KR102595942B1 - 토셔널 댐퍼 및 이를 구비한 하이브리드 구동 모듈 - Google Patents

토셔널 댐퍼 및 이를 구비한 하이브리드 구동 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진의 회전력을 전달받는 로터 슬리브(23) 및 상기 로터 슬리브(23)보다 후방에 배치된 로터 허브(90) 사이에 배치되어 상기 엔진의 회전력을 상기 로터 허브(90)에 전달하는 토셔널 댐퍼와 이를 적용한 하이브리드 구동 모듈에 관한 것이다. 상기 토셔널 댐퍼는 제1댐퍼(30)를 포함하고, 상기 제1댐퍼(30)는: 구동측에 마련되고 제1스토퍼(319)를 구비하는 제1커버플레이트(31); 종동측에 마련되고 상기 제1스토퍼(319)를 수용하는 제1스토퍼수용부(355); 및 유체가 상기 제1스토퍼수용부(355)를 통하여 반경방향으로 이동하는 것을 제한하도록 상기 제1스토퍼수용부(355)의 개구를 커버하는 차폐부재(318, 373)를 포함한다.

Description

토셔널 댐퍼 및 이를 구비한 하이브리드 구동 모듈{A TORTIONAL DAMPER AND A HYBRID DRIVE MODULE USING THE SAME}
본 발명은 토셔널 댐퍼 및 하이브리드 구동 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컴팩트한 구조를 가지면서도 오일의 공급이 원활하게 이루어질 수 있는 습식 토셔널 댐퍼와, 이를 구비한 하이브리드 구동 모듈에 관한 것이다.
하이브리드 차량에 사용되는 구동 모듈은 모터와 엔진의 힘을 변속기로 전달하는 구조를 가진다. 하이브리드 구동 모듈은, 엔진의 힘을 전달받는 입력부재, 모터, 상기 입력부재와 모터 사이를 연결하는 엔진클러치, 모터 및/또는 엔진의 힘을 전달받아 변속기에 전달하는 출력부재, 상기 모터와 출력부재 사이를 연결하는 동력전달부를 포함한다. 상기 동력전달부는, 모터와 출력부재를 직결하거나, 토크컨버터와 락업클러치를 포함하는 구조일 수 있다.
통상 입력부재와 모터 사이에는 엔진클러치가 마련되고, 엔진클러치와 입력부재 사이에는 엔진의 출력에 발생하는 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼(이하 '댐퍼'라고 약칭으로 기재하기도 함)가 마련된다.
특허문헌 1에는, 두 댐퍼가 직렬로 연결되어 있어 저강성 설계에 유리한 댐퍼 구조가 개시되어 있다. 그리고 두 댐퍼가 축방향으로 제1모터와 제2모터 사이에 배치되고 반경방향으로 제1모터와 제2모터의 내측에 배치되어 하이브리드 구동 모듈을 컴팩트하게 설계하기에 유리하다. 개시된 하이브리드 구동 모듈에 적용된 댐퍼는 자동변속기 오일에 의해 윤활 및 냉각이 이루어져야 하는 습식 댐퍼로 판단되는데, 개시된 바와 같이 댐퍼를 컴팩트하게 설계하면, 해당 댐퍼로 오일이 원활하게 순환하지 못하는 문제가 발생한다.
KR10-2238845B1
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 컴팩트한 형태의 습식 토셔널 댐퍼에 오일이 원활하게 공급될 수 있도록 한 토셔널 댐퍼 및 이를 적용한 하이브리드 구동 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 토셔널 댐퍼를 직렬로 연결하여 저강성 댐퍼를 구성하기 용이하면서도 컴팩트한 구조의 하이브리드 구동 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 토셔널 댐퍼의 직경을 확보하기 부족한 공간에서도 토셔널 댐퍼의 직경을 최대한 확보한 하이브리드 구동 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 엔진과 연결되어 엔진의 동력을 전달받아 회전하는 로터 슬리브; 상기 로터 슬리브와 엔진클러치를 통해 연결되는 로터 허브; 및 상기 로터 허브에 설치된 구동모터;를 포함하는 하이브리드 구동 모듈에 적용될 수 있다.
상기 로터 슬리브에는 보조모터가 설치될 수 있다. 상기 보조모터는 엔진을 시동하거나 엔진의 구동력을 전기 에너지로 변환하는 기능을 할 수 있다. 상기 보조모터(제1모터)는 상기 로터 슬리브의 반경방향 외측에 배치되는 제1로터를 포함할 수 있다.
상기 구동모터는 상기 하이브리드 구동 모듈이 탑재된 차량의 구동을 위한 구동력을 제공할 수 있다. 상기 구동모터(제2모터)는 상기 로터 허브의 반경방향 외측에 배치되는 제2로터를 포함할 수 있다.
상기 제1모터는 제2모터보다 전방에 배치될 수 있다.
상기 로터 슬리브는 반경방향으로 연장되는 반경방향 연장부와, 상기 반경방향 연장부의 단부에서 축방향으로 연장되는 축방향 연장부를 포함할 수 있다.
상기 제1로터는 상기 축방향 연장부의 외주에 설치될 수 있다.
상기 로터 슬리브와 상기 로터 허브는 엔진클러치를 통해 서로 연결되거나 연결 해제될 수 있다. 엔진클러치가 작동하여 로터 슬리브가 로터 허브에 연결되면, 엔진의 구동력이 로터 허브에 전달되어 엔진의 구동력과 구동모터의 구동력이 모두 출력으로서 변속기에 전달될 수 있다.
엔진클러치는 엔진클러치보다 후방에 배치된 피스톤플레이트에 의해 가압되거나 가압 해제되어 록업 되거나 록업 해제될 수 있다. 즉 피스톤플레이트가 전방으로 이동하며 엔진클러치의 마찰판들을 전방으로 가압하면 록업이 이루어지고, 피스톤플레이트가 후방으로 이동하여 가압이 해제되면 록업이 해제될 수 있다.
상기 로터 슬리브와 엔진클러치 사이에는 토셔널 댐퍼가 설치될 수 있다. 즉 토셔널 댐퍼는 상기 로터 슬리브와 상기 로터 허브 사이에 배치되어 상기 엔진의 회전력을 상기 로터 허브에 전달할 수 있다.
상기 토셔널 댐퍼는 제1댐퍼를 포함할 수 있다. 상기 제1댐퍼는 오일에 의해 윤활 및/또는 냉각이 이루어지는 습식 댐퍼일 수 있다.
상기 제1댐퍼는 상기 제1로터의 반경방향 내측에 배치될 수 있다.
상기 제1댐퍼는 상기 로터 슬리브의 반경방향 연장부의 후방에 배치되고 상기 축방향 연장부의 반경방향 내측에 배치될 수 있다.
상기 제1댐퍼는 상기 엔진클러치보다 전방에 배치될 수 있다.
상기 제1댐퍼는, 상기 로터 슬리브에 연결되는 제1커버플레이트; 상기 로터 허브 측에 연결되는 드리븐플레이트; 및 상기 제1커버플레이트의 회전력을 상기 드리븐플레이트에 전달하는 제1댐퍼스프링;을 포함할 수 있다.
상기 제1커버플레이트는 동력 계통에서 상기 로터 슬리브와 상기 제1댐퍼스프링 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1댐퍼스프링은 엔진의 회전력의 진동을 흡수할 수 있다.
상기 드리븐 플레이트는 상기 제1댐퍼스프링과 상기 로터 허브 사이에서 후술할 제2댐퍼 없이 상기 로터 허브 측에 연결되거나, 후술할 제2댐퍼를 통해 상기 로터 허브에 연결될 수 있다.
상기 제1댐퍼스프링은 호 형상 또는 직선 형상으로 연장되는 코일스프링 형태일 수 있으며, 복수 개의 제1댐퍼스프링이 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치되며 상기 제1커버플레이트에 설치될 수 있다. 상기 제1댐퍼스프링은 상기 제1커버플레이트에 의해 축방향과 원주방향과 반경방향으로 지지될 수 있다.
상기 드리븐플레이트는 원주방향으로 이격 배치되는 복수 개의 상기 제1댐퍼스프링들 사이의 공간에 배치되는 제1네크부를 복수 개 구비할 수 있다.
상기 제1댐퍼스프링은 상기 드리븐플레이트에 의해 압축방향으로 가압되며 상기 제1커버플레이트의 회전력을 상기 드리븐플레이트에 전달할 수 있다.
구체적으로, 엔진의 회전력은 제1커버플레이트에 전달되고, 제1커버플레이트에 의해 지지되는 제1댐퍼스프링이 상기 제1네크부를 회전 방향으로 가압하여 드리븐플레이트가 회전할 수 있다. 이때 제1댐퍼스프링이 엔진의 불균일한 출력을 흡수하며 이를 드리븐플레이트에 균일하게 전달할 수 있다.
상기 제1댐퍼의 제1커버플레이트는 상기 제1댐퍼스프링보다 반경방향 외측에서 상기 로터 슬리브의 축방향 연장부에 연결될 수 있다.
상기 제1댐퍼의 제1댐퍼스프링은 후방으로는 상기 제1커버플레이트에 의해 지지될 수 있고, 전방으로는 상기 로터 슬리브에 의해 지지될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1댐퍼스프링은, 상기 로터 슬리브의 반경방향 연장부에 의해 축방향으로 지지되고 상기 로터 슬리브의 축방향 연장부에 의해 반경방향으로 지지되며 상기 로터 슬리브에 구비된 제1둘레방향 지지부에 의해 원주방향으로 지지될 수 있다.
후술할 제2댐퍼 없이 제1댐퍼만으로 토셔널 댐퍼를 구성할 경우, 상기 제1댐퍼와 상기 엔진클러치는 회전방향으로 회전 구속되고 축방향으로는 상대적인 슬라이딩을 허용하는 스플라인 연결될 수 있다. 즉, 상기 드리븐플레이트의 반경방향 내측 단부의 내주면과 상기 엔진클러치가 스플라인 연결될 수 있다.
상기 제1댐퍼에는 상기 제1댐퍼에 제1 히스테리시스 토크를 부여하는 제1히스테리시스 장치가 마련될 수 있다.
