(57)【要約】  デュアルクラッチ装置は、回転軸線回りに回転可能に配置されている入力側（１１０）、第１の出力側（１１５）及び第２の出力側（１２５）を備え、さらに、入力側と第１の出力側との間に摩擦結合を形成する半径方向外側の第１の摩擦クラッチ（１３５）と、入力側と第２の出力側との間に摩擦結合を形成する半径方向内側の第２の摩擦クラッチ（１４０）とを備える。当該デュアルクラッチ装置において、各摩擦クラッチは、トルクを伝達するように入力側に係合する第１の摩擦要素（１６５，１７０）と、トルクを伝達するように、対応する出力側に係合する第２の摩擦要素（１７０，１６５）と、軸方向の圧着力を摩擦要素に対して提供する制御要素（２０５）と、回転軸線回りに螺旋状に巻回され、軸方向で制御要素と摩擦要素との間に配置されている板ばね要素（１５０，１６０）とを有している。
2017525914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルクラッチ装置（１００）であって、
回転軸線（１０５）回りに回転可能に配置されている入力側（１１０）、第１の出力側（１１５）及び第２の出力側（１２５）と、
前記入力側（１１０）と前記第１の出力側（１１５）との間に摩擦結合を形成する半径方向外側の第１の摩擦クラッチ（１３５）と、
前記入力側（１１０）と前記第２の出力側（１２５）との間に摩擦結合を形成する半径方向内側の第２の摩擦クラッチ（１４０）と、
を備え
各摩擦クラッチ（１３５，１４０）は、
トルクを伝達するように前記入力側（１１０）に係合する第１の摩擦要素（１６５，１７０）、及びトルクを伝達するように、対応する前記出力側（１１５，１２５）に係合する第２の摩擦要素（１７０，１６５）と、
軸方向の圧着力を前記摩擦要素に対して提供する制御要素（２０５）と、
軸方向で前記制御要素（２０５）と前記摩擦要素（１６５，１７０）との間に配置されている板ばね要素（１５０，１６０）と、
を有している、デュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項２】
前記板ばね要素（１５０，１６０）は、前記回転軸線回りに螺旋状に巻回されている、請求項１に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項３】
前記入力側（１１０）の、軸方向で延びる部分（１４２）は、半径方向外側で形状結合式に前記第１の摩擦クラッチ（１３５）の前記第１の摩擦要素（１６５，１７０）に係合し、半径方向内側で形状結合式に前記第２の摩擦クラッチ（１４０）の前記第１の摩擦要素（１７０，１６５）に係合するように構成されている、請求項２に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項４】
前記部分（１４２）は、金属薄板から一体に製造可能である、請求項３に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項５】
それぞれ複数の摩擦要素（１６５，１７０）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項６】
前記デュアルクラッチ装置（１００）は、油浴中で動作するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項７】
前記摩擦クラッチ（１３５，１４０）の一方の摩擦クラッチの前記板ばね要素に作用する軸方向の操作要素（１４５，１５５）をさらに備え、
前記板ばね要素（１５０，１６０）は、前記操作要素（１４５，１５５）に対する軸方向の操作力が生じていないとき、前記摩擦要素（１６５，１７０）を互いに押し付け、前記摩擦クラッチ（１３５，１４０）が閉じるように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【請求項８】
