JP4544990B2 - 電磁摩擦係合クラッチ装置およびその動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動原動機と、車両ドア又は車両扉（後部扉、エンジンボンネットなど）とを結合する駆動系の内部に配置するための電磁摩擦係合クラッチ装置に関する。本発明は、さらにこの種のクラッチ装置の動作方法にも関する。

自動作動式の車両ドア又は車両扉（以下、一括して車両ドアとのみ称する）を備えた自動車の場合は、例えば車両の運転者によって計器盤の中に設けたスイッチの相応の操作によって車両ドアが閉止又は開放される。そのためにそのスイッチによって発生した切換信号が電子制御装置に作用し、該電子制御装置がその側では、電気モータを作動する電気制御信号を発生し、該電気モータが後方接続された変速機およびさらなる伝達要素を介して車両ドアを旋回又は摺動させる。

この周知の自動車における欠点は、とりわけ車両ドアの手動により押し閉められる際に、その車両ドアと連動する変速機および／又は電気モータに基づく高い抵抗に打ち勝つ必要があり、かつこれら構成部品の摩耗が増大することである。

この種の摩耗を防ぐために、すでに自動作動式車両ドアが提案されており、その車両ドアにおいては、原動機および／又は該原動機に後方接続された変速機が電磁クラッチ装置によって車両ドアを作動する駆動軸からクラッチオフ可能であり、それによってクラッチ装置のオフ状態で車両ドアの手動操作が可能になり、該車両ドアの運動がクラッチの駆動軸に配置された構成ユニット（例えば、電気モータ又は中間歯車）によって阻止されない。

この種の電磁クラッチ装置は、通常、摩擦係合クラッチ装置として構成されており、そのために摩擦ライニングを備え、アーマチュア部の摩擦ライニングから離間する側に電磁コイルを配置した、第一の軸と回転方向堅固に接続されるアーマチュア部と、クラッチ装置のオン状態で第一の軸のアーマチュア部の摩擦ライニングに対して引張られ、かつ両軸間の摩擦係合接続を構築する回転方向堅固に、しかし軸線方向に摺動可能に第二の軸と接続される接極子ディスクとを含む。クラッチ装置のオフ状態で接極子ディスクおよびアーマチュア部がバネによって押し離され、それによって接極子ディスクと摩擦ライニングとの間に正確な所定のギャップ状の間隔が生じる。

そのため、このクラッチ装置は、車両ドアが閉止位置と開放位置の間の中間位置にあるとき、通電されていない場合にクラッチの開放に基づき車両ドアが容易に可動し、しばしば制御されずにその車両ドアに作用する力（重力、サスペンションの弾性作用、緩衝作用など）にさらされる欠点を有する。後部扉は、相応する強力なバネの存在により、クラッチの開放後、通常、車両ドアが安全上の理由からしばしば各中間位置に静止するべきであるにもかかわらず、中間位置から開放した最終状態へ旋回されてしまう。

未公開のドイツ特許出願第１０１５２６９７．０号に、すでにクラッチ装置がそのオフ状態にある場合でも車両ドアが各中間位置に確実に保持され、車両ドアの手動の非常操作も可能であるクラッチ装置が提案されている。そのために、弾性エレメント、例えば押しバネを設けており、車両ドアがそれぞれクラッチ装置のオフ時に占める位置で確実に静止するように、充分大きいアーマチュア部の摩擦ライニングに対する力で、接極子ディスクがクラッチ装置のオフ状態で押圧されるように、前記弾性エレメントがクラッチ装置の接極子ディスクを軸線方向に付勢する。これに反して、それに続く車両ドアの手動操作時においては、接極子ディスクと摩擦ライニングとの間の摩擦係合は、打破され得るものである。

このクラッチ装置において、車両ドアの手動操作に比較的大きな労力を必要とすることが欠点であることが証明されている。

本発明の基礎におく課題は、クラッチ装置がそのオフ状態にある場合でも車両ドアが各中間位置で確実に保持され、労力のかかる手動の非常操作も、車両ドアの操作も、極く少ない手動の労力で可能になる電磁摩擦係合クラッチ装置を提示することである。さらに、この種のクラッチ装置の動作方法が提示されるものである。

この課題は、本発明によって、クラッチ装置に関しては請求項１の特徴によって、方法に関しては請求項９と請求項１０の特徴によって解決される。本発明のその他の特に有利な実施態様は、従属請求項が開示する。

本発明が、本質的に基づいている思想は、一つの永久磁石を設けて、該永久磁石が、クラッチ装置の接極子ディスクを軸線方向に作動させて、車両ドアがそれぞれクラッチ装置のオフ時に占める位置で確実に静止するように、充分大きいアーマチュア部の摩擦ライニングに対する力で、接極子ディスクがクラッチ装置のオフ状態で押圧されるようにして、それに続く車両ドアの手動操作時においては、接極子ディスクと摩擦ライニングとの間の摩擦係合は、打破され得るものである。比較的扱い易い車両ドアの手動操作を可能にするために、コイルは、該コイルの磁界が永久磁石の磁界と逆方向であり、それによって車両ドアが手でほぼ力を入れずに動かすことができるように通電される。

