KR102529659B1 - 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

토크 컨버터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 프론트 커버; 토셔널 댐퍼 어셈블리; 및 선택적으로 상기 프론트 커버와 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리를 직접 연결하는 록업 클러치; 를 포함하되, 상기 록업 클러치는 선택적으로 공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측으로 이동되어 록업 작동을 수행하는 적어도 하나의 피스톤을 포함할 수 있다.

Description

토크 컨버터{TORQUE CONVERTER}

본 발명은 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 록업 클러치의 구성요소와 작동구조를 변경하여 제작원가를 줄이고, 작동 제어성을 향상시키도록 하는 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치되어 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 장치이다.

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.

여기서, 상기 토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록 업 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 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤을 포함한다.

그리고 피스톤에 의해 록업 클러치가 작동할 때 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 제공된다.

한편, 상기 록업 클러치는 다판 클러치로 이루어지고, 이 다판 클러치는 록업 드럼을 포함하며, 록업 드럼에는 마찰 플레이트들이 축 방향으로 결합된다.

이러한 록업 클러치는 토크 증배 작동을 이용하는 발진이나 임펠러와 터빈의 상대 회전을 허용할 필요가 있는 변속을 제외한 고속 영역에서 작동함으로써, 연비 성능을 향상시킬 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 록업 클러치는 공급된 작동유체의 압력에 의해 피스톤이 축 방향으로 슬라이드 이동하면서 마찰 플레이트들을 결합시키는 구조로 형성되는 바, 록업 작동 시에 높은 압력으로 인한 피스톤의 변형이 발생될 수 있고, 반경방향으로 면압 분포가 달라 효율적인 토크 전달이 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 록업 클러치는 부품의 수가 많아 비용 및 무게 측면에서 불리하게 작용하며, 이로 인해 토크 컨버터의 전체적인 제작비용 및 중량이 상승되는 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 록업 클러치의 구성요소와 작동구조를 변경하여 제작원가를 줄이고, 작동 제어성을 향상시키도록 하는 토크 컨버터를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 프론트 커버; 토셔널 댐퍼 어셈블리; 및 선택적으로 상기 프론트 커버와 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리를 직접 연결하는 록업 클러치; 를 포함하되, 상기 록업 클러치는 선택적으로 공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측으로 이동되어 록업 작동을 수행하는 적어도 하나의 피스톤을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버에 결합되는 클러치 허브; 상기 클러치 허브로부터 반경방향 외측을 향하여 연장 형성되는 클러치 플레이트부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 적어도 하나의 피스톤이 반경방향 외측과 내측을 향하여 선택적으로 왕복 이동 가능하게 각각 장착되도록 상기 클러치 플레이트부의 외주면 둘레를 따라 형성되는 적어도 하나의 장착홈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 적어도 하나의 장착홈 각각의 내부에서 상기 적어도 하나의 피스톤과의 사이에 개재되는 적어도 하나의 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 적어도 하나의 장착홈은 상기 클러치 플레이트부의 외주면 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 클러치 플레이트부는 상기 적어도 하나의 장착홈과 연통되도록 그 내부에 반경방향을 따라 형성되어, 상기 작동 유체가 유동할 수 있는 적어도 하나의 작동유로를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 적어도 하나의 작동유로는 상기 클러치 플레이트부의 내부에서 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 클러치 허브에는 상기 적어도 하나의 작동유로와 연통되어, 상기 적어도 하나의 작동 유로에 상기 작동 유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 공급홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 공급홀은 상기 클러치 허브의 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리에 연결되어 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리로 전달되는 구동력을 변속기로 전달하는 스플라인 허브를 더 포함하고, 상기 스플라인 허브는 상기 클러치 허브의 반경방향 내측에서 상기 클러치 허브에 상대회전 가능하게 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 피스톤은 반경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 상기 장착홈에 삽입되며, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리와 선택적으로 마찰 접촉되는 몸체부; 및 상기 몸체부로부터 반경방향 내측을 향하여 일체로 연장되며, 반경방향 외측을 향하는 상기 탄성부재의 일단부에 삽입되는 삽입돌기를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 몸체부에는 반경방향 외측을 향하는 일면에 마찰부재가 장착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 장착홈에는 반경방향 내측을 향하는 상기 탄성부재의 타단부가 억지끼움 방식으로 결합되도록 상기 장착홈의 내측으로부터 반경방향 외측을 향하여 장착돌기가 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 적어도 하나의 탄성부재는 공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측을 향하여 상기 피스톤이 이동될 경우, 상기 피스톤에 인장력을 제공하도록 인장 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리는 상기 록업 클러치로부터 선택적으로 구동력을 전달받는 드라이브 플레이트; 상기 드라이브 플레이트에 일체 회전식으로 결합되는 리테이닝 플레이트; 상기 드라이브 플레이트와 상기 리테이닝 플레이트에 연결되고, 상기 스플라인 허브에 일체 회전식으로 결합되는 드리븐 플레이트; 및 상기 드라이브 플레이트의 구동력을 상기 드리븐 플레이트에 탄성적으로 전달하도록 배치되는 탄성 구조체를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 탄성 구조체는 반경방향 외측에서 상기 리테이닝 플레이트에 탄성적으로 지지되고, 상기 드라이브 플레이트로부터 구동력을 전달받는 적어도 하나의 제1 스프링; 및 상기 적어도 하나의 제1 스프링으로부터 반경방향 내측으로 이격된 위치에서 상기 리테이닝 플레이트와 상기 드라이브 플레이트에 탄성 지지되며, 상기 드리븐 플레이트로 구동력을 전달하는 적어도 하나의 제2 스프링을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러; 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈 어셈블리;를 더 포함하고, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리는 상기 프론트 커버와 상기 터빈 어셈블리 사이에 배치되며, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리는, 상기 터빈 어셈블리에 결합되고, 상기 제1 스프링에 탄성 지지되는 커넥팅 플레이트; 및 상기 드라이브 플레이트와 일체 회전식으로 결합되며, 상기 적어도 하나의 제2 스프링을 탄성 지지하는 커버 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 의하면, 록업 클러치의 구성요소를 줄여 제작원가를 절감하고, 축 방향과 수직으로 유입되는 작동유체의 공급방향과 동일한 반경방향으로 록업 클러치를 작동시켜 록업 클러치의 작동 제어성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 록업 클러치의 구성요소를 줄이는 동시에, 반경방향으로 록업 작동을 수행함으로써, 협소한 공간 내부에서 유로 및 구성요소 배치에 대한 레이아웃을 간소화하여 설계 자유도를 향상시키는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 종래에 비해 록업 클러치의 부품 수를 줄여 조립작업 간소화함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있고, 토크 컨버터의 전체 중량을 줄일 수 있는 효과도 있다.

