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KR20010007098A - 토크 전달 장치 - Google Patents

토크 전달 장치 Download PDF

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KR20010007098A
KR20010007098A KR1020000027353A KR20000027353A KR20010007098A KR 20010007098 A KR20010007098 A KR 20010007098A KR 1020000027353 A KR1020000027353 A KR 1020000027353A KR 20000027353 A KR20000027353 A KR 20000027353A KR 20010007098 A KR20010007098 A KR 20010007098A
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KR
South Korea
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transmission device
torque transmission
housing
clutch
torsional vibration
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KR1020000027353A
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KR100675443B1 (ko
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볼프강 라이크
에드먼트 마우체르
샤이레쉬 코차레카르
윌리엄 브리스
Original Assignee
로테르 게르하르트
루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우 게엠베하
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Abstract

본 발명은 토크 컨버터 또는 유체 클러치를 가지는 토크 전달 장치에 관련된다.

Description

토크 전달 장치{Torque transfer device}
본 발명은, 펌프와 터빈 휠 사이에 장착된 적어도 하나의 안내 휠, 펌프와 터빈 휠을 유지하는 하우징 및, 구동 축과 입력 축 사이에서 작동하는 적어도 하나의 비틀림 진동 댐퍼뿐만 아니라, 구동되는 구동 트레인의 입력 축에 회전할 수 있게 고정된 연결 가능한 적어도 하나의 터빈 휠, 구동 유닛의 구동 축에 회전할 수 있게 고정된 연결 가능한 적어도 하나의 펌프 휠로 이루어진, 포트팅거 클러치 또는 토크 컨버터와 같은, 유체 클러치를 가지는, 특히 자동차용 토크 전달 장치에 관련된다.
이런 종류의 토크 전달 장치는 특히 계단식 자동 변속기에서 알려져 있고 본 발명의 목적은 전술한 종류의 장치를 개선하는 것이고, 특히 제동 작용을 개선하는 것에 관련된다. 또 제동 작용을 개선한다는 것은 비용면에서 효율적이고 간단하다는 것을 의미한다. 변속 요소의 제어는 선행 기술에 따른 토크 전달 장치와 양립할 수 있고 간단하다.
이 목적은, 펌프와 터빈 휠 사이에 장착된 적어도 하나의 안내 휠, 펌프와 터빈 휠을 유지하는 하우징 및 구동축과 입력축 사이에서 작동하는 적어도 하나의 비틀림 진동 댐퍼뿐만 아니라, 구동되는 구동 트레인의 입력축에 회전할 수 있게 고정된 연결 가능한 적어도 하나의 터빈 휠, 구동 유닛의 구동 축에 회전할 수 있게 고정된 연결 가능한 적어도 하나의 펌프 휠로 구성된, 포트팅거 클러치 또는 토크 컨버터와 같은, 유체 클러치를 가지는, 특히 자동차용, 토크 전달 장치를 통하여 달성되는데, 적어도 하나의 비틀림 진동 댐퍼는 구동 축과 펌프 휠 사이에서 힘 이동 방향으로 장착된다.
토크 전달 장치에서 펌프 휠은 하우징에 대해 상대 회전 운동할 수 있다.
상기 토크 전달 장치에서 비틀림 진동 댐퍼는 하우징과 펌프 휠 사이의 힘 이동 방향으로 장착될 수 있다.
상기 토크 전달 장치에서 비틀림 진동 댐퍼는 하우징 내에 장착될 수 있다.
이 토크 전달 장치에서 비틀림 진동 댐퍼는 구동 유닛을 향한 하우징의 벽과 터빈 휠 사이에 축 방향으로 장착될 수 있다.
또 본 발명에 따른 토크 전달 장치에서 비틀림 진동 댐퍼는 하우징의 외주 내에서 방사상으로 장착될 수 있고 이동 가능한 로크-업 클러치는 하우징과 펌프 휠, 즉 펌프 휠의 셸과 하우징 사이에서 작동 상태이다. 또 상기 로크-업 클러치는 축 방향으로 움직일 수 있고 하우징과 회전할 수 있게 고정된 피스톤으로 형성될 수 있고 이것은 펌프 휠의 구성성분과 마찰 결합한다.
상기 토크 전달 장치에서 변속 가능한 컨버터 로크-업 클러치는 하우징과 입력 축 사이에서 작동 상태이다. 닫혀진 컨버터 로크-업 클러치에서 적어도 하나의 비틀림 진동 댐퍼는 하우징과 입력 축 사이에서 작동 상태이다.
토크 전달 장치에서 비틀림 진동 댐퍼의 입력부는 하우징에 직접 연결되거나 여기에서 형성된다. 비틀림 진동 댐퍼의 출력부는, 컨버터 로크-업 클러치의 피스톤을 위한 마찰 결합 면을 형성하는 플랜지가 있는 부분에서 형성될 수 있다. 이런 플랜지가 있는 부분은 원뿔형 마찰 결합 면을 형성하도록 바깥쪽을 향하여 방사상으로 내주에서 둥글게 형성될 수 있다. 다른 실시예에서 비틀림 진동 댐퍼의 출력부는 외주에서, 펌프 휠의 축방향 쇼울더로부터 형성될 수 있다. 그리고 링 플랜지는 컨버터 로크-업 클러치의 피스톤과 마찰 결합부를 형성하도록 내부에서 방사상으로 쇼울더에 구비될 수 있다. 또 링 플랜지는 방사상으로 내부를 향해 원뿔형으로 정렬될 수 있다.
본원에 따르면, 마찰 라이닝은 하우징에서 피스톤의 접촉면 또는 피스톤에 마찰 결합부를 형성하기 위해 제공될 수 있다.
