JP2017502631A

JP2017502631A - クラッチ装置用の操作装置

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Publication number: JP2017502631A
Application number: JP2016530823A
Authority: JP
Inventors: ヘルマーダニエル; フィンケンツェラーマルク
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2017-01-19
Also published as: EP3069039B1; CN105765257B; EP3069039A1; US20160204673A1; CN105765257A; DE112014005182A5; US9991761B2; WO2015070854A1

Abstract

本発明は、ブレーキステータとブレーキロータとを有する磁界ブレーキを備える、クラッチ装置用の操作装置であって、磁界ブレーキは、渦電流ブレーキ及び／又はヒステリシスブレーキとして運転可能である操作装置に関する。

Description

本発明は、ブレーキステータとブレーキロータとを有する磁界ブレーキを備える、クラッチ装置用の操作装置に関する。

２０１３年１１月１３日付け提出の独国特許出願（書類番号１０２０１３２２３０４４．３）において、操作装置を備えるクラッチ装置、特に自動車のパワートレーン用のクラッチ装置であって、パワートレーンは、内燃機関と、ステータ及びロータを有する電気機械と、トランスミッション装置とを有し、クラッチ装置は、パワートレーン内で内燃機関と、電気機械及びトランスミッション装置との間に配置可能であり、操作装置は、ブレーキステータ及びブレーキロータを有する電動式の渦電流ブレーキを有し、ブレーキステータは、センタコイルを有するインナステータを有する、クラッチ装置が公知である。

本発明の根底にある課題は、冒頭で述べた操作装置を構造的かつ／又は機能的に改良することである。特に、渦電流ブレーキの利点とヒステリシスブレーキの利点とが組み合わされることが望ましい。特に、ブレーキステータとブレーキロータとの間の相対回転がなくても、ブレーキモーメントを発生可能であることが望ましい。特に、回転数への依存が軽減又は回避されることが望ましい。特に、ブレーキステータとブレーキロータとの間の回転数差が比較的高い場合も、高められたブレーキモーメントを発生可能であることが望ましい。特に、所定の回転数範囲にわたって少なくとも略一定のブレーキモーメントが発生していることが望ましい。特に、ブレーキモーメントの制御可能性が改善されていることが望ましい。特に、拡張された回転数範囲にわたってブレーキモーメントを提供可能であることが望ましい。

上記課題は、ブレーキステータとブレーキロータとを有する磁界ブレーキを備える、クラッチ装置用の操作装置であって、磁界ブレーキが、渦電流ブレーキ及び／又はヒステリシスブレーキとして運転可能である操作装置により解決される。

操作装置は、回転軸線を有していてもよい。ブレーキロータとブレーキステータとは、一緒にかつ／又は互いに相対的に回転軸線周りに回転可能であってもよい。

クラッチ装置は、自動車のパワートレーン内に配置するために用いられてもよい。パワートレーンは、内燃機関と、ステータ及びロータを有する電気機械と、トランスミッション装置と、少なくとも１つの駆動可能な車輪とを有していてもよい。クラッチ装置は、パワートレーン内で内燃機関と、電気機械及びトランスミッション装置との間に配置可能であってもよい。クラッチ装置は、回転軸線を有していてもよい。クラッチ装置は、摩擦クラッチを有していてもよい。クラッチ装置は、多板クラッチを有していてもよい。クラッチ装置は、少なくとも１つのアウタディスクと、少なくとも１つのインナディスクとを有していてもよい。少なくとも１つのアウタディスク及び／又は少なくとも１つのインナディスクは、摩擦ライニングを有していてもよい。少なくとも１つのアウタディスクは、ロータ及び／又はトランスミッション装置に割り当てられていてもよい。少なくとも１つのインナディスクは、内燃機関に割り当てられていてもよい。クラッチ装置は、ハウジングを有していてもよい。ハウジングは、ロータにより形成されていてもよい。クラッチ装置は、圧着プレートを有していてもよい。クラッチ装置は、受圧プレートを有していてもよい。圧着プレートは、受圧プレートに対して相対的に軸方向で制限された範囲で移動可能であってもよい。少なくとも１つのアウタディスク及び少なくとも１つのインナディスクは、圧着プレートと受圧プレートとの間で締め付け可能であってもよい。

クラッチ装置は、クラッチ入力部及びクラッチ出力部を有していてもよい。「クラッチ入力部」及び「クラッチ出力部」なる称呼は、少なくとも１つの駆動可能な車輪に向かって方向付けられたパワーフローに関するものである。クラッチ入力部は、少なくとも１つのインナディスクを有していてもよい。クラッチ入力部は、内燃機関に駆動接続可能であってもよい。クラッチ出力部は、少なくとも１つのアウタディスクを有していてもよい。クラッチ出力部は、電動式の駆動機械に駆動接続可能であってもよい。クラッチ出力部は、電動式の駆動機械のロータに駆動接続可能であってもよい。クラッチ出力部は、トランスミッション装置に駆動接続可能であってもよい。クラッチ出力部は、トランスミッション装置の入力軸に駆動接続可能であってもよい。

クラッチ装置は、クラッチ入力部とクラッチ出力部との間で実質的に動力伝達が実施されない、完全に切断（レリーズ）された操作位置から、クラッチ入力部とクラッチ出力部との間で実質的に完全な動力伝達が実施される、完全に接続（エンゲージ）された操作位置まで、操作に応じて増大する動力伝達を可能とすることができ、クラッチ入力部とクラッチ出力部との間の動力伝達は、力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：力を介した束縛）、特に摩擦力結合（ｒｅｉｂｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力を介した結合）を介して実施可能である。反対に、クラッチ入力部とクラッチ出力部との間で実質的に完全な動力伝達が実施される、完全に接続された操作位置から、クラッチ入力部とクラッチ出力部との間で実質的に動力伝達が実施されない、完全に切断された操作位置まで、操作に応じて減少する動力伝達を可能とすることができる。完全に接続された操作位置は、閉鎖された操作位置であってもよい。完全に切断された操作位置は、開放された操作位置であってもよい。操作装置によりクラッチ装置の圧着プレートは、軸方向で移動可能であってもよい。操作装置によりクラッチ装置は、開放されても、閉鎖されてもよい。操作装置によりクラッチ装置は、接続されても、切断されてもよい。

