(57)【要約】【課題】係合状態および非係合状態の双方において、クラッチ（１）のコイル（６）に電流を流さなくても良いようにする。【解決手段】  摩擦ライニング（２）を備えたロータ部品（４）が設けられた電磁摩擦係合クラッチ（１）に関するものであって、ロータ部品（４）には、電気コイル（６）および第１永久磁石（１４）が配置されている。このクラッチは、アーマチュアプレート（１０）をも備え、このアーマチュアプレートは、第２シャフト（９）に接続されると共に、第２シャフト（９）に対しては回転しないよう固定された状態で変位できるが、係合した端部位置から非係合端部位置に軸方向に変位できるようになっている。係合状態および非係合状態の双方において、クラッチ（１）のコイル（６）を無電流状態にするために、アーマチュアプレート）（１０）にかかる第１永久磁石（１４）の磁力と反対の軸方向の力を加えるための手段（１５；２０）が設けられており、前記アーマチュアプレート（１０）が係合端部位置にある場合にコイル（６）に電流が流れないときに、前記永久磁石および前記手段によってアーマチュアプレートにかかる力が、アーマチュアプレート（１０）をロータ部品（４）の摩擦ライニング（２）に押圧し、前記アーマチュアプレートが非係合端部位置にある場合に、アーマチュアプレート（１０）が、ロータ部品（４）の摩擦ライニング（２）から軸方向の距離にて当接部（１９）を押圧するように、第１永久磁石（１４）および前記手段（１５；２０）が選択されており、このような磁界が生じるように、電気コイル（６）に電流を供給できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）クラッチ（１）は、ロータ部品（４）を備え、このロータ部品には、摩擦ライニング（２）が設けられており、ロータ部品（４）は、第１シャフト（３）に対して回転しないよう固定された状態で、第１シャフト（３）に接続されており、ロータ部品（４）には、電気コイル（６）だけでなく、アーマチュアプレート（１０）が配置されており、アーマチュアプレート（１０）は、第２シャフト（９）に対して回転しないように固定された状態で、係合端部位置から非係合端部位置へ軸方向に移動することができるようにして、この第２シャフト（９）に接続されており、
ｂ）前記ロータ部品（４）には、第１永久磁石（１４）が配置されており、
ｃ）クラッチ（１）は、前記第１永久磁石（１４）の磁力と反対の軸方向の力を前記アーマチュアプレート（１０）に加える手段（１５；２０）を備え、
ｄ）前記アーマチュアプレート（１０）が係合端部位置にある場合において、前記コイル（６）が附勢されていない時、前記第１永久磁石（１４）および前記手段（１５；２０）によって前記アーマチュアプレート（１０）に加えられる力は、前記ロータ部品（４）の摩擦ライニング（２）に対してアーマチュアプレート（１０）を押圧し、一方前記アーマチュアプレートが非係合位置にある場合に、前記アーマチュアプレート（１０）が、前記ロータ部品（４）の摩擦ライニング（２）から軸方向に離間しているストッパー（１９）を押圧するように、前記第１永久磁石（１４）および前記手段（１５；２０）が選択されており、
ｅ）発生する磁界が、電流の方向に応じて、前記アーマチュアプレート（１０）を係合端部位置または非係合端部位置に移動させるように、前記電気コイル（６）に電流を加えることができるようになっていることを特徴とする、電磁摩擦係合クラッチ。
【請求項２】
前記第１永久磁石（１４）の磁力と反対の軸方向の力を、前記アーマチュアプレート（１０）に加える前記手段（１５）は、前記アーマチュアプレート（１０）とロータ部品（４）との間に配置された少なくとも１つの弾性要素であることを特徴とする、請求項１記載のクラッチ。
【請求項３】
前記弾性要素（１５）は、圧縮スプリング、ディスクスプリング、波形ワッシャーまたはゴムバッファーであることを特徴とする、請求項２記載のクラッチ。
【請求項４】
前記第１永久磁石（１４）の磁力と反対の軸方向の力を、前記アーマチュアプレート（１０）に加える手段（２０）は、前記アーマチュアプレート（１０）とストッパー（１９）との間に配置された少なくとも１つの第２永久磁石（１０）であることを特徴とする、請求項１記載のクラッチ。
【請求項５】
前記第２シャフト（９）は、回転しないように固定された状態で、アーマチュアプレートキャリア（１１）に接続されており、かつ前記キャリア（１１）は、前記アーマチュアプレート（１０）内の対応する溝状リセス（１３）に係合する軸方向ガイド部品（１２）を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のクラッチ。
【請求項６】
前記ロータ部品（４）は、前記摩擦ライニング（２）と反対の側において、リセス（５）を有し、かつこのリセスに、前記コイル（６）の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のクラッチ。
