(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車エンジンを始動するための始動器装置において、
前記自動車エンジンの駆動軸に接続するための始動器リング（１８）と、
前記始動器リングに作用し得る始動器ピニオンを介して、前記始動器リング（１８）に
始動器トルクを導入するための始動器ユニット（２０）と、
前記始動器リング（１８）に接続されるクラッチ（１２）であって、前記自動車エンジンの駆動軸を、自動車のトランスミッションの少なくとも１つの入力軸（１４）に連結するためのクラッチ（１２）と、
を備え、
前記クラッチ（１２）が、軸方向において、前記始動器リング（１８）から軸方向のある間隔Ｓだけ離して配置され、前記軸方向の間隔Ｓによって、自動車のハイブリッド駆動装置用の電気機械を配置するための予備組み込み空間（２２）が形成され、さらに、
エンジンのみにより駆動する車両に用いられる場合は、前記始動器ユニット（２０）が、少なくとも部分的に前記予備組み込み空間（２２）の内部に配置され、
エンジンと電気により駆動するハイブリッド車両に用いられる場合は、前記始動器ユニット（２０）の配置が省略され、代わりに、前記電気機械が前記予備組み込み空間（２２）に配置され、
前記始動器リング（１８）および前記クラッチ（１２）を囲繞するクラッチハウジング（２４）が設けられ、前記始動器ユニット（２０）は前記クラッチハウジング（２４）の半径方向の内側に配置され、
前記始動器ユニット（２０）が、シール用フレーム（２８）を介して、間隔を開けて前記クラッチハウジング（２４）に結合され、
前記シール用フレーム（２８）が、前記始動器ユニット（２０）および前記クラッチハウジング（２４）の間の冷却容積（３０）を閉囲し、前記冷却容積（３０）は、前記クラッチハウジング（２４）に設けられる少なくとも１つの流入開口（３２）と、前記クラッチハウジング（２４）に設けられる少なくとも１つの流出開口（３６）とを経由して前記クラッチハウジング（２４）の外側の周囲領域に接続され、前記少なくとも１つの流入開口（３２）は、重力の方向において前記流出開口（３６）の下側に設けられる、
ことを特徴とする始動器装置。
【請求項２】
前記流入開口（３２）から流入し、前記流出開口（３６）から流出する冷却空気の流れ（３４）が、前記始動器ユニット（２０）の外側をある角度範囲αにわたって流過し、４５°≦α≦２４０°である、
ことを特徴とする請求項１に記載の始動器装置。
【請求項３】
前記シール用フレーム（２８）が、特に金属製の保持留め金（３８）であって前記始動器ユニット（２０）を把持態様において受け入れる保持留め金（３８）を有し、前記保持留め金（３８）には、少なくとも、前記始動器ユニット（２０）に向き合う内面側と、前記クラッチハウジング（２４）に向き合う外面側とにおいて、弾性のシール材料（４０）が装着され、前記弾性のシール材料（４０）は、音響絶縁するため、加硫結合されるかあるいは接着接合される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の始動器装置。
【請求項４】
前記シール用フレーム（２８）が、前記始動器ユニット（２０）に向き合う少なくとも１つの内側のシール用リップ、および／または、前記クラッチハウジング（２４）に向き合う少なくとも１つの外側のシール用リップ（４４）を有し、前記内側のシール用リップは、前記始動器ユニット（２０）に実質的に間隙なしに当てがわれ、および／または、前記外側のシール用リップ（４４）は前記クラッチハウジング（２４）に実質的に間隙なしに当てがわれ、前記内側のシール用リップおよび／または前記外側のシール用リップ（４４）は、ノイズ絶縁材料から製造される、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の始動器装置。
【請求項５】
前記シール用フレーム（２８）が、前記始動器ユニット（２０）および／または前記クラッチハウジング（２４）に確実ロック結合または摩擦ロック結合するための回転防止具（４２）を有する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の始動器装置。
【請求項６】
