KR20080104022A - 진동 감쇠 기능을 갖춘 원웨이 링크 커플링 - Google Patents

진동 감쇠 기능을 갖춘 원웨이 링크 커플링 Download PDF

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KR20080104022A
KR20080104022A KR1020087023147A KR20087023147A KR20080104022A KR 20080104022 A KR20080104022 A KR 20080104022A KR 1020087023147 A KR1020087023147 A KR 1020087023147A KR 20087023147 A KR20087023147 A KR 20087023147A KR 20080104022 A KR20080104022 A KR 20080104022A
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elastically deformable
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KR1020087023147A
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윌리엄 브레스
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루크 라멜렌 운트 쿠프룽스바우 베타일리궁스 카게
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Abstract

본 발명은 스테이터(120) 및 원웨이 커플링(100)으로 이루어진 컴포넌트에 관한 것이다. 본원의 컴포넌트는 스테이터의 세그먼트 및 이 세그먼트와 연결된 원웨이 커플링과, 상기 세그먼트 및 상기 커플링과 연결되는 적어도 하나의 탄성 변형성 부재(106)를 포함한다. 또한, 상기 변형성 부재(106)는 스테이터로부터 커플링으로의 토크 전달을 감쇠하도록 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 커플링은 제1 디스크(108)를 포함하고, 상기 변형성 부재는 상기 세그먼트 및 상기 디스크와 연결된다. 그에 따라 상기 세그먼트는 상기 변형성 부재를 상기 제1 디스크 쪽으로 가압한다. 제1 디스크는, 가압에 대한 반응으로서 회전하도록 배치된다. 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크는 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치된다. 상기 제1 디스크와, 커플링 허브와 연결된 제2 디스크(154)는 가압에 대한 반응으로서 회전 방향으로 서로 맞물린다. 또한, 상기 세그먼트와 상기 제1 디스크는, 제1 디스크와 제2 디스크가 맞물린 후에 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치된다.
컴포넌트, 스테이터, 원웨이 커플링, 탄성 변형성 부재, 디스크

Description

진동 감쇠 기능을 갖춘 원웨이 링크 커플링 {ONE-WAY LINK COUPLING WITH VIBRATION DAMPING}
본 발명은 회전식 구동 유닛(예: 자동차의 엔진)과 회전 구동되는 유닛(예: 자동차의 자동 변속기) 간에 힘을 전달하기 위한 장치의 개선에 관한 것이다. 특히 본 발명은 스테이터 및 스테이터 내에서 진동 감쇠 기능을 하는 원웨이 커플링 컴포넌트에 관한 것이다. 본원의 컴포넌트는, 프리휠 모드에서 맞물림 모드(커플링 모드)로 전환시 스테이터에서 발생하는 저더(judder)와, 소음 발생과 진동을 최소치로 감소시키기 위해 스테이터와 커플링 사이에 감쇠 수단을 제공한다.
프리휠 모드 중에는 스테이터 샤프트의 회전 운동으로부터 스테이터 베인의 회전 운동을 분리하고, 맞물림 모드 중에는 베인과 스테이터 샤프트의 회전 운동을 연동시키기 위해, 스테이터 내에 원웨이 커플링이 적용된다. 프리휠 모드로부터 커플링 모드로 전환되는 중에, 스테이터는 자유롭게 회전하는 상태(프리휠)에서 토크 전달 상태로 전환된다. 커플링을 맞물리게 하기 위해, 커플링의 다양한 구성부품들이 결합된다. 접촉으로 인해 발생하는 저크(jerk)는 원치 않는 소음 발생 및 진동을 야기할 수 있다. 저크의 세기와 그에 따른 소음 및 진동의 크기는 상기 모드 전환 중에 구성부품들의 동작 유격에 따라 달라진다. 유격을 감소시키기 위해 커플링에 반작용하는 구성부품을 장착하는 조치가 공지되어 있다. 이런 구성부품은 규정에 따라 기능할 수 있도록 하기 위해 높은 정밀도가 요구된다. 그러나 그런 정밀도는 커플링의 나머지 구성부품을 위해 필요한 정밀도보다 더 높거나, 심지어 그런 정밀도와 양립되지 않을 수 있다. 예컨대 커플링의 천공 가공된 구성부품은 커플링의 비용과 복잡도를 현저히 낮출 수 있다. 그러나 천공 가공된 구성부품을 사용하여 전술한 반작용 구성부품들을 통합하는 것은 어렵거나, 심지어 불가능할 수 있다.
