KR101789410B1 - 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터 - Google Patents

듀얼 댐퍼형 토크 컨버터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터는 프론트커버와, 상기 프론트커버에 결합되어 일체로 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 임펠러와 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 스테이터와, 축 방향으로 상기 프론트커버와 상기 터빈 사이에 위치하는 피스톤과, 축 방향으로 상기 피스톤과 상기 터빈 사이에 위치하며 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 댐퍼부를 포함하고,
상기 댐퍼부는 상기 터빈과 일체로 회전하는 제1 댐퍼와, 축 방향으로 상기 피스톤과 제1 댐퍼 사이에 위치하여 상기 제1 댐퍼에 대하여 상대회전운동 가능하게 구비된 제2 댐퍼로 이루어지며;
상기 제1 댐퍼와 제2 댐퍼 사이에는 일단이 제1 댐퍼에 연결되고 타단이 제2 댐퍼에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 제1 스프링과, 상기 제2 댐퍼와 피스톤 사이에는 일단이 제2 댐퍼에 연결되고 타단이 피스톤에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 제2 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터에 관한 것이다.

Description

듀얼 댐퍼형 토크 컨버터{A dual damper type torque converter}
본원 발명은 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터에 관한 것으로서, 댐퍼부가 병렬구조로 이루어지고 복수의 스프링이 구비되어 토크 컨버터로부터 엔진으로 전달되는 비틀림 진동의 전달이 완화되는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기용 토크 컨버터는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제1998-017124호에 개시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 토크 컨버터(10)는 프론트커버(12)와, 상기 프론트커버(12)에 결합되어 일체로 회전하는 임펠러(11)와, 상기 임펠러(11)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(13)과, 상기 임펠러(11)와 터빈(13) 사이에 위치하여 상기 터빈(13)으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러(11) 측으로 바꾸는 스테이터(15)와, 축 방향으로 상기 프론트커버(12)와 상기 터빈(13) 사이에 위치하는 피스톤(19)과, 축 방향으로 상기 피스톤(19)과 상기 터빈(13) 사이에 위치하며 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 댐퍼(17)를 포함하며, 상기 댐퍼(17)와 피스톤(19) 사이에는 일단이 댐퍼(17)에 연결되고 타단이 피스톤(19)에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 스프링(18)이 구비된다.
상기 토크 컨버터(10) 내에는 유체(오일)가 채워져 있다. 이러한 토크 컨버터(10)는 엔진의 크랭크 축에 의하여 임펠러(11)가 회전하고, 임펠러(11)의 회전에 따라 그 속에 제공된 유체가 스테이터(15)에 의하여 방향이 바뀌면서 터빈(13)으로 전달되고, 상기 터빈(13)의 회전은 변속기의 입력축으로 전달되어 변속기의 구동이 이루어지는 구조를 가진다. 또한, 상기 터빈(13)의 회전력은 엔진으로도 전달된다. 종래에는 엔진으로 전달되는 토크 컨버터(10)의 터빈(13)의 회전력을 완화시키기 위해 스프링(18)이 연결된 상기 댐퍼(17)를 사용하였다.
그러나 종래의 토크 컨버터(10)는 피스톤(19)과 댐퍼(17) 사이의 최대 비틀림 각이 작게 형성되어 그에 따른 엔진으로 전달되는 비틀림 진동이 크게 발생하여 고가인 고성능 엔진에는 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 특1998-017124(1998.06.05) 대한민국 등록특허공보 제10-1195941호(2012.10.23)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 댐퍼부가 병렬구조로 이루어지고 복수의 스프링이 구비되어 토크 컨버터로부터 엔진으로 전달되는 비틀림 진동이 완화되는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터는 프론트커버와, 상기 프론트커버에 결합되어 일체로 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 임펠러와 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 스테이터와, 축 방향으로 상기 프론트커버와 상기 터빈 사이에 위치하는 피스톤과, 축 방향으로 상기 피스톤과 상기 터빈 사이에 위치하며 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 댐퍼부를 포함하고,
상기 댐퍼부는 상기 터빈과 일체로 회전하는 제1 댐퍼와, 축 방향으로 상기 피스톤과 제1 댐퍼 사이에 위치하여 상기 제1 댐퍼에 대하여 상대회전운동 가능하게 구비된 제2 댐퍼로 이루어지며;
상기 제1 댐퍼와 제2 댐퍼 사이에는 일단이 제1 댐퍼에 연결되고 타단이 제2 댐퍼에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 제1 스프링과, 상기 제2 댐퍼와 피스톤 사이에는 일단이 제2 댐퍼에 연결되고 타단이 피스톤에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 제2 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터를 제공한다.
