(57)【要約】【課題】本発明の課題は、補助ユニット伝動装置ないしは伝動される補助ユニットを改良し、これを従来よりも小型化・軽量化して、従来よりも低コストかつ機械的に単純な形で提供できるようにすることである。【解決手段】連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンにおいて、このプーリが連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからシャフトへトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されており、このとき、プーリのアクティブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で移動可能な方法でガイドされていて、連結のためにはこれに対応したパッシブなフリクション・ドライブプレートに押付けられることによって、摩擦クラッチ連結が作り出される場合の、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、アクティブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で移動するに伴ってベルトガイドの軸方向での移動が生じることを特徴とする、そのような補助ユニット伝動装置。【代表図】図１
2007506044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンにおいて、このプーリが連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからシャフトへトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されており、このとき、プーリのアクティブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で移動可能な方法でガイドされていて、連結のためにはこれに対応したパッシブなフリクション・ドライブプレートに押付けられることによって、摩擦クラッチ連結が作り出される場合の、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、アクティブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で移動するに伴ってベルトガイドの軸方向での移動が生じることを特徴とする、そのような補助ユニット伝動装置。
【請求項２】
連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンにおいて、このプーリが連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからシャフトへトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されている場合の、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、ベルトガイドが連結の外れた状態でシャフトの回転からは独立にシャフトを中心として回転可能であることを特徴とする、請求項１に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３】
連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンで、このプーリが連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからシャフトへトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されており、このとき、プーリのアクティブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で移動可能な方法でガイドされていて、連結のためにはこれに対応したパッシブなフリクション・ドライブプレートに押付けられることによって摩擦クラッチ連結が作り出される場合において、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、アクティブなフリクション・ドライブプレートがパッシブなフリクション・ドライブプレートの片側に配置されており、ただアクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの間に限って摩擦クラッチ接続が行なわれることを特徴とする、請求項１または２に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項４】
アクティブなフリクション・ドライブプレートがパッシブなフリクション・ドライブプレートに対して軸方向でその片側に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項５】
ベルトガイドがアクティブなフリクション・ドライブプレート上に軸方向で固定されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項６】
ベルトガイドとアクティブなフリクション・ドライブプレートとがプーリ上で一体的に構成されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項７】
連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンにおいて、このプーリが連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからシャフトへトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されている場合の、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、このとき、アクティブなフリクション・ドライブプレートがシャフトおよびベルトガイドに対して軸方向に移動可能であり、かつベルトガイド・ベースボデーとアクティブなフリクション・ドライブプレートとの間で回転性の連結が行なわれる場合の、ベルトガイド・ベースボデーとアクティブなフリクション・ドライブプレートとがパッシブなフリクション・ドライブプレートに対して軸方向でその片側に配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項８】
ベルトガイド・ベースボデーとアクティブなフリクション・ドライブプレートとが一緒に、ベルトガイドとともにパッシブなフリクション・ドライブプレートに対して軸方向でその片側に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項９】
ベルトガイドがアクティブなフリクション・ドライブプレートに対して半径方向でそのすぐ外側に配置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１０】
パッシブなフリクション・ドライブプレートがシャフト上の補強された環状ディスクに配置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１１】
アクティブなフリクション・ドライブプレートが半径方向で内側に配置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１２】
プーリが半径方向で内側に配置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１３】
連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンで、このプーリが、連結状態では、ベルトガイドから、ハウジングに取付けられたシャフトへ摩擦クラッチを介してトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されている場合において、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、摩擦クラッチが半径方向でハウジングの外側に配置されていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１４】
連結とその解除が可能なプーリを備えた車両エンジンで、このプーリが、連結状態では、ベルトガイドから、ハウジングに取付けられたシャフトへ摩擦クラッチを介してトルクを接続し、連結の外れた状態ではシャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で支持されている場合において、そのような車両エンジン用の補助ユニット伝動装置であり、摩擦クラッチが軸方向でハウジングの外側に配置されていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１５】
