KR100794268B1 - Torque converter - Google Patents

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Abstract

A torque converter is provided to prevent an accident by preventing a vehicle from running at a coasting speed by activating an engine brake, when a reverse driving occurs between an engine and wheels. A front cover(3) includes a boss which is connected to a crank shaft of an engine. An impeller(5) is connected to the front cover and rotated by the front cover. A turbine(7) is arranged to be opposed to the impeller. A stator(9) is arranged between the impeller and the turbine and changes a flow of oil from the turbine to the impeller. A lock up clutch(11) directly couples the engine with the turbine. A spline hub(19) delivers the operation force of the engine from the lock up clutch to an input shaft of a transmission. A one-side clutch is arranged between an inner side of the front cover and the spline hub. The spline hub is freely rotated in a power delivery direction from the engine. The spline hub is rotated with the front cover in a reverse direction.

Description

토크 컨버터{Torque converter}Torque converter

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a torque converter for explaining an embodiment of the present invention.

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 등에 장착되어 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는데 이용되며, 엔진 브레이크 기능을 수행하여 연비를 향상시킬 수 있는 토크 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a torque converter for a vehicle, and more particularly, to a torque converter which is mounted on a vehicle and used to transmit driving power of an engine to a transmission and performs an engine brake function to improve fuel efficiency.

일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치될 수 있으며 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 것이다. 이러한 토크 컨버터는 토크 축과 일체로 회전하는 임펠러, 상기 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 스테이터를 포함한다.In general, a torque converter may be installed between an engine of a vehicle and a transmission and transmits driving force of the engine to the transmission using a fluid. The torque converter includes an impeller rotating integrally with the torque shaft, a turbine rotated by oil discharged from the impeller, and a stator for directing a flow of oil flowing back to the impeller in a direction of rotation of the impeller to increase a torque change rate. .

토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 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 회전동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다. 임펠러 쉘은 임펠러 허브에 결합되고, 임펠러 허브는 오일펌프에 회전력을 전달할 수 있다. The torque converter is equipped with a lockup clutch, which is a means of direct connection between the engine and the transmission, as the load on the engine can increase power transmission efficiency. The lockup clutch is disposed between the turbine and the front cover which is directly connected to the crankshaft of the engine so that the rotational power of the engine can be transmitted directly to the turbine. The impeller shell is coupled to the impeller hub, which can transmit rotational force to the oil pump.

이러한 토크 컨버터는 변속기의 인풋 샤프트와 결합되어 있는 스플라인 허브와 프론트 커버의 내측면 사이에 드러스트 와셔 또는 드러스트 니들 베어링이 배치되어 양방향으로 자유 회전이 될 수 있는 구조로 이루어진다. 이러한 종래의 토크 컨버터가 장착된 차량은 바퀴의 구동력이 엔진의 구동력보다 큰 경우 즉, 역구동인 경우 차량의 타성 주행이 발생하여 안전사고가 증대될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 종래의 토크 컨버터가 장착된 차량은 운전자가 가속 페달을 가압한 상태를 급격하게 가속페달의 가압 상태를 해제하면 바로 엔진 회전수가 줄어들면서 엔진에 분사되는 연료를 일시적으로 중지하여 연비를 향상시키는 제어가 이루어지는데 이 때 엔진 회전수가 줄어드는 시간이 너무 짧아 연비 향상에 충분하게 만족하지 못하는 문제점이 있다. The torque converter has a structure in which a thrust washer or a thrust needle bearing is disposed between the spline hub coupled to the input shaft of the transmission and the inner surface of the front cover, thereby allowing free rotation in both directions. Such a conventional vehicle equipped with a torque converter has a problem in that, when the driving force of the wheel is greater than the driving force of the engine, that is, inertia driving, inertia driving of the vehicle may occur, thereby increasing safety accidents. In addition, a vehicle equipped with a conventional torque converter may immediately decrease the engine speed when the driver presses the accelerator pedal rapidly and releases the pressurized state of the accelerator pedal to temporarily stop fuel injected into the engine to improve fuel efficiency. When the control is made, there is a problem that the time for reducing the engine speed is too short to be sufficiently satisfied to improve fuel efficiency.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 구동력보다 바퀴의 구동력이 커져 역구동이 이루어지는 경우에 차량의 타성 주행을 방지하여 안전 사고를 예방할 수 있는 토크 컨버터를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is a torque converter that can prevent a safety accident by preventing the inertia of the vehicle when the driving force of the wheel is greater than the driving force of the engine to reverse driving To provide.

