KR20150060858A - 조정 가능한 펌프 기구 및/또는 로터를 통한 리턴 보어를 갖는 비스코스 클러치 - Google Patents

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토마스 슈미트
바스티안 브란드
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Abstract

비스코스 클러치(20)는 하우징 어셈블리(28), 로터 어셈블리(26), 전단 유체의 공급을 유지하기 위한 저장소(38), 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버(40) 및 선택적으로 적어도 로터의 외경부를 통해 작업 챔버로 반지름 방향으로 확장되는 유체 리턴 보어(26-1B)를 포함한다. 작업 챔버에 대해 전단 유체의 선택적 도입은 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 간의 선택적인 토크 전달을 가능하게 한다. 유체 리턴 보어는 작업 챔버로부터 저장소까지 유체 리턴 경로(50)의 적어도 일부를 형성할 수 있다.

Description

조정 가능한 펌프 기구 및/또는 로터를 통한 리턴 보어를 갖는 비스코스 클러치{VISCOUS CLUTCH WITH ADJUSTABLE PUMP MECHANISM AND/OR RETURN BORE THROUGH ROTOR}
본 발명은 클러치에 관한 것으로, 특히 비스코스 클러치(viscous clutch)에 관한 것이다.
비스코스 클러치는 드라이브 팬, 펌프 등과 같은 자동차 분야 뿐만 아니라 다른 분야에도 광범위하게 사용된다. 이러한 클러치는 2개의 회전 구성요소 사이의 토크의 선택적 전달을 위해 상대적으로 걸쭉한 실리콘 오일(일반적으로 전단 유체 또는 비스코스 유체라 함)을 일반적으로 이용한다. 입력 및 출력 부재들 사이에 위치하는 클러치의 작업 영역 내·외부로 오일을 선택적으로 이동시키는 것에 의해 클러치를 결합(물림)(engage) 또는 결합 해제시키는 것이 가능하다. 일반적인 비스코스 클러치에는, 회전 입력부는 드라이브 샤프트 또는 풀리에 연결되는 로터 디스크이고, 회전 출력부는 팬, 펌프, 샤프트 또는 다른 출력 요소에 연결될 수 있는 하우징 또는 커버이다. 밸브는 입력부와 출력부 사이의 작업 영역을 통해 오일의 흐름을 제어하는데 사용된다. 클러치가 전기적으로 제어되는 것이 통용되고 있다. 이는 클러치의 제어가능성을 증가시키고, 또한 냉각수 온도, 흡기 온도, 공기 조절 압력 및/또는 오일 온도에 부응하는 것과 같이 차량 내 다양한 냉각 요구에 부응할 수 있는 클러치를 구비하기 위해 행해져 왔다.
과거 비스코스 클러치는 엔진 전방의 회전 풀리(rotating pulley)에 설치되는 별도의 장치로서 사용되어 왔다. 클러치에의 회전 입력부는 전통적으로 엔진 크랭크샤프트와 워터 펌프였다. 지난 10년 동안, 엄격한 엔진 배기 저감 요구의 증가의 결과로 냉각 요구가 증가되어 왔다. 이 기간 동안, 벨트식 풀리(belted pulley)의 사용은 팬 클러치에 대한 입력 제공 방법으로서 더 보편화되었으며, 벨트식 풀리(동일한 의미로 쉬브(sheave)라고 함)는 차량의 열교환기(들)에 대한 더욱 냉각된 공기 흐름을 얻기 위해, 팬 속도를 증가시킬 수 있다. 벨트식 구동은 단순성, 저비용 및 원하는 회적 속도를 얻기 쉬움 때문에 바람직하다. 워터 펌프 또는 크랭크 샤프트로부터 분리되어 있는 팬 클러치에 대한 회전 입력부로 인해, 냉각 시스템 엔지니어가, 소정의 응용에 필요하고 요구되는 냉각을 제공하는데 요구되는 정확한 팬 속도를 선택하는 것이 가능하다.
비스코스 클러치의 예들은 공통-부여된(commonly-assigned) 미국 특허 7,938,240 및 PCT 출원공개 WO 2011/062856A3 및 WO 2012/024497A3에 개시된 바를 포함한다. 비스코스 클러치의 다른 예들은 미국 특허 4,046,239; 6,419,064 및 7,828,529, 미국 특허 출원 공개 2012/0164002 및 유럽 특허 출원 공개 EP 2 487 380 A1에 개시된 바를 포함한다.
그러므로 다른 가능한 특징 및 이익 중에서 상대적으로 높은 입력 속도 및 토크 부하를 가지며 사용에 적합하고 상대적으로 낮은 질량을 가지고, 상대적으로 좋은 열 분산을 제공하는 대안적인 클러치 디자인을 제공하는 것이 요구된다. 게다가, 또는 대안적으로, 다른 가능한 특징 및 이익 중에서 고가의 커스토마이제이션 및 전체 클러치 재설계가 필요없이 다양한 응용 분야에 적합한 대안적인 클러치 디자인을 제공하는 것이 요구된다.
일 양태에서, 비스코스 클러치는하우징 어셈블리, 로터 어셈블리, 전단 유체의 공급을 유지하기 위한 저장소, 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버 및 적어도 로터 어셈블리의 외경부를 통하여 반지름 방향으로 작업 챔버로 선택적으로 확장(연장)(extend)하는 유체 리턴 보어를 포함한다. 작업 챔버에 전단 유체의 선택적 도입은 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 간에 선택적 토크 전달을 가능하게 한다. 유체 리턴 보어는 작업 챔버로부터 저장소까지 적어도 일부를 형성할 수 있다.
제1 양태에 더하여 또는 대안적으로 중 하나로 고려되는 다른 양태에서, 비스코스 클러치는 하우징 어셈블리, 로터 어셈블리, 전단 유체의 공급을 유지하기 위한 저장소, 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버, 여기서 작업 챔버에 전단 유체의 선택적 도입은 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 간의 선택적 토크를 가능하게 함, 및 작업 챔버로부터 저장소까지 확장되는 유체 리턴 경로와 유체 연통하는 보어를 갖는 펌프 보어 인서트를 포함한다.
당업자는 본 발명의 다른 양태 및 실시예들이 가능하다는 것을 인식할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 클러치의 실시예의 일부분의 단면도이다.
도 2는 도 1의 클러치의 일부분의 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 클러치를 가지고 사용하는데 적합한 펌프 보어 인서트의 단면도이다.
도 4는 도 1의 선 4-4를 따르는, 클러치의 다른 부분의 단면도이다.
도 5는 도 1의 클러치를 가지고 사용하는데 적합한 와이퍼의 실시예의 사시도이다.
도 6은 도 1의 클러치를 가지고 사용하는데 적합한 밸브 어셈블리의 실시예의 단면도이다.
도 7은 도 1의 클러치를 가지고 사용하는데 적합한 밸브 어셈블리의 다른 실시예의 개략적 블록도이다.
도 8은 도 1의 클러치를 가지고 사용하는데 적합한 전자기 코일 어셈블리의 실시예의 개략적 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 클러치를 조립하고 사용하는 방법의 실시예의 순서도이다.
위에서 확인한 도면들이 비록 본 발명의 하나 이상의 실시예를 개시하고 있지만, 다른 실시예들도 고려된다. 모든 경우에서, 개시내용은 본 발명을, 대표하지만 한정하지 않는 방식으로 제시한다. 본 발명의 원리의 사상 및 범주 내에 부합하는 많은 다른 변형예 및 실시예들이 당업자에 의해 고안될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 도면은 일정한 비율로 도시되지 않을 수 있고, 본 발명의 응용 및 실시예는 포면에 구체적으로 나타나 있지 않은 특징 및 요소를 포함할 수 있다.
본 출원은 2012년 9월 22일 미국 가특허 출원 No. 61/704,457를 우선권으로 주장하고, 그 전체가 여기서 참조로 포함된다.
일반적으로, 본 발명은 요구되는 토크 출력을 제공된 토크 입력으로부터 선택적으로 전달할 수 있는 비스코스 클러치에 관한 것이다. 본 클러치는 로터보다는 장치의 하우징 어셈블리에 부착되는 입력 부재(예를 들어, 풀리 또는 쉬브(sheave))가 있는 대부분의 다른 비스코스 클러치들과 비교하여 "반대로(backwards)"이다. 이 방식에서, 로터는 팬과 같은 출력 부재에 부착될 수 있고, 이에 의해 클러치의 출력부를 제공할 수 있다. 또한, 입력 부재에 연결되는 하우징 어셈블리는 클러치에 회전 입력부를 함께 제공할 수 있다. 이러한 접근의 장점은 단지 출력부가 선택적으로 구동될 때가 아닌, 회전 입력부가 제공될 때마다 핀 부분(finned part)(예를 들어, 하우징 어셈블리 또는 다른 입력 부재(들))이 상대적으로 높은 입력 속도로 회전하는 것을 가능하게 하는 것을 포함한다. 이 방식에서, 클러치의 냉각 핀(cooling fin)은 보다 높은 회전 속도에서 가능한 외기와의 큰 상호작용에 기인하여 보다 효과적으로 열을 분산시킬 수 있다. 또한, 클러치의 저장소는 하우징 어셈블리 내에 위치할 수 있고, 이는, 클러치의 외부와 냉각 핀의 근접함에 기인하여, 작동 또는 전단 유체(예를 들어, 실리콘 오일)의 큰 냉각을 가능하게 한다. 게다가, 하우징에의 입력 부재(예를 들어, 풀리 또는 쉬브) 부착은 입력 부재의 중앙 부분의 적어도 일부의 제거를 가능하게 하고, 다량의 무게(질량)를 절약할 수 있다. 감소된 무게(질량)에도 불구하고, 특별한 응용이 요구된다면, 입력 부재-풀리 또는 쉬브로서 구성된 때-는 계속 상대적으로 큰 외경을 제공할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명의 클러치는 클러치의 펌핑 비율을 조절하는데 기여하는, 분리가능한/교체가능한 와이퍼를 포함할 수 있고, 이는 와이퍼의 사이즈가 쉽게 변화되는 것이 가능하게 한다. 또한, 펌프 보어 인서트는 다른 보어 경로 크기를 제공하도록 교체가능하게 사용될 수 있고, 이는 또한 클러치의 펌핑 비율을 조절하는데 기여할 수 있다. 조절가능한 및 교체가능한 와이퍼 및 펌프 보어 인서트 특징은 전체 클러치 설계 완성을 요구하는 것 없이 클러치가 다양한 출력 부재(예를 들어, 팬들)로 작동되도록 크러치를 조율하는 것을 기여할 수 있다. 단지 공장 또는 실험실보다 야외(field)에 있는 동안 클러치가 보다 손쉽게 조율되는 것이 가능하게 한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 포함하여 본 발명의 전체적인 개시를 통하여 당업자에게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 클러치(20)의 실시예의 일부분의 단면도이고, 도 2는 클러치(20)의 일부분의 확대 단면도이다. 단순성을 위하여, 도 1에는 회전축 A 상에 단지 클러치(20)의 일부분이 도시되어 있다. 당업자는 종종 회전축 A에 대하여 완전히 대칭이 아닌 특정한 종래 특징을 갖는 클러치의 실시예의 이해로 축 A 상에 묘사된 부분들과 일반적으로 유사한 구성을 가질 수 있는 회전축 A 아래에 있는 도 1에서 생략된 클러치(20)의 부분들을 이해할 것이다. 도시된 실시예에서, 클러치(20)는 처널 브래킷(또는 실장 샤프트)(22), 풀리(또는 쉬브)(24), 로터 어셈블리(26), 하우징 어셈블리(28), 밸브 어셈블리(30), 전자기 코일 어셈블리(32), 제1 베어링 세트(34), 제2 베어링 세트(36), 저장소(38), 작업 챔버(40), 실(seal) 베어링(42) 및 센서 어셈블리(44)를 포함한다. 클러치(20)는 회전축 A를 정의한다.
