KR19980063853A - 토크컨버터용 록업댐퍼 - Google Patents

Abstract

구동판(3)과, 피동판(5)과, 그 두 개의 판(3, 5) 사이에 배설되는 제1 코일스프링(7)과, 상기 두 개의 판(3, 5)과 제1 코일스프링(7)과의 사이에 배설되는 제2 코일스프링(8)과, 지지부(21)를 가지는 중간판(4)과, 제1 중간제한부(22a)와, 제2 중간제한부(22b)로 이루어지는 록업댐퍼.

상기 중간지지부(21)는 원주방향으로 스프링을 지지하는 두 개의 코일스프링(7, 8)의 사이에 배설된다. 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)는 중간지지부(21)로부터 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 내부로 연장하여, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 방사상 외향운동을 제한한다.

Description

토크컨버터용 록업댐퍼

본 발명은 토크컨버터의 록업메커니즘 내의 록업댐퍼에 관한 것으로서, 입력회전부재로부터 출력회전부재로 전달되는 진동을 흡수 및 감쇠하는 록업댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 댐퍼메커니즘은 입력회전부재로부터 출력회전부재로 토크를 전달하면서 입력회전부재로부터 출력회전부재로 전달되는 진동을 흡수 및 감쇠한다. 예를 들면, 댐퍼메커니즘의 일 예로서, 댐퍼(이하에서 록업댐퍼로 지칭됨)는 토크컨버터의 내부에 배설된 록업메커니즘에 포함된다.

토크컨버터는 토크컨버터 내부에 담겨있는 작동유를 거쳐 토크를 전달하는 세가지 형태의 블레이드임펠러부재, 즉 임펠러와 터빈과 토크컨버터 내부의 스테이터를 가진다. 임펠러는 터크컨버터의 전면커버에 고정된다. 토크는 전면커버를 경유하여 예를 들면 내부연소엔진으로부터 입력된다. 토크는 임펠러로부터 터빈으로 흐르는 작동유에 의하여 임펠러로부터 터빈으로 전달된다. 작동유는 스테이터를 통과하여 임펠러로 복귀한다. 터빈은 변속기의 주구동축에 연결되어 있으므로 토크는 터빈으로부터 변속기로 전단된다.

록업메커니즘은 전면커버(입력회전부재)와 터빈(출력회전부재)과의 사이에 배설되어 전면커버와 터빈을 선택적으로 상호 기계적결합을 시킴으로써 작동유의 개입이 없이 토크를 직접 전달한다.

일반적으로 록업메커니즘은 전면커버에 가압될 수 있는 피스톤부재와, 그 피스톤부재에 고정된 구동부재와, 구동부재에 지지되는 코일스프링과, 코일스프링을 경유하여 회전방향으로 피스톤부재에 탄성적으로 연결되는 피동부재로 이루어진다. 피동부재는 터빈에 고정된다. 록업메커니즘을 형성하는 부품들은 전달된 진동을 흡수 및 감쇠하는 록업댐퍼를 구성한다.

록업메커니즘이 동작할 때, 피스톤부재는 전면커버의 표면을 따라 슬라이드 이동하거나 또는 전면커버의 표면에 가압접촉한다. 토크는 전면커버로부터 피스톤부재로 전달되고, 이어서 코일스프링을 통하여 터빈으로 전달된다. 이 때, 록업메커니즘은 토크를 전달함과 동시에 록업댐퍼에 의하여 비틀림(twist)진동을 흡수 및 감쇠한다. 이 경우에 코일스프링은 구동부재와 피동부재와의 사이에서 압축과 팽창을 반복함으로써 비틀림진동을 흡수 및 감쇠한다.

최근에 토크컨버터의 축방향의 크기를 줄이기 위하여, 여러 가지 구성에 있어서, 록업댐퍼는 비교적 큰 여유공간이 빈 공간으로 있을 수 있는 토크컨버터의 외주부 상에 코일스프링이 배설되는 구조를 하였다. 그러나, 코일스프링이 토크컨버터 주위에 배열되면, 록업댐퍼가 비틀릴 수 있는 각도는 방사상 내향부 또는 중간부에 코일이 배설되는 경우의 각도보다 작다. 다시 말하면, 방사상 내부위치에 사용된 코일스프링이 이어서 방사상 외향위치에 사용되면서도 동일한 크기를 가진다면, 입력회전부재와 출력회전부재 사이에 가능한 상대변위각은 더 작다. 그 결과 록업댐퍼의 비틀림각은 좁아지고, 따라서 특히 엔진의 낮은 RPM에서의 비틀림진동의 흡수는 감소한다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 중간부재 등을 통하여 2개의 코일스프링을 상호 직렬연결하는 것이 제안된다. 상호 직렬연결된 압축가능한 코일스프링의 원주방향의 크기는 입력부재와 출력부재 사이의 소정의 상대회전변위각을 유지하고 또한 가능하면 증가할 수 있는 크기이다. 또한 상이한 스프링상수를 가지는 2개의 탄성부재가 직렬로 결합되면, 2단특성 등을 제공함으로써 록업댐퍼의 비틀림특성을 향상시킬 수 있다.

그러나 코일스프링이 앞에서 설명한 바와 같이 토크컨버터의 외주부 상에 배열되는 경우에는, 코일스프링으로부터 큰 원심력이 성능에 영향을 주는 현상이 발생한다. 즉, 토크컨버터의 동작중에, 코일스프링이 예를 들면 방사상중간부에 배열되는 경우보다 더 큰 원심력이 코일스프링에 가해질 수 있기 때문에, 코일스프링은 반경방향으로 외향하여 움직이고, 코일스프링의 방사상 외향하여 배설된 인접부재와 코일스프링과의 사이에 마찰저항이 발생할 가능성이 있다. 코일스프링과 그 밖의 부품과의 사이에 마찰저항이 증가될 경우에는, 비틀림진동을 충분히 흡수할 수 있다.

또한, 상기한 록업댐퍼에 있어서, 구동부재와 피동부재와의 사이에서 상대회전변위가 소정의 각도를 초과하지 않도록 상대회전을 제한하는 스토퍼메커니즘을 제공할 필요가 있다. 즉, 일정 수준을 초과하는 토크가 전달될 때, 상기 스토퍼메커니즘이 작동하여 구동부재와 피동부재와의 사이에서 상대회전이 소정의 각도를 초과하는 것은 금지되어야 한다. 스토퍼메커니즘으로서 예를 들면, 코일스프링이 상호 밀착하도록 사용되고, 밀착된 코일스프링이 스토퍼메커니즘으로 사용되는 것이 제안될 수 있다.

그러나 상기한 바와 같이 코일스프링이 스토퍼메커니즘으로 사용되는 경우에는 전달할 최대 토크부하에 대한 충분한 내구강도를 가지는 코일스프링을 사용할 필요가 있으며, 따라서 코일스프링의 선택범위가 좁아진다. 따라서 댐퍼특성은 제한되거나 또는 코일스프링의 가격이 올라간다. 최근에는 특히 록업메커니즘의 내구성이 제고되는 것이 소망된다. 따라서 코일스프링에 가해지는 부하를 줄이는 것이 필요하다. 반면에, 코일스프링이 스토퍼메커니즘으로 사용되지 않는 경우에는 분리된 스토퍼메커니즘을 구비하는 것이 필요하다. 그러나 스토퍼메커니즘이 분리되어 있으면 기계적 부품수와 조립하는 작업단계의 수가 증가하고 따라서 제조비용이 증가하고 록업메커니즘의 크기가 커질 수 있다.

또한 2개의 탄성부재를 상호 직렬로 사용할 때, 그 탄성부재를 서로 연결할 수 있는 중간부재가 필요하다. 이 배열에서 중간부재에 의해 형성된 2개의 탄성부재 사이의 접합부를 안정화시키는 것은 어렵다. 이러한 이유로, 탄성부재의 팽창과 압축을 반복하는 가운데, 상기 접합부는 방사상 외향하여 이동하거나 또는 토크컨버터의 축방향으로 이동하므로, 상기 접합부가 다른 부품을 방해하거나 슬라이드 이동하여 추가적인 마찰저항을 발생할 우려가 있다. 따라서, 그러한 록업댐퍼에서는 안정한 댐퍼특성을 성취하기가 어렵다.

