KR20100077487A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 록업 클러치에 적용되는 마찰재의 마찰 접촉 면적을 증대시켜 품질을 증대시킬 수 있는 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

본 발명의 차량용 토크 컨버터는, 록업 클러치를 포함하는 토크 컨버터에서, 상기 록업 클러치는 피스톤과 프론트 커버 사이에 피스톤의 가압에 의하여 프론트 커버 방향으로 이동되는 코어 플레이트가 배치되고, 코어 플레이트에는 프론트 커버에 밀착되는 마찰재가 결합되며, 코어 플레이트는 커넥팅 플레이트로 피스톤과 연결되는 구성을 가진다.

토크 컨버터, 마찰재, 피스톤, 록업 클러치, 테이퍼, 마찰플레이트

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for a vehicle}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 록업 클러치에 적용되는 마찰재의 마찰 접촉 면적을 증대시켜 품질을 증대시킬 수 있는 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치되어 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 것이다. 이러한 토크 컨버터는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 엔진의 구동력을 전달받는 프론트 커버(101), 이 프론트 커버(101)의 회전력을 전달받아 회전하는 임펠러(103), 임펠러(103)에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈(105), 그리고 임펠러(103)로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러(103)의 회전방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터(107, '스테이터'라고도 함)를 포함한다.

토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치(109, Lock-up clutch, 또는 '댐퍼 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다. 록업 클러치(109)는 엔진과 연결되는 프론트 커버(101)와 터빈(105) 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치(109)는, 터빈 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되는 피스톤(111)을 포함한다. 그리고 피스톤(111)에는 프론트 커버(101)에 마찰 접촉하는 마찰재(113)가 결합된다. 그리고 록업 클러치(105)는 피스톤(111)에 결합되는 마찰재(113)가 프론트 커버(101)에 결합될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(115, Torsional damper)가 결합되어 있다.

이러한 종래의 록업 클러치(109)가 작동하면서 프론트 커버(101) 방향으로 이동된다. 이때 플레이트 형태로 이루어진 피스톤(111)의 축(스플라인 허브) 근처의 부분(121, 화살표로 위치와 방향을 표시함)과 외주면 사이 부분(123, 화살표로 위치와 방향을 표시함)에서 피스톤(111)의 탄성 변형으로 인하여 이동 거리의 차이가 발생하게 된다.

즉, 피스톤(111)의 축 근처 부분(121)이 피스톤(111)의 외주측 부분(123)에 비하여 탄성 변형량이 커지게 된다. 따라서 프론트 커버(101)에 마찰재(113)가 일정한 각도(a)를 이루며 밀착된다.

그러므로 마찰재(113)의 마찰력이 프론트 커버(101)에 균일하게 밀착되지 못하여 록업 클러치의 품질이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 록업 클러치가 작동할 때에 프론트 커버에 마찰재가 균일하게 밀착되도록 하여 품질을 증대시킬 수 있는 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 결합되어 회전하는 임펠러, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되어 상기 임펠러의 회전에 따라 함께 회전하는 터빈, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 상기 터빈의 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되며 오일의 압력에 의하여 상기 프론트 커버에 밀착되거나 이탈되는 피스톤을 구비하며 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 프론트 커버에는 상기 피스톤에 제공되는 마찰재와 접촉하는 위치에 테이퍼진 경사면부가 제공되는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 경사면부는 원주 방향 측으로 기울어져 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 결합되어 회전하는 임펠러, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되어 상기 임펠러의 회전에 따라 함께 회 전하는 터빈, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 상기 터빈의 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되며 오일의 압력에 의하여 상기 프론트 커버에 밀착되거나 이탈되는 피스톤을 구비하며 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 피스톤과 상기 프론트 커버 사이에 상기 피스톤의 가압에 의하여 상기 프론트 커버 방향으로 이동되는 코어 플레이트가 배치되고, 상기 코어 플레이트에는 상기 프론트 커버에 밀착되는 마찰재가 결합되며, 상기 코어 플레이트는 커넥팅 플레이트로 상기 피스톤과 연결되는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 피스톤은 상기 코어 플레이트를 가압하는 부분이 상기 코어 플레이트를 향하여 돌출되는 돌출부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 피스톤과 상기 코어 플레이트는 외주면 측이 홈과 돌출부를 이루어 서로 끼움 결합되는 것이 바람직하다.

