KR20070086576A

KR20070086576A - 토크 컨버터

Info

Publication number: KR20070086576A
Application number: KR1020077014285A
Authority: KR
Inventors: 미쓰루 구와하타; 히로유키 사노; 사토루 마쓰다
Original assignee: 가부시키가이샤 에쿠세디
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-08-27
Also published as: US20080041684A1; DE112005002860T5; JP4966492B2; JP2006144997A; WO2006057135A1

Abstract

본 발명은, 록-업 장치의 비틀림 스프링의 외주 에지가 유체 작동실의 내주 에지보다 내주 측에 위치하고 있는 토크 컨버터에 있어서, 록-업 장치의 구조를 간단하게 한다. 토크 컨버터(1)에 있어서, 비틀림 스프링(52)의 외주 에지는 유체 작동실(3)의 내주 에지보다 내주 측에 위치한다. 록-업 장치(4)는, 전방 덮개(21)에 연결 가능한 피스톤(41), 비틀림 스프링(52), 피스톤에 고정되는 비틀림 스프링(52)을 구동하기 위한 구동 부재(50), 및 터빈 쉘(20)에 고정되는 비틀림 스프링(52)에 의해 구동되는 피동 부재(51)를 가진다.

전방 덮개, 유체실, 임펠러, 터빈 쉘, 터빈 블레이드, 터빈, 고정자, 록-업 장치, 비틀림 스프링, 피스톤, 비틀림 스프링, 구동 부재, 피동 부재.

Description

토크 컨버터{TORQUE CONVERTER}

본 발명은 토크 컨버터, 특히, 록-업 장치(lock-up device)를 가지는 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 토크 컨버터는 유체에 의해 동력을 전달하기 위해 가속 및 감속을 순조롭게 행할 수 있다. 그러나, 유체의 미끄러짐(slippage)에 의해 에너지 손실이 생겨, 연비가 나쁘게 된다.

상기 단점을 극복하기 위해, 종래의 토크 컨버터에, 입력 측의 전방 덮개와 출력 측의 터빈을 기계적으로 연결하는 록-업 장치가 장착되어 있다. 록-업 장치는 전방 덮개와 터빈 사이의 공간에 배치되어 있다. 록-업 장치는, 주로, 전방 덮개로 향해 눌려질 수 있는 원판형 피스톤, 터빈의 배면 측에 장착된 피동 플레이트, 피스톤과 피동 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 비틀림 스프링으로 구성되어 있다. 피스톤에는, 전방 덮개의 평탄한 마찰면에 대향하는 위치에 원환형 마찰 부재가 접착되어 있다.

상기 종래의 록-업 장치에서, 피스톤의 작동은 유체실 내의 유압 변화에 의해 제어되고 있다. 구체적으로는, 록-업 연결 해제시에 피스톤과 전방 덮개 사이에 외부의 유압 회로로부터 작동유가 공급된다. 이러한 작동유는 전방 덮개와 피 스톤 사이의 공간에서 반경 방향 외측으로 흐르고, 또한 외주부 측에 있어서 토크 컨버터 본체 내로 흘러든다. 록-업 연결시에는, 전방 덮개와 피스톤 사이의 공간의 작동유가 내주 측으로부터 흡입되어, 유압 차에 의해 피스톤이 전방 덮개 측으로 이동한다. 이 결과, 피스톤에 설치된 마찰 부재가 전방 덮개의 마찰면을 향해 눌려진다. 이와 같이 하여 전방 덮개의 토크가 록-업 장치를 통하여 터빈 측으로 전달된다.

한편, 차량의 저속 시부터의 사용이나 토크가 높아짐에 따라 댐퍼 기구의 고성능화가 요구되고 있다. 또한, 최근에는 발진시에만 유체에 의한 토크 전달을 행하고, 예를 들면 시속 20 km 이상에서는 록-업 장치를 연결하는 토크 컨버터가 알려져 있다. 이와 같이 록-업 영역을 증대시킨 구조에서는, 엔진으로부터의 토크 변동에 대해서 뒤틀림 진동을 충분히 흡수 및 감쇠할 수 있도록 비틀림 스프링의 성능 향상이 요구되고 있다. 구체적으로는 비틀림 스프링의 직경을 크게 함으로써, 뒤틀림 진동에 대한 진동 흡수 및 감쇠 특성을 향상시키는 것이 요구되고 있다.

