KR100284232B1

KR100284232B1 - 토크컨버터

Info

Publication number: KR100284232B1
Application number: KR1019980032852A
Authority: KR
Inventors: 다카시 가와무라; 히로노리 오시카와
Original assignee: 아다치 마사루; 가부시키가이샤 에쿠세디
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2001-04-02
Anticipated expiration: 2018-08-13
Also published as: US6003647A; JP3621813B2; DE19836775B4; KR19990023569A; DE19836775A1; JPH1163152A; FR2767371A1

Abstract

토크컨버터는 동력입력측에 프론트커버(2)와, 임펠러와, 터빈(4)과, 스테이터(5)와, 피스톤(22)과, 판스프링(35)과, 마찰페이싱(36)을 구비한다. 피스톤(22)은 프론트커버(2)와 터빈 사이의 공간에 배설되어 그 공간을 제1 및 제2 유압실 (A) 및 (B)로 분할한다. 제1 유압실(A)은 피스톤(22)과 프론트커버(2)의 사이에 위치하고, 제2 유압실(B)은 피스톤(22)과 터빈(4)의 사이에 위치한다. 피스톤은 제1 유압실(A)과 제2 유압실(B) 사이의 압력차에 의해 프론트커버(2)에 대하여 전후진운동을 할 수 있다. 피스톤(22)은 프론트커버(2)에 대향하고 터빈(4)에 맞물림으로써 토크가 전달될 수 있게 한다. 판스프링(35)은 피스톤(22)에 고정방식으로 결합되고 프론트커버(2)에 대향한다. 피스톤이 터빈(4)에 가장 근접한 위치에 있고, 적어도 제1 및 제2 유압실 (A) 및 (B) 사이에 실질적으로 압력차가 없을 때, 마찰페이싱(36)은 판스프링(35)에 의해 프론트커버(2)에 대하여 가압됨으로써, 토크컨버터의 록업클러치(7)가 체결될 때 피스톤(22)의 운동속도를 증가시킨다.

Description

토크컨버터

본 발명은 일반적으로 토크컨버터에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 록업클러치(lock-up clutch)가 내장된 토크컨버터에 관한 것이다.

토크컨버터는 통상적으로 엔진의 크랭크샤프트와 자동변속기의 입력축 사이에서 토크를 전달하는 유체 커플링기구(fluid coupling mechanism)를 포함한다. 근년에, 연료의 효율을 향상하기 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.

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. 임펠러셸(impeller shell)과 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.

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.

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.

록업클러치가 체결되면, 제1 유압실내의 작동유는 그 내측원주측으로부터 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.

