KR100661990B1 - 유체동역학적 커플링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환형의 축방향 벽(13) 및 전방 횡방향 벽(18)이 설치되어 있는 케이싱(12)을 포함하는 특히 자동차용 유체동역학적 커플링 장치에 관한 것이며, 케이싱(12)은 회전시에 입력 샤프트에 링크 결합되도록 설계되고, 케이싱(12)을 내측에 내장하고 허브(46)와 일체인 터빈 휠(40)을 포함하여, 회전시에 출력 샤프트와 결합될 수 있으며, 잠김 클러치는 케이싱(12)의 전방 횡방향 벽(18)에 대하여 축방향으로 이동가능한 후방 피스톤(30)을 포함한다. 본 발명은 피스톤(30)이 회전시에 축방향의 탄성 디바이스(64)에 의해 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)에 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

유체동역학적 커플링 장치{HYDROKINETIC COUPLING APPLIANCE}
본 발명은 자동차용 유체동역학적 커플링 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 프랑스 특허 제 FR-A-2 748 539 호에 개시된 타입의 유체동역학적 커플링 장치에 관한 것이다.
상기 프랑스 특허에 있어서, 상기 커플링 장치는 대체로 횡방향으로 배향된 벽을 구비하는 케이싱 형태의 입력 요소와, 케이싱 내측에 함께 장착되고 허브와 함께 조립되는 터빈 휠을 포함하는 출력 요소를 포함한다. 피스톤은 이러한 조립체와 횡방향 벽 사이에 장착된다. 피스톤은 횡방향 벽에 대하여 축방향으로 운동하도록 장착되며, 회전시에 횡방향 벽에 결합된다.
입력 요소는 회전시에 횡방향 벽을 통과하여 구동 샤프트에 결합되도록 배치되는 반면에, 출력 요소는 회전시에 그 허브를 통과하여 구동 샤프트에 결합되도록 배치된다.
피스톤은 그 외주연부에 제 2 표면으로 불리는 표면을 구비하는 반면에, 횡방향 벽은 제 2 표면에 면하는 제 1 표면을 구비한다. 이러한 경우에서 이들 표면 은 마찰 표면이며, 하나 또는 그 이상의 마찰 디스크가 2개의 표면 사이에 개재된다.
피스톤의 어느 한 측면상에 압력을 변화시킴으로써, 피스톤은 일방향 또는 다른 방향으로 축방향으로 변위된다. 따라서, 피스톤은 허브에 대하여 축방향으로 이동 가능하다.
상기 프랑스 특허에 있어서, 마찰 디스크에는 그 외주연부에 피스톤 외측으로 연장되어 비틀림 댐퍼의 입력 부재와 맞물리는 돌출부(lugs)가 형성되어 있으며, 비틀림 댐퍼는 허브에 연결된 댐퍼 플레이트를 구비한 출력 부재를 포함한다. 원주 방향으로 작용하는 탄성 부재는 그 탄성 부재를 수용하도록 구성된 입력 부재와 출력 부재 사이에서 작용하며, 피스톤 및 상기 표면 외측에 반경방향으로 놓인다.
상기 표면의 외경을 증가시키는 것이 바람직할 수 있으나, 탄성 부재의 존재로 인해 가능하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 표면의 외경을 저렴한 방법으로 증가시키는 것이다.
발명의 요약
본 발명에 따르면, 환형의 축방향 벽 및 전방 횡방향 벽을 구비하는 케이싱을 포함하고, 케이싱이 회전시에 구동 샤프트에 결합되도록 배치되고, 케이싱 내측에 장착되고, 회전시에 종동 샤프트에 결합되도록 배치된 허브에 고정된 터빈 휠을 포함하고, 케이싱의 전방 횡방향 벽의 후방면이 제 1 표면을 포함하고, 잠김 클러치가 탈착가능하게 서로 터빈 휠과 전방 횡방향 벽을 결합하도록 터빈 휠과 전방 횡방향 벽 사이에 작동 가능하게 개재되고, 또 잠김 클러치가 케이싱의 전방 횡방향 벽에 대하여 축방향으로 이동 가능하고, 제 1 표면에 면하는 제 2 표면을 그 전방면상에 지탱하는 피스톤을 그 후방에 포함하는, 특히 자동차용 유체동역학적 커플링 장치에 있어서, 피스톤이 회전시에 축방향의 탄성 디바이스를 통하여 케이싱의 환형의 축방향 벽에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 케이싱의 횡방향 벽의 외주연부에, 피스톤을 케이싱에 결합하기 위한 디바이스 또는 댐핑 디바이스의 존재로 인해 더 이상의 어떠한 제한도 없기 때문에, 상기 표면의 외경을 증가시키는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
- 제 2 표면은 피스톤의 외주연부에 근접하여 위치되며,
- 축방향의 탄성 디바이스는 회전시에 케이싱의 환형의 축방향 벽에 축방향으로 결합되고, 또 횡방향 플레이트 요소를 포함하는 적어도 하나의 지지 부재를 포함하고, 피스톤과 지지 부재의 횡방향 플레이트 요소 사이에 축방향으로 개재되는 적어도 하나의 탄성 부재를 포함하며, 피스톤은 회전시에 지지 부재와 결합하는 수단을 포함하며,
- 탄성 부재의 개재물의 평균 반경은 제 2 표면의 외부 반경보다 작으며,
- 축방향의 탄성 디바이스는 원주방향으로, 특히 등간격으로 이격된 다수의 지지 부재를 포함하며,
- 축방향의 탄성 디바이스가, 그의 횡방향 플레이트 부분이 환형 링을 구성하는 단일 지지 부재를 포함하며,
- 피스톤은 그 외주연부에 후방쪽으로 연장되고 노치를 구비하는 축방향 스커트를 포함하며, 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분이 환형의 링 섹터가 피스톤의 축방향 스커트의 노치에 수용되도록 환형의 링 섹터를 구성하고, 그에 의해 지지 부재가 피스톤내의 노치의 에지에 대하여 인접하게 하며,
- 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분은 노치를 포함하며, 피스톤은 노치에 면하는 그 후방면상에 패드를 포함하며, 그에 의해 피스톤의 패드가 회전시에 피스톤을 지지 부재와 결합시키도록 횡방향 플레이트 부분의 노치에 수용되며,
- 피스톤과 지지 부재 사이의 회전시의 결합이 원주방향의 틈새를 포함하며,
- 축방향 탄성 디바이스가, 그의 대향 단부가 각각 피스톤 및 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분상에 고정되는 축방향 턴성 텅을 포함하며
- 탄성 텅은 클러치의 잠김 방향으로 피스톤상에 사전 부하력을 인가하며,
삭제
- 사전 부하력의 크기는 횡방향 플레이트 부분의 축방향의 위치결정에 따라 조절되며,
- 탄성 텅이 클러치의 해제 위치에 피스톤을 보유하려는 경향을 가지며,
- 탄성 텅은 원주방향으로 등간격으로 이격되며,
- 탄성 텅은 접선방향으로 배향되며,
- 각 탄성 텅은 피스톤의 후방면상에 체결하기 위한 제 1 체결점을 포함하 며,
- 제 1 체결점은 피스톤의 후방면상의 볼록 보스상에 규정되며,
- 탄성 텅은 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분과 일체로 형성되어 있으며,
- 각 탄성 텅은 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분의 전방면상에 체결하기 위한 제 2 체결점을 구비하며,
- 탄성 텅의 제 2 체결점은 피스톤의 후방면상의 오목 보스와 대면 관계에 있으며,
- 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분에는 각 탄성 텅의 제 1 체결점과 대면 관계인 절개부가 형성되어 있으며, 각 탄성 텅의 제 2 체결점은 절개부의 원주방향의 말단 에지 부근에 위치되어 있으며,
- 축방향 탄성 디바이스가, 첫째로 피스톤의 후방상 및 둘째로 지지 부재 또는 각각의 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분의 전방면상에서 축방향 결합하는 적어도 하나의 압축 스프링을 포함하며, 그에 의해 압축 스프링이 클러치의 잠김 방향으로 피스톤상에 사전 부하력을 인가하며,
- 축방향의 탄성 디바이스는 헬리컬 타입, 원추형 타입 또는 파형 타입의 단일 환형 스프링을 포함하며,
- 축방향의 탄성 디바이스는 원주방향으로 등간격으로 이격된 다수의 압축 스프링을 포함하며,
- 각 압축 스프링은 헬리컬 타입이며, 각 압축 스프링의 적어도 하나의 단부 는 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분의 전방면상에 및/또는 피스톤의 후방면상에 돌출 관계로 형성된 보유 패드에 걸려지며,
