KR20160044475A - 선택 표면 마감부를 갖는 디커플러 클러치 결합 표면 - Google Patents

선택 표면 마감부를 갖는 디커플러 클러치 결합 표면 Download PDF

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KR20160044475A
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Abstract

하나의 태양에서, 본 발명은 클러치 입력 부재, 클러치 출력 부재 및 랩 스프링 클러치를 포함하는 클러치식 장치로 지향된다. 랩 스프링 클러치는 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재와 결합 가능하고, 반경 방향 외부 표면 및 반경 방향 내부 표면을 갖는다. 반경 방향 외부 및 내부 표면 중 하나가 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재 중 하나 상의 클러치 결합 표면과 결합 가능하다. 클러치 결합 표면은 복수개의 피크 및 밸리를 포함하는 표면 마감부를 갖고, 피크는 랩 스프링 클러치와 결합되고, 각각은 선택 폭을 갖는다.

Description

선택 표면 마감부를 갖는 디커플러 클러치 결합 표면{DECOUPLER CLUTCH ENGAGEMENT SURFACE WITH SELECTED SURFACE FINISH}
관련출원에 대한 교차-참조
본 출원은 그 내용은 여기에서 상세하게 충분히 기재된 것처럼 참조로 합체되어 있는 2013년 8월 19일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/867,262호의 이익을 향유한다.
기술 분야
본 발명은 디커플러에 더 구체적으로 랩 스프링 클러치(wrap spring clutch)를 채용하는 디커플러의 클러치 결합 표면에 관한 것이다.
디커플러는 입력 부재[예컨대, 벨트-구동 풀리(belt-driven pulley)]로부터 출력 부재(예컨대, 샤프트 연결 부재)로의 비틀림 진동(torsional vibration)을 격리하면서 또한 출력 부재가 요구될 때에 입력 부재를 오버런(overrun)하게 하는 데 사용되는 공지된 장치이다. 일부 디커플러는 출력 부재가 입력 부재를 오버런하게 하는 데 일방향 클러치로서 작용하는 랩 스프링 클러치를 사용한다. 랩 스프링 클러치는 예컨대 풀리의 내부 표면일 수 있는 클러치 결합 표면에 대해 작용한다. 윤활제가 종종 랩 스프링 클러치와 클러치 결합 표면 사이에서의 열의 축적을 피하는 것을 돕는 데 사용된다. 이것이 이들 구성 요소의 장수를 증가시키는 것을 돕지만, 증가된 동작 수명을 갖는 디커플러를 제공하는 것이 유리할 것이다.
이 섹션은 본 발명의 대체적인 요약을 제공하고, 그 전체 범주 또는 그 모든 특징의 포괄적인 개시로 제공되지 않는다.
하나의 태양에서, 본 발명은 클러치 입력 부재, 클러치 출력 부재 및 랩 스프링 클러치를 포함하는 클러치식 장치(clutched device)로 지향된다. 랩 스프링 클러치는 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재와 결합 가능하고, 반경 방향 외부 표면 및 반경 방향 내부 표면을 갖는다. 반경 방향 외부 및 내부 표면 중 하나가 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재 중 하나 상의 클러치 결합 표면과 결합 가능하다. 클러치 결합 표면은 복수개의 피크(peak) 및 밸리(valley)를 포함하는 표면 마감부를 갖고, 피크는 랩 스프링 클러치와 결합되고, 각각은 선택 폭 및 선택 피크-대-피크 피치(peak-to-peak pitch)를 갖는다.
제1 태양의 특정한 실시예에서, 어떤 체적의 윤활제가 랩 스프링 클러치 및 클러치 결합 표면을 윤활하도록 위치된다. 피크의 각각은 클러치 결합 표면을 구성하는 재료의 항복 강도 그리고 윤활제의 작업 온도 범위로부터 선택되는 1개 이상의 성질을 적어도 부분적으로 기초로 하는 선택 폭을 갖는다. 일부 경우에, 클러치 결합 표면을 구성하는 재료는 질화된 강철일 수 있다.
제1 태양의 또 다른 특정한 실시예에서, 클러치식 장치는 디커플러 입력 부재 및 디커플러 출력 부재를 포함하는 디커플러이다. 디커플러 입력 부재는 클러치 입력 부재일 수 있고, 그 상에 클러치 결합 표면을 가질 수 있다. 대체예에서, 디커플러는 디커플러 입력 부재와 디커플러 출력 부재 사이에 슬리브(sleeve)를 포함할 수 있고, 슬리브는 클러치 입력 부재일 수 있고, 그 상에 클러치 결합 표면을 가질 수 있다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 클러치 입력 부재, 클러치 출력 부재 및 랩 스프링 클러치를 포함하는 클러치식 장치로 지향된다. 랩 스프링 클러치는 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재와 결합 가능하고, 반경 방향 외부 표면 및 반경 방향 내부 표면을 갖는다. 반경 방향 외부 및 내부 표면 중 하나가 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재 중 하나 상의 클러치 결합 표면과 결합 가능하다. 클러치 결합 표면은 복수개의 피크 및 밸리를 포함하는 표면 마감부를 갖는다. 피크는 랩 스프링 클러치와 결합되고, 각각은 약 20 내지 약 300 ㎛인 선택 폭을 갖는다.
제2 태양의 일부 실시예에서, 어떤 체적의 윤활제가 랩 스프링 클러치 및 클러치 결합 표면을 윤활하도록 위치된다.
여기에 기재된 도면은 모든 있을 수 있는 실시예가 아니라 선택된 실시예의 예시 목적을 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성되고 액세서리(accessory)로 회전 동력을 전달하도록 채용되는 오버-러닝 디커플러(over-running decoupler)를 채용하는 전방 엔진 액세서리 구동 시스템을 갖는 엔진의 전방부의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성되고 엔진의 크랭크샤프트로부터 무단 동력 전달 요소로 회전 동력을 전달하도록 채용되는 오버-러닝 디커플러를 채용하는 전방 엔진 액세서리 구동 시스템을 갖는 엔진의 전방부의 개략도이다.
도 3은 도 1의 디커플러의 부분 절결 사시도로서 디커플러 내에 포함되는 랩 스프링 클러치를 도시하고 있다.
도 3a는 도 1의 디커플러의 부분 평면도로서 도 3에 도시된 랩 스프링 클러치를 위한 캐리어(carrier)의 일부의 예시 구성을 도시하고 있다.
도 4는 도 1의 디커플러의 분해 사시도이다.
도 5a는 종래 기술의 디커플러 상의 클러치 결합 표면의 종래 기술의 표면 마감부의 프로파일이다.
