(57)【要約】本発明は，電気的に作動可能なスイッチングコイル（１２）と，スイッチングコイル（１２）に対して軸線方向に変位可能であり，スイッチングコイル（１２）と摩擦係合的又は形状係合的に作用し，かつ，スイッチングコイル（１２）に対して相対回転可能とした係止部材（１３）とを備えるクラッチ又はブレーキ（１１）に関するものである。このようなクラッチ又はブレーキ（１１）は，例えば内燃機関のカム軸の調整装置において，内燃機関のクランク軸により駆動される駆動部材（４）と，内燃機関のカム軸を駆動する被動部材（３）と，駆動部材（４）及び被動部材（３）の間に制動トルクを作用させて両者間に相対回転を生じさせる調整部材とを含む位相調整用伝動装置（１）に適用可能である。本発明は，係止部材（１３）を，相対回転不能かつ軸線方向変位可能な心出し状態で伝動装置部分（６）に配置し，更に，スイッチングコイル（１２）を，ダイヤフラムばね（２２）により更なる伝動装置部分（１０）に相対回転不能に心出し状態で同軸的に取付けると共に，係止部材（１３）に対して制動又は結合可能としたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に作動可能なスイッチングコイル（１２）と，該スイッチングコイル（１２）に対して軸線方向に変位可能であり，前記スイッチングコイル（１２）と摩擦係合的又は形状係合的に作用し，前記スイッチングコイル（１２）に対して相対回転可能とした係止部材（１３）とを備えるクラッチ又はブレーキ（１１）であって，伝動装置（１），例えば内燃機関のカム軸の調整装置において，内燃機関のクランク軸により駆動される駆動部材（４），内燃機関のカム軸を駆動する被動部材（３），並びに，前記駆動部材（４）及び前記被動部材（３）の間に制動トルクを作用させて両者間に相対回転を生じさせる調整部材を有する位相調整用伝動装置（１）に含まれるクラッチ又はブレーキ（１１）において，前記係止部材（１３）を，相対回転不能かつ軸線方向変位可能な心出し状態で伝動装置部分（６）に配置し，更に，前記スイッチングコイル（１２）を，ダイヤフラムばね（２２）により更なる伝動装置部分（１０）に相対回転不能な心出し状態で同軸的に取付けると共に，前記係止部材（１３）に対して制動又は結合可能としたことを特徴とするクラッチ又はブレーキ。
【請求項２】
請求項１に記載のクラッチ又はブレーキにおいて，前記係止部材（１３）が配置された前記伝動装置部分（６）が駆動軸であり，前記スイッチングコイル（１２）が該駆動軸（６）上で回転可能かつ軸線方向変位不能に支持されていることを特徴とするクラッチ又はブレーキ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のクラッチ又はブレーキにおいて，前記スイッチングコイル（１２）が固定される前記更なる伝動装置部分（１０）が，非回転のハウジング部分であることを特徴とするクラッチ又はブレーキ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のクラッチ又はブレーキにおいて，前記スイッチングコイル（１２）が，内燃機関のカム軸調整システム用の位相調整伝動装置（１）における非回転のハウジング部分（１０）に固定され，前記係止部材（１３）が前記位相調整伝動装置（１）における調整軸として形成された調整部材（６）に配置されていることを特徴とするクラッチ又はブレーキ。
【請求項５】
請求項４に記載のクラッチ又はブレーキにおいて，前記位相調整伝動装置（１）が，クランク軸に結合した駆動軸（４）と，カム軸に結合した被動軸（３）と，調整軸（６）とを有し，かつ，エンジンハウジング（１０）内に配置された三軸伝動装置として形成されており，更に，前記スイッチングコイル（１２）が，前記エンジンハウジング（１０）に対して前記ダイヤフラムばね（２２）により取り付けられ，かつ，前記調整軸（６）上で少なくとも１つの転がり軸受（１５ａ，１５ｂ）により支持されており，前記係止部材（１３）が前記調整軸（６）上に相対回転不能かつ軸線方向変位可能に配置されていることを特徴とするクラッチ又はブレーキ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のクラッチ又はブレーキにおいて，前記係止部材（１３