JP2001045612A - 駆動システム - Google Patents

駆動システム

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JP2001045612A
JP2001045612A JP2000178781A JP2000178781A JP2001045612A JP 2001045612 A JP2001045612 A JP 2001045612A JP 2000178781 A JP2000178781 A JP 2000178781A JP 2000178781 A JP2000178781 A JP 2000178781A JP 2001045612 A JP2001045612 A JP 2001045612A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気機械装置の機能を果たす能力を損なうこ
とを防止できるように電気機械装置と慣性質量体装置と
の間の熱エネルギー伝達を減少させ得る駆動システムを
提供する。 【解決手段】 慣性質量体装置(24)を備える駆動軸
(12)と電気機械装置(48)とをもっている特に動
力車のための駆動システム(10)にして、前記電気機
械装置によって駆動軸(12)が回転のために駆動され
得る、あるいは/且つ駆動軸(12)の回転の際に電気
的なエネルギーが獲得され得る、その際、前記電気機械
装置(48)が、ステータ装置(46)と、駆動軸(1
2)とともに回転可能なロータ装置(54)とを有す
る、その際、ロータ装置(54)が慣性質量体装置(2
4)を介して駆動軸(12)と結合しており、その際さ
らにロータ装置(54)が結合領域(62)を介して慣
性質量体装置(24)と結合しており、当該結合領域が
少なくとも一つの境を接する領域(60、82)に関し
て高められた熱伝導抵抗を備える領域である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動軸であってそ
れに設けられた慣性質量体装置(回転質量体装置、Schw
ungmassenanordnung)を備える駆動軸と、電気機械装置
であって当該電気機械装置によって前記駆動軸が回転の
ために駆動されることが可能である、あるいは当該電気
機械装置によって前記駆動軸の回転の際に電気的なエネ
ルギーが獲得されることが可能である、あるいは当該電
気機械装置によって前記駆動軸が回転のために駆動され
ることが可能であり且つ前記駆動軸の回転の際に電気的
なエネルギーが獲得されることが可能である電気機械装
置とをもっている駆動システム、特に動力車(原動機付
乗り物、例えば自動車等のような原動機付き車両)のた
めの駆動システムにして、前記電気機械装置が、ステー
タ装置(固定子装置)と、前記駆動軸と一緒に回転可能
であるロータ装置(回転子装置)とを有する駆動システ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ特許出願公開第19629346
号明細書(DE 196 29 346 A1)により、次のようなハイブ
リッド駆動システムが知られている。すなわち、このハ
イブリッド駆動システムは、直列接続で内燃機関と自動
式に操作され得るクラッチと電動機とトランスミッショ
ンとをもっている。電動機のロータは、トランスミッシ
ョン入力軸と回転固定に(すなわち相対回転しないよう
に)結合している。そして、電動機と摩擦クラッチない
し内燃機関との間には、これらの熱源、すなわち摩擦ク
ラッチ及び内燃機関から電動機への熱伝達を阻止するた
めに、絶縁領域が配設されている。電動機が暖まること
によって、電動機の機能を果たす能力が侵害される(損
なわれる)可能性がある。この侵害は、ドイツ特許出願
公開第19629346号明細書により知られている駆
動システムの場合には、熱源(摩擦クラッチ及び内燃機
関)と電動機とを空間的に比較的大きく引き離すことに
基づいて除去されている。
【0003】ドイツ特許出願公開第4423577号明
細書(DE 44 23 577 A1)により次のような駆動システム
が知られている。この駆動システムの場合には、駆動軸
にディスク状のフライホイールが担持されている。当該
フライホイールは、それの半径方向外側の領域におい
て、当該駆動システムにおけるねじり振動(ねじれ振
動)を減衰させる(弱める)ことができるように駆動軸
にトルクを及ぼし得る電気機械装置のロータを形成す
る。当該慣性質量体の半径方向外側の領域と当該慣性質
量体の半径方向内側の領域との間には、別の振動減衰機
能を与えるために、ゴム材料層(Gummimateriallage)が
配設されている。さまざまな材料の熱に関する性質につ
いては述べられていない。特に、電気機械装置の領域に
は、当該駆動システムの構成要素、当該構成要素によっ
て電気機械装置へ熱が伝達され得るであろう構成要素が
配置されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、機能
を果たす能力(Funktionsfaehigkeit)、特に電気機械装
置の機能を果たす能力を損なうことを防止できるように
電気機械装置と慣性質量体装置(回転質量体装置)との
間の熱エネルギー伝達を減少させ得る駆動システムを提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明により、この課題
は、以下のような動力車のための駆動システムによって
解決される。すなわち、当該駆動システムは、駆動軸で
あって当該駆動軸に設けられた慣性質量体装置を備える
駆動軸をもっており、且つ電気機械装置であって当該電
気機械装置によって前記駆動軸が回転するために駆動さ
れ得るあるいは当該電気機械装置によって前記駆動軸の
回転の際に電気的なエネルギーが獲得され得るあるいは
当該電気機械装置によって前記駆動軸が回転するために
駆動されることが可能であり且つ前記駆動軸の回転の際
に電気的なエネルギーが獲得されることが可能である電
気機械装置をもっている。その際、当該電気機械装置
が、ステータ装置(固定子装置)を有し、且つ前記駆動
軸とともに回転可能なロータ装置(回転子装置)を有す
る。またその際、当該ロータ装置が前記慣性質量体装置
を介して前記駆動軸と結合している。
【0006】本発明に係る駆動システムの場合には、前
記ロータ装置は、前記慣性質量体装置と、以下のような
結合領域を介して結合されている。すなわち、当該結合
領域は、境を接する少なくとも一つの領域に関して高く