- 각 압축 스프링은 원추형 링 타입 또는 파형 타입의 스프링 섹터이며,
- 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분은 스프링을 반경방향 내향으로 보유하도록 전방으로 연장되는 축방향 스커트를 그 내주연부에 포함하며,
- 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분은 스프링 섹터를 원주방향으로 보유하도록 축방향 전방으로 연장되는 원주방향의 대향 인접부의 쌍을 포함하며,
- 파형 타입의 각 스프링 섹터는 그 원주방향의 단부를 통하여 지지 부재 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분상에 고정되며,
- 케이싱의 환형의 축방향 벽은 축을 향하여 연장되고, 노치를 각각 구비하는 횡방향 돌출부를 포함하며, 지지 부재는 그 외주연부상에 횡방향 돌출부를 포함하며, 각 횡방향 돌출부가 그 후방면상에 리세스에 면하는 돌출 보스를 구비하고, 그에 의해 지지 부재가 회전시에 베이어닛 타입 결합에 의해 케이싱의 환형의 축방향 벽과 결합되며,
- 피스톤은 그 후방면과 대면 관계로, 그 외주연부를 통하여 피스톤의 외주 환형 스커트상에 고정되는 적어도 하나의 횡방향 중간 플레이트를 포함하고, 그에 의해 탄성 텅이 각 횡방향 중간 플레이트와 각 지지 부재 사이에 작동 가능하게 개재되며,
- 케이싱은 축방향 스커트를 각각 포함하는 전방 쉘 및 후방 쉘을 포함하며, 2개의 축방향 스커트가 케이싱의 환형의 축방향 벽을 규정하며,
- 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분은 전방 쉘의 전방 축방향 스커트의 후방 자유단상에, 또는 후방 쉘의 후방 축방향 스커트의 전방 자유단상에 직접 고정되며,
- 각 지지 부재가 횡방향 플레이트 부분의 외주연부로부터 후방쪽으로 배향되고, 지지 부재를 케이싱의 환형의 축방향 벽에 결합하는 환형의 축방향 크라운 부분 또는 환형의 축방향 크라운 섹터를 포함하며,
- 각 지지 부재의 환형의 축방향 크라운 부분 또는 환형의 축방향 크라운 섹터는 전방 쉘의 전방 축방향 스커트상에 또는 후방 쉘의 후방 축방향 스커트상에 고정되며,
- 각 지지 부재의 환형의 축방향 크라운 부분 또는 환형의 축방향 크라운 섹터는 전방 쉘의 전방 축방향 스커트와 후방 쉘의 후방 축방향 스커트 사이에 고정되며,
- 이중 측면식 환형의 마찰 디스크는 제 1 및 제 2 표면 사이에 파지되도록 배치되며, 비틀림 댐퍼는 환형의 마찰 디스크와 터빈 휠의 허브 사이에 작동 가능하게 개재되어 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명을 판독함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체동역학적 커플링 장치의 절반부를 도시하는 부분적인 축방향 단면도로서, 축방향의 탄성 디바이스가 축방향의 탄성 텅을 포함하며, 지지 부재가 전방 축방향 스커트(skirt)의 내벽상에 용접함으로써 지지되는 것을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 유체동역학적 커플링 장치의 축방향의 탄성 디바이스의 확대 축방향 단면도,
도 3은 도 2의 3-3 선을 따라 취한 단면도로서, 도 1의 유체동역학적 커플링 장치의 축방향의 탄성 디바이스의 정면도,
도 4는 도 2와 유사한 도면으로, 지지 부재가 케이싱의 전방 축방향 스커트와 후방 축방향 스커트 사이에 끼워맞춰 용접되는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 도면,
도 5 및 도 6은 도 2 및 도 3과 유사한 도면으로, 지지 부재가 케이싱의 전방 축방향 스커트와 후방 축방향 스커트 사이에 고정되는 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 도면,
도 7 및 도 8은 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 지지 부재가 케이싱의 전방 축방향 스커트의 후방 자유단상에 고정되는 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 도면,
도 9 및 도 10은 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 축방향의 탄성 텅이 지지 부재와 일체인 본 발명의 제 5 실시예를 도시하는 도면,
도 11 및 도 12는 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 피스톤이 지지 부재와 상호 작용하는 후방으로 배향된 축방향 스커트를 포함하는 본 발명의 제 6 실시예를 도시하는 도면,
도 13은 본 발명의 제 6 실시예의 주요 구성 요소를 도시하는 분해 사시도,
도 14 및 도 15는 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 피스톤이 탄성 텅을 체결하기 위한 횡방향 중간 플레이트를 포함하는 본 발명의 제 7 실시예를 도시하는 도면,
도 16 및 도 17은 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 탄성 디바이스가 원추형 링 타입의 압축 스프링 섹터로 구성되는 본 발명의 제 8 실시예를 도시하는 도면,
도 18 및 도 19는 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 스프링 섹터가 파형 타입(corrugated type)인 본 발명의 제 9 실시예를 도시하는 도면,
도 20은 도 19의 화살표(F20) 방향에서의 부분 절개 평면도로서, 본 발명의 제 9 실시예를 도시하는 부분도,
도 21 및 도 22는 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 스프링 섹터가 헬리컬 타입의 압축 스프링으로 대체된 본 발명의 제 10 실시예를 도시하는 도면,
도 23 및 도 24는 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 탄성 디바이스가 큰 직경을 갖는 헬리컬 타입의 단일 압축 스프링으로 구성되는 본 발명의 제 11 실시예를 도시하는 도면,
도 25 및 도 26은 도 2 및 도 3과 유사한 도면이나, 축방향의 탄성 디바이스가 베이어닛(bayonet) 타입 결합에 의해 케이싱에 장착되는 본 발명의 제 12 실시예를 도시하는 도면,
도 27은 본 발명의 제 12 실시예의 주요 구성 요소를 도시하는 분해 사시도.
상세한 설명에 있어서, 서로 동일하거나 유사한 요소는 동일한 참조 부호가 부여된다. 전방에서 후방으로의 배향은 축방향의 단면도 및 사시도에서 좌측으로부터 우측으로의 배향에 대응한다.
게다가, 각 실시예에 대해, 다른 실시예에 있어서 일 실시예와 상이한 요소만을 설명할 것이다.
도 1은 유체동역학적 커플링 장치(10)를 일반적으로 도시하고 있다. 상기 커플링 장치(10)는 특히 전방 쉘(14) 및 후방 쉘(16)로 구성된 케이싱(12)을 포함한다.
전방 쉘(14)은 전방 횡방향 벽(18)과 후방쪽으로 연장된 환형의 전방 축방향 스커트(20)를 구비한다.
후방 쉘(16)은 반환형의 후방 외피(envelop)(22)를 규정하며, 전방으로 연장되고 전방 축방향 스커트(20)내에 축방향으로 수용되는 환형의 후방 축방향 스커트(24)를 포함한다.
횡방향으로 배향된 제 1 환형 표면(26)은 전방 횡방향 벽(18)의 내부면의 외주연부에 형성된다.
횡방향으로 배향된 제 2 환형 표면(28)은 후방에서 피스톤(30)의 전방면의 외주연부에 형성된다.
본 실시예에서, 상기 표면(26, 28)은 각각 전방 횡방향 벽(18) 및 피스톤(30)과 일체로 되어 있다. 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 표면(26, 28)은 예를 들어 관련된 요소상에 용접에 의해 고정되는 추가 구성 요소의 부분일 수 있다.
피스톤(30)은 전방 횡방향 벽(18)에 대하여 축방향으로 변위될 수 있도록 장착되며, 이것은 축방향으로 돌출하는 대체로 관형의 중앙 외부의 센터링 노즈(centering nose)(32)를 구비한다.