도 5b는 도 1에 도시된 디커플러 상의 클러치 결합 표면의 표면 마감부의 프로파일이다.
도 6a는 랩 스프링 클러치와의 결합 중의 도 5a에 도시된 클러치 결합 표면의 종래 기술의 표면 마감부의 프로파일의 유한 요소 해석이다.
도 6b는 랩 스프링 클러치와의 결합 중의 도 5b에 도시된 클러치 결합 표면의 표면 마감부의 프로파일의 유한 요소 해석이다.
도 7은 종래 기술의 디커플러 그리고 도 5b에 도시된 표면 마감부를 갖는 디커플러의 양쪽 모두에 대해 클러치 결합 표면과 랩 스프링 클러치 사이에서 전달되는 토크와 관련하여 클러치 결합 표면 내에서 초래되는 접촉 응력을 비교하는 그래프이다.
도 8은 질화된 강철로부터 형성되는 클러치 결합 표면의 확대 단면도이다.
도 9는 종래 기술의 표면 마감부를 갖는 디커플러 그리고 도 5b에 도시된 표면 마감부를 갖는 디커플러에서 사용되는 그리스(grease)의 열화를 비교하는 오일 블리드 분석(oil bleed analysis)을 기초로 하는 그래프이다.
도 10은 종래 기술의 표면 마감부를 갖는 디커플러 그리고 도 5b에 도시된 표면 마감부를 갖는 디커플러에서 사용되는 그리스의 열화를 비교하는 산화 번(oxidation burn)을 기초로 하는 히스토그램이다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성되는 또 다른 디커플러의 측단면도이다.
도면 중 도 1을 참조하면, 본 발명의 교시 내용에 따라 구성되는 오버-러닝 디커플러가 대체로 도면 부호 10에 의해 표시되어 있다. 도시된 특정한 오버-러닝 디커플러(10)는 엔진 또는 트랜스미션 등의 회전 동력 공급원(18)으로부터 벨트 또는 체인 등의 무단 동력 전달 요소(16)를 채용하는 구동 시스템(14)에서 교류 발전기 또는 과급기 등의 피동 장치(12)에서의 사용에 특히 적절하다. 통상의 기술자라면 오버-러닝 디커플러(10)가 또 다른 종류의 구동 시스템(예컨대, 기어를 채용하는 구동 시스템)에서 사용되도록 구성될 수 있고 및/또는 오버-러닝 디커플러(10)가 도 2에 도시된 것과 같이 구동 샤프트(20)로부터 구동 시스템 내로 회전 동력을 전달하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 교시 내용은 그 개시 내용이 여기에서 상세하게 충분히 기재된 것처럼 참조로 여기에 합체되어 있는 미국 특허 출원 제10/572,128호 및 제10/542,625호에서 개시된 것들과 유사하게 크랭크샤프트 디커플러에 적용된다는 것이 이해될 것이다.
도 3 및 4를 참조하면, 오버-러닝 디커플러(10)는 디커플러 입력 부재(32)(이것은 예컨대 풀리일 수 있음), 디커플러 출력 부재(34)[이것은 예컨대 샤프트-연결 부재일 수 있고, 이것은 편의상 허브(34)로 불림], 랩 스프링 클러치(44), 캐리어(42) 및 격리 스프링(isolation spring)(40)을 포함할 수 있다. 입력 부재(32)는 편의상 풀리(32)로서 불릴 수 있지만, 이것은 어떤 다른 적절한 형태의 입력 부재일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 랩 스프링 클러치(44), 허브(34) 및 풀리(32)는 그 내용이 참조로 여기에 합체되어 있는 미국 특허 출원 공개 제10/519,591호 및/또는 제10/542,625호에 기재된 방식으로 구성될 수 있다.
랩 스프링 클러치(44)는 풀리(32)로부터 캐리어(42)로 토크를 전달한다. 격리 스프링(40)은 캐리어(42) 및 허브(34)를 비틀림 탄성 결합시키도록 구성된다. 제공된 특정한 예에서, 격리 스프링(40)은 오버-러닝 디커플러(10)의 회전 축(48)에 대해 동심으로 배치되는 단일의 나선형 비틀림 스프링을 포함하지만, 격리 스프링(40)은 그 대신에 예컨대 그 내용이 참조로 여기에 합체되어 있는 미국 특허 공개 제10/572,128호에 개시된 것과 같이 2개 이상의 활형 코일 압축 스프링 중 하나일 수 있다는 것이 이해될 것이다.
격리 스프링(40)은 요구 단면 형상(예컨대, 둥근형, 정사각형, 직사각형)을 갖는 적절한 스프링 와이어로 형성될 수 있고, 접지되거나 접지되지 않을 수 있는 단부를 가질 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 격리 스프링(40)은 접지되지 않은 폐쇄 단부(50)를 갖는다.
도 4 및 5를 참조하면, 캐리어(42)는 탄성 격리 스프링(40)에 비틀림 결합될 수 있고 또한 랩 스프링 클러치(44)에 결합될 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 캐리어(42)는 격리 스프링(40)의 단부(50) 중 대응하는 하나에 인접되도록 구성되는 나선형 레이스웨이(helical raceway)(52), 인접부(54) 그리고 랩 스프링 클러치 홈(wrap spring clutch groove)(56)을 포함한다. 인접부(54)는 격리 스프링(40)의 단부(50)가 나선형 레이스웨이(52)에 대해 인접될 때에 격리 스프링(40)을 형성하는 와이어의 축 방향 단부 표면(58)에 인접되도록 구성될 수 있다. 랩 스프링 클러치 홈(56)은 캐리어(42)의 외부 원주 방향 표면(60)으로부터 캐리어(42)의 반경 방향 내부 부분 내로 연장될 수 있고, 랩 스프링 클러치 인접부(62)에서 종료될 수 있다.
