KR102398397B1 - 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수 개의 스프래그(531)들; 및 상기 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고 상기 스프래그(531)들을 지지하는 지지부(532, 536, 538)를 포함하는 원웨이클러치(500)를 제공한다.
상기 지지부(532, 536, 538)는 외주면의 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 서로 이격되어 돌출형성되는 복수 개의 돌출부(535)들을 구비하고, 상기 돌출부(535)들의 돌출단부는 상기 외륜(510)의 내주면에 결합된다.
상기 돌출부(535)들이 상기 외륜(510)의 내주면에 결합된 상태에서, 둘레방향으로 이웃하는 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 축방향으로 개방된 형태인 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 제조비용이 절감되고 경량화되고 내구성이 향상되고 제조오차에 강인하고 안정적으로 동작하며 드래그 토크가 감소될 수 있다.

Description

원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터{ONE-WAY CLUTCH, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND TORQUE CONVERTER COMPRISING THE SAME}

본 발명은 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제조비용이 절감되고 경량화되고 내구성이 향상되고 제조오차에 강인하고 안정적으로 동작하며 드래그 토크가 감소되는 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터에 관한 것이다.

차량용 토크 컨버터는 엔진으로부터 전달되는 구동력(토크)을 변속기 측으로 전달하는 기계 요소이다. 상기 토크 컨버터는 엔진과 변속기 사이에 구비된다. 토크 컨버터는, 기동 단계에서는 유체를 통해 엔진의 구동력을 증배하여 변속기에 전달하고, 락업(lock up) 단계에서는 기계적인 직결을 통해 엔진의 구동력을 변속기에 전달한다.

일반적으로 토크 컨버터는 임펠러, 터빈, 리액터 등을 포함하여 이루어진다. 여기에서, 리액터는 임펠러와 터빈 사이에 위치되어 터빈으로부터 나오는 오일의 흐름을 선택적으로 전환하여 임펠러로 되돌린다. 리액터는 리액터에 구비된 원웨이클러치에 의해 일 방향으로만 회전이 허용된다.

원웨이클러치는 리액터의 반경방향 내측 가장자리와 고정단 사이에 구비된다. 원웨이클러치는 스프래그(sprag)를 이용하는 스프래그 타입, 롤러를 이용하는 롤러 타입 등이 있다.

스프래그 타입의 원웨이클러치는 외륜 및 내륜 사이에 배치되는 스프래그 및 스프래그를 지지하는 지지부를 포함하여 구성된다. 외륜은 리액터에 결합되어 회전할 수 있고 내륜은 고정단에 결합되어 고정될 수 있다. 이와 관련된 선행기술은 다음과 같다.

선행기술1은 일본공개특허 2017-053453호의 스프래그형 원웨이클러치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 선행기술1은 외륜 2와 내륜 3 사이의 환상공간에 스프래그 4를 구비한 원웨이클러치 1에 이용되는 지지기 5에서 둘레방향을 따라 스프래그 4를 지지하기 위한 포켓부 6을 스프래그 4의 수와 동수 구비하고, 둘레방향에 인접한 포켓부 6끼리 사이에 내경측과 외경 측을 관통하는 구멍으로 구성되는 더미 포켓부 7을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 선행기술1은 외측 지지기 5a에 구비된 기둥부 9a의 중앙부에 최대지름부의 외접원이 외륜 2의 내경보다 조금 큰 지름이 되도록 돌기부 9c가 지름 방향 외측을 향하여 돌출되도록 구성된다.

선행기술2는 일본공개특허 1994-173977호의 원웨이클러치의 지지기로서, 도 3에 도시된 바와 같다.

