KR100199179B1 - 자동변속기용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

토크 컨버터 쇼크 저감기구의 구조를 유압에 의한 쇼크 저감 방식으로 변경하여 유체의 특성에 따라 순간적인 토크 변동량에 능동적으로 대처할 수 있는 토크 컨버터를 제공하기 위하여, 엔진의 출력축과 연결되어 엔진의 구동력을 받는 토크 컨버터 하우징과; 상기한 하우징과 연결되어 토크 컨버터 하우징과 함께 구동하는 임펠러와; 상기한 임펠러와 대향하는 자세로 배치되어 오일의 원심력에 의하여 구동되고, 변속기 입력축과 연결된 터빈 런너와; 상기한 터빈 런너와 토크 컨버터 하우징 사이에 위치하여 일정 차속 이상이 되면 양측을 기계적으로 직결시키는 클러치 페이싱이 장착되어 있는 댐퍼 클러치 플레이트와; 상기한 댐퍼 클러치 플레이트와 터빈 런너 사이에 장착되어 댐퍼 클러치 작동시 발생되는 토크 변동쇼크를 오일의 유동저항으로 저감시키는 쇼크 저감 수단을 포함한 자동 변속기용 토크 컨버터를 제공한다.

Description

자동 변속기용 토크 컨버터

본 발명은 자동차에서 사용되는 자동 변속기용 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토크 컨버터에 장착된 쇼크 저감기구의 구조를 유체를 사용한 쇼크 저감 방식으로 변경하여 토크 컨버터의 토크 변동량에 능동적으로 대처할 수 있는 자동 변속기용 토크 컨버터의 쇼크 저감 기구에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에서 사용되는 자동 변속기는, 엔진의 출력축과 변속기 사이에 위치하여 엔진의 구동력을 전달하는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기 메카니즘을 가지고 있으며, 자동차의 작동 상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 단을 선택하기 위한 유압 작동 마찰 요소를 포함하고 있다.

상기한 토크 컨버터는, 엔진의 출력축과 연결되어 있어 함께 구동하는 펌프 임펠러와, 자동 변속기의 입력축과 연결되어 함께 작동하는 터빈 런너와, 상기한 임펠러와 터빈 런너 사이에 배치된 스테이터를 포함하여 구성되어 있다.

상기한 스테이너는, 유체가 터빈 런너로부터 임펠러로 들어갈 때 펌프 임펠러의 회전을 방해하지 않는 방향으로 흐르도록 하는 보조 작용을 한다.

이러한 토크 컨버터는, 엔진의 구동축과 자동 변속기의 입력축 사이에 위치하여 엔진으로부터의 동력을 전달받아 변속기에 전달하는 유체이음이다.

제4도는 현재 사용중인 토크 컨버터의 쇼크 저감기구가 토크 컨버터에 장착된 상태의 단면도로서, 댐퍼 클러치(102)의 내측 끝단 주위에 장착되어 있다.

상기한 댐퍼 클러치(102)는, 규정 차속 이상이 되면 임펠러(104)와 터빈 런너(106)를 기계적으로 직결시켜 동력 전달 효율을 좋게 하여, 연비 향상과, 정숙성을 도모하기 위해 장착된다.

이러한 댐퍼 클러치(102)는, 온 오프시 충격이 발생하는 문제가 발생하는데, 이러한 댐퍼 클러치(102) 온상태일 때 발생하는 토크 변동쇼크를 저감시키기 위해 쇼크 저감기구(108)가 장착된다.

상기한 쇼크 저감기구(108)는 댐퍼 클러치(102)와 터빈 런너(106) 사이에 위치하여, 댐퍼 클러치(102)의 회전 속도와 터빈 런너(106)의 회전 속도차에 의해 발생하는 쇼크를 저감시켜 주는 역할을 한다.

이러한 쇼크 저감기구(108)는 댐퍼 클러치(102)의 내측면에 고정 장착되는 리테이너(110)와, 이 리테이너(110)에 내장된 스프링(112)과, 이 스프링(112)의 일측이 연장되어 터빈 런너의 외측면에 결합되어 있는 탄성 로드(114)로 구성되어 있다.

