JP4961188B2

JP4961188B2 - ダブルクラッチ

Info

Publication number: JP4961188B2
Application number: JP2006282573A
Authority: JP
Inventors: エンストロンハンス
Original assignee: ゲトラークフォードトランスミシオーンスゲーエムベーハー
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: EP1777426B1; DE502005005635D1; CN1952421B; US20070089962A1; EP1777426A1; JP2007113784A; CN1952421A; US7631739B2

Description

本発明は、第１トランスミッションインプットシャフトと該第１トランスミッションインプットシャフトに対して同軸に配置された第２トランスミッションインプットシャフトとを有するトランスミッションのためのダブルクラッチに関する。

このようなダブルクラッチは、例えば、特許文献１に記載されている。この場合、ダブルクラッチは、駆動装置すなわちエンジンに回転しないように接続することのできるカップリングフランジを備えている。さらに、ダブルクラッチは、第１クラッチと第２クラッチとを備えている。双方のクラッチは、液圧によって操作可能なクラッチである。例えば第１クラッチが閉じた位置にある場合は、回転モーメントは、カップリングフランジから第１トランスミッションインプットシャフトへ伝送される。これに対応して、第２クラッチは、回転モーメントを、カップリングフランジから第２トランスミッションインプットシャフトへ伝送する機能を果たす。

各クラッチは、複数の外部板と複数の内部板とを備えている。第１および第２クラッチの各内部板は、内部板キャリアを有するクラッチハブと、クラッチカバーを有する回転可能なクラッチハウジングとを介して、カップリングフランジに回転しないように接続されている。第１クラッチの外部板は、第１カップリングケージを介して、第１トランスミッションインプットシャフトに回転しないように接続されている。一方、第２クラッチの外部板は、第２カップリングケージを介して、第２トランスミッションインプットシャフトに回転しないように接続されている。

クラッチハブは、内部板キャリアに加えて、第１クラッチを操作するための第１液圧ユニットと、第２クラッチを操作するための第２液圧ユニットとを備えている。この場合、第１液圧ユニットは、交互に並んで配置された内部板と外部板とに軸方向の圧力をかけることができ、内部板および外部板は、軸方向に重なり合って加圧される。個々の板の間に摩擦が生じることにより、第１クラッチは、摩擦回転モーメントを伝送することができる。同様に、第２クラッチは、第２液圧ユニットを介して操作され、閉鎖された状態において、回転モーメントを、クラッチハブから第２トランスミッションインプットシャフトへ伝送する。

クラッチハブは、クラッチ心棒に対して回転可能なように支持されている。クラッチ心棒は、第１トランスミッションインプットシャフトと第２トランスミッションインプットシャフトとに対して同軸に配置されている。この場合、クラッチ心棒は、クラッチハブの回転可能なベアリングとしてだけではなく、クラッチハブにオイルを供給するためにも機能を果たす。したがって、第１および第２の液圧ユニットは、板の各集合を互いに押し付け合えるように、プレッシャオイルを必要とする。第１および第２クラッチのスリップ動作の際の熱を取り去ることができるように、さらに、第１および第２のクラッチのクラッチ心棒を介して、冷却用エンジンオイルが導入される。
欧州特許第１１９５５３７号明細書

クラッチカバーを有する回転可能なクラッチハウジングは、閉じたクラッチケーシングを形成する。この閉じたクラッチケーシングには、第１および第２クラッチと、対応するカップリングケージとが配置されている。カップリングフランジと共に回転し、それゆえ、エンジンと共に回転するクラッチハウジングによってほぼ完全に取り囲まれているので、例えばクラッチハウジングの半径方向における外部に隣接する補助駆動装置と、第１または第２カップリングケージとの間には、回転しない接続は形成されない。これに対し、半径方向における外部に隣接する例えば電気モーターの形態の補助駆動装置が、回転可能なクラッチハウジングに結合される可能性だけはある。しかし、第１および第２クラッチの出力側との結合は、第１および第２のカップリングケージについていえば、全くといってよいほど実現不可能である。