그러나, 비틀림 스프링은 전방 덮개와 터빈 사이에 축 방향으로 배치되어 있으므로, 비틀림 스프링의 대형화를 실현하면, 토크 컨버터 전체가 대형화된다.

따라서, 상기 문제를 해결하기 위해, 록-업 장치의 비틀림 스프링을 유체 작동실의 내주 측에 배치함으로써, 비틀림 스프링의 대형화를 실현한 구조가 공지되어 있다(예를 들면, 유럽 특허 출원 0070662A1 참조).

그러나, 종래의 토크 컨버터의 록-업 장치는, 예를 들면, 피스톤에 고정된 한 쌍의 입력 측 플레이트 부재, 상기 한 쌍의 입력 측 플레이트 부재의 사이에 축 방향으로 배치된 터빈 허브에 고정된 출력 측 플레이트 부재, 및 양쪽 플레이트 부재를 회전 방향으로 연결하는 비틀림 스프링으로 구성되어 있다. 출력 측 플레이트 부재는, 터빈 쉘(shell)과 함께 터빈 허브에 리벳으로 고정되어 있다.

따라서, 구조가 복잡해지고, 부품수도 많아지며, 그 결과, 제조 비용이 높아진다.

본 발명의 과제는, 록-업 장치의 비틀림 스프링의 외주 에지는 유체 작동실의 내주 에지보다 내주 측에 위치하는 토크 컨버터에 있어서, 록-업 장치의 구조를 간단하게 하는 것이다.

청구항 1에 기재된 토크 컨버터는, 전방 덮개, 임펠러, 터빈, 고정자, 및 록-업 장치를 구비하고 있다. 임펠러는 전방 덮개에 연결되어 유체실을 구성한다. 터빈은 유체실 내에서 임펠러에 대향하여 배치되고, 터빈 쉘, 터빈 쉘의 임펠러 측면에 고정된 터빈 블레이드, 터빈 쉘의 내주부에 고정된 터빈 허브를 가진다. 고정자는 임펠러의 내주부와 터빈의 내주부 사이에 배치되고, 임펠러 및 터빈과 함께 유체 작동실을 구성한다. 록-업 장치는, 전방 덮개와 터빈 사이에 배치되어 양자를 기계적으로 연결하기 위한 장치이다. 또한, 록-업 장치는 뒤틀림 진동을 흡수 및 감쇠하기 위한 비틀림 스프링을 가진다. 비틀림 스프링의 외주 에지는 유체 작동실의 내주 에지보다 내주 측에 위치하고 있다. 록-업 장치는, 전방 덮개에 연결 가능한 피스톤, 비틀림 스프링, 피스톤에 고정되는 비틀림 스프링을 구동하기 위한 구동 부재, 및 터빈 쉘에 고정되는 비틀림 스프링에 의해 구동되는 피동 부재를 가진다.

이러한 토크 컨버터에서는, 록-업 장치의 피동 부재는 터빈 쉘에 고정되어 있다. 따라서, 록-업 장치의 구조가 간단하게 된다.

청구항 2에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 1에 있어서, 피동 부재가, 터빈 쉘에 있어서 터빈 블레이드가 고정된 부분보다 더욱 반경 방향 내측에 위치되는 고정 부분에 고정된다.

이러한 토크 컨버터에서는, 피동 부재가 터빈 쉘의 내주 측 부분에 고정되어 있으므로, 록-업 장치의 구조가 간단하게 된다.

청구항 3에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 2에 있어서, 고정자가, 환형 고정자 캐리어, 및 고정자 캐리어의 외주면에 설치되는 고정자 블레이드를 가진다. 고정자 캐리어는, 비틀림 스프링 쪽의 면에 있어서 비틀림 스프링에 대응하는 위치에 오목부를 가진다.

이러한 토크 컨버터에서는, 고정자 캐리어가 비틀림 스프링에 대응한 위치에 오목부를 가지고 있으므로, 토크 컨버터의 내주부의 축 방향 치수를 충분히 짧게 할 수 있다.

청구항 4에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 3에 있어서, 터빈 쉘의 고정 부분이, 오목부에 근접하여 오목부를 따르는 형상을 가진다.

이러한 토크 컨버터에서는, 터빈 쉘의 고정부가 비틀림 스프링 쪽의 면에서 오목부로 되어 있으므로, 토크 컨버터의 내주부의 축 방향 치수를 충분히 짧게 할 수 있다.

청구항 5에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 4에 있어서, 터빈 쉘의 고정 부분이, 임펠러와 터빈의 축 방향 중심 위치에 가까이 있다.