前記摩擦クラッチ（１３５，１４０）の一方の摩擦クラッチの前記板ばね要素に作用する軸方向の操作要素（１４５，１５５）をさらに備え、
前記板ばね要素（１５０，１６０）は、前記操作要素（１４５，１５５）に対する軸方向の操作力が生じていないとき、前記摩擦要素（１６５，１７０）を互いに押し離し、前記摩擦クラッチ（１３５，１４０）が開くように構成されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載のデュアルクラッチ装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルクラッチに関する。特に、本発明は、バイクで使用されるデュアルクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
デュアルクラッチは、連続するギヤ段間のギヤチェンジを迅速かつ精緻に実施すべく、デュアルクラッチ式トランスミッションとの関連にて使用される。このとき、駆動力発生装置は、デュアルクラッチの１つの入力側に作用し、互いに独立して制御可能な２つの摩擦クラッチが、対応する伝動機構入力軸に対してそれぞれ１つの摩擦結合を形成することができる。各伝動機構入力軸において１つのギヤ対がアクティブとなっており、互いに異なる伝動機構入力軸のギヤ対は、一般に同じ出力軸に作用している。第１のクラッチが開放され、第２のクラッチが閉鎖されているとき、予め決められたギヤ段が入れられている。他のギヤ段を入れるには、第１のクラッチが開放され、第２のクラッチが閉鎖される。
【０００３】
自動車のデュアルクラッチ又はデュアルクラッチ式トランスミッションの技術をバイクに転用するためには、幾つかの周辺条件に留意する必要がある。例えば、両摩擦クラッチのための操作力は、一般にバイクの運転者が手動で加えなければならない。このため、伝達すべきトルクが大きければ、それが長時間ともなると、運転者に過大な負担を強いることになりかねない。手動で加えなければならないクラッチ力を低減するために、手動で操作可能なパイロットクラッチと、パイロットクラッチにより操作可能なメインクラッチとを使用することが公知である。国際公開第２０１１／０５０７７２号及び国際公開第２０１１／０５０７７５号は、サーボクラッチともいうこの種の装置の実施例を示している。
【０００４】
しかし、サーボクラッチは、比較的大きな構成スペースを必要とすることがあり、ある種の複雑性を伴う。それというのも、２つのサーボクラッチを備える１つのデュアルクラッチのために、計４つのクラッチが組み立てられねばならず、これらの４つのクラッチの協働が正確に制御されていなければならないからである。このような複雑なデュアルクラッチは、開発及び生産に際して所要コストの上昇をもたらしかねない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、改良されたデュアルクラッチ、特にバイクで使用する改良されたデュアルクラッチを提供することである。本発明は、上記課題を独立請求項に記載の特徴を有するデュアルクラッチ装置によって解決する。従属請求項は、好ましい実施の形態を表している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
デュアルクラッチ装置は、回転軸線回りに回転可能に配置されている入力側、第１の出力側及び第２の出力側を備え、さらに、入力側と第１の出力側との間に摩擦結合を形成する半径方向外側の第１の摩擦クラッチと、入力側と第２の出力側との間に摩擦結合を形成する半径方向内側の第２の摩擦クラッチとを備える。当該デュアルクラッチ装置において、各摩擦クラッチは、トルクを伝達するように入力側に係合する第１の摩擦要素と、トルクを伝達するように、対応する出力側に係合する第２の摩擦要素と、軸方向の圧着力を摩擦要素に対して提供する制御要素と、軸方向で制御要素と摩擦要素との間に配置されている板ばね要素とを有している。
【０００７】
