KR102017093B1 - 토크 컨버터의 록업 장치 - Google Patents

토크 컨버터의 록업 장치 Download PDF

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가즈히토 마에다
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가부시키가이샤 에쿠세디
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Abstract

록업 장치에 있어서, 피스톤이나 오일실의 배치를 연구함으로써, 축 방향의 소형화를 도모한다. 이 록업 장치는, 클러치부(24)와, 댐퍼 기구(25)를 구비하고 있다. 클러치부(24)는, 클러치 출력 부재(27)와, 클러치 플레이트(28)와, 원판형의 오일실 플레이트(29)와, 피스톤(30)을 가지고 있다. 오일실 플레이트(29)는, 프론트 커버(2)와 터빈 내주부와의 사이에 프론트 커버에 대하여 축 방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 피스톤(30)은, 프론트 커버(2)와 오일실 플레이트(29)와의 사이에 축 방향 이동 가능하게 설치되고, 오일실 플레이트(29)와의 사이에 록업용의 제1 오일실(L1)을 구성하는 동시에, 프론트 커버(2)와의 사이에 록업 해제용의 제2 오일실(L2)을 구성한다.

Description

토크 컨버터의 록업 장치{LOCK-UP DEVICE FOR TORQUE CONVERTER}
본 발명은, 록업(lock-up) 장치, 특히, 프론트 커버로부터의 토크를 토크 컨버터의 터빈을 통하여 트랜스미션측의 부재에 전달하기 위한 토크 컨버터(torque converter)의 록업 장치에 관한 것이다.
토크 컨버터에는, 토크를 프론트 커버로부터 터빈에 직접 전달하기 위한 록업 장치가 설치되어 있는 경우가 많다. 이 록업 장치는, 프론트 커버에 마찰 연결 가능한 피스톤과, 피스톤에 고정되는 드라이브 플레이트(drive plate)와, 드라이브 플레이트에 지지되는 복수의 토션 스프링(torsion spring)과, 복수의 토션 스프링에 의해 피스톤 및 드라이브 플레이트에 회전 방향으로 탄성적으로 연결되는 드리븐 플레이트(driven plate)를 가지고 있다. 드리븐 플레이트는 터빈에 고정되어 있다.
또한, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 록업 장치의 클러치 용량을 크게 하기 위해, 복수의 클러치 플레이트를 사용한, 이른바 다판형(多板形)의 록업 장치도 제안되어 있다.
이 특허 문헌 1에 나타낸 록업 장치는, 프론트 커버와 터빈과의 사이에 배치된 클러치부와, 클러치부의 출력 부재에 연결된 동력 전달을 위한 플레이트와, 동력 전달 플레이트와 터빈을 탄성적으로 연결하는 복수의 토션 스프링을 구비하고 있다. 클러치부는, 복수의 클러치 플레이트와, 프론트 커버와 복수의 클러치 플레이트와의 사이에 배치된 피스톤을 가지고 있다.
여기서는, 피스톤의 배면에 유압이 공급되는 것에 의해 피스톤이 복수의 클러치 플레이트 측으로 이동하고, 복수의 클러치 플레이트가 서로 압압(押壓)되어 록업 상태(동력 전달 상태)로 된다. 이 상태에서는, 프론트 커버로부터의 토크는, 클러치부를 통하여 동력 전달 플레이트에 전달되고, 또한 복수의 토션 스프링을 통하여 터빈에 전달된다.
일본 공개특허 제2010―48291호 공보
특허 문헌 1에 나타낸 장치에서는, 프론트 커버와 터빈 내주와의 사이에, 클러치부의 부재나 동력 전달 플레이트를 지지하기 위한 부재가 배치되어 있다. 이 때문에, 클러치부는 이들의 직경 방향 외측에 배치하지 않을 수 없다.
또한, 클러치부에 있어서는, 프론트 커버와 피스톤과의 사이에 록업용의 오일실이 형성되고, 피스톤과 터빈과의 사이에 복수의 클러치 플레이트 및 이들을 지지하기 위한 백 플레이트(back plate)가 배치되어 있다.
이상과 같은 종래의 록업 장치에서는, 축 방향 스페이스를 단축화하는 것이 곤란하다.
본 발명의 과제는, 록업 장치에 있어서, 피스톤이나 오일실의 배치를 연구 함으로써, 축 방향의 소형화를 도모하는 것에 있다.
본 발명의 제1 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 프론트 커버로부터의 토크를 토크 컨버터의 터빈을 통하여 트랜스미션측의 부재에 전달하기 위한 장치로서, 클러치부와, 댐퍼 기구(damper mechanism)를 구비하고 있다. 클러치부는, 프론트 커버와 터빈과의 사이에 배치되고, 토크를 전달 또는 차단한다. 댐퍼 기구는, 클러치부로부터의 토크를 터빈에 전달하는 동시에, 토션 진동을 흡수·감쇠(減衰)한다. 또한, 클러치부는, 댐퍼 기구에 토크를 출력하는 클러치 출력 부재와 프론트 커버와 클러치 출력 부재와의 사이에서 토크 전달을 행하기 위한 클러치 플레이트와, 원판형의 오일실 플레이트와, 피스톤을 가지고 있다. 오일실 플레이트는, 프론트 커버와 터빈 내주부와의 사이에 프론트 커버에 대하여 축 방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 피스톤은, 프론트 커버와 오일실 플레이트와의 사이에 축 방향 이동 가능하게 설치되고, 오일실 플레이트와의 사이에 록업용의 제1 오일실을 구성하는 동시에, 프론트 커버와의 사이에 록업 해제용의 제2 오일실을 구성하고, 제1 오일실에 공급되는 작동유에 의해 클러치부를 걸어맞춤 상태로 한다.
