KR20090017562A - 적어도 하나의 축을 통해 토크를 저 진동 전달하는 토크 전달 장치 - Google Patents

적어도 하나의 축을 통해 토크를 저 진동 전달하는 토크 전달 장치

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KR20090017562A
KR20090017562A KR1020087029440A KR20087029440A KR20090017562A KR 20090017562 A KR20090017562 A KR 20090017562A KR 1020087029440 A KR1020087029440 A KR 1020087029440A KR 20087029440 A KR20087029440 A KR 20087029440A KR 20090017562 A KR20090017562 A KR 20090017562A
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rubber
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KR1020087029440A
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요아힘 로테
슈테펜 예르예
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에스게에프 쥐트도이췌 겔렌크솨이벤파브릭 게엠베하 & 체오, 케게
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Abstract

적어도 하나의 축을 통해 진동-절감된 토크를 전달하는 토크 전달 장치로서, 구동 요소(912) 및 그 구동 요소(912)에 연결되어 있는 피구동 요소(914)를 구비하며, 상기 구동 요소(912)와 피구동 요소(914) 사이에는, 구동 요소(912)와 피구동 요소(914)들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 상기 구동 요소(912)를 상기 피구동 요소(914)에 연결하되, 구동 요소(912)와 피구동 요소(914) 사이에서 상대적 회전이 증가함에 따라 계단식의 점진적인 비틀림 특성을 구비하는 적어도 하나의 댐핑 장치가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

적어도 하나의 축을 통해 토크를 저 진동 전달하는 토크 전달 장치{TORQUE TRANSMISSION DEVICE FOR THE LOW VIBRATION TRANSMISSION OF TORQUE VIA AT LEAST ONE SHAFT}
본 발명은, 구동 요소와 그 구동 요소에 연결되어 있는 피구동 요소를 구비하며, 적어도 하나의 축을 통해 토크를 진동-감소 방식으로 전달하는 토크 전달 장치에 관한 것이다.
전술한 유형의 토크 전달 장치들은, 예를 들면, 조향-칼럼 장치 내뿐만 아니라 카르단 축과 기어박스 사이, 구동축과 차동축 사이와 같은, 자동차의 구동렬(drive train)에 사용된다. 이들 장치에서, 하나의 축으로부터 다른 축으로의 토크 전달 시에 가능하다면 토크의 손실이 없어야 한다. 그러나, 그러한 두 축들을 직접 연결할 때에 발생할 수 있는 진동과 비틀림 진동을 제대로 댐핑하지 못하면, 자동차의 객실 내에 가청 소음을 야기하게 된다. 이러한 이유로, 토크 전달 장치에는 그러한 진동과 비틀림 진동을 상쇄할 수 있는 댐핑 요소들이 제공된다. 예를 들면, 구동 요소와 피구동 요소 사이에 원통형의 고무-탄성 댐핑 단편이 제공될 수 있으며, 상기 단편은 구동 요소와 피구동 요소 사이에 끼워져 있다.
첨부된 도면들을 기초로 하는 복수의 실시예들과 관련된 예를 통해 본 발명을 기술한다.
도 1은 도 2에서 라인 Ⅰ-Ⅰ을 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 좌측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 제2 실시예의 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 좌측면도이다.
도 5는 도 6에서 라인 Ⅴ-Ⅴ를 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 제3 실시예의 종단면도이다.
도 6은 도 5에 따른 토크 전달 장치의 좌측면도이다.
도 7은 도 8에서 라인 Ⅶ-Ⅶ을 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 제4 실시예의 단면도이다.
도 8은 도 7에 따른 실시예의 좌측면도이다.
도 9는 도 10에서 라인 Ⅸ-Ⅸ를 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 추가 실시예의 단면도이다.
도 10은 도 5에 따른 토크 전달 장치의 좌측면도이다.
도 11은 도 12에서 라인 ⅩⅠ-ⅩⅠ을 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 추가 실시예의 단면도이다.
도 12는 도 11에 따른 토크 전달 장치의 좌측면도이다.
도 13은 도 14에서 라인 ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따르는 단면도이다.
도 14는 도 13의 본 발명에 따른 추가의 토크 전달 장치의 좌측면도이다.
도 15는 도 16에서 라인 ⅩⅤ-ⅩⅤ를 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 추가 실시예의 축-포함 종단면도이다.
도 16은 도 15의 좌측면도이다.
도 17은 도 18에서 라인 ⅩⅦ-ⅩⅦ을 따르는, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 추가 실시예의 축-포함 종단면도이다.
도 18은 도 17에 따른 장치의 좌측면도이다.
도 19 내지 도 30은 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 추가 실시예들이다.
본 발명의 목적은, 댐핑 특성이 개선되고 특정 용도에 특히 적합한 토크 전달 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 적어도 하나의 축을 통해 진동-절감된 토크를 전달하는 토크 전달 장치로서, 구동 요소 및 그 구동 요소에 연결되어 있는 피구동 요소를 구비하며, 상기 구동 요소와 피구동 요소 사이에는, 구동 요소와 피구동 요소들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 상기 구동 요소를 상기 피구동 요소에 연결하되, 구동 요소와 피구동 요소 사이에서 상대적 회전이 증가함에 따라 계단식의 점진적인 특성(stepped progressive characteristic)을 구비하는 적어도 하나의 댐핑 장치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다.
계단식의 점진적인 특성을 구비하는 댐핑 장치를 설계함으로써, 적당한 영역의 토크가 전달되는 정상적인 조업 중에 비틀림 진동이 신뢰성 있게 방진될 수 있다는 효과가 달성된다. 그러나, 상당히 큰 토크 전달이 일어나는 경우에는, 추가적인 진동 댐핑 없이 최종적으로 토크가 직접 전달될 때까지 급격한 경로로 그 특성이 나타난다.
본 발명의 개발은, 정지 형성부를 구비하고 있는 구동 요소와, 상보적 카운터 정지 형성부를 구비하고 있는 피구동 요소를 제공하며, 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부가 상호 반경방향 유극과 회전 유극이 있는 상태로 이들 중 어느 하나가 다른 하나의 안쪽에 체결된다. 이에 의해 달성되는 효과는, 먼저 적정한 영역의 토크가 전달되는 정상 조업 중에, 진동-댐핑 작용을 사용하면서, 정지 형성부와 카운터 정지 형성부의 회전방향 유극이 옆으로 이동함으로써 달성된다. 그러나, 상기 회전방향 유극이 실질적으로 완전하게 소모되자마자, 구동 요소로부터 피구동 요소로 직접 토크 전달이 일어난다. 상기 정지 형성부와 카운터 정지 형성부는 주로 쉐이핑(shaping) 또는 포밍(forming)으로 구동 요소와 피구동 요소 위에 생성될 수 있다. 예를 들면, 관상 모양의 구동 요소들과 피구동 요소들 각각에 롤 포밍(roll forming)에 의해 대응하는 정지 형성부와 카운터 정지 형성부가 제공될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 이와 관련해서 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부가 유극이 있는 스플라인 형태(splining)로 제작된다. 이에 대한 선택적인 대안으로서, 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부가 유극이 있는 다각형 형상 끼워맞춤(form-fitting) 결합될 수 있다. 양 경우에 있어서, 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부 사이에, 필요로 하는 회전방향 유극을 제공하는 중간 공간이 형성되어 있다.
