KR20070074116A - 댐퍼를 구비한 하이브리드 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

댐퍼를 구비한 하이브리드 차량용 토크 컨버터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진과 모터를 동시에 구동원으로 사용할 수 있고, 또한, 엔진 또는 모터의 구동력을 차단하고 어느 하나의 구동원 만으로도 주행할 수 있는 차량에 적용될 수 있으며, 스프링의 손상을 방지하는 댐퍼가 구비된 하이브리드 차량용 토크 컨버터를 개시한다. 본 발명은 엔진 또는/및 모터를 구동원으로 하여 차량의 주행이 이루어지며, 상기 구동원의 구동력을 변속기로 직접 전달하는 과정에서 발생하는 충격을 흡수하는 댐퍼를 포함하는 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 있어서, 상기 댐퍼는 스플라인 허브에 결합되며 제1 걸림부를 구비한 드라이브 플레이트, 터빈 허브에 결합되며 상기 드라이브 플레이트의 제1 걸림부에 대응하는 상기 드라이브 플레이트의 이동을 제한하는 제2 걸림부를 구비한 드리븐 플레이트, 상기 드리븐 플레이트 및 록업 클러치에 결합되는 리테이닝 플레이트, 그리고 상기 드라이브 플레이트 및 드리븐 플레이트 사이에 배치되어 회전축의 원주 방향의 충격을 흡수하는 복수의 스프링을 포함하는 하이브리드 차량용 토크 컨버터를 제공한다.
하이브리드, 토크 컨버터, 댐퍼, 스프링, 드리븐, 드라이브, 플레이트

Description

댐퍼를 구비한 하이브리드 차량용 토크 컨버터{Torque converter for hybrid electric vehicle}
도 1은 본 발명의 제1 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.
도 3은 본 발명의 주요 부분인 댐퍼를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 주요 부분을 설명하기 위한 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 작용 설명을 하기 위한 도면이다.
본 발명은 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진과 모터를 동시에 구동원으로 사용할 수 있고, 또한, 엔진 또는 모터의 구동력을 차단하고 어느 하나의 구동원 만으로도 주행할 수 있는 차량에 적용될 수 있으며, 스프링들의 손상을 방지하는 댐퍼가 구비된 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.
일반적으로 댐퍼는 엔진의 구동력을 변속기로 직접 전달하도록 록업 클러치에 의하여 프론트 커버와 터빈이 일체로 접촉되는 과정에서 발생하는 회전 방향(원주 방향)의 충격을 흡수하는 것이다. 즉, 통상의 댐퍼는 드라이브 플레이트와 드리븐 플레이트 사이에 원주 방향으로 다수의 스프링이 배치되고, 상기 드라이브 플레이트와 상기 드리븐 플레이트의 상대 운동에 대하여 스프링이 회전 방향의 충격을 흡수할 수 있는 구조를 가지고 있다. 이러한 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 적용되는 댐퍼는, 엔진 및 모터가 동시에 구동원으로 작동되는 경우 과도한 토크의 작용으로 스프링이 손상되어 내구성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진 및 모터가 동시에 구동력으로 작용할 때 과도한 토크의 전달로 인하여 댐퍼에 구비된 스프링이 손상되는 것을 방지하여 내구성을 증대시키는 하이브리드 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엔진 또는/및 모터를 구동원으로 하여 차량의 주행이 이루어지며, 상기 구동원의 구동력을 변속기로 직접 전달하는 과정에서 발생하는 충격을 흡수하는 댐퍼를 포함하는 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 있어서, 상기 댐퍼는 스플라인 허브에 결합되며 제1 걸림부를 구비한 드라이브 플레이트, 터빈 허브에 결합되며 상기 드라이브 플레이트의 제1 걸림부에 대응 하는 상기 드라이브 플레이트의 이동을 제한하는 제2 걸림부를 구비한 드리븐 플레이트, 상기 드리븐 플레이트 및 록업 클러치에 결합되는 리테이닝 플레이트, 그리고 상기 드라이브 플레이트 및 드리븐 플레이트 사이에 배치되어 회전축의 원주 방향의 충격을 흡수하는 복수의 스프링을 포함하는 하이브리드 차량용 토크 컨버터를 제공한다.