랩 스프링 클러치(44)는 스프링 와이어 재료로 형성될 수 있고, 제1 단부(66), 제2 단부(68) 그리고 제1 및 제2 단부(66, 68) 사이의 복수개의 나선형 코일(70)을 포함할 수 있다. 스프링 와이어 재료는 정사각형, 직사각형 또는 둥근형 등의 요구 단면 형상을 가질 수 있고, 코팅되지 않거나(즉, 노출되거나) 적절한 도금 및/또는 코팅으로써 코팅될 수 있다. 더욱이, 그리스 윤활제 등의 도면 부호 71로 도시된 윤활제가 랩 스프링 클러치(44)의 나선형 코일(70) 상에 채용될 수 있다. 제1 단부(66)는 축 방향으로 랩 스프링 클러치 홈(56) 내로 수용될 수 있고, 제1 단부(66)가 반경 및 원주 방향으로 캐리어(42)에 보유되도록 랩 스프링 클러치 홈(56)과 협력할 수 있다. 더욱이, 제1 단부(66)를 형성하는 와이어의 축 방향 단부(72)가 회전 동력이 랩 스프링 클러치 인접부(62)와 랩 스프링 클러치(44)의 나선형 단부(72) 사이의 접촉을 통해 캐리어(42)와 랩 스프링 클러치(44) 사이에서[즉, 캐리어(42)로부터 랩 스프링 클러치(44)로 또는 랩 스프링 클러치(44)로부터 캐리어(42)로] 전달될 수 있도록 랩 스프링 클러치 인접부(62)에 인접될 수 있다. 캐리어(42)가 클러치(44) 더 구체적으로 격리 스프링(40) 내로 토크를 전달하는 클러치(44)의 단부와 결합되기 때문에, 캐리어(42)는 클러치 출력 부재로서 불릴 수 있고, 랩 스프링 클러치(44)와 결합되는 캐리어(42)의 표면은 출력 부재 클러치 결합 표면으로서 불릴 수 있다. 랩 스프링 클러치(44)는 반경 방향 내부 표면(73) 및 반경 방향 외부 표면(130)을 갖는다. 반경 방향 외부 표면(130)은 또한 외부 원주 방향 표면(130)으로서 불릴 수 있다.
도 3 및 4로 복귀하면, 디커플러 입력 부재(32)는 특정한 구동 시스템에서 회전 동력을 전달하도록 성형 또는 구성되는 외부 표면(80) 그리고 반경 방향 내부 표면(82)을 가질 수 있다. 제공된 예에서, 디커플러 입력 부재(32)는 폴리-비 벨트(poly-vee belt)와 결합되도록 구성되는 외부 표면을 갖는 풀리이지만, 디커플러 입력 부재(32)는 예컨대 상이한 풀리 구성으로써 또는 롤러, 마찰 롤러, 스프로킷이나 기어의 구성으로써 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 내부 표면(82)은 랩 스프링 클러치(44)의 반경 방향 외부 표면(130)과 마찰 결합되는 크기를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 디커플러 입력 부재(32)가 클러치(44)와 결합되기 때문에, 디커플러 입력 부재(32)는 또한 클러치 입력 부재(32)로서 불릴 수 있고, 내부 표면(82)은 입력 부재 클러치 결합 표면(82)으로서 불릴 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 랩 스프링 클러치(44)의 나선형 코일(70)은 랩 스프링 클러치(44)의 코일(70)이 휴지 위치에 있을 때에 풀리(32)의 내부 표면(82)의 내경보다 큰 외경을 갖는다는 의미에서 압입 끼움(interference fit)으로써 내부 표면(82)과 결합된다.
도 4를 참조하면, 허브(34)는 탄성 격리 스프링(40)에 비틀림 결합될 수 있고, 헤드 또는 플랜지 부분(head or flange portion)(90) 및 생크 부분(shank portion)(92)을 포함할 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 플랜지 부분(90)은 격리 스프링(40)의 단부(50) 중 대응하는 것과 인접되도록 구성되는 나선형 레이스웨이(도시되지 않음) 그리고 격리 스프링(40)의 단부(50)가 나선형 레이스웨이에 대해 인접될 때에 격리 스프링(40)을 형성하는 와이어의 축 방향 단부 표면(104)에 인접되도록 구성될 수 있는 인접부(도시되지 않음)를 포함한다. 생크 부분(92)은 허브(34)가 액세서리의 입력 부재 또는 동력 공급원의 출력 부재와 함께 회전되도록 압입 끼움, 결합 스플라인 또는 톱니형 기하 구조, 나사산, 나사산형 체결구, 키 등의 임의의 적절한 수단을 통해 피동 액세서리(12)의 입력 부재(도 1)에 또는 회전 동력의 공급원의 출력 부재(16)(도 2)에 결합되도록 구성될 수 있다. 허브(34)는 액세서리의 입력 부재 또는 동력 공급원의 출력 부재에 대해 허브(34)를 보유하거나 회전시키는 데 채용될 수 있는 육각형 리세스(108) 등의 오버-러닝 디커플러(10)의 설치를 돕는 1개 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 생크 부분(92)은 캐리어(42)가 그 상에 회전 가능하게 배치되도록 일방향 클러치(30)를 통해 수용될 수 있다.
추력 와셔(thrust washer)(110)가 허브(34)에 일방향 클러치(30)를 축 방향으로 보유하도록 생크 부분(92)에 단단하게 고정될 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 추력 와셔(110)는 또한 축 방향으로 압축 상태로 격리 스프링(40)을 유지할 수 있다. 추력 와셔(110) 및 캐리어(42)는 미국 출원 제10/581,097호에 개시된 것과 같이 서로 협력하여 캐리어(42)의 나선형 레이스웨이(52)(도 4)와 격리 스프링(40)의 대응 단부(50) 사이의 상대 회전을 억제하도록 구성될 수 있다.
베어링(bearing) 및/또는 부싱(bushing)이 허브(34) 상에 디커플러 입력 부재(32)를 회전 가능하게 지지하는 데 채용될 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 부싱(120)이 플랜지 부분(90)과 디커플러 입력 부재(32) 사이에 배치될 수 있고, 한편 베어링 볼 또는 롤러를 채용하는 밀봉되거나 밀봉되지 않은 베어링 조립체(122)가 생크 부분(92)과 디커플러 입력 부재(32) 사이에 배치될 수 있다. 1개 이상의 밀봉부 또는 차폐부(124)가 또한 오버-러닝 디커플러(10)의 내부 내로의 먼지, 파편 및 습기의 진입을 억제하도록 그리고 또한 오버-러닝 디커플러(10)의 내부로부터의 랩 스프링 클러치(44)의 나선형 코일(70) 상으로의 임의의 윤활제의 배출을 억제하도록 디커플러 입력 부재(32)와 생크 부분(92) 사이에 제공될 수 있다.
