(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸及び従動軸を互いに結合する流体力学的トルク結合装置であって、
回転軸の周りに回転可能であってかつ内部容積を有するケーシングであって、ケーシングシェルと、前記ケーシングシェルに対して、軸方向に対向配置されて固定接続されたインペラシェルとを有するケーシングと、
前記回転軸と同軸に整列されるとともに前記インペラシェルを有するインペラと、
前記インペラと同軸に整列されるとともに前記インペラによって流体力学的に駆動可能なタービンピストンと、
前記タービンピストンに摺動可能に係合するとともに前記ケーシングに接続された弾性要素であって、前記タービンピストンを前記インペラに向けて付勢するように構成された弾性要素と
を備えた流体力学的トルク結合装置。
【請求項２】
前記タービンピストンは、タービンピストンフランジを有するタービンピストンシェルであって、前記ケーシングの前記内部容積を、前記インペラシェルと前記タービンピストンシェルとの間の第１のチャンバと、前記タービンピストンシェルと前記ケーシングシェルとの間の第２のチャンバとに区分するタービンピストンシェルを有し、前記インペラシェルは第１の係合面を備えたピストン係合部を有し、前記タービンピストンフランジは前記第１の係合面に対面する第２の係合面を備え、前記第２の係合面は、前記第１の係合面に対して軸方向に進退移動することが可能であり、これにより前記流体力学的トルク結合装置を、前記タービンピストンが前記ケーシングに対して回転不能となるように前記ピストン係合部に機械的にロックされるロックアップモードに入れるか、あるいは前記ロックアップモードから外すことができる、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項３】
前記タービンピストンシェル及び前記タービンピストンフランジは、前記第１の係合面と前記第２の係合面とを摩擦結合して前記タービンピストンがロックアップモードに入るように、前記流体力学的トルク結合装置の出力側に向けて軸方向に可動であり、前記タービンピストンシェル及び前記タービンピストンフランジは、前記第１の係合面と前記第２の係合面とが摩擦結合せずに前記タービンピストンが前記ロックアップモードから外れるように、前記流体力学的トルク結合装置の入力側に向けて軸方向に可動である、請求項１または請求項２に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項４】
前記弾性要素は、前記流体力学的トルク結合装置がロックアップモードから外れたときに、流体フローを規制して前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間の圧力降下を生成するように構成された規制要素を形成する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項５】
前記規制要素は、前記ケーシングに取り付けられた半径方向外側の端部と、前記タービンピストンの前記タービンピストンフランジに摺動可能に係合した半径方向内側の端部とを有する環状ワッシャを有し、前記環状ワッシャは前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間を流体連通させる少なくとも１つの流体通路を有する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの通路は前記タービンピストンフランジの半径方向外側に位置する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項７】
前記弾性要素は、前記ケーシングに取り付けられた半径方向外側の端部と、前記タービンピストンの前記タービンピストンフランジに摺動可能に係合した半径方向内側の端部とを有する環状ワッシャを備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項８】
前記環状ワッシャは、前記環状ワッシャの前記半径方向内側の端部において少なくとも１つのほぼ環状の支点を有し、前記少なくとも１つの環状の支点は前記タービンピストンの前記タービンピストンフランジに摺動可能に係合する、  請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項９】
前記環状ワッシャの前記半径方向外側の端部は、前記ケーシングに回転不能に取り付けられている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１０】
前記環状ワッシャの前記半径方向外側の端部は、前記ケーシングシェルの軸方向端面に軸方向に当接している、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１１】
前記環状ワッシャの前記半径方向外側の端部は、前記ケーシングシェルに係合する環状の接触フランジを有する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１２】
前記規制要素の前記接触フランジは、ほぼ半径方向外側に延在して前記ケーシングシェルの軸方向端面に軸方向に係合する、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１３】
前記環状ワッシャの前記接触フランジは、前記ケーシングシェルの前記軸方向端面に回転不能に取り付けられている、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１４】
前記ケーシングの前記インペラシェルは前記インペラシェルの軸方向端面に対向する軸方向制止部材を有し、前記環状ワッシャの前記接触フランジは前記インペラシェルの前記軸方向制止部材と前記ケーシングシェルの前記軸方向端面とに軸方向に挟まれて前記ケーシングに対する前記規制要素の前記半径方向外側の端部の軸方向移動を防止する、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１５】
出力ハブと、
前記タービンピストンシェルと前記出力ハブとを相互接続するねじり振動ダンパと
をさらに備えた、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１６】
前記ねじり振動ダンパは、前記タービンピストンシェルに非可動に接続された駆動部材と前記出力ハブに動作可能に結合された従動部材とを有し、前記駆動部材は前記ねじり振動ダンパの前記従動部材に対して軸方向に可動である、請求項１５に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１７】
前記タービンピストンシェルを前記ねじり振動ダンパに相互接続する駆動部材をさらに備え、前記ねじり振動ダンパは、中間部材と、駆動により前記駆動部材を前記中間部材に結合する第１のセットの周方向に延在する弾性制動部材と、前記出力ハブに接続されるとともに前記出力ハブに対して回転不能な従動部材と、駆動により前記中間部材を前記従動部材に結合する第２のセットの周方向に延在する弾性制動部材と、前記中間部材に取り付けられた遠心振り子振動子とを有する、請求項１５または請求項１６に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１８】
前記タービンピストンシェルを前記ねじり振動ダンパに相互接続する駆動部材をさらに備え、前記ねじり振動ダンパは、中間部材と、駆動により前記駆動部材を前記中間部材に結合する第１のセットの周方向に延在する弾性制動部材と、前記出力ハブに接続されるとともに前記出力ハブに対して回転不能な従動部材と、駆動により前記中間部材を前記従動部材に結合する第２のセットの周方向に延在する弾性制動部材と、前記中間部材に結合されたばね質量系とを有する、請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項１９】
前記弾性要素は、前記タービンピストンを、前記タービンピストンが前記インペラに接触するまで前記インペラに向けて付勢する、請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項２０】
駆動軸及び従動軸を互いに結合する流体力学的トルク結合装置を組み立てる方法であって、
トルクコンバータを提供することであって、
インペラシェルと複数のインペラブレードとを有するインペラであって、前記インペラシェルは第１の係合面を備えたピストン係合部を有する、インペラと、
前記インペラと同軸に整列されるとともに前記インペラによって流体力学的に駆動可能であるタービンピストンであって、前記タービンピストンはタービンピストンシェル及び複数のタービンブレードを有し、前記タービンピストンシェルは第２の係合面を備えたタービンピストンフランジを有し、前記第２の係合面は、前記第１の係合面に対向して、前記流体力学的トルク結合装置を、前記タービンピストンが前記ピストン係合部に対して回転不能であるように前記ピストン係合部に機械的にロックされるロックアップモードに配置し、及び前記ロックアップモードから外れた配置とするように、前記第１の係合面に対して軸方向に進退移動することが可能である、タービンピストンと、
を備えたトルクコンバータを提供することと、