상기 드라이브 플레이트의 제1 걸림부 및 상기 드리븐 플레이트의 제2 걸림부는 돌출부와 상기 돌출부에 대응하여 이동이 제한되는 홈으로 이루어지거나 또는 홈과 상기 홈에 대응하여 이동이 제한되는 돌출부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 홈과 돌출부는 서로 일정한 거리를 회전할 수 있도록 서로 다른 폭으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 드리븐 플레이트와 상기 리테이닝 플레이트는 코킹 또는 용접에 의하여 결합되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시 예를 설명하기 위한 반단면도로, 토크 컨버터를 도시하고 있다. 본 발명의 토크 컨버터는 엔진의 동력을 전달하거나 차단하는 엔진 동력 차단 클러치(1), 상기 엔진 동력 차단 클러치(1)의 외주면에 배치되며 모터(M)의 구동력을 전달하는 로터 허브(3), 상기 엔진 동력 차단 클러치(1) 또는 로터 허브(3)의 구동력을 전달받아 회전하거나, 또는 엔진 동력 차단 클러치(1) 또는 로터 허브(3)의 구동력을 동시에 전달받아 회전하는 프론트 커버(5), 그리고 상 기 프론트 커버(5)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(7), 상기 임펠러(7)에 결합되는 변속기에 구동력을 전달하는 터빈(9), 상기 임펠러(7)와 상기 터빈(9) 사이에 위치하여 상기 터빈(9)으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러(7) 측으로 바꾸어 주는 스테이터(11), 그리고 엔진 또는/및 모터의 구동력을 터빈(9)에 직접 연결하는 록업 클러치(13)를 포함한다. 그리고 상기 록업 클러치(13)의 작동에 의하여 회전 방향으로 전달되는 충격을 흡수하는 댐퍼(15)가 스플라인 허브(17)에 결합된다. 본 발명에서 제1 실시 예에서는 마찰재가 양쪽으로 배치되는 듀얼 타입의 록업 클러치에 적용된 댐퍼의 예를 설명하기 위한 것이다. 또한 본 발명의 제2 실시 예에서는 록업 클러치가 피스톤의 일측에 마찰재가 결합되는 형태의 것에 댐퍼가 적용되는 예를 설명한다. 즉, 본 발명의 댐퍼(15)는 제1 실시 예에서 도 1과 같은 형태의 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 적용될 수 있으며, 도 2에 도시한 형태의 토크 컨버터에도 적용이 가능한 것이다. 본 발명의 설명에서 편의 상 도 2를 기준으로 도시한 예의 댐퍼(15)를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시 예를 설명하기 위한 도면으로 토크 컨버터의 일부를 도시하고 있는 것이다.
상기 댐퍼(15)는 변속기 입력축과 연결되는 스플라인 허브(17)에 결합되는 드라이브 플레이트(51), 상기 드라이브 플레이트(51)와 상대 회전을 하는 드리븐 플레이트(53), 상기 드리븐 플레이트(53) 및 록업 클러치(13)의 피스톤(14, 도 2에 표시하고 있으며, 도 1에서는 마찰재를 고정하는 지지부재(16)에 결합)을 지지하고 있는 리테이닝 플레이트(55), 상기 드라이브 플레이트(51)와 상기 드리븐 플레이트 사이에 원주 방향으로 배치되어 회전 방향의 충격을 흡수하는 스프링(57)들을 포함한다.