도 3을 참조하면, 선행기술2는 외륜의 원통형 내면과 내륜의 원통형 외면 사이에 결합되어 토크 전달용 스프래그를 소정 상태로 유지하는 원웨이클러치의 지지기로서, 둘레방향의 일부에 맞대기단 4을 가지며, 그 맞대기단 4이 용접된 환상체 1로 구성되고 그 환상체 1의 둘레방향으로 스프래그 지지용 포켓 3이 등간격으로 형성되고 환상체 1의 축방향 양단의 한 쌍 고리형부의 표면 형상이 대칭으로 되어 인접하는 포켓 3간의 기둥부 5에 외륜의 원통형 내면 또는 내륜의 원통형 외면과 마찰 걸어맞추는 드래그돌기 6가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

선행기술3은 일본등록특허 2885335호의 일방향 클러치의 스프래그 지지장치로서, 도 4에 도시된 바와 같다.

도 4를 참조하면, 선행기술3은 띠형 주체에 스프래그 14가 끼워맞춰지는 지지 구멍을 길이 방향으로 소정 피치로 아침이 되어서 이루어지는 리테이너 20를 설치하고 상기 리테이너 20를 고리형에 만곡시켜 아우터 레이스 10와 내부 레이스 13 사이에 기재하고 상기 리테이너 20의 탄성 복원력에 의해 상기 띠형을 이루는 주체의 폭방향 양측을 외주 방향으로 굴곡시켜 마련한 취부 플랜지 23의 외측 둘레를 아우터 레이스 10의 내주면에 탄압 접촉시키고 아우터 레이스 10와 내부 레이스 13 사이에 개재한 스프래그 14를 상기 리테이너 20의 각 지지 구멍에 끼워맞추어 둘레방향으로 배열한 것을 특징으로 한다.

그러나, 선행기술1 및 선행기술2는 돌기부(9c)/드래그돌기(6)들 사이마다 포켓부(6a, 7a)/포켓(3)이 형성되므로, 돌기부(9c)/드래그돌기(6)가 외륜의 내주면에 압입되는 때 또는 압입된 후에 압력을 받아 포켓부(6a, 7a)/포켓(3)이 쉽게 변형될 수 있다. 따라서, 원웨이클러치가 오작동하거나 손상되기 쉽다.

게다가, 포켓부(6a, 7a)/포켓(3)에 관통되어 외륜의 내주면에 마찰간섭하는 스프래그와 외륜의 내주면에 압입된 돌기부(9c)/드래그돌기(6)가 회전방향으로 교대로 일렬로 배열되므로, 외륜의 내주면 또는 돌기부(9c)/드래그돌기(6)의 제조오차에 따라 스프래그가 외륜의 내주면에 불안정하게 마찰간섭되어 원웨이클러치가 불안정하게 작동할 있다.

또한, 선행기술1 및 선행기술2에서는 복수 개의 돌기부(9c)/드래그돌기(6)가 외측 지지기(5a)/환상체(1)의 중앙부에 형성되므로 중앙에 돌기를 생성하기 위해 제조비용이 증가할 수 있다. 특히, 선행기술2에서는 드래그돌기(6)를 형성하기 위해 주조공정이 반드시 필요할 수 있어서 제조비용이 더욱 증가할 수 있다.

선행기술 3은 리테이너(20, 지지부)의 폭방향 양측을 외주 방향으로 굴곡시킨 취부 플랜지(23)의 외측 둘레를 아우터 레이스(10, 외륜)의 내주면에 압입시키는데, 취부 플랜지(23)가 유체유동을 방해하므로 토크컨버터의 드래그 토크가 증가할 수 있다. 여기에서, 드래그 토크는 엔진 움직임과 반대방향으로 가해지는 토크를 의미할 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제조비용이 절감되고 경량화되고 내구성이 향상되고 제조오차에 강인하고 안정적으로 동작하며 드래그 토크가 감소되는 원웨이클러치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 토크컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수 개의 스프래그(531)들; 및 상기 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고 상기 스프래그(531)들을 지지하는 지지부(532, 536, 538)를 포함하는 원웨이클러치(500)를 제공한다.

상기 지지부(532, 536, 538)는 외주면의 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 돌출형성되는 복수 개의 돌출부(535)들을 구비한다.

상기 돌출부(535)들은 서로 이격되어 형성되고 돌출부(535)들의 돌출단부는 상기 외륜(510)의 내주면에 결합된다.