상기 제1히스테리시스 장치는, 축방향으로 상기 로터 슬리브와 상기 드리븐플레이트 사이에 배치되는 제1전방마찰와셔; 축방향으로 상기 드리븐플레이트와 상기 제1커버플레이트 사이에 배치되는 제1후방마찰와셔; 및 축방향으로 상기 드리븐플레이트와 상기 제1후방마찰와셔 사이에 배치되는 제1탄성체;를 포함할 수 있다.
상기 제1탄성체는 제1탄성와셔일 수 있다.
제1탄성와셔는 예압을 가하는 상태로 상기 드리븐플레이트와 상기 제1후방마찰와셔 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1히스테리시스 토크는 상기 제1탄성와셔의 예압에 의해 직관적으로 결정될 수 있다. 그리고 상기 엔진클러치가 작동하여 이와 연결된 드리븐플레이트가 전방으로 축력을 받더라도, 제1탄성와셔와 제2탄성와셔는 상기 축력에 영향을 받지 않고 설계된 예압을 지속적으로 드리븐플레이트와 드리븐허브에 작용할 수 있다.
상기 토셔널 댐퍼는 상기 제1댐퍼에 연결된 제2댐퍼를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 앞서 설명한 바와 같이 제1댐퍼만으로 토셔널 댐퍼를 구성한 경우와 달리, 제2댐퍼가 엔진클러치에 스플라인 연결될 수 있다.
상기 제2댐퍼는 상기 제1로터보다 축방향 후방에서 상기 제1댐퍼에 직렬로 연결될 수 있다. 상기 제2댐퍼 역시 오일에 의해 냉각되는 습식 댐퍼일 수 있다.
상기 제2댐퍼는 상기 제2로터의 반경방향 내측에 배치될 수 있다.
상기 제2댐퍼는 상기 엔진클러치보다 전방에 배치될 수 있다.
상기 제2댐퍼는, 상기 제1댐퍼와 연결되어 상기 제1댐퍼의 회전력을 전달받는 제2커버플레이트; 상기 엔진클러치와 연결되는 드리븐허브; 및 상기 제2커버플레이트의 회전력을 상기 드리븐허브에 전달하는 제2댐퍼스프링;을 포함할 수 있다.
상기 제2커버플레이트는 상기 제1댐퍼의 드리븐플레이트에 연결되어 상기 제1댐퍼의 회전력을 전달받을 수 있다.
상기 드리븐플레이트의 반경방향 내측에는 제1결착부가 구비되고, 상기 제2커버플레이트의 반경방향 내측에는 상기 제1결착부와 결착되는 제2결착부가 구비될 수 있다. 제1결착부와 제2결착부가 결착됨에 따라 상기 제2커버플레이트가 상기 드리븐플레이트에 연결될 수 있다.
상기 제2댐퍼스프링은 호 형상 또는 직선 형상으로 연장되는 코일스프링 형태일 수 있으며, 복수 개의 제2댐퍼스프링이 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치되며 상기 제2커버플레이트에 설치될 수 있다. 상기 제2댐퍼스프링은 상기 제2커버플레이트에 의해 축방향과 원주방향과 반경방향으로 지지될 수 있다.
상기 드리븐허브는 원주방향으로 이격 배치되는 복수 개의 상기 제2댐퍼스프링들 사이의 공간에 배치되는 제2네크부를 복수 개 구비할 수 있다.
상기 제2댐퍼스프링은 상기 드리븐허브에 의해 압축방향으로 가압되며 상기 제2커버플레이트의 회전력을 상기 드리븐허브에 전달할 수 있다.
구체적으로, 제1댐퍼스프링을 통해 어느 정도 균일화되며 드리븐플레이트에 전달된 회전력은 상기 제2커버플레이트에 전달되고, 제2커버플레이트에 의해 지지되는 제2댐퍼스프링이 상기 제2네크부를 회전 방향으로 가압하여 드리븐허브가 회전할 수 있다. 이때 제2댐퍼스프링이 불균일한 출력을 마저 흡수하며 이를 드리븐허브에 더욱 균일하게 전달할 수 있다.
상기 토셔널 댐퍼에 따르면, 상기 제2댐퍼의 댐핑력이 상기 제1댐퍼보다 더 크도록 설계할 수 있다. 그러면, 출력의 작은 불균일은 제1댐퍼가 모두 커버할 수 있고, 제1댐퍼가 커버하는 수준을 넘어서는 불균일한 출력을 제2댐퍼가 커버할 수 있다.
상기 제1댐퍼와 마찬가지로 상기 제2댐퍼에도, 상기 제2댐퍼에 제2 히스테리시스 토크를 부여하는 제2히스테리시스 장치가 마련될 수 있다. 이때, 상기 제2히스테리시스 장치의 배치 역시 상기 제1히스테리시스 장치의 배치와 유사하게 배치함으로써, 두 히스테리시스 장치의 탄성와셔의 탄성력이 서로 영향을 미치지 않을 수 있고, 상기 엔진클러치가 작동하여 이와 연결된 드리븐허브가 전방으로 축력을 받더라도, 두 히스테리시스 장치의 탄성와셔가 상기 축력에 영향을 받지 않고 설계된 예압을 지속적으로 드리븐플레이트와 드리븐허브에 작용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 직렬로 연결된 두 댐퍼에 모두 히스테리시스 토크를 부여하여, 엔진의 아이들 시 소음 저감 효과를 더 높일 수 있다.
상기 제1댐퍼의 상기 드리븐플레이트는, 반경방향으로 연장되는 드리븐바디부와, 상기 드리븐바디부의 반경방향 외측에 연결되고 상기 제1댐퍼스프링과 원주방향으로 간섭되는 제1네크부를 포함할 수 있다.
상기 드리븐바디부는, 축방향으로 기울어진 형태로 반경방향으로 외향 연장되는 경사 구간을 구비한다. 그리고 상기 경사 구간에는 제1스토퍼수용부가 마련된다.
상기 제1댐퍼의 상기 제1커버플레이트는, 상기 제1댐퍼스프링보다 반경방향 내측에 배치되는 제1커버바디부를 포함할 수 있다.
상기 제1커버바디부는 상기 경사 구간보다 반경방향 외측에 배치된다. 그리고 상기 제1커버바디부의 반경방향 내측에는, 상기 제1커버바디부로부터 반경방향 내측으로 연장되고, 상기 제1스토퍼수용부에 수용되는 제1스토퍼가 마련된다.
상기 제1스토퍼수용부의 원주방향 폭이 상기 제1스토퍼의 원주방향 폭보다 더 커서, 상기 드리븐플레이트에 대한 상기 제1커버플레이트의 상대적인 회전 변위는 소정의 범위로 제한될 수 있다.
상기 제1댐퍼는, 유체가 상기 제1스토퍼수용부를 통하여 반경방향으로 이동하는 것을 제한하도록 상기 제1스토퍼수용부의 개구를 커버하는 차폐부재를 더 포함한다.
상기 제1스토퍼수용부는, 상기 제21스토퍼가 수용되는 방향을 향하는 제1개구 및 이에 대향하는 제2개구를 포함할 수 있다.
제1실시예로서, 상기 차폐부재는 상기 제1개구를 덮을 수 있다.
제1실시예로서, 상기 차폐부재는 상기 제1커버플레이트에 마련될 수 있다. 이에 따라 상기 차폐부재는 상기 제1커버플레이트와 일체로 거동할 수 있다.
상기 차폐부재는 오일 댐일 수 있다. 상기 오일 댐은, 상기 드리븐바디부의 경사 구간이 축방향으로 기울어진 형태와 대응하는 형태로 상기 제1커버바디부로부터 반경방향 내측으로 연장될 수 있다.
상기 오일 댐은, 상기 제1스토퍼수용부에 수용되지 아니하며 상기 제1스토퍼수용부의 반경방향 외측에서 상기 제1스토퍼수용부를 덮을 수 있다.
상기 오일 댐은, 원주방향을 따라 상기 제1스토퍼와 교대로 배치될 수 있다.
원주방향으로 상기 오일 댐의 폭이, 상기 제1스토퍼의 폭보다 더욱 클 수 있다.
제2실시예로서, 상기 차폐부재는 상기 제2개구를 덮을 수 있다.
제2실시예로서, 상기 차폐부재는 상기 드리븐플레이트에 마련될 수 있다. 이에 따라 상기 차폐부재는 상기 드리븐플레이트와 일체로 거동할 수 있다.
상기 차폐부재는 배플 플레이트일 수 있다.
상기 배플 플레이트는 상기 드리븐바디부의 경사 구간의 반경방향 내측 표면 상에 적층되어 상기 제1스토퍼수용부의 반경방향 내측에서 상기 제1스토퍼수용부를 덮을 수 있다.
상기 배플 플레이트는, 상기 경사 구간과 대응하는 부분으로서 상기 제1스토퍼수용부를 덮는 배플바디부; 및 상기 배플바디부의 반경방향 내측으로 연장되고 상기 드리븐플레이트에 고정되는 제3결착부;를 포함할 수 있다.
상기 드리븐플레이트의 제1결착부와 상기 제2커버플레이트의 제2결착부와 상기 제3결착부는 공통의 고정수단에 의해 함께 고정될 수 있다. 이에 따라, 배플 플레이트를 별도로 고정하는 공정의 추가 없이, 어차피 진행되어야 하는 드리븐플레이트와 제2커버플레이트의 결합 공정에서 상기 배플 플레이트를 함께 결합할 수 있다.
상기 배플 플레이트는 유체의 흐름만 막으면 족한 구성이므로, 드리븐플레이트보다 훨씬 얇게 제작함으로써, 경량화를 도모할 수 있다.
상기 드리븐플레이트에는 상기 드리븐플레이트 전방의 공간과 후방의 공간을 통하도록 연결하는 제1유체통로가 형성될 수 있다.
상기 제2커버플레이트에는 상기 제1유체통로와 연결되는 제2유체통로가 형성될 수 있다.
상기 차폐부재에는 상기 제1유체통로와 연결되는 제3유체통로가 형성될 수 있다.
본 발명은 상술한 토셔널 댐퍼를 제공할 뿐만 아니라, 이러한 토셔널 댐퍼가 적용된 하이브리드 구동 모듈도 제공한다.
상기 토셔널 댐퍼는 오일에 의해 냉각되는 습식 댐퍼이다.