操作装置は、第１のランプ及び第２のランプを有する回動可能なランプ装置を有していてもよい。操作装置は、締結方向又は解放方向で操作可能なフリーホイール装置を有していてもよい。第１のランプ及び第２のランプは、それぞれリング状にクラッチ装置の周方向で配置されていてもよい。第１のランプと第２のランプとは、互いに軸方向で対向するように配置されていてもよい。第１のランプと第２のランプとは、互いに相対的に回動可能であってもよい。ランプ装置は、クラッチ装置の周方向での運動から、軸方向での運動を実現するようになっていてもよい。ランプ装置は、軸方向で作用してもよい。第１のランプと第２のランプとの間には、転動体、特に玉が配置されていてもよい。ランプは、それぞれ、転動体用の転動面を形成していてもよい。ランプは、それぞれ、転動体用ランプ、特に玉用ランプとして形成されていてもよい。ランプは、クラッチ装置の周方向で分配配置されていてもよい。ランプは、それぞれ、クラッチ装置の回転軸線に対して垂直な平面に対して斜めであってもよい。ランプは、それぞれ、クラッチ装置の周方向で上昇かつ／又は下降してもよい。ランプは、それぞれ、片側で上昇するようになっていてもよい。ランプは、それぞれ、両側で上昇するようになっていてもよい。第１のランプと第２のランプとは、それぞれ、互いに幾何学的に相補的に形成されていてもよい。第１のランプは、それぞれ、第１のランプと第２のランプとが、クラッチ装置の周方向で互いに相対運動すると、両者が、クラッチ装置の回転軸線の延在方向で互いに離間又は接近するように、第２のランプに対応していてもよい。第１のランプは、転動体を半径方向内側から支持していてもよい。第２のランプは、転動体を半径方向外側から支持していてもよい。転動体は、第１のランプと第２のランプとの間に紛失不能に保持されるような直径を有していてもよい。転動体は、転動体ケージ内に配置されていてもよい。これにより、ランプに対する転動体の均等な割り当てが保証されている。第２のランプは、クラッチ装置の圧着プレートに配置されていてもよい。

フリーホイール装置は、インナレースとアウタレースとを有していてもよい。インナレースは、星形内側部材（Ｉｎｎｅｎｓｔｅｒｎ）として構成されていてもよい。フリーホイール装置は、クランプ体を有していてもよい。クランプ体は、インナレースとアウタレースとの間で作用可能である。フリーホイール装置により、第１の回転方向では、インナレースとアウタレースとの互いに相対的な回動が可能であり、第１の回転方向とは逆方向の第２の回転方向では締結が可能である。第１の回転方向は、解放方向であり、第２の回転方向は、締結方向であってもよい。インナレースは、内燃機関に割り当てられていてもよい。アウタレースは、操作装置に割り当てられていてもよい。フリーホイール装置は、伝達要素を有していてもよい。伝達要素は、ポット状に成形されていてもよい。伝達要素は、アウタレースに配置されていてもよい。第１のランプは、フリーホイール装置の伝達要素に配置されていてもよい。

クラッチ装置は、内燃機関によって発生したモーメントにより操作可能であってもよい。クラッチ装置は、内燃機関によって閉鎖可能であってもよい。クラッチ装置は、内燃機関によって発生したモーメントにより閉鎖可能であってもよい。クラッチ装置は、内燃機関の回転数の制御によって操作可能であってもよい。クラッチ装置は、内燃機関の回転数の制御によって閉鎖可能かつ／又は開放可能であってもよい。

内燃機関に割り当てられた軸の回転数がクラッチ出力部及び／又はロータの回転数よりも大きいとき、フリーホイール装置は、締結方向で操作され、クラッチ装置は、閉鎖方向で操作されるようになっていてもよい。内燃機関に割り当てられた軸の回転数がクラッチ出力部及び／又はロータの回転数よりも小さいとき、フリーホイール装置は、解放方向で操作され、クラッチ装置は、開放方向で操作されるようになっていてもよい。

操作装置は、モーメントフィーラを有していてもよい。モーメントフィーラは、内燃機関とクラッチ装置、特にクラッチ入力部との間に配置されていてもよい。モーメントフィーラは、第１のフィーラ部分と第２のフィーラ部分とを有していてもよい。第１のフィーラ部分と第２のフィーラ部分とは、互いに相対的に制限された範囲で回動可能であってもよい。第１のフィーラ部分は、内燃機関に相対回動不能に結合されていてもよい。第２のフィーラ部分は、クラッチ装置、特にクラッチ入力部に相対回動不能に結合されていてもよい。モーメントフィーラは、少なくとも１つのエネルギアキュムレータを有していてもよい。少なくとも１つのエネルギアキュムレータは、第１のフィーラ部分と第２のフィーラ部分との間で作用するようになっていてもよい。少なくとも１つのエネルギアキュムレータは、一方では、第１のフィーラ部分に、他方では、第２のフィーラ部分に支持されていてもよい。モーメントフィーラは、内燃機関の回転数がクラッチ装置の回転数より大きいときに、フリーホイール装置が、予め決められたオフセットモーメントから初めて締結するように働いてもよい。モーメントフィーラは、内燃機関の回転数がクラッチ装置の回転数より小さいときに、クラッチ装置の開放を保証するように働いてもよい。

磁界ブレーキは、クラッチ装置を閉鎖するために用いられてもよい。磁界ブレーキを制御するために、電気的な制御装置が設けられていてもよい。磁界ブレーキにより、操作装置に対して、第１のランプと第２のランプとが互いに相対的に回動するように力を加えることができるようになっていてもよい。

