KR102259019B1 - 원웨이클러치, 이를 포함하는 토크컨버터 및 토크컨버터 제조방법 - Google Patents

원웨이클러치, 이를 포함하는 토크컨버터 및 토크컨버터 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 중공부(512)가 형성되는 아우터레이스(510); 상기 아우터레이스(510)와 동축으로 배열되는 이너레이스(520); 및 상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치되는 제어부(530);를 포함하는 원웨이클러치(500)를 제공한다.
상기 제어부(530)는 상기 이너레이스(520)에 대한 아우터레이스(510)의 상대적인 회전방향에 따라 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 저지하거나 허용한다.
상기 중공부(512)에는 상기 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질인 경량부재(514)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 저비용으로 용이하게 경량화되고 내구성 및 에너지효율이 향상되고 안정적으로 동작할 수 있다.

Description

원웨이클러치, 이를 포함하는 토크컨버터 및 토크컨버터 제조방법{ONE-WAY CLUTCH, TORQUE CONVERTER COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING TORQUE CONVERTER}
본 발명은 원웨이클러치, 이를 포함하는 토크컨버터 및 토크컨버터 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저비용으로 용이하게 경량화되고 내구성 및 에너지효율이 향상되고 안정적으로 동작하는 원웨이클러치, 이를 포함하는 토크컨버터 및 토크컨버터 제조방법에 관한 것이다.
원웨이클러치는 아우터레이스, 아우터레이스와 동축이고 아우터레이스와 동심으로 설치되는 이너레이스 및 아우터레이스와 이너레이스의 사이에 배치되는 제어부를 포함하여 구성된다.
제어부는 아우터레이스와 이너레이스의 상대적인 회전방향에 따라 아우터레이스 또는 이너레이스의 회전을 허용하거나 저지한다. 제어부는 스프래그(sprag) 또는 롤러(roller) 등과 이들을 지지하는 지지부를 포함하여 구성될 수 있다.
일례로, 원웨이클러치는 차량용 토크컨버터의 리액터에 구비될 수 있다. 이에 대해 살펴본다.
차량용 토크컨버터는 엔진으로부터 전달되는 구동력(토크)을 변속기 측으로 전달하는 기계 요소이다. 상기 토크컨버터는 엔진과 변속기 사이에 구비된다. 토크컨버터는, 기동 단계에서는 유체를 통해 엔진의 구동력을 증배하여 변속기에 전달하고, 락업(lock up) 단계에서는 기계적인 직결을 통해 엔진의 구동력을 변속기에 전달한다.
일반적으로 토크컨버터는 임펠러, 터빈, 리액터를 포함하여 이루어진다. 여기에서, 리액터는 임펠러와 터빈 사이에 위치되어 터빈으로부터 나오는 유체의 흐름을 선택적으로 전환하여 임펠러로 되돌린다. 리액터는 리액터에 구비된 원웨이클러치에 의해 일방향으로만 회전이 허용되므로 상기 유체의 흐름을 선택적으로 전환할 수 있다.
리액터에 구비된 원웨이클러치는 리액터의 반경방향 내측 가장자리와 고정단 사이에 구비된다. 원웨이클러치의 아우터레이스는 리액터에 결합되어 리액터의 회전력을 전달받을 수 있고 이너레이스는 고정단에 결합되어 고정될 수 있다.
한편, 차량용 토크컨버터는 연비개선을 위해 경량화가 요구된다. 이와 관련된 선행기술은 다음과 같다.
도 1과 같이, 일본공개특허 제1994-047740호는 외륜(1)과 내륜(2) 사이에 둘레방향으로 소정 간격을 두고 배치된 스프래그(3)와 상기 스프래그(3)를 상기 소정 간격을 유지하는 지지기(4, 5)와 상기 스프래그(3)를 상기 외륜(1)과 내륜(2)에 대해서 맞물리는 방향으로 힘을 가하는 스프링(8)을 가지는 일방향 클러치에 있어서 상기 스프래그(3)는 축방향으로 관통한 중공(10)을 가지는 것을 특징으로 하는 일방향 클러치를 제공한다.
그러나, 상기 선행기술은 부피가 작은 스프래그(3)를 경량화하는 방법을 제시할 뿐 원웨이클러치(일방향 크러치)와 결합되는 리액터 자체를 경량화하거나 원웨이클러치(일방향 클러치)에서 부피가 큰 아우터레이스(외륜)를 경량화하는 방법을 제시하지 못한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저비용으로 용이하게 경량화되고 내구성 및 에너지효율이 향상되고 안정적으로 동작하는 원웨이클러치, 이를 포함하는 토크컨버터 및 토크컨버터 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 내부에 중공부(512)가 형성되는 아우터레이스(510); 상기 아우터레이스(510)와 동축으로 배열되는 이너레이스(520); 및 상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치되는 제어부(530);를 포함하는 원웨이클러치(500)를 제공한다.
상기 제어부(530)는 상기 이너레이스(520)에 대한 아우터레이스(510)의 상대적인 회전방향에 따라 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 저지하거나 허용한다.