상기 로터 슬리브와 로터 허브 사이의 공간에는 오일이 채워지고, 상기 공간에 공급되는 오일은 반경방향 내측에서 외측으로 유동한다.
본 발명의 토셔널 댐퍼 및 이를 구비한 하이브리드 구동 모듈에 따르면, 상기 제1댐퍼가 상기 제1로터의 반경방향 내측에 배치되도록 하고, 추가적으로 상기 제1댐퍼에 더하여 상기 제2댐퍼가 상기 제2로터의 반경방향 내측에 배치되도록 함으로써, 축방향으로 상기 하이브리드 구동 모듈을 상당히 컴팩트하게 하면서도, 반경이 축소된 상기 토셔널 댐퍼의 필요 요소에 그 냉각과 윤활을 위한 오일의 공급이 충분히 되도록 유도할 수 있다.
위와 같은 오일 공급을 유도하는 차폐부재를 제1댐퍼의 제1커버플레이트에 일체로 형성하거나, 추가적인 배플 플레이트를 단순히 제1댐퍼와 제2댐퍼의 연결 과정에서 함께 연결함으로써, 복잡한 공정이나 구조 없이 상기 토셔널 댐퍼의 필요 요소에 그 냉각과 윤활을 위한 오일의 공급이 충분히 되도록 유도할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1댐퍼와 제2댐퍼 사이가 아닌, 제1댐퍼의 전방에 배플 플레이트를 설치함으로써, 제1댐퍼와 제2댐퍼를 더욱 인접 배치한 설계가 가능하므로, 토셔널 댐퍼의 축방향 치수를 더욱 줄이면서도, 습식 댐퍼의 필요 요소에 오일을 원활하게 공급할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1댐퍼와 제2댐퍼를 직렬로 연결하여 토셔널 댐퍼를 구성함으로써 저강성 설계가 가능하다.
본 발명에 따르면, 제1댐퍼의 제1커버플레이트를 상기 제1댐퍼스프링보다 반경방향 외측에서 상기 로터 슬리브의 축방향 연장부에 연결하여, 회전중심으로부터 제1댐퍼스프링을 반경방향으로 최대한 멀리 배치할 수 있다. 이에 따라, 제1로터의 반경방향 내측에 배치되어 반경을 최대한 확보하지 못한 설계 조건에서도, 제1네크부의 원주방향 폭을 최대한 확보하여 드리븐플레이트의 두께를 더 얇게 할 수 있다. 이는 생산단가 절감, 무게 절감 등의 효과로 이어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 로터 슬리브가 제1댐퍼의 커버플레이트의 기능을 함께 함으로써, 하이브리드 구동 모듈을 축방향으로 더 컴팩트하게 설계할 수 있다.
본 발명에 따르면, 토셔널 댐퍼가 가져야 하는 프리앵글을 제1댐퍼와 제2댐퍼에 분배하여, 직경이 작은 제1댐퍼와 제2댐퍼의 제1네크부와 제2네크부의 원주방향 폭을 최대한 확보할 수 있다. 이에 따라 제1로터와 제2로터의 반경방향 내측에 배치되어 반경을 최대한 확보하지 못한 설계 조건에서도, 제1네크부와 제2네크부의 원주방향 폭을 최대한 확보하여 드리븐플레이트와 드리븐허브의 두께를 더 얇게 할 수 있다. 이는 생산단가 절감, 무게 절감 등의 효과로 이어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 직렬로 연결된 제1댐퍼와 제2댐퍼에 모두 각각 히스테리시스 토크가 적용되어 소음 저감 효과를 높일 수 있다. 또한 엔진으로부터 더 멀리 배치된 제2댐퍼에 작용하는 제2히스테리시스 토크가 엔진과 보다 가까운 제1댐퍼에 작용하는 제1히스테리시스 토크 이상이 되도록 설정되어, 직렬로 연결된 두 댐퍼 모두 엔진의 아이들링 출력의 진폭에 대응하여 히스테리시스 토크가 설계 의도대로 작용하도록 함으로써, 소음 저감 효과를 더욱 확실히 발휘할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 토셔널 댐퍼를 구성하는 하나 이상의 댐퍼에 각각 히스테리시스 토크를 부여하는 탄성체가 엔진클러치의 작동 여부와 관계없이 설계된 예압대로 대응하는 댐퍼에 각각 탄성력을 가할 수 있도록 하여, 의도된 히스테리시스 토크를 부여할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 제1실시예의 토셔널 댐퍼를 적용한 하이브리드 구동 모듈을 확대하여 나타낸 측면 단면도이다.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 토셔널 댐퍼의 제1댐퍼의 제1커버플레이트와 드리븐플레이트와 제1후방마찰와셔의 사시도 및 단면 사시도이다.
도 4는 제1실시예의 토셔널 댐퍼의 제1커버플레이트의 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제2실시예의 토셔널 댐퍼의 사시도이다.
도 6은 도 5의 토셔널 댐퍼의 단면 사시도이다.
도 7은 도 6의 토셔널 댐퍼 중 제1커버플레이트, 제1히스테리시스 장치, 드리븐플레이트, 배플 플레이트의 일부, 제2커버플레이트, 제2댐퍼스프링, 및 드리븐허브를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에서 배플 플레이트를 전부 표시한 도면이다.
도 9는 배플 플레이트의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 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 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.
실시예의 하이브리드 구동 모듈은 축을 기준으로 대칭을 이루므로, 작도의 편의 상, 축을 기준으로 반만 도시한다. 또한 설명의 편의 상, 하이브리드 구동 모듈의 회전의 중심을 이루는 축의 길이방향을 따르는 방향을 축방향이라 한다. 즉 전후 방향 또는 축방향은 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.
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.
둘레방향 측면이라 함은 그 면의 법선이 둘레방향을 향하는 면을 의미한다.
[제1실시예]
이하 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 제1실시예와, 이것이 적용한 하이브리드 구동 모듈에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 제1실시예로서 도 1에 도시된 하이브리드 구동 모듈은, 커버(10) 내부에 제1모터(M1)와 제2모터(M2)가 설치된다. 제1모터(M1)는 엔진을 시동하거나 엔진의 회전력을 전기에너지로 회생하는 기능을 할 수 있고, 제2모터(M2)는 해당 하이브리드 구동 모듈이 탑재된 차량의 이동을 위한 구동력을 제공할 수 있다.
상기 하이브리드 구동 모듈은, 커버(10)의 전방 중앙에 배치되고 축방향으로 연장되며, 엔진과 연결되는 로터 샤프트(21)를 포함한다.
상기 로터 샤프트(21)는 상기 커버(10)와 베어링으로 연결되어, 상기 커버(10)에 대해 회전 가능하게 지지된다.
상기 로터 샤프트(21)는 로터 슬리브(23)와 일체로 연결된다. 즉 상기 로터 슬리브(23)는, 상기 로터 샤프트(21)를 통해, 엔진의 회전력을 전달받을 수 있고, 상기 커버(10)에 대해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
상기 로터 슬리브(23)는, 상기 로터 샤프트(21)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 반경방향 연장부(231)와, 상기 반경방향 연장부(231)의 원심 단부에서 축방향으로 연장되는 축방향 연장부(233)를 포함할 수 있다.
상기 반경방향 연장부(231)는 상기 로터 샤프트(21)를 지지하기 위한 베어링이 설치되는 커버(10)의 형상과 실질적으로 대응하는 형태로 연장될 수 있다.
상기 축방향 연장부(233)의 외측 둘레에는 제1모터의 제1로터(M1)가 고정 설치된다.
상기 축방향 연장부(233)는 상기 반경방향 연장부(231)의 원심 단부로부터 후방으로 연장될 수 있다. 이에 따라 상기 반경방향 연장부(231)의 후방이면서 제1로터(M1)가 설치된 축방향 연장부(233)의 반경방향 내측에는 토셔널 댐퍼가 수용될 수 있는 공간이 마련된다.
제2모터(M2)는 상기 제1모터(M1)보다 후방에 배치될 수 있다. 상기 제2모터(M2)는 로터 허브(90)의 외측 둘레에 마련되고, 상기 제2모터(M2)의 제2로터(M2)는 상기 로터 허브(90)의 외주에 고정 설치된다.
상기 로터 허브(90)는 상기 하이브리드 구동 모듈의 출력단에 연결된다. 그리고 상기 하이브리드 구동 모듈의 출력단은 미도시된 변속기에 연결된다. 따라서 상기 로터 허브(90)의 회전력은 출력단을 통해 변속기에 전달된다. 즉 제2모터(M2)가 회전하면, 그 회전력은 변속기에 전달된다.
로터 슬리브(23)는 엔진클러치(80)를 통해 상기 로터 허브(90)에 연결된다. 따라서 엔진클러치(80)가 로터 슬리브(23)와 로터 허브(90)를 연결하지 않으면 제2모터(M2)의 회전력만이 출력단에 전달되고, 엔진클러치(80)가 이들을 연결하면 제2모터(M2)의 회전력에 더하여 엔진의 회전력까지 출력단에 전달된다.
상기 엔진클러치(80)는 상기 로터 허브(90)의 반경방향 내측에 설치된다. 제1실시예에서는 상기 제2로터(M2)의 전방 단부의 축방향 위치, 로터 허브(90)의 전방 단부의 축방향 위치 및 상기 엔진클러치(80)의 전방 단부의 축방향 위치가 일치하고 있음을 도시한다. 제1실시예에서는 후술할 제2실시예의 제2댐퍼(50)를 구비하지 않는 토셔널 댐퍼 구조를 예시하는 바, 로터 허브(90)의 후방의 공간을 확보하기 위해 엔진클러치(80)를 최대한 전방에 배치한 구조를 예시한다.
도시하지는 아니하였으나 상기 제2로터(M2) 및 로터 허브(90)는, 상기 엔진클러치(80)보다 더 전방으로 연장될 수 있다. 그러면, 상기 엔진클러치(80)의 전방이면서 제2로터(M2)가 설치된 로터 허브(90)의 반경방향 내측에는 토셔널 댐퍼가 수용될 수 있는 공간이 더 마련된다. 이는 후술할 제2실시예의 제2댐퍼(50)가 수용될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
상기 토셔널 댐퍼는 제1댐퍼(30)를 포함할 수 있다.
