KR20180077580A

KR20180077580A - 차량용 토크 컨버터

Info

Publication number: KR20180077580A
Application number: KR1020160182059A
Authority: KR
Inventors: 송성영; 최완; 신순철
Original assignee: 주식회사 카펙발레오
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-09
Also published as: KR101894520B1

Abstract

본 발명은 조립이 용이하고 제품 가격을 낮출 수 있으며 장치의 안정성을 높일 수 있도록 하기 위해 그 구조가 개선된 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다.
본 발명은 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치와, 상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼를 구비하는 차량용 토크 컨버터에 있어서, 상기 토셔널 댐퍼의 일측에 결합 설치되어, 원심력에 의해 진동 및 충격을 흡수하는 펜들럼 댐퍼를 포함하되, 상기 펜들럼 댐퍼는, 외부면에 일정 간격으로 캠면이 다수 형성된 디스크와; 상기 디스크의 전면 및 후면에 결합 설치된 제1,2 외부진자와; 상기 디스크의 바깥으로 상기 제1,2 외부진자와 결합 설치되되, 상기 캠면을 따라 이동 가능하게 설치된 스토퍼;를 포함하는 차량용 토크 컨버터를 제공한다.

Description

차량용 토크 컨버터{TORQUE CONVERTER HAVING PENDULUM DAMPER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립이 용이하고 제품 가격을 낮출 수 있으며 장치의 안정성을 높일 수 있도록 하기 위해 그 구조가 개선된 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.

또한, 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.

그리고 상기 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈을 통해 변속기로 전달될 수 있도록 한다.

이러한 록업 클러치는 터빈 축에 축 방향으로 이동할 수 있는 피스톤을 포함한다.

또한, 상기 록업 클러치가 작동할 때 회전 방향으로 작용하는 충격 및 진동을 흡수할 수 있는 토셔널 댐퍼(Torsional damper)가 제공된다.

이러한 일반적인 토크 컨버터는 엔진의 저속 회전수 영역에서 록업 클러치를 작동시키면 진동이 심하여 일정한 엔진 회전수 이상인 고속 회전수 영역에서 록업 클러치를 작동시키게 되므로 차량의 연비가 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 엔진의 고속 회전수 영역뿐만 아니라 저속 회전수 영역에서도 회전 방향의 진동 및 충격을 충분히 감쇄시킬 수 있어 엔진의 저속 회전수 영역에서도 록업 클러치를 작동시켜 연비향상을 도모한 차량용 토크 컨버터가 등록특허공보 제10-1358998호(2014. 01. 28. 등록)에 개시되어 있다.

이와 같이 개선된 차량용 토크 컨버터에는, 진자(pendulum 또는 mass)의 회전 반경을 구속하고, 진자간 충돌시 충격을 흡수하는 스토퍼가 2개 이상이 적용되어야 한다.

또한, 진자의 중량을 증대시켜 진동 성능을 향상시키고, 절연 성능을 향상시키기 위해 상기 진자 사이에 설치된 중간진자가 상기 스토퍼와는 별도로 구성되어 있다.

이에 따라 펜들럼 타입 댐퍼의 부품 수가 증가하여 조립 공정이 복잡하고 제조가 용이하지 않고, 제품 가격이 올라가는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 기존의 중간진자와 스토퍼의 기능을 합친 스토퍼를 채용하여 기존에 비해 부품의 수를 줄여 조립 공정이 단순하고 제조가 용이하며 제품 가격을 낮출 수 있도록 한 차량용 토크 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 토크 컨버터는,

프론트 커버와, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치와, 상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼를 구비하는 차량용 토크 컨버터에 있어서,

상기 토셔널 댐퍼의 일측에 결합 설치되어, 원심력에 의해 진동 및 충격을 흡수하는 펜들럼 댐퍼를 포함하되,

상기 펜들럼 댐퍼는,

외부면에 일정 간격으로 캠면이 다수 형성된 디스크와;