저널 브라킷(journal bracket)(또는 실장 샤프트)(22)는 자동차의 엔진 구획에 있는 엔진 블록과 같은 요구되는 실장 위치를 확보하는 정지(즉, 회전하지 않는) 요소일 수 있다. "정지된(stationary)" 저널 브라킷(22)이 움직이는 자동차 내에 설치될 수 있는 반면, 용어 "정지된"은 여기서 실장 위치에 관련되어 사용되는 것으로 이해되어야 한다. 도시된 실시예에서, 저널 브라킷(22)는 축방향으로 확장된 샤프트 부분(22-1) 및 일반적으로 반지름 방향으로 확장된 플랜지 부분(22-2)을 포함한다. 도관(conduit)(22-3)은 저널 브라킷(22)를 통해 선택적으로 정의될 수 있고, 실질적으로 샤프트 부분(22-1)의 전체 축방향 길이를 따라서 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 도관(22-3)은 축 A와 공통축을 가지고 정렬된다. 특별한 응용이 요구된다면, 전기적 와이어 또는 다른 아이템이 도관(22-3)을 통해 통과할 수 있다. 저널 브라킷(22)을 제조하는 적합한 방법은 철이나 스틸과 같은 금속 물질로부터 그것을 캐스팅하는 것을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 저널 브라킷(22)은 연질의 철로부터 캐스트되고 그후 가공된다.
도시된 실시예의 하우징 어셈브리(28)는 베이스(28-1) 및 커버(28-2)를 포함한다. 베이스(28-1) 및 커버(28-2)는 파스너(fastener), 용접 등을 이용하는 것과 같이 어느 적합한 수단으로 함께 확보될 수 있다. 쿨링 핀(28-3)은 클러치(20)에 의해 생성된 열을 외기로 분산시키는데 기여할 수 있도록 하우징 어셈블리(28)의 외부에 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 반지름 방향으로 확장되는, 각지게 이격된(angularly-spaced) 복수의 쿨링 핀(28-3)은 커버(28-2)의 전면에 위치한다. 일반적으로 반지름 방향으로 확장되는, 추가의 원주방향으로 이격된(circumferentially-spaced) 쿨링 핀(28-4)은 하우징 어셈블리(28)의 베이스(28-1)의 외면 상에 위치한다. 쿨링 핀(28-3 및/또는 28-4)의 특별한 수, 배열, 구성은 특별한 응용 요구가 있다면 변화될 수 있는 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 추가적인 실시예들에서, 추가적인 쿨링 핀이 베이스(28-1), 커버(28-2) 및/또는 클리치(20)의 다른 요소 상에 위치할 수 있다. 클러치(20)에 대하여 회전 입력부로 구성되었을 때, 하우징 어셈블리(28) 상에 쿨링 핀(28-3 및/또는 28-4)를 제공하는 것은 클러치(20)에 회전 입력부가 있을 때마다 쿨링 핀(28-3 및/또는 28-4)이 회전하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 열 분산을 가능하게 한다. 도시된 실시예에서, 하우징 어셈블리(28)는 제1 베어링 세트(34)에 의해 저널 브라킷(22)의 샤프트 부분(22-1) 상에 회전가능하게 지지되고, 일반적으로 하우징 어셈블리(28)는 샤프트 부분(22-1)을 둘러싼다. 특히, 제1 베어링 세트(34)는, 일반적으로 풀리(24)에 맞추어 축방향으로 조정된 위치에서 그리고 저장소(38)로부터 반지름 방향으로 안쪽으로 베이스(28-1)를 지지하지만, 추가 실시예에서 다른 구성이 가능하다. 제1 베어링 세트(34)는 상대적으로 높은 부하 용량을 제공할 수 있는 테이퍼 롤러 베어링(tapered roller bearing), 또는 요구되는 다른 타입의 베어링을 포함할 수 있다. 하우징 어셈블리(28)의 커버(28-2)는 베어링 실(bearing seal)(42)에 의해 추가로 회전적으로 로터 어셈블리(26) 상에 지지될 수 있다. 베어링 실(42)는 저널 베어링의 형태와 같이 유체 실링(fluidic sealing) 기능 및 구조적 회전 지지(structural rotational support) 기능 모두를 제공할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 베어링 세트(34) 및 베어링 실(42)는 축 방향으로 측정하였을 때 작업 챔버(40)의 반대쪽에 위치한다. 하우징 어셈블리(28)의 베이스(28-1) 및 커버(28-2)는 다이 캐스트 알루미늄과 같이 각각 금속 물질로부터 주조되고, 가공될 수 있다. 특별히, 하우징 어셈블리(28)는 아래에 추가 설명하는 바와 같이, 입력부의 부분 또는 클러치(20)의 토크 수신(torque-accepting) 부분을 형성할 수 있다.
도시된 실시예에서, 하우징 어셈블리(28)는 하우징 어셈블리(28)과 함께 회전하는 저장소(38)를 나른다. 저장소(38)는 클러치(20)가 풀릴 때 저장소(38)에 저장된 전단 유체의 다수를 가지고 있으며, 클러치(20)에 의한 사용을 위한 전단 유체(예를 들어, 실리콘 오일)의 공급을 유지할 수 있다. 하우징 어셈블리(28)가 입력 서브어셈블리의 일부이기 때문에, 하우징 어셈블리(28)는 하우징 어셈블리(28)에 회전 입력부(rotational input)가 있을 때마다 항상 회전한다. 하우징 어셈블리(28)의 회전은 결과적으로 저장소(38)에 있는 동안 전단 유체를 압력 하에 유지하고, 클러치(20)의 빠른 물림(engagement)이 가능하도록 기여하기 위해 전단 유체가 상대적으로 높은 운동 에너지를 유지되도록 한다. 일 실시예에서, 저장소(38)는 일반적으로 하우징 어셈블리(28)의 베이스(28-1) 내의 환형 구멍(annular cavity)으로 제공될 수 있다. 저장소 커버(46)는 저장소의 경계(boundary) 부분을 정의하도록 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 저장소 커버(46)는 일반적으로 프레스 피트(press fit), 스웨이징(swaging), 파스너의 사용 등과 같이 베이스(28-1)에 부착되는 환형 판(annular plate)으로 구성될 수 있다. 아나 이상의 출측 보어(또한 저장소 보어라 불림)(46-1)은 저장소(38) 외부에 전단 유체를 허용하기 위해 전단 유체저장소 커버(46)(또는 대안적으로, 저장소(38)의 다른 경계 부분 위)에 제공될 수 있고, 밸브 어셈블리(30)에 의해 제어될 수 있다. 하우징 어셈블리(28)에 있는 저장소(38)의 위치는 열 분산을 용이하게 하도록 전단 유체가 계속 쿨링 핀(28-3 및/또는 28-4) 및 외기에 상대적으로 가까이 있는 것을 가능하게 한다.
풀리(또는 쉬브)(24)는 베이스(28-1)과 같은 하우징 어셈블리(28)에 고정적으로 직접 또는 간접 보호되고, 벨트(미도시)로부터 회전 입력부를 받아드리도록 구성된다. 하우징 어셈블리(28)는 풀리(24)와 함게 회전할 수 있다. 도시된 실시예에서, 풀리(24)는 축방향으로 저널 브라킷(22)의 플랜지 부분(22-2)를 향하여 위치한다. 더욱이, 도시된 실시예에서, 풀리(24)는 적절한 파스너를 사용하여, 하우징 어셈블리(28)에 부착되는 분리된 요소로 구성된다. 그러나, 추가 실시예에서 풀리(24)는 완전하게 및 통제되어 하우징 어셈블리의 부분에 통합될 수 있다. 풀리(24)의 벨트 물림 부분(belt engagement portion)의 사이즈(즉, 직경)는 요구되는 클러치(20)에 대한 회전 입력 속도를 제공하도록 선택될 수 있고, 이는 당업자에게 이해될 것이다. 도시된 실시예에서, 풀리(24)는 상대적으로 큰 벨트 물림 직경을 구비하고, 이에 의해 상대적으로 높은 입력 스피드를 가능하게 하고, 결과적으로 클러치(20)가 물렸을 때 상대적으로 높은 출력 스피드를 가능하게 한다. 풀리(24)를 하우징 어셈블리(28)에 부착하는 것은 풀리(24)가 일반적으로 하우징 어셈블리(28) 부분의 반지름 방향 바깥쪽으로 넘어서 안쪽으로 확장될 필요가 없기 때문에, "비어 있는(hollow)" 중앙 부분이 가능할 수 있고, 이에 의해 클러치(20)의 전체 질량을 줄이는데 기여할 수 있다. 일 실시예에서, 풀리(24)는 철이나 스틸과 같은 금속 물질로부터 주조되고 가공될 수 있다. 대안적 실시예에서, 풀리(24)는 방적(spun) 형성될 수 있고 캐스팅으로부터 제조된 분리된 허브 부분(separate hub section)(미도시)에 부착될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 미국 특허 No. 4,080,704에 기술된 바와 같이 용접 또는 브레이징(brazing)과 조합된 롤 포밍(roll forming) 또는 써큘러 포밍(circular forming) 프로세스가 사용될 수 있다. 모든 적합한 추가의 제조 공정 또는 공정들이 풀리(24)를 제조하는데 사용될 수 있다.
