(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータ（１００；２００）において、
ロックアップするためのトルクコンバータクラッチ（１０６；２０６）と、
前記トルクコンバータクラッチ（１０６；２０６）にトルクを伝達するカバー（１０８；２０８）と、
タービンシェル（１０２；２０２）に相対回動不能に結合されたタービンハブ（１１９；２１９）と、
前記タービンハブ（１１９；２１９）にスプライン結合（１２９；２１３）されているカバープレート（１２７；２１５）を有するダンパ装置（１０４；２１１）と、
ロックアップ時に、前記トルクコンバータクラッチ（１０６；２０６）をつなぐため、該トルクコンバータクラッチ（１０６；２０６）に作用するトルクコンバータクラッチ用のピストンプレート（１１０；２１０）と、
前記タービンシェル（１０２；２０２）に固定され、且つ前記トルクコンバータクラッチ（１０６；２０６）を構成する摩擦プレート（１３４；２８２，２８４）に相対回動不能に結合されたキャリヤ（１５０；２５０）と、を備え、
前記キャリヤ（１５０；２５０）は、前記トルクコンバータ（１００；２００）のロックアップモードの間、前記カバー（１０８；２０８）から伝達されたトルクの少なくとも一部を前記タービンシェル（１０２；２０２）に伝達することを特徴とする、トルクコンバータ。
【請求項２】
前記トルクコンバータクラッチ（１０６）が、前記カバープレート（１２７）に相対回動不能に結合された別の摩擦プレート（１２６）を有する、請求項１記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記トルクコンバータクラッチ（１０６）がつながれた場合、第１のトルク受渡し経路が、前記キャリヤ（１５０）及び前記タービンシェル（１０２）を介して前記トルクコンバータクラッチ（１０６）から前記タービンハブ（１１９）まで形成され、第２のトルク受渡し経路が、前記カバープレート（１２７）を介して前記トルクコンバータクラッチ（１０６）から前記タービンハブ（１１９）まで形成される、請求項２記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記トルクコンバータクラッチ（２０６）がつながれた場合、全てのトルクが、前記タービンシェル（２０２）を介して前記トルクコンバータクラッチ（２０６）から前記タービンハブ（２１９）まで受け渡される、請求項１記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記ピストンプレート（１１０；２１０）を変位させるための圧力が提供されるチャンバ（１１３；２１３）への流体の充填及び排出は、前記トルクコンバータ（１００；２００）内の他のチャンバ（１２８，１３８；２２８，２３８）及びポンプシェル（１１３；２８８）と前記タービンシェル（１０２；２０２）との間の環状空間（１２３）の流体流れから独立して行われる、請求項１から４までのいずれか１項記載のトルクコンバータ。
【請求項６】
トルクコンバータ（３００）において、
ロックアップするためのトルクコンバータクラッチ（３１６）と、
前記トルクコンバータクラッチ（３１６）にトルクを伝達するカバー（３０６）と、
タービンシェルに相対回動不能に結合されたタービンハブ（３０２）と、
前記タービンハブ（３０２）にスプライン結合（３２０）されたカバープレート（３１８）を有するダンパ装置（３１４）と、
ロックアップ時に、前記トルクコンバータクラッチ（３１６）をつなぐため、該トルクコンバータクラッチ（３１６）に作用するトルクコンバータクラッチ用のピストンプレート（３７６）と、
前記カバー（３０６）に相対回動不能に結合されたシールプレート（３４０）と、
前記シールプレート（３４０）と前記タービンハブ（３０２）とを解離可能に相対回動不能に結合するハブクラッチ（３０４）と、
前記ハブクラッチ（３０４）をつなぐため、該ハブクラッチ（３０４）に作用するハブクラッチ用のピストンプレート（３２４）と、を備え、
前記トルクコンバータ（３００）のロックアップモードの間、前記トルクコンバータクラッチ（３１６）は前記カバー（３０６）からのトルクを前記カバープレート（３１８）に伝達するとともに、前記ハブクラッチ（３０４）は前記カバー（３０６）からのトルクを前記タービンハブ（３０２）に伝達することを特徴とする、トルクコンバータ。
【請求項７】
前記カバー（３０６）が、前記トルクコンバータクラッチ（３１６）に相対回動不能に結合されており、前記トルクコンバータクラッチ（３１６）がつながれた場合、前記ハブクラッチ（３０４）がつながるように配置されており、第１の経路が、前記ハブクラッチ（３０４）を介して前記カバー（３０６）から前記タービンハブ（３０２）まで形成され、第２のトルク経路が、前記トルクコンバータクラッチ（３１６）及び前記カバープレート（３１８）を介して前記カバー（３０６）から前記タービンハブ（３０２）まで形成される、請求項６記載のトルクコンバータ。
【請求項８】
前記ダンパ装置（３１４）に相対回動不能に結合されたダンパハブ（３０８）が設けられており、該ダンパハブ（３０８）が少なくとも１つの開口を有しており、前記タービンハブ（３０２）が、前記少なくとも１つの開口に配置された、前記ハブクラッチ（３０４）に係合するように配置された遠位端部を有する、少なくとも１つの部分（３１０）を有している、請求項６又は７記載のトルクコンバータ。
【請求項９】
前記ピストンプレート（３７６）を変位させるための圧力が提供されるチャンバ（３６０）への流体の充填及び排出は、前記トルクコンバータ（３００）内の他のチャンバ（３６２，３６４）及びポンプシェル（３７４）と前記タービンシェルとの間の環状空間（３６６）の流体流れから独立して行われる、請求項６から８までのいずれか１項記載のトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、合衆国第３５法典第１１９条（ｅ）に基づいて、引用したことにより本明細書に記載されたものとする、２００７年７月２７日に出願された米国特許仮出願第６０／９５８４０７号明細書、及び２００７年５月９日に出願された米国特許仮出願第６０／９２８４３７号明細書の利益を請求する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、回転駆動ユニット（例えば、自動車のエンジン）と、回転被駆動ユニット（例えば、自動車における変速トランスミッション）との間で力を伝達するための装置の改良に関する。特に、本発明は、トルクコンバータモード中の摩擦損失を最小限にしながらロックアップモードの間にタービンハブにトルクを提供しかつ、改良された冷却流れを提供する、トルクコンバータクラッチを備えたトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
図１は、典型的な車両における、エンジン７と、トルクコンバータ１０と、トランスミッション８と、ディファレンシャル／車軸アセンブリ９との関係を示す概略的なブロック線図を示している。自動車のエンジンからトランスミッションへトルクを伝達するためにトルクコンバータが使用されることがよく知られている。
【０００４】
トルクコンバータの３つの主要な構成要素は、ポンプ３７と、タービン３８と、ステータ３９とである。トルクコンバータは、ポンプがカバー１１に溶接されると、シールされたチャンバとなる。カバーはフレックスプレート４１に結合されており、このフレックスプレート４１自体はエンジン７のクランクシャフト４２にボルト留めされている。カバーは、カバーに溶接されたラグ又はスタッドを用いてフレックスプレートに結合されることができる。ポンプとカバーとの間の溶接された結合はエンジントルクをポンプに伝達する。したがって、ポンプは常にエンジン速度で回転する。ポンプの機能は、この回転運動を利用し、流体を半径方向外方及び軸方向へタービンに向かって送ることである。したがって、ポンプは、流体を小さな半径の入口から大きな半径の出口へ推進する遠心ポンプであり、流体のエネルギを増大させる。トランスミッションクラッチとトルクコンバータクラッチとを係合させるための圧力は、ポンプハブによって駆動される、トランスミッションにおける付加的なポンプによって提供される。
【０００５】
トルクコンバータ１０において、流体回路は、ポンプ（インペラと呼ばれる場合もある）と、タービンと、ステータ（リアクタと呼ばれる場合もある）とによって構成されている。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。トルク比は、入力トルクに対する出力トルクの比である。トルク比は、タービン回転速度が低い又はゼロである（ストールとも呼ばれる）場合に最も高くなる。ストールトルク比は通常１．８〜２．２の範囲である。これは、トルクコンバータの出力トルクが入力トルクよりも１．８〜２．２倍だけ大きいことを意味する。しかしながら、出力速度は入力速度よりも著しく低い。なぜならば、タービンは出力部に結合されておりかつ回転していないが、入力部はエンジン速度で回転しているからである。
