KR102069526B1 - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

차량용 토크 컨버터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터는 프론트 커버; 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러; 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈; 및 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터 어셈블리;를 포함하되, 상기 리엑터 어셈블리는 외주면 둘레에는 다수개의 리엑터 블레이드가 구비되고, 중앙에는 장착홀이 형성되는 리엑터 플레이트; 일면에 제공되는 록킹부를 포함하고, 상기 리엑터 플레이트의 장착홀에 장착되어 상기 리엑터 플레이트에 작용하는 축 하중과 유체의 흐름에 의해 상기 리엑터 플레이트와 함께 회전되는 아웃터 레이스; 상기 아웃터 레이스가 상대 회전 가능하도록 상기 아웃터 레이스의 중앙에서 상기 록킹부에 장착되고, 상기 아웃터 레이스의 상대회전을 선택적으로 구속하여 상기 아웃터 레이스를 일방향으로 회전 또는 고정시키는 인너 레이스; 및 상기 인너 레이스에 탄성력을 제공하도록 상기 인너 레이스의 타면에서 상기 아웃터 레이스에 장착되며, 상기 아웃터 레이스와 상기 인너 레이스 사이에서 발생하는 소음을 저감시키는 결합부재; 를 더 포함한다.

Description

차량용 토크 컨버터{TORQUE CONVERTER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조의 원웨이 클러치 시스템을 구비한 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 토크 컨버터는 엔진으로부터 전달받은 회전력을 변환하여 변속기 전달하도록 차량의 엔진과 변속기의 사이에 구비된다.

이러한 토크 컨버터는, 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 임펠러, 이 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터('스테이터' 라고도 함)를 포함한다.

토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치(Lock-up clutch, 또는 '댐퍼 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다. 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는, 터빈 축에 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤을 포함한다. 그리고 피스톤에는 프론트 커버에 마찰 접촉하는 마찰재가 결합된다. 또한, 피스톤에는 마찰재가 프론트 커버에 결합될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 결합되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 토크 컨버터에는 리엑터가 일방향으로만 회전될 수 있도록 리엑터의 내주측에 스프레그(Sprag) 또는 롤러 타입의 원웨이 클러치가 배치된다.

그러나 상기와 같이 원웨이 클러치가 적용되는 종래의 토크 컨버터는 원웨이 클러치가 토크 컨버터의 축 방향으로 과도한 공간을 차지하게 되는 바, 토크 컨버터의 전체 길이와 중량이 지나치게 증가될 수 있으며, 이로 인해, 차량의 전체적인 중량이 증가되어 연비가 악화되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 토크 컨버터는 원웨이 클러치의 적용으로 인해 구조가 복잡해지고 제조 비용이 증대되며, 장착 공간의 확보가 어려워 설계 자유도가 저하되고, 차량 탑재성이 저하되는 등의 문제점도 내포하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 원웨이 클러치를 삭제하여 부품의 수를 줄이는 동시에, 제작원가를 절감하고, 성능을 유지하면서도 구성이 단순해짐에 따라 경량화된 토크 컨버터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전장의 길이를 축소하여 설계자유도를 향상시키는 것은 물론 박형화가 가능하여 차량에 탑재할 때 탑재성을 향상시키는 차량용 토크 컨버터를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터는 프론트 커버; 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러; 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈; 및 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터 어셈블리;를 포함하되, 상기 리엑터 어셈블리는 외주면 둘레에는 다수개의 리엑터 블레이드가 구비되고, 중앙에는 장착홀이 형성되는 리엑터 플레이트; 일면에 제공되는 록킹부를 포함하고, 상기 리엑터 플레이트의 장착홀에 장착되어 상기 리엑터 플레이트에 작용하는 축 하중과 유체의 흐름에 의해 상기 리엑터 플레이트와 함께 회전되는 아웃터 레이스; 상기 아웃터 레이스가 상대 회전 가능하도록 상기 아웃터 레이스의 중앙에서 상기 록킹부에 장착되고, 상기 아웃터 레이스의 상대회전을 선택적으로 구속하여 상기 아웃터 레이스를 일방향으로 회전 또는 고정시키는 인너 레이스; 및 상기 인너 레이스에 탄성력을 제공하도록 상기 인너 레이스의 타면에서 상기 아웃터 레이스에 장착되며, 상기 아웃터 레이스와 상기 인너 레이스 사이에서 발생하는 소음을 저감시키는 결합부재; 를 더 포함한다.

