KR20190089918A - 일방향 터빈 클러치를 구비하는 토크 컨버터 및 이를 조립하는 방법 - Google Patents

일방향 터빈 클러치를 구비하는 토크 컨버터 및 이를 조립하는 방법 Download PDF

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Abstract

일방향 클러치를 구비하는 토크 컨버터 및 이를 조립하는 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 컨버터는 드라이브 샤프트와 드리븐 샤프트를 함께 커플링하기 위한 유체 동역학적 토크 컨버터에 있어서, 토크 컨버터는 회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱, 회전축을 중심으로 회전 가능한 임펠러 휠, 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 축 방향으로 임펠러 휠에 대향하여 배치되며, 임펠러 휠과 동축으로 정렬되고 임펠러 휠에 의해 유체 동역학적으로 회전 가능한 터빈 휠, 축 방향으로 임펠러 휠과 터빈 휠 사이에 위치되는 고정자, 하나의 원주 방향으로만 터빈 휠의 회전 운동을 허용하는 일방향 터빈 클러,; 및 토셔널 바이브레이션 댐퍼를 포함하고, 일방향 터빈 클러치는 터빈 휠에 회전 불가능하게 연결되는 외측 링, 반경 방향으로 외측 링 내에 배치되는 내측 링, 및 반경 방향으로 외측 링과 내측 링 사이에 배치되고, 내측 링에 대해 외측 링의 회전 운동을 하나의 원주 방향으로만 허용하도록 구성되는 복수의 맞물림 컴포넌트를 포함하고, 토셔널 바이브레이션 댐퍼는 회전 축을 중심으로 회전 가능한 입력 부재, 원주 방향으로 작용하는 복수의 탄성 부재, 및 탄성 부재를 통해 입력 부재에 탄성적으로 커플링 되는 출력 부재를 포함하며, 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 출력 부재는 일방향 터빈 클러치의 외측 링에 회전 불가능하게 커플링되고, 터빈 휠은 일방향 터빈 클러치의 외측 링 및 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 출력 부재 중 하나에 회전 불가능하게 커플링되는 것을 특징으로 한다.

Description

일방향 터빈 클러치를 구비하는 토크 컨버터 및 이를 조립하는 방법
본 발명은 일반적으로 토크 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터빈 휠에 대하여 일방향 클러치를 갖는 하이브리드 차량을 위한 토크 컨버터 및 그 조립 방법에 관한 것이다
현재 "청정"차량들에 대한 수요는 연료 소비를 줄이고 오염을 줄여야 할 필요성으로 인해 증가하는 경향이 있다. 일반적으로 하이브리드 시스템들은 전술한 필요성을 달성하기 위해 개발되고 있다. 하이브리드 차량들은 차량의 제동 동안 운동 에너지를 수집하기 위해 교류 발전기(alternator) (또는 제너레이터)가 사용되는 회전력 컨버터 및 복원(recuperative) 제동을 위해 알려져 있다. 교류 발전기는 수집된 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 일례로 슈퍼-커패시터 또는 배터리의 팩의 형태로 에너지 저장 장치를 충전한다. 복원된 이러한 에너지는 모터 자동차에 포함된 다양한 전기 및 전자 장비 항목들로 반환된다. 전기 에너지는 열기관의 시동을 걸거나, 또는 열기관의 토크을 보조하는 데에 또한 사용될 수 있다.
코스팅 (coasting) 모드, 엔진 제동 모드 및 재생 모드와 같은 하이브리드 자동차의 일부 작동작동 조건에서, 토크 컨버터의 출력 허브는 토크 컨버터의 터빈 휠 보다 더 빠르게 회전할 수 있다. 일반적으로 출력 허브와 터빈 휠은 비 회전식으로 연결된다. 따라서 코스팅, 엔진 제동 또는 재생 모드에서, 터빈 휠의 회전은 컨버터 및 터빈의 "펌프" 유체의 전형적인 유체 흐름 패턴을 임펠러 휠로 역전시킨다. 터빈 휠의 회전이 토크 컨버터의 오일을 가열하여, 과도한 열 손실을 초래하고, 경우에 따라 심지어는 회전력 컨버터에 손상을 초래하기 때문에, 터빈 휠의 이러한 작동은 바람직하지 않다.
또한, 하이브리드 차량의 코스팅 동안, 드래그가 역회전력을 발생시키고 전기 모터의 유효 회전력을 감소시킴에 따라, 토크 컨버터의 터빈 휠에 의해 유발되는 드래그는 하이브리드 차량의 전기 모터의 효율을 감소시킨다.
또한, 하이브리드 자동차의 재생 모드와 같은 일부 작동 조건에서, 내연 기관의 회전을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 터빈 휠의 회전은 임펠러 휠과 내연 기관으로 약간의 토크을 전달할 수 있다. 재생 모드와 관련된 회전력으로부터 입력 샤프트를 분리하기 위해 일방향 클러치 또는 기어 메커니즘과 같은 기계 장치를 사용하는 것이 알려져 있다.
위에서 논의된 것을 포함하지만 이에 국한되지 않는 종래의 유체 동역학적 토크 커플링 장치가 하이브리드 차량에 적용하기에는 적합하다는 것이 입증되었지만, 하이브리드 차량에 사용되는 토크 컨버터의 터빈 휠이 재생 모드 동안에 변속기 입력 샤프트로부터 분리되는 것을 허용하는 일방향 클러치의 개선으로서, 그 성능 및 비용을 향상시킬 수 있는 개선이 가능하다.
본 발명의 일 양상에 따라, 드라이브 샤프트와 드리븐 샤프트를 함께 커플링하기 위한 유체 동역학적 토크 컨버터가 제공된다. 상기 토크 컨버터는 회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱, 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 임펠러 휠, 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하고 축 방향으로 상기 임펠러 휠에 대향하여 배치되며, 상기 임펠러 휠과 동축으로 정렬되고, 상기 임펠러 휠에 의해 유체 동역학적으로 회전 가능하게 구동되는 터빈 휠, 축 방향으로 상기 임펠러 휠과 상기 터빈 휠 사이에 위치되는 고정자, 및 하나의 원주 방향으로만 상기 터빈 휠의 회전 운동을 허용하는 일방향 터빈 클러치를 포함한다. 상기 일방향 터빈 클러치는 상기 터빈 휠에 회전 불가능하게 연결되는 외측 링, 상기 외측 링 내에 반경 방향으로 배치되는 내측 링, 및 반경 방향으로 상기 외측 링과 상기 내측 링 사이에 배치되고, 상기 내측 링에 대해 상기 외측 링의 회전 운동을 하나의 원주 방향으로만 허용하도록 구성되는 복수의 맞물림 컴포넌트를 포함한다. 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼는 상기 회전 축을 중심으로 회전 가능한 입력 부재, 원주 방향으로 작용하는 복수의 탄성 부재, 및 상기 탄성 부재를 통해 상기 입력 부재에 탄성적으로 커플링 되는 출력 부재를 포함한다. 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재는 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 회전 불가능하게 커플링 된다. 상기 터빈 휠은 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링과 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재 중 하나에 회전 불가능하게 커플링 된다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 유체 동역학적 회전력 컨버터를 조립하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱의 제1 및 제2 케이싱 쉘을 제공하는 단계, 임펠러 휠, 축 방향으로 상기 임펠러 휠과 대향되게 배치되고 터빈 쉘을 포함하는 터빈 휠, 및 고정자를 포함하는 미리 조립된 회전력 컨버터를 제공하는 단계 하나의 원주 방향으로만 상기 터빈 휠의 회전 운동을 허용하는 일방향 터빈 클러치를 제공하는 단계, 및 상기 회전 축을 중심으로 회전 가능한 입력 부재, 원주 방향으로 작용하는 복수의 탄성 부재, 및 상기 탄성 부재를 통해 상기 입력 부재에 탄성적으로 커플링 되는 출력 부재를 포함하는 토셔널 바이브레이션 댐퍼를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 일방향 터빈 클러치는 상기 터빈 휠에 회전 불가능하게 연결된 외측 링, 반경 방향으로 상기 외측 링 내에 배치되는 내측 링, 및 반경 방향으로 상기 외측 링과 상기 내측 링 사이에 배치되고, 상기 내측 링에 대해 상기 외측 링의 회전 운동을 하나의 원주 방향으로만 허용하도록 구성되는 복수의 맞물림 컴포넌트를 포함한다. 상기 방법은 상기 터빈 휠을 상기 회전 축과 동축인 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링 및 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재 중 하나에 회전 불가능하게 연결하는 단계, 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재를 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 회전 불가능하게 부착하는 단계, 및 상기 원주 방향으로 작용하는 탄성 부재를 통해 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 입력 부재를 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재에 탄성적으로 장착하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일부를 구성하는 장치, 시스템, 컨버터, 프로세스 등을 포함하는 본 발명의 다른 양태들은 예시적인 실시예들의 하기의 상세한 설명을 숙독함으로써 더욱 분명해질 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 의하면, 코스팅, 엔진 제동 또는 재생 모드에서, 터빈 휠의 회전이 컨버터 및 터빈 "펌프" 유체의 전형적인 유체 흐름 패턴을 임펠러 휠로 역전시킴으로 인해 터빈 휠의 회전이 토크 컨버터의 오일을 가열하여 과도한 열 손실을 초래하고, 토크 컨버터에 손상을 초래하는 것을 방지할 수 있는 토크 컨버터를 제공하는 것이다.