상기 중공부(512)에는 상기 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질인 경량부재(514)가 설치된다.
상기 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 반경방향 외측에 배치되는 원심벽(510a) 및 상기 원심벽(510a)으로부터 반경방향 내측에 이격 배치되는 구심벽(510b)에 의해 규정된다.
상기 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 둘레방향을 따라 연장 형성된다.
상기 경량부재(514)는 상기 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 중공부(512)에 설치된다.
상기 아우터레이스(510)는 상기 중공부(512)에 상기 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 연결하는 보강대(516)를 구비한다.
상기 보강대(516)는 간격을 두고 상기 아우터레이스(512)의 둘레방향으로 배치된다.
상기 보강대(516)는 둘레방향을 따라 3개 이상 배치된다.
상기 보강대(516)는 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 배치된다.
상기 중공부(512)는 축방향 일측으로 개방된다.
상기 중공부(512)의 내측에는 반경방향 내측 또는 외측 중 적어도 어느 하나에 홈(518)이 형성된다.
상기 경량부재(514)는 상기 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 홈(518)에 삽입된다.
상기 중공부(512)의 축방향 일측과 타측 사이에는, 일측으로 갈수록 단면적이 작아지는 영역이 존재한다.
상기 경량부재(514)는 상기 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성된다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 원웨이클러치(500); 및 내주면에 상기 아우터레이스(510)가 압입되는 리액터바디(410)를 포함하여 구성되는 리액터(400);를 포함하는 토크컨버터(10)를 제공한다.
상기 리액터바디(410)는 상기 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성된다.
상기 리액터바디(410)는 마그네슘 재질을 포함하고, 상기 아우터레이스(510)는 스틸 재질을 포함한다.
상기 리액터바디(410)는 상기 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비한다.
상기 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 일측으로 개방되고, 상기 아우터레이스(510)는, 상기 중공부(512)의 개방된 일측이 상기 안착면(412)과 마주하도록 상기 리액터바디(410)에 설치된다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 리액터바디(410)를 제조하는 리액터바디 제조단계(S610); 상기 아우터레이스(510)를 제조하는 아우터레이스 제조단계(S620); 및 상기 아우터레이스(510)를 상기 리액터바디(410)에 압입하는 압입단계(S630);를 포함하는 원웨이클러치의 토크컨버터 제조방법(600)을 제공한다.
상기 아우터레이스 제조단계(S620)에서 상기 경량부재(514)는 중공부(512)에 인서트사출된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 아우터레이스(510) 내부에 중공부(512)가 형성될 수 있다. 따라서, 저비용으로 용이하게 아우터레이스(510)가 경량화될 수 있다. 또한, 아우터레이스(510)가 경량화되어 아우터레이스(510)와 결합된 리액터(400)를 회전시키는 데에 소비되는 에너지를 절감할 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 토크컨버터(10)가 경량화되어 차량의 연비가 개선될 수 있다. 또한, 아우터레이스(510)내부에 형성된 중공부(512)에 의해 리액터바디(410)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 감소될 수 있으므로 리액터바디(410)의 강도 또는 경도가 감소하더라도 리액터바디(410) 내주면이 쉽게 마모되지 않아서 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성된 경량부재(514)가 중공부(512)에 설치될 수 있다. 따라서, 저비용으로 용이하게 아우터레이스(510)가 경량화될 수 있고 아우터레이스(510)의 중량이 감소되어 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 차량의 연비가 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 중공부(512)가 아우터레이스(510)의 반경방향 외측에 배치되는 원심벽(510a) 및 상기 원심벽(510a)으로부터 반경방향 내측에 이격 배치되는 구심벽(510b)에 의해 규정될 수 있다. 따라서, 원심벽(510a)의 두께가 아우터레이스(510)보다 얇고 원심벽(510a) 내주에는 중공부(512)가 형성되므로 원심벽(510a)이 리액터바디(410)에 압입되더라도 리액터(400)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 작아질 수 있다. 리액터(400)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 작아아지면 리액터바디(410) 내주면이 쉽게 마모되지 않아서 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다. 또한, 구심벽(510b)은 롤러(532)와 접촉할 수 있으므로 아우터레이스(510)가 롤러(532)에 마찰간섭되어 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 중공부(512)가 아우터레이스(510)의 둘레방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 따라서, 리액터바디(410)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 리액터바디(410) 내주면에 균일하게 가해져서 리액터바디(410) 내주면이 쉽게 마모되지 않으므로 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)의 내구성을 향상시킬 수 있고 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작하게 할 수 있다. 또한, 중공부(512)가 링 형태의 아우터레이스(510)에서 둘레방향을 따라 연장 형성되므로 중공부(512)의 체적이 최대화되어 아우터레이스(510)의 중량이 최대로 감소될 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 효과적으로 향상될 수 있고 차량의 연비가 효과적으로 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 원심벽(510a) 및 구심벽(510b) 사이의 중공부(512)에 경량부재(514)가 설치됨으로써, 경량부재(514)가 구심벽(510b)이 반경방향 외측의 중공부(512)로 밀리지 않도록 지지하여 구심벽(510b)의 내주면이 제어부(530)에 포함된 롤러(532)의 외주면과 안정적으로 접촉하여 마찰간섭될 수 있으므로 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다. 