KR101862673B1 - 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크 컨버터에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 토크 컨버터의 토크 전달 효율을 극대화할 수 있는 토크 컨버터에 관한 것이다.
본 발명의 토크 컨버터는, 엔진의 구동샤프트에 결합되는 프론트커버와; 상기 프론트커버에 결합되어 내측에 복수개의 임펠라가 고정되고 상기 임펠라의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제1안내부가 구비된 프론트하우징과; 상기 프론트하우징에 대향되게 배치되어 내측에 복수개의 블레이드가 고정되고 상기 블레이드의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제2안내부가 구비되어 출력샤프트에 결합되는 터빈러너와; 상기 프론트하우징의 내주와 상기 터빈러너의 내주 사이에 배치되어 오일의 흐름방향을 변화시키는 스테이터; 를 포함하되, 상기 프론트하우징의 외주와 상기 터빈러너의 외주 사이의 상기 블레이드는 상기 프론트하우징과 상기 제1안내부 사이로 돌출된 돌기부가 형성되고, 상기 임펠라에는 상기 돌기부과 대응되게 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

토크 컨버터 {TOQUE CONVERTER}

본 발명은 토크 컨버터에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 토크 컨버터의 토크 전달 효율을 극대화할 수 있는 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 토크 컨버터는 자동변속기 차량 내에서 엔진의 동력을 변속기에 전달하거나, 차단하는 역할을 하는 유체 클러치이다.

이러한 종래의 토크 컨버터의 일예로는 등록특허공보 제10-0199179호 등이 개시되어 있다.

도 1은 종래의 토크 컨버터의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 토크 컨버터는 엔진의 구동샤프트(S1)에 결합되는 프론트커버(10), 상기 프론트커버(10)에 결합되며 내측에 임펠라(21) 구비된 프론트하우징(20), 상기 프론트하우징(20)에 대향되게 배치되며 내측에 블레이드(31)가 고정되어 출력샤프트(S2)에 결합되는 터빈러너(30) 및 일방향 클러치에 의해 결합되어 오일의 흐름방향을 변화시키는 스테이터(40)로 구성된다.

이러한 종래의 토크 컨버터는 상기 엔진에 의해 상기 구동샤프트(S1)가 구동하면 상기 프론트커버(10)와 상기 프론트하우징(20)이 회전을 하게 되고, 상기 프론트하우징(20)의 회전에 의해 상기 임펠라(21)가 회전하면서 내부에 채우진 오일이 원심력에 의해 회전하면서 외측으로 뿜어지게 된다.

이렇게 뿜어지는 오일은 상기 블레이드(31)에 부딪치게 되면서 회전력이 상기 터빈러너(30)에 전달되어 상기 출력샤프트(S2)가 회전하게 된다.

그리고 상기 스테이터(40)는 일방향 클러치로 구성되어 상기 터빈러너(30)를 회전시키고 나서 상기 터빈러너(30)의 내측으로 나오는 오일의 흐름방향을 바꾸어 상기 임펠라(21)로 효율적으로 이동하게 하여 토크 전달 효율을 높이게 된다.

특히, 상기 스테이터(40)는 상기 구동샤프트(S1)의 회전속도에 상기 출력샤프트(S2)의 회전속도가 일정한 비율에 도달하게 되면, 토크 컨버터 내의 오일의 회전에 의해 상기 구동샤프트(S1)와 상기 출력샤프트(S2)의 회전 방향으로 함께 회전하면서 토크 전달 효율을 극대화시키게 된다.