前記トルクコンバータを弾性要素及びケーシングシェルと組み合わせて構造を提供することであって、前記構造において、（ｉ）前記ケーシングシェル及び前記インペラシェルが合わさって前記流体力学的トルク結合装置のケーシングを形成し、（ｉｉ）前記タービンピストンシェルが、前記ケーシングの内部容積を前記インペラシェルと前記タービンピストンシェルとの間の第１のチャンバと、前記タービンピストンシェルと前記ケーシングシェルとの間の第２のチャンバとに区分するように前記ケーシング内に配置され、（ｉｉｉ）前記弾性要素が前記タービンピストンを前記インペラに向けて付勢するように配置される、前記構造を設けることと
を備え、
前記弾性要素は、前記タービンピストンに摺動可能に係合するとともに前記ケーシングに接続されている、方法。
【請求項２１】
流体力学的トルク結合装置を用いて駆動軸及び従動軸を互いに結合する方法であって、
前記流体力学的トルク結合装置は、回転軸の周りに回転可能であるケーシングであって、ケーシングシェルと前記ケーシングシェルに対して軸方向に対向配置されて固定接続されたインペラシェルとを有するケーシングと、前記インペラシェルと第１の係合面を備えたピストン係合部とを有するインペラと、タービンピストンシェルを有するタービンピストンと、弾性要素とを備え、
前記タービンピストンシェルは、第２の係合面を備えたタービンピストンフランジを有し、前記ケーシングの内部容積を前記インペラシェルと前記タービンピストンシェルとの間の第１のチャンバと、前記タービンピストンシェルと前記ケーシングシェルとの間の第２のチャンバとに区分し、
前記方法は、
前記駆動軸及び前記従動軸を、前記流体力学的トルク結合装置の入力部及び出力部に動作可能に接続することと、
前記ピストン係合部の前記第１の係合面に対する前記タービンピストンの軸方向の進退移動を制御し、これにより、前記流体力学的トルク結合装置を、前記タービンピストンが前記ピストン係合部に対して回転不能であるように前記ピストン係合部に機械的にロックされるロックアップモードに入れるか前記ロックアップモードから外すようにすることと、  
前記タービンピストンを前記弾性要素の弾性力によって前記インペラに向けて付勢することと
を含み、
前記弾性要素は、前記タービンピストンに摺動可能に係合するとともに前記ケーシングに接続されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して流体力学的トルク結合装置に関し、より詳細には、駆動軸と従動軸とを機械的に結合するタービンピストンロックアップクラッチを備える流体力学的トルク結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オートマチックトランスミッションを備えた車両は、エンジンの駆動軸をトランスミッションの従動軸に流体結合する流体力学的トルク結合装置を装備している。ロックアップクラッチは、一定の動作条件のもとで駆動軸と従動軸とを機械的に結合することで知られる。ロックアップクラッチ及びそれらの動作は、例えば、米国特許第８，２７６，７２３号（特許文献１）及び米国特許第７，１９１，８７９号（特許文献２）に記載されている。
【０００３】
条件次第で、流体力学的トルク結合装置がロックアップを介して動きを伝達しているときに、特にトランスミッションがエンジンより高い回転速度となる自動車の惰行状態において、トランスミッション流体の作用がタービンピストンをインペラから遠ざける軸方向の力を生じる。これらの条件は、例えば下り坂運転において発生する。これらの力は、速度及びトルクなどの種々の要因に応じて変化する。定常条件または過渡条件によっては、これらの力は、タービンピストンをインペラから遠ざけ、それが望ましくない場合に、予定外の環境において不時または早期にロックアップを解除し得る。これによって、さらに、自動車の惰行状態においてロックアップ係合を不能にする負荷を生成することが可能である。
【０００４】
ロックアップクラッチを備えた流体力学的トルク結合装置は、車両の動力伝達装置の用途及び条件に適合することが明らかとなっている一方、それらの性能及びコストを向上させ得る改善の余地がある。
【０００５】
以下で説明するように、このような改善は、例えば、流体力学的トルク結合装置の構成要素の空間的要件を緩和すること、及び／または２つ以上の構成要素の機能を単一の構成要素へと統合することに基づき得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８，２７６，７２３号
【特許文献２】米国特許第７，１９１，８７９号
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、駆動軸と従動軸とを結合する流体力学的トルク結合装置が提供される。本トルク結合装置は、回転軸の周りに回転可能であって内部容積を有するケーシングを備える。前記ケーシングは、ケーシングシェルと、前記ケーシングシェルに対して軸方向に対向配置されて固定接続されたインペラシェルとを有する。さらに、前記トルク結合装置は、前記回転軸と同軸に整列されて前記インペラシェルを有するインペラと、前記インペラと同軸に整列されて前記インペラによって流体力学的に駆動可能なタービンピストンと、前記タービンピストンに摺動可能に係合して前記ケーシングに接続された弾性要素とを備える。前記弾性要素は、前記タービンピストンを前記インペラに向けて付勢するように構成されている。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、駆動軸及び従動軸を互いに結合する流体力学的トルク結合装置を組み立てる方法が提供される。本方法は、トルクコンバータを設けることを含み、前記トルクコンバータは、インペラシェルと第１の係合面を備えたピストン係合部とを有するインペラと、第２の係合面を備えたタービンピストンフランジを有するタービンピストンシェルを備えたタービンピストンであって、前記第２の係合面は、前記第１の係合面に対向して、前記流体力学的トルク結合装置を、前記タービンピストンが前記ピストン係合部に対して回転不能であるように前記ピストン係合部に機械的にロックされるロックアップモードに配置し、及び前記ロックアップモードから外れた配置とするように、前記第１の係合面に対して軸方向に進退移動することが可能である、タービンピストンとを特徴とする。前記トルクコンバータを弾性要素及びケーシングシェルと組み合わせることにより、前記ケーシングシェル及び前記インペラシェルが共同して前記流体力学的トルク結合装置のケーシングを形成する。前記タービンピストンシェルを前記ケーシング内に配置して、前記ケーシングの内部容積を、前記インペラシェルと前記タービンピストンシェルとの間の第１のチャンバと、前記タービンピストンシェルと前記ケーシングシェルとの間の第２のチャンバとに区分する。前記弾性要素を、前記タービンピストンを前記インペラに向けて付勢するように配置する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、流体力学的トルク結合装置を用いて駆動軸及び従動軸を互いに結合する方法を提供する。前記流体力学的トルク結合装置は、少なくとも、インペラシェルに固定されたケーシングシェルを有するケーシングと、前記インペラシェルと第１の係合面を備えたピストン係合部とを有するインペラと、第２の係合面を備えたタービンピストンフランジを有するタービンピストンシェルを有するタービンピストンと、弾性要素とを特徴とする。前記タービンピストンシェルは、前記ケーシングの内部容積を、前記インペラシェルと前記タービンピストンシェルとの間の第１のチャンバと、前記タービンピストンシェルと前記ケーシングシェルとの間の第２のチャンバとに区分する。前記駆動軸及び前記従動軸を、前記流体力学的トルク結合装置の入力部及び出力部に動作可能に接続する。前記ピストン係合部の前記第１の係合面に対する前記タービンピストンの前記第２の係合面の軸方向における進退移動を制御して、前記流体力学的トルク結合装置を、前記タービンピストンが前記ピストン係合部に対して回転不能であるように前記ピストン係合部に機械的にロックされるロックアップモードに配置し、及び前記ロックアップモードから外れた配置とする。前記弾性要素の弾性力は、前記タービンピストンを前記インペラに向けて付勢する。
【００１０】
本発明の一部を構成する機器、装置、システム、結合装置、変換器、処理などを含む本発明の他の態様は、以下の例示的な実施形態の詳細な説明を理解すると、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付の図面は本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、上述した概説、以下に述べる例示的な実施形態の詳細な説明及び方法と併せて、本発明の原理を説明するのに役立つ。本発明の目的及び利点は、同様の要素に同じまたは類似する参照符号を付した添付の図面を考慮した以下の明細書の検討から、明らかになるであろう。
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の例示的な実施形態に係る流体力学的トルク結合装置の軸方向断面による半部分図である。
【図２】図２は、図１の流体力学的トルク結合装置の分解部分断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の例示的な実施形態に係る規制要素の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第２の例示的な実施形態に係る流体力学的トルク結合装置の軸方向断面による半破断図である。
【図５】図５は、図４の流体力学的トルク結合装置の分解部分断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の例示的な実施形態に係る規制要素の斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３の例示的な実施形態に係る流体力学的トルク結合装置の軸方向断面による半破断図である。