이 장치에서는, 록업 시에는, 록업용의 제1 오일실에 작동유가 공급된다. 이로써, 피스톤은 프론트 커버측으로 이동하여, 클러치 플레이트를 압압한다. 이 상태에서는, 프론트 커버로부터의 토크는, 클러치부로부터 댐퍼 기구를 통하여 터빈에 출력된다.
여기서는, 프론트 커버와 터빈과의 사이에 록업용의 제1 오일실이 형성되고, 피스톤은 터빈측으로부터 프론트 커버측으로 이동하여 록업 상태로 되므로, 종래의 록업 장치와 비교하여, 축 방향 치수를 단축할 수 있다.
또한, 록업용의 제1 오일실 및 록업 해제용의 제2 오일실이 형성되어 있으므로, 록업과 록업 해제의 전환 시의 응답성이 향상된다. 그리고, 제2 오일실은, 피스톤과 프론트 커버에 의해 구성되어 있으므로, 적은 부품수로 록업 해제용의 오일실을 구성할 수 있어, 축 방향 치수를 더욱 단축할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 제1 측면의 장치에 있어서, 클러치부는 축 방향으로 연장되는 환형(環形)의 보스를 더 가지고 있다. 또한, 환형의 보스는, 트랜스미션측의 단부(端部)에 오일실 플레이트의 내주부가 고정되는 동시에, 프론트 커버측의 단면(端面)이 프론트 커버에 고정되고, 외주면을 피스톤이 축 방향으로 슬라이딩 이동하고, 제1 오일실에 작동유를 공급하기 위한 오일 통로가 형성되어 있다.
본 발명의 제3 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 제1 또는 제2 측면의 장치에 있어서, 터빈은, 복수의 터빈 블레이드(turbine blade)와, 복수의 터빈 블레이드를 지지하는 터빈 쉘(turbine shell)과, 터빈 쉘이 연결된 터빈 허브를 가지고 있다. 터빈 허브는, 직경 방향으로 연장되고 터빈 쉘의 내주부가 연결된 플랜지부를 가지고, 플랜지부는, 외주부에 형성된 축 방향 지지부와, 축 방향 지지부의 외주단부로부터 프론트 커버측으로 연장되고 통형(筒形)으로 형성된 직경 방향 지지부를 가지고 있다. 또한, 클러치 출력 부재는, 클러치 걸어맞춤부와, 댐퍼 걸어맞춤부와, 직경 방향 맞닿음부와, 축 방향 맞닿음부를 가지고 있다. 클러치 걸어맞춤부는, 직경 방향 중간부에 프론트 커버측으로 연장되어 형성되고, 클러치 플레이트에 축 방향 이동 가능하게 또한 상대 회전 불가능하게 걸어맞추어진다. 댐퍼 걸어맞춤부는, 외주부에 형성되고, 댐퍼 기구에 걸어맞추어진다. 직경 방향 맞닿음부는, 내주부에 있어서 축 방향으로 연장되는 통형으로 형성되고, 터빈 허브의 직경 방향 지지부와 맞닿는다. 축 방향 맞닿음부는, 직경 방향 맞닿음부로부터 내주측으로 돌출하고, 터빈 허브의 축 방향 지지부와 맞닿는다.
여기서는, 클러치 출력 부재에 클러치 걸어맞춤부 및 댐퍼 걸어맞춤부가 형성되어 있으므로, 적은 부품수로 동력 전달 경로를 구성할 수 있다. 또한, 터빈 허브의 축 방향 지지부와 직경 방향 지지부에, 클러치 출력 부재의 일부를 접촉시킴으로써, 용이하게 클러치 출력 부재의 축 방향 및 직경 방향의 위치 결정을 행할 수 있다.
본 발명의 제4 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 제3 측면의 장치에 있어서, 댐퍼 기구는, 복수의 토션 스프링과 중간 부재를 가지고 있다. 복수의 토션 스프링은 클러치 출력 부재와 걸어맞추어진다. 중간 부재는, 클러치 출력 부재와 상대 회전 가능하게 배치되고, 복수의 토션 스프링 중 2개 이상을 직렬로 작용하게 한다. 또한, 중간 부재는, 토션 스프링의 단면에 걸어맞추어지는 스프링 걸어맞춤부와, 토션 스프링의 외주 및 프론트 커버측의 측부를 덮는 커버부와, 커버부로부터 내주측으로 연장되는 복수의 돌기부를 가지고 있다. 그리고, 클러치 출력 부재는, 클러치 걸어맞춤부의 위쪽이자 또한 댐퍼 걸어맞춤부의 아래쪽에 있어서, 중간 부재의 복수의 돌기부에 맞닿아 중간 부재의 위치 결정을 행하는 위치 결정부를 가지고 있다.
여기서는, 클러치 출력 부재에 의해 중간 부재를 위치결정할 수 있다.
본 발명의 제5 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 제4 측면의 장치에 있어서, 클러치 출력 부재의 위치 결정부는, 중간 부재의 내주단면과 맞닿아 중간 부재를 직경 방향으로 위치결정하는 직경 방향 위치 결정부와, 중간 부재의 복수의 돌기부의 측면과 맞닿아 중간 부재를 축 방향으로 위치결정하는 축 방향 위치 결정부를 가진다.
