KR100755048B1 - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는데 적용되며, 토크 컨버터의 록업 클러치의 댐퍼가 정, 역회전하면서 대칭으로 비틀림 특성을 가지도록 하여 상품성을 향상시키는 차량용 토크 컨버터를 개시한다. 본 발명의 차량용 토크 컨버터는, 록업 클러치 및 댐퍼를 포함하는 차량용 토크 컨버터에서, 상기 댐퍼는 상기 록업 클러치의 피스톤에 결합되는 리테이닝 플레이트, 상기 리테이닝 플레이트에 원주 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 제1 코일 스프링, 상기 리테이닝 플레이트에 결합되는 제1 코일 스프링의 중심과 거리가 다른 부분에 원주 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 제2 코일 스프링, 터빈 또는 변속기의 입력축과 연결되는 스플라인 허브에 결합되며, 상기 제1 코일 스프링을 양단에 밀착되도록 배치되는 제1 스프링 지지부들과, 상기 리테이닝 플레이트와 상대 회전을 통하여 상기 제2 코일 스프링들의 양단을 가압하도록 원주 방향으로 배치되는 다수의 홈이 제공되는 드리븐 플레이트를 포함한다.

토크, 컨버터, 댐퍼, 스프링, 정역회전, 비틀림, 대칭

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위하여 토크 컨버터의 반단면도이다.

도 2는 도 1의 록업 클러치를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 작동 과정을 보여주기 위하여 도 2의 주요 부분을 도시한 상세도이다.

도 4는 본 발명에 따른 효과를 설명하기 위한 그래프이다.

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 등에 장착되어 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는데 적용되며, 토크 컨버터의 록업 클러치의 댐퍼가 정, 역회전 할 때 대칭으로 비틀림 특성을 가지도록 하여 상품성을 향상시키는 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치될 수 있으며, 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 것이다. 이러한 토크 컨버터는 엔진의 구동축과 일체로 회전되는 임펠러, 상기 임펠러에서 토출되는 오일에 의 해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 스테이터를 포함한다.

상기 토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력 전달 효율이 떨어질 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치를 갖추고 있다. 상기 록업 클러치는 엔진의 크랭크 축과 직접 연결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.

상기 록업 클러치는 일측에 원주 방향으로 작용하는 충격을 흡수하기 위하여 댐퍼가 배치된다. 상기 댐퍼는 원주 방향으로 다수의 코일 스프링이 배치되어 프론트 커버에 피스톤이 직결되면서 전달되는 원주 방향의 충격을 상기 코일 스프링에서 흡수될 수 있는 구성을 가진다. 상기 댐퍼는 간단한 구조로 이루어지면서 정회전과, 바퀴의 회전수가 엔진의 회전수에 비하여 더 빠른 타성 주행 상태인 역회전시에 댐퍼의 회전 각도에 따라 스프링들에 작용하는 힘이 서로 대칭적인 비틀림 특성을 가져야 정, 역 방향의 원주 방향으로 작용하는 충격을 충분히 흡수할 수 있으나 이러한 특성에 충분히 대응하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 이루어져 저렴한 비용으로 제작이 가능하면서도 정, 역회전 대칭 비틀림 특성을 가져 정, 역회전시 동일하게 원주 방향으로 작용하는 충격을 흡수하여 안정성을 증대시키는 댐퍼를 구비한 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엔진의 크랭크 축에 연결되는 보스와 일체로 이루어지는 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 연결되어 함께 회전하는 임펠러, 상기 임펠러와 마주하는 자세로 배치되는 터빈, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸어 주는 스테이터, 상기 엔진과 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치, 그리고 상기 록업 클러치의 일측에 설치되어 원주 방향으로 작용하는 충격을 흡수하는 댐퍼를 포함하며, 상기 댐퍼는 상기 록업 클러치의 피스톤에 결합되는 리테이닝 플레이트, 상기 리테이닝 플레이트에 원주 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 제1 코일 스프링, 상기 리테이닝 플레이트에 결합되는 제1 코일 스프링의 중심과 거리가 다른 부분에 원주 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 제2 코일 스프링, 터빈 또는 변속기의 입력축과 연결되는 스플라인 허브에 결합되며, 상기 제1 코일 스프링을 양단에 밀착되도록 배치되는 제1 스프링 지지부들과, 상기 리테이닝 플레이트와 상대 회전을 통하여 상기 제2 코일 스프링들의 양단을 가압하도록 원주 방향으로 배치되는 다수의 홈이 제공되는 드리븐 플레이트를 포함하는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 드리븐 플레이트에 제공되는 홈들은 상기 제2 코일 스프링의 양단에서 일정한 거리가 띄워진 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 리테이닝 플레이트는 상기 제2 코일 스프링을 지지하는 부분이 돌출되어 드리븐 플레이트의 회전을 제한하는 스토퍼가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 제1 코일 스프링들과 제2 코일 스프링들은 서로 다른 탄성력을 가지는 것이 바람직하다.