第１カップリングケージまたは外部カップリングケージに、電気モーターの回転子すなわち回転子が回転しないように固定されている場合もある。この場合は、回転子は、クラッチハウジングの内部に配置されている。それゆえ、対応する電気モーターの固定子は、クラッチハウジングの外側に配置されている。つまり、固定子と回転子とは、クラッチハウジングの壁によって相互に分離されている。クラッチハウジングの材料を適切に選択し、回転子と固定子との間の半径方向の間隔を適切に寸法決定すれば、電気モーターの所望の回転モーメントを、第１カップリングケージと第１トランスミッションインプットシャフトとに伝送することができる。しかしながら、この場合は、電気モーターの構成が比較的複雑となる。

したがって、本発明の目的は、カップリングフランジから第１または第２クラッチへの、もしくは、第１または第２クラッチから第１または第２トランスミッションインプットシャフトへの回転しない接続に関して、自由度のできる限り多いダブルクラッチを提供することである。特に、本発明の提供するダブルクラッチでは、電気モーターの接続が簡単なものとなっている。

本発明の目的は、請求項１に記載のダブルクラッチによって達成される。本発明のダブルクラッチの好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明のダブルクラッチは、クラッチ部品が、回転モーメントを伝送するために、空洞シリンダ部を備え、空洞シリンダ部は、軸方向に見て、クラッチ心棒とクラッチハブとの間に、クラッチ心棒およびクラッチハブのそれぞれに対して回転可能なように配置されており、オイルをクラッチ心棒からクラッチハブへ導くことのできる少なくとも１つの開口部を備えていることを特徴とする。この場合、クラッチ部品は、カップリングフランジを第１および第２クラッチの入力側に回転しないように接続する機能、または、第１クラッチの出力側を第１トランスミッションインプットシャフトに回転しないように接続する機能を果たす。

したがって、クラッチハブは、固定されたクラッチ心棒のすぐ上に、クラッチ部品によって、必ずしも支持されているわけではない。これらの間には、空洞シリンダ部が配置されている。この空洞シリンダ部は、クラッチ心棒とクラッチハブとに対して、それぞれ異なる回転数で回転することができる。通常は大きな回転質量を含むクラッチハブは、一方ではクラッチハブとクラッチ部品との間、および、他方ではクラッチ部品とクラッチ心棒との間の適切なベアリングによって、良好かつ半径方向に確実に支持される。

少なくとも１つの開口部により、クラッチ心棒を介して、第１および第２の液圧ユニットに、オイルを供給することができる。この場合、オイルは、油圧システムから、クラッチ心棒へ達し、クラッチ心棒から、クラッチ部品の空洞シリンダ部の開口部へ達し、この開口部から、クラッチハブへ達する。このクラッチハブは、適切な供給管を用いて、オイルを第１および／または第２の液圧ユニットへ導く。

好ましい実施例では、電気モーターが備えられている。この電気モーターは、半径の方向に見て、第１および第２クラッチを取り囲んでおり、環状の固定子と、環状の回転子とを備えている。この場合、回転子を、クラッチ部品に回転しないように接続し得る。第１クラッチが開いていようと閉じていようと、電気モーターの回転モーメントを、クラッチ部品へ伝送することができる。クラッチ部品が、回転モーメントを第１クラッチが開いている場合に第１トランスミッションインプット側へ伝送する機能を果たす場合、電気モーターによって生成される回転モーメントは、第１トランスミッションインプットシャフトを、カップリングフランジに取り付けられているエンジンからは独立して駆動する。こうして、例えば、第１トランスミッションインプットシャフトの回転数が、エンジンの回転数に同期されれば、その結果、第１クラッチとして、基本的には、かみ合いクラッチも使用することができる。クラッチ部品は、電気モーターの回転子の代わりに、他の補助駆動装置に結合されてもよい。その場合は、補助駆動装置の回転モーメントは、クラッチ部品を介して、第１トランスミッションインプットシャフトへ導かれる。なお、補助駆動装置の配置は、電気モーターを使用する場合に上記で記載したような半径方向における外側に設けられた配置に制限されない。さらに他の補助駆動装置（電気モーター）を、第２トランスミッションインプットシャフトに回転しないように接続することもできる。面積の都合により、第２補助駆動装置は、ダブルクラッチから離れて配置されてもよい。