도 3 및 4를 재차 참조하면, 회전 동력이 오버-러닝 디커플러(10)를 통해 전달되어야 할 때에, 제1 회전 방향으로의 디커플러 입력 부재(32)와 허브(34) 사이의 상대 회전이 그 외부 원주 방향 표면(130)이 디커플러 입력 부재(32)의 내부 표면(82)과 파지 결합되고 그에 의해 오버-러닝 디커플러(10)를 통한 회전 동력의 전달을 가능케 하도록 랩 스프링 클러치(44)가 언코일링되게 하는 경향을 갖는다. 물체(즉, 도 1에서의 피동 액세서리 또는 도 2에서의 구동 시스템)의 회전 관성이 허브(34)가 제1 회전 방향으로 입력 부재(32)를 오버러닝하게 할 정도로 충분히 높으면, 랩 스프링 클러치(44)는 디커플러 입력 부재(32) 및 허브(34)가 서로 적어도 약간 독립적으로 회전될 수 있도록 더 단단하게 코일링되고 그에 의해 풀리(32)의 내부 표면(82) 상에서의 그 파지를 느슨하게 하는 경향을 가질 것이다.
내부 표면(82)(즉, 입력 부재 클러치 결합 표면)은 선택 표면 마감부를 갖는다. 전형적인 종래 기술의 클러치 결합 표면(150)의 표면 마감부가 도 5a에서 상당히 확대된 형태로 도시되어 있다. 표면(150)은 예컨대 상대적으로 갖는 표면 층을 형성하도록 기계 가공 작업 그리고 후속의 질화 작업으로부터 형성될 수 있다. 관찰될 수 있는 것과 같이, 표면(150)은 대체로 복수개의 밸리(154)에 의해 분리되는 복수개의 피크(152)로 구성된다. 피크(152)의 각각은 일부 경우에 약 0.001 ㎜인 폭(L)을 갖고, 피크-대-피크 피치는 P로 도시되어 있고, 일부 경우에 약 0.13 ㎜ 정도이다. 일부 피크(152)는 피치(P)=0.128 ㎜로써 측정되고, 다른 피크는 피치(P)=0.135 ㎜로써 측정된다.
본 출원인은 디커플러의 동작 수명이 클러치 결합 표면 상의 표면 마감부를 변경함으로써 연장될 수 있다는 것을 밝혀내었다. 클러치 결합 표면(82)이 도 5b에서 상당히 확대된 형태로 도시되어 있다. 표면(82)은 도 5a에 도시된 것과 상이한 프로파일을 갖는 표면 마감부를 갖는다. 더 구체적으로, 표면(82)은 복수개의 밸리(164)에 의해 분리되는 복수개의 피크(162)를 갖지만, 피크(162)는 각각이 도 5a에서의 표면(150) 상의 피크(152)의 폭(L)보다 큰 폭(L)을 갖는 대체로 고원부(plateau)의 형태로 되어 있다. 피크(162)의 폭(L)은 예컨대 약 20 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 도 5b에 도시된 예에서, 측정된 폭(L)은 0.0129 ㎜ 내지 0.031 ㎜에 속한다. 피크(162)는 예컨대 약 100 ㎛ 내지 약 400 ㎛일 수 있는 피치(P)를 갖는다. 도 5b에 도시된 예에서, 피치(P)는 0.122 ㎜ 내지 0.138 ㎜로 측정된다. 피크(162)는 밸리(164)의 바닥으로부터 약 0.006 ㎜로 대체로 균일할 수 있는 높이를 갖는다.
비교적 높은 피크(162)를 제공함으로써, 클러치 결합 표면(162)과 랩 스프링 클러치(44)의 외부 표면(130) 사이의 접촉 표면적은 클러치 결합 표면(150)의 결합 표면적에 비해 확대된다. 여러 개의 장점이 이것으로부터 발생된다. 도 6a 및 6b는 그 결합의 결과로서 풀리(32) 및 랩 스프링 클러치(44)에 의해 초래되는 접촉 응력의 유한 요소 해석을 도시하고 있다. 도 6a에 도시된 경우[클러치 결합 표면(150)이 랩 스프링 클러치(44)와 결합됨]에 대한 접촉 응력은 도 6b에 도시된 경우[클러치 결합 표면(82)이 랩 스프링 클러치(44)와 결함됨]에 대한 것들보다 높다. 도 7은 풀리(32)와 랩 스프링 클러치(44) 사이에서 전달되는 토크와 풀리의 내부 표면에 의해 초래되는 응력 사이의 관계를 도시하고 있다. 곡선(200)은 종래 기술의 풀리의 내부 표면(150)이 랩 스프링 클러치(44)와 결합되는 경우에 대한 관계를 도시하고 있다. 곡선(202)은 풀리(32)의 내부 표면(82)이 랩 스프링 클러치(44)와 결합되는 경우에 대한 관계를 도시하고 있다. 재료의 단면이 도 8에 도시되어 있다. 위에서 언급된 것과 같이, JIS G4051 S25C 등의 적절한 강철일 수 있는 재료는 도면 부호 212로 도시된 기부의 상부 상에 도면 부호 210으로 도시된 표면 경화 층을 갖도록 가스 질화된다. 표면 경화 층(210)은 그 자체로 도면 부호 214로 도시된 다공성 층 그리고 다공성 층(214) 아래의 백색 층(216)을 포함할 수 있다. 다공성 층은 기부보다 높은 경도 수치(예컨대, 671 HV v. 390 HV)를 가질 수 있지만, 백색 층(216)은 더 높은 경도 수치(910 HV)를 갖는다. 다공성 층(214)은 강력하고 경질이지만 취성일 수 있고, 비교적 낮은 연성을 가질 수 있다. 결과적으로, 다공성 층(214)이 그 항복 강도를 초과하는 응력을 초래할 때에, 층이 하중 하에서 소성 변형되는 대신에 입자 파단의 가능성이 높다. 이들 입자는 그 다음에 랩 스프링 클러치(44)와 내부 표면(150 또는 82) 사이에 사용되는 윤활제를 오염시키고, 내부 표면(150 또는 82)을 더욱 마모시키는 연마제로서 작용한다. 내부 표면(82, 150)의 계속된 마모는 결국 디커플러(10)의 고장으로 이어진다.
다공성 층(214)의 취성으로 인해, 그 항복 강도 아래로 이것에 의해 초래되는 응력을 유지하는 것이 유리하다. 다공성 층(214)의 항복 강도는 일부 경우에 도 7에서 선(204)에 의해 도시된 것과 같이 약 2100 ㎫일 수 있다. 도 7을 참조하면, 곡선(200)은 토크가 증가됨에 따라 접촉 응력이 다공성 층(214)의 항복 강도를 지나 빠르게 증가된다는 보여준다. 예컨대, 클러치 결합 표면(150)과 랩 스프링 클러치(44) 사이의 5 Nm를 약간 넘는 토크에서, 접촉 응력은 이미 대략 다공성 층(214)의 항복 강도에 있다. 대조적으로, 곡선(202)은 약 22.5 Nm의 토크가 전달될 때까지 접촉 응력이 다공성 층(214)의 항복 강도를 초과하지 않는다는 것을 보여준다. 이와 같이, 엔진(18)의 더 넓은 동작 조건 범위가 표면(150)을 위한 표면 마감부를 사용할 때보다 표면(82)을 위한 표면 마감부를 사용할 때에 다공성 층(214)의 항복 강도 위에 있는 응력을 유발하지 않으면서 경험될 수 있다. 따라서, 시간에 따라, 클러치 결합 표면(150)을 사용하여 일어나는 것보다 클러치 결합 표면(82)을 사용하여 다공성 층(214)으로부터 파단된 입자로부터의 윤활제의 오염이 적을 수 있다.
