KR102118760B1 - 스프링 및 경사 시트를 구비하는 토션 댐핑 장치 - Google Patents

스프링 및 경사 시트를 구비하는 토션 댐핑 장치 Download PDF

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로랑 코마르탱
아드리앙 네리에르
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발레오 앙브라이아쥐
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Abstract

본 발명의 장치는 스프링(8)에 대항하여 서로에 대해 회전하도록 설치된 2개의 동축 요소(12) 및 상기 스프링을 위치설정하기 위한 2개의 시트(4, 6)를 포함한다. 각각의 시트(4, 6)는 2개의 동축 요소에 제공된 2개의 하우징에서 피봇할 수 있는 배면측 피봇 돌출부(14)를 포함한다. 피봇 돌출부(14)는 제 1 원호 섹션(15)을 갖는 원통 부분에 의해 획정되고 이 원호의 외측 단부에서의 이의 접선은 스프링의 축과 각도를 형성한다. 각 하우징의 섹션은 상기 제 1 원호(15)와 동일한 중심 및 곡률 반경을 갖는 제 2 원호(16)에 의하여 형성되며 이 원호의 외측 단부에서 이의 접선은 스프링의 축과 α보다 큰 각도(γ)를 형성한다. 피봇축들은 서로 거리(L)를 두고 평행하고 회전축으로부터 거리(R)에 위치하는 평면에 포함된다. 장치의 최대 여유각은 δ이다. γ는 주기[arctg(L/2R) - δ/8, arctg(L/2R) + δ]에 속한다.

Description

스프링 및 경사 시트를 구비하는 토션 댐핑 장치{TORSION DAMPING DEVICE WITH SPRINGS AND TILTING SEATS}
본 발명은 원주 방향으로 사이에 개재되는 스프링에 대항하여 서로에 대해 회전하도록 설치된 2개의 동축 부품을 포함하는 유형의 토션 댐핑 장치에 관한 것이다.
이러한 토션 댐핑 장치는 특히 자동차용의 마찰 클러치의 제작 또는 통상 이중 댐핑 플라이휠이라고 불리는 이러한 자동차의 관성 플라이휠의 제작에 응용된다.
본 발명은 더 구체적으로는, 적어도 스프링 중 하나의 단부와 동축 부품 중 하나 및 다른 하나의 사이에, 그 정면 부분이 이러한 적어도 하나의 스프링의 지지 및/또는 센터링을 보장하고 배면 부분에 의해 동축 부품의 하나 및/또는 다른 하나에 지지되는 시트가 원주 방향으로 개재되는 경우에 관한 것으로, 상기 시트는 이들 동축 부품에 대하여 그 고유 회전축에 평행한 축을 중심으로 피봇하도록 설치된다.
이러한 장치는 특히 문헌 FR 2 732 426 호 및 EP-A-0 258 112 호에 개시되어 있다.
때때로 접시 스프링이라 불리는 스프링에 베어링지지되는 시트는 일반적으로 그 단부 사이에 어느 정도의 평행성을 유지하면서 완전 토크 상태에서도 스프링이 양호한 조건에서 움직이도록 하는 역할을 할 수 있다.
이것은 일반적으로 주조 강철과 같은 강철로 이루어지며 임의로 탄성 또는 플라스틱 재료로 이루어진 단부에서 지지하는 역할을 할 수 있어, 스프링 중 적어도 일부가 턴이 접촉되기 전에 스프링의 내부에서 유리하게 하중의 양호한 분포를 가능하게 할 수 있다. 또한 이것은 전체적으로 탄성 또는 플라스틱 재료로 구성되고 특히 주조에 의해 제조될 수 있다.
끝으로 이것은 유리하게 스프링의 원심분리를 방해한다. 그러나, 이러한 원심분리 방지 작용은 일반적으로 제한된 효과만을 가지므로, 시트가 그 하우징으로부터 튀어나갈 수 있다.
한편, 피봇축이 시트의 배면에 대하여 벗어나 특히 하우징 밖으로 튀어나가는 위험에 대하여 이들 시트의 기능을 향상시킨 스프링용 시트를 포함하는 토션 댐핑 장치가 문헌 FR 2 875 882 호에 이미 개시되었다. 각각의 시트는 2개의 동축 요소 안에 마련된 2개의 하우징을 피봇시킬 수 있는 배면측 피봇 돌출부를 포함하며, 상기 피봇 돌출부는 특히 제 1 원호에 의해 형성된 단부의 원통부에 의하여 획정되고, 상기 원호의 단부에서의 접선은 제 1 예각을 형성한다. 각각의 하우징의 상응하는 부분의 단면은 제 1 원호와 동일한 중심 및 동일한 곡률 반경의 제 2 원호에 의하여 형성되며, 상기 원호의 단부에서의 접선은 제 1 예각보다 큰 제 2 예각을 형성한다. 두 돌출부의 피봇축은 서로 거리(L)를 두고 서로 평행하며 회전축으로부터 거리(R)에 위치된 평면에 포함된다. 각각의 피봇축은 상응하는 시트의 평면에 대하여 스프링의 외부를 향해 값(d)만큼 벗어난다.
