KR100284230B1 - Torque converter - Google Patents
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Abstract
입력측상의 프론트커버(2)와, 임펠러(3)와, 터빈(4)과, 스테이터(5)와, 피스톤(22)을 구비한 토크컨버터(1)가 제공된다. 임펠러(3)는 프론트커버(2)와 함께 작동유 체임버를 형성한다. 터빈(4)은 작동유 체임버내에서 임펠러(3)와 대향한다. 피스톤(22)은 프론트커버(2)와 터빈(4) 사이의 공간을 제1 유압실(A) 및 제2 유압실(B)로 분리하도록 배설된다. 피스톤(22)은 제1 유압실(A)과 제2 유압실(B) 사이의 압력차에 의해 프론트커버(2)의 방향으로 전후진 운동을 할 수 있다. 피스톤(22)은 프론트커버(2)에 근접한 마찰페이싱(35)을 가지고, 토크를 전달할 수 있도록 터빈(4)과 접속되어 있다. 웨이브스프링(36)은 프론트커버(2)에 반발하여 피스톤을 가압함으로써 토크컨버터(1)의 록업클러치(7)에 맞물린 상태에서 피스톤의 운동속도를 높여준다.The torque converter 1 provided with the front cover 2 on the input side, the impeller 3, the turbine 4, the stator 5, and the piston 22 is provided. The impeller 3 together with the front cover 2 forms a hydraulic fluid chamber. The turbine 4 faces the impeller 3 in the hydraulic fluid chamber. The piston 22 is arranged to separate the space between the front cover 2 and the turbine 4 into the first hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B. The piston 22 can move forward and backward in the direction of the front cover 2 due to the pressure difference between the first hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B. FIG. The piston 22 has a friction facing 35 close to the front cover 2 and is connected to the turbine 4 so as to transmit torque. The wave spring 36 increases the speed of movement of the piston in the state engaged with the lock-up clutch 7 of the torque converter 1 by pressing the piston against the front cover 2.
Description
본 발명은 일반적으로 토크컨버터(torque converter)에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 록업클러치(lock-up clutch)가 내장된 토크컨버터에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to torque converters and, more particularly, to torque converters incorporating a lock-up clutch.
토크컨버터는 통상적으로 엔진의 크랭크샤프트와 자동변속기의 입력축과의 사이에서 토크를 전달하는 유체 커플링기구(fluid coupling mechanism)를 포함한다. 근년에, 연료효율을 개선하기 위해, 몇몇 토크컨버터는 소정의 동작조건에 도달하면 토크컨버터를 록업하여 엔진의 크랭크샤프트로부터의 동력을 자동변속기에 직접전달하고 유체 커플링장치를 우회하도록 하는 록업장치를 포함한다. 결합시에 록업장치는 종종 떨림(shudder) 즉 진동을 유발한다. 또한, 결합되어 있는 동안에, 록업장치는 돌발적인 가속이나 감속에 의한 진동 또는 내연기관과 관련된 상태를 포함하는 다른 진동을 받게 된다. 따라서, 록업메커니즘에는 진동의 완화를 위해 일반적으로 비틀림진동 감쇠장치를 채택한다.The torque converter typically includes a fluid coupling mechanism that transfers torque between the crankshaft of the engine and the input shaft of the automatic transmission. In recent years, in order to improve fuel efficiency, some torque converters lock up the torque converter when certain operating conditions are reached so that power from the engine's crankshaft is transferred directly to the automatic transmission and bypasses the fluid coupling device. It includes. When engaged, the lockup device often causes a shidder or vibration. In addition, while engaged, the lock-up device is subjected to sudden vibrations or accelerations or decelerations or other vibrations, including those associated with internal combustion engines. Therefore, the lockup mechanism generally adopts a torsional vibration damping device to alleviate the vibration.
토크컨버터는 내부 작동유(hydraulic oil) 즉 작동유체에 의해 토크를 전달하는 세가지 형태의 내장된 러너(runner)(임펠러, 터빈, 스테이터)를 구비한다. 임펠러는 동력입력축으로부터 입력되는 토크를 수용하는 프론트커버에 고정방식으로 연결된다. 임펠러셸과 프론트커버에 의해 형성되는 유압실(hydraulic chamber)은 작동유로 채워진다. 터빈은 유압실내에서 프론트커버에 대향하여 배치된다. 임펠러가 회전하면, 작동유는 임펠러에서 터빈으로 흐르고, 이로써 터빈이 회전한다. 결과적으로 토크는 터빈으로부터 변속기의 주(主)구동축으로 전달된다.The torque converter has three types of built-in runners (impellers, turbines, stators) that transmit torque by internal hydraulic oil, ie working fluid. The impeller is fixedly connected to the front cover which receives the torque input from the power input shaft. The hydraulic chamber formed by the impeller shell and the front cover is filled with hydraulic fluid. The turbine is arranged opposite the front cover in the hydraulic chamber. As the impeller rotates, hydraulic fluid flows from the impeller to the turbine, whereby the turbine rotates. As a result, torque is transmitted from the turbine to the main drive shaft of the transmission.