그러므로 오래전부터, 경제적인 방법, 구성 및 구성부품을 이용하면서 동시에 스테이터를 구비한 원웨이 커플링 내에서의 소음 발생 및 진동을 감소시키기 위한 수단에 대한 요구가 있어 왔다.
본 발명은 일반적으로 스테이터 및 원웨이 커플링으로 이루어진 컴포넌트를 포함하며, 본원의 컴포넌트는 세그먼트와, 이 세그먼트와 결합할 수 있도록 배치된 원웨이 커플링과, 세그먼트 및 커플링과 연결된 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 포함한다. 또한, 탄성 변형성 부재는 스테이터로부터 커플링으로 이루어지는 토크 전달을 감쇠할 수 있도록 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 커플링은 제1 디스크를 포함하고, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 세그먼트 및 제1 디스크와 연결된다. 상기 세그먼트는 제1 디스크 쪽으로 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 가압하기 위해 회전할 수 있다. 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 가압에 대한 반응으로서 변형될 수 있다. 상기 제1 디스크는 가압에 대한 반응으로서 회전될 수 있도록 배치된다. 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크는 회전 방향으로 서로 맞물릴 수 있도록 배치된다.
몇몇 실시예에 따르면, 세그먼트는 가압 중에 제1 회전 속도로 회전할 수 있도록 배치되고, 제1 디스크는 가압 중에 제2 회전 속도로 회전할 수 있도록 배치되며, 상기 제1 회전 속도가 상기 제2 회전 속도보다 더욱 빠르다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는, 맞물려 있는 동안 실질적으로 일정한 변형 상태를 유지할 수 있도록 배치된다. 커플링은 제2 디스크가 연결된 허브를 포함한다. 제1 및 제2 디스크는 기능적으로, 가압에 대한 반응으로 회전 방향으로 서로 맞물릴 수 있도록 배치되고, 세그먼트 및 제1 디스크는, 제1 디스크와 제2 디스크가 맞물린 후에 회전 방향으로 서로 맞물릴 수 있도록 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 제1 디스크는 축방향으로 변위될 수 있다.
몇몇 실시예에 따르면, 제1 디스크는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함하고, 제2 디스크는 적어도 하나의 제1 수용 구조물을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제1 돌출부와 적어도 하나의 제1 수용 구조물은 서로 맞물릴 수 있도록 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 제2 디스크는 적어도 하나의 제2 돌출부를 포함하고, 제1 디스크는 적어도 하나의 제2 수용 구조물을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 돌출부 및 상기 적어도 하나의 제2 수용 구조물은 서로 맞물릴 수 있도록 배치된다.
몇몇 실시예에 따르면, 상기 세그먼트는 적어도 하나의 탄성 변형성 부재로 토크를 전달할 수 있도록 배치되고, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 제1 디스크로 상기 토크의 적어도 일부분을 전달할 수 있도록 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는, 제1 디스크로 실질적으로 모든 토크를 전달할 수 있도록 배치된다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 세그먼트가 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 고정하거나, 상기 제1 디스크가 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 고정한다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 세그먼트와 상기 제1 및 제2 디스크는 천공 가공에 의해 형성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 스프링 및 고무 실린더로 구성되는 그룹에 속하는 구성부품을 포함한다.
또한, 본 발명은 일반적으로 스테이터 및 스테이터의 세그먼트와, 원웨이 커플링의 한 부품과 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 포함하는 원웨이 커플링으로 이루어진 컴포넌트를 포함한다. 상기 원웨이 커플링의 부품은 상기 세그먼트와 연결된다. 상기 탄성 변형성 부재는 상기 세그먼트와 연결되고, 상기 원웨이 커플링의 부품은 스테이터 및 커플링의 회전 운동이 연동될 시에 발생하는 진동을 감쇠하도록 배치된다.
