KR20090030600A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저속도비 영역에서 유동박리에 의한 유동손실을 줄여 토크 컨버터의 성능을 증대시키는 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

본 발명의 차량용 토크 컨버터는, 프론트 커버, 프론트 커버에 결합되어 회전하며, 코어 및 블레이드들을 포함하는 임펠러, 임펠러와 마주하는 위치에 배치되며, 코어 및 다수의 블레이드들을 포함하는 터빈, 임펠러와 터빈 사이에 위치하여 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 프론트 커버와 터빈을 직접 연결할 수 있는 록업 클러치, 록업 클러치에 결합되며 축의 원주 방향으로 배치되는 스프링들을 구비하고, 이들 스프링들을 지지하는 리테이닝 플레이트를 구비한 토셔널 댐퍼를 포함하며; 상기 코어들에는 관통되는 오일 유통 홈이 형성된다.

블레이드, 유동 박리, 유동 손실, 코어

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for vehicle}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저속도비 영역에서 유동박리에 의한 유동손실을 줄여 고용량 설계가 가능한 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치되어 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 것이다. 이러한 토크 컨버터는 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 임펠러, 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러의 회전방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터('스테이터'라고도 함)를 포함한다.

토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치(Lock-up clutch, 또는 '댐퍼 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다. 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는, 터빈 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되는 피스 톤을 포함한다. 그리고 피스톤에는 프론트 커버에 마찰 접촉하는 마찰재가 결합된다. 그리고 피스톤 마찰재가 프론트 커버에 결합될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 결합되어 있다.

한편, 토크 컨버터의 임펠러에는 임펠러 쉘과 임펠러 코어 사이에 임펠러 블레이드들이 결합된다. 또한 터빈에도 터빈 쉘과 터빈 코어 사이에 터빈 블레이드들이 결합된다. 이러한 임펠러 블레이드들과 터빈 블레이드들은 저속도비 영역에서 유동 박리에 의한 유동 손실이 증대되는 문제점이 있다. 즉, 임펠러 블레이드들과 터빈 블레이드들의 각각의 양면에서의 압력 차이는 유동 손실에 비례하게 된다. 특히 토크 컨버터의 저 속도비 영역에서는 이러한 압력 차이로 인하여 유동 손실이 현저하게 증대되는 문제점이 있다. 이와 같이 저속도비 영역에서의 유동 손실의 증가는 토크 컨버터의 용량을 감소시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 저속도비 영역에서 임펠러 블레이드들과 터빈 블레이드들의 양면에서 발생하는 압력의 차이로 인한 유동손실을 줄여 토크 컨버터의 성능을 증대시킬 수 있는 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 결합되어 회전하며, 코어 및 다수의 블레이드를 포함하는 임펠러, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되며, 코어 및 다수의 블레이드를 포함하는 터빈, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결할 수 있는 록업 클러치, 상기 록업 클러치에 결합되며 축의 원주 방향으로 배치되는 스프링들을 구비하고, 이들 스프링들을 지지하는 리테이닝 플레이트를 구비한 토셔널 댐퍼를 포함하며; 상기 코어들에는 관통되는 오일 유통 홈이 형성된 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 오일 유통 홈들은 상기 임펠러 및 터빈의 블레이드가 결합되는 부분과 인접한 위치에 파여지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 코어들에 제공된 오일 유통 홈으로 오일이 이동되면서 각각의 블레이드의 다른 면에서 작용하는 압력 차이가 줄어들게 되고 유동 손실 역시 감소하여 저속도비 구간에서의 유동 용량을 향상시켜 토크 컨버터의 성능을 증대시키는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위하여 축 방향으로 자른 반단면도로, 차량의 변속기에 적용되는 토크 컨버터를 도시하고 있다. 본 발명의 토크 컨버터는 엔진 측의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버(4), 이 프론트 커버(4)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(6), 임펠러(6)와 마주하는 위치에 배치되는 터빈(8), 그리고 임펠러(6)와 터빈(8) 사이에 위치하여 터빈(8)으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 임펠러(6) 측으로 전달하는 리엑터(10, 또는 '스테이터'라고도 함)를 포함한다. 임펠러(6) 측으로 오일을 전달하는 리엑터(10)는 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심을 가진다. 그리고 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치된다.