상기 인너 레이스에는 상기 록킹부와 마주하는 일면으로부터 상기 록킹부를 향하여 일체로 돌출된 적어도 하나의 록킹 돌기가 형성될 수 있다.

상기 록킹 돌기는 라운드진 원호 형상으로 상기 인너 레이스의 일면에 원주방향을 따라 설정각도로 이격되어 복수개 형성될 수 있다.

상기 록킹 돌기는 상기 인너 레이스의 일면과 동일 선상에 위치된 일단부로부터 상기 록킹부 측으로 돌출된 타단부를 향하여 경사지게 형성되는 슬라이딩부; 및 상기 인너 레이스의 일면으로부터 돌출된 타단에 형성되는 지지면; 을 포함할 수 있다.

상기 록킹부에는 상기 록킹 돌기에 대응하는 위치에 적어도 하나의 록킹홈이 형성될 수 있다.

상기 록킹홈은 라운드진 원호 형상으로 상기 록킹부에 원주방향을 따라 설정각도로 이격되어 복수개가 형성되며, 상기 록킹부와 동일 선상에 위치되는 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 터빈 측을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.

상기 록킹홈에는 축 방향을 기준으로 상기 터빈 측을 향하여 경사진 타단에 걸림면이 형성될 수 있다.

상기 아웃터 레이스는 차량의 저속도비 구간에서 상기 리엑터 어셈블리에 작용하는 축 하중과, 유체의 흐름에 의해 상기 인너 레이스에 대하여 시계방향으로 회전력이 작용할 경우, 상기 록킹 돌기가 상기 록킹홈에 삽입된 상태로 록킹되어 상기 인너 레이스에 대한 상대 회전이 방지될 수 있다.

상기 아웃터 레이스는 차량의 고속도비 구간에서 상기 리엑터 어셈블리에 작용하는 축 하중과, 유체의 흐름에 의해 상기 인너 레이스에 대하여 시계 반대방향으로 회전력이 작용할 경우, 상기 록킹 돌기가 상기 록킹홈에 삽입된 상태에서, 상기 록킹홈이 상기 록킹 돌기로부터 슬라이드 이동되어 상기 인너 레이스에 대하여 상대 회전될 수 있다.

상기 인너 레이스는 상대 회전하는 상기 아웃터 레이스에 의해 축 방향으로 상기 임펠러를 향하여 반복적으로 이동될 수 있다.

상기 결합부재는 링 형상으로 형성되며, 외주면이 상기 아웃터 레이스에 결합되는 메인 바디; 및 상기 메인 바디의 내주면에서 원주방향을 따라 상기 인너 레이스의 타면을 향하여 경사지게 형성되어 상기 인너 레이스에 접촉되며, 탄성력을 가지는 적어도 하나의 탄성부; 를 포함할 수 있다.

상기 탄성부는 상기 인너 레이스에 대하여 상기 아웃터 레이스가 상대 회전될 경우, 상기 인너 레이스에 탄성력을 제공하여 축 방향을 기준으로 반복적으로 이동되는 상기 인너 레이스를 초기위치로 복귀시킬 수 있다.

상기 탄성부는 상기 인너 레이스에 대하여 상기 아웃터 레이스가 상대 회전될 경우, 상기 록킹홈에 상기 록킹 돌기가 반복적으로 삽입 및 이탈되면서 발생하는 소음을 상기 메인 바디를 통하여 상기 아웃터 레이스를 회전 가능하게 지지하는 베어링에 전달하여 저감시킬 수 있다.

상기 탄성부는 상기 메인 바디의 내주면 둘레를 따라 설정각도로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다.

상기 인너 레이스의 회전 중심에는 펌프 드라이브 허브가 고정 결합될 수 있다.

상기 아웃터 레이스에는 외주면 둘레에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성될 수 있다.