본 발명의 목적은 상호 직렬연결된 탄성부재를 가지며, 상기 탄성부재의 방사상 외향운동을 제한하여 탄성부재와 방사상 외향하는 인접부재와의 사이의 마찰저항을 감소하는, 토크컨버터용 록업댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제조비용의 증가를 억제하면서, 탄성부재에 가해지는 부하를 감소시키는 스토퍼메커니즘을 구비하여 탄성부재용 재료의 선택범위가 확대됨으로써 차량의 요구조건에 감응하여 비틀림특성을 설정하는 것을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 토크컨버터용 록업댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 두 개 이상의 탄성부재가 비틀림특성을 넓게 유지하는 중간부재를 통하여 상호 직렬연결되고, 중간부재를 포함하여 상기 탄성부재의 접합부의 운동이 제한되어 댐퍼특성을 안정화시키는 것을 특징으로 하는 토크컨버터용 록업댐퍼를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 중간판을 가지는 토크컨버터의 록업메커니즘의 부분을 나타내는 부분절취 및 부분 단면도.

도 2는 록업메커니즘을 상세히 나타내는 토크컨버터의 도 1의 선 II-II을 따라 절단한 부분단면도.

도 3은 도 1의 선 III-III을 따라 절단한 록업메커니즘의 단면도.

도 4는 도 1 내지 도 3에 나타낸 토크컨버터에서 분리된 상태를 나타내는 중간판의 평면도.

도 5는 도 1 내지 도 3에 나타낸 토크컨버터에서 분리된 상태를 나타내는 구동판의 평면도.

도 6은 도 1 내지 도 3에 나타낸 토크컨버터에서 분리된 상태를 나타내는 지지링의 평면도.

도 7은 도 6의 화살표 VII 방향에서 본 지지링의 측면도.

도 8은 도 1 내지 도 3에 나타낸 록업메커니즘의 부분 단면도로서, 보다 명확히 보여주기 위하여 록업클러치 및 토크컨버터의 일부를 제거한 도면.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 의한 토크컨버터를 가지는 록업메커니즘의 부분절취 및 부분단면도.

도 10은 도 9의 선 X-X를 따라 절단한, 록업메커니즘의 세부를 나타내는 토크컨버터의 부분단면도.

도 11은 도 9의 선 XI-XI를 따라 절단한, 록업메커니즘의 세부를 나타내는 토크컨버터의 부분단면도.

도 12는 도 9의 선 XII-XII를 따라 절단한, 록업메커니즘의 세부를 나타내는 토크컨버터의 부분단면도.

도 13은 록업메커니즘으로부터 제거된 상태를 나타내는, 도 9 내지 도 12에 나타낸 록업메커니즘의 중간판의 평면도.

도 14는 록업메커니즘으로부터 제거된 상태를 나타내는, 도 9 내지 도 12에 나타낸 록업메커니즘의 압력판의 평면도.

도 15는 도 14에 나타낸 압력판의 측면도.

도 16은 도 13과 유사한 평면도로서, 본 발명의 제3 실시예에 의한 토크컨버터의 록업메커니즘의 중간부재 및 지지부재의 평면도이고, 여기에서 보다 명확히 보여주기 위하여 중간부재는 록업메커니즘으로부터 제거된 상태를 나타낸다.

도 17은 도 16의 선 XVII-XVII을 따라 절단한, 록업메커니즘에 장착된 중간부재의 부분단면도.

본 발명의 제1 양태에 의하면, 록업댐퍼는 토크컨버터용 록업메커니즘 내에 포함된다. 록업댐퍼는 입력회전부재로부터 출력회전부재로 토크를 기계적으로 전달하고, 입력회전부재로부터 출력회전부재로 전달된 진동을 흡수하고 감쇠하기 위한 것이다. 록업댐퍼는 입력회전부재와 선택적으로 결합할 수 있는 입력부재를 포함한다. 록업댐퍼는 또한 토크컨버터의 출력회전부재에 연결되는 출력부재를 포함한다. 제1 코일스프링은 상기 입력부재와 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설된다. 제2 코일스프링은 상기 제1 코일스프링과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설된다. 중간부재는 상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링과의 사이에서 연장하여 상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링을 각각 원주방향으로 접촉하는 중간지지부로 형성된다. 상기 중간부재는 상기 중간지지부로부터 최소한 제1 및 제2 코일스프링 중의 하나의 내부로 연장하여 최소한 제1 및 제2 코일스프링 중의 하나의 방사상 외향운동을 제한하는 중간제한부를 가진다.

바람직하게는, 상기 중간제한부는, 토크컨버터의 원주방향에 관하여, 상기 중간지지부로부터 최소한 제1 코일스프링 및 제2 코일스프링 중의 하나의 중간부 속으로 연장한다.

바람직하게는, 상기 제2 코일스프링은 상기 제1 코일스프링 보다 낮은 강성을 가지고, 상기 중간제한부는 제2 코일스프링 내부로 연장한다. 상기 중간제한부는 소정의 한계를 초월하는 제2 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 중간제한부의 말단은 최소한 입력부재와 출력부재 중의 하나의 부분에 결합함으로써 제2 코일스프링의 압축을 제한하도록 형성되는 원주방향 길이를 가진다.

바람직하게는, 상기 중간제한부는 제1 중간제한부와 제2 중간제한부로 이루어진다. 제1 중간제한부는 제1 코일스프링 속으로 연장하고, 제2 중간제한부는 제2 코일스프링 속으로 연장한다. 제1 중간제한부는 소정의 한계를 초월하는 제1 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 제1 중간제한부의 말단은 최소한 입력부재와 출력부재 중의 하나의 부분에 결합함으로써 제1 코일스프링의 압축을 제한하도록 형성되는 원주방향 길이를 가진다. 제2 중간제한부는 소정의 한계를 초월하는 제2 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 제2 중간제한부의 말단은 최소한 입력부재와 출력부재 중의 하나의 부분에 결합함으로써 제2 코일스프링의 압축을 제한하도록 형성되는 원주방향 길이를 가진다.

바람직하게는, 토크컨버터와 록업댐퍼는 전향하는 회전방향과 역회전방향을 가진다. 제1 코일스프링은 제2 코일스프링의 정(forward)회전방향측에 배설된다. 중간지지부는 제1 코일스프링의 역회전방향측과 제2 코일스프링의 정회전방향측과의 사이에 배설된다. 입력부재는 제1 코일스프링의 정회전방향측과 제2 코일스프링의 역회전방향측을 원주방향으로 지지하는 입력지지부를 포함한다. 출력부재는 제1 코일스프링의 정회전방향측과 제2 코일스프링의 역회전방향측을 원주방향으로 지지하는 출력지지부를 포함한다. 시트부재들(seat member)은 제1 코일스프링의 정회전방향측과 제2 코일스프링의 역회전방향측 상에 장착된다. 또한, 소정의 한계를 초과하는 제1 및 제2 코일스프링의 압축에 감응하여, 상기 중간제한부는 상기 시트부재들 중의 대응하는 하나의 시트부재를 기계적으로 결합한다.

바람직하게는, 다수의 제1 및 제1 코일스프링과 다수의 중간지지부가 토크컨버터의 원주방향으로 연장하여 형성된다. 중간부재는 상기 다수의 중간지지부를 상호 구조적으로 연결하는 접합부를 형성한다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 록업댐퍼는 입력회전부재로부터 출력회전부재로 토크를 기계적으로 전달하고, 입력회전부재로부터 출력회전부재로 전달된 진동을 흡수하고 감쇠하기 위한 토크컨버터용 록업메커니즘에 포함된다. 록업댐퍼는 입력회전부재와 선택적으로 결합가능한 입력부재와, 토크컨버터의 출력회전부재에 연결되는 출력부재로 이루어진다. 상기 입력부재와 상기 출력부재와의 사이에 토크컨버터의 외주부 상에 제1 코일스프링과 제2 코일스프링이 기능적으로 배설되고, 서로 직렬연결되어 입력부재와 출력부재를 회전방향으로 서로 탄성적으로 결합시킨다. 중간부재는 제1 코일스프링과 제2 코일스프링과의 사이로 연장하여 제1 코일스프링과 제2 코일스프링을 각각 원주방향으로 접촉하는 중간지지부를 구비하여 형성된다. 상기 중간부재는 중간지지부로부터 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 내부로 연장하여 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 방사상 외향운동을 제한하는 중간제한부를 가진다. 축방향제한부재는 상기 중간부재에 인접하게 배설되어 중간부재의 축방향 운동을 제한한다.

바람직하게는, 상기 축방향제한부재는 입력부재와 출력부재 중의 최소한 하나에 고정된다.

바람직하게는, 상기 제1 코일스프링은 상기 제2 코일스프링의 강성보다 큰 강성을 가진다.