【図８】図８は、図７の流体力学的トルク結合装置の分解部分断面図である。
【図９】図９は、本発明の第４の例示的な実施形態に係る流体力学的トルク結合装置の軸方向断面による半破断図である。
【図１０】図１０は、図９の流体力学的トルク結合装置の分解部分断面図である。
【図１１】図１１は、デュアルまたはダブルダンパアセンブリを備えたタービンピストンを有する流体力学的トルク結合装置の簡略図である。
【図１２】図１２は、シングルダンパアセンブリを備えたタービンピストンを有する他の流体力学的トルク結合装置の簡略図である。
【図１３】図１３は、デュアルまたはダブルダンパアセンブリを備えたタービンピストンと振り子吸振器とを有するさらに他の流体力学的トルク結合装置の簡略図である。
【図１４】図１４は、デュアルまたはダブルダンパアセンブリを備えたタービンピストンと振動吸収ばね質量系とを有するさらなる流体力学的トルク結合装置の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、添付の図面に示された本発明の例示的な実施形態及び方法を詳細に参照するが、図面を通して、同様の参照特徴は同様の、または対応する部分を指す。ただし、本発明は、そのより広い態様において、例示的な実施形態及び方法に関連して図示及び説明される、具体的詳細、典型的な装置及び方法、及び実施例に限定されないことに留意されたい。
【００１４】
例示的な実施形態の本説明は添付の図面と併せ読まれるものとし、図面は、全記述説明の一部とみなされるものである。説明において、「水平な」、「垂直な」、「上へ」「下へ」、「上方の」、「下方の」、「右の」、「左の」、「最上の」、「最下の」などの相対語、及びそれらの派生語（例えば、「水平に」、「下方に」、「上方に」など）は、後で説明される、または説明のもとに図面に示される方向を指すものと解釈されたい。これらの相対語は説明の便宜を図るものであり、通常は特定の方向を必要とするものではないものとする。「接続される」、「相互接続される」といった、取付け、結合などに関する文言は、特に断らない限り、両方とも可動または固定の取付けもしくは関係に加えて、構造が、介在する構造を通して直接的または間接的に互いに固定され、または取り付けられる関係を指す。「動作可能に接続される」との文言は、該当する構造がその関連性ゆえに意図したとおりに動作することを可能とするような取付け、結合、または接続である。さらに、請求項において用いられる「１つの(a)」及び「１つの(an)」との語は、「少なくとも１つの(at least one)」を意味する。
【００１５】
図１の部分断面図に最もよく示されているように、第１の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置を、参照符号１０によって添付の図面に概略図示する。流体力学的トルク結合装置１０は、乗用車などの自動車の駆動軸と従動軸とを流体結合するように公知の態様で動作可能である。典型例において、駆動軸は自動車の内燃機関の出力軸（不図示）であり、従動軸は自動車のオートマチックトランスミッションに接続されている。
【００１６】
流体力学的トルク結合装置１０は、油またはトランスミッション流体などの流体で満たされた密封ケーシング１２を備える。密封ケーシング１２、トルクコンバータ１４、及びねじり振動ダンパ（本明細書ではダンパアセンブリとも称する）１６は、すべて回転軸Ｘの回りに回転可能である。本明細書で説明する図面は半分の表示、すなわち、回転軸Ｘの上方の流体力学的トルク結合装置１０の一部分または断片を示す。概して、装置１０は回転軸Ｘの周りに対称である。本明細書では、軸方向及び半径方向を、流体力学的トルク結合装置１０の回転軸Ｘを基準にして考える。「軸方向に」、「半径方向に」、及び「周方向に」などの相対語は、それぞれ回転軸Ｘに対して平行な、垂直な、周回する方向に関する。
【００１７】
図１に示す第１の例示的な実施形態に係る密封ケーシング１２は、外周縁の溶接部１９において溶接などにより、互いに非可動に（すなわち、固定して）封着接続された、第１のケーシングシェル１８及び第２のケーシングシェル２０を有する。第１のケーシングシェル１８は、駆動軸、より典型的には駆動軸に対して回転不能であるように固定されたフライホイール（不図示）と非可動に（すなわち、固定して）相互接続されており、これによりケーシング１２はエンジンが動作するのと同じ速度で回転してトルクを伝達する。特に、図１の例示された実施形態において、ケーシング１２は、内燃機関によって回転駆動され、図１に示されるスタッド２１を用いてそのフライホイールに対して回転不能に結合されている。第１のケーシングシェル１８及び第２のケーシングシェル２０のそれぞれは、例えば単体の金属シートをプレス成形することによって一体的に作製され得る。
【００１８】
第１のケーシングシェル１８は、回転軸Ｘからの方向に対応するほぼ半径方向に（すなわち、概して回転軸Ｘを横切る面において）延在する第１の側壁２２と、第１の側壁２２から第２のケーシングシェル２０に向かってほぼ軸方向に延在する円筒状の第１の外壁２６１とを有する。同様に、第２のケーシングシェル２０は、回転軸Ｘからの方向に対応するほぼ半径方向に延在する第２の側壁２４と、第２の側壁２４から第１のケーシングシェル１８に向かってほぼ軸方向に延在する円筒状の第２の外壁２６２とを有する。第２の側壁２４は、図２に最もよく示された、第１の係合面２９１を備えた一体的なピストン係合部２８を有する。ピストン係合部２８は、第２のケーシングシェル２０の第２の側壁２４と一体化して実施され、例えば、単一または一体成形のコンポーネントからなる。第１の外壁２６１及び第２の外壁２６２は共同して、回転軸Ｘとほぼ平行であるケーシング１２の環状の外壁部２６を形成する。溶接部１９は、外壁部２６１及び外壁部２６２を互いに強固に固定する。
【００１９】
トルクコンバータ１４は、インペラ（ポンプまたはインペラホイールと称することがある。）３０と、タービンピストン３２と、インペラ３０とタービンピストン３２との間に軸方向に介在するステータ（リアクタと称することがある。）３４とを有する。インペラ３０、タービンピストン３２、及びステータ３４は、回転軸Ｘ上に互いに同軸に整列（位置合わせ）されている。インペラ３０、タービンピストン３２、及びステータ３４は、共同してトーラスを形成する。インペラ３０及びタービンピストン３２は、当該技術分野において公知のように、互いに流体（または流体力学的に）結合し得る。
【００２０】
ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０は、インペラ３０のインペラシェルとしても構成され、作用する。従って、インペラシェル２０をケーシング１２の一部と称することがある。さらに、インペラ３０は、コアリング４５と、インペラシェル２０及びコアリング４５に対してろう付けなどにより固着された、複数のインペラブレード３３とを有する。インペラ３０は、インペラシェル２０、コアリング４５、及びブレード３３を有し、エンジン出力と同じ速度で回転するように、第１のケーシングシェル１８に対して、従ってエンジンの駆動軸（またはフライホイール）に対して回転不能であるように、強固に固定されている。インペラ３０は、さらに、インペラシェル２０に強固に固定されたインペラハブ３１を有する。インペラハブ３１は、トランスミッションの油圧ポンプに係合して配置されている。
【００２１】
ピストン係合部２８は、インペラシェル２０の半径方向の延長部からなり、インペラシェル２０と一体的に形成され、図１に示すように、インペラブレード３３の半径方向外側に配置されている。つまり、ピストン係合部２８及びインペラシェル２０は互いに一体化されて実施され、例えば単一または一体成形のコンポーネントからなる。第２の側壁２４のピストン係合部２８はほぼ環状の平面状壁の形態をなし、回転軸Ｘに対してほぼ半径方向に延在する。図１及び図２に示すように、ピストン係合部２８の第１の係合面２９１はタービンピストンフランジ３８（後述する）及び第１のケーシングシェル１８に対向する。
【００２２】
さらに、トルク結合装置１０は、回転軸Ｘの周りに回転可能である出力ハブ４０を備える。出力ハブ４０は、従動軸に対して動作可能に結合するとともに同軸である。例えば、出力ハブ４０は、相補的な外部スプラインまたは溝が備えられた、トランスミッション入力軸などの従動軸に対して出力ハブ４０を回転不能に結合する内部スプライン４２を備え得る。これに代えて、溶接部または他の接続部を用いて出力ハブ４０を従動軸に固定してもよい。出力ハブ４０の半径方向外側の面は、Ｏリング４４などの封止部材を受ける環状スロット４３を有する。出力ハブ４０の半径方向内側の周面に取り付けられた封止部材９８は、トランスミッション入力軸と出力ハブ４０との界面における封止部を形成する。
【００２３】
タービンピストン３２は、タービンとロックアップクラッチピストンとの統合体または組合せからなる。タービンピストン３２のタービンコンポーネントは、タービンピストンシェル３５と、コアリング４６と、ろう付けなどによってタービンピストンシェル３５及びコアリング４６に固着された複数のタービンブレード３６とを有する。インペラ３０の回転により、トーラス内のトランスミッション流体はタービンブレード３６、従ってタービンピストンシェル３５を回転させる。インペラシェル２０及びタービンピストンシェル３５は、共同して、それらの間にほぼトロイダル状の第１のチャンバ（またはトーラスチャンバ）５２を画成する。図１を参照すると、トーラスチャンバ５２はタービンピストンシェル３５の左側にあり、第２の（またはダンパ）チャンバ５４はタービンピストンシェル３５の他方（右）側にある。つまり、第１のチャンバ５２はインペラシェル２０とタービンピストンシェル３５との間に画成される一方、第２のチャンバ５４はタービンピストンシェル３５と第１のケーシングシェル１８との間に画成される。
