(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイクその他の自動車のパワートレーン用のクラッチ装置（１０）であって、
入力回転部分（１２）と、
出力回転部分（１４）と、
切り換え可能な摩擦クラッチ（１６）であって、前記摩擦クラッチ（１６）を閉鎖するエネルギアキュムレータ装置を有し、非操作状態で閉鎖されている摩擦クラッチ（１６）と、
前記入力回転部分（１２）から前記出力回転部分（１４）へのトルク伝達用のトルク伝達経路を形成する少なくとも１つのフリーホイールクラッチ（１８）と、
を備え、前記フリーホイールクラッチ（１８）は、以下の構成要素、すなわち、
内側の回転要素（２４）であって、該内側の回転要素（２４）の外周は、鋸歯状の周囲構造を形成し、該鋸歯状の周囲構造は、周方向で延びる複数のランプ（４４）を有する、内側の回転要素（２４）と、
略環状のプレート構造体（３０）であって、１つの単独のプレート要素（３２）又は複数のプレート要素（３２）からなる積層体を有し、前記プレート構造体（３０）の内周は、鋸歯状の周囲構造を形成し、該鋸歯状の周囲構造は、一方の回転方向で前記内側の回転要素（２４）の前記ランプ（４４）と形状結合及び／又は摩擦結合を形成する、周方向で延びる複数の相手側ランプ（５０）を有する、プレート構造体（３０）と、
前記プレート構造体を包囲する外側の回転要素（２６）と、
を有し、前記内側の回転要素（２４）は、軸方向で移動可能に支持されており、前記内側の回転要素（２４）の外周に設けられた前記鋸歯状の周囲構造は、さらに、前記一方の回転方向とは逆向きの回転方向に、前記内側の回転要素（２４）を前記プレート構造体（３０）に対して軸方向で移動させる、周方向で分配され軸方向で延びるランプ（５２）を有し、
前記内側の回転要素（２４）の軸方向の移動により、前記入力回転部分（１２）から前記出力回転部分（１４）へのトルク伝達用の前記トルク伝達経路とは異なる、前記出力回転部分（１４）から前記入力回転部分（１２）へのトルク伝達用の別のトルク伝達経路が形成され、
前記内側の回転要素（２４）の軸方向の移動により前記クラッチ装置（１０）の別の回転部分（４２）に圧着可能な摩擦ディスク（４０）が設けられている、
クラッチ装置。
【請求項２】
前記外側の回転要素（２６）は、互いに対して軸方向で移動可能に支持される２つの部分（３４，３６）を有し、該２つの部分（３４，３６）は、前記切り換え可能な摩擦クラッチ（１６）のプレッシャプレートを形成し、該プレッシャプレート間において前記プレート構造体（３０）の外周領域を締め付け可能であることを特徴とする、請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記プレート構造体（３０）の前記外周領域も、前記プレート構造体（３０）の前記外周領域に対応する、前記外側の回転要素（２６）の、前記軸方向で移動可能に支持される部分（３４，３６）の内周領域も、面取りされていることを特徴とする、請求項２に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記エネルギアキュムレータ装置は、複数のばね要素（３８）のアッセンブリにより形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
【請求項５】
前記ばね要素（３８）は、コイルばねとして形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のクラッチ装置。
【請求項６】
前記プレート構造体（３０）の、前記相手側ランプ（５０）を形成する周囲区分（４６）の少なくとも２つの間に、前記プレート構造体（３０）の、ばね弾性をもって形成された構成要素（４８）の１つが配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
【請求項７】