본 발명의 제6 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 제2 측면의 장치에 있어서, 환형 보스에는, 록업 해제용의 제2 오일실에 작동유를 공급하기 위한 오일 통로가 형성되어 있다.
이상과 같이 본 발명에서는, 특히 클러치부의 축 방향 치수를 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 록업 장치를 구비한 토크 컨버터의 단면 부분도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 토크 컨버터의 록업 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 록업 장치의 피스톤 및 그것을 지지하는 구성을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 록업 장치의 댐퍼 기구를 확대하여 나타낸 도면이다.
[토크 컨버터의 전체 구성]
도 1은 본 발명의 일실시형태가 채용된 토크 컨버터(1)의 종단면도이다. 토크 컨버터(1)는, 엔진의 크랭크샤프트(crankshaft)로부터 트랜스미션의 입력 샤프트에 토크를 전달하기 위한 장치이다. 도 1의 좌측에 도시하지 않은 엔진이 배치되고, 도 1의 우측에 도시하지 않은 트랜스미션이 배치되어 있다. 도 1에 나타낸 O―O가 토크 컨버터(1)의 회전축이다.
토크 컨버터(1)는, 주로, 프론트 커버(2)와, 3종의 임펠러(impeller)(3), 터빈(4) 및 스테이터(stator)(5)로 이루어지는 토크 컨버터 본체와, 록업 장치(6)를 구비하고 있다.
[프론트 커버(2)]
프론트 커버(2)는, 원판형의 부재로서, 내주단에는 센터보스(center boss)(8)가 용접에 의해 고정되어 있다. 센터보스(8)는, 축 방향으로 연장되는 원통 형상의 부재이며, 크랭크샤프트(도시하지 않음)의 중심공 내에 삽입되는 것이다.
그리고, 도시하지 않지만, 프론트 커버(2)는 플렉시블 플레이트를 통하여 엔진의 크랭크샤프트에 연결되도록 되어 있다. 즉, 프론트 커버(2)의 외주측이자 또한 엔진측의 면에는, 원주 방향으로 등간격(等間隔)으로 복수의 볼트(9)가 고정되어 있고, 이 볼트(9)에 나사결합하는 너트에 의해, 플렉시블 플레이트의 외주부가 프론트 커버(2)에 고정되어 있다.
프론트 커버(2)의 외주부에는, 축 방향 트랜스미션측으로 연장되는 외주측 통형부(2a)가 형성되어 있다. 이 외주측 통형부(2a)의 선단에 임펠러(3)가 용접에 의해 고정되어 있다. 이 결과, 프론트 커버(2)와 임펠러(3)에 의해, 내부에 작동유가 충전되는 유체실(流體室)이 형성되어 있다.
또한, 프론트 커버(2)의 직경 방향 중간부에 있어서, 터빈(4) 측의 측면에는 마찰면(2b)이 형성되어 있다. 또한, 마찰면(2b)의 내주측에는, 축 방향 터빈(4) 측으로 연장되는 통형의 실링부(2c)가 형성되어 있다.
[임펠러(3)]
임펠러(3)는, 주로, 임펠러 쉘(10)과, 그 내측에 고정된 복수의 임펠러 블레이드(impeller blade)(11)로 구성되어 있다. 그리고, 임펠러 쉘(10)의 외주측 선단부가, 전술한 바와 같이, 프론트 커버(2)에 용접되어 있다. 그리고, 임펠러 쉘(10)의 내주단부에는, 트랜스미션측으로 연장되는 통형부(10a)가 형성되어 있다.
[터빈(4)]
터빈(4)은 임펠러(3)에 대하여 축 방향으로 대향하여 배치되어 있다. 터빈(4)은, 주로, 터빈 쉘(14)과, 그 내부에 고정된 복수의 터빈 블레이드(15)와, 터빈 쉘(14)의 내주단부에 고정된 터빈 허브(16)로 구성되어 있다. 터빈 쉘(14)과 터빈 허브(16)는 복수의 리벳(17)에 의해 고정되어 있다.
터빈 허브(16)는, 원판형의 플랜지부(16a)와, 통형부(16b)를 가지고 있다. 플랜지부(16a)는 터빈 쉘(14)의 내주단부가 리벳(17)에 의해 고정되어 있다. 통형부(16b)는, 플랜지부(16a)의 내주단부로부터 트랜스미션측으로 연장되어 형성되어 있다. 또한, 통형부(16b)의 내주부에는 스플라인공(16c)이 형성되어 있고, 트랜스미션의 입력 샤프트(18)의 선단에 형성된 스플라인축과 맞물려 있다.
플랜지부(16a)는, 외주부에 축 방향 지지부(16d) 및 직경 방향 지지부(16e)를 가지고 있다. 축 방향 지지부(16d)는, 플랜지부(16a)의 외주단부에 축 방향으로 단차를 두고 형성되어 있다. 직경 방향 지지부(16e)는, 통형으로 형성되어 있고, 축 방향 지지부(16d)의 선단으로부터 축 방향에 있어서 프론트 커버(2) 측으로 연장되어 형성되어 있다.
그리고, 터빈 허브(16)의 플랜지부(16a)의 내주부에는, 토크 컨버터의 작동유를 임펠러(3)에 공급하기 위한 작동유 공급용의 관통공(16f)이 형성되어 있다.
