KR20110007432A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리엑터를 지지하는 원웨이 클러치 일측에 설치되며 축 방향의 하중을 지지하는 드러스트 니들 베어링의 마모를 줄여 내구성을 증대시킬 수 있는 차량용 토크 컨버터를 개시한다.

본 발명의 차량용 토크 컨버터는, 프론트 커버, 프론트 커버에 결합되어 회전하는 임펠러, 임펠러와 마주하는 위치에 배치되어 상기 임펠러의 회전에 따라 함께 회전하는 터빈, 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 프론트 커버와 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치, 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 스프링들이 제공된 토셔널 댐퍼를 포함하며, 리엑터는 원웨이 클러치에 의하여 지지되며, 원웨이 클러치의 일측에는 리테이너가 배치되고, 리테이너의 일측에는 베어링 레이스와 베어링 롤러를 포함하는 드러스트 베어링이 제공되며, 리테이너에는 상기 베어링 레이스를 향하여 돌출되는 돌출면부가 제공된다.

토크 컨버터, 원웨이 클러치, 리테이너, 드러스트 베어링, 돌출면부

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for a vehicle}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리엑터를 지지하는 원웨이 클러치 일측에 설치되며 축 방향의 하중을 지지하는 드러스트 니들 베어링의 마모를 줄여 내구성을 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 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 임펠러, 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 되돌아 흐르는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 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 피스톤을 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.

리엑터(101)는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 원웨이 클러치(103)의 외주면에 결합된다. 즉, 리엑터(101)는 회전 중심측 부분에 원웨이 클러치(103)가 수용되는 공간을 가진다. 그리고 이러한 공간에는 원웨이 클러치(103)가 배치된다. 그리고 원웨이 클러치(103)가 축 방향으로 이탈되지 않도록 리테이너(105)가 배치된다. 리테이너(105)의 일측에는 드러스트 베어링(106)이 배치된다.

리엑터(101)와 원웨이 클러치(103)의 인너 레이스(107) 사이에는 유막을 형성하기 위하여 간격(d1, 도 4에 도시하고 있음)이 제공된다. 또한, 원웨이 클러치(103)의 인너 레이스(107)와 리테이너(105) 사이에도 유막을 형성하기 위한 또 다른 간격(d2, 도 4에 도시하고 있음)이 제공된다.

이러한 구조로 이루어지는 종래의 차량용 토크 컨버터는 토크 컨버터가 작동할 때 록업 클러치의 해제압이 반복적으로 작동하면서 리테이너(105)에 눌림 압력이 작용한다. 이때 리테이너(105)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 상술한 록업 클러치의 해제압이 반복적으로 작용하면서 축 방향(축방향 화살표 방향)으로 미세하게 이동된다. 그러면 리테이너(105)와 드러스트 베어링(106)의 베어링 레이스(109) 사이에 축 방향으로 이격되는 간격(d3)이 발생한다. 이 간격(d3)으로 인하 여 베어링 레이스(109)는 축 방향에 대하여 미세한 기울어짐이 발생한다. 따라서 베어링 롤러(111)는, 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 기울어진 베어링 레이스(109)에 선접촉되어 급격한 수명 저하를 초래하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 록업 클러치를 해제하는 압력이 반복적으로 리테이너에 작용하여도 리테이너와 이 리테이너의 축 방향에 배치되는 드러스트 베어링의 베어링 레이스가 항상 면으로 접촉되는 상태를 유지하여 이상 마모가 발생되는 것을 줄여 내구성을 증대시키는 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 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치, 상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 스프링들이 제공된 토셔널 댐퍼를 포함하며, 상기 리엑터는 원웨이 클러치에 의하여 지지되며, 상기 원웨이 클러치의 일측에는 리테이너가 배치되고, 상기 리테이너의 일측에는 베어링 레이스와 베어링 롤러를 포함하는 드러스트 베어링이 제공되며, 상기 리테 이너에는 상기 베어링 레이스를 향하여 돌출되는 돌출면부가 제공되는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 돌출면부는 원주 방향을 따라서 일정한 폭으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 돌출면부는 상기 돌출면부가 이루는 면이 축의 직각 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 록업 클러치의 해제 압력이 반복적으로 리테이너에 작용하여도 리테이너의 돌출면부가 베어링 레이스에 밀착되어 면접촉이 이루어지므로 베어링 롤러가 이상 마모되는 것을 방지하여 내구성을 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 축 방향으로 잘라서 본 반단면도로, 차량의 변속기에 적용되는 토크 컨버터를 도시하고 있다.

