KR102660126B1

KR102660126B1 - 토크 컨버터

Info

Publication number: KR102660126B1
Application number: KR1020190111589A
Authority: KR
Inventors: 강주석
Original assignee: 주식회사 카펙발레오
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2024-04-23
Also published as: US20230258252A1; EP4012228A4; KR20210030085A; JP7341328B2; WO2021049747A1; EP4012228A1; JP2022547170A

Abstract

본 발명은, 종래에 비해 간소한 구조를 갖게 되어 제조 비용이 절감되고, 반공진 댐퍼의 설치 공간을 최소화하여 토크 컨버터 전체의 사이즈를 감소시킬 수 있으며 댐핑 능력이 향상된 댐퍼 조립체를 구비한 토크 컨버터에 관한 것이다.

Description

토크 컨버터{TORQUE CONVERTER}

본 발명은, 유체식 동력 전달 장치인 토크 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세히는 종래에 비해 간소한 구조를 갖게 되어 제조 비용이 절감되고, 반공진 댐퍼의 설치 공간을 최소화하여 토크 컨버터 전체의 사이즈를 감소시키되 댐핑 성능은 향상시킬 수 있는 토크 컨버터에 관한 것이다.

차량의 엔진에서 발생된 동력을 변속기로 전달하는 유체식 동력 전달 장치로서, 특히 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, 중심축방향을 따라 이동 가능하게 배치되어 있고, 프런트 커버에 가압되면 프런트 커버에 계합하여 마찰력을 통해 프런트 커버로부터 토크를 전달받아 회전하게 된다.

댐퍼 기구는, 프런트 커버로 전달된 토셔널 진동을 흡수하고 감쇠하여 출력 부재로 전달하는 역할을 하며, 피스톤과 일체로 회전하는 입력부재와 출력 부재 사이를 탄력적으로 연결하는 탄성체, 바람직하게는 코일 스프링을 포함한다.

한편, 토셔널 진동의 흡수 및 감쇠 목적의 댐퍼 기구에 추가하여, 공진 주파수를 실용 회전 속도 이하로 내려 진동 감쇠 성능의 향상을 도모하기 위한 기술로서, 관성 질랑체를 토크 전달 경로 상에 설치하여 구성되는 반공진 댐퍼(anti-resonance damper)와 관련된 기술이 개발되어 적용되고 있다.

이와 관련하여, 선행문헌으로서 한국공개특허공보 제10-2017-0078607호에는, 관성 질량체가 출력 부재의 외측 단부에 코일 스프링으로 연결되어 구성되는 반공진 댐퍼가 개시되어 있다.

다만, 상기 선행문헌에 개시된 반공진 댐퍼는, 토션 댐퍼 로서 제1 댐퍼 기구에 해당하는 외측 코일 스프링에 대해서 반경 방향 외측에 반공진 댐퍼가 배치되어 토크 컨버터의 반경 방향 사이즈가 증가된다는 문제점이 있다.

또한, 상기 선행문헌에 개시된 반공진 댐퍼는, 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.

또한, 상기 선행문헌에 개시된 반공진 댐퍼는, 출력 부재의 반경 방향 외측 단부를 연장하여 반공진 댐퍼에 대한 연결부를 형성하도록 구성되어 출력 부재의 형상이 복잡해지고 출력 부재에 대한 제조 비용이 증가된다는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2017-0078607호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중간 부재에 관성 질량체를 직접 설치하도록 구성하여 연결 부재를 생략함으로써 구조를 간소화하고, 제조 비용을 절감할 수 있는 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 토셔널 댐퍼를 구성하는 댐퍼 스프링에 대해서 반경 방향 외측에 관성 질량체를 설치하도록 하여 관성 질량체를 위한 설치 공간을 절감하여 전체 사이즈를 감소시킬 수 있고, 추가적으로 관성 질량체로서 터빈 쉘을 이용할 수 있도록 하여 댐핑 성능이 현저히 향상된 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 토크 컨버터는, 엔진 출력 측에 연결되는 프런트 커버와, 상기 프런트 커버에 연결되어 일체로 회전하는 임펠러와, 유체를 통해서 상기 임펠러로부터 회전력을 전달받는 터빈 블레이드 및 상기 터빈 블레이드를 지지하는 터빈 쉘을 구비하는 터빈과, 상기 프런트 커버와 상기 터빈 사이에 배치되는 록업 장치와, 상기 록업 장치에 연결되는 댐퍼 조립체와, 상기 댐퍼 조립체에 연결되어 회전력을 외부로 전달하는 출력 허브를 포함하며, 상기 댐퍼 조립체는, 상기 록업 장치로부터 회전력이 입력되는 입력 부재; 상기 입력 부재에 대해서 상대회전 가능하게 구비되고, 상기 출력 허브에 상대회전 불가하게 연결되는 출력 부재; 상기 입력 부재와 상기 출력 부재를 회전 방향에 대해서 탄력적으로 연결하는제1 댐퍼 스프링 및 제2 댐퍼 스프링; 상기 제1 댐퍼 스프링을 통해서 상기 입력 부재에 상대회전 가능하게 연결되고, 상기 제2 댐퍼 스프링을 통해서 상기 출력 부재에 상대회전 가능하게 연결되는 중간 부재; 및 상기 중간 부재에 직접 설치되는 반공진 댐퍼를 포함하고, 상기 반공진 댐퍼는, 상기 제1 댐퍼 스프링 및 상기 제2 댐퍼 스프링에 대해서 반경 방향 외측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반공진 댐퍼는, 상기 중간 부재의 전면에 근접하여 배치되는 링형상의 제1 질량체 플레이트; 상기 제1 질량체 플레이트와 상대회전 불가능하게 결합하고, 상기 댐퍼 플레이트의 후면에 근접하여 배치되는 링형상의 제2 질량체 플레이트; 및 상기 중간 부재에 수용되고, 상기 제1 질량체 플레이트 및 상기 제2 질량체 플레이트를 상기 중간 부재에 상기 회전 방향에 대해서 탄력적으로 연결하는 제3 댐퍼 스프링을 포함하고, 상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트는 상기 입력 부재에 대해서 반경 방향 외측에 배치된다.