그러나, 이러한 기술은 중간 또는 평균 속도에서는 양호한 결과를 가져오지만, 고속에서는 시트가 그 하우징 밖으로 튀어나오는 것 및/또는 하우징과의 충격과 같은 기능상의 문제를 해결하지 못한다는 것이 확인되었다.
본 발명은 특히 고속에서도 스프링을 구비한 토션 댐핑 장치의 시트의 만족스러운 기능을 얻는 것을 과제로 한다.
이를 위하여, 본 발명은 원주 방향으로 사이에 개재되는 적어도 하나의 스프링에 대항하여 회전축을 중심으로 서로에 대해 회전하도록 설치된 2개의 동축 요소 및 이 스프링의 단부의 위치설정을 위한 2개의 시트를 포함하는 유형의 토션 댐핑 장치를 대상으로 하며,
상기 토션 댐핑 장치에서:
회전 속도 부하도 토크도 없는 상태에서 각각의 시트에 대하여:
- 이 시트는 상기 스프링의 단부의 지지 및/또는 센터링을 위한 정면부 및 회전축에 평행한 피봇축을 중심으로 피봇할 수 있는 축방향 피봇 돌출부를 포함하는 배면부를 포함하고, 상기 2개의 동축 요소의 하나 및 다른 하나에 각각 마련된 2개의 피봇 하우징이 이 돌출부에 결합되며;
- 상기 피봇 돌출부는 상기 돌출부에 결합된 각각의 피봇 하우징의 상보적 지지면에 상응하는 부분과 접촉하도록 되어 있는 원형 단면의 원통부에 의하여 부분적으로 형성되는 지지면에 의하여 획정되며;
- 상기 원통부의 단면은 제 1 원호의 방사상 외측 단부에서의 그 접선이 스프링의 축과 함께 시트에 특정된 값(α)의 예각을 형성하는 상기 제 1 원호에 의하여 형성되고;
- 각각의 하우징의 상보적 지지면의 상응하는 부분의 단면은 상기 제 1 원호와 실질적으로 동일한 곡률 반경 및 실질적으로 동일한 중심의 이 하우징에 특정된 제 2 원호(16, AE)에 의하여 형성되며, 이 원호의 방사상 외측 단부에서의 접선이 스프링의 축과 이 하우징에 특정된, α보다 큰 예각(γ)(γ=α+μ)을 형성하고;
- 상기 토션 댐칭 장치에서, 회전 속도 부하도 토크도 없는 상태에서:
각각 제 1 원호의 중심을 통과하는 상기 2개의 시트(4, 6)의 돌출부(14)에 상응하는 피봇축이 서로 거리(L)를 두고 서로 평행하게 회전축으로부터 실질적으로 등거리에 있으며 회전축으로부터 거리에 위치하는 평면에 포함되는 상기 토션 댐핑 장치에 있어서,
상기 2개의 시트 중 적어도 하나, 즉 제 1 시트에 대하여 이 제 1 시트의 돌출부에 결합된 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 주기(interval)[arctg(L/2R)-δ/8, arctg(L/2R)+δ], 바람직하게는 주기[arctg(L/2R)-δ/12, arctg(L/2R)+0.5δ]에 속하고, 매우 바람직하게는 arctg(L/2R)과 실질적으로 동일하며, 여기서 δ는 회전 속도 부하도 토크도 없는 위치와 엔진에 의해 전달되는 총 토크의 하중하에 있는 스톱 위치 사이에서 댐핑 장치의 최대 여유각(clearance angle)을 나타내는 것을 특징으로 한다.
γ, δ, L 및 R 사이의 이러한 특별한 관계는 고속에서, 일반적으로 1200 회전/분 이상의 엔진 회전 속도에서 시트가 그 하우징 밖으로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.
L은 각각의 시트가 그 하우징의 바닥과 일반적으로 원통형으로 접촉할 때 회전 속도 부하도 없고 (원심력도 없고) 토크도 없는 휴지 상태에서 장치가 설치된다고 간주할 때 2개의 시트의 회전 중심의 거리이고, R은 회전축에 대하여 피봇축을 포함하는 평면의 거리이다.