첨부한 도면들은 명세서에 포함되고 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은, 위에서 제공된 일반적인 설명과 아래에서 제공되는 예시적인 실시예 및 방법의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 발명의 목적 및 장점은, 유사한 엘리먼트들에 동일한 또는 유사한 도면 번호들이 부여되어 있는 첨부한 도면들을 고려하여 하기의 명세서의 검토로부터 분명해질 것이다:
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 부분적인(fragmented) 절반 축 단면도이고;
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유체 동역학적 회전력 컨버터의 터빈 휠, 일방향 터빈 클러치 및 록킹 피스톤의 부분적인 절반 축 단면도이고;
도 3은 도 2의 일방향 터빈 클러치의 절반 축 단면도이고;
도 4는 도 3의 일방향 터빈 클러치의 내측 링의 절반 단면도이고;
도 5A는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 터빈 휠의 부분 정면 사시도이고;
도 5B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 대안적인 터빈 휠의 후면 사시도이고;
도 6은 도 5B의 터빈 휠의 부분 단면도이고;
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 터빈 휠과 이에 장착되는 일방향 터빈 클러치의 후면도이고;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 부분적인(fragmented) 절반 축 단면도이고;
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동역학적 회전력 컨버터의 터빈 휠 및 일방향 터빈 클러치의 부분적인 절반 축 단면도이고;
도 10은 도 9의 일방향 터빈 클러치의 단면도이고;
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 부분적인 절반 축 단면도이고;
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 터빈 휠, 록킹 피스톤 및 일방향 터빈 클러치의 부분적인 절반 축 단면도이고;
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토쿠 컨버터의 터빈 휠 및 일방향 터빈 클러치의 부분적인 절반 축 단면도이고;
도 14는 도 13의 일방향 터빈 클러치의 절반 단면도이고;
도 15A는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 부분 전면 사시도이고;
도 15B는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 부분 후면 사시도이고;
도 16은 도 15B의 터빈 휠의 부분 단면도이고;
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 터빈 휠과 이에 장착되는 일방향 터빈 클러치의 전면 사시도이고;
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 ?, 컨버터의 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 전면 사시도이고;
도 19A는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 출력 부재의 전면 사시도이고;
도 19B는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 출력 부재의 후면 사시도이고;
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 부분적인(fragmented) 절반 축 단면도이고;
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 터빈 휠, 일방향 터빈 클러치 및 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 부분적인 절반 축 단면도이고;
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동역학적 토크 컨버터의 터빈 휠, 일방향 터빈 클러치 및 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 출력 부재의 부분적인 절반 축 단면도이고; 그리고
도 23은 도 22의 일방향 터빈 클러치의 절반 단면도이다.
이제, 도면 전반에 걸쳐 유사한 참조 문자가 유사한 또는 상응하는 부분들을 가리키고 있는, 첨부 도면들에 나타내진 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들 및 방법들을 상세하게 참조한다. 그러나, 본 발명의 보다 넓은 양태들은 예시적인 실시예들 및 방법들과 관련되어 도시 및 기술된 특정한 상세, 전형적인 장치들 및 방법들과, 설명용 예시들에 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다.
예시적인 실시예들에 대한 이 설명은 전체 상세한 설명의 일부로서 간주되게 되는 첨부 도면들과 관련하여 숙독 되어야 한다. 상세한 설명에 있어서, "수평(horizontal)", "수직(vertical)", "위(up)", "아래(down)", "상측(upper)", "하측(lower)", "우측(right)", "좌측(left)", "상부(top)" 및 "하부(bottom)"와 같은 상대어(relative terms) 뿐만 아니라 그 파생어(예컨대, "수평하게(horizontally)", "하향으로(downwardly)", "상향으로(upwardly)" 등)는 이후에 기재되는 바와 같이, 또는 논의되고 있는 도면에 도시된 바와 같이 방위를 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이들 상대어는 설명의 편의를 위한 것이며, 보통은 특정한 방향을 필요로 하는 것으로 의도되지 않는다. "연결된(connected)" 및 "상호 연결된(interconnected)"과 같은 부착, 결합 등에 관련되는 용어는, 구조체들이 직접적으로 또는 개재 구조체를 통해 간접적으로 서로에 대하여 고정 또는 부착되는 관계 만 아니라, 달리 명시적으로 기재되지 않는 한, 양자가 가동식이거나 또는 고정식인 부착 또는 관계를 나타낸다. "작동 가능하게 연결되는"이라는 용어는 관련 구조체가 그 관계에 의해 의도된 대로 작동할 수 있도록 하는 부착, 커플링 또는 연결과 같은 의미이다. 부가적으로, 청구범위에서 사용된 하나("a" 및 "an")라는 단어는 "적어도 하나(at least one)"를 의미한다.
하이브리드 차량에 사용되는 것과 같은 유체 동역학적 토크 컨버터의 제1 실시예는, 일반적으로 도 1 내지 4의 부분적인 단면도(fragmentary sectional view)에 가장 잘 도시된 바와 같이, 첨부한 도면에서 도면 부호 10으로 표시된다. 유체 동역학적 토크 컨버터 (10)는 자동차와 같은 모터 차량의 드라이브 샤프트 및 드리븐 샤프트를 유체 형태로(fluidly) 커플링 하도록 공지된 방식으로 작동 가능하다. 전형적인 경우, 드라이브 샤프트는 모터 차량의 내연 기관 (도시되지 않음)의 출력 샤프트이고, 드리븐 샤프트는 모터 차량의 자동 변속기에 연결된다.
유체 동역학적 토크 컨버터 (10)는 회전 축 (X)을 중심으로 회전 가능한 실링 케이싱 (12), 유체 커플링 (14), 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (여기에서 댐퍼 어셈블리라고도 함) (16) 및 회전 축 (X)을 중심으로 회전 가능한 마찰 록업 클러치 (18)를 포함하고, 모두 케이싱 (12) 내에 배치된다. 실링 케이싱 (12)은 오일 또는 변속기 유체와 같은, 유체로 적어도 부분적으로 채워진다. 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16) 및 마찰 록업업 클러치 (18)가 또한 케이싱(12)에 배치된다. 본 명세서에서 설명되는 도면들은 절반-뷰들(half-views), 즉 회전축 (X) 위의 유체 동역학적 회전력 컨버터 (10)의 부분 (portion) 또는 단편 (fragment)을 도시한다. 일반적으로, 토크 컨버터 (10)는 회전 축 (X)을 중심으로 대칭이다. 본 명세서에서, 축 방향 및 반경 방향은 토크 컨버터 (10)의 회전축 (X)에 대해 고려된다. "축 방향으로(axially)", "반경 방향으로(radially)" 및 "원주 방향으로(circumferentially)"와 같은 상대적인 용어는 각각 회전축 (X)을 중심으로 평행하게, 수직으로, 그리고 원형으로 배향에 관한 것이다.
실링 케이싱 (12)은 도 1에 도시된 제1 실시예에 따라 제1 케이싱 쉘 (또는 커버 쉘) (20 1) 및 제2 케이싱 쉘 (또는 임펠러 쉘) (20 2) 은 용접부 (19)에서의 용접에 의해 그 외측 주변(outer peripheries)에서, 그리고 회전축 (X) 주위로 회전 가능하게 함께 실링되어 상호 연결된다. 제1 케이싱 셸 (20 1)은 드라이브 샤프트에 대해 이동 불가능하게(즉, 고정적으로) 연결되어, 보다 전형적으로는 드라이브 샤프트에 대해 회전 불가능하게 고정되는 플라이휠(flywheel) (도시되지 않음)에 연결되어, 엔진이 토크를 전달하기 위해 작동하는 동일한 속도로 케이싱 (12)이 회전한다 구체적으로, 도 1의 도시된 실시 예에서, 케이싱 (12)은 내연 기관에 의해 회전 가능하게 구동되고 스터드 (21)로 플라이휠에 회전 불가능하게 연결된다. 전형적으로, 스터드 (21)는 용접 등에 의해 커버 쉘 (20 1)에 고정식으로 고정된다. 제1 및 제2 케이싱 셸 (20 1, 20 2) 각각은 일체형 (integral) (즉, 유니터리 (unitary)) 또는 단일 피스이며, 예를 들어 단일 피스 금속 시트를 프레스 성형함으로써 일체로 제작될 수 있다. 제1 케이싱 셸 (20 1)은 도 1에 가장 잘 도시된 케이싱 (12) 내의 유체 커플링 (14) 및 댐퍼 어셈블리 (16)를 대향하는 록킹 표면 (25)을 한정한다.
유체 커플링 (14)은 임펠러 휠 (때로는 펌프로 언급됨) (30), 터빈 휠 (32), 및 축 방향으로 임펠러 휠 (30)과 터빈 휠 (32) 사이에 배치되는 고정자 (때로는 리액터로 언급됨) (34)를 포함한다. 임펠러 휠 (30), 터빈 휠 (32) 및 고정자 (34)는 회전축 (X)상에서 서로 동축으로 정렬된다. 임펠러 휠 (30), 터빈 휠 (32) 및 고정자 (34)는 집합적으로 토러스 (torus)를 형성한다. 임펠러 휠 (30) 및 터빈 휠 (32)은 당업계에 공지된 바와 같이 서로 유체 형태로 (또는 유체-동역학적으로 (hydro-dynamically)) 결합될 수 있다.
임펠러 휠 (30)은 실질적으로 환형, 반-토로이드 형 (또는 오목형) 임펠러 쉘 (31), 실질적으로 환형인 임펠러 코어 링 (36) 및 임펠러 쉘 (31) 및 임펠러 코어 링 (36)에 브레이징 등에 의하는 것과 같이, 고정적으로 (즉, 이동 불가능하게) 부착되는 복수의 임펠러 블레이드 (37)를 포함한다. 케이싱 (12)의 제2 케이싱 셸 (20 2)의 적어도 일부는 임펠러 어셈블리 (30)의 임펠러 쉘 (31)을 형성하고 임펠러 쉘 (31)로서 제공된다. 따라서, 임펠러 쉘 (31)은 때때로 케이싱 (12)의 일부분으로 언급된다. 그 결과, 임펠러 휠 (30)의 임펠러 쉘 (31)은 제1 케이싱 쉘 (20 1)에 대해 회전 불가능하고, 따라서 엔진 출려고가 동일한 속도로 회전하는 엔진의 드라이브 샤프트 (또는 플라이휠)에 대해 회전 불가능하다. 임펠러 휠 (30)은 또한 제2 케이싱 쉘 (20) (또는 임펠러 쉘 (31))에 고정식으로 고정된 임펠러 허브 (22)를 포함한다. 임펠러 허브 (22)는 변속기의 유압 펌프와 맞물리도록 배치된다. 임펠러 쉘 (31), 임펠러 코어 링 (36) 및 임펠러 블레이드 (37)는 통상적으로 스틸 블랭크들로부터의 스탬핑에 의해 형성된다.
터빈 휠 (32)은 실질적으로 환형의 터빈 쉘 (33), 실질적으로 환형의 터빈 코어 링 (38), 및 브레이징과 같은 고정적으로 (즉, 이동 불가능하게) 터빈 쉘 (33) 및 코어 링 (38)에 부착되는 다수의 터빈 블레이드 (39)를 포함한다. 임펠러 휠 (30)의 회전은 토러스 내의 변속기 유체가 터빈 블레이드들 (36)을 회전시켜서 터빈 쉘 (33)을 회전하게 한다. 터빈 쉘 (33), 터빈 코어 링 (30) 및 터빈 블레이드 (39)는 통상적으로 스틸 블랭크들로부터의 스탬핑에 의해 형성된다.
