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特表2022-532175デュアルピストンアセンブリ及びセレクタブルワンウェイクラッチを有する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
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-13
(54)【発明の名称】デュアルピストンアセンブリ及びセレクタブルワンウェイクラッチを有する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
(51)【国際特許分類】
F16H 45/02 20060101AFI20220706BHJP
B60K 6/40 20071001ALI20220706BHJP
B60K 6/36 20071001ALI20220706BHJP
B60K 6/485 20071001ALI20220706BHJP
【ＦＩ】
F16H45/02 X
F16H45/02 Y ZHV
B60K6/40
B60K6/36
B60K6/485
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021566513
(86)(22)【出願日】2020-04-29
(85)【翻訳文提出日】2022-01-11
(86)【国際出願番号】 KR2020005781
(87)【国際公開番号】W WO2020231052
(87)【国際公開日】2020-11-19
(31)【優先権主張番号】16/408,698
(32)【優先日】2019-05-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519225255
【氏名又は名称】ヴァレオ、カペック、カンパニー、リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＫＡＰＥＣ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100127465
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 幸裕
(74)【代理人】
【識別番号】100164688
【弁理士】
【氏名又は名称】金川 良樹
(72)【発明者】
【氏名】シュエシアン、イン
【テーマコード（参考）】
3D202
【Ｆターム（参考）】
3D202AA09
3D202EE12
3D202EE15
3D202EE16
3D202EE22
3D202EE23
3D202FF15
(57)【要約】
ハイブリッド電気車両用の流体力学的トルク結合装置は、回転軸を中心に回転可能なケーシングと、インペラホイール及タービンホイールを含むトルクコンバータと、
デュアルピストンアセンブリを含むロックアップクラッチと、前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチと、を備える。セレクタブルワンウェイクラッチは、アウターレースと、複数のトルク伝達要素と、前記トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記トルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含む。デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、アクチュエータロッドを有する少なくとも１つの二次ピストンと、を含む。複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれのトルク伝達要素は、アクチュエータ部材に作用する少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンのアクチュエータロッドの軸方向の移動によって移動可能である。
デュアルピストンアセンブリを含むロックアップクラッチと、前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチと、を備える。セレクタブルワンウェイクラッチは、アウターレースと、複数のトルク伝達要素と、前記トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記トルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含む。デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、アクチュエータロッドを有する少なくとも１つの二次ピストンと、を含む。複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれのトルク伝達要素は、アクチュエータ部材に作用する少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンのアクチュエータロッドの軸方向の移動によって移動可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハイブリッド電気車両用の流体力学的トルク結合装置であって、回転軸を中心に回転可能なケーシングと、
インペラホイール及び前記インペラホイールと同軸に前記ケーシング内に配置されるタービンホイールを含むトルクコンバータと、
デュアルピストンアセンブリを含み、前記タービンホイールが前記ケーシングに対して回転可能となる流体圧伝達モードと、前記タービンホイールが前記ケーシングに回転可能でなく結合するロックアップモードとの間に切り換え可能なロックアップクラッチと、
前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチであって、アウターレースと、それぞれが第１及び第２トルク伝達要素を有する複数のトルク伝達要素のペアと、前記第１及び第２トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記第１トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含むセレクタブルワンウェイクラッチと、を備え、
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１及び第２トルク伝達要素はそれぞれ、前記アウターレースが回転可能でなく前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに結合される噛み合い位置と、前記アウターレースが前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに対して回転可能となる非噛み合い位置との間で、前記アウターレース及び前記インナーレースのうちの少なくともいずれかに対して選択的に周方向に移動可能であり、
前記デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、前記メインピストンに取り付けられ且つ前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能である少なくとも１つの二次ピストンと、を含み、
前記デュアルピストンアセンブリの前記メインピストンは、前記メインピストンが回転可能ではなく前記ケーシングに結合されるロックアップ位置と、前記メインピストンが前記ケーシングに対して回転可能である非ロックアップ位置との間で、前記ケーシング及び前記少なくとも１つの二次ピストンに対して選択的に軸方向に移動可能であり、
前記少なくとも１つの二次ピストンは、前記少なくとも１つの二次ピストンと単一となる複数のアクチュエータロッドを有し、
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記アクチュエータ部材に作用する前記少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンの前記アクチュエータロッドの軸方向の移動によって、選択的に周方向に、前記噛み合い位置から前記非噛み合い位置に移動可能である、ハイブリッド電気車両用の流体力学的トルク結合装置。
【請求項2】
前記アウターレースは、前記ケーシングに回転可能でなく固定され、前記インナーレースは、前記ケーシングに対して回転可能である、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項3】
前記アクチュエータ部材のそれぞれは、前記少なくとも１つの二次ピストンの前記アクチュエータロッドのうちの１つと協働するように構成される、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項4】
前記デュアルピストンアセンブリは、前記メインピストンに取り付けられ且つ前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能な複数の前記二次ピストンを含み、前記二次ピストンのそれぞれは、前記二次ピストンのうちの１つと単一となる前記アクチュエータロッドのうちの１つを有する、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項5】
