(57)【要約】【課題】入力部と出力部又は固定部との切換え可能な半径方向結合を作り出すための電磁操作式ユニット、特にクラッチ／ブレーキ又はロッキング装置を提供する。【解決手段】電磁操作式ユニット（１）は、第１被結合部材と回転不能に結合された第１装置部分（２）及び第２被結合部材と回転不能に結合された第２装置部分（３）を有し、部分（３）が半径方向に働く磁極を備えた磁石体又は電磁石（４）を有し、ユニット（１）が半径方向移動可能に配置された切換部材（５）を有し、切換部材（５）が部分（２）に周方向に支えられ、部分（２）と部分（３）の間にかみ合い又は摩擦結合を作り出すために部分（３）の対応する輪郭（６）又は摩擦面と協動し、磁石体（４）に通電すると各切換部材（５）が磁石体（４）によって、閉回路操作系として設計した場合は切り離すために、開回路操作系として設計した場合はばねの力に逆らって結合を生じるために、吸引される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部と出力部又は固定部の間に切換え可能な半径方向結合を作り出すための電磁操作式ユニット、特にクラッチ／ブレーキ又はロッキング装置において、一方の被結合部材と回転不能に結合された第１の装置部分（２）及び第２の被結合部材と回転不能に結合された第２の装置部分（３）を有し、装置部分（３）が半径方向に働く磁極を備えた磁石体又は電磁石（４）を有し、電磁操作式ユニットが半径方向移動可能に配置された切換え部材（５）を有し、切換え部材（５）が一方の装置部分に周方向に支えられ、第１の装置部分（２）と第２の装置部分（３）の間にかみ合い又は摩擦結合を生じるために他方の装置部分（３）の当該の輪郭（６）又は摩擦面と協動し、磁石体（４）に通電すると各切換え部材（５）が磁石体（４）によって、閉回路操作系として設計した場合は切り離すために、開回路操作系として設計した場合は少なくとも１個のばねの力に逆らって結合を生じるために、吸引されることを特徴とする電磁操作式ユニット。
【請求項２】
切換え部材（５）が浮動案内されるか、もしくは第１又は第２の装置部分（２、３）に遊びなく連結されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁操作式ユニット。
【請求項３】
磁石体又は電磁石（４）の磁極及び磁極と協動する切換え部材（５）が、かみ合い又は摩擦結合を生じるために切換え部材（５）が半径方向に見て内側又は外側に作用するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁操作式ユニット。
【請求項４】
切換え部材（５）が円弧形又は直線状のセグメントとして形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電磁操作式ユニット。
【請求項５】
必要な操作力を減少するため、又は電磁操作式ユニット（１）が伝達するトルクを増加するためにサーボシステムが設けられ、ユニット（１）を閉回路操作系として設計した場合は操作ばね（７）の力、ユニット（１）を開回路操作系として設計した場合は電磁石（４）の力を強化するために、サーボシステムが磁石体又は電磁石（４）と切換え部材の間に球又はローラ（１０）及び切換え部材（５）を支える部材の適当な傾斜路構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁操作式ユニット。
【請求項６】
ユニットが閉回路操作系として設計され、かみ合い又は摩擦結合を生じるために各切換え部材（５）が電磁石（４）の非通電状態で少なくとも１個のばね（７）により装置部分（２）に押し付けられる場合は、切換え部材（５）が電磁石（４）を有する装置部分（３）に連結されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電磁操作式ユニット。
【請求項７】
