KR102607836B1 - 유압식 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 개시는 입력 토크를 수신하기 위해 회전축 주위에 배치되는 케이싱; 상기 회전축 주위에 배치되고, 펌프 임펠러 하우징, 펌프 임펠러 코어 링 및 복수의 펌프 임펠러 블레이드를 포함하는 펌프 임펠러; 상기 회전축 주위에 배치되고, 상기 펌프 임펠러와 축방향으로 대향하며, 및 터빈 하우징과 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈; 및 상기 회전축 주위에 배치되고 토크를 출력하기 위해 상기 터빈 하우징에 고정 연결되는 출력 허브;를 포함하는 유압식 토크 컨버터를 제공하고, 상기 유압식 토크 컨버터는 상기 회전축 주위에 배치되고 상기 펌프 임펠러와 상기 터빈 사이에 축방향으로 개재되는 내부 마찰 디스크를 더 포함하고, 복수의 탄성요소는 내부 마찰 디스크에 배치되어 상기 내부 마찰 디스크(5)와 펌프 임펠러 코어 링 사이에 유지되며, 상기 복수의 탄성요소를 통해 펌프 임펠러로부터 내부 마찰 디스크로 토크가 전달되며; 및 상기 터빈은 상기 터빈 하우징이 상기 내부 마찰 디스크와 결합하여 잠금 연결을 형성하는 잠금 위치와 상기 터빈 하우징이 상기 내부 마찰 디스크로부터 분리되는 해제 위치 사이에서 이동 가능한 유압식 토크 컨버터에 관한 것이다.

Description

유압식 토크 컨버터

본 개시는 유압식 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 내부 마찰 디스크를 포함하는 유압식 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 유압식 토크 컨버터는 자동 변속기를 포함하는 자동차의 엔진과 변속기 사이에 구비된다. 유압식 토크 컨버터는 유체(통상적으로 오일)에 의해 엔진의 구동력을 변속기로 전달하는데 사용되고, 토크 전달과 토크 변경을 수행하는 역할을 한다.

유압식 토크 컨버터는 통상적으로 케이싱, 펌프 임펠러, 터빈, 록업 클러치, 충격 댐퍼 및 출력 허브를 포함한다. 펌프 임펠러 및 터빈은 축방향으로 서로 대향한다. 펌프 임펠러는 케이싱과 일체로 회전하는 펌프 임펠러 하우징, 및 펌프 임펠러 하우징에 고정되는 복수의 펌프 임펠러 블레이드를 포함한다. 터빈은 출력 허브에 고정 연결되는 터빈 하우징, 및 펌프 임펠러와 대향하는 터빈 하우징의 측면에 고정되는 복수의 터빈 블레이드를 포함한다. 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 터빈 하우징과 펌프 임펠러 하우징은 함께 순환 원(circulating circle)을 둘러싸고 정의한다.

일부 종래 기술에서, 록업 클러치는 펌프 임펠러와 터빈 사이에 형성된다. 예를 들어, 중국 특허 출원 CN106574701A에서, 터빈 하우징은 록업 클러치의 피스톤 디스크 역할을 하고 제2 마찰 세그먼트를 포함하는 펌프 임펠러 하우징과 결합하거나 또는 해제되도록 축방향으로 이동가능한 제1 마찰 세그먼트를 포함한다. 미국 특허 출원 US2015152951A1에서, 제1 피스톤 디스크와 제2 피스톤 디스크는 펌프 임펠러 하우징과 터빈 하우징 사이에 배치되고, 제1 피스톤 디스크는 터빈과 제2 피스톤 디스크 사이에 부유식으로 배치되며(floatingly arranged), 제2 피스톤 디스크는 축방향 변위를 제한하지 않고 터빈에 연결된다.

위에서 언급한 모든 종래 기술에서, 충격 댐퍼는 터빈 하우징과 펌프 임펠러 하우징에 의해 공동으로 정의된 순환 원(circulating circle)의 외부에 형성된다. 충격 댐퍼는 일반적으로 록업 클러치에 연결되는 구동 디스크(driving disk)와 출력 허브에 고정 연결되는 피동 디스크(driven disk) 및 원주 방향으로 작용하는 탄성 요소를 포함한다. 원주 방향으로 작용하는 탄성 요소는 구동 디스크와 피동 디스크 사이에 개재된다. 충격 댐퍼의 여러 구성 요소의 존재는, 특히, 축방향에서, 토크 컨버터 내부에 큰 공간을 차지하는 것으로 알려져 있다.

본 개시의 목적은 이중 기능을 갖는 부품의 독창적인 설계를 통해 유압식 토크 컨버터의 내부 공간의 활용률을 향상시키고 유압식 토크 컨버터의 전체 크기를 단순화하는 것이다.

