JP7350969B2

JP7350969B2 - トルクコンバータクラッチシステム

Info

Publication number: JP7350969B2
Application number: JP2022501023A
Authority: JP
Inventors: デリマゾッカフェリペ; ノーウィッチヴィクター; ホフオースティン
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2023-09-26
Anticipated expiration: 2040-07-09
Also published as: US11067157B2; KR102622911B1; WO2021007407A1; US20210010578A1; DE112020003329T5; JP2022540176A; CN114051565A; KR20220005654A

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年７月８日に出願した米国特許出願第１６／９２３，３９２号の利益を主張し、米国特許出願第１６／９２３，３９２号は、２０１９年７月１１日に出願した米国仮特許出願第６２／８７３，０９１号、および２０１９年１０月２日に出願した米国仮特許出願第６２／９０９，５７５号の優先権を主張するものであり、これらの開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれている。

技術分野
本開示は、トルクコンバータ、具体的には、トルクコンバータのためのクラッチシステムに関する。

オートマチックトランスミッションを有する自動車にはトルクコンバータが装備されていることが知られている。トルクコンバータは、回転動力をエンジンからオートマチックトランスミッションに伝達することができる流体継手である。トルクコンバータは通常、インペラに固定されたフロントカバーを含み、フロントカバーとインペラとが一体として回転して、流体を、トルクコンバータを通って移送する。

燃費を向上させるために、多くのトルクコンバータは、タービンシャフトをトルクコンバータのケースに機械的に連結して、流体継手を迂回するバイパスまたはロックアップクラッチを含む。トルクコンバータには、クラッチの接続および遮断のために複数の流路がある場合がある。クラッチの接続および遮断用圧力チャンバのための流路を提供するためにクロスフローハブを使用することが知られている。ただし、これらのハブは高価であり、トルクコンバータの設計に煩雑性を加える場合がある。したがって、クラッチの制御性を維持し、設計の複雑性を低減しながら、トルクコンバータの加圧されたチャンバに流体流路を提供するための代替方法を提供することが所望される。

本明細書に開示された実施形態では、トルクコンバータは、入力トルクを受けるように構成されたフロントカバーと、フロントカバーに回転不可能に接続された外側シェルを有するインペラと、インペラと流体的に連結されたタービンと、を備える。ロックアップクラッチは、フロントカバーとタービンとの間に軸方向に配設され得る。ロックアップクラッチは、軸方向に変位可能なピストンであって、フロントカバーに面する第１の軸方向側面から、タービンに面する第２の軸方向側面に延びる第１の開口部を含む、ピストンを含んでもよい。シールリングは、フロントカバーに固定され、ピストンに対して封止してもよい。第１の流体チャンバは、ピストンおよびタービンによって少なくとも部分的に形成されてもよく、第２の流体チャンバは、フロントカバー、シールリング、およびピストンによって少なくとも部分的に形成されてもよい。弁は、第２の軸方向側面でピストンに接続され、第１の流体チャンバにおける第１の圧力と第２の流体チャンバにおける第２の圧力との間の差に応じて第１の開口部を封止するように構成されてもよい。

実施形態では、弁は、流体がピストンにおける第１の開口部を通過するのを防ぐように、第２の圧力を超える第１の圧力に応じて、ピストンにおける第１の開口部を封止するように構成されてもよい。弁は、流体がピストンにおける第１の開口部を介して第２の流体チャンバから第１の流体チャンバ内に送られるように、第１の圧力を超える第２の圧力に応じて開くように構成されてもよい。実施形態では、ピストンは、コネクタを介して第１の軸方向側面でフロントカバーに回転不可能に接続されてもよい。弁は、コネクタを介してピストンの第２の軸方向側面に接続されてもよい。コネクタはリベットであってもよい。

実施形態では、フロントカバーは、第２の開口部であって、フロントカバーにおいて画定され、シールリングの径方向外方に位置し、ロックアップクラッチが閉じると、強制冷却流体の流れが、第２の開口部を介してロックアップクラッチを通って第２の流体チャンバへ渡るように位置する、第２の開口部を含んでもよい。シールリングは、第３の開口部であって、第２の開口部と位置合わせされ、ロックアップクラッチが閉じていると、強制冷却流体の流れが、ロックアップクラッチ、第２の開口部、第３の開口部を通って、その後、第２の流体チャンバ内に渡るように配置された、第３の開口部を含んでもよい。他の実施形態では、シールリングは、溶接部によってフロントカバーに固定されてもよく、溶接部は、第３の開口部であって、第２の開口部と位置合わせされ、強制冷却流体の流れが、ロックアップクラッチ、第３の開口部、第２の開口部を通って、その後、第２の流体チャンバ内に渡ることができるように配置された、第３の開口部を含んでもよい。スラストワッシャは、ピストンの第２の軸方向側面に軸方向に保持されてもよく、弁は、ピストンとスラストワッシャとの間に軸方向に配設されてもよい。スラストワッシャおよび弁は、単一のコネクタを介してピストンに接続されてもよい。スラストワッシャはまた、ピストンに面する、スラストワッシャの背面において画定された少なくとも１つのスロットを含んでもよく、少なくとも１つのスロットは、開位置にある弁の軸方向移動のためのクリアランスを提供するように配置されている。