磁界ブレーキは、渦電流ブレーキであってもよい。渦電流ブレーキは、磁界中を動かされるブレーキロータの渦電流損をブレーキに利用可能である。磁界ブレーキは、ヒステリシスブレーキであってもよい。ヒステリシスブレーキは、動いているブレーキロータに対するブレーキステータの作用に基づくものであってもよい。ブレーキステータは、電磁石を有していてもよい。電磁石は、磁界を発生させるために用いることができる。ブレーキステータとブレーキロータとの間には、空隙が形成されていてもよい。磁界は、制御可能であってもよい。

ブレーキロータは、第１の材料からなる第１のロータ区分を有していてもよい。第１の材料は、低電気抵抗を有していてもよい。第１の材料は、良導電性を有していてもよい。第１のロータ区分は、アルミニウム合金又は銅合金等の材料を有していてもよい。

ブレーキロータは、第２の材料からなる第２のロータ区分を有していてもよい。第２の材料は、半硬質磁性材料であってもよい。第２の材料は、ＣｏＦｅＮｉ‐、ＣｏＦｒＶ‐、ＦｅＣｒＣｏ‐、ＦｅＣｒＣｏＭｏ‐、ＦｅＣｒＣｏＮｉＭｏ及び／又はＡｌＮｉＣｏ‐合金であってもよい。第２の材料は、高残留磁気及び低保磁力を有する非磁化永久磁石材料を有していてもよい。

ブレーキステータは、マルチピースに、つまり、複数の部分からなっていてもよい。ブレーキステータは、ツーピースに、つまり、２つの部分からなっていてもよい。ブレーキステータは、スリーピースに、つまり、３つの部分からなっていてもよい。ブレーキステータは、インナステータを有していてもよい。インナステータは、センタコイルを有していてもよい。インナステータは、半径方向内側に配置することができる。ブレーキステータは、コイルレスのアウタステータを有していてもよい。アウタステータは、半径方向外側に配置することができる。インナステータは、第１の磁極を形成してもよい。アウタステータは、第２の磁極を形成してもよい。ブレーキステータは、単一のコイルを有していてもよい。センタコイルは、単一のコイルであってもよい。センタコイルは、回転対称の形状を呈していてもよい。センタコイルは、コイル軸線を有していてもよい。コイル軸線は、回転軸線に対して同軸であってもよい。

ブレーキロータは、底区分及び壁区分を有するポット状の形状を呈していてもよい。壁区分は、インナステータとアウタステータとの間に配置されていてもよい。ブレーキロータは、渦電流区分及びヒステリシス区分を有していてもよい。渦電流区分及びヒステリシス区分は、壁区分に配置されていてもよい。インナステータとアウタステータとは、渦電流区分及びヒステリシス区分のための作用範囲を画定可能である。第１のロータ区分は、渦電流区分を有することができる。第２のロータ区分は、ヒステリシス区分を有するか又はヒステリシス区分を形成することができる。第１のロータ区分は、第２のロータ区分用の支持体を形成してもよい。第２のロータ区分は、リング状の形状を呈していてもよい。第２のロータ区分は、第１のロータ区分に圧入されていてもよい。

インナステータは、第１のポールクローを有する第１のクローポールと、第２のポールクローを有する第２のクローポールとを有していてもよい。センタコイルは、第１のクローポールの第１のポールクローと、第２のクローポールの第２のポールクローとにより取り囲まれていてもよい。アウタステータは、フラットリング状の形状を呈していてもよい。アウタステータは、透磁性であってもよい。アウタステータは、半径方向で薄く構成されていてもよい。インナステータは、ブレーキロータの壁区分の半径方向内側に配置することができる。アウタステータは、ブレーキロータの壁区分の半径方向外側に配置することができる。

第１のクローポールは、ディスク区分を有していてもよい。第１のクローポールのディスク区分は、半径方向外側の縁部を有していてもよい。第１のポールクローは、第１のクローポールのディスク区分の半径方向外側の縁部に配置されていてもよい。第１のポールクローは、少なくとも部分的に第１のクローポールのディスク区分に対して略直角に配置されていてもよい。第１のポールクローは、第１のクローポールのディスク区分に周方向で分配配置されていてもよい。第１のポールクロー間には、間隙が形成されていてもよい。第２のクローポールは、ディスク区分を有していてもよい。第２のクローポールのディスク区分は、半径方向外側の縁部を有していてもよい。第２のポールクローは、第２のクローポールのディスク区分の半径方向外側の縁部に配置されていてもよい。第２のポールクローは、少なくとも部分的に第２のクローポールのディスク区分に対して略直角に配置されていてもよい。第２のポールクローは、第２のクローポールのディスク区分に周方向で分配配置されていてもよい。第２のポールクロー間には、間隙が形成されていてもよい。

第１のクローポールと第２のクローポールとは、それぞれのディスク区分でもって互いに平行に、かつ互いに間隔を置いて配置されていてもよい。第１のポールクローは、それぞれ、自由端を有していてもよい。第２のポールクローは、それぞれ、自由端を有していてもよい。第１のクローポールと第２のクローポールとは、第１のポールクローの自由端と第２のポールクローの自由端とが互いに逆向きに方向付けられているように配置されていてもよい。第１のポールクローと第２のポールクローとは、それぞれ、交互に噛み合うように係合してもよい。第１のポールクローは、第２のポールクロー間に形成される間隙内に係合可能である。第２のポールクローは、第１のポールクロー間に形成される間隙内に係合可能である。第１のポールクローの自由端と、第２のポールクローの自由端とは、それぞれ、先細りするように構成されていてもよい。

