(57)【要約】  本発明は、自動車原動機の駆動軸を少なくとも１つの伝動機構入力軸に断接する摩擦クラッチ、特に湿式又は乾式の多板クラッチであって、駆動軸に連結可能であり、駆動軸のトルクを導入する入力部と、伝動機構入力軸に連結可能であり、トルクを導出する出力部、特に出力ディスク支持体と、入力部及び出力部に対して相対的にアキシャル方向で移動可能であり、出力部を入力部に摩擦結合式に圧着する圧着部、特に入力ディスク支持体と、圧着部を入力部に対して相対的に所定の初期位置に位置決めする、板ばねとして構成される戻しばねと、を備え、入力部により伝達されるトルクの少なくとも一部が、戻しばねを介して伝達可能であり、戻しばねは、トルク導入箇所とトルク導出箇所との間において実質的に接線方向で延びており、かつ摩擦クラッチのラジアル平面に対して設置角度をもって斜めに延びている、摩擦クラッチに関する。ラジアル平面に対して斜めに接線方向で延びる戻しばねを、入力部と圧着部との間でのトルク伝達のためにも使用することで、戻しばねを介して導入されるトルクの力方向の変化によって、高いトルクを伝達可能である。したがって、トルクが高いときでも、僅かな構造的な手間あるいはコストで、摩擦クラッチを確実に閉鎖することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車原動機の駆動軸（１４）を少なくとも１つの伝動機構入力軸に断接する摩擦クラッチ、特に湿式又は乾式の多板クラッチであって、
前記駆動軸（１４）に連結可能であり、前記駆動軸（１４）のトルクを導入する入力部（１２）と、
前記伝動機構入力軸に連結可能であり、トルクを導出する出力部（１８）、特に出力ディスク支持体と、
前記入力部（１２）及び前記出力部（１８）に対して相対的にアキシャル方向で移動可能であり、前記出力部（１８）を前記入力部（１２）に摩擦結合式に圧着する圧着部（２２）、特に入力ディスク支持体と、
前記圧着部（２２）を前記入力部（１２）に対して相対的に所定の初期位置に位置決めする、板ばねとして構成される戻しばね（２４）と、
を備え、
前記入力部（１２）により伝達されるトルクの少なくとも一部が、前記戻しばね（２４）を介して伝達可能であり、前記戻しばね（２４）は、トルク導入箇所とトルク導出箇所との間において実質的に接線方向で延びており、かつ前記摩擦クラッチ（１０）のラジアル平面に対して設置角度をもって斜めに延びている
ことを特徴とする摩擦クラッチ。
【請求項２】
前記戻しばね（２４）は、トルク伝達時、前記戻しばね（２４）の接線方向の延びにより、摩擦ライニングの摩耗の増大時に変化する、アキシャル方向での力の変換を提供し、前記力の変換は、アキシャル方向での前記初期位置への前記戻しばね（２４）の、前記圧着部（２２）の行程の増大時に変化する戻し力の変化を、実質的に相殺又は過補償する、請求項１に記載の摩擦クラッチ。
【請求項３】
前記戻しばね（２４）の周方向での延在長さ及び／又は前記戻しばね（２４）の設置角度及び／又は前記戻しばね（２４）のばね剛性及び／又は前記トルク導入箇所と前記トルク導出箇所との間のアキシャル方向の間隔が、前記入力部（１２）に対して相対的な前記圧着部（２２）の行程の増大時に前記戻しばね（２４）の増大する戻し力を相殺するように選択されている、請求項１又は２に記載の摩擦クラッチ。
【請求項４】
前記圧着部（２２）を前記入力部（１２）に対して相対的に移動させるべく、前記圧着部（２２）に作用する操作システム（２０）、特に電動式、空気圧式又は液圧式のレリーズ装置を備え、前記操作システム（２０）のアキシャル方向の延在長さの少なくとも一部は、ラジアル方向内向きに見て前記圧着部（２２）によりオーバラップされている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の摩擦クラッチ。
【請求項５】
前記操作システム（２０）は、不動のハウジング部（３４）に、特に前記自動車原動機により固定すべく、結合されており、前記出力部（１８）及び／又は前記圧着部（２２）は、軸受（３６）を介して前記ハウジング部（３４）に支承されている、請求項４に記載の摩擦クラッチ。