본 발명의 일례는 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부 사이에 고무 소재로 된 압축성 댐핑층을 제공한다. 상기 댐핑층이 특정 동적 거동을 달성할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에서 상기 고무층 내에 지나친 변형을 방지하는 나선형 인서트(thread insert)가 매립되어 있다. 상기 예의 대안 또는 상기 예에 추가할 수 있는 것으로, 상기 고무층 내에 금속 인서트가 매립될 수 있다. 나선형 인서트와 금속 인서트 각각은 점진성(progressivity)에 기여한다.
본 발명의 다른 변형례에 따르면, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 계단식의 점진적인 특성이, 연동하는 정지 형성부와 카운터 정지 형성부 바깥쪽의, 구동 요소와 피구동 요소 사이에 적어도 하나의 고무-탄성 프리 댐퍼체(pre-damper body)가 제공되어 있으며, 상기 댐퍼체가 비틀림-진동-댐핑 방식으로 구동 요소를 피구동 요소에 연결하는 것에 의해 달성될 수 있다. 본 변형 실시예에서, 상기 프리 댐퍼체가 저 강성(low stiffness)으로 되어 있기 때문에, 우선적으로 상기 프리 댐퍼체가 진동-절감 방식으로 변형된다. 상기 프리 댐퍼체가 변형되는 중에, 정지 형성부와 카운터 정지 형성부 사이의 회전방향 유극이 소모된다. 상기 유극이 소모된 때에, 정지 형성부와 카운터 정지 형성부가 토크 전달 방식-선택적으로는 이들 사이에 제공되어 있는 추가의 댐핑층의 삽입물(interposition)에 의해-으로 연동한다.
본 발명의 일례는, 구동 요소와 피구동 요소 사이에 배치되어 있는 중간 요소를 제공하는데, 상기 중간 요소는 관상 방식(tubular manner)으로 댐핑 장치의 삽입물로서 구동 요소와 피구동 요소에 연결되어 있다. 이것은, 본 변형 실시예에서, 구동 요소와 피구동 요소가 직접적으로 서로에 대해 연결되어 있지는 않지만, 중간 요소의 삽입물에 의해 연결되어 있다는 것을 의미한다.
중간 요소를 구비하는 변형 실시예에서, 축 방향에서 보았을 때에 구동 요소와 피구동 요소 중 어느 하나가 다른 하나의 뒤에 가려져 있으며, 중간 요소가, 구동 요소가 피구동 요소와 중첩되지 않도록 구동 요소와 피구동 요소에 연결되어 있다. 따라서, 공간적으로 시리얼한 장치도 본 발명에 포함된다. 본 실시예에 선택적으로, 장치의 공간을 절감하기 위해, 축 방향으로 구동 요소, 피구동 요소 및 중간 요소 등 부품들이 중첩될 수도 있다.
중간 요소를 구비한 장치와 관련해서, 본 발명은 구동 요소 및/또는 피구동 요소가 정지 형성부를 구비하고 있고, 상기 중간 요소는 상기 구동 요소와 상기 피구동 요소와 연동하는 각 영역에 상보적인 카운터 정지 형성부를 구비하고 있으며, 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부 각각이 서로 반경 방향 유극과 회전 유극이 있게 서로 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다. 또한, 이와 관련해서, 본 발명에 따르면, 상기 중간 요소가 관상으로 되어 있고, 일 단부에서 구동 요소를 수용하고, 타 단부에서 피구동 요소를 수용한다.
치형 또는 그 밖에 유사한 것을 구비하는 장치에서, 그러한 치형들이 동적 응력을 받는 되는 중에, 다른 치형과 접촉하는 표면들의 상호작용에 의해 원치 않는 치형 소음이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 이들 소음들은 자동차 내에서 전파되어서 객실 내의 승객들이 불쾌감을 느끼게 할 수 있다. 이러한 소음들의 발생을 방지하기 위해, 본 발명은, 고체전달음(structure-borne noise)을 방진하기 위한 천공된 고무체가 구동 요소 및/또는 피구동 요소 및/또는 중간 요소 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다. 천공 고무체의 경계면에서, 소음이 굴절되고 부분적으로는 반사된다. 이에 따라 소음들이 간섭되어서 실질적으로 소음이 방진된다.
본 발명에 따르면, 구동 요소 및 피구동 요소 중 하나의 부품이 축 단부에 부착되도록 되어 있고, 구동 요소 및 피구동 요소 중 다른 하나의 부품은 이음관(jointed tube) 또는 등속 조인트 또는 유니버설 조인트에 부착되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다. 상기 축 단 단부에 대한 각 인터페이스는 특정 용도에 따라 설계된다.
본 발명의 다른 변형 실시예는, 구동 요소 및 피구동 요소 사이에 고무-탄성 댐핑층이 제공되어서, 구동 요소를 피구동 요소에 연결하며, 상기 댐핑층 내에는 구름 접촉체가 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다. 상기 경우에, 본 발명에 따르면, 구름 접촉체 영역에서, 토크 전달 장치의 원주 방향으로 보았을 때에, 고무-탄성 댐핑층이 구름 접촉체에 대해서 유극을 제공하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다. 상기 방안을 사용하여 동작하는 중에, 구름 접촉체가 유극을 획정하고 있는 고무-탄성 댐핑층의 경계면과 맞닿을 때까지, 먼저 상대적으로 작은 저항으로 고무-탄성 댐핑층이 변형된다. 특성의 도약(jump)이 일어난다. 구름 접촉체들이 경계면들에 대해 구르고, 면압을 받아 고무-탄성 댐핑층을 변형시키기 때문에, 상당히 큰 저항 하에서만 추가적인 변형이 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로도, 계단형의 점진적인 특성이 달성될 수도 있다.
현대의 자동차 제조에서, 점점 더 중요해지는 것은 충돌이 일어난 경우에 그 거동을 제어하는 것이다. 이와 관련하여, 텔레스코핑 또는 접힐 수(collapsing) 있는 구동렬의 설계가 시도되었다. 이는, 예를 들어서 정면 충돌에 의해 엔진 블록이 차체 내로 밀리는 것과 같이, 사고 시에 사전에 미리 결정된 축 방향의 최소 하중이 구동렬에 가해지면, 구동렬이 축 방향으로 단축될 수 있다는 것을 의미한다. 이를 조장하기 위해, 본 발명은, 사전에 미리 결정되어 있는 축력을 초과할 때에, 구동 요소와 피구동 요소가 서로에 대해 축 방향으로 포개어 끼워질 수 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치를 제공한다. 그 결과, 본 발명에 따른 토크 전달 장치 영역에서 원치 않는 좌굴이 방지될 수 있다.