【００２４】
ステータ３４は、インペラ３０とタービンピストン３２との間に配置されて、流体を効率的な方法でタービンピストン３２からインペラ３０へ戻すように方向転換する。ステータ３４は、通常、ワンウェイクラッチ７２上に取り付けられてステータ３４の逆回転を防止する。ステータ３４の側壁７３とケーシング１２のインペラシェル２０との間に、スラスト軸受７４が介在している。
【００２５】
タービンピストンシェル３５の半径方向内側の周縁部３５２において、回転軸に近接したほぼ円筒状のフランジ３７が軸方向に延在している。タービンピストン３２のほぼ円筒状のフランジ３７は、出力ハブ４０に対して回転可能である。封止部材（例えば、Ｏリング）４４は、ほぼ円筒状のフランジ３７と出力ハブ４０との界面において封止部を形成する。以下でより詳細に説明するように、タービンピストン３２は、ロックアップモードへと、及びロックアップモードから外れて、それぞれ、この界面に沿って出力ハブ４０に対して軸方向に可動である。
【００２６】
タービンピストン３２のピストンコンポーネントは、ほぼ環状の、平面状（すなわち、平坦な）タービンピストンフランジ（またはタービンピストン壁）３８を備える。タービンピストンフランジ３８は、回転軸Ｘに対して、上述した近位のフランジ３７より遠位にある。タービンピストンフランジ３８は、タービンピストンシェル３５の半径方向の延長部からなり、図１に示すように、タービンブレード３６の半径方向外側に配置されている。タービンピストンフランジ３８及びタービンピストンシェル３５は、互いに一体化されて実施され、例えば単一または一体成形のコンポーネントからなるが、これに代えて、互いに接続された個別のコンポーネントからなっていてもよい。タービンピストンフランジ３８は、タービンピストンシェル３５の半径方向外側の周縁端部３５１から半径方向外側に延在する。さらに、タービンピストンフランジ３８は、第２のケーシングシェル２０のピストン係合部２８と軸方向に重なり合うように十分に半径方向外側に延在する。
【００２７】
図２に最もよく示されているように、タービンピストンフランジ３８は、ケーシング１２の第１の側壁２２に対向する第１の面３９１と、第２のケーシングシェル２０のピストン係合部２８に対向する第２の係合面３９２との、２つの軸方向に対向した平面を有する。第１の係合面２９１及び第２の係合面３９２は、互いに平行であって対向しており、回転軸Ｘに対して９０度の角度をなして半径方向に延在する。第２の係合面３９２は、ケーシング１２の第１の係合面２９１に対して、対向するとともに、以下で説明するように軸方向に進退移動することが可能であり、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８を機器のロックアップ位置に配置し、またロックアップ位置から外れた配置とする。
【００２８】
第１の例示的な実施形態に従い、タービンピストンフランジ３８の第２の係合面３９２は、図２に最もよく示されているように、摩擦リング（または摩擦ライニング）４８を備える。摩擦リング４８は、例えば、接着接合及び／または締結具によって第２の係合面３９２に固定され得る。摩擦リング４８は、摩擦性能を向上させた摩擦材料で作製されている。これに代えて、摩擦リング（または摩擦ライニング）は、第１の係合面２９１に固定されてもよい。さらに他の形態によれば、第１の摩擦リングまたはライナは、ケーシング１２の第１の係合面２９１に固定されており、第２の摩擦リングまたはライナは、タービンピストンフランジ３８の第２の（係合）面３９２に固定されている。摩擦リングの一方または両方を省略することは、本発明の範囲内である。
【００２９】
ロックアップモードにおいて、第１の係合面２９１及び第２の係合面３９２（またはそれらに固定された摩擦リング４８）は、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８がケーシング１２のピストン係合部２８に対して回転不能に摩擦結合されることによってタービンピストン３２をケーシング１２に機械的にロックするように、互いに押圧される。ロックアップモードにないときは、第１の係合面２９１及び第２の係合面３９２は、タービンピストンフランジ３８がケーシング１２に対して回転不能に摩擦結合されないように、互いに離間する。非ロックアップモードにおいて、トルクコンバータ１４の通常動作は、インペラ３０をタービンピストン３２に対して流体結合及び分離する。
【００３０】
さらに、図１乃至図３に示される第１の形態の流体力学的トルク結合装置１０は、規制要素８０の形態をなす弾性要素を備える。規制要素８０は、回転軸Ｘと同軸である環状の弾性（またはフレキシブル）ワッシャ８１として実施され、特にトルク結合装置１０が非ロックアップ（流体力学的伝達）モードにあるときにタービンピストン３２をインペラ３０に対して付勢する（または押し付ける）ように構成されており、これによって、ロックアップモードにおいてタービンピストン３２がインペラ３０と接触するまで、タービンピストン３２が弾性ワッシャ８１によって確実にプリロードされる。つまり、タービンピストン３２は弾性要素８０の弾性力によってインペラ３０に押し付けられる。タービンピストン３２のプリロードは調整可能（または制御可能）である。
【００３１】
弾性ワッシャ８１は、８３におけるレーザ溶接などによってケーシング１２の外壁２６の半径方向内側の周面２６ｉに非可動に取り付けられた、フランジ付きの半径方向外側の端部８２を備える（図１）。図１に示す本発明の例示的な実施形態において、弾性ワッシャ８１の半径方向外側の端部８２は、レーザ溶接８３などによって、ケーシング１２の第２の外壁２６２の半径方向内側の周面に非可動に取り付けられている。つまり、弾性ワッシャ８１は、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０に対して溶接によって軸方向に固定されている。これに代えて、弾性ワッシャ８１の半径方向外側の端部８２を、例えば、接着接合によって、及び／または締結具を用いて、または任意の他の適当な方法を用いて、外壁２６の半径方向内側の周面２６ｉに固定してもよい。さらにこれに代えて、弾性ワッシャ８１の半径方向外側の端部８２を、ケーシング１２の第１の外壁２６１の半径方向内側の周面に非可動に取り付ける。
【００３２】
タービンピストン３２のプリロードは、ピストン係合部２８またはタービンピストンフランジ３８に対して、溶接中にケーシング１２の半径方向内側の周面２６ｉ上の弾性要素８０の位置によって制御される（または調整される）。タービンピストン３２のプリロードは、タービンピストン３２を引っ張ることによって容易に制御可能である。
【００３３】
規制要素８０は、さらに、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に周方向に摺動可能に係合している、対向した半径方向内側の端部８４を有し、これによって、装置１０が非ロックアップ（流体力学的伝達）モードにあるときに、ロックアップモードにおいてタービンピストン３２がインペラ３０に接触するまで、規制要素８０がタービンピストン３２に対して回転可能である。
【００３４】
環状ワッシャ８１は、環状ワッシャ８１の半径方向内側の端部８４において、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の背面をなす第１の面３９１と環状ワッシャ８１との接点を局在させる、少なくとも１つのほぼ環状の支点８５を有する。
【００３５】
規制要素８０の環状ワッシャ８１は、フランジ端８２とフランジ端８４との間に設けられた較正孔（または流体通路）８６として図１乃至図３において実施された、１つまたは複数の通路を有する。
【００３６】
較正孔８６は、環状ワッシャ８１の厚さを軸方向に貫通し、周方向に互いに等間隔で離間している。較正孔８６は、第１のチャンバ（またはトーラスチャンバ）５２と第２の（またはダンパ）チャンバ５４とを流体で相互接続するように設けられている。特に、規制要素８０は、流体力学的トルク結合装置１０がロックアップモードから外れているときに、流体フローを規制してトーラスチャンバ５２とダンパチャンバ５４との間の圧力降下を生成するように構成されている。規制要素８０によって生成される圧力降下は、タービンピストン３２をインペラ３０から遠ざける。
【００３７】
図示された例示的な実施形態に示す較正孔８６は、軸方向に対して傾斜していてもよい。特に、図１及び図２に示すように、較正孔８６は軸方向に対してある斜角で環状ワッシャ８１の厚さを貫通する。較正孔８６のこのような角度の方向は、流体力学的伝達（または非ロックアップ）モード／非流体力学的伝達（またはロックアップ）モードにおいて、トーラスチャンバ５２の内外への流体の吸引／非吸引を向上させるポンプ作用を生じる。較正孔８６は、周方向に、かつ互いに等間隔で離間して示されているが、孔８６はこれとは異なるように配置されてもよい。図１に最もよく示されているように、較正孔８６はタービンピストンフランジ３８の半径方向外側に配置されている。
【００３８】