상기한 리테이너(110)는, 댐퍼 클러치(102)의 내측의 끝단 주위로 고정장착되어 스프링(112)을 고정시켜 준다.

상기한 스프링(112)은, 압축 코일 스프링으로서 그 특성은 F=kx(F는 작용압, k는 스프링 탄성계수, x는 변위량)에 따라 변위량에 비례해서 토크 변동쇼크를 흡수하도록 되어 있다.

상기한 스프링의 일측에 연결된 탄성로드(114)는, 스프링(112)의 탄성력을 터빈 런너(106)에 전달하여 쇼크를 저감시킨다.

상기한 바와 같이 이루어진 토크 컨버터에서, 쇼크 저감기구는 댐퍼 클러치의 작동시 발생하는 토오크 변동쇼크는 실제로 어느값 이상의 변위량(x)이 발생하기 전에 순간적으로 전달되는 것으로서, 코일 스프링으로는 토크 변동 크기에 능동적으로 대처할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 토크 컨버터 쇼크 저감기구의 구조를 유압에 의한 쇼크 저감 방식으로 변경하여 유체의 특성에 따라 순간적인 토크 변동량에 능동적으로 대처할 수 있는 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 엔진의 출력축과 연결되어 엔진의 구동력을 받는 토크 컨버터 하우징과; 상기한 하우징과 연결되어 토크 컨버터 하우징과 함께 구동하는 임펠러와; 상기한 임펠러와 대향하는 자세로 배치되어 오일의 원심력에 의하여 구동되고, 변속기 입력축과 연결된 터빈 런너와; 상기한 터빈 런너와 토크 컨버터 하우징 사이에 위치하여, 일정 차속 이상이 되면 양측을 기계적으로 직결시키는 클러치 페이싱이 장착되어 있는 댐퍼 클러치 플레이트와; 상기한 댐퍼 클러치 플레이트와 터빈 런너사이에 장착되어 댐퍼 클러치 작동시 발생되는 토크 변동쇼크를 오일의 유동저항으로 저감시키는 쇼크 저감수단을 포함한 자동 변속기용 토크 컨버터를 제공한다.

상기한 쇼크 저감수단은, 댐퍼 클러치 플레이트의 내측에 고정 장착되어 있는 리테이너와; 상기한 리테이너의 의해 댐퍼 클러치에 고정되어 있고, 적당한 점성을 가진 유체를 내장한 실린더와; 상기한 실린더의 내측면과 슬라이드 가능하게 설치되어 있고, 외측면에 일정 크기의 장홈이 형성되어 있고, 내측면으로 유체의 유동을 차단하는 칸막이와, 이 칸막이의 일측에 형성되어 있는 오일 유동저항을 발생시키는 다수개의 오리피스를 포함하는 피스톤과; 상기한 피스톤에 형성된 장홈에 일측이 삽입되어 유동 가능하게 연결되고, 타측은 터빈 런너에 고정 결합되어 있는 작동 로드로 구성되어 있다.

제1도는 본 발명에 의한 쇼크 저감기구가 토크 컨버터에 장착된 상태의 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 토크 컨버터의 쇼크 저감기구의 사시도.

제3도는 제2도 A-A부의 단면도.

제4도는 종래 기술에 의한 토크 컨버터의 단면도

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 쇼크 저감기구가 장착된 자동 변속기용 토크 컨버터의 단면도를 도시한 것으로서, 부호(1)는 토크 컨버터를 칭한다.

상기한 토크 컨버터(1)는 엔진의 출력축(2)과 변속기 입력축(4)사이에 위치하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 장치로서, 유체의 운동 에너지를 이용하여 자동적으로 토오크를 변환하여 전달한다.