전방 축방향 스커트(20)는 후방 축방향 스커트(24)의 전방 자유단상에 그 후방 자유단의 영역으로 센터링된다. 따라서, 전방 축방향 스커트(20)는 후방 축방향 스커트(24)의 외주연 면(25)과 그 내부면을 통하여 밀접하게 접촉되며, 본 경우에 있어서 용접부(23)에 의해 후방 축방향 스커트(24)상에 고정된다. 따라서, 2개의 축방향 스커트(20, 24)는 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)을 구성하고 있다.
충격 휠(36)의 베인(34)은 반환형 외피(22)상에 내부로 고정된다. 베인(34)은 터빈 휠(40)의 베인(38)쪽에 면하며, 피스톤(30)은 터빈 휠(40)과 전방 횡방향 벽(18) 사이에 축방향으로 배치된다.
상기 터빈 휠(40)은 분할된 형태일 수 있는 내부 환형 링(42)을 구비하며, 내부 환형 링(42)을 통하여 본 실시예에서는 리벳(44)에 의해 또는 다른 실시예에서는 용접에 의해 허브(46)의 외주연부상에 고정되며, 이 허브(46)는 축방향 전방으로 연장되며, 축방향의 단면 형상이 대체로 "L"자형이다.
반경방향의 플레이트 형태로 허브(46)의 횡방향으로 배향된 부분(48)(또는 반경방향 플레이트)상에는 내부 환형 링(42)이 고정되는 반면에, 허브(46)의 축방향으로 배향된 관형 부분(50)은 종동 샤프트(도시되지 않음)와 함께 회전 가능하게 허브(46)를 결합시키고, 그에 따라 터빈 휠(40)을 결합시키는 내부 스플라인을 구비한다.
공지된 방법에 있어서, 종동 샤프트에는 유압 제어 챔버(52)에 오일을 공급하기 위한 중앙 덕트(duct)가 제공되며, 이 유압 제어 챔버(52)는 피스톤 및 전방 횡방향 벽(18)에 의해 축방향으로, 그리고 허브(46)의 축방향 부분(50)에 의해 반경방향 및 내부방향으로 둘러싸여 있다.
이러한 목적을 이루기 위해, 적어도 하나의 통로(54)가 축방향 부분(50)의 자유단과 전방 횡방향 벽(18) 사이에 있어, 종동 샤프트내의 덕트로부터 나오는 제어 유체, 본 경우에서는 오일을 통과시킨다.
축방향 부분(50)은 대체로 관형이며, 그 전방 자유단의 영역에서 내부 스플라인(56)을 구비한다.
축방향 부분(50)은 반경방향 플레이트(48)와 스플라인(56) 사이에 외부 평활면(58)을 구비하며, 그 평활면(58)의 직경은 축방향 부분(50)이 단차식 직경을 갖도록 스플라인(56)의 직경보다 약간 크다.
링 시일(60)은 외부 평활면(58)에 형성된 홈(groove)에 끼워맞춤된다. 이러한 시일(60)은 피스톤(30)의 일부인 축방향으로 배향된 슬리브 요소(62)와 그 내주연부에서 상호 작용한다. 이러한 방법에 있어서, 밀봉은 이러한 영역에서 얻어진다.
본 발명의 특징에 따르면, 유체동역학적 커플링 장치는 회전시에 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)에 피스톤(30)을 결합시키는 축방향의 탄성 디바이스(64)를 포함한다.
도 2는 제 1 실시예에 있어서의 축방향의 탄성 디바이스(62)를 보다 확대하여 도시하고 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 축방향의 탄성 디바이스(64)는 횡방향의 환형 플레이트 부분(68)으로 구성된 지지 부재(66)를 포함하며, 그 지지 부재(66)의 외주연부에는 후방으로 배향된 환형의 축방향 크라운 부분(70)이 있다.
지지 부재(66)는 본 실시예에 있어서 환형의 축방향 크라운 부분(70)을 전방 축방향 스커트(20)의 내부면(21)상에 용접하여 용접 시임부(19)를 형성함으로써 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)상에 고정된다.
예를 들면, 환형의 축방향 크라운 부분(70)의 용접은 레이저 용접 타입, 전기 용접 타입, 저항 용접 타입, 마찰 용접 타입이 있다.
본 발명의 변형 실시예(도시되지 않음)에 있어서, 지지 부재(66)는 케이싱 (12)내로 강제 끼워맞춤되거나 케이싱(12)내에 시임될 수 있다.
횡방향의 플레이트 부분(68)은 절개부(72)를 그 반경방향 내주연부에 구비하며, 그 절개부(72)중 하나가 도 3에 나타내어질 수 있다.
또한, 축방향의 탄성 디바이스(64)는 축방향의 탄성 텅(74)을 포함하며, 그 탄성 텅(74)의 대향하는 접선방향 단부는 제 1 체결점(fastening point)(76)을 통과하여 피스톤(30)의 후방 횡방향 면(78)상에 고정되며, 제 2 체결점(80)을 통과하여 횡방향의 플레이트 부분(68)의 전방 횡방향 면(82)상에 고정된다.
제 1 체결점(76)은 횡방향의 플레이트 부분(68)의 절개부(72)에 면하여 놓이는 반면에, 제 2 체결점(80)은 절개부(72)의 원주방향의 말단 에지(73)의 근처에 위치된다.
탄성 텅(74)의 체결은 본 명세서에서 리벳에 의해 수행되나, 다른 공지된 방법으로 얻어질 수도 있다.
피스톤(30)의 후방 횡방향 면(78)은 제 1 체결점 영역에서 축방향 후방쪽으로 축방향으로 두드러지게 돌출하는 볼록 보스(84)와, 제 2 체결점(80)에 면하여 오목 보스(86)를 포함하며, 그 목적은 축방향의 탄성 디바이스(64)의 축방향 크기를 제한하기 위한 것이다.
탄성 텅(74)의 개수는 적용에 따라 다르며, 이 탄성 텅(74)은 탄성 텅(74)의 몇개 세트에 의해 등간격으로 원주방향으로 이격되어 있으며, 각 세트는 본 실시예에 있어서 적어도 하나의 탄성 텅(74)을 포함한다. 예를 들면, 축방향의 탄성 디바이스(64)는 3개 세트의 탄성 텅(74)을 가질 수 있다.
본 실시예 경우에서는 대체로 접선방향으로 배향된 탄성 텅(74)은 횡방향으로 배향될 수도 있으며, 예를 들어 삼각형 또는 사각형일 수 있다.
모든 경우에 있어서, 피스톤은 그 제 2 환형 표면(28) 내측에 반경방향으로 터빈 휠(40) 및 허브(46)의 형태와 정합하여, 유체동역학적 커플링 장치(10)의 크기를 감소시키며, 유체동역학적 커플링 장치(10)는 본 실시예에서 표준 타입인 터빈 휠(40), 충격 휠(36), 피스톤(30), 허브(46) 및 비틀림 댐퍼(90)로 구성되어 있다.
유체동역학적 커플링 장치(10)는 축방향 및 회전방향의 대칭축(X-X')을 가진다. 본 실시예에 있어서, 유체동역학적 커플링 장치(10)는 공지된 방법으로 토크 변환기를 구성하도록 반동 휠(reaction wheel)(88)을 더 포함한다.
케이싱(12)은 밀봉되고 오일로 충전되어 있다.
비틀림 댐퍼(90)는 피스톤(30)과 전방 횡방향 벽(18) 사이에 개재되어 진동을 제거하며, 비틀림 댐퍼(90)는 피스톤(30)과 허브(46) 사이에서 해제 가능하게 작용한다.
보다 정확하게, 본 실시예에 있어서의 비틀림 댐퍼(90)는 2단 타입이며, 제 1 및 제 2 환형 표면(26, 28) 사이에서 축방향으로 파지되도록 배치되는 환형의 마찰 디스크(92)를 포함한다.
마찰 디스크(92)는 본 실시예에 있어서 원주방향으로 배향된 헬리컬 압축 스프링(93)으로 구성된 제 1 탄성 댐핑단(damping stage)을 통과하여 중앙 댐퍼 플레이트(94)에 결합되며, 이 중앙 댐퍼 플레이트(94)는 허브(46)의 외부 스플라인(56)상에 장착되도록 내부에 스플라인이 형성되어 있다. 댐퍼 플레이트(94)는 허브와 본 경우에서 원주방향의 틈새를 가지면서 맞물린다.