[스테이터(5)]
스테이터(5)는, 임펠러(3)의 내주부와 터빈(4)의 내주부와의 사이에 배치되고, 터빈(4)으로부터 임펠러(3)로 돌아오는 작동유의 흐름을 정류(整流)하기 위한 기구(機構)이다. 스테이터(5)는 수지나 알루미늄 합금 등으로 주조(鑄造)에 의해 일체로 형성되어 있다. 스테이터(5)는, 주로, 환형의 스테이터 쉘(stator shell)(20)과, 스테이터 쉘(20)의 외주면에 설치된 복수의 스테이터 블레이드(21)를 가지고 있다. 스테이터 쉘(20)은, 원웨이 클러치(one way cluch)(22)를 통하여 고정 샤프트(23)에 연결되어 있다.
그리고, 스테이터 쉘(20)의 프론트 커버(2) 측의 면에는, 리벳(17)과 대향하는 위치에, 환형의 오목부(20a)가 형성되어 있다. 이 오목부(20a)는 리벳(17)의 헤드부와의 간섭을 피하기 위해 형성된 것이다. 이로써, 터빈 허브(16)의 플랜지부(16a)와 스테이터 쉘(20)을 축 방향으로 근접시킬 수 있어, 축 방향 치수의 단축화를 가능하게 하고 있다.
또한, 스테이터 쉘(20)과 임펠러 쉘(10)과의 사이, 및 스테이터 쉘(20)과 터빈 허브(16)의 플랜지부(16a)와의 사이에는, 각각 스러스트(thrust) 베어링(23a, 23b)이 배치되어 있다.
[록업 장치]
록업 장치(6)는, 프론트 커버(2)와 터빈(4)과의 사이에 배치되고, 프론트 커버(2)로부터 터빈(4)에 동력을 직접 전달하는 것이다. 이 록업 장치(6)는, 프론트 커버(2)와 터빈(4)과의 사이에 배치된 클러치부(24)와, 클러치부(24)로부터의 토크를 터빈(4)에 전달하는 댐퍼 기구(25)를 구비하고 있다.
<클러치부(24)>
클러치부(24)는, 프론트 커버(2)로부터의 토크를 댐퍼 기구(25)에 전달하거나, 또는 프론트 커버(2)와 댐퍼 기구(25)와의 사이의 토크 전달을 차단한다. 이 클러치부(24)는, 도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 클러치 출력 부재(27)와, 클러치 플레이트(28)와, 오일실 플레이트(29)와, 피스톤(30)과, 보스(31)를 가지고 있다.
클러치 출력 부재(27)는 프론트 커버(2)와 터빈(4)과의 사이에 배치되어 있다. 클러치 출력 부재(27)는, 환형으로 형성되어 있고, 원판형으로 형성된 원판부(27a)와, 클러치 걸어맞춤부(27b)와, 복수의 댐퍼 걸어맞춤부(27c)와, 직경 방향 맞닿음부(27d)와, 축 방향 맞닿음부(27e)와, 각각 복수의 직경 방향 위치 결정부(27f) 및 축 방향 위치 결정부(27g)를 가지고 있다. 이들의 각 부는 1개의 플레이트를 프레스 가공하여 형성되는 것이다.
복수의 클러치 걸어맞춤부(27b)는, 원판부(27a)의 직경 방향 중간부의 일부를, 프론트 커버(2) 측으로 절곡되어 형성되어 있다.
복수의 댐퍼 걸어맞춤부(27c)는 원판부(27a)의 외주부로부터 더 외주측으로 연장되어 형성되어 있다. 각 댐퍼 걸어맞춤부(27c)는, 외주측으로 연장되는 부분과, 축 방향으로 연장되는 부분을 가지고 있고, 댐퍼 기구(25)를 구성하는 토션 스프링(후술)의 단면에 걸어맞춤 가능하다.
직경 방향 맞닿음부(27d)는, 원판부(27a)의 내주단이 터빈(4)측으로 절곡되어 형성된 부분이며, 통형으로 형성되어 축 방향으로 연장되어 있다. 이 직경 방향 맞닿음부(27d)가 터빈 허브(16)의 직경 방향 지지부(16e)와 맞닿아 지지되어 있다. 이와 같은 구성에 따라서, 클러치 출력 부재(27)는 직경 방향으로 위치결정되어 있다.
또한, 축 방향 맞닿음부(27e)는 직경 방향 맞닿음부(27d)의 축 방향 단부가 내주측으로 절곡되어 형성된 부분이며, 환형으로 형성되어 있다. 이 축 방향 맞닿음부(27e)는, 축 방향에 있어서 터빈 허브(16)의 축 방향 지지부(16d)와 출력 플레이트(55)(후술)와의 사이에 협지되어 있다. 이와 같은 구성에 따라서, 클러치 출력 부재(27)는 축 방향으로 위치결정되어 있다.
복수의 직경 방향 위치 결정부(27f)는, 원판부(27a)의 외주부의 일부를 프론트 커버(2) 측으로 절곡되어 형성된 부분이며, 축 방향으로 연장되어 있다. 또한, 축 방향 위치 결정부(27g)는 직경 방향 위치 결정부(27f)의 축 방향 단부를 외주측으로 절곡하여 형성된 부분이다.
클러치 플레이트(28)는, 원판형으로 형성되어 있고, 프론트 커버(2)의 마찰면(2b)에 대향하도록 배치되어 있다. 클러치 플레이트(28)의 양면에는 환형의 마찰 부재가 고정되어 있다. 또한, 클러치 플레이트(28)의 외주단에는, 클러치 출력 부재(27)의 클러치 걸어맞춤부(27b)에 걸어맞추어지는 복수의 톱니가 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 클러치 플레이트(28)는, 클러치 출력 부재(27)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하고 또한 상대 회전 불가능이다.