또한, 본 발명은 일반적으로 스테이터 및 원웨이 커플링으로 이루어진 컴포넌트를 포함하며, 상기 컴포넌트는 스테이터용 세그먼트와, 원웨이 커플링의 제1 부품과, 원웨이 커플링의 제2 부분과, 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 포함한다. 상기 탄성 변형성 부재는 상기 세그먼트 및 상기 제1 부품과 연결된다. 상기 제2 부분은 스테이터의 허브와 연결된다. 상기 세그먼트는, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 상기 제1 부품 쪽으로 가압하도록 회전할 수 있고, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 가압에 대한 반응으로서 변형될 수 있도록 배치된다. 상기 제1 부품은 가압에 대한 반응으로 회전하도록 배치되고, 상기 제1 부품 및 제2 부분은 기능적으로, 상기 가압에 대한 반응으로 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치되며, 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크는 제1 디스크와 제2 디스크가 맞물린 후에 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치된다. 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 제1 디스크와 제2 디스크가 맞물림에 따라 발생하는 에너지의 일부를 흡수할 수 있도록 배치된다.
본 발명의 일반적인 목적은, 맞물림 모드로 전환될 시에 진동 및 소음을 가급적 적게 발생시키는 원웨이 커플링을 스테이터에 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 맞물림 모드 중에 토크 전달을 위해 이용되는 구성부품들 간의 진동 감쇠 기능을 하는 원웨이 커플링을 스테이터에 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스테이터를 맞물림 모드로 전환할 시에 진동 및 소음을 가급적 적게 발생시키는 컴포넌트를 제공할 수 있도록, 스테이터 및 원웨이 커플링에 천공 가공된 부품들을 사용하는 것이다.
본 발명의 전술한 목적 및 추가적인 목적은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명과 첨부한 도면 및 청구항으로부터 확인할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 본질 및 작용 방식이 본 발명의 상세한 설명의 범주에서 첨부된 도면과 결부되어 구체적으로 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트의 정면 분해도이다.
도2는 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한, 도1에 도시된 컴포넌트의 후면 분해도이다.
도3은 스테이터 및 원웨이 커플링으로 이루어진 본 발명에 따르는 컴포넌트에 사용된 스테이터의 정면 사시도이다.
도4는 스테이터 및 원웨이 커플링으로 이루어진 본 발명에 따르는 컴포넌트에 사용된, 도3에 도시된 스테이터의 후면 사시도이다.
도5는 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한, 도1에 도시된 본 발명에 따른 컴포넌트의 하우징의 정면 사시도이다.
도6은 도5에 도시한 하우징의 정면도이다.
도7은 도3에 도시한 스테이터의 후면도이다.
도8은 도7의 "8-8" 절개선을 따라 도3에 도시된 스테이터를 절개하여 도시한 횡단면도이다.
도9는 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한, 도1에 도시된 본 발명에 따른 컴포넌트의 디스크의 후면 사시도이다.
도10은 도9에 도시된 디스크의 정면 사시도이다.
도11은 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한, 본 발명에 따른 컴포넌트로서, 커플링이 프리휠 모드에 있는 컴포넌트의 횡단면도이다.
도12는 도11에 도시된 컴포넌트로서, 커플링이 맞물림 모드에 있는 컴포넌트의 부분 횡단면도이다.
설명에 앞서 여러 도면에서 동일한 부재 번호는 본 발명의 부재 중 유사한 기능을 갖거나, 또는 동일한 구조 부재를 나타낸다는 사실을 명확하게 주지하고자 한다. 본 발명이 현 시점에 바람직한 것으로서 간주되는 실시예와 관련하여 기술되고 있지만, 청구되는 발명이 설명한 관점에만 국한되지는 않는다는 것은 분명하다.
그 외에도, 본 발명은 소정의 기술한 방법, 재료 및 개조에만 국한되는 것이 아니며, 이런 점에서 자연적으로 변형이 가능하다. 또한, 본원에서 사용된 용어들은 특정 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이며, 종속항에 의해서만 제한되는 본 발명의 적용 범위에 대한 제한의 의미로 간주되어서도 안 된다.
따라서 다르게 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적인 용어는 본 발명에 결부되는 당업자들 사이에 일반화된 용어과 같은 의미를 지닌다. 비록 본 발명을 실행하거나 심사하기 위해, 본원에 설명된 것과 유사하거나 동일한 모든 방법, 장치 또는 재료가 이용될 수 있다고 하더라도, 하기에서는 바람직한 방법, 장치 및 재료가 설명된다.
도1은 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트(100)의 정면 분해도이다.
