KR20160016780A - 토크 컨버터의 록업 장치 - Google Patents

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KR20160016780A
KR20160016780A KR1020157032288A KR20157032288A KR20160016780A KR 20160016780 A KR20160016780 A KR 20160016780A KR 1020157032288 A KR1020157032288 A KR 1020157032288A KR 20157032288 A KR20157032288 A KR 20157032288A KR 20160016780 A KR20160016780 A KR 20160016780A
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나오키 도미야마
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가부시키가이샤 에쿠세디
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Abstract

부품수를 많이 하지 않고, 컴팩트한 구성이며, 회전 속도 변동을 넓은 회전수역에서 유효하게 감쇠 가능하도록 한다. 이 록업 장치는, 클러치부(28)와, 중간 부재(30)와, 입력측 댐퍼 기구(Di)와, 출력측 댐퍼 기구(Do)와, 다이나믹 댐퍼 장치(33)를 구비하고 있다. 클러치부(28)는 프론트 커버(2)로부터의 토크를 출력측으로 전달한다. 중간 부재(30)는 클러치부(28)와 터빈(4)과의 사이의 동력 전달계로(傳達系路)에 배치되어 있다. 입력측 댐퍼 기구(Di)는, 클러치부(28)와 중간 부재(30)와의 사이에 설치되고, 회전 속도 변동을 감쇠한다. 출력측 댐퍼 기구(Do)는, 중간 부재(30)와 터빈(4)과의 사이에 설치되고, 입력측 댐퍼 기구(Di)보다 큰 히스테리시스 토크를 발생하고, 회전 속도 변동을 감쇠한다. 다이나믹 댐퍼 장치(33)는, 중간 부재(30)에 연결되어, 회전 속도 변동을 감쇠한다.

Description

토크 컨버터의 록업 장치{TORQUE CONVERTER LOCKUP DEVICE}
본 발명은, 록업 장치(lockup), 특히, 엔진측의 부재에 연결되는 프론트 커버와 토크 컨버터(torque converter) 본체와의 사이에 배치되고, 프론트 커버로부터의 토크를 토크 컨버터 본체의 터빈에 직접 전달하기 위한 토크 컨버터의 록업 장치에 관한 것이다.
토크 컨버터에 있어서는, 연비 저감을 위해 록업 장치가 설치되어 있다. 록업 장치는, 터빈과 프론트 커버와의 사이에 배치되어 있고, 프론트 커버와 터빈을 기계적으로 연결하여 양자 간에서 토크를 직접 전달하는 것이다.
록업 장치는, 일반적으로, 피스톤과 댐퍼 기구(damper mechanism)를 가지고 있다. 피스톤은, 유압(油壓)의 작용에 의해 프론트 커버에 가압되어, 프론트 커버로부터 토크가 전달된다. 또한, 댐퍼 기구는 복수의 토션 스프링(torsion spring)을 가지고 있고, 이 복수의 토션 스프링에 의해, 피스톤은 터빈에 연결된 출력측의 부재에 탄성적으로 연결되어 있다. 이와 같은 록업 장치에서는, 피스톤에 전달된 토크는, 복수의 토션 스프링을 통하여 출력측의 부재에 전달되고, 다시 터빈에 전달된다.
또한, 특허 문헌 1에는, 출력측의 부재에 관성 부재를 장착함으로써, 엔진의 회전 변동을 억제하도록 한 록업 장치가 나타나 있다. 이 특허 문헌 1에 나타낸 록업 장치는, 터빈에 고정된 출력 부재에 상대 회전 가능하게 관성 부재가 장착되어 있다. 또한, 출력 부재와 관성 부재와의 사이에는 탄성 부재로서의 토션 스프링이 설치되어 있다.
이 특허 문헌 1의 록업 장치에서는, 출력 부재에 토션 스프링을 통하여 관성 부재가 연결되어 있으므로, 관성 부재 및 토션 스프링이 다이나믹 댐퍼로서 기능하고, 이들에 따라서 출력측의 부재(터빈)의 회전 속도 변동이 감쇠된다.
또한, 특허 문헌 2에는, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같은 록업 장치에 있어서, 관성 부재와 출력 부재와의 사이에 가변(可變)의 히스테리시스(hysteresis) 토크를 발생하는 기구(機構)를 설치한 록업 장치가 나타나 있다. 이 장치에서는, 록업 회전수를 낮은 회전수로 설정한 경우라도, 넓은 회전수역(回轉數域)에 있어서 출력측의 회전 속도 변동을 억제할 수 있다.
일본 공개특허 제2009―293671호 공보 일본 공개특허 제2012―87856호 공보
특허 문헌 2의 장치에서는, 히스테리시스 토크 발생 기구에 의해, 저회전수 역에서는 비교적 작은 제1 히스테리시스 토크를 발생하고, 중(中)회전수역으로부터 고(高)회전수역에서는 제1 히스테리시스 토크보다 큰 제2 히스테리시스 토크를 발생하도록 하고 있다. 이로써, 넓은 회전수역에 있어서 출력측의 회전 속도 변동을 억제할 수 있다.