도시된 실시예의 로터 어셈블리(26)는 디스크(26-1), 베어링 허브(26-2) 및 흐름 가이드(flow guide)(26-3)를 포함한다. 로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1) 및 베어링 허브(26-2)는 이러한 요소들이 서로 회전(즉, 함께 회전)하도록 프레스 피트, 널링되어(knurled), 나사로(threaded), 스플라인으로(splined), 또는 다른 연결과 같은 적합한 연결로 서로 고정적으로 고정된 분리된 요소로 구성될 수 있다. 대안적 실시예에서, 디스크(26-1) 및 베어링 허브(26-2)는 완전하게 및 통제되어 서로 형성될 수 있다. 로터 어셈블리(26)는 제2 베어링 세트(36)에 의해 저널 브라킷(22)의 샤프트 부분(22-1) 상에 회전가능하게 지지될 수 있다. 제2 베어링 세트(36)는 상대적으로 높은 부하 용량을 제공할 수 있는 테이러 폴러 베어링 또는 요구되는 다른 타입의 베어링을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로터 어셈블리(26)는 일반적으로 저널 브라킷(22)의 샤프트 부분(22-1)을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 로터 어셈블리(26)의 요소들은 각각 캐스팅으로 형성될 수 있고, 기계에 의해 리브(rib), 개구(opening) 등이 형성될 수 있다.
로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1)는 종래 배열의 외경부 근처의 전면 및 후면 모두에 많은 동심형의 환형 리브를 포함할 수 있다. 이러한 환형 리브는 작업 챔버(40)를 따라 커버 어셈블리(28) 상에 유사한 리브들을 보완할 수 있다. 도시된 예에서, 디스크(26-1)는 하우징 어셈블리(28)에 의해 감싸진다. 하나 이상의 유체 개구(미도시)가, 작업 챔버(40)에 있는 전단 유체가 디스크(36-1)의 전면과 배면 사이에서 통과하도록 하기 위한 종래 방법으로, 외경부에 근접한 것과 같이, 디스크(26-1)를 통하여 일반적으로 축방향으로 형성될 수 있다. 제1 리턴 보어 부분(26-1B) 및 제2 리턴 보어 부분(26-1B')을 포함하는 리턴 보어(return bore)는 디스크(26-1)를 통하여 제공될 수 있다. 도 1 및 2에 도시된 실시예에서, 제1 리턴 보어 부분(26-1B)는 전체적인 디스크(26-1)(디스크(26-1)의 외경부를 통한 것을 포함)를 통하여 일반적으로 반지름 방향으로 확장되고, 제2 리턴 보어 부분(26-1B')는 제1 리턴 보어 부분(26-1B)에 대한 디스크(26-1)의 배면으로부터 일반적으로 축방향으로 확장된다. 흐름 가이드(26-3)은 디스크 또는 다른 적합한 실장 위치에 부착되는 슬리브(sleeve)와 유사한 부재가 될 수 있다. 도시된 실시예에서, 흐름 가이드(26-3)는 디스크(26-1)에 부착되고 제2 리턴 보어 부분(26-1B')과 유체 연통하여 연결되고 또한 저장소(38)와 연결되는 내부 경로를 제공한다. 흐름 가이드(26-3)는 저장소 커버(46)에 있는 중앙 개구(46-2)를 통하여 우회하는 것과 같이 저장소 커버(46)를 가로지를 수 있다.
도시된 로터 어셈블리(26)의 실시예에서, 베어링 허브(또한 팬 허브(fan hub)로 불림)(26-2)는 일반적으로 축방향으로 확장되는 슬리브 부분(26-2A), 일반적으로 반지름방향으로 확장되는 플랜지 부분(26-2B) 및 조종 부분(pilot portion)(26-C)를 포함한다. 슬리브 부분(26-2A)은 일반적으로 실린더 형상을 가질 수 있고, 일반적으로 디스크(26-1) 및 제2 베어링 세트(36) 모두에 맞추어 조정될 수 있다. 실 베어링(42)은 베어링 허브(26-2)(및 명확하게는 슬리브 부분(26-2A)) 및 하우징 어셈블리(28)의 커버(28-2) 사이에 결합될 수 있다. 실 베어링(42)는 또한 디스크(26-1)과 인접할 수 있으며, 제2 베어링 세트(36)에 대하여 축방향으로 조정되어 또는 근접하게 위치할 수 있다. 플랜지 부분(26-2B)는 슬리브 부분(26-2A)의 전면방향 끝부분에 또는 근접하여 위치할 수 있고, 조정 부분(26-C)는 중앙의, 플랜지 부분(26-2B)의 전면방향 면(forward-facing) 부분에 위치할 수 있다. 플랜지 부분(26-2B) 및 조정 부분(26-2C)는 각각 적어도 부분적으로 하우징 어셈블리(28)를 넘어서(또는 외부로) 확장될 수 있고, 플랜지 부분(26-2B), 조정 부분(26-2C) 및/또는 로터 어셈블리(26)의 베어링 허브(26-2)의 다른 부분은 출력 구조물(예를 드러, 팬, 펌프, 샤프트 등)에 대하여 클러치의 전면에서 또는 전면 부근에 실장면을 제공할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서 출력 구조물이 다른 위치에 실장될 수 있는 것을 주목하여야 한다. 이 방식으로, 아래에 추가로 설명하는 것과 같이, 로터 어셈블리(26)는 선택적으로 조절가능한 출력부의 부분 또는 클러치(20)의 토크-이송 부분을 형성할 수 있다. 베어링 허브(26-2)의 사용은 클러치(20)의 다른 부재를 재설계할 필요성없이 출력 부재(예를 들어, 팬 등)에 대하여 부착 구조가 상대적으로 쉬게 조정될 수 있도록 한다. 예를 들어, 동일한 기본 종합 클러치(overall clutch) 디자인은 다른 응용에 적합하도록 다양한 다른 베어링 허브(26-2) 구성을 구비할 수 있다.
작업 챔버(40)(같은 뜻으로 작업 영역으로 불림)는 로터 어셈블리(26) 및 하우징 어셈블리(28) 사이에서 정의된다. 도시된 실시예에서 작업 챔버(40)는 디스크(26-1)의 전면 및 배면의 반대를 따라 확장되지만, 추가 실시예에서 작업 챔버(40)는 디스크(26-1)의 주된 한쪽 측면에 제한될 수 있다. 작업 챔버(40)에 있는 전단 유체의 존재는 클러치(20)를 결합시키고 입력 요소와 출력 요소 사이에서 토크를 전달하기 위해 로터 어셈블리(26)와 하우징 어셈블리(28) 사이에 유체 마찰 커플링(fluid friction coupling)을 생성한다. 토크 전달의 즉각적 퍼센티지는 작업 챔버(40)에 있는 전단 유체의 양의 함수로 변화될 수 있다. 일반적으로, 전단 유체는 저장소(38)로부터 작업 챔버(40)로 유체 이송 경로(48)를 따라 이송되고, 리턴 경로(50)를 따라 작업 챔버(40)로부터 저장소(38)로 리턴된다. 유체 이송 및 리턴 경로(48, 50)는 각각 도 1 및 2에서 화살표로 개략적으로 표현된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유체 이송 경로(48)는 저장소(38)로부터 저장소 커버(46)에 있는 출측 보어(46-1)를 통하여 작업 챔버(40)로 확장된다. 도시된 실시예에서, 리턴 경로(50)은 작업 챔버(40)의 일부로부터 실질적으로 반지름 방향으로 확장되고, 디스크(26-1)에 있는 제1 리턴 보어 부분(26-1B)을 통하여 로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1)로부터 직접 반지름 방향으로 바깥쪽으로 확장되고, 그 후 저장소에 리턴되기 이전에 제2 리턴 보어 부분(26-1B') 및 흐름 가이드(26-3)를 통하여 턴 및 통과한다. 이 방식으로, 전단 유체는 제1 리턴 보어 부분(26-1B)을 통하여 작업 챔버(40)로부터 유체 리턴 경로(50)를 따라서 직접 반지름 방향으로 안쪽으로 통과(또는 펌프)될 수 있다. 당업자는 유체 이송 및 리턴 경로(48, 50)의 정확한 위치와 형상은 특별한 응용에서 요구되는 바에 따라 각각 다양할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 리턴 경로(50)를 통하여 전단 유체를 작업 챔버(40) 외부로 동적으로 펌핑하기 위해 하나 이상의 적합한 펌핑 구조물(pumping structure)이 작업 챔버(40)에 또는 작업 챔버를 따라 포함될 수 있다. 펌핑 구조의 일 실시예의 추가의 설명이 도 3의 설명과 관련하여 아래에 제공된다.
