KR101844492B1 - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

차량용 토크 컨버터가 개시된다. 엔진의 회전 동력을 전달받아 커넥팅 플레이트를 통해 스플라인 허브를 거쳐서 변속기 입력축을 전달하는 차량용 토크 컨버터에 있어서, 상기 커넥팅 플레이트에는 회전 진동을 저감하는 동흡진기가 장착되어, 토크 컨버터의 진동을 효과적으로 저감해서 동력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 토크 컨버터{Torque Converter For Vehicle}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 진동을 저감할 수 있는 동흡진기(Dynamic absorber)가 내장된 차량용 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는, 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치되어, 엔진의 회전 동력을 전달받아 토크를 변환한 다음에 변속기 전달하는 역할을 한다.

이러한 토크 컨버터는 엔진과 직결된 프런트 커버 플레이트, 프런트 커버 플레이트와 직결되어 함께 회전하는 임펠러, 임펠러와 대향하게 배치되어 임펠러로부터 유체를 통해 회전력을 전달받아 회전하는 터빈, 터빈과 프런트 커버 플레이트 사이에 배치되어 충격을 흡수해서 완화시키는 댐퍼, 댐퍼에 결합되어 댐퍼를 통해 충격이 완화된 회전을 전달받아 변속기 입력축에 전달하는 스플라인 허브 등을 포함한다.

또한, 엔진에 작용하는 부하가 커지면 임펠러와 터빈을 통한 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 엔진(프런트 커버 플레이트)과 변속기 입력축을 직결하는 록업(Lock-up) 클러치가 토크 컨버터에 내장되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 토크 컨버터 구조에 있어서, 프런트 커버 플레이트로 입력되는 엔진의 회전 동력의 주파수가 토크 컨버터의 공진 주파수와 일치 혹은 유사하게 되면, 토크 컨버터의 진폭이 증가하게 되면, 이로 인해 토크 컨버터를 통해 변속기 입력축으로 입력되는 회전 동력의 진폭도 커지게 되어, 차량의 NVH 성능이 저하될 뿐만 아니라 토크 컨버터의 동력전달 성능도 저하되게 된다.

따라서, 토크 컨버터로 입력된 엔진의 회전 동력의 주파수가 토크 컨버터의 고유 진동수와 유사 혹은 일치하여 토크 컨버터의 진폭이 커지게 될 때에, 토크 컨버터의 진동을 적절히 흡수해서 완화시킬 수 있는 동흡진기의 개발이 필요하게 되었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 토크 컨버터로 통해 입력되는 엔진의 회전 동력의 주파수가 토크 컨버터의 고유 진동수와 일치 혹은 유사하여 토크 컨버터의 진폭이 커지게 될 때에, 반대 위상으로 적절히 진동해서 토크 컨버터의 진폭을 저감함으로써, 토크 컨버터를 통한 동력전달 효율을 향상시킬 수 있고, 이와 더불어 차량의 NVH 성능 및 연비 향상도 동시에 추구할 수 있는 차량용 토크 컨버터를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 토크 컨버터는, 엔진의 회전 동력을 전달받아 커넥팅 플레이트를 통해 스플라인 허브를 거쳐서 변속기 입력축을 전달하는 차량용 토크 컨버터에 있어서, 상기 커넥팅 플레이트에는 회전 진동을 저감하는 동흡진기가 장착된 것을 특징으로 한다.

상기 동흡진기는, 질량체 덩어리로서 관성 링; 상기 커넥팅 플레이트에 체결되어 일체로 회전되게 결합되는 디스크; 상기 관성 링과 체결되어 일체로 회전되게 결합되는 커버 플레이트; 및 상기 디스크에 수용된 다수 개의 동흡진 스프링을 포함할 수 있다.

상기 관성 링에는 관통하는 다수 개의 체결홀이 형성되고, 상기 커버 플레이트에도 관통하는 다수 개의 체결홀이 형성되며, 리벳이 상기 관성 링의 체결홀들과 상기 커버 플레이트의 체결홀들을 순차적으로 관통해서 체결될 수 있다.

상기 리벳에는 가이드 핀이 끼워지고, 상기 디스크에는 반경 방향 내측으로부터 외측으로 파여진 형태의 다수 개의 가이드 핀 수용홈이 형성될 수 있다.

상기 디스크에는 관통하는 다수 개의 수용홀이 형성되어, 상기 동흡진 스프링이 상기 수용홀 내에 수용되고; 상기 커버 플레이트와 상기 관성 링에는 상기 동흡진 스프링이 수용되는 수용홈이 형성되며; 상기 디스크에는 상기 커넥팅 플레이트와 체결되는 다수 개의 체결 플랜지가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 토크 컨버터에 의하면, 커넥팅 플레이트에 질량체와 탄성체로 이루어진 동흡진기가 장착되어, 엔진의 회전 동력이 프런트 커버 플레이트로부터 제1댐퍼를 통해 커넥팅 플레이트로 입력되어, 커넥팅 플레이트를 회전할 때에, 엔진의 회전 동력의 주파수가 토크 컨버터의 고유 진동수와 유사 혹은 일치하게 되면, 토크 컨버터의 진폭이 증가하게 되고, 이 때에 동흡진기가 반대 위상으로 진동하면서 커넥팅 플레이트의 회전 진동의 진폭을 효과적으로 저감하게 된다.

