(57)【要約】本発明は、ポンプ（２）と、変速機入力軸（４）に結合されたタービン（３）と、ステータ（５）と、駆動出力部（６）をポンプ（ポンプインペラ２）に切離し可能に結合する一次クラッチ（ＰＫ）と、駆動出力部（６）を変速機入力軸（４）に切離し可能に結合するロックアップクラッチ（ＷＫ）とを有する自動車の動力伝達系における流体トルクコンバータに関し、一次クラッチ（ＰＫ）およびロックアップクラッチ（ＷＫ）が、共通のピストン（８）によって共通のオイル供給部（９）を介して作動される、ことを提案する。
2006521511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ（２）と、変速機入力軸（４）に結合されたタービン（３）と、ステータ（５）と、駆動出力部（６）をポンプ（ポンプインペラ）（２）に切離し可能に結合する一次クラッチ（ＰＫ）と、駆動出力部（６）を変速機入力軸（４）に切離し可能に結合するロックアップクラッチ（ＷＫ）とを有する自動車の動力伝達系における流体トルクコンバータにおいて、
一次クラッチ（ＰＫ）およびロックアップクラッチ（ＷＫ）が、共通のピストン（８）によって共通のオイル供給部（９）を介して作動される、ことを特徴とする流体トルクコンバータ。
【請求項２】
共通のピストン（８）は、このピストン（８）の片側がトルクコンバータ圧力によって、反対側がシリンダ室（１２）内に形成された圧力によってそれぞれ付勢されるように配置され、これによって、トルクコンバータ圧力とシリンダ室圧力との比率に関係して、ピストン（８）が所定の方向に移動され、その移動方向に関係して、各クラッチ（ＰＫ、ＷＫ）がそれぞれ作動される、ことを特徴とする請求項１記載の流体トルクコンバータ。
【請求項３】
一次クラッチ（ＰＫ）およびロックアップクラッチ（ＷＫ）が、トルクコンバータの同じ側に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２記載の流体トルクコンバータ。
【請求項４】
一次クラッチ（ＰＫ）およびロックアップクラッチ（ＷＫ）が、エンジン側に配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項５】
一次クラッチＰＫとロックアップクラッチＷＫとが、ほぼ半径方向の内側と外側に位置して、ないしは互いに並べて配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項６】
ロックアップクラッチ（ＷＫ）が圧力供給下で係合され、
一次クラッチ（ＰＫ）が、ばね（１１）のばね力によって係合され、圧力供給下で解除される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項７】
ロックアップクラッチ（ＷＫ）および一次クラッチ（ＰＫ）が、圧力供給下で係合される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項８】
ポンプ（２）が一次クラッチ（ＰＫ）の外側ディスクホルダに結合され、一次クラッチ（ＰＫ）の内側ディスクホルダが、駆動出力部（６）に結合されたブリッジ（１０）に結合され、タービン（３）がロックアップクラッチ（ＷＫ）の内側ディスクホルダに結合され、駆動出力部（６）がブリッジ（１０）を介してロックアップクラッチ（ＷＫ）の外側ディスクホルダに結合されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項９】
ポンプ（２）が一次クラッチ（ＰＫ）の内側ディスクホルダに結合され、一次クラッチ（ＰＫ）の外側ディスクホルダが駆動出力部（６）に結合され、タービン（３）がロックアップクラッチ（ＷＫ）の外側ディスクホルダに結合され、駆動出力部（６）がねじ止め板を介してロックアップクラッチ（ＷＫ）の内側ディスクホルダに結合されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項１０】
