JP6086919B2

JP6086919B2 - 車両始動装置

Info

Publication number: JP6086919B2
Application number: JP2014537114A
Authority: JP
Inventors: ジョージフィリップ; ヘンフィルジェフリー; ミリレンマーク
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: DE112012004376T5; DE112012004376B4; CN103890377A; US8776974B2; JP2015501398A; US20130098729A1; WO2013059045A1; CN103890377B

Description

本発明は、概して車両用の始動装置、特に、コイルクラッチを有する車両始動装置に関する。

背景
一方向クラッチを備えた始動装置が公知である。その例は、Sakai他に発行された米国特許第７５５９３０３号明細書、Asada他に発行された米国特許第７４７２６７２号明細書、Suzuki他に発行された米国特許第７９００５２９号明細書に示されている。

概要
例としての態様は、広くは、ばね支持リングと、コイルクラッチとを有する、車両用の始動装置を含む。コイルクラッチは、ばね支持リングと摩擦係合させられた第１の端部と、第１の端部に結合され、トルクコンバータの外側シェルと圧縮係合するように配置された中央部分と、中央部分に結合され、該中央部分を前記外側シェルと圧縮係合させるように前記第１の端部に対して第１の方向に回転運動するように配置された第２の端部と、を有する。幾つかの実施の形態では、ばね支持リングは、前記コイルクラッチを包囲している。幾つかの実施の形態では、ばね支持リングは、前記第１の端部を受容するための周方向溝を有する。１つの実施の形態では、前記第１の端部の自由直径は、前記中央部分の自由直径よりも大きい。

１つの実施の形態では、ばね支持リングは、車両用のトランスミッションベルハウジングと一体である。１つの実施の形態では、ばね支持リングは、車両用のトランスミッションベルハウジングにプレスばめされている。１つの実施の形態では、始動装置は、エンジンとトランスミッションとの間に固定するように配置されたセンタリングプレートをさらに備え、ばね支持リングは、センタリングプレートに固定されている。幾つかの実施の形態では、始動装置は、ばね支持リングに固定されたセンタリングプレートと、クラッチの第２の端部と駆動係合させられた、センタリングプレートに回転可能に結合されたギヤ支持プレートとを有する。１つの実施の形態では、始動装置は、ギヤ支持プレートに固定されたリングギヤを有する。

幾つかの実施の形態では、始動装置は、第２の端部と駆動係合させられ、クラッチの中央部分をシェルから解放するために、第１の端部に対して、第１の方向とは反対の第２の方向に第２の端部を移動させるように配置された、戻しクラッチを有する。幾つかの実施の形態では、戻しクラッチは、コイル戻しばねと、摩擦クラッチとを有する。１つの実施の形態では、摩擦クラッチは、戻しばねを包囲する負荷管と、少なくとも１つの摩擦ワッシャと、負荷管を摩擦ワッシャに対して付勢する弾性エレメントとを有する。１つの実施の形態では、戻しクラッチは、前記車両用のスタータモータと駆動係合させられている。

別の例としての態様は、広くは、センタリングプレートと、センタリングプレートに固定されたばね支持リングと、センタリングプレートに対して回転可能な、トルクコンバータに固定するように配置されたギヤ支持プレートとを有する車両用の始動装置を含む。始動装置はまた、リング支持プレートに固定されたリングギヤと、ラップスプリングクラッチとを有する。ラップスプリングクラッチは、ばね支持リングと摩擦係合させられた第１の端部と、ギヤ支持プレートに固定された第２の端部と、トルクコンバータと圧縮係合するように配置された中央部分とを有する。１つの実施の形態では、ばね支持リングは、車両のエンジン又はトランスミッションに固定して取り付けられている。

１つの実施の形態では、始動装置は、ばね支持リングに固定されたスタータモータを有する。スタータモータは、リングギヤと駆動係合させられたギヤを有する。１つの実施の形態では、始動装置は、戻しクラッチを有する。戻しクラッチは、ハウジングと、駆動ハブと、負荷管と、ねじりばねとを有する。駆動ハブは、スタータモータと駆動結合するように配置されている。負荷管は、ハウジングと摩擦係合させられている。ねじりばねは、駆動ハブに結合された第１の端部と、負荷管に結合された第２の端部を有する。