された熱伝導抵抗(Waermeleitwiderstand)を備える領域
(つまり、境を接する少なくとも一つの領域よりも熱伝
導抵抗が大きい領域)である。
【0007】この結合領域によって、ロータ装置と慣性
質量体装置との十分な熱的な切り離し(絶縁)が達成さ
れ得る。その結果、例えば、慣性質量体装置の領域にお
いて発生した熱及びロータ装置へのその熱の伝達によっ
て電気機械装置全体がそれの機能を果たす能力に関して
侵害される危険がない。
【0008】例えば、前記の高くされた熱伝導抵抗は、
少なくとも一つの境を接する領域に比べて減少させられ
た有効な伝達断面面積(伝達横断面面積、Uebertragung
squerschnittsflaeche)を有して前記結合領域が構成さ
れていることによって与えられているとよい。
【0009】その際、前記有効な伝達断面面積が、少な
くとも、高められた温度があるあるいは予期され得る側
(すなわち、温度がより高いあるいはより高くなること
が予期され得る側)に位置する境を接する領域に比べて
減少させられていることが好ましい。
【0010】前記有効な伝達断面面積を減少させること
は、例えば、前記結合領域が少なくとも一つの、好まし
くは複数の空所を有し、当該空所がこの効果を強めるた
めに好ましくは前記結合領域を完全に貫くことによって
達成され得る。
【0011】このような装置の場合には、前記少なくと
も一つの空所が以下のような材料で満たされているこ
と、すなわち前記結合領域を形成している材料よりも小
さい熱伝導度を有する材料で満たされていることが考慮
にいれられているとよい。前記少なくとも一つの空所に
このような材料を与えることは、この空所を通ってロー
タの内部領域に異物が入って、そこで欠陥をひきおこす
可能性がないという利点をもつ。また、空所の領域にお
ける汚れあるいはその他の異物の集積がそれによって阻
止される。
【0012】その代わりに、前記結合領域が以下のよう
な材料から形成されていてもよい。すなわち、当該材料
は、前記ロータ装置を形成している材料に比べて、ある
いは前記慣性質量体装置を形成している材料に比べて、
あるいは前記ロータ装置を形成している材料及び前記慣
性質量体装置を形成している材料に比べてより小さい熱
伝導度を有する材料である。
【0013】電気機械装置の領域において発生した熱も
運び去ることが可能であり、それによってこの領域にお
ける熱蓄積を、特に過負荷領域で、阻止することが可能
であるように、ロータがステータを外側で取りまくこと
及びロータの外側表面に少なくとも一つの冷却フィン
(冷却リブ、Kuehlrippe)が設けられていることが提案
される。
【0014】一般に、保護のために電気機械装置は、固
定されている(据え付けられている、定置の)ケーシン
グによって外側で取り囲まれている。この場合には、さ
らに、当該ケーシングの内側表面に少なくとも一つの冷
却フィンが設けられていることが提案される。このよう
にして、当該ケーシングが、電気機械装置から放出され
る熱を吸収する高められた能力を有する。
【0015】駆動システムの本発明に係る構成は、特に
慣性質量体装置が少なくとも一時的に熱源であるときに
有利である。すなわち、特にこの場合には、本発明によ
って、慣性質量体装置の領域での熱の発生の際に電気機
械装置の機能を果たす能力の侵害が生じないことがもた
らされ得る。
【0016】例えば、前記慣性質量体装置が動力車用摩
擦クラッチのフライホイールであってもよいし、あるい
は、前記慣性質量体装置がトルクコンバータ、好ましく
はトルクコンバータのハウジングであってもよい。
【0017】本発明に係る駆動システムに組み込まれる
電気機械装置は、例えばスタータ/ジェネレータ機械装
置(始動/発電機械装置、Starter/Generator-Maschin
e)であってよい。すなわち、この機械装置は、内燃機
関を始動させるためにも利用することが可能であり、内
燃機関が作動しているときに電気的なエネルギーを獲得
するために及び場合によっては電気系(エレクトリカル
システム、供給システム、Bordnetz)に供給するために
も利用することが可能である。
【0018】例えばロータは永久磁石で励磁されるロー
タであってよい。例えば、電気機械装置が、(電気的に
あるいは永久磁石で励磁される)三相交流非同期機(Dre
hstrom-Asynchronmaschine)あるいは三相交流同期機(Dr
ehstrom-Synchronmaschine)であってもよい。特に非同
期機の場合には、比較的に高い蓄熱容量(Waermespeiche
rkapazitaet)を有する、ロータに設けられたシートスタ
ック(シートメタルパケット、Blechpaket)によって、
この機械装置の過負荷運転中も発生させられる熱の一部
が吸収されるとよい。しかし、特に慣性質量体装置がク
ラッチのフライホイールであるときに例えばクラッチを
つなぐ際に少なくとも短時間の温度の上昇しすぎが電気
機械装置の過負荷特性の相応の侵害を伴って発生する危
険がある。対応することが、同期機の場合にも当てはま
る。
【0019】例えば、本発明に係る駆動システムの場合
には、前記ロータ装置が担持エレメントをもっており、
当該担持エレメントが、前記慣性質量体装置と回転固定
な(すなわち相対回転不能な)結合状態にあるかあるい
は回転固定な結合状態にされ得ること、また好ましくは
大きくされた熱伝導抵抗を備える領域を形成することが
考慮に入れられているとよい。
【0020】前記慣性質量体装置が外側かみ合わせ部
(外側歯切り部)を有し、当該外側かみ合わせ部と前記
担持エレメントが係合状態(かみ合い状態)にあるとよ
い。この外側かみ合わせ部は、同時に、電磁的なセンサ
(ピックアップ、フィーダ、Aufnehmer)によって一般
に駆動ユニット(ドライブアセンブリ、Antriebsaggreg
at)の回転数に相当する慣性質量体装置の回転数を検知
するために用いられ得る。
【0021】回転結合をつくりだすために、そのとき、
前記担持エレメントが基体(ボディー領域)から張り出
している複数の係合突出部(かみ合い突出部)を有する
ことが考慮に入れられているとよい。
【0022】別の実施形態では、前記担持エレメントが
複数の固定ピン(固定ボルト)によって前記慣性質量体
装置に取り付けられているあるいは取り付けられ得ると
よい。ここできわめて効力のある熱的な絶縁を得るため
に、前記慣性質量体装置及び前記担持エレメントのうち
の一方に少なくとも一つの接触面部分が形成されてお
り、当該接触面部分がそのときどきの他方の構成要素
(すなわち慣性質量体装置及び担持エレメントのうちの