クラッチ部品は、電気モーターのローターすなわち回転子を空洞シリンダ部に接続する皿型部を備えていることが好ましい。この場合、皿型部は、回転子と空洞シリンダ部との間の半径方向の間隔を架橋している。また、皿型部は、ダブルクラッチのエンジンとは反対側に延びていることが好ましい。

好ましい実施例では、クラッチハブとカップリングフランジとが、相互に回転しないように接続されており、クラッチハブは、第１および第２クラッチの入力側摩擦ディスクを、回転しないように担持している。したがって、第１および第２クラッチの入力側（エンジン側）摩擦ディスクは、ダブルクラッチの取り付け状態において、その時に接続されるエンジンと同じ回転数で回転する。この場合、第１クラッチの出力側（トランスミッション側）摩擦ディスクは、クラッチ部品に回転しないように接続され得る。

第２クラッチの出力側摩擦ディスクは、カップリングケージを介して、第２トランスミッションインプットシャフトに接続されていてもよい。この場合、カップリングケージは、ダブルクラッチのエンジンに対向する側に設けられているバブルトレイを備えている。

カプセル型の部分のエンジン側の端部には、クラッチ部品と第１トランスミッションインプットシャフトとの間を回転しないように接続するリングを接続し得る。この場合、リングは、固定されたクラッチ心棒のエンジン側の端部を取り囲んでいる。なお、上記クラッチ心棒は、空洞シリンダ部と第１トランスミッションインプットシャフトとの間に配置されている。

空洞シリンダ部は、クラッチハブに対して、空洞シリンダ部の外側に隣接する少なくとも１つのローリングベアリングを用いることによって回転可能なように設けられていてもよい。この場合、軸方向に相互に間隔をあけた２つのシリンダローラーベアリングを使用することが好ましい。なお、上記シリンダローラーベアリングは、クラッチハブに作用する力を、空洞シリンダ部へ導くものである。

同じく、空洞シリンダ部は、空洞シリンダ部の内側に配置された少なくとも１つのローリングベアリングを介して回転可能なように、固定されたクラッチハブに支持されている。ここでも、軸方向に相互に間隔をあけた２つのシリンダローラーベアリングを使用することができる。

空洞シリンダ部は、例えば、オイルをクラッチ心棒からクラッチハブにおける少なくとも１つの管を介して第１液圧ユニットへ導くことのできる開口部の第１グループを有している。また、空洞シリンダ部は、第１グループからは液圧によって分離された開口部の第２グループを有していてもよい。開口部の第２グループを介して、オイルをクラッチ心棒から、冷却のために、第１および/または第２クラッチへ導くことができる。この場合、第１および第２クラッチを、相互に分離して個別に、冷却用エンジンオイルフローを提供することも想定されている。さらに、空洞シリンダ部は、オイルをクラッチ心棒から少なくとも１つの他の管を介して第２液圧ユニットへ導くことのできる開口部の第３グループを有していてもよい。したがって、クラッチ部品の空洞シリンダ部は、様々な圧力を、その都度液圧によって互いに分離して、クラッチ心棒からクラッチハブへ導く。

少なくとも１つの開口部は、ボーリングとして空洞シリンダ部に形成され得る。この場合、ボーリングは、空洞シリンダ部の内側において、クラッチ心棒のリング溝に接続されており、空洞シリンダ部の外側において、クラッチハブのリング溝に接続されていることが好ましい。それゆえ、一方ではクラッチ心棒と空洞シリンダ部との間、他方では空洞シリンダ部とクラッチハブとの間の回転運動が相対的であるにもかかわらず、オイルは、固定されたクラッチハブから回転するクラッチハブへ移送される。