특정한 디커플러에 사용할 표면 마감부를 결정할 때에, 디커플러가 전달할 것으로 예측되는 예측 토크가 우선 결정될 수 있다. 예측 토크를 사용하면, 재료의 항복 강도 아래로 접촉 응력을 유지하는 데 요구되는 피크(162)의 최소 폭이 (예컨대, 유한 요소 해석을 사용하여) 결정될 수 있다. 최소 폭 위로 피크의 폭(L)을 유지함으로써, 윤활제의 비교적 적은 오염이 일어날 것으로 예측될 수 있다. 특정한 예에서, 디커플러가 (엔진 시동 이벤트 중에) 30 Nm의 토크를 전달할 것으로 예측될 수 있고, 한편 공회전 상태 중에 전달되는 예측 토크는 약 10 Nm 미만의 토크일 것으로 예측될 수 있다. 일부 경우에, 디커플러(10)는 공회전 상태가 엔진에 대해 도시 듀티 사이클의 약 40%를 차지하므로 공회전 상태와 관련된 응력을 취급하는 것에 중점을 두어 설계될 수 있다. 이러한 경우에, 다공성 층(214)의 항복 강도 아래로 접촉 응력을 유지하기 위해, 약 20 ㎛(또는 그 이상)의 폭(L)을 갖는 피크(162)가 사용될 수 있다. 디커플러(10)가 위에서 언급된 엔진 시동 이벤트 등의 최대 토크 전달이 일어나게 하는 이벤트 중에도 재료의 항복 강도 아래로 응력을 유지하는 것에 중점을 두어 설계되면, 피크(162)는 다공성 층(214)의 항복 강도 아래로 응력을 유지하기 위해 약 40 ㎛(또는 그 이상)의 폭(L)을 요구할 것이다. 위에서 설명된 어느 경우에나, 피크(162)의 폭은 클러치 결합 표면(82)을 구성하는 재료의 항복 강도를 적어도 부분적으로 기초로 하여 설계된다.
피크(162)의 폭(L)은 접촉 응력이 항상 다공성 층의 항복 강도 아래에 남아 있도록 선택될 필요는 없다는 것이 주목되어야 한다. 일부 실시예에서, 피크(162)의 폭(L)은 어떤 동작 상태 하에서(예컨대, 공회전 시에) 접촉 응력이 항복 강도 아래에 있고 한편 덜 빈번한 동작 상태 하에서(예컨대, 엔진 시동 시에) 접촉 응력이 클러치 결합 표면(82)의 항복 강도를 초과하는 것이 허용되도록 선택될 수 있다. 이러한 경우의 하나의 예가 도 7에서 곡선(202)에 의해 도시되어 있다.
일반적으로 디커플러가 (예컨대, 더 큰 교류 발전기 샤프트를 수용하도록) 크기 면에서 증가됨에 따라 요구될 최소 피크 폭(L)은 클러치 표면 압력이 교류 발전기 구동 토크에 직접적으로 관련되므로 클러치 표면 압력이 증가된다는 예측으로 인해 증가된다는 것이 주목되어야 한다.
클러치 결합 표면(82)에 대한 직접적인 기계 마모 그리고 윤활제의 오염 이외의 또 다른 고려 사항은 윤활제의 온도이다. 특히, 윤활제의 온도가 상승됨에 따라, 이것은 (예컨대, 산화에 의해) 열화되어 랩 스프링 클러치(44) 및 클러치 결합 표면(150 또는 82)을 윤활할 수 있는 그 능력을 상실할 수 있다. 일부 윤활제는 어떤 온도 범위에 걸쳐 열적으로 그리고 산화적으로 안정되도록 설계되고, 그에 의해 이들은 특히 이들이 그 범위 위의 온도에 노출될 때에 열화된다.
랩 스프링 클러치(44)와 클러치 결합 표면(150 또는 82) 사이에서의 활주 이동 중에, 표면 온도의 상승이 국부적으로[즉, 피크(152 또는 162)의 영역 내에서 그리고 랩 스프링 클러치(44)의 외부 표면(130) 상의 임의의 유사한 피크 내에서] 경험될 것이다. 이것은 플래시 온도(flash temperature)로 불릴 수 있다. 표면(130 및 150 또는 82)의 온도의 상승은 근처에 있는 윤활제의 국부 체적부 내로 전도된다. 온도 상승이 클수록, 윤활제에 의해 초래되는 열화가 커진다.
랩 스프링 클러치(44)와 클러치 결합 표면(150 또는 82) 사이에서의 활주 결합 중의 윤활제의 온도 상승은 피크(152 또는 162)의 크기에 반비례한다. 그 관계는 다음의 공식을 사용하여 근사될 수 있다:
Figure pct00001
여기에서:
f=관심 대상의 2개의 표면[예컨대, 표면(130) 및 표면(150 또는 82)] 사이의 마찰 계수,
W=하중(즉, 2개의 표면 사이에 가해지는 수직력),
V=2개의 표면 사이에서의 활주 속도,
r=요철 반경(즉, 피크의 폭의 1/2),
k1, k2=2개의 표면의 열 전도도.
아래의 표 1은 표면(150)과 그리고 표면(82)과 랩 스프링 클러치(44)를 결합시킬 때에 일어날 수 있는 온도 상승의 차이를 예시하고 있다. 표에서 예시된 예에서, 피크(152)에 사용된 폭(L)은 0.002 ㎜이고, 한편 피크(162)에 사용된 폭(L)은 0.060 ㎜이다.