図面の簡単な説明
ここで本発明の性質及び作動モードを、添付の図面に関連した以下の詳細な説明においてより詳細に説明する。

本願において使用される空間に関する用語を説明する円柱座標系の斜視図である。本願において使用される空間に関する用語を説明する図１Ａの円柱座標系における物体の斜視図である。一例としての態様による、クランクシャフト部分及びトランスミッションベルハウジングと組み立てられた始動装置の前方斜視図である。図２の始動装置の背面図である。概して図３における線４−４に沿った、図３の始動装置の断面図である。図４の始動装置の斜視断面図である。明瞭にするためにクランクシャフト及びベルハウジングを備えずに示された、図２の始動装置の斜視図である。図６の始動装置の分解図である。図４の始動装置の上側部分の詳細図である。様々な作動条件で示された始動装置の概略図である。

詳細な説明
最初に、異なる図面に現れる同じ図面番号は、同じ、又は機能的に類似の構造エレメントを識別していることが認識されるべきである。さらに、本発明は、本明細書に記載された特定の実施の形態、方法、材料及び変更に限定されるのではなく、したがって、もちろん変更されてよいことが理解される。ここで使用される用語は、特定の態様を説明する目的のためだけのものであり、添付の請求項のみによって限定される本発明の範囲を限定することが意図されたものではないことも理解される。

そうでないことが定義されない限り、ここで使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野における当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において説明されたものと同様の又は均等のあらゆる方法、装置又は材料を、発明の実施又は試験において使用することができるが、ここでは、以下の例として方法、装置及び材料が説明される。

図１Ａは、本願において使用される空間に関する用語を説明する円柱座標系８０の斜視図である。本発明は、少なくとも部分的に円柱座標系に関して説明される。系８０は、以下の方向及び空間に関する用語の基準として使用される長手方向軸線８１を有する。“軸方向の”、“半径方向の”及び“周方向の”という形容詞は、それぞれ軸線８１、半径８２（軸線８１に直交する）及び円周８３に関するものである。“軸方向の”、“半径方向の”及び“周方向の”という形容詞は、それぞれの平面に対して平行な向きにも関する。様々な平面の配置を明らかにするために、物体８４，８５及び８６が使用される。物体８４の面８７は、軸方向平面を形成している。すなわち、軸線８１は、面に沿った線を形成している。物体８５の面８８は、半径方向平面を形成している。すなわち、半径８２は、面に沿った線を形成している。物体８６の面８９は、周方向平面を形成している。すなわち、円周８３は、面に沿った線を形成している。別の例として、軸方向の移動又は配置は、軸線８１に対して平行であり、半径方向の移動又は配置は、半径８２に対して平行であり、周方向の移動又は配置は、円周８３に対して平行である。回転は、軸線８１に関する。

“軸方向に”、“半径方向に”及び“周方向に”という副詞は、それぞれ軸線８１、半径８２又は円周８３に対して平行な向きに関するものである。“軸方向に”、“半径方向に”及び“周方向に”という副詞は、それぞれの平面に対して平行な向きにも関する。図１Ｂは、本願において使用される空間に関する用語を説明する図１Ａの円柱座標系８０における物体９０の斜視図である。円筒状の物体９０は、円柱座標系における円筒状の物体を表し、本発明を限定することは意図されていない。物体９０は、軸方向の面９１と、半径方向の面９２と、周方向の面９３とを有する。面９１は、軸方向平面の一部であり、面９２は、半径方向平面の一部であり、面９３は、周方向平面の一部である。

以下の説明は、図２〜図５を参照する。図２は、一例としての態様による、クランクシャフト部分１０２及びトランスミッションベルハウジング１０４と組み立てられた始動装置１００の前方斜視図である。図３は、図２の始動装置の背面図である。図４は、概して図３における線４−４に沿った、図２の始動装置の断面図である。図５は、図２の始動装置の斜視断面図である。

