クラッチ装置
本発明は、第１のクラッチエレメント（３８）と、第２のクラッチエレメント（４０）とを有する、クラッチ装置（１０）、特にブースタクラッチ装置に関し、第１のクラッチエレメント（３８）と第２のクラッチエレメント（４０）とを互いに連結するねじりばね装置（３０，３２）が設けられており、ねじりばね装置（３０，３２）は多段式のばね特性曲線（Ｂ）を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のクラッチ装置、特にブースタクラッチに関する。
【０００２】
クラッチにおける操作力を著しく下げるために、新たな手段を講じる必要がある。１つの可能性としては、いわゆるブースタクラッチを使用することである。このクラッチシステムは、パイロット制御式クラッチとメインクラッチとを有している。この構成において２つのエレメントは、傾斜機構により転動体を介して互いに結合されている。パイロット制御式クラッチの接続時には、形成されたモーメントにより、傾斜機構の斜面は相対回動し、もってメインクラッチが接続される。メインクラッチの操作のために必要なエネルギは、このシステムにおいてはエンジンによって調達され、パイロット制御式クラッチの接続のための力だけを外部から供給する必要がある。
【０００３】
本発明の目的は、改良されたクラッチ装置を提供することである。
【０００４】
上記目的は請求項１に記載したクラッチ装置により達成される。
【０００５】
本発明によりクラッチ装置を提供する。クラッチ装置、特にブースタクラッチ装置は、第１のクラッチエレメントと第２のクラッチエレメントとを有し、ねじりばね装置が設けられている。このねじりばね装置は、第１のクラッチエレメントと、第２のクラッチエレメントとを互いに連結するか又は結合する。ねじりばね装置は、多段式のばね特性曲線を有しているか又は提供するように形成されている。
【０００６】
ばね特性曲線は、ばね特性曲線の段部により適切な又は所望の特性曲線の延びに適合可能である点において利点を有する。したがって、ねじりばね装置のばね特性曲線は、ライニング特性曲線又は指数関数的に延びる特性曲線に近似することができる。これにより、クラッチ装置の一例である、例えばブースタクラッチにおいて、メインクラッチの押圧力を、伝達されるエンジントルクに良好に適合させることができる。
【０００７】
本発明の有利な構成及び改良形は、従属請求項及び図面に関する記載から明らかになる。
【０００８】
本発明に係る構成において、第１のクラッチエレメントはクラッチフランジであり、第２のクラッチエレメントはクラッチハブである。
【０００９】
他の構成によれば、ねじりばね装置は圧縮ばね装置を有しており、この圧縮ばね装置は少なくとも１つの圧縮ばねを有している。この圧縮ばねは、第１のクラッチエレメント若しくはクラッチフランジ、及び第２のクラッチエレメント若しくはクラッチハブにより圧縮可能にクラッチ装置に設けられている。
【００１０】
別の構成において、ねじりばね装置は板ばね装置を有している。この板ばね装置は、特にクラッチハブに設けられており、少なくとも１つの板ばねから成る特に少なくとも１つの板ばねパッケージを有している。板ばねは、圧縮ばねとは異なり高い剛性を有しており、これによりねじりばね装置においては種々異なる剛性を提供し、かつ組み合わせることができる点で有利である。
【００１１】
さらに別の構成において、ねじりばね装置の二段式のばね特性曲線の場合に、板ばね装置は、クラッチフランジと接触領域において接触可能であるように、クラッチハブに結合されている。しかし二段式のねじりばね装置には、例えばハブにおける板ばね収容部の端部又は端部の領域において、例えば板ばね及びクラッチハブによって第３の付加的な接触はもたらされない。
【００１２】
さらに別の構成によれば、ねじりばね装置の三段式のばね特性曲線の場合に、板ばね装置が、クラッチフランジと接触領域において接触可能であり、さらにクラッチハブと接触領域において接触可能であるように、クラッチハブに結合される。これにより指数関数的なばね特性曲線は良好に近似することができる。
【００１３】
さらに別の構成において、クラッチハブは各板ばね収容部を有している。この板ばね収容部は、板ばね装置が収容されていて固定されている凹部として形成されている。板ばね装置は、クラッチフランジの段部又はストッパに接触可能であるように、板ばね収容部から突出している。クラッチフランジの段部又はストッパは、凸部又は凹部若しくは切欠きとして形成されている。
【００１４】
さらに別の構成において、さらにねじりばね装置の三段式のばね特性曲線の場合に、板ばね装置の収容部は接触領域を有している。この接触領域でもって板ばね装置は、クラッチフランジとの接触部に対して付加的に、クラッチハブ、例えばハブにおける板ばね収容部の端部又は端部領域と接触可能である。これにより剛性を付加的に高めることができる。
【００１５】
さらに別の構成において、第１のクラッチエレメント若しくはクラッチフランジの固有剛性及び／又は第２のクラッチエレメント若しくはクラッチハブの固有剛性は、可変に形成されているので、例えば板ばね装置を省くことができ、かつねじりばね装置のばね特性曲線が指数関数的な特性曲線に近似することを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ブースタクラッチ装置の並進的な図である。
【図２】図１に示したクラッチ装置におけるトルク分配を示す図である。
【図３】トルクフィーラを備えたブースタクラッチ装置の並進的な図である。
【図４】荷重変動時のトルクフィーラを備えたブースタクラッチ装置の並進的な図である。
【図５】傾斜モーメント及びねじりばねの特性曲線を示すグラフである。
【図６】ゼロ状態におけるクラッチ装置のフランジ及びハブを示す概略図である。
【図７】小さな角度における図６に示したクラッチ装置のフランジ及びハブを示す別の概略図である。
【図８】角度αより大きく、角度βより小さな角度において、図７に示したクラッチ装置のフランジ及びハブを示すさらに別の概略図である。
【図９】角度βよりも大きな角度において、図８に示したクラッチ装置のフランジ及びハブを示すさらに別の概略図である。
【図１０】クラッチ装置を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したクラッチ装置を示す平面図である。
【図１２】図１１に示したクラッチ装置の一区分を示す図である。
【図１３】図１０〜１２に示したクラッチ装置のハブの斜視図である。
【００１７】
以下に、本発明を、実施の形態を示す概略的な図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
以下の図面において同一又は類似の構成部材には、別物でない限りは同じ符号を付す。
【００１９】
本発明は、図１〜１３に基づいて以下に記載するように、傾斜機構１６により転動体１８を介して互いに結合されている、パイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メイン制御クラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを備えたクラッチ装置１０に関する。本発明に係るクラッチ装置１０、本発明においては、例えばブースタクラッチ装置は、特に車両、例えば商用車、トラック又はオートバイ若しくはモータサイクルにおいて使用することができる。
【００２０】
図１に、まずブースタクラッチ装置であるクラッチ装置１０の並進的な図を示す。このクラッチ装置１０は、エンジン２０のエンジンモーメントを使用することによりレリーズ力の低減を可能にする。この実施の形態においてクラッチ装置１０は、傾斜機構１６により転動体１８を介して互いに結合されているパイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを有している。この実施の形態において傾斜機構１６は、例えば第１の及び第２の傾斜２２，２４を有している。これらの傾斜２２，２４は適切な転動体１８を介して互いに結合されている。図１に示した傾斜機構１６は、例えば球体用の傾斜を形成する。図１にさらに、ブースタクラッチ装置１０に結合されているエンジン２０及び変速機２６を示す。図１に示した、クラッチ装置１０の並進的な図において、図における鉛直方向の運動は、クラッチ装置における軸線方向の運動に相当し、図において水平方向の運動は、クラッチ装置の回動又は相対回動（Verdrehung）に相当する。
【００２１】
図２に、メインクラッチ１４及びパイロット制御式クラッチ１２を備えた、図１に示したブースタクラッチ装置１０を示し、また、エンジン２０及び変速機２６を示す。図２に、クラッチ装置１０のクラッチ機能及びトルク分配２８を示す。クラッチ操作は、パイロット制御式クラッチ１２又は第１のクラッチ１２に作用する。パイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）は、例えば、傾斜機構１６（球体用の傾斜）により軸線方向力に変換される、エンジン２０の最大のエンジントルクの約１０分の１を引き受ける。この力は押圧力として、エンジントルク伝達の大部分を引き受けることができるメインクラッチ１４又は第２のクラッチ１４に作用する。
