KR102056512B1

KR102056512B1 - 비스코스 클러치 및 연관된 저장부 구성

Info

Publication number: KR102056512B1
Application number: KR1020157028985A
Authority: KR
Inventors: 라이문드 크라머; 데릭 사벨라; 바스티안 브란드
Original assignee: 호르톤 인코포레이티드
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2019-12-16
Also published as: AU2014240621B2; US10385932B2; CA2900954A1; KR20150127716A; US20160032987A1; EP2971831A1; AU2014240621A1; US20160003311A1; EP3085981A3; CN105190071A; WO2014159374A1; MX2015010900A; EP3085981B1; CA2900954C; EP3636948A1; BR112015020232B1; CN105190071B; US9453541B2; EP2971831A4; US20170241490A1

Abstract

비스코스 클러치(30; 130; 230)는 샤프트(shaft, 32; 132; 232;), 상기 샤프트에 부착된 로터(rotor, 34; 134; 234;), 상기 로터에 인접하여 위치한 하우징(housing, 36; 136; 236;), 상기 로터와 상기 하우징 사이에 정의된 작업실(working chamber, 40; 140; 240;), 및 전단 유체(shear fluid)를 저장하는 저장부(reservoir, 38; 138; 238;)를 포함한다. 상기 작업실로의 상기 전단 유체의 선택적인 도입은 상기 로터와 상기 하우징 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 한다. 상기 저장부는 로터로부터 분리되어 상기 샤프트에 부착되어 있다.

Description

비스코스 클러치 및 연관된 저장부 구성 {VISCOUS CLUTCH AND ASSOCIATED RESERVOIR CONFIGURATION}

본 발명은 일반적으로 클러치와 관련된 것이고, 더 자세하게는 비스코스 클러치와 관련된 것이다.

비스코스 클러치는 다른 용도 중에서도 자동차의 팬 구동 적용에 다양하게 사용된다. 이 클러치는 전형적으로는 두 개의 회전 가능한 구성요소들 사이의 선택적인 토크 전달을 위하여 (더 일반적으로는 전단 유체 또는 점성 유체라고 불리우는) 걸쭉한 실리콘 오일을 사용한다.

입력 부재와 출력 부재(예를 들어, 입력 로터(rotor)와 출력 하우징(housing)) 사이에 위치한 클러치의 작업 구역 내외로 오일을 선택적으로 허용함에 따라 클러치를 넣거나 풀 수 있다.

밸브는 입력과 출력 사이의 작업 구역 내 오일의 흐름을 조절하는데 사용될 수 있다. 최근의 클러치 설계는 비적용 상태에서 클러치가 빠르게 적용될 수 있도록, 오일 내 운동 에너지를 사용 가능하게 유지하기 위해 클러치가 풀려있을 때, 입력 로터에 부착된 저장부에 오일이 저장되도록 한다.

이것은 밸브가 작업 구역으로의 오일의 흐름을 방해하는 동안에 클러치가 매우 낮은 출력 속도(예를 들어, 팬 속도)를 가질 수 있게 한다. 그러나, 로터 디스크(rotor disk)에의 저장부의 부착은 실질적으로 설계의 유연성를 제한한다.

예를 들어, 많은 선행 기술의 클러치들은 밸브의 조절에 사용되는 자속 회로와 관련된 한계를 가지고 있고, 적절한 유체와 플럭스 경로를 제공하면서 회전하는 저장부에 대하여 밸브를 위치시키는 것은 어마어마한 도전을 야기한다.

이러한 제약들은 원하는 토크 로드(torque load)를 제공하고 빠르게, 효과적으로, 신뢰성 있게 기능하면서도 상대적으로 소형의, 질량이 작은 클러치 패키지(clutch package)를 제공하고자 할 때 전형적으로 적용된다.

그러므로, 대안적인 비스코스 클러치를 제공하는 것이 요구된다.

현재 개시된 하나의 태양에 따르면, 예를 들어, 비스코스 클러치는 샤프트(shaft), 샤프트에 부착된 로터(rotor), 로터에 인접하여 위치한 하우징(housing), 로터와 하우징 사이에 정의된 작업실(working chamber), 및 전단 유체를 저장하는 저장부(reservoir)를 포함한다. 작업실로의 전단 유체의 선택적인 도입은 로터와 하우징 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 한다. 저장부는 로터로부터 분리되어 샤프트에 부착되어 있다.

제시된 발명의 요약은 오직 예시의 한 방법으로 제공된 것일 뿐이고, 제한이 아니다.

현재 개시된 다른 태양은 본 발명의 전체 기재, 청구항, 동반되는 도면을 포함하는 전체 관점에서 평가되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 비스코스 클러치의 일 실시예에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1의 비스코스 클러치의 한 부분에 대한 단면 투시도로, 커버와 로터 디스크가 도해적으로 보여주기 위한 목적으로 생략된 것이다.
도 3은 도1, 2의 비스코스 클러치의 저장부의 한 부분에 대한 단면도로, 분리되어 보여지고 있다.
도 4는 도 1~3의 로터 디스크와 저장부의 단면도로, 분리되어 보여지고 있다.
도 1a~1c는 도1의 비스코스 클러치의 대안적인 실시예에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 비스코스 클러치의 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 비스코스 클러치의 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 비스코스 클러치의 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 비스코스 클러치의 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도9는 본 발명에 따른 비스코스 클러치의 또 다른 실시예에 대한 부분 단면도이다.
상기 식별된 도면들이 현재 개시된 실시예들을 제시하고 있으나, 논의에 기록된 것처럼 다른 실시예들 또한 고려될 수 있다. 모든 경우에, 이 개시는 대표하는 방법으로서 발명을 제시할 뿐이고 제한하는 것이 아니다.
본 발명의 원칙의 범위 및 본질을 만족시키는 다른 수많은 변형과 실시예들이 통상의 기술자에 의하여 고안될 수 있음이 이해되어야 한다. 도면들은 축척으로 그려진 것이 아니고, 본 발명의 적용 및 실시예들은 도면에 구체적으로 도시되지 않은 구성요소들과 특징들을 포함할 수 있다.

일반적으로, 본 발명은 저장부와 밸브를 클러치에 회전 입력을 제공하는 로터 디스크로부터 분리하거나 독립시키는 (유체 마찰 커플링, 액체 마찰 클러치 등으로도 불리는)비스코스 클러치를 제공한다. 저장부는 입력 샤프트에 연결될 수 있고, 그럼으로서 저장부 및 저장부가 포함하는 어떤 유체에도 운동 에너지를 제공하기 위하여 입력 샤프트와 함께 회전할 수 있다. 분리된 저장부는 저장부로부터 작업실로의 유체의 흐름을 조절하고 조정하는 능력의 향상에 더하여, (예를 들어, 밸브의 조절을 위한) 자속 회로의 부분들이 저장부로 통합되어 플럭스 회로가 로터 디스크를 방해할 필요 없는 상대적으로 소형이고 경량인 전체 클러치 패키지를 제공하는 것을 돕는 것과 같은 다양한 이점들과 혜택들을 제공한다. 돌출된 플럭스 삽입부를 수용하기 위한 저장부 벽의 도넛형 리지나 일반적으로 환형의 윤곽, 로터 디스크 내의 홀에 대하여 각진(클락) 오프셋을 갖는 유체 구, 플럭스 가이드 삽입부를 통해 지나는 유체 회수구, 슬롯 형태의 회수구 배출구와 같은 본 발명의 특정한 다른 특징들은 이하에 개시되어 있다. 통상의 기술자는 첨부된 도면과 따라오는 설명들을 통하여 발명의 수많은 추가적인 특징들과 혜택들을 인식할 수 있을 것이다. 게다가, 다양한 선호되는 실시예들이 여기에 도시되고 묘사되어 있으나, 이 실시예들은 예시의 방법으로서 도시되고 설명된 것이지, 제한이 아니라는 것, 본 발명의 범위 내에서 추가적인 실시예들이 고려될 수 있다는 점을 주목해야한다.

본 출원은 2013.03.14에 제출된, 그것의 전부가 참고로서 포함된, “Viscous Clutch With Separate Reservoir or Rotatable Reservoir”라는 제목의, 출원 번호 61/782,4인 미국 임시 특허에 우선권을 주장하고 있다.

도 1과 2는 클러치 30에 대한 토크 입력 기능으로 팬(fan)이나 다른 출력 구성요소(미도시)를 선택적으로 구동하는데 사용될 수 있는 비스코스 클러치 30의 일 실시예를 도시한다. 도1은 클러치 30의 단면도이고, 도 2는 내부 구조를 더 잘 보여주기 위하여 부분들을 생략한 클러치 30의 한 부분에 대한 단면 투시도이다. 도시된 실시예의 클러치 30는 드라이브 (입력) 샤프트 32, 로터 디스크(또는 로터) 34, 하우징 36, 저장부 38, 작업실 40, 밸브 조립체 42, 및 전자기 코일(솔레노이드라고도 불리는) 44를 포함한다. 클러치 30의 추가적인 구성요소는 이하에서 더 논의한다.

드라이브 샤프트 32는 제1말단 32-1과 반대편의 제2말단 32-2을 갖고, 다른 샤프트, 풀리(pulley) 등(미도시)로부터와 같은 클러치 30로의 회전 입력을 받을 수 있다. 드라이브 샤프트 32는 클러치 30로 회전 입력이 있을 때면 언제나 회전하기 때문에, “살아있는” 것으로 생각된다. 드라이브 샤프트 32는 클러치 30의 다른 구성요소들에 구조적 지지를 제공하고, 정해진 다른 구성요소로 토크의 전달을 가능하게 한다. 예를 들어, 제1 말단 32-1은 토크 입력에 연결될 수 있고, 제2말단 32-2로 또는 그 주변으로 전달될 수 있다. 드라이브 샤프트 32는 일반적으로 클러치 32의 A축을 정의한다. 샤프트 32의 특정 구성은 제한이 아니라 예시의 방법으로서 도시되고 설명된 것, 특정 적용을 위하여 필요하다면 변할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 예를 들어, 본 발명은 대안적인 실시예에서는 정지된 샤프트를 갖는 클러치와 함께 시행될 수 있다.

