KR20140073716A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토셔널 댐퍼를 구비하며 별도의 스토퍼용 부품을 추가하지 않으면서 기구적인 스토퍼를 구현하여 부품의 수를 줄이고 생산성을 향상시키는 차량용 토크 컨버터를 개시한다.
본 발명의 차량용 토크 컨버터는 록업 클러치와 토셔널 댐퍼를 포함하는 토크 컨버터에서, 토셔널 댐퍼는 록업 클러치의 구동력을 전달받아 회전하는 드라이브 플레이트, 드라이브 플레이트에 탄성적으로 지지되며 원주 방향으로 배치되는 다수의 스프링, 스프링에 탄성적으로 지지되며 스프링을 통해 구동력을 전달받으며 터빈에 결합되는 드리븐 플레이트를 포함하고, 드리븐 플레이트의 내주면은 원주 방향으로 일정한 간격을 이루어 걸림돌출부가 제공되고, 드라이브 플레이트는 중간부에 걸림돌출부가 삽입되는 걸림홈부를 구비한다.

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for vehicle}

본 발명은 토셔널 댐퍼를 구비하며 별도의 스토퍼용 부품을 추가하지 않으면서 기구적인 스토퍼를 구현하여 부품의 수를 줄이고 생산성을 향상시키는 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, 이 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 연결할 수 있는 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 터빈을 통해 변속기로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤을 포함한다. 그리고 피스톤에 의해 록업 클러치가 작동할 때 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 제공된다.

이러한 토크 컨버터는 일본공개특허공보 제2012-042012호에 개시되어 있다. 상술한 공보에는 터빈 쉘에 스프링 받침부재(73)가 결합되어 토셔널 댐퍼의 구동력이 터빈 측으로 전달될 수 있으며, 터빈 쉘에 별도의 기초부(75a)가 결합되고 동시에 토셔널 댐퍼에 연결되어 기구적인 스토퍼 기능을 할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

상술한 공보에 개시된 기술은 토크 컨버터의 작동에는 문제가 없으나 기구적인 스토퍼 기능을 수행하기 위해 터빈 쉘에 스프링 받침부재 외에 다른 부재를 더 포함하여 부품이 증가하고 생산성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 부품의 수를 줄여 구조를 간단하게 하고 조립 공정을 줄여 자동화 공정을 통해 양산성 및 생산성을 향상시키는 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈, 상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 피스톤을 구비한 록업 클러치, 상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하여 상기 터빈을 통해 변속기로 구동력을 전달하는 토셔널 댐퍼를 포함하고,

상기 토셔널 댐퍼는 상기 록업 클러치의 구동력을 전달받아 회전하는 드라이브 플레이트, 상기 드라이브 플레이트에 탄성적으로 지지되며 원주 방향으로 배치되는 다수의 스프링, 상기 스프링에 탄성적으로 지지되며 상기 스프링을 통해 구동력을 전달받으며 터빈에 결합되는 드리븐 플레이트를 포함하고, 상기 드리븐 플레이트의 내주면은 원주 방향으로 일정한 간격을 이루어 걸림돌출부가 제공되고, 상기 드라이브 플레이트는 중간부에 상기 걸림돌출부가 삽입되는 걸림홈부를 구비한 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버와 상기 토셔널 댐퍼 사이에 배치되며 상기 피스톤에 의해 작동하는 다판 클러치로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 걸림홈부의 회전방향의 길이는 상기 걸림돌출부의 회전방향의 길이보다 더 크게 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버에 결합되는 제1 클러치 드럼, 상기 제1 클러치 드럼에 결합되며 상기 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 다수의 제1 마찰 플레이트, 상기 토셔널 댐퍼에 결합되는 제2 클러치 드럼, 상기 제2 클러치 드럼에 결합되며 상기 제1 마찰 플레이트 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 제2 마찰 플레이트, 그리고 상기 제1 클러치 드럼에 결합되며 상기 제1 마찰 플레이트와 상기 제2 마찰 플레이트를 지지하는 제3 마찰 플레이트를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 실시예는 토셔널 댐퍼에서 터빈 쉘 측으로 구동력을 전달하는 드리븐 플레이트에 기구적인 스토퍼 기능을 부가시켜 부품의 수를 줄이고 조립공정을 줄여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 반단면도이다.
도 2는 도 1의 주요부를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 차량용 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 반단면도로, 차량용 토크 컨버터를 도시하고 있다.

본 발명의 실시예의 토크 컨버터는 엔진의 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 본 발명의 실시예의 토크 컨버터는 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 록업 클러치(14)가 제공된다. 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치된다.

록업 클러치(14)는 대략 원판형으로 이루어지며 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤(16)을 구비하고 있다.

