KR102538254B1 - 프레스 압착된 리테이너 플레이트를 갖는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents

프레스 압착된 리테이너 플레이트를 갖는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체는, 일 축 둘레로 회전 가능하고 일 축과 동축인 허브 보어를 갖는 스테이터를 구비하고, 스테이터는 압착부, 일 축과 동축으로 허브 보어 내에서 스테이터에 장착되는 일방향 클러치, 및 압착부에 의해 허브 보어 내에서 스테이터에 단단히 고정되는 리테이너 플레이트를 갖는다. 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법은 일 축을 갖는 스테이터와 일 축과 동축인 허브 보어(허브 보어는 일방향 클러치와 환형의 리테이너 플레이트를 수용)를 제공하는 단계, 및 허브 보어 내에서 일방향 클러치와 환형의 리테이너 플레이트를 단단히 고정하기 위하여 스테이터의 일 부분을 압착하는 단계를 수반한다.

Description

프레스 압착된 리테이너 플레이트를 갖는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체 및 그 제조 방법{STATOR ASSEMBLY OF HYDROKINETIC TORQUE CONVERTER WITH PRESS CRIMPED RETAINER PLATES AND METHOD FOR MAKING THE SAME}
본 발명은 일반적으로, 유체동역학적 토크 컨버터(hydrokinetic torque converter) 내에 스테이터(stator) 및 일방향 클러치(one-way clutch)의 구성을 구비한, 유체동역학적 토크 컨버터에 관한 것이다.
보통, 유체동역학적 토크 컨버터는 구동 펌프(drive pump)(또는 임펠러(impeller)), 구동 터빈(driven turbine), 토크 컨버터의 케이스에 고정되는 스테이터(또는 반응기(reactor)), 및 스테이터의 회전 방향을 한 방향으로 제한하기 위한 일방향 클러치를 구비한다. 터빈은, 차량 변속기(transmission)의 입력 샤프트(input shaft)와 스스로 연결되는 피동 샤프트(driven shaft)에 교대로 연결된 허브(hub)와 일체형이거나 또는 작동가능하게 연결된다. 터빈은 내연 기관(internal combustion engine)에 의해 구동되는 구동 샤프트(driving shaft)와 교대로 연결되는 케이싱(casing)과 교대로 연결된 임펠러와 함께 작업한다. 스테이터는 터빈과 임펠러 사이에 축방향으로 끼워지고, 일방향 클러치의 개재물과 함께 피동 샤프트 상에서 회전하도록 장착된다.
상술된 것을 구비하지만 이에 제한되지 않는 유체동역학적 토크 컨버터가 차량 구동 라인 응용 및 상태에 용인될 수 있음이 증명되었음에도 불구하고, 그들의 성능 및 비용을 향상시킬 수도 있는 개량이 가능하다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 유체동역학적 토크 컨버터를 위한 스테이터 조립체(stator assembly)가 제공되고, 스테이터 조립체는 일 축 둘레로 회전 가능한 스테이터를 구비하고 일 축과 동축인 환형(annular)의 허브 보어(hub bore), 일 축과 동축으로 허브 보어 내의 스테이터에 장착되는 일방향 클러치, 및 리테이너 플레이트(retainer plate)를 제공한다. 스테이터는 일방향 클러치를 허브 보어 내에 유지하고 리테이너 플레이트를 단단히 고정하기 위하여 압착된다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법이 제공된다. 일 축 및 일 축과 동축인 허브 보어를 갖는 스테이터가 제공되고, 허브 보어는 일방향 클러치와 환형의 리테이너 플레이트를 수용한다. 스테이터의 일 부분은 일방향 클러치 및 환형의 리테이너 플레이트를 허브 보어 내에 단단히 고정하기 위하여 압착된다.
상기 방법은 일 축 및 일 축과 동축인 환형의 허브 보어를 갖는 스테이터를 제공하는 단계, 일방향 클러치를 스테이터의 허브 보어 내에 장착하는 단계, 환형의 리테이너 플레이트를 제공하는 단계, 일방향 클러치가 허브 보어 내에서 스테이터와 리테이너 플레이트 사이에 위치하도록 환형의 리테이너 플레이트를 스테이터의 허브 보어 안으로 삽입하는 단계, 및 그 후 리테이너 플레이트를 향하여 반경방향 내향으로 스테이터를 변형시키고 이로써 일방향 클러치를 스테이터와 환형의 리테이너 플레이트 사이에 끼워 넣기 위하여 압착 작업에 의해 환형의 리테이너 플레이트를 스테이터에 단단히 고정하는 단계를 수반한다.
기구, 장치, 시스템, 컨버터, 공정, 및 본 발명의 일부를 구성하는 유사의 것을 구비한, 본 발명의 다른 측면은 예시적인 실시예의 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 더욱 분명해질 것이다.
