JP2001132779A - 自動クラッチ装置 - Google Patents

自動クラッチ装置

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JP2001132779A
JP2001132779A JP31188599A JP31188599A JP2001132779A JP 2001132779 A JP2001132779 A JP 2001132779A JP 31188599 A JP31188599 A JP 31188599A JP 31188599 A JP31188599 A JP 31188599A JP 2001132779 A JP2001132779 A JP 2001132779A
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Japan
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gear
motor
clutch
main drive
drive motor
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JP31188599A
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English (en)
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Akihiro Nakao
章裕 中尾
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力を消費せずに任意の位置で保持でき、精度
のよいコントロールが可能でかつ摩耗の少ない自動クラ
ッチ装置を提供する。 【解決手段】圧接方向にスプリング7で付勢されたプレ
ッシャプレート5をモータによって離反方向に操作する
ようにした自動クラッチ装置であって、プレッシャプレ
ート5を離反方向に操作するためのレリーズフォーク1
3を駆動する駆動軸12に従動ギヤ14を連結するとと
もに、従動ギヤ14に噛み合う可逆ギヤ15を有する主
駆動モータM1と、従動ギヤ14に噛み合う非可逆ギヤ
16を有する制御モータM2とを設け、主駆動モータM
1と制御モータM2とを同期駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動クラッチ装置、
特にクラッチを解除操作するための機構に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、クラッチペダルを廃止し、運転者
が行なっていたクラッチペダルの操作をモータによって
行なうようにした自動クラッチ装置が開発されている。
この自動クラッチ装置は、ギヤシフト位置、エンジン回
転数、車速等の情報に応じてクラッチの円滑な断接を行
なえるよう、モータを制御するものである。ところが、
このような自動クラッチ装置では、クラッチを締結方向
に付勢するスプリング力に抗してモータを駆動しなけれ
ばならないので、モータの負荷が大きくなり、特にクラ
ッチ解放状態や半クラッチ状態に保持したい時、モータ
の消費電力が大きくなる問題がある。
【0003】このような問題に対処するため、特公平4
−56184号公報には、駆動用モータと摩擦要素を操
作するレリーズフォークとを非可逆ギヤを介して連結す
るとともに、その1つのギヤに摩擦要素を締結方向に付
勢するスプリング力に対向するアシストスプリングを付
設した構造の自動クラッチ装置が提案されている。
【0004】この自動クラッチ装置では、アシストスプ
リングが摩擦要素を付勢するスプリング力を相殺してモ
ータにかかる負荷を小さくできるとともに、モータの回
転をウオームギヤとピニオンとの非可逆ギヤによってレ
リーズフォークに伝達することで、レリーズフォークを
電力を消費せずに任意の位置で保持できる利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、モータの回転
を非可逆ギヤによってレリーズフォークに伝達している
ので、すべりが多く、起動トルクが大きくなり、コント
ロールが困難になるという問題がある。また、非可逆ギ
ヤの場合、トルクがかかった状態で駆動すると、摩耗が
多くなり、耐久性が低下しやすい。
【0006】そこで、本発明の目的は、電力を消費せず
に任意の位置で保持でき、クラッチの摩耗状態にかかわ
