JP2004516430A - クラッチ作動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に自動車駆動装置のためのクラッチ作動装置であって、電動モータ（１８，５２）と、互いに同軸的に配置された２つの伝動装置部材（２８，３８，６２；６８，８２；９６，９８）を備えた減速式の作動伝動装置（２０）とを有する電子制御可能なクラッチアクチュエータ（１６）が設けられており、前記伝動装置部材が、ねじ山（８４，８６，８８）を介して駆動式で互いに結合されており且つ相対回動時に互いに軸方向で調節され、しかも、前記伝動装置部材の内の一方（３８，６８，９６）がクラッチアクチュエータ（１６）のケーシング（２２，５８）内で軸方向で位置固定されており、他方の伝動装置部材（２８，６２，８２，９８）の作動運動が、クラッチディスクのレリーズベアリング（４２）に伝達されるようになっている形式のものから出発する。
ケーシング（２２，５８）に対して相対的に軸方向で摺動可能な伝動装置部材（２８，６２，８２，９８）が、長手方向ガイド（２６，６６）を介して相対回動不能に、しかし軸方向で摺動可能に電動モータ（１８）のロータ（５６）若しくはモータ軸（２４）に結合されており且つ作動部材（４０，７４）を介してレリーズベアリング（４２）に作用するようになっている、ということを提案する。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のクラッチ作動装置から出発する。
【０００２】
内燃機関と、完全に又は部分的に自動切替可能な機械的なマニュアルトランスミッションとを備えた自動車駆動装置に関しては、電子制御可能なクラッチアクチュエータを有するクラッチ作動装置が用いられる。単数若しくは複数のクラッチは、車両を始動させるため、又はトランスミッションを切り替えるために使用することができる。米国特許第５４４１４６２号明細書に基づき、電子制御ユニットがクラッチアクチュエータを運転パラメータ及び走行パラメータに関連して制御する自動車駆動装置が公知である。
【０００３】
更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７０１７３９号明細書に基づき、電動モータにより車両クラッチを連結・解除するためのクラッチアクチュエータが公知である。前記電動モータは、駆動ウォームとウォームギヤとを有するウォーム歯車伝動装置の形の減速歯車伝動装置を介して、軸方向で摺動可能に案内されたロッドを作動させる。このロッドは、連結用の液圧式の伝達区間のセンサユニットに作用する。種々様々な適用例に対応して、種々様々な電動モータ及び減速歯車伝動装置を備えたクラッチアクチュエータを開発して製作し、用意せねばならない。更に、長い伝達区間は多数のエラー源を生ぜしめ且つ作動運動に関して不正確性をもたらす。
【０００４】
国際公開第９８／１３６１４号パンフレットに基づき公知のクラッチアクチュエータの場合、電動モータのモータ軸はねじ山を支持しており、このねじ山には雌ねじ山を有する作動部材が座着している。この作動部材はクラッチアクチュエータのケーシング内で、周方向では位置固定されているが、軸方向では摺動可能に案内されているので、モータ軸の回転時は、当該作動部材の軸方向の位置が変化する。作動部材は、レバー機構若しくは流体静力学システムの形の機械式又は液圧式の伝達区間を介して、クラッチのレリーズベアリングに作用する。この場合、電動モータは作動部材の作動方向で、予負荷されたばねによって助成され、このばねは、一方ではケーシングに支持されており且つ他方では作動部材に作用する。軸方向で作用する作動力の成分も、前記ばね力の成分も、モータ軸の軸受けを介して支持されているので軸受けを補強せねばならず、軸受け遊び及び軸受け構成部材の製作誤差が、作動精度に影響を及ぼす。
【０００５】
発明の利点
