KR100993704B1 - 유체동력학적 커플링 장치 - Google Patents

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발레오 앙브라이아쥐
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Abstract

본 발명은 특히 자동차용으로 의도된 유체동력학적 커플링 장치(10)에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 전방 가이드 와셔(28)와 웨브(29) 사이에 위치된 전방 축방향 공간(E1)의 적어도 내부에 본질적으로 반경방향의 유체의 순환을 제한하는 수단(100, 110)을 포함하여 유체가 장치(10)의 록업 클러치(16)를 통해 순환하는 는 댐핑 요소(20)를 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

유체동력학적 커플링 장치{HYDROKINETIC COUPLING DEVICE INTENDED, IN PARTICULAR, FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 특히 자동차용 유체동력학적 커플링 장치(hydrokinetic coupling appliance)에 관한 것이다.
- 구동 샤프트와 임펠러 휠을 회전 가능하게 결합시키는 제 1 쉘로 형성된 케이싱과,
- 종동 샤프트에 회전 가능하게 결합 가능한 터빈 허브에 움직임 없는 연결에 의해서 회전 가능하게 고정된 터빈 휠과,
- 구동 샤프트 및 종동 샤프트의 커플링을 로킹하는 클러치로서, 상기 케이싱의 제 2 쉘을 상기 종동 샤프트에 분리 가능하게 연결하도록 축방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함하고, 제 1 연결 편에 의해서 상기 제 2 케이싱 쉘에 일차로 회전 가능하게 고정되고 그리고 제 2 연결 편에 의해서 댐핑 장치의 입력 요소에 이차로 회전 가능하게 고정된 적어도 하나의 마찰 디스크를 클램핑하는, 클러치를 포함하고,
상기 댐핑 장치는 입력 요소를 형성하는 2개의 가이드 와셔와 상기 종동 샤프트에 회전 가능하게 고정되고 출력 샤프트를 형성하는 댐퍼 플레이트 사이에 개재된 원주방향 작용식 탄성 부재를 포함하고, 상기 입력 및 출력 요소는 정지 수단에 의해서 제한된 각 운동이 가능하게 회전 가능하게 결합되고, 그리고 케이싱에 유체를 공급하는 채널과 유체를 배출하는 채널을 포함하는 방식의, 특히 유체동력학적 커플링 장치가 종래 기술, 예컨대 프랑스 특허 제 FR-A-2.765.939 호 및 미국 특허 제 5.975.561 호에 공지되어 있다.
이러한 유체동력학적 커플링 장치는 "3개 채널(three-channel)" 유형으로서, 다시 말하면 각 장치의 유압 회로는 유체를 컨버터에 공급하는 제 1 채널과, 제 2 배출 채널과, 컨버터의 제 1 및 제 2 채널과 독립된 상태로 피스톤을 축방향으로 이동할 목적으로 로킹 클러치 피스톤의 제어 챔버를 제 3 채널을 포함한다.
일반적으로, 공급 채널은 임펠러 휠과 터빈 휠 사이에서 유체를 컨버터내로 유입시킨 다음, 유체는 외부를 거쳐 컨버터로부터 배출되어 터빈 휠과 케이싱의 제 2 쉘 사이의 반경방향 공간을 관통한다.
그 후, 예컨대 종동 샤프트와 중앙 반동 휠을 지지하는 반동 슬리브 사이에 배치된 배출 채널을 거쳐 배출되기 위해, 유체는 터빈 휠과 제 2 쉘 사이의 축방향 공간내에서 반경방향 내측으로 순환한다.
배출 채널을 향해 지향된 상태로, 유체는 이 목적을 위해 반경방향 개구부를 포함하는 록업 클러치(lock-up clutch)를 거쳐 반경방향으로 통과하고, 댐퍼 장치 내부에서 반경방향 및 축방향으로 순환한다.
클러치가 로킹되고 슬리핑 상태(slipping phase)에 있는 경우, 즉 피스톤이 마찰 디스크에 대한 그 결합 방향으로 제어되는 경우, 클러치를 냉각하기 위해 클 러치를 통과하는 유체의 양을 가능한 한 최대로 할 필요가 있다.
그러나, 많은 양의 유체가 클러치를 관통하지 않고 클러치와 댐퍼 장치를 관통하는 터빈 휠 사이의 축방향 공간을 통과하여 클러치를 냉각하는데 불리한 것을 알게 되었다.
유체 압력하에서 커플링 장치가 작동하는 동안 케이싱은 클러치와 터빈 휠 사이의 축방향 휠의 크기를 증대시키는 "스웰링(swelling)"에 의해 변형되는 경우, 이러한 현상이 보다 일반적이다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 특히 단순하고 경제적인 해결책을 제공함으로써 이러한 결점을 해소하는 것이다.
이로써, 본 발명은,
- 구동 샤프트와 임펠러 휠을 회전 가능하게 결합시키는 제 1 쉘로 형성된 케이싱과,
- 종동 샤프트에 회전 가능하게 결합 가능한 터빈 허브에 움직임 없는 연결에 의해서 회전 가능하게 고정된 터빈 휠과,
- 구동 샤프트 및 종동 샤프트의 커플링을 로킹하는 클러치로서, 상기 케이싱의 제 2 쉘을 상기 종동 샤프트에 분리 가능하게 연결하도록 축방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함하고, 제 1 연결 편에 의해서 상기 제 2 케이싱 쉘에 일차로 회전 가능하게 고정되고 그리고 제 2 연결 편에 의해서 댐핑 장치의 입력 요소에 이차로 회전 가능하게 고정된 적어도 하나의 마찰 디스크를 클램핑하는, 클러치를 포함하고,
상기 댐핑 장치는 입력 요소를 형성하는 2개의 가이드 와셔와 상기 종동 샤프트에 회전 가능하게 고정되고 출력 샤프트를 형성하는 댐퍼 플레이트 사이에 개재된 원주방향 작용식 탄성 부재를 포함하고, 상기 입력 및 출력 요소는 정지 수단에 의해서 제한된 각 운동이 가능하게 회전 가능하게 결합되고, 그리고 케이싱에 유체를 공급하는 채널과 유체를 배출하는 채널을 포함하는 방식의, 특히 유체동력학적 커플링 장치에 있어서,
상기 댐핑 장치는, 상기 공급 패널에서 록업 클러치를 통하여 상기 배출 채널까지의 유체의 순환을 촉진하기 위하여, 상기 전방 가이드 와셔와 상기 댐퍼 플레이트 사이에 위치한 적어도 전방 축방향 공간의 내측에서 대략 반경 방향으로의 유체의 순환을 제한하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
- 유체의 순환을 제한하는 수단은, 댐퍼 장치의 전방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환에 대하여 배리어(barrier)를 형성하기 위해, 댐퍼 플레이트와 전방 가이드 와셔 사이에 축방향으로 개재되는 적어도 하나의 축방향 작용식 탄성 와셔(axial-effect front elastic washer)를 포함한다.
- 유체의 순환을 제한하는 수단은, 댐퍼 플레이트와 후방 가이드 와셔 사이에 위치한 후방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환에 대해 배리어를 형성하기 위해, 댐퍼 플레이트와 후측으로 대면하는 반경방향 표면 사이에 축방향으로 개재되고 탄성 부재에 대해 반경방향으로 내부에 배치된 적어도 하나의 축방향 작용식 탄성 부재를 포함한다.
- 각각의 탄성 와셔는 절두원추형 와셔(frustoconical washer)이다.
- 탄성 와셔는 결합된 가이드 와셔내에 또는 댐퍼 플레이트내에 형성된 상보형 중심설정 프로파일(complementary centering profile)에 의해 축에 대해 중심설정된다.