그러나, 특허 문헌 2의 장치에서는, 다이나믹 댐퍼 장치를 구성하는 관성 부재와는 별도로, 슬라이더나 슬라이더를 지지하는 한 쌍의 플레이트가 필요해져, 부품수가 많아진다. 또한, 히스테리시스 토크 발생 기구를 위해, 축 방향의 스페이스가 필요해진다.
본 발명의 과제는, 부품수를 많이 하지 않고, 컴팩트한 구성이며, 회전 속도 변동을 넓은 회전수역에서 유효하게 감쇠(減衰) 가능하도록 하는 것에 있다.
본 발명의 일측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 엔진측의 부재에 연결되는 프론트 커버와 토크 컨버터 본체와의 사이에 배치되고, 프론트 커버로부터의 토크를 토크 컨버터 본체의 터빈에 직접 전달하기 위한 장치이다. 이 록업 장치는, 클러치부와, 중간 부재와, 입력측 댐퍼 기구와, 출력측 댐퍼 기구와, 다이나믹 댐퍼 장치를 구비하고 있다. 클러치부는 프론트 커버로부터의 토크를 출력측으로 전달한다. 중간 부재는 클러치부와 터빈과의 사이의 동력 전달계로(傳達系路)에 배치되어 있다. 입력측 댐퍼 기구는, 클러치부와 중간 부재와의 사이에 설치되고, 회전 속도 변동을 감쇠한다. 출력측 댐퍼 기구는, 중간 부재와 터빈과의 사이에 설치되고, 입력측 댐퍼 기구보다 큰 히스테리시스 토크를 발생하여, 회전 속도 변동을 감쇠한다. 다이나믹 댐퍼 장치는, 중간 부재에 연결되어, 회전 속도 변동을 감쇠한다.
이 장치에서는, 클러치부가 온(ON; 동력 전달 상태) 시에는, 프론트 커버로부터의 동력은 클러치부에 입력되고, 입력측 댐퍼 기구, 중간 부재, 출력측 댐퍼 기구를 통하여 터빈에 전달된다. 이 때, 중간 부재에 다이나믹 댐퍼 장치가 연결되어 있고, 이 다이나믹 댐퍼 장치에 의해 회전 속도 변동이 억제된다.
여기서는, 다이나믹 댐퍼 장치가 연결된 중간 부재와 터빈과의 사이에, 입력측 댐퍼 기구에서의 히스테리시스 토크보다 큰 히스테리시스 토크를 발생하는 출력측 댐퍼 기구가 설치되어 있다. 그러므로, 다이나믹 댐퍼 장치에 있어서의 히스테리시스 토크를 크게 한 경우와 마찬가지로, 회전 속도 변동의 감쇠 효과를 크게 할 수 있다. 그리고, 종래 장치와 같이, 히스테리시스 토크 발생 기구를 별도로 설치할 필요가 없어, 부품수를 적게 하여, 장치 전체를 컴팩트하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 입력측 댐퍼 기구는 출력측 댐퍼 기구보다 내주측에 배치되어 있다.
이와 같은 배치로 함으로써, 출력측 댐퍼 기구에서의 히스테리시스 토크를 입력측 댐퍼 기구의 히스테리시스 토크에 비교하여 크게 하는 것이 용이하게 된다.
본 발명의 또 다른 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 클러치부는, 피스톤과 마찰 부재와, 드라이브 플레이트(drive plate)를 가지고 있다. 피스톤은 프론트 커버에 대하여 축 방향으로 이동 가능하다. 마찰 부재는, 피스톤의 외주부에 장착되고, 프론트 커버에 압접(壓接)된다. 드라이브 플레이트는 피스톤에 고정되어 있다. 또한, 중간 부재는, 드라이브 플레이트와 상대 회전 가능하게 또한 드라이브 플레이트를 축 방향에 있어서 협지(sandwich)하도록 설치된 한 쌍의 플레이트를 가지고 있다. 그리고, 입력측 댐퍼 기구는, 드라이브 플레이트와, 한 쌍의 플레이트와, 드라이브 플레이트와 한 쌍의 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 복수의 입력측 탄성 부재를 가지고 있다.
입력측 댐퍼 기구를 이상과 같은 구성으로 함으로써, 입력측 댐퍼 기구에서의 히스테리시스 토크를 작게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 출력측 댐퍼 기구는, 중간 부재의 외주부와, 드리븐 플레이트(driven plate)와, 복수의 출력측 탄성 부재와, 지지 부재를 가지고 있다. 드리븐 플레이트는 터빈에 연결되어 있다. 복수의 출력측 탄성 부재는 중간 부재와 드리븐 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결한다. 지지 부재는 복수의 출력측 탄성 부재의 직경 방향의 이동 규제 및 축 방향의 한쪽으로의 이동 규제를 행한다.
출력측 댐퍼 기구를 이상과 같은 구성으로 함으로써, 입력측 댐퍼 기구에서의 히스테리시스 토크보다 큰 히스테리시스 토크를 출력측 댐퍼 기구로 발생하기 용이해진다.
본 발명의 또 다른 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 지지 부재는 중간 부재의 외주부에 의해 형성되어 있다.