らず、精度のよいコントロールが可能な自動クラッチ装
置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、圧接方向にスプリング付
勢された摩擦要素をモータによって離反方向に操作する
ようにした自動クラッチ装置において、摩擦要素を離反
方向に操作するための操作部材を、可逆ギヤを介して主
駆動モータM1と連結するとともに、非可逆ギヤを介し
て制御モータM2とも連結し、上記主駆動モータM1と
制御モータM2とを同期駆動させる制御手段を設けたこ
とを特徴とする自動クラッチ装置を提供する。
【0008】主駆動モータM1は可逆ギヤを介して操作
部材を駆動し、摩擦要素を離反方向へ操作する。これに
より、クラッチは解放される。主駆動モータM1が駆動
されている間、制御モータM2も制御手段によって同期
回転するが、制御モータM2には殆どトルクを掛けずに
済むので、精度のよい制御が行なえるとともに、非可逆
ギヤの摩耗が少なくなる。半クラッチ状態のように、操
作部材を任意の位置に停止させたい場合には、主駆動モ
ータM1および制御モータM2を停止させれば、非可逆
ギヤが操作部材の動きを阻止するので、電力を消費せず
に保持が可能である。
【0009】可逆ギヤは、駆動側からも従動側からもト
ルクを伝達することができるギヤのことであり、例えば
平歯車やヘリカルギヤがある。また、非可逆ギヤは、ウ
オームギヤ、ねじ歯車のように、一方側からのみトルク
を伝達できるギヤを言う。可逆ギヤの場合、トルクがか
かった状態で駆動しても摩耗が少なく、80%以上の伝
達効率を有するので、主駆動モータM1の駆動力を操作
部材に伝達するギヤに適している。一方、非可逆ギヤは
伝達効率は30〜40%と低いが、定位置保持機能を有
するので、制御モータM2のギヤに適している。
【0010】請求項2のように、制御モータM2を無負
荷駆動するのが望ましい。すなわち、操作部材を駆動す
るための駆動力は主駆動モータM1により与え、制御モ
ータM2は操作部材の停止位置を制御するためだけに使
用される。そのため、精度のよい制御が行なえるととも
に、非可逆ギヤの摩耗を解消できる。
【0011】請求項3のように、主駆動モータM1は学
習制御によって駆動トルク特性が更新されるのが望まし
い。すなわち、摩擦クラッチでは、摩擦要素の摩耗など
によってストローク−荷重特性が経時的に変化する。主
駆動モータM1の駆動トルク特性が常に一定であると、
経時変化によってクラッチの締結,解放の特性が変化し
てしまい、ショックや違和感を生じる。そこで、経時変
化に伴って主駆動モータM1の駆動トルク特性を更新す
ることで、クラッチの締結,解放を常に円滑に行なうこ
とが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明にかかる自動クラッ
チ装置の一例を示す。この自動クラッチ装置は、乾式単
板クラッチに適用されたものであり、エンジン出力軸1
の端部にフライホイール2が固定され、フライホイール
2の外周部側面にはクラッチカバー3が固定されてい
る。フライホイール2とクラッチカバー3との間にはク
ラッチディスク4とプレッシャプレート(摩擦要素)5
とが配置され、クラッチディスク4の内径部は変速機の
入力軸6にスプライン嵌合している。プレッシャプレー
ト5の側面にはダイヤフラムスプリング7の外周部が圧
接しており、ダイヤフラムスプリング7の内周部はレリ
ーズベアリング8に圧接している。レリーズベアリング
8の内径部はレリーズハブ9で保持されており、レリー
ズハブ9はクラッチハウジング10に固定された円筒状
リテーナ11上に軸方向に摺動自在に支持されている。
入力軸6と直交方向にレリーズシャフト12が配設さ
れ、このシャフト12にはレリーズハブ9の変速機側側
面を押す一対のレリーズフォーク13が固定されてい
る。
【0013】通常時は図1に示す位置にあり、ダイヤフ
ラムスプリング7のばね力によりプレッシャプレート5
がクラッチディスク4をフライホイール2に押し付けて
おり、クラッチは締結されている。レリーズシャフト1
2を回転させてレリーズフォーク13がレリーズハブ9
を図中左方へ押すと、レリーズベアリング8も左方へ移
動し、ダイヤフラムスプリング7のプレッシャプレート
5への押圧力が解除され、クラッチが解放される。
【0014】レリーズシャフト12の端部には、図2に
示すように従動ギヤ14が固定されており、この従動ギ
ヤ14に対して主駆動モータM1のモータ軸に固定され