고정자 (34)는 임펠러 휠 (30)과 터빈 휠 (32) 사이에 배치되어, 터빈 휠 (32)로부터의 유체를 효율적으로 임펠러 휠 (30)로 방향 전환(redirect)시킨다. 고정자 (34)는 전형적으로 고정자 (34)가 역회전하지 못하도록 일방향 고정자 클러치 (40) 상에 장착된다. 제1 스러스트 베어링 (42 1)은 고정자 (34)와 터빈 쉘 (33) 사이에 개재(interpose)되고, 제2 스러스트 베어링 (42 2)은 고정자 (34)와 케이싱 (12)의 제2 케이싱 쉘 (20 2) 또는 임펠러 허브 (22) 사이에 개재된다.
일방향 고정자 클러치 (40)는 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 고정자 (34)의 고정자 허브 (35) 내에 장착되고, 회전축 (X)과 동축인 외측 링 (44), 회전축 (X)과 동축인 내측 링 (46) 및 외측 링 (44)과 내측 링 (46) 사이에 한정된 환형 공간 내에 원주 방향으로 배치된 복수의 스프래그 또는 원통형 롤러 (48)를 포함한다. 내측 링 (46)의 내주 표면은 고정자 샤프트의 외주에 회전 가능하게 커플링하기 위한 스플라인 (47)을 갖는다.
고정자 (34)는 일방향 고정자 클러치 (40)를 고정자 허브 (35) 내에 보유 (retain)하고, 고정자 허브 (35)에 대해 회전축 (X)의 방향으로의 일방향 고정자 클러치 (40)의 컴포넌트의 축 방향 이동을 방지하기 위한 환형 고정자 리테이너 플레이트를 포함한다. 고정자 리테이너 플레이트 (50)은 고정자 허브 (35) 내에 스프래그 또는 원통형 롤러 (48)를 보유하도록 일방향 고정자 클러치 (40)의 외측 링 (44)과 내측 링 (46) 모두와 결합하는 축 방향 내측 단부 면을 갖는다. 고정자 리테이너 플레이트 (50)의 축 방향 외측 단부 면은 제1 스러스트 베어링 (42 1)과 맞물린다. 제1 실시 예에 따르면, 고정자 리테이너 플레이트 (50)은 고정자 (34)의 고정자 허브 (35)에 고정된다.
록업 클러치 (18)는 (록업 클러치 (18)의 맞물림 위치 (또는 록업 모드))를 향해 회전축 (X)을 따라 축 방향으로 변위 가능하고, 케이싱 (12)의 커버 셸 (20 1) 내부의 록킹 표면 (25) (록업 클러치 (18)의 맞물림 해제 위치 (또는 비 록업)) 으로부터 이격되는 실질적으로 환형 록킹 피스톤 (52)을 포함한다. 달리 말하면, 록킹 피스톤 (52)은 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 선택적으로 가압 되어 토크 컨버터 (10)를 샤프트들 사이에 록업하고 터빈 휠 (32)과 임펠러 휠 (30) 사이의 슬라이딩 이동을 제어한다.
록킹 피스톤 (52)은 실질적으로 환형의 피스톤 몸체 (54)와, 피스톤 몸체 (54)에 고정적으로 부착되어 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 대면하는 환형 마찰 라이너 (56)를 포함한다. 피스톤 몸체 (54)는 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 축 방향으로 대향하는 맞물림 표면 (55)을 갖는다. 환형 마찰 라이너 (56)는 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 접착제 접착과 같은 당업계에 공지된 임의의 적정한 수단에 의해 그 반경 방향 외주 단부 (54 1)에서 피스톤 몸체 (54)의 맞물림 표면 (55)에 고정적으로 부착된다. 피스톤 몸체 (54)의 반경 방향으로 내주 단부 (54 2)에서 축 방향으로 연장하는 것은 회전축 (X)에 근접하고 동축인 실질적으로 원통형 플랜지 (58)이다.
환형 마찰 라이너 (56)는 향상된 마찰 성능을 위한 마찰 물질로 제조된다. 이와 달리, 환형 마찰 라이너가 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 고정될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 제1 마찰 링 또는 라이너가 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 고정되고, 제2 마찰 링 또는 라이너가 록킹 피스톤 몸체 (54)의 맞물림 표면 (55)에 고정된다. 마찰 링 중 하나 또는 모두를 생략하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 달리 말하면, 환형 마찰 라이너 (56)는 맞물림 표면 중 임의의 것, 전부 또는 어느 것에도 고정될 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예에 따르면, 록킹 피스톤 몸체 (54)의 맞물림 표면 (55)은 록업 클러치 (18)의 맞물림을 향상시키기 위해 약간 원추형이다. 특히, 마찰 라이너 (55)를 홀딩하는 록킹 피스톤 몸체 (54)의 맞물림 표면 (55)은 록업 클러치 (18)의 토크 용량을 향상시키기 위해 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 대해 10 ° 내지 30 °의 각도로 원추형이다. 이와 달리, 록킹 피스톤 몸체 (54)의 맞물림 표면 (55)은 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 평행할 수 있다.
유체 동역학적 토크 컨버터 (10)는 터빈 휠 (32)이 역회전하는 것을 방지하는 일방향 터빈 클러치 (60)를 더 포함한다. 달리 말하면, 일방향 터빈 클러치 (60)는 하나의 원주 방향으로 터빈 휠 (32)의 회전 운동만을 허용한다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (60)는 회전축 (X)과 동축인 외측 링 (62), 외측 링 (62)과 동축이며 외측 링 (62)으로부터 반경 방향으로 이격되어 외측 링 (62)과 내측 링 (64) 사이의 상대 회전을 각각 가능하게 하는 내측 링 (64), 및 외측 링 (62)과 내측 링 (64) 사이의 한정된 환형 공간 내에 원주 방향으로 배치되는 복수의 맞물림 컴포넌트를 포함한다. 외측 링 (62)은 환형의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (62 R)을 갖고, 내측 링 (64)은 반경 방향 외측 레이스 표면 (62 R)에 대향하고 반경 방향으로 이격되어 배치된 환형의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (64 R)을 갖는다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 내측 링 (64)의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (64 R)은 외측 링 (62)의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (62 R)의 반경 방향으로 내측에 배치된다. 맞물림 컴포넌트 (66)는 반경 방향으로 대향하는 외측 레이스 트랙 표면 (62 R) 및 내측 레이스 트랙 표면 (64 R)과 결합하도록 구성된다.
맞물림 컴포넌트 (66)는 외측 링 (62)을 내측 링 (64)에 선택적으로 비 회전식으로 맞물리도록 하고 외측 링 (62)을 내측 링 (64)으로부터 선택적으로 회전 가능하게 맞물림 해제하도록 구성된다. 본 발명의 예시적인 실시 예에 따르면, 맞물림 컴포넌트 (66)는 원주 방향으로 분포되는 스프래그 엘리먼트이다. 상기 스프래그 식의 일방향 터빈 클러치 (60)는, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 환형 공간의 외주 측에 스프래그 (66)를 보유하는 외측 케이지 (67o)와, 내주 측에 스프래그 (66)를 보유하는 내측 케이지 (67i) 공간, 및 리본 스프링을 더 포함한다. 리본 스프링은 그 탄성력에 의해 반경 방향으로 외측 링 (62)과 내측 링 (64) 사이에서 스프래그 (66)를 가압하도록 구성되는 환형 스프링 부재이다. 스프래그 (66)의 반경 방향 외측 단부는 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (62R)과 맞물리도록 구성되는 한편, 스프래그 (66)의 반경 방향 내측 단부는 내측 링 (64)의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면을 포함한다. 이와 달리, 맞물림 컴포넌트는 롤러 또는 웨지 엘리먼트일 수 있다
달리 말하면, 외측 링 (62)은 일방향 터빈 클러치 (60)의 내측 링 (64)에 대해 하나의 원주 방향으로만 회전 가능하다. 내측 링 (64)의 내주 표면에는 변속기 입력 샤프트의 외주에 회전 가능하게 연결되는 스플라인 (65)이 형성되어 있다. 따라서, 일방향 터빈 클러치 (60)의 내측 링 (64)은 유체 동역학적 토크 컨버터 (10)의 출력 허브를 한정한다. 도 1에 더 도시된 바와 같이, 피스톤 몸체 (54)의 원통형 플랜지 (58)는 출력 허브 (64)에 축 방향으로 슬라이딩 되게 장착된다. 따라서, 록킹 피스톤 (52)은 회전 가능하고, 회전 축 (X)을 따라 록업 모드 및 록업 해제 모드 각각으로 출력 허브 (64)에 대해 축 방향으로 이동 가능하다. 출력 허브 (64)의 반경 방향 내주 표면에 장착된 실링 부재 (78)는 변속기 입력 샤프트와 출력 허브 (64)의 계면에서 실링을 생성한다. 또한, 터빈 휠 (32)은 회전축 (X)을 중심으로 출력 허브 (64)에 대해 회전 가능하다.
출력 허브 (64)는 도 1 및 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 출력 허브 (64)로부터 축 방향 외측으로 연장되고, 록킹 피스톤 (52)을 중심 맞춤하고 록킹 피스톤 (52)의 원통형 플랜지 (58)와 슬라이딩 식으로 결합하기 위한 실질적으로 원통형 피스톤 표면 (69)을 한정하는 환형 피스톤 플랜지 (68)를 갖는다. 특히, 록킹 피스톤 (52)의 원통형 플랜지 (58)는 출력 허브 (64)의 원통형 피스톤 표면 (69)에 대해 중심 맞춤, 회전 가능 및 축 방향 미끄럼 가능하게 변위 가능하도록 장착된다. 출력 허브 (64)는 도 3 및 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 출력 허브 (64)로부터 축 방향 외측으로 연장되고 일방향 터빈 클러치(60)의 외측 링 (62)을 중심 맞춤 및 반경 방향으로 지지하기 위한 환형의 (예를 들어 원통형의) 반경 방향 외측 가이드 표면 (71)을 한정하는 환형 가이드 레지(70)을 더 포함한다.
일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)은 실질적으로 원통형인 반경 방향 외측 표면 (73)ㅡ 및, 회전 축 (X)에 실질적으로 직교하게 연장되고 록킹 피스톤 (52)을 마주하는 실질적으로 환형 평면형 (즉, 평평한) 측면 표면 (74)을 갖는다. 하나 이상의 나사형 보어 (76)는 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (60)의 평면형 표면 (74)에 형성된다.