이 경우에는, 출력측 댐퍼 기구의 구성이 간단하게 된다.
본 발명의 또 다른 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 다이나믹 댐퍼 장치는, 관성 부재와, 댐퍼 플레이트와, 복수의 다이나믹 댐퍼용 탄성 부재를 가지고 있다. 관성 부재는 출력측 탄성 부재의 외주측에 배치되어 있다. 댐퍼 플레이트는 중간 부재에 연결되어 있다. 복수의 다이나믹 댐퍼용 탄성 부재는 관성 부재와 댐퍼 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결한다.
여기서는, 다이나믹 댐퍼 장치를 구성하는 관성 부재가 출력측 탄성 부재의 외주측에 배치되어 있다. 그러므로, 관성 부재를 출력측 탄성 부재와 축 방향에 있어서 중첩되는 위치에 배치할 수 있고, 다이나믹 댐퍼 장치를 포함하는 록업 장치 전체의 축 방향 스페이스를 단축할 수 있다. 또한, 관성 부재를 직경 방향에 있어서 보다 외주측에 배치할 수 있으므로, 관성 부재의 관성 모멘트를 크게 할 수 있어, 더욱 효과적으로 회전 속도 변동을 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 관성 부재는, 축 방향으로 분할되고 서로 축 방향으로 대향하는 수용 오목부를 가지는 제1 및 제2 관성링(inertia ring)을 가지고 있다. 그리고, 복수의 다이나믹 댐퍼용 탄성 부재는 제1 및 제2 관성링의 수용 오목부에 수용되어 있다.
여기서는, 2개의 관성링의 수용 오목부에 다이나믹 댐퍼용 탄성 부재가 수용 배치되어 있으므로, 종래의 다이나믹 댐퍼 장치와 비교하여, 다이나믹 댐퍼 장치의 점유 스페이스를 작게 할 수 있다. 또한, 탄성 부재를 관성으로서 기능하게 하는 것이 가능하므로, 토크 컨버터 전체의 중량의 증가를 억제하면서, 효과적으로 회전 속도 변동을 억제할 수 있다.
또한, 여기서는, 관성 부재가 축 방향으로 분할되어 있고, 각 관성링에 형성된 수용 오목부에 탄성 부재가 배치되어 있다. 따라서, 탄성 부재의 조립이 용이하게 된다.
이상과 같은 본 발명에서는, 토크 컨버터의 록업 장치에 있어서, 부품수를 많이 하지 않고, 컴팩트한 구성이며, 회전 속도 변동을 넓은 회전수역에서 유효하게 감쇠할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 록업 장치를 구비한 토크 컨버터의 단면(斷面) 구성도이다.
도 2는 도 1의 록업 장치를 추출하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 다이나믹 댐퍼 장치를 추출하여 나타낸 도면이다.
도 4는 다이나믹 댐퍼 장치의 정면 부분도이다.
도 5는 다이나믹 댐퍼 장치를 구성하는 제1 관성링의 정면 부분도이다.
도 6은 다이나믹 댐퍼 장치를 구성하는 제2 관성링의 정면 부분도이다.
도 7은 엔진 회전수와 회전 속도 변동의 특성도면이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 록업 장치를 가지는 토크 컨버터(1)의 단면 부분도이다. 도 1의 좌측에는 엔진(도시하지 않음)이 배치되고, 도면의 우측에 트랜스미션(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 O―O가 토크 컨버터 및 록업 장치의 회전축선이다.
[토크 컨버터의 전체 구성]
토크 컨버터(1)는, 엔진측의 크랭크샤프트(crankshaft)(도시하지 않음)로부터 트랜스미션의 입력 샤프트에 토크를 전달하기 위한 장치이며, 입력측의 부재에 고정되는 프론트 커버(2)와, 3종의 날개차[임펠러(impeller)(3), 터빈(4), 스테이터(stator)(5)]로 이루어지는 토크 컨버터 본체(6)와, 록업 장치(7)로 구성되어 있다.
프론트 커버(2)는, 원판형의 부재이며, 그 외주부에는 트랜스미션측으로 돌출하는 외주(外周) 통형부(10)가 형성되어 있다. 임펠러(3)는, 프론트 커버(2)의 외주 통형부(10)에 용접에 의해 고정된 임펠러 쉘(impeller shell)(12)과, 그 내측에 고정된 복수의 임펠러 블레이드(impeller blade)(13)와, 임펠러 쉘(12)의 내주측에 설치된 통형(筒形)의 임펠러 허브(14)로 구성되어 있다.
터빈(4)은 유체실(流體室) 내에서 임펠러(3)에 대향하여 배치되어 있다. 터빈(4)은, 터빈 쉘(turbine shell)(15)과, 터빈 쉘(15)에 고정된 복수의 터빈 블레이드(blade)(16)와, 터빈 쉘(15)의 내주측에 고정된 터빈 허브(17)로 구성되어 있다. 터빈 허브(17)는 외주측으로 연장되는 플랜지(17a)를 가지고 있고, 이 플랜지(17a)에 터빈 쉘(15)의 내주부가 복수의 리벳(18)에 의해 고정되어 있다. 또한, 터빈 허브(17)의 내주부에는, 도시하지 않은 트랜스미션의 입력 샤프트가 스플라인 걸어맞추어져 있다.
