KR102568655B1 - 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

토크 컨버터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 프론트 커버와, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터와, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 피스톤을 구비한 록업 클러치와, 상기 록업 클러치에 결합되는 토셔널 댐퍼를 포함하는 토크 컨버터에 있어서, 상기 프론트 커버의 내부에 오일을 공급하도록 구비되는 공급챔버; 상기 프론트 커버와 상기 피스톤의 사이에는 상기 피스톤을 작동시키도록 구비되는 압력챔버; 상기 압력챔버에 대응하여 구비되며, 상기 압력챔버의 반대측에 과압을 보상하는 보상챔버; 상기 공급챔버와 상기 보상챔버의 사이에 구비되는 밸런스 플레이트; 및 상기 피스톤과 상기 밸런스 플레이트의 사이에서 상기 피스톤의 회전을 방지하고, 록업 해제 시에 상기 피스톤을 초기위치로 복원시키는 복원유닛을 더 포함한다.

Description

토크 컨버터{TORQUE CONVERTER}

본 발명은 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 록업 클러치에 적용된 피스톤의 회전 방지 기능과, 록업 해제 시에 피스톤의 초기 위치 복원 기능을 하나의 부품을 이용해 수행하도록 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 토크 컨버터에서는 피스톤의 회전을 방지하기 위하여 프론트 커버와 피스톤에 각각 스토퍼 홈과 스토퍼 돌기를 형성하고, 록업 해제 시에는 피스톤을 초기 위치로 복원시키기 위한 별도의 복원 스프링을 각각 구성해야만 하여 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 토크 컨버터의 조립 시에는 스토퍼 홈에 스토퍼 돌기를 정위치 시킨 상태로 조립작업이 진행되는 바, 조립 소요시간이 증가되고, 생산성이 저하되는 등의 문제점을 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 하나의 구성요소로 록업 클러치에 적용되는 피스톤의 회전방지 기능과 위치복원 기능을 함께 수행하도록 하여 구조를 간소화하고, 조립 시간을 줄여 생산성을 향상시키도록 하는 토크 컨버터를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 프론트 커버와, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터와, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 피스톤을 구비한 록업 클러치와, 상기 록업 클러치에 결합되는 토셔널 댐퍼를 포함하는 토크 컨버터에 있어서, 상기 프론트 커버의 내부에 오일을 공급하도록 구비되는 공급챔버; 상기 프론트 커버와 상기 피스톤의 사이에는 상기 피스톤을 작동시키도록 구비되는 압력챔버; 상기 압력챔버에 대응하여 구비되며, 상기 압력챔버의 반대측에 과압을 보상하는 보상챔버; 상기 공급챔버와 상기 보상챔버의 사이에 구비되는 밸런스 플레이트; 및 상기 피스톤과 상기 밸런스 플레이트의 사이에서 상기 피스톤의 회전을 방지하고, 록업 해제 시에 상기 피스톤을 초기위치로 복원시키는 복원유닛을 더 포함한다.

상기 복원유닛은 상기 피스톤에 결합되는 복수개의 제1 리벳; 상기 제1 리벳들에 대응하여 상기 밸런스 플레이트에 결합되는 복수개의 제2 리벳; 및 상기 보상챔버의 내부에서 일단이 상기 제1 리벳에 결합되고, 타단은 상기 제1 리벳에 이웃하여 배치되는 상기 제2 리벳에 결합되며, 상기 밸런스 플레이트에 대하여 상기 피스톤에 탄성력을 제공하는 복수개의 스프링 부재를 포함할 수 있다.

상기 스프링 부재는 축 방향을 기준으로 상기 피스톤 측에 배치되는 일단으로부터 상기 밸런스 플레이트 측에 배치되는 타단으로 갈수록 경사지게 형성될 수 있다.

상기 스프링 부재는 사각의 플레이트 형상으로 형성되며, 상기 피스톤의 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에 각각 배치될 수 있다.