【０００６】
タービン３８は、車両を推進するために、ポンプ３７から受け取る流体エネルギを利用する。タービンシェル２２はタービンハブ１９に結合されている。タービンハブ１９は、タービントルクをトランスミッションシャフト４３に伝達するためにスプライン結合を利用する。入力軸は、トランスミッション８における歯車及び軸と、車軸ディファレンシャル９とを介して、車輪に結合されている。タービン羽根に衝突する流体の力は、トルクとしてタービンから出力される。軸方向スラスト軸受３１は、構成要素を、流体によって与えられる軸方向の力から支持する。出力トルクが、静止中の車両の慣性を克服するのに十分であると、車両は動き始める。
【０００７】
流体エネルギはタービンによってトルクに変換された後、依然として流体には僅かなエネルギが残されている。小さな半径の出口４４から出てくる流体は、通常は、ポンプの回転に対抗するような形式でポンプに進入する。ステータ３９は、ポンプの加速を助けるために流体を方向転換させるために使用され、これにより、トルク比を増大させる。ステータ３９は一方向クラッチ４６を介してステータシャフト４５に結合されている。ステータシャフトはトランスミッションハウジング４７に結合されており、回転しない。一方向クラッチ４６は、ステータ３９が低速比（ポンプがタービンよりも速く回転している）において回転するのを阻止する。タービン出口４４からステータ３９に進入する流体は、ステータ羽根４８によって方向転換させられ、回転方向でポンプ３７に進入する。
【０００８】
羽根の入口角度及び出口角度、ポンプ及びタービンシェルの形状、トルクコンバータの総直径とが、その性能に影響する。設計パラメータは、トルク比と、効率と、エンジンを"ランアウェイ"させることなくエンジントルクを吸収するためのトルクコンバータの能力とを含む。これは、トルクコンバータが小さすぎ、ポンプがエンジンを減速させることができない場合に起こる。
【０００９】
低速比においては、トルクコンバータは正常に機能し、車両が静止した状態でエンジンを回転させ、増大した性能のためにエンジントルクを補足する。１よりも小さな速度比では、トルクコンバータの効率は１００％に満たない。タービンの回転速度がポンプの回転速度に近づくにしたがって、トルクコンバータのトルク比は、約１．８〜２．２から、約１のトルク比まで次第に減少する。トルク比が１に達したときの速度比はカップリングポイントと呼ばれる。このポイントにおいては、ステータに進入する流体はもはや方向転換される必要はなく、ステータにおける一方向クラッチが、流体を、ポンプ及びタービンと同じ方向に回転させる。ステータが流体を方向転換していないので、トルクコンバータから出力されるトルクは、トルク入力と同じである。流体回路全体はユニットとして回転する。
最大トルクコンバータ効率は、流体における損失に基づき９２〜９３％に限定される。したがって、トルクコンバータクラッチ４９は、トルクコンバータ入力部を出力部に機械的に結合するために使用され、効率を１００％に改善する。クラッチピストンプレート１７は、トランスミッションコントローラによって命令されると、液圧によって作動させられる。ピストンプレート１７は、内径においてＯリング１８によってタービンハブ１９に対してシールされており、外径において摩擦材料リング５１によってカバー１１に対してシールされている。これらのシールは、圧力チャンバを形成し、ピストンプレート１７をカバー１１と係合させる。この機械的な結合は、トルクコンバータ流体回路をバイパスする。
【００１０】
トルクコンバータクラッチ４９の機械的結合は、ドライブトレーンに、より多くのエンジンねじれ変動を伝達する。ドライブトレーンが基本的にばね質量系であるので、エンジンからのねじれ変動は、系の固有振動数を励起することができる。ダンパは、ドライブトレーンの固有振動数を、駆動範囲から外れさせるように使用される。ダンパは、エンジン７及びトランスミッション８と直列に配置されたばね１５を有しており、これにより、系の有効ばね定数を減衰させ、固有振動数を低下させる。
【００１１】
トルクコンバータクラッチ４９は、４つの構成要素、すなわちピストンプレート１７と、カバープレート１２及び１６と、ばね１５と、フランジ１３とを有している。カバープレート１２及び１６はトルクをピストンプレート１７から圧縮ばね１５に伝達する。カバープレートウィング５２は、軸方向保持のためにばね１５の周囲に形成されている。ピストンプレート１７からのトルクは、リベット結合部を介してカバープレート１２及び１６に伝達される。カバープレート１２及び１６は、ばね窓の縁部と接触することによって、トルクを圧縮ばね１５に提供する。両カバープレートは、ばねの中心軸線の両側においてばねを支持するように協働する。ばね力は、フランジばね窓縁部との接触によって、フランジ１３に伝達される。時には、フランジは、高トルク時にばねの過剰圧縮を回避するために、カバープレートの一部に係合する回転タブ又はスロットも有している。フランジ１３からのトルクは、タービンハブ１９と、トランスミッション入力軸４３とに伝達される。
【００１２】
エネルギ吸収は、望まれるならば、時にはヒステリシスと呼ばれる摩擦によって達せられることができる。ヒステリシスは、ダンパプレートの巻き上げ及び巻出しからの摩擦を含み、したがって実際の摩擦トルクの２倍である。ヒステリシスパッケージは、概して、ダイアフラムばね（又は皿ばね）１４から成り、このダイアフラムばね（又は皿ばね）は、フランジ１３と、カバープレート１６の一方との間に配置されており、フランジ１３を他方のカバープレート１２と接触させる。ダイアフラムばね１４によって加えられる力の大きさを制御することによって、摩擦トルクの大きさも制御されることができる。典型的なヒステリシスの値は、１０〜３０Ｎｍの範囲である。
【００１３】
トルクコンバータのためのロックアップモードにおいて、タービンハブ１９に提供されるトルクはほとんど又は全くない。同時に、カバープレート１６はダンパを介してエンジントルクを受け取っている。すなわち、プレートとハブとの間のスプライン結合において、カバープレート１６とタービンハブとの間の断続的な接触が存在し、望ましくない振動及び騒音を生じる。換言すれば、カバープレートは、エンジントルクの変動によりスプライン結合においてタービンハブに対して衝突し、上述の振動及び騒音を生じる。２００６年６月２８日に出願された、共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書は、トルクコンバータモードにおけるトルクコンバータの作動中の上述の振動及び騒音を回避するための手段を開示している。しかしながら、トルクコンバータモードにおける作動中のトルクコンバータクラッチにおける抗力をさらに低減することが望ましい。
【００１４】
したがって、冷却流れを改良しながら、トルクコンバータモードにおける作動中のトルクコンバータクラッチにおけるがたつきを回避しかつ抗力を低減する手段を備えたトルクコンバータを提供することが長い間必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明の全体的な目的は、冷却流れをも改良しながら、トルクコンバータモードにおける作動中のトルクコンバータクラッチにおけるがたつきを回避しかつ抗力を低減する手段を備えたトルクコンバータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発明の概要
本発明は、広くは、トルクコンバータクラッチのためのキャリヤを有し、キャリヤがタービンシェルに回転方向で結合されており、クラッチのための提供チャンバと、第２の圧力チャンバ及び環状空間と流体連通した第１の圧力チャンバとを有するトルクコンバータを含む。提供チャンバにおける圧力は第１及び第２の圧力チャンバにおける圧力から独立して制御される。幾つかの態様において、キャリヤはタービンシェルに固定されている。幾つかの態様において、トルクコンバータは、タービンシェルに回転方向で結合されたタービンハブを有する。幾つかの態様において、トルクコンバータは、カバープレートを備えたダンパを有し、クラッチは、カバープレートに回転方向で結合された摩擦プレートを有する。幾つかの態様において、カバープレートはタービンハブに回転方向で結合されている。クラッチがつながれている場合、第１のトルク受渡し経路が、クラッチからキャリヤ及びタービンシェルを介してタービンハブまで形成され、第２のトルク受渡し経路が、クラッチからカバープレートを介してタービンハブまで形成される。幾つかの態様において、トルクコンバータは、トルクをクラッチに伝達するように配置されたカバーを有しており、クラッチがつながれた場合、実質的に全てのトルクがクラッチからタービンシェルを介してタービンハブまで転移される。幾つかの態様において、トルクコンバータは、タービンハブに回転方向で結合されたカバープレートを備えたダンパを有する。
【００１７】