【請求項７】
前記クラッチ（１）が非係合状態にあるときに、前記クラッチ（１）を係合するように前記電気コイル（６）に第１電流パルスが印加され、この第１電流パルスは、前記第１永久磁石（１４）の磁界と同じ方向の磁界を発生させるとともに、前記手段（１５；２０）の力に抗して、前記アーマチュアプレート（１０）を係合端部位置に移動させ、前記クラッチ（１）が係合しているときに、このクラッチ（１）を非係合状態とするように、前記電気コイル（６）に第２電流パルスが印加され、この第２電流パルスは、前記第１永久磁石（１４）の磁界と反対の磁界を発生させるとともに、前記第１永久磁石の力に抗して、前記アーマチュアプレート（１０）を非係合端部位置へ移動させるようになっていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のクラッチを作動させるための方法。
【請求項８】
駆動モータおよび自動車のドア、または自動車のフラップを接続するドライブトレイン内の装置のための、請求項１〜６のいずれかに記載のクラッチの用途であって、前記電気コイル（６）が附勢されていない場合に、前記クラッチ（１）のスイッチを切ったときにとるそれぞれの位置に、自動車のドアまたは自動車のフラップが安全に留まることを保証するのに十分大きい力で、係合端部位置にある前記アーマチュアプレート（１０）を、前記永久磁石（１４）により、前記ロータ部品（４）の摩擦ライニング（２）に押圧させるクラッチの用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁摩擦係合クラッチ、これを作動させる方法、およびこの自動車のドア、またはフラップ（テールゲート、フードなど）を自動的に作動させるためのドライブトレイン内のクラッチの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる公知のクラッチは、摩擦ライニングが設けられたロータ部品と、第１シャフトに対し回転しないよう固定された状態で、このシャフトに接続され、摩擦ライニングと反対の側に電気コイルが配置されたロータ部品の双方と、第２シャフトに対して軸方向に移動できるが、第２シャフトに対して回転しないように固定された状態に接続されているアーマチュアプレートを有する。クラッチが係合した状態にあると、コイル電流に応じたトルクが第１シャフトから第２シャフトへ伝えられる。従って、シャフトの間の力のフラックスを維持したい場合、クラッチのコイルに、一定の電流を流さなければならない。
【０００３】
ドイツ国特許出願第DE10225580A1号は、ロータ部品に永久磁石が配置された、自動車のテールゲートを自動的に作動させるための、ドライブトレインで使用するための電磁クラッチを開示している。コイルに電流が流れていないとき、自動車のテールゲートが各中間位置に固定された状態に保持されるようになっている。しかし、このクラッチでは、クラッチを切る（非係合位置にする）ために、コイルに連続的に電流を流さなければならない。従って、対応するテールゲートを、基本的には力を加えないで、緊急作動させることは不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、クラッチが切られた状態（非係合状態）と、クラッチが係合した状態の双方において、コイルに電流を流さないようにできる電磁摩擦係合クラッチを提供することである。更に、かかる（双安定性）クラッチのための方法、および自動車のドアまたは自動車のフラップ（テールゲート、エンジンフードなど）を自動的に作動させるために、ドライブトレイン内で、クラッチを好ましく使用することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、上記目的は、請求項１の特徴事項に記載されているクラッチ、請求項７の特徴事項に記載されている方法、および請求項８の特徴事項に記載されている用途により達成される。なお、従属項には、本発明の特に好ましい改良点が開示されている。
【０００６】
本発明は、基本的には、ドイツ国特許出願第DE10225580A1号に記載されているようなロータ部品に、第１永久磁石を配置すること、および第１永久磁石の磁力と反対の軸方向の力を、アーマチュアプレートに加える手段を設けるという技術思想に基づくものである。
【０００７】
これに関連し、アーマチュアプレートが、非係合端部位置にある場合、コイルが附勢されると、永久磁石および上記手段によってアーマチュアプレートに加えられる合成力が、ロータ部品の摩擦ライニングに抗してアーマチュアプレートを押圧し、アーマチュアプレートが非係合端部位置にある場合に、ロータ部品の摩擦ライニングから軸方向に離間するストッパーに対して、アーマチュアプレートを押圧するように、永久磁石および上記手段が選択されている。
