KR20130108516A - 오버러닝 및 진동 감쇠 능력을 갖는 격리 풀리 - Google Patents

오버러닝 및 진동 감쇠 능력을 갖는 격리 풀리 Download PDF

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존 알. 앤트차크
워렌 윌리암스
제임스 더블유. 델
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Abstract

입력 허브, 출력 부재, 일방향 클러치 및 적어도 하나의 격리 스프링을 갖춘 디커플러. 회전력이 입력 허브로부터 일방향 클러치를 통해 그리고 격리 스프링을 통해 출력 부재로 사전결정된 회전 방향으로 전달된다. 디커플러를 형성하기 위한 방법이 또한 제공된다.

Description

오버러닝 및 진동 감쇠 능력을 갖는 격리 풀리{ISOLATION PULLEY WITH OVERRUNNING AND VIBRATION DAMPING CAPABILITIES}
본 개시는 일반적으로 오버러닝 및 진동 감쇠 능력을 갖는 격리 풀리에 관한 것이다.
오버러닝 디커플러가 미국 특허 출원 공개 제2010/0140044호 및 제2007/0037644호에 개시된다. 이러한 오버러닝 디커플러가 그 의도된 목적에 매우 적합하지만, 비틀림 격리(torsional isolation)를 제공하는 오버러닝 디커플러의 필요성이 당업계에 여전히 존재한다.
이 절은 본 개시의 개요를 제공하며, 그 전체 범위 또는 그 모든 특징의 포괄적 개시가 아니다.
일 형태에서, 본 교시는 입력 허브, 출력 부재, 및 일방향 클러치와 비틀림 격리기를 갖춘 클러치 및 격리 시스템을 포함하는 디커플러를 제공한다. 일방향 클러치는 클러치 입력 구조체, 클러치 스프링, 캐리어 및 클러치 출력 구조체를 구비한다. 클러치 입력 구조체는 입력 허브에 이것과 함께 회전하도록 고정되게 결합된다. 클러치 스프링은 와이어로 형성되고, 복수의 코일 및 캐리어에 장착되는 제1 단부를 구비한다. 캐리어는 입력 허브에 회전불가하게 장착되고, 클러치 스프링의 제1 단부를 형성하는 와이어의 축방향 단부면을 클러치 입력 구조체를 향해 배향시킨다. 클러치 출력 구조체는 클러치 표면을 구비한다. 클러치 스프링의 코일은 회전력을 입력 허브로부터 클러치 출력 구조체로 제1 회전 방향으로 전달하기 위해 클러치 표면을 향해 확장되도록 구성된다. 클러치 스프링의 코일은 클러치 출력 구조체가 입력 허브를 제1 회전 방향으로 오버러닝시키도록 허용하기 위해 수축되도록 구성된다. 비틀림 격리기는 입력 구동기, 출력 구동기 및 입력 구동기와 출력 구동기 사이에서 제1 회전 방향으로 토크를 전달하도록 구성되는 적어도 하나의 스프링을 포함한다. 입력 구동기는 클러치 출력 구조체에 이것과 함께 회전하도록 결합된다. 출력 부재는 출력 구동기에 이것과 함께 회전하도록 결합된다. 비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링은 클러치 스프링의 반경 방향 외측에 배치된다.
다른 형태에서, 본 개시의 교시는 디커플러를 형성하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 비틀림 격리 스프링을 일방향 클러치의 클러치 스프링 주위에 동심으로 장착하는 단계 - 일방향 클러치는 입력 허브에 구동가능하게 결합되고 사전결정된 회전 방향으로 입력 허브와 비틀림 격리 스프링 사이에서 회전력을 전달하도록 구성됨 - ; 및 비틀림 하중이 디커플러에 의해 전달되지 않을 때 디커플러가 회전 비평형되도록 디커플러를 사전결정된 회전 비평형으로 평형시키는 단계 - 디커플러에 의해 전달되는 비틀림 하중이 사전결정된 비틀림 하중으로 증가할 때 디커플러의 회전 비평형이 감소함 - 를 포함할 수 있다.
또 다른 형태에서, 본 개시의 교시는 입력 허브, 출력 부재, 일방향 클러치 및 적어도 하나의 격리 스프링을 갖춘 디커플러를 제공한다. 회전력이 입력 허브로부터 일방향 클러치를 통해 그리고 격리 스프링을 통해 출력 부재로 사전결정된 회전 방향으로 전달된다.
이 방식으로의 디커플러의 구성은 디커플러의 최종 구성에 따라 몇몇 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 일방향 클러치의 전체 크기를 종래 기술에 비해 감소시키는 것이 가능할 수 있어, 일방향 클러치가 보다 저렴하다. 다른 예로서, 상대적으로 더욱 큰 스프링을 디커플러 내에 통합시키는 것이 가능할 수 있으며, 이는 비용 이점을 가질 수 있고(다수의 스프링을 채용한 디커플러에 비해), 그리고/또는 다른 스프링 구성에 의해 쉽게 획득가능하지 않을 수 있는 상이한 스프링 상수(spring rate)를 제공할 수 있다. 본 명세서에 명시되지 않은 다른 이점이 또한 얻어질 수 있다.