ブレーキロータは、壁区分でもってインナステータの半径方向外側に配置されていてもよい。ブレーキロータは、壁区分でもってアウタステータの半径方向内側に配置されていてもよい。ブレーキロータは、壁区分でもって半径方向でクローポールのポールクローと、フラットリング状のアウタステータとの間に配置されていてもよい。ブレーキロータは、底区分でもって第２のクローポールのディスク区分に配置されていてもよい。ブレーキロータは、底区分でもって第２のクローポールのディスク区分に対して平行に配置されていてもよい。

ブレーキステータは、アウタステータを形成する、第１のポールクローを有する第１のクローポールを有していてもよい。ブレーキステータは、インナステータを形成する、第２のポールクローを有する第２のクローポールを有していてもよい。センタコイルは、第２のクローポールの第２のポールクローによって取り囲まれていてもよい。

第１のポールクローは、半径方向外側のポールクローであってもよい。第２のポールクローは、半径方向内側のポールクローであってもよい。内側のポールクローは、回転軸線に関して、外側のポールクローよりさらに半径方向内側に配置することができる。外側のポールクローは、回転軸線に関して、内側のポールクローよりさらに半径方向外側に配置することができる。外側のポールクローと内側のポールクローとの間には、環状間隙が作用範囲として形成されていてもよい。環状間隙は、周囲を取り巻くように延びていてもよい。環状間隙は、フラットリング状の形状を呈していてもよい。環状間隙は、軸方向で片側からアクセス可能であってもよい。環状間隙は、部分的に開放されていてもよい。環状間隙は、外側のポールクローと内側のポールクローとにより部分的に閉鎖されていてもよい。環状間隙は、外側のポールクローと内側のポールクローとにより画定されていてもよい。

第１のクローポールは、第１のディスク区分を有していてもよい。第１のディスク区分は、半径方向外側の縁部を有していてもよい。外側のポールクローは、第１のディスク区分の半径方向外側の縁部に配置されていてもよい。外側のポールクローは、少なくとも部分的に第１のディスク区分に対して略直角に配置されていてもよい。外側のポールクローは、第１のディスク区分に周方向で分配配置されていてもよい。外側のポールクロー間には、間隙が形成されていてもよい。

第２のクローポールは、第２のディスク区分を有していてもよい。第２のディスク区分は、半径方向外側の縁部を有していてもよい。内側のポールクローは、第２のディスク区分の半径方向外側の縁部に配置されていてもよい。内側のポールクローは、少なくとも部分的に第２のディスク区分に対して略直角に配置されていてもよい。内側のポールクローは、第２のディスク区分に周方向で分配配置されていてもよい。内側のポールクロー間には、間隙が形成されていてもよい。

第１のクローポールと第２のクローポールとは、それぞれのディスク区分でもって互いに平行に、かつ互いに間隔を置いて配置されていてもよい。外側のポールクローは、それぞれ、自由端を有していてもよい。内側のポールクローは、それぞれ、自由端を有していてもよい。第１のクローポールと第２のクローポールとは、外側のポールクローの自由端と内側のポールクローの自由端とが互いに逆向きに方向付けられているように配置されていてもよい。外側のポールクローと内側のポールクローとは、周方向でそれぞれ交互に配置されていてもよい。外側のポールクローは、内側のポールクロー間に形成される間隙に対峙するように配置されていてもよい。内側のポールクローは、外側のポールクロー間に形成される間隙に対峙するように配置されていてもよい。外側のポールクローの自由端と、内側のポールクローの自由端とは、それぞれ、先細りするように構成されていてもよい。

ブレーキロータは、壁区分でもってインナステータの半径方向外側に配置されていてもよい。ブレーキロータは、壁区分でもってアウタステータの半径方向内側に配置されていてもよい。ブレーキロータは、壁区分でもって半径方向で外側のポールクローと内側のポールクローとの間に配置されていてもよい。ブレーキロータは、底区分でもって第２のクローポールのディスク区分に配置されていてもよい。ブレーキロータは、底区分でもって第２のクローポールのディスク区分に対して平行に配置されていてもよい。

総括するとともに、換言するならば、本発明によると、特に渦電流ブレーキとヒステリシスブレーキとの組み合わせが生じる。構造的な構成は、外側のステータと内側のステータとを有することができる。ステータ内には磁界を案内可能であり、磁界の磁束密度は、内側のステータにより包囲される巻線内の電流値に基づく。この場合、２つのクローポールが、内側のステータを形成可能であり、磁界は、外側のステータによってリング形状に閉鎖され得る。代替的には、一方のクローポールが内側のステータを、第２のクローポールが外側のステータを形成してもよい。一方のロータが、２つの異なる材料層から製造されていてもよい。１つの層は、低電気抵抗を有する材料（例えばアルミニウム、銅、．．．）からなっていてもよい。この層内に渦電流が広がり、回転数がより大きくなると、より大きいモーメントを提供する。第２の層は、半硬質磁性材料からなっていてもよい。ここでは、磁化反転のために、回転数ゼロから既にブレーキモーメントを発生可能である。支持体材料としてアルミニウムが用いられてもよい。ヒステリシス材料は、リングの形状でアルミニウム支持体に圧入されていてもよい。

本発明に係る操作装置により、渦電流ブレーキの利点とヒステリシスブレーキの利点とが組み合わされる。ブレーキモーメントは、ブレーキステータとブレーキロータとの間の相対回転がなくても発生可能である。回転数への依存は、軽減又は回避されている。ブレーキステータとブレーキロータとの間の回転数差が比較的高い場合も、高められたブレーキモーメントを発生可能である。少なくとも略一定のブレーキモーメントを、拡張された回転数範囲にわたって発生可能である。ブレーキモーメントの制御可能性は改善されている。ブレーキモーメントを、拡張された回転数範囲にわたって提供可能である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この説明からさらなる特徴及び利点が生じる。これらの実施の形態の具体的な特徴は、本発明の一般的な特徴をなすことができる。これらの実施の形態の、他の特徴と結び付けられた特徴は、本発明の独立した特徴をなすこともできる。