또한, 본 발명은 운전자가 가속 페달을 가압하고 있다가 급격하게 가압 상태를 해제하는 경우에 엔진 회전수가 줄어드는 시간을 충분하게 유지하여 엔진에 분사되는 연료가 중지되는 시간인 이른 바 연료 컷 시간이 충분하게 길어지도록 하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 토크 컨버터를 제공하는데 있다.In addition, in the present invention, when the driver presses the accelerator pedal and releases the pressurized state rapidly, the fuel cut time, which is a time at which the fuel injected into the engine is stopped, is sufficiently maintained. It is to provide a torque converter that can be longer to improve the fuel economy of the vehicle.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엔진 측의 크랭크 축에 연결되는 보스를 구비한 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 직결하는 록업 클러치, 상기 터빈 또는 상기 록업 클러치를 통하여 전달되는 엔진의 구동력을 변속기의 인풋 샤프트로 전달하는 스플라인 허브를 포함하며, 상기 프론트 커버의 내측과 상기 스플라인 허브 사이에는 일방향 클러치가 제공되는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the front cover having a boss connected to the crankshaft on the engine side, the impeller connected to the front cover to rotate together, the turbine disposed in a position facing the impeller, the impeller A stator positioned between the turbine and the turbine to change the flow of oil from the turbine to the impeller, a lockup clutch directly connecting the engine and the turbine, and a driving force of an engine transmitted through the turbine or the lockup clutch to the input shaft of the transmission. It includes a spline hub for transmitting to, and provides a vehicle torque converter provided with a one-way clutch between the inside of the front cover and the spline hub.

상기 일방향 클러치는 엔진의 구동력이 변속기로 전달되는 방향으로는 스플라인 허브가 자유 회전하고, 그 역방향으로는 스플라인 허브의 회전이 제한되는 것이 바람직하다.In the one-way clutch, the spline hub rotates freely in the direction in which the driving force of the engine is transmitted to the transmission, and the rotation of the spline hub is limited in the reverse direction.

상기 프론트 커버의 내측과 상기 스플라인 허브 사이에는 축방향으로 지지되는 드러스트 와셔 또는 드러스트 니들 베어링이 배치되는 것이 바람직하다.Preferably, a thrust washer or a thrust needle bearing is disposed between the inner side of the front cover and the spline hub.