ユニットが開回路操作系として設計され、かみ合い又は摩擦結合を生じるために各切換え部材（５）が電磁石（４）の通電状態で少なくとも１個のばね（７）の力に逆らって装置部分（２）に押し付けられる場合は、切換え部材（５）が装置部分（２）に連結されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電磁操作式ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に基づく電磁操作式ユニット、特にクラッチ／ブレーキ又はロッキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁操作式クラッチ又はブレーキは自動車技術で様々な構造と形式のものが知られている。
【０００３】
この場合摩擦結合系、例えば単面ブレーキもしくは多板ブレーキ又はクラッチも、通常軸方向切換え運動を行うかみ合い結合系、例えばつめクラッチも知られている。
【０００４】
軸方向移動可能な圧力リングが取り付けられた第１の装置部分を具備し、圧力リングが操作又はリセット手段により第２の装置部分に対して軸方向に食違いの２つの作動位置の間で移動することができる、ブレーキ又はクラッチとして働く切換え可能な装置（摩擦ブレーキ又は摩擦クラッチ）がドイツ特許ＤＥ１９６１３７６３Ｃ１により周知である。また圧力リングと第２の装置部分の間に摩擦部材が配置され、圧力リングの一方の作動位置で作動し、圧力リングの他方の位置で圧力リングが摩擦部材を解放し、第１の装置の区域に一群の弾性舌片の舌片端が遊びなく固定されている。さらに適当な一群の方向変換部材が設けられ、一方では圧力リングに、他方では自由な舌片端に枢支され、圧力リングの軸方向運動を舌片の自由端の半径方向運動へと方向変換するために利用され、方向変換部材の両端が軸方向にも半径方向にも互いに食違いになっている。ドイツ特許ＤＥ１９６１３７６３Ｃ１によれば第２の装置部分に円筒形ドラムが設けられ、舌片の自由端と半径方向に重なり合い、ドラムの円筒面と舌片の自由端の間の半径方向スペースに摩擦部材が配置されている。
【特許文献１】ドイツ国特許ＤＥ１９６１３７６３Ｃ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底にあるのは、機能ユニットの入力部と出力部又は固定部の切換え可能な半径方向結合を可能にする電磁操作式クラッチ／ブレーキ又はロッキング装置を提示する課題である。この場合第１の操作状態でトルク伝達結合が行われ、第２の操作状態で２つの部材の相互のなるべく残留モーメントのない分離が得られなければならない。また本発明に基づくクラッチ／ブレーキ又はロッキング装置は取付けスペースをあまり必要としない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は請求項１の特徴によって解決される。本発明に基づくその他の実施態様と利点は従属請求項で明らかである。
【０００７】
それによれば入力部と出力部又は固定部の切換え可能な半径方向結合を作り出すための電磁操作式ユニット、特にクラッチ／ブレーキ又はロッキング装置において、一方の被結合部材と回転不能に結合された第１の装置部分及び第２の被結合部材と回転不能に結合された第２の装置部分からなり、一方の装置部分が半径方向に働く磁極を備えた磁石体又は電磁石を有する電磁操作式ユニットを提案する。第１の装置部分は以下で制動／ロック又は連結される装置部分とも称する。
【０００８】
また本発明に基づくユニットは半径方向移動可能に配置された切換え部材を具備し、切換え部材が一方の装置部分に周方向に支えられ、第１の装置部分と第２の装置部分の間にかみ合い又は摩擦結合を作り出すために他方の装置部分の対応する輪郭又は摩擦面と協動し、磁石体に通電すると各切換え部材が磁石体によって、閉回路操作系として設計した場合は切り離すために、開回路操作系として設計した場合は少なくとも１個のばねの力に逆らって結合を生じるために、吸引される。
【０００９】
発明の第１の実施形態によれば切換え部材は磁石体に周方向に支えられる。また切換え部材は浮動案内され、又はばね部材により場合によっては遊びなく連結される。
【００１０】
本発明によればかみ合い又は摩擦結合を作り出すために切換え部材が必要ならば半径方向に見て内側に（例えばシャフトに）又は外側に（例えば中空軸又はケースに）作用するように、電磁石の磁極及び磁極と協動する切換え部材を配置することができる。
【００１１】
切換え部材は例えば円弧形又は直線状のセグメントとして形成することができる。
【００１２】