前記始動器ユニット（２０）が、始動器トルク発生用の始動器モータ及び前記始動器モータを作動させるためのスイッチユニット（２６）を有し、前記スイッチユニット（２６）は前記クラッチハウジング（２４）の内側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の始動器装置。
【請求項７】
前記始動器ユニット（２０）を、組み込みのために、軸方向の動きによって前記クラッチハウジング（２４）の中に挿入することが可能であり、前記始動器ユニット（２０）は、ボルト止めによって、前記始動器ピニオンの回転軸にほぼ軸方向に平行に延びる固定手段を介して、前記クラッチハウジング（２４）に固定される、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の始動器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それによって自動車のエンジン、特に自動車の内燃機関を始動できる始動器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，８５５，１３９号（特許文献１）は、自動車の内燃機関始動用の始動器ユニットを、内燃機関の駆動軸に接続された始動器リングを介して、クラッチのハウジングの内面側に、直接伝熱接触状態において結合することを開示している。この始動器ユニットは、モータケーシングから突き出た始動器軸であってピニオンを備えた始動器軸を有し、そのピニオンは、フライホイールに取り付けられる始動器リングと噛み合うことができる。モータケーシングは、クラッチハウジングの内面側に配置されるクラッチに対して半径方向の外側に配置され、クラッチは、軸方向に延びるボルトによって直接フライホイールに結合され、フライホイールに接続される内燃機関の駆動軸を、クラッチハウジングに接続される自動車のトランスミッションの入力軸に連結する。
【０００３】
駆動トレインを自動車の車体の中に配置するために必要な組み込み空間を縮小する必要性が常に存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，８５５，１３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
駆動トレインを自動車の車体の中に配置するために必要な組み込み空間の縮小を可能にする方策を提示することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この目的は請求項１の特徴を備えた始動器装置によって実現される。本発明の好ましい改良態様が、それぞれ本発明の態様を個別にあるいは組合せにおいて表現し得る従属請求項に規定される。
【０００７】
本発明によれば、自動車のエンジンを始動するための始動器装置であって、自動車エンジンの駆動軸に接続するための始動器リングと、その始動器リングに作用し得る始動器ピニオンを介して始動器リングに始動器トルクを導入するための始動器ユニットと、始動器リングに接続されるクラッチであって、自動車のエンジンの駆動軸を、自動車のトランスミッションの少なくとも１つの入力軸に連結するためのクラッチとを有する始動器装置が提供される。この場合、クラッチは、軸方向において、始動器リングから軸方向のある間隔Ｓだけ離して配置され、その軸方向の間隔Ｓによって、自動車のハイブリッド駆動装置用の電気機械を配置するための予備組み込み空間が形成され、さらに、始動器ユニットが、少なくとも部分的に、好ましくは大部分、その予備組み込み空間の内部に配置される。
【０００８】
ハイブリッド車両の場合には、特に、例えば２質点フライホイールとして形成される捩り振動減衰器を介して自動車エンジンの駆動軸に接続することが可能な始動器リングとクラッチとの間に、電気機械を設けることができ、この電気機械は、特に選択的に、駆動軸とクラッチとの間に伝達されるトルクの流れの中に接続できる。これによって、自動車の純粋なエンジン駆動、純粋な電気駆動、および／または、エンジン並びに電気駆動を実現できる。電気機械は、また、機械エネルギーを貯蔵可能な電気エネルギーに変換するために、発電機運転においても接続可能である。このため、電気機械は、始動器リングおよびクラッチの間の軸方向の間隔Ｓの内部において、この電気機械設置用として設けられる予備組み込み空間の中に配置される。電気機械が組み込まれた状態においては、この予備組み込み空間は電気機械によって完全に充填できる。
