KR102507146B1 - 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼의 동적 흡진기 - Google Patents
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Abstract
유체동역학 토크 커플링 장치(10)를 위한 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 비틀림 진동 댐퍼(20), 및 비틀림 진동 댐퍼에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기(70)를 포함한다. 비틀림 진동 댐퍼는 회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재, 회전축과 동축으로 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트, 및 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 사이에 개재된 복수의 댐퍼 탄성 부재를 포함한다. 댐퍼 탄성 부재는 제 1 리테이너 플레이트를 피동 부재에 탄성적으로 결합한다. 동적 흡진기는 관성 부재를 포함한다. 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼에 장착되고, 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재 중 하나에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
Description
본 발명은 일반적으로 유체동역학 토크 커플링 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 비틀림 진동 댐퍼 조립체를 위한 동적 흡진기(dynamic absorber)를 갖는 유체동역학 토크 커플링 장치에 관한 것이다.
내연 기관은 엔진 실린더 내에서의 연소 이벤트의 연속으로 인해 불규칙성을 나타낸다. 비틀림 댐핑 장치는 구동 토크가 자동차 변속기로 전달되기 전에 이러한 불규칙성이 걸러지도록 허용한다. 이것은 진동이 변속기에 진입하여 용납할 수 없을 정도로 골치 아픈 소음으로 간주될 수 있는 것을 생성하기 전에 진동이 바람직하게도 댐핑되기 때문이다. 이를 성취하기 위해, 구동 샤프트와 전동(또는 피동) 샤프트 사이에 비틀림 댐핑 장치를 개재시키는 것이 알려져 있다. 비틀림 댐핑 장치는 일반적으로 전동 샤프트에 대한 구동 샤프트의 일시적인 회전 연결을 허용하는 유체동역학 토크 커플링 장치 내에 배열된다.
전형적으로, 유체동역학 토크 커플링 장치는 자동차 변속기의 축방향으로 배향된 동축 구동 샤프트와 피동 샤프트 사이에 위치된 비틀림 댐핑 장치 및 유체역학 토크 컨버터를 포함한다. 비틀림 댐핑 장치는 토크 입력 요소 및 토크 출력 요소와, 원주방향으로 작용하는 탄성 부재를 포함한다. 원주방향으로 작용하는 탄성 부재는 토크 입력 요소와 토크 출력 요소 사이에 개재된다. 이른바 "장거리 이동(long travel)" 댐핑 장치에서, 탄성 부재는 입력 요소와 출력 요소 사이에 연속하여, 적어도 2개의 탄성 부재의 그룹을 이루어 장착된다.
이러한 종류의 토크 컨버터는 전형적으로, 전통적으로 로크-업 클러치(lock-up clutch)로 불리는 마찰 로킹 클러치에 의해 구동 토크를 댐핑 장치로 전달할 수 있는 회전 케이싱을 갖는다. 토크 컨버터는 또한 케이싱 내부에 회전 가능하게 장착된 터빈 휠을 갖는다.
몇몇 응용의 경우, 비틀림 댐핑 장치는 또한 관성 부재를 갖는 동적 흡진기를 포함할 수 있다. 동적 흡진기는 엔진 샤프트의 회전축 주위에 배열된 관성 부재를 갖고, 엔진 샤프트의 회전축에 실질적으로 평행한 관념상의 축을 중심으로 자유롭게 진동한다. 동적 흡진기는 엔진의 낮은 회전 속도에서 공진 주파수를 낮추고 진동 댐핑 성능을 더욱 개선하기 위해 제공된다.
상기에 논의된 것을 포함하지만 이로 제한되지 않는 동적 흡진기를 갖는 유체동역학 토크 커플링 장치 및 비틀림 댐핑 장치는 차량 동력 전달 장치 응용 및 환경에 만족스러운 것으로 입증되었지만, 그것의 성능 및 비용을 향상시킬 수 있는 개선이 가능하다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 유체동역학 토크 커플링 장치를 위한 비틀림 진동 댐퍼 조립체가 제공된다. 본 발명의 비틀림 진동 댐퍼 조립체는 비틀림 진동 댐퍼, 및 비틀림 진동 댐퍼에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기를 포함한다. 비틀림 진동 댐퍼는 회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재, 회전축과 동축으로 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트(retainer plate), 및 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 사이에 개재된 복수의 댐퍼 탄성 부재를 포함한다. 댐퍼 탄성 부재는 제 1 리테이너 플레이트를 피동 부재에 탄성적으로 결합한다. 동적 흡진기는 관성 부재를 포함한다. 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼에 장착되고, 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재 중 하나에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
더 정확하게, 제 1 태양에 따른 발명은 다음의 특징을 갖는다:
유체동역학 토크 커플링 장치를 위한 비틀림 진동 댐퍼 조립체에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼; 및 비틀림 진동 댐퍼에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기를 포함하며, 비틀림 진동 댐퍼는 회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재; 회전축과 동축으로 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트; 및 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 사이에 개재되고, 제 1 리테이너 플레이트를 피동 부재에 탄성적으로 결합하는 복수의 댐퍼 탄성 부재를 포함하고, 동적 흡진기는 관성 부재를 포함하고, 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼에 장착되고, 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재 중 하나에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정되는, 비틀림 진동 댐퍼 조립체.
비틀림 진동 댐퍼 조립체는,
- 회전축을 중심으로 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재에 대해 회전 가능한 중간 부재를 더 포함하고, 댐퍼 탄성 부재는 제 1 리테이너 플레이트와 중간 부재 사이에, 그리고 중간 부재와 피동 부재 사이에 개재된다.
- 회전축과 동축으로 제 1 리테이너 플레이트에 이동 불가능하게 고정된 제 2 리테이너 플레이트를 더 포함하며, 제 1 리테이너 플레이트 및 제 2 리테이너 플레이트는 피동 부재의 축방향으로 서로 반대편에 있는 표면에 인접하게 장착되고, 제 2 리테이너 플레이트는 제 2 리테이너 플레이트가 피동 부재에 탄성적으로 결합되도록 댐퍼 탄성 부재에 작동 가능하게 연결된다.
- 동적 흡진기는 제 1 리테이너 플레이트에 대해 회전 가능하고, 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 또는 피동 부재와 회전 활주식으로 맞물림으로써 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
- 비틀림 진동 댐퍼는 회전축을 중심으로 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재에 대해 회전 가능한 중간 부재를 더 포함하고, 댐퍼 탄성 부재는 제 1 리테이너 플레이트와 중간 부재 사이에, 그리고 중간 부재와 피동 부재 사이에 개재되고, 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼의 중간 부재에 장착되고, 동적 흡진기는 제 1 리테이너 플레이트에 대해 회전 가능하고, 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 또는 피동 부재와 회전 활주식으로 맞물림으로써 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
- 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼의 중간 부재에 장착된 제 1 연결 플레이트; 및 제 1 연결 플레이트와 관성 부재 사이에 개재되고, 제 1 연결 플레이트를 관성 부재에 탄성적으로 결합하는 복수의 원주방향으로 작용하는 흡진기 탄성 부재를 더 포함하고, 관성 부재는 회전축과 동축으로 제 1 연결 플레이트에 대해 회전 가능하다.
- 제 1 연결 플레이트는 중간 부재에 이동 불가능하게 부착되고, 동적 흡진기는 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트와 회전 활주식으로 맞물리는 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트에 의해 회전축과 동축으로 안내되고 중심설정된다.
- 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트는 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지를 갖고, 적어도 하나의 안내 플랜지는 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트를 향해 축방향으로 연장된다.
- 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트는 중간 부재에 이동 불가능하게 부착된 적어도 하나의 반경방향으로 연장되는 장착 부분, 및 적어도 하나의 장착 부분으로부터 원주방향과 축방향 둘 모두로 연장되는 적어도 하나의 피안내 부분을 갖고, 적어도 하나의 피안내 부분은 제 1 리테이너 플레이트의 적어도 하나의 안내 플랜지와 회전 활주식으로 맞물리고, 적어도 하나의 피안내 부분은 적어도 하나의 장착 부분과 일체로 형성된다.
- 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트는 중간 부재에 이동 불가능하게 부착된 복수의 반경방향으로 연장되는 장착 부분, 및 제 1 리테이너 플레이트의 적어도 하나의 안내 플랜지와 회전 활주식으로 맞물리는 단일의, 실질적으로 환형의 피안내 부분을 갖고, 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트의 환형 피안내 부분은 복수의 장착 부분과 일체로 형성된다.
- 피동 부재는 원주방향과 축방향 둘 모두로 연장되는 안내 플랜지를 갖고, 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트는 비틀림 진동 댐퍼의 중간 부재에 이동 불가능하게 부착된 적어도 하나의 반경방향으로 연장되는 장착 부분, 및 피동 부재의 안내 플랜지와 회전 활주식으로 맞물리는 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 피안내 부분을 갖는다.
- 관성 부재는 제 1 연결 플레이트의 실질적으로 환형의 지지 표면에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
- 동적 흡진기는 제 1 연결 플레이트에 회전 불가능하게 부착된 제 2 연결 플레이트를 더 포함하여, 관성 부재 및 흡진기 탄성 부재가 제 1 연결 플레이트와 제 2 연결 플레이트 사이에 축방향으로 개재된다.
- 관성 부재는 제 1 및 제 2 연결 플레이트 중 적어도 하나의 실질적으로 환형의 지지 표면에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
- 관성 부재는 제 1 및 제 2 연결 플레이트의 실질적으로 환형의 지지 표면에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
- 관성 부재는 제 2 연결 플레이트의 실질적으로 환형의 지지 표면에 의해서만 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
- 관성 부재는 제 1 연결 플레이트에 탄성적으로 결합된 지지 부분, 및 지지 부분과 일체적으로 형성된 관성 부분을 포함하고, 관성 부재의 관성 부분은 그것의 지지 부분의 두께 및 질량보다 상당히 더 큰 두께 및 질량을 갖는다.
- 지지 부분은 실질적으로 반경방향으로 연장되고, 관성 부분은 지지 부분으로부터 실질적으로 축방향 외향으로 연장되어, 관성 부재는 L-형상을 갖는다.
- 동적 흡진기는 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트 및 제 2 연결 플레이트 중 적어도 하나와 관성 부재 사이에 축방향으로 배치된 마찰-방지 와셔를 더 포함한다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 구동 샤프트와 피동 샤프트를 함께 결합하기 위한 유체동역학 토크 커플링 장치가 제공된다. 본 발명의 유체동역학 토크 커플링 장치는 회전축과 동축으로 정렬되고 임펠러 쉘을 포함하는 임펠러, 임펠러 쉘 및 임펠러 쉘에 상호 연결되고 임펠러 쉘에 대해 회전 불가능한 케이싱 쉘을 포함하는 케이싱, 임펠러와 동축으로 정렬되고 임펠러에 의해 구동 가능하며, 터빈 쉘을 포함하는 터빈, 임펠러와 터빈 사이에 위치된 스테이터(stator), 비틀림 진동 댐퍼, 터빈 허브, 및 관성 부재를 포함하고 비틀림 진동 댐퍼에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기를 포함한다. 비틀림 진동 댐퍼는 회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재, 회전축과 동축으로 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트, 및 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 사이에 개재된 복수의 댐퍼 탄성 부재를 포함한다. 댐퍼 탄성 부재는 제 1 리테이너 플레이트를 피동 부재에 탄성적으로 결합한다. 터빈 허브는 터빈 쉘 및 비틀림 진동 댐퍼의 피동 부재에 회전 불가능하게 결합된다. 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼에 장착되고, 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재 중 하나에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
더 정확하게, 본 발명의 제 2 태양에 따른 발명은 구동 샤프트와 피동 샤프트를 함께 결합하기 위한 유체동역학 토크 커플링 장치를 포함하며, 토크 커플링 장치는 회전축과 동축으로 정렬되고 임펠러 쉘을 포함하는 임펠러; 임펠러 쉘, 및 임펠러 쉘에 상호 연결되고 임펠러 쉘에 대해 회전 불가능한 케이싱 쉘을 포함하는 케이싱; 임펠러와 동축으로 정렬되고 임펠러에 의해 구동 가능하며, 터빈 쉘을 포함하는 터빈; 임펠러와 터빈 사이에 위치된 스테이터; 비틀림 진동 댐퍼; 터빈 허브; 및 관성 부재를 포함하고, 비틀림 진동 댐퍼에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기를 포함하고, 비틀림 진동 댐퍼는 회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재; 회전축과 동축으로 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트; 및 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 사이에 개재되고, 제 1 리테이너 플레이트를 피동 부재에 탄성적으로 결합하는 복수의 댐퍼 탄성 부재를 포함하고, 터빈 허브는 터빈 쉘 및 비틀림 진동 댐퍼의 피동 부재에 회전 불가능하게 결합되고, 동적 흡진기는 비틀림 진동 댐퍼에 장착되고, 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재 중 하나에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정된다.