상기 돌출부(535)들이 상기 외륜(510)의 내주면에 결합된 상태에서, 둘레방향으로 이웃하는 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 축방향으로 개방된 형태이다.

상기 돌출부(535)들은 3개 이상 돌출형성된다.

상기 돌출부(535)들은 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 형성된다.

상기 돌출부(535)들은 둘레방향을 따라 8도 내지 30도의 각도로 연장형성된다.

상기 지지부(532, 536, 538)는 상기 외주면의 축방향 일측단에 반경방향 외측으로 굴곡되어 형성된 연장부(534)를 더 구비하고, 상기 돌출부(535)들은 상기 연장부(534)의 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출형성된다.

상기 지지부(532, 536, 538)는 상기 스프래그(531)들의 외측부 및 내측부를 각각 지지하는 제1지지부(532) 및 제2지지부(536)를 포함하여 구성되고, 상기 제1지지부(532) 및 제2지지부(536)는 서로 이격되어 상기 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고, 상기 돌출부(535)들은 상기 제1지지부(532)의 외주면 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 돌출형성된다.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 지지부(532)를 프레스 가공에 의해 제조하는 지지부 제조단계(S610); 상기 스프래그(531)들을 제조하는 스프래그 제조단계(S620); 상기 지지부(532)에 상기 스프래그(531)들을 배치하는 스프래그 배치단계(S630); 및 상기 지지부(532) 및 상기 스프래그(531)들을 외륜(510)에 압입하는 압입단계(S640);를 포함하는 원웨이클러치 제조방법(600)을 제공한다.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상기 어느 하나의 원웨이클러치(500); 및 상기 원웨이클러치(500)와 연결되는 리액터(400);를 포함하는 토크컨버터(10)를 제공한다.

상기 리액터(400)는 상기 원웨이클러치(500)의 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나를 덮고, 상기 리액터(400)에는 적어도 하나의 상기 돌출부(535)들 사이의 공간(A)과 통하는 유체유동개구(412, 413)가 형성된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(535)들이 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 돌출형성될 수 있다. 따라서, 외륜(510)의 내주면과 결합되는 돌출부(535)를 프레스 가공으로 용이하게 제조할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(535)가 관통공(533)과 떨어져서 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 구비될 수 있다. 따라서, 돌출부(535)를 외륜(510)의 내주면에 결합시킬 때 또는 결합시킨 후의 압력에 의해 관통공(533)이 쉽게 변형되지 않으므로 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(535)가 제1지지부(532)의 축방향 일측단에서 외륜(510)에 결합될 수 있으므로 스프래그(531)들이 외륜(510)의 내주면에 마찰간섭되는 것을 돌출부(535)가 방해하지 않는다. 따라서, 외륜(510) 또는 돌출부(535)에 제조오차가 있더라도 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 외륜(510)의 내주면에 결합된 상태에서, 둘레방향으로 이웃하는 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 축방향으로 개방될 수 있다. 따라서, 공간(A)이 형성되므로 제조비용을 절감할 수 있고 경량화되며 공간(A)을 통해 유체유동이 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 감소될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(535)가 3개 이상 형성됨으로써, 지지부(532)가 외륜(510)의 내주면에 안정적으로 결합될 수 있다. 또한, 3개 이상의 돌출부(535)들을 통해 지지부(532)에 전달된 응력이 어느 특정한 방향으로 집중되지 않고 안정적으로 해소되어 지지부(532) 변형이 방지되므로 지지부(532)의 내구성이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(535)들이 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 형성됨으로써, 외륜(510)의 내주면에 결합된 돌출부(535)를 통해 지지부(532)에 전달된 응력이 서로 상쇄되어 지지부(532) 변형이 방지되므로 지지부(532)의 내구성이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 돌출부(535)들이 둘레방향을 따라 8도 내지 30도의 각도로 연장형성됨으로써, 지지부(532)가 외륜(510)의 내주면에 안정적으로 결합될 수 있다. 또한, 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 충분히 확보되어 유체유동이 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 감소될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 지지부(532) 외주면의 축방향 일측단에 반경방향 외측으로 연장부(534)가 굴곡되어 형성되고 연장부(534)의 단부에 돌출부(535)들이 형성될 수 있다. 따라서, 돌출부(535)를 외륜(510)의 내주면에 결합시킬 때 또는 결합시킨 후의 압력이 연장부(534)에 먼저 전달된 후에 관통공(533) 주변에 전달되므로 연장부(534)가 관통공(533) 변형을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에, 저비용으로 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 스프래그(531)의 외측 및 내측을 지지하는 제1지지부(532) 및 제2지지부(536)가 서로 이격되어 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 제1지지부(532) 및 제2지지부(536) 사이로 유체유동이 더욱 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 더욱 감소될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 지지부 제조단계(S610)에서, 제1지지부(532)를 프레스 가공에 의해 제조할 수 있으므로 제조비용이 절감될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 지지부 제조단계(S610)에서, 외륜(510)에 제1지지부(532) 및 스프래그(531)들을 압입할 때에 관통공(533)이 쉽게 변형되지 않아서 용이하게 압입할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 리액터(400)에는 적어도 하나의 돌출부(535)들 사이의 공간(A)과 통하는 유체유동개구(412, 413)가 형성될 수 있다. 따라서, 유체유동개구(412, 413)가 형성되므로 제조비용을 절감할 수 있고 경량화되며 유체유동개구(412, 413)를 통해 유체유동이 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 감소될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1 내지 도 4는 선행기술을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터를 나타낸 단면도, 정면도 및 분해사시도이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프래그조립체를 나타낸 정면도, 배면도, 좌측면도, 단면도 및 분해사시도이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1지지부를 나타낸 정면도, 배면도, 좌측면도 및 우측면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론도 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