이러한 토크 컨버터에서는, 터빈 쉘의 고정부가 축 방향으로 트랜스미션 측에 충분히 가까이 위치되므로, 토크 컨버터의 내주부의 축 방향 치수를 충분히 짧게 할 수 있다.

청구항 6에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 5에 있어서, 터빈 쉘의 고정 부분은, 임펠러와 터빈의 축 방향 중심 위치보다 임펠러 측에 가까이 위치한다.

청구항 7에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 2 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 터빈 쉘의 고정 부분은 회전축에 대해 직각인 평면을 가진다.

이러한 토크 컨버터에서는, 고정 부분이 평면을 가지므로, 피동 부재의 고정이 용이하고 확실하다.

청구항 8에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 피동 부재는 비틀림 스프링에 대응하여 환형으로 배치되어 있다.

이러한 토크 컨버터에서는, 피동 부재는 비틀림 스프링에 대응하여 배치되므로, 댐퍼 기구가 반경 방향으로 소형화된다.

청구항 9에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 피동 부재는, 피스톤 측으로 연장되어 비틀림 스프링의 회전 방향 단부에 맞닿는 복수개의 갈고리부를 가진다.

이러한 토크 컨버터에서는, 피동 부재가 갈고리부를 가지는 간단한 구조이다.

청구항 10에 기재된 토크 컨버터에서는, 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 비틀림 스프링의 축 방향의 엔진 측 에지가, 터빈 쉘에 있어서 축 방향으로 엔진 측에 가장 가까운 에지보다 축 방향으로 트랜스미션 측에 가까이 위치된다.

이러한 토크 컨버터에서는, 비틀림 스프링이 축 방향으로 트랜스미션 측에 충분히 가까이 위치되므로, 토크 컨버터의 내주부의 축 방향 치수를 충분히 짧게 할 수 있다.

＜발명의 효과＞

본 발명에 따른 토크 컨버터에서, 록-업 장치의 피동 부재는 터빈 쉘에 고정되어 있으므로, 록-업 장치의 구조가 간단하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예로서의 토크 컨버터의 종단면 개략도이다.

도 2는 록-업 장치의 부분 평면도이다.

부호의 설명

1: 토크 컨버터 4: 록-업 장치

11: 터빈 20: 터빈 쉘

20a: 내주부(고정부) 27: 고정자 캐리어

41: 피스톤 42: 댐퍼 기구

50: 구동 부재 51: 피구동 부재

52: 비틀림 스프링

(1)구성

도 1은 본 발명의 일실시예가 채용되는 토크 컨버터(1)를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, 토크 컨버터(1)는, 주로, 전방 덮개(2), 전방 덮개(2)와 동심으로 배치되는 세 가지 종류의 날개(임펠러(10), 터빈(11), 고정자(12))로 이루어지는 원환체(torus) 형상의 유체 작동실(3), 전방 덮개(2)와 터빈(11) 사이의 공간에 축 방향으로 배치되는 록-업 장치(4)로 구성된다. 전방 덮개(2)와 임펠러(10)의 임펠러 쉘(15)의 외주부는 용접에 의해 고정된다. 전방 덮개(2)와 임펠러(10)의 임펠러 쉘(15)은, 작동유가 충전되는 유체실을 형성한다.

전방 덮개(2)는, 엔진의 크랭크 샤프트(도시하지 않음)로부터 토크가 입력되는 부재이다. 전방 덮개(2)는 주로 원판형의 본체(5)로 구성된다. 본체(5)의 중심에는 센터 보스(6)가 고정된다. 본체(5)의 외주부의 엔진 측 면에 복수개의 너트(7)가 고정된다. 본체(5)의 외주부에, 축 방향을 따라 트랜스미션 측으로 연장되는 외주 통형부(8)가 일체로 형성된다.

전방 덮개(2)의 본체(5)의 외주부 내면에 환형의 평탄한 마찰면(70)이 형성된다. 마찰면(70)은 축 방향을 따라 트랜스미션 측을 향한다.

유체 작동실(3)은 유체실 내에서 축 방향을 따라 트랜스미션 측에 배치된다. 따라서, 유체실 내부는 유체 작동실(3), 및 전방 덮개(2)의 본체(5)와 터빈(11) 사이에 형성되는 공간으로 나누어져 있다.