상기 일방향 클러치는 상기 스플라인 허브의 외주면과 상기 프론트 커버의 보스 내주면 사이에 배치되는 것이 바람직하다.Preferably, the one-way clutch is disposed between the outer circumferential surface of the spline hub and the boss inner circumferential surface of the front cover.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 반단면도로, 차량의 변속기에 적용되는 토크 컨버터를 도시하고 있다. 토크 컨버터는 엔진 측의 크랭크 축에 연결되는 보스(1)와 일체로 이루어지는 프론트 커버(3), 프론트 커버(3)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(5), 임펠러(5)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(7), 그리고 임펠러(5)와 터빈(7) 사이에 위치하여 터빈(7)으로 부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 임펠러(5) 측으로 전달하는 스테이터(9, 또는 '리엑터' 라고도 함)를 포함한다. 임펠러(5), 터빈(7) 그리고 스테이터(9)들은 상기 프론트 커버(3)와 동일한 회전 중심 축을 가진다. 그리고 엔진과 변속기를 직결하는 수단으로 사용되는 록업 클러치(11)는 프론트 커버(3)와 터빈(7) 사이에 배치된다. 그리고 록업 클러치(11)의 일측에 록업 클러치(11)가 작동할 때 원주 방향의 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 댐퍼(13)가 배치된다.FIG. 1 is a half sectional view illustrating an embodiment according to the present invention, and illustrates a torque converter applied to a transmission of a vehicle. The torque converter is located at a position facing the impeller 5 and the impeller 5 which are connected to the front cover 3 integrally with the boss 1 connected to the crankshaft on the engine side and connected to the front cover 3 to rotate together. It is also called the stator 9, or 'reactor', which is disposed between the turbine 7 and the impeller 5 and the turbine 7, and changes the flow of oil from the turbine 7 to the impeller 5. ). The impeller 5, the turbine 7 and the stator 9 have the same center of rotation axis as the front cover 3. The lockup clutch 11 used as a means for directly connecting the engine and the transmission is disposed between the front cover 3 and the turbine 7. And a damper 13 that can absorb the shock and vibration in the circumferential direction when the lock-up clutch 11 is operated on one side of the lock-up clutch 11 is disposed.

록업 클러치(11)는 대략 원판형의 피스톤(15)을 구비하고 있으며, 피스톤(15)에는 프론트 커버(3)에 접촉될 수 있는 마찰재(17)가 결합된다. 그리고 피스톤(15)은 스플라인 허브(19)의 외주에 축 방향으로 이동이 가능하게 결합된다.The lockup clutch 11 is provided with a substantially disc shaped piston 15, to which the friction material 17 which can contact the front cover 3 is coupled. And the piston 15 is coupled to the outer circumference of the spline hub so as to be movable in the axial direction.

스플라인 허브(19)는 변속기의 입력축(도시생략)에 엔진의 구동력을 전달할 수 있도록 스플라인으로 결합되어 있다. 그리고 스플라인 허브(19)의 외주에는 일방향 클러치(21)가 배치된다. 즉, 일방향 클러치(21)는 스플라인 허브(19)의 외주면 일측에 내륜이 결합되고, 프론트 커버(2)의 중심 부분인 보스(1)의 내주면에 외륜이 결합된다. 이러한 일방향 클러치(21)는 엔진(도시생략)의 구동력이 변속기(도시생략)로 전달되는 방향으로는 스플라인 허브(19)가 자유 회전하고, 그 역방향으로는 스플라인 허브가 프론트 커버와 일체로 회전하는 구조로 이루어지는 것이다.The spline hub 19 is coupled to the spline so as to transmit the driving force of the engine to the input shaft (not shown) of the transmission. The one-way clutch 21 is disposed on the outer circumference of the spline hub 19. That is, the one-way clutch 21 has an inner ring coupled to one side of the outer circumferential surface of the spline hub 19, and an outer ring coupled to the inner circumferential surface of the boss 1, which is a central portion of the front cover 2. In this one-way clutch 21, the spline hub 19 freely rotates in the direction in which the driving force of the engine (not shown) is transmitted to the transmission (not shown), and the spline hub rotates integrally with the front cover in the reverse direction. It is made of a structure.

이러한 스플라인 허브(19)와 프론트 커버(3) 내면 사이에 결합된 일방향 클 러치(21)에 의하여 엔진의 구동력은 터빈(7) 또는 록업 클러치(11)를 통하여 스플라인 허브(19)를 거쳐 변속기로 전달될 수 있다. 그리고 구동 바퀴의 구동력이 엔진의 구동력 보다 큰 경우 즉, 스플라인 허브(19)로 바퀴의 구동력이 전달되는 경우에는 스플라인 허브(19)가 프론트 커버(3)와 일체로 회전하여 엔진 브레이크의 기능을 수행할 수 있는 것이다.By the one-way clutch 21 coupled between the spline hub 19 and the inner surface of the front cover 3, the driving force of the engine is transmitted to the transmission via the spline hub 19 via the turbine 7 or the lock-up clutch 11. Can be delivered. When the driving force of the driving wheel is greater than the driving force of the engine, that is, when the driving force of the wheel is transmitted to the spline hub 19, the spline hub 19 rotates integrally with the front cover 3 to perform the function of the engine brake. You can do it.