【０００８】
前記手段の回復力、または前記第１手段の回復力に抗して、電流の方向に応じて発生される磁力が、アーマチュアプレートを係合端部位置、または非係合端部位置に移動させるように、電気コイルに電流を加えることができる。
【０００９】
従って、本発明に係わるクラッチは、２つの安定した無電流状態を有するという利点があり、対応する振幅、長さ、および向きを有し、コイルに加えられる電流パルスの結果として、２つの安定した状態を切り換えできるようになっている。
【００１０】
第１永久磁石の磁力と反対の軸方向の力を、アーマチュアプレートに加える上記手段は、アーマチュアプレートとロータとの間に配置される少なくとも１つの弾性要素とするか、またはアーマチュアプレートとストッパーとの間に配置される少なくとも１つの第２永久磁石とすることができる。
【００１１】
例えば圧力スプリング、ディスクスプリング、波形ワッシャー、または弾性要素のようなゴムバッファーを使用することができる。
【００１２】
本発明に係わるクラッチは、ドライブモータと自動車のドア、または自動車のフラップとを接続するドライブトレイン内に好ましく配置することができる。この場合、電気コアが附勢されていないとき、係合位置にあるアーマチュアプレートは、クラッチのスイッチが切られているときにとられるそれぞれの位置に、自動車のドアまたは自動車のフラップを安全に維持するのに十分大きい力で、永久磁石により、ロータ部品の摩擦ライニングに押圧される。
【００１３】
本発明に係わるクラッチを用いる場合、対応する電圧プロフィル、または電流プロフィルをあらかじめ定めることにより、伝達トルク曲線を、容易にあらかじめ定めることもできる。すなわち、クラッチは、自動車ドアの異なる維持することによって、異なる伝達トルクを実現できる。
【００１４】
次に、図面を参照して説明する実施例を読めば、本発明の別の細部および利点が容易に明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１および図２において、（ハウジングを示さない単なる略図として示されている）電磁摩擦クラッチは、符号１で示されている。このクラッチ１は、例えばドライブモータ（図示せず）と自動車のテールゲート（同様に図示せず）との間で、ドライブトレイン内に配置することができる。
【００１６】
クラッチ１は、摩擦ライニング２が設けられたロータ部品４を備え、このロータ部品４は、第１シャフト３（例えばドライブモータに接続されたドライブシャフト）に回転しないように固定された状態で接続されており、かつ摩擦ライニング２と反対側にリセス５を有し、このリセスに、電動コイル６が、ハウジングに固定されるように取り付けられている。コイル６は、電気ライン７を介して、電気制御デバイス８に接続されている。
【００１７】
クラッチ１は、アーマチュアプレート１０をも有する。このアーマチュアプレート１０は、第２シャフト９に対して、回転しないように固定されているが、軸方向には変位しうるようにして、第２シャフト９（出力シャフト）に接続されている。この目的のために、第２シャフト９は、アーマチュアプレートキャリア１１に固定された状態で接続されており、キャリア１１は、アーマチュアプレート１０内の対応する溝状リセス１３に係合する軸方向ガイド部品１２を備えている。
【００１８】
図示の実施例において、摩擦ライニング２が取り付けられた環状の第１永久磁石１４は、電気コイル６と平行に、ロータ部品４に配置されている。
【００１９】
更に、アーマチュアプレート１０とロータ部品４との間に弾性スプリング要素１５が配置されている。この弾性スプリング要素１５は、第１永久磁石１４の磁力と反対の軸方向の力をアーマチュアプレート１０に加えるようになっている。これに関連し、この弾性スプリング要素１０は、２つの環状端部部品１６、１７と、複数のスプリング要素１８とから構成されており、スプリング要素１５は、端部部品１６と１７の間に位置している。
【００２０】
第１環状端部部品１６は、ロータ部品４に支持されており、第２環状端部部品１７は、アーマチュアプレート１０に支持されている。
【００２１】
第１永久磁石１４および弾性スプリング要素１５、並びにアーマチュアプレートキャリア１１のガイド部品１２に沿ったアーマチュアプレート１０の変位路は、コイル６が附勢されず、アーマチュアプレート１０が係合端部位置にあるとき、すなわち、摩擦ライニング２に対して押圧されているとき、第１永久磁石１４および弾性スプリング要素１５によってアーマチュアプレート１０に加えられる力が、ロータ部品４の摩擦ライニング２に対してアーマチュアプレート１０を押圧するように選択されている。
【００２２】
従って、このような状態にあるとき、スプリング要素１８によりアーマチュアプレート１０に加えられる合成力のほうが、アーマチュアプレート１０に作用する第１永久磁石１４の磁力よりも実質的に小さい。