前記の接触面部分が形成されていないほう)における接
触面部分に比べてより小さい表面領域を有することが提
案される。例えば、接触面部分が少なくとも一つのほぼ
リング状に形成された接触面を形成するとよい。
【0023】本発明に係る駆動システムのさらに別の実
施形態では、前記ロータ装置が複数のほぼリング状に形
成された金属ディスク要素をもっており、当該金属ディ
スク要素が複数の固定ピンによって前記慣性質量体装置
に担持されており、その際好ましくは当該固定ピンが、
主として、高められた熱伝導抵抗を備える領域を形成す
ることが考慮にいれられているとよい。
【0024】この実施形態の場合にここで最終的にロー
タのためのヨークを形成する前記金属ディスク要素と前
記慣性質量体装置との間の所望の間隔を維持するため
に、前記慣性質量体装置と前記金属ディスク要素との間
に配設された少なくとも一つの間隔要素が設けられてお
り、当該間隔要素が前記慣性質量体装置に比べて、ある
いは前記固定ピンに比べて、あるいは前記慣性質量体装
置及び前記固定ピンに比べて大きくされた熱伝導抵抗を
与えることが提案される。
【0025】本発明に係る駆動システムの場合に熱の搬
出をさらに支援することができるように、固定されてい
る(据え付けられている、定置の)装置、つまり前記ロ
ータ装置とともに回転可能でない装置に、少なくとも一
つの冷却媒体路が設けられていることが提案される。
【0026】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面に関連
して有利な実施形態をもとにして詳細に説明する。図1
は、本発明に係る駆動システムの縦断面図を示し、図2
は、トランスミッションハウジングが省略された状態で
の図1における矢印IIの注視方向における半径方向に見
た図を示し、図3は、別の実施形態の、図1に相当する
図を示し、図4は、慣性質量体装置とかみ合い状態にあ
る、ロータ装置の担持エレメントの軸方向に見た図を示
し、図5は、図4における線V−Vに沿っての担持エレ
メントの縦断面図を示し、図6は、慣性質量体装置への
ロータ装置の結合のためのさらに別の実施形態を示し、
図7は、慣性質量体装置とのロータ装置の担持エレメン
トの連結のためのさらに別の実施形態を示す。
【0027】図1に示された駆動システム10は、主と
して、駆動軸12をもっている。当該駆動軸は、例え
ば、クランクケース14において軸受16によって端部
側で回転可能に支持されている内燃機関のクランクシャ
フトである。クランクシャフトフランジ18には、複数
のねじピン(スタッド、Schraubbolzen)20と間隔エ
レメント(Abstandselement)22とによって動力車(原
動機付き乗り物、例えば自動車のような原動機付き車
両)用摩擦クラッチ26の全体として符号24を付され
たフライホイールが回転固定に(すなわち相対回転しな
いように)結合させられている。
【0028】当該動力車用摩擦クラッチは、周知のごと
く、ねじピン(スタッド)30によってフライホイール
24に半径方向外側の領域に固定結合されたクラッチハ
ウジング32と蓄力器(エネルギーアキュムレータ、Kr
aftspeicher)34のプレストレスのもとで、例えばダ
イアフラムスプリング34のプレストレスのもとで回転
軸心Aの方向においてフライホイール24の方へ向かっ
てプレストレスを与えられる押しつけプレート36とを
備える押圧プレートサブアセンブリ(押圧板組立体、Dr
uckplattenbaugruppe)28を有する。押しつけプレート
36とフライホイール24との間で、全体として符号4
0を付されたクラッチディスクの摩擦ライニング38が
はさんで締めつけられ得る。ダイアフラムスプリング3
4の半径方向内側の領域に働きかける連動解除機構(ク
ラッチリリース機構、Ausrueckermechanismus)42に
よって、押しつけプレート36へのダイアフラムスプリ
ング34の力付勢が解消され得る。それによって、押し
つけプレート36とフライホイール24との間での摩擦
ライニング38の締め付け状態がクラッチの連動解除さ
れた状態(すなわち、クラッチがきられた状態)におい
て排除され得る。図示されたクラッチは一例にすぎず、
もちろんここできわめてさまざまな変更が考慮にいれら
れ得ることを指摘しておく。例えば、クラッチの領域に
摩擦ライニング38の損耗(磨損)検知のための損耗セ
ンサ(あそび伝達装置、あそびセンサ、Spielgeber)が
設けられていてもよく、あるいはクラッチディスク40
の領域にねじり緩衝装置(ねじりダンパ装置)が設けら
れていてもよく、あるいはこれら両方が設けられていて
もよい。クラッチの具体的な構成は、本発明の原理に対
して並列的な(副次的な)意味をもつ。さらに、クラッ
チディスク40がそれのハブ44を介して、図において
認識できないトランスミッション入力軸と回転固定に結
合し得ることを指摘しておく。
【0029】さらに、クランクケース14あるいは一般
的に不図示の内燃機関のケーシングに、全体として符号
48を付された電気機械装置のステータ46が、例えば
複数のねじピン(スタッド)50によって、固定結合さ
れている。周知のように、ステータ46は、複数のステ
ータ巻き線(ステータコイル)52をもっている。当該
ステータ巻き線は、磁気を帯びたあるいは磁化され得る
ヨーク(Joch)と協働して磁気回路を形成する。半径方向
外側にステータ46を取り巻いてロータ54が設けられ
ている。当該ロータはシートスタック(シートメタルパ
ケット、Blechpaket)56をもっており、当該シートス
タックに周方向に互いに対して間隔をおいて位置して複
数の永久磁石58が配置されている。その際、シートス
タック56がロータ54のヨークを形成し、当該ヨーク
を経てロータ54内での磁気的なフィードバック(magne
tische Rueckfuehrung)が発生させられる。ロータ5
4、すなわちシートスタック56を担持するロータの部
分60は、図示された実施形態では、この場合に慣性質
量体装置(回転質量体装置、Schwungmassenanordnung)
24を形成するフライホイール24と一体に形成されて
いる。この目的のために、結合領域62が設けられてお
り、当該結合領域に、図2においても認識できるよう
に、複数の貫通口64が周方向に相前後して形成されて
いる。図示された実施形態では、貫通口64のそれぞれ
には、結合領域62及びそれとともに慣性質量体装置2
4ないしロータ54の部分60も形成する材料に比べて
低下させられた熱伝導度を有する材料66、例えばセラ
