(57)【要約】【課題】自動車の変速装置と内燃機関との間に配置されたクラッチの駆動ディスクおよび伝動ディスクを適当に構成して、それにより、高いトルク伝達性および耐摩耗性に関して、特に機能面で最適の機能性を有している点で優れたクラッチを提供する。【解決手段】駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）を少なくとも摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩ）の領域で、該摩擦区分が十分にジャダーに対して鈍感であるように形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に組み込まれている内燃機関と変速装置との間の摩擦式のクラッチ、有利には多板クラッチであって、該クラッチが駆動ディスクと伝動ディスクとを有している形式のものにおいて、駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）を少なくとも摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩ）の領域で、該摩擦区分が十分にジャダーに対して鈍感であるように形成してあることを特徴とする、クラッチ、有利には多板クラッチ。
【請求項２】
駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）には少なくとも摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩ）の領域に、減少する摩擦係数（Ｒｗ）を生ぜしめる材料が用いられている、請求項１記載のクラッチ。
【請求項３】
駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）の材料が一方では高い耐摩耗性ならびに回転数安定性を有しており、他方では高い摩擦係数および高い熱的安定性を有している、請求項２記載のクラッチ。
【請求項４】
例えば伝動ディスク（６，７）の摩擦区分（ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ）が繊維組織を備えたセラミックスから成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載のクラッチ。
【請求項５】
繊維組織が多方向性の構造を有している、請求項４記載のクラッチ。
【請求項６】
セラミックスに強化繊維が含まれており、該強化繊維が少なくとも５０ｍｍの平均的な長さを有している、請求項４記載のクラッチ。
【請求項７】
例えば駆動ディスク（２，３，４，５）の摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩＩＩ）が、有機的に結合されて焼結される材料から成っている、請求項３記載のクラッチ。
【請求項８】
有機的に結合されて焼結される材料が実質的に以下の金属および非金属の成分を有している：黄銅、鉄、銅、アルミニウム、けい素富裕の相、硫黄富裕の相、炭素およびフェノール樹脂結合剤を含んでいる、請求項７記載のクラッチ。
【請求項９】
有機的に結合されて焼結される材料の成分が実質的に以下のように配分されている：
黄銅                  約１４〜１６体積％
鉄                    約１８〜２０体積％
銅                    約３〜６体積％
アルミニウム          約５〜８体積％
けい素富裕の相        約１〜３体積％
硫黄富裕の相          約３〜４体積％
炭素                  約２８〜３０体積％
フェノール樹脂結合剤  残りの体積％
である、請求項８記載のクラッチ。
【請求項１０】
自動車に組み込まれている内燃機関と変速装置との間の摩擦式のクラッチ、有利には多板クラッチであって、該クラッチが駆動ディスクと伝動ディスクとを有している形式のものにおいて、以下の特徴を有している：
駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）を少なくとも摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩ）の領域で、該摩擦区分が十分にジャダーに対して鈍感であるように形成してあり、
駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）には少なくとも摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩ）の領域に、減少する摩擦係数（Ｒｗ）を生ぜしめる材料が用いられており、
駆動ディスク（２，３，４，５）および伝動ディスク（６，７）の材料が一方では高い耐摩耗性ならびに回転数安定性を有しており、他方では高い摩擦係数および高い安定性を有しており、
例えば伝動ディスク（６，７）の摩擦区分（ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ）が繊維組織を備えたセラミックスから成っており、
例えば駆動ディスク（２，３，４，５）の摩擦区分（ＲａＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩＩＩ）が、有機的に結合されて焼結される材料から成っている
ことを特徴とする、クラッチ、特に多板クラッチ。
【請求項１１】
繊維組織が多方向性の構造を有している、請求項１０記載のクラッチ。
【請求項１２】