하지만, 종래의 이러한 토크 컨버터는 상기 프론트하우징(20)의 상기 임펠라(21)에서 뿜어져 나오는 오일이 상기 터빈러너(30)의 상기 블레이드(31)에 접하여 토크전달이 이루어질 때, 상기 프론트하우징(20)과 상기 터빈러너(30)가 상호 마주하고만 있게 되면서 토크 전달 효율을 높이는데 한계가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 프론트하우징의 회전력이 빠르고 강하게 터빈러너로 전달되게 돌기부를 형성하여 터빈러너가 빠르게 회전하면서 토크 전달 효율을 극대화시키는 토크 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 토크 컨버터는, 엔진의 구동샤프트에 결합되는 프론트커버와; 상기 프론트커버에 결합되어 내측에 복수개의 임펠라가 고정되고 상기 임펠라의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제1안내부가 구비된 프론트하우징과; 상기 프론트하우징에 대향되게 배치되어 내측에 복수개의 블레이드가 고정되고 상기 블레이드의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제2안내부가 구비되어 출력샤프트에 결합되는 터빈러너와; 상기 프론트하우징의 내주와 상기 터빈러너의 내주 사이에 배치되어 오일의 흐름방향을 변화시키는 스테이터; 를 포함하되, 상기 프론트하우징의 외주와 상기 터빈러너의 외주 사이의 상기 블레이드는 상기 프론트하우징과 상기 제1안내부 사이로 돌출된 돌기부가 형성되고, 상기 임펠라에는 상기 돌기부과 대응되게 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기부는 상기 제2안내부에서 상기 프론트하우징 방향으로 상향 경사지게 형성되고, 상기 돌기부와 대응되게 상기 홈부는 상기 제1안내부에서 상기 프론트하우징방향으로 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기부의 내측은 상기 제2안내부에서 프론트하우징 방향으로 상향경사지게 형성되고, 외측은 상기 터빈러너에서 상기 제1안내부 방향으로 상향경사지게 형성되며, 상기 돌기부와 대응되게 상기 홈부의 내측은 상기 제1안내부에서 상기 프론트하우징 방향으로 상향 경사지게 형성되고, 외측은 상기 프론트하우징에서 내측방향으로 상향경사지게 형성되어 상기 임펠라의 외측에 잔부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기부는 상기 임펠라 방향으로 호형상으로 형성되고, 상기 돌기부와 대응되게 상기 홈부는 호형상으로 형성되어 상기 임펠라의 외측과 내측에 잔부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 토크 컨버터에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫 번째, 상기 돌기부와 상기 홈부를 형성함으로써, 상기 프론트하우징의 회전시, 원심력에 의해 상기 임펠라를 따라 외측으로 이동하는 오일이 빠르게 상기 돌기부의 돌출된 높이 만큼 상기 블레이드에 접촉하고, 상기 돌기부의 면적만큼 접촉면적이 증가하여 상기 프론트하우징의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화시키는 효과가 있다.

두 번째, 상기 돌기부가 상기 제2안내부에서 상기 프론트하우징 방향으로 상향 경사지게 형성됨으로써, 상기 돌기부가 외측으로 갈수록 빠르게 회전하는 오일이 상기 돌기부에 접하는 면적이 증가하게 되면서, 상기 프론트하우징의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화 시키는 효과가 있다.

세 번째, 상기 잔부를 형성함으로써, 상기 프론트하우징의 회전하면서 상기 임펠라에 의해 뿜어지는 오일이 상기 끝까지 뿜어지게 하여 상기 홈부에 의해 상기 임펠라에서 뿜어지는 오일의 힘이 약해지는 것을 방지하면서, 상기 돌기부가 외측으로 갈수록 빠르게 회전하는 오일이 상기 돌기부에 접하는 면적이 증가하게 되면서, 상기 프론트하우징의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화 시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 토크 컨버터의 구성을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 컨버터의 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 컨버터에서 돌기부와 홈부의 다른 형상으로 나타낸 단면도.
도 4는 도 3에서 A부분을 확대한 확대도.
도 5는 발명의 일 실시예에 따른 토크 컨버터에서 돌기부와 홈부의 또 다른 형상으로 나타낸 단면도.
도 6은 도 5에서 B부분을 확대한 확대도.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 토크 컨버터는 프론트커버(100), 프론트하우징(200), 터빈러너(300), 스테이터(400)를 포함한다.

먼저 도면에서 굵은 실선의 화살표는 오일의 흐름 방향을 나타낸 것이다.

그리고 명세서에서 쓰이는 용어 중 "내주"는 단면상 상기 출력샤프트(S2)에 인접한 부분을 "외주"는 내주보다 먼 부분을 의미하며, "내측"은 오일이 회전하는 회전중심점과 인접한 부분을 "외측"은 내측보다 먼 부분을 의미한다.

상기 프론트커버(100)는 엔진의 구동샤프트(S1)에 결합된다.

이러한 상기 프론트커버(100)는 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 프론트하우징(200)과 결합되며, 상기 프론트하우징(200)과 결합되어 대략적으로 도넛형상을 이루게 된다.

