KR101889909B1 - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순한 구조 개선으로 드래그 토크 저감이 가능하게 한 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.
본 발명은 프론트 커버와; 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와; 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과; 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결할 수 있으며, 마찰 플레이트를 구비하는 록업 클러치와; 상기 록업 클러치에 결합되며, 상기 마찰 플레이트와 결합되는 드라이브 플레이트를 구비하는 토셔널 댐퍼;를 포함하되, 상기 마찰 플레이트는, 제1몸체와, 상기 제1몸체의 가장자리에 일정 간격으로 돌출 형성되되, 일정 각도로 경사지며 형성된 다수의 제1치형돌기로 이루어지고, 상기 제1치형돌기에는 유체가 유동될 수 있는 제1유로홈이 형성된 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

Description

차량용 토크 컨버터{TORQUE CONVERTER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단순한 구조 개선으로 드래그 토크 저감이 가능하게 한 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 되돌아 흐르는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터('스테이터' 라고도 함)를 포함한다.

그리고 토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결할 수 있는 록업 클러치(Lock up clutch, 또는 '댐퍼 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다.

상기 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈을 통해 변속기로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는 터빈 축에 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤을 포함한다.

또한, 상기 록업 클러치가 작동할 때 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 제공된다.

그런데, 상기 록업 클러치 중 트윈 페이싱 구조의 록업 클러치의 저온 드래그 토크로 인하여 차량 시동 후, 변속시 시동 꺼짐 및 엔진 떨림이 발생한다.

상기한 저온 드래그 토크 과다는 차량 변속 성능 및 연비 저하에 직접적인 영향 인자로 축소가 필요하다.

상기한 저온 드래그 토크 영향 인자는 ATF(Automatic Transmission Fluid: 자동변속기 작동유체)의 동점성계수와 마찰재 - 섭동면간 거리 등이 있다.

그리고 ATF의 동점성계수는 변경이 불가능하므로, 마찰재 - 섭동면의 양측 거리를 균일하게 유지함으로써 저온 드래그 토크를 축소할 수 있다.

또한, 마찰재 양측의 유로 불균형에 의한 압력 불균형 발생으로, 마찰재의 흡착 발생 가능성이 있으므로, 유로 불균형 해소가 가능한 추가적인 유로 설계가 필요하다.

그리고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤측 유로 저항에 의해 마찰 플레이트의 거동성이 저하되고 또한, 기존의 토크 컨버터의 경우, 커버측 유로(청색) 대비 피스톤 측 유로(적색) 저항이 크다.

그리고 터빈-댐퍼 어셈블리에 의한 유로 폐쇄에 의한 편측 양력 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 유로 불균형 해소를 위해 마찰 플레이트에 유로를 형성하여 마찰 플레이트의 거동성이 향상되도록 함으로써, 클러치 드래그 토크 수준 및 산포가 저감되도록 한 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 토크 컨버터는,

프론트 커버와;

상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와;

상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과;

상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결할 수 있으며, 마찰 플레이트를 구비하는 록업 클러치와;

상기 록업 클러치에 결합되며, 상기 마찰 플레이트와 결합되는 드라이브 플레이트를 구비하는 토셔널 댐퍼;를 포함하되,

상기 마찰 플레이트는,

제1몸체와,

상기 제1몸체의 가장자리에 일정 간격으로 돌출 형성되되, 일정 각도로 경사지며 형성된 다수의 제1치형돌기로 이루어지고,

상기 제1치형돌기에는 유체가 유동될 수 있는 제1유로홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1유로홈은, U자 형태로 형성된다.

그리고, 상기 드라이브 플레이트는, 제2몸체부와, 상기 제2몸체부의 가장자리에 돌출 형성된 다수의 제2치형돌기로 이루어지며, 상기 제2치형돌기 각각에는 유체가 유동될 수 있는 제2 유로홈이 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 제2유로홈은 U자 형태로 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단순하게 구조를 변경함으로써 즉, 마찰 플레이트와 드라이브 플레이트의 치형돌기 각각에 유로홈을 형성하므로 써, 마찰 플레이트와 드라이브 플레이트가 끼움 결합될 때, 치형돌기가 맞물려 상기 유로홈은 유체의 유동이 가능한 유로홀을 형성하게 된다.

