KR102539394B1 - 토크 컨버터 - Google Patents

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KR102539394B1
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Abstract

본 발명은 반공진 댐퍼의 반경방향 사이즈 및 축방향 사이즈를 최소화하여 토크 컨버터 전체 사이즈를 감소시킬 수 있고, 컴팩트화가 가능한 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터에 관한 것이다.

Description

토크 컨버터{TORQUE CONVERTER}
본 발명은, 유체식 동력 전달 장치인 토크 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세히는 반공진 댐퍼의 사이즈를 최소화하여 토크 컨버터 전체의 사이즈를 감소시킬 수 있는 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터에 관한 것이다.
차량의 엔진에서 발생된 동력을 변속기로 전달하는 유체식 동력 전달 장치로서, 특히 반공진 댐퍼 및 록업 장치를 구비한 토크 컨버터가 널리 적용되고 있다.
록업 장치는, 토크 컨버터의 프런트 커버와 터빈을 기계적으로 연결하여 토크를 전달하기 위한 장치이며, 터빈과 프런트 커버 사이의 공간에 배치되어 있다. 이러한 록업 장치에 의해 임펠러를 거치지 않고 프런트 커버로부터 터빈에 토크가 직접적으로 전달된다.
일반적으로 록업 장치는, 피스톤과 댐퍼 기구를 가지고 있다.
피스톤은, 회전축 방향을 따라 이동 가능하게 배치되어 있고, 프런트 커버에 가압되면 프런트 커버에 계합하여 마찰력을 통해 프런트 커버로부터 토크를 전달받아 회전하게 된다.
댐퍼 기구는, 프런트 커버로 전달된 토션 진동을 흡수하고 감쇠하여 출력부재로 전달하는 역할을 하며, 피스톤과 일체로 회전하는 입력부재와 출력부재 사이를 탄력적으로 연결하는 탄성체, 바람직하게는 코일 스프링을 포함한다.
반공진 댐퍼는, 공진 주파수를 실용 회전 속도 이하로 내려 진동 감쇠 성능의 향상을 도모하기 위한 기술로서, 관성 질랑체를 록업 장치의 토크 전달 경로 상에 설치되며, 관성 질량체와 코일 스프링으로 구성된다.
이와 관련하여, 선행문헌으로서 한국공개특허공보 제10-2017-0078607호에는, 관성 질량체가 출력부재의 외측 단부에 코일 스프링으로 연결되어 구성되는 반공진 댐퍼가 개시되어 있다.
다만, 상기 선행문헌에 개시된 반공진 댐퍼는, 토션 댐퍼로서 제1 댐퍼 기구에 해당하는 외측 코일 스프링에 대해서 반경 방향 외측에 반공진 댐퍼에 배치되어 토크 컨버터의 반경 방향 사이즈가 증가되고, 반공진 댐퍼의 점유 공간 상의 제약으로 관성 질량체에 대한 충분한 사이즈를 확보하기 어려워 관성 질량체의 관성력이 부족하게 되고, 이에 따라 반공진 댐퍼의 댐핑 성능이 미흡하게 된다는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2017-0078607호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충분한 반공진 댐핑 성능을 가지면서도 반공진 댐퍼의 반경방향 사이즈 및 축방향 사이즈를 최소화하여 토크 컨버터 전체 사이즈를 감소시킬 수 있고, 컴팩트화가 가능한 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 토크 컨버터는, 반공진 댐퍼를 구비하는 토크 컨버터로서, 상기 반공진 댐퍼는, 상기 토크 컨버터의 동력 전달 경로 상에 구비되는 회전 플레이트를 사이에 두고 서로 대향하여 배치되는 제1 질량체 플레이트와 제2 질량체 플레이트를 포함하는 한 쌍의 질량체 플레이트; 상기 회전 플레이트를 관통하여 연장되며, 상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트가 일체로 회전하도록 연결하는 복수의 체결수단; 및 상기 한 쌍의 질량체 플레이트와 상기 회전 플레이트를 회전방향에 대해서 탄력적으로 연결하며, 원호형상으로 배치되는 복수의 댐퍼 스프링을 포함한다.