상기 프론트하우징(200)은 상기 프론트커버(100)와 결합된다.

그리고 상기 프론트하우징(200)은 상기 프론트커버(100)와 결합되어 전술한 바와 같이 대략적으로 도넛형상으로 이루도록 단면상 반원형상으로 형성된다.

이러한 상기 프론트하우징(200)의 내측에는 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 임펠라(210)와 제1안내부(220)가 구비된다.

상기 임펠라(210)는 복수개로 이루어져 상기 프론트하우징(200)의 회전시, 오일이 원심력에 의해 외측으로 뿜어지게 하는 역할을 한다.

이렇게 상기 임펠라(210)에 의해 뿜어지는 오일에 의해 후술하는 상기 터빈러너(300)가 회전되게 된다.

상기 제1안내부(220)는 복수개의 상기 임펠라(210)의 끝단을 고정결합되어 오일을 안내한다.

즉, 상기 제1안내부(220)는 오일이 원심력으로 뿜어질 때, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 원심력에 의해 외측으로 이동하는 오일이 와류 등이 일어나지 않게 상기 프론트하우징(200)의 내주연을 따라 잘 이동하게 안내한다.

그리고 상기 제1안내부(220)는 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 호 형상으로 형성된다.

상기 터빈러너(300)는 상기 프론트하우징(200)에 대향지게 즉, 단면상 호 형상으로 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 프론트커버(100)의 내측에 배치되며, 출력샤프트(S2)에 결합된다.

이러한 상기 터빈러너(300)의 내측에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 블레이드(310)와 제2안내부(320)가 구비된다.

상기 블레이드(310)는 상기 터빈러너(300)의 내측에 복수개로 고정된다.

이러한 상기 블레이드(310)는 상기 프론트하우징(200)의 회전시, 상기 임펠라(210)에 의해 뿜어져 나오는 오일이 부딪치면서 상기 터빈러너(300)가 회전되게 하여 상기 터빈러너(300)에 결합된 상기 출력샤프트(S2)가 회전되게 한다.

상기 제2안내부(320)는 복수개의 상기 블레이드(310)의 끝단을 고정하면서 오일을 안내한다.

더욱 상세하게는, 상기 제2안내부(320)는 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 오일이 상기 블레이드(310)에 부딪치고 나서 이동시 오일이 와류 등이 일어나지 않게 상기 터빈러너(300)의 내주연을 따라 잘 이동하게 안내한다.

상기 스테이터(400)는 상기 프론트하우징(200)의 내주와 상기 터빈러너(300)의 내주 사이에 배치되어 오일의 흐름방향을 변화시킨다.

더욱 상세하게는, 상기 스테이터(400)는 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 블레이드(310)를 빠져나온 오일의 흐름방향으로 변화시켜 오일이 다시 상기 프론트하우징(200)의 상기 임펠라(210)에 보다 잘 공급된다.

따라서 이러한 상기 스테이터(400)는 역방향으로 회전하지 않게 일방향 클러치로 결합 구성된다.

이러한 상기 스테이터(400)는 상기 프론트하우징(200) 및 상기 터빈러너(300)와 함께 회전하면서 토크 전달 효율을 극대화시키는 역할을 한다.

상기 프론트하우징(200)이 회전하면서 오일이 상기 임펠라(210)에 의해 상기 블레이드(310)에 부딪쳐서 상기 터빈러너(300)가 회전시키고, 상기 스테이터(400)에 의해 오일의 흐름을 변화시키는 구조는 공지의 기술과 같이에 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 프론트하우징(200)의 외주와 상기 터빈러너(300)의 외주 사이의 상기 블레이드(310)는 상기 프론트하우징(200)과 상기 제1안내부(220) 사이로 돌출된 돌기부(311)가 형성되고, 상기 임펠라(210)에는 상기 돌기부(311)와 대응되게 홈부(211)가 형성된다.

이렇게 형성된 상기 돌기부(311)와 상기 홈부(211)에 의해, 상기 프론트하우징(200)의 회전시, 원심력에 의해 상기 임펠라(210)를 따라 외측으로 이동하는 오일에 빠르게 상기 블레이드(310)의 상기 돌기부(311)에 접촉하게 되고, 상기 돌기부(311)의 돌출된 면적만큼 오일의 접촉면적이 증가하게 된다.