【請求項６】
前記入力部（１２）は、特にスラスト軸受として構成される支持軸受（１６）を介して前記出力部（１８）に相対回動可能に支持されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の摩擦クラッチ。
【請求項７】
前記入力部（１２）は、相対回動不能に前記駆動軸（１４）に結合可能なディスクとして構成されており、前記入力部（１２）は、特に前記出力部（１８）を前記圧着部（２２）により圧着するカウンタプレートを形成する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の摩擦クラッチ。
【請求項８】
前記圧着部（２２）は、アキシャル方向で延びる支持体要素（２６）と、前記摩擦クラッチ（１０）を操作する操作力を導入する、前記支持体要素（２６）からラジアル方向内向きに張り出す力導入要素（３２）とを有し、前記戻しばね（２４）の前記トルク導出箇所は、前記力導入要素（３２）に結合されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載の摩擦クラッチ。
【請求項９】
前記戻しばね（２４）のアキシャル方向の延在長さの少なくとも一部は、ラジアル方向内向きに見て前記圧着部（２２）及び／又は前記出力部（１８）によりオーバラップされている、請求項１から８までのいずれか１項に記載の摩擦クラッチ。
【請求項１０】
前記出力部（１８）は、電気機械のロータ、特に自動車を純粋に電気的に駆動する電気機械のロータとして構成されている、請求項１から９までのいずれか１項に記載の摩擦クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車原動機の駆動軸を自動車伝動機構の少なくとも１つの伝動機構入力軸に断接可能な摩擦クラッチ、特に湿式又は乾式の多板クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０２０１００４８８２７号明細書により、自動車原動機の駆動軸を自動車伝動機構の伝動機構入力軸に断接する湿式の多板クラッチであって、摩擦クラッチの閉鎖状態において増大された圧着力を達成すべく、ランプ機構を有するパイロットクラッチが設けられている多板クラッチが知られている。
【０００３】
僅かな構造的な手間あるいはコストで摩擦クラッチを確実に閉鎖することができるようにしたいという要求が常に存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、摩擦クラッチの確実な閉鎖を僅かな構造的な手間あるいはコストで可能にする手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、本発明によると、請求項１に記載の特徴を有する摩擦クラッチにより解決される。本発明の好ましい形態は、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従属請求項に係る発明である。
【０００６】
本発明によると、自動車原動機の駆動軸を少なくとも１つの伝動機構入力軸に断接する摩擦クラッチ、特に湿式又は乾式の多板クラッチは、駆動軸に連結可能であり、駆動軸のトルクを導入する入力部と、伝動機構入力軸に連結可能であり、トルクを導出する出力部、特に出力ディスク支持体と、入力部及び出力部に対して相対的にアキシャル方向で移動可能であり、出力部を入力部に摩擦結合（ｒｅｉｂｓｃｈｌｕｓｓｉｇ：摩擦による束縛）式に圧着する圧着部、特に入力ディスク支持体と、圧着部を入力部に対して相対的に所定の初期位置に位置決めする、板ばねとして構成される戻しばねと、を備え、入力部により伝達されるトルクの少なくとも一部が、戻しばねを介して伝達可能であり、戻しばねは、トルク導入箇所とトルク導出箇所との間において実質的に接線方向で延びており、かつ摩擦クラッチのラジアル平面に対して設置角度（Ａｎｓｔｅｌｌｗｉｎｋｅｌ）をもって斜めに延びている。
【０００７】
