KR20020088096A - Lock-up clutch of torque converter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A lockup clutch for a torque converter is provided to prevent degradation of oil and oil leakage, and to reduce energy loss by improving cooling efficiency in operating the clutch with modifying the groove shape of a clutch facing. CONSTITUTION: A lockup clutch of a torque converter is composed of a clutch plate(6) moving linearly between a front cover(2) connected to an engine and a turbine(4) transmitting torque; a spring(10) connected between the clutch plate and the turbine to absorb impact in actuating the clutch; and a clutch facing(8) mounted around the clutch plate to generate frictional force with the front cover. Plural grooves are formed in the surface of the clutch facing to cool in generating friction with the front cover by flowing operating oil, and to minimize oil leakage by keeping oil in the friction surface for a long time. Degradation of oil is prevented, and energy loss is reduced with cooling efficiently.

Description

토크 컨버터의 록 업 클러치 { Lock-up clutch of torque converter }Lock-up clutch of torque converter

본 발명은 자동변속기에 적용되는 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 록 업 클러치 작동시 마찰열을 냉각시킴과 아울러 작동유의 누유를 최소화할 수 있는 토크 컨버터의 록 업 클러치에 관한 것이다.The present invention relates to a torque converter applied to an automatic transmission, and more particularly, to a lock-up clutch of a torque converter that cools frictional heat during operation of a lock-up clutch and minimizes leakage of hydraulic oil.

일반적으로 토크 컨버터는 엔진과 자동 변속기의 사이에 배치되어 유체를 사용하여 엔진의 회전력을 자동변속기측으로 전달하는 장치로서, 엔진에서 발생된 토크를 증폭시키는 역할과 클러치 기능을 한다.In general, the torque converter is disposed between the engine and the automatic transmission to transfer the rotational force of the engine to the automatic transmission side using a fluid, and serves to amplify the torque generated in the engine and a clutch function.

도 1은 종래 기술에 따른 록 업 클러치가 적용된 토크 컨버터의 반 단면도이다.1 is a half sectional view of a torque converter to which a lock-up clutch according to the prior art is applied.

종래의 토크 컨버터는 엔진과 연결되어 구동력을 전달받는 프론트 커버(102)와, 상기 프론트 커버(102)와 연결되어 같이 회전되는 임펠러(104)와, 상기 임펠러(104)와 대향되는 위치에 배치되고 자동 변속기의 입력축과 직결되는 터빈(106)과, 상기 임펠러(104)와 터빈(106) 사이에 배치되어 오일의 흐름 방향을 변환시키는 스테이터(108)로 구성된다.The conventional torque converter is disposed in a position opposite to the impeller 104, the impeller 104 and the front cover 102 connected to the engine to receive the driving force, connected to the front cover 102 and rotated together; The turbine 106 is directly connected to the input shaft of the automatic transmission, and the stator 108 is disposed between the impeller 104 and the turbine 106 to change the flow direction of oil.

그리고, 프론트 커버(102)와 터빈(106) 사이에는 변속단이 일정단 이상되면 프론트 커버(102)와 터빈(106)을 기계적으로 직결시켜 동력 전달 효율을 향상시키는 록 업 클러치가 설치된다.In addition, a lock-up clutch is installed between the front cover 102 and the turbine 106 to improve the power transmission efficiency by mechanically connecting the front cover 102 and the turbine 106 when the shift stage is more than a predetermined step.

상기 록 업 클러치는 스플라인 허브(110)에 직선 이동 가능하게 배치되고 터빈(106)과 연결되는 클러치 플레이트(112)와, 상기 클러치 플레이트(112)의 외측면 둘레방향으로 부착되어 프론트 커버(102)와 접촉시 마찰력을 발생시키는 클러치 페이싱(116)으로 구성된다.The lock-up clutch is disposed on the spline hub 110 to be linearly movable and is connected to the turbine 106 and the clutch plate 112, and the front cover 102 is attached to the circumferential direction of the outer surface of the clutch plate 112. And a clutch facing 116 which generates a frictional force upon contact with it.