クランクシャフト１０２は、ボルト１０８及びフレックスプレート１１０を介してトルクコンバータシェル１０６に結合されている。コンバータスタッド１１２は、プロジェクション溶接によってシェルに、ナット１１４によってフレックスプレートに固定されている。別の実施の形態の例（図示せず）では、ナット（図示せず）はカバーに固定されており、フレックスプレートは、フレックスプレートを貫通してナットへボルトを締結することによって取り付けられている。さらに別の実施の形態の例では、駆動プレート（図示せず）は、カバーに固定されており、フレックスプレートは駆動プレートに取り付けられている。したがって、シェル１０６は、クランクシャフト１０２と駆動可能に係合させられている。シェル１０６は、インペラシェル１１６と、溶接１２０によってシェル１１６に固定されたカバー１１８とを有する。カバー１１８は、コンバータシェル１０６をクランクシャフト１０２に対して半径方向でセンタリングするためのパイロット部分１２２を有する。明瞭にするためにシェル１０６のみが図示されているが、従来公知のように、タービン、スタータ及びクラッチなどの内部構成部材がシェル１０６内に収容されていてよい。

以下の説明は、図２〜図８を参照する。図６は、明瞭にするためにクランクシャフト及びベルハウジングを備えずに示された、図２の始動装置１００の斜視図である。図７は、図６の始動装置の分解図である。図８は、図４の始動装置の上側部分の詳細図である。始動装置１００は、ばね支持リング１３０、及びコイルクラッチ若しくはラップスプリングクラッチ１３２を有する。以下でより詳細に説明するように、リング１３０はセンタリングプレート１４４に固定されている。実施の形態の一例（図示せず）では、リング１３０はベルハウジング１０４にプレスばめされている。さらに別の実施の形態の例（図示せず）では、リング１３０はハウジング１０４と一体である。

ばね支持リング１３０はクラッチ１３２を包囲しており、周方向の溝１３５においてクラッチの端部１３４と摩擦係合させられている。クラッチ１３２は、端部１３４に結合されかつ外側シェル１０６と圧縮係合するように配置された中央部分１３６と、中央部分１３６に結合され、クラッチ中央部分をシェルに圧縮可能に係合させるために端部１３４に対して方向１４０（図５参照）へ回転移動するように配置された端部１３８とを有する。すなわち、端部１３４は、増大したピッチを有し、溝１３５に挿入されたときに半径方向で圧縮され、端部１３４とリング１３０との間の摩擦力が克服されるまで端部１３４の回転が防止される。言い換えれば、端部１３４とリング１３０との間の摩擦は、リング１３０に対する端部１３４の移動に抵抗し、これにより、端部１３８は端部１３４に対して回転し得る。

端部１３４及び１３８と、部分１３６とは結合されており、幾つかの実施の形態では連続的であるので、端部１３４に対する端部１３８の回転は、中央部分１３６の直径１４２を減じ、中央部分１３６をシェル１０６に圧縮係合させる。言い換えれば、クラッチ１３２の中央部分の直径１４２は、端部１３８が端部１３４に対して回転方向に移動させられたときに減少し、クラッチ１３２はシェル１０６と駆動可能に係合させられる。図８に示された実施の形態では、端部１３４の自由直径は中央部分１３２の自由直径よりも大きいので、自由状態では、端部１３４はリング１３０と摩擦係合させられるが、部分１３６はリング１３０に対して自由に回転する。