【０００９】
同じ自動車がハイブリッド車両でなく、従来型の単なるエンジン駆動の自動車として構成される場合には、電気機械を省略できる。この場合、同じ自動車の車体と、その他の点では原則的に同一の駆動トレインとをハイブリッド車両および従来型自動車に対して用いることが、コスト面の理由から妥当であり得る。その結果、大量生産において安価に製造可能な特に多数の同一部品を、ハイブリッド車両用としても、また従来型の自動車用としても利用できる。これによって、当初は電気機械用として設けられた始動器リングおよびクラッチの間の予備組み込み空間であって、軸方向の広がりｓまたは従来型の自動車の場合には若干小さい広がりを有する予備組み込み空間が自由に残され、従って、それを始動器ユニットの配置に利用できることになる。この場合、ハイブリッド車両においては、始動器ユニットを省略できて、内燃機関として構成される自動車のエンジンを始動させるために電気機械から動力供給することが可能であり、従来型自動車の場合には、ハイブリッド車両用として設けられる電気機械を省略することによって自由になる予備組み込み空間を、より小さい寸法の始動器ユニットによって利用することが可能になる、という知見が用いられる。
【００１０】
従来型自動車において自由になる予備組み込み空間を始動器ユニットによって少なくとも部分的に共用できるので、始動器ユニットを、予備組み込み空間の半径方向の外側、またはクラッチの半径方向の外側に設ける必要性がなくなり、その結果、少なくとも、ドライバまたは添乗者の足元の空間領域内に突き出る可能性がある半径方向に飛び出る突起部分であって、始動器ユニットを収納するための突起部分の大きさを縮小できる。これによって、始動器ユニットを、始動器リングに対してエンジン側ではなく、トランスミッションの側に設けることが可能になり、その場合、自動車のトランスミッションまたはクラッチの領域内に始動器ユニット用の付加的な組み込み空間を設ける必要はない。これによって、始動器装置を有する駆動トレインの半径方向の必要な組み込み空間を低く維持できるか、場合によっては低減できる。ハイブリッド車両の電気機械用として設けられる予備組み込み空間を共用することによって、特に半径方向において、自動車の車体内において駆動トレインを配置するために必要な組み込み空間が縮小される。
【００１１】
特に、電気的に発生した始動器トルクを、自動車エンジンを始動するために、始動器ユニットによって、始動器リングに、そして始動器リングから、駆動軸を介して、特に内燃機関として構成される自動車のエンジンに導入できる。始動器ユニットは電気モータを有することができるが、始動器ユニットの電気モータは、自動車駆動用として設計されるハイブリッド車両の電気機械と違って、寸法を大幅に小さくすることが可能であり、自動車の前進走行には適していないか、またはほとんど適していない。始動器ユニットは、モータケーシングから突き出る始動器の軸であってピニオンを備えた始動器軸を有することができる。このピニオンは、始動器リングに恒久的に噛み合っているか、あるいは、必要な場合にのみ始動器リングに噛み合うことが可能である。始動器リングは、特に、始動器ユニットのピニオンと噛み合うことができる外歯系を有する。始動器ユニットのピニオンが半径方向の内側から始動器リングに作用し得るように、始動器リングが内歯系を有することも可能である。これによって、始動器ユニットの半径方向の必要な組み込み空間をさらに縮減できる。クラッチは、特に、二重クラッチトランスミッションを係合するための二重クラッチとして形成される。クラッチは、例えば、流体力学的トルクコンバータ、あるいは摩擦クラッチ、例えば乾式または湿式の多板クラッチとして形成できる。
【００１２】
特に、始動器リングおよびクラッチを囲繞するクラッチハウジングが設けられるが、その場合、始動器ユニットはクラッチハウジングの半径方向の内側に配置される。これによって、始動器ユニットを、音響的にクラッチハウジングの中に閉じ込めることができ、その結果、始動器ユニットから発生するノイズを、少なくともクラッチハウジングの壁面によって減衰させることができる。
【００１３】