駆動機関と、伝動機構と、駆動機関と伝動機構との間に接続されるクラッチ装置とを備えるバイクその他の自動車のパワートレーンであって、前記クラッチ装置は、請求項１から６までのいずれか１項にしたがって構成されていることを特徴とするパワートレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイクその他の自動車のパワートレーン用のクラッチ装置、特にホッピング（Ｓｔｅｍｐｅｌｎ）を抑制するクラッチ装置に関する。さらに本発明は、このようなクラッチ装置を備える相応するパワートレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホッピングを抑制するこのようなクラッチ装置は、バイク（Ｋｒａｆｔｒａｄ）、例えばオートバイ（Ｍｏｔｏｒｒａｄ）のパワートレーン用の「Ａｎｔｉ−Ｈｏｐｐｉｎｇ−Ｋｕｐｐｌｕｎｇ（アンチホッピングクラッチ（英：「スリッパクラッチ（ｓｌｉｐｐｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）」又は「バックトルクリミッタ（ｂａｃｋ−ｔｏｒｑｕｅ  ｌｉｍｉｔｅｒ）」））」として公知である。このようなアンチホッピングクラッチは、コースティング運転中のエンジンの制動力を限定的にのみ、駆動される後輪に伝える。
【０００３】
自動車の駆動エンジンの車両トルク、特にオートバイのトルクは、近年、上昇の一途をたどっている。クラッチの伝達可能なモーメントが高ければ、後輪がコースティング運転中ホッピングを開始してしまうこともあり得る。ホッピングは、例えば高回転数にダウンシフトされると、グリップ又はトラクションの完全な喪失を必然的に伴うことがある。特にカーブ走行時の傾斜姿勢で後輪のグリップが失われることは、オートバイを不安定にし、コントロール不能な状態に至らしめることがある。最悪の場合、後輪が側方にスリップし、ドライバの転倒につながる。アンチホッピングクラッチは、後輪に対するエンジンブレーキのこのリアクションを阻止し、これにより、通常の道路交通における安全性を高めることができる。例えばいわゆるブースタクラッチ（Ｂｏｏｓｔｅｒ−Ｋｕｐｐｌｕｎｇ）の使用により、ダウンシフト時の後輪のホッピングを回避することができる。このクラッチシステムは、パイロットクラッチとメインクラッチとを有する。両要素は、ランプシステム（Ｒａｍｐｅｎｓｙｓｔｅｍ）により転動体を介して互いに結合されているので、メインクラッチの操作は、パワートレーンの状態（ドライビング運転又はコースティング運転）による。パイロットクラッチを閉鎖すると、モーメントが形成されることで、ランプシステムのランプが回動されて、メインクラッチが閉鎖される。このシステムの場合、メインクラッチの操作に必要なエネルギはエンジンから提供され、外部からは、パイロットクラッチを閉鎖する力さえ加えればよい。
【０００４】
さらに、パイロットクラッチとメインクラッチとが分けられておらず、キャリアがハブに傾斜ガイド（ねじ機構）により結合されているクラッチ装置が公知である。この傾斜ガイドは、トルクの伝達も、軸方向の力の伝達も担う。こうして、伝達されるトルクを、締め付けばねを補助する付加的な軸方向の力を発生させるために使用することができる。クラッチ装置のこのような構成は、付加的な部品を必要とし、これが構成スペースを拡大させ、製造コストを上昇させてしまうことが問題であることが判っている。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１４０３５３１０７号明細書は、遊星伝動機構と組み合わされているとともに、ピストン要素により作動される摩擦クラッチが存在しているフリーホイールクラッチを記載している。
【０００６】
米国特許出願公開第２００５０１０９５７４号明細書は、駆動力をハウジングとインナシャフトとの間で伝達するメインクラッチと、パイロットクラッチとを備え、両クラッチ間にカム機構が配置されている駆動力伝達装置を開示している。
【０００７】