진동 운동을 개선하기 위해서 하우징은 펌프 휠에 의해 구성된 제 2 플라이휠 질량부와 대향해 비틀림 진동 댐퍼의 작동에 대해 상대 회전 운동하는 제 1 플라이휠 질량부를 형성할 수 있다. 제 2 플라이휠 질량부는, 컨버터 로크-업 클러치가 닫혀진 경우에 터빈 휠의 질량부에 의해 완비될 수 있다.
적어도 하나의 비틀림 진동 댐퍼는 원주 방향으로 작동하는 원주를 따라 분배된 에너지 어큐뮬레이터를 가지고 이것은 터빈 휠의 가장 긴 축 방향 연장부 내에서 방사상으로 배치되거나 조립체 원주를 따라 구부려진 코일 스프링으로 형성될 수 있는 짧은 코일 압축 스프링일 수도 있고 조립체 원주 반경과 비교한 길이에 대해 비슷하거나 보다 긴 원호를 따라 연장되고 특히 하우징의 외주 안쪽에서, 터빈 휠의 최장 축 방향 연장부의 방사상 바깥쪽에 수용된다.
본 발명은 첨부 도면을 참고로 보다 자세히 설명될 것이다.
도 1 내지 8 은 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 1은 구동 유닛과 이격된 셸(3)로부터, 공지된 구동 판(자세히 도시되지 않음)을 수단으로 내연 기관과 같은 구동 유닛의 구동 축과 바깥쪽에서 방사상으로 연결되며 구동 유닛(자세히 도시되지 않음)을 향하고 있는 셸(2)로 형성된 하우징(2')을 가지는 장치(1')를 나타낸다. 두 개의 셸(2,3)은, 미끄럼 베어링 링(16)을 수단으로 기어 하우징의 기어 스텀프(stump)(15)에서 회전할 수 있게 장착되고 크랭크샤프트의 대응하는 리세스에서 중심에 배치되며, 용접되거나 몰딩될 수 있는 축 방향으로 뻗어있는 스터드(1)를 수단으로 외주를 따라 용접함으로써 단단히 결합된다.
하우징(2')은 피스톤(6)과 비틀림 진동 댐퍼(30)뿐만 아니라 펌프 휠(7), 터빈 휠(10) 및 안내 휠(12)을 포함한다. 상기 안내 휠(12)은 한 방향으로 회전할 수 있게 고정되고 다른 방향으로 회전할 수 있는 기어 스텀프(15)에 프리휠(13)을 수단으로 장착된다. 펌프 휠은 안내 휠(12)의 축 방향으로 형성된 쇼울더에서 베어링(21)에 의해 회전할 수 있게 배치되고 스톱 링(17)을 수단으로 하우징(2')에서 이격 배치된다.
상기 터빈 휠(10)은 기어 입력축(14)과 맞물리는 허브 플랜지(11)에서 리벳에 의해 회전할 수 있게 고정되어 연결되므로 회전할 수 있게 고정되지만 축 방향으로 움직일 수 있게 배치되며, 허브 플랜지(11)는 스톱 링(18,19,20)을 수단으로 안내 휠(12), 셸(2) 및 피스톤(6)에서 축 방향으로 배치되고 밀폐 링(25)을 수단으로 하우징 스텀프(15)에서 밀폐된다. 피스톤(6)은 셸(2)과 마주보는 허브 플랜지(11)의 측면 상에서 축 방향으로 뻗어있는 쇼울더에서 축 방향으로 움직일 수 있게 장착되고 씨일(20)을 수단으로 허브 플랜지에서 밀폐된다. 상기 피스톤(6)은, 피스톤(6)에서 허브 플랜지(11)까지 원주 방향으로 작용하는 힘을 전달하는 판 스프링(22)에 의해 허브 플랜지(11)와 축 방향으로 구부려질 수 있게, 회전할 수 있게 고정되어 연결되고, 가스킷(24)에 의해 허브 플랜지로 밀폐된다. 상기 피스톤(6)은 방사상으로 바깥쪽에 마찰 라이닝(31)을 가지는데 이것은 피스톤(6)이 축 방향으로 움직이는 동안 링 플랜지(8)와 마찰 연결부를 형성하는데 상기 링 플랜지는 펌프 휠(7)의 축 방향 쇼울더(7a)와 용접되어, 단단히 고정된다. 상기 링 플랜지(8)는 본원 실시예에 나타난 것처럼 장치(1')의 회전축에 대해 원뿔형으로 배치되어서 원추형 컨버터 로크-업 클러치(32)는 대응하는 모양의 피스톤(6)과 함께 형성된다. 상기 컨버터 로크-업 클러치(32)는 구동 유닛으로부터 하우징(2')까지, 피스톤(6)과 판 스프링(22)으로부터 허브 플랜지(11)까지 기어 입력축(14)으로 토크를 전달하고 비틀림 진동 댐퍼(30)로부터 펌프 휠(7)까지 여기에서 터빈 휠(10)과 허브 플랜지(11)를 통하여 기어 입력 축(14)으로 전달 경로를 연결한다.
상기 비틀림 진동 댐퍼(30)는 하우징 셸(2)의 외주의 내부에 직접 장착되고 아크 스프링(5)으로 형성되어서, 원주의 1/2에 대해 뻗어있고 원주에 대해 펼쳐진 두 개의 아크 스프링(5)은 원주 방향으로 작용하는 에너지 어큐뮬레이터를 형성한다. 상기 에너지 어큐뮬레이터(5)는 셸(2)에 연결되거나 여기에서 형성된 바이어싱 장치에 의해 한쪽 원주 단부에서 바이어스되고, 펌프 휠(7)의 축 방향으로 확대된 쇼울더에 의해 다른 쪽 원주 단부에서 바이어스되므로 이 에너지 어큐뮬레이터(5)는 마모 보호 셸(9)에 대해 원심력의 작용에 의해 방사상으로 지지되고 비틀림 진동 댐퍼(30)는 공지된 일반적인 성질을 가지도록 형성된다. 상기 비틀림 진동 댐퍼(30)는, 컨버터 로크-업 클러치(32)가 닫혀있거나 열려있을 때 두 흐름 방향에 대해 작동한다.