프론트커버와 터빈 사이의 공간에는 록업클러치가 배설(配設)된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 록업클러치는 엔진의 크랭크샤프트와 변속기의 구동축 사이에서 프론트커버와 터빈을 기계적으로 결합함으로써 토크를 직접 전달하는 기구(機構)이다. 록업클러치는 기본적으로 피스톤과 그 피스톤을 터빈의 동력출력측상의 부재에 연결하는 탄성 커플링기구(elastic coupling mechanism)로 이루어진다. 피스톤은 프론트커버와 터빈 사이의 공간을 프론트커버측의 제1 유압실 및 터빈측의 제2 유압실로 분리하도록 배설된다. 그 결과, 피스톤은 제1 유압실과 제2 유압실의 사이의 압력차에 의해 프론트커버 방향으로 전후진하여 움직일 수 있다. 마찰페이싱(friction facing)이 덮고 있는 마찰결합부재는 피스톤에 면한 축방향 표면상에서 프론트커버의 외주부상에 형성된다. 제1 유압실내의 작동유가 배출되고 제2 유압실의 유압이 증가하면, 피스톤은 프론트커버측을 향하여 이동한다. 피스톤의 이러한 운동에 의해 피스톤의 마찰페이싱이 프론트커버의 마찰면을 강하게 누르게 된다.The lockup clutch is disposed in the space between the front cover and the turbine. As mentioned earlier, the lockup clutch is a mechanism that directly transfers torque by mechanically coupling the front cover and turbine between the crankshaft of the engine and the drive shaft of the transmission. The lockup clutch basically consists of a piston and an elastic coupling mechanism that connects the piston to a member on the power output side of the turbine. The piston is arranged to separate the space between the front cover and the turbine into a first hydraulic chamber on the front cover side and a second hydraulic chamber on the turbine side. As a result, the piston can move forward and backward in the front cover direction by the pressure difference between the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber. The friction engagement member covered by the friction facing is formed on the outer circumference of the front cover on the axial surface facing the piston. When the hydraulic oil in the first hydraulic chamber is discharged and the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber increases, the piston moves toward the front cover side. This movement of the piston causes the friction facing of the piston to press strongly on the friction surface of the front cover.
탄성 커플링기구는 록업클러치의 진동을 감쇠시키는 비틀림진동 감쇠기구(dampening mechanism)의 기능을 갖는다. 탄성 커플링기구는, 예를 들면, 피스톤에 고정방식으로 결합된 구동부재, 터빈측에 고정방식으로 결합된 피동부재, 그리고 구동부재와 피동부재 사이에 배설되어 토크 전달을 가능하게 하는 하나 이상의 코일스프링과 같은 탄성부재로 이루어진다.The elastic coupling mechanism has the function of a torsional vibration damping mechanism for damping the vibration of the lockup clutch. The elastic coupling mechanism may include, for example, a drive member fixedly coupled to the piston, a driven member fixedly coupled to the turbine side, and one or more coils disposed between the drive member and the driven member to enable torque transmission. It is made of an elastic member such as a spring.
록업클러치가 체결되면, 제1 유압실내의 작동유는 그 내주측으로부터 배출되어 제2 유압실로 공급된다. 그 결과, 제2 유압실내의 유압(hydraulic pressure)이 제1 유압실내의 유압보다 커진다. 제1 및 제2 유압실 사이의 이러한 압력차에 의해 피스톤은 프론트커버 방향으로 이동하게 된다. 피스톤의 이동중에, 제2 유압실내의 작동유는 때때로 마찰페이싱과 프론트커버의 마찰면 사이의 갭을 통해 제1 유압실 속으로 흐른다. 이 경우에, 제2 유압실내의 유압은 충분한 압력이 되지 못하고 피스톤의 운동속도가 느려진다.When the lockup clutch is engaged, the hydraulic oil in the first hydraulic chamber is discharged from the inner circumferential side and supplied to the second hydraulic chamber. As a result, the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber becomes larger than the hydraulic pressure in the first hydraulic chamber. This pressure difference between the first and second hydraulic chambers causes the piston to move in the front cover direction. During the movement of the piston, the hydraulic fluid in the second hydraulic chamber sometimes flows into the first hydraulic chamber through the gap between the friction facing and the friction surface of the front cover. In this case, the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber does not become sufficient pressure and the movement speed of the piston becomes slow.
이상과 같은 점을 고려할 때, 종래기술에 의한 장치에서의 전술한 문제점을 해소하는 토크컨버터의 필요성이 존재한다. 본 발명은 다른 필요성과 함께 종래기술에서의 이러한 필요성을 제기하고, 당업자에게 그것은 본 명세서로부터 명백해질 것이다.In view of the above, there is a need for a torque converter that solves the above-mentioned problems in the apparatus according to the prior art. The present invention addresses this need in the prior art along with other needs, which will be apparent to those skilled in the art from this specification.
본 발명의 목적은 토크컨버터의 록업클러치에서 클러치가 체결될 때 피스톤의 운동속도를 높이고자 하는 것이다.An object of the present invention is to increase the speed of movement of a piston when a clutch is engaged in a lockup clutch of a torque converter.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 토크컨버터의 부분단면도이고,1 is a partial cross-sectional view of a torque converter according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 도 1에 예시한 토크컨버터의 일부에 대한 확대 부분단면도이고,2 is an enlarged partial sectional view of a part of the torque converter illustrated in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 도 1에 예시한 토크컨버터에 사용된 웨이브스프링의 일부에 대한 부분사시도이다.3 is a partial perspective view of a portion of a wave spring used in the torque converter illustrated in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 토크컨버터는 입력측의 프론트커버, 임펠러, 터빈, 스테이터, 피스톤 및 강압부(urging portion)를 포함한다. 임펠러는 프론트커버와 연결되고, 그 양자는 유압실을 형성한다. 터빈은 유압실내의 임펠러와 반대측에 있다. 스테이터는 임펠러와 터빈의 사이에 배설된다. 피스톤은 프론트커버와 터빈 사이의 공간을 프론트커버상의 제1 유압실 및 터빈측의 제2 유압실로 분리하도록 배설된다. 피스톤은 제1 및 제2 유압실 사이의 압력차에 따라 프론트커버에 대한 전후진 운동을 할 수 있고, 프론트커버에 근접한 마찰접속부를 구비한다. 피스톤은 토크를 전달할 수 있도록 터빈과 연결된다. 강압부는 피스톤을 프론트커버의 방향으로 가압한다.The torque converter of the present invention includes a front cover, an impeller, a turbine, a stator, a piston, and a urging portion on the input side. The impeller is connected to the front cover, both of which form a hydraulic chamber. The turbine is on the opposite side to the impeller in the hydraulic chamber. The stator is disposed between the impeller and the turbine. The piston is arranged to separate the space between the front cover and the turbine into a first hydraulic chamber on the front cover and a second hydraulic chamber on the turbine side. The piston can move forward and backward with respect to the front cover according to the pressure difference between the first and second hydraulic chambers, and has a frictional connection close to the front cover. The piston is connected to the turbine to transmit torque. The depression part presses the piston in the direction of the front cover.
