CN101059154A - 离合器致动器、发动机单元和跨骑式车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离合器致动器，该离合器致动器可以提高离合器工作的响应性。构成离合器致动器(60)的离合器电机(60a)的电机轴(60b)和蜗杆轴(103)通过花键连接。蜗杆轴(103)的旋转运动被传递到与该蜗杆轴(103)啮合的蜗轮(105)。蜗杆轴(103)的端部具有螺纹部分(103c)。螺纹部分(103c)是具有多条螺纹(四条螺纹)的螺纹件。

Description

离合器致动器、发动机单元和跨骑式车辆
技术领域
本发明涉及使离合器接合和分离的离合器致动器、包括该离合器致动器的发动机单元、和包括该发动机单元的诸如摩托车之类的跨骑式车辆。
背景技术
传统地，已知这样的系统，其中手动变速器装配有根据驾驶员的意图或车辆的状态自动进行启动、停止和换档操作(离合器的分离、齿轮改变、和离合器的接合)的致动器。
作为上述系统中使用的致动器，专利文献1中记载的离合器致动器作为使离合器接合和分离的离合器致动器的示例是已知的。该离合器致动器包括电机和与该电机的电机轴同轴旋转的蜗杆轴。蜗杆轴的端部具有螺纹部分。离合器致动器包括与该螺纹部分接合的蜗轮、将蜗轮的旋转运动转换为线性往复运动的曲轴、和连接到曲轴的输出杆。离合器致动器被构造为使得电机的旋转运动最终转换为输出杆的轴向往复运动，并利用输出杆的往复运动进行离合器的接合和分离。
[专利文献1]JP-A-2005-282784
发明内容
但是，本发明人等已经发现专利文献1中公开的离合器致动器在应用于诸如摩托车之类的跨骑式车辆的情况下存在离合器操作的响应性问题。具体地，输出杆的往复运动并未迅速地跟随电机的旋转运动，这导致离合器接合和分离操作的响应性较差。
本发明鉴于上述情况而做出，其目的是提供可以提高离合器工作的响应性的离合器致动器、包括该离合器致动器的发动机单元、和包括该发动机单元的跨骑式车辆。
根据本发明的离合器致动器是这样的离合器致动器，它包括：具有电机轴的电机；具有螺纹部分且与所述电机轴同轴旋转的蜗杆轴；与所述螺纹部分啮合的蜗轮；通过轴向往复运动使离合器接合和分离的输出杆；以及将所述蜗轮的旋转运动转换为所述输出杆的往复运动的曲轴，其中，所述螺纹部分是具有多条螺纹的螺纹件。
由于蜗杆轴的螺纹部分具有多条螺纹，所述离合器致动器允许蜗轮的导程角增大。这可以减小蜗轮的传动比(axle ratio)以提高输出杆的响应性，从而提高离合器接合和分离操作的响应性。由于多条螺纹的螺纹件具有比单条螺纹的螺纹件高的齿轮传动效率，所以输出杆的往复运动迅速地跟随电机的旋转运动。因此，可以提高离合器接合和分离操作的响应性。
根据本发明，可以提高离合器致动器的离合器接合和分离操作的响应性。
附图说明
图1是根据一实施例的摩托车的侧视图；
图2是示出手自一体变速系统的各构成部件的安装状态的视图；
图3是示出手自一体变速系统的各构成部件的安装状态的视图；
图4是示出手自一体变速系统的各构成部件的安装状态的视图；
图5是示出手自一体变速系统的各构成部件的安装状态的视图；
图6是示出手自一体变速系统的各构成部件的安装状态的视图；
图7是示出发动机的内部构造的截面图；
图8是换档致动器、换档杆和换档机构的示意图；
图9是换档致动器、换档杆和换档机构的侧视图；
图10是离合器致动器的示意图；
图11是离合器致动器的侧视图；
图12是沿着图11的线A-A所取的截面图；
图13是沿着图12的线B-B所取的截面图；
图14是电机轴和蜗杆轴的接合部分的放大截面图；
图15是蜗杆轴的螺纹部分的放大视图；
图16是方向把握把的开关部分的透视图；
图17是手自一体变速系统的系统图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。