ポンプ（２）が一次クラッチ（ＰＫ）の内側ディスクホルダに結合され、一次クラッチ（ＰＫ）の外側ディスクホルダがトルクコンバータケースを介して駆動出力部（６）に結合され、タービン（３）がロックアップクラッチ（ＷＫ）の内側ディスクホルダに結合され、駆動出力部（６）がブリッジ（１０）を介してロックアップクラッチ（ＷＫ）の外側ディスクホルダに結合されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項１１】
ポンプ（２）が一次クラッチ（ＰＫ）の外側ディスクホルダに結合され、一次クラッチ（ＰＫ）の内側ディスクホルダが駆動出力部（６）に結合され、タービン（３）がロックアップクラッチ（ＷＫ）の外側ディスクホルダに結合され、駆動出力部（６）がねじ止め板（１３）を介してロックアップクラッチ（ＷＫ）の内側ディスクホルダに結合されている、ことを特徴とする請求項７記載の流体トルクコンバータ。
【請求項１２】
一次クラッチ（ＰＫ）およびロックアップクラッチ（ＷＫ）を制御するために、０バールと系統圧力との間の圧力を発生ないし調整する共通の弁装置が設けられ、０バールからトルクコンバータ圧力までの圧力範囲において、一次クラッチ（ＰＫ）の伝達性能が制御ないし調整され、トルクコンバータ圧力から系統圧力までの圧力範囲において、ロックアップクラッチ（ＷＫ）の伝達性能が制御ないし調整されるように構成された、ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の流体トルクコンバータ。
【請求項１３】
流体トルクコンバータ、特に請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のトルクコンバータにおける一次クラッチおよびロックアップクラッチの制御および／又は調整方法において、
弁装置を介して、０バールと系統圧力との間の圧力が発生ないし調整され、その０バールからトルクコンバータ圧力までの圧力範囲において、一次クラッチの伝達性能が制御ないし調整され、トルクコンバータ圧力から系統圧力までの圧力範囲において、ロックアップクラッチの伝達性能が制御ないし調整される、ことを特徴とする流体トルクコンバータにおける一次クラッチおよびロックアップクラッチの制御および／又は調整方法。
【請求項１４】
一次クラッチ（ＰＫ）が「ネガティブクラッチ」として形成され、ロックアップクラッチ（ＷＫ）が「ポジティブクラッチ」として形成されている場合、
シリンダ室（１２）内の圧力がトルクコンバータ内圧を超えたとき、ロックアップクラッチが係合され、一次クラッチが係合を維持され、
シリンダ室（１２）内の圧力がトルクコンバータ内圧を下回ったとき、ピストン（８）がばね（１１）のばね力に抗して押され、一次クラッチ（ＰＫ）が解除し、ロックアップクラッチ（ＷＫ）が解除され、
シリンダ室（１２）内の圧力がトルクコンバータ内圧とほぼ同じであるとき、ロックアップクラッチ（ＷＫ）が解除され、一次クラッチ（ＰＫ）が係合される、ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
一次クラッチ（ＰＫ）が「ポジティブクラッチ」として形成され、ロックアップクラッチ（ＷＫ）が「ポジティブクラッチ」として形成されている場合、
シリンダ室（１２）内の圧力がトルクコンバータ内圧を超えたとき、ロックアップクラッチ（ＷＫ）が係合され、一次クラッチが解除を維持され、
シリンダ室（１２）内の圧力がトルクコンバータ内圧を下回ったとき、一次クラッチが係合され、ロックアップクラッチ（ＷＫ）が解除され、
シリンダ室（１２）内の圧力がトルクコンバータ内圧とほぼ同じであるとき、ロックアップクラッチ（ＷＫ）および一次クラッチ（ＰＫ）が解除される、ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の記載の自動車、特に例えばホィールローダ、フォークリフトあるいはダンプカーのような作業機械の動力伝達系における一次クラッチとロックアップクラッチとを備えた流体トルクコンバータに関する。また本発明は、本発明に基づく流体トルクコンバータにおける一次クラッチおよびロックアップクラッチの制御および／又は調整方法（制御方法と調整方法の少なくとも一方）に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体トルクコンバータは、自動変速機の採用以来、駆動機械と本来の変速機との間における連結装置である。流体トルクコンバータは、一方では、滑りによって衝撃のない快適な運転を可能にし、同時に、内燃機関の不均一回転を減衰して安定させる。他方では、原理上の過剰増大トルクが、大きな発進トルクに用立てられる。