상기 피스톤 또는 상기 코어 플레이트는 서로 마주하는 면에 테이퍼진 경사면부가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 경사면부는 외주면 방향으로 경사져 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 피스톤은 외주면에 홈 또는 돌기들이 제공되어 상기 토셔널 댐퍼의 외주면에 결합되는 제1 결합부를 구비하고, 상기 코어 플레이트는 외주면에 또 다른 홈 또는 돌기들이 제공되어 상기 토셔널 댐퍼의 외주면에 결합되는 제2 결합부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 피스톤은 상기 코어 플레이트와 접촉하는 면에 실링 플레이트가 제공되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 마찰재가 접촉하는 프론트 커버의 일면에 테이퍼 형상의 경사면부를 제공하여 록업 클러치가 작동할 때 피스톤이 탄성 변형되어도 프론트 커버와 마찰재는 전체 면적이 골고루 밀착되어 토크 컨버터의 품질을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 피스톤이 코어 플레이트를 직접 가압하도록 하여 프론트 커버와 마찰재의 균일하게 접촉하여 토크 컨버터의 품질을 증대시킬 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 제1 실시 예를 설명하기 위하여 축방향으로 잘라서 본 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. 프론트 커버(4)의 일측에는 엔진과 변속기를 직접 연결하는 록업 클러치(14)가 배치된다. 이러한 록업 클러치(14)는 터빈(6)의 축과 동일한 회전축에 배치된다. 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 중심을 기준으로 회전이 가능하며 축 방향으로 오일의 압력에 의하여 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 감쇄시키는 역할을 하는 토셔널 댐퍼(20, Torsional damper)가 결합된다.

한편, 상술한 마찰재(18)는 전체가 판상의 도우넛 형태를 이루는 통상의 것이 적용될 수 있으며 피스톤(16)에 결합되는 것이 바람직하다.

프론트 커버(4)에는 상술한 마찰재(18)와 접촉하는 면에 경사면부(31)가 제공된다. 이러한 경사면부(31)는 프론트 커버(4)의 수직면에 대하여 외주측을 향하여 임의의 경사각 b를 가진다.

이러한 구성은 록업클러치가 작동할 때 피스톤(16)이 탄성 변형되면서 마찰재(18)가 프론트 커버(4)의 수직면에 대한 일정한 각도(b)로 기울어져 배치된다.

그리고 상술한 마찰재(18)가 밀착되는 프론트 커버(4)의 경사면부(31)는 이미 마찰재(18)와 동일한 각도로 경사진 상태로 제공되므로 프론트 커버(4)와 마찰 재(18)는 전체적으로 밀착되는 것이다. 따라서 록업 클러치(14)가 작동하는 경우에 록업 클러치(14)의 마찰력의 증대로 인하여 엔진의 구동력을 직접 변속기에 원활하게 전달할 수 있다. 따라서 토크 컨버터의 품질을 증대시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시 예를 설명하기 위한 도면으로 토크 컨버터를 축방향으로 잘라서 본 단면도이다. 본 발명의 제2 실시 예를 제1 실시 예와 비교하여 다른 점만을 설명하고 상술한 설명과 동일한 부분으로 그 설명으로 대치하기로 한다.

본 발명의 제2 실시 예는 피스톤(16)과 프론트 커버(4) 사이에 코어 플레이트(41)가 배치된다. 그리고 이 코어 플레이트(41)에는 마찰재(18)가 결합된다. 물론 마찰재(18)는 프론트 커버(4)를 향하는 방향으로 배치된다. 이러한 마찰재(18)는 통상의 것이 사용될 수 있다.

그리고 코어 플레이트(41)는 일측이 피스톤(16)에 커넥팅 플레이트(43)로 연결된다. 즉, 코어 플레이트(41) 커넥팅 플레이트(43)에 의하여 피스톤(16)이 결합 상태를 유지하고 있다.

한편, 피스톤(16)은 그 일면이 상술한 코어 플레이트(41)를 프론트 커버(4) 방향으로 가압할 수 있도록 배치된다.

그리고 코어 플레이트(41)는 피스톤(16)과 접촉하는 위치에 일정한 기울기(c)를 가지는 테이퍼진 경사면부(41a)가 제공된다. 이러한 경사면부(41a)는 본 발명의 실시 예에서는 코어 플레이트(41)에 제공되는 예를 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 코어 플레이트(41)에 접촉되는 피스톤(41)에 제공되는 것도 가능하다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 제2 실시 예의 록업 클러치(14)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

록업 클러치(14)가 작동하면, 피스톤(16)에 유압이 작용한다. 그리고 피스톤(16)은 탄성 변형이 발생되면서 코어 플레이트(41)를 가압한다. 이때 코어 플레이트(41)에는 경사면부(41a)가 제공되어 있으므로 피스톤(16)이 탄성 변형되어도 균일한 코어 플레이트(41)를 프론트 커버(4) 측으로 가압할 수 있다. 따라서 코어 플레이트(41)가 전체적으로 균일하게 프론트 커버 측으로 이동하면서 마찰재(18)가 프론트 커버(4)에 접촉하는 것이다. 따라서 프론트 커버(4)에 접촉되는 마찰재(18)의 면적을 극대화시켜 토크 컨버터의 품질을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 제3 실시 예를 설명하기 위하여 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 도면이다. 본 발명의 제3 실시 예는 상술한 실시 예와 비교하여 볼 때 다른 부분만을 설명하고 동일한 부분은 설명으로 대치하기로 한다.

본 발명의 제3 실시 예는 코어 플레이트(41)를 가압하는 피스톤(16)에 돌출부(16a)가 제공된다. 특히 이러한 돌출부(16a)는 마찰재(18)의 가운데 부분에 제공되는 것이 바람직하다.