그리고 록업 클러치(14)에는 토셔널 댐퍼(20, Torsional damper)가 결합된다.

토셔널 댐퍼(20)는 록업 클러치(14)를 통해 전달되는 구동력을 터빈(8)의 터빈 쉘(8a)에 전달하여 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 역할을 한다.

토셔널 댐퍼(20)에는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 원주 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수하는 스프링(31)들이 제공된다. 이러한 스프링(31)들은 원주 방향(회전 방향)으로 배치되며 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 적용되는 록업 클러치(14)와 토셔널 댐퍼(20)에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

록업 클러치(14)는 다판 클러치로 이루어지는 것이 바람직하다. 록업 클러치(14)는 제1 클러치 드럼(33), 제1 마찰 플레이트(35), 제2 클러치 드럼(37), 제2 마찰 플레이트(39), 그리고 제3 마찰 플레이트(41)를 포함한다.

제1 클러치 드럼(33)은 프론트 커버(4)에 결합된다. 그리고 제1 클러치 드럼(33)의 내주면에 다수의 제1 마찰 플레이트(35)를 끼울 수 있는 홈이 제공된다. 제1 마찰 플레이트(35)들은 축 방향으로 이동할 수 있다.

제1 마찰 플레이트(35)들은 피스톤(16)에 의해 축 방향으로 이동할 수 있다. 제1 클러치 드럼(33)에서 일정한 간격이 떨어진 위치에 제2 클러치 드럼(37)이 배치된다. 제2 클러치 드럼(37)은 토셔널 댐퍼(20)에 결합된다.

제2 클러치 드럼(37)에는 다수의 제2 마찰 플레이트(39)를 끼울 수 있는 또 다른 홈이 제공된다. 제2 마찰 플레이트(39)는 제2 클러치 드럼(37)에 결합되어 축 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 제2 마찰 플레이트(39)는 제1 마찰 플레이트(35)들 사이에 배치된다.

제3 마찰 플레이트(41)는 제1 클러치 드럼(33)에 결합된다. 제3 마찰 플레이트(41)는 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)의 반력으로 작용한다. 즉, 제3 마찰 플레이트(41)는 피스톤(16)이 제1 마찰 플레이트(35)를 축 방향으로 가압하면 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)가 축 방향으로 이동하면서 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)의 반력으로 작용한다.

토셔널 댐퍼(20)는 드라이브 플레이트(43), 스프링(31), 드리븐 플레이트(45)를 포함한다.

드라이브 플레이트(43)는 상술한 록업 클러치(14)의 제2 클러치 드럼(37)에 리벳으로 결합될 수 있다.

드라이브 플레이트(43)의 외경측에는 다수의 스프링(31)이 원주 방향으로 배치된다. 그리고 드라이브 플레이트(43)의 일부가 밴딩되어 스프링(31)의 일단을 탄성적으로 지지한다.

드라이브 플레이트(43)의 중간부에는 회전 방향을 따라 다수의 걸림홈부(43a)가 제공된다. 드라이브 플레이트(43)에 제공된 걸림홈부(43a)는 회전방향을 따라 일정한 간격을 이루며 장홀로 이루어질 수 있다(도 2 참조).

스프링(31)의 타단은 드리븐 플레이트(45)에 탄성적으로 지지된다. 드리븐 플레이트(45)는 터빈 쉘(8a)에 결합된다.

드리븐 플레이트(45)는 내주면 측에 일부가 일정한 간격으로 돌출되는 걸림 돌출부(45a)가 제공된다. 걸림돌출부(45a)는 상술한 드라이브 플레이트(43)에 제공된 걸림홈부(43a)에 삽입된다. 그리고 걸림돌출부(45a)는 회전 방향의 길이(L1)가 걸림홈부(43a)의 회전방향의 길이(L2) 보다 작게 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구조는 토셔널 댐퍼(20)가 댐핑 작용을 할 때 드라이브 플레이트(43)와 드리븐 플레이트(45)가 일정한 거리를 상대 회전한 후 상대 회전이 멈추면서 기구적인 스토퍼 기능을 할 수 있다.

터빈 쉘(8a)은 변속기에 구동력을 전달하는 스플라인 허브(47)에 리벳으로 결합된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

록업 클러치(14)가 작동하지 않는 경우에는 엔진의 구동력이 프론트 커버(4), 임펠러(6), 터빈(8), 그리고 터빈 쉘(8a)을 통해 스플라인 허브(47)로 전달된다. 스플라인 허브(47)로 전달된 구동력은 변속기로 전달된다.