본 발명에 따른 비틀림 진동 댐퍼(30)의 배치는, 컨버터 로크-업 클러치(32)가 열려 있는 경우에 펌프 휠(7)을 통하여 형성된 제 2 플라이휠 질량부와, 하우징(2')에 의해 형성된 제 1 플라이휠 질량부로 이중-질량부 플라이휠 효과를 가지는 장점을 제공한다. 컨버터 로크-업 클러치(32)가 닫혀있을 때 이중 질량부 플라이휠 효과는 터빈 휠(10)의 질량 관성 모멘트 또는 질량을 바꾸어줌으로써 증가된다.
또다른 장점은 본 발명에 따른 펌프 휠의 블레이드(7b) 내부에 구비된 관성 질량부(50)이고 이런 식으로 토크 컨버터 또는 유체 클러치와 같은 토크 전달 장치의 여러 실시예에 대해 유리하다. 상기 관성 질량부(51)는 블레이드(7b)에 직접 부착될 수 있다.
또 관성 질량부(51)는, 펌프 휠(7)의 관성 모멘트를 증가시켜서 비틀림 진동과 같은 진동에 양의 영향을 끼치도록 다수, 또는 모든 블레이드(7b)와 원주 방향으로 펼쳐져 부착된 세그먼트로 구성될 수 있다. 본원에 나타낸 특히 유리한 실시예에서 관성 질량부(51)는 완충기로서 배치될 수 있는데 이 관성 질량부(51)는 펌프 휠에 관성 또는 완충 질량부(51)를 고정하기 위해 체결 장치(51)에 대해, 펌프 휠(7)에 대해 원주 방향으로 작동하는 에너지 어큐뮬레이터(50)의 작용에 반해 회전할 수 있다. 상기 에너지 어큐뮬레이터(50)는 펌프 휠의 바이어싱 장치(51b)에 의해 완충기 질량부(51)의 바이어싱 장치(51a)에 의해 한쪽 면에서 작동 방향에 대해 바이어스된다. 분명히 이런 종류의 관성 질량부 또는 완충기의 형태가 모든 컨버터와 유체 클러치에 대해 유리하다.
피스톤(6)은 축 방향으로 움직이고 필요한 곳에서 마찰 연결부를 형성하도록 링 플랜지(8)로 장력을 받기 때문에, 상기 컨버터 로크 업 클러치(32)는 가압 매체 공급 라인(41,42)을 통하여 설정된 매체 압력에 의해 제어된다. 이 목적으로 두 개의 챔버(33,34)는 장치(1)에 구비되고 가압 매체 공급 라인(41,42)을 통하여 가압 매체에 의해 압력으로 바이어스된다. 각각의 공급 라인(41,42)은 원하는 결합 상태에 따라 가압하에 바이어스되고 다른 라인은 ATF인 가압 매체에 대해 배수구로서 사용된다. 컨버터 로크-업 클러치(32)가 열려 있을 때 가압 매체(41)는 챔버(33)로 향하고 여기에서 챔버(34) 안으로 배출구(42)까지 이동한다. 컨버터 로크-업 클러치(32)를 밀폐하기 위해서 가압 매체의 흐름은 역전되고 공급 라인(42)을 통하여 챔버(34)로 흐른다. 챔버(33)에 대해 형성된 과다 압력에 의해 피스톤(6)은 축 방향으로 움직이고 마찰 연결부를 형성하도록 링 플랜지(8)에 대해 프레스된다. 챔버(33,34)를 연결하는 비틀림 진동 댐퍼의 오우프닝을 통하여, 마찰 라이닝(31)에 구비된 냉각 그루브를 통하여 옮겨지는 가압 매체는 파이프라인(41)을 통하여 전환된다. 상기 스톱 링(16,20)은 가압 매체를 위한 그루브 또는 구멍을 통하여 통과할 수 있다.
도 2는 다음과 같은 차이점을 가지는 도 1의 장치(1')의 실시예의 기능 및 구조와 대응하는 장치(100)의 실시예를 보여준다.
상기 비틀림 진동 댐퍼(130)는 터빈 휠(110)의 최장 축방향 연장부 내에서 방사상으로 장착되고 다수, 선호적으로 4개 내지 10개의 원주 방향으로 분배된 코일 압축 스프링(105)과 같은 짧은 에너지 어큐뮬레이터를 포함한다. 댐퍼(130)의 입력부는, 치형부(135a)에 의해 내면에서 방사상으로 회전할 수 있게 고정되어 연결된 플랜지 부분(135)에 의해 하우징 셸(102)에 연결된 허브(101)와, 용접 등으로 회전할 수 있게 고정되어 연결되고, 출력부(136)는 펌프 휠(107)의 축 방향 쇼울더(107a)에 고정되고 축 방향 쇼울더와 외주에서 둥글게 성형된 플랜지(136)에 의해 연결된다.
