特許 6676145 トルクコンバータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6676145

(24)【登録日】2020年3月13日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】トルクコンバータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 45/00 20060101AFI20200330BHJP

   F16H 25/06 20060101ALI20200330BHJP

【ＦＩ】

   F16H45/00 D

   F16H25/06 A

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-505115(P2018-505115)

(86)(22)【出願日】2016年3月15日

(86)【国際出願番号】JP2016058189

(87)【国際公開番号】WO2017158732

(87)【国際公開日】20170921

【審査請求日】2019年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154347

【氏名又は名称】株式会社ユニバンス

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー

(72)【発明者】

【氏名】加藤忠彦

【審査官】 小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】 特公平０１−０５５３５２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００８−２２３９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２０４４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２６０４２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ４５／００

Ｆ１６Ｈ ２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転力が回転体から入力されるインペラと、
そのインペラから流体を介して伝達される回転力を変速機の入力軸へ出力するタービンと、
そのタービンから前記入力軸への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう第１クラッチと、
前記回転体から前記入力軸への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう第２クラッチと、
前記入力軸から前記回転体への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう第３クラッチとを備え、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチは、前記回転体の中心軸回りに同心状に配置されると共に前記中心軸に対して所定のテーパ角をもつ円環状の２つの要素と、
その２つの要素の間に介在し前記要素に係合して回転力を伝達する複数のローラと、
その複数のローラを、前記中心軸を含む面から所定の角度だけ傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持する保持器とをそれぞれ備えていることを特徴とするトルクコンバータ。

【請求項2】

前記第１クラッチによる回転力の伝達かつ前記第２クラッチによる回転力の遮断、又は、前記第１クラッチによる回転力の遮断かつ前記第２クラッチによる回転力の伝達を、前記要素を軸方向へ移動して選択的に切り換えるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータ。

【請求項3】

前記第３クラッチは、前記第２クラッチにより前記回転体から前記入力軸へ回転力が伝達されるときに前記ローラが係合しないように前記２つの要素を軸方向へ相対的に遠ざける第１ばねと、
前記入力軸から回転力が入力されたときに前記ローラが係合するように前記第１ばねの弾性力に抗して前記２つの要素を軸方向へ相対的に近づけるカム機構とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクコンバータ。

【請求項4】

前記第３クラッチは、前記第２クラッチにより前記回転体から前記入力軸へ回転力が伝達されるときに、前記入力軸から回転力が入力されると前記ローラが係合するように前記要素が配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトルクコンバータ。

【請求項5】

前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチの内の２つのクラッチは、その２つのクラッチの要素が軸方向に並んで配置され、軸方向に並ぶ前記要素に軸方向の同じ向きの弾性力を加える第２ばねを備え、
その第２ばねによって弾性力が加えられる前記要素をもつ２つのクラッチは、一方のクラッチの前記ローラが係合すると他方のクラッチの前記ローラの係合が解除されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトルクコンバータ。

【請求項6】

回転力が回転体から入力されるインペラと、
そのインペラから流体を介して伝達される回転力を変速機の入力軸へ出力するタービンと、
そのタービンから前記入力軸への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう第１クラッチと、
前記回転体から前記入力軸への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう第２クラッチと、
前記入力軸から前記回転体への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう第３クラッチとを備え、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチは、前記回転体の中心軸回りに同心状に配置されると共に前記中心軸に対して所定のテーパ角をもつ円環状の２つの要素と、
その２つの要素の間に介在し前記要素に係合して回転力を伝達する複数のローラと、
その複数のローラを、前記中心軸を含む面から所定の角度だけ傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持する保持器とをそれぞれ備え、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチの内の２つのクラッチは、その２つのクラッチの要素が軸方向に並んで結合されると共に他の１つのクラッチの要素が一体化され、
軸方向に並ぶ前記要素に軸方向の同じ向きの弾性力を加える第２ばねを備え、
その第２ばねによる弾性力によって前記要素が軸方向へ移動すると、前記２つのクラッチは、一方のクラッチの前記ローラが係合すると他方のクラッチの前記ローラの係合が解除され、前記２つのクラッチの内の１つのクラッチ及び前記他の１つのクラッチは、前記ローラの係合と係合の解除とが同じに行われるように前記要素のテーパ角が設定されていることを特徴とするトルクコンバータ。

【請求項7】

前記第２ばねの弾性力に抗して前記要素を軸方向へ移動させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項６記載のトルクコンバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はトルクコンバータに関し、特にロックアップができるトルクコンバータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、トルクを増幅させてエンジンの出力を変速機に伝達することができ、ロックアップクラッチによりエンジンと変速機とを直結できるトルクコンバータが知られている（特許文献１）。ロックアップ時に流体を介さずにエンジンと変速機とを直結するので伝達効率を向上できる。しかし、特許文献１に開示される技術では、ロックアップ時にエンジンと変速機とが直結されると、エンジンのトルク変動などに伴うショックを吸収できないという問題点がある。

【0003】

そこで本出願人は、ロックアップ時のショックを抑制できるトルクコンバータ（未公知の技術）を開発し、特許出願した（ＰＣＴ／ＪＰ２０１４／７５６６４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−２６３８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記未公知の技術に対して、ロックアップ時の伝達効率を向上させることが求められている。

【0006】

本発明は、上述した要求に応えるためになされたものであり、ロックアップ時のショックを抑制し、且つ、ロックアップ時の伝達効率を向上できるトルクコンバータを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段および発明の効果】

【0007】

この目的を達成するために請求項１記載のトルクコンバータによれば、回転力が回転体からインペラに入力されると、インペラから流体を介してタービンに回転力が伝達され、変速機の入力軸へ回転力が出力される。発進時は、第１クラッチによりタービンから入力軸へ回転力を伝達し、第２クラッチにより回転体から入力軸への回転力の伝達を遮断する。これにより発進時のトルク増幅ができる。発進後は、第１クラッチによりタービンから入力軸への回転力の伝達を遮断し、第２クラッチにより回転体から入力軸へ回転力を伝達する。これによりインペラ及びタービンを介さずに回転体の回転力を入力軸へ出力するロックアップを行うことができる。第３クラッチにより、入力軸から回転体への回転力の伝達および遮断が切り換えられる。

【0008】

第１クラッチ、第２クラッチ及び第３クラッチは、それぞれ、円環状の２つの要素が回転体の中心軸回りに同心状に配置され、２つの要素の間に介在する複数のローラが、要素に係合して回転力を伝達する。要素は中心軸に対して所定のテーパ角をもつ。保持器は、複数のローラを回転体の中心軸を含む面から所定の角度だけ傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持するので、２つの要素が相対回転すると、ローラは要素間を自転しつつ中心軸の回りを公転する。ローラが係合するときは、ローラは要素間を転動し、そのトラクションで要素間にローラが食い込んで要素と一体に回転するので、ロックアップ時の伝達損失を抑制できる。

【0009】

エンジンのトルク変動などが生じて２つの要素が相対回転したときは、要素間に介在するローラによってショックを吸収できる。よって、ロックアップ時のショックを抑制し、且つ、ロックアップ時の伝達効率を向上できる効果がある。車両の惰性走行時など、入力軸から回転体へ回転力が伝達されたときはローラによって係合時のショックを抑制できる効果がある。