板ばねとして構成される戻しばねは、初期位置における入力部、ひいては出力部に対する圧着部の所定の相対位置への移動のためだけでなく、摩擦クラッチに導入されるトルクの少なくとも一部、好ましくは摩擦クラッチに導入されるほぼ全てのトルクの伝達のためにも使用される。戻しばねは、入力部と、出力部に対して相対的にアキシャル方向で移動可能な圧着部とに結合することができるので、入力部に対して圧着部が移動すると、入力部を介して自動車原動機のドライビング運転中に導入されるトルクの少なくとも一部、特に大部分を伝達する戻しばねの設置角度が変化し得る。設置角度が拡大又は縮小することにより、斜めに操作されたトグルレバーの形態で、戻しばねにおける力の関係（Ｋｒａｆｔｖｅｒｈａｅｌｔｎｉｓ）が変化し、その結果、戻しばねの長手方向の力成分が変化する。これに対応して、戻しばねの、自動車原動機のドライビング運転中の力流れ方向で、出力側の端部（「トルク導出箇所」）において摩擦クラッチのアキシャル方向の力成分が変化する。その結果、戻しばねの設置角度に対応している圧着部の行程が、戻しばねに依存していることで、変化する相応のアキシャル方向力を形成可能である。アキシャル方向力は、適用事例に応じて、圧着部を介して導入される操作力に加算又は減算され、圧着力を形成する。これにより、摩擦クラッチの閉鎖状態において、戻しばねの設置角度により達成される力の変換（Ｋｒａｆｔｕｅｂｅｒｓｅｔｚｕｎｇ）を介して、相応に高められた、摩擦ライニングに作用する圧着力を生じさせることができ、したがって、これに対応してより高いトルクを伝達可能である。力の変換のこの効果は、摩擦ライニングが摩耗したときに、それどころかさらに増大し得る。これにより、トルクが高いとき及び／又は摩擦ライニングが摩耗したときでも、摩擦クラッチの確実な閉鎖を保証することができる。このために、いずれにしても設けられている戻しばねが利用可能であり、別の力変換装置、例えばランプシステム等を設ける必要がなく、その結果、摩擦クラッチの構造的に簡単な構造を、少数の構成要素によって実現可能である。ラジアル平面に対して斜めに接線方向で延びる戻しばねを入力部と圧着部との間でのトルク伝達のためにも使用することで、戻しばねを介して導入されるトルクの力方向の変化により、高められたトルクが伝達可能であり、その結果、トルクが高いときでも、僅かな構造的な手間あるいはコストで、摩擦クラッチを確実に閉鎖することができる。
【０００８】
構造次第で、戻しばねには、自動車原動機のドライビング運転中、圧縮荷重が加えられてもよいし、引張り荷重が加えられてもよい。戻しばねにトルク伝達のために圧縮荷重が加えられる場合、板ばねとして構成される戻しばねは、板ばねの長手方向の、座屈力を下回る力まで、曲げ負荷を受けることができる。特に複数の戻しばね、特に周方向で好ましくは１つの共通の呼び半径上に均等に分配されている複数の戻しばねが設けられているので、個々の戻しばねに作用する力を軽減可能である。戻しばねは、特に略接線方向で延びており、設置角度によりラジアル平面に対して相対的にある程度のアキシャル方向の区間の橋渡しをすることができる。戻しばねはラジアル方向の成分を有して延びることも可能であり、この場合は、特に、接線方向での戻しばねの長手方向延在長さの成分は、ラジアル方向での延在長さよりも明らかに大きい。戻しばねは、特に重なり合わせに配置される複数のばね層を有しており、ばね層は、特にそれぞれ鋼薄板から製造されている。複数のばね層は、例えば互いにリベット止めされていてもよい。特に戻しばねは、補強、例えばばね層に型打ち加工されたビードにより補強され、相応に耐座屈性に構成されている。摩擦クラッチは、特に、圧着部と出力部との間に相前後して設けられた複数の摩擦対を有する湿式又は乾式の多板クラッチとして構成されている。好ましくは、冷却手段、特にオイルにより、摩擦熱を摩擦クラッチから導出可能であり、その結果、摩擦クラッチは、特に、湿式の多板クラッチとして構成可能である。入力部及び／又は出力部は、ディスク支持体を有していてもよい。ディスク支持体には、アキシャル方向で移動可能なディスクが案内されている。それぞれのディスクは、摩擦ライニングを有していてもよいし、鋼製ディスクとして構成されていてもよい。摩擦クラッチは、操作要素を介して操作力が導入されないとき、初期位置において開放（「常時開放」）されている場合と、閉鎖（「常時閉鎖」）されている場合とがある。