板ばね要素は、板ばね要素の端部のねじれに基づいて、圧着力の倍力を提供することができる。ばね要素の原理を使用したことで、クラッチのための操作力を低減可能であり、その結果、摩擦クラッチのための操作システムを単純に構成するか、又はより小型に寸法設定することができる。これにより、操作のために設けられた補助エネルギ源、例えば液圧ポンプ又は電気系統の負荷を低く保つことができる。取り巻く車両、特にバイクの総質量を軽量に保つことができる。摩擦クラッチの手動操作時、運転者が加えなければならない力を小さくできるので、労力をそれほど要さずにギヤチェンジがなされ、リラックスした走行をサポートできる。さらに、半径方向でずらされた板ばね要素付きクラッチ（Ｂｌａｔｔｆｅｄｅｒｅｌｅｍｅｎｔｋｕｐｐｌｕｎｇ）の使用によって、デュアルクラッチ装置の軸方向の構成スペースの節減に寄与することができる。これにより、デュアルクラッチ装置と、駆動力発生装置又は伝動機構とからなるユニットを、よりスリムな構造とすることができるので、当該デュアルクラッチ装置が組み込まれたバイクの傾斜角度を大きくすることができる。
【０００８】
板ばね要素は、特に回転軸線回りに傾げている（ａｎｇｅｓｔｅｌｌｔ）か、又は螺旋状に巻回されていてもよい。螺旋又はつる巻き線は、一点又は一軸線回りに延び、観察者の見方に応じて、観察者から離れるか又は観察者に近づく曲線である。傾げた要素は、回転軸線と鋭角を形成するが、直線状に延在し、回転軸線を取り巻くようには延びない。傾げた又は螺旋状に巻回された板ばね要素は、軸方向で特にコンパクトに構成可能であり、摩擦要素に対する軸方向の圧着力の所望の倍力を特に良好に実現できる。
【０００９】
好ましくは、入力側の、軸方向で延びる部分は、半径方向外側で形状結合式に第１の摩擦クラッチの第１の摩擦要素に係合し、半径方向内側で形状結合式に第２の摩擦クラッチの第１の摩擦要素に係合するように構成されている。
【００１０】
摩擦クラッチを、１つの共通の要素、すなわち、入力側の軸方向の部分の、互いに異なる半径方向の側に配置したことで、デュアルクラッチ装置の半径方向でコンパクトな構造が実現可能である。デュアルクラッチ装置のために必要な構成要素の数を削減することができる。これにより、製造コストを引き下げることができる。
【００１１】
上記部分は、金属薄板から一体に製造可能である。これにより、生産コストを引き下げることができる。さらに、半径方向内側及び外側におけるそれぞれの第１の摩擦要素への力伝達のために使用可能な係合構造を、簡単かつ低コストに形成することができる。
【００１２】
各摩擦クラッチに複数の摩擦要素が設けられていてもよい。これにより、特にバイクでの使用時に有利に使用可能な多板クラッチが形成される。
【００１３】
デュアルクラッチ装置は、油浴中で動作するように構成されていてもよい。本実施の形態は、湿式（ｎａｓｓ）又は湿式動作型（ｎａｓｓｌａｕｆｅｎｄ）ともいう。これにより、デュアルクラッチ装置の要素の冷却、潤滑又はクリーニングを容易化できる。さらに、滑り摩擦によって互いに係合する摩擦要素の反応特性を、より容易に制御することができる。同様に、油浴中で動作する伝動機構との統合も容易化できる。
【００１４】
デュアルクラッチ装置は、両摩擦クラッチの一方の摩擦クラッチの板ばね要素に作用する軸方向の操作要素を備えていてもよく、板ばね要素は、操作要素に対する軸方向の操作力が生じていないとき、摩擦要素を互いに押し付け、摩擦クラッチが閉じるように構成されている。本実施の形態は、「常閉型」ともいう。
【００１５】
別の一実施の形態では、デュアルクラッチ装置は、両摩擦クラッチの一方の摩擦クラッチの板ばね要素に作用する軸方向の操作要素を備え、板ばね要素は、操作要素に対する軸方向の操作力が生じていないとき、摩擦要素を互いに押し離し、摩擦クラッチが開くように構成されている。本実施の形態は、「常開型」ともいう。
【００１６】