나아가, 본 발명은 록업 클러치의 구조 및 작동방향 변경을 통해 안정적인 록업 제어를 도모함으로써, 토크 컨버터의 전체적인 상품성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 록업 클러치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 록업 클러치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 X 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 록업 클러치에 적용되는 피스톤의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 록업 클러치의 록업 작동에 대한 작동 상태도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 록업 클러치의 록업 작동 해제에 대한 작동 상태도이다.

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

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 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 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.

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.

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 목적으로 만 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.

편의상 이 명세서에서 방향은 다음과 같이 정의한다.

전후 방향 또는 축 방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 동력원인 어느 일 방향, 가령 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향, 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.

원주방향이라 함은 상기 회전축의 원주를 에워싸는 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.

원주방향 측면이라 함은 그 면의 법선이 대략적으로 원주방향을 향하는 면을 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 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 록업 클러치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 록업 클러치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 4의 X 부분에 대한 확대도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 록업 클러치에 적용되는 피스톤의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 토크 컨버터는 엔진의 크랭크샤프트에 연결되어 회전하는 프론트 커버(2), 상기 프론트 커버(2)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(4), 상기 임펠러(4)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈 어셈블리(6), 그리고 상기 임펠러(4)와 터빈 어셈블리(6) 사이에 위치하여 상기 터빈 어셈블리(6)로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 상기 임펠러(4) 측으로 전달하는 리엑터(8, 또는 ‘스테이터’라고도 함)를 포함한다.