도 1에, 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 종단면이 도시되어 있으며, 토크 전달 장치는 일반적으로 도면부호 10으로 표시된다. 본 장치는 환상 구동 요소(12)와, 상기 환상 구동 요소(12)에 연결되어 있는 피구동 요소(14)를 포함한다. 상기 피구동 요소(14)는 그 피구동 요소(14)의 우측 영역에서 구동 요소(12)의 좌측 영역을 수용하고 있다.
도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 구동 요소(12)가 정지면들(18)을 나타내고 피구동 요소(14)가 이에 상응하는 카운터 정지면들(20)을 나타내도록, 이들의 축방향 중첩부(16)에서 프로파일형 방식으로 구동 요소(12)와 피구동 요소(14)가 설계되어 있다. 정지면들(18)과 카운터 정지면들(20)은 구동 요소와 피구동 요소 각각의 전체 원주부 위에 정지 형성부(stop formation)(40)와 카운터 정지 형성부(counter stop formation)(42)를 형성한다.
정지면들(18)과 카운터 정지면들(20) 사이에는, 반경방향 중간 공간(intermediate space)이 형성되어 있으며, 상기 공간은 다음과 같은 방식으로 채워져 있다. 먼저, 상기 중간 공간은 나선형 인서트(22)를 포함하고 있다. 추가로, 상기 중간 공간에는 축 방향으로 연장되어 있는 개별의 금속 스트립들(24)이 제공되어 있다. 나선형 인서트(22)와 금속 스트립들(24)은 고무층(26) 내에 매립되어 있다. 토크 전달의 결과로, 구동 요소가 종축(A) 주위로 피구동 요소에 대해 상대적으로 회전할 수 있는 방식으로, 구동 요소(12)가 피구동 요소에 연결되어 있다. 우선적으로, 고무층이 전단 응력을 받으면서 위와 같은 회전이 일어난다. 그러나, 상대 회전각이 증가함에 따라, 나선형 인서트(22)가 추가적인 회전을 방해하기 때문에, 저항도 점진적으로(progressively) 증가한다. 금속 스트립들(24)도 추가의 상대 회전을 방해한다. 최종적으로, 정지면(18)과 카운터 정지면(20) 영역에서, 실질적으로 추가적인 항복(yielding)이 일어나지 않을 정도로 나선형 인서트(22)와 고무층(26)들이 각각 압축된다. 구동 요소(12)와 피구동 요소(14) 사이에서 어떠한 추가적인 상대 회전이 일어나지 않으면서 추가적인 토크 전달이 직접적으로 이루어진다.
그 결과, 점진적 특성의 비틀림 진동이 최종적으로는 댐핑될 수 있고, 구동 요소(12)와 피구동 요소(14) 사이의 최대 상대 회전각에서, 상대 회전각이 추가적으로 증가하지 않으면서 직접적으로 토크가 전달된다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 본 발명에 따른 토크 전달 장치(10)의 자유 단부들(28, 30)은 바람직하게는 용접으로 부착되는 2개의 축 단부들, 특히 카르단 축(cardan shaft)의 단부들을 결합하는 데에 사용될 수 있다.
또한, 도 1에서 알 수 있듯이, 충분히 큰 축력과 그에 상응하는 반력(opposed force)이 구동 요소(12)와 피구동 요소(14)에 가해질 때에, 이들 두 요소들은 텔레스코픽 방식으로 어느 하나의 요소가 다른 요소 내로 밀려 들어갈 수 있어서, 고무층(26)을 통한 구동 요소(12)와 피구동 요소(14) 사이의 결합이 해제된다. 이것은, 예를 들면 구동렬의 일종의 접힘(collapsing)이 소망되는 사고 상황에서 특히 유리하다.
특히, 사고로 인해 엔진 블록이 자동차 내로 밀려 들어간 경우에, 공간을 차지하는 다양한 종류의 조절되지 않는 변형 또는 좌굴이 방지되도록 하기 위해서, 그러한 카르단축이 접힐 것이 소망된다.
도 3은 본 발명에 따른 변형례를 도시하고 있다. 도 1에서 사용된 도면부호와 동일한 도면부호가 사용되고 있으나, 도면부호 앞에 "1"을 덧붙여 사용하고 있다.
도 3과 도 4에 따른 실시예는 나선형 인서트를 포함하고 있지 않다는 점에서 도 1과 도 2에 따른 실시예와 실질적으로 상이하다. 구동 요소(112)와 피구동 요소(114) 사이의 연결은 오로지 고무층(126)과 금속 스트립(124)에 의해서만 이루어진다. 또한, 본 실시예는, 정지 형성부(140)와 카운터 정지 형성부(142)가 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 일종의 치형(toothing)으로 구현되지 않고, 2개의 다각형, 여기서는 6각형과 서로 대응하는 것으로 구현되어 있으며, 서로 나란한 다각형의 표면 사이는 서로가 이격되어 있으며, 다각형 사이에는 고무층(126)과 금속 스트립(124)이 배치되어 있다는 점에서 도 1과 도 2에 따른 제1 실시예와는 상이하다.
그러나, 동작 중의 거동은 이미 상술한 바와 유사하다. 여기서, 또한 점진적 특성을 가진 상대 회전이 실질적으로 추가의 상대 회전이 일어날 수 없는 최대 압축 상태에 도달할 때까지 일어난다.
도 3 및 도 4에 따른 장치는,진동 감소를 위해, 예를 들면, 2개의 축 단부들에 용접되어서 축에 부착될 수도 있다.
동일한 도면부호를 사용하여 도 5 및 도 6에 따른 추가의 실시예가 도시되어 있으며, 도면부호 앞에는 숫자 "2"가 덧붙여 있다. 본 실시예에서, 구동 요소(212)와 피구동 요소(214)는 좀 더 넓은 축 영역(216)에서 중첩되어 있다. 축 영역(216)은 제1 축 서브영역(232)과 제2 축 서브영역(234)으로 분할될 수 있다. 상기 제1 축 서브영역(232)에서, 구동 요소(12)와 피구동 요소(14)는 각각 원통형 형상이다. 구동 요소(212)와 피구동 요소(214)는 서로에 대해 상당한 간격으로 이격 배치되어 있는데, 다시 말하면, 이들은 서로에 상대적으로 넓은 환상 갭을 둘러싸고 있다. 상기 환상 갭에서, 구동 요소(212)와 피구동 요소(214)를 연결하는 2개의 고무층들(236, 238)들이 끼워져 있다.