独国特許出願公開第４４２９５０８号明細書は、円錐形の皿ばねを備えるオートバイクラッチを記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、クラッチ装置がコンパクトかつ低コストに構成されているクラッチ装置、及びこのようなクラッチ装置を備えるパワートレーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、本発明により、独立請求項１及び７の特徴によって解決される。本発明の好ましい形態は、従属請求項に記載されており、これらは、それぞれ単独で又は任意に組み合わされて本発明の一態様をなし得る。
【００１０】
本発明に係る、バイクその他の自動車のパワートレーン用のクラッチ装置、特にいわゆるホッピングを抑制するクラッチ装置は、入力回転部分と、出力回転部分と、切り換え可能な摩擦クラッチであって、摩擦クラッチを閉鎖するエネルギアキュムレータ装置を有し、非操作状態で閉鎖されている摩擦クラッチと、入力回転部分から出力回転部分へのトルク伝達用のトルク伝達経路（ドライビング運転）を形成する少なくとも１つのフリーホイールクラッチと、を備え、フリーホイールクラッチは、以下の構成要素、すなわち、（ｉ）内側の回転要素であって、内側の回転要素の外周は、鋸歯状の周囲構造を形成し、内側の回転要素の鋸歯状の周囲構造は、周方向で延びる複数のランプを有する、内側の回転要素と、（ｉｉ）略環状のプレート構造体（Ｐｌａｔｔｅｎｇｅｂｉｌｄｅ）であって、１つの単独のプレート要素又は複数のプレート要素からなる積層体を有し、プレート構造体の内周は、鋸歯状の周囲構造を形成し、プレート構造体の鋸歯状の周囲構造は、一方の回転方向で内側の回転要素のランプと形状結合及び／又は摩擦結合を形成する、周方向で延びる複数の相手側ランプを有する、プレート構造体と、（ｉｉｉ）プレート構造体を包囲する外側の回転要素と、を有する。
【００１１】
フリーホイールクラッチを使用したことで、入力回転部分から出力回転部分へのトルク伝達用のトルク伝達経路が、この経路を介した出力回転部分から入力回転部分へのトルク伝達を行わないように構成されることが保証されている。プレート構造体を有するフリーホイールクラッチは、クラッチ装置を低コストにし、かつ（軸方向で）極めてコンパクトにする。
【００１２】
特に、フリーホイールクラッチは、「ウェッジブレードクラッチ（Ｗｅｄｇｅ−Ｂｌａｄｅ  Ｋｕｐｐｌｕｎｇ）」又は「ウェッジクラッチ（Ｗｅｄｇｅ  Ｃｌｕｔｃｈ）」なる概念の下で公知となっているフリーホイールクラッチの形態で形成されている。このフリーホイールクラッチの説明は、例えば国際公開第２０１４／０１１６１０号に看取可能である。フリーホイールクラッチは、この「ウェッジクラッチ」状の構造形式を使用することによって、軸方向で明らかにコンパクトに構成される。
【００１３】
本発明によれば、内側の回転要素は、軸方向で移動可能に支持されており、内側の回転要素の外周に設けられた鋸歯状の周囲構造は、さらに、上述の一方の回転方向とは逆向きの回転方向（フリーホイールクラッチの空転方向）に、内側の回転要素をプレート構造体に対して軸方向で移動させる、周方向で分配され軸方向で延びるランプを有している。軸方向で延びるランプは、特に鋸歯状の歯形の略半径方向で延びる区分に、周方向で延びるランプ間において配置されている。
【００１４】
内側の回転要素の軸方向の移動により、入力回転部分から出力回転部分へのトルク伝達用のトルク伝達経路とは異なる、出力回転部分から入力回転部分へのトルク伝達用の別のトルク伝達経路（コースティング運転）が形成される。これにより、確かにある程度のエンジンブレーキがコースティング運転中に可能であるが、冒頭で述べたホッピングは抑制されるように、構成することができる。
【００１５】
その際、周方向のランプ及び軸方向のランプのランプ角度により、ドライビング／コースティングの割合を調整することができる。
【００１６】
さらに、本発明に係るクラッチ装置は、内側の回転要素の軸方向の移動によりクラッチ装置の別の回転部分に圧着可能な摩擦ディスクを備える。この場合、別のトルク伝達経路は、この摩擦ディスクを介して出力回転部分から入力回転部分へと延びる。