특히, 제어부(530)가 이너레이스(520)에 대한 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 저지하려고 할 때에, 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 효과적이고 안정적으로 저지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 보강대(516)가 중공부(512)에 구비되어 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 연결할 수 있다. 따라서, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 보강대(516)가 간격을 두고 아우터레이스(512)의 둘레방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 효과적으로 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 보강대(516)가 둘레방향을 따라 3개 이상 배치될 수 있다. 따라서, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 효과적으로 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 보강대(516)가 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 배치됨으로써, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 효과적으로 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 중공부(512)가 축방향 일측으로 개방되어 형성될 수 있다. 따라서, 경량부재(514)가 중공부(512)에 설치되기 용이할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 중공부(512)의 내측에는 반경방향 내측 또는 외측 중 적어도 어느 하나에 홈(518)이 형성되고 경량부재(514)가 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 홈(518)에 삽입될 수 있다. 따라서, 경량부재(514)에 압력, 충격 등이 가해지더라도 경량부재(514)가 중공부(512)를 쉽게 이탈하지 못하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 중공부(512)의 개방된 축방향 일측과 타측 사이에는, 일측으로 갈수록 단면적이 작아지는 영역이 존재하고 경량부재(514)가 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 경량부재(514)에 압력, 충격 등이 가해지더라도 경량부재(514)가 중공부(512)를 쉽게 이탈하지 못하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 리액터바디(410)는 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 리액터(400)를 회전시키는 데에 소비되는 에너지를 절감할 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 토크컨버터(10)가 경량화되어 차량의 연비가 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 리액터바디(410)는 마그네슘 재질을 포함하고, 아우터레이스(510)는 스틸 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 리액터(400)의 중량이 저감되어 리액터(400)를 회전시키는 데에 소비되는 에너지를 절감할 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 토크컨버터(10)가 경량화되어 차량의 연비가 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 리액터바디(410)가 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비하고, 경량부재(514)가 설치되는 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 일측으로 개방되고, 중공부(512)의 개방된 일측이 안착면(412)과 마주하도록 아우터레이스(510)가 리액터바디(410)에 설치될 수 있다. 따라서, 중공부(512)에 설치되는 경량부재(514)가 중공부(512)를 빠져나와 아우터레이스(510)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 아우터레이스 제조단계(S620)에서 소결 공정을 통해 중공부(512), 보강대(516) 또는 홈(518)이 형성된 아우터레이스(510)를 제조/가공할 수 있으므로 추가 공정 없이 저비용으로 용이하게 본 발명의 아우터레이스(510)를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 압입단계(S630)에서 리액터바디(410)의 강도 또는 경도가 감소하더라도 아우터레이스(510)의 압입응력이 감소하여 리액터바디(410) 내주면이 보호되므로 저비용으로 용이하며 안정적으로 아우터레이스(510)를 설치할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 선행기술을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터를 나타낸 사시도, 정면도, 배면도, 좌측면도, 단면도 및 분해사시도이다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치를 나타낸 사시도, 정면도 및 좌측면도이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 아우터레이스를 나타낸 배면도 및 도 16의 AA'단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론도 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
설명의 편의 상, 토크컨버터의 회전의 중심을 이루는 축의 길이방향을 따르는 방향을 축방향이라 한다, 전후 방향 또는 축방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 어느 일 방향(제1축방향), 가령 동력원인 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향(제2축방향), 가령 변속기 쪽으로 향하는 방향을 의미한다. 따라서 전면(앞면)이란 그 표면이 전방을 바라보는 면을 의미하고, 후면(뒷면)이란 그 표면이 후방을 바라보는 면을 의미한다.
반경방향 또는 방사 방향이라 함은 상기 회전축과 수직한 평면 상에서 상기 회전축의 중심을 지나는 직선을 따라 상기 중심에 가까워지는 방향 또는 상기 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 상기 중심으로부터 반경방향으로 멀어지는 방향을 원심방향이라 하고, 상기 중심에 가까워지는 방향을 구심방향이라 한다.
둘레방향 또는 원주방향이라 함은 상기 회전축의 주위를 둘러싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 회전축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 회전축을 바라보는 방향의 면을 의미한다. 청구항 1의 제1몸체 및 제2몸체는 예를 들면 후술하는 리액터 및 고정단에 각각 대응될 수 있다.
[토크컨버터]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 토크컨버터(10)는 프론트커버(100), 임펠러(200), 터빈(300), 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)를 포함하여 구성된다.
프론트커버(100)는 원판형의 부재로 이루어지고, 엔진의 크랭크축에 연결되어 엔진으로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.