【０００９】
摩擦クラッチは、特に、内燃機関をハイブリッド車両のパワートレーンに接続するために使用可能である。この種の「Ｅ‐クラッチ（Ｅ‐Ｃｌｕｔｃｈ）」とも称呼される摩擦クラッチは、内燃機関を電気機械及びパワートレーンに接続するロータ統合型のクラッチであってもよい。この場合、Ｅ‐クラッチは、電気機械のロータとともに回転可能かつ／又は内燃機関を電気機械のロータに断接可能である。内燃機関を始動するのに電気機械を使用することもできる。既に電気により走行しているときに、電気機械は、内燃機関の機関始動の時点で、目下提供されているモーメントを内燃機関の始動モーメントの分だけ高めることができ、それと同時にＥ‐クラッチを閉鎖可能である。これにより、電気機械から内燃機関へのトルクフローが達成され、内燃機関を始動することができる。この場合、自動車において意図しない縦加速度が発生しないように、特にＥ‐クラッチの伝達可能なモーメントを、始動モーメントに合わせて極めて正確に調整することができる。
【００１０】
特に戻しばねは、トルク伝達時、戻しばねの接線方向の延びにより、摩擦ライニングの摩耗の増大時に変化する、アキシャル方向での力の変換を提供する。この力の変換は、アキシャル方向での初期位置への戻しばねの、圧着部の行程の増大時に変化する戻し力の変化を、実質的に相殺する。これにより、摩擦クラッチの完全に開放された位置に対応する、入力部に対する圧着部の相対位置と、摩擦ライニングの摩耗時の摩擦クラッチの完全に閉鎖された位置に対応する、入力部に対する圧着部の相対位置との間に、圧着部により出力部に対して加えられる圧着力が略一定である、少なくとも１つの部分領域が生じる。このことは、摩擦クラッチの寿命にわたって、摩擦クラッチを操作する操作力を略一定にすることを可能にし、これは快適性の獲得とも解される。特に摩擦ライニングの交換後の摩擦クラッチの新規調整は省略可能である。摩擦ライニングが摩耗したとき、戻しばねの変化する力の変換により、戻しばねの増大する戻し力が補償されることで、Ｅ‐クラッチにより伝達すべきトルクは、実質的に摩擦ライニングの摩耗に左右されなくなり、その結果、極めて快適に、かつほとんど気づかれずに、内燃機関をパワートレーンに接続し及び／又は内燃機関をパワートレーンから切断することが可能である。ラジアル平面に対して斜めに接線方向で延びる戻しばねをトルク伝達のためにも使用することにより、摩擦ライニングが摩耗して弱まる圧着力を、戻しばねを介して導入されるトルクの力方向の変化によって少なくとも補償可能であり、その結果、僅かな構造的な手間あるいはコストで摩擦クラッチを確実に閉鎖することが可能になり、特に同時に、ハイブリッド自動車のパワートレーンへの内燃機関の特に快適な接続が可能になる。
【００１１】
好ましくは、戻しばねの周方向での延在長さ及び／又は戻しばねの設置角度及び／又は戻しばねのばね剛性及び／又はトルク導入箇所とトルク導出箇所との間のアキシャル方向の間隔が、入力部に対して相対的な圧着部の行程の増大時に、戻しばねの増大する戻し力を相殺するように選択されている。これらのパラメータにより、戻しばねの力の変換及び戻しばねの戻し力の好適な推移を調整することができる。
【００１２】
特に好ましくは、圧着部を入力部に対して相対的に移動させるべく、圧着部に作用する操作システム、特に電動式、空気圧式又は液圧式のレリーズ装置が設けられており、操作システムのアキシャル方向の延在長さの少なくとも一部が、ラジアル方向内向きに見て圧着部によりオーバラップされている。これにより、操作システムは、その少なくとも一部、好ましくは大部分を、圧着部及び／又は出力部のラジアル方向内側で摩擦クラッチ内に挿入することができる。これにより、相応して小さな所要構成スペースを実現可能である。好ましくは、操作システムは、自動車原動機の、操作システムを貫いて延びる駆動軸のラジアル方向外側に配置されている。特に、例えばレリーズ装置として構成される操作システムが直接的に圧着部に作用することで、摩擦クラッチの直接的な操作、すなわち、ランプシステム又はレバー要素による変換部が介在しない直接的な操作を行うことができる。レリーズ装置は、特に、シリンダ内で案内されるピストンを有していてもよく、このピストンは、摩擦クラッチのアキシャル方向で進退自在である。