セラミックスに強化繊維が含まれており、該強化繊維が少なくとも５０ｍｍの平均的な長さを有している、請求項１０記載のクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に組み込まれている内燃機関と変速装置との間の摩擦式のクラッチ、有利には多板クラッチであって、該クラッチが駆動ディスクと伝動ディスクとを有している形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に記載された形式の、上位概念を成すクラッチはアメリカ合衆国特許第４８４６３２６号明細書およびアメリカ合衆国再発行特許発明第Ｒｅ．３６３６３号明細書から公知であって、このクラッチには炭素から成る駆動ディスクおよび伝動ディスクが設けられている。実験が示しているように、クラッチの駆動ディスクも伝動ディスクも炭素から成っている場合、大量生産型の自動車に使用する際に、とりわけ快適面での欠点を甘受しなければならず、この快適面の欠点は始動プロセス時に不快なジャダーとして現れる。
【０００３】
アメリカ合衆国特許第５４５２７２８号明細書に基づく複数のクラッチディスクの間には、鋼から成る分離ディスクが設けられている。分離ディスクにはセラミックスから成る層が設けられている。
【０００４】
アメリカ合衆国特許第５４５２７８４号明細書では多板クラッチが扱われており、その駆動ディスクおよび伝動ディスクは互いに向かい合った面に、セラミックスから成る薄いフィルムを有している。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第４８４６３２６号明細書
【特許文献２】アメリカ合衆国再発行特許発明第Ｒｅ．３６３６３号明細書
【特許文献３】アメリカ合衆国特許第５４５２７２８号明細書
【特許文献４】アメリカ合衆国特許第５４５２７８４号明細書
【特許文献５】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３８４５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、自動車の変速装置と内燃機関との間に配置されたクラッチの駆動ディスクおよび伝動ディスクを適当に構成して、それにより、高いトルク伝達性および耐摩耗性に関して、特に機能面で最適の機能性を有している点で優れたクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決した本発明の構成によれば、駆動ディスクおよび伝動ディスクは少なくとも摩擦区分の領域で、該摩擦区分が十分にジャダーに対して鈍感であるように形成されているようにした。本発明を構成する別の特徴は主請求項および従属請求項に含まれている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により主に得られる利点は、クラッチの駆動ディスクおよび伝動ディスクもしくはそれらの摩擦区分を適当に形成したことにより、後者がトルク伝達に強くかつ摩耗に対して抵抗力を有しているのみならず、十分にジャダーに対して鈍感でもあって、それにより快適性向上に寄与し得ることにある。その際、駆動ディスクおよび伝動ディスクまたはそれらの摩擦区分を所定の通りに材料選択することにより、それらの協働時に、減少する摩擦係数が生ぜしめられる。駆動ディスクおよび伝動ディスクの材料、場合によってはそれらの摩擦面のみが一方では高い耐摩耗性ならびに回転数安定性を有しており、かつ他方では高い摩擦係数および高い熱的安定性を有している。さらに、例えば駆動ディスクが、繊維組織を有したセラミックスから成っており、伝動ディスクが、有機的に結合されて焼結された材料から成っている場合に最適化される。ちょうど最後に挙げた材料は圧縮性の性質を有しており、この性質は駆動ディスクおよび伝動ディスクの快適な協働を助成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【０００９】
摩擦式のクラッチ１は、例えば高性能カテゴリに数えられる自動車、すなわちスポーツカータイプの自動車の変速装置と内燃機関との間に配置されており、そのうちクラッチ１だけが図示されている。クラッチ１は多板クラッチとして構成されており、駆動ディスク２，３，４，５ならびに伝動ディスク６，７を有している。駆動ディスク２，３，４，５は内燃機関のクランクシャフト８に結合されており、伝動ディスク６，７は変速装置インプットシャフト９に結合されている。
【００１０】
駆動ディスク２，３，４，５と伝動ディスク６，７との間には、摩擦区分ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩが設けられている。駆動ディスク２，３，４，５ならびに伝動ディスク６，７自体もしくはそれらの摩擦区分ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩは、後者が十分にジャダーに対して鈍感（ｒｕｐｆｕｎｅｍｐｆｉｎｄｌｉｃｈ）である、つまりジャダーが発生しにくいように形成されている。このために、減少する摩擦係数Ｒｗを生ぜしめる材料が使用される。このことは、駆動ディスク２，３，４，５ならびに伝動ディスク６，７、もしくはそれらに属する摩擦区分ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩが一方で高い耐摩耗性ならびに回転数安定性（Ｄｒｅｈｚａｈｌｆｅｓｔｉｇｋｅｉｔ）を、他方で高い摩擦係数および高い熱的安定性を有している場合に助成される。
【００１１】