이러한 토크 컨버터(1)는, 엔진의 클랭크축과 연결되어 함께 구동하는 토크 컨버터 하우징(6)과, 상기한 컨버터 하우징(6)과 연결되어 엔진이 회전함에 따라 역시 회전하는 임펠러(8)와, 상기한 임펠러(8)와 대향하는 자세로 배치되며 변속기의 입력축(4)과 연결되어 함께 작동하는 터빈 런너(10)로 부터 임펠러(8)로 들어갈 때 임펠러(8)의 회전을 방해하지 않는 방향으로 흐르도록 하여 엔진의 토크를 증대시키는 스테이터(12)등으로 구성되어 있다.

상기한 임펠러(8)와 터빈 런너(10) 내에는 작동유체인 오일이 채워져 있어, 이 오일의 원심력에 의해 회전력이 전달된다.

상기한 컨버터 하우징(6)과 터빈 런너(10) 사이에는 댐퍼 클러치(14)가 위치하는데, 이 댐퍼 클러치(15)는 유체를 동력 전달의 매개로 사용함으로 발생하는 미끄럼을 일정차속 이상이 되면 임펠러(8)와 터빈 런너(10)를 기계적으로 직결시켜 미끄럼에 의한 손실을 없게 하고, 연비 향상과 정숙성 향상을 도모하기 위해 장착되어 있다.

이러한 댐퍼 클러치(15)의 작동상태를 보면, 자동차가 일정차속 이상이 되면 컨버터 하우징(6)과 댐퍼 클러치(15) 유압챔버(16)에 유압을 공급되어, 댐퍼 클러치(15)를 도면에서 보아 좌측으로 밀어 주면 댐퍼 클러치(15)에 장착되어 있는 클러치 페이싱(18)과 컨버터 하우징(6)이 마찰에 의한 접촉이 이루어지고, 이 마찰에 의해 컨버터 하우징(6)의 회전력이 곧바로 터빈 런너(10)에 전달된다.

그러나 엔진의 회전력과 터빈 런너(10)의 회전력차에 의해 토크 변동쇼크가 발생하는데, 이러한 토크 변동쇼크를 저감시키기 위해 쇼크 저감기구(20)가 장착된다.

상기한 쇼크 저감기구(20)는 댐퍼 클러치 플레이트(14)의 내측면 끝단과 터빈 런너(10)의 외측 일정부위에 다수개 장착되어 있다.

제2도는 상기한 쇼크 저감기구를 도시한 사시도이고, 제3도는 제2도 A-A선의 단면도로서, 댐퍼 클러치의 내측에 장착되어 있는 실린더(22)와, 이 실린더(22)의 일측과 댐퍼 클러치(13)사이에 고정장착되어 실린더(22)를 댐퍼 클러치(13)에 고정 장착시켜 주는 리테이너(27)와 상기한 실린더(22)의 내측면과 슬라이드하게 이루어진 피스톤(24)과, 상기한 피스톤(24)과 터빈 런너(10) 사이를 연결하여 주는 작동로드(26)등으로 구성되어 있다.

상기한 실린더(22)는, 댐퍼 클러치 플레이트(14)의 내측면에 장착되어 있는 리테이너(27)에 의해 고정되어 있고, 내면에는 피스톤(24)이 슬라이드 가능하게 형성되고, 적당한 점성을 가지 오일이 충만해 있다.

상기한 피스톤(24)은, 터빈 런너(10)에 고정 장착되어 있는 작동로드(26)가 좌우로 움직일 수 있도록 하는 슬라이드홈(31)이 형성되어 있고, 실린더(22)의 내측으로 슬라이드 가능하게 형성되고, 내측 일정부위에는 오일의 유동을 막는 칸막이(28)가 피스톤(22)과 수직 방향으로 형성되어 있고, 이 칸막이(28)의 일정 부위에는 오일의 유동 저항을 발생시키기 위한 다수개의 오리피스(30)가 형성되어 있다.

상기한 리테이너(27)는, 댐퍼 클러치 플레이트(14)의 일측에 고정 장착되어 있는 일정 두께를 가진 판으로서 실린더(22)를 댐퍼 클러치(13)에 고정시키는 역할을 한다.

