KR20010000079U - 자동변속기의 토크컨버터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동변속기의 토크컨버터에 관한 것으로서, 특히 터빈 러너에서 나오는 오일의 흐름 방향을 변화시켜 펌프 임펠러의 회전을 돕는 스테이터와, 상기 스테이터의 출구부에 장착되어 스테이터의 출구각을 변경시키는 가이드베인을 포함한 자동변속기의 토크컨버터를 제공함으로써 기존의 스테이터를 교체하는 방식보다 토크컨버터의 성능 및 특성을 효과적으로 변경할 수 있음은 물론, 적은 비용으로 성능 및 특성이 향상된 토크컨버터를 제작할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동변속기의 토크컨버터{Torque converter of automatic transmission}

본 고안은 자동변속기의 토크컨버터에 관한 것으로서, 특히 스테이터의 출구부에 장착된 가이드베인에 의하여 상기 스테이터의 출구각을 변경할 수 있는 자동변속기의 토크컨버터에 관한 것이다.

자동변속기는 엔진에서 전달되는 회전속도 및 회전력을 변화시켜서 구동륜에 전달하는 변속기의 작용이 변속 패턴(Shift pattern)에 의해 자동적으로 이루어지는 것이다. 즉, 클러치 작용과 트랜스미션의 작용을 자동적으로 하는 것이다.

상기한 자동변속기는 일반적으로 토크컨버터와 유성기어식 변속기를 조합한 것이 많이 사용되고, 이외에는 유체 커플링과 자동변속기를 조합한 형식이 있다.

종래 기술에 따른 자동변속기의 토크컨버터는 자동 클러치로 작용하는 것 외에 토크의 증가 작용을 하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프 임펠러(1), 터빈 러너(3), 스테이터(5) 등의 3개의 날개차로 구성되어 있다.

여기서, 상기 펌프 임펠러(1)는 엔진의 크랭크축에 의해 구동되고, 상기 터빈 러너(3)는 자동변속기의 입력축에, 상기 스테이터(5)는 일방향 클러치(One way clutch)(7)를 거쳐서 하우징에 각각 설치되며, 내부에는 자동변속기유가 들어 있다.

상기와 같이 구성된 자동변속기의 토크컨버터에서는, 엔진이 회전하면 펌프 임펠러(1) 내의 오일에 원심력에 의한 흐름이 발생되어 펌프 임펠러(1), 터빈 러너(3), 스테이터(5), 펌프 임펠러(1) 순으로 흐르는 순환류가 발생하게 된다.

이때, 상기 펌프 임펠러(1)로부터 터빈 러너(3)로 유입되는 부분에서의 오일은 펌프의 주속과 상기한 순환류가 합성된 방향을 가지고 있다. 상기 터빈 러너(3)의 베인은 그 오일에 부딪쳐 그 충격력으로 상기 펌프 임펠러(1)의 회전방향으로 밀리게 되고, 이로써 상기 터빈 러너(3)는 회전력을 전달받게 된다.

이후, 상기 터빈 러너(3)에 동력을 전달한 오일은 원주 방향의 속도를 잃고, 터빈 러너(3)의 베인을 따라 흘러 상기 스테이터(5)를 거쳐서 펌프 임펠러(1)로 되돌아온다.

이때, 상기 스테이터(5)는 터빈 러너(3)에서 나오는 오일이 펌프 임펠러(1)의 베인 뒷면을 밀어 주도록 상기 오일의 방향을 바꿈으로써 상기 펌프 임펠러(1)의 회전을 도와 토크의 증대를 도모한다.

이와 같이 스테이터(5)가 터빈 러너(3)에서 나오는 오일의 흐름 방향을 바꾸는 동안 상기 스테이터(5)에는 펌프의 회전 방향과 반대 방향으로 반력이 작용하게 되는 데, 이러한 반력은 일방향 클러치(7)를 거쳐서 하우징이 받게 된다.

상기한 바와 같은 토크컨버터는 펌프 임펠러(1), 터빈 러너(3), 스테이터(5)의 입구각 및 출구각으로 그 성능이 결정되며, 특히 상기 스테이터(5)의 출구각은 소량의 각도를 수정하는 것만으로도 토크컨버터의 성능 및 특성을 크게 변화시킬 수 있다.

따라서, 상기한 토크컨버터의 성능 및 특성을 변화시킬 필요가 있는 경우에는 펌프 임펠러(1)의 출구부 형상을 변경하여 상기 펌프 임펠러(1)의 출구각을 수정하거나, 다른 날개각을 가진 스테이터(5)로 교체하여 상기 스테이터(5)의 출구각을 수정하는 방식을 채택하고 있다.