상기에서, 상기 제2 댐퍼는 반경 방향 외측이 분지된 형태로 구비되며, 상기 제2 댐퍼의 분지된 일단은 상기 제1 댐퍼를 향하여 경사지게 형성되고, 상기 제2 댐퍼의 분지된 타단은 상기 제2 스프링을 감싸는 형태로 구비되며;
상기 제1 댐퍼의 반경 방향 외측 단부는 상기 제1 스프링을 감싸는 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 제2 댐퍼의 분지된 일단은 상기 제2 댐퍼의 원주 방향을 따라 이격 형성된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 제1 댐퍼에 결합되어 반경 방향 외측으로 개구된 개구부를 형성하는 결합부재를 더 포함하며;
상기 제2 댐퍼의 반경 방향 내측 단부가 상기 결합부재의 개구부에 미끄럼 가능하게 삽입되어 상기 제2 댐퍼의 반경 방향 내측 단부가 지지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터는 댐퍼부가 병렬구조로 이루어지고 복수의 스프링이 구비되어 피스톤과 댐퍼부 사이의 최대 비틀림 각이 증가됨에 따라 토크 컨버터로부터 엔진으로 전달되는 비틀림 진동이 완화되어 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다. 그리고 고성능 엔진에도 사용 가능하여 고가이며 복잡한 댐퍼 구매를 위한 비용이 절약되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 토크 컨버터의 일부를 도시한 분해 사시도이며,
도 2는 종래의 토크 컨버터를 도시한 반 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터의 일부를 도시한 분해 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터의 일부를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터를 도시한 단면도이다.
이하의 설명에서 도 4에서 가로 방향을 "축 방향"으로 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터(100)는 프론트커버(120)와, 임펠러(110)와, 터빈(130)과, 스테이터(150)와, 댐퍼부(170)와, 스프링부(180)와, 피스톤(190)으로 이루어진다.
상기 프론트커버(120)는 원형의 판상으로 구비된다. 상기 프론트커버(120)의 반경 방향 외측 단부는 축 방향으로 절곡 형성된다. 상기 프론트커버(120)의 반경 방향 외측 단부는 임펠러(110)와 결합되어 중공체로 형성된다. 상기 프론트커버(120)와 임펠러(110)가 결합되어 형성된 내부에는 터빈(130), 스테이터(150), 댐퍼부(170), 스프링부(180) 및 피스톤(190)이 구비된다.
상기 임펠러(110)는 상기 프론트커버(120)의 단부와 마주하는 방향으로 개구된 형태로 구비된다. 상기 임펠러(110)는 상기 프론트커버(120)에 결합되어 일체로 회전한다. 상기 임펠러(110), 터빈(130) 및 스테이터(150)는 선행기술인 공개특허공보 제10-1998-0017124호에 자세히 기재되어 있는바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 터빈(130)은 축 방향으로 임펠러(110)와 프론트커버(120) 사이에서 상기 임펠러(110)와 마주하여 구비된다. 상기 스테이터(150)는 상기 임펠러(110)와 터빈(130) 사이에 위치하여 상기 터빈(130)으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러(110) 측으로 전환시키는 역할을 한다.