본 발명의 또 다른 하나의 양태에 의하면, 록업댐퍼는 입력회전부재로부터 출력회전부재로 토크를 기계적으로 전달하고, 입력회전부재로부터 출력회전부재로 전달된 진동을 흡수하고 감쇠하기 위한 토크컨버터용 록업메커니즘에 포함된다. 상기 록업댐퍼는 입력회전부재와 선택적으로 결합가능한 입력부재와, 토크컨버터의 출력회전부재에 연결되는 출력부재로 이루어진다. 제1 코일스프링은 상기 입력부재와 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설된다. 제2 코일스프링은 상기 제1 코일스프링과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설된다. 중간부재는 토크컨버터 내에 배설된다. 상기 중간부재는 입력부재와 출력부재에 관하여 상대회전이 가능하다. 상기 중간부재는 제1 코일스프링과 제2 코일스프링과의 사이에 연장하여 제1 코일스프링과 제2 코일스프링 각각을 원주방향으로 접촉하는 중간지지부을 가진다. 상기 중간부재는 중간지지부로부터 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 내부로 연장하여 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 방사상 외향운동을 제한하는 중간제한부를 가진다. 토크컨버터의 록업댐퍼에서 중간부재의 운동을 축방향으로 제한하는 지지부재가 상기 중간부재에 인접하여 배설된다. 상기 지지부재는 또한 중간부재의 방사상운동을 제한함으로써, 중간부재는 입력부재와 출력부재에 대하여 상대회전변위를 일으킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 지지부재는 입력부재와 출력부재 중의 최소한 하나에 고정된다.

바람직하게는, 상기 제1 코일스프링은 제2 코일스프링의 강성보다 큰 강성을 가진다.

입력회전부재로부터 본 발명에 따른 록업댐퍼로 비틀림진동이 입력되면, 입력부재와 출력부재는 서로 상대적으로 회전하여 제1 탄성부재와 제2 탄성부재가 그 2개의 부재 사이에서 회전방향으로 압축된다. 이 경우에 제1 및 제2 탄성부재는 중간부재의 중간지지부를 통하여 서로 직렬로 배설되므로, 넓은 비틀림각특성을 유지할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 탄성부재 중의 최소한 하나의 방사상 외향운동은 중간부재에 형성된 중간제한부에 의해 제한된다. 그 결과, 회전방향으로 압축된 제1 및 제2 탄성부재 중의 최소한 하나는 다른 부재를 간섭하지 않으므로써 마찰저항의 발생을 억제하거나 또는 마찰저항을 감소시킨다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 양태와 장점 등은 첨부되는 도면을 참조하여 후속하는 본 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해 질 것이다. 전 도면을 통하여 동일 참고번호는 대응부분을 가리킨다.

제1 실시예

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 록업댐퍼를 포함하는 토크컨버터의 록업메커니즘(1)이 나타나 있다. 엔진(도시되지 않음)은 도 2 및 도 3의 왼쪽에 위치하며, 변속기(도시되지 않음)는 조 2 및 도 3의 오른쪽에 위치한다. 이후로 방향을 가리키는 목적으로서, 도 2 및 도 3의 왼쪽은 엔진측으로 지칭되고 도 2 및 도 3의 오른쪽은 변속기측으로 지칭된다.

도 1은 록업메커니즘(1)의 부분절취, 부분단면도로서, 뒤에 설명되는 피동판(5)의 환상부(5a)가 변속기측에서 본 바와 같이 제거된 상태의 도면이다. 또한 도 1에 나타낸 회전방향에 관하여 회전방향 R1은 엔진 및 토크컨버터의 정회전방향이고, 회전방향 R2는 역회전방향이다.

토크컨버터구조가 임펠러와, 터빈과 스테이터를 가지는 것은 공지이므로 그러한 구조에 대한 상세한 설명은 하지 않는다. 그러나, 터빈과 임펠러와 스테이터는 록업메커니즘(1)을 가지는 토크컨버터 내에 존재한다는 것은 알고 있어야 할 것이다.

도 2에서, 토크컨버터의 전면커버(50)(입력회전부재)와 터빈(52)(출력회전부재)가 예시되어 있다. 전면커버(50)는 엔진의 크랭크샤프트에 연결된 부재로서 임펠러(도시되지 않음)와 함께 토크컨버터의 작동유체임버를 형성한다. 환상의 평판마찰면(51)은 전면커버(50)의 외주측 내벽면 상에 현성된다. 터빈(52)은 축방향으로 임펠러(도시되지 않음)와 대향하는 베인휠이고, 터빈셸(53)과, 그 터빈셸(53)에 고정된 다수의 터빈블레이드(54)를 주요소로 구성된다. 터빈셸(53)의 내주부는 터빈허브를 통해 변속기의 주구동축(도시되지 않음)에 연결된다.

록업메커니즘(1)은 토크가 전면커버(50)로부터 터빈(52)으로 기계적 전달이 이루어 지는 동안 받아들이는 비틀림진동을 흡수하고 감쇠하는 메커니즘이다. 즉, 록업메커니즘(1)은 클러치기능과 댐퍼기능(록업댐퍼)을 가진다. 록업메커니즘(1)은 도 2에 나타낸 바와 같이 전면커버(50)와 터빈(52)과의 사이에 있는 공간에 배설된다.

록업메커니즘(1)은: 피스톤(2)과 구동판(3)의 형태의 입력부재; 피동판(5)과, 상기 입력부재와 출력부재 사이에 배설되는 제1 및 제2 코일스프링(제1 및 제2 탄성부재)(7, 8)를 주요소로 구성되는 출력부재; 그리고 중간판(중간부재)(4)를 포함한다.

상기 입력부재는 피스톤(2)과 구동판(3)으로 이루어진다.

상기 피스톤(2)은 도 2에 나타낸 전면커버(50)로부터 멀어지도록 축방향 이동가능하거나, 또는 종래의 기술로 잘 알려진 방식으로 토크컨버터 내의 유압을 제어함으로써 전면커버(50)에 결합(접촉)할 수 있는 클러치부재이다. 피스톤(2)은 내주방향돌출부(11)와 외주방향돌출부(12)를 가지는 디스크형 부재이다. 상기 내주방향돌출부(11)와 외주방향돌출부(12)는 변속기측을 향하여 연장하는 슬리브부이다. 내주방향돌출부(11)는 터빈허브(도시되지 않음)의 외주면에 대하여 회전가능하게 지지되고, 터빈허브(도시되지 않음)에 대하여 축방향으로 이동가능하다. 전면커버(50)의 마찰면(51)을 대향하는 디스크형 미찰페이싱(2a)은 엔진측에 있는 피스톤(2)의 측면에 고정된다.

각각의 구동판(3)은 피스톤(2)에 고정된 부재로서 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)을 회전방향으로 지지한다. 구동판(3)은 피스톤(2)의 엔진측외주부(외주슬리브부(12)의 내주측 상)의 네 개의 위치에 등각으로 배열된다. 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 각각의 구동판(3)은 회전방향으로 연장하는 고정장치(fixture)부(13)와, 고정장치부(13)의 외주부로부터 변속기측 상에 연장하는 내주결합부(14)와, 내주결합부(14)로부터 방사상 외향하여 연장하고 엔진측을 향하여 오목한 요부(15)와, 요부(15)로부터 더욱 방사상 외향하여 연장하는 외주결합부(16)로 이루어진다.

내주결합부(14)와, 요부(15)와, 외주결합부(16)는, 이하에서 설명하는 제1 및 제2 스프링시트(30, 31)의 내주측, 방사상 중간부 및 외주측과 접촉가능한 입력지지부로서 사용된다. 제1 및 제2 스프링시트(30, 31)는 이하에서 설명하는 바와 같이 각각 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단면에 시팅된다.

리벳(10)이 관통하여 연장하는 개구(13a)는 고정장치부(13)에 형성된다. 각각의 구동판(3)은 도 2에서와 같이 리벳(10)에 의해 일체식으로 피스톤(2)에 고정된다. 입력지지부(내주결합부(14) 및 요부(15))는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단면을 서로 상이한 위치에서 반경방향으로 지지하므로, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 단부에 대한 지지는 종래기술의 구조보다 안정하다. 외주결합부(16)의 외주면은 도 2에서와 같이, 피스톤(2)의 외주돌출부(12)의 내주면과 접촉한다. 따라서 구동판(3)의 위치를 잡는 것이 용이하고, 구동판(3)이 방사상 외향하여 변형되는 것을 억제할 수 있다.