밸브 어셈블리(30)는 하우징 어셈블리(28)에 부착되고 하우징에 의해 이송될 수 있다. 일반적으로, 밸브 어셈블리(30)는 저장소(38)로부터 개구 출측 보어(46-1)를 선택적으로 커버 및 커버해제하는데 사용된다. 출측 보어(46-1)가 커버 해제(즉, 개방)될 때, 전단 유체가 저장소(38)로부터 작업 챔버(40)로 유체 이송 경로(48)를 따라서 흐르도록 된다. 밸브 어셈블리(30)는 예를 들어 스프링 바이어스 힘(spring bias force)을 사용하는 것과 같이 디폴트(default)에 의해 개방 위치에 편향(bias)될 수 있다. 아래에 추가 설명하는 바와 같이, 전자기 코일 어셈블리(32)를 활성화(동력 공급)(energizing)하는 것은 출측 보어(46-1)를 적어도 부분적으로 커버하도록 밸브 어셈블리(30)를 작동시킬 수 있다. 밸브 어셈블리(30)의 적합한 구성의 추가 설명이 도 4의 설명과 관련하여 아래에 제공된다.
도 1에 도시된 전자기 코일 어셈블리(32)는 하나 이상은 밸브 어셈블리(30)의 작동을 위하여 플럭스(flux)가 향하게 하는데 사용되는 컵(예를 들어, 스틸 컵)에 놓여진 절연된 고온의 구리 와이어의 감긴 코일을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 도 6과 관련하여 아래에서 추가 설명되는 바와 같이, 전자기 코일 어셈블리(32)는 다중 와인딩을 가질 수 있다. 코일(42)은 저널 브라킷(22)에 관하여 회전적으로 고정될 수 있고, 하우징 어셈블리(28) 및 밸브 어셈블리(30)에 인접하여 위치할 수 있다. 도시된 실시예에서, 코일(22)는 둘러싸고 저널 브라킷(22)의 샤프트 부분(22-1)에 의해 지지된다. 도시된 예에서, 코일 어셈블리(32)는 일반적으로 하우징 어셈블리(28) 및 풀리(24)의 배면쪽으로 위치하지만, 전자기 코일 어셈블리(32)는 대안적인 실시예에서 다른 위치에 있을 수 있다.
클러치(30)을 작동하기 위한 다양한 대안적인 제어 방식이 가능하다. 일 실시예에서, 코일 어셈블리(32)가 선택적으로 활성화되었을 때 밸브 어셈블리(30)가 완전히 개방된 위치(디폴트 위치) 또는 완전히 폐쇄된 위치 중에서 하나로 남아 있는 경향이 있도록 하기 위해 전자기 코일 어셈블리(32)는 거친 on/off 방식으로 활성돠될 수 있다. 다른 실시예에서, 코일 어셈블리(32)는 전자 엔진 제어기(미도시)로부터 PWM(pulse width modulated) 신호를 이용하여 활성화될 수 있다. PWM 신호는 전단 유체의 동적 가변 평균 부피(dynamically variable average volume)가 저장소(38) 밖으로 흐르도록 한다. PWM 신호의 펄스 폭(즉, 지속) 및 주파수에 의존하여, 밸브 어셈블리(30)는 시간이 흐르면서 출측 보어(46-1)를 통하여 작업 챔버(40) 쪽으로 저장소(38) 밖을 통과하도록 허용되는 전단 유체의 양을 가변적으로 조절할 수 있다. 즉, PWM 신호는 코일 어셈블리(32)가 밸브 어셈블리(30)를 개방 및 폐쇄하도록 유발하고 밸브 어셈블리(30)가 개방(즉, 출측 보어(46-1)의 커버 해제)된 시간의 평균 양은 저장소(38)의 외부로 흐르는 전단 유체의 평균 양을 좌우한다. PWM 신호의 큰 펄스 폭 및/또는 큰 주파수는 밸브 어셈블리(30)를 더욱, 평균적으로 폐쇄하는 경향이 있을 것이고, 낮은 평균 부피의 전단 유체가 작업 챔버(40)를 통과하도록 한다. 이러한 PWM 제어 방식은 클러치(20)가 선택적으로 가변적인 속도로 제어되도록 하여 단지 거친 및 이진의 on/off 방식에 비해 로터 어셈블리(26)가 하우징 어셈블리(28) 및 풀리(24)의 회전 속도의 0%로부터 대략 100%까지 어디서든 회전할 수 있다.
속도 센서 어셈블리(44)는 로터 어셈블리(26)의 베어링 허브(26-2)에 의해 이송되고 이와 함께 회전하는 타겟 휠(target wheel)을 포함할 수 있고 저널 브라킷(22)에 의해 이송된 홀 효과 센서(Hall Effect sensor)에 인접하여 위치한다. 홀 효과 센서는 클러치(20)의 출력 속도를 결정하기 위하여 타겟 휠의 각각의 레볼루션(revolution)을 감지할 수 있고, 밸브 어셈블리(30)의 제어 조절 및/또는 다른 목적에 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 센서 어셈블리(44)는 축방향으로, 로터 어셈블리(26)의 베어링 허브(26-2)의 조정 부분(26-2C) 내에 위치할 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 타입의 센서가 사용될 수 있고 또는 센서 조립체가 완전히 생략될 수 있음을 주목해야 한다.
도 3은 클러치(20)를 가지고 사용하는데 적합한 교체가능한 펌프 보어 인서트(pump bore insert)(60)의 단면도이다. 펌프 보어 인서트(60)는 유체 리턴 경로(50)를 따라서 작업 챔버(40)로부터 저장소(38)까지 전단 유체를 펌핑이 가능하도록 하기 위해, 펌프 어셈블리의 부분으로 기능할 수 있다. 도시된 실시예에서, 펌프 보어 인서트(60)는 샹크(60-1), 헤드(60-2), 물림 구조물(60-3) 및 보어(60-4)를 포함한다. 샹크(60-1)는 나사로 될 수 있고, 샹크(60-1)가 제1 리턴 보어 부분(26-1B) 내로 적어도 부분적으로 확장될 수 있도록, 제1 리턴 보어 부분(26-1B)의 반지름 방향으로 외측 끝부분의 협조 나사 영역(cooperating threaded region)에 결합될 수 있다. 헤드(60-2)는 샹크(60-1)에 붙을 수 있고, 물림 구조물(60-3)은 헤드(60-2)에 의해 지지되고 다양한 실시예에서 헤드(60-2) 내에 또는 헤드를 따라 위치할 수 있다. 물림 구조물(60-3)은 예를 들어, 평면 인게이지먼트 또는 필립스-헤드 스크류드라이버(Phillips-head screwdriver) 또는 Allen, Reynolds, Torx® 인게이지먼트 또는 다른 툴 비트가 될 수 있고, 일반적으로 중앙의, 헤드(60-2)의 바깥쪽 면 부분에 위치한다. 대안적 실시예에서, 물림 구조물(60-3)은 헤드(60-2)의 외표면 상에 평면을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 물림 구조물(60-3)은 샹크(60-1) 상에 또는 샹크를 따라 위치할 수 있다. 보어(60-4)는 샹크(60-1) 및 헤드(60-2) 모두를 통하는 것과 같이 펌프 보어 인서트(60)의 반대쪽 끝부분들 사이에 확장될 수 있다. 보어(60-4)는 일반적으로 실린더형 통로(cylindrical passageway)로 구성될 수 있거나 그것을 통해 유체 흐름이 가능하도록 하는 다른 적합한 구성을 가질 수 있다. 보어(60-4)는 제1 리턴 보어 부분(26-1B)의 제1 부분 및 유체 리턴 경로(50)와 유체 연통될 수 있다. 이 방식에서, 전단 유체는 보어(60-4)를 통하여 및 유체 리턴 경로(50)를 따라 제1 리턴 보어 부분(26-1B)을 통하여 직접적으로 반지름 방향으로 작업 챔버(40)로부터 안쪽으로 통과(또는 펌핑되는)할 수 있다.
펌프 보어 인서트(60)는 보어(60-4)를 도입할 수 있도록 조정된 볼트와 유사하게 구성될 수 있다. 게다가, 적합한 구성의 종래 볼트를 통하여 보어(60-4) 가공(예를 들어, 드릴링)에 의해 펌프 보어 인서트(60)를 제조하는 것이 가능하다. 대안적 실시예에서, 펌프 보어 인서트(60)는 다른 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 헤드(60-2)는 적합한 실 스트립, 블록 등과 같이 분리된 요소일 수 있고 샹크(60-1)에 부착된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 펌프 보어 인서트(60)는 치수(예를 들어, 직경) D1을 가지고, 보어(60-4)는 치수(예를 들어, 직경) D2를 갖는다.
펌프 보어 인서트(60)는 즉시 둘러싸는 구조물(immediately surrounding structure)(62)과 관련하여 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 펌프 보어 인서트(60)는 디스크(26-1)의 외경부에 결합되고, 즉시 둘러싸는 구조물(62)는 디스크(26-1)의 외경 표면이 될 수 있다(도 2 참조). 납작한 부분(62-1)은 작업 챔버(40)와 관련하여 펌프 보어 인서트(60)를 카운터싱크(countersink)하기 위해 둘러싸는 구조물(62) 내에 또는 둘러싸는 구조물을 따라 제공될 수 있다. 요구가 있다면 펌프 보어 인서트(60)가 작업 챔버(40) 내로 돌출할 수 없도록 기여할 수 있다.
도 1 및 2에 잘 도시된 바와 같이, 접속 개구(access opening)(64)는 베이스(28-1)와 같은 하우징 어셈블리(28) 내에 제공되고, 커버(28-2)가 설치되는 동안 교체가능 펌프 보어(60)에 접속되도록 한다. 적합한 툴이 하우징 어셈블리(28)를 통하여 통과하여 요구되는 바와 같은 물림, 제거 및 교체가능 펌프 보어 인서트(60) 교체하는데 충분한 공간을 보장하는데 기여하도록, 접속 개구(64)는 교체가능 펌프 보어 인서트(60-2)의 치수 D1보다 큰 치수 D3을 가질 수 있다. 나사 볼트 또는 다른 적합한 요소와 같은 플러그(66)는 하우징 어셈블리(28)를 폐쇄 및 실링하고 전단 유체의 누설을 방지하는데 기여하도록, 제거가능하게 접속 개구(64)에 결합될 수 있다.