Figure pct00002
표 1: 사용 중의 온도 상승의 비교
위의 표 1로부터 관찰될 수 있는 것과 같이, 0.002 ㎜의 폭을 갖는 피크를 사용할 때에, 241℃의 국부 온도 상승이 있다. 0.060 ㎜의 폭을 갖는 피크를 사용할 때에, 8℃의 국부 온도 상승이 있다. 0.001 ㎜의 폭을 갖는 피크(152) 그리고 0.030 ㎜의 폭을 갖는 피크(162)를 사용할 때에, 예측될 수 있는 온도 상승은 각각 482℃ 및 16℃이다. 일부 디커플러에서 그리고 디커플러(10)에서 사용될 수 있는 윤활제의 하나의 예가 페트로-캐나다 피어리스 LLG 그리스(Petro-Canada Peerless LLG grease)이다. 이러한 그리스는 -35 내지 200℃인 작업 온도 범위를 갖는다. 이러한 온도 범위 위에서, 그리스는 산화에 특히 취약하다. 이와 같이, 표면(82)을 사용할 때에 일어나는 것보다 표면(150)을 사용할 때에 윤활제 내에서 일어나는 산화가 많다. 다른 실시예에서, 상이한 작업 온도 범위를 갖는 다른 종류의 그리스가 사용될 수 있다. 그러나, 많은 경우에, 피크(152)의 플래시 온도는 그리스의 작업 범위를 초과하고, 그에 의해 그리스의 산화를 유발한다.
이와 같이, 특정한 디커플러에 사용할 표면 마감부를 결정할 때에, 윤활제에 대한 작업 온도 범위가 결정될 수 있고, 랩 스프링 클러치(44)와 표면(82) 사이에서의 활주 접촉이 작업 범위를 초과하는 플래시 온도를 발생시키는 것을 막는 데 요구되는 피크(162)의 최소 폭이 (예컨대, 위에서 제공된 공식을 사용하여) 결정될 수 있다.
양호한 실시예에서, 피크(162)에 대한 최소 폭은 윤활제 온도에 대해 그리고 항복 강도에 대해 결정될 수 있고, 피크(162)에 대한 선택 폭은 적어도 2개의 최소 폭 중 더 큰 것 정도로 크도록 선택될 수 있다.
시험이 2개의 상이한 디커플러에 대해 수행되고, 윤활제로서 특정한 그리스(예컨대, 위에서 설명된 그리스)를 사용하여, 하나는 종래 기술의 클러치 결합 표면(150)을 사용하여 그리고 다른 하나는 클러치 결합 표면(82)을 사용하여 수행된다. 상이한 시험 기간 후에 수행된 오일 블리드 해석의 결과가 도 9에서 그래프로 도시되어 있다. 그래프에서, 그래프 상의 다이아몬드-형상의 점은 표면(150)을 사용할 때의 윤활제의 열화를 나타내고, 정사각형-형상의 점은 표면(82)을 사용할 때의 열화를 나타낸다. 관찰될 수 있는 것과 같이, 50 시간의 사용 후에, 표면(82)을 사용할 때의 그리스는 기본적으로 신규 그리스에 비해 열화되지 않는다. 대조적으로, 종래 기술의 표면(150)을 사용할 때에 약 30%의 그리스 열화가 있다. 100 시간 후에, 그리스는 표면(82)을 사용할 때에 여전히 기본적으로 열화되지 않지만, 종래 기술의 표면(150)을 사용할 때에 약 50% 열화가 있다.
다른 시험 결과가 도 10에 도시되어 있다. 이들 결과는 시험 디커플러의 어떤 기간의 동작 후에 종래 기술의 클러치 결합 표면(150)이 사용될 때에 단지 23% 베이스 오일(즉, 산화되지 않은 오일)이 남아 있지만, 클러치 결합 표면(82)이 사용될 때에 약 2배 많은(47%) 베이스 오일이 남아 있다.
위에서 설명된 시험 결과에 의해 입증된 것과 같이, 일반적으로, 표면(82)의 표면 마감부를 제공하는 것은 시간에 따른 윤활제의 감소된 양의 열화 및 오염을 가져오고, 이것은 그 자체로 종래 기술의 표면 마감부와 관련하여 일어나는 것보다 내부 표면(82) 상에서의 작은 마모를 가져온다. 추가로, 윤활제의 오염 및 산화의 문제 이외에, 다공성 층(214)의 항복 강도를 초과하는 접촉 응력을 유발하는 이벤트가 (있더라도) 더 적으므로 랩 스프링 클러치(44)와의 결합으로부터 표면(82) 상에서 일어나는 직접적인 마모가 작다. 이것은 일부 종래 기술의 표면에 비해 클러치 결합 표면(82)에 대해 더 긴 동작 수명을 가져오고, 이것은 결국 디커플러(10)(또는 다른 클러치식 장치)에 대해 더 긴 동작 수명을 가져올 수 있다.
피크(162)의 어떤 폭(L) 위에서 결합 중에 랩 스프링 클러치(44)와 표면(82) 사이에서의 미끄러짐의 위험성이 증가되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 미끄러짐은 표면(130, 82)이 토크 전달을 수행하도록 서로 결합될 때에 그리스가 도중에 이탈될 정도로 충분한 공간이 없기 때문에 일어나는 것으로 이론화되어 있다. 이와 같이, 어떤 종류의 하이드로플레이닝 효과(hydroplaning)가 일어날 수 있다. 클러치(44) 및 클러치 결합 표면(82)이 과도한 미끄러짐 없이 서로 결합 및 파지될 수 있도록 필요에 따라 피크(162) 사이에 밸리(164)가 있고 밸리(164)가 그리스를 수용할 정도로 치수적으로 충분히 큰 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 약 20 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 폭을 갖는 피크(162) 그리고 약 100 내지 약 400 ㎛의 피크-대-피크 피치를 가져오는 피크(162) 사이의 밸리(164)를 갖는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 밸리(164)는 약 3 ㎛ 내지 약 15 ㎛(예컨대, 약 6 ㎛)의 깊이를 갖는다. 각각의 피크(162)에 인접한 각각의 밸리(164)의 폭에 대한 각각의 피크(162)의 폭의 비율은 약 0.2:1 내지 약 3:1이다.
더 큰 피크 폭(L)을 제공하면서 또한 그리스를 수용하는 더 큰 밸리를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
표면(82)을 위한 표면 마감부를 성취하는 임의의 적절한 작업이 수행될 수 있다. 예컨대, 롤러 버니싱 작업(roller burnishing operation)이 사용될 수 있다. 선택 표면 마감부를 제공하는 데 사용될 수 있는 작업의 순서는 그에 따라 풀리(32)를 기계 가공하는 단계, 풀리 보어[즉, 표면(82)]를 롤러 버니싱하는 단계, 열 처리(즉, 질화)를 수행하는 단계 그리고 e-코팅을 수행하는 단계[여기에서, 예컨대, 풀리(32)는 코팅을 수용한 용기 내에 침지되고, 그 표면으로의 코팅의 부착을 촉진하도록 대전됨]를 포함한다.