따라서 상기 유로홈에 의해 형성된 유로홀을 통해 유체의 유동이 가능함으로써, 마찰 플레이트의 거동성이 향상시킬 수 있으며, 록업 클러치의 드래그 토크 수준 및 산포를 저감시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 유로 저항에 의해 마찰 플레이트의 거동성과 커버 측 유로 대비 피스톤 측 유로 저항 및 터빈-댐퍼 어셈블리에 의한 유로 폐쇄에 의한 편측 양력 발생을 시험한 종래의 차량용 토크 컨버터의 모니터 화면 및 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 구성을 나타낸 반단면도.
도 4는 도 3의 마찰 플레이트의 사시도.
도 5는 도 3의 드라이브 플레이트의 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 구성을 나타낸 반단면도가 도시되어 있다.

또한, 도 4에는 도 3의 마찰 플레이트의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 3의 드라이브 플레이트의 사시도가 도시되어 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는, 엔진의 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)를 포함한다.

임펠러(6) 측으로 오일을 전달하는 리엑터(10)는 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심을 가진다.

그리고 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 록업 클러치(14)가 제공된다.

상기 록업 클러치(14)는, 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치되고, 대략 원판형으로 이루어지며, 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤(16)을 구비하고 있다.

또한, 상기 록업 클러치(14)에는 토셔널 댐퍼(20)가 결합된다.

그리고 상기 토셔널 댐퍼(20)는 록업 클러치(14)를 통해 전달되는 구동력을 터빈(8)에 전달하여 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 한다.

이러한 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 피스톤(16) 사이에 배치되는 마찰 플레이트(33)를 포함하고, 상기 마찰 플레이트(33)는 양 측면에 마찰재(35)가 결합된다.

따라서 상기 록업 클러치(14)는 유압에 의해 피스톤(16)이 프론트 커버(4)를 향하는 방향으로 이동하면 마찰재(35)들이 프론트 커버(4)와 피스톤(16)에 밀착되면서 프론트 커버(4)로 전달된 구동력이 마찰 플레이트(33)로 전달될 수 있다.

그리고 토셔널 댐퍼(20)에는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 드라이브 플레이트(37)와 스프링(47)을 포함한다.

또한, 상기 드라이브 플레이트(37)는 록업 클러치(14)의 마찰 플레이트(33)와 결합되어 마찰 플레이트(33)의 구동력을 전달받을 수 있다.

그리고 상기 마찰 플레이트(33)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 양면에 상기 마찰재(33)들이 결합되는 제1몸체(33a)와, 이 제1몸체(33a)의 가장자리에 일정 간격으로 돌출 형성되되, 일정 각도로 경사지며 형성된 다수의 제1치형돌기(33b)로 이루어진다.

이러한 제1치형돌기(33b) 사이에는 드라이브 플레이트(37)와 결합할 수 있도록 제1결합홈(33d)이 다수 형성된다.

또한, 상기 제1치형돌기(33b) 각각에는 유체가 유동(또는 입출)될 수 있는 제1유로홈(33c)이 형성된다.

그리고 상기 마찰 플레이트(33)의 제1결합홈(33d)을 통해 결합되는 드라이브 플레이트(37)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2몸체부(37a)와, 이 제2몸체부(37a)의 가장자리에 돌출 형성된 다수의 제2치형돌기(37b)로 이루어진다.

마찬가지로, 상기 제2치형돌기(37b) 사이에는 마찰 플레이트(33)와 결합할 수 있도록 제2결합홈(37d)이 다수 형성된다.

또한, 상기 제2치형돌기(37b) 각각에는 유체가 유동될 수 있는 제2유로홈(37c)이 형성된다.

