KR20170014171A - 차량용 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크 컨버터에 적용될 수 있으며, 록업 클러치에서 토셔널 댐퍼로 엔진의 구동력을 전달할 때 토크를 분산시켜 내구성을 증대시킬 수 있는 차량용 토크 컨버터를 개시한다.
본 발명의 토크 컨버터는 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러, 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈, 임펠러와 터빈 사이에 위치하여 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 상기 임펠러 측으로 바꾸는 리엑터, 프론트 커버와 터빈을 직접 연결하는 피스톤을 구비한 록업 클러치, 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼를 포함하고, 록업 클러치는 프론트 커버와 피스톤 사이에 배치되는 마찰재, 마찰재가 결합되며 중간부에 원주 방향을 따라 간격을 이루어 축 방향으로 관통되는 다수의 구멍부가 제공된 코어 플레이트를 포함하며, 토셔널 댐퍼는 코어 플레이트의 구멍부에 끼워지는 키부가 제공되는 리테이닝 플레이트를 포함한다.

Description

차량용 토크 컨버터{Torque convertor for vehicle}

본 발명은 토크 컨버터에 적용될 수 있으며, 록업 클러치에서 토셔널 댐퍼로 엔진의 구동력을 전달할 때 토크를 분산시켜 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, 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 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 터빈을 통하여 변속기로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는, 터빈 축에 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤을 포함한다. 그리고 피스톤과 프론트 커버 사이에 코어 플레이트가 배치되고, 이 코어 플레이트의 양측에는 마찰재가 결합된다. 그리고 록업 클러치가 작동될 때 축의 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 록업 클러치에 결합되어 있다.

상술한 록업 클러치의 코어 플레이트에는 외주면에 방사상 방향으로 다수의 홈이 제공된다. 그리고 토셔널 댐퍼의 리테이닝 플레이트에는 코어 플레이트에 제공되는 홈에 대응하여 축 방향으로 다수의 돌출부가 제공된다. 상술한 코어 플레이트의 홈과 리테이닝 플레이트의 돌출부가 서로 끼움 결합으로 고정되어 록업 클러치가 작동하는 경우 엔진의 구동력은 코어 플레이트를 통해 토셔널 댐퍼로 전달될 수 있다.

이와 같이 기존의 록업 클러치에서 토셔널 댐퍼로 구동력을 전달하는 구조는 고토크형 엔진에 적용될 경우 코어 플레이트와 리테이닝 플레이트가 결합되는 부분에 손상이 발생하여 파손되거나 또는 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2012-0062002호(2012. 6. 13 공개)

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 고토크형 엔진에 적합하면서도 간단한 구조를 통해 록업 클러치에서 토셔널 댐퍼로 전달되는 과정에서 부품의 파손을 방지하고 내구성을 증대시키는 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 흡수하는 토셔널 댐퍼를 포함하고,

상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버와 상기 피스톤 사이에 배치되는 마찰재, 상기 마찰재가 결합되며 중간부에 원주 방향을 따라 간격을 이루어 축 방향으로 관통되는 다수의 구멍부가 제공된 코어 플레이트를 포함하며,

상기 토셔널 댐퍼는 상기 코어 플레이트의 구멍부에 끼워지는 키부가 제공되는 리테이닝 플레이트를 포함하는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

상기 코어 플레이트에는 외주면에 방사상으로 제공되는 다수의 홈부가 제공되고, 상기 토셔널 댐퍼에 제공된 또 다른 리테이닝 플레이트에는 상기 홈부에 끼워지는 다수의 돌출부가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 리테이닝 플레이트의 키부는 상기 리테이닝 플레이트의 선단부가 축 방향으로 밴딩되어 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 실시예는 록업 클러치의 코어 플레이트의 중간부에 제공된 다수의 구멍부에 리테이닝 플레이트의 키부가 끼워지도록 하여 고토크형 엔진에 장착되는 경우 엔진의 구동력이 록업 클러치에서 토셔널 댐퍼 측으로 충분하게 전달되도록 하면서도 록업 클러치와 토셔널 댐퍼의 연결부분의 파손을 방지하여 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 토크 컨버터의 반단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 토크 컨버터의 주요부분을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 록업 클러치의 코어 플레이트와 토셔널 댐퍼의 리테이닝 플레이트가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3을 반대 방향에서 본 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 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 부여하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위해 차량용 토크 컨버터를 축 방향으로 잘라서 본 반단면도로, 차량용 토크 컨버터를 도시하고 있다.