図を参照して本発明を詳細に説明する。

図１に、ダブルクラッチを概略的に示す。ダブルクラッチ全体を、参照番号１で表す。ダブルクラッチ１は、取り付け状態において、ここでは非常に概略化されているエンジン２と、さらに全体は記載されていないトランスミッション３との間に配置されている。トランスミッション３のうち、第１トランスミッションインプットシャフト４および第２トランスミッションインプットシャフト５だけが記載されている。第１および第２トランスミッションインプットシャフト４，５は、互いに同軸に配置されている。この場合、第１トランスミッションインプットシャフト４は、空洞シャフトとして形成されている。第１および第２トランスミッションインプットシャフト４，５は、軸６の周囲を回転することができる。

ダブルクラッチ１は、第１クラッチ７と第２クラッチ８とを備えている。この場合、クラッチ７，８は、複数の外部板９と複数の内部板１０とをそれぞれ備えている。例えば第１クラッチ７の閉じた状態では、外部板９と内部板１０との間に摩擦面が形成される。その結果、外部板９と内部板１０との間で回転モーメントを伝送することができる。第２クラッチ８にも同様のことが当てはまる。第１および第２クラッチの内部板１０は、軸６の周囲を回転可能なように設けられたクラッチハブ１１と、クラッチケーシング１２とを介して、エンジン２に回転しないように接続されている。ダブルクラッチ１の個々の部品を、燃焼機関として形成されたエンジン２の振動から分断するため、エンジン２に回転しないようにフランジをつけるカップリングフランジ１３と、クラッチケーシング１２との間に、ねじれ振動減衰器３９が備えられている。第２クラッチ８の外部板９は、カップリングケージ１４を介して、第２トランスミッションインプットシャフト５に回転しないように接続されている。この場合、カップリングケージ１４の回転は、セレーション部１５を介して、第２トランスミッションインプットシャフト５へ伝送される。

第１クラッチ７の外部板９は、回転モーメントを伝送するためのクラッチ部品に回転しないように接続されている。このクラッチ部品を参照番号１６で表す。クラッチ部品１６は、皿型部１７と、空洞シリンダ部１８とを備えている。第１クラッチ７が閉じた状態である場合は、エンジン２の回転モーメントは、第１クラッチ７の外部板９へ伝送され、外部板９から、皿型部１７と空洞シリンダ部１８とを介して、第１トランスミッションインプットシャフト４へ導かれる。回転モーメントを、空洞シリンダ部１８から第１トランスミッションインプットシャフト４へ伝送するために、リング１９が備えられている。このリング１９は、空洞シリンダ部１８に回転しないように接続されており、かつ、セレーション／スプラインシャフト部２０を介して第１トランスミッションインプットシャフト４に接続されている。

クラッチ部品１６は、電気モーター２２の回転子２１を回転しないように担持している。回転子２１の近くに、主に固定子２３で構成される電気モーター２２が設けられている。回転子２１と固定子２３とは、環状に形成されており、半径の方向において、双方のクラッチ７，８と、クラッチハブ１１とを取り囲んでいる。電気モーター２２によって生成される回転モーメントは、クラッチ部品１６を介して、第１トランスミッションインプットシャフト４へ導かれる。

クラッチハブ１１は、半径の方向において、クラッチ部品１６の空洞シリンダ部１８に支持されている。この場合、クラッチハブ１１と空洞シリンダ部１８との間には、ベアリング２４が備えられている。その結果、クラッチハブ１１とクラッチ部品１６とは、軸６の周囲を異なる回転数で回転することができる。同様に、空洞シリンダ部１８を有するクラッチ部品１６は、固定されたクラッチ心棒２５に支持されている。ベアリング２６は、クラッチ部品１６に作用する力を、クラッチ心棒２５へ転送する機能を果たし、このベアリング２６により、クラッチ部品１６は、軸６の周囲を回転することができる。

図２は、上記図の概略図から書き起した本発明のダブルクラッチ１の実施例を示す。図１に示す部材に対応する部材には、図１と同じ参照番号が付されている。図２によれば、クラッチハブ１１またはクラッチ部品１６のベアリングの近くに固定されたクラッチ心棒２５が、プレッシャオイルまたは冷却用エンジンオイルをダブルクラッチ１に供給する機能も果たしていることは特に明らかである。