회전축에 직교하는 평면에서 이 회전축으로부터 취한, 2개의 시트의 회전 중심 사이의 각도(φ)를 고려할 경우(이 각도는 댐퍼의 개구각(angular aperture)을 나타냄), 댐퍼의 최대 여유각을 나타내는 δ는 회전 속도 부하도 토크도 없는 위치와 엔진에 의해 인가되는 전체 토크의 하중하에 있는 스톱 상태 사이에서의 댐퍼의 개구각(φ)의 변동과 동일하다. 이러한 스토퍼는 스프링으로부터 물리적으로 떨어져 있는 스토퍼일 수 있거나 또는 개구각이 δ 값 또는 이 댐퍼(용어 댐퍼는 토션 댐핑 장치를 가리킴)의 최대 여유각으로부터 감소되었을 때 그 턴이 접촉되는 스프링 자체일 수 있다.
상기 조건은 시트 및 이 시트에 결합된 하우징 사이의 충격을 크게 제한하거나 방지할 수 있으며, 시트는 토션 부하에 의해 작동할 때 2개의 동축 요소 중 하나의 하우징으로부터 떨어진다.
따라서, 특히 적응되는 각도(γ)는 일반적으로 γ = arctg(L/2R)과 같거나 이에 근접한다.
R(일반적으로 장치의 회전축에 대한 스프링(회전 없이 중립 위치에서)의 축의 거리에 상응함)이 증가할 때, L/2R의 값은 비교적 작으므로, arctg(L/2R)의 값도 작은데, 이것은 α+μ 및 이에 따라 각도(α 및 μ)가 비교적 작아야 함을 의미한다. 따라서, 스프링의 축에 대한 시트의 개구각(α) 및 하우징의 개구각(α+μ)이 비교적 작아야 한다는 것이 도출된다. 이것은 스프링이 회전축으로부터 떨어져 있을 경우, 높은 엔진 속도에서 하우징 안에 시트가 유지되기 위하여 시트 및 하우징의 개구각이 비교적 닫혀 있어야(작아야) 한다는 기술적 효과를 나타낸다.
반대로, 스프링이 회전축에 비교적 가까울 때는, 이것에 인가되는 원심력이 작고, 이러한 구성에 가장 잘 적응되는 시트 및 하우징의 개구각은 더 클 수 있다.
따라서, γ, δ, L 및 R 사이의 관계는 시트/하우징 충격 만큼 스프링이 튀어나오는 것을 방지하기 위한 최적의 치수 범위를 규정한다. 바람직하게는, 각도(γ)는 주기[arctg(L/2R) - δ/12, arctg(L/2R) + 0.5δ]에 속한다.
유리하게는, 주기[arctg(L/2R) - 4°, arctg(L/2R) + 20°] 또는 주기[arctg(L/2R) - 3°, arctg(L/2R) + 15°], 바람직하게는 주기[arctg(L/2R) - 2°, arctg(L/2R) + 10°] 또는 심지어 주기[arctg(L/2R) - 1°, arctg(L/2R) + 5°]에서 γ를 선택할 수도 있다.
유리하게는, 제 1 시트의 돌출부에 결합된 하우징 각각에, 2개의 시트 중 어느 하나의 돌출부에 결합된 하우징 각각에 특정된 각도(γ)는 주기[α+0.375δ, α+δ], 바람직하게는 주기[α+0.44δ, α+0.80δ]에 속한다.
바람직하게는, 제 1 시트의 돌출부에 결합된 하우징 각각에, 바람직하게는 2개의 시트 중 어느 하나의 돌출부에 결합된 하우징 각각에 특정된 각도(γ)는 α+0.5δ와 실질적으로 동일하다.
이렇게, 각각의 시트의 각각의 하우징은 개구각의 관점에서 이 시트에 적응된다.
시트의 돌출부에 결합된 2개의 피봇 하우징의 상보적인 지지면은 유리하게는 동일한 구성을 가진다. 즉, 이것은 그 단부에서의 접선이 상기한 관계식을 입증하는 동일한 각도(γ)를 형성하는 동일한 제 2 원호를 포함하는 단면을 가진다. 상기 2개의 상보적 지지면은 다소 상이한 형상을 가질 수 있어, 한 시트의 동일한 돌출부에 결합된 2개의 하우징에 대하여 상이한 각도(γ 및 μ)로 나타내어지며, 상기한 각도 관계가 두 하우징의 각각에 대하여 입증된다.
마찬가지로, 2개의 시트는 일반적으로 동일한 형상을 가지며, 각도(α)가 동일하다. 그러나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고, 각각의 시트와 이들의 결합된 피봇 하우징은 다른 시트와 상이한 형상을 가질 수 있으며, 각각의 시트의 고유의 개구각(α) 및 이들의 결합된 하우징의 개구각(γ=α+μ)은 상기 관계식을 입증한다.
바람직하게는, 각도(α)는 2개의 시트 각각에 대하여 동일하고, 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 하우징 각각에 대하여 동일하다. 따라서, 이 경우 고유의 각도(α), 고유의 각도(γ=α+μ) 및 또한 고유의 각도(μ)가 상기 2개의 시트 및 상기 결합된 하우징 유닛에 대하여 존재하지 않는다.