最後に挙げた２つの実施の形態は、一方の摩擦クラッチが操作によって開放され、他方の摩擦クラッチが操作によって閉鎖されるようにして、互いに組み合わせてもよい。組み合わせにより、操作力の提供に関して利点が生じ得る。
【００１７】
以下、本発明について、添付の図面を参照しながらより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】デュアルクラッチ装置の縦断面図である。
【図２】図１に示したデュアルクラッチ装置の詳細図である。
【図３】図１に示したデュアルクラッチ装置の詳細図である。
【図４】図１乃至３に示したデュアルクラッチ装置の構成の変化形態を示す図である。
【図５】先の図に示したデュアルクラッチ装置の一方の摩擦クラッチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、デュアルクラッチ装置１００の縦断面図である。回転軸線１０５を中心として、駆動力発生装置に接続する入力側１１０と、第１の伝動機構入力軸１２０に接続する第１の出力側１１５と、第２の伝動機構入力軸１３０に接続する第２の出力側１２５とが配置されている。伝動機構入力軸１２０及び１３０は、好ましくは回転軸線１０５に関して同軸に構成されている。
【００２０】
入力側１１０と第１の出力側１１５との間に摩擦結合を形成する第１の摩擦クラッチ１３５と、入力側１１０と第２の出力側１２５との間に摩擦結合を形成する第２の摩擦クラッチ１４０とが、半径方向で互いにずらされて配置されている。例として選択した本実施の形態では、第１の摩擦クラッチ１３５は、操作されなければ開放されており（「常開型」）、第２の摩擦クラッチ１４０は、操作されなければ閉鎖されている（「常閉型」）。図１において、第１の摩擦クラッチ１３５は、操作されていないため、開放されており、第２の摩擦クラッチ１４０は、操作されているため、開放されている。
【００２１】
図示のように、入力側１１０は、１つの軸方向で延びる部分１４２を有し、この部分１４２が、第１の摩擦クラッチ１３５の、トルクを伝達する係合のためにも、第２の摩擦クラッチ１４０の、トルクを伝達する係合のためにも、同じく使用されることが好ましい。この部分１４２は、半径方向で延びる部分に接合されているものとして例示したが、別の実施の形態では、両部分を一体のものとして具現してもよい。部分１４２は、好ましくは、外側の第１の摩擦クラッチ１３５の摩擦要素のための、トルクを伝達する受けも、内側の第２の摩擦クラッチ１４０の摩擦要素のための、トルクを伝達する受けも形成するように構成されている。図示のように、両摩擦クラッチ１３５，１４０の摩擦要素は、形状結合式に、好ましくは軸方向で移動もできるように、部分１４２に係合可能である。このために、部分１４２は、第１の摩擦クラッチ１３５の摩擦要素が係合する外歯列と、第２の摩擦クラッチ１４０の摩擦要素が係合する内歯列とを有していてもよい。一実施の形態では、部分１４２は、回転軸線１０５を中心として周囲を取り巻くように延びる一定の厚さの材料のストリップを有し、このストリップの材料は、回転軸線を中心とする２つの異なる半径上を交互に延び、その結果、外歯列と内歯列とが生じるように成形されている。
【００２２】
第１の摩擦クラッチ１３５には、第１の操作装置１４５と第１の板ばね要素１５０とが配設され、第２の摩擦クラッチ１４０には、対応するように第２の操作装置１５５と第２の板ばね要素１６０とが配設されている。板ばね要素１５０及び１６０は、操作装置１４５及び１５５に抗して軸方向で作用する。図示の実施の形態では、板ばね要素１５０及び１６０は、それぞれ、摩擦クラッチ１３５及び１４０の閉鎖を引き起こす一方、操作装置１４５及び１５５による操作は、それぞれ、摩擦クラッチ１３５及び１４０の開放を引き起こす。この配置形態は、「常閉型」ともいう。相応に「常開型」の配置も可能であって、常開型の場合、それぞれの操作装置１４５，１５５は、対応する摩擦クラッチ１３５，１４０の閉鎖のために使用され、それぞれの板ばね要素１５０，１６０は、対応する摩擦クラッチ１３５，１４０の開放のために使用される。さらに、図示の実施の形態では、摩擦クラッチ１３５，１４０の「プッシュ式」の操作が行われる。このとき、軸方向で作用する圧縮力が、操作装置１４５，１５５を操作すべく、操作装置１４５，１５５に作用する。しかし、代替的な実施の形態では、装置１４５，１５５の「プル式」の操作がなされてもよい。装置１４５，１５５の操作は、例えば電気式又は液圧式のアクチュエータにより実施されてもよい。
