KR101326821B1 - 자동차의 토크 컨버터 - Google Patents

Abstract

자동차의 토크 컨버터가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차의 토크 컨버터는 엔진의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버; 상기 프론트 커버에 연결되어 함께 회전하는 펌프 임펠러; 상기 펌프 임펠러와 마주하여 배치되는 터빈 런너; 상기 펌프 임펠러와 터빈 런너 사이에 위치하여 터빈 런너로부터 토출되는 유체의 흐름을 바꾸어 펌프 임펠러 측으로 전달하는 스테이터; 상기 터빈 런너와 연결되어 출력이 이루어지는 변속기 입력축; 직결수단인 록업 클러치를 포함하되, 상기 터빈 런너와 변속기 입력축 사이에 터빈 런너 댐퍼부를 구성하고, 상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버와 상기 변속기 입력축 사이에 구성된다.

Description

자동차의 토크 컨버터{TORQUE CONVERTER FOR VEHICLES}

본 발명은 자동차의 자동 변속기에 적용되는 토크 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 록업 클러치의 작동 시, 구동계의 비틀림 공진을 저감시키고, 터빈 런너 내의 유체 댐핑 효과를 이용하여 진동을 저감시킬 수 있도록 한 자동차의 토크 컨버터에 관한 것이다.

자동차의 자동 변속기에 적용되는 토크 컨버터는 펌프 임펠러, 터빈 런너, 스테이터('리엑터' 라고도 함)를 구비하여 이루어진다.

상기 펌프 임펠러는 엔진의 구동력을 전달받아 회전하면서 중심의 유체를 펌핑하여 동력으로 바꾸어 준다.

상기 터빈 런너는 상기 펌프 임펠러에서 토출되는 유체에 의해 회전하면서 그 에너지를 자동 변속기의 입력축으로 전달한다.

상기 스테이터는 상기 펌프 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 상기 펌프 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시킨다.

상기 토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 자동 변속기의 입력축 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치를 갖추고 있다.

상기 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 런너 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈 런너로 전달되도록 한다.

이러한 점을 고려하여 일반적인 토크 컨버터의 구성을 도 1을 통하여 설명한다.

도 1은 종래 일반적인 토크 컨버터의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 토크 컨버터(2)는 엔진 측의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버(4)와, 상기 프론트 커버(4)에 연결되어 함께 회전하는 펌프 임펠러(6)가 구성된다.

또한, 상기 펌프 임펠러(6)와 마주하는 터빈 런너(8), 상기 펌프 임펠러(6)와 터빈 런너(8) 사이에 위치하여 터빈 런너(8)로부터 토출되는 유체의 흐름을 바꾸어 펌프 임펠러(6)측으로 전달하는 스테이터(10)를 포함한다.

상기에서 펌프 임펠러(6)측으로 유체의 흐름을 전달하는 스테이터(10)는 프론트 커버(4)와 동일한 회전 중심을 가지며, 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 록업 클러치(12)는 프론트 커버(4)와 터빈 런너(8) 사이에 배치된다.

그리고 록업 클러치(12)에는 비틀림 진동을 흡수할 수 있는 댐퍼(14)가 배치된다.

이에 따라 록업 클러치(12)가 작동하지 않을 때에는 펌프 임펠러(6)와 터빈 런너(8)에 의한 유체 토크 전달이 이루어진다.

그리고 록업 클러치(12)가 작동할 때에는 도 1의 점선 화살표에서와 같이, 엔진의 회전 동력이 록업 클러치(12)를 통해 직접 터빈 런너(8)로 전달되며, 상기 터빈 런너(8)의 회전 동력은 변속기 입력축(16)을 통해 자동 변속기로 입력된다.

그러나 상기와 같은 종래 토크 컨버터는 록업 클러치의 작동 시, 발생되는 구동계 비틀림 공진을 상기 댐퍼(14)에 의해서만 감쇠시킬 수 있도록 구성되어 있는 바, 비틀림 진동을 억제하는데 한계가 있다.