설명의 편의 상, 토크컨버터의 회전의 중심을 이루는 축의 길이방향을 따르는 방향을 축방향이라 한다, 전후 방향 또는 축방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 어느 일 방향(제1축방향), 가령 동력원인 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향(제2축방향), 가령 변속기 쪽으로 향하는 방향을 의미한다. 따라서 전면(앞면)이란 그 표면이 전방을 바라보는 면을 의미하고, 후면(뒷면)이란 그 표면이 후방을 바라보는 면을 의미한다.

반경방향 또는 방사 방향이라 함은 상기 회전축과 수직한 평면 상에서 상기 회전축의 중심을 지나는 직선을 따라 상기 중심에 가까워지는 방향 또는 상기 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 상기 중심으로부터 반경방향으로 멀어지는 방향을 원심방향이라 하고, 상기 중심에 가까워지는 방향을 구심방향이라 한다.

둘레방향 또는 원주방향이라 함은 상기 회전축의 주위를 둘러싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 회전축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 회전축을 바라보는 방향의 면을 의미한다.

[토크컨버터]

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크컨버터를 나타낸 반단면도이다.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 토크컨버터(10)는 프론트커버(100), 임펠러(200), 터빈(300) 및 리액터(400)를 포함하여 구성된다.

프론트커버(100)는 원판형의 부재로 이루어지고, 엔진의 크랭크축에 연결되어 엔진으로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.

임펠러(200)는 프론트커버(100)와 결합되어 프론트커버(100)의 회전에 대응하여 함께 회전할 수 있다. 임펠러(200)가 회전함에 따라 임펠러(200) 내부의 유체는 임펠러(200)의 회전 운동에너지를 가지게 되고, 원심력에 의해 반경방향 외측으로 힘을 받으며 터빈(300)으로 유동할 수 있다.

터빈(300)은 임펠러(200)보다 전방에서 임펠러(200)와 마주하도록 설치될 수 있고, 임펠러(200)로부터 유동된 유체의 힘을 전달받아 소정의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 임펠러(200)와 터빈(300)의 회전 중심은 동축을 이룰 수 있고, 임펠러(200)와 터빈(300)은 서로 마주하여 토러스를 이룰 수 있다. 터빈(300)은 반경방향 내측에서 출력측과 연결되어 회전력을 출력할 수 있다.