）と前記スイッチングコイル（１２）との間に，開放方向に作用する圧縮ばね（２１）が配置されていることを特徴とするクラッチ又はブレーキ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の特徴を有するクラッチ又はブレーキの，自動変速機における切り替え部材としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，請求項１の上位概念部分に記載された形式のクラッチ又はブレーキ，すなわち，電気的に作動可能なスイッチングコイルと，該スイッチングコイルに対して軸線方向に変位可能であり，該スイッチングコイルと摩擦係合的又は形状係合的に作用し，かつ，該スイッチングコイルに対して相対回転可能とした係止部材とを備えるクラッチ又はブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような形式のクラッチ又はブレーキは，例えば，内燃機関カム軸のための調整システムにおいて使用され，この調整システムは，内燃機関のクランク軸により駆動される駆動部材と，内燃機関のカム軸を駆動する被動部材と，駆動部材及び被動部材の間に制動トルクを作用させて両者間に相対回転を生じさせる調整部材とを含む位相調整用伝動装置を備えている。しかしながら，電磁的に作動可能なクラッチ又はブレーキは，自動変速機における切り替え部材として，回転状態にある変速機要素を相互に結合し，又は変速機ハウジングに固定するためにも適用可能である。
【０００３】
特許文献１（ドイツ特許出願公開第102006011806号公報）は，カム軸用の調整装置を開示している。この調整装置は，ブレーキ系統と，被動側でカム軸に，また，駆動側ではクランク軸に結合された位相調整用伝動装置とを含んでいる。位相調整用伝動装置は，カム軸の調整を行うために駆動側エネルギの一部をブレーキ系統に供給する。摩擦係合的に作用するブレーキ系統により，所要の制動トルクを連続スリップ状態にある摩擦ライニングに作用させる。その際にスイッチングコイルを電気的に制御して，摩擦ライニングが固定された係止部材に作用させ，所要の位相角に応じた制動トルクを作用させる。この調整装置は機械的な係止手段を更に備え，その係止手段は，スイッチングコイルの非通電状態において係止部材がばねにより軸線方向に変位し，調整軸が位相調整用伝動装置の駆動部材と形状係合的に結合する際に作用するものである。スイッチングコイルはハウジングに対して固定的に配置されているので，摩擦ライニングが設けられ，かつ，調整軸上に相対回転不能かつ軸線方向変位可能に配置されている係止部材に対する調整を必要とする。
【０００４】
特許文献２（ドイツ特許出願公開第10220687号公報）は，類似したカム軸用の調整装置を開示している。この調整装置も，内燃機関のクランク軸により駆動される駆動部材と，内燃機関のカム軸を駆動する被動部材と，調整部材とを含む位相調整用伝動装置を備え，調整部材に作用する電動アクチュエータにより，駆動部材と被動部材との間に相対回転を生じさせるものである。更に，電磁ブレーキが調整部材と固定したハウジング部分との間に配置され，これによりカム軸を基本位置又は非常走行位置まで移行させて保持する構成とされている。このカム軸調整装置は，図式的にのみ表わされており，電動アクチュエータ及び電磁ブレーキをハウジング部分及び位相調整用伝動装置に対してどのように支持すべきかを開示するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第102006011806号公報
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第10220687号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は，伝動装置におけるクラッチ又はブレーキとして，電気的に作動可能なスイッチングコイルと，該スイッチングコイルに対して軸線方向に変位可能であり，該スイッチングコイルと摩擦係合的又は形状係合的に作用し，かつ，該スイッチングコイルに対して相対回転可能とした係止部材とを備えるクラッチ又はブレーキにおいて，構造部分の間における軸線方向の製造交差及び熱膨張を，簡単な手法で補償可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は，独立請求項に記載した特徴を有するブレーキ又はクラッチによって解決される。