【０００３】
従来において、流体トルクコンバータは、ポンプインペラと、タービンランナと、反動要素（案内羽根車，ステータ）と、トルク伝達に必要なオイルとから成っている。
【０００４】
エンジンで駆動されるポンプインペラは、トルクコンバータ内においてオイルを円環状の流れにする。そのオイル流はタービンランナに衝突し、そこで流れ方向が転向される。
【０００５】
そのオイルはタービンからそのハブ範囲において流出し、反動要素（案内羽根車）に到達し、そこで、あらためて転向され、これによって、ぴったりした流入方向でポンプインペラに導入される。
【０００６】
案内羽根車にその転向によってトルクが生じ、その反動トルクがタービントルクを高める。タービントルクとポンプトルクとの比率はトルク増大比と呼ばれる。ポンプとタービンとの回転数差が増大すればするほど、トルク増大比が大きくなり、このトルク増大比は、タービンの停止時に最大となる。従って、タービン回転数が増大するにつれて、トルク増大比が低下する。タービン回転数がポンプ回転数の約８５％に達すると、トルク増大比は１となり、即ち、タービントルクはポンプトルクと同じになる。
【０００７】
ワンウェイクラッチおよび案内羽根車軸を介して変速機ケースに支持された案内羽根車は、この状態において、流れ内で自由に回転し、そのワンウェイクラッチはオーバーランする。この点から、トルクコンバータは純粋な流体クラッチとして作動する。案内羽根車はトルク変換中に停止し、ワンウェイクラッチを介してケースに支持される。
【０００８】
従来において、ロックアップクラッチと一次クラッチとを有するトルクコンバータは知られている。その一次クラッチ（ＰＫ）はエンジンとトルクコンバータとの間に、ロックアップクラッチはエンジンと変速機との間に、それぞれ挿入接続されている。
【０００９】
そのようなトルクコンバータは、通常、超低速時で作業するが、高速でも走行できる車両に対して利用されている。例えば独国特許出願公開第１９５２１４５８号明細書に、ロックアップクラッチと一次クラッチとを備えたトルクコンバータが記載されている。従来において、ロックアップクラッチおよび一次クラッチに対してそれぞれ、固有の圧力供給装置および固有の弁装置が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、ロックアップクラッチと一次クラッチとを有し、コンパクトに形成され、部品点数の少ない流体トルクコンバータを作ることにある。また、本発明に基づく流体トルクコンバータにおける一次クラッチおよびロックアップクラッチの制御および／又は調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、流体トルクコンバータに対しては請求項１に記載の特徴によって解決される。その一次クラッチおよびロックアップクラッチの制御および／又は調整方法は、請求項１３に記載されている。本発明の他の利点および実施態様は従属請求項から理解できる。
【００１２】
本発明に応じて、一次クラッチおよびロックアップクラッチを、トルクコンバータ内に、その両クラッチが共通のピストンによって付勢ないし作動されるように配置することを提案する。そのロックアップクラッチおよび一次クラッチは、好適には、多板ディスククラッチとして形成されている。
【００１３】
本発明に基づいて、共通のピストンは、その片側がトルクコンバータ圧力によって、反対側がシリンダ室内に形成された圧力によってそれぞれ付勢されるように配置され、これによって、トルクコンバータ内圧とシリンダ室圧力との比率に関係して、ピストンが所定の方向に移動され、その移動方向に関係して、各クラッチがそれぞれ作動される。
【００１４】
本発明に基づいて、好適には、両クラッチがトルクコンバータの同じ側に配置され、好適には、エンジン側に配置されている。この場合、両クラッチがほぼ半径方向の内側と外側に位置して、ないしは互いに並べて配置されているような配置が特に有利である。
【００１５】