상기 디스크의 전면 및 후면에 결합 설치된 제1,2 외부진자와;

상기 디스크의 바깥으로 상기 제1,2 외부진자와 결합 설치되되, 상기 캠면을 따라 이동 가능하게 설치된 스토퍼;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 디스크의 제1몸체에는 일정 간격으로 제1캠홀이 형성되고, 상기 제1,2 외부진자의 제2몸체에는 상기 제1캠홀과 대응되게 제2캠홀이 형성되며, 상기 스토퍼의 제3몸체의 안쪽으로 적어도 하나 돌출되어 상기 캠면을 따라 이동할 수 있는 롤링부가 다수 형성되되, 상기 제1,2캠홀 내에는 캠 운동이 가능한 롤러가 설치된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 디스크는, 상기 토셔널 댐퍼의 리어 커버 플레이트의 일측에 결합 설치된다.

본 발명에 있어서, 상기 캠면은, 상기 제1몸체의 외곽면에 적어도 하나의 돌기와 인입홈으로 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 롤링부에 상기 제1,2 외부진자가 결합되도록 하기 위해, 상기 롤링부와 제2몸체에는 결합홀이 각각 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1,2캠홀은 서로 반대되는 형상으로 형성되되, 상기 제1캠홀은 상기 제2캠홀에 비해 크게 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 스토퍼는 탄성체로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 중간진자와 스토퍼의 기능을 합친 스토퍼를 채용함으로써, 기존에 비해 부품의 수를 줄였다.

따라서 조립 공정이 단순하고, 제조가 용이하며, 제품의 가격을 낮출 수 있다.

또한, 반경 방향으로 큰 스토퍼가 진자의 불안정한 운동을 잡아주기 때문에 장치의 안정성을 높여준다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 구성을 나타낸 반단면도.
도 2는 도 1의 펜들럼 댐퍼의 정면도.
도 3은 도 2의 펜들럼 댐퍼의 분해 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 작동 상태를 나타내 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 펜들럼 댐퍼의 작동 상태를 나타내 보인 펜들럼 댐퍼의 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 구성을 나타낸 반단면도가 도시되어 있다.

그리고 도 2에는 도 1의 펜들럼 댐퍼의 정면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2의 펜들럼 댐퍼의 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는, 엔진의 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 리엑터(10)를 포함한다.

또한, 상기 임펠러(6) 측으로 오일을 전달하는 리엑터(10)는 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심을 가진다.

그리고 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는, 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 록업 클러치(14)가 제공된다.

이러한 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 터빈(8) 사이에 배치된다.

또한, 상기 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)가 결합된다.

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

또한, 상기 록업 클러치(14)는 프론트 커버(4)와 피스톤(16) 사이에 배치되는 마찰 플레이트(33)를 포함하며, 이 마찰 플레이트(33)는 양측면에 마찰재(35)가 결합된다.

따라서 상기 록업 클러치(14)는 유압에 의해 피스톤(16)이 프론트 커버(4)를 향하는 방향으로 이동하면 마찰재(35)들이 프론트 커버(4)와 피스톤(16)에 밀착되면서 프론트 커버(4)로 전달된 구동력이 마찰 플레이트(33)로 전달될 수 있다.

그리고 토셔널 댐퍼(20)에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 드라이브 플레이트(37), 리어 커버 플레이트(43), 제1,2스프링(39,45), 중간 플레이트(55), 그리고 드리븐 플레이트(47)를 포함한다.

상기 드라이브 플레이트(37)는 록업 클러치(14)의 마찰 플레이트(33)와 치합되어 마찰 플레이트(33)의 구동력을 전달받을 수 있고, 드라이브 플레이트(37)의 구동력은 리어 커버 플레이트(43)로 전달될 수 있다.

또한, 상기 드리븐 플레이트(47)는 스플라인 허브(49)에 연결된다. 스플라인 허브(49)는 변속기로 엔진의 구동력을 전달할 수 있다.