첨부 도면은 명세서의 일부에 포함되고 명세서의 일부를 구성한다. 상기에서 주어진 일반적인 설명과 하기에서 주어지는 예시적인 실시예 및 방법의 상세한 설명과 함께, 도면은 본 발명의 원리를 설명하기 위하여 제공된다. 첨부된 도면에 비추어 볼 때, 본 발명의 목적 및 장점은 하기 설명의 학습으로부터 명백해질 것이고, 도면에서 유사한 요소는 동일하거나 유사한 참조 번호가 주어진다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스테이터 조립체의 일부 절취된 부분 사시도;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스테이터 조립체의 부분 분해도;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스테이터 조립체의 부분 단면도;
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스테이터의 부분 단면도;
도 5는 압착 프레스의 정면도; 및
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 압착 공정을 도시한다.
첨부된 도면에서 도시된 바와 같이, 참조 부호는 이제 본 발명의 예시적인 실시예 및 방법에 관하여 상세하게 만들어질 것이고, 도면을 통틀어 유사한 참조 부호는 유사하거나 또는 상응하는 부분을 나타낸다. 그러나, 더 넓은 측면에서의 본 발명은 세부 사항, 대표적인 장치 및 방법, 예시적인 실시예 및 방법과 관련되어 도시되고 설명되는 예시적인 사례에 제한되지 않는다는 것은 주목되어야 한다.
예시적인 실시예의 이 설명은, 전체의 서술된 설명의 부분으로 고려되는 첨부된 도면과 관련되어 읽어지도록 의도된다. 설명에서, “수평의”, “”수직의”, “위”, “아래”, “상부”, “하부”, “오른쪽”, “왼쪽”, “꼭대기”, 및 “바닥”뿐 아니라 이것의 파생어(예를 들어, “수직으로”, “하향으로”, “상향으로” 등)는 논점인 도면에서 설명되거나 도시된 바와 같이 지향성을 언급하는 것으로 이해되어야 한다. 이 상대적인 용어는 설명의 편의를 위한 것이고, 보통 특별한 지향을 요구하도록 의도되지 않는다. “연결된” 및 “상호 연결된”과 같은 부착, 접합, 및 유사한 것과 관련된 용어는, 달리 분명하게 서술되지 않는 이상, 이동 가능한 또는 고정된 부착 또는 관계뿐 아니라, 구조체가 개재된 구조체를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 서로에게 고정되거나 부착되는 관계를 언급한다. “작동가능하게 연결된”이라는 용어는 그러한 관계로 인해 의도되는 대로 작동하기 위한 적절한 구조체를 허용하는 부착, 접합 또는 연결과 같다. 추가적으로, 특허청구범위에서 사용되는 단수의 부정관사는 “적어도 한 개”를 의미하고, 특허청구범위에서 사용되는 “두 개”라는 단어는 “적어도 두 개”를 의미한다.
도 2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 유체동역학적 토크 컨버터에서의 사용에 적합한 스테이터 조립체는 첨부 도면에서 참조 부호 10으로 일괄하여 나타낸다. 스테이터 조립체(10)는 보통 토크 컨버터의 터빈(도시되지 않음)과 임펠러(도시되지 않음) 사이에 장착된다.
스테이터 조립체(10)는 일 축(X) 둘레로 회전 가능하고, 스테이터(또는 반응기)(12), 스테이터(12)와 스테이터 샤프트(stator shaft)(도시되지 않음) 사이에 배치되는 일방향(또는 오버러닝) 클러치(14), 스테이터(12)와 터빈(도시되지 않음) 사이에 장착되고 터빈의 반경방향 내측 부분에서 제공되는 터빈 (또는 제 1의) 스러스트 베어링(turbine thrust bearing)(16a), 및 스테이터(12)와 임펠러(또는 펌프)(도시되지 않음) 사이에 장착되고 임펠러의 반경방향 내측 부분에서 제공되는 펌프 (또는 제 2의) 스러스트 베어링(16b)을 포함한다. 일방향 클러치(14)는 스테이터(12)의 회전을 한 방향으로만 허용한다. 터빈 스러스트 베어링(16a) 및 펌프 스러스트 베어링(16b)은 터빈에 대한 그리고 임펠러에 대한 스테이터(12)의 상대적인 회전을 허용하도록 제공된다. 터빈 스러스트 베어링(16a) 및 펌프 스러스트 베어링(16b)은 니들 베어링(needle bearing)과 같은 임의의 적절한 설계 구조를 가질 수도 있다.