임펠러(200)는 프론트커버(100)와 결합되어 프론트커버(100)의 회전에 대응하여 함께 회전할 수 있다. 임펠러(200)가 회전함에 따라 임펠러(200) 내부의 유체는 임펠러(200)의 회전 운동에너지를 가지게 되고, 원심력에 의해 반경방향 외측으로 힘을 받으며 터빈(300)으로 유동할 수 있다.
터빈(300)은 임펠러(200)보다 전방에서 임펠러(200)와 마주하도록 설치될 수 있고, 임펠러(200)로부터 유동된 유체의 힘을 전달받아 소정의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 임펠러(200)와 터빈(300)의 회전 중심은 동축을 이룰 수 있고, 임펠러(200)와 터빈(300)은 서로 마주하여 토러스를 이룰 수 있다. 터빈(300)은 반경방향 내측에서 출력측과 연결되어 회전력을 출력할 수 있다.
임펠러(200)와 터빈(300)이 마주하는 반경방향 내측 부위에는 리액터(400)가 구비될 수 있다. 리액터(400)는 임펠러(200)와 터빈(300) 사이에 위치되어 터빈(300)으로부터 나오는 유체의 흐름을 선택적으로 전환하여 임펠러(200)로 되돌릴 수 있다. 리액터(400)와 관련하여 도 3 내지 도 9에서 살펴본다.
[리액터]
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터를 나타낸 사시도, 정면도, 배면도, 좌측면도, 단면도 및 분해사시도이다.
도 3 내지 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 리액터(400)는 환형의 리액터바디(410)와, 상기 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성된다.
리액터바디(410)의 내주에는 원웨이클러치(500)의 아우터레이스(510)가 압입되고, 원웨이클러치(500)는 고정단에 의해 지지될 수 있다. 원웨이클러치(500)는 고정단에 대한 리액터(400)의 일방향으로의 회전은 저지하고, 고정단에 대한 리액터(400)의 타방향으로의 회전은 허용할 수 있다.
상기 임펠러(200)는 타방향으로 회전하고, 이에 추종하여 터빈(300)도 타방향으로 회전할 수 있다.
또한, 리액터바디(410)는, 도 2 및 도 7과 같이, 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비할 수 있다.
이와 같이, 리액터바디(410)가 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비하고, 경량부재(514)가 설치되는 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 일측으로 개방되고, 중공부(512)의 개방된 일측이 안착면(412)과 마주하도록 아우터레이스(510)가 리액터바디(410)에 설치됨으로써, 중공부(512)에 설치되는 경량부재(514)가 중공부(512)를 빠져나와 아우터레이스(510)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이와 관련하여 후술한다.
또한, 리액터(400)는 리액터바디(410)의 전방에 설치되는 리테이너(430)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 레테이너(430)는 리액터바디(410) 내주에 설치된 원웨이클러치(500)가 전방으로 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.
한편, 리액터(400) 전체 또는 리액터바디(410)는 리액터바디(410)에 압입되는 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 아우터레이스(510)는 스틸을 포함하는 재질로 형성될 수 있고, 리액터바디(410)는 스틸보다 가벼운 마그네슘을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
이와 같이, 리액터(400) 전체 또는 리액터바디(410)를 경량의 재질로 형성함으로써, 리액터(400)를 회전시키는 데에 소비되는 에너지를 절감할 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 토크컨버터(10)가 경량화되어 차량의 연비가 개선될 수 있다.
구체적인 효과는 다음과 같다.
[표 1]
Figure 112019117026034-pat00001
한편, 리액터(400)를 마그네슘 등이 포함된 경량의 재질로 변경하면, 리액터바디(410) 내주면의 강도 또는 경도가, 예컨대 알루미늄 등이 포함된 재질로 형성된 기존의 리액터바디(410)보다 감소할 수 있다. 강도 또는 경도가 감소한 리액터바디(410)의 내주면에 기존의 아우터레이스(510)를 압입하면 내주면이 쉽게 마모될 수 있다.
따라서, 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)를 감소시켜야만 리액터바디(410) 내주면이 마모되는 것을 방지하고 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
이하, 이러한 효과를 얻을 수 있는 원웨이클러치(500)를 살펴본다.
[원웨이클러치]
도 10 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치를 나타낸 사시도, 정면도 및 좌측면도이다.
도 10 내지 도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 원웨이클러치(500)는 아우터레이스(510), 이너레이스(520) 및 제어부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
[아우터레이스]
아우터레이스(510)는 링형태에 해당할 수 있고 외주면에는 복수 개의 톱니가 구비될 수 있다.
톱니는 아우터레이스(510)의 외주를 따라 반경방향 외측으로 돌출형성될 수 있다. 톱니는 전술한 리액터바디(410) 등과 같은 외부구조체의 내주면에 압입될 수 있다. 따라서, 아우터레이스(510)는 리액터바디(410) 등과 같은 외부구조체와 결합/체결되어 함께 회전할 수 있다.
이하, 외부구조체와 리액터바디(410)를 혼용한다.
아우터레이스(510)의 내주면은 제어부(530)에 포함된 롤러(532)의 외주면과 접촉할 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제어부(530)는 롤러(532) 대신에 스프래그(sprag)를 포함하여 구성될 수도 있다. 이하, 마찬가지이다.