ミクス材料が配置されている。
【0030】ロータ54とフライホイール24ないし慣
性質量体装置24との間の前記結合領域によって熱伝導
度が低下させられた領域が生み出されることがわかる。
このことは、一方では開口部64を設けることによって
達成され、その結果、結局はもはや結合領域62の材料
のブリッジ部分68が存在するにすぎない。貫通口64
に材料66が配置されていなかったならば、慣性質量体
装置24とロータ54との間の熱伝達は本質的にこれら
のブリッジ領域68を介してしか行われ得ないだろう。
すなわち、有効な熱伝達横断面が減少させられている。
しかしながら、このことは、貫通口64に材料66を与
えた場合にもあてはまる。なぜならば、この材料は低下
させられた熱伝導度λを有するからである。例えば有効
な伝達断面面積(伝達横断面面積)は、ブリッジ部分6
8の横断面面積の和に結合領域62の材料の熱伝導度λ
を乗じたものと、材料66の横断面面積の和に材料66
の熱伝導度λを乗じたものとを足し合わせたものとみな
すことができるだろう。材料66が省略される(与えら
れていない)(これは近似的に、それの熱伝導度がゼロ
に等しい場合に相当する)と、熱伝達は、ブリッジ領域
68を介してだけ行われ、伝達される熱量はブリッジ部
分68のこの横断面面積とこれの材料の熱伝導度との積
に比例している。材料66の熱伝導度λをゼロとみなす
ことはできないが、しかしながら結合領域62の材料の
熱伝導度よりも小さいならば、貫通口64が達成されな
いコンフィギュレーション(構成、Konfiguration)に
比べて、同様に、有効な伝達断面面積が減少させられ
る。なぜならば、材料66の横断面面積が、そこに結合
領域62の材料が与えられたときよりも小さいλを乗ぜ
られる必要があるからである。
【0031】結局は減少させられた伝達断面面積をもた
らす貫通口64を設けることによって、慣性質量体装置
24とロータ54との少なくとも部分的な熱的な絶縁
(引き離し、Entkopplung)が達成される。このこと
は、摩擦クラッチ26の領域に連動過程及び連動解除過
程(すなわち、クラッチをつなぐ過程及びクラッチをき
る過程)で熱が発生したときにこの熱がロータ54へ流
れるのを十分に妨げる、すなわち摩擦クラッチ26に関
して本質的にフライホイール24が連動過程及び連動解
除過程の実行の際に発生する熱を吸収してそれから周囲
(環境)へ放出する蓄熱器(ヒートアキュムレータ、Wa
ermespeicher)を形成するという利点をもつ。それによ
って、電気機械装置48の運転特性、特にロータ54の
運転特性が、摩擦クラッチ26の領域における温度変化
あるいは温度上昇によって広範囲で影響をうけない(ほ
とんど影響をうけない)ままである。それによって、慣
性質量体装置24の領域における上昇しすぎた温度によ
りロータ54の領域における温度の上昇しすぎも発生す
るという危険が低下させられ得る。
【0032】図1において認識可能な電気機械装置48
は、例えば、電流を流すことによって内燃機関を始動さ
せるための回転エネルギーを発生させることに利用され
得るスタータ/ジェネレータ装置であってもよい。内燃
機関が始動させられており、それ自体が回転エネルギー
を発生させるとき、電気機械装置48は、ジェネレータ
(発電機)として働き得る。当該ジェネレータによって
電気的なエネルギーが動力車用バッテリーに供給され
る。しかしながら、少なくとも決められた走行状況にお
いて電気機械装置48が内燃機関によって与えられるト
ルクに対する補助するトルクを発生させ得る、あるいは
場合によっては車両のための単独の推進力(Vortriebskr
aft)を発生させ得ることを指摘しておく。
【0033】高い負荷の領域における電気機械装置48
の運転の際にそこで発生させられる熱エネルギーが放出
され得ることももたらすために、ロータ54の外側表面
68に、図1の上側部分において認識可能な、周方向に
延在する複数の冷却フィン(冷却リブ)72を備える冷
却フィン装置(冷却リブ装置、Kuehlrippenanordnung)
70が設けられていることが可能である。これらの冷却
フィン72は、好ましくは完全に周方向にロータ54の
まわりに延在し、それによってロータ54の改良された
熱搬出(熱除去)をもたらす。電気機械装置の保護のた
めにこれが一般にケーシング74内に、例えば延長され
たトランスミッションハウジング(ベル状トランスミッ
ションハウジング、Getriebeglocke)内に組み入れられ
ているので、すなわちこのケーシング74によって半径
方向外側で取り巻かれているので、当該ケーシングの内
側表面76に、全く同様に好ましくは周方向に完全に取
り巻いて延在する複数の冷却フィン(冷却リブ)80を
備える別の冷却フィン装置(冷却リブ装置)78を設け
ることが全く同様に有利であるだろう。このような冷却
フィン装置70、78を設けることは、特に、結合領域
62を構成することによってロータ54から慣性質量体
装置24への熱伝達が十分に阻止されているので有利で
ある。冷却フィンをそれらの半径方向の広がりの大きさ
がそれらの軸方向の幅にほぼ等しいように形成すること
が有利であることが判明した。換言すれば、軸方向に相
前後して位置する各フィンの間に形成された溝が同様に
幅と等しい高さを有する。このような冷却フィンの幅な
いし高さについての有利な寸法は、1〜2mmの範囲に
あるが、しかしながらより小さくてもよい。
【0034】ここでさらにロータ54の領域にて高めら
れた蓄熱容量を与えることができるように、以下のこと
が念頭におかれるとよい。すなわち、結合領域62をさ
らに慣性質量体装置24の方に移動させること、例えば
半径方向にねじピン30に境を接するように移動させる
ことが念頭におかれるとよい。その結果、慣性質量体装
置24の半径方向外側の領域は、最終的に蓄熱容量の観
察の際にロータ54に分類される(割り当てられる)べ
きであり、フライホイール24に分類されるべきでな
い。それにもかかわらず、慣性質量体装置と回転固定に
(すなわち相対回転しないように)結合しており且つそ
れによってそれ自体慣性モーメントへの寄与を与えるロ
ータ全体と全く同様に、慣性質量体装置のこの部分も慣
性モーメントへの寄与を与えるだろう。
【0035】結合領域62が、完全に、慣性質量体装置
24の境を接する領域82ないしはロータ54の境を接
する領域60とは違う材料、例えばセラミクス材料から
形成されていてもよいことを指摘しておく。このケース
でも、この完全に違う材料から形成された結合領域がそ
のとき付加的にさらに貫通口を備えているとよい。ロー