본 개시는 입력 토크를 수신하기 위해 회전축 주위에 배치되는 케이싱; 상기 회전축 주위에 배치되고, 펌프 임펠러 하우징, 펌프 임펠러 코어 링 및 복수의 펌프 임펠러 블레이드를 포함하는 펌프 임펠러; 상기 회전축 주위에 배치되고, 상기 펌프 임펠러와 축방향으로 대향하며, 및 터빈 하우징과 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈; 및 상기 회전축 주위에 배치되고 토크를 출력하기 위해 상기 터빈 하우징에 고정 연결되는 출력 허브;를 포함하는 유압식 토크 컨버터를 제공하고, 상기 유압식 토크 컨버터는 상기 회전축 주위에 배치되고 상기 펌프 임펠러와 상기 터빈 사이에 축방향으로 개재되는 내부 마찰 디스크를 더 포함하고, 복수의 탄성요소는 내부 마찰 디스크에 배치되어 상기 내부 마찰 디스크와 펌프 임펠러 코어 링 사이에 유지되며, 상기 복수의 탄성요소를 통해 펌프 임펠러로부터 내부 마찰 디스크로 토크가 전달되며; 및 상기 터빈은 상기 터빈 하우징이 상기 내부 마찰 디스크와 결합하여 잠금 연결을 형성하는 잠금 위치와 상기 터빈 하우징이 상기 내부 마찰 디스크로부터 분리되는 해제 위치 사이에서 이동 가능한 유압식 토크 컨버터를 제공한다.

본 개시에 따른 유압식 토크 컨버터에서, 상기 내부 마찰 디스크는 록업 클러치와 충격 댐퍼 모두의 구성요소로 역할을 하고, 이와 동시에 충격 댐퍼의 탄성요소의 유지 디스크(holding disc)와 록업 클러치의 마찰 디스크로 기능한다. 일반적으로 서로 분리되어 있는 두 개의 구성요소가 하나로 결합되고, 일반적으로 상기 펌프 임펠러 하우징과 상기 터빈 하우징에 의해 형성되는 제1 챔버의 외부에 위치하는 충격 댐퍼는 상기 제1 챔버의 내부에 배치된다. 따라서, 상기 토크 컨버터는 더 작은 부피를 가질 수 있고, 절감된 공간은 추가 구성요소 등을 추가하는 것과 같은 풍부한 설계 옵션을 제공한다. 또한, 상기 토크 컨버터는 더 가벼운 무게를 가질 수 있으므로, 상기 토크 컨버터가 장착된 자동차의 에너지 소비를 줄일 수 있으며 에너지 절약 및 배출가스 감소의 현재 환경 보호 요구 사항을 충족시킨다.

일부 실시예에서, 상기 내부 마찰 디스크는 환형 형상을 갖고, 반경방향 내측에 위치하는 내부 주변 부분을 포함한다. 상기 내부 주변 부분은 원주방향으로 연장되는 복수의 탄성요소 유지 윈도우를 포함한다. 두 개의 인접한 탄성요소 유지 윈도우는 방사상 파티션에 의해 원주방향으로 서로 분리되고, 상기 복수의 탄성요소는 상기 복수의 탄성요소 유지 윈도우와 상기 펌프 임펠러 코어 링 사이에서 축방향으로 유지된다.

따라서, 충격 댐퍼의 구성요소(상기 펌프 임펠러 코어 링, 상기 탄성요소 및 상기 탄성요소 유지 윈도우)는 유압 구동 유체의 전달 경로를 점유하지 않고 상기 제1 챔버의 반경방향 중간 위치에 위치한다. 따라서, 본 개시에 따른 유압식 토크 컨버터는 상기 제1 챔버의 반경방향 중간 위치의 내부 공간을 충분히 사용하여 충격 댐퍼를 배치함으로써, 현재 자동차 산업에서 부품의 크기를 줄이는 추세에 적응하기 위해 상기 유압식 토크 컨버터의 반경방향 크기를 크게 줄이고, 컴팩트한 구조를 얻을 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 펌프 임펠러 코어 링은 상기 내부 마찰 디스크를 향하여 연장되는 복수의 구동 탭을 포함한다. 각각의 탄성요소는 상기 펌프 임펠러 코어 링의 상기 구동 탭과 상기 내부 마찰 디스크의 상기 방사상 파티션 사이에서 원주방향으로 압축된다.

일부 실시예에서, 상기 내부 마찰 디스크는 상기 내부 마찰 디스크의 반경방향 외부에 위치하고, 상기 펌프 임펠러와 마주하는 제1 표면 및 상기 터빈과 마주하는 제2 표면을 포함하는 외부 주변 부분을 포함하고, 마찰 플레이트는 상기 터빈 하우징과의 잠금 연결을 형성하기 위해 상기 제2 표면에 배치된다.

일부 실시예에서, 상기 회전축 주위에서 환형 형상을 갖고 상기 터빈이 잠금 위치에 있을 때 상기 터빈을 축방향으로 지지하는 제1 정지 부싱이 상기 내부 마찰 디스크의 상기 외부 주변 부분의 상기 제1 표면에 구비된다.

일부 실시예에서, 상기 내부 마찰 디스크의 상기 외부 주변 부분의 상기 제1 표면에 밀봉 링이 구비된다.