前記アクチュエータ部材のそれぞれは、前記インナーレースの内側軌道面に沿って周方向に移動可能である、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項6】
前記第１及び第２トルク伝達要素は、それぞれ、第１及び第２ローラーである、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項7】
前記アクチュエータ部材のそれぞれは、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１ローラーのうちの１つと隣り合い且つ噛み合うように構成された支持部分と、前記第１ローラーから離れ、前記支持部分から外側に延びる作用部分と、を含む、請求項６に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項8】
前記少なくとも１つの二次ピストンの前記アクチュエータロッドのぞれぞれの自由遠位端は、前記ピストンロッドのそれぞれの先端と隣り合う円錐部分を有する、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項9】
前記少なくとも１つの二次ピストンの前記アクチュエータロッドのそれぞれの前記自由遠位端の前記円錐部分は、前記アクチュエータ部材のうちの１つの作用部分の作用端と協働するように構成されている、請求項８に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項10】
前記少なくとも１つの二次ピストンは、延在位置と、前記メインピストンに対する退避位置との間で、前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能であり、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記少なくとも１つの二次ピストンが前記延在位置にあるとき、前記噛み合い位置になり、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記少なくとも１つの二次ピストンが前記退避位置にあるとき、前記非噛み合いになる、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項11】
前記少なくとも１つの二次ピストンは、少なくとも１つの圧縮バネにより、前記延在位置に向けて前記軸方向に付勢される、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項12】
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１及び第２トルク伝達要素は、そｚれお、対応する第１及び第２バネにより、前記噛み合い位置に付勢される、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項13】
前記アウターレースの径方向での内側面は、均等に周方向に間隔を空けて一対で配置される複数の第１及び第２カムランプを含み、前記第１及び第２カムランプのペアの数は、前記トルク伝達要素のペアの数に対応する、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項14】
前記ケーシングの外に配置されるねじり振動ダンパーを更に備え、前記セレクタブルワンウェイクラッチは、前記ケーシングと前記ねじり振動ダンパーとの間に配置される、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項15】
前記ねじり振動ダンパーは、駆動部材と、被動部材と、前記駆動部材と前記被動部材との間で互いに直列に配置される、周方向に作用する複数の弾性部材と、を含む、請求項１４に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項16】
前記アウターレースは、前記ケーシングに移動可能でなく固定され、前記インナーレースは、前記ねじり振動ダンパーの前記駆動部材に移動可能でなく固定され且つ前記ケーシングに対して回転可能である、請求項１５に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項17】
前記ケーシングは、カバー覆い部と、軸方向で前記カバー覆い部の反対で前記カバー覆い部と同軸に配置されるインペラ覆い部とを含み、前記カバー覆い部及び前記インペラ覆い部は、互いに移動可能でなく結合される、請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項18】
前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記アウターレースは、前記ケーシングの前記カバー覆い部に回転可能でなく固定され、前記インナーレースは、前記ケーシングに対して回転可能である、請求項１７に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項19】
前記メインピストンは、径方向に配向された環状のピストン本体と、筒状のフランジを有する環状のハブ部分と、を含み、前記少なくとも１つの二次ピストンは、ヘッド部材と、前記少なくとも１つの二次ピストン内で中空チャンバを形成する筒状のスカート部と、前記メインピストン及び前記ケーシングの前記カバー覆い部を通して前記ヘッド部材から軸方向に延びるピストンロッドと、を有する、請求項１７に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項20】
前記メインピストンは、径方向に配向された環状のピストン本体と、前記二次ピストンを受容する軸方向に突出する少なくとも１つのボスとを含み、前記少なくとも１つの二次ピストンは、前記メインピストンの少なくとも１つの前記ボス及び前記カバー覆い部に対して軸方向に移動可能である、請求項１７に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項21】
前記ケーシングの前記カバー覆い部は、前記ケーシングの前記カバー覆い部に一体に形成され、軸方向に突出し、且つ前記メインピストンの少なくとも１つの前記ボスを充当する少なくとも１つのピストンカップを含み、前記メインピストンの少なくとも１つの前記ボスは、前記ケーシングの前記カバー覆い部の少なくとも１つの前記ピストンカップに対して、前記軸方向に移動可能である、請求項２０に記載の流体力学的トルク結合装置。
【請求項22】
内燃機関及び電気機械を備えるハイブリッド電気車両用の流体力学的トルク結合装置の操作方法であって、前記流体力学的トルク結合装置は、
回転軸を中心に回転可能であり、前記電気機械に動力伝達可能に結合されるケーシングと、
インペラホイール及び前記インペラホイールと同軸に前記ケーシング内に配置されるタービンホイールを含むトルクコンバータと、
デュアルピストンアセンブリを含み、前記タービンホイールが前記ケーシングに対して回転可能となる流体圧伝達モードと、前記タービンホイールが前記ケーシングに回転可能でなく結合するロックアップモードとの間に切り換え可能なロックアップクラッチと、
前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチであって、アウターレースと、それぞれが第１及び第２トルク伝達要素を有する複数のトルク伝達要素のペアと、前記第１及び第２トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記第１トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含むセレクタブルワンウェイクラッチと、を備え、
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１及び第２トルク伝達要素はそれぞれ、前記アウターレースが回転可能でなく前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに結合される噛み合い位置と、前記アウターレースが前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに対して回転可能となる非噛み合い位置との間で、前記アウターレース及び前記インナーレースのうちの少なくともいずれかに対して選択的に周方向に移動可能であり、
前記デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、前記メインピストンに取り付けられ且つ前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能である少なくとも１つの二次ピストンと、を含み、
前記デュアルピストンアセンブリの前記メインピストンは、前記メインピストンが回転可能ではなく前記ケーシングに結合されるロックアップ位置と、前記メインピストンが前記ケーシングに対して回転可能である非ロックアップ位置との間で、前記ケーシング及び前記少なくとも１つの二次ピストンに対して選択的に軸方向に移動可能であり、
前記少なくとも１つの二次ピストンは、前記少なくとも１つの二次ピストンと単一となる複数のアクチュエータロッドを有し、
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記アクチュエータ部材に作用する前記少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンの前記アクチュエータロッドの軸方向の移動によって、選択的に周方向に、前記噛み合い位置から前記非噛み合い位置に移動可能であり、