임펠러(10)는 임펠러 쉘(15), 임펠러 쉘(15)의 내면에 고정되는 복수개의 임펠러 블레이드(16), 및 임펠러 쉘(15)의 내주 에지에 고정되는 임펠러 허브(18)로 구성된다. 임펠러 블레이드(16)는 종래에 비해 반경 방향 치수가 대폭적으로 짧고, 임펠러 쉘(15)의 외주의 내면에 고정된다.

터빈(11)은 유체실 내에서 임펠러(10)에 대향하여 배치된다. 터빈(11)은 터빈 쉘(20), 터빈 쉘(20)에 고정되는 복수개의 터빈 블레이드(21), 및 터빈 쉘(20)의 내주 에지에 고정되는 터빈 허브(23)로 구성된다. 터빈 블레이드(21)는, 종래에 비해 반경 방향 치수가 대폭적으로 짧고, 터빈 쉘(20)의 외주 측 부분에 고정된다.

터빈 허브(23)는 원통형의 보스(23a), 및 보스(23a)로부터 외주 측으로 연장되는 플랜지(23b)를 가지고 있다. 플랜지(23b)는 복수개의 리벳(24)에 의해 터빈 쉘(20)의 내주부에 고정된다. 또한, 보스(23a)의 내주면에 스플라인(23c)이 형성된다. 스플라인(23c)에, 트랜스미션 측으로부터 연장되는 주 구동 샤프트(71)가 걸어 맞추어져 있다. 따라서, 터빈 허브(23)로부터의 토크는 주 구동 샤프트(71)로 출력된다.

고정자(12)는, 임펠러(10)의 내주부와 터빈(11)의 내주부 사이에 배치된다. 고정자(12)는, 터빈(11)으로부터 임펠러(10)로 돌아오는 작동유를 정류하고, 토크 컨버터(1)에서의 토크 증폭 작용을 실현하기 위한 기구이다. 이 토크 증폭 작용에 의해, 발진시에 뛰어난 가속 성능을 얻을 수 있다. 고정자(12)는, 고정자 캐리어(27), 및 고정자 캐리어(27)의 외주면에 설치되는 복수개의 고정자 블레이드(28)로 구성된다.

고정자 캐리어(27)는 일방향 클러치(30)를 통하여 고정자 샤프트(72)에 지지된다. 고정자 샤프트(72)는, 주 구동 샤프트(71)의 주위에 배치되는 통형의 부재이다. 고정자 캐리어(27)는 종래에 비해 반경 방향으로 길게 연장되고, 축 방향의 엔진 측의 면(27a)이 전체에 걸쳐서 오목 형상으로 된다. 구체적으로는, 고정자 캐리어(27)의 축 방향의 엔진 측의 면(27a)의 반경 방향의 중간 부분은, 고정자 블레이드(28)의 입구 측 면의 외주 측 부분 및 고정자 블레이드(28)의 내주 측 부분보다 축 방향 트랜스미션 측에 가까이 위치하여, 당연히, 유체 작동실(3)의 축 방향 중심 위치(C1)보다 축 방향 트랜스미션 측에 가까이 위치한다.

또한, 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)(터빈 블레이드(21)가 고정되지 않은 부분)은 고정자 캐리어(27)를 따라 축 방향으로 만곡되고, 내주 측 부분(20a)의 반경 방향 중간 부분은 유체 작동실(3)의 축 방향 중심 위치(C1)보다 축 방향 위치에서 트랜스미션 측에 가까이 위치한다. 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)은 임펠러(10)와 터빈(11)의 축 방향 중심 위치에 근접하고, 축 방향 트랜스미션 측에 충분히 가까우므로, 토크 컨버터(1)의 내주부의 축 방향 치수를 충분히 짧게 할 수 있다. 또한 구체적으로는, 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)은, 임펠러(10)와 터빈(11)의 축 방향 중심 위치(C1)보다 임펠러(10) 측에 가까이 위치하고, 축 방향으 로 트랜스미션 측에 충분히 가까우므로, 토크 컨버터(1)의 내주부의 축 방향 치수를 충분히 짧게 할 수 있다. 이상과 같이, 고정자 캐리어(27) 및 터빈 쉘(20)을 축 방향으로 트랜스미션 측으로 상당히 만곡시켜, 축 방향으로 엔진 측을 향한 오목부를 형성함으로써, 유체 작동실(3)의 내주 측 특히 터빈(11)에 대응하는 부분의 내주 측에, 후술하는 댐퍼 기구(42)를 위한 공간이 확보된다.