상기 피스톤(108)은 허브 플랜지(111)와 단단히 결합된 플랜지 부분(111a)에서 회전할 수 있게 고정된 스퍼어 기어 조합(108a)을 수단으로 축 방향으로 움직일 수 있게 걸려 있어서 컨버터 로크-업 클러치가 닫혀 있을 때 피스톤(108)은 플랜지(111a)에 의해 하우징에서 유입되는 토크를 허브 플랜지(111)로 향하게 한다. 마찰 라이닝(131)은 본원 실시예에서 하우징 또는 댐퍼 측면에 배치되고 출력부(136)의 방사상으로 정렬된 영역에 배치된다. 출력부(136)로부터 입력부(135)를 이격 배치하기 위해서 축 방향으로 작동하는 에너지 어큐뮬레이터(138)가 구비되는데 이것은 서로에 대해 두 부분이 상대 회전 운동하는 동안 마찰 토크를 발생시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 장치(1')와 비슷한 장치(200)의 실시예를 보여주지만 비틀림 진동 댐퍼(230)의 영역과 컨버터 로크-업 클러치(232)는 바뀐다.
댐퍼(230)의 입력부(205)는 예를 들어 용접 등에 의해 하우징(202')의 셸(202)에 단단히 결합되고 에너지 어큐뮬레이터(205a)를 유지하기 위해서 내면에서 열리는 링 챔버를 형성하도록 에너지 어큐뮬레이터(205a) 둘레에서 방사상으로 맞물리는 방사상 바깥쪽으로 안내된다. L형 횡단면을 가지는 플랜지(206)는 댐퍼(230)의 출력부로서 아암에 의해 출력부(205)의 열린 측면과 맞물리고 이것은 한쪽 원주 단부에서 도시된 실시예에서 아크 스프링(205a)인 에너지 어큐뮬레이터를 바이어스하고 다른 쪽 원주 단부에서 에너지 어큐뮬레이터(205a)를 바이어스한다. 플랜지(206)의 다른 쪽 아암은 방사상 안쪽으로 향하고 컨버터 로크-업 클러치(232)의 축 방향으로 움직이는 피스톤(208)과 마찰 결합하기 위한 마찰 라이닝(231)을 포함한다. 상기 플랜지 부분(206)은 예를 들어 용접 등에 의해 펌프 휠(207)의 축 방향으로 연장된 쇼울더(207a)와 단단히 연결된다.
피스톤(208)은 원주 방향으로 이격 배치된 리벳(209a)에 의해 피스톤(208)에 단단히 고정된 플랜지(209)를 수단으로 허브 플랜지(211)에 회전할 수 있게 고정되어 연결되는데 피스톤(208)과 플랜지(209)로 구성된 유닛은 치형부(211a)에 의해 허브 플랜지(211)에 대해 축 방향으로 움직일 수 있다. 상기 피스톤(208)은 스톱(220,219) 사이에서 축 방향으로 움직일 수 있다.
도 4는, 하우징(302')으로부터 펌프 휠(307)을 완전히 분리할 수 있고 컨버터 로크-업 클러치(332)의 영역에서 변할 수 있는, 유닛(1')과 비슷한 장치(300)의 실시예를 나타내는데, 도 1에 나타낸 펌프 휠(7)은 댐퍼(30)의 작동 영역에서만 하우징(2')에 대해 회전할 수 있다. 가압하에 두 공급 선(341,342)을 바이어스함으로써 또는 압력의 작용을 받지 않으면서 두 공급 선(341,342)을 바꾸어줌으로써 펌프(307)를 축 방향으로 옮기면 펌프 휠(307)에서 하우징(302')은 분리된다. 마찰 라이닝(331a,331b,335) 상의 마찰 연결부는 위로 올려진다. 하우징 또는 펌프 휠 상에 구비된 마찰 라이닝(335)에 의해 하우징(303)과 펌프 휠(307) 사이에 존재하는 마찰 연결부는 위로 올려진다. 컨버터 로크-업 클러치(332)에 배치된 마찰 연결부가 풀려서 하우징(302')도 풀려지고 하우징(302')은 펌프 휠에 대해 자유롭게 회전할 수 있으므로 아이들링 상태일 때 펌프 휠(307)의 견인 모멘트 없이 경제적으로 유리한 조작 방법이 가능하다.
상기 댐퍼(330)는 도 1의 댐퍼(32)와 일치하지만 하우징 셸(302)이 에너지 어큐뮬레이터(305)의 방사상 외부 위치 설정을 최적화하도록 방사상으로 바깥쪽으로 성형되고 댐퍼(330)의 출력부(306)는 방사상 안쪽으로 끌어당겨지며 마찰 라이닝(331a,331b)과 각 면에 구비된 원뿔형 플랜지를 형성하도록 방사상 바깥쪽으로 내주에서 둥글게 형성되고, 한 면에서 축 방향으로 움직이는 피스톤(308)과 마찰 결합하고 다른 면에서 링 플랜지(307b)와 결합하는데, 이것은 펌프 휠(307)의 축 방향 쇼울더(307a)에 용접되어 단단히 연결된다.
로크-업하는 동안 압력 챔버(326)뿐만 아니라 공급 라인(342)과 압력 챔버(334)는 보어(325)를 통하여 가압하에 바이어스되고 공급 라인(342)은 배출구로서 사용된다. 이 매체 압력은 출력부(306)에 대해 피스톤(308)을 프레스하고 마찰 라이닝(331a,331b)은 피스톤(308)과 링 플랜지(307b) 사이에서 장력을 받고 펌프 휠(307)은 하우징 벽(302)을 향하여 축 방향으로 편향되므로 하우징(302')과 펌프 휠(307) 사이의 마찰 라이닝(335)의 마찰 연결부는 위로 올려지고 댐퍼(330)는 작동 상태이다.