当該操作方法は、前記噛み合い位置及び前記非噛み合い位置のうちの所望のいずれかに前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記第１トルク伝達要素を構成するために、前記メインピストン及び前記少なくとも１つの二次ピストンへの流体圧の調節によって、前記デュアルロックアップピストンアセンブリの軸方向の移動を選択的に制御するステップを備える、流体力学的トルク結合装置の操作方法。
【請求項23】
内燃機関と、少なくとも１つの電気機械と、機械的に前記内燃機関と前記少なくとも１つの電気機械とを結合する流体力学的トルク結合装置とを備えるハイブリッド電気車両であって、前記流体力学的トルク結合装置は、
回転軸を中心に回転可能なケーシングと、
インペラホイール及び前記インペラホイールと同軸に前記ケーシング内に配置されるタービンホイールを含むトルクコンバータと、
デュアルピストンアセンブリを含み、前記タービンホイールが前記ケーシングに対して回転可能となる流体圧伝達モードと、前記タービンホイールが前記ケーシングに回転可能でなく結合するロックアップモードとの間に切り換え可能なロックアップクラッチと、
前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチであって、アウターレースと、それぞれが第１及び第２トルク伝達要素を有する複数のトルク伝達要素のペアと、前記第１及び第２トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記第１トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含むセレクタブルワンウェイクラッチと、を備え、
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１及び第２トルク伝達要素はそれぞれ、前記アウターレースが回転可能でなく前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに結合される噛み合い位置と、前記アウターレースが前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに対して回転可能となる非噛み合い位置との間で、前記アウターレース及び前記インナーレースのうちの少なくともいずれかに対して選択的に周方向に移動可能であり、
前記デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、前記メインピストンに取り付けられ且つ前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能である少なくとも１つの二次ピストンと、を含み、
前記デュアルピストンアセンブリの前記メインピストンは、前記メインピストンが回転可能ではなく前記ケーシングに結合されるロックアップ位置と、前記メインピストンが前記ケーシングに対して回転可能である非ロックアップ位置との間で、前記ケーシング及び前記少なくとも１つの二次ピストンに対して選択的に軸方向に移動可能であり、
前記少なくとも１つの二次ピストンは、前記少なくとも１つの二次ピストンと単一となる複数のアクチュエータロッドを有し、
前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記アクチュエータ部材に作用する前記少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンの前記アクチュエータロッドの軸方向の移動によって、選択的に周方向に、前記噛み合い位置から前記非噛み合い位置に移動可能である、ハイブリッド電気車両。
【請求項24】
ハイブリッド電気車両であって、内燃機関と、
電気機械と、
前記内燃機関、前記電気機械及び地面に接地するホイールに操作可能に関連するトルク伝達システムと、
前記トルク伝達システムに操作可能に関連する請求項１に記載の流体力学的トルク結合装置と、を備える、ハイブリッド電気車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体結合装置に関し、より詳しくは、デュアルピストン構造及びセレクタブルワンウェイクラッチを有する、車両ハイブリッドパワートレインシステム用の流体力学的トルク結合装置及びそれを形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
公知のハイブリッドパワートレインシステムは、内燃機関と、電気モーター／発電機とを含み、電気モーター／発電機は、牽引力用の動力伝達経路にトルクを伝達するべく車両トランスミッションに結合される。公知の電気モーター／発電機は、バッテリのようなエネルギー貯蔵システムから電力を供給される。ハイブリッドパワートレインシステムは、車両ホイールへの推進力を生成及び伝達するために、複数のモードで作動してもよい。
【0003】
上述に限定されないが上述を含むハイブリッドパワートレインシステムは、車両動力伝達経路の適用及び状態に関して受け入れられていることが判明しているが、性能及びコストは改良可能である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第１の態様によれば、ハイブリッド電気車両用の流体力学的トルク結合装置であって、回転軸を中心に回転可能なケーシングと、インペラホイール及び前記インペラホイールと同軸に前記ケーシング内に配置されるタービンホイールを含むトルクコンバータと、デュアルピストンアセンブリを含み、前記タービンホイールが前記ケーシングに対して回転可能となる流体圧伝達モードと、前記タービンホイールが前記ケーシングに回転可能でなく結合するロックアップモードとの間に切り換え可能なロックアップクラッチと、前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチと、を備える。セレクタブルワンウェイクラッチは、アウターレースと、それぞれが第１及び第２トルク伝達要素を有する複数のトルク伝達要素のペアと、前記第１及び第２トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記第１トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含む。前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１及び第２トルク伝達要素はそれぞれ、前記アウターレースが回転可能でなく前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに結合される噛み合い位置と、前記アウターレースが前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに対して回転可能となる非噛み合い位置との間で、前記アウターレース及び前記インナーレースのうちの少なくともいずれかに対して選択的に周方向に移動可能である。前記デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、前記メインピストンに取り付けられ且つ前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能である少なくとも１つの二次ピストンと、を含む。前記デュアルピストンアセンブリの前記メインピストンは、前記メインピストンが回転可能ではなく前記ケーシングに結合されるロックアップ位置と、前記メインピストンが前記ケーシングに対して回転可能である非ロックアップ位置との間で、前記ケーシング及び前記少なくとも１つの二次ピストンに対して選択的に軸方向に移動可能である。前記少なくとも１つの二次ピストンは、前記少なくとも１つの二次ピストンと単一となる複数のアクチュエータロッドを有する。前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記アクチュエータ部材に作用する前記少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンの前記アクチュエータロッドの軸方向の移動によって、選択的に周方向に、前記噛み合い位置から前記非噛み合い位置に移動可能である。
【0005】