상기 토셔널 댐퍼는 구동 계통에서 상기 로터 슬리브(23)와 상기 엔진클러치(80) 사이에 위치한다.
상기 엔진클러치(80)는 엔진클러치(80)보다 후방에 배치된 피스톤플레이트(미도시)에 의해 가압되거나 가압 해제되어 록업 되거나 록업 해제될 수 있다. 즉 피스톤플레이트가 전방으로 이동하며 엔진클러치(80)의 마찰판들을 전방으로 가압하면 록업이 이루어지고, 피스톤플레이트가 후방으로 이동하여 이러한 가압이 해제되면 록업이 해제될 수 있다.
상기 피스톤플레이트가 상기 엔진클러치(80)를 가압함에 따라, 상기 엔진클러치(80)에 연결된 토셔널 댐퍼도 상기 엔진클러치(80)가 전방으로 가압되는 힘의 영향을 받을 수 있다. 이에 따라 상기 토셔널 댐퍼와 상기 엔진클러치(80)는 스플라인(359, 71) 연결될 수 있다. 그러면 토셔널 댐퍼의 회전 및/또는 엔진클러치(80)의 회전은 상호 구속되지만, 엔진클러치(80)의 축방향 이동이 토셔널 댐퍼에 전하여 지는 영향을 최소화할 수 있다.
상기 제1댐퍼(30)는 자동변속기와 연결되는 하이브리드 구동 모듈의 커버(10) 내부에 배치되므로, 상기 변속기 오일에 의해 냉각되는 습식 댐퍼를 구성할 수 있다.
상기 제1댐퍼(30)는 상기 제1로터(M1)의 반경방향 내측에 배치될 수 있다. 이에 따라 토셔널 댐퍼에 의해 하이브리드 구동 모듈이 축방향으로 차지하는 공간을 최소화하거나 거의 없게 할 수 있다.
상기 제1댐퍼(30)는, 구동 측에 마련된 제1커버플레이트(31), 피동 측에 마련된 드리븐플레이트(35), 그리고 상기 구동 측과 피동 측 사이에 개재된 제1댐퍼스프링(33)을 포함한다.
상기 제1댐퍼스프링(33)은 전방으로는 상기 로터 슬리브(23)에 의해 지지되고 후방으로는 상기 제1커버플레이트(31)에 의해 지지된다.
상기 제1댐퍼스프링(33)은, 전방으로는 상기 로터 슬리브(23)의 반경방향 연장부(231)에 의해 지지되고, 반경방향 외측으로는 상기 로터 슬리브(23)의 축방향 연장부(233)에 의해 지지된다.
상기 제1댐퍼스프링(33)과 상기 축방향 연장부(233) 사이에는 스프링 가이드(G)가 개재되어 상기 제1댐퍼스프링(33)이 상기 축방향 연장부(233)와 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다.
상기 제1댐퍼스프링(33)은 원주 방향으로 복수 개가 배치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 실시예에서는 4개의 제1댐퍼스프링들이 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 구조가 예시된다. 상기 제1댐퍼스프링들은 호 형상으로 배치된다.
각각의 상기 제1댐퍼스프링(33)은 동심을 이루는 제1댐퍼대경스프링(331)과 제1댐퍼소경스프링(333)을 포함할 수 있다.
이러한 제1댐퍼스프링(33)의 양단은 상기 로터 슬리브(23)에 의해 지지되고 또한 상기 제1커버플레이트(31)에 의해서도 지지된다.
상기 로터 슬리브(23)에는 후방으로 돌출된 리브 형상의 제1둘레방향 지지부(235)가 원주방향으로 따라 소정 위치에 복수 개 마련되며, 이들은 각각의 제1댐퍼스프링(33)들의 양단부를 둘레방향으로 지지한다. 실시예에 따르면 8개의 제1둘레방향 지지부(235)가 마련될 수 있다.
상기 제1둘레방향 지지부(235)는 로터 슬리브(23)의 반경방향 연장부(231)와 축방향 연장부(233)의 연결 부위에 마련되어 로터 슬리브(23)의 강성을 보강할 뿐만 아니라, 제1댐퍼스프링(33)을 둘레방향으로도 지지한다. 또한 상기 제1둘레방향 지지부(235)의 반경방향 내측 면은 후술할 제1히스테리시스 장치(40)의 제1전방마찰와셔(41)의 반경방향 위치를 규제해준다.
상기 제1커버플레이트(31)는 제1댐퍼스프링(33)보다 반경방향 외측에서 상기 로터 슬리브(23)에 연결된다. 구체적으로, 상기 제1커버플레이트(31)는 상기 제1댐퍼스프링(33)보다 반경방향으로 더 외향 연장되는 원심측 고정부(311)를 포함하고, 상기 원심측 고정부(311)가 상기 로터 슬리브(23)의 축방향 연장부(233)의 후방 단부에 연결되어 일체로 거동한다.
상기 제1커버플레이트(31)는, 제1커버바디부(317), 상기 제1커버바디부(317)의 반경방향 외측에 마련되어 상기 제1댐퍼스프링(33)을 수용하는 복수 개의 제1스프링 커버부(313), 상기 제1스프링 커버부(313)들 사이에 배치되어 상기 제1댐퍼스프링(33)을 둘레방향으로 지지하는 제2둘레방향 지지부(315), 상기 제1스프링 커버부(313)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 상기 원심측 고정부(311), 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 제1스토퍼(319), 및 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 오일 댐(318)을 구비한다.
상기 제1댐퍼스프링(33)은, 후방으로, 그리고 반경방향으로는 상기 제1커버플레이트(31)의 제1스프링 커버부(313)에 의해 지지된다. 도 4를 참조하면, 실시예에서는 4개의 제1스프링 커버부(313)가 마련됨이 예시된다.
상기 4개의 제1댐퍼스프링(33)의 양단부는, 상기 4개의 제1스프링 커버부(313) 사이에 마련된 4개의 제2둘레방향 지지부(315)에 의해 지지된다. 즉 하나의 제2둘레방향 지지부(315)는, 둘레방향으로 이웃하는 두 제1댐퍼스프링(33)의 서로 마주하는 단부를 지지한다.
실시예에 따르면, 제1댐퍼스프링(33)이 반경방향 외측으로 로터 슬리브(23)의 축방향 연장부(233)에 의해 지지되고, 제1커버플레이트(31)는 축방향 연장부(233)에 연결되므로, 회전 중심축으로부터 제1댐퍼스프링(33)까지의 반경을 최대한 확보할 수 있다.
상기 드리븐플레이트(35)는, 상기 제1스토퍼(319)를 수용하는 제1스토퍼수용부(355)가 마련된 드리븐바디부(353), 상기 드리븐바디부(353)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 제1네크부(351), 및 상기 드리븐바디부(353)의 구심측 단부에 마련된 제1댐퍼측 스플라인(359)을 포함한다.
상기 제1스토퍼수용부(355) 및 여기 수용된 상기 제1스토퍼(319)는, 상기 제1커버플레이트(31)가 상기 드리븐플레이트(35)에 대해 상대적으로 회전할 수 있는 범위를 규정한다. 상기 제1스토퍼수용부(355)는 호형 장공일 수 있다. 즉 상기 제1스토퍼수용부(355)의 장공의 길이에서 제1스토퍼(319)의 원주방향 폭을 뺀 여유분만큼, 상기 제1커버플레이트(31)는 상기 드리븐플레이트(35)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 그러면, 상기 제1댐퍼스프링(33)이 지나치게 압축되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1스토퍼(319)는 복수 개일 수 있고, 상기 제1스토퍼수용부(355)도 이에 대응하는 개수만큼 제공될 수 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예에서는 4개의 제1스토퍼와 제1스토퍼수용부가 마련됨이 예시된다. 물론 이들이 원주방향을 따라 등간격 배치됨도 자명하다.
상기 제1스토퍼수용부(355)는 상기 드리븐바디부(353)가 축방향으로 기울어진 형태로 반경방향으로 연장되는 경사 구간에 마련된다. 상기 경사 구간은 상기 드리븐바디부(353)가 반경방향 외측으로 연장됨에 따라 전방으로 기울어진 형태일 수 있다. 이에 따라, 단순히 제1커버플레이트(31)와 드리븐플레이트(35)를 축방향으로 적층하는 것만으로, 상기 제1스토퍼(319)가 상기 제1스토퍼수용부(355)에 수용될 수 있다.
상기 로터 슬리브(23)에는 상기 경사 구간보다 반경방향 내측에 마련되는 공간으로 변속기 오일을 공급하는 유로가 마련될 수 있다. 이에 따라 상기 드리븐바디부(353)의 경사구간의 반경방향 내측 공간에는 오일이 공급되고, 이는 회전하는 토셔널 댐펴에 의해 원심력을 받아 반경방향 외측으로 유동할 수 있다.
상기 드리븐바디부(353)에 마련된 제1스토퍼수용부(355)는 경사 구간에 형성되어 있기 때문에, 축방향을 향해 개방되어 있을 뿐만 아니라, 반경방향으로도 개방된 형태이다. 그리고 제1스토퍼수용부(355)는 상기 제1스토퍼(319)를 수용한 상태에서도 상대적인 회전을 허용하는 구간만큼 원주 방향으로 개방된 상태가 된다.
경사구간의 반경방향 내측 공간에서 반경방향 외측으로 유동하는 오일의 대부분은 상기 제1스토퍼수용부(355)를 통해 빠져나가게 된다. 그러면 상기 오일은, 마찰이 많이 발생하는 제1댐퍼스프링(33) 부위와 제1히스테리시스 장치(40) 부근을 적시지 않고 그냥 제1댐퍼(30)의 반경방향 외측으로 유동해버릴 수 있다.
이에 본 발명에서는, 오일이 이처럼 제1스토퍼수용부(355)를 통해 바로 반경방향 외측으로 빠져나가 버리는 현상을 방지하기 위해, 상기 제1스토퍼수용부(355)를 가로막는 차폐부재를 제공한다. 제1실시예에 따르면, 상기 차폐부재는 상기 제1커버바디부(317)의 반경방향 내측에 형성된 오일 댐(318)일 수 있다.
상기 오일 댐(318)은 상기 드리븐바디부(353)의 경사 구간이 축방향으로 기울어진 형태와 대응하는 형태로 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장된다. 즉, 상기 오일 댐(318)은, 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장됨에 따라 후방으로 기울어진 형태일 수 있다.