이러한 돌출부(16a)는 록업 클러치(14)가 작동할 때 코어 플레이(41)를 균일하게 가압할 수 있다. 따라서 마찰재(18)가 프론트 커버(4)에 균일하게 접촉할 수 있는 것이다.

한편, 피스톤(16)과 코어 플레이트(41)는 그 선단부에 홈과 돌기를 구비하여 서로 결합되는 결합부(51)를 구비한다. 이러한 결합부(51)는 피스톤(51)에 코어 플레이트(41)를 더욱 안정적으로 결합시킬 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 제3 실시 예는 본 발명을 더욱 다양하게 실시 할 수 있음을 보여주는 것이다.

도 4는 본 발명의 제4 실시 예를 설명하기 위한 도면으로 토크 컨버터를 축방향으로 잘라서 본 단면도이다.

본 발명의 제4 실시 예는 상술한 실시 예와 비교하여 볼 때 다른 점만을 설명하고 동일한 부분은 상술한 예의 설명으로 대치하기로 한다.

본 발명의 제4 실시 예는 피스톤(16)의 외주측이 토셔널 댐퍼(20)의 외주측과 결합되어 제1 결합부(61)를 이룬다. 즉, 피스톤(16)의 외주측과 토셔널 댐퍼(20)의 외주측은 서로 홈과 돌기부가 제공되어 결합 상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제4 실시 예에서는 코어 플레이트(41)의 외주면측과 토셔널 댐퍼(20)의 외주면측이 결합된다. 즉, 코어 플레이트(41)의 외주면측과 토셔널 댐퍼(20)의 외주면측에 또 다른 홈과 돌기부가 제공되어 제2 결합부(63)를 이룬다. 따라서 본 발명의 제4 실시 예에서는 제3 실시 예와 달리 커넥팅 플레이트를 구비하지 않으면서도 코어 플레이트(41)가 토셔널 댐퍼(20)에 연결되어 있어 안정적이다.

또한 코어 플레이트(41)를 가압하는 피스톤(16)에는 씰링 플레이트(65)가 제공된다. 씰링 플레이트(65)는 피스톤(16)이 유압에 의하여 작동할 때 작동의 안정성을 위하여 설치한 것이다.

이러한 본 발명의 제4 실시 예는 더욱 다양한 구조로 본 발명을 실시 할 수 있음을 보여주는 것이며, 상술한 예와 마찬가지로 마찰재(18)가 전체적으로 균일하게 프론트 커버(4)에 접촉할 수 있으므로 토크 컨버터의 품질을 향상시킬 수 있는 것이다.

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 제3 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.

도 4는 본 발명의 제4 실시 예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.

도 5는 종래 기술을 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.

Claims (9)

1. 프론트 커버;

   상기 프론트 커버에 결합되어 회전하는 임펠러;

   상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되어 상기 임펠러의 회전에 따라 함께 회전하는 터빈;

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

   상기 터빈의 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되며 오일의 압력에 의하여 상기 프론트 커버에 밀착되거나 이탈되는 피스톤을 구비하며 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 프론트 커버에는

   상기 피스톤에 제공되는 마찰재와 접촉하는 위치에 테이퍼진 경사면부가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 경사면부는

   원주 방향 측으로 기울어진 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
3. 프론트 커버;

   상기 프론트 커버에 결합되어 회전하는 임펠러;

   상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되어 상기 임펠러의 회전에 따라 함께 회전하는 터빈;

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

   상기 터빈의 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되며 오일의 압력에 의하여 상기 프론트 커버에 밀착되거나 이탈되는 피스톤을 구비하며 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 피스톤과 상기 프론트 커버 사이에

   상기 피스톤의 가압에 의하여 상기 프론트 커버 방향으로 이동되는 코어 플레이트가 배치되고, 상기 코어 플레이트에는 상기 프론트 커버에 밀착되는 마찰재가 결합되며, 상기 코어 플레이트는 커넥팅 플레이트로 상기 피스톤과 연결되는 차량용 토크 컨버터.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 피스톤은

   상기 코어 플레이트를 가압하는 부분이 상기 코어 플레이트를 향하여 돌출되는 돌출부를 구비한 차량용 토크 컨버터.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 피스톤과 상기 코어 플레이트는

   외주면 측이 홈과 돌출부를 이루어 서로 끼움 결합되는 차량용 토크 컨버터.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 피스톤 또는 상기 코어 플레이트는

   서로 마주하는 면에 테이퍼진 경사면부가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 경사면부는 외주면 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
8. 청구항 3에 있어서,

   상기 피스톤은

   외주면에 홈 또는 돌기들이 제공되어 상기 토셔널 댐퍼의 외주면에 결합되는 제1 결합부를 구비하고,

   상기 코어 플레이트는

   외주면에 또 다른 홈 또는 돌기들이 제공되어 상기 토셔널 댐퍼의 외주면에 결합되는 제2 결합부를 구비한 차량용 토크 컨버터.
9. 청구항 3에 있어서,

   상기 피스톤은

   상기 코어 플레이트와 접촉하는 면에 실링 플레이트가 제공되는 차량용 토크 컨버터.

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