【００１７】
本発明の別の好ましい一形態によれば、外側の回転要素は、互いに対して軸方向で移動可能に支持される２つの部分を有し、この２つの部分は、切り換え可能な摩擦クラッチのプレッシャプレートを形成し、プレッシャプレート間においてプレート構造体の外周領域を締め付けることができる。
【００１８】
特に、プレート構造体の外周領域も、プレート構造体の外周領域に対応する、外側の回転要素の、軸方向で移動可能に支持される部分の内周領域も、面取りされている。この構成により、ウェッジブレードクラッチのフリーホイールクラッチ機能は、２つの部分に分割された外側の回転要素の、切り換え可能な摩擦クラッチ機能に、特に良好に結び付けられる。
【００１９】
本発明によれば、切り換え可能な摩擦クラッチは、非操作状態で閉鎖される摩擦クラッチであるようになっている。これに応じて、結果として生じるクラッチ装置も、非操作状態で閉鎖される（常閉型の）クラッチである。この形態のクラッチは、バイクのパワートレーンにおいて一般的である。
【００２０】
切り換え可能な摩擦クラッチは、摩擦クラッチを閉鎖するエネルギアキュムレータ装置を有する。通常の常開型の単板乾式クラッチの場合、例えば１つの皿ばねが、このようなエネルギアキュムレータ装置として使用される。しかし、エネルギアキュムレータ装置が、複数のばね要素のアッセンブリとして形成されていると、特に好ましい。これらのばね要素は、特に圧縮ばねとして作用するコイルばねである。
【００２１】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、プレート構造体の、相手側ランプを形成する周囲区分の少なくとも２つの間に、プレート構造体の、ばね弾性をもって形成された構成要素の１つが配置される。
【００２２】
本発明の好ましい別の一実施の形態によれば、プレート構造体の、相手側ランプを形成する周囲区分の２つの間に配置される１つの周囲区分に、完全な材料切欠きが設けられている。このばね弾性をもった構成と、切欠きとにより、公知のフリーホイールクラッチ機能が特に良好に保証される。
【００２３】
特に、少なくとも１つのプレート要素は、一体に形成されている。
【００２４】
本発明に係る、バイクその他の自動車のパワートレーンは、駆動機関と、伝動機構と、駆動機関と伝動機構との間に接続される、上述のように構成されたクラッチ装置とを備える。
【００２５】
以下、本発明について添付図面を参照しながら好ましい実施例を基に例示的に説明する。以下に示す特徴は、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】バイクのパワートレーン内に設けられ、いわゆるホッピングを抑制する本発明の好ましい一実施の形態によるクラッチ装置の上半分の断面図である。
【図２】図１に示したクラッチ装置のフリーホイールクラッチの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、バイクの（図示しない）パワートレーンに用いられ、いわゆるホッピングを抑制するクラッチ装置１０の上半分を断面図で示している。このようなクラッチは、アンチホッピングクラッチともいう。カーブ手前における急激な制動と同時に、急速なダウンシフトを行うと、エンジンブレーキがオートバイの後輪に働く。これは、動的な輪重分布によって除荷された後輪をロックさせるに十分な場合がある。その際、英語では「Ｈｏｐｐｉｎｇ（ホッピング）」という後輪の「Ｈｕｅｐｆｅｎ（バウンシング）／Ｓｐｒｉｎｇｅｎ（ジャンピング）／Ｓｔｅｍｐｅｌｎ（ホッピング）」が発生し、これらの現象は、グリップ又はトラクションの完全な喪失を必然的に伴うおそれがある。
【００２８】