그리고 상기 오일 댐(318)은, 상기 드리븐플레이트(35)와 간섭되지 않도록 제1스토퍼수용부(355)에 수용되지 아니한다. 상기 오일 댐(318)은, 상기 제1스토퍼수용부(355)의 반경방향 외측에서 상기 제1스토퍼수용부(355)를 덮는 형상을 가진다.
도 4를 참조하면, 상기 오일 댐(318)은 원주방향을 따라 상기 제1스토퍼(319)와 교대로 배치된다. 따라서 오일 댐(318)의 개수는 제1스토퍼(319)의 개수와 대응한다. 실시예에서는 4개의 오일 댐(318)이 마련된 구조를 예시한다.
상기 오일 댐(318)은, 원주방향으로 상기 제1스토퍼(319)가 형성된 구간을 제외한 나머지 구간을 모두 커버하도록 형성될 수 있다. 이러한 오일 댐(318)은, 상기 제1스토퍼(319)가 마련될 구간과 상기 오일 댐(318)이 마련될 구간의 경계 부위에서 상기 드리븐플레이트(35)의 내측 단부를 절개하고, 상기 오일 댐(318)에 해당하는 부위를 프레스 등으로 성형 가공하여 제공할 수 있다. 이러한 성형 가공은, 제1스토퍼(319)를 가공하는 과정에서 함께 이루어질 수 있으므로, 제작 공수의 증가 없이 차폐부재를 형성하는 결과를 가지는 것이다.
그러면 오일은, 상기 제1스토퍼(319)에 의해 개방된 약간의 공간을 통해 반경방향 외측으로 빠져나가는 것 외에는, 대부분 상기 오일 댐(318)에 의해 안내되며 상기 로터 슬리브(23)의 반경방향 연장부(231)와 상기 제1커버플레이트(31)의 제1커버바디부(317) 사이의 공간을 통해 이동하여 제1히스테리시스 장치(40)와 제1댐퍼스프링(33)을 적시며 유동하게 된다.
후술할 제2실시예에서는 제2댐퍼를 상기 제1댐퍼에 직렬로 더 연결하는 형태를 예시하고 있다. 이러한 구조에 따르면, 제1댐퍼 뿐만 아니라 제2댐퍼에도 오일이 공급될 필요가 있다. 앞서 설명한 제1실시예의 제1스토퍼(319) 및 오일 댐(318) 구조에 따르면, 상기 드리븐바디부(353)의 경사구간의 반경방향 내측 공간에 공급된 오일은 상기 제1스토퍼(319)에 의해 개방된 약간의 공간을 통해 반경방향 외측으로 빠져나가며 상기 제2댐퍼에 공급될 수 있다. 따라서 제2실시예에서와 같이 제1댐퍼의 후방에 제2댐퍼를 직렬로 연결할 경우, 상기 제1스토퍼(319)의 폭과 오일 댐(318)의 폭, 및/또는 제1스토퍼(319)와 오일 댐(318) 사이의 간격 등을 조정함으로써, 제1댐퍼와 제2댐퍼에 공급되는 오일의 양을 설계하는 것이 가능하다.
상기 제1네크부(351)는, 축방향으로 상기 로터 슬리브(23)의 제1둘레방향 지지부(235)와 상기 제1커버플레이트(31)의 제2둘레방향 지지부(315) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1네크부(351)의 원주방향 폭은 상기 제2둘레방향 지지부(315)의 원주방향 폭보다 약간 작을 수 있다. 그러면 제1댐퍼스프링(33)의 압축 없이 상기 제1커버플레이트(31)에 대해 상기 드리븐플레이트(35)가 상대적으로 회전할 수 있는 프리앵글 구간이 마련될 수 있다.
상기 제1댐퍼측 스플라인(359)은 엔진클러치(80)에 연결된 이너 스플라인허브(70)의 외주면에 마련된 엔진클러치측 스플라인(71)과 상호 회전 구속되도록 맞물린다. 이에 따라 상기 제1댐퍼(30)와 상기 엔진클러치(80)는 회전방향으로 회전 구속되고 축방향으로는 상대적인 슬라이딩을 허용한다.
엔진의 회전력이 로터 샤프트(21)와 로터 슬리브(23)를 통해 제1커버플레이트(31)에 전달되면, 제1커버플레이트(31)에 의해 지지되는 제1댐퍼스프링(33)이 상기 제1네크부(351)를 회전 방향으로 가압하여 드리븐플레이트(35)에 회전력을 전달한다. 이때 제1댐퍼스프링(33)이 엔진의 불균일한 회전력을 흡수하며 어느 정도 균일화한 뒤 이를 드리븐플레이트(35)에 전달하게 된다. 그러면 엔진의 출력은 평탄화되어 엔진클러치(80)를 통해 로터 허브(90)에 전달된다.
실시예에 따르면, 상기 제1댐퍼(30)에는 프리앵글이 부여된다. 따라서 엔진의 회전력이 토셔널 댐퍼에 전해질 때, 프리앵글이 소진되며 엔진의 회전력이 로터 허브(90)에 전달될 수 있다.
도 1을 참조하면, 실시예의 토셔널 댐퍼의 제1댐퍼(30)에는 상기 제1댐퍼(30)에 제1 히스테리시스 토크를 부여하는 제1히스테리시스 장치가 마련된다. 이처럼 댐퍼에 히스테리시스 토크를 부여하면, 소음 저감 효과를 더욱 높일 수 있으며, 특히 엔진의 아이들 시 소음 저감 효과를 더욱 높일 수 있다.
상기 제1히스테리시스 장치(40)는, 축방향으로 상기 로터 슬리브(23)의 반경방향 연장부(231)와 상기 드리븐플레이트(35)의 드리븐바디부(353) 사이에 배치되는 제1전방마찰와셔(41), 축방향으로 상기 드리븐바디부(353)와 상기 제1커버플레이트(31)의 제1커버바디부(317) 사이에 배치되는 제1후방마찰와셔(43), 및 축방향으로 상기 드리븐바디부(353)와 상기 제1후방마찰와셔(43) 사이에 배치되는 제1탄성와셔(45)를 포함한다.
상기 제1후방마찰와셔(43)는 상기 드리븐바디부(353)를 관통하여 전방으로 연장되는 후크부를 구비하고, 상기 후크 부위는 상기 드리븐바디부(353)의 전면과 간섭될 수 있다. 상기 제1후방마찰와셔(43)는 상기 드리븐바디부(353)에 의해 반경방향 위치가 규제된다.
상기 제1탄성와셔(45)의 반경방향 위치는, 상기 제1탄성와셔(45)의 외주면이 상기 제1후방마찰와셔(43)의 후크부의 내주면과 맞닿아 규제된다.
제1탄성와셔(45)는 예압을 가하는 상태로 상기 드리븐플레이트(35)와 상기 제1후방마찰와셔(43) 사이에 배치된다. 그리고 상기 제1 히스테리시스 토크(T1)는 상기 제1탄성와셔(45)의 예압에 의해 직관적으로 결정된다.
여기서, 상기 제1탄성와셔(45)는 상기 드리븐플레이트(35)의 후방에 배치된다. 그러면 상기 제1탄성와셔(45)는 상기 드리븐플레이트를 전방으로 가압하게 되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1탄성와셔(45)에 의해 상기 드리븐플레이트(35)는 허용되는 범위 내에서 제1커버플레이트(31)에 대해 가장 전방에 배치된다.
비록 스플라인 연결되어 있다 하더라도, 상기 엔진클러치(80)가 피스톤플레이트에 의해 전방으로 가압되면, 상기 엔진클러치(80)와 연결된 드리븐플레이트(35)가 전방으로 축력을 받을 수 있다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이 이미 제1댐퍼(30)는 마찰와셔들(41, 43)에 의해 허용 범위 내에서 제1탄성와셔(45)에 의해 가장 전방으로 이동 배치되어 있는 상태이기 때문에, 제1탄성와셔(45)에 상기 축력이 전혀 전달되지 않는다. 이에 따라 실시예의 하이브리드 구동 모듈에 설치된 토셔널 댐퍼는 설계된 예압을 지속적으로 드리븐플레이트(35)에 가하게 된다.
이는 설계된 히스테리시스 토크가 달라지는 운전 조건에서도 변하지 않는다는 것을 의미한다. 즉 실시예에 따르면, 제1댐퍼(30)에 히스테리시스 토크를 부여하는 제1탄성와셔(45)가 엔진클러치(80)의 작동 여부와 관계없이 설계된 예압대로 제1댐퍼(30)에 각각 탄성력을 가하여, 의도된 히스테리시스 토크를 부여할 수 있다.
앞서 설명한 제1실시예는 토셔널 댐퍼가 제1댐퍼(30)를 구비하는 싱글 댐퍼 형태인 것을 예시하였다. 그러나 제1실시예의 토셔널 댐퍼가, 후술할 제2실시예와 같이 제2댐퍼(50)를 더 연결한 직렬형 댐퍼 형태일 수도 있음은 물론이다.
[제2실시예]
이하 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 제2실시예를 설명한다. 제2실시예에서는 제1실시예와 차폐부재를 달리 구성하고, 제2댐퍼를 제1댐퍼에 직렬로 더 연결한 점에서 차이가 있는 바, 이러한 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
상기 토셔널 댐퍼는 구동 계통에 있어서 제1댐퍼(30)의 후방에 직렬로 연결되는 제2댐퍼(50)를 더 포함할 수 있다. 이처럼 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)를 직렬로 연결하여 토셔널 댐퍼를 구성하면 저강성 설계가 가능하다.
상기 제1댐퍼(30)와 마찬가지로, 제2댐퍼(50)도 자동변속기와 연결되는 하이브리드 구동 모듈의 커버(10) 내부에 배치되므로, 상기 변속기 오일에 의해 냉각되는 습식 댐퍼를 구성할 수 있다.
상기 제1댐퍼(30)는 상기 제1로터(M1)의 반경방향 내측에 배치되고, 상기 제2댐퍼(50)는 상기 제1로터(M1)보다 축방향 후방에서 상기 제2로터(M2)의 반경방향 내측에 배치될 수 있다. 이에 따라 토셔널 댐퍼에 의해 하이브리드 구동 모듈이 축방향으로 차지하는 공간을 최소화하거나 거의 없게 할 수 있다.
