KR20220065376A - 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조 - Google Patents

양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토크컨버터용 록업클러치의 피스톤에 설치되는 씰의 접촉단부 구조로서, 접촉면을 향해 돌출된 선단이 라운드지게 형성되며 서로 이격된 제 1,2 접촉부와; 상기 제 1,2 접촉부의 일측 사이를 잇는 V자 형상의 연결부와; 상기 제 1,2 접촉부의 다른 각 측에서 접촉면과 멀어지는 방향으로 경사지게 연장된 제 1-1, 2-1 경사부와; 상기 제 1-1, 2-1 경사부와 연결되며 접촉면과 나란하며 서로 이격되는 방향으로 연장된 제 1-1, 2-1 평행부와; 상기 제 1-1,2-1 평행부에서 접촉면과 멀어지는 방향 및 서로 이격되는 방향으로 연장된 제 1-2, 2-2 경사부와; 상기 제 1-2, 2-2 경사부와 연결되며 접촉면과 나란하며 서로 마주보는 방향으로 연장된 제 1-2, 2-2 평행부와; 상기 제 1-2, 2-2 평행부와 연결되며 후단부로 이어지는 제 1,2 라운드부로 이루어지며, 상기 제 1,2 접촉부의 중심으로부터 접촉면에 수직한 방향에 제 1,2 라운드부와 후단부가 연결되는 지점이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조 {Contact Portion Structure Of Bi-Directional Bonded Piston Seal}
본 발명은 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 토크 컨버터 내의 록업클러치에 사용되며 좁은 공간에서도 우수한 씰링 성능을 구비하는 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조에 관한 것이다.
본 발명은 토크컨버터용 록업클러치에 사용되는 양방향 본디드 피스톤 씰(Bonded Piston Seal, 이하 ‘라 함)의 접촉단부 구조에 관한 것으로, 록업클러치의 좁은 공간 내에서 보다 확실하게 씰링이 가능하도록 한 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조에 관한 것이다.
일반적으로 토크컨버터는 엔진의 크랭크샤프트와 자동변속기의 입력축과의 사이에서 토크를 전달하는 유체 커플링기구를 포함한다.
그리고, 토크컨버터는 소정의 동작조건에 도달하면 토크컨버터를 록업하여 엔진의 크랭크샤프트로부터의 동력을 자동변속기에 직접 전달하고 유체 커플링장치를 우회하도록 하는 록업장치를 포함하며, 이는 연료효율의 개선에 효과적이다.
이러한 로크컨버터는 결합시에 진동을 유발하는 경향을 가지며, 또한 결합되어 있는 동안에, 록업장치는 돌발적인 가속이나 감속에 의한 진동 또는 내연기관과 관련된 상태를 포함하는 다른 진동을 받게 된다. 따라서, 록업 메커니즘에는 진동의 완화를 위해 대개 비틀림진동 감쇠장치를 채택한다.
토크컨버터는 도 1에 도시된 것처럼 작동유체에 의해 토크를 전달하기 위한 임펠러(1), 터빈(2) 및 스테이터(5)를 구비한다.
임펠러(1)는 동력입력축으로부터 입력되는 토크를 수용하는 프론트커버(3)에 고정된다. 임펠러쉘과 프론트커버(3)에 의해 형성되는 유압실은 작동유체로 채워진다. 터빈(2)은 유압실내에서 프론트커버(3)에 대향하여 배치된
다. 임펠러(1)가 회전하면, 작동유체는 임펠러(1)에서 터빈(2)으로 흐르고, 이러한 작동에 의해 터빈(2)이 회전한다. 따라서 토크는 터빈(2)으로부터 변속기의 주 구동축으로 전달될 수 있는 것이다.
상기 록업장치를 이루는 록업클러치(6)는 상기 프론트커버(3)와 터빈(2) 사이의 공간에 설치된다. 이러한 록업클러치(6)는 피스톤(4)과, 그 피스톤(4)을 터빈(2)의 동력 출력측상의 부재에 연결하는 탄성 커플링기구로 이루어진다. 피스톤(4)은 프론트커버(3)와 터빈(2) 사이의 공간을 프론트커버(3)측의 제 1 유압실(C1) 및 터빈(2)측의 제 2 유압실(C2)로 분리하도록 설치된다. 따라서, 피스톤(4)은 제 1 유압실(C1)과 제 2 유압실(C2)의 사이의 압력차에 의해 프론트커버(3) 방향으로 전,후진하여 움직일 수 있다.
이때, 제 1 유압실(C1)과 제 2 유압실(C2) 간의 씰링이 필요한데, 장소적 문제로 인해 대한민국 등록특허 10-1208885호에 개시된바와 같은 소위 D-링 형태의 씰(100, 도 2 참조)이 피스톤(4)의 씰(100)로서 사용하여 프론트커버(3)와의 사이를 씰링하고 있다. 하지만, 이와 같은 D-링 형태의 씰은 조립성이 부족한 문제가 있었다.
