JP2007500326A - ダブルクラッチトランスミッション - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチの少なくとも一方は、少なくとも表面領域が少なくとも部分的に炭素含有材料から成る摩耗を要求される少なくとも１つの部品を有する、２つの湿式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッションに関する。図１による図は、模範的なグラフにおいて、本発明によるダブルクラッチトランスミッションにおいて求められるような摩擦値変化を示す。この場合、図１には、摩擦値μが滑り速度［ｍｍ／ｓ］にわたってプロットされている。見られるように、一貫した正の摩擦値変化がある。

Description

本発明は、２つの湿式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッションに関する。

ダブルクラッチトランスミッションは、それぞれ１つの独立した摩擦クラッチとギヤ段のグループが付設されている通常は同軸に配設された２つのトランスミッション入力軸を有する新しいトランスミッション様式である。通常の段切替えトランスミッションに対するダブルクラッチトランスミッションの本質的な利点は、駆動運転中の改善された加速能力及び惰性運転中の改善された減速能力を得る十分に動力伝達の中断のないシフト工程にある。マニュアルトランスミッションにたいする利点は、少ない燃費にある。動力伝達の中断がないために、これは、自動化されたマニュアルトランスミッションよりも優れているが、ユーザに自動化されたトランスミッションと同様の可能性を提供する。特許文献１では、乾式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッションが記載されている。オイル内を回転する２つのディスククラッチを使用する湿式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッションも既に公知である。

湿式クラッチを有するこれまで公知のダブルクラッチトランスミッションにおいて問題となるのは、マニュアルトランスミッションに対して通常使用されるオイルによって満たされない使用される潤滑剤に対する高い要求があるという事実である。潤滑剤への要求は、明らかに普通の段階式オートマチックトランスミッションのためのものの上にある。ダブルクラッチトランスミッションは、特に、例えば０〜約０．５ｍ／ｓの滑り速度の場合に非常に穏やかな正の摩擦値変化を必要とし、これにより、十分なアンチシャダー特性が確保される。正の摩擦値変化は、トランスミッションの寿命にわたってありつづける。この場合、トランスミッションにおいて著しい温度差が生じてしまい、この温度差が、クラッチの領域で例えば約―４０°Ｃ〜１８０°Ｃとなり得ることを考慮すべきである。ディスクセットにおけるいわゆるホットスポットでは、例えば２００°Ｃ以上の温度も生じ得る。

ダブルクラッチトランスミッションの要求される部品の耐摩耗性を向上させるために、これまでは費用のかかるコーティング処理が必要であったり、特に硬い材料が使用されなければならなかった。このため、例えば、歯切り部は、燐酸塩処理又は他の表面コーティングをされ、シフトフォークは、黄銅をフレームスプレーによってコーティングされ、及び／又はシンクロナイズリングは、モリブデンコーティングを受けていた。即ち、これまでは、特にいわゆる「スティックスリップ」をも回避するために、相当費用のかかる措置が、このようなダブルクラッチトランスミッションの場合には必要であった。この場合、騒音を惹起する望ましくない振動が生じる。クラッチの範囲において、これまでのダブルクラッチトランスミッションでは、例えばペーパーディスクが使用されていたが、このペーパーディスクでは、例えば約１〜１．５Ｎ／ｍｍ^２の範囲のヘルツのプレスによる比較的僅かな負荷容量しか得ることができない。更に、ダブルクラッチトランスミッションの場合は、潤滑剤に対して要求が高いために通常は特別なトランスミッションオイルの使用が必要であることに注意すべきである。オートマチックトランスミッションとマニュアルトランスミッションの組み合わせに基づいて、一方では、マニュアルトランスミッションの耐かじり性、ピッティング特性及びシンクロナイズ特性が必要とされ、他方では、更にマイクロスリップ領域で調整しなければならないディスククラッチにとっての特殊な要求がある。

摩擦板において炭素繊維を含んでいる材料を使用することは、基本的に特許文献２から公知である。そこに記載されている摩擦板は、炭素繊維で補強されたセラミック複合材料から成り、先ず第１にブレーキディスクとして使用される。クラッチディスクに対するこのような摩擦ライニングの適性も記載されている。しかしながら、これは、いわゆる乾式クラッチであり、前記刊行物で述べられた材料は、オイルで作動される湿式クラッチに対しては問題にならない。加えて、この刊行物は、前で述べた特殊な要求があるダブルクラッチトランスミッションにおけるクラッチとは何ら関係がない。元素Ｓｉ及びＣを含んでいるマトリックスとの反応を伴う炭素を含有する繊維を有する複合セラミックから成る同様の材料は、特許文献３に記載されている。この刊行物においてクラッチディスクに対しての使用が述べられている限りでは、同様に乾式クラッチを問題にしている。
独国特許出願公開第１０１ ３４ １１８号明細書 独国特許第１０１ １８ ９２０号明細書 独国特許第１０１ ３１ ７５８号明細書

本発明の課題は、クラッチ並びに場合によっては他のトランスミッション部品が前記の複雑な要求を満足する冒頭で述べた種類のダブルクラッチトランスミッションを提供することにある。