도2는 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트(100)의 후면 분해도이다. 하기의 설명은 도1 및 도2와 관련된다. 정면이란 개념은, 스테이터를 수용하는 토크 컨버터가 차량에 장착되었을 때 엔진을 향해 있는 면과 연관된다. 후면이 란 개념은 차량 내 변속기를 향해 있는 면에 연관된다. 상기 개념들은 상대적인 것이며, 전술한 의미들은 서로 뒤바뀌어 사용될 수도 있음을 주지한다. 일반적으로 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한, 본 발명에 따르는 컴포넌트는 스테이터의 한 부품 또는 세그먼트와 원웨이 커플링의 한 부품을 포함하고, 이런 부품들은 적어도 하나의 탄성 변형성 부재에 의해 서로 연결된다. 예컨대 컴포넌트(100)는 원웨이 커플링(102)과, 하우징 또는 디스크(104)(커플링이 장착되는, 도시되지 않은 스테이터의 부품)와 적어도 하나의 탄성 변형성 부재(106)를 포함한다. 커플링(102)은 아래에 설명한 방식으로 스테이터와 연결되도록 배치된다. 탄성 변형성 부재는 스테이터와, 특히 하우징(104)과, 커플링, 특히 디스크(108)와 연결되며, 스테이터로부터 커플링으로의 토크 전달 또는 에너지 전달을 감쇠할 수 있도록 배치된다. 특히 탄성 변형성 부재는, 스테이터가 프리휠 모드에서 맞물림 모드로 전환될 때 발생하는 진동을 감쇠할 수 있도록 배치된다. 다시 말하면, 탄성 변형성 부재는, 맞물림 모드로의 전환 및 스테이터와 커플링 간의 접촉시 자연적으로 수반되는 에너지 또는 토크의 일부를 흡수한다. 또한, 탄성 변형 부재는 맞물림 모드 동안 스테이터 및 커플링 부품들의 운동시에 상대 속도를 감소시킨다.
탄성 변형성 부재(106)의 경우, 기술적으로 공지된 임의의 수단이 고려되며, 그 중에서 고무와 같은 압축성 재료로 제조된 실린더와 스프링(물론 이들에 국한되지는 않음)이 고려된다. 도1 및 도2에 도시한 탄성 변형성 부재(106)는 스프링이다. 본 발명은 도시한 부재(106)의 개수, 크기, 형태 또는 구성에만 국한되지 않으며, 청구된 발명의 본질 및 적용 범위에는 해당 부재(106)의 또 다른 개수, 크 기, 형태 또는 구성도 포함될 수 있다.
도3은 컴포넌트(100)를 포함하는 스테이터(120)의 정면 사시도이다.
도4는 컴포넌트(100)를 포함하는 스테이터(120)의 후면 사시도이다.
도5는 스테이터(120) 내에 사용되는 디스크(104)의 정면 사시도이다.
도6은 디스크(104)의 정면도이다.
다음 설명은 도1 내지 도6과 관련된다. 탄성 변형성 부재(106)는 하우징(104) 및 디스크(108)와 연결되고, 이 디스크는 커플링(102)의 부품이다. 탄성 변형성 부재(106)는 디스크(108)의 개구부(110)에 고정된다. 상기 부재의 단부들(122)은 개구부의 단부들(124)에 접하고, 부재의 단부들(126)은 디스크(108)의 설부 또는 연장부(128)에 접한다. 스테이터 및 커플링과 부재들(106)의 연결은 도시한 구성에만 국한되지 않는다는 점을 주지한다. 몇몇 (도시되지 않은) 실시예에 따르면, 부재(106)는 예컨대 디스크(108) 내에 고정된다.
도7은 스테이터(120)의 후면도이다.
도8은 도7의 "8-8" 절개선을 따라 스테이터(120)를 절개하여 도시한 횡단면도이다.
다음 설명은 도1 내지 도8과 관련된다. 허브(144)는 스테이터(120)용 (미도시한) 샤프트와 회전 불가능하게 체결된다. 디스크(108)의 연장부(156)는 개구부(158)를 통해 축방향으로 하우징(104) 내에 삽입된다. 연장부(156)의 폭(160)은 개구부(158)의 폭(162)보다 더 작기 때문에, 연장부가 개구부(158)에 삽입되면 디스크(108)는 회전방향으로 하우징(104)에 대한 상대 운동을 할 수 있다. 연장 부(128)는 축방향으로 디스크(104)의 개구부(164)를 통과하여 돌출된다.