여기서, 상기 복수의 체결수단은 각각 상기 회전 플레이트의 회전방향으로 상기 복수의 댐퍼 스프링들 사이에 배치되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트에는, 상기 댐퍼 스프링이 수용되는 제2 스프링 홀과 제3 스프링 홀이 각각 형성되고, 상기 제2 스프링 홀과 상기 제3 스프링 홀은 상기 회전 플레이트를 향하는 내측면의 반경 방향 폭이 외측면의 반경 방향 폭보다 더 크게 형성되고, 상기 외측면의 반경 방향 폭은 상기 댐퍼 스프링의 외경보다 작게 형성되도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 질량체 플레이트, 상기 제2 질량체 플레이트 및 상기 회전 플레이트의 조립체의 두께는 상기 복수의 댐퍼 스프링의 외경보다 더 크거나 같도록 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 복수의 체결수단의 길이는 상기 조립체의 두께보다 작거나 같도록 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 토크 컨버터는, 충분한 반공진 댐핑 성능을 가지면서도 반공진 댐퍼의 반경방향 사이즈 및 축방향 사이즈를 최소화하여 토크 컨버터 전체 사이즈를 감소시킬 수 있고, 컴팩트화가 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터의 회전축선 방향 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 토크 컨버터의 회전축선에 수직한 방향으로의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반공진 댐퍼 조립체의 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 드리븐 플레이트의 정면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2의 단면도로서 회전축선(X-X)에 수직한 라인(La, Lb)을 따라 서로 다른 위치에서 절단한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터의 토크 전달 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 토크 컨버터에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
<토크 컨버터의 전반적 구성>
도 1은 토크 컨버터(1)의 회전축(X-X) 방향 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 토크 컨버터(1)의 회전축(X-X)에 수직한 방향으로의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 반공진 댐퍼(DD)를 구비한 토크 컨버터(1)의 전반적 구성에 대하여 설명한다.
토크 컨버터(1)는, 도시되지 않은 엔진의 크랭크 샤프트로부터 도시되지 않은 트랜스미션의 입력 샤프트에 동력을 전달하기 위한 장치로서, 크랭크 샤프트의 회전력이 입력되는 프런트 커버(2)와, 프런트 커버(2)에 연결된 임펠러(3)와, 출력 허브(43)에 연결된 터빈(4)과, 임펠러(3)와 터빈(4) 사이에 배치되는 스테이터(5)와, 프런트 커버(2)와 터빈(4) 사이에 배치되는 록업 장치(6)를 포함하여 구성된다.
프런트 커버(2)에는 임펠러(3)가 고정되고, 프런트 커버(2)와 임펠러(3)에 의해 내부에 유체실이 형성된다.
터빈(4)은 유체실 내부에서 임펠러(3)에 대향하도록 배치되어 있다. 터빈(4)은, 터빈 쉘(41)과, 터빈 쉘(41)에 고정된 복수 개의 터빈 블레이드(42)와, 리벳(R2)에 의해 터빈 쉘(41)에 고정된 출력 허브(43)를 포함한다.
출력 허브(43)는, 외부로 회전력을 전달할 수 있도록 도시하지 않은 트랜스미션의 입력 샤프트에 연결되어 있다.
스테이터(5)는, 터빈(4)으로부터 임펠러(3)로의 작동유의 흐름을 조절하기 위한 기구이며, 임펠러(3)와 터빈(4) 사이에 배치되어 있다.
< 록업 장치의 구성>
록업 장치(6)는, 필요에 따라 프런트 커버(2)와 터빈(4)을 기계적으로 연결하기 위한 역할을 하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 프런트 커버(2)와 터빈(4) 사이의 공간에 배치된다.