タ54の内部領域へ汚れが入るのを妨げるために、当該
貫通口は、そのとき別の熱伝導性のよくない材料によっ
て閉鎖されているとよいだろう。すなわち、そのとき原
理的に、結合領域62の材料が、それが低下した熱伝導
度を与えるがしかしそれにもかかわらずロータ54と慣
性質量体装置24との間の比較的に高い結合強度(Verbi
ndungsfestigkeit)を与えるように選択されるとよいだ
ろう。その際、貫通口を設けることによってあるいは単
に材料凹所(Materialaussparungen)を設けることによっ
ても、有効な伝達断面の低下により、高められた熱伝導
抵抗が与えられる。
【0036】図3は、本発明に係る駆動システムの別の
実施形態を示す。前述した構成要素に構造及び機能に関
して相当する構成要素には、同一の符号が添え字「a」
を添えて付されている。基本的な構造は図1に示された
構造と本質的に合致するので、以下では、構造上の相違
点にだけ立ち入る。
【0037】図3に示す実施形態の場合には、慣性質量
体装置24aの外周領域に、すなわちフライホイール2
4aの外周領域に、溝90a、92aが設けられている
ことがわかる。溝90aによって、きわめて小さい伝達
断面を備える結合領域62aが慣性質量体装置24aの
両方の境を接する領域82aとロータ54aの材料領域
60aとの間にうみだされる。伝達断面面積のこの減少
は、さらに、ロータ54aと慣性質量体装置24aとの
間のこの熱伝達領域が半径方向内側へ向かって溝90a
の底部の領域へ移動させられていてロータの外周面68
aの領域に位置しないことによってなお強化される。溝
90a、92aを設けることは、さらに、半径方向外側
の領域において慣性質量体装置24aの改良された放熱
特性が獲得され得るという利点をもつ。さらに、符号9
4aのところに伝達断面面積の別の狭隘部が現れるが、
しかしながらそれが半径方向さらに外側に位置すること
がわかる。その結果、回転軸心Aに対してのより大きな
間隔によって横断面面積の減少が少なくとも部分的に再
び補償される。それにもかかわらず、ここでは、別の熱
伝達抵抗が導入される。
【0038】図3に示した実施形態の場合には、冷却フ
ィン装置70a、78aの冷却フィン72a、80aが
互いに半径方向において直接向き合って位置しており、
他方図1に示す実施形態の場合にはこれらの冷却フィン
が互いに対して互い違いにずらされていることがわか
る。
【0039】図4及び図5は、本発明の別の実施形態を
示す。前述した構成要素に構造ないし機能に関して相当
する構成要素には、同一の符号が添え字「b」を添えて
付されている。図4及び図5にはこの形態に関して本質
をなす構成要素だけが描かれていることを指摘してお
く。
【0040】これらの図において、慣性質量体装置24
bがそれの外周領域に半径方向外側に向かって張り出し
ている歯98bを備えるかみ合わせ部(歯切り部、Verz
ahnung)を有することがわかる。これらの歯98bは、
一方では電磁的なセンサ(ピックアップ、フィーダ、Au
fnehmer)と協働して慣性質量体装置の回転数を検知す
るために用いられ、他方では慣性質量体装置へのロータ
54bの回転固定な且つ軸方向に固定した連結を可能に
するために用いられる。図示された実施形態では、ロー
タ54bが、全体として符号90bを付された担持エレ
メントを有し、当該担持エレメントが、リング状の、図
示された実施形態ではシリンダ状のボディ領域(基体領
域)100bをもつ。軸方向にこのボディ領域100b
に、歯98bに対応配置されて突出部92bが接続す
る。当該突出部から周方向に指し示すタブ(フラップ、
ローベ、張り出し部、Lappen)94b、96bが折り曲
げられている。タブ94b、96bは、突出部92bと
協働して、それらが歯98bに対する対応かみ合わせ部
を形成してそれによって慣性質量体装置24bへの担持
エレメント90bの回転固定な連結を形成するように成
形されている。さらに、少なくともタブ94b、96b
の一部に、歯98bの方へ向けられた打ち出し部(Auspr
aegung)あるいは成形部(Ausformung)102bが形成さ
れている。これは、図4において認識可能な作り出され
た連結かみあいの状態で歯98bの側方フランク(Seite
nflanken)における対応する空所にはまり込む。その結
果、慣性質量体装置24bへのロータ54bの担持エレ
メント90bの軸方向に固定した連結も作り出されてい
る。担持エレメント90bがその内周面に周方向に分散
させて複数の永久磁石を担持することが可能であり、そ
のとき同時に、好ましくは板材(シートメタル、Blec
h)から成形された担持エレメント90bがロータのヨ
ークを形成し得ることを指摘しておく。しかしながら、
原理的には、ヨークとして付加的にディスク状の金属板
を担持エレメント90bの内周面に設けてもよい。
【0041】ボディ領域100bから突出部92bへの
移行領域には、比較的に小さい熱伝導断面(熱伝導横断
面)を生み出す結合領域62bが形成されている。すな
わち、ここでは、ボディ領域100bに関しても領域9
2b、すなわち突出部92bに関しても熱伝導のための
減少させられた断面を与え且つそれによって慣性質量体
装置24bとロータないしそれの永久磁石との間の熱的
な絶縁への著しいあるいは本質的な寄与を与える領域が
つくりだされている。つまり、ロータ装置は、この結合
領域62bを介して慣性質量体装置24bとつながれて
おり、その際、図示された実施形態では結合領域62b
が組立体のようにロータ装置54bに付設され得る。
【0042】本発明に係るシステムのさらに別の実施形
態が図6に示されている。前述した構成要素に構造ない
し機能に関して相当する構成要素には、同一の符号が添
字「c」を添えて付されている。図6にも当該発明に関
して重要な構成要素だけが描かれている。
【0043】図6において、ロータ装置54cが複数の
ディスク状の金属要素110c、112cをもってお
り、その際軸方向においてそれぞれより小さい外径を有
する要素110cとより大きい外径を有する要素112
cとが互いに交互に位置することがわかる。これらのデ
ィスク状の要素110c、112cの内側部に永久磁石
58cが担持されている。異なった直径の当該ディスク
要素によって、同時に、半径方向外側に向かってロータ
装置54cの冷却フィン(冷却リブ)72cが形成され
ている。すでに前述したように、これらの冷却フィン7
2cには、ケーシングに固定された冷却フィン装置(冷
却リブ装置)76cが半径方向に距離をおいて向き合っ
て位置している。さらに、このケーシング74cには、