스테이터(12)는, 일 축(X)에 동축인 스테이터 허브(18)와 스테이터 허브(18)로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 베인(vanes)(20)을 규정하도록 원통형 고리(ring)의 모양이고, 스테이터 허브(18)는 베인(20)에 대하여 반경방향 내향으로 그리고 중앙에 위치한다. 제 1 스러스트 베어링(16a)은 스테이터 허브(18)와 터빈 사이에 작동가능하게 장착되고, 반면, 제 2 스러스트 베어링(16b)은 스테이터 허브(18)와 임펠러 사이에 작동가능하게 장착된다. 도 1 및 3에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 스러스트 베어링(16a) 및 제 2 스러스트 베어링(16b)은 스테이터 허브(18)의 축방향 반대쪽에 장착된다.
도 4에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 스테이터 허브(18)는 일 축(X)과 동축인 환형의 기초 벽(base wall)(30)과, 일 축(X)과 동축인 축방향 환형 허브 보어(34)를 형성하도록 기초 벽(30)으로부터 반경방향 내향으로 연장되는 횡단 벽(transverse wall)(32)을 구비한다. 스테이터 허브(18) 안의 축방향 환형 허브 보어(34)는 기초 벽(30)의 원통형 내주 표면(inner peripheral surface)(31)과 횡단 벽(32)의 환형의 내측 횡단 표면(inner transverse surface)(33i)에 의해 경계 설정된다. 기초 벽(30)의 원통형 내주 표면(31)은 일 축(X)과 실질적으로 동축으로 연장되는 반면, 횡단 벽(32)의 내측 횡단 표면(33i)과 환형의 외측 횡단 표면(outer transverse surface)(33o) 양자는 일 축(X)에 대해 실질적으로 수직으로 연장된다.
스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)은 주요부(main portion)(30m), 제 1 축방향 원위 단부 부분(first axially distal end portion)(30a), 및 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)을 갖는다. 제 1 및 제 2 축방향 원위 단부 부분(30a, 30b)은 스테이터 허브(18)의 축방향 대향 원위 단부에서 규정된다. 횡단 벽(32)은 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)에 인접하지만 이격되어 배치된다. 횡단 벽(32)은 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)보다 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)에 더 가깝다. 대안적으로, 횡단 벽(32)이 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 더 가깝게 또는 제 1 및 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)의 중간에 배치될 수도 있다. 횡단 벽(32)은 횡단 벽(32)으로부터 반경방향 내향으로 연장되는 한 개 이상의 지지 탭(support tabs)(38)을 구비한다.
스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 주요부(30m)는 일 축(X)과 동축인 실질적으로 원통형의 주요 내측 면(36m)을 구비한다. 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)은 일 축(X)과 동축인 실질적으로 환형의, 예를 들어 실질적으로 원통형의 단부 내측 면(36s)을 구비한다. 주요 내측 면(36m)과 단부 내측 면(36s)은 내측 지지 면(36s)과 주요 내측 면(36m) 사이에서 연장되는 환형의 접촉 면(contact surface)(36c)에 의해 연결된다. 환형의 접촉 면(36c)은 일 축(X)에 대하여 실질적으로 직교로 지향된다. 주요 내측 면(36c), 단부 내측 면(36s), 및 접촉 면(36c)은 허브 보어(34)의 내주 표면(31)을 집합적으로(collectively) 규정한다.
스테이터 허브(18) 안의 허브 보어(34)는, 기초 벽(30)의 주요 내측 면(36m)과 횡단 벽(32)의 내측 횡단 표면(33i)에 의해 경계 설정된 원통형의 베어링 중앙 보어부(bearing central bore portion)(35a)와, 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 배열되고 내측 지지 면(36s)과 환형의 접촉 면(36c)에 의해 경계 설정된 실질적으로 환형의 단부 보어부(end bore portion)(35b)로 나뉘어지는 것으로 보일 수 있다. 중앙 보어부(35a)의 원통형의 주요 내측 면(36m)의 직경은 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30b)의 단부 보어부(35b)의 환형의 내측 지지 면(36s)의 직경보다 작다. 중앙 보어부(35a)와 단부 보어부(35b)는 서로 인접하여 허브 보어(34)를 집합적으로 형성한다.
일방향 클러치(14)는 실질적으로 스테이터 허브(18)의 허브 보어(34)의 원통형의 베어링 중앙 보어부(35a)(도 4) 내에 일 축(X)과 동축으로 배치된다. 도 1 및 4에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 일방향 클러치(14)는 일 축(x)과 동축으로 스테이터 허브(18)에 비-회전형으로 고정되는 외측 링(outer ring)(24), 일 축(X)과 동축인 내측 링(inner ring)(26), 및 외측 링(24)과 내측 링(26) 사이에서 규정되는 환형의 공간 내에 원주방향으로 배치되는 복수의 스프래그(sprags) 또는 원통형 롤러(rollers)(28)를 구비한다. 내측 링(26)의 내주 표면은 스테이터 샤프트의 외주부(outer periphery)에 회전 가능하게 결합되기 위한 스플라인(splines)(27)을 갖는다. 외측 링(24)은 기초 벽(30)의 베어링 보어부(35a)의 주요 내측 면(36m)과 회전 가능하지 않게 맞물리도록 일 축(X)과 동축으로 허브 보어(34) 안에 장착된다. 외측 링(24)은 외부에 치형부가 있을(toothed) 수 있고, 일방향 클러치(14)의 외측 링(24)을 스테이터(12)의 스테이터 허브(18)에 회전 가능하지 않게 고정시키기 위해 베어링 보어부(35a)의 주요 내측 면(36m) 안으로 억지 끼워맞춰질 수 있다. 외측 링(24)은 외측 링(24)을 스테이터 허브(18)의 축방향 원통형 베어링 보어부 내에 축방향으로 위치 설정하기 위하여 횡단 벽(32)의 내측 횡단 표면(33i)에 인접한다.