스테이터(5)는, 임펠러(3)와 터빈(4)의 내주부 사이에 배치되고, 터빈(4)으로부터 임펠러(3)로 돌아오는 작동유를 정류(整流)하기 위한 기구이다. 스테이터(5)는 주로, 스테이터 캐리어(stator carrier)(20)와, 그 외주면(外周面)에 설치된 복수의 스테이터 블레이드(21)로 구성되어 있다. 스테이터 캐리어(20)는, 원웨이 클러치(22)를 통하여 도시하지 않은 고정 샤프트에 지지되어 있다. 그리고, 스테이터 캐리어(20)의 축 방향 양측에는, 스러스트(thrust) 베어링(24, 25)이 설치되어 있다.
[록업 장치(7)]
도 2에, 도 1의 록업 장치(7)를 추출하여 나타내고 있다. 록업 장치(7)는, 프론트 커버(2)와 터빈(4)과의 사이의 환형(環形)의 공간에 배치되어 있다. 록업 장치(7)는, 클러치부(28)와, 복수의 내주측 토션 스프링(29)과, 중간 부재(30)와, 복수의 외주측 토션 스프링(31)과, 드리븐 플레이트(출력 회전 부재)(32)와, 다이나믹 댐퍼 장치(33)를 가지고 있다.
<클러치부(28)>
클러치부(28)는, 프론트 커버(2)에 대향하여 축 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있고, 프론트 커버(2)로부터의 동력이 입력된다. 클러치부(28)는, 피스톤(35)과, 마찰 부재(36)와, 드라이브 플레이트(37)를 가지고 있다.
피스톤(35)은, 환형으로 형성되고, 원판부(35a)와, 내주(內周) 통형부(35b)와, 외주 통형부(35c)를 가지고 있다. 원판부(35a)는 프론트 커버(2)에 대향하여 배치되어 있다. 내주 통형부(35b)는, 축 방향으로 연장되어 있고, 원판부(35a)의 내주부를 트랜스미션측으로 절곡하여 형성되어 있다. 그리고, 이 내주 통형부(35b)가 터빈 허브(17)의 외주면에 축 방향 이동 가능하게 지지되어 있다. 외주 통형부(35c)는, 축 방향으로 연장되어 있고, 원판부(35a)의 외주부를 트랜스미션측으로 절곡하여 형성되어 있다. 외주 통형부(35c)는 프론트 커버(2)의 외주 통형부(10)의 내주측에 위치하고 있다.
그리고, 터빈 허브(17)의 외주면에는 실링 부재(39)가 설치되어 있고, 이로써, 피스톤(35)의 내주 통형부(35b)와 터빈 허브(17)의 외주면과의 사이가 실링되어 있다.
마찰 부재(36)는, 피스톤(35)의 원판부(35a)의 외주부에 있어서, 프론트 커버(2)와 대향하도록 고정되어 있다. 피스톤(35)이 축 방향으로 이동하고, 마찰 부재(36)가 프론트 커버(2)에 압압(押壓)되는 것에 의해, 클러치 온(동력 전달 상태)으로 된다.
<드라이브 플레이트(37) 및 내주측 토션 스프링(29)>
드라이브 플레이트(37)는, 원판형의 부재이며, 내주부가 리벳(40)에 의해 피스톤(35)의 내주부에 고정되어 있다. 또한, 드라이브 플레이트(37)의 외주부에는 복수의 창공(窓孔)(37a)이 형성되어 있다. 이 복수의 창공(37a)에 복수의 내주측 토션 스프링(29)이 수용되어 있다.
<중간 부재(30) 및 외주측 토션 스프링(31)>
중간 부재(30)는, 피스톤(35)과 터빈(4)과의 사이에 배치되어 있고, 드라이브 플레이트(37)를 축 방향에 있어서 협지하도록 배치된 제1 플레이트(41)와 제2 플레이트(42)로 구성되어 있다. 제1 플레이트(41) 및 제2 플레이트(42)는, 환형이며 또한 원판형의 부재이며, 드라이브 플레이트(37) 및 드리븐 플레이트(32)에 대하여 상대 회전 가능하다. 제1 플레이트(41)는 엔진측에 배치되고, 제2 플레이트(42)는 트랜스미션측에 배치되어 있다. 제1 플레이트(41)와 제2 플레이트(42)는, 복수의 리벳(43)에 의해 서로 상대 회전 불가능하고, 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결되어 있다.
제1 플레이트(41) 및 제2 플레이트(42)에는, 각각 축 방향으로 관통하는 창공(41a, 42a)이 형성되어 있다. 창공(41a, 42a)은, 원주 방향으로 연장되어 형성되어 있고, 내주부와 외주부에는, 축 방향으로 잘라세운(cutting and rasing) 스탠딩부가 형성되어 있다. 이들 창공(41a, 42a) 및 드라이브 플레이트(37)의 창공(37a)에 내주측 토션 스프링(29)이 수용되고, 양 플레이트(41, 42)의 창공(41a, 42a)의 스탠딩부에 의해, 내주측 토션 스프링(29)이 지지되어 있다.