クラッチ装置１０は、入力回転部分１２と、出力回転部分１４と、切り換え可能な摩擦クラッチ１６と、入力回転部分１２から出力回転部分１４へのトルク伝達用のトルク伝達経路（ドライビング運転）を形成するフリーホイールクラッチ１８とを備える。入力回転部分１２と出力回転部分１４とは、１つの共通の回転軸線２０回りに回転する。出力回転部分１４は、リングギヤとして形成されており、リングギヤは、ハウジング２２の外周に配置され、ハウジング２２に堅固に結合されている。フリーホイールクラッチ１８は、いわゆる「ウェッジブレードクラッチ」又は「ウェッジクラッチ」として公知のフリーホイールクラッチ１８として形成されており、それ自体、回転軸線２０に関して同軸に配置され、回転可能に支持される３つの主構成要素２４，２６，２８を有する。これらの主構成要素は、内レースとして形成される内側の回転要素２４、（２つの部分からなる）外レースとして形成される外側の回転要素２６、及び半径方向でこれらの両回転要素２４，２６間に配置される略環状の中間要素２８である。中間要素２８は、プレート構造体３０からなる。プレート構造体３０は、主構成要素としてプレート要素３２を有する。プレート要素３２は、一体に形成されている。内側の回転要素２４は、図示の例では、入力回転部分１２を形成しているとともに、回転軸線２０に関して軸方向でも移動可能に支持されている。
【００２９】
外側の回転要素２６は、互いに対して軸方向で移動可能に支持される２つの部分３４，３６を有する。両部分３４，３６は、それぞれの歯列を介して相対回動不能にハウジング２２に結合されており、圧縮ばねとして形成されるばね要素３８によって押し合わされる。これは、ウェッジクラッチにとって典型的な、外側の回転要素２６へのプレート構造体３０のクランプを可能にする。プレート構造体３０（ウェッジプレート）の、両側で面取りされた外周領域は、対応するように面取りされ、分割された外側の回転要素２６と相俟って、切り換え可能な摩擦クラッチ１６を形成する。切り換え可能な摩擦クラッチ１６は、非操作状態で閉鎖される摩擦クラッチ１６であり、圧縮ばねとして形成されるばね要素３８を有する。
【００３０】
クラッチ装置１０は、軸方向で内側の回転要素２４に隣接して、摩擦ディスク４０を備える。摩擦ディスク４０は、歯列を介してハウジング２２に相対回動不能に結合されており、内側の回転要素２４の軸方向の移動により、内側の回転要素２４と、別の回転部分４２との間で締め付け可能である。この別の回転部分４２は、同様に相対回動不能にハウジング２２に結合されている。
【００３１】
図２は、いわゆる「ウェッジブレードクラッチ」又は「ウェッジクラッチ」として公知のフリーホイールクラッチ１８の構造を示している。内側の回転要素２４の外周は、鋸歯状の周囲構造を形成し、この鋸歯状の周囲構造は、常に同じ方向に向かって周方向で半径方向の高さが増すように延びる複数のランプ４４を有する。内側の回転要素２４を包囲するプレート構造体３０は、周方向で分配された複数の区分４６を有し、これらの区分４６は、ばね弾性を備えて構成された構成要素４８を介して弾性的に結合されており、区分４６の内周は、鋸歯状の周囲構造を形成し、この鋸歯状の周囲構造は、ドライビング運転のための回転方向で内側の回転要素２４のランプと形状結合及び／又は摩擦結合を形成するように延びる相手側ランプ５０を有する。
【００３２】
プレート構造体３０の、相手側ランプ５０を形成する２つの周囲区分４６間の周囲区分には、完全な材料切欠きが設けられている。この構成により、公知のフリーホイールクラッチ機能が、特に良好に保証される。周方向で半径方向の高さが増すランプ４４と相手側ランプ５０とが互いに接近する方向で、入力回転部分１２、つまり内側の回転部分２４が、プレート構造体３０に対して相対的に回転すると、ランプ４４／相手側ランプ５０が互いにすれ違うように滑動することで、プレート構造体３０は半径方向外方に押し出され、プレート構造体の外周は、２つに分割された外側の回転要素２６と接触するに至る。
【００３３】