제2 축 서브영역(234)에서, 구동 요소(212)는 그 원주부가 파형으로 설계되어서, 정지 형성부(240)를 형성한다. 이와 마찬가지로, 피구동 요소(214)도 그 원주부가 이에 대응하는 파형으로 설계되어서, 카운터 정지 형성부(242)를 형성한다. 정지 형성부(240)와 카운터 정지 형성부(242)는 서로에 대해 상보형으로 설계되고, 다시 말하면 이들 사이 주위에 연장되어 있는 중간 공간을 가지면서 이들은 서로가 체결된다. 이들 중간 공간은 고무층(244)으로 채워진다.
축 서브영역(232)은 프리 댐퍼(pre-damper)를 형성하는 반면, 축 서브영역(234)은 메인 댐퍼(main damper)를 형성한다. 동작 중에, 서브영역(232) 내의 프리 댐퍼가 먼저 비틀려져서, 토크 전달 시에 구동 요소(212)가 종축(A) 주위로 피구동 요소(214)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 메인 댐퍼는 적당한 회전 유극(rotational play)을 갖고 있다. 프리 댐퍼의 강성(stiffness)은 상대적으로 낮다. 축 영역(234) 내의 메인 댐퍼 내에 형성되어 있는 유극이 고갈되면, 구동 요소(212)와 피구동 요소(214) 사이의 추가적인 상대 회전이 축 서브영역들(232, 234) 내에서 프리 댐퍼와 메인 댐퍼 양방이 비틀림 변형되면서 일어날 수 있다. 따라서, 비틀림 진동의 댐핑 중에 계단식의 점진적인 특성이 일어나게 된다.
도 5 및 도 6에 도시한 대표적인 실시예뿐만 아니라 상술한 대표적인 실시예들에서도, 정지 형성부(240)와 카운터 정지 형성부(242)가 롤 포밍(roll forming)에 의해 제조될 수 있다는 것을 알아야 하며, 이하에 설명하도록 한다.
도 7 및 도 8에 따른 추가 실시예를 이미 사용한 동일한 도면부호들을 사용해 개시하며, 이들 도면부호 앞에는 숫자 "3"이 덧붙여 있다.
도 7 및 도 8에 따른 실시예는 도 5 및 도 6에 따른 실시예와는, 메인 댐퍼와 프리 댐퍼가 축 방향으로 서로 인접하여 배치되어 있지 않고, 2개의 댐퍼들이 축 방향으로 중첩되는 관계로 배치되어 있다는 점에서, 실질적으로 상이하다. 그 결과, 2개의 축 영역들(232, 234)이 상당히 작은 축 영역(316)에 수용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 구동 요소(12)가 복수의 부품들, 이른바 외부 요소(outer element)(344)와 내부 요소(inner element)(346)로 구성되어 있음을 알 수 있다. 이들 두 개의 요소들은 접촉 영역(348)에서 서로 용접된다. 외부 부품(344)은 정지 형성부(340)를 구비하는 반면, 내부 부품(346)은 축 영역(316)에서 실질적으로 원통형 형상으로 되어 있다. 구동 요소(314)는 주물품으로 구현되며, 유니버설 조인트에 부착될 수 있도록 도 7에서 좌측 단부(330)에 적당한 형상으로 이루어져 있다. 축 영역(316)에서, 피구동 요소(314)는 실질적으로 원통형 내부 원주부를 구비하는 반면, 외부 원주 영역에는 대응하는 카운터 정지 형성부(342)가 제공되어 있다. 프리 댐퍼의 2개의 고무체(336, 338)들이 피구동 요소(14)의 원통형 내부 주연면과 내부 부품(346) 사이에 배치되어 있음을 알 수 있다. 메인 댐퍼의 고무층(344)이 정지 형성부(340)와 카운터 정지 형성부(342) 사이에 끼워져 있다.
장치는 도 5 및 도 6을 참조하여 개시한 바와 같이 거동하는데, 다시 말하면, 비틀림 진동의 댐핑 중에 계단식의 점진적 특성을 나타낸다.
충돌이 있는 경우, 사전에 미리 결정된 힘을 초과할 때에, 상기 장치가 종축(A) 방향으로 텔레스코프가 파괴되어서, 피구동 요소(314)가 구동 요소(312) 안쪽으로 밀려들어가고, 2개의 고무체들(336, 338)과 고무층(344)에 의해 형성되어 있던 결합이 붕괴된다. 그 결과, 구동렬의 길이가 제어되는 방식으로 단축될 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시한 본 발명에 따른 추가의 실시예에는, 상술한 실시예들에서 사용되었던 도면부호들을 사용하고 있으며, 다만 숫자 "4"가 도면부호 앞에 덧붙여 있다.
본 실시예의 특별한 특징은, 구동 요소(412)와 피구동 요소(414)가 중간 요소(450)를 통해 서로가 연결되어 있다는 것이다. 구동 요소(412)에는 정지 형성부(440)가 제공되어 있다. 마찬가지로, 중간 요소(450)에는 축 영역(452)에서 그에 상응하는 카운터 정지 형성부(442)가 제공되어 있다. 이들 사이에는 메인 댐퍼를 구성하는 고무층(444)이 형성되어 있다. 축 방향 서브 영역(454)에서, 중간 요소(450)와 피구동 요소(414)가 저 강성의 고무층(456)을 통해 금속 인서트(458)에 연결되어 있다. 또한, 축 방향 서브 영역(460)에서 치형(462)에 의해 원주 방향으로 유극이 있는 상태로, 중간 요소(450)가 피구동 요소(414)에 연결되어 있다.
토크 전달 장치(410)는 계단형의 점진적인 특성을 나타낸다. 먼저, 상대적으로 강성이 낮은 고무층(456) 영역에서, 중간 요소(450)와 피구동 요소(414) 사이에서 상대 회전이 일어난다. 마지막으로, 상기 상대 회전의 결과로, 치형(462) 내의 유극이 소모된다. 그런 다음, 고무층(444)이 상당히 급격한 특성으로 중간 요소(450)와 구동 요소(12) 사이에서 상대적인 회전만이 일어나도록 하고, 최종적으로는 고무층(444) 내에서 최대 압축 상태가 되어서, 정지 형성부(440)와 카운터 정지 형성부(442)를 통해 토크가 전달된다.
충돌이 있는 경우에, 도 9 및 도 10에 따른 장치가 텔레스코핑되어서, 구동 요소(12)와 피구동 요소(14) 중 어느 하나가 텔레스코프 방식으로 다른 하나 및 중간 요소(450) 안쪽으로 밀려들어갈 수 있다.
또한, 정지 형성부(440)와 카운터 정지 형성부(442)는 도 10에 도시한 바와 같이, 서로 대응하는 다각형 표면들로 이루어질 수도 있다.
마지막으로, 도 9 및 도 10에 따른 실시예는 서로 대응하는 축 단부들에 두 개의 단부들(428, 430)을 용접시킴으로써 카르단 축에 부착될 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 11 및 도 12에 따른 실시예는, 도 9 및 도 10에 따른 실시예와, 피구동 요소(514)가 등속 조인트(homokinetic joint)용의 조인트 볼트로 설계되었다는 점만이 상이하다.