보어(60-4)의 치수 D2는 특별한 응용을 위한 요구에 따라 선택될 수 있다. 큰 치수의 D2는 일반적으로 큰 펌핑 비율을 고려하고, 반면 작은 치수의 D2는 일반적으로 작은 펌핑 비율을 고려한다. 이 방식에서 보어(60-4)는 펌프 계량 기능(pump metering function)을 제공한다. 보어(60-4)의 치수 D2는 다른 구성을 갖는 다른 인서트(60)를 갖는 교체가능 펌프 보어 인서트(60)의 교체에 의해 사이즈가 변화될 수 있다.
당업자는 교체가능 펌프 보어 인서트(60)가 펌프 보어(60-4)의 치수 D2가 보다 쉽게 변화되도록 한다는 것을 인식할 것이다. 치수 D2와 같은 변수 조절에 의하여, 클러치(20)의 작동 특성이 변화되고(예를 들어, 유체 리턴 경로(50)를 따라 펌핑을 위한 전단 유체 가압), 완전한 클러치(20)의 완전한 재설계 및 해체 요구없이 다양한 출력 장치(예를 들어, 팬)와 함께 작동되도록 동조될 수 있다. 클러치(20) 조절 방법의 추가 설명이 아래에 제공된다. 교체가능 펌프 보어 인서트(60)는 클러치(20)와 다르게 구성된 것을 포함하는 거의 모든 타입의 비스코스 클러치에 이용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 교체가능 펌프 보어(60)는 클러치에서 활용될 수 있고, 클러치(0)를 갖는 것과 같은 로터 어셈블리를 통해서라기 보다는 하우징 어셈블리를 통하여 유체 리턴 경로를 제공한다. 도 1-3에 도시된 구성은 단지 예를 제공하는 것이고 제한이 아니다.
도 4는 도 1의 선 4-4를 따르는, 클러치(20)의 다른 부분의 단면도이고, 도 5는 클러치(20)를 위한 와이퍼(63)의 실시예의 사시도이다. 와이퍼(63)는 클러치(20)의 작업 챔버(40) 내에, 작업 챔버에 또는 작업 챔버를 따라 위치할 수 있고 작업 챔버(40) 외부의 그리고유체 리턴 경로(50)를 통하여 작업 유체를 펌핑하는데 기여하는 댐(dam)으로 작용할 수 있다. 와이퍼(63)는 작업 챔버(40)를 따라 반지름 방향으로 또는 축방향으로 와이퍼(63) 반대쪽에 위치하는 하나 이상의 추가적인 펌프, 댐 또는 배플 요소와 같은 다른 펌핑 구조물(미도시)와 함께 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 와이퍼(63)는 적합한 파스너를 사용하는 것과 같이 로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1)에 부착된다. 더욱이, 도 4에 도시된 바와 같이, 와이퍼(63)는 로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1)의 외경에서 그리고 펌프 보어 인서트(60) 및 제1 리턴 보어 부분(26-1B)에 인접하여 둘러싸는 구조물(62)에 부착된다. 대안적인 실시예에서, 와이퍼(63)는 하우징 어셈블리(28)의 내경부에 부착될 수 있다. 와이퍼(63)는 즉시 둘러싸는 구조물(62)과 관련하여 작업 챔버(40) 내로 돌출할 수 있고, 이는 유체 리턴 경로(50)를 따라 전단 유체를 펌핑하기 위한 작업 유체의 가압이 가능하게 한다. 와이퍼(60)의 작업 챔버(40) 내로의 돌출 양은 유체 리턴 경로(50)를 통한 전단 유체의 펌핑 정도에 영향을 미칠 수 있고, 일반적으로 증가된 펌핑 비율에 대하여 증가된 펌핑 압력을 제공하는 길이 L에 대한 큰 치수를 가지며, 뿐만 아니라 클러치의 off 속도에 영향을 미친다.
도 5에 거의 명확히 도시된 바와 같이, 와이퍼(63)는 일반적으로 직사각형 형태의 둘레(rectangular perimeter)를 가지고 있고 실장 위치(예를 들어, 디스크 상의 둘러싸는 구조물 62)에 대응하도록 휘어 있다(curved). 와이퍼(63)는 아크(arc) 길이 L을 정의할 수 있는데, 이는 (축 A로부터 측정된) 중앙 각도와의 관계에서 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 아크 길이 L은 대략 15°의 중각 각도로 정의될 수 있다. 와이퍼의 두께는 요구되는 작업 챔버(40) 내로의 돌출 양을 제공하기 위하여 선택될 수 있다. 와이퍼(63)의 아크 길이 L 및/또는 두께는 와이퍼(63)의 적절한 구성의 선택에 의해 증가되거나 감소될 수 있다. 와이퍼(63)가 분리된 요소이기 때문에, 디스크(26-1)에 대한 새로운 주조와 같은 클러치(20)의 주된 재설계 요구 없이 쉽게 조정될 수 있다. 와이퍼(63)는 클러치(20)와 다른 구성을 갖는 것을 포함해서 거의 모든 타입의 비스코스 클러치에 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 와이퍼(63)는 클러치(20)를 갖는 것으로 로터 어셈블리를 통한다기 보다는 하우징 어셈블리를 통해 유체 리턴 경로를 제공하는 것으로 클러치에 이용될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 구성은 단순히 예를 제공한 것이고 제한이 아니다.
도 6은 클러치(20)를 가지고 사용하는데 적합한 밸브 어셈블리의 실시예의 단면도이다. 도시된 실시예의 밸브 어셈블리(30)는 이동 전기자(translating armature)(70), 필드 전기자(field armature)(또한 필드 로터라고 불림)(72), 바이어스 스프링(74), 다이아프램(76), 로드(rod)(78), 제어 부재(80), 벨로우즈(bellows)(82) 및 밸브 요소(84)를 포함한다. 밸브 어셈블리(30)의 단면도가 도 1 및 2의 단면과 다른 각도로 배향된 단면이라는 것을 주목해야 하며, 모든 구조물 또는 구조물의 부분이 각각의 부분에서 보일 수 있는 것은 아니다.
일 실시예에서, 필드 전기자(72)는 전자기 코일 어셈블리(32)에 인접한 위치에 고정(즉, 이동하지 않는)될 수 있고 이동 전기자(70)는 적어도 부분적으로 필드 전기자(72) 내측에 위치할 수 있다. 바이어스 스프링(74)는 필드 전기자(72)와 관련하여 필드 전기자(72)에 대향하여 배변쪽과 같이, 디폴트 포지션에 이동 전기자(70)를 편향시킬 수 있다. 로드(78)는 이동 전기자(70)에 결합되거나 고정될 수 있고 개구(28-1B)에서 유체 실링을 제공하는 다이아프램(76)을 가지고 하우징 어셈블리(28)의 베이스(28-1)에 있는 개구(28-1B)를 통과할 수 있다. 제어 부재(80)는 볼트로 구성될 수 있고 일반적으로 이동 전기자(70)의 반대쪽의 로드(78)에 결합될 수 있다. 제어 부재(80)는 저장소 커버(46)에 있는 개구(46-3)를 통과할 수 있고, 벨로우즈(82)는 개구(46-3)에 유체 실링을 제공할 수 있다. 밸브 요소(84)는 일반적으로 로드(78) 반대쪽의 제어 부재(80)에 부착될 수 있고, 출측 보어(46-1)를 선택적으로 커버하기 위하여(도 1, 2 참조) 안착면(도 4에서 보이지 않음)을 제공할 수 있다.
코일 어셈블리(32) 활성화는 필드 전기자(72)를 통과하고 이동 전기자(70)가 이동하여 결과적으로 로드(78), 제어 부재(80) 및 밸브 요소(84)를 이동하도록 유발할 수 있는 마그네틱 플럭스를 생성한다. 코일(32) 활성화는 일반적으로 바이어스 스프링(74)의 스프링력에 대향하여 작동하는 자기력을 생성한다. 코일 어셈블리(32)의 선택적 활성화는 그러므로 이동전기자(70) 뿐만 아니라 밸브 요소(84)와 같은 연결된 구조물이 대부분의 비스코스 클러치 밸브같이 어느 각도에서 티터링(teetering)/피봇팅(pivoting)하는 것보다는 선형 방식으로 축방향으로 왕복 이동하는 것을 가능하게 한다. 선형 이동 액션은 클러치(20)가 2 이상의 밸브 어셈블리를 동시에 개방 및 폐쇄되는(도 4에는 단지 하나만 보임) 것을 가능하게 한다.
대안적인 실시예에서, 밸브 어셈블리(30)는 "유체 마찰 커플링(Fluid Friction Coupling) 제목의 미국 특허 번호 6,419,064에 기술된 것과 유사하게 구성될 수 있다. 거의 모든 공지된 타입의 전자기적으로 작동되는 밸브 어셈블리가 대안적인 실시예들로 이용될 수 있다고 이해되어야 한다.
도 7은 이동 전기자(70), 필드 전기자(72), 바이어스 스프링(74) 및 복수의 밸브 서브어셈블리(30-1 ~ 30-n)를 포함하는 밸브 어셈블리(30)의 실시예의 개략적인 블록도이다. 이동 전기자(70), 필드 전기자(72) 및 바이어스 스프링(74)는 도 6에 대하여 상술한 방식과 같이 원하는 방식으로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 밸브 서브어셈블리들(30-1 ~ 30-n) 각각은 (예를 들어,도 4에 대하여 상술한 바와 같이) 로드(78), 제어 볼트(80) 및 밸브 요소(84)를 포함할 수 있고, 밸브 서브어셈블리들(30-1 ~ 30-n) 각각은 공통(예를 들어, 병행(concurrent)) 작동을 위하여 (예를 들어, 회전축 A에 대하여 다른 각위치(angular positions)에서) 이동 전기자(70)에 결합되거나 부착될 수 있다. 상대적으로 큰 클러치(예를 들어, 대략 2000 Nm 이상의 토크를 제공하는)를 위하여, 일반적인 단일 밸브를 구비하는 것을 넘어서 추가의 오일 플로우가 요구되고 본 발명자들은 2 이상의 밸브 서브어셈블리들(30-1 ~ 30-n)의 사용이 오일 플로우 문제를 해결할 것이라는 것을 발견했다. 이동 전기자(70)에 의해 이동된 각각의 밸브 부재(84)는 다른 출측 보어(46-1)를 커버할 수 있고 커버를 해제(uncover)할 수 있다.
