KR20140076315A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

차량용 토크 컨버터 Download PDF

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KR20140076315A
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김진문
장재덕
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Abstract

다판 클러치로 이루어지는 록업 클러치가 작동할 때 마찰 플레이트에 작용하는 압력이 균일한 면압 분포도를 가질 수 있는 차량용 토크 컨버터를 개시한다.
본 발명의 차량용 토크 컨버터는 다판식 록업 클러치와 토셔널 댐퍼를 포함하는 토크 컨버터에서, 록업 클러치는 프론트 커버에 결합되는 제1 클러치 드럼, 제1 클러치 드럼에 결합되며 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 다수의 제1 마찰 플레이트, 토셔널 댐퍼에 결합되는 제2 클러치 드럼, 제2 클러치 드럼에 결합되며 제1 마찰 플레이트 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 제2 마찰 플레이트, 제1 클러치 드럼에 결합되며 제1 마찰 플레이트와 제2 마찰 플레이트를 지지하는 지지 플레이트, 그리고 지지 플레이트를 제1 클러치 드럼에 결합된 상태를 유지하는 스냅링을 포함하고, 지지 플레이트는 제1 클러치 드럼에 결합되는 결합부, 그리고 결합부에서 축 방향으로 밴딩되어 연장되며 제1 마찰 플레이트에 접촉하는 제1 가압부를 구비하고, 피스톤은 제1 마찰 플레이트에 접촉하는 제2 가압부를 구비하고, 제1 가압부와 제2 가압부는 동일한 축에 배치된다.