이러한 록 업 클러치는 일정 변속단 이상에서 작동되는 것으로, ECU의 제어에 따라 유압이 공급되면 클러치 플레이트(112)가 이동되어 클러치 페이싱(116)이프론트 커버(102)의 내측면에 마찰되면서 프론트 커버(102)의 회전력이 터빈(106)측으로 직접 전달한다.The lock-up clutch is operated at a predetermined shift speed. When the hydraulic pressure is supplied under the control of the ECU, the clutch plate 112 is moved, and the clutch facing 116 rubs against the inner surface of the front cover 102, and the front cover is closed. The rotational force of 102 transmits directly to the turbine 106 side.

이러한 록크 업 클러치에 의한 토크 전달 과정 중 클러치 페이싱(116)과 프론트 커버(102)의 마찰면에서 순간적인 고온이 유발되어 작동유에 열화가 발생되고, 이 열화로 인하여 작동유의 마찰 특성을 변화시켜 저더(juder)의 원인이 되기 때문에 충분한 냉각 작용이 이루어져야 된다.During the torque transmission process by the lock-up clutch, instantaneous high temperature is generated in the friction surface of the clutch facing 116 and the front cover 102, causing deterioration of the hydraulic oil. Sufficient cooling must be achieved as this causes the juder.

종래의 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치 페이싱(116)에 일반적인 습식 다판 클러치와 같이 반경방향으로 그루브(120)를 형성하여 냉각을 위한 오일이 유도될 수 있도록 할 수 있다.In the conventional case, as shown in FIG. 2, the groove 120 may be formed in a radial direction like a general wet multi-plate clutch in the clutch facing 116 so that oil for cooling may be induced.

그러나, 이와 같이 클러치 페이싱에 반경방향으로 그루브(120)를 형성하게 되면 냉각 성능은 향상시킬 수 있지만 클러치를 작동시키는 작동유가 과다하게 누유되어 클러치 작동이 이루어지지 못하기 때문에 적용이 불가능한 실정이다.However, if the groove 120 is formed radially in the clutch facing as described above, the cooling performance can be improved, but the hydraulic oil for operating the clutch is excessively leaked, and thus the clutch operation cannot be performed.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 클러치 페이싱의 그루브 형상을 개선하여 클러치 작동시 냉각 성능을 향상시켜 작동유의 열화를 방지하고 에너지 손실을 줄임과 아울러 작동유의 과다한 누유를 방지할 수 있는 토크 컨버터의 록 업 클러치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the groove shape of the clutch face to improve the cooling performance during clutch operation to prevent deterioration of the hydraulic oil and reduce energy loss and at the same time excessive amount of hydraulic oil It is to provide a lock-up clutch of a torque converter that can prevent leakage.

도 1은 종래 기술에 따른 토크 컨버터의 반 단면도이고,1 is a half cross-sectional view of a torque converter according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 클러치 페이싱의 정면도이고,2 is a front view of a clutch facing according to the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 토크 컨버터의 반 단면도이고,3 is a half sectional view of a torque converter according to the invention,

도 4는 본 발명에 따른 클러치 페이싱의 정면도이다.4 is a front view of the clutch facing according to the invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

2 : 프론트 커버 4 : 터빈2: front cover 4: turbine

6 : 클러치 플레이트 8 : 클러치 페이싱6: clutch plate 8: clutch facing

20 : 오일 유입구 22 : 오일 안내홈20: oil inlet 22: oil guide groove

24 : 오일 배출구24: oil outlet

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 자동변속기용 토크 컨버터의 록 업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 변속기 입력축과 연결되는 터빈 사이에 직선 이동 가능하게 배치되는 클러치 플레이트와, 상기 클러치 플레이트의 외측면 둘레방향으로 부착되어 프론트 커버와의 사이에 마찰력을 발생시키는 클러치 페이싱을 포함하는 토크 컨버터의 록 업 클러치에 있어서,The lock-up clutch of the torque converter for an automatic transmission according to the present invention for realizing the above object is a clutch plate disposed to be linearly movable between a front cover directly connected to an engine and a turbine connected to a transmission input shaft, A lock-up clutch of a torque converter comprising a clutch facing attached to an outer circumferential direction and generating friction force with a front cover,