第１クラッチ７は、第１液圧ユニット２７に割り当てられている。この第１液圧ユニット２７を用いて、外部板９および内部板１０を、加圧リング２８によって相互に押し付けることができる。この場合、第１液圧ユニット２７は、バネ２９の力に対抗することのできるピストン３０を備えている。外部板９と内部板１０とを互いに押し付け合い、第１クラッチ７を閉じるために、動作チャンバ３１においてオイルに加圧する。この場合、オイルは、管３２を通して動作チャンバ３１へ導かれる。管３２は、動作チャンバ３１をクラッチハブ１１の環状の溝に接続している。クラッチ部品１６の空洞シリンダ部１８に斜めに挿入されたボーリング３４は、リング溝３３とリング溝３５との間に液圧接続部を生成する。ボーリング３４は、少なくとも一部が、クラッチハブ１１における対応する環状の延長部によって形成されている。したがって、様々なリング溝と、様々な管またはボーリングとを相互に整列することにより、固定されたクラッチ心棒２５から、軸６の周囲を回転する動作チャンバ３１に、プレッシャオイルが供給される。しかしながら、動作チャンバ３１またはクラッチハブ１１と、固定されたクラッチ心棒２５との間には空洞シリンダ部１８が設けられており、空洞シリンダ部１８は、クラッチハブ１１と同じように軸６の周囲を他の回転数で回転することができる。

リング溝と管との配置と同様に、ダブルクラッチ１は、第２液圧ユニット３７へ供給を行うための液圧接続部３６をさらに備えている。第２液圧ユニット３７は、第２クラッチ８に割り当てられており、第１液圧ユニット２７と同様に、第２クラッチ８の操作を行う機能を果たす。

さらに、ダブルクラッチ１は、第１クラッチ７および第２クラッチ８に冷却用エンジンオイルを供給するために、クラッチ心棒２５とクラッチハブ１１との間に液圧接続部３８を備えている。液圧接続部３６，３８、および、クラッチ心棒２５と動作チャンバ３１との間の上記で詳細に説明した接続部は、それぞれ液圧によって互いに分離されている。それゆえ、クラッチ７，８と、冷却用エンジンオイルとを、相互に独立して制御することができる。

ダブルクラッチの概略図である。ダブルクラッチの縦断面図である。

符号の説明

１ダブルクラッチ
２エンジン
３トランスミッション
４第１トランスミッションインプットシャフト
５第２トランスミッションインプットシャフト
６軸
７第１クラッチ
８第２クラッチ
９外部板
１０内部板
１１クラッチハブ
１２クラッチケーシング
１３カップリングフランジ
１４カップリングケージ
１５セレーション／スプラインシャフト部
１６クラッチ部品
１７皿型部
１８空洞シリンダ部
１９リング
２０セレーション／スプラインシャフト部
２１回転子
２２電気モーター
２３固定子
２４ベアリング
２５クラッチ心棒
２６ベアリング
２７第１液圧ユニット
２８加圧リング
２９バネ
３０ピストン
３１動作チャンバ
３２管
３３リング溝
３４ボーリング
３５リング溝
３６液圧接続部
３７第２液圧ユニット
３８液圧接続部
３９ねじれ振動減衰器