両クラッチを制御するために、本発明に基づいて、０バールと系統圧力との間の圧力を発生ないし調整する共通の弁装置が設けられ、０バールからトルクコンバータ圧力までの圧力範囲において、一次クラッチの伝達性能が制御ないし調整され、トルクコンバータ圧力から系統圧力までの圧力範囲において、ロックアップクラッチの伝達性能が制御ないし調整される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図に示した実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。  
図１には、ポンプ２と、変速機入力軸４に結合されたタービン３と、ステータ５とを有する流体トルクコンバータ１が示されている。また、エンジンの駆動出力部６並びにトルクコンバータケース７が示されている。トルクコンバータ１は一次クラッチＰＫとロックアップクラッチＷＫとを有する。その一次クラッチＰＫは駆動出力部６をポンプ２に切離し可能に結合し、ロックアップクラッチＷＫは駆動出力部６を変速機ないし変速機入力軸４に切離し可能に結合する。
【００１７】
本発明に基づいて、一次クラッチＰＫとロックアップクラッチＷＫとが、ほぼ半径方向の内側と外側に位置して配置され、共通のピストン８によって共通のオイル供給部９を介して作動される。上述の符号は図２、図３、図４、図５においても適用される。
【００１８】
この場合、ポンプ２（ポンプインペラ）は一次クラッチの外側ディスクホルダに結合されて、あるいは、それと一体に形成されている。一次クラッチＰＫの内側ディスクホルダは、駆動出力部６に結合されたブリッジ（Steg）１０に結合され、あるいは、それと一体に形成されている。タービン３はロックアップクラッチＷＫの内側ディスクホルダに結合され、さらに、駆動出力部６は同じブリッジ１０を介してロックアップクラッチＷＫの外側ディスクホルダに結合されている。
【００１９】
ロックアップクラッチＷＫは、本発明に基づいて、「ポジティブ（噛合い）クラッチ」として形成され、即ち、このクラッチは圧力供給下において係合される。これに対して一次クラッチＰＫは、図１に示された実施形態において「ネガティブ（摩擦）クラッチ」として形成され、即ち、一次クラッチＰＫはばね１１の力によって係合され、圧力供給下で解除される。
【００２０】
上述の両クラッチは次のように作用する。
【００２１】
シリンダ室１２にトルクコンバータ圧力を上回る圧力が供給されたとき、ピストン８がロックアップクラッチＷＫの多板クラッチディスクを押圧し、ロックアップクラッチを係合する。
【００２２】
シリンダ室１２内における圧力がトルクコンバータ圧力を下回るまで低下されたとき、ピストン８がトルクコンバータ圧力によってシリンダ室１２の方向に押され、今までばね１１で圧縮されていた一次クラッチの多板クラッチディスクが、弛緩され、これによって、一次クラッチが解除される。
【００２３】
図２には、本発明に基づくトルクコンバータの異なった実施形態が示されている。この場合も、一次クラッチＰＫとロックアップクラッチＷＫとが、ほぼ半径方向の内側と外側に位置して配置され、共通のピストン８によって共通のオイル供給部９を介して作動される。
【００２４】
この場合、ポンプ２は一次クラッチの内側ディスクホルダに結合されている。一次クラッチＰＫの外側ディスクホルダは駆動出力部６に結合されている。タービン３はロックアップクラッチＷＫの外側ディスクホルダに結合され、駆動出力部６はねじ止め板１３を介してロックアップクラッチの内側ディスクホルダに結合されている。
【００２５】
その両クラッチの作用は、ロックアップクラッチＷＫが「ポジティブクラッチ」として形成され、一次クラッチＰＫが「ネガティブクラッチ」として形成されているので、図１における作用に相当している。
【００２６】
図３に示された実施形態は、図２における実施形態とは、一次クラッチＰＫも「ポジティブクラッチ」として形成されている点で相違している。この場合、ポンプ２は一次クラッチの外側ディスクホルダに結合されている。一次クラッチＰＫの内側ディスクホルダは駆動出力部６に結合されている。タービン３はロックアップクラッチＷＫの外側ディスクホルダに結合され、駆動出力部６はねじ止め板１３を介してロックアップクラッチの内側ディスクホルダに結合されている。