본 발명의 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 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 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 프론트 커버(4)와 피스톤(16) 사이에는 마찰재(18)를 구비한 코어플레이트(19)가 결합된다.

그리고 록업 클러치(14)는 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.

코어 플레이트(19)에는 양측에 마찰재(18)가 결합될 수 있으며, 프론트 커버(4)와 피스톤(16) 사이에 배치된다.

록업 클러치(14)에 제공된 코어 플레이트(19)에는 축 방향으로 관통된 다수의 구멍부(19a)가 제공된다(도 2 참조). 코어 플레이트(19)에 제공된 구멍부(19a)는 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 록업 클러치(14)에는 외주측에 축 중심을 기준으로 볼 때 방사상 방향으로 제공되는 다수의 홈부(19b, 도 2 참조)가 제공된다.

토셔널 댐퍼(20)는 제1 리테이닝 플레이트(23), 제2 리테이닝 플레이트(25), 스프링(27), 그리고 드리븐 플레이트(29)를 포함한다.

제1 리테이닝 플레이트(23)는 회전축을 중심으로 내주측이 터빈(8)의 축에 결합된다. 제1 리테이닝 플레이트(23)는 회전축을 중심으로 외주측에 다수의 키부(23a)가 제공된다. 제1 리테이닝 플레이트(23)에 제공된 키부(23a)는 축 방향으로 밴딩되어 상술한 코어 플레이트(19)의 구멍부(19a)에 끼워질 수 있다(도 3 참조). 이때 제1 리테이닝 플레이트(23)는 제2 리테이닝 플레이트(25)에 광축 방향과 나란한 방향으로 제공된 또 다른 구멍(25b)을 관통하여 코어 플레이트(19)의 구멍부(19a)에 끼워질 수 있다(도 4 참조). 따라서 제1 리테이닝 플레이트(23)는 코어 플레이트(19)의 구동력을 전달받아 축을 중심으로 코어 플레이트(19)와 일체로 회전할 수 있다.

제2 리테이닝 플레이트(25)는 제1 리테이닝 플레이트(23)와 리벳 등에 의해 일체로 결합될 수 있다. 그리고 제2 리테이닝 플레이트(25)는 외주측에 다수의 돌출부(25a)가 제공된다. 제2 리테이닝 플레이트(25)에 제공된 돌출부(25a)는 축 방향으로 밴딩되어 코어 플레이트(19)의 홈부(19b)에 끼움 결합된다(도 3 참조).

즉, 제1 리테이닝 플레이트(23)의 키부(23a)는 코어 플레이트(19)의 구멍부(19a)에 삽입되어 끼워지고, 제2 리테이닝 플레이트(25)의 돌출부(25a)는 코어 플레이트(19)의 홈부(19b)에 끼워져 록업 클러치(14)가 작동하는 경우 제1 리테이닝 플레이트(23), 제2 리테이닝 플레이트(25) 그리고 코어 플레이트(19)가 일체로 회전할 수 있다.

스프링(27)은 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있으며, 제1 리테이닝 플레이트(23)와 제2 리테이닝 플레이트(25) 사이에 배치되어 회전 방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

드리븐 플레이트(29)는 스프링(27)에 지지되어 스프링(29)을 통해 엔진의 구동력을 전달받을 수 있으며, 회전축을 기준으로 내주측이 스플라인 허브(31)에 결합된다. 스플라인 허브(31)는 변속기로 구동력을 전달할 수 있도록 변속기(도시생략)와 연결된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 작동과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

록업 클러치(14)가 작동되지 않는 상태에서는 엔진의 구동력이 프론트 커버(4)를 통해 임펠러(6)로 전달된다. 임펠러(6)로 전달된 엔진의 구동력은 터빈(8)을 거쳐 제1 리테이닝 플레이트(23)로 전달된다. 그리고 제1 리테이닝 플레이트(23)로 전달된 엔진의 구동력은 스프링(31)을 거처 드리븐 플레이트(29)로 전달된다. 이때 스프링(31)에 의해 회전 방향의 진동 및 충격이 흡수된다. 드리븐 플레이트(29)로 전달된 엔진의 구동력은 스플라인 허브(31)를 통해 변속기(도시생략)로 전달된다.

