KR101885439B1 - 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조 - Google Patents

로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조 Download PDF

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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

구동원과의 접속 시에 있어서 토크 컨버터의 커버를 간섭하기 어렵게 할 수 있고, 아울러 비용면에서도 유리한 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조를 제공한다.
회전 방지 구조(S)는 피스톤(54)과, BU 플레이트(56)를 구비한다. 피스톤(54)은 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 피스톤(54)이 설치되는 통형상 축부(12)보다 외측에 빗살(54a)을 갖는다. BU 플레이트(56)는 빗살(54a)에 걸림 결합하는 걸림 결합부(56a)를 갖고, 커버(1)와 함께 회전하도록 설치된다.

Description

로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조{STRUCTURE FOR PREVENTING ROTATION OF PISTON FOR LOCKUP CLUTCH}
본 발명은 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조에 관한 것이다.
로크업 클러치를 구비하는 토크 컨버터가, 예를 들어 특허문헌 1에서 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 토크 컨버터의 커버와 함께 회전하는 토크 컨버터의 축부이며, 로크업 클러치의 피스톤이 설치되는 축부에 당해 피스톤을 스플라인 걸림 결합시키고 있다.
일본특허공개 제2001-116110호 공보
토크 컨버터에서는, 적용되는 엔진에 따라 엔진과의 체결 볼트의 체결 위치가 달라지는 경우가 있다. 그 결과, 토크 컨버터의 축 주변부에서 엔진과 토크 컨버터의 접속을 맞출 필요가 생기는 경우가 있으며, 이때 토크 컨버터의 커버가 체결 볼트와 간섭할 수 있다.
이 경우, 엔진측에서 접속을 맞추려고 하면 비용이 들기 때문에, 토크 컨버터측에서 접속을 맞추는 것이 고려된다. 또한, 이때 토크 컨버터의 커버를 릴리스하는 스페이스를 확보하기 위해서는, 로크업 클러치의 피스톤이 설치되는 축부를 단축하는 것이 고려된다.
로크업 클러치의 피스톤이 설치되는 축부에 관해, 특허문헌 1의 기술에서는, 상술한 바와 같이 피스톤을 스플라인 걸림 결합시키고 있다. 이에 의해, 엔진의 토크가 변동되었을 때 등에, 로크업 클러치의 피스톤이 토크 컨버터의 커버에 대하여 상대 회전하는 것이 방지되므로, 피스톤이 커버에 대하여 미끄럼 이동하여 마모되는 것이 방지된다.
그런데, 로크업 클러치의 피스톤이 설치되는 축부에는, 로크업 클러치의 유압실을 시일하기 위한 시일 부재도 설치된다. 이로 인해, 특허문헌 1의 기술에서는, 스플라인 및 시일 부재의 양쪽을 설치하는 스페이스를 축부에 확보할 수 밖에 없는 것에 기인하여 축부의 단축이 제한된다.
이로 인해, 특허문헌 1의 기술에서는, 축부의 더 한층의 단축이 곤란해지는 결과, 토크 컨버터의 축 주변부에 있어서 토크 컨버터의 커버를 내측으로 릴리스하도록 하여, 체결 볼트와의 간섭의 회피를 도모하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 구동원과의 접속 시에 있어서 토크 컨버터의 커버를 간섭하기 어렵게 할 수 있고, 아울러 비용면에서도 유리한 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 형태의 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조는, 토크 컨버터의 로크업 클러치에서 사용되는 피스톤과, 상기 로크업 클러치를 해방하는 방향으로 상기 피스톤을 가압하는 가압 부재를 보유 지지하는 보유 지지 부재를 구비한다. 상기 피스톤은, 상기 토크 컨버터의 직경 방향에 있어서, 당해 피스톤이 설치되는 축부보다 외측으로 빗살을 갖고, 상기 보유 지지 부재는, 상기 빗살에 걸림 결합하는 걸림 결합부를 갖고, 상기 토크 컨버터의 커버와 함께 회전하도록 설치된다.