規制要素８０の較正孔８６は、トーラスチャンバ５２とダンパチャンバ５４との間にトルクコンバータ１４を冷却する少なくとも最小限の流体フローを維持するように較正された断面を有する。特に、非ロックアップ（またはトルクコンバータ）モードにおいて、規制要素８０の較正孔８６を貫流する油圧油が、そこに配置された油圧油の劣化を防止するためにトーラスチャンバ５２において受容可能な温度を与えるのに十分な量となるように、規制要素８０の較正孔８６が較正されている。また、規制要素８０の較正孔８６は、ロックアップモードにおいて、較正孔８６を貫流する油圧油がタービンピストン３２の作用の向上に適した負荷の急速な減少を生み出すように較正されている。較正孔８６の断面の較正は、定型の計算及び試験によって実行される。
【００３９】
つまり、規制要素８０は、規制要素８０をトーラスチャンバ５２からダンパチャンバ５４へと通り抜ける流体フローの有意な圧力降下を生成するように、トーラスチャンバ５２をダンパチャンバ５４から流体的に分離する。
【００４０】
さらに、規制要素８０は、インペラ３０から離れる方向におけるタービンピストン３２の変位を制限し、こうして、非ロックアップモードにおいてインペラ３０のピストン係合部２８とタービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８との間の所定距離を維持しながら、タービンピストン３２をインペラ３０に対して付勢する。
【００４１】
ねじり振動ダンパ１６は、図１に示すように、ケーシング１２内に、タービンピストン３２とケーシング１２の第１の側壁２２との間に軸方向に収容されている。ねじり振動ダンパ１６は、駆動（または入力）部材５６（後述する）に接続されており、複数の第１の（または半径方向外側の）周回状の弾性制動部材６０と、第１の周回状の制動部材６０を介して駆動部材５６に従動的に結合された中間部材５８と、複数の第２の（または半径方向内側の）周回状の弾性制動部材６４と、第２の周回状の制動部材６４を介して中間部材５８に従動的に結合された従動（または出力）部材６２とを有する。第１の周回状の制動部材６０は、第２の周回状の制動部材６４より半径方向外側にある。図１の例示的な実施形態によれば、第１の制動部材６０及び第２の制動部材６４は、ほぼ周方向に向きをなす主軸を有する螺旋（またはコイル）ばねとして構成されている。他の弾性部材を選択して当該ばねを置換または補完してもよい。
【００４２】
駆動部材５６は、溶接５５などによって、タービンピストン３２のタービンピストンシェル３５に強固に接続されている。駆動部材５６の出力側は、タービンピストン３２から離れるほうへ軸方向に延在する複数の駆動タブ５７（図２）を有する。駆動部材５６の駆動タブ５７は、周方向に互いに等間隔で離間し、第１の制動部材６０の第１の外周端に係合している。
【００４３】
中間部材５８は、駆動部材５６の駆動タブ５７と反対のほうへ軸方向に延在する複数の従動タブ５９を有する。中間部材５８の従動タブ５９は、周方向に互いに等間隔で離間し、駆動タブ５７とは異なって第１の制動部材６０の対向する第２の外周端に係合している。ダンパアセンブリ１６の中間部材５８は、ねじり振動を吸収する第１の制動部材６０の弾性に起因して、駆動部材５６及びその駆動タブ５７に対して回転可能である。
【００４４】
さらに、駆動部材５６の駆動タブ５７は、中間部材５８の従動タブ５９に対して軸方向に可動である。駆動タブ５７と従動タブ５９との間のこの相対的な軸方向移動は、タービンピストン３２のロックアップ位置と非ロックアップ位置との間におけるタービンピストン３２の軸方向移動の間に必要となり得る。以下でより詳細に説明するように、ロックアップ発生に起因してタービンピストン３２が移動すると、駆動タブ５７は従動タブ５９に対して軸方向に移動する。したがって、駆動部材５６は、制動アセンブリ１６の中間部材５８に対して、軸方向にも周方向にも両様に可動である。
【００４５】
中間部材５８の半径方向内側の部分は、第２の制動部材６４の第１の側において、第１のディスク部６８を形成する、または第１のディスク部６８に接続されている。第１のディスク部６８は、リベット７０または溶接などによって、第２の制動部材６４の反対側において第２のディスク部６９に非可動に固定されている。第１のディスク部６８及び第２のディスク部６９は、第２の制動部材６４に対する入力部を形成する。
【００４６】
従動部材６２は、第２の制動部材６４の出力部を形成する。従動部材６２は、第２の制動部材６４が設置される窓を有する。ディスク部６８、６９は第２の制動部材６４の第１の端部に係合しており、従動部材６２は第２の制動部材６４の第２の端部に係合している。したがって、中間部材５８のディスク部６８、６９は、それらの弾性に起因してねじり振動を吸収する第２の制動部材６４とともに、従動部材６２に対して回転可能である。
【００４７】
従動部材６２は、出力ハブ４０に対して回転不能に接続されるように固定されている。従動部材６２と出力ハブ４０との間の回転不能な接続は、キー溝または溶接によって形成され得る。これに代えて、出力ハブ４０及び従動部材６２を互いに一体化してもよい。出力ハブ４０と第１のケーシングシェル１８との間にスラスト軸受７６が配置されている。
【００４８】
ダンパアセンブリ１６、特に、中間部材５８と従動部材６２と制動部材６０、６４とは、互いに対して、または出力ハブ４０に対して、軸方向に可動でない。従動タブ５９に対する駆動部材５６と駆動タブ５７との間の軸方向移動は、タービンピストン３２及び駆動部材５６が軸方向に移動する間、中間部材５８、従動部材６２、及び制動部材６０、６４に、軸方向に固定された状態を保持させる。駆動部材５６は、ロックアップモード及び非ロックアップモードにおいてダンパアセンブリ１６及び出力ハブ４０を回転駆動するように構成されている。
【００４９】
上述したように、タービンピストン３２は、ロックアップ位置と非ロックアップ（開放）位置との間においてインペラシェル２０に対して軸方向に進退移動することが可能である。タービンピストン３２の軸方向移動は、タービンピストンシェル３５の両側の圧力差を変化させることによって達成される。トーラスチャンバ５２に対するダンパチャンバ５４の圧力増加（または別の表現では、ダンパチャンバ５４に対するトーラスチャンバ５２の圧力減少）は、図１では右から左である、トルク伝達の方向、すなわちケーシング１２の出力側のほうへ、タービンピストン３２を軸方向にロックアップ位置まで移動させる。一方、トーラスチャンバ５２に対するダンパチャンバ５４の圧力減少（または別の表現では、ダンパチャンバ５４に対するトーラスチャンバ５２の圧力増加）は、タービンピストンシェル３５とそれに固定された駆動部材５６とをロックアップ位置から外して、図１では左から右である、トルク伝達方向と逆に、すなわちケーシングの入力側に移動させる。チャンバ５２及びチャンバ５４において、例えば油圧流体または油圧油からなる流体の制御により圧力差を生成する。
【００５０】
ロックアップモードにおいて、タービンピストンシェル３５は、（タービンピストンシェル３５とともに軸方向に移動する）タービンピストンフランジ３８の第２の係合面３９２の摩擦リング４８がケーシング１２の第１の係合面２９１に当接して回転不能に摩擦結合するまで、インペラ３０に向かって軸方向に変位する。ロックアップモードにおいて、トルクは、エンジンからケーシング１２へ、次いで面２９１と面３９２（またはその摩擦ライニング４８）との間の摩擦係合によって、タービンピストンシェル３５に溶接された駆動部材３６へ、そして制動アセンブリ１６及び出力ハブ４０へ順次伝達される。それにより、ケーシング１２のピストン係合部２８とタービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８とは共同して、トルクコンバータ１４の流体力学的流体結合をバイパスして駆動軸と従動軸とを機械的に結合するロックアップクラッチを形成する。注目すべきは、第２の係合面３９２に固定された摩擦リング４８は、ロックアップモードにおいてトーラスチャンバ５２及びダンパチャンバ５４を互いに流体結合して作動流体によりロックアップクラッチ５０の摩擦面を冷却するように、概して半径方向に延在する複数の周方向に離隔配置された溝（不図示）を有し得る。
【００５１】
非ロックアップモードにおいて、タービンピストン３２はインペラ３０から軸方向に離反変位し、第２の係合面３９２（またはその摩擦ライニング４８）が第１の係合面２９１に対して離間して、回転不能に摩擦結合することがなくなるまで、タービンピストンシェル３５及びタービンピストンフランジ３８を軸方向に移動させる。したがって、流体力学的伝達モードにおいて、エンジンからケーシング１２へ伝達されるトルクは、ロックアップクラッチ５０を通してトルクコンバータ１４をバイパスしない。
【００５２】
一方、ロックアップモードにおいて、ロックアップされたタービンピストンフランジ３８によってケーシング１２から受け取ったトルクは、タービンピストンシェル３５とそれに５５において溶接された駆動部材５６とを通してねじり振動ダンパ１６に伝達され、次いでスプライン４２などにより従動軸に接続された出力ハブ４０に伝達される。タービンピストン３２及び駆動部材５６が、上述したようにロックアップ位置へと、及びロックアップ位置から外れて軸方向に移動するにつれて、駆動部材５６の駆動タブ５７が中間部材５８の従動タブ５９に対して軸方向に変位する。駆動タブ５７と従動タブ５９との間の相対的な軸方向移動は、タービンピストン３２及び駆動部材５６が軸方向に移動する間、中間部材５８、従動部材６２、及び制動部材６０、６４に、出力ハブ４０上で軸方向に固定された状態を保持させる。
【００５３】