シャフトが半径方向でハウジングのベアリングブッシュに対してその内側に支持されており、かつベルトガイドと、アクティブなフリクション・ドライブプレート、プーリ・ベースボデーおよびプーリがベアリングブッシュに対してその外側に支持されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１６】
アクティブなフリクション・ドライブプレートをパッシブなフリクション・ドライブプレートに押付けるための、背面を補強されたギヤリングを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１７】
プーリやアクティブなフリクション・ドライブプレートならびにプーリ・ベースボデーが軸方向で移動可能な一つのマウント上に配置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１８】
プーリやベルトガイド、アクティブなフリクション・ドライブプレートやプーリ・ベースボデーを軸方向で相対的に移動するための調整メカニズムが準備されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項１９】
調整メカニズムが、スロープ状のかみ合い部を備えた調整リングと、補完的なスロープ状のかみ合い部を備えた固定的な調整装置とを有し、かつ、調整リングと調整装置との回転によって、調整リングや調整装置の軸方向での移動が相互に相対的な方法で生じるように、そのようにスロープ状のかみ合い部が成形されていることを特徴とする、請求項１８に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２０】
軸方向で移動可能なマウントが、インナレースとアウタレースおよびそれらの間に配置された転動体を備えたロールベアリングとなっており、調整メカニズムがクランピングユニットを有して、このユニットが、連結状態ではロールベアリングのインナレースを挟んで留めることによって駆動トルクを伝達するということを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２１】
クランピングユニットが、ロールベアリングのインナレースの両側に配置されたスプリングワッシャによって形成されることを特徴とする、請求項２０に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２２】
プーリやベルトガイド、アクティブなフリクション・ドライブプレートやプーリ・ベースボデーを軸方向で相対的に移動させるための調整メカニズムが準備されていて、この調整メカニズムが弾性のあるクランピングユニットを有し、このユニットが、連結状態では、アクティブなフリクション・ドライブプレートを弾力的に挟んで駆動トルクを伝達することを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２３】
アクティブなフリクション・ドライブプレートが、プーリ・ベースボデーのなかの軸方向に伸びた切欠きに納められていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２４】
アクティブなフリクション・ドライブプレートがベルトガイド・ベースボデーを軸方向で完全に突き通っていることを特徴とする、請求項２３に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２５】
アクティブなフリクション・ドライブプレートがその周辺部に沿って数多くの分離した摩擦体を有することを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２６】
プーリやベルトガイド、アクティブなフリクション・ドライブプレートやプーリ・ベースボデーが、ユニット・ハウジングの外周部上に、回転可能かつ軸方向で移動可能な方法で支持されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２７】
調整メカニズムの調整装置が補助ユニット・ハウジングのコンポーネントであることを特徴とする、請求項２６に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２８】
アクティブなフリクション・ドライブプレートやパッシブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面が、数多くの同軸的で向かい合せに配置された、円形または環帯リングセグメント状のかみ合い溝を形成しており、両方の側がそのような方法で設計されている場合に、パッシブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面が、アクティブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面に対する補完的なかみ合い溝を有することを特徴とした、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項２９】
プーリやベルトガイド、プーリ・ベースボデーやアクティブなフリクション・ドライブプレート、およびパッシブなフリクション・ドライブプレートが合成樹脂素材から製造されることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３０】
アクティブなフリクション・ドライブプレートやパッシブなフリクション・ドライブプレートがクラッチライニングを有することを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３１】
クラッチライニングのなかに、かみ合い溝と、補完的なかみ合い溝とが配置されることを特徴とする、請求項３０に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３２】
シャフト上に作用手段が配置され、これらの作用手段が、連結状態において補助ユニット・ハウジングのなかで回転することを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３３】
シャフトに接して、またはシャフト上に、トルクプレートやパッシブなフリクション・ドライブプレートおよび作用手段が、シャフトと一体になるように結合されていて、その場合には合成樹脂形成手順を用いるのが好適であることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３４】
ユニット・ハウジングがポンプ・ハウジングであって、作用手段としてはポンプ・インペラが準備されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の補助ユニット伝動装置。
【請求項３５】
車両エンジンが、ユニット・ハウジングと、シャフト、シャフト上に配置された作用手段、およびユニット・ハウジングの外周部上に回転可能な方法で支持されたプーリを備えており、このプーリが、クラッチを介してシャフトと連結されたり、その連結を解除されたりすることを特徴とする車両エンジン用の補助ユニット伝動装置。
【請求項３６】
請求項１から請求項３５のいずれか１項に記載された車両エンジン用の補助ユニット伝動装置を駆動する手順であり、この車両エンジンが少なくとも一つの補助ユニットを有し、これがプーリを備えていて、そのプーリを補助ユニットのシャフトに連結したり連結を解除したりできることを特徴とする、補助ユニット伝動装置の駆動手順であって、
以下のようなステップ、
車両エンジンのクランクシャフトと結合されたプーリと、補助ユニットの少なくとも一つのベルトガイドとかみ合ったベルトとを介した、補助ユニット伝動装置の駆動、
少なくとも一つの事前に規定されたパラメータや、操作者の選択に即して行なわれる、補助ユニットのシャフトに対するベルトガイドの連結とその解除、