즉, 상기 돌기부(311)에 의해 상기 블레이드(310)에 오일이 접촉하는 면적이 증가하고, 상기 돌기부(311)가 상기 프론트하우징(200) 내측으로 돌출되어 있어 상기 제1안내부(220)의 외주연으로 원심력에 의해 이동하는 오일에 빠르게 접촉하게 하게 된다.

이와 같이 상기 돌기부(311)와 상기 홈부(211)를 형성함으로써, 상기 프론트하우징(200)의 회전시, 원심력에 의해 상기 임펠라(210)를 따라 외측으로 이동하는 오일이 빠르게 상기 돌기부(311)의 돌출된 높이 만큼 상기 블레이드(310)에 접촉하고, 상기 돌기부(311)의 면적만큼 접촉면적이 증가하여 상기 프론트하우징(200)의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너(300)로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화시킨다.

이러한 상기 돌기부(311)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2안내부(320)에서 상기 프론트하우징(200) 방향으로 상향 경사지게 형성된다.

즉, 상기 돌기부(311)가 외측으로 갈수록 돌출된 높이가 점점 높아지게 형성되어 외측으로 갈수록 빠르게 회전하는 오일이 상기 돌기부(311)에 접하는 면적이 증가하게 되면서, 상기 프론트하우징(200)의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너(300)로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화 시킨다.

이에 따라 상기 홈부(211)는 상기 돌기부(311)와 대응되게 상기 제1안내부(220)에서 상기 프론트하우징(200) 방향으로 상향 경시지게 형성된다.

이와 같이 상기 돌기부(311)가 상기 제2안내부(320)에서 상기 프론트하우징(200) 방향으로 상향 경사지게 형성됨으로써, 상기 돌기부(311)가 외측으로 갈수록 빠르게 회전하는 오일이 상기 돌기부(311)에 접하는 면적이 증가하게 되면서, 상기 프론트하우징(200)의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너(300)로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화 시킨다.

이러한 상기 돌기부(311)의 상향경사진 각은 약 45°로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 이와 달리 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌기부(311)의 내측은 상기 제2안내부(320)에서 프론트하우징(200) 방향으로 상향경사지게 형성되고, 외측은 상기 터빈러너(300)에서 상기 제1안내부(220) 방향으로 상향경사지게 형성된다.

그리고 상기 돌기부(311)와 대응되게 상기 홈부(211)의 내측은 상기 제1안내부(220)에서 상기 프론트하우징(200) 방향으로 상향 경사지게 형성되고, 외측은 상기 프론트하우징(200)에서 내측방향으로 상향경사지게 형성되어 도 4에 도시된 바와 같이 상기 임펠라(210)의 외측에 잔부(210a)를 형성한다.

이렇게 형성된 상기 잔부(210a)는 상기 프론트하우징(200)의 회전하면서 상기 임펠라(210)에 의해 뿜어지는 오일이 상기 프론트하우징(200) 끝까지 뿜어지게 하는 역할을 한다.

즉, 상기 잔부(210a)는 상기 임펠라(210)의 끝단이 상기 프론트하우징(200)의 끝까지 남아 있도록 하여 오일이 상기 프론트하우징(200)의 끝까지 뿜어지게 하는 역할을 한다.

이와 같이 상기 잔부(210a)를 형성함으로써, 상기 프론트하우징(200)의 회전하면서 상기 임펠라(210)에 의해 뿜어지는 오일이 상기 끝까지 뿜어지게 하여 상기 홈부(211)에 의해 상기 임펠라에서 뿜어지는 오일의 힘이 약해지는 것을 방지하면서, 상기 돌기부(311)가 외측으로 갈수록 빠르게 회전하는 오일이 상기 돌기부(311)에 접하는 면적이 증가하게 되면서, 상기 프론트하우징(200)의 회전력이 빠르고 강하게 상기 터빈러너(300)로 전달되어 토크 전달 효율을 극대화 시킨다.

이때, 상기 돌기부(311)가 상기 제2안내부(320)에서 프론트하우징(200) 방향으로 상향경사지는 내측의 각도는 약 45°로 이루어지고, 상기 터빈러너(300)에서 상기 제1안내부(220) 방향으로 상향경사지게 외측은 각도는 45°의 각도보다 크게 이루지게 하여 상기 돌기부(311)의 꼭지점이 상기 프론트하우징(200)에 인접하게 배치되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 돌출부는 상기 임펠라(210) 방향으로 호형상으로 형성된다.