그리고 상기 리어 커버 플레이트(43)에는 펜들럼 댐퍼(100)가 리벳에 의해 결합되어 있다.

상기 펜들럼 댐퍼(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 대체로 원판 형태로 이루어지고 토셔널 댐퍼(20)의 리어 커버 플레이트(43)의 일측에 결합되고, 외부면에 일정 간격으로 캠면(123)이 형성된 디스크(120)와, 이 디스크(120)의 전면 및 후면에 결합 설치된 제1,2 외부진자(110a,110b)와, 상기 디스크(120)의 바깥으로 제1,2 외부진자(110a,110b)와 예컨대, 리벳(142)에 의해 결합 설치되되, 상기 디스크(120)의 캠면(123)을 따라 이동 가능하게 설치된 스토퍼(130)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 디스크(120)의 제1몸체(121)에는 일정 간격으로 제1캠홀(122)이 형성된다.

그리고 상기 제1,2 외부진자(110a,110b)의 제2몸체(111)에는 일정 간격으로 상기 제1캠홀(122)과 대응되게 제2캠홀(112)이 형성된다.

또한, 상기 스토퍼(130)의 제3몸체(131)의 안쪽으로 적어도 하나 돌출되어 디스크(120)의 캠면(123)을 따라 이동할 수 있는 롤링부(132)가 다수 형성되어 있다.

그리고 상기 제1,2캠홀(122,112) 내에는 캠 운동이 가능한 롤러(141)가 설치되어 있다.

또한, 상기 디스크(120)의 제1몸체(121)의 외곽면에 형성된 캠면(123)은 적어도 하나의 돌기(123a)와 인입홈(123b)으로 이루어진다.

상기 스토퍼(130)의 롤링부(132)에 제1,2 외부진자(110a,110b)와 결합되도록 하기 위해 상기 롤링부(132)와, 제1,2 외부진자(110a,110b)의 제2몸체(111)에는 결합홀(132a,113)이 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 제1,2캠홀(122,112)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 반대되는 형상으로 형성되어 있다. 즉, 제1캠홀(122)은 하부 중앙이 오목 형상을 하고 있지만, 제2캠홀(112)은 상부 중앙이 오목 형상을 하고 있다.

그리고 상기 제1캠홀(122)은 제2캠홀(112)에 비해 크게 형성되어 있다.

또한, 상기 스토퍼(130)는 기존의 중간진자의 기능을 하면서 제1,2 외부진자(110a,110b)의 회전 반경을 구속하고 제1,2 외부진자(110a,110b)간 충돌시 충격 흡수를 위해 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는, 도 4에 도시된 바와 같이, 록업 클러치(14)가 작동하지 않는 경우에는 엔진의 구동력이 임펠러(6), 터빈(8), 드라이브 플레이트(37), 리어 커버 플레이트(43), 제1스프링(39), 중간 플레이트(55), 제2스프링(45), 드리븐 플레이트(47), 그리고 스플라인 허브(49)를 통해 구동력이 변속기로 전달된다.

이 과정에서 제1,2스프링(39,45)은 회전 방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

그리고 록업 클러치(14)가 작동하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 유압에 의해 피스톤(16)이 프론트 커버(4)측으로 이동하고, 마찰 플레이트(33)의 양측에 제공된 마찰재(35)들이 프론트 커버(4)의 내측과 피스톤(16)의 일측에 밀착되면서 프론트 커버(4)의 구동력이 마찰 플레이트(33)로 전달된다.

또한, 상기 마찰 플레이트(33)로 전달된 구동력은 드라이브 플레이트(37)와 리어 커버 플레이트(43)로 구동력을 전달하고, 계속해서 리어 커버 플레이트(43)는 제1스프링(39), 중간 플레이트(55), 제2스프링(45)으로 전달되어 압축되면서 구동력을 드리븐 플레이트(47)에 전달한다.