이 형태에 따르면, 빗살 및 걸림 결합부에 의해, 토크 컨버터의 커버에 대한 피스톤의 상대 회전을 방지하면서, 피스톤을 토크 컨버터의 축 방향으로 미끄럼 이동시킬 수 있다. 그리고, 토크 컨버터의 직경 방향에 있어서 축부보다 외측으로 설치되는 빗살이면, 시일 부재와 함께 축부의 단축을 제한하는 일이 없다. 이로 인해, 이 형태에 따르면, 축부에 스플라인을 설치하는 경우보다 축부를 단축할 수 있다. 따라서, 그 만큼, 토크 컨버터의 축 주변부에 있어서 커버를 내측으로 릴리스하도록 하는 것으로, 구동원과의 접속 시에 있어서 토크 컨버터의 커버를 간섭하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 이 형태에 따르면, 빗살을 갖는 피스톤에 대해서는 단조로 제조할 수 있고, 걸림 결합부를 갖는 보유 지지 부재에 대해서는 프레스 부품으로서 제조할 수 있다. 이로 인해, 이 형태에 따르면, 피스톤의 회전 방지를 위해서 스플라인을 가공해서 설치하는 경우보다 제조도 용이해지는 만큼, 비용면에서도 유리하다.
도 1은 토크 컨버터의 주요부를 도시하는 단면도이다.
도 2는 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조의 단면도이다.
도 3은 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조의 사시도이다.
도 4는 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조의 측면도이다.
도 5는 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조의 비교예를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 1은 토크 컨버터(TC)의 주요부를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 1은 로크업 클러치(5)에 관해서는 그 개략 구성을 설명하기 위한 도면으로 되어 있다. 로크업 클러치(5)의 구체적 구조에 대해서는, 도 2, 도 3을 사용해서 후술한다.
토크 컨버터(TC)는 커버(1)와, 펌프 임펠러(2)와, 터빈 러너(3)와, 스테이터(4)와, 로크업 클러치(5)를 구비한다. 이하, 로크업을 L/U라고 칭한다.
커버(1)는 도시하지 않은 엔진에 접속된다. 커버(1)는 프론트 커버(11)를 갖고 구성되며, 토크 컨버터(TC)의 하우징부를 구성한다. 프론트 커버(11)의 내측에는, 후술하는 피스톤(54)이 설치되는 축부인 통형상 축부(12)가 고정되어 있다. 통형상 축부(12)는 피스톤(54)의 중앙부를 관통하여 커버(1)와 함께 회전한다.
커버(1)는 펌프 임펠러(2), 터빈 러너(3), 스테이터(4) 및 L/U 클러치(5)를 수용한다. 펌프 임펠러(2)는 커버(1)에 설치된다. 터빈 러너(3)는 펌프 임펠러(2)와 대향해서 배치된다. 스테이터(4)는 펌프 임펠러(2) 및 터빈 러너(3) 사이에 배치된다.
L/U 클러치(5)는 L/U 드럼(51)과, L/U 허브(52)와, 다판식 클러치(53)와, 피스톤(54)을 구비한다. L/U 클러치(5)에 대해서는, 리턴 스프링(55)과, 백업 플레이트(56)와, D 링(57)이 더 설치된다. 이하, 리턴 스프링을 리턴 SPG라고 칭하고, 백업 플레이트를 BU 플레이트라고 칭한다.
L/U 드럼(51)은 제1 회전 부재이고, 커버(1)와 함께 회전하도록 설치된다. L/U 허브(52)는 제2 회전 부재이고, 터빈 러너(3)와 함께 회전하도록 설치된다. L/U 드럼(51)은 커버(1)에 직접 고정되어 있고, L/U 허브(52)는 터빈 러너(3)에 간접적으로 고정되어 있다. L/U 드럼(51)과 L/U 허브(52)는 다판식 클러치(53)를 개재해서 서로 접속되어 분리된다.