상기한 작동 로드(26)는, 일측이 터빈 런너(10)의 외측 일정 부위에 고정되어 있고, 타측은 피스톤(24)의 외측면에 형성된 슬라이드홈(31)에 삽입되어 좌우로 유동 가능하게 장착되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 쇼크 저감기구(20)는 유체가 작은 지름을 갖는 오리피스(30)를 통과할때 발생하는 유체의 유동 저항에 위해 제진 작용을 하여, 압축시 또는 신장시 감쇠력을 발휘하여 쇼크를 저감시킨다.

특히 순간적인 쇼크 발생시에도 유압의 특성상 토크 변동량에 능동적으로 대처할 수 있다.

이러한 구조의 쇼크 저감기구(20)의 작동상태를 살펴보면, 댐퍼 클러치(13)의 작동시 엔진과 연결된 토크 컨버터 하우징(6)과 댐퍼 클러치 페이싱(18)의 마찰로서 동력을 전달하는데, 이때 엔진의 회전력과 터빈 런너(10)의 회전력차에 의해 순간적인 토크 변동이 발생한다. 이러한 엔진의 회전력을 받아서 엔진과 같은 속도로 회전하는 댐퍼 클러치(13)와, 그 이하의 일정속도로 회전하는 터빈 런너(10)가 치합하면 양자의 회전력차에 의해 발생되는 토크 변동을 댐퍼 클러치 플레이트(14)에 고정된 실린더(22)내로 터빈 런너(10)에 고정된 피스톤(24)이 슬라이드 압축되면, 실린더(22)내의 오일이 오리피스(30)를 통하여 피스톤(24)으로 유입되는데, 이때 유체가 오리피스(30)를 통과하면서 오일 유동 저항을 발생시켜 토크 변동량을 감쇄시킨다.

상기한 댐퍼 클러치(13) 작동시 댐퍼 클러치 플레이트(14)는 쇼크 저감기구의 측방향으로 이동하는데, 이때 쇼크 저감기구 역시 댐퍼 클러치 플레이트(14)에 고정되어 있기 때문에 같은 방향으로 이동하게 된다. 이러한 이동을 위해 피스톤의 슬라이드홈(31)으로 작동로드(26)가 그 이동량 만큼 움직이게 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 토크 컨버터의 쇼크 저감기구는, 그 구조를 오일의 유동 저항을 이용한 유체에 위한 쇼크 저감 방식을 사용함으로서, 유체의 특성에 따라 순간적인 토크 변동량에 능동적으로 대처할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 엔진의 출력축과 연결되어 엔진의 구동력을 받는 토크 컨버터 하우징과 상기 하우징과 연결되어 토크 컨버터 하우징과 구동하는 임펠러와, 상기 임펠러와 대향하는 자세로 배치되어 오일의 원심력에 의하여 구동되고, 변속기 입력축과 연결된 터빈 런너와, 상기 터빈 런너와 토크 컨버터 하우징 사이에 위치하여, 일정 차속 이상이 되면 양측을 기계적으로 직결시키는 클러치 페이싱이 장착되어 있는 댐퍼 클러치 플레이트와, 상기 댐퍼 클러치 작동시 발생되는 토크 변동쇼크를 저감시키는 쇼크 저감수단 등으로 이루어진 자동 변속기용 토크 컨버터에 있어서, 상기 쇼크 저감수단은 상기 댐퍼 클러치 플레이트의 내측에 고정 장착되어 있는 리테이너와, 상기 리테이너에 의해 댐퍼 클러치에 고정 장착되고, 적당한 점성을 가진 유체를 내장한 실린더와, 상기 실린더와 슬라이드 가능하게 설치되어 있고, 외측면에는 슬라이드홈이 형성되어 있고, 내측면에는 오일 유동저항을 발생시키는 다수개의 오리피스가 형성되어 있는 피스톤과, 상기 피스톤에 형성된 슬라이드홈에 일측이 삽입되어 유동 가능하게 장착되고, 타측은 터빈 런너에 고정되어 있는 작동로드로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기용 토크 컨버터.