【0010】

請求項２記載のトルクコンバータによれば、アクチュエータにより要素を軸方向へ移動して、第１クラッチによる回転力の伝達かつ第２クラッチによる回転力の遮断、又は、第１クラッチによる回転力の遮断かつ第２クラッチによる回転力の伝達が選択的に切り換えられる。請求項１の効果に加え、アクチュエータによって第１クラッチと第２クラッチとの切り換えを簡易にできると共に、第１クラッチ及び第２クラッチが同時に係合する２重噛み合いを防止できる効果がある。

【0012】

請求項３記載のトルクコンバータによれば、第２クラッチにより回転体から入力軸へ回転力が伝達されるときに第３クラッチのローラが係合しないように、第１ばねにより２つの要素が軸方向へ相対的に遠ざけられる。入力軸から回転力が入力されたときに、第１ばねの弾性力に抗してカム機構により２つの要素が軸方向へ相対的に近づけられ、第３クラッチのローラが係合する。これにより請求項１又は２の効果に加え、第１ばね及びカム機構によって第２クラッチと第３クラッチとの切り換えを簡易にできると共に、第２クラッチ及び第３クラッチが同時に係合する２重噛み合いを防止できる効果がある。

【0013】

請求項４記載のトルクコンバータによれば、第３クラッチは、第２クラッチにより回転体から入力軸へ回転力が伝達されるときに、入力軸から回転力が入力されるとローラが係合するように要素が配置される。請求項１から３のいずれかの効果に加え、回転力の伝達経路を第２クラッチから第３クラッチへスムーズに切り換えられる効果がある。

【0014】

請求項５記載のトルクコンバータによれば、第１クラッチ、第２クラッチ及び第３クラッチの内の２つのクラッチは、２つのクラッチの要素が軸方向に並んで配置され、第２ばねによって、軸方向に並ぶ要素に軸方向の同じ向きの弾性力が加えられる。第２ばねによって弾性力が加えられる要素をもつ２つのクラッチは、一方のクラッチのローラが係合すると他方のクラッチのローラの係合が解除される。よって、請求項１から４のいずれかの効果に加え、２つのクラッチが同時に係合する２重噛み合いを防止できる効果がある。

【0015】

請求項６記載のトルクコンバータによれば、回転力が回転体からインペラに入力されると、インペラから流体を介してタービンに回転力が伝達され、変速機の入力軸へ回転力が出力される。発進時は、第１クラッチによりタービンから入力軸へ回転力を伝達し、第２クラッチにより回転体から入力軸への回転力の伝達を遮断する。第３クラッチにより入力軸から回転体への回転力の伝達および遮断が切り換えられる。これにより発進時のトルク増幅ができる。発進後は、第１クラッチによりタービンから入力軸への回転力の伝達を遮断し、第２クラッチにより回転体から入力軸へ回転力を伝達する。これによりインペラ及びタービンを介さずに回転体の回転力を入力軸へ出力するロックアップを行うことができる。

【0016】

第１クラッチ、第２クラッチ及び第３クラッチは、それぞれ、円環状の２つの要素が回転体の中心軸回りに同心状に配置され、２つの要素の間に介在する複数のローラが、要素に係合して回転力を伝達する。要素は中心軸に対して所定のテーパ角をもつ。保持器は、複数のローラを回転体の中心軸を含む面から所定の角度だけ傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持するので、２つの要素が相対回転すると、ローラは要素間を自転しつつ中心軸の回りを公転する。ローラが係合するときは、ローラは要素間を転動し、そのトラクションで要素間にローラが食い込んで要素と一体に回転するので、ロックアップ時の伝達損失を抑制できる。

【0017】

エンジンのトルク変動などが生じて２つの要素が相対回転したときは、要素間に介在するローラによってショックを吸収できる。よって、ロックアップ時のショックを抑制し、且つ、ロックアップ時の伝達効率を向上できる効果がある。車両の惰性走行時など、入力軸から回転体へ回転力が伝達されたときはローラによって係合時のショックを抑制できる効果がある。

【0018】

第１クラッチ、第２クラッチ及び第３クラッチの内の２つのクラッチは、その要素が軸方向に並んで結合されると共に他の１つのクラッチの要素が一体化される。同じ向きの軸方向の弾性力が第２ばねにより軸方向に並ぶ要素に加えられる。第２ばねによる弾性力によって要素が軸方向へ移動すると、２つのクラッチは、一方のクラッチのローラが係合すると他方のクラッチのローラの係合が解除されるので、２つのクラッチが同時に係合する２重噛み合いを防止できる効果がある。さらに、２つのクラッチの内の１つのクラッチ及び他の１つのクラッチは、ローラの係合と係合の解除とが同じに行われるように要素のテーパ角が設定されているので、動力の伝達経路の切り換えを迅速にできる効果がある。

【0019】

請求項７記載のトルクコンバータによれば、第２ばねの弾性力に抗して要素を軸方向へ移動させるアクチュエータにより、請求項６の効果に加え、クラッチの切り換えを簡易にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】（ａ）は本発明の第１実施の形態におけるトルクコンバータの断面図であり、（ｂ）はカム機構の模式図である。

【図2】（ａ）は発進時のトルクコンバータの断面図であり、（ｂ）はカム機構の模式図である。

【図3】（ａ）はロックアップ時のトルクコンバータの断面図であり、（ｂ）はカム機構の模式図である。

【図4】（ａ）は惰性走行時のトルクコンバータの断面図であり、（ｂ）はカム機構の模式図である。

【図5】第２実施の形態におけるトルクコンバータの断面図である。

【図6】発進時のトルクコンバータの断面図である。

【図7】ロックアップ時のトルクコンバータの断面図である。

【図8】惰性走行時のトルクコンバータの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず図１を参照して本発明の第１実施の形態におけるトルクコンバータ１０について説明する。図１（ａ）は第１実施の形態におけるトルクコンバータ１０の断面図である。トルクコンバータ１０は中心軸Ｏを回転中心とするので、図１（ａ）は中心軸Ｏで直交する切断面によって全体の１／４を切断した片側断面図である。

【0022】

図１（ａ）に示すようにトルクコンバータ１０は、自動車の動力伝達系に用いられる装置であり、ポンプ２０、タービン３０、ステータ４０、第１クラッチ５０、第２クラッチ６０、第３クラッチ７０及びアクチュエータ９３を備えている。ポンプ２０及びタービン３０は、ステータ４０を挟んで同軸状に配置されており、相対回転可能に設けられる。トルクコンバータ１０は、碗状に形成された回転体１１と、回転体１１に結合するポンプ２０のポンプシェル２１とによってケース１２が形成される。タービン３０のタービンシェル３１が、ポンプシェル２１に対向してケース１２内に設けられる。ケース１２は、ポンプ２０、タービン３０、ステータ４０、第１クラッチ５０、第２クラッチ６０及び第３クラッチ７０を内蔵すると共に、変速機（図示せず）と隔てて流体を封入する部材である。

【0023】

ケース１２の一部を構成する回転体１１に、エンジンのクランク軸（図示せず）から回転力が入力される。ケース１２は、中心に変速機（図示せず）の入力軸２が挿入され、入力軸２に対して相対回転可能に設けられている。ケース１２は、ケース１２に封入された流体の一部を蓄えるアキュームレータ１３が固定されている。