전방 덮개(2)의 본체(5)와 터빈 허브(23) 사이에 축 방향으로 제1 와셔(32)가 배치된다. 제1 와셔(32)에는 반경 방향으로 연장되는 복수개의 홈이 형성되고, 이들 홈에 의해 제1 와셔(32)의 반경 방향 양쪽에서 작동유가 유통될 수 있게 된다. 전방 덮개(2)의 내주부와 터빈 허브(23) 사이에 축 방향으로, 작동유가 반경 방향으로 연통될 수 있는 제1 포트(66)가 형성된다. 제1 포트(66)는, 주 구동 샤프트(71) 내에 설치되는 유로(61), 및 전방 덮개(2)와 피스톤(41) 사이의 전방 챔버(81)를 연통시킨다.

터빈 허브(23)와 일방향 클러치(30) 사이에 제2 스러스트 베어링(33)이 배치된다. 제2 스러스트 베어링(33)의 반경 방향 양쪽에서 작동유가 유통 가능하게 된다. 터빈 허브(23)와 고정자(12)의 내주부(구체적으로는 일방향 클러치(30)) 사이에, 반경 방향 양쪽에서 작동유가 연통할 수 있는 제2 포트(67)가 형성된다. 즉, 제2 포트(67)는 주 구동 샤프트(71)와 고정자 샤프트(72) 사이의 유로(62)와 유체 작동실(3)을 연통시킨다.

고정자 캐리어(27)와 임펠러 쉘(15)의 내주부 사이에 축 방향으로 제3 스러스트 베어링(34)이 배치된다. 제3 스러스트 베어링(34)에서 반경 방향 양쪽에서 작동유가 유통 가능하게 된다. 고정자(12)(구체적으로는 고정자 캐리어(27))와 임펠러(10) 사이에 축 방향으로, 반경 방향 양쪽에서 작동유가 연통될 수 있는 제3 포트(68)가 형성된다. 즉, 제3 포트(68)는 고정자 샤프트(72) 및 임펠러 허브(18) 사이의 유로(63)와 유체 작동실(3)을 연통시킨다.

각 유로(61~63)는 도시하지 않은 유압 회로에 접속되어, 작동유가 독립적으로 제1~제3 포트(66~68)로 공급 및 배출될 수 있다.

록 업 장치(4)는, 전방 덮개(2)의 본체(5)와 터빈(11) 사이에 축 방향으로 형성되는 환형 공간 내에 배치되고, 공간 내의 유압 변화에 의해 전방 덮개(2)와 터빈(11)을 기계적으로 연결 및 해제하기 위한 장치이다. 록-업 장치(4)는, 공간 내에서 유압 변화에 의해 작동하는 피스톤 기능, 및 회전 방향의 뒤틀림 진동을 흡수 및 감쇠하기 위한 댐퍼 기능을 가진다. 록-업 장치(4)는, 주로, 피스톤(41)과 댐퍼 기구(42)로 구성된다. 피스톤(41)은 전방 덮개(2)의 본체(5)에 가까운 공간 내에 배치되는 원판형의 부재이다. 피스톤(41)은 공간을 전방 덮개(2) 측의 전방 챔버(81)와 터빈(11) 측의 후방 챔버(82)로 분할한다. 피스톤(41)의 외주부는, 전방 덮개(2)의 마찰면(70)에 대해 축 방향으로 트랜스미션 측에 배치되는 마찰 연결부(49)로서 작용한다. 마찰 연결부(49)는 환형 및 평탄한 판형 부분이며, 마찰 연결부(49)의 축 방향에서의 엔진 측에 환형 마찰 부재(46)가 부착된다.

피스톤(41)의 내주 에지에 내주 통형부(47)가 형성된다. 내주 통형부(47)는 피스톤(41)의 내주 에지로부터 축 방향으로 트랜스미션 측으로 연장된다. 내주 통형부(47)의 내주면은 터빈 허브(23)의 외주면(26)에 의해 축 방향 및 회전 방향으 로 이동 가능하게 지지된다. 축 방향으로 트랜스미션에 가까운 내주 통형부(47) 측은 터빈 허브(23)의 플랜지(23b)에 접촉하도록 구성된다. 따라서, 축 방향으로 트랜스미션 측으로 향한 피스톤(41)의 이동이 제한된다. 외주면(26)에 환형 홈이 형성되고, 상기 홈 내에 밀봉 링(48)이 배치된다. 밀봉 링(48)은 내주 통형부(47)의 내주면에 접촉된다. 이러한 밀봉 링(48)에 의해 피스톤(41)의 내주부의 축 방향 양쪽이 밀봉된다.