상기 리엑터 플레이트에는 상기 걸림돌기가 삽입되도록 상기 걸림돌기에 대응하여 상기 장착홀의 내주면 둘레에 적어도 하나의 걸림홈이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터에 의하면, 리엑터 어셈블리에 작용하는 유체의 유동 특성을 이용해 리엑터 어셈블리의 구속 및 해제를 수행하여 리엑터 어셈블리를 일방향으로만 회전시킴으로써, 종래의 원웨이 클러치 삭제를 통해 구성요소를 줄여 중량 및 제작원가를 절감하고, 조립공수 및 조립시간을 단축하는 동시에, 성능을 유지하면서도 구성을 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명은 인너 레이스에 대한 아웃터 레이스의 상대 회전 시에 인너 레이스만 토크 컨버터의 축 방향으로 이동 가능하게 구성함으로써, 리엑터 플레이트와 아웃터 레이스의 축 방향 이동을 방지하여 제어성 및 작동 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 인너 레이스가 아웃터 레이스에 반복적으로 접촉되면서 발생되는 소음을 결합부재를 통해 베어링에 전달하여 분산시킴으로써, 리엑터 어셈블리에서 발생되는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 토크 컨버터의 전장 길이를 증가시키는 구조를 갖는 스프레그 타입 또는 롤러 타입의 원웨이 클러치를 제거함으로써, 전장의 길이를 축소하여 설계자유도를 향상시키는 것은 물론 슬림한 박형화 구조를 구현함에 따라, 차량에 탑재할 때 탑재성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 토크 컨버터의 경량화가 구현되어 차량의 연비가 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 반단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터에 적용되는 리엑터 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터에서 리엑터 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터에서 리엑터 어셈블리에 적용되는 인너 레이스를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 6의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 작동 상태도로서, 저속도비에 따른 리엑터 어셈블리의 잠김 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 작동 상태도로서, 고속도비에 따른 리엑터 어셈블리의 잠김이 해제된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 반단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터에 적용되는 리엑터 어셈블리의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터에서 리엑터 어셈블리의 분해 사시도이다.

한편, 도 1에는 상기 토크 컨버터 내부에서의 유체의 흐름이 화살표로 도시되었다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터는 프론트 커버(1), 임펠러(3), 터빈(5), 리엑터 어셈블리(7), 록업 클러치(9), 피스톤(11), 및 토셔널 댐퍼(13)를 포함한다.

상기 프론트 커버(1)는 엔진(도시하지 않음)의 출력축과 연결되며, 엔진의 구동력을 전달받아 회전하고, 토크 컨버터의 내부에서 유체가 흐르는 공간을 형성하도록 토크 컨버터 일측의 덮개로서 기능한다.

상기 임펠러(3)는 토크 컨버터의 내부에서 유체가 흐르는 공간을 형성하도록 토크 컨버터 타측의 덮개로서 기능하면서 상기 프런트 커버(1)에 연결되어 함께 회전한다. 또한, 상기 임펠러(3)가 회전하면, 상기 임펠러(3)에 형성된 블레이드(blade)의 회전에 의해 유체에 회전력이 전달된다.

상기 터빈(5)은 상기 임펠러(3)로부터 회전력을 전달받은 유체를 통하여 회전력을 전달받아 회전하도록 상기 임펠러(3)와 상기 프런트 커버(1)의 사이에서 상기 임펠러(3)와 마주하는 위치에 배치된다.

또한, 유체는 상기 임펠러(3)와 상기 터빈(5)의 사이에서 순환하면서 엔진의 출력축과 일체로 회전하는 상기 임펠러(3)의 회전력이 변환되어 상기 터빈(5)에 전달되도록 한다.

그리고 상기 임펠러(3)와 상기 터빈(5)의 사이에는 리엑터 어셈블리(7)가 배치된다. 상기 리엑터 어셈블리(7)는 상기 터빈(5)으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 상기 임펠러(3) 측으로 전달한다.

이러한 리엑터(7)는 상기 프론트 커버(1)와 동일한 회전 중심을 가진다. 그리고 상기 록업 클러치(9)는 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되며, 프론트 커버(1)와 터빈(5) 사이에 배치된다.

상기 록업 클러치(9)는 대략 원판형으로 이루어지는 상기 피스톤(11)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 피스톤(11)은 축을 중심으로 회전이 가능하며 축과 나란한 방향으로 이동될 수 있도록 배치된다. 그리고 록업 클러치(9)에는 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 하는 토셔널 댐퍼(13, Torsional damper)가 연결된다.

상기 토셔널 댐퍼(13)는 상기 록업 클러치(9)를 통해 전달되는 구동력을 터빈(5)에 전달하여 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 한다.