로터 디스크 34는 드라이브 샤프트 32와 함께 회전하기 위해 드라이브 샤프트 32에 고정적으로 부착될 수 있다. 도 2에는 클러치 30의 다른 구성요소들을 보다 잘 보여주기 위한 도시적 목적을 위하여 로터 디스크 34가 생략되었다는 것을 주목해야 한다. 도 1에 보여지는 도시된 실시예에서, 로터 디스크 34는 드라이브 샤프트 32의 제2말단 32-2에 또는 그 주변에 연결되고, 클러치 30를 위한 회전 (토크) 입력 부재로 작용할 수 있다. 게다가, 도시된 실시예에서, 로터 디스크 34는 내경 삽입부 34-1 및 외경 부분 34-2를 포함한다. 늑재 34-3 또는 다른 적합한 구조들은 로터 디스크 34의 한 면 또는 양면에 작업실 40을 따라 또는 작업실 40에 제공될 수 있다 (예를 들어, 외경 부분 34-2에). 추가적으로, 노치 34-4는 밸브 조립체 42에 추가적인 여유(clearance)(예를 들어, 일반적으로 축 방향의 여유(clearance))를 제공하기 위하여 선택적으로 로터 디스크 34 내에 제공될 수 있다 (예를 들어 외경 부분 34-2에). 여전히 나아가, 하나 또는 둘 이상의 홀(또는 윈도우(window)) 34-5는 전단 유체(예를 들어, 실리콘 오일)이 로터 디스크 34의 반대 편 사이를 지나도록 로터 디스크 34를 통해 제공될 수 있다 (예를 들어, 외경 부분 34-2에), (도 4 참조). 로터 디스크 34의 특정 구성은 제한이 아니라 예시의 방법으로서 도시되고 개시된 것일 뿐이고, 특정 적용에 따라 변경될 수 있다. 하우징 36은 일반적으로 로터 디스크 34를 둘러싸고, 클러치 30가 선택적으로 넣어졌을 때 회전 (토크) 출력 부재로 기능할 수 있다. 나아가 팬, 풀리, 출력 샤프트, 기어, 펌프 등 (미도시)와 같은 출력 부재는 특정 적용에서 필요하다면, 클러치 30으로부터 토크 출력을 받기 위해 하우징 36에 연결될 수 있다. 하우징 36은 본체 36-1 및 커버 36-2의 두 파트로 만들어질 수 있다. 커버 36-2는 도 2에 클러치 내부 구성요소들을 더 잘 보여주기 위한 도시적 목적을 위하여 생략되어 있다. 도시된 실시예에서, 하우징은 적절한 베어링(bearing) 46에 의하여 드라이브 샤프트 32에 회전 가능하게 지지된다. 냉각 핀(fin) 36-3은 열 에너지의 주위 공기로의 소멸을 가능하게 하기 위해 통상적 방법으로 제공된다. 다시, 하우징 36의 특정 구성은 예시의 방법으로서 도시되고 설명된 것이지, 제한이 아니라는 것, 특정 적용을 위하여 필요에 따라 변형될 수 있음을 주목해야 한다.

플럭스 삽입부 (또는 플럭스 가이드) 48은 밸브 조립체 42의 작동을 조절하기 위한 하우징 36을 통해 전자기 코일 44에 의해 발생된 자속을 가이드하는 것을 돕기 위하여 가이드 본체 36-1를 통하여 연장될 수 있다. 도시된 실시예에서, 플럭스 삽입부 48는 전자기 코일 44에 인접하여 위치한(예를 들어, 코일 44의 플럭스 범위 내에) 제1말단 48-1, 반대편의 제2말단 48-2, 및 하나 또는 둘 이상의 개구48-3를 갖는다. 제2말단 48-2은 제1말단 48-1에 대하여 방사상으로 오프셋(offset)이 있을 수 있다. 플럭스 삽입부 48의 제1 및 제2 말단 48-1, 48-2 모두 또는 어느 하나는 하우징 36으로부터 서있을 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 제2말단 48-2는 저장부 38에 인접한 하우징 36의 내부 공간으로 축 방향으로 돌출하고, 제1말단 48-1은 전자기 코일 44에 인접한 하우징 36으로부터 축 방향으로 돌출할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 개구 48-3은 플럭스 삽입부 48의 일반적으로 중간 영역, 제1말단48-1과 제2말단 48-2 사이에 위치될 수 있다. 개구 48-3는 플럭스 삽입부 48의 질량을 줄이도록 도울 수 있고, 하우징 36에 의해 플럭스 삽입부 48가 확고하게 유지되도록 할 수 있고, 이하에 논의된 다른 이점들을 제공할 수 있다. 플럭스 삽입부 48는 비-합금 철, 강철 등과 같은 자속 전도 물질로 만들어질 수 있고, 하우징 36의 본체 36-1 물질(예를 들어, 알루미늄)은 삽입부 48를 그 안에 확보하도록 플럭스 삽입부 48에 대해 캐스트(cast)될 수 있다. 플럭스 삽입부 48의 실시예는 예시의 방법으로서 도시되고 설명된 것이고 특정 적용을 위하여 필요하다면 대안적인 실시예에 시행될 수 있다. 저장부 38는 하우징 36 내부에 위치할 수 있고, 드라이브 샤프트 32에 고정적으로 부착되어 샤프트 32에 토크 입력이 제시될 때 마다 드라이브 샤프트 32와 함께 회전할 수 있다. 저장부 38는 저장부 38가 전형적으로 클러치 30가 빠져있을 때 전단 유체의 대부분을 붙잡는 것에 더하여, 클러치 30의 적어도 몇몇 작동 조건 동안에 전단 유체의 공급을 붙잡을 수 있다. 토크 입력이 클러치 30에 제공되었을 때 저장부 38의 회전은 저장부 38 내에 담긴 전단 유체의 운동 에너지를 영향 주어, 클러치 30의 상대적으로 빠른 도입을 제공할 수 있다.

비록 다른 실시예에서 저장부 38가 더 많거나 작은 숫자의 별개의 피스들로 구성될 수 있을지라도, 저장부 38는 제1(또는 내부) 피스 38-1, 제2(또는 중간) 피스 38-2, 제3(또는 외부) 피스 38-3, 및 제4(또는 캡) 피스 38-4를 포함하는 멀티-피스 조립체로 구성될 수 있다. 제1피스 38-1은 일반적으로 방사상으로 안쪽으로 위치될 수 있고 드라이브 샤프트 32에 직접적으로 부착되고, 일반적으로 평면의, 디스크 형태를 가질 수 있다. 제2피스 38-2는 또한 일반적으로 평면의, 디스크 형태를 가질 수 있고, 제1피스 38-1에, 또는 제1피스 38-1의 외경 부분 근처에 부착될 수 있다. 제3피스 38-3도 또한 일반적으로 평면의, 디스크 형태를 가질 수 있고, 제2피스 38-2에 또는 제2피스 38-2의 외경 부분 근처에 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 피스 38-2는 축 방향으로 오프셋(offset)인 반면, 제1 및 제3 피스 38-1, 38-3은 실질적으로 축 방향으로 정렬되어 있다. (예를 들어, 클러치 30의 후면을 향해). 제4피스 38-4는 제3피스 38-3에, 또는 제3피스 38-3의 외경 부분 근처에 부착될 수 있고, 축 방향에서 측정되었을 때, 제3피스 38-3으로부터 연장되어 나갈 수 있다. 따라서, 제4피스 38-4는 일반적으로 로터 디스크 34를 외면하는 반면에, 제1, 2, 3 피스 38-1, 38-2, 38-3은 모두 일반적으로 로터 디스크 34를 마주한다. 피스들38-1, 38-2, 38-3. 38-4 중 모두 또는 일부는 저장부 38의 벽 (예를 들어, 저장부 벽 또는 경계 벽)의 상응하는 부분을 형성할 수 있다. 그러한 방법에서, 저장부38의 피스들 38-1, 38-2, 38-3, 38-4은 집합적으로 벽에 의하여 설립된 경계 내에 정의된 전단 유체의 저장을 위한 부피를 제공할 수 있다. 저장부 38의 다양한 피스들은 용접, 납땜, 기계적 조임쇠, 스웨이징(swaging), 프레스(pressing), 스레딩(threading), 접착과 같은 어떤 적합한 방식 또는 다른 어떤 적합한 부착, 접합, 연결 또는 결합 방법으로도 부착될 수 있다. 여기에 설명되고 도면에 도시된 저장부 38 및 관련된 부-구성요소들의 특정한 구성은 예시일 뿐이고, 통상의 기술자는 특정 적용에서 필요에 따라 다른 실시예가 가능하다는 것을 판단할 것이다.

도 3은 제4(또는 캡) 피스 38-4의 고립된 단면도이다. 도시된 실시예에서 볼 수 있듯이, 제4(또는 캡)피스 38-4는 일반적으로 축 방향으로 연장되는 제1부분 38-4a, 일반적으로 제1부분 38-4a로부터 방사상으로 연장되는 제 2부분 38-4b, 및 일반적으로 제1부분 38-4a과 반대되는 편에 제2부분 38-4b에 연결되는 리지 부분 38-4c를 갖는다. 리지 부분 38-4c는 일반적으로 도넛형태이고, 일반적으로 축 방향으로 연장되는 제1파트 38-4c’, 제2파트 38-4c’’, 및 제3파트 38-4c’’’를 포함한다. 제2파트 38-4c’’는 구부러질 수 있고, (서로 떨어져서 위치될 수 있고, 제2파트38-4c’’에 의하여 떨어질 수 있는) 제1 및 제3파트38-4c’, 38-4c’’’에 연결될 수 있다. 제1파트 38-4c’는 실질적으로 원통 형태이고, 일반적으로 축 방향으로 배치된다. 즉, 축 A에 일반적으로 평행하게 연장된다. 제3파트 38-4c’’’는 실질적으로 절두원추형이고 축 A에 대하여 제1파트38-4c’와 다른 각을 향한다. 도시된 실시예에서, 제3파트38-4c’’’은 제1파트38-4c’로부터 치우친 먼 쪽 끝을 갖는다. 제1파트 38-4c’는 리지38-4c의 방사상으로 바깥쪽 부분에 위치할 수 있고, 제3파트38-4c’’’는 리지38-4c의 방사상으로 안쪽 부분에 위치할 수 있다. 나아가, 제3파트38-4c’’’은 저장부 38의 경계벽의 모서리로 연장될 수 있다. 리지 부분 38-4c은 플럭스 삽입부 48의 제2말단 48-2의 하우징 36 밖으로의 돌출부를 수용할 공간을 제공한다. 즉, 리지 부분38-4c은 플럭스 삽입부 48의 제2말단 48-2을 둘러쌀 수 있다. 이런 방법으로, 플럭스 삽입부 48의 제2말단48-2는 적어도 부분적으로 리지 부분 38-4c로 연장되어 축 방향으로 겹친다. 홈 36-4는 플럭스 삽입부 48의 제2말단 48-2에 인접한 하우징36에 제공될 수 있고, 제3파트38-4c’’’는 적어도 부분적으로 홈 36-4으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 리지 부분38-4c은 저장부38의 저장 부피를 최대화하는 것을 돕도록 하우징36의 기저36-1로부터 가깝게 떨어져있고, 플럭스 삽입부48와 저장부38 사이의 플럭스 공간을 최소화하면서도 전단 유체가 플럭스 삽입부 48로부터 떨어져 있도록 유지하고, 유체 누출의 위험을 줄이는 것을 도울 수 있도록 플럭스 삽입부 48의 돌출된 제2말단 48-2을 둘러싸고 방사상으로 가로지를 수 있다. 게다가, 리지 부분 38-4c는 이하에 개시된 것과 같이 플럭스 전달을 최대화하는 것을 돕기 위해서 상대적으로 넓은 표면을 플럭스 삽입부48에 노출한다. 도 1,2로 돌아와서, 도시된 실시예에서 볼 수 있듯이 저장부38는 로터 디스크34와 분리되어 있고, 드라이브 샤프트32에 독립적으로 지지되어 있다. 보다 구체적으로, 저장부38는 드라이브 샤프트32에 로터 디스크34와 다른 축 위치에 부착될 수 있다. 자속 비전도 물질(예를 들어, 오스테나이트 스테인리스 강)로 만들어질 수 있는 스페이서 50는 로터 디스크34와 저장부38 사이의 드라이브 샤프트32에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 밸브 조립체 42는 실질적으로 스페이서 50와 축 방향으로 정렬될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 다른 스페이서52가 저장부38와 하우징36을 지지하는 베어링46사이에 위치할 수 있다. 스페이서52는 또한 자속 비전도성 물질(예를 들어, 오스테나이트 스테인리스 강)로 만들어질 수 있다. 스페이서 50,52는 드라이브 샤프트32를 따라 다양한 구성요소들의 축 방향 공간을 제공하는 것을 도울 수 있고, 나아가 각각의 스페이서 50, 52의 상반되는 면의 구성요소들 사이에 자기적 분리 또는 고립을 수행할 수 있다. 클러치30가 완전히 조립되었을 때, 드라이브 샤프트32상의 구성요소들의 스택(stack)을 고정하는 것을 돕기 위하여 압축 로드가 선택적으로 적용되어, 스페이서 50 및/또는 52가 인접한 구성요소들과 물리적으로 만나서 고정하게 할 수 있다.