本明細書に開示する実施形態では、トルクコンバータは、フロントカバーとタービンとの間に軸方向に配設されたロックアップクラッチを備える。ロックアップクラッチは、フロントカバーに対して封止されたピストンを備え、第１の開口部を含んでもよい。第１の流体チャンバは、ピストンおよびタービンによって少なくとも部分的に形成されてもよく、第２の流体チャンバは、フロントカバーおよびピストンによって少なくとも部分的に形成されてもよく、第１の開口部は、第１の流体チャンバと第２の流体チャンバとを流体的に接続する。弁は、ピストンに接続され、第２の流体チャンバにおける第２の圧力のそれを超える、第１の流体チャンバにおける第１の圧力に応じて第１の開口部を封止するように構成されてもよい。

実施形態では、シールリングは、フロントカバーとピストンとの間に配設されてもよく、シールリングは、フロントカバーに固定され、ピストンの外径に対して封止している。第１の動作モードにおいて、ロックアップクラッチは開位置にあり、第２の流体チャンバにおける第２の圧力は、第１の流体チャンバにおける第１の圧力のそれを超え、弁は、流体が第２の流体チャンバから第１の開口部を通って第１の流体チャンバ内に送られるように開いている。第２の動作モードにおいて、ロックアップクラッチは閉位置にあり、第１の流体チャンバにおける第１の圧力が、第２の流体チャンバにおける第２の圧力を超え、弁は、流体が第１の開口部を通るのを防ぐように閉じられ、強制冷却流体の流れは、ロックアップクラッチを通って、フロントカバーにおいて画定された第２の開口部を介して第２の流体チャンバへ渡る。出力フランジと、ピストン上に軸方向に保持され、ピストンと出力フランジとの間のスラスト経路に配置された、スラストワッシャと、を有する振動ダンパをさらに設けてもよい。

本開示によるクラッチシステムを有するトルクコンバータを示す図である。図１のトルクコンバータの領域Ａの拡大図である。本開示の別の実施形態によるクラッチシステムを有するトルクコンバータを示す図である。図３のトルクコンバータの領域Ｂの拡大図である。図３のトルクコンバータの領域Ｃの拡大図である。

本開示の実施形態を、本明細書において説明する。しかしながら、開示する実施形態は単なる例であり、他の実施形態は様々な代替形態を取ることができることを理解されたい。図は必ずしも縮尺どおりではなく、いくつかの特徴部は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化されていると考えられる。したがって、本明細書に開示する特定の構造的詳細および機能的詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に、当業者に実施形態を様々に使用することを教示するための代表的な基準として解釈されるべきである。当業者が理解するように、図のいずれか１つを参照して図示および記載された様々な特徴部は、１つ以上の他の図に示す特徴部と組み合わせて、明示的に図示または記載されていない実施形態を生成することができる。図示する特徴部の組み合わせは、典型的な用途のための代表的な実施形態を提供する。しかしながら、特定の用途または実装のために、本開示の教示と一致する特徴部の様々な組み合わせおよび修正形態が所望されると考えられる。

概して、トルクコンバータのクラッチの制御性を高めることで、車両の効率性およびＮＶＨを向上させることができる。ただし、通常、従来の３パスまたは４パスのトルクコンバータ設計のように、より複雑なクラッチシステム設計を有するとコストが増加する。本開示の目的は、２パスのトルクコンバータ設計のための改善されたクラッチシステムなどの、クラッチの制御性が向上したクラッチシステムを、より単純でより安価な設計のために提供することである。

図１は、本開示の一実施形態によるクラッチシステムを有するトルクコンバータ１００を示す。図２は、図１のトルクコンバータ１００の領域Ａの拡大図である。以下の説明は、図１および図２を参照している。トルクコンバータ１００は、中心軸線ＡＲを中心に回転可能である。軸線より上側の部分のみを図１に示しているが、トルクコンバータは、軸線より下側に、軸線の周りに延びる多くの構成要素を有して実質的に同様に見えるものであり得ることを理解されたい。本明細書で使用する「軸方向の」、「径方向の」、「周方向の」、「外方に」などの単語は、中心軸線ＡＲを基準にしていることを意図している。