本発明では、ケーシングに対して相対的に軸方向で摺動可能な伝動装置部材が、長手方向ガイドを介して相対回動不能に、しかし軸方向では摺動可能に電動モータのロータ若しくはモータ軸と結合されており且つ作動部材を介してレリーズベアリングに作用する。これにより、作動力及び場合によっては予負荷されたばねの力は、ケーシング内に位置固定された伝動装置部材を介して直接にケーシングに支持される。モータ軸受けは、前記力によっては負荷されない。それというのも、無視し得る程度の摩擦力以外の力が軸方向で長手方向ガイドを介して伝達される恐れがないからである。更に、クラッチのレリーズベアリングと支持部との間の累積製作誤差が非常に小さいので、作動運動及びクラッチアクチュエータの位置における許容誤差が極めて小さく保持される。
【０００６】
クラッチアクチュエータの電動モータは、大きく減速する作動伝動装置を介してレリーズベアリングに作用するので、付加的な増幅器及び例えば液圧区間又は液圧式の増圧器等の伝達区間は不要である。一般にこれらの装置に関連したエラー源、つまり、例えば液圧液の老化と相俟って結果的に老化に基づく力の変位を生ぜしめる液圧区間のガス溜まり及び不密性は、本発明による装置では回避される。
【０００７】
減速式の作動伝動装置としては、小さなねじ山勾配を備えた公知の構成のスピンドル伝動装置又はねじ伝動装置、或いはねじ山の勾配が竹の子ばねによって形成される竹の子ばね伝動装置が有利である。ねじ山を介して駆動式で互いに結合された伝動装置部材の内、一方の伝動装置部材はケーシング内に位置固定されているのに対して、電動モータによって駆動される他方の伝動装置部材は、長手方向ガイドによって相対回動不能に、しかし軸方向で可動にモータ軸に支承されている。
【０００８】
ねじ伝動装置の場合は、一方の伝動装置部材が、他方の伝動装置部材の雄ねじ山に係合する雌ねじ山を有している。竹の子ばね伝動装置の場合は、一方の伝動装置部材が竹の子ばねによって形成されているのに対して、他方の伝動装置部材は、半径方向を向いた、周面にわたって配分された端部を以て竹の子ばねの２本の隣接した巻条の間に係合する伝達部材である。電動モータが該電動モータに結合された伝動装置部材を駆動すると、この伝動装置部材はケーシング内で相対回動不能に保持される伝動装置部材に対して相対的に回動する。この場合、軸方向でモータ軸に沿って可動に支承された伝動装置部材は、ねじ山を介して軸方向で調節される。この作動運動は、作動部材を介してクラッチのレリーズベアリングに伝達される。このような作動伝動装置は極めてコンパクトに構成されており、大きな減速と同時に、大きな位置精度を有する非常に高い作動力を生ぜしめることができる。
【０００９】
伝達部材の端部と竹の子ばねとの間の摩擦及び摩耗を減少させるためには、前記端部に有利には滑子、或いは滑り軸受け又は転がり軸受けによって当該端部に支承されたローラが設けられている。更に、竹の子ばねを良好に案内するためには、前記端部が対を成して周面に配置されており、しかも、１対のピンの一方のピンが他方のピンに対して軸方向でも周方向でもずらされており、これにより、ピン対のピンはそれぞれ竹の子ばねの勾配の方向で位置している。
【００１０】
クラッチアクチュエータは、一般に１つ又は複数のクラッチばねの力に抗して作動する。作動伝動装置はセルフロック式なので、作動力は伝動装置部材を介してケーシングに支持され、これにより、電動モータはレリーズベアリングを調節するために必要とされる力だけを付与すればよい。この力をできるだけ小さく保持し且つ摩擦力の克服に必要とされる力にできるだけ減少するためには、予負荷されたばねが軸方向で摺動可能な伝動装置部材に作用する。これにより、クラッチばねの力が補償される。予負荷されたばねは、一方ではケーシングに支持されており且つ他方では軸方向で可動の回転する伝動装置部材に支持されているので、当該の予負荷されたばねと軸方向で摺動可能な伝動装置部材との間に、軸方向で作用する転がり軸受けを設けることが有利である。予負荷されたばねは、種々様々な機械式の構成においても、ハイドロニューマチック式の構成においても技術的に公知である。
【００１１】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
クラッチ１０はクラッチケーシング１２を有しており、このクラッチケーシング１２には、クラッチディスク（詳しくは図示せず）が軸方向で可動に配置されており且つ一般に皿ばね１４を介して負荷される。皿ばね１４の内縁部にはレリーズベアリング４２が配置されており、このレリーズベアリング４２はクラッチアクチュエータ１６により、レバー５０を介して軸方向で調節される。