이러한 토셔널 댐퍼(13)에는 원주 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수하는 탄성부재(13a)들이 제공된다. 상기 탄성부재(13a)들은 원주 방향(회전 방향)으로 배치되며 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 상기 리엑터 어셈블리(7)는, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 리엑터 플레이트(17), 아웃터 레이스(27), 인너 레이스(37), 및 결합부재(47)를 포함한다.

먼저, 상기 리엑터 플레이트(17)에는 외주면 둘레에 다수개의 리엑터 블레이드(17a)가 구비되고, 중앙에 장착홀(17b)이 형성된다.

상기 아웃터 레이스(27)는 일면에 제공되는 록킹부(27a)를 포함하고, 상기 리엑터 플레이트(17)의 장착홀(17b)에 장착되어 상기 리엑터 플레이트(17)에 작용하는 유체력에 의해 상기 리엑터 플레이트(17)와 함께 회전될 수 있다.

여기서, 상기 아웃터 레이스(27)에는 외주면 둘레에 적어도 하나의 걸림돌기(27b)가 형성된다. 이러한 걸림돌기(27b)는 상기 아웃터 레이스(27)의 외주면 둘레를 따라 등 간격으로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다.

한편, 상기 리엑터 플레이트(17)에는 상기 걸림돌기(27b)가 삽입되도록 상기 걸림돌기(27b)에 대응하여 상기 장착홀(17a)의 내주면 둘레에 적어도 하나의 걸림홈(17c)이 형성된다. 상기 걸림홈(17c)은 상기 장착홀(17a)의 내주면 둘레를 따라 등 간격으로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 아웃터 레이스(27)는 축과 같은 방향에서 상기 걸림돌기(27b)가 상기 걸림홈(17c)에 각각 삽입된 상태로, 상기 리엑터 플레이트(17)에 고정 결합됨으로써, 상기 리엑터 플레이트(17)와 함께 일체로 회전할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 인너 레이스(37)는 상기 아웃터 레이스(27)가 상대 회전 가능하도록 상기 아웃터 레이스(27)의 중앙에서 상기 록킹부(27a)에 장착된다.

또한, 상기 인너 레이스(37)의 회전 중심에는 변속기(미도시)의 입력축과 축 결합되는 펌프 드라이브 허브(H)가 고정 결합된다. 이에 따라, 상기 인너 레이스(37)는 상기 입력축과 함께 회전할 수 있다.

이러한 인너 레이스(37)는 상기 아웃터 레이스(27)의 상대 회전을 선택적으로 구속하여 상기 아웃터 레이스(27)를 일방향으로 회전 또는 고정시킬 수 있다.

즉, 상기 인너 레이스(37)는 상기 리엑터 플레이트(17)에 작용하는 유체의 흐름 방향에 따라 종래의 원웨이 클러치의 역할을 대신하며, 저속도비에서는 리엑터 플레이트(17)와 함께 회전하는 상기 아웃터 레이스(27)를 잠금 상태로 유지하고, 고속도비에서는 상기 아웃터 레이스(27)의 잠김 상태를 해제하는 기능을 할 수 있다.

여기서, 상기 인너 레이스(37)에는, 도 6과 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 록킹부(27a)와 마주하는 일면으로부터 상기 록킹부(27a)를 향하여 일체로 돌출된 복수개의 록킹 돌기(37a)들이 형성된다.

상기 록킹 돌기(37a)는 라운드진 원호 형상으로 상기 인너 레이스(37)의 일면에 원주방향을 따라 설정각도로 이격될 수 있으며, 본 실시예에서는 120°각도로 이격되어 3 개가 형성된다.

이러한 록킹 돌기(37a)는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 슬라이딩부(37b)와 지지면(37c)을 포함할 수 있다.

먼저, 상기 슬라이딩부(37b)는 상기 인너 레이스(37)의 일면과 동일 선상에 위치된 일단부로부터 상기 록킹부(27a) 측으로 돌출된 타단부를 향하여 경사지게 형성될 수 있다.

그리고 상기 지지면(37c)은 상기 인너 레이스(37)의 일면으로부터 돌출된 상기 록킹 돌기(37a)의 타단에 형성될 수 있다.

한편, 상기 록킹부(27a)에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 복수개의 상기 록킹 돌기(37a)들에 대응하는 위치에 복수개의 록킹홈(27c)들이 형성될 수 있다.