本発明の第２の態様によれば、内燃機関及び電気機械を備えるハイブリッド電気車両用の流体力学的トルク結合装置の操作方法が開示される。前記流体力学的トルク結合装置は、回転軸を中心に回転可能であり、前記電気機械に動力伝達可能に結合されるケーシングと、インペラホイール及び前記インペラホイールと同軸に前記ケーシング内に配置されるタービンホイールを含むトルクコンバータと、デュアルピストンアセンブリを含み、前記タービンホイールが前記ケーシングに対して回転可能となる流体圧伝達モードと、前記タービンホイールが前記ケーシングに回転可能でなく結合するロックアップモードとの間に切り換え可能なロックアップクラッチと、前記ケーシングの外に配置されるセレクタブルワンウェイクラッチと、を備える。セレクタブルワンウェイクラッチは、アウターレースと、それぞれが第１及び第２トルク伝達要素を有する複数のトルク伝達要素のペアと、前記第１及び第２トルク伝達要素を介して前記アウターレースに動力伝達可能に且つ回転可能でなく結合可能であるインナーレースと、前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれにおいて前記第１トルク伝達要素を周方向に移動させるように構成された複数のアクチュエータ部材と、を含む。前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１及び第２トルク伝達要素はそれぞれ、前記アウターレースが回転可能でなく前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに結合される噛み合い位置と、前記アウターレースが前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記インナーレースに対して回転可能となる非噛み合い位置との間で、前記アウターレース及び前記インナーレースのうちの少なくともいずれかに対して選択的に周方向に移動可能である。前記デュアルピストンアセンブリは、メインピストンと、前記メインピストンに取り付けられ且つ前記メインピストン及び前記ケーシングに対して軸方向に移動可能である少なくとも１つの二次ピストンと、を含む。前記デュアルピストンアセンブリの前記メインピストンは、前記メインピストンが回転可能ではなく前記ケーシングに結合されるロックアップ位置と、前記メインピストンが前記ケーシングに対して回転可能である非ロックアップ位置との間で、前記ケーシング及び前記少なくとも１つの二次ピストンに対して選択的に軸方向に移動可能である。前記少なくとも１つの二次ピストンは、前記少なくとも１つの二次ピストンと単一となる複数のアクチュエータロッドを有する。前記複数のトルク伝達要素のペアのそれぞれの前記第１トルク伝達要素は、前記アクチュエータ部材に作用する前記少なくとも１つのロックアップでの二次ピストンの前記アクチュエータロッドの軸方向の移動によって、選択的に周方向に、前記噛み合い位置から前記非噛み合い位置に移動可能である。そして、当該流体力学的トルク結合装置の操作方法は、前記噛み合い位置及び前記非噛み合い位置のうちの所望のいずれかに前記セレクタブルワンウェイクラッチの前記第１トルク伝達要素を構成するために、前記メインピストン及び前記少なくとも１つの二次ピストンへの流体圧の調節によって、前記デュアルロックアップピストンアセンブリの軸方向の移動を選択的に制御するステップを備える。
【0006】
装置、機器、システム、コンバーター、方法及び本発明の一部を構成するようなものを含む本発明の他の態様は、例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、より明らかになり得る。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
次に、添付図面に示されるような本発明の例示的な実施形態および方法について詳細に言及するが、図面全体において、同様の参照文字が同様の部分または対応する部分を指定している。しかしながら、その広い態様における本発明は、例示的な実施形態および方法に関連して示され且つ説明される特定の詳細、代表的な装置および方法、ならびに例示的な実施例に限定されないことに留意されたい。
【0009】
この例示的な実施形態の説明は、添付の図面と関連して読まれることを意図しており、これら図面、詳細な説明全体の一部とみなされるものとする。詳細な説明において、「水平」、「垂直」、「上」、「下」、「上側」、「下側」、「右」、「左」、「頂」、「底」などの相対的な用語、およびその派生語（例えば、「水平に」、「下に」、「上に」など）は、そのとき説明された、または議論中の病害されている図に示された向きに言及すると解釈すべきものである。これらの相対的な用語は、詳細な説明の便宜のためのものであり、通常、特定の方向性を要求することを意図していない。「接続された」、「相互接続された」などの取り付け、結合などに関する用語は、明示的に別記されていない限り、構造が直接または介在する構造を通して間接的に互いに固定または取り付けられる関係、ならびに可動または固定的の両方の取り付けまたは関係を指す。「操作可能に接続された」という用語は、その関係によって関連する構造が意図したとおりに動作することを可能にするような取り付け、結合または接続を意味する。「一体型」（または「単一となる」）という用語は、単一の部品として作られた部品、または互いに固定的に（すなわち移動不能に）接続された別々の部品からなる部品に関するものである。さらに、特許請求の範囲で使用される単語「１つ」は「少なくとも1つ」を意味し、特許請求の範囲で使用される単語「2」は「少なくとも2つ」を意味する。明確化のために、関連技術で知られているいくつかの技術資料は、不必要に開示を不明瞭にしないために詳細に記載されていない。
【0010】
図１は、本発明に係るハイブリッド自動車のハイブリッドパワートレインシステム２を示す概略図である。ハイブリッドパワートレインシステム２は、内燃機関（ＩＣＥ）４と、少なくとも1つの回転電機（モータ、発電機、モータ／発電機など）６と、を含む複数のトルク発生装置から構成される。ＩＣＥ４と電気機械６は、流体力学的トルク結合装置１０と、トランスミッション３を介して機械的に結合され、推進力を車両ホイール１に伝達する。本発明の流体力学的トルク結合装置１０は、流体力学的トルク結合装置１０およびトランスミッション３を介して結合された内燃機関４および電気機械6を含む任意の適切なパワートレイン構成に採用され得る。ハイブリッドパワートレインシステム２は、乗用車、小型又は大型トラック、実用車、農業用車両、産業／倉庫用車両、娯楽用オフロード車両等を含む車両に採用されてもよいが、これらに限定されるわけではない。
【0011】
ハイブリッドパワートレインシステム３は、ＩＣＥ４と電気機械６とが、流体力学的トルク結合装置１０を採用するトランスミッション３に機械的に結合されるように構成されている。
【0012】
本発明の例示的な実施形態による流体力学的トルク結合装置は、図２に最もよく示されているように、添付図面において参照符号１０で概略的に表されている。流体力学的トルク結合装置１０は、例えばハイブリッド自動車のハイブリッドパワートレインシステム２において、第1及び／又は第2の駆動軸を被動軸８に結合させることを目的としている。この場合、第1駆動軸は、図1に最もよく示されるように、ハイブリッド自動車のＩＣＥ４の出力軸（クランク軸など）5であり、第２駆動軸は、回転電機６の出力軸７である。従動軸８は、図1に示すように、ハイブリッド自動車が有するトランスミッション（またはギアボックス）３の入力軸である。したがって、流体力学的トルク結合装置１０は、ハイブリッド自動車のＩＣＥ４および／または回転電機６を従動軸８に結合させるためのものである。
【0013】
流体力学的トルク結合装置１０は、オイルやトランスミッション液などの流体が充填され、回転軸Ｘを中心に回転可能な密閉ケーシング１２と、流体力学的トルクコンバーター１４と、ロックアップクラッチ１６と、弾性減衰装置（またはねじり振動ダンパ）１８と、セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）９０と、を備えている。図2に最もよく示されるように、ロックアップクラッチ１６はケーシング１２内に配置され、ねじり振動ダンパ１８およびＳＯＷＣ９０は、ケーシング１２の外に配置される。
【0014】
密閉ケーシング１２、トルクコンバータ１４、ロックアップクラッチ１６、ねじり振動ダンパ１８及びＳＯＷＣ９０は、いずれも回転軸Ｘを中心に回転可能である。当技術分野で知られているように、トルク結合装置１０は、回転軸Ｘを中心に概ね対称的である。以下では、トルク結合装置１０の回転軸Ｘに対する軸方向および径方向の配向とする。「軸方向に」、「半径方向に」、「周方向に」といった相対的な用語は、それぞれ、回転軸Ｘに平行な方向、回転軸Ｘに垂直な方向、および回転軸Ｘの周りに周回する方向に関するものとする。
【0015】
図２に示されるような例示的な実施形態による密閉ケーシング１２は、第１の覆い部（又はカバー覆い部）２０と、第1の覆い部２０と同軸に、かつ軸方向に反対側に配置された第2の覆い部（又はインペラ覆い部）２２と、を含む。第１および第１の覆い部２０、２２は、溶接部分１３などによって、それらの外周部について相互に移動可能でなく（すなわち、固定的に）連結され、封止される。第１及び第２の覆い部２０、２２の各々は、一体型又は一体物（ワンピース）であり、例えば、ワンピースの金属板をプレス成形することにより製造することができる。
【0016】
第1の覆い部２０は、ねじり振動ダンパー１８およびＳＯＷＣ９０を介して、駆動軸、典型的にはＩＣＥ４の出力軸５に選択的に動力伝達可能に連結可能である。
【0017】
具体的には、図2の図示された実施形態では、ケーシング１２は、ＩＣＥ４によって選択的に回転駆動され、ＳＯＷＣ９０を介してねじり振動ダンパ１８および駆動軸５に、選択的に動力伝達可能に結合される。
【0018】
さらに、ケーシング１２は、回転機械６の出力軸７に、ＳＯＷＣ９０と一体的に形成され又は取り付けられ且つケーシング１２に非可動（すなわち固定）的に（例えば溶接等の適宜の手段で）取り付けられたリングギア（またはスプロケット）及び連続ベルト9（またはピニオンギア）を介して動力伝達可能に（回転可能でなく）連結され、ケーシング１２は、回転機械６がトルク伝達用に作動する速度と同じ速度で回転する。
【0019】