상기 클러치 페이싱은 프론트 커버와 마찰되는 표면에 작동유를 유입시켜 냉각 작용을 하고, 오일이 마찰면에 머무르는 시간을 늘려 작동유의 누유를 최소화할 수 있는 그루브가 형성되는 것을 특징으로 한다.The clutch facing is characterized in that the groove is formed to cool the fluid by introducing the hydraulic fluid into the surface to be rubbed with the front cover, and to minimize the leakage of the hydraulic fluid by increasing the time the oil stays on the friction surface.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 록 업 클러치가 적용된 토크 컨버터의 반 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 록 업 클러치의 클러치 페이싱을 나타낸 측면도이다.3 is a half sectional view of a torque converter to which a lock up clutch according to the present invention is applied, and FIG. 4 is a side view showing the clutch facing of the lock up clutch according to the present invention.

본 발명에 따른 록 업 클러치는 엔진과 연결되어 같이 회전되는 프론트 커버(2)와 변속기 입력축과 연결되어 회전력을 전달하는 터빈(4) 사이에 직선 이동 가능하게 배치되는 클러치 플레이트(6)와, 상기 클러치 플레이트(6)와 터빈(4) 사이에 연결되어 클러치 작동시 발생되는 충격력을 흡수하는 스프링(10)과, 상기 클러치 플레이트(6)의 외측면 둘레방향으로 부착되어 프론트 커버(2)와의 사이에 마찰력을 발생시키는 클러치 페이싱(8)으로 구성된다.The lock-up clutch according to the present invention includes a clutch plate 6 disposed to be linearly movable between a front cover 2 connected to an engine and a turbine 4 connected to a transmission input shaft and transmitting a rotational force, and A spring 10 connected between the clutch plate 6 and the turbine 4 to absorb the impact force generated during the operation of the clutch, and attached to the outer side of the clutch plate 6 in the circumferential direction and between the front cover 2; It consists of a clutch facing 8 which generates a frictional force in the.

이러한 록 업 클러치는 변속단이 일정 이상이면 동력 전달 효율 및 연비를 향상시킬 수 있도록 엔진과 변속기 사이를 기계적으로 직결시키는 것으로, ECU의제어에 따라 유압이 챔버로 공급되면 클러치 플레이트가 직선 이동되면서 클러치 플레이트와 프론트 커버를 마찰에 의해 직결시켜 엔진의 동력이 기계적으로 변속기측으로 전달되도록 한다.The lock-up clutch is a mechanical direct connection between the engine and the transmission to improve power transmission efficiency and fuel efficiency when the shift stage is more than a certain level. When the hydraulic pressure is supplied to the chamber under the control of the ECU, the clutch plate moves linearly. The plate and the front cover are directly connected by friction so that the engine power is mechanically transmitted to the transmission side.

상기 클러치 페이싱(8)은 도 4에 도시된 바와 같이, 클러치 플레이트의 외주면 둘레방향으로 일정 폭으로 부착되어 프론트 커버와 마찰되는 마찰재로 이루어지고, 클러치 페이싱의 마찰면 표면에는 프론트 커버와 마찰시 발생되는 열을 냉각시키도록 다수개의 그루브가 형성된다.As shown in FIG. 4, the clutch facing 8 is made of a friction material attached to the outer circumferential surface of the clutch plate at a predetermined width to rub against the front cover. A plurality of grooves are formed to cool the heat to be generated.

