KR100565553B1 - 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 록업 클러치(Lock-up clutch)를 구비한 토크 컨버터를 개시한다.본 발명의 토크 컨버터는 엔진의 구동축에 직결되는 프론트 커버; 상기 프론트 커버의 회전에 의하여 함께 회전할 수 있도록 결합되는 임펠러; 상기 임펠러에 대향 위치에 배치되며, 임펠러의 회전에 의하여 함께 회전하는 유체에 의하여 회전하는 터빈; 상기 임펠러 및 터빈 사이에 배치되어 상기 임펠러 및 터빈 내부의 오일 흐름을 바꾸는 리엑터; 그리고 상기 터빈과 동일한 축에 결합되어 오일 압력에 의하여 축 방향으로 이동하여 프론트 커버에 직접 연결될 수 있는 피스톤을 구비한 록업 클러치를 포함하며, 상기 피스톤은 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 절곡부를 포함한다.

따라서, 본 발명은 피스톤에 방사상으로 배치되는 다수의 절곡부를 형성하여 록업 클러치의 오일 작동압 및 설계조건에 따라 굴곡의 크기, 위치 개수 등을 변경하여 설계할 수 있어 피스톤의 변형인 처짐량을 최소화시킬 수 있으며, 피스톤의 강성을 증대시켜 토크 컨버터의 품질을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

토크 컨버터, 록업 클러치, 댐퍼 클러치, 피스톤, 방사, 절곡부

Description

토크 컨버터{Torque converter}

도 1은 본 발명에 따른 실시 예가 적용되는 토크 컨버터를 세로 방향으로 절개하여 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1의 주요부인 피스톤의 형상을 도시한 도면이다.

도 3은 도 2의 A-A부를 절개하여 도시한 단면도이다.

본 발명은 자동변속기의 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 록업 클러치(Lock-up clutch)를 구비한 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는, 엔진의 크랭크 축에 연결되어 구동력을 전달받는 프론트 커버를 구비하고, 이 프론트 커버에 결합되어 함께 임펠러가 회전하며, 상기 임펠러에 대향되는 위치에 터빈이 배치되어 임펠러의 회전에 따라 함께 회전하는 유체에 의하여 터빈이 회전하는 구조를 가지고 있다. 또한, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에는 리엑터("스테이터"라고도 함)가 배치된다. 상기 리엑터는 터빈에서 전달되는 유체 흐름의 방향을 바꾸어 임펠러에 전달하여 토크 변화율을 증대시키는 역할을 한다. 그리고 록업 클러치("댐퍼 클러치"라고도 함)는 토크 컨버터의 입력 축과 출력축이 직접 연결되는 상태가 되도록 하여 최대의 동력전달효율을 얻기 위한 것이다. 상기 록업 클러치는 작동 유압에 의하여 회전축 방향으로 이동하면서 프론트 커버와 자동 변속기의 인풋 샤프트를 직결시키는 역할을 하는 피스톤을 구비한다.

그러나 상기 피스톤은 록업 클러치가 작동할 때 피스톤에 가해지는 오일의 압력으로 인하여 처짐 등의 피스톤 변형이 증대되어 토크 컨버터의 품질이 저하될 수 있는 문제점을 가지고 있다. 또한, 상기 피스톤은 록업 클러치가 작동할 때 피스톤에 반복적으로 가해지는 오일의 압력으로 인하여 피스톤이 충분한 강성을 가져야 하나 제한된 설계구조에서 이러한 요건을 충분히 만족시키지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 록업 클러치가 작동할 때 오일의 압력으로 인하여 발생할 수 있는 피스톤의 처짐 등의 변형을 최소화시킴과 아울러 피스톤의 강성을 증대시켜 품질 및 내구성을 향상시킬 수 있는 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엔진의 구동축에 직결되는 프론트 커버; 상기 프론트 커버의 회전에 의하여 함께 회전할 수 있도록 결합되는 임펠러; 상기 임펠러에 대향 위치에 배치되며, 임펠러의 회전에 의하여 함께 회전하는 유체에 의하여 회전하는 터빈; 상기 임펠러 및 터빈 사이에 배치되어 상기 임펠러 및 터빈 내부의 오일 흐름을 바꾸는 리엑터; 그리고 상기 터빈과 동일한 축에 결합되어 오일 압력에 의하여 축 방향으로 이동하여 프론트 커버에 직접 연결될 수 있는 피스톤을 구비한 록업 클러치를 포함하며, 상기 피스톤은 회전축을 중심으로 방사상으로 다수의 절곡부가 제공되는 토크 컨버터를 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 토크 컨버터를 세로 방향으로 절개하여 도시한 단면도로, 엔진(도시생략)의 크랭크 축에 연결되어 구동력을 전달 받는 프론트 보스(1)를 구비한 프론트 커버(3), 상기 프론트 커버(3)에 결합되어 함께 회전하는 임펠러(5), 상기 임펠러(5)에 대향되는 위치에 배치되어 임펠러(5)의 회전에 따라 유체에 의하여 회전하는 터빈(7), 상기 임펠러(5)와 상기 터빈(7) 사이에 배치되어 터빈(7)에서 전달되는 유체의 흐름을 바꾸어 임펠러(5)에 전달하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터(9, "스테이터"라고도 함)를 도시하고 있다.

상기 터빈(7)은 차량 변속기의 인풋 샤프트(도시생략)에 스플라인 결합되어 구동력을 전달하는 스플라인 허브(11)에 결합된다.