저장부38의 부분들은 철, 강철, 알루미늄, 스테인리스 강 또는 이들 물질들의 조합 또는 다른 적합한 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 저장부38의 제1, 제3, 제4피스 38-1,38-3 및 38-4는 자속 전도 물질(예를 들어, 강자성 물질)로 만들어질 수 있고, 제2피스는 자속 비전도 물질(예를 들어, 오스테나이트 스테인리스 강, 알루미늄 등)으로 만들어질 수 있다. 이러한 구성과 함께, 저장부38의 하나 또는 둘 이상의 부분은 클러치의 플럭스 회로의 일 부분을 형성할 수 있다. 나아가, 제2피스38-2는 저장부38의 나머지를 통한 자속 전달을 방해할 수 있기 때문에, 제1피스38-1 및 제3, 제4피스 38-3, 38-4 모두 사이의 자기적 분리 또는 고립을 제공하고, 저장부38의 다른 자속 전도 부분이 클러치30의 전체 자속 회로의 다른 부분을 형성하도록 한다. 대안적으로, 또는 추가로, 하나 또는 둘 이상의 추가적인 플럭스 삽입부 및/또는 플럭스 가이드 피스는 저장부38를 둘러싸거나 통하는 플럭스 경로를 제공하기 위하여 저장부38로 삽입되거나 또는 부착될 수 있다. 클러치30 내의 자속 전달은 이하에서 더 논의한다.

밸브 조립체42에 의하여 지배 받는 보급구54는 전단 유체가 저장부38를 나가고, 작업실40을 향해 지나도록 하기 위해 저장부38에 제공된다. 도시된 실시예에서, 보급구54는 저장부38의 제3피스38-3의 외경 근처에 위치하고 로터 디스크34를 마주하나, 대안적인 실시예에서는 저장부38의 다른 부분에 위치할 수 있다.

도4는 로터 디스크34와 저장부38에 대한 고립된 투시도이다. 도시된 실시예에서 볼 수 있는 것처럼, 로터 디스크34 내의 홀(또는 윈도우)34-5는 직사각형이고 약 정사각형 형태의 제1, 방사상으로 안쪽 부분 34-5a, 및 제1부분 34-5a보다 형태가 연장되어 있고 (둘레 방향으로) 좁은 제2, 방사상으로 바깥 부분34-5b를 갖는다. 제1 및 제2 부분 34-5a, 34-5b는 서로서로 인접할 수 있고 유체 소통할 수 있으며, 각각은 로터 디스크34의 축 방향 두께 전체로 연장될 수 있다 (예를 들어, 로터 디스크34의 후면 및 반대편 정면 사이로 연장). 도 4에 도시된 것처럼, 제1부분34-5a는 일반적으로 저장부38의 외경 부분과 겹치거나 정렬될 수 있고, 제2부분34-5b는 일반적으로 저장부38의 방사상으로 바깥쪽에 위치할 수 있고 늑재가 로터 디스크34로부터 연장되고 작업실40(도1 참고)이 정의된 로터 디스크34의 외경 영역으로 연장될 수 있다. 어떤 원하는 각도로 떨어진 홀들 34-5도 로터 디스크34에 제공될 수 있다. 6개의 홀들34-5가 도시된 실시예에 보여지나, 예시일 뿐이고, 제한이 아니다. 하나 또는 둘 이상의 홀들34-5이 축 A로부터 방사상으로 같은 거리에 보급구54로서 위치한다. 즉, 홀34-5, 또는 적어도 제1부분34-5은 보급구54와 공통 방사상 위치에 위치할 수 있다. 도4에 도시된 보급구54는 로터 디스크34 내의 하나의 홀34-5과 방사상으로 정렬되고, 각도적으로(시계 방향으로) 정렬되어(예를 들어, 제1부분34-5a와 정렬된다.), 보급구54를 나가는 전단 유체가 실질적으로 깨끗한, 시선방향 경로로 하나의 홀34-5을 통해 제시되고, 전단 유체가 실질적으로 방해 받지 않고 보급구54로부터 로터 디스크34의 반대편(전면)으로 일반적으로 축 방향으로 지나도록 한다. 다시 말해서, 보급구54의 중심은 홀34-5의 중심에 대하여 각도 α (축 A에 대해 측정했을 때)로 배치되고, 도시된 실시예에서 각도 α는 약 0°이다. 그러나, 다른 실시예에서, 보급구54는 작업실40로, 작업실40을 통한 전단 유체의 상대적으로 빠르거나 느린 흐름을 제공하는 것을 돕기 위해 로터 디스크34에 대해 각도 오프셋(클라킹(clocking) 위치)의 범위 내에 위치할 수 있다. 각도 α는 보급구54이 인접한 홀들34-5 사이에 임의의 각도 오프셋 위치에 위치하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 각도 α는 임의의 원하는 각도 오프셋을 갖도록 선택될 수 있는, 약 +/- 60° 범위 안에 있는 연속적인 변수이다 (시계방향 또는 반 시계방향). 더 선호되는 실시예에서, 각도 α는 약 +/- 30°의 범위 내, 또는 +/- 15°의 범위 내, 또는 임의의 원하는 다른 범위 내에서 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 각도 α는 특정 실시예에서 60°, 30°, 15°, -60°, -30°, -15° 등으로 선택될 수 있다. 나아가 다른 실시예에서, 각도 α는 +/- 360°/(n · 2)이 되도록 선택될 수 있다. 이 때, n은 로터 디스크34 내의 홀34-5의 전체 개수이고 각도 α는 보급구54와 n개의 홀34-5 중 인접한 것 사이의 각도 오프셋을 대표한다. 도시적인 목적으로, 가능한 대안은, 보급구의 오프셋 위치54’가 국부 투시도로 보여진다. 몇몇 실시예에서, 보급구54(또는 54’)는 보급구54가 각적으로 또는 환형적으로 로터 디스크34내의 어떤 홀34-5로부터도 떨어지도록 각도 α에 의해 오프셋될 수 있다. 즉, 구54’는 어떤 홀34-5과도 각적으로 정렬되지 않도록 한다. 이러한 떨어진, 오프셋 실시예는 유체 공급 경로를 따르는 작업실40로, 작업실40을 향하는 전단 유체의 흐름을 느리게 하는 경향이 있다. 왜냐하면, 구54’로부터 홀들 중 하나34-5를 통한 일반적으로 축 방향의 분명한, 시선 방향 경로가 없기 때문이다. 이러한 방법으로, 홀34-5에 대해 상태적인 보급구54의 클라킹(clocking)은 클러치30의 작동 특성의 조정을 위해 매우 쉬운 방법으로 허용될 수 있다. 예를 들어, 로터 디스크34 및/또는 저장부38의 클라킹(clocking)은 클러치30의 재설계를 요구할 필요 없이 클러치30의 조립 안에 조정될 수 있다.

도1로 돌아가서, 작업실40은 로터 디스크34와 하우징36 사이에 정의되고, 전단 유체는 토크를 전달하기 위해 선택적으로 로터 디스크34와 하우징36을 연결하기 위해 선택적으로 작업실40로 도입될 수 있다. 작업실40과 저장부38는 공급 경로와 회수 경로를 포함하는 유체 회로의 일 부분이 될 수 있다. 도시된 실시예에서 볼 수 있는 것처럼, 저장부38 상의 보급구54는 선택적으로 전단 유체를 보급 경로를 따라 작업실40로 보내도록 선택적으로 밸브 조립체42에 의하여 덮이거나 덮이지 않을 수 있다. 작업실40 내의 유체는 회수구56를 통해 보내짐으로써 회수 경로를 따라 저장부38로 돌아올 수 있다. 펌프 구성요소 (구체적으로 도시되지 않음)는 선택적으로 종래의 방법으로 작업실40로부터 저장부38로 전단 유체를 공급하는 것을 돕기 위하여 작업실40에 또는 작업실40을 따라 제공될 수 있다. 일반적으로 방사상으로 연장되는 홈36-5(예를 들어, 둘레의 늑대, 디프레션(depression) 등의 중단)은 하우징36(또는 대안적으로 로터 디스크34내)에 작업실40을 따라 전단 유체의 흐름을 가능하게 하도록 제공될 수 있다.