- 중심설정 프로파일은 결합된 가이드 와셔상에 또는 댐퍼 플레이트상에 각을 이루어 분포된 중심설정 릴리프(angularly distributed centering relief)을 형성하는 몇 개의 스트라이크(strike)를 포함한다.
- 후방 가이드 와셔는 터빈 허브에 회전식으로 고정된다.
- 후방 가이드 와셔와 터빈 허브는, 후방 가이드 와셔의 내주부에 의해 그리고 터빈 허브의 외주부에 의해 각각 지지된 치형부(teeth)에 의해 맞물림으로써 회전식으로 합체된다.
- 터빈 휠은 후방 축방향 공간 내부의 유체의 반경방향 순환을 방지하기 위해 댐퍼 플레이트의 후방면에 대해 축방향으로 접하는 연속적인 환상의 반경방향 표면을 포함한다.
- 후방 탄성 와셔는 댐퍼 플레이트와 터빈 허브의 전방면 사이에 축방향으로 개재된다.
- 후방 탄성 와셔 및/또는 탄성 와셔와 접촉하기 쉬운 터빈 허브의 표면은 그 경도를 증대시킬 목적으로 처리된다.
- 유체가 가이드 와셔의 중앙부를 관통하여 결합된 축방향 공간내에서 유동할 수 없기 때문에, 탄성 부재와 일렬로 위치된 전방 가이드 와셔의 중앙부 및/또는 후방 가이드 와셔의 중앙부는 중실형(solid)이다.
- 댐퍼 장치는 원주방향으로 작용하는 탄성 부재에 대한 접촉 표면을 형성하기 위해 가이드 와셔의 중앙부내에 배치된 쌍으로 이루어진 컵(cup)을 포함한다.
- 각각의 가이드 와셔는 연속적인 외주연부(continuous external peripheral edge)을 포함하며, 2개의 외주연부는 댐퍼 장치의 외주부를 폐쇄하기 위해 인접한다.
- 가이드 와셔중 하나의 외주연부는 오일의 유동을 클러치쪽으로 전환하는 디플렉터(deflector)에 의해 후방쪽으로 축방향으로 연장된다.
- 디플렉터는 댐퍼 장치의 외주부와 터빈 휠 사이의 축방향 공간을 최소화하는 환형 스커트(annular skirt)를 형성한다.
- 디플렉터는 단일 부재내의 후방 가이드 와셔의 외부의 반경방향 연장부(external radial extension)에 의해 형성된다.
- 전방 가이드 와셔와 댐퍼 플레이트 각각은, 클러치를 통과한 오일의 유동이 배출 채널(V2)로 순환하는 것을 촉진할 목적으로, 서로 대략 축방향으로 대향되게 배치된 축방향 구멍(axial drilling)을 포함한다.
- 터빈 허브는, 클러치를 통과한 오일의 유동이 배출 채널(V2)로 순환하는 것을 촉진할 목적으로, 그의 내주부에 인접한 축방향 통로를 포함한다.
- 축방향 통로는 축방향 홈의 형태로 형성된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명으로부터 알게 될 것이며, 이해를 돕기 위해 첨부한 도면을 참조할 것이다.
도 1은 2개의 탄성 밀봉 와셔를 포함하는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체동력학적 커플링 장치를 도시한 축방향 반부 단면도로서, 후방 탄성 와셔가 댐퍼 플레이트와 댐퍼의 후방 가이드 와셔 사이에 개재된 상태를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 댐퍼를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것으로, 후방 탄성 와셔가 댐퍼 플레이트와 컨버터의 터빈 허브 사이에 개재된 상태를 도시한 도 1과 유사한 도면,
도 4는 단일 탄성 밀봉 와셔를 포함하는 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 도 1과 유사한 도면,
도 5는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 것으로, 가이드 와셔가 중실형인 것을 도시한 도 1과 유사한 도면,
도 6은 그의 후방 가이드 와셔 없이 도 5의 댐퍼를 도시한 배면도,
도 7은 도 5의 댐퍼를 도시한 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 제 5 실시예를 도시한 것으로, 디플렉터를 장착한 댐퍼를 도시한 도 1과 유사한 도면,
도 9는 커플링 장치의 출력 허브에 의해 지지된 림(rim)의 형태로 축방향 정지 수단의 실시예를 도시한 도 4와 유사한 도면,
도 10은 니들 트러스트 베어링의 후방 반경방향 플레이트를 이용하는 축방향 정지 수단의 실시예를 도시한 도 1과 유사한 도면,
도 11은 링과 반경방향 플레이트를 이용하는 축방향 정지 수단의 실시예를 도시한 도 1과 유사한 도면.
상세한 설명에 있어서, 동일 참조부호로 동일 또는 유사 구성요소를 지칭한다.
상세한 설명 및 청구 범위의 이해를 돕기 위해서, 도 1 및 유사 도면에서의 좌측 및 우측에 각각 해당하는 "전방(front)" 및 "후방(rear)"과, 유체동력학적 커플링 장치의 회전축 X-X에 대한 "축방향(axial) - 반경방향(radial)" 및 "외부(external) - 내부(internal)"가 비제한적으로 사용될 것이다.
종래 기술로부터 공지되어 있는 바와 같이, 도 1에 도시한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체동력학적 커플링 장치(101)는 오일과 같은 유체로 충전된 각각의 전방(2) 및 후방(1) 쉘의 형태로 2개 부분으로 동일한 밀봉된 케이싱 내에 배치된 상태로, 토크 컨버터(14)와 록업 클러치(16)를 포함한다.
쉘(1, 2)은 용접에 의해 조립되는 것이 바람직하다.
토크 컨버터(14)는 후방 임펠러 휠(11)과, 전방 터빈 휠(12)과, 중앙 반동 휠(13)을 포함한다.
임펠러 휠(11)은 전방 구동 쉘(2)에 밀봉하게 고정된 후방 쉘(1)에 의해 지지된 블레이드(11a)를 갖는다. 쉘(1)은 구동 샤프트(A1)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 터빈 휠(12)은 임펠러 휠(11)의 블레이트(11a)에 대면하는 블레이드(12a)를 포함하며, 터빈 휠(12)은 댐핑 장치(20)에 의해 유체동력학적 커플링 장치(101)의 축(X-X)과 동축인 종동 샤프트(A2)에 회전 가능하게 결합될 수 있는 터빈 허브(18)에 회전 가능하게 결합된다.
자동차에 적용한 경우에 있어서, 종동 샤프트(A1)는 차량의 내연 기관의 크랭크샤프트를 구성하는 한편, 종동 샤프트(A2)는 기어비 변환 수단(gear ratio change means)에 연결된 차량 트랜스미션의 입력 샤프트를 구성한다.
본원에서, 터빈 휠(12)은 움직임 없는 연결에 의해 터빈 허브(18)에 회전식으로 고정된다. 본원에서, 터빈 휠(12)과 터빈 허브(18) 사이의 연결은 축방향으로 면해 있는 터빈 휠(12)의 내주부의 전방 반경방향 표면(22)과 터빈 허브(18)의 후반 반경방향 표면(24) 사이에서 마찰 용접에 의해 성취된다.
물론, 터빈 휠(12)과 터빈 허브(18) 사이의 연결은 다른 수단, 예컨대 리벳 이음(riveting) 또는 크림핑(crimping)에 의해서도 성취될 수 있다.
터빈 허브(18)는 입력 요소(26, 28)와 출력 요소(29)를 포함하는 댐핑 장치(20) 또는 댐퍼에 의해 종동 샤프트(A2)에 회전 가능하게 결합되도록 설계된다.