또한, 상기 토크 컨버터의 중심축으로부터 상기 반공진 댐퍼의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이는, 상기 중심축으로부터 상기 록업 장치의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이의 100% 내지 105%가 된다.

또한, 상기 토크 컨버터의 중심축으로부터 상기 반공진 댐퍼의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이는, 상기 중심축으로부터 상기 터빈 쉘의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이의 110% 내지 120%가 된다.

또한, 상기 중심축 방향으로 상기 제1 질량체 플레이트의 전방 단부면으로부터 상기 제2 질량체 플레이트의 후방 단부면까지의 점유 영역은, 상기 제1 댐퍼 스프링 및 상기 제2 댐퍼 스프링의 축방향 점유 영역과 적어도 부분적으로 중첩된다.

또한, 상기 중심축 방향으로 상기 제1 질량체 플레이트의 전방 단부면으로부터 상기 제2 질량체의 후방 단부면까지까지의 점유 영역은, 상기 제1 댐퍼 스프링 및 상기 제2 댐퍼 스프링의 축방향 점유 영역에 전부 중첩된다.

또한, 상기 반공진 댐퍼는, 상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제1 질량체 플레이트 및 상기 제2 질량체 플레이트와 일체로 회전하도록 연결되는 추가 질량체를 더 포함한다.

또한, 상기 반공진 댐퍼는, 상기 제1 질량체 플레이트 또는 상기 제2 질량체 플레이트 중 적어도 어느 하나를 상기 터빈 쉘에 상대회전 불가한 상태로 연결하는 연결 브라켓을 더 포함한다.

또한, 상기 입력 부재는, 상기 중간 부재의 전면에 근접해서 배치되고, 상기 록업 장치에 상대회전 불가하게 연결되는 링형상의 제1 플레이트; 및 상기 중간 부재의 후면에 근접해서 배치되고, 상기 제1 플레이트와 일체로 회전하도록 연결되는 링형상의 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 상기 반공진 댐퍼에 대해서 반경 방향 내측에 배치된다.

또한, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 각각 상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링을 수용하기 위한 원호형상의 제1 스프링 홀을 포함하고, 상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링은 상기 제1 스프링 홀에 동시 수용된다.

또한, 상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링은 상기 제1 스프링 홀의 내부에서 동일 반경을 따라 원호 형상으로 배치된다.

또한, 상기 제1 댐퍼 스프링은, 상기 제1 스프링 홀의 반경 방향 폭에 대응하는 외경을 갖는 제1 코일 스프링과, 상기 제1 코일 스프링의 내부에 배치되는 제2 코일 스프링을 포함하고, 상기 제2 댐퍼 스프링은, 상기 제1 코일 스프링의 외경과 동일한 외경을 갖는 제3 코일 스프링과, 상기 제3 코일 스프링의 내부에 배치되는 제4 코일 스프링을 포함한다.

또한, 상기 중간 부재는, 링형상의 메인 플레이트; 상기 메인 플레이트의 반경 방향 내측에 형성되며, 상기 제1 스프링 홀에 대응하는 원주방향 길이를 갖고 상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링이 수용되는 원호형상의 제2 스프링 홀; 및 상기 제2 스프링 홀의 반경 방향 외측에 형성되며 상기 제3 댐퍼 스프링을 수용하는 제3 스프링 홀을 수용하는 제3 스프링 홀을 포함한다.

또한, 상기 출력 부재는, 상기 출력 허브에 고정되는 원판형상의 바디부; 및 상기 바디부로터 반경 방향으로 연장되어 형성되는 스프링 연결부를 포함하고, 상기 스프링 연결부는, 상기 제1 댐퍼 스프링의 제1 단부와 상기 제2 댐퍼 스프링의 제1 단부 사이로 연장되고, 상기 제1 댐퍼 스프링의 제1 단부와 상기 제2 댐퍼 스프링의 제1 단부는 상기 스프링 연결부에 의해서 동시에 지지된다.

또한, 상기 제1 댐퍼 스프링의 제2 단부는, 상기 제1 스프링 홀 및 제2 스프링 홀의 반경 방향 일단부에 의해서 동시에 지지되고, 상기 제2 댐퍼 스프링의 제2 단부는, 상기 제1 스프링 홀 및 제2 스프링 홀의 반경 방향 타단부에 의해서 동시에 지지된다.

본 발명에 따른 토크 컨버터는, 중간 부재에 관성 질량체를 직접 설치하도록 구성하여 연결 부재를 생략함으로써 구조를 간소화하고, 제조 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 토크 컨버터는, 댐퍼 기구를 구성하는 댐퍼 스프링에 대해서 반경 방향 외측에 관성 질량체를 설치하도록 하여 관성 질량체를 위한 설치 공간을 절감하여 전체 사이즈를 감소시킬 수 있고, 추가적으로 관성 질량체로서 터빈 쉘을 이용할 수 있도록 하여 댐핑 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반공진 댐퍼를 구비한 토크 컨버터의 중심축방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 댐퍼 조립체의 정면도이며, 도 4는 도 3의 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 댐퍼 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시된 입력 부재를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 8은 도 3에 도시된 댐퍼 조립체의 중심축에 수직한 방향으로의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 댐퍼 조립체의 중간 부재 및 출력 부재를 설명하기 위한 정면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 중간 부재의 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 출력 부재의 사시도이다.
도 12는 터빈 쉘에 연결 브라켓이 부착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 토크 컨버터의 토크 전달 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

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.