パラレル型のフルハイブリッドドライブと、パワートレーン内に配置されるクラッチ装置とを有する自動車のパワートレーンを概略的かつ例示的に示す図である。自動車のパワートレーン用の、組み込まれたクラッチ装置と操作装置とを有する電動式の駆動機械のロータを概略的かつ例示的に示す図である。自動車のパワートレーン用のクラッチ装置の操作装置用の磁界ブレーキを概略的かつ例示的に示す図である。自動車のパワートレーン用のクラッチ装置の操作装置用の磁界ブレーキのインナステータを概略的かつ例示的に示す図である。ブレーキステータとブレーキロータとを有する磁界ブレーキを斜視断面図で概略的かつ例示的に示す図である。ブレーキステータとブレーキロータとを有する磁界ブレーキを斜視断面図で概略的かつ例示的に示す図である。磁界ブレーキを渦電流ブレーキとして運転するための第１のロータ区分と、磁界ブレーキをヒステリシスブレーキとして運転するための第２のロータ区分とを有するブレーキロータを概略的かつ例示的に示す図である。磁界ブレーキが渦電流ブレーキとして運転されるときと、ヒステリシスブレーキとして運転されるときとの、磁界ブレーキのブレーキモーメントに関するグラフを概略的かつ例示的に示す図である。半硬質磁性材料に関するグラフを概略的かつ例示的に示す図である。

図１は、パラレル型のフルハイブリッドドライブと、パワートレーン１００内に配置されるクラッチ装置１０２とを有する、自動車（ここではそれ以外の部分は詳細には示さない）のパワートレーン１００を示している。パワートレーン１００は、燃焼式の駆動機械１０４と、デュアルマスフライホイール１０６と、クラッチ装置１０２と、電動式の駆動機械１０８と、トランスミッション１１０と、少なくとも１つの駆動可能なホイール１１２とを有している。駆動機械１０８は、モータとして運転可能である。クラッチ装置１０２は、パワートレーン１００内でデュアルマスフライホイール１０６と電動式の駆動機械１０８との間に配置されている。クラッチ装置１０２は、パワートレーン１００内でデュアルマスフライホイール１０６とトランスミッション１１０との間に配置されている。

クラッチ装置１０２は、クラッチ入力部１１４とクラッチ出力部１１６とを有している。クラッチ入力部１１４は、デュアルマスフライホイール１０６に接続されている。クラッチ出力部１１６は、電動式の駆動機械１０８に接続されている。電動式の駆動機械１０８は、ステータ１１８及びロータ１２０を有している。クラッチ出力部１１６は、電動式の駆動機械１０８のロータ１２０に接続されている。クラッチ出力部１１６は、トランスミッション１１０に接続されている。電動式の駆動機械１０８は、トランスミッション１１０に接続されている。電動式の駆動機械１０８のロータ１２０は、トランスミッション１１０に接続されている。

図２は、ハイブリッドドライブを有する自動車用の、操作装置２０４を有する図１に示したクラッチ装置１０２として組み込まれた多板クラッチ２０２を備える、電動式の駆動機械（ここではそれ以外の部分は詳細には示さない）のロータ２００を示している。

ロータ２００は、回転軸線２０６を有している。ロータ２００は、ポット状の形状を呈している。ロータ２００内には、円筒状の収容室が形成されている。多板クラッチ２０２及び操作装置２０４は、収容室内に配置されている。多板クラッチ２０２及び操作装置２０４は、回転軸線２０６の延在方向及び半径方向で見て、ロータ２００内に配置されている。

多板クラッチ２０２は、クラッチ入力部及びクラッチ出力部を有している。クラッチ入力部は、符号２０８を付した複数のインナディスクを有している。インナディスク２０８は、燃焼式の駆動機械に割り当てられている。クラッチ出力部は、符号２１０を付した複数のアウタディスクを有している。アウタディスク２１０は、ロータ２００に相対回動不能に結合されている。多板クラッチ２０２は、受圧プレート２１２及び圧着プレート２１４を有している。インナディスク２０８及びアウタディスク２１０は、受圧プレート２１２と圧着プレート２１４との間においてそれぞれ交互に配置されている。受圧プレート２１２は、ロータ２００に堅固に結合されている。圧着プレート２１４は、ロータ２００に相対回動不能に結合されているとともに、受圧プレート２１２に対して相対的に軸方向で制限された範囲で移動可能である。これにより、ディスク２０８，２１０は、受圧プレート２１２と圧着プレート２１４との間で締め付け可能である。操作装置２０４は、圧着プレート２１４に対してクラッチ閉鎖方向の力を働かせることができる。

操作装置２０４は、ランプ装置を有している。ランプ装置は、第１のランプを有するランプリング２１６を有している。ランプ装置は、第２のランプを有している。第２のランプは、圧着プレート２１４に配置されている。第１のランプを有するランプリング２１６は、回転軸線２０６周りに、第２のランプを有する圧着プレート２１４に対して相対的に回動可能である。第１のランプと第２のランプとの間には、符号２１８を付した複数の玉が配置されている。操作装置２０４は、フリーホイール装置２２０を有している。フリーホイール装置２２０は、インナレース２２２と、アウタレース２２４と、符号２２６を付した複数の締結体とを有している。フリーホイール装置２２０の第１の回転方向は、締結方向であり、第１の回転方向とは逆方向の第２の回転方向は、解放方向である。解放方向でインナレース２２２とアウタレース２２４とは、互いに相対回動可能である。締結方向では、締結体２２６がインナレース２２２とアウタレース２２４との間の相対回動を阻止するので、機械的な力が伝達可能である。フリーホイール装置２２０は、フリーホイールポット２２８を有している。フリーホイールポット２２８は、一方では、アウタレース２２４に、他方では、操作装置２０４のランプリング２１６に堅固に結合されている。インナレース２２２は、堅固に軸２３０に結合されている。軸２３０自体は、燃焼式の駆動機械に駆動接続されている。