상기 제1,2유로홈(33c,37c)은 제1,2치형돌기(33b,37b)의 내구성 및 가공의 용이성을 위해, 또한 최대한 크게 유로를 확보하기 위해 U자 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 스프링(47)은 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있으며, 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 배치되고, 압축되면서 회전방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는, 우선, 록업 클러치(14)가 작동하면, 유압에 의해 피스톤(16)이 프론트 커버(4)측으로 이동한다.

그러면, 상기 마찰 플레이트(33)의 양측에 제공된 마찰재(35)들이 프론트 커버(4)의 내측과 피스톤(16)의 일측에 밀착되면서 프론트 커버(4)의 구동력이 마찰 플레이트(33)로 전달된다.

그리고 상기 마찰 플레이트(33)로 전달된 구동력은 드라이브 플레이트(37)로 전달된다.

이때 상기 마찰 플레이트(33)와 드라이브 플레이트(37)에는, 제1,2결합홈(33d,37d)이 형성되어 있고, 상기 제1,2결합홈(33d,37d) 사이에는 제1,2치형돌기(33b,37b)가 형성되어 있기 때문에, 상기 마찰 플레이트(33)와 드라이브 플레이트(37)는 끼움 결합이 가능하다.

또한, 이렇게 상기 마찰 플레이트(33)와 드라이브 플레이트(37)가 끼움 결합될 때, 상기 제1,2치형돌기(33b,37b) 각각에는 제1,2유로홈(33c,37c)이 형성되어 있으므로, 상기 제1,2유로홈(33c,37c)은 제1,2치형돌기(33b,37b)가 맞물릴 때, 유체의 유동이 가능한 유로홀을 형성하게 된다.

따라서 상기 제1,2유로홈(33c,37c)에 의해 형성된 유로홀을 통해 유체의 유동이 가능함으로써, 마찰 플레이트(33)의 거동성이 향상시킬 수 있게 되었다.

이에 따라 록업 클러치(14)의 드래그 토크 수준 및 산포가 저감된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

4. 프론트 커버
6. 임펠러
8. 터빈
10. 리엑터
14. 록업 클러치
16. 피스톤
20. 토셔널 댐퍼
33. 마찰 플레이트
33a. 제1몸체
33b. 제1치형돌기
33c. 제1유로홈
35. 마찰재
37. 드라이브 플레이트
37a. 제2몸체부
37b. 제2치형돌기
37c. 제2유로홈
47. 스프링

Claims (4)

1. 프론트 커버와;
   상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와;
   상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과;
   상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결할 수 있으며, 양 측면에 각각 마찰재가 결합된 마찰 플레이트를 구비하는 록업 클러치와;
   상기 록업 클러치에 결합되며, 상기 마찰 플레이트와 결합되는 드라이브 플레이트를 구비하는 토셔널 댐퍼;를 포함하되,
   상기 마찰 플레이트는,
   제1몸체와,
   상기 제1몸체의 가장자리에 일정 간격으로 돌출 형성되되, 일정 각도로 경사지며 형성된 다수의 제1치형돌기와, 상기 제1치형돌기들의 사이에 상기 드라이브 플레이트와 결합할 수 있도록 형성된 제1결합홈으로 이루어지고,
   상기 제1치형돌기에는 유체가 유동될 수 있는 제1유로홈이 형성되며,
   상기 제1유로홈은 유로의 확보를 위해 U자 형태로 형성되고,
   상기 드라이브 플레이트는,
   제2몸체부와,
   상기 제2몸체부의 가장자리에 돌출 형성된 다수의 제2치형돌기와, 상기 제2치형돌기들의 사이에 상기 마찰 플레이트와 결합할 수 있도록 형성된 제2결합홈으로 이루어지며,
   상기 제2치형돌기 각각에는 유체가 유동될 수 있는 제2 유로홈이 형성되고,
   상기 제2유로홈은 유로의 확보를 위해 U자 형태로 형성되되,
   상기 제1,2유로홈은 상기 제1치형돌기와 상기 제2치형돌기가 맞물릴 경우, 유체의 유동이 가능한 유로홀들을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images