이상과 같은 점을 고려할 때, 종래기술에 의한 장치에서의 전술한 문제점을 해소하는 토크컨버터의 필요성이 존재한다. 본 발명은 다른 필요성과 함께 종래기술에서의 이러한 필요성을 다루고, 당업자에게 그것은 본 명세서로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 목적은 토크컨버터의 록업클러치에서 클러치가 체결될 때 피스톤의 운동속도를 높이고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크컨버터의 부분 수직 단면도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제1 위치에서의 도 1에 나타낸 토크컨버터의 록업클러치의 부분에 대한 확대된 수직 단면도이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제2 위치에서의 도 1에 나타낸 토크컨버터의 록업클러치의 부분에 대한 확대된 부분 수직 단면도이고,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크컨버터의 록업클러치의 부분에 대한 확대된 부분 수직 단면도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 토크컨버터는 동력입력측상의 프론트커버와, 임펠러와, 터빈과, 스테이터와, 피스톤과, 1방향 스로틀밸브를 포함한다. 임펠러는 프론트커버에 결합되어 유압실을 형성한다. 터빈은 유압실내에서 임펠러에 대향한다. 스테이터는 임펠러와 터빈 사이에 배설된다. 피스톤은 프론트커버와 터빈 사이의 공간을 프론트커버상의 제1 유압실 및 터빈측의 제2 유압실로 분리하도록 배설되고, 상기 제1 및 제2 유압실 사이의 압력차에 따라 프론트커버에 대한 전후진 운동을 할 수 있다. 피스톤은 프론트커버에 대향하고 터빈에 결합하여 토크의 전달을 가능하게 하는 대향부재를 갖는다. 1방향 스로틀밸브는 상기 제1 유압실과 상기 제2 유압실 사이에 배설되어, 작동유가 상기 제1 유압실로부터 상기 제2 유압실로 흐르도록 하고 작동유가 제2 유압실로부터 제1 유압실로 흐르는 것을 통제한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 토크컨버터에서, 작동유의 통상적인 유동중에 작동유는 제1 유압실로부터 1방향 스로틀밸브를 통하여 제2 유압실로 흐른다. 제1 유압실내의 작동유가 배출되어 제2 유압실에 공급되어 록업클러치를 결합시키게 되면, 제2 유압실내의 유압은 제1 유압실내의 유압에 비하여 높아진다. 이 때, 1방향 스로틀밸브는 작동유가 제2 유압실로부터 제1 유압실로 흐르는 것을 통제한다. 결과적으로 제2 유압실내의 유압이 낮아지는 것이 어려워지고, 따라서, 프론트커버로 움직이는 피스톤의 속도가 더 빨라진다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 토크컨버터에 있어서, 청구항 1의 1방향 스로틀밸브는, 프론트커버와 피스톤의 대향부재 사이에 배설되고 그 내주부는 피스톤에 고정방식으로 결합되고 그 외주부는 프론트커버상에 배설되는 디스크형 탄성부재와, 그 탄성부재의 외주부에 고정방식으로 결합되고 프론트커버에 대향하는 마찰페이싱을 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 토크컨버터에 있어서, 상기 1방향 스로틀밸브는 디스크형 탄성부재와 마찰페이싱을 포함하므로, 그 구조가 간단하고 부품수가 적다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 토크컨버터는 동력입력측상의 프론트커버, 임펠러, 터빈, 스테이터, 피스톤, 탄성부재 및 마찰페이싱을 포함한다. 임펠러는 프론트커버와 결합하여 유압실을 형성한다. 터빈은 유압실 내부의 임펠러와 대향한다. 스테이터는 임펠러와 터빈의 사이에 배설된다. 프론트커버와 터빈 사이의 공간을 프론트커버측의 제1 유압실과 터빈측의 제2 유압실로 분할하도록 배치되는 피스톤은, 상기 제1 및 제2 유압실 사이의 압력차에 의해 프론트커버에 대하여 전후진 운동을 할 수 있고, 터빈에 결합되어 토크가 전달될 수 있게 한다. 탄성부재는 피스톤에 고정방식으로 결합되고 프론트커버와 대향한다. 마찰페이싱은 탄성부재에 고정방식으로 결합되고 프론트커버에 인접한다. 마찰페이싱은, 적어도 피스톤이 터빈에 가장 근접위치에 도달하여 제1 및 제2 유압실 사이의 압력차가 없을 때, 탄성부재에 의해 프론트커버에 대하여 가압된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 토크컨버터에 있어서, 제1 유압실의 유압이 제2 유압실의 유압보다 약간 높지만, 피스톤이 터빈에 가장 근접한 지점에 위치하는 경우에, 마찰페이싱은 탄성부재에 의해 프론트커버에 대하여 가압된다. 따라서, 록업클러치가 체결될 때 제2 유압실의 유압이 증가하면, 작동유가 제2 유압실로부터 제1 유압실로 흐르는 것이 어렵게 된다. 특히, 제2 유압실에서의 유압을 낮추는 것이 어려워진다. 그 결과, 록업클러치가 체결되어 있는 동안 피스톤의 운동이 빨라진다.

본 발명의 다른 목적, 장점 및 현저한 특징등은 첨부한 도면과 함께 후속하는 상세한 설명에서 개시하는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 당업자에게는 명백해질 것이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터(1)가 도시된다. 토크컨버터(1)는 특히 자동차에 사용되기에 적합하다. 특히, 토크컨버터(1)는 크랭크샤프트(도 1에서 쇄선으로 나타냄) 및 변속기(도시되지 않음)의 주구동축(도 1에서 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.

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)을 포함한다.

임펠러(3)는 프론트커버(2)와 함께 유압유체실(hydraulic fluid chamber)을 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.

