KR20100077489A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 록업 클러치가 작동할 때 마찰재에서 발생되는 열을 신속하게 냉각할 수 있는 차량용 토크 컨버터를 개시한다.

본 발명의 차량용 토크 컨버터는, 프론트 커버, 프론트 커버에 결합되어 회전하는 임펠러, 임펠러와 마주하는 위치에 배치되어 임펠러의 회전에 따라 함께 회전하는 터빈, 임펠러와 터빈 사이에 위치하여 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 터빈의 축에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되며 오일의 압력에 의하여 프론트 커버에 밀착되거나 이탈되는 피스톤을 구비하며 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, 피스톤에는 프론트 커버에 밀착되는 마찰재가 결합되며, 마찰재의 중간부 측을 관통하는 오일 유통공이 제공된다.

토크 컨버터, 록업 클러치, 마찰재, 냉각, 피스톤, 오일 유통공

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for a vehicle}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 록업 클러치가 작동할 때 마찰재에서 발생되는 열을 신속하게 냉각할 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 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 연결되는 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 록업 클러치는 피스톤에 결합되는 마찰재가 프론트 커버에 결합될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 결합되어 있다.

한편, 록업 클러치가 작동할 때 마찰재가 프론트 커버에 밀착되면서 고열을 발생시킨다. 이때 발생되는 고열에 의하여 토크 컨버터 내에 있는 오일이 급격하게 열화되고 또 마찰재의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 록업 클러치가 작동할 때 마찰재에서 발생되는 고열을 지속적으로 신속하게 냉각시켜 토크 컨버커 내부에 수용된 오일의 열화를 방지하고 마찰재의 내구성을 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 피스톤에는 상기 프론트 커버에 밀착되는 마찰재가 결합되며, 상기 마찰재의 중간부 측을 관통하는 오일 유통공이 제공되는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 오일 유통공은 일정한 간격으로 두개 이상이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 마찰재는 원주 방향을 따라 가운데 부분에 상기 마찰재의 냉각을 위한 제1 그루브가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 마찰재는 상기 제1 그루부와 연결되어 방사상 방향으로 제공되어 상기 마찰재의 냉각을 위한 제2 그루브가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 제2 그루브는 같은 간격으로 복수로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제1 그루브는 상기 피스톤에 제공되는 오일 유통공과 연결되는 것이 바람직하다.

상기 오일 유통공은 상기 프론트 커버 측으로 향하는 방향의 직경이 그 반대편의 직경에 비하여 더 크게 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 피스톤에 마찰재의 냉각을 위하여 제공되는 오일 유통공이 마찰재의 가운데 부분을 관통하도록 배치되고 또한, 마찰재에 제공되는 그루브에 상기 오일 유통공이 연결되어 항상 오일이 마찰재를 관통하면서 순환하여 냉각효과를 극대화시킬 수 있다.

따라서 본 발명은 오일의 열화를 방지하고 동시에 마찰재의 내구성을 증대시켜 토크 컨버터의 품질을 현저하게 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

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

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 축방향으로 잘라서 본 반단면 도으로, 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, 19)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, 19)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, 19)는 전체가 판상의 도우넛 형태를 이루는 통상의 것이 적용될 수 있으며 피스톤(16)에 결합되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면으로 피스톤(16)에 결합된 마찰재(18, 19)를 도시하고 있다.

마찰재(18, 19)는 피스톤(16)의 회전 중심을 기준으로 하여 일정한 동심선 상에 배치된다. 상술한 마찰재(18, 19)는 그 사이에 원주 방향을 따라 제1 그루브(18a)가 제공된다. 그러므로 제1 그루브(18a)도 회전축을 중심으로 원으로 이루어진다.

또한, 마찰재(18, 19)중의 하나의 마찰재(19, 일 예로 설명함)에는 축을 기준으로 방사상 방향으로 제2 그루브(19a)들이 제공된다. 제2 그루브(19a)들은 일정한 간격으로 다수가 배치되는 것이 바람직하다. 또한 제1 그루브(18a)와 제2 그루부(19a)는 서로 유체가 이동할 수 있도록 연결되어 있는 것이 바람직하다.