피스톤(16)이 작동하여 록업 클러치(14)가 작동되는 경우에는 마찰재(18)가 프론트 커버(4)와 피스톤(16) 사이에 밀착되면서 엔진의 구동력이 프론트 커버(4)를 통해 코어 플레이트(19)를 거쳐 제1 리테이닝 플레이트(23)와 제2 리테이닝 플레이트(25)에 전달된다. 제1 리테이닝 플레이트(23)와 제2 리테이닝 플레이트(25)는 일체로 결합되어 있으므로 함께 회전할 수 있다.

이때 코어 플레이트(19)의 구멍부(19a)는 제1 리테이닝 플레이트(23)의 키부(23a)에 결합되고, 제2 리테이닝 플레이트(25)의 홈부(19b)는 제2 리테이닝 플레이트(25)의 돌출부(25a)에 결합되어 엔진의 구동력 전달시 토크를 분산시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예의 구조는 특히, 고토크형 엔진에 장착되는 경우 별도의 부품의 수를 늘리지 않고서도 엔진의 구동력을 용이하게 전달할 수 있다. 따라서 고토크형 엔진에 본 발명의 실시예의 토크 컨버터가 장착되는 경우 제1 리테이닝 플레이트(23)와 제2 리테이닝 플레이트(25)에 연결되는 코어 플레이트(19)의 파손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

계속해서 제1 리테이닝 플레이트(23)와 제2 리테이닝 플레이트(25)로 전달된 엔진의 구동력은 스프링(27)으로 전달된다. 스프링(27)에서는 회전방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다. 그리고 스프링(27)을 통해 전달된 엔진의 구동력은 드리븐 플레이트(29)를 통해 스플라인 허브(31)로 전달된다. 스플라인 허브(31)를 통해 전달된 엔진의 구동력은 변속기(도시생략)로 전달된다.

이와 같이 본 발명의 실시예는 고토크형 엔진에 토크 컨버터가 설치되는 경우에 별도의 부품의 수를 늘리기 않으면서도 엔진의 구동력 전달과정에 있는 코어 플레이트(19), 제1 리테이닝 플레이트(23) 그리고 제2 리테이닝 플레이트(25)가 파손되는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다. 특히, 고토크형 엔진에 장착되는 경우 부품의 수를 늘리지 않고서도 원활한 동력을 전달할 수 있어 제조 비용을 줄이는 효과가 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, 10. 리엑터,
14. 록업 클러치, 16. 피스톤,
19. 코어플레이트, 19a. 구멍부,
19b. 홈부,
20. 토셔널 댐퍼,
23. 제1 리테이닝 플레이트, 23a. 키부,
25. 제2 리테이닝 플레이트, 25a. 돌출부,
27. 스프링, 29. 드리븐 플레이트,
31. 스플라인 허브

Claims (3)

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 흡수하는 토셔널 댐퍼를 포함하고,
   상기 록업 클러치는
   상기 프론트 커버와 상기 피스톤 사이에 배치되는 마찰재,
   상기 마찰재가 결합되며 중간부에 원주 방향을 따라 간격을 이루어 축 방향으로 관통되는 다수의 구멍부가 제공된 코어 플레이트를 포함하며,
   상기 토셔널 댐퍼는
   상기 코어 플레이트의 구멍부에 끼워지는 키부가 제공되는 리테이닝 플레이트를 포함하는 차량용 토크 컨버터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어 플레이트에는
   외주면에 방사상으로 제공되는 다수의 홈부가 제공되고,
   상기 토셔널 댐퍼에 제공된 또 다른 리테이닝 플레이트에는 상기 홈부에 끼워지는 다수의 돌출부가 제공되는 차량용 토크 컨버터.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 리테이닝 플레이트의 키부는
   상기 리테이닝 플레이트의 선단부가 축 방향으로 밴딩되어 이루어지는 차량용 토크 컨버터.

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