대체예에서, 다이아몬드 버니싱 작업이 사용될 수 있고, 작업의 순서는 풀리 보어[즉, 풀리(32)의 내부 표면(82)]를 기계 가공하는 단계, 내부 표면(82) 상에 표면 마감부를 제공하는 데 다이아몬드 버니싱 공구를 사용하는 단계, 외부 표면 특징부(예컨대, V자-홈)를 기계 가공하는 단계, 열 처리를 수행하는 단계 그리고 e-코팅을 수행하는 단계일 수 있다. 최상의 결과는 풀리 보어의 기계 가공이 8 내지 20 ㎛의 표면 거칠기(Rz)를 가져올 때에 얻어지는 것으로 밝혀졌다. 이것은 도 5b에 도시된 피크(162)를 얻으면서 여전히 랩 스프링 클러치(44)가 표면(82)과 결합될 때에 그리스가 도중에 이탈되게 할 정도로 충분한 밸리 깊이 및 폭을 보유하도록 기계 가공 단계로부터 기인되는 피크가 평탄화 상태까지 소성 변형되게 한다. 다이아몬드 버니싱이 요구에 따라 풀리 보어의 작은 섹션만이 버니싱될 수 있다는 점에서 롤러 버니싱에 비해 유리하다. 예컨대, 랩 스프링 클러치와 결합될 풀리 보어의 일부만이 버니싱될 수 있거나, 훨씬 더 표적화된 방식으로, 풀리 보어의 클러치 결합 부분의 최고 압력 부분만이 버니싱될 수 있다.
여기에서 설명된 버니싱은 단순하게 최대한 매끄러운 표면 마감부를 제공하도록 의도되지 않는다는 것이 주목되어야 한다. 그 대신에, 이것은 랩 스프링 클러치(44)가 하이드로플레이닝 없이 클러치 결합 표면(82)과 적절하게 결합되어 그를 파지하게 할 정도로 충분한 그리스를 수용할 정도로 충분한 치수를 갖는 밸리에 의해 분리되는 선택 폭 범위를 갖는 고원부의 형태로 모든 피크를 갖는 표면 마감부를 얻는 것이다.
피크(162)의 배향은 이들을 생성하는 데 사용되는 제조 공정의 직접적인 결과이다. 대체로 피크(162)의 나선형 배향이 성취되고 성공적으로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 나선형 배향은 버니싱 작업이 일반적으로 기계 가공 작업으로부터 존재하는 피크를 추종하여 평탄화하기 때문에 기인된다. 기계 가공 작업은 전형적으로 CNC 선반 상에서 일어나고 그에 의해 나선형으로 배향된 피크를 생성한다. 피크는 랩 스프링 클러치(44)와 클러치 결합 표면(82) 사이에서의 이동 방향과 대체로 동일한 방향으로 배향된다는 것이 주목되어야 한다. 더 구체적으로, 피크(162)는 대체로 나선형 방향으로 배향되고, 랩 스프링 클러치(44)와 클러치 결합 표면(82) 사이에서의 이동 방향은 원주 방향이다.
도면 부호 602로 도시된 격리 스프링이 도면 부호 604로 도시된 랩 스프링 클러치의 외부에 위치되는 또 다른 디커플러(600)의 단면도를 도시하고 있는 도 11을 참조하기로 한다. 디커플러(600)는 격리 스프링(602)의 하나의 단부와 결합되는 디커플러 입력 부재(606)(예컨대, 풀리), 격리 스프링(602)의 다른 단부와 결합되는 슬리브(608) 그리고 디커플러 출력 부재(610)를 추가로 포함한다. 랩 스프링 클러치(604)는 반경 방향 내부 표면(612), 반경 방향 외부 표면(614), 제1 단부(616) 및 제2 단부(618)를 갖는다. 토크는 클러치(604)의 반경 방향 외부 표면(614)과 슬리브(608)의 내부 표면(620)의 결합에 의해 슬리브(608)로부터 클러치(604) 내로 전달된다. 토크는 디커플러 출력 부재(610) 상의 구동 표면(도시되지 않음)과 제1 단부(616)의 결합에 의해 클러치로부터 디커플러 출력 부재(610) 내로 전달된다. 이와 같이, 슬리브(608)는 클러치 입력 부재인 것으로 간주될 수 있고, 슬리브(608)의 내부 표면(620)은 입력 부재 클러치 결합 표면인 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로, 디커플러 출력 부재(610)는 클러치 출력 부재인 것으로 간주될 수 있고, 클러치(604)와 결합되는 디커플러 출력 부재(610) 상의 표면은 출력 부재 클러치 결합 표면인 것으로 간주될 수 있다.
슬리브(608) 상의 클러치 결합 표면(620)에는 클러치 결합 표면(82)에 대해 위에서 설명된 표면 마감부가 제공될 수 있다.
도 1-11에 도시된 실시예가 디커플러이지만, 표면(82, 620)에 대해 설명된 표면 마감부는 랩 스프링 클러치, 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재를 포함하는 다른 클러치식 장치에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
이들 실시예의 위의 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되었다. 이는 한정적이거나 본 발명을 제한하는 것을 의도하지 않는다. 특정한 실시예의 개별의 요소 또는 특징은 대체로 그 특정한 실시예에 제한되지 않고, 적용 가능하다면, 상호 교환 가능하고, 구체적으로 예시 또는 설명되지 않더라도, 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 동일한 사항이 또한 많은 방식으로 변화될 수 있다. 이러한 변화는 본 발명으로부터 벗어나는 것으로서 간주되지 않아야 하고, 모든 이러한 변형은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (23)

  1. 클러치 입력 부재와;
    클러치 출력 부재와;
    클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재와 결합 가능하고 반경 방향 외부 표면 및 반경 방향 내부 표면을 갖는 랩 스프링 클러치로서, 반경 방향 외부 및 내부 표면 중 하나가 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재 중 하나 상의 클러치 결합 표면과 결합 가능한, 랩 스프링 클러치와;
    랩 스프링 클러치 및 클러치 결합 표면을 윤활하도록 위치되는 윤활제의 체적
    을 포함하고,
    클러치 결합 표면은 복수개의 피크 및 밸리를 포함하는 표면 마감부를 갖고,
    피크는 랩 스프링 클러치와 결합되고, 각각은 클러치 결합 표면을 구성하는 재료의 항복 강도 그리고 윤활제의 작업 온도 범위로부터 선택되는 1개 이상의 성질에 적어도 부분적으로 기초하는 선택 폭을 갖는, 클러치식 장치.