動作中は、一般に、特にタービンピストン３２とインペラ３０との間の滑り現象によって引き起こされる効率の損失を回避するために、駆動軸と従動軸との流体力学的結合の後に、通常は相対的に一定の速度において、ロックアップクラッチ５０を作動させる。タービンピストン３２のロックアップ位置と非ロックアップ位置との間の移動に対してタービンピストン３２に作用する軸方向の圧力のために、タービンピストンシェル３５は、ロックアップピストンを形成せずにロックアップピストンとして機能もしない通常のタービンシェルより若干厚くなり得る。図示しないが、ロックアップモードへと、またはロックアップモードから外れて、タービンピストン３２を軸方向に推進するばね（例えば、ワッシャばね）などの付勢部材が、流体力学的トルク結合装置１０に含まれ得る。
【００５４】
タービンピストン３２は、上述したように、タービンのシェルコンポーネント及びロックアップクラッチのピストンコンポーネントの両方を形成する。通常は互いに独立している二つのコンポーネントを単一のコンポーネントに統合することによって、トルク流体力学的トルク結合装置１０においてスペースを節約する。このスペース節約構造は、いくつかの設計オプションを提供する。例えば、流体力学的トルク結合装置１０をより小さく、かつより軽量に作製することが可能である。これに代えて、ケーシング１２内の空きスペースを用いて、制動コンポーネントなどの付加的なコンポーネントを追加することが可能である。
【００５５】
限定されるものではないが、図４乃至図１０に示す他の実施形態を含めて、上述した実施形態に、種々の変形、変化、及び変更を施し得る。簡略化のために、図１乃至図３に関連して上述した図４乃至図１０における参照特徴については、図４乃至図１０の他の実施形態を説明するのに必要または有用でない限り、以下では詳述しない。変形されたコンポーネント及び部分を、当該コンポーネントまたは部分の参照符号に１００、２００などの桁を追加して示す。
【００５６】
図４乃至図６に示す第２の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置１１０は、図１乃至図３に示す第１の例示的な実施形態と同様に、密封ケーシング１２と、トルクコンバータ１４と、ねじり振動ダンパ１６とを備える。トルクコンバータ１４は、インペラ３０と、タービンピストン３２と、インペラ３０とタービンピストン３２との間に軸方向に介在するステータ３４とを有する。タービンピストン３２は、タービンとロックアップクラッチピストンとの統合体または組合せからなる。タービンピストン３２は、タービンピストンシェル３５と、コアリング４６と、ろう付けなどによってタービンピストンシェル３５及びコアリング４６に固着された複数のタービンブレード３６とを有する。さらに、タービンピストン３２は、ほぼ環状の、平面状タービンピストンフランジ３８を有する。タービンピストンフランジ３８は、回転軸Ｘに対して、上述した近位のフランジ３７より遠位にある。タービンピストンフランジ３８は、タービンピストンシェル３５の半径方向の延長部からなり、図４及び図５に示すように、タービンブレード３６の半径方向外側に配置されている。タービンピストンフランジ３８及びタービンピストンシェル３５は、互いに一体化されて実施され、例えば単一または一体成形のコンポーネントからなるが、互いに接続された個別のコンポーネントからなっていてもよい。タービンピストンフランジ３８は、タービンピストンシェル３５のトーラス部の半径方向外側の周縁端部３５１から半径方向外側へ延在して、ケーシング１２の環状の外壁部２６の内周面２６ｉに対して離間した端部において終端する。さらに、タービンピストンフランジ３８は、第２のケーシングシェル２０のピストン係合部２８と軸方向に重なり合うように十分に半径方向外側に延在する。
【００５７】
図４乃至図６に示す第２の実施形態の流体力学的トルク結合装置１１０において、規制要素１８０の形態をなす弾性要素は、図１乃至図３の規制要素８０を置き換えている。規制要素１８０は、フランジ付きの半径方向外側の端部１８２を有する環状の弾性（またはフレキシブル）ワッシャ１８１と、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に摺動可能に係合した半径方向内側の端部１８４として実施されている。摺動係合は、トルク結合装置１１０が非ロックアップモードにあるときに、規制要素１８０がタービンピストンフランジ３８に対して回転することを許容する。環状ワッシャ１８１は回転軸Ｘと同軸である、すなわちインペラシェル２０における中心をなし、タービンピストン３２が弾性要素１８０によって確実にプリロードされるように、特にトルク結合装置１１０が非ロックアップ（流体力学的伝達）モードにあるときに、タービンピストン３２をインペラ３０に対して付勢する（または押し付ける）構成である。つまり、タービンピストン３２は、弾性要素１８０の弾性力によりインペラ３０に押し付けられる。タービンピストン３２のプリロードは調整可能（または制御可能）である。さらに、環状ワッシャ１８１は、インペラ３０から離れる方へのタービンピストン３２の軸方向変位を制限する。
【００５８】
さらに、環状ワッシャ１８１の半径方向外側の端部１８２は、ほぼ半径方向外側に延在する環状の接触フランジ１８７を伴って形成されている。環状ワッシャ１８１の半径方向外側の端部１８２の環状の接触フランジ１８７は、ケーシング１２の第１の外壁２６１の軸方向端面２６ａ１に軸方向に係合している（軸方向に当接している）。タービンピストン３２のプリロードは、ピストン係合部２８またはタービンピストンフランジ３８に対して、ケーシング１２上における弾性要素１８０の接触フランジ１８７の位置を制御することによって調整される。タービンピストン３２のプリロードは、タービンピストン３２を引っ張ることによって容易に制御可能である。環状ワッシャ１８１は、さらに、インペラ３０とタービンピストン３２との間の所定のクリアランスを維持する。
【００５９】
環状ワッシャ１８１は、環状ワッシャ１８１の半径方向内側の端部１８４において、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の背面をなす第１の面３９１と環状ワッシャ１８１との接点を局在させる、少なくとも１つのほぼ環状の支点１８５を備える。
【００６０】
規制要素１８０の環状ワッシャ１８１は、フランジ付き端部１８２、１８４間に設けられた較正孔１８６として図４乃至図６において実施された、１つまたは複数の通路を備える。通路、またはより具体的には実施された孔１８６は、トルクコンバータ１４を冷却するように、トーラスチャンバ５２からダンパチャンバ５４への少なくとも最小限の流体フローを維持する。較正孔１８６は、周方向に、かつ互いに等間隔で離間して示されているが、孔１８６はこれとは異なるように配置されてもよい。図４に最もよく示されているように、較正孔１８６はタービンピストンフランジ３８の半径方向外側に配置されている。
【００６１】
本発明の第１の例示的な実施形態と同様に、規制要素１８０は、流体力学的トルク結合装置１１０がロックアップモードから外れると、流体フローを規制してトーラスチャンバ５２とダンパチャンバ５４との間の圧力降下を生成するように構成されている。
【００６２】
図７及び図８は、流体力学的トルク結合装置の第３の例示的な実施形態を示し、全体を参照符号２１０で示す。流体力学的トルク結合装置２１０は、ほぼ図４乃至図６の流体力学的トルク結合装置１１０に対応するため、異なる要素のみを以下で詳細に説明する。
【００６３】
図７及び図８に示す第３の実施形態の流体力学的トルク結合装置２１０は、本発明の第２の例示的な実施形態の規制要素１８０に類似する規制要素２８０の形態をなす弾性要素を備える。規制要素２８０は、フランジ付きの半径方向外側の端部２８２を有する環状の弾性（またはフレキシブル）ワッシャ２８１と、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に摺動可能に係合した半径方向内側の端部２８４として実施されている。摺動係合は、トルク結合装置２１０が非ロックアップモードにあるときに、規制要素２８０がタービンピストンフランジ３８に対して回転することを許容する。環状ワッシャ２８１は回転軸Ｘと同軸である、すなわちインペラシェル２０における中心をなし、特にトルク結合装置２１０が非ロックアップ（流体力学的伝達）モードにあるときに、タービンピストン３２をインペラ３０に対して付勢する（または押し付ける）構成である。さらに、環状ワッシャ２８１は、インペラ３０から離れるほうへのタービンピストン３２の軸方向変位を制限する。
【００６４】
さらに、環状ワッシャ２８１の半径方向外側の端部２８２は、ほぼ半径方向外側に延在する環状の接触フランジ２８７を備えて形成されている。環状ワッシャ２８１の半径方向外側の端部２８２の接触フランジ２８７は、８３におけるレーザ溶接などによって、ケーシング１２の第１の外壁２６１の軸方向端面２６ａ１に非可動に取り付けられている（図７に示す）。つまり、ワッシャ２８１は、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０に溶接によって固定されている。環状ワッシャ２８１は、さらに、インペラ３０とタービンピストン３２との間の所定のクリアランスを維持する。
【００６５】
環状ワッシャ２８１は、環状ワッシャ２８１の半径方向内側の端部２８４において、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の背面をなす第１の面３９１と環状ワッシャ２８１との接点を局在させる、少なくとも１つのほぼ環状の支点２８５を備える。
【００６６】