그리고 상기 홈부(211)는 호 형상으로 형성된 상기 돌출부와 대응되게 형성되어 상기 임펠라(210)의 외측과 내측에 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 잔부(210a)를 형성한다.

이렇게 형성된 잔부(210a)는 도 3의 잔부(210a)와 동일한 역할을 하기에 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 토크 컨버터는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100: 프론트커버 200: 프론트하우징 210: 임펠라
210a: 잔부 211: 홈부 220: 제1안내부
300: 터빈러너 310: 블레이드 311: 돌기부
320: 제2안내부 400: 스테이터
S1: 구동샤프트 S2: 출력샤프트

Claims (4)

1. 엔진의 구동샤프트(S1)에 결합되는 프론트커버(100)와;
   상기 프론트커버(100)에 결합되어 내측에 복수개의 임펠라(210)가 고정되고 상기 임펠라(210)의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제1안내부(220)가 구비된 프론트하우징(200)과;
   상기 프론트하우징(200)에 대향되게 배치되어 내측에 복수개의 블레이드(310)가 고정되고 상기 블레이드(310)의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제2안내부(320)가 구비되어 출력샤프트(S2)에 결합되는 터빈러너(300)와;
   상기 프론트하우징(200)의 내주와 상기 터빈러너(300)의 내주 사이에 배치되어 오일의 흐름방향을 변화시키는 스테이터(400); 를 포함하며,
   상기 프론트하우징(200)의 외주와 상기 터빈러너(300)의 외주 사이의 상기 블레이드(310)는 상기 프론트하우징(200)과 상기 제1안내부(220) 사이로 돌출된 돌기부(311)가 형성되고, 상기 임펠라(210)에는 상기 돌기부(311)과 대응되게 홈부(211)가 형성되되,
   상기 돌기부(311)의 내측은 상기 제2안내부(320)에서 프론트하우징(200) 방향으로 상향경사지게 형성되고, 외측은 상기 터빈러너(300)에서 상기 제1안내부(220) 방향으로 상향경사지게 형성되며,
   상기 돌기부(311)와 대응되게 상기 홈부(211)의 내측은 상기 제1안내부(220)에서 상기 프론트하우징(200) 방향으로 상향 경사지게 형성되고, 외측은 상기 프론트하우징(200)에서 내측방향으로 상향경사지게 형성되어 상기 임펠라(210)의 외측에 잔부(210a)를 형성하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌기부(311)는 상기 제2안내부(320)에서 상기 프론트하우징(200) 방향으로 상향 경사지게 형성되고,
   상기 돌기부(311)와 대응되게 상기 홈부(211)는 상기 제1안내부(220)에서 상기 프론트하우징(200)방향으로 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
3. 삭제
4. 엔진의 구동샤프트(S1)에 결합되는 프론트커버(100)와;
   상기 프론트커버(100)에 결합되어 내측에 복수개의 임펠라(210)가 고정되고 상기 임펠라(210)의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제1안내부(220)가 구비된 프론트하우징(200)과;
   상기 프론트하우징(200)에 대향되게 배치되어 내측에 복수개의 블레이드(310)가 고정되고 상기 블레이드(310)의 끝단을 고정하면서 오일을 안내하는 제2안내부(320)가 구비되어 출력샤프트(S2)에 결합되는 터빈러너(300)와;
   상기 프론트하우징(200)의 내주와 상기 터빈러너(300)의 내주 사이에 배치되어 오일의 흐름방향을 변화시키는 스테이터(400); 를 포함하며,
   상기 프론트하우징(200)의 외주와 상기 터빈러너(300)의 외주 사이의 상기 블레이드(310)는 상기 프론트하우징(200)과 상기 제1안내부(220) 사이로 돌출된 돌기부(311)가 형성되고, 상기 임펠라(210)에는 상기 돌기부(311)과 대응되게 홈부(211)가 형성되되,
   상기 돌기부(311)는 상기 임펠라(210) 방향으로 호형상으로 형성되고,
   상기 돌기부(311)와 대응되게 상기 홈부(211)는 호형상으로 형성되어 상기 임펠라(210)의 외측과 내측에 잔부(210a)를 형성하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.

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