본 명세서에 제공된 설명으로부터 다른 응용 분야가 명백해질 것이다. 본 개요의 설명 및 특정 예는 단지 예시의 목적으로 의도되며, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 명세서에 기술된 도면은 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 본 개시의 범위를 어떠한 방식으로도 제한하도록 의도되지 않는다. 다양한 도면 전반에 걸쳐 유사하거나 동일한 요소에는 일관된 식별 번호가 부여된다.
도 1은 본 개시의 교시에 따라 구성된 예시적인 디커플러의 후방 사시도이다.
도 2는 도 1의 디커플러의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 디커플러의 종단면도이다.
도 4는 캐리어, 클러치 스프링 및 입력 허브에 결합된 클러치 입력 구조체를 예시한, 도 1의 디커플러의 일부분의 배면도이다.
도 5는 스프링 지지체에 장착된 클러치 스프링의 제2 단부를 예시한, 도 1의 디커플러의 일부분의 사시도이다.
도 6은 백킹 부재(backing member)를 갖춘 대안적으로 구성된 디커플러의 종단면도의 일부분이다.
수개의 도면 전반에 걸쳐 상응하는 도면 부호는 상응하는 부품을 가리킨다.
도면의 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 교시에 따라 구성되는 디커플러가 전반적으로 도면 부호 10으로 지시된다. 디커플러(10)는 입력 부재(12), 클러치 및 격리 시스템(14), 출력 부재(16), 및 비틀림 진동 댐퍼(18)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 입력 부재(12)는 허브 부재(30) 및 환형 쇼울더(32)를 갖춘 입력 허브(20)를 구비할 수 있다. 허브 부재(30)는 디커플러(10)를 구동 샤프트(DS)에 임의의 원하는 방식으로 결합시키도록 구성될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 복수의 관통구(36)가 허브 부재(30)를 통해 형성되고, 구동 샤프트(DS)에 나사 체결되는 나사 체결구(명확하게 도시되지 않음)를 그것을 통해서 수용하도록 구성된다. 입력 허브(20)와 구동 샤프트(DS)가 입력 허브(20)의 중심선이 구동 샤프트(DS)의 회전축에 정확하게 정렬되도록 허용하는 특징부를 구비할 수 있는 것이 인식될 것이다. 제공된 특정 예에서, 허브 부재(30) 내의 보어(38)와 구동 샤프트(DS)의 안내 부분(40) 사이의 끼워맞춤은 중심선을 회전축에 대해 원하는 정도로 위치시키도록 구성된다. 환형 쇼울더(32)는 원주 방향으로 연장되는 표면(44) 및 반경 방향으로 연장되는 표면(46)을 포함할 수 있다.
축척에 맞게 도시되지 않은 비틀림 진동 댐퍼(18)는 비틀림 진동을 감쇠시키기 위해 점성 전단력, 접선 방향 스프링 힘 및/또는 마찰력을 채용한 감쇠 수단을 비롯한 임의의 유형의 비틀림 진동 감쇠 수단을 포함할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 비틀림 진동 댐퍼(18)는 접선 방향 스프링 힘을 채용하고, 댐퍼 입력 부재(22), 탄성 부재(RI) 및 관성 부재(IM)를 포함한다. 댐퍼 입력 부재(22)는 임의의 적합한 방식으로 입력 허브(20)에 결합될 수 있는 별개의 구성요소일 수 있다. 제공된 특정 예에서, 댐퍼 입력 부재(22)는 입력 허브(20)에 용접되며, 이는 입력 허브(20)가 단조를 포함하는 공정을 통해 형성되도록 허용하는 반면, 댐퍼 입력 부재(22)는 강판 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 댐퍼 입력 부재(22)가 입력 허브(20)와 별개로 형성되면, 하나 이상의 나사 체결구 및/또는 억지 끼워맞춤을 비롯한 다양한 다른 결합 수단이 채용될 수 있는 것이 인식될 것이다. 댐퍼 입력 부재(22)는 환형 쇼울더(32)와 같은, 입력 허브(20)의 일부분으로부터 반경 방향으로 연장될 수 있는 레그 부분(48)과, 레그 부분(48)의 원위 단부에 결합될 수 있는 그리고 입력 허브(20) 주위에 동심으로 배치되도록 레그 부분(48)으로부터 전방으로 연장될 수 있는 암 부분(50)을 구비할 수 있다. 탄성 부재(RI)는 댐퍼 입력 부재(22) 및 관성 부재(IM)에 결합(예컨대, 접합, 마찰 맞물림)될 수 있는 탄성중합체를 포함할 수 있다. 관성 부재(IM)는 사전결정된 진동수에서 비틀림 진동을 적어도 부분적으로 상쇄시키기 위해 당업계에 잘 알려진 방식으로 크기 결정될 수 있는 환형 구조체일 수 있다.