본 발명에 의한 토크컨버터에 있어서, 상기 강압부가 피스톤을 프론트커버의 방향으로 가압하므로, 마찰페이싱은 신속하게 프론트커버에 접하게 되고 작동유체의 흐름을 차단한다. 그 결과, 클러치가 체결된 상태에서 피스톤의 운동속도가 빠르다.In the torque converter according to the present invention, since the step-down portion presses the piston in the direction of the front cover, the friction facing quickly contacts the front cover and blocks the flow of the working fluid. As a result, the speed of movement of the piston is high with the clutch engaged.
본 발명에 의한 토크컨버터에 있어서, 상기한 강압부는 피스톤과 터빈측상의 영역 사이에 배설되고, 피스톤의 마찰접속부가 프론트커버에 접하고 있는 상태에서, 피스톤과 상기한 영역 사이에서 탄성적으로 가압된다.In the torque converter according to the present invention, the step-down portion is disposed between the piston and the region on the turbine side, and is elastically pressed between the piston and the region in a state where the frictional connecting portion of the piston is in contact with the front cover.
본 발명에 의한 토크컨버터에 있어서, 피스톤의 마찰접속부가 프론트커버에 접하고 있는 상태에서, 강압부가 피스톤과 상기한 영역 사이에서 탄성적으로 눌리게 됨으로써 피스톤을 가압하게 된다. 따라서, 피스톤은 마찰접속부 주위가 양호하게 밀봉되어 피스톤이 클러치에 체결된 상태에서 작동유체가 제2 유압실로부터 제1 유압실로 흘러 들어가는 일이 거의 일어나지 않는다. 그 결과, 제2 유압실의 유압은 저하되지 않고 피스톤은 프론트커버 방향으로 빠르게 이동한다.In the torque converter according to the present invention, in the state where the frictional connecting portion of the piston is in contact with the front cover, the pressure-reducing portion is elastically pressed between the piston and the above-mentioned region to pressurize the piston. Therefore, the piston is well sealed around the frictional connection, so that the working fluid hardly flows from the second hydraulic chamber into the first hydraulic chamber while the piston is engaged with the clutch. As a result, the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber is not lowered and the piston moves quickly in the front cover direction.
본 발명에 따른 토크컨버터에서, 피스톤을 가압하는 강압부의 부하(負荷)는 제1 및 제2 유압실의 차압(differential pressure)이 피스톤에 가해져서 프론트커버에서 이탈하게 하는 최대부하보다 크게 설정된다.In the torque converter according to the present invention, the load of the pressure-reducing section for pressing the piston is set to be greater than the maximum load that causes differential pressure of the first and second hydraulic chambers to be applied to the piston and to be detached from the front cover.
본 발명에 따른 토크컨버터에서, 피스톤의 마찰접속부는 항상 프론트커버측을 접촉하고 있다. 록업클러치를 해제하는 동안, 단지 적은 양의 토크만 프론트커버에서 피스톤으로 전달된다. 클러치를 접속할 때, 차압이 프론트커버를 이탈하도록 하는 방향으로 피스톤에 가하는 부하는 감소하게 되고, 피스톤의 마찰접속부를 프론트커버에 대하여 가압하는 압력은 증가한다. 따라서 피스톤의 마찰접속부를 거쳐 전달되는 토크는 증가한다. 피스톤의 마찰접속부는 항상 프론트커버에 접촉하고 있으므로, 작동유체는 제2 유압실로부터 제1 유압실로 거의 흘러 들어가지 않는다. 그 결과, 제2 유압실의 유압은 저하되지 않고 피스톤의 운동속도는 빠르다.In the torque converter according to the present invention, the frictional connecting portion of the piston is always in contact with the front cover side. While releasing the lockup clutch, only a small amount of torque is transmitted from the front cover to the piston. When the clutch is connected, the load on the piston in the direction in which the differential pressure leaves the front cover is reduced, and the pressure for pressing the frictional connection portion of the piston against the front cover is increased. Thus, the torque transmitted through the frictional connection of the piston increases. Since the frictional connection of the piston is always in contact with the front cover, the working fluid hardly flows from the second hydraulic chamber into the first hydraulic chamber. As a result, the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber is not lowered and the movement speed of the piston is high.