도시된 실시예에서, 도1, 2에서 볼 수 있는 것처럼, 회수구56는 작업실40로부터 하우징36의 본체36-1을 통해 연장될 수 있다. 회수구56는 플럭스 삽입부48 내의 개구들48-3 중 하나를 통해 지날 수 있음으로써, 클러치의 전체적으로 작은 디자인을 가능하게 한다. 회수구56의 배출구56-1는 전단 유체가 회수구56로부터 저장부38로 보내질 수 있게 한다. 도시된 실시예에서, 배출구 56-1은 플럭스 삽입부48로부터 방사상으로 일반적으로 안쪽으로 위치하고 배출구56-1는 하우징36내의 홈36-4과 저장부38내의 리지38-4c에 인접하게 위치한 테이퍼된 슬롯으로 구성되어 있다 (예를 들어, 일반적으로 방사상 방향으로 입 부분이 내부 부분보다 넓도록 테이퍼된다.). 배출구56-1의 테이퍼는 홈36-4의 중첩 및 리지38-4c의 제3파트38-4c’’’와 함께 전단 유체가 중대한 (플럭스 삽입부48의 돌출부에 의해 잠재적으로 발생하는 것과 같은) 방해 또는 유출의 위험 없이 상대적으로 부드럽고 쉽게 방사상으로 바깥쪽으로 저장부38로 보내지게 한다.

도시된 실시예에서의 밸브 조립체42는 일반적으로 할당된 PCT 공개 번호 WO2012/024497, 제목 “Viscous Clutch Valve Assembly"에 개시된 방법과 유사하게 작동하도록 구성된다. 밸브 조립체42는 비록 대안적인 실시예에서 회전하는 밸브 구성요소를 활용하거나 밸브 구성요소를 이동시키는 것과 같이, 다른 형태의 밸브 조립체가 사용될 수 있을지라도 일반적으로 축 방향으로 회전하는 전기자42-1, 일반적으로 축 방향으로 회전하는 리이드 밸브(reed valve)42-2를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 밸브 조립체42는 저장부에 부착되고, 축 방향에서, 적어도 부분적으로, 로터 디스크34와 저장부38 사이의 틈새에 위치되고, 마찬가지로 전자기 코일44 및 로터 디스크34 사이에 위치한다. 작동 동안에, 밸브 조립체42(전기자42-1 및 리이드 밸브42-2를 포함)는 제1, 열린 위치와 제2, 닫힌 위치 사이에서 회전 가능하고, 밸브 조립체는 제1 및 제2 위치 모두에서 로터 디스크34와 저장부38 사이에 위치한다. 도 1, 2는 제1, 열린 위치에서의 밸브 조립체42를 도시한다. 이전에 언급된 것처럼, 로터 디스크34 내의 선택적인 노치34-4는 밸브 조립체42의 회전을 위해, 특히 밸브 조립체가 제1 열린 위치에 있을 때 전기자를 위하여는 정리를 제공한다. 비록 다양한 제조 공정들이 사용될 수 있으나, 신뢰할 수 있는 금속 간의 연결을 제공할 수 있는 리벳(rivet)이나 다른 적합한 조임쇠들이 앵커 스프링42-3(예를 들어, 판 용수절)의 방법으로 전기자42-1을 연결하기 위해 저장부38에 확보될 수 있다. 만약 전기자42-1 및 앵커 스프링42-3이 여러 선행 기술의 구성처럼 로터 디스크34에 부착된다면, 신뢰성이 떨어지는 알루미늄 리벳과 철 간의 연결이 전형적으로 제공될 것이다.

도 2에서 잘 볼 수 있는 것처럼, 밸브 조립체42는 저장부38의 제3피스38-3에 부착된 앵커 스프링42-3을 포함하고, 전기자42-1는 차례로 회전 가능한 구성으로 앵커 스프링42-3에 부착된다. 전기자42-1는 기저부42-1a로부터 방사상으로 돌출되는 연신42-1b만큼이나 드라이브 샤프트32를 둘러싸는 중앙 개구42-1a'를 갖는 링 형태의 기저부42-1a 와 함께 일반적으로 평평하거나 평면 형태를 갖는다. 기저부42-1a는 전기자42-1가 특정 작동 조건 동안에 저장부38의 제1 및 제3피스38-1, 38-3 모두와 만나도록 저장부38의 제2피스38-2에 걸칠 만큼 충분한 방사상 크기를 가질 수 있다. 연신42-1b은 축 A에 대하여 앵커 스프링42-3의 정반대에 위치할 수 있다. 도시된 실시예에서, 연신42-1b은 일반적으로 중앙 개구42-1a’에 인접하고, 합쳐지는 내부 개구42-1b’와 함께 직사각형 고리와 같이 구성된다. 개구 들42-1a’, 42-1b’는 밸브 조립체42의 질량을 줄이는 것을 도울 수 있고, 드라이브 샤프트32 주위로 클러치30 패키지를 수용하는 것을 도울 수 있다. 나아가, 리이드 밸브42-2는 전기자42-1로부터 분리되어 저장부38에 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 리이드 밸브42-2는 저장부38의 제1피스38-1에 부착된다. 앵커 스플이42-3은 밸브 조립체42의 정의된 굽힘 위치 및 정해진 회전 동작을 제공할 수 있고, 나아가 도시된 실시예에서 전기자42-1 및 리이드 밸브42-2가 폐쇄되도록 강요하는 스프링 편향을 제공할 수 있다. 이하에서 더 설명될 것과 같이, 밸브 조립체의 작동은 전기자42-1가 리이드 밸브42-2에 대항하여 누르고, 회전하도록 유발할 수 있다. 리이드 밸브42-2는 자동적으로 보급구54로부터 편향되어 떨어질 수 있고, 전기자42-1로부터의 힘은 리이드 밸브42-2의 기본 편향을 극복해서 리이드 밸브42-2가 보급구54를 완전히 또는 부분적으로 덮도록 회전하거나 굽게할 수 있다. 이런 방법으로, 밸브 조립체42의 작동은 보급구54가 저장부38로부터 작업실40로의 전단 유체의 흐름을 조절하기 위해 선택적으로 덮이거나 덮이지 않도록 한다.

전자기 코일44은 클러치30의 후면부에 배치될 수 있고, 베어링58에 의하여 드라이브 샤프트32 상에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 사슬60 또는 다른 적합한 구조는 전자기 코일44을 (차량 내부에 있을 수 있는) 클러치의 설치 위치에 대하여 회전적으로 고정할 수 있다. 전자기 코일44은 밸브 조립체42의 작동을 조절하기 위하여 선택적으로 통전될 수 있다. 코일 하우징(coil housing)은 전자기 코일44의 적어도 한 부분 주변에 선택적으로 제공될 수 있다.

전자기 코일을 사용하여 밸브 조립체를 작동시키기 위하여, 자속은 플럭스 회로(플럭스 루프 또는 플럭스 경로라고도 불린다.)를 따라서 클러치30의 부분을 통해 가이드될 수 있다. 도시된 실시예에서, 자속은 전자기 코일44로부터 플럭스 삽입부48의 틈을 지나 저장부38의 또 다른 틈(예를 들어, 제4 및 제3피스 38-4, 38-3)을 지나 밸브 조립체(예를 들어, 전기자42-1 및 선택적으로 리이드 밸브42-2)로, 그리고 다시 저장부38(예를 들어, 제1피스 38-1)로, 드라이브 샤프트32로, 그리고 다시 전자기 코일44로 플럭스 회로를 따라 전달될 수 있다.

작동 동안에, 전자기 코일44은 전기자42-1를 움직이도록 선택적으로 통전될 수 있고, 이것은 차례로 리이드 밸브42-2를 보급구54에 대하여 움직이게 한다. 밸브 조립체의 시간에 걸쳐 보급구54를 덮거나 덮지 않도록 하는 선택적인 조절은 작업실40로 들어가는 전단 유체의 양을 조절할 수 있고, 차례로 드라이브 샤프트32(및 로터 디스크34)로의 토크 입력에 대한 하우징36에 의한 토크 전달의 정도를 조절할 수 있게 한다. 하나의 실시예에서, 리이드 밸브42-2는 자동적으로 보급구54를 덮지 않도록 열린 위치에 편향되어 있고, 전자기 코일44을 통전하는 것은 적어도 부분적으로 보급구54를 덮도록 전기자42-1 및 리이드 밸브42-2를 닫힌 위치로 움직이게 한다. 보급구54를 덮도록 닫힌 위치로 움직였을 때, 밸브 조립체42의 리이드 밸브42-2의 앉은 위치(예를 들어, 받침점 또는 중심점으로부터 떨어진 먼 말단)는 저장부38에 대항하여 안착될 수 있다. 더욱이, 닫힌 위치로 당겨졌을 때, 도시된 실시예의 밸브 조립체42는 리이드 밸브42-2 및 전기자42-1를 저장부38 및 전자기 코일44 모두를 향해 움직일 수 있다. 전자기 코일44을 향한 밸브 조립체42의 당김 요소는 밸브 작동 및 플럭스 전달의 효율을 증가시키는 것을 돕고, 적은 힘 및/또는 상대적으로 작은 코일44의 사용을 가능하게 할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 펄스 폭 전압 제어(PWM) 또는 다른 적합한 방법이 전자기 코일44의 통전 및 밸브 조립체42의 작동을 지배하는데 사용될 수 있다.

클러치30의 플럭스 회로 및/또는 저장부38의 다양한 대얀적인 실시예가 가능하다. 예를 들어, 도 1A-1C는 비스코스 클러치30의 대안적인 실시예에 대한 단면도이다. 도1a에 도시된 실시예에서, 저장부38의 제2피스38-2’는 드라이브 샤프트32로 연장되고 연결될 수 있다. 그러므로 제1피스38-1는 도1a의 실시예에서 저장부38의 구조적 부분이 될 필요 없으나, 플럭스 회로의 구조적으로 분리된 플럭스 가이드 구성요소가 될 수 있다. 도1b의 실시예에서, 저장부38의 제2피스38-2’는 드라이브 샤프트32로 연장되고 연결될 수 있다. 게다가, 스페이서40’는 자극편과 통합적으로 또는 하나로 만들어질 수 있다 (예를 들어, 이전에 개시된 실시예의 제1피스38-1와 스페이서40를 통합). 스페이서50’는 도1b의 실시예에서 자속 전도 물질로 만들어진다. 추가적으로, 도1C에 도시된 실시예에서, 스페이서50’’는 자속 전도 물질로 만들어지고 전기자42-1에 아주 근접하도록 연장되어 클러치30의 플럭스 회로 내에 방사상 에어 갭(air gap)이 제공되도록 한다. 이러한 방법으로, 비록 축 방향 에어 갭 보다 방사상 에어 갭일지라도, 스페이서50’’는 제1피스38-1에 더하여 추가적인 자기적 경로를 제공함으로써 플럭스 회로의 작동을 향상시키는 것을 도울 수 있다. 더 나아간 실시예에서, 스페이서50’’와 제1피스38-1는 일원화된 하나의 피스로 통합될 수 있다.