유체동역학 토크 커플링 장치는 터빈과 케이싱을 선택적으로 상호 연결하는 로크-업 클러치를 더 포함하며, 로크-업 클러치는 케이싱을 향해 그리고 케이싱으로부터 멀어지는 쪽으로 축방향으로 이동하도록 구성된 로킹 피스톤을 포함하고, 제 1 리테이너 플레이트는 로크-업 클러치의 로킹 피스톤에 작동 가능하게 연결된다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 유체동역학 토크 커플링 장치를 위한 비틀림 진동 댐퍼 조립체를 조립하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재, 회전축과 동축으로 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트, 및 댐퍼 탄성 부재가 제 1 리테이너 플레이트를 피동 부재에 탄성적으로 결합하도록 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 사이에 개재된 복수의 댐퍼 탄성 부재를 포함하는 사전 조립된 비틀림 진동 댐퍼를 제공하는 단계, 관성 부재를 포함하는 사전 조립된 동적 흡진기를 제공하는 단계, 및 동적 흡진기가 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트와 피동 부재 중 하나에 의해 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정되도록 동적 흡진기를 비틀림 진동 댐퍼에 장착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부를 구성하는 장치, 기구, 시스템, 컨버터, 공정 등을 포함한 본 발명의 다른 태양이 하기의 예시적인 실시예의 상세한 설명을 읽고서 더 명백해질 것이다.
첨부 도면은 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 이룬다. 도면은, 위에 제공된 개괄적인 설명 및 아래에 제공된 예시적인 실시예 및 방법의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 발명의 목적 및 이점이 첨부 도면을 고려하여 살펴볼 때 하기 명세서의 검토로부터 명백해질 것이며, 첨부 도면에서 유사한 요소에는 동일한 또는 유사한 도면 부호가 주어진다.
도 1은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 축방향 단면에서의 단편화된 반부도(half-view),
도 2는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 3은 도 2의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 분해 단면 반부도,
도 3a는 도 2의 원 "3A"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 3b는 관성 부재가 없는, 도 2의 원 "3A"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 4는 도 2의 원 "4"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 5a는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 전방 부분 분해 조립도,
도 5b는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 후방 부분 분해 조립도,
도 6은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 비틀림 진동 댐퍼의 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼의 피동 부재의 사시도,
도 8은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼의 중간 플레이트의 사시도,
도 9는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 분해 사시도,
도 10은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 동적 흡진기의 관성 부재의 단면 반부도,
도 11은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 축방향 단면에서의 단편화된 반부도,
도 12는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 13은 도 12의 원 "13"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 14는 도 12의 원 "14"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 15는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 전방 부분 분해 조립도,
도 16은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 비틀림 진동 댐퍼의 분해 사시도,
도 17은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 분해 사시도,
도 18은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 동적 흡진기의 단면 반부도,
도 19는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 대한 대안에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 20은 도 19의 원 "20"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 21은 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 동적 흡진기의 장착 부분 중 하나를 통한 축방향 단면에서의 단편화된 반부도,
도 22는 도 21의 원 "22"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 23은 도 21의 원 "23"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 24는 도 23의 선 24-24를 따라 취해진 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 정면도,
도 25는 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 동적 흡진기의 장착 부분 중 하나를 통하지 않은 축방향 단면에서의 단편화된 반부도,
도 26은 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 전방 부분 분해 조립도,
도 27은 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 후방 부분 분해 조립도,
도 28은 본 발명의 제 4 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 29는 도 28의 원 "29"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도, 및
도 30은 도 28의 원 "30"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도.
도 2는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 3은 도 2의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 분해 단면 반부도,
도 3a는 도 2의 원 "3A"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 3b는 관성 부재가 없는, 도 2의 원 "3A"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 4는 도 2의 원 "4"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 5a는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 전방 부분 분해 조립도,
도 5b는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 후방 부분 분해 조립도,
도 6은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 비틀림 진동 댐퍼의 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼의 피동 부재의 사시도,
도 8은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼의 중간 플레이트의 사시도,
도 9는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 분해 사시도,
도 10은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 동적 흡진기의 관성 부재의 단면 반부도,
도 11은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 축방향 단면에서의 단편화된 반부도,
도 12는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 13은 도 12의 원 "13"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 14는 도 12의 원 "14"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 15는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 전방 부분 분해 조립도,
도 16은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 비틀림 진동 댐퍼의 분해 사시도,
도 17은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 분해 사시도,
도 18은 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 동적 흡진기의 단면 반부도,
도 19는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 대한 대안에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 20은 도 19의 원 "20"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 21은 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 동적 흡진기의 장착 부분 중 하나를 통한 축방향 단면에서의 단편화된 반부도,
도 22는 도 21의 원 "22"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 23은 도 21의 원 "23"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도,
도 24는 도 23의 선 24-24를 따라 취해진 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 정면도,
도 25는 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 동적 흡진기의 장착 부분 중 하나를 통하지 않은 축방향 단면에서의 단편화된 반부도,
도 26은 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 전방 부분 분해 조립도,
도 27은 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 동적 흡진기의 후방 부분 분해 조립도,
도 28은 본 발명의 제 4 예시적인 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치의 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 부분 단면 반부도,
도 29는 도 28의 원 "29"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도, 및
도 30은 도 28의 원 "30"에 도시된 비틀림 진동 댐퍼 조립체의 일부분의 확대도.
이제 첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예 및 방법을 상세히 참조할 것이며, 첨부 도면에서 유사한 도면 부호는 도면 전체에 걸쳐 유사한 또는 대응하는 부분을 지시한다. 그러나, 본 발명의 그것의 더 넓은 태양에 있어서 예시적인 실시예 및 방법과 관련하여 도시되고 설명된 특정 상세 사항, 대표적인 장치 및 방법, 및 예시적인 예로 제한되지 않는다는 것에 유의해야 한다.
예시적인 실시예의 이러한 설명은 서면으로 된 설명 전체의 일부인 것으로 간주되어야 하는 첨부 도면과 관련하여 읽혀지도록 의도된다. 설명에서, "수평", "수직", "위로", "아래로", "상부", "하부", "오른쪽", "왼쪽", "상단부" 및 "하단부"뿐만 아니라 그것의 파생어(예를 들어, "수평으로", "하향으로", "상향으로" 등)와 같은 상대적인 용어는 이어서 설명되는 바와 같은, 또는 논의 중인 도면에 도시된 바와 같은 배향을 참조하도록 해석되어야 한다. 이러한 상대적인 용어는 설명의 편의를 위한 것이며, 보통은 특정 배향을 요구하도록 의도되지 않는다. "연결된" 및 "상호 연결된"과 같은, 부착, 결합 등에 관한 용어는, 명백히 달리 설명되지 않는 한, 구조체가 직접적으로 또는 개재하는 구조체를 통해 간접적으로 서로 고정되거나 부착되는 관계뿐만 아니라, 이동 가능한 부착 또는 관계와 고정된 부착 또는 관계 둘 모두를 말한다. 용어 "작동 가능하게 연결된"은 관련 있는 구조체가 그러한 관계에 의해 의도된 바와 같이 작동하도록 허용하는 그러한 부착, 결합 또는 연결이다. 또한, 청구범위에 사용된 바와 같은 단어 "하나"(a 및 an)는 "적어도 하나"를 의미하며, 청구범위에 사용된 바와 같은 단어 "2개"는 "적어도 2개"를 의미한다.
유체동역학 토크 커플링 장치의 제 1 예시적인 실시예가, 도 1의 부분 단면도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 도면 부호 10에 의해 첨부 도면에 개괄적으로 표현된다. 유체동역학 토크 커플링 장치(10)는 자동차와 같은 자동 차량의 구동 샤프트와 피동 샤프트를 유체적으로 결합하기 위해 공지된 방식으로 작동 가능하다. 전형적인 경우에, 구동 샤프트는 자동차의 내연 기관(도시되지 않음)의 출력 샤프트이고, 피동 샤프트는 자동차의 자동 변속기에 연결된다.
유체동역학 토크 커플링 장치(10)는, 오일로 충전되고 회전축(X)을 중심으로 회전 가능한 밀봉된 케이싱(12)을 포함한다. 유체동역학 토크 커플링 장치(10)는 유체역학 토크 컨버터(14), 로크-업 클러치(18) 및 비틀림 진동 댐퍼 조립체(본 명세서에서 댐퍼 조립체로 또한 지칭됨)(20) - 이들 모두 밀봉된 케이싱(12) 내에 배치됨 - 를 추가로 포함한다. 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 토크 컨버터(14)에 장착된다. 이하에서, 축방향 및 반경방향 배향은 토크 커플링 장치(10)의 회전축(X)에 대해 고려된다.
토크 컨버터(14), 로크-업 클러치(18) 및 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 모두 회전축(X)을 중심으로 회전 가능하다. 토크 컨버터(14)는 터빈 휠(15), 임펠러 휠(16), 및 터빈 휠(15)과 임펠러 휠(16) 사이에 축방향으로 개재된 리액터(reactor)(또는 스테이터(stator))(17)를 포함한다. 터빈 휠(15)은, 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 실질적으로 반-환상(semi-toroidal)의 터빈 쉘(22)을 포함한다.
토크 커플링 장치(10)는 또한 피동 샤프트와 터빈 휠(15)을 회전 불가능하게 함께 결합하도록 배열된, 회전축(X)을 중심으로 회전 가능한 실질적으로 환형의 터빈(또는 출력) 허브(24)를 포함한다. 하기 설명에서, 축방향 및 반경방향 배향은 터빈 허브(24)의 회전축(X)에 대해 고려될 것이다.
터빈 휠(15)의 터빈 쉘(22)은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)에 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정된다. 터빈 허브(24)는 내부 스플라인을 가지며, 상호보완적인 외부 스플라인이 제공된, 자동차의 자동 변속기의 입력 샤프트와 같은, 피동 샤프트에 회전 불가능하게 결합된다. 대안적으로, 용접 또는 다른 연결이 터빈 허브(24)를 피동 샤프트에 고정(즉, 이동 불가능하게 고정)시키는 데 사용될 수 있다. 터빈 허브(24)의 반경방향 외측 표면은 O-링과 같은 밀봉 부재(27)를 수용하기 위한 환형 슬롯(26)을 포함한다. 터빈 허브(24)는 회전축(X)을 중심으로 회전 가능하고, 터빈 휠(15)을 피동 샤프트 상에 중심설정하도록 피동 샤프트와 동축이다. 터빈 허브(24)의 반경방향 내측 주연 표면에 장착된 밀봉 부재(25)(도 1에 도시됨)는 변속기 입력 샤프트와 터빈 허브(24)의 계면에 시일(seal)을 생성한다.