プレート構造体３０の外周領域と、プレート構造体３０の外周領域に対応する、外側の回転要素２６の、軸方向で移動可能に支持される部分３４，３６の内周領域とに、互いに対応する面取り部が設けられている。面取り部は、図１に良好に看取可能である。この構成により、ウェッジブレードフリーホイールクラッチ１８のフリーホイールクラッチ機能は、２つの部分３４，３６に分割された外側の回転要素２６を有する切り換え可能な摩擦クラッチ１６の摩擦クラッチ機能に特に良好に結び付けられる。
【００３４】
図示のクラッチ装置は、以下の特徴及び利点を有している。
（ａ）内側の回転要素が、周方向の通常のランプ４４に加えて、ウェッジクラッチフリーホイールクラッチ１８の空転方向に、軸方向で方向付けられたランプ５２も有する。
（ｂ）設けられた摩擦フェーシングが従来慣用のアンチホッピングクラッチより少ない。
（ｃ）ランプ角度の調整によりドライビング／コースティングの割合を調整可能である。
（ｄ）構造形式が従来慣用のアンチホッピングクラッチよりもコンパクトである。
【００３５】
以下の機能が生じる。
トルクが、内側の回転要素２４に設けられた内歯列を介してエンジンから導入される。図示のばね要素３８は、プレート構造体３０のクランプを保証すべく、ウェッジクラッチ１８の分割された外側の回転要素２６に軸方向力を加える。フリーホイールクラッチ１８の外側の回転要素２６とプレート構造体３０自体との間の（図示しない摩擦フェーシングを介した）摩擦により、このプレート構造体３０の相手側ランプ５０は、内側の回転要素２４のランプ４４に周方向で乗り上げ、これにより、外側の回転要素２６に対する内側の回転要素２４の相対運動をロックし、ドライビング運転中、上述のトルク伝達経路を介して入力回転部分１２から出力回転部分１４へトルクを伝達する。つまり、このトルク伝達経路は、入力回転部分１２を形成する内側の回転要素２４から、プレート構造体３０、外側の回転要素２６及びハウジング２２を介して、リングギヤとして形成される出力回転部分１４へと延びている。
【００３６】
ばね要素３８を有するエネルギアキュムレータ装置を、（図示しない）操作レバーを介して押し縮めることができる。これにより、切り換え可能なクラッチ１６の操作によって、クラッチ装置１０の完全な連結が解除される。切り換え可能なクラッチ１６が操作されていないときは、ばね要素３８のプリロードが、ウェッジクラッチ１８の外側の回転要素２６の部分３４，３６をひとまとまりに保持する。
【００３７】
コースティング運転中、プレート構造体３０は、内側の回転要素２４から解離し、空転方向（図２で反時計回り）に回転する。このとき、内周において多重に面取りされたプレート構造体３０は、内側の回転要素２４の、軸方向で延びるランプ５２に当接し、この内側の回転要素２４を軸方向に移動させる。この軸方向の移動は、軸方向で内側の回転要素２４の隣に配置される摩擦ディスク４０に対する力を結果として発生させる。これにより、コースティング運転中、調整可能なモーメントを、出力回転部分１４から入力回転部分１２へのトルク伝達用の別のトルク伝達経路を介して伝達することができる。つまり、この別のトルク伝達経路は、リングギヤとして形成される出力回転部分１４から、ハウジング２２及び摩擦ディスク４０を介して、入力回転部分１２を形成する内側の回転要素２４へと延びている。
【符号の説明】
【００３８】
１０  クラッチ装置
１２  入力回転部分
１４  出力回転部分
１６  摩擦クラッチ、外部より切り換え可能
１８  フリーホイールクラッチ
２０  回転軸線
２２  ハウジング
２４  回転要素、内側（フリーホイールクラッチ）
２６  回転要素、外側（フリーホイールクラッチ）
２８  回転中間要素
３０  プレート構造体
３２  プレート要素
３４  部分（外側の回転要素）
３６  部分（外側の回転要素）
３８  ばね要素
４０  摩擦ディスク
４２  別の回転部分
４４  ランプ、周方向（内側の回転要素）
４６  区分（プレート構造体）
４８  構成要素、ばね弾性
５０  相手側ランプ、周方向（内側の回転要素）
５２  ランプ、軸方向（内側の回転要素）
【図１】
0006779891.tif 000002
【図２】
0006779891.tif 000003