複数の冷却媒体路(冷却媒体ダクト)114cを備える
通路装置が設けられている。その結果、ロータ装置54
cからケーシング74cへ放射あるいは対流によって伝
えられる熱が通路114cを流れる冷却媒体によってよ
り良好に運び去られ得る。一つあるいは複数の前記通路
114cが駆動ユニット(ドライブアセンブリ、Antrie
bsaggregat)の冷却システムに接続されているとよい。
【0044】図6において、さらに、ロータ装置54c
が周方向に相前後して位置する複数のピン(ボルト)、
例えばねじピン(ねじボルト、スタッド、Schraubbolze
n)あるいはリベット(クリンチボルト、Nietbolzen)1
16c、によって慣性質量体装置24cに担持されてい
ることがわかる。慣性質量体装置24cとこれに最も近
くに位置するディスク要素112cとの間には、少なく
ともピン116cの一部のところにそれぞれ間隔要素1
18cが設けられている。当該間隔要素は、一方で慣性
質量体装置24cからのロータ装置54cの空間的な引
き離しを与え、他方で付加的に熱的な絶縁を提供する。
熱伝導接触は、本質的に、慣性質量体装置24cから熱
が一つあるいは複数の前記ピン116cに伝えられ得
る、例えばピン頭部120cが慣性質量体装置24cに
支持される面領域で伝えられ得ることにある。一方、ピ
ン軸部はより大きな直径をもつ開口部に受け入れられて
いる。一つの前記ピンあるいは複数の前記ピン116c
を介して伝えられる熱は、そのとき、少なくとも別の軸
方向の端部に位置するピン頭部あるいはナット等122
cを介してあるいは場合によっては当該ピンの軸部領域
も介してディスク要素110c、112cへ伝えられ得
る。さらに、結合領域62cが付加的に一つあるいは複
数の前記間隔要素118cによって形成されている。し
かしながら、当該間隔要素は、好ましくは、ピン116
cの材料ないしは慣性質量体装置24cの材料に比べて
高められた熱伝導抵抗を有する材料から形成されてい
る。熱的な絶縁をさらに改善するためには、ピン頭部1
20cと慣性質量体装置24cとの間に高い熱伝導抵抗
を有する絶縁要素が位置するとよいだろう。その結果、
結局は結合領域62cにおいて二つの金属の要素の間の
相互の接触がまったく作り出されておらず、慣性質量体
装置24cに関してのロータ装置24cの支持が一つあ
るいは複数の前記間隔要素118cないし一つあるいは
複数の不図示の前記絶縁要素を介してだけ行われる。
【0045】図6に図示された実施形態の場合には、デ
ィスク状の板要素(シート要素、シートメタル要素、Bl
echelemente)110c、112cは0.25〜0.5m
mの範囲における厚さを有するとよい。
【0046】本発明に係る別の実施形態が図7に示され
ている。前述された構成要素に構造ないし機能に関して
相当する構成要素には、同一の符号が添字「d」を添え
られて付されている。
【0047】図7に示す実施形態の場合には、ロータ装
置54dが再び担持エレメント90dを有する。当該担
持エレメントは、複数のねじピン(スタッド)126d
によって慣性質量体装置24dにねじ留めされている。
担持エレメント90dの内側表面には、例えば、再び、
永久磁石58d及び場合によってはこれらを担持し且つ
ヨークを形成する複数の金属のディスク要素128dが
担持されている。慣性質量体装置24dには、半径方向
に距離をあけて、慣性質量体装置24dの回転軸心のま
わりで周方向に取り巻いており且つそれらの間に掘り下
げられた領域135dを形成する二つの支持面領域13
0d、132dが設けられている。この掘り下げられた
領域135dは、ピン126dによって貫かれる。ねじ
ピン126dが締まる際に、担持エレメント90dの表
面134dが面領域130d、132dに向かって引っ
張って動かされる。その際、ここではこれらの面領域1
32d、130dにおいてだけ慣性質量体装置24dと
担持エレメント90d、すなわちロータ装置54dとの
間の接触が形成されている。したがって、これらの互い
に当接する面領域が、最終的に、慣性質量体装置24d
から担持エレメント90dへの熱の伝達の際に比較的大
きな熱伝導抵抗を与える結合領域62dを形成する。そ
こでの熱伝達を回避するためには、担持エレメント90
dが面領域132dに境を接して半径方向内側の表面に
て慣性質量体装置24dの対応する表面と接触しない必
要があるだろうということを指摘しておく。しかしなが
らここで中心合わせ機能が望まれているならば、そこで
また接触が与えられるべきだろう。付加的にあるいはそ
の代わりに、担持エレメント90dに表面134dの領
域に、掘り下げられた領域135dに対応する凹部が設
けられていてもよいだろう。
【0048】図7において、さらに再び、ケーシング7
4dの冷却フィン装置76dに向き合って位置する担持
エレメント90dの外周面における冷却フィン72dが
認識される。さらに、ケーシング74dの外側表面にも
周囲へのケーシング74dからのより良好な放熱に寄与
する冷却フィン(冷却リブ)136dが設けられている
ことがわかる。
【0049】熱伝達への別の寄与は、図7に図示された
実施形態の場合に、慣性質量体装置24dとも担持エレ
メント90dとも接触しているそれぞれのねじピンによ
ってうみだされる。この接触領域も可能な限り小さく保
つために、慣性質量体装置24dにおける一つあるいは
複数の前記ピン126dによって貫かれる開口部がピン
126dの軸部よりは大きい直径を有するがしかしなが
らそれぞれのピン頭部138dよりは少なくともほんの
少しだけ小さい直径を有するとよい。そのとき、ピン1
26dと慣性質量体装置124dとの間の接触は、頭部
138dの比較的小さい表面領域においてだけ与えられ
ている。さらに、ピン126dが高められた熱伝導抵抗
を有する材料から形成されているかあるいは当該ピンの
頭部138dと慣性質量体装置24dとの間にピン12
6dないしは慣性質量体装置24d自体よりも小さい熱
伝導係数を有する絶縁要素が位置しているとよいだろ
う。
【0050】図4〜7の実施形態の上記の説明から、本
発明の意味において、ロータ装置が結合領域を介して慣
性質量体装置と結合され得るという記述は、これらの二
つの組立体(サブアセンブリ、Baugruppen)の統合され
た実体的な結合を意味するだけでなく、全く同様に二つ
の構成要素の互いの接触によってつくりだされる熱伝達
結合も意味することがわかる。
【0051】本発明により、電気機械装置のロータと熱
源、例えばクラッチのフライホイールあるいはまた例え
ばトルクコンバータ、すなわちトルクコンバータのハウ