록업 장치(6)는, 입력부재로서 피스톤(61)과 드라이브 플레이트(62)를 구비하고, 출력부재로서 드리븐 플레이트(63)를 구비하며, 댐퍼 기구로서 드라이브 플레이트(62)와 드리븐 플레이트(63)를 각각 탄력적으로 연결하는 제1 댐퍼(D1) 및 제2 댐퍼(D2)를 구비하며, 드리븐 플레이트(63)에 직접 설치되어 진동 감쇠 성능을 향상시키기 위한 반공진 댐퍼(DD)를 구비한다.
피스톤
피스톤(61)은, 프런트 커버(2)와 터빈(4) 사이의 토크 전달 경로를 전환하기 위한 기능을 하며, 유압의 작용에 의해 프런트 커버(2) 측으로 가압되어 프런트 커버(2)의 내측면에 밀착되면 마찰력을 통해 프런트 커버(2)의 토크를 직접 전달받도록 설치된다.
이를 위해, 피스톤(61)의 반경 방향 내측 단부는 출력 허브(43)에 의해 회전축(X-X) 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 또한 출력 허브(43)에 대해서 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 프런트 커버(2)의 내측면을 향하는 피스톤(61)의 일측면에는 마찰력을 높이고 프런트 커버(2)의 토크가 효과적으로 피스톤(61)으로 전달될 수 있도록 하기 위한 수단으로서 마찰부재(61a)가 설치된다.
드라이브 플레이트
드라이브 플레이트(62)는, 전술한 피스톤(61)에 고정되어 피스톤(61)과 함께 입력부재로서 기능함과 동시에 댐퍼 기구(D1, D2)에 해당하는 제1 코일 스프링(64)과 제2 코일 스프링(65)을 지지하는 기능을 수행한다.
피스톤(61)과 함께 입력부재로서 작용하도록, 드라이브 플레이트(62)는 리벳(R1)을 통해 복수 개소에서 피스톤(61)에 견고히 고정된다.
제1 탄성체 - 제1 코일 스프링(64)
제1 댐퍼(D1)를 구성하는 제1 탄성체로서 제1 코일 스프링(64)은, 드라이브 플레이트(62)와 후술하는 드리븐 플레이트(63)를 회전방향으로 탄성적으로 연결하여 토션 진동을 흡수하는 기능을 수행하도록 원호형상으로 배치된다.
제2 탄성체 - 제2 코일 스프링(65)
제2 댐퍼(D2)를 구성하는 제2 탄성체로서 제2 코일 스프링(65)은, 드라이브 플레이트(62)와 후술하는 드리븐 플레이트(63)를 회전방향으로 탄성적으로 연결하여 토션 진동을 흡수하여 토크를 전달하는 기능을 수행하도록 원호형상으로 배치되며, 전술한 제1 코일 스프링(64)보다는 반경 방향 내부 측에서 피스톤(61)의 내측면, 및 드라이브 플레이트(62)의 내측 홀딩 돌기(62e)에 의해서 회전축(X-X) 방향 및 반경 방향으로 지지되어 있다.
다만, 제2 코일 스프링(65)은 제1 코일 스프링(64)에 대해서 보조적 댐퍼 역할을 수행하는 부재에 해당하기 때문에 생략 가능한 부재에 해당하며, 제2 댐퍼(D2)로서의 제2 코일 스프링(65)이 생략된 구성도 본 발명의 범위에 당연히 포함된다고 볼 것이다.
편의 상 이하에서는 제2 댐퍼(D2)로서의 제2 코일 스프링(65)이 포함된 실시예를 기준으로 설명하도록 한다.
드리븐 플레이트
드리븐 플레이트(63)는, 터빈(4)과 일체로 회전하도록 터빈(4)에 연결되며, 입력부재로서의 피스톤(61)과 드라이브 플레이트(62)로부터 제1 코일 스프링(64) 및 제2 코일 스프링(65)을 거쳐 전달된 토크를 최종적으로 출력 허브(43)로 출력할 수 있도록 피스톤(61)과 드라이브 플레이트(62)에 대해서 상대회전 가능하게 구비되는 출력부재로서 작용하며, 후술하는 반공진 댐퍼(DD)가 설치되어 반공진 댐퍼(DD)를 지지하는 역할을 한다.