始動器ユニットは、シール用フレームを介して、間隔を開けてクラッチハウジングに結合することが望ましい。これによって、始動器ユニットと、クラッチハウジングとの直接接触が回避され、その結果、クラッチハウジングに対する始動器ユニットの叩打と、それによって惹起されるノイズ、例えば運転中の始動器ユニットの振動によるノイズとを回避できる。特に、シール用フレームは、フレキシブルな特にゴム状の材料を有することができるので、機械的な振動および／または音波を減衰することが可能である。
【００１４】
シール用フレームは、特に、始動器ユニットとクラッチハウジングとの間の冷却容積を閉囲することが望ましい。この冷却容積は、クラッチハウジングに設けられる少なくとも１つの流入開口と、クラッチハウジングに設けられる少なくとも１つの流出開口とを経由してクラッチハウジングの外側の周囲領域に接続される。その場合、特に、少なくとも１つの流入開口は、重力の方向において流出開口の下側に設けられる。冷却容積は、流入開口および流出開口を介して、専らクラッチハウジングの外側の周囲領域のみに接続され、クラッチハウジングの内側の付加的な容積に対する冷却容積の接続は存在しない。その結果、クラッチハウジングの内側で発生する音波は、冷却容積を経由してクラッチハウジングから出ることはできない。そのため、冷却容積を音響的に十分に絶縁することができ、その結果、不快なノイズが、流入開口および／または流出開口を経由してクラッチハウジングから漏出することはあり得ない。同時に、始動器ユニットの十分な冷却を、対流、特に自然対流によって実現でき、それによって、過度に高い運転温度の結果としての始動器ユニットの稼動寿命の低下が避けられる。特に、これによって達成される冷却は、駆動トレインが起動停止運転を提供するのに十分である。
【００１５】
特に、流入開口から流入し、流出開口から流出する冷却空気の流れは、始動器ユニットの外側をある角度範囲αにわたって流過するが、そのαは、特に４５°≦α≦２４０°、好ましくは６０°≦α≦１８０°、さらに好ましくは９０°≦α≦１６０°、特に好ましくは１２０°≦α≦１５０°である。これによって、冷却空気の流れが蓄積して温度上昇する領域が回避される一方、同時に、自然対流による特に大きな熱の消散を実現できる。
【００１６】
シール用フレームは、特に金属製の保持留め金であって始動器ユニットを把持態様において受け入れる保持留め金を有することが望ましい。この保持留め金には、少なくとも、始動器ユニットに向き合う内面側と、クラッチハウジングに向き合う外面側とにおいて、弾性のシール材料が装着される。この弾性のシール材料は、特に音響絶縁するため、好ましくは加硫結合されるかあるいは接着接合される。この保持留め金によって、始動器ユニットを、確実に受け入れることができ、かつ、シール用フレームを介してクラッチハウジングに結合することができる。弾性のシール材料は、好ましくはノイズ吸収特性および音響絶縁特性を有することができ、それによって、クラッチハウジング内部で発生するノイズが妨げられることなく外部に透過し得ることが防止される。弾性のシール材料は、始動器ユニットとクラッチハウジングの内面側とに、特に間隙なしに当てがわれる。
【００１７】
シール用フレームは、始動器ユニットに向き合う少なくとも１つの内側のシール用リップ、および／または、クラッチハウジングに向き合う少なくとも１つの外側のシール用リップを有することが特に望ましい。この場合、内側のシール用リップは、特に、始動器ユニットに実質的に間隙なしに当てがわれ、および／または、外側のシール用リップはクラッチハウジングに実質的に間隙なしに当てがわれる。内側のシール用リップおよび／または外側のシール用リップはノイズ絶縁材料から製造することが望ましい。始動器ユニットおよびクラッチハウジングの間に存在する位置的および間隔的公差を、それぞれのシール用リップによって補填することができる。さらに、これによって、弾性のシール材料を、始動器ユニットとクラッチハウジングの内面側とに、より一層容易に間隙なしに当てがうことが可能になり、ノイズの漏出を防止できる。
【００１８】
特に、シール用フレームは、クラッチハウジングの型抜き勾配を補填するために、半径方向の内側および／または半径方向の外側において、軸方向に円錐状に成形される。クラッチハウジングは、特にアルミニウム鋳造によって安価に製造できる。この成形過程において作出される型抜き勾配は、シール用フレームを、特にピニオンの回転軸に沿って延びる円錐形状に成形することによって補填することが可能であり、それによって、シール用フレームと、始動器ユニットおよび／またはクラッチハウジングとの、特にノイズ絶縁性の全面積に及ぶ接触を確保できる。その際、この目的のために、クラッチハウジング、特にその内面側を例えばフライス加工によって予め機械加工することは必要でない。その結果、製造コストが低く抑えられる。
