KR20030032235A

KR20030032235A - 토크컨버터용 스러스트 와셔

Info

Publication number: KR20030032235A
Application number: KR1020010063899A
Authority: KR
Inventors: 김기우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-04-26

Abstract

본 발명은 토크컨버터용 스러스트 와셔에 관한 것으로, 다수개의 오일홈(21a)이 양측면에 형성되면서 반원 모양의 그루브(21a)가 원주면을 따라 일체로 형성된 스러스트 와셔(21)가 입력축(15)의 선단에 결합되어져, 댐퍼클러치의 해제시 상기 오일홈(21a)과 그루브(21b)를 통해 많은 양의 작동유체가 이동되면서 해제유압의 응답성이 향상됨은 물론, 이로 인해 클러치의 과도한 슬립발생이 예방되고 아울러 클러치의 소손 및 과도한 마찰열의 발생이 예방될 뿐만 아니라, 아울러 변속충격도 최소화되면서 전체적인 토크컨버터(1)의 성능도 향상되도록 된 것이다.

Description

토크컨버터용 스러스트 와셔{thrust washer for torque converter}

본 발명은 토크컨버터용 스러스트 와셔에 관한 것으로, 특히 외주면에 그루브를 형성시켜 작동유체의 이동양을 증가시킴으로써 해제유압의 응답성을 향상시킬 수 있도록 된 토크컨버터용 스러스트 와셔에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 자동변속기는 도 1에 도시된 바와 같이, 유체를 이용하여 동력을 전달하는 장치로서 토크를 증폭시키는 역할을 수행하는 토크컨버터(1)와, 이 토크컨버터(1)에 연결되어 엔진의 회전력을 전달받음과 더불어 차속에 따른 변속을 수행하는 파워트레인(2)과, 이 파워트레인(2)의 각종 장치들을 유압으로 제어하도록 ECU의 제어에 따라 유압을 발생하는 밸브바디(3) 및, 이 밸브바디(3)에서 요구되는 오일을 공급하는 오일탱크(4)등으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 토크컨버터(1)에는 도 2에 도시된 바와 같이 펌프(11)와 터빈(12) 및 작동유체의 흐름방향을 변환시켜 주는 스테이터(13; stator)가 구비되어 있으며, 그 내부에는 작동유체가 채워진 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 펌프(11)는 엔진의 크랭크축(14)에 의해 구동되고, 상기 터빈(12)은 변속기의 입력축(15)에 의해 구동되며, 상기 스테이터(13)는 일방향클러치(16; one way clutch)를 거쳐서 하우징에 설치되는 구조로 되어 있다.

따라서, 엔진과 일체로 된 펌프(11)가 회전을 하게 되면 하우징내에 충진된 작동유체는 원심력에 의해 펌프(11) →터빈(12) →스테이터(13) →펌프(11) 순으로 순환을 하게 된다.

이때, 상기 펌프(11)에서 터빈(12)으로 유입되는 부분에서의 작동유체는 상기 펌프(11)의 주속과 상기한 순환류가 합성된 방향을 가지게 되며, 상기 터빈(12)의 베인은 그 작동유체에 부딪쳐 충격력으로 상기 펌프(11)의 회전방향으로 밀리게 되고, 이로써 상기 터빈(12)은 회전력을 전달받게 된다.

이후, 상기 터빈(12)에 동력을 전달한 작동유체는 원주방향의 속도를 잃게되면서 상기 터빈(12)의 베인을 따라 흘러 상기 스테이터(13)를 거쳐서 펌프(11)로 되돌아오게 된다.

그리고, 상기 스테이터(13)는 터빈(12)에서 나오는 작동유체가 상기 펌프(11)의 베인 뒷면을 밀어 주도록 상기 작동유체의 방향을 바꿔줌으로써 상기 펌프(11)의 회전을 도와 토크의 증대를 도모하게 된다.