다판식 클러치(53)는 복수의 제1 클러치 플레이트(531)와, 복수의 제2 클러치 플레이트(532)를 구비한다. 제1 클러치 플레이트(531)는 L/U 드럼(51)에 설치되며 L/U 드럼(51)과 함께 회전하는 드리븐 플레이트이다. 제2 클러치 플레이트(532)는 L/U 허브(52)에 설치되며 L/U 허브(52)와 함께 회전하는 드라이브 플레이트이다. 제1 클러치 플레이트(531) 및 제2 클러치 플레이트(532)는 모두, 토크 컨버터(TC)의 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 설치된다. 제2 클러치 플레이트(532)는 복수의 제1 클러치 플레이트(531)가 인접하는 플레이트간 각각에 배치된다.
다판식 클러치(53)는 서로 체결되어 분리되는 제1 클러치 플레이트(531) 및 제2 클러치 플레이트(532)를 가짐과 함께, 제1 클러치 플레이트(531) 및 제2 클러치 플레이트(532) 중 적어도 어느 하나가 복수 설치되는 다판식 클러치를 구성한다.
피스톤(54)은 통형상 축부(12)에 설치된다. 피스톤(54)은 통형상 축부(12)에 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 설치된다. 피스톤(54)은 다판식 클러치(53)를 축 방향으로 누르는 것으로 다판식 클러치(53)를 걸림 결합시켜서, L/U 클러치(5)를 체결한다. 피스톤(54)에는 프론트 커버(11) 및 피스톤(54) 사이에 형성된 유압실(R)의 유압이 작용한다.
리턴 SPG(55)는 토크 컨버터(TC)의 축 방향에 있어서 피스톤(54)과 BU 플레이트(56) 사이에 배치된다. 리턴 SPG(55)는 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서 통형상 축부(12)와 다판식 클러치(53) 사이에 배치된다. 리턴 SPG(55)는 피스톤(54)을 프론트 커버(11)측으로 가압하는 것으로, L/U 클러치(5)를 해방하는 방향으로 피스톤(54)을 가압한다. 유압에 따른 피스톤(54)의 힘이 리턴 SPG(55)의 가압력을 하회하면, 다판식 클러치(53)의 걸림 결합이 해제되어, L/U 클러치(5)가 해방된다.
BU 플레이트(56)는 리턴 SPG(55)를 보유 지지하는 보유 지지 부재이며, 통형상 축부(12)에 설치된다. BU 플레이트(56)는 링 형상의 형상을 갖고, 통형상 축부(12)에 고정되는 것으로, 커버(1)와 함께 회전한다. BU 플레이트(56)는 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 다판식 클러치(53)보다 내측에 배치된다.
D 링(57)은 시일 부재이며, 통형상 축부(12)에 설치된다. D 링(57)은 피스톤(54) 및 통형상 축부(12) 사이의 미끄럼 이동 클리어런스를 시일하는 것으로, 유압실(R)을 시일한다.
토크 컨버터(TC)에서는 회전 방지 구조(S)가, 피스톤(54)과, BU 플레이트(56)를 갖고 구성된다. 회전 방지 구조(S)는 토크 컨버터(TC)의 L/U 클러치(5)에서 사용되는 L/U 클러치용 피스톤인 피스톤(54)의 회전 방지 구조이며, 커버(1)에 대한 피스톤(54)의 상대 회전을 방지한다. 회전 방지 구조(S)는, 구체적으로는 다음에 설명한 바와 같이 구성된다.
도 2는 회전 방지 구조(S)의 단면도이다. 도 3은 회전 방지 구조(S)의 사시도이다. 도 4는 회전 방지 구조(S)의 측면도이다.
피스톤(54)은 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 통형상 축부(12)보다 외측에 빗살(54a)을 갖는다. 빗살(54a)은 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 리턴 SPG(55)보다 외측에 배치된다. 빗살(54a)은 토크 컨버터(TC)의 축 방향으로 연신한다. 빗살(54a)은 주위 방향으로 균등하게 복수 설치된다.