图1是根据本实施例的摩托车1的侧视图。如图1所示，根据本实施例的摩托车1包括头管3和车体框架2。车体框架2至少包括从头管3向后延伸的主车架4，和从主车架4的后部向下延伸的后臂支架5。主车架4包括从头管3延伸到左后侧和右后侧的两片车架部分4a(在图1中，仅示出其中一片)。车架部分4a的后部向下延伸以连接到后臂支架5。
前叉10枢轴支承在头管3上。前叉10的上端处布置有方向把11，而在其下端处布置有前轮12。燃料箱13布置在主车架4上，在燃料箱13的后侧布置有车座14。车座14安装在座轨6上。
主车架4和后臂支架5悬架发动机20。发动机20由主车架4的发动机安装部4c和车架部分4a支承并还由后臂支架5的发动机安装部(未图示)支承。发动机20不限于诸如汽油发动机之类的内燃机，而可以是电动机等。该发动机可以结合有汽油发动机和电动机。
后臂支架5支承后臂21的前端以可绕枢轴22在竖直方向上枢转。后臂21的后端支承后轮23。后臂21经由连杆机构24和后减震单元25由车体框架2支承。连杆机构24具有车体侧连杆24a和后臂侧连杆24b。车体侧连杆24a的第一端部可转动地连接到后臂支架5的连杆安装部5f。后臂侧连杆24b的第一端部可枢转地连接到后臂21的连杆安装部21a。车体侧连杆24a的中央部与后臂侧连杆24b的第二端部可转动地连接在一起。后减震单元25的下部由车体侧连杆24a的第二端部支承，而其上部由减震器安装部5g支承。后减震单元25布置在后臂支架5的后侧。
车体框架2还具有整流罩27。整流罩27包括覆盖方向把11的前侧的上整流罩27a和覆盖主车架4的前侧和左右侧及发动机20的左右下侧部分的下整流罩27b。上整流罩27a经由撑条(未图示)由车体框架2支承。上整流罩27a形成车辆的前表面和左右侧面。上整流罩27a具有安装到车辆前侧上部的透明挡风屏28和头灯29。后撑条7具有用于覆盖车座14的左右侧和后轮23上方的空间的侧封盖30。
发动机20的种类完全不受限制。本实施例的发动机20是水冷并列四缸式。在发动机20中，气缸轴(未图示)以相对于水平线成微小角度向车辆的前方倾斜，且容纳曲轴31的曲轴箱32通过车体框架2悬架在车辆宽度方向上的两侧。
发动机20包括变速器40。变速器40包括与曲轴31平行布置的主轴41、与主轴41平行布置的主动轴42、和包括多级变速齿轮49的换档机构43，并与曲轴箱32形成一体。离合器机构44在切换变速齿轮49时中断旋转的传递。
主动轴42具有驱动链轮48a。链47卷绕在驱动链轮48a和布置在后轮23处的从动链轮48b上。由此，发动机动力通过链47传递到后轮23。
接着，将说明设置于摩托车1的手自一体变速系统50。图2至图6是示出手自一体变速系统50的各构成部件的安装状态的视图。如图2所示，手自一体变速系统50自动地操作离合器机构44并切换变速器40的变速齿轮。手自一体变速系统50包括用于驱动离合器机构44的离合器致动器60、用于切换变速器40的变速齿轮的换档致动器70、及控制离合器致动器60和换档致动器70的操作的发动机控制器95(图2中未图示，参考图8)。
如图3所示，离合器致动器60形成为离合器操作单元63，在离合器操作单元63中各个部件与安装片61成为一体。安装片61固定有接合孔部62(参考图4和图5)。如图4所示，离合器操作单元63被固定为使得接合孔部62装配在固定于发动机20的后部的突起部分20a，且安装片61的安装部61a利用螺栓等紧固件64紧固到后臂支架5的构件部5d。从侧面观察(参考图1)，离合器操作单元63的位置被发动机20后侧的后臂支架5围绕。
如图2和图6所示，换档致动器70与换档位置传感器S2(参考图6)成为一体，并且它们构成为换档操作单元72。如图2所示，安装支架73固定到后撑条7。换档控制单元72被安装为使得利用螺栓等紧固件74将换档致动器70固定到安装支架73。于是，从侧面观察时，换档操作单元72通过将主车架4置于其间而与变速器40相对，且换档致动器70布置在主车架4的后方。
换档机构43和换档致动器70通过换档动力传递部件连接在一起。本实施例的换档动力传递部件是换档杆75。在从侧面观察时，换档杆75横切车体框架2。