토크컨버터(1)는 프론트커버(2)와 임펠러셸(9)로써 유압실을 형성한다. 특히, 임펠러셸(9)은 프론터커버(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)가 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 구성된다. 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(도시되지 않음)을 허브의 내측에서 결합하기 위한 용도를 가진 복수의 스플라인 홈(20)이 있는 구멍(bore)을 허브의 중앙에 구비한다.

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 1방향 클러치(6)에 의해 변속기로부터 연장하는, 도시되지 않은 고정축상에 지지된다.

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)과, 피스톤(22)을 터빈(4)에 탄성적으로 결합하는 탄성 커플링기구(40)를 포함한다.

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. 피스톤(22)은 내측관형부 즉 원통형부(23)와 외측관형부 즉 원통형부(24)를 구비한다. 피스톤(22)의 내측관형부(23)는 그의 내측원주부에서 토크컨버터의 변속기측을 향하여 연장한다. 피스톤(22)의 내측관형부(23)는 터빈허브(13)의 플랜지(15)의 외측면상에서 축방향 및 원주방향으로 상대적 운동을 할 수 있도록 지지된다.

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 홈내에 위치하여 제1 유압실(A) 및 제2 유압실(B)의 내주부를 밀봉한다.

피스톤(22)의 외측관형부는 피스톤(22)의 방사상 외주부상에 형성되고 토크컨버터(1)의 변속기측을 향하여 축방향으로 연장한다.

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(21)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(28, 29)를 구비하고, 각각 코일스프링(32)이 원주방향으로 배열되도록 복수의 코일스프링(32)의 방사상 외측 및 내측을 지지한다. 상기 홀더(29)는 코일스프링(32)의 내측원주상에서 리테이닝판(27)의 일부를 절결한 후, 그것을 리테이닝판(27)의 평면으로부터 절곡하여 반경방향으로 연장함으로써 형성된다.

또한, 리테이닝판(27)은 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, 그것을 리테이닝판(27)의 평면으로부터 절곡하여 반경방향으로 연장함으로써 형성된다.

피동판(33)은 환형판으로서, 터빈셸(11)의 외측면에 고정방식으로 결합된다. 피동판(33)은 토크컨버터의 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.

이제 도 2를 참조하여, 특히 이 도면을 참조로 마찰 커플링부재(41)를 설명한다. 마찰커플링부재(41)는, 피스톤(22)의 축방향표면과 프론트커버(2)의 축방향표면의 사이에 형성된다. 마찰 커플링부재(41)의 주요부는 프론트커버(2)의 축방향표면을 대면하는 피스톤(22)의 축방향표면에 고정방식으로 결합된다. 마찰 커플링부재(41)는 피스톤(22)의 방사상 외주부에 위치한다. 마찰 커플링부재(41)는 기본적으로 피스톤(22)에 결합되는 마찰페이싱(36)을 구비한 판스프링(plate spring)(35)과 프론트커버(2)상에 형성되는 평탄하고 환형인 마찰표면(37)을 포함한다. 프론트커버(2)의 상기 평탄하고 환형인 마찰표면(37)은 상기 판스프링(35)의 마찰페이싱(36)에 대향하여 마찰페이싱(36)이 마찰표면(37)에 맞물림으로써 피스톤(22)을 프론터커버(2)에 고착(lock)시킨다. 상기 마찰 커플링부재(41)는 흐름억제부재, 즉 작동유 또는 작동유체가 제1 유압실(A)로부터 제2 유압실(B)로 자유롭게 통과하는 것을 방지하는 밸브이다.