클러치 및 격리 시스템(14)은 일방향 클러치(54) 및 비틀림 격리기(56)를 포함할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 일방향 클러치(54)는 클러치 입력 구조체(60), 캐리어(62), 클러치 스프링(64), 클러치 출력 부재(66) 및 스프링 지지체(68)를 포함하는 반면, 비틀림 격리기(56)는 입력 구동기(70), 적어도 하나의 격리 스프링(72) 및 출력 구동기(74)를 포함한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 클러치 입력 구조체(60)는 클러치 입력 구조체(60)가 입력 부재(12)와 동시 회전하도록 환형 쇼울더(32)에 결합될 수 있다. 클러치 입력 구조체(60)는 환형 쇼울더(32)의 반경 방향으로 연장되는 표면(46)으로부터 연장될 수 있는 인접면(abutting face)(80)을 구비할 수 있다.
클러치 스프링(64)은 적절한 단면 형상의 스프링 와이어로 형성될 수 있고, 제1 단부(88)와 제2 단부(90) 사이에 배치되는 복수의 나선형 코일(86)을 포함할 수 있다. 제1 단부(88)는 나선형 코일(86) 중 인접 나선형 코일로부터 반경 방향 내향으로 연장될 수 있고, 각각 제1 및 제2 선형 세그먼트(94, 96), 제1 전이 구역(98) 및 제2 전이 구역(100)을 포함할 수 있다. 제1 선형 세그먼트(94)는 나선형 코일(86) 중 인접 나선형 코일로부터 제1 각도로 반경 방향 내향으로 연장될 수 있는 반면, 제2 선형 세그먼트(96)는 나선형 코일(86) 중 인접 나선형 코일로부터 보다 큰 제2 각도로 반경 방향 내향으로 연장될 수 있다. 제1 전이 구역(98)은 제1 선형 세그먼트(94)를 나선형 코일(86) 중 인접 나선형 코일에 결합시킬 수 있는 반면, 제2 전이 구역(100)은 제2 선형 세그먼트(96)를 제1 선형 세그먼트(94)에 결합시킬 수 있다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 제2 단부(90)는 그것을 중심으로 나선형 코일(86)이 형성되는 중심축에 평행하게 연장될 수 있는 탱(tang)(104)을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 다시 참조하면, 캐리어(62)는 환형 쇼울더(32) 주위에 수용될 수 있고, 회전력이 클러치 입력 구조체(60)로부터 클러치 스프링(64)으로 전달될 때 클러치 스프링(64)을 지지하도록 구성될 수 있다. 캐리어(62)는 강 또는 플라스틱과 같은 적합한 재료로 형성될 수 있고, 플랜지 부분(110), 슬리브 부분(112), 홈(114) 및 캐리어 인접 벽(116)을 포함할 수 있다. 플랜지 부분(110)은 환형 쇼울더(32)의 반경 방향으로 연장되는 표면(46)에 인접할 수 있는 전방 표면(118) 및 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86) 중 인접 나선형 코일에 인접할 수 있는 후방 표면(120)을 갖춘 환형 구조체일 수 있다. 제공된 예에서, 클러치 스프링(64)에 인접한 후방 표면(120)의 부분은 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86)의 윤곽과 정합하도록 나선형으로 형상화된다. 슬리브 부분(112)은 플랜지 부분(110)으로부터 축방향으로 연장될 수 있는 환형 구조체일 수 있다. 슬리브 부분(112)은 하나 이상의 나선형 코일(86)을 지지하기 위해 그리고/또는 캐리어(62)와 클러치 스프링(64)의 제1 단부(88)를 공통 회전축을 중심으로 유지시키기 위해 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86) 내에 수용되도록 크기 결정될 수 있다. 홈(114)은 클러치 스프링(64)의 제1 단부(88)를 수용하도록 구성될 수 있고, 슬리브 부분(112)의 원주를 통해 그리고 선택적으로 캐리어 인접 벽(116)을 통해 연장될 수 있다. 캐리어 인접 벽(116)은 클러치 입력 구조체(60)에 인접할 수 있고, 홈(14)이 캐리어 인접 벽(116)을 통해 연장되면, 클러치 스프링(64)을 형성하는 와이어의 축방향 단부면(126)이 또한 클러치 입력 구조체(60)의 인접면(80)에 인접할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 클러치 입력 구조체(60)는 실린더형 핀이고(인접면(80)이 실린더형으로 형상화되도록), 클러치 입력 구조체(60)의 중심선(CLC)(즉, 축방향 단부면(126)에 수직하게 취해진)이 클러치 스프링(64)을 형성하는 와이어의 종방향 중심선(CLD)이 축방향 단부면(126)과 교차하는 점에서 종방향 중심선(CLD)의 반경 방향 외향으로 이격되도록 축방향 단부면(126)에 대해 위치된다. 이 방식으로의 구성은 중심선(CLD)을 디커플러(10)의 회전축과 중심선(CLD) 사이에 위치시킬 수 있으며, 이는 몇몇 상황에서 클러치 스프링(64)을 형성하는 와이어를 포획하는 것을 도울 수 있다. 그러나, 클러치 입력 구조체(60) 및 클러치 스프링(64)의 다른 구성이 본 개시의 범위 내에 있는 것이 인식될 것이고, 따라서, 본 명세서에 예시되고 기술된 특정 예가 본 명세서에 개시된 발명을 제한하지 않는 것으로 이해될 것이다.