스테이터 조립체(10)는 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 인접하여 스테이터 허브(18)에 장착된 실질적으로 환형의 리테이너 플레이트(40)을 구비한다. 리테이너 플레이트(40)는 일방향 클러치(14)를 스테이터 허브(18)의 원통형 허브 보어(34) 내에 유지하기 위하여 그리고 스테이터 허브(18)에 대하여 일 축(X)의 방향으로 일방향 클러치(14)의 부품의 축방향 이동을 방지하기 위하여 제공된다. 도 1 내지 3에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 리테이너 플레이트(40)는 실질적으로 환형의 평탄한 리테이너 링(42) 및 플레이트 링(42)으로부터 반경방향 내향으로 연장되는 한 개 이상의 리테이너 탭(44)을 구비한다. 리테이너 플레이트(40)의 외경은 베어링 보어부(35a)의 원통형 주요 내측 면(36m)의 직경보다 크지만, 단부 보어부(35b)의 환형의 내측 지지 면(36s)의 직경과 거의 같거나 조금 작다.
스테이터 리테이너 플레이트(40)는, 스프래그 또는 원통형의 롤러(28)를 스테이터 허브(18)의 원통형의 베어링 보어(34) 안에 횡단 벽(32)과 리테이너 플레이트(40) 사이에 유지하기 위하여, 일방향 클러치(14)의 외측 링(24)과 내측 링(26) 양자와 맞물리는 축방향의 내측 단부 면(inner end face)을 갖는다. 스테이터 리테이너 플레이트(40)의 축방향의 외측 단부 면은 제 1 스러스트 베어링(16a)과 맞물린다. 리테이너 플레이트(40)는 리테이너 플레이트(40)를 스테이터(12)에 고정하여(즉, 이동 가능하지 않게) 부착하는 방식으로 프레스 압착 작업(press-crimping operation)에 의해 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 고정된다. 도 3에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 원위 단부 부분(30a)의 압착부(crimped portion)는 참조 부호 56a로 나타낸다. 게다가, 리테이너 플레이트(40)는, 내측 지지 면(36s)과 환형의 접촉 면(36c)에 의해 경계 설정된 스테이터 허브(18)의 단부 보어부(35b) 안에 그러나 중앙 베어링 보어부(35a)의 외측에 배치되기 위하여, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 장착된다.
도 4에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)은 기초 벽(30)의 원통형의 주변 면(31)과 동축인 실질적으로 환형의 내측 지지 면(37s)을 구비한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 횡단 벽(32)의 환형의 외측 횡단 표면(33o)은 일 축(X)에 대하여 실질적으로 직교로 지향된다.
제 1 및 제 2 스러스트 베어링(16a 및 16b) 각각은 한 쌍의 베어링 궤도(bearing races), 특히 외측 (또는 제 1의) 베어링 궤도(45)와 내측 (또는 제 2의) 베어링 궤도(46)를 구비한다. 복수의 롤러(48)는 외측 및 내측 베어링 궤도(45, 46) 사이에 회전 가능하게 위치 설정된다. 제 1 및 제 2 스러스트 베어링(16a 및 16b)은 베어링 링(50a 및 50b)에 각각 장착되고, 스테이터 허브(18)에 이동 가능하지 않게 고정된다. 도시된 바와 같이, 제 1 스러스트 베어링(16a) 및 제 1 베어링 링(50a)은 제 2 스러스트 베어링(16b) 및 제 2 베어링 링(50b)과 실질적으로 구조적 및 기하학적 동일할 수도 있다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 스러스트 베어링(16a, 16b)과 그것의 베어링 링(50a, 50b)이 서로 구조적 및/또는 기하학적 상이할 수도 있다.