임펠러(200)와 터빈(300)이 마주하는 반경방향 내측 부위에는 리액터(400)가 구비될 수 있다. 리액터(400)는 임펠러(200)와 터빈(300) 사이에 위치되어 터빈(300)으로부터 나오는 유체의 흐름을 선택적으로 전환하여 임펠러(200)로 되돌릴 수 있다. 리액터(400)와 관련하여 도 6 내지 도 8에서 살펴본다.

[리액터]

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터를 나타낸 단면도, 정면도 및 분해사시도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 리액터(400)는 환형의 리액터바디(410)와, 상기 리액터바디(410)로부터 반경방향으로 외향 연장되는 복수 개의 리액터블레이드(420)를 포함하여 구성된다.

리액터바디(410)의 내주에는 원웨이클러치(500)가 설치되고, 원웨이클러치(500)는 고정단에 의해 지지될 수 있다. 원웨이클러치(500)는 고정단에 대한 리액터(400)의 일방향 회전은 저지하고, 고정단에 대한 리액터(400)의 타방향 회전은 허용할 수 있다.

상기 임펠러(200)는 타방향으로 회전하고, 이에 추종하여 터빈(300)도 타방향으로 회전할 수 있다.

또한, 리액터(400)는 리액터바디(410)의 전방에 설치되는 리테이너(430)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 레테이너(430)는 리액터바디(410) 내주에 설치된 원웨이클러치(500)가 전방으로 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.

한편, 리액터바디(410) 및 리테이너(430)에는 유체유동개구(412, 432)가 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 후술한다.

[원웨이클러치]

도 6 및 도 8을 참조하면 원웨이클러치(500)는 외륜(510), 내륜(520) 및 스프래그조립체(530)를 포함하여 구성된다.

외륜(510)은 아우터레이스에 해당할 수 있고, 외륜(510)의 외주면은 리액터바디(410)의 내주면에 결합될 수 있다. 따라서, 외륜(510)은 리액터바디(410)와 함께 회전할 수 있다.

외륜(510)의 내주면에는 스프래그조립체(530)의 반경방향 외측이 결합될 수 있다.

내륜(520)은 이너레이스에 해당할 수 있고, 내륜(520)의 외주면에는 스프래그조립체(530)의 반경방향 내측이 결합될 수 있다.

내륜(520)의 내주면에는 고정단에 대해 회전되지 않도록 고정되는 치형을 가지는 스플라인 허브가 구비될 수 있다. 내륜(520)은 고정단에 결합되어 고정될 수 있다.

한편, 내륜(520)은 도 8과 달리, 고정단과 일체로 형성될 수도 있다.

스프래그조립체(530)는 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 배치될 수 있다. 스프래그조립체(530)와 관련하여, 후술한다.

[스프래그조립체]

도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프래그조립체를 나타낸 정면도, 배면도, 좌측면도, 단면도 및 분해사시도이다.

도 9 내지 도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 스프래그조립체(530)는 스프래그(531), 제1지지부(532), 제2지지부(536) 및 제3지지부(538)를 포함하여 구성된다.

[스프래그]

스프래그(531)는 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개가 배치될 수 있다. 스프래그(531)는 외륜(510)의 내주면과 내륜(520)의 외주면에 접할 수 있다.

또한, 스프래그(531)는 제1/제2/제3지지부(532, 536, 538)에 의해 지지될 수 있다.

스프래그(531)는 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에서 일방향으로만 회전가능하게 구성될 수 있다.

예를 들면, 스프래그(531)는 단축 및 장축을 가지도록 형성될 수 있다. 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 스프래그(531)의 단축이 끼워지는 방향(예컨대, 시계방향)으로 토크가 가해지면 외륜(510) 또는 내륜(520)이 회전가능하고 스프래그(531)의 장축이 끼워지는 방향(예컨대, 반시계방향)으로 토크가 가해지면 외륜(510) 또는 내륜(520)이 회전하지 못할 수 있다.