유리하게는, 돌출부의 지지면의 단면은 그 단부 각각에 접하는 선분에 의하여 연장되는 제 1 원호를 포함하며, 상기 돌출부에 결합된 각각의 피봇 하우징의 상보적 지지면의 단면은 그 단부 각각에 접하는 선분에 의하여 연장되는 제 2 원호를 포함한다.
적어도 하나의 시트(및 바람직하게는 2개의 시트)의 배면부는 2개의 동축 요소 각각의 방사상 외측 정합 평면(mating planar face)과 원주 방향으로 마주보는 방사상 외측 배면측 평면을 포함하며, 이들 방사상 외측 정합 평면은 적어도 1 μ, 바람직하게는 적어도 1.5 μ, 바람직하게는 적어도 2 μ와 같은 각도의 시트 회전에 의한 피봇을 방해하지 않도록 구성된다.
따라서, 피봇 하우징 및 축방향 시트/요소의 상대적 구성은 시트의 큰 여유각을 가능하게 하여, 특별한 작동 또는 극단적인 작동의 경우에도 축방향의 시트와 요소간 직접적인 충격에 대항한다.
"방사상 외측"이라는 용어는 2개의 돌출부의 피봇축이 통과하는 평면에 대하여 외부를 향해 방사상으로 배치됨을 의미한다.
일반적으로, 방사상 외측 배면측 평면은 방사상 외측 정합 평면의 각각과 적어도 1.5 μ, 바람직하게는 적어도 2 μ와 같은 각도(β)를 형성한다.
바람직하게는, 제 1 및 제 2 원호의 공통 중심은 방사상 외측 배면측 평면의 평면에 대하여 원주 방향으로 스프링의 외부를 향해 값(d1) 만큼, 예컨대 1 mm(밀리미터) 내지 6 mm만큼 오프셋되어 있다.
실제로, 제 1 및 제 2 원호는 예컨대 서로 최대로 0.3 mm, 바람직하게는 최대로 0.2 mm 떨어진 매우 약간 상이한 중심을 가질 수 있다. 예컨대 이들 원호의 반경 사이에 예컨대 최대로 0.3 mm, 바람직하게는 최대로 0.2 mm의 공차가 존재할 수 있으며, 따라서, (시트에 상응하는) 제 1 원호의 반경은 바람직하게는 (하우징에 상응하는) 제 2 원호의 반경보다 약간 작다.
일반적으로, 시트로부터 방사상 외측 배면측 평면의 최단 거리(d2)는 이 배면측 평면과 원주 방향으로 마주보는 동축 요소의 일부에서 0.2 mm 내지 d1/2이다.
일반적으로, 각각의 동축 요소는 2개의 에지를 포함하고, 이들 각각은 시트의 방사상 외측 부분과 원주 방향으로 마주보고 2개의 시트 각각이 적어도 1 μ와 같은 각도로 피봇할 수 있도록 구성되며, 하나의 시트의 피봇은 다른 시트의 피봇에 대하여 반대 방향이어서, 스프링이 원심력 하중 하에서 이 스프링의 중심 부분의 외부를 향해 방사상으로 변위하면서 구부러질 수 있다.
시트 각각은 일반적으로 주조된 강철 또는 플라스틱 재료로 바람직하게는 주조에 의하여 제작되고, 바람직하게는 그 정면 부분에 배치된 중심 홈부를 포함한다.
돌출부의 축방향 길이는 일반적으로 2개의 동축 요소 중 하나 및 다른 하나에 각각 속하는 2개의 외측면 사이의 거리와 실질적으로 동일하다.
일반적으로, 본 발명에 따른 토션 댐핑 장치는 원주 방향으로 분포된 원주 방향으로 작용하는 복수의 스프링, 예컨대 주어진 유형의 4개 내지 6개의 스프링을 포함한다. 일반적으로 각 쌍의 시트는 턴 직경이 상이한 서로 포개진 복수의 스프링, 예컨대 2개 또는 3개의 스프링의 위치설정을 보장한다. 상기 장치는 또한 큰 토션 토크를 댐핑하도록 적응된 스프링 및 작은 토션 토크를 댐핑하도록 적응된 다른 스프링을 포함하며, 이들 상이한 스프링의 시트 및 이들의 결합된 하우징은 각각 상기 관계식을 입증한다.
본 발명은 또한 전술한 토션 댐핑 장치를 포함하는 자동차용 마찰 클러치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 구동축과 일체형인 플라이휠 및 피구동축과 일체형인 플라이휠을 포함하는 자동차용 이중 댐핑 플라이휠에 관한 것으로, 이들 2개의 플라이휠이 전술한 토션 댐핑 장치의 2개의 동축 요소이다.
