KR100823709B1 - 차량용 토크컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터빈 측으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 임펠러 측으로 전달하는 리엑터의 블레이드 형상을 개선한 차량용 토크 컨버터를 개시한다. 본 발명의 차량용 토크 컨버터는, 리엑터는 일정한 간격으로 블레이드를 구비하고 있으며, 상기 블레이드에는 다수의 와류 발생 홈(dimple)들이 제공된다. 따라서, 본 발명은 리엑터 블레이드에 제공된 와류 발생 홈들에서 작은 와류가 발생되고 이러한 와류들은 블레이드들의 이동 저항을 감소시킬 수 있다.

리엑터, 딤플, 블레이드, 와류, 난류, 층류

Description

차량용 토크컨버터{Torque converter for vehicle}

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 리엑터를 상세하게 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터빈 측으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 임펠러 측으로 전달하는 리엑터의 블레이드 형상을 개선한 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치되어 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 것이다. 이러한 토크 컨버터는, 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 임펠러, 이 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터('스테이터' 라고도 함)를 포함한다.

토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치(Lock-up clutch, 또는 '댐퍼 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다. 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는, 터빈 축에 축 방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함한다. 그리고 피스톤은 프론트 커버에 마찰 접촉하는 마찰재가 결합된다. 그리고 피스톤에는 마찰재가 프론트 커버에 결합될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 결합되어 있다.

종래의 리엑터의 블레이드 전면에서는 층류 유동이 발생하고, 후면에서는 와류(난류) 유동이 발생하므로 이에 따른 저항이 발생하게 된다. 즉, 리엑터 블레이드의 후면에서 박리(Separation)가 진행되므로 진공 및 와류가 발생되어 저항이 증가되므로 유체의 원활한 흐름을 방해하게 된다. 따라서 종래의 리엑터 블레이드 구조는 동력의 전달 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 리엑터가 회전할 때 작용하는 리엑터 블레이드에 작용하는 저항을 감소시켜 동력의 전달 효율을 증대시키는 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터 빈, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결할 수 있는 록업 클러치, 상기 록업 클러치에 결합되며 축의 원주 방향으로 배치되는 스프링들을 구비하고, 이들 스프링을 지지하는 리테이닝 플레이트를 구비한 토셔널 댐퍼를 포함하며, 상기 리엑터는 일정한 간격으로 블레이드를 구비하고 있으며, 상기 블레이드에는 다수의 와류 발생 홈들을 구비한 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 와류 발생 홈들은 인접하여 배치되는 것과 그 크기가 다르게 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 와류 발생 홈들은 상기 블레이드의 적어도 일측면에 제공되는 것이 바람직하다.

상기 와류 발생 홈들은 반복적으로 다른 크기가 배치되는 것이 바람직하다.

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

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위하여 축 방향으로 자른 반단면도로, 차량의 변속기에 적용되는 토크 컨버터를 도시하고 있다. 본 발명의 토크 컨버터는 엔진 측의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버(4), 이 프론트 커버(4)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(6), 임펠러(6)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(8), 그리고 임펠러(6)와 터빈(8) 사이에 위치하여 터빈(8)으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 임펠러(6) 측으로 전달하는 리엑터(10, 또는 '스테이터'라고 도 함)를 포함한다. 임펠러(6) 측으로 오일을 전달하는 리엑터(10)는 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심을 가진다. 그리고 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치된다.

록업 클러치(14)는 대략 원판형으로 이루어지는 피스톤(16)을 구비하고 있으며, 피스톤(16)에는 프론트 커버(4)에 접촉될 수 있는 마찰재(18)가 결합된다. 그리고 피스톤(16)은 축의 중심 방향으로 회전이 가능하며 축 방향으로 이동될 수 있도록 배치된다.

한편으로, 록업 클러치(14)는 마찰재(18)가 프론트 커버(4)에 밀착될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 하는 토셔널 댐퍼(40, Torsional damper)가 결합된다. 토셔널 댐퍼(40)는 피스톤(16)에 리벳(42)으로 결합되는 리테이닝 플레이트(44), 리테이닝 플레이트(44)에 지지되는 스프링(46), 터빈 쉘에 결합되며 스프링(46)들을 지지하는 드리븐 플레이트(50)를 포함한다.