또한, 아우터레이스(510)의 내주면은 어느 지지부(534)에서 예컨대, 시계방향의 다음 지지부(534)까지 갈수록 이너레이스(520)의 외주면까지의 거리가 점차 작아지게 형성될 수 있다. 즉, 어느 지지부(534)에서 예컨대, 시계방향의 다음 지지부(534) 쪽으로 갈수록 레이스(510, 520) 사이의 공간이 작아질 수 있다. 따라서, 원웨이클러치(500) 회전에 의해 롤러(532)가 어느 지지부(534)에서 예컨대, 시계방향의 다음 지지부(534) 쪽으로 움직이면 롤러(532)가 레이스(510, 520) 사이에 끼여서 원웨이클러치(500) 상대적 회전을 저지할 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되지 않는다.
[중공부]
또한, 아우터레이스(510)는 도 15와 같이, 내부에 중공부(512)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 아우터레이스(510) 내부에 중공부(512)가 형성됨으로써, 저비용으로 용이하게 아우터레이스(510)가 경량화될 수 있다.
또한, 아우터레이스(510)가 경량화되어 아우터레이스(510)와 결합된 리액터(400)를 회전시키는 데에 소비되는 에너지를 절감할 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 토크컨버터(10)가 경량화되어 차량의 연비가 개선될 수 있다.
또한, 아우터레이스(510)내부에 형성된 중공부(512)에 의해 리액터바디(410)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 감소될 수 있으므로 리액터바디(410)의 강도 또는 경도가 감소하더라도 리액터바디(410) 내주면이 쉽게 마모되지 않아서 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
중공부(512)는 아우터레이스(510)의 반경방향 외측에 배치되는 원심벽(510a) 및 상기 원심벽(510a)으로부터 반경방향 내측에 이격 배치되는 구심벽(510b)에 의해 규정될 수 있다.
원심벽(510a)의 외주면은 아우터레이스(510)의 외주면으로서, 리액터바디(410)의 내주면에 결합될 수 있다. 구심벽(510b)의 내주면은 아우터레이스(510)의 내주면으로서, 롤러(532)의 외주면과 접촉할 수 있다.
이와 같이, 중공부(512)가 아우터레이스(510)의 반경방향 외측에 배치되는 원심벽(510a) 및 상기 원심벽(510a)으로부터 반경방향 내측에 이격 배치되는 구심벽(510b)에 의해 규정됨으로써, 원심벽(510a)의 두께가 아우터레이스(510)보다 얇고 원심벽(510a) 내주에는 중공부(512)가 형성되므로 원심벽(510a)이 리액터바디(410)에 압입되더라도 리액터(400)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 작아질 수 있다. 따라서, 리액터바디(410) 내주면이 쉽게 마모되지 않아서 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 구심벽(510b)은 롤러(532)와 접촉함으로써, 아우터레이스(510)가 롤러(532)에 마찰간섭되어 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 중공부(512)는 아우터레이스(510)의 둘레방향을 따라 연장 형성될 수 있다.
이와 같이, 중공부(512)가 아우터레이스(510)의 둘레방향을 따라 연장 형성됨으로써, 리액터바디(410)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)이 리액터바디(410) 내주면에 균일하게 가해져서 리액터바디(410) 내주면이 쉽게 마모되지 않으므로 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)의 내구성을 향상시킬 수 있고 리액터(400) 및 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
또한, 중공부(512)가 링 형태의 아우터레이스(510)에서 둘레방향을 따라 연장 형성되므로 중공부(512)의 체적이 최대화되어 아우터레이스(510)의 중량이 최대로 감소될 수 있으므로 토크컨버터(10)의 에너지효율이 효과적으로 향상될 수 있고 차량의 연비가 효과적으로 개선될 수 있다.
중공부(512)에는 경량부재(514)가 설치될 수 있다. 경량부재(514)와 관련하여, 후술한다.
또한, 중공부(512)는 축방향 일측으로 개방되어 형성될 수 있다.
이와 같이, 중공부(512)가 축방향 일측으로 개방되어 형성됨으로써, 후술할 경량부재(514)가 중공부(512)에 설치되기 용이할 수 있다.
한편, 도 2, 도 7 및 도 8과 같이, 아우터레이스(510)의 일측은 리액터바디(410)에 구비된 안착면(412)에 안착될 수 있고 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 일측으로 개방될 수 있으며 상기 중공부(512)의 개방된 일측이 안착면(412)과 마주할 수 있다.
이와 같이, 리액터바디(410)가 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비하고, 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 일측으로 개방되고, 중공부(512)의 개방된 일측이 안착면(412)과 마주함으로써, 중공부(512)에 설치되는 경량부재(514)가 중공부(512)를 빠져나와 아우터레이스(510)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
[경량부재]
경량부재(514)는 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성될 수 있고 중공부(512)에 설치될 수 있다. 또한, 경량부재(514)는 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들면, 경량부재(514)는 예컨대 스틸을 포함하는 아우터레이스의 재질보다 경량이면서 저강도의 재질인 폴리카보네이트와 같은 열가소성 플라스틱으로 형성될 수 있고 인서트사출 공정을 통해 중공부(512)에 설치될 수 있다.