を備えた駆動手順。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、クラッチ連結とその解除が可能なプーリを備えた、車両エンジン用の補助ユニット伝動装置、ならびに補助ユニットである。詳しく言えば、本発明の対象は、伝動装置に関するかぎり、プーリが、連結状態では摩擦クラッチを介してトルクをベルトガイドからシャフトへ伝達し、また、連結が解除された場合には、このプーリが、シャフトを中心として同軸的に回転可能な方法で取付けられているような、そのような伝動装置である。このとき、摩擦クラッチは、通常、アクティブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で移動可能な方法でガイドされ、連結のためには、これが相応するシャフトのパッシブなフリクション・ドライブプレートに押し当てられることによって構成される。補助ユニットに関して言えば、本発明が対象とする補助ユニットは、ハウジングを備え、また、シャフトとこのシャフト上に設置されたユニット作動手段、および回転可能な方法で取付けられたプーリを備えている。このプーリは、クラッチによってこれをシャフトに連結することもできれば、シャフトとの連結を解除することもできるように設計されている。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ  ０  １３６  ３８４  Ａ２から、モータクランク・シャフトの回転をベルトによって取り出す補助ユニット伝動装置が公知である。エンジンのクランクシャフト上には一つのプーリがあって、このプーリが一本のベルトを介して同時に幾つもの補助ユニットを駆動する。このような構造の場合、補助ユニットとして駆動されるものには、車両のウォータポンプ、冷却コンプレッサ、エアポンプ、オルタネータおよびパワーステアリングがある。これらの補助ユニットがエンジンのスタート時にすでにエンジンと一緒に駆動してしまわないように、クランクシャフト上のプーリには、電気的にオン／オフの操作のできるカプラが設けられており、そのために必要なコンポーネントは、プーリの内部、および部分的にはシャフト上にも設置されている。エンジンがスタートするやいなや、補助ユニットがオンになる。ところで、このようなプーリの構造は、きわめて複雑であり、そのため、クラッチアセンブリにも大きな費用がかかる。
【０００３】
ＥＰ  ０  ４１６  ４９２  Ｂ１は、無段階的に調整できるプーリを備えた、無段階的にギヤ・シフトできる伝動装置を示している。プーリのうちの一つでは、軸方向で前方に位置するスリーブ部分において、一つのエッジ接合部が準備されており、このエッジ接合部は、スリーブを軸方向で移動させることによって、スリーブのスプラインと連結したり、その連結を解除したりすることができる。ただし、そのようなクラッチ動作は、停止状態においてのみ可能である。
【０００４】
ＤＥ  ４２  ４３  ７７７  Ａ１の提案する補助ユニット伝動装置では、プーリと、ユニットシャフトに固定されたトルクディスクとの間の摩擦クラッチ接続が、クラッチ・ハウジング内の移動可能な対応物によって行なわれる。移動可能な該対応物は、軸方向歯を介し、プーリに従って回転するように設置され、しかも、該プーリとは別に軸方向で移動可能となるように取付けられている。移動可能な対応プレートとプーリとの間には環状の溝が形成されており、その内部にシャフトのトルクディスクが置かれている。シャフトをプーリに連結するためには、移動可能な対応物をプーリの方へ向けて押す。すると溝が狭くなり、シャフトのトルクディスクは、両方のエレメントに挟みこまれて、トルクが伝達される。連結の解除された状態では、シャフトが、減速された変速段でプーリの回転に連動する。
【０００５】
その他、ＤＥ  １９５  ２９  ０７３  Ｃ１、およびＤＥ  １０１５５  ４５８  Ａ１、ＵＳ  ２  １０７  ３４１およびＤＥ  １９６  ４１５０７  Ｃ１から、各種の補助ユニット伝動装置とそれに関連した提案が、公知となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、補助ユニット伝動装置ないしは伝動される補助ユニットを改良し、これを従来よりも小型化・軽量化して、従来よりも低コストかつ機械的に単純な形で提供できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、この課題を解決する補助ユニット伝動装置は、同種のもののなかでも、アクティブなフリクション・ドライブプレートを軸方向で移動し、これに応じてベルトガイドを軸方向に移動させるタイプの装置である。
【０００８】
以上のような解決策をとれば、かなり単純な手段を用いて、作動中のプーリの切替えが容易になる。そのため、たとえば、内燃エンジンの始動動作に余計なトルク抵抗をかけずにすむ。そのうえ、摩擦クラッチのシフトチェンジに必要な道のりも比較的に短いため、シフトチェンジの動作を速やかに行なうことができる。とりわけ、シフトチェンジに必要な道のりが短いので、そのため、ベルトガイドの軸方向での移動距離をこれに応じて短くすることもできる。したがって、ベルトが、安全な移動幅を越えて移動したり、ベルトのねじれが大きくなりすぎて安全が脅かされるまでになったりする恐れはない。ちなみに、補助ユニット伝動装置内部のクラッチの状態は、ベルトガイドの位置を見ることによって、外部からでも容易に認識できる。
【０００９】
さらにまた、上記のような諸々の利点は、すべて、本発明の前記態様に即して、単純な機械的構成によって可能となる。そのため、電気的にシフトチェンジを行なうクラッチの場合とは異なり、該オプション部品は、補助ユニット伝動装置それ自体にもまた取付け可能である。いずれにせよ、アクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの間の摩擦クラッチ接続は、プーリとシャフトとの間をつなぐ機械的なトルク伝達装置としての役割を果たす。
【００１０】
理論面で明らかにされるべきことは、摩擦クラッチといえども、トルク伝達を必ずしも摩擦だけによって遂行しなければならないものではないということである。むしろ、摩擦クラッチでは大抵の仕様で、アクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの間に、少なくとも顕微鏡レベルでは、接続時の傾きや押付けが生じている。本件特許申請が行なわれている摩擦クラッチの特徴は、アクティブなフリクション・ドライブプレートをパッシブなフリクション・ドライブプレートに近づけた際に、トルク伝達が並外れて一挙に高まることはなく、そうではなくて、徐々に、あるいは数多くの段階を経て高められることである。このことは、補助ユニットを駆動トルクへ連結する場合に、アセンブリ全体にかかる負担をできる限り軽くして、その使用寿命を伸ばすための、重要な前提となる。このこととは独立に、シフトチェンジの動作は、それが一方では可能であり他方では必要でもある場合には、かなり速やかに行なうこともできる。その限りにおいて、摩擦クラッチは、必要とあらば機敏な連結によってこれを接続することもできる。
【００１１】
ベルトガイドと呼ばれている部品は、本来的な意味でのベルトをサポートし、とくに軸方向でこれをガイドする構成部品である。本件において考えられているベルトは、補完的なポリＶベルトまたは単純なＶベルトである。そのため、これに対応したベルトガイドは、補完的なポリＶベルト断面か、または単純なＶ断面を呈することになる。
【００１２】
アクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの両者は、摩擦クラッチの接続時には協働しているわけだが、クラッチの連結状態と連結の解除された状態との間を切替えるためには、これらの二つのドライブプレートでその一方だけが移動する。もしくは、このような切替えを行なうために、二つのドライブプレートのうち、少なくとも一つの動きがパッシブなフリクション・ドライブプレートに比べて割合に大きいか、明らかに大きい。あるいはまた、クラッチを連結したり、その連結を解除したりするため、二つのドライブプレートのうち、その一つがアクティブかつ直接的に駆動する。以上のような条件に基づいて、アクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの区別が生じる。パッシブなフリクション・ドライブプレートが軸方向で不動となっている場合は、そのような、できるかぎり単純な構造を維持するためには好適である。
【００１３】
アクティブなフリクション・ドライブプレートをパッシブなフリクション・ドライブプレートに「押付ける」動作は、これこそが、ドライブプレートどうしの摩擦接続を成立させ、それによって補助ユニット伝動装置のクラッチ連結を少なくともその本質的な部分で成立させる機械的動作なのである。二つのドライブプレートの間にトルクの接続が行なわれるとき、伝達可能なトルクは、大抵の場合に、少なくとも、たとえば押圧のような有意の動作パラメータの範囲内では、直接的にそのパラメータに左右される。
【００１４】