상기 제1커버플레이트(31)는, 제1커버바디부(317), 상기 제1커버바디부(317)의 반경방향 외측에 마련되어 상기 제1댐퍼스프링(33)을 수용하는 복수 개의 제1스프링 커버부(313), 상기 제1스프링 커버부(313)들 사이에 배치되어 상기 제1댐퍼스프링(33)을 둘레방향으로 지지하는 제2둘레방향 지지부(315), 상기 제1스프링 커버부(313)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 상기 원심측 고정부(311), 및 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 제1스토퍼(319)를 구비한다.
제2실시예에 따르면, 제2댐퍼(50)를 제1댐퍼(30)에 보다 가깝게 배치하기 위해, 제1실시예의 제1커버플레이트(31)에 마련된 오일 댐(318)을 생략함으로써, 제2댐퍼(50)를 제1댐퍼(30)에 보다 가깝게 배치하는 것이 가능하도록 하였다. 이에 따라 제2실시예에서는, 토셔널 댐퍼의 축방향 치수를 증가시키지 않도록 하기 위해, 오일의 흐름을 차단하는 차폐부재로서 기능하는 배플 플레이트(37)를 상기 제1댐퍼(30)의 드리븐플레이트(35)의 드리븐바디부(353)의 경사 구간의 반경방향 내측 면 쪽에 부착한다.
상기 드리븐플레이트(35)는, 상기 제1스토퍼(319)를 수용하는 제1스토퍼수용부(355)가 마련된 드리븐바디부(353), 상기 드리븐바디부(353)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 제1네크부(351), 및 상기 드리븐바디부(353)의 구심측 단부에 마련된 제1결착부(357)를 포함한다.
제2실시예에 따르면, 제1댐퍼(30)의 후방에 제2댐퍼(50)가 직렬로 연결되므로, 상기 드리븐플레이트(35)의 구심측 단부에 제1댐퍼측 스플라인(359)을 마련하는 대신, 제1결착부(357)를 마련한다.
상기 제1결착부(357)는 후술할 제2댐퍼(50)의 제2커버플레이트(51)의 제2프론트커버플레이트(53)의 제2결착부(537)와 연결되어, 제1댐퍼(30)의 피동 측 회전력을 제2댐퍼(50)의 구동 측에 전달한다.
제2실시예에 따르면, 차폐부재로서 기능하는 도 9에 도시된 배플 플레이트(37)를 상기 드리븐바디부(353)에 부착한다. 상기 배플 플레이트(37)는 상기 드리븐플레이트(35)에서 상기 배플 플레이트(37)가 부착되는 영역의 형상과 대응하는 형상일 수 있으며, 상기 배플 플레이트(37) 자체는 회전력을 전달하는 강성을 구비할 필요가 없으므로, 오일의 흐름을 안내할 수 있을 정도의 강성을 가지면 족하다.
상기 배플 플레이트(37)는 상기 드리븐바디부(353)의 경사 구간의 반경방향 내측 표면, 즉 상기 드리븐플레이트(35)의 전면에 밀착 고정될 수 있다. 상기 드리븐플레이트(35)는 상기 제1스토퍼수용부(355) 내에서 상기 제1스토퍼(319)가 이동하는 궤적의 영역을 침범하지 않으며 상기 제1스토퍼수용부(355)를 덮는다.
상기 배플 플레이트(37)는, 상기 드리븐바디부(353)에 마련된 제1스토퍼수용부(355)를 덮으며 상기 드리븐바디부(353)의 전면과 접하는 배플바디부(371)와, 상기 배플바디부(371)를 상기 드리븐플레이트(35)에 고정하는 제3결착부(373)를 포함한다.
상기 배플바디부(371)는 상기 드리븐바디부(353)의 경사 구간과 대응하는 부분을 커버할 수 있다.
상기 제3결착부(373)는, 상기 배플바디부(371)의 반경방향 내측에 배치되고, 상기 드리븐플레이트(35)의 제1결착부(357)와 대응하는 형상을 구비할 수 있다.
상기 제3결착부(373)는 상기 제1결착부(357) 및 상기 제2결착부(537)와 대응하는 형상을 구비할 수 있다. 가령, 상기 제1결착부(357), 상기 제2결착부(537) 및 상기 제3결착부(373)는 상호 대응하는 위치에 마련된 관통홀들을 구비할 수 있고, 리벳과 같은 공통의 체결수단을 통해 상기 제1결착부(357), 제2결착부(537) 및 제3결착부(373)를 일거에 체결할 수 있다. 그러면, 배플 플레이트를 드리븐플레이트(35)에 별도로 고정하는 공정을 추가하지 않고, 어차피 진행되어야 하는 드리븐플레이트(35)와 제2커버플레이트(51)의 결합 공정에서 상기 배플 플레이트(37)를 함께 결합할 수 있다.
상기 배플 플레이트(37)는 엔진의 회전력을 로터 허브(90)에 전달해야 하는 강성을 가질 필요 없이, 습식 댐퍼를 냉각하고 윤활하기 위한 변속기 오일이 상기 제1스토퍼수용부(355)를 통해 흘러 나가지 않고 상기 드리븐바디부(353)의 경사구간을 따라 이동하여 상기 제1히스테리시스 장치(40)와 상기 제1댐퍼스프링(33)으로 흐르도록 안내하고 유도하면 족하므로, 드리븐플레이트(35)보다 훨씬 얇은 소재로 제작함으로써, 경량화를 도모할 수 있다.
한편 앞서 제1실시예와 관련하여 설명한바 있듯이, 제2실시예와 같이 제1댐퍼(30)에 직렬로 연결된 제2댐퍼(50)에도 오일을 공급할 필요가 있다. 그리고 설계 단계에서 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)에 공급되는 오일의 양을 적절히 분배할 수 있는 것이 바람직하다.
제2실시예에서는, 상기 배플 플레이트(37)로 제1스토퍼수용부(355)를 차폐하기 때문에, 상기 드리븐바디부(353)의 경사구간의 반경방향 내측 공간에 공급된 오일이 제1스토퍼수용부(355)를 통해 빠져나가지 않고 제1히스테리시스 장치(40)와 제1댐퍼스프링(33) 쪽으로 공급된다.
이에 제2실시예에서는, 상기 드리븐바디부(353)의 경사구간의 반경방향 내측 공간에 공급된 오일의 일부가 제2히스테리시스 장치와 제2댐퍼스프링(57)에도 공급될 수 있도록, 제1댐퍼 쪽으로 공급된 오일의 일부가 제2댐퍼 쪽으로 이동할 수 있도록 하는 유체통로(358, 375, 538)를 제공한다.
유체의 유동 경로를 정확히 설계하고 제어하기 위해, 상기 유체통로는 상기 드리븐플레이트(35)와 상기 제2커버플레이트(51)와 상기 배플 플레이트(37)가 맞닿게 되는 부분에 마련될 수 있다. 이러한 상기 유체통로는, 상기 드리븐플레이트(35)에 마련된 제1유체통로(358), 상기 제2커버플레이트(51)에 마련된 제2유체통로(538) 및 상기 배플 플레이트(37)에 마련된 제3유체통로(375)를 포함할 수 있다.
상기 제1유체통로(358)는 상기 드리븐플레이트(35)의 제1결착부(357)에 형성되고, 상기 제2유체통로(538)는 상기 제2프론트커버플레이트(53)의 제2결착부(537)에 형성되고, 상기 제3유체통로(375)는 상기 배플 플레이트(37)의 제3결착부(373)에 형성될 수 있다. 그리고 상기 제3유체통로(375), 상기 제1유체통로(358) 및 상기 제2유체통로(538)은, 실질적으로 축방향으로 연장된 하나의 유체통로를 구성할 수 있다.
따라서 상기 유체통로의 크기와 개수를 조정하면, 제1댐퍼와 제2댐퍼에 공급되는 오일의 양을 설계하는 것이 가능하다.
상기 제2댐퍼(50)는, 구동 측에 마련된 제2커버플레이트(51), 피동 측에 마련된 드리븐허브(59), 그리고 상기 구동 측과 피동 측 사이에 개재된 제2댐퍼스프링(57)을 포함한다.
상기 제2커버플레이트(51)는 제2댐퍼스프링(57)을 사이에 두고 전방에 마련된 제2프론트커버플레이트(53)와 후방에 마련된 제2리어커버플레이트(55)를 포함한다. 상기 제2프론트커버플레이트(53)와 제2리어커버플레이트(55)는 반경방향 외측 단부에서 상호 체결되어 일체로 거동한다.
상기 제2댐퍼스프링(57)은 전방으로는 상기 제2프론트커버플레이트(53)에 의해 지지되고 후방으로는 상기 제2리어커버플레이트(55)에 의해 지지된다. 또한 상기 제2프론트커버플레이트(53)와 제2리어커버플레이트(55)는 상기 제2댐퍼스프링(57)을 반경방향으로 지지한다.
상기 제2댐퍼스프링(57)은 원주 방향으로 복수 개가 배치될 수 있다. 실시예에서는 4개의 제2댐퍼스프링(57)들이 원주방향을 따라 등간격으로 배치된 구조가 예시된다.
각각의 상기 제2댐퍼스프링(57)은 동심을 이루는 제2댐퍼대경스프링(571)과 제2댐퍼소경스프링(573)을 포함할 수 있다.
상기 제2댐퍼스프링(57)은 호 형상으로 배치된다.
상기 제2프론트커버플레이트(53)는, 제2커버바디부(535), 상기 제2커버바디부(535)의 반경방향 내측 단부에 마련되고 상기 제1결착부(357)와 결착되는 제2결착부(537), 상기 제2댐퍼스프링(57)을 전방으로 지지하고 반경방향으로 지지하도록 상기 제2댐퍼스프링(57)의 전반부를 수용하는 제2스프링 커버부(531), 및 상기 제2댐퍼스프링(57)을 둘레방향으로 지지하는 제3둘레방향 지지부(533)를 포함한다.