이와 같이, 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성된 경량부재(514)가 중공부(512)에 설치됨으로써, 저비용으로 용이하게 아우터레이스(510)가 경량화될 수 있고 아우터레이스(510)의 중량이 감소되어 토크컨버터(10)의 에너지효율이 향상될 수 있고 차량의 연비가 개선될 수 있다.
구체적인 효과는 다음과 같다.
[표 2]
Figure 112019117026034-pat00002
또한, 원심벽(510a) 및 구심벽(510b) 사이의 중공부(512)에 경량부재(514)가 설치됨으로써, 경량부재(514)가 구심벽(510b)이 반경방향 외측의 중공부(512)로 밀리지 않도록 지지하여 구심벽(510b)의 내주면이 제어부(530)에 포함된 롤러(532)의 외주면과 안정적으로 접촉하여 마찰간섭될 수 있으므로 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
특히, 제어부(530)가 이너레이스(520)에 대한 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 저지하려고 할 때에, 즉, 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520)가 맞물려야 할 때에, 경량부재(514)가 원심벽(510a) 및 구심벽(510b)을 강하게 지지함으로써, 원심벽(510a)과 리액터바디(410)의 결속을 계속하여 유지시킬 수 있고, 구심벽(510b)이 제어부(530)에 포함된 롤러(532)와 계속하여 마찰간섭할 수 있다. 따라서, 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 효과적이고 안정적으로 저지할 수 있다.
한편, 중공부(512)에 경량부재(514)가 설치되더라도 경량부재(514)가 아우터레이스(510)보다 저강도의 재질로 형성될 수 있으므로 리액터바디(410)에 대한 아우터레이스(510)의 압입응력(압입강도)은 리액터바디(410)의 내주면을 마모시키지 않을 정도로 충분히 작을 수 있다.
경량부재(514)는 도 2 및 도 7과 같이, 중공부(512)의 개방된 일측과 마주하는 안착면(412)에 막혀 중공부(512)에 안정적으로 수용될 수 있다. 경량부재(514)가 중공부(512)에 안정적으로 수용되는 다른 방법은 도 17 및 도 18에서 후술한다.
[보강대]
보강대(516)는 중공부(512)에 구비될 수 있고, 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 연결할 수 있다.
이와 같이, 보강대(516)가 중공부(512)에 구비되어 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 연결함으로써, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
보강대(516)는 간격을 두고 아우터레이스(512)의 둘레방향으로 배치될 수 있다.
이와 같이, 보강대(516)가 간격을 두고 아우터레이스(512)의 둘레방향으로 배치됨으로써, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 효과적으로 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
또한, 보강대(516)는 둘레방향을 따라 3개 이상 배치될 수 있다.
이와 같이, 보강대(516)가 둘레방향을 따라 3개 이상 배치됨으로써, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 효과적으로 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
또한, 보강대(516)는 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 배치될 수 있다.
이와 같이, 보강대(516)가 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 배치됨으로써, 보강대(516)가 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 효과적으로 지지하여 아우터레이스(510)의 변형을 방지하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작하게 할 수 있다.
[이너레이스]
이너레이스(520)는 링형태에 해당할 수 있고 아우터레이스(510)와 동축으로 배열될 수 있다. 이너레이스(520)의 외주면은 제어부(530)에 포함된 롤러(532)의 외주면과 접촉할 수 있다.
이너레이스(520)의 내주면에는 고정단에 대해 회전되지 않도록 고정되는 치형을 가지는 스플라인 허브가 구비될 수 있다. 이너레이스(520)는 고정단에 결합되어 고정될 수 있다.
한편, 이너레이스(520)은 도 10 내지 도 15와 달리, 고정단과 일체로 형성될 수도 있다.
[제어부]
제어부(530)는 롤러(532), 지지부(534) 및 스프링(536)을 포함하여 구성될 수 있고, 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치될 수 있다.
다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제어부(530)는 도 10 내지 도 15와 달리, 롤러(532) 대신에 스프래그(sprag)를 포함하여 구성될 수도 있다.
제어부(530)는 이너레이스(520)에 대한 아우터레이스(510)의 상대적인 회전방향이 일방향이면 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 저지하고 타방향이면 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 허용할 수 있다.
[롤러]
롤러(532)는 복수 개가 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치될 수 있고, 원통형에 해당할 수 있다. 또한, 롤러(532)는 아우터레이스(510)의 내주면 및 이너레이스(520)의 외주면과 접촉할 수 있다.
[지지부]
지지부(534)는 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치될 수 있고 아우터레이스(510)와 일체로 형성될 수 있다.
지지부(534)는 롤러(532)들의 개수만큼 형성될 수 있고 롤러(532)들을 구획하고 롤러(532) 및 스프링(536)을 지지할 수 있다.