본 발명에 따른 토크컨버터에서, 강압부는 웨이브스프링(wave spring)을 포함한다. 웨이브스프링은 매끄러운 곡면을 이루는 접촉면을 가지므로, 그를 접하는 다른 부분은 거의 마모되지 않는다.In the torque converter according to the invention, the step-down portion comprises a wave spring (wave spring). The wave springs have a smooth curved contact surface, so that the other parts of the wave springs wear hardly.
본 발명의 다른 목적, 장점 및 현저한 특징등은 첨부한 도면과 함께 후속하는 상세한 설명에서 개시하는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 당업자에게는 명백해질 것이다.Other objects, advantages and salient features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the preferred embodiments of the present invention disclosed in the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터(1)가 도시된다. 토크컨버터(1)는 특히 자동차에 유용하다. 특히, 토크컨버터(1)는 크랭크샤프트(도시되지 않음) 및 변속기(도시되지 않음)의 주구동축(쇄선으로 도시됨)으로부터 토크를 전달하는 메커니즘이다. 도 1에서 볼 때 엔진은 토크컨버터(1)의 왼쪽에 위치하고, 변속기는 토크컨버터(1)의 오른쪽에 위치한다. 도 1의 중앙선 O-O는 토크컨버터(1)의 회전축을 나타낸다.Referring first to Figure 1, a torque converter 1 according to an embodiment of the present invention is shown. The torque converter 1 is particularly useful for automobiles. In particular, the torque converter 1 is a mechanism for transmitting torque from the crankshaft (not shown) and the main drive shaft (not shown) of the transmission (not shown). 1, the engine is located on the left side of the torque converter 1, and the transmission is located on the right side of the torque converter 1. The center line O-O of FIG. 1 shows the rotation axis of the torque converter 1.
도 1에 나타낸 바와 같이, 토크컨버터(1)는 기본적으로 입력측상에는 프론트커버(2)와, 컨버터본체와, 록업클러치(7)로 이루어진다. 컨버터본체는 기본적으로 세 개의 주요 터빈요소, 즉 임펠러(3), 터빈(4), 스테이터(5) 및 피스톤(22)를 포함한다.As shown in Fig. 1, the torque converter 1 basically consists of a front cover 2, a converter body, and a lockup clutch 7 on the input side. The converter body basically comprises three main turbine elements: an impeller 3, a turbine 4, a stator 5 and a piston 22.
임펠러(3)는 프론트커버(2)와 함께 유압유체실을 형성한다. 터빈(4)은 그 유압유체실내의 임펠러(3)와 대향한다. 스테이터(5)는 임펠러(3)와 터빈(4) 사이에 배설된다. 피스톤(22)은 프론트커버(2)와 터빈(4) 사이의 공간을 제2 유압실(A)와 제2 유압실(B)로 분할하도록 배설된다. 피스톤(22)은 제1 및 제2 유압실(A) 및 (B) 사이의 차압에 따라 프론트커버(2) 방향으로 전후진운동을 할 수 있다.The impeller 3 together with the front cover 2 forms a hydraulic fluid chamber. The turbine 4 opposes the impeller 3 in its hydraulic fluid chamber. The stator 5 is disposed between the impeller 3 and the turbine 4. The piston 22 is arranged to divide the space between the front cover 2 and the turbine 4 into the second hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B. The piston 22 may move forward and backward in the direction of the front cover 2 in accordance with the differential pressure between the first and second hydraulic chambers (A) and (B).
토크컨버터(1)는 프론트커버(2)와 임펠러셸(9)로써 유압실을 형성한다. 특히, 임펠러셸(9)은 프론트커버(2)의 외측 돌출부(projection)(8)에 고정방식으로 결합된다. 프론트커버(2)는, 도시되지 않은 엔진의 구조용 구성부품에 장착되어 엔진으로부터의 토크가 프론트커버(2)로 전달되도록 할 수 있다. 복수의 임펠러 날개(10)는 임펠러셸(9)의 내부에 고정방식으로 결합된다. 임펠러(3)는 임펠러셸(9)과 임펠러플레이트(10)로 구성된다. 터빈(4)은 유압실내 임펠러(3)에 대향하는 위치에 배설된다. 터빈(4)은 터빈셸(11)과 복수의 터빈 날개(12)로 조립된다. 터빈 날개(12)는 터빈셸(11)의 표면에 고정방식으로 결합된다. 터빈셸(11)의 내주부는 리벳(14)에 의해 터빈허브(13)의 플랜지(15)에 고정방식으로 결합된다. 터빈허브(13)는 변속기의 주구동축(쇄선으로 도시됨)을 허브의 내측에서 결합하기 위한 용도를 가진 복수의 스플라인 홈(20)을 갖춘 구멍(bore)을 그 중앙에 구비한다.The torque converter 1 forms a hydraulic chamber by the front cover 2 and the impeller shell 9. In particular, the impeller shell 9 is fixedly coupled to the outer projection 8 of the front cover 2. The front cover 2 may be mounted to structural components of the engine, not shown, so that torque from the engine is transmitted to the front cover 2. The plurality of impeller blades 10 are coupled in a fixed manner inside the impeller shell 9. The impeller 3 is composed of an impeller shell 9 and an impeller plate 10. The turbine 4 is arranged at a position opposite to the impeller 3 in the hydraulic chamber. The turbine 4 is assembled with a turbine shell 11 and a plurality of turbine blades 12. The turbine blades 12 are fixedly coupled to the surface of the turbine shell 11. The inner circumference of the turbine shell 11 is fixedly coupled to the flange 15 of the turbine hub 13 by rivets 14. The turbine hub 13 has a bore at its center with a plurality of spline grooves 20 for the purpose of engaging the main drive shaft of the transmission (shown in broken lines) inside the hub.