로크-업 클러치(18)는 구동 샤프트 및 피동 샤프트를 로킹하기 위해 제공된다. 특히 터빈 휠(15)과 임펠러 휠(16) 사이의 미끄러짐 현상에 의해 야기되는 효율 손실을 피하기 위해, 로크-업 클러치(18)는 일반적으로 자동차의 시동 후에 그리고 구동 샤프트와 피동 샤프트의 유압식 결합 후에 활성화된다. 구체적으로, 로크-업 클러치(18)는 폐쇄 상태에 있을 때 터빈 휠(15)을 우회하도록 제공된다. 로크-업 클러치(18)가 맞물린(로킹된) 위치에 있을 때, 엔진 토크는 케이싱(12)에 의해 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)를 통해 터빈 허브(24)로 전달된다.
로크-업 클러치(18)는 실질적으로 환형의 로킹 피스톤(28)을 포함하고, 이 로킹 피스톤(28)은 당업계에 공지된 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 접착제 접합에 의해 케이싱(12)의 로킹 벽(12a)과 대면하는 로킹 피스톤(28)의 축방향 외측 표면에 고정식으로 부착된 환형 마찰 라이너(29)를 포함한다. 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 마찰 라이너(29)는 로킹 피스톤(28)의 축방향 외측 표면에, 그것의 반경방향 외측 주연 단부에서 고정식으로 부착된다. 로킹 피스톤(28)은 터빈 허브(24) 상에서의 축방향 왕복 운동을 위해 그것에 활주 가능하게 장착된다.
로킹 피스톤(28)은 케이싱(12) 내부의 로킹 벽(12a)을 향해(로크-업 클러치(18)의 맞물린(또는 로킹된) 위치), 그리고 그것으로부터 멀어지는 쪽으로(로크-업 클러치(18)의 맞물림 해제된(또는 개방된) 위치) 축방향으로 변위 가능하다. 또한, 로킹 피스톤(28)은 터빈 허브(24)로부터 멀어지는 쪽으로(로크-업 클러치(18)의 맞물린(또는 로킹된) 위치), 그리고 그것을 향해(로크-업 클러치(18)의 맞물림 해제된(또는 개방된) 위치) 축방향으로 변위 가능하다.
비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 유리하게도 토크 컨버터(14)의 임펠러 휠(16)이, 토크 댐핑과 함께, 터빈 허브(24)에, 그리고 이에 따라 자동 변속기의 입력 샤프트에 결합되도록 허용한다. 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 또한, 비틀림 댐핑과 함께, 회전축(X)과 동축인, 제 1 구동 샤프트(도시되지 않음)와 제 2 피동 샤프트(도시되지 않음) 사이의 응력의 댐핑을 허용한다.
비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는, 도 1, 도 2, 도 5a 내지 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 터빈 휠(15)의 터빈 쉘(22)과 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 연결된 터빈 허브(24)와 로크업 클러치(18)의 로킹 피스톤(28) 사이에 배치된다. 또한, 로크-업 클러치(18)의 로킹 피스톤(28)은 비틀림 진동 댐퍼(20)에 의해 터빈 휠(15) 및 터빈 허브(24)에 회전 가능하게 결합된다. 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 제한된, 이동 가능한 그리고 중심설정식 방식으로 터빈 허브(24) 상에 배열된다. 터빈 허브(24)는 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)의 출력 부분 및 토크 결합 장치(10)의 피동측을 형성하고, 피동 샤프트와 스플라인 결합된다. 로킹 피스톤(28)은, 다른 한편으로는, 비틀림 진동 댐퍼(20)의 입력 부분을 형성한다.
차량 작동 동안, 로크-업 클러치(18)가 맞물림 해제된(개방된) 위치에 있을 때, 엔진 토크는 토크 컨버터(14)의 터빈 휠(15)에 의해 임펠러 휠(16)로부터 터빈 허브(24)로 전달되어, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)를 우회한다. 그러나, 로크-업 클러치(18)가 맞물린(로킹된) 위치에 있을 때, 엔진 토크는 케이싱(12)에 의해 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)를 통해 터빈 허브(24)로 전달된다.
도 1, 도 2 및 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 토크 컨버터(14)의 터빈 휠(15) 및 터빈 허브(24)에 작동 가능하게 결합된 비틀림 진동 댐퍼(21), 및 비틀림 진동 댐퍼(21)에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기(70)를 포함한다.
도 1, 도 2, 및 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼(21)는 터빈 허브(24)에 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 고정된 실질적으로 환형의 피동 부재(30), 및 피동 부재(30) 주위에 장착되고 그것에 대해 회전 이동 가능한 실질적으로 환형의 중간 부재(34)를 포함한다. 피동 부재(30)는 일체적으로 형성되고 반경방향 내향으로 연장되는 플랜지(32)를 갖는다. 피동 부재(30)의 플랜지(32)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)에 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 고정된다. 따라서, 터빈 휠(15)의 터빈 쉘(22)은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)와 피동 부재(30) 둘 모두에 고정식으로 고정된다. 피동 부재(30)는 비틀림 진동 댐퍼(21)의 출력 부재를 구성한다.
비틀림 진동 댐퍼(21)는 실질적으로 환형의 제 1 리테이너 플레이트(36A) 및 실질적으로 환형의 제 2 리테이너 플레이트(36b)와, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피동 부재(30)와 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B) 사이에 서로에 대해 연속하여 배치된 복수의 원주방향으로 작용하는 댐퍼 탄성 부재(또는 토크 전달 요소)(38)를 추가로 포함한다. 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 서로 평행하게 그리고 회전축(X)과 동축으로 배향되도록 피동 부재(30)와 중간 부재(34)의 축방향으로 서로 반대편에 있는 면(표면)에 인접하게 장착된다. 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 피동 부재(30)에 대해 회전 가능하도록 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 패스너(fastener) 또는 용접에 의해 서로 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정된다. 따라서, 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 서로에 대해서는 회전 불가능하지만, 피동 부재(30) 및 중간 부재(34)에 대해서는 회전 가능하다. 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 피동 부재(30)와 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36A, 36B) 사이에 원주방향으로 배치된다.
본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 댐퍼 탄성 부재(38)는 서로 동일하다. 비제한적인 방식으로, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 비틀림 진동 댐퍼(21)는, 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 6개의 댐퍼 탄성 부재(38)를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 실질적으로 원주방향으로 배향된 주축을 갖는 나선형(또는 코일) 스프링의 형태이다. 또한, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 단지 하나의 동축 나선형 스프링만을 포함한다. 대안적으로, 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 한 쌍의 동축 나선형 스프링을 포함할 수 있다. 구체적으로, 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 내부 스프링이 외부 스프링 내에 배치되도록 동축으로 배열된, 외부 대직경 스프링 및 내부 소직경 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 댐퍼 탄성 부재(38)의 양측에 축방향으로 배열되고, 그것과 작동 가능하게 연결된다. 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 피동 부재(30)에 대해 회전 가능하도록 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(37) 또는 용접에 의해 서로 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정된다. 따라서, 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 서로에 대해서는 회전 불가능하지만, 피동 부재(30) 및 중간 부재(34)에 대해서는 회전 가능하다. 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 피동 부재(30)와 중간 부재(34) 사이에 원주방향으로 배치된다.
도 6에 가장 잘 예시된 바와 같은 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 리테이너 플레이트(36A)는 복수의 원주방향으로 이격된 구멍(41A)이 제공된 실질적으로 환형의 외측 장착 플랜지(40A)를 갖는다. 다른 한편으로, 제 2 리테이너 플레이트(36B)는 복수의 원주방향으로 이격된 구멍(41B)이 제공된 실질적으로 환형의 외측 장착 플랜지(40B)를 갖는다. 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 서로 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정되어, 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)의 외측 장착 플랜지(40A, 40B)가 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36A, 36B)의 외측 장착 플랜지(40A, 40B) 내의 구멍(41A, 41B)을 통해 연장되는 리벳(37)에 의해 그것의 축방향으로 서로 반대편에 있는 표면과 맞물린다. 따라서, 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)는 서로에 대해서는 회전 불가능하지만, 피동 부재(30) 및 중간 부재(34)에 대해서는 회전 가능하다.
제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B) 각각에는 복수의 원주방향으로 연장되는 윈도우(window)(또는 윈도우-형상의 개구)(42A, 42B)가 각각 제공되며, 이들 각각은, 도 1, 도 5 및 도 6에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 한 쌍의 내측 탄성 댐핑 부재(38)와 대응하여 배열된다.
윈도우(42A, 42B)는 반경방향 탭(56A, 56B)에 의해 교번하여 서로 원주방향으로 분리된다. 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B) 각각은 3개의 윈도우(42A, 42B) 및 3개의 반경방향 탭(56A, 56B)을 갖는다. 또한, 윈도우(42A, 42B) 각각, 또는 반경방향 탭(56A, 56B) 각각은, 서로 원주방향으로 반대편에 있도록 배향된, 한편으로는 제 1 반경방향 단부 면(57A, 57B)에 의해, 그리고 다른 한편으로는 제 2 반경방향 단부 면(58A, 58B)에 의해 원주방향으로 경계가 정해진다. 따라서, 반경방향 탭(56A, 56B) 각각은 각각의 쌍의 연속으로 있는 2개의 댐퍼 탄성 부재(38) 사이에 원주방향으로 개재된다. 단일 쌍의 댐퍼 탄성 부재(38) 사이에 개재된 제 1 반경방향 단부 면(57A, 57B) 및 제 2 반경방향 단부 면(58A, 58B)은 이에 따라 하나의 공통 반경방향 탭(56A, 56B)에 의해 지탱된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제 1 리테이너 플레이트(36A)에는 제 1 리테이너 플레이트(36A)로부터 터빈 쉘(22)을 향해 축방향 외향으로 연장되는 하나 이상의 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(39)가 제공된다. 하나 이상의 안내 플랜지(39) 각각은 그것의 반경방향 외측 에지(43o)의 반경방향 반대편에 배치된 윈도우(42A) 각각의 반경방향 내측 에지(43i)와 대면하는 원주방향으로 연장되는 안내 표면(39s)(도 3 및 도 4에 가장 잘 도시됨)을 갖는다.
본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 리테이너 플레이트(36A)의 윈도우(42A) 각각의 반경방향 외측 에지(43o)에는, 제 1 리테이너 플레이트(36A)로부터 터빈 쉘(22)을 향해 축방향 외향으로 연장되는 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(39)가 제공된다. 안내 플랜지(39) 각각은 환형 세그먼트(segment)의 형태이고, 그것의 반경방향 외측 에지(43o)의 반경방향 반대편에 배치된 윈도우(42A) 각각의 반경방향 내측 에지(43i)와 대면하는 원주방향으로 연장되는 안내 표면(39s)을 갖는다. 비-제한적인 방식으로, 원주방향으로 연장되는 안내 표면(39s) 각각은 실질적으로 곡선형 또는 원통형 표면과 같은 회전면(surface of revolution)의 형태이다. 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 리테이너 플레이트(36A)는 3개의 안내 플랜지(39)를 갖는다.
또한, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36A, 36B) 각각은 바람직하게는 일체형 부분인 적합한 금속 구조체의 스탬핑된 부재(stamped member)인데, 예를 들어 단일의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(39)는 서로 등각도로 이격되도록 제 1 리테이너 플레이트(36A) 상에 일체적으로 프레스-성형된다.
도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 피동 부재(30)는 실질적으로 환형의 중심 부분(44)을 포함하며, 이때 복수의 외부 반경방향 러그(lug)(46)가 중심 부분(44)으로부터 반경방향 외향으로 연장된다. 외부 반경방향 러그(46)는 원주방향으로 작용하는 반경방향 내측 댐퍼 탄성 부재(또는 토크 전달 요소)(38)와 협력한다. 피동 부재(30)의 외부 러그(46) 각각과 중심 부분(44)은 바람직하게는 서로 일체형인데, 예를 들어 단일의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다.
