JP2005273898A - アシスト装置および操作ケーブルユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量に構成することができるアシスト装置およびそれを用いた操作ケーブルユニットを提供する。
【解決手段】 導管が取りつけられるハウジング２と、内索１２ａ、１２ｂの端部同士を連結し、ハウジング内に摺動自在に支持されるスライダ３と、そのスライダに固定されるラック４と、そのラックと噛み合い、ハウジング２内に回転自在に設けられるギヤ５と、そのギヤと共廻りするように設けられ、半径方向外向きに延びるレバー６と、そのレバーの自由端とハウジングとの間に介在されるスプリング７とを備え、前記レバー６とスプリング７とのなす角度が、操作ストロークが小さいときに小さく、操作ストロークが大きくなるにつれて大きくなるように構成されているアシスト装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明はアシスト装置および操作ケーブルユニットに関する。さらに詳しくは、自動二輪車のクラッチケーブルなどの操作力をアシストするアシスト装置ならびにそのようなクラッチケーブルなどに用いられる操作ケーブルユニットに関する。

特許第３０５２６４０号公報

自動二輪車のクラッチケーブルやブレーキケーブルには、導管と、その導管内に摺動自在に挿通される内索とからなるプルコントロールケーブルが用いられる。そして内索の一端は、操作レバー（あるいは操作ペダル）に連結され、他端はクラッチ機構のレリーズレバーに連結されている。そのレリーズレバーは、クラッチハブを常時「入り」側に付勢するリターンバネの付勢力に抗してクラッチハブを「切り」側に操作するものである。そして操作レバーを握ると、内索を介してレリーズレバーを、前記リターンバネの付勢力に抗して「切り」側に操作することができる。それによりギヤチェンジが可能になる。

しかし山道などではギヤチェンジが頻繁であり、クラッチの入り切り操作も煩雑である。さらに操作レバーの操作力は、操作の初期は弱いものの、操作の終期ではリターンバネの撓み量が大きくなるため、かなり大きくなる。そのため操縦者の負担が大きい。従来、このようなクラッチの操作力を軽減するものとして、油圧式パワークラッチが知られている。さらに操作レバーの動きをセンサで検出し、その信号でクラッチ操作ケーブルの一端をドラムに巻き取り、他端でレリーズレバーを操作するパワーアシスト装置が提案されている（特許文献１参照）。

前記油圧式パワークラッチは、油圧発生用のポンプやシリンダを要するので、重量が重く、とくに低排気量のバイクなどには採用しがたい。また、モータ駆動でケーブルを巻き取るパワーアシスト装置は、巻き取りドラムの設置スペースが大きくなる。さらにモータに求められる最大トルクが大きくなり、モータ重量が増加する。本発明は低排気量のバイクでも採用しやすい、比較的軽量に構成することができるアシスト装置およびそれを用いた操作ケーブルユニットを提供することを技術課題としている。

本発明の引きケーブルのアシスト装置（請求項１）は、一端が操作対象物のリターンバネで常時戻り方向に付勢されると共に他端をそのリターンバネの付勢力に抗して引き操作する引きケーブルに用いられるアシスト装置であって、前記引きケーブルの操作に伴って移動する係合部材と、その係合部材を、操作ストロークが大きくなるにつれて大きい力で操作方向に付勢する付勢手段と、前記引きケーブルの係合部材近辺、係合部材および付勢手段を保持するハウジングとを備えていることを特徴としている。なお、ここで「大きくなるにつれて大きい力で」というのは、すべての操作ストロークの範囲で大きくなっていく場合のほか、主要な範囲で大きくなる場合も含む（以下同様）。

このようなアシスト装置においては、前記付勢手段が、バネと、そのバネの反発力を前記係合部材の移動量が大きくなるにつれて大きい力に増力して係合部材に伝達する増力機構とからなるものが好ましい（請求項２）。

また、前記係合部材が引きケーブルが延びている方向に延びているラックであり、前記付勢手段が、そのラックと噛み合い、ハウジング内に回転自在に設けられるギヤと、そのギヤと共廻りするように設けられ、半径方向外向きに延びるレバーと、そのレバーの自由端とハウジングとの間に介在されるバネとを備えており、前記レバーとバネのなす角度が、前記操作ストロークが小さいときに小さく、操作ストロークが大きくなるにつれて大きくなるように構成されているものが好ましい（請求項３）。その場合、前記ラックを引き操作の方向に付勢する補助バネをさらに備えているものが好ましい（請求項４）。

さらに前記アシスト装置においては、前記付勢手段が、前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記係合部材と当接する当接片を備えている回転部材と、その回転部材を、当接片が係合部材と係合する向きに付勢するバネとを備えており、前記当接片が、前記操作ストロークが小さいときに回転中心から遠い部位で前記係合部材と当接し、操作ストロークが大きくなるにつれて回転中心から近い部位で当接するように構成されているものであってもよい（請求項５）。