ジング、との間で熱伝達がさまざまな措置によって困難
にされる。その結果、慣性質量体装置の領域、すなわち
例えばフライホイールあるいはトルクコンバータハウジ
ングの領域における熱の発生の際に、電気機械装置の運
転特性が、特に電気機械装置のロータの領域において、
ほとんど損なわれないままであり得る。ロータから慣性
質量体装置への熱の流れもこのようにして減じられてい
るので、図示されたエクスターナルロータタイプの機械
装置(アウトサイドロータをもつ機械装置、Aussenlaeu
fermaschine)の場合に冷却フィンを設けることが、特
に電気機械装置の過負荷運転あるいは高負荷運転(Ueber
last- oder Hochlastbetrieb)中もロータの領域におけ
る発生した熱が外へ放出され得ることをもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る駆動システムの縦断面図である。
【図2】トランスミッションハウジングが省略された状
態での図1における矢印IIの注視方向における半径方向
に見た図である。
【図3】別の実施形態の、図1に対応する図である。
【図4】慣性質量体装置とかみ合い状態にある、ロータ
装置の担持エレメントの軸方向に見た図である。
【図5】図4における線V−Vに沿っての担持エレメン
トの縦断面図である。
【図6】慣性質量体装置へのロータ装置の結合のための
さらに別の実施形態の図である。
【図7】慣性質量体装置とのロータ装置の担持エレメン
トの連結のためのさらに別の実施形態の図である。
【符号の説明】
12;12a 駆動軸 24;24a;24b;24c;24d 慣性質量体装
置 26;26a 摩擦クラッチ 46;46a ステータ装置(ステータ) 48;48a 電気機械装置 54;54a;54c ロータ装置(ロータ) 60;60a ロータの、結合領域と境を
接する領域 62;62a;62b;62c 結合領域 64 貫通口(空所) 66 より小さい熱伝導度を有す
る材料 68;68a ロータの外側表面 72;72a 冷却フィン 74;74a ケーシング 76;76a ケーシングの内側表面 80;80a 冷却フィン 82;82a 慣性質量体装置の、結合領
域と境を接する領域 90b;90d 担持エレメント 92b 突出部(係合突出部) 98b 外側かみ合わせ部 100b ボディー領域(基体) 110c 金属ディスク要素 112c 金属ディスク要素 114c 冷却媒体路 116c 固定ピン 118c 間隔要素 126d ねじピン(固定ピン) 130d 支持面領域(接触面部
分) 132d 支持面領域(接触面部
分) 134d 表面(接触面部分)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年7月7日(2000.7.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス ハイデン ファン ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト ヴァルター・フォン・デ ア・フォーゲルヴァイデ・シュトラーセ 76 (72)発明者 アルフレート タライルス ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト ヴァルター・フォン・デ ア・フォーゲルヴァイデ・シュトラーセ 86 (72)発明者 ユルゲン ヴァイマー ドイツ連邦共和国 デー・97502 オイア ーバッハ アルトフェルトリンク 10 (72)発明者 ディーター バウフ・パネツキー ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト アン デア エーゼルスヘ ーエ 111

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動軸であって当該駆動軸に設けられた
    慣性質量体装置(24;24a)を備える駆動軸(1
    2;12a)と、電気機械装置であって当該電気機械装
    置によって前記駆動軸(12;12a)が回転するため
    に駆動され得る、あるいは当該電気機械装置によって前
    記駆動軸(12;12a)が回転している状態で電気的
    なエネルギーが獲得され得る、あるいは当該電気機械装
    置によって前記駆動軸が回転するために駆動され得且つ
    前記駆動軸が回転している状態で電気的なエネルギーが
    獲得され得る電気機械装置(48;48a)とをもって
    いる駆動システム、例えば動力車のための駆動システム
    にして、前記電気機械装置(48;48a)が、ステー
    タ装置(46;46a)、及び前記駆動軸(12;12
    a)とともに回転可能なロータ装置(54;54a)を
    有し、且つ当該ロータ装置(54;54a)が前記慣性
    質量体装置(24;24a)を介して前記駆動軸(1
    2;12a)と結合しており、さらに当該ロータ装置
    (54;54a)が結合領域(62;62a)を介して
    前記慣性質量体装置(24;24a)と結合しており、
    当該結合領域が少なくとも一つの境を接する領域(6
    0、82;60a、82a)に関して高められた熱伝導
    抵抗を備える領域である駆動システム。
  2. 【請求項2】 前記結合領域(62;62a)が少なく
    とも一つの境を接する領域(60、82;60a、82
    a)に関して減少させられた有効な伝達断面面積を備え
    て構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の
    駆動システム。
  3. 【請求項3】 前記有効な伝達断面面積が、少なくとも
    高められた温度があるあるいは予期され得る側に位置す
    る境を接する領域(82;82a)に関して減少させら
    れていることを特徴とする、請求項2に記載の駆動シス
    テム。
  4. 【請求項4】 前記結合領域(62)が、少なくとも一
    つの、好ましくは複数の空所(64)を有することを特
    徴とする、請求項2〜3のいずれか一項に記載の駆動シ
    ステム。
  5. 【請求項5】 前記少なくとも一つの空所(64)が前
    記結合領域(62)を完全に貫通することを特徴とす
    る、請求項4に記載の駆動システム。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも一つの空所(64)が、