本発明は、広くは、ダンパアセンブリのためのタービンシェル及びカバープレートに回転方向で結合されたタービンハブと、タービンハブをカバーに回転方向で結合するために配置されたハブクラッチとを有するトルクコンバータをも含む。幾つかの態様において、トルクコンバータは、カバープレートに回転方向で結合されたトルクコンバータクラッチを有する。幾つかの態様において、ハブカバーはトルクコンバータクラッチに回転方向で結合されており、トルクコンバータクラッチがつながれた場合、ハブクラッチがつながるように配置されており、第１のトルク経路がカバーからハブクラッチを介してタービンハブまで形成され、第２のトルク経路がカバーからトルクコンバータクラッチを介してカバープレートまで形成される。幾つかの態様において、トルクコンバータは、ダンパアセンブリに回転方向で結合されたダンパハブを有しており、ダンパハブは少なくとも１つの開口を有しており、タービンハブは、少なくとも１つの開口に配置されかつハブクラッチに係合するために配置された遠位端部を有する少なくとも１つの部分を有する。幾つかの態様において、トルクコンバータはカバーを有し、クラッチは、カバーに回転方向で結合された駆動プレートを有し、ピストンプレートは、カバーとタービンハブとを回転方向で結合するために駆動プレートをタービンハブに向かって押し付けるように配置されている。幾つかの態様において、トルクコンバータは、トルクコンバータクラッチのための提供チャンバと、第２の圧力チャンバ及び環状空間と流体連通した第１の圧力チャンバとを有する。提供チャンバにおける圧力は第１及び第２の圧力チャンバにおける圧力から独立して制御される。
【００１８】
本発明はさらに、広くは、ダンパアセンブリのための第１のカバープレートと、タービンハブ及びトルクコンバータクラッチに回転方向で結合された第１のカバープレートと、ダンパアセンブリのための第２のカバープレートとを有し、第２のカバーがタービンハブ及びトルクコンバータクラッチに回転方向で結合されているトルクコンバータを含む。幾つかの態様において、クラッチは、第１のカバープレートに回転方向で結合された第１の摩擦プレートと、第２のカバープレートに回転方向で結合された第２の摩擦プレートとを有する。幾つかの態様において、第１のカバープレートは、少なくとも部分的に回転方向で第２のカバープレートから独立している。幾つかの態様において、トルクコンバータは、カバーと、ダンパアセンブリに回転方向で結合されたダンパハブとを有しており、ダンパハブが、少なくとも１つの開口を有しており、タービンハブが、少なくとも１つの開口に配置された少なくとも１つの部分を有しており、この部分が、軸方向でダンパハブを越えてカバーに向かって延びた遠位部分を有しており、第２のカバープレートは遠位部分に回転方向で結合されている。
【００１９】
幾つかの態様において、トルクコンバータはタービンシェルを有しており、トルクコンバータのためのトルクコンバータモードにおいて、タービンシェルは、トルクをタービンハブ及び第１のカバープレートを介してダンパに伝達するように配置されている。幾つかの態様において、トルクコンバータは、トルクコンバータクラッチに回転方向で結合されたカバーを有しており、トルクコンバータクラッチがつながれた場合、第１のトルク経路が、カバーからトルクコンバータクラッチ及び第１のカバープレートを介してタービンハブまで形成され、第２のトルク経路が、カバーからトルクコンバータクラッチ及び第２のカバープレートを介してタービンハブまで形成される。幾つかの態様において、トルクコンバータは、トルクコンバータクラッチのための提供チャンバと、第２の圧力チャンバ及び環状空間と流体連通した第１の圧力チャンバとを有しており、提供チャンバにおける圧力は、第１及び第２の圧力チャンバにおける圧力から独立して制御される。
【００２０】
本発明は、広くは、タービンハブと、ダンパアセンブリのためのカバープレートとを有しており、カバープレートがタービンハブに回転方向で結合されており、トルクコンバータクラッチのための摩擦プレートを有しており、摩擦プレートがタービンハブに回転方向で結合されている、トルクコンバータを含む。トルクコンバータのためのトルクコンバータモードにおいて、タービンシェルは、タービンハブ及びカバープレートを介してダンパにトルクを伝達するように配置されており、クラッチがつながれた場合、クラッチは、摩擦プレートを介してダンパにトルクを伝達するように配置されている。
【００２１】
本発明は広くは、トルクコンバータクラッチのためのキャリヤと、キャリヤに回転方向で結合された、第１、第２及び第３のクラッチプレートと、第１及び第２のクラッチプレートと係合させられかつ第１及び第２のクラッチプレートを反対向きの周方向に押し付けるように配置された第１の弾性エレメントと、第２及び第３のクラッチプレートに係合させられかつ第２及び第３のクラッチプレートを反対向きの周方向に押し付けるように配置された第２の弾性エレメントとを有するトルクコンバータをも含む。幾つかの態様において、キャリヤはスプラインを有しており、第１、第２及び第３のクラッチプレートがスプラインに回転方向で結合されており、第１及び第２の弾性エレメントが、第１、第２及び第３のクラッチプレートをスプラインに対して押し付けるように配置されている。
【００２２】
本発明はさらに、広くは、トルクコンバータクラッチのための第１のクラッチプレートを有しており、第１のクラッチプレートがカバーに回転方向で結合されており、トルクコンバータクラッチのための第２のクラッチプレートを有しており、第２のクラッチプレートがバッキングプレートに回転方向で結合されているトルクコンバータを含む。幾つかの態様において、トルクコンバータは、ダンパのためのカバープレートに回転方向で結合されたタービンハブと、タービンシェルとを有しており、トルクコンバータクラッチは、タービンハブに回転方向で結合された第３のクラッチプレートを有している。幾つかの態様において、トルクコンバータは、タービンシェルに回転方向で結合されたタービンハブを有しており、トルクコンバータクラッチは、タービンハブに回転方向で結合された第４のクラッチプレートを有している。幾つかの態様において、トルクコンバータは、プレートと、コネクタプレートと、ダンパのためのカバープレートとを有しており、クラッチは第５のクラッチプレートを有しており、プレートは、第４のクラッチプレート及びタービンハブに回転方向で結合されており、結合プレートは、プレートと、カバープレートと、第５のクラッチプレートとに回転方向で結合されている。幾つかの態様において、トルクコンバータは、トルクコンバータクラッチのための提供チャンバと、第２の圧力チャンバ及び環状空間と流体連通した第１の圧力チャンバとを有する。提供チャンバにおける圧力は第１及び第２の圧力チャンバにおける圧力から独立して制御される。
【００２３】
本発明のこれらの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、本発明の好適な実施形態の以下の説明と、添付の図面及び請求項とから容易に認められるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の性質及び態様がここで、添付の図面を参照した発明の以下の詳細な説明により完全に説明される。
【００２５】
まず、異なる図面における同じ参照符号は、発明の同じ又は機能的に類似の構造エレメントを表していることが認識されるべきである。本発明は、現時点で好適な態様であると考えられるものに関して説明されるが、請求項に記載の発明は開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
【００２６】
さらに、発明は、記載された特定の方法、材料及び変化態様に限定されず、もちろん変更することができる。ここで使用されている用語は、特定の態様だけを説明するためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではなく、発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。
【００２７】
特に定義されない限りは、ここで使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野における当業者にとって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここに説明されたものと同じ又は均等のあらゆる方法、装置又は材料が発明の実施又は試験において使用されることができるが、好適な方法、装置及び材料がここでは説明されている。
【００２８】