この課題は、請求項１を特徴付ける特徴を有する冒頭で述べた様式の本発明によるダブルクラッチトランスミッションによって解決される。

本発明によれば、クラッチの少なくとも一方及び／又はトランスミッションは、少なくとも表面領域が少なくとも部分的に炭素含有材料から成る摩耗を要求される少なくとも１つの部品を有する。本発明の好ましい発展構成にあっては、少なくともクラッチディスクの表面が、少なくとも部分的に炭素繊維を有する材料から成る。前記の炭素含有材料は、一方で、熱的安定性が高いという利点を有する。加えて、クラッチディスクの範囲における炭素繊維含有材料の特有の負荷容量は、これまでのペーパーライニングの場合よりも高い。これは、場合によってはクラッチで使用される摩擦ライニングの数を低減するという可能性を開く。これによれば、更にまたダブルクラッチトランスミッションのサイズの低減も可能である。前記の炭素繊維含有材料により、特に滑り速度が低い場合に穏やかな正の摩擦値変化を得ることができ、これにより、十分なアンチシャダー特性が確保される。

炭素材料の化学的安定性が高いために、トランスミッションオイルを介したダブルクラッチトランスミッションの機械部分における耐かじり性とピッティング特性とを向上させる可能性がある。これにより、燐酸塩処理、黄銅又はモリブデンコーティング又は特殊な材料のようなこれまでに使用された費用のかかる表面コーティングは省略することができる。

本発明の好ましい発展構成によれば、クラッチディスクの表面ばかりでなく、例えば、シンクロナイズリング及び／又はシフトフォークのシフトブラケットは、少なくとも部分的に炭素繊維含有材料から構成することができる。クラッチライニングの範囲において、このような材料は、２Ｎ／ｍｍ^２以上の、好ましくは５Ｎ／ｍｍ^２以上の、更に好ましくは少なくとも約１０Ｎ／ｍｍ^２〜約１５Ｎ／ｍｍ^２のヘルツのプレスによる負荷容量を可能にすることができる。クラッチ毎に使用されるディスクの数は、例えばクラッチ毎に１０枚以下のディスクに低減することができる。本発明により使用される炭素含有材料は、好ましくは少なくとも部分的に繊維から織られた材料を有する。これに対して選択的に、又は同時に、例えば炭素繊維含有材料が問題となるが、この材料は、少なくとも顆粒を有し、この顆粒は、接合剤によって結合されていてもよい。

本発明によるダブルクラッチトランスミッション（ダイレクトシフトトランスミッション）のために、特に潤滑剤が必要とされ、この潤滑剤は、その特性がＡＴＦオイルと同様である。本発明により使用されるＡＴＦオイル（オートマチックトランスミッションフルード）は、好ましくは完全合成オイルであり、このオイルは、クラッチの摩擦値を形成するため、特に正の摩擦値変化を得るために、相応の添加剤、特に「摩擦調整剤」を含んでいる。これまでに知られているダブルクラッチトランスミッションにとって、普通のマニュアルトランスミッションオイルは通常は適していない。

いわゆるハイポイドトランスミッション、即ち、車両のリヤアクスルクラッチにおいて使用されるオフセットされたアクスルを有するべベルギヤアクスルトランスミッションに対しては特殊なトランスミッションオイルが使用される。これは、特に高合金ハイポイドオイルであって、このオイルは、回転の際に接触する歯のフランク部間に強い滑り運動が生じるので必要となる。しかしながら、このようなハイポイドオイルによって、本発明による様式のダブルクラッチトランスミッションにおいて必要とされるような正の摩擦値変化を得ることが重要である。従って、公知のハイポイドオイルは、ダブルクラッチトランスミッションのための潤滑剤としては問題にならない。

しかしながら、本発明によれば、改善された摩擦値特性を有するマニュアルトランスミッションオイルが、特にクラッチディスクの領域において炭素含有材料が使用されることに基づいて問題となる。特に、マニュアルトランスミッションオイル又はこれと同様の潤滑剤が使用されるべきであり、この潤滑剤の特性は、少なくともＡＰＩ（米国石油協会）の性能クラスＧＬ４に相当する。特に、トランスミッションオイルは、少なくともＡＰＩの性能クラスＧＬ５に相当する。このトランスミッションオイルは、更に好ましくは耐かじり性及び／又はピッティング特性を改善する添加剤を含んでおり、これにより、トランスミッション又はクラッチにおいて使用される部品において特有の表面コーティング又は特別な材料を省略することができるという利点が得られる。このトランスミッションオイルは、更に好ましくは相応の熱的安定性を備えるべきであり、このため特に相応の添加剤を備えていてもよい。これにより、好ましくは約−４０°Ｃから約１８０°Ｃ〜２００°Ｃの温度領域全体にわたって十分な粘度が保証される。本発明の好ましい発展構成によれば、トランスミッションは、更に粘度特性及び／又は温度特性及び／又は摩耗防止特性及び／又は酸化防止特性及び／又は発泡特性及び／又は腐食防止特性及び／又は摩擦値特性を改善するための少なくとも１つの添加剤を含んでいる。