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.

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.

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 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 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.

반경 방향 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 반경 방향으로 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.

<토크 컨버터의 전반적 구성>

도 1은 토크 컨버터(1)의 중심축(X-X) 방향 단면도이며, 도 2는 도 1의 부분 확대도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 댐퍼 조립체(DA)를 구비한 토크 컨버터(1)의 전반적 구성에 대하여 설명한다.

토크 컨버터(1)는, 도시되지 않은 엔진의 크랭크 샤프트로부터 도시되지 않은 트랜스미션의 입력 샤프트에 토크를 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)와, 록업 장치(6)에 연결되는 댐퍼 조립체(DA)와, 댐퍼 조립체(DA)에 연결되어 회전력을 외부로 전달하는 출력 허브(43)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)를 포함한다.

출력 허브(43)는, 토크 컨버터(1)의 외부로 회전력을 전달할 수 있도록 도시되지 않은 트랜스미션의 입력 샤프트에 연결되어 있다. 출력 허브(43)의 플랜지(43a)에는 후술할 출력 플레이트(65)가 리벳(R2)을 통해 체결된다.

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.

보다 상세히는 도 2에 도시된 바와 같이, 록업 장치(6)는 피스톤(61)과 드라이브 플레이트(62)를 구비하고, 드라이브 플레이트(62)는 후술하는 댐퍼 조립체(DA)의 입력 플레이트(63)에 일체로 회전하도록 연결된다.

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 중심축(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 토크 전달 경로를 전환하는 부재로서 기능한다.

피스톤(61)과 함께 토크 전달 경로 전환 부재로서 작용하도록, 드라이브 플레이트(62)의 메인 바디부(62a)의 반경 방향 내측 단부는 리벳(R1)을 통해 복수 개소에서 피스톤(61)에 견고히 고정된다.

한편, 메인 바디부(62a)의 반경 방향 외측 단부에는 후술하는 입력 플레이트(63)의 연결 돌기(63a-6)에 계합하는 외측 걸림부(62b)가 치형 형태로 구비된다.

< 댐퍼 조립체의 구성>

댐퍼 조립체(DA)는, 전술한 록업 장치(6)를 통해 입력되는 토크에 포함된 진동을 흡수 및 감쇄하여 출력 허브(43)로 전달하는 역할을 하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 부재로서 입력 플레이트(63), 제1 댐퍼 스프링(S1), 중간 부재로서 중간 플레이트(64), 제2 댐퍼 스프링(S2) 및 출력 부재로서 출력 플레이트(65)를 구비하는 토셔널 댐퍼(TD)와, 중간 부재인 중간 플레이트(64)에 직접 연결되는 반공진 댐퍼(DD)를 포함하여 구성된다.

입력 부재 - 입력 플레이트

본 발명의 일실시예에 따라 입력 부재로서 기능하는 입력 플레이트(63)는, 록업 장치(6)의 드라이브 플레이트(62)로부터 토크가 입력되도록 드라이브 플레이트(62)에 일체로 회전하도록 연결된다.

입력 플레이트(63)의 상세 구성은 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 입력 플레이트(63)는 도시된 바와 같이 전술한 드라이브 플레이트(62)에 인접해서 배치되는 링형상의 제1 플레이트(63a), 및 터빈 쉘(41)에 인접해서 배치되며 제1 플레이트(63a)와 일체로 회전하도록 연결되는 링형상의 제2 플레이트(63b)를 포함하여 구성된다.

제1 플레이트(63a) 및 제2 플레이트(63b)는 금속 판재를 프레스 가공을 통해서 링형상으로 제조될 수 있다. 첨부된 도면에는 제1 플레이트(63a)에 중심축(X-X) 방향으로 연장되는 연결 돌기(63a-6)가 추가되는 점만 다를 뿐 대략 동일한 형상과 치수를 갖는 제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b)가 대향하여 배치되는 구성되는 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 편의상 이하에서는 제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b)가 대략 동일한 형상과 치수를 갖는 실시예를 기준으로 설명한다.

입력 플레이트(63)는 록업 장치(6)의 드라이브 플레이트(62)로부터 입력된 토크를 제1 댐퍼 스프링(S1)을 거쳐 중간 부재인 중간 플레이트(64)로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해 제1 플레이트(63a)의 바디부(63a-1)와 제2 플레이트(63b)의 바디부에는 각각 제1 댐퍼 스프링(S1)을 수용하기 위한 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)이 구비된다.

제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)은 회전 방향을 따라 연장되는 원호형상으로 가공된다. 첨부된 도면에는 총 3개의 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)이 구비되는 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.

나아가 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)에는 추가적으로 후술하는 중간 플레이트(64)와 출력 플레이트(65)를 연결하는 제2 댐퍼 스프링(S2)이 동시에 수용된다.

즉, 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)은 제1 댐퍼 스프링(S1)이 수용되는 제1 영역과 제2 댐퍼 스프링(S2)이 수용되는 제2 영역으로 분할될 수 있으며, 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2) 사이에 후술하는 출력 플레이트(65)의 스프링 연결부(65b)가 삽입된다. 보다 상세히는 제1 댐퍼 스프링(S1)의 제1 단부(S1-1)와 제2 댐퍼 스프링(S2)의 제1 단부(S1-1, S2-1) 사이로 출력 플레이트(65)의 스프링 연결부(65b)가 개재된 상태로, 제1 댐퍼 스프링(S1)의 제1 단부(S1-1)와 제2 댐퍼 스프링(S2)의 제1 단부(S1-1, S2-1)는 출력 플레이트(65)의 스프링 연결부(65b)에 동시에 지지된다.