따라서 커넥팅 플레이트의 과도한 진동으로 인한 토크 컨버터의 동력전달 효율의 저감을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 수반하여 토크 컨버터를 통해 변속기 입력축으로 안정된 회전 동력이 전달되므로, 차량의 NVH 성능 및 연비 향상을 도모할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 토크 컨버터의 일부 절개 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1댐퍼 및 제2댐퍼의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 동흡진기의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동흡진기를 장착한 토크 컨버터의 진동 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨버터의 작동 과정을 도식화한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 동흡진기가 적용된 차량용 토크 컨버터는, 엔진으로부터 회전 동력을 전달받기 위해 엔진의 출력축과 직결되는 프런트 커버 플레이트(10), 이 프런트 커버 플레이트(10)와 함께 회전하도록 프런트 커버 플레이트(10)에 결합된 임펠러(20), 이 임펠러(20)의 회전 동력을 내장된 유체를 통해 토크 변환하여 전달받도록 임펠러(20)와 대향되게 배치된 터빈(30)을 포함한다.

터빈(30)은 커버 플레이트(40)에 체결되고, 커버 플레이트(40)는 제1댐퍼(50)를 통해 커넥팅 플레이트(60)와 연결되며, 커넥팅 플레이트(60)는 제2댐퍼(70)를 통해 드리븐 플레이트(80)와 연결되고, 드리븐 플레이트(80)에는 스플라인 허브(90)가 장착되어, 스플라인 허브(90)가 도시되지 않은 변속기 입력축과 결합되게 된다.

따라서, 엔진의 회전 동력은 프런트 커버 플레이트(10)를 전달되어 임펠러(20)를 회전시키고, 임펠러(20)의 회전으로 터빈(30)이 회전되면서 커버 플레이트(40)를 회전시키며, 커버 플레이트(40)의 회전 동력은 제1댐퍼(50)를 통해 1차적으로 진동 및 충격이 저감된 상태로 커넥팅 플레이트(60)에 전달되고, 커넥팅 플레이트(60)의 회전 동력은 제2댐퍼(70)를 통해 2차적으로 진동 및 충격이 저감된 상태로 드리븐 플레이트(80)에 전달되어, 드리븐 플레이트(80)에 직결된 스플라인 허브(90)를 통해 변속기 입력축으로 전달되게 된다.

한편, 엔진의 회전 동력을 스플라인 허브(90)로 직접 전달하기 위해 록업 클러치가 내장되어 있다.

록업 클러치는 프런트 커버 플레이트(10)에 부착된 마찰재(102)와, 커버 플레이트(40)에 연결된 코어 플레이트(104) 및, 상기 마찰재(102)를 선택적으로 가압하도록 유압에 의해 작동되는 유압 피스톤(106)을 구비한다.

유압 피스톤(106)이 유압을 공급받아 마찰재(102)를 가압하면, 마찰재(102)를 통해 코어 플레이트(104)가 프런트 커버 플레이트(10)와 연결되어, 프런트 커버 플레이트(10)의 회전 동력이 코어 플레이트(104)를 거쳐서 커버 플레이트(40)로 직접 전달됨으로써, 엔진의 회전 동력이 프런트 커버 플레이트(10), 커버 플레이트(40), 커넥팅 플레이트(60), 드리븐 플레이트(80) 및 스플라인 허브(90)를 통해 변속기 입력축에 직접 전달되게 된다.

도 2에는 제1,2 댐퍼(50,70)가 도시되어 있는 바, 제1,2 댐퍼(50, 70)는 기히 공지된 바와 같이 동일 원주상에 배치된 제1,2 댐퍼 스프링(52, 72) 및 댐퍼 커버 플레이트(54) 등을 구비하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에는 커넥팅 플레이트(60)에 장착된 동흡진기(110)를 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1 및 3을 참조하면, 동흡진기(110)는 질량체 덩어리로서 관성 링(112)과, 커넥팅 플레이트(60)에 체결되어 일체로 회전되게 결합되는 디스크(114), 관성 링(112)과 체결되어 일체로 회전되게 결합되는 커버 플레이트(116) 및, 디스크(114)에 수용된 다수 개의 동흡진 스프링(118)을 포함할 수 있다.