상기 댐퍼부(170)는 환형으로 구비된다. 상기 댐퍼부(170)는 축 방향으로 피스톤(190)과 상기 터빈(130) 사이에 위치된다. 상기 댐퍼부(170)는 상기 터빈(130)에 고정 구비된다. 상기 댐퍼부(170)는 반경 방향 내측이 볼트와 같은 고정부재(170-1)에 의하여 상기 터빈(130)에 고정 구비된다. 상기 댐퍼부(170)는 상기 터빈(130)의 회전에 의해 발생하는 충격과 진동을 흡수하는 역할을 한다.
상기 댐퍼부(170)는 반경 방향 외측이 축 방향으로 분지된 형태로 제1 댐퍼(171)와 제2 댐퍼(173)로 이루어진다.
상기 제1 댐퍼(171)는 환형을 이루어 구비된다. 상기 제1 댐퍼(171)는 반경 방향 내측 단부가 상기 터빈(130)에 고정부재(170-1)에 의하여 고정 구비된다. 상기 제1 댐퍼(171)는 반경 방향 내측이 상기 고정부재(170-1)로 고정되어 상기 터빈(130)과 일체로 회전한다. 상기 제1 댐퍼(171)의 상기 프론트커버(120)를 향하는 쪽으로 제1 스프링(181)이 구비된다. 상기 제1 댐퍼(171)의 반경 방향 외측 단부는 제1 스프링(181)을 감싸는 형태로 만곡되어 구비된다. 상기 제1 댐퍼(171)의 오목하게 만곡된 부분의 내측에는 상기 제1 스프링(181)의 일단이 걸리어 지지되는 걸림부(도시하지 않음)가 돌출 구비된다.
상기 제1 댐퍼(171)에는 결합부재(170-3)가 구비된다. 상기 결합부재(170-3)는 상기 고정부재(170-1)로부터 반경 방향 외향 이격된 위치에 구비된다. 상기 결합부재(170-3)는 상기 제1 댐퍼(171)에 결합되며 반경 방향 외측으로 개구된 개구부를 형성한다. 상기 결합부재(170-3)의 개구부에는 제2 댐퍼(173)의 반경 방향 내측 단부가 슬라이딩 가능하게 삽입되어 구비된다.
상기 제2 댐퍼(173)는 환형으로 구비된다. 상기 제2 댐퍼(173)는 축 방향으로 피스톤(190)과 제1 댐퍼(171) 사이에 위치한다. 상기 제2 댐퍼(173)의 반경 방향 내측 단부는 상기 결합부재(170-3)의 개구부에 슬라이딩 가능하게 삽입 구비되어 상기 제2 댐퍼(173)는 상기 제1 댐퍼(171)에 대하여 상대회전운동 가능하게 구비된다. 상기 제2 댐퍼(173)는 상기 결합부재(170-3)에 삽입되어 상기 제2 댐퍼(173)의 반경 방향 내측 단부가 슬라이딩 가능하게 지지된다.
상기 제2 댐퍼(173)는 반경 방향 외측이 축 방향으로 분지된 형태로 제1 지지부(1731)와 제2 지지부(1733)로 이루어진다. 상기 제1 지지부(1731)와 제2 지지부(1733)는 축 방향으로 나란하게 구비된다.
상기 제1 지지부(1731)는 상기 제1 댐퍼(171)와 제2 지지부(1733) 사이에 구비된다. 상기 제1 지지부(1731)는 판상으로서 환형을 이루어 구비된다. 상기 제1 지지부(1731)의 반경 방향 외측 단부는 상기 제1 댐퍼(171)를 향하여 경사지게 형성된다. 상기 제1 지지부(1731)는 반경 방향 외측 단부가 상기 제1 댐퍼(171)를 향하여 절곡된 복수의 판상으로 구비될 수도 있다. 상기 제1 지지부(1731)가 복수의 판상으로 이루어진 경우, 상기 제1 지지부(1731)는 상기 제2 지지부(1733)의 원주 방향을 따라 이격 구비된다.