컨버터를 조작하는 동안 공급 라인(3441)은 매체로 바이어스되고 상기 공급 라인(341)은 배출구로서 사용된다. 상기 피스톤(308)은 터빈 휠(310)을 향하여 축 방향으로 움직이고 마찰 라이닝(331a,331b)의 마찰 연결부를 위로 올린다. 동시에 펌프 휠은 하우징 셸(303)을 향하여 축 방향으로 움직이고 마찰 연결부를 형성한다. 댐퍼(330)는 단락되므로 컨버터 매체를 통하여 비틀림 진동은 제동된다. 다른 실시예에서 본원의 도시한 실시예에서 제동 특성을 개선시키도록 터빈 휠 또는 컨버터 로크-업 클러치와 기어 입력 축 사이에 작동 상태인 터빈 댐퍼를 제공하는 것이 유리하다.
도 5는 도 4에서 장치(300)와 비슷한 장치(400)를 도시하지만 컨버터 로크-업 클러치(432)와 하우징(402')의 마운팅 및 펌프 휠(407)의 형태를 개조하였다.
도 4의 출력부(306)와 달리 댐퍼(430)의 출력부(406)는 댐퍼(430)에서 떨어져 축 방향으로 향하도록 형성되고 그 후에 원추형 컨버터 로크-업 클러치(432)를 형성하도록 플랜지를 형성하기 위해서 둥글게 성형되는데, 즉 출력부(406)는 도 4의 출력부(306)와 달리 방사상 바깥쪽에서 내면으로 링 플랜지(407b) 및 피스톤(408)과 마찰 결합부를 형성하도록 마찰 라이닝(431a,431b)과 접촉 압력 판(406)을 형성한다. 상기 피스톤(408)은 축 방향으로 탄성을 가지게 형성되고 허브 플랜지(411)에 회전할 수 있게 고정되어 연결된다.
하우징 셸(403)을 가지는 하우징(402')은 컨버터 넥(404)을 수단으로 기어 스텀프(415)에 회전할 수 있게 장착된다. 상기 하우징 셸(403)은 중심에 배치하기 위해 축 방향 쇼울더(403a)를 가지고 컨버터 넥(404)과 용접에 의해 단단히 결합된다. 펌프 휠(407)은 슬라이딩 링(420)을 삽입했을 때 쇼울더(403a)의 바깥쪽에서 축 방향으로 움직일 수 있게 장착되고, 이 목적으로 내주에서 축 방향 쇼울더(407c)를 가진다. 상기 안내 휠(414)은 베어링(421)을 수단으로 컨버터 넥(404)에 대해 회전할 수 있게 축 방향으로 배치된다.
도 6은 도 4, 5의 장치(300,400)의 기능과 비슷한 토크 전달 장치(500)의 실시예를 보여주고 펌프 휠(507)을 하우징(502')에 시프트 결합하기 위한 다른 디자인의 압력 안내 및 컨버터 로크-업 클러치(532)와 클러치(555)를 포함한다.
비틀림 진동 댐퍼(530)는 도 2의 댐퍼(130)와 비슷한 방식으로 디자인된다. 컨버터 로크-업 클러치(532)의 디자인은, 클러치(555)의 도입에 의해 다음 차이점이 유리하다는 점을 제외하고는 도 2의 디자인과 동일하다.
상기 댐퍼(530)는 터빈 휠(510) 둘레에서 방사상으로 결합하고 펌프 휠(507)에 단단히 결합된 플랜지(507a)로부터 분리할 수 있는데, 댐퍼(530)의 출력부(530a)는 피스톤(506) 및 플랜지(507a)와 마찰 연결하기 위한 마찰 라이닝(531a,531b)을 가지는 플랜지(536)와 리벳(505)을 통하여 방사상으로 확대된다. 축 방향으로 움직일 수 있는 피스톤(545)은 하우징 부분(502)과 댐퍼(530) 사이에서 축 방향으로 장착되고 씨일(525)에 의해 방사상 안쪽으로 씨일(525)에 의해 방사상 바깥쪽으로 컨버터 챔버(534)에서 챔버(533)를 분리하고 축 방향으로 대응하는 운동을 할 때 마찰 라이닝(585)을 수단으로 하우징(502')과 펌프 휠(507) 사이에 마찰 연결부를 형성할 수 있고 하우징(502')과 펌프 휠(507)을 분리하고 연결할 수 있다. 이 목적으로 피스톤(545)은 원주 방향으로 이격된 판 스프링(553)에 의해 연결되고, 토크를 전달하도록 원주 방향으로 제공되며, 허브(501)를 통하여 하우징(502')에 회전할 수 있게 고정되어 연결된 댐퍼(530)의 입력부(535)에 회전할 수 있게 고정된다.
여기에서 세 가지 작동 모드가 발생하는데 이것은 압력 라인(541,542,543)을 수단으로 제어된다. 아이들링 모드는 하우징(502')을 펌프 휠(507)에서 분리한다. 이 목적으로 모든 공급 라인(541,542,543)은 압력을 적게 받거나 동일한 압력으로 바이어스되어서 어떠한 마찰 라이닝(531a,531b,585)도 마찰 토크를 전달할 수 없고 클러치(555)는 분리된다.
변환 모드에서 챔버(533)는 공급 라인(501a)과 기어 입력축(514)의 공급 라인(543)으로서 중공 보어를 통하여 챔버(534)보다 높은 압력하에 바이어스되므로, 피스톤(545)은 플랜지(507a)에 반해 프레스 되고 클러치(555)는 닫혀진다. 상기 챔버(534)는 파이프라인(541,542)을 통하여 컨버터 매체로 채워지고 나머지 파이프라인은 배출구로서 사용된다. 이 챔버(534)에서 압력은 아주 낮게 유지되므로 피스톤(506)은 마찰 라이닝(531a,531b)과 어떠한 마찰 연결부도 형성하지 않는다.