接着，将说明离合器机构44的详细构造。图7是示出发动机20的内部构造的截面图。
本实施例的离合器机构44是例如多片式摩擦离合器，它包括离合器壳体443；与离合器壳体443形成一体的多个摩擦片445；离合器片套毂(clutch boss)447；及与离合器片套毂447形成一体的多个离合器片449。发动机20的曲轴31一体地支承齿轮310。主轴41支承可相对于主轴41转动并与齿轮310啮合的齿轮441。离合器壳体443与齿轮441形成一体。转矩经由齿轮441从曲轴31传递到离合器壳体443。转矩通过在多个摩擦片445与多个离合器片449之间产生的摩擦力从离合器壳体443传递到离合器片套毂447。
齿轮441由主轴41可转动地支承在主轴41的第一端部处(图7的右侧)。离合器壳体443与齿轮441的凸台部分成为一体。于是，它可以在沿主轴41的轴线的移动受到限制的情况下绕主轴41旋转。离合器片套毂447与主轴41的第一端部(比齿轮441更靠近端部侧)成为一体。
离合器片套毂447布置在筒状离合器壳体443的内侧。齿轮441、离合器壳体443、离合器片套毂447和主轴41的旋转中心相同，这些部件表现为同心圆。
齿轮441的凸台部分设置有圆筒形的接合突起部分441A。在筒状离合器壳体443的第一端部处(图7的左侧)设有接合部分443B，接合部分443B具有可装配到接合突起部分441A的接合孔443A。通过将接合突起部分441A装配到接合孔443A，离合器壳体443被固定到齿轮441。
每个摩擦片445是环状的薄板。摩擦片445的外周缘由筒状的离合器壳体443的内周侧支承，使得每个摩擦片445的平面基本垂直于主轴41的轴线。这允许摩擦片445沿着主轴41的旋转轴线相对于离合器壳体443略微移动，并限制在主轴41的旋转方向上与离合器壳体443的相对旋转。
此外，摩擦片445的平面之间具有特定间隙(略大于离合器片449的厚度)。
离合器片套毂447是筒状的，且在离合器片套毂447的第一端部处(图7的左侧)具有外径基本等于离合器片449的外径的环形凸缘部分447A。离合器片449绕离合器片套毂447的筒状部分的外周边支承。这允许离合器片449沿着主轴41的轴线相对于片套毂447略微移动，并限制在主轴41的旋转方向上离合器片套毂447的相对旋转。
离合器片套毂447固定到主轴41的第一端部(图7的右侧)，使得凸缘部分447A位于离合器壳体443与接合部分443B相邻的一侧。
每个离合器片449由环状的薄板构成。离合器片449的内周缘由筒状的离合器片套毂447的外周侧支承，使得离合器片449的平面基本垂直于主轴41的旋转轴线。
离合器片449的平面之间具有特定间隙(略大于摩擦片445的厚度)。
离合器片449的外径略小于筒状的离合器壳体443的内径。摩擦片445的内径略大于筒状的离合器片套毂447的外径。摩擦片445和离合器片449沿着主轴41的轴线交替地布置。在每个摩擦片445和每个离合器片449之间，沿着主轴41的轴线存在小的间隙。
在交替的摩擦片445和离合器片449的在主轴41的轴向上的外侧及离合器壳体443的与接合部分443B相邻的一侧(图7的左侧)，存在由离合器片套毂447的凸缘部分447A构成的按压部分447B。按压部分447B将摩擦片445和离合器片449与压盘451一起沿着主轴41的轴线夹持，以在每个摩擦片445和每个离合器片449之间产生摩擦力。
筒状离合器片套毂447具有与离合器片套毂447一体并沿着主轴41的轴线延伸的多个圆筒状的导引部分447C。压盘451包括与各个导引部分447C接合的多个导引部分451A。通过导引部分447C和导引部分451A，压盘451能够沿着主轴41的轴线相对于离合器片套毂447移动，还与离合器片套毂447同时转动。压盘451由离合器致动器60驱动和控制。离合器致动器60将在下文参照附图详细说明。