이 과정에서 제1,2스프링(39,45)은 회전 중심을 기준으로 회전 방향의 진동 및 충격을 흡수하게 된다.

이어서, 드리븐 플레이트(47)로 전달된 구동력은 스플라인 허브(49)를 통해 변속기로 전달된다.

이러한 과정에서 펜들럼 댐퍼(100)의 스토퍼(130) 및 제1,2 외부진자(110a,110b)들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 원심력에 의해 디스크(120)의 캠면(123)을 따라 이동하면서 진동 및 충격을 흡수한다.

즉, 엔진이 구동될 때 펜들럼 댐퍼(100)의 스토퍼(130) 및 제1,2 외부진자(110a,110b)들이 원심력에 의해 이동하면서 엔진의 회전수가 저속 또는 고속인 상태에 관계없이 작동하여 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 차량용 토크 컨버터는, 펜들럼 댐퍼(100)를 설치하되, 제1,2 외부진자(110a,110b)의 가장자리에 결합 설치하여, 제1,2 외부진자(110a,110b) 무게를 증가시키고, 제1,2 외부진자(110a,110b)의 회전 반경을 구속하며, 제1,2 외부진자(110a,110b)간 충돌시 충격을 흡수하며, 탄성체로 이루어진 스토퍼(130)를 설치함으로써 절연 성능을 증대하였다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

4. 프론트 커버
6. 임펠러
8. 터빈
10. 리엑터
14. 록업 클러치
16. 피스톤
20. 토셔널 댐퍼
33. 마찰 플레이트
35. 마찰재
37. 드라이브 플레이트
43. 리어 커버 플레이트
47. 드리븐 플레이트
49. 스플라인 허브
100. 펜들럼 댐퍼
110a. 제1 외부진자
110b. 제2 외부진자
112. 제2캠홀
113,132a. 결합홀
120. 디스크
122. 제1캠홀
123. 캠면
130. 스토퍼
132. 롤링부
141. 롤러
142. 리벳

Claims

프론트 커버와, 상기 프론트 커버에 결합되어 함께 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈과, 상기 프론트 커버와 상기 터빈을 직접 연결하는 록업 클러치와, 상기 록업 클러치에 결합되어 회전 방향으로 작용하는 충격과 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼를 구비하는 차량용 토크 컨버터에 있어서,
상기 토셔널 댐퍼의 일측에 결합 설치되어, 원심력에 의해 진동 및 충격을 흡수하는 펜들럼 댐퍼를 포함하되,
상기 펜들럼 댐퍼는,
외부면에 일정 간격으로 캠면이 다수 형성된 디스크와;
상기 디스크의 전면 및 후면에 결합 설치된 제1,2 외부진자와;
상기 디스크의 바깥으로 상기 제1,2 외부진자와 결합 설치되되, 상기 캠면을 따라 이동 가능하게 설치된 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 디스크의 제1몸체에는 일정 간격으로 제1캠홀이 형성되고,
상기 제1,2 외부진자의 제2몸체에는 상기 제1캠홀과 대응되게 제2캠홀이 형성되며,
상기 스토퍼의 제3몸체의 안쪽으로 적어도 하나 돌출되어 상기 캠면을 따라 이동할 수 있는 롤링부가 다수 형성되되,
상기 제1,2캠홀 내에는 캠 운동이 가능한 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 디스크는, 상기 토셔널 댐퍼의 리어 커버 플레이트의 일측에 결합 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 캠면은, 상기 제1몸체의 외곽면에 적어도 하나의 돌기와 인입홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 롤링부에 상기 제1,2 외부진자가 결합되도록 하기 위해, 상기 롤링부와 제2몸체에는 결합홀이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제1,2캠홀은 서로 반대되는 형상으로 형성되되, 상기 제1캠홀은 상기 제2캠홀에 비해 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼는 탄성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 토크 컨버터.