이와 같이 단일 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)에 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)이 동시에 수용되도록 구성함으로써 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)이 각각 서로 다른 위치에 형성되는 별개의 수용홀에서 수용되는 구성에 비해서 반경 방향 사이즈가 현저히 감소될 수 있다.

제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)의 세부 배치 관계에 관해서는 도 8을 참조하여 후술한다.

한편, 제1 플레이트(63a)의 제1 스프링 홀(63a-3)과 제2 플레이트(63b)의 제2 스프링 홀(64d)에는 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)을 효과적으로 수용하고 이들의 이탈을 방지하기 위한 수단으로서 각각 스프링 홀더(63a-2, 63b-2)가 형성된다. 이들 스프링 홀더(63a-2, 63b-2)는 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)을 형성하기 위해서 바디부(63a-1, 63b-1)로부터 절개된 부분을 절곡하여 형성된다. 따라서 별개의 추가 부재를 구비함이 없이 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)의 중심축(X-X) 방향 이탈을 효과적으로 방지하는 구조가 달성될 수 있다. 제1 댐퍼 스프링(S1)의 제2 단부(S1-2)와 제2 댐퍼 스프링(S2)의 제2 단부는 각각 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)의 양단부에 형성된 제1 스프링 걸림부(63a-4, 63b-4)에 지지된 상태로 회전 방향 이탈이 방지된다.

제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b)는 서로 일체로 회전하도록 리벳(R4)을 통해 연결된다. 제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b)의 바디부(63a-1, 63b-1)에는 리벳(R4)의 헤드부(R4-2)가 관통하여 연장되는 리벳 홀(63b-5)이 형성된다. 다만, 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 댐퍼 조립체(DA)는 제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b) 사이에 중간 부재인 중간 플레이트(64)가 삽입되는 구조를 갖기 때문에 제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b)가 소정의 간격을 갖도록 이격시키는 수단으로서 리벳(R4)은 간격유지부(R4-1)를 구비한다.

도 7에는 간격유지부(R4-1)가 소정의 축방향 폭(D)를 갖는 직육면체 형상을 갖는 실시예가 도시되어 있으나, 이는 예시에 불과하며 제1 플레이트(63a)와 제2 플레이트(63b)가 소정의 간격을 갖는 상태로 상호간 체결시킬 수 있는 수단이라면 제한없이 적용 가능하다.

중간 부재 - 중간 플레이트

본 발명의 일실시예에 따라 중간 부재로서 기능하는 중간 플레이트(64)는, 제1 댐퍼 스프링(S1)을 통해서 입력 플레이트(63)에 상대회전 가능하게 연결되고, 제2 댐퍼 스프링(S2)을 통해서 후술하는 출력 플레이트(65)에 상대회전 가능하게 연결된다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 중간 플레이트(64)는 원판형 금속 판재를 프레스 가공을 통해서 제조될 수 있으며, 링형상의 메인 플레이트(64a)와, 메인 플레이트(64a)에 대해서 반경 방향 내측에 형성되며 링형상을 갖는 서브 플레이트(64b)와, 메인 플레이트(64a) 및 서브 플레이트(64b)를 연결하는 연결 브릿지(64c)를 포함하여 구성된다.

메인 플레이트(64a)의 반경 방향 내측으로서 메인 플레이트(64a)와 서브 플레이트(64b) 사이에는 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)이 수용되는 제2 스프링 홀(64d)이 회전 방향을 따라 원호형상으로 구비된다. 첨부된 도면에는 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)에 대응하여 총 3개의 제2 스프링 홀(64d)이 구비되는 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.

제2 스프링 홀(64d)은 전술한 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)과 동일한 원주방향 길이를 갖도록 관통 형성되며, 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)과 동일하게 제2 스프링 홀(64d)의 양단부는 각각 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 스프링을 지지하는 역할을 한다. 따라서 댐퍼 조립체(DA)에 토크가 입력되지 않는 상태에서, 제1 댐퍼 스프링(S1)의 제2 단부(S1-2)는 입력 플레이트(63)의 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)의 일단부에 형성되는 제1 스프링 걸림부(63a-4, 63b-4) 및 중간 플레이트(64)의 제2 스프링 홀(64d)의 일단부에 형성되는 제2 스프링 걸림부(64d-1)에 동시에 접촉 및 지지되고, 제2 댐퍼 스프링(S2)의 제2 단부는 입력 플레이트(63)의 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)의 타단부에 형성되는 제1 스프링 걸림부(63a-4, 63b-4) 및 중간 플레이트(64)의 제2 스프링 홀(64d)의 타단부에 형성되는 제2 스프링 걸림부(64d-1)에 동시에 접촉 및 지지된다.

또한, 제2 스프링 홀(64d)에는 전술한 입력 플레이트(63)의 리벳(R4)의 간격유지부(R4-1)가 관통하여 연장되는 부분으로서 리벳(R4)의 회전 통로로서 기능하는 가이드 홈부(64a-2)가 일체로 형성된다.

제2 스프링 홀(64d)의 반경 방향 외측에는 후술할 제3 댐퍼 스프링(S3)을 수용하는 다수의 제3 스프링 홀(64e)이 형성된다. 즉, 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)이 배치되는 반경(C1)보다 더 큰 반경(C2)를 따라 제3 댐퍼 스프링(S3)이 배치되도록 제3 스프링 홀(64e)이 형성된다. 제3 스프링 홀(64e)의 회전방향 양단부는 제3 댐퍼 스프링(S3)을 지지 및 가압하는 제3 스프링 걸림부(64e-1)로서 작용한다. 첨부된 도면에는 총 3개의 댐퍼 스프링 및 제3 스프링 홀(64e)이 등간격으로 구비되는 실시예가 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 필요에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.