댐퍼 기구(42)는, 토크를 피스톤(41)으로부터 터빈 허브(23)로 전달하고, 뒤틀림 진동을 흡수 및 감쇠하기 위한 기구이다. 댐퍼 기구(42)는 피스톤(41)의 반경 방향 중간부와 터빈 쉘(20)의 내주부 사이에 배치된다. 보다 구체적으로는, 댐퍼 기구(42)는, 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)의 오목부에 대응하는 환형 공간에 배치된다.

댐퍼 기구(42)는, 주로, 구동 부재(50), 피동 부재(51), 및 비틀림 스프링(52)으로 구성된다. 도 2에 있어서, 화살표(R1)는 구동 회전 방향을 나타내고, 화살표(R2)는 역구동 회전 방향을 나타낸다.

구동 부재(50)는, 토크를 비틀림 스프링(52)으로 입력하기 위한 구동 부재이고, 또한 비틀림 스프링(52)을 피스톤(41)에 유지하는 기능을 가진다. 구동 부재(50)는 환형으로 연장되는 플레이트 부재이며, 피스톤(41)의 트랜스미션 측의 면에 축 방향으로 고정된다. 구동 부재(50)는 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)의 오목부에 대해서 축 방향으로 대향하여 배치된다. 구체적으로는, 구동 부재(50)는, 피스톤(41)에 맞닿는 원판형부(50a), 및 원판형부(50a)의 외주 에지로부터 축 방향으로 트랜스미션 측으로 연장되는 외주 측 통형부(50b)를 가진다. 원판형부(50a)는, 원주 방향의 복수개의 위치에 배치되는 리벳(55)에 의해 피스톤(41)에 고정된다.

비틀림 스프링(52)은 비틀림 진동을 흡수하기 위한 탄성 부재로서, 예를 들면 코일 스프링으로 이루어진다. 비틀림 스프링(52)은, 원주 방향으로 나란히 복수개 배치된다. 비틀림 스프링(52)은, 구동 부재(50)의 원판형부(50a)의 축 방향으로 트랜스미션 측에서, 외주 측 통형부(50b)에 대해 반경 방향으로 안쪽에 배치된다. 단, 비틀림 스프링(52)은 리벳(55)들 사이에 배치된다. 외주 측 통형부(50b)의 선단은 반경 방향 내측으로 약간 굽혀져, 비틀림 스프링(52)의 축 방향 이동을 제한한다.

외주 측 통형부(50b)는, 회전 방향으로 비틀림 스프링(52)들 사이에 대응하는 위치에, 반경 방향 내측으로 돌출하도록 조리개 가공(draw forming)에 의해 변형되는 제1 지지부(50c)를 가진다. 제1 지지부(50c)의 회전 방향 양단은, 비틀림 스프링(52)의 회전 방향 단부(정확하게는, 스프링 시트)에 맞닿는다.

구동 부재(50)는 제2 지지부(50e)를 가지고 있으며, 제2 지지부(50e)는 회전 방향으로 비틀림 스프링(52)들 사이에 대응하는 위치에서, 원판형부(50a)의 내주 에지로부터 축 방향으로 트랜스미션 측으로 연장된다. 제2 지지부(50e)의 선단은 반경 방향 외측으로 굽혀진다. 제2 지지부(50e)의 회전 방향 양단은, 비틀림 스프링(52)(정확하게는, 스프링 시트)의 회전 방향 단부에 맞닿는다. 또한, 구동 부재(50)는, 비틀림 스프링(52)에 대응하는 위치에서, 원판형부(50a)의 내주 에지로 부터 축 방향으로 트랜스미션 측으로 연장되는 제3 지지부(50d)를 가진다. 제3 지지부(50d)는, 비틀림 스프링(52)의 반경 방향 내측으로의 이동을 제한한다.