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

도1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 단면도이며, 도2는 도1의 주요 부분을 설명하기 위한 도면으로, 차량의 자동변속기에 적용될 수 있는 토크 컨버터를 도시하고 있다. 토크 컨버터는 엔진의 크랭크 축에 연결되는 프론트 커버(4), 상기 프론트 커버(4)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(6), 상기 임펠러(6)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(8), 그리고 상기 임펠러(6)와 상기 터빈(8) 사이에 위치하여 터빈(8)으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 상기 임펠러(6) 측으로 전달하는 스테이터(10, 또는 리엑터 라고도 함)를 포함한다. 상기 임펠러(6), 터빈(8), 그리고 스테이터(10)들은 상기 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심 축을 가진다. 그리고 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치된다.

상기 록업 클러치(14)는 대략 원판형의 피스톤(16)을 구비하고 있으며, 상기 피스톤(16)에는 프론트 커버(4)에 접촉될 수 있는 마찰재(18)가 결합된다. 그리고 상기 피스톤(16)은 터빈(8)이 결합되며 변속기의 입력축에 연결되는 스플라인 허브(20)의 외주에 축 방향으로 유압에 의하여 이동 가능하게 스플라인 결합될 수 있다.

상기 록업 클러치(14)의 일측에는 록업 클러치(14)의 록업 작동시에 원주 방 향으로 작용하는 충격을 흡수하는 댐퍼(22)가 결합되어 있다. 상기 댐퍼(22)는 상기 록업 클러치(14)의 피스톤(16)에 결합되는 리테이닝 플레이트(24), 상기 리테이닝 플레이트(24)와 일정한 구간은 상대 회전을 하고 상대 회전 구간이 지난 후에는 함께 회전할 수 있도록 배치되는 드리븐 플레이트(26), 상기 리테이닝 플레이트(24)에 배치되는 다수의 제1 코일 스프링(28) 및 제2 코일 스프링(30)을 포함한다.

상기 드리븐 플레이트(26)는 스플라인 허브(20)에 또는 터빈(8)에 고정 결합될 수 있다. 상기 리테이닝 플레이트(24)에는 다수의 상기 제1코일 스프링(28) 및 제2코일 스프링(30)들을 원주 방향으로 배치되고, 이러한 제1 코일 스프링(28) 및 제2 코일 스프링(30)들에 의하여 원주 방향으로 작용하는 충격을 흡수할 수 있는 구조를 가지고 있다. 본 발명은 상기 제1 코일 스프링(28)들과 제2코일 스프링(30)들은 원주 방향으로 동일한 중심으로 회전하면서 서로 다른 직경을 가지는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 작은 공간에 용이하게 배치되면서 원주 방향으로 충격을 흡수하는 역할을 할 수 있다.

상기 드리븐 플레이트(26)는 상기 제1 코일 스프링(28)의 양단에 밀착되도록 제1 스프링 지지부(26a)들을 구비하고 있다. 상기 제1 스프링 지지부(26a)는 리테이닝 플레이트(24)와 일정한 구간을 상대 회전하면서 제1 코일 스프링(28)을 통하여 원주 방향의 충격을 흡수할 수 있는 것이다. 또한 상기 드리븐 플레이트(26)는 상기 제2 코일 스프링(30)을 수용할 수 있는 홈(26b)들이 제공된다. 상기 드리븐 플레이트(26)에 제공된 홈(26b)들은 댐퍼의 비작동시에는 제2 코일 스프링(30)이 중앙부에 위치하며, 댐퍼가 작동되는 경우에 홈(26b)들의 어느 일단이 제2 코일 스프링(30)의 일단을 밀착하여 회전 방향의 충격을 흡수할 수 있는 구조로 이루어진다. 상기 드리븐 플레이트(26)에 제공되는 홈(26b)에는 중앙부에 제2 코일 스프링(30)이 배치되므로 댐퍼에 작용하는 회전력 정회전 또는 역회전에 관계없이 같은 정도의 충격을 흡수하는 구조로 이루어지는 것이다.

한편, 상기 리테이닝 플레이트(24)에는 제2 코일 스프링(30)을 지지하는 부분이 연장되어 상기 드리븐 플레이트(26)의 홈(26b)의 일단에 접촉될 수 있는 스토퍼(24a)를 구비하고 있다. 상기 리테이닝 플레이트(24)의 스토퍼(24a)와 상기 드리븐 플레이트(26)의 홈(26b)이 접촉되는 것으로 상기 리테이닝 플레이트(24)와 상기 드리븐 플레이트(26)는 함께 회전하는 것이다(도 3에 도시하고 있음).