한편, 회전방향으로 제3 스프링 홀(64e) 사이에는 반경방향 내측을 향해 오목하게 파여있는 수용 홈부(64a-1)가 형성된다. 수용 홈부(64a-1)는 후술할 반공진 댐퍼(DD)의 추가 질량체(69)가 수용되는 공간을 형성하는 부분에 해당한다.

제3 댐퍼 스프링(S3) 및 수용 홈부(64a-1)를 포함하여 반공진 댐퍼(DD)에 관한 상세 구성은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술한다.

출력 부재 - 출력 플레이트

출력 부재로서 출력 플레이트(65)는 댐퍼 조립체(DA)를 통해 최종적으로 진동이 감쇄된 토크를 출력 허브(43)로 전달하는 역할을 하도록, 입력 플레이트(63) 및 중간 플레이트(64) 각각에 대해서 상대회전 가능하게 구비되고, 출력 허브(43)에 상대회전 불가하게 연결된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 출력 플레이트(65)는 출력 허브(43)에 리벳(R2)을 통해 고정되는 원판형상의 바디부(65a)와, 바디부(65a)로부터 반경방향으로 연장되어 형성되는 스프링 연결부(65b)를 포함한다.

원판형상의 바디부(65a)에는 중앙 홀(65a-1) 및 리벳(R2)이 관통하여 연장될 수 있도록 다수의 리벳 홀(65a-2)이 형성되어 있다.

스프링 연결부(65b)는, 바디부(65a)로부터 반경방향 외측을 향해 연장되어 제2 댐퍼 스프링(S2)을 통해 토크가 전달되는 부분에 해당하며, 전술한 바와 같이 제1 댐퍼 스프링(S1)의 제1 단부(S1-1)와 제2 댐퍼 스프링(S2)의 제1 단부(S2-1) 사이로 연장되어 이들 제1 단부(S1-1, S2-1)를 동시에 지지하는 스프링 연결돌기(65b-1)를 포함한다.

스프링 연결돌기(65b-1)의 반경방향 내측 및 외측 단부에는 제1 댐퍼 스프링(S1) 및 제2 댐퍼 스프링(S2)의 제1 단부(S1-1, S2-1)가 반경방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위한 내측 가이드 돌기(65b-2) 및 외측 가이드 돌기(65b-3)가 형성된다.

제1 댐퍼 스프링 및 제2 댐퍼 스프링

토셔널 댐퍼(TD)를 구성하는 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)은 코일 스프링 형태로 구비되며, 전술한 바와 같이 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3) 및 제2 스프링 홀(64d)에 동일 반경을 따라 원호 형상으로 동시에 수용된다.

다만, 본 발명에 따른 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)은 스프링의 너비를 최소한으로 유지하여 댐퍼 조립체(DA)의 중심축(X-X) 방향 사이즈를 최소화하되 댐핑 성능을 높이기 위해 이중 스프링 구조를 갖도록 구비된다.

보다 상세히는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 댐퍼 스프링(S1)은 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)의 반경 방향 폭에 대응하는 외경을 갖는 제1 코일 스프링(S1a)과, 제1 코일 스프링(S1a)의 내부에 배치되는 제2 코일 스프링(S1b)을 포함하며, 제2 댐퍼 스프링(S2)은 제1 댐퍼 스프링(S1)과 마찬가지로 제1 스프링 홀(63a-3, 63b-3)의 반경 방향 폭에 대응하는 외경을 갖는 제3 코일 스프링(S1a)과, 제3 코일 스프링(S1a)의 내부에 배치되는 제4 코일 스프링(S1b)을 포함한다.

이 경우에, 제조 비용 절감을 위해, 제1 코일 스프링(S1a)과 제3 코일 스프링(S1a)이 동일한 형상 및 길이를 갖고, 제2 코일 스프링(S1b)과 제4 코일 스프링(S1b)이 동일한 형상 및 길이 갖도록 구성되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 다른 설계 변수를 고려하여 제1 코일 스프링(S1a)이 제3 코일 스프링(S1a)보다 더 길게, 제2 코일 스프링(S1b)이 제4 코일 스프링(S1b)보다 더 길게 구성될 수도 있고, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 당연히 속한다고 볼 것이다.

도 8 및 도 9에는 이와 같이 제1 코일 스프링(S1a)이 제3 코일 스프링(S1a)보다 더 길게, 제2 코일 스프링(S1b)이 제4 코일 스프링(S1b)보다 더 길게 구성된 실시예가 도시되어 있으며, 편의상 도시된 실시예를 기준으로 설명한다.

관성 질량체

반공진 댐퍼(DD)를 구성하는 관성 질량체로서, 중간 플레이트(64)의 전면에 근접하여 배치되는 링형상의 제1 질량체 플레이트(66)와, 제1 질량체 플레이트(66)와 상대회전 불가능하게 결합하고, 중간 플레이트의 후면에 근접하여 배치되는 링형상의 제2 질량체 플레이트(67)를 포함한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)는, 중간 플레이트(64)의 반경 방향 외측 메인 바디부(63a)의 형상과 유사하게 판상의 링부재로 형성되어 각각 중간 플레이트(64)의 메인 바디부(63a)의 중심축(X-X) 방향으로 전면 및 후면에 각각 근접하여 설치되도록 구성된다.

또한, 반경 방향으로 제1 댐퍼 스프링(S1)과 제2 댐퍼 스프링(S2)에 대해서 반경 방향 외측의 공간에, 나아가 입력 플레이트(63)에 대해서 반경 방향 외측에 배치되고, 중심축(X-X) 방향으로 제1 질량체 플레이트(66)의 전방 단부면으로부터 제2 질량체 플레이트(67)의 후방 단부면까지의 점유 영역(W2)이 제1 댐퍼 스프링(S1) 및 제2 댐퍼 스프링(S2)의 축방향 점유 영역(W1)과 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전부 중첩되게 배치된다.