여기서, 상기 임펠러(4) 측으로 오일을 전달하는 상기 리엑터(8)는 상기 프론트 커버(2)와 동일한 회전 중심을 가진다.

또한, 상기 임펠러(4)와 상기 리엑터(8)의 사이, 및 상기 터빈 어셈블리(6)와 상기 리엑터(8)의 사이에는 스러스트 니들 베어링(12)이 각각 구비될 수 있다.

상기 스러스트 니들 베어링(12)들은 상기 프론트 커버(2)와 함께 회전하는 임펠러(4)의 회전과 상기 터빈 어셈블리(6)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 록업 클러치(20)가 제공된다. 구체적으로, 엔진의 구동력은 프론트 커버(2)로 전달되며, 상기 록업 클러치(20)는 상기 프론트 커버(2)에 선택적으로 직결됨으로써 엔진의 구동력을 변속기로 전달할 수 있다.

또한, 상기 록업 클러치(20)에는 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)가 결합될 수 있다. 따라서, 상기 록업 클러치(20)는 선택적으로 상기 프론트 커버(2)와 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)를 직접 연결할 수 있다.

이러한 록업 클러치(20)의 상세 구조에 대해서는 첨부한 도면들을 참조하여 더욱 상세히 후술하기로 한다.

한편, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)는 상기 프론트 커버(2)와 상기 터빈 어셈블리(6) 사이에 배치되며, 상기 터빈 어셈블리(6)에 연결될 수 있다.

여기서, 상기 터빈 어셈블리(6)는 내주면이 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)에 결합되는 터빈 플레이트(6a)와, 상기 터빈 플레이트(6a)에 원주방향을 따라 등 간격으로 이격된 위치에 장착되는 다수개의 터빈 블레이드(6b)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)는 상기 록업 클러치(20)를 통해 전달되는 구동력을 후술하는 스플라인 허브(40)에 전달하며, 이 과정에서 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 한다.

이러한 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 드라이브 플레이트(31), 리테이닝 플레이트(32), 드리븐 플레이트(33), 탄성 구조체, 커넥팅 플레이트(36), 및 커버 플레이트(37)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 드라이브 플레이트(31)는 상기 록업 클러치(20)로부터 선택적으로 엔진의 구동력을 전달받을 수 있다. 즉, 드라이브 플레이트(31)는 상기 록업 클러치(20)의 선택적인 작동에 따라 엔진의 구동력을 선택적으로 전달받을 수 있다.

상기 리테이닝 플레이트(32)는 상기 드라이브 플레이트(31)에 예를 들어, 리벳팅 등 다양한 결합방식을 사용하여 일체 회전식으로 결합될 수 있다.

상기 드리븐 플레이트(33)는 상기 드라이브 플레이트(31)와 상기 리테이닝 플레이트(32)에 연결되고, 상기 스플라인 허브(40)에 예를 들어 용접, 볼팅, 또는 리벳팅 등 다양한 결합방식을 사용하여 고정 결합될 수 있다.

상기 스플라인 허브(40)는 상기 드리븐 플레이트(33)에 일체로 회전되도록 연결됨으로써, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)로 전달되는 구동력을 상기 변속기로 전달할 수 있다.

본 실시예에서 상기 탄성 구조체는 적어도 하나의 제1 스프링(34)과 적어도 하나의 제2 스프링(35)을 포함할 수 있다.

상기 제1 스프링(34)은 회전 중심을 기준으로 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(20)의 회전방향을 따라서 다수개가 등 간격으로 배치될 수 있다.

이러한 제1 스프링(34)들은 반경방향 외측에서 상기 리테이닝 플레이트(32)에 탄성적으로 지지되며, 상기 드라이브 플레이트(31)로부터 구동력을 전달받을 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 스프링(24)은 압축 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 커넥팅 플레이트(36)는 상기 터빈 어셈블리(6)의 터빈 플레이트(6b)에 결합되고, 상기 제1 스프링(34)에 탄성적으로 지지될 수 잇다.