상기 록킹홈(27c)은 상기 록킹 돌기(37a)의 형상에 대응하여 라운드진 원호 형상으로 형성되며, 상기 록킹부(27a)에 원주방향을 따라 설정각도로 이격될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 록킹 돌기(37a)와 동일하게 120°각도로 이격되어 3 개가 형성된다.

이러한 록킹홈(27c)은 상기 록킹부(27a)와 동일 선상에 위치되는 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 터빈(5) 측을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 록킹홈(27c)에는 상기 지지면(37c)에 대응하여 축 방향을 기준으로 상기 터빈(5) 측을 향하여 경사진 타단에 걸림면(27d)이 형성된다.

이에 따라, 상기 록킹 돌기(37a)는 상기 걸림면(27d)에 상기 지지면(37c)이 지지된 상태로, 상기 슬라이딩부(37b)가 상기 록킹홈(27c)에 삽입될 수 있다.

여기서, 상기 인너 레이스(37)는 상대 회전하는 상기 아웃터 레이스(27)에 의해 상기 록킹 돌기(37a)들이 상기 록킹홈(27c)들로부터 반복적으로 삽입 및 이탈되면서 축 방향으로 상기 임펠러(3)를 향하여 반복적으로 이동될 수 있다.

그리고 상기 결합부재(47)는 상기 인너 레이스(37)에 탄성력을 제공하도록 상기 아웃터 레이스(27)에 결합된 인너 레이스(37)의 타면에서 상기 아웃터 레이스(27)에 장착된다.

이러한 결합부재(47)는 상기 인너 레이스(37)에 대한 상기 아웃터 레이스(27)의 상대 회전 시에, 상기 아웃터 레이스(27)와 상기 인너 레이스(37) 사이에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.

여기서, 상기 결합부재(47)는 링 형상으로 형성되며, 외주면이 상기 아웃터 레이스(27)의 내주면에 결합되는 메인 바디(47a)와, 상기 메인 바디(47a)의 내주면에서 원주방향을 따라 상기 인너 레이스(37)의 타면을 향하여 경사지게 형성되어 상기 인너 레이스(37)에 접촉되며, 탄성력을 가지는 복수개의 탄성부(47b)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄성부(47b)는 상기 메인 바디(47a)의 내주면 둘레를 따라 설정각도로 이격되며, 본 실시예에서는 60°각도로 이격되어 6 개가 형성될 수 있다.

이러한 탄성부(47b)는 상기 인너 레이스(37)에 대하여 상기 아웃터 레이스(27)가 상대 회전될 경우, 상기 인너 레이스(37)에 탄성력을 제공하여 축 방향을 기준으로 반복적으로 이동되는 상기 인너 레이스(37)를 초기위치로 복귀시킬 수 있다.

즉, 상기 록킹 돌기(37a)가 상기 록킹홈(27c) 중, 하나에 삽입된 상태에서, 상기 아웃터 레이스(27)에 시계 반대방향으로 회전력이 작용할 경우, 상기 걸림면(27d)이 상기 지지면(37c)으로부터 이탈되면서, 상기 록킹홈(27c)이 상기 슬라이딩부(37b)와 접촉된 상태로 슬라이드 이동된다.

그러면, 상기 인너 레이스(37)는 일단부로부터 타단부가 경사지게 형성된 상기 슬라이딩부(37b)에 의해 상기 아웃터 레이스(27)의 록킹부(27a)를 기준으로 상기 임펠러(3)를 향하여 축 방향으로 이동하게 된다.

여기서, 상기 탄성부(47b)는 상기 인너 레이스(37)에 대하여 상기 아웃터 레이스(27)가 상대 회전되면서 상기 록킹홈(27c) 중, 다른 하나의 록킹홈(27c)에 상기 록킹 돌기(37a)가 위치되면, 상기 록킹 돌기(37a)가 상기 록킹홈(27c)에 삽입되도록 상기 인너 레이스(37)에 탄성력을 제공하여 상기 인너 레이스(37)를 축 방향으로 이동시켜 초기위치로 복귀시키게 된다.

한편, 상기 탄성부(47b)는 상기 록킹홈(27c)에 상기 록킹 돌기(37a)가 반복적으로 삽입 및 이탈되면서 발생하는 접촉 소음을 상기 메인 바디(47a)를 통하여 상기 아웃터 레이스(27)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(B)에 전달하여 저감시킬 수 있다.