図７Ａは、本願において用いられる空間に関する用語を説明する円筒座標系８０の斜視図である。本発明は、少なくとも部分的に円筒座標系に関連して説明される。系８０は長手方向軸線８１を有しており、この長手方向軸線は、以下の方向及び空間の用語のための基準として使用される。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線８１、半径８２（軸線８１に対して直交する）及び円周８３のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向にも関する。様々な平面の配置を明らかにするために、物体８４，８５及び８６が用いられている。物体８４の面８７は軸方向平面を形成している。すなわち、軸線８１はこの面に沿った線を形成している。物体８５の面８８は半径方向平面を形成している。すなわち、軸線８２はこの面に沿った線を形成している。物体８６の面８９は周方向平面を形成している。すなわち、軸線８３はこの面に沿った線を形成している。別の例として、軸方向の移動又は配置は軸線８１に対して平行であり、半径方向の移動又は配置は半径８２に対して平行であり、周方向の移動又は配置は円周８３に対して平行である。回転は軸線８１に関する。
【００２９】
"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線８１、半径８２又は円周８３のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という副詞は、個々の平面に対して平行な方向にも関する。
【００３０】
図７Ｂは、本願において用いられる空間に関する用語を説明する図７Ａの円筒座標系における物体９０の斜視図である。円筒状物体90は、円筒座標系における円筒状物体を表しており、本願発明をどのようにも限定しようとするものではない。物体９０は、軸方向の面９１と、半径方向の面９２と、周方向の面９３とを有している。面９１は軸方向平面の一部であり、面９２は半径方向平面の一部であり、面９３は周方向平面の一部である。
【００３１】
図８は、タービンシェル１０２に回転方向で結合されたトルクコンバータクラッチ１０６を備えた本発明のトルクコンバータ１００の部分的な断面図である。ダンパ１０４は、クラッチ及びタービンハブ１１９に回転方向で結合されている。回転方向で結合又は固定されているとは、２つの構成要素が一緒に回転する、すなわち２つの構成要素が回転に関して固定されているようにタービンとダンパとが結合されていることを意味する。２つの構成要素を回転方向で結合することは、必ずしも他の方向での相対移動を制限するわけではない。例えば、回転方向で結合された２つの構成要素が、スプライン結合を介して互いに対して軸方向移動を行うことが可能である。しかしながら、回転方向での結合は、他の方向での移動が必ずしも存在することを意味すると理解されるべきではない。例えば、回転方向で結合された２つの構成部材は、軸方向で互いに固定されていることができる。回転方向での結合の前記説明は、以下の説明にも適用可能である。
【００３２】
トルクコンバータ１００はさらに、カバー１０８と、ピストンプレート１１０と、カバーシールプレート１１１と、バッキングプレート１１２とを有する。カバーと１０８と、ピストンプレート１１０と、カバーシールプレート１１１とは、シール１１６及び１１８によってシールされた提供圧力チャンバ１１３を形成している。シール１１６及び１１８はロックアップ係合中の流体損失を回避する。チャンバ１１３の動作は、以下に説明されるように、トルクコンバータ１００におけるその他のチャンバから独立している。
【００３３】
バッキングプレート１１２は、カバー１０８の内面に固定された環状プレートである。幾つかの態様（図示せず）において、バッキングプレート１１２はポンプシェル１１３の内面に固定されている。好適な実施形態において、バッキングプレート１１２は、カバー１０８に溶接されており、バッキングプレート１１２の内側半径においてスロット１１５とともに半径方向内方に延びている。キャリヤ若しくはタービン結合手段１５０はタービンシェルに回転方向で結合されている。幾つかの態様において、キャリヤ１５０は、溶接、リベット締め、又は技術分野において知られるあらゆるその他の手段によってタービンシェル１２０に固定されている。シール１２１は、スロット１１５に配置されており、スロットからキャリヤまで内方へ延びている。シール１２１は運動用シールであり、これにより、キャリヤとバッキングプレート１１２とは、トルクコンバータモード又はトルク乗法の間に必要な、異なる速度で回転することができる。
【００３４】
クラッチは、カバーに回転方向で結合された摩擦プレート１２４と、ダンパのカバープレート１２７に回転方向で結合された摩擦プレート１２６と、キャリヤ１５０に回転方向で結合された摩擦プレート１３４とを有する。クラッチは摩擦材料１２２をも有する。技術分野において知られたあらゆるタイプの摩擦材料が使用されることができる。摩擦材料は、技術分野において知られたあらゆる形式で構成されることができる。例えば、摩擦材料は別のコンポーネント、例えば摩擦プレート１３４に取り付けられることができるか、又は別のコンポーネント、例えば摩擦プレート１２４の間に配置される別個のエレメントであることができる。
【００３５】
トルクコンバータのためのロックアップモードの間、例えば、クラッチ１０６がつながれた場合、クラッチ１０６は、キャリヤ１５０及びタービンシェル１０２を介してタービンハブ１１９にトルクを伝達するように配置されている。クラッチからのトルクはタービンハブを"予負荷"し、上述のような振動及び騒音問題を排除する。すなわち、プレート１５０はエンジントルクを、さもなければほとんど又は全くトルクを支持しないタービンハブに伝達し、カバープレート１２７とタービンハブとの間の結合１２９、通常はスプライン結合、をロックする。すなわち、プレートとハブとの間の接触はスプライン結合において維持される。タービンハブへのトルクコンバータクラッチ及びダンパの結合はさらに、引用により本明細書に記載されたこととされる２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書に記載されている。
【００３６】
チャンバ１３８は環状空間１２３及びチャンバ１２８と流体連通している。クラッチが切断されている場合、流体（図示せず）はチャンバ１２８から摩擦材料の間をチャンバ１３８及び環状空間まで流れ、環状空間のための冷却流を提供する。クラッチがつながれている場合、冷却流体は、圧力チャンバ１２８から摩擦材料を通り、例えば摩擦材料における溝を通り、チャンバ１３８及び環状空間へ流れるように配置されている。幾つかの態様において、冷却流れが反転され、すなわち冷却流体は環状空間からチャンバ１３８へ、チャンバ１２８へ流れる。つまり、トルクコンバータ１００は摩擦材料を通る有利な冷却流れを提供し、環状空間への冷却流れを供給し続けながら、摩擦材料の性能及び耐久性を高める。幾つかの態様において、バッキングプレート１１２は、チャンバ１２８から摩擦材料を通ってチャンバ１３８及び環状空間への冷却流体の流れを可能にするように配置されたオリフィス１５３を有する。例えば、オリフィスは、流れのための寸法的に安定した通路を提供する。
【００３７】
チャンバ１１３、クラッチのための提供圧力チャンバの動作は、チャンバ１２８及び１３８の動作から独立している。特に、チャンバ１１３の充填及び排出、ひいてはクラッチ１０６の作動は、チャンバ１２８及び１３８及び環状空間を通る圧力及び冷却流体流れから独立して行われる。例えば、チャンバ１１３は独立してチャネル１３２を介して冷却流体が供給されるので、チャンバ１１３はチャンバ１２８及び１３８における圧力を中断することなく充填される。したがって、チャンバ１２８は、ロックアップモードの間にクラッチ摩擦材料を介してチャンバ１３８及び環状空間に冷却流体を提供し続ける。
【００３８】
摩擦プレート１２４は、技術分野において知られたあらゆる手段によってカバー１０８に結合されている。幾つかの態様において、プレートをばね１３１及び１３３にそれぞれ結合するためにファスナ１３５及び１３７が使用される。リベットを含むがリベットに限定されない、技術分野において知られたあらゆるファスナが使用されることができる。ばねはカバー１０８に固定されており、エンジントルクをカバーから個々の摩擦プレートに伝達する。カバーは、技術分野において知られたあらゆる手段、例えば駆動プレート１３９によって、エンジン又はフレックスプレート（図示せず）に結合されている。幾つかの態様（図示せず）において、プレート１２４を結合するためにスプライン配列が使用される。有利には、スプライン結合の代わりにばね結合を使用することは、スプライン結合の使用時に固有の望ましくない振動を減じる。
【００３９】
図９は、摩擦プレート２８２及び２８４及びキャリヤ２５０を介してクラッチ２０６に回転方向で結合されたタービン２４０を備えた本発明によるトルクコンバータ２００の部分的な断面図である。幾つかの態様において、キャリヤ２５０は、溶接又はあらゆるその他の結合手段によってタービンシェル２０２に固定されている。バッキングプレート２１２は、カバー２０８の内面に固定された環状プレートである。幾つかの態様（図示せず）において、バッキングプレート２１２はポンプシェル２８８の内面に固定されている。好適な実施形態において、バッキングプレート２１２は、カバー２０８に溶接されており、バッキングプレート２１２の内側半径においてスロット２０５とともに半径方向内方に延びている。シール２８６は、スロット２０５に配置されており、スロットからキャリヤまで内方へ延びている。シール２８６は運動用シールであり、これにより、キャリヤとバッキングプレート２１２とは、トルクコンバータモード又はトルク増倍の間に必要な、異なる速度で回転することができる。