로크-업 모드에서, 챔버(543) 내 압력은 증가되어서 피스톤(506)은 댐퍼로 플랜지 부분(507a)에 장력을 가하여서 펌프 휠(507)은 고정되고 토크는 허브 플랜지(511)와 기어 입력축(514)으로 직접 전달된다. 클러치(555)를 닫힌 상태로 유지하는 챔버(534,533) 사이에서 압력 차이가 존재한다.
도 7은 도 1 내지 6의 실시예와 비슷한 본 발명에 따른 토크 컨버터(600)의 다른 실시예의 단면도이다. 구동 유닛의 크랭크샤프트 사이에 축방향으로 휘어질 수 있게 회전할 수 있도록 고정된 연결부를 형성하기 위해서 토크 컨버터(600)는 스크류 볼트(601b)를 수단으로 하우징(602')에 연결된 구동 판(601a)을 포함한다. 하우징 부분(602,603)으로 형성된 하우징(602')은 하우징(602')에 대해 회전할 수 있는 펌프 휠(607), 허브(611)를 통하여 입력축(614)에 회전할 수 있게 고정되어 배치된 터빈 휠(610), 안내 휠(612), 비틀림 진동 댐퍼(630) 및 로크-업 클러치(632)를 포함한다.
기어 하우징(602')은 내주에서 기어 방향으로 관형 플랜지와 비슷한 하우징 스텀프(604)를 구비하는데 여기에서 하우징(602')은 로울링 베어링 또는 미끄럼 베어링(600b)을 수단으로 기어 하우징(600a)에 회전할 수 있게 배치되고 하우징 스텀프(604)와 기어 하우징(600a) 사이의 씨일(600c)을 수단으로 클러치 벨을 향해 바깥쪽에서 밀폐된다. 펌프 휠(607)과 하우징(602') 사이에서 힘 흐름 방향으로 작용하는 비틀림 진동 댐퍼(630)는, 방사상 바깥쪽의 터빈 휠(610)에 용접 등에 의해 연결되고 펌프 휠(607)에 단단히 결합된 출력부(636)를 가지고, 축 방향으로 형성된 쇼울더(636a)는 펌프 휠(607)과 연결부를 형성하기 위해서 출력부(636)의 외주에 구비된다. 상기 펌프 휠(607)은 연결부를 형성하도록 쇼울더(607a)를 수단으로 터빈 휠(610) 너머로 축 방향으로 바깥쪽으로 넓어진다. 두 개의 쇼울더(636a,607a)는 맞대기 시임(butt-seams) 또는 오버래핑으로 용접되거나 공지된 확동-로킹 연결부를 수단으로 축 방향으로 고정되거나 회전할 수 있게 고정되어 연결된다.
비틀림 진동 댐퍼(630)의 입력부(635)는 두 개의 디스크(635a,635b)로 형성되고 이 디스크는 축 방향으로 출력부(636)를 둘러싸고 예를 들어 리벳 등에 의해, 출력부(636)의 오목한 윈도우에 연결된다. 에너지 어큐뮬레이터(605)의 방사상 안쪽 또는 바깥쪽에서 리벳으로 고정시킬 수 있다. 하우징 부분(602)을 향하고 있는 입력부(635)의 디스크(635a)는 디스크(635a)에 리벳으로 고정되는 것처럼 연결될 수 있는 판 스프링(635c)과 같은 연결부를 수단으로 회전할 수 있게 고정되어 연결되고, 디스크(635a)에서 떨어져 향하고 있는 판 스프링(635c)의 다른 쪽 단부는 하우징 부분(602)에 리벳으로 고정되는 것처럼 단단히 결합되며, 판 스프링(635c)의 대응하는 오우프닝에 맞물리도록 하우징 부분(602)에서 누른 리벳 니플로 리벳 고정될 수 있다. 상기 판 스프링(635c)은 에너지 어큐뮬레이터(605)와 로크-업 클러치(632) 사이에서 방사상으로 장착될 수 있고 특별한 구조에서 에너지 어큐뮬레이터(605)의 방사상 안쪽으로 배치될 수 있다. 도면에 나타낸 실시예에서 비틀림 진동 댐퍼(630)의 입력부(635)와 출력부(636)는 마찰 장치(638)를 구비하고 디스크 부분(635a)은 부분(635,656)을 위한 미끄럼 베어링으로서 동시에 작동할 수 있는 바깥쪽에서 방사상으로 마찰 디스크(633a)를 유지하도록 외주에서 축 방향으로 둥글게 형성된다. 상기 두 개의 디스크 부분(635a,635b)은 축 방향으로 작동하는 에너지 어큐뮬레이터(638b)에 의해 이격 배치된다. 상기 에너지 어큐뮬레이터(605)는 원주 둘레에 고르게 배치되고 부분(635,636)의 창모양 리세스(635a',635b', 636')에 수용된 방사상 상자형 스크류 스프링(605a,605b)에서 형성될 수 있으므로 출력부(636)에 대한 입력부(635)의 상대 회전에 대해 에너지 어큐뮬레이터(605)는 제안된 비틀림 유극을 가지고 원주 방향으로 바이어스되고 마찰 장치(638)와 함께 비틀림 진동을 제동하기 위한 댐핑 장치를 형성한다. 출력부(636)와 입력부(635)의 최대 회전각은 에너지 어큐뮬레이터(605)의 블록 형성물 또는 스톱에 의해 형성될 수 있다. 원주 방향으로 리세스(635a',635b',636)의 연장부는 최대 회전각을 형성할 수 있다. 축 방향 구조 공간을 최대한 활용하기 위해 하우징 벽(602)은 엔진측을 향해 축 방향으로, 즉 구동 판(601a)의 방향으로 에너지 어큐뮬레이터(605)와 같은 높이로 성형된다.