压盘451具有平面状的按压部分451B。按压部分451B基本平行于各个摩擦片445和各个离合器片449的平面。
离合器机构44包括多个弹簧450，所述弹簧450分别围绕筒状的导引部分447C。弹簧450将压盘451向图7的左侧施压。换句话说，弹簧450在其中压盘451的按压部分451B变得靠近离合器片套毂447的按压部分447B的方向上向压盘451施压。
压盘451在压盘451的中心部例如经由深沟球轴承457与推杆455的第一端部(图7的右侧)接合。推杆455的第二端部(图7的左侧)与筒状主轴41的第一端部的内侧接合。筒状主轴41的内侧设置有与推杆455的第二端部(左端部)相邻的球形的滚珠459，且推杆461与滚珠459相邻设置。
推杆461的第一端部(左端部)461A从筒状主轴41的第二端部突出。第一端部461A与活塞463成为一体。活塞463由缸本体465导引，并可沿着主轴41的轴线自由滑动。
当作为压缩流体的液压流体被供应到被活塞463和缸本体465围绕的空间467中时，活塞463被向着图7的右侧推动。由此，活塞463经由推杆461、滚珠459、推杆455和深沟球轴承457使压盘451向着图7的右侧移动。这样，当压盘451被向着图7的右侧推动时，压盘451的按压部分451B与摩擦片445分离，从而离合器机构44脱离连接。
当离合器机构44接合时，压盘451在离合器片套毂447的凸缘部分447A的方向(图7的向左方向)上被弹簧450施力，并在该方向上移动。于是，通过离合器片套毂447的按压部分447B和压盘451的按压部分451B在摩擦片445和离合器片449之间产生摩擦力，从而允许转矩从离合器壳体443传递到离合器片套毂447。
另一方面，在离合器机构44脱离连接的情况下，压盘451通过推杆455向图7的右侧移动。于是，压盘451的按压部分451B与位于最靠近压盘451的按压部分451B处的摩擦片445(在图7的最右侧的摩擦片445)分离。
在此状态下，摩擦片445和离合器片449不受推动，因而在它们之间形成微小间隙。因此，在摩擦片445和离合器片449之间不产生能够传递驱动力的摩擦。
这样，取决于离合器致动器60的驱动力及弹簧450的作用力，压盘451沿着主轴41的轴线向一个端部或另一个端部移动。且离合器机构44响应于该移动而进入连接或脱离连接。
将参照图7说明换档机构43的详细构造。
发动机20在曲轴31的端部处具有发动机速度传感器S30。曲轴31经由多片式离合器机构44连接到主轴41多级变速齿轮49和主轴速度传感器S31安装到主轴41。在主轴41上的变速齿轮49与安装在主动轴42上的对应的变速齿轮420啮合(在图中绘制为彼此分离)。在怠速旋转状态(怠速状态)下，除了所选择的一对变速齿轮之外，变速齿轮49和变速齿轮420之一或两者安装到主轴41或主动轴42。因此，旋转仅经由所选择的一对变速齿轮从主轴41传递到主动轴42。
通过用作换档输入轴的换档凸轮421来进行通过选择变速齿轮49和变速齿轮420而改变变速比的齿轮改变操作。换档凸轮421具有多个凸轮槽421a，换档叉422安装到所述凸轮槽421a。换档叉422与主轴41上的特定变速齿轮49和主动轴42上的特定变速齿轮420接合。当换档凸轮421转动时，换档叉422沿着凸轮槽421a轴向移动。然后只有在与换档凸轮421的旋转角对应的位置处的一对变速齿轮49和变速齿轮420通过花键分别固定到主轴41和主动轴42。由此，变速齿轮的位置被确定。因此，通过变速齿轮49和变速齿轮420，以预定变速比进行主轴41和主动轴42之间旋转的传递。
换档机构43通过换档致动器70的操作使换档杆75前后移动，并通过换档连杆机构425使换档凸轮421转过特定的角度。由此，换档叉422沿着凸轮槽421a轴向移动预定量以分别将一对多级变速齿轮49和变速齿轮420顺次固定到主轴41和主动轴42，从而以减速比传递旋转。
将说明换档致动器70的更详细构造。换档致动器70可以由液压流体或电来驱动。