또한, 마찰 디스크(92)는 본 실시예에 있어서 원주방향으로 배향된 헬리컬 압축 스프링(95)으로 구성된 제 2 탄성 댐핑단을 통과하여 측방향 댐퍼 플레이트(97)에 결합되며, 이 측방향 댐퍼 플레이트(97)는 허브(46)의 스플라인(56)상에 어떠한 원주방향의 틈새도 없이 끼워맞춤되도록 내부에 스플라인이 형성되어 있다.
2단 비틀림 댐퍼는 본 기술 분야에 잘 공지되어 있으며, 2개의 댐핑단은 본 명세서에서 보다 상세히 설명하지 않을 것이다.
이해될 수 있고, 잘 공지된 바와 같이, 피스톤(30)의 어느 한 측면상의 압력을 변화시킴으로써, 예를 들어 종동 샤프트내의 공급 덕트를 통하여 그리고 통로(54)를 통하여 유체동역학적 커플링 장치(52)내의 압력을 변화시킴으로써, 피스톤(30)은 전방 또는 후방으로 변위되어, 일 경우에서는 제 1 및 제 2 환형 표면(26, 28) 사이에서 마찰 디스크를 파지하며, 다른 경우에서는 마찰 디스크(92)를 해제한다.
마찰 디스크(92)가 파지되는 경우에, 제 1 및 제 2 환형 표면(26, 28)과 비틀림 댐퍼(90)를 포함하는 잠김(lock-up) 클러치는 회전 구동 운동이 예를 들어 자동차에 적용하는 경우에 자동차의 크랭크샤프트인 구동 샤프트(도시되지 않음)로부터 종동 샤프트까지 잠김 클러치를 통하여 터빈 횔(40)과 충격 휠(36) 사이에서 상대적인 미끄럼 운동이 전혀 없이 직접 전달되도록 결합되거나 가교되었다고 한다. 특히, 이것은 자동차의 연료 소모를 감소시킨다.
마찰 디스크(92)가 분리된 경우에, 잠김 클러치는 회전 구동 운동이 충격 휠(36)의 베인(34)과 터빈 휠의 베인(38) 사이에 오일의 유동 때문에 구동 샤프트로부터 종동 샤프트까지 토크 변환기를 통하여 전달되도록 해제되거나 가교되지 않았다고 한다. 특히, 이것은 자동차의 시동시에 발생하는 것이다.
탄성 텅(74)은 잠김 클러치가 일 위치로부터 다른 위치까지 이동하는 중에 전방 횡방향 벽(18)에 대하여 축방향으로 피스톤(30)을 이동하게 한다.
바람직하지만 본 발명을 제한함이 없이, 탄성 텅(74)은 잠김 클러치의 가교 방향으로 피스톤(30)상에 축방향의 사전 부하력을 인가하도록 장착된다. 결론적으로, 잠김 클러치를 분리하기 위해서, 유압 제어 챔버(52)의 압력은 증가된다.
피스톤(30)상에 인가된 사전 부하력의 크기는 횡방향 플레이트 부분(68)의 축방향 위치의 함수로서 조절될 수 있다. 횡방향 플레이트 부분(68)이 보다 전방에 위치됨에 따라 사전 부하력이 점점 커진다.
본 발명의 변형 실시예에 있어서, 탄성 텅(74)은 그 분리 위치에서 피스톤(30)을 보유하는 경향을 갖도록 장착된다.
물론, 탄성 텅(74)은 피스톤(30) 및 지지 부재(66)상에 모든 공지된 수단에 의해 고정될 수 있다. 예를 들면, 탄성 텅(74)은 리벳[그 몸체가 피스톤(30) 또는 지지 부재(66)상으로 밀려짐]에 의해 고정될 수 있거나, 용접 또는 스크루 체결에 의해 고정될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 마찰 디스크(92)는 전방 및 후방 마찰 라이너(96)를 지탱하여, 그 대향 횡방향 면의 각각에 고정된다. 다른 실시예에 있어서, 마찰 라이너(96)는 환형 표면(26, 28)에 고정되며, 따라서 그 환형 표면은 체결 표면이다. 또다른 실시예에 있어서, 마찰 디스크(92)는 마찰 라이너내에 그 외주연부에 매설된다. 또다른 실시예에 있어서, 마찰 디스크(92)는 환형 표면(26, 28)에 대항하여 직접 마찰 접촉한다.
바람직하게, 라이너(96)에는 양호한 냉각을 제공하기 위해 그 내주연부로부터 그 외주연부까지 연장된 홈이 형성되어 있으며, 그 홈은 환형 표면(26, 28) 또는 마찰 디스크(92)와 접촉한다.
본 발명에 따라 제조된 유체동역학적 커플링 장치(10)는 환형 표면(26, 28)의 평균 반경의 증가 때문에 종동 샤프트의 토크 전동 능력이 증가되게 하며, 전방 쉘(14)의 전방 횡방향 벽(18)의 외주연상에 디바이스의 존재로 인해 크기가 더 이상 반경방향으로 제한되지 않는다.
게다가, 본 발명은 본 기술 분야의 상태와 비교하여 요구되는 구성 요소의 개수를 감소시키며, 그에 따라 유체동역학적 커플링 장치(10)의 비용을 저감시킨다.
잠김 클러치의 가교 방향으로 피스톤(30)상에 사전 부하력을 인가하는 본 발명의 탄성 디바이스와 같은 축방향의 탄성 디바이스(62)는 파지력이 피스톤(30)상에 어떠한 압력의 인가도 없이 마찰 디스크(92)상에 인가되게 한다.
마찰 수단(41)은 허브(46)의 반경방향의 플레이트 부분(48)상에 형성된 전방 횡방향 표면(43)과 피스톤(30) 사이에서 작용하며, 이 마찰 수단(41)은 상술된 바와 같이 제 1 환형 표면(26)에 대면하여 놓이는 제 2 환형 표면(28)을 통하여 전방 횡방향 벽(18)에 해제 가능하게 결합된다.
마찰 수단(41)은 허브(46)의 횡방향 표면(43)과 피스톤(30) 사이에서 발생하는 모든 직접적인 접촉을 방지하며, 전방쪽으로의 피스톤(30)의 축방향 변위를 제한하며, 이에 의해 피스톤이 터빈 횔(40)과 접촉하게 되는 것을 방지한다.
마찰 수단(41)은 바람직하게는 작은 마찰 계수를 갖는 적어도 하나의 마찰 요소를 포함한다. 이러한 마찰 요소는 플라스틱과 같은 합성 재료인 것이 바람직하며, 이 합성 재료는 유리 섬유 및/또는 볼과 같은 섬유 또는 볼로 보강될 수 있는 것이 유리하다.
도 1에 있어서, 피스톤(30)은 터빈 휠(40) 및 허브(46)의 조립체에 인접하여 있으며, 마찰 수단(41)을 지탱하도록 구성된 반면에, 허브(46)는 전방 횡방향 벽(18)쪽으로 향하고, 피스톤(30)에 의해 둘러싸인 축방향으로 배향된 환형 부분을 구비하며, 허브(46)는 상기 환형 부분에 대하여 축방향으로 이동하도록 장착된다.
이러한 구성 때문에, 허브(46)의 반경방향의 플레이트 부분(48)은 어떠한 추가 기계 가공 작업을 필요로 하지 않으며, 이것은 마찰 수단(41)이 피스톤(30)에 의해 지탱되기 때문이다.
다른 결과는 플레이트 부분(48)의 기계 강도가 유지된다는 것이며, 게다가 금속으로 제조되는 것이 바람직한 피스톤(30)이 구성에 용이한 구성 요소이기 때문에 해결책이 단순하고 저가라는 것이다.
이것 모두는 비틀림 댐퍼(90)와 잘 조합되며, 그 이유는 피스톤(30)이 터빈 휠(40)과 허브(46)의 조립체와 비틀림 댐퍼(90) 사이에 축방향으로 위치되어, 상기 조립체, 특히 플레이트 부분(48)에 가능한 한 근접하게 되기 때문이다.