회전방향으로 연장하는 돌출부인 제1 이동제한부(17)는 외주결합부(16)의 회전방향으로 양측면 상에 일체형으로 형성된다. 상기 제1 이동제한부(17)는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단을 지지함으로써, 이하에서 설명되는 바와 같이, 상기 스프링(7, 8)의 방사상 외향운동을 제한하는 부분이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 이동제한부(17)의 반경방향 폭은 회전방향으로 거리를 둔 방향으로 감소하고, 각각의 가이드면(18) 또는 내주면은 표면(17a)로부터 각각의 제1 이동제한부(17)의 선단쪽으로 경사를 이룬다. 따라서, 상기 가이드면(18) 및 표면(17a)과 접촉하는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 부분들은 제1 이동제한부(17)의 선단에 반경방향으로 내향하여 지지된다.

각각의 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 중간판(4)을 통하여 서로 연결되어 한 쌍의 스프링을 형성한다. 4쌍의 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 록업클러치메커니즘(1) 주위에 회전방향으로 등각도로 배열되고, 상호 병행하여 작동한다. 제1 코일의 강성은 제2 코일스프링의 강성보다 크다. 따라서, 록업메커니즘(1)의 록업댐퍼에 의해 2단 비틀림특성이 성취된다.

각 쌍의 스프링 중 제1 코일스프링(7)은 제2 코일스프링(8)에 상대적으로 정회전방향(R1)으로 측면상에 배설되고 중간판(4)의 중간지지부(21)는 그 사이에 배설된다. 제1 스프링시트(30)는 각각의 제1 코일스프링(7) 말단에 정회전방향(R1)으로 형성된다. 제1 스프링시트(30)는 디스크형지지부와 그 지지부로부터 코일스프링 내부로 연장하는 결합부로 구성된다. 제1 스프링시트(30)의 지지부의 후면은 내주결합부(14)와, 요부(15)와, 외주결합부(16)와, 구동판(3)의 표면(17a)을 결합한다.

제2 스프링시트(31)는 각각의 제2 코일스프링(8)의 말단에 역회전방향(R2)으로 형성된다. 제2 스프링시트(31)은 실질적으로 제1 스프링시트(30)와 동일한 구조를 가지며, 유사한 방식으로 구동판(3)의 입력지지부에 지지된다.

중간판(4)은 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 사이에 기능적으로 배설되는 중간부재이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 중간판(4)은 링(연결부)(20)와, 지지부(21)와, 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)으로 구성된다.

각 지지부(21)는 역회전방향(R2)의 제1 코일스프링(7)의 말단과 정회전방향(R1)의 제2 코일스프링(8)의 말단과의 사이에 배설되어, 토크를 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 사이로 전달한다. 걱 자자뷰(21)는 회전방향의 폭이 방사상으로 내향하여 감소되는 사각형상을 가진다. 회전방향의 양측 표면은 제1 및 제2 경사지지면(21a, 21b)이다. 이와 같이, 제1 및 제2 지지면(21a, 21b)이 경사를 이루고 있으므로, 제1 및 제2 지지면(21a, 21b)과 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)과의 사이의 국지적 접촉을 피할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 또는 중간판(4)의 사용수명이 연장된다.

제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)는, 링(20)과 중간지지부(21)와 함께 단일 유닛으로서 일체식으로 형성된다. 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)는 각각 제1 및 제2 지지면(21a, 21b)으로부터 원주방향으로 연장하고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 코일스프링(7)의 내부와 제2 코일스프링(8)의 내부로 삽입된다.

제1 및 제1 중간제한부(22a, 22b) 각각의 원주상 길이는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 각각의 허용가능한 변형한계에 대응하여 미리 결정된다. 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 내부중앙부를 따라 연장한다. 또한, 상기 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)는, 도 3과 도 8에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 각각의 내주면에 접촉한다. 네 개의 지지부(21)는 또한 링(20)에 의해 서로 연결되어, 각 중간부(21)의 방사상 외향운동이 제한된다. 그 결과, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 방사상 외향운동은 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)에 의해 제한된다.

한편, 중간판(4)은 다른 부재에 의해 직접지지되지 않으므로, 인접한 부재와의 마찰저항은 거의 발생하지 않는다.

록업메커니즘(1)의 출력부재는 피동판(5)과 지지링(6)으로 구성된다. 피동판(5)은 터빈(52)의 터빈셸(53)에 고정되고, 터빈셸(53)에 용접되어있는 환상부(5a)를 가진다. 네 개의 결합부(5b)(도 2 및 도 8)가 피동판(5)의 엔진측 상에서 상기 환상부(5a)로부터 연장한다. 네 개의 결합부(5b)는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 쌍들의 인접단 사이에 연장한다. 결합부(5b)는, 회전방향의 양단이 제1 스프링시트(30)와 제2 스프링시트(31)와 접촉하는 상태로, 구동판(3)의 요부(15) 속으로 연장한다.

도 6 및 도 7에서, 지지부(6)는 환상압착판부재로서, 슬리브부(25)와 변속기측 상에서 슬리브부(25)의 말단으로부터 방사상 내향하여 연장하는 디스크형부(26)를 주요소로 구성된다.

네 개의 절취결합부(27)는 상기 디스크형부(26)의 내주상 에지에 회전방향으로 등간격을 이루며 형성된다. 피동판(5)의 결합부(5b)는 절취결합부(27) 속으로 결합하고, 각 절취결합부(27)의 원주상 말단에 결합된다. 이와 같이 지지링(6)은 피동판(5)과 함께 회전한다. 부수적으로, 결합부(5b)와 절취결합부(27)와의 사이의 결합은 양자 사이에 축방향운동을 가능하게 하지만 원주방향의 상대적 운동은 할 수 없게 한다. 이것은 록업메커니즘(1)의 조립과 토크컨버터 자체를 조립하는데 있어서 편리한 점이다.

절취결합부(27)가 형성되는 각 부에서, 디스크형부(26)의 일부는 도 2와 같이 반경방향으로 외향하여 절곡되어 스프링접촉부(28)을 형성한다. 도 8에서와 같이, 상기 스프링접촉부(28)는 제1 스프링시트(30)와 제2 스프링시트(31)에 접촉한다. 즉, 스프링접촉부(28)는 피동판(5)의 결합부(5b)와 함께 출력지지부를 형성한다.

제1 및 제2 스프링시트(30, 31)의 반경방향의 여러개의 위치가 입력지지부에서의 방식과 동일하게 스프링접촉부(28) 및 결합부(5b)에 의하여 지지되므로, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단부의 지지는 안정하다.

슬리브부(25)는 외주돌출부(12)로부터 방사상 내향하여 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 외주를 덮도록 배설된다(도 2 참조). 상기 슬리브부(25)가 피스톤(2)의 외주돌출부(12)에 근접하여 있지만, 도 2에 나타낸 바와 같이 그 사이에 갭이 형성되어 있다. 슬리브부(25)가 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 외주측을 커버함으로써 이러한 부재들을 방사상 외향하여 이동하지 못하게 막아준다. 도 1 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 반경방향의 갭은 슬리브부(25)와 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 외주부와의 사이에 유지된다. 또한 반경방향의 갭은 슬리브부(25)와 중간판(4)의 지지부(21)와의 사이에 유지된다. 나아가서, 슬리브부(25)에 있어서, 선형(linear shape)의 형상을 하며 다른 아치형부와 비교할 때 방사상 내향하여 배치되는 제2 운동제한부(29)는, 구동판(3)에 대응하여 회전방향으로 네 개의 위치에 형성된다.

제2 운동제한부(29)는 구동판(3)의 부근에서부터 회전방향으로 양측면상에 연장하고, 또한 제1 스프링시트(30)와 정회전방향(R1)의 제1 코일스프링(7)의 말단부와 제2 스프링시트(31)와 역회전방향(R2)의 제2 코일스프링(8)의 말단부의 외주측으로 연장한다. 그 결과, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단부의 방사상 외향운동은 가이드면(29a)에 의해 제한된다. 제2 운동제한부(29)의 가이드면(29a)은 다른 아치형부의 내주면으로부터 방사상 내향하여 경사를 이룬다. 즉, 제1 및 제2 스프링시트(30, 31)의 외주측에 대응하는 부분에서, 회전방향으로 상기 가이드면(29a)의 외측부는 내측부로부터 회전방향으로 방사상 내향하여 배설된다. 따라서, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단부에 있는 가이드면(29a)과 접촉하는 부분은 다른 부분보다 더욱 방사상 내향하여 배설된다.