도 13 및 도 14에 따른 실시예는, 도 9 및 도 10에 따른 실시예와는 2가지 측면에서 본질적으로 상이하다. 한편으로는, 피구동 요소(614)의 단부가 유니버설 조인트에 부착될 수 있도록 설계되었다. 다른 한편으로는, 축 방향 영역(660)에, 중공형 피구동 요소(614) 안쪽에 축 방향과, 축 방향의 횡단 방향으로 천공들이 형성되어 있는 고무체(rubber body)(665)가 배치되어 있다. 상기 고무체(665)는 치형(662)에서 치형 소음의 음향적 분리 기능을 수행한다. 치형(662)의 치형 표면의 상호 작용에 의해 발생하는 치형 소음들이 고체전달음(structure-borne noise)으로 고무체(665) 내부로 들어간다. 상기 고체전달음은 축 방향과, 축 방향의 횡단 방향으로 연장되어 있는 채널들의 경계면에서 굴절 및 반사된다. 이는 발생된 소음들의 간섭과 댐핑을 일으켜서, 치형 소음들의 강도가 약해지게 된다.
도 15 및 도 16에 따른 실시예서는, 프리 댐퍼와 메인 댐퍼에 의해서가 아니고, 구름 접촉체(rolling contact body)에 의해 계단형의 점진적인 특성이 달성된다. 토크 전달 장치(710)는 구동 요소(712)와 피구동 요소(714)를 구비하고 있다. 피구동 요소(714)에는 내부 치형이 제공되어 있으며, 피구동 요소(714)는 환상의 구동 요소(712) 내부에 배치되어 있다. 구동 요소(712)와 피구동 요소(714)는, 이들 사이의 환상의 중간 공간에서 이들 위에 경화(vulcanize)되어 있는 고무층(726)에 의해 서로가 연결되어 있다. 구름 접촉식 롤러들(760)은 상기 고무층(726) 내에 매립되어 있다. 구름 접촉식 롤러들은 원주 방향에서 고무층(726)과 직접적으로 맞닿아 있지 않다. 그보다는, 공기 충전형 초승달 형상의 클리어런스(air-filled crescent-shaped clearance)(762, 764) 각각이 롤러들(760) 위의 원주 방향으로 마련되어 있다.
구동 요소(712)에 대한 상대적인 피구동 요소(714)의 축 방향 위치는, 억지끼움 방식으로 환상의 구동 요소(12) 안쪽으로 압박되어 있는 유지판들(retaining plate)(766, 768)에 의해 확실하게 유지된다.
구동 요소(712)는 그 단부(728)에서 축에 용접될 수 있다. 피구동 요소는 치형부(770)를 통해 대응하는 치형 축 단면부에 연결될 수 있다.
동작 시에, 먼저 고무층(726)이 변형되면서, 구동 요소(712)와 피구동 요소(714) 사이에서 상대 회전이 일어난다. 이와 동시에, 초승달 형상의 중간 공간들(762, 764)들도 변형된다. 이러한 상대 회전은 상대적으로 저항이 작은 상태에서 이루어진다. 마지막으로, 롤러들(760)이 초승달 형상의 중간 공간들(762, 764)들을 획정하는 고무층(726)의 경계면들과 맞닿게 된다. 그러한 접촉이 이루어지자마자, 상기 고무가 면압(surface pressure)에 의해 변형되기 때문에, 변형이 이루어지기가 상당히 어렵다. 따라서, 구동 요소(712)와 피구동 요소(714) 사이에 상대 회전이 이루어지는 중에 계단형의 점진적인 특성이 달성되게 된다.
또한, 이미 여러 차례 기술한 바와 같은 붕괴(crash) 기능이 이루어진다. 토크 전달 장치(710)의 축 방향으로 하중이 가해져서 획정되어 있는 최소력을 초과하면, 유지판들의 억지끼움이 풀려 유지판들(766)들이 구동 요소(712) 밖으로 밀려져서, 피구동 요소(714)가 고무층(726)이 파괴되면서 구동 요소(12)에 대해 상대적으로 변이될 수 있게 된다. 이에 따라서, 전술한 바와 같은, 구동렬의 텔레스코프의 접힘이 이루어진다.
도 17 및 도 18에 따른 실시예는, 도 15 및 도 16에 따른 실시예와는, 롤러들(760)들이 구형 구름 접촉체(860)로 대체되었다는 점만이 상이하며, 상기 구형 구름 접촉체는 원주 방향에서 상기 구름 접촉체(860)의 양쪽 면 위에 초승달 형상의 중간 공간들(862, 864)들이 형성되어 있는 상태로 고무층(826) 내에 일렬로 매립되어 있다. 상기 구성과 기능은 도 15 및 도 16과 관련된 기재들과 동일하다.
도 19 및 도 20은 본 발명에 따른 추가의 토크 전달 장치(910)의 실시예를 도시하는데, 도 19는 사시도를 나타내고, 도 20은 절단도를 나타내고 있다.
구동 요소(912)에는 내부 치형(970)이 제공되어 있으며, 내부 치형에 의해 구동 요소가 축에 연결될 수 있다. 구동 요소(912)의 외부 원주부 위에는 방진 고무층(974)이 경화되어 있으며, 고무층 내에는 금속 인서트(976)가 매립되어 있다. 고무층(974)은 또한 중간 요소(950)의 내부 원주부 위에 경화되어 있다. 상기 중간 요소(950)와 금속 인서트(976)는 상호체결 치형들(972, 978)을 통해 회전 유극을 가진 상태로 체결되어 있으나, 회전 유극의 한도 내에서 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.
중간 요소(950)는, 구동 요소(12)를 수용하는 축 방향 서브 영역(932)으로부터, 피구동 요소(14)에 의해 수용되는 축 방향 서브 영역(934) 안쪽으로 연장되어 있다. 축 방향 서브 영역(934)에서, 중간 요소(950)와 피구동 요소(914)는 정지 형성부(940)와 카운터 정지 형성부(942)로 설계되어 있다. 고무-탄성 댐핑층(944)이, 중간 요소(950)와 피구동 요소(914)의 축 방향 서브 영역(934)에 제공되어 있다. 따라서, 프리 댐퍼가 축 방향 서브 영역(932)에 배열되어 있는 반면, 메인 댐퍼가 축 방향 서브 영역(934) 내에 형성되어 있다. 구성은 도 9 및 도 10에 도시한 실시예보다 더욱 컴팩트하지만, 그 기능은 도 9 및 도 10에 따른 실시예의 기능에 상당하다.
도 21 및 도 22에 따른 실시예는, 도 19 및 도 20에 따른 실시예와는, 피구동 요소(914a)가 파형으로 설계되어 있지 않고, 원통형 외부 원주면으로 설계되어 있다는 점만이 상이하다. 그 외의 구성은 동일하다. 구성은 도 9 및 도 10에 도시한 실시예보다 더욱 컴팩트하지만, 그 기능은 도 9 및 도 10에 따른 실시예의 기능에 상당하다.