일부 실시예에서, 상기 내부 마찰 디스크에는 상기 회전축에 대해 상기 밀봉 링 및/또는 상기 제1 정지 부싱을 센터링하기 위한 복수의 센터링 보스가 구비된다. 상기 밀봉 링은 상기 회전축 주위에서 환형 형상을 가지고, 상기 터빈이 잠금 위치에 있을 때 상기 펌프 임펠러 하우징과 상기 내부 마찰 디스크 사이의 유체를 밀봉하는데 사용되어, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이의 압력 차이를 보장한다. 따라서, 상기 내부 마찰 디스크 및 상기 터빈 하우징은 단단하고 견고한 마찰 잠금 연결을 형성하여, 강성 전달 모드에서 토크 전달의 효율성을 보장한다.

일부 실시예에서, 상기 내부 마찰 디스크의 상기 외부 주변 부분과 상기 내부 주변 부분은 복수의 방사상 웹에 의해 연결되고, 원주방향으로 연장되는 유체 유동 윈도우는 인접한 반경방향 웹 사이에 형성된다. 상기 유체 유동 윈도우는 상기 제1 챔버에서 순환하는 유압 변속 유체가 통과할 수 있도록 하면서, 상기 내부 마찰 디스크와 상기 전체 토크 컨버터의 중량을 줄일 수 있도록 한다.

일부 실시예에서, 각각의 방사상 웹 및 상기 내부 주변 부분의 대응하는 방사상 파티션은 반경방향으로 서로 정렬되어, 토크 전달 요소로서의 상기 내부 마찰 디스크의 기계적 강도를 향상시킨다.

일부 실시예에서, 상기 터빈이 상기 해제 위치에 있을 때 상기 출력 허브를 축방향으로 지지하기 위하여 제2 정지 부싱이 상기 출력 허브와 상기 케이싱 사이에 배치되고, 상기 회전축 주위에서 환형 형상을 가진다.

일부 실시예에서, 상기 제2 정지 부싱에는 상기 터빈 하우징과 상기 케이싱 사이의 공간 내부 및 외부로 유체가 유동할 수 있도록 반경방향으로 연장되는 복수의 유체 통로가 구비된다.

본 개시는 또는 전술한 바와 같은 유압식 토크 컨버터를 포함하는 자동차를 제공한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 위의 일반적인 설명과 아래에서 제공되는 예시적인 실시예 및 방법의 상세한 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 개시의 목적과 장점은 동일한 요소에 동일하거나 유사한 참조 번호가 부여된 첨부 도면에 따라 다음 명세서를 연구할 때 명백하다:
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 개략도;
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 분해도;
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 내부 마찰 디스크를 도시한 도면;
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 내부 마찰 디스크의 외주부 및 내주부의 구조를 도시한 도면;
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 펌프 임펠러 코어 링을 도시한 도면;
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 제2 정지 부싱을 도시한 도면;
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 유압식 토크 컨버터의 내부 마찰 디스크의 일부를 상세하게 도시한 도면;
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 잠금 상태에서 유압식 토크 컨버터의 유체 유동 경로를 도시한 도면; 및
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 잠금 상태에서 유압식 토크 컨버터의 토크 전달 경로를 도시한 도면이다.

동일한 참조 번호가 동일하거나 또는 대응하는 구성 요소를 식별하는 첨부 도면에 도시된 본 개시의 예시적인 실시예 및 방법이 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 더 넓은 측면에서 본 개시는 예시적인 실시예 및 방법과 관련하여 도시되고 설명되는 특정한 세부 사항, 대표적인 장치 및 방법, 및 실시예에 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다.

예시적인 실시예에 대한 이러한 설명은 전체 명세서의 일부로 간주되는 첨부 도면과 함께 읽히도록 의도된다. 명세서에서, "위", "아래", "왼쪽", "오른쪽" 및 그 파생어(예를 들어, "위쪽으로", "아래쪽으로" 등)와 같은 상대적인 용어는 해당 도면에 설명되거나 표시된 방향으로 해석되어야 한다. 이러한 상대적인 용어는 설명의 편의를 위한 것으로 특정 방향을 요구하려는 의도가 아니다. 다른 방식으로 명시적으로 설명되지 않는 한, "연결되는, 결합되는" 등의 용어는 이동 가능하거나 고정적인 부착 또는 관계 뿐만 아니라, 중간 구조를 통해 직접 또는 간접적으로 구조물이 서로 고정 또는 부착되는 관계를 의미한다. "작동적으로 연결되는"의 용어는 관련 구조가 작동 또는 실제 사용 중에 연결 관계를 가질 수 있는 연결 관계이다. 또한, 청구범위에 사용되는 "하나", 또는 "상기"는 적어도 하나를 의미하고, 특허청구범위에서 사용되는 단어 "둘"은 둘 이상을 의미한다.