일반적으로 각각의 동축 요소는 금속 시트로 제조된 유일의 요소를 포함할 수 있으나, 이들 사이에 복수의 일체형 요소를 포함할 수도 있다. 이러한 동축 요소는 특히 "판"이라 일컬어지는 다른 하나의 동축 요소의 양측에 배치된 "가이드 와셔"라고도 일컬어지는 디스크를 각각 포함하는 2개의 방사상 부품을 포함할 수 있다. 이러한 유닛은 일반적으로 마찰 또는 이중 댐핑 플라이휠에 속할 수 있다.
본 발명 장치는 또한 동일 축을 중심으로 회전하도록 설치된 2개 이상의 동축 요소, 예컨대, 3개, 4개 또는 그 이상의 요소를 포함할 수 있다.
끝으로, 본 발명은 전술한 바와 같은 토션 댐핑 장치를 적어도 하나 포함하는 자동차용의 단일, 이중 또는 삼중 클러치에 관한 것이다.
본 발명은 예로서만 제시된 도면을 참조하여 이루어지는 이하의 상세한 설명의 교시로 보다 잘 이해될 것이다:
도 1은 정지 상태로 도시된 본 발명에 따른 토션 댐핑 장치의 축방향 부분도.
도 1에는 일반적으로 나선형의 원주 방향으로 작용하는 스프링(8)의 위치설정 및 센터링을 위한 2개의 시트(4 및 6)를 포함하는, 회전 속도 부하도 토크도 없는 위치에 설치된 이중 댐핑 플라이휠의 토션 댐핑 장치(2)의 일부를 도시한 것이다. 상기 스프링(8) 및 2개의 시트(4 및 6)는 제 1 동축 요소(12)의 윈도우(10) 또는 결합되는 2개의 댐핑 플라이휠 중 하나를 형성하는 가이드 와셔에 배치된다. 이 스프링 및 이들 2개의 시트는 동일하게 제 2 동축 요소에 속하는 제 2 윈도우에 배치되어 제 2 댐핑 플라이휠을 형성한다. 이 제 2 윈도우는 제 1 윈도우와 실질적으로 동일한 형상이며, 일반적으로 제 1 동축 요소(12) 뒤에 배치되는 제 2 동축 요소와 마찬가지로 도 1에 도시되어 있지 않다.
각각의 시트(4 및 6)는, 스프링(8)의 위치설정 및 센터링을 위한 정면부(13), 및 점 A 및 C 사이에 제 1 원호(15)를 형성하는 원형 단면의 원통부에 의해 획정되는 축방향 돌출부(14)를 포함하는 배면부를 포함한다. 시트의 제 1 원호의 각 단부(A, C)는 접선 선분, 각각 AB 및 CD에 의해 접선 방향으로 연장되며, 이들 두 접선 선분은 돌출부의 지지면의 섹션에 속한다.
따라서, 피봇 돌출부는 원형 단면의 원통부에 의하여 형성되는 부분에서 그리고 돌출부와 결합된 각각의 피봇 하우징의 상보적 지지면에 상응하는 부분과 접촉하도록 설계된, 그 단면이 프로필 DCAB로 나타내어지는 평면부에 의해 형성되는 부분에서 지지면에 의하여 획정된다. 이러한 상보적 지지면은 접선 성분 AB 및 EF에 의하여 그 단부 A 및 E에서 접선 방향으로 연장되는 제 1 원호와 부분적으로 실질적으로 일치하고 제 1 원호와 동일한 곡률의 기하학적 포인트 A 및 E 사이의 제 2 원호(16)를 포함하는 프로필 FEAB에 따라 단면으로 도 1에 도시되어 있다.
스프링(나선형)(8)의 축은 사실상 관례적으로 2개의 시트에 상응하는 제 1 원호의 중심(C1 및 C2)을 연결하는 직선이다.
(각 시트에 대한) 각각의 제 1 원호의 방사상 외측 단부(C)에서의 접선은 스프링의 축과 각도(α)를 형성한다.
(각 시트에 대한) 각각의 제 1 원호의 방사상 내측 단부(A)에서의 접선은 스프링의 축과 각도(λ)를 형성한다. 일반적으로, 각도(α 및 λ)는 동일하고, 돌출부는 각각의 시트의 제 1 원호의 중심(C1 및 C2)을 연결하는 축(또는 스프링(8)의 축)의 양측에 균일하게 배치된다.
그러나, 피봇 돌출부를 수용하기 위하여 제 1 동축 요소(12)에 마련된 하우징의 개구각(γ)은 스프링(8)의 축에 대하여 돌출부의 개구각(α)보다 큰 각도(μ)이다: γ=α+μ.