たヘリカルギヤや平歯車などからなる可逆ギヤ15と、
制御モータM2のモータ軸に固定されたウオームギヤや
ねじ歯車などからなる非可逆ギヤ16とが噛み合ってい
る。主駆動モータM1の駆動トルクは制御モータM2よ
り大きく、例えばサーボモータのように駆動トルクを自
在に可変できるモータが望ましい。また、制御モータM
2は駆動トルクは小さくてよいが、停止位置を高精度に
制御できるモータが望ましく、例えばステッパモータを
用いることができる。レリーズシャフト12の回転トル
クは主駆動モータM1により可逆ギヤ15を介して伝え
られる。主駆動モータM1および制御モータM2はコン
トローラ(制御手段)17によって同期回転するように
制御される。すなわち、可逆ギヤ15による従動ギヤ1
4の従動回転と、非可逆ギヤ16による従動ギヤ14の
従動回転とが同一方向にかつ同一速度となるようにモー
タM1,M2が制御され、両方のギヤ15,16が従動
ギヤ14に対してインターロック状態になるのを防止し
ている。コントローラ17には、ギヤシフト位置、エン
ジン回転数、車速、アクセル開度などの運転情報および
モータM1,M2の回転角度などが入力され、これら情
報に基づいて主駆動モータM1および制御モータM2を
制御している。
【0015】クラッチのストローク−荷重特性は、ダイ
ヤフラムスプリング7のばね特性に従い、図3の実線の
ような特性を有する。一方、主駆動モータM1の駆動ト
ルク特性は、図3に二点鎖線で示すように、コントロー
ラ17によりクラッチのストローク−荷重特性とほぼ対
称な特性に制御される。そのため、合成荷重は全ストロ
ークに亘ってほぼ0となり、クラッチの締結および解放
を極めて円滑に行なうことができるようになっている。
【0016】クラッチのストローク−荷重特性は、クラ
ッチディスク4の摩耗などの経時変化によって破線に示
すように変化する。そこで、コントローラ17は主駆動
モータM1の駆動トルク(電流)を計測し、経時変化に
応じて駆動トルク特性を学習して日々更新するようにな
っている。したがって、クラッチのストローク−荷重特
性が経時変化しても、常に一定の特性でクラッチの締結
および解放を行なうことができる。
【0017】ここで、上記構成の自動クラッチ装置の作
動を説明する。クラッチを解放する時には、主駆動モー
タM1および制御モータM2の双方に同時にコントロー
ラ17から信号が出力され、両者を同期回転させる。主
駆動モータM1が可逆ギヤ15を回転させると、従動ギ
ヤ14を介してレリーズシャフト12が図1の右回り方
向に回転駆動され、レリーズフォーク13がレリーズハ
ブ9を図中左方へ押すことで、ダイヤフラムスプリング
7のプレッシャプレート5への押圧力が解除され、クラ
ッチが解放される。この時、制御モータM2も主駆動モ
ータM1と同期回転されるが、制御モータM2の非可逆
ギヤ16はレリーズシャフト12に殆どトルクを伝え
ず、無負荷回転する。そのため、制御モータM2の非可
逆ギヤ16の停止位置を主駆動モータM1の可逆ギヤ1
5の停止位置に高精度に一致させることができる。
【0018】クラッチを解放状態で保持したい時、従来
では駆動モータに大電流を流し続ける必要があったが、
本発明では制御モータM2の非可逆ギヤ16が停止して
いる限り、従動ギヤ14にクラッチ締結方向の逆トルク
が作用しても従動ギヤ14が回転しない。そのため、主
駆動モータM1,制御モータM2に全く電流を供給する
ことなく、クラッチ解放状態を保持できる。なお、半ク
ラッチ状態のようにレリーズ途中で保持する場合も、上
記と同様に無電力で保持することができる。
【0019】クラッチを締結する時には、制御モータM
2にコントローラ17から信号が出力され、非可逆ギヤ
16をクラッチ締結方向へ回転させる。締結時には、ダ
イヤフラムスプリング7の反力によってレリーズフォー
ク12が締結方向(図1の左回り方向)に付勢されるの
で、主駆動モータM1はトルクを発生する必要がなく、
制御モータM2も逆方向(締結方向)に回転するだけ
で、駆動トルクを必要としない。非可逆ギヤ16をクラ
ッチ締結方向へ回転させることで、従動ギヤ14はダイ
ヤフラムスプリング7の反力によって追随回転する。そ
して、ダイヤフラムスプリング7のばね力によりプレッ
シャプレート5がクラッチディスク4をフライホイール
2に押し付け、クラッチが締結される。
【0020】上記実施例では、レリーズシャフト12に
1個の従動ギヤ14を固定し、この従動ギヤに可逆ギヤ
15と非可逆ギヤ16とが共通に噛み合う例を示した