【0024】

ポンプシェル２１は、タービン３０との対向面に多数のインペラ２２が設けられている。タービンシェル３１は、ポンプ２０との対向面に多数のタービンブレード３２が設けられている。ステータ４０は、入力軸２回りの一方向に回転可能なワンウェイクラッチ４１を介して入力軸２に支持される。タービン３０の内径側の端部に回転盤３３が結合されている。回転盤３３は、入力軸２と相対回転可能に入力軸２の径方向外側に配置される円環状の部材である。

【0025】

第１クラッチ５０はタービン３０から入力軸２への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう装置である。第１クラッチ５０は、第１要素５１と、第２要素５２と、第１要素５１と第２要素５２との間に介在する複数の第１ローラ５３と、第１ローラ５３を保持する第１保持器５４とを備えている。

【0026】

第１要素５１は、入力軸２の中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、軸方向の端部が回転盤３３の内縁に結合されている。第１要素５１は、伝達部５５の外周面に配置されている。伝達部５５は、ボールスプラインによって入力軸２に対して軸方向へ移動可能、且つ、入力軸２に対して相対回転不能に固定された円筒状の部材である。伝達部５５は、径方向の外側へ向かって拡がる鍔部５６が結合されている。伝達部５５は、第１要素５１に対して軸方向へ移動可能、且つ、第１要素５１に対して相対回転可能に配置されている。第１要素５１は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす外周面が形成されており、その外周面の外径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０から離れるにつれて小さくなる。

【0027】

第２要素５２は、中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第１要素５１と間隔をあけて第１要素５１の径方向外側に配置されている。第２要素５２は、第１要素５１に対して相対回転可能、且つ、第１要素５１に対して軸方向へ移動可能に配置されている。第２要素５２は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす外周面および内周面が形成されており、その外周面の外径および内周面の内径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０から離れるにつれて小さくなる。

【0028】

第２要素５２は、内周面の一部が、第１要素５１の外周面と軸方向に対向する。第２要素５２は、小径側の端部が、伝達部５５の鍔部５６と係合する。第２要素５２は、鍔部５６を介して伝達部５５と一体に回転する。伝達部５５及び鍔部５６は、入力軸２に対して軸方向へ移動できるので、第２要素５２の軸方向の変位を妨げない。

【0029】

第１ローラ５３は、第１要素５１の外周面と第２要素５２の内周面との間に係合してトルクを伝達する円柱状の部材であり、第１要素５１と第２要素５２との間に配置される第１保持器５４によって周方向に間隔をあけて複数配置され、各々が自転可能に保持される。第１保持器５４は中心軸Ｏを含む面から第１ローラ５３を一定角度（例えば１５°）傾斜させて、第１要素５１及び第２要素５２に外周面が線状に接触できるように第１ローラ５３を保持する。第１ローラ５３は、自動車の発進時の第２要素５２に対する第１要素５１の相対回転（第１要素５１が駆動側）によって第１要素５１及び第２要素５２に係合するように、中心軸Ｏに対する傾斜の向き（スキュー）が設定されている。第１要素５１の外周面および第２要素５２の内周面は、中心軸Ｏに対するテーパ角が、第１ローラ５３が係合できるような所定の角度に設定されている。

【0030】

第２クラッチ６０は回転体１１から入力軸２への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう装置である。第２クラッチ６０は、第３要素６１と、第４要素６２と、第３要素６１と第４要素６２との間に介在する複数の第２ローラ６３と、第２ローラ６３を保持する第２保持器６４とを備えている。

【0031】

第３要素６１は、入力軸２の中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、入力軸２に対して回転不能、且つ、入力軸２に対して軸方向へ移動不能なように入力軸２に結合されている。第３要素６１は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす外周面が形成されており、その外周面の外径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０へ近づくにつれて小さくなる。

【0032】

第４要素６２は、中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第３要素６１と間隔をあけて第３要素６１の径方向外側に配置されている。第４要素６２は、第３要素６１に対して相対回転可能、且つ、第３要素６１に対して軸方向へ移動可能に配置されている。第４要素６２は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす内周面が形成されており、その内周面の内径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０へ近づくにつれて小さくなる。第４要素６２は、内周面の一部が、第３要素６１の外周面と軸方向に対向する。

【0033】

第２ローラ６３は、第３要素６１の外周面と第４要素６２の内周面との間に係合してトルクを伝達する円柱状の部材であり、第３要素６１と第４要素６２との間に配置される第２保持器６４によって周方向に間隔をあけて複数配置され、各々が自転可能に保持される。第２保持器６４は中心軸Ｏを含む面から第２ローラ６３を一定角度（例えば１５°）傾斜させて、第３要素６１及び第４要素６２に外周面が線状に接触できるように第２ローラ６３を保持する。第２ローラ６３は、自動車のロックアップ時の第３要素６１に対する第４要素６２の相対回転（第４要素６２が駆動側）によって第３要素６１及び第４要素６２に係合するように、中心軸Ｏに対する傾斜の向き（スキュー）が設定されている。第３要素６１の外周面および第４要素６２の内周面は、中心軸Ｏに対するテーパ角が、第２ローラ６３が係合できる所定の角度に設定されている。

【0034】

第４要素６２は、第２要素５２の軸方向に並んで支持体６５に支持される。支持体６５は、第４要素６２の径方向外側に配置される円筒状の部材であり、回転体１１に対して回転不能、且つ、回転体１１に対して軸方向へ移動不能なように連結部６６を介して回転体１１に結合されている。支持体６５は、ボールスプラインによって支持体６５に対して第４要素６２を軸方向へ移動可能、且つ、支持体６５に対して第４要素６２を回転不能に支持する。

【0035】

第３クラッチ７０は入力軸２から回転体１１への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう装置である。第３クラッチ７０は、第２要素５２と、第５要素７２と、第２要素５２と第５要素７２との間に介在する複数の第３ローラ７３と、第３ローラ７３を保持する第３保持器７４とを備えている。第２要素５２は、第２クラッチ６０及び第３クラッチ７０の一部を兼ねる。

【0036】

第５要素７２は入力軸２の中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第２要素５２と間隔をあけて第２要素５２の径方向外側に配置されている。第５要素７２は回転盤３３に対して回転不能、且つ、回転盤３３に対して軸方向へ移動不能なように回転盤３３に結合されている。第５要素７２は中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす内周面が形成されており、その内周面の内径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０から離れるにつれて小さくなる。第５要素７２は、内周面の一部が、第２要素５２の外周面と軸方向に対向する。

【0037】

第３ローラ７３は、第２要素５２の外周面と第５要素７２の内周面との間に係合してトルクを伝達する円柱状の部材であり、第２要素５２と第５要素７２との間に配置される第３保持器７４によって周方向に間隔をあけて複数配置され、各々が自転可能に保持される。第３保持器７４は中心軸Ｏを含む面から第３ローラ７３を一定角度（例えば１５°）傾斜させて、第２要素５２及び第５要素７２に外周面が線状に接触できるように第３ローラ７３を保持する。第３ローラ７３は、自動車の惰性走行時の第５要素７２に対する第２要素５２の相対回転（第２要素５２が駆動側）によって第２要素５２及び第５要素７２に係合するように、中心軸Ｏに対する傾斜の向き（スキュー）が設定されている。第２要素５２の外周面および第５要素７２の内周面は、中心軸Ｏに対するテーパ角が、第３ローラ７３が係合できる所定の角度に設定されている。