피동 부재(51)는 환형 플레이트 부재이며, 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분에 고정된다. 보다 상세하게는, 피동 부재(51)는, 터빈 쉘(20)의 오목부(20a)에 납땜 또는 용접(예를 들면, TIG 용접)으로 고정되는 환형부(51a)를 가진다. 환형부(51a)는 오목부(20a) 와 마찬가지로 회전축에 대해서 수직인 평면을 가진다. 환형부(51a)의 내주부는, 오목부(20a)의 내주 측을 구성하는 통형부(20b)를 따라 축 방향으로 엔진 측으로 연장되는 환형 돌기(51b)를 가진다. 또한, 피동 부재(51)는, 환형부(51a)의 외주부 측으로부터 굽혀져 축 방향으로 엔진 측으로 연장되는 걸어 맞춤 갈고리부(51c)를 가진다. 걸어 맞춤 갈고리부(51c)는 비틀림 스프링(52)들 사이에 대응하여 연장되고, 회전 방향 양단이 비틀림 스프링(52)(정확하게는, 스프링 시트)의 회전 방향 단부에 맞닿는다. 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)은 평면 형상이기 때문에, 피동 부재(51)의 고정이 용이하고 확실하다.

비틀림 스프링(52)은 유체 작동실(3)의 내주 측에 배치된다. 보다 정확하게는, 비틀림 스프링(52)의 외주 측 에지는, 유체 작동실(3)의 내주 측 에지(고정자 캐리어(27)의 외주면)보다 내주 측에 위치한다. 또한, 비틀림 스프링(52)의 일부는 유체 작동실(3)의 내주 측의 내부에 위치되고, 비틀림 스프링(52)의 축 방향의 트랜스미션 측 에지는 터빈(11)의 터빈 블레이드(21)의 축 방향의 트랜스미션 측 에지를 넘어 원환체의 축 방향 중심 위치(C1)에 근접한다. 또한, 피동 부재(51)는 비틀림 스프링(52)에 대응하여 환형으로 배치되어 있으므로, 댐퍼 기구(42)가 반경 방향으로 소형화된다.

상술한 바와 같이, 비틀림 스프링(52)은, 토크 컨버터(1) 전체의 축 방향 치수를 크게 하지 않고, 코일 직경이 종래에 비해 대폭적으로 크게 된다. 이와 같이, 비틀림 스프링(52)의 코일 직경을 크게 할 수 있으므로, 비틀림 스프링(52)의 성능을 향상시키는 것이 용이하게 된다. 이 결과, 토크 컨버터(1)의 원환체에 의한 유체 토크 전달을 차량의 발진시에만 이용하고, 그 후에는 록-업 장치(4)가 연결된 기계적 토크 전달 상태에서 토크 컨버터(1)를 사용하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 원환체를 소형화하면, 유체에 의한 토크 전달 성능이 저하되는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 발진시에만 유체에 의한 토크 전달을 행하고, 예를 들면 시속 20km 이상에서는 록-업 장치를 연결하는 토크 컨버터에서는, 유체에 의한 토크 전달 성능의 저하는 그다지 문제가 되지 않는다.

(2)동작

다음에, 동작에 대하여 설명한다.

엔진 측의 크랭크 샤프트로부터의 토크는, 가요성 플레이트를 통하여 전방 덮개(2)에 입력된다. 따라서, 임펠러(10)가 회전하고, 작동유가 임펠러(10)로부터 터빈(11)으로 흐른다. 이 작동유의 흐름에 의해 터빈(11)이 회전하고, 터빈(11)의 토크는 주 구동 샤프트(71)로 출력된다.

토크 컨버터(1)의 속도비가 상승하여, 주 구동 샤프트(71)가 일정한 회전 속도로 되면, 전방 챔버(81)의 작동유가 제1 포트(66)로부터 흡입된다. 이 결과, 피스톤(41)이 전방 덮개(2) 측으로 이동된다. 이 결과, 마찰 부재(46)가 전방 덮 개(2)의 마찰면(70)으로 눌려져, 전방 덮개(2)의 토크가 록-업 장치(4)에 출력된다. 록-업 장치(4)에서, 토크는, 피스톤(41), 구동 부재(50), 비틀림 스프링(52), 피동 부재(51)의 순서로 전달되어 터빈 허브(23)로 출력된다.

(3)본 발명의 효과

록 업 장치(4)의 댐퍼 기구(42)가 유체 작동실(3)보다 내주 측에 배치됨으로써, 댐퍼 기구의 구조가 간소화된다. 구체적으로는, 종래의 비틀림 스프링을 2개의 플레이트 사이에 두고, 플레이트 사이에 배치되는 허브 플랜지가 터빈 허브에 리벳으로 고정되어 있는 구조에 비해, 본 발명의 구조는 부품 수가 적어, 더욱 소형화하여, 비용이 절감된다.