【００１９】
シール用フレームは、始動器ユニットおよび／またはクラッチハウジングに確実ロック結合または摩擦ロック結合するための回転防止具を有することが望ましい。始動器ユニットおよび／またはクラッチハウジングに対するシール用フレームの相対的位置は、この回転防止具によって明確に予め決定することができるので、シール用フレームの正しい位置が、始動器ユニットをクラッチハウジング内に装着する間ずっと確保される。回転防止具は、特に、実質的に堅固なものであり、弾性のシール材料を設けないことが望ましい。これによって、シール用フレーム内の始動器ユニットの、特に周囲方向における位置の正確さが、回転防止具固有の弾性によって損なわれることがなくなる。回転防止具は、例えば突き出た金属製の付加片として構成でき、その付加片を、対応する切欠き部の中に確実ロック方式で挿入すること、および／または、固定手段、例えばボルトによって摩擦ロック方式で締結することが可能である。シール用フレームは、始動器ユニット上に予備組み込みして、引き続いて、その始動器ユニットをシール用フレームと共にクラッチハウジングの中にボルト止めすることが望ましい。
【００２０】
始動器ユニットは、始動器ユニットの始動器モータを作動させるためのスイッチユニット、特にソレノイドスイッチを有することが特に望ましい。このスイッチユニットはクラッチハウジングの内側に設けられる。当初は電気機械用として設けられた始動器リングおよびクラッチの間の予備組み込み空間であって、特に、軸方向の広がりｓを有する予備組み込み空間は、始動器ユニットまたは始動器ユニットの別の構成要素を受け入れるのにも十分な大きさを有するので、前記始動器ユニットの別の構成要素を、クラッチハウジングを貫通して導く必要はない。その結果、半径方向の必要な組み込み空間は低く抑えられ、ノイズがクラッチハウジングから外部に漏出するクラッチハウジングの開口を避けることができる。
【００２１】
特に、始動器ユニットは、組み込みのために、軸方向の動きによってクラッチハウジングの中に挿入することが可能である。この場合、特に、始動器ユニットを、始動器ピニオンの回転軸にほぼ軸方向に平行に延びる固定手段を介して、特にボルト止めによってクラッチハウジングに固定する。その結果、半径方向の動きの成分によって始動器ユニットを横方向に挿入するためのクラッチハウジングに設けられる開口を避けることができる。その代わりに、始動器ユニットを軸方向の開口から挿入することができるのである。この軸方向の開口は、いずれにせよ設けられるものであり、それを通して電気機械またはクラッチを挿入できるものである。この結果、ノイズが外部に透過し得るクラッチハウジングの不必要な開口を避けることができる。
【００２２】
始動器ユニットは、始動器ユニットのモータケーシングから半径方向に突き出た固定用のフランジであって、クラッチハウジングに固定するための固定用フランジを有することが望ましい。この固定用フランジは、始動器ピニオンから離れた方を向く支持面によってクラッチハウジングに当てがわれる。その結果、始動器ユニットを、クラッチハウジングの中のエンジン側に挿入することが可能になり、それによって、始動器ユニットをトランスミッション側において挿入することは必要でなくなる。特に、始動器リングが、始動器ユニットの装着後に装着されるので、始動器ユニットを、事実上閉じ込め態様でクラッチハウジングの中に固定できる。
【００２３】
以下、本発明を、好ましい事例的実施形態を用いた添付の図面を参照して、例によって説明する。以下に示す特徴は、それぞれ、単独においても、また組合せにおいても、本発明の態様を表現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】始動器装置の図解的な断面側面図を示す。
【図２】図１の始動器装置の図解的な正面図を示す。
【図３】図１の始動器装置の詳細部分の図解的な断面正面図を示す。
【図４】図１の始動器装置のシール用フレームの図解的な斜視図を示す。
【図５】図４のシール用フレームの図解的な断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