【００２７】
「ポジティブ」一次クラッチＰＫの場合、シリンダ室１２内における圧力の低下によって、ピストン８が多板クラッチディスクを押圧し、これによって、クラッチが係合する。
【００２８】
この場合、一次クラッチ「係合」からロックアップクラッチ「係合」への移行時、一次クラッチがまず解除され、それからはじめて、ロックアップクラッチが係合される。
【００２９】
両クラッチは、本発明に基づいて図４および図５における実施形態に相当するように、本質的に並べて配置することもできる。
【００３０】
図４および図５において、ポンプ２は一次クラッチＰＫの内側ディスクホルダに結合され、一次クラッチＰＫの外側ディスクホルダは、トルクコンバータケースを介して駆動出力部６に結合されている。タービン３はロックアップクラッチＷＫの内側ディスクホルダに結合され、駆動出力部６はブリッジ１０を介してロックアップクラッチＷＫの外側ディスクホルダに結合されている。この両実施形態は、ロックアップクラッチＷＫの内側ディスクホルダの形成において異なっている。また、図５における実施形態の場合、両クラッチＰＫ、ＷＫは半径方向外側に移動して配置され、これによって、トルクコンバータ１の短い構造長さが達成されている。
【００３１】
その両クラッチＰＫ、ＷＫの作用は、ロックアップクラッチＷＫが「ポジティブクラッチ」として形成され、一次クラッチＰＫが「ネガティブクラッチ」として形成されているので、図１および図２における作用に相当している。
【００３２】
その両クラッチＰＫ、ＷＫを制御するために、本発明に基づいて、圧力を０バールと系統圧力（系統圧力の値）との間で発生ないし調整する共通の弁装置が必要とされている。
【００３３】
これによって、０バールからトルクコンバータ圧力までの圧力範囲において、一次クラッチＰＫの伝達性能が制御ないし調整され、トルクコンバータ圧力から系統圧力までの圧力範囲において、ロックアップクラッチＷＫの伝達性能が制御ないし調整される。
【００３４】
一次クラッチＰＫが「ネガティブクラッチ」として形成されている実施形態においては、シリンダ室１２内の圧力がトルクコンバータ圧力を超えたとき、ロックアップクラッチが係合され、一次クラッチが係合を維持される。
【００３５】
シリンダ室内の圧力がトルクコンバータ圧力とほぼ同じであるとき、ロックアップクラッチが解除され、一次クラッチＰＫが係合される。シリンダ室内の圧力がトルクコンバータ内圧を下回ったとき、ピストン８はばね１１の力に抗して押され、一次クラッチＰＫが解除される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ロックアップクラッチおよび一次クラッチが半径方向の内側と外側に位置して配置された本発明の第１実施形態。
【図２】ロックアップクラッチおよび一次クラッチが半径方向の内側と外側に位置して配置された本発明の第２実施形態。
【図３】ロックアップクラッチおよび一次クラッチが半径方向の内側と外側に位置して配置された本発明の第３実施形態。
【図４】ロックアップクラッチおよび一次クラッチが互いに並べて配置された本発明の第４実施形態。
【図５】ロックアップクラッチおよび一次クラッチが互いに並べて配置された本発明の異なった実施形態。
【符号の説明】
【００３７】
１    流体トルクコンバータ
２    ポンプインペラ
３    タービン
４    変速機入力軸
５    ステータ
６    エンジン駆動出力部
７    トルクコンバータケース
８    ピストン
９    オイル供給部
１０    ブリッジ
１１    ばね
１２    シリンダ室
１３    ねじ止め板
ＰＫ    一次クラッチ
ＷＫ    ロックアップクラッチ
【図１】
2006521511.tif 000003
【図２】
2006521511.tif 000004
【図３】
2006521511.tif 000005
【図４】
2006521511.tif 000006
【図５】
2006521511.tif 000007
【国際調査報告】
2006521511.tif 000008
2006521511.tif 000009
2006521511.tif 000010
2006521511.tif 000011