스테이터(120)가 사전 설정된 방향으로 운동할 수 있도록 하기 위해, 커플링은 맞물림 모드에서 작동할 수 있도록 배치되고, 예컨대 스테이터가 맞물림 모드에서 작동할때 "142" 방향으로의 회전이 실시된다. 스테이터가 맞물림 모드로 전환되는 즉시 상기 스테이터는 토크를 흡수하기 시작하고, 하우징(104)은 "142" 방향으로 회전하기 시작한다. 스테이터와 커플링은 설부(128) 및 부재(106)를 통해 회전 방향으로 서로 연결된다. 예컨대 디스크(104)가 "142" 방향으로 회전함으로써, 상기 디스크(104)는 디스크(108)을 향해, 특히 설부(128) 쪽으로 부재(106)를 가압한다. 몇몇 실시예에 따르면, 탄성 변형성 부재가 디스크(108) 쪽으로 가압되면, 프리휠 모드에서 디스크의 관성이 탄성 변형성 부재의 적어도 부분적인 변형을 야기할 수 있도록 디스크(108)가 배치 및 형성된다. 예컨대 개구부의 단부들(124)이 스프링 쪽으로 가압되고 디스크(108)의 관성이 단부들(126)의 운동에 저항하면, 탄성 변형성 부재의 압축이 개시된다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 부재(106)의 저항은 대략 5N/m이다.
만일 부재(106)가 계속해서 탄성 변형되거나 압축되면(하우징(104)에 의해 "142" 방향으로 가압되면), 토크 또는 에너지는 하우징(104)으로부터 부재(106)를 통해 부분적으로 디스크(108)로 전달되고, 디스크(108)는 가압에 대한 반응으로 "142" 방향으로 회전하기 시작한다. 다시 말하면, 부재(106)가 압축되는 중에, 하우징(104)은 제1 회전 속도로 회전하고, 디스크(108)는 제2 회전 속도로 회전하며, 제1 회전 속도가 제2 회전 속도보다 더 빠르다.
커플링(102) 내 맞물림 메커니즘, 예컨대 디스크(108)와 허브(144)의 구성은, 기술적으로 공지된 임의의 수단에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 축방향으로 결합되고 분리되는 원웨이 커플링 메커니즘의 적어도 일부 부품은 토크 컨버터용으로 이용된다. 이런 사실은, 본원의 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 제11/480 815호("토크 컨버터를 위한 축방향 맞물림 및 맞물림 해제식 원웨이 클러치 메커니즘을 구비한 스테이터", Bress 외 공저, 2006년 7월 3일 제출)에 설명된 바와 같다. 도1 내지 도8에 도시한 래치 메커니즘은 디스크(108) 상의 돌출부(166)와 허브(144) 내의 수용 구조물을 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 쐐기 모양의 돌기이고, 수용 구조물은 개구(152)이다. 몇몇 (도시되지 않은) 실시예에 따르면, 수용 구조물이 홈으로 형성된다. 스프링(170)은, 축방향으로 허브(144)를 향해 디스크(108)를 가압할 수 있도록, 디스크(104)를 가압한다. 따라서 디스크(108)는 축방향으로 변위될 수 있다. 디스크(108)의 축방향 운동성은 개구부들(158)의 연장부들(156)의 상호 작용에 의해 달성된다.
만일 스테이터(120)가 "174" 방향(프리휠)으로 회전하면, 쐐기 모양의 돌기들이 예컨대 노즈부의 쐐기 모양 상승부로 인해 허브(144)에 걸쳐 활주하면서도, 개구들에 맞물려 고정되지는 않는다. 만일 스테이터(120)가 "142" 방향으로 회전하면(맞물림 모드), 돌기들이 개구들 내로 맞물리면서, 디스크(108)와 허브(144)를 회전 방향으로 연동시킨다.
도9는 커플링(102)에 사용되는 디스크(108)의 후면 사시도이다.
도10은 커플링(102)에 사용되는 디스크(108)의 정면 사시도이다. 다음 설명 은 도1 내지 도10과 관련된다. 앞서 설명한 바와 같이 디스크(104)는, 프리휠 모드에서 맞물림 모드로 전화되기 시작하는 단계에서 설부(128) 쪽으로 탄성 변형성 부재(106)를 가압한다. 디스크(108)의 관성이, 하우징(104)으로부터 탄성 변형성 부재(106)를 통해 전달되는 토크에 의해 극복되는 즉시, 돌출부들(166)이 개구들(152) 내로 활주하여 들어가서 그 개구들과 회전 방향으로 연동될 때까지, 디스크(108)는 "142" 방향으로 회전하게 된다. 프리휠 모드에서는 디스크의 관성이 상대적으로 작기 때문에, 허브(144)와 디스크(108)를 결합시키는 데 있어서 상대적으로 적은 에너지량만 부재(106)로부터 디스크(108)로 전달되면 된다. 결과적으로 디스크들이 맞물릴 때 극미한 정도로만 충돌, 진동 및 소음이 발생한다.