즉, 종래 단일체로 구비되었던 관성 질량체를 분할하여 링형상의 플레이트 형태로 중간 플레이트(64)의 중심축(X-X) 방향 전면 및 후면에 각각 배치하여 관성 질량체가 차지하는 점유 공간을 최소화하고, 중심축(X-X) 방향으로 제1 댐퍼 스프링(S1) 및 제2 댐퍼 스프링(S2)이 점유하는 영역(W1)을 벗어나지 않도록 배치하도록 하여 반공진 댐퍼(DD)의 중심축(X-X) 방향 치수를 현저히 감소시킬 수 있게 된다.

나아가 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 반공진 댐퍼(DD)는, 중심축(X-X)으로부터 반공진 댐퍼(DD)의 반경방향 최외곽 단부까지의 길이(d1)가, 중심축(X-X)으로부터 록업 장치(6)의 반경방향 최외곽 단부까지의 길이(d2)의 100% 내지 105%가 되도록, 중심축(X-X)으로부터 상기 터빈 쉘(41)의 반경방향 최외곽 단부까지의 길이(d3)의 110% 내지 120%가 되도록 설정된다. 이와 같이, 반공진 댐퍼(DD)가 점유하는 반경방향 길이를 록업 장치(6)의 피스톤(61)과 터빈 쉘(41)의 반경방향 길이에 대해서 상대적으로 제한함으로써 종래에 비해서 댐퍼 조립체(DA)의 반경방향 치수를 현저히 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)는 단일 질량체화 동일한 효과를 갖도록 전술한 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 리벳(R3)이 관통하여 연장되는 리벳 홀(66d, 67d)이 형성된다.

또한, 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)는 종래와는 달리 중간 연결 부재 없이 직접 댐퍼 스프링인 제3 댐퍼 스프링(S3)에 연결되도록 구성된다.

이를 위해, 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)는 상호간 협력하여 제3 댐퍼 스프링(S3)을 적어도 부분적으로 수용할 수 있도록 각각 제4 스프링 홀(66b, 67b)을 구비하며, 제4 스프링 홀(66b, 67b) 각각의 양단부면은 제3 댐퍼 스프링(S3)의 양단부에 접촉하여 댐핑 작용시 제3 댐퍼 스프링(S3)의 양단부를 가압하는 제4 스프링 걸림부(66b-1, 67b-1)로서 작용한다.

도 3 내지 6에는 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)에 각각 제4 스프링 홀(66b, 67b)이 형성되는 실시예가 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67) 중 어느 하나에만 스프링 홀이 형성되는 실시예도 본 발명의 범위에 당연히 속한다. 이에 한정되는 것은 아니나 편의상 이하에서는 제1 질량체 플레이트(66)와 제2 질량체 플레이트(67)에 각각 제4 스프링 홀(66b, 67b)이 형성되는 실시예를 기준으로 설명하도록 한다.

제4 스프링 홀(66b, 67b)은 전술한 중간 플레이트(64)의 제3 스프링 홀(64e)과 대량 동일한 회전 방향 폭을 갖도록 형성된다.

이와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)는 종래와는 달리 중간 연결부재 없이 직접적으로 제3 댐퍼 스프링(S3)에 연결되도록 구성하여 반공진 댐퍼(DD)의 구조를 간소화하고, 제조 비용을 현저히 절감할 수 있게 된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 제4 스프링 홀(66b, 67b)은 각각 입력 플레이트(63)를 향하는 내측 개구부의 반경 방향 폭이 외측 개부구의 반경 방향 폭보다 더 크게 형성되고, 외측 개구부의 반경 방향 폭은 제3 댐퍼 스프링(S3)의 외경보다 더 작게 형성될 수 있다.

따라서 제1 질량체 플레이트(66)는 제4 스프링 홀(66b)을 통해서 제3 댐퍼 스프링(S3)의 중심축(X-X) 방향 전면의 전체가 아닌 일부분을 외부로 노출하게 되고, 제2 질량체 플레이트(67)는 제4 스프링 홀(67b)을 통해서 제3 댐퍼 스프링(S3)의 중심축(X-X) 방향 후면의 전체가 아닌 일부분을 외부로 노출하게 된다,

이와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 제4 스프링 홀(66b, 67b)의 내측면의 반경 방향 폭과 외측면의 반경 방향 폭의 관계를 설정함으로써 별도의 추가적인 부재를 구비하거나 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)에 대한 추가적인 가공이 없이도 제3 댐퍼 스프링(S3)의 축방향 지지 및 이탈 방지 구조가 구현될 수 있다.

나아가, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 댐퍼 조립체(DA)는 종래에 비해서 중심축(X-X) 방향 및 반경방향으로 감소된 사이즈를 갖도록 구성되기 때문에 반공진 댐핑 성능이 저하될 우려가 있다. 이를 위해 관성 질량체의 관성을 증가시키기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 반공진 댐퍼(DD)는 추가 질량체(69)를 더 포함하고, 터빈 쉘(41)을 질량체로 이용하도록 구성된다.

먼저, 추가 질량체(69)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67) 사이의 공간으로서 전술한 중간 플레이트(64)의 수용 홈부(64a-1)에 삽입된 상태로 설치된다.

다만, 댐핑 작용 시 추가 질량체(69)와 중간 플레이트(64) 사이의 상대 이동을 방해하지 않도록 추가 질량체(69)와 중간 플레이의 수용 홈부(64a-1)는 소정의 각도 범위(a1)를 갖도록 이격시키는 것이 바람직하다. 해당 각도 범위(a1)는 추가 질량체(69)가 중간 플레이트(64)에 대해서 최대로 상대 이동된 상태, 즉 제3 댐퍼 스프링(S3)이 최대로 압축된 상태의 상대 회전량보다는 크거나 같도록 설정된다.