제 1 스러스트 베어링(16a)은 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 장착된다. 특히, 제 1 스러스트 베어링(16a)은 터빈을 향하는 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 배치되는 리테이너 플레이트(40)에 장착된다. 도 3에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 베어링 링(50a)의 외경은 허브 보어(34)의 베어링 보어부(35a)의 직경보다 크지만, 허브 보어(34)의 단부 보어부(35b)의 직경, 즉 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)의 환형의 내측 지지 면(36s)의 직경보다 조금 작다. 베어링 링(50a)은, 내측 지지 면(36s)과 환형의 접촉 면(36c)에 의해 경계 설정된 허브 보어(34)의 단부 보어부(35b) 안에 그러나 허브 보어(34)의 중앙 베어링 보어부(35a)의 외측에 배치되기 위하여, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 장착된다. 스테이터 조립체(10)의 조립된 상태에서, 리테이너 플레이트(40)는 일방향 클러치(14)와 베어링 링(50a) 사이에 배치된다. 압착부(56a)는 베어링 링(50a)을 제자리에 유지한다.
제 2 스러스트 베어링(16b)의 베어링 링(50b)은, 횡단 벽(32)의 외측 횡단 표면(33o)(도 4)과 축방향으로 맞물리고 횡단 벽(32)의 지지 탭(38)의 베어링 지지 면(38b)과 반경 방향으로 맞물리도록, 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)에 장착된다. 따라서, 스테이터(12)의 스테이터 허브(18)는, 제 2 스러스트 베어링(16b)을 수용하기 위한 베어링 지지 면(38b), 내측 지지 면(37s), 및 횡단 벽(32)의 외측 횡단 표면(33o)에 의해 경계 설정된, 스러스트 베어링 수용 함몰 섹션(thrust bearing-receiving recessed section)(35c)을 규정한다. 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)은 베이렁 링(50b)을 향하여 반경방향 내향으로 변형되고, 이로써 제 2 스러스트 베어링(16b)의 베어링 링(50b)을 스테이터(12)에 고정한다. 프레스-압착 작업은 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)을 변형시키기 위해 사용될 수도 있다. 변형된 압착부는 도 3에서 참조 부호 56b로 나타낸다. 그 결과로써, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)의 내측 지지 면(37s)은 제 2 스러스트 베어링(16b)의 베어링 링(50b)의 원통형의 외주 표면(outer peripheral surface)과 고정하여(즉, 이동 가능하지 않게) 맞물린다.
도 2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 스러스트 베어링(16a)의 베어링 링(50a)은 베어링 링(50a)의 주변 엣지(peripheral edge)에서 형성되는 한 개 이상의 오목부(indentations)(또는 홈부(grooves))(52)를 구비하고, 반면 리테이너 플레이트(40)는 리테이너 플레이트(40)의 평탄한 리테이너 링(42)의 주변 엣지에서 형성되는 한 개 이상의 오목부 (또는 홈부)(43)를 구비한다. 리테이너 플레이트(40)의 오목부(43)의 개수 및 원주방향 위치는 베어링 링(50a)의 오목부(52)와 동일하다. 도시된 바와 같이, 리테이너 플레이트(40)와 베어링 링(50a) 각각은 여섯 개의 오목부(43 및 52)를 구비한다. 리테이너 플레이트(40)의 오목부(43)와 베어링 링(50a)의 오목부(52)는 일 축(X)에 수직인 방향으로 실질적으로 기하학적 동일하다.
스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)은 반경방향 내향으로 연장되고 리테이너 플레이트(40)의 오목부(43) 및 베어링 링(50a)의 오목부(52)와 상보형인 한 개 이상의 돌출부(54)를 구비한다. 도시된 실시예에서, 스테이터 허브(18)의 돌출부(54)의 개수는 리테이너 플레이트(40) 및 베어링 링(50a)의 오목부(43 및 52)의 개수와 동일하다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 스테이터 허브(18)는 여섯 개의 돌출부(54)를 구비한다.
리테이너 플레이트(40) 및 베어링 링(50a)의 오목부(43 및 52) 각각 및 스테이터 허브(18)의 돌출부(54)는 스테이터 허브(18)에 대한 리테이너 플레이트(40) 및 베이렁 링(50a)의 회전을 방지하는 회전 방지 메커니즘(anti-rotation mechanism)을 규정한다. 회전 방지 메커니즘은 대안적인 형태로 착수할 수도 있다. 예를 들어, 돌출부 또는 돌출부들은 리테이너 플레이트(40) 및 베어링 링(50) 상에 제공될 수도 있고, 반면 오목부 또는 오목부들은 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a) 내에 제공될 수도 있으며, 오목부(들) 및 돌촐부(들)는 서로 상보형이다.
하기에서 설명되는 것은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체(10)가 조립되는 예시적인 방법이다. 본 발명의 범위 내에서 대안적인 방법이 실행될 수도 있음은 이해될 것이다.