상기 판스프링(35)(탄성부재)은 환형부재로서, 피스톤(22)의 엔진측(반대편)상에 배설된다. 필요할 경우 및/또는 원할 경우, 판스프링(35) 대신에 다른 형태의 탄성부재가 사용될 수 있다. 판스프링(35)은 피스톤(22)의 외측원주에 위치한다. 판스프링(35)은, 그 외측원주부가 자유로운 상태에서 토크컨버터(1)의 엔진측 방향으로 위치하고 그 내측원주부는 토크컨버터(1)의 변속기측 방향으로 위치한 상태의 원뿔형상을 가진다. 판스프링(35)과 리테이닝판(27)의 내측원주부는 앞에서 설명한 바와 같이 리벳(21)에 의해 피스톤(22)에 고정방식으로 결합된다. 물론, 상기 판스프링(35)을 프론트커버(2)에 결합시키고 마찰표면(37)을 피스톤(22)상에 배치할 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 판스프링(35)의 외측원주부는 피스톤(22)의 외측면으로부터 약간 분리되어 있다. 판스프링(35)의 외측원주부는 프론트커버(2)의 마찰표면(37)에 인접해 있다. 마찰페이싱(36)은 접착제에 의해 예를 들면, 판스프링(35)의 외측원주부상의 외측표면에 고정방식으로 결합되는 환형의 종이재료로 이루어져 있다. 구체적으로, 마찰페이싱(36)은 토크컨버터(1)의 엔진측을 향하여 대면하는 판스프링(35)의 측면에 결합된다. 마찰페이싱(36)은 록업클러치(7)의 체결(engagement)이 해제될 때라도, 그리고 피스톤(22)이 터빈(4)에 가장 근접한 위치에 있을 때, 판스프링(35)에 의해 프론트커버(2)의 마찰표면(37)에 대하여 가압된다. 구체적으로, 클러치 해제위치에서, 마찰페이싱(36)의 외측원주면이 마찰표면(37)에 접하게 되고, 반면에 마찰페이싱(36)의 내주부와 마찰표면(37)의 사이에는 갭(gap)이 형성된다.

마찰페이싱(36)과 마찰표면(37)의 이와 같은 체결은 판스프링(35)이 다음과 같은 두 가지 조건에 합당하게 설정되기 때문에 일어난다. 첫째, 피스톤(22)이 터빈(4)에 가장 근접한 위치에 있을 때, 판스프링(35)은 프론트커버(2)와 피스톤(22)의 사이에서 약간 압축된다. 즉, 마찰페이싱(36)이 프론트커버(2)를 정상적으로 가압하도록 판스프링(35)의 외형치수가 설정된다. 둘째, 프론트커버(2)의 측면을 향한 판스프링(36)의 가압력(biasing load)은, 록업클러치(7)가 해제상태인 동안에도 양 유압실 (A)와 (B) 사이의 압력차에 기인하여 마찰페이싱(36)이 프론트커버(2)의 마찰표면(37)에서 분리되지 않도록 설정된다.

이하에서, 토크컨버터(1)의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

토크가 엔진으로부터 프론트커버(2)로 전달되면 임펠러(3)가 프론트커버(2)와 함께 회전한다. 따라서, 작동유가 임펠러(3)로부터 터빈(4)으로 흐르고, 그로써 터빈(4)을 회전시킨다. 다음에 터빈(4)의 토크는 도시되지 않은 변속기의 주구동축에 전달된다. 이와 같은 방식으로 작동유를 통하여 토크가 전달되면(특히 록업클러치(7)가 해제되어 있을 때), 피스톤(22)의 마찰페이싱(36)은 프론트커버(2)의 마찰표면(37)과 접속한다. 따라서, 프론트커버(2)로부터의 토크가, 전달되는 토크의 양은 비록 적지만, 록업클러치(7)에 의해 전달된다.

록업클러치(7)가 체결되어 있는 동안, 제1 유압실(A)내의 작동유는 그 방사상 내주부로부터 배출되어 제2 유압실(B)로 공급된다. 그 결과 제2 유압실(B)내의 유압은 제1 유압실(A)내의 유압에 비하여 높아진다. 이 때, 상기 판스프링(35) 및 마찰페이싱(36) 때문에 제2 유압실(B)내의 작동유가 제1 유압실(A)로 흐르기 어렵다. 구체적으로, 판스프링(35) 및 마찰페이싱(36)은 제1 유압실(A)과 제2 유압실(B) 사이에서 밀봉부재로서의 기능을 갖는다. 이로써, 제2 유압실(B)로부터 제1 유압실(A)로의 작동유의 흐름이 억제되므로, 제2 유압실(B)내의 유압이 낮아지는 일이 거의 없다. 따라서 피스톤(22)의 운동속도가 느려지지 않는다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 피스톤(22)이 엔진쪽으로 이동하면, 판스프링(35)이 납작해지고 그 외측원주부가 피스톤(22)에 접하거나 접착한다. 또한, 마찰페이싱(36) 전체가 마찰표면(37)에 접하거나 접착하고, 따라서 프론트커버(2)의 토크가 피스톤(22)에 전달된다.