본원에서, 댐퍼(20)의 입력 요소는 가이드 와셔(26, 28)로 구성되며, 이 가이드 와셔(26, 28)중 하나는 후방 가이드 와셔(26)로 지칭되며 터빈 허브(18)와 맞물림으로써 움직임 없이 회전 가능하게 결합된다.
이를 위해, 터빈 허브(18)의 외주연부는 외부쪽으로 반경방향으로 연장되고 후반 가이드 와셔(26)의 내주연에 의해 지지된 상보형 치형부(32)와 협동하도록 설계된 치형부(30)를 포함한다.
터빈 허브(18)의 치형부(30)의 축방향 두께가 후방 가이드 와셔(26)의 치형부(32)의 축방향 두께보다 크므로, 후방 가이드 와셔(26)는 전방으로 또는 후방으로 이동하기 위해 축방향 자유도를 갖는 한편, 그의 치형부(32)와 터빈 허브(18)상 의 치형부(30) 사이의 맞물림에 의해 접촉을 유지한다.
가이드 와셔(26, 28)는, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 축(X-X)을 중심으로 규칙적으로 분포된 인접한 각 섹터(adjacent angular sector)(38)를 포함하는 그들의 외주연부(34, 36)에 의해 서로 회전식으로 고정된다.
인접한 각 섹터(38)는 본원에서 리벳(40)에 의해 그들의 반경방향 면을 통해 서로에 대해 가압된다.
서로 가압된 각 섹터(38)는, 댐퍼(20)의 출력 요소를 형성하는 댐퍼 플레이트(29)의 외주연부(46)와 반경방향으로 일렬로 형성된 관련 반경방향 러그(44)의 각운동(angular movement)을 허용하도록 설계된 안내 및 정지 노치(42)를 이 각 섹터의 사이에서 원주방향으로 제한하도록 제공된 정지 부재를 형성한다.
각각의 노치(42)는 결합된 반경방향 러그(44)를 위한 정지면을 형성하는 2개의 원주방향으로 대향된 반경방향 에지(48, 49)를 포함한다.
따라서, 반경방향 러그(44)가 정지면(48, 49)에 인접하므로, 가이드 와셔(26, 28)와 댐퍼 플레이트(29) 사이의 각(角) 방향의 상대적인 정지 위치(relative angular stop position)가 결정된다.
이에 따라, 터빈 휠(12)에 의해 터빈 허브(18)로 전달된 토크는 댐퍼(20)의 입력 요소를 형성하는 가이드 와셔(26, 28)에 전달되고, 그 다음 댐퍼 플레이트(29)와의 그들의 각 정지 위치까지의 가이드 와셔(26, 28)의 각운동 후에, 원주방향으로 작용하는 탄성 부재(50)에 의해 댐퍼(20)의 출력 요소를 형성하는 댐퍼 플레이트(29)에 전달된다.
원주반향으로 작용하는 탄성 부재(50)는 가이드 와셔(26, 28)와 댐퍼 플레이트(29) 사이에 개재된다. 이를 위해, 댐퍼 플레이트(29)는 탄성 부재(50)가 장착되는 윈도우(window)(52)를 포함한다.
또한, 가이드 와셔(26, 28)는 댐퍼 플레이트(29)내의 윈도우(52)와 일렬로 배치된 윈도우(58, 60)를 구비한 중앙 가이드 부재(54, 56)를 포함한다.
탄성 부재(50)는 가이드 와셔(26, 28)내의 윈도우(58, 60)의 반경방향 에지(62, 64)상에 그리고 댐퍼 플레이트(29)내의 원도우(52)의 반경방향 에지(66, 68)상에 각각 접해 있다. 탄성 부재(50)는 가이드 와셔(26, 28)내의 윈도우(58, 60)의 원주방향으로 배향된 에지에 의해 축방향으로 유지된다.
이에 따라, 탄성 부재(50)는, 각 정지 위치까지의 가이드 와셔(26, 28)내의 노치(42)내에서 댐퍼 플레이트(29)의 반경방향 러그(44)의 원주방향 운동에 의해 결정된 상대 각운동의 범위까지, 댐퍼(20)의 입력 요소와 출력 요소 사이에서 원주방향으로 작용된다.
댐퍼 플레이트(29)는 본원에서 플루트(flute)(72)에 의해 종동 샤프트(A2)까지 회전 가능하게 결합된 출력 허브(70)에 움직임 없이 맞물림으로써 회전식으로 고정된다.
물론, 변형 실시예(도시하지 않음)에 따르면, 댐퍼(20)의 출력 요소를 형성하는 댐퍼 플레이트(29)는 출력 허브(70)와 단일 부재로 형성될 수 있다.
장치(101)는 케이싱의 전방 쉘(2)에 의해 그리고 피스톤(76)에 의해 축방향으로 제한된 밀봉식 챔버(74)를 그 전방에 포함한다. 피스톤(76)은, 본원에서는 멀티 디스크 타입(multi-disc type)인 클러치(16)를 챔버(74)내의 오일 압력의 작용하에서 축방향으로 클램핑하게 할 수 있도록 축방향으로 이동할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이러한 클러치(16)는 복수의 플레이트(78)와, 2개의 연속적인 플레이트(78) 사이에 축방향으로 개재된 복수의 마찰 디스크(80)를 포함하며, 각각의 마찰 디스크(80)는 그의 전방면과 후방면상에 마찰 라이너를 구비한다.
플레이트(78)는 형상의 협동에 의해 플레이트(78)를 제 2 연결 플레이트(82)에 회전 가능하게 결합하기에 적당한 치형부 또는 다른 수단을 그들의 반경방향 외주부에 포함한다. 제 1 연결 편(82)은 예컨대 용접에 의해 부착된 쉘(2)에 회전식으로 고정된다.
디스크(80)는, 플레이트(78)와 유사한 방식으로, 회전식 연결부에 댐퍼(20)의 입력부, 예컨대 전방 가이드 와셔(28)에 회전식으로 고정되는 제 2 연결 편(84)을 제공하는 맞물림 수단을 그들의 반경방향 내주부에 포함한다.
본원에서, 제 2 연결 편(84)은 리벳(88)에 의해 전방 가이드 와셔(28)의 전방면에 고정되는 그들의 후방 축방향 단부에 반경방향 부분(86)을 포함한다.
변형예로서, 제 2 연결 편(84)은 다른 수단, 특히 마찰 용접에 의해 전방 가이드 와셔(28)에 고정될 수 있다.
피스톤(76)은, 그의 반경방향 외주부에 제 1 연결 편(82)의 축방향 표면과 협동하는 세그먼트(90)와 같은 제 1 동적 밀봉 수단(first dynamic sealing means)이 장착되는 환형 홈부와, 맞물림에 이해 회전 가능하게 결합된 피스톤(76)으로 둘러싸인 허브 또는 중심설정 장치(94)내의 환형 홈부 내에 장착된 예컨대 세그먼트(92)와 같은 제 2 동적 밀봉 수단(second dynamic sealing means)과 협동할 수 있는 표면을 포함한다.
이에 따라, 동적 밀봉 수단(90, 92)은 적당한 반경방향 통로(96)가 중심설정 장치(94)내에 제공된 상태로 중공 샤프트, 본원에서는 종동 샤프트(A2)에 의해 오일과 함께 공급된 챔버(74)를 제한한다.