유압식 토크 컨버터(1)의 제1 실시예가 도 1에 일반적으로 도시되어 있다. 유압식 토크 컨버터(1)는 엔진으로부터 입력 토크를 수신하고, 예를 들어, 자동차의 변속기에서 입력 샤프트(도시되지 않음)로 토크를 전달한다.

축방향 및 반경방향은 유압식 토크 컨버터(1)의 회전축(X)에 대해 고려되어야 한다는 것을 이해해야 한다. "축방향", "반경방향", 및 "원주방향" 등과 같은 상대적인 용어는 회전축(X)에 대해 평행하고, 회전축(X)에 대해 수직이며, 회전축(X)을 중심으로 원형인 방향에 대해 각각 상대적이다.

여기서 논의되는 도면은 유압식 토크 컨버터(1)의 절반, 즉, 유압식 토크 컨버터(1)의 회전축(X) 상의 부분 또는 단면만을 도시한다. 종래 기술에 공지된 바와 같이, 유압식 토크 컨버터(1)는 회전축(X)을 중심으로 원주방향으로 대칭이다.

유압식 토크 컨버터(1)는 입력 부재로서 회전축(X) 주위에 배치되는 케이싱(2)을 포함한다. 케이싱(2)은 유압식 토크 컨버터(1)의 입력 토크로서 엔진으로부터 토크를 수신한다. 케이싱(2)은 엔진의 출력축과 동일한 속도로 회전한다.

유압식 토크 컨버터(1)는 또한 출력 부재로서 회전축(X) 주위에 배치되는 출력 허브(6)를 포함한다. 출력 허브(6)는 변속기의 입력 샤프트에 결합되고 그와 동축으로 배치된다. 예를 들어, 출력 허브(6)는 상보적인 외부 스플라인을 구비하는 변속기의 입력 샤프트에 출력 허브(6)를 회전 불가능하게 결합하기 위한 내부 스플라인을 구비할 수 있다. 대안적으로, 출력 허브(6)를 변속기의 입력 샤프트에 고정하기 위해 용접 또는 다른 연결이 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 유압식 토크 컨버터(1)는 회전축(X) 주위에 배치되는 펌프 임펠러(3), 회전축(X) 주위에 배치되는 펌프 임펠러(3)와 동축으로 정렬되는 터빈(4), 및 펌프 임펠러(3) 및 터빈(4) 사이에 배치되는 스테이터를 포함한다.

펌프 임펠러(3)는 실질적으로 환형인 펌프 임펠러 하우징(31), 펌프 임펠러 코어 링(32), 및 브레이징 등에 의해 펌프 임펠러 하우징(31)과 펌프 임펠러 코어 링(32)에 견고하게 부착되는 복수의 펌프 임펠러 블레이드(34)를 포함한다. 펌프 임펠러(3)는 엔진의 출력축과 동일한 속도로 회전하도록 케이싱(2)에 고정되어 엔진(또는 플라이휠)의 구동축과 연결된다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 임펠러 하우징(31)은 케이싱(2)에 축방향으로 대향하고 용접부(21)에 의해 케이싱(2)에 고정된다.

터빈(4)은 펌프 임펠러(3)에 축방향으로 대향하도록 배치되고 펌프 임펠러(3)에 의해 유압식으로 구동될 수 있다. 터빈(4)은 터빈 하우징(41) 및 복수의 터빈 블레이드(43)를 포함한다. 터빈(4)은 터빈 하우징(41), 실질적으로 환형인 터빈 코어 링, 및 브레이징에 의해 터빈 하우징(41)과 터빈 코어 링에 견고하게 부착되는 복수의 터빈 블레이드(43)를 포함한다. 터빈 하우징(41)은, 예를 들어, 리벳에 의해 출력 허브(6)에 고정 연결된다. 터빈 블레이드(43)는 펌프 임펠러(3)와 마주하는 터빈 하우징(41)의 측면에 고정된다. 터빈과 스테이터는 함께 순환 원(circulating circle)을 형성한다. 유압식 토크 컨버터(1)의 유압 전달 모드에서, 종래 기술에 알려진 바와 같이 펌프 임펠러(3)와 터빈(4)은 단단한 연결(rigid connection)없이 유체를 통해 동력을 전달할 수 있다.

펌프 임펠러 하우징(31)과 터빈 하우징(41)은 그 사이에 제1 챔버(11)(또는 순환 원형 챔버)를 정의한다. 터빈 하우징(41)과 케이싱(2)은 그 사이에 제2 챔버(12)를 정의한다. 도 1을 참조하면, 제1 챔버(11)는 터빈 하우징(41)의 좌측에 위치하고, 제2 챔버(12)는 터빈 하우징(41)의 우측에 위치한다.

본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 유압식 토크 컨버터(1)는 회전축(X) 주위에 배치되고 펌프 임펠러(3)와 터빈(4) 사이에 축방향으로 개재되는 실질적으로 환형인 내부 마찰 디스크(5)를 더 포함한다.