오일실 플레이트(29)는, 프론트 커버(2)와 터빈 허브(16)와의 사이에 배치되어 있다. 오일실 플레이트(29)는, 원판부(29a)와, 원판부(29a)의 외주단부로부터 축 방향 프론트 커버(2) 측으로 연장되는 통형부(29b)를 가지고 있다. 원판부(29a)는 보스(31)의 외주면에 고정되어 있다. 또한, 원판부(29a)의 직경 방향 중간부에는, 프론트 커버(2) 측으로 돌출되어 형성된 복수의 엠보스부(29c)가 형성되어 있다. 엠보스부(29c)는 피스톤(30)의 측면에 접촉 가능하다. 통형부(29b)의 선단에는 복수의 톱니(29d)가 형성되어 있다.
피스톤(30)은, 프론트 커버(2)와 오일실 플레이트(29)와의 사이에 배치되어 있다. 피스톤(30)은, 원판형의 오일실 구성부(30a)와, 압압부(押壓部)(30b)와, 이들을 연결하는 연결부(30c)를 가지고 있다.
오일실 구성부(30a)는 프론트 커버(2)의 내주부 및 오일실 플레이트(29)의 원판부(29a)와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 오일실 구성부(30a)의 내주단면은 보스(31)의 외주에 슬라이딩 이동 가능하게 지지되어 있다.
연결부(30c)의 외주면에는 실링 부재(34)가 형성되어 있고, 실링 부재(34)는 오일실 플레이트(29)의 통형부(29b)의 내주면에 슬라이딩 이동 가능하게 맞닿아 있다. 또한, 프론트 커버(2)의 실링부(2c)의 외주면에 실링 부재(35)가 설치되고, 실링 부재(35)는 피스톤(30)의 연결부(30c)의 내주면과 맞닿아 있다.
압압부(30b)는 클러치 플레이트(28)와 대향하고 있다. 압압부(30b)의 내주측에는, 원주 방향으로 연장되는 복수의 절결(切缺)(30d)이 형성되어 있고, 이 절결(30d)에 오일실 플레이트(29)의 복수의 톱니(29d)가 삽입되어 걸어맞추어져 있다. 이로써, 프론트 커버(2), 오일실 플레이트(29), 및 피스톤(30)은 동기하여 회전한다.
보스(31)는, 환형으로 형성되어 있다. 보스(31)의 프론트 커버(2) 측의 단면은 프론트 커버(2)의 측면에 고정되어 있다. 또한, 보스(31)의 터빈(4) 측의 단부에서의 외주면에는, 전술한 바와 같이, 오일실 플레이트(29)의 내주단이 용접에 의해 고정되어 있다. 또한 보스(31)의 외주면에는 피스톤(30)의 내주단면이 슬라이딩 이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 보스(31)의 외주면에는 실링 부재(36)가 형성되어 있고, 실링 부재(36)는 피스톤(30)의 내주단면과 맞닿아 있다.
그리고, 제2 오일실(L2)에는, 피스톤(30)을 클러치 플레이트(28)로부터 이격시키기 위한 리턴 스프링으로서의 접시 스프링(40)이 설치되어 있다. 또한, 보스(31)의 터빈(4) 측의 단면에는, 수지제의 스토퍼(41)가 설치되어 있다. 이 스토퍼(41)에 터빈 허브(16)가 접촉 가능하다.
<피스톤을 이동시키기 위한 구조>
이상과 같이, 오일실 구성부(30a)와 오일실 플레이트(29) 및 프론트 커버(2)에 의해, 피스톤(30)의 터빈(4) 측에 록업용의 제1 오일실(L1)이 구성되며, 피스톤(30)의 프론트 커버(2) 측에 록업 해제용의 제2 오일실(L2)이 구성되어 있다.
도 3에 확대하여 나타낸 바와 같이, 보스(31)에는, 복수의 제1 오일 통로(51)와, 복수의 제2 오일 통로(52)와, 1개의 제3 오일 통로(53)가 형성되어 있다. 제1 오일 통로(51)는, 보스(31)를 직경 방향으로 관통하여 형성되어 있고, 보스(31)의 내주측과 제1 오일실(L1)을 연통하고 있다. 제2 오일 통로(52)는, 보스(31)를 직경 방향으로 관통하여 형성되어 있고, 보스(31)의 내주측과 제2 오일실(L2)을 연통하고 있다. 또한, 제3 오일 통로(53)는, 보스(31)의 프론트 커버(2) 측의 단면과 터빈(4) 측의 단면을 관통하여 형성되어 있고, 제2 오일실(L2)과 토크 컨버터의 작동유 공급용의 오일 통로를 연통되어 있다.
<댐퍼 기구>
댐퍼 기구(25)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 터빈 쉘(14)에 고정된 출력 플레이트(55)와, 복수의 토션 스프링(56)과, 복수의 중간 부재(57)를 가지고 있다. 그리고, 도 4는, 록업 장치(6) 중 댐퍼 기구(25) 및 그와 관련된 구성만을 추출하여 나타낸 것이다.
출력 플레이트(55)는, 본체부(55a)와, 복수의 걸어맞춤부(55b)와, 축 방향 맞닿음부(55c)와, 고정부(55d)를 가지고 있다.