도 4는 회전 각도의 증가(가로축)에 따라 제1 코일 스프링(28) 및 제2 코일 스프링(30)에 작용하는 힘(세로축)을 표시하고 있으며, 부호 A, A1은 제1 코일 스프링(28)의 작동 영역이고, 부호 B, B1은 제2 코일 스프링의 작동 영역이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명은 정방향으로 댐퍼가 작용하는 경우, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 댐퍼의 리테이닝 플레이트(24)와 드리븐 플레이트(26)가 서로 상대적인 회전을 하면서 드리븐 플레이트(26)의 제1 스프링 지지부(26a)들이 상기 제1 코일 스프링(28)들에 밀착되면서 제1 코일 스프링(28)을 가압한다. 따라서 원주 방향의 충격은 먼저 제1 코일 스프링(28)에 의하여 흡수하게 된다(구간 A, B). 계속해서 드리븐 플레이트(26)가 회전(도3에서 화살표 방향을 기준)하면 제2 코일 스프링(30)을 가압하여 충격을 흡수할 수 있는 것이다(도 3의 상태). 그리고 상기 리테이닝 플레이트(24)의 스토퍼(24a)와 드리븐 플레이트(26)의 홈(26b)이 접촉되는 순간 상기 리테이닝 플레이트(24)와 상기 드리븐 플레이트(26)는 함께 회전한다. 상기에서 제1 코일 스프링(28)과 제2 코일 스프링(30)의 탄성력을 다르게 할 경우 제한된 공간에서 원주 방향의 충격의 세기에 더욱 용이하게 대응할 수 있다.
그리고 바퀴의 회전력이 엔진을 통하여 전달되는 프론트 커버의 회전력보다 큰 경우, 즉 관성에 의하여 타성 주행을 하는 경우에는 상기 리테이닝 플레이트(24)와 드리븐 플레이트(26)가 역 방향으로 회전하면서 제1 코일 스프링(28) 및 제2 코일 스프링(30)에 의하여 충격을 흡수하게 된다(구간 A1, B1). 이러한 과정은 상술한 설명과 힘이 작용하는 방향만 반대이고 작동 원리는 동일하므로 상술한 설명으로 대치한다.

삭제

따라서 본 발명은 댐퍼에 작용하는 정방향과 역방향으로 작용하는 힘이 서로 회전 각도에 따라 대칭인 결과를 얻게 된다. 그러므로 본 발명은 간단한 구조로 정, 역회전과 관계없이 원주 방향으로 작용하는 충격을 안정적으로 흡수하여 댐퍼 안정성을 증대시키게 된다.

이와 같이 본 발명은 간단한 구조를 통하여 록업 클러치가 작동된 상태에서 정회전에 의하여 작용하는 댐퍼의 스프링들에 작용하는 힘과, 바퀴의 회전력이 엔진의 구동력보다 큰 상태로 주행하는 타성 주행으로 역회전에 의하여 작용하는 댐퍼의 스프링들에 작용하는 힘이 회전 각도에 따라 서로 대칭 형태를 이루어 안정성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 엔진의 구동력을 변속기에 직결시키는 록업 클러치(14) 및 원주 방향의 충격을 흡수하는 댐퍼(22)를 포함하는 차량용 토크 컨버터에서,

   상기 댐퍼(22)는

   상기 록업 클러치(14)의 피스톤(16)에 결합되는 리테이닝 플레이트(24);

   상기 리테이닝 플레이트(24)에 원주 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 제1 코일 스프링(28);

   상기 리테이닝 플레이트(24)에 결합되는 제1 코일 스프링(28)의 중심과 거리가 다른 부분에 원주 방향으로 탄성력이 작용하도록 배치되는 제2 코일 스프링(30);

   터빈 또는 변속기의 입력축과 연결되는 스플라인 허브(20)에 결합되며, 상기 제1 코일 스프링(28)을 양단에 밀착되도록 배치되는 제1 스프링 지지부(26a)들과, 상기 리테이닝 플레이트(24)와 상대 회전을 통하여 상기 제2 코일 스프링(30)들의 양단을 가압하도록 원주 방향으로 배치되는 다수의 홈(26b)이 제공되는 드리븐 플레이트(26);

   상기 드리븐 플레이트(26)에 제공되는 홈(26b)들은

   상기 제2 코일 스프링(30)의 양단에서 일정한 거리가 띄워진 위치에 배치되는 차량용 토크 컨버터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 리테이닝 플레이트(24)는

   상기 제2 코일 스프링(30)을 지지하는 부분이 돌출되어 드리븐 플레이트(26)의 회전을 제한하는 스토퍼(26b)가 제공된 차량용 토크 컨버터.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 코일 스프링(28)들과 제2 코일 스프링(30)들은 서로 다른 탄성력을 가지는 차량용 토크 컨버터.

Images