내부 마찰 디스크(5)는 유압식 토크 컨버터(1)의 록업 클러치의 일부로 형성된다. 록업 클러치는 잠금 위치에 있을 때 기계적으로 토크를 전달하도록 구성된다. 록업 클러치는 일반적으로 자동차의 유압 변속기의 작동 과정 후에 록업되어, 터빈(4)과 펌프 임펠러(3) 사이의 슬라이딩 현상으로 인해 야기되는 효율 손실을 방지한다. 록업 클러치는 또한 록업 클러치의 피스톤부를 형성하는 터빈 하우징(41)을 포함한다. 따라서, 터빈 하우징(41)은 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 축방향으로 변위 될 수 있다. 잠금 위치에서, 터빈 하우징(41)은 내부 마찰 디스크(5)와 맞물려 잠금 연결을 형성하여, 유압식 토크 컨버터(1)는 강성 전달 모드(rigid transmission mode)로 작동한다. 해제 위치에서, 터빈 하우징(41)은 내부 마찰 디스크(5)로부터 분리되고 유압식 토크 컨버터(1)는 유압 전달 모드(hydraulic transmission mode)로 작동한다.

내부 마찰 디스크(5)는 또한 유압식 토크 컨버터(1)의 충격 댐퍼의 일부를 형성한다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 내부 마찰 디스크(5)에는 내부 마찰 디스크(5)와 펌프 임펠러 코어 링(32) 사이에 유지되는 복수의 탄성요소(7)가 구비되고, 복수의 탄성요소(7)를 통해 펌프 임펠러(3)로부터 내부 마찰 디스크(5)로 토크가 전달되며, 복수의 탄성요소(7)는 급격하게 변화하는 토크를 흡수할 수 있다.

내부 마찰 디스크(5)는, 앞에서 설명한 바와 같이, 록업 클러치와 충격 댐퍼 모두의 구성요소로 작용한다. 이러한 방식으로, 일반적으로 서로 분리되어 있는 두 개의 구성요소가 하나의 구성요소로 결합되고, 일반적으로 임펠러 하우징(31)과 터빈 하우징(41)에 의해 형성되는 제1 챔버(11)의 외부에 위치하는 충격 댐퍼는 이제 제1 챔버(11)의 내부에 배치된다. 따라서, 유압식 토크 컨버터는 더 작은 부피를 가질 수 있고, 절감된 공간은 추가 구성요소 등을 추가하는 것과 같은 풍부한 설계 옵션을 제공한다. 또한, 유압식 토크 컨버터는 더 가벼운 무게를 가질 수 있으므로, 토크 컨버터가 장착된 자동차의 에너지 소비를 줄일 수 있고, 에너지 절약 및 배출 감소라는 환경 보호의 현재 추세를 충족한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 내부 마찰 디스크(5)는 반경방향 외부에 위치하는 외부 주변 부분(52)을 포함한다. 외부 주변 부분(52)은 실질적으로 반경방향 외측으로 연장되고, 펌프 임펠러(3)와 마주하는 제1 표면(52a)과 터빈(4)과 마주하는 제2 표면(52b)을 포함한다(도 4 참조). 도 1 및 도 4에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 표면(52b)에는 터빈 하우징(41)과 잠금 연결을 형성하기 위한 마찰 플레이트(54)가 구비된다. 마찰 플레이트(54)는 예를 들어 환형이고, 접착 결합과 같이 당업계에 공지된 적절한 수단에 의해 제2 표면(52b)에 견고하게 부착된다.

터빈 하우징(41)은 일반적으로 환형의 평평한 플랜지(42)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 플랜지(42)는 터빈 하우징(41)의 반경방향 연장부이고, 터빈 블레이드(43)의 외측에 반경방향으로 배치된다. 터빈의 플랜지(42)는 터빈 하우징(41)의 다른 부분들과 통합되는데, 예를 들어, 터빈 하우징(41)의 다른 부분들과 함께 단일 또는 통합된 구성요소로 제작되지만, 터빈 하우징(41)의 다른 부분들과 연결된 독립적인 구성요소일 수도 있다. 터빈 하우징(41)의 플랜지(42)는 내부 마찰 디스크(5)의 제2 표면(52b)과 축방향으로 중첩된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 터빈 하우징(41) 및 그 플랜지(42)는 잠금 위치 또는 해제 위치로 진입하기 위해 내부 마찰 디스크(5)의 제2 표면(52b)을 향하는 방향 또는 멀어지는 방향으로 축방향으로 이동할 수 있다.