規制要素１８０の環状ワッシャ２８１は、フランジ付き端部２８２、２８４間に設けられた較正孔２８６として図７乃至図８において実施された、１つまたは複数の通路を備える。通路、またはより具体的には実施された孔２８６は、トルクコンバータ１４を冷却するように、トーラスチャンバ５２からダンパチャンバ５４への少なくとも最小限の流体フローを維持する。較正孔２８６は、周方向に互いに等間隔で離間して示されているが、孔２８６はこれとは異なるように配置されてもよい。図７に最もよく示されているように、較正孔２８６はタービンピストンフランジ３８の半径方向外側に配置されている。
【００６７】
本発明の第１の例示的な実施形態と同様に、規制要素２８０は、流体力学的トルク結合装置２１０がロックアップモードから外れると、流体フローを規制してトーラスチャンバ５２とダンパチャンバ５４との間の圧力降下を生成するように構成されている。
【００６８】
図９及び図１０は、流体力学的トルク結合装置の第４の例示的な実施形態を示し、全体を参照符号３１０で示す。流体力学的トルク結合装置３１０は、ほぼ図４乃至図６の流体力学的トルク結合装置１１０に対応するため、異なる要素のみを以下で詳細に説明する。
【００６９】
図９及び図１０に示す第４の実施形態の流体力学的トルク結合装置３１０は、密封ケーシング３１２と、トルクコンバータ３１４と、ねじり振動ダンパ１６とを備える。図９に示すように、密封ケーシング３１２は、外周縁において互いに非可動に（すなわち、固定して）封着接続された、第１のケーシングシェル３１８及び第２のケーシングシェル３２０を有する。第１のケーシングシェル３１８の円筒状の第１の外壁３２６１は軸方向端面３２６ａ１を有する一方、第２のケーシングシェル３２０の円筒状の第２の外壁３２６２は、第１のケーシングシェル３１８の軸方向端面３２６ａ１に対向する、軸方向制止部材３２６ａ２を有する。
【００７０】
トルクコンバータ３１４は、インペラ３３０と、タービンピストン３２と、インペラ３３０とタービンピストン３２との間に軸方向に介在するステータ３４とを有する。タービンピストン３３２は、タービンピストンシェル３３５と、コアリング４６と、ろう付けなどによってタービンピストンシェル３５及びコアリング４６に固着された複数のタービンブレード３６とを有する。さらに、タービンピストン３２は、ほぼ環状の、平面状タービンピストンフランジ３８を有する。タービンピストンフランジ３８は、回転軸Ｘに対して、上述した近位のフランジ３７より遠位にある。タービンピストンフランジ３８は、タービンピストンシェル３５の半径方向の延長部からなり、図９及び図１０に示すように、タービンブレード３６の半径方向外側に配置されている。タービンピストンフランジ３８及びタービンピストンシェル３５は、互いに一体化されて実施され、例えば単一または一体成形のコンポーネントからなるが、これに代えて、互いに接続された個別のコンポーネントからなっていてもよい。タービンピストンフランジ３８は、タービンピストンシェル３５のトーラス部の半径方向外側の周縁端部３５１から半径方向外側へ延在して、ケーシング３１２の環状の外壁部３２６の半径方向内側の周面３２６ｉに対して離間した端部において終端する。さらに、タービンピストンフランジ３８は、第２のケーシングシェル３２０のピストン係合部３２８と軸方向に重なり合うように十分に半径方向外側に延在する。
【００７１】
図９及び図１０に示す第４の実施形態の流体力学的トルク結合装置３１０は、本発明の第２の例示的な実施形態の規制要素１８０に類似する規制要素３１０の形態をなす弾性要素を備える。規制要素３８０は、フランジ付きの半径方向外側の端部３８２を有する環状の弾性（またはフレキシブル）ワッシャ３８１と、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に摺動可能に係合した半径方向内側の端部３８４として実施されている。摺動係合は、トルク結合装置３１０が非ロックアップモードにあるときに、規制要素３８０がタービンピストンフランジ３８に対して回転することを許容する。環状ワッシャ３８１は回転軸Ｘと同軸である、すなわちインペラシェル３２０における中心をなし、特にトルク結合装置３１０が非ロックアップ（流体力学的伝達）モードにあるときに、タービンピストン３２をインペラ３３０に対して付勢する（または押し付ける）構成である。さらに、環状ワッシャ３８１は、インペラ３３０から離れるほうへのタービンピストン３２の軸方向変位を制限する。
【００７２】
さらに、環状ワッシャ３８１の半径方向外側の端部３８２は、ほぼ半径方向外側に延在する環状の接触フランジ３８７を備えて形成されている。環状ワッシャ３８１の接触フランジ３８７は、第２のケーシングシェル（またはインペラシェル）３２０の軸方向制止部材３２６ａ２と第１のケーシングシェル（またはケーシングシェル）３１８の軸方向端面３２６ａ１とに軸方向に挟まれて、ケーシング３１２に対する弾性要素３８０の半径方向外側の端部３８２の軸方向移動を防止する。
【００７３】
タービンピストン３２のプリロードは、ピストン係合部２８またはタービンピストンフランジ３８に対して、ケーシング３１２上における弾性要素３８０の接触フランジ３８７の位置を制御することによって調整される。タービンピストン３２のプリロードは、タービンピストン３２を引っ張ることによって容易に制御可能である。環状ワッシャ３８１は、さらに、インペラ３３０とタービンピストン３２との間の所定のクリアランスを維持する。
【００７４】
環状ワッシャ３８１は、環状ワッシャ３８１の半径方向内側の端部３８４において、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の背面をなす第１の面３９１と環状ワッシャ３８１との接点を局在させる、少なくとも１つのほぼ環状の支点３８５を有する。
【００７５】
規制要素３８０の環状ワッシャ３８１は、フランジ付き端部３８２、３８４間に設けられた較正孔３８６として、図９及び図１０において実施された、１つまたは複数の通路を有する。通路、またはより具体的には実施された孔３８６は、トルクコンバータ３１４を冷却するように、トーラスチャンバ５２からダンパチャンバ５４への少なくとも最小限の流体フローを維持する。較正孔３８６は、周方向に、かつ互いに等間隔で離間して示されているが、孔３８６はこれとは異なるように配置されてもよい。図９に最もよく示されているように、較正孔３８６はタービンピストンフランジ３８の半径方向外側に配置されている。
【００７６】
本発明の第１の例示的な実施形態と同様に、規制要素３８０は、流体力学的トルク結合装置３１０がロックアップモードから外れると、流体フローを規制してトーラスチャンバ５２とダンパチャンバ５４との間の圧力降下を生成するように構成されている。
【００７７】
上述した実施形態の特徴は、多数の組合せで代替可能である。
【００７８】
次に、図１乃至図３の第１の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置１０を組み立てる例示的な方法を説明する。流体力学的トルク結合装置１０、１１０、２１０、３１０を組み立てる方法は、以下に述べるステップを順次実行することにより実施され得るが、本方法が当該ステップを異なる順序で実行することを包含し得ることは明らかである。例示的な本方法を、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせて実施し得ることは明らかである。例示的な本方法は、本明細書で説明する流体力学的トルク結合装置を組み立てる唯一の方法ではない。
【００７９】
図１乃至図３の第１の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置１０を組み立てる例示的な方法は以下の通りである。インペラ３０、タービンピストン３２、ステータ３４、及びダンパ１６をそれぞれ予め組み立て得る。タービンピストン３２は、前述したように、タービンピストンシェル３５と、タービンピストンシェル３５に取り付けられたタービンブレード３６とを含む。
【００８０】
規制要素８０の環状ワッシャ８１の半径方向外側の端部８２を、好ましくは駆動部材５６をタービンピストンシェル３５に溶接する前に、８３におけるレーザ溶接によって、ケーシング１２の第２の外壁２６２の半径方向内側の周面２６ｉに、非可動に取り付ける。これに代えて、弾性ワッシャ８１の半径方向外側の端部８２を、例えば、接着接合によって、及び／または締結具を用いて、または任意の他の適当な方法を用いて、外壁２６の半径方向内側の周面２６ｉに固定してもよい。
【００８１】
タービンピストン２３２のタービンピストンフランジ３８の第２の係合面３９２が、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０の第２の側壁２４の第１の係合面２９１に対向するように、インペラ３０とステータ３４とタービンピストン２３２とのサブアセンブリを組み上げる。環状ワッシャ８１の半径方向内側の端部８４は、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に軸方向に摺動可能に係合する。例えば金属からプレス加工され得る駆動部材５６を、溶接部５５における溶接などによってタービンピストンシェル３５に固定する。ダンパアセンブリ１６を追加する。タービンピストン３２の円筒状のフランジ３７を、間にシール４４を挟んで、（４２において従動軸にスプラインを設けた）出力ハブ４０に摺動可能に係合するように取り付ける。駆動タブ５７を、上述したように、ダンパアセンブリ１６に係合させる。次いで、図１に最もよく示されているように、第１のケーシングシェル１８を、１９における溶接などによって第２のケーシングシェル２０に、非可動に、かつ封止して固定する。
【００８２】