상기 제2 스프링(35)은 회전방향(원주방향)으로 상기 제1 스프링(34)과 교번적으로 배치될 수 있다.

이러한 제2 스프링(35)들은 상기 제1 스프링(34)으로부터 반경방향 내측으로 이격된 위치에서 상기 리테이닝 플레이트(32)와 상기 드라이브 플레이트(31)에 탄성 지지된다. 일 실시예에서 상기 제2 스프링(35)은 압축 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

상기 커버 플레이트(37)는 상기 드라이브 플레이트(31)와 함께 상기 제2 스프링(35)을 감싸면서 배치되고, 상기 제2 스프링(35)을 탄성적으로 지지할 수 있다.

여기서, 상기 드라이브 플레이트(31)와 상기 커버 플레이트(37)는 서로 마주하여 배치될 수 있다.

또한, 상기 드라이브 플레이트(31), 상기 리테이닝 플레이트(32), 및 상기 커버 플레이트(37)는 리벳팅을 이용한 결합방식을 사용하여 고정 결합될 수 있다.

즉, 상기 드라이브 플레이트(31)는 상기 커버 플레이트(37)와 일체로 회전하도록 결합될 수 있다. 상기 드라이브 플레이트(31), 상기 리테이닝 플레이트(32), 및 상기 커버 플레이트(37)의 구동력은 상기 제1 스프링(34)들과 상기 제2 스프링(35)들을 통해 상기 드리븐 플레이트(33)로 전달될 수 있다.

이 과정에서 상기 제1 스프링(24) 및 제2 스프링은 회전방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)는 상기 터빈 어셈블리(6)의 반대 방향에서 상기 프론트 커버(2) 측에 배치된다.

본 실시예에서는 이상 설명한 바와 같이 원주 방향을 따라 상기 리테이닝 플레이트(32)를 통해 반경방향 외측과 내측에 각각 배치되는 2 개의 스프링(제1 스프링(34) 및 제2 스프링(35))을 구비하는 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)를 구비한 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 예로써, 제1 스프링과 제2 스프링이 상이한 반경방향에서 원주방향을 따라 교번적으로 배치되는 대신에, 동일 반경방향에서 원주방향을 따라 교번적으로 배치되거나, 상이한 반경 방향에서 동일한 원주 방향 위치에 배치되어 상기 리테이닝 플레이트(32)에 의해 직렬 연결되는 배치도 가능하다.

나아가 반드시 2단의 스프링을 구비하는 토셔널 댐퍼 어셈블리 대신에 1단의 스프링만 구비하는 토셔널 댐퍼 어셈블리도 가능하다. 이 경우에는 리테이닝 플레이트가 생략되고, 드라이브 플레이트 - 스프링 - 드리븐 플레이트의 순서로 구동력이 전달될 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 록업 클러치(20)는 선택적으로 공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측으로 이동되어 록업 작동을 수행하는 적어도 하나의 피스톤(22)을 포함할 수 있다.

이러한 록업 클러치(20)는, 도 2 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(22), 클러치 허브(24), 클러치 플레이트부(26), 적어도 하나의 장착홈(27), 및 탄성부재(28)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 피스톤(22)은 축 방향과 수직하게 공급되는 작동유체의 유입방향과 동일한 반경방향 외측을 향하여 선택적으로 이동되면서 록업 작동을 수행할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 클러치 허브(24)는 회전 중심에 배치되며, 외주면이 상기 프론트 커버(2)에 용접 등을 통하여 고정 결합될 수 있다.

이러한 클러치 허브(24)에는 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)에 연결되어 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)로 전달되는 구동력을 변속기로 전달하는 상기 스플라인 허브(40)가 반경방향 내측에서 상대회전 가능하게 연결될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 클러치 플레이트부(26)는 상기 클러치 허브(24)의 외주면으로부터 반경방향을 향하여 일체로 연장 형성될 수 있다. 상기 클러치 플레이트부(26)는 상기 프론트 커버(2)와 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30) 사이에 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 장착홈(27)은 각각의 상기 피스톤(22)이 상기 클러치 플레이트부(26)에서 반경방향 외측과 내측을 향하여 선택적으로 왕복 이동 가능하게 각각 장착되도록 상기 클러치 플레이트부(26)의 외주면 둘레를 따라 형성될 수 있다.