車両エンジン（不図示）からの動力は、トルクコンバータ１００を介してトランスミッションに伝達され得る。動力は、最初にトルクコンバータ１００のフロントカバー１０４に伝達され得る。トルクコンバータ１００はまた、フロントカバー１０４が回転するにつれてインペラ１０６が回転するように、フロントカバー１０４に回転不可能に接続された外側シェルまたはインペラシェル１０８を有するポンプまたはインペラ１０６を備える。トルクコンバータ１００はまた、タービン１１０と、固定子１１２と、トルクコンバータ１００を介してトルクを液圧的に伝達するための振動ダンパ１１４と、を備える。これらの構成要素は、トルクコンバータの構成要素の例として示しており、他の実施形態では、当該技術分野において既知の任意の種類もしくはスタイルのカバー、インペラ、タービン、固定子、および／または振動ダンパに置き換えられてもよく、いくつかの実施形態では、これらの構成要素のいくつかは含まれていなくてさえよい。

トルクコンバータ１００は、ピストン１１６を含み、ピストン１１６は、ピストン１１６の対向する軸方向側面上の、トルクコンバータ１００の様々なチャンバ（例えば、ピストンアプライチャンバ１２０および流体放出チャンバ１２２）内の媒体（例えば、油などの流体）の加圧に応じて選択的にクラッチ１１８を係合および係合解除するように構成されている。例えば、一実施形態では、リリースチャンバ１２２に対するピストンアプライチャンバ１２０における流体圧力の増加は、ピストン１１６を軸方向ＡＤ１にフロントカバー１０４に向かって移動させ、この移動により、クラッチ１１８の圧縮力が増加し、クラッチ１１８を係合させ、すなわち閉状態にして、その間にトルクを伝達する。クラッチ１１８は、ダンパ１１４への入力部としても機能するクラッチプレート１２４を含んでもよい。クラッチプレート１２４は、フロントカバー１０４と係合するように構成された第１の径方向表面１２６と、クラッチ１１８が閉状態であるときにピストン１１６の一部と係合するように構成された第２の径方向表面１２８と、を含む。さらに、クラッチフェーシング１３０が、第１の径方向表面１２６とフロントカバー１０４との間に配設されてもよく、クラッチフェーシング１３２が、第２の径方向表面１２８とピストン１１６との間に配設されてもよい。クラッチフェーシング１３０、１３２は、閉状態である場合にクラッチ１１８に冷却を提供するように、内部を通る流体の流れのための溝などの表面特徴部を含んでもよい。

シールリング１３４は、フロントカバー１０４において画定された溝１３６の中に配設され、接続部１３８によってフロントカバー１０４に固定されてもよい。シールリング１３４とフロントカバー１０４との間の接続部１３８は、例えば、溶接された接続部であってもよい。シールリング１３４は、封止部１４０を介してピストン１１６の外径に対してさらに封止される。このようにして、ピストン１１６は、シールリング１３４を介してフロントカバー１０４に対して封止され、リリースチャンバ１２２は、封止部１４０およびシールリング１３４によってアプライチャンバ１２０から封止されて、より良いクラッチの制御性を提供する。ピストン１１６は、トランスミッション入力シャフトの内径１５２においてトランスミッション入力シャフト（不図示）に対してさらに封止されてもよい。

ピストン１１６は、ピストン１１６とタービン１１０との間に配設された一方向弁１４４によって封止されるオリフィス１４２を含む。一方向弁１４４は、流体の流れを一方向に制限するように構成され、変化する圧力下で開くように、かつ／または閉じるように構成されている。この実施形態では、弁１４４は、オリフィス１４２を介してアプライチャンバ１２０からリリースチャンバ１２２への流体の流れを防ぎ、リリースチャンバ１２２における圧力がアプライチャンバ１２０における圧力よりも大きい場合に、オリフィス１４２を介してリリースチャンバ１２２からアプライチャンバ１２０内への流体の流れを可能にするように構成されている。すなわち、弁１４４は、第１の軸方向側面１５４の圧力が第２の軸方向側面１５６の圧力を超えると開き、リリースチャンバ１２２からオリフィス１４２を通ってアプライチャンバ１２０内への流体の流れを可能にし、第２の軸方向側面１５６の圧力が第１の軸方向側面１５４の圧力を超えると閉じるように構成されている。このようにして、オリフィス１４２を通る流体の流れは、一方向、すなわち、リリースチャンバ１２２からアプライチャンバ１２０への流体の流れに制限される。これは、圧力バンプを低減するのに役立つように提供されている。一方向弁１４４は、例えば、リード弁であってもよい。しかしながら、他のタイプの弁を使用して、流れを一方向に制限してもよいことを理解されたい。一方向弁１４４は、コネクタ１４６を介してタービン１１０に面する軸方向側面１５８のピストン１１６にさらに接続されてもよい。コネクタ１４６は、例えば、リベットであってもよい。ピストン１１６はさらに、軸方向側面１５８の反対側の軸方向側面１６０でフロントカバー１０４に回転不可能に接続されている。ピストン１１６は、例えば、板ばね１６２を介してフロントカバー１０４に接続されてもよい。一実施形態では、ピストン１１６は、単一の接続部、例えば、コネクタ１４６を介して、フロントカバー１０４と弁１４４との両方に接続されてもよい。