トルクコンバータ１３は、図２に最もよく示されるように、インペラホイール（ポンプ、インペラアセンブリまたはインペラということもある）２４と、タービンホイール（タービンアセンブリまたはタービンということもある）２６と、インペラホイール２４とタービンホイール２６との間に軸方向に介在するステータ（リアクタということもある）２８と、を含んでいる。インペラホイール２４、タービンホイール２６、およびステータ２８は、互いに回転軸Ｘと同軸に配置され、インペラホイール２４、タービンホイール２６、およびステータ２８は、集合的にトーラスを形成している。インペラホイール２４とタービンホイール２６は、当技術分野で知られているように、動作中に互いに流体的に結合され得る。言い換えれば、タービンホイール２６は、インペラホイール２４によって流体力学的に駆動可能である。
【0020】
インペラホイール２４は、インペラ覆い部２２と、環状のインペラーコアリング３１と、インペラ覆い部２２及びインペラーコアリング３１にろう付けなどで固定的に（すなわち、移動可能でなく）取り付けられた複数のインペラブレード３２と、を含んでいる。インペラ覆い部２２は、一体型（またはユニット型）部品であり、例えば、単一の部品または別々の部品を固定的に連結して作られている。
【0021】
タービンホイール２６は、図２及び図３に最もよく示されているように、回転軸Ｘを中心に回転可能な環状の半トロイド状（又は凹状）のタービン覆い部３４と、環状のタービンコアリング３５と、タービンシェル３４及びタービンコアリング３５にろう付けなどで固定的に（すなわち、移動可能でなく）取り付けられた複数のタービンブレード３６と、を含んでいる。タービンシェル３４、タービンコアリング３５、タービンブレード３６は、一般に、スチールブランクからプレス加工により形成されている。インペラ覆い部２２とタービン覆い部３４は、まとめてその間にトロイダル内室（またはトーラス室）ＣＴを画定している。ステータ２８は、インペラホイール２４とタービンホイール２６の間に配置され、タービンホイール２６からインペラホイール２４に戻る流体を効率的に方向転換させる。ステータ２８は、通常、ステータ２８の逆回転を防止するために、ワンウェイ（またはオーバーランニング）クラッチ３０に取り付けられている。
【0022】
タービンホイール２６は、リベット、ネジ付きファスナーまたは溶接などの適切な手段によって、タービン（または出力）ハブ４０に回転可能でなく固定される。タービンハブ４０は、従動軸８に対して回転可能でなくスプライン結合されている。タービンハブ４０は、回転軸Ｘを中心に回転可能であり、タービンホイール２６を従動軸８にセンタリングするように従動軸８と同軸に配置されている。一般に、タービンホイール２６のタービンブレード３６は、既知の方法で、インペラホイール２４のインペラブレード３２と相互作用する。ステータ２８は、ワンウェイ（またはオーバーランニング）クラッチ３０を介して、静止しているステータシャフト２９に回転結合されている。
【0023】
タービン軸回転数が低いときには、インペラホイール２４からタービンホイール２６に作動流体が流れ、ステータ２８を通ってインペラホイール２４に戻るようになり、それによって第1動力流路が提供される。ステータ２８は、ワンウェイクラッチ３０によって回転に対して保持され、流体の流れを方向転換し、トルク増のための反力トルクを与えることができるようになっている。ワンウェイクラッチ３０は、ステータ２８の一方向への回転のみを許容する。言い換えると、ステータ２８は、典型的には、ステータ２８の逆回転を防止するために、ワンウェイクラッチ３０に取り付けられる。
【0024】
トルク結合装置10のロックアップクラッチ１６は、摩擦リング４２と、カバー覆い部２０から軸方向に移動可能なデュアルピストンアセンブリ４４と、を含む。摩擦リング４２は、図４および図５に最もよく示されているように、ケーシング１２のカバー覆い部２０上に規定されたロック（または内側係合）面１２ｅから、回転軸Ｘに沿ってケーシング１２に対して軸方向に移動可能である。摩擦リング４２は、ケーシング１２のカバー覆い部２０のロック面１２ｅに選択的に摩擦係合するように構成されている。 摩擦リング４２は、デュアルピストンアセンブリ４４とカバー覆い部２０との間に軸方向に配置されている。
【0025】
デュアルピストンアセンブリ４４は、それに対して回転可能なようにカバーハブ４６に取り付けられている。さらに、デュアルピストンアセンブリ４４は、カバーハブ４６に沿って軸方向に移動可能である。カバーハブ４６は、溶接などの適切な手段により、カバー覆い部２０に移動可能でなく取り付けられている。そして、カバーハブ４６は、タービンハブ４０に対して相対的に回転移動可能に、タービンハブ４０に摺動自在に取り付けられている。
【0026】
密閉ケーシング１２とデュアルピストンアセンブリ４４は、まとめて、インペラ覆い部２２とデュアルピストンアセンブリ４４との間に、流体的に密閉された適用チャンバＣＡを規定し、カバー覆い部２０とデュアルピストンアセンブリ４４とカバーハブ４６の間に、流体的に密閉された解放チャンバＣＲを規定する。流体力学的トルク結合装置が、典型的には、流体ポンプと、流体力学的トルク結合装置の流体圧を制御し調節する制御機構と、を含むことは、当業者に知られている。制御機構は、バルブシステムの操作により、適用チャンバＣＡおよび解放チャンバＣＲ（すなわち、ロックアップピストンの軸方向の対向する側）の圧力を調節し、ロックアップピストンを、意図された１つの操作モードに関連する所望の位置に選択的に配置する。
【0027】
摩擦リング４２は、図４および図５に最もよく示されているように、概して径方向に配向した環状の摩擦部分４８と、摩擦リング４２の摩擦部分４８から軸方向の外方に延びる１つまたは複数の駆動タブ（または接触要素）５０と、を含んでいる。
【0028】
さらに、駆動タブ５０は、互いに等角度、等距離に配置されている。摩擦部４８と駆動タブ５０を有する摩擦リング４２は、例えば、単一または一体の部品からなる一体型（またはユニット型）であるが、別々の部品が固定的に接続されたものであってもよい。好ましくは、駆動タブ５０は、摩擦リング４２に一体的にプレス成形される。摩擦リング４２は、タービン覆い部３４の外周面に溶接などの適宜の手段で固定された駆動タブ５０およびタービンタブ３７を介して、タービンホイール26と動力伝達可能に噛み合う。言い換えれば、駆動タブ５０は、摩擦リング４２をケーシング１２のロック面１２ｅに対して選択的に係合させるようにタービン覆い部３４に対して回転軸Ｘに沿って軸方向に移動可能でありながら摩擦リング４２がタービンホイール２６に回転可能でなく結合されるように、タービンタブ３７に動力伝達可能に噛み合う。
【0029】
摩擦リング４２の環状摩擦部４８は、図５に最もよく示すように、軸方向に対向する第1摩擦面４８１および第２摩擦面４８２をそれぞれ有している。摩擦リング４２の第１摩擦面４８１（摩擦リング４２の係合面を規定する）は、ケーシング１２のカバー覆い部２０のロック面１２ｅに対向している。摩擦リング４２の環状摩擦部４８の第１摩擦面４８１と第２摩擦面４８２のそれぞれには、図５に最もよく示すように、接着剤による接着などで環状摩擦ライナ４９が取り付けられている。
【0030】
デュアルピストンアセンブリ４４は、カバーハブ４６に対して回転可能なようにカバーハブ４６に取り付けられる。さらに、デュアルピストンアセンブリ４４は、カバーハブ４６に沿って軸方向に移動可能である。デュアルピストンアセンブリ４４は、図４及び図５に最も良く示されているように、カバー覆い部２０に対して軸方向に移動可能な環状のメイン（又は第１）ピストン５１と、メインピストン５１に取り付けられ、メインピストン５２に対して軸方向に移動可能な少なくとも１つの環状の二次（又は第２）ピストン５４と、を含む。本発明の例示的な実施形態によれば、デュアルピストンアセンブリ４４は、回転軸Ｘの周りに互いに周方向に等距離（または等角）に配置された複数の環状の二次ピストン５４を含む。摩擦リング４２の摩擦部４８は、メインピストン５２とカバー覆い部２０のロック面１２ｅとの間に軸線方向に配置されている。
【0031】
メインピストン５２は、径方向に配向する環状のピストン本体５６と、少なくとも1つの軸方向に突出したボス５８と、メインピストン５２の環状ピストン本体５６に対して回転軸Ｘに近接した筒状のフランジ６２を有する環状のハブ部分６０と、を含む。メインピストン５２のハブ部分６０の筒状のフランジ６２は、ハブ部分６０の径方向内周側の端部で軸方向にタービンホイール２６に向けて延びている。本発明の例示的な実施形態によれば、メインピストン52は、図６～８に最もよく示されるように、回転軸Ｘの周りに互いに等距離（または等角度）に周方向に間隔をおいて配置された複数の軸方向に突出するボス５８を含む。
【0032】
ケーシング１２のカバー覆い部２０は、図２～６に最もよく示されるように、ケーシング１２のカバー覆い部２０と一体的に形成された、少なくとも1つの軸方向に突出したピストンカップ８０を含んでいる。本発明の例示的な実施形態によれば、ケーシング１２のカバー覆い部２０は、図６に最もよく示されているように、回転軸Ｘの周りに互いに周方向に等距離（又は等角度）に間隔をおいて配置された複数の軸方向に突出したピストンカップ８０を含む。ピストンカップ８０は、カバー覆い部２０から二次ピストン５４に向かって軸方向に突出している。さらに図５および図６に示すように、ピストンカップ８０の各々は、回転軸Ｘと軸方向に平行に延びる筒状の内面８１を有している。ピストンカップ８０の各々の筒状の内面８１は、図２～５に最もよく示されているように、ボス５８の1つに対応し、ボス５８の1つを受け入れるように構成されている。ピストンカップ８０を有するケーシング１２のカバー覆い部２０は、一体型（またはユニット型）部品であり、例えば、一体型の金属板をプレス成形することによって作られた単一部品、または別々の部品が固定的に接続されたものである。
