KR20100044013A - 토크 컨버터의 댐퍼 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 댐퍼 클러치의 댐퍼 스프링 강성을 순차적으로 증가시켜 이상 진동의 발생을 억제하고, 저속 부밍을 저감시킴과 동시에 완전 직결 시기를 낮추어 연비를 개선할 수 있도록 한 토크 컨버터의 댐퍼 클러치를 제공함에 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 토크 컨버터에 적용되는 댐퍼 클러치의 토셔널 댐퍼에 있어서,

원주방향 등간격으로 배치되는 다수의 댐퍼 스프링 사이에 개재되어 피스톤으로부터 터빈으로 동력 전달이 이루어질 때 회전방향으로 위치하는 댐퍼 스프링을 가압하는 스프링 지지구를 형성하되, 상호 반대방향에 위치하는 스프링 지지구 2개를 1조로 하여 원주방향 길이(각도)를 동일하게 하면서 각 조의 스프링 지지구를 순차적으로 원주방향 길이(각도)가 증가되도록 하여 다단화하여 이루어지는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치를 제공한다.

토크 컨버터, 스프링 지지구, 댐퍼 스프링

Description

토크 컨버터의 댐퍼 클러치{DAMPER CLUTCH OF TORQUE CONVERTER}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐퍼 클러치의 댐퍼 스프링 강성을 순차적으로 증가시켜 이상 진동의 발생을 억제하고, 저속 부밍을 저감시킴과 동시에 완전 직결의 RPM을 낮추어 연비를 개선할 수 있도록 한 토크 컨버터의 댐퍼 클러치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 토크 컨버터는, 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈과, 상기 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 상기 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 스테이터('리엑터' 라고도 함)를 포함한다.

상기 토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 댐퍼 클러치(Damper Clutch, 또는 '록업 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다.

상기 댐퍼 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달되도록 하는 역할을 수행하게 된다.

그리고 상기 댐퍼 클러치는 2중 댐퍼 스프링을 적용하고 있는 바, 2단 강성의 특성을 갖는데, 1단 강성은 저속 부밍(Booming), 2단 강성은 최대 토크값을 결정하는 인자로서, 토크 컨버터의 구조상 최대 변위각이 한정되므로 주어진 조건에서 1단 강성을 최대한 낮게 하고, 2단 강성을 최대한 크게 하는 것이 바람직하다.

그러나 상기에서와 같이 종래 댐퍼 클러치에 있어서는 2단 강성을 갖는 2 중 댐퍼 스프링을 적용하고 있는 바, 도 4에서와 같이 1단 강성(K1)을 작게 하는 데에 한계가 있으며, 급격한 강성의 변화로 인한 진동 반사 효과에 의하여 공진성 이상 진동이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 댐퍼 클러치의 댐퍼 스프링 강성을 순차적으로 증가시켜 이상 진동의 발생을 억제하고, 저속 부밍을 저감시킴과 동시에 완전 직결 시기를 낮추어 연비를 개선할 수 있도록 한 토크 컨버터의 댐퍼 클러치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 토크 컨버터에 적용되는 댐퍼 클러치의 토셔널 댐퍼에 있어서,

원주방향 등간격으로 배치되는 다수의 댐퍼 스프링 사이에 개재되어 피스톤으로부터 터빈으로 동력 전달이 이루어질 때 회전방향으로 위치하는 댐퍼 스프링을 가압하는 스프링 지지구를 형성하되,

상호 반대방향에 위치하는 스프링 지지구 2개를 1조로 하여 원주방향 길이(각도)를 동일하게 하면서 각 조의 스프링 지지구를 순차적으로 원주방향 길이(각도)가 증가되도록 하여 다단화하여 이루어지는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치를 제공한다.

상기에서 스프링 지지구는 상호 반대방향에 위치하는 스프링 지지구 2개를 1조로 하여 4개조로 형성함으로써, 4 단계로 원주방향 길이(각도)를 형성하여 다단화 함을 특징으로 한다.

상기에서 스프링 지지구는 회전방향을 따라 순차적으로 A, B, C, D 라고 할 때, 원주방향 길이(각도)를 A 〈 B 〈 C 〈 D 로 형성함을 특징으로 한다.

상기에서 A, B, C, D는 A부터 D 까지 순차적으로 0.2°차이가 나도록 형성함을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하여 본 발명은 스프링 지지구의 2차 강성 스프링 접촉은 각도가 제일 큰 D 부분부터 C, B, A 부분 순으로 순차적인 접촉이 이루어지면서 2차 강성이 4단계의 강성으로 이루어짐으로써, 1차 강성 접촉을 포함하여 5단의 강성 접촉이 순차적으로 이루어지면서 비틀림 충격 및 진동을 흡수하게 되는 것이다.