상술한 리엑터(10)는, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 회전축 중심측에 결합되는 내륜부(111)와 이 내륜부(111)에서 방사상 방향으로 배치되는 다수의 리엑터 블레이드(113, 이하, '블레이드'라고도 함)들이 배치된다. 그리고 이 리엑터 블레이드(113)의 가장자리 부분은 외륜부(115)를 이루어져 리엑터 블레이드(113)들과 결합되어 있다. 즉, 리엑터 블레이드(113)들은 유체를 일정한 방향으로 바꿀 수 있도록 그 단면이 라운드 형태를 이루면서 내륜부(111)와 외륜부(115)에 각각 고정되어 있다. 그리고 이러한 리엑터 블레이드(113)들의 일측면 또는 양측면에는 와류 발생 홈(113a)들이 제공된다. 이러한 와류 발생 홈(113a)들은 일정한 크기로 이루어질 수 있다. 그러나 와류 발생 홈(113a)들은 와류 발생 홈들의 특성상 인접하여 배치되는 와류 발생 홈(113a)들과 서로 다른 크기로 이루어질 수 있다. 또한 와류 발생 홈(113b, 113c, 113d)들은, 도 3에 도시한 바와 같이, 다른 크기가 반복적으로 배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 실시 예에서 설명한 와류 발생 홈(113a, 113b, 113c, 113d)들은, 리엑터가 회전할 때 각 와류 발생 홈(113a, 113b, 113c, 113d)들 마다 작은 와류가 발생하게 된다. 그리고 이러한 와류들은 와류 발생 홈(113a, 113b, 113b, 113c, 113d) 안에 머물려는 경향이 발생하게 되고 상대적으로 박리(Separation)가 늦게 발생하게 된다. 즉, 이러한 와류 발생 홈(113a, 113b, 113c, 113d)들이 없을 때 보다 박리(Separation)가 발생이 더욱 후면에서 이루어지고 상대적으로 저항이 줄어들게 되어 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있는 것이다. 다시 말하면, 층류 유동에서 난류 유동으로의 변환이 딤플(dimple) 형상인 와류 발생 홈들을 가공하지 않았을 때 보다 더욱 후면에서 늦게 발생하게 되어 유체의 저항을 줄여 동력 전달 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 블레이드의 와류 발생 홈(dimple)에 의하여 리엑터 블레이드에 작용하는 유체의 저항이 줄어들게 되어 동력 전달 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 프론트 커버(4);

   상기 프론트 커버(4)에 결합되어 함께 회전하는 임펠러(6);

   상기 임펠러(6)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(8);

   상기 임펠러(6)와 상기 터빈(8) 사이에 위치하여 상기 터빈(8)으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러(6) 측으로 바꾸는 리엑터(10);

   상기 프론트 커버(4)와 상기 터빈(8)을 직접 연결할 수 있는 록업 클러치(14);

   상기 록업 클러치(14)에 결합되며 축의 원주 방향으로 배치되는 스프링(46)들을 구비하고, 이들 스프링(46)을 지지하는 리테이닝 플레이트(44)를 구비한 토셔널 댐퍼(40)를 포함하며;

   상기 리엑터(10)는 일정한 간격으로 블레이드(113)를 구비하고 있으며, 상기 블레이드(113)에는 다수의 와류 발생 홈(113a)들이 제공되고,

   상기 와류 발생 홈(113a)들은 딤플 모양으로 이루어지며 인접하여 배치되는 것과 그 크기가 다르게 이루어지는 차량용 토크 컨버터.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 와류 발생 홈(113a)들은 상기 블레이드(113)의 적어도 일측면에 제공되는 차량용 토크 컨버터.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 와류 발생 홈(113a)들은 반복적으로 다른 크기가 배치되는 차량용 토크 컨버터.

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