[제1지지부]

제1지지부(532)는 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되어 스프래그(531)들의 반경방향 외측을 지지할 수 있다. 도면과 같이, 제1지지부(532)는 원형 고리형태일 수 있다.

제1지지부(532)는 관통공(533) 및 돌출부(535)를 구비할 수 있고 연장부(534)를 더 구비할 수 있다.

관통공(533)은 스프래그(531)의 개수만큼 형성될 수 있고 각 스프래그(531)가 배치된 위치에 대응하여 형성될 수 있다.

돌출부(535)는 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 한 개 이상 서로 이격되어 돌출형성될 수 있다. 또한, 돌출부(535)들의 돌출단부는 외륜(510)의 내주면에 결합될 수 있다. 예를 들면, 돌출부(535)들의 돌출단부는 외륜(510) 내주면에 억지끼움되거나 압입될 수 있다.

이 때에, 즉, 돌출부(535)들이 외륜(510)의 내주면에 결합된 상태에서, 둘레방향으로 이웃하는 돌출부(535)들 사이의 공간(A)은 축방향으로 개방된 형태일 수 있다.

돌출부(535)의 개수, 배치 및 형태와 관련된 구체적은 사항은 도 14 내지 도 17에서 후술한다.

이와 같이, 돌출부(535)들이 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 돌출형성됨으로써, 외륜(510)의 내주면과 결합되는 돌출부(535)를 프레스 가공으로 용이하게 제조할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 돌출부(535)가 관통공(533)과 떨어져서 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 구비됨으로써, 돌출부(535)를 외륜(510)의 내주면에 결합시킬 때 또는 결합시킨 후의 압력에 의해 관통공(533)이 쉽게 변형되지 않으므로 원웨이클러치(500)의 내구성이 향상될 수 있고 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.

또한, 돌출부(535)가 제1지지부(532)의 축방향 일측단에서 외륜(510)에 결합되므로, 스프래그(531)들이 외륜(510)의 내주면에 마찰간섭되는 것을 돌출부(535)가 방해하지 않아서 외륜(510) 또는 돌출부(535)에 제조오차가 있더라도 원웨이클러치(500)가 안정적으로 동작할 수 있다.

또한, 돌출부(535)들이 외륜(510)의 내주면에 결합된 상태에서, 둘레방향으로 이웃하는 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 축방향으로 개방됨으로써, 공간(A)이 형성되므로 제조비용을 절감할 수 있고 경량화되며 공간(A)을 통해 유체유동이 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 감소될 수 있다. 여기에서, 드래그 토크는 엔진 움직임과 반대방향으로 가해지는 토크를 의미할 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 8과 같이, 리액터(400)가 원웨이클러치(500)의 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나를 덮는 경우에는, 리액터(400)에는 적어도 하나의 돌출부(535)들 사이의 공간(A)과 통하는 유체유동개구(412, 413)가 형성될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 리액터바디(410) 및 리테이너(430)에는 유체유동개구(412, 413)가 형성될 수 있다.

이와 같이, 리액터(400)에는 적어도 하나의 돌출부(535)들 사이의 공간(A)과 통하는 유체유동개구(412, 413)가 형성됨으로써, 제조비용을 절감할 수 있고 경량화되며 유체유동개구(412, 413)를 통해 유체유동이 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 감소될 수 있다.

연장부(534)는 제1지지부(532)의 외주면의 축방향 일측단에 반경방향 외측으로 굴곡되어 형성될 수 있다. 연장부(534)는 제1지지부(532)의 둘레방향 전체에 걸쳐 연장형성될 수 있다. 이 때에, 돌출부(535)들은 연장부(534)의 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출형성될 수 있다.

이와 같이, 지지부(532) 외주면의 축방향 일측단에 반경방향 외측으로 연장부(534)가 굴곡되어 형성되고 연장부(534)의 단부에 돌출부(535)들이 형성됨으로써, 돌출부(535)를 외륜(510)의 내주면에 결합시킬 때 또는 결합시킨 후의 압력이 연장부(534)에 먼저 전달된 후에 관통공(533) 주변에 전달되므로 연장부(534)가 관통공(533) 변형을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 저비용으로 원웨이클러치(500)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고 원웨이클러치(500)가 더욱 안정적으로 동작할 수 있다.