接極子ディスクが軸線方向に永久磁石の磁力に加えて、少なくとも１つの弾性エレメント（押しバネ、皿バネ、波形ワッシャ、ゴムダンパなど）によって付勢され、アーマチュア部の摩擦ライニングに対して押圧される場合に有利であることが証明されている。

同時に軸線方向への接極子ディスクの摺動可能性で接極子ディスクと接極子ディスクサポートとの間の回転方向堅固な接続を保証するために、接極子ディスクサポートは、対応する溝状の接極子ディスクのクリアランスの中に噛合う軸線方向のガイド部を含む。

さらに、アーマチュア部がその摩擦ライニングから離間する側にクリアランスを有し、その中にコイルが少なくとも部分的に配置され、前記コイルがハウジングに固定して軸支されている場合に目的に適していることが証明されている。

接極子ディスクサポートは、そのアーマチュア部と対向する側に、流入する潤滑剤からアーマチュア部の摩擦ライニングを保護する、全周にわたって延在する厚リップを有することができる。自明ながら、しかし、また、Ｏリングやフェルト部品のような他のシールを使用してもよい。

本発明に係るクラッチにより、簡単な方法で、相応する電圧パターンおよび／又は電流パターンの設定によって「伝達トルク曲線」を設定することができるものであり、すなわち本クラッチ装置は、車両ドアの様々な位置で、様々な伝達トルクを実現することができるものである。

本発明のその他の詳細および利点は、以下の図を利用して説明する実施例から明らかになる。

図１は、部分断面図で概略的に示した本発明に係るクラッチ装置の側面図での第１実施例を示す。

図２は、図１に対応する本発明に係るバネ支承装置を備えたクラッチ装置の別の実施例を示す。

図１において、符号１は、電磁摩擦係合クラッチ装置を表し、該電磁摩擦係合クラッチ装置は、駆動系の内部において、図示しない駆動原動機と、同様に図示しない自動車の後部扉との間に、配置されている。

クラッチ装置１は、アーマチュア部の摩擦ライニング２から離間する側に電磁コイル６をハウジングに固定して軸支したクリアランス５を有する、摩擦ライニング２を備えた、第一の軸３（例えば、駆動原動機と接続された駆動軸）と回転方向堅固に接続されたアーマチュア部４を含む。コイル６は電気導線７を介して電気制御装置８と接続されている。

さらに、クラッチ装置１は、回転方向堅固に、しかし軸線方向に摺動可能に第二の軸９（出力軸）に接続された接極子ディスク１０を有する。そのために第二の軸９は、対応する接極子ディスク１０の溝状のクリアランス１３に噛合う軸線方向のガイド部１２を含む接極子ディスクサポート１１と堅固に接続されている。

接極子ディスクサポート１１は、そのアーマチュア部４と対向する側に、全周にわたって延在する厚リップ１４を有し、該厚リップはアーマチュア部４の摩擦ライニング２を完全に覆い、潤滑剤が前記領域に侵入し得ることを阻止する。

アーマチュア部４に、電磁コイル６と平行に磁界の強さを発生する永久磁石１５が配置されており、前記磁界の強さは、通電されていないコイル６で接極子ディスク１０が所定の力で摩擦ライニング２に対して押圧され、後部扉がそれぞれクラッチ装置１のオフ時に占める位置で摩擦係合に基づいて静止するように選択されている。ここで注意すべきは、接極子ディスク１０と摩擦ライニング２との間の摩擦係合は、それに続く後部扉の手動操作時（非常操作）においては、打破され得るものである。

次に、クラッチ装置１の動作態様へと進む。

図示しない後部扉が、例えば開放されることを意図する場合は、電磁コイル６が制御装置８によって通電される。それによって永久磁石１５の磁力が増大される。第一の軸３が、ここで駆動原動機によって駆動されると、第二の軸９がクラッチ装置１を介して連動され、図示しない後部扉を作動する。

後部扉がその最終位置に達する前に所定の角度位置で停止することを意図する場合は、コイル６の給電が、制御装置８によって遮断される。永久磁石１５の磁力に基づき、摩擦ライニング２と接極子ディスク１０との間に摩擦トルクが残留し、この摩擦トルクは、後部扉がその占有位置に確実に静止する状態になるようにする。相応する後部扉の力強い手動操作によって、その後部扉はそこで再び閉止又は完全に開放することができる（例えば、電源故障時の非常操作）。

逆に、後部扉が所定の位置から大きい労力なしに手動で操作されることを意図する場合は、電磁コイル６が再び通電され、相応する磁界が永久磁石１５の磁界を弱めて、後部扉が、ほとんど力を入れずに手で作動可能になるように、電流の方向が選択される。

本発明は、もちろん上記実施例に制限されていない。つまり、永久磁石１５を支援するため付加的に、通電されていないコイル６で接極子ディスク１０がアーマチュア部４に対して押圧される弾性エレメントを設けることもできる。