관성 링(112)에는 관통하는 다수 개의 체결홀(112a)이 형성되고, 커버 플레이트(116)에도 관통하는 다수 개의 체결홀(116a)이 형성되며, 리벳(119)이 관성 링(112)의 체결홀(112a)들과 커버 플레이트(116)의 체결홀(116a)들을 순차적으로 관통해서 체결됨으로써, 관성 링(112)과 커버 플레이트(116)가 일체로 회전할 수 있다.

리벳(119)에는 가이드 핀(117)이 끼워지고, 디스크(114)에는 반경 방향 내측으로부터 외측으로 파여진 형태의 다수 개의 가이드 핀 수용홈(116a)이 형성되어, 리벳(119)과 가이드 핀(117)은 디스크(116)의 가이드 핀 수용홈(116a) 내에 위치될 수 있다.

디스크(116)에는 관통하는 다수 개의 수용홀(116b)이 형성되어, 동흡진 스프링(118)이 수용홀(116b) 내에 수용될 수 있다.

커버 플레이트(116)에는 동흡진 스프링(118)이 수용되는 수용홈(116b)이 형성되며, 도면에 도시되지 않았지만, 관성 링(112)에도 수용홈이 형성되어, 동흡진 스프링(116)이 수용될 수 있다.

디스크(114)에는 커넥팅 플레이트(60)와 체결되는 다수 개의 체결 플랜지(114c)가 형성될 수 있다.

디스크(114)의 체결 플랜지(114c)를 통해 커넥팅 플레이트(60)와 디스크(114)가 일체로 회전되게 결합된다.

이에 따라, 커넥팅 플레이트(60)가 엔진의 회전 동력을 전달받아 회전하면서 회전 진동을 할 때에, 디스크(114)도 함께 회전 진동을 하게 되고, 디스크(114)에 내장된 동흡진 스프링(118)은 시계 방향 및 반시계 방향으로 압축 변형됨과 더불어 관성 링(112)과 커버 플레이트(116)는 동흡진 스프링(118)의 질량체 역할을 하여, 관성 링(112)과 커버 플레이트(116)는 반대 위상으로 회전 진동하면서 커넥팅 플레이트(60)의 회전 진동을 저감하게 된다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 커넥팅 플레이트(60)를 통해 전달된 엔진의 회전 동력의 진동 주파수가 토크 컨버터의 고유 진동수와 일치하거나 근접하게 되면, 토크 컨버터의 진폭이 커지게 되는 데, 이 때에 동흡진 스프링(118)과 관성 링(112), 커버 플레이트(116) 및 디스크(114)로 이루어진 동흡진기가 반대 위상으로 회전 진동하면서 토크 컨버터의 회전 진동을 효과적으로 저감할 수 있고, 이로 인해 토크 컨버터의 작동이 안정되면서 동력 전달 효율이 향상될 뿐만 아니라 토크 컨버터를 통해 변속기로 입력되는 엔진의 회전 동력도 안정화되어, 차량의 NVH 성능 및 연비 향상을 도모할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨버터의 작동 과정을 도식화한 도면으로서, 상술한 동력 전달 과정을 간략히 도시한 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 프런트 커버 플레이트
20: 임펠러
30: 터빈
40: 커버 플레이트
50, 70: 제1,2 댐퍼
60: 커넥팅 플레이트
80: 드리븐 플레이트
90: 스플라인 허브
102: 마찰재
104: 코어 플레이트
106: 유압 피스톤
110: 동흡진기

Claims (5)

1. 엔진의 회전 동력을 전달받아 커넥팅 플레이트를 통해 스플라인 허브를 거쳐서 변속기 입력축을 전달하는 차량용 토크 컨버터에 있어서,
   상기 커넥팅 플레이트에는 회전 진동을 저감하는 동흡진기를 장착하되,
   상기 동흡진기는,
   질량체 덩어리로서 관성 링;
   상기 커넥팅 플레이트에 체결되어 일체로 회전되게 결합되는 디스크;
   상기 관성 링과 체결되어 일체로 회전되게 결합되는 커버 플레이트; 및
   상기 디스크에 수용된 다수 개의 동흡진 스프링을 포함하고,
   상기 관성 링에는 관통하는 다수 개의 체결홀이 형성되고, 상기 커버 플레이트에도 관통하는 다수 개의 체결홀이 형성되며, 리벳이 상기 관성 링의 체결홀들과 상기 커버 플레이트의 체결홀들을 순차적으로 관통해서 체결되며, 상기 리벳에는 가이드 핀이 끼워지고, 상기 디스크에는 반경 방향 내측으로부터 외측으로 파여진 형태의 다수 개의 가이드 핀 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 디스크에는 관통하는 다수 개의 수용홀이 형성되어, 상기 동흡진 스프링이 상기 수용홀 내에 수용되고;
   상기 커버 플레이트와 상기 관성 링에는 상기 동흡진 스프링이 수용되는 수용홈이 형성되며;
   상기 디스크에는 상기 커넥팅 플레이트와 체결되는 다수 개의 체결 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.

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