【0038】

第１ばね８１は第２要素５２と第４要素６２との間に配置される円環状の皿ばねであり、第１ばね８１は第４要素６２と第２要素５２とを軸方向へ引き離す弾性力を加える。第２ばね８２は回転盤３３と第２要素５２との間に配置される円環状の皿ばねであり、第２ばね８２は回転盤３３と第２要素５２とを軸方向へ引き離す弾性力を加える。第１ばね８１は、回転盤３３と第２要素５２との間に設けられたカム機構８３（後述する）に軸方向の圧力を発生させる部材である。第１ばね８１の軸方向の弾性力は第２ばね８２の軸方向の弾性力より大きく設定されている。

【0039】

図１（ｂ）を参照してカム機構８３について説明する。図１（ｂ）は径方向の外側から見たカム機構８３の模式図である。カム機構８３は回転盤３３と第２要素５２とが軸方向に対向する回転盤３３及び第２要素５２の端面に設けられている。中心軸Ｏに対して平行な係合面３４，８４及び中心軸Ｏに対して傾斜するカム面３５，８５が、回転盤３３及び第２要素５２にそれぞれ形成されている。係合面３４，８４及びカム面３５，８５に囲まれた溝状の領域にボール８６が配置される。係合面３４とカム面３５との周方向の距離、係合面８４とカム面８５との周方向の距離は、ボール８６の直径より大きく設定されている。

【0040】

係合面３４，８４は第２要素５２に対して回転盤３３が回転するとき（発進時やロックアップ時、回転盤３３が駆動側）にボール８６が当接する面である。カム面３５，８５は回転盤３３に対して第２要素５２が回転するとき（惰性走行時、第２要素５２が駆動側）にボール８６が当接する面である。カム面３５，８５は、回転盤３３と第２要素５２とのトルク差によりボール８６に反力を発生させ、回転盤３３から第２要素５２を引き離す軸方向の推力を発生する。

【0041】

図１（ａ）に戻って説明する。第４要素６２は第１ばね８１及び規制板９０によって軸方向の位置が規制される。規制板９０は円環状の部材であり、第４要素６２の軸方向端面が周方向に亘って当接する。第４要素６２は、端面が規制板９０に当接するように第１ばね８１によって軸方向に付勢されている。

【0042】

規制板９０は厚さ方向にシャフト９１が貫通しており、シャフト９１の第１の端部が規制板９０に固定される。シャフト９１は中心軸Ｏと平行に配置され、回転体１１を貫通する孔部に挿通される。シャフト９１は、第２の端部が回転体１１の外面に露出する。シャフト９１の第２の端部に円環状のストッパ９２が固定される。ストッパ９２はアクチュエータ９３と係合する。規制板９０、シャフト９１及びストッパ９２は回転体１１と一体に回転する。アクチュエータ９３は、第１ばね８１及び第２ばね８２の弾性力に抗して、ストッパ９２を中心軸Ｏと平行な直線上に押し込む装置である。アクチュエータ９３の作動によりストッパ９２、シャフト９１、規制板９０が軸方向へ押し込まれる。アクチュエータ９３の作動を解除すると、第１ばね８１及び第２ばね８２の弾性力によりストッパ９２、シャフト９１、規制板９０が押し戻される。

【0043】

次に図２から図４を参照して、トルクコンバータ１０の使用方法について説明する。図２（ａ）は発進時のトルクコンバータ１０の断面図であり、図２（ｂ）はカム機構８３の模式図である。図３（ａ）はロックアップ時のトルクコンバータ１０の断面図であり、（図３（ｂ）はカム機構の模式図である。図４（ａ）は惰性走行時のトルクコンバータ１０の断面図であり、図４（ｂ）はカム機構８３の模式図である。図２（ａ）、図３（ａ）及び図４（ａ）に示す破線は回転力の伝達経路を示しており、矢印は回転力の伝達方向を示している。図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）において、回転盤３３及び第２要素５２に付した矢印は回転盤３３及び第２要素５２の回転方向を示している。回転盤３３及び第２要素５２の内、矢印の長い方が駆動側である。

【0044】

図２（ａ）に示すように、自動車の発進時はアクチュエータ９３を作動させてシャフト９１を押し込む。規制板９０を介して第４要素６２が軸方向の第２要素５２側へ押され、第３要素６１と第４要素６２との軸方向の間隔が広がるので、第２ローラ６３は第３要素６１及び第４要素６２に係合できなくなる。第４要素６２の第２要素５２側への移動に伴い、第１ばね８１の弾性力によって、第２ばね８２の弾性力に抗して第２要素５２がタービン３０側へ移動する。第１要素５１と第２要素５２との軸方向の間隔が狭まるので、第１要素５１及び第２要素５２に第１ローラ５３が線状に接触する。その反面、第２要素５２と第５要素７２との軸方向の間隔は広がる。

【0045】

エンジンのクランク軸（図示せず）から回転体１１に回転力が入力されると、連結部６６及び支持体６５を介して第４要素６２が回転する。しかし、第３要素６１と第４要素６２との軸方向の距離が大きいので、第２ローラ６３は第３要素６１及び第４要素６２に係合できない。そのため、第２ローラ６３及び第３要素６１を介して第４要素６２から入力軸２へ回転力は伝達されない。

【0046】

一方、回転体１１に連れてポンプシェル２１及びインペラ２２も回転する。インペラ２２によって流体が回転することで、流体を介してタービンブレード３２及びタービンシェル３１（タービン３０）が回転する。タービン３０の回転力は回転盤３３を介して第１要素５１へ伝達される。第１要素５１及び第２要素５２に線状に接触する第１ローラ５３が、自転しながら中心軸Ｏ回りを公転する。第１ローラ５３は第１要素５１と第２要素５２との間を転動し、そのトラクションで第１要素５１と第２要素５２との間に食い込んで係合し、第１要素５１及び第２要素５２と一体に回転する。第１要素５１は軸方向の移動が規制されているので、第２要素５２は、第２要素５２の内周面と第１要素５１の外周面との軸方向の距離を小さくするように、回転しながら軸方向（回転盤３３に近づく方向）へ移動する。

【0047】

図２（ｂ）に示すように、自動車の発進時は第２要素５２に対して回転盤３３が回転するので（回転盤３３が駆動側）、係合面３４，８４にボール８６が当接する。第１要素５１と第２要素５２との間に第１ローラ５３が食い込み、第２ばね８２の弾性力に抗して回転盤３３に第２要素５２が近づくときは、係合面３４，８４がボール８６に案内される。カム機構８３は、第１要素５１と第２要素５２との間に第１ローラ５３が食い込むことによる第２要素５２の軸方向の移動を妨げないので、図２（ａ）に示すように、タービン３０の回転力が第２要素５２へ伝達される。第２要素５２の回転力は、鍔部５６及び伝達部５５を介して入力軸２へ伝達される。入力軸２へ伝達される回転力は、インペラ２２、タービン３０及びステータ４０の作用によってトルクが増幅される。