【００４０】
クラッチは、カバー２０８に回転方向で結合された摩擦プレート２０８及び２０９をも有する。クラッチ２０６とダンパ２１１との間には直接結合はない。したがって、トルクコンバータのためのロックアップモードにおいて、すなわちクラッチがつながっている場合、カバーからクラッチに受け渡される全てのエンジントルクは、キャリヤ２５０と、タービンシェル２０２と、タービンハブ２１９と、ダンパのカバープレート２１５とを介して、ダンパ２１１に受け渡される。全てのエンジントルクはタービンシェルを介してカバープレートに伝達されるので、上述の振動及び騒音問題が排除される。すなわち、プレート２５０はエンジントルクを、さもなければほとんど又は全くトルクを支持しないタービンハブに伝達し、カバープレート２１５とタービンハブとの間の結合２１３、通常はスプライン結合、をロックする。すなわち、プレートとハブとの間の接触はスプライン結合において維持される。タービンハブへのトルクコンバータクラッチ及びダンパの結合はさらに、引用により本明細書に記載されたこととされる２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書に記載されている。
【００４１】
摩擦材料１２２に関する図８の説明における議論は、摩擦材料２２２に当てはまる。圧力チャンバ１１３，１２８及び１３８に関する図８の説明における議論は、チャンバ２１３，２２８及び２３８に当てはまる。カバーへのプレート１２４の結合に関する図８の説明における議論は、プレート２０７及び２０９に当てはまる。
【００４２】
図１０は、ハブクラッチを備えた本発明によるトルクコンバータ３００の部分的な断面図である。コンバータ３００は、タービンハブ３０２と、タービンハブとカバー３０６とを回転方向で結合するために配置されたハブクラッチ装置３０４とを有する。トルクコンバータ３００はダンパハブ３０８をも有する。タービンハブ３０２は、ダンパハブにおける個々の開口に配置された少なくとも１つの軸方向延長部３１０を有する。すなわち、ハブ３０２には、ハブ３０８における個々の開口を貫通した１つ又は２つ以上の区分が形成されている。ハブ３０２は、軸方向延長部３１０のあらゆる特定の寸法、形状、数又は構成に限定されず、ハブ３０８における開口も同様に、軸方向延長を収容するために必要に応じるのを除き、あらゆる特定の寸法、形状、数又は構成に限定されない。技術分野において知られているように、ハブ３０２及び３０８は、例えば、ハブの間に所望の大きさの遊びを可能にするスプライン／歯配列によって、回転方向で結合されている。延長部３１０は、回転方向でハブ３０８から独立している。すなわち、延長部は、上述のスプライン／歯配列によって制約が課せられると、ハブ３０８における開口内で自由に回転する。延長部３１０は、クラッチ装置に係合するように配置された遠位端部３１２を有する。幾つかの態様において、端部３１２は軸方向にハブ３０８を越えてカバーに向かって延びている。
【００４３】
トルクコンバータは、トルクコンバータクラッチ３１６及びダンパハブ３０８に回転方向で結合されたダンパ装置３１４をも有する。ダンパ装置は、クラッチに回転方向に結合されかつスプライン結合３２０によってタービンハブに回転方向で結合されたカバープレート３１８を有する。上述のように、コンバータ３００のためのロックアップモードにおいて、トルク負荷がタービンハブに提供されないならば、タービン３５１は振動するかまたはがたつくことがある。したがって、ロックアップモードにおいて、クラッチエレメント３０４は、カバー３０６とハブ３０２とを回転方向で結合するために上述のように係合させられる。有利には、エレメント３４０は延長部３１０を介してカバーからタービンハブへエンジントルクを受け渡し、延長部３１０はタービンハブを"予負荷"し、上述の振動及び騒音問題を排除する。すなわち、プレート３０４はエンジントルクを、さもなければほとんど又は全くトルクを支持しないタービンハブに伝達し、プレート３１８とハブ３０２との間のスプライン結合をロックする。すなわち、プレートとハブとの間の接触はスプライン結合において維持される。タービンハブへのトルクコンバータクラッチの結合はさらに、引用により本明細書に記載されたこととされる２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書に記載されている。
【００４４】
クラッチエレメント３０４は、プレート３４０を介してカバー３０６に結合された摩擦プレート３２２と、ピストンプレート３２４と、摩擦プレート３２２とタービンハブとの間に配置された摩擦プレート３２６と、摩擦プレートの間に配置された摩擦材料３２８とを有する。摩擦材料は、技術分野において知られたあらゆる材料であることができ、技術分野において知られたあらゆる形式で構成されることができる。例えば、摩擦材料は、摩擦プレート３２２及び３２６の一方に取り付けられることができるか、又は摩擦プレートの間に配置された別個のエレメントであることができる。摩擦プレート３２２は、技術分野において知られたあらゆる手段によってカバー３０６に結合されている。
【００４５】
幾つかの態様において、ファスナ３３０はプレートをばね３３２に結合するために使用される。リベットを含むがリベットに限定されない、技術分野において知られたあらゆるファスナが使用されることができる。ばねはカバー３０６に固定されており、エンジントルクをカバーから摩擦プレートに伝達する。幾つかの態様（図示せず）において、プレート３２２をカバーに結合するためにスプライン配列が使用される。有利には、スプライン結合の代わりにばね結合を使用することは、スプライン結合の使用時に固有の望ましくない振動を減じる。プレート３２６はダンパハブ３０８においてセンタリングされており、クラッチ装置３０４が切断されている場合、すなわちトルクコンバータのためのトルクコンバータモードにおいて、トルクコンバータにおけるその他のコンポーネントから回転方向で独立している。前記配列は、プレート３２６に関連したダンパ摩擦を減じる。クラッチ３０４は図示されたコンポーネントの数、寸法及び構成に限定されず、コンポーネントのその他の数、寸法及び構成は、請求された発明の精神及び範囲に含まれることが理解されるべきである。
【００４６】
ロックアップモードにおいて、ピストン３２４は、摩擦プレートと、摩擦材料と、タービンハブとを係合させるために摩擦プレート３２２をタービンハブに向かって変位させるように配置されている。ピストンプレート３２４は技術上知られたあらゆる手段によって制御されることができる。幾つかの態様において、シール３３６及び３３８は、それぞれ提供チャンバ３４４の部分を形成した、シールプレート３４０及び入力シャフト３４２とに関してピストン３２４を摺動可能にシールするために使用されている。したがって、装置３０４を作動させるために、チャンバ３４４における流体圧力は技術分野において知られたあらゆる手段を使用して増大され、ピストンを方向３４６に変位させ、上述のように摩擦プレートと、摩擦材料と、タービンハブとの係合を生ぜしめる。
【００４７】
コンバータ３００のためのトルクコンバータモードにおいて、エンジントルクを装置３０４を介してタービンハブに伝達することは望ましくない。したがって、トルクコンバータモードにおいて、ピストンを方向３４６に押し付ける圧力は解放され、例えば、チャンバ３４４における圧力は減じられ、クラッチ装置を切断し、摩擦プレートと、摩擦材料と、タービンハブとを回転方向で解離させる。
【００４８】
ハブ３０２と３０８との間のスプライン／歯結合により、端部３１０のための遠位半径方向面は、複数の半径方向延長部を有する。このような面を摩擦材料と直接に係合させることは、面及び摩擦材料に対して問題を生ぜしめる。したがって、摩擦材料３２８が係合することができる均一かつ連続的な面を提供するために、プレート３２６が使用されている。
【００４９】
クラッチ３１６の摩擦プレート３４５及び３４８は、技術分野において知られたあらゆる手段によってカバー３０６に結合されている。幾つかの態様において、プレートをばね３５０及び３５２にそれぞれ結合するためにファスナ３５０及び３５２が使用される。リベットを含むがリベットに限定されない、技術分野において知られたあらゆるファスナが使用されることができる。ばねはカバー３０６に固定されており、エンジントルクをカバーから個々の摩擦プレートに伝達する。カバーは、技術分野において知られたあらゆる手段、例えば駆動プレート３５８によって、エンジン又はフレックスプレート（図示せず）に結合されている。幾つかの態様（図示せず）において、プレート３４５及び３４８をカバーに結合するためにスプライン配列が使用される。有利には、スプライン結合の代わりにばね結合を使用することは、スプライン結合の使用時に固有の望ましくない振動を減じる。
【００５０】