ラジアルロッキングに対する必要条件（例えばトルク、取付けスペース、環境条件、システム条件）により、本発明に基づくユニットをかみ合い式の系として構成することが好ましい解決策と思われる。かみ合いの場合は伝達されるトルクが摩擦系と比較して著しく高く、しかもかみ合い式の系は油脂の侵入に対して比較的不感だからである。
【００１３】
その場合切換え部材はかみ合いを生じるのに適した輪郭、例えば歯、カム等を備え、これがロック及び／又は保持される部材の逆輪郭に係合する。
【００１４】
かみ合い系の場合は、結合を生じるときに損傷又は摩耗を回避するために、結合される２つの部材の回転数がほぼ同期することが好ましい。
【００１５】
本発明に基づく電磁操作式ユニットがクラッチ又はブレーキとして構成されている場合は、特に回転数差のもとでクラッチ又はブレーキ操作のために摩擦結合系として形成することが特に有利である。その結果、２つの装置部分の相互の角位置に関係なく切換えを行うことができる利点もある。
【００１６】
摩擦結合系として構成する場合は、適当な摩擦係数、それとともにトルクを得るために、適当なシールにより摩擦面を汚れ／油脂等から保護することを提案する。
【００１７】
本発明に基づくユニットはシステムの必要条件に応じて閉開路操作系又は開開路操作系として構成することができる。
【００１８】
必要な操作力を減少し、又は本発明に基づく電磁操作式ユニットにより伝達されるトルクを増加するために、かみ合い型も摩擦型もサーボ系により強化することができる。この目的のために磁石体と切換え部材の間の例えば球又はローラと当該の切換え部材を支える部材の適当な傾斜路構造により、閉開路方式の場合は操作ばねの、開開路方式の場合はコイルの生じる力の増幅する。その場合増幅度は形成される接触角に左右される。
【００１９】
ここで提示した電磁操作式ユニットは自動車分野で、重ね合せ駆動によるアクティブステアリングで最適な運転快適性を可能にすると同時に、そのロッキング機能がステアリングの直結駆動を保証する電磁ユニットによりステアリングシステムの機能を保護することを目標として、アクティブステアリングシステムの部品の固定又は解放のために有効に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に添付の図に基づき発明を詳しく例示する。
【００２１】
図１を参照すれば、本発明に基づく電磁操作式ユニット１は第１の被結合部材（図示せず）と回転不能に結合したフランジとして形成された第１の装置部分２（制動／連結又はロックされる装置部分）と、第２の被結合部材と回転不能に結合した第２の装置部分３からなる。
【００２２】
第２の装置部分３は半径方向に働く磁極を備えたコイルの形の磁石体又は電磁石４と、軸方向移動可能に配置された切換え部材５からなる。切換え部材５は制動／連結又は固定される装置部分２と第２の装置部分３の間にかみ合い又は摩擦結合を生じるために、装置部分２の対応する輪郭６又は摩擦面と協動する。
【００２３】
図示の実施形態では切換え部材５はコイル４の非通電状態で、半径方向に予圧されたばね７、とりわけ板ばねにより、制動／連結又はロックされる装置部材（フランジ２）に押し付けられ、その際対応する輪郭６と協動し、こうしてかみ合い結合が生じる。コイル４又は電磁石に通電し、電磁石がばね７の予圧力に逆らって切換え部材５を吸引することによって、結合の切離しが行われる。
【００２４】
閉回路操作系としての上記の構成は、例えば電源が停止した場合にフェイルセイフ条件に関して特に有利である。この場合は２つの装置部分２、３の間の結合が解除されないからである。
【００２５】
図２では図１に示したユニットの切断状態で磁気回路が矢印で明示される。この場合切換え部材５は磁界によりばね７の力に逆らって吸引され、こうして結合が解除される。
【００２６】
図３には、電磁操作式ユニット１を閉回路操作系として構成した場合の切断状態の切換え部材５の位置の概略詳細図が示されている。この場合切換え部材５は電磁石４の作動に基づき磁力によりばね７の力に逆らって半径方向内側へ移動させられる。電磁石の非通電状態で切換え部材５の歯８がばね７の力により、図４で明らかなように対応する輪郭６に係合する。
【００２７】