【0048】

図３（ａ）に示すように自動車の発進後、ロックアップ時はアクチュエータ９３の作動を解除すると、第１ばね８１が復元して第２要素５２から離れる方向へ第４要素６２が移動する。規制板９０及びシャフト９１はそれに連れて移動する。第３要素６１と第４要素６２との軸方向の間隔が狭まり、第２ローラ６３は第３要素６１及び第４要素６２に線状に接触する。第３要素６１及び第４要素６２に接触する第２ローラ６３は、自転しながら中心軸Ｏ回りを公転する。第２ローラ６３は第３要素６１と第４要素６２との間を転動し、そのトラクションで第３要素６１と第４要素６２との間に食い込んで係合し、第３要素６１及び第４要素６２と一体に回転する。第３要素６１は軸方向の移動が規制されているので、第４要素６２は、第４要素６２の内周面と第３要素６１の外周面との軸方向の距離を小さくするように、回転しながら軸方向（第２要素５２から離れる方向）へ移動する。

【0049】

一方、第４要素６２の移動に伴い、第２要素５２に作用する第１ばね８１の弾性力が小さくなるので、第２ばね８２の弾性力により第２要素５２が第４要素６２側へ移動する。図３（ｂ）に示すように、ロックアップ時は第２要素５２に対して回転盤３３が回転するので（回転盤３３が駆動側）、係合面３４，８４にボール８６が当接する。第２要素５２が第４要素６２側へ移動するときは、係合面３４，８４がボール８６に案内される。第２要素５２の移動によって第１要素５１と第２要素５２との軸方向の間隔が広がるので、第１要素５１及び第２要素５２に第１ローラ５３が係合できなくなる。

【0050】

なお、第２要素５２が第４要素６２側へ移動すると、第２要素５２と第５要素７２との軸方向の間隔が小さくなる。第３ローラ７３は第２要素５２及び第５要素７２に接触するが、第３ローラ７３は第２要素５２及び第５要素７２に係合できない。第３ローラ７３は、第５要素７２が駆動側、第２要素５２が被動側の場合に係合できないように中心軸Ｏに対するスキューが設定されているからである。

【0051】

その結果、エンジンのクランク軸（図示せず）から回転体１１に入力された回転力は、連結部６６、支持体６５、第４要素６２、第２ローラ６３及び第３要素６１を経て入力軸２へ伝達される。第２クラッチ６０により、流体を介さずに回転体１１の回転力を入力軸２へ出力するロックアップを行うことができるので、伝達効率を向上できる。

【0052】

第２ローラ６３は第３要素６１と第４要素６２との間に食い込んで一体に回転するので、ロックアップ時の伝達損失を抑制できる。また、エンジン（図示せず）のトルク変動などが生じて第３要素６１と第４要素６２とが相対回転したときは、第３要素６１と第４要素６２との間に介在する第２ローラ６３が転動してショックを吸収できる。よって、ロックアップ時のショックを抑制し、且つ、ロックアップ時の伝達効率を向上できる。

【0053】

図４（ａ）に示すように第２クラッチ６０が回転力を伝達した状態で、自動車が、回転体１１をエンジン（図示せず）が駆動しない惰性走行をする場合には、入力軸２から回転力が入力される。入力軸２に連れて第３要素６１が回転するが、第２ローラ６３は第３要素６１及び第４要素６２に係合できない。第２ローラ６３は、第３要素６１が駆動側、第４要素６２が被動側の場合に係合できないように中心軸Ｏに対するスキューが設定されているからである。同様に、第１ローラ５３も第１要素５１及び第２要素５２に係合できない。

【0054】

一方、入力軸２から回転力が伝達された伝達部５５は、鍔部５６を介して第２要素５２を回転させる。図４（ｂ）に示すように惰性走行時は回転盤３３に対して第２要素５２が回転するので（第２要素５２が駆動側）、カム面３５，８５にボール８６が当接する。カム面３５，８５は、ボール８６を介して、回転盤３３と第２要素５２とのトルク差により回転盤３３から第２要素５２を引き離す軸方向の推力を発生する。その推力によって第２要素５２が軸方向の第４要素６２側へ移動すると、第５要素７２は軸方向の移動が規制されているので、第２要素５２の外周面と第５要素７２の内周面との軸方向の距離が小さくなる。第１ばね８１が、第４要素６２に対する第２要素５２の接近を吸収する。

【0055】

第３ローラ７３は第２要素５２及び第５要素７２に接触して自転しながら中心軸Ｏ回りを公転する。第３ローラ７３は第２要素５２と第５要素７２との間を転動し、そのトラクションで第２要素５２と第５要素７２との間に食い込んで係合し、第２要素５２及び第５要素７２と一体に回転する。第５要素７２の回転力は、回転盤３３、タービン３０及びインペラ２２を経て回転体１１へ伝達される。惰性走行時、第３ローラ７３は転動した後に第２要素５２と第５要素７２との間に食い込むので、係合時の衝撃を緩衝できる。

【0056】

このトルクコンバータ１０によれば、発進時のトルク増幅ができるので、マニュアルトランスミッション（以下「ＭＴ」と称す）、セミオートマチックトランスミッション（以下「ＡＭＴ」と称す）、デュアルクラッチトランスミッション（以下「ＤＣＴ」と称す）等のＭＴベースの変速機の場合、発進用のローギヤを不要にできる。その結果、シフトアップをスムーズにできると共に、シフト時のイナーシャ変化によるショックを軽減できる。また、変速機にクロスレシオを設定し易くできるので、エンジンのパワーバンドを有効活用し易くできる。さらにＭＴベースの変速機（特にＡＭＴ）では、多段式の自動変速機（以下「ＡＴ」と称す）や無段変速機（以下「ＣＶＴ」と称す）と同様に、メインクラッチが不要な動力伝達系を実現できる。

【0057】

トルクコンバータ１０は、ロックアップ時は第２クラッチ６０によって伝達効率の低下を抑えつつトルク変動等によるショックを抑制できるので、ロックアップした状態で中低速域の走行を可能にできる。ＡＴ（変速機）の場合、従来はロックアップ時に、エンジンのトルク変動によるチップインショックや、エンジンの振動によるブルーミングノイズが吸収されずに伝わり、特に低速域では振動と騒音が増大する。それらを抑制するために、中低速域でロックアップを行わないと燃費が悪化する。トルクコンバータ１０によれば、ロックアップ時に生じるショックを抑制できるので、ロックアップできる速度域を中低速域にまで拡大することができ、快適性とロックアップによる伝達効率の向上とを両立できる。その結果、燃費の改善を図ることができる。

【0058】

トルクコンバータ１０は、アクチュエータ９３を駆動して規制板９０を軸方向へ移動させることでロックアップを行う。アクチュエータ９３及び第２クラッチ６０は、従来の湿式多板クラッチ等の油圧クラッチを使ったロックアップクラッチと異なり、主として機械的な作動によって機能を発揮する機械式の機構なので、油圧ポンプ等の油圧発生装置を不要にできる。よって、油圧を維持するためのエネルギー損失をなくすことができると共に機構を簡素化できる。