トルクコンバータ３００は、クラッチ３１６のための提供圧力チャンバ３６０と、圧力チャンバ３６２及び３６４と、環状空間３６６とを有する。チャンバ３６４は、チャンバ３６２及び環状体と流体連通している。クラッチ３１６が切断されている場合、冷却流体（図示せず）はチャンバ３６２からクラッチの摩擦材料の間をチャンバ３６４及び環状空間まで流れ、環状空間のための冷却流を提供する。クラッチがつながれている場合、冷却流体は、圧力チャンバ３６２から摩擦材料を通り、例えば摩擦材料における溝を通り、圧力チャンバ３６４及び環状体へ流れるように配置されている。幾つかの態様において、冷却流れが反転され、すなわち冷却流体は環状空間からチャンバ３６４へ、チャンバ３６２へ流れる。つまり、トルクコンバータ３００は摩擦材料を通る有利な冷却流れを提供し、環状空間への冷却流れを供給し続けながら、摩擦材料の性能及び耐久性を高める。
【００５１】
バッキングプレート３６８は、技術分野において知られたあらゆる手段、例えば溶接３７２、によってカバー３０６の内面３７０に固定されている。幾つかの態様（図示せず）において、バッキングプレートはポンプシェル３７４の内面に結合されている。プレート３６８は、カバーからクラッチ３１６へトルクを伝達し、プレート３７６によって提供される圧力に応答して、クラッチをつなぐ。幾つかの態様において、プレート３６８は、チャンバ３６２から摩擦材料を通ってチャンバ３６４及び環状空間への冷却流体の流れを可能にするように配置されたオリフィス３７８を有する。例えば、オリフィスは、流れのための寸法的に安定した通路を提供する。
【００５２】
チャンバ３６０の動作は、チャンバ３６２及び３６４の動作から独立している。特に、チャンバ３６０の充填及び排出、ひいてはクラッチ３１６の作動は、チャンバ３６２及び３６４及び環状空間を通る圧力及び冷却流体流れから独立して行われる。例えば、チャンバ３６０は独立してチャネル３８０を介して冷却流体が供給されるので、チャンバ３６０はチャンバ３６２及び３６４における圧力を中断することなく充填される。したがって、チャンバ３６２は、ロックアップモードの間にクラッチ摩擦材料を介してチャンバ３６４及び環状空間に冷却流体を提供し続ける。
【００５３】
図１１は、トルクコンバータクラッチ４０６とダンパ４０４との間のデュアルカバープレート結合を備えた本発明によるトルクコンバータ４００の部分的な断面図である。図１１Ａは、図１１に示されたトルクコンバータに適用可能な択一的なクラッチプレートの詳細図である。以下の説明は図１１及び図１１Ａが参照されるべきである。トルクコンバータ４００はさらに、カバー４０８と、ピストンプレート４１０と、バッキングプレート４１２とを有する。カバー４０８及びピストンプレート４１０は、チャンバ４１５及び４２８からシールされた提供圧力チャンバ４１３を部分的に形成している。
【００５４】
バッキングプレート４１２は、技術分野において知られたあらゆる手段、例えば溶接、によってカバー４０８の内面に固定されている。幾つかの態様（図示せず）において、バッキングプレートはポンプシェル４２１の内面に結合されている。プレート４１２は、カバーからクラッチ４０６へトルクを伝達し、プレート４１０によって提供される圧力に応答して、クラッチをつなぐ。幾つかの態様において、プレート４１２は、チャンバ４２８からクラッチの摩擦材料４２２を通ってチャンバ４１５及び環状空間４２７への冷却流体の流れを可能にするように配置されたオリフィス４１７を有する。例えば、オリフィスは、流れのための寸法的に安定した通路を提供する。
【００５５】
ダンパ４０４は、クラッチの摩擦プレート４５８及び４６０に回転方向で結合された、カバープレート４４０及び４４２を有する。幾つかの態様において、プレート４４２は、スプライン結合によってプレート４５８に結合されたセグメント４４７を有する。幾つかの態様（図示せず）において、セグメント４４７は、プレート４４２に結合された別個のプレートである。幾つかの態様において、結合エレメント４４６はカバープレート４４０と係合プレート４６０とを回転方向で結合する。幾つかの態様においては、エレメント４４６はプレート４４０と一体である。幾つかの態様（図示せず）において、エレメント４４６はプレート４４０と別個であり、スプライン結合によってプレート４４０に結合されている。カバープレート４４０及び４４２はリベット４４４を介して互いに軸方向に結合されている。幾つかの態様において、カバープレート４４０は、少なくとも部分的に回転方向でカバープレート４４２から独立している。すなわち、カバープレートの間の制限された大きさの相対回動が可能である。幾つかの態様において、リベット４４４は、カバープレート４４２におけるスロットを通過し、カバープレート４４０に固定される。スロットは、周方向に向けられており、スロット内でのリベットの制限された周方向移動を可能にする。構成は反転されることができる、すなわち、スロットがプレート４４０に配置され、リベットがプレート４４２に固定されることができることが理解されるべきである。カバープレートの相対回動は、ハブ４１９へのプレート４４０及び４４２それぞれのスプライン結合４２３及び４２５に存在する遊びを提供するために、及びトルクコンバータの軸線４３３からのスプラインの異なる半径方向距離による個々のスプラインにおけるカバープレートの間の周方向移動の相違を提供するために、使用される。
【００５６】
ダンパアセンブリ４０４はダンパハブ４２９に回転方向で結合されている。ダンパハブは少なくとも１つの開口４３１を有しており、タービンハブ４１９は、開口に配置された少なくとも１つの部分４３５を有しており、この部分は、軸方向にダンパハブを越えてカバー４０８に向かって延びた遠位部分４３７を有している。カバープレート４４２は遠位部分に結合されている。
【００５７】
上述のように、コンバータ４００のためのロックアップモードにおいて、トルク負荷がタービンハブに提供されないならば、タービン４５１は振動するかまたはがたつくことがある。したがって、ロックアップモードにおいて、プレート４４２はエンジントルクをクラッチからタービンハブへ受け渡し、プレートはタービンハブを"予負荷"し、上述の振動及び騒音問題を排除する。すなわち、プレート４４２はエンジントルクを、さもなければほとんど又は全くトルクを支持しないタービンハブに伝達し、スプライン結合４２３をロックする。すなわち、プレートとハブとの間の接触はスプライン結合において維持される。タービンハブへのトルクコンバータクラッチの結合はさらに、引用により本明細書に記載されたこととされる２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書に記載されている。
【００５８】
クラッチは摩擦材料４２２をも有する。技術分野において知られたあらゆるタイプの摩擦材料が使用されることができる。摩擦材料は、技術分野において知られたあらゆる形式で構成されることができる。例えば、摩擦材料は別のコンポーネント、例えば摩擦プレートに取り付けられることができるか、又は別のコンポーネント、例えば摩擦プレートの間に配置される別個のエレメントであることができる。
【００５９】
チャンバ４１５は、チャンバ４２８及び環状体と流体連通している。クラッチ４０６が切断されている場合、冷却流体（図示せず）はチャンバ４２８からクラッチの摩擦材料の間をチャンバ４１５及び環状空間まで流れ、環状空間のための冷却流を提供する。クラッチがつながれている場合、冷却流体は、圧力チャンバ４２８から摩擦材料を通り、例えば摩擦材料における溝を通り、圧力チャンバ４１５及び環状体へ流れるように配置されている。幾つかの態様において、冷却流れが反転され、すなわち冷却流体は環状空間からチャンバ４１５へ、チャンバ４５８へ流れる。つまり、トルクコンバータ４００は摩擦材料を通る有利な冷却流れを提供し、環状空間への冷却流れを供給し続けながら、摩擦材料の性能及び耐久性を高める。
【００６０】
チャンバ４１３の動作は、チャンバ４２８及び４１５の動作から独立している。特に、チャンバ４１３の充填及び排出、ひいてはクラッチ４０６の作動は、チャンバ４２８及び４１５及び環状空間を通る圧力及び冷却流体流れから独立して行われる。例えば、チャンバ４１３は独立してチャネル４３２を介して冷却流体が供給されるので、チャンバ４１３はチャンバ４２８及び４１５における圧力を中断することなく充填される。したがって、チャンバ４２８は、ロックアップモードの間にクラッチ摩擦材料を介してチャンバ４１５及び環状空間に冷却流体を提供し続ける。カバーへのプレート３４６及び３４８の結合に関する図１０の説明における議論は、クラッチ４０６におけるプレート４７０及び４７２に当てはまる。
【００６１】
図１１Ａは、トルクコンバータクラッチへのダンパカバープレートのための択一的な結合手段を示している。プレート４４０及び４４２と類似の、カバープレート４６２及び４６４は、リベット４４４と類似の、リベット４６８によって結合されている。図１１Ａの配列において、クラッチとダンパとは、実質的に半径方向で整合されており、カバープレート４６２及び４６４は、直接接触させられているか、又は比較的小さな中間部材（図示せず）によって分離されているだけである。幾つかの態様において、カバープレート４６２及び４６４の間には制限された相対回動が存在し、プレート４４０及び４４２の相対運動に関する議論が、プレート４６２及び４６４に当てはまる。