도 8은 클러치(20) 및 밸브 어셈블리(30)를 가지고 사용하는데 적합한 전자기 코일 어셈블리(32)의 실시예의 개략적 블록도이다. 도시된 실시예에서, 전자기 코일 어셈블리(32)는 각각 단자(32-3)을 갖는 2개의 와인딩(32-1, 32-2)를 포함한다. 다중 와인딩(32-1, 32-2)은 클러치(20)가 와인딩(32-1 또는 32-2)이 관련된 단자(32-3)를 통하여 작동 파워 소스(미도시)에 어떻게 연결되는지에 의존하는 다른 전압 레벨(예를 들어, 12V 또는 24V)에서 사용되도록 한다. 예를 들어, 와인딩(32-1 또는 32-2)은 24볼트에서 사용되도록 직렬로 또는 12볼트 적용에 사용되도록 병렬로 연결될 수 있다. 당업자는 요구되는 와인딩의 수가 추가 실시예로 제공될 수 있다는 것을 인식할 것이고, 단지 단일 와인딩 또는 2개보다 많은 와인딩이 이러한 추가 실시예로 제공될 수 있다.
도 9는 클러치(20)를 조립하고 사용하는 방법의 실시예의 순서도이다. 본 방법은 클러치를 초기에 제조 및 조립하는 것으로 시작될 수 있다 (단계 100). 클러치(20)의 초기 작동은 펌프 어셈블리를 위한 교체가능 펌프 보어 인서트(60)의 초기 구성을 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 초기 구성은 보어(60-4)의 치수 D2 및/또는 와이퍼(63)의 길이 L 및/또는 다른 구성 변수를 위한 제1 세팅을 포함할 수 있다. 완전히 조립된 클러치(20)는 그 후 선택적으로 동작될 수 있는데, 다시 말해 클러치(20)는 선택적으로 입력부에서 출력부로 토크를 전달하도록 사용될 수 있다(단계 102). 단계 102에서 클러치 작동과 함께, 전단 유체가 유체 리턴 경로(50)를 따라서 펌핑되어 로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1)를 통하여 반지름 방향으로 통과할 수 있다(단계 104). 교체가능 펌프 보어 인서트(60)는 유체 리턴 경로(50)를 따라서 작업 챔버(40)로부터 저장소(38)로 전단 유체를 펌핑하는 것을 기여하는 데에 사용될 수 있다. 1차 세팅은 단계 104에서 제1 비율에서 전단 유체가 작업 챔버(40)로부터 펌핑되도록 유발할 수 있다. 다음으로, 클러치(20)의 구성이 조절될 수 있다(단계 106). 조정은 보어(60-4)의 치수 D2 및/또는 와이퍼(63)의 길이 L 및/또는 다른 구성 변수에 대하여 2차 세팅을 제공하기 위하여 교체가능 펌프 보어 인서트(60)를 교체하는 것을 포함할 수 있다. 요구되는 조절 또는 요소 교환을 유효하게 하기 위해서, 하우징 어셈블리(28)에 있는 접속 개구(64)를 통하여 툴이 예를 들어, 교체가능 펌프 보어 인서트(60)의 물림 구조물(60-3)에 삽입될 수 있다. 조절 및/또는 교환은 정기적인 유지, 재제조 가동(remanufacturing operation)의 부분으로, 다른 응용(예를 들어, 다른 출력 팬을 가지고, 다른 자동차에서 등 클러치 사용(20)을 위하여) 에 대한 재할당의 부분으로, 또는 다른 요구되는 이유를 위하여 제공될 수 있다. 클러치(20)는 그후 작동되고, 다시 말해서 클러치(20)는 입력부에서 출력부로 선택적으로 토크 전달에 다시 사용될 수 있다(단계 108). 단계 108에서 클러치 작동과 함께, 전단 유체가 다시 유체 리턴 경로(50)를 따라서 펌핑되어 로터 어셈블리(26)의 디스크(26-1)를 통하여 반지름 방향으로 통과할 수 있다(단계 110). 2차 세팅은 단계 110에서 제2 비율에서 전단 유체가 작업 챔버(40)로부터 펌핑되도록 유발할 수 있고, 제2 비율은 제1 비율과 다를 수 있다. 이는 예를 들어, 저장소(38)로 펌핑되는 전단 유체의 다른 계량을 제공하기 위하여 보어(60-4)의 직경이 변화되는 것을 가능하게 한다.
당업자는 도 7과 관련하여 설명된 다양한 단계가 대안적 실시예에서 생략될 수 있고, 명확하게 언급되지 않은 다양한 추가 단계가 열거된 단계들에 결합되어 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 도 7에 도시된 방법이 클러치가 조절에 앞서 작동하는 것을 나타냄에도 불구하고, 초기 제조 과정의 완료에 앞서 향상된 품질 제어를 제공하기 위해 공장 바닥 또는 테스트 실험실에서 조절을 하는 것과 같이 필드에서 실제 사용을 겪지 않고 클로치를 조절하는 것이 가능하다.
가능한 실시예들의 논의
다음은 본 발명의 가능한 실시예들의 배타적이지 않은 기재이다.
비스코스 클러치는 하우징 어셈블리; 로터 어셈블리; 전단 유체 공급을 유지하기 위한 저장소; 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버, 여기서 작업 챔버에 전단 유체의 선택적 도입이 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 간의 선택적 토크 전달을 가능하게 함; 및 적어도 로터 어셈블리의 외경부를 통하여 작업 챔버로 확장되는 유체 리턴 보어를 포함하고, 유체 리턴 보어가 작업 챔버로부터 저장소까지 유체 리턴 경로의 적어도 일부를 형성한다.
앞선 단락의 비스코스 클러치는 추가적으로 및/또는 대안적으로, 하나 이상의 다음 특징, 구성 및/또는 추가 요소를 선택적으로 포함할 수 있다:
저장소 및 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 제어하는 제1 밸브 요소를 제어가능하게 이동시키도록 구성된 전자기적으로 작동하는 밸브 어셈블리;
저장소 및 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 추가로 제어하기 위하여 제1 밸브 요소와 함께 작동하도록 구성된 제2 밸브 요소;
하우징 어셈블리에 인접하여 위치하는 전자기 코일 어셈블리, 여기서 전자기 코일 어셈블리가 다른 전압에서 작동을 위하여 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결될 수 있는 단자를 각각 갖는 제1 및 제2 와인딩을 포함함;
로터 어셈블리는 유체 리턴 보어가 디스크의 적어도 일부를 통하여 반지름 방향으로 확장되는 디스크; 및 동시 회전을 위해 디스크에 연결되는 베어링 허브를 포함하고, 베어링 허브는 출력 부재에 실장 위치를 제공하도록 하우징 어셈블리를 넘어 확장함;
하우징 어셈블리와 동시 회전을 위해서 하우징 어셈블리에 연결되는 풀리;
샤프트 부분을 갖는 회전적으로 고정되는 저널 브라킷; 저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 하우징 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제1 테이퍼 롤러 베어링 세트; 및 저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 로터 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제2 테이퍼 롤러 베어링 세트;
하우징 어셈블리는 복수의 냉각 핀을 포함할 수 있고, 냉각 핀은 비스코스 클러치에 회전 입력부가 있을 때마다 회전하도록 구성될 수 있음;
유체 리턴 보어 내부에 적어도 부분적으로 위치하는 교체가능한 펌프 보어 인서트, 여기서 교체가능한 펌프 보어 인서트는 유체 리턴 보어와 유체 연통하는 보어를 포함함;
교체가능 펌프 보어 인서트에 접속을 가능하게 하도록 구성된 하우징 어셈블리 내 접속 개구;
교체가능 펌브 보어는 로터 어셈블리의 외경부에 결합될 수 있음;
로터 어셈블리의 외경부에 있고 적어도 부분적으로 작업 챔버쪽으로 돌출된 와이퍼;
와이퍼가 제거가능하게 로터 어셈블리의 디스크에 부착될 수 있음; 및/또는
저장소의 경계 부분을 정의하는 저장소 커버; 및 전단 유체를 로터 어셈블리의 유체 리턴 보어로부터 유체 리턴 경로를 따라 저장소로 이송하기 위하여 저장소 커버를 가로지르는 흐름 가이드.
선택적 토크 전달을 위한 방법은 회전 입력부를 하우징 어셈블리에 이송하는 단계; 선택적으로 전단 유체를 작업 챔버로 이송하는 단계; 작업 챔버로 선택적으로 이송되는 전단 유체의 부피의 함수로서 토크를 로터 어셈블리에 전달하는 단계; 및 전단 유체를 로터 어셈블리의 디스크를 통하여 실질적으로 방사형 보어를 따라 작업 챔버로부터 저장소로 리턴시키는 단계를 포함할 수 있다.
앞선 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로, 하나 이상의 다음 특징, 구성 및/또는 추가 요소를 선택적으로 포함할 수 있다:
작업 챔버에서 저장소로 전단 유체를 리턴시킬 때 제1 비율에서 펌핑을 제공하도록 제1 교체가능 펌프 보어 인서트를 제공하는 단계;
제1 사이즈의 보어를 갖는 제1 교체가능 펌프 보어 인서트를 제1 사이즈와 다른 제2 사이즈의 보어를 갖는 제2 교체가능 펌프 보어 인서트로 교체하는 단계; 및/또는
와이퍼가 작업 챔버 내로 돌출하도록 와이퍼를 실질적으로 방사형 보어에 인접한 디스크의 외경부에 고정시키는 단계.