외부 러그(46)는 회전축(X) 주위에 원주방향 등거리로 이격되어 있다. 외부 반경방향 러그(46) 각각은 댐퍼 탄성 부재(38)와 맞물리는, 각각, 원주방향으로 위치된 제 1 및 제 2 반경방향 보유 면(retention face)(47A, 47B)을 갖는다. 또한, 외부 반경방향 러그(46) 각각은 외부 반경방향 러그(46) 각각의 보유 면(47A, 47B) 상의 댐퍼 탄성 부재(38)의 원위 단부(distal end)를 보유하는, 도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같은, 2개의 원주방향으로 서로 반대편에 있는, 원주방향으로 연장되는 파지 부분(48)을 갖는다. 외부 반경방향 러그(46) 각각은 실질적으로 원통형의 외측 주연 표면(49)을 갖는다. 피동 부재(30)의 중심 부분(44)에는 복수의 원주방향으로 이격된 구멍(31)이 제공된다. 피동 부재(30)는 피동 부재(30)의 중심 부분(44) 내의 구멍(31)을 통해 연장되는 리벳(23)에 의해 터빈 허브(24)에 고정식으로 고정된다.
유사하게, 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 중간 부재(34)는 원주방향으로 작용하는 댐퍼 탄성 부재(38)와 협력하는 복수의 내부 반경방향 러그(52)를 갖도록 형성된다. 도 6에 예시된 바와 같이, 내부 반경방향 러그(52)는 중간 부재(34)의 대체로 환형의 몸체 부분(50)으로부터 반경방향 내향으로 연장된다. 또한, 내부 반경방향 러그(52)는 회전축(X) 주위에 원주방향 등거리로 이격되어 있다. 내부 반경방향 러그(52) 각각은 제 1 및 제 2 반경방향 보유 면(53A, 53B)을 각각 갖는다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52)의 제 1 보유 면(53A)은 피동 부재(30)의 외부 반경방향 러그(46)의 제 1 보유 면(47A)과 대면하고 댐퍼 탄성 부재(38)와 맞물리는 반면, 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52)의 제 2 보유 면(53B)은 피동 부재(30)의 외부 반경방향 러그(46)의 제 2 보유 면(47B)과 대면하고 댐퍼 탄성 부재(38)와 맞물린다. 비-제한적인 방식에서, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 내부 반경방향 러그(52) 각각은 반경방향 내향으로 연장되는 실질적으로 절두삼각형 형상을 갖는다. 피동 부재(30)의 반경방향 러그(46) 각각의 실질적으로 원통형의 외측 주연 표면(49)은 중간 부재(34)의 몸체 부분(50)의 실질적으로 원통형의 내측 주연 표면(54)에 인접하고 그것과 상호보완적이며, 회전축(X)에 대해 중간 부재(34)를 중심설정하는 역할을 한다. 도 5a 및 도 5b에 추가로 도시된 바와 같이, 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 토크의 갑작스런 변화를 댐핑하기 위해 피동 부재(30)의 외부 반경방향 러그(46)와 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52) 사이에 배치되어 압축된다. 또한, 윈도우(42A, 42B) 각각은, 도 5 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52)에 의해 분리된 단일 쌍의 댐퍼 탄성 부재(38)를 수용한다.
비틀림 진동 댐퍼(21)는 (도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이) 실질적으로 환형의 구동 부재(60) 및 구동 부재(60)에 회전 가능하게 결합된 실질적으로 환형의 연결 부재(62)를 추가로 포함한다. 피동 부재(30)는 구동 부재(60)와 연결 부재(62) 둘 모두에 대해 회전 이동 가능하다. 구동 부재(60)는 비틀림 진동 댐퍼(21)의 입력 부재를 구성하는 반면, 피동 부재(30)는 비틀림 진동 댐퍼(21)의 출력 부재를 구성한다. 도 1 내지 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동 부재(60), 연결 부재(62) 및 환형 피동 부재(30)는 서로 동축이고, 회전축(X)을 중심으로 회전 가능하다. 구동 부재(60)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(19) 또는 용접에 의해 로킹 피스톤(28)에 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정된다. 피동 부재(30)는 터빈 휠(15)과 작동 가능하게 연관되고, 터빈 허브(24)와 동축이다. 터빈 휠(5)의 터빈 쉘(22)은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)와 피동 부재(30) 둘 모두에 고정식으로 고정된다.
환형 구동 부재(60)는, 아래에 설명되는 바와 같이, 댐퍼 조립체(21)와의 구동 맞물림을 위해 그것의 외주연부 주위에 원주방향 등거리로 배치된 반경방향 외향으로 연장되는 외부(또는 주연) 구동 탭(또는 맞닿음 요소)(61)를 포함한다. 구동 탭(61)을 갖는 구동 부재(60)는 바람직하게는 일체형 부분인데, 예를 들어 단일의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 구동 탭(61)은 서로 등각도로 이격되도록 구동 부재(60) 상에 일체적으로 프레스-성형된다.
연결 부재(62)는 그것의 내주연부 주위에 원주방향 등각도로 배치된 반경방향 내향으로 연장되는 내부 탭(또는 맞닿음 요소)을 포함한다. 바람직하게는, 연결 부재(62)는 바람직하게는 일체형 부분인 내향으로 연장되는 탭을 갖는 적합한 금속 구조체의 스탬핑된 부재인데, 예를 들어 단일의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 내향으로 연장되는 탭은 서로 등각도로 이격되도록 연결 부재(62) 상에 일체적으로 프레스-성형된다.
비틀림 진동 댐퍼(21)는, 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동 부재(60)와 연결 부재(62) 사이에 서로에 대해 연속하여 배치된 코일 스프링(댐퍼 스프링)과 같은, 복수의 보조(또는 반경방향 외측) 댐퍼 탄성 부재(또는 토크 전달 요소)(64)를 추가로 포함한다. 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 보조 댐퍼 탄성 부재(또는 외측 댐퍼 탄성 부재)(64)는 댐퍼 탄성 부재(또는 내측 댐퍼 탄성 부재)(38)의 반경방향 외향에 배치된다. 반경방향 외측 댐퍼 탄성 부재(64)는, 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동 부재(60)와 연결 부재(62) 사이에 서로에 대해 연속하여 배치된, 코일 스프링과 같은, 원주방향으로 작용하는 탄성 부재를 포함한다. 보조 댐퍼 탄성 부재(64)는 회전축(X) 주위에 원주방향으로 분포된다. 도 1에 추가로 예시된 바와 같이, 반경방향 내측 및 외측 탄성 댐핑 부재(38, 64)는 각각 서로 반경방향으로 이격된다.
연결 부재(62)는 보조 댐퍼 탄성 부재(64)를 부분적으로 수용하는 실질적으로 환형의 홈(또는 채널)을 한정하며, 보조 댐퍼 탄성 부재(64)는 원심력에 대항하여 보조 댐퍼 탄성 부재(64)를 지지하도록 연결 부재(62)의 환형 홈의 원주 주위에 분포된다. 또한, 보조 댐퍼 탄성 부재(64) 각각은 구동 부재(60)의 구동 탭(61)과 연결 부재(62)의 내부 탭 사이에 원주방향으로 배치된다.
도 1 및 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 리테이너 플레이트(36B)는 구동 부재(60) 및 로킹 피스톤(28)을 향해 제 1 리테이너 플레이트(36A)로부터 멀어지는 쪽으로 제 2 리테이너 플레이트(36B)의 외측 장착 플랜지(40B)로부터 축방향 외향으로 연장되는 하나 이상의 주연 맞닿음 요소(66)를 추가로 포함한다. 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 맞닿음 요소(66)는 서로 등각도로 이격되도록 제 2 리테이너 플레이트(36B) 상에 일체적으로 프레스-성형된다. 맞닿음 요소(66)는 서로 대면하는 맞닿음 요소(66)의 원주방향 단부 상에 원주방향으로 서로 반대편에 있는 맞닿음 표면을 갖는다. 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36B)의 맞닿음 요소(66)는 보조 댐퍼 탄성 부재(64)와 맞물린다. 따라서, 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36B)는 보조 댐퍼 탄성 부재(64)를 통해 구동 부재(60)에 작동 가능하게 그리고 회전 가능하게 연결된다.
보조 댐퍼 탄성 부재(64)는 연결 부재(62)의 내부 탭과, 구동 부재(60)의 구동 탭(61)과, 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36B)의 맞닿음 요소(66) 사이의 계면 내에 유지되어, 반경방향 외측 댐퍼 탄성 부재(64) 및 연결 부재(62)를 통해 로킹 피스톤(28)으로부터 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)로 댐핑된 회전 토크를 전달한다. 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동 부재(60)의 구동 탭(61)과 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36B)의 맞닿음 요소(66)는 서로 원주방향으로(또는 각도) 정렬된다. 다시 말해서, 연결 부재(62)는 반경방향 외측 댐퍼 탄성 부재(64)를 통해 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36A, 36B)에 구동식으로 연결된다. 결국, 구동 부재(60)는 반경방향 외측 댐퍼 탄성 부재(64)를 통해 연결 부재(62)에 구동식으로 연결된다. 따라서, 반경방향 외측 댐퍼 탄성 부재(64)는 구동 부재(60)의 구동 탭(61)과 연결 부재(62)의 내부 탭 사이에, 그리고 구동 부재(60)의 구동 탭(61)과 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(36B)의 맞닿음 요소(66) 사이에 배치되어 압축된다.
작동 동안, 로크-업 클러치(18)가 맞물림 해제된(개방된) 위치에 있을 때, 엔진 토크는 임펠러 휠(16)로부터 토크 컨버터(14)의 터빈 휠(15)에 의해 터빈 허브(24)로 전달된다. 로크-업 클러치(18)가 맞물린(로킹된) 위치에 있을 때(즉, 로킹 피스톤(28)이 유압의 작용에 의해 케이싱(12)의 로킹 벽(12a)에 대해 맞물린 때(또는 로킹된 때)), 엔진 토크는 케이싱(12)에 의해 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)를 통해 터빈 허브(24)로 전달된다.
비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)의 동적 흡진기(70)는 비틀림 진동 댐퍼(21)의 중간 부재(34)에 작동 가능하게 연결된다. 동적 흡진기(70)는, 도 2 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼(21)의 제 1 리테이너 플레이트(36A)와 회전 활주식으로 맞물림으로써 회전축(X)에 대해 회전 안내되고 반경방향으로 중심설정된다. 동적 흡진기(70)는 비틀림 진동 댐퍼(21)의 피동 부재(30)에 전달된 비틀림 진동(회전 속도의 변화)을 더욱 감쇠시키기 위한 동적 댐퍼로서 기능한다.
동적 흡진기(70)는 회전축(X)과 동축으로 중간 부재(34)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 1 연결 플레이트(72A), 회전축(X)과 동축으로 제 1 연결 플레이트(72A)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 2 연결 플레이트(72B), 회전축(X)과 동축으로 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)에 대해 회전 가능한 실질적으로 환형의 관성 부재(또는 흡진기 질량체)(74), 및 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)와 관성 부재(74) 사이에 개재된 복수의 원주방향으로 작용하는 흡진기 탄성 부재(76)를 포함한다. 흡진기 탄성 부재(76)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)를 관성 부재(74)에 탄성적으로 결합하고 있다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B) 각각은 바람직하게는 단일의 또는 단일형 구성요소로서 제조된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B) 각각은 단일 시트-금속 블랭크(sheet-metal blank)로부터 일체적으로 프레스-성형된다. 또한, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 흡진기 탄성 부재(76) 각각은 회전축(X) 주위에 실질적으로 원주방향으로 배향된 주축을 갖는 나선형(또는 코일) 스프링의 형태이다.