が、図4のように、各ギヤ15,16がそれぞれ噛み合
う個別の従動ギヤ14a,14bをレリーズシャフト1
2に固定してもよい。この場合には、それぞれのギヤ1
5,16の噛み合いに適した最適なギヤ形状の従動ギヤ
14a,14bを選択することができる。
【0021】また、上記実施例では、レリーズシャフト
12に固定した従動ギヤ14を主駆動モータM1のみで
駆動する例について説明したが、図2に示すように、従
動ギヤ14をクラッチ解放方向に付勢するアシストスプ
リング18を必要に応じて設けてもよい。この場合に
は、主駆動モータM1にかかる負荷を軽減でき、主駆動
モータM1を小型化できる。
【0022】レリーズフォークを駆動する手段として
は、実施例のようにレリーズフォークを固定したレリー
ズシャフトを回転駆動するものに限らず、レリーズシャ
フトとは別の軸を設け、この軸からレリーズフォークに
モータ駆動力を伝達する機構を設けてもよい。但し、実
施例のようにレリーズシャフトに従動ギヤを固定し、こ
の従動ギヤに可逆ギヤと非可逆ギヤとを噛み合わせる構
成とすれば、構造が非常に簡素となり、小型に構成でき
る。
【0023】上記実施例では、制御モータM2を無負荷
駆動する例について説明したが、制御モータM2が主駆
動モータM1をアシストするようにしてもよい。この場
合には、主駆動モータM1の負担を軽減でき、主駆動モ
ータM1を小型化できる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
に記載の発明によれば、摩擦要素を離反方向に操作する
ための操作部材を、可逆ギヤを介して主駆動モータM1
と連結するとともに、非可逆ギヤを介して制御モータM
2とも連結し、主駆動モータM1と制御モータM2とを
同期駆動させるようにしたので、主駆動モータM1が可
逆ギヤを介して操作部材を駆動し、効率よくかつ応答よ
くクラッチを解放できる。この時、制御モータM2は殆
どトルクを必要とせず主駆動モータM1に追随回転させ
ればよいので、精度のよい制御が行なえるとともに、ギ
ヤ摩耗も少ない。
【0025】また、クラッチ解放状態や半クラッチ状態
のように、操作部材を任意の位置に停止させたい場合に
は、主駆動モータM1および制御モータM2を停止させ
れば、非可逆ギヤが操作部材の動きを拘束するので、無
電力で保持できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる自動クラッチ装置の概略断面図
である。
【図2】本発明にかかる自動クラッチ装置の駆動部の斜
視図である。
【図3】クラッチのストローク−荷重特性と主駆動モー
タの駆動トルク特性を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例の駆動部の斜視図である。
【符号の説明】
5 プレッシャプレート(摩擦要素) 7 ダイヤフラムスプリング 8 レリーズベアリング 12 レリーズシャフト 13 レリーズフォーク(操作部材) 14 従動ギヤ 15 可逆ギヤ 16 非可逆ギヤ 17 コントローラ(制御手段) M1 主駆動モータ M2 制御モータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧接方向にスプリング付勢された摩擦要素
    をモータによって離反方向に操作するようにした自動ク
    ラッチ装置において、摩擦要素を離反方向に操作するた
    めの操作部材を、可逆ギヤを介して主駆動モータM1と
    連結するとともに、非可逆ギヤを介して制御モータM2
    とも連結し、上記主駆動モータM1と制御モータM2と
    を同期駆動させる制御手段を設けたことを特徴とする自
    動クラッチ装置。
  2. 【請求項2】上記制御モータM2は無負荷駆動されるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の自動クラッチ装置。
  3. 【請求項3】上記主駆動モータM1は、学習制御によっ
    て駆動トルク特性が更新されることを特徴とする請求項
    1または2に記載の自動クラッチ装置。
JP31188599A 1999-11-02 1999-11-02 自動クラッチ装置 Pending JP2001132779A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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