따라서, 각도(μ)는 결합된 피봇 하우징 내에서 시트의 피봇 돌출부의 여유각을 허용한다. 2개의 시트의 돌출부의 피봇축은 각각 중심(C1 및 C2)을 통과한다.
각각의 시트의 배면부는 일반적으로 2개의 동축 요소(12) 각각의 방사상 외측의 쌍을 이루는 면과 원주 방향으로 대면하는 방사상 외측 배면을 또한 포함하며, 이들 방사상 외측의 쌍을 이루는 면은 적어도 1 μ, 바람직하게는 적어도 1.5 μ, 매우 바람직하게는 적어도 2 μ 각도의 시트의 회전을 방해하지 않도록 구성된다.
일반적이지 않은 특정 기능을 위해 안전 마진을 제공하는 여유각(β)을 갖고 시트를 피봇할 수 있도록, 상기 방사상 외측 배면(18) 및 상기 방사상 외측 정합면(20)은 시트의 방사상 외측 배면측 평면과 적어도 1 μ, 바람직하게는 적어도 1.5 μ, 바람직하게는 적어도 2 μ의 각도(β)를 형성한다. 따라서, 2개의 정합 평면(18 및 20) 사이의 각도(β)는 유리하게는 특히 1 μ 이상, 바람직하게는 적어도 1.5 μ, 매우 바람직하게는 적어도 2 μ이다. 이러한 여유각 값은 윈도우(10)의 측방 에지와 시트의 충격을 방지할 수 있다고 할 수 있다.
피봇 하우징은, 그 단면이 제 2 원호(16)(AE) 및 단부의 접선 선분(AB 및 EF)을 포함하는, 돌출부(14)와 대면하여 배치된 제 1 동축 요소(12)의 표면 부분이다. 이것은 윤곽 BAEF에 상응한다.
시트(각각 4 및 6)의 돌출부(14)의 각 제 1 원호(15) 및 제 2 원호(16)의 공통 중심(각각 C1, C2)은 스프링의 외부를 향해 평면(20)에 대하여 값(d1)으로 편심되는 것이 유리하다.
시트(4, 6)를 피복시키기 위하여, 배면측 평면(18)과 원주 방향으로 대면하는 동축 요소(12) 부분에 대한 방사상 외측 배면측 평면(18)의 최소 거리(d2)는 0이 아니며 일반적으로 0.2 mm 내지 d1/2이다.
각 동축 요소(12)는 (각각 도 1에서 점 F를 넘어) 각각 시트(4, 6)와 원주 방향으로 대면하는 2개의 에지를 포함하며, 이들 에지는 상기 2개의 시트(4, 6) 각각이 적어도 1 μ의 각도로 피봇할 수 있도록 구성되고, 원심력의 영향 하에 스프링의 중심부로부터 외부를 향해 방사상으로 변위하면서 스프링(8)이 구부러지도록 하나의 시트의 피봇은 다른 시트의 피봇에 대하여 반대 방향이다.
따라서, 2개의 동축 요소 각각의 방사상 외측 정합면은 상기 시트 각각이 적어도 1 μ의 각도로 피봇할 수 있도록 구성되고, 2개의 시트 각각은 반대 방향으로 피봇하고 원심력의 영향 하에 스프링의 중심부로부터 외부를 향해 방사상으로 변위하면서 스프링(8)의 구부러짐을 허용한다.
회전 속도 부하도 토크도 없는 휴지 상태에서, 시트의 지지면의 방사상 내측 부분은 특히 선분 AB에서 하우징의 상보적 지지면과 실질적으로 접촉한다. 그러나, 하우징이 방사상 내측 부분에서 시트의 개구각을 초과하는 개구각을 가질 수 있다는 것은 필수는 아니다. 이것은 각각 시트 및 제 1 동축 요소(일반적으로 각각의 동축 요소)에 속하는 2개의 방사상 내측 정합 평면에 대하여 실질적으로 동일하지만, 예컨대 시트의 방사상 외면(18)의 평면에 위치하는 실질적으로 방사상의 면의 피봇 시트도 피봇 돌출부도 구성하지 않는다. 그러나, 시트의 방사상 내측 평면과 지지면이 아닌 각 동축 요소의 방사상 내측 정합 평면 사이에 최소의 여유분을 제공하는 것이 유리할 수 있다.
댐핑 장치가 회전 속도 부하도 토크도 없이 설치될 때, 상기 댐핑 장치의 개구각(예각)은 직선 XC1 및 XC2에 의하여 형성된다. (길이 L만큼 떨어진 중심 C1 및 C2를 통과하는 평행한 2개의 축을 통과하는 평면으로부터 거리 R에 배치되는) 회전축의 점 X를 각각 중심(C1, C2)에 연결하는 이들 직선들은 도 1에서 부호 φ로 표시되어 있다.