여기서, 상기 베어링(B)은 상기 아웃터 레이스(27)의 일면과 타면에 각각 위치될 수 있으며, 상기 결합부재(47)에 대응하는 상기 아웃터 레이스(27)의 일면에 위치되는 상기 베어링(B)은 상기 아웃터 레이스(27)와의 사이에 상기 결합부재(47)의 메인 바디(47a)가 위치된 상태에서, 상기 아웃터 레이스(27)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

이러한 베어링(B)은 축 방향으로 상기 아웃터 레이스(27)의 회전을 원활하게 지지하도록 스러스트 베어링으로 구성될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 작동 상태도로서, 저속도비에 따른 리엑터 어셈블리의 잠김 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 10 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터의 작동 상태도로서, 고속도비에 따른 리엑터 어셈블리의 잠김이 해제된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 8은 차량의 저속도비 구간에서 유체의 흐름과 상기 리엑터 플레이트(17)에 작용하는 축 하중과 유체의 흐름을 도시하고 있다.

도 8을 참조하면, 상기 리엑터 어셈블리(7)의 리엑터 플레이트(17)와 아웃터 레이스(27)에는 상기 임펠러(3)를 향하는 방향으로 축 하중이 작용한다.

즉, 도 9에서 도시한 바와 같이, 차량의 저속도비 구간에서 상기 리엑터 어셈블리(7)에 작용하는 축 하중과, 유체의 흐름에 의해 상기 리엑터 플레이트(17)에 고정 결합된 상기 아웃터 레이스(27)에는 상기 인너 레이스(37)에 대하여 시계방향(도 9 기준)으로 회전력이 작용할 수 있다.

이 때, 상기 록킹홈(27b)에는 상기 록킹 돌기(37a)의 슬라이딩부(37b)가 삽입된 상태로, 상기 걸림면(27d)에 상기 지지면(37c)이 지지된다. 따라서, 상기 아웃터 레이스(27)는 상기 인너 레이스(37)에 대하여 록킹된 상태가 되고, 상기 리엑터 플레이트(17)는 잠김 상태를 유지하게 된다.

이에 따라, 상기 인너 레이스(37)는 축 방향으로 이동되지 않게 되며, 상기 리엑터 어셈블리(7)는 회전이 방지된다.

도 10은 차량의 고속도비 구간에서 유체의 흐름과 상기 리엑터 플레이트(17)에 작용하는 축 하중을 도시하고 있다.

도 10을 참조하면, 상기 리엑터 어셈블리(7)의 리엑터 플레이트(17)와 아웃터 레이스(27)에는 상기 터빈(5)을 향하는 방향으로 축 하중이 작용한다.

즉, 도 11에서 도시한 바와 같이, 차량의 고속도비 구간에서 유체의 흐름과 상기 리엑터 어셈블리(7)에 작용하는 축 하중에 의해 상기 리엑터 플레이트(17)에 고정 결합된 상기 아웃터 레이스(27)에는 상기 인너 레이스(37)에 대하여 시계 반대방향(도 11 기준)으로 회전력이 작용할 수 있다.

이 때, 상기 아웃터 레이스(27)는 도 11을 기준으로 시계 반대방향으로 회전됨에 따라, 상기 걸림면(27d)이 상기 지지면(37c)으로부터 이탈되고, 이와 동시에, 상기 록킹홈(27c)이 상기 슬라이딩부(37b)와 접촉된 상태로 슬라이드 이동된다.

그러면, 상기 인너 레이스(37)는 일단부로부터 타단부가 경사지게 형성된 상기 슬라이딩부(37b)에 의해 상기 아웃터 레이스(27)의 록킹부(27a)를 기준으로 상기 임펠러(3)를 향하여 축 방향으로 이동하게 된다.

이에 따라, 상기 아웃터 레이스(27)는 상기 인너 레이스(37)에 대하여 록킹이 해제된 상태가 되고, 상기 아웃터 레이스(27)는 일방향으로 자유롭게 회전할 수 있다.

즉, 상기 리엑터 플레이트(17)와 상기 아웃터 레이스(27)는 상기 인너 레이스(37)에 대해 상대회전 가능한 상태가 된다.

이와 같이, 상기 리엑터 어셈블리(7)는 축 하중과 유체의 흐름에 의한 상기 리엑터 플레이트(17)와 상기 아웃터 레이스(27)의 회전방향에 따라 일방향으로만 회전할 수 있다.