图8是换档致动器70、换档杆75和换档机构43的示意图。如图8所示，本实施例的换档致动器70使换档电机70a根据来自发动机控制器95的信号而旋转。在电机轴70b上的齿轮70c通过换档电机70a的旋转而旋转。随着齿轮70c的旋转，减速齿轮70d旋转以使驱动轴70g旋转。
图9是换档致动器70、换档杆75和换档机构43的侧视图。如图9所示，换档致动器70的壳体70h通过紧固件74紧固到安装支架73(参考图2)，安装支架73固定到后撑条7(也参考图2)。
驱动轴70g(也参考图8)具有控制杠杆70j。控制杠杆70j利用螺栓(未图示)连接到换档杆75的换档致动器侧连接部分。换档杆75的与换档致动器70相邻的连接部分可绕控制杠杆70j转动。控制杠杆70j利用螺栓70k紧固到驱动轴70g。于是，控制杠杆70j不能沿着驱动轴70g的轴线移动。
驱动轴70g具有换档位置传感器S2(参考图8)。换档位置传感器S2布置在驱动轴70g的端部(在图9的纸面的背侧处的端部)处，并利用安装螺栓(未图示)紧固到壳体70h。换档位置传感器S2由驱动轴70g的旋转来获得位置信息，并将该位置信息传送到发动机控制器95。发动机控制器95根据该位置信息控制换档电机70a。
换档杆75的与换档机构43相邻的连接部分利用螺栓(未图示)连接到换档机构43的换档控制杠杆43a。换档机构侧连接部分可以绕换档控制杠杆43a转动。换档控制杠杆43a利用螺栓43d紧固到换档控制轴43b。这防止换档控制杠杆43a沿着换档操作轴43b的轴线移动。
当换档杆75移动时，然后换档控制杠杆43a也运动。换档控制杠杆43a的运动是绕通过花键装配到换档控制杠杆43a的换档控制轴43b的旋转运动。因此，换档控制轴43b随着换档控制杠杆43a的运动而转动。
现在将说明离合器致动器60的更详细结构。图10是离合器致动器60的示意图。如图10所示，根据本实施例的离合器致动器60布置为使得电机60a响应于来自发动机控制器95的信号而运转，随着该运转，蜗杆轴103旋转。蜗杆轴103的旋转传递到与蜗杆轴103接合的蜗轮105。蜗轮105固定到与曲轴箱110的曲柄轴111同轴的曲轴110。曲轴110的曲柄销112固定到输出杆120。这样，曲轴110的旋转运动被转换为输出杆120的往复运动(图10的平面的前后方向的运动)。在曲轴110的曲柄轴111的端部布置有离合器位置传感器S3。离合器位置传感器S3测量蜗轮105的旋转角。离合器位置传感器S3由蜗轮105的旋转角得到输出杆120的行程，由此确定离合器机构44的离合器位置。离合器位置传感器S3对应于本发明的旋转角传感器。
图11是离合器致动器60的截面图；图12是沿着图11的线A-A所取的截面图；图13是沿着图12的线B-B所取的截面图。如图13所示，离合器电机60a包括电机轴60b。电机轴60b经过离合器电机60a的中心。电机轴60b的后端部(图中的右端部)60c由电机轴承106支承。电机轴承106的外圈固定到容纳离合器电机60a的电机箱107。电机轴承106是球轴承。
电机轴60b的前端部(图中的左端部)60d具有多个花键齿60e。前端部60d装配在蜗杆轴103的花键孔103a中以通过花键连接将电机轴60b和蜗杆轴103连接在一起。
图14是电机轴60b和蜗杆轴103的接合部分的放大截面图。如图14所示，电机轴60b的前端部60d具有多个花键齿60e，而蜗杆轴103的花键孔103a具有与花键齿60e配合的花键槽。电机轴60b的前端部60d装配在蜗杆轴103的花键孔103a中以成为花键连接。
电机轴60b的前端部60d被倒角以形成弯曲部分60f。弯曲部分60f形成为从花键齿60e的底部延伸到电机轴60b的轴心。被倒角的前端部60d允许蜗杆轴103吸收电机轴60b的轴心的振动，即使该振动是在离合器电机60a的操作期间产生的。于是，可以防止振动传递到蜗杆轴103。蜗杆轴103的花键孔103a的底部也被倒角以形成弯曲部分103b。