코스팅 (coasting) 모드, 엔진 제동 모드 및 재생 모드와 같은 하이브리드 차량의 일부 작동 조건에서, 토크 컨버터 (10)의 출력 허브 (64)는 토크 컨버터 (10)의 터빈 휠 (32)보다 더 빠르게 회전할 수 있다. 따라서, 일방향 터빈 클러치 (60)는 터빈 휠 (32)에 의한 드래그와 하이브리드 차량의 전기 모터의 효율을 일반적으로 감소시키는 역 토크를 방지하여 하이브리드 차량의 전기 모터의 유효 토크의 감소를 회피할 수 있다. 달리 말하면, 일방향 터빈 클러치 (60)는 코스팅 모드, 제동 모드 및 재생 모드와 같은 하이브리드 차량의 일부 작동 조건에서 터빈 휠 (32)을 토크 컨버터 (10)의 출력 허브 (64)로부터 분리시킨다.
터빈 휠 (32)은 도 2, 5A, 5B 및 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 커버 쉘 (20 1)을 향한 방향으로 토로이드 형 터빈 쉘 (33)의 반경 방향 내측 단부 (33i)로부터 실질적으로 축 방향 외측으로 연장되는 실질적으로 환형 커플링 부재 (77 A)를 더 포함한다. 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 커플링 부재 (77 A)를 갖는 터빈 쉘 (33)은 예컨대, 단일 부품으로 이루어진 일체형 (또는 유니터리) 컴포넌트이지만, 고정식으로 함께 연결된 개별 컴포넌트들일 수 있다.
터빈 휠 (32)은 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 회전 불가능하게 연결된다. 특히, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 터빈 휠 (32)의 각각의 커플링 부재 (77 A)는 외측 링 (62)의 반경 방향 외측 표면 (73)에 배치되고, 터빈 휠 (32)의 커플링 부재들 (77 A)의 축 방향 말단, 환형 자유 단부에서, 예컨대 용접부 (61)에서의 용접에 의해, 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 고정된다.
유체 커플링 (14)은 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62) 및 내측 링 (64) 사이에 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 실질적으로 환형의 리테이너 플레이트 (77 R)를 포함한다. 리테이너 플레이트 (77 R)는 맞물림 컴포넌트 (66)를 커버하고 일방향 터빈 클러치 (560)의 외측 링 (62) 및 내측 링 (64)과 적어도 일부 중첩하도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리테이너 플레이트 (77 R)는 축 방향으로 제1 스러스트 베어링 (42 1) 및 일방향 터빈 클러치 (60) 사이에 배치된다. 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 리테이너 플레이트 (77 R)는 터빈 쉘(33)을 커플링 부재 (77 A)와 분리되도록 형성된다. 또한, 리테이너 플레이트 (77 R)는 예컨대 기계적 패스너들, 접착제 결합, 또는 용접부 (79)에 의해, 용접과 같은 적정 수단에 의해 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 이동 불가능하게 (즉, 고정) 부착된다. 리테이너 플레이트 (77 R)는 외측 링 (62)과 내측 링 (64) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)을 보유하고, 도 2에 도시된 바와 같이 우측에서 좌측으로의 방향으로 회전 축(X)을 따라 외측 링 (62)에 대해 일방향 터빈 클러치 (60)의 내측 링 (64)과 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 이동을 방지하도록 구성된다.
토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)는 도 1에 도시된 바와 같이, 축 방향으로 케이싱 (12)의 제1 케이싱 쉘 (20 1) 과 터빈 휠 (32) 사이에서 케이싱에 하우징 된다. 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)는 실질적으로 환형인 구동 (또는 입력) 부재 (80), 서로 원주 방향으로 동일 간격으로 배치되는 원주 방향의 탄성 댐핑 부재 (82) 및 바람직하게는 복수의 구동 (또는 출력) 부재 (84)를 포함한다. 도 1의 제1 실시 예에 따르면, 탄성 댐핑 부재 (82)는 실질적으로 원주 방향으로 배향되는 주축을 갖는 나선형 (또는 코일) 스프링으로 구성된다. 다른 탄성 부재는 스프링 (82)을 대체하거나 보완하도록 선택될 수 있다. 구동 부재 (80)와 피 구동 부재 (84)는 탄성 댐핑 부재 (82)의 원주 방향으로 대향하는 단부들에 맞물린다. 따라서, 구동 부재 (80)는 당업계에 공지된 바와 같이 탄성 댐핑 부재 (82)를 통해 피 구동 부재 (84)에 탄성적으로 커플링 된다. 그러므로, 토셔널 바이브레시션 댐퍼 (16)의 피 구동 부재 (84)는 비틀림 진동을 흡수하는 탄성 댐핑 부재 (82)의 탄성으로 인해 구동 부재 (80)에 대해 회전 가능하다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피 구동 부재 (84)의 반경 방향 내측 (또는 말단) 단부 (85)는 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)의 피 구동 부재 (84)를 중심 맞춤 및 반경 방향으로 지지하기 위해 출력 허브 (64)의 가이드 리지 (70)의 반경 방향 외측 가이드 표면 (71)과 슬라이딩 식으로 맞물린다.
제1 실시 예에 따르면, 댐퍼 어셈블리 (16)의 구동 부재 (80)와 록킹 피스톤 (52)의 록킹 피스톤 몸체 (54)는 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이 리벳 (81)에 의해 함께 고정식으로 (즉, 이동 불가능하게) 연결된다. 이어서, 피 구동 부재 (84)는 도 2에 도시된 바와 같이, 외측 링 (62)에 대해 회전 불가능하도록, 예컨대 기계적 패스너들 (63), 도웰 핀 (85), 또는 용접에 의해, 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 회전 불가능하게 연결된다. 따라서, 록킹 피스톤 (52)은 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)를 통해 외측 링 (62)에 탄성적으로 커플링 된다. 기계적 패스너 (63)는 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)의 측면 표면 (74)에 형성되는 상보적인 나사형 보어 (76) 내에 삽입된다. 그 결과, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)의 피 구동 부재 (84)는 외측 링 (62)과 내측 링 (164) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)를 보유하고, 도 2에 도시된 바와 같이 회전축 (X)을 따라 좌측에서 우측 방향으로 외측 링 (62)에 대해 일방향 터빈 클러치 (160)의 제2 베어링 와셔 (96), 내측 링 (164) 및 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 이동을 방지하도록 구성된다.
록업 클러치 (18)는 드라이브 샤프트 및 드리븐 샤프트를 선택적으로 록킹 한다. 록업 클러치 (18)는 통상적으로 터빈 휠 (32)과 임펠러 휠 (30) 사이의 슬립 현상에 의해 야기되는 능률 손실을 회피하기 위해, 모터 차량의 시동 후, 그리고 드라이브 샤프트 및 드리븐 샤프트의 유압 커플링 후에 활성화된다. 록킹 피스톤 (52)은 케이싱 내부의 록킹 표면 (25) (록업 클러치 (18)의 맞물림 (또는 록킹) 위치)을 향해 그리고 록킹 표면 (25) (록업 클러치 (18)의 맞물림 해제 (또는 개방) 위치)으로부터 멀어지는 방향으로 축 방향 변위 가능하다. 또한, 록킹 피스톤 (52)은 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16) (록업 클러치 (18)의 맞물림 (또는 록킹) 위치)로부터 멀어지는 방향으로 그리고 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16) (록업 클러치 (18)의 맞물림 해제 (또는 개방) 위치)를 향해 축 방향 변위 가능하다. 특히, 록킹 피스톤 몸체 (54)의 원통형 플랜지 (58)는 케이싱(12)의 커버 쉘 (20 1) 및 출력 허브 (64)에 대해 중심 맞춤되고, 회전 가능하며, 축 방향으로 슬라이딩 되어 변위 가능하기 위해 출력 허브 (64)의 환형 피스톤 플랜지 (68)의 원통형 피스톤 표면 (69)에 장착된다. 아래에서 좀더 구체적으로 논의되는 바와 같이, 록킹 피스톤 (52)은 회전축 (X)을 따라 커버 쉘 (20 1)에 대해 축 방향으로 이동 가능하다. 출력 허브 (64)를 따르는 록킹 피스톤 (52)의 축 방향 이동은 도 1에 도시된 바와 같이, 록킹 피스톤 (54)의 축 방향 대향 측면들 상에 위치되는 토러스 및 댐퍼 압력 챔버 (23 1, 23 2)에 의해 제어된다.
록킹 피스톤 (54)은 드라이브 샤프트와 드리븐 샤프트 사이에서 토크 컨버터 (10)를 록업하고, 터빈 휠 (32)와 임펠러 휠 (30) 사이에서 슬라이딩 이동을 제어하기 위해 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)에 선택적으로 가압된다. 특히, 적정 유압이 록킹 피스톤 (52)에 가해지면, 록킹 피스톤 (52)은 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25)을 향해 (도 1에 도시된 바와 같이) 우측으로 이동하여 터빈 휠 (32)로부터 멀어지고, 피스톤 몸체 (54)의 맞물림 표면 (55)과 케이싱 (12)의 록킹 표면 (25) 사이에서 마찰 라이너를 클램핑 한다. 그 결과, 록업 클러치 (18)가 록킹 위치에 있는 경우 터빈 휠 (32)을 바이패스하도록, 록업 클러치 (18)는 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16), 터빈 휠 (32) 및 일방향 터빈 클러치 (60)을 통해 케이싱 (12)을 출력 허브 (64)에 동작 가능하게 커플링 한다. 따라서, 록업 클러치 (18)는 그 록킹 위치에 있는 경우 터빈 휠 (32)을 바이패스 한다.
작동 시, 록업 클러치 (18)가 맞물림 해제 (개방) 위치에 있고, 터빈 휠 (32)이 출력 허브 (64)보다 빠르게 회전하면, 엔진 토크는 유체 커플링(14)의 터빈 휠 (32)에 의해 임펠러 휠 (30)로부터 일방향 터빈 클러치 (60)를 통해 출력 허브 (64)로 전달된다. 록업 클러치 (18)가 결합 (록킹) 위치에 있을 때, 엔진 토크는 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)를 통해 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)로 케이싱 (12)에 의해 전달된다. 그러나, 하이브리드 차량이 코스팅 모드, 엔진 제동 모드 또는 재생 모드에 있는 경우, 즉 출력 허브 (64)가 터빈 휠 (32)보다 빠르게 회전할 수 있는 경우, 일방향 터빈 클러치 (60)는 터빈 휠 (32)을 토크 컨버터 (10)의 출력 허브 (64)로부터 커플링 해제하고 출력 허브 (64)로부터의 토크을 터빈 휠 (32)로 전달하지 않는다.