また，有利な実施形態は従属請求項に記載したとおりである。本発明は，電気的に作動可能なスイッチングコイルと，該スイッチングコイルに対して軸線方向に変位可能であり，前記スイッチングコイルと摩擦係合的又は形状係合的に作用し，前記スイッチングコイルに対して相対回転可能とした係止部材とを備え，伝動装置，例えば内燃機関のカム軸の調整装置において，内燃機関のクランク軸により駆動される駆動部材，内燃機関のカム軸を駆動する被動部材，並びに，前記駆動部材及び前記被動部材の間に制動トルクを作用させて両者間に相対回転を生じさせる調整部材を有する位相調整用伝動装置に含まれるクラッチ又はブレーキを前提としている。
【０００８】
前述した課題を解決するため，本発明は，前記係止部材を，相対回転不能かつ軸線方向変位可能な心出し状態で伝動装置部分に配置し，更に，前記スイッチングコイルを，ダイヤフラムばねにより更なる伝動装置部分に相対回転不能な心出し状態で同軸的に取付けると共に，前記係止部材に対して制動又は結合可能としたものである。
【０００９】
本発明によれば，ダイヤフラムばねによりトルクがスイッチングコイルと係止部材との間，したがって前記伝動装置部分間に作用し，これにより伝動装置部分間における軸線方向の製造交差が同時に補償される。伝動装置部分間における熱膨張もダイヤフラムばねにより補償され，その際に有意な，又は妨害的な軸線方向力又は半径方向力が発生することはない。
【００１０】
本発明を実施するにあたり，係止部材が配置された伝動装置部分を駆動軸で構成し，その駆動軸上にスイッチングコイルを回転可能かつ軸線方向変位不能に支持するのが好適である。この場合，スイッチングコイルがダイヤフラムばねを介して固定された伝動装置部分に対して，伝動軸が心出し状態で支持されるので，当該伝動装置部分と伝動軸との間における軸線方向の製造交差及び熱膨張をダイヤフラムばねにより吸収することが可能である。スイッチングコイルを固定した伝動装置部分は，非回転のハウジング部分で構成することができる。特に，スイッチングコイルを内燃機関のカム軸調整システムにおける位相調整用伝動装置における非回転のハウジング部材に固定すると共に，係止部材を位相調整用伝動装置における調整部材として形成された調整軸上に配置することができる。
【００１１】
内燃機関のカム軸用の調整システムが通常はエンジンハウジング内に配置されているため，位相調整伝動装置を，クランク軸に結合した駆動軸と，カム軸に結合した被動軸と，調整軸とを有する三軸伝動装置として形成し，スイッチングコイルを，エンジンハウジングに対してダイヤフラムばねにより取り付け，かつ，調整軸上で少なくとも１つの転がり軸受により支持すると共に，係止部材を調整軸上に相対回転不能かつ軸線方向変位可能に配置するのが好適である。
【００１２】
スイッチングコイルの非通電状態で係止部材をスイッチングコイルから完全に分離するため，係止部材とスイッチングコイルとの間に，開放方向に作用する圧縮ばねを配置することができる。
【００１３】
上述した構造原理及び実施形態は，内燃機関のカム軸用の調整システムに限定されるものでなく，自動変速機における電気機械的に作動するクラッチ又はブレーキに適用した場合でも同様の利点を発現するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
以下，本発明を図面に示す実施形態について更に詳述する。
【図１】位相調整用の伝動装置，電磁式のクラッチ又はブレーキ及び電動式の調整駆動装置を有する内燃機関カム軸用調整システムを線図的に示す概念図である。
【図２】本発明に係るクラッチ又はブレーキの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
内燃機関のカム軸調整システムは位相調整用の伝動装置１を備え，この伝動装置１は，内燃機関のクランクシャフトにより駆動される駆動部材４が，駆動ギヤ７を介してクランクシャフトに接続された構成とされている。伝動装置１は，内燃機関のカム軸を駆動する被動部材３と，調整部材６とを更に備える。調整部材６は，ロータ８及びステータ９で構成された電動調整駆動手段に結合されている。ステータ９は，エンジンハウジング部分１０内に回転不能かつ軸線方向変位不能に固定されている。