여기서, 상기 장착홈(27)들은 상기 클러치 플레이트부(26)의 외주면 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 장착홈(27)들은 상기 클러치 플레이트부(26)의 외주면 둘레를 따라 30°각도로 이격되어 12개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 클러치 플레이트부(26)는 선택적으로 공급되는 작동유체에 의해 상기 피스톤(22)을 반경방향 외측으로 작동시키도록 상기 장착홈(27)들에 대응하여 내부에 원주방향을 따라 형성되며, 각각의 상기 장착홈(27)들과 각각 연통되는 적어도 하나의 작동유로(26a)를 더 포함할 수 있다.

상기 작동유로(26a)는 각각의 상기 장착홈(27)들에 대응하여 상기 클러치 플레이트부(26)의 내부에서 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 작동유로(26a)들은 상기 클러치 플레이트부(26)의 외주면 둘레를 따라 30°각도로 이격되어 12개가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 클러치 허브(24)에는 각각의 상기 작동유로(26a)와 연통되는 적어도 하나의 공급홀(24a)이 형성될 수 있다.

상기 공급홀(24a)은 상기 클러치 허브(24)의 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 공급홀(24a)들은 상기 작동유로(26a)들에 대응하여 상기 클러치 허브(24)의 둘레를 따라 30°각도로 이격되어 12개가 형성될 수 있다.

그리고 상기 적어도 하나의 탄성부재(28)는 상기 장착홈(27)들 각각의 내부에서 상기 피스톤(22)과의 사이에 개재될 수 있다.

여기서, 상기 피스톤(22)은 몸체부(22a)와 삽입돌기(22b)를 포함할 수 있다(도 6 참조).

먼저, 상기 몸체부(22a)는 상기 장착홈(27)의 형상에 대응하여 대체로 사각 블록 형상으로 형성되며, 반경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 상기 장착홈(27)에 삽입될 수 있다.

여기서, 상기 몸체부(22a)에는 반경방향 외측을 향하는 일면에 마찰부재(23)가 장착될 수 있다.

이에 따라, 상기 몸체부(22a)는 상기 작동유로(26a)로 공급된 작동유체에 의해 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리(30)에 구비된 상기 드라이브 플레이트(31)와 상기 마찰부재(23)를 통해 선택적으로 마찰 접촉될 수 있다.

그리고 상기 삽입돌기(22b)는 상기 몸체부(22a)로부터 반경방향 내측을 향하여 일체로 연장되며, 상기 탄성부재(28)에 삽입될 수 있다.

여기서, 상기 탄성부재(28)는 반경방향 외측을 향하는 일단부가 상기 삽입돌기(22b)에 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다.

한편, 상기 장착홈(27)에는 반경방향 내측을 향하는 상기 탄성부재(28)의 타단부가 억지끼움 방식으로 결합되도록 상기 장착홈(27)의 내측으로부터 반경방향 외측을 향하여 장착돌기(27a)가 돌출 형성될 수 있다.

즉, 상기 탄성부재(28)의 일단부는 상기 삽입돌기(22b)에 억지끼움 방식으로 결합되고, 타단부가 상기 장착돌기(27a)에 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 탄성부재(28)는 공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측을 향하여 상기 피스톤(22)이 이동될 경우, 상기 피스톤(22)에 인장력을 제공하도록 인장 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 공급된 작동유체에 의해 상기 피스톤(22)이 록업 작동을 위해 반경방향 외측을 향하여 이동된 상태에서 록업 작동의 해제를 위해 작동유체의 공급이 중단되면, 상기 탄성부재(28)는 상기 장착홈(27)의 내부에서 상기 피스톤(22)에 인장력을 제공하여 상기 피스톤(22)을 초기위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 토크 컨버터의 록업 작동을 첨부한 도 7 내지 도 8을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 록업 클러치의 록업 작동에 대한 작동 상태도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 록업 클러치의 록업 작동 해제에 대한 작동 상태도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터의 록업 작동을 첨부한 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7을 참조하면, 엔진의 구동력을 변속기에 직접 전달하도록 상기 공급홀(24a)들을 통해 각각의 작동유로(26a)에 작동유체가 공급되면, 상기 록업 클러치(20)의 피스톤(22)들은 공급된 작동유체에 의해 상기 장착홈(28)으로부터 반경방향 외측을 향하여 이동된다.