제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 패스너(71) 또는 용접에 의해 서로 회전 불가능하게 부착된다. 또한, 본 발명에 따르면, 제 1 연결 플레이트(72A)는, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 연결 플레이트(72A)의 나머지와 일체적으로 형성된 하나 이상의 안내 레그(leg)(77)를 갖는다. 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 연결 플레이트(72A)는 3개의 안내 레그(77)를 갖는다. 안내 레그(77) 각각은 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의 일체형 피안내 부분(78) 및 피안내 부분(78)과 일체로 형성된 장착 부분(80)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 피안내 부분(78)은 실질적으로 축방향으로 연장되는 반면, 장착 부분(80)은 실질적으로 반경방향 내향으로 연장되고, 중간 부재(34)에 인접하게 배치된다. 또한, 도 2, 도 3 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피안내 부분(78)은, 비틀림 진동 댐퍼(21)의 제 1 리테이너 플레이트(36A)의 대응하는 안내 플랜지(39)의 안내 표면(39s)과 대면하고 회전 활주식으로 맞물리며, 제 1 리테이너 플레이트(36A)의 안내 플랜지(39)와 제 1 연결 플레이트(72A)의 피안내 부분(78) 사이의 축방향 접촉 표면을 한정하는 원주방향으로 연장되는 피안내 표면(78s)을 갖는다. 다시 말해서, 동적 흡진기(70)의 제 1 연결 플레이트(72A)는 비틀림 진동 댐퍼(21)의 제 1 리테이너 플레이트(36A)에 의해 제 1 연결 플레이트(72A)의 피안내 부분(78) 외부에서 반경방향, 회전 안내된다.
제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B) 각각에는 복수의 원주방향으로 연장되는 윈도우(또는 윈도우-형상의 개구)(82A, 82B)가 각각 제공되며, 이들 각각은, 도 5a, 도 5b 및 도 9에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 흡진기 탄성 부재(76) 중 하나와 대응하여 배열된다. 다시 말해서, 윈도우(82A, 82B) 각각은 흡진기 탄성 부재(76) 중 단일의 흡진기 탄성 부재를 수용한다. 바람직하게는, 윈도우(82A, 82B)는 서로 각도 등거리로 이격되도록 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B) 내에 프레스-성형된다. 윈도우(82A, 82B)는 서로 각도 등거리로 이격되고, 반경방향 탭(84A, 84B)에 의해 교번하여 서로 원주방향으로 분리된다. 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B) 각각은, 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 12개의 윈도우(82A, 82B) 및 12개의 반경방향 탭(84A, 84B)을 갖는다. 반경방향 탭(84A, 84B) 각각은 연속으로 있는 흡진기 탄성 부재(76) 중 2개 사이에 원주방향으로 개재된다.
제 1 연결 플레이트(72A)의 장착 부분(80) 각각은 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(75) 또는 용접에 의해 비틀림 진동 댐퍼(21)의 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52) 중 하나에 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 부착된다. 따라서, 도 2, 도 5a 및 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리벳(75)은 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52)를 통한 구멍(55) 및, 도 2 및 도 8에 가장 잘 도시된, 제 1 연결 플레이트(72A)의 장착 부분(80)을 통한 구멍(81)을 통해 축방향으로 연장된다.
관성 부재(74)는 관성 부재가 그와 함께 회전하는, 유체동역학 토크 커플링 장치와 같은, 기계의 속도에 있어서의 임의의 변동에 대해 그것의 관성에 의해 대항하고 저항하기 위한 실질적으로 환형의 무거운 휠(즉, 비교적 큰 질량을 가짐)이다. 관성 부재(74)는 실질적으로 환형의 지지(또는 연결) 부분(86), 및 지지 부분(86)과 일체적으로 형성된 실질적으로 환형의 관성 부분(88)을 포함한다. 지지 부분(86) 및 관성 부분(88)을 갖는 관성 부재(74)는 일체형 부분인데, 예를 들어 단일-피스의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 관성 부재(74)는 L-형상으로의 스탬핑에 의해 또는 롤링된 스트립으로부터 롤 성형함으로써 일체적으로 제조된다. 또한, 관성 부재(74)의 관성 부분(88)은 그것의 지지 부분(86)의 두께 및 질량보다 상당히 큰 두께 및 질량을 갖는다.
관성 부재(74)의 지지 부분(86)은 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)와 관성 부재(74) 사이에 원주방향으로 개재된 흡진기 탄성 부재(76)를 통해 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)에 탄성적으로 그리고 회전 가능하게 결합된다.
관성 부재(74)의 지지 부분(86)에는 복수의 원주방향으로 연장되는 윈도우(또는 윈도우-형상의 개구)(90)가 제공되며, 이들 각각은, 도 5a, 도 5b 및 도 9에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 흡진기 탄성 부재(76) 중 하나와 대응하여 배열된다. 다시 말해서, 윈도우(90) 각각은 흡진기 탄성 부재(76) 중 단일의 흡진기 탄성 부재를 수용한다. 윈도우(90)는 서로 각도 등거리로 이격되고, 반경방향 탭(91)에 의해 교번하여 서로 원주방향으로 분리된다. 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 관성 부재(74)의 지지 부분(86)은, 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 12개의 윈도우(90) 및 12개의 반경방향 탭(91)을 갖는다. 반경방향 탭(91) 각각은 연속으로 있는 흡진기 탄성 부재(76) 중 2개 사이에 원주방향으로 개재된다.
또한, 관성 부재(74)의 지지 부분(86)은, 도 2, 도 3a 및 도 3b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)의 실질적으로 환형의 반경방향 지지 표면(73A, 73B)에 의해 반경 방향에서 회전 활주식으로 지지되는 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 반경방향 내측 주연 표면(87)을 갖는다. 다시 말해서, 관성 부재(74)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)의 반경방향 지지 표면(73A, 73B)에 의해 회전축(X)에 대해 반경방향, 회전 안내되고 중심설정된다.
또한, 관성 부재(74)의 지지 부분(86)은 그것의 반경방향 최내측 단부에서 확대된 섹션(86a)을 갖는다. 도 3a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 지지 부분(86)의 확대된 섹션(86a)은 축방향으로 서로 반대편에 있는 측부 표면(891, 892)을 가져서, 측부 표면(891)은 제 1 연결 플레이트(72A)의 반경방향으로 연장되는 내측 측부 표면(73C)에 인접한(또는 병치된) 반면, 측부 표면(892)은 제 2 연결 플레이트(72B)의 반경방향으로 연장되는 내측 측부 표면(73D)에 인접하다(도 3a, 도 3b 및 도 10에 가장 잘 도시됨). 따라서, 동적 흡진기(70)의 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)는 축방향으로의 관성 부재(74)의 이동을 제한한다.
비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)의 작동 동안, 비틀림 진동 댐퍼(21)의 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(36A, 36B)에 입력된 동력은 중간 부재(34), 댐퍼 탄성 부재(38) 및 피동 부재(30)를 통해 터빈 허브(24)로 전달된다. 구체적으로, 댐퍼 탄성 부재(38)는, 토크의 급격한 변화를 댐핑하기 위해, 피동 부재(30)의 외부 반경방향 러그(46)와 비틀림 진동 댐퍼(21)의 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52) 사이에 압축된다. 따라서, 엔진의 회전에 있어서의 진동이 효과적으로 감쇠될 수 있다. 또한, 동적 흡진기(70)는 흡진기 탄성 부재(76)를 통해 중간 부재(34)에 작동적으로 결합된다. 구체적으로, 동적 흡진기(70)의 관성 부재(74)는 중간 부재(34), 이에 따라 터빈 허브(24)에 회전 불가능하게 연결된 제 1 및 제 2 연결 플레이트(72A, 72B)에 흡진기 탄성 부재(76)를 통해 탄성적으로 결합된다. 또한, 엔진의 회전 속도가 감소될 때, 연소의 변동에 의해 야기되는 엔진의 회전에 있어서의 변화가 상당히 증가된다. 후속하여, 동적 흡진기(70)의 관성 부재(74)는 (약 1000 내지 1400 rpm과 같은) 엔진의 비교적 낮은 엔진 회전 속도에서 출력측 구성요소로서의 터빈 휠(15)의 회전 속도에 있어서의 변동을 감소시킨다.
도 1 내지 도 10의 실시예에 따른 유체동역학 토크 커플링 장치(10)를 조립하기 위한 예시적인 방법이 이제 설명될 것이다. 이러한 예시적인 방법은 본 명세서에 설명된 다른 실시예와 관련하여 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 예시적인 방법은 본 명세서에 설명된 유체동역학 토크 커플링 장치를 조립하기 위한 독점적인 방법이 아니다. 유체동역학 토크 커플링 장치(10 내지 310)를 조립하기 위한 방법이 아래에 설명되는 바와 같은 단계를 순차적으로 수행함으로써 실시될 수 있지만, 방법은 단계를 상이한 시퀀스로 수행하는 것을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
터빈 휠(15), 임펠러 휠(16), 스테이터(17), 비틀림 진동 댐퍼(21), 및 동적 흡진기(70)가 각각 사전 조립될 수 있다. 터빈 휠(15), 임펠러 휠(16), 및 스테이터(17)는 토크 컨버터(14)를 형성하도록 함께 조립된다. 다음에, 제 1 연결 플레이트(72A)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(75) 또는 용접에 의해 비틀림 진동 댐퍼(21)의 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52)에 회전 불가능하게 장착된다. 이어서, 터빈 휠(15)의 터빈 쉘(22)은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)와 피동 부재(30) 둘 모두에 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정된다. 다음에, 로킹 피스톤(28)은 터빈 허브(24)에 활주 가능하게 장착된다. 그 후에, 비틀림 진동 댐퍼(21) 및 동적 흡진기(70)를 갖는 토크 컨버터(14)는 케이싱(12) 내에 밀봉된다.
도 11 내지 도 30에 도시된 추가의 실시예를 포함하지만 이로 제한되지 않는 다양한 변경, 수정 및 변형이 전술된 실시예에 관하여 실시될 수 있다. 간략하게 하기 위해, 도 1 내지 도 10과 관련하여 상기에 논의된 도 11 내지 도 30의 도면 부호는, 도 11 내지 도 30의 추가의 실시예를 설명하는 데 필요하거나 유용한 경우를 제외하고는, 하기에 추가로 설명되지 않는다. 변경된 구성요소 및 부분은 구성요소 또는 부분의 도면 부호에 100자리의 숫자를 부가하는 것에 의해 나타내어진다.
도 11 내지 도 18에 예시된 제 2 예시적인 실시예의 유체동역학 토크 커플링 장치(110)에서, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 비틀림 진동 댐퍼 조립체(120)로 교체된다. 도 11 내지 도 18의 유체동역학 토크 커플링 장치(110)는 도 1 내지 도 10의 유체동역학 토크 커플링 장치(10)에 실질적으로 대응하며, 따라서, 상이한, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(120)의 부분만이 아래에 상세히 설명될 것이다. 도 11 내지 도 18에 예시된 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에서, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(120)는 토크 컨버터(14)의 터빈 휠(15) 및 터빈 허브(24)에 작동 가능하게 결합된 비틀림 진동 댐퍼(121), 및 비틀림 진동 댐퍼(121)에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기(170)를 포함한다.
도 11, 도 12, 및 도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼(121)는 터빈 허브(24)에 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 고정된 실질적으로 환형의 피동 부재(30), 및 피동 부재(30) 주위에 장착되고 그것에 대해 회전 이동 가능한 실질적으로 환형의 중간 부재(34)를 포함한다. 피동 부재(30)는 일체적으로 형성되고 반경방향 내향으로 연장되는 플랜지(32)를 갖는다. 피동 부재(30)의 플랜지(32)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)에 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 고정된다. 피동 부재(30)는 비틀림 진동 댐퍼(121)의 출력 부재를 구성한다.