게다가, 피스톤(30)은 회전시에 케이싱(12)의 축방향의 벽에 결합되며, 상기 축방향의 벽은 반경방향의 틈새를 슬리브 요소(62)와 외부 평활면(58) 사이에 제공하게 하여, 피스톤(30) 재밍(jamming)의 위험이 없다.
피스톤(30)은 단지 허브(46)상에 장착된 시일(60)과만 그 슬리브 요소(62)를 통하여 상호 작용하여, 마찰 수단(41)이 플레이트 부분(48)과 접촉하는 양호한 표면을 구비하도록 하며, 탄성 텅(74) 및 시일(60)이 피스톤을 특히 축방향으로 변위되게 하므로, 마찰 수단(41)과 플레이트 부분(48) 사이의 접촉 표면이 항상 최대화되도록 한다.
이러한 실시예에 있어서, 피스톤(30)과 마찰 결합하는 마찰 수단(41)중 하나는 피스톤의 후방 횡방향 면(78)내의 상보적인 구멍(45)에 결합되는 적어도 하나의 돌출 요소를 구비한다. 이러한 맞물림 상호 작용은 단순하고, 수행하기에 저가이며, 마찰 수단(41)을 회전 결합을 제공하면서 양호하게 센터링되게 한다.
상보적인 구멍(45)은 막힌 구멍인 것이 바람직하며, 이에 의해 유압 제어 챔버(52)의 밀봉이 유지되도록 한다. 막힌 구멍(45)은 프레스 성형되거나 압출 성형되는 것이 바람직하다.
마찰 수단(41)은 플레이트 부분(48)상에 체결 리벳(44) 내측에 반경방향으로 형성된 허브(46)의 횡방향 표면(43)과 접촉하도록 배치되는 링으로 구성된다.
상기 횡방향 표면(43)은 전방으로 대면하고 있다.
상기 링(41)은 다수의 보스(47)를 구비하며, 각 보스는 축방향 및 반경방향 틈새를 갖는 본 실시예에서 피스톤(30)의 금속의 전방 압출에 의해 국부적으로 형성된 막힌 구멍(45)에 결합된다.
보스(47) 및 막힌 구멍(45)은 원통형으로, 본 명세서에서는 원형 단면이지만, 다른 실시예에서는 사각 단면이거나 모든 다른 형태이다.
플레이트 부분(48)과 링(41) 사이의 접촉 표면(43)은 축방향 및 반경방향의 틈새를 가지면서 막힌 구멍(45)에 보스(47)를 장착하기 때문에 최대화된다.
도 4는 상기와 유사한 축방향 탄성 디바이스의 제 2 실시예를 도시한 것이나, 환형의 축방향 크라운 부분(70)이 전방 축방향 스커트(20)의 내부면(21)과 후방 축방향 스커트(24)의 외부면(25) 사이에 축방향으로 그리고 반경방향으로 삽입되어, 이러한 실시예에 있어서 단일 용접 시임부(23)의 용접에 의해 이들 3개의 요소가 서로 고정된다.
도 5 및 도 6은 돌출부를 규정하는 다수의 지지 부재 또는 돌출부(66)를 포함하는 축방향의 탄성 디바이스의 제 3 실시예를 도시하고 있다.
이들 지지 돌출부(66)는 등간격으로 원주방향으로 이격되는 것이 바람직하며, 예를 들면 3개의 지지 돌출부(66)가 있다.
이러한 실시예에 있어서, 지지 돌출부(66)는 이전의 실시예에서와 같이 환형의 축방향 크라운 부분(70)을 포함하지 않는다는 점이 중요하다.
각 지지 돌출부(66)는 환형의 횡방향 플레이트 부분(68)의 섹터 또는 횡방향 플레이트 섹터(100)를 포함한다. 환형의 횡방향 플레이트 부분(68)의 섹터(100)는 후방 쉘(16)의 후방 축방향 스커트(24)의 전방 자유단으로부터 전방 축방향으로 연장되는 상보적인 돌출부(104) 사이에 끼워맞춤되는 톱니형상 돌기(crenellations)(102)를 그 외주연부에 구비하고 있다.
돌출부(104)상에 톱니형상 돌기를 체결하는 것은 예를 들어 시임 또는 용접에 의해 이루어질 수 있다.
각 횡방향 플레이트 섹터(100)는 그 전방 횡방향 면(82)상에 축방향 탄성 텅(74)을 위한 제 2 체결점(80)을 포함한다. 제 2 체결점(80)에 탄성 텅(74)을 조립하는 것은 제 1 실시예에서와 동일한 타입이다.
도 7 및 도 8에 도시된 축방향 탄성 디바이스의 제 4 실시예는 제 2 실시예와 유사하다.
첫번째 차이점은 후방 축방향 스커트(24)가 그 자유단의 영역에서 전방 축방향 스커트(20)의 후방 자유단 주위에 센터링되며, 이러한 실시예에서 전방 축방향 스커트(20)상에 용접에 의해 고정된다는 것이다.
두번째 차이점은 돌출부(104)가 전방 축방향 스커트(20)의 후방 자유단의 일부라는 것이다. 따라서, 제 2 실시예에서와 동일한 지지 돌출부(66)는 그들의 톱니형상 돌기(102)를 통하여 전방 축방향 스커트(20)의 돌출부(104) 사이에서 결합된다.
도 9 및 도 10은 제 4 실시예와 유사한 제 5 실시예를 도시한 것이나, 각 축방향의 탄성 텅(74)은 지지 돌출부(66)의 횡방향 플레이트 섹터(100)와 일체로 되어 있다.
따라서, 횡방향 플레이트 섹터(100)는 더 이상 제 2 체결점(80)을 포함하지 않는다. 횡방향 플레이트 섹터(100)의 반경방향 내주연부는 제 1 체결점(76)까지 연장되는 탄성 텅(74)에 의해 실질적으로 원주방향으로 연장되며, 그 제 1 체결점(76)은 피스톤(30)의 후방 횡방향 면(78)상의 볼록 보스(84)상에 위치된다.
횡방향 플레이트 섹터(100)가 탄성 텅(74)과 동일한 횡방향 평면에 놓이는 것이 바람직하다는 점이 중요하다.
도 11 내지 도 13은 제 3 실시예와 밀접한 본 발명의 제 6 실시예를 도시하고 있다.
제 6 실시예는 각 지지 돌출부(66)가 축방향 크라운 부분(70)과 유사한 환형의 크라운 섹터(106)를 포함한다는 점이 첫째로 상이하며, 이러한 실시예에서 상기 환형의 크라운 섹터(106)는 전방 축방향 스커트(20)의 내부면(21)상에 참조 부호(19)에서 용접에 의해 고정된다.
두번째로, 제 6 실시예는 피스톤(30)이 그 외주연부에 후방쪽으로 연장되는 축방향 스커트(108)를 포함한다는 점이 상이하다.
피스톤의 축방향 스커트(108)의 후방 자유단(109)은 각 지지 돌출부(66)에 면하는 노치(110)를 구비하고 있다.
각 노치(110)의 원주방향의 말단 에지(112)는 각 횡방향 플레이트 섹터(100)의 반경방향 에지(114)에 대하여 인접부가 되도록 배치된다.
노치(110)의 지지 돌출부(66)의 끼워맞춤은 특히 피스톤(30)의 축방향 변위에 어떠한 간섭도 방지하도록 원주방향의 틈새를 가지면서 이루어진다는 점이 중요하다.
노치(110)의 원주방향의 말단 에지(112)는 지지 돌출부(66)에 대해 원주방향의 인접부로서 작용하며, 이것은 종방향의 압축력을 탄성 텅(74)상에 발생시키는 케이싱(12)과 피스톤(30)의 조립체에 의해 큰 토크가 전달되는 경우에 축방향의 탄성 텅(74)의 모든 좌굴(buckling)을 방지한다.
도 13에 있어서, 볼록 보스(84) 및 오목 보스(86)는 피스톤의 후방면상에 나타나 있다.
도 14 및 도 15는 제 7 실시예를 도시하고 있으며, 피스톤(30)은 그 후방 횡방향 면(78)과 대면 관계로 횡방향 중간 플레이트(116)를 지탱하며, 또한 그 피스톤(30)은 상기 제 6 실시예와 유사한 축방향 스커트(108)를 구비한다.