다른 실시예

도 4를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 변형된 토크컨버터의 부분을 설명한다. 이 제2의 실시예는 판스프링(35)의 가압력이 변경된 것을 제외하고는 제1의 실시예와 동일하다. 따라서, 제2의 실시예는 제1의 실시예와 같이 상세하게 설명하지 않을 것이다. 다음과 같은 본 발명의 제2의 실시예에 관한 설명에서, 제1의 실시예와 동일한 부품 및 부분에는 동일한 참고번호를 부여할 것이다.

본 실시예의 판스프링(35) 및 마찰페이싱(36)은 1방향 스로틀밸브로서의 기능을 가질 수 있다. 1방향 스로틀밸브로서의 기능은 작동유가 제1 유압실(A)로부터 제2 유압실(B)로 흐르게 하고, 작동유가 제2 유압실(B)로부터 제1 유압실(A)로 흐르는 것을 방지한다.

록업클러치(7)(도 1에 도시되지 않음)가 해제되면, 제1 유압실(A)내의 유압은 제2 유압실(B)내의 유압보다 높아진다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 판스프링(35)의 방사상 외측부는 피스톤(22) 방향으로 굽어서 마찰페이싱(36)을 프론트커버(2)의 마찰표면(37)로부터 분리한다. 이것은 앞에서 설명한 본 실시예의 판스프링(35)을 설정하는 제1 조건은 충족되나, 제1 실시예의 제2 조건을 충족되지 않음을 의미한다. 그 결과 제1 유압실(A)과 제2 유압실(B)의 사이에 갭이 생기고, 그 갭은 반경방향으로 연장하고 마찰표면(37)과 마찰페이싱(36)과의 사이에서 유지된다. 결과적으로, 제1 유압실(A)내의 작동유는 반경방향으로 외향하여 이동하고, 마찰표면(37)과 마찰페이싱(36)의 사이를 지나 외측관형부(24)와 외측돌출부(8)와의 사이를 통과한 후 제2 유압실(B)로 흘러 들어간다. 따라서, 마찰표면(37) 및 마찰페이싱(36)이 적절히 냉각될 수 있다.

록업클러치(7)가 도 4에 나타낸 상태로부터 이동되면, 제1 유압실(A)내의 작동유는 먼저 그 내측원주부로부터 배출되고, 나아가서 작동유는 제2 유압실(B)로 공급된다. 이와 같이 함으로써 판스프링(35) 및 마찰페이싱(36)은 함께 도 4에 나타낸 상태로부터 도2에 나타낸 상태로 빠르게 이동한다. 구체적으로, 판스프링(35)의 외측원주부는 프론트커버(2)의 마찰표면(37)을 향하여 이동한다. 따라서 마찰페이싱(36)의 외측원주부는 마찰표면(37)에 접하게 된다. 결과적으로, 제2 유압실(B)내의 작동유가 제1 유압실(A)로 흘러 들어가는 것이 어렵다. 따라서 제2 유압실(B)내의 유압이 증가하지 않고, 피스톤(22)의 운동속도가 느려지지 않는다. 또한 시간이 흐름에 따라, 피스톤(22)은 도 2에 나타낸 상태로부터 도 3에 나타낸 상태로 이동함으로써 록업클러치(7)가 완전히 체결된다.

본 발명의 토크컨버터(1)에 있어서, 제1 유압실(A)와 제2 유압실(B) 사이의 공간은 정상적으로 탄성부재(35)에 의해 폐쇄되어 있다. 록업클러치(7)가 체결될 때, 피스톤(22)의 운동속도는 종래의 토크컨버터의 경우보다 빠르다.

본 발명을 설명하기 위해 단지 두가지 바람직한 실시예만 선택되었으나, 당업자에게는 첨부된 청구의 범위에 정의된 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 다양한 변경이 가능한 것이 명백할 것이다. 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.

본 발명에 의하여 토크컨버터의 록업클러치에서 클러치가 체결될 때 피스톤의 운동속도가 빨라진다.