제1 플레이트(41)의 외주부에는, 단면 C자형의 스프링 지지부(41b)가 형성되어 있다. 이 스프링 지지부(41b)의 내부에 외주측 토션 스프링(31)이 지지되어 있다. 즉, 스프링 지지부(41b)는, 외주측 토션 스프링(31)의 직경 방향 외주와 축 방향 엔진측을 덮도록 설치되어 있다.
또한, 제2 플레이트(42)의 외주부에는, 트랜스미션측으로 절곡하여 형성된 복수의 걸림부(42b)가 형성되어 있다. 복수의 걸림부(42b)는, 원주 방향으로 소정 간격을 두고 배치되어 있고, 2개의 걸림부(42b)의 사이에 외주측 토션 스프링(31)이 배치되어 있다.
이상과 같은 중간 부재(30)에 의해, 내주측 토션 스프링(29)과 외주측 토션 스프링(31)을 직렬적으로 작용하게 하는 것이 가능해진다.
<드리븐 플레이트(32)>
드리븐 플레이트(32)는, 환형이며 또한 원판형의 부재이며, 내주부가 터빈 쉘(15)과 함께 리벳(18)에 의해 터빈 허브(17)의 플랜지(17a)에 고정되어 있다. 이 드리븐 플레이트(32)는, 중간 부재(30)와 터빈(4)과의 사이에 배치되어 있다. 그리고, 드리븐 플레이트(32)의 외주부에는, 외주측 토션 스프링(31)의 양단에 걸어맞추어지는 복수의 걸어맞춤부(32a)가 형성되어 있다. 복수의 걸어맞춤부(32a)는, 드리븐 플레이트(32)의 외주부를 엔진측으로 절곡하여 형성된 것이다.
<입력측 댐퍼 기구 및 출력측 댐퍼 기구>
이상과 같은 구성에서는, 드라이브 플레이트(37)와, 드라이브 플레이트(37)를 축 방향으로 협지하는 한 쌍의 제1 및 제2 플레이트(41, 42)와, 드라이브 플레이트(37)와 제1 및 제2 플레이트(41, 42)를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 복수의 내주측 토션 스프링(29)에 의해, 입력측 댐퍼 기구(Di)가 구성되어 있다. 이와 같은 구성에서는, 드라이브 플레이트(37) 및 내주측 토션 스프링(29)이 제1 및 제2 플레이트(41, 42)에 의해 축 방향으로 끼워넣어져 있다. 이 타입의 입력측 댐퍼 기구(Di)에 있어서 발생하는 히스테리시스 토크는 비교적 작다.
또한, 제1 및 제2 플레이트(41, 42)의 외주부와, 드리븐 플레이트(32)와, 제2 플레이트(42)와, 드리븐 플레이트(32)를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 복수의 외주측 토션 스프링(31)에 의해, 출력측 댐퍼 기구(Do)가 구성되어 있다. 이 출력측 댐퍼 기구(Do)에 있어서 발생하는 히스테리시스 토크는, 입력측 댐퍼 기구(Di)에서 발생하는 히스테리시스 토크보다 크다.
<다이나믹 댐퍼 장치(33)>
도 3 및 도 4에 다이나믹 댐퍼 장치(33)를 추출하여 나타내고 있다. 다이나믹 댐퍼 장치(33)는, 댐퍼 플레이트(45)와, 제1 및 제2 관성링(46, 47)과, 복수의 코일 스프링(다이나믹 댐퍼용 탄성 부재)(48)을 가지고 있다.
댐퍼 플레이트(45)는, 원판형의 부재이며, 내주부가 리벳(43)에 의해 제1 플레이트(41) 및 제2 플레이트(42)에 고정되어 있다. 댐퍼 플레이트(45)는, 원주 방향으로 소정 간격으로, 복수의 스프링 수납부(45a)를 가지고 있다. 이 스프링 수납부(45a)에는, 원주 방향으로 소정 길이의 개구(45b)가 형성되어 있다.
제1 및 제2 관성링(46, 47)은, 외주측 토션 스프링(31)의 더 외주측에 배치되어 있고, 또한 외주측 토션 스프링(31)과 축 방향에 있어서 중첩되는 위치에 배치되어 있다. 또한, 제1 및 제2 관성링(46, 47)은, 피스톤(35)의 외주 통형부(35c)의 내주측에 배치되고, 직경 방향에 있어서 마찰 부재(36)와 중첩되는 위치에 배치되어 있다.
도 5에 제1 관성링(46)의 일부를, 도 6에 제2 관성링(47)의 일부를, 각각 나타내고 있다.
제1 관성링(46)에는, 원주 방향으로 소정 간격으로 복수의 오목부(46a)가 형성되어 있다. 이 오목부(46a)는 엔진측으로 오목하게 형성되어 있다. 그리고, 오목부(46a)의 원주 방향의 길이는 댐퍼 플레이트(45)의 개구(45b)의 길이와 같은 길이이다. 인접하는 오목부(46a)의 원주 방향 사이에는, 축 방향으로 관통하는 구멍(46b)과 인로우용 돌기(46c)가 형성되어 있다. 구멍(46b)은, 양 관성링(46, 47)을 연결하는 볼트(도시하지 않음)가 관통하는 구멍이다. 인로우용 돌기(46c)는, 구멍(46b)의 외주측에 형성되어 있고, 원주 방향으로 소정 길이를 가지고 있다.