본원에서 장치는 "3개 채널" 유형으로서, 다시 말하면 컨버터(14)의 유압 회로를 공급하는 제 1 채널(V1)과, 제 2 유출 채널(V2)과, 피스톤(76)을 축방향으로 이동시키기 위해 챔버(74)를 공급하는 제 3 채널(V3)을 포함하며, 이 제 3 채널(V3)은 컨버터(14)의 제 1 채널(V1)과 제 2 채널(V2)과 별개체이다.
이러한 유체 동력학적 커플링 장치(101)의 종래의 작용을 설명할 것이다.
"컨버터 상태(convertor phase)"로 지칭되는 제 1 작동 상태에 있어서, 구동 샤프트(A1)의 토크는 블레이드(11a, 12a) 사이의 오일의 순환에 의해 터빈 휠(12)을 구동하는 임펠러 휠(11)에 전달된다.
컨버터 상태시, 댐퍼(20)는 특히 엔진의 각 회전으로부터 발생되는 비틀림 진동(vibration) 또는 동요(oscillation)를 감쇠하는데 실제로 참여하지 않는다. 이것은 엔진 토크의 전달이 컨버터(14)내의 오일의 운동 에너지에 의해 영향을 받아서, 비틀림 진동 또는 동요가 컨버터(14)에 의해 오일내에서 실제로 필터링되기 때문이며, 댐퍼(20)는 터빈 휠(12)로부터 출력 허브(70)까지의 토크를 전달하기만 한다.
"커플링 상태(coupling phase)로 지칭되는 제 2 상태에 있어서, 케이싱(1, 2)의 밀봉식 챔버(74)는, 구동 샤프트(A1)와 종동 샤프트(A2)를 결합하기 위해서, 챔버(74)내의 오입 알력의 작용하에서 피스톤(76)이 클러치(16)에 대해 후방쪽으로 축방향 압력을 발휘하도록 공급된다.
일반적으로, 특히 터빈 휠(12)과 임펠러 휠(11) 사이의 미끄럼 현상에 의해 야기되는 효율 손실을 회피하기 위해서, 클러치(16)는 차량의 시동 후에 그리고 구동 샤프트(A1)와 종동 샤프트(A2)의 유압식 결합 후에 작동된다.
결합 상태, 즉 피스톤(76)이 멀티 디스크 클러치(16)에 의해 마찰 디스크(80)를 클램핑하는 상태에 있어서, 구동 샤프트(A1)의 토크는 탄성 부재(50)에 의해 우선 가이드 와셔(26, 28)에, 그 다음에 댐퍼 플레이트(29)에 전달된다.
탄성 부재(50)는 비틀림 동요를 감쇠시킨 다음, 가이드 와셔(26, 28)와 댐퍼(20)의 댐퍼 플레이트(29) 사이에서 플레이를 갖는 연결부의 각운동 후에, 토크는 허브(70)에 의해 종동 샤프트(82)에 회전 가능하게 결합된 댐퍼 플레이트(29)에 전달된다.
유체동력학적 커플링 장치(101)의 실시 및 작용에 대한 보다 세부 사항을 위해, 프랑스 특허 제 FR-A-2.765.939 호 및 미국 특허 제 5.975.561 호중 하나를 참조할 수 있다.
본 발명의 변형 실시예가 도시되어 있으며, 각각의 실시예를 서로 구별하는 차이점을 원리적으로 설명할 것이다.
본 발명의 교시에 따르면, 유체동력학적 커플링 장치(101)는, 록업 클러치(16)를 거쳐 공급 채널(V1)로부터 배출 채널(V2)까지의 오일의 순환을 촉진시키기 위해 전방 가이드 와셔(28)와 댐퍼 플레이트(29) 사이에 위치된 축방향 공간(E1)의 적어도 내부에, 대략 반경방향으로 오일의 순환을 제한하는 수단을 포함한다.
종래의 방식에 있어서, 록업 클러치(16)는 이러한 목적을 위해 제 1 및 제 2 연결 편(82, 84)내에 형성되어 플레이트(78)와 마찰 디스크(80) 사이에서 클러치(16)를 거쳐 오일의 반경방향 순환을 허용하는 반경방향 구멍(98)을 포함한다.
클러치(16)를 거친 오일의 순환은 특히 클러치(16)가 결합된 상태 또는 반클러치 상태에서 클러치(16)를 냉각하고, 열이 발생하는 플레이트(78)와 마찰 디스크(80) 사이에 미끄럼이 발생시킨다.
도 1에 도시한 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 댐퍼(20)는 전방 가이드 와셔(28)와 댐퍼 플레이트(29) 사이에 축방향으로 개재된 축방향 작용식 전방 탄성 와셔(100)를 포함한다.
본원에서, 탄성 와셔(100)는 전방 가이드 와셔(28)와 댐퍼 플레이트(29) 각각의 대향면상에 원주방향으로 실질적으로 연속적인 축방향 접한 상태의 절두원추형 와셔이다.
유리하게는, 전방 탄성 와셔(100)는 탄성 부재(50)에 대해 내부에 반경방향으로 배치된다.
이에 따라, 전방 탄성 와셔(100)는 전방 축방향 공간(E1)내에서 반경방향 내측으로 오일의 순환을 방지하는 실질적으로 밀봉된 배리어를 형성한다.
이것은 전방 쉘(2)과 댐퍼(20) 사이에서 순환하고, 윈도우(60)를 통과하거나 또는 노치(42)를 통과하는 전방 축방향 공간(E1)에 유입하는 공급 채널(V1)로부터 오일이 나오기 때문이다. 이 오일의 유동은 전방 탄성 와셔(100)에 의해 차단되어 배출 채널(V2)로 지향되는 것이 방지된다. 결과적으로, 오일의 흐름 대부분은 클러치(16)를 통과하는 보다 쉬운 경로를 취할 것이다.
따라서, 전방 축방향 공간(E1)내의 오일의 "차단(blocking)"은 클러치(16)를 거쳐 오일의 유동 증대를 가져와서, 클러치(16)의 냉각을 개선시킨다.
본원에 설명된 실시예에 따르면, 전방 가이드 와셔(28)는 대략 출력 허브(70)까지만 반경방향 내측으로 연장된다.
클러치(16)를 통과하는, 배출 채널(V2)로의 오일 흐름을 촉진하기 위해서, 일련의 축방향 구멍(102, 104, 106)은 전방 가이드 와셔(28), 댐퍼 플레이트(29) 및 터빈 허브(18)내에 각각 제공되는 것이 유리하다.
연속하는 축방향 구멍(102, 104, 106)은 예컨대 규칙적인 방식으로 각을 이루어 분포된다.
전방 가이드 와셔(28)내의 축방향 구멍(102)은 전방 탄성 와셔(100)에 대해 반경방향 내측으로 배치된다.
터빈 허브(18)는 그의 전방면에 반경방향으로 연장되고 댐퍼 플레이트(29)내의 축방향 구멍(104)과 축방향 구멍(106) 사이의 연결을 허용하는 홈부를 포함하며, 축방향 구멍(106)은 축방향 구멍(104)에 대해 반경방향 내측으로 편위된다.
도 9 내지 도 11에 도시한 변형 실시예에 따르면, 축방향 통로(106)는 터빈 허브(18)의 내주부내에 형성된 축방향 홈부의 형태로 형성될 수 있다. 이들 축방향 홈부는 예컨대 규칙적인 방식으로 각을 이루어 분포된다.
이러한 홈부는 터빈 허브(18)의 제조 비용을 감소시키는 기계류에 의해 쉽게 형성될 수 있다.
유리하게는, 전방 가이드 와셔(28)는 프레스 가공에 의해 형성될 수 있고 전방 탄성 와셔(100)의 중심설정을 허용하는 후방으로 돌출된 환형 돌기(108)를 포함한다.