【0033】
ボス５８の各々は、カバー覆い部２０に向かって軸方向に突出し、カバー覆い部２０における軸方向に突出したピストンカップ８０の1つに入り込んでいる。さらに図５に示すように、ボス５８の各々は、回転軸Ｘに軸方向に平行に延びる筒状の内面５９１および筒状の外面５９２を有している。ボス５８の各々の筒状の内面５９１は、図５に最もよく示されているように、二次ピストン５４の1つに対応し、二次ピストン５４の１つを受け入れるように構成されている。ボス５８の各々の筒状の外面５９２は、図５に最もよく示されているように、カバー覆い部２０における軸方向に突出したピストンカップ８０の1つに対応し、その中に受け入れられるように構成される。環状本体５８およびボス５８を有するメインピストン５２は、例えば、一体型の金属板をプレス成形することによって単一部品で作られた一体型（またはユニット型）部品であり、または、互いに固定的に接続された別個の部品を含む。
【0034】
図２～５に最もよく示されているように、メインピストン５２のボス５８は、摩擦リング４２の摩擦部分４８の径方向で下方に配置されている。メインピストン５２は、カバーハブ４６に摺動自在に取り付けられ、軸方向に相対移動可能である。カバーハブ４６の径方向における外側の表面は、図２～４に最もよく示されているように、Ｏリング４７などのシール部材を受け入れるための環状スロット（またはシール溝）を含んでいる。シール部材（例えばＯリング）４７は、メインピストン５２とカバーハブ４６の界面にシールを形成する。以下にさらに詳細に説明するように、メインピストン５２は、この界面に沿ってカバーハブ４６に対して軸方向に移動可能である。メインピストン５２は、実質的に1つの円周上に配置され、カバーハブ４６とメインピストン５２との間で接線方向に向いている1組の弾性（または可撓性）舌部８９によって、カバーハブ４６に回転可能でなく連結され、メインピストン５２のカバーハブ４６に対する軸方向変位を許容する。具体的には、図２～４および図７に最もよく示されているように、軸方向に柔軟な舌状部８９のそれぞれの一方の自由端は、メインピストン５２の環状のハブ部分６０に固定され、弾性の舌状部８９のそれぞれの反対の自由端は、ストラップ板８８に固定され、この板は、順に、溶接などの適切な手段でカバーハブ４６に固定されている。軸方向に柔軟な舌状部８９は、カバーハブ４６に対するメインピストン５２の軸方向変位を許容しつつ、メインピストン５２とカバーハブ４６との間でトルクを伝達するように構成される。言い換えると、弾性の舌状部８９は、軸方向に弾性変形して、カバーハブ４６に対するメインピストン５２の相対移動を可能にするように構成されている。弾性の舌状部８９は、メインピストン５２をカバー覆い部２０のロック面１２ｅから離れるように付勢する。
【0035】
メインピストン５２は、ロックアップクラッチ１６のロックアップ位置と非ロックアップ位置との間でカバー覆い部２０に対して軸方向に移動可能である。ロックアップクラッチ１６のロックアップ位置では、メインピストン５２がケーシング１２のカバーシ覆い部
２０のロック面１２ｅに回転可能でなく摩擦的に噛み合う。図５に最もよく示されるロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置では、メインピストン５２は、ケーシング１２のカバー覆い部２０のロック面１２ｅから軸方向に間隔をあけており、ケーシング１２のカバー覆い部２０と摩擦的に噛み合うことはない。言い換えると、ロックアップクラッチ１６のロックアップ位置では、メインピストン５２は、ケーシング１２をタービン覆い部３４を介してタービンハブ４０に回転可能でなく結合するように、ケーシング１２に回転可能でなく結合されており、一方で、ロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置では、ケーシング１２は、トルクコンバータ１４を介してタービンハブ４０に回転可能に結合される。さらに、ストラップ板８８は、図２～４に最もよく示されるように、カバー覆い部２０のロック面１２ｅから離れる方向に、すなわちロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置へ向かう、メインピストン５２の軸方向移動を制限するものである。
２０のロック面１２ｅに回転可能でなく摩擦的に噛み合う。図５に最もよく示されるロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置では、メインピストン５２は、ケーシング１２のカバー覆い部２０のロック面１２ｅから軸方向に間隔をあけており、ケーシング１２のカバー覆い部２０と摩擦的に噛み合うことはない。言い換えると、ロックアップクラッチ１６のロックアップ位置では、メインピストン５２は、ケーシング１２をタービン覆い部３４を介してタービンハブ４０に回転可能でなく結合するように、ケーシング１２に回転可能でなく結合されており、一方で、ロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置では、ケーシング１２は、トルクコンバータ１４を介してタービンハブ４０に回転可能に結合される。さらに、ストラップ板８８は、図２～４に最もよく示されるように、カバー覆い部２０のロック面１２ｅから離れる方向に、すなわちロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置へ向かう、メインピストン５２の軸方向移動を制限するものである。
【0036】
さらに本発明の例示的な実施形態によれば、二次ピストン５４は、好ましくは同一である。二次ピストン５４の各々は、図４、５および９に最もよく示されているように、ヘッド部材７０を有する筒状の中空本体６８と、二次ピストン５４内に中空チャンバ７３を規定する筒状のスカート部７２と、ヘッド部材７０からメインピストン５２を通って軸方向に延びるピストン（またはアクチュエータ）ロッド７４と、を含む。筒状の中空本体６８は、図5に最もよく示すように、ヘッド部材７０、筒状のスカート部７２およびアクチュエータロッド７４と一体に形成されている。
【0037】
二次ピストン５４の各々は、メインピストン５２のボス５８の関連する1つ内に軸方向に摺動可能に取り付けられ、メインピストン５２のボス５８の各々は、図２～５5に最もよく示されるように、ケーシング１２のカバー覆い部２０の筒状のピストンカップ８０の関連する1つ内に軸方向に摺動可能に取り付けられる。二次ピストン５４の各々のピストンロッド７４は、図５に最もよく示されているように、カバー覆い部２０のピストンカップ８０の各々を通って延びる孔２１を通って軸方向に延びている。筒状の中空本体６８とピストンロッド７４とを有する二次ピストン５４は、例えば鋳造または機械加工により単一部品で作られた一体型（またはユニット型）部品であり、または互いに固定的に接続された別部品を含んでいる。
【0038】
各二次ピストン５４の円筒状の中空本体６８の円筒状のスカート部７２には、例えば機械加工や鋳造によって環状溝８４が形成されている。環状の第１ピストンシール部材８５は、環状溝８４内に配置されている。二次ピストン５４の各々は、第１ピストン密封部材85によってメインピストン５２のボス５８の1つ内に密封される。本発明の例示的な実施形態によれば、二次ピストン５４は、ケーシング１２のメインピストン５２とカバー覆い部２０の両方に対して軸方向に往復動可能かつ密封を維持して移動可能である。二次ピストン５４の各々の径方向外側の外周面に取り付けられた第1ピストンシール部材８５は、メインピストン５２と二次ピストン５４の各々の界面にシールを形成している。同様に、各ボス５８の筒状の外周面５９２には、各メインピストン１５２のボス５８に形成された環状溝53が、例えば、機械加工や鋳造により形成されている。環状溝５３には、環状の第2ピストンシール部材（例えば、Ｏリング）６１が配置される。したがって、二次ピストン５４の各々は、第１ピストンシール部材８５によって主ピストン５２のボス５８の1つの中に密封され、メインピストン５２は、第2ピストンシール部材６１によってカバー覆い部２０のピストンカップ８０の1つの中に密封される。本発明の例示的な実施形態によれば、二次ピストン５４は、メインピストン５２の両方に対して軸方向に往復動可能かつ密封を維持して移動可能であり、メインピストン５２は、ケーシング１２のカバー覆い部２０に対して軸方向に往復動可能かつ密封を維持して移動可能である。二次ピストン５４の各々の径方向の外周面に取り付けられた第1ピストンシール部材８５は、メインピストン５２と二次ピストン５４の各々の界面にシールを形成し、メインピストン５２のボス５８の各々の径方向の外周面に取り付けられた第２ピストンシール部材６１は、メインピストン５２とカバー覆い部２０のピストンカップ８０の各々の界面にシールを形成している。
【0039】