【００２２】
この実施の形態において生じる問題は、クラッチ装置１０が上述のように構成されている場合に、傾斜機構１６（球体用の傾斜）の傾斜２２，２４が引っ掛かって動かなくなることがある点にある。この問題は、トルクフィーラ若しくはトルクフィーラ装置によって解消することができる。
【００２３】
図３に、トルクフィーラ装置３０を備えたブースタクラッチ装置１０の並進的な図を示す。クラッチ装置１０は、パイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを有している。さらに、クラッチ装置１０に結合されているか又は連結されているエンジン２０及び変速機２６が示されている。パイロット制御式クラッチ１２及びメイン制御クラッチ１４は、第１及び第２の傾斜２２，２４を有する傾斜機構１６により、転動体１８を介して互いに結合されている。
【００２４】
構造に関してトルクフィーラ装置３０は、変速機２６と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）との間に設けられているねじりばね装置３２として考えることができる。荷重変動が生じる場合には、パワートレインにおいて伝達されるトルクは変化し、これによりまたねじりばね装置３２の応力が変化する。
【００２５】
これまでねじりばね若しくはねじりばね装置３２の設計に関する指針は存在しなかった。仮に傾斜機構１６の傾斜２２，２４が引っ掛からなくても、クラッチ装置１０は荷重変動時にはやはり非常に敏感に反応する。問題は、力対距離のライニング特性曲線は線形でなく、指数関数的である点にある。したがってねじりばね装置３２の設計時に、傾斜２２，２４の完璧な若しくは確実な解除を保証するために、ねじりばね特性曲線３４は、有利には指数関数的又はほぼ指数関数的であることが望ましい。
【００２６】
このことについては以下のように説明することができる。荷重変動時に伝達されるトルクは変化する。目的は、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）の押圧力を、上記伝達されるトルクに適合させることである。
【００２７】
図４に、トルクフィーラ装置３０を備えた他のブースタクラッチ装置１０の並進的な図と、ブースタクラッチ装置１０に結合されているモータ２０と変速機２６とを示す。上述のようにクラッチ装置１０は、２つの傾斜２２，２４を有する傾斜機構１６により、転動体１８を介して互いに結合されているパイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを有している。図４に基づき、ねじりばね装置３２をさらに最適化することができる形態を説明する。図４に、荷重変動時における、トルクフィーラ装置３０を有するブースタクラッチ装置１０の挙動を示す。
【００２８】
伝達可能なトルクＣＲは、この実施の形態においてメインクラッチ押圧力に相当する。メインクラッチ押圧力は、押圧板（例えば多板パッケージ）３６の軸線方向の移動量ｓに対応する。また軸線方向の移動ｓは、傾斜２２，２４の所定の角度θＲだけの相対回動に相当する。したがって伝達可能なトルクＣＲは、角度θＲだけの傾斜２２，２４の相対回動に相当する。以下の図５における特性曲線Ａは、傾斜モーメント特性曲線に相当する。
【００２９】
トルクフィーラ装置３０をパワートレインにおいて使用する場合、ねじりばね角度θＦがトルクＣＦに対応するので、荷重変動時におけるモーメント変化が相対回動をもたらす。続きの図５における特性曲線Ｂは、ねじりばね特性曲線に相当する。
【００３０】
図５に、傾斜モーメントの特性曲線Ａと、ねじりばねの特性曲線Ｂとが図示されているグラフを示す。このグラフの２つの軸は、回動角シータθに基づくトルクＣ（Ｎｍ）を表す。ねじりばねの特性曲線若しくは特性曲線Ｂは、有利には傾斜モーメントの特性曲線若しくは特性曲線Ａと同じ又は可能な限りほぼ同じであるように設計される。この前提が満たされない場合には、傾斜機構の傾斜は引っ掛かったままであり得るか、又はクラッチ装置全体が、伝達可能なモーメントを非規則的に調整又は調節することになる。
【００３１】
ねじりばね剛性が傾斜モーメント剛性よりも低い場合、ねじりばね装置又はねじりばねは過度に相対回動するので、一方の傾斜が、伝達されるトルクに対して押圧力が著しく小さくなっている位置を占める。この不均衡のために、傾斜が反対方向に相対回動するか又は回動することが望ましい。
【００３２】
ねじりばね剛性が傾斜モーメント剛性よりも高い場合、傾斜は引っ掛かったままであることがある。したがって特性曲線Ａ及びＢが近ければ近いほど、荷重変動は良好に行われる。
【００３３】
したがって、可能な限り傾斜モーメント特性曲線に近似している特性曲線を有する多段式のトルクフィーラ装置又は多段式のねじりばね装置が使用される。例えば、可能な限り傾斜モーメント特性曲線に近似している特性曲線を有する三段式のねじりばね装置が提供される。
【００３４】
図５に示したように、ねじりばね弾性部若しくはねじりばね弾性部の特性曲線Ｂが、三段式の構造を有している。三段式の特性曲線Ｂは、例えば第１の段において少なくとも１つの圧縮ばねを有する圧縮ばね装置が作用し、次いで圧縮ばね装置及び板ばね装置が協働することにより得られる。
【００３５】
図６に、フランジ３８及びクラッチ装置１０のハブ４０の協働状態を概略的かつ簡潔に示す。多段式のトルクフィーラ装置３０若しくは多段式のねじりばね装置３２が設けられている。具体的には三段式のねじりばね装置３２が設けられている。図６に、ゼロ位置にあるねじりばね状態を示す。図６に示すように、ねじりばね装置３２は板ばね装置４２を有している。この板ばね装置４２は、少なくとも１つの板ばね４６から成る少なくとも１つの板ばねパッケージ４４を有している。板ばね４６は、ハブ４０における、例えば凹部の形式の板ばね収容部４８に取り付けられている。さらにねじりばね装置３２は、少なくとも１つの圧縮ばね５２を有する圧縮ばね装置５０を有する。圧縮ばね５２はハブ４０とフランジ３８とを結合するか又は連結する。
【００３６】
図６に示したようにゼロ位置において、ハブ４０に不動に結合されている板ばね装置４２と、フランジ３８との間に角度αが生じるようにすることができる。ハブ４０とフランジ３８との間に配置されているか又は取り付けられている圧縮ばね装置５０は、例えば既に予付勢された状態にある。
【００３７】
同様に図７に、図６に示したクラッチ装置１０のフランジ３８及びハブ４０の協働を概略的にかつ簡潔に示す。図７において多段式のトルクフィーラ装置３０又は多段式のねじりばね装置３２が、つまり三段式のねじりばね装置３２が設けられている。
【００３８】
図７に、ねじりばね装置３２のねじりばねの状態を、小さな角度、つまり板ばね４６とフランジ３８との間における角度αよりも小さな角度において示す。図７に示すように、圧縮ばね装置５０の圧縮ばね５２だけが作用しており、板ばね装置４２の板ばね４６は作用していないので、小さな角度だけフランジ３８が相対回動した場合には、ねじりばね装置３２の剛性は低い。
【００３９】
図８に、図７に示したクラッチ装置１０のフランジ３８及びハブ４０の協働を概略的にかつ簡潔に示す。図８において同様に、多段式のトルクフィーラ装置３０又は多段式のねじりばね装置３２、つまり三段式のねじりばね装置３２が設けられている。
【００４０】
具体的には、図８に、角度αよりも大きく、板ばね装置４２の板ばね４６とフランジ３８との間の角度βよりも小さい角度におけるねじりばねの状態を示す。図６，８から看取可能であるように、板ばね装置４２の板ばね４６は、フランジ３８に所定の角度αから当たる。これにより剛性が明らかに高まる。板ばね４６はハブ４０との接触領域５４（第１の接触部）を形成する。この接触領域５４（第１の接触部）において板ばね４６は、例えばハブ４０に支承されているか又は固定されている。さらに板ばね４６は、フランジ３８との接触領域５６（第２の接触部）を形成する。この接触領域５６（第２の接触部）において板ばね４６は、図８に示されているように、フランジ３８がハブ４０に対して相対的に、角度αより大きくかつ角度βより小さい角度だけ回動している場合に、フランジ３８に接触する。さらにこの実施の形態において、図８に示されているように圧縮ばね装置５０の圧縮ばね５２が作用する。
【００４１】
図９において、図８に示したクラッチ装置１０のフランジ３８及びハブ４０の協働を概略的にかつ簡潔に示す。図９において、多段式のトルクフィーラ装置３０又は多段式のねじりばね装置３２、この実施の形態においては三段式のねじりばね装置３２が設けられている。
【００４２】