フロントカバー１０４は、シールリング１３４の後ろまたは径方向外方に位置するオリフィス１４８をさらに含み、リリースチャンバ１２２をクラッチ１１８に接続して、クラッチ１１８を通る制御された強制冷却流を可能にする。シールリング１３４は、クラッチ１１８を通る強制冷却流体の流れがオリフィス１４８、１５０を通って、リリースチャンバ１２２の中へ渡ることができるように、フロントカバー１０４のオリフィス１４８と位置合わせしたオリフィス１５０を含んでもよい。このようにして、リリースチャンバ１２２は、オリフィス１４８、１５０を介してクラッチ１１８に接続されて、トルクコンバータ１００の動作中に必要なクラッチ冷却を提供する。

トルクコンバータ１００は、トルクコンバータクラッチ閉モードおよびトルクコンバータクラッチ開モードで動作することができる。トルクコンバータクラッチ閉動作モードでは、クラッチ１１８は、その間でのトルク伝達のために、ピストン１１６を軸方向ＡＤ１に変位させるリリースチャンバ１２２における圧力を超えるアプライチャンバ１２０に供給された加圧流体によって係合される、すなわち、閉状態となる。強制冷却流体は、アプライチャンバ１２０からクラッチフェーシング１３０、１３２を通って（例えば、クラッチフェーシング１３０、１３２において画定された溝のある表面特徴部を通って）流れて、クラッチ１１８を冷却させ、その後、フロントカバー１０４およびシールリング１３４において画定されたオリフィス１４８、１５０を通ってリリースチャンバ１２２内に流れる。弁１４４は、弁１４４の第１の軸方向側面１５４の圧力を超えるか、またはそれよりも高い第２の軸方向側面１５６の圧力からピストン１１６において画定されたオリフィス１４２を封止する。一方、トルクコンバータクラッチ開動作モードでは、リリースチャンバ１２２は、圧力を付与し、アプライチャンバ１２０における圧力を超えてクラッチ１１８を開状態にし、弁１４４は、ピストン１１６において画定されたオリフィス１４２を通る流れを可能にするように開く。すなわち、リリースチャンバ１２２における加圧流体は、ピストン１１６をフロントカバー１０４から離れる方向、すなわち、軸方向ＡＤ１の反対方向である、軸方向ＡＤ２に変位させ、弁１４４は、第２の軸方向側面１５６の圧力のそれを超える第１の軸方向側面１５４の圧力から開いて、リリースチャンバ１２２からの流体がアプライチャンバ１２０に流入することを可能にする。

図３は、本開示の別の実施形態によるクラッチシステムを有するトルクコンバータ２００を示す。図４は、図３のトルクコンバータ２００の領域Ｂの拡大図である。図５は、図３のトルクコンバータ２００の領域Ｃの拡大図である。以下の説明は、図３～図５を参照している。トルクコンバータ２００は、中心軸線ＡＲを中心に回転可能であり、以下の構成要素である、フロントカバー２０４と、外側シェルまたはインペラシェル２０８がフロントカバー２０４に回転不可能に接続されたポンプまたはインペラ２０６と、タービン２１０と、固定子２１２と、振動ダンパ２１４と、を備えてもよい。これらの構成要素は、トルクコンバータの構成要素の例として示しており、他の実施形態では、当該技術分野において既知の任意の種類もしくはスタイルのカバー、インペラ、タービン、固定子、および／または振動ダンパに置き換えられてもよく、いくつかの実施形態では、これらの構成要素のいくつかは全く含まれていなくてさえよい。

トルクコンバータ２００は、ピストンアプライチャンバ２２０および流体リリースチャンバ２２２内の媒体（例えば、油などの流体）の加圧に応じてクラッチ２１８を選択的に開状態および閉状態にするように構成されたピストン２１６を含む。例えば、流体リリースチャンバ２２２に対するピストンアプライチャンバ２２０内の流体圧力の増加は、ピストン２１６を軸方向ＡＤ１にカバー２０４に向かって移動させ、この移動により、クラッチ２１８にかかる圧縮力が増加し、クラッチ２１８が閉状態となる。同様に、アプライチャンバ２２０に対するリリースチャンバ２２２内の流体圧力の増加は、ピストン２１６を軸方向ＡＤ２に、すなわち、軸方向ＡＤ１の反対方向にタービン２１０に向かって移動させる。クラッチ２１８は、ダンパ２１４への入力部としても機能するクラッチプレート２２４を含んでもよい。クラッチプレート２２４は、カバー２０４と係合するように構成された第１の径方向表面２２６と、クラッチ２１８が閉状態のときにピストン２１６の一部と係合するように構成された第２の径方向表面２２８と、を含む。さらに、クラッチフェーシング２３０が、第１の径方向表面２２６とカバー２０４との間に配設されてもよく、クラッチフェーシング２３２が、第２の径方向表面２２８とピストン２１６との間に配設されてもよい。クラッチフェーシング２３０、２３２は、溝などの表面特徴部であって、表面特徴部を通る強制冷却流体の流れのための溝などの表面特徴部を含んでもよい。