유체 동역학적 토크 컨버터 (10)의 조립 방법은 다음과 같다. 이 예시적인 방법은 본 명세서에 기재된 다른 설명과 관련하여 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 예시적인 방법은 본원에 기술된 터빈 어셈블리를 조립하는 독점적인 방법은 아니다. 유체 동역학적 회전력 컨버터 (10)을 조립하는 방법은 이하에 설명되는 단계들을 순차적으로 실행함으로써 실행될 수 있지만, 상기 방법은 상이한 시퀀스들로 단계들을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
먼저, 록킹 피스톤 (52)을 구비하는 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16), 임펠러 휠 (30), 터빈 휠 (32), 고정자 (34)가 각각 미리 조립될 수 있다. 임펠러 휠 (30) 및 터빈 휠 (32)은 스틸 블랭크들로부터의 스탬핑 또는 폴리머 물질의 사출 성형에 의해 형성된다. 고정자 (34)는 알루미늄으로부터의 캐스팅 또는 폴리머 물질의 사출 성형에 의해 제조된다. 임펠러 휠 (30), 터빈 휠 (32) 및 고정자 (34) 서브 어셈블리들은 함께 조립되어 유체 커플링 (14)을 형성한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 터빈 휠 (32)은 도 2, 5A, 5B 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 토로이드 형 터빈 쉘 (33), 및 토로이드 형 터빈 쉘 (33)의 반경 방향 내측 단부 (33i)로부터 실질적으로 반경 방향 외측으로 연장되는 환형 커플링 부재(77 A)로 형성된다. 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 커플링 부재 (77 A)를 구비하는 터빈 쉘 (33)은 예를 들어, 단일 부품으로 제조되는 일체형 (또는 유니터리) 컴포넌트이지만, 고정식으로 서로 연결되는 개별 컴포넌트들일 수 있다.
그 다음 일방향 터빈 클러치 (60)가 부가된다. 먼저, 환형 리테이너 플레이트 (77 R)가 제공된다. 환형 리테이너 플레이트 (77 R)는 환형 리테이너 플레이트 (77 R)의 반경 방향 외측 말단, 환형 자유 단부에서, 예컨대 용접부 (79)에서의 용접에 의해, 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 이동 불가능하게 부착 (즉, 고정)된다. 이후, 환형 리테이너 플레이트 (77 R)는 제1 스러스트 베어링 (42 1) 및 일방향 터빈 클러치 (60) 사이에서 축 방향으로 일방향 터빈 클러치 (60)의 반경 방향 좌측 측면에 인접하게 배치된다. 다음으로, 환형 리테이너 플레이트 (77 R)는 일방향 터빈 클러치 (60)에 장착되어, 터빈 휠 (32)의 각각의 커플링 부재들 (77 A)은 외측 링 (62)의 반경 방향 외측 표면 (73)에 배치되고, 터빈 휠 (32)의 커플링 부재들 (77 A)의 축 방향 말단, 환형 자유 단부에서, 예컨대 용접부 (61)에서의 용접에 의해, 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 고정된다
토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)가 그 다음 부가된다. 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)가 조립되기 전에, 록킹 피스톤 (52)의 록킹 피스톤 몸체 (54)는 용접, 접착제 결합 또는 리벳 (81)과 같은 패스너와 같은 적정 수단에 의해 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)의 입력 부재 (80)에 고정된다.
다음, 출력 부재 (84)는 외측 링 (62)에 대해 회전 불가능하도록, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 도웰 핀 (85), 또는 용접, 또는 기계적 패스너들 (63)에 의하여, 일방향 터빈 클러치 (60)의 외측 링 (62)에 회전 불가능하게 연결된다. 동시에, 피 구동 부재 (84)의 반경 방향 내측 단부(85)는 출력 허브 (64)의 가이드 레지 (70)의 반경 방향 외측 가이드 표면 (71)에 슬라이딩 되어 맞물린다. 그 다음, 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 케이싱 셸 (20 1)은 예컨대 용접부 (19)에서의 용접에 의해 제2 케이싱 셸 (20 2)에 대해 이동 불가능하게 실링 되어 고정된다.
다양한 수정, 변경 및 변형이 도 8 내지 23에 도시된 추가의 실시예들을 포함하는 상기 설명된 실시예로 실시될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 간략화의 관점에서, 도 8 내지 23과 관련하여 앞서 논의된 도 1 내지 7의 참조 번호는 도 8 내지 23의 추가 실시예를 설명하는 데에 필요하거나 유용한 범위를 제외하고, 이하에서 더 이상 설명하지 않는다. 수정된 컴포넌트 및 부품은 컴포넌트 또는 부품의 도면 부호에 100 자리 숫자를 추가하여 나타낸다.
도 8 내지 10에 도시된 제2 실시 예의 유체 동역학적 토크 컨버터 (110)에서, 일방향 터빈 클러치 (60)는 일방향 터빈 클러치 (160)로 대체된다. 도 8 내지 10의 유체 동역학적 회전력 컨버터 (110)는 도 1 내지 7의 유체 동역학적 토크 컨버터(10)에 실질적으로 대응되고, 원칙적으로 다른 일방향 터빈 클러치 (160)만이 이하에 상세히 설명될 것이다.
도 8 내지 10에 가장 잘 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 일방향 터빈 클러치 (160)는 터빈 휠 (32)이 역회전하지 못하도록 구성된다. 달리 말하면, 일방향 터빈 클러치 (60)와 유사하게, 일방향 터빈 클러치 (160)는 하나의 원주 방향에서만 터빈 휠 (32)의 회전 운동을 허용한다. 일방향 터빈 클러치 (160)는 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 회전축 (X)과 동축인 외측 링 (62), 외측 링 (62)과 동축으로 반경 방향으로 이격되어 외측 및 내측 링 (62, 164)의 상대적 회전을 각각 가능하게 하는 내측 링 (164), 및 외측 링 (62)과 내측 링 (164) 사이에 한정된 환형 공간 내에 원주 방향으로 배치된 복수의 맞물림 컴포넌트 (66)를 포함한다.
또한, 일방향 터빈 클러치 (60)와 유사하게, 일방향 터빈 클러치 (160)의 외측 링 (62)은 환형의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (62 R)을 갖고, 내측 링 (164)은 환형의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (62 R)과 대향하고 반경방향으로 이격되어 배치되는 환형의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (164 R)을 갖는다. 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 내측 링 (164)의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (164 R)은 외측 링 (62)의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (62 R)의 반경 방향 내측에 배치된다. 맞물림 컴포넌트 (66)는 반경 방향으로 대향하는 외측 레이스 트랙 표면 (62 R) 및 내측 레이스 트랙 표면 (164 R)과 맞물림 되도록 구성된다
일방향 터빈 클러치 (160)는 저 마찰, 환형, 슬라이딩식의 제1 및 제2 베어링 와셔 (94, 96)를 각각 포함한다. 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 저 마찰의 제1 베어링 와셔 (94)는 일방향 클러치 (160)의 외측 링 (62)이 그 내측 링 (164)에 대해 회전하는 경우 그 사이의 마찰을 감소시키기 위해 축 방향으로 리테이너 플레이트 (77 R)와 일방향 터빈 클러치 (160)의 내측 링 (164) 사이에 배치된다. 제1 베어링 와셔 (94)는 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (160)의 내측 링 (164)의 좌측 축 방향 외측 측벽에 대응하는 환형 제1 리세스 (95)에 장착된다. 이와 유사하게, 제2 베어링 와셔 (96)는 일방향 터빈 클러치 (160)의 외측 링 (62)이 그 내측 링 (164)에 대해 회전하는 경우 그 사이의 마찰을 감소시키기 위해 축 방향으로 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)의 피 구동 부재 (84)와 일방향 터빈 클러치 (160)의 내측 링 (164) 사이에 축 배치된다. 저 마찰의 제2 베어링 와셔 (96)는 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (160)의 내측 링 (164)의 우측 축 방향 외측벽에 대응하는 환형 제2 리세스 (97)에 장착된다.
제1 및 제2 저 마찰 베어링 와셔 (94, 96) 각각은 페놀 수지 (또는 페놀 레진) 또는 나일론과 같은, 내구성 있는 저 마찰 재료로 제조된다. 다른 적합한 내구성 및 저 마찰 플라스틱 또는 다른 재료가 또한 사용될 수 있다. 제1 및 제2 베어링 와셔 (94, 96)는 일방향 터빈 클러치 (160)의 컴포넌트들의 마찰 및 마모를 감소시킨다.
또한, 터빈 휠 (32)의 리테이너 플레이트 (77 R)는 외측 링 (62)과 내측 링 (164) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)를 보유하고, 도 9에 도시된 바와 같이 회전축 (X)을 따라 우측에서 좌측 방향으로 외측 링 (62)에 대해 일방향 터빈 클러치 (160)의 제1 베어링 와셔 (94), 내측 링 (164) 및 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 이동을 방지하도록 구성된다. 이와 유사하게, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)의 피 구동 부재 (84)는 외측 링 (62)과 내측 링 (164) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)를 보유하고, 도 9에 도시된 바와 같이 회전 축(X)을 따라 좌측에서 우측으로의 방향으로 외측 링 (62)에 대해 일방향 터빈 클러치(160)의 제2 베어링 와셔 (96), 내측 링 (164) 및 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 이동을 방지하도록 구성된다.
도 11 내지 19B에 도시된 제3 실시예의 유체 동역학적 토크 컨버터 (210)에서, 터빈 휠 (32), 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16) 및 일방향 터빈 클러치 (60)는 터빈 휠 (232), 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216) 및 일방향 터빈 클러치 (260)에 의해 대체된다. 도 11 내지 19B의 유체 동역학적 토크 컨버터 (210)는 도 1 내지 7의 유체 동역학적 토크 컨버터 (10)에 실질적으로 대응되고, 원칙적으로 다른 터빈 휠 (232), 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216) 및 일방향 터빈 클러치 (260)만이 이하에 상세히 설명될 것이다.