물론, 변형 실시예에 따르면, 중심설정 돌기(108)는 각을 이루어 분포된 중심설정 섹터를 형성하도록 원주방향으로 저지될 수 있다.
바람직하게, 제 1 실시예에 따르면, 댐핑 장치(20)는 전방 탄성 와셔(100)와 동일한 유형의, 댐퍼 플레이트(29)와 후방 가이드 와셔(226) 사이의 후방 축방향 공간(E2)내에서 축방향으로 개재된 후방 탄성 와셔(110)를 포함한다.
본원에서, 후방 탄성 와셔(110)는 탄성 부재(50)와 후방 가이드 와셔(26)상의 치형부(32) 사이에 반경방향으로 배치된다.
본원에서, 후방 탄성 와셔(110)는 댐퍼 플레이트(29)내에 형성된 축방향 오목부(112)에 의해 댐퍼 플레이트(29)상에 중심설정된다.
전방 탄성 와셔(100)와 동일한 방식으로, 후방 탄성 와셔(110)는 공급 채널(V1)로부터 나와, 댐퍼(20)와 터빈 휠(12) 사이에서 순환하는 오일의 흐름에 대한 배리어를 형성한다.
결국, 2개의 탄성 와셔(100, 110) 때문에, 공급 채널(V1)과 배출 채널(V2) 사이의 오일용으로 가능한 경로만이 클러치(16)를 거쳐 다량의 오일의 순환과, 이에 따른 클러치(16)의 양호한 냉각을 보장하는 클러치(16)를 통과한다.
유체동력학적 커플링 장치(101) 내의 오일의 순환을 도 1에서 화살표로 나타낸다.
또한, 본 발명은 오일의 순환 방향이 본원에서 도시한 것과 반대인 유체동력학적 커플링 장치(101)에 적용됨을 알아야 한다.
탄성 와셔(100, 110)가 가이드 와셔(26, 28)와 댐퍼 플레이트(29) 사이의 마찰 요소를 형성하기 때문에, 탄성 와셔(100, 110)는 유체동력학적 커플링 장치 내의 비틀림 진동의 감쇠하는데 기여한다.
더욱이, 탄성 와셔(100, 110)는 유체동력학적 커플링 장치(101)내의 댐퍼(20)의 요소를 축방향으로 위치설정하는데 관여하여, 축방향 플레이를 보상한다.
와셔(100, 110)가 탄성이기 때문에, 가이드 와셔(26, 28)에 대한 댐퍼 플레이트(29)의 축방향 운동의 경우에도 밀봉이 유지된다.
그들의 경도를 개선하기 위해서, 탄성 와셔(100, 110)는 예컨대 침탄 질화(carbo-nitriding)에 의해 처리될 수 있다.
댐퍼 플레이트(29)와 결합된 가이드 와셔(26, 28)와 접촉하는 탄성 와셔(100, 110)의 에지는 접촉시 표면 손상을 방지하도록 만곡되는 것이 바람직하다.
제 1 실시예에 있어서, 오일의 흐름은 터빈 허브(18)상의 치형부(30)와 후방 가이드 와셔(26)상의 치형부(32) 사이로 통과하는 후방 축방향 공간(E2)내에서 순환할 수 있다. 후방 가이드 와셔(26)가 터빈 허브(18)상에서 움직임 없이 맞물리고, 오일의 흐름이 치형부(30, 32) 사이의 반경방향 플레이에 따라서만 다르기 때문에 이 오일의 흐름은 적다. 이것은, 터빈 허브(18)상의 치형부가, 프랑스 특허 제 FR-A-2.765.939 호 및 미국 특허 제 5.975.561 호에 기술된 장치와 같이, 터빈 허브(18)의 전방 반경방향 표면으로부터 축방향 전방으로 연장되는 블록(block)을 형성하는 유체동력학적 커플링 장치와는 달리, 터빈 허브(18)에 대한 후방 가이드 와셔(26)의 축방향 운동이 2개의 요소(18, 26) 사이의 오일의 흐름 단면을 변경하지 않기 때문이다.
상기 특허에 있어서, 전방으로의 후방 가이드 와셔(26)의 축방향 운동이 클수록, 후방 가이드 와셔(26)의 후방 반경방향 표면과 터빈 허브(18)의 전방 반경방향 표면 사이에 형성된 축방향 공간이 커진다. 따라서, 후방 가이드 와셔(26)와 터빈 허브(18) 사이의 오일의 흐름 단면은 2개의 요소 사이의 축방향 플레이에 때라 다르다.
각각의 내주부와 외주부를 거쳐 터빈 허브(18)상에 후방 가이드 와셔(26)를 장착하는 다른 이점은 보다 적은 축방향 체적에 있다는 점이다.
또한, 이러한 장착 방법은, 특히 상술한 특허에서와 같이 축방향 전방으로 연장되는 치형부를 형성하는 것보다 외주부와 내주부 각각에서 터빈 허브(18)와 후방 가이드 와셔(26)상에 기계가공에 의해 반경방향 치형부(30, 32)를 형성하기가 쉬워지기 때문에 제조 비용을 감소시킨다.
이미 기술되었던 터빈 허브(18)상에 후방 가이드 와셔(26)를 맞물리는 유리한 실시예는, 유체동력학적 커플링 장치, 특히 댐퍼(20)내에 오일의 흐름을 제한하는 임의의 수단을 갖지 않는 장치에 사용될 수 있다.
댐퍼(20)상의 "밀봉(seal)"을 개선할 목적으로, 후방 축방향 공간(E2)에 있어서, 도 3에 도시한 제 2 실시예에 따른 유체동력학적 커플링 장치(102)는 댐퍼 플레이트(29)와 터빈 허브(18)의 전방 반경방향 표면(114) 사이의 후방 탄성 와셔(110)를 축방향으로 개재할 준비를 한다.
본원에서, 터빈 허브(18)의 전방면은 후방 탄성 와셔(110)가 그의 반경방향 내주부에 의해 중심설정되는 카운터싱크(countersink)를 포함한다.
후방 탄성 와셔(110)가 지탱하는 터빈 허브(18)의 전방면은 그의 경도를 증대시키도록 예컨대 침탄 질화에 의해 처리되는 것이 바람직하다. 이 처리는 예컨대 치형부(30)의 처리와 동시에 수행될 수 있다.
도 4는 제 3 실시예에 따른 유체동력학적 커플링 장치(103)를 도시한 것으로, 댐퍼(20)는 전방 축방향 공간(E1)내에서 단일 탄성 와셔(100)를 포함하며, 터빈 허브(18)는 댐퍼 플레이트(29)의 후방면에 대해 전방으로 축방향 접촉하도록 설계된 연속적인 환형의 반경방향 표면(116)을 포함한다.
터빈 허브(18)의 환형 반경방향 표면(116)은 댐퍼 플레이트(29)에 대해 연속적인 축방향 접촉을 하고, 이것은 후방 축방향 공간(E2)내에서 내측으로 오일의 반경방향 순환을 방지한다.
본원에 설명된 실시예는 전방 탄성 와셔(100)를 중심설정하는 수단의 변형 실시예를 구비한다.
본 변형예에 따르면, 전방 가이드 와셔(28)는 바람직하게 규칙적인 방식으로 각을 이루어 분포된 중심설정 릴리프(118)을 와셔(28)의 후방면상에 형성하는 몇 개의 "스트라이크"를 포함한다.
중심설정 릴리프(118)는, 예컨대 제 2 연결 편(84)용 2개의 고정 리벳(88) 사이에 원주방향으로 개재된다.