도 23 및 도 24에 따른 실시예는, 도 19 및 도 20에 따른 실시예와는, 중간 요소(950b)와 피구동 요소(914) 양쪽 위에 정지 형성부 및 카운터 정지 형성부를 구비하고 있지 않으며, 축 방향 영역(934b)이 원통형으로 설계되어 있다는 점만이 상이하다. 그 외의 구성은 동일하다. 구성은 도 9 및 도 10에 도시한 실시예보다 더욱 컴팩트하지만, 그 기능은 도 9 및 도 10에 따른 실시예의 기능에 상당하다.
도 25 및 도 26에 따른 실시예는, 도 23 및 도 24에 따른 실시예와는, 축 방향 영역(934c)의 직경이 감소되어 있다는 점만이 상이하다. 그 외의 구성은 동일하다. 구성은 도 9 및 도 10에 도시한 실시예보다 더욱 컴팩트하지만, 그 기능은 도 9 및 도 10에 따른 실시예의 기능에 상당하다.
도 27 내지 도 30에는, 4개의 추가적인 토크 전달 장치의 실시예가 도시되어 있다. 도 27 내지 도 30 모두의 도면에서, 도면부호 중에서 마지막 세 자리의 도면부호가 동일한 것은 토크 전달 장치에서 기능적으로 동일하거나 유사한 부품을 지칭한다. 도면부호 중에서 첫 번째 숫자는 각 실시예를 나타낸다. 도 27 내지 도 30에서 좌측 도면은 토크 전달 장치의 사시도를 나타내고, 우측 도면은 부분 단면도를 나타낸다. 각 실시예들의 부품들에 대해서는, 아래에서 그 부품들의 기능에 대해 간략하게 설명한다.
도 27의 토크 전달 장치(1000)는 원통형의 구동 요소(1100)와 그 구동 요소와 동축으로 배치되어 있는 피구동 요소(1200)를 포함하며, 이들 요소들은 공유하는 회전 축 주위를 회전할 수 있다. 또한 구동 요소(1100)는 반경 방향 바깥쪽으로 연장되어 있는 돌출부들(1300)을 구비하고 있는데(도면에서는 3개의 반경 방향 리브가 도시되어 있음), 상기 돌출부들은 구동 요소(1100)의 원주면을 따라 동일한 각 거리로 배치되어 있으며, 피구동 요소(1200)의 내부 표면의 반경 방향에 대해 형상 끼워맞춤 방식(form-fitting manner)으로 맞닿아 있다. 중간 요소(1400)가 구동 요소(1100)와 피구동 요소(1200) 사이의 회전 축 주위를 회전할 수 있도록 제공되어 있다. 도 27에 도시한 실시예에서, 3개의 중간 요소들(1400)들이 원주 방향으로 거의 균등 간격으로 배치되어 있다.
중간 요소(1400)가 구동 요소(1100)와 피구동 요소(1200) 사이에 원형-호-형상의 중간 공간들(1920, 1930)을 획정하며, 그 공간들 내에는 탄성 고무 부품들(1920a, 1930a)이 수용되어 있다. 상기 중간 요소(1400)는 곡선형의 H-형상으로 설계되어 있으며, 대략 n/2의 길이로 되어 있다. 또한, 중간 요소(1400)의 단부와 구동 요소(1100)의 돌출부들(1300) 사이에는 반경 방향 바깥쪽으로 연장되어 있는 중간 공간(1900)이 획정되어 있다. 또한, 반경 방향 안쪽을 향하는 돌출 정지부들(1500)이 중간 공간(1920) 안쪽의 피구동 요소(1200) 위에 배치되어 있으며, 상기 정지부들은 중간 요소(1400)의 회전 가동성을 제한한다. 중간 요소(1400)의 회전 가동성은 바람직하게는 1~3°로 제한된다.
도 27의 우측 도면으로부터 알 수 있듯이, 고무 부품들(1920a, 1930a)이 내부 공간들(1920, 1930)을 완전하게 채우고 있다. 그러나, 이들 내부 공간들(1920, 1930)이 반드시 완전하게 채워져 있어야 하는 것은 아니다. 중요한 것은 모든 경우에 있어서, 고무 부품들(1920a, 1930a)이 중간 부품(1400)을 구동 요소(1100)와 피구동 요소(1200)에 결합시키고 있어야 한다는 것이다. 이를 위해, 고무 부품(1920a)은 마찰결합 방식으로 중간 공간(1920) 영역에서 중간 요소(1400)와 피구동 요소(1200)에 대해 맞닿아 있으며, 고무 부품(1930a)은 마찰결합 방식으로 중간 공간(1930) 영역에서 중간 요소(1400)와 구동 요소(1100)에 대해 맞닿아 있다. 본 실시예에서, 고무 부품(1930a)의 경도는 고무 부품(1930a)의 경도보다 작다.
구동 요소(1100)가 축(미도시)에 부착되어 있다면, 축의 회전 동작이 토크 전달 장치(1000)를 통해 피구동 요소(1200)에 부착되어 있는 허브(미도시)에 전달된다. 회전 동작이 전달될 때에, 구동 요소(1100)는 먼저 피구동 요소(1200)에 대해 상대적으로 움직인다. 이러한 상대적 움직임 중에, 고무 부품(1930a)이 돌출부(1300)가 중간 부품(1400)을 칠 때까지 전단 변형(비틀림)된다. 이와 동시에, 고무 부품(1920a)이 전단 변형된다. 고무 부품(1930a)의 경도(전단 변형능)가 고무 부품(1920a)의 경도보다 현저하게 작은 경우에는, 고무 부품(1920a)이 상당히 전단 변형되기 전에 돌출부(1300)가 중간 부품(1400)을 칠 수도 있다. 돌출부(1300)가 중간 부품(1400)과 맞닿아 있고, 구동 요소(1100), 이에 따라 돌출부(1300)가 피구동 요소(1200)에 대해 상대적으로 더 회전된다면, 고무 부품(1930a)의 전단 변형 양은 변하지 않게 되는데, 이를 다시 말하면 고무 부품(1930a)의 전단 변형이 "동결"(frozen)된다. H-형상의 중간 부품(1400)의 단부가 정지부(1500)를 칠 때까지, 고무 부품(1920a)이 더 변형된다.
도 27에 도시한 실시예와 대비해서, 도 28에 도시한 토크 전달 장치(2000)는 실질적으로 동일한 구성으로 되어 있지만, 고무 부품(2920a)(도 27의 고무 부품(1920a)에 해당)의 축 방향 폭(두께)이 증가되어 있고, 고무 부품(2930a)(도 27의 고무 부품(1930a)에 해당)의 축 방향 폭(두께)이 동일하다는 차이가 있다. 고무 부품(2920a)의 폭을 변경시킴으로써, 고무 부품의 전단 변형능(전단 변형에 대한 저항)이 감소된다. 이에 따라, 구동 요소(2100)와 중간 부품(2400)의 회전 동작 중에, 고무 부품(2920a)이 도 27에서 대응하는 고무 부품(1920a)보다 더 큰 비틀림(전단변형)을 겪게 된다.