제2 관성링(47)에는, 원주 방향으로 소정 간격으로 복수의 오목부(47a)가 형성되어 있다. 오목부(47a)는, 트랜스미션측으로 오목하게, 또한 제1 관성링(46)에 대향하여 형성되어 있다. 오목부(47a)의 원주 방향의 길이는 댐퍼 플레이트(45)의 개구(45b)의 길이와 같은 길이이다. 인접하는 오목부(47a)의 원주 방향 사이에는, 축 방향으로 연장되는 나사공(47b)과 인로우용 오목부(47c)가 형성되어 있다. 나사공(47b)은, 양 관성링(46, 47)을 연결하는 볼트(도시하지 않음)가 나사결합된다. 인로우용 오목부(47c)는, 나사공(47b)의 외주측에 형성되어 있고, 원주 방향으로 소정 길이를 가지고 있다. 그리고, 이 인로우용 오목부(47c)에 제1 관성링(46)의 인로우용 돌기(46c)가 걸어맞추어진다.
제1 관성링(46)의 인로우용 돌기(46c)가 제2 관성링(47)의 인로우용 오목부(47c)에 걸어맞추어진 상태에서는, 이들의 원주 방향 사이, 즉 오목부(46a, 47a)가 형성된 부분을 포함하는 소정 각도 범위의 사이는, 축 방향으로 소정의 간극이 형성되어 있다. 이 간극에, 댐퍼 플레이트(45)의 스프링 수납부(45a)가 꽂혀져 있다. 그리고, 댐퍼 플레이트(45)의 스프링 수납부(45a)는, 양 관성링(46, 47)의 사이의 간극에 꽂힌 상태로, 소정 각도 범위에서 상대 회전이 가능하다.
복수의 코일 스프링(48)은, 각각 양 관성링(46, 47)의 오목부(46a, 47a)에 의해 형성되는 수납 공간에 수납되고, 또한 댐퍼 플레이트(45)의 스프링 수납부(45a)의 개구(45b)에 수납되어 있다.
[동작]
먼저, 토크 컨버터 본체의 동작에 대하여 간단하게 설명한다. 프론트 커버(2) 및 임펠러(3)가 회전하고 있는 상태에서는, 임펠러(3)로부터 터빈(4)에 작동유가 흘러 작동유를 통하여 임펠러(3)로부터 터빈(4)에 토크가 전달된다. 터빈(4)에 전달된 토크는 터빈 허브(17)를 통하여 트랜스미션의 입력 샤프트(도시하지 않음)에 전달된다.
토크 컨버터(1)의 속도비가 올라, 입력 샤프트가 일정한 회전 속도로 되면, 프론트 커버(2)와 피스톤(35)과의 사이의 작동유가 드레인되어, 피스톤(35)의 터빈(4) 측에 작동유가 공급된다. 그러면, 피스톤(35)은 프론트 커버(2) 측으로 이동시키고, 이 결과, 피스톤(35)의 외주부에 고정된 마찰 부재(36)가 프론트 커버(2)에 압압되고, 클러치부(28)는 온으로 된다.
이상과 같은 클러치 온 상태에서는, 토크는, 피스톤(35)→드라이브 플레이트(37)→내주측 토션 스프링(29)→중간 부재(30)→외주측 토션 스프링(31)→드리븐 플레이트(32)의 경로로 전달되고, 터빈 허브(17)에 출력된다.
록업 장치(7)에 있어서는, 토크를 전달하는 동시에 프론트 커버(2)로부터 입력되는 토크 변동을 흡수·감쇠한다. 구체적으로는, 록업 장치(7)에 있어서 토션 진동이 발생하면, 내주측 토션 스프링(29)과 외주측 토션 스프링(31)이 드라이브 플레이트(37)와 드리븐 플레이트(32)와의 사이에서 직렬로 압축된다. 그러므로, 토션 각도를 넓게 할 수 있다.
[다이나믹 댐퍼 장치(33)의 동작]
중간 부재(30)에 전달된 토크는, 외주측 토션 스프링(31)을 통하여 드리븐 플레이트(32)에 전달되고, 또한 터빈 허브(17)를 통하여 트랜스미션측의 부재에 전달된다. 이 때, 중간 부재(30)에는 다이나믹 댐퍼 장치(33)가 형성되어 있으므로, 엔진의 회전 변동을 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 댐퍼 플레이트(45)의 회전과 2개의 관성링(46, 47)과의 회전은, 코일 스프링(48)의 작용에 의해 위상에 어긋남이 생긴다. 구체적으로는, 관성링(46, 47)의 회전은 댐퍼 플레이트(45)의 회전에 대하여 지연된다. 이 위상의 어긋남에 의해, 회전 변동을 흡수할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 다이나믹 댐퍼 장치(33)를 중간 부재(30)에 고정하고, 다이나믹 댐퍼 장치(33)와 터빈 허브(17)와의 사이에 진동을 억제하기 위한 외주측 토션 스프링(31)을 배치하고 있다. 이 외주측 토션 스프링(31)의 작용에 의해, 도 7에 나타낸 바와 같이, 보다 효과적으로 회전 변동을 억제할 수 있다.