허브(611)에 밀폐되고 축 방향으로 움직일 수 있고 회전할 수 있게 배치된 피스톤(606)은 출력부(635)와 터빈 휠(610) 사이에서 축 방향으로 구비되고 축 방향으로 안쪽으로 방사상 바깥쪽으로 둥글게 형성되며 축 방향 프로우필(606a)과 상보적인 바깥쪽 프로우필(610b)을 가지고 터빈 휠(610a)과 용접에 의해 단단히 결합된 링 플랜지(610a)에서 맞물린 치형부와 같은 축 방향 프로우필(606a)을 바깥쪽 단부에 가진다. 축 방향 프로우필(606a)의 방사상 안쪽에서 마찰 연결부는, 마찰 라이닝(631)을 가지는 피스톤(606)에 의해 형성되는데 이것은 터빈 휠(610)과 마찰 로킹 결합할 때 펌프 휠(607)과 연결하는 컨버터 로크-업 클러치(632)를 형성하도록 비틀림 진동 댐퍼(630)의 출력부(636)에 부착된다. 이 목적으로 마찰 라이닝(631)은 피스톤(606)에 구비될 수도 있다.
컨버터 로크-업 클러치(632)는, 연결부(641,642)에서 설정된 가압 매체 압력에 의해 피스톤(606)의 축 방향 운동에 의해 작동된다. 만일 컨버터 로크-업 클러치가 닫혀진다면, 즉 연결된다면, 가압 매체는 증가된 압력으로 펌프 작용을 받아서 공급 파이프(642)를 통하여 챔버(634)로 주입되므로 피스톤(606)은 터빈 휠(610)에서 떨어져 마찰 라이닝(631)을 향하여 움직이고 출력부(636) 및 하우징(602)과 마찰 연결부를 형성한다. 상기 컨버터 로크-업 클러치(632)는 공급 라인(641)에서 보다 높은 압력을 설정하고 오우프닝(614a)을 통하여 챔버(633)로 가압 매체를 펌프 작용에 의해 밀어줌으로써 분리되고 피스톤(606)은 터빈 휠(610)을 향하여 축 방향으로 위로 움직이고 마찰 라이닝(631)과 마찰 연결부는 분리된다. 가압 매체는 압력으로 바이어스되지 않은 파이프라인(641,642)을 통하여 토크 컨버터(600)에서 매번 분리된다.
도 8은 도 7과 달리 두 개의 피스톤(706,706a)에 의해 형성된 컨버터 로크-업 클러치(732)와 세 개의 가압 매체 라인(741,742,743)을 가지는 토크 컨버터(700)의 단면도를 보여준다. 두 개의 피스톤(706,706a)은 보다 유리하게 축 방향으로 겹쳐지고 다른 반경에서 축 방향으로 형성된 허브(711)의 쇼울더에서 축 방향으로 움직일 수 있게 장착되고 여기에서 밀폐되며 마찰 라이닝(731,731a)을 수단으로 플랜지(707a)와 마찰 연결부를 형성하는데 이것은 바깥쪽에서 방사상으로 피스톤(706) 둘레에서 축 방향으로 안내되고 펌프 휠(707)과 용접에 의해 단단히 결합되는데 마찰 라이닝(731,731a)은 플랜지 부분(707a) 또는 피스톤(706,706a)에 고정될 수 있다. 상기 제동 장치(730)는 도 7의 제동 장치(630)와 거의 비슷하게 형성되는데 출력부(736)는 외부 치형부와 같은 외부 프로파일(736a)에 의해 피스톤(706a)에 리벳으로 고정된 축 방향으로 정렬된 플랜지(706a')와 확동 로킹 연결부를 형성하고 비틀림 진동 댐핑 장치(730)가 삽입되었을 때 하우징 부분(702)으로부터 피스톤(706a)으로 힘을 전달하고 플랜지(707a)와 피스톤(706a) 사이에서 마찰 연결되는 경우에 펌프 휠(707)로 힘을 전달한다.
상기 피스톤(706)은 터빈 휠(710)과 바깥쪽 프로파일(706a")을 통하여 확동 로킹 연결부를 형성하여서 플랜지(707a) 및 피스톤(706)과 마찰 연결부를 형성할 때 컨버터(700)는 고정되고, 즉 전달되는 토크는 하우징(702)에서 터빈 휠(710)로 똑바로 이동하고 여기에서 허브(711)를 통하여 기어 입력 축(714)으로 이동한다. 필요한 조건은, 피스톤(706a)과 플랜지(707a) 사이에 마찰 연결부가 형성된다는 것이다.
도 8에 나타낸 토크 컨버터의 실시예(700)는 아이들링 상태동안 하우징(702)으로부터 토크 컨버터(700)를 분리할 수 있는 가능성을 제공한다. 기어 입력 축(714)에서 공급 파이프(741)와 오우프닝(714a)을 통하여 챔버(733)를 가압 편향시킬 때 피스톤(706)은 터빈 휠(710)의 방향으로 축 방향으로 움직이고 플랜지(707a)와 마찰 연결부를 형성하여서 하우징(702)은 펌프 휠(707)에 연결되고 이 펌프 휠(707)은 터빈 휠(710)을 구동한다. 이런 조작 중에 파이프(741)에 적용되는 압력보다 낮은 가압 매체는 파이프라인(742)과 보어(711a)를 통하여 챔버(733a)로 이동하여서 피스톤(706)과 플랜지(707a) 사이의 마찰 접촉을 중단한다. 컨버터(700)를 로크업하기 위해 플랜지(707a)와 피스톤(706) 사이에 마찰 연결부를 형성하도록 가압 매체는 펌프 작용을 받아 공급 파이프(743)로 옮겨져서 피스톤(706)은 터빈 휠(706)로부터 이격되어 축 방향으로 움직이고 마찰 연결부는 플랜지(707a)를 가지는 마찰 라이닝(731a)을 통하여 형성되어서 토크는 하우징(702)과 마찰 라이닝(731)을 통하여 플랜지(707a)로 전달되고 여기에서 마찰 라이닝(731a)을 통하여 피스톤(706)으로 전달되며 여기에서 확동 로킹 연결부(706a')를 통하여 터빈 휠(710)과 허브(711)로 전달되고 여기에서 기어 입력축(714)으로 전달된다. 타력 주행하는 것과 같은 아이들링 상태동안, 대응하는 조작 모드로, 피스톤(706,706a)에 의해 두 개의 마찰 연결부를 변속함으로써, 토크 컨버터(700)의 경제적인 작동 방법을 달성할 수 있다.