한편, 상기 인너 레이스(37)에 대하여 상기 아웃터 레이스(27)가 상대 회전되는 상태에서는 상기 록킹홈(27c) 중, 다른 하나의 록킹홈(27c)에 상기 록킹 돌기(37a)가 반복적으로 위치될 수 있다.

이 때, 상기 결합부재(47)의 탄성부(47b)는 상기 록킹 돌기(37a)가 상기 록킹홈(27c)에 안정적으로 신속하게 삽입되도록 상기 인너 레이스(37)에 탄성력을 제공하여 상기 인너 레이스(37)를 축 방향으로 이동시켜 초기위치로 복귀시키게 된다.

이 경우, 상기 록킹홈(27c)에 상기 록킹 돌기(37a)가 반복적으로 삽입 및 이탈되면서 소음이 발생하게 되지만, 소음은 상기 인너 레이스(37)로부터 상기 탄성부(47b)와 상기 메인 바디(47a)를 순차적으로 통과하여 상기 아웃터 레이스(27)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(B)에 전달(도 1 참조)됨으로써, 효율적으로 저감될 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터를 적용하면, 상기 리엑터 어셈블리(7)에 작용하는 유체의 유동 특성을 이용해 상기 리엑터 어셈블리(7)의 구속 및 해제를 수행하여 상기 리엑터 어셈블리(7)를 일방향으로만 회전시킴으로써, 종래의 원웨이 클러치 삭제를 통해 구성요소를 줄여 중량 및 제작원가를 절감하고, 조립공수 및 조립시간을 단축하는 동시에, 성능을 유지하면서도 구성을 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 인너 레이스(37)에 대한 상기 아웃터 레이스(27)의 상대 회전 시에 상기 인너 레이스(37)만 토크 컨버터의 축 방향으로 이동 가능하게 구성함으로써, 상기 리엑터 플레이트(17)와 상기 아웃터 레이스(27)의 축 방향 이동을 방지하여 제어성 및 작동 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 인너 레이스(37)에 대한 상기 아웃터 레이스(27)의 상대 회전 시에 상기 인너 레이스(37)의 록킹 돌기(37a)가 상기 아웃터 레이스(27)의 록킹홈(27c)에 반복적으로 접촉되면서 발생되는 소음을 상기 결합부재(47)를 통해 베어링(B)에 전달하여 분산시킴으로써, 상기 리엑터 어셈블리(7)에서 발생되는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 토크 컨버터의 전장 길이를 증가시키는 구조를 갖는 스프레그 타입 또는 롤러 타입의 원웨이 클러치를 제거함으로써, 전장의 길이를 축소하여 설계자유도를 향상시키는 것은 물론 슬림한 박형화 구조를 구현함에 따라, 차량에 탑재할 때 탑재성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 토크 컨버터의 경량화가 구현되어 차량의 연비가 개선될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 프론트 커버
3 : 임펠러
5 : 터빈
7 : 리엑터 어셈블리
9 : 록업 클러치
11 : 피스톤
13 : 토셔널 댐퍼
17 : 리엑터 플레이트
17a : 리엑터 블레이드
17b : 장착홀
17c : 걸림홈
27 : 아웃터 레이스
27a : 록킹부
27b : 걸림돌기
27c : 록킹홈
27d : 걸림면
37 : 인너 레이스
37a : 록킹 돌기
37b : 슬라이딩부
37c : 지지면
47 : 록킹부재
47a : 메인 바디
47b : 탄성부

Claims (17)