추가 질량체(69)는 전술한 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)와 일체로 회전하도록 전술한 리벳(R3)을 통해 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)에 체결되며, 추가 질량체(69)에는 리벳(R3)이 관통하여 연장되는 관통홀(69a)이 형성된다.

다음으로, 터빈 쉘(41)을 질량체로 이용하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 반공진 댐퍼(DD)는 제1 질량체 플레이트(66) 또는 제2 질량체 플레이트(67) 중 적어도 어느 하나를 상기 터빈 쉘(41)에 상대회전 불가한 상태로 연결하는 연결 브라켓(7)을 포함한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 연결 브라켓(7)은 링형상의 바디부(71)와, 바디부(71)로부터 중심축(X-X) 방향으로 돌출 및 연장되는 다수의 계합 돌기(73)와, 바디부(71)로부터 터빈 쉘(41)의 외형에 대응되도록 절곡되어 형성되며 터빈 쉘(41)의 외면에 용접 등의 방식으로 체결되는 부착부(72)를 포함한다.

연결 브라켓(7)의 계합 돌기(73)는 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 반경 방향 외측 단부에 형성되는 연결 홈부(66c, 67c)에 삽입되는 방식으로 치형 결합된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 질량체 플레이트(66) 또는 제2 질량체 플레이트(67) 중 어느 하나에 계합 돌기가 구비되고, 연결 브라켓(7)에 계합 홈부가 형성되는 실시예도 적용 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 당연히 속한다.

제3 댐퍼 스프링

제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)와 중간 플레이트(64)를 회전 방향에 대해서 탄력적으로 연결하는 제3 댐퍼 스프링(S3)은, 중간 플레이트(64)의 제3 스프링 홀(64e)에 삽입된 상태로 수용되어 양단부는 제3 스프링 홀(64e)의 제3 스프링 걸림부(64e-1)와, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 제4 스프링 걸림부(66b-1, 67b-1)에 의해 회전 방향으로 탄성 변형 가능하게 지지되며 전술한 반경(C1)보다 더 큰 반경(C2)을 따라 배치되어 있다.

따라서 중간 플레이트(64)와, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)가 상대 회전하면, 제3 댐퍼 스프링(S3)은 회전 방향으로 압축되고, 이에 따라 중간 플레이트(64)에 입력되는 진동과 반대 위상을 갖는 진동이 중간 플레이트(64)에 가해지게 되어 진동이 감쇄된 상태의 토크가 출력 플레이트(65)로 전달되게 된다.

<토크 컨버터의 작동>

이하 도 13을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 댐퍼 조립체(DA)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 토크가 전달된다. 터빈(4)에 전달된 토크는 제1 질량체 플레이트(66), 제2 질량체 플레이트(67), 중간 플레이트(64) 및 출력 플레이트(65)를 거쳐 출력 허브(43)를 통하여 도시되지 않은 변속기의 입력 샤프트에 전달된다.

입력 샤프트의 회전 속도가 대략 일정하게 유지되면, 록업 장치(6)를 통한 토크 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 토크가 전달된다.

드라이브 플레이트(62)에 토크가 전달되면, 입력 플레이트(63)가 드라이브 플레이트와 일체로 회전이 개시되고, 입력 플레이트(63)의 제1 스프링 걸림부(63a-4, 63b-4)와 중간 플레이트(64)의 제2 스프링 걸림부(64d-1) 사이에서 1차적으로 제1 댐퍼 스프링(S1)이 회전방향으로 압축되면서 토션 진동이 감쇄된 토크가 중간 플레이트(64)로 전달된다.

한편, 중간 플레이트(64)로 토크가 전달되면, 중간 플레이트(64)의 제3 스프링 걸림부(64e-1)와, 제1 질량체 플레이트(66) 및 제2 질량체 플레이트(67)의 제4 스프링 걸림부(66b-1, 67b-1) 사이에서 제3 댐퍼 스프링(S3)이 회전방향으로 압축되고, 중간 플레이트(64)에 입력되는 진동과 반대 위상을 갖는 반공진 댐퍼(DD)의 진동이 제3 댐퍼 스프링(S3)을 통해 중간 플레이트(64)에 전달된다.

다음으로, 중간 플레이트(64)로 전달된 토크는 제2 댐퍼 스프링(S2) 및 출력 플레이트(65)를 거쳐 최종적으로 진동이 감쇄된 토크가 출력 허브(43)로 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)
입력 플레이트(63) 중간 플레이트(64)
출력 플레이트(65) 제1 댐퍼 스프링(S1)
제2 댐퍼 스프링(S2) 제3 댐퍼 스프링(S3)
제1 질량체 플레이트(66) 제2 질량체 플레이트(67)
추가 질량체(69)