본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 터빈 하우징의 축방향 이동을 구동하기 위해 유체는 터빈 하우징의 일측면에서 제2 챔버(12) 내부로 또는 제2 챔버(12) 외부로 유동할 수 있다. 유체의 유동은 예를 들어, 밸브에 의해 제어된다. 밸브가 열리면, 유체는 터빈 하우징(41)의 일측에서 제2 챔버(12) 내부로 유동할 수 있고, 제2 챔버(12) 내의 유체 압력은 터빈 하우징(41)의 타측의 제1 챔버(11)의 압력보다 클 때까지 점진적으로 증가하여, 내부 마찰 디스크(5)의 제2 표면(52b)을 향하여 축방향으로 이동하도록 터빈 하우징(41)을 구동시킨다. 이에 의하여, 록업 클러치는 잠긴다. 이와 반대로, 밸브가 닫히면, 유체는 터빈 하우징(41)의 일측에서 제2 챔버(12) 외부로 유동할 수 있으므로, 제2 챔버(12)의 압력은 터빈 하우징(41)의 타측의 제1 챔버(11)의 압력보다 작아질 때까지 점진적으로 감소한다. 압력 차이 하에서, 터빈 하우징(41)은 내부 마찰 디스크(5)의 제2 표면(52b)으로부터 축방향으로 멀어지도록 이동한다. 이에 의하여, 록업 클러치는 해제된다.

물론, 통상의 기술자는 다이어프램 스프링을 사용하는 것과 같이 터빈 하우징(41)의 축방향 이동을 구현하기 위한 다른 구동 방법을 예상할 수도 있다.

본 개시의 일부 실시예들에서, 도 1을 참조하면, 터빈 하우징(41)의 축방향 이동의 이동 끝점(end point of travel)를 제한하기 위해, 내부 마찰 디스크(5)의 외부 주변 부분(52)의 제1 표면(52a)에 제1 정지 부싱(58)이 구비된다. 제1 정지 부싱(58)은 터빈(4)이 잠금 위치에 있을 때 내부 마찰 디스크(5)를 축방향으로 지지하기 위한 회전축(X) 주위의 환형 형상을 가지고, 이에 의해, 터빈 하우징(41)의 좌측 이동 끝점을 정의한다. 또한, 터빈(4)이 해제 위치에 있을 때 출력 허브(6)를 축방향으로 지지하기 위해 회전축 주위에서 환형 형상을 갖는 제2 정지 부싱(68)이 출력 허브(6) 와 케이싱(2) 사이에 배치되어, 터빈 하우징(41)의 우측 이동 끝점을 정의한다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 터빈 하우징(41)과 케이싱(2) 사이에서 유체가 제2 챔버(12) 내부 또는 외부로 흐르도록 제2 정지 부싱(68)에는 복수의 반경방향으로 연장되는 유체 통로(69)가 구비된다. 유체의 유입 경로는 도 8에서 화살표에 의해 개략적으로 도시된다. 이와 반대로, 유체의 유출 경로를 예상할 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 밀봉 링(56)이 내부 마찰 디스크(5)의 외부 주변 부분(52)의 제1 표면(52a)에 더 구비될 수 있다. 밀봉 링(56)은 회전축(X)을 중심으로 환형의 형상이고, 터빈(4)이 잠금 위치에 있을 때 임펠러 하우징(31)과 내부 마찰 디스크(5) 사이의 유체 밀봉을 형성하는데 사용되어, 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12) 사이의 압력 차이를 보장할 수 있다. 따라서, 내부 마찰 디스크(5)와 터빈 하우징(41)은 단단하고 견고한 마찰 잠금 연결을 형성하여, 강성 전달 모드(rigid transmission mode)에서 토크 전달의 효율성을 보장한다.

일부 실시예들에서, 도 7을 참조하면, 제1 정지 부싱(58)과 밀봉 링(56)은 반경방향으로 서로 연결된다. 예를 들어, 제1 정지 부싱(58)은 밀봉 링(56)의 내부에 방사상으로 배치되고 밀봉 링(56)에 바로 인접한다. 내부 마찰 디스크(5)에는 복수의 센터링 보스(50)가 구비될 수 있다. 복수의 센터링 보스(50)는 제1 정지 부싱(58)의 내주면과 맞물려 제1 정지 부싱(58)을 회전축(X)에 대해 센터링하고, 이후, 밀봉 링(56)은 제1 정지 부싱(58)과 반경방향 접촉에 의해 센터링된다. 선택사항으로, 제1 정지 부싱(58)은 밀봉 링(56)의 반경방향 외부 및 밀봉 링(56)에 바로 인접하게 배치된다. 복수의 센터링 보스(50)는 밀봉 링(56)의 내주면과 맞물려 밀봉 링(56)을 회전축(X)에 대해 센터링하고, 이후, 제1 정지 부싱(58)은 밀봉 링(56)과 반경방향 접촉에 의해 센터링된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 내부 마찰 디스크(5)는 반경방향 내측에 위치하고 복수의 탄성요소 유지 윈도우(53)를 포함하는 내부 주변 부분(51)을 포함한다. 복수의 탄성요소 유지 윈도우(53)는 원주방향으로 연장된다. 두 개의 인접한 탄성요소 유지 윈도우(53)는 방사상 파티션(55)에 의해 원주방향으로 서로 분리된다. 복수의 탄성요소(7)는 복수의 탄성요소 유지 윈도우(53) 및 펌프 임펠러 코어 링(32) 사이에 축방향으로 유지된다. 도 5를 참조하면, 임펠러 코어 링(32)은 또한 충격 댐퍼의 일부를 형성하는 내부 마찰 디스크(5)를 향하여 연장되는 복수의 구동 탭(33)을 포함한다.