비틀림 진동 댐퍼(121)는 실질적으로 환형의 제 1 리테이너 플레이트(136A) 및 실질적으로 환형의 제 11 리테이너 플레이트(136B)와, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피동 부재(30)와 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(136A, 136B) 사이에 서로에 대해 연속하여 배치된 복수의 원주방향으로 작용하는 댐퍼 탄성 부재(또는 토크 전달 요소)(38)를 추가로 포함한다. 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(136A, 136B)는 서로 평행하게 그리고 회전축(X)과 동축으로 배향되도록 피동 부재(30)와 중간 부재(34)의 축방향으로 서로 반대편에 있는 면(표면)에 인접하게 장착된다. 제 1 및 제 2 리테이너 플레이트(136A, 136B)는 피동 부재(30)에 대해 회전 가능하도록 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 패스너 또는 용접에 의해 서로 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 고정된다. 따라서, 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(136A, 136B)는 서로에 대해서는 회전 불가능하지만, 피동 부재(30) 및 중간 부재(34)에 대해서는 회전 가능하다. 댐퍼 탄성 부재(38) 각각은 피동 부재(30)와 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(136A, 136B) 사이에 원주방향으로 배치된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제 1 리테이너 플레이트(136A)에는 제 1 리테이너 플레이트(136A)로부터 터빈 쉘(22)을 향해 축방향 외향으로 연장되는 하나 이상의 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(139)가 제공된다. 하나 이상의 안내 플랜지(139) 각각은 그것의 반경방향 내측 에지(143i)의 반경방향 반대편에 배치된 윈도우(142A) 각각의 반경방향 외측 에지(143o)와 대면하는 원주방향으로 연장되는 안내 표면(139s)을 갖는다.
본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 리테이너 플레이트(136A)를 통한 윈도우(142A) 각각의 반경방향 내측 에지(143i)에는, 제 1 리테이너 플레이트(136A)로부터 터빈 쉘(22)을 향해 축방향 외향으로 연장되는 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(139)가 제공된다. 안내 플랜지(139) 각각은 환형 세그먼트의 형태이고, 그것의 반경방향 내측 에지(143i)의 반경방향 반대편에 배치된 윈도우(142A) 각각의 반경방향 외측 에지(143o)와 대면하는 원주방향으로 연장되는 안내 표면(139s)을 갖는다. 비-제한적인 방식으로, 원주방향으로 연장되는 안내 표면(139s) 각각은 실질적으로 곡선형 또는 원통형 표면과 같은 회전면의 형태이다. 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따르면, 도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 리테이너 플레이트(136A)는 3개의 안내 플랜지(139)를 갖는다.
또한, 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따르면, 도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 댐퍼 리테이너 플레이트(136A, 136B) 각각은 바람직하게는 일체형 부분인 적합한 금속 구조체의 스탬핑된 부재인데, 예를 들어 단일의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(139)는 서로 등각도로 이격되도록 제 1 리테이너 플레이트(136A) 상에 일체적으로 프레스-성형된다.
비틀림 진동 댐퍼 조립체(120)의 동적 흡진기(170)는 비틀림 진동 댐퍼(121)의 중간 부재(34)에 작동 가능하게 연결된다. 동적 흡진기(170)는, 도 11 및 도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼(121)의 제 1 리테이너 플레이트(136A)와 회전 활주식으로 맞물림으로써 회전축(X)에 대해 회전 안내되고 반경방향으로 중심설정된다. 동적 흡진기(170)는 비틀림 진동 댐퍼(121)의 피동 부재(30)에 전달된 비틀림 진동(회전 속도의 변화)을 더욱 감쇠시키기 위한 동적 댐퍼로서 기능한다.
동적 흡진기(170)는 회전축(X)과 동축으로 제 1 중간 부재(34)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 1 연결 플레이트(172A), 회전축(X)과 동축으로 제 1 연결 플레이트(172A)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 2 연결 플레이트(172B), 회전축(X)과 동축으로 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)에 대해 회전 가능한 실질적으로 환형의 관성 부재(174), 및 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)와 관성 부재(174) 사이에 개재된 복수의 원주방향으로 작용하는 흡진기 탄성 부재(76)를 포함한다. 흡진기 탄성 부재(76)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)를 관성 부재(174)에 탄성적으로 결합한다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 각각은 바람직하게는 단일의 또는 단일형 구성요소로서 제조된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 각각은 단일 시트-금속 블랭크로부터 일체적으로 프레스-성형된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제 1 연결 플레이트(172A)는 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 일체형 피안내 부분(178), 및 피안내 부분(178) 및 제 1 연결 플레이트(172A)와 일체로 각각 형성된 하나 이상의 장착 부분(180)을 갖는다. 본 발명에 따르면, 피안내 부분(178)은 실질적으로 축방향으로 연장되는 반면, 장착 부분(180) 각각은 실질적으로 반경방향 내향으로 연장되고, 중간 부재(34)에 인접하게 배치된다. 또한, 피안내 부분(178)은 비틀림 진동 댐퍼(121)의 제 1 리테이너 플레이트(136A)의 안내 플랜지(139)의 안내 표면(139s)과 대면하고 회전 활주식으로 맞물리는 원주방향으로 연장되는 피안내 표면(178s)을 갖는다. 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 연결 플레이트(172A)는, 도 17에 가장 잘 도시된 바와 같이, 단일의 피안내 부분(178) 및 피안내 부분(178)에 일체적으로 연결되는 3개의 장착 부분(180)을 갖는다. 다시 말해서, 동적 흡진기(170)의 제 1 연결 플레이트(172A)는 비틀림 진동 댐퍼(121)의 제 1 리테이너 플레이트(136A)에 의해 내부에서 반경방향, 회전 안내된다.
제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 각각에는 복수의 원주방향으로 연장되는 윈도우(또는 윈도우-형상의 개구)(82A, 82B)가 각각 제공되며, 이들 각각은, 도 15 및 도 17에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 흡진기 탄성 부재(76) 중 하나와 대응하여 배열된다. 다시 말해서, 윈도우(82A, 82B) 각각은 흡진기 탄성 부재(76) 중 단일의 흡진기 탄성 부재를 수용한다. 바람직하게는, 윈도우(82A, 82B)는 서로 각도 등거리로 이격되도록 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 내에 프레스-성형된다. 윈도우(82A, 82B)는 서로 각도 등거리로 이격되고, 반경방향 탭(84A, 84B)에 의해 교번하여 서로 원주방향으로 분리된다. 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 각각은, 도 17에 가장 잘 도시된 바와 같이, 12개의 윈도우(82A, 82B) 및 12개의 반경방향 탭(84A, 84B)을 갖는다. 반경방향 탭(84A, 84B) 각각은 연속으로 있는 흡진기 탄성 부재(76) 중 2개 사이에 원주방향으로 개재된다.
제 1 연결 플레이트(172A)의 장착 부분(180) 각각은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(75) 또는 용접에 의해 비틀림 진동 댐퍼(121)의 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52) 중 하나에 이동 불가능하게(즉, 고정식으로) 부착된다. 따라서, 도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리벳(75)은 중간 부재(34)의 내부 반경방향 러그(52)를 통한 구멍(55) 및, 도 12 및 도 15에 가장 잘 도시된, 제 1 연결 플레이트(172A)의 장착 부분(180)을 통한 구멍(181)을 통해 축방향으로 연장된다.
관성 부재(174)는 관성 부재가 그와 함께 회전하는, 유체동역학 토크 커플링 장치와 같은, 기계의 속도에 있어서의 임의의 변동에 대해 그것의 관성에 의해 대항하고 저항하기 위한 실질적으로 환형의 무거운 휠(즉, 비교적 큰 질량을 가짐)이다. 관성 부재(174)는 실질적으로 환형의 지지(또는 연결) 부분(186), 및 지지 부분(186)과 일체적으로 형성된 실질적으로 환형의 관성 부분(188)을 포함한다. 지지 부분(186) 및 관성 부분(188)을 갖는 관성 부재(174)는 일체형 부분인데, 예를 들어 단일-피스의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 관성 부재(174)는 L-형상으로의 스탬핑에 의해 또는 롤링된 스트립으로부터 롤 성형함으로써 일체적으로 제조된다. 또한, 관성 부재(174)의 관성 부분(188)은 그것의 지지 부분(186)의 두께 및 질량보다 상당히 큰 두께 및 질량을 갖는다.
관성 부재(174)의 지지 부분(186)은 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)와 관성 부재(174) 사이에 원주방향으로 개재된 흡진기 탄성 부재(76)를 통해 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)에 탄성적으로 그리고 회전 가능하게 결합된다.
관성 부재(174)의 지지 부분(186)에는 복수의 원주방향으로 연장되는 윈도우(또는 윈도우-형상의 개구)(90)가 제공되며, 이들 각각은, 도 17에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 흡진기 탄성 부재(76) 중 하나와 대응하여 배열된다. 다시 말해서, 윈도우(90) 각각은 흡진기 탄성 부재(76) 중 단일의 흡진기 탄성 부재를 수용한다. 윈도우(90)는 서로 각도 등거리로 이격되고, 반경방향 탭(91)에 의해 교번하여 서로 원주방향으로 분리된다. 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 관성 부재(174)의 지지 부분(186)은, 도 17에 가장 잘 도시된 바와 같이, 12개의 윈도우(90) 및 12개의 반경방향 탭(91)을 갖는다. 반경방향 탭(91) 각각은 연속으로 있는 흡진기 탄성 부재(76) 중 2개 사이에 원주방향으로 개재된다.
제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)는 적절한 수단에 의해, 예를 들어 패스너(171) 또는 용접에 의해 서로 회전 불가능하게 부착된다. 도 17에 예시된 바와 같이, 관성 부재(174)의 지지 부분(186)에는 복수의 원주방향으로 연장되는 윈도우-형상의 개구(191)가 제공되며, 이들 각각은, 도 15, 도 17 및 도 18에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 패스너(171) 중 하나와 대응하여 배열된다. 패스너(171)는 관성 부재(174)의 지지 부분(186) 내의 윈도우-형상의 개구(191)를 통해 축방향으로 연장되어, 관성 부재(174)의 지지 부분(186)이 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B)에 대해 소정의(즉, 제한된) 회전을 하도록 허용한다.
또한, 관성 부재(174)의 제 2 연결 플레이트(172B)는 제 1 연결 플레이트(172A)를 향해 실질적으로 축방향으로 연장되는 실질적으로 환형의 지지 플랜지(179)를 갖는다. 도 12 및 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 관성 부재(174)의 지지 부분(186)의 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 내측 주연 표면(187)은, 도 12 및 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 2 연결 플레이트(172B)의 지지 플랜지(179)의 실질적으로 환형의 지지 표면(179s)에 의해 반경 방향에서 회전 활주식으로 지지된다. 다시 말해서, 관성 부재(174)는 제 2 연결 플레이트(172B)의 내경을 한정하는, 제 2 연결 플레이트(172B)의 지지 표면(179)에 의해 회전축(X)에 대해 반경방향, 회전 안내되고 중심설정된다.
또한, 관성 부재(174)의 지지 부분(186)은, 제 2 연결 플레이트(172B)와 대면하고 제 2 연결 플레이트(172B)로부터 축방향으로 이격된, 지지 표면(186)의 축방향 외측 표면 중 하나 내로 리세스된(recessed) 단차형 표면(192)을 갖는다.
동적 흡진기(170)는 관성 부재(174)의 지지 부분(186)의 단차형 표면(192)과 제 2 연결 플레이트(172B) 사이에 축방향으로 배치된 마찰-방지 와셔(195)(도 12, 도 13 및 도 18에 가장 잘 도시됨)를 추가로 포함한다. 마찰-방지 와셔(195)는 관성 부재(174)와 제 2 연결 플레이트(172B) 간의 상대적 회전 운동 동안 관성 부재(174)의 지지 부분(186)과 제 2 연결 플레이트(172B) 사이의 마찰을 감소시키도록 구성된다. 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따르면, 마찰-방지 와셔(195)는 저 히스테리시스(hysteresis) 및/또는 저 마찰 재료, 예를 들어 열가소성 중합체 재료를 포함한 경질 플라스틱으로 제조된다.