상기 그루브는 제1챔버(12)로 공급된 작동유가 유입되는 오일 유입구(20)가 클러치 페이싱(8)의 외측 둘레방향으로 다수개 형성되고, 이 오일 유입구(20)로 유입된 오일이 따라 흐를 수 있도록 클러치 페이싱(8)의 표면에 물결모양으로 오일 안내홈(22)이 형성되고, 상기 오일 안내홈(22)을 타고 흐르면서 냉각 작용을 마친 오일이 최종적으로 배출되도록 클러치 페이싱(8 내측에 형성되는 오일 배출구로(24루어진다.The groove has a plurality of oil inlets 20 through which the hydraulic oil supplied to the first chamber 12 flows in the outer circumferential direction of the clutch facing 8, and the oil flowing into the oil inlets 20 flows along. The oil guide groove 22 is formed in a wave shape on the surface of the clutch facing 8 so that the oil, which flows through the oil guide groove 22 and finishes cooling operation, is finally formed inside the clutch facing 8. To the oil outlet (24).

여기에서, 상기 오일 안내홈(22)은 오일 유입구(20)로 유입된 오일이 장시간 머무른 후에 오일 배출구(24)로 배출될 수 있도록 다수번 절곡되는 물결 형태로 형성된다.Here, the oil guide groove 22 is formed in a wave shape bent many times so that the oil introduced into the oil inlet 20 can be discharged to the oil outlet 24 after a long stay.

이러한 그루브는 클러치 페이싱(8)의 둘레방향으로 다수개로 형성되는 데, 설계시 오일이 머무를 수 있는 시간과 작동유가 누유되는 유량을 계산하여 최소한의 누유로 최대의 냉각 효과를 가져 올 수 있는 형태 및 개수를 갖는다.These grooves are formed in plural in the circumferential direction of the clutch facing (8), the design can calculate the time the oil can stay and the flow rate of the hydraulic oil leakage to obtain the maximum cooling effect with the minimum leakage oil and Has a number.

즉, 록 업 클러치가 작동될 때 클러치 페이싱(8)의 외측 둘레방향으로는 고압이 형성되고, 클러치 페이싱(8)의 내측 둘레방향으로 저압이 형성되기 때문에 오일 유입구(20)를 통해 오일이 유입되면 오일 안내홈(22)을 따라 흐르면서 냉각작용을 수행하고 냉각 작용을 완료한 오일은 오일 배출구(24)를 통해 배출된다.That is, when the lock-up clutch is operated, high pressure is formed in the outer circumferential direction of the clutch facing 8, and low pressure is formed in the inner circumferential direction of the clutch facing 8, so that oil is introduced through the oil inlet 20. When the oil flows along the oil guide groove 22 to perform the cooling operation and complete the cooling operation, the oil is discharged through the oil outlet 24.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 록 업 클러치의 작용을 다음에서 설명한다.The operation of the lock-up clutch according to the present invention made as described above will be described below.

변속단이 일정 변속단 이상이 되면 작동유가 제1챔버(12)측으로 유입되어 클러치 플레이트(6)를 이동시키면 클러치 페이싱(8)이 프론트 커버(2)측에 마찰되면서 프론트 커버(2)와 터빈(4)을 직결시켜 엔진의 구동력이 직접 변속기측으로 전달되도록 한다.When the shift stage is above a certain shift stage, the hydraulic oil flows into the first chamber 12 and moves the clutch plate 6, so that the clutch facing 8 rubs against the front cover 2, and the front cover 2 and the turbine are rotated. (4) is directly connected so that the driving force of the engine is transmitted directly to the transmission side.

이때, 제1챔버(12)측으로 압입된 유압은 클러치 플레이트(6)와 프론트 커버(2) 사이의 틈새(16)를 통해 제2챔버(28)측으로 유입되면서 클러치 페이싱(8)의 외측 둘레면에 고압을 생성함과 아울러 클러치 페이싱(8)의 내측 둘레면에는 상대적으로 저압이 생성된다.At this time, the hydraulic pressure pressurized into the first chamber 12 flows into the second chamber 28 through the gap 16 between the clutch plate 6 and the front cover 2, and thus the outer circumferential surface of the clutch facing 8. In addition to the high pressure generated in the inner peripheral surface of the clutch facing (8) relatively low pressure is generated.