원하는 경우, 캐리어(62)는 입력 부재(12)에 회전불가하게 결합되도록 구성될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 캐리어(62)의 플랜지 부분(110)은 캐리어(62)(따라서 클러치 스프링(64)의 제1 단부(88))를 클러치 입력 구조체(60)에 대해 사전결정된 배향으로 유지시키기 위해 클러치 입력 구조체(60)를 수용하도록 도 4에 도시된 바와 같이 노치형성된다.
캐리어(62)가 연속 환형 구조체로서 형성되는 플랜지 부분(110)을 구비하는 것으로서 기술되었지만, 캐리어(62)가 대안적으로 불연속 환형 구조체로서 형성될 수 있는 것이 인식될 것이다. 이와 관련하여, 캐리어(62)에 보다 큰 정도의 원주 방향 순응을 제공하기 위해 플랜지 부분(110)에 반경 방향 슬릿(미도시)이 형성될 수 있다. 다른 대안으로서, 캐리어(62)는 캐리어를 입력 부재(12)에 이것과 함께 회전하도록 결합시키기 위해 환형 쇼울더(32)에 가압 끼워맞춤될 수 있다.
도 6을 참조하면, 백킹 부재(130)가 홈(114)으로부터 클러치 스프링(64)의 제1 단부(88)의 후퇴를 억제하기 위해 입력 허브(20)에 결합될 수 있다. 제공된 예에서, 백킹 부재(130)는 강으로 형성되고 입력 허브(20)에 가압 끼워맞춤되지만, 다른 결합 방법이 채용될 수 있는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 백킹 부재(130)는 상응하게 형상화된 링 홈(미도시) 내에 수용되는 것과 같은, 적절한 방식으로 입력 허브(20)에 결합될 수 있는 외부 스냅 링 또는 스러스트 와셔(thrust washer)(미도시)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 클러치 출력 부재(66)는 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86) 주위에 배치될 수 있는 원주 방향으로 연장되는 구조체를 포함할 수 있다. 클러치 출력 부재(66)는 아래에서 상세히 논의될 바와 같이 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86)에 의해 맞물릴 수 있는 클러치 표면(140)을 포함할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 스프링 지지체(68)는 관형 본체 부분(146) 및 단부 플랜지(148)를 포함할 수 있다. 관형 본체 부분(146)은 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86)과 허브 부재(30) 사이에 수용되도록 구성될 수 있다. 단부 플랜지(148)는 캐리어(62)에 대향된 클러치 스프링(64)의 축방향 단부에 인접하도록 구성될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 단부 플랜지(148)는 클러치 스프링(64)의 축방향 단부에 바로 인접하는 나선형으로 윤곽지어진 표면을 구비한다. 탱 슬롯(150)이 스프링 지지체(68) 내에 형성될 수 있고, 스프링 지지체(68)를 클러치 스프링(64)의 제2 단부(90)에 이것과 함께 회전하도록 결합시키기 위해 탱(104)을 수용하도록 크기 결정될 수 있다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 적어도 하나의 격리 스프링(72)은 입력 구동기(70)와 출력 구동기(74) 사이에서 회전력을 전달하기 위해 그것들 사이에 수용될 수 있다. 제공된 예에서, 적어도 하나의 격리 스프링(72)은 그것을 통한 증가하는 토크량의 전달에 따라 산개되는(즉, 반경 방향으로 확장되는) 단일 나선형 비틀림 스프링(154)을 포함하는 반면, 입력 및 출력 구동기(70, 74) 각각은 나선형 스프링 홈(160) 및 구동기 러그(162)를 포함한다. 그러나, 탄성중합체(예컨대, 고무, 탄성 발포체)와 같은 다른 재료가 예시된 예에 도시된 단일 나선형 비틀림 스프링(154)에 더하여 또는 그것 대신에 채용될 수 있는 것, 및/또는 적어도 하나의 격리 스프링(72)이 입력 허브(20) 주위에 원주 방향으로 배치되는 하나 이상의 스프링을 포함할 수 있는 것이 인식될 것이다. 나선형 비틀림 스프링(154)은 입력 구동기(70)와 출력 구동기(74) 사이에서 축방향으로 압축될 수 있다. 제공된 예에서, 나선형 비틀림 스프링(154)은 클러치 스프링(64)이 권취되는 방향과 반대인 방향으로 권취되지만, 다른 구성이 본 개시의 범위 내에 있는 것이 인식될 것이다. 또한, 대안에서 복수의 원주 방향으로 이격된 나선형 코일 스프링이 입력 구동기(70)와 출력 구동기(74) 사이에 장착될 수 있는 것이 인식될 것이다. 나선형 스프링 홈(160)은 나선형 비틀림 스프링(154)의 대응하는 축방향 단부에 인접하도록 구성되는 반면, 구동기 러그(162)는 나선형 비틀림 스프링(154)을 형성하는 와이어의 관련 축방향 단부면(164)에 인접하도록 구성된다. 입력 구동기(70)는 클러치 출력 부재(66)에 이것과 함께 회전하도록 결합될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 입력 구동기(70)는 클러치 출력 부재(66)가 나선형 비틀림 스프링(154)의 길이를 따라 축방향으로 배치되도록 클러치 출력 부재(66)와 일체로 형성된다. 이 방식으로의 구성이 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86)의 적어도 일부분을 나선형 비틀림 스프링(154)의 코일의 적어도 일부분과 축방향으로 중첩하는 방식으로 위치시키는 것이 인식될 것이다.