Claims

동력입력축으로부터 출력축으로 토크를 전달하는 토크컨버터에 있어서,

상기 동력입력축에 결합되도록 맞추어진 프론트커버와,

상기 프론트커버에 접속되어 상기 프론트커버와 함께 유압실을 형성하는 임펠러와,

상기 임펠러에 대향하고 상기 유압실내에 배설(配設)되어, 상기 출력축에 결합되도록 맞추어진 터빈과,

상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 배설되는 스테이터와,

상기 프론트커버와 상기 터빈 사이에 배설되는 피스톤으로서, 상기 피스톤과 상기 프론트커버와의 사이에 제1 유압실을 형성하는 동시에 상기 피스톤과 상기 터빈과의 사이에 제2 유압실을 형성하고, 상기 제1 및 제2 유압실 사이의 유체압력차에 의해 상기 프론트커버를 향하여 전후진운동을 하도록 구성되고, 상기 프론트커버에 대향하는 부재를 구비하고, 상기 터빈과 결합하여 토크를 전달하는 피스톤과,

상기 제1 유압실과 상기 제2 유압실 사이에 배설되어 작동유체가 상기 제1 유압실로부터 상기 제2 유압실로 흐르게 하고 작동유가 제2 유압실로부터 제1 유압실로 흐르는 것을 통제하는 1방향 스로틀밸브를 포함하는 토크컨버터.
제1항에 있어서, 상기 1방향 스로틀밸브는

상기 프론트커버와 상기 피스톤의 대향부재의 사이에 배설되고, 그 내측부는 상기 프론트커버 및 상기 피스톤중의 하나에 고정방식으로 결합되고, 그 외측부는 상기 프론트커버와 상기 피스톤중의 하나에 배향하여 배설되는 탄성부재와,

상기 프론트커버에 대향하고 상기 탄성부재의 외주에 고정방식으로 결합되는 마찰페이싱을 포함하는 토크컨버터.
제2항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 피스톤과 상기 터빈 사이의 제한된 회전운동을 허용하는 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 토크컨버터.
제3항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 외주부를 갖는 토크컨버터.
제2항에 있어서, 상기 터빈은 상기 피스톤의 내주부와 터빈 허브와의 사이에 배설되는 밀봉부재를 구비하는 터빈 허브를 갖는 토크컨버터.
제1항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 피스톤과 상기 터빈 사이의 제한된 회전운동을 허용하는 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 토크컨버터.
제6항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 외주부를 갖는 토크컨버터.
제7항에 있어서, 상기 터빈은 상기 피스톤의 내주부와 터빈허브와의 사이에 배설되는 밀봉부재를 구비하는 터빈허브를 갖는 토크컨버터.
동력입력축으로부터 출력축으로 토크를 전달하는 토크컨버터에 있어서,

상기 동력입력축에 결합되도록 맞추어진 프론트커버와,

상기 프론트커버에 접속되어 상기 프론트커버와 함께 유압실을 형성하는 임펠러와,

상기 임펠러에 대향하고 상기 유압실내에 배설되어, 상기 출력축에 결합되도록 맞추어진 터빈과,

상기 임펠러와 상기 터빈 사이에 배설되는 스테이터와,

상기 프론트커버와 상기 터빈 사이에 배설되는 피스톤으로서, 상기 피스톤과 상기 프론트커버와의 사이에 제1 유압실을 형성하는 동시에 상기 피스톤과 상기 터빈과의 사이에 제2 유압실을 형성하고, 상기 제1 및 제2 유압실 사이의 유체압력차에 의해 상기 프론트커버를 향하여 전후진운동하도록 구성되고, 상기 터빈에 접속되어 토크가 상기 터빈으로 전달될 수 있게 하는 피스톤과,