【００１３】
図１に示したクラッチアクチュエータ１６は電動モータ１８を有しており、この電動モータ１８は、竹の子ばね伝動装置として形成された作動伝動装置２０と結合されている。この作動伝動装置２０のケーシング２２には、回転軸に対して同軸的に、竹の子ばねの形の伝動装置部材３８が軸方向及び周方向で位置固定されている。伝達部材の形の別の伝動装置部材２８の、対を成して周面にわたって配分された端部３０，３２（図２）は、それぞれ隣接する巻条８４の間に係合している（図３）。１対の端部３０，３２は軸方向のずれ７８と、周方向のずれ８０とを有している。これらの軸方向のずれ７８と周方向のずれ８０との間の比は、１対の端部３０，３２が隣接した２対の間の巻条８４の勾配の方向で位置するように選択されている。前記端部３０，３２と竹の子ばね３８との間の摩擦を減少させるためには、当該端部３０，３２にローラ３４，３６が滑り軸受け又は転がり軸受けによって支承されている。ローラ３４，３６の代わりに、滑子（転がり軸受けと同様、詳しくは図示せず）が設けられてもよい。
【００１４】
伝達部材２８は電動モータ１８のモータ軸２４に座着しており且つ嵌合キーの形の長手方向ガイド２６に沿って軸方向で摺動可能に案内されている。連行歯列として形成されていてもよい前記長手方向ガイド２６は、同時に電動モータ１８のトルクを伝達部材２８に伝達するために役立つ。
【００１５】
回転軸の周りを伝達部材２８が回転すると、この伝達部材２８の周面に設けられた端部３０，３２は竹の子ばね３８の巻条８４に追従するので、これにより、伝達部材２８は長手方向ガイド２６に沿って軸方向で調節される。伝達部材２８は円筒形の作動部材４０、スラスト軸受け４８及びレバー５０を介してレリーズベアリング４２に作用する。作動部材４０は、皿ばね１４によって伝達部材２８とスラスト軸受け４８との間に遊び無く保持される。但し、前記作動部材４０は、伝達部材２８に面した端面において、この伝達部材２８と結合されていてもよい。
【００１６】
クラッチ１０の皿ばね１４の力を補償するためには、伝達部材２８の作動部材４０とは反対の側の端面がスラスト軸受け４６を介して、予負荷されたばね４４によって負荷される。このばね４４の他端部は、ケーシング２２に支持されている。補償力も、作動力も、これらの力の反力も、セルフロック式の作動伝動装置２０の伝動装置部材２８，３８を介して直接にケーシング２２に支持されるので、モータ軸受けを負荷しない。
【００１７】
図４に示した実施例では、伝達部材６８がケーシング２２と不動に結合されており且つローラ７０，７２を以て竹の子ばね８２の巻条間に係合している一方で、竹の子ばね８２は、作動部材７４と支持部材７６との間で保持されている。この場合、作動部材７４及び支持部材７６は長手方向ガイド２６に沿って軸方向で摺動可能に配置されている。作動部材７４は、回転軸に対して横方向で延びる壁部材９２を有しており、この壁部材９２にはスラスト軸受け４８が接触している。一般に、壁部材９２とスラスト軸受け４８との間の接触面は環状である。但し、作動部材７４が周面に配分された少なくとも３つの接触面を以てスラスト軸受け４８に接触していれば十分である。
【００１８】
作動部材７４の壁部材９２の内縁部には、竹の子ばね８２の内部に延在し且つ回転軸に対して横方向で延びる支持部材７６の壁部材９０に支持されているか、若しくは該壁部材９０と結合された、円筒形の壁部材９４が続いている。有利には、作動部材７４及び支持部材７６の外周面は、それぞれケーシング２２内でセンタリングされている。作動部材７４と支持部材７６とが電動モータ１８によって駆動されると、竹の子ばね８２は軸方向で、ケーシングに固定された伝達部材６８に対して相対的に摺動し、これにより、作動部材７４及び支持部材７６が同様に運動されて、スラスト軸受け４８に作用する。この実施例の場合も、支持部材７６は予負荷されたばね４４によってスラスト軸受け４６を介して負荷される。
【００１９】