이러한 압력차에 의해 제2챔버(28)측으로 유입된 오일은 오일 유입구(20)를 통해 유입되어 오일 안내홈(22)을 따라 흐르면서 클러치 페이싱(8)과 프론트 커버(2)의 마찰시 발생되는 열을 냉각하고 최종적으로 오일 배출구(24)를 통해 저압이 작용된 클러치 페이싱(8)의 내측면으로 배출된다.The oil introduced into the second chamber 28 by the pressure difference flows through the oil inlet 20 and flows along the oil guide groove 22 to be generated during friction between the clutch facing 8 and the front cover 2. The heat is cooled and finally discharged through the oil outlet 24 to the inner side of the clutch facing 8 with low pressure applied.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 토크 컨버터의 록업 클러치는 클러치 페이싱의 외측으로 오일 유입구가 형성되고 클러치 페이싱의 표면에 오일 안내홈이 형성되고, 클러치 페이싱의 내측에 오일 배출구가 형성되는 그루브를 다수개로 형성하여 록 업 클러치 작동시 작동유를 클러치 페이싱 마찰면에 유입하여 냉각 작용을 수행하고 작동유의 누유를 최소화하여 작동력 저하를 방할 수 있는 이점이 있다.Therefore, the lock-up clutch of the torque converter according to the present invention constructed and operated as described above has an oil inlet formed on the outside of the clutch facing, an oil guide groove formed on the surface of the clutch facing, and an oil outlet formed inside the clutch facing. By forming a plurality of grooves, the operating oil flows into the clutch facing friction surface when the lock-up clutch is operated to perform a cooling action and minimize leakage of the operating oil to prevent a decrease in operating force.

Claims (3)

엔진과 직결된 프론트 커버와 변속기 입력축과 연결되는 터빈 사이에 직선 이동 가능하게 배치되는 클러치 플레이트와, 상기 클러치 플레이트의 외측면 둘레방향으로 부착되어 프론트 커버와의 사이에 마찰력을 발생시키는 클러치 페이싱을 포함하는 토크 컨버터의 록 업 클러치에 있어서,A clutch plate disposed to be linearly movable between the front cover directly connected to the engine and the turbine connected to the transmission input shaft, and a clutch facing attached to an outer circumferential direction of the clutch plate to generate friction force with the front cover. In the lock-up clutch of the torque converter 상기 클러치 페이싱은 프론트 커버와 마찰되는 표면에 작동유를 유입시켜 냉각 작용을 하고, 오일이 마찰면에 머무르는 시간을 늘려 작동유의 누유를 최소화할 수 있는 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터의 록 업 클러치.The clutch facing has a cooling function by introducing hydraulic oil into the surface to be rubbed with the front cover, and a groove is formed to increase the time the oil stays on the friction surface to minimize leakage of hydraulic oil. clutch. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 그루브는 클러치 페이싱의 외측 둘레방향으로 형성되어 오일이 유입되는 오일 유입구와, 상기 오일 유입구로 유입된 오일이 따라 흐를 수 있도록 클러치 페이싱의 표면에 물결모양으로 형성되는 오일 안내홈과 상기 오일 안내홈을 타고 흐르면서 냉각작용을 완료한 오일이 배출되도록 클러치 페이싱의 내측에 형성되는 오일 배출구로 구성된 것을 특징으로 하는 토크 컨버터의 록 업 클러치.The groove is formed in the outer circumferential direction of the clutch facing and the oil inlet through which the oil flows, and the oil guide groove and the oil guide groove formed in the shape of a wave on the surface of the clutch facing so that the oil flowing into the oil inlet flows along. The lock-up clutch of the torque converter, characterized in that consisting of an oil outlet formed in the inner side of the clutch facing so that the oil completes the cooling action while flowing through. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 오일 안내홈은 상기 오일 유입구로 유입된 오일이 장시간 머무른 후에 오일 배출구로 배출될 수 있도록 다수번 절곡되는 물결 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터의 록 업 클러치.The oil guide groove is a lock-up clutch of the torque converter, characterized in that formed in a wave form bent a number of times so that the oil introduced into the oil inlet can be discharged to the oil outlet after a long stay.
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