통상의 기술자는 상기 논의된 본 발명의 실시예는 많은 장점과 혜택을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 밸브 조립체42를 저장부38에 설치하는 것은 클러치30가 전기자42-1와 리이드 밸브42-2가 폐쇄되도록 끄는 두 개의 자기적으로 끌어당기는 표면을 갖게 하고, 이는 하나의 자기적으로 끌어당기는 표면에 비하여 더 큰 자기력을 만들어낼 수 있다. 게다가, 밸브 조립체42의 전기자42-1는 전자기 코일44을 향해 끌어당겨져서, 효율을 증가시키는 것을 도울 수 있다. 추가적으로, 자속 회로 내의 자속은 베어링46으로부터 떨어지는 경로를 따라 전달될 수 있어 자기적 손실을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 리이드 밸브42-2는 로터 디스크34와 전자기 코일44 사이에 위치할 수 있어, 자속 회로의 전체 크기를 감소시키는 것을 도울 수 있고, 이에 상응하여 전자기 코일44의 출력 요건과 크기를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 특히 전자기 코일44과 관련된 이 감소들은 클러치30의 중량을 감소시키는 것과, 전자기 코일44내 추가적인 배선(전형적으로 구리)의 필요성을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 본 발명과 관련하여 많은 여기 분명하게 언급된 것 외에도 다른 많은 특징과 이점들을 얻을 수 있다.

나아가 많은 대안적인 실시예들 또한 고려될 수 있다. 몇몇은 도5-9의 부호와 함께 이하에 개시되어 있다. 일반적으로, 도 5-9에 사용된 부호들은 도1-4에 보여진 실시예와 관련되어 사용된 것들과 유사하나, 각각의 대안적인 실시예에서는 값이 100씩 증가한다. 그러나, 이하에 개시된 대안적인 실시예들은 본 발명의 다양한 태양들의 가능한 시행의 전체가 아니라는 것을 주목해야 한다.

도5는 비스코스 클러치130의 다른 실시예에 대한 단면도이다. 비스코스 클러치130는 이전에 개시된 클러치30와 많은 유사점을 갖고, 그러므로 도5에 사용된 부호들은 도1-4에 도시된 실시예와 관련되어 사용된 것들과 유사하다, 다만 값만 100씩 증가하였다. 도5에 개시된 것처럼, 클러치130는 드라이브 샤프트132, 로터 디스크134, 하우징136(기저부 136-1 및 커버136-2와 함께), 저장부138, 작업실140, 밸브 조립체142, 전자기 코일144, 베어링146, 플럭스 삽입부148(제1말단148-1, 제2말단148-2 및 개구148-3을 갖는다.), 스페이서150 및152, 보급구154, 슬롯 형태의 배출구156-1을 갖는 회수구156, 베어링158을 포함한다. 클러치130는 개시된 클러치30와 유사한 방식으로 기능한다. 클러치130에 있어서 주목할만한 차이 들은 플럭스 삽입부148의 다른 모양(플럭스 삽입부48와 비교하였을 때), 및 저장부138의 다른 구성(저장부38와 비교했을 때)을 포함한다. 저장부138는 제1피스138-1, 제2피스138-2, 제3피스138-3 및 제4피스138-4를 포함한다. 제2피스는 자속 비전도 물질로 만들어질 수 있고, 제1, 제3 및 제4 피스138-1, 138-3, 138-4는 자속 전도 물질로 만들어 질 수 있다. 제2피스138-2는 드라이브 샤프트132와 제4피스138-4 사이로 방사상으로 연장되며, 제1피스138-1를 제3 및 제4피스 138-3, 138-4로부터 자기적으로 분리하거나 고립시키는 것을 도울 수 있는 일반적으로 평평한 디스크 형태의 요소이다. 플럭스 삽입부148의 제2말단148-2은 테이퍼되고 방사상으로 바깥쪽으로 연장되는 부분을 포함할 수 있고, 하우징136의 기저부136-1의 내벽과 실질적으로 수평을 이루도록 배치될 수 있다.

도 6은 비스코스 클러치230의 다른 실시예의 단면도이다. 클러치230는 상기 개시된 클러치30, 130의 실시예와 많은 점에서 유사하고, 그러므로 도6에 사용된 부호는 도1-5에 도시된 실시예와 관련된 것과 유사하다. 다만, 값은 도5의 것들 보다 100씩 증가하였다. 도6에서 볼 수 있듯이, 클러치230는 드라이브 샤프트232, 로터 디스크234, 하우징 236(기저부 236-1 및 커버236-2와 함께), 저장부 238(리지 부분238c을 갖는), 작업실240, 밸브 조립체242(전기자 242-1 및 밸브 암(valve arm)242-2과 함께), 전자기 코일244, 베어링246, 플럭스 삽입부248, 보급구254 및 베어링258을 포함한다. 하우징236의 보급구는 도6에 간단함을 위하여 도시되지 않았으나, 선행하는 실시예와 관련되어 도시되고 설명된 것과 유사한 방법으로 제공될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 클러치230는 실시예의 클러치30, 130와 관련되어 개시된 것과 유사한 방식으로 기능을 할 수 있다.

도 7은 비스코스 클러치330의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 클러치330는 상기 개시된 클러치30, 130, 230의 실시예와 많은 점에서 유사하고, 그러므로 도7에 사용된 부호는 도1-6에 도시된 실시예와 관련된 것과 유사하다. 다만, 값은 도6의 것들 보다 100씩 증가하였다. 도7에서 볼 수 있듯이, 클러치330는 드라이브 샤프트332, 로터 디스크334, 하우징 336(기저부 336-1 및 커버336-2와 함께), 저장부338, 작업실340, 밸브 조립체342(전기자 342-1 및 밸브 암(valve arm)342-2과 함께), 전자기 코일344, 베어링346, 플럭스 삽입부348, 스페이서352, 보급구354, 베어링358 및 설치 판370을 포함한다. 하우징336의 보급구는 도7에 간단함을 위하여 도시되지 않았으나, 선행하는 실시예와 관련되어 도시되고 설명된 것과 유사한 방법으로 제공될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 클러치330는 실시예의 클러치30, 130, 230과 관련되어 개시된 것과 유사한 방식으로 기능할 수 있다. 그러나, 도7의 실시예에서, 저장부338는 전자기 코일344의 반대편인 로터 디스크334의 전면부에 부착된다. 밸브 조립체342는 로터 디스크334로부터 분리되어 샤프트332에 차례로 설치된 설치 판370에 부착된다. 이러한 방식으로 밸브 조립체342는 로터 디스크334의 후면부에 위치한다. 비자성 베어링 스페이서352는 설치 판370과 베어링346 사이에 하우징336을 지지하도록 제공될 수 있다. 설치 판370은 자속 전도 물질로 만들어질 수 있다. 클러치330의 플럭스 경로는 아래와 같이 제공될 수 있다: 전자기 코일334로부터 플럭스 삽입부348로, 전기자로342-1(선택적으로 밸브 암342-2으로), 설치 판370으로, 드라이브 샤프트로332, 그리고 다시 전자기 코일344로 돌아온다.

도 8은 비스코스 클러치430의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 클러치430는 상기 개시된 클러치30, 130, 230, 330의 실시예와 많은 점에서 유사하고, 그러므로 도8에 사용된 부호는 도1-7에 도시된 실시예와 관련된 것과 유사하다. 다만, 값은 도7의 것들 보다 100씩 증가하였다. 도8에서 볼 수 있듯이, 클러치430는 드라이브 샤프트432, 로터 디스크434, 하우징 436(기저부 436-1 및 커버436-2와 함께), 저장부438, 작업실440, 밸브 조립체442(전기자 442-1 및 밸브 암(valve arm)442-2과 함께), 전자기 코일444, 베어링446, 플럭스 삽입부448, 스페이서452, 보급구454, 베어링458 및 설치 판470을 포함한다. 하우징436의 보급구는 도8에 간단함을 위하여 도시되지 않았으나, 선행하는 실시예와 관련되어 도시되고 설명된 것과 유사한 방법으로 제공될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 클러치430는 실시예의 클러치30, 130, 230, 330과 관련되어 개시된 것과 유사한 방식으로 기능할 수 있다. 그러나, 클러치430는 밸브 암442-2이 로터 디스크434로부터 더 떨어져있고, 저장부438는 전자기 코일444의 반대편인 로터 디스크434의 전면부에 부착되어 있다는 점에서 설치판370의 다른 구성을 갖는다. 통합된 스페이서 부470-1는 도8에 도시된 것처럼 설치 판470과 함께 제공된다. 대안적인 실시예에서, 스페이서(다른 실시예와 관련되어 상기에 개시된 스페이서50와 유사)와 같은 분리된 피스(미도시)는 로터 디스크434로부터 설치 판470을 자기적으로 고립시킬 수 있다.

도9는 비스코스 클러치530의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 클러치530는 상기 개시된 클러치30, 130, 230, 330, 430의 실시예와 많은 점에서 유사하고, 그러므로 도9에 사용된 부호는 도1-8에 도시된 실시예와 관련된 것과 유사하다. 다만, 값은 도8의 것들 보다 100씩 증가하였다. 도9에서 볼 수 있듯이, 클러치530는 드라이브 샤프트532, 로터 디스크534, 하우징 536(기저부 536-1 및 커버536-2와 함께), 저장부538, 작업실540, 밸브 조립체542(컨트롤 핀542-0, 전기자 542-1 및 밸브 암(valve arm)542-2과 함께), 전자기 코일544, 베어링546, 플럭스 삽입부548, 스페이서552, 보급구554, 회수구556, 베어링558을 포함한다. 클러치530는 실시예의 클러치30, 130, 230, 330, 430과 관련되어 개시된 것과 유사한 방식으로 기능할 수 있다. 그러나, 도9에 도시된 클러치530의 실시예에서, 저장부538는 로터 디스크534의 후면부에 부착된다. 게다가, 밸브 조립체542는 PCT 출원 번호 PCT/US13/60889에 개시된 밸브의 구성과 일부 유사한, 다른 구성을 가질 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 컨트롤 핀542-0이 전기자542-1와 밸브 암542-2를 연결하기 위하여 로터 디스크534를 통해 연장되는 것과 함께, 전기자542-1는 로터 디스크534의 후면부에 위치할 수 있고, 밸브 암542-2은 로터 디스크534의 전면부에 위치할 수 있다. 밸브 암542-2은 로터 디스크534에 부착될 수 있고, 컨트롤 핀542-0은 밸브 암542-2과 받침점으로부터 떨어진 위치 또는 밸브 암542-2의 중심점에서 밸브 암542-2과 결속될 수 있다. 더 나아간 실시예에서, 로터 디스크434로부터 설치 판470을 자기적으로 고립시킬 수 있는 추가적인 스페이서(다른 실시예와 관련되어 상기에 개시된 스페이서50와 유사)와 같은 하우징536을 지지하는 추가적인 스페이서(미도시)가 스페이서552와 베어링546 사이에 제공될 수 있다. 클러치530의 플럭스 경로는 아래와 같이 제공될 수 있다: 전자기 코일544로부터 플럭스 삽입부548로, 전기자542-1로(선택적으로 컨트롤 핀542-0 및/또는 밸브 암542-2으로), 스페이서552로, 드라이브 샤프트532로, 그리고 다시 전자기 코일544로 돌아온다.