図９に、板ばね装置４２の板ばね４６とフランジ３８との間の角度βよりも大きな角度におけるねじり状態を示す。板ばね装置４２の板ばね４６の支承部は、図９に示すように、板ばね４６とフランジ３８との間の角度βから変化する。図９に例示的に示されている、板ばね装置４２の板ばね４６は、ハブ４０において第３の接触領域５８（第３の接触部）に接する。これにより板ばね４６の撓みは極めて困難になり、これにより高いねじり剛性がもたらされる。
【００４３】
図１０に、例えば第１のクラッチ、本発明においてはパイロット制御式クラッチと、第２のクラッチ、本発明においてはメインクラッチとを有することができるクラッチ装置１０の実施の形態若しくはクラッチ装置１０の一部分の斜視図を示す。さらにパイロット制御式クラッチ１２及びメインクラッチ１４は、傾斜機構を介して、例えば第１及び第２の傾斜でもって転動体を介して互いに結合されていてよい。クラッチ装置１０は、例えば三段式のねじりばね装置３２を有している。このねじりばね装置３２の基本構造は、特に図５〜９に基づいて既に説明した。
【００４４】
図１０に示すクラッチ装置１０は、例えばモータサイクルのための、例えばブースタクラッチ装置といったクラッチ装置であってよく、モータサイクルクラッチ装置を形成する。しかしまたクラッチ装置１０は、例えば商用車、トラック又は他の車両のために形成されていてもよい。また、ブースタクラッチ装置における使用の他に、以下に記載する多段式のねじりばね装置３２又はトルクフィーラ装置３０は、他の慣用のクラッチ装置、例えば減衰ディスクを備えたクラッチ装置において、又は多段式のねじりばね若しくはトルクフィーラ装置３２，３０との使用に適している、他のあらゆるクラッチ装置において使用することもできる。
【００４５】
図１０に示すように、クラッチ装置１０は、例えばクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０とを有している。この実施の形態において、クラッチハブ４０には板ばね装置４２が設けられている。クラッチハブ４０の適切な板ばね収容部４８において、１つ又は図１０においては複数の板ばね４６（板ばねパッケージ４４）が取り付けられていて、かつ支承若しくは固定されている。さらに圧縮ばね装置５０が設けられていて、複数の圧縮ばね５２が圧縮ばね収容部６０、例えばクラッチハブ４０に収容されており、クラッチハブ４０とクラッチフランジ３８とを結合するか若しくは連結する。
【００４６】
図１１に、図１０に示した多板パッケージ６２を備えたクラッチ装置１０の平面図を示す。図１１には、クラッチハブ４０が示されている。このクラッチハブ４０の板ばね収容部４８に夫々、複数の板ばね４６から成る板ばねパッケージ４４が配置されていて、固定されている。板ばね収容部４８は、板ばねパッケージ４４が挿入され、例えば固定リングといった固定エレメント６４により固定される、例えば凹部の形式において形成されている。板ばね４６は、固定リング６４を収容する、例えば凹部の形式の固定リング６４のための収容部６６を有する。固定リング６４は、さらにクラッチハブ４０に、例えばねじ６８により固定される。板ばねパッケージ４４は、クラッチハブ４０の各板ばね収容部４８から突出していて、クラッチフランジ３８の第１及び第２の接触区分７０，７２と接触することができる。これにより、クラッチフランジ３８及びクラッチハブ４０が、図５〜９に関して既述したように、互いに相対的に回動するか又は相対回動する場合に、第２及び第３の接触部５６，５８が形成される。板ばねパッケージ４４は、板ばね収容部４８において板ばねパッケージ４４の固定部と共に、図６，７に関して既述したように、いわゆる第１の接触部５４を形成する。
【００４７】
フランジ３８及びハブ４０が対応して互いに相対的にどの程度回動若しくは相対回動しているかに応じて、各板ばねパッケージ４４は、クラッチフランジ３８との、いわゆる第２の接触部５６を、クラッチハブ４０との、いわゆる第３の接触部５８を形成することができる。
【００４８】
図６，７に基づいて既述したように、いわゆる第１の接触部５４しかない実施の形態において、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度は、角度α以下である。この実施の形態において、圧縮ばね５２がクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０とによって又はクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０との間において圧縮される場合には、圧縮ばね５２だけしか作用しない。図６，７に基づいて既述したように、板ばね装置４２若しくは板ばねパッケージ４４は、この実施の形態においては作用しない。
【００４９】
板ばねパッケージ４４とクラッチフランジ３８との付加的な第２の接触部５６を提供するために、クラッチフランジ３８は、例えば図１０に示したように、凹部若しくは切欠き、又は図６〜９に示したように凸部により形成されるストッパ７４を有する。第２の接触部５６は、板ばねパッケージ４４とクラッチフランジ３８のストッパ７４、この実施の形態においては図６〜９におけるフランジ３８又は凸部の側壁における凹部の側壁との接触時にもたらされる。本発明の２つの接触部５４，５６の実施の形態については、図８に基づいても説明した。この実施の形態において、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度は、角度αよりも大きくかつ角度βよりも小さい。圧縮ばね５２は、クラッチハブ４０及びクラッチフランジ３８によりさらに圧縮されるので、圧縮ばね５２も作用する。
【００５０】
クラッチハブ４０及びクラッチフランジ３８が互いに回動するか若しくは相対回動していると、第３の接触部５８がもたらされる。これにより、板ばねパッケージ４４が付加的にクラッチハブ４０に、例えば図１２において破線により示すように、クラッチハブ４０の板ばね収容部４８の上側の端部において接触する。３つの接触部５４，５６，５８が設けられた実施の形態は、先に図９に基づいて例示的に説明した。この実施の形態において、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度は、角度βよりも大きい。これにより高いねじり剛性がもたらされる。さらにこの実施の形態において、クラッチハブ４０及びクラッチフランジ３８により圧縮される圧縮ばね５２が作用する。
【００５１】
図１２に、図１０，１１に示したクラッチ装置１０の一区分を拡大して示す。この区分に、クラッチハブ４０の板ばね収容部４８が示されている。この板ばね収容部４８に複数の板ばね４６から成る板ばねパッケージ４４が配置されている。板ばね４６は、収容部４８において、固定リングといった固定エレメント６４を介して固定されていて、固定リング８４は、例えば板ばねパッケージ４４の切欠き又は凹部の形式の収容部６６に案内されていて、クラッチハブ４０にねじ止めされている。板ばねパッケージ４４は、板ばね収容部４８から、クラッチフランジ３８における凹部の形式の収容部内に突出している。さらに、一方の側でクラッチフランジ３８により圧縮可能であり、他方の側でクラッチハブ４０により圧縮可能であるように配置されている圧縮ばね装置５０の圧縮ばね５２を示す。図１２に、板ばね装置４２と圧縮ばね装置５０とを有するねじりばね装置３２が、ゼロ位置において示されている。このゼロ位置において、例えば圧縮ばね装置５０だけが作用する場合、つまり圧縮ばね５２が、クラッチフランジ３８及びクラッチハブ４０により圧縮される。つまり図１２は、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度が、角度α以下である、図６，７に基づき先に説明した実施の形態を示す。この実施の形態においては、圧縮ばね５２がクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０とによって又はクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０との間において圧縮される場合に、圧縮ばね５２だけが作用する。板ばね装置４２若しくは板ばねパッケージ４４は、図６，７に基づいて先にも説明したように、この実施の形態においては作用しない。さらに、接触部５４，５６，５８が存在し、板ばね装置４２若しくは板ばね装置４２の各板ばねパッケージ４４が、クラッチフランジ３８のストッパと接触し、かつクラッチハブ４０、例えばクラッチハブ４０の板ばね収容部４８の端部に付加的に接触する実施の形態を破線によって示す。
【００５２】
図１３に、図１０〜１２に示したクラッチハブ４０を、ねじりばね装置及びクラッチフランジがない状態で斜視図において示す。図１３に、板ばね装置の板ばねパッケージのための収容部４８と、圧縮ばね装置の圧縮ばねのための収容部６０とを示す。クラッチハブ４０は、クラッチフランジと同様に（図示せず）、メインクラッチの変速機、例えばブースタクラッチ装置に結合されていてよい。クラッチフランジと結合されている多板パッケージ（図示せず）は、例えばメインクラッチに属する。エンジンのエンジントルクは、多板パッケージを介してクラッチフランジへと伝達でき、このクラッチフランジからねじりばね装置の圧縮ばね装置及び板ばね装置を介してクラッチハブに伝達でき、このクラッチハブから変速機に伝達することができる。