각 횡방향 중간 플레이트(116)는 축방향의 탄성 텅(74)을 위한 제 1 체결점(76)을 지탱하는 이어부(ear)(117)를 포함한다.
각 횡방향 중간 플레이트(116)는 그 외주연부에 횡방향 체결 돌출부(120)를 구비하며, 각 체결 돌출부(120)는 피스톤(30)의 자유 후방 말단 에지에 형성된 상보적인 슬롯에 결합된다.
돌출부의 형태인 지지 부재(66)는 각 횡방향 중간 플레이트(116)와 대면 관계로 전방 축방향 스커트(20)상에 고정되며, 후방 축방향 스커트(24)는 제 4 실시예에서와 같이 전방 축방향 스커트(20) 주위에 센터링된다.
이러한 지지 돌출부(66)는 횡방향 플레이트 부분(126)을 포함하며, 지지 돌출부(66)의 외주연부에는 전방 축방향 스커트(20)에 내부로 센터링되는 환형의 크라운 섹터(128)가 있다. 횡방향 플레이트 부분(126)은 축방향의 탄성 텅(74)을 위한 제 1 체결점(80)을 지탱하는 이어부(130)를 구비한다.
환형의 크라운 섹터(128)의 후방 자유단은 횡방향의 체결 돌출부(132)를 포함하며, 각 체결 돌출부(132)는 외측상에서 반경방향으로, 전방 축방향 스커트(20)의 자유단에 형성된 상보적인 노치(134)에 결합된다.
2개의 횡방향 체결 돌출부(120, 132)는 각 횡방향 중간 플레이트에, 그리고 각 지지 돌출부(66)에 설치되어 있다. 물론, 이러한 개수는 적용에 따라 달라진다.
열간 가공 또는 냉간 가공에 의해 노치(122, 134)의 측면 에지를 뒤틀리게 함으로써, 예를 들어 전기 가열로, 피스톤(30)의 축방향 스커트(108)의 금속 및 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)의 금속 각각은 유동이 유발되어, 횡방향 체결 돌출부(120, 132)를 노치(122, 134) 사이에서 각각 축방향으로 이동하지 못하게 하며, 또한 이것은 재료를 노치(122, 134)의 측면 에지의 소성 변형 동안에 재유동하게 한다. 따라서, 본 실시예에서, 횡방향 중간 플레이트(116) 및 지지 돌출부(66)는 피스톤(30)의 축방향 스커트(108)상에 그리고 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)상에 각각 시임된다.
다른 실시예에 있어서, 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)는 후방 쉘(16)의 후방 축방향 스커트(24)를 부분적으로 둘러쌀 수 있어서, 노치(134)가 후방 축방향 스커트(24)에 형성될 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 횡방향 체결 돌출부(120, 132)는 피스톤(30)의 축방향 스커트(108)상에, 그리고 케이싱(12)의 전방 축방향 스커트(20) 또는 후방 축방향 스커트(24)중 어느 하나상에 용접 또는 접착제 접착에 의해 체결된다.
또다른 실시예에 있어서, 지지 돌출부(66)의 환형의 크라운 섹터(128)는 용접, 예를 들어 레이저 타입의 투명 용접(transparency welding)에 의해 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)상에 고정된다.
또다른 실시예에 있어서, 횡방향 중간 플레이트(116)는 피스톤(30)의 후방 횡방향 면(78)상에 직접 용접될 수 있다. 따라서, 횡방향 중간 플레이트(116)는 한 세트의 탄성 텅(74)에 관계된 단부를 체결하기 위한 제 1 부분과, 용접에 의해 횡방향 중간 플레이트의 체결을 위한 축방향으로 오프셋된 제 2 부분을 가지고 있다.
또다른 실시예에 있어서, 피스톤(30)은 그 외주연부에 횡방향 플랜지를 또한 구비할 수 있으며, 이 횡방향 플랜지는 돌출부로 분할될 수 있고, 축(X-X')쪽으로 나아가서, 다음에 탄성 텅(74)을 위한 제 1 체결점(76)을 지탱한다는 점에서 횡방향 중간 플레이트(116)를 대신한다.
도 16 및 도 17은 축방향의 탄성 디바이스(64)의 제 8 실시예를 도시하고 있으며, 축방향의 탄성 텅은 제거되어 있다.
이러한 실시예에 있어서, 탄성 부재는 접시형 링(Belleville ring)으로 또한 불리는 원추형 링 타입의 압축 스프링의 다수의 원주방향 섹터 또는 부분(136)으로 구성된다.
이러한 실시예에 있어서, 피스톤(30)은 후방쪽으로 배향되고 제 6 실시예에서의 피스톤(30)의 축방향 스커트와 유사한 형태인 축방향 스커트(108)를 포함한다.
지지 부재(66)는 환형의 횡방향 플레이트 섹터(138)를 포함하며, 이 횡방향 플레이트 섹터(138)에는 그 외주연부에 환형의 후방 축방향 크라운 섹터(139)와, 그 내주연부에 환형의 전방 축방향 크라운 섹터 또는 축방향 스커트(142)가 형성되 어 있다.
각 지지 부재(66)는 그 환형의 후방 축방향 크라운 섹터(139)의 외부벽을 통하여 전방 축방향 스커트(20)의 내부벽(21)에 본 경우에서는 참조 부호(19)에서 용접에 의해 고정된다.
제 6 실시예에서와 같이, 피스톤(30)의 축방향 스커트(108)는 각 지지 부재(66)와 대면 관계인 노치(110)를 구비하여, 피스톤(30)이 회전시에 원주방향의 틈새를 가지면서 지지 부재(66)와 결합된다. 따라서, 노치(110)의 원주방향의 말단 에지(112)는 각 횡방향 플레이트 섹터(138)의 원주방향의 말단 에지(114)에 대하여 인접부가 될 수 있다.
피스톤(30)은 지지 부재(66)와 노치(110)의 상호 작용에 의해 구동된다.
각 스프링 섹터(136)는 그 원형의 후방 축방향의 내부 말단 에지(135)를 통하여 횡방향 플레이트 섹터(138)의 전방 횡방향 면상을, 그리고 그 원형의 전방 축방향의 외부 말단 에지(137)를 통하여 바람직하게 환형 표면(26, 28)에 면하는 피스톤(30)의 후방 횡방향 면(78)상을 지탱한다.
각 스프링 섹터(136)는 그 내주연부에서 지지 부재(66)의 환형의 전방 축방향 크라운 섹터(142)에 의해 반경방향으로 보유된다. 또한, 각 스프링 섹터(136)는 한쌍의 원주방향 인접부(140)에 의해 원주방향으로 보유되며, 이 원주방향 인접부(140)는 이러한 실시예에서 각 횡방향 플레이트 섹터(138)의 원주방향 말단 에지(114)로부터 전방 축방향으로 연장되는 플랜지로 구성된다.
클러치의 가교 방향으로 피스톤(30)상에 축방향의 사전 부하력을 인가하는 것 이외에, 압축 스프링(136)은 지지 부재(66)에 의한 피스톤(30)의 구동시의 소음을, 원주방향의 틈새에 의해, 피스톤(30)과 압축 스프링(136) 사이에 존재하는 마찰 때문에 감소되게 한다.
도 18 내지 도 20은 제 8 실시예와 유사한 축방향의 탄성 디바이스의 제 9 실시예를 도시하고 있으며, 원추형 링 타입의 스프링 섹터가 파형 타입의 압축 스프링 섹터(142)로 대체된다.
이러한 실시예에 있어서, 지지 부재(66)는 제 8 실시예와 유사하지만, 그 원주방향의 말단 에지에 플랜지를 전혀 구비하지 않고, 또한 반경방향으로 내부의 전방 환형의 축방향 크라운을 전혀 구비하지 않는다.
피스톤(30)은 제 8 실시예와 동일하다.
파형 타입의 각 스프링 섹터 또는 부분(142)은 그 단부에 각 횡방향 플레이트 섹터(138)의 원주방향 말단 에지 주위에서 굴곡된 보유 돌출부(144)를 포함하며, 그에 의해 스프링 섹터(142)가 횡방향 플레이트 섹터(138)와 회전 가능하게 그리고 축방향으로 결합된다. 또한, 횡방향 플레이트 섹터(138) 주위에서 탄성 파지는 스프링 섹터(142)를 반경방향으로 유지한다.