이와 같이, 상기 스테이터(13)가 터빈(12)에서 나오는 오일의 흐름 방향을 바꾸는 동안 상기 스테이터(13)에는 펌프(11)의 회전방향과는 반대 방향의 반력이 작용하게 되는데, 이러한 반력은 일방향 클러치(16)를 거쳐서 하우징이 받게 된다.

한편, 상기 입력축(15)의 선단에는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 터빈허브(17)와 커버(18)와의 간격을 유지시키면서 축력을 유지함과 더불어 상기 입력축(15)의 회전을 유지시키는 스러스트 와셔(21)가 구비되는데, 상기 스러스트 와셔(21)의 양측면에는 입력축(15)을 중심으로 하여 외주면쪽을 향하는 다수개의 오일홈(21a)이 일정간격을 유지하면서 형성된 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 오일홈(21a)은 스러스트 와셔(21)의 양면에 각각 4개씩 90도(°)의 간격을 가지도록 형성되는데, 일면의 오일홈(21a)은 타면의 오일홈(21a)사이에 위치되도록 형성되는 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성되는 토크컨버터(1)는 연비의 향상을 위해 일정한 운전조건에서 댐퍼클러치(damper clutch)를 작동시켜 엔진과 변속기를 직결시키게 되며, 최근에는 직결영역의 점차적으로 확대시키는 추세에 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 댐퍼클러치의 작동압과 해제압의 차이에 의해해제상태에 있다가 두 압을 모두 해제시킨 후 작동압을 증가시켜 클러치를 작동시키게 되는데, 이때 해제 및 작동의 응답속도가 느릴 경우 클러치의 슬립으로 인해 소손 및 과도한 마찰열이 발생함은 물론 이로 인해 변속충격이 발생될 수도 있게 된다.

이에 따라, 댐퍼클러치의 작동시에는 도 2에 도시된 터빈쉘(19)에 터빈구멍(19a)을 4개정도 형성시켜 응답성을 향상시키는 구조로 되어 있지만, 댐퍼클러치의 해제시에는 작동유체가 스러스트 와셔(21)에 구비된 오일홈(21a)만을 이용해 이동됨으로써 해제유압의 응답성이 느리게 발생됨은 물론, 이로 인해 클러치에 과도한 슬립 및 마찰열이 발생됨은 물론 변속충격도 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 외주면에 그루브를 형성시켜 댐퍼클러치의 해제시 작동유체의 이동양을 증가시킴으로써, 해제유압의 응답성을 향상시키고 이로 인해 클러치의 과도한 슬립 및 과도한 마찰열의 발생을 예방하며 아울러 변속충격도 최소화시킬 수 있도록 된 토크컨버터용 스러스트 와셔를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스러스트 와셔에는, 소정형상의 그루브가 외주면을 따라 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 자동변속기의 분리사시도,

도 2는 토크컨버터의 구조를 설명하기 위한 종단면도,

도 3은 종래의 스러스트 와셔를 설명하기 위한 사시도,

도 4는 댐퍼클러치 작동시 작동압과 해제압의 관계를 설명하기 위한 개략적인 그래프선도,

도 5는 본 발명에 따른 스러스트 와셔를 설명하기 위한 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 토크컨버터 11 - 펌프

12 - 터빈 13 - 스테이터

21 - 스러스트 와셔 21a - 그루브

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 스러스트 와셔를 설명하기 위한 사시도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 그루브(21a)가 형성된 스러스트 와셔(21)는 자동변속기를 구성하는 입력축(15)의 선단에 결합되는 구조로 되어 있다.

즉, 차량의 자동변속기는 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, 유체를 이용하여 동력을 전달하는 장치로서 토크를 증폭시키는 역할을 수행하는 토크컨버터(1)와, 이 토크컨버터(1)에 연결되어 엔진의 회전력을 전달받음과 더불어 차속에 따른 변속을 수행하는 파워트레인(2)과, 이 파워트레인(2)의 각종 장치들을 유압으로 제어하도록 ECU의 제어에 따라 유압을 발생하는 밸브바디(3) 및, 이 밸브바디(3)에서 요구되는 오일을 공급하는 오일탱크(4)등으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 토크컨버터(1)에는 도 2를 참조로 전술한 바와 같이 펌프(11)와 터빈(12) 및 작동유체의 흐름방향을 변환시켜 주는 스테이터(13; stator)가 구비되어 있으며, 그 내부에는 작동유체가 채워진 구조로 되어 있다.