【００５３】
既述したように本発明は、ブースタクラッチに限定されるものではなく、他のクラッチにおいても実現することができる。これらの他のクラッチは、必ずしも第１のクラッチ若しくはパイロット制御式クラッチと、第２のクラッチ又はメインクラッチとを有する必要はない。さらにクラッチは、必ずしも転動体を備えた傾斜機構を有している必要はない。
【００５４】
エンジントルクの増大と共に、押圧力は一層大きくなり（したがってレリーズ力も一層大きくなり）、これにより走行快適性は損なわれる。したがってレリーズ力の低減をもたらす廉価なシステムへの期待が高まる。この理由から、ブースタクラッチは、成果を収める大きなチャンスを有しているので本発明にとって重要であるが、ブースタクラッチに限定されることはない。それでもやはりこのシステムは、走行快適性を損なうことがある二次的作用を惹起しない（又は殆ど惹起しない）ようになっている。
【００５５】
ブースタクラッチは、荷重変動時に敏感に反応することがあり、ブースタクラッチの球体用の傾斜が引っ掛かることがある。したがって、上述のように、有利にはねじりばねであるトルクフィーラをメインクラッチにおいて使用する。このねじりばねのモーメント−角度特性曲線は、ライニング特性曲線（指数関数的な特性曲線）に一致するか、又は図５に示したように、可能な限り近似している。構造的に上記特性曲線は圧縮ばねと板ばねとの組合せにより形成される。したがって球体用の傾斜は完全に解除することができる。荷重変動時の特性及び上記ブースタクラッチにおけるプル−プッシュ特性を上記ブースタクラッチにおいて改良するために、メインクラッチの押圧力は、伝達されるエンジントルクに可能な限り正確に適合される。
【００５６】
上述のように、図５に示した三段式の特性曲線Ｂを形成する構成が、板ばねと圧縮ばねとの組合せから成っていてよい。三段式の特性曲線の他に、二段式の特性曲線が機能することもできる。この二段式の特性曲線においては、板ばね装置又は板ばね装置の少なくとも１つの板ばねが、第２の接触部だけをもたらし、第３の接触部をもたらさないようにクラッチハブに設けられている。つまり板ばね装置は、クラッチフランジとクラッチハブとが十分に互いに回動するか若しくは相対回動する場合に、確かにクラッチフランジと接触することができる（第２の接触部）が、クラッチフランジとクラッチハブとがさらに互いに回動するか若しくは相対回動する場合に、板ばね装置が付加的にクラッチハブと接触する第３の接触部がもたらされないように、クラッチハブに配置されている。
【００５７】
基本的に三段よりも多い段を備えた特性曲線が考慮可能でもある。別の実施の形態において、フランジ若しくはクラッチフランジの固有剛性及び／又はハブ若しくはクラッチハブの固有剛性を変えることも可能である。これにより板ばねを省くことはできるが、省かなければならないわけではない。
【符号の説明】
【００５８】
１０ クラッチ装置
１２ 第１のクラッチ若しくはパイロット制御式クラッチ
１４ 第２のクラッチ若しくはメインクラッチ
１６ 傾斜機構
１８ 転動体
２０ エンジン
２２ 第１の傾斜
２４ 第２の傾斜
２６ 変速機
２８ トルク分配部
３０ トルクフィーラ（装置）
３２ ねじりばね装置
３４ ねじりばね特性曲線
３６ 押圧板
３８ クラッチフランジ
４０ クラッチハブ
４２ 板ばね装置
４４ 板ばねパッケージ
４６ 板ばね
４８ 板ばね収容部
５０ 圧縮ばね装置
５２ 圧縮ばね
５４ 第１の接触部
５６ 第２の接触部
５８ 第３の接触部
６０ 圧縮ばね収容部
６２ 多板パッケージ
６４ 固定エレメント
６６ 収容部
６８ ねじ
７０ 第１の接触区分
７２ 第２の接触区分
７４ ストッパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のクラッチ装置、特にブースタクラッチに関する。
【０００２】
クラッチにおける操作力を著しく下げるために、新たな手段を講じる必要がある。１つの可能性としては、いわゆるブースタクラッチを使用することである。このクラッチシステムは、パイロット制御式クラッチとメインクラッチとを有している。この構成において２つのエレメントは、傾斜機構により転動体を介して互いに結合されている。パイロット制御式クラッチの接続時には、形成されたモーメントにより、傾斜機構の斜面は相対回動し、もってメインクラッチが接続される。メインクラッチの操作のために必要なエネルギは、このシステムにおいてはエンジンによって調達され、パイロット制御式クラッチの接続のための力だけを外部から供給する必要がある。
【０００３】
本発明の目的は、改良されたクラッチ装置を提供することである。
【０００４】
上記目的は請求項１に記載したクラッチ装置により達成される。
【０００５】
本発明によりクラッチ装置を提供する。クラッチ装置、特にブースタクラッチ装置は、第１のクラッチエレメントと第２のクラッチエレメントとを有し、ねじりばね装置が設けられている。このねじりばね装置は、第１のクラッチエレメントと、第２のクラッチエレメントとを互いに連結するか又は結合する。ねじりばね装置は、多段式のばね特性曲線を有しているか又は提供するように形成されている。
【０００６】
ばね特性曲線は、ばね特性曲線の段部により適切な又は所望の特性曲線の延びに適合可能である点において利点を有する。したがって、ねじりばね装置のばね特性曲線は、ライニング特性曲線又は指数関数的に延びる特性曲線に近似することができる。これにより、クラッチ装置の一例である、例えばブースタクラッチにおいて、メインクラッチの押圧力を、伝達されるエンジントルクに良好に適合させることができる。
【０００７】
本発明の有利な構成及び改良形は、従属請求項及び図面に関する記載から明らかになる。
【０００８】
本発明に係る構成において、第１のクラッチエレメントはクラッチフランジであり、第２のクラッチエレメントはクラッチハブである。
【０００９】
他の構成によれば、ねじりばね装置は圧縮ばね装置を有しており、この圧縮ばね装置は少なくとも１つの圧縮ばねを有している。この圧縮ばねは、第１のクラッチエレメント若しくはクラッチフランジ、及び第２のクラッチエレメント若しくはクラッチハブにより圧縮可能にクラッチ装置に設けられている。
【００１０】
別の構成において、ねじりばね装置は板ばね装置を有している。この板ばね装置は、特にクラッチハブに設けられており、少なくとも１つの板ばねから成る特に少なくとも１つの板ばねパッケージを有している。板ばねは、圧縮ばねとは異なり高い剛性を有しており、これによりねじりばね装置においては種々異なる剛性を提供し、かつ組み合わせることができる点で有利である。
【００１１】
さらに別の構成において、ねじりばね装置の二段式のばね特性曲線の場合に、板ばね装置は、クラッチフランジと接触領域において接触可能であるように、クラッチハブに結合されている。しかし二段式のねじりばね装置には、例えばハブにおける板ばね収容部の端部又は端部の領域において、例えば板ばね及びクラッチハブによって第３の付加的な接触はもたらされない。
【００１２】
さらに別の構成によれば、ねじりばね装置の三段式のばね特性曲線の場合に、板ばね装置が、クラッチフランジと接触領域において接触可能であり、さらにクラッチハブと接触領域において接触可能であるように、クラッチハブに結合される。これにより指数関数的なばね特性曲線は良好に近似することができる。
【００１３】
さらに別の構成において、クラッチハブは各板ばね収容部を有している。この板ばね収容部は、板ばね装置が収容されていて固定されている凹部として形成されている。板ばね装置は、クラッチフランジの段部又はストッパに接触可能であるように、板ばね収容部から突出している。クラッチフランジの段部又はストッパは、凸部又は凹部若しくは切欠きとして形成されている。
【００１４】
さらに別の構成において、さらにねじりばね装置の三段式のばね特性曲線の場合に、板ばね装置の収容部は接触領域を有している。この接触領域でもって板ばね装置は、クラッチフランジとの接触部に対して付加的に、クラッチハブ、例えばハブにおける板ばね収容部の端部又は端部領域と接触可能である。これにより剛性を付加的に高めることができる。
【００１５】
さらに別の構成において、第１のクラッチエレメント若しくはクラッチフランジの固有剛性及び／又は第２のクラッチエレメント若しくはクラッチハブの固有剛性は、可変に形成されているので、例えば板ばね装置を省くことができ、かつねじりばね装置のばね特性曲線が指数関数的な特性曲線に近似することを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ブースタクラッチ装置の並進的な図である。
【図２】図１に示したクラッチ装置におけるトルク分配を示す図である。
【図３】トルクフィーラを備えたブースタクラッチ装置の並進的な図である。
【図４】荷重変動時のトルクフィーラを備えたブースタクラッチ装置の並進的な図である。
