하이브리드 차량용 토크 컨버터 document_id A220623018078

본 발명은 토크 컨버터(Torque Converter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 임펠러, 터빈 및 스테이터로 이루어지는 3가지 익렬에서 상기 임펠러를 2단으로 구성하여 제1임펠러는 엔진에 의해 구동되도록 하고, 제2임펠러는 모터로 구동되도록 하여 모터 어시스트 모드에서는 모터의 동력이 터빈에 전달되도록 하며, 아이들 스톱의 경우에는 모터가 엔진을 구동하는 것이 가능하도록 한 하이브리드 차량용 토크 컨버터에 관한 것이다. 일반적으로 토크 컨버터는 임펠러, 터빈 및 스테이터를 포함하는 3가지 익렬구조로 내측에 정해진 공간에 채워진 작동유체(Working Fluid)를 통해 엔진의 토크를 변속기에 전달하는 장치이다. 즉, 토크 컨버터의 외측 주변부에서 상기 작동유체는 임펠러에서 터빈으로 흐르며, 토크 컨버터의 내측 주변부에서 상기 작동유체는 터빈에서 스테이터를 통해 임펠러로 흐른다. 상기 스테이터는 임펠러와 터빈 사이에 배치된 부재로서, 일방향 클러치(One-Way Clutch)를 통해 스테이터 샤프트에 고정되고, 상기 스테이터 샤프트는 통상 트랜스미션 하우징에 고정된 비회전부와 결합된다. 상기 스테이터의 블레이드는 원주방향으로 이격된 위치로 각각 배치되어 터빈에서 임펠러를 향해 복귀하는 작동유체의 방향을 제어하기 위한 목적으로 방사상 내측 위치의 셸에서 방사상 외측 위치의 코어로 연장되어 형성된다. 도 1은 일반적인 토크 컨버터의 개략적인 단면도로서, 도 1을 통하여 토크 컨버터의 보다 구체적인 구성을 살펴보면, 축선 O-O는 토크 컨버터(1)의 회전축선을 나타내며, 도 1의 좌, 우측에는 엔진(도시 생략)과 변속기(도시 생략)이 각각 배치된다. 기본적으로 토크 컨버터(100)는 엔진의 크랭크 샤프트에서 변속기의 드라이브 샤프트로 토크를 전달하는 장치로서, 크랭크 샤프트에 연결된 외측 주변부를 갖는 전면커버(101)가 형성된다. 그리고 토크 컨버터(100)의 주요 구성장치는 3종류의 베인 휠(vane wheel)인, 임펠러(103), 터빈(105) 및 스테이터(107)를 포함한다. 상기 전면커버(101)와 상기 임펠러(103)는 그 외측 주변부가 서로 용접되어 그 사이에 작동 유체 쳄버(working fluid chamber)를 형성한다. 또, 크랭크 샤프트에서 전면커버(101)로 공급된 토크는 터빈(105)과 임펠러(103)에서 터빈(105)으로 흐르는 작동유체를 통해 트랜스미션의 주 드라이브 샤프트로 전달된다. 그리고 엔진이 작동할 때는 상기 작동유체는 임펠러(103)에 의해서 토크 컨버터의 방사상 외측부를 순환하여 터빈을 향하게 된다. 이로서 상기 작동유체가 터빈을 채우며 토크는 전달되고, 상기 작동유체가 터빈(105)의 방사상 내측부를 빠져나와 임펠러(103)의 방사상 내측부를 향해 되돌아가기 때문에, 상기 유체의 이동 방향은 토크 컨버터의 효율을 제한하는 임펠러(103)의 회전방향과 반대로 된다. 따라서 상기 스테이터(107)는 터빈(105)에서 작동 유체의 이러한 역류를 막기 위해서 제공되며, 터빈(105)에 의해 뒤쪽으로 밀리는 작동유체의 흐름의 방향을 상기 임펠러(103)와 동일한 회전 방향으로 흐름의 방향을 변화시켜 토크 컨버터(101)의 토크 전달 효율을 향상시키게 되는 것이다. 그런데, 상기한 토크 컨버터의 구성은 기존의 자동 변속기에 적합한 구성을 갖는 반면, 최근 하이브리드 차량에서는 엔진 이외에 모터라는 동력원이 추가되어 엔진과 모터의 동력을 변속기로 전달하게 되는데, 이러한 하이브리드 차량의 동력원이 갖는 특징을 종래의 토크 컨버터에 적용하기는 어려운 문제점이 있다.