일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성요소(7)는 내부 마찰 디스크(5)와 펌프 임펠러 코어 링(32) 사이에 원주방향으로 직렬로 연결된다. 각각의 탄성요소(7)는 펌프 임펠러 코어 링(32)의 구동 탭(33)과 내부 마찰 디스크(5)의 방사상 파티션(55)의 사이에서 원주방향으로 압축된다.

토크 컨버터(1)의 강성 전달 모드에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 내부 마찰 디스크(5)는 터빈 하우징(41)과 맞물린다. 이 경우, 케이싱(2)과 펌프 임펠러(3)를 통해 입력된 토크는 펌프 임펠러 코어 링(32)의 구동 탭(33)과 탄성요소(7)(도 9에는 도시하지 않음)을 통해 내부 마찰 디스크(5)의 내부 주변 부분(51)으로 전달된 후, 내부 마찰 디스크(5)의 외부 주변 부분(52)은 마찰 플레이트(54)와 터빈 하우징(41) 사이의 잠금 연결을 통해 터빈 하우징(41)과 출력 허브(6)로 토크를 전달한다. 따라서, 강성 전달 모드에서 엔진 토크의 변동은 효과적으로 흡수되고 감소될 수 있다.

유압식 토크 컨버터(1)의 유압 전달 모드(도시되지 않음)에서, 내부 마찰 디스크(5)와 터빈 하우징(41)은 분리된다(해제된다). 이 경우, 케이싱(2)을 통해 입력된 토크는 펌프 임펠러(3)를 통해 터빈(4)으로 유압식으로 전달된 후, 터빈 하우징(41)을 통해 출력 허브(6)로 전달된다.

일부 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 마찰 디스크(5)의 외부 주변 부분(52)과 내부 주변 부분(51)은 복수의 방사상 웹(57)에 의해 연결된다. 원주방향으로 연장되는 유체 유동 윈도우(59)는 인접한 방사상 웹(57)의 사이에 형성되어 제1 챔버(11)에서 순환하는 유압 변속 유체가 통과할 수 있도록 하면서, 내부 마찰 디스크(5)와 전체 유압식 토크 컨버터(1)의 중량을 감소시킨다.

도 3을 참조하면, 각각의 방사상 웹(57)과 대응하는 내부 주변 부분(51)의 방사상 파티션(55)은 반경방향으로 서로 정렬되어, 토크 전달 부재로서의 내부 마찰 디스크(5)의 기계적 강도를 향상시킨다.

또한, 도 1을 참조하면, 충격 댐퍼의 구성요소(펌프 임펠러 코어 링(32), 탄성요소(7) 및 탄성요소 유지 윈도우(53))는 펌프 임펠러(3)와 터빈(4) 사이의 유압에 의해 구동되는 유체의 전달 경로를 점유하지 않고 제1 챔버(11)의 반경방향 중간 위치에 위치한다. 따라서, 본 개시에 따른 유압식 토크 컨버터(1)는 제1 챔버(11)의 반경방향 중간 위치의 내부 공간을 최대한 활용하여 충격 댐퍼를 배치함으로써, 유압식 토크 컨버터(1)의 반경방향 크기를 크게 줄이고, 다양한 적용 환경에 적응할 수 있도록 컴팩트한 구조를 확보할 수 있다.

다양한 수정, 변경 및 변형이 앞에서의 실시예로 구현될 수 있다.

본 개시의 예시적인 실시예에 대한 전술한 설명은 특허 규정의 조항에 따라 예시적인 목적으로 제시되었다. 본 개시를 공개된 정확한 형태로 제한하거나 제외하려는 의도는 아니다. 앞에서 설명한 실시예들은 본 개시의 원리와 그 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해 선택되었고, 통상의 기술자가 다양한 실시예에서 본 개시를 가장 잘 사용할 수 있고, 여기에 설명된 원리를 따르는 한, 다양한 변형이 의도된 특정 용도에 적합하다. 따라서, 본 출원은 일반적인 원리를 사용하여 본 개시의 임의의 변형, 사용 또는 수정을 포함하도록 의도된다. 또한, 본 출원은 본 개시로부터 벗어나는 본 개시가 속하는 분야에서 공지된 기술 또는 관례를 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 개시의 의도와 범위를 벗어나지 않고 상기 개시에 대한 변경이 이루어질 수 있다. 본 개시의 범위는 또한 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 것으로 의도된다.