【図５】傾斜モーメント及びねじりばねの特性曲線を示すグラフである。
【図６】ゼロ状態におけるクラッチ装置のフランジ及びハブを示す概略図である。
【図７】小さな角度における図６に示したクラッチ装置のフランジ及びハブを示す別の概略図である。
【図８】角度αより大きく、角度βより小さな角度において、図７に示したクラッチ装置のフランジ及びハブを示すさらに別の概略図である。
【図９】角度βよりも大きな角度において、図８に示したクラッチ装置のフランジ及びハブを示すさらに別の概略図である。
【図１０】クラッチ装置を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したクラッチ装置を示す平面図である。
【図１２】図１１に示したクラッチ装置の一区分を示す図である。
【図１３】図１０〜１２に示したクラッチ装置のハブの斜視図である。
【００１７】
以下に、本発明を、実施の形態を示す概略的な図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
以下の図面において同一又は類似の構成部材には、別物でない限りは同じ符号を付す。
【００１９】
本発明は、図１〜１３に基づいて以下に記載するように、傾斜機構１６により転動体１８を介して互いに結合されている、パイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メイン制御クラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを備えたクラッチ装置１０に関する。本発明に係るクラッチ装置１０、本発明においては、例えばブースタクラッチ装置は、特に車両、例えば商用車、トラック又はオートバイ若しくはモータサイクルにおいて使用することができる。
【００２０】
図１に、まずブースタクラッチ装置であるクラッチ装置１０の並進的な図を示す。このクラッチ装置１０は、エンジン２０のエンジンモーメントを使用することによりレリーズ力の低減を可能にする。この実施の形態においてクラッチ装置１０は、傾斜機構１６により転動体１８を介して互いに結合されているパイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを有している。この実施の形態において傾斜機構１６は、例えば第１の及び第２の傾斜２２，２４を有している。これらの傾斜２２，２４は適切な転動体１８を介して互いに結合されている。図１に示した傾斜機構１６は、例えば球体用の傾斜を形成する。図１にさらに、ブースタクラッチ装置１０に結合されているエンジン２０及び変速機２６を示す。図１に示した、クラッチ装置１０の並進的な図において、図における鉛直方向の運動は、クラッチ装置における軸線方向の運動に相当し、図において水平方向の運動は、クラッチ装置の回動又は相対回動（Verdrehung）に相当する。
【００２１】
図２に、メインクラッチ１４及びパイロット制御式クラッチ１２を備えた、図１に示したブースタクラッチ装置１０を示し、また、エンジン２０及び変速機２６を示す。図２に、クラッチ装置１０のクラッチ機能及びトルク分配２８を示す。クラッチ操作は、パイロット制御式クラッチ１２又は第１のクラッチ１２に作用する。パイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）は、例えば、傾斜機構１６（球体用の傾斜）により軸線方向力に変換される、エンジン２０の最大のエンジントルクの約１０分の１を引き受ける。この力は押圧力として、エンジントルク伝達の大部分を引き受けることができるメインクラッチ１４又は第２のクラッチ１４に作用する。
【００２２】
この実施の形態において生じる問題は、クラッチ装置１０が上述のように構成されている場合に、傾斜機構１６（球体用の傾斜）の傾斜２２，２４が引っ掛かって動かなくなることがある点にある。この問題は、トルクフィーラ若しくはトルクフィーラ装置によって解消することができる。
【００２３】
図３に、トルクフィーラ装置３０を備えたブースタクラッチ装置１０の並進的な図を示す。クラッチ装置１０は、パイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを有している。さらに、クラッチ装置１０に結合されているか又は連結されているエンジン２０及び変速機２６が示されている。パイロット制御式クラッチ１２及びメイン制御クラッチ１４は、第１及び第２の傾斜２２，２４を有する傾斜機構１６により、転動体１８を介して互いに結合されている。
【００２４】
構造に関してトルクフィーラ装置３０は、変速機２６と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）との間に設けられているねじりばね装置３２として考えることができる。荷重変動が生じる場合には、パワートレインにおいて伝達されるトルクは変化し、これによりまたねじりばね装置３２の応力が変化する。
【００２５】
これまでねじりばね若しくはねじりばね装置３２の設計に関する指針は存在しなかった。仮に傾斜機構１６の傾斜２２，２４が引っ掛からなくても、クラッチ装置１０は荷重変動時にはやはり非常に敏感に反応する。問題は、力対距離のライニング特性曲線は線形でなく、指数関数的である点にある。したがってねじりばね装置３２の設計時に、傾斜２２，２４の完璧な若しくは確実な解除を保証するために、ねじりばね特性曲線３４は、有利には指数関数的又はほぼ指数関数的であることが望ましい。
【００２６】
このことについては以下のように説明することができる。荷重変動時に伝達されるトルクは変化する。目的は、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）の押圧力を、上記伝達されるトルクに適合させることである。
【００２７】
図４に、トルクフィーラ装置３０を備えた他のブースタクラッチ装置１０の並進的な図と、ブースタクラッチ装置１０に結合されているモータ２０と変速機２６とを示す。上述のようにクラッチ装置１０は、２つの傾斜２２，２４を有する傾斜機構１６により、転動体１８を介して互いに結合されているパイロット制御式クラッチ１２（第１のクラッチ１２）と、メインクラッチ１４（第２のクラッチ１４）とを有している。図４に基づき、ねじりばね装置３２をさらに最適化することができる形態を説明する。図４に、荷重変動時における、トルクフィーラ装置３０を有するブースタクラッチ装置１０の挙動を示す。
【００２８】
伝達可能なトルクＣＲは、この実施の形態においてメインクラッチ押圧力に相当する。メインクラッチ押圧力は、押圧板（例えば多板パッケージ）３６の軸線方向の移動量ｓに対応する。また軸線方向の移動ｓは、傾斜２２，２４の所定の角度θＲだけの相対回動に相当する。したがって伝達可能なトルクＣＲは、角度θＲだけの傾斜２２，２４の相対回動に相当する。以下の図５における特性曲線Ａは、傾斜モーメント特性曲線に相当する。
【００２９】
トルクフィーラ装置３０をパワートレインにおいて使用する場合、ねじりばね角度θＦがトルクＣＦに対応するので、荷重変動時におけるモーメント変化が相対回動をもたらす。続きの図５における特性曲線Ｂは、ねじりばね特性曲線に相当する。
【００３０】
図５に、傾斜モーメントの特性曲線Ａと、ねじりばねの特性曲線Ｂとが図示されているグラフを示す。このグラフの２つの軸は、回動角シータθに基づくトルクＣ（Ｎｍ）を表す。ねじりばねの特性曲線若しくは特性曲線Ｂは、有利には傾斜モーメントの特性曲線若しくは特性曲線Ａと同じ又は可能な限りほぼ同じであるように設計される。この前提が満たされない場合には、傾斜機構の傾斜は引っ掛かったままであり得るか、又はクラッチ装置全体が、伝達可能なモーメントを非規則的に調整又は調節することになる。
【００３１】
ねじりばね剛性が傾斜モーメント剛性よりも低い場合、ねじりばね装置又はねじりばねは過度に相対回動するので、一方の傾斜が、伝達されるトルクに対して押圧力が著しく小さくなっている位置を占める。この不均衡のために、傾斜が反対方向に相対回動するか又は回動することが望ましい。
【００３２】
ねじりばね剛性が傾斜モーメント剛性よりも高い場合、傾斜は引っ掛かったままであることがある。したがって特性曲線Ａ及びＢが近ければ近いほど、荷重変動は良好に行われる。
【００３３】
したがって、可能な限り傾斜モーメント特性曲線に近似している特性曲線を有する多段式のトルクフィーラ装置又は多段式のねじりばね装置が使用される。例えば、可能な限り傾斜モーメント特性曲線に近似している特性曲線を有する三段式のねじりばね装置が提供される。
【００３４】
図５に示したように、ねじりばね弾性部若しくはねじりばね弾性部の特性曲線Ｂが、三段式の構造を有している。三段式の特性曲線Ｂは、例えば第１の段において少なくとも１つの圧縮ばねを有する圧縮ばね装置が作用し、次いで圧縮ばね装置及び板ばね装置が協働することにより得られる。
【００３５】