상기 드라이브 플레이트(51)는 스플라인 허브(17)에 리벳 등으로 결합되며, 중간에 코일 스프링(57)들이 원주 방향으로 배치되는 공간을 가진다. 그리고 상기 드리븐 플레이트(53)는 스플라인 허브(17)에 고정되는 터빈 허브(19)에 일단이 고정되고, 동시에 리테이닝 플레이트(55)에 결합된다. 상기 드리븐 플레이트(53)와 리테이닝 플레이트(55)는 선단부가 서로 홈부(55a)와 키부(55b)로 이루어져 코킹(caulking) 또는 접합(welding)에 의하여 결합될 수 있다. 또한, 상기 드리븐 플레이트(53)는 그 중간부에 상기 코일 스프링(57)들이 원주 방향으로 배치되어 상기 드라이브 플레이트(51)와 상대 운동을 하면서 회전 방향으로 작용하는 충격을 흡수할 수 있는 구조를 가지는 것이다. 그리고 상기 드라이브 플레이트(51)와 드리븐 플레이트(53)는 서로 일정한 구간만을 상대 이동할 수 있는 구조를 가진다. 즉, 상기 드라이브 플레이트(51)에는 선단부에 원주 방향으로 일정한 구간의 홈부(51a)가 제공되고, 상기 홈부(51a)와 대응되도록 상기 드리븐 플레이트(53)의 외주면의 일부가 절곡된 돌출부(53a)가 홈부(51a)에 삽입된다. 그리고 상기 돌출부(53a)의 원주 방향 길이(L1)는 홈부(51a)의 원주 방향의 길이(L2)에 비하여 더 작게 이루어져 일정한 구간만을 상대 회전할 수 있는 구조로 이루어진다. 즉, 스프링(57)이 손상없이 안정적으로 작동할 수 있는 구간(L2-L1)을 설정하고 이 구간 범위 내에서 상기 드라이브 플레이트(51)와 드리븐 플레이트(53)가 상대 회전이 되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 드라이브 플레이트(51)에 홈부(51a)가 제공되고, 드리븐 플레 이트(53)에 돌출부(53a)가 제공되어 일정한 구간 만 상대 이동하는 구조를 가지고 있으나, 설계에 따라 홈과 돌출부를 바꾸어 배치하여도 본 발명의 작용 및 효과는 동일하다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
엔진 및 모터의 구동원에 의하여 프론트 커버(5)로 구동력이 전달되고, 록업 클러치(13)가 작동되는 상태를 가정한다. 엔진의 구동력은 엔진 동력 차단 클러치(1)를 통하여 프론트 커버(5)로 전달된다. 그리고 모터(M)의 구동력은 로터 허브(3)를 통하여 프론트 커버(5)로 전달된다. 이와 같이 프론트 커버로 전달된 구동력은 록업 클러치(13)를 통하여 리테이닝 플레이트(55)로 전달된다. 상기 리테이닝 플레이트(55)로 전달된 구동력은 드리븐 플레이트(53)를 회전시킨다. 그러면 상기 드리븐 플레이트(53)는 스프링(57)을 원주 방향으로 가압하면서 회전 방향으로 작용하는 충격을 흡수하게 된다. 계속해서 상기 드리븐 플레이트(53)가 회전하면서 드리븐 플레이트(53)의 돌출부(53a)가 드라이브 플레이트(51)의 홈부(51a)에서 접촉되는 지점까지 회전한다. 그리고 상기 드리븐 플레이트(53)와 드라이브 플레이트(51)는 함께 회전하는 것이다. 따라서 상기 스프링(57)은 일정 구간에서만 탄성력이 작동되도록 하여 과도한 토크로 인한 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 차량의 구동원으로 모터 및 엔진의 구동력을 동시에 사용하는 경우 록업 클러치의 작동시에 과도한 토크가 스프링에 작용하는 것을 방지 하는 스토퍼 구조를 구비하여 제품의 내구성을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

  1. 엔진 또는/및 모터를 구동원으로 하여 차량의 주행이 이루어지며, 상기 구동원의 구동력을 변속기로 직접 전달하는 과정에서 발생하는 충격을 흡수하는 댐퍼를 포함하는 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 있어서,
    상기 댐퍼는
    스플라인 허브에 결합되며 제1 걸림부를 구비한 드라이브 플레이트,
    터빈 허브에 결합되며 상기 드라이브 플레이트의 제1 걸림부에 대응하여 제2 걸림부를 구비한 드리븐 플레이트,
    상기 드리븐 플레이트 및 록업 클러치에 결합되는 리테이닝 플레이트, 그리고
    상기 드라이브 플레이트 및 드리븐 플레이트 사이에 배치되어 회전축의 원주 방향의 충격을 흡수하는 복수의 스프링,
    을 포함하는 하이브리드 차량용 토크 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 드라이브 플레이트의 제1 걸림부 및 상기 드리븐 플레이트의 제2 걸림부는
    돌출부와 상기 돌출부에 대응하여 이동이 제한되는 홈으로 이루어지거나 또는 홈과 상기 홈에 대응하여 이동이 제한되는 돌출부로 이루어지는 하이브리드 차량용 토크 컨버터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 홈과 돌출부는 서로 일정한 거리를 회전할 수 있도록 서로 다른 폭으로 이루어지는 하이브리드 차량용 토크 컨버터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 드리븐 플레이트와 상기 리테이닝 플레이트는
    코킹 또는 접합에 의하여 결합되는 하이브리드 차량용 토크 컨버터.
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