BU 플레이트(56)는 빗살(54a)에 걸림 결합하는 걸림 결합부(56a)를 갖는다. 걸림 결합부(56a)는 BU 플레이트(56)의 외주부에 형성된 골 모양의 오목부에 의해 구성되어 있다. 걸림 결합부(56a)는 빗살(54a)에 대응시켜서, 주위 방향으로 균등하게 복수 설치된다. 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)는 피스톤(54)을 커버(1)와 함께 회전시킴으로써 커버(1)에 대한 피스톤(54)의 상대 회전을 방지하면서, 피스톤(54)을 토크 컨버터(TC)의 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 5를 사용해서 후술하는 비교예와 공통인 커버(1)를 토크 컨버터(TC)가 구비하는 경우를 예시하고 있다. 이것은 도 2에 도시하는 거리(L)에 의해, 다음에 설명하는 작용 효과가 시각적으로 이해되기 쉬워지도록 하기 위함이다.
본 실시 형태의 토크 컨버터(TC)에서는 실제로는, 최대 도 2에 도시하는 거리(L)의 분만큼, 축 주변부를 내측으로 릴리스한 형상의 커버를 커버(1) 대신에 사용할 수 있고, 동시에 이러한 커버를 따른 형상의 피스톤을 피스톤(54) 대신에 사용할 수 있다.
이어서, 회전 방지 구조(S)의 주된 작용 효과에 대해서 설명한다. 회전 방지 구조(S)는 피스톤(54)과, BU 플레이트(56)를 구비한다. 피스톤(54)은 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 통형상 축부(12)보다 외측에 빗살(54a)을 갖는다. BU 플레이트(56)는 빗살(54a)에 걸림 결합하는 걸림 결합부(56a)를 갖고, 커버(1)와 함께 회전하도록 설치된다.
이와 같은 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 다음에 설명한 바와 같이, 엔진과의 접속 시에 있어서 토크 컨버터의 커버를 간섭하기 어렵게 할 수 있다.
도 5는 회전 방지 구조(S)의 비교예인 회전 방지 구조(S')를 도시하는 도면이다.
회전 방지 구조(S')에서는, 피스톤(54')과 BU 플레이트(56')는 걸림 결합하지 않고, 피스톤(54')과 통형상 축부(12')가 스플라인 걸림 결합된다. 이로 인해, 회전 방지 구조(S')에서는, D 링(57) 외에 스플라인 SPL을 설치하기 위한 스페이스를 통형상 축부(12')에 확보하지 않을 수 없는 것에 기인하여, 통형상 축부(12')의 단축이 제한된다.
그 결과, 토크 컨버터(TC)의 축 주변부에서 엔진과 토크 컨버터(TC)의 접속을 맞출 필요가 생겼을 때, 적용되는 엔진에 따라서는 체결 볼트(B)가 프론트 커버(11)와 간섭하는 것이 판명되어도, 그 간섭을 피할 수 없게 될 가능성이 있다.
상술한 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)에 의해, 커버(1)에 대한 피스톤(54)의 상대 회전을 방지하면서, 피스톤(54)을 토크 컨버터(TC)의 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 할 수 있다. 그리고, 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 통형상 축부(12)보다 외측에 설치되는 빗살(54a)이면, D 링(57)과 동일한 직경 방향 위치에 배치되지 않으므로, D 링(57)과 함께 통형상 축부(12)의 단축을 제한하는 일이 없다.
이로 인해, 상술한 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 회전 방지 구조(S')의 경우보다 통형상 축부(12)를 단축할 수 있다. 따라서, 그 만큼, 토크 컨버터(TC)의 축 주변부에서 커버(1)를 내측으로 릴리스하도록 하는 것으로, 엔진 등의 구동원과의 접속 시에 있어서 커버(1)를 간섭하기 어렵게 할 수 있다. 구체적으로는 본 실시 형태에서는, 회전 방지 구조(S')의 경우보다 도 2에 도시하는 거리(L)만큼, 통형상 축부(12)를 단축할 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 최대 도 2에 도시하는 거리(L)만큼, 토크 컨버터(TC)의 축 주변부에서 커버(1)를 내측으로 릴리스하도록 하는 것으로, 체결 볼트(B) 등과의 사이에서 커버(1)를 간섭하기 어렵게 할 수 있다(청구항 1에 대응하는 효과).