이하는 본 발명의 가능한 실시예의 비-배타적 설명이다.

비스코스 클러치는 샤프트, 샤프트에 부착된 로터, 로터에 인접하여 위치한 하우징, 로터와 하우징 사이에 정의된 작업실, 전단 유체를 저장하는 저장부를 포함하고, 작업실로의 전단 유체의 선택적인 도입은 로터와 하우징 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 하고, 저장부는 로터로부터 분리되어 샤프트에 부착되어있는 것을 특징으로 한다.

상기 단락의 비스코스 클러치는 추가적이고/거나 대안적으로 이하의 특징들, 구성들 및/또는 추가적인 구성요소들 중 하나 또는 둘 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

저장부는 샤프트에 로터가 샤프트에 부착된 위치로부터 축 방향으로 떨어진 위치에 부착될 수 있다;

스페이서(spacer)는 샤프트 상의 로터와 저장부 사이에 위치한다;

밸브 조립체는 작업실로의 전단 유체의 흐름을 조절하도록 구성되고, 상기 밸브 조립체는 저장부와 로터 사이에 위치하고, 전자기 코일의 선택적인 통전은 밸브 조립체의 작동을 제어한다;

밸브 조립체의 적어도 한 부분을 수용하기 위한 공간을 만들도록 구성된 로터 내의 노치(notch);

밸브 조립체와 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 전자기 코일에 인접하여 위치한 플럭스 삽입부, 상기 플럭스 삽입부는 개구를 갖는다; 및 전단 유체가 작업실로부터 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 작업실에서 저장부까지 연장되는 회수구, 플럭스 삽입부의 개구를 통하여 지나는 회수구;

저장부의 저장부 벽의 리지(ridge); 및 밸브 조립체와 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 전자기 코일에 인접하여 위치하는 플럭스 삽입부, 상기 저장부 벽의 리지는 적어도 부분적으로 플럭스 삽입부의 말단을 둘러싼다;

플럭스 삽입부에 인접한 하우징에 정의된 홈, 상기 저장부 벽의 리지는 적어도 부분적으로 홈으로 연장된다;

저장부 벽의 리지는 제1부분, 제1부분과 연결된 제2부분, 및 제1부분으로부터 떨어져 제2부분과 연결된 제3부분을 포함할 수 있고, 상기 제3부분은 실질적으로 절두원추형이다;

제3부분은 저장부 벽의 리지의 방사상으로 안쪽 모서리에 위치할 수 있다;

저장부는 멀티-피스 구조를 가질 수 있고, 저장부의 적어도 두 피스는 자속 전도 물질로 만들어지고, 저장부의 적어도 한 피스는 자속 비전도 물질로 만들어져서, 자속 비전도 물질로 만들어진 적어도 한 피스가 저장부의 다른 자속 전도 부분을 고립시킨다;

저장부는 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제1자속 전도부 및 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제2자속 전도부를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 자속 전도부는 서로 자기적으로 분리된다;

실질적으로 원반형태인 내부 피스; 내부 피스에 부착된 실질적으로 원반형태인 중간 피스; 중간 피스에 부착된 실질적으로 원반형태의 외부 피스; 및 외부 피스에 부착된 마개 피스, 상기 마개 피스는 외부 피스로부터 축 방향으로 연장되어 나간다;

내부 피스, 외부 피스 및 마개 피스는 각각 자속 전도 물질로 만들어질 수 있고, 중간 피스는 자속 비전도 물질로 만들어질 수 있다;

전단 유체가 저장부를 나가도록 저장부에 위치하는 보급구; 및 로터 내의 홀; 상기 홀과 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 상기 비스코스 클러치 축에 대한 보급구와 홀 사이의 각도 α는 약 -60° 이상 60° 이하의 범위, 또는 대안적으로 약 약 -30° 이상 30° 이하의 범위, 또는 대안적으로 약 -15° 이상 15° 이하의 범위에 있다;

상기 로터 내에 총 n 개의 홀이 제공되고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 보급구와 홀 사이의 각도 각도 α는 +/- 360°/(n · 2)이다;

저장부에서 전단 유체가 나가도록 저장부에 위치하는 보급구; 및 로터 내의 홀, 상기 홀과 보급구는 시선방향 관계로 정렬된다;

저장부에서 전단 유체가 나가도록 저장부에 위치하는 보급구; 및 로터 내의 홀, 상기 홀과 보급구는 서로 간에 각도 오프셋(offset)이 있어서, 보급구가 홀로부터 각지게 떨어진다;

전단 유체가 작업실로부터 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 작업실에서 저장부까지 연장되는 회수구, 상기 회수구는 슬롯 형태의 배출구를 갖고/거나 슬롯 형태의 배출구는 테이퍼 된다(tapered).

비스코스 클러치를 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은 로터 디스크를 회전; 저장부를 로터 디스크와 함께 회전; 및 밸브 조립체를 제1위치와 제2위치 사이로 회전시키고, 상기 밸브 조립체가 제1위치 및 제2위치 모두에서 로터 디스크와 저장부 사이에 위치하는 것을 포함한다.

상기 단락의 방법은 추가적이고/거나 대안적으로 이하의 특징들, 구성들 및/또는 추가적인 구성요소들 중 하나 또는 둘 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

자속을 발생시키기 위하여 전자기 코일을 통전하는 단계; 및 자속을 전자기 코일로부터 플럭스 회로를 따라 밸브 조립체를 작동시키도록 전달하는 단계를 포함하고, 상기 단계는 자속을 플럭스 회로를 따라 전자기 코일로부터 밸브 조립체를 향해 저장부의 제1부분을 통하여 전달하는 단계; 및 자속을 플럭스 회로를 따라 밸브 조립체로부터 전자기 코일을 향해 저장부의 제2부분을 통하여 전달하는 단계를 포함한다.

비스코스 클로치를 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은: 자속을 발생시키기 위하여 전자기 코일을 통전하는 단계; 및 자속을 전자기 코일로부터 플럭스 회로를 따라 밸브 조립체를 작동시키기 위해 전달하는 단계를 포함하고, 상기 단계는 자속을 플럭스 회로를 따라 전자기 코일로부터 밸브 조립체를 향해 저장부의 제1부분을 통하여 전달하는 단계; 및 자속을 플럭스 회로를 따라 밸브 조립체로부터 전자기 코일을 향해 저장부의 제2부분을 통하여 전달하는 단계를 포함한다.

밸브 조립체를 제1위치와 제2위치 사이로 회전시키고, 상기 밸브 조립체가 제1위치 및 제2위치 모두에서 로터 디스크와 저장부 사이에 위치하는 것.

비스코스 클러치는 이하를 포함한다: 토크 입력과 함께 회전할 수 있는 샤프트; 샤프트에 고정적으로 부착되어 그것과 함께 회전하는 입력 부재; 입력 부재에 인접하여 위치한 출력 부재; 입력 부재와 출력 부재 사이에 정의된 작업실, 상기 작업실로의 전단 유체의 선택적인 도입은 입력 부재와 출력 부재 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 한다; 및 샤프트에 입력 부재로부터 축 방향으로 떨어진 위치에 고정적으로 부착되고, 그것과 함께 회전하도록 구성된 저장부, 저장부는 전단 유체의 공급을 저장할 수 있다.

비스코스 클러치는 이하를 포함한다: 회전 가능한 입력 부재; 상기 입력 부재에 인접하여 위치한 회전 가능한 출력 부재; 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 정의된 작업실, 상기 작업실로의 전단 유체의 선택적인 도입은 입력 부재와 출력 부재 사이의 선택적인 토크의 전달은 가능하게 한다; 입력 부재를 마주하는 벽을 갖고, 입력 부재로부터 축 방향으로 떨어진 회전 가능한 저장부, 저장부는 입력 부재와 함께 회전하고 전단 유체를 저장하도록 구성된다; 전단 유체가 저장부를 나갈 수 있도록 하는 저장부 내 보급구; 및 입력 부재 내에 총 n 개의 홀이 제공되고, 상기 보급구와 n 개의 홀 중 인접한 것은 공통 방사상 위치에 위치하고, 비스코스 클러치의 축에 대한 보급구와 인접한 홀 사이의 각도 α는 +/- 360°/(n · 2)이다.

비스코스 클러치의 축에 대한 보급구와 인접한 홀 사이의 각도 α는 약 -60° 이상 60° 이하, 또는 대안적으로는 약 -30° 이상 30° 이하, 또는 대안적으로는 약 -15° 이상 15° 이하의 범위에 있다;

홀과 보급구는 시선방향 관계로 정렬될 수 있다; 및/또는 홀과 보급구는 서로 각도 오프셋(offset)이 있을 수 있어서, 보급구가 홀로부터 각지게 떨어지게 한다.

비스코스 클러치는 이하를 포함한다: 입력 부재; 입력 부재에 인접하여 위치한 출력 부재; 입력 부재와 출력 부재 사이에 정의된 작업실; 전단 유체가 작업실로 도입될 때, 출력 부재와 입력 부재 사이에 비스코스 토크 커플링(viscous torque coupling)을 만들어 낼 수 있는 전단 유체 공급의 저장을 위한 저장부, 상기 저장부는 리지(ridge)를 갖는 저장부 벽을 포함한다; 전단 유체의 작업실로의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브 조립체; 밸브 조립체를 선택적으로 작동시키도록 통전될 수 있는 전자기 코일; 및 밸브 조립체와 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 전자기 코일에 인접하여 위치하는 플럭스 삽입부, 상기 저장부 벽의 리지는 적어도 부분적으로 플럭스 삽입부의 말단을 둘러싼다.

플럭스 삽입부는 출력 부재를 통하여 연장될 수 있고, 출력 부재로부터 돌출될 수 있다;

플럭스 삽입부에 인접한 출력 부재에 정의되는 홈, 상기 저장부 벽의 리지는 적어도 부분적으로 홈으로 연장된다.