図６に、フランジ３８及びクラッチ装置１０のハブ４０の協働状態を概略的かつ簡潔に示す。多段式のトルクフィーラ装置３０若しくは多段式のねじりばね装置３２が設けられている。具体的には三段式のねじりばね装置３２が設けられている。図６に、ゼロ位置にあるねじりばね状態を示す。図６に示すように、ねじりばね装置３２は板ばね装置４２を有している。この板ばね装置４２は、少なくとも１つの板ばね４６から成る少なくとも１つの板ばねパッケージ４４を有している。板ばね４６は、ハブ４０における、例えば凹部の形式の板ばね収容部４８に取り付けられている。さらにねじりばね装置３２は、少なくとも１つの圧縮ばね５２を有する圧縮ばね装置５０を有する。圧縮ばね５２はハブ４０とフランジ３８とを結合するか又は連結する。
【００３６】
図６に示したようにゼロ位置において、ハブ４０に不動に結合されている板ばね装置４２と、フランジ３８との間に角度αが生じるようにすることができる。ハブ４０とフランジ３８との間に配置されているか又は取り付けられている圧縮ばね装置５０は、例えば既に予付勢された状態にある。
【００３７】
同様に図７に、図６に示したクラッチ装置１０のフランジ３８及びハブ４０の協働を概略的にかつ簡潔に示す。図７において多段式のトルクフィーラ装置３０又は多段式のねじりばね装置３２が、つまり三段式のねじりばね装置３２が設けられている。
【００３８】
図７に、ねじりばね装置３２のねじりばねの状態を、小さな角度、つまり板ばね４６とフランジ３８との間における角度αよりも小さな角度において示す。図７に示すように、圧縮ばね装置５０の圧縮ばね５２だけが作用しており、板ばね装置４２の板ばね４６は作用していないので、小さな角度だけフランジ３８が相対回動した場合には、ねじりばね装置３２の剛性は低い。
【００３９】
図８に、図７に示したクラッチ装置１０のフランジ３８及びハブ４０の協働を概略的にかつ簡潔に示す。図８において同様に、多段式のトルクフィーラ装置３０又は多段式のねじりばね装置３２、つまり三段式のねじりばね装置３２が設けられている。
【００４０】
具体的には、図８に、角度αよりも大きく、板ばね装置４２の板ばね４６とフランジ３８との間の角度βよりも小さい角度におけるねじりばねの状態を示す。図６，８から看取可能であるように、板ばね装置４２の板ばね４６は、フランジ３８に所定の角度αから当たる。これにより剛性が明らかに高まる。板ばね４６はハブ４０との接触領域５４（第１の接触部）を形成する。この接触領域５４（第１の接触部）において板ばね４６は、例えばハブ４０に支承されているか又は固定されている。さらに板ばね４６は、フランジ３８との接触領域５６（第２の接触部）を形成する。この接触領域５６（第２の接触部）において板ばね４６は、図８に示されているように、フランジ３８がハブ４０に対して相対的に、角度αより大きくかつ角度βより小さい角度だけ回動している場合に、フランジ３８に接触する。さらにこの実施の形態において、図８に示されているように圧縮ばね装置５０の圧縮ばね５２が作用する。
【００４１】
図９において、図８に示したクラッチ装置１０のフランジ３８及びハブ４０の協働を概略的にかつ簡潔に示す。図９において、多段式のトルクフィーラ装置３０又は多段式のねじりばね装置３２、この実施の形態においては三段式のねじりばね装置３２が設けられている。
【００４２】
図９に、板ばね装置４２の板ばね４６とフランジ３８との間の角度βよりも大きな角度におけるねじり状態を示す。板ばね装置４２の板ばね４６の支承部は、図９に示すように、板ばね４６とフランジ３８との間の角度βから変化する。図９に例示的に示されている、板ばね装置４２の板ばね４６は、ハブ４０において第３の接触領域５８（第３の接触部）に接する。これにより板ばね４６の撓みは極めて困難になり、これにより高いねじり剛性がもたらされる。
【００４３】
図１０に、例えば第１のクラッチ、本発明においてはパイロット制御式クラッチと、第２のクラッチ、本発明においてはメインクラッチとを有することができるクラッチ装置１０の実施の形態若しくはクラッチ装置１０の一部分の斜視図を示す。さらにパイロット制御式クラッチ１２及びメインクラッチ１４は、傾斜機構を介して、例えば第１及び第２の傾斜でもって転動体を介して互いに結合されていてよい。クラッチ装置１０は、例えば三段式のねじりばね装置３２を有している。このねじりばね装置３２の基本構造は、特に図５〜９に基づいて既に説明した。
【００４４】
図１０に示すクラッチ装置１０は、例えばモータサイクルのための、例えばブースタクラッチ装置といったクラッチ装置であってよく、モータサイクルクラッチ装置を形成する。しかしまたクラッチ装置１０は、例えば商用車、トラック又は他の車両のために形成されていてもよい。また、ブースタクラッチ装置における使用の他に、以下に記載する多段式のねじりばね装置３２又はトルクフィーラ装置３０は、他の慣用のクラッチ装置、例えば減衰ディスクを備えたクラッチ装置において、又は多段式のねじりばね若しくはトルクフィーラ装置３２，３０との使用に適している、他のあらゆるクラッチ装置において使用することもできる。
【００４５】
図１０に示すように、クラッチ装置１０は、例えばクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０とを有している。この実施の形態において、クラッチハブ４０には板ばね装置４２が設けられている。クラッチハブ４０の適切な板ばね収容部４８において、１つ又は図１０においては複数の板ばね４６（板ばねパッケージ４４）が取り付けられていて、かつ支承若しくは固定されている。さらに圧縮ばね装置５０が設けられていて、複数の圧縮ばね５２が圧縮ばね収容部６０、例えばクラッチハブ４０に収容されており、クラッチハブ４０とクラッチフランジ３８とを結合するか若しくは連結する。
【００４６】
図１１に、図１０に示した多板パッケージ６２を備えたクラッチ装置１０の平面図を示す。図１１には、クラッチハブ４０が示されている。このクラッチハブ４０の板ばね収容部４８に夫々、複数の板ばね４６から成る板ばねパッケージ４４が配置されていて、固定されている。板ばね収容部４８は、板ばねパッケージ４４が挿入され、例えば固定リングといった固定エレメント６４により固定される、例えば凹部の形式において形成されている。板ばね４６は、固定リング６４を収容する、例えば凹部の形式の固定リング６４のための収容部６６を有する。固定リング６４は、さらにクラッチハブ４０に、例えばねじ６８により固定される。板ばねパッケージ４４は、クラッチハブ４０の各板ばね収容部４８から突出していて、クラッチフランジ３８の第１及び第２の接触区分７０，７２と接触することができる。これにより、クラッチフランジ３８及びクラッチハブ４０が、図５〜９に関して既述したように、互いに相対的に回動するか又は相対回動する場合に、第２及び第３の接触部５６，５８が形成される。板ばねパッケージ４４は、板ばね収容部４８において板ばねパッケージ４４の固定部と共に、図６，７に関して既述したように、いわゆる第１の接触部５４を形成する。
【００４７】
フランジ３８及びハブ４０が対応して互いに相対的にどの程度回動若しくは相対回動しているかに応じて、各板ばねパッケージ４４は、クラッチフランジ３８との、いわゆる第２の接触部５６を、クラッチハブ４０との、いわゆる第３の接触部５８を形成することができる。
【００４８】
図６，７に基づいて既述したように、いわゆる第１の接触部５４しかない実施の形態において、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度は、角度α以下である。この実施の形態において、圧縮ばね５２がクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０とによって又はクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０との間において圧縮される場合には、圧縮ばね５２だけしか作用しない。図６，７に基づいて既述したように、板ばね装置４２若しくは板ばねパッケージ４４は、この実施の形態においては作用しない。
【００４９】
板ばねパッケージ４４とクラッチフランジ３８との付加的な第２の接触部５６を提供するために、クラッチフランジ３８は、例えば図１０に示したように、凹部若しくは切欠き、又は図６〜９に示したように凸部により形成されるストッパ７４を有する。第２の接触部５６は、板ばねパッケージ４４とクラッチフランジ３８のストッパ７４、この実施の形態においては図６〜９におけるフランジ３８又は凸部の側壁における凹部の側壁との接触時にもたらされる。本発明の２つの接触部５４，５６の実施の形態については、図８に基づいても説明した。この実施の形態において、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度は、角度αよりも大きくかつ角度βよりも小さい。圧縮ばね５２は、クラッチハブ４０及びクラッチフランジ３８によりさらに圧縮されるので、圧縮ばね５２も作用する。
【００５０】