스테이터(5)는 임펠러(3)의 방사상 내측과 터빈(4)의 내부 사이에 배설된다. 스테이터(5)는 터빈(4)으로부터 임펠러(3)로 복귀하는 작동유체의 방향을 제어하여 토크비율을 조정한다. 스테이터(5)는 일방향 클러치(6)에 의해 변속기로부터 연장하는, 도시되지 않은 고정축상에 지지된다.The stator 5 is disposed between the radial inside of the impeller 3 and the inside of the turbine 4. The stator 5 adjusts the torque ratio by controlling the direction of the working fluid returning from the turbine 4 to the impeller 3. The stator 5 is supported on a fixed shaft, not shown, which extends from the transmission by the one-way clutch 6.
록업클러치(7)는 프론트커버(2)와 터빈(4) 사이의 공간에 배설된다. 록업클러치(7)는 프론트커버(2)를 터빈(4)에 기계적으로 결합하는 구조이다. 록업클러치(7)는 기본적으로 피스톤(22)와, 피스톤(22)을 터빈(4)에 탄성적으로 결합하는 탄성 커플링기구를 포함한다.The lockup clutch 7 is disposed in the space between the front cover 2 and the turbine 4. The lockup clutch 7 is a structure that mechanically couples the front cover 2 to the turbine 4. The lockup clutch 7 basically comprises a piston 22 and an elastic coupling mechanism for elastically coupling the piston 22 to the turbine 4.
피스톤(22)은 토크컨버터(1)의 유압실내에 배설되어 프론트커버(2)와 터빈셸(11) 사이의 공간을 프론트커버(2)측상의 제1 유압실(A) 및 터빈(4)측상의 제2 유압실(B)로 분할하는 디스크형 부재이다. 피스톤(22)은 바람직하게 금속박판으로 구성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 피스톤(22)은 내측관형부 즉 원통형부(23)와 외측관형부 즉 원통형부(24)를 구비한다. 피스톤(22)의 내측관형부(23)는 그의 내주부에서 토크컨버터의 변속기측을 향하여 연장한다.The piston 22 is disposed in the hydraulic chamber of the torque converter 1 so that the space between the front cover 2 and the turbine shell 11 is spaced between the first hydraulic chamber A and the turbine 4 on the front cover 2 side. It is a disk-shaped member divided into the 2nd hydraulic chamber B on a side. The piston 22 is preferably composed of a metal sheet. As shown in FIG. 1, the piston 22 has an inner tubular portion, that is, a cylindrical portion 23, and an outer tubular portion, that is, a cylindrical portion 24. The inner tubular portion 23 of the piston 22 extends from its inner circumference toward the transmission side of the torque converter.
도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤(22)의 내측관형부(23)는 터빈허브(13)의 플랜지(15)의 외측면상에서 축방향 및 원주방향으로 상대적 운동을 할 수 있도록 지지된다. 특히, 피스톤(22)의 관형부(23)는, 상대적으로 축방향 및 원주방향으로 운동할 수 있도록, 원통형부(16)의 외측원주면(19)상에 이동가능하게 지지된다. 상기 원통형부(16)는 터빈허브(13)의 플랜지(15)의 최외측 원주면에 형성된다. 즉, 피스톤(22)의 내측관형부(23)의 내측원주면(25)은 원통형부(16)의 외측원주면(19)에 접한다. 환상채널(17)이 상기 원통형부(16)의 외측원주면(19)의 축방향 중간위치에 형성된다.As shown in FIG. 2, the inner tubular portion 23 of the piston 22 is supported to allow relative movement in the axial and circumferential directions on the outer surface of the flange 15 of the turbine hub 13. In particular, the tubular portion 23 of the piston 22 is movably supported on the outer circumferential surface 19 of the cylindrical portion 16 so that it can move relatively in the axial and circumferential directions. The cylindrical portion 16 is formed on the outermost circumferential surface of the flange 15 of the turbine hub 13. That is, the inner circumferential surface 25 of the inner tubular portion 23 of the piston 22 is in contact with the outer circumferential surface 19 of the cylindrical portion 16. An annular channel 17 is formed at an intermediate position in the axial direction of the outer circumferential surface 19 of the cylindrical portion 16.
피스톤(22)의 내측관형부(23)와 터빈허브(13)의 플랜지(15) 사이에는 밀봉링(seal ring)(18)이 배설된다. 특히, 상기 밀봉링은 터빈허브(13)의 플랜지(15)의 외측면상에 형성된 홈 즉 채널(17)내에 위치하여 제1 유압실(A) 및 제2 유압실(B)의 내측원주부를 밀봉한다. 다시 말하면, 밀봉링(18)은 피스톤(22)의 내측관형부(23)의 내측원주면(25)에 접하고 있다. 따라서 밀봉링(18)은 제1 유압실(A) 및 제2 유압실(B)의 내측원주부를 밀봉한다.A seal ring 18 is disposed between the inner tubular portion 23 of the piston 22 and the flange 15 of the turbine hub 13. In particular, the sealing ring is located in a groove formed on the outer surface of the flange 15 of the turbine hub 13, that is, the channel 17, so that the inner circumferences of the first hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B are located. Seal. In other words, the sealing ring 18 is in contact with the inner circumferential surface 25 of the inner tubular portion 23 of the piston 22. Therefore, the sealing ring 18 seals the inner circumferences of the first hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B.