軸２３０の回転数がクラッチ出力部あるいはロータ２００の回転数より大きいとき、フリーホイール装置２２０は、締結方向に操作される。そしてインナレース２２２と、締結体２２６と、アウタレース２２４と、フリーホイールポット２２８とを介して、ランプリング２１６が回動される。そしてランプリング２１６のこの回動は、玉２１８を介して圧着プレート２１４に対して軸方向でクラッチ閉鎖方向の力を働かせる。軸２３０の回転数がクラッチ出力部あるいはロータ２００の回転数より小さいとき、フリーホイール装置２２０は、解放方向で操作される。そして圧着プレート２１４には力が加えられず、多板クラッチ２０２は開放可能である。

操作装置は、モーメントフィーラ２３２を有している。モーメントフィーラ２３２は、軸２３０と、多板クラッチ２０２のクラッチ入力部との間に配置されている。モーメントフィーラ２３２は、第１のフィーラ部分２３４及び第２のフィーラ部分２３６を有している。第１のフィーラ部分２３４及び第２のフィーラ部分２３６は、互いに相対的に制限された範囲で回動可能である。第１のフィーラ部分２３４は、軸２３０に相対回動不能に結合されている。第２のフィーラ部分２３６は、クラッチ入力部に相対回動不能に結合されている。モーメントフィーラ２３６は、エネルギアキュムレータを有している。エネルギアキュムレータは、一方では、第１のフィーラ部分２３４に支持され、他方では、第２のフィーラ部分２３６に支持されている。モーメントフィーラ２３２は、軸２３０の回転数がロータ２００の回転数より大きいときに、フリーホイール装置２２０が、予め決められたオフセットモーメントから初めて締結するように働く。モーメントフィーラ２３２は、軸２３０の回転数がロータ２００の回転数より小さいときに、多板クラッチ２０２の開放を保証するように働く。その他の点については、補足的に特に図１と、対応する説明とを参照されたい。

図３は、自動車のパワートレーン用のクラッチ装置の操作装置、例えば図２に示した操作装置２０４用の磁界ブレーキ３００を示している。磁界ブレーキ３００は、ブレーキステータ及びブレーキロータ３０２を有している。ブレーキステータは、インナステータ３０４及びアウタステータ３０６を有している。図４は、インナステータ３０４を示している。インナステータ３０４は、ディスク区分３１０と、符号３１２を付した複数のポールクローと、を有する第１のクローポール３０８を有している。インナステータ３０４は、ディスク区分３１６と、符号３１８を付した複数のポールクローとを有する第２のクローポール３１４を有している。インナステータ３０４は、センタコイル３２０を有している。

第１のクローポール３０８のポールクロー３１２は、ディスク区分３１０に半径方向外側に配置されている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２は、それぞれ、ディスク区分３１０に対して約９０°屈曲されており、それぞれ１つの先細りする自由端を有している。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２は、ディスク区分３１０に周方向で分配配置されている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２同士の間には、間隙が形成されている。

第２のクローポール３１４のポールクロー３１８は、ディスク区分３１６に半径方向外側に配置されている。第２のクローポール３１４のポールクロー３１８は、それぞれ、ディスク区分３１６に対して約９０°屈曲されており、それぞれ１つの先細りする自由端を有している。第２のクローポール３１４のポールクロー３１８は、ディスク区分３１６に周方向で分配配置されている。第２のクローポール３１４のポールクロー３１８同士の間には、間隙が形成されている。

第１のクローポール３０８は、ディスク区分３１０でもって、そして第２のクローポール３１４は、ディスク区分３１６でもって、センタコイル３２０の両側に配置されている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２と、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８とは、センタコイル３２０を半径方向外側から取り囲んでいる。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２の自由端と、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８の自由端とは、互いに逆向きに方向付けられている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２と、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８とは、交互に噛み合うように係合している。第１のクローポール３０８と、第２のクローポール３１４とは、センタコイル３２０を半径方向内側から取り囲んでいる。

ブレーキロータ３０２は、底区分３２２及び壁区分３２４を有するポット状の形状を呈している。ブレーキロータ３０２は、底区分３２２でもって第２のクローポール３１４に配置され、壁区分３２４でもってインナステータ３０４の半径方向外側に配置されている。

アウタステータ３０６は、コイルレスに構成されており、薄いフラットリング状の形状を呈している。アウタステータ３０６は、透磁性である。アウタステータ３０６は、ブレーキロータ３０２の半径方向外側に配置されている。

インナステータ３０４及びアウタステータ３０６は、支持体部分３２６に堅固に結合されている。支持体部分３２６は、フランジ区分及びハブ区分を有している。支持体部分３２６とアウタステータ３０６とは、インナステータ３０４及びブレーキロータ３０２用のハウジング状の収容部を形成している。第１のクローポール３０８は、支持体部分３２６のフランジ区分に配置されている。支持体部分３２６のハブ区分は、インナステータ３０４の中央の孔を貫通している。ブレーキロータ３０２は、軸受３２８により回転可能に支持体部分３２６のハブ区分に支持されている。その他の点については、補足的に特に図１〜２と、対応する説明とを参照されたい。

図５は、ブレーキステータ４０２及びブレーキロータ４０４を有する磁界ブレーキ４００の斜視断面図である。ブレーキステータ４０２は、支持体部分４０６と、第１のクローポール４０８と、第２のクローポール４１０と、センタコイル４１２とを有している。図６は、支持体部分４０６を取り除いた状態で示す磁界ブレーキ４００の斜視断面図である。

第１のクローポール４０８は、第１のディスク区分４１４と、符号４１６を付した複数の外側のポールクローとを有している。第１のクローポール４０８は、アウタステータを形成している。第２のクローポール４１０は、第２のディスク区分４１８と、符号４２０を付した複数の内側のポールクローとを有している。第２のクローポール４１０は、インナステータを形成している。外側のポールクロー４１６は、第１のディスク区分４１４に半径方向外側に配置されている。外側のポールクロー４１６は、それぞれ、第１のディスク区分４１４に対して約９０°屈曲されており、それぞれ１つの先細りする自由端を有している。外側のポールクロー４１６は、第１のディスク区分に周方向で分配配置されている。外側のポールクロー４１６同士の間には、間隙が形成されている。