クラッチハブ４０及びクラッチフランジ３８が互いに回動するか若しくは相対回動していると、第３の接触部５８がもたらされる。これにより、板ばねパッケージ４４が付加的にクラッチハブ４０に、例えば図１２において破線により示すように、クラッチハブ４０の板ばね収容部４８の上側の端部において接触する。３つの接触部５４，５６，５８が設けられた実施の形態は、先に図９に基づいて例示的に説明した。この実施の形態において、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度は、角度βよりも大きい。これにより高いねじり剛性がもたらされる。さらにこの実施の形態において、クラッチハブ４０及びクラッチフランジ３８により圧縮される圧縮ばね５２が作用する。
【００５１】
図１２に、図１０，１１に示したクラッチ装置１０の一区分を拡大して示す。この区分に、クラッチハブ４０の板ばね収容部４８が示されている。この板ばね収容部４８に複数の板ばね４６から成る板ばねパッケージ４４が配置されている。板ばね４６は、収容部４８において、固定リングといった固定エレメント６４を介して固定されていて、固定リング８４は、例えば板ばねパッケージ４４の切欠き又は凹部の形式の収容部６６に案内されていて、クラッチハブ４０にねじ止めされている。板ばねパッケージ４４は、板ばね収容部４８から、クラッチフランジ３８における凹部の形式の収容部内に突出している。さらに、一方の側でクラッチフランジ３８により圧縮可能であり、他方の側でクラッチハブ４０により圧縮可能であるように配置されている圧縮ばね装置５０の圧縮ばね５２を示す。図１２に、板ばね装置４２と圧縮ばね装置５０とを有するねじりばね装置３２が、ゼロ位置において示されている。このゼロ位置において、例えば圧縮ばね装置５０だけが作用する場合、つまり圧縮ばね５２が、クラッチフランジ３８及びクラッチハブ４０により圧縮される。つまり図１２は、板ばね装置４２とクラッチフランジ３８との間の角度が、角度α以下である、図６，７に基づき先に説明した実施の形態を示す。この実施の形態においては、圧縮ばね５２がクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０とによって又はクラッチフランジ３８とクラッチハブ４０との間において圧縮される場合に、圧縮ばね５２だけが作用する。板ばね装置４２若しくは板ばねパッケージ４４は、図６，７に基づいて先にも説明したように、この実施の形態においては作用しない。さらに、接触部５４，５６，５８が存在し、板ばね装置４２若しくは板ばね装置４２の各板ばねパッケージ４４が、クラッチフランジ３８のストッパと接触し、かつクラッチハブ４０、例えばクラッチハブ４０の板ばね収容部４８の端部に付加的に接触する実施の形態を破線によって示す。
【００５２】
図１３に、図１０〜１２に示したクラッチハブ４０を、ねじりばね装置及びクラッチフランジがない状態で斜視図において示す。図１３に、板ばね装置の板ばねパッケージのための収容部４８と、圧縮ばね装置の圧縮ばねのための収容部６０とを示す。クラッチハブ４０は、クラッチフランジと同様に（図示せず）、メインクラッチの変速機、例えばブースタクラッチ装置に結合されていてよい。クラッチフランジと結合されている多板パッケージ（図示せず）は、例えばメインクラッチに属する。エンジンのエンジントルクは、多板パッケージを介してクラッチフランジへと伝達でき、このクラッチフランジからねじりばね装置の圧縮ばね装置及び板ばね装置を介してクラッチハブに伝達でき、このクラッチハブから変速機に伝達することができる。
【００５３】
既述したように本発明は、ブースタクラッチに限定されるものではなく、他のクラッチにおいても実現することができる。これらの他のクラッチは、必ずしも第１のクラッチ若しくはパイロット制御式クラッチと、第２のクラッチ又はメインクラッチとを有する必要はない。さらにクラッチは、必ずしも転動体を備えた傾斜機構を有している必要はない。
【００５４】
エンジントルクの増大と共に、押圧力は一層大きくなり（したがってレリーズ力も一層大きくなり）、これにより走行快適性は損なわれる。したがってレリーズ力の低減をもたらす廉価なシステムへの期待が高まる。この理由から、ブースタクラッチは、成果を収める大きなチャンスを有しているので本発明にとって重要であるが、ブースタクラッチに限定されることはない。それでもやはりこのシステムは、走行快適性を損なうことがある二次的作用を惹起しない（又は殆ど惹起しない）ようになっている。
【００５５】
ブースタクラッチは、荷重変動時に敏感に反応することがあり、ブースタクラッチの球体用の傾斜が引っ掛かることがある。したがって、上述のように、有利にはねじりばねであるトルクフィーラをメインクラッチにおいて使用する。このねじりばねのモーメント−角度特性曲線は、ライニング特性曲線（指数関数的な特性曲線）に一致するか、又は図５に示したように、可能な限り近似している。構造的に上記特性曲線は圧縮ばねと板ばねとの組合せにより形成される。したがって球体用の傾斜は完全に解除することができる。荷重変動時の特性及び上記ブースタクラッチにおけるプル−プッシュ特性を上記ブースタクラッチにおいて改良するために、メインクラッチの押圧力は、伝達されるエンジントルクに可能な限り正確に適合される。
【００５６】
上述のように、図５に示した三段式の特性曲線Ｂを形成する構成が、板ばねと圧縮ばねとの組合せから成っていてよい。三段式の特性曲線の他に、二段式の特性曲線が機能することもできる。この二段式の特性曲線においては、板ばね装置又は板ばね装置の少なくとも１つの板ばねが、第２の接触部だけをもたらし、第３の接触部をもたらさないようにクラッチハブに設けられている。つまり板ばね装置は、クラッチフランジとクラッチハブとが十分に互いに回動するか若しくは相対回動する場合に、確かにクラッチフランジと接触することができる（第２の接触部）が、クラッチフランジとクラッチハブとがさらに互いに回動するか若しくは相対回動する場合に、板ばね装置が付加的にクラッチハブと接触する第３の接触部がもたらされないように、クラッチハブに配置されている。
【００５７】
基本的に三段よりも多い段を備えた特性曲線が考慮可能でもある。別の実施の形態において、フランジ若しくはクラッチフランジの固有剛性及び／又はハブ若しくはクラッチハブの固有剛性を変えることも可能である。これにより板ばねを省くことはできるが、省かなければならないわけではない。
【符号の説明】
【００５８】
１０ クラッチ装置
１２ 第１のクラッチ若しくはパイロット制御式クラッチ
１４ 第２のクラッチ若しくはメインクラッチ
１６ 傾斜機構
１８ 転動体
２０ エンジン
２２ 第１の傾斜
２４ 第２の傾斜
２６ 変速機
２８ トルク分配部
３０ トルクフィーラ（装置）
３２ ねじりばね装置
３４ ねじりばね特性曲線
３６ 押圧板
３８ クラッチフランジ
４０ クラッチハブ
４２ 板ばね装置
４４ 板ばねパッケージ
４６ 板ばね
４８ 板ばね収容部
５０ 圧縮ばね装置
５２ 圧縮ばね
５４ 第１の接触部
５６ 第２の接触部
５８ 第３の接触部
６０ 圧縮ばね収容部
６２ 多板パッケージ
６４ 固定エレメント
６６ 収容部
６８ ねじ
７０ 第１の接触区分
７２ 第２の接触区分
７４ ストッパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のクラッチエレメント（３８）と、第２のクラッチエレメント（４０）とを有する、クラッチ装置（１０）、特にブースタクラッチ装置において、
前記第１のクラッチエレメント（３８）と第２のクラッチエレメント（４０）とを互いに連結するねじりばね装置（３０，３２）が設けられており、該ねじりばね装置（３０，３２）は多段式のばね特性曲線（Ｂ）を有していることを特徴とする、クラッチ装置。
【請求項２】
前記第１のクラッチエレメント（３８）はクラッチフランジ（３８）であり、前記第２のクラッチエレメント（４０）はクラッチハブ（４０）であることを特徴とする、請求項１記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記ねじりばね装置（３０，３２）は圧縮ばね装置（５０）を有しており、該圧縮ばね装置（５０）は少なくとも１つの圧縮ばね（５２）を有しており、該圧縮ばね（５２）は、前記第１のクラッチエレメント（３８）若しくは前記クラッチフランジ（３８）と、前記第２のクラッチエレメント（４０）若しくは前記クラッチハブ（４０）とにより圧縮可能に前記クラッチ装置（１０）内に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記ねじりばね装置（３０，３２）は板ばね装置（３２）を有しており、該板ばね装置（３２）は、一方のクラッチエレメント（３８，４０）に、特にクラッチハブ（４０）に設けられており、かつ、少なくとも１つの板ばね（４６）を備える特に少なくとも１つの板ばねパッケージ（４４）を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項５】