그리고 록업 클러치(14)가 작동하면, 유압에 의해 피스톤(16)이 프론트 커버(4)의 반대측으로 이동하면서 제1 마찰 플레이트(35)를 축방향으로 가압한다. 그러면 제1 마찰 플레이트(35)는 제2 마찰 플레이트(39)를 가압한다. 이때 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)가 축 방향으로 이동하면서 제3 마찰 플레이트(41)가 반력으로 작용한다.

그러면 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)가 밀착되면서 프론트 커버(4)의 구동력은 제1 클러치 드럼(33), 제1 마찰 플레이트(35), 제2 마찰 플레이트(39), 그리고 제2 클러치 드럼(37)을 통해 토셔널 댐퍼(20)의 드라이브 플레이트(43)에 전달된다.

드라이브 플레이트(43)가 회전하면서 스프링(31)을 회전방향으로 가압하면서 진동 및 충격이 흡수된다. 스프링(31)이 드라이브 플레이트(43)에 의해 탄성적으로 지지되면서 드리븐 플레이트(45)로 구동력이 전달된다. 드리븐 플레이트(45)는 터빈 쉘(8a)에 결합되어 있으므로 구동력은 터빈 쉘(8a)을 통해 스플라인 허브(47)로 전달된다.

이때 드라이브 플레이트(43)의 걸림홈부(43a)와 드리븐 플레이트(45)의 걸림돌출부(45a)는 일정한 구간을 상대 회전한 후 걸림돌출부(45a)가 걸림홈부(43a)의 끝 부분에 접촉되면서 일체로 회전한다.

계속해서 드라이브 플레이트(43)의 구동력은 드리븐 플레이트(45)로 전달되어 터빈 쉘(8a)을 통해 스플라인 허브(47)로 전달된다.

따라서 본 발명의 실시예는 별도의 부품을 추가하지 않으면서도 드라이브 플레이트(43)와 드리븐 플레이트(45)를 이용하여 기구적인 스토퍼를 구현할 수 있다. 그러므로 본 발명의 실시예의 토크 컨버터는 생산 공정을 줄일 수 있으며 자동화 생산에 적합하고 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다,

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

4. 프론트 커버, 6. 임펠러,
8. 터빈, 8a.터빈 쉘,
10. 리엑터, 14. 록업 클러치,
16. 피스톤, 20. 토셔널 댐퍼,
31. 스프링, 33. 제1 클러치 드럼,
35. 제1 마찰 플레이트, 37. 제2 클러치 드럼,
39. 제2 마찰 플레이트, 41. 제3 마찰 플레이트,
43. 드라이브 플레이트, 43a. 걸림홈부,
45. 드리븐 플레이트, 45a. 걸림돌출부,
47. 스플라인 허브

Claims (4)

1. 프론트 커버,
   상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러,
   상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈,
   상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 위치하여 상기 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터,
   상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 피스톤을 구비한 록업 클러치,
   상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하여 상기 터빈을 통해 변속기로 구동력을 전달하는 토셔널 댐퍼를 포함하고,
   상기 토셔널 댐퍼는
   상기 록업 클러치의 구동력을 전달받아 회전하는 드라이브 플레이트,
   상기 드라이브 플레이트에 탄성적으로 지지되며 원주 방향으로 배치되는 다수의 스프링,
   상기 스프링에 탄성적으로 지지되며 상기 스프링을 통해 구동력을 전달받으며 터빈에 결합되는 드리븐 플레이트를 포함하고,
   상기 드리븐 플레이트의 내주면은 원주 방향으로 일정한 간격을 이루어 걸림돌출부가 제공되고, 상기 드라이브 플레이트는 중간부에 상기 걸림돌출부가 삽입되는 걸림홈부가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 록업 클러치는
   상기 프론트 커버와 상기 토셔널 댐퍼 사이에 배치되며 상기 피스톤에 의해 작동하는 다판 클러치로 이루어지는 차량용 토크 컨버터.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 걸림홈부의 회전방향의 길이는
   상기 걸림돌출부의 회전방향의 길이보다 더 크게 이루어지는 차량용 토크 컨버터.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 록업 클러치는
   상기 프론트 커버에 결합되는 제1 클러치 드럼,
   상기 제1 클러치 드럼에 결합되며 상기 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 다수의 제1 마찰 플레이트,
   상기 토셔널 댐퍼에 결합되는 제2 클러치 드럼,
   상기 제2 클러치 드럼에 결합되며 상기 제1 마찰 플레이트 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 제2 마찰 플레이트, 그리고
   상기 제1 클러치 드럼에 결합되며 상기 제1 마찰 플레이트와 상기 제2 마찰 플레이트를 지지하는 제3 마찰 플레이트를 포함하는 차량용 토크 컨버터.

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