【００６２】
図１２は、本発明のトルクコンバータのがたつき防止結合の部分的な斜視図である。クラッチプレート配列５００は、スプライン結合（図示せず）介してキャリヤ（図示せず）又はカバー（図示せず）と回転方向で係合させられた３つ又は４つ以上のプレートを有する。クラッチプレート、若しくは摩擦プレート５０２，５０４及び５０６はそれぞれ、キャリヤスプライン結合と回転係合するための空間５３０及びは５４０を有する。幾つかの態様において、クラッチプレート５０２，５０４，５０６は、摩擦係合のために各クラッチプレートの片側又は両側に取り付けられた摩擦材料を有する。幾つかの態様において、摩擦プレートは、クラッチプレートの間に配置された別個のエレメントである。配列５００は、摩擦プレートに結合された及び／又は摩擦プレートの間に別個に配置された摩擦材料５１１をも有する。
【００６３】
クラッチプレート５０２は、１つ又は２つ以上のスロット５２０を有しており、クラッチプレート５０４は、１つ又は２つ以上のスロット５２２を有しており、クラッチプレート５０６は、１つ又は２つ以上の個々のスロット５２４を有している。幾つかの態様において、スロット５２０，５２２及び５２４は個々の歯５４０内で周方向にずれており、これにより、歯が軸方向で整合させられた場合、各スロットは、軸方向ですぐ近傍のスロットに対して軸方向にずれている。例えば、スロット５２０はスロット５２２に関してずれている。同様に、スロット５２２はスロット５２４に関してずれている。幾つかの態様において、介在するスロット５２２がスロット５２０及び５２４に関してずれている限りスロット５２０及び５２４は整列させられていてもよい。弾性的なエレメント５１０が、例えば個々のスロットを介して個々のクラッチプレートと係合させられており、個々のクラッチプレートを反対の周方向へ押し付けるように配置されている。例えば、エレメント５１０ａは、プレート５０４を方向５１２へ、プレート５０２を方向５１４へ押し付ける。同様に、エレメント５１０ｂは、プレート５０４を方向５１２へ、プレート５０６を方向５１４へ押し付ける。すなわち、上述の周方向の力を生ぜしめるために、装置５００に据え付けられると、エレメント５１０は予負荷される。これらの方向は反転されることができることが理解されるべきである。すなわち、各スロットにおけるエレメント５１０からの周方向の力は、オフセット位置を克服しようとするばねエレメント５１０からの予負荷力により、反対方向に、対応するスプラインにおいて、クラッチプレート５０２，５０４及び５０６を"予負荷"する。すなわち、エレメント５１０は、歯５４０をキャリヤスプライン結合と接触したままにさせ、スプライン結合における遊びによるがたつき及び振動問題を排除する。エレメント５１０は１つの弾性的なエレメントであることができることが理解されるべきである。エレメント５１０は、技術分野において知られたあらゆる弾性的なエレメント、例えばばねであることができる。装置５００は、スロット又は弾性的なエレメントのいかなる特定の数に限定されないことが理解されるべきである。
【００６４】
図１３は、がたつき防止プレート６０２を備えた本発明によるトルクコンバータ６００の部分的な断面図である。トルクコンバータ６００は、タービンハブ６０４と、タービンハブに回転方向で結合されたダンパ６０６と、トルクコンバータクラッチ６０８とを有する。クラッチは、タービンハブ６０４に回転方向で結合されたピストンプレート６１０と、タービンハブ６０４に回転方向で結合された、摩擦、クラッチ、又はがたつき防止、プレート６０２と、摩擦材料６１２とを有する。技術分野において知られたあらゆるタイプの摩擦材料が使用されることができる。摩擦材料は、技術分野において知られたあらゆる形式で構成されることができる。例えば、摩擦材料は別のコンポーネント、例えば摩擦プレート６０２に取り付けられることができるか、又は別のコンポーネント、例えば摩擦プレート６０２とピストンプレート６１０との間に配置される別個のエレメントであることができる。
【００６５】
トルクコンバータのためのロックアップモードの間、チャンバ６１４における流体圧力は、チャンバ６１６における流体圧力よりも大きい。チャンバ６１４における圧力は、カバー６１８に向かってピストンプレート６１０の軸方向移動を生ぜしめ、カバーと、摩擦プレートと、ピストンプレートと、摩擦材料とを回転方向で結合し、クラッチをつなぐ。幾つかの態様において、冷却流体は、チャンバ６１４から、摩擦材料６１２に設けられた溝（図示せず）を通って、チャンバ６１６へ流れる。
【００６６】
上述のように、コンバータ６００のためのロックアップモードにおいて、例えばスプライン結合６２２によってハブ６０４に回転方向で結合されたカバープレート６２０は、トルク負荷がタービンハブに提供されない限り、振動するか又はがたつく場合がある。したがって、ロックアップモードにおいて、トルクはカバー６１８からダンパ６０６へ、プレート６０２を介してハブ６０４へ、カバープレート６２０へ伝達され、カバープレート６２０はタービンハブを"予負荷"し、上述の振動及び騒音問題を排除する。すなわち、カバーからの全てのエンジントルクは、プレート６０２を介して、さもなければほとんど又は全くトルクを支持しないハブへ伝達され、スプライン結合６２２をロックする。すなわち、プレートとハブとの間の接触はスプライン結合において維持される。タービンハブへのトルクコンバータクラッチの結合はさらに、引用により本明細書に記載されたこととされる２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書に記載されている。
【００６７】
トルクコンバータモードの間、タービン６２４からのトルクは直接にハブ６０４へ、またプレート６２０を介してダンパへ受け渡される。
【００６８】
図１４は、バッキングプレート７０４に結合された摩擦プレート７０２を備えた本発明のトルクコンバータ７００の部分的な断面図である。以下に説明されるのを除き、トルクコンバータ７００の構成は、引用により本明細書に記載されたこととする２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書におけるトルクコンバータのために示されたものと実質的に同じである。コンバータ７００において、摩擦プレート７０２は技術分野において知られたあらゆる手段によってバッキングプレート７０４に回転方向で結合されている。幾つかの態様において、プレートを板ばね７０８及びバッキングプレートに固定するためにファスナ７０６が使用されている。摩擦プレート７１０は、技術分野において知られたあらゆる手段によってカバー７１２に回転方向で結合されている。幾つかの態様において、プレート７１４を板ばね７１６及びカバーに固定するためにファスナ７１４が使用されている。ファスナ７０６及び７１４は技術分野において知られたあらゆるファスナ、例えばリベットであることができる。幾つかの態様（図示せず）において、プレート７０２又はプレート７１０をそれぞれバッキングプレート又はカバーに結合するために、個々のスプライン結合が使用されている。
【００６９】
図１５は、バッキングプレート８０４に結合された摩擦プレート８０２を備えた本発明のトルクコンバータ８００の部分的な断面図である。トルクコンバータ８００の構成は、以下に示されるのを除いて、図１４におけるトルクコンバータ８００のものと実質的に同じである。トルクコンバータクラッチ８０２において、摩擦プレート８０４は、タービンシェル８０８及びタービンハブ８１０に固定されたプレート８０６に回転方向で結合されている。摩擦プレート８１２はコネクタプレート８１４に結合されている。プレート８１４は、ダンパ８１８のカバープレート８１６及びプレート８０６に回転方向で結合されている。幾つかの態様において、プレート８０６及びプレート８０４及び８１４の結合は、スプライン結合である。幾つかの態様において、エレメント８１４はプレート８１６と一体である。幾つかの態様（図示せず）において、プレート８１４は、プレート８１６と別個であり、プレート８１６に回転方向で結合されている。
【００７０】
コンバータ８００のためのトルクコンバータモードにおいて、トルクはプレート８０６及び８１４を介してタービンシェルからダンパへ伝達される。上述のように、コンバータ８００のためのロックアップモードにおいて、トルクがタービンハブ、特に結合部に提供されない限り、タービンハブ８１９とのプレート８１６の結合部における遊びにより、タービン８０８は振動するか又はがたつく場合がある。したがって、ロックアップモードにおいて、プレート８０４はエンジントルクをクラッチからプレート８０６へ受け渡し、これはプレート８０６を"予負荷"し、上述の振動及び騒音問題を排除する。すなわち、プレート８０４はエンジントルクを、さもなければほとんど又は全くトルクを支持しないプレート８０６に伝達し、プレート８０６と８１４との間のスプライン結合をロックする。すなわち、プレートの間の接触はスプライン結合において維持される。タービンハブへのトルクコンバータクラッチの結合はさらに、引用により本明細書に記載されたこととされる２００６年６月２８日に出願された共同で所有された米国特許仮出願第６０／８１６９３２号明細書に記載されている。