피스톤(22)의 외측원주부에는, 피스톤(22)의 외측관형부(24)가 형성된다. 피스톤(22)의 외측관형부(24)는 토크컨버터(1)의 변속기측을 향하여 축방향으로 연장한다. 엔진측상의 피스톤(22)의 외측원주부는 환상의 마찰페이싱(35)(마찰접속부)로 덮여 있다. 마찰페이싱(35)은 프론트커버(2)의 외측원주부에 형성되는 환상의 평탄한 마찰면에 대향하고 있다. 마찰페이싱(35)과 프론트커버(2)의 마찰면 사이의 접속에 의해 제1 유압실(A) 및 제2 유압실(B)의 외측원주부가 밀봉된다.An outer tubular portion 24 of the piston 22 is formed in the outer circumferential portion of the piston 22. The outer tubular portion 24 of the piston 22 extends in the axial direction toward the transmission side of the torque converter 1. The outer circumferential portion of the piston 22 on the engine side is covered with an annular friction facing 35 (friction connection portion). The friction facing 35 opposes the annular flat friction surface formed on the outer circumferential portion of the front cover 2. The outer circumferential portions of the first hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B are sealed by the connection between the friction facing 35 and the friction surface of the front cover 2.
탄성커플링기구(40)는 피스톤(22)과 터빈(4) 사이에 배설된다. 더 구체적으로, 탄성커플링기구(40)는 피스톤(22)의 외주부와 터빈셸(11)의 외주부 사이에 배설된다. 탄성커플링기구(40)는 기본적으로 구동부재의 일부인 리테이닝판(retaining plate)(27), 피동부재의 일부인 피동판(driven plate)(33) 및 상기 판 (27) 및 (33) 사이에 배설되는 복수의 코일스프링(32)를 포함한다. 리테이닝판(27)은 피스톤(22)의 외주부의 변속기측상에 배설되는 환상판부재이다. 구체적으로, 리테이닝판(27)은 외측관형부(24)의 내주부상에 배설된다. 리테이닝판(27)의 내측은 복수의 리벳(도시되지 않음)에 의해 피스톤(22)에 고정방식으로 결합된다. 리테이닝판(27)은 코일스프링(32)을 지지할 뿐 아니라 코일스프링(32)의 양단을 원주방향으로 맞물림으로써 토크를 전달한다. 리테이닝판(27)은 홀더 즉 지지부(28, 29)를 구비하고, 그 각각의 지지부는 코일스프링(32)이 원주방향으로 배열되도록 복수의 코일스프링(32)의 방사상 외측원주측 및 내측원주측을 지지한다. 상기 홀더(29)는 코일스프링(32)의 내측원주상에서 리테이닝판(27)의 일부를 절결한 후 디스크형부를 리테이닝판(27)의 평면으로부터 절곡하여 축방향으로 연장함으로써 형성된다.The elastic coupling mechanism 40 is disposed between the piston 22 and the turbine 4. More specifically, the elastic coupling mechanism 40 is disposed between the outer circumference of the piston 22 and the outer circumference of the turbine shell 11. The elastic coupling mechanism 40 is basically a retaining plate 27 that is part of the drive member, a driven plate 33 that is part of the driven member and between the plates 27 and 33. It comprises a plurality of coil springs 32 to be excreted. The retaining plate 27 is an annular plate member disposed on the transmission side of the outer circumferential portion of the piston 22. Specifically, the retaining plate 27 is disposed on the inner circumferential portion of the outer tubular portion 24. The inside of the retaining plate 27 is fixedly coupled to the piston 22 by a plurality of rivets (not shown). The retaining plate 27 not only supports the coil spring 32 but also transmits torque by engaging both ends of the coil spring 32 in the circumferential direction. The retaining plate 27 has a holder, that is, support portions 28 and 29, each of which supports radially outer circumferential sides and inner circumferences of the plurality of coil springs 32 so that the coil springs 32 are arranged in the circumferential direction. Support the side. The holder 29 is formed by cutting a part of the retaining plate 27 on the inner circumference of the coil spring 32 and then bending the disc-shaped portion from the plane of the retaining plate 27 to extend in the axial direction.
또한, 리테이닝판(27)은 각 코일스프링(32)의 양단을 원주방향으로 지지하는 커플링부재(30, 31)를 가진다. 그 커플링부재(30, 31)는 코일스프링(32)의 단부에서 상기 리테이닝판(27)의 일부를 절결한 후 디스크형부를 리테이닝판(27)의 평면 으로부터 절곡하여 축방향으로 연장함으로써 형성된다.In addition, the retaining plate 27 has coupling members 30 and 31 which support both ends of each coil spring 32 in the circumferential direction. The coupling members 30 and 31 cut off a portion of the retaining plate 27 at the end of the coil spring 32 and then bend the disc-shaped portion from the plane of the retaining plate 27 to extend in the axial direction. Is formed.
피동판(33)은 환상의 판으로서, 터빈셸(11)의 외측면에 고정방식으로 결합된다. 피동판(33)은 토크컨버터(1)의 엔진측으로 축방향으로 연장하는 복수의 클로(claw)(34)를 구비한다. 상기 클로(34)는 피동판(33)상에서 원주방향으로 서로 이격하여 배설된다. 클로(34)는 각 코일스프링(32)의 양단을 원주방향으로 결합한다. 따라서, 토크는 리테이닝판(27)으로부터 코일스프링(32)을 통하여 피동판(33)으로 전달된다.The driven plate 33 is an annular plate and is fixedly coupled to the outer surface of the turbine shell 11. The driven plate 33 has a plurality of claws 34 extending axially to the engine side of the torque converter 1. The claws 34 are disposed spaced apart from each other in the circumferential direction on the driven plate 33. Claw 34 couples both ends of each coil spring 32 in the circumferential direction. Accordingly, torque is transmitted from the retaining plate 27 to the driven plate 33 through the coil spring 32.