さらに、二次ピストン５４の各々は、図２～５に最もよく示されているように、少なくとも1つの圧縮ばね（コイルばねなど）７８によって、ケーシング１２のカバー覆い部２０から離れるように軸方向に付勢されている。圧縮ばね７８は、二次ピストン５４のヘッド部材７０とカバー覆い部２０のピストンカップ８０の径方向壁８２との間で、二次ピストン５４の中空チャンバ７３内に配置される。ピストンロッド７４の自由遠位端７５には、例えばスナップリング７７が設けられる。スナップリング７７は、二次ピストン５４のピストンロッド７４に取り付けられ、カバー覆い部２０のピストンカップ８０の径方向壁８２に係合するとき、タービンホイール２６に向かう方向及びカバー覆い部２０から離れる方向への二次ピストン５４の軸方向移動を制限するために備えられている。二次ピストン５４のピストンロッド７４は、その中にスナップリング７７が受け入れられる環状溝７１（図9に最もよく示されている）を有する。ピストンロッド７４の自由遠位端７５は、図9に最もよく示されているように、最外周円錐部分７６ｋと、スナップリング７７と隣り合い、環状溝７１と最外周円錐部分７６ｋとの間に位置する内側筒状部分７６ｃと、を有する。
【0040】
二次ピストン５４の各々は、メインピストン５２およびカバー覆い部２０のピストンカップ８０に対して、メインピストン５２に対する延在位置と退避位置との間で軸方向に移動可能である。
【0041】
図２～５および１３～１８Ｂに最もよく示される延在位置では、二次ピストン５４は、カバー覆い部２０のピストンカップ８０の径方向壁８２から離れたメインピストン５２における軸方向に突出したボス５８のボア内に延び、二次ピストン５４のピストンロッド７５上のスナップリング７７がカバー覆い部２０のピストンカップ８０の径方向壁８２に係合する。さらに、圧縮バネ７８は、二次ピストン５４を延在位置に付勢する。
【0042】
図２１～２４に最もよく示される退避位置では、二次ピストン５４は、カバー覆い部２０のピストンカップ８０の径方向壁８２に向かってピストンカップ８０に格納されているので、二次ピストン５４のピストンロッド７４上のスナップリング７７は、選択的クラッチ１８に向かってカバー覆い部２０のピストンカップ８０の径方向壁８２から軸方向に間隔をおいて離間している。
【0043】
ねじり振動ダンパー１８は、入力（または駆動）部材６４と、周方向に作用する複数の弾性部材（ばね）６５と、弾性部材６５を介して駆動部材６４に弾性的に結合された出力（または被動）部材６６と、を備えている。
【0044】
駆動部材６４は、ＩＣＥ４のクランクシャフト５に、メカニカルファスナーや溶接などの適宜の手段で固定されている。被動部材６６は、ＳＯＷＣ９０を介してケーシング１２に接続されている。弾性部材６５は、図４に最もよく示されるように、駆動部材６４と被動部材６６との間で互いに直列に配置される。
【0045】
ＩＣＥの出力軸５とカバー覆い部２０との間に配置されたセレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）９０は、流体力学的トルク結合装置１０のケーシング１２とＩＣＥ４のクランク軸５とをねじり振動ダンパ１８を介して選択的に動力伝達可能に結合している。さらに、ＳＯＷＣ９０は、ケーシング１２の外に配置され、図２および図３に最もよく示されるように、ベアリング９１を介してカバー覆い部２０の支持ボス２３に取り付けられている。ＳＯＷＣ９０は、アウターレース９２と、インナーレース９４と、アウターレース９２とインナーレース９４との間に径方向に配置された複数のトルク伝達素子と、を備える。本発明の例示的な実施形態によれば、トルク伝達要素は、アウターレース９２とインナーレース９４との間の半径方向の隙間に対で配置された、それぞれ第1及び第2ローラ（円筒ローラなど）９６１及び９６２の形態である。言い換えると、ＳＯＷＣ９０は、アウターレース９２とインナーレース９４との間で径方向に配置され、アウターレース９２とインナーレース９４との両方に接触可能な、一対で配置された複数の第1及び第2ローラ９６１、９６２の組から構成されている。
【0046】
アウターレース９２は、ローラワンウェイローラクラッチの技術分野において知られているように、ＳＯＷＣ９０の外側軌道面を規定する径方向内側の表面９３を含んでいる。ＳＯＷＣ９０のアウターレース９２は、図３および図５に最もよく示されるように、溶接部１０１などの適切な手段によってカバー覆い部２０0に回転可能でなく固定（すなわち、固定）される。言い換えると、ＳＯＷＣ９０のアウターレース９２は、ケーシング１２に対して回転可能ではない。さらに、アウターレース９２の径方向外側の環状周面は、図１に示すように、連続ベルト９（またはピニオンギア）によって噛み合わされるように構成された複数の径方向外側における歯（またはスプライン）１１２（図１０および１１に最もよく示すように）を備えている。
【0047】
アウターレース９２の径方向内側の表面９３には、周方向に等間隔に配置された複数の第１及び第２カムランプ９５１、９５２がそれぞれペアで含まれている。さらに、第１及び第２カムランプ９５１、９５２のペアの数は、第１及び第２ローラ９６１及び９６２の組の数に対応する。図１１、１３、１５、１６、１７及び１８Ａに最もよく示されているように、第１及び第２カムランプ９５１、９５２のペアは、アウターレース９２の内側の表面９３から径方向内方に延びる間隔ブロック９７によって周方向に分離されており、複数のカムランプ９５１、９５２のそれぞれの対の第１及び第２カムランプ９５１及び９５２は、同じくアウターレース９２の内側の表面９３から径方向内方に延びるセパレータ９８によって周方向に分離されている。図１０および図１１にさらに示すように、間隔ブロック９７およびセパレータ９８の両方は、アウターレース９２と一体に形成されている。
【0048】
複数の第１及び第２のローラ９６１、９６２のペアのそれぞれの第１及び第２のローラ９６１、９６２のそれぞれは、対応する第１及び第２のローラスプリング９９１、９９２によって、第１及び第２カムランプ９５１、９５２に対してそれぞれ付勢される。第１及び第２のローラ９６１、９６２の各ペアの第１及び第２のローラスプリング９９１、９９２は、図10に最もよく示すように、セパレータ９８によって周方向に分離されている。
【0049】
インナーレース９４は、回転軸Ｘと同軸の円筒状の径方向内側の軌道面１００を含む。また、ＳＯＷＣ９０のインナーレース９４は、図２及び図３に最もよく示されるように、ベアリング９１を介してカバー覆い部２０の支持ボス２３に取り付けられている。言い換えると、ＳＯＷＣ９０のインナーレース９４は、ケーシング１２に対して回転可能である。
【0050】
さらに、ねじり振動ダンパー１８の被動部材６６は、図４および図５に最もよく示されるように、ＳＯＷＣ９０のインナーレース９４に、ファスナーまたは溶接部６７などの適切な手段によって移動可能でなく取り付けられている。
【0051】
複数の第１及び第２のローラ９６１、９６２のペアのそれぞれの第１及び第２のローラ９６１、９６２は、第１及び第２のローラスプリング９９１、９９２によって、アウターレース０２の内側の表面９３上の第１及び第２カムランプ９５１、９５２とそれぞれ係合するように付勢されている。その結果、第１及び第２のローラ９６１、９６２は、アウターレース９２の第１及び第２カムランプ９５１、９５２とインナーレース９４の内側軌道面１００との間で、それぞれ楔（または詰まり（jammed））となり、アウターレース９２及びインナーレース９４を一体として回転するように回転可能でなく結合（またはロック）させる。言い換えると、第１及び第２のローラ９６１、９６２は、噛み合い位置と、非噛み合い位置との間で、第１及び第２カムランプ９５１、９５２に移動可能である。噛み合い位置では、第１及び第２のローラ９６１、９６２は、アウターレース９２及びインナーレース９４の内側軌道面１００の第１及び第２カムランプ９５１、９５２の間に、第１及び第２のローラスプリング９９１、９９２の付勢力により、それぞれ、挟み込まれる。非噛み合い位置では、第１及び第２のローラ９６１、９６２は、第１及び第２のローラスプリング９９１、９９２のいずれか１つの付勢力に抗して移動され、アウターレース９２及びインナーレース９４の内側軌道面１００の第１及び第２カムランプ９５１、９５２の間に、それぞれ、挟み込まれない。さらに、複数のペアのローラ９６１、９６２のうち、第１ローラ９６１及び第２ローラ９６２の一方が、インナー及びアウターレース９４，９２の一方向への相対回転を阻止するように動作し、複数のペアのローラ９６１、９６２のうち、第１ローラ９６１及び第２ローラ９６２の他方が、インナー及びアウターレース９４，９２の反対方向の相対回転を阻止するように、第１ローラ９６１及び第２ローラ９６２が配置されている。
【0052】
ＳＯＷＣ９０は、それぞれが第1ローラ９６１および第2ローラ９６２の1つのペアに動作可能に関連付けられた複数のアクチュエータ部材１０２をさらに備える。具体的には、アクチュエータ部材１０２の各々は、図１３および図１５～１８Ａに最もよく示されるように、第1ローラ９６１および第2ローラ９６２のうちのいずれかの第1ローラ９６１に接触するように構成される。
【0053】
本発明の例示的な実施形態によれば、アクチュエータ部材１０２は、好ましくは、構造的及び機能的に同一である。さらに、アクチュエータ部材１０２の数は、デュアルピストンアセンブリ４４の二次ピストン５４の数と、第1ローラ９６１および第2ローラ９６２のペアの数とに対応する。さらに、図１２および図１４に最もよく示されているように、アクチュエータ部材１０２の各々は、第1ローラ９６１の環状外周面と隣り合い、かつ、第1ローラ961と係合するように構成された凹状支持部分104と、第1ローラ９６１から離れ、凹状支持部分１０４から隣り合う間隔ブロック９７に向かって外側に延びる作用部分１０６と、を含んでいる。