シールリング２３４は、フロントカバー２０４とピストン２１６との間に配設され、接続部２３８によってフロントカバー２０４に固定され得る。シールリング２３４とフロントカバー２０４との間の接続部２３８は、例えば、溶接された接続部であってもよい。シールリング２３４は、外径２４２において封止部２４０を介してピストン２１６に対してさらに封止されてもよい。このようにして、ピストン２１６は、シールリング２３４を介してフロントカバー２０４に対して封止され、リリースチャンバ２２２は、封止部２４０およびシールリング１３４によってアプライチャンバ２２０から封止されて、より良好なクラッチの制御性を提供する。ピストン２１６は、ピストン２１６の内径２４４においてトランスミッション入力シャフト（不図示）に対してさらに封止されてもよい。

フロントカバー２０４は、クラッチ２１８を通る制御された強制冷却流を可能にするように、リリースチャンバ２２２をクラッチ２１８に接続するための凹部分、または溝２４６およびオリフィス２４８をさらに含んでもよい。オリフィス２４８は、シールリング２３４の後ろ、またはシールリング２３４の径方向外方に位置してもよく、溝２４６の中へ接続または開口してもよい。溝２４６は、シールリング２３４に隣接して位置してもよい。一実施形態では、溶接された接続部２３８は、溶接された接続部２３８において画定されたオリフィス２５０をさらに含んでもよく、溶接された接続部２３８のオリフィス２５０は、フロントカバー２０４のオリフィス２４８と位置合わせされ、その結果、閉状態である場合、クラッチ冷却流体がクラッチ２１８（例えば、クラッチ２１８において画定された溝のある表面）を通り、溶接された接続部２３８のオリフィス２５０を通り、フロントカバー２０４において画定されたオリフィス２４８を通り、溝２４６を通り、リリースチャンバ２２２に入るように流れることができる。このようにして、リリースチャンバ２２２は、オリフィス２４８、２５０を介してクラッチ２１８に接続され、クラッチ２１８が閉状態であるときにオリフィス２４８、２５０を通る制御された強制冷却を可能にする。カバーのオリフィス２４８の他の構成および配置を使用して、制御された強制冷却のためにリリースチャンバ２２２をクラッチ２１８に接続してもよく、他の構成および配置は、本開示の範囲および趣旨の範囲内であることを理解されたい。例えば、カバーのオリフィスは、冷却流体が、溶接された接続部を通って流れることなく、クラッチと、カバーのオリフィスと、リリースチャンバとの間を流れるように構成されてもよい。

ピストン２１６は、板ばね接続部であってもよい接続部２５２を介してカバーに回転不可能に接続されてもよく、リリースチャンバ２２２とアプライチャンバ２２０との間の流体連通を可能にするオリフィス２５４を含んでもよい。オリフィス２５４は、接続部２５２の径方向内側に位置してもよく、ピストン２１６とダンパ２１４の出力フランジ２５８との間に配設された一方向弁２５６によって封止され得る。一方向弁２５６は、流体の流れを一方向に制限するように構成され、変化する圧力下で開くように、かつ／または閉じるように構成されている。この実施形態では、弁２５６は、オリフィス２５４を介するアプライチャンバ２２０からリリースチャンバ２２２への流体の流れを防ぎ、リリースチャンバ２２２における圧力がアプライチャンバ２２０の圧力よりも大きい場合、オリフィス２５４を介するリリースチャンバ２２２からアプライチャンバ２２０内への流体の流れを可能にするように構成されている。すなわち、弁２５６は、第１の軸方向側面２６０の圧力が第２の軸方向側面２６２の圧力を超えると開いて、リリースチャンバ２２２からオリフィス２５４を通るアプライチャンバ２２０への流体の流れを可能にし、第２の軸方向側面２６２の圧力が第１の軸方向側面２６０の圧力を超えると、閉じるように構成されている。このようにして、オリフィス２５４を通る流体の流れは、一方向、すなわち、リリースチャンバ２２２からアプライチャンバ２２０への流体の流れに制限される。繰り返すが、この流体の流れは、圧力バンプを低減するのに役立つように提供されている。一方向弁２５６は、例えば、リード弁であってもよい。しかしながら、他のタイプの弁を使用して、流れを一方向に制限してもよいことを理解されたい。