【0059】

油圧発生装置を不要にできるので、油圧ポンプ等の油圧発生装置をもたないＭＴベースの変速機にトルクコンバータ１０を取り付けることも容易である。また、トルクコンバータ１０はケース１２に流体を封入した構造なので、どのような種類の変速機にも取り付けることができ、汎用性を向上できる。さらに、ケース１２に封入される流体の一部をアキュームレータ１３が蓄えるので、アキュームレータ１３によって、温度変化による流体の熱膨張収縮による体積変動を許容できる。

【0060】

なお、ＡＴやＣＶＴ等の変速機をもった車両には油圧ポンプ等の油圧発生装置（図示せず）や油圧制御装置（図示せず）が設置されているので、その場合はアクチュエータ９３の駆動源として既設の油圧発生装置や油圧制御装置を用いることができる。

【0061】

トルクコンバータ１０はロックアップ時に惰性走行を行う場合、入力軸２が駆動されて第２要素５２が回転すると、第１ばね８１がカム機構８３に摩擦力を発生させ、カム機構８３によって自動的に第３クラッチ７０が係合する。第１ばね８１とカム機構８３とを設けることで、特別な制御をしなくてもロックアップ走行と惰性走行との切り換えを実現できる。第１ばね８１及びカム機構８３によって第２クラッチ６０と第３クラッチ７０との切り換えを簡易にできると共に、第２クラッチ６０及び第３クラッチ７０が同時に係合する２重噛み合いを防止できる。

【0062】

第３クラッチ７０は、第２クラッチ６０により回転体１１から入力軸２へ回転力が伝達されるときに、入力軸２から回転力が入力されると第３ローラ７３が係合するように第２要素５２及び第５要素７２が配置される。よって、第２クラッチ６０によって回転力が伝達される状態から第３クラッチ７０によって回転力が伝達される状態へスムーズに切り換えられる。

【0063】

第１クラッチ５０及び第２クラッチ６０は、第２要素５２及び第４要素６２が軸方向に並んで配置され、第２ばね８２の弾性力が第２要素５２に作用し、第１ばね８１の弾性力が第２要素５２及び第４要素６２に作用する。第２ばね８２によって第２要素５２及び第４要素６２に軸方向の同じ向きの弾性力が加えられる。第２要素５２及び第４要素６２は、一方のクラッチのローラが係合すると他方のクラッチのローラの係合が解除される。よって、第１クラッチ５０及び第２クラッチ６０が同時に係合する２重噛み合いを防止できる。

【0064】

次に図５から図８を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、第１クラッチ５０と第２クラッチ６０とが軸方向に並ぶ場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、第１クラッチ１１０と第３クラッチ１３０とが軸方向に並ぶトルクコンバータ１００について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第２実施の形態におけるトルクコンバータ１００の断面図である。

【0065】

図５に示すようにトルクコンバータ１００は、タービン３０の内径側の端部に第１伝達部１０１が結合されている。第１伝達部１０１は、入力軸２と相対回転可能に入力軸２の外周に配置される円筒状の部材である。第１伝達部１０１はタービン３０に結合され、入力軸２に対して軸方向へ移動不能である。

【0066】

第１クラッチ１１０はタービン３０から入力軸２への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう装置である。第１クラッチ１１０は、第１要素１１１と、第２要素１１２と、第１要素１１１と第２要素１１２との間に介在する複数の第１ローラ１１３と、第１ローラ１１３を保持する第１保持器１１４とを備えている。

【0067】

第１要素１１１は、入力軸２の中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第１伝達部１０１の外周面に配置されている。第１要素１１１は第１伝達部１０１に対して軸方向へ移動不能、且つ、第１伝達部１０１に対して相対回転不能に第１伝達部１０１に結合されている。第１要素１１１は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす外周面が形成されており、その外周面の外径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０から離れるにつれて小さくなる。

【0068】

第２要素１１２は、中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第１要素１１１と間隔をあけて第１要素１１１の径方向外側に配置されている。第２要素１１２は、第１要素１１１に対して相対回転可能、且つ、第１要素１１１に対して軸方向へ移動可能に配置されている。第２要素１１２は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす外周面および内周面が形成されており、その外周面の外径および内周面の内径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０から離れるにつれて小さくなる。第２要素１１２は、内周面の一部が、第１要素１１１の外周面と軸方向に対向する。

【0069】

第１ローラ１１３は、第１要素１１１の外周面と第２要素１１２の内周面との間に係合してトルクを伝達する円柱状の部材であり、第１要素１１１と第２要素１１２との間に配置される第１保持器１１４によって周方向に間隔をあけて複数配置され、各々が自転可能に保持される。第１保持器１１４は中心軸Ｏを含む面から第１ローラ１１３を一定角度（例えば１５°）傾斜させて、第１要素１１１及び第２要素１１２に外周面が線状に接触できるように第１ローラ１１３を保持する。第１ローラ１１３は、自動車の発進時の第２要素１１２に対する第１要素１１１の相対回転（第１要素１１１が駆動側）によって第１要素１１１及び第２要素１１２に係合するように、中心軸Ｏに対する傾斜の向き（スキュー）が設定されている。第１要素１１１の外周面および第２要素１１２の内周面は、中心軸Ｏに対するテーパ角が、第１ローラ１１３が係合できる所定の角度に設定されている。

【0070】

第２クラッチ１２０は回転体１１から入力軸２への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう装置である。第２クラッチ１２０は、第２要素１１２と、第２要素１１２の径方向外側に配置された第３要素１２２と、第２要素１１２と第３要素１２２との間に介在する複数の第２ローラ１２３と、第２ローラ１２３を保持する第２保持器１２４とを備えている。第２要素１１２は、第１クラッチ１１０及び第２クラッチ１２０の一部を兼ねる。

【0071】

第３要素１２２は、入力軸２の中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第２要素１１２と間隔をあけて第２要素１１２の径方向外側に配置されている。第３要素１２２は、連結部１２５を介して回転体１１に対して回転不能、且つ、回転体１１に対して軸方向へ移動不能なように回転体１１に結合されている。第３要素１２２は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす内周面が形成されており、その内周面の内径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０から離れるにつれて小さくなる。第３要素１２２は、内周面の一部が、第２要素１１２の外周面と軸方向に対向する。

【0072】

第２ローラ１２３は、第２要素１１２の外周面と第３要素１２２の内周面との間に係合してトルクを伝達する円柱状の部材であり、第２要素１１２と第３要素１２２との間に配置される第２保持器１２４によって周方向に間隔をあけて複数配置され、各々が自転可能に保持される。第２ローラ１２３は、自動車のロックアップ時の第２要素１１２に対する第３要素１２２の相対回転（第３要素１２２が駆動側）によって第２要素１１２及び第３要素１２２に係合するように、中心軸Ｏに対する傾斜の向き（スキュー）が設定されている。第２要素１１２の外周面および第３要素１２２の内周面は、中心軸Ｏに対するテーパ角が、第２ローラ１２３が係合できる所定の角度に設定されている。

【0073】

第３クラッチ１３０は入力軸２から回転体１１への回転力の伝達および遮断の切り換えを行なう装置である。第３クラッチ１３０は、第４要素１３１と、第５要素１３２と、第４要素１３１と第５要素１３２との間に介在する複数の第３ローラ１３３と、第３ローラ１３３を保持する第３保持器１３４とを備えている。