図５に示した実施例では、電動モータ５２は作動伝動装置２０のケーシング５８に組み込まれている。このことは、極めて短い構成のコンパクトなクラッチアクチュエータ１６を生ぜしめ、このクラッチアクチュエータ１６は、有利にはレリーズベアリング４２に対して同軸的に配置されており且つクラッチケーシング１２にフランジ締結されている。これにより、作動部材４０、伝動装置部材６２，３８、ケーシング５８及びクラッチケーシング１２を介した極めて短い摩擦接続が生ぜしめられる。電動モータ５２は、竹の子ばね３８の内室を上手く利用している。電動モータ５２のステータ５４は、ケーシング５８の支承管片６０に配置されている。ステータ５４は、軸受け６４を介して支承管片６０に回転可能に支承されたロータ５６によって取り囲まれる。
【００２０】
ロータ５６は周面に長手方向ガイド６６を有しており、この長手方向ガイド６６には伝達部材６２が係合している。この伝達部材６２の周面は、図１、図２及び図３に示した伝達部材２８と同様に構成されているので、ロータ５６が回転軸４８の周りを回転すると軸方向で運動し、この場合、作動部材４０を介してレリーズベアリング４２を調節する。最終的には予負荷されたばね４４がスラスト軸受け４６を介して伝達部材６２に作用するので、この場合も皿ばね１４の力は補償されている。
【００２１】
図６に示した実施例は、作動伝動装置２０として竹の子ばね伝動装置の代わりにねじ伝動装置を有しており、このねじ伝動装置では、雌ねじ山８６を備えたねじ山付きスリーブの形の伝動装置部材９６がケーシング２２に不動に挿入されている。前記伝動装置部材９６は、ケーシング２２の一体的な構成部材であってもよい。別の伝動装置部材９８は、その雄ねじ山８８を以て前記伝動装置部材９６の雌ねじ山に係合する。伝動装置部材９８は、長手方向ガイド２６を介してモータ軸２４によって駆動され且つこのモータ軸２４に沿って軸方向で摺動可能に案内されている。モータ軸２４が回転すると、伝動装置部材９８は雌ねじ山８６及び雄ねじ山８８の勾配に相応して軸方向で摺動され且つ作動部材を介してスラスト軸受け４８に作用する。雌ねじ山８６及び雄ねじ山８８は、有利にはメートル法による精密ねじ山として形成される。この実施例でも、ケーシング２２内で軸方向摺動可能な伝動装置部材９８には、予負荷されたばね４４がスラスト軸受け４６を介して作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
クラッチアクチュエータの部分縦断面図である。
【図２】
伝達部材の平面図である。
【図３】
伝達部材を備えた竹の子ばねの部分展開図である。
【図４】
図１に示したクラッチアクチュエータの変化実施例を示した図である。
【図５】
図１に示したクラッチアクチュエータの変化実施例を示した図である。
【図６】
図１に示したクラッチアクチュエータの変化実施例を示した図である。
【符号の説明】
１０ クラッチ、 １２ クラッチケーシング、 １４ 皿ばね、 １６ クラッチアクチュエータ、 １８ 電動モータ、 ２０ 作動伝動装置、 ２２ ケーシング、 ２４ モータ軸、 ２６、６６ 長手方向ガイド、 ２８，６２，６８ 伝達部材、 ３８，９６ 伝動装置部材、 ３０，３２ 端部、 ３４，３６ ローラ、 ３８，８２ 竹の子ばね、 ４０，７４ 作動部材、 ４２ レリーズベアリング、 ４４ 予負荷されたばね、 ４６，４８ スラスト軸受け、 ５０ レバー、 ５６ ロータ、 ６０ 軸受け管片、 ６４ 軸受け、 ７６ 支持部材、 ７８ 軸方向のずれ、 ８０ 周方向のずれ、 ８４ 巻条、 ８６ 雌ねじ山、 ８８ 雄ねじ山

Claims (16)

1. 特に自動車駆動装置のためのクラッチ作動装置であって、電動モータ（１８，５２）と、互いに同軸的に配置された２つの伝動装置部材（２８，３８，６２；６８，８２；９６，９８）を備えた減速式の作動伝動装置（２０）とを有する電子制御可能なクラッチアクチュエータ（１６）が設けられており、前記伝動装置部材が、ねじ山（８４，８６，８８）を介して駆動式で互いに結合されており且つ相対回動時に互いに軸方向で調節され、しかも、前記伝動装置部材の内の一方（３８，６８，９６）がクラッチアクチュエータ（１６）のケーシング（２２，５８）内で軸方向で位置固定されており、他方の伝動装置部材（２８，６２，８２，９８）の作動運動が、クラッチディスクのレリーズベアリング（４２）に伝達されるようになっている形式のものにおいて、