도 21 및 도 22는 제 9 실시예와 유사한 제 10 실시예를 도시하고 있으며, 파형 타입의 각 스프링 섹터는 헬리컬 타입의 압축 스프링(146)으로 대체된다.
피스톤(30) 및 지지 부재(66)는 제 9 실시예와 유사하다.
그러나, 각 횡방향 플레이트 섹터(138)는 돌출하는 그 전방면상에 실질적으로 그 중앙에 형성되고, 또한 본 실시예에서 프레스로 스탬핑함으로써 형성되어, 헬리컬 스프링(146)을 횡방향으로 고정시키는 보유 패드(148)를 포함한다. 각 헬리컬 스프링(146)은 그것을 보다 용이하게 끼워맞춤하기 위한 목적으로 그 보유 패드상에 축방향으로 걸리는 것이 유리할 수 있다.
도 23 및 도 24는 제 8 실시예와 실질적으로 유사한 제 11 실시예를 도시하고 있으며, 원추형 링 타입의 스프링 섹터는 헬리컬 타입의 단일 압축 스프링(150)으로 대체된다.
지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 섹터(138)는 그것이 헬리컬 스프링(150)의 후방 축방향 단부를 수용하는 센터링 채널(152)을 그 전방면상에 포함한다는 점에서 제 8 실시예의 횡방향 플레이트 섹터와 상이하다는 것이 주요한 점이다.
환형의 후방 축방향 크라운 섹터(139), 횡방향 플레이트 섹터(138), 센터링 채널(152) 및 환형의 전방 축방향 크라운 섹터(142)가 "S"자형으로 지지 부재(66)에 주어진다는 것이 주요한 점이다.
환형의 전방 축방향 크라운 섹터(142)는 헬리컬 스프링(150)을 축을 향하여 반경방향으로 보유한다.
변형의 방법으로써, 큰 직경의 단일 헬리컬 스프링(150)은 하나의 피스의 접시형 링 또는 파형 링일 수 있다.
도 25 내지 도 27은 제 12 실시예를 도시하며, 케이싱(12)내에서 지지되는 지지 부재(66)는 베이어닛 타입으로 장착된다.
이러한 실시예에 있어서, 전방 쉘(14)의 환형의 전방 축방향 스커트(20)는 그 후방 자유단에 횡방향 돌출부(154)를 포함하며, 각 횡방향 돌출부(154)는 축을 향하여 반경방향으로 연장된다.
이들 횡방향 돌출부(154)는 2개의 횡방향 돌출부(154)가 그 사이에 리세스(156)를 규정하는 방식으로, 등간격으로 그리고 쌍(본 실시예에서는 3개의 쌍)으로 원주방향으로 이격된다.
지지 부재(66)는 축방향으로 단을 이루는 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)을 포함한다.
횡방향 환형의 플레이트 부분(158)은 그 외주연부에 횡방향 돌출부(160)를 구비하며, 그 횡방향 돌출부(160)는 본 실시예에서 3개가 있고, 등간격으로 원주방향으로 이격되어 있다.
각 횡방향 돌출부(60)는 그 후방면(162)으로부터 돌출하는 보스(164)를 포함하며, 그 보스(164)는 리세스(156)에 끼워맞춤되도록 배치된다. 또한, 횡방향 돌출부(160)는 후방쪽으로 배향된 축방향 스커트(166)를 그 외주연부에 포함한다.
또한, 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)은 그 전방면상에 돌출한 안내 돌출부(168)(본 실시예에서는 프레스로 스탬핑함으로써 형성됨)와, 그 외주연부에 보유 노치(170)를 포함한다.
피스톤(30)은 그 후방 횡방향 면(78)상에 돌출하고 각 보유 노치에 면하는 보유 패드(172)를 포함한다.
본 실시예에서 헬리컬 타입이고, 직경이 큰 압축 스프링(150)은 피스톤(30)과 횡방향 환형의 플레이트 부분(158) 사이에 개재된다. 이러한 압축 스프링(150)은 그 후방 단부를 통하여 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)의 전방면상에 축방향 으로 인접하고, 그 전방 단부를 통하여 피스톤(30)의 후방 횡방향 면(78)상에 축방향으로 인접한다.
이러한 실시예에 있어서, 압축 스프링(150)은 환형 표면(26, 28)상에 면하여 놓이며, 압축 스프링(150)은 안내 돌출부(168)에 의해 그리고 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)의 적절한 단차식 형태에 의해 지지 부재(66)의 측면상에 반경방향으로 보유된다.
피스톤(30), 압축 스프링(150) 및 지지 부재(66)는 베이어닛 타입의 결합에 의해 케이싱(12)에 유지된다. 결론적으로, 이것은 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)을 축방향 전방으로 변위시킴으로써, 압축 스프링(150)을 피스톤(30)과 횡방향 환형의 플레이트 부분(158) 사이에 압축시키기에 충분하다. 다음에, 전방 축방향 스커트(20)의 횡방향 돌출부(154)가 축방향으로 통과된 경우에, 회전 운동은 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)에 적용되어, 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)의 횡방향 돌출부(160)의 각 보스(164)가 전방 축방향 스커트(20)내의 리세스 또는 노치(156)에 결합하게 된다.
베이어닛 타입 끼워맞춤의 성질에 따르면, 압축 스프링(150)의 회복력은 전방 쉘(14)의 전방 횡방향 벽(18)에 대항하여 피스톤(30) 및 케이싱(12)내의 횡방향 환형의 플레이트 부분(158)을 유지하여, 불의의 분리의 모든 위험을 방지한다.
본 발명의 다양한 실시예가 상술되었다. 물론, 이러한 설명은 본 발명을 제한하지 않으며, 본 명세서에 설명되지 않은 다른 실시예가 고찰될 수 있다. 특히, 이들 실시예의 일부를 서로 조합할 수도 있다.