실시예의 방법에 따르면, 스테이터(12)는, 허브 보어(34)를 규정하고 일 축(X)을 갖는 단일체 부품을 형성하기 위하여 기계가공 된다. 일방향 클러치(14)는 허브 보어(34)의 베어링 보어부(35a) 내의 스테이터(12)에 장착된다. 일방향 클러치(14)는 하기와 같이 장착될 수도 있다. 일방향 클러치(14)의 외측 링(24)은 외측 링(24)이 횡단 벽(32)의 내측 횡단 표면(33i)과 축방향으로 맞물릴 때까지 베어링 보어부(35a) 안으로 축방향으로 삽입된다. 억지 끼워맞춤 작업(press fitting operation)은, 일방향 클러치(14)의 외측 링(24)을 스테이터(12)의 스테이터 허브(18)에 회전 가능하지 않게 고정하기 위하여, 외측 링(24)을 기초 벽(30)의 원통형의 주요 내측 면(36m) 안으로 삽입하는데 사용될 수도 있다. 일방향 클러치(14)의 내측 링(26)은 내측 링(26)이 횡단 벽(32)의 지지 탭(38)의 클러치 지지 면(38b)과 축방향으로 맞물릴 때까지 스테이터 허브(18) 안으로 축방향으로 삽입된다. 스프래그 또는 원통형의 롤러(28)는 외측 링(24)과 내측 링(26) 사이에서 규정되는 환형의 공간 내에서 원주 방향으로 놓여진다. 상기 요소들(24, 26, 및 28)은 임의의 순서로 또는 동시에 허브 보어(34) 안으로 삽입될 수도 있다.
금속 스탬핑(metal stamping)에 의해 만들어질 수도 있는 환형의 리테이너 플레이트(40)는, 환형의 리테이너 플레이트(40)가 일방향 클러치(14)의 외측 링(24), 일방향 클러치(14)의 내측 링(26), 및/또는 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)의 접촉 면(36c) 중 적어도 하나에 축방향으로 맞물릴 때까지 환형의 리테이너 플레이트(40)를 스테이터 허브(18)의 단부 보어부(35b) 안으로 삽입함으로써 스테이터(12)의 스테이터 허브(18)에 장착된다. 그렇게 함으로써 환형의 리테이너 플레이트(40)는 단부 보어부(35b) 안에 그러나 베어링 보어부(35a) 외측에 배치되는 반면, 일방향 클러치(14)는 스테이터 허브(18)의 횡단 벽(32)과 환형의 리테이너 플레이트(40) 사이의 허브 보어(34) 안에 위치 설정된다. 리테이너 플레이트(40)가 스테이터 허브(18) 내의 단부 보어부(35b) 안으로 삽입되는 동안 또는 직후에, 리테이너 플레이트(40)는 리테이너 플레이트(40) 내의 오목부(43)가 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a) 상의 돌출부(54)와 맞물리도록 지향된다.
제 1 스러스트 베어링(16a)은, 베어링 링(50a)이 환형의 리테이너 플레이트(40)와 축방향으로 맞물릴 때까지 베어링 링(50a)을 스테이터 허브(18)의 단부 보어부(35b) 안으로 삽입함으로써 스테이터(12)의 스테이터 허브(18)에 장착된다. 베어링 링(50a)은 또한 허브 보어(34)의 단부 보어부(35b) 안에 그러나 베어링 보어부(35a) 외측에 배치된다. 베어링 링(50a)이 스테이터 허브(18) 내의 단부 보어부(35b) 안으로 삽입되는 동안 또는 직후에, 베어링 링(50a)은 베어링 링(50a) 내의 오목부(52)가 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a) 상의 돌출부(54)와 맞물리도록 지향된다.
제 2 스러스트 베이렁(16b)은 베어링 링(50b)이 스테이터 허브(18)의 횡단 벽(32)과 축방향으로 맞물릴 때까지 그것의 베어링 링(50b)을 스테이터 허브(18) 내의 스러스트 베어링 수용 함몰 섹션(35c) 안으로 삽입함으로써 스테이터(12)의 스테이터 허브(18)에 장착된다.