始動装置１００は、センタリングプレート１４４及びギヤ支持プレート１４６も有する。プレート１４４は、リベット１４７において支持リング１３０に固定されており、エンジンとベルハウジングとの間に固定されている。プレート１４４は、エンジンとトランスミッションとを結合するボルト（図示せず）によって固定されるか、又は結合ボルトが取り付けられたときにエンジンとトランスミッションとの間に締め付けられる。プレート１４４は、アセンブリ１００のセンタリングを提供し、ベルハウジング１０４に対する支持リング１３０の回転を防止する。ギヤ支持プレート１４６は、クラッチ端部１３８と駆動可能に係合させられ、スペーサリベット１４８においてセンタリングプレート１４４に回転可能に結合されている。回転可能に結合されるとは、プレート１４６がプレート１４４に対して回転することができるが、他の方向での運動が制限されることを意味する。リベット１４８は、低い摩擦でプレート１４６を配置するためのリング、プーリ又はホイール１５０を軸方向で位置決めすることを含む。すなわち、リベット１４８及びリング１５０は、センタリングプレート１４４に対するプレート１４６の自由回転を可能にする。別の実施の形態（図示せず）では、プレート１４６は、半径方向内向きに延びており、クランクシャフト１０２又はエンジンハウジング（図示せず）の一部分においてセンタリングされる。ギヤ支持プレート１４６にリングギヤ１５０が固定されている。リングギヤ１５０はスタータモータ１５２のピニオンと駆動可能に係合させられており、モータ１５２がギヤ１５０を回転させ、クラッチ１００をコンバータと係合させ、以下で詳細に説明するように車両エンジンを回転させる。ギヤ１５０は、モータ１５２のギヤと常時噛み合っている。

装置１００は、以下で説明されるようにクラッチ１３２をシェル１０６から解離させるために、方向１４０とは反対の方向１５４に端部１３８を移動させるための戻しクラッチアセンブリ２００を有する。アセンブリ２００は、コイル戻しばね２０２及び摩擦クラッチ２０４を有する。摩擦クラッチ２０４は、負荷管２０６と、摩擦ワッシャ２０８及び２１０と、弾性エレメント、若しくは負荷管をワッシャ２１０に対して押し付ける波形座金２１２を有する。ハウジング２１４は、アセンブリ２００を包囲しており、スナップリング２１６は、波形座金２１２からの軸方向の力に反応する。ばね２０２は、第１の端部において負荷管と駆動可能に係合されており、第２の端部において駆動ハブ２１８と駆動可能に係合させられている。駆動ハブ２１８は、スプライン２２０においてスタータモータと駆動可能に係合させられており、ブシュ２２２によってハウジング２１４内に支持されている。ブシュ２２２は、ハブの回転中にハウジング２１４とハブ２１８との間の摩擦を制限する。クラッチ１３２の逆回転は、部分１３６を半径方向に拡張させてリング１３０に押し付け、システムが使用されていないときにばねが振動する又は所定位置からずれることを防止する。リング１３０は、ラップスプリングを巻き戻すための連続的な面を提供している。

アセンブリ１００は、ユニットとして組み立てられかつトランスミッションベルハウジング内に取り付けられた完全な自立型アセンブリであってよい。支持リング１３０及びプレート１４４は、互いに固定され、他の構成部材のための取付け箇所を提供する。トランスミッションとの組み立ては、トルクコンバータが取り付けられた後に行われ、その後、エンジン及びトランスミッションが通常の形式で（すなわちナット１１４をスタッド１１２に取り付け、トランスミッションベルハウジングをエンジンハウジングに結合し、それらの間にプレート１４４を固定することによって）取り付けられてよい。同様に、スタータモータ１５２の取付けは、モータ１５２とハブ２１８との間のスプライン、キー又はその他の結合を除き、典型的である。

以下の説明は、図９Ａ〜図９Ｅを参照する。図９Ａ〜図９Ｅは、様々な作動条件で示された始動装置の概略図である。図９Ａは、初期状態の始動装置の概略図である。図９Ｂは、スタータドライブが係合させられた、始動装置の概略図である。図９Ｃは、スタータドライブがさらに係合させられた、始動装置の概略図である。図９Ｄは、ドライブが解離されかつクラッチが解放させられた、始動装置の概略図である。図９Ｅは、ドライブが解離されかつシステムがリセットされた、始動装置の概略図である。