상기 스프링 부재들은 하나의 상기 스프링 부재 일단이 이웃하여 배치되는 다른 하나의 상기 스프링 부재 타단과 동일한 위치에 각각 배치된 상태로, 서로 동일한 위치에서 상기 보상챔버의 내부에 배치되는 상기 제1 리벳과 상기 제2 리벳에 각각 고정될 수 있다.

상기 제1 리벳은 그 일단이 상기 압력챔버 측에 배치되어 상기 피스톤에 지지되고, 타단은 상기 보상챔버의 내부에 배치되어 상기 스프링 부재의 일단을 상기 피스톤에 지지할 수 있다.

상기 제2 리벳은 그 일단이 상기 보상챔버의 내부에 배치되어 상기 스프링 부재의 타단을 상기 밸런스 플레이트에 지지하고, 타단이 상기 공급챔버 측에 배치되어 상기 밸런스 플레이트에 지지될 수 있다.

상기 피스톤에는 내주면과 외주면을 기준으로 상기 공급챔버와 상기 보상챔버를 구획하는 링 형상의 피스톤 플랜지가 형성되고, 상기 터빈과 연결되는 드리븐 플레이트에 일체로 형성된 스플라인 허브의 외주면과 상기 피스톤의 사이에는 피스톤 허브가 구비될 수 있다.

상기 밸런스 플레이트는 일단이 상기 피스톤 플랜지에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 타단은 상기 피스톤 허브에 고정될 수 있다.

상기 피스톤 플랜지의 내주면과 상기 밸런스 플레이트의 사이에서 상기 밸런스 플레이트의 일단에는 시일부재가 장착될 수 있다.

상기 피스톤은 그 일단이 상기 록 업 클러치에 구비된 마찰 플레이트들에 대응하는 위치에 배치되고, 타단부는 상기 프론트 커버를 향하는 외측면과 상기 터빈을 향하는 내측면을 기준으로 상기 압력챔버와 상기 보상챔버를 구획하면서 상기 피스톤 허브의 외주면에 접촉된 상태로, 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.

상기 프론트 커버에 결합되는 파일롯과 상기 피스톤 허브의 사이에는 상기 압력챔버로 오일을 공급하도록 상기 압력챔버와 연통되는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되고, 축 방향을 기준으로, 상기 제1 유로로부터 상기 터빈을 향하여 이격된 위치에서 상기 피스톤 허브를 관통하여 형성되며, 상기 보상챔버와 연통되는 적어도 하나의 제2 유로가 형성될 수 있다.

상기 스플라인 허브에는 상기 스플라인 허브의 외주면과 상기 피스톤 허브의 내주면 사이를 시일하기 위한 제1, 및 제2 시일링이 개재될 수 있다.

상기 스플라인 허브에는 상기 제1, 및 제2 시일링의 사이에서 상기 제2 유로와 연통되는 오일공급유로가 형성될 수 있다.

상기 피스톤 허브와 상기 피스톤의 사이에서 상기 피스톤 허브에는 제3 시일링이 개재되고, 상기 프론트 커버의 내측면에 밀착되는 상기 피스톤에는 제4 시일링이 개재될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 의하면, 하나의 구성요소로 록업 클러치에 적용되는 피스톤의 회전방향 구속력은 강화시키고, 록업 해제 시에 피스톤을 초기 위치로 신속하게 복원시킴으로써, 부품 수를 줄이고 생산성을 개선하는 동시에, 구조를 간소화시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 복원유닛을 통해 피스톤 허브에 고정된 밸런스 플레이트와 피스톤을 결합함으로써, 피스톤의 회전방향 구속력을 강화하는 동시에, 록업 작동 해제 시에는 응답성을 향상시키고, 록업 클러치의 제어 성능의 향상을 도모하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 프론트 커버, 록업 클러치, 밸런스 플레이트, 및 복원유닛의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 복원유닛에서 스프링 부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 복원유닛의 결합 상태를 나타낸 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 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 프론트 커버, 록업 클러치, 밸런스 플레이트, 및 복원유닛의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 A 부분에 대한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 복원유닛에서 스프링 부재의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에 적용되는 복원유닛의 결합 상태를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 엔진의 크랭크축에 연결되어 회전하는 프론트 커버(1), 상기 프론트 커버(1)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(3), 상기 임펠러(3)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(5), 그리고 상기 임펠러(3)와 상기 터빈(5) 사이에 위치하여 상기 터빈(5)으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러(3) 측으로 바꿔 전달하는 리엑터(7, 또는 '스테이터'라고도 함)를 포함한다.