본 발명의 실시 예는 록업 클러치의 작동 시, 구동계의 비틀림 공진을 저감시키고, 터빈 런너 내의 유체 댐핑 효과를 이용하여 진동을 저감시킬 수 있도록 한 자동차의 토크 컨버터를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버; 상기 프론트 커버에 연결되어 함께 회전하는 펌프 임펠러; 상기 펌프 임펠러와 마주하여 배치되는 터빈 런너; 상기 펌프 임펠러와 터빈 런너 사이에 위치하여 터빈 런너로부터 토출되는 유체의 흐름을 바꾸어 펌프 임펠러 측으로 전달하는 스테이터; 상기 터빈 런너와 연결되어 출력이 이루어지는 변속기 입력축; 직결수단인 록업 클러치를 포함하되, 상기 터빈 런너와 변속기 입력축 사이에 터빈 런너 댐퍼부를 구성하고, 상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버와 상기 변속기 입력축 사이에 구성되는 자동차의 토크 컨버터를 제공할 수 있다.

또한, 상기 터빈 런너 댐퍼부는 제1 토셔널 댐퍼를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 록업 클러치는 제2 토셔널 댐퍼를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 토크 컨버터는 상기 펌프 임펠러와 터빈 런너의 작동에 의해 변속기에 유체 토크 전달이 이루어지는 제1 동력전달경로; 및 상기 록업 클러치의 작동으로 상기 터빈 런너를 통하지 않으며 변속기에 직결 토크 전달이 이루어지는 제2 동력전달경로를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 동력전달경로는 상기 프론트 커버, 상기 펌프 임펠러, 상기 터빈 런너, 상기 터빈 런너 댐퍼부, 및 상기 변속기 입력축을 통하여 엔진의 회전동력을 변속기로 전달할 수 있다.

또한, 상기 제2 동력전달경로는 상기 프론트 커버, 상기 록업 클러치, 및 상기 변속기 입력축을 통하여 엔진의 회전동력을 변속기로 전달할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 유체 토크 전달 시, 터빈 런너 댐퍼부에 배치된 제1 토셔널 댐퍼에 의하여 비틀림 진동이 감쇠되어 변속감을 향상시키게 된다.

또한, 록업 클러치의 직결 작동 시, 발생하는 비틀림 진동은 록업 클러치의 제2 토셔널 댐퍼에 의하여 감쇠됨과 동시에, 터빈 런너 댐퍼부의 제2 토셔널 댐퍼에 의하여 감쇠되며, 터빈 런너 내의 유체 댐핑 효과를 이용하여 저감할 수 있다.

그리고 록업 클러치의 직결 작동 시, 종래와는 달리 동력 전달이 터빈 런너를 거치지 않음으로써, 동력 직결감이 향상된다.

도 1은 종래 토크 컨버터의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨버터의 구성도로서, 유체 토크 전달 경로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨터버의 록업 클러치 작동 시, 토크 전달 경로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨버터의 구성도로서, 유체 토크 전달 경로를 나타내고 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨버터(50)는 펌프 임펠러(52), 터빈 런너(54), 스테이터(56), 터빈 런너 댐퍼부(58), 록업 클러치(60)를 포함하여 이루어진다.

상기 펌프 임펠러(52)는 엔진과 직결된 프론트 커버(62)에 직접 연결되어 엔진의 구동력을 전달받아 회전하면서 중심의 유체를 펌핑하여 동력으로 전환하여 준다.

상기 터빈 런너(54)는 상기 펌프 임펠러(52)와 마주하여 배치되며, 상기 펌프 임펠러(52)에서 토출되는 유체에 의해 회전하면서 그 회전력을 자동 변속기의 변속기 입력축(64)으로 전달한다.

상기 스테이터(56)는 상기 펌프 임펠러(52)와 터빈 런너(54) 사이에 배치되며, 상기 터빈 런너(54)로부터 펌프 임펠러(52)로 환류하는 유체의 흐름을 상기 펌프 임펠러(52)의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시킨다.

상기 터빈 런너 댐퍼부(58)는 상기 터빈 런너(54)와 변속기 입력축(64) 사이에 제1 토셔널 댐퍼(66)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 토셔널 댐퍼(66)는 통상적으로 코일 스프링 부재로 이루어지며, 상기 제1 토셔널 댐퍼(66)의 강성은 구동계 공진 주파수에 맞추어지며, 다단 강성에 적당한 값으로 튜닝할 수 있다.

상기 록업 클러치(60)는 엔진과 상기 변속기 입력축(64) 사이를 직접 연결하는 수단이며, 상기 프론트 커버(62)와 상기 변속기 입력축(64)을 선택적으로 연결한다.

그리고 상기 록업 클러치(60)는 제2 토셔널 댐퍼(68)를 포함하며, 상기 제2 토셔널 댐퍼(68)는 상기 록업 클러치(60)가 작동될 때 회전방향으로 작동하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇠시키는 역할을 수행한다.