이후, 상기 터빈(12)에 동력을 전달한 작동유체는 원주방향의 속도를 잃게 되면서 상기 터빈(12)의 베인을 따라 흘러 상기 스테이터(13)를 거쳐서 펌프(11)로 되돌아오게 된다.

한편, 상기 입력축(15)의 선단에는 도 2와 도 5에 도시된 바와 같이 터빈허브(17)와 커버(18)와의 간격을 유지시키면서 축력을 유지함과 더불어 상기 입력축(15)의 회전을 유지시키기 위한 본 발명에 따른 스러스트 와셔(21)가 구비되는데, 상기 스러스트 와셔(21)의 양측면에는 입력축(15)을 중심으로 하여 외주면쪽을 향하는 다수개의 오일홈(21a)이 일정간격을 유지하면서 형성되는 구조로 되어 있으며, 이와 더불어 상기 스러스트 와셔(21)의 원주면에는 댐퍼클러치의 해제시 해제유압의 응답성을 향상시키기 위해 작동유체의 이동양을 증가시키기 위한 소정형상의 그루브(21a)가 원주면을 따라 일체로 형성되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 오일홈(21a)은 스러스트 와셔(21)의 양면에 각각 4개씩 90도(°)의 간격을 가지도록 형성되는데, 일면의 오일홈(21a)은 타면의 오일홈(21a)사이에 위치되도록 형성되는 구조로 되어 있고, 상기 그루브(21a)는 반원의 모양을 가지면서 소정깊이로 형성되는 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성되는 토크컨버터(1)는 연비의 향상을 위해 일정한 운전조건에서 댐퍼클러치(damper clutch)를 작동시켜 엔진과 변속기를 직결시키게 되는 바, 상기 댐퍼클러치의 작동시에는 도 2에 도시된 터빈쉘(19)에 터빈구멍(19a)을 4개정도 형성시켜 응답성을 향상시키게 되며, 상기 댐퍼클러치의 해제시에는 스러스트 와셔(21)에 구비된 오일홈(21a) 및 본 발명에 따른 그루브(21b)를 통해 많은 양의 작동유체를 이동시킴으로써 응답성을 향상시키게 된다.

또한, 댐퍼클러치의 해제시 스러스트 와셔(21)에 구비된 오일홈(21a) 및 그루브(21b)를 통해 많은 양의 작동유체가 이동되면서 해제유압의 응답성이 향상되게 되면, 클러치의 과도한 슬립이 예방되게 되고 이로 인해 클러치의 소손 및 과도한 마찰열의 발생이 예방되게 되며 아울러 변속충격도 최소화되어 전체적인 토크컨버터(1)의 성능도 그만큼 향상시킬 수가 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 입력축의 선단에 결합되는 스러스트 와셔의 양측면에는 다수개의 오일홈이 형성되고 상기 스러스트 와셔의 원주면에는 그루브가 일체로 형성되어져, 댐퍼클러치의 해제시 상기 오일홈과 그루브를 통해 많은 양의 작동유체가 이동되면서 해제유압의 응답성이 향상됨은 물론, 이로 인해 클러치의 과도한 슬립발생이 예방되고 아울러 클러치의 소손 및 과도한 마찰열의 발생이 예방될 뿐만 아니라, 아울러 변속충격도 최소화되면서 전체적인 토크컨버터의 성능도 향상되는 효과가 있게 된다.

Claims

댐퍼클러치의 해제시 해제유압의 응답성을 향상시키기 위해 작동유체의 이동양을 증가시키기 위한 소정형상의 그루브(21a)가 원주면을 따라 일체로 형성되는 토크컨버터용 스러스트 와셔.
제 1항에 있어서, 상기 그루브(21a)가 반원의 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 토크컨버터용 스러스트 와셔.