상기 임펠러(3) 측으로 오일을 전달하는 상기 리엑터(7)는 상기 프론트 커버(1)와 동일한 회전 중심을 가진다. 그리고 엔진과 변속기를 직접 연결하는 상기 록 업 클러치(9)는 상기 프론트 커버(1)와 상기 터빈(5) 사이에 배치된다.

상기 록업 클러치(9)는 대략 원판형으로 이루어지는 피스톤(11)을 구비한다. 그리고 상기 피스톤(11)은 축의 중심 방향으로 회전이 가능하며 축 방향으로 이동될 수 있도록 배치된다.

여기서, 상기 피스톤(11)은 상기 프론트 커버(1)와의 마찰 접촉을 위한 록 업 드럼(13)을 통해 장착된 다수개의 마찰 플레이트(15)들을 오일의 공급여부에 따라 선택적으로 가압할 수 있다.

상기 록 업 드럼(13)은 상기 마찰 플레이트들이 상호 엇갈리게 배치되어 장착되는 상부 드럼(13a)과 하부 드럼(13b)으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 록 업 클러치(9)에는 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 하는 토셔널 댐퍼(17, Torsional damper)가 결합된다.

상기 토셔널 댐퍼(17)는 상기 록 업 클러치(9)의 록 업 드럼(13)과 리벳 이음으로 결합되어 마찰 플레이트들(15)이 상기 피스톤(11)에 의해 상기 프론트 커버(1)에 밀착될 때, 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 한다.

이러한 토셔널 댐퍼(17)에는 리벳 결합을 통하여 상기 록 업 클러치(9)가 연결되고, 상기 터빈(5)은 리벳 결합을 통하여 드리븐 플레이트(19)에 연결된다.

상기 드리븐 플레이트(19)에는 스플라인 허브(21)가 일체로 형성된다.

즉, 상기 터빈(5)은 상기 토셔널 댐퍼(17)와 함께 리벳 결합을 통하여 상기 스플라인 허브(21)가 일체로 형성된 상기 드리븐 플레이트(19)에 연결될 수 있다.

이에 따라, 엔진의 구동력은 상기 터빈(5)을 통하여 상기 드리븐 플레이트(19)로 전달되고, 상기 드리븐 플레이트(19)에 일체로 형성된 상기 스플라인 허브(21)로 전달되어 변속기의 입력축을 통해 변속기로 전달된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터는 공급챔버(23), 압력챔버(25), 보상챔버(27), 밸런스 플레이트(45), 및 복원유닛(70)을 더 포함한다.

먼저, 상기 공급챔버(23)는 상기 토크 컨버터의 내부 순환 압력을 위하여 상기 프론트 커버(1)의 내부에 오일을 공급하도록 구비된다.

상기 압력챔버(25)는 상기 프론트 커버(1)와 상기 피스톤(11)의 사이에서 상기 피스톤(11)을 작동시키도록 구비된다.

그리고 상기 보상챔버(27)는 상기 압력챔버(25)에 대응하여 구비되며, 상기 압력챔버(25)의 반대측에 과압을 보상한다.

이러한 보상챔버(27)는 상기 공급챔버(23)와 상기 압력챔버(25)의 사이에 배치될 수 있다.