또한, 상술한 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 빗살(54a)을 갖는 피스톤(54)에 대해서는 단조로 제조할 수 있고, 걸림 결합부(56a)를 갖는 BU 플레이트(56)에 대해서는 프레스 부품으로서 제조할 수 있다. 이로 인해, 상술한 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 피스톤(54')의 회전 방지를 위해서 스플라인 가공이 필요하게 되는 회전 방지 구조(S')보다 제조도 용이해지는 만큼, 비용면에서도 유리하다(청구항 1에 대응하는 효과).
이 외에, 상술한 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 피스톤(54)에 있어서 빗살(54a)이 설치되는 부분이 링 형상의 리브와 같이 형성되므로, 피스톤(54)의 강성을 높일 수 있다. 이로 인해, 강성 향상에 의해 피스톤(54)의 변형이 억제되는 만큼, 피스톤(54)과 통형상 축부(12)의 걸림 결합 마진을 짧게 하는 것으로, 통형상 축부(12)를 단축할 수도 있다(청구항 1에 대응하는 효과).
또한, 상술한 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 통형상 축부(12)보다 외측에 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)를 배치함으로써, 스플라인 걸림 결합을 행하는 회전 방지 구조(S')보다 걸림 결합 위치의 직경을 확대할 수 있다. 이로 인해, 걸림 결합 위치의 직경이 확대되는 만큼, 걸림 결합으로 발생하는 면압을 낮출 수 있다. 따라서, 면압이 저하되는 만큼, 빗살(54a)과 걸림 결합부(56a)의 걸림 결합 마진을 짧게 함으로써, 통형상 축부(12)의 단축을 도모할 수도 있다(청구항 1에 대응하는 효과).
회전 방지 구조(S)에서는, 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)는 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 리턴 SPG(55)보다 외측에 배치된다.
이와 같은 구성의 회전 방지 구조(S)에 따르면, 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)를 최대한 외측에 배치함으로써, 걸림 결합으로 발생하는 면압을 최대한 저하시킬 수 있다. 이로 인해, 면압이 저하되는 만큼, 빗살(54a)과 걸림 결합부(56a)의 걸림 결합 마진을 짧게 함으로써, 통형상 축부(12)의 더 한층의 단축을 도모할 수 있다(청구항 2에 대응하는 효과).
회전 방지 구조(S)에서는 BU 플레이트(56)는 통형상 축부(12)에 고정되고, 통형상 축부(12)는 커버(1)와 함께 회전하는 구성으로 된다.
회전 방지 구조(S)는 이와 같은 구성인 경우에, 간단한 구조로 BU 플레이트(56)를 커버와 함께 회전시킬 수 있다(청구항 3에 대응하는 효과).
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않으며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정한다는 취지는 아니다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)가, 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 리턴 SPG(55)보다 외측에 배치되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 토크 컨버터(TC)의 직경 방향에 있어서, 리턴 SPG(55)보다 내측에 빗살(54a) 및 걸림 결합부(56a)를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 걸림 결합부(56a)는 구멍부에 의해 구성할 수 있다.
1 : 커버
11 : 프론트 커버
12 : 통형상 축부(축부)
5 : L/U 클러치
54 : 피스톤
54a : 빗살
55 : 리턴 SPG(가압 부재)
56 : BU 플레이트(보유 지지 부재)
56a : 걸림 결합부
57 : D 링
S : 회전 방지 구조
TC : 토크 컨버터

Claims (3)

  1. 토크 컨버터의 로크업 클러치에서 사용되는 피스톤과,
    상기 로크업 클러치를 해방하는 방향으로 상기 피스톤을 가압하는 가압 부재를 보유 지지하는 플레이트
    를 구비하고,
    상기 피스톤은 상기 토크 컨버터의 직경 방향에 있어서, 당해 피스톤이 설치되는 축부보다 외측에 빗살을 갖고,
    상기 플레이트는 상기 빗살에 걸림 결합하는 걸림 결합부를 갖고, 상기 토크 컨버터의 커버와 함께 회전하도록 설치되는
    것을 특징으로 하는, 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빗살 및 상기 걸림 결합부는 상기 토크 컨버터의 직경 방향에 있어서, 상기 가압 부재보다 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 축부에 고정되고, 상기 축부는 상기 커버와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는, 로크업 클러치용 피스톤의 회전 방지 구조.
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