【0054】
アクチュエータ部材１０２の各々は、デュアルピストンアセンブリ４４の二次ピストン５４のうちの1つと協働するように構成される。具体的には、アクチュエータ部材１０２の各々の作用部分１０６は、図5、13、14および15に最もよく示されているように、二次ピストン５４のピストンロッド７４の自由遠位端７５と噛み合うように構成された作用縁部１０７を有している。また、アクチュエータ部材１０２の各々は、アウターレース９２の外側軌道面９３およびインナーレース94の内側軌道面１００に沿って周方向に変位可能である。さらに、アウターレース９２の外側軌道面９３には、複数の円弧状のガイド溝１０８が形成されており、ガイド溝１０８はそれぞれ、第1ローラ９６１がその噛み合い位置へ移動できるように、セパレータ９８から離れる方向および間隔ブロック９７に向かう方向へのアクチュエータ部材１０２の周方向変位を制限するように構成された停止端部１０９を有している。具体的には、アクチュエータ部材１０２の作用縁部１０７が円弧状のガイド溝１０８の停止端部１０９に係合することで、アクチュエータ部材１０２の周方向の変位が停止されるようになっている。
【0055】
さらに、デュアルピストンアセンブリ４４の二次ピストン５４は、インナーレース９４の内側の軌道面１００に沿ってアクチュエータ部材１０２を周方向に変位させるように構成されている。その結果、アクチュエータ部材１０２は、対応する第1ローラスプリング９９１の作用に抗して第1ローラ９６１を、アウターレース９２の第1カムランプ９５１との噛み合い位置（すなわち、くさび係合）から周方向に変位させて、第1ローラ９６１を非噛み合い位置に保持させる。
【0056】
図5、13、14及び15に最もよく示されているように、二次ピストン５４が延在位置にあるとき、アクチュエータ部材１０２の作用部分１０６の作用縁部１０７は、二次ピストン54のピストンロッ７４の自由遠位端７５の円錐部分７６ｋを、ピストンロッド７４の先端付近で噛み合わせる。二次ピストン５４の延在位置では、アクチュエータ部材１０２は、ピストンロッド７４によって変位しない。したがって、第1ローラ９６１は、その噛み合い位置、すなわち、第1カムランプ９５１の狭い端部にある。さらに、二次ストン５４が延在位置にあるとき、ＳＯＷＣ９０は、非作動状態（図5および図13～18Bに図示）であり、両方向（時計回りおよび反時計回り）の回転方向にトルクを伝達するよう構成される。
【0057】
二次ピストン５４が後退位置に移動すると、二次ピストン５４のピストンロッド７４の自由遠位端７５の円錐部分７６ｋは、アクチュエータ部材１０２を、第1カムランプ９５１の狭い端部から離れるように移動させる。その結果、アクチュエータ部材１０２の凹状支持部分１０４は、第1ローラ９６１がＳＯＷＣ９０のアウター及びインナーレース９２、９４の間で詰まることがないように、第1カムランプ９５１の狭い端部から非噛み合い位置へと第1ローラ９６１を押し出す。
【0058】
したがって、デュアルピストンアセンブリ４４の二次ピストン５４は、ＳＯＷＣ９０のアクチュエータとして作用する。
【0059】
二次ピストン５４が退避位置に達したとき（すなわち、二次ピストン５４が図24、図25および図27に示す右奥の位置にあるとき）、アクチュエータ部材１０２の作用部分１０６の作用縁部１０７が二次ピストン５４のピストンロッド７４の自由遠位端７５の内側筒状部分７６ｃに、ピストンロッド７４の先端付近で噛み合う。二次ピストン54が退避位置にあるとき、第1ローラ９６１は、第1ローラ９６１がＳＯＷＣ９０のアウター及びインナーレース９２，９４の間で詰まることができないように、非噛み合い位置にある。従って、ＳＯＷＣ９０は作動状態にあり、一方（図13では反時計回り）の回転方向にのみトルクを伝達し、反対（図13では時計回り）の回転方向にはフリーホイールするように構成されている。
【0060】
各二次ピストン５４の圧縮ばね７８は、500KPaの流体圧力に耐えられる大きさである。言い換えると、適用チャンバＣＡ内の流体圧力が500KPa以上となると、二次ピストン54は、ケーシング１２のカバー覆い部２０に向かって図2～5の右方向に移動し、アクチュエータ部材１０２によってＳＯＷＣ９０の第1ローラ９６１を非噛み合い位置に周方向に変位させる。当業者であれば、設計に応じて500KPa以外の圧力を使用することができることを認識するであろう。
【0061】
本発明に係る流体力学的トルク結合装置１０は、4つの操作モードを有する。
【0062】
図2～図5に示す操作の第１のモードでは、解放チャンバＣＲ内のロックアップクラッチ１６のリリース圧は約500KPaであり、一方、適用チャンバＣＡ内のロックアップクラッチ１６の印加圧は約２００ＫＰａである。その結果、メインピストン５２は、非ロックアップ位置にあり、二次ピストン５４は、メインピストン５２および二次ピストン５４が共にカバー覆い部２０から最大距離まで離間した延在位置にあるので、摩擦リング42の摩擦部48は、メインピストン５２（つまり、ロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置）によってケーシング１２のカバー覆い部２０のロック面１２ｅeに摩擦的に噛み合わず、ＳＯＷＣ９０は、非作動状態（図5および図13～18Bに図示）となっている。操作の第１のモードでは、メインピストン５２は、摩擦リング４２から軸方向に離間しており、トルク結合装置１０は、ＳＯＷＣ９０およびねじり振動ダンパ１８を介してＩＣＥ４が動力伝達可能に結合された流体力学モードである。
【0063】
図19～図20に示す操作の第2のモードでは、適用チャンバＣＡにおけるロックアップクラッチ１６の印加圧は、0～500KPa、好ましくは100～500KPaの間である。その結果、メインピストン５２は、ロックアップ位置に向かって舌状部８９の復元力に抗してカバー覆い部２０側に移動し、その際、メインピストン５２は、摩擦リング４２の摩擦部４８を押し付けて、摩擦リング４２をケーシング１２のカバー覆い部２０のロック面１２ｅに対して摩擦的に回転可能でなく噛み合うようにする（すなわち、ロックアップクラッチ１６のロックアップ位置となる）。二次ピストン５４は延在位置に留まり、このときＳＯＷＣ９０は非作動状態である。第2のモードでは、ＩＣＥ４と伝動軸８とが直接接続される。第2のモードにおいて、ハイブリッド車両のバッテリは、充電モードであってもよい。
【0064】
図21～図22に示す操作の第３のモードでは、ロックアップクラッチ16の適用チャンバＣＡにおける印加圧は500～800KPaである。その結果、二次ピストン５４は、ケーシング１２のカバー覆い部２０に向かう方向で右方向に移動し、ＳＯＷＣ９０を退避位置に配置し、ＳＯＷＣ９０を作動状態とする。具体的には、ピストンロッド７４の自由遠位端７５は、アクチュエータ部材１０２を、第1カムランプ９５１の狭い端部から押し退ける。そして、アクチュエータ部材１０２の凹状支持部分１０４は、第1ローラ９６１がＳＯＷＣ９０のアウター及びインナーレース９２、９４の間で詰まることがないように、第1ローラスプリング９９１の復元力に抗して第1カムランプ９５１の狭い端部から非噛み合い位置に押し、ＳＯＷＣ９０を作動状態に配置させる。メインピストン５２は、ロックアップ位置に留まる。第3のモードでは、ＩＣＥ4と流体力学的トルク結合装置１０のケーシング１２（したがって伝動軸８）とが切り離され、電動機械６と伝動軸８とが直接接続される。なお、ＩＣＥ４はオフであってもよい。ハイブリッド車両は、リジェネレーションモードまたは電気駆動（またはE-drive）モードである。
【0065】
図25および図26に示される操作の第４のモードでは、解放チャンバＣＲにおけるロックアップクラッチ１６のリリース圧は約800KPaであり、適用チャンバＣＡにおけるロックアップクラッチ１６の印加圧も約800KPaである。その結果、二次ピストン５４は退避位置に留まり、ＳＯＷＣ９０を作動状態に維持する。しかし、メインピストン５２は、ケーシング１２のカバー覆い部２０から離れて左方向に移動し（図25および図26に図示）、ロックアップクラッチ１６の非ロックアップ位置となる。第4のモードでは、ＩＣＥ４はオン状態であり、操作の第１のモードへの切り替えが可能な状態である。
【0066】
【0067】
本発明の例示的な実施形態に関する前述の説明は、特許法の規定に従って説明のために提示されたものである。また、本発明を網羅的に説明したり、開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。本明細書に開示された実施形態は、本発明の原理およびその実用化を最もよく説明するために選択され、それによって、当業者は、本明細書に記載された原理に従う限り、意図された特定の用途に適するように種々の実施形態および種々の変更を伴って本発明を最もよく利用することができるようにした。したがって、本出願は、その一般原理を用いた本発明の変形、使用、または適応を対象とすることを意図している。さらに、本出願は、本発明が属する技術分野において既知または慣用の範囲内にある、本開示からの逸脱をカバーすることを意図している。したがって、上述した本発明は、その趣旨および範囲を逸脱することなく変更を加えることができる。また、本発明の範囲は、それに添付された特許請求の範囲によって定義されることが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【国際調査報告】