특히, 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)는 상기 피스톤(11)의 내주면과 외주면을 경계로 해당 공간이 양쪽으로 분할될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 밸런스 플레이트(45)는 상기 공급챔버(23)와 상기 보상챔버(27)의 사이에 구비된다.

여기서, 상기 피스톤(11)에는 상기 밸런스 플레이트(45)와 함께, 내주면과 외주면을 기준으로 상기 공급챔버(23)와 상기 보상챔버(27)를 구획하는 링 형상의 피스톤 플랜지(11a)가 형성될 수 있다.

상기 피스톤 플랜지(11a)는 축 방향을 기준으로 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)의 반경방향 외측 경계면을 형성함으로써, 각 챔버 형성을 위한 별도 부품의 제거가 가능하여 토크 컨버터의 전체적인 구성요소를 간소화시킬 수 있다.

또한, 상기 터빈(5)과 연결되는 상기 드리븐 플레이트(19)에 일체로 형성된 상기 스플라인 허브(21)의 외주면과 상기 피스톤(11)의 사이에는 피스톤 허브(35)가 구비될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 피스톤(11)은 그 일단이 상기 마찰 플레이트(15)들에 대응하는 위치에 배치되고, 타단부는 상기 프론트 커버(1)를 향하는 외측면과 상기 터빈(5)을 향하는 내측면을 기준으로 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)를 구획하면서 피스톤 허브(35)의 외주면에 접촉된 상태로, 슬라이딩 가능하게 결합된다.

한편, 상기 밸런스 플레이트(45)의 일단은 반경방향 내측을 향하는 상기 피스톤 플랜지(11a)의 내주면에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이러한 밸런스 플레이트(45)의 타단은 상기 피스톤 허브(35)에 용접을 통하여 고정될 수 있다.

즉, 상기 피스톤 허브(35)의 외주면에는 반경 방향을 기준으로 상기 밸런스 플레이트(45)의 내경단이 고정됨과 동시에, 상기 피스톤(11)의 내경단이 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이때, 상기 피스톤(11)은 상기 프론트 커버(1)와 상기 밸런스 플레이트(45)의 사이에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 피스톤 플랜지(11a)의 내주면과 상기 밸런스 플레이트(45)의 사이에서 상기 밸런스 플레이트(45)의 일단에는 시일부재(47)가 장착될 수 있다.

상기 시일부재(47)는 록 업 작동 또는 해제 시, 상기 압력챔버(25)로 공급된 오일의 작동압력과 상기 보상챔버(27)로 공급된 오일의 보상압력의 정도에 따라 상기 피스톤(11)의 슬라이딩 이동을 가능하게 하는 동시에, 상기 보상챔버(27)의 밀폐성을 유지할 수 있다.

한편, 상기 프론트 커버(1)의 내주면에는 파일롯(33)이 용접을 통하여 결합된다. 상기 파일롯(33)은 엔진의 토크를 변속기로 전달하는 인풋 샤프트에 결합된 상기 스플라인 허브(21)에 결합될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 파일롯(33)과 상기 피스톤 허브(35)의 사이에는 상기 압력챔버(25)로 오일을 공급하도록 상기 압력챔버(25)와 연통되는 적어도 하나의 제1 유로(35a)가 형성된다.

상기 제1 유로(35a)는 축 방향을 기준으로 상기 프론트 커버(1) 측에 배치될 수 있으며, 상기 피스톤 허브(35)와 상기 파일롯(33)의 사이에서 원주 방향을 따라 이격된 위치에 복수개가 형성될 수 있다.

그리고 축 방향을 기준으로, 상기 제1 유로(35a)로부터 상기 터빈(5)을 향하여 이격된 위치에서 상기 피스톤 허브(35)를 관통하여 형성되며, 상기 보상챔버(27)와 연통되는 적어도 하나의 제2 유로(35b)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 유로(35b)는 상기 피스톤 허브(35)의 둘레를 따라 설정각도로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 유로(35b)들은 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 제1 유로(35a)들의 사이에 각각 배치될 수 있다.