図５の主題は、電磁操作式ユニット１がかみ合い式閉回路操作系として構成された本発明の実施形態である。その場合切換え部材５は第１の装置部分２と第２の装置部分３の間にかみ合い結合を生じるために、半径方向に見て内側へシャフト９の方向に作用する。この場合各切換え部材５は電磁石４の非通電状態で少なくとも１個の圧縮ばね７の力でシャフト９に押し付けられる。ばね力の強化のために選択によってはサーボ系を設けることができる。サーボ系は電磁石４と切換え部材の間にローラ１０及び切換え部材５を支える部材の適当な傾斜路構造を有する。
【００２８】
電磁操作式ユニット１がかみ合い式閉回路操作系として構成された発明の別の実施形態を図６に示す。その場合切換え部材５は第１の装置部分２と第２の装置部分３の間にかみ合い結合を生じるために、少なくとも１個の圧縮ばね７の力により半径方向に見て外側へ中空軸１１又はケースの方向に働く。図示の実施形態でばね力の強化のためにサーボ系が設けられている。サーボ系は電磁石４と切換え部材の間にローラ１０及び切換え部材５を支える部材の適当な傾斜路構造を有する。
【００２９】
図７の主題は電磁操作式ユニット１が摩擦結合式閉回路操作系として構成された本発明の実施形態である。その場合切換え部材５は第１の装置部分２と第２の装置部分３の間に摩擦結合を生じるために、少なくとも１個の圧縮ばね７の力により半径方向に見て外側へ中空軸１１又はケースの方向に作用する。この実施形態でもばね力の強化のためにサーボ系が設けられている。サーボ系は各切換え部材５ごとに１個のローラ１０を有し、切換え部材５を支える部材は傾斜路状に形成されている。
【００３０】
本発明に基づく電磁操作式ユニットが開回路操作系として構成されている場合は、ロッキング、クラッチ又はブレーキ機能の作動は電磁石によって、切離しは例えばばね部材によって行われる。この場合結合の切断のために、切換え部材をばね力で制動／ロック又は連結される装置部分から切り離すことが好ましい。結合は電磁石の操作によって行われ、こうして切換え部材が制動／連結又は固定される装置部分に押し付けられる。この構成では切換え部材は制動／ロック又は連結される装置部分に連結することが好ましい。
【００３１】
電磁操作式ユニット自体のあらゆる構造的改良、特に部材の相互の空間的配置は、技術的に有意義である限り、この改良が図又は明細書に明示されていなくても、特許請求の範囲に示された電磁操作式ユニットの機能に影響しなければ、本特許請求の範囲の保護範囲に含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】閉回路操作系として構成された本発明に基づく電磁操作式ユニットの好ましい実施形態の断面概略図及び当該の平面図を示す。
【図２】切断状態の図１の電磁操作式ユニットの磁極面及び磁気回路の断面概略図を示す。
【図３】図１の本発明に基づく電磁操作式ユニットの切断状態の切換え部材の位置の概略詳細図を示す。
【図４】図１の本発明に基づく電磁操作式ユニットの締結状態の切換え部材の位置の概略詳細図を示す。
【図５】閉回路操作系として構成された本発明に基づく電磁操作式ユニットの別の好ましい実施形態の断面概略図及び当該の平面図を示す。
【図６】閉回路操作系として構成された本発明に基づく電磁操作式ユニットの第３の好ましい実施形態の断面概略図及び当該の平面図を示す。
【図７】閉回路操作系として構成された本発明に基づく電磁操作式ユニットの第４の好ましい実施形態の断面概略図及び当該の平面図を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１  電磁操作式ユニット
２  第１の装置部分、フランジ
３  第２の装置部分
４  磁石体、電磁石、コイル
５  切換え部材
６  輪郭
７  ばね
８  歯
９  シャフト
１０  ローラ
１１  中空軸
【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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【図６】
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【図７】
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