또한, 슬리브부(25)에서 회전방향으로 각도 q를 통해 연장하는 슬롯(40)은 제2 운동제한부(29)가 형성되는 영역에 형성된다(도 6 및 도 7 참조). 구동판(3)의 외주결합부(16)의 일부는 슬릿(40) 내부로 연장된다. 상기 슬릿(40)의 길이는 입력부재와 출력부재와의 사이에서 상대회전(비틀림 각)을 할 때, 외주결합부(16)의 제1 운동제한부(17)의 말단이 상기 슬릿(40)의 말단주에 접촉하게 되도록 미리 결정됨으로써, 슬릿(40)은 입력부재와 출력부재와의 사이에서 상대회전을 정지시키는 스토퍼로서의 역할을 할 수 있다.

한편, 피동판(5)과 지지링(6)은 분리부재로 이루어져 있으므로, 기계적부품수는 증가하여도 각 부분은 단순화될 수 있다. 이러한 이유로, 전체적인 구조를 원피스(one-piece)부재와 비교하여 작동하는 것이 용이하다.

이하에서 작동(operation)이 설명된다.

엔진(도시되지 않음)의 프랭크샤프트에서 전달되는 토크는 탄성판(도시되지 않음)을 통하여 전면커버(50) 내부로 입력된다. 이 토크는 임펠러(도시되지 않음)로 전달된다. 임펠러가 회전하면 작동유가 터빈(52)에 반발하여 흐르게 됨으로써 터빈(52)이 회전한다. 터빈(52)의 토크는 터빈허브(도시되지 않음)를 통하여 주구동축으로 출력된다.

토크컨버터의 속도비가 증가하고 주구동축이 소정의 회전속도로 회전하면, 피스톤(2)과 전면커버(50)의 사이에 있는 작동유는 주구동축의 내부를 통하여 배출된다. 그 결과, 피스톤(2)은 유압차에 의하여 전면커버(50)의 마찰면(51)에 반발하여 가압된다. 그럼으로써 전면커버(50)의 토크는 록업메커니즘(1)을 통하여 토빈(52)으로 전달된다. 즉, 전면커버(50)와 터빈(52)은 상호 기계적으로 연결되어 전면커버(50)의 토크는 임펠러없이 주구동축으로 직접 출력된다.

록업접속조건에서, 구동판(3)의 입력지지부(내주결합부(14), 요부(15), 외주결합부(16))는 중간판(4)에 의하여 정회전방향(R1)으로 서로 연결된 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)을 가압한다. 제1 코일스프링은 피동판(5)의 출력지지부(결합부(5b) 및 스프링접촉부(28))를 가압한다. 이와 같이, 토크는 피스톤(2)으로부터 피동판(5)으로 전달된다.

록업접속조건에서, 록업메커니즘(1)은 토크를 전달하고, 전면커버(50)로부터 받은 비틀림진동을 흡수 및 감쇠한다. 더 명확하게는, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 구동판(3)과 피동판(5)과의 사이에서 팽창 및 압축함으로써 비틀림진동을 흡수 및 감쇠시킨다. 이 경우에, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 직렬로 작동하므로, 입력부재와 출력부재 사이의 상대회전각이 증가한다. 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)이 토크컨버터 및 록업메커니즘(1)의 외주부 내에 배열되지만, 넓은 비틀림각특성(큰 상대변위각)을 얻을 수 있다. 또한 제1 코일스프링(7)의 강성(스프링 상수)은 제2 코일스프링(8)의 강성과 다르므로, 록업댐퍼에 2단 비틀림특성을 첨가하고, 진동은 수용되는 비틀림진동의 진폭과 진동수에 대응하여 효과적으로 흡수 및 감쇠될 수 있다.

록업메커니즘(1) 전체가 토크가 전달되는 동안 회전하므로, 진동을 흡수 및 감쇠시키는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 원심력을 받게 된다. 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 그 원심력에 의해 방사상 외향하여 이동하게 된다. 또한 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 서로 직렬로 배설되어 있고, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 사이의 접합부 부근은 특히 방사상 내향하여 돌출하기 쉽다. 그러나 이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 쌍의 회전방향으로 양단(제1 코일스프링(7)의 정회전방향(R1)의 말단 및 제2 코일스프링(8)의 역회전방향(R2)의 말단)은 제1 및 제2 스프링시트(30, 31)를 통하여 제1 운동제한부(17) 및 제2 운동제한부(29)에 의하여 지지되고, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 회전방향의 양단과 지지링(6)의 슬리브부(25)와의 사이에는 마찰저항이 거의 발생하지 않는다. 또한 중간판(4)의 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)에 의하여, 제1 코일스프링(7)의 역회전방향(R2)으로의 말단과, 회전방향으로의 중간부와, 제2 코일스프링(8)의 정회전방향(R1)으로의 말단과, 그 회전방향의 중간부 등은 방사상 외향운동이 제한된다. 그 결과 이러한 구성부품들과 슬리브부(25)와의 사이에 마찰저항이 거의 발생하지 않는다. 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)을 회전방향으로 직렬로 배설함으로써 비틀림각이 확대되는 록업댐퍼에 있어서, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 회전방향의 각 부분의 방사상 외향운동이 제한을 받기 때문에 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)과 다른 부품(지지링(6))과의 사이의 마찰저항을 억제할 수 있다. 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)와 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 내주면과의 사이에 약한 마찰저항이 발생되지만, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 외주면이 다른 구성부품을 따라 함께 슬라이드하는 경우와 비교할 때 그 마찰저항은 작다.

후속하여, 록업메커니즘(1)의 비틀림동작에 관하여 도 8을 참고하여 더 구체적으로 설명된다. 예를 들면, 피동판(5)은 도 8에 나타낸 바와 같이 중립조건(도 1에 예시됨)으로부터 역회전방향 R2으로 비틀린다. 이 경우에, 결합부(5b)와 스프링결합부(28)는 역회전방향 R2 로 제1 스프링시트(30)를 가압한다. 이 때, 정회전방향 R1으로의 각각의 제1 코일스프링(7)의 말단부와 슬리브부(25)는 피동판(5)의 속도와 실질적으로 동일한 속도로 움직이므로, 제1 코일스프링(7)과 슬리브부(25)와의 사이에 마찰저항이 거의 발생하지 않는다.

비틀림각이 작은 변위범위에 있어서, 제2 코일스프링(8)(스프링(7)보다 낮은 강성을 가지는)이 주로 압축되고, 제1 코일스프링은 약하게 압축된다. 제2 코일스프링(8)과 슬리브부(25)와의 사이에 속도차가 있지만, 제2 코일스프링(8)의 역회전방향 R2의 말단은 구동판(3)의 제1 운동제한부(17)에 의하여 지지되어 상기 말단들은 거의 방사상 외향이동이 되지 않는다. 또한, 제2 코일스프링(8)의 회전방향에서의 중간부가 방사상 외향하여 이동하는 것은 제2 중간제한부(22b)에 의하여 제한된다. 따라서, 제2 코일스프링(8)과 슬리브부(25)와의 사이에 마찰저항은 거의 발생하지 않는다. 비틀림각이 더 증가되면, 제2 중간제한부(22b)가 제2 스프링시트(31)를 통하여 입력지지부(내주결합부(14), 요부(15), 외주결합부(16))와 접촉하게 된다. 그 결과, 피스톤(2)과 구동판(3)과 중간판(4)과의 사이의 상대적 회전이 정지된다.

그 후, 제2 코일스프링(8)은 압축되지 않고, 제1 코일스프링(7)만 더 압축된다. 비틀림각이 더 증가되면, 제1 중간제한부(22a)가 제1 스프링시트(30)를 통하여 출력지지부(결합부(5b), 스프링접촉부(28))와 접촉하게 된다. 그 결과, 중간판(4)과 피동판(5) 사이의 상대적 회전이 정지된다. 그래서, 구동판(3)과 피동판(5) 사이의 상대적 회전은 중간판(4)을 통하여 정지된다. 부수적으로, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)은 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)에 의하여 소정의 변형량을 초과하여 변형되지 않도록 설정된다. 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 소망의 기계적 강도의 관점에서 바람직하지 않은 과도한 압축의 우려는 없다. 따라서, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 충분히 긴 사용수명이 기계적 강도의 관점에서 보장된다.

또한, 피동판(5)이 도 8에서의 중립조건으로부터 정회전방향 R1으로 비틀리는 경우에, 전술한 바와 같은 방식으로, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 변형은 제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)에 의해 제한됨으로써, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 충분히 긴 사용수명이 기계적 강도의 관점에서 보장된다.