즉, 도 1 및 도 2에는, 본 발명의 반공진 댐퍼(DD)가 설치되고 지지되는 회전 플레이트로서 드리븐 플레이트(63)가 되는 실시예가 도시되어 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 반공진 댐퍼(DD)가 다른 회전 요소, 예컨대 입력부재와 출력부재 사이에 구비되는 중간부재에 설치되는 구성도 본 발명의 범위에 당연히 속한다고 볼 것이다. 편의 상 이하에서는 반공진 댐퍼(DD)가 출력부재에 해당하는 드리븐 플레이트(63)에 설치되는 실시예를 기준으로 설명한다.
드리븐 플레이트(63)의 상세 구성은 도 3 내지 도 5에 도시되어 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 드리븐 플레이트(63)는 링형상의 외측 바디부(63a), 링형상의 내측 바디부(63e), 및 외측 바디부(63a)와 내측 바디부(63e)를 브릿지 형태로 연결하는 연결부(63f)를 가지며, 내측 바디부(63e)는 복수의 리벳(R2)을 통해 출력 허브(43) 및 터빈 쉘(41)에 동시에 고정된다.
외측 바디부(63a)에는, 제1 코일 스프링(64)을 통해 토크가 전달되는 외측 걸림부(63b)와, 후술하는 반공진 댐퍼(DD)의 제3 코일 스프링(68)을 수용하는 제1 스프링 홀(63g)과, 반공진 댐퍼(DD)의 질량체의 회전 범위를 제한하는 스토퍼 홀(63h)이 형성된다.
외측 걸림부(63b)는, 링형상의 외측 바디부(63a)의 외주부 일부를 회전축선(X-X) 방향으로 절곡하여 연장되는 부분으로서 바디부(63a)의 외주부에 걸쳐 복수 개로 형성되며, 복수의 제1 코일 스프링(64)의 단부끼리의 사이에 배치되어 있고, 제1 코일 스프링(64)의 단부를 회전방향으로 지지한다.
제1 스프링 홀(63g)은, 반공진 댐퍼(DD)를 구성하는 제3 코일 스프링(68)을 수용할 수 있도록 원주방향에 걸쳐 복수의 제3 코일 스프링(68)의 개수에 대응하여 복수 개로 원호형상으로 형성되며, 제1 스프링 홀(63g)의 양측 단부면은 제3 코일 스프링(68)과 접촉된 상태가 유지되어 제3 코일 스프링(68)의 탄성력이 작용하는 중간 걸림부(63d)로서 작용한다.
스토퍼 홀(63h)은, 후술하는 반공진 댐퍼(DD)의 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)를 일체로 연결하는 체결수단인 리벳(R3)이 관통하여 연장되는 부분으로서, 전술한 제1 스프링 홀(63g)들 사이에 형성되며, 회전방향으로 소정의 길이로 연장되어 있다. 후술하는 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)에 대한 드리븐 플레이트(63)의 상대 회전량은 스토퍼 홀(63h)의 회전방향 길이로 제한된다.
연결부(63f)는, 외측 바디부(63a)와 내측 바디부(63e)를 브릿지 형상으로 일체로 연결하는 부분으로서, 바람직하게는 원판 형상의 판상 부재를 프레스 가공 등을 통해서 판상 부재의 외측 바디부(63a)와 내측 바디부(63e) 사이의 중간 부분을 부분적으로 제거하여 복수의 윈도우(63w)를 형성하는 방식으로 제조될 수 있다. 윈도우(63w)를 통해 형성된 연결부(63f)의 양측면, 즉 윈도우(63w)의 회전방향 좌우 내측면은 토크 전달 과정에서 전술한 제2 코일 스프링(65)에 접촉하여 제2 코일 스프링(65)을 압축하는 내측 걸림부(63c)로써 작용한다.