본체부(55a)는 터빈 쉘(14)의 외주에 따른 형상을 가지고 있다. 복수의 걸어맞춤부(55b)는, 본체부(55a)의 외주 선단부를 프론트 커버(2) 측으로 절곡되어 형성되어 있다. 복수의 걸어맞춤부(55b)는, 직렬로 작용하는 1조(이 실시형태에서는 2개)의 토션 스프링(46)의 주위 방향 양단에 걸어맞추어진다.
축 방향 맞닿음부(55c)는, 본체부(55a)의 내주부에 형성되어 있고, 전술한 바와 같이, 터빈 허브(16)의 축 방향 지지부(16d)와 함께 클러치 출력 부재(27)의 축 방향 맞닿음부(27e)를 끼워넣고 있다.
고정부(55d)는, 축 방향 맞닿음부(55c)의 더 내주측에, 축 방향 맞닿음부(55c)와 축 방향으로 단차를 두고 형성되어 있다. 이 고정부(55d)는, 리벳(17)에 의해 터빈 허브(16)과 터빈 쉘(14)에 고정되어 있다.
이상과 같은 구성에 의해, 클러치 출력 부재(27)로부터 입력된 토크는 토션 스프링(56)을 통하여 출력 플레이트(55)에 전달되고, 다시 터빈(4)에 전달된다.
복수의 중간 부재(57)의 각각은, 복수의 토션 스프링(56) 중 1조(2개)의 토션 스프링을 직렬로 작용하게 하기 위한 부재이다. 중간 부재(57)는, 단면(斷面)이 개략 C자형의 환형의 부재이며, 걸어맞춤부(57a)와, 커버부(57b)와, 돌기부(57c)를 가지고 있다.
걸어맞춤부(57a)는 직렬로 작용하는 2개의 토션 스프링의 사이에 배치되고, 인접하는 토션 스프링의 단면에 걸어맞추어져 있다. 커버부(57b)는, 토션 스프링(56)의 외주와, 토션 스프링(56)의 프론트 커버(2) 측의 측부를 덮고 있다. 돌기부(57c)는, 중간 부재(57)의 내주단부의 일부에 형성되어 있고, 클러치 출력 부재(27)의 원판부(27a)와 축 방향 위치 결정부(27g)와의 사이에 협지(sandwich)되도록 하여 배치되어 있다. 또한, 돌기부(57c)의 내주단면은 클러치 출력 부재(27)의 직경 방향 위치 결정부(27f)에 접촉 가능하다.
이상과 같은 구성에 의해, 중간 부재(57)는, 커버부(57b)에 의해 토션 스프링(56)의 직경 방향 및 축 방향의 이동을 규제하고 있다. 또한, 중간 부재(57)는 복수의 돌기부(57c)가 클러치 출력 부재(27)의 직경 방향 위치 결정부(27f) 및 축 방향 위치 결정부(27g)에 지지되는 것에 의해, 축 방향 및 직경 방향으로 위치결정되어 있다.
그리고, 돌기부(57c)는, 클러치 출력 부재(27)의 복수의 축 방향 위치 결정부(27g)의 사이를 축 방향으로 통과할 수 있는 폭으로 형성되어 있다. 그리고, 중간 부재(57)를 클러치 출력 부재(27)에 내장하는 경우에는, 먼저, 돌기부(57c)가 클러치 출력 부재(27)의 복수의 축 방향 위치 결정부(27g)의 사이를 통과하는 위치에 중간 부재(57)를 세팅한다. 그리고, 돌기부(57c)를 복수의 축 방향 위치 결정부(27g)의 사이를 통과시키고, 그 후, 중간 부재(57)를 소정 각도 회전시킨다. 이로써, 중간 부재(57)는 도면에 나타낸 바와 같은 위치에서 고정된다.
[동작]
록업 장치(6)에 있어서, 록업을 해제하는 경우에는, 록업용의 제1 오일실(L1)이 제1 오일 통로(51)를 통하여 드레인에 접속되는 동시에, 도시하지 않은 컨트롤 밸브로부터 제2 오일 통로(52)를 통하여 피스톤(30)과 프론트 커버(2)와의 사이의 록업 해제용의 제2 오일실(L2)에 작동유가 공급된다. 이로써, 피스톤(30)은 터빈(4) 측으로 이동하고, 피스톤(30)의 압압부(30b)는 클러치 플레이트(28)로부터 이격된다.
또한, 트랜스미션의 입력 샤프트(18)와 고정 샤프트(23)와의 사이로부터 토크 컨버터 작동용의 오일이 공급된다. 이 작동유는, 터빈 허브(16)의 관통공(16f)으로부터 터빈 허브(16)와 피스톤(30)과의 사이에 공급된다. 이 작동유는, 프론트 커버(2)와 클러치 출력 부재(27) 및 중간 부재(57)와의 사이에 형성된 간극을 통하여 프론트 커버(2)의 외주단부에 안내된다. 그 후, 토크 컨버터 본체에 공급된다. 또한, 토크 컨버터 본체 내의 작동유는, 스테이터 쉘(20)과 임펠러 쉘(10)과의 사이의 오일 통로를 통하여 도시하지 않은 컨트롤 밸브로 흐른다.
이상과 같은 상태에서는, 프론트 커버(2)로부터의 토크는, 작동유를 통하여 임펠러(3)로부터 터빈(4)에 전달되고, 또한 트랜스미션의 입력 샤프트(18)에 전달된다.