도 7에 있어서, 특성(C1)은, 엔진의 회전 변동을 나타내고 있다. 특성(C2)은 다이나믹 댐퍼 장치를 터빈 허브에 장착하고, 다이나믹 댐퍼 장치의 출력측에 탄성 부재(토션 스프링)가 없는 경우의 변동을 나타내고 있다. 또한, 특성(C3)은 본 실시형태와 같이, 다이나믹 댐퍼 장치를 중간 부재에 장착하고, 다이나믹 댐퍼 장치의 출력측에 탄성 부재[외주측 토션 스프링(31)]를 설치한 경우의 변동을 나타내고 있다. 그리고, 특성(C3)은, 본 실시형태와 같이, 출력측 댐퍼 기구(Do)에서의 히스테리시스 토크가, 입력측 댐퍼 기구(Di)에서의 히스테리시스 토크보다 큰 경우의 특성이다. 만일, 입력측 댐퍼 기구(Di)와 출력측 댐퍼 기구(Do)가 같은 히스테리시스 토크를 발생하는 경우에는, 중회전수역으로부터 고회전수역에서의 회전 속도 변동비(토크 변동비)는, 특성(C2)보다는 낮지만, 특성(C3)보다는 약간 높아진다.
도 7의 특성(C2)과 특성(C3)을 비교하여 명백한 바와 같이, 다이나믹 댐퍼 장치의 출력측에 탄성 부재로서의 토션 스프링을 설치한 경우에는, 회전 변동의 피크가 낮아지고, 또한 엔진 회전수의 상용역(常用域)에 있어서도 회전 변동을 억제할 수 있다. 특히, 출력측 댐퍼 기구(Do)에서의 히스테리시스 토크를, 입력측 댐퍼 기구(Di)에서의 히스테리시스 토크보다 크게 한 경우에는, 다이나믹 댐퍼 장치에 있어서의 튀어 되돌아오는 것을 더욱 억제할 수 있고, 특히, 중회전수역으로부터 고회전수역에서의 회전 속도 변동비를 효과적으로 억제할 수 있다.
[특징]
(1) 다이나믹 댐퍼 장치(33)의 출력측에, 입력측 댐퍼 기구(Di)에서의 히스테리시스 토크보다 큰 히스테리시스 토크를 발생하는 출력측 댐퍼 기구(Do)가 설치되어 있다. 그러므로, 특히, 중회전수역으로부터 고회전수역에서의 회전 속도 변동의 감쇠 효과를 크게 할 수 있다.
(2) 히스테리시스 토크 발생 기구를 별도로 설치할 필요가 없고, 부품수를 적게 하여, 장치 전체를 컴팩트하게 할 수 있다.
(3) 입력측 댐퍼 기구(Di)는 출력측 댐퍼 기구(Do) 보다 내주측에 배치되어 있으므로, 출력측 댐퍼 기구(Do)에서의 히스테리시스 토크를 입력측 댐퍼 기구(Di)의 히스테리시스 토크에 비교하여 크게 하는 것이 용이하게 된다.
(4) 입력측 댐퍼 기구(Di)를, 한 쌍의 플레이트(41, 42)에 의해 드라이브 플레이트(37) 및 내주측 토션 스프링(29)을 끼워넣도록 하여 구성하고 있으므로, 입력측 댐퍼 기구(Di)에서의 히스테리시스 토크를 작게 할 수 있다.
(5) 중간 부재(30)를 구성하는 제1 플레이트(41)의 외주부에 의해, 외주측 토션 스프링(31)의 직경 방향 및 축 방향의 이동을 규제하고 있으므로, 간단한 구성에 의해 외주측 토션 스프링(31)을 안정된 자세로 지지할 수 있다.
(6) 제1 및 제2 관성링(46, 47)이 외주측 토션 스프링(31)의 더 외주측에, 외주측 토션 스프링(31)과 축 방향에 있어서 중첩되는 위치에 배치되어 있다. 그러므로, 관성링(46, 47)이 축 방향에 있어서 차지하는 스페이스를 단축화할 수 있어, 다이나믹 댐퍼 장치(33)를 포함하는 록업 장치 전체의 축 방향 스페이스를 단축할 수 있다.
(7) 제1 및 제2 관성링(46, 47)이 직경 방향에 있어서 더 외주측에 배치되어 있으므로, 양 관성링(46, 47)에 의한 관성 모멘트를 크게 할 수 있어, 보다 효과적으로 회전 속도 변동을 억제할 수 있다.
(8) 제1 및 제2 관성링(46, 47)의 내부에 코일 스프링(48)을 수용하고 있으므로, 축 방향에서의 다이나믹 댐퍼 장치의 점유 스페이스를 더 단축할 수 있다. 그리고, 코일 스프링(48)을 관성으로서 기능하게 할 수 있어, 토크 컨버터 전체의 중량을 가볍게 할 수 있다.