저장부 벽의 리지는 제1부분, 제1부분에 연결된 제2부분, 제1부분으로부터 떨어져 제2부분에 연결된 제3부분을 포함할 수 있고, 제3부분은 실질적으로 절두원추형일 수 있다.

플럭스 삽입부에 인접한 출력 부재에 정의된 홈, 상기 저장부 벽의 리지의 제3부분은 적어도 부분적으로 홈으로 연장된다;

샤프트, 상기 입력 부재는 샤프트에 부착된 로터 디스크이고, 상기 출력 부재는 샤프트 상에 회전 가능하게 지지되는 하우징이다;

저장부는 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제1자속 전도부 및 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제2자속 전도부를 포함할 수 있다, 상기 제1 및 제2 자속 전도부는 서로 자기적으로 분리된다;

저장부는 이하를 더 포함할 수 있다: 실질적으로 원반형태의 내부 피스; 내부 피스에 부착된 실질적으로 원반형태의 중간 피스; 중간 피스에 부착된 실질적으로 원반 형태의 외부 피스; 및 외부 피스에 부착된 마개 피스, 상기 마개 피스는 외부 피스로부터 축 방향으로 연장되어 나간다;

내부 피스, 외부 피스, 마개 피스는 각각 자속 전도 물질로 만들어질 수 있고, 중간 피스는 자속 비전도 물질로 만들어질 수 있다;

전단 유체가 작업실로부터 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 작업실에서 저장부까지 연장되는 회수구, 플럭스 삽입부는 개구를 포함하고, 회수구는 플럭스 삽입부의 개구를 통하여 지난다;

전단 유체가 작업실로부터 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 작업실에서 저장부까지 연장되는 회수구, 회수구는 슬롯 형태의 배출구를 갖는다;

슬롯 형태의 배출구는 방사상으로 테이퍼되는(tapered) 것과 같이, 테이퍼될 수 있다.

전단 유체가 저장부를 나가도록 저장부에 위치하는 보급구; 및 입력 부재 내의 홀, 상기 홀과 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 비스코스 클러치의 축에 대한 보급구와 홀 사이의 각도 α는 약 -60° 이상 60° 이하의 범위, 또는 대안적으로 약 -30° 이상 30° 이하의 범위, 또는 대안적으로 약 -15° 이상 15° 이하의 범위에 있다;

상기 로터 내에 총 n 개의 홀이 제공되고, 비스코스 클러치 축에 대한 보급구와 홀 사이의 각도 α는 +/- 360°/(n · 2)이다;

전단 유체가 저장부를 나가도록 저장부에 위치하는 보급구; 및 입력 부재 내의 홀, 상기 홀과 보급구는 시선방향 관계로 정렬된다; 및/또는

전단 유체가 저장부를 나가도록 저장부에 위치하는 보급구; 및 입력 부재 내의 홀, 상기 홀과 보급구는 서로 간에 각도 오프셋(offset)이 있어서, 보급구가 홀로부터 각지게 떨어지게 한다.

비스코스 클러치는 이하를 포함한다: 입력 부재; 입력 부재에 인접하여 위치한 출력 부재; 입력 부재와 출력 부재 사이에 정의된 작업실; 작업실로 도입될 때, 입력 부재와 출력 부재 사이에 비스코스 토크 커플링(viscous torque coupling)을 만들어 낼 수 있는 전단 유체의 공급의 저장을 위한 저장부; 전단 유체의 작업실을 통한 흐름을 조절하도록 구성된 밸브 조립체; 밸브 조립체와 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 전자기 코일에 인접하여 위치하는 (그러나 반드시 직접적으로 붙어있어야 하는 것은 아닌) 플럭스 삽입부, 상기 플럭스 삽입부는 개구를 갖고; 회수구는 전단 유체가 작업실로부터 저장부로 돌아오는 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 작업실에서 저장부까지 연장된다, 회수구는 플럭스 삽입부의 개구를 통하여 지난다.

회수구는 슬롯 형태의 배출구를 가질 수 있다;

슬롯 형태의 배출구는 테이퍼될 수 있다;

슬롯 형태의 배출구는 방사상으로 테이퍼될 수 있다;

출력 부재는 하우징을 포함할 수 있고, 회수구는 하우징을 통해 연장될 수 있다;

전단 유체가 저장부를 나가도록 저장부를 통한 보급구; 및 입력 부재 내의 홀, 상기 홀과 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 비스코스 클러치의 축에 대한 보급구와 홀 사이의 각도 α는 약 -60° 이상 60° 이하의 범위, 또는 대안적으로 약 -30° 이상 30° 이하의 범위, 또는 대안적으로 약 -15° 이상 15° 이하의 범위에 있다;

“실질적으로”, “필수적으로”, “일반적으로”, “약”과 같이 여기에 사용된 상대적인 용어들 또는 정도에 대한 용어들은 여기에 분명히 언급된 해당되는 한계들 또는 정의들에 부합되고 한계들 또는 정의들에 따르도록 해석되어야 한다. 모든 예시들에서, 여기에 사용된 어떤 상대적인 용어들 또는 정도에 대한 용어들도 관련되어 개시된 실시예들을 넓게 아우르는 것으로 해석되어야 하고, 이러한 범위들이나 변형들은 보통 용인되는 제조상 변형, 의도적인 정렬 변형, 열적, 회전적, 또는 진동적 작업 조건에 의한 정렬 또는 모양의 변형과 같은 것을 아우르는 것과 같이 통상의 기술자에 의하여 본 개시의 전체 관점에서 이해되어야 한다.

비록 본 발명이 선호되는 실시예를 언급하여 개시되어 있으나, 통상의 기술자는 발명의 범위 및 본질에서 벗어나지 않은 채 형식과 세부사항들에 대한 변형을 만들 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 개시된 클러치 실시예는 토크 입력과 출력이 뒤바뀐 채 작동될 수 있다. 게다가, 클러치의 실시예 내에 사용된 스페이서(spacer)는 특정 적용을 위한 필요에 따라 자속 전도성이거나 자속 비전도성일 수 있다. 추가적으로, 하나의 실시예에 도시되거나 개시된 특징들은 필요하다면 다른 실시예들에 적용될 수 있다.