이 때, 상기 탄성부재(28)는 압축된 상태에서 반경방향 외측으로 이동되는 상기 피스톤(22)에 의해 인장된 상태를 유지할 수 있다.

그러면, 상기 피스톤(22)은 상기 마찰부재(23)를 통해 상기 드라이브 플레이트(22)에 마찰 접촉되면서, 상기 프론트 커버(2)와 상기 드라이브 플레이트(31)를 일체로 회전시킬 수 있다.

이에 따라, 엔진의 구동력은 상기 록업 클러치(20)의 록업 작동에 의해 상기 드라이브 플레이트(31), 상기 리테이닝 플레이트(32), 제1 스프링(34), 제2 스프링(35), 및 드리븐 플레이트(33)의 순서로 전달되어 최종적으로 변속기에 직접 전달될 수 있다.

이와는 반대로, 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터의 록업 작동 해제의 작동을 첨부한 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8을 참조하면, 록업 작동된 상태에서 상기 록업 클러치(20)의 록업 작동이 해제될 경우, 상기 공급홀(24a)로부터 작동유로(26a)를 통해 공급되던 작동유체의 공급이 중단된다.

그러면, 상기 작동유로(26a) 내부의 작동압이 해제된다. 이 때, 상기 피스톤(22)은 인장된 상태를 유지하던 상기 탄성부재(28)로부터 제공되는 인장력에 의해 초기 위치로 신속히 복귀될 수 있다.

이에 따라, 상기 피스톤(22)은 상기 드라이브 플레이트(31)와의 마찰 접촉이 해제되면서 상기 록업 클러치(20)의 록업 작동이 해제될 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터를 적용하면, 상기 록업 클러치(20)의 구성요소를 줄여 제작원가를 절감하고, 축 방향과 수직으로 유입되는 작동유체의 공급방향과 동일한 반경방향으로 상기 록업 클러치(20)를 작동시켜 상기 록업 클러치(20)의 작동 제어성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 록업 클러치(20)의 구성요소를 줄이는 동시에, 반경방향으로 록업 작동을 수행함으로써, 협소한 공간 내부에서 유로 및 구성요소 배치에 대한 레이아웃을 간소화하여 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 종래에 비해 상기 록업 클러치(20)의 부품 수를 줄여 조립작업 간소화함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있고, 토크 컨버터의 전체 중량을 줄일 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 록업 클러치(20)의 구조 및 작동방향 변경을 통해 안정적인 록업 제어를 도모함으로써, 토크 컨버터의 전체적인 상품성을 향상시킬 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.

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.

2 : 프론트 커버
4 : 임펠러
6 : 터빈 어셈블리
6a : 터빈 플레이트
6b : 터빈 블레이드
8 : 리엑터
12 : 스러스트 베어링
20 : 록업 클러치
22 : 피스톤
22a : 몸체부
22b : 삽입돌기
23 : 마찰부재
24 : 클러치 허브
24a : 공급홀
26 : 클러치 플레이트부
26a : 작동유로
27 : 탄성부재
27a : 장착돌기
28 : 장착홈
30 : 토셔널 댐퍼 어셈블리
31 : 드라이브 플레이트
32 : 리테이닝 플레이트
33 : 드리븐 플레이트
34 : 제1 스프링
35 : 제2 스프링
36 : 커넥팅 플레이트
40 : 스플라인 허브

Claims (17)