이에 따라 댐퍼 클러치의 작동 과정에서 이상 진동이 발생되지 않으며, 최대 토크 전달 시기를 크게 낮출 수 있게 되는 바, 저속 부밍을 저감과 연비를 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 토크 컨버터의 반단면도로서, 차량의 자동 변속기에 적용되는 일번적인 토크 컨버터를 도시하고 있다.

상기 토크 컨버터(2)는 엔진 측의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버(4)와, 상기 프론트 커버(4)에 연결되어 함께 회전하는 임펠러(6)와, 상기 임펠러(6)와 마주하는 터빈(8)과, 상기 임펠러(6)와 터빈(8) 사이에 위치하여 터빈(8)으로부터 나오는 오일의 흐름을 바꾸어 임펠러(6) 측으로 전달하는 스테이터(10)를 포함한다.

상기에서 임펠러(6)측으로 오일을 전달하는 스테이터(10)는 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심을 가지며, 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 댐퍼 클러치(12)는 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치된다.

상기 댐퍼 클러치(12)는 대략 원판형으로 이루어지는 피스톤(14)을 구비하고 있으며, 상기 피스톤(14)에는 상기 프론트 커버(4)와 접촉되는 마찰부재(16)가 배치된다.

그리고 상기 피스톤(14)은 회전이 가능함과 동시에 축방향 이동이 가능하도록 배치된다,

또한, 상기 댐퍼 클러치(12)는 마찰부재(16)가 프론트 커버(4)에 밀착될 때 회전방향으로 작동하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇠시킬 수 있는 토셔널 댐퍼(18)가 배치된다.

상기 토셔널 댐퍼(18)는 상기 피스톤(14)에 리벳(20) 결합되며, 외주연에 원주방향 등간격으로 스프링 지지구(22)가 돌출 형성되는 드라이브 플레이트(24)와, 상기 드라이브 플레이트(24)의 외주연에 원주방향 등간격으로 돌출 형성되는 스프링 지지구(22) 사이에 수용되는 다수의 댐퍼 스프링(26)과, 원주방향 등간격으로 돌출되는 연결구(28)가 상기 스프링 지지구(22)의 삽입되면서 후측이 상기 터빈(8)에 고정되는 드리븐 플레이트(30)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 스프링 지지구(22)는 대략 사각 튜브 형태로 후측이 개구되도록 절곡 형성되며, 상기 연결구(28)는 상기 스프링 지지구(22)의 개구부를 통해 삽입되어 그의 양측 부분이 댐퍼 스프링(26)의 스프링 받이(32)와 접촉된다.

이에 따라 피스톤(14)으로부터 터빈(8)으로 동력 전달이 이루어질 때 댐퍼 스프링(26)의 변위(신축)하는 것에 의하여 비틀림 충격 및 진동을 흡수하게 되는 것이다.

물론 본 발명에 적용되는 댐퍼 스프링(26)도 종래와 마찬가지로 2중 스프링을 사용하게 된다.

이러한 토크 컨버터의 댐퍼 클러치(12)를 형성함에 있어서, 본 발명은 댐퍼 스프링(26)들 사이에 위치하는 스프링 지지구(22)를 형성하되, 상호 반대방향에 위치하는 스프링 지지구(22) 2개를 1조로 하여 원주방향 길이(각도)는 동일하게 하면서 순차적으로 그 원주방향 길이(각도)가 증가되도록 하여 다단화 한 것이다.

즉, 도 2에서와 같이 댐퍼 스프링(26)을 8개 적용한 예를 개시하고 있는데, 이와 같이 8개의 댐퍼 스프링(26)를 적용하는 경우에는 상기 댐퍼 스프링(26) 사이에 위치하는 스프링 지지구(22)도 8개가 되는 바, 서로 반대방향의 스프링 지지구(22) 2개를 1조로 하면 4개의 조로 이루어짐으로써, 4 종류의 원주방향 길이(각도)로 형성할 수 있는 것이다.

즉, 4개조의 스프링 지지구(22)를 어느 한 방향에 대하여 순차적으로 A, B, C, D라고 가정할 때, 맨처음에 위치하는 A의 원주방향 길이(각도)를 제일 작게 형성하고, B, C, D 순으로 그 원주방향 길이(각도)를 순차적으로 크게 형성한 것으로서, 그 일예로서 A는 10°, B는 10.2°, C는 10.4°, D는 10.6°로 형성한 것을 도시하고 있다.