【００１３】
特に操作システムは、特に自動車原動機により固定すべく、不動のハウジング部に結合されており、出力部及び／又は圧着部は、軸受を介してハウジング部に支承されている。これにより、操作システムは、連れ回らず固定されており、したがって操作システムの電気的な操作を特に簡単に実現可能である。同時に、固定のハウジング部は、出力部及び／又は圧着部を支承支持するために使用可能であり、これにより、出力部及び／又は圧着部の、特に遠心力の影響下での傾倒を回避することができる。
【００１４】
好ましくは、入力部は、特にスラスト軸受として構成される支持軸受を介して出力部に相対回動可能に支持されている。これにより、出力部に対する入力部のアキシャル方向の相対位置は、実質不変である。特に、入力部に作用する圧着力を、スラスト軸受を介して出力部に逃がすことが可能であり、その結果、駆動軸において圧着力を支持する必要がない。これにより、入力部のラジアル方向の延在長さに沿った不必要な曲げモーメントを回避することができる。
【００１５】
特に好ましくは、入力部は、相対回動不能に駆動軸に結合可能なディスクとして構成されており、入力部は、特に出力部を圧着部によって圧着するカウンタプレートを形成する。これにより、出力部の摩擦ライニングは、圧着部と入力部との間で摩擦結合式に圧着可能であり、その結果、自動車原動機のドライビング運転中に入力部を介して導入されるトルクの一部を、直接的に入力部から出力部に伝達し、トルクの残りの部分を、間接的に戻しばねと圧着部とを介して出力部に伝達することができる。
【００１６】
特に圧着部は、アキシャル方向で延びる支持体要素と、摩擦クラッチを操作する操作力を導入する、支持体要素からラジアル方向内向きに張り出す力導入要素とを有し、戻しばねのトルク導出箇所は、力導入要素に結合されている。支持体要素には、特に、多板クラッチのディスクを相対回動不能に結合可能である。好ましくは、操作力を圧着部に導入する操作システムは、力導入要素の第１のアキシャル方向面に作用する一方、戻しばねは、第１のアキシャル方向面から背離する第２のアキシャル方向面においてトルク導出箇所に相対回動不能に結合されている。これにより、操作力、及び戻しばねにより加えられる戻し力の力方向を、摩擦クラッチの回転軸線に対して１つの共通のラジアル方向の間隔を空けて配置することができ、その結果、不必要なレバー力及び傾倒モーメントを回避することができる。さらに、戻しばねを、十分な構成スペースが空いている駆動軸近傍の摩擦クラッチのラジアル領域内に配置可能である。これにより、摩擦クラッチの所要構成スペースが僅かに保たれる。
【００１７】
好ましくは、戻しばねのアキシャル方向の延在長さの少なくとも一部は、ラジアル方向内向きに見て圧着部及び／又は出力部によりオーバラップされている。これにより、戻しばねは、その少なくとも一部、好ましくは大部分を、圧着部及び／又は出力部のラジアル方向内側で摩擦クラッチ内に挿入することができる。これにより、相応して小さな所要構成スペースを実現することができる。
【００１８】
特に好ましくは、出力部は、電気機械のロータ、特に自動車を純粋に電気的に駆動する電気機械のロータとして構成されている。出力部は、ラジアル方向外向きの周面に、ロータ要素、特に巻線及び／又は磁石を有するロータ要素を有していてもよい。これにより、摩擦クラッチは、同時に電気機械を出力部に接続することができ、その結果、摩擦クラッチは、Ｅ‐クラッチとして、内燃機関として構成される自動車原動機をも、自動車を純粋に電気的に駆動する電気機械をも接続することができる。このため、摩擦クラッチは、特にハイブリッド自動車での使用に好適である。