  2. 제1항에 있어서, 피크의 선택 폭은 클러치식 장치를 통해 전달될 선택 토크 범위에 걸쳐 클러치 결합 표면에 의해 초래되는 접촉 응력이 재료의 항복 강도 아래에 있도록 선택되는 클러치식 장치.
  3. 제1항에 있어서, 피크의 선택 폭은 랩 스프링 클러치와 클러치 결합 표면 사이의 활주 접촉 중에 일어나는 피크 내에서의 국부 온도 상승이 작업 온도 범위 내에서 윤활제를 유지할 정도로 충분히 낮도록 선택되는 클러치식 장치.
  4. 제1항에 있어서, 피크의 선택 폭은 약 20 내지 약 300 ㎛인 클러치식 장치.
  5. 제3항에 있어서, 피크는 약 100 내지 약 400 ㎛의 피크-대-피크 피치를 갖는 클러치식 장치.
  6. 제3항에 있어서, 피크의 각각은 약 3 내지 약 15 ㎛의 높이를 갖는 클러치식 장치.
  7. 제1항에 있어서, 클러치 결합 표면은 랩 스프링 클러치의 반경 방향 외부 표면과 결합되는 클러치 입력 부재의 내부 표면인 클러치식 장치.
  8. 제2항에 있어서, 클러치 결합 표면은 질화된 강철로부터 제조되는 클러치식 장치.
  9. 제1항에 있어서, 피크의 선택 폭은 약 20 내지 약 300 ㎛이고, 피크는 약 100 내지 약 400 ㎛의 피크-대-피크 피치를 갖고, 피크의 각각은 약 3 내지 약 15 ㎛의 높이를 갖고, 각각의 피크에 인접한 각각의 밸리의 폭에 대한 각각의 피크의 폭의 비율은 약 0.2:1 내지 약 3:1인, 클러치식 장치.
  10. 디커플러이며,
    디커플러 입력 부재와;
    디커플러 출력 부재와;
    디커플러 입력 부재와 디커플러 출력 부재 사이의 토크 경로 내에서 직렬로 작용하는 랩 스프링 클러치 및 격리 스프링으로서, 랩 스프링 클러치는 반경 방향 내부 표면 및 반경 방향 외부 표면을 갖고, 반경 방향 내부 및 외부 표면 중 적어도 하나가 디커플러의 클러치 결합 표면과 결합되는, 랩 스프링 클러치 및 격리 스프링과;
    랩 스프링 클러치 및 클러치 결합 표면을 윤활하도록 위치되는 윤활제의 체적
    을 포함하고,
    적어도 1개의 클러치 결합 표면은 복수개의 피크 및 밸리를 포함하는 표면 마감부를 갖고,
    피크는 랩 스프링 클러치와 결합되고, 각각은 적어도 1개의 클러치 결합 표면을 구성하는 재료의 항복 강도 그리고 윤활제의 작업 온도 범위로부터 선택되는 1개 이상의 성질에 적어도 부분적으로 기초하는 선택 폭을 갖는, 디커플러.
  11. 제10항에 있어서, 클러치 결합 표면은 디커플러 입력 부재 상에 있는 디커플러.
  12. 제10항에 있어서, 격리 스프링으로부터 토크를 수용하여 랩 스프링 클러치로 토크를 전달하도록 위치되는 슬리브를 추가로 포함하고, 클러치 결합 표면은 슬리브 상에 있는, 디커플러.
  13. 제10항에 있어서, 피크의 선택 폭은 클러치식 장치를 통해 전달될 선택 토크 범위에 걸쳐 클러치 결합 표면에 의해 초래되는 접촉 응력이 재료의 항복 강도 아래에 있도록 선택되는 디커플러.
  14. 제10항에 있어서, 피크의 선택 폭은 랩 스프링 클러치와 클러치 결합 표면 사이의 활주 접촉 중에 일어나는 피크 내에서의 국부 온도 상승이 작업 온도 범위 내에서 윤활제를 유지할 정도로 충분히 낮도록 선택되는 디커플러.
  15. 제10항에 있어서, 피크의 선택 폭은 약 20 내지 약 300 ㎛인 디커플러.
  16. 제14항에 있어서, 피크는 약 100 내지 약 400 ㎛의 피크-대-피크 피치를 갖는 디커플러.
  17. 제14항에 있어서, 피크의 각각은 약 3 내지 약 15 ㎛의 높이를 갖는 디커플러.
  18. 제10항에 있어서, 클러치 결합 표면은 랩 스프링 클러치의 반경 방향 외부 표면과 결합되는 클러치 입력 부재의 내부 표면인 디커플러.
  19. 제13항에 있어서, 클러치 결합 표면은 질화된 강철로부터 제조되는 디커플러.
  20. 제10항에 있어서, 피크의 선택 폭은 약 20 내지 약 300 ㎛이고, 피크는 약 100 내지 약 400 ㎛의 피크-대-피크 피치를 갖고, 피크는 약 3 내지 약 15 ㎛의 높이를 갖고, 각각의 피크에 인접한 각각의 밸리의 폭에 대한 각각의 피크의 폭의 비율은 약 0.2:1 내지 약 3:1인, 클러치식 장치.
  21. 클러치 입력 부재와;
    클러치 출력 부재와;
    클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재와 결합 가능하고 반경 방향 외부 표면 및 반경 방향 내부 표면을 갖는 랩 스프링 클러치로서, 반경 방향 외부 및 내부 표면 중 하나가 클러치 입력 부재 및 클러치 출력 부재 중 하나 상의 클러치 결합 표면과 결합 가능한, 랩 스프링 클러치와;
    랩 스프링 클러치 및 클러치 결합 표면을 윤활하도록 위치되는 윤활제의 체적
    을 포함하고,
    클러치 결합 표면은 복수개의 피크 및 밸리를 포함하는 표면 마감부를 갖고,
    피크는 랩 스프링 클러치와 결합되고, 각각은 약 20 내지 약 300 ㎛인 선택 폭을 갖는, 클러치식 장치.
  22. 제21항에 있어서, 클러치 결합 표면은 약 100 ㎛ 내지 약 400 ㎛인 피크-대-피크 피치를 갖는 클러치식 장치.
  23. 제21항에 있어서, 피크는 약 100 내지 약 400 ㎛의 피크-대-피크 피치를 갖고, 피크는 약 3 내지 약 15 ㎛의 높이를 갖고, 각각의 피크에 인접한 각각의 밸리의 폭에 대한 각각의 피크의 폭의 비율은 약 0.2:1 내지 약 3:1인, 클러치식 장치.
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