従来型自動車の始動器装置１０（図１および図２に示す）は、二重クラッチとして構成されるクラッチ１２を有する。このクラッチによって、トランスミッションの入力軸１４を、内燃機関として構成される自動車エンジンの駆動軸に連結できる。これを実現するため、前記の駆動軸を、第一に、２質点フライホイールとして構成される捩り振動減衰器１６に接続できる。捩り振動減衰器１６は始動器リング１８を有しており、自動車のエンジンを始動するために、この始動器リング１８を介して、電気的に発生させたトルクを、始動器ユニット２０から駆動軸に導入できる。始動器リング１８は、クラッチ１２から軸方向の間隔Ｓだけ離して配置される。この軸方向の間隔Ｓは、それによって捩り振動減衰器１６とクラッチ１２との間に形成される予備組み込み空間２２の中に、ハイブリッド駆動装置の電気機械を設けるのに十分な大きさである。この場合、この電気機械は自動車の純粋な電気駆動装置用として寸法決定される。図示の事例的実施形態においては、始動器リング１８は、捩り振動減衰器１６の入力側に設けられ、その結果、捩り振動減衰器１６の一部分は軸方向の間隔Ｓの内部に配置され、予備組み込み空間２２の軸方向の広がりは、始動器リング１８とクラッチ１２との間の軸方向の広がりｓより幾分小さくなる。予備組み込み空間２２は、軸方向において、一方の側では捩り振動減衰器１６によって画定され、もう一方の側ではクラッチによって画定される。半径方向においては、予備組み込み空間２２は、クラッチ１２および捩り振動減衰器１６の半径方向の外周と係合するクラッチハウジング２４によって画定される。始動器ユニット２０は、大部分、予備組み込み空間２２内に配置され、少なくとも部分的に、半径方向の内側に向く領域内に張り出すことができる。この領域は、ハイブリッド自動車の場合には、予備組み込み空間２２内に挿入される電気機械が占めることになる空間である。
【００２６】
図３に示すように、特に、ソレノイドスイッチとして構成される始動器ユニット２０のスイッチユニット２６が、半径方向の内側に向いて、予備組み込み空間２２の中に張り出すことができる。始動器ユニット２０は、弾性的に構成されるシール用フレーム２８を用いて予備組み込み空間２２の一領域の中に挿入される。この領域は、クラッチハウジング２４によって形成され、対応する膨らみ形状を有する。シール用フレーム２８によって閉囲される冷却容積３０は、挿入された始動器ユニット２０とクラッチハウジング２４との間に分離される。冷却空気の流れ３４が、クラッチハウジング２４に設けられる少なくとも１つの下部（垂直方向において）流入開口３２から流入して、始動器ユニット２０に沿って約１８０°の角度範囲にわたって流れることができ、それによって、始動器ユニット２０を冷却する。加熱された冷却空気の流れ３４は、自然対流によって、クラッチハウジング２４に設けられる少なくとも１つの上部（垂直方向において）流出開口３６を経由して、冷却容積３０から流出できる。
【００２７】
図４および図５に示すように、シール用フレーム２８は、芯として、金属製の保持留め金３８を有することができる。この保持留め金は、弾性のノイズ絶縁シール材料４０の中に埋め込まれる。実質的に堅固な付加片として構成される回転防止具４２であって、保持留め金３８と一体品として構成される回転防止具４２がシール用材料４０から突き出ている。図示の事例的実施形態においては、さらに、シール用フレーム２８が、クラッチハウジング２４に向き合う外側のシール用リップ４４を有する。このシール用リップ４４は、組み込まれた状態において、クラッチハウジング２４に対する始動器ユニット２０の位置的および間隔的公差を補填し、かつ、シール用フレーム２８を始動器ユニット２０およびクラッチハウジング２４に間隙なしに確実に当てがうためのものである。これによって、クラッチハウジング２４の内部に対する冷却容積３０のシールを十分に実現できる。
【符号の説明】
【００２８】
１２  クラッチ
１４  トランスミッションの入力軸
１８  始動器リング
２０  始動器ユニット
２２  予備組み込み空間
【図１】
0006043769.tif 000002
【図２】
0006043769.tif 000003
【図３】
0006043769.tif 000004
【図４】
0006043769.tif 000005
【図５】
0006043769.tif 000006