上記説明のとおり、アクティブなフリクション・ドライブプレートは、摩擦クラッチ接続を成立させ、それによってクラッチを連結するために、シャフトに沿って軸方向に移動させられる。したがって、本発明の前記態様に即し、アクティブなフリクション・ドライブプレートの移動時には、ベルトガイドもまた同様にして、シャフトに対して軸方向に移動させられる。
【００１５】
アクティブなフリクション・ドライブプレートを設置するときには、これが復元力ないしは抑制力を発揮して、パッシブなフリクション・ドライブプレートとの接続に対抗するか、または、パッシブなフリクション・ドライブプレートへの移動に対抗するように、これを設置するのが有利である。復元力を発生させるには、たとえば、サスペンションを用いて、アクティブなフリクション・ドライブプレートがゼロ位置からパッシブなフリクション・ドライブプレートの方向へ移動するやいなや、アクティブなフリクション・ドライブプレートに対して該サスペンションが軸方向の力を発揮するように設定すればよい。なお、ゼロ位置ではフリクション・ドライブプレートの間に摩擦接続は成立していない。抑制力は、たとえばアクティブなフリクション・ドライブプレートを適切な方法で取付ければ、実に効果的に、該ドライブプレートが軸方向で移動するたびに必ず保持力を克服しなければならないような働きを示すことができる。クランプによってアクティブなフリクション・ドライブプレートをフィットさせたり、ドライブプレートに通常の材質よりも静止摩擦の大きくなるすべり面を設けたりすることによって、簡単な手段を用いて、そのような効果を生じさせることができる。こうしたクラッチアセンプリには、もしもこれらが適切に構成されていれば、エネルギーの使用がクラッチの動作だけに限定され、したがって、摩擦接続をつないだり、これを外したりするためだけにエネルギーを使えばよいことになるという利点がある。これによって、クラッチを全体として純粋に機械的な方法で構成し、クラッチの連結状態でも連結の解除された状態でも、エネルギー使用が該状態の維持に限られるように組立てることが容易となる。
【００１６】
車両エンジンのための補助ユニット伝動装置が、連結したりその連結を解除したりできるプーリを備えていて、このプーリが連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからシャフトへトルクを伝達し、連結の解除された状態ではシャフトを中心として同軸的に回転できるように取付けられている場合、本発明は、このような補助ユニット伝動装置の低コスト化および簡易化のための代替手段ないし追加的手段として、ベルトガイドをクラッチの連結解除状態において、シャフトの回転とは独立にシャフトを中心として回転できるように取付けることを提案する。
【００１７】
ＤＥ  ４２  ４３  ７７７  Ａ１によれば、ベルトガイドとシャフトとは、負荷のかかった変速段においても、また減速された変速段において、常に連行することになっている。ところが、本発明の該第２態様に即した知見によれば、減速された連行は、多くの場合、不必要である。往々にして、連結の完全な状態と完全に連結が解除された状態との間でシフトチェンジができれば、それで十分なのである。シフトチェンジに要する道のりが短いため、補助ユニットは、その慣性力に抗しても、十分に短い時間でこれを加速することができる。また、パッシブなドライブプレートの表面が当初はまだ静止していて、これがアクティブなドライブプレートの表面とともに負荷速度で回転している場合と比べて、両者の表面が一緒に運動する場合に、二つのフリクション・ドライブプレートの間の当て磨耗が、必ずしも際立って小さくなければならないというわけでもない。
【００１８】
本発明は、その第３の態様に即して、アクティブなフリクション・ドライブプレートがパッシブなフリクション・ドライブプレートの片側に設置され、アクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの間に限って摩擦接続が行なわれることを提案する。
【００１９】
このような発明思想によって、とりわけ、補助ユニット伝動装置を軸方向に極めて短く構成することが可能となる。たとえば、シャフトのエンドフェースのトルクディスクがパッシブなフリクション・ドライブプレートとなりうる。摩擦クラッチアセンブリを全体として一方向的に配置することによって、シャフトを囲む空間の中に該アセンブリを完全に格納することができる。これにより、シャフトの長さをできる限り短くすることも可能となり、しかも、シャフトに必要な長さを越えて、さらに補助ユニット伝動装置のコンポーネントを見越す必然性がなくなる。
【００２０】
本発明に即した補助ユニット伝動装置の好適な実施形態では、ベルトガイドが、アクティブなフリクション・ドライブプレートに対し、軸方向で固定的に接続されている。この点を推し進めて、ベルトガイドとアクティブなフリクション・ドライブプレートとを一体のものとして構成することもできる。たとえば、ベルトガイドとアクティブなフリクション・ドライブプレートとをプーリに一体となるように構成することもできる。この場合、ベルトガイドとアクティブなフリクション・ドライブプレートとが、プーリの極めて本質的なコンポーネントとなる。軸方向に固定した結合を行なうことにより、速度伝達手段を全く用いないでいることが可能となる。一体的な仕様が特に低コストであり、かつ機械的に単純であることは論を俟たない。このようにして、補助ユニット伝動装置は、全体として非常に低コストで組立てられるだけではなく、極めて優れた耐摩耗性をもつことになる。
【００２１】
補助ユニット伝動装置、ないしは少なくともその本質的なコンポーネントを小さな空間に効率よくまとめて構成するためには、ベルトガイドをアクティブなフリクション・ドライブプレートのすぐ外側の周縁部に設置することができる。逆に言えば、この場合に、アクティブなフリクション・ドライブプレートは、ベルトガイドの内側の周縁部にある空き空間に格納することができ、それ故、作動中には、周囲を走るベルトの内側に格納することができる。周囲を走るベルトの内側の空き空間は、もともと、車両の作動中には、その他のユニットにとっての死腔であるが、これによって、効率よく利用される。
【００２２】
以上のような構成は、上記説明による本発明の諸態様に即した補助ユニット伝動装置において実現されうるばかりでなく、アクティブなフリクション・ドライブプレートがシャフトやベルトガイドならびにベルトガイド・ベースボデーに対して軸方向に移動可能であるような補助ユニット伝動装置においてもまた、実現されうる。ところで、このような後者の補助ユニット伝動装置においては、ベルトガイド・ベースボデーが、あるいは好適な場合にはベルトガイドの全体が、アクティブなフリクション・ドライブプレートと一緒に、軸方向で、パッシブなフリクション・ドライブプレートの片側に配置される。
【００２３】
本発明の該態様によれば、上記説明の、パッシブなフリクション・ドライブプレートの片側に配置された構成様式は、アクティブなフリクション・ドライブプレートがシャフトやベルトガイドならびにベルトガイド・ベースボデーに対して、軸方向に移動可能となっている場合にもまた、これを適用することができる。そのような設計の場合には、ベルトガイドの移動は、アクティブなフリクション・ドライブプレートの軸方向での移動に左右されない。こうした構成様式をとった場合には、ベルトガイドとアクティブなフリクション・ドライブプレートとを二つの部品に分ける必要が生じ、この点が不利となるのは確かだが、しかし、使用目的によっては、このような短所をあえて織込むこともかのうであり、また、アクティブなフリクション・ドライブプレートが磨耗した場合には、これをその他のコンポーネントから独立に交換することもできるので、むしろ有利にはたらく可能性もある。さらに、補助ユニット伝動装置をこのような方法で構成した場合には、新開発のフリクション・ドライブプレート材質にもフレキシブルに対応できて、このときには、ベルトガイドがその影響を受けずに済む。そのうえまた、このときには、前述の長所に対する補完的ないしは代替的利点として、ベルトガイドによる比較的に大きなベルトフォースが見出され、同時に、アクティブなフリクション・ドライブプレートの軸方向での移動が、このことによって妨げられずに済むのである。軸方向でのクラッチ連結を行なう場合には、このような利点は、少なくとも限定された形で可能となるにとどまり、一体形成の実施形態をとった場合には、不可能である。
【００２４】
パッシブなフリクション・ドライブプレートがシャフト上の固定されたリングプレートに配置されている場合には、クラッチアセンブリをパッシブなフリクション・ドライブプレートに対して一方向的に構成するのが容易になる。
【００２５】