고무 부품들(1920a, 1930a, 2920a, 2930a)의 경도와 폭(형상, 외형)의 특정 선택에 의해, 토크 전달 장치(1000, 2000)의 비틀림 거동이 제어 방식으로 조절될 수 있다. 고무 부품들(1930a, 2930a)이 제로 교차(zero crossing) 영역에서의 비틀림 특성의 코스를 결정하고, 상기 코스가 가능한 한은 평탄함을 유지하며, 이에 따라 고무 부품들(1930a, 2930a)에 상대적으로 연한 소재가 사용되기 때문에, 고무 부품들(1920a, 2920a)의 경도가 보다 큰 회전각에서의 비틀림 특성을 결정한다. 고무 부품들(1920a, 2920a)의 특정 경도의 선택에 의해, 이에 상응하는 비틀림 특성의 진행 코스를 얻을 수 있다.
전술한 도 27 및 도 28의 실시예들에 대비하여, 도 29에 도시한 실시예에서는 중간 부품(3400)이 폐쇄 링 형상으로 되어 있다. 상기 중간 부품(3400)은 반경 방향 내측으로 연장되어 있는 돌출부들(3420)을 구비하고 있고, 반경 방향 외측으로 연장되어 있는 구동 요소(3100)의 돌출부들(3300)과 체결될 수 있다. 도 29로부터 알 수 있듯이, 모든 경우에 있어서, 중간 부품(3400)의 두 개의 돌출부들(3420)은 구동 요소(3100)의 하나의 돌출부(3300)에 원주 방향으로 인접하게 배열된다. 돌출부들(3300)은 구동 부품(3100)의 원주 방향을 따라 서로가 일정한 각 거리만큼 배열되어 있다. 도 29의 우측 도면을 참조하면, 내부 고무 부품(3930a)은 중간 부품(3400)과 구동 부품(3100) 사이에 마찰 결합 방식으로 끼워져 있다. 도 29의 실시예는 3개의 아치형 중간 공간들(3930) 내에 끼워져 있는 3개의 고무 부품들(3930a)을 포함하고 있다. 외부 고무 부품(3920a)은 폐쇄 링 형상으로 되어 있으며, 피구동 요소(3200)와 중간 부품(3400) 사이의 폐쇄 원통형 중간 공간(3920) 내에 마찰 결합 방식으로 수용되어 있다.
구동 요소(3100)가 피구동 요소(3200)에 대해 상대적으로 회전하면, 고무 부품들(3920a, 3930a) 모두가 전단 변형된다. 돌출부들(3300)들이 돌출부들(3420)을 치자마자, 고무 부품(3930a)의 전단 변형 상태가 "동결"로 된다. 구동 요소(3100)가 계속 회전할 때에, 고무 부품(3920a)의 전단 저항이 극복될 때까지 고무 부품(3920a)이 추가적으로 전단 변형되고, 피구동 요소(3200)가 회전하기 시작한다. 여기서, 또한, 고무 부품들(3920a, 3930a)의 경도와 폭(두께)의 특정 선택에 의해, 토크 전달 장치(3000)의 비틀림 거동(비틀림 특성)이 제어 방식으로 영향을 받을 수 있다.
도 29에 도시한 실시예에 대비해서, 도 30의 실시예는, 구동 요소(4100a, 4100b)와 연동할 수 있는, 폐쇄 형상의 중간 부품(4400)을 구비하고 있다. 상기 구동 요소는 내부는 원통형이며 외부는 육각형으로 되어 있는 요소(4100a)를 포함한다. 환상의 폐쇄형 요소들(4100b)이 상기 요소(4100a)의 축 단부들에 부착되어 있다. 이들의 반경 방향 외부 원주부에서, 상기 요소들(4100b)들은 동일한 각 거리로 배치되어 있는 돌출부들(4300)을 구비하고 있다. 도 30에 도시되어 있는 육각형이 끝단측 단부 요소들(4100b)이 용이하게 장착되도록 한다. 구동 요소가 원주 방향으로 상대적으로 짧은 균등 간격으로 배열되어 있는 돌출부들(4300)을 구비하고 있다는 사실로 인해, 구동 부품(4100)을 마찰 결합 방식으로 중간 부품(4400)에 체결하는 고무 부품(4930a)이 토크 전달 장치(4400)의 환상의 폐쇄형 공동(4920) 내에 축 방향으로 중앙부에 배열되어 있다. 고무 부품(4920a)이 피구동 요소(4200)와 중간 부품(4400) 사이의 폐쇄 원통형 중간 공간(4920) 내에 수용되어 있다.
도 30의 우측 도면으로 알 수 있는 바와 같이, 고무 부품들(4920a, 4930a)의 폭은 서로 상이하다. 또한, 고무 부품(4920a)의 중간 부품(4400)에 대한 마찰 체결 접촉부가 고무 부품(4930a)의 접촉부보다 크다. 도 30에 도시한 실시예에서, 고무 부품(4930a)의 전단변형 동작이 제로 교차점 영역에서의 비틀림 특성의 코스를 경정하는 반면, 상대적으로 얇게 설계된 고무 부품(4920a)은 더 큰 회전각에서 점진적인 비틀림 특성이 되도록 한다.
도 27 내지 도 30에 따른 발명은, 고무 부품들(1920a. 1930a~4920a, 4930a)이 구동 요소들(1100~4100)과 피구동 요소들(1200~4200)들의 회전 방향으로 중간 부품들(1400~4400)을 스프링-탄성식으로 결합시킨다는 사실에 기초한다. 또한, 고무 부품들(1920a. 1930a~4920a, 4930a)은 구동 요소와 피구동 요소를 중간 부품에 반경 방향으로 스프링-탄성식으로 체결한다.
또한, 구동 요소의 기능은 피구동 요소의 기능과 서로 바꿀 수 있는데, 다시 말하면, 개시되어 있는 구동 요소는 피구동 요소가 되고, 피구동 요소가 구동 요소로 될 수 있다.
또한, 고무 부품들(1920a. 1930a~4920a, 4930a)의 스프링-탄성 기능은 다른 스프링 체들, 예를 들면, 헬리컬 스프링, 판 스파이럴 스프링 등에 의해 실시될 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 27 내지 도 30에 따라 개시된 모든 실시예들에서, 구동 요소(1100~4100), 피구동 요소(1200~4200) 및 중간 부품(1400~4400)은 금속, 예를 들면, 알루미늄 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 고무 부품들(1920a. 1930a~4920a, 4930a)의 경우, 이들에는 쇼어 경도가 40 내지 80인 고무가 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 구동 요소(1100~4100)가, 고무 부품(1930a~4930a)과 피구동 요소(1200~4200)에 의해 소재 접착 방식(materially joined manner)으로 중간 부품(1400~4400)에 결합될 수 있다.