한편, 록업 장치에 있어서, 록업 상태(동력 전달 상태)로 하는 경우에는, 록업 해제용의 제2 오일실(L2)이 제2 오일 통로(52)를 통하여 드레인에 접속되는 동시에, 제1 오일 통로(51)를 통하여 피스톤(30)과 오일실 플레이트(29)와의 사이의 제1 오일실(L1)에 작동유가 공급된다. 이로써, 피스톤(30)은 프론트 커버(2) 측으로 이동하고, 클러치 플레이트(28)가 프론트 커버(2)와 피스톤(30)과의 사이에서 압압된다.
이상과 같은 상태에서는, 프론트 커버(2)로부터의 토크는, 클러치 플레이트(28)로부터 클러치 출력 부재(27)를 통하여 댐퍼 기구(25)에 전달된다.
댐퍼 기구(25)에 있어서는, 클러치 출력 부재(27)로부터 입력된 토크는, 토션 스프링(56) 및 출력 플레이트(55)를 통하여 터빈(4)에 전달되고, 또한 터빈 허브(16)를 통하여 트랜스미션의 입력 샤프트(18)에 전달된다.
그리고, 록업 해제 시에, 컨트롤 밸브 측의 사양에 따라서는, 제2 오일실(L2)에 작동유가 공급되지 않는 경우가 있다. 이와 같은 경우에도, 접시 스프링(40)에 의해 피스톤(30)은 클러치 플레이트(28)로부터 이격되는 쪽으로 이동시킨다.
이와 같은 상태에 있어서, 제1 오일실(L1)에 작동유가 남아 있고, 제2 오일실(L2)에 작동유가 존재하지 않으면, 제1 오일실(L1) 측의 작동유에 원심력(遠心力)이 작용하고, 피스톤(30)이 클러치 플레이트(28) 측으로 이동하는 경우가 있다. 그러면, 클러치부(24)에 있어서 드래그 토크가 발생한다.
그러나, 본 실시형태에서는, 제3 오일 통로(53)를 통하여 토크 컨버터의 작동유가 제2 오일실(L2)에 공급된다. 따라서, 이 작동유에 원심력이 작용하고, 피스톤(30)의 클러치 플레이트(28) 측으로의 이동이 캔슬된다.
[특징]
(1) 프론트 커버(2)와 터빈(4)과의 사이에 록업용의 제1 오일실(L1)이 형성되고, 피스톤(30)은 터빈(4) 측으로부터 프론트 커버(2) 측으로 이동하여 록업 상태로 된다. 따라서, 종래의 록업 장치와 비교하여, 축 방향 치수를 단축할 수 있다.
(2) 록업용의 제1 오일실(L1) 및 록업 해제용의 제2 오일실(L2)이 형성되어 있으므로, 록업과 록업 해제의 전환 시의 응답성이 향상된다.
(3) 제2 오일실(L2)은, 피스톤(30)과 프론트 커버(2)에 의해 구성되어 있으므로, 적은 부품수로 록업 해제용의 오일실을 구성할 수 있고, 축 방향 치수를 더욱 단축할 수 있다.
(4) 클러치 출력 부재(27)에 클러치 걸어맞춤부(27b) 및 댐퍼 걸어맞춤부(27c)가 형성되어 있으므로, 적은 부품수로 동력 전달 경로를 구성할 수 있다. 또한, 터빈 허브(16)의 축 방향 지지부(16d)와 직경 방향 지지부(16e)에, 클러치 출력 부재(27)의 축 방향 맞닿음부(27e) 및 직경 방향 맞닿음부(27d)를 접촉시킴으로써, 용이하게 클러치 출력 부재(27)의 축 방향 및 직경 방향의 위치 결정을 행할 수 있다. 그러므로, 클러치 출력 부재(27)의 위치 결정을 위한 구성을 간단하게 할 수 있다.
(5) 클러치 출력 부재(27)에 직경 방향 위치 결정부(27f)와 축 방향 위치 결정부(27g)를 설치하여, 중간 부재(57)의 직경 방향 및 축 방향의 위치 결정을 행하고 있다. 따라서, 중간 부재(57)의 위치 결정을 위한 구성을 간단하게 할 수 있다.
(6) 록업용의 제1 오일실(L1)이 다른 작동유 회로와 독립적으로 설치되어 있으므로, 토크 컨버터 본체에 공급되는 작동유를 이용하여 록업 상태로 하는 경우와 비교하여, 안정된 록업 토크 용량을 얻을 수 있다.
(7) 제3 오일 통로(53)를 설치하고 있으므로, 록업 해제 시에 록업 해제용의 제2 오일실(L2)에 작동유를 공급하지 않는 구성이라도, 제1 오일실(L1)의 작동유에 작용하는 원심력에 의해 드래그 토크가 생기는 것을 억제할 수 있다.
[다른 실시형태]
본 발명은 이상과 같은 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 각종 변형 또는 수정이 가능하다.
[산업 상의 이용 가능성]
본 발명의 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 특히 클러치부의 축 방향 치수를 단축할 수 있다.