【００７１】
本発明のトルクコンバータは、図示されたコンポーネントのタイプ、寸法、数又は構成に限定されず、コンポーネントのその他のタイプ、寸法、数又は構成が、請求項に記載された発明の精神及び範囲に含まれている。例えば、本発明のトルクコンバータは、図示された構成を備えたトルクコンバータクラッチ又はダンパの使用に限定されず、トルクコンバータクラッチ又はダンパのための、その他のタイプのコンポーネント、及びコンポーネントのその他の数、寸法及び構成は、請求された発明の精神及び範囲に含まれる。
【００７２】
したがって、本発明の目的は効率的に達成されるが、発明に対する修正及び変更が当業者に容易に明らかであるべきであり、これらの修正は、請求項に記載された発明の精神及び範囲に含まれるものである。前記説明は、本発明の例を示しており、限定するものと考えられるべきでないことも理解される。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明のその他の実施形態が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、ドライブトレーンにおけるトルクコンバータの関係及び機能を説明することを助けるための、自動車における動力伝達経路の概略的なブロック線図である。
【図２】自動車のエンジンに固定されて示されている、従来のトルクコンバータの断面図である。
【図３】図２に示された線３−３に沿って見た、図２に示されたトルクコンバータの平面図である。
【図４】概して図３に示された線４−４に沿って見た、図２及び図３に示されたトルクコンバータの断面図である。
【図５】図２に示されたトルクコンバータの第１の分解図であり、分解されたトルクコンバータを左から見たものとして示されている。
【図６】図２に示されたトルクコンバータの第２の分解図であり、分解されたトルクコンバータを右から見たものとして示されている。
【図７Ａ】本願において用いられた空間的な用語を示している、円筒座標系の斜視図である。
【図７Ｂ】本願において用いられる空間に関する用語を説明する図７Ａの円筒座標系における物体の斜視図である。
【図８】タービンシェルに回転方向で結合されたトルクコンバータクラッチを備えた本発明のトルクコンバータの部分的な断面図である。
【図９】摩擦プレート及びキャリヤを介してクラッチに回転方向で結合されたタービンを備えた本発明によるトルクコンバータの部分的な断面図である。
【図１０】ハブクラッチを備えた本発明によるトルクコンバータの部分的な断面図である。
【図１１】トルクコンバータクラッチとダンパとの間のデュアルカバープレート結合を備えた本発明によるトルクコンバータの部分的な断面図である。
【図１１Ａ】図１１に示されたトルクコンバータに適用可能な択一的なクラッチプレートの詳細図である。
【図１２】本発明のトルクコンバータのがたつき防止結合の部分的な斜視図である。
【図１３】がたつき防止プレートを備えた本発明によるトルクコンバータの部分的な断面図である。
【図１４】バッキングプレートに結合された摩擦プレートを備えた本発明のトルクコンバータの部分的な断面図である。
【図１５】バッキングプレートに結合された摩擦プレートを備えた本発明のトルクコンバータの部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
８  トランスミッション、  ９  ディファレンシャル／車軸アセンブリ、  １０  トルクコンバータ、  １１  カバー、  １２，１６  カバープレート、  １３  フランジ、  １４  ダイアフラムばね、  １５  ばね、  １７  ピストンプレート、  １８  Ｏリング、  １９  タービンハブ、  ２２  タービンシェル、  ３７  ポンプ、  ３８  タービン、  ３９  ステータ、  ４１  フレックスプレート、  ４２  クランクシャフト、  ４３  トランスミッションシャフト、  ４４  出口、  ４５  ステータシャフト、  ４６  一方向クラッチ、  ４８  ステータ羽根、  ４９  トルクコンバータクラッチ、  ５１  摩擦材両リング、  １００  トルクコンバータ、  １０２  タービンシェル、  １０４  ダンパ、  １０６  クラッチ、  １０８  カバー、  １１０  ピストンプレート、  １１２  バッキングプレート、  １１３  チャンバ、  １１５  スロット、  １１６，１１８  シール、  １１９  タービンハブ、  １２０  タービンシェル、  １２１  シール、  １２２  摩擦材料、  １２３  環状空間、  １２４，１２６  摩擦プレート、  １２８  チャンバ、  １２９  スプライン結合、  １３１，１３３  ばね、  １３４  摩擦プレート、  １３５，１３７  ファスナ、  １３８  チャンバ、  １５０  キャリヤ、  １５３  オリフィス、  ２００  トルクコンバータ、  ２０２  タービンシェル、  ２０５  スロット、  ２０６  クラッチ、  ２０８  カバー、  ２１１  ダンパ、  ２１２  バッキングプレート、  ２１５  カバープレート、  ２１９  タービンハブ、  ２２２  摩擦材料、  ２４０  タービン、  ２５０  キャリヤ、  ２８２，２８４  摩擦プレート、  ２８６  シール、  ２８８  ポンプシェル、  ３００  トルクコンバータ、  ３０２  タービンハブ、  ３０２  ハブ、  ３０４  ハブクラッチ装置、  ３０６  カバー、  ３０８  ハブ、  ３１０  延長部、  ３１２  端部、  ４１３  ダンパ装置、  ３１６  トルクコンバータクラッチ、  ３１８  カバープレート、  ３２２  摩擦プレート、  ３２４  ピストンプレート、  ３２６  摩擦プレート、  ３２８  摩擦材料、  ３３０  ファスナ、  ３３２  ばね、３３６，３３８  シール、  ３４０  シールプレート、  ３４２  入力シャフト、  ３４４  チャンバ、  ３４６  方向、  ３４５，３４８  摩擦プレート、  ３５０，３５２  ファスナ、  ３５８  駆動プレート、  ３６０  提供圧力チャンバ、  ３６２，３６４  圧力チャンバ、  ３６６  環状空間、  ３６８  バッキングプレート、  ３７０  内面、  ３７２  溶接、  ３７４  ポンプシェル、  ３７６  プレート、  ３７８  オリフィス、  ３８０  チャネル、  ４００  トルクコンバータ、  ４０４  ダンパ、  ４０６  クラッチ、  ４０８  カバー、  ４１０  ピストンプレート、  ４１２  バッキングプレート、  ４１３  提供圧力チャンバ、  ４１５  チャンバ、  ４１７  オリフィス、  ４１９  ハブ、  ４２１  ポンプシェル、  ４２２  摩擦材料、  ４２３，４２５  スプライン結合、  ４２７  環状空間、  ４２８  チャンバ、  ４３３  軸線、  ４３５  部分、  ４３７  遠位部分、  ４４０，４４２  カバープレート、  ４４４  リベット、  ４４６  エレメント、  ４４７  セグメント、  ４５８，４６０  摩擦プレート、  ４６２，４６４  カバープレート、  ４６８  リベット、  ４７９，４７２  プレート、  ５００  クラッチプレート配列、  ５０２，５０４，５０６  摩擦プレート、  ５１０  エレメント、  ５２０，５２２，５２４  スロット、  ６００  トルクコンバータ、  ６０２  がたつき防止プレート、  ６０４  タービンハブ、  ６０６  ダンパ、  ６０８  トルクコンバータクラッチ、  ６１０  ピストンプレート、  ６１２  摩擦材料、  ６１４  チャンバ、  ６１８  カバー、  ６２０  カバープレート、  ６２２  スプライン結合、  ６２４  タービン、  ７００  トルクコンバータ、  ７０２  摩擦プレート、  ７０４  バッキングプレート、  ７０６  ファスナ、  ７０８  板ばね、  ７１０  摩擦プレート、  ７１２  カバー、  ７１４  プレート、  ７１６  板ばね、  ８００  トルクコンバータ、  ８０２  摩擦プレート、  ８０４  摩擦プレート、  ８０６  プレート、  ８０８  タービンシェル、  ８０１  タービンハブ、  ８１２  摩擦プレート、  ８１４  コネクタプレート、  ８１６  カバープレート、  ８１８  ダンパ、  ８１９  タービンハブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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