특히, 댐퍼 기구(42)의 피동 부재(51)가 터빈 쉘(20)의 내주 측 부분(20a)에 고정되므로, 다시 말해서, 댐퍼 기구(42)가 터빈 쉘(20)의 오목부 내에 배치되므로, 토크 컨버터(1)의 내주 측 부분의 축 방향 치수를 충분히 작게 할 수 있다.

비틀림 스프링(52)의 축 방향의 엔진 측 에지(구동 부재(50)도)가, 터빈(11)의 터빈 쉘(20)에 있어서 축 방향으로 엔진 측에 가장 가까운 부분보다 축 방향으로 트랜스미션 측에 가까이 위치하고 있으므로, 토크 컨버터(1)의 내주 측 부분의 축 방향 치수를 충분히 작게할 수 있다.

(4) 다른 실시예

본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 변형 등은 가능하며, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.

피동 부재는, 원주 방향으로 분할되는 복수개의 부재로 구성되어도 된다.

피동 부재는, 터빈 쉘에 대해서 코킹이나 리벳으로 고정되어도 된다.

본 발명은, 록-업 장치의 구조를 간단하게 할 수 있으므로, 토크 컨버터, 특히, 록-업 장치를 가지는 토크 컨버터에 이용될 수 있다.

Claims

전방 덮개,

상기 전방 덮개에 연결되어 유체실을 구성하는 임펠러,

상기 유체실 내에서 상기 임펠러에 대향하여 배치되어 있고, 터빈 쉘, 상기 터빈 쉘의 상기 임펠러의 측면에 고정된 터빈 블레이드, 및 상기 터빈 쉘의 내주부에 고정된 터빈 허브를 가지는 터빈,

상기 임펠러의 내주부와 상기 터빈의 내주부 사이에 배치되어 있고, 상기 임펠러 및 상기 터빈과 함께 유체 작동실을 구성하는 고정자,

상기 전방 덮개와 상기 터빈 사이에 배치되어 양자를 기계적으로 연결하기 위한 록-업 장치를 구비하고,

상기 록-업 장치는 뒤틀림 진동을 흡수 및 감쇠하기 위한 비틀림 스프링을 가지며,

상기 비틀림 스프링의 외주 에지는 상기 유체 작동실의 내주 에지보다 내주 측에 위치하며,

상기 록-업 장치는, 상기 전방 덮개에 연결 가능한 피스톤, 상기 비틀림 스프링, 상기 피스톤에 고정되어 상기 비틀림 스프링을 구동하기 위한 구동 부재, 및 상기 터빈 쉘에 고정되어 상기 비틀림 스프링에 의해 구동되는 피동 부재를 가지는

것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1항에 있어서,

상기 피동 부재가, 상기 터빈 쉘에 있어서 상기 터빈 블레이드가 고정된 부분보다 더욱 반경 방향 내측에 위치된 고정 부분에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제2항에 있어서,

상기 고정자가, 환형 고정자 캐리어, 및 상기 고정자 캐리어의 외주면에 설치된 고정자 블레이드를 가지고,

상기 고정자 캐리어는, 비틀림 스프링 쪽의 면에서, 상기 비틀림 스프링에 대응하는 위치에 오목부를 가지는

것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제3항에 있어서,

상기 터빈 쉘의 상기 고정 부분은, 상기 오목부에 근접하여 상기 오목부를 따르는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제4항에 있어서,

상기 터빈 쉘의 상기 고정 부분은, 상기 임펠러와 상기 터빈의 축 방향 중심 위치에 가까이 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제5항에 있어서,

상기 터빈 쉘의 상기 고정 부분은, 상기 임펠러와 상기 터빈의 축 방향 중심 위치보다 상기 임펠러 측에 가까이 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제2항에 있어서,

상기 터빈 쉘의 상기 고정 부분은 회전축에 대해 직각인 평면을 가지는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1항에 있어서,

상기 피동 부재는 상기 비틀림 스프링에 대응하여 환형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1항에 있어서,

상기 피동 부재는, 상기 피스톤 측으로 연장되어 상기 비틀림 스프링의 회전 방향 단부에 맞닿는 복수개의 갈고리부를 가지는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.
제1항에 있어서,

상기 비틀림 스프링의 축 방향의 엔진 측 에지가, 상기 터빈 쉘에 있어서 축 방향으로 엔진 측에 가장 가까운 에지보다 축 방향으로 트랜스미션 측에 가까이 위 치하고 있는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터.