상기 제2리어커버플레이트(55)는, 제3커버바디부(555), 상기 제2댐퍼스프링(57)을 후방으로 지지하고 상기 제2스프링 커버부(531)와 함께 상기 제2댐퍼스프링(57)을 반경방향으로 지지하도록 상기 제2댐퍼스프링(57)의 후반부를 수용하는 제3스프링 커버부(551), 상기 제3둘레방향 지지부(533)와 함께 상기 제2댐퍼스프링(57)을 둘레방향으로 지지하는 제4둘레방향 지지부(553)를 포함한다.
실시예에서는 각각 4개의 제2스프링 커버부(531)와 제3스프링 커버부(551)가 마련됨이 예시된다.
또한 실시예에서는 각각 4개의 제3둘레방향 지지부(533)와 제4둘레방향 지지부(553)가 마련됨이 예시된다.
상기 4개의 제2스프링 커버부(531) 사이에 마련된 4개의 제3둘레방향 지지부(533)와 상기 4개의 제3스프링 커버부(551) 사이에 마련된 4개의 제4둘레방향 지지부(553)는 상기 4개의 제2댐퍼스프링(57)의 양단부를 지지한다. 즉 축방향으로 서로 마주하는 하나의 제3둘레방향 지지부(533)와 하나의 제4둘레방향 지지부(553)는, 둘레방향으로 이웃하는 두 제2댐퍼스프링(57)의 서로 마주하는 단부를 함께 지지한다.
상기 드리븐허브(59)는, 허브바디부(593), 상기 허브바디부(593)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 제2네크부(591), 및 상기 드리븐바디부(353)의 구심측 단부에 마련된 제2댐퍼측 스플라인(595)을 포함한다.
상기 제2네크부(591)는, 축방향으로 상기 제2프론트커버플레이트(53)의 제3둘레방향 지지부(533)와 상기 제2리어커버플레이트(55)의 제4둘레방향 지지부(553) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제3둘레방향 지지부(533)와 상기 제4둘레방향 지지부(553)의 원주방향 폭은 서로 대응할 수 있다. 그리고 상기 제2네크부(591)의 원주방향 폭은 상기 제3 및 제4둘레방향 지지부(533, 553)의 원주방향 폭보다 약간 작을 수 있다. 이에 따라 상기 제2댐퍼(50)는 프리앵글을 가질 수 있다.
그러면 상기 제1댐퍼(30)의 프리앵글과 상기 제2댐퍼(50)의 프리앵글의 합이 상기 토셔널 댐퍼의 프리앵글을 이룰 수 있다.
상기 댐퍼측 스플라인(595)은 상기 드리븐허브바디부(3593)의 내주면에 마련된다. 그리고 이는 앞서 설명한 엔진클러치(80)에 연결된 이너 스플라인허브(70)의 외주면에 마련된 엔진클러치측 스플라인(71)과 상호 회전 구속되도록 맞물린다. 이에 따라 상기 제2댐퍼(50)와 상기 엔진클러치(80)는 회전방향으로 회전 구속되고 축방향으로는 상대적인 슬라이딩을 허용한다.
엔진의 회전력이 로터 샤프트(21)와 로터 슬리브(23)를 통해 제1커버플레이트(31)에 전달되면, 제1커버플레이트(31)에 의해 지지되는 제1댐퍼스프링(33)이 상기 제1네크부(351)를 회전 방향으로 가압하여 드리븐플레이트(35)에 회전력을 전달한다. 이때 제1댐퍼스프링(33)이 엔진의 불균일한 회전력을 흡수하며 어느 정도 균일화한 뒤 이를 드리븐플레이트(35)에 전달하게 된다.
그리고 드리븐플레이트(35)에 전달된 회전력은 상기 제2커버플레이트(51)에 전달되고, 제2커버플레이트(51)에 의해 지지되는 제2댐퍼스프링(57)이 상기 제2네크부(591)를 회전 방향으로 가압하여 드리븐허브(59)에 회전력을 전달한다. 이때 제2댐퍼스프링(57)이 불균일한 출력을 마저 흡수하며 균일화한 뒤 이를 드리븐허브(59)에 전달한다.
그러면, 엔진의 출력은 평탄화되어 엔진클러치(80)를 통해 로터 허브(90)에 전달된다.
여기서, 상기 제2댐퍼(50)의 댐핑력이 상기 제1댐퍼(30)의 댐핑력보다 더 크도록 설계할 수 있다. 이에 따라, 출력의 작은 불균일은 제1댐퍼가 주로 커버하고, 제1댐퍼의 댐핑력을 넘어서는 불균일한 출력은 제2댐퍼가 커버하게 된다.
제2실시예에 따르면, 상기 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)에는 각각 모두 프리앵글이 부여된다. 그러면 엔진의 회전력이 토셔널 댐퍼에 전해질 때, 제1댐퍼(30)의 프리앵글이 먼저 소진되고 이어서 제2댐퍼(50)의 프리앵글이 소진되며 엔진의 회전력이 로터 허브(90)에 전달될 수 있다.
이처럼 토셔널 댐퍼가 가져야 하는 프리앵글을 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)에 고루 분배하면, 제1네크부(351)와 제2네크부(591)의 원주방향 폭을 최대한 확보할 수 있다.
비록 도시하지는 아니하였으나, 제1댐퍼(30)에 제1히스테리시스 장치(40)가 설치된 것과 마찬가지로, 제2댐퍼(50)에도 제2히스테리시스 토크를 부여하는 제2히스테리시스 장치가 설치될 수 있다. 제2히스테리시스 장치 역시 제1히스테리시스 장치와 유사하게, 축방향으로 상기 제2프론트커버플레이트(53)의 제2커버바디부(535)와 상기 드리븐허브(59)의 허브바디부(593) 사이에 배치되는 제2전방마찰와셔, 축방향으로 상기 허브바디부(593)와 상기 제2리어커버플레이트(55)의 제3커버바디부(555) 사이에 배치되는 제2후방마찰와셔, 및 축방향으로 상기 허브바디부(593)와 상기 제2후방마찰와셔(63) 사이에 배치되는 제2탄성와셔로 구성할 수 있을 것이다. 그러면 제2탄성와셔는 예압을 가하는 상태로 상기 드리븐허브(59)와 상기 제2후방마찰와셔(63) 사이에 배치되므로, 상기 제2 히스테리시스 토크는 상기 제2탄성와셔의 예압에 의해 직관적으로 결정될 수 있을 것이다.
이처럼 직렬로 연결된 두 댐퍼에 모두 히스테리시스 토크를 부여하면, 소음 저감 효과를 더욱 높일 수 있으며, 특히 엔진의 아이들 시 소음 저감 효과를 더욱 높일 수 있다.
이 때 상기 제2 히스테리시스 토크를 상기 제1 히스테리시스 토크 이상으로 하면, 엔진의 아이들링 상태에서 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)가 모두 히스테리시스 토크에 의해 공진이 억제되어 소음을 억제할 수 있다.
여기서, 상기 제1탄성와셔(45)와 상기 제2탄성와셔는 각각 모두 상기 드리븐플레이트(35)와 드리븐허브(59)의 후방에 배치된다. 이에 따라 상기 제1탄성와셔(45)와 제2탄성와셔는 상기 드리븐플레이트와 드리븐허브를 모두 전방으로 가압하므로, 두 탄성와셔의 탄성력이 서로 영향을 미치지 않으며 각 댐퍼에 온전히 작용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1탄성와셔(45)에 의해 상기 드리븐플레이트(35)는 허용되는 범위 내에서 제1커버플레이트(31)에 대해 가장 전방에 배치된다. 이에 따라 상기 드리븐플레이트(35)와 결착된 제2커버플레이트(51) 역시 제1커버플레이트(31)에 가장 가깝게 배치된다. 그리고 제2탄성와셔에 의해 상기 드리븐허브(59)는 허용되는 범위 내에서 제2커버플레이트(51)에 대해 가장 전방에 배치된다. 즉 상기 제1탄성와셔(45)와 제2탄성와셔는 상기 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)의 각 구성을 허용되는 범위 내에서 가장 전방으로 배치시킨다.
한편, 비록 스플라인 연결되어 있다 하더라도, 상기 엔진클러치(80)가 피스톤플레이트에 의해 전방으로 가압되어, 상기 엔진클러치(80)와 연결된 드리븐허브(59)가 전방으로 축력을 받을 수 있다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이 이미 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)는 마찰와셔들에 의해 허용 범위 내에서 탄성와셔들에 의해 가장 전방으로 이동 배치되어 있는 상태이기 때문에, 탄성와셔들에 상기 축력이 전혀 전달되지 않는다. 이에 따라 제2실시예의 하이브리드 구동 모듈에 설치된 토셔널 댐퍼는 설계된 예압을 지속적으로 드리븐플레이트(35)와 드리븐허브(59)에 가하게 된다.
이는 설계된 히스테리시스 토크가 달라지는 운전 조건에서도 변하지 않는다는 것을 의미한다. 즉 실시예에 따르면, 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)에 각각 히스테리시스 토크를 부여하는 탄성와셔들이 엔진클러치(80)의 작동 여부와 관계없이 설계된 예압대로 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)에 각각 탄성력을 가하여, 의도된 히스테리시스 토크를 부여할 수 있다.