【００１９】
以下に、本発明について添付の図面を参照しながら好ましい実施の形態を基に例示的に説明する。以下に記載の特徴は、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様を構成し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】摩擦クラッチの概略断面図である。
【図２】図１に示した摩擦クラッチの一実施形態の一部を示す概略斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１及び図２に示す摩擦クラッチ１０は、ディスク状の入力部１２を有している。入力部１２は、内燃機関として構成される自動車原動機の駆動軸１４に相対回動不能に結合されている。入力部１２は、スラスト軸受として構成される支持軸受１６を介して出力部１８に支持されている。電動式のレリーズ装置として構成される操作システム２０によってアキシャル方向で移動可能な圧着部２２により、入力部１２は、自動車原動機のドライビング運転中に駆動軸１４のトルクを出力部１８に伝達するように、又は自動車原動機を始動すべく出力部１８のトルクを駆動軸１４に伝達するように、出力部１８に摩擦結合（ｒｅｉｂｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦による束縛）式に圧着可能である。
【００２２】
入力部１２は、板ばねとして構成される戻しばね２４を介して、伝達すべきトルクのかなりの部分が戻しばね２４を介して入力部１２と圧着部２２との間で交換され得るように結合されている。これにより、トルクは、入力部１２及び出力部１８を介して直接的に流れるだけでなく、付加的に圧着部２２を介して間接的にも流れ得る。図示の実施の形態では、圧着部２２は、支持体要素２６を有している。支持体要素２６には、相対回動不能に鋼製ディスク２８が結合されている。鋼製ディスク２８は、摩擦ライニングを有する摩擦ディスク３０に対してアキシャル方向で交互に配置されている。摩擦ディスク３０は、相対回動不能に出力部１８に結合されている。これにより、圧着部２２と出力部１８とは、多板クラッチの形態で協働可能である。支持体要素２６からは、ラジアル方向内向きに力導入要素３２が張り出している。力導入要素３２の一方のアキシャル方向面には、操作システム２０が作用し、他方のアキシャル方向面には、少なくとも１つの戻しばね２４が作用している。
【００２３】
操作システム２０は、不動のハウジング部３４によって固定されている。図示の実施の形態では、同時に、出力部１８が、軸受３６を介してハウジング部３４に支承され、支持されている。出力部１８は、付加的にラジアル方向外向きのロータ要素３８を有している。その結果、出力部１８は同時に、自動車を純粋に電気的に駆動する電気機械のロータを形成可能である。これにより、摩擦クラッチ１０は、「Ｅ‐クラッチ（Ｅ−Ｃｌｕｔｃｈ）」として、内燃機関として構成される自動車原動機をも、電気機械をも、自動車のパワートレーンに接続することができる。摩擦クラッチ１０は、特に介在する別のクラッチを介して、自動車伝動機構の少なくとも１つの伝動機構入力軸に連結可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  摩擦クラッチ
１２  入力部
１４  駆動軸
１６  支持軸受
１８  出力部
２０  操作システム
２２  圧着部
２４  戻しばね
２６  支持体要素
２８  鋼製ディスク
３０  摩擦ディスク
３２  力導入要素
３４  ハウジング部
３６  軸受
３８  ロータ要素
【図１】
2016537581.tif 000003
【図２】
2016537581.tif 000004
【国際調査報告】
2016537581.tif 000005
2016537581.tif 000006
2016537581.tif 000007
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