[제2지지부]

제2지지부(536)는 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되어 스프래그(531)들의 반경방향 내측을 지지할 수 있다. 도면과 같이, 제2지지부(536)는 원형 고리형태일 수 있다.

또한, 제2지지부(536)는 제1지지부(532)와 이격되어 배치될 수 있고 제2지지부(536)는 관통공(537)을 구비할 수 있다.

관통공(537)은 스프래그(531)의 개수만큼 형성될 수 있고 각 스프래그(531)가 배치된 위치에 대응하여 형성될 수 있다.

이와 같이, 스프래그(531)의 외측 및 내측을 지지하는 제1지지부(532) 및 제2지지부(536)가 서로 이격되어 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치됨으로써, 제1지지부(532) 및 제2지지부(536) 사이로 유체유동이 더욱 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 더욱 감소될 수 있다.

[제3지지부]

제3지지부(538)는 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되어 스프래그(531)들을 지지할 수 있다. 제3지지부(538)는 리본 스프링에 해당할 수 있다. 제3지지부(538)는 관통공(539)을 구비할 수 있다. 도면과 같이, 제3지지부(538)는 원형 고리형태일 수 있다.

관통공(539)은 스프래그(531)의 개수만큼 형성될 수 있고 각 스프래그(531)가 배치된 위치에 대응하여 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은 세 개 지지기를 구비한 스프래그형 원웨이클러치를 대상으로 설명하였지만, 세 개의 지지기 중에서 어느 한 개 이상 또는 일체로 통합된 하나의 지지부로 구성되는 스프래그형 원웨이클러치에도 적용될 수 있다.

도 14 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1지지부를 나타낸 정면도, 배면도, 좌측면도 및 우측면도이다.

도 14 내지 도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 제1지지부(532)는 전술한 바와 같이 돌출부(535)를 구비할 수 있다.

돌출부(535)는 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 반경방향 외측으로 3개 이상이 서로 이격되어 돌출형성될 수 있다. 예를 들면, 도 14 내지 도 17과 같이, 4개의 돌출부(535a/b/c/d)들이 서로 이격되어 형성될 수 있다.

이와 같이, 돌출부(535)가 3개 이상 형성됨으로써, 지지부(532)가 외륜(510)의 내주면에 안정적으로 결합될 수 있고 3개 이상의 돌출부(535)들을 통해 지지부(532)에 전달된 응력이 어느 특정한 방향으로 집중되지 않고 안정적으로 해소되어 지지부(532) 변형이 방지되므로 지지부(532)의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 돌출부(535)들은 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 돌출부(535)들이 둘레방향을 따라 등각도 간격으로 형성됨으로써, 외륜(510)의 내주면에 결합된 돌출부(535)를 통해 지지부(532)에 전달된 응력이 서로 상쇄되어 지지부(532) 변형이 방지되므로 지지부(532)의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 돌출부(535)들은 둘레방향을 따라 특정한 각도(B)로 연장형성될 수 있다. 구체적으로, 돌출부(535)들은 제1지지부(532)의 중심점(P)을 기준으로 제1지지부(532)의 둘레방향을 따라 특정한 각도(B)에 해당하는 길이로 연장형성될 수 있다.

여기에서, 특정한 각도(B)는 8도 내지 30도 중 어느 하나의 값에 해당할 수 있다.

이와 같이, 돌출부(535)들이 둘레방향을 따라 8도 내지 30도의 각도로 연장형성됨으로써, 지지부(532)가 외륜(510)의 내주면에 안정적으로 결합될 수 있다. 또한, 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 충분히 확보되어 유체유동이 원활해지므로 토크컨버터(10)의 드래그 토크가 감소될 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 원웨이클러치 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 원웨이클러치 제조방법(600)은 지지부 제조단계(S610), 스프래그 제조단계(S620), 스프래그 배치단계(S630) 및 압입단계(S630)를 포함하여 구성될 수 있다.