그 다음, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)은 압착부(56a)를 형성하기 위한 압착 작업에 의해 리테이너 플레이트(40) 및 베어링 링(50a)을 향하여 반경방향 내향으로 변형된다. 그렇게 함으로써 리테이너 플레이트(40) 및 베어링 링(50a)은 스테이터(12)에 회전 가능하지 않고 축방향으로 이동 가능하지 않게 고정되고, 일방향 클러치(14)는 스테이터(12)의 횡단 벽(32)과 환형의 리테이너 플레이트(40) 사이에 끼워진다. 프레스-압착 작업은 원형의 압착 프레스(crimping press)(60)(도 5에서 도시됨)를 사용하여 동시에 수행될 수도 있다. 압착 프레스(60)는 하부 원형 압착 툴(lower circular crimping tool)(62)과 상부 원형 압착 툴(upper circular crimping tool)(64)을 구비하고, 압착 툴(62 및 64)은 서로에 대해 이동 가능하다. 압착 작업 동안, 우선, 스테이터 상에 장착된 제 1 및 제 2 스러스트 베어링(16a 및 16b), 일방향 클러치(14), 및 리테이터 플레이트(40)를 갖는 스테이터(12)는 하부 압착 툴(62) 상에 놓이고 중앙에 있다. 스테이터(12)는 그것과 동축인 하부 압착 툴(62) 상에 배치된다. 그 후, 압착 프레스(60)는 활성화되고, 상부 압착 툴(64)은 하부 압착 툴(62) 및 스테이터(12)를 향하여 이동한다. 다시 말해, 상부 압착 툴(64)은 일 축(X)과 실질적으로 평행한 방향으로 스테이터(12)를 향하여 축방향으로 이동한다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 스테이터(12)와 맞물리면, 상부 압착 툴(64)은 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)의 외주 표면 또는 섹션에 접촉한다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 상부 압착 툴(64)이 스테이터(12)에 대하여 축방향으로 내향으로 더 이동함으로써, 압착 힘(crimping force)(Fc)은 상부 압착 툴(64)에 의해 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 가해진다. 그 결과로써, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)의 환형의 단부 내측 면(36s)은, 리테이너 플레이트(40)의 원통형의 외주 표면과 제 1 스러스트 베어링(16a)의 베어링 링(50a)의 원통형 외주 표면을 고정하여(즉, 이동 가능하지 않게) 맞물리게 하기 위하여 리테이너 플레이트(40) 및 베어링 링(50a)을 향하여 반경방향 내향으로 변형된다.
유사하게, 상부 압착 툴(64)을 스테이터(12)에 대하여 가압함으로써 압착 힘(Fc)이 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 1 축방향 원위 단부 부분(30a)에 적용됨에 따라, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)(이것의 외주 표면은 하부 압착 툴(62)과 접촉함)은 또한 베어링 링(50b)을 향하여 반경방향 내향으로 변형되고, 이로써 압착부(56b)를 형성하기 위한 프레스-압착 작업에 의해 제 2 스러스트 베어링(16b)의 베어링 링(50b)을 스테이터(12)에 회전 가능하지 않고 축방향으로 이동 가능하지 않게 고정한다. 그 결과로써, 스테이터 허브(18)의 기초 벽(30)의 제 2 축방향 원위 단부 부분(30b)의 내축 지지 면(37s)은 제 2 스러스트 베어링(16b)의 베어링 링(50b)의 원통형 외주 표면과 고정하여(즉, 이동 가능하지 않게) 맞물린다.
본 발명의 예시적인 실시예(들)의 앞서 말한 설명은 본 특허 법령의 조항에 따라 예시의 목적으로 나타냈다. 그것은 본 발명을 개시된 정확한 형태로 망라하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 상기에서 개시된 실시예는 본 발명의 원리와 그것의 실용적인 적용을 가장 잘 도시하기 위하여 선택되었고, 이로써 당업자가 본 발명을, 본 명세서에서 설명된 원리가 따르는 한, 예상되는 특별한 사용에 적합한 다양한 변경을 갖는 다양한 실시예로 잘 이용하는 것이 가능하다. 따라서 이 적용은 그것의 일반적인 원리를 사용한 본 발명의 임의의 변형, 사용 또는 응용도 커버하도록 의도된다. 게다가, 이 적용은 이 발명의 적용되는 본 기술에서 종래의 또는 관례적인 실행 범위 내에 있는 본 개시로부터의 이러한 이탈을 커버하도록 의도된다. 따라서, 변경은 본 발명의 의도 및 범위를 벗어나지 않고 상술된 발명 내에서 만들어질 수 있다. 본 발명의 범위가 첨부됨 특허청구범위에 의해 규정됨 또한 의도된다.