도 5 및 도 7에 있어서, 본 발명의 제 4 실시예는 유체동력학적 커플링 장치(104)가 전체적으로 "폐쇄"되고 탄성 와셔(100, 110)를 갖지 않는 댐퍼(20')를 포함하는 것을 기술하고 있다.
본 실시예에 따르면, 댐퍼(20')는 전방 및 후방 가이드 와셔(26', 28')를 구비하며, 각각의 가이드 와셔(26', 28')의 중앙 가이드 부분(54, 56)은 중실형인데, 다시 말하면 윈도우(58, 60)를 갖지 않는다.
따라서, 각각의 가이드 와셔(26', 28')의 중앙 가이드 부분(54, 56)은 윈도우(58, 60) 대신에 탄성 부재(50)와 일렬로 상보형 돌기(120)를 형성한다.
돌기(120)는 각각의 그들의 원주방향 단부에서 전체적으로 윈도우(58, 60)의 반경방향 에지(62, 64)와 동일한 기능을 갖는 탄성 부재(50)용 지지면(122, 124)을 제한한다.
본원에 설명된 실시예에 따르면, 종래에는 탄성 부재(50)가 댐퍼 플레이트(29)에 있는 각각의 윈도우(52)내에 한쌍의 동축 헬리컬 스프링(126, 128)을 포함한다.
따라서, 가이드 와셔(26', 28')는, 각각의 스프링(126, 128)의 쌍에 대해, 2개의 스프링(126, 128)이 지탱할 수 있는 2개의 원주방향으로 대향된 지지면을 포함하여야 한다.
제조 비용 및 단순성에 대한 이유 때문에, 가압에 의해 가이드 와셔(26', 28')를 정합할 수 있는 것이 바람직하다. 이 제조 방법은, 대직경 스프링(128) 또는 외부 스프링내에 동축으로 배치된 소직경 스프링(126) 또는 내부 스프링이 지지면(122, 124)에 대해 원주방향으로 접촉가능하도록 댐퍼 플레이트(29)쪽으로 가이드 와셔(26', 28')를 구성하는 시트 금속을 충분히 변형하지 못한다.
결과적으로, 본 실시예에 있어서, 각각의 스프링(126, 128)의 쌍에 대해 돌 출부(120)의 지지면(122, 124)에 접하는 2개의 컵(130, 132)이 제공되며, 2개의 컵 자체는 스프링(126, 128)용 지지면을 형성한다.
본 발명의 변형 실시예(도시되지 않음)에 따르면, 소직경의 와이어로 제조된 외부 스프링(128)을 이용할 수 있어서, 내부 스프링은 컵(130, 132)을 제공할 필요 없이 지지면(122, 124)에 접하기에 충분한 직경을 갖는 권선부를 가질 수 있다.
바람직하게는, 제 4 실시예에 따르면, 각각의 가이드 와셔(26', 28')의 외주연부(34, 36)은 외주부에서 댐퍼(20')를 "폐쇄"하도록 대면하는 외주연부(34, 36)에 연속하여 인접한다.
도 6과 도 2를 비교하면, 가이드 와셔(26', 28')는 원주방향 노치(42)를 형성하는 절결부(cut-outs)를 더 이상 갖지 않음을 알 수 있다.
각각의 가이드 와셔(26', 28')의 외주연부(34, 36)은 대면하는 각 섹터(facing angular sectors)(38)에 리벳이음되는 각 섹터(38)를 구비한다.
본원에 설명된 실시예에 따르면, 전방 가이드 와셔(28)는 각 섹터(134)를 구비하는 바, 이 각 섹터(134)는 2개의 리벳이음된 각 섹터(38) 사이에 개재되고, 각각 돌출부(136)를 형성하며, 전방으로 볼록하고, 2개의 가이드 와셔(26', 28') 사이에 축방향 공간을 규정하여 댐퍼 플레이트(29)의 관련 반경방향 러그(44)의 각운동을 가능하게 한다.
각각의 돌출부(136)는 후방 가이드 와셔(26)의 대면하는 외주연부(34)의 전면에 대해 축방향으로 접하는 원주방향 에지(138)에 의해 반경방향 외측으로 규정된다.
후방 가이드 와셔(26)의 외주연부(34)는 그의 전체 원주에 걸쳐 실질적으로 평평하다. 즉, 2개의 리벳이음된 각 섹터(38) 사이에 개재된 각 섹터(134)가 전방 가이드 와셔(28)의 돌출부를 향하는 임의의 돌출부를 갖지 않는다.
따라서, 가이드 와셔(26, 28)의 그의 근처에 돌출부가 형성되지 않는다. 이는 특히 프레스 가공시에 제조 공차로 간주되는 돌출부(136)가 전방 와셔(28)에만 형성되기 때문이며, 이러한 제조 공차는 2개의 와셔(26, 28)의 외주연부(34, 36) 사이의 실질적인 연속 접촉을 용이하게 보장하고, 댐퍼 플레이트(29)의 반경방향 러그(44)와 돌출부(136)의 정확한 배치를 용이하게 보장한다.
물론, 변형 실시예(도시되지 않음)에 따르면, 전방 와셔(28)와 후방 가이드 와셔(26) 양자에 돌출부(136)가 형성될 수 있어, 2개 와셔(26, 28)의 외주연부(34, 36)이 축(X-X)을 가로지르는 대칭면에 대해 실질적으로 대칭이다.
본원에 설명된 실시예에 있어서, 댐퍼(20)를 지나 오일의 유동이 흐를 수 있는 개구부가 존재하지 않기 때문에, 반경방향 외측에서 내측으로 댐퍼(20)를 통과하는 오일 유동 통로가 실제로 불가능함을 알 수 있다. 따라서, 이를 위해 클러치(16)가 반경방향으로 천공됨으로써, 클러치(16)를 통해 오일 유동이 공급된다.
본 발명의 변형 실시예(도시되지 않음)에 따르면, 가이드 와셔(26, 28)는 제 4 실시예에서와 같이 탄성 부재(50)와 일치해 폐쇄되지만, 가이드 와셔(26, 28)의 주연 에지(34, 36)는 제 1 실시예에서와 같이 형성, 즉 "개방" 노치(42)를 구비한다.
이러한 변형 실시예에 있어서, 전방 및 후방 탄성 와셔(100, 110)는 제 1 실 시예의 동일한 형태로 바람직하게 제공되며, 이들은 댐퍼 플레이트(29)와 관련 가이드 와셔(26, 28) 사이에 축방향으로 개재되고 탄성 부재(50)에 대해 반경방향 외측에 배치된다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유체동역학적 커플링 장치(105)를 도시하는 도면으로서, 이전 실시예와 유사한 댐퍼(20")를 포함하지만, 후방 가이드 와셔(26")는 도 4에 도시된 제 3 실시예의 후방 가이드 와셔(26)와 유사하다. 따라서, 후방 가이드 와셔(26")는 중실형이 아니라 탄성 부재(50)와 일치하는 윈도우(58)를 구비한다.
바람직하게는, 후방 가이드 와셔(26")의 외주연부(34")는 축방향 스커트 형상의 디플렉터(140)에 의해 후측으로 축방향 연장된다.
디플렉터(140)는 클러치(60)측으로 오일 유동을 전환시킨다.
디플렉터(140)는 댐퍼(20")의 외주연부과 터빈 휠(12) 사이의 축방향 공간을 최소화하도록 바람직하게 배치되어 오일의 메인 유동이 클러치(16)를 통과하도록 댐퍼(20")의 외주연부과 전방 쉘(2) 사이의 축방향 공간측으로 유동한다.