하나 이상의 시일이 디커플러(10)의 내부로의 물 및/또는 잔해의 유입을 억제하기 위해, 그리고/또는 윤활제를 디커플러(10)의 일부분 내에 유지시키기 위해 디커플러(10) 내에 통합될 수 있다. 제공된 예에서, 제1 시일(170)이 환형 쇼울더(32)와 클러치 출력 부재(66) 사이에 배치되고, 제2 시일(172)이 출력 구동기(74)와 클러치 출력 부재(66) 사이에 배치되며, 제3 시일이 입력 허브(20)와 출력 구동기(74) 사이에 배치된다. 제1, 제2 및 제3 시일(170, 172, 174)은 클러치 스프링(64)이 내부에 배치되는 내부 캐비티를 밀봉하도록 협동한다. 따라서, 그리스, 오일 또는 트랙션 유체(traction fluid)와 같은 적합한 윤활제가 나선형 코일(86)과 클러치 표면(140)을 윤활하도록 채용될 수 있다. 제2 및 제3 시일(172, 174)이 면 시일(face seal)인 것으로서 예시되지만, 임의의 유형의 시일이 채용될 수 있는 것이 인식될 것이다. 제3 시일(174)은 입력 허브(20) 내에 형성되는 홈(162) 내에 수용될 수 있는, 유지 링(180)과 같은 유지 부재를 포함할 수 있다. 유지 부재(예컨대, 유지 링(180))는 입력 구동기(70)로부터의 출력 구동기(74)의 축방향 움직임을 제한할 수 있다.
하나 이상의 베어링이 입력 허브(20)에 대해 입력 및 출력 구동기(70, 74)를 지지하기 위해 채용될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 제1 베어링(190)이 입력 구동기(70)와 댐퍼 입력 부재(22) 사이에 배치되고, 제2 베어링(192)이 허브 부재(30)와 출력 구동기(74) 사이에 배치된다. 제1 및 제2 베어링(190, 192)은 임의의 유형의 베어링일 수 있지만, 제공된 특정 예에서 스러스트 부싱이다. 제1 베어링(190)은 입력 구동기(70)를 입력 허브(20)의 회전축에 대해 지지하도록 구성될 수 있는 환형 부분(200)과, 댐퍼 입력 부재(22)를 향한 방향으로 입력 허브(20)의 회전축을 따른 축방향으로의 입력 구동기(70)의 움직임을 제한하도록 구성될 수 있는 반경 방향으로 연장되는 부분(202)을 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 베어링(192)은 출력 구동기(74) 상의 환형 칼라(208)와 허브 부재(30) 사이에 수용될 수 있는 그리고 출력 구동기(74)를 입력 허브(20)의 회전축에 대해 지지하도록 구성될 수 있는 환형 부분(206)과, 댐퍼 입력 부재(22)를 향한 방향으로 입력 허브(20)의 회전축을 따른 축방향으로의 출력 구동기(74)의 축방향 움직임을 제한하도록 구성될 수 있는 반경 방향으로 연장되는 부분(210)을 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 반경 방향으로 연장되는 부분(210)이 제3 시일(174)에 인접하는 것으로서 도시되지만, 허브 부재(30) 상에 형성되는 리브(미도시) 또는 허브 부재(30) 내의 홈(미도시) 내에 수용되는 유지 링(미도시)과 같은 다른 구조체와 접촉할 수 있는 것이 인식될 것이다.