トルクコンバータ２００は、大きい差速における摩擦を吸収し、軸方向負荷を支持するように、ピストン２１６とフランジ２５８との間のスラスト経路に配設されたスラストワッシャ２７０をさらに含んでもよい。スラストワッシャ２７０は、コネクタ２７２を介して、弁２５６の第２の軸方向側面２６２のピストン２１６上に軸方向に保持されてもよい。すなわち、弁２５６は、ピストン２１６とワッシャ２７０との間に軸方向に配設されている。コネクタ２７２は、弁２５６とワッシャ２７０との両方をピストン２１６に接続する。一実施形態では、コネクタ２７２はリベットの形態であってもよい。コネクタ２７２は、スラストワッシャ２７０の回転防止機構として、およびワッシャ２７０および弁２５６の軸方向保持機構として機能するように配置および構成されたテーパーヘッド２７４をさらに含んでもよい。ワッシャ２７０は、ピストン２１６に面するワッシャ２７０の背面において画定された、スロットまたは凹部分２７６をさらに含んでもよい。具体的には、スロットまたは凹部分２７６は、軸方向ＡＤ２における弁２５６の、軸方向の動きまたはたわみのためのクリアランスを提供するように構成および配置されている。ワッシャ２７０は、センタリングおよび回転防止のための座ぐりスロット２７８をさらに含んでもよい。座ぐりスロット２７８は、コネクタ２７２のテーパーヘッド２７４を補完し、テーパーヘッド２７４と嵌合するためにテーパ状であってもよい。

次に、トルクコンバータ２００の動作についてより詳細に説明する。トルクコンバータ２００は、トルクコンバータクラッチ閉モードまたはアプライモードとも呼ばれる第１のモードで動作してもよく、このモードでは、クラッチ２１８は、その間のトルク伝達のために閉状態である。トルクコンバータクラッチ閉モードでは、リリースチャンバ２２２に対するアプライチャンバ２２０における加圧流体の増加により、クラッチ２１８を閉状態にするカバー２０４に向かって軸方向ＡＤ１にピストン２１６を変位または移動させる。強制冷却流体は、それぞれフロントカバー２０４および接続部２３８において画定されたオリフィス２４８、２５０を介して、クラッチフェーシング２３０、２３２（例えば、溝のある表面）を通って、リリースチャンバ２２２内に流れる。弁２５６は、ピストン２１６において画定されたオリフィス２５４を、第１の軸方向側面２６０の圧力を超える第２の軸方向側面２６２の圧力から封止する。

トルクコンバータ２００は、トルクコンバータ開モードまたはリリースモードとも呼ばれる第２のモードでさらに動作してもよく、クラッチ２１８は、カバー２０４に対して開位置にある。トルクコンバータクラッチ開動作モードでは、アプライチャンバ２２０に対するリリースチャンバ２２２における圧力の増加により、クラッチ２１８を開状態にするカバー２０４から離れる方向に軸方向ＡＤ２にピストン２１６を変位または移動させる。弁２５６は、第２の軸方向側面２６２の圧力を超える第１の軸方向側面２６０の圧力に応じて開き、流れが、リリースチャンバ２２２から、ピストン２１６において画定されたオリフィス２５４を通ってアプライチャンバ２２０に流れることを可能にする。

本明細書に開示する実施形態は、封止されたトルクコンバータクラッチリリース圧力チャンバを追加することによって、従来のツインフェース２パスクラッチの簡易性およびコストを、より複雑なクラッチシステムの制御性の利点のいくつかと組み合わせる。この設計では、ハブが取り外され、ピストンが入力シャフトにおいて封止できるようになっているため、複雑性およびコストが低減される。封止部はピストンに組み込まれていて、複雑性およびコストが低減される。

例示的な実施形態を上で説明したが、これらの実施形態が、特許請求の範囲に含まれる全ての可能な形態を説明することは意図していない。本明細書で使用する用語は、限定ではなく説明のための用語であり、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができることが理解される。前述のように、様々な実施形態の特徴部を組み合わせて、明示的に説明または図示していない可能性がある本開示の更なる実施形態を形成してもよい。様々な実施形態は、１つ以上の所望の特性に関して、利点を提供するもの、または他の実施形態または従来技術の実装形態よりも好ましいものと説明することはできたが、当業者は、１つ以上の特徴部または特性を妥協して特定の応用形態および実装形態に依存する所望の全体的なシステム属性を達成できることを認識する。これらの属性には、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、包装、サイズ、保守性、重量、製造性、組み立ての容易さなどが含まれ得るが、これらに限定されない。したがって、任意の実施形態を、１つ以上の特性に関して他の実施形態または先行技術の実装形態よりも望ましくないと説明する限りにおいて、これらの実施形態が本開示の範囲外ではなく、特定の応用形態に望ましい場合があり得る。