실시예와 같이 직렬로 연결된 제1댐퍼(30)와 제2댐퍼(50)에 모두 각각 히스테리시스 토크가 작용하도록 하면, 엔진의 소음 저감 효과를 높일 수 있다. 또한 구동계통에서 엔진으로부터 더 멀리 배치된 제2댐퍼(50)에 작용하는 제2 히스테리시스 토크가, 구동계통에서 엔진과 보다 가까운 제1댐퍼(30)에 작용하는 제1 히스테리시스 토크와 같거나 그보다 더 크게 설정하면, 직렬로 연결된 두 댐퍼 모두 엔진의 아이들링 출력의 진폭에 대응하여 히스테리시스 토크가 설계 의도대로 작용하도록 함으로써, 소음 저감 효과를 더욱 확실히 발휘할 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: 커버
M1: 제1로터(제1모터, 보조모터)
21: 로터 샤프트
23: 로터 슬리브
231: 반경방향 연장부
233: 축방향 연장부
235: 제1둘레방향 지지부
G: 스프링 가이드
30: 제1댐퍼(제1토셔널댐퍼)
31: 제1커버플레이트
311: 원심측 고정부
313: 제1스프링 커버부
315: 제2둘레방향 지지부
317: 제1커버바디부
318: 오일 댐(차폐부재)
319: 제1스토퍼
33: 제1댐퍼스프링
331: 제1댐퍼대경스프링
333: 제1댐퍼소경스프링
35: 드리븐플레이트
351: 제1네크부
353: 드리븐바디부
355: 제1스토퍼수용부
357: 제1결착부
358: 제1유체통로
359: 제1댐퍼측 스플라인
37: 배플 플레이트
371: 배플바디부
373: 제3결착부(차폐부재)
375: 제3유체통로
40: 제1히스테리시스 장치
41: 제1전방마찰와셔
43: 제1후방마찰와셔
45: 제1탄성와셔
50: 제2댐퍼(제2토셔널댐퍼)
51: 제2커버플레이트
53: 제2프론트커버플레이트
531: 제2스프링 커버부
533: 제3둘레방향 지지부
535: 제2커버바디부
537: 제2결착부
538: 제2유체통로
55: 제2리어커버플레이트
551: 제3스프링 커버부
553: 제4둘레방향 지지부
555: 제3커버바디부
57: 제2댐퍼스프링
571: 제2댐퍼대경스프링
573: 제2댐퍼소경스프링
59: 드리븐허브
591: 제2네크부
593: 허브바디부
595: 제2댐퍼측 스플라인
70: 이너 스플라인허브
71: 엔진클러치측 스플라인
80: 엔진클러치
M2: 제2로터(제2모터, 구동모터)
90: 로터 허브

Claims (20)

  1. 엔진의 회전력을 전달받는 로터 슬리브(23) 및 상기 로터 슬리브(23)보다 후방에 배치된 로터 허브(90) 사이에 배치되어 상기 엔진의 회전력을 상기 로터 허브(90)에 전달하는 토셔널 댐퍼에 있어서, 상기 토셔널 댐퍼는 제1댐퍼(30)를 포함하고, 상기 제1댐퍼(30)는:
    엔진 회전력의 진동을 흡수하는 제1댐퍼스프링(33);
    상기 제1댐퍼스프링(33)과 상기 로터 슬리브(23) 사이에서 상기 로터 슬리브(23) 측에 연결되는 제1커버플레이트(31); 및
    상기 제1댐퍼스프링(33)과 상기 로터 허브(90) 사이에서 상기 로터 허브(90) 측에 연결되는 드리븐플레이트(35);를 포함하고,
    상기 드리븐플레이트(35)는, 축방향으로 기울어진 형태로 반경방향으로 외향 연장되는 경사 구간을 구비하는 드리븐바디부(353)와, 상기 경사 구간에서 상기 드리븐바디부(353)를 관통하는 제1스토퍼수용부(355)를 포함하고,
    상기 제1커버플레이트(31)는, 상기 경사 구간보다 반경방향 외측에 배치되는 제1커버바디부(317) 및 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장되어 상기 제1스토퍼수용부(355) 내에 수용되는 제1스토퍼(319)를 포함하고,
    상기 제1스토퍼수용부(355)의 원주방향 폭이 상기 제1스토퍼(319)의 원주방향 폭보다 더 커서 상기 드리븐플레이트(35)에 대한 상기 제1커버플레이트(31)의 상대적인 회전 변위가 소정의 범위로 제한되며,
    상기 제1댐퍼(30)는, 유체가 상기 제1스토퍼수용부(355)를 통하여 반경방향으로 이동하는 것을 제한하도록 상기 제1스토퍼수용부(355)의 개구를 커버하는 차폐부재(318, 37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 토셔널 댐퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 드리븐플레이트(35)는, 상기 드리븐바디부(353)의 반경방향 외측에 연결되고 상기 제1댐퍼스프링(33)과 원주방향으로 간섭되는 제1네크부(351)를 더 포함하고,
    상기 제1커버바디부(317)는 상기 제1댐퍼스프링(33)보다 반경방향 내측에 배치되는, 토셔널 댐퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스토퍼수용부(355)는 상기 제1스토퍼(319)가 수용되는 방향을 향하는 제1개구 및 이에 대향하는 제2개구를 포함하고,
    상기 차폐부재(318)는, 상기 제1개구를 덮는, 토셔널 댐퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스토퍼수용부(355)는 상기 제1스토퍼(319)가 수용되는 방향을 향하는 제1개구 및 이에 대향하는 제2개구를 포함하고,
    상기 차폐부재(37)는, 상기 제2개구를 덮는, 토셔널 댐퍼.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐부재는,
    상기 드리븐바디부(353)의 경사 구간이 축방향으로 기울어진 형태와 대응하는 형태로 상기 제1커버바디부(317)로부터 반경방향 내측으로 연장되고, 상기 제1스토퍼수용부(355)에 수용되지 아니하며 상기 제1스토퍼수용부(355)의 반경방향 외측에서 상기 제1스토퍼수용부(355)를 덮는 오일 댐(318)을 포함하는, 토셔널 댐퍼.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 오일 댐(318)은, 원주방향을 따라 상기 제1스토퍼(319)와 교대로 배치되는, 토셔널 댐퍼.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐부재는,
    상기 드리븐바디부(353)의 경사 구간의 반경방향 내측 표면 상에 적층되어 상기 제1스토퍼수용부(355)의 반경방향 내측에서 상기 제1스토퍼수용부(355)를 덮는 배플 플레이트(37)를 포함하는, 토셔널 댐퍼.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 배플 플레이트(37)는,
    상기 경사 구간과 대응하는 부분으로서 상기 제1스토퍼수용부(355)를 덮는 배플바디부(371); 및
    상기 배플바디부(371)의 반경방향 내측으로 연장되고 상기 드리븐플레이트(35)에 고정되는 제3결착부(373);를 포함하는, 토셔널 댐퍼.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1댐퍼(30)에 직렬로 연결되는 제2댐퍼(50)를 더 포함하고,
    상기 제2댐퍼(50)는, 상기 제1댐퍼(30)의 드리븐플레이트(35)에 연결되어 상기 제1댐퍼(30)의 회전력을 전달받는 제2커버플레이트(51)를 포함하고,
    상기 드리븐플레이트(35)의 반경방향 내측에는 제1결착부(357)가 구비되고,
    상기 제2커버플레이트(51)의 반경방향 내측에는 상기 제1결착부(357)와 결착되는 제2결착부(537)가 구비되고,
    상기 제1결착부(357)와 상기 제2결착부(537)와 상기 제3결착부(373)는 공통의 고정수단에 의해 함께 고정되는, 토셔널 댐퍼.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1댐퍼(30)의 후방에서 상기 제1댐퍼(30)와 직렬로 연결되는 제2댐퍼(50)를 더 포함하고,
    상기 제2댐퍼(50)는 상기 드리븐플레이트(35)에 연결되고,
    상기 드리븐플레이트(35)에는 상기 드리븐플레이트(35) 전방의 공간과 후방의 공간을 통하도록 연결하는 제1유체통로(358)가 형성된, 토셔널 댐퍼.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2댐퍼(50)는, 상기 드리븐플레이트(35)와 연결되는 제2커버플레이트(51)를 구비하고,
    상기 제2커버플레이트(51)에는 상기 제1유체통로(358)와 연결되는 제2유체통로(538)가 형성된, 토셔널 댐퍼.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 차폐부재(37)에는 상기 제1유체통로(358)와 연결되는 제3유체통로(375)가 형성된, 토셔널 댐퍼.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토셔널 댐퍼는 엔진클러치(80)를 통해 상기 로터 허브(90)에 연결되고,
    상기 엔진클러치(80)는, 축방향으로 상기 로터 허브로부터 상기 로터 슬리브를 향하는 방향으로 상기 엔진클러치(80)를 가압하는 피스톤 플레이트에 의해 가압되며,
    상기 제1댐퍼(30)는 상기 제1커버플레이트(31)와 상기 드리븐플레이트(35) 간에 제1히스테리시스 토크를 부여하는 제1히스테리시스 장치(40)를 더 포함하고,
    상기 제1히스테리시스 장치(40)는:
    상기 드리븐바디부(353)와 상기 제1커버바디부(317) 사이에 배치되는 제1후방마찰와셔(43);
    상기 드리븐바디부(353)를 사이에 두고 상기 제1후방마찰와셔(43)가 배치된 영역의 반대편에 배치되는 제2전방마찰와셔(41); 및
    상기 드리븐바디부(353)와 상기 제1후방마찰와셔(43) 사이에 배치된 제1탄성와셔(45);를 포함하는, 토셔널 댐퍼.
  14. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1댐퍼(30)와 상기 로터 허브(90) 사이에서 상기 제1댐퍼(30)에 직렬로 연결되는 제2댐퍼(50)를 더 포함하는, 토셔널 댐퍼.
  15. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1커버플레이트(31)는, 상기 제1댐퍼스프링(33)보다 반경방향 외측에서 상기 로터 슬리브(23)에 연결되는, 토셔널 댐퍼.
  16. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 슬리브(23)는:
    반경방향으로 연장되는 반경방향 연장부(231); 및
    상기 반경방향 연장부(231)의 단부에서 축방향으로 연장되는 축방향 연장부(233);를 포함하고,
    상기 제1댐퍼스프링(33)은, 상기 로터 슬리브(23)의 반경방향 연장부(231)에 의해 축방향으로 지지되고 상기 로터 슬리브(23)의 축방향 연장부(233)에 의해 반경방향 외측으로 지지되며 상기 로터 슬리브(23)에 구비된 제1둘레방향 지지부(235)에 의해 원주방향으로 지지되는, 토셔널 댐퍼.
  17. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토셔널 댐퍼는 엔진클러치(80)를 통해 상기 로터 허브(90)에 연결되고,
    상기 토셔널 댐퍼와 상기 엔진클러치(80)는 회전방향으로 회전 구속되고 축방향으로는 상대적인 슬라이딩을 허용하는 스플라인 연결된, 토셔널 댐퍼.
  18. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항의 토셔널 댐퍼가 적용된 하이브리드 구동 모듈.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 토셔널 댐퍼는 오일에 의해 냉각되는 습식 댐퍼인, 하이브리드 구동 모듈.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 로터 슬리브(23)와 로터 허브(90) 사이의 공간에는 오일이 채워지고,
    상기 공간에 공급되는 오일은 반경방향 내측에서 외측으로 유동하는, 하이브리드 구동 모듈.
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