출력 부재(16)는 풀리, 기어, 스프로켓 또는 롤러와 같은, 회전 출력을 제공하도록 구성되는 임의의 유형의 구조체일 수 있다. 제공된 특정 예에서, 출력 부재(16)는 폴리 V 벨트(poly-V belt)와 맞물리도록 구성되는 풀리 시브(pulley sheave)(230)를 포함한다. 출력 부재(16)는 복수의 볼트 및/또는 하나 이상의 용접부와 같은 임의의 원하는 방식으로 출력 구동기(74)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 제공된 예에서, 출력 부재(16)는 출력 구동기(74) 상의 환형의 축방향으로 연장되는 리브(240) 위에 수용되는 환형 장착 허브(232)를 포함한다. 리브(240)의 원주 방향 외면이 출력 부재(16)를 출력 구동기(74)의 회전축에 정렬시킬 수 있는 반면, 제3 시일(174)의 시일 립(246)이 리브(240)의 원주 방향 내면과 밀봉가능하게 맞물릴 수 있다.
작동시, 사전결정된 회전 방향으로의 구동 샤프트(DS)의 회전은 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86)이 클러치 표면(140)과 맞물리고 회전력을 클러치 출력 부재(66)에 전달하도록 사전결정된 회전 방향으로의 입력 허브(20)의 대응하는 회전을 유발할 것이다. 입력 구동기(70)가 클러치 출력 부재(66)에 회전가능하게 결합되기 때문에, 회전력이 입력 구동기(70)를 통해 비틀림 격리기(56)에 투입될 수 있다. 입력 구동기(70)에 도입된 회전력은 나선형 비틀림 스프링(154), 출력 구동기(74)를 통해 출력 부재(16)로 전달된다(즉, 출력 부재(16)가 제공된 특정 예의 폴리 V 벨트(미도시)와 같은 다른 장치 또는 구조체에 회전력을 제공하도록 허용하기 위해). 비틀림 격리기(56)로 전달된 회전력과 관련된 과도 비틀림 진동이 적어도 하나의 격리 스프링(72)을 통해 어느 정도 감쇠될 수 있는 것이 인식될 것이다.
사전결정된 회전 방향으로의 출력 부재(16)의 회전 속도가 입력 허브(20)의 회전 속도를 초과하는 상황에서, 적어도 하나의 격리 스프링(72)이 하중을 받지 않을 것이다. 비교적 작은 비틀림 하중이 출력 구동기(74)로부터 입력 구동기(70)로 전달되도록 허용하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 출력 구동기(74)와 입력 구동기(70)는 예를 들어 출력 구동기(74)로부터 입력 구동기(70)로의 회전력의 전달을 용이하게 하는 2개 이상의 체결 러그(미도시)를 구비할 수 있다. 제공된 예에서, 나선형 비틀림 스프링(154)의 축방향 압축은 출력 구동기(74)가 입력 구동기(70)(그리고 이것과 함께 클러치 출력 부재(66))를 효과적으로 역구동(back driving)할 수 있도록 마찰력(즉, 나선형 비틀림 스프링(154)의 단부와 입력 및 출력 구동기(70, 74) 사이의)이 보통 수준의 토크를 전달하도록 허용하기 위해 충분히 크다. 클러치 출력 부재(66)의 역구동은 클러치 출력 부재(66), 입력 구동기(70), 출력 구동기(74) 및 출력 부재(16)가 입력 허브(20)를 사전결정된 회전 방향으로 오버러닝시킬 수 있을 정도로 클러치 스프링(64)이 클러치 출력 부재(66)의 클러치 표면(140)과 적어도 부분적으로 맞물림 해제되도록 클러치 스프링(64)의 나선형 코일(86)이 원주 방향으로 수축되게 하는 경향이 있다.
적어도 하나의 격리 스프링(72)이 디커플러(10)의 회전축을 중심으로 동축으로 권취되는 비틀림 스프링을 포함하는 상황에서, 당업자는 본 개시로부터 디커플러(10)의 회전 평형이 디커플러(10)에 의해 전달되는 비틀림 하중이 변화함에 따라 변화할 것을 인식할 것이다. 회전 비평형의 영향을 최소화시키기 위해, 디커플러(10)는 회전 하중이 디커플러(10)를 통해 전달되지 않을 때 회전 비평형되도록 형성될 수 있고, 회전 비평형은 디커플러(10)를 통해 전달되는 회전 하중이 사전결정된 크기로 증가할 때 감소할 수 있다. 다른 방식으로 말하면, 디커플러(10)는 사전결정된 크기의 회전 하중이 디커플러(10)를 통해 전달될 때 회전 평형되도록 구성될 수 있다. 입력 허브(20)에 대한 출력 구동기(74)의 회전은 적어도 하나의 격리 스프링(72)의 사전결정된 최소 하중 및 적어도 하나의 격리 스프링(72)의 사전결정된 최대 하중에 대응하는 종점을 갖는 사전결정된 범위로 제한될 수 있다.