[스프링]
스프링(536)은 지지부(534)의 일측에 결합되어 롤러(532)를 탄성지지할 수 있다.
스프링(536)은 롤러(532)를 탄성지지함으로써, 원웨이클러치(500)가 어느 하나의 방향으로 계속하여 회전하게 할 수 있다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 아우터레이스를 나타낸 배면도 및 도 16의 AA'단면도이다.
도 16 및 도 18을 참조하면, 아우터레이스(510)는 축방향 일측으로 개방되는 중공부(512)를 구비하고 중공부(512)에는 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성된 경량부재(514)가 설치될 수 있다.
이 때에, 경량부재(514)가 상기 축방향 개방된 일측으로 이탈되는 것을 방지하기 위해서 중공부(512) 및 경량부재(514)는 도 17 또는 도 18과 같은 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 17과 같이, 중공부(512)의 내측에는 반경방향 내측 또는 외측 중 적어도 어느 하나에 홈(518)이 형성될 수 있고, 경량부재(514)는 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 홈(518)에 삽입될 수 있다.
이와 같이, 중공부(512)의 내측에는 반경방향 내측 또는 외측 중 적어도 어느 하나에 홈(518)이 형성되고 경량부재(514)가 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 홈(518)에 삽입됨으로써, 경량부재(514)에 압력, 충격 등이 가해지더라도 경량부재(514)가 중공부(512)를 쉽게 이탈하지 못하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 도 18과 같이, 중공부(512)의 개방된 축방향 일측과 그 반대 측에 해당하는 타측 사이에는, 일측으로 갈수록 단면적이 작아지는 영역이 존재할 수 있다. 도 18에서는 중공부(512)가 상기 일측 및 타측 사이의 전 영역에서 일측으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성된다. 경량부재(514)는 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 중공부(512)의 개방된 축방향 일측과 타측 사이에는, 일측으로 갈수록 단면적이 작아지는 영역이 존재하고 경량부재(514)가 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 경량부재(514)에 압력, 충격 등이 가해지더라도 경량부재(514)가 중공부(512)를 쉽게 이탈하지 못하므로 저비용으로 용이하게 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 토크컨버터 제조방법(600)은 리액터바디 제조단계(S610), 아우터레이스 제조단계(S620) 및 압입단계(S630)를 포함하여 구성될 수 있다.
리액터바디 제조단계(S610)에서는, 리액터바디(410)를 제조할 수 있다.
또한, 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비하도록 리액터바디(410)를 제조할 수 있다.
또한, 리액터바디(410)에 압입되는 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 리액터바디(410)를 제조할 수 있다. 예를 들면, 마그네슘을 포함하는 재질로 리액터바디(410)를 제조할 수 있다.
아우터레이스 제조단계(S620)에서는, 링형태의 아우터레이스(510)를 제조할 수 있다. 아우터레이스(510)의 외주면에는 복수 개의 톱니를 형성할 수 있다.
또한, 내부에 중공부(512)가 형성되도록 아우터레이스(510)를 제조할 수 있다. 구체적으로, 아우터레이스(510)의 반경방향 외측에 원심벽(510a)을 제조하고 원심벽(510a)으로부터 반경방향 내측에 이격 배치되는 구심벽(510b)을 제조하여 원심벽(510a) 및 구심벽(510b) 사이에 중공부(512)를 형성할 수 있다.
또한, 중공부(512)가 아우터레이스(510)의 둘레방향을 따라 연장 형성되도록 아우터레이스(510)를 제조할 수 있다.
또한, 중공부(512)가 축방향 일측으로 개방되어 형성되도록 아우터레이스(510)를 제조할 수 있다.
중공부(512)에는 경량부재(514)가 설치될 수 있다.
경량부재(514)는 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성될 수 있고 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 경량부재(514)는 폴리카보네이트와 같은 열가소성 플라스틱으로 형성될 수 있고 중공부(512)에 인서트사출되어 설치될 수 있다.
중공부(512)의 내측에는 반경방향 내측 또는 외측 중 적어도 어느 하나에 홈(518)이 형성될 수 있고, 경량부재(514)는 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 홈(518)에 삽입될 수 있다.
또한, 중공부(512)의 개방된 축방향 일측과 그 반대 측에 해당하는 타측 사이에는, 일측으로 갈수록 단면적이 작아지는 영역이 존재하도록 중공부(512)가 형성될 수 있고 경량부재(514)는 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
보강대(516)는 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 연결하도록 중공부(512)에 형성될 수 있다.
보강대(516)는 간격을 두고 아우터레이스(512)의 둘레방향으로 형성될 수 있다. 또한, 보강대(516)는 둘레방향을 따라 3개 이상 형성될 수 있다. 또한, 보강대(516)는 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 형성될 수 있다.
지지부(534)가 아우터레이스(510)와 일체로 형성된 경우에는 지지부(534)도 함께 형성/제조할 수 있다.