디스크(104)와 부재(106)는 계속해서 "142" 방향으로 회전하지만, 디스크(108)는 이제 회전 방향으로 허브(144)와 연동된다. 이 허브는 스테이터 샤프트와 회전 불가능하게 체결되어 있다. 다시 말해 디스크(108)는 더 이상 "142" 방향으로 회전할 수 없게 된다. 결과적으로 탄성 변형 부재는, 설부(156)의 테두리(180)가 하우징(104) 내 개구들(158)의 테두리에 접촉할 때까지 압축된다. 이 시점에, 하우징(104)과 스테이터(120)는 허브와 디스크(108)의 연결에 의해 회전 방향으로 스테이터 샤프트와 연동된다. 테두리들(180, 182)의 충돌이 부재(106)의 압축에 의해 감쇠됨으로써, 충돌시 진동 및 소음이 대폭 감소되는 점이 바람직하다.
맞물림 모드 중에 부재들(106)은 실질적으로 일정한 변형 상태로 유지된다. 다시 말해 그 부재들은 더 이상 압축되지 않는다. 도1 내지 도10에 따르면, 일정 한 변형 상태는 테두리(180, 182) 간의 직접적인 접촉에 의해 달성된다. 몇몇 (도시되지 않은) 실시예 및 하기의 설명에 따르면, 일정한 변형성은, 탄성 변형성 부재들이 완전하게 압축되는 데서, 또는 스프링의 저항이 커플링과 연결되는 스테이터 부품에 의해 맞물림 모드의 방향으로 전달되는 토크보다 더 높은 평형 상태로 유지되는 데서 기인한다.
디스크들(104, 108)과 허브(144)는 기술적으로 공지된 임의의 수단에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 디스크 및 허브는 천공 가공된다. 몇몇 실시예에 따르면, 플랜지(154)로서는, 기술적으로 공지된 임의의 수단에 의해 세그먼트(184)와 연결되는 독립된 부재가 이용된다. 몇몇 실시예에 따르면, 플랜지(154)는 천공 가공된다.
하우징(104)은 기술적으로 공지된 임의의 수단에 의해 스테이터(120)의 나머지 부품과 연결되도록 설계될 수 있다. 예컨대 돌출부(186)는, 스테이터의 링(188)과 연결될 수 있도록 설계된다. 몇몇 (도시되지 않은) 실시예에 따르면, 하우징(104)은 예컨대 스테이터의 통합 구성부품이며, 이런 사실은 본 출원과 동일한 날짜에 제출되어 본원의 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 제60/785 790호("토크 컨버터용 스테이터 및 원웨이 클러치 어셈블리", Hemphill 외 공저)에 설명된 바와 같다.
본 발명은 도면에 도시된 구성에만 국한되는 것이 아니다. 몇몇 (도시되지 않은) 실시예에 따르면, 탄성 변형성 부재는 스테이터의 구성부품 및 원웨이 커플링 내의 회전 디스크와 연결된다. 상기 구성부품 및 디스크는 각각 하우징(104) 및 디스크(108)와 유사할 수 있다. 앞서 테두리(180, 182)와 관련하여 설명한 바와 같이, 맞물림 모드에서 구성부품과 디스크 간의 직접 접촉이 허용되는 대신에, 구성부품 및 디스크가 변형성 부재에 의해 서로 분리된 상태로 유지된다. 앞서 디스크(108)와 허브(144)에 대해 설명한 바와 같이, 구성부품이 예컨대 프리휠 모드에서 맞물림 모드로 전환되기 시작하는 단계 중에 디스크 쪽으로 변형성 부재를 가압하면 디스크는 회전하여 종국에는 맞물리게 된다. 디스크가 스테이터 샤프트의 저항에 부딪히는 즉시 변형성 부재는, 평형점에 도달할 때까지 또는 구성부품과 디스크 사이에서 완전하게 압축될 때까지 압축된다. 이 시점에 변형성 부재는 실질적으로 또는 그 기능적 측면에서 부동 상태로 유지되며, 구성부품과 디스크는 회전 방향으로 서로 연동된다. 평형점에서 변형성 부재의 힘은 구성부품에 의해 전달되는 토크보다 더 크고, 변형성 부재는 이제 부분적으로만 압축된다. 상기와 같은 구성에서는 구성부품과 디스크 간의 충돌 및 그러한 충돌과 관련된 진동 및 소음이 발생하지 않는 장점이 있다. 만일 변형성 부재의 힘이 구성부품에 의해 전달되는 토크보다 더 작으면, 변형성 부재는 완전하게 압축될 것이다. 충돌은 변형성 부재의 압축에 의해 감쇠되고, 이와 같은 방식으로 충돌시 진동 및 소음은 대폭 감소하는 장점이 있다. 다시 말해 변형성 부재는 구성부품과 디스크 사이의 속도 차이를 감소시킨다.