도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이브스프링(36)(강압부)이 내측관형부(23)의 축방향 말단면(26)과 터빈셸(11)의 내측 축방향표면 사이에서 축방향으로 배설된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이브스프링(36)은 환상부재로서, 소정의 축방향 폭을 갖는 플레이트 또는 링(ring)이다.As shown in FIG. 2, the wave spring 36 (reduction section) is disposed axially between the axial end surface 26 of the inner tubular portion 23 and the inner axial surface of the turbine shell 11. As shown in Fig. 3, the wave spring 36 is an annular member, which is a plate or a ring having a predetermined axial width.
구체적으로, 웨이브스프링(36)은 원주방향으로 웨이브(wave)를 가지도록 하나 이상의 축방향으로 확장하는 돌출부를 가져서, 축방향으로 압축될 수 있다. 웨이브스프링(36)의 크기는 피스톤(22)의 마찰페이싱(35)이 프론트커버(2)에 접할 때에도 축방향으로 압축될 수 있도록 설정된다. 환언하면, 웨이브스프링(36)은 록업클러치(7)가 프론트커버(2)를 피스톤(22)에 기계적으로 접속하도록 결합되거나 작동유체에 의해 토크를 전달하기 위해 결합을 풀거나 할 때 피스톤(22)에 대하여 축방향의 힘을 가한다.Specifically, the wave springs 36 may have one or more axially extending protrusions to have waves in the circumferential direction and may be compressed in the axial direction. The size of the wave spring 36 is set such that the friction facing 35 of the piston 22 can be compressed in the axial direction even when it is in contact with the front cover 2. In other words, the wave spring 36 engages the piston 22 when the lock-up clutch 7 is engaged to mechanically connect the front cover 2 to the piston 22 or when the lockup clutch 7 releases the engagement to transfer torque by the working fluid. Apply an axial force to the
이하에서 토크컨버터(1)의 작동을 설명한다. 토크가 엔진으로부터 프론트커버(2)로 전달될 때, 임펠러(3)는 프론트커버(2)와 함께 회전한다. 그 결과, 작동유체는 임펠러(3)에서 터빈(4)으로 흐르고, 그 작용으로 인해 터빈(4)을 회전시킨다. 터빈(4)의 토크는 주구동축(도 1의 쇄선으로 표시됨)으로 전달된다. 따라서, 토크가 작동유체를 거쳐 전달되고 있을 때(즉, 록업클러치(7)가 풀렸을 때), 피스톤(22)의 마찰페이싱(35)은 프론트커버(2)의 마찰면을 접촉한다. 이는 웨이브스프링(36)에 의해 피스톤(22)으로 가해지는 부하 즉 힘은 프론트커버를 이탈하는 방향(도 1에서 볼 때 오른쪽방향)으로 피스톤(22)을 가압하기 위한 작동유체의 최대부하보다 크다는 것을 의미한다. 이 작동유체의 최대부하는 제1 유압실(A) 및 제2 유압실(B) 사이의 차압이 최대에 달할 때 얻어진다. 마찰페이싱(35)은 프론트커버(2)에 접하므로, 적은 양의 토크가 항상 프론트커버(2)와 피스톤(22) 사이에서 이완 위치에서 록업클러치(7)를 통해 전달된다.The operation of the torque converter 1 will be described below. When torque is transmitted from the engine to the front cover 2, the impeller 3 rotates with the front cover 2. As a result, the working fluid flows from the impeller 3 to the turbine 4 and rotates the turbine 4 due to its action. The torque of the turbine 4 is transmitted to the main drive shaft (indicated by the broken line in FIG. 1). Therefore, when torque is being transmitted through the working fluid (ie, when the lockup clutch 7 is released), the friction facing 35 of the piston 22 contacts the friction surface of the front cover 2. This indicates that the load exerted on the piston 22 by the wave spring 36, i.e., the force, is greater than the maximum load of the working fluid for pressurizing the piston 22 in the direction away from the front cover (right direction in FIG. 1). Means that. The maximum load of this working fluid is obtained when the pressure difference between the first hydraulic chamber A and the second hydraulic chamber B reaches a maximum. Since the friction facing 35 abuts the front cover 2, a small amount of torque is always transmitted through the lock-up clutch 7 in a relaxed position between the front cover 2 and the piston 22.
록업클러치(7)를 맞물린 상태에서, 제1 유압실(A)의 작동유체는 그의 내측원주부를 통해 배출되어 제2 유압실(B)로 공급된다. 그 결과 제1 유압실(A)의 유압이 감소하고, 반대로 제2 유압실(B)의 유압은 증가한다. 이 때, 제2 유압실(B)의 작동유체는 마찰페이싱(35)이 프론트커버(2)의 마찰면에 접하기 때문에 제1 유압실(A)로 흐르지 않게 억제된다. 다시 말하면, 제2 유압실(B)의 유압은 거의 감소하지 않는다. 그 결과, 프론트커버(2)측을 향하는 피스톤(22)의 운동속도가 빠르다. 피스톤(22)이 프론트커버(2)에 접근하는 동안, 록업클러치(7)를 통하여 전달되는 토크의 양이 커진다. 즉, 토크컨버터(1)의 전체 토크전달 중에 유체토크의 전달에 비하여 기계적 토크전달의 비율이 점점 커진다. 본 실시예에서, 기계적 토크전달의 비율이 100%일 때, 록업클러치(7)가 프론트커버(2)를 피스톤(22)에 완벽히 결합한다고 추정된다.In the state where the lockup clutch 7 is engaged, the working fluid of the first hydraulic chamber A is discharged through its inner circumferential portion and supplied to the second hydraulic chamber B. As a result, the oil pressure of the first oil pressure chamber A decreases, while the oil pressure of the second oil pressure chamber B increases. At this time, the working fluid of the second hydraulic chamber B is suppressed from flowing into the first hydraulic chamber A because the friction facing 35 is in contact with the friction surface of the front cover 2. In other words, the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber B hardly decreases. As a result, the movement speed of the piston 22 toward the front cover 2 side is high. While the piston 22 approaches the front cover 2, the amount of torque transmitted through the lockup clutch 7 increases. That is, the ratio of the mechanical torque transmission becomes larger than the transmission of the fluid torque during the total torque transmission of the torque converter 1. In this embodiment, when the ratio of the mechanical torque transmission is 100%, it is assumed that the lockup clutch 7 completely couples the front cover 2 to the piston 22.