Claims

비스코스 클러치에 있어서,
비스코스 클러치는 샤프트(shaft);
상기 샤프트에 부착된 로터(rotor);
상기 로터에 인접하여 위치한 하우징(housing);
상기 로터와 상기 하우징 사이에 정의된 작업실(working chamber); 및
전단 유체(shear fluid)를 저장하는 저장부(reservoir)를 포함하고,
상기 작업실로의 상기 전단 유체의 선택적인 도입은 상기 로터와 상기 하우징 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 하고,
상기 저장부는 로터로부터 분리되어 상기 샤프트에 부착되어있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서, 상기 저장부가 상기 샤프트에 부착된 위치는 상기 로터가 상기 샤프트에 부착된 위치와 축 방향으로 떨어진 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제2항에 있어서,
상기 샤프트 상의 상기 로터와 상기 저장부 사이에 위치하는 스페이서(spacer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 비스코스 클러치는 상기 작업실로의 상기 전단 유체의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브 조립체(valve assembly); 및 전자기 코일을 더 포함하고,
상기 밸브 조립체는 상기 저장부와 상기 로터 사이에 위치하고,
상기 전자기 코일의 선택적인 통전은 밸브 조립체의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제4항에 있어서,
상기 밸브 조립체의 적어도 한 부분을 수용하기 위한 공간을 만들도록 구성된 로터 내의 노치(notch)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제4항에 있어서,
상기 밸브 조립체와 상기 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 상기 전자기 코일에 인접하여 위치한 플럭스 삽입부; 및
상기 전단 유체가 상기 작업실로부터 상기 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 상기 작업실에서 상기 저장부까지 연장되는 회수구를 더 포함하고,
상기 플럭스 삽입부는 개구를 갖고, 상기 회수구는 상기 플럭스 삽입부의 상기 개구를 통하여 지나는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제4항에 있어서,
상기 저장부의 저장부 벽의 리지(ridge); 및
상기 밸브 조립체와 상기 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 상기 전자기 코일에 인접하여 위치하는 플럭스 삽입부를 더 포함하고,
상기 저장부 벽의 상기 리지는 적어도 부분적으로 상기 플럭스 삽입부의 말단을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제7항에 있어서,
상기 플럭스 삽입부에 인접한 상기 하우징에 정의된 홈을 더 포함하고,
상기 저장부 벽의 상기 리지는 적어도 부분적으로 상기 홈으로 연장되는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제7항에 있어서,
상기 저장부 벽의 상기 리지는 제1부분, 상기 제1 부분과 연결된 제2부분, 및 상기 제1부분으로부터 떨어져 상기 제2부분과 연결된 제3부분을 포함하고,
상기 제3부분은 실질적으로 절두원추형인 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제9항에 있어서,
상기 제3부분은 상기 저장부 벽의 상기 리지의 방사상으로 안쪽 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 저장부는 멀티-피스 구조를 갖고 있고,
상기 저장부의 적어도 두 피스는 자속 전도 물질로 만들어지고,
상기 저장부의 적어도 한 피스는 자속 비전도 물질로 만들어져서,
상기 자속 비전도 물질로 만들어진 상기 적어도 한 피스가 상기 저장부의 다른 자속 전도 부분을 고립시키는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 저장부는 상기 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제1자속 전도부 및 상기 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제2자속 전도부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 자속 전도부는 서로 자기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 저장부는 실질적으로 원반형태의 내부 피스;
상기 내부 피스에 부착된 실질적으로 원반형태의 중간 피스;
상기 중간 피스에 부착된 실질적으로 원반형태의 외부 피스; 및
상기 외부 피스에 부착된 마개 피스를 더 포함하고, 상기 마개 피스는 상기 외부 피스로부터 축 방향으로 연장되어 나가는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제13항에 있어서, 상기 내부 피스, 상기 외부 피스 및 상기 마개 피스는 각각 자속 전도 물질로 만들어지고, 상기 중간 피스는 자속 비전도 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 저장부를 나가도록 상기 저장부에 위치하는 보급구; 및
상기 로터 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 -60° 이상 60° 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제15항에 있어서,
상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 -30° 이상 30° 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제15항에 있어서,
상기 로터 내에 총 n개의 홀이 제공되고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 +/- 360°/(n · 2)인 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 저장부에서 상기 전단 유체가 나가도록 상기 저장부에 위치하는 보급구; 및
상기 로터 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 축선방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 저장부에서 상기 전단 유체가 나가도록 상기 저장부에 위치하는 보급구; 및
상기 로터 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 서로 간에 각도 오프셋(offset)이 있어서, 상기 보급구가 상기 홀로부터 각지게 떨어지게 하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제1항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 작업실로부터 상기 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 상기 작업실에서 상기 저장부까지 연장되는 회수구를 더 포함하고, 상기 회수구는 슬롯 형태의 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제20항에 있어서, 상기 슬롯 형태의 배출구는 테이퍼되는(tapered) 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
비스코스 클러치를 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은
로터 디스크를 회전시키는 단계;
저장부를 상기 로터 디스크와 함께 회전시키는 단계, 이때 로터 디스크와 저장부는 샤프트에 회전 고정식으로 개별 부착 되고; 및
밸브 조립체를 제1위치와 제2위치 사이로 회전시키고, 상기 밸브 조립체가 상기 제1위치 및 상기 제2위치 모두에서 상기 로터 디스크와 상기 저장부 사이에 위치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 방법은
자속을 발생시키기 위하여 전자기 코일을 통전시키는 단계; 및
상기 자속을 상기 전자기 코일로부터 플럭스 회로를 따라 상기 밸브 조립체를 작동시키도록 전달하는 단계;를 더 포함하고,
상기 단계는 자속을 상기 플럭스 회로를 따라 상기 전자기 코일로부터 상기 밸브 조립체를 향해 상기 저장부의 제1부분을 통하여 전달하는 단계; 및
자속을 상기 플럭스 회로를 따라 상기 밸브 조립체로부터 상기 전자기 코일을 향해 상기 저장부의 제2부분을 통하여 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
비스코스 클러치를 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은
자속을 발생시키기 위하여 전자기 코일을 통전시키는 단계; 및
상기 자속을 상기 전자기 코일로부터 플럭스 회로를 따라 밸브 조립체를 작동시키기 위해 전달하는 단계;를 포함하고,
상기 자속을 전달하는 단계는,
자속을 상기 플럭스 회로를 따라 상기 전자기 코일로부터 상기 밸브 조립체를 향해 저장부의 제1부분을 통하여 전달하는 단계; 및
자속을 상기 플럭스 회로를 따라 상기 밸브 조립체로부터 상기 전자기 코일을 향해 상기 저장부의 제2부분을 통하여 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서,
상기 밸브 조립체를 제1위치와 제2위치 사이로 회전시키고, 상기 밸브 조립체가 상기 제1위치 및 상기 제2위치 모두에서 로터 디스크와 상기 저장부 사이에 위치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
비스코스 클러치에 있어서,
토크 입력과 함께 회전할 수 있는 샤프트(shaft);
상기 샤프트에 고정적으로 부착되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 입력 부재;
상기 입력 부재에 인접하여 위치한 출력 부재;
상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 정의된 작업실; 및
상기 샤프트에 상기 입력 부재로부터 축 방향으로 떨어진 위치에 고정적으로 부착되고, 상기 샤프트와 함께 회전하도록 구성된 저장부를 포함하고,
상기 저장부는 전단 유체의 공급을 저장할 수 있고, 상기 작업실로의 상기 전단 유체의 선택적인 도입은 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
비스코스 클러치에 있어서,
회전 가능한 입력 부재;
상기 입력 부재에 인접하여 위치한 회전 가능한 출력 부재;
상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 정의된 작업실;
상기 입력 부재와 마주하는 벽을 갖고, 상기 입력 부재로부터 축방향으로 떨어진 회전 가능한 저장부;
전단 유체가 상기 저장부를 나갈 수 있도록 하는 상기 저장부 내 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 포함하고,
상기 작업실로의 상기 전단 유체의 선택적인 도입은 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이의 선택적인 토크의 전달을 가능하게 하고,
상기 저장부는 상기 입력 부재와 함께 회전하고, 상기 전단 유체를 저장하도록 구성되고,
상기 홀과 상기 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 -60° 이상 60° 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제27항에 있어서,
상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 -30° 이상 30° 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제27항에 있어서,
상기 입력부재 내에 총 n개의 홀이 제공되고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 +/- 360°/(n · 2)인 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제27항에 있어서,
상기 홀과 상기 보급구는 축선방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제27항에 있어서,
상기 홀과 상기 보급구는 서로 간에 각도 오프셋(offset)이 있어서, 보급구가 상기 홀로부터 각지게 떨어지게 하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
비스코스 클러치에 있어서,
입력 부재;
상기 입력 부재에 인접하여 위치한 출력 부재;
상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 정의된 작업실;
전단 유체가 상기 작업실로 도입될 때, 상기 출력 부재와 상기 입력 부재 사이에 비스코스 토크 커플링(viscous torque coupling)을 만들어 낼 수 있는 상기 전단 유체 공급의 저장을 위한 저장부;
상기 전단 유체의 상기 작업실로의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브 조립체;
상기 밸브 조립체를 선택적으로 작동시키도록 통전될 수 있는 전자기 코일; 및
상기 밸브 조립체와 상기 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 상기 전자기 코일에 인접하여 위치하는 플럭스 삽입부를 포함하고,
상기 저장부는 리지(ridge)를 갖는 저장부 벽을 포함하고, 상기 저장부 벽의 상기 리지는 적어도 부분적으로 상기 플럭스 삽입부의 말단을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서, 상기 플럭스 삽입부는 상기 출력 부재를 통하여 연장되고, 상기 출력 부재로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서, 상기 플럭스 삽입부에 인접한 상기 출력 부재에 정의되는 홈을 더 포함하고, 상기 저장부 벽의 상기 리지는 적어도 부분적으로 상기 홈으로 연장되는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서, 상기 저장부 벽의 상기 리지는 제1부분, 상기 제1부분에 연결된 제2부분, 상기 제1부분으로부터 떨어져 상기 제2부분에 연결된 제3부분을 포함하고, 상기 제3부분은 실질적으로 절두원추형인 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제35항에 있어서, 상기 제3부분은 상기 저장부 벽의 상기 리지의 방사상으로 안쪽 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제35항에 있어서, 상기 플럭스 삽입부에 인접한 상기 출력 부재에 정의된 홈을 더 포함하고, 상기 저장부 벽의 상기 리지의 상기 제3부분은 적어도 부분적으로 상기 홈으로 연장되는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
샤프트를 더 포함하고, 상기 입력 부재는 상기 샤프트에 부착된 로터 디스크이고, 상기 출력 부재는 상기 샤프트 상에 회전 가능하게 지지되는 하우징인 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제38항에 있어서,
상기 저장부는 상기 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제1자속 전도부 및 상기 샤프트의 방사상으로 바깥쪽에 위치하는 제2자속 전도부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 자속 전도부는 서로 자기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 저장부는 멀티-피스 구조를 갖고 있고,
상기 저장부의 적어도 두 피스는 자속 전도 물질로 만들어지고,
상기 저장부의 적어도 한 피스는 자속 비전도 물질로 만들어져서,
상기 자속 비전도 물질로 만들어진 상기 적어도 한 피스가 상기 저장부의 다른 자속 전도 부분을 고립시키는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 저장부는 실질적으로 원반형태의 내부 피스;
상기 내부 피스에 부착된 실질적으로 원반형태의 중간 피스;
상기 중간 피스에 부착된 실질적으로 원반형태의 외부 피스; 및
상기 외부 피스에 부착된 마개 피스를 더 포함하고, 상기 마개 피스는 상기 외부 피스로부터 축 방향으로 연장되어 나가는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제41항에 있어서, 상기 내부 피스, 상기 외부 피스 및 상기 마개 피스는 각각 자속 전도 물질로 만들어지고, 상기 중간 피스는 자속 비전도 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 작업실로부터 상기 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 작업실에서 저장부까지 연장되는 회수구를 더 포함하고,
상기 플럭스 삽입부는 개구를 포함하고, 상기 회수구는 상기 플럭스 삽입부의 상기 개구를 통하여 지나는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 작업실로부터 상기 저장부로 돌아오도록 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 상기 작업실에서 상기 저장부까지 연장되는 회수구를 더 포함하고, 상기 회수구는 슬롯 형태의 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제44항에 있어서, 상기 슬롯 형태의 배출구는 방사상으로 테이퍼되는(tapered) 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 저장부를 나가도록 상기 저장부에 위치하는 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 -60° 이상 60° 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 저장부를 나가도록 상기 저장부에 위치하는 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 축선방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제32항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 저장부를 나가도록 상기 저장부에 위치하는 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 서로 간에 각도 오프셋(offset)이 있어서, 보급구가 상기 홀로부터 각지게 떨어지게 하는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
비스코스 클러치에 있어서,
입력 부재;
상기 입력 부재에 인접하여 위치한 출력 부재;
상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에 정의된 작업실;
상기 작업실로 도입될 때, 상기 출력 부재와 상기 입력 부재 사이에 비스코스 토크 커플링(viscous torque coupling)을 만들어 낼 수 있는 전단 유체의 공급의 저장을 위한 저장부;
상기 전단 유체의 상기 작업실을 통한 흐름을 조절하도록 구성된 밸브 조립체;
상기 밸브 조립체를 선택적으로 작동시키도록 통전될 수 있는 전자기 코일;
상기 밸브 조립체와 상기 전자기 코일을 연결하는 플럭스 회로(flux circuit)의 한 부분을 따라 자속이 지나도록 상기 전자기 코일에 인접하여 위치하는 플럭스 삽입부; 및
상기 전단 유체가 상기 작업실로부터 상기 저장부로 돌아오는 회수 경로의 적어도 한 부분을 제공하기 위하여 상기 작업실에서 상기 저장부까지 연장되는 회수구를 포함하고,
상기 플럭스 삽입부는 개구를 갖고, 상기 회수구는 상기 플럭스 삽입부의 상기 개구를 통하여 지나는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제49항에 있어서, 상기 회수구는 슬롯 형태의 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제50항에 있어서, 상기 슬롯 형태의 배출구는 테이퍼된(tapered) 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제50항에 있어서, 상기 슬롯 형태의 배출구는 방사상으로 테이퍼된(tapered) 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제49항에 있어서, 상기 출력 부재는 하우징을 포함하고, 상기 회수구는 상기 하우징을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제49항에 있어서,
상기 전단 유체가 상기 저장부를 나가도록 상기 저장부를 통한 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 공통 방사상 위치에 위치하고, 상기 비스코스 클러치의 축에 대한 상기 보급구와 상기 홀 사이의 각도 α는 -60° 이상 60° 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제49항에 있어서,
상기 저장부에서 상기 전단 유체가 나가도록 상기 저장부를 통한 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 축선방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.
제49항에 있어서,
상기 저장부에서 상기 전단 유체가 나가도록 상기 저장부를 통한 보급구; 및
상기 입력 부재 내의 홀(hole)을 더 포함하고,
상기 홀과 상기 보급구는 서로 간에 각도 오프셋(offset)이 있어서, 보급구가 상기 홀로부터 각지게 떨어지는 것을 특징으로 하는 비스코스 클러치.