위의 설명은 본질적으로 단지 예시적이며 본 개시, 그 응용 또는 사용을 제한하도록 의도되지 않는 것이 인식될 것이다. 특정 예가 본 명세서에 기술되었고 도면에 도시되었지만, 당업자는 특허청구범위에 한정된 바와 같은 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 등가물이 그 요소를 대체할 수 있는 것을 이해할 것이다. 또한, 당업자가 본 개시로부터 위에 달리 기술되지 않는 한 하나의 예의 특징, 요소 및/또는 기능이 적절히 다른 예 내에 통합될 수 있는 것을 인식하도록 다양한 예 사이의 특징, 요소 및/또는 기능의 혼합과 조화가 본 명세서에서 명백히 고려된다. 또한, 특정 상황 또는 재료를 본 개시의 본질적 범위로부터 벗어나지 않고서 본 개시의 교시에 맞추기 위해 많은 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시는 현재 본 개시의 교시를 수행하기 위해 고려되는 최적의 모드로서 도면에 예시되고 본 명세서에 기술되는 특정 예로 제한되지 않고, 본 개시의 범위는 전술한 설명 및 첨부 특허청구범위 내에 속하는 임의의 실시예를 포함할 것이 의도된다.
10: 디커플러 12: 입력 부재
14: 클러치 및 격리 시스템 16: 출력 부재
18: 비틀림 진동 댐퍼 20: 입력 허브
22: 댐퍼 입력 부재 30: 허브 부재
32: 환형 쇼울더 36: 관통구
38: 보어 40: 안내 부분
44: 원주 방향으로 연장되는 표면
46: 반경 방향으로 연장되는 표면
48: 레그 부분 50: 암 부분
54: 일방향 클러치 56: 비틀림 격리기
60: 클러치 입력 구조체 62: 캐리어
64: 클러치 스프링 66: 클러치 출력 부재
68: 스프링 지지체 70: 입력 구동기
72: 적어도 하나의 격리 스프링
74: 출력 구동기 80: 인접면
86: 나선형 코일 88: 제1 단부
90: 제2 단부 94: 제1 선형 세그먼트
96: 제2 선형 세그먼트 98: 제1 전이 구역
100: 제2 전이 구역 104: 탱
110: 플랜지 부분 112: 슬리브 부분
114: 홈 116: 캐리어 인접 벽
118: 전방 표면 120: 후방 표면
126: 축방향 단부면 130: 백킹 부재
140: 클러치 표면 146: 관형 본체 부분
148: 단부 플랜지 150: 탱 슬롯
154: 나선형 비틀림 스프링 160: 나선형 스프링 홈
162: 구동기 러그 164: 축방향 단부면
170: 제1 시일 172: 제2 시일
174: 제3 시일 180: 유지 링
182: 홈 190: 제1 베어링
192: 제2 베어링 200: 환형 부분
202: 반경 방향으로 연장되는 부분
206: 환형 부분 208: 환형 칼라
210: 반경 방향으로 연장되는 부분
230: 풀리 시브 232: 장착 허브
240: 리브 246: 시일 립

Claims (22)

  1. 디커플러이며,
    입력 허브;
    출력 부재; 및
    일방향 클러치와 비틀림 격리기를 갖춘 클러치 및 격리 시스템 - 일방향 클러치는 클러치 입력 구조체, 클러치 스프링, 캐리어 및 클러치 출력 구조체를 구비하고, 클러치 입력 구조체는 입력 허브에 이것과 함께 회전하도록 고정되게 결합되며, 클러치 스프링은 와이어로 형성되고, 복수의 코일 및 캐리어에 장착되는 제1 단부를 구비하며, 캐리어는 입력 허브에 회전불가하게 장착되고, 클러치 스프링의 제1 단부를 형성하는 와이어의 축방향 단부면을 클러치 입력 구조체를 향해 배향시키며, 클러치 출력 구조체는 클러치 표면을 구비하고, 클러치 스프링의 코일은 회전력을 입력 허브로부터 클러치 출력 구조체로 제1 회전 방향으로 전달하기 위해 클러치 표면을 향해 확장되도록 구성되며, 클러치 스프링의 코일은 클러치 출력 구조체가 입력 허브를 제1 회전 방향으로 오버러닝시키도록 허용하기 위해 수축되도록 구성되고, 비틀림 격리기는 입력 구동기, 출력 구동기 및 입력 구동기와 출력 구동기 사이에서 제1 회전 방향으로 토크를 전달하도록 구성되는 적어도 하나의 스프링을 포함하며, 입력 구동기는 클러치 출력 구조체에 이것과 함께 회전하도록 결합되고, 출력 부재는 출력 구동기에 이것과 함께 회전하도록 결합됨 -
    을 포함하고,
    비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링은 클러치 스프링의 반경 방향 외측에 배치되는 디커플러.
  2. 제1항에 있어서, 비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링은 클러치 스프링 주위에 동축으로 장착되는 단일 나선형 비틀림 스프링을 포함하는 디커플러.
  3. 제2항에 있어서, 단일 나선형 비틀림 스프링과 클러치 스프링은 반대 방향들로 권취되는 디커플러.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 일방향 클러치는 스프링 지지체를 더 포함하고, 스프링 지지체는 클러치 스프링의 코일과 입력 허브 사이에 수용되는 본체 부분을 포함하며, 스프링 지지체는 입력 허브에 대해 회전가능한 디커플러.