지지부 제조단계(S610)에서는, 제1지지부(532)를 프레스 가공에 의해 제조할 수 있다. 이 때에, 프레스 가공에 의해 제조함으로써, 제조비용이 절감될 수 있다.

스프래그 제조단계(S620)에서는, 스프래그(531)들을 제조할 수 있다.

스프래그 배치단계(S630)에서는, 제1지지부(532)에 스프래그(531)들을 배치할 수 있다.

압입단계(S640)에서는, 제1지지부(532) 및 스프래그(531)들을 외륜(510)에 압입할 수 있다. 이 때에, 돌출부(535)가 관통공(533)과 떨어져서 제1지지부(532) 외주면의 축방향 일측단을 따라 구비됨으로써, 외륜(510)에 제1지지부(532) 및 스프래그(531)들을 압입할 때에 관통공(533)이 쉽게 변형되지 않아서 용이하게 압입할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 토크컨버터
100: 프론트커버 200: 임펠러
300: 터빈
400: 리액터
410: 리액터바디 412: 유체유동개구
420: 리액터블레이드
430: 리테이너 432: 유체유동개구
500: 원웨이클러치
510: 외륜 520: 내륜
530: 스프래그조립체 531: 스프래그
532: 제1지지부 533: 관통공
534: 연결부 535: 돌출부
536: 제2지지부 537: 관통공
538: 제3지지부 539: 관통공
600: 원웨이클러치 제조방법

Claims (9)

1. 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 복수 개의 스프래그(531)들; 및
   상기 외륜(510) 및 내륜(520) 사이에 둘레방향으로 배치되고 상기 스프래그(531)들을 지지하는 원형 고리형태의 지지부(532, 536, 538)를 포함하고,
   상기 고리형태의 지지부(532, 536, 538)는 상기 외륜(510)에 인접한 제1 지지부(532), 상기 내륜(520)에 인접한 제2 지지부(536), 반경 방향에서 상기 제1 지지부(532)와 제2 지지부(536) 사이에 위치하는 리본 스프링(538)을 포함하고,
   상기 제1지지부(532)는 외주면의 축방향 일측단에 반경방향 외측으로 굴곡되어서 형성되되 제1지지부(532)의 둘레방향 전체에 걸쳐 연장형성되는 연장부(534) 및 상기 연장부(534)의 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출형성되는 3개 이상의 돌출부(535)들을 구비하고,
   상기 돌출부(535)들은 둘레방향을 따라 서로 등각도로 이격되어 형성되고 돌출부(535)들의 돌출단부 각각은 상기 외륜(510)의 내주면에 결합되고,
   상기 돌출부(535)들이 상기 외륜(510)의 내주면에 결합된 상태에서, 둘레방향으로 이웃하는 돌출부(535)들 사이의 공간(A)이 축방향으로 개방된 형태인 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌출부(535)들은 둘레방향을 따라 8도 내지 30도의 각도로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 원웨이클러치(500).
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1 또는 청구항 4의 원웨이클러치(500)의 제조방법에 있어서,
   상기 제1지지부(532)를 프레스 가공에 의해 제조하는 지지부 제조단계(S610);
   상기 스프래그(531)들을 제조하는 스프래그 제조단계(S620);
   상기 제1지지부(532)에 상기 스프래그(531)들을 배치하는 스프래그 배치단계(S630); 및
   상기 제1지지부(532) 및 상기 스프래그(531)들을 외륜(510)에 압입하는 압입단계(S640);를 포함하는 원웨이클러치 제조방법(600).
   
8. 청구항 1 또는 청구항 4의 원웨이클러치(500); 및
   상기 원웨이클러치(500)와 연결되는 리액터(400);를 포함하는 토크컨버터(10).
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 리액터(400)는 상기 원웨이클러치(500)의 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나를 덮고,
   상기 리액터(400)에는 적어도 하나의 상기 돌출부(535)들 사이의 공간(A)과 통하는 유체유동개구(412, 413)가 형성되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터(10).
   

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