補助ユニット伝動装置が本発明の如何なる態様に基づいて形成されようとも、それとは無関係に、アクティブなフリクション・ドライブプレートが半径方向で内側に取付けられていれば、それは有利である。アクティブなフリクション・ドライブプレートは、相当なパワーとトルクとを伝動装置から伝動装置へと伝達するコンポーネントである。それ故、その取付けにあたっては、最大級の配慮をして、安定した取付けを実施しなければならない。このことから、特別に丈夫なマウントが必要となる。したがって、もしも、アクティブなフリクション・ドライブプレートが半径方向で外側に取付けられているとすれば、該ドライブプレートの周囲にはかなりソリッドなハウジングを設けなければならなくなる。そのため、補助ユニット伝動装置が不必要に大きくなってしまう。アクティブなフリクション・ドライブプレートを半径方向で内側に取付ければ、パワーが直接・間接にシャフトへ伝動され、危機的な状態は回避される。また、補助ユニット伝動装置の外周も相当に小さくなる。
【００２６】
プーリが半径方向で内側に取付けられているときもまた、同じことが当てはまる。
【００２７】
連結とその解除が可能なプーリを備えた、車両エンジン用の補助ユニット伝動装置が、追加的ないしは代替的に提案される。該プーリは、連結状態では摩擦クラッチを介してベルトガイドからハウジングに取付けられたシャフトへトルクを接続し、連結の解除されたときには、シャフトを中心として同軸的に回転できるように取付けられている。このとき、摩擦クラッチは、半径方向や軸方向でハウジングの外側に配置されている。このような配置により、本発明を導入するに際して、既存の補助ユニットないしはハウジングに対する変更を最小にすることができるようになる。当該のシャフトは、ベルトガイドとの相互作用を行なうために、いずれにせよ既にハウジングを貫通しているのだから、本質的には、ただプーリをハウジングの外側に取付けることが準備を要するだけである。これにより、既に上記で全空間に関して十分に説明したとおり、取付けスペースもまた、全体としてこれを小さくすることができる。また、このときには、前述の利点に対して追補的ないし代替的に、摩擦クラッチおよびその移動可能なコンポーネントをハウジングの外側から直接的に制御することも可能となり、これによって、構成全体へのユニット伝動装置の組込みが相当程度に簡略化される。
【００２８】
できれば、シャフトは、半径方向でハウジングのベアリングブッシュの内側に取付け、プーリは半径方向でベアリングブッシュの外側に取付けるのが望ましい。これによって、構成は相当程度に簡略化される。なぜなら、ベアリングブッシュを二重に利用できるので、取付けスペースを無駄にしなくても済むからである。
【００２９】
それ故に、前述の諸利点を ― たとえそれが、コンポーネントの全体を半径方向ないし軸方向で外側に取付けた場合ほど大きな利点には結びつかないとしても ― 実現するためには、摩擦クラッチやベルトガイド、アクティブなフリクション・ドライブプレートやプーリ・ベースボデーといった、個々のプーリ・コンポーネントもまた、半径方向で外側に取付けが可能である。
【００３０】
アクティブなフリクション・ドライブプレートをパッシブなフリクション・ドライブプレートに押付けるためには、後方で支持されたトランスミッション・リングを、望ましいものとして提案する。補助ユニット伝動装置、ならびに、シャフトの取付けられた、これに相応したハウジングは、いずれにせよ、数多くの対称回転コンポーネントを備えており、それ故、これらのコンポーネントにあわせて形成したときに必要とする空間が最小となるのは、リングである。これによって、クラッチ伝動装置の固定は、自動的に保障される。ただし、フリクション・ドライブプレートどうしを押付けるための軸方向のパワーについてだけは、それでもまだ善処しなければならない。そのためには、後方での支持が準備されている。トランスミッション・リングを後方で支持するマウントもまた、同様に対称回転することが好適であるのは論を俟たない。
【００３１】
一体的な構成をとる場合には、個々のコンポーネントを直接組込むことになるので、製造工程についてもまた、必要なコンポーネントがブランクの製造時に、たとえば鋳造工程によって、すでに一緒に形成されるような製造工程をとることが可能であり、このことによって、補助ユニット伝動装置の構成全体が、さらに簡単となる。
【００３２】
軸方向のフリクション・ドライブプレート、ないしは ― 具体的な配置の如何によっては ― プーリ全体の重量が軽くなり、かつ磨耗の少ない方法で軸方向に移動できるために、これを軸方向で移動できるマウント上に取付けることが提案される。摩擦クラッチでは、一般にシフトチェンジに要する道のりが短いため、多くの場合、ベルトのねじれに対する調整装置を設ける必要がない。特に、構成の全体は、ベルトの軽微なゆがみが非負荷的状態、すなわち連結の解除された状態でのみ発生するように形作られることができる。だが、それ以外の場合には、ベルトのねじれに対する相応の調整装置もまた、求められた耐久性からそれが必要となる場合には、これを準備することができる。
【００３３】
ベルトガイドやプーリ、およびアクティブなフリクション・ドライブプレートを相対的に軸方向で移動させるための調整アセンブリが、好適なものとして準備されている。ある一つの仕様によれば、調整アセンブリとなるのは、前面にスロープ状のかみ合い部をもつ固定した調整装置をも備えた調整ベルトであり、このとき、調整リングと調整装置との回転によって、調整リングや調整装置の相対的に相互的な軸方向の移動が行われるように、スロープ状のかみ合い部を形成することができる。したがって、回転運動が軸方向の運動に転換され、このとき回転運動は、シャフトやベルトガイドの回転とは全く独立に行なわれうる。スロープ状のかみ合い部を適切に選択することにより、比較的小さな取付けスペースのなかで、しかも十分な軸方向の移動によって、大きなパワーを発生させることができる。回転運動は、たとえば、バキュームユニットやサーボ機構、あるいはこれに類した作用をするコンポーネントによって導入されることができる。このとき、たとえば台形ネジのようなネジ山を、移動のために適用する可能性もある。
【００３４】
軸方向の運動を達成するための構造上とりわけ有利な配置としては、軸方向で調整可能なマウントが、インナレースとアウタレースおよびこれらの間に設置された転動体を備えたロールベアリングとなるように準備されている。そのとき、調整メカニズムはクランピングユニットを有し、伝動トルクを伝達するための、ロールベアリングのインナレースは、このクランピングユニットによって、クラッチの連結状態では固定されている。これにより、ロールベアリングのインナレースに対してパワーが加えられ、マウント全体をベルトガイドやアクティブなフリクション・ドライブプレートとともに移動することができるようになる。クラッチの連結時にはインナレースが固定されるので、その状態が正確に規定できる。
【００３５】
さらに、クランピングユニットは、ローリングマウントのインナレースの両側に設置されたスプリングワッシャによって、これを構成することができる。この利点は大きい。一つには、それによって密着力が前もって厳密に規定できるようになるという利点がある。もう一つの利点としては、スプリング荷重をかけた構造によって、クラッチ連結の振動解除が行なわれる。このことにより、クラッチ連結状態での補助ユニット伝動装置のきわめて穏やかな運転が保障される。因みに、クランピングユニットは、これをクラッチの連結が解除された状態でもなお多少のクランプ力が残るように設計することができる。これによって、連結解除の状態でも振動を低減することができる。
【００３６】
本発明の第４の態様によれば、ベルトガイド・ベースボデーとアクティブなフリクション・ドライブプレートとが軸方向でパッシブなフリクション・ドライブプレートの片側に設置されているので、とりわけ、この第４の態様に即した補助ユニット伝動装置の実施に関しては、もうひとつ別の実施形態において、アクティブなフリクション・ドライブプレートをベルトガイド・ベースボデーのなかの軸方向に伸びた切欠きに納めることが提案される。ベルトガイド・ベースボデーのなかの切欠きとは、一種の開口部であり、この開口部のなかにアクティブなフリクション・ドライブプレートが納まっている。また、アクティブなフリクション・ドライブプレートがこの開口部を通して、あるいはこの開口部から出てパッシブなフリクション・ドライブプレートに押付けられ、クラッチが連結される。このような設計によって、プーリ・ベースボデーのマウント自体に対する要求が低減される。なぜなら、軸方向のパワーを大部分は直接的にアクティブなフリクション・ドライブプレートへ伝達することができるからである。アクティブなフリクション・ドライブプレートをベルトガイド・ベースボデーのなかの軸方向に伸びた切欠きに設置することにより、それ以外のコンポーネントを要せずとも、クラッチ接続されたアクティブなフリクション・ドライブプレートとプーリ・ベースボデーとの間でトルクを伝達するような、回転性のドライブプレート装置を製作することができる。