물론, 디플렉터(140)에는 2개 가이드 와셔가 중실형이고 도 5 내지 도 7에 도시된 것과 유사한 본 발명의 유체동역학적 커플링 장치가 설치될 수도 있다.
도 1, 3-5, 8-11에 도시된 본 발명의 유체동력학적 커플링 장치의 변형 실시예에 있어서, 출력 허브(70)상에 본 발명의 댐핑 장치(20)를 축방향으로 유지하도록 축방향 정지 수단은 댐퍼(29)의 전방면의 일부와 그리고 전방 가이드 와셔(28 또는 28")의 후방면의 일부와 협동한다.
본 발명의 유체동역학적 커플링 장치의 작동시, 축방향 정지 수단은 출력 허브(70)에 대해 댐퍼 플레이트(29)의 축방향 운동을 전방으로 제한한다.
이들 축방향 정지 수단은, 본 발명의 유체동력학적 커플링 장치 내에 장착하는 대신에 댐퍼와 출력 허브(20, 70)의 이동을 용이하게 하는 서브조립체를 형성하도록, 유체동력학적 커플링 장치 내에 장착되기 전에 출력 허브(70)상에 댐퍼를 조립하는 것이 가능하다.
더욱이, 이러한 서브조립체의 형성은 본 발명의 유체동역학적 커플링 장치 내에 출력 허브(70)와 댐퍼의 장착을 용이하게 한다.
물론, 이들 축방향 정지 수단은, 댐퍼 플레이트(29)가 출력 허브(70)와 일체로 형성되는 경우에는 불필요하다.
특히 도 8에 도시한 정지 수단의 제 1 실시예에 따르면, 출력 허브(70)는 그의 메인 섹션(146)의 축방향면(144)상에 장착되는 정지 링(142) 또는 스프링 링을 포함한다.
본원에서, 메인 섹션(146)은 댐퍼 플레이트(29)의 치형부(150)와 맞물리는 치형부(148)가 형성되는 출력 허브(70)의 섹션을 의미한다.
본원에서, 원형 축방향 단면을 갖는 정지 링(142)은 메인 섹션(146)의 전방 축방향 단부 부근에 배치된 메인 섹션(146)내의 주변 홈부(152)내에 수용된다.
댐퍼 플레이트(29)가 출력 허브(70)상에 장착되는 경우, 댐퍼 플레이트(29)는 축방향 전방으로 유지되는데, 그 이유는 정지 링(142)에 축방향으로 대면하는 반경방향 표면 부분(154)을 그의 내주부에 포함하기 때문이다.
댐퍼(20)와 출력 허브(70)에 의해 형성된 서브조립체의 이동시, 댐퍼 플레이 트(29)도 축방향 후방으로 유지된다.
이것은 2개의 가이드 와셔(26, 28) 사이에 "트랩(trap)"되고, 전방 가이드 와셔(28)는 그의 내주부에서 정지 링(142)에 축방향으로 대면하는, 그리고 본원에서 메인 섹션(146)의 전방 반경방향 표면(158)의 외주연부에 축방향으로 대면하는 반경방향 표면 부분(156)을 포함하기 때문이다. 따라서, 반경방향 표면 부분(156)은 메인 섹션(146)의 전방 반경방향 표면(158)에 대해 후방으로 축방향 접촉할 수 있다.
전방 가이드 와셔(28)의 내주부의 직경은, 반경방향 표면 부분(156)이 메인 섹션(146)의 축방향으로 대면하는 전방 반경방향 표면(158)에 배치되도록 출력 허브(70)의 메인 섹션(146)의 외경보다 작다.
본 발명의 유체동력학적 커플링 장치의 작동시, 댐퍼 플레이트(29)는 전방 가이드 와셔(28)가 출력 허브(70)의 전방 반경방향 표면(158)에 대해 축방향 접촉하기 전에 축방향 접촉하는 터빈 허브(18)에 의해 축방향 후방으로 유지된다.
축방향 정지 수단의 제 2 실시예가 도 9에 도시되어 있다.
제 2 실시예에 따르면, 정지 링(142)은 출력 허브(70)의 메인 섹션(146)의 전방 축방향 단부에서 반경방향 주변 연장부 또는 림(rim)(160)에 의해 대체된다.
림(160)은 치형부(148) 전에 메인 섹션(146)상에 형성되는 것이 바람직하다. 출력 허브(70)의 제조를 용이하게 하기 위해, 치형부(148)는 림(160)이 횡방향 섹션에서 치형부의 형태로 프로파일을 갖도록 메인 섹션(146)의 전체 축방향 두께 이상으로 형성된다. 실제로, 메인 섹션(146)의 치형부(148) 각각은 그의 전방 축방향 단부에서 작은 외부 림(160)을 갖는다.
축방향 정지 수단의 제 1 실시예에서와 같이, 전방 가이드 와셔(28)의 내주부의 직경은, 전방 가이드 와셔(28)가 림(160)의 적어도 전방 반경방향 표면에 축방향으로 대향된 반경방향 표면 부분(156)을 갖도록 되어 있다.
도 10에 도시한 제 3 실시예에 따르면, 출력 허브(70)의 메인 섹션(146)은 제 2 실시예의 것과 유사한 림(160)을 갖는다.
종래에, 본 발명의 유체동역학적 커플링 장치는 일반적으로 중심설정 장치(94)와 메인 섹션(146)의 전방 반경방향 표면(158) 사이에 축방향으로 개재된 지탱 수단(bearing means)(162)을 포함한다. 이들 지탱 수단(162)은 본원에서 2개의 전방 및 후방 반경방향 플레이트(164, 166) 사이에 장착된 롤링 요소(rolling element)를 포함하는 니들 트러스트 베어링으로 구성된다.
후방 반경방향 플레이트(166)는 예컨대 출력 허브(70) 상에 크림핑된다.
제 3 실시예에 따르면, 후방 반경방향 플레이트(166)는 메인 섹션(146)의 전방 반경방향 표면(158)에 인접하고 림(160) 이상으로 외측으로 연장되는 외부 반경방향 연장부(168)를 포함한다.
제 3 실시예는 전방 가이드 와셔(28)의 내주부에 의해 형성된 개구부의 직경을 특히 증대시키는 것이 가능한데, 그 이유는 반경방향 연장부(168)가 림(160)보다 외부쪽으로 더 연장되는 반경방향 표면 부분(156)에 대면하는 축방향 정지면을 형성하기 때문이다.
도 11에 도시한 축방향 정지 수단의 제 4 실시예에 따르면, 출력 허브(70)의 메인 섹션(146)은 도 8에서의 것과 유사한 정지 링(142)과, 도 10에서의 것과 유사한 후방 반경방향 플레이트(166)를 포함한다.
물론, 본원에 기술 및 도시된 실시예는 본 발명의 예와 실시예를 구성한다.
본 발명의 분야로부터 벗어남이 없이 도시하지 않은 다른 실시예를 고찰할 수 있다. 특히, 본원에 설명된 다른 실시예를 서로 병합할 수 있다.