Claims (12)

1. 유압식 토크 컨버터로서,
   입력 토크를 수신하기 위해 회전축(X) 주위에 배치되는 케이싱(2);
   상기 회전축(X) 주위에 배치되고, 펌프 임펠러 하우징(31), 펌프 임펠러 코어 링(32) 및 복수의 펌프 임펠러 블레이드(34)를 포함하는 펌프 임펠러(3);
   상기 회전축(X) 주위에 배치되고, 상기 펌프 임펠러(3)와 축방향으로 대향하며, 및 터빈 하우징(41)과 복수의 터빈 블레이드(43)를 포함하는 터빈(4); 및
   상기 회전축(X) 주위에 배치되고 토크를 출력하기 위해 상기 터빈 하우징(41)에 고정 연결되는 출력 허브(6);
   를 포함하고,
   상기 유압식 토크 컨버터는 상기 회전축(X) 주위에 배치되고 상기 펌프 임펠러(3)와 상기 터빈(4) 사이에 축방향으로 개재되는 내부 마찰 디스크(5)를 더 포함하고, 복수의 탄성요소(7)는 내부 마찰 디스크(5)에 배치되어 상기 내부 마찰 디스크(5)와 펌프 임펠러 코어 링(32) 사이에 유지되며, 상기 복수의 탄성요소(7)를 통해 펌프 임펠러(3)로부터 내부 마찰 디스크(5)로 토크가 전달되며; 및
   상기 터빈(4)은 상기 터빈 하우징(41)이 상기 내부 마찰 디스크(5)와 결합하여 잠금 연결을 형성하는 잠금 위치와 상기 터빈 하우징(41)이 상기 내부 마찰 디스크(5)로부터 분리되는 해제 위치 사이에서 이동 가능하고,
   상기 내부 마찰 디스크(5)는 환형 형상을 갖고, 반경방향 내측에 위치하는 내부 주변 부분(51)을 포함하며,
   상기 내부 주변 부분(51)은 원주방향으로 연장되는 복수의 탄성요소 유지 윈도우(53)를 포함하고,
   두 개의 인접한 탄성요소 유지 윈도우(53)는 방사상 파티션(55)에 의해 원주방향으로 서로 분리되며,
   상기 복수의 탄성요소는 상기 복수의 탄성요소 유지 윈도우(53)와 상기 펌프 임펠러 코어 링(32) 사이에서 축방향으로 유지되고,
   상기 펌프 임펠러 코어 링(32)은 상기 내부 마찰 디스크(5)를 향하여 연장되는 복수의 구동 탭(33)을 포함하는 유압식 토크 컨버터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 내부 마찰 디스크(5)는 반경방향 외측에 위치하고 상기 펌프 임펠러(3)와 마주하는 제1 표면(52a) 및 상기 터빈(4)과 마주하는 제2 표면(52b)을 포함하는 외부 주변 부분(52)을 포함하고,
   마찰 플레이트(54)는 터빈 하우징(41)과의 잠금 연결을 형성하기 위해 상기 제2 표면(52b)에 배치되는 유압식 토크 컨버터.
5. 제4항에 있어서,
   제1 정지 부싱(58)은 상기 내부 마찰 디스크(5)의 상기 외부 주변 부분(52)의 상기 제1 표면(52a)에 배치되고,
   상기 제1 정지 부싱(58)은 상기 회전축(X) 주위에서 환형 형상을 가지며, 상기 터빈(4)이 잠금 위치에 있을 때 상기 터빈(4)을 축방향으로 지지하는데 사용되는 유압식 토크 컨버터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 내부 마찰 디스크(5)의 상기 외부 주변 부분(52)의 상기 제1 표면(52a)에 밀봉 링(56)이 배치되는 유압식 토크 컨버터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 내부 마찰 디스크(5)에는 상기 회전축(X)에 대해 상기 밀봉 링(56) 및/또는 상기 제1 정지 부싱(58)을 센터링하기 위한 복수의 센터링 보스(50)가 구비되는 유압식 토크 컨버터.
8. 제4항에 있어서,
   상기 내부 마찰 디스크(5)의 상기 외부 주변 부분(52)과 상기 내부 주변 부분(51)은 복수의 방사상 웹(57)에 의해 연결되고,
   원주방향으로 연장되는 유체 순환 윈도우(59)는 상기 인접한 방사상 웹(57) 사이에 형성되는 유압식 토크 컨버터.
9. 제8항에 있어서,
   상기 내부 주변 부분(51)의 상기 각각의 방사상 웹(57)과 대응하는 방사상 파티션(55)은 반경방향으로 서로 정렬되는 유압식 토크 컨버터.
10. 제5항에 있어서,
    제2 정지 부싱(68)은 상기 출력 허브(6)와 상기 케이싱(2) 사이에 배치되고,
    상기 제2 정지 부싱(68)은 상기 회전축(X) 주위에서 환형 형상을 가지며, 상기 터빈(4)이 해제 위치에 있을 때 출력 허브(6)를 축방향으로 지지하는데 사용되는 유압식 토크 컨버터.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 정지 부싱(68)에는 상기 터빈 하우징(41)과 상기 케이싱(2) 사이의 공간 내부 및 외부로 유체가 유동할 수 있도록 반경방향으로 연장되는 복수의 유체 통로(69)가 구비되는 유압식 토크 컨버터.
12. 제1항에 따른 유압식 토크 컨버터를 포함하는 자동차.