1. 프론트 커버;
   토셔널 댐퍼 어셈블리; 및
   선택적으로 상기 프론트 커버와 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리를 직접 연결하는 록업 클러치; 를 포함하되,
   상기 록업 클러치는
   선택적으로 공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측으로 이동되어 록업 작동을 수행하는 적어도 하나의 피스톤을 포함하고,
   상기 록업 클러치는
   상기 프론트 커버에 결합되는 클러치 허브; 및
   상기 클러치 허브로부터 반경방향을 향하여 일체로 연장 형성되는 클러치 플레이트부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 피스톤이 반경방향 외측과 내측을 향하여 선택적으로 왕복 이동 가능하게 각각 장착되도록 상기 클러치 플레이트부의 외주면 둘레를 따라 형성되는 적어도 하나의 장착홈;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 장착홈 각각의 내부에서 상기 적어도 하나의 피스톤과의 사이에 개재되는 적어도 하나의 탄성부재;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 장착홈은
   상기 클러치 플레이트부의 외주면 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 클러치 플레이트부는
   상기 적어도 하나의 장착홈과 연통되도록 그 내부에 반경방향을 따라 형성되어 상기 작동유체가 유동할 수 있는 적어도 하나의 작동유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 작동유로는
   상기 클러치 플레이트부의 내부에서 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 클러치 허브에는
   상기 적어도 하나의 작동유로와 연통되어, 상기 적어도 하나의 작동유로에 상기 작동유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 공급홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 공급홀은
   상기 클러치 허브의 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에서 등 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 토셔널 댐퍼 어셈블리에 연결되어 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리로 전달되는 구동력을 변속기로 전달하는 스플라인 허브를 더 포함하고,
    상기 스플라인 허브는 상기 클러치 허브의 반경방향 내측에서 상기 클러치 허브에 상대회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
11. 제4항에 있어서,
    상기 피스톤은
    반경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 상기 장착홈에 삽입되며, 상기 토셔널 댐퍼 어셈블리와 선택적으로 마찰 접촉되는 몸체부; 및
    상기 몸체부로부터 반경방향 내측을 향하여 일체로 연장되며, 반경방향 외측을 향하는 상기 탄성부재의 일단부에 삽입되는 삽입돌기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 몸체부에는
    반경방향 외측을 향하는 일면에 마찰부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 장착홈에는
    반경방향 내측을 향하는 상기 탄성부재의 타단부가 억지끼움 방식으로 결합되도록 상기 장착홈의 내측으로부터 반경방향 외측을 향하여 장착돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
14. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 탄성부재는
    공급된 작동유체에 의해 반경방향 외측을 향하여 상기 피스톤이 이동될 경우, 상기 피스톤에 인장력을 제공하도록 인장 코일 스프링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
15. 제10항에 있어서,
    상기 토셔널 댐퍼 어셈블리는
    상기 록업 클러치로부터 선택적으로 구동력을 전달받는 드라이브 플레이트;
    상기 드라이브 플레이트에 일체 회전식으로 결합되는 리테이닝 플레이트;
    상기 드라이브 플레이트와 상기 리테이닝 플레이트에 연결되고, 상기 스플라인 허브에 일체 회전식으로 결합되는 드리븐 플레이트; 및
    상기 드라이브 플레이트의 구동력을 상기 드리븐 플레이트에 탄성적으로 전달하도록 배치되는 탄성 구조체;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 탄성 구조체는
    반경방향 외측에서 상기 리테이닝 플레이트에 탄성적으로 지지되고, 상기 드라이브 플레이트로부터 구동력을 전달받는 적어도 하나의 제1 스프링; 및
    상기 적어도 하나의 제1 스프링으로부터 반경방향 내측으로 이격된 위치에서 상기 리테이닝 플레이트와 상기 드라이브 플레이트에 탄성 지지되며, 상기 드리븐 플레이트로 구동력을 전달하는 적어도 하나의 제2 스프링;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러;
    상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈 어셈블리;를 더 포함하고,
    상기 토셔널 댐퍼 어셈블리는 상기 프론트 커버와 상기 터빈 어셈블리 사이에 배치되며,
    상기 토셔널 댐퍼 어셈블리는
    상기 터빈 어셈블리에 결합되고, 상기 제1 스프링에 탄성 지지되는 커넥팅 플레이트; 및
    상기 드라이브 플레이트와 일체 회전식으로 결합되며, 상기 적어도 하나의 제2 스프링을 탄성 지지하는 커버 플레이트;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
    

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