実施例では伝動ディスク６，７もしくは対応する摩擦区分がセラミックス、すなわち炭素繊維強化された多孔質の炭素から成っており、その気孔は少なくとも部分的にけい素および炭化けい素で充填されている。この炭素はフリュッシヒ・シリチーア法（Ｆｌｕｅｓｓｉｇ−Ｓｉｌｉｚｉｅｒ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）により液状のけい素で溶浸され、熱処理を施される。その際に、けい素は炭素と相俟ってＳｉＣへと変化する（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３８４５６号明細書参照）。そのように構成された伝動ディスク６，７には強度（Ｂｅｒｓｔｄｒｅｈｚａｈｌ：破裂回転数）の理由からその都度、ディスク平面に延在する、多方向性の構造を備えた繊維組織が混入されている。さらに、このセラミックスは、少なくとも５０ｍｍの平均的な長さを備えた強化繊維を有している。
【００１２】
これに対して、駆動ディスク２，３，４，５もしくはその摩擦区分は、有機的に結合されて焼結された材料から成っており、この材料は実質的に以下の金属および非金属の成分を有している：すなわち黄銅、鉄、銅、アルミニウム、けい素富裕の相、硫黄富裕の相、炭素およびフェノール樹脂結合剤が含まれている。体系的な選択実験で判ったことは、上記成分が次のように配合されている場合に、駆動ディスク２，３，４，５もしくはその摩擦区分が目的論的な性質を有することである：黄銅約１４〜１６体積％、鉄約１８〜２０体積％、銅約３〜６体積％、アルミニウム約５〜６体積％、けい素富裕の相約１〜３体積％、硫黄富裕の相約３〜４体積％、炭素約２８〜３０体積％、およびフェノール樹脂結合剤残りの体積％（ｖｏｌ％）。
【００１３】
駆動ディスク２，３，４，５および伝動ディスク６，７は一部材から本発明による材料で製作されていることができる。ただし、摩擦区分ＲａＩ，ＲａＩＩ，ＲａＩＩＩ，ＲａＩＶ，ＲａＶ，ＲａＶＩ，ＲａＶＩＩ，ＲａＶＩＩＩにのみ上記材料を用いることも考えられる；この摩擦区分の領域に、周囲に配分された複数のフェーシングが配置されているだけであってもよく、フェーシングは対応する例えば駆動ディスクに、リベット、接着またはこれに類するものにより結合されていることができる。
【００１４】
図３に示されたグラフから、本発明による駆動ディスクおよび伝動ディスクを備えていないクラッチにおける、駆動回転数（入力回転数）１０と被駆動回転数（出力回転数）１１との間のクラッチプロセス時のトルク伝達の経過が判る。本図には横座標軸１２に滑り時間が秒単位（ｓ）で、第１の左側の縦座標軸１３に回転数（１／ｍｉｎ）が、第２の右側の縦座標軸１４にトルク（Ｎｍ）が記載されている。駆動回転数１０もしくは被駆動回転数１１が予め与えられている場合、トルク線１５はおよそ３５〜３５．５秒の間でかなりの振れを有していることが本図により明白であって、この振れは運転者に不快なジャダーとして感知される。
【００１５】
図４のグラフは、図３の場合と同じ駆動回転数１０および被駆動回転数１１でのトルク伝達を表しているが、駆動ディスク２，３，４，５ならびに伝動ディスク６，７は本発明による構造を有している。このように構成されたクラッチのトルク線１５は滑り時間で見ておよそ３８．６〜４０．８秒の間で許容範囲の振れを有して、被駆動回転数１１の傾向に従って延びており、このことは、駆動ディスク２，３，４，５ならびに伝動ディスクの、十分なジャダー鈍感性を示している。
【００１６】
最後に図５のグラフには、その横座標軸１６に滑り時間が秒単位（ｓ）で記入されている。第１の左側の縦座標軸１７は回転数（１／ｍｉｎ）およびトルク（Ｎｍ）を表しており、これに対して第２の右側の縦座標軸１８は摩擦係数（Ｒｗ）を表している。さらにグラフは以下の線を含んでいる：駆動回転数１９、被駆動回転数２０、トルク２１、摩擦係数２２。本発明による駆動ディスク２，３，４，５ならびに伝動ディスク６，７により、滑り時間で見ておよそ１．５〜３．６秒の間で摩擦係数２２が、矢印線２３により強調された減少傾向を有することが判り、このことはいわば本発明によるクラッチ１のジャダー鈍感性を意味している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】内燃機関と変速装置との間に配置されているクラッチの縦断面図である。
【００１８】
【図２】図１に示したクラッチを個々に分解して示した図である。
【００１９】
【図３】従来のクラッチの駆動回転数と被駆動回転数との間のトルクの経過に関するグラフである。
【００２０】
【図４】本発明による特徴を備えたクラッチに関する、図２に対応したグラフである。
【００２１】
【図５】本発明による特徴を備えたクラッチに関する、摩擦係数の経過についてのグラフである。
【符号の説明】
【００２２】
１  クラッチ、  ２〜５  駆動ディスク、  ６，７  伝動ディスク、  ８  クランクシャフト、  ９  変速装置インプットシャフト、  １０  駆動回転数、  １１  被駆動回転数、  １２  横座標軸、  １３  縦座標軸、  １４  縦座標軸、  １５  トルク線、  １６  横座標軸、  １７  縦座標軸、  １８  縦座標軸、  １９  駆動回転数、  ２０  被駆動回転数、  ２１  トルク、  ２２  摩擦係数、  ２３  矢印線、  ＲａＩ〜ＲａＶＩＩＩ  摩擦区分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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