KR 10-1208885 B1, 2012.12.05., 도 6
본 발명은 토크컨버터용 록업클러치에 적용가능하며, 록업클러치 내의 좁은 공간 내에서 확실하게 씰링이 가능하도록 하며 조립성의 문제를 일으키지 않는 양방향 BPS의 접촉단부 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
토크컨버터용 록업클러치의 피스톤에 설치되는 씰의 접촉단부 구조로서,
접촉면을 향해 돌출된 선단이 라운드지게 형성되며 서로 이격된 제 1,2 접촉부와;
상기 제 1,2 접촉부의 일측 사이를 잇는 V자 형상의 연결부와;
상기 제 1,2 접촉부의 다른 각 측에서 접촉면과 멀어지는 방향으로 경사지게 연장된 제 1-1, 2-1 경사부와;
상기 제 1-1, 2-1 경사부와 연결되며 접촉면과 나란하며 서로 이격되는 방향으로 연장된 제 1-1, 2-1 평행부와;
상기 제 1-1,2-1 평행부에서 접촉면과 멀어지는 방향 및 서로 이격되는 방향으로 연장된 제 1-2, 2-2 경사부와;
상기 제 1-2, 2-2 경사부와 연결되며 접촉면과 나란하며 서로 마주보는 방향으로 연장된 제 1-2, 2-2 평행부와;
상기 제 1-2, 2-2 평행부와 연결되며 후단부로 이어지는 제 1,2 라운드부로 이루어지며,
상기 제 1,2 접촉부의 중심으로부터 접촉면에 수직한 방향에 제 1,2 라운드부와 후단부가 연결되는 지점이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부의 경사면의 기울기가 제 1-1. 1-2 경사부의 기울기보다 완만한 것이 바람직하다.
상기 연결부의 최저점은 제 1-1, 2-1 평행부보다 접촉면에 더 가깝게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 토크컨버터용 록업클러치 내의 좁은 공간 내에서 확실하게 씰링이 가능하며, 조립이 간편한 효과가 있다.
도 1은 록업클러치를 설명하기 위한 도.
도 2는 록업클러치의 피스톤에 설치되는 종래의 씰의 일례를 나타낸 도.
도 3은 본 발명 일 실시예 양방향 BPS와 피스톤을 나타낸 단면 사시도.
도 4는 본 발명 일 실시예 양방향 BPS를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명 일 실시예 양방향 BPS의 접촉단부를 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
본 실시예에서의 씰(30)은 도 2의 종래 기술의 씰 대신 사용되는 것으로, 록업클러치의 피스톤에 부착된다.
도 3은 본 발명 일 실시예 록업클러치의 피스톤과, 피스톤에 부착된 양방향 BPS를 도시한 단면도이다.
피스톤(4)의 중심축공 부분과 테두리부분에는 씰(100)이 부착된다.
씰(30)은 탄성 재질, 예를 들어 고무로 제조된다.
도 4(a)는 피스톤 테두리에 설치된 씰의 단면 형태를 나타낸 도이며, 도 4(b)는 중심축공측에 설치된 씰의 단면형태를 나타낸 도이다.
씰(100)은 프론트커버(3)측에 접촉되는 접촉단부(도 4 및 도 5에서 일점쇄선 박스부분)과 피스톤(4)에 부착되는 후단부(일점쇄선 박스부분을 제외한 나머지 부분)로 구분된다.
후단부는 접촉단부의 후단에 형성되며, 도 4(a) 피스톤 가장자리 면, 도 4(b) 중심축공 단부와 같이 부착되는 위치에 따라 그 형상을 달리하게 된다.
본 발명에서 접촉단부는 후술하는 제 1,2 라운드부(16,26)의 접선이 제 1-2,2-2 평행부(15.25)와 직각을 이루는 위치에서 후단부와 경계를 이루는 것으로 정의된다.
접촉단부는 접촉면(본 실시예에서는 프론트커버(3))에 제 1,2 접촉부(11,21)가 접촉되게 이루어져 있다. 제 1,2 접촉부(11,21)은 선단이 라운드지게 형성되어 있으며, 양 접촉부 상에는 V 자 형상의 면을 구비한 연결부(30)가 형성되어 있다.
제1,2 접촉부(11)에서 연결부(30)가 형성된 측의 반대 측에는 각각 접촉면에서 멀어지는 방향으로 경사지게 연장된 제 1-1, 2-1 경사부(12,22)가 구비되어 있다. 연결부(30)의 경사부의 기울기가 제 1-1,2-1 경사부(12,22)의 기울기보다 완만하다. 이는 제 1-1, 2-1 경사부(12,22)에 작용하는 압력에 의해 제 1,2 접촉부(11,21)가 변형될 때 생기는 응력을 분산시키기 위한 것이다.
상기 제 1-1, 2-1 경사부(12,22)와 연결된 제 1-1, 2-1 평행부(13,23)가 접촉면과 나란하며 서로 이격되는 방향으로 연장되어 있다.