중간 부품들(1400~4400)은 피구동 부품(1200~4200)과 구동 부품(1100~4100) 사이에서 회전 가동성("부동성")(floating) 방식으로 장착되기 때문에, 중간 부품들(1400~4400)은 도 27 내지 도 30에 따른 실시예들 모두에서 진동 흡진기(vibration absorber)로서 기능할 수 있다. 구동 부품(1100~4100) 내에서 진동이 발생한다면, 고무 요소들(1930a~4930a)에 의한 마찰 결합 방식의 체결은 중간 부품(1400~4400)이 상기 진동과 반대 위상의 진동을 발생하도록 한다. 이러한 경우, 중간 부품(1400~4400)은 자유 가동성 보상 질량체로 기능하며, 이에 의해 구동 부품(1100~4100)의 진동이 보상되며, 이에 따라서 피구동 부품(1200~4200)에 진동이 전달되지 않게 된다.

Claims (27)

  1. 적어도 하나의 축을 통해 진동-감소된 토크를 전달하는 토크 전달 장치로서,
    구동 요소 및 그 구동 요소에 연결되어 있는 피구동 요소를 구비하며,
    상기 구동 요소와 피구동 요소 사이에는, 구동 요소와 피구동 요소들이 서로에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 상기 구동 요소를 상기 피구동 요소에 연결하되, 구동 요소와 피구동 요소 사이의 상대 회전이 증가함에 따라 계단식의 점진적인 비틀림 특성을 구비하는 적어도 하나의 댐핑 장치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 요소는 정지 형성부를 구비하고, 상기 피구동 요소는 상보적 카운터 정지 형성부를 구비하며, 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부가 상호 반경방향 유극과 회전 유극이 있는 상태로 이들 중 어느 하나가 다른 하나의 안쪽에 체결되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부가 유극이 있는 스플라인 형태인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부가 유극이 있는 다각형 형상 끼워맞춤(form-fitting) 연결 형태인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 어느 한 항에 있어서,
    상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부 사이에 고무 소재로 된 압축성 댐핑층이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고무층 내에 나선형 인서트가 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고무층 내에 금속 인서트가 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    연동하는 정지 형성부와 카운터 정지 형성부 바깥쪽의, 구동 요소와 피구동 요소 사이에 적어도 하나의 고무-탄성 프리 댐퍼체가 제공되어 있으며, 상기 댐퍼체가 비틀림-진동-댐핑 방식으로 구동 요소를 피구동 요소에 연결하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  9. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 요소와 피구동 요소 사이에 중간 요소가 배치되어 있고, 상기 중간 요소가 관상 방식(tubular manner)으로 댐핑 장치의 삽입물로서 구동 요소와 피구동 요소에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    중간 요소가, 축 방향에서 보았을 때에 어느 하나가 다른 하나의 뒤에 가려져 있는, 구동 요소와 피구동 요소에 연결되되, 상기 구동 요소가 상기 피구동 요소와 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    구동 요소 및/또는 피구동 요소가 정지 형성부를 구비하고 있고, 상기 중간 요소는 상기 구동 요소와 상기 피구동 요소와 연동하는 각 영역에 상보적인 카운터 정지 형성부를 구비하고 있으며, 상기 정지 형성부와 상기 카운터 정지 형성부 각각이 서로 반경 방향 유극과 회전 유극이 있게 이들 중 어느 하나가 다른 하나의 안쪽에 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 요소가 관상으로 되어 있고, 일 단부에서 구동 요소를 수용하고, 타 단부에서 피구동 요소를 수용하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  13. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    고체전달음(structure-borne noise)을 댐핑하기 위한 천공된 고무체가 구동 요소 및/또는 피구동 요소 및/또는 중간 요소 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  14. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 요소 및 피구동 요소 중 하나의 부품이 축 단부에 부착되도록 되어 있고, 구동 요소 및 피구동 요소 중 다른 하나의 부품은 이음관(jointed tube) 또는 등속 조인트 또는 유니버설 조인트에 부착되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  15. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 요소 및 피구동 요소 사이에 고무-탄성 댐핑층이 제공되어서, 구동 요소를 피구동 요소에 연결하며, 상기 댐핑층 내에는 구름 접촉체가 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    구름 접촉체 영역에서, 토크 전달 장치의 원주 방향으로 보았을 때에, 고무-탄성 댐핑층이 구름 접촉체에 대해서 유극을 제공하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  17. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    사전에 미리 결정되어 있는 축력을 초과할 때에, 구동 요소와 피구동 요소가 서로에 대해 축 방향으로 포개어 끼워질 수 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  18. 축들을 연결하기 위한 토크 전달 장치(1000)로서,
    외부 피구동 요소(1200)와 그 피구동 요소(1200) 내부에 상기 피구동 요소(1200)에 대해 상대적으로 회전 가동되도록 배치되어 있는 구동 요소(1100) 및 상기 구동 요소(1100)와 피구동 요소(1200) 사이에서 회전 구동하도록 배치되어 있는 중간 요소(1400)를 구비하며, 상기 중간 요소(1400)가 제1 연결 부품(1930a)을 통해 마찰 체결 방식으로 구동 요소(1100)에 연결되고, 제2 연결 부품(1920a)을 통해 피구동 요소(1200)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    중간 요소(1400)의 회전 가동성이 상기 피구동 요소(1200) 위에 배치되어 있는 적어도 하나의 정지부(1500)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    구동 요소(1100)는 반경 방향의 외측으로 연장되어 있으며, 상기 중간 요소(1400)와 체결될 수 있는 적어도 하나의 돌출부(1300)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 요소(1100)는 반경 방향의 외측으로 연장되어 있으며, 상기 구동 부품(1100)의 원주를 따라 균일한 각 거리(angular distance)로 배열되어 있는 복수의 돌출부들(1300)을 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 부품(1100)이 중간 부품(1400)과 연동 체결될 수 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 연결 부품(1930a)과 제2 연결 부품(1920a)들이 탄성 고무 부품인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    제1 연결 부품(1930a)의 탄성 고무 부품의 쇼어 경도와 제2 연결 부품의 탄성 고무 부품의 쇼어 경도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    제1 연결 부품(1930a)의 쇼어 경도가 제2 연결 부품(1920a)의 쇼어 경도보다 작은 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  26. 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 연결 부품(1930a)과 제2 연결 부품(1920a)의 축 방향 폭 및/또는 반경 방향 단면의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  27. 제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 요소(1400)가 소재 접착 방식(materially joined manner)으로, 제1 연결 부품(1930a)을 통해 구동 요소(1100)에, 제2 연결 부품(1920a)을 통해 피구동 요소(1200)에 결합되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
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