상기 제2 지지부(1733)는 판상으로서 환형으로 구비된다. 상기 제2 지지부(1733)는 상기 제1 지지부(1731)와 이음부재(도시하지 않음)로 결합 구비된다. 상기 제2 지지부(1733)는 상기 이음부재로 고정되어 상기 제1 지지부(1731)와 일체로 회전한다. 상기 제2 지지부(1733)에는 제2 스프링(183)이 구비된다. 상기 제2 지지부(1733)의 상기 프론트커버(120)를 향하는 쪽에 제2 스프링(183)이 구비된다. 상기 제2 지지부(1733)의 반경 방향 외측 단부는 상기 제2 스프링(183)을 감싸는 형태로 만곡되어 구비된다. 상기 제2 지지부(1733)의 오목하게 만곡된 부분의 내측에는 상기 제2 스프링(183)의 일단이 걸리어 지지되는 걸림부(도시하지 않음)가 돌출 구비된다.
상기 스프링부(180)는 제1 스프링(181)과 제2 스프링(183)으로 이루어진다. 상기 스프링부(180)는 코일 스프링으로 이루어진다.
상기 제1 스프링(181)은 상기 제1 댐퍼(171)와 제2 댐퍼(173) 사이에 구비된다. 상기 제1 스프링(181)은 원주 방향으로 연장되어 하나 이상 구비된다. 상기 제1 스프링(181)은 제1 댐퍼(171)의 오목하게 만곡된 외측 단부에 구비되며, 제1 스프링(181)의 원주 방향 양단 중 일단은 제1 댐퍼(171)에 의하여 지지되고, 타단은 제2 댐퍼(173)의 제1 지지부(1731)에 의하여 지지된다.
상기 제2 스프링(183)은 상기 제2 댐퍼(173)와 피스톤(190) 사이에 구비된다. 상기 제2 스프링(183)은 원주 방향으로 연장되어 하나 이상 구비된다. 상기 제2 스프링(183)은 제2 댐퍼(173)의 제2 지지부(1733)의 오목하게 만곡된 외측 단부에 구비되며, 제2 스프링(183)의 원주 방향 양단 중 일단은 제2 지지부(1733)에 의하여 지지되고, 타단은 피스톤(190)의 걸림부(191)에 의하여 지지된다.
상기 피스톤(190)은 축 방향으로 상기 프론트커버(120)와 댐퍼부(170) 사이에 구비된다. 상기 피스톤(190)은 판상으로서 환형을 이루어 구비된다. 상기 피스톤(190)의 반경 방향 외측 단부에는 상기 댐퍼부(170)를 향하여 축 방향으로 절곡된 걸림부(191)가 형성된다. 상기 걸림부(191)는 상기 피스톤(190)의 원주 방향을 따라 이격 형성된다. 상기 걸림부(191)는 상기 제2 스프링(183)의 단부를 지지한다.
상기 피스톤(190)에는 상기 프론트커버(120)와 대응하는 면에 페이싱(도시하지 않음)이 고정 결합되어 구비된다. 상기 페이싱은 상기 댐퍼부(170)가 작동될 때 상기 페이싱이 프론트커버(120)에 밀착되어 터빈(130)의 구동력을 전달하게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터(100)의 작동을 설명하면, 엔진에서 발생한 동력이 크랭크 축을 통하여 프론트 커버(120)로 전달된다. 상기 프론트 커버(120)에 전달된 동력은 임펠러(110)를 회전시키고 상기 임펠러(110)가 회전함에 따라 터빈(130)이 회전하게 된다.
상기 터빈(130)이 회전함에 따라 제1 댐퍼(171)가 회전하고 상기 제1 댐퍼(171)의 회전력에 의하여 제2 댐퍼(173)가 회전된다. 상기 프론트커버(120)가 회전하는 상태에서 상기 피스톤(190)으로 배출되는 제어압이 피스톤(190)을 프론트커버(120) 방향으로 밀착시키게 된다. 따라서 상기 피스톤(190)에 고정된 페이싱이 프론트커버(120)에 밀착되어 프론트커버(120)에 작용하고 있는 엔진으로 전달된다.