비스코스 클러치는 하우징 어셈블리; 로터 어셈블리; 전단 유체 공급을 유지하기 위한 저장소; 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버, 여기서, 전단 유체의 작업 챔버로의 선택적 도입이 하우징 어셈블리 및 로터 어셈블리 간의 선택적 토크 전달을 가능하게 함; 및 작업 챔버로부터 저장소로 확장되는 유체 리턴 경로와 유체 연통하여 보어를 갖는 펌프 보어 인서트를 포함할 수 있다.
앞선 단락의 비스코스 클러치는 추가적으로 및/또는 대안적으로, 하나 이상의 다음 특징, 구성 및/또는 추가 요소를 선택적으로 포함할 수 있다:
펌프 보어 인서트가 제거가능하게 로터 어셈블리에 결합될 수 있다;
펌프 보어 인서트는 나사형 샹크(threaded shank), 샹크와 인접한 헤드 및 샹크 및 헤드 중 적어도 하나의 상부에 또는 따라서 위치하는 결합 구조물을 포함할 수 있고, 보어는 샹크 및 헤드를 통하여 확장될 수 있다.
펌프 보어 인서트에 인접한 로터 어셈블리의 외경부에 결합되고 로터 어셈블리의 둘레 표면으로부터 바깥쪽으로 반지름 방향으로 확장되는 와이퍼;
와이퍼가 일반적으로 직사각형 형태의 둘레를 가지고 휘어 있을 수 있다;
로터 어셈블리의 적어도 일부를 통해 작업 챔버로 반지름 방향으로 확장되는 유체 리턴 보어, 유체 리턴 보어가 작업 챔버로부터 저장소로 유체 리턴 경로의 적어도 일부를 형성함;
저장소의 경계 부분을 정의하는 저장소 커버; 및 전단 유체를 로터 어셈블리의 유체 리턴 보어로부터 유체 리턴 경로를 따라 저장소로 이송하기 위하여 저장소 커버를 가로지르는 흐름 가이드;
저장소와 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 제어하는 제1 밸브 서브어셈블리를 제어가능하게 이동시키도록 구성되는 전자기적으로 작동되는 밸브 어셈블리;
저장소와 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 추가로 제어하기 위하여 제1 밸브 서브어셈블리와 함께 작동되도록 구성되는 제2 밸브 서브어셈블리;
하우징 어셈블리에 인접하여 위치하는 전자기 코일 어셈블리, 전자기 코일 어셈블리는 분리된 단자를 갖는 제1 및 제2 와인딩을 포함함;
로터 어셈블리는 디스크의 적어도 부분을 통해 유체 리턴 보어가 반지름 방향으로 확장되는 디스크를 포함할 수 있고, 펌프 보어 인서트가 유체 리턴 보어 내에 적어도 부분적으로 위치함;
로터 어셈블리는 함께 회전을 위해 디스크에 연결되는 베어링 허브를 포함할 수 있고, 출력 부재에 실장 위치를 제공하기 위하여 베어링 허브는 하우징 어셈블리를 넘어 확장함
하우징 어셈블리와 함께 회전을 위해 하우징 어셈블리에 연결되는 풀리;
샤프트 부분을 갖는 회전적으로 고정되는 저널 브라킷; 저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 하우징 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제1 테이퍼 롤러 베어링 세트; 및 저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 로터 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제2 테이퍼 롤러 베어링 세트;
펌프 보어 인서트에 접속 가능하도록 구성되는 하우징 어셈블리 내에 접속 개구;
하우징 어셈블리는 베어링에 의해 지지되는 베이스; 및 베이스에 부착되는 커버를 포함할 수 있고, 접속 개구가 베이스의 일부를 통하여 확장함;
펌프 보어 인서트는 커버가 베이스에 부착되는 동안 접속 개구를 통해 제거가능할 수 있다; 및/또는
접속 개구에 제거가능하게 결합되는 플러그.
또한, 상술한 비스코스 클러치를 가지고 사용하기 위한 키트로서, 키트는 다른 사이즈의 보어를 갖는 것과 같은 다른 구성의 교체 펌프 보어 인서트를 포함할 수 있다.
비스코스 클러치를 사용하는 방법은 제1 펌프 보어 인서트를 비스코스 클러치의 작업 챔버를 따라 유체 리턴 보어에 결합시키는 단계; 및 제1 펌프 보어 인서트를 다른 구성의 제2 펌프 보어 인서트로 교체하는 단계를 포함할 수 있다;
앞선 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로, 하나 이상의 다음 특징, 구성 및/또는 추가 요소를 선택적으로 포함할 수 있다:
제1 및 제2 펌프 보어 인서트는 각각, 개별적으로, 유체 리턴 경로를 따라 유체 리턴 보어의 반지름 방향으로 확장 부분 내에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다;
비스코스 클러치의 하우징 어셈블리 내의 접속 개구를 통하여 툴을 삽입하는 단계; 및 툴을 제1 펌프 보어 인서트와 결합시키는 단계;
비스코스 클러치로부터 제1 펌프 보어 인서트를 제거하는 단계
제2 펌프 보어 인서트는 비스코스 클러치에 제거된 제1 펌프 보어 인서트와는 다른 펌핑 특성을 제공할 수 있다; 및/또는
작업 챔버 내로 반지름 방향으로 돌출하도록 제거가능 와이퍼를 위치시키는 단계, 제거가능 와이퍼가 펌프 보어 인서트에 인접하여 위치함.
비스코스 클러치를 가지고 사용하는 방법은 비스코스 클러치의 작업 챔버를 따라 그리고 적어도 부분적으로 유체 리턴 보어 내에 제1 펌프 보어 인서트를 위치시키는 단계; 비스코스 클러치로부터 제1 펌프 보어 인서트를 제거하는 단계; 및 비스코스 클러치의 작업 챔버를 따라 그리고 제1 와이퍼를 대신하여 적어도 부분적으로 유체 리턴 보어 내에 제2 펌프 보어 인서트를 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
앞선 단락의 방법은 추가적으로 및/또는 대안적으로, 하나 이상의 다음 특징, 구성 및/또는 추가 요소를 선택적으로 포함할 수 있다:
작업 챔버 내에 돌출하도록 제거가능한 와이퍼를 위치시키는 단계, 제거가능한 와이퍼는 펌프 보어 인서트에 인접하여 위치함; 및 제거가능 와이퍼를 비스코스 클러치로부터 제거하는 단계
제2 펌프 보어 인서트는 제1 펌프 보어 인서트와 다른 사이즈의 보어를 가질 수 있다; 및/또는
제1 또는 제2 펌프 보어 인서트를 갖는 전단 유체 흐름을 계량하는 단계.
비스코스 클러치를 위한 방법은 제1 직경을 갖는 보어를 통하여 전단 유체를 펌핑하는 단계; 및 상기 제1 직경과는 다른 제2 직경을 갖도록 보어를 재배열하는 단계를 포함할 수 있다.
요약
"실질적으로", "본질적으로", "일반적으로" 등과 같은, 모든 상대적인 용어 또는 정도의 용어는 여기서 명백하게 표현된 모든 적용 가능한 정의 또는 제한에 부합되고 따르도록 해석되어야만 한다. 모든 경우에서, 여기서 사용된 모든 상대적인 용어 또는 정도의 용어는 모든 적절한 개시된 실시예들뿐만 아니라 통상의 제조 허용 변형, 부수적 정렬 변형, 작동 조건에 기인하는 일시적인 정렬 또는 형상 변형 등을 포함하는 것과 같이 본 개시의 전체적인 관점에서 당업자에 의해 이해될 수 있는 범위 또는 변화를 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다.
비록 본 발명이 바람직한 실시예를 참고하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이, 형태 및 상세에 변형을 가할 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 위에 개시된 교체가능 펌프 보어 인서트(60) 및 와이퍼(63)는 각각 거의 모든 타입의 비스코스 클러치에 사용될 수 있다. 더욱이, 상술한 유체 경로(48, 50)의 배열은 원하는 모든 타입의 펌핑 어셈블리를 갖는 클러치에 이용될 수 있다.

Claims (47)

  1. 하우징 어셈블리;
    로터 어셈블리;
    전단 유체 공급을 유지하기 위한 저장소;
    하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버 - 작업 챔버에 전단 유체의 선택적 도입이 하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 간의 선택적 토크 전달을 가능하게 함 -; 및
    적어도 로터 어셈블리의 외경부를 통하여 작업 챔버로 확장되는 유체 리턴 보어 - 유체 리턴 보어가 작업 챔버로부터 저장소까지 유체 리턴 경로의 적어도 일부를 형성함 - 을 포함하는 비스코스 클러치.
  2. 제1항에 있어서,
    저장소 및 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 제어하는 제1 밸브 요소를 제어가능하게 이동시키도록 구성된 전자기적으로 작동하는 밸브 어셈블리를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  3. 제2항에 있어서,
    저장소 및 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 추가로 제어하기 위하여 제1 밸브 요소와 함께 작동하도록 구성된 제2 밸브 요소를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  4. 제1항에 있어서,
    하우징 어셈블리에 인접하여 위치하는 전자기 코일 어셈블리를 추가로 포함하고, 전자기 코일 어셈블리가 다른 전압에서 작동을 위하여 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결될 수 있는 단자를 각각 갖는 제1 및 제2 와인딩을 포함하는 비스코스 클러치.
  5. 제1항에 있어서,
    로터 어셈블리는
    유체 리턴 보어가 디스크의 적어도 일부를 통하여 반지름 방향으로 확장되는 디스크; 및
    동시 회전을 위해 디스크에 연결되는 베어링 허브를 포함하고, 베어링 허브는 출력 부재에 실장 위치를 제공하도록 하우징 어셈블리를 넘어 확장되는 비스코스 클러치.
  6. 제1항에 있어서,
    하우징 어셈블리와 동시 회전을 위해서 하우징 어셈블리에 연결되는 풀리를 더 포함하는 비스코스 클러치.