본 발명의 토크 컨버터는 엔진 측의 크랭크축에 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 리엑 터(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.

상술한 리엑터(10)는 원웨이 클러치(31)에 의하여 지지되어 일방향으로만 회전할 수 있게 배치된다. 이러한 리엑터(10)는 원웨이 클러치(31)가 고정될 수 있는 공간이 제공된다. 리엑터(10)에 제공된 공간은 원웨이 클러치(31)가 축 방향으로 끼움 결합될 수 있다. 원웨이 클러치(31)는 인너 레이스(31a)와 아웃터 레이스(31b)를 포함한다.

그리고 리엑터(10)의 공간에 원웨이 클러치(31)가 끼움 결합된 후에 축 방향으로 이탈을 방지하기 위하여 리테이너(33)가 결합된다.

리테이너(33)의 일측에는 드러스트 베어링(35)이 배치된다. 드러스트 베어 링(35)은 리테이너(33)에 밀착되는 베어링 레이스(37) 그리고 베어링 레이스(37)에 밀착되어 축 방향을 중심으로 회전하는 베어링 롤러(39)를 포함한다. 베어링 롤러(39)는 원기둥 모양의 니들 롤러로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 리테이너(33)에는 베어링 레이스(37)를 향하는 부분에 돌출면부(33a, 도 1 내지 도 3에 도시하고 있음)가 제공된다. 돌출면부(33a)는 리테이너(33)의 축 방향으로 일정한 두께(h)로 제공된다. 돌출면부(33a)는 일정한 폭(w, 도 2에 도시하고 있음)을 가지며 동일한 원주 상에 균일한 면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 돌출면부(33a)는 축 방향으로 돌출되며 베어링 레이스(37)에 밀착될 수 있는 균일한 면으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 발명은 작용을 도 3을 통하여 설명하면 다음과 같다. 록업 클러치의 해제압(도 3에서 일점 쇄선 화살표)이 반복적으로 작용하게 되면 리테이너(33)가 화살표 방향(도면에서 왼쪽 방향)으로 압력이 발생되면서 이동된다. 이때 리테이너(33)는 돌출면부(33a)를 구비하고 있고, 이러한 돌출면부(33a)가 베어링 레이스(37)에 밀착되는 상태를 유지할 수 있다.

즉, 베어링 레이스(37)는 리테이너(33)의 돌출면부(33a)에 밀착되므로 기울어지지 않고 축 방향에 대하여 연직한 방향으로 자세를 유지할 수 있다. 따라서 베어링 롤러(39)도 베어링 레이스(37)에 균일하게 접촉되면서 이상 마모를 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예의 차량용 토크 컨버터는 내구성을 증대시킬 수 있는 것이다.

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

도 2는 도 1의 주요부인 리테이너의 일부를 상세하게 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 종래 기술을 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.

도 5는 종래의 토크 컨버터에서 록업 클러치의 해제압이 반복적으로 작동할 때 도 4의 a부가 변화되는 부분을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (3)

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 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치;

   상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 스프링들이 제공된 토셔널 댐퍼를 포함하며,

   상기 리엑터는 원웨이 클러치에 의하여 지지되며, 상기 원웨이 클러치의 일측에는 리테이너가 배치되고, 상기 리테이너의 일측에는 베어링 레이스와 베어링 롤러를 포함하는 드러스트 베어링이 제공되며,

   상기 리테이너에는 상기 베어링 레이스를 향하여 돌출되는 돌출면부가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 돌출면부는

   원주 방향을 따라서 일정한 폭으로 이루어지는 차량용 토크 컨버터.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 돌출면부는

   상기 돌출면부가 이루는 면이 축의 직각 방향으로 배치되는 차량용 토크 컨버터.

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