도 12, 13, 15A 및 15B에 가장 잘 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제3 실시예에 따르면, 터빈 휠 (232)은 실질적으로 토로이드 형 터빈 쉘 (233), 토로이드 형 터빈 쉘 (233)의 반경 방향 내측 단부 (233i)로부터 실질적으로 반경 방향 내측으로 연장되는 실질적으로 환형 리테이너 플레이트 (277)를 포함한다. 본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 리테이너 플레이트 (277)를 갖는 터빈 쉘 (233)은 예컨대, 단일 부품으로 이루어진 일체형 (또는 유니터리) 컴포넌트이지만, 고정식으로 함께 연결된 개별 컴포넌트들일 수 있다. 리테이너 플레이트 (277)를 갖는 터빈 쉘 (233), 터빈 코어 링 (30) 및 터빈 블레이드 (39)는 통상적으로 스틸 블랭크들로부터의 스탬핑에 의해 형성된다. 터빈 휠 (232)은 실질적으로 환형의 터빈 코어 링 (38), 및 브레이징에 의하는 것과 같이 고정적으로 (즉, 이동 불가능하게) 터빈 쉘 (233) 및 코어 링 (38)에 부착되는 다수의 터빈 블레이드 (39)를 포함한다. 임펠러 휠 (30)의 회전은 토러스 내의 유체가 터빈 블레이드 (39)를 회전시켜서 터빈 쉘 (33)을 회전하게 한다. 터빈 휠 (232)은 도 12, 13, 15A, 15B 및 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)를 향해 실질적으로 축 방향으로 연장되는 다수의 터빈 구동 암 (286)을 포함한다.
도 11 내지 19B에 가장 잘 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)는 케이싱 (12)의 제1 케이싱 쉘 (20 1) 과 터빈 휠 (232) 사이에서 축 방향으로 케이싱 (12)에 하우징 된다. 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)는 실질적으로 환형인 구동 (또는 입력) 부재들 (80), 서로 원주 방향으로 동일 간격으로 배치된 복수의 원주 방향의 탄성 댐핑 부재들 (82) 및 실질적으로 환형의 구동 (또는 출력) 부재 (84)를 포함한다. 도 11의 실시 예에 따르면, 탄성 댐핑 부재 (82)는 실질적으로 원주 방향으로 배향된 주축을 갖는 나선형 (또는 코일) 스프링으로 구성된다. 다른 탄성 부재는 스프링 (82)을 대체하거나 보완하도록 선택될 수 있다. 구동 부재 (80)와 피 구동 부재 (84)는 탄성 댐핑 부재 (82)의 원주 방향의 대향하는 단부들에 맞물린다. 따라서, 구동 부재 (80)는 당업계에 공지된 바와 같이 탄성 댐핑 부재 (82)를 통해 피 구동 부재 (284)에 탄성적으로 커플링 된다. 따라서, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)는 토셔널 바이브레이션을 흡수하는 탄성 댐핑 부재 (82)의 탄성으로 인해 구동 부재 (80)에 대해 회전 가능하다.
피 구동 부재 (284)의 반경 방향 외측 자유 단부는 실질적으로 축 방향으로 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 탄성 댐핑 부재 (82)를 향해 연장되는 복수의 피 구동 (또는 출력) 암 (284 D) 및, 실질적으로 축 방향으로 터빈 휠 (232)의 터빈 구동 암 (286)을 향해 연장되는 복수의 구동 핑거 (284 C)를 수반한다.
구동 부재 (80) 및 피 구동 부재 (284)의 피 구동 암 (284 D)은 구동 부재 (80)가 피 구동 부재 (284)에 대해 축 방향으로 이동 가능하도록 탄성 댐핑 부재 (82)의 원주 방향 대향 단부들과 맞물린다. 따라서, 구동 부재 (80)는 당업계에 공지된 바와 같이 탄성 댐핑 부재 (82)를 통해 피 구동 부재 (284)에 탄성적으로 커플링 된다. 따라서, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)는 토셔널 바이브레이션을 흡수하는 탄성 댐핑 부재 (82)의 탄성으로 인해 구동 부재 (80)에 대해 회전 가능하다. 또한, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)는 터빈 휠 (232)에 회전 불가능하게 커플링 된다. 구체적으로, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)의 피 구동 핑거 (284 C)는 원주 방향으로 실제적으로 동작이 없는 터빈 휠 (232)의 터빈 구동 암 (286)과 원주 방향으로 맞물린다. 도 17 및 18에 가장 잘 도시된 바와 같이, 터빈 휠 (232)의 터빈 구동 암 (286) 각각은 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)의 한 쌍의 피 구동 핑거 (284 C) 사이에 회전 불가능하게 맞물린다.
피 구동 부재 (284)는 도 12 및 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 터빈 휠 (232)을 향하는 방향으로 피 구동 부재 (284)의 반경 방향 내측 단부 (284i)에서 실질적으로 축 방향 외측으로 연장되는 하나 이상의 (바람직하게는 3 개의) 커플링 부재 (284 A), 맞물림 컴포넌트 (66)을 지나 피 구동 부재 (284)의 반경 방향 내측 단부 (284i)로부터 반경방향 내부로 실질적으로 연장되고, 일방향 터빈 클러치 (260)의 내측 링 (64)과 부분적으로 중첩되는 하나 이상의 (바람직하게는 3 개의) 가이드 플레이트 (284 R)을 더 포함한다. 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 커플링 부재 (284 A) 및 가이드 플레이트 (284 R)를 갖는 피 구동 부재 (284)는 단일 부품으로 이루어진 일체형 (또는 유니터리) 컴포넌트이지만, 고정식으로 함께 연결된 개별 컴포넌트들일 수 있다.
도 11 내지 19B에 가장 잘 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 일방향 터빈 클러치 (260)는 터빈 휠 (232)이 역회전하지 못하도록 제공된다. 달리 말하면, 일방향 터빈 클러치 (60)와 유사하게, 일방향 터빈 클러치 (260)는 하나의 원주 방향으로만 터빈 휠 (232)의 회전 운동을 허용한다. 도 12 내지 14에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (260)는 회전축 (X)과 동축인 외측 링 (262), 외측 링 (262)과 동축이며 외측 링 (262)으로부터 반경 방향으로 이격되어 외측 링 (262)과 내측 링 (64) 사이의 상대 회전을 각각 가능하게 하는 내측 링 (64), 및 외측 링 (262)과 내측 링 (64) 사이의 한정된 환형 공간 내에 원주 방향으로 배치되는 복수의 맞물림 컴포넌트 (66)를 포함한다.
또한 일방향 터빈 클러치 (60)와 유사하게, 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)은 환형의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (262 R)을 갖고, 내측 링 (64)은 반경 방향 외측 레이스 표면 (262 R)에 대향하고 반경 방향으로 이격되어 배치되는 환형의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (64 R)을 갖는다. 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 내측 링 (64)의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (64 R)은 외측 링 (262)의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (262 R)의 반경 방향으로 내측에 배치된다. 맞물림 컴포넌트 (66)는 반경 방향으로 대향하는 외측 레이스 트랙 표면 (262 R) 및 내측 레이스 트랙 표면 (64 R)과 맞물리도록 구성된다.
토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)는 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)에 회전 불가능하게 부착 (즉, 고정)된다. 구체적으로, 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피 구동 부재 (284) 각각의 커플링 부재 (284 A)는 외측 링 (262)의 반경 방향 외측 표면 (273)에 배치되고, 피 구동 부재 (284)의 커플링 부재 (284 A)의 축 방향 말단, 환형 자유 단부에서, 예컨대 용접부 (261)에서의 용접에 의해, 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)에 고정된다. 달리 말하면, 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)은 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)에 회전 불가능하게 커플링 된다.
또한, 도 11 내지 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피 구동 부재 (284)의 가이드 플레이트 (284 R)은 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)과 내측 링 (64) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)를 보유하고, 회전 축 (X)을 따라 좌측에서 우측 방향으로 외측 링 (262)에 대해 일방향 터빈 클러치 (260)의 내측 링 (64) 및 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 이동을 방지한다. 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 가이드 플레이트 (274) 각각의 반경 방향 내측 (또는 말단) 단부 (285)는 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)를 중심 맞춤하고 반경 방향으로 지지하기 위해 출력 허브 (64)의 가이드 리지 (70)의 반경 방향 외측 가이드 표면 (71)과 슬라이딩 식으로 맞물린다.
유체 동역학적 토크 컨버터 (210)의 조립 방법은 다음과 같다. 먼저, 록킹 피스톤 (52)을 구비한 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16), 임펠러 휠 (30), 터빈 휠 (232), 및 고정자 (34) 가 각각 미리 조립될 수 있다. 임펠러 휠 (30) 및 터빈 휠 (232)은 스틸 블랭크들로부터의 스탬핑 또는 폴리머 물질의 사출 성형에 의해 형성된다. 고정자 (34)는 알루미늄으로부터의 캐스팅 또는 폴리머 물질의 사출 성형에 의해 제조된다. 임펠러 휠 (30), 터빈 휠 (232) 및 고정자 (34) 서브 어셈블리는 함께 조립되어 유체 커플링 (214)을 형성한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 터빈 휠 (232)은 도 11, 12 및 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 토로이드 형 터빈 쉘 (233), 및 토로이드 형 터빈 쉘 (233)의 반경 방향 내측 단부 (233i)로부터 실질적으로 반경 방향 내측으로 실질적으로 연장되는 실질적으로 환형 리테이너 플레이트 (277)로 형성된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 리테이너 플레이트 (277)를 갖는 터빈 쉘 (233)은 단일 부품으로 이루어진 일체형 (또는 유니터리) 컴포넌트이지만, 고정식으로 함께 연결된 개별 컴포넌트들일 수 있다.
토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)가 그 다음 부가된다. 도 12, 13, 15A, 15B 및 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)가 조립되기 전에, 터빈 구동 암 (286)은 터빈 휠 (232)의 터빈 쉘 (233)의 반경 방향 말단 단부에서, 용접부 (287)에서의 용접 또는 기계적 패스너들과 같은, 적정 수단에 의해 터빈 휠 (232)의 토로이드 형 터빈 쉘 (233)에 이동 불가능하게 연결 (즉, 고정)된다. 다음, 록킹 피스톤 (52)의 록킹 피스톤 몸체 (54)는 용접, 접착제 결합 또는 리벳 (81)과 같은 패스너와 같은 적정 수단에 의해 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (16)의 입력 부재 (80)에 고정된다.
다음에 일방향 터빈 클러치 (260)가 부가된다. 일방향 터빈 클러치 (260)의 구동 부재 (284)는 구동 부재 (284)의 커플링 부재들 (284 A), 가이드 플레이트들 (284 R), 피 구동 핑거들 (284 C), 및 피 구동 암 (284 D)이 예컨대, 단일 부품으로 이루어진 일체형 (또는 유니터리) 컴포넌트로서 제공된다. 다음, 구동 부재 (284)는 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)에 회전 불가능하게 연결된다. 특히, 피 구동 부재 (284)의 각각의 커플링 부재들 (284 A)은 외측 링 (262)의 반경 방향 외측 표면 (273)에 배치되고, 피 구동 부재 (284)의 커플링 부재들 (284 A)의 축 방향 말단, 환형 자유 단부에서, 예컨대 용접부 (261)에서의 용접에 의해, 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)에 고정된다. 따라서, 일방향 터빈 클러치 (260)의 외측 링 (262)은 터빈 휠 (232) 및 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284) 모두에 회전 불가능하게 커플링 된다. 동시에, 피 구동 부재 (284)의 반경 방향 내측 단부(285)는 출력 허브 (64)의 가이드 레지 (70)의 반경 방향 외측 가이드 표면 (71)에 슬라이딩 되어 맞물린다. 이후, 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 케이싱 셸 (20 1)은 예컨대 용접에 의해 19에서 제2 케이싱 셸 (20 2)에 대해 이동 불가능하게 실링 되어 고정된다.