【0074】

第４要素１３１は、第１伝達部１０１の径方向外側に配置される円環状の部材であり、第１要素１１１の軸方向に並んで第１伝達部１０１に支持される。第４要素１３１は、第１伝達部１０１に対して相対回転不能、且つ、第１伝達部１０１に対して軸方向へ相対移動不能に第１伝達部１０１に結合する。第４要素１３１は、中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす外周面が形成されており、その外周面の外径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０へ近づくにつれて小さくなる。

【0075】

第５要素１３２は入力軸２の中心軸Ｏを回転中心とする円環状の部材であり、第４要素１３１と間隔をあけて第４要素１３１の径方向外側に配置されている。第５要素１３２は、第４要素１３１に対して相対回転可能、且つ、第４要素１３１に対して軸方向へ相対移動可能に配置されている。第５要素１３２は中心軸Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす内周面が形成されており、その内周面の内径は、中心軸Ｏに沿ってタービン３０へ近づくにつれて小さくなる。第５要素１３２は、内周面の一部が、第４要素１３１の外周面と軸方向に対向する。第５要素１３２は軸方向に並ぶ第２要素１１２に結合し一体化されている。

【0076】

第３ローラ１３３は、第４要素１３１の外周面と第５要素１３２の内周面との間に係合してトルクを伝達する円柱状の部材であり、第４要素１３１と第５要素１３２との間に配置される第３保持器１３４によって周方向に間隔をあけて複数配置され、各々が自転可能に保持される。第３ローラ１３３は、自動車の惰性走行時の第４要素１３１に対する第５要素１３２の相対回転（第５要素１３２が駆動側）によって第４要素１３１及び第５要素１３２に係合するように、中心軸Ｏに対する傾斜の向き（スキュー）が設定されている。第２要素１１２の外周面および第３要素１２２の内周面は、中心軸Ｏに対するテーパ角が、第３ローラ１３３が係合できる所定の角度に設定されている。

【0077】

第２伝達部１３５は、ボールスプラインによって入力軸２に対して軸方向へ移動可能、且つ、入力軸２に対して相対回転不能に支持された円筒状の部材である。第２伝達部１３５は、径方向の外側へ向かって拡がる鍔部１３６が結合されている。第２伝達部１３５は、第１伝達部１０１に対して軸方向へ移動可能、且つ、第１伝達部１０１に対して相対回転可能に配置されている。鍔部１３６は第５要素１３２の軸方向の端部と係合する。第５要素１３２は、鍔部１３６を介して第２伝達部１３５と一体に回転する。第２伝達部１３５及び鍔部１３６は、入力軸２に対して軸方向へ移動できるので、第５要素１３２及び第２要素１１２の軸方向の変位を妨げない。

【0078】

第２ばね１３８はタービン３０の径方向内側の端部と第２要素１１２との間に配置される円環状の皿ばねであり、第２ばね１３８は第２要素１１２及び第５要素１３２をタービン３０から軸方向へ引き離す弾性力を加える。第３ばね１３９は鍔部１３６と第４要素１３１との間に配置される円環状の皿ばねであり、第３ばね１３９は鍔部１３６を第４要素１３１から軸方向へ引き離す弾性力を加える。第２ばね１３８の軸方向の弾性力は第３ばね１３９の軸方向の弾性力より大きく設定されている。

【0079】

第５要素１３２及び第２要素１１２は第２ばね１３８及び規制板１３７によって軸方向の位置が規制される。規制板１３７は円環状の部材であり、内周が、第５要素１３２の外周面に周方向に連続して形成された溝１４０に挿入される。規制板１３７は厚さ方向にシャフト９１が貫通する。アクチュエータ９３の作動により、第２ばね１３８の弾性力に抗して、ストッパ９２、シャフト９１、規制板１３７が軸方向へ押し込まれる。アクチュエータ９３の作動を解除すると、第２ばね１３８の弾性力によりストッパ９２、シャフト９１、規制板１３７が押し戻される。

【0080】

次に図６から図８を参照して、トルクコンバータ１００の使用方法について説明する。図６は発進時のトルクコンバータ１００の断面図であり、図７はロックアップ時のトルクコンバータ１００の断面図であり、図８は惰性走行時のトルクコンバータ１００の断面図である。図６から図８に示す破線は回転力の伝達経路を示しており、矢印は回転力の伝達方向を示している。

【0081】

図６に示すように、自動車の発進時はアクチュエータ９３を作動させてシャフト９１を押し込む。規制板１３７を介して、第２ばね１３８の弾性力に抗して第２要素１１２及び第５要素１３２が軸方向のタービン３０側へ押される。第３要素１２２と第２要素１１２との軸方向の間隔が広がるので、第２ローラ１２３は第２要素１１２及び第３要素１２２に係合できなくなる。一方、第１要素１１１と第２要素１１２との軸方向の間隔が狭まるので、第１要素１１１及び第２要素１１２に第１ローラ１１３が線状に接触する。なお、第４要素１３１と第５要素１３２との軸方向の間隔は広がる。

【0082】

エンジンのクランク軸（図示せず）から回転体１１に回転力が入力されると、連結部１２５を介して第３要素１２２が回転する。しかし、第２要素１１２と第３要素１２２との軸方向の距離が大きいので、第２ローラ１２３は第２要素１１２及び第３要素１２２に係合できない。そのため、第２ローラ１２３及び第２要素１１２を介して第３要素１２２から入力軸２へ回転力は伝達されない。

【0083】

一方、回転体１１に連れてインペラ２２も回転する。インペラ２２によって流体が回転することで、流体を介してタービン３０が回転する。タービン３０の回転力は第１伝達部１０１を介して第１要素１１１へ伝達される。第１要素１１１及び第２要素１１２に線状に接触する第１ローラ１１３は、第１要素１１１と第２要素１１２との間を転動しながら第１要素１１１と第２要素１１２との間に食い込んで係合し、第１要素１１１及び第２要素１１２と一体に回転する。第２要素１１２の回転力は、第５要素１３２、鍔部１３６及び第２伝達部１３５を経て入力軸２へ伝達される。

【0084】

図７に示すように自動車の発進後、ロックアップ時はアクチュエータ９３の作動を解除する。第２ばね１３８の弾性力によって第２要素１１２及び第５要素１３２が、タービン３０から離れる方向へ移動する。第２要素１１２及び第５要素１３２の移動に連れて、規制板１３７及びシャフト９１は押し戻される。第１要素１１１と第２要素１１２との軸方向の間隔が広がるので、第１ローラ１１３は第１要素１１１及び第２要素１１２に係合できなくなる。なお、第４要素１３１と第５要素１３２との軸方向の間隔が狭まり、第３ローラ１３３は第４要素１３１及び第５要素１３２に線状に接触するが、第３ローラ１３３は第４要素１３１及び第５要素１３２に係合できない。