蜗杆轴103的花键孔103a的深度a小于电机轴60b的前端部60d的直径b，即，a＜b。电机轴60b装配在蜗杆轴103处的部分较短的设定使得蜗杆轴103能够在电机轴60b的旋转期间适当地吸收轴心的振动。
参考图13，蜗杆轴103具有螺纹部分103c(也参考图14)。蜗杆轴103由布置在螺纹部分103c的前侧(图中的左侧)和后侧(图中的右侧)的轴承108支承。两个轴承108是球轴承。每个轴承108的外圈由离合器致动器60的壳体115支承。螺纹部分103c的前侧和后侧由轴承108支承可以防止蜗杆轴103在旋转期间的振动，以使旋转稳定。
图15是形成蜗杆轴103的螺纹部分103c处的部分的放大视图。如图15所示，蜗杆轴103的螺纹部分103c具有多条螺线103d。图15是螺纹部分103c的螺纹数量的说明性的图，而没有示出在螺纹部分103c的外周表面上螺纹103d的正确形状。
蜗杆轴103每转一圈而轴向行进的距离，即导程l可以表示为l＝n×p，其中p是相邻的螺纹103d之间的距离或节距，n是螺纹部分103c的螺纹数量。如图15所示，本实施例中的螺纹部分103c的螺纹数量n为四。将蜗杆轴103的螺纹部分103c的螺纹数量设定为二或更多(多条螺纹)使得蜗轮105的导程角增大。因此可以减小蜗轮机构的传动比(蜗杆轴103对蜗轮105的传动比)，从而提高输出杆120的响应性。这提高了离合器机构44的接合和分离操作的响应性。由于多螺纹的螺纹件具有比单螺纹的螺纹件高的传动效率，所以离合器电机60a的旋转运动可以有效地转换为输出杆120的往复运动(参考图10和图11)。结果，可以减少离合器电机60a的输出损失，提高离合器机构44的接合和分离操作的响应性。
如图13所示，蜗杆轴103的螺纹部分103c与蜗轮105的轮齿105a啮合。蜗轮105具有基本环形(doughnut)形状，轮齿105a形成为围绕该环形形状。在蜗轮105的轴心处，设有转矩限制器105b。转矩限制器105b包括通过花键接合到曲轴110的曲柄轴111(见图12)以与曲柄轴111一起旋转的传递片(未图示)，和绕传递片的外缘布置的内离合器(未图示)。当施加到蜗轮105的驱动力达到预定值或更大时，在传递片与内离合器之间发生滑动以防止过大的驱动力传输到曲柄轴111上。本发明可以不具有转矩限制器105b，而蜗轮105可以与曲轴110成为一体。在本实施例中，在离合器机构44的接合和分离操作时蜗轮105的旋转角大于90°。换句话说，在离合器机构44的分离操作情况下，当蜗轮105旋转直到离合器机构44完全分离时蜗轮105的旋转角(最大旋转角)大于90°。
参考图12，蜗轮105固定到曲轴110的曲柄轴111的端部(图12中的右端部)。蜗轮105固定到与其同轴并与曲轴110的曲柄臂113平行的曲柄轴111。蜗轮105的侧面垂直于曲柄轴111。
曲轴110的曲柄轴111的相对端部可转动地固定到壳体115。贝氏弹簧116布置在曲柄轴111上并布置在蜗轮105与壳体115之间。
曲柄轴111由两个轴承117和118支承。两个轴承117和118的外圈紧固到壳体115。轴承117和118是球轴承。两个轴承117和118中的轴承117布置在蜗轮105与右侧的曲柄臂113之间。轴承117是用内圈117a和外圈117b密封并在其间包含轴承油脂的双密封轴承。在蜗杆轴103与蜗轮105之间，设有油脂(钼油脂等)。该油脂可能对与蜗轮105相邻的轴承117具有不良影响。具体地，油脂粘附到轴承117的内部可能使轴承117的性能劣化。因此，本实施例的轴承117是包含轴承油脂的双密封轴承。这防止蜗杆轴103与蜗轮105之间的油脂进入到轴承117中以施加不良影响。
轴承118布置在左侧的曲柄臂113的左侧。这样，两个曲柄臂113被夹在轴承117与轴承118之间。两个轴承117和118将两个曲柄臂113夹在其间的布置稳定了曲柄轴111的旋转。
与蜗轮105相邻的轴承117是比远离蜗轮105的轴承118大的球轴承。由于与蜗轮105相邻的轴承117接收较大的径向力，所以优选地使用这种较大的球轴承。