Claims (20)

  1. 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체에 있어서,
    일 축 둘레로 회전 가능하고 상기 일 축과 동축인 스테이터 허브를 갖는 스테이터;
    상기 일 축과 동축으로 상기 스테이터 허브 내에 형성되는 허브 보어;
    상기 일 축과 동축으로 상기 허브 보어 내에서 상기 스테이터에 장착되는 일방향 클러치;
    상기 허브 보어 내에서 상기 스테이터에 고정되는 리테이너 플레이트; 및
    상기 일방향 클러치의 대향 측부 상에서 상기 스테이터의 축방향 대향 단부 부분에 장착되는 제1 스러스트 베어링 및 제2 스러스트 베어링을 포함하고,
    상기 스테이터는 상기 제1 스러스트 베어링을 상기 스테이터에 고정하는 제1 압착부, 및 상기 제2 스러스트 베어링을 상기 스테이터에 고정하는 제2 압착부를 더 포함하며,
    상기 스테이터 허브는 원통형의 기초 벽과, 상기 기초 벽으로부터 반경방향 내향으로 연장되어 상기 허브 보어를 형성하는 횡단 벽을 포함하고,
    상기 스테이터 허브의 기초 벽은 상기 스테이터 허브의 축방향 대향 원위 단부에 형성되는 제 1 축방향 원위 단부 부분 및 제2 축방향 원위 단부 부분을 갖고,
    상기 제1 및 제2 압착부가 각각 제1 및 제2 축방향 원위 단부 부분에 형성됨으로써, 축방향에서 상기 제1 및 제2 압착부 사이에 상기 제1 스러스트 베어링의 베어링 링, 제2 스러스트 베어링의 베어링 링, 상기 리테이너 플레이트가 배치되며,
    상기 스테이터에 대한 상기 리테이너 플레이트 및 상기 스러스트 베어링의 회전을 방지하는 회전 방지 메커니즘을 더 포함하고,
    상기 회전 방지 메커니즘은
    상기 리테이너 플레이트 및 상기 제1 스러스트 베어링의 상기 베어링 링에 있는 오목부, 및 상기 스테이터 허브에 있는 돌출부를 포함하거나, 또는,
    상기 리테이너 플레이트 및 상기 제1 스러스트 베어링의 상기 베어링 링에 있는 돌출부, 및 상기 스테이터 허브에 있는 오목부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 오목부에 의해 수용되는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 스테이터 허브로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 베인(vanes)을 포함하는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터 허브의 기초 벽은 주요부를 갖고,
    상기 횡단 벽은 상기 기초 벽의 제 2 축방향 원위 단부 부분에 인접하게 배치되는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스테이터 허브 안의 축방향 환형 허브 보어는, 상기 기초 벽의 주요부의 주요 내측 면 및 상기 횡단 벽의 내측 횡단 표면에 의해 경계 설정된 실질적으로 원통형의 베어링 중앙 보어부와, 상기 스테이터 허브의 제 1 축방향 원위 단부 부분 내에 배열되고 상기 제 1 축방향 원위 단부 부분의 내측 지지 면에 의해 경계 설정된 환형의 단부 보어부를 구비하는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    일 축, 및 상기 일 축과 동축인 스테이터 허브, 및 상기 스테이터 허브 내에 형성되는 허브 보어를 갖는 스테이터를 제공하는 단계로서, 상기 허브 보어는 일방향 클러치와 환형의 리테이너 플레이트를 수용하는, 스테이터 제공 단계; 및
    상기 일방향 클러치 및 상기 환형의 리테이너 플레이트를 상기 허브 보어 내에 고정하고 압착부를 형성하기 위하여 상기 스테이터의 일 부분을 압착하는 단계를 포함하고,
    상기 허브 보어는 스러스트 베어링을 추가로 수용하고, 상기 스테이터의 일 부분을 압착하는 단계는 상기 스러스트 베어링을 상기 허브 보어 내에 고정하며,
    상기 스러스트 베어링 및 상기 압착부는 제1 스러스트 베어링 및 제1 압착부를 포함하고,
    상기 방법은
    상기 스테이터 허브 내에 제2 스러스트 베어링을 장착하는 단계, 및
    장착된 상기 제2 스러스트 베어링을 상기 스테이터에 고정하는 제2 압착부를 형성하기 위하여 상기 스테이터의 다른 일부분을 압착하는 단계를 더 포함하고,
    상기 스테이터에 대한 상기 리테이너 플레이트 및 상기 스러스트 베어링의 회전을 방지하는 회전 방지 메커니즘을 더 포함하고,
    상기 회전 방지 메커니즘은
    상기 리테이너 플레이트 및 상기 제1 스러스트 베어링의 베어링 링에 있는 오목부, 및 상기 스테이터 허브에 있는 돌출부를 포함하거나, 또는,
    상기 리테이너 플레이트 및 상기 제1 스러스트 베어링의 베어링 링에 있는 돌출부, 및 상기 스테이터 허브에 있는 오목부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 오목부에 의해 수용되는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스러스트 베어링이 상기 스테이터의 축방향 대향 단부 부분에 장착되는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 압착부는 각각 상기 스테이터의 제 1 및 제 2 축방향 원위 단부 부분을 포함하는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 스테이터 허브로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 베인(vanes)을 포함하는 유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 스테이터 허브는 원통형의 기초 벽과, 상기 기초 벽으로부터 반경방향 내향으로 연장되어 상기 허브 보어를 규정하는 횡단 벽을 포함하는
    유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 스테이터 허브의 기초 벽은 주요부, 제 1 축방향 원위 단부 부분, 및 제 2 축방향 원위 단부 부분을 갖고,
    상기 제 1 및 제 2 축방향 원위 단부 부분은 상기 스테이터 허브의 대향하는 원위 단부에 있고,
    상기 제 1 및 제 2 축방향 원위 단부 부분이 압착되는
    유체동역학적 토크 컨버터의 스테이터 조립체의 제조 방법.
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