(9) 관성링을 축 방향으로 분할하고 있으므로, 댐퍼 플레이트(45)의 꽂음, 및 코일 스프링(48)의 조립이 용이하게 된다.
[다른 실시형태]
본 발명은 이상과 같은 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 각종 변형 또는 수정이 가능하다.
(a) 상기 실시형태에서는, 제1 플레이트(41)의 외주부에 의해 외주측 토션 스프링(31)을 지지하도록 했지만, 지지하기 위한 부재를 제1 플레이트(41)와는 별도로 설치해도 된다.
(b) 상기 실시형태에서는 탄성 부재를 코일 스프링에 의해 구성하였지만, 다른 수지 등에 의해 형성된 탄성 부재를 사용해도 된다.
[산업 상의 이용 가능성]
본 발명의 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 부품수를 많이 하지 않고, 컴팩트한 구성이며, 회전 속도 변동을 넓은 회전수역에서 유효하게 감쇠할 수 있다.
1, 51; 토크 컨버터
2; 프론트 커버
4; 터빈
6; 토크 컨버터 본체
7; 록업 장치
28; 클러치부
29; 내주측 토션 스프링
30; 중간 부재
31; 외주측 토션 스프링
37; 드라이브 플레이트
33; 다이나믹 댐퍼 장치
36; 마찰 부재
45; 댐퍼 플레이트
46; 제1 관성링
46a; 오목부
47; 제2 관성링
47a; 오목부
48; 코일 스프링(다이나믹 댐퍼용 탄성 부재)
Di; 입력측 댐퍼 기구
Do; 출력측 댐퍼 기구

Claims (7)

  1. 엔진측의 부재에 연결되는 프론트 커버와 토크 컨버터(torque converter) 본체 사이에 배치되고, 상기 프론트 커버로부터의 토크를 상기 토크 컨버터 본체의 터빈에 직접 전달하기 위한 록업(lockup) 장치로서,
    상기 프론트 커버로부터의 토크를 출력측으로 전달하는 클러치부;
    상기 클러치부와 상기 터빈 사이의 동력 전달계로(傳達系路)에 배치된 중간 부재;
    상기 클러치부와 상기 중간 부재 사이에 설치되고, 회전 속도 변동을 감쇠(減衰)하기 위한 입력측 댐퍼 기구(damper mechanism);
    상기 중간 부재와 상기 터빈 사이에 설치되고, 상기 입력측 댐퍼 기구보다 큰 히스테리시스(hysteresis) 토크를 발생하고, 회전 속도 변동을 감쇠하기 위한 출력측 댐퍼 기구; 및
    상기 중간 부재에 연결되고, 회전 속도 변동을 감쇠하는 다이나믹 댐퍼 장치;
    를 포함하는 토크 컨버터의 록업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력측 댐퍼 기구는 상기 출력측 댐퍼 기구보다 내주측에 배치되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클러치부는,
    상기 프론트 커버에 대하여 축 방향으로 이동 가능한 피스톤;
    상기 피스톤의 외주부에 장착되고, 상기 프론트 커버에 압접(壓接)되는 마찰 부재; 및
    상기 피스톤에 고정된 드라이브 플레이트(drive plate);를 구비하고,
    상기 중간 부재는, 상기 드라이브 플레이트와 상대 회전 가능하게 또한 상기 드라이브 플레이트를 축 방향에 있어서 협지(sandwich)하도록 설치된 한 쌍의 플레이트를 구비하고,
    상기 입력측 댐퍼 기구는,
    상기 드라이브 플레이트;
    상기 한 쌍의 플레이트;
    상기 드라이브 플레이트와 상기 한 쌍의 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 복수의 입력측 탄성 부재;를 구비하는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 출력측 댐퍼 기구는,
    상기 중간 부재의 외주부;
    상기 터빈에 연결된 드리븐 플레이트(driven plate);
    상기 중간 부재와 상기 드리븐 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 복수의 출력측 탄성 부재; 및
    상기 복수의 출력측 탄성 부재의 직경 방향의 이동 규제 및 축 방향의 한쪽으로의 이동 규제를 행하는 지지 부재;를 구비하는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 중간 부재의 외주부에 의해 형성되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 다이나믹 댐퍼 장치는,
    상기 출력측 탄성 부재의 외주측에 배치된 관성 부재;
    상기 중간 부재에 연결된 댐퍼 플레이트; 및
    상기 관성 부재와 상기 댐퍼 플레이트를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 복수의 다이나믹 댐퍼용 탄성 부재;를 구비하는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 관성 부재는, 축 방향으로 분할되고 서로 축 방향으로 대향하는 수용 오목부를 가지는 제1 관성링 및 제2 관성링을 구비하고,
    상기 복수의 다이나믹 댐퍼용 탄성 부재는 상기 제1 관성링 및 제2 관성링의 수용 오목부에 수용되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
KR1020157032288A 2013-06-04 2014-05-16 토크 컨버터의 록업 장치 KR20160016780A (ko)

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JPJP-P-2013-117889 2013-06-04
JP2013117889 2013-06-04
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