参考图11，输出杆120在曲轴110下部处固定到曲柄销112。输出杆120包括具有螺纹孔的基部120a和具有螺纹件的杆120b。杆120b的螺纹件拧在基部120a的螺纹孔中。在杆120b的螺纹件上，拧有锁止螺母121和螺母122。
根据本实施例，此布置允许输出杆120的长度可调节。换句话说，可以通过使杆120b绕基部120a转动来改变输出杆120的长度。在长度改变之后，锁止螺母121和螺母122紧固在基部120a上以由此固定输出杆120。
活塞125布置在输出杆120的杆120b的端部处。活塞125可在缸123中沿着输出杆120的轴线(向图中的左侧和右侧)滑动。活塞125在缸123中的左部形成填充有液压流体的油室126。油室126通过箱连接部分129与贮箱(未图示)连通。
辅助弹簧130的一端在曲轴110的上部处固定到曲柄销112。辅助弹簧130的另一端固定到壳体115。辅助弹簧130辅助曲轴110的曲柄轴111的旋转以辅助输出杆120的行程。
为使离合器机构44(参考图7)从接合状态进入分离状态，驱动离合器电机60a，由此蜗杆轴103旋转。蜗杆轴103的旋转被传递到与蜗杆轴103啮合的蜗轮105以使蜗轮105旋转。当蜗轮105旋转时，蜗轮105所固定到其上的曲轴110的曲柄轴111也旋转。蜗轮105的旋转运动通过曲轴110而转换为输出杆120的直线运动，从而使输出杆120向图11中的左侧移动。
参考图11，向左侧直线移动的输出杆120推动活塞125，从而在油室126中产生液压。所产生的液压从壳体115的液压油出口115a通过油管(未图示)传递到活塞463(参考图7)中。该液压驱动推杆461和455(参考图7)以使离合器机构44脱离接合。由辅助弹簧130辅助输出杆120的直线运动。
根据本实施例，离合器机构44可以通过驱动离合器电机60a而自动或手动地分离。如图11所示，用于离合器拉索127的引导管(guide cylinder)128布置在壳体115中输出杆120的下方。离合器拉索127的一端固定到下曲柄销112。离合器拉索127通过引导管128被引向图中的左下方。当通过用手操作离合器杠杆(未图示)沿着引导管128的长度方向(向图11中的左下方)拉动离合器拉索127时，曲轴110旋转以使输出杆120向图1中的左侧移动。
如图11所示，连接到蜗杆轴103的离合器电机60a和固定到曲柄销112的输出杆120在相同方向上延伸。但是，需要将离合器电机60a和输出杆120布置成彼此分离至一定程度，以防止它们之间的干扰。在本实施例中，如图12所示，蜗轮105与曲柄臂113分离地固定到曲轴110的曲柄轴111的端部。蜗轮105与曲柄臂113平行并与曲柄轴111同轴地布置。因而，即使与蜗轮105相邻的离合器电机60a和固定到曲柄销112的输出杆120布置为不互相干扰，也可以使曲柄轴111较短。这可以防止曲轴110的尺寸和重量的增大，从而防止离合器致动器60自身的尺寸和重量的增大。
以下将详细说明手自一体变速系统的系统。参考图16，换档开关SW1例如布置在方向把11的左方向把握把上。换档开关SW1由例如升档开关SW1a1和降档开关SW1a2组成。换档开关SW1用于通过骑乘者的控制而适当地将变速齿轮从第一档切换到最高档(例如，第六档)。在左方向把握把处，还设有选择开关SW2、指示开关SW3、喇叭开关SW4、和灯开关SW5。选择开关SW2用于在半自动模式与全自动模式之间切换换档模式。
参考图17，换档机构43和离合器机构44两者都通过手自一体变速系统50来切换。除了换档致动器70的档位传感器S2(参考图6)之外，摩托车1还包括用于离合器致动器60的离合器位置传感器S3(参考图10)、发动机速度传感器S30、车速传感器S5等。
发动机控制器95根据传感器的数据和换档开关SW1的指令来控制离合器致动器60和换档致动器70的驱动。具体地，换档操作、离合器机构44的分离、变速器40的变速齿轮的切换、和离合器机构44的接合这一系列操作根据事先存储在发动机控制器95中的预定程序，通过操作电路等自动地执行。