한편, 프론트 커버(3)의 내측과 상기 스플라인 허브(19) 사이에는 축 방향으로 지지되는 드러스트 와셔(23) 또는 드러스트 니들 베어링이 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 드러스트 와셔(23)는 스플라인 허브(19)가 축 방향의 힘을 지지하면서 원활하게 회전할 수 있도록 하는 것이다.On the other hand, a thrust washer 23 or a thrust needle bearing, which is supported in the axial direction, is disposed between the inner side of the front cover 3 and the spline hub 19. The thrust washer 23 is to allow the spline hub 19 to rotate smoothly while supporting the axial force.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 토크 컨버터의 주요 동력 전달 과정을 설명하면 다음과 같다. 록업 클러치(11)가 작동되는 경우 즉, 엔진의 구동력이 록업 클러치(11)를 통하여 스플라인 허브(19)로 직접 전달이 되는 경우에는 엔진의 구동력이 프론트 커버를 통하여 마찰재(17)를 거쳐 피스톤(15)에 전달된다. 피스톤(15)에 전달된 엔진의 구동력은 댐퍼(13)를 통하여 스플라인 허브(19)로 전달되는 것이다. Referring to the main power transmission process of the torque converter of the present invention made as described above are as follows. When the lock-up clutch 11 is operated, that is, when the driving force of the engine is transmitted directly to the spline hub 19 through the lock-up clutch 11, the driving force of the engine passes through the front cover to the piston 17 via the friction material 17. 15) is delivered. The driving force of the engine transmitted to the piston 15 is transmitted to the spline hub 19 through the damper 13.

그리고 록업 클러치의 작동이 해제되는 경우 즉, 엔진의 구동력이 임펠러(5) 및 터빈(7)을 통하여 전달되는 경우에는 터빈(7)을 통하여 스플라인 허브(19)로 전달된다. 이때에는 일방향 클러치(21)가 스플라인 허브(19)가 자유 회전할 수 있는 방향으로 스플라인 허브(19)에 배치되어 있으므로 원활하게 엔진의 구동력이 변속기로 전달되는 것이다. And when the operation of the lock-up clutch is released, that is, the driving force of the engine is transmitted through the impeller 5 and the turbine 7 is transmitted to the spline hub 19 through the turbine (7). At this time, since the one-way clutch 21 is disposed on the spline hub 19 in a direction in which the spline hub 19 can freely rotate, the driving force of the engine is smoothly transmitted to the transmission.

한편, 바퀴의 구동력이 엔진의 구동력 보다 큰 경우 즉, 역 구동이 이루어지 는 경우에는 스플라인 허브(19)로 바퀴의 구동력이 입력되면 일방향 클러치(21)는 잠금 상태가 되고 스플라인 허브(19)와 프론트 커버(3)는 일체로 회전한다. 따라서 프론트 커버(3)의 회전력이 엔진으로 전달되면서 엔진 브레이크의 역할을 하게 되는 것이다. 그러므로 본 발명의 토크 컨버터가 차량에 장착되는 경우 차량의 타성 주행을 줄일 수 있어 안전 사고를 예방할 수 있는 것이다. 또한, 운전자가 가속 페달을 밟고 있는 상태에서 급격하게 가속 페달의 가압 상태를 해제하면 상술한 바와 같이 엔진 브레이크의 기능이 이루어지면서 엔진의 회전수가 서서히 감소하게 되어 이른 바 연료 컷 기능이 장치된 차량에서는 연료 컷이 진행되는 시간을 늘일 수 있어 연비 향상에 효과가 있다.On the other hand, when the driving force of the wheel is greater than the driving force of the engine, that is, the reverse driving is made, when the driving force of the wheel is input to the spline hub 19, the one-way clutch 21 is locked and the spline hub 19 and The front cover 3 rotates integrally. Therefore, the rotational force of the front cover 3 is transmitted to the engine to serve as an engine brake. Therefore, when the torque converter of the present invention is mounted on the vehicle, the inertia driving of the vehicle can be reduced, thereby preventing a safety accident. In addition, if the driver suddenly releases the pressurization state of the accelerator pedal while pressing the accelerator pedal, the engine speed is gradually reduced while the engine brake function is performed as described above. It is possible to increase the time required for the fuel cut to improve fuel efficiency.