本発明の対象は、更に請求項１７又は１８の一方の特徴を有するダブルクラッチトランスミッションのための湿式クラッチ又はトランスミッション部品である。更に、本発明の対象は、請求項１９により前記様式のダブルクラッチトランスミッションを有する自動車である。

下位の請求項に挙げた特徴は、本発明による課題の解決策の好ましい発展構成に関する。本発明の更なる利点は、以下の詳細説明から分かる。

以下で、図１を取り上げる。この図は、模範的なグラフにおいて、本発明によるダブルクラッチトランスミッションにおいて求められるような摩擦値変化を示す。この場合、図１では、摩擦値μが滑り速度［ｍｍ／ｓ］にわたってプロットされている。見られるように、一貫して正の摩擦値変化があり、その際、このグラフでは、模範的に１００ｍｍ／ｓまでの領域内の滑り速度、即ち、約０．１ｍ／ｓが再現されている。滑り速度の増加と共に、図示された速度領域内の摩擦値は、漸進的で極僅かに上昇する。摩擦値変化のカーブにおいていかなる最大値も存在しない。従って、穏やかな正の摩擦値変化が与えられている。

滑り速度に対する摩擦値の変化を示す。

Claims (19)

1. ２つの湿式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッションにおいて、
   クラッチの少なくとも一方及び／又はトランスミッションが、少なくとも表面領域が少なくとも部分的に炭素含有材料から成る摩耗を要求される少なくとも１つの部品を有することを特徴とするダブルクラッチトランスミッション。
2. 少なくともクラッチディスクの表面が、少なくとも部分的に炭素繊維を有する材料から成ることを特徴とする請求項１に記載のダブルクラッチトランスミッション。
3. シンクロナイズリング及び／又はシフトフォークのシフトブラケットが、少なくともその表面の領域において、少なくとも部分的に炭素繊維含有材料を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダブルクラッチトランスミッション。
4. 炭素繊維含有材料を有するクラッチライニングが設けられており、これらクラッチライニングが、２Ｎ／ｍｍ^２以上の、好ましくは５Ｎ／ｍｍ^２以上の、更に好ましくは少なくとも約１０Ｎ／ｍｍ^２〜約１５Ｎ／ｍｍ^２のヘルツのプレスによる負荷容量を可能にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッション。
5. このダブルクラッチトランスミッションが、少なくとも一方のクラッチの領域に１０枚以下のディスクを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッション。
6. 少なくとも１つの炭素繊維含有材料が設けられており、この材料が、少なくとも部分的に繊維から織られた材料を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッション。
7. 少なくとも１つの炭素繊維含有材料が設けられており、この材料が、少なくとも部分的に顆粒を、場合によっては接合材で結合された顆粒を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッション。
8. このダブルクラッチトランスミッションが、非常のオイルを潤滑剤として備えることを特徴とする特に請求項１〜７のいずれか１つに記載の少なくとも１つの湿式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッション。
9. このダブルクラッチトランスミッションが、非常のＡＴＦオイルを備えることを特徴とする請求項８に記載のダブルクラッチトランスミッション。
10. 潤滑剤として使用される非常のオイルが、クラッチの摩擦値を形成するための、特に正の摩擦値変化を得るための摩擦調整剤を含んでいることを特徴とする請求項８又は９に記載のダブルクラッチトランスミッション。
11. このダブルクラッチトランスミッションが、潤滑剤として、改善された摩擦値変化を有する少なくとも１つのマニュアルトランスミッションオイルを有することを特徴とする特に請求項１〜７のいずれか１つに記載の少なくとも１つの湿式クラッチを有するダブルクラッチトランスミッション。
12. このダブルクラッチトランスミッションが、マニュアルトランスミッションオイルを有し、このマニュアルトランスミッションオイルが、少なくともＡＰＩ（米国石油協会）の性能クラスＧＬ４の特性を有することを特徴とする請求項１１に記載のダブルクラッチトランスミッション。
13. このダブルクラッチトランスミッションが、少なくともＡＰＩの性能クラスＧＬ５のトランスミッションオイルを有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のダブルクラッチトランスミッション。
14. トランスミッションオイルが、耐負荷能力を改善する添加剤を含んでいることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のダブルクラッチトランスミッション。
15. トランスミッションオイルが、高い熱安定性を得るための添加剤を含んでいることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッション。
16. トランスミッションオイルが、粘度特性及び／又は温度特性及び／又は摩耗防止特性及び／又は酸化防止特性及び／又は発泡特性及び／又は腐食防止特性及び／又は摩擦値特性を改善するための少なくとも１つの添加剤を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッション。
17. 請求項１〜７のいずれか１つの特徴を有することを特徴とするダブルクラッチトランスミッションのための湿式クラッチ又はトランスミッション部品。
18. 正の摩擦値変化を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のダブルクラッチトランスミッションもしくは請求項１７に記載の湿式クラッチ。
19. 請求項１〜１６又は１８のいずれか１つの特徴を有するダブルクラッチトランスミッションを有することを特徴とする自動車。

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