이러한 제1, 및 제2 유로(35a, 35b)들은 상기 압력챔버(25), 및 보상챔버(27)에 오일압력이 형성 및 해제되도록 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)에 선택적으로 오일을 공급 및 배출하게 된다.

즉, 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)에는 록 업 작동 또는 록 업 작동 해제 시에 상기 제1, 및 제2 유로(35a, 35b)로 유입 또는 배출되는 오일을 통해 오일압력이 형성될 수 있다.

이러한 오일압력은 상기 피스톤(11)을 상기 마찰 플레이트(15)들을 향해 축 방향으로 슬라이드 이동시킴으로써, 상기 록 업 클러치(9)를 작동 또는 작동 해제하게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 토크 컨버터는 상기 록 업 클러치(9)의 작동을 위한 오일의 공급 및 배출 제어가 보다 용이하고 신속하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 록 업 작동을 위한 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27) 간의 유기적인 작동 압력에 따라 상기 피스톤(11)을 작동시키도록 하여 록 업 작동에 필요한 압력을 경감함으로써, 자동차의 연비 향상을 도모할 수 있다.

한편, 상기 스플라인 허브(21)에는 상기 스플라인 허브(21)의 외주면과 상기 피스톤 허브(35)의 내주면 사이를 시일하기 위한 제1, 및 제2 시일링(41, 43)이 개재될 수 있다.

상기 제1, 및 제2 시일링(41, 43)의 사이에는 상기 제2 유로(35b)가 배치된다. 이에 따라, 제1, 및 제2 시일링(41, 43)은 상기 제2 유로(35b)를 제외한 상기 피스톤 허브(35)와 상기 스플라인 허브(21) 사이로 공급된 오일이 누유되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 스플라인 허브(21)에는 상기 제2 유로(35b)를 통해 상기 보상챔버(27)에 오일이 공급되도록 상기 제1, 및 제2 시일링(41, 43)의 사이에서 상기 제2 유로(35b)와 연통되는 오일공급유로(21a)가 형성될 수 있다.

상기 오일공급유로(21a)는 상기 제2 유로(35b)로 원활한 오일공급이 이루어질 수 있도록 한다.

본 실시예에서, 상기 피스톤 허브(35)와 상기 피스톤(11)의 사이에서 상기 피스톤 허브(35)에는 제3 시일링(49)이 개재되고, 상기 프론트 커버(1)의 내측면에 밀착되는 상기 피스톤(11)에는 제4 시일링(51)이 개재될 수 있다.

상기 시일부재(47)와, 상기 제3, 및 제4 시일링(49, 51)은 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27) 내부의 유압을 일정하게 유지시켜 줄 수 있다.

즉, 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)는 공간상의 밀폐성이 상기 시일부재(47), 제3, 및 제4 시일링(49, 51)에 의해 보장될 수 있다.

여기서, 상기 제3 시일링(49)은 상기 피스톤 허브(35)의 외주면에 접촉되는 상기 피스톤(11)에 대응하는 위치에서 상기 피스톤 허브(35)에 장착될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터에서 상기 록 업 클러치(9)를 작동 및 작동 해제를 위해 상기 압력챔버(25)에 작동압력을 형성 또는 해제할 경우, 오일은 상기 파일롯(33)의 내측과 상기 피스톤 허브(35)의 사이에서 인풋 샤프트의 중공축을 통해 상기 제1 유로(35a)로 유입 또는 및 배출된다.

이와 동시에, 오일은 인풋 샤프트의 외측과 상기 스플라인 허브(21)에 형성된 상기 오일유입통로(21a)와 상기 제2 유로(35a)를 순차적으로 통과하여 상기 보상챔버(27)에 유입 또는 배출된다.

이 때, 상기 보상챔버(27)로 유입된 오일은 보상압력을 형성함으로써, 상기 압력챔버(25)의 작동압력에 대한 과압을 보상할 수 있다.