이 경우에, 가이드면(18)이 제1 운동제한부(17)에 형성되므로, 역회전방향 R2에서의 압축된 제2 코일스프링(8)의 말단의 외주부들은 상기 가이드면(18)에 의해 방사상 내향하여 가이드된다. 또한, 가이드면(29a)들은 제2 운동제한부(29)상에 형성되므로, 정회전방향 R1에서의 제1 코일스프링(7)의 말단의 외주부들은 상기 가이드면(29a)에 의해 방사상 내향하여 가이드된다. 부수적으로, 가이드면(18, 29a)은 코일스프링(7, 8)이 압축되는 조건으로부터 원래의 방향으로 연장하고, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단부를 방사상 내향으로 가이드하여, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단부들이 분리된 제1 및 제2 운동제한부(17, 29)와 접촉하게 되더라도 원래위치로 부드럽게 복귀된다. 따라서, 토션이 없는 조건하에서, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 양단의 방사상 외향운동이 제1 운동제한부(17)에 의해 제한되지 않는 구조(즉, 상기 양단부가 회전방향으로 입력부재 또는 출력부재의 지지부로부터 멀어지게 분리되는 구조)에 있어서도, 상기 가이드면(18, 29a)는 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)가 압축될 때 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 말단부를 틀림없이 가이드하고, 상기 가이드면은 각각의 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)과 외주측상에 배설된 부재와의 사이에 충분한 공간을 확보할 수 있다. 그 결과, 비틀림진동을 흡수 및 감쇠하는 데에 있어서 불필요한 마찰저항은 거의 발생하지 않는다.

제1 운동제한부(17)는 구동판(3)의 외주측상에 형성되는 돌출부이므로, 구조가 간단하고 기능이 용이하다. 또한 제2 운동제한부(29)는 슬리브부(25)를 약간 변형함으로써 간단히 형성된다. 작동이 용이한 상기한 간단한 구조를 가지고, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8) 쌍의 회전방향의 양단은 지지되고 불필요한 마찰저항은 감소된다.

제1 운동제한부(17)와 제2 운동제한부(29)는, 제1 코일스프링(7)의 전항회전방향 R1에서의 말단과 제2 코일스프링(8)의 역회전방향 R2의 말단의 방사상 외향으로 배설되고, 상기 말단의 외주부와 덥촉하게 됨으로써, 양단부의 방사상 외향운동을 제한한다. 따라서, 간단한구조를 가지고 탁월한 효과를 보장할 수 있다.

제1 및 제2 중간제한부(22a, 22b)는 종래의 기술에서 활용되지 않은 코일스프링의 내부공간에 배설되고, 코일스프링의 방사상운동의 한계 및 코일스프링의 압축변형의 한계로서의 역할을 한다. 따라서, 록업메커니즘(1)의 사이즈를 확대하지 않고, 추가적인 마찰저항을 감소하고, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 긴 사용수명을 보장할 수 있다.

부수적으로, 제1 및 제2 코일스프링(7, 8)의 외주측을 덮는 슬리브부(25)는 입력부재 또는 중간판(4) 내에 형성될 수 있다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 따른 록업댐퍼(150)를 도 9 내지 도 12에 나타낸다. 록업댐퍼(150)는 토크컨버터의 록업메커니즘에 포함된 댐퍼메커니즘이다. 도 9는 피동부재(152)가 제거된 부분줄취 평면도를 나타낸다. 도 10 내지 도 12는 도 9의 부분단면도로서 피동부재(152)를 나타낸다.

록업댐퍼(150)는 록업메커니즘 내의 수용된 진동을 흡수 및 감쇠하여 토크컨버터의 전면커버(103)로부터 터빈(105)으로 토크를 기계적으로 전달하는 메커니즘이다. 록업댐퍼는 입력부재인 피스톤부재(151)와, 출력부재인 피동부재(152)와, 대형 코일스프링(153a) 및 소형 코일스프링(153b)으로 구성되는 탄성부재인 4쌍의 코일스프링(153)과, 반경방향제한부재인 리테이닝판(154)과, 중간판(155)과, 축방향제한부재인 압력판(157)을 주구성요소로 이루어진다.

피스톤부재(151)는 전면커버(103)(도 10에 예시됨)로부터 축방향으로 이동될 수 있거나 또는 토크컨버터보디내의 유압을 제어함으로써 전면커버(103)와의 결합으로 이동될 수 있는 부재이다. 피스톤부재(151)는 외주슬리브부(151a) 및 내주슬리브부(151b)를 가지는 디스크형 부재이다. 외주슬리브부(151a) 및 내주슬리브부(151b)는 변속기측상에 연장한다(도 10, 11 및 12의 우측). 내주슬리브부(151b)는 터빈(105)의 내주부에 고정된 터빈허브(도시되지 않음)의 외주면에 대하여 회전가능하게, 또한 축방향으로 이동가능하게 지지된다. 전면커버(103)의 마찰면에 대면하는 디스크형 마찰페이싱(120)은 피스톤부재(151)의 외주피스톤의 측면상에 고정된다.

리테이닝판(154)은 후에 설명되는 4 쌍의 코일스프링(153)을 피스톤부재(151)의 측면상에 유지시키는 부재이다. 리테이닝판(154)은 피스톤부재(151)의 외주슬리브부(151a)의 내부에 배설된다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 리테이닝판(154)은 아치형 단면을 가지는 외주절곡부(154a)를 가진다. 외주절곡부(154a)의 외주면은 외주슬리브부(151a)의 내주면과 접촉하고 있다. 내항하여 연장하는 고정장치부(154d)는 외주절곡부(154a)를 원주방향의 네부분으로 등간격으로 분할하는 위치에 형성된다. 네 개의 고정장치부(154d)의 내주부는 두 개의 리벳(159)에 의해 각각 피스톤부재(151)에 고정된다. 또한 입력지지부(154b)는 외주절곡부(154a)의 말단으로부터 변속기측상에 방사상 내향하여 연장한다. 입력지지부(154c)는 고정장치부(154d)의 중간부로부터 방사상으로 변속기측상에 연장하여 형성된다.

피도부재(152)는 터빈(105)의 외주부 셸에 용접되는 환상판부재이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 네 개의 출력지지부(152a)는 피동부재(152)로부터 엔진측상에 돌출한다. 출력지지부(152a)는 리테이닝판(154)의 입력지지부(154b) 및 (154c) 사이에 반경방향으로 배설된다.

코일스프링(153)은 토크를 전달하고, 엔진회전진동에 의해 발생된 미세한 비틀림진동 및 클러치접속에 의해 생기는 충격과 같은 진동을 흡수/감쇠하는, 부재이다. 이 경우에, 코일스프링(153)은 두 종류인 대형 코일스프링(153a) 및 소형 코일스프링(153b)로 형성되여 2단 댐퍼특성을 성취한다. 대형 코일스프링(153a) 및 소형 코일스프링(153b)는 이하에 설명하는 중간판(155)의 중간지지부(155a)를 통하여 서로 직렬로 배설된다.

코일스프링(153)의 양측상에, 즉 대형 코일스프링(153a)의 첫째단 및 소형코일스프링(153b)의 첫째단 상에, 시트(seat)부재(156)가 장착된다. 코일스프링(153)의 말단은 리테이닝판(154)의 입력지지부(154b, 154c) 및 피동부재(152)의 출력지지부(152a)와 결합되도록 배설된다. 그래서, 코일스프링(153)은 리테이닝판(154)을 통하여 회전방향으로 피스톤부재(151)와 피동부재(152)를 상호 탄성적으로 연결한다.

중간판(155)은 네 쌍의 코일스프링(153)의 각 스프링 사이의 접합부를 반경방향으로 연결하여 그 접합부의 방사상 외향운동을 제한하는 부재이다. 도 9와 도 13에 나타낸 바와 같이, 중간판(155)은 환상판(155b)과, 원주방향으로 네 개의 위치에서 상기 환상판(155b)으로부터 방사상 외향하여 연장하는 중간지지부(155a)와, 원주방향으로 여덟 개의 위치에서 상기 환상판(155b)에 형성된 스프링 내주지지부(155c)로 구성된다. 환상판(155b)은, 코일스프링(153)의 내주측 상에 축방향으로 리테이닝판(154)와 터빈(105)과의 사이에서, 리테이닝판(154) 및 터빈(105)에 상대적으로 회전가능하도록 배설된다.