Claims (20)

  1. 자동차용의 유체동력학적 커플링 장치에 있어서,
    구동 샤프트와 임펠러 휠을 회전 가능하게 연결시키는 제 1 쉘로 형성된 케이싱과,
    종동 샤프트에 회전 가능하게 연결 가능한 터빈 허브에 유극 없는 연결에 의해서 고정된 터빈 휠과,
    구동 샤프트 및 종동 샤프트의 커플링을 로킹하는 클러치로서, 상기 케이싱의 제 2 쉘을 상기 종동 샤프트에 분리 가능하게 연결하도록 축방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함하고, 제 1 연결 편에 의해서 상기 제 2 케이싱 쉘에 일차로 고정되고 그리고 제 2 연결 편에 의해서 댐핑 장치의 입력 요소에 이차로 회전 가능하게 고정된 적어도 하나의 마찰 디스크를 클램핑하는, 상기 클러치를 포함하고,
    상기 댐핑 장치는 입력 요소를 형성하는 후방 및 전방 가이드 와셔와, 상기 종동 샤프트에 고정되고 출력 요소를 형성하는 댐퍼 플레이트 사이에 개재된 원주방향으로 작용하는 탄성 부재를 포함하고, 상기 입력 및 출력 요소는 정지 부재에 의해서 각 운동이 제한된 상태로 회전 가능하게 결합되고, 그리고 케이싱에 유체를 공급하는 채널과 유체를 배출하는 채널을 포함하며;
    상기 댐핑 장치는, 상기 공급 채널로부터 록업 클러치를 통하여 상기 배출 채널까지의 유체의 순환을 촉진하기 위하여, 적어도 상기 전방 가이드 와셔와 상기 댐퍼 플레이트 사이에 위치한 상기 댐핑 장치의 전방 축방향 공간의 내측에서 반경 방향으로의 유체의 순환을 제한하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체의 순환을 제한하는 수단은, 상기 댐핑 장치의 전방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환에 대한 배리어를 형성하기 위해서, 상기 댐퍼 플레이트와 상기 전방 가이드 와셔의 사이에 축방향으로 개재되는 적어도 하나의 축방향 작용식 전방 탄성 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유체의 순환을 제한하는 수단은, 상기 댐퍼 플레이트와 상기 후방 가이드 와셔 사이에 위치한 후방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환에 대한 배리어를 형성하기 위해서, 상기 후방 가이드 와셔와 상기 터빈 허브 중 하나와 상기 댐퍼 플레이트의 사이에 축방향으로 개재되고 그리고 탄성 부재에 대해서 반경방향 내측에 배치되는 적어도 하나의 축방향 작용식 후방 탄성 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각 탄성 와셔는 절두원추형 와셔인 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전방 및 후방 탄성 와셔의 각각은 관련된 후방 또는 전방 가이드 와셔에 또는 댐퍼 플레이트에 형성된 상보형 중심설정 프로파일에 의해서 축에 대하여 중심설정되는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 중심설정 프로파일은, 관련된 가이드 와셔 또는 댐퍼 플레이트 상에 회전각 방향으로 분포된 중심설정 릴리프를 형성하는 복수의 스트라이크를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 후방 가이드 와셔는 터빈 허브에 고정된 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    후방 가이드 와셔의 내주부와 터빈 허브의 외주부에 의해 각각 지지되는 치형부에 의한 맞물림에 의해 상기 후방 가이드 와셔 및 상기 터빈 허브는 회전 가능하게 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 터빈 허브는, 상기 후방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환을 방지하기 위해 댐퍼 플레이트의 후면에 대해 축방향으로 접촉하는 연속적인 환상 반경방향 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  10. 자동차용의 유체동력학적 커플링 장치에 있어서,
    구동 샤프트와 임펠러 휠을 회전 가능하게 연결시키는 제 1 쉘로 형성된 케이싱과,
    종동 샤프트에 회전 가능하게 연결 가능한 터빈 허브에 유극없는 연결에 의해서 고정된 터빈 휠과,
    구동 샤프트 및 종동 샤프트의 커플링을 로킹하는 클러치로서, 상기 케이싱의 제 2 쉘을 상기 종동 샤프트에 분리 가능하게 연결하도록 축방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함하고, 제 1 연결 편에 의해서 상기 제 2 케이싱 쉘에 일차로 고정되고 그리고 제 2 연결 편에 의해서 댐핑 장치의 입력 요소에 이차로 회전 가능하게 고정된 적어도 하나의 마찰 디스크를 클램핑하는, 상기 클러치를 포함하고,
    상기 댐핑 장치는 입력 요소를 형성하는 후방 및 전방 가이드 와셔와, 상기 종동 샤프트에 고정되고 출력 요소를 형성하는 댐퍼 플레이트 사이에 개재된 원주방향으로 작용하는 탄성 부재를 포함하고, 상기 입력 및 출력 요소는 정지 부재에 의해서 각 운동이 제한된 상태로 회전 가능하게 결합되고, 그리고 케이싱에 유체를 공급하는 채널과 유체를 배출하는 채널을 포함하며;
    상기 후방 가이드 와셔는 상기 터빈 허브에 고정되고;
    상기 댐핑 장치는, 상기 공급 채널로부터 록업 클러치를 통하여 상기 배출 채널까지의 유체의 순환을 촉진하기 위하여, 적어도 상기 전방 가이드 와셔와 상기 댐퍼 플레이트 사이에 위치한 상기 댐핑 장치의 전방 축방향 공간의 내측에서 반경 방향으로의 유체의 순환을 제한하는 수단을 추가로 포함하며;
    상기 유체의 순환을 제한하는 수단은, 상기 댐핑 장치의 전방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환에 대한 배리어를 형성하기 위해서, 상기 댐퍼 플레이트와 상기 전방 가이드 와셔의 사이에 축방향으로 개재되는 적어도 하나의 축방향 작용식 전방 탄성 와셔와, 상기 댐퍼 플레이트와 상기 후방 가이드 와셔 사이에 위치된 후방 축방향 공간 내측의 유체의 반경방향 순환에 대한 배리어를 형성하기 위해서, 상기 댐퍼 플레이트와 상기 터빈 허브의 전방면 사이에 축방향으로 개재되고 상기 탄성 부재에 대하여 반경방향 내측에 배치되는 적어도 하나의 축방향 작용식 후방 탄성 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 후방 탄성 와셔 및/또는 후방 탄성 와셔와 접촉하기 쉬운 상기 터빈 허브의 표면은 경도를 증대시키도록 처리되는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 부재와 일렬로 위치되는 전방 가이드 와셔의 중앙부 및/또는 후방 가이드 와셔의 중앙부는 중실형이고, 그에 따라 유체가 후방 및 전방 가이드 와셔의 중앙부를 통과하는 것에 의해 상기 전방 가이드 와셔와 상기 후방 가이드 와셔 중 하나와 관련된 축방향 공간으로 유동할 수 없는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 댐핑 장치는, 원주방향으로 작용하는 탄성 부재에 대한 접촉면을 형성하도록 상기 후방 및 전방 가이드 와셔의 중앙부에 배치된 컵의 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 후방 및 전방 가이드 와셔의 각각은 연속적인 외주연부를 포함하고, 댐핑 장치의 외주부를 폐쇄하기 위해서 2개의 외주연부가 인접해 있는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 와셔 중 하나의 외주연부는 오일의 흐름을 클러치쪽으로 전환시키는 디플렉터에 의해서 후방을 향해 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디플렉터는 댐핑 장치의 외주부와 터빈 휠 사이의 축방향 공간을 최소화하는 환상 스커트를 형성하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 디플렉터는 후방 가이드 와셔의 외부 반경방향 연장부에 의해서 단일편으로 형성되는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 가이드 와셔 및 댐퍼 플레이트는 각각 축방향 구멍을 포함하고, 상기 축방향 구멍은 클러치를 통과한 오일 유동이 배출 채널 쪽으로 순환하는 것을 용이하게 하기 위해서 서로 축방향으로 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 터빈 허브는, 클러치를 통과한 오일 유동이 배출 채널 쪽으로 순환하는 것을 용이하게 하기 위해서, 내주부 가까이에 축방향 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 축방향 통로는 축방향 홈의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는
    유체동력학적 커플링 장치.
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