도 20 내지 23에 도시된 제4 실시 예의 유체 동역학적 토크 컨버터 (310)에서, 일방향 터빈 클러치 (260)는 일방향 터빈 클러치 (360)로 대체된다. 도 20 내지 23의 유체 동역학적 토크 컨버터 (310)는 도 11 내지 19B의 유체 동역학적 토크 컨버터(210)에 실질적으로 대응되고, 따라서 다른 일방향 터빈 클러치 (360)만이 이하에 상세히 설명될 것이다.
도 20 내지 23에 가장 잘 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시 예에 따르면, 일방향 터빈 클러치 (360)는 터빈 휠 (232)이 역회전하지 못하도록 구성된다. 달리 말하면, 일방향 터빈 클러치 (260)와 유사하게, 일방향 터빈 클러치 (360)는 하나의 원주 방향에서만 터빈 휠 (232)의 회전 운동을 허용한다. 일방향 터빈 클러치 (360)는 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 회전축 (X)과 동축인 외측 링 (262), 외측 링 (262)과 동축으로 반경 방향으로 이격되어 외측 및 내측 링 (262, 164)의 상대적 회전을 각각 가능하게 하는 내측 링 (164), 및 외측 링 (262)과 내측 링 (164) 사이에 한정된 환형 공간 내에 원주 방향으로 배치된 복수의 맞물림 컴포넌트 (66)를 포함한다.
또한 일방향 터빈 클러치 (260)와 유사하게, 일방향 터빈 클러치 (360)의 외측 링 (262)은 환형의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (262 R)을 갖고, 내측 링 (164)은 환형의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (262 R)과 대향하고 반경방향으로 이격되어 배치되는 환형의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (164 R)을 갖는다. 도 20에 가장 잘 도시된 바와 같이, 내측 링 (164)의 반경 방향 내측 레이스 트랙 표면 (164 R)은 외측 링 (262)의 반경 방향 외측 레이스 트랙 표면 (262 R)의 반경 방향 내측에 배치된다. 맞물림 컴포넌트 (66)는 반경 방향으로 대향하는 외측 레이스 트랙 표면 (262 R) 및 내측 레이스 트랙 표면 (164 R)과 맞물리도록 구성된다
일방향 터빈 클러치 (360)는 저 마찰, 환형, 슬라이딩식의 제1 및 제2 베어링 와셔 (94, 96)를 각각 포함한다. 저 마찰의 제1 베어링 와셔 (94)는 일방향 클러치 (360)의 외측 링 (262)이 그 내측 링 (164)에 대해 회전하는 경우 그 사이의 마찰을 감소시키기 위해 축 방향으로 터빈 휠 (232)의 환형 리테이너 플레이트 (277)와 일방향 터빈 클러치 (360)의 내측 링 (164) 사이에 배치된다. 제1 베어링 와셔 (94)는 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (260)의 내측 링 (164)의 좌측 축 방향 외측 측벽에 대응하는 환형 제1 리세스 (95)에 장착된다. 이와 유사하게, 제2 베어링 와셔 (96)는 일방향 터빈 클러치 (360)의 외측 링 (262)이 그 내측 링 (164)에 대해 회전하는 경우 이들 사이의 마찰을 감소시키기 위해 축 방향으로 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)와 일방향 터빈 클러치 (360)의 내측 링 (164) 사이에 배치된다. 저 마찰의 제2 베어링 와셔 (96)는 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 터빈 클러치 (360)의 내측 링 (264)의 우측 축 방향 외측벽에 대응하는 환형 리세스 (97)에 장착된다.
제1 및 제2 저 마찰 베어링 와셔 (94, 96) 각각은 페놀 수지 (또는 페놀 레진) 또는 나일론과 같은, 내구성 있는 저 마찰 재료로 제조된다. 다른 적합한 내구성 및 저 마찰 플라스틱 또는 다른 재료가 또한 사용될 수 있다. 제1 및 제2 베어링 와셔 (94, 96)는 일방향 터빈 클러치 (360)의 컴포넌트들의 마찰 및 마모를 감소시킨다.
또한, 터빈 휠 (232)의 리테이너 플레이트 (277)는 외측 링 (262)과 내측 링 (164) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)를 보유하고, 도 22에 도시된 바와 같이 회전축 (X)을 따라 우측에서 좌측 방향으로 외측 링 (262)에 대해 일방향 터빈 클러치 (360)의 제1 베어링 와셔 (94), 내측 링 (164) 및 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 회전을 방지하도록 구성된다. 이와 유사하게, 토셔널 바이브레이션 댐퍼 (216)의 피 구동 부재 (284)는 외측 링 (262)과 내측 링 (164) 사이에 맞물림 컴포넌트 (66)를 보유하고, 도 22에 도시된 바와 같이 좌측에서 우측으로의 방향으로 회전 축(X)을 따라 외측 링 (262)에 대해 일방향 터빈 클러치(360)의 제2 베어링 와셔 (96), 내측 링 (164) 및 맞물림 컴포넌트 (66)의 축 방향 이동을 방지하도록 구성된다.
본 발명의 실시예들에 대한 위의 설명은 특허법의 규정에 따라 설명을 목적으로 제시되었다. 이는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 포괄하려는 것은 아니다. 이상에서 개시된 실시예들은 본 발명의 원리 및 그 실제 응용을 가장 잘 설명하기 위해 선택되어, 당업자는 다양한 실시예에서, 그리고 여기에 기술된 원리가 준수되는 한 의도된 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 가지는 본 발명을 가장 잘 이용할 수 있다. 그러므로 본 출원은 본 출원은 그 일반적인 원리를 이용해서 본 발명의 임의의 변경, 이용, 또는 적용을 커버하려는 것이다. 또한, 본 출원은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 또는 통상적인 관행을 따르는 본 개시물로부터의 일탈을 커버하려는 것이다. 따라서, 상기 설명된 발명에 있어서는, 그 의도 및 범위로부터 일탈함이 없이 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 보호범위는 여기에 첨부된 청구범위에 의해 규정되는 것으로 의도된다.
10: 토크 컨버터 12 : 케이싱
14: 유체 커플링 16: 토셔널 바이브레이션 댐퍼
18: 록업 클러치 19: 용접부
21: 스터드 22: 임펠러 허브
25: 록킹 표면 30: 임펠러 휠
31: 임펠러 쉘 32: 터빈 휠
33: 터빈 쉘 34: 고정자
35: 고정자 허브 36: 임펠러 코어 링
37: 임펠러 블레이드 38: 터빈 코어 링
39: 터빈 블레이드 40: 일방향 고정자 클러치
44: 외측 링 46: 내측 링
47: 스플라인 48: 원통형 롤러
50: 고정자 리테이너 플레이트 52: 록킹 피스톤
54: 피스톤 몸체 55: 맞물림 표면
56: 환형 마찰 라이너 58: 원통형 플랜지
60: 일방향 터빈 클러치 62: 외측 링
64: 내측 링 66: 맞물림 컴포넌트
67i: 내측 케이지 67o: 외측 케이지
68: 피스톤 플랜지 69: 피스톤 표면
74: 측면 표면 76: 나사형 보어
77 A : 커플링 부재 77 R : 리테이너 플레이트
78: 실링 부재 80: 구동 부재
81: 리벳 82: 탄성 댐핑 부재
84: 피 구동 부재 X: 회전 축

Claims (20)

  1. 드라이브 샤프트와 드리븐 샤프트를 함께 커플링하기 위한 유체 동역학적 토크 컨버터에 있어서,
    상기 토크 컨버터는 회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱;
    상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 임펠러 휠;
    상기 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 축 방향으로 상기 임펠러 휠에 대향하여 배치되며, 상기 임펠러 휠과 동축으로 정렬되고 상기 임펠러 휠에 의해 유체 동역학적으로 회전 가능한 터빈 휠;
    축 방향으로 상기 임펠러 휠과 상기 터빈 휠 사이에 위치되는 고정자;
    하나의 원주 방향으로만 상기 터빈 휠의 회전 운동을 허용하는 일방향 터빈 클러치; 및
    토셔널 바이브레이션 댐퍼;
    를 포함하고,
    상기 일방향 터빈 클러치는 상기 터빈 휠에 회전 불가능하게 연결되는 외측 링, 반경 방향으로 상기 외측 링 내에 배치되는 내측 링, 및 반경 방향으로 상기 외측 링과 상기 내측 링 사이에 배치되고, 상기 내측 링에 대해 상기 외측 링의 회전 운동을 하나의 원주 방향으로만 허용하도록 구성되는 복수의 맞물림 컴포넌트를 포함하고,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼는 상기 회전 축을 중심으로 회전 가능한 입력 부재, 원주 방향으로 작용하는 복수의 탄성 부재, 및 상기 탄성 부재를 통해 상기 입력 부재에 탄성적으로 커플링 되는 출력 부재를 포함하며,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재는 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 회전 불가능하게 커플링되고,
    상기 터빈 휠은 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링 및 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재 중 하나에 회전 불가능하게 커플링되는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재의 반경 방향 내측 단부는 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 내측 링의 반경 방향 외측 가이드 표면에 슬라이딩 식으로 맞물리는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링이 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 내측 링에 대해 회전하는 경우 그 사이의 마찰을 감소시키기 위해 축 방향으로 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 내측 링과 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재 사이에 배치되는 저 마찰 베어링 와셔를 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  4. 제1항에 있어서,
    반경 방향으로 연장되고, 상기 고정자와 상기 일방향 터빈 클러치 사이에 배치되는 환형 리테이너 플레이트를 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 환형 리테이너 플레이트는 상기 터빈 휠로부터 분리되고, 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 이동 불가능하게 부착되는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터빈 휠은 상기 일방향 터빈 클러치를 향하는 방향으로 상기 터빈 휠로부터 실질적으로 축 방향 외측으로 연장되고, 상기 터빈 쉘과 일체인 커플링 부재를 포함하고,
    상기 터빈 휠의 상기 커플링 부재는 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 회전 불가능하게 커플링되는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터빈 휠의 상기 커플링 부재는 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링의 반경 방향 외측 표면에 이동 불가능하게 부착되는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터빈 쉘과 일체인 환형 리테이너 플레이트를 더 포함하고,
    상기 리테이너 플레이트는 상기 터빈 쉘로부터 반경 방향 내측으로 연장되고, 상기 고정자와 상기 일방향 터빈 클러치 사이에 배치되는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  9. 제4항에 있어서,
    축 방향으로 상기 리테이너 플레이트와 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 내측 링 사이에 배치되어 상기 터빈 휠이 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 내측 링에 대해 회전하는 경우 그 사이의 마찰을 감소시키는 저 마찰 베어링 와셔를 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재는 상기 구동 부재의 반경방향 내측 단부로부터 상기 터빈 휠을 향하는 방향으로 실질적으로 축 방향 외측으로 연장되는 적어도 하나의 커플링 부재, 및 상기 구동 부재의 상기 반경 방향 내측 단부로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 적어도 하나의 가이드 플레이트를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 커플링 부재 및 상기 적어도 하나의 가이드 플레이트는 상기 출력 부재와 일체이고,
    상기 적어도 하나의 커플링 부재는 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 회전 불가능하게 커플링되는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼를 향하여 실질적으로 축 방향으로 연장되고, 상기 터빈 휠에 이동 불가능하게 부착되는 복수의 터빈 구동 암을 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재는 상기 터빈 휠의 상기 터빈 구동 암과 회전 불가능하게 맞물리는 복수의 피 구동 핑거를 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재는 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 탄성 부재의 단부에 맞물리는 복수의 피 구동 암을 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  14. 제1항에 있어서,
    록업 모드에서 상기 케이싱에 대해 상기 록업 피스톤이 선택적 마찰적으로 맞물리도록 상기 케이싱으로 및 상기 케이싱으로부터 축 방향으로 이동 가능한 록킹 피스톤을 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 록킹 피스톤은 상기 입력 부재에 회전 불가능하게 부착되고, 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재에 축 방향으로 이동 가능한 유체 동역학적 토크 컨버터.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 케이싱은 록킹 표면을 구비하고, 상기 록킹 피스톤은 상기 케이싱의 상기 록킹 표면에 축 방향으로 대향하는 맞물림 표면을 구비하며, 상기 록킹 피스톤은 상기 록킹 피스톤의 상기 맞물림 표면에 고정되어 부착되는 환형 마찰 라이닝을 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 고정자에 장착되고, 하나의 원주 방향으로만 상기 고정자의 회전 운동을 허용하는 일방향 고정자 클러치를 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 일방향 터빈 클러치의 상기 내측 링은 상기 토크 컨버터의 상기 출력 허브를 한정하는 유체 동역학적 토크 컨버터.