1. 프론트 커버;
   상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러;
   상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈; 및
   상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터 어셈블리;를 포함하되,
   상기 리엑터 어셈블리는
   외주면 둘레에는 다수개의 리엑터 블레이드가 구비되고, 중앙에는 장착홀이 형성되는 리엑터 플레이트;
   일면에 제공되는 록킹부를 포함하고, 상기 리엑터 플레이트의 장착홀에 장착되어 상기 리엑터 플레이트에 작용하는 축 하중과 유체의 흐름에 의해 상기 리엑터 플레이트와 함께 회전되는 아웃터 레이스;
   상기 아웃터 레이스가 상대 회전 가능하도록 상기 아웃터 레이스의 중앙에서 상기 록킹부에 장착되고, 상기 아웃터 레이스의 상대회전을 선택적으로 구속하여 상기 아웃터 레이스를 일방향으로 회전 또는 고정시키는 인너 레이스; 및
   상기 인너 레이스에 탄성력을 제공하도록 상기 인너 레이스의 타면에서 상기 아웃터 레이스에 장착되며, 상기 아웃터 레이스와 상기 인너 레이스 사이에서 발생하는 소음을 저감시키는 결합부재; 를 더 포함하고,
   상기 결합부재는
   링 형상으로 형성되며, 외주면이 상기 아웃터 레이스에 결합되는 메인 바디; 및
   상기 메인 바디의 내주면에서 원주방향을 따라 상기 인너 레이스의 타면을 향하여 경사지게 형성되어 상기 인너 레이스에 접촉되며, 탄성력을 가지는 적어도 하나의 탄성부; 를 포함하며,
   상기 탄성부는 상기 인너 레이스에 대하여 상기 아웃터 레이스가 상대 회전될 경우, 발생하는 소음을 상기 메인 바디를 통하여 상기 아웃터 레이스를 회전 가능하게 지지하는 베어링에 전달하여 저감시키는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인너 레이스에는
   상기 록킹부와 마주하는 일면으로부터 상기 록킹부를 향하여 일체로 돌출된 적어도 하나의 록킹 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 록킹 돌기는
   라운드진 원호 형상으로 상기 인너 레이스의 일면에 원주방향을 따라 설정각도로 이격되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
4. 제2항에 있어서,
   상기 록킹 돌기는
   상기 인너 레이스의 일면과 동일 선상에 위치된 일단부로부터 상기 록킹부 측으로 돌출된 타단부를 향하여 경사지게 형성되는 슬라이딩부; 및
   상기 인너 레이스의 일면으로부터 돌출된 타단에 형성되는 지지면;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
5. 제2항에 있어서,
   상기 록킹부에는
   상기 록킹 돌기에 대응하는 위치에 적어도 하나의 록킹홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 록킹홈은
   라운드진 원호 형상으로 상기 록킹부에 원주방향을 따라 설정각도로 이격되어 복수개가 형성되며, 상기 록킹부와 동일 선상에 위치되는 일단부로부터 타단부로 갈수록 상기 터빈 측을 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 록킹홈에는
   축 방향을 기준으로 상기 터빈 측을 향하여 경사진 타단에 걸림면이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
8. 제5항에 있어서,
   상기 아웃터 레이스는
   차량의 저속도비 구간에서 상기 리엑터 어셈블리에 작용하는 축 하중과, 유체의 흐름에 의해 상기 인너 레이스에 대하여 시계방향으로 회전력이 작용할 경우, 상기 록킹 돌기가 상기 록킹홈에 삽입된 상태로 록킹되어 상기 인너 레이스에 대한 상대 회전이 방지되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
9. 제5항에 있어서,
   상기 아웃터 레이스는
   차량의 고속도비 구간에서 상기 리엑터 어셈블리에 작용하는 축 하중과, 유체의 흐름에 의해 상기 인너 레이스에 대하여 시계 반대방향으로 회전력이 작용할 경우, 상기 록킹 돌기가 상기 록킹홈에 삽입된 상태에서, 상기 록킹홈이 상기 록킹 돌기로부터 슬라이드 이동되어 상기 인너 레이스에 대하여 상대 회전되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 인너 레이스는
    상대 회전하는 상기 아웃터 레이스에 의해 축 방향으로 상기 임펠러를 향하여 반복적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부는
    상기 인너 레이스에 대하여 상기 아웃터 레이스가 상대 회전될 경우, 상기 인너 레이스에 탄성력을 제공하여 축 방향을 기준으로 반복적으로 이동되는 상기 인너 레이스를 초기위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
13. 삭제
14. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부는
    상기 메인 바디의 내주면 둘레를 따라 설정각도로 이격되어 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
15. 제1항에 있어서,
    상기 인너 레이스의 회전 중심에는
    펌프 드라이브 허브가 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
16. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 레이스에는
    외주면 둘레에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
17. 제16항에 있어서,
    상기 리엑터 플레이트에는
    상기 걸림돌기가 삽입되도록 상기 걸림돌기에 대응하여 상기 장착홀의 내주면 둘레에 적어도 하나의 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.

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