   ケーシング（２２，５８）に対して相対的に軸方向で摺動可能な伝動装置部材（２８，６２，８２，９８）が、長手方向ガイド（２６，６６）を介して相対回動不能に、しかし軸方向で摺動可能に電動モータ（１８）のロータ（５６）若しくはモータ軸（２４）に結合されており且つ作動部材（４０，７４）を介してレリーズベアリング（４２）に作用することを特徴とする、クラッチ作動装置。
2. 伝動装置部材（９６）が、ケーシング（２２）に不動に挿入されているか又は該ケーシングと一体に形成されており且つ雌ねじ山（８６）を有するスリーブであり、前記雌ねじ山が、ロータ若しくはモータ軸（２４）の長手方向ガイド（２６，６６）内で案内されている他方の伝動装置部材（９８）の雄ねじ山（８８）に係合している、請求項１記載の装置。
3. 雌ねじ山（８６）及び雄ねじ山（８８）がメートル法による精密ねじ山として構成されている、請求項２記載の装置。
4. 作動伝動装置（２０）が竹の子ばね伝動装置であり、該竹の子ばね伝動装置では、伝動装置部材（２８，６２，６８）が半径方向を向いた、周面にわたって配分された端部（３０，３２）を有する伝達部材によって形成され、更に、前記端部が、それぞれ別の伝動装置部材を形成する竹の子ばね（３８，８２）の２本の隣接した巻条（８４）の間に係合している、請求項１記載の装置。
5. 前記端部（３０，３２）が滑子、或いは滑り軸受け又は転がり軸受けによって支承されたローラ（３４，３６）を有している、請求項４記載の装置。
6. 前記端部（３０，３２）が、対を成して周面に配置されており、しかも、１対のピンの一方のピン（３０）が他方のピン（３２）に対して軸方向でずれ（７８）を有しており且つ周方向でずれ（８０）を有しており、該周方向のずれ（８０）に対する前記軸方向のずれ（７８）の比が、ピン対（３０，３２）間の竹の子ばね（３８）の勾配に相応する、請求項４又は５記載の装置。
7. モータ軸（２４）が長手方向ガイド（２６）として、同時に回転連行子として働く嵌合キー又は連行歯列を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 伝達部材（６８）がケーシング（２２）内で位置固定されており、竹の子ばね（８２）が、軸方向で作動部材（７４）と支持部材（７６）との間に配置されており且つこれらの作動部材及び支持部材と一緒に長手方向ガイド（２６，６６）を介して軸方向で案内され、更に、モータ軸（２４）若しくはロータ（５６）によって回転される、請求項４から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 支持部材（７６）及び作動部材（７４）の外周面が、ケーシング（２２）に回転可能且つ軸方向で摺動可能に支承されている、請求項８記載の装置。
10. 支持部材（７６）及び作動部材（７４）が、それぞれモータ軸（２４）の回転軸（４８）に対して横方向で延びる壁部材を有しており、これらの壁部材が、竹の子ばね（８２）の内部の円筒形の壁部材によって結合されている、請求項８又は９記載の装置。
11. 少なくとも１つの予負荷されたばね（４４）が、ケーシングに対して相対的に摺動可能な伝動装置部材に作用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 予負荷されたばね（４４）と伝動装置部材（２８，６２，８２）との間に軸方向で作用する転がり軸受け（４６）が配置されている、請求項１１記載の装置。
13. 電動モータ（５２）が作動伝動装置（２０）のケーシング（５８）に組み込まれている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 竹の子ばね（３８）が電動モータ（５２）を取り囲んでいる、請求項１３記載の装置。
15. 電動モータ（５２）が、内側に位置するステータ（５４）と、外側に位置するロータ（５６）とを有しており、該ロータが、駆動される伝動装置部材（３８，６２）のための軸方向ガイド（６６）を周面に有している、請求項１３又は１４記載の装置。
16. クラッチアクチュエータ（１６）のケーシング（２２）が、クラッチケーシング（１２）に同軸的にフランジ締結されており、作動部材（４０）が直接にレリーズベアリング（４２）に作用する、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の装置。