ここで始動装置１００の作動を説明する。図９Ａに示したように、装置は自由状態にあり、モータ１５２は力を加えておらず、ばね２０２は圧縮されていない。端部１３４及び摩擦クラッチ若しくはスリップクラッチ２０２は、ベルハウジング１０４と摩擦により係合させられている。図９Ｂを参照すると、モータ１５２が通電されたとき、ばね２０２は圧縮され、部分１３６はシェル１０６に係合する。摩擦クラッチ２０２は、スリップクラッチを回転させるためのトルクが、モータ１５２を自由に回転させるためのトルクよりも僅かに大きくなるように設計されていることに留意すべきである。さらに係合すると（図９Ｃ）、シェル１０６が移動（回転）し、車両を始動させる。車両が始動させられた後、モータ力（トルク）を除去することにより、ばね２０２がモータ２０５を逆方向に回転させて部分１３６を解離させ、これにより、ばね２０２がスリップクラッチの間で僅かに圧縮されて保持されるまでのハウジング１０６におけるひきずり、及びモータを自由に回転させるための所要のトルクを減じる。ここで、アセンブリは自由状態（図９Ｅ）へ戻る。これに代えて、装置１００が戻しクラッチ２００を有さなくてもよく、クラッチ１３２を解放させるためにモータ１５２を逆方向に回転させるように車両モータ制御装置を調整することができる。

もちろん、請求項に記載の発明の思想又は範囲から逸脱することなく、発明の上記の例に対する変更及び修正は、当業者にとって容易に明らかとなるべきである。発明は特定の好適な及び／又は例としての実施の形態を参照することによって説明されているが、請求項に記載の発明の範囲又は思想から逸脱することなく変更をなし得ることは明らかである。

Claims

車両用の始動装置において、
前記車両用のエンジンスタータモータと駆動係合しているリングギヤと、
該リングギヤに固定されたギヤ支持プレートと、
該ギヤ支持プレートに駆動係合しているコイルクラッチと、
前記車両用のトランスミッションベルハウジングに固定されたばね支持リングと、を備え、
前記コイルクラッチは、前記ばね支持リングと摩擦により係合させられた第１の端部と、該第１の端部に結合され、トルクコンバータの外側シェルと圧縮係合するように配置された中央部分と、該中央部分に結合され且つ前記ギヤ支持プレートに駆動係合され、該中央部分を前記外側シェルと圧縮係合させるように前記第１の端部に対して第１の方向に回転運動するように配置された第２の端部と、を有することを特徴とする、車両用の始動装置。
前記ばね支持リングは、前記コイルクラッチを包囲している、請求項１記載の始動装置。
前記ばね支持リングは、前記第１の端部を受容するための周方向溝を有する、請求項１又は２記載の始動装置。
前記第１の端部の自由直径は、前記中央部分の自由直径よりも大きい、請求項１から３までのいずれか１項記載の始動装置。
前記ばね支持リングは、前記車両用のトランスミッションベルハウジングと一体である、請求項１から４までのいずれか１項記載の始動装置。
前記ばね支持リングは、前記車両用のトランスミッションベルハウジングにプレスばめされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の始動装置。
エンジンとトランスミッションとの間に固定するように配置されたセンタリングプレートをさらに備え、前記ばね支持リングは、前記センタリングプレートに固定されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の始動装置。
前記ばね支持リングに固定されたセンタリングプレートを備え、
前記ギヤ支持プレートは、前記センタリングプレートに回転可能に結合されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の始動装置。
前記車両用のエンジンスタータモータと駆動係合している駆動ハブに、一方の端部において駆動係合しているコイル戻しばねと、
前記コイル戻しばねを包囲する負荷管であって前記コイル戻しばねの他方の端部において駆動係合している負荷管と、少なくとも１つの摩擦ワッシャと、前記負荷管を前記摩擦ワッシャに対して付勢する弾性エレメントと、を含む摩擦クラッチと、を備え、
前記車両が始動された後、前記エンジンスタータモータのモータ力が除去された際に、前記エンジンスタータモータ及び前記駆動ハブによって前記コイル戻しばねに付勢された付勢力によって、前記クラッチの前記中央部分を前記シェルから解放させるために、前記第１の端部に対して、前記第１の方向とは反対の第２の方向に前記第２の端部を回転運動させる、請求項１から８までのいずれか１項記載の始動装置。