Description

차량용 토크 컨버터{Torque converter for vehicle}
본 발명은 다판 클러치로 이루어지는 록업 클러치가 작동할 때 마찰 플레이트에 작용하는 압력이 균일한 면압 분포도를 가질 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, 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 컨버터의 록업 클러치가 다판 클러치로 이루어질 수 있다. 다판 클러치는 클러치 드럼을 포함하며, 클러치 드럼에는 마찰 플레이트들이 축 방향으로 이동할 수 있도록 결합된다.
이러한 피스톤이 축 방향으로 이동하면서 마찰 플레이트들이 서로 밀착될 때 마찰 플레이트의 이동을 제한 하도록 지지하는 지지 플레이트가 변형되면서 록업압의 변화에 따라 균일한 면압 분포를 얻기가 어려운 문제점이 있다. 따라서 종래의 록업 클러치는 각 마찰 플레이트에 작용하는 면압이 한쪽으로 치우쳐 편중된 상태가 되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 다판 클러치로 이루어지는 록업 클러치의 마찰 플레이트들에 작용하는 면압이 편중되지 않고 균일하게 작용하여 내구성을 향상시키는 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 마찰 플레이트들에 작용하는 면압을 균일하게 하면서도 피스톤의 두께를 감소시켜 무게를 줄이고 재료비를 절감할 수 있는 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 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, 상기 제1 클러치 드럼에 결합되며 상기 제1 마찰 플레이트와 상기 제2 마찰 플레이트를 지지하는 지지 플레이트, 그리고 상기 지지 플레이트를 상기 제1 클러치 드럼에 결합된 상태를 유지하는 스냅링을 포함하고,
상기 지지 플레이트는 상기 제1 클러치 드럼에 결합되는 결합부, 그리고 상기 결합부에서 축 방향으로 밴딩되어 연장되며 상기 제1 마찰 플레이트에 접촉하는 제1 가압부를 구비하고, 상기 피스톤은 상기 제1 마찰 플레이트에 접촉하는 제2 가압부를 구비하고, 상기 제1 가압부와 상기 제2 가압부는 동일한 축에 배치되는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.
상기 제1 가압부와 상기 제2 가압부는 상기 제1 마찰 플레이트의 폭을 기준으로 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1 가압부는 상기 피스톤을 향하는 방향으로 상기 결합부의 내주측 부분이 돌출되는 것이 바람직하다.
상기 결합부는 링모양으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 다판 클러치로 이루어지는 록업 클러치의 마찰 플레이트들이 서로 마찰 접촉할 때 마찰 플레이트를 지지하는 지지 플레이트의 변형을 최소화시켜 마찰 플레이트들이 균일한 면압을 유지할 수 있어 내구성을 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 반단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 록업 클러치의 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 지지 플레이트(41)를 포함한다.
제1 클러치 드럼(33)은 프론트 커버(4)에 결합되며 원통 모양이 축 방향으로 배치된다. 그리고 제1 클러치 드럼(33)의 내주면에 홈(33a)이 제공되어 다수의 제1 마찰 플레이트(35)가 끼워진다. 제1 마찰 플레이트(35)들은 외주면이 홈(33a)에 삽입되어 축 방향으로 이동할 수 있다(도 2 참조).
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 결합될 수 있다.
제2 클러치 드럼(37)의 내주면에는 다수의 제2 마찰 플레이트(39)를 끼울 수 있는 또 다른 홈(37a)이 제공된다. 제2 마찰 플레이트(39)는 제2 클러치 드럼(37)의 홈(37a)에 결합되어 축 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 제2 마찰 플레이트(39)들은 제1 마찰 플레이트(35)들 사이에 배치된다.
지지 플레이트(41)는 제1 클러치 드럼(33)의 홈(33a)에 결합된다. 지지 플레이트(41)에는 외주면이 링 모양으로 이루어지는 결합부(41a)가 제공된다.
지지 플레이트(41)의 결합부(41a)는 제1 클러치 드럼(33)의 홈(33a)에 끼워질 수 있다. 그리고 지지 플레이트(41)는 결합부(41a)의 내주면 측이 밴딩되어 축 방향으로 연장되어 돌출되는 제1 가압부(41b)가 제공된다.
지지 플레이트(41)의 제1 가압부(41b)는 제1 마찰 플레이트(35)가 축 방향으로 이동할 때 이를 지지하는 역할을 한다. 그리고 지지 플레이트(41)의 제1 가압부(41b)는 제1 마찰 플레이트(35)의 폭(W, 도 2에 표시함)을 기준으로 할 때 중앙에 배치되는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2에서 W의 중심선 O로 표시함).
지지 플레이트(41)는 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)의 반력으로 작용한다. 즉, 지지 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.
한편, 피스톤에(16)는 제1 마찰 플레이트(35)를 가압하는 제2 가압부(16a)가 제공된다. 제2 가압부(16a)는 제1 가압부(41b)와 마찬가지로 축 방향으로 돌출되는 모양을 이룬다. 제2 가압부(16a)는 피스톤(16)의 외주면 측이 제1 가압부(41b)를 향하는 방향으로 돌출되는 것이 바람직하다.
제1 가압부(41b)와 제2 가압부(16a)는 서로 동일한 축 상에 배치되는 것이 바람직하다. 제2 가압부(16a)도 제1 가압부(41b)와 마찬가지로 제1 마찰 플레이트(35)의 폭(W)의 중앙부에 밀착되는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 W의 중심선 O로 표시함).
또 한편으로 제1 클러치 드럼(33)은 그 내주면에 키홈이 원주 방향을 따라 제공된다. 그리고 키홈에 스냅링(51)이 끼움 결합될 수 있다.
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 지지할 수 있다. 스프링(31)의 타단은 드리븐 플레이트(45)에 탄성적으로 지지된다. 드리븐 플레이트(45)는 변속기로 구동력을 전달하는 스플라인 허브(47)에 결합된다.
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.
즉, 피스톤(16)의 제2 가압부(16a)가 제1 마찰 플레이트(35)의 폭(W)을 기준으로 이 폭(W)의 중앙부(O)를 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 지지 플레이트(41)의 제1 가압부(41b)가 또 다른 제1 마찰 플레이트(35)의 중앙에 접촉하여 반력으로 작용한다.
따라서 피스톤(16)의 제2 가압부(16a)와 지지 플레이트(41)의 제1 가압부(41b)는 동일한 축에 배치되면서 제1 마찰 플레이트(35)의 폭(W)의 중앙부를 밀착한다. 이러한 작용은 면압이 제1 마찰 플레이트(35)들과 제2 마찰 플레이트(39)들에 치우치지 않고 고르게 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 스플라인 허브(47)에 결합되어 있으므로 구동력은 변속기로 전달된다.
본 발명의 실시예는 지지 플레이트(41)의 제1 가압부(41b)와 피스톤(16)의 제2 가압부(16a)가 동일한 축 상에 배치됨과 동시에 제1 마찰 플레이트(35)가 이루는 폭(W)의 중앙부에 접촉한 상태로 록업 클러치가 작동하므로 제1 마찰 플레이트(35)와 제2 마찰 플레이트(39)에 면압이 고르게 작용하여 내구성을 증대시킬 수 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, 16a. 제2 가압부,
20. 토셔널 댐퍼, 31. 스프링,
33. 제1 클러치 드럼, 33a. 홈,
35. 제1 마찰 플레이트, 37. 제2 클러치 드럼,
37a. 홈, 39. 제2 마찰 플레이트,
41. 지지 플레이트, 41a. 결합부,
41b. 제1 가압부, 43. 드라이브 플레이트,
45. 드리븐 플레이트, 47. 스플라인 허브,
51. 스냅링

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 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,
    상기 제1 클러치 드럼에 결합되며 상기 제1 마찰 플레이트와 상기 제2 마찰 플레이트를 지지하는 지지 플레이트, 그리고
    상기 지지 플레이트를 상기 제1 클러치 드럼에 결합된 상태를 유지하는 스냅링을 포함하고,
    상기 지지 플레이트는 상기 제1 클러치 드럼에 결합되는 결합부, 그리고 상기 결합부에서 축 방향으로 밴딩되어 연장되며 상기 제1 마찰 플레이트에 접촉하는 제1 가압부를 구비하고,
    상기 피스톤은 상기 제1 마찰 플레이트에 접촉하는 제2 가압부를 구비하고,
    상기 제1 가압부와 상기 제2 가압부는 동일한 축에 배치되는 차량용 토크 컨버터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가압부와 상기 제2 가압부는
    상기 제1 마찰 플레이트의 폭을 기준으로 중앙에 배치되는 차량용 토크 컨버터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가압부는
    상기 피스톤을 향하는 방향으로 상기 결합부의 내주측 부분이 돌출되는 차량용 토크 컨버터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합부는 링모양으로 이루어지는 차량용 토크 컨버터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180115518A (ko) 2017-04-13 2018-10-23 주식회사 카펙발레오 래틀 소음 개선형 차량용 토크 컨버터
CN109642649A (zh) * 2016-05-25 2019-04-16 株式会社法雷奥凯佩科 用于车辆的变矩器

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