< 반공진 댐퍼 >
관성 질량체
반공진 댐퍼(DD)를 구성하는 관성 질량체로서, 출력부재인 드리븐 플레이트(63)를 사이에 두고 드리븐 플레이트(63)에 대해서 상대회전 가능하게 드리븐 플레이트(63)의 외측 바디부(63a)의 양측면에 각각에 밀착하여 서로 대향하여 배치되는 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)는, 드리븐 플레이트(63)의 외측 바디부(63a)의 형상과 유사하게 판상의 링부재로 형성되어 각각 드리븐 플레이트(63)의 외측 바디부(63a)의 양측면에 밀착하여 배치된다.
이 때, 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)는 단일 질량체와 동일한 효과를 갖도록 전술한 체결수단인 복수의 리벳(R3)을 통해서 상호간 체결되어 일체로 동작하게 된다.
이를 위해 제1 질량체 플레이트(66)의 바디부(66a)와 제2 질량체 플레이트(67)의 바디부(67a)에는 각각 복수의 리벳(R3)이 관통하여 연장되는 리벳 홀(66c, 67c)이 회전방향을 따라 등간격(a1)으로 형성된다.
전술한 바와 같이 복수의 리벳(R3)은 각각 드리븐 플레이트(63)의 스토퍼 홀(63h)을 통과하여 연장되기 때문에 리벳(R3)과 스토퍼 홀(63h)의 상호작용에 의해서 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)에 대한 드리븐 플레이트(63)의 상대 회전량은 스토퍼 홀(63h)의 회전방향 길이로 제한된다.
또한, 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)는 종래와는 달리 중간 연결 부재 없이 직접 댐퍼 스프링인 제3 코일 스프링(68)에 연결되도록 구성된다.
이를 위해, 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)는 상호간 협력하여 제3 코일 스프링(68)을 수용할 수 있도록 각각 제2 스프링 홀(66b) 및 제3 스프링 홀(67b)을 구비하며, 제2 스프링 홀(66b) 및 제3 스프링 홀(67b) 각각의 양단부면은 제3 코일 스프링(68)의 양단부에 접촉하여 댐핑 작용시 제3 코일 스프링(68)의 양단부를 가압하는 스프링 걸림부(66d, 67d)로서 작용한다.
제2 스프링 홀(66b) 및 제3 스프링 홀(67b)은 전술한 드리븐 플레이트(63)의 제1 스프링 홀(63g)과 대량 동일한 회전방향 길이를 갖도록 형성된다.
또한, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 제2 스프링 홀(66b) 및 제3 스프링 홀(67b)은 각각 드리븐 플레이트(63)를 향하는 내측면의 반경 방향 폭(L1)이 외측면의 반경 방향 폭(L2)보다 더 크게 형성되고, 외측면의 반경 방향 폭(L2)은 제3 코일 스프링(68)의 외경(L3)보다 더 작게 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 제2 스프링 홀(66b) 및 제3 스프링 홀(67b)의 내측면의 반경 방향 폭(L1)과 외측면의 반경 방향 폭(L2)의 관계를 설정함으로써 별도의 추가적인 부재를 구비하거나 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)에 대한 추가적인 가공이 없이도 제3 코일 스프링(68)의 축방향 지지 및 이탈 방지 구조가 구현될 수 있다.
제3 탄성체
제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)와 출력부재인 드리븐 플레이트(63) 회전방향에 대해서 탄력적으로 연결하는 댐퍼 스프링으로서 복수의 제3 코일 스프링(68)이, 드리븐 플레이트(63)의 제1 스프링 홀(63g)에 삽입된 상태로 양단부는 제1 스프링 홀(63g)의 중간 걸림부(63d)와, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 스프링 걸림부(66d, 67d)에 의해 회전방향으로 탄성 변형 가능하게 지지되며 원호형상으로서 제1 동심원(C1)을 따라 각각 등간격(a2)으로 배치된다.
따라서 드리븐 플레이트(63)와, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)가 상대 회전하면, 제3 코일 스프링(68)은 회전방향으로 압축되고, 이에 따라 드리븐 플레이트(63)에 입력되는 진동과 반대 위상을 갖는 진동이 드리븐 플레이트(63)에 가해지게 되어 진동이 감쇄된 상태의 토크가 최종적으로 출력 허브(43)로 전달되게 된다.