【００１６】
エンジンハウジング部分１０とロータ８との間には，電磁ブレーキ１１が配置されている。電磁ブレーキ１１は，電動調整駆動手段８，９の故障に際して調整軸６を制動又は固定することにより，カム軸に結合された被動部材３を基本位置又は非常運転位置に到達させて該位置に保持するものである。
【００１７】
図２に示すように，電磁ブレーキ１１はスイッチングコイル１２を備え，このスイッチングコイルはダイヤフラムばね２２を介してエンジンハウジング部分１０に結合されている。ダイヤフラムばね２２は，スイッチングコイル１２及びエンジンハウジング部分１０に対して，固定ねじ２３によりねじ結合されている。
【００１８】
スイッチングコイル１２は，２個の深溝玉軸受１５ａ，１５ｂにより調整軸６の軸端部を支持する機能も有する。深溝玉軸受１５ａ，１５ｂの内輪は，調整軸６の軸端上において，スペーサリング１８を介挿した状態で拡張ボルト又はナット１７により，調整軸６の肩部１６に対して軸線方向に固定されている。肩部側の深溝玉軸受１５ｂの外輪は，スイッチングコイル１２の巻線１９に軸線方向から当接させた状態でリテーナリング２０により軸線方向に固定され，他方の深溝玉軸受１５ａは浮動外輪を有する浮動軸受として形成されている。
【００１９】
ダイヤフラムばね２２の弾性により，エンジンハウジング部分１０，調整軸６及び伝動装置１の間の軸線方向における製造公差が補償される。更に，伝動装置１の構成要素のエンジンハウジング部分１０に対する熱膨張もダイヤフラムばね２２により吸収され，熱膨張により調整軸６のスイッチングコイル１２内における支持に影響を及ぼすことはない。これに伴い，伝達装置１には横力及び振動に由来する荷重が作用しない。これは，調整軸６が，深溝玉軸受１５ａ，１５ｂ，スイッチングコイル１２及びダイヤフラムばね２２により，いかなる作動条件下でもエンジンハウジング部分１０に対して心出し状態を維持するからである。
【００２０】
調整軸６上には更に，係止部材１３が軸線方向に変位可能で相対回転不能に配置されている。係止部材１３の一端面における摩擦ライニング１４は，対向するスイッチングコイル１２の端面における摩擦面２４と協働する。圧縮ばね２１によりスイッチングコイル１２の非通電時に係止部材１３を開放位置まで変位させ，その開放位置ではスイッチングコイル１２と係止部材１３の摩擦ライニング１４との間が非接触とされる。係止部材１３に付された二重矢印は，係止部材１３の可動方向を表わしたものである。
【００２１】
上述した図示の実施形態は，内燃機関カム軸の調整システムにおける位相調整用伝動装置に含まれ，電磁的に作動して摩擦係合的に作用するブレーキについて例示したものであるが，かかるブレーキは形状係合的に作用するものでもよい。また，本発明は，自動変速機におけるクラッチ又はブレーキにおいて，回転状態にある変速機要素を変速機ハウジングに固定し，又は回転状態にある変速機要素を相互に結合するよう適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１：      伝動装置（位相調整用伝動装置）
３：      被動部材（被動軸）
４：      駆動部材（駆動軸）
６：      調整部材（調整軸）
７：      駆動ギヤ
８：      ロータ
９：      ステータ
１０：    エンジンハウジング部分（伝動装置部分）
１１：    電磁ブレーキ
１２：    スイッチングコイル
１３：    係止部材
１４：    摩擦ライニング
１５ａ：  転がり軸受（深溝玉軸受）
１５ｂ：  転がり軸受（深溝玉軸受）
１６：    肩部
１７：    ナット
１８：    スペーサリング
１９：    巻線
２０：    リテーナリング
２１：    圧縮ばね
２２：    ダイヤフラムばね
２３：    固定ねじ
２４：    スイッチングコイル端面の摩擦面
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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