여기서, 상기 인풋 샤프트(미도시)의 외주면을 향하여 상기 스플라인 허브(21)의 반경 방향 내측에 장착된 별도의 오일 씰(53)은 상기 제1 유로(35a)와 상기 오일유입통로(21a)를 통해 연결된 상기 제2 유로(35b)로 각각 유입되는 오일의 혼입을 방지할 수 있다.

이와 같이, 작동압력을 형성하는 오일과 작동압력에 대한 과압을 보상하는 오일의 혼입 방지는 상기 록 업 클러치(9)의 작동 또는 작동 해제를 위한 제어 성능 향상을 도모할 수 있다.

그리고 상기 복원유닛(70)은 상기 피스톤(11)과 상기 밸런스 플레이트(45)의 사이에서 상기 피스톤(11)의 회전을 방지하고, 록업 해제 시에 상기 압력챔버(25)에 오일의 공급이 중단될 경우, 상기 피스톤(11)을 초기위치로 신속하게 복원시키게 된다.

이러한 복원유닛(70)은, 도 2 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 복수개의 제1, 및 제2 리벳(71, 73)과 복수개의 스프링 부재(75)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 리벳(71)들은 상기 압력챔버(25)와 상기 보상챔버(27)에 대응하는 위치에서 상기 피스톤(11)에 결합된다.

상기 제2 리벳(73)들은 상기 제1 리벳(71)들에 대응하여 상기 밸런스 플레이트(45)에 결합된다.

그리고 상기 스프링 부재(75)들은 상기 보상챔버(27)의 내부에서 일단이 상기 제1 리벳(71)에 결합되고, 타단은 상기 제1 리벳(17)에 이웃하여 배치되는 상기 제2 리벳(73)에 결합된다.

이러한 스프링 부재(75)들은 록업 해제 시에, 상기 밸런스 플레이트(45)에 대하여 상기 피스톤(11)에 탄성력을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 스프링 부재(75)는 축 방향을 기준으로 상기 피스톤(11) 측에 배치되는 일단으로부터 상기 밸런스 플레이트(45) 측에 배치되는 타단으로 갈수록 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 스프링 부재(75)는 탄성력을 가진 사각의 플레이트 형상으로 형성되며, 상기 피스톤(11)의 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에 각각 배치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 스프링 부재(75)들은 판 스프링으로 형성될 수 있으며, 상기 피스톤(11)의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 60°각도로 이격된 위치에 6개가 각각 배치된다.

이와 같이 구성되는 상기 스프링 부재(75)들은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 하나의 상기 스프링 부재(75) 일단이 이웃하여 배치되는 다른 하나의 상기 스프링 부재(75) 타단과 동일한 위치에 각각 배치된 상태로, 서로 동일한 위치에서 상기 보상챔버(27)의 내부에 배치되는 상기 제1 리벳(71)과 상기 제2 리벳(73)에 각각 고정될 수 있다.

여기서, 상기 제1 리벳(71)은 그 일단이 상기 압력챔버(25) 측에 배치되어 상기 피스톤(11)에 지지된다. 이러한 제1 리벳(71)의 타단은 상기 보상챔버(27)의 내부로 일정부분 돌출되게 배치되며, 상기 피스톤(11)을 향하여 경사진 상기 스프링 부재(75)들 중, 하나의 일단을 상기 피스톤(11)에 지지하여 고정할 수 있다.

또한, 상기 제2 리벳(73)은 그 일단이 상기 보상챔버(27)의 내부에 배치되며, 상기 밸런스 플레이트(45)를 향하여 경사진 상기 스프링 부재(75)들 중, 다른 하나의 상기 스프링 부재(75)의 타단을 상기 밸런스 플레이트(45)에 지지하여 고정할 수 있다.