댐핑 장치가 큰 회전 외력을 갖고 설치될 때, 시트(4, 6) 및 스프링(8)에 원심력 하중이 인가되어, 이들의 중심부가 편심되기 시작하고 상기 2개의 시트는 대립하여 (반대 방향으로) 피봇하게 된다. 한편, 상기 2개의 동축 요소에 동력학적으로 가해지는 토션의 토크 때문에 그리고 이들의 고유 관성을 고려할 때, 스프링은 압축되고, 댐퍼의 여유각은 감소한다. 댐퍼는 완충 방식으로 동축 요소 중 하나에 인가된 토크를 다른 동축 요소를 향해 다시 전달한다. 차등적인 높은 토크가 상기 동축 요소들에 인가될 때, 댐핑 장치가 스톱(시트(들)과 하우징(들) 사이의 물리적 스톱 또는 턴이 접촉하는 지점까지 압축된 스프링(8)) 위치에 있게 될 때까지 댐핑 장치의 개구각이 크게 감소한다. 도 1에서는, 좌측 시트는 고정으로 유지되고 우측 시트는 좌측 시트에 접근하는 것으로 간주하였고, 장치의 개구각(φ)은 댐핑 장치의 최대 여유각을 나타내는 각도(δ)로부터 감소된다. 이 최대 여유각에서 직선(XC2)은 각도(δ)로부터 피봇되었고 댐핑 장치의 개구각은 감소되어 φ-δ였다. 2개의 시트는 서로에 대하여 피봇된다.
우리는 장치가 각도(δ)가 주기[arctg(L/2R)-δ/8, arctg(L/2R)+δ]에 속하는 값을 가질 경우, 시트는 그 하우징에서 나오지 않고 시트와 하우징 사이의 충격이 약하거나 없는 것을 발견하였다. 각도(δ)가 arctg(L/2R)에 근접할수록 시트가 그 하우징 밖으로 튀어나갈 위험 및 시트/하우징 충격 없이 사용가능한 장치의 회전 속도 (및 동시에 감속 장치가 없는 경우 일반적으로 동일한 엔진 속도)가 증가한다. 우리는 또한 각도(δ)가 주기 [α+0.375δ, α+δ]에 속하거나, 유리하게는 α+0.5δ 값에 가능한 가장 가까울 경우 바람직하다는 것도 발견하였다.
당업자라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 상기 개시한 실시양태와 다른 실시양태에 따라 본 발명을 실시할 수 있을 것이며 예컨대 본 발명과 양립하는 종래 기술에서 공지된 모든 기술적 특징을 이용할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 원주 방향으로 사이에 개재되는 적어도 하나의 스프링(8)에 대항하여 회전축을 중심으로 서로에 대해 회전하도록 설치된 2개의 동축 요소(12) 및 상기 스프링(8)의 단부의 위치설정을 위한 2개의 시트(seat)(4, 6)를 포함하는 유형의 토션 댐핑 장치(2)로서,
    상기 토션 댐핑 장치에서:
    회전 속도 부하도 토크도 없는 상태에서 각각의 시트(4, 6)에 대하여:
    상기 시트는 상기 스프링(8)의 단부의 지지 및/또는 센터링을 위한 정면부(13) 및 회전축에 평행한 피봇축을 중심으로 피봇할 수 있는 축방향 피봇 돌출부(14)를 포함하는 배면부를 포함하고, 상기 2개의 동축 요소(12)의 하나 및 다른 하나에 각각 마련된 2개의 피봇 하우징이 상기 돌출부(14)에 결합되며;
    상기 피봇 돌출부(14)는 상기 돌출부(14)에 결합된 각각의 피봇 하우징의 상보적 지지면에 상응하는 부분과 접촉하도록 되어 있는 원형 단면의 원통부에 의하여 부분적으로 형성되는 지지면에 의하여 획정되며;
    상기 원통부의 단면은 제 1 원호(15, AC)의 방사상 외측 단부(C)에서의 접선이 스프링(8)의 축과 함께 시트(4, 6)에 특정된 값(α)의 예각을 형성하는 상기 제 1 원호(15, AC)에 의하여 형성되고;
    각각의 하우징의 상보적 지지면의 상응하는 부분의 단면은 상기 제 1 원호(15)와 실질적으로 동일한 곡률 반경 및 실질적으로 동일한 중심의 상기 하우징에 특정된 제 2 원호(16, AE)에 의하여 형성되며, 상기 제 2 원호의 방사상 외측 단부(E)에서의 접선이 스프링(8)의 축과 상기 하우징에 특정된, α보다 큰 예각(γ)(γ=α+μ)을 형성하고;
    상기 토션 댐핑 장치에서, 회전 속도 부하도 토크도 없는 상태에서:
    각각 제 1 원호의 중심(C1, C2)을 통과하는 상기 2개의 시트(4, 6)의 돌출부(14)에 상응하는 피봇축이 서로 거리(L)를 두고 서로 평행하게 회전축으로부터 실질적으로 등거리에 있으며 회전축으로부터 거리(R)에 위치하는 평면에 포함되는 상기 토션 댐핑 장치(2)에 있어서,
    상기 2개의 시트(4, 6) 중 적어도 하나, 즉 제 1 시트에 대하여 상기 제 1 시트의 돌출부에 결합된 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 주기[arctg(L/2R)-δ/8, arctg(L/2R)+δ]에 속하고, 여기서 δ는 회전 속도 부하도 토크도 없는 위치와 엔진에 의해 전달되는 총 토크의 하중하에 있는 스톱 위치 사이에서 댐핑 장치의 최대 여유각(clearance angle)을 나타내는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시트의 돌출부에 결합된 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 주기[arctg(L/2R)-δ/12, arctg(L/2R)+0.5δ]에 속하는