Claims

第１トランスミッションインプットシャフト（４）と、上記第１トランスミッションインプットシャフト（４）に対して同軸に配置された第２トランスミッションインプットシャフト（５）とを有するトランスミッション（３）のためのダブルクラッチ（１）であって、
エンジン（２）に回転しないように接続可能なカップリングフランジ（１３）と、
上記カップリングフランジ（１３）を介して上記第１トランスミッションインプットシャフト（４）に回転しないように接続可能な第１クラッチ（７）と、
上記カップリングフランジ（１３）を介して上記第２トランスミッションインプットシャフト（５）に回転しないように接続可能な第２クラッチ（８）と、
上記第１クラッチ（７）を操作するための第１液圧ユニット（２７）および上記第２クラッチ（８）を操作するための第２液圧ユニット（３７）を備え、上記トランスミッションインプットシャフト（４，５）に対して同軸に配置されているクラッチハブ（１１）と、
クラッチ心棒（２５）とを備え、
上記クラッチ心棒（２５）には、上記クラッチハブ（１１）が回転可能なように支持されており、上記クラッチ心棒（２５）は、オイルを上記クラッチ心棒（２５）から上記クラッチハブ（１１）へ導くために、上記クラッチハブ（１１）に液圧によって接続されており、
クラッチ部品（１６）が、回転モーメントを伝送するために、空洞シリンダ部（１８）を備え、該空洞シリンダ部（１８）は、半径の方向に見て、クラッチ心棒（２５）とクラッチハブ（１１）との間に、クラッチ心棒（２５）およびクラッチハブ（１１）のそれぞれに対して回転可能なように配置されており、オイルを上記クラッチ心棒から上記クラッチハブ（１１）へ導くことのできる少なくとも１つの開口部を備えている
ことを特徴とするダブルクラッチ（１）。
電気モーター（２２）が備えられており、
上記電気モーター（２２）は、半径の方向に見て、上記第１および第２クラッチ（７，８）の少なくとも一部を取り囲んでおり、環状の固定子（２３）と、環状のローターすなわち回転子（２１）とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のダブルクラッチ（１）。
上記回転子（２１）は、上記クラッチ部品（１６）に回転しないように接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載のダブルクラッチ（１）。
上記クラッチ部品（１６）は、上記回転子（２１）を上記空洞シリンダ部（１８）に接続する皿型部（１７）を備えていることを特徴とする請求項３に記載のダブルクラッチ（１）。
クラッチハブ（１１）とカップリングフランジ（１３）とは、回転しないように相互に接続されており、
上記クラッチハブ（１１）が、上記第１および第２クラッチ（７，８）の入力側摩擦ディスクを担持している
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダブルクラッチ（１）。
上記第１クラッチ（７）の出力側摩擦ディスクは、上記クラッチ部品（１６）に回転しないように接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載のダブルクラッチ（１）。
上記第２クラッチ（８）の出力側摩擦ディスクは、カップリングケージ（１４）を介して、上記第２トランスミッションインプットシャフト（５）に接続されている
ことを特徴とする請求項５または６に記載のダブルクラッチ（１）。
上記空洞シリンダ部（１８）のエンジン側の端部に、クラッチ部品（１６）と第１トランスミッションインプットシャフト（４）とを回転しないように接続するリング（１９）が接続されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のダブルクラッチ（１）。
上記空洞シリンダ部（１８）は、上記クラッチハブ（１１）に対して、上記空洞シリンダ部（１８）の外側に隣接するローリングベアリングまたはスライドベアリングの少なくとも１つを用いることによって回転可能なように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のダブルクラッチ（１）。
上記空洞シリンダ部（１８）は、上記クラッチ心棒（２５）に対して、該空洞シリンダ部（１８）の内側に隣接するローリングベアリングまたはスライドベアリングの少なくとも１つを用いることによって回転可能なように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のダブルクラッチ（１）。
上記空洞シリンダ部（１８）は、オイルを上記クラッチ心棒（２５）から管（３２）を介して上記第１液圧ユニット（２７）へ導くことのできる開口部の第１グループを有している
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のダブルクラッチ（１）。
上記空洞シリンダ部（１８）は、オイルを上記クラッチ心棒（２５）から、冷却のために、上記第１および／または第２クラッチ（７，８）へ導くことのできる開口部の第２グループを有している
ことを特徴とする請求項１１に記載のダブルクラッチ（１）。
上記空洞シリンダ部（１８）は、オイルを上記クラッチ心棒（２５）から上記第２液圧ユニット（３７）へ導くことのできる開口部の第３グループを有している
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のダブルクラッチ（１）。
上記少なくとも１つの開口部は、ボーリングとして、上記空洞シリンダ部（１８）に形成されており、
上記ボーリング（３４）は、上記空洞シリンダ部（１８）の内側において、上記クラッチ心棒（２５）のリング溝に接続されており、上記空洞シリンダ部の外側において、上記クラッチハブ（１１）のリング溝に接続されている
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のダブルクラッチ（１）。