상기에서 스프링 지지구(22)의 각도는 상기의 각도에 한정되는 것이 아니라, 적용 차량에서 요구하는 강성에 따라 변화할 수 있으며, 반대로 D를 작게 하고 A측으로 갈수록 크게 형성할 수 있다.

그리고 반드시 어느 한 방향으로 가면서 순차적으로 각도를 크게 하는 것이 바람직할 수 있으나, 필요에 따라서는 A, B, C, D 스프링 지지구(22)의 순서에 관계없이 형성할 수 있다.

또한, 상기에서는 각 스프링 지지구(22)의 각도 차이를 0.2°로 하고 있으나, 필요에 따라서는 더 크거나 작게 할 수 있다.

상기와 같이 스프링 지지구(22)를 형성하면, 본 발명에서와 같이 댐퍼 스프링(26)을 2중 스프링으로 적용하는 경우에는 스프링 지지구(22)의 2차 강성 스프링 접촉은 각도가 제일 큰 D 부분부터 C, B, A 부분 순으로 순차적인 접촉이 이루어지면서 2차 강성이 4단계의 강성으로 이루어짐으로써, 1차 강성 접촉을 포함하여 5단의 강성 접촉이 이루어지면서 비틀림 충격 및 진동을 흡수하게 되는 것이다.

즉, 도 3에서와 같이 피스톤(14)으로부터 터빈(8)으로 동력 전달이 이루어질 때 스프링 지지구(22)가 2차 강성 스프링 접촉 개시 이전에는 1단 강성(K1영역)으로 회전동력의 변동에 대한 흡수가 이루어지고, 스프링 지지구(22) D가 2차 강성 스프링 접촉 개시되면 2단 강성(K2 영역)으로 회전동력의 변동에 대한 흡수가 이루어지며, 스프링 지지구(22) C가 2차 강성 스프링 접촉 개시되면 3단 강성(K3 영역)으로 회전동력의 변동에 대한 흡수가 이루어지고, 스프링 지지구(22) B가 2차 강성 스프링 접촉 개시되면 4단 강성(K4 영역)으로 회전동력의 변동에 대한 흡수가 이루어지며, 스프링 지지구(22) A가 2차 강성 스프링 접촉 개시되면 5단 강성(K5 영역)으로 회전동력의 변동에 대한 흡수가 이루어지게 되는 것이다.

상기에서와 같이 강성이 순차적으로 증가함으로써, 이상 진동이 발생되지 않으며, 최대 토크 전달 시기(T1)를 크게 낮출 수 있게 되는 바, 저속 부밍을 저감과 연비를 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 댐퍼 스프링(26)을 2중 스프링으로 사용하지 않고, 하나의 탄성력을 갖는 일반 스프링을 사용하는 경우에는 1차 강성이 4단 강성 접촉이 이루어지면서 순차적인 회전동력의 변동에 대한 흡수가 이루어지게 되는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 토크 컨버터의 반단면도.

도 2는 본 발명에 의한 댐퍼 클러치의 정면도.

도 3은 본 발명의 작용 효과를 설명하기 의한 그래프 선도.

도 4는 종래 문제점을 설명하기 위한 그래프 선도이다.

Claims (4)

1. 토크 컨버터에 적용되는 댐퍼 클러치의 토셔널 댐퍼에 있어서,

   원주방향 등간격으로 배치되는 다수의 댐퍼 스프링 사이에 개재되어 피스톤으로부터 터빈으로 동력 전달이 이루어질 때 회전방향으로 위치하는 댐퍼 스프링을 가압하는 스프링 지지구를 형성하되,

   상호 반대방향에 위치하는 스프링 지지구 2개를 1조로 하여 원주방향 길이(각도)를 동일하게 하면서 각 조의 스프링 지지구를 순차적으로 원주방향 길이(각도)가 증가되도록 하여 다단화 함을 특징으로 하는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치.
2. 제1항에 있어서, 스프링 지지구는 상호 반대방향에 위치하는 스프링 지지구 2개를 1조로 하여 4개조로 형성함으로써, 4 단계로 원주방향 길이(각도)를 형성하여 다단화 함을 특징으로 하는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치.
3. 제2항에 있어서, 스프링 지지구는 회전방향을 따라 순차적으로 A, B, C, D 라고 할 때, 원주방향 길이(각도)를 A 〈 B 〈 C 〈 D 로 형성함을 특징으로 하는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치.
4. 제3항에 있어서, A, B, C, D는 A부터 D 까지 순차적으로 0.2°차이가 나도록 형성함을 특징으로 하는 토크 컨버터의 댐퍼 클러치.

Images