また、前記付勢手段が、前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記係合部材と当接する当接片を備えている回転部材と、その回転部材を、当接片が係合部材と係合する向きに付勢するバネとを備えており、前記当接片が、操作ストロークが小さいときにケーブルの移動方向に対して大きい角度で係合部材を付勢し、操作ストロークが大きくなるにつれて小さい角度で付勢するように、回転部材の略半径方向に延びているものであってもよい（請求項６）。

前記回転部材を備えている場合においては、前記バネは、その一端がハウジングによって支持され、他端が前記回転部材と係合している捻りコイルバネないし渦巻きバネであるものが好ましい（請求項７）。さらに前記いずれの場合においても、引きケーブルが一端側と他端側とに分離されると共に前記係合部材によって連結されており、かつ、その係合部材が前記ハウジング内で引きケーブルが延びている方向に摺動自在にガイドされているものが好ましい（請求項８）。

その場合、前記分離された引きケーブルのうち、操作側の引きケーブルの端部が係合部材に対して操作方向に移動自在に設けられ、かつ、その端部と係合部材との間に、引きケーブルの有効長を短くする向きに付勢する付勢手段が介在されているものがさらに好ましい（請求項９）。

本発明の操作ケーブルユニットは、導管と、それらの導管内に摺動自在に通されている引きケーブルと、前記導管および引きケーブルの途中に介在されている前記いずれかのアシスト装置とを備え、前記導管が操作側と被操作側に分離されるとともに前記ハウジングによって互いに連結されていることを特徴としている（請求項１０）。

本発明のアシスト装置（請求項１）は、引きケーブルを操作方向に引き操作するとき、付勢手段が引きケーブルの途中の係合部材を操作方向に付勢する。そのため、その「引き操作力と付勢手段の付勢力の和」に応じた操作力で、操作対象のリターンバネの付勢力に抗して操作することができる。したがって実際に引きケーブルを操作する力、すなわち「リターンバネの戻り方向の付勢力」−「アシストによる付勢力」は、リターンバネの付勢力よりも小さい力で済む。そして付勢手段は、操作ストロークが小さいときは、付勢力をほとんど発揮しないか、小さい力で付勢するだけであるので、操作していない状態におけるリターンスプリングの作用への影響が少ない。そして操作ストロークが大きくなるにつれて大きい力で操作方向に付勢するので、引きケーブルを操作する力が減少する。したがって比較的に楽に操作することができる。なお、ストロークのすべての範囲で大きくならない場合でも、ストロークの全範囲を操作するエネルギは減少するので、操作が楽である。

このようなアシスト装置において、前記付勢手段が、バネと、そのバネの反発力を前記係合部材の移動量が大きくなるにつれて大きい力に増力して係合部材に伝達する増力機構とからなる場合（請求項２）は、バネの付勢力を増力機構を介して係合部材に伝達する。そして係合部材の移動量が小さい場合は増力機構がほとんど作用せず、移動量が大きくなるにつれて増大作用が大きくなる。すなわち一般的なバネは、付勢方向に対する力は、変形量が大きい復元の初期には付勢力が大きく、変形量が少なくなる復元の後半では復元力が小さくなる。そこで増力機構を介在させて、係合部材の移動量が小さい復元の初期に付勢力を小さくして伝えるようにし、移動量が大きくなるにつれて付勢力を大きくするという、通常のバネの復元力による付勢力の作用と逆に作用させるように構成したのである。それにより、バネと増力機構という簡易な機械的な構成で、適切なアシスト力を実現することができる。

前記係合部材が引きケーブルが延びている方向に延びているラックであり、前記付勢手段が、そのラックと噛み合い、ハウジング内に回転自在に設けられるギヤと、そのギヤと共廻りするように設けられ、半径方向外向きに延びるレバーと、そのレバーの自由端とハウジングとの間に介在されるバネとを備えており、前記レバーとバネのなす角度が、前記操作ストロークが小さいときに小さく、操作ストロークが大きくなるにつれて大きくなるように構成されている場合（請求項３）は、レバーがバネとほぼ一致している状態では付勢トルクが小さく、レバーとバネの角度が大きくなると付勢トルクが大きくなる。そして付勢トルクはギヤとラックにより、ケーブルの操作方向に変換される。したがってシンプルな構成で前記付勢手段を構成することができる。なお、バネが引っ張りバネの場合は、バネのハウジングへの取り付け位置はレバーの先端とは逆方向であり、バネが圧縮バネの場合はレバーの先端の延長方向に取り付ける。

前記ラックを引き操作の方向に付勢する補助バネをさらに備えている場合（請求項４）は、レバーとラックピニオンとを介して作用するバネによる非線形の付勢力に、略線形の付勢力が加わるので、クラッチ操作用レバーなど、引きケーブルの操作フィーリングが向上する。