도11은 커플링이 프리휠 모드 상태에 있는, 본 발명에 따르는 원웨이 커플링 컴포넌트의 횡단면도이다.
도12는 커플링이 맞물림 모드 상태에 있는, 도11에 도시한 컴포넌트의 부분 횡단면도이다. 다음 설명은 도11 및 도12와 관련된다. 도11 및 도12는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트(200)는 스테이터와 연결되는 디스크(204)를 포함한다. 도면에는 스테이터의 일부만 도시되어 있다. 원웨이 커플링(208)은 디스크들(210, 212)을 포함한다. 디스크(212)는 허브(214)와 연결된다. 몇몇 실시예에 따르면, 디스크(212)는 허브(214)의 통합된 구성부품이다. 일부 관점에 따라 스프링으로서 제공되는 탄성 변형성 부재(216)는 디스크(204) 내에 고정되고 디스크들(204, 210)에, 특히 디스크(210)의 연장부(218)에 접한다. 컴포넌트(200)는 탄성 변형성 부재(216)의 특정 개수, 구성 및 유형에만 국한되지 않는다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 탄성 변형성 부재(216)로서 예컨대 고무와 같이 압축 가능한 재료로 형성된 실린더가 이용될 수 있다.
컴포넌트(200)의 작용 방식은 앞서 도1 내지 도10에 도시한 컴포넌트(100)에 대해 설명한 작용 방식과 유사하다. 예컨대 디스크(204)가 맞물림 모드 방향으로 회전함으로써, 디스크(204)는 디스크(210) 쪽으로 탄성 변형성 부재(216)를 가압한다. 도11 및 도12에서 상기 방향은 도면 평면 외부에 위치한다. 특히 탄성 변형성 부재는 디스크(210)의 연장부(218)에 부딪히고, 그에 따라 디스크들(210, 212)은 회전 방향으로 서로 연동하게 된다. 몇몇 실시예에 따르면, 디스크(210) 상에 제공되는 쐐기 모양의 돌기들(220)이 디스크(212) 내의 개구들(222)에 맞물림으로써 맞물림 모드가 구현된다. 앞서 이미 설명한 바와 같이, 디스크(210)의 상대적으로 작은 관성과 탄성 변형성 부재(216)의 감쇠 작용이 상기 맞물림시의 충격 및 진동을 감소시킨다. 디스크(210)가 계속해서 회전하는 동안, 디스크(210)의 세그먼트(224)가 앞서 도1 내지 도10에 따라 테두리(108, 182)에 대해 설명한 바와 같이 디스크(204)와 접촉할 때까지 탄성 변형성 부재(216)가 압축된다. 탄성 변형성 부재, 예컨대 부재(216)의 감쇠 작용에 의해, 전술한 설명에 따라 상기 접촉으로 발생하는 충격 및 진동은 계속해서 감소하게 된다.
따라서, 비록 당업자가 청구된 발명의 본질 및 적용 범위에 포함되는 발명의 개선 및 변형을 상상(사고)할 수 있다고 하더라도, 본 발명의 목적은 효과적으로 달성될 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 전술한 설명은 단지 본 발명을 예증하기 위해 이용될 뿐이며, 제한의 의미로 간주되어서는 안 된다. 그러므로 본 발명의 본질 및 적용 범위에서 벗어나지 않는 한, 본 발명의 또 다른 실시예도 고려될 수 있다.