1 토크 컨버터
2 프론트 커버
4 터빈
6 록업 장치
14 터빈 쉘
15 터빈 블레이드
16 터빈 허브
16a 플랜지부
16d 축 방향 지지부
16e 직경 방향 지지부
24 클러치부
25 댐퍼 기구
27 클러치 출력 부재
27b 클러치 걸어맞춤부
27c 댐퍼 걸어맞춤부
27d 직경 방향 맞닿음부
27e 축 방향 맞닿음부
27f 직경 방향 위치 결정부
27g 축 방향 위치 결정부
28 클러치 플레이트
29 오일실 플레이트
30 피스톤
31 보스
51∼53 오일 통로
55 출력 플레이트
56 토션 스프링
57 중간 부재
57a 걸어맞춤부
57b 커버부
57c 돌기부
L1 록업용 제1 오일실
L2 록업 해제용 제2 오일실

Claims (6)

  1. 프론트 커버로부터의 토크를 토크 컨버터(torque converter)의 터빈을 통하여 트랜스미션측의 부재에 전달하기 위한 토크 컨버터의 록업(lock―up) 장치로서,
    상기 프론트 커버와 상기 터빈 사이에 배치되고, 상기 토크를 전달 또는 차단하기 위한 클러치부; 및
    상기 클러치부로부터의 토크를 상기 터빈에 전달하는 동시에, 토션 진동을 흡수·감쇠(減衰)하는 댐퍼 기구(damper mechanism);
    를 포함하고,
    상기 클러치부는,
    상기 댐퍼 기구에 토크를 출력하는 클러치 출력 부재;
    상기 프론트 커버와 상기 클러치 출력 부재 사이에서 토크 전달을 행하기 위한 클러치 플레이트;
    상기 프론트 커버와 상기 터빈 내주부 사이에 상기 프론트 커버에 대하여 축 방향으로 이동 불가능하게 설치된 원판형의 오일실 플레이트;
    상기 프론트 커버와 상기 오일실 플레이트 사이에 축 방향 이동 가능하게 설치되고, 상기 오일실 플레이트와의 사이에 록업용의 제1 오일실을 구성하는 동시에, 상기 프론트 커버와의 사이에 록업 해제용의 제2 오일실을 구성하고, 상기 제1 오일실에 공급되는 작동유에 의해 상기 클러치부를 걸어맞춤 상태로 하는 피스톤; 및
    상기 제2 오일실을 밀봉(seal)하기 위하여 상기 피스톤과 상기 프론트 커버의 사이에 설치되는 실링 부재를 가지는,
    토크 컨버터의 록업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러치부는 축 방향으로 연장되는 환형(環形)의 보스를 더 가지고,
    상기 환형의 보스는, 상기 트랜스미션측의 단부(端部)에 상기 오일실 플레이트의 내주부가 고정되는 동시에, 상기 프론트 커버측의 단면(端面)이 상기 프론트 커버에 고정되고, 외주면을 상기 피스톤이 축 방향으로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 오일실에 작동유를 공급하기 위한 오일 통로가 형성되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 터빈은, 복수의 터빈 블레이드(turbine blade)와, 상기 복수의 터빈 블레이드를 지지하는 터빈 쉘(turbine shell)과, 상기 터빈 쉘이 연결된 터빈 허브를 가지고,
    상기 터빈 허브는, 직경 방향으로 연장되고 상기 터빈 쉘의 내주부가 연결된 플랜지부를 가지고, 상기 플랜지부는, 외주부에 형성된 축 방향 지지부와, 상기 축 방향 지지부의 외주단부로부터 상기 프론트 커버측으로 연장되고 통형(筒形)으로 형성된 직경 방향 지지부를 가지고,
    상기 클러치 출력 부재는,
    직경 방향 중간부에 상기 프론트 커버측으로 연장되어 형성되고, 상기 클러치 플레이트에 축 방향 이동 가능하게 또한 상대 회전 불가능하게 걸어맞추어지는 클러치 걸어맞춤부;
    외주부에 형성되고, 상기 댐퍼 기구에 걸어맞추어지는 댐퍼 걸어맞춤부;
    내주부에 있어서 축 방향으로 연장되는 통형으로 형성되고, 상기 터빈 허브의 직경 방향 지지부와 맞닿는 직경 방향 맞닿음부; 및
    상기 직경 방향 맞닿음부로부터 내주측으로 돌출하고, 상기 터빈 허브의 축 방향 지지부와 맞닿는 축 방향 맞닿음부;를 가지는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 댐퍼 기구는,
    상기 클러치 출력 부재와 걸어맞추어지는 복수의 토션 스프링(torsion spring); 및
    상기 클러치 출력 부재와 상대 회전 가능하게 배치되고, 상기 복수의 토션 스프링 중 2개 이상을 직렬로 작용하게 하기 위한 중간 부재;를 가지고,
    상기 중간 부재는
    상기 토션 스프링의 단면에 걸어맞추어지는 스프링 걸어맞춤부;
    상기 토션 스프링의 외주 및 상기 프론트 커버측의 측부를 덮는 커버부; 및
    상기 커버부로부터 내주측으로 연장되는 복수의 돌기부;를 가지고,
    상기 클러치 출력 부재는, 상기 클러치 걸어맞춤부의 위쪽이면서 또한 상기 댐퍼 걸어맞춤부의 아래쪽에 있어서, 상기 중간 부재의 복수의 돌기부와 맞닿아 상기 중간 부재의 위치 결정을 행하는 위치 결정부를 가지고 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클러치 출력 부재의 위치 결정부는,
    상기 중간 부재의 내주단면과 맞닿아 상기 중간 부재를 직경 방향으로 위치결정하는 직경 방향 위치 결정부; 및
    상기 중간 부재의 복수의 돌기부의 측면과 맞닿아 상기 중간 부재를 축 방향으로 위치결정하는 축 방향 위치 결정부;를 가지는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 환형의 보스에는, 상기 록업 해제용의 제2 오일실에 작동유를 공급하기 위한 오일 통로가 형성되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
KR1020147023600A 2012-04-10 2013-04-08 토크 컨버터의 록업 장치 KR102017093B1 (ko)

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