물론 본 발명의 실시 예에서는 축의 중심측에 위치한 마찰재(19)에 제2 그루브(19a)들이 제공되는 예를 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 마찰재(18)에도 제공될 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 마찰재(18, 19) 모두에 제2 그루브가 방사상 방향으로 제공될 수 있다.

한편, 피스톤에는 오일 유통공(16a)이 제공된다. 오일 유통공(16a)은 상술한 마찰재(18, 19)의 사이에 제공된 제1 그루브(18a)를 관통하는 위치에 배치된다. 이러한 오일 유통공(16a)은 일정한 간격으로 다수가 이루어질 수 있다.

또한 오일 유통공은(16a)은 마찰재(18, 19)를 향하는 방향 즉, 프론트 커버(4)를 향하는 방향으로 경사각 a를 가지는 경사면이 제공되는 것이 바람직하다. 즉 오일 유통공(16a)은 프론트 커버(4)를 향하는 방향의 직경(D)이 그 반대 방향에 제공되는 직경(d)에 비하여 더 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다.

이러한 오일 유통공(16a)의 구조는 오일이 마찰재(18, 19) 측으로 이동될 때 넓게 퍼지면서 이동되어 확산속도가 빨라지게 되므로 마찰 접촉으로 인하여 고열 상태인 마찰재(18, 19)를 신속하게 냉각시킬 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 도 3을 통하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

록업 클러치(14)가 작동하면 유압이 피스톤(16)을 프론트 커버(4) 측 방향으로 가압한다(도 3에서 실선 화살표로 표시). 그러면 유압에 의하여 피스톤(16)이 프론트 커버(4) 측으로 이동한다. 이때 마찰재(18, 19)가 프론트 커버(4)에 밀착되면서 마찰재(18, 19)에서 고열이 발생한다.

이때 오일 유통공(16a)을 통하여 유압이 제1 그루브(16a) 측으로 이동한다. 이 경우에 오일 유통공(16a)이 테이퍼진 경사면을 이루고 있으며 입구측(프론트 커버 반대측면)의 직경(d)에 비하여 출구측의 직경(D)이 크므로 오일은 확산되는 형태로 이동된다.

이때 제1 그루브(18a)는 회전축을 중심으로 원형으로 이루어져 있으므로 확산된 오일이 제1 그루브(18a)의 전 영역으로 신속하게 이동된다. 이때 마찰재(18, 19)에 있던 열을 흡수하면서 제2 그루브(19a) 측으로 이동되어 빠져나간다.

따라서 오일이 짧은 시간에 지속적으로 마찰재(18, 19)의 가운데 부분을 순환하게 되면서 마찰재(18, 19)의 냉각효과를 극대화시킬 수 있는 것이다. 따라서 토크 컨버터의 품질을 증대시킬 수 있다.

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

도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 피스톤에 마찰재가 결합된 상태를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (7)

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 피스톤에는

   상기 프론트 커버에 밀착되는 마찰재가 결합되며, 상기 마찰재의 중간부 측을 관통하는 오일 유통공이 제공되는 차량용 토크 컨버터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 유통공은

   일정한 간격으로 두개 이상이 제공되는 차량용 토크 컨버터.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 마찰재는

   원주 방향을 따라 가운데 부분에 상기 마찰재의 냉각을 위한 제1 그루브가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 마찰재는

   상기 제1 그루부와 연결되어 방사상 방향으로 제공되어 상기 마찰재의 냉각을 위한 제2 그루브가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제2 그루브는 같은 간격으로 복수로 배치되는 차량용 토크 컨버터.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 제1 그루브는

   상기 피스톤에 제공되는 오일 유통공과 연결되는 차량용 토크 컨버터.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 유통공은 상기 프론트 커버 측으로 향하는 방향의 직경이 그 반대편의 직경에 비하여 더 크게 이루어지는 차량용 토크 컨버터.

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