この種のクラッチ装置２０の相応する実施例は、図２に示されている。この場合、符号２１で表した弾性エレメント（螺旋圧縮バネ）は、相応する接極子ディスク１０の袋穴２２の中に配置されている。それ以外、このクラッチ装置２０の構造は、上述の図１で説明したクラッチ装置１に対応する。

部分断面図で概略的に示した本発明に係るクラッチ装置の側面図での第１実施例を示す。 図１に対応する本発明に係るバネ支承装置を備えたクラッチ装置の別の実施例を示す。

符号の説明

１ クラッチ装置
２ 摩擦ライニング
３ 第一の軸
４ アーマチュア部
５ クリアランス
６ 電磁コイル、コイル
７ 電気導線
８ 制御装置
９ 第二の軸
１０ 接極子ディスク
１１ 接極子ディスクサポート
１２ ガイド部
１３ クリアランス
１４ 厚リップ
１５ 永久磁石
２０ クラッチ装置
２１ 弾性エレメント、押しバネ
２２ 袋穴

Claims (10)

1. 駆動原動機と、車両ドアとを該駆動原動機によって選択的にオンオフ接続する駆動系の内部に配置するための電磁摩擦係合クラッチ装置（１；２０）であって、
   摩擦ライニング（２）を備え、第一の軸（３）と回転方向堅固に接続されるアーマチュア部（４）と、
   前記アーマチュア部（４）の前記摩擦ライニング（２）と離間する側に配置された電磁コイル（６）と、
   回転方向堅固に、しかし軸線方向に摺動可能に第二の軸（９）と接続される接極子ディスク（１０）とを備え、
   前記アーマチュア部（４）に少なくとも１つの永久磁石（１５）が配置されており、該永久磁石（１５）の電磁力が、それによって通電されていない該電磁コイル（６）において、該車両ドアがオフ時に占める位置で確実に静止するように、充分大きい前記アーマチュア部（４）の前記摩擦ライニング（２）に対する力で、前記接極子ディスク（１０）が押圧され、それに続く該車両ドアの手動操作時においては、該接極子ディスク（１０）と該摩擦ライニング（２）との間の摩擦係合が打破され得る、電磁摩擦係合クラッチ装置。
2. 車両ドア又は車両扉がそれぞれクラッチ装置（１；２０）のオフ時に占める位置で確実に静止するように、充分大きいアーマチュア部（４）の摩擦ライニング（２）に対する力で、接極子ディスク（１０）が通電されていない電磁コイル（６）において、永久磁石（１５）および弾性エレメント（２１）に基づき一緒に押圧されるように、接極子ディスク（１０）が少なくとも１つの弾性エレメント（２１）によって軸線方向に付勢され、それに続く車両ドア又は車両扉の手動操作時においては、接極子ディスク（１０）と摩擦ライニング（２）との間の摩擦係合が打破され得ることを特徴とする、請求項１に記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
3. 弾性エレメント（２１）が、押しバネ、皿バネ、波形ワッシャ又はゴムダンパであることを特徴とする、請求項２に記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
4. 第二の軸（９）が、対応する溝状の接極子ディスク（１０）のクリアランス（１３）の中に噛合う軸線方向のガイド部（１２）を含む接極子ディスクサポート（１１）と外側で回転方向堅固に接続されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
5. 第二の軸（９）又は接極子ディスクサポート（１１）が、接極子ディスク（１０）と対向する側に開く少なくとも１つの袋穴（２２）を押しバネ（２１）の収容のために含むことを特徴とする、請求項４に記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
6. アーマチュア部（４）が、該アーマチュア部の摩擦ライニング（２）から離間する側にクリアランス（５）を有し、コイル（６）が前記クリアランスの中に少なくとも部分的に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
7. コイル（６）が、ハウジングに固定して軸支されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
8. 接極子ディスクサポート（１１）が該接極子ディスクサポートのアーマチュア部（４）と対向する側に、アーマチュア部（４）の摩擦ライニング（２）を完全に覆う、全周にわたって延在する厚リップ（１４）を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の電磁摩擦係合クラッチ装置。
9. クラッチ装置（１；２０）をオンさせるために電磁コイル（６）が永久磁石（１５）の磁界と等方向である磁界を生じる電流で作動され、それによって接極子ディスク（１０）がアーマチュア部（４）の摩擦ライニング（２）に対して確実に押圧され、かつクラッチ装置（１；２０）をオフさせるために電磁コイル（６）が永久磁石（１５）の磁界と逆方向である磁界を生じる電流で作動され、それによって接極子ディスク（１０）がアーマチュア部（４）の摩擦ライニング（２）に対して押圧されず、又は緩くのみ押圧されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の電磁摩擦係合クラッチ装置の動作方法。
10. 電磁コイル（６）が、車両ドア又は車両扉のそれぞれの位置に依存する値を有する電流で作動されることを特徴とする、請求項９に記載の電磁摩擦係合クラッチ装置の動作方法。

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