【0085】

一方、第２要素１１２と第３要素１２２との軸方向の間隔が狭まるので、第２ローラ１２３は第２要素１１２及び第３要素１２２に線状に接触する。第２ローラ１２３は、第２要素１１２と第３要素１２２との間を転動しながら第２要素１１２と第３要素１２２との間に食い込んで係合し、第２要素１１２及び第３要素１２２と一体に回転する。その結果、エンジンのクランク軸（図示せず）から回転体１１に入力された回転力は、連結部１２５、第３要素１２２、第２ローラ１２３、第２要素１１２、第５要素１３２、鍔部１３６及び第２伝達部１３５を経て入力軸２へ伝達される。第２クラッチ１２０により、流体を介さずに回転体１１の回転力を入力軸２へ出力するロックアップを行うことができる。

【0086】

図８に示すように第２クラッチ１２０が回転力を伝達した状態で、自動車が、回転体１１をエンジン（図示せず）が駆動しない惰性走行をする場合には、入力軸２から回転力が入力される。入力軸２、第２伝達部１３５、鍔部１３６を経て第５要素１３２が回転すると、第４要素１３１及び第５要素１３２に線状に接触する第３ローラ１３３が、第４要素１３１と第５要素１３２との間を転動する。そのトラクションで第３ローラ１３３は第４要素１３１と第５要素１３２との間に食い込んで係合する。

【0087】

第５要素１３２に連れて第２要素１１２も回転するが、第３要素１２２が被動側、第２要素１１２が駆動側の関係にあるので、第２ローラ１２３は第２要素１１２及び第３要素１２２に接触していても係合できない。一方、第３ローラ１３３が係合した第４要素１３１の回転力は、第１伝達部１０１、タービン３０及びインペラ２２を経て回転体１１へ伝達される。惰性走行時、第３ローラ１３３は転動した後に第４要素１３１と第５要素１３２との間に食い込むので、係合時の衝撃を緩衝できる。

【0088】

トルクコンバータ１００は、第１クラッチ１１０及び第３クラッチ１３０の第２要素１１２及び第５要素１３２が軸方向に並んで配置される。アクチュエータ９３の作動により第２ばね１３８の弾性力に抗して第２要素１１２及び第５要素１３２を一体に軸方向へ移動させ、アクチュエータ９３の作動を解除すると、第２ばね１３８の弾性力（復元力）によって第２要素１１２及び第５要素１３２を一括して移動させることができる。アクチュエータ９３による軸方向の力を第２ばね１３８で受けるので、アクチュエータ９３によるクラッチの切換機構を簡素化できる。

【0089】

第２要素１１２及び第５要素１３２が一体化されているので、第１実施の形態で説明した第１ばね８１及びカム機構８３を省略することができ、構造を簡素化できる。また、第２要素１１２及び第５要素１３２は、一方のクラッチのローラが係合すると他方のクラッチのローラの係合が解除される。よって、第１クラッチ１１０及び第３クラッチ１３０が同時に係合する２重噛み合いを防止できる。

【0090】

第２ローラ１２３は、ロックアップ時に、第２要素１１２に対して第３要素１２２が駆動するとき（力行時）に係合し、第３ローラ１３３は、第４要素１３１に対して第５要素１３２が駆動するとき（惰性走行時）に係合する。ロックアップ時は、第２ばね１３８の弾性力によって、第２要素１１２及び第３要素１２２に第２ローラ１２３が接触し、第４要素１３１及び第５要素１３２に第３ローラ１３３が接触するので、力行と惰性走行との切り換えによって瞬時にクラッチの切り換えができる。

【0091】

第３クラッチ１３０を入力軸２からタービン３０への回転力の伝達が可能な構造とし、係合および解除を同時にできるように第２クラッチ１２０及び第３クラッチ１３０に所定のテーパ角を設定する事で、駆動力のドライブとコースト力の繰り返しによる動力の伝達経路の切換えを迅速にでき、且つ、２つのクラッチが同時に係合する２重噛み合いを防止できる。

【0092】

図８に示す惰性走行時にアクチュエータ９３を作動させてシャフト９１を押し込むと、規制板１３７により第２要素１１２及び第５要素１３２がタービン３０側に近づけられる。その結果、第３ローラ１３３の係合が解除されて第３クラッチ１３０による回転力の伝達が遮断される一方、第１ローラ１１３が係合できる状態になり、第１クラッチ１１０により回転力が伝達できる状態になる。第２クラッチ１２０による回転力の伝達は遮断される（図６参照）。第１クラッチ１１０以外は入力軸２に結合されないようにできるので、エンジン（図示しない）からのトルクが入力軸２及び変速機（図示せず）に伝わらないようにできる。このようにすることでＭＴやＡＭＴ、ＤＣＴ等のＭＴベースの変速機では、変速機を一旦ニュートラルレンジにして、駆動系の回転数を合せた後にシフトダウンができる。

【0093】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0094】

上記各実施の形態では、第１ローラ５３，１１３、第２ローラ６３，１２３、第３ローラ７３，１３３が係合する面を単葉回転双曲面で形成し、第１ローラ５３，１１３、第２ローラ６３，１２３、第３ローラ７３，１３３を円柱状にする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他のローラ、及び、ローラが係合する面を採用することは当然可能である。他の形態としては、例えばローラが係合する面を単葉回転双曲面で形成し、ローラを円錐状とするもの、ローラが係合する面を円錐状面とするもの、ローラが係合する面を円筒状としたり、ローラを鼓状、太鼓状や円筒状としたりするもの等が挙げられる。

【0095】

上記各実施の形態では、ケース１２に封入された流体（オイル）の一部を蓄えるアキュームレータ１３を設けたトルクコンバータ１０，１００について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、アキュームレータ１３に代えて、トルクコンバータ１０，１００の流体（オイル）の一部を変速機（図示せず）に排出するドレーン油路を設けることは当然可能である。

【0096】

上記各実施の形態では、第３クラッチ７０，１３０が、中心軸Ｏに対して傾斜するローラ（第３ローラ７３，１３４）を係合子とするものを説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、他の係合子や、係合子が係合する他の要素をもつ他のクラッチを採用することは当然可能である。他のクラッチとしては、係合子がカム面をもつスプラグ式、係合子が係合する要素がカム面をもつローラ式等が挙げられる。これらのクラッチの場合、係合子が係合するときにショックが発生することがあるが、自動車が惰性走行する場合の入力軸２の回転力をトルクコンバータへ入力できる。

【符号の説明】

【0097】

２ 入力軸
１０，１００ トルクコンバータ
１１ 回転体
２２ インペラ
３０ タービン
５０，１１０ 第１クラッチ
５１，１１１ 第１要素（要素）
５２，１１２ 第２要素（要素）
５３，１１３ 第１ローラ（ローラ）
５４，１１４ 第１保持器（保持器）
６０，１２０ 第２クラッチ
６１ 第３要素（要素）
６２ 第４要素（要素）
６３，１２３ 第２ローラ（ローラ）
６４，１２４ 第２保持器（保持器）
７０，１３０ 第３クラッチ
７２ 第５要素（要素）
７３，１３３ 第３ローラ（ローラ）
７４，１３４ 第３保持器（保持器）
８１ 第１ばね
８２，１３８ 第２ばね
８３ カム機構
９３ アクチュエータ
１２２ 第３要素（要素）
１３１ 第４要素（要素）
１３２ 第５要素（要素）
Ｏ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】