상기 제2 토셔널 댐퍼(68)는 통상적으로 코일 스프링 부재로 이루어지며, 그 강성은 구동계 공진 주파수에 따라 적당한 값으로 튜닝할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 의한 토크 컨버터(50)는 록업 클러치(60)가 작동하지 않는 유체 토크 전달 과정에서 엔진의 회전동력이 도 2의 점선 화살표와 같은 제1 동력전달경로(TM1)를 통해 변속기로 전달된다.

즉, 제1 동력전달경로(TM1)는 엔진의 회전동력을 프론트 커버(62), 펌프 임펠러(52), 터빈 런너(54), 터빈 런너 댐퍼부(58), 변속기 입력축(64)을 거쳐 변속기로 입력한다.

이때, 제1 동력전달경로(TM1)는 엔진의 회전동력이 터빈 런너(54)와 변속기 입력축(64) 사이에 위치한 터빈 런너 댐퍼부(58)를 거치게 되며, 이 과정에서 상기 제1 토셔널 댐퍼(66)에 의하여 비틀림 진동이 감쇠되어 변속감을 향상시키게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 토크 컨터버의 록업 클러치 작동 시, 토크 전달 경로도이다.

도 3을 참조하면, 록업 클러치(60)의 작동 시, 동력 전달은 점선 화살표와 같은 제2 동력전달경로(TM1)를 통해 이루어진다.

즉, 제2 동력전달경로(TM2)는 엔진의 회전동력을 프론트 커버(62), 록업 클러치(60), 변속기 입력축(64)을 거쳐 변속기로 입력한다.

이때, 제2 동력전달경로(TM2)는 록업 클러치(60)의 직결 작동 시, 발생하는 비틀림 진동이 록업 클러치(60)의 제2 토셔널 댐퍼(68)에 의하여 감쇠됨과 동시에, 터빈 런너 댐퍼부(58)의 제2 토셔널 댐퍼(66)에 의해서도 감쇠되며, 터빈 런너(54)내의 유체 댐핑 효과에 의해서도 저감된다.

또한, 록업 클러치(60)의 직결 작동 시, 종래와는 달리 동력 전달이 터빈 런너(54)를 거치지 않음으로써, 동력 직결감(즉, 구동 다이렉트감)이 더욱 좋아진다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

50...토크 컨버터 52...펌프 임펠러
54...터빈 런너 56...스테이터
58...터빈 런너 댐퍼부 60...록업 클러치
62...프론트 커버 64...변속기 입력축
66,68...제1, 제2 토셔널 댐퍼
TM1,TM2...제1, 제2 동력전달경로

Claims (6)

1. 엔진의 크랭크 축에 연결되어 회전하는 프론트 커버, 상기 프론트 커버에 연결되어 함께 회전하는 펌프 임펠러, 상기 펌프 임펠러와 마주하여 배치되는 터빈 런너, 상기 펌프 임펠러와 터빈 런너 사이에 위치하여 터빈 런너로부터 토출되는 유체의 흐름을 바꾸어 펌프 임펠러 측으로 전달하는 스테이터, 상기 터빈 런너와 연결되어 출력이 이루어지는 변속기 입력축, 및 직결수단인 록업 클러치를 포함하는 자동차의 토크 컨버터에 있어서,
   상기 터빈 런너와 변속기 입력축 사이에 터빈 런너 댐퍼부로 제1 토셔널 댐퍼가 구성되고, 상기 록업 클러치는 상기 프론트 커버와 상기 변속기 입력축 사이에 구성되고, 상기 록업 클러치와 상기 변속기 입력축 사이에 제2 토셔널 댐퍼가 구성되어 상기 록업 클러치의 미작동으로, 상기 프론트 커버, 상기 펌프 임펠러, 상기 터빈 런너, 상기 제1 토셔널 댐퍼, 및 상기 변속기 입력축을 거쳐 엔진의 회전동력을 변속기로 전달하는 제1 동력전달경로; 및 상기 록업 클러치의 작동으로, 상기 프론트 커버, 상기 록업 클러치, 상기 제2 토셔널 댐퍼, 및 상기 변속기 입력축을 거치며, 상기 제1 토셔널 댐퍼의 댐핑력이 보조적으로 미쳐 통하여 엔진의 회전동력을 변속기로 전달하는 제2 동력전달경로를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차의 토크 컨버터.
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