【００３７】
とりわけこのような設計の場合、アクティブなフリクション・ドライブプレートとベルトガイドとを調整するメカニズムは、弾性のあるクランピングユニットを有し、これが、クラッチの連結状態ではアクティブなフリクション・ドライブプレートとベルトガイドとの間のドライブプレート連結を固定して、駆動トルクの伝達を可能にする。したがって、ドライブプレート連結を保障するのは、パッシブなフリクション・ドライブプレートの摩擦表面へのスプリングフォースである。これによってもまた、クラッチ連結の振動解除が行なわれる。
【００３８】
軸方向のパワー伝達からベルトガイドおよびベルトガイド・ベースボデーが受ける負荷は、アクティブなフリクション・ドライブプレートがベルトガイド・ベースボデーを軸方向で完全に貫通しているとき、とりわけ低減される。特に好適な実施形態では、アクティブなフリクション・ドライブプレートは、このために、その周辺部に沿って数多くの分離した摩擦体を有し、補助ユニット伝動装置が作動しているときには、これらの摩擦体の前部表面によってパッシブなフリクション・ドライブプレートとの摩擦接続が生じる。
【００３９】
有利な仕様によれば、プーリ・ベースボデーやアクティブなフリクション・ドライブプレートが、補助ユニット・ハウジングの外周部上に、回転可能かつ軸方向で移動可能な方法で支持されるように、準備されている。したがって、プーリ・ベースボデーは、補助ユニットの不可欠なコンポーネントとなる。これによって、駆動中のプーリがシフトできるのではなく、補助ユニットのプーリそのものがシフトできるのだということが、明瞭に確定されている。
【００４０】
これによって、とりわけ、個々の補助ユニットのクラッチ連結とその解除とが可能となる。したがって、その結果、単に始動動作中だけではなく、車両モータの運転中は常にエネルギーが節約されることになる。なぜなら、補助ユニットが必要に応じて個別に、あるいはグループとして接続されたり、その接続がはずされたりするからである。
【００４１】
構造上の単純化によって、調整メカニズムの調整装置が補助ユニット・ハウジングのコンポーネントとなるように、準備されている。このとき、特にスロープ状のかみ合い部を、補助ユニット・ハウジングにおける相応した領域で直接に形作ることができるため、それ以上の余計なコンポーネントは不要となる。このときもまた、たとえば合成樹脂技術を使うことが可能で、具体的には、射出工程を用いてスロープ状のかみ合い部を直接一挙に形成することもできる。同様にして、該形成を適切な鋳造工程によって行なうことも可能である。
【００４２】
上記提案の各実施形態において効率の良いクラッチ連結効果が得られ、摩擦面が拡大されるように、ある一つの実施形態によれば、アクティブなフリクション・ドライブプレートやパッシブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面上に、数多くの同軸的で向かい合せに配置された、円形または環帯リングセグメント状のかみ合い溝を形成してある。このとき、パッシブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面は、アクティブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面に対する補完的なかみ合い溝を有する。これらのかみ合い溝は、クラッチ連結状態において、アクティブなフリクション・ドライブプレートの摩擦面上のエッジとかみ合う。この溝の断面および範囲の形態に応じて、接触圧力が強化できる。そのうえ、摩擦面の拡大に伴って、磨耗の傾向が低減される。
【００４３】
ある一つの特に低コストの仕様によれば、ベルトガイド・ベースボデーおよびベルトガイドやアクティブなフリクション・ドライブプレートが、一種類の合成樹脂素材から製造されるように、準備されている。したがって、一般的な合成樹脂処理手順を用いて、ベルトガイド・ベースボデーとアクティブなフリクション・ドライブプレートとを、必要に応じて、一つの製造工程で作ることができる。そのときには、たとえば、二色形成を用いて多様な素材を使用することもまた可能である。この場合には、金属素材やセラミック素材を適用することも可能である。
【００４４】
本来的なトルク連結の耐久性を高めるため、アクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとはクラッチライニングを有することができる。このクラッチライニングによって、ギヤチェンジ中の当初の空転時に発生する熱が吸収され、摩擦係数もまた相当程度大きくなる。
【００４５】
かみ合い溝や、アクティブなフリクション・ドライブプレートならびにパッシブなフリクション・ドライブプレートの補完的なかみ合い溝は、これをクラッチライニングのなかに配置するのが有利である。このとき、クラッチライニングは、かみ合い溝のエッジ領域においてもまた、その効果を発揮することができる。
【００４６】
さらに、ある一つの仕様によれば、シャフト上に作用手段が配置されていて、これらの作用手段がクラッチ連結状態において補助ユニット・ハウジングのなかで回転するならば、これもまた有利なことである。そこで、プーリによって駆動される該作用手段は直接的に補助ユニット・ハウジングのなかに在り、さらには、このことによって、一つの非常にコンパクトなコンポーネントユニットを実現することができる。この場合、作用手段としては多種多様なものが考えられ、これらはシャフトとともに一つのロータを構成し、このロータは常にユニット・ハウジングとの間で作用関係にある。
【００４７】
ユニット・ハウジングとしてはポンプ・ハウジングが好適であり、これに相応して、作用手段としてはポンプギヤが好適である。内燃エンジンの補助ユニットでは、たとえばウォータポンプやエアポンプ、Ａ／Ｃコンプレッサやパワーステアリングポンプ等のポンプがしばしば用いられる。これらのポンプは、それぞれが切替え可能なベルトプーリを装着されている限りにおいて、必要に応じて接続したり接続を外したりすることが可能である。これによって、内燃エンジンの出力損失を大幅に低減することができる。
【００４８】
本発明のもう一つ別の態様によれば、本発明は、車両エンジンのための補助ユニットに関係しており、該補助ユニットは、ユニット・ハウジングとシャフト、シャフト上に配置された作用手段およびユニット・ハウジングの外周部に回転可能な方法で取付けられたプーリを有する。このプーリは、クラッチを介してシャフトに連結されたり、その連結を解除したりできるように設計されている。
【００４９】
このような提案に即して、直接的にユニット・ハウジング上で支持されたプーリが初めて直接的に補助ユニットに提供され、このとき、プーリは機械的動作によって、補助ユニットのシャフトと連結可能になっている。とりわけ、機械的動作による連結を通して見出されうる配置の場合には、接続状態において ― それ故、連結を解除された状態ないしは連結された状態において ― たとえばエンジンやパワーアシスト、マグネット等といった、これに相応するアクチュエータに負荷がかからず、ただギヤチェンジのためにエネルギーを用いれば済むのである。前記説明のとおり、このような配置ではプーリがハウジングの外側に在るが、そのような配置は特にコンパクトに構成される。ベルトが常にプーリとかみ合っているのに対して、補助ユニットは、選択的にこれを連結したり、その連結を外したりできる。したがって、この場合にもまた、エンジンは、補助ユニットが接続されている場合に限り、これを駆動する仕事をおこなえばよいのである。
【００５０】
上記説明のとおり、本発明の、数多い詳細に即した特徴は、プーリが摩擦クラッチの直接的なコンポーネントとなるか、またはそのようなコンポーネントになりうるということである。自動車の分野では非常に重視されるコスト面の態様と並んで、動作信頼性への要求もまた、このような特徴によって従来よりも容易に満たすことができる。なぜなら、摩擦クラッチ連結は、その機能と構成とによって、特に、電気的ないしは機械的にきわめて高コストな公知のメカニズムに比べて、かなり単純な連結となるからである。
【００５１】
前記説明により自明であるが、補助ユニットのシャフトへの連結とその解除が可能なプーリを有する内燃エンジンのために補助ユニット伝動装置を駆動する、次のような手順もまた有利である。すなわち、それによれば、車両エンジンのクランクシャフトと結合されたプーリと、補助ユニットの少なくとも一つのプーリにかみ合ったベルトとによって、補助ユニット伝動装置が駆動され、また、補助ユニットのシャフトに対するプーリの連結とその解除とが、少なくとも一つのパラメータや操作者の選択に従って行なわれるような、一つの手順がそれである。このとき、補助ユニット伝動装置は、特に、前記説明による設計の一つに即して利用可能となる。