Claims (21)

  1. 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트이며,
    스테이터의 세그먼트와,
    상기 세그먼트와 연결된 원웨이 커플링과,
    상기 세그먼트 및 상기 커플링과 연결되고, 스테이터로부터 커플링으로의 토크 전달이 감쇠되도록 배치된 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 포함하는 컴포넌트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커플링은 추가로 제1 디스크를 포함하고, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크와 연결되는 컴포넌트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 상기 제1 디스크 쪽으로 가압하기 위해 상기 세그먼트가 회전할 수 있는 컴포넌트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 가압에 대한 반응으로서 변형될 수 있는 컴포넌트.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 디스크는 가압에 대한 반응으로서 회전할 수 있도 록 배치되는 컴포넌트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 세그먼트는 상기 가압 중에 제1 회전 속도로 회전하도록 배치되고, 상기 제1 디스크는 가압 중에 제2 회전 속도로 회전하도록 배치되며, 제1 회전 속도가 제2 회전 속도보다 더 빠른 컴포넌트.
  7. 제3항에 있어서, 상기 세그먼트와 상기 제1 디스크는 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치되는 컴포넌트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는, 상기 세그먼트와 상기 제1 디스크가 서로 맞물리면, 실질적으로 일정한 변형 상태로 유지되도록 배치되는 컴포넌트.
  9. 제7항에 있어서, 상기 커플링은 추가로 허브 및 이 허브와 연결되는 제2 디스크를 포함하고, 상기 제1 디스크와 제2 디스크는 기능적으로 가압에 대한 반응으로서 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치되며, 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크는 제1 디스크와 제2 디스크가 맞물린 후에 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치되는 컴포넌트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 디스크는 축방향으로 변위될 수 있는 컴포넌트.
  11. 제9항에 있어서 상기 제1 디스크는 적어도 하나의 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제2 디스크는 적어도 하나의 제1 수용 구조물을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제1 돌출부와 적어도 하나의 제1 수용 구조물은 서로 맞물리도록 배치되는 컴포넌트.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 디스크는 적어도 하나의 제2 돌출부를 포함하고, 상기 제1 디스크는 적어도 하나의 제2 수용 구조물을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 돌출부와 적어도 하나의 제2 수용 구조물은 서로 맞물리도록 배치되는 컴포넌트.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제2 디스크는 천공 가공에 의해 형성되는 컴포넌트.
  14. 제2항에 있어서, 상기 세그먼트는 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재에 토크를 전달하도록 배치되고, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 상기 토크의 적어도 일부분을 제1 디스크에 전달하도록 배치되는 컴포넌트.
  15. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 실질적으로 전체 토크를 제1 디스크로 전달하도록 배치되는 컴포넌트.
  16. 제2항에 있어서, 상기 세그먼트가 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 고정시키는 컴포넌트.
  17. 제2항에 있어서, 상기 제1 디스크가 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 고정하는 컴포넌트.
  18. 제2항에 있어서, 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크는 천공 가공에 의해 형성되는 컴포넌트.
  19. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 스프링 및 고무 실린더로 형성되는 그룹에 속하는 구성부품을 추가로 포함하는 컴포넌트.
  20. 스테이터 및 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트이며,
    스테이터의 세그먼트와,
    원웨이 커플링의 부품 중 상기 세그먼트와 연결되는 부품과,
    상기 세그먼트 및 상기 부품과 연결되고, 회전 방향으로 스테이터와 커플링이 맞물릴 때 진동을 감쇠하도록 배치된 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 포함하는 컴포넌트.
  21. 스테이터 및 스테이터 내 원웨이 커플링을 구비한 컴포넌트이며,
    스테이터의 세그먼트와,
    원웨이 커플링의 제1 부품과,
    상기 스테이터용 허브와 연결된, 원웨이 커플링의 제2 부품과,
    상기 세그먼트 및 상기 제1 부품과 연결된 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 포함하는 컴포넌트에 있어서,
    상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재를 상기 제1 부품 쪽으로 가압할 수 있도록 세그먼트가 회전할 수 있고, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 가압에 대한 반응으로서 변형되도록 배치되며, 상기 제1 부품은 가압에 대한 반응으로서 회전하도록 배치되며, 상기 제1 부품과 제2 부품은 기능적으로 가압에 대한 반응으로서 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치되며, 상기 세그먼트 및 상기 제1 디스크는 상기 제1 디스크와 및 제2 디스크가 맞물린 후에 회전 방향으로 서로 맞물리도록 배치되며, 상기 적어도 하나의 탄성 변형성 부재는 상기 제1 디스크와 제2 디스크가 서로 맞물릴 때 에너지의 일부를 흡수하도록 배치되는 컴포넌트.
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