컴팩트화 수단
전술한 바와 같이, 본 발명은 최소화된 반경방향 사이즈 및 축방향 사이즈를 갖는 반공진 댐퍼(DD)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
먼저, 반공진 댐퍼(DD)의 반경방향 사이즈 최소화를 위한 수단으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 원호형상으로 배치되는 복수의 제3 코일 스프링들(68) 사이에 등간격(a1)으로 배치되는 복수의 리벳(R3)의 반경방향 위치가 제3 코일 스프링들(68)의 반경방향 위치를 벗어나지 않도록 제한된다.
보다 상세히는, 복수의 리벳들(R3)의 중심을 연결하는 제2 동심원(C2)의 반경(dr)이 복수의 제3 코일 스프링들(68)의 중심축을 연결하는 제1 동심원의 반경(ds)보다 크지 않게 설정된다.
즉, 복수의 리벳들(R3)의 중심을 연결하는 제2 동심원(C2)의 반경(dr)이 복수의 제3 코일 스프링들(68)의 중심축을 연결하는 제1 동심원의 반경(ds)보다 적거나 이와 같도록 설정하여 드리븐 플레이트(63)의 외경이 증가되는 것을 억제할 수 있고, 나아가 반공진 댐퍼(DD)의 외경 사이즈가 최소로 유지될 수 있다.
도 5에는 제2 동심원(C2)의 반경(dr)과 제1 동심원의 반경(ds)이 동일하게 설정된 실시예에 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 제2 동심원(C2)의 반경(dr)이 제1 동심원의 반경(ds)보다 더 작게 설정되는 실시예도 본 발명의 범위에 당연히 속한다고 볼 것이다.
한편, 반공진 댐퍼(DD)의 축방향 사이즈 최소화를 위한 수단으로서, 도 6에 도시된 바와 같이 드리븐 플레이트의 축방향 최소 두께(t1), 제1 질량체 플레이트(66)의 축방향 최소 두께(t2) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 축방향 최소 두께(t3)를 합한 반공진 댐퍼 조립체의 전체 두께(ta)는 제3 코일 스프링(68)의 외경(L3)보다 작지 않게 설정된다.
즉, 반공진 댐퍼(DD)가 조립된 상태에서 제3 코일 스프링(68)이 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 외측면으로부터 돌출되지 않도록 구성함으로써 제3 코일 스프링(68)을 포함하는 반공진 댐퍼(DD)의 축방향 사이즈가 최소한으로 유지될 수 있게 된다.
나아가, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)가 일체로 회전하도록 이들을 연결하는 복수의 리벳(R3)의 길이(tr)는 전술한 반공진 댐퍼 조립체의 전체 두께(ta)보다 크지 않게 설정된다.
마찬가지로 반공진 댐퍼(DD)가 조립된 상태에서 복수의 리벳(R3)이 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 외측면으로부터 돌출되지 않도록 복수의 리벳(R3)의 길이(tr)를 제한함으로써 복수의 리벳(R3)을 포함하는 반공진 댐퍼(DD)의 축방향 사이즈가 최소한으로 유지되고, 토크 컨버터(1)를 구성하는 다른 부품들과의 간섭도 용이하게 회피될 수 있게 된다.
<토크 컨버터의 작동>
이하 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 반공진 댐퍼(DD)를 구비한 토크 컨버터(1)의 작동에 대하여 설명한다.
프런트 커버(2) 및 임펠러(3)가 회전하고 있는 상태에서, 임펠러(3)로부터 터빈(4)에 작동유가 흘러 작동유를 통하여 임펠러(3)로부터 터빈(4)에 동력이 전달된다. 터빈(4)에 전달된 동력은 출력 허브(43)를 통하여 도시되지 않은 변속기의 입력 샤프트에 전달된다.