  19. 회전축을 중심으로 회전 가능한 케이싱의 제1 및 제2 케이싱 쉘을 제공하는 단계;
    임펠러 휠, 축 방향으로 상기 임펠러 휠과 대향되게 배치되고 터빈 쉘을 포함하는 터빈 휠, 및 고정자를 포함하는 미리 조립되는 토크 컨버터를 제공하는 단계;
    하나의 원주 방향으로만 상기 터빈 휠의 회전 운동을 허용하고, 상기 터빈 휠에 회전 불가능하게 연결된 외측 링, 상기 외측 링 내에 반경 방향으로 배치된 내측 링, 및 반경 방향으로 상기 외측 링과 상기 내측 링 사이에 배치되고 상기 내측 링에 대해 하나의 원주 방향으로만 상기 외측 링의 회전 운동을 허용하도록 구성되는 복수의 맞물림 컴포넌트를 포함-하는 일방향 터빈 클러치를 제공하는 단계;
    상기 회전을 중심으로 회전 가능한 입력 부재, 원주 방향으로 작용하는 복수의 탄성 부재, 및 상기 탄성 부재를 통해 상기 입력 부재에 탄성적으로 커플링 되는 출력 부재를 포함하는 토셔널 바이브레이션 댐퍼를 제공하는 단계;
    상기 터빈 휠을 상기 회전 축과 동축인 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링 및 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재 중 하나에 회전 불가능하게 연결하는 단계;
    상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재를 상기 일방향 터빈 클러치의 상기 외측 링에 회전 불가능하게 부착하는 단계; 및
    상기 원주 방향으로 작용하는 탄성 부재를 통해 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 입력 부재를 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 출력 부재에 탄성적으로 장착하는 단계;
    를 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터 조립 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    록킹 피스톤을 제공하는 단계; 및
    상기 록킹 피스톤을 상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼의 상기 입력 부재에 회전 불가능하게 부착하는 단계;
    를 더 포함하는 유체 동역학적 토크 컨버터 조립 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11125311B2 (en) 2019-02-14 2021-09-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Torque converter and method of assembly
JP7384569B2 (ja) * 2019-04-10 2023-11-21 株式会社エクセディ トルクコンバータ
US10808822B1 (en) * 2019-05-10 2020-10-20 Valeo Kapec Co., Ltd. Hydrokinetic torque-coupling device having lock-up clutch with dual piston assembly and selectable one-way clutch
US11879532B2 (en) * 2021-10-12 2024-01-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Torque converter with integrated hydrodynamic washer and seal

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910002005A (ko) * 1989-06-06 1991-01-31 가부시키가이샤 도시바 바이폴라트랜지스터와 그 제조방법
KR20070084673A (ko) * 2006-02-21 2007-08-27 현대자동차주식회사 자동변속기 케이스와 원웨이 클러치의 결합구조
JP2009236233A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toyota Motor Corp 動力伝達装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1724983A (en) 1927-03-31 1929-08-20 Carl W Weiss Roller-clutch bearing
US3282129A (en) 1963-12-31 1966-11-01 Ford Motor Co Multiple speed ratio hydrokinetic power transmission mechanism
JPS613984B2 (ko) * 1974-08-19 1986-02-06 Toyota Motor Co Ltd
WO1985001785A1 (en) 1983-10-11 1985-04-25 Ford Motor Company Hydromechanical transmission with split torque and regenerative torque flow paths
US4703840A (en) 1984-05-29 1987-11-03 Eaton Corporation Torsion damping mechanism
US4608883A (en) 1984-07-16 1986-09-02 Eaton Corporation Torsion damping mechanism
US4889012A (en) 1987-09-04 1989-12-26 General Motors Corporation Damping assembly for a torque converter clutch
JPH0266360A (ja) * 1988-07-07 1990-03-06 Atsugi Unisia Corp 自動変速機の動力伝達装置
JPH0783309A (ja) * 1993-09-16 1995-03-28 Nissan Motor Co Ltd トルクコンバータ
DE10024191B4 (de) * 1999-05-21 2012-06-28 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Drehmomentübertragungseinrichtung
DE10015701B4 (de) * 2000-03-29 2007-10-25 Zf Sachs Ag Hydrodynamische Kopplungseinrichtung
JP3570553B2 (ja) 2001-11-20 2004-09-29 株式会社エクセディ トルク伝達装置
JP3747438B2 (ja) 2001-11-20 2006-02-22 株式会社エクセディ トルク伝達装置
JP3791481B2 (ja) 2002-10-01 2006-06-28 マツダ株式会社 車両用パワートレイン構造
DE112007000882A5 (de) * 2006-05-01 2009-01-08 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Drehmomentwandler mit Turbine für eine Einwegkupplung
US7980992B2 (en) * 2006-12-11 2011-07-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Multi function torque converter with turbine engine idle disconnect and method of controlling a multi function torque converter for engine idle disconnect
DE102008020674A1 (de) * 2007-05-09 2008-11-13 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Drehmomentwandler mit Strömungsanordnung für ein Kühlfluid und mit Anordnung zur Drehmomentübertragung auf einen Dämpfer
DE102009039996A1 (de) 2008-09-22 2010-03-25 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Zweiteilige Pumpennabe für hybriden Drehmomentwandler
JP5508835B2 (ja) 2009-12-22 2014-06-04 アイシン・エィ・ダブリュ工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
DE102010012965A1 (de) 2010-03-25 2011-09-29 Voith Patent Gmbh Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
CN103228955B (zh) * 2010-11-24 2015-03-04 丰田自动车株式会社 车辆用动力传递装置
DE102011109667A1 (de) 2011-08-08 2013-02-14 Voith Patent Gmbh Getriebe für ein Kraftfahrzeug
US8545355B2 (en) 2011-10-11 2013-10-01 Ford Global Technologies, Llc Assembly method for hybrid electric transmission
DE102013213183A1 (de) 2013-03-08 2014-09-11 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Turbinenkeil-Freilaufkupplung
JP5878893B2 (ja) * 2013-07-11 2016-03-08 株式会社エクセディ トルクコンバータのロックアップ装置
US9322463B2 (en) * 2014-04-25 2016-04-26 Valeo Embrayages Hydrokinetic torque coupling device with centered lock-up clutch friction disc, and method for assembling the same
CN106536989B (zh) * 2014-07-16 2019-04-05 舍弗勒技术股份两合公司 具有减小的背压的变矩器离合器
JP6649950B2 (ja) 2014-09-22 2020-02-19 シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲーＳｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ 単一のダンパを備えたハイブリッド駆動モジュール
US9562597B2 (en) * 2014-10-09 2017-02-07 Valeo Embrayages Hydrokinetic torque coupling device with turbine-piston lock-up clutch and bevel gearing
US9297448B1 (en) * 2014-10-23 2016-03-29 Valeo Embrayages Hydrokinetic torque coupling device having turbine-piston lockup clutch, and related methods
US9562598B2 (en) * 2014-12-05 2017-02-07 Valeo Embrayages Torque converter and hydrokinetic torque coupling device having turbine-piston lockup clutch with lockup resistance member
US9523420B2 (en) * 2014-12-05 2016-12-20 Valeo Embrayages Torque converter and hydrokinetic torque coupling device having core lockup clutch, and related methods
US10288159B2 (en) * 2016-05-13 2019-05-14 GM Global Technology Operations LLC Integrated clutch systems for torque converters of vehicle powertrains

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910002005A (ko) * 1989-06-06 1991-01-31 가부시키가이샤 도시바 바이폴라트랜지스터와 그 제조방법
KR20070084673A (ko) * 2006-02-21 2007-08-27 현대자동차주식회사 자동변속기 케이스와 원웨이 클러치의 결합구조
JP2009236233A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toyota Motor Corp 動力伝達装置

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Publication number Publication date
CN110462260B (zh) 2022-10-04
KR102514507B1 (ko) 2023-03-27
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