이때, 본 발명에 따른 토크 컨버터(100)의 댐퍼부(170)는 제1 댐퍼(171)와 제2 댐퍼(173)가 병렬 구조로 이루어지고, 제2 댐퍼(173)가 제1 댐퍼(171)에 상대회전 가능하게 결합되고 상기 제1 스프링(181)과 제2 스프링(183) 또한 병렬 구조로 이루어져 상기 피스톤(190)과 댐퍼부(170) 사이의 최대 비틀림 각은 종래보다 증가된다. 그에 따라 본 발명에 따른 토크 컨버터(100)로부터 엔진으로 전달되는 비틀림 진동이 완화되어 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다.
상기 댐퍼부(170)는 피스톤(190)와 터빈(130) 사이에서 피스톤(190)의 페이싱이 프론트커버(120)에 밀착되는 순간 발생하는 상대속도에 의한 충력을 완충시키는 역할을 한다.
지금까지 본 발명에 따른 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터
110 : 임펠러 120 : 프론트커버
130 : 터빈 150 : 스테이터
170 : 댐퍼부 180 : 스프링부
190 : 피스톤

Claims (4)

  1. 프론트커버(120)와, 상기 프론트커버(120)에 결합되어 일체로 회전하는 임펠러(110)와, 상기 임펠러(110)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(130)과, 상기 임펠러(110)와 터빈(130) 사이에 위치하여 상기 터빈(130)으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러(110) 측으로 바꾸는 스테이터(150)와, 축 방향으로 상기 프론트커버(120)와 상기 터빈(130) 사이에 위치하는 피스톤(190)과, 축 방향으로 상기 피스톤(190)과 상기 터빈(130) 사이에 위치하며 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 댐퍼부(170)를 포함하고,
    상기 댐퍼부(170)는 상기 터빈(130)과 일체로 회전하는 제1 댐퍼(171)와, 축 방향으로 상기 피스톤(190)과 제1 댐퍼(171) 사이에 위치하여 상기 제1 댐퍼(171)에 대하여 상대회전운동 가능하게 구비된 제2 댐퍼(173)로 이루어지며;
    상기 제1 댐퍼(171)와 제2 댐퍼(173) 사이에는 일단이 제1 댐퍼(171)에 연결되고 타단이 제2 댐퍼(173)에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 제1 스프링(181)과, 상기 제2 댐퍼(173)와 피스톤(190) 사이에는 일단이 제2 댐퍼(173)에 연결되고 타단이 피스톤(190)에 연결되며 원주 방향으로 연장된 하나 이상의 제2 스프링(183)으로 이루어지며;
    상기 제2 댐퍼(173)는 반경 방향 외측이 분지된 형태로 구비되며, 상기 제2 댐퍼(173)의 분지된 일단은 상기 제1 댐퍼(171)를 향하여 경사지게 형성되고, 상기 제2 댐퍼(173)의 분지된 타단은 상기 제2 스프링(183)을 감싸는 형태로 구비되며;
    상기 제1 댐퍼(171)의 반경 방향 외측 단부는 상기 제1 스프링(181)을 감싸는 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 댐퍼(173)의 분지된 일단은 상기 제2 댐퍼(173)의 원주 방향을 따라 이격 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 댐퍼(171)에 결합되어 반경 방향 외측으로 개구된 개구부를 형성하는 결합부재(170-3)를 더 포함하며;
    상기 제2 댐퍼(173)의 반경 방향 내측 단부가 상기 결합부재(170-3)의 개구부에 미끄럼 가능하게 삽입되어 상기 제2 댐퍼(173)의 반경 방향 내측 단부가 지지되는 것을 특징으로 하는 듀얼 댐퍼형 토크 컨버터.
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