【００２３】
これとは対照的に、アーマチュアプレート１０が非係合位置にある場合、すなわち、アーマチュアプレートキャリア１１の正面１９によって形成されるストッパーに当接する場合に、コイル６が附勢されていないと、弾性スプリング要素１５により、ストッパー１９に対してアーマチュアプレート１０が押圧される。その理由は、この場合のスプリング力のほうが、アーマチュアプレート１０に作用する第１永久磁石１４の磁力よりも大きいからである。
【００２４】
アーマチュアプレート１０は、電気コイルによって発生された磁界により、係合位置または非係合位置に移動させられる。各ケースにおいて、制御装置８は、比較的短い電流パルスしか発生しない。その結果、クラッチ１が切られると、電気コイル６に第１電流パルスが加えられ、クラッチ１は係合される。
【００２５】
この電流パルスは、第１永久磁石１４の磁界と同じ方向の磁界を生じさせ、アーマチュアプレート１０は、弾性スプリング要素１５の力に抗して、非係合位置へアーマチュアプレート１０を移動させる。
【００２６】
クラッチ１が係合しているときには、クラッチ１を切るように、電気コイル６に第２電流パルスが加えられる。この電流パルスは、第１永久磁石１４の磁界と反対方向の磁界を発生させ、第１永久磁石１４の力に抗して、アーマチュアプレート１０を非係合端部位置へ移動させる。
【００２７】
クラッチ１が、自動車のテールゲートを自動的に作動させるためのドライブトレイン内の構造中で使用されるとき（例えば冒頭に述べたドイツ国特許出願第DE10225580A1号を参照）、クラッチが切られている状態で、テールゲートを基本的には力を加えることなく枢動できる。
【００２８】
制御装置８により、短い電流パルスを発生することにより、これらの位置に達した後に、更に電流を流すことなく、これらの異なる位置に、テールゲートを固定することが可能である。
【００２９】
これに関連し、第１永久磁石１４の磁力の大きさは、電気コイル６が附勢されていないとき、係合端部位置にあるアーマチュアプレート１０が、クラッチ１が切られているときにとるそれぞれの位置に、自動車のドア、または自動車のフラップを、安全な状態に維持するのに十分大きい力で、ロータ部品４を摩擦ライニング２に押圧するように選択しなければならない。
【００３０】
クラッチ１が係合位置にある場合、伝達すべきトルクを増加させるように、制御デバイス８によって、係合位置に対応する大きい電流を、連続してコイル６に流すことがある。
【００３１】
当然ながら、本発明は、上記実施例だけに限定されるものでなく、例えば弾性スプリング要素の機能は、アーマチュアプレートが非係合位置にあるときに、アーマチュアプレートにかかる引寄力が、第１永久磁石の引寄力よりも大きくなることを条件に、アーマチュアプレートとストッパーとの間に配置された第２永久磁石により実行することもできる。
【００３２】
図２には、かかるクラッチの対応する実施例が示されている。図２において、図３と同じ部品には、同じ符号が付けられており、環状に具現化されている第２永久磁石には、符号２０が付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】弾性スプリング手段が、アーマチュアプレートとロータとの間に配置された、本発明に係わるクラッチの略側断面図である。
【図２】クラッチの一体的部品を斜視図で示している、図１に示されたクラッチの分解図である。
【図３】ロータと反対のアーマチュアプレートの側に、第２永久磁石が設けられている、本発明の別の実施例に係わるクラッチの図２に対応する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    クラッチ
２    摩擦ライニング
３    第１シャフト
４    ロータ部品
５    リセス
６    電気コイル
７    電気ライン
８    制御装置
９    第２シャフト
１０    アーマチュアプレート
１１    アーマチュアプレートキャリア
１２    ガイド部品
１３    溝状リセス
１４    第１永久磁石
１５    弾性スプリング要素
１６、１７    端部部品
１８    スプリング要素
１９    ストッパー
２０    第２永久磁石
【図１】
2008509366.tif 000003
【図２】
2008509366.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
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2008509366.tif 000007
2008509366.tif 000008
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