１００トルクコンバータ
１０４フロントカバー
１０６インペラ
１０８インペラシェル
１１０タービン
１１２固定子
１１４振動ダンパ
１１６ピストン
１１８クラッチ
１２０チャンバ
１２２流体リリースチャンバ
１２４クラッチプレート
１２６第１の径方向表面
１２８第２の径方向表面
１３０クラッチフェーシング
１３２クラッチフェーシング
１３４シールリング
１３６溝
１３８接続部
１４０封止部
１４２オリフィス
１４４弁
１４６コネクタ
１４８オリフィス
１５０オリフィス
１５２内径
１５４第１の軸方向側面
１５６第２の軸方向側面
１５８軸方向側面
１６０軸方向側面
１６２板ばね
２００トルクコンバータ
２０４フロントカバー
２０６インペラ
２０８インペラシェル
２１０タービン
２１２固定子
２１４振動ダンパ
２１６ピストン
２１８クラッチ
２２０アプライチャンバ
２２２流体リリースチャンバ
２２４クラッチプレート
２２６第１の径方向表面
２２８第２の径方向表面
２３０クラッチフェーシング
２３２クラッチフェーシング
２３４シールリング
２３８接続部
２４０封止部
２４２外径
２４４内径
２４６溝
２４８カバーオリフィス
２５０オリフィス
２５２接続部
２５４オリフィス
２５６弁
２５８出力フランジ
２６０第１の軸方向側面
２６２第２の軸方向側面
２７０スラストワッシャ
２７２コネクタ
２７４テーパーヘッド
２７８スロット