대안적으로, 도 19 및 도 20에 예시된 바와 같이, 동적 흡진기(170')는 지지 부분(186')의 축방향으로 서로 반대편에 있는 외측 표면 각각 내로 리세스된, 각각, 한 쌍의 제 1 및 제 2 단차형 표면(1921, 1922)을 갖는 관성 부재(174')의 지지 부분(186')을 포함하여, 제 1 단차형 표면(1921)은 제 1 연결 플레이트(172A)와 대면하고 제 1 연결 플레이트(172A)로부터 축방향으로 이격되며, 제 2 단차형 표면(1922)은 제 2 연결 플레이트(172B)와 대면하고 제 2 연결 플레이트(172B)로부터 축방향으로 이격된다. 또한, 동적 흡진기(170')는 한 쌍의 제 1 및 제 2 마찰-방지 와셔(1951, 1952)를 추가로 포함한다. 구체적으로, 제 1 마찰-방지 와셔(1951)는 제 1 단차형 표면(1921)과 제 1 연결 플레이트(172A) 사이에 축방향으로 배치되는 반면, 제 2 마찰-방지 와셔(1952)는 제 2 단차형 표면(1922)과 제 2 연결 플레이트(172B) 사이에 축방향으로 배치된다. 마찰-방지 와셔(1951, 1952)는 관성 부재(174')와 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 간의 상대적 회전 운동 동안 관성 부재(174')의 지지 부분(186')과 제 1 및 제 2 연결 플레이트(172A, 172B) 사이의 마찰을 감소시키도록 구성된다. 바람직하게는, 마찰-방지 와셔(1951, 1952)는 저 히스테리시스 재료, 예를 들어 플라스틱으로 제조된다.
도 21 내지 도 27에 예시된 제 3 예시적인 실시예의 유체동역학 토크 커플링 장치(210)에서, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 비틀림 진동 댐퍼 조립체(220)로 교체된다. 도 21 내지 도 27의 유체동역학 토크 커플링 장치(210)는 도 1 내지 도 10의 유체동역학 토크 커플링 장치(10)에 실질적으로 대응하며, 따라서, 상이한, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(220)의 부분만이 아래에 상세히 설명될 것이다. 도 21 내지 도 27에 예시된 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에서, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(220)는 토크 컨버터(14)의 터빈 휠(15) 및 터빈 허브(24)에 작동 가능하게 결합된 비틀림 진동 댐퍼(221), 및 비틀림 진동 댐퍼(221)에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기(270)를 포함한다.
도 11, 도 12 및 도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼(221)는 터빈 허브(24)에 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 고정된 실질적으로 환형의 피동 부재(30), 및 피동 부재(30) 주위에 장착되고 그것에 대해 회전 이동 가능한 실질적으로 환형의 중간 부재(34)를 포함한다. 피동 부재(30)는 일체적으로 형성되고 반경방향 내향으로 연장되는 플랜지(32)를 갖는다. 피동 부재(30)의 플랜지(32)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 리벳(23) 또는 용접에 의해 터빈 허브(24)에 고정식으로(즉, 이동 불가능하게) 고정된다. 피동 부재(30)는 비틀림 진동 댐퍼(221)의 출력 부재를 구성한다. 또한, 피동 부재(30)의 중심 부분(44)은, 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피동 부재(30)의 외부 반경방향 러그(46)로부터 원주방향과 축방향 둘 모두로 연장되는 안내 플랜지(45)를 갖는다. 피동 부재(30)의 안내 플랜지(45)는 제 1 리테이너 플레이트(236A) 및 동적 흡진기(270)와 대면하는 원주방향으로 연장되는 안내 표면(45s)을 갖는다.
동적 흡진기(270)는 회전축(X)과 동축으로 중간 부재(34)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 1 연결 플레이트(272A), 회전축(X)과 동축으로 제 1 연결 플레이트(272A)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 2 연결 플레이트(272B), 회전축(X)과 동축으로 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B)에 대해 회전 가능한 실질적으로 환형의 관성 부재(또는 흡진기 질량체)(274), 및 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B)와 관성 부재(274) 사이에 개재된 복수의 원주방향으로 작용하는 흡진기 탄성 부재(276)를 포함한다. 흡진기 탄성 부재(276)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B)를 관성 부재(274)에 탄성적으로 결합한다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B) 각각은 바람직하게는 단일의 또는 단일형 구성요소로서 제조된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B) 각각은 단일 시트-금속 블랭크로부터 일체적으로 프레스-성형된다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B)는 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어 패스너(71) 또는 용접에 의해 서로 회전 불가능하게 부착된다. 또한, 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따르면, 흡진기 탄성 부재(276) 각각은 실질적으로 원주방향으로 배향된 주축을 갖는 나선형(또는 코일) 스프링의 형태이다.
도 21, 도 22, 도 26 및 도 27에 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B) 각각은 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B) 각각의 외경을 한정하는, 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 반경방향 외측 주연(또는 반경방향 지지) 표면(273A, 273B)을 각각 갖는다. 또한, 관성 부재(274)의 관성 부분(288)은 그것의 지지 부분(286)의 두께 및 질량보다 상당히 큰 두께 및 질량을 갖는다. 따라서, 관성 부재(274)의 관성 부분(288)은 그것의 지지 부분(286)의 축방향으로 서로 반대편에 있는 측부에 인접하게 위치된 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 내측 주연 표면(2871, 2872)을 갖는다. 또한, 관성 부재(274)의 반경방향 내측 주연 표면(2871, 2872)은, 도 21 및 도 22에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B)의 반경방향 지지 표면(273A, 273B)에 의해 반경 방향에서 회전 활주식으로 지지된다. 다시 말해서, 관성 부재(274)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A, 272B)의 반경방향 지지 표면(273A, 273B)에 의해 회전축(X)에 대해 반경방향, 회전 안내되고 중심설정된다.
또한, 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 연결 플레이트(272A)는 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 일체형 피안내 부분(278), 및 제 1 연결 플레이트(272A)와 일체로 각각 형성된 하나 이상의 장착 부분(280)을 갖는다. 본 발명에 따르면, 피안내 부분(278)은 실질적으로 축방향으로 연장되는 반면, 장착 부분(280) 각각은 실질적으로 반경방향 외향으로 연장되고, 중간 부재(34)에 인접하게 배치된다. 또한, 도 21 및 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피안내 부분(278)은, 비틀림 진동 댐퍼(221)의 피동 부재(30)의 안내 플랜지(45)의 안내 표면(45s)과 대면하고 회전 활주식으로 맞물리며, 피동 부재(30)의 안내 플랜지(45)와 제 1 연결 플레이트(172A)의 피안내 부분(178) 사이의 축방향 접촉 표면을 한정하는 원주방향으로 연장되는 피안내 표면(278s)을 갖는다. 다시 말해서, 동적 흡진기(270)의 제 1 연결 플레이트(272A)는 비틀림 진동 댐퍼(221)의 피동 부재(30)의 안내 플랜지(45)에 의해 내부에서 회전축(X)에 대해 반경방향, 회전 안내되고 중심설정된다. 본 발명의 제 3 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 연결 플레이트(272A)는, 도 17에 가장 잘 도시된 바와 같이, 단일의 피안내 부분(278) 및 제 1 연결 플레이트(272A)와 일체인 3개의 장착 부분(280)을 갖는다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(272A)는 단일 시트-금속 블랭크로부터 일체적으로 프레스-성형된다.
도 28 내지 도 30에 예시된 제 4 예시적인 실시예의 유체동역학 토크 커플링 장치(310)에서, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)는 비틀림 진동 댐퍼 조립체(220)로 교체된다. 도 28 내지 도 30의 유체동역학 토크 커플링 장치(210)는 도 1 내지 도 10의 유체동역학 토크 커플링 장치(10)에 실질적으로 대응하며, 따라서, 상이한, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(320)의 부분만이 아래에 상세히 설명될 것이다. 도 28 내지 도 30에 예시된 본 발명의 제 4 예시적인 실시예에서, 비틀림 진동 댐퍼 조립체(320)는 토크 컨버터(14)의 터빈 휠(15) 및 터빈 허브(24)에 작동 가능하게 결합된 비틀림 진동 댐퍼(21), 및 비틀림 진동 댐퍼(21)에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기(370)를 포함한다.
동적 흡진기(370)는 회전축(X)과 동축으로 중간 부재(34)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 1 연결 플레이트(372A), 회전축(X)과 동축으로 제 1 연결 플레이트(372A)에 회전 불가능하게 부착된 실질적으로 환형의 제 2 연결 플레이트(372B), 회전축(X)과 동축으로 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)에 대해 회전 가능한 실질적으로 환형의 관성 부재(또는 흡진기 질량체)(374), 및 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)와 관성 부재(374) 사이에 개재된 복수의 원주방향으로 작용하는 흡진기 탄성 부재(376)를 포함한다. 흡진기 탄성 부재(376)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)를 관성 부재(374)에 탄성적으로 결합하고 있다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B) 각각은 바람직하게는 단일의 또는 단일형 구성요소로서 제조된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B) 각각은 단일 시트-금속 블랭크로부터 일체적으로 프레스-성형된다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)는 적절한 수단에 의해, 예를 들어 패스너(71) 또는 용접에 의해 서로 회전 불가능하게 부착된다. 또한, 본 발명의 제 4 예시적인 실시예에 따르면, 흡진기 탄성 부재(376) 각각은 실질적으로 원주방향으로 배향된 주축을 갖는 나선형(또는 코일) 스프링의 형태이다.
관성 부재(374)는 실질적으로 환형의 지지(또는 연결) 부분(386), 및 지지 부분(386)과 일체적으로 형성된 실질적으로 환형의 관성 부분(388)을 포함한다. 지지 부분(386) 및 관성 부분(388)을 갖는 관성 부재(374)는 일체형 부분인데, 예를 들어 단일-피스의 또는 단일형 구성요소로 제조되지만, 함께 고정식으로 연결된 별개의 구성요소일 수 있다. 바람직하게는, 관성 부재(374)는 L-형상으로의 스탬핑에 의해 또는 롤링된 스트립으로부터 롤 성형함으로써 일체적으로 제조된다. 관성 부재(374)의 지지 부분(386)은 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)와 관성 부재(374) 사이에 원주방향으로 개재된 흡진기 탄성 부재(376)를 통해 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)에 탄성적으로 그리고 회전 가능하게 결합된다.
또한, 관성 부재(374)의 지지 부분(386)은 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 반경방향 내측 주연 표면(387)을 갖는다. 또한, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B) 각각은, 도 29에 가장 잘 도시된 바와 같이, 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 반경방향 외측 주연(또는 반경방향 지지) 표면(373A, 373B)을 각각 갖는다. 관성 부재(374)의 지지 부분(386)의 반경방향 내측 주연 표면(387)은, 도 29에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)의 반경방향 지지 표면(373A, 373B)에 의해 반경 방향에서 회전 활주식으로 지지된다. 다시 말해서, 관성 부재(374)는 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)의 반경방향 지지 표면(373A, 373B)에 의해 회전축(X)에 대해 반경방향, 회전 안내되고 중심설정된다.
도 28 및 도 29에 예시된 바와 같이, 관성 부재(374)의 관성 부분(388)은 그것의 지지 부분(386)의 두께 및 질량보다 상당히 큰 두께 및 질량을 갖는다. 또한, 관성 부재(374)의 지지 부분(386)은 지지 부분(386)의 축방향으로 서로 반대편에 있는 외측 표면 각각 내로 리세스된, 각각, 한 쌍의 제 1 및 제 2 환형 홈(392A, 392B)을 가져서, 제 1 환형 홈(392A)은 제 1 연결 플레이트(272A)와 대면하는 반면, 제 2 환형 홈(392B)은 제 2 연결 플레이트(372B)와 대면한다.