前記板ばね装置（４２）は、一方のクラッチエレメント（３８，４０）に、特にクラッチハブ（４０）に結合されていて、前記ねじりばね装置（３０，３２）の二段式のばね特性曲線の場合に、他方のクラッチエレメント（４０，３８）、特にクラッチフランジ（３８）の接触領域（５６）に接触可能であることを特徴とする、請求項４記載のクラッチ装置。
【請求項６】
前記板ばね装置（４２）は、クラッチエレメント（３８，４０）に、特にクラッチハブ（４０）に結合されていて、前記ねじりばね装置（３２）の三段式のばね特性曲線の場合に、他のクラッチエレメント（４０，３８）に、特にクラッチフランジ（３８）に接触（５６）可能であり、さらに前記クラッチエレメント（４０）、特に前記クラッチハブ（４０）の接触領域（５８）に接触可能であることを特徴とする、請求項４記載のクラッチ装置。
【請求項７】
一方のクラッチエレメント（３８，４０）、特に前記クラッチハブ（４０）は、各板ばね収容部（４８）を有し、該板ばね収容部（４８）は、前記板ばね装置（４２）が収容されていてかつ固定されている凹部として形成されており、前記板ばね装置（４２）は、他方のクラッチエレメント（３８，４０）、特にクラッチフランジ（３８）のストッパ（７４）に接触可能であるように、前記板ばね収容部（４８）から突出しており、前記クラッチエレメントのストッパ（７４）は、凸部又は凹部若しくは切欠きとして形成されていることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項８】
前記板ばね装置（４２）の収容部（４８）は、前記ねじりばね装置（３０，３２）の三段式のばね特性曲線（Ｂ）の場合に、さらに接触領域を有しており、該接触領域でもって、前記板ばね装置（４２）は、一方のクラッチエレメント（３８，４０）、特に前記クラッチフランジ（３８）との接触（５６）に対して付加的に、他方のクラッチエレメント（４０）、特にクラッチハブ（４０）の接触領域（５８）に接触可能であることを特徴とする、請求項５から７までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項９】
１つ又は２つの前記クラッチエレメント（３８，４０）若しくは前記クラッチフランジ（３８）及び／又は前記クラッチハブ（４０）の固有剛性が、可変に構成されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項１０】
前記ねじりばね装置（３０，３２）のばね特性曲線（Ｂ）は、ライニング特性曲線、又は指数関数的に延びる特性曲線に一致するか又は近似していることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項１】
第１のクラッチエレメント（３８）と、第２のクラッチエレメント（４０）とを有する、クラッチ装置（１０）、特にブースタクラッチ装置において、
前記第１のクラッチエレメント（３８）と第２のクラッチエレメント（４０）とを互いに連結するねじりばね装置（３０，３２）が設けられており、該ねじりばね装置（３０，３２）は多段式のばね特性曲線（Ｂ）を有していることを特徴とする、クラッチ装置。
【請求項２】
前記第１のクラッチエレメント（３８）はクラッチフランジ（３８）であり、前記第２のクラッチエレメント（４０）はクラッチハブ（４０）であることを特徴とする、請求項１記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記ねじりばね装置（３０，３２）は圧縮ばね装置（５０）を有しており、該圧縮ばね装置（５０）は少なくとも１つの圧縮ばね（５２）を有しており、該圧縮ばね（５２）は、前記第１のクラッチエレメント（３８）若しくは前記クラッチフランジ（３８）と、前記第２のクラッチエレメント（４０）若しくは前記クラッチハブ（４０）とにより圧縮可能に前記クラッチ装置（１０）内に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記ねじりばね装置（３０，３２）は板ばね装置（３２）を有しており、該板ばね装置（３２）は、一方のクラッチエレメント（３８，４０）に、特にクラッチハブ（４０）に設けられており、かつ、少なくとも１つの板ばね（４６）を備える特に少なくとも１つの板ばねパッケージ（４４）を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項５】
前記板ばね装置（４２）は、一方のクラッチエレメント（３８，４０）に、特にクラッチハブ（４０）に結合されていて、前記ねじりばね装置（３０，３２）の二段式のばね特性曲線の場合に、他方のクラッチエレメント（４０，３８）、特にクラッチフランジ（３８）の接触領域（５６）に接触可能であることを特徴とする、請求項４記載のクラッチ装置。
【請求項６】
前記板ばね装置（４２）は、クラッチエレメント（３８，４０）に、特にクラッチハブ（４０）に結合されていて、前記ねじりばね装置（３２）の三段式のばね特性曲線の場合に、他のクラッチエレメント（４０，３８）に、特にクラッチフランジ（３８）に接触（５６）可能であり、さらに前記クラッチエレメント（４０）、特に前記クラッチハブ（４０）の接触領域（５８）に接触可能であることを特徴とする、請求項４記載のクラッチ装置。
【請求項７】
一方のクラッチエレメント（３８，４０）、特に前記クラッチハブ（４０）は、各板ばね収容部（４８）を有し、該板ばね収容部（４８）は、前記板ばね装置（４２）が収容されていてかつ固定されている凹部として形成されており、前記板ばね装置（４２）は、他方のクラッチエレメント（３８，４０）、特にクラッチフランジ（３８）のストッパ（７４）に接触可能であるように、前記板ばね収容部（４８）から突出しており、前記クラッチエレメントのストッパ（７４）は、凸部又は凹部若しくは切欠きとして形成されていることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項８】
前記板ばね装置（４２）の収容部（４８）は、前記ねじりばね装置（３０，３２）の三段式のばね特性曲線（Ｂ）の場合に、さらに接触領域を有しており、該接触領域でもって、前記板ばね装置（４２）は、一方のクラッチエレメント（３８，４０）、特に前記クラッチフランジ（３８）との接触（５６）に対して付加的に、他方のクラッチエレメント（４０）、特にクラッチハブ（４０）の接触領域（５８）に接触可能であることを特徴とする、請求項５から７までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項９】
１つ又は２つの前記クラッチエレメント（３８，４０）若しくは前記クラッチフランジ（３８）及び／又は前記クラッチハブ（４０）の固有剛性が、可変に構成されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【請求項１０】
前記ねじりばね装置（３０，３２）のばね特性曲線（Ｂ）は、ライニング特性曲線、又は指数関数的に延びる特性曲線に一致するか又は近似していることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載のクラッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１３−５０９５４３（Ｐ２０１３−５０９５４３Ａ）
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３５６２６（Ｐ２０１２−５３５６２６）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２０１０／００１２２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５０７７４
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５１２００６２３９）シェフラー テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト (59)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ １−３， Ｄ−９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２０１０／００１２２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５０７７４
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５１２００６２３９）シェフラー テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト (59)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ １−３， Ｄ−９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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