Claims (37)

  1. 환형의 축방향 벽(13) 및 전방 횡방향 벽(18)을 구비하는 케이싱(12)을 포함하고, 상기 케이싱(12)이 회전시에 구동 샤프트에 결합되도록 배치되고, 상기 케이싱(12) 내측에 장착되고, 회전시에 종동 샤프트에 결합되도록 배치된 허브(46)에 고정된 터빈 휠(40)을 포함하고, 상기 케이싱(12)의 전방 횡방향 벽(18)의 후방면이 제 1 표면(26)을 포함하고, 잠김 클러치가 탈착가능하게 서로 상기 터빈 휠(40)과 상기 전방 횡방향 벽(18)을 결합하도록 상기 터빈 휠(40)과 상기 전방 횡방향 벽(18) 사이에 작동 가능하게 개재되고, 또 상기 잠김 클러치가 상기 케이싱(12)의 전방 횡방향 벽(18)에 대하여 축방향으로 이동 가능하고, 상기 제 1 표면(26)에 면하는 제 2 표면(28)을 그 전방면상에 지탱하는 피스톤(30)을 그 후방에 포함하는, 특히 자동차용 유체동역학적 커플링 장치(hydrokinetic coupling appliance)(10)에 있어서,
    상기 피스톤(30)이 회전시에 축방향의 탄성 디바이스(64)를 통하여 상기 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)에 결합되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 표면(28)이 상기 피스톤(30)의 외주연부에 근접하여 위치되는 것 을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축방향의 탄성 디바이스(64)는 회전시에 상기 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)에 축방향으로 결합되고, 또 횡방향 플레이트 요소(68, 100, 126, 138, 158)를 포함하는 적어도 하나의 지지 부재(66)를 포함하고, 상기 피스톤(30)과 상기 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 요소(68, 100, 126, 138, 158) 사이에 축방향으로 개재되는 적어도 하나의 탄성 부재(74, 136, 142, 146, 150)를 포함하며, 상기 피스톤(30)은 회전시에 상기 지지 부재(66)와 결합하는 수단(74, 110, 172)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성 부재(74, 136, 142, 146, 150)의 개재물의 평균 반경이 상기 제 2 표면(28)의 외부 반경보다 작은 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 축방향의 탄성 디바이스(64)가 원주방향으로 등간격으로 이격된 다수의 지지 부재(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 축방향의 탄성 디바이스(64)가, 그의 횡방향 플레이트 부분(68, 158)이 환형 링을 구성하는 단일 지지 부재(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤(30)은 그 외주연부에 후방쪽으로 연장되고 노치를 구비하는 축방향 스커트(108)를 포함하며, 상기 지지 부재(66) 또는 각 지지 부재의 횡방향 플레이트 부분(100, 138)이 상기 환형의 링 섹터가 상기 피스톤(30)의 축방향 스커트(108)의 노치(110)에 수용되도록 환형의 링 섹터를 구성하고, 그에 의해 상기 지지 부재(66)가 상기 피스톤(30)내의 노치(110)의 에지(112)에 대하여 인접하게 하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(158)이 노치(170)를 포함하며, 상기 피스톤(30)이 상기 노치(170)에 면하는 그 후방면(78)상에 패드(172)를 포함하며, 그에 의해 상기 피스톤(30)의 패드(172)가 회전시에 상기 지지 부재(66)와 결합하도록 상기 횡방향 플레이트 부분(158)의 노치(170)에 수용되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 피스톤(30)과 상기 지지 부재(66) 사이의 회전시의 결합이 원주방향의 틈새를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  10. 제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 탄성 디바이스(64)가, 그의 대향 단부가 각각 상기 피스톤(30) 및 상기 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(68, 100, 126)상에 고정되는 축방향의 탄성 텅(74)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항에 있어서,
    상기 탄성 텅(74)이 상기 클러치의 잠김 방향으로 사전 부하력을 상기 피스톤(30)에 인가하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항에 있어서,
    상기 사전 부하력의 크기가 상기 횡방향 플레이트 부분(68, 100, 126)의 축방향의 위치결정에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항에 있어서,
    상기 탄성 텅(74)이 상기 클러치의 해제 위치에 상기 피스톤(30)을 보유하려는 경향을 가지는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항에 있어서,
    상기 탄성 텅(74)이 원주방향으로 등간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항에 있어서,
    상기 탄성 텅(74)이 접선방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항에 있어서,
    각 탄성 텅(74)이 상기 피스톤(30)의 후방면(78)상에 체결하기 위한 제 1 체결점(76)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 체결점(76)이 상기 피스톤(30)의 후방면(78)상의 볼록 보스(84)상에 규정되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 17 항에 있어서,
    상기 탄성 텅(74)이 상기 지지 부재 또는 각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(100)과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 17 항에 있어서,
    각 탄성 텅(74)이 상기 지지 부재 또는 각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(68, 100, 126)의 전방면(82)상에 체결하기 위한 제 2 체결점(80)을 구비하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    상기 탄성 텅(74)의 제 2 체결점(80)이 상기 피스톤(30)의 후방면(78)상의 오목 보스(86)와 대면 관계에 있는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항에 있어서,
    상기 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(68)에는 각 탄성 텅(74)의 제 1 체결점(76)과 대면 관계인 절개부(72)가 형성되어 있으며, 상기 각 탄성 텅(74)의 제 2 체결점(80)이 상기 절개부(72)의 원주방향의 말단 에지(73) 부근에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 탄성 디바이스(64)가, 첫째로 상기 피스톤(30)의 후방(78)상 및 둘째로 상기 지지 부재 또는 각각의 지지 부재(66)의 상기 횡방향 플레이트 부분(138, 158)의 전방면(82)상에서 축방향 결합하는 적어도 하나의 압축 스프링(136, 142, 146, 150)을 포함하며, 그에 의해 상기 압축 스프링(136, 142, 146, 150)이 상기 클러치의 잠김 방향으로 사전 부하력을 상기 피스톤(30)에 인가하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22 항에 있어서,
    상기 축방향의 탄성 디바이스(64)가 헬리컬 타입, 원추형 타입 또는 파형 타입의 단일 환형 스프링(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  24. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22 항에 있어서,
    상기 축방향의 탄성 디바이스(64)가 원주방향으로 등간격으로 이격된 다수의 압축 스프링(136, 142, 146)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 24 항에 있어서,
    각 압축 스프링(146)이 헬리컬 타입이며, 각 압축 스프링(146)의 적어도 하나의 단부는 상기 지지 부재 또는 각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(138)의 전방면(82)상에 또는 상기 피스톤(30)의 상기 후방면(78)상에 돌출 관계로 형성된 보유 패드(148)에 걸려지는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  26. 청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 24 항에 있어서,
    각 압축 스프링이 원추형 링 타입 또는 파형 타입의 스프링 섹터(136, 142)인 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 26 항에 있어서,
    상기 지지 부재 또는 각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(138)은 상기 스프링(136, 150)을 반경방향 내향으로 보유하도록 전방으로 연장되는 축방향 스커트(142)를 그 내주연부에 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  28. 청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 27 항에 있어서,
    상기 지지 부재 또는 각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(138)은 상기 스프링 섹터(136)를 원주방향으로 보유하도록 축방향 전방으로 연장되는 원주방향의 대향 인접부(140)의 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  29. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 26 항에 있어서,
    파형 타입의 각 스프링 섹터(142)가, 그 원주방향의 단부를 통하여 상기 지지 부재 또는 각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(138)상에 고정되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 22 항에 있어서,
    상기 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)은 축을 향하여 연장되고, 노치(154)를 각각 구비하는 횡방향 돌출부(154)를 포함하며, 상기 지지 부재(66)는 그 외주연부상에 횡방향 돌출부(160)를 포함하며, 각 횡방향 돌출부(160)가 그 후방면상에 리세스(156)에 면하는 돌출 보스(164)를 구비하고, 그에 의해 상기 지지 부재(66)가 회전시에 베이어닛 타입 결합에 의해 상기 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)과 결합되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  31. 청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤(30)은 그 후방면(78)과 대면 관계로, 그 외주연부를 통하여 상기 피스톤(30)의 외주 환형 스커트(108)상에 고정되는 적어도 하나의 횡방향 중간 플레이트(116)를 포함하고, 그에 의해 상기 탄성 텅(74)이 각 횡방향 중간 플레이트(116)와 각 지지 부재(66) 사이에 작동 가능하게 개재되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  32. 청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱(12)은 축방향 스커트(20, 24)를 각각 포함하는 전방 쉘(14) 및 후방 쉘(16)을 포함하며, 2개의 상기 축방향 스커트(20, 24)가 상기 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)을 규정하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  33. 청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 32 항에 있어서,
    각 지지 부재(66)의 횡방향 플레이트 부분(100)이 상기 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)의 후방 자유단상에, 또는 상기 후방 쉘(16)의 후방 축방향 스커트(24)의 전방 자유단상에 직접 고정되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  34. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 32 항에 있어서,
    각 지지 부재(66)가 상기 횡방향 플레이트 부분(68, 100, 126, 138)의 외주연부로부터 후방쪽으로 배향되고, 상기 지지 부재(66)를 상기 케이싱(12)의 환형의 축방향 벽(13)에 결합하는 환형의 축방향 크라운 부분(70) 또는 환형의 축방향 크라운 섹터(106, 128, 139)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  35. 청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 34 항에 있어서,
    각 지지 부재(66)의 환형의 축방향 크라운 부분(70) 또는 환형의 축방향 크라운 섹터(106, 128, 139)는 상기 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)상에 또는 상기 후방 쉘(16)의 후방 축방향 스커트(24)상에 고정되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  36. 청구항 36은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 34 항에 있어서,
    각 지지 부재(66)의 환형의 축방향 크라운 부분(70) 또는 환형의 축방향 크라운 섹터(106, 128, 139)는 상기 전방 쉘(14)의 전방 축방향 스커트(20)와 상기 후방 쉘(16)의 후방 축방향 스커트(24) 사이에 고정되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
  37. 청구항 37은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    이중 측면식 환형의 마찰 디스크(92)가 상기 제 1 및 제 2 표면(26, 28) 사이에 파지되도록 배치되며, 비틀림 댐퍼(90)가 상기 환형의 마찰 디스크(92)와 상기 터빈 휠(40)의 허브(46) 사이에 작동 가능하게 개재되는 것을 특징으로 하는
    유체동역학적 커플링 장치.
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