이러한 제2 리벳(73)의 타단은 상기 공급챔버(23) 측에 배치되어 상기 밸런스 플레이트(45)에 지지될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 복원유닛(70)은 상기 록업 클러치(9)의 록업 작동 시, 상기 압력챔버(25)로 공급된 오일에 의해 상기 피스톤(11)이 상기 밸런스 플레이트(45)를 향하여 이동되면, 상기 밸런스 플레이트(45)를 향하여 휨 변형되면서 압축된다.

이러한 상태에서, 상기 록업 클러치(9)의 록업 작동이 해제되면, 상기 압력챔버(25)에 오일의 공급이 중단됨과 동시에, 상기 복원유닛(70)에서는 휨 변형되면서 압축된 상기 스프링 부재(75)들이 상기 밸런스 플레이트(45)에 대하여 상기 피스톤(11)에 탄성력을 제공함으로써, 보다 신속하게 상기 피스톤(11)을 초기 위치로 복원시켜 록업을 해제할 수 있다.

한편, 상기 피스톤(11)은 상기 피스톤 허브(35)에 타단이 고정된 상기 밸런스 플레이트(45)에 상기 제1, 및 제2 리벳(71, 73)들과 상기 스프링 부재(75)들로 구성된 상기 복원유닛(70)을 통해 연결됨으로써, 별도의 회전방지 기구의 적용 없이도 회전 방향에 대한 구속력이 증대될 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터를 적용하면, 상기 복원유닛(70)을 적용하여 상기 록업 클러치(9)에 적용되는 상기 피스톤(11)의 회전방향 구속력은 강화시키고, 록업 해제 시에 상기 피스톤(11)을 초기 위치로 신속하게 복원시킴으로써, 부품 수를 줄이고 생산성을 개선하는 동시에, 구조를 간소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 복원유닛(70)을 통해 상기 피스톤 허브(35)에 고정된 상기 밸런스 플레이트(45)와 상기 피스톤(11)을 결합함으로써, 상기 피스톤(11)의 회전방향 구속력을 강화하는 동시에, 록업 작동 해제 시에는 응답성을 향상시키고, 상기 록업 클러치(9)의 제어 성능의 향상을 도모할 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
9 : 록 업 클러치
11 : 피스톤
11a : 피스톤 플랜지
13 : 록 업 드럼
15 : 마찰 플레이트
17 : 토셔널 댐퍼
19 : 드리븐 플레이트
21 : 스플라인 허브
23 : 공급챔버
25 : 압력챔버
27 : 보상챔버
33 : 파일롯
35 : 피스톤 허브
35a : 제1 유로
35b : 제2 유로
41, 43 : 제1, 및 제2 시일링
45 : 밸런스 플레이트
47 : 시일부재
49, 51 : 제3, 및 제4 시일링
53 : 오일 씰
70 : 복원유닛
71, 72 : 제1, 및 제2 리벳
75 : 스프링 부재

Claims (15)