이와 같이 본 발명은 변속기의 입력축으로 구동력을 전달하는 스플라인 허브와 프론트 커버의 내면 사이에 일방향 클러치를 배치하여 엔진의 구동력보다 바퀴의 구동력이 커져 역구동이 이루어지는 경우에 엔진 브레이크가 작동하여 차량의 타성 주행을 방지하고 안전 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.Thus, the present invention is to place the one-way clutch between the spline hub for transmitting the driving force to the input shaft of the transmission and the inner surface of the front cover, the driving force of the wheel is greater than the driving force of the engine, the engine brake is operated when the reverse driving is performed to the inertia of the vehicle It is effective to prevent driving and prevent accidents.

또한, 본 발명은 상술한 엔진 브레이크의 효과로 인하여 운전자가 가속 페달을 가압하고 있다가 급격하게 가압 상태를 해제하는 경우에 엔진 회전수가 줄어드는 시간을 충분하게 유지하여 엔진에 분사되는 연료가 중지되는 시간이 충분하여 차량의 연비를 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention is a time for stopping the fuel injected to the engine by maintaining a sufficient time to reduce the engine speed when the driver presses the accelerator pedal and then suddenly release the pressurized state due to the effect of the engine brake described above This is enough to improve the fuel efficiency of the vehicle.

Claims (4)

삭제delete 엔진 측의 크랭크 축에 연결되는 보스를 구비한 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 직결하는 록업 클러치, 상기 터빈 또는 상기 록업 클러치를 통하여 전달되는 엔진의 구동력을 변속기의 인풋 샤프트로 전달하는 스플라인 허브를 포함하며,A front cover having a boss connected to the crankshaft on the engine side, an impeller connected to the front cover to rotate together, a turbine disposed in a position facing the impeller, positioned between the impeller and the turbine and exiting from the turbine It includes a stator for changing the flow of oil to the impeller side, a lock-up clutch directly connecting the engine and the turbine, a spline hub for transmitting the driving force of the engine transmitted through the turbine or the lock-up clutch to the input shaft of the transmission, 상기 프론트 커버의 내측과 상기 스플라인 허브 사이에는 일방향 클러치가 제공되고, 상기 일방향 클러치는 엔진의 구동력이 변속기로 전달되는 방향으로는 스플라인 허브가 자유 회전하고, 그 역방향으로는 스플라인 허브가 프론트 커버와 일체로 회전하는 토크 컨버터.A one-way clutch is provided between the inner side of the front cover and the spline hub, and the one-way clutch has a spline hub freely rotating in a direction in which driving force of the engine is transmitted to the transmission, and a spline hub is integral with the front cover in the reverse direction. Rotary torque converter. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 프론트 커버의 내측과 상기 스플라인 허브 사이에는 축방향으로 지지되는 드러스트 와셔 또는 드러스트 니들 베어링이 배치되는 토크 컨버터. And a thrust washer or a thrust needle bearing axially supported between the inner side of the front cover and the spline hub. 삭제delete
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