如上所述，由于蜗杆轴103的螺纹部分103c具有多条螺纹(四条螺纹)，根据本实施例的离合器致动器60允许蜗轮105的导程角增大。这可以减小蜗轮的传动比，从而提高输出杆120的响应性。结果，可以提高离合器接合和分离操作的响应性。蜗轮的传动比减小使得可减小蜗轮105的尺寸(直径)，从而可使离合器致动器60小型化。
在离合器电机60a发生故障的情况下，需要使停止在操作中途的离合器电机60a返回中立位置，因此有时需要用手来转动蜗杆轴103。如果蜗杆轴103的螺纹部分103c的螺纹数量是两条或更多(优选地，三条或更多)，则当用手转动蜗轮105(或连接到蜗轮105的曲轴110)时，蜗杆轴103也随着蜗轮105的旋转而旋转。因此，将蜗杆轴103的螺纹部分103c的螺纹数量设定为三条或更多能够通过使减速侧的蜗轮105、曲柄轴111等运动来使蜗杆轴103旋转，而无需直接使蜗杆轴103运动。于是，与直接转动蜗杆轴103的情况相比，可以通过使蜗轮105、曲柄轴111等运动而以较少的控制输入容易地使输出杆120行进。
具体地，例如，通过转动插入到曲柄轴111的六边形孔111a(参考图11和12)中的诸如扳手之类的工具，操作曲柄轴111这样通过用诸如扳手之类的工具操作曲柄轴111辅助输出杆120的行进，使得容易执行在离合器电机60a发生故障时能够用手移动摩托车10所需的工作、安装离合器致动器60的工作、和对离合器致动器60的油室126(参考图11)中的液压油放气的工作。
由于多条螺纹的螺纹件比单条螺纹的螺纹件具有高的齿轮传动效率，所以输出杆120的往复运动快速地跟随离合器电机60的旋转运动。这可以提高离合器接合和分离操作的响应性。优选地，考虑到蜗轮105的导程角和齿轮传动效率的增大，螺纹部分103c的螺纹数量是三条或更多。
本实施例配备有用于测量蜗轮105的旋转角的离合器位置传感器S3，且其中在离合器机构44的接合和分离操作时蜗轮105的旋转角大于90°。即使在小半径曲柄的情况下，蜗轮105的较大的旋转角也可以确保输出杆120的足够的行程。因而，离合器致动器60可以小型化。在离合器机构44的接合和分离操作时蜗轮105的旋转角的增大，提高了由离合器位置传感器S3的结果确定输出杆120的行程的分辨率，从而提高了由输出杆120的行程确定离合器机构44的离合器位置的分辨率。因此，可以提高离合器机构44的接合和分离操作的响应性及可靠性。
[工业实用性]
如上所述，本发明对于离合致动器是有用的。
附图标记说明
1      摩托车(跨骑式车辆)
20     发动机
21     离合器致动器
60a    离合器电机(电机)
60b    电机轴
103    蜗杆轴
103c   螺纹部分
103d   螺纹
105    蜗轮
S3     离合器位置传感器(旋转角传感器)

Claims (6)

1.一种离合器致动器，包括：具有电机轴的电机；具有螺纹部分且与所述电机轴同轴旋转的蜗杆轴；与所述螺纹部分啮合的蜗轮；通过轴向往复运动使离合器接合和分离的输出杆；以及将所述蜗轮的旋转运动转换为所述输出杆的往复运动的曲轴，其中：
所述螺纹部分是具有多条螺纹的螺纹件。
2.根据权利要求1所述的离合器致动器，其特征在于，在所述离合器的接合和分离操作时所述蜗轮的旋转角超过90度。
3.根据权利要求1所述的离合器致动器，其特征在于，所述螺纹部分的螺纹的数量是三条或更多。
4.根据权利要求2所述的离合器致动器，其特征在于，所述离合器致动器还包括：
测量所述蜗轮的旋转角的旋转角传感器；和
基于所述旋转角传感器的测量结果控制所述电机的控制器。
5.一种发动机单元，包括：
发动机；和
根据权利要求1所述的离合器致动器。
6.一种包括根据权利要求5所述的发动机单元的跨骑式车辆。
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