図４乃至図６の第２の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置１１０を組み立てる例示的な方法は、以下の通りである。タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第２の係合面３９２が、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０の第２の側壁２４の第１の係合面２９１に対向するように、インペラ３０とステータ３４とタービンピストン３２とのサブアセンブリを組み上げる。規制要素１８０の環状ワッシャ１８１の半径方向外側の端部１８２の接触フランジ１８７が、第１のケーシングシェル１８の第１の外壁２６１の軸方向端面２６ａ１に軸方向に係合する（軸方向に当接する）ように、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０に規制要素１８０を取り付ける。
【００８３】
環状ワッシャ１８１の半径方向内側の端部１８４は、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に軸方向に摺動可能に係合する。駆動部材５６を、溶接部５５における溶接などによってタービンピストンシェル３５に固定する。ダンパアセンブリ１６を追加する。タービンピストン３３２の円筒状のフランジ３７を、間にシール４４を挟んで、（４２において従動軸にスプラインを設けた）出力ハブ４０に摺動可能に係合するように取り付ける。駆動タブ５７を、上述したように、ダンパアセンブリ１６に係合させる。次いで、図４に最もよく示されているように、第１のケーシングシェル１８を、１９における溶接などによって第２のケーシングシェル２０に、非可動に、かつ封止して固定する。
【００８４】
図７及び図８の第３の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置２１０を組み立てる例示的な方法は、以下の通りである。タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第２の係合面３９２が、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０の第２の側壁２４の第１の係合面２９１に対向するように、インペラ３０とステータ３４とタービンピストン３２とのサブアセンブリを組み上げる。規制要素２８０の環状ワッシャ２８１の半径方向外側の端部２８２の接触フランジ２８７が、第１のケーシングシェル１８の第１の外壁２６１の軸方向端面２６ａ１に軸方向に係合する（軸方向に当接する）ように、ケーシング１２の第２のケーシングシェル２０に規制要素２８０を取り付ける。次いで、規制要素２８０の環状ワッシャ２８１の接触フランジ２８７を、好ましくは駆動部材５６をピストンタービンシェル３５に溶接する前に、２８３におけるレーザ溶接によって、ケーシング１２の外壁２６の半径方向内側の周面２６ｉに、非可動に取り付ける。これに代えて、弾性ワッシャ２８１の接触フランジ２８７を、例えば、接着接合によって、及び／または締結具を用いて、または任意の他の適当な方法を用いて、外壁２６の半径方向内側の周面２６ｉに固定してもよい。
【００８５】
環状ワッシャ２８１の半径方向内側の端部２８４は、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に軸方向に摺動可能に係合する。駆動部材５６を、溶接部５５における溶接などによってタービンピストンシェル３５に固定する。ダンパアセンブリ１６を追加する。タービンピストン３３２の円筒状のフランジ３７を、間にシール４４を挟んで、（４２において従動軸にスプラインを設けた）出力ハブ４０に摺動可能に係合するように取り付ける。駆動タブ５７を、上述したように、ダンパアセンブリ１６に係合させる。次いで、図７に最もよく示されているように、第１のケーシングシェル１８を、１９における溶接などによって第２のケーシングシェル２０に、非可動に、かつ封止して固定する。
【００８６】
図９及び図１０の第４の例示的な実施形態の流体力学的トルク結合装置３１０を組み立てる例示的な方法は、以下の通りである。第２のケーシングシェル３２０の円筒状の第２の外壁３２６２は、第１のケーシングシェル３１８の軸方向端面３２６ａ１に対向する軸方向制止部材３２６ａ２を備えて形成されている。タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第２の係合面３９２が、ケーシング３１２の第２のケーシングシェル３２０の第２の側壁３２４の第１の係合面３２９１に対向するように、インペラ３３０とステータ３４とタービンピストン３２とのサブアセンブリを組み上げる。
【００８７】
環状ワッシャ３８１の接触フランジ３８７が、第２のケーシングシェル（またはインペラシェル）３２０の軸方向制止部材３２６ａ２と第１のケーシングシェル（またはケーシングシェル）３１８の軸方向端面３２６ａ１とに軸方向に挟まれて、ケーシング３１２に対する弾性要素３８０の半径方向外側の端部３８２の軸方向移動を防止するように、ケーシング３１２の第２のケーシングシェル３２０に規制要素３８０を取り付ける。
【００８８】
環状ワッシャ３８１の半径方向内側の端部３８４は、タービンピストン３２のタービンピストンフランジ３８の第１の面３９１に軸方向に摺動可能に係合する。駆動部材５６を、溶接部５５における溶接などによってタービンピストンシェル３５に固定する。ダンパアセンブリ１６を追加する。タービンピストン３２の円筒状のフランジ３７を、間にシール４４を挟んで、（４２において従動軸にスプラインを設けた）出力ハブ４０に摺動可能に係合するように取り付ける。駆動タブ５７を、上述したように、ダンパアセンブリ１６に係合させる。次いで、図９に最もよく示されているように、第１のケーシングシェル３１８を、３１９における溶接などによって第２のケーシングシェル３２０に、非可動に、かつ封止して固定する。
【００８９】
本明細書で説明したトルクコンバータ及び流体力学的トルク結合装置を、異なるダンパアセンブリに組み込んでもよい。例えば、図１１は、流体力学的伝達モードを確立するインペラ３０及びタービンピストン３２と、ロックアップモード伝達に供されるロックアップクラッチ５０とを備える、流体力学的トルク結合装置を示す。インペラ３０／タービンピストン３２の組合せとロックアップクラッチ５０とは、互いに並列に、かつケーシング１２とタービンピストンシェル３５との間に直列に配置されている。図１１において、ダンパアセンブリ１６の弾性制動部材６０及び６４と出力ハブ４０とは、タービンピストンシェル３５の下流に直列に配置されている。図１１の図は、概して、図１、図４、図７、及び図９に示す実施形態の配置に対応する。
【００９０】
図１２は、図１１のダンパアセンブリに類似する代替のダンパアセンブリ１１６を示すが、ダンパアセンブリ１１６は、周方向に延在する弾性制動部材６０を一組のみ有するように変形されている。
【００９１】
図１３に示すダンパアセンブリ２１６は図１１のダンパアセンブリに類似するが、さらに、中間部材５８に結合された遠心振り子振動子９６を有する。遠心振り子振動子（または振り子吸振器）は、当該技術分野において周知であり、例えば、２０１４年６月１６日出願の米国特許出願第１４／３０５，１２８号、Stoneの英国特許公開５９８８１１号と、Sudauの米国特許第６，０２６，９４０号と、Grahlの欧州特許公開１７４４０７４号とに記載されている。遠心振り子振動子９６は、中間部材５８の外周に結合され得るとともに、中間部材５８の両側に配置され得る。
【００９２】
図１４に示すダンパアセンブリ３１６は、図１１のダンパアセンブリと類似するが、さらに、中間部材５８に結合されたばね質量系９９を有する。ばね質量系は当該技術分野において周知であり、例えば、Ｈａｌｌｅｒの特許文献７に記載されている。ばね質量系９９は中間部材５８の外周に結合され得る。ばね質量系９９のばねは、スチールばねなどのコイルばねからなり得る。ダンパは、例えば粘性ダンパを含む、任意の線形ダンパまたは非線形ダンパからなり得る。ばね及び質量は、２つのコンポーネントまたは１つの一体的なコンポーネントとして実施され得る。ばね質量系は、線形または非線形の一定または可変のスティフネスと、一定または可変の質量とを有し得る。
【００９３】
上述した実施形態の特徴は、多数の組合せで代替可能である。
【００９４】
本発明の例示的な実施形態の上述の説明は、特許法の規定に従って例示の目的で提示されている。本発明は、開示した形態そのものに包括または限定されるものではない。以上に開示された実施形態は、本発明の原理及びその実際の適用を最良に示すために選択されており、それによって当業者等は、本明細書に記載された原理に従う限りにおいて、様々な形態で、また検討される特定の用途に適するように様々に変形して本発明を最も有利に利用することが可能である。したがって、本出願は、本発明の何らかの変形、使用、または適合をその一般原理を用いて包含するものとする。さらに、本出願は、本発明が関連する当該技術分野において公知の、または慣例的な実施に則するような、このような本開示からの発展を包含するものとする。したがって、本発明の目的及び範囲から逸脱することなく、上述した発明を変更することが可能である。さらに、本発明の範囲は、それに対して付される請求項によって規定されるものとする。
【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７】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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