  5. 제4항에 있어서, 클러치 스프링은 제1 단부에 대향된 제2 단부를 더 포함하고, 제2 단부는 스프링 지지체에 장착되는 탱을 구비하는 디커플러.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 클러치 스프링이 내부에 배치되는 클러치 및 격리 시스템 내의 캐비티를 밀봉하는 시일 시스템을 더 포함하는 디커플러.
  7. 제6항에 있어서, 캐비티 내에 윤활제가 수용되는 디커플러.
  8. 제6항에 있어서, 시일 시스템은 적어도 하나의 면 시일을 포함하는 디커플러.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어는 클러치 스프링의 제1 단부가 내부에 수용되는 홈을 한정하고, 일방향 클러치는 입력 허브에 고정되게 결합되는 백킹 부재를 더 포함하며, 백킹 부재는 홈으로부터 제1 단부의 후퇴를 억제하기 위해 스프링 클러치의 제1 단부에 인접하는 디커플러.
  10. 제9항에 있어서, 백킹 부재는 입력 허브에 가압 끼워맞춤되는 디커플러.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 하중이 디커플러를 통해 전달되지 않을 때, 디커플러는 회전 비평형되고, 디커플러를 통해 전달되는 회전 하중이 사전결정된 크기로 증가할 때 디커플러의 회전 비평형이 감소하는 디커플러.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 입력 허브에 대한 출력 구동기의 회전은 비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링의 사전결정된 최소 하중 및 비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링의 사전결정된 최대 하중에 대응하는 종점을 갖는 사전결정된 범위로 제한되는 디커플러.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 입력 허브에 장착되는 비틀림 진동 댐퍼를 더 포함하는 디커플러.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 클러치 입력 구조체는 실린더형 표면을 포함하고, 와이어의 종방향 중심선이 축방향 단부면과 교차하는 위치에서 클러치 스프링을 형성하는 와이어의 종방향 중심선에 평행하게 취해지는 실린더형 표면의 중심선이 와이어의 종방향 중심선이 축방향 단부면과 교차하는 위치에서 와이어의 종방향 중심선의 반경 방향 외측에 배치되는 디커플러.
  15. 디커플러를 형성하기 위한 방법이며,
    비틀림 격리 스프링을 일방향 클러치의 클러치 스프링 주위에 동심으로 장착하는 단계 - 일방향 클러치는 입력 허브에 구동가능하게 결합되고, 사전결정된 회전 방향으로 입력 허브와 비틀림 격리 스프링 사이에서 회전력을 전달하도록 구성됨 - ; 및
    비틀림 하중이 디커플러에 의해 전달되지 않을 때 디커플러가 회전 비평형되도록 디커플러를 사전결정된 회전 비평형으로 평형시키는 단계 - 디커플러에 의해 전달되는 비틀림 하중이 사전결정된 비틀림 하중으로 증가할 때 디커플러의 회전 비평형이 감소함 -
    를 포함하는 디커플러 형성 방법.
  16. 제15항에 있어서, 디커플러를 사전결정된 회전 비평형으로 평형시키기 전에, 상기 방법은 비틀림 진동 댐퍼를 입력 허브 주위에 동심으로 장착하는 단계를 포함하는 디커플러 형성 방법.
  17. 디커플러이며,
    입력 허브;
    출력 부재;
    일방향 클러치; 및
    적어도 하나의 격리 스프링
    을 포함하고,
    회전력이 입력 허브로부터 일방향 클러치를 통해 그리고 격리 스프링을 통해 출력 부재로 사전결정된 회전 방향으로 전달되는 디커플러.
  18. 제17항에 있어서, 일방향 클러치는 클러치 스프링 및 클러치 출력 구조체를 포함하고, 클러치 스프링은 복수의 코일을 구비하며, 클러치 출력 구조체는 회전력을 사전결정된 회전 방향으로 전달하기 위해 클러치 스프링의 코일에 의해 맞물리는 클러치 표면을 구비하는 디커플러.
  19. 제18항에 있어서, 클러치 스프링이 내부에 수용되는 캐비티를 밀봉하도록 구성되는 시일 시스템을 더 포함하고, 윤활제가 코일 및 클러치 표면을 윤활하기 위해 캐비티 내에 배치되는 디커플러.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 하중이 디커플러를 통해 전달되지 않을 때, 디커플러는 회전 비평형되고, 디커플러를 통해 전달되는 회전 하중이 사전결정된 크기로 증가할 때 디커플러의 회전 비평형이 감소하는 디커플러.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 입력 허브에 대한 출력 구동기의 회전은 비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링의 사전결정된 최소 하중 및 비틀림 격리기의 적어도 하나의 스프링의 사전결정된 최대 하중에 대응하는 종점을 갖는 사전결정된 범위로 제한되는 디커플러.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 입력 허브에 장착되는 비틀림 진동 댐퍼를 더 포함하는 디커플러.
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