상기 제 1-1,2-1 평행부(13,23)에서 접촉면과 멀어지는 방향 및 서로 이격되는 방향으로 제 1-2, 2-2 경사부(14,24)가 연장되어 있으며, 상기 제 1-2, 2-2 경사부(14,24)와 연결되며 접촉면와 나란하며 서로 마주보는 방향으로 제 1-2, 2-2 평행부(15,25)가 연장되어 있으며, 후단부로 이어지는 제 1,2 라운드부(16,26)가 상기 제 1-2, 2-2 평행부(15,25)와 연결되어 있다.
제 1,2 라운드부(16,26)은 라운드진면의 접선이 제 1-2,2-2 평행부(15.25)와 직각을 이루는 지점이 그 끝점이 되며, 제1,2 라운드부(16,26)과 후단부가 연결되는 점이 된다. 이 지점은 제 1,2 접촉부(11,21)의 중심에서 접촉면에서 수직한 방향에 형성되게 된다.
이는, 제 1,2 접촉부(11,21)에 작용하는 접촉압에 의해 접촉단부에 모우멘트가 발생하지 않도록 하기 위한 것이어서 제품의 내구성이 향상되게 된다.
연결부(30)의 최저점은 제 1-1, 2-1 평행부(13,23)보다 접촉면에 더 가깝게 형성되는데, 이는 제 1,2 접촉부(11.12) 사이의 두께를 증가시키기 위한 것으로, 제 1-1, 2-1 경사부(12,22)에서 제 1,2 라운드부(16,26)까지의 면에 작용하는 유체의 압력을 보다 잘 지지할 수 있도록 한다.
제 1-2, 2-2 평행부(15,25)의 길이는 연결부(30) 길이의 반보다 짧고, 또한 제 1-1,2-1 평행부(13,23)은 제 1-2, 2-2 평행부(15,25)의 길이보다 짧다.
본 실시예에서 제 1-1, 2-1 경사부(12,22)와 제 1-1, 2-1 평행부(13,23)과 같이 구성요소가 서로 접하는 부분이 서로 연장되는 부분이 라운드져 있는 경우에는 라운드진 부분의 중간점을 기준으로 양 구성요소의 범위가 구분된다.
또한, 제 1,2 접촉부(11,21)과 제 1-1, 2-1 경사부(12,22)와 같이 연결된 구성요소들은 제 1,2 접촉부(11,21)이 연결부(30)과 연결되는 지점과 대칭되는 위치를 기준으로 양 구성요소의 범위가 구분된다.
제 1-2, 2-2 평행부(15,25)와 제 1,2 라운드부(16,26)은 제1,2 라운드부(16,26)의 접선이 제 1-2, 2-2 평행부(15,25)와 평행하지 않게 되는 위치를 기준으로 범위가 구분될 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 [0033] 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
1 : 임펠러 2 : 터빈 3 : 프론트커버
4 : 피스톤 5 : 스테이터 6 : 록업클러치
11,21 : 제 1.2 접촉부 12,22 : 제 1-1, 2-1 경사부
13,23 : 제 1-1, 2-1 평행부 14,24 : 제 1-2, 2-2 경사부
15,25 : 제 1-2, 2-2 평행부 16,26 : 제 1,2 라운드부
30 : 연결부 100 : 씰

Claims (3)

  1. 토크컨버터용 록업클러치의 피스톤에 설치되는 씰의 접촉단부 구조로서,
    접촉면을 향해 돌출된 선단이 라운드지게 형성되며 서로 이격된 제 1,2 접촉부와;
    상기 제 1,2 접촉부의 일측 사이를 잇는 V자 형상의 연결부와;
    상기 제 1,2 접촉부의 다른 각 측에서 접촉면과 멀어지는 방향으로 경사지게 연장된 제 1-1, 2-1 경사부와;
    상기 제 1-1, 2-1 경사부와 연결되며 접촉면과 나란하며 서로 이격되는 방향으로 연장된 제 1-1, 2-1 평행부와;
    상기 제 1-1,2-1 평행부에서 접촉면과 멀어지는 방향 및 서로 이격되는 방향으로 연장된 제 1-2, 2-2 경사부와;
    상기 제 1-2, 2-2 경사부와 연결되며 접촉면과 나란하며 서로 마주보는 방향으로 연장된 제 1-2, 2-2 평행부와;
    상기 제 1-2, 2-2 평행부와 연결되며 후단부로 이어지는 제 1,2 라운드부로 이루어지며,
    상기 제 1,2 접촉부의 중심으로부터 접촉면에 수직한 방향에 제 1,2 라운드부와 후단부가 연결되는 지점이 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부의 경사면의 기울기가 제 1-1. 1-2 경사부의 기울기보다 완만한 것을 특징으로 하는 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부의 최저점은 제 1-1, 2-1 평행부보다 접촉면에 더 가깝게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조.
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