각각의 중간지지부(155a) 상에는, 원주방향을 따라 대형 코일 스프링(153a)의 측상에 연장하는 삽입부(155d)와, 원주방향을 따라 소형 코일스프링(153b)의 측상에 연장하는 삽입부(155e)가 형성되어 있다. 상기 삽입부(155d)는 대형 코일스프링(153a) 내부로 연장하고, 상기 삽입부(155e)는 소형 코일스프링(153b) 내부로 연장하여, 대형 코일스프링(153a)과 소형 코일스프링(153b)은 서로 직렬로 연결된다. 반면에, 각각의 중간지지부(155a)는 환상판(155b)에 의하여 방사상으로 연결된다. 따라서, 중간지지부(155a)에 의해 지지되는 대형 코일스프링(153a)과 소형 코일스프링(153b)의 각 쌍 사이의 접합부의 방사상 외향운동은 제한된다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 스프링 내주지지부(155c)는 각 코일스프링들(153a) 및 (153b)의 내주측 상 부분에 접촉함으로써, 각 코일스프링등(153a) 및 (153b)의 방사상 내향운동을 제한한다.

도 9와 도 10에서, 피스톤부재(151) 및 리테이닝판(154)에 상대적으로 회전할 수 있도록, 네 개의 압력판(157)이 중간판(155)의 환상판(155b)을 바이어스하기 위해 사용되어, 중간판(155)의 축방향운동을 제한한다. 도 14와 도 15에서, 압력판(157)은 하나의 제일 개구(hole)(157b) 및 두 개의 제이 개구(157c)가 있는 세 개의 압력부(157a)를 가지는 아치형부재이다. 압력부(157a)는 리테이닝판(154)과 협동으로 중간판(155)을 유지함으로써 중간판(155)의 축방향운동을 제한한다. 부수적으로, 압력판(157)은 제2 개구(157c)를 관통하는 리벳들(159) 및 제1 개구(157b)를 통과하는 리벳(160)에 의하여 피스톤부재(151)상에 장착된다. 상기 리벳들(159)은 리테이닝판(154)을 피스톤부재(151)상에 장착하고 동시에 압력판(157)을 피스톤부재(151)상에 장착하기 위해 사용된다.

이하에서 작동이 설명된다.

록업메커니즘의 작동에 있어서, 비틀림진동이 전면커버(103)에 입력되면, 피스톤부재(151) 및 피동부재(152)는 주기적으로 서로 상대적 회전을 함으로써, 코일스프링(153)은 원주방향으로 팽창 및 압축된다. 이 경우에, 압축된 코일스프링(153)은 방사상 외향하여 돌출하고 원심력에 의해 방사상 외향하여 움직이기 쉽다. 그러나, 코일스프링(153)의 스프링 쌍들 사이의 접합부들은 중간판(155)의 중간지지부(155a)에 지지되고, 중간지지부(155a)는 상호 반경방향으로 환상판(155b)에 연결된다. 따라서 스프링은 방사상 외향운동을 거의 하지 않는다. 그 결과, 코일스프링(153)의 접합부와 외주절곡부(154a) 사이의 슬라이드 이동이 억제된다. 그 결과, 코일스프링(153)과 외주절곡부(154a) 사이에 발생되는 마찰저항은 작아진다. 록업댐퍼특성 및 특히 미세 비틀림진동흡수특성이 제고된다.

또한, 실시예에 따른 록업댐퍼(150)에 있어서, 중간판(155)의 축방향운동은 압력판(157) 및 리테이닝판(154)에 의하여 제한된다. 따라서, 중간판(155)에 지지되는 코일스프링(153)의 접합부의 축방향 위치와, 록업댐퍼(150) 내의 중간지지부(155a)는 안정하다. 아러한 이유로, 반복하는 코일스프링(153)의 팽창 및 압축에 있어서, 코일스프링(153)의 접합부가 다른 부재와의 간섭을 피하는 것 또는 중간판(155) 및 코일스프링(153)의 접합부의 슬라이드운동에 의해 발생되는 다른 부재와의 추가적인 마찰저항의 발생을 피하는 것이 가능하다. 그래서, 본 발명의 제2 실시예에서, 록업댐퍼(150)의 특성은 안정하다.

제3 실시예

제3 실시예에 있어서, 제2 실시예에서 사용된 중간판(155) 및 압력판(157)은 중간판(165) 및 지지부재(177)로 대체된다. 그 외의 제2 실시예에서와 동일한 구성요소는 본 실시예에서 사용된다.

중간판(165)은 코일스프링(153)의 접합부의 방사상운동을 제한하는 부재들이다. 네 개의 동일한 중간판이 사용된다. 중간판(165)은 도 16에 나타낸 바와 같이, 각각 아치형판(165b) 및 그 아치형판(165b)으로부터 방사상 외향하여 돌출하는 중간지지부(165a)로 구성된다. 아치형판(165b)은 코일스프링(153)의 축방향 내부에, 리테이닝판(154)과 터빈(105)과의 사이에서 리테이닝판(154) 및 터빈(105)에 상대적으로 회전할 수 있도록 배설된다. 각각의 중간지지부(165a)에는, 원주방향을 따라 대형 코일스프링(153a) 측상에 연장하는 삽입부(165d)와, 원주방향측을 따라 소형 코일스프링(153b) 측상에 연장하는 삽입부(165e)가 형성되어 있다. 상기 삽입부(165d)는 대형 코일스프링(153a) 내부로 삽입되고, 상기 삽입부(165e)는 소형 코일스프링(153b) 내부로 삽입됨으로써, 대형 코일스프링(153a)과 소형 코일스프링(153b)는 상호 직렬로 연결된다.

도 16 및 도 17에서, 네 개의 지지부재(177)는 피스톤부재(151) 및 리테이닝판(154)에 상대적으로 록업댐퍼(150)의 축에 상대적으로 회전할 수 있도록 중간판(165)의 아치형판(165b)를 지지하고, 또한 중간판(165)의 축방향운동 및 방사상운동을 제한하기 위해 사용된다. 각각의 지지부재(177)는 두 개의 지지부(177a)와, 한 개의 제1 개구(177b)와 두 개의 제2 개구(177c)를 구비하는 아치형부재이다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 각각의 지지부(177a)는 축방향 지지부(177b) 및 반경방향 지지부(177e) 및 (177f)로 구성된다. 반경방향 지지부(177e) 및 (177f)는 중간판(165)의 아치형판(165b)의 내주면 및 외주면과 접촉하거나, 또는 이러한 표면과 소정의 갭을 가지고 대면함으로써 중간판(165)의 방사상운동을 제한한다. 축방향 지지부(177d)는 아치형판(165b)의 출력측면과 접촉하거나, 또는 소정의 갭을 가지고 대면함으로써 중간판(165)의 축방향운동을 출력측 상에서 제한한다. 반면에, 입력측에서, 중간판(165)의 아치형판(165b)의 표면은 리네이닝판(154)과 접촉하거나 또는 대면함으로써 중간판(165)의 축방향운동을 입력측상에서 제한한다. 부수적으로, 지지부재(177)는 제2 개구(177c)를 통과하는 리벳들(159) 및 제1 개구(177b)를 통과하는 리벳(160)에 의해 피스톤부재(151)상에 장착된다.

이하에서 작동이 설명된다.

록업메커니즘의 작동중에 비틀림진동이 전면커버(103)에 전달되면, 피스톤부재(151)와 피동부재(152)는 주기적으로 상호 상대적 회전을 하여, 코일스프링(153)이 원주방향으로 팽창 및 압축된다. 이 경우에, 압축된 코일스프링(153)은 대개 방사상 외향하여 팽창하고 원심력에 의해 방사상 외향하여 운동하게 되기 쉽다. 그러나, 코일스프링(153)의 접합부가 중간판(165)의 중간지지부(165a)에 지지되고, 중간지지부(165a)의 방사상 운동은 지지부재(177)에 의해 제한되므로, 접합부는 거의 방사상 외향하여 이동되지 않는다. 그 결과, 코일스프링(153) 및 외주절곡부(154a)의 접합부의 슬라이드운동은 억제된다. 코일스프링(153)과 외주절곡부(154a)와의 사이에 발생되는 마찰저항은 감소하고, 그로써 록업댐퍼특성, 특히 미세 비틀림진동흡수특성이 제고된다.