    前記結合領域(62)を形成する材料よりも小さい熱伝
    導度を有する材料(66)を充填されていることを特徴
    とする、請求項4または請求項5に記載の駆動システ
    ム。
  7. 【請求項7】 前記結合領域(62)が、前記ロータ装
    置(54)を形成する材料に対して、あるいは前記慣性
    質量体装置(24)を形成する材料に対して、あるいは
    前記ロータ装置を形成する材料及び前記慣性質量体装置
    を形成する材料に対してより小さい熱伝導度を有する材
    料から形成されていることを特徴とする、請求項1〜6
    のいずれか一項に記載の駆動システム。
  8. 【請求項8】 前記ロータ(54;54a)が前記ステ
    ータ(46;46a)を外側で取りまいていること、及
    び、前記ロータ(54;54a)の外側表面(68;6
    8a)に少なくとも一つの冷却フィン(72;72a)
    が設けられていることを特徴とする、請求項1〜7のい
    ずれか一項に記載の駆動システム。
  9. 【請求項9】 前記電気機械装置(48;48a)が、
    外側で、固定されているケーシング(74;74a)に
    よって取りまかれていること、及び、当該ケーシング
    (74;74a)の内側表面(76;76a)に少なく
    とも一つの冷却フィン(80;80a)が設けられてい
    ることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載
    の駆動システム。
  10. 【請求項10】 前記慣性質量体装置(24;24a)
    が少なくとも一時的に熱源を形成することを特徴とす
    る、請求項1〜9のいずれか一項に記載の駆動システ
    ム。
  11. 【請求項11】 前記慣性質量体装置(24;24a)
    が動力車用摩擦クラッチ(26;26a)のフライホイ
    ール(24;24a)を含むことを特徴とする、請求項
    1〜10のいずれか一項に記載の駆動システム。
  12. 【請求項12】 前記慣性質量体装置がトルクコンバー
    タ、好ましくはトルクコンバータのハウジングを含むこ
    とを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載
    の駆動システム。
  13. 【請求項13】 前記電気機械装置(48;48a)が
    スタータ/ジェネレータ機械装置(48;48a)であ
    ることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に
    記載の駆動システム。
  14. 【請求項14】 前記ロータ(54;54a)が永久磁
    石で励磁されるロータ(54;54a)であることを特
    徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の駆動
    システム。
  15. 【請求項15】 前記電気機械装置が、三相交流非同期
    機あるいは三相交流同期機であることを特徴とする、請
    求項1〜13のいずれか一項に記載の駆動システム。
  16. 【請求項16】 前記ロータ装置が担持エレメント(9
    0b;90d)をもっており、当該担持エレメントが前
    記慣性質量体装置(24b;24d)と回転固定結合状
    態にあるあるいは回転固定結合状態にされ得る、且つ好
    ましくは高められた熱伝導抵抗を備える領域(62b)
    を形成することを特徴とする、請求項1〜15のいずれ
    か一項に記載の駆動システム。
  17. 【請求項17】 前記慣性質量体装置(24b)が外側
    かみ合わせ部(98b)を有し、当該外側かみ合わせ部
    と前記担持エレメント(90b)が係合状態にあること
    を特徴とする、請求項16に記載の駆動システム。
  18. 【請求項18】 前記担持エレメント(90b)が、基
    体(100b)から張り出している複数の係合突出部
    (92b)を有することを特徴とする、請求項17に記
    載の駆動システム。
  19. 【請求項19】 前記担持エレメント(90d)が、複
    数の固定ピン(126d)によって前記慣性質量体装置
    (24d)に取り付けられているあるいは取り付けられ
    得ることを特徴とする、請求項16に記載の駆動システ
    ム。
  20. 【請求項20】 前記慣性質量体装置(24d)にある
    いは前記担持エレメント(90d)に少なくとも一つの
    接触面部分(130d、132d)が形成されており、
    当該接触面部分がそのときどきの他方の構成要素におけ
    る接触面部分(134d)に対してより小さい表面領域
    を有することを特徴とする、請求項19に記載の駆動シ
    ステム。
  21. 【請求項21】 接触面部分(130d、132d)が
    少なくとも一つの本質的にリング状に構成された接触面
    を形成することを特徴とする、請求項19または請求項
    20に記載の駆動システム。
  22. 【請求項22】 前記ロータ装置(54c)が本質的に
    リング状に構成された複数の金属ディスク要素(110
    c、112c)をもっており、当該金属ディスク要素が
    複数の固定ピン(116c)によって前記慣性質量体装
    置(24c)に担持されており、好ましくは当該固定ピ
    ン(116c)が、本質的に、高められた熱伝導抵抗を
    備える領域(62c)を形成することを特徴とする、請
    求項1〜15のいずれか一項に記載の駆動システム。
  23. 【請求項23】 前記慣性質量体装置(24c)と前記
    金属ディスク要素(110c、112c)との間に配置
    された少なくとも一つの間隔要素(118c)が設けら
    れており、当該間隔要素が、前記慣性質量体装置(24
    c)に対して、あるいは前記固定ピン(116c)に対
    して、あるいは前記慣性質量体装置及び前記固定ピンに
    対して、高められた熱伝導抵抗を与えることを特徴とす
    る、請求項22に記載の駆動システム。
  24. 【請求項24】 固定されている装置に少なくとも一つ
    の冷却媒体路(114c)が設けられていることを特徴
    とする、請求項1〜23のいずれか一項に記載の駆動シ
    ステム。
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