【００２３】
摩擦クラッチ１３５及び１４０は、軸方向で配置されるスタックとして交互に設けられたそれぞれ複数のディスク１６５及び摩擦プレート１７０を有している。ディスク１６５は、トルクを伝達するように入力側１１０に係合し、摩擦プレート１７０は、対応する出力側１１５，１２５に係合している。別の実施の形態では、ディスク１６５及び摩擦プレート１７０の配置を置き換えてもよいし、ディスク１６５だけ又は摩擦プレート１７０だけを使用してもよい。好ましくは、軸方向で互いに当接する要素１６５，１７０間には、さらに摩擦フェーシングが設けられている。
【００２４】
図２は、デュアルクラッチ装置１００の第１の摩擦クラッチ１３５の領域の詳細図である。出力側１１５は、摩擦プレート１７０がトルクを伝達するように係合する、半径方向で延びる部分と、トルクを伝達するように第１の伝動機構入力軸１２０に結合する、軸方向で延びる任意選択的な部分とを有している。これらの両部分は、トルクを伝達するように互いに結合されている。第１の操作装置１４５は、制御要素２０５を有し、制御要素２０５は、第１の出力側１１５に結合されている。図示の実施の形態では、出力側１１５の半径方向の部分との一体的な結合である。制御要素２０５は、半径方向内向きに延在し、制御要素２０５と、ディスク１６５及び摩擦プレート１７０のスタックの一方の端部との間には、第１の板ばね要素１５０が配置されている。好ましい一実施の形態では、板ばね要素１５０は、回転軸線１０５回りに螺旋状に延在するか、又は回転軸線１０５に関して傾げており、さらに好ましくは、制御要素２０５の小さな軸方向の運動もディスク１６５及び摩擦プレート１７０のスタックに伝達すべく、大きなばね剛性を有している。これにより、入力側１１０と出力側１１５との間の摩擦結合が形成でき、その結果、摩擦クラッチ１３５によりトルクを伝達することができる。第１の出力側１１５に対する入力側１１０の相対回転により、板ばね要素１５０は、圧縮負荷を受ける。これにより、板ばね要素１５０は、制御要素２０５と、ディスク１６５及び摩擦プレート１７０のスタックの前記端部との間で僅かに傾動でき、その結果、軸方向の拡開力が生じ、この拡開力は、軸方向でディスク１６５及び摩擦プレート１７０に作用する圧着力を拡大させる。つまり、この場合、摩擦クラッチ１３５に対する閉鎖力は、摩擦クラッチ１３５を介して伝達されるトルクの一部によって倍力される。それゆえ、軸方向でディスク１６５及び摩擦プレート１７０に作用する圧着力は、ディスク１６５と摩擦プレート１７０との間に摩擦結合が生じる前に、制御要素２０５の、元来引き起こされる圧着力よりも、何倍も大きくあることができる。したがって、摩擦クラッチ１３５の操作を、ディスク１６５及び摩擦プレート１７０に働くより小さな力で実施することができ、その結果、例えば手動操作により、摩擦クラッチ１３５を介して大きなトルクを確実に断接することができる。
【００２５】