【００５２】
従来の技術では、クランクシャフトのプーリを連結したり、それを解除したりすることになっている。これに対して、本発明によれば、当面必要のない補助ユニットがある場合、その補助ユニットだけを個別に駆動システムから切離すことが好適である。とりわけウォータポンプあるいは冷却用コンプレッサの使用については、このことの興味深い場合がありうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本発明の二つの有利な実施例を、以下に図面を用いて詳しく説明する。
【００５４】
図１上に全断面図で示されたウォータポンプ１は、詳しくは表示されず説明もされない一つの内燃エンジンに対し、補助ユニットとして取付けられている。諸々の補助ユニットの取付けおよび配置は、このそれぞれに割当てられたプーリならびに、円周方向に動くベルトとともに、 EP ０ １３６ ３８４ A１ の場合に類似の方法で行なわれうる。とはいえ、プーリは、必ずしもクラッチを介して内燃エンジンのクランクシャフトに対して接続したりその接続を外したりができねばならないというものではない。
【００５５】
ベルトもまた、表示されていないが、これはポリＶベルトであり、少なくともここに表示されたウォータポンプ１をクランクシャフトのプーリと結合している。
【００５６】
ウォータポンプ１は、鐘状のポンプ・ハウジング２を有し、これは、クーラント用の、詳細表示されないインレットとドレンとを備えている。ポンプ・ハウジング２は、好適な方法によれば、フランジ３によってエンジンブロックに取付けられており、ポンプシャフト４は、ポンプ・ハウジング２を貫いて同軸的に伸長している。ポンプシャフト４は、互いに距離をとってポンプ・ハウジング２のなかに取付けられたローリングベアリング５および６を介して、ポンプ・ハウジング２のなかで、ハウジング２のベアリングスリーブの内側で支持されている。ベアリングスリーブは、チューブラ・ジャーナルとして、その他のハウジングから区別され、半径方向で内側にローリングベアリング５および６を保持している。ポンプ・ハウジング２のポンプルーム７内には、ウォータポンプ・インペラ８が回転する。このインペラは、スチールハブ９に固定されており、このスチールハブはポンプシャフト４に圧着されている。とはいえ、この場合、ウォータポンプ・インペラ８を射出成形その他の手段によって、ポンプシャフト４と一体的に結合することも可能である。
【００５７】
ポンプシャフト４は、ポンプ・ハウジング２の外側にあたる前部領域では、その直径を減じ、この細くなった部分１０の上には、トルクプレート１１が、ポンプシャフト４と回転不能な方法で結合されて、固定されている。トルクプレートは、摩擦クラッチ・コンポーネントの役割を果たし、その上方部分、ポンプ・ハウジング２の側には、数多くの同心円状のかみ合い溝１２が設けられている。かみ合い溝１２のある領域の全体にわたって、クラッチライニング１３がコーティングされており、このクラッチライニングもまた、かみ合い溝１２の全域にわたり、その輪郭に沿って形成されている。トルクプレート１２の裏側には、リブ１１’ があって、補強材やファン・ブレードの役割を果たすことができる。このようなファンは、ドライブプレートに不可欠のコンポーネントとして、あるいはまた、ドライブプレートのシャフト上の補助的コンポーネントとして、これを準備することができる。これによって、ファンとクラッチおよびクラッチ構成部品との組込み式の設計が生み出されている。そのような構成によって、特にファンとウォータポンプとを一緒に駆動させることが可能となり、このことは、本発明のその他の特徴とは独立に、自動車のウォータポンプを駆動させるための利点である。このことは、ファンとウォータポンプとがシャフト上にあるとき、および、ファンがウォータポンプ・シャフトと一体的に形成されているときに、とりわけ有利である。なぜなら、このときには、ウォータポンプが必要な場合にだけ、つまり水が冷却されねばならない場合にだけファンが運転されるからである。
【００５８】
ウォータポンプ２は、その外側のベアリングスリーブ部において、円筒形のクラッチ部分１４を有する。このクラッチ部分の面上には、軸方向に移動可能な方法で、ローリングベアリング１５が押込まれており、そのうえにはプーリ・ベースボデー１６が取付けられている。ローリングベアリング１５は、インナレース１７と、アウタレース１８、および数多くの転動体を有する。プーリ・ベースボデー１６は、アウタレース１８上に固定されており、その結果、このようにして構成されたプーリ２０は、ポンプ・ハウジング２のクラッチ部分１４を中心として、回転できるようになっている。
【００５９】
プーリ・ベースボデー１６の外周部には、適切な取付け溝２１が設けられており、これらの取付け溝は、これに相応したポリＶベルトとかみ合うことができるようになっている。ポンプ・ハウジング２の反対側にあたる、プーリ・ベースボデー１６の前面には、相互に同心円状に配置された数多くのかみ合い溝２２が設けられており、これらのかみ合い溝は、トルクプレート１１上のかみ合い溝１２に対して補完的に形成されている。
【００６０】
ポンプ・ハウジング２のクラッチ部分１４上には、保持リング２３があって、ローリングベアリング１５を保持し、それによってプーリ・ベースボデー１６を保持している。ローリングベアリング１５のインナレース１７と保持リング２３との間には、環状のリターンスプリング２４が配置されている。インナレース１７の反対側には、環状のプレッシャスプリング２５がある。図１に表示された連結位置においては、インナレース１７がリターンスプリング２４とプレッシャスプリング２５との間に挟み込まれているため、インナレース１７は、クラッチ部分１４上に固定され、回転不可能な状態に保たれている。
【００６１】
プーリ２０の軸方向での移動は、図２と図３とに表示された調整リング２６によって行なわれ、この調整リングは、そのポンプ・ハウジング２に向いた側にスロープ状のかみ合い部２７を有する。ポンプ・ハウジング２は、クラッチ部分１４に接したその調整部分２８において、補完的なスロープ状のかみ合い部を有する。調整リング２６は、その側面に調整レバー２９を有し、これは留め環３０を介して作動させることができる。これを作動させるには、調整レバー２９の留め環３０に作用して、調整リング２６をそのアクスルを中心に回転させる、適切な手段が用いられる。
【００６２】
ひと目見ただけで分かることだが、本実施例では、アクティブなフリクション・ドライブプレートであるプーリ・ベースボデー１６が、ポンプ・ハウジング２とは反対側の前面にかみ合い溝２２を有し、このようなプーリ・ベースボデーが軸方向で移動可能なようにガイドされており、連結のためには、これに対応するパッシブなフリクション・ドライブプレートである、かみ合い溝１２を備えたトルクプレート１１に押付けられることによって、摩擦連結が作り出されており、これに対応して、アクティブなフリクション・ドライブプレートの軸方向での移動に従って、取付け溝２１によって形成されたベルトガイドもまた軸方向で移動するようになっている。なぜなら、アクティブなフリクション・ドライブプレートとベルトガイドとが相互に一体となるように形成されているからである。
【００６３】
上記説明によるウォータポンプ１の効果と機能とを以下に説明する。
【００６４】
図１に表示された連結状態において、かみ合い溝２２を備えたプーリ・ベースボデー１６は、クラッチライニングに押付けられ、したがってまた、トルクプレート１１のかみ合い溝１２に押付けられる。このために必要な押当て力は、プレッシャスプリング２５によって加えられる ― したがって、プーリ・ベースボデーは、ベルトガイドとしてだけではなく、同時にアクティブなフリクション・ドライブプレートとしてもまた作用している。この押当て力は、部分的にはリターンスプリング２４の圧縮によって再び低減される。たとえば、バキュームユニットやサーボ機構等により ５ Ｎ の調節力が調整レバー２９に加えられた場合には、調整レバー２９のレバー長によって、ならびに調整リング２６のかみ合い部２７と調整部分２８のかみ合い部とのピッチによって、この力が強化される。両方の調整メカニズムの諸係数から、相乗計算の結果として総係数２５が容易に得られる。ここで実例にあげられた ５ Ｎ の場合、その結果として、かみ合い部における摩擦を考慮しなくとも、 １２５ Ｎ の軸力が発生する。この軸力は、リターンスプリング２４の、たとえば ２５ Ｎ の力の分だけ低減されるので、その結果として、軸方向の、たとえば １００ Ｎ の押当て力が得られる。この力は、クラッチライニングの輪郭および摩擦面によって、ほぼ係数３に相当する分だけ強化される。
【００６５】