입력 샤프트의 회전 속도가 대략 일정하게 유지되면, 록업 장치(6)를 통한 동력 전달이 개시된다. 보다 상세히는, 유압의 변화에 따라 피스톤(61)이 엔진 측으로 이동하고, 피스톤(61)의 마찰부재(61a)가 프런트 커버(2)의 내측면을 향해 가압된다.
이 결과, 피스톤(61)이 프런트 커버(2)와 일체로 회전하고, 프런트 커버(2)로부터 피스톤(61)을 통하여 드라이브 플레이트(62)에 동력이 전달된다.
드라이브 플레이트(62)에 동력이 전달되면, 드라이브 플레이트(62)와 드리븐 플레이트(63)의 외측 걸림부(63b) 사이에서 1차적으로 제1 코일 스프링(64)이 회전방향으로 압축되고, 2차적으로 드라이브 플레이트(62)와 드리븐 플레이트(63)의 내측 걸림부(63c) 사이에서 제2 코일 스프링(65)이 회전방향으로 압축되면서 토션 진동이 감쇄된 동력이 드리븐 플레이트(63)로 전달된다.
한편, 드리븐 플레이트(63)로 동력이 전달되면, 드리븐 플레이트(63)의 중간 걸림부(63d)와, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 스프링 걸림부(66d, 67d) 사이에서 제3 코일 스프링(68)이 회전방향으로 압축되고, 드리븐 플레이트(63)에 입력되는 진동과 반대 위상을 갖는 진동이 제3 코일 스프링(68)을 통해 드리븐 플레이트(63)에 전달된다.
이 결과, 최종적으로 진동이 감쇄된 동력이 드리븐 플레이트(63)를 거쳐 터빈(4) 및 출력 허브(43)에 전달된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
토크 컨버터(1) 프런트 커버(2)
임펠러(3) 터빈(4)
스테이터(5) 록업 장치(6)
피스톤(61) 드라이브 플레이트(62)
드리븐 플레이트(63) 제1 코일 스프링(64)
제2 코일 스프링(65) 제1 질량체 플레이트(66)
제2 질량체 플레이트(67) 제3 코일 스프링(68)

Claims (3)

  1. 반공진 댐퍼를 구비하는 토크 컨버터로서,
    상기 반공진 댐퍼는,
    상기 토크 컨버터의 동력 전달 경로 상에 구비되는 회전 플레이트를 사이에 두고 서로 대향하여 배치되는 제1 질량체 플레이트와 제2 질량체 플레이트를 포함하는 한 쌍의 질량체 플레이트;
    상기 회전 플레이트를 관통하여 연장되며, 상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트가 일체로 회전하도록 연결하는 복수의 체결수단; 및
    상기 한 쌍의 질량체 플레이트와 상기 회전 플레이트를 회전방향에 대해서 탄력적으로 연결하며, 원호형상으로 배치되는 복수의 댐퍼 스프링을 포함하고,
    상기 복수의 체결수단은 각각 상기 회전 플레이트의 회전방향으로 상기 복수의 댐퍼 스프링들 사이에 배치되고,
    상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트에는,
    상기 댐퍼 스프링이 수용되는 제2 스프링 홀과 제3 스프링 홀이 각각 형성되되 제1, 제2 질량체 플레이트의 표면으로부터 돌출되게 형성되지 않으며, 상기 댐퍼 스프링의 외경은 상기 제1, 제2 질량체 플레이트 및 상기 회전 플레이트의 축방향 두께의 합(ta)보다 크지 않도록 구성되고,
    상기 제2 스프링 홀과 상기 제3 스프링 홀은 상기 회전 플레이트를 향하는 내측면의 반경 방향 폭이 외측면의 반경 방향 폭보다 더 크게 형성되고, 상기 외측면의 반경 방향 폭은 상기 댐퍼 스프링의 외경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
  2. 제1 항에서,
    상기 제1 질량체 플레이트, 상기 제2 질량체 플레이트 및 상기 회전 플레이트의 조립체의 두께는 상기 복수의 댐퍼 스프링의 외경보다 더 크거나 같은 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
  3. 제2 항에서,
    상기 복수의 체결수단의 길이는 상기 조립체의 두께보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
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