第２のクローポール４１０の内側のポールクロー４２０は、第２のディスク区分４１８に半径方向外側に配置されている。内側のポールクロー４２０は、それぞれ、第２のディスク区分４１８に対して約９０°屈曲されており、それぞれ１つの先細りする自由端を有している。内側のポールクロー４２０は、第２のディスク区分４１８に周方向で分配配置されている。内側のポールクロー４２０同士の間には、間隙が形成されている。

外側のポールクロー４１６は、周方向で、内側のポールクロー４２０同士の間に形成される間隙に対峙するように配置されている。内側のポールクロー４２０は、周方向で、外側のポールクロー４１６同士の間に形成される間隙に対峙するように配置されている。外側のポールクロー４１６は、磁界ブレーキ４００あるいはブレーキステータ４０２の回転軸線に関して、内側のポールクロー４２０よりさらに半径方向外側に配置されている。内側のポールクロー４２０は、この回転軸線に関して、外側のポールクロー４１６よりさらに半径方向内側に配置されている。外側のポールクロー４１６と内側のポールクロー４２０との間には、ブレーキロータ４０４のための磁気作用範囲としての、周囲を取り巻くように延びる環状間隙が形成されている。

第１のクローポール４０８は、第１のディスク区分４１４でもって、そして第２のクローポール４１０は、第２のディスク区分４１８でもって、センタコイル４１２の両側に配置されている。第１のクローポール４０８の外側のポールクロー４１６と、第２のクローポール４１０の内側のポールクロー４２０とは、センタコイル４１２を半径方向外側から取り囲んでいる。外側のポールクロー４１６の自由端と、内側のポールクロー４２０の自由端とは、互いに逆向きに方向付けられている。第１のクローポール４０８と、第２のクローポール４１０とは、センタコイル４１２を半径方向内側から取り囲んでいる。

ブレーキロータ４０４は、底区分４２２と壁区分とを有するポット状の形状を呈している。壁区分は、ブレーキロータ４０４の壁区分４２４を形成する。ブレーキロータ４０４は、底区分４２２でもって第２のクローポール４１０に配置され、壁区分４２４でもって、外側のポールクロー４１６と内側のポールクロー４２０との間に形成される環状間隙内に配置されている。壁区分４２４は、外側のポールクロー４１６の半径方向内側に配置され、内側のポールクロー４２０の半径方向外側に配置されている。

第１のクローポール４０８及び第２のクローポール４１０は、支持体部分４０６に堅固に結合されている。支持体部分４０６は、フランジ区分及びハブ区分を有している。支持体部分４０６は、第１のクローポール４０８、第２のクローポール４１０及びブレーキロータ４０４用の収容部を形成している。第１のクローポール４０８は、第１のディスク区分４１４でもって支持体部分４０６のフランジ区分に配置されている。支持体部分４０６のハブ区分は、第１のクローポール４０８及び第２のクローポール４１０の中央の孔を貫通している。ブレーキロータ４０４は、軸受４２６により回転可能に支持体部分４０６のハブ区分に支持されている。ブレーキロータ４０４は、外歯列４２８を有している。その他の点については、補足的に特に図１〜２と、対応する説明とを参照されたい。

図７は、磁界ブレーキ、例えば図３〜４に示す磁界ブレーキ３００又は図５〜６に示す磁界ブレーキ４００を渦電流ブレーキとして運転するための第１のロータ区分５０２と、磁界ブレーキをヒステリシスブレーキとして運転するための第２のロータ区分５０４とを有するブレーキロータ５００を示している。

第１のロータ区分５０２は、底区分５０６と壁区分５０８とを有するポット状の形状を呈している。ブレーキロータ５００は、中央の開口５１０を有している。開口５１０は、第１のロータ区分５０２の底区分５０６に配置されている。ブレーキロータ５００は、歯列５１２を有している。歯列５１２は、開口５１０の外側に配置されている。壁区分５０８は、フラットリング状の形状を呈している。

ブレーキロータ５００は、渦電流区分５１４及びヒステリシス区分５１６を有している。第１のロータ区分５０２の壁区分５０８は、渦電流区分５１４を形成している。第２のロータ区分５０４は、フラットリング状の形状を呈している。第２のロータ区分５０４は、第１のロータ区分５０２の壁区分５０８の半径方向内側に配置されている。第２のロータ区分５０４は、第１のロータ区分５０２に圧入されている。これにより、第１のロータ区分５０２は、第２のロータ区分５０４用の支持体として働く。

第１のロータ区分５０２は、良導電性の材料、例えばアルミニウム合金又は銅合金から製造されている。第２のロータ区分５０４は、半硬質磁性材料、例えばＣｏＦｅＮｉ‐、ＣｏＦｒＶ‐、ＦｅＣｒＣｏ‐、ＦｅＣｒＣｏＭｏ‐、ＦｅＣｒＣｏＮｉＭｏ及び／又はＡｌＮｉＣｏ‐合金から製造されている。

磁界ブレーキが渦電流ブレーキとして運転されるときには、磁界中を動かされる渦電流区分５１４の渦電流損がブレーキに利用される。磁界ブレーキがヒステリシスブレーキとして運転されるときには、動いているヒステリシス区分５１６に対する磁界の作用が利用される。その他の点については、補足的に特に図３〜６と、対応する説明とを参照されたい。