본 출원에서 제출된 특허청구범위는 넓은 특허 보호를 얻기 위해 편견 없는 용어를 제출한다. 본 출원인은 명세서 또는 도면에서 이제까지 서술된 특징 이상을 요구할 권리를 보유한다.
각각의 적절한 종속항의 특징을 통하여 독립항의 주제의 다른 설계를 언급한 종속항에서 사용된 참증은 언급한 종속항의 특징을 위한 독립된 주제 보호를 얻음으로 없어도 되는 것으로 간주되지 아니한다.
그러나 상기 종속항의 주제는 선행 기술에 대해 독립된 발명을 형성하므로, 본 발명의 출원인은 독립된 청구항에 대한 권리를 보유한다. 이것은 선행 종속항의 주제와 관계없는 구조를 가지는 독립 발명을 포함한다.
본 발명은 역시 명세서의 실시예에 제한되지 아니한다. 다양한 수정과 변경, 도면에서 얻어지는 개별 특징 또는 요소 또는 과정 단계의 조합 수정을 통하여 발명적인 특히 변형, 요소 및 조합 또는 물질 그리고 일반적인 서술과 연결되어 서술된 실시예 및 새로운 과정 단계에서 새로운 주제 또는 제조, 시험 및 작업 과정에 관한 한 과정 단계의 순서에서 조합 가능한 특징이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.

Claims (23)

  1. 구동 유닛의 구동 축에 회전할 수 있게 고정되어 연결 가능한 하나 이상의 펌프 휠, 구동되는 구동 트레인의 입력 축에 회전할 수 있게 고정되어 연결 가능한 하나 이상의 터빈 휠, 펌프와 터빈 휠 사이에 장착된 하나 이상의 안내 휠 및 구동 축과 입력 축 사이에서 작동하는 하나 이상의 진동 댐퍼로 구성된, 포트팅거 클러치 또는 토크 컨버터와 같은, 유체 클러치를 가지는 자동차용 토크 전달 장치에 있어서, 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼는 구동 축과 펌프 휠 사이의 힘 이동 방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 펌프 휠은 하우징에 대해 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  3. 제 1항과 2항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼는 하우징과 펌프 휠 사이의 힘 이동 방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  4. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼는 하우징 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  5. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼는 구동 유닛을 향하는 하우징의 벽과 터빈 휠 사이에 축 방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  6. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼는 하우징의 외주 내에서 방사상으로 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  7. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 변속 가능한 로크-업 클러치는 하우징과 펌프 휠 사이에서 작동하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  8. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 컨버터 로크-업 클러치는 펌프 휠의 셸과 하우징 사이에서 작동하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  9. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 로크-업 클러치는 하우징을 향해 축 방향으로 움직일 수 있고 회전할 수 있게 고정되어 연결된 피스톤으로 형성되고 펌프 휠의 구성 성분과 마찰 결합하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  10. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 변속 가능한 컨버터 로크-업 클러치는 하우징과 입력 축 사이에서 작동하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  11. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 컨버터 로크-업 클러치가 닫혀있을 때 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼는 하우징과 입력 축 사이에서 작동하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  12. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼의 입력부는 하우징에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  13. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼의 출력부는 플랜지가 있는 부분에서 형성되는데 이 플랜지가 있는 부분은 컨버터 로크-업 클러치의 피스톤을 위한 마찰 결합 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  14. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 플랜지가 있는 부분은 원추형 마찰 결합면을 형성하도록 외면을 향해 방사상으로 내주에서 둥글게 성형되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  15. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 비틀림 진동 댐퍼의 출력부는 외주 상에서, 펌프 휠의 축 방향 쇼울더로부터 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  16. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 링 플랜지는 컨버터 로크-업 클러치의 피스톤과 마찰 결합부를 형성하도록 방사상 안쪽으로 쇼울더에 구비되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  17. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 링 플랜지는 원뿔형으로 방사상 내부를 향해 정렬되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  18. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 마찰 라이닝은 하우징에서 피스톤의 접촉면 또는 피스톤과 마찰 연결부를 형성하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  19. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 하우징을 통하여 제 1 플라이휠 질량부가 형성되는데 이것은 펌프 휠로 구성된 제 2 플라이휠 질량부에 대해 비틀림 진동 댐퍼의 작용에 반해 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  20. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 컨버터 로크-업 클러치가 닫혀있을 때 터빈 휠의 질량부에 의해 제 2 플라이휠 질량부가 완비되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  21. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼는 원주 방향으로 작용하는 원주를 따라 분배된 에너지 어큐뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  22. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 에너지 어큐뮬레이터는 터빈 휠의 최장 축방향 연장부 내에서 방사상으로 배치된 짧은 코일 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  23. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 에너지 어큐뮬레이터는 조립체 원주로 예비-굽힘 가공된 코일 스프링으로 형성되고 이것은 조립체 원주 반경과 비교한 길이에 대해 더 긴 원호를 따라 뻗어있고 하우징의 외주 내에서, 터빈 휠의 최장 축 방향 연장부의 방사상 바깥쪽에 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
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