1. 프론트 커버와, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터와, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 피스톤을 구비한 록업 클러치와, 상기 록업 클러치에 결합되는 토셔널 댐퍼를 포함하는 토크 컨버터에 있어서,
   상기 프론트 커버의 내부에 오일을 공급하도록 구비되는 공급챔버;
   상기 프론트 커버와 상기 피스톤의 사이에는 상기 피스톤을 작동시키도록 구비되는 압력챔버;
   상기 압력챔버에 대응하여 구비되며, 상기 압력챔버의 반대측에 과압을 보상하는 보상챔버;
   상기 공급챔버와 상기 보상챔버의 사이에 구비되는 밸런스 플레이트; 및
   상기 피스톤과 상기 밸런스 플레이트의 사이에서 상기 피스톤의 회전을 방지하고, 록업 해제 시에 상기 피스톤을 초기위치로 복원시키는 복원유닛; 을 더 포함하고,
   상기 복원유닛은
   상기 피스톤에 결합되는 복수개의 제1 리벳;
   상기 제1 리벳들에 대응하여 상기 밸런스 플레이트에 결합되는 복수개의 제2 리벳; 및
   상기 보상챔버의 내부에서 일단이 상기 제1 리벳에 결합되고, 타단은 상기 제1 리벳에 이웃하여 배치되는 상기 제2 리벳에 결합되며, 상기 밸런스 플레이트에 대하여 상기 피스톤에 탄성력을 제공하는 복수개의 스프링 부재; 를 포함하며,
   상기 스프링 부재들은
   하나의 상기 스프링 부재 일단이 이웃하여 배치되는 다른 하나의 상기 스프링 부재 타단과 동일한 위치에 각각 배치된 상태로, 서로 동일한 위치에서 상기 보상챔버의 내부에 배치되는 상기 제1 리벳과 상기 제2 리벳에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 스프링 부재는
   축 방향을 기준으로 상기 피스톤 측에 배치되는 일단으로부터 상기 밸런스 플레이트 측에 배치되는 타단으로 갈수록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 스프링 부재는
   사각의 플레이트 형상으로 형성되며, 상기 피스톤의 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 리벳은
   그 일단이 상기 압력챔버 측에 배치되어 상기 피스톤에 지지되고,
   타단은 상기 보상챔버의 내부에 배치되어 상기 스프링 부재의 일단을 상기 피스톤에 지지하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 리벳은
   그 일단이 상기 보상챔버의 내부에 배치되어 상기 스프링 부재의 타단을 상기 밸런스 플레이트에 지지하고,
   타단이 상기 공급챔버 측에 배치되어 상기 밸런스 플레이트에 지지되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤에는 내주면과 외주면을 기준으로 상기 공급챔버와 상기 보상챔버를 구획하는 링 형상의 피스톤 플랜지가 형성되고,
   상기 터빈과 연결되는 드리븐 플레이트에 일체로 형성된 스플라인 허브의 외주면과 상기 피스톤의 사이에는 피스톤 허브가 구비되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
9. 제8항에 있어서,
   상기 밸런스 플레이트는
   일단이 상기 피스톤 플랜지에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 타단은 상기 피스톤 허브에 고정되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤 플랜지의 내주면과 상기 밸런스 플레이트의 사이에서 상기 밸런스 플레이트의 일단에는 시일부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
11. 제8항에 있어서,
    상기 피스톤은
    그 일단이 상기 록 업 클러치에 구비된 마찰 플레이트들에 대응하는 위치에 배치되고, 타단부는 상기 프론트 커버를 향하는 외측면과 상기 터빈을 향하는 내측면을 기준으로 상기 압력챔버와 상기 보상챔버를 구획하면서 상기 피스톤 허브의 외주면에 접촉된 상태로, 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
12. 제8항에 있어서,
    상기 프론트 커버에 결합되는 파일롯과 상기 피스톤 허브의 사이에는 상기 압력챔버로 오일을 공급하도록 상기 압력챔버와 연통되는 적어도 하나의 제1 유로가 형성되고,
    축 방향을 기준으로, 상기 제1 유로로부터 상기 터빈을 향하여 이격된 위치에서 상기 피스톤 허브를 관통하여 형성되며, 상기 보상챔버와 연통되는 적어도 하나의 제2 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
13. 제12항에 있어서,
    상기 스플라인 허브에는
    상기 스플라인 허브의 외주면과 상기 피스톤 허브의 내주면 사이를 시일하기 위한 제1, 및 제2 시일링이 개재되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
14. 제13항에 있어서,
    상기 스플라인 허브에는
    상기 제1, 및 제2 시일링의 사이에서 상기 제2 유로와 연통되는 오일공급유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
15. 제13항에 있어서,
    상기 피스톤 허브와 상기 피스톤의 사이에서 상기 피스톤 허브에는 제3 시일링이 개재되고,
    상기 프론트 커버의 내측면에 밀착되는 상기 피스톤에는 제4 시일링이 개재되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.

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