한편, 종래의 아우터레이스는 소결 공정을 통해 제조/가공된다. 중공부(512), 보강대(516) 또는 홈(518)이 형성된 아우터레이스(510)도 소결 공정을 통해 제조/가공될 수 있으므로 추가 공정 없이 저비용으로 용이하게 중공부(512), 보강대(516) 또는 홈(518)이 형성된 아우터레이스(510)를 형성할 수 있다.
압입단계(S630)에서는, 아우터레이스(510)를 리액터바디(410)에 압입할 수 있다. 이 때에, 전슬한 바와 같이, 아우터레이스(510)의 압입응력이 감소하므로, 리액터바디(410)의 강도 또는 경도가 감소하더라도 리액터바디(410) 내주면이 보호되므로 저비용으로 용이하며 안정적으로 아우터레이스(510)를 설치할 수 있다.
또한, 중공부(512)의 개방된 일측이 리액터바디(410)의 안착면(412)과 마주하도록 아우터레이스(510)가 리액터바디(410)에 압입될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치(500)는 토크컨버터(10)에서만 사용되는 것은 아니고 변속기 등 다양한 부품에 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 토크컨버터
100: 프론트커버 200: 임펠러
300: 터빈
400: 리액터
410: 리액터바디 412: 안착면
420: 리액터블레이드
430: 리테이너
500: 원웨이클러치
510: 아우터레이스
510a: 원심벽 510b: 구심벽
512: 중공부 514: 경량부재
516: 보강대 518: 홈
520: 이너레이스
530: 제어부 532: 롤러
534: 지지부 536: 스프링
600: 토크컨버터 제조방법

Claims (13)

  1. 제1몸체와 제2몸체 사이에 배치되어 제2몸체에 대한 제1몸체의 일방향 회전은 저지하고, 타방향 회전은 허용하는 원웨이클러치로서,
    상기 제1몸체에 일체로 회전하도록 압입되어 결합되며, 내부에 중공부(512)가 형성되는 아우터레이스(510);
    상기 제2몸체에 일체로 회전하도록 결합되며, 상기 아우터레이스(510)와 동축으로 배열되는 이너레이스(520); 및
    상기 아우터레이스(510) 및 이너레이스(520) 사이에 둘레방향으로 배치되는 제어부(530);를 포함하고,
    상기 제어부(530)는 상기 이너레이스(520)에 대한 아우터레이스(510)의 상대적인 회전방향에 따라 아우터레이스(510)의 상대적 회전을 저지하거나 허용하고,
    상기 중공부(512)에는 상기 아우터레이스(510)의 재질보다 경량이고 저강도의 재질로 형성되는 경량부재(514)가 설치되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 반경방향 외측에 배치되는 원심벽(510a) 및 상기 원심벽(510a)으로부터 반경방향 내측에 이격 배치되는 구심벽(510b)에 의해 규정되고,
    상기 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 둘레방향을 따라 연장 형성되고,
    상기 경량부재(514)는 상기 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 중공부(512)에 설치되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 아우터레이스(510)는 상기 중공부(512)에 상기 원심벽(510a)과 구심벽(510b)을 연결하는 보강대(516)를 구비하는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보강대(516)는 간격을 두고 상기 아우터레이스(510)의 둘레방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보강대(516)는 둘레방향을 따라 3개 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 보강대(516)는 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공부(512)는 축방향 일측으로 개방되는 원웨이클러치(500).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 중공부(512)의 내측에는 반경방향 내측 또는 외측 중 적어도 어느 하나에 홈(518)이 형성되고,
    상기 경량부재(514)는 상기 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 홈(518)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 중공부(512)의 축방향 일측과 타측 사이에는, 일측으로 갈수록 단면적이 작아지는 영역이 존재하고,
    상기 경량부재(514)는 상기 중공부(512)에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 원웨이클러치(500); 및
    상기 제1 몸체로서, 내주면에 상기 아우터레이스(510)가 압입되는 리액터바디(410)를 포함하여 구성되는 리액터(400);를 포함하고,
    상기 리액터바디(410)는 상기 아우터레이스(510)의 재질보다 경량의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터(10).
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 리액터바디(410)는 마그네슘 재질을 포함하고, 상기 아우터레이스(510)는 스틸 재질을 포함하는, 토크컨버터(10).
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 리액터바디(410)는 상기 아우터레이스(510)의 일측이 안착되는 안착면(412)을 구비하고,
    상기 중공부(512)는 상기 아우터레이스(510)의 일측으로 개방되고,
    상기 아우터레이스(510)는, 상기 중공부(512)의 개방된 일측이 상기 안착면(412)과 마주하도록 상기 리액터바디(410)에 설치되는, 토크컨버터(10).
  13. 청구항 10의 토크컨버터(10)의 제조방법에 있어서,
    상기 리액터바디(410)를 제조하는 리액터바디 제조단계(S610);
    상기 아우터레이스(510)를 제조하는 아우터레이스 제조단계(S620); 및
    상기 아우터레이스(510)를 상기 리액터바디(410)에 압입하는 압입단계(S630);를 포함하고,
    상기 아우터레이스 제조단계(S620)에서 상기 경량부재(514)는 중공부(512)에 인서트사출되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터 제조방법(600).
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