중심은 제1 중심선의 외부 위치에 배치되고, 각각의 고정 클로의 단부 및 기부는 고정 클로의 축방향으로 제1 및 제2 위치에서 스프링 부재의 단부면과 접촉되고, 제1 및 제2 위치는 스프링 부재의 단부면의 제2 중심선을 그 사이에 갖고, 제2 중심선은 회전의 반경 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 고정 클로의 기부는 회전의 반경 방향으로 내향으로 굽혀지고, 기부는 토크 전달 부재의 본체와 일체형인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 고정 클로의 기부의 스프링 접촉부는 적어도 기부의 굽힘부로부터 반경 방향으로 내향으로 연장된 영역에 걸쳐 신장되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 보유판의 스프링 지지벽은 스프링 수용부와 동일한 방향으로 굽혀지고, 스프링 지지벽은 반경 방향으로 내측에 위치된 제1 벽과 반경 방향으로 외측에 위치된 제2 벽을 구비하도록 대략 U자형 단면을 가지며, 제1 및 제2 벽 사이의 간격은 스프링 부재의 직경보다 작고, 스프링 부재는 제1 및 제2 벽의 단부에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 스프링 지지벽의 제2 벽의 스프링 접촉부는 원주 방향으로 스프링 지지벽의 제1 벽의 스프링 접촉부에 대해 오프셋되고, 인접한 제2 벽들 사이의 간격은 인접한 제1 벽들 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제5항에 있어서, 스프링 지지벽의 제2 벽의 스프링 접촉부는 적어도 스프링 부재의 스프링 와이어의 직경의 1/2에 걸쳐 신장되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 토크 전달 부재는 스프링 수용부의 개구의 전방부로 원주 방향으로 인접한 고정 클로들 사이에서 연장된 스프링 조절편을 추가로 포함하고, 스프링 조절편은 스프링 부재의 측방향 변위를 조절하며 스프링 부재에 대향인 측부로 굽혀진 원주 방향 단부들을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 스프링 조절편은 스프링 부재의 외주면의 형상을 따라 형성된 인발가공부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 경량화 구멍이 인발가공부에 걸쳐 신장되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
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