상기 프론트커버와 상기 피스톤 사이에 배설되고, 상기 프론트커버와 상기 피스톤중의 하나에 고정방식으로 결합되는 탄성부재와,

상기 탄성부재에 고정방식으로 결합되고 상기 프론트커버와 상기 피스톤중의 하나에 인접하여 배설되고, 적어도 상기 피스톤이 상기 터빈에 가장 가깝게 접근하고 상기 제1 및 제2 유압실 사이에 실질적인 압력차가 없을 때, 상기 탄성부재에 의해 상기 프론트커버와 상기 피스톤중의 하나에 대하여 가압되는 마찰페이싱을 포함하는 토크컨버터.
제9항에 있어서, 상기 탄성부재는 그 내주부가 상기 피스톤에 고정방식으로 결합되고 그 외주부가 상기 프론트커버에 맞물리는 디스크형 부재인 토크컨버터.
제10항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 피스톤과 상기 터빈 사이의 제한된 회전운동을 허용하는 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 토크컨버터.
제11항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 외주부를 갖는 토크컨버터.
제9항에 있어서, 상기 터빈은 상기 피스톤의 내주부와 터빈허브와의 사이에 배설되는 밀봉부재를 구비하는 터빈허브를 갖는 토크컨버터.
제9항에 있어서, 상기 탄성 부재는 그 내주부가 고정방식으로 상기 피스톤에 결합되고, 그 외주부는 상기 프론트커버에 체결되는 토크컨버터.
제9항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 피스톤과 상기 터빈과의 사이에 제한된 회전운동을 허용하는 탄성 결합기구에 의해 상기 터빈에 결합되는 토크컨버터.
제9항에 있어서, 상기 터빈은 상기 피스톤의 내주부와 터빈허브와의 사이에 배설되는 밀봉부재를 구비하는 터빈허브를 갖는 토크컨버터.
동력입력축으로부터 출력축으로 토크를 전달하는 토크컨버터를 형성하는 방법에 있어서,

프론트커버와 임펠러의 사이에 작동유체를 수용하는 유압실을 형성하는 단계와,

터빈이 상기 임펠러에 대향하는 위치에 있도록 상기 유압실의 내측에 터빈을 위치시키는 단계와,

상기 임펠러와 상기 터빈의 사이에 스테이터를 위치시킴으로써 작동유체의 방향이 상기 터빈으로부터 상기 임펠러로 피드백 되도록 유도하는 단계와,

상기 프론트커버와 상기 터빈의 사이에 피스톤을 위치시킴으로써 상기 피스톤의 제1측과 상기 프론트커버와의 사이에 제1 유압실을 형성하는 동시에 상기 피스톤의 제2측과 상기 터빈과의 사이에 제2 유압실을 형성하고, 상기 프론트커버와 상기 터빈 사이에서 결합되어 상기 제1 및 제2 유압실 사이의 유체압력차에 의해 제1 위치로부터 제2 위치로 이동가능하게 되는 단계와,

상기 피스톤을 상기 터빈에 결합시켜 상기 터빈으로 토크가 전달될 수 있게 하는 단계와,

상기 피스톤과 상기 프론트커버 사이에 유체의 흐름을 억제하는 부재를 구비하는 록업클러치를 형성함으로써, 상기 피스톤이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 피스톤과 상기 프론트커버를 결합시키고, 상기 제1 유압실과 상기 제2 유압실 사이에서 적어도 상기 제1 및 제2 유압실에서의 각각의 유체압력이 실질적으로 동일하거나 상기 제2 유압실에서의 유체압력이 더 클 경우에는 작동유의 통과를 제한하도록 하는 단계를 포함하는 토크컨버터의 형성방법.
제17항에 있어서, 탄성부재와 그 탄성부재에 결합되는 마찰페이싱을 구비하는 흐름억제부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 토크컨버터의 형성방법.
제18항에 있어서, 상기 제1 유압실과 상기 제2 유압실 사이에서 1방향 스로틀밸브를 형성하도록 상기 탄성부재를 설정하는 단계를 더 포함하는 토크컨버터의 형성방법.
제18항에 있어서, 상기 마찰페이싱과 상기 탄성부재가 항상 상기 프론트커버와 상기 피스톤에 접촉한 상태를 유지함으로써, 상기 제1 및 제2 유압실 사이의 상기 유체압력차가 상기 제1 유압실에서보다 더 큰 경우에도, 상기 제1 유압실로부터 상기 제2 유압실로 작동유체가 통과하는 것을 제한하도록 상기 탄성부재를 설정하는 단계를 더 포함하는 토크컨버터의 형성방법.