Claims

トルクコンバータであって、
入力トルクを受けるように構成されたフロントカバーと、
前記フロントカバーに回転不可能に接続された外側シェルを有するインペラと、
前記インペラと流体的に連結されたタービンと、
前記フロントカバーと前記タービンとの間に軸方向に配設されたロックアップクラッチであって、前記ロックアップクラッチが、
軸方向に変位可能なピストンであって、前記フロントカバーに面する第１の軸方向側面から、前記タービンに面する第２の軸方向側面に延びる第１の開口部を含む、ピストンと、
前記フロントカバーに固定され、前記ピストンに対して封止するシールリングと、
前記ピストンおよび前記タービンによって少なくとも部分的に形成された第１の流体チャンバと、
前記フロントカバー、前記シールリング、および前記ピストンによって少なくとも部分的に形成された第２の流体チャンバと、
前記第２の軸方向側面で前記ピストンに接続され、前記第１の流体チャンバにおける第１の圧力と前記第２の流体チャンバにおける第２の圧力との間の差に応じて前記第１の開口部を封止するように構成された、弁と、を含む、ロックアップクラッチと、を備え、
前記フロントカバーが、第２の開口部であって、前記フロントカバー内に画定され、前記シールリングの径方向外方に位置し、前記ロックアップクラッチが閉じている場合、強制冷却流体の流れが、前記第２の開口部を介して前記ロックアップクラッチを通って前記第２の流体チャンバへ渡るように配置された、第２の開口部を含む、トルクコンバータ。
前記弁が、流体が前記ピストンにおける前記第１の開口部を通過するのを防ぐように、前記第２の圧力を超える前記第１の圧力に応じて、前記ピストンにおける前記第１の開口部を封止するように構成されている、請求項１に記載のトルクコンバータ。
前記弁が、流体が前記ピストンにおける前記第１の開口部を介して前記第２の流体チャンバから前記第１の流体チャンバの中に送られるように、前記第１の圧力を超える前記第２の圧力に応じて開くように構成されている、請求項２に記載のトルクコンバータ。
前記ピストンが、コネクタを介して前記第１の軸方向側面において前記フロントカバーに回転不可能に接続され、
前記弁が、前記コネクタを介して前記ピストンの前記第２の軸方向側面に接続されている、請求項１に記載のトルクコンバータ。
前記コネクタはリベットである、請求項４に記載のトルクコンバータ。
前記シールリングが、第３の開口部であって、前記第２の開口部と位置合わせされ、前記ロックアップクラッチが閉じている場合、前記強制冷却流体の流れが、前記ロックアップクラッチ、前記第２の開口部、前記第３の開口部を通って、その後、前記第２の流体チャンバの中に渡るように配置された、第３の開口部を含む、請求項１に記載のトルクコンバータ。
前記シールリングが、溶接部によって前記フロントカバーに固定され、
前記溶接部が、第３の開口部であって、前記第２の開口部と位置合わせされ、前記強制冷却流体の流れが、前記ロックアップクラッチ、前記第３の開口部、前記第２の開口部を通って、その後、前記第２の流体チャンバの中に渡ることができるように配置された、第３の開口部を含む、請求項１に記載のトルクコンバータ。
トルクコンバータであって、
入力トルクを受けるように構成されたフロントカバーと、
前記フロントカバーに回転不可能に接続された外側シェルを有するインペラと、
前記インペラと流体的に連結されたタービンと、
前記フロントカバーと前記タービンとの間に軸方向に配設されたロックアップクラッチであって、前記ロックアップクラッチが、
軸方向に変位可能なピストンであって、前記フロントカバーに面する第１の軸方向側面から、前記タービンに面する第２の軸方向側面に延びる第１の開口部を含む、ピストンと、
前記フロントカバーに固定され、前記ピストンに対して封止するシールリングと、
前記ピストンおよび前記タービンによって少なくとも部分的に形成された第１の流体チャンバと、
前記フロントカバー、前記シールリング、および前記ピストンによって少なくとも部分的に形成された第２の流体チャンバと、
前記第２の軸方向側面で前記ピストンに接続され、前記第１の流体チャンバにおける第１の圧力と前記第２の流体チャンバにおける第２の圧力との間の差に応じて前記第１の開口部を封止するように構成された、弁と、を含む、ロックアップクラッチと、
前記ピストンの前記第２の軸方向側面に軸方向に保持されたスラストワッシャであって、前記弁が、前記ピストンと前記スラストワッシャとの間に軸方向に配設されている、スラストワッシャと、を備える、トルクコンバータ。
前記スラストワッシャおよび前記弁が、単一のコネクタを介して前記ピストンに接続されている、請求項８に記載のトルクコンバータ。
前記スラストワッシャが、前記ピストンに面する、前記スラストワッシャの背面に画定された少なくとも１つのスロットを含み、開位置にある場合、前記少なくとも１つのスロットが、前記弁の軸方向移動のためのクリアランスを提供するように配置されている、請求項８に記載のトルクコンバータ。
トルクコンバータであって、
入力トルクを受けるように構成されたフロントカバーと、
前記フロントカバーに回転不可能に接続された外側シェルを有するインペラと、
前記インペラと流体的に連結されたタービンと、
前記フロントカバーと前記タービンとの間に軸方向に配設されたロックアップクラッチであって、前記ロックアップクラッチが、
前記フロントカバーに対して封止され、第１の開口部を含むピストンと、
前記ピストンおよび前記タービンによって少なくとも部分的に形成された第１の流体チャンバと、
前記フロントカバーおよび前記ピストンによって少なくとも部分的に形成された第２の流体チャンバであって、前記第１の開口部が、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバとを流体的に接続する、第２の流体チャンバと、
前記ピストンに接続され、前記第２の流体チャンバにおける第２の圧力のそれを超える、前記第１の流体チャンバにおける第１の圧力に応じて前記第１の開口部を封止するように構成された、弁と、を含む、ロックアップクラッチと、を備え、
第１の動作モードにおいて、
前記ロックアップクラッチが開位置にあり、
前記第２の流体チャンバにおける前記第２の圧力が、前記第１の流体チャンバにおける前記第１の圧力のそれを超え、
前記弁が、流体が前記第２の流体チャンバから前記第１の開口部を通って前記第１の流体チャンバ内に送られるように開いており、
第２の動作モードにおいて、
前記ロックアップクラッチが閉位置にあり、
前記第１の流体チャンバにおける前記第１の圧力が、前記第２の流体チャンバにおける前記第２の圧力を超え、
前記弁が、流体が前記第１の開口部を通過するのを防ぐように閉じられていて、強制冷却流体の流れが、前記ロックアップクラッチを通って、前記フロントカバーにおいて画定された第２の開口部を介して前記第２の流体チャンバに渡る、トルクコンバータ。
前記フロントカバーと前記ピストンとの間に配設されたシールリングであって、前記シールリングが、前記フロントカバーに固定され、前記ピストンの外径に対して封止する、シールリングをさらに備える、請求項１１に記載のトルクコンバータ。
トルクコンバータであって、
入力トルクを受けるように構成されたフロントカバーと、
前記フロントカバーに回転不可能に接続された外側シェルを有するインペラと、
前記インペラと流体的に連結されたタービンと、
前記フロントカバーと前記タービンとの間に軸方向に配設されたロックアップクラッチであって、前記ロックアップクラッチが、
前記フロントカバーに対して封止され、第１の開口部を含むピストンと、
前記ピストンおよび前記タービンによって少なくとも部分的に形成された第１の流体チャンバと、
前記フロントカバーおよび前記ピストンによって少なくとも部分的に形成された第２の流体チャンバであって、前記第１の開口部が、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバとを流体的に接続する、第２の流体チャンバと、
前記ピストンに接続され、前記第２の流体チャンバにおける第２の圧力のそれを超える、前記第１の流体チャンバにおける第１の圧力に応じて前記第１の開口部を封止するように構成された、弁と、を含む、ロックアップクラッチと、
出力フランジを含む振動ダンパと、
前記ピストンに軸方向に保持され、前記ピストンと前記出力フランジとの間のスラスト経路に配置された、スラストワッシャと、を備える、トルクコンバータ。