그리고 상기 스플라인 허브(11)에는 유압에 의하여 축방향(프론트 커버 방향)으로 이동될 수 있는 피스톤(13)이 결합된다. 상기 피스톤(13)은 대략 원판형의 플레이트로 이루어진다.

상기 피스톤(13)에는 상기 프론트 커버(3)의 반대 방향 측에 리테이닝 플레이트(15)가 결합 수단에 의하여 결합된다.

상기 리테이닝 플레이트(15)는 스프링(17)의 외주 부분을 감싸도록 배치된다. 그리고 상기 피스톤(13)에는 프론트 커버(3)를 향하는 방향 측에 페이싱(19)이 결합된다. 상기 페이싱(19)은 피스톤(13)이 유압에 의하여 축 방향으로 이동하면서 프론트 커버(3)에 밀착되어 엔진의 구동력이 스플라인 허브(11)를 통하여 차량 변속기 측으로 직접 전달될 수 있도록 하는 역할을 한다.

한편, 드리븐 플레이트(21)는 터빈(7)의 쉘에 결합되어 스프링(17)의 일면에 밀착될 수 있으며 록업 클러치의 록업 작동이 이루어질 때 스프링(17)을 가압할 수 있는 구조를 가진다.

상기 피스톤(13)은, 도 2 및 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 회전 중심을 기준으로 방사상 방향으로 이루어지는 다수의 절곡부(31)가 제공된다. 상기 절곡부(31)는 중심에서 일정한 거리가 떨어지며 프론트 커버(3)의 반대측 방향(터빈측으로 향하는 방향)을 향하도록 절곡되는 제1 돌출부(33) 및 상기 제1 돌출부(33)에서 외주면 측으로 일정한 거리가 떨어져 절곡되어 돌출되는 제2 돌출부(35)를 구비할 수 있다.

상기 제1, 2 절곡부(33, 35)를 구비한 절곡부(31)는 피스톤(13)이 유압에 의하여 축방향으로 이동하면서 프론트 커버(3)에 밀착될 때, 피스톤(13)의 강성을 증대시키는 역할을 하여 피스톤(13)이 처짐 등의 변형이 발생되는 것을 최소한으로 줄일 수 있는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 엔진의 크랭크축에 연결되는 프론트 보스(1)의 회전에 따라 프론트 커버(3)가 회전하고, 상기 프론트 커버(3)의 회전에 따 라 임펠러(5)가 회전한다. 상기 임펠러(5)의 회전에 따라 대향하는 터빈(7)이 회전한다. 이때 리엑터(9)가 상기 터빈(7)에서 전달되는 유체 흐름의 방향을 바꾸어 임펠러(5)와 터빈(7)간의 토크를 증대시킨다.

계속해서 록업 클러치 컨트롤 밸브(도시생략)의 제어에 의하여 록업 클러치가 작동하여 프론트 커버(3)와 터빈(7)이 직결되는데, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

유압에 의하여 상기 피스톤(13)이 프론트 커버(3) 측으로 이동하여 페이싱(19)이 프론트 커버(3)에 밀착된다. 이때 상기 절곡부(31)에 제공된 제1, 2 돌출부(33, 35)로 피스톤(13)의 강성이 증대되고, 이로 인하여 피스톤의 처짐량을 최소화하는 등 피스톤(13)의 변형을 줄일 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 절곡부(31)는 설계의 조건에 따라 다수를 구비하거나 또는 굴곡의 크기, 위치 등을 변형시켜 피스톤(13)을 제작함으로서 설계자유도를 향상시킬 수 있는 것이다.

그러면 프론트 커버(3)와 피스톤(13)이 직접 결합되고, 스플라인 허브(11)에 피스톤(13)이 결합되어 있으므로, 엔진의 구동력은 프론트 커버(3), 피스톤(13), 그리고 스플라인 허브(11)를 통하여 변속기 측으로 전달되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 피스톤에 방사상으로 배치되는 다수의 절곡부를 형성하여 록업 클러치의 오일 작동압 및 설계조건에 따라 굴곡의 크기, 위치 개수 등을 변경하여 설계할 수 있어 피스톤의 변형인 처짐량을 최소화시킬 수 있으며, 피스톤 의 강성을 증대시켜 토크 컨버터의 품질을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 엔진의 구동축에 직결되는 프론트 커버, 상기 프론트 커버의 회전에 의하여 함께 회전할 수 있도록 결합되는 임펠러, 상기 임펠러에 대향 위치에 배치되며, 임펠러의 회전에 의하여 함께 회전하는 유체에 의하여 회전하는 터빈, 상기 임펠러 및 터빈 사이에 배치되어 상기 임펠러 및 터빈 내부의 오일 흐름을 바꾸는 리엑터, 그리고 상기 터빈과 동일한 축에 결합되어 오일 압력에 의하여 축 방향으로 이동하여 프론트 커버에 직접 연결될 수 있는 피스톤을 구비한 록업 클러치를 포함하며,

   상기 피스톤은 회전축을 중심으로 방사상으로 다수의 절곡부가 제공되고, 상기 절곡부는 회전축의 중심으로부터 일정한 거리에 떨어진 부분이 축 방향으로 돌출되는 제1 돌출부를 구비하고, 상기 제1 돌출부에서 외주면 측으로 일정한 거리가 떨어진 부분에 축 방향으로 돌출되는 제2 돌출부를 구비하며, 상기 제1, 2 돌출부가 터빈 측의 방향으로 돌출되는 토크 컨버터.
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