도 29에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B) 각각은 대체로 축방향으로 관성 부재(374)의 지지 부분(386)을 그리고 서로를 향하는 복수의 구동 탭(394A, 394B)을 갖는다. 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B) 각각의 구동 탭(394A, 394B)은 서로 원주방향 등거리로 이격되고, 흡진기 탄성 부재(376)의 원주방향 원위 단부와 맞물린다.
조립된 상태에서, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)의 구동 탭(394A, 394B)은 관성 부재(374)의 지지 부분(386)의 제 1 및 제 2 환형 홈(392A, 392B) 내로 연장된다. 또한, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)의 축방향 내측 주연 표면(396A, 396B)은, 각각, 도 29에 가장 잘 도시된 바와 같이, 그것의 축방향으로 서로 반대편에 있는 측으로부터 관성 부재(374)의 지지 부분(386)과 회전 활주 가능하게 맞물린다. 다시 말해서, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A, 372B)의 축방향 내측 주연 표면(396A, 396B)은, 각각, 관성 부재(374)의 지지 부분(386)을 축방향, 회전 지지(또는 안내)한다.
또한, 본 발명의 제 4 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 연결 플레이트(372A)는 제 1 연결 플레이트(372A)와 각각 일체로 형성된 하나 이상의 장착 부분(380), 및 장착 부분(380) 중 하나와 각각 일체로 형성된 하나 이상의 실질적으로 환형의, 예를 들어 원통형의, 피안내 부분(378)을 갖는다. 본 발명에 따르면, 피안내 부분(378) 각각은 실질적으로 원주방향으로 그리고 축방향으로 연장되는 반면, 장착 부분(380) 각각은 실질적으로 반경방향 내향으로 연장되고, 중간 부재(34)에 인접하게 배치된다. 또한, 도 28 및 도 30에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피안내 부분(378)은, 비틀림 진동 댐퍼(21)의 제 1 리테이너 플레이트(36A)의 대응하는 안내 플랜지(39)의 안내 표면(39s)과 대면하고 회전 활주식으로 맞물리며, 제 1 리테이너 플레이트(36A)의 안내 플랜지(39)와 제 1 연결 플레이트(372A)의 피안내 부분(378) 사이의 축방향 접촉 표면을 한정하는 원주방향으로 연장되는 피안내 표면(378s)을 갖는다. 다시 말해서, 동적 흡진기(370)는, 도 28 및 도 30에 가장 잘 도시된 바와 같이, 비틀림 진동 댐퍼(21)의 제 1 리테이너 플레이트(36A)와 회전 활주식으로 맞물림으로써 회전축(X)에 대해 반경방향, 회전 안내되고 중심설정된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 연결 플레이트(372A)는 단일 시트-금속 블랭크로부터 일체적으로 프레스-성형된다.
본 발명의 제 4 예시적인 실시예에 따른 동적 흡진기(370)는 관성 부재(374)가 그것의 구성을 확장시키도록 허용하는데, 여기서 2개의 축방향으로 서로 반대편에 있는 연결 플레이트(372A, 372B)에 의한 관성 부재(374)의 맞물림이 이어서 다른 실시예에서 관성 부재(374)의 관성 부분(388)의 더 큰 두께에 적응된다. 또한, 본 발명의 제 4 예시적인 실시예에서, 흡진기 탄성 부재(376)의 안내가 최적화된다.
본 발명의 예시적인 실시예(들)의 상기 설명은 특허 법령의 규정에 따라 예시의 목적으로 제공되었다. 총망라하는 것으로, 또는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 위에 개시된 실시예는 본 발명의 원리 및 그것의 실제적인 응용을 가장 잘 예시하여서, 당업자가 본 발명을 다양한 실시예로, 그리고, 본 명세서에 설명된 원리를 따르는 한, 고려되는 특정 용도에 적합한 바와 같은 다양한 변경을 갖고서 가장 잘 활용하는 것을 가능하게 하기 위해 선택되었다. 따라서, 본 출원은 본 발명의 일반적인 원리를 이용하는, 본 발명의 임의의 변형, 용도 또는 개조를 포함하도록 의도된다. 또한, 본 출원은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려진 또는 관례적인 관행의 범위 내에 있는, 본 발명으로부터의 그러한 일탈을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명의 의도 및 범위로부터 벗어남이 없이 전술된 발명에서 수정이 이루어질 수 있다. 본 발명의 범위는 그것에 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 것으로 또한 의도된다.
Claims (15)
- 유체동역학 토크 커플링 장치를 위한 비틀림 진동 댐퍼 조립체(20)에 있어서,
비틀림 진동 댐퍼(21); 및
상기 비틀림 진동 댐퍼에 작동 가능하게 연결된 동적 흡진기(dynamic absorber)(70)를 포함하며,
상기 비틀림 진동 댐퍼는,
회전축을 중심으로 회전 가능한 피동 부재(30);
상기 회전축과 동축으로 상기 피동 부재에 대해 회전 가능한 제 1 리테이너 플레이트(retainer plate)(36A); 및
상기 제 1 리테이너 플레이트와 상기 피동 부재 사이에 개재되고, 상기 제 1 리테이너 플레이트를 상기 피동 부재에 탄성적으로 결합하는 복수의 댐퍼 탄성 부재(38)를 포함하고,
상기 동적 흡진기는 관성 부재(74)를 포함하고, 상기 동적 흡진기는 상기 비틀림 진동 댐퍼에 장착되고, 상기 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 및 피동 부재 중 하나에 의해 상기 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정되고,
상기 비틀림 진동 댐퍼는 상기 회전축을 중심으로 상기 제 1 리테이너 플레이트 및 상기 피동 부재에 대해 회전 가능한 중간 부재(34)를 더 포함하고, 상기 댐퍼 탄성 부재는 상기 제 1 리테이너 플레이트와 상기 중간 부재 사이에, 그리고 상기 중간 부재와 상기 피동 부재 사이에 개재되며,
상기 동적 흡진기는,
상기 비틀림 진동 댐퍼의 중간 부재에 장착된 제 1 연결 플레이트(72A); 및
상기 제 1 연결 플레이트와 상기 관성 부재 사이에 개재되고, 상기 제 1 연결 플레이트를 상기 관성 부재에 탄성적으로 결합하는 복수의 원주방향으로 작용하는 흡진기 탄성 부재(76)를 더 포함하고,
상기 관성 부재는 상기 회전축과 동축으로 상기 제 1 연결 플레이트에 대해 회전 가능하며,
상기 제 1 연결 플레이트는 상기 중간 부재에 이동 불가능하게 부착되고, 상기 동적 흡진기는 상기 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트와 회전 활주식으로 맞물리는 상기 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트에 의해 상기 회전축과 동축으로 안내되고 중심설정되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 회전축과 동축으로 상기 제 1 리테이너 플레이트에 이동 불가능하게 고정된 제 2 리테이너 플레이트(36B)를 더 포함하며, 상기 제 1 리테이너 플레이트 및 상기 제 2 리테이너 플레이트는 상기 피동 부재의 축방향으로 서로 반대편에 있는 표면에 인접하게 장착되고, 상기 제 2 리테이너 플레이트는 상기 제 2 리테이너 플레이트가 상기 피동 부재에 탄성적으로 결합되도록 상기 댐퍼 탄성 부재에 작동 가능하게 연결되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 동적 흡진기는 상기 제 1 리테이너 플레이트에 대해 회전 가능하고, 상기 동적 흡진기는 상기 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 또는 피동 부재와 회전 활주식으로 맞물림으로써 상기 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 비틀림 진동 댐퍼는 상기 회전축을 중심으로 상기 제 1 리테이너 플레이트 및 상기 피동 부재에 대해 회전 가능한 중간 부재(34)를 더 포함하고, 상기 댐퍼 탄성 부재는 상기 제 1 리테이너 플레이트와 상기 중간 부재 사이에, 그리고 상기 중간 부재와 상기 피동 부재 사이에 개재되고, 상기 동적 흡진기는 상기 비틀림 진동 댐퍼의 중간 부재에 장착되고, 상기 동적 흡진기는 상기 제 1 리테이너 플레이트에 대해 회전 가능하고, 상기 동적 흡진기는 상기 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트 또는 피동 부재와 회전 활주식으로 맞물림으로써 상기 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 비틀림 진동 댐퍼의 제 1 리테이너 플레이트는 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 안내 플랜지(39)를 갖고, 상기 적어도 하나의 안내 플랜지는 상기 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트를 향해 축방향으로 연장되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 8 항에 있어서,
상기 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트는 상기 중간 부재에 이동 불가능하게 부착된 적어도 하나의 반경방향으로 연장되는 장착 부분(80), 및 상기 적어도 하나의 장착 부분으로부터 원주방향과 축방향 둘 모두로 연장되는 적어도 하나의 피안내 부분(78)을 갖고, 상기 적어도 하나의 피안내 부분은 상기 제 1 리테이너 플레이트의 적어도 하나의 안내 플랜지와 회전 활주식으로 맞물리고, 상기 적어도 하나의 피안내 부분은 상기 적어도 하나의 장착 부분과 일체로 형성되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 8 항에 있어서,
상기 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트는 상기 중간 부재에 이동 불가능하게 부착된 복수의 반경방향으로 연장되는 장착 부분, 및 상기 제 1 리테이너 플레이트의 적어도 하나의 안내 플랜지와 회전 활주식으로 맞물리는 단일의, 환형의 피안내 부분을 갖고, 상기 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트의 환형 피안내 부분은 상기 복수의 장착 부분과 일체로 형성되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 피동 부재는 원주방향과 축방향 둘 모두로 연장되는 안내 플랜지(39)를 갖고, 상기 동적 흡진기의 제 1 연결 플레이트는 상기 비틀림 진동 댐퍼의 중간 부재에 이동 불가능하게 부착된 적어도 하나의 반경방향으로 연장되는 장착 부분, 및 상기 피동 부재의 안내 플랜지와 회전 활주식으로 맞물리는 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 피안내 부분을 갖는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 관성 부재는 상기 제 1 연결 플레이트의 환형의 지지 표면(179)에 의해 상기 회전축에 대해 회전 안내되고 중심설정되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 동적 흡진기는 상기 제 1 연결 플레이트에 회전 불가능하게 부착된 제 2 연결 플레이트(72B)를 더 포함하여, 상기 관성 부재 및 상기 흡진기 탄성 부재가 상기 제 1 연결 플레이트와 상기 제 2 연결 플레이트 사이에 축방향으로 개재되는
비틀림 진동 댐퍼 조립체. - 구동 샤프트와 피동 샤프트를 함께 결합하기 위한 유체동역학 토크 커플링 장치(10)에 있어서,
회전축과 동축으로 정렬되고 임펠러 쉘을 포함하는 임펠러(16);
상기 임펠러 쉘, 및 상기 임펠러 쉘에 상호 연결되고 상기 임펠러 쉘에 대해 회전 불가능한 케이싱 쉘을 포함하는 케이싱(12);
상기 임펠러와 동축으로 정렬되고 상기 임펠러에 의해 구동 가능하며, 터빈 쉘을 포함하는 터빈(15);
상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치된 스테이터(17);
제 1 항에 기재된 비틀림 진동 댐퍼를 포함하는
유체동역학 토크 커플링 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 터빈과 상기 케이싱을 선택적으로 상호 연결하는 로크-업 클러치(lock-up clutch)(18)를 더 포함하며, 상기 로크-업 클러치는 상기 케이싱을 향해 그리고 상기 케이싱으로부터 멀어지는 쪽으로 축방향으로 이동하도록 구성된 로킹 피스톤(28)을 포함하고, 상기 제 1 리테이너 플레이트는 상기 로크-업 클러치의 로킹 피스톤에 작동 가능하게 연결되는
유체동역학 토크 커플링 장치.
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