Claims

엔진 출력 측에 연결되는 프런트 커버와, 상기 프런트 커버에 연결되어 일체로 회전하는 임펠러와, 유체를 통해서 상기 임펠러로부터 회전력을 전달받는 터빈 블레이드 및 상기 터빈 블레이드를 지지하는 터빈 쉘을 구비하는 터빈과, 상기 프런트 커버와 상기 터빈 사이에 배치되는 록업 장치와, 상기 록업 장치에 연결되는 댐퍼 조립체와, 상기 댐퍼 조립체에 연결되어 회전력을 외부로 전달하는 출력 허브를 포함하는 토크 컨버터로서,
상기 댐퍼 조립체는,
상기 록업 장치로부터 회전력이 입력되는 입력 부재;
상기 입력 부재에 대해서 상대회전 가능하게 구비되고, 상기 출력 허브에 상대회전 불가하게 연결되는 출력 부재;
상기 입력 부재와 상기 출력 부재를 회전 방향에 대해서 탄력적으로 연결하는제1 댐퍼 스프링 및 제2 댐퍼 스프링;
상기 제1 댐퍼 스프링을 통해서 상기 입력 부재에 상대회전 가능하게 연결되고, 상기 제2 댐퍼 스프링을 통해서 상기 출력 부재에 상대회전 가능하게 연결되는 중간 부재; 및
상기 중간 부재에 직접 설치되는 반공진 댐퍼;
를 포함하고,
상기 반공진 댐퍼는, 상기 제1 댐퍼 스프링 및 상기 제2 댐퍼 스프링에 대해서 반경 방향 외측에 배치되며,
상기 반공진 댐퍼는,
상기 중간 부재의 전면에 근접하여 배치되는 링형상의 제1 질량체 플레이트;
상기 제1 질량체 플레이트와 상대회전 불가능하게 결합하고, 상기 중간 부재의 후면에 근접하여 배치되는 링형상의 제2 질량체 플레이트; 및
상기 중간 부재에 수용되고, 상기 제1 질량체 플레이트 및 상기 제2 질량체 플레이트를 상기 중간 부재에 상기 회전 방향에 대해서 탄력적으로 연결하는 제3 댐퍼 스프링;
을 포함하고,
상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트는 상기 입력 부재에 대해서 반경 방향 외측에 배치되며,
상기 반공진 댐퍼는,
상기 제1 질량체 플레이트 또는 상기 제2 질량체 플레이트 중 적어도 어느 하나를 상기 터빈 쉘에 상대회전 불가한 상태로 연결하는 연결 브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
삭제
제1 항에서,
상기 토크 컨버터의 중심축으로부터 상기 반공진 댐퍼의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이는, 상기 중심축으로부터 상기 록업 장치의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이의 100% 내지 105%가 되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1 항에서,
상기 토크 컨버터의 중심축으로부터 상기 반공진 댐퍼의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이는, 상기 중심축으로부터 상기 터빈 쉘의 반경 방향 최외곽 단부까지의 길이의 110% 내지 120%가 되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1 항에서,
중심축 방향으로 상기 제1 질량체 플레이트의 전방 단부면으로부터 상기 제2 질량체 플레이트의 후방 단부면까지의 점유 영역은, 상기 제1 댐퍼 스프링 및 상기 제2 댐퍼 스프링의 축방향 점유 영역과 적어도 부분적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1 항에서,
중심축 방향으로 상기 제1 질량체 플레이트의 전방 단부면으로부터 상기 제2 질량체의 후방 단부면까지까지의 점유 영역은, 상기 제1 댐퍼 스프링 및 상기 제2 댐퍼 스프링의 축방향 점유 영역에 전부 중첩되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1 항에서,
상기 반공진 댐퍼는,
상기 제1 질량체 플레이트와 상기 제2 질량체 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제1 질량체 플레이트 및 상기 제2 질량체 플레이트와 일체로 회전하도록 연결되는 추가 질량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
삭제
제1 항에서,
상기 입력 부재는,
상기 중간 부재의 전면에 근접해서 배치되고, 상기 록업 장치에 상대회전 불가하게 연결되는 링형상의 제1 플레이트; 및
상기 중간 부재의 후면에 근접해서 배치되고, 상기 제1 플레이트와 일체로 회전하도록 연결되는 링형상의 제2 플레이트;
를 포함하고,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 상기 반공진 댐퍼에 대해서 반경 방향 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제9 항에서,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 각각 상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링을 수용하기 위한 원호형상의 제1 스프링 홀을 포함하고,
상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링은 상기 제1 스프링 홀에 동시 수용되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제10 항에서,
상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링은 상기 제1 스프링 홀의 내부에서 동일 반경을 따라 원호 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제11 항에서,
상기 제1 댐퍼 스프링은, 상기 제1 스프링 홀의 반경 방향 폭에 대응하는 외경을 갖는 제1 코일 스프링과, 상기 제1 코일 스프링의 내부에 배치되는 제2 코일 스프링을 포함하고,
상기 제2 댐퍼 스프링은, 상기 제1 코일 스프링의 외경과 동일한 외경을 갖는 제3 코일 스프링과, 상기 제3 코일 스프링의 내부에 배치되는 제4 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제10 항에서,
상기 중간 부재는,
링형상의 메인 플레이트;
상기 메인 플레이트의 반경 방향 내측에 형성되며, 상기 제1 스프링 홀에 대응하는 원주방향 길이를 갖고 상기 제1 댐퍼 스프링과 상기 제2 댐퍼 스프링이 수용되는 원호형상의 제2 스프링 홀; 및
상기 제2 스프링 홀의 반경 방향 외측에 형성되며 상기 제3 댐퍼 스프링을 수용하는 제3 스프링 홀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제11 항에서,
상기 출력 부재는,
상기 출력 허브에 고정되는 원판형상의 바디부; 및
상기 바디부로터 반경 방향으로 연장되어 형성되는 스프링 연결부;
를 포함하고,
상기 스프링 연결부는, 상기 제1 댐퍼 스프링의 제1 단부와 상기 제2 댐퍼 스프링의 제1 단부 사이로 연장되고,
상기 제1 댐퍼 스프링의 제1 단부와 상기 제2 댐퍼 스프링의 제1 단부는 상기 스프링 연결부에 의해서 동시에 지지되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제14 항에서,
상기 제1 댐퍼 스프링의 제2 단부는, 상기 제1 스프링 홀 및 제2 스프링 홀의 반경 방향 일단부에 의해서 동시에 지지되고,
상기 제2 댐퍼 스프링의 제2 단부는, 상기 제1 스프링 홀 및 제2 스프링 홀의 반경 방향 타단부에 의해서 동시에 지지되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.