図８は、磁界ブレーキ、例えば図３〜４に示す磁界ブレーキ３００又は図５〜６に示す磁界ブレーキ４００が、渦電流ブレーキとして運転されるときと、ヒステリシスブレーキとして運転されるときとの、磁界ブレーキのブレーキモーメントに関するグラフ６００を示している。グラフ６００中、ｘ軸には回転数（ｒｐｍ）が、ｙ軸にはモーメント（Ｎｍ）が、記入されている。特性線６０２は、渦電流ブレーキとして運転されたときのモーメントの推移を示している。特性線６０４は、ヒステリシスブレーキとして運転されたときのモーメントの推移を示している。特性線６０６は、特性線６０２，６０４の合計を示している。回転数が０であるときに既にブレーキモーメントが形成可能であることが判る。磁界ブレーキの運転時、そのときそのときで、渦電流ブレーキとしての運転、ヒステリシスブレーキとしての運転又は両者を組み合わせた運転が実施されることで、特性線６０２，６０４，６０６間の切り換えが可能である。その他の点については、補足的に特に図３〜７と、対応する説明とを参照されたい。

図９は、半硬質磁性材料の特性線７０２，７０４，７０６，７０８を有するグラフ７００を示している。グラフ７００中、ｘ軸には誘導Ｂが記入され、ｙ軸に磁界の強さＨが記入されている。その他の点については、補足的に特に図７と、対応する説明とを参照されたい。

１００パワートレーン
１０２クラッチ装置
１０４内燃機関
１０６デュアルマスフライホイール
１０８電気機械
１１０トランスミッション
１１２ホイール
１１４入力部
１１６出力部
１１８ステータ
１２０ロータ
２００ロータ
２０２多板クラッチ
２０４操作装置
２０６回転軸線
２０８インナディスク
２１０アウタディスク
２１２受圧プレート
２１４圧着プレート
２１６ランプリング
２１８玉
２２０フリーホイール装置
２２２インナレース
２２４アウタレース
２２６締結体
２２８フリーホイールポット
２３０軸
２３２モーメントフィーラ
２３４第１のフィーラ部分
２３６第２のフィーラ部分
３００磁界ブレーキ
３０２ブレーキロータ
３０４インナステータ
３０６アウタステータ
３０８第１のクローポール
３１０ディスク区分
３１２ポールクロー
３１４第２のクローポール
３１６ディスク区分
３１８ポールクロー
３２０センタコイル
３２２底区分
３２４壁区分
３２６支持体部分
３２８軸受
４００磁界ブレーキ
４０２ブレーキステータ
４０４ブレーキロータ
４０６支持体部分
４０８第１のクローポール
４１０第２のクローポール
４１２センタコイル
４１４第１のディスク区分
４１６外側のポールクロー
４１８第２のディスク区分
４２０内側のポールクロー
４２２底区分
４２４壁区分
４２６軸受
４２８外歯列
５００ブレーキロータ
５０２第１のロータ区分
５０４第２のロータ区分
５０６底区分
５０８壁区分
５１０開口
５１２歯列
５１４渦電流区分
５１６ヒステリシス区分
６００グラフ
６０２特性線
６０４特性線
６０６特性線
７００グラフ
７０２特性線
７０４特性線
７０６特性線
７０８特性線

Claims

ブレーキステータ（４０２）とブレーキロータ（３０２，４０４，５００）とを有する磁界ブレーキ（３００，４００）を備える、クラッチ装置（１０２，２０２）用の操作装置（２０４）であって、前記磁界ブレーキ（３００，４００）は、渦電流ブレーキ及び／又はヒステリシスブレーキとして運転可能であることを特徴とする操作装置（２０４）。
前記ブレーキロータ（３０２，４０４，５００）は、第１の材料からなる第１のロータ区分（５０２）と、第２の材料からなる第２のロータ区分（５０４）とを有する、請求項１に記載の操作装置（２０４）。
前記第１の材料は、低電気抵抗を有する、請求項２に記載の操作装置（２０４）。
前記第２の材料は、半硬質磁性材料である、請求項２から３の少なくとも１項に記載の操作装置（２０４）。
前記第１のロータ区分（５０２）は、前記第２のロータ区分（５０４）用の支持体を形成する、請求項２から４の少なくとも１項に記載の操作装置（２０４）。
前記第２のロータ区分（５０４）は、リング状の形状を呈し、前記第１のロータ区分（５０２）に圧入されている、請求項２から５の少なくとも１項に記載の操作装置（２０４）。
前記ブレーキステータ（４０２）は、センタコイル（３２０，４１２）を有するインナステータ（３０４，４０８）と、コイルレスのアウタステータ（３０６，４１０）とを有する、請求項１から６の少なくとも１項に記載の操作装置（２０４）。
前記ブレーキロータ（３０２，４０４，５００）は、底区分（３２２，４２２，５０６）及び壁区分（３２４，４２４，５０８）を有するポット状の形状を呈し、前記壁区分（３２４，４２４，５０８）は、前記インナステータ（３０４，４０８）と前記アウタステータ（３０６，４１０）との間に配置されている、請求項７に記載の操作装置（２０４）。
前記インナステータ（３０４）は、第１のポールクロー（３１２）を有する第１のクローポール（３０８）と、第２のポールクロー（３１８）を有する第２のクローポール（３１４）とを有し、前記センタコイル（３２０）は、前記第１のクローポール（３０８）の前記第１のポールクロー（３１２）と、前記第２のクローポール（３１４）の前記第２のポールクロー（３１８）とにより取り囲まれ、前記アウタステータ（３０６）は、フラットリング状の形状を呈する、請求項７から８の少なくとも１項に記載の操作装置（２０４）。
前記ブレーキステータ（４０２）は、アウタステータを形成する、第１のポールクロー（４１６）を有する第１のクローポール（４０８）と、インナステータを形成する、第２のポールクロー（４２０）を有する第２のクローポール（４１０）とを有し、前記センタコイル（４１２）は、前記第２のクローポール（４１０）の前記第２のポールクロー（４２０）により取り囲まれている、請求項７から８の少なくとも１項に記載の操作装置（２０４）。