上記既述のとおり、調整リング２６の回転による軸方向の移動は、調整部分２８と相関的に行なわれるので、図１で表示された位置では調整リング２６の平坦部３１が調整部分２８の平坦部に当たっており、その結果、二つのコンポーネントどうしの間隔は最大となっている。またこのとき、プレッシャスプリング２５とリターンスプリング２４とが望ましい方法で相互に押付けあう力は最大となる。これによって、プーリ・ベースボデー１６上のかみ合い溝２２と、トルクプレート１１のクラッチライニング１３との間には、ベルトによって駆動されるプーリ２０がトルクプレート１１に対して望ましいトルクを伝達し、さらにこのトルクプレートを介してシャフト４へ伝達するだけの、十分な連結効果が発生する。これにより、ポンプ・ハウジング２の内部にあるウォータポンプ・インペラ８が駆動され、クーラントが流れる。
【００６６】
このようなポンプ手順がもはや求められない場合、または事前に規定されたパラメータが到達された場合には、調整リング２６がその軸を中心にさらに８分の１回転し、その結果、調整リング２６上のかみ合い部２７と、調整部分２８における補完的なかみ合い部とが相互に完全にかみ合って、両者があわせて必要とする取付け高さは最低となり、スプリング２４とスプリング２５とが望ましい方法で相互に押付けあう力は最小となるか、もしくは、負荷が全くない状態になる。大抵の場合には、インナレース１７に最小限の結合力の残っていることが望ましいであろう。このとき、プーリ・ベースボデー１６が図１上の右側へ軸方向に後退する運動が十分に大きいので、かみ合い溝２２は、もはやトルクプレート１１上のかみ合い溝１２とかみ合わなくなり、その結果、トルクは全く伝達されなくなる。この場合、ポンプシャフト４とポンプ・インペラ８は、静止している。
【００６７】
このような手順がきわめて簡単に実施できるように、調整レバー２９を屈曲させ、プーリ２０とポンプ・ハウジング２との間にこれが垣間見えるようにしておくことが好適である。
【００６８】
リターンスプリング２４とプレッシャスプリング２５との働きで、プーリ２０はポンプ・ハウジング２上に振動の少ない方法で確実に固定される。これにより、ウォータポンプ全体の動作がかなり安定する。
【００６９】
取付け溝２１の形態におけるベルトガイドと、摩擦表面２２を備えたアクティブなフリクション・ドライブプレートとが一体形成されており、そのため両者のコンポーネントが軸方向で如何に運動しようとも、これらが直接的に結合されていることは明らかである。しかし、クラッチ連結が解除されるやいなや、ベルトガイド２１の回転は、シャフト４の回転とは完全に独立する。
【００７０】
連結状態であれ、連結解除の状態であれ、アクティブなフリクション・ドライブプレートは、トルクプレート１１の形態におけるパッシブなフリクション・ドライブプレートに対して、軸方向でその片側に設置されている。補助ユニット伝動装置１がクラッチ連結された場合には、ただアクティブなフリクション・ドライブプレートと、このために背面を補強されたパッシブなトルクプレート１１との間でのみ、摩擦接続が行なわれる。
【００７１】
本発明の第２の実施形態を、以下に図４を用いて詳しく説明する。構造と効果とに関して同一のコンポーネントが言及される場合には、上記の実施例で用いられ符号と同じ符号を用いるので、上記の説明を参照されたい。したがって、以下では本質的な相違点のみを説明する。
【００７２】
本実施形態においては、プーリ・ベースボデー１６が、軸方向に移動不可能な方法で、ポンプ・ハウジング２のクラッチ部分１４上に支持されている。ローリングベアリング１５のインナレース１７は、保持リング２３に当たっている。クラッチ部分１４は、本実施形態の場合には、上記の実施形態の場合よりも長い形に仕上げられている。なぜなら、クラッチ部分１４にクラッチディスク３２（ないしはドライブプレート）がもう一つ押込まれているからである。クラッチディスク３２は、このために、その中央に円筒形の取付け穴を有する。このクラッチディスクは、軸方向に前方へ伸びた数多くのクラッチ突出部３３を備えている。これらの突出部は、プーリ・ベースボデー１６内に設けられた相応する開口部３４を通って伸長し、トルクプレート１１側に向いたこれらの突出部の前面には、それぞれ、同心円のセグメント形を呈したかみ合い溝２２’ が設けられている。これらのかみ合い溝２２’ に隣接した突出部は、トルクプレート１１のかみ合い溝１２にかみ合うことができる。
【００７３】
クラッチディスク３２は、皿形のリターンスプリング２４’ を介してインナレース１７の方向へ圧力を加える。クラッチディスク３２の背面３５に対して、スラストベアリング３６が接しており、これもまたクラッチ部分１４上にガイドされている。調整リング２６とスラストベアリング３６との間には、ディスク状のプレッシャスプリング２５’ が配置されている。
【００７４】
このような第２の実施例の効果と機能を、以下で簡略に説明する。
【００７５】
プーリ２０のポンプシャフト４に対する連結とその解除は、上記の実施例と同様に、調整リング２６を介して行なわれ、この調節リングは、ポンプ・ハウジング２の部分２８上にある相応した対抗かみ合い部に支持されている。図４に表示された連結状態では、調整リング２６と部分２８とが相互に最大限にまで繰り出されており、その結果、リターンスプリング２４’ とプレッシャスプリング２５’ は、荷重を受けて変形した位置にある。この場合、スラストベアリング３６を介して伝達されたパワーは、クラッチディスク３２に作用して、このクラッチディスクがそのクラッチ突出部３３の前面によってトルクプレート１１を押し、それによってトルク伝達が生じる。
【００７６】
連結を解除するためには、調整リング２６が右回転して、リターンスプリング２４’ とプレッシャスプリング２５’ との負荷が解除される。これによりクラッチディスク３２とスラストベアリング３６とが同様に右方向へ移動して、クラッチ突出部３３がトルクプレート１１とのかみ合いを解除される。
【００７７】
完璧を期して、トルクプレート１１が合成樹脂からも製造可能であることを指摘しておく。この場合、トルクプレート１１をシャフト４上にスパッタするか、またはシャフト４と一体になるように結合することが可能となる。また、同様にクラッチライニング１３を合成樹脂処理技術によって一体的に重ね合わせることもできる。
【００７８】
ひと目見ただけで分かることだが、上記の二つの実施例では、ベルトガイド（プーリ・ベースボデー１６の、取付け溝２１を備えた外周部）が、連結の解除された状態において、シャフト４の回転に依存せず、このシャフトを中心に回転可能である。また、アクティブなフリクション・ドライブプレート、すなわちポンプ・ハウジング２の反対側のかみ合い溝２２をその前面に有するプーリ・ベースボデー１６が、パッシブなフリクション・ドライブプレート、すなわちかみ合い溝１２を備えたトルクプレート１１の片側に配置されており、ただアクティブなフリクション・ドライブプレートとパッシブなフリクション・ドライブプレートとの間だけに限って、摩擦接続が行なわれる。
【００７９】
さらにまた、プーリ２０の周縁部にある平面の輪郭が平坦になるように設計し、予想できる最大の移動幅をカバーするようにこの部分を広げておくこともできる。こうすれば、ベルトは、とくにそれが平ベルトである場合、プーリ２０が軸方向に移動しても、もとの軸方向位置にとどまることになるだろう。
【００８０】
ここで表示されているように、クラッチライニングは、トルクプレート１１上やプーリ２０上に、選択的に取付けることができる。
【００８１】
ここで表示されたウォータポンプ１が内燃エンジンにおける補助ユニットのための実施例にすぎないことを注意するべきである。ユニット・ハウジング上に支持されたプーリは、パワーステアリングポンプやＡ／Ｃコンプレッサ等の場合にもまた、これを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】プーリを備えた内燃エンジンの補助ユニットとしての、ウォータポンプの全断面図で、クラッチ接続を起動するための調整リングとともに、これを示す。
【図２】図１の調整リングを図１の右方向から見たものである。
【図３】図２の調整リングを図２中の線ＩＩＩ−ＩＩＩで切ったものである。
【図４】プーリを備えた内燃エンジンの補助ユニットとしてのウォータポンプを、その第２の実施形態において示す。
【図１】
2007506044.tif 000003
【図２】
2007506044.tif 000004
【図３】
2007506044.tif 000005
【図４】
2007506044.tif 000006
【国際調査報告】
2007506044.tif 000007
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