록업 클러치(14)는 대략 원판형으로 이루어지는 피스톤(16)을 구비하고 있으며, 피스톤(16)에는 프론트 커버(4)에 접촉될 수 있는 마찰재(18)가 결합된다. 그리고 피스톤(16)은 축의 중심 방향으로 회전이 가능하며 축 방향으로 이동될 수 있도록 배치된다. 한편으로, 록업 클러치(14) 또는 터빈에는 마찰재(18)가 프론트 커버(4)에 밀착될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄 시키는 역할을 하는 토셔널 댐퍼(40, Torsional damper)가 결합된다.

상술한 임펠러(6)는 임펠러 쉘(61), 임펠러 블레이드(63)들, 그리고 임펠러 코어(65)를 포함한다. 그리고 터빈(8)은 터빈 쉘(81), 터빈 블레이드(83)들, 그리고 터빈 코어(85)를 포함한다. 임펠러(6)와 터빈(8)은 동일한 구조 및 방법에 의하여 제작될 수 있으므로 본 발명의 실시 예의 설명에서는 임펠러 코어(65)에 대하여만 설명하기로 하고 터빈 코어(85)에 관련된 설명은 임펠러 코어(65)의 설명으로 대치하기로 한다. 임펠러 쉘(61)은 프론트 커버(4)에 연결되어 임펠러(6)의 외주 일측을 이루는 부분이다. 그리고, 임펠러 블레이드(63)는 임펠러 쉘(61)에 결합되어 프론트 커버(4)의 회전에 따라 오일을 터빈(8)으로 전달하는 역할을 한다. 또한, 임펠러 코어(65)는 임펠러 블레이드(63)의 안쪽에 결합된다.

임펠러 코어(65)들은, 도 2 및 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 다수의 관통된 오일 유통 홈(65a)들을 구비하고 있다. 이러한 오일 유통 홈(65a)은 임펠러 블레이드(63)들이 이루는 양면에서 일부의 오일 유통이 가능하다. 즉, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 오일 유통 홈(65a)은 임펠러 블레이드(63)의 양측면으로 오일이 전달될 수 있어 임펠러 블레이트(63)들의 양면에서의 압력 차이를 줄이는 역할을 하는 것이다(점선 화살표로 오일의 흐름을 표시하고 있음). 따라서 임펠러 블레이드(63)가 회전하더라도 유동 박리가 감소되어 유동 손실을 줄일 수 있는 것이다. 그러므로 특히 저속도비 영역에서 토크 컨버터의 유동손실을 줄임으로서 토크 컨버터의 성능 향상을 기대할 수 있다. 이러한 오일 유통 홈(65a)의 크기 및 위치는 토크 컨버터의 설계 조건에 따라 다양하게 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위하여 임펠러 코어의 형상을 도시한 도면이다.

도 3은 도 2의 작용 설명을 위한 도면이다.

Claims (2)

1. 프론트 커버;

   상기 프론트 커버에 결합되어 회전하며, 코어 및 다수의 블레이드를 포함하는 임펠러;

   상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되며, 코어 및 다수의 블레이드를 포함하는 터빈;

   상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터;

   상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결할 수 있는 록업 클러치;

   상기 록업 클러치에 결합되며 축의 원주 방향으로 배치되는 스프링들을 구비하고, 이들 스프링들을 지지하는 리테이닝 플레이트를 구비한 토셔널 댐퍼를 포함하며;

   상기 코어들에는 일부가 관통되는 다수의 오일 유통 홈이 형성된 차량용 토크 컨버터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 유통 홈들은 상기 임펠러 및 터빈의 블레이드가 결합되는 부분과 인접한 위치에 파여지는 차량용 토크 컨버터.

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