    토션 댐핑 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시트의 돌출부에 결합된 하우징 각각에 특정된 각도(γ)는 주기[α+0.375δ, α+δ]에 속하는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 시트의 돌출부에 결합된 하우징 각각에 특정된 각도(γ)는 주기[α+0.44δ, α+0.80δ]에 속하는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시트의 돌출부에 결합된 하우징 각각에 특정된 각도(γ)는 α+0.5δ와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    2개의 시트(4, 6) 각각에 대하여, 상기 시트의 돌출부에 결합된 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 주기[arctg(L/2R)-δ/8, arctg(L/2R)+δ]에 속하는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    2개의 시트(4, 6) 각각에 대하여, 상기 시트의 돌출부에 결합된 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 주기[arctg(L/2R)-δ/12, arctg(L/2R)+0.5δ]에 속하는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도(α)는 2개의 시트(4, 6) 각각에 대하여 동일하고, 각각의 하우징에 특정된 각도(γ)는 하우징 각각 및 시트 각각에 대하여 동일한 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    적어도 제 1 시트의 배면부는 2개의 동축 요소(12) 각각의 방사상 외측 정합 평면(20)과 원주 방향으로 마주보는 방사상 외측 배면측 평면(18)을 포함하고, 이들 방사상 외측 정합 평면(20)은 적어도 μ = γ-α와 같은 각도의 시트 회전을 방해하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방사상 외측 정합 평면(20)은 적어도 1.5 μ와 같은 각도의 시트 회전을 방해하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 방사상 외측 배면측 평면(18)은 방사상 외측 정합 평면(20) 각각과 적어도 1.5 μ와 같은 각도(β)를 형성하는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 방사상 외측 배면측 평면(18)은 방사상 외측 정합 평면(20) 각각과 적어도 2 μ와 같은 각도(β)를 형성하는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 원호(15)의 중심(C1, C2)은 방사상 외측 배면측 평면(18)의 평면에 대하여 원주 방향으로 스프링의 외부를 향해 값(d1)만큼 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 시트로부터 방사상 외측 배면측 평면(18)의 최단 거리(d2)는 상기 배면측 평면(18)과 원주 방향으로 마주보는 동축 요소(12)의 일부에서 0.2 mm 내지 d1/2인 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    각각의 동축 요소(12)는 2개의 에지를 포함하고, 이들 각각은 시트(4, 6)의 방사상 외측 부분과 원주 방향으로 마주보고 2개의 시트(4, 6) 각각이 적어도 1 μ와 같은 각도로 피봇할 수 있도록 구성되며, 하나의 시트의 피봇은 다른 시트의 피봇에 대하여 반대 방향이어서, 스프링(8)이 원심력 하중 하에서 상기 스프링의 중심 부분의 외부를 향해 방사상으로 변위하면서 구부러질 수 있는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트(4, 6) 각각은 강철 또는 플라스틱 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부(14)의 축방향 길이는 2개의 동축 요소 중 하나 및 다른 하나에 각각 속하는 2개의 방사상 외면 사이의 거리와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
    토션 댐핑 장치.
  18. 토션 댐핑 장치를 포함하는 자동차용 마찰 클러치에 있어서,
    상기 토션 댐핑 장치는 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 것인 것을 특징으로 하는
    마찰 클러치.
  19. 구동축과 일체형인 플라이휠 및 피구동축과 일체형인 플라이휠을 포함하는 자동차용 이중 댐핑 플라이휠에 있어서,
    이들 2개의 플라이휠은 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 토션 댐핑 장치의 2개의 동축 요소인 것을 특징으로 하는
    이중 댐핑 플라이휠.
  20. 토션 댐핑 장치를 포함하는 자동차용 클러치에 있어서,
    상기 토션 댐핑 장치는 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 것인 것을 특징으로 하는
    클러치.
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