그러나, 상기와 같이 토크컨버터의 성능 및 특성을 변화시키기 위하여 펌프 임펠러(1)의 출구부 형상을 변경하는 방식은 형상 변경량에 비하여 특성 변화량이 아주 작기 때문에 토크컨버터의 성능 및 특성을 변화시키는데 한계가 있으며, 상기 펌프 임펠러(1)의 출구부 형상 변경량이 비교적 크기 때문에 오일 유로의 급격한 변화가 발생하여 유동적으로 큰 손실 요인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 스테이터(5)를 교체하는 방식은 스테이터(5)의 사양이 복잡, 다양해짐은 물론, 상기 스테이터(5)가 다이 캐스팅 또는 플라스틱 사출품이기 때문에 고가의 금형비가 요구되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터빈 러너에서 나오는 오일의 흐름 방향을 변화시켜 펌프 임펠러의 회전을 돕는 스테이터의 출구부에 장착되어 상기 스테이터의 출구각을 변경시키는 가이드베인을 구비함으로써 기존의 스테이터를 교체하는 방식보다 토크컨버터의 성능 및 특성을 효과적으로 변경할 수 있음은 물론, 적은 비용으로 성능 및 특성이 향상된 토크컨버터를 제작할 수 있도록 하는 자동변속기의 토크컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기의 토크컨버터가 도시된 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터가 도시된 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터에서 스테이터의 날개 단면 형상과 가이드베인이 도시된 구성도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

51 : 펌프 임펠러 53 : 터빈 러너

55 : 스테이터 57 : 가이드베인

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 자동변속기의 토크컨버터의 특징은, 터빈 러너에서 나오는 오일의 흐름 방향을 변화시켜 펌프 임펠러의 회전을 돕는 스테이터와, 상기 스테이터의 출구부에 장착되어 스테이터의 출구각을 변경시키는 가이드베인을 포함한 것이다.

또한, 본 고안의 부가적인 특징은, 상기 가이드베인은 비행기 날개의 플랩과 동일한 형상으로 형성되는데 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안은, 기존의 스테이터를 교체하는 방식보다 토크컨버터의 성능 및 특성을 효과적으로 변경할 수 있음은 물론, 적은 비용으로 성능 및 특성이 향상된 토크컨버터를 제작할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터에서 스테이터의 날개 단면 형상과 가이드베인이 도시된 구성도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터는 터빈 러너(53)에서 나오는 오일의 흐름 방향을 변화시켜 펌프 임펠러(51)의 회전을 돕는 스테이터(55)와, 상기 스테이터(55)의 출구부에 장착되어 스테이터(55)의 출구각을 변경시키는 가이드베인(57)을 포함한다.

여기서, 상기 가이드베인(57)은 비행기 날개의 플랩과 동일한 형상으로 형성되며, 프레스 가공을 이용하여 제작한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터에서는, 스테이터(55)의 출구부에 장착된 가이드베인(57)에 의하여 상기 스테이터(55)의 출구각이 α에서 α'만큼 변경된 효과를 볼 수 있다.

이때, 참조부호 α는 가이드베인(57)이 장착되기 전의 스테이터(55)의 출구각을 나타내고, 참조부호 α'는 가이드베인(57)에 의한 스테이터(55)의 출구각 변경량을 나타낸다.

이와 같이 상기 가이드베인(57)에 의해 스테이터(55)의 출구각이 커지면 상기 스테이터(55)에 의해 터빈 러너(53)의 회전력(출력 쪽)과 펌프 임펠러(51)의 회전력(입력 쪽) 사이에 생기는 차이가 커져 토크의 변환이 증대되게 되고, 이로써 토크컨버터의 성능 및 특성이 향상된다.

상기에서 미설명된 참조번호 59는 스테이터(55)와 하우징 사이에 설치되어 상기 스테이터(55)가 오일의 흐름을 변화시킬 수 있도록 도와주는 일방향 클러치를 나타낸다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 고안에 따른 자동변속기의 토크컨버터는, 스테이터(55)의 출구부에 장착된 가이드베인(57)에 의하여 상기 스테이터(55)의 출구각이 변경되므로 기존의 스테이터(55)를 교체하는 방식보다 토크컨버터의 성능 및 특성을 효과적으로 변경할 수 있음은 물론, 적은 비용으로 성능 및 특성이 향상된 토크컨버터를 제작할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 터빈 러너에서 나오는 오일의 흐름 방향을 변화시켜 펌프 임펠러의 회전을 돕는 스테이터와, 상기 스테이터의 출구부에 장착되어 스테이터의 출구각을 변경시키는 가이드베인을 포함한 것을 특징으로 하는 자동변속기의 토크컨버터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가이드베인은 비행기 날개의 플랩과 동일한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 토크컨버터.