図３は、図１に示したデュアルクラッチ装置１００の第２の摩擦クラッチ１４０の領域の詳細図である。第２の摩擦クラッチ１４０は、制御要素２０５に対する軸方向の操作力により開放されている。操作力により、第２の板ばね要素１６０は、軸方向で圧縮される。第１の板ばね要素１５０と同様、第２の板ばね要素１６０は、好ましくは、回転軸線１０５に関して傾げた要素又は回転軸線１０５回りに延在する螺旋状の要素を有している。制御要素２０５の、図３で見て左向きに作用する軸方向の操作力が弱まると、第２の板ばね要素１６０は弛緩し、ディスク１６５及び摩擦プレート１７０のスタックを受け２１０に押し付け、その結果、スタックは圧縮され、ディスク１６５は摩擦プレート１７０と摩擦結合するに至る。これにより、第２の出力側１２５と制御要素２０５との間でトルクが作用し、その結果、第２の板ばね要素１６０は、螺旋状の延在方向に沿って圧縮負荷を受ける。第２の板ばね要素１６０は、ねじれ力をバイパスし、その結果、付加的な軸方向の力が生じる。これにより、ディスク１６５及び摩擦プレート１７０のスタックは、受け２１０により強く押し付けられ、摩擦結合が増大する。
【００２６】
本変化形態でも、第２の摩擦クラッチ１４０を介して伝達される力の一部が、第２の摩擦クラッチ１４０を閉鎖するために使用することができる。制御要素２０５に対して加えられる操作力の自己倍力が生じる。それゆえ、第２の摩擦クラッチ１４０を、同様に小さな操作力を加えるだけで強固に閉鎖することができ、その結果、入力側１１０と出力側１２５との間で大きなトルクも伝達することができる。
【００２７】
図４は、ヘリックス４００の概略図である。ヘリックス４００の、好ましくは回転軸線１０５回りの３６０°未満をカバーする部分は、板ばね要素１５０及び１６０の１つが螺旋状に巻回されて構成されているときの、当該板ばね要素の好ましい形状を規定する。デュアルクラッチ装置１００を通したトルクの好ましい伝達方向に関して、ヘリックス４００の回転方向は、それぞれの摩擦クラッチ１３５，１４０が閉鎖されるべきときに、上述の圧縮負荷がその延在方向に沿ってなされるように選択されている。換言すれば、回転軸線１０５回りの、圧縮方向での板ばね要素１５０，１６０の端部のねじれにより、板ばね要素１５０，１６０の端部の軸方向の拡開力を引き起こすことができる。
【００２８】
図４に示したヘリックス４００の形状を有する螺旋状の板ばね要素１５０，１６０は、回転軸線１０５を上から見たとき、時計回りに観察者から離れていくように延在している。観察者側の端部が、他方の端部に対して回転軸線１０５回りに時計回りにねじられると、板ばね要素１５０，１６０の端部には、軸方向の拡開力が回転軸線１０５に沿って生じ、この拡開力は、端部を軸方向で互いに離間させるように動かす。ねじれ運動は、上述の図に示した摩擦クラッチ１３５，１４０の一方において、板ばね要素１５０，１６０が、回転数が異なる要素に軸方向で圧着されることで生じる。ねじれの効果により、圧着力は拡大され、その結果、対応する摩擦クラッチ１３５，１４０の開放プロセス又は閉鎖プロセスを引き起こすために、小さな圧着力又は操作力で十分である。その際、摩擦クラッチ１３５，１４０を介して伝達されるトルクの一部が、摩擦要素１６５，１７０に対する軸方向の力を提供するために利用される。
【００２９】
別の一実施の形態では、螺旋状の板ばね要素１５０，１６０の１つは、互いにねじ込まれている複数の図示の要素を有している。さらに別の一実施の形態では、板ばね要素１５０，１６０の１つは、周方向で中断されている。
【符号の説明】
【００３０】
１００  デュアルクラッチ装置
１０５  回転軸線
１１０  入力側
１１５  第１の出力側
１２０  第１の伝動機構入力軸
１２５  第２の出力側
１３０  第２の伝動機構入力軸
１３５  第１の摩擦クラッチ
１４０  第２の摩擦クラッチ
１４５  第１の操作装置
１５０  第１の板ばね要素
１５５  第２の操作装置
１６０  第２の板ばね要素
１６５  ディスク
１７０  摩擦プレート
２０５  制御要素
２１０  受け
【図１】
2017525914.tif 000003
【図２】
2017525914.tif 000004
【図３】
2017525914.tif 000005
【図４】
2017525914.tif 000006
【国際調査報告】
2017525914.tif 000007
2017525914.tif 000008
2017525914.tif 000009
2017525914.tif 000010