정상적인 이동중에(록업클러치가 풀림), 종래기술에 의한 장치의 피스톤(22)의 마찰페이싱(35)은 프론트커버(2)로부터 약간 떨어져 배치될 수 있다. 그 경우에, 웨이브스프링(36)에 의해 피스톤(22)의 운동속도가 빠르기 때문에 마찰페이싱(35)이 신속하게 프론트커버(2)의 마찰면을 접한다.During normal movement (lockup clutch released), the friction facing 35 of the piston 22 of the device according to the prior art can be arranged slightly away from the front cover 2. In that case, since the movement speed of the piston 22 is high by the wave spring 36, the friction facing 35 quickly contacts the friction surface of the front cover 2.
종래기술의 록업클러치를 접속하고 있는 동안, 때때로 프론트커버(2) 또는 피스톤(22)의 회전중에 차압이 발생하는 일이 일어나서 작동유체의 흐름을 차단하는 경우가 있다. 이 경우에, 피스톤(22)은 프론트커버(2) 방향으로 운동하지 못하게 된다. 그러나, 이 적용에서 웨이브스프링(36)이 피스톤(22)을 가압하므로, 록업클러치(7)가 그러한 상황에서도 확실히 접속된다.While the lock-up clutch of the prior art is connected, sometimes a differential pressure occurs during rotation of the front cover 2 or the piston 22, which sometimes blocks the flow of the working fluid. In this case, the piston 22 does not move in the direction of the front cover 2. However, in this application the wave spring 36 presses the piston 22, so that the lockup clutch 7 is securely connected even in such a situation.
웨이브스프링(36)이 곡면의 매끄러운 접촉면을 갖고 있으므로, 피스톤(22)의 내측관형부(23) 및 터빈셸(11)에 접하는 영역이 크다. 그 결과, 웨이브스프링(36)은 피스톤(22)의 표면이나 터빈셸(11)의 표면을 손상시키지 않는다.Since the wave spring 36 has a smooth smooth contact surface, the area in contact with the inner tubular portion 23 and the turbine shell 11 of the piston 22 is large. As a result, the wave spring 36 does not damage the surface of the piston 22 or the surface of the turbine shell 11.
웨이브스프링(36)을 사용하는 대신에, 다른 종류의 스프링 또는 탄성부를 사용할 수 있다. 웨이브스프링(36)의 배설위치는 앞에서 설명한 실시예의 위치에 한정되지 않는다. 또한, 웨이브스프링(36)을 지지하는 부분이 터빈(4)내에 포함되는 터빈셸(11) 및 터빈허브(13)에 한정되지 않는다.Instead of using the wave spring 36, other types of springs or elastics can be used. The excretion position of the wave spring 36 is not limited to the position of the embodiment described above. In addition, the part which supports the wave spring 36 is not limited to the turbine shell 11 and the turbine hub 13 contained in the turbine 4.
본 발명에 따른 토크컨버터(1)에서, 강압부 또는 웨이브스프링(36)은 프론트커버(2)에 대해 피스톤(22)을 가압한다. 따라서, 마찰페이싱(35)은 항상 프론트커버(2)에 접하고 있어서, 작동유체의 흐름에 장애를 초래한다. 그 결과, 록업클러치(7)가 맞물린 상태에서 피스톤(22)의 운동속도가 빠르다.In the torque converter 1 according to the invention, the step down portion or the wave spring 36 presses the piston 22 against the front cover 2. Therefore, the friction facing 35 is always in contact with the front cover 2, which causes a disturbance in the flow of the working fluid. As a result, the movement speed of the piston 22 is high in the state where the lockup clutch 7 is engaged.
본 발명의 설명을 위해 하나의 실시형태만 선택되었으나, 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명의 정신과 범위로부터 일탈하지 않고 본 발명의 다양한 상세사항에 대한 변경이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 실시예에 대한 상기한 설명은 예증의 목적으로만 제시되었으며, 첨부되는 특허청구범위 및 그 동등물에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.While only one embodiment has been chosen for the purpose of illustrating the invention, it is apparent to those skilled in the art that modifications may be made to the various details of the invention without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, the foregoing description of the embodiments according to the present invention has been presented for purposes of illustration only, and is not intended to limit the present invention as defined by the appended claims and their equivalents.
본 발명에 따른 토크컨버터는 록업클러치가 맞물리는 데 있어서 피스톤의 운동속도를 빠르게 할 수 있다.The torque converter according to the present invention can speed up the movement of the piston in engaging the lock-up clutch.
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