또한 본 실시예에 따른 록업댐퍼(150)에 있어서, 중간판(165)의 축방향운동은 지지부재(177) 및 리테이닝판(154)에 의하여 제한된다. 따라서, 코일스프링(153)의 접합부의 중간판(165) 및 중간지지부(165a)에 의해 지지되는 축방향위치는 록업댐퍼(150) 내에서 안정화된다. 이러한 이유로, 코일스프링(153)이 팽창 및 압축을 반복할 때, 코일스프링(153) 및 중간판(165)의 접합부와 다른 부재와의 간섭, 그리고 코일스프링(153) 및 중간판(165)의 접합부가 다른 부재에 상대적으로 일으키는 슬라이드운동에 의해 발생하는 추가의 마찰저항은 억제된다. 그래서 본 실시예에서, 록업댐퍼(150)의 특성은 안정화된다.

본 발명에 의하면, 직렬로 연결 및 배설된 탄성부재를 가지는 토크컨버터용 록업댐퍼에 있어서, 코일스프링의 내부에서 연장하는 중간부는 중간부재 내에 형성되므로, 탄성부재의 방사상 외향운동은 제한되고, 탄성부재와 다른 부재들 사이의 마찰저항은 감소된다. 또한, 중간제한부들은 스토퍼의 역할을 하므로, 탄성부재에 부과되는 부하는 감소되어, 디자인상에 탄성부재의 선택범위가 넓어진다.

또한, 본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 각도상 비틀림특성을 유지하기 위하여 중간부재를 통하여 상호 직렬연결된 2개 이상의 탄성부재가 외주부상에 배열되는 댐퍼메커니즘에 있어서, 축방향운동제한부재 또는 지지부재들이 사용됨으로써 중간부재를 포함한 탄성부재의 접합부의 운동을 제한하고 또한 댐퍼특성을 안정화시킨다.

본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이 가능하다. 또한 본 발명에 의한 실시예의 상기한 설명은 예증의 목적으로만 제공되었으며, 첨부된 특허청구범위와 그 동등물에 의해 정의된 바와 같은 본 발명을 제한하려는 목적은 아니다.

Claims (12)

1. 토크컨버터용 록업메커니즘에 포함되어 입력회전부재로부터 출력회전부재로 기계적으로 토크를 전달하고 또한 입력회전부재로부터 출력부재로 전달되는 진동을 흡수 및 감쇠하는 록업댐퍼로서,

   입력회전부재와 선택적으로 결합가능한 입력부재와,

   토크컨버터의 출력회전부재에 연결되는 출력부재와,

   상기 입력부재과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설되는 제1 코일스프링과,

   상기 제1 코일스프링과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설되는 제2 코일스프링과,

   상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링과의 사이에 연장하여 상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링 각각을 원주방향으로 접촉하는 중간지지부를 가지는 중간부재로서, 상기 중간지지부로부터 상기 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 내부로 연장하여 상기 제1 및 상기 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 방사상 외향운동을 제한하는 중간제한부를 가지는 중간부재와,

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 중간제한부는, 토크컨버터의 원주방향에 관하여, 상기 중간지지부로부터 상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링 중의 하나의 최소한 중앙부 내부로 연장하는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 코일스프링은 제1 코일스프링보다 낮은 강성을 가지고, 상기 중간제한부는 상기 제2 코일스프링 내부로 연장하며,

   상기 중간제한부는 소정의 한계를 초월하는 상기 제2 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 중간제한부의 말단이 최소한 상기 입력부재 및 상기 출력부재 중의 하나의 부분에 결합함으로써 상기 제2 코일스프링의 압축을 제한하도록 원주방향 길이를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 중간제한부는 제1 중간제한부 및 제2 중간제한부를 포함하고,

   상기 제1 중간제한부는 상기 제1 코일스프링 내부로 연장하고 상기 제2 중간제한부는 상기 제2 코일스프링 내부로 연장하고,

   상기 제1 중간제한부는 소정의 한계를 초월하는 제1 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 제1 중간제한부의 말단이 상기 입력부재 및 상기 출력부재 중의 최소한 하나의 부분에 결합함으로써 상기 제1 코일스프링의 압축을 제한하도록 원주방향의 길이를 가지고 형성되고,

   상기 제2 중간제한부는 소정의 한계를 초월하는 제2 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 제2 중간제한부의 말단이 상기 입력부재 및 상기 출력부재 중의 최소한 하나의 부분에 결합함으로써 상기 제2 코일스프링의 압축을 제한하도록 원주방향의 길이를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 토크컨버터 및 록업댐퍼는 정회전방향 및 역회전방향을 가지고,

   상기 제1 코일스프링은 상기 제2 코일스프링의 정회전방향측 상에 배설되고,

   상기 중간지지부는 상기 제1 코일스프링의 역회전방향측과 상기 제2 코일스프링의 정회전방향측과의 사이에 배설되고,

   상기 입력부재는 원주방향으로 상기 제1 코일스프링의 정회전방향측과, 상기 제2 코일스프링의 역회전방향측을 지지하는 입력지지부를 포함하고,

   상기 출력부재는 원주방향으로 상기 제1 코일스프링의 정회전방향측과, 상기 제2 코일스프링의 역회전방향측을 지지하는 출력지지부를 포함하고,

   시트부재는 상기 제1 코일스프링의 상기 정회전방향측 및 상기 제2 코일스프링의 상기 역회전방향측 상에 장착되고,

   소정의 한계를 초월하는 상기 제1 및 제2 코일스프링의 압축에 감응하여 상기 중간제한부는 상기 시트부재들 중의 대응하는 하나에 기계적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
6. 청구항 1에 있어서, 다수의 상기 제1 및 제2 코일스프링과 다수의 상기 중간지지부는 토크컨버터 내의 원주방향으로 연장하여 구비되고,

   상기 중간부재는 접합부를 형성하여 상기 다수의 중간지지부를 상호 구조적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
7. 토크컨버터용 록업메커니즘에 포함되어 입력회전부재로부터 출력회전부재로 기계적으로 토크를 전달하고 또한 입력회전부재로부터 출력부재로 전달되는 진동을 흡수 및 감쇠하는 록업댐퍼로서,

   입력회전부재와 선택적으로 결합가능한 입력부재와,

   토크컨버터의 출력회전부재에 연결되는 출력부재와,

   토크컨버터의 외주부 상에 상기 입력부재과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설되고, 또한 상호 직렬연결되어 상기 입력부재와 상기 출력부재를 회전방향으로 탄성적으로 상호 결합하는 제1 코일스프링 및 제2 코일스프링과,

   상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링과의 사이에 연장하여 상기 제1 코일스프링 및 상기 제2 코일스프링 각각을 원주방향으로 접촉하는 중간지지부를 가지는 중간부재로서, 상기 중간지지부로부터 상기 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 내부로 연장하여 상기 제1 및 상기 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 방사상 외향운동을 제한하는 중간제한부를 가지는 중간부재, 그리고

   상기 중간부재에 인접하게 배설되어 상기 중간부재의 축방향운동을 제한하는 축방향제한부재와,

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 축방향 제한부재는 상기 입력부재 및 상기 출력부재 중의 최소한 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 코일스프링은 상기 제2 코일스프링의 강성보다 큰 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
10. 토크컨버터용 록업메커니즘에 포함되어 입력회전부재로부터 출력회전부재로 기계적으로 토크를 전달하고 또한 입력회전부재로부터 출력부재로 전달되는 진동을 흡수 및 감쇠하는 록업댐퍼로서,

    입력회전부재와 선택적으로 결합가능한 입력부재와,

    토크컨버터의 출력회전부재에 연결되는 출력부재와,

    상기 입력부재과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설되는 제1 코일스프링과,

    상기 제1 코일스프링과 상기 출력부재와의 사이에 기능적으로 배설되는 제2 코일스프링과,

    토크컨버터 내에 배설되는 중간부재로서, 상기 입력부재 및 상기 출력부재에 관하여 상대적으로 회전가능하고, 상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링과의 사이에 연장하여 상기 제1 코일스프링과 상기 제2 코일스프링 각각을 원주방향으로 접촉하는 중간지지부를 가지고, 상기 중간지지부로부터 상기 제1 및 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 내부로 연장하여 상기 제1 및 상기 제2 코일스프링 중의 최소한 하나의 방사상 외향운동을 제한하는 중간제한부를 가지는 중간부재, 그리고

    상기 중간부재에 인접하게 배설되어 토크컨버터의 록업댐퍼에서 축방향으로 상기 중간부재의 운동을 제한하는 지지부재로서, 상기 중간부재가 상기 입력부재 및 상기 출력부재에 상대적으로 상대회전변위가 될 수 있도록 상기 중간부재의 방사상운동을 더 제한하는 지지부재와,

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 지지부재는 상기 입력부재 및 상기 출력부재 중의 최소한 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.
12. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 코일스프링은 상기 제2 코일스프링의 강성보다 큰 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 록업댐퍼.