  7. 제1항에 있어서,
    샤프트 부분을 갖는 회전적으로 고정되는 저널 브라킷;
    저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 하우징 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제1 테이퍼 롤러 베어링 세트; 및
    저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 로터 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제2 테이퍼 롤러 베어링 세트를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  8. 제1항에 있어서,
    하우징 어셈블리는 복수의 냉각 핀(cooling fin)을 포함하고, 냉각 핀은 비스코스 클러치에 회전 입력부(rotational input)가 있을 때마다 회전하도록 구성되는 비스코스 클러치
  9. 제1항에 있어서,
    유체 리턴 보어 내부에 적어도 부분적으로 위치하는 교체가능한 펌프 보어 인서트를 추가로 포함하고, 교체가능한 펌프 보어 인서트는 유체 리턴 보어와 유체 연통하는 보어를 포함하는 비스코스 클러치.
  10. 제9항에 있어서,
    교체가능 펌프 보어 인서트에 접속을 가능하게 하도록 구성된 하우징 어셈블리 내 접속 개구(access opening)를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  11. 제1항에 있어서,
    로터 어셈블리의 외경부에 있고 적어도 부분적으로 작업 챔버쪽으로 돌출된 와이퍼를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  12. 제11항에 있어서,
    와이퍼가 제거가능하게 로터 어셈블리의 디스크에 부착되는 비스코스 클러치.
  13. 제1항에 있어서,
    저장소의 경계 부분을 정의하는 저장소 커버; 및
    전단 유체를 로터 어셈블리의 유체 리턴 보어로부터 유체 리턴 경로를 따라 저장소로 이송하기 위하여 저장소 커버를 가로지르는 흐름 가이드(flow guide)를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  14. 선택적 토크 전달을 위한 방법으로서, 상기 방법은
    회전 입력부를 하우징 어셈블리에 이송하는 단계;
    선택적으로 전단 유체를 작업 챔버로 이송하는 단계;
    작업 챔버로 선택적으로 이송되는 전단 유체의 부피의 함수로서 토크를 로터 어셈블리에 전달하는 단계; 및
    전단 유체를 로터 어셈블리의 디스크를 통하여 실질적으로 방사형 보어를 따라 작업 챔버로부터 저장소로 리턴시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    작업 챔버에서 저장소로 전단 유체를 리턴시킬 때 제1 비율에서 펌핑을 제공하도록 제1 교체가능 펌프 보어 인서트를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    제1 사이즈의 보어를 갖는 제1 교체가능 펌프 보어 인서트를 제1 사이즈와 다른 제2 사이즈의 보어를 갖는 제2 교체가능 펌프 보어 인서트로 교체하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    와이퍼가 작업 챔버 내로 돌출하도록 와이퍼를 실질적으로 방사형 보어에 인접한 디스크의 외경부에 고정시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 하우징 어셈블리;
    로터 어셈블리;
    전단 유체 공급을 유지하기 위한 저장소;
    하우징 어셈블리와 로터 어셈블리 사이에 작용하여 위치하는 작업 챔버 - 전단 유체의 작업 챔버로의 선택적 도입이 하우징 어셈블리 및 로터 어셈블리 간의 선택적 토크 전달을 가능하게 함 -; 및
    작업 챔버로부터 저장소로 확장되는 유체 리턴 경로와 유체 연통하여 보어를 갖는 펌프 보어 인서트를 포함하는 비스코스 클러치.
  19. 제18항에 있어서,
    펌프 보어 인서트가 제거가능하게 로터 어셈블리에 결합되는 비스코스 클러치.
  20. 제18항에 있어서,
    펌프 보어 인서트는 나사형 샹크(threaded shank), 샹크와 인접한 헤드 및 샹크 및 헤드 중 적어도 하나의 상부에 또는 따라서 위치하는 결합 구조물을 포함하고, 보어는 샹크 및 헤드를 통하여 확장되는 비스코스 클러치.
  21. 제18항에 있어서,
    펌프 보어 인서트에 인접한 로터 어셈블리의 외경부에 결합되고 로터 어셈블리의 둘레 표면으로부터 바깥쪽으로 반지름 방향으로 확장되는 와이퍼를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  22. 제21항에 있어서,
    와이퍼가 일반적으로 직사각형 형태의 둘레(rectangular perimeter)를 가지고 있고 휘어 있는(curved) 비스코스 클러치.
  23. 제18항에 있어서,
    로터 어셈블리의 적어도 일부를 통해 작업 챔버로 반지름 방향으로 확장되는 유체 리턴 보어를 추가로 포함하고 유체 리턴 보어가 작업 챔버로부터 저장소로 유체 리턴 경로의 적어도 일부를 형성하는 비스코스 클러치.
  24. 제23항에 있어서,
    저장소의 경계 부분을 정의하는 저장소 커버; 및
    전단 유체를 로터 어셈블리의 유체 리턴 보어로부터 유체 리턴 경로를 따라 저장소로 이송하기 위하여 저장소 커버를 가로지르는 흐름 가이드를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  25. 제18항에 있어서
    저장소와 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 제어하는 제1 밸브 서브어셈블리를 제어가능하게 이동시키도록 구성되는 전자기적으로 작동되는 밸브 어셈블리를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  26. 제25항에 있어서,
    저장소와 작업 챔버 간의 전단 유체의 흐름을 추가로 제어하기 위하여 제1 밸브 서브어셈블리와 함께 작동되도록 구성되는 제2 밸브 서브어셈블리를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  27. 제18항에 있어서,
    하우징 어셈블리에 인접하여 위치하는 전자기 코일 어셈블리를 추가로 포함하고, 전자기 코일 어셈블리는 분리된 단자를 갖는 제1 및 제2 와인딩을 포함하는 비스코스 클러치.
  28. 제18항에 있어서,
    로터 어셈블리는
    디스크의 적어도 부분을 통해 유체 리턴 보어가 반지름 방향으로 확장되는 디스크를 포함하고, 펌프 보어 인서트가 유체 리턴 보어 내에 적어도 부분적으로 위치하는 비스코스 클러치.
  29. 제28항에 있어서,
    로터 어셈블리는
    함께 회전을 위해 디스크에 연결되는 베어링 허브를 추가로 포함하고, 출력 부재에 실장 위치를 제공하기 위하여 베어링 허브는 하우징 어셈블리를 넘어 확장되는 비스코스 클러치.
  30. 제18항에 있어서,
    하우징 어셈블리와 함께 회전을 위해 하우징 어셈블리에 연결되는 풀리를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  31. 제18항에 있어서,
    샤프트 부분을 갖는 회전적으로 고정되는 저널 브라킷;
    저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 하우징 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제1 테이퍼 롤러 베어링 세트; 및
    저널 브라킷의 샤프트 부분 상에 있는 로터 어셈블리를 회전적으로 지지하기 위한 제2 테이퍼 롤러 베어링 세트를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  32. 제18항에 있어서,
    펌프 보어 인서트에 접속 가능하도록 구성되는 하우징 어셈블리 내에 접속 개구를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  33. 제32항에 있어서,
    하우징 어셈블리는
    베어링에 의해 지지되는 베이스; 및
    베이스에 부착되는 커버를 포함하고, 접속 개구가 베이스의 일부를 통하여 확장되는 비스코스 클러치.
  34. 제33항에 있어서,
    펌프 보어 인서트는 커버가 베이스에 부착되는 동안 접속 개구를 통해 제거가능한 비스코스 클러치.
  35. 제32항에 있어서,
    접속 개구에 제거가능하게 결합되는 플러그를 추가로 포함하는 비스코스 클러치.
  36. 제18항의 비스코스 클러치를 가지고 사용하기 위한 키트로서, 키트는 다른 구성의 교체 펌프 보어 인서트를 포함하는 키트.
  37. 비스코스 클러치를 사용하는 방법으로서,
    제1 펌프 보어 인서트를 비스코스 클러치의 작업 챔버를 따라 유체 리턴 보어에 결합시키는 단계; 및
    제1 펌프 보어 인서트를 다른 구성의 제2 펌프 보어 인서트로 교체하는 단계를 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    제1 및 제2 펌프 보어 인서트는 각각, 개별적으로, 유체 리턴 경로를 따라 유체 리턴 보어의 반지름 방향으로 확장 부분 내에 적어도 부분적으로 위치하는 방법.
  39. 제37항에 있어서,
    비스코스 클러치의 하우징 어셈블리 내의 접속 개구를 통하여 툴을 삽입하는 단계; 및
    툴을 제1 펌프 보어 인서트와 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  40. 제37항에 있어서,
    비스코스 클러치로부터 제1 펌프 보어 인서트를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    제2 펌프 보어 인서트는 비스코스 클러치에 제거된 제1 펌프 보어 인서트와는 다른 펌핑 특성을 제공하는 방법.
  42. 제37항에 있어서,
    작업 챔버 내로 반지름 방향으로 돌출하도록 제거가능 와이퍼를 위치시키는 단계를 추가로 포함하고, 제거가능 와이퍼가 펌프 보어 인서트에 인접하여 위치하는 방법.
  43. 비스코스 클러치를 가지고 사용하는 방법으로서,
    비스코스 클러치의 작업 챔버를 따라 그리고 적어도 부분적으로 유체 리턴 보어 내에 제1 펌프 보어 인서트를 위치시키는 단계;
    비스코스 클러치로부터 제1 펌프 보어 인서트를 제거하는 단계; 및
    비스코스 클러치의 작업 챔버를 따라 그리고 제1 와이퍼를 대신하여 적어도 부분적으로 유체 리턴 보어 내에 제2 펌프 보어 인서트를 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    작업 챔버 내에 돌출하도록 제거가능한 와이퍼를 위치시키는 단계, 제거가능한 와이퍼는 펌프 보어 인서트에 인접하여 위치함; 및
    제거가능 와이퍼를 비스코스 클러치로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  45. 제43항에 있어서,
    제2 펌프 보어 인서트가 제1 펌프 보어 인서트와 다른 사이즈의 보어를 갖는 방법.
  46. 제43항에 있어서,
    제1 또는 제2 펌프 보어 인서트를 갖는 전단 유체 흐름을 계량하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  47. 비스코스 클러치를 위한 방법으로서, 상기 방법은
    제1 직경을 갖는 보어를 통하여 전단 유체를 펌핑하는 단계; 및
    상기 제1 직경과는 다른 제2 직경을 갖도록 보어를 재배열하는 단계를 포함하는 방법.
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