前記付勢手段が、前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記係合部材と当接する当接片を備えている回転部材と、その回転部材を、当接片が係合部材と係合する向きに付勢するバネとを備えており、前記当接片が、前記操作ストロークが小さいときに回転中心から遠い部位で前記係合部材と当接し、操作ストロークが大きくなるにつれて回転中心から近い部位で当接するように構成されている場合（請求項５）は、バネの付勢力が回転部材を介して係合部材に伝達される。

そして回転部材の回転量が小さいとき、すなわち操作ストロークが小さいときは、回転中心からの距離が遠い部位で当接片が係合部材を付勢するので、バネの付勢力はそれほど増大されずに、あるいは減少した状態で係合部材に伝達される。逆に回転部材の回転量が大きいとき、すなわち操作ストロークが大きいときは、回転中心からの距離が小さい部位で当接片が係合部材を付勢するので、バネの付勢力は増大した状態で係合部材に伝達される。このようにこのアシスト装置では、回転角度に応じて当接片の係合部材との当接位置が変化し、それにより操作ストロークが大きくなるほどアシスト力を増大させることができる。

また、前記付勢手段が、前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記係合部材と当接する当接片を備えている回転部材と、その回転部材を、当接片が係合部材と係合する向きに付勢するバネとを備えており、前記当接片が、操作ストロークが小さいときにケーブルの移動方向に対して大きい角度で係合部材を付勢し、操作ストロークが大きくなるにつれて小さい角度で付勢するように、回転部材の略半径方向に延びているアシスト装置（請求項６）においては、回転部材の回転に伴って、当接片による係合部材を付勢する角度が移動方向に対して直角に近い角度から平行に近い角度まで変化する。そのため、回転部材の回転量が小さいときは付勢手段による付勢力の操作方向の分力が小さく、回転力が大きくなるにつれて操作方向の分力を大きくなる。そのため、操作量が大きくなるほどアシスト力を増大させることができる。

前記バネが、その一端がハウジングによって支持され、他端が前記回転部材と係合している捻りコイルバネないし渦巻きバネである場合（請求項７）は、回転部材が回転しても、バネから回転部材へスムーズに弾性付勢力が伝達される。しかもバネに蓄積される弾性エネルギを大きくすることができる。

前記引きケーブルが一端側と他端側とに分離されると共に前記係合部材によって連結されており、かつ、その係合部材が前記ハウジング内で引きケーブルが延びている方向に摺動自在にガイドされている場合（請求項８）は、付勢手段から引きケーブルへの力の伝達が確実である。また、付勢手段が係合部材に斜め方向に当接する場合でも、引きケーブルに関して横方向の力はハウジングのガイドによって支持されるので、引きケーブルには横方向の力が加わらず、スムーズに移動することができる。

前記分離された引きケーブルのうち、操作側の引きケーブルの端部が係合部材に対して操作方向に移動自在に設けられ、かつ、その端部と係合部材との間に、引きケーブルの有効長を短くする向きに付勢する付勢手段が介在されている場合（請求項９）は、たとえばクラッチ操作用レバーなど、引きケーブルの操作部の遊び量を調整することができる。

本発明の操作ケーブルユニット（請求項１０）は、前述のアシスト装置を備えているので、リターンバネへの影響が少なく、しかもストロークエンド近辺でも引きケーブルの他端を軽い操作力で操作することができる。

つぎに図面を参照しながら本発明のアシスト装置および操作ケーブルユニットの実施の形態を説明する。図１は本発明のアシスト装置の一実施形態を示す要部正面図、図２は図１のアシスト装置の操作状態を示す要部正面図、図３は図１のアシスト装置のIII-III線断面図、図４は図１のアシスト装置の組立前の状態を示す斜視図、図５は図１のアシスト装置を備えたクラッチケーブルユニットの正面図、図６は図１のクラッチケーブルユニットの作用を示すグラフ、図７は本発明のアシスト装置の他の実施形態を示す正面図、図８ａはそのアシスト装置の底面図、図８ｂはそのアシスト装置におけるスプリングポストの他の実施形態を示す斜視図、図９ａ、図９ｂおよび図９ｃはそれぞれ図７のIXa-IXa線断面図、IXb-IXb線断面図、IXc-IXc線断面図、図１０は図７のアシスト装置の要部斜視図、図１１は図７のアシスト装置を用いたクラッチケーブルユニットの作用を示すグラフ、図１２は本発明のアシスト装置の他の実施形態を示す要部正面図、図１３はそのアシスト装置の操作状態を示す要部正面図、図１４はそのアシスト装置の一部切り欠き正面図、図１５は図１４のXV-XV線断面図、図１６はそのアシスト装置の組立前の状態を示す斜視図、図１７はそのアシスト装置を備えたクラッチケーブルユニットの正面図、図１８はそのクラッチケーブルユニットの作用を概念的に示すグラフである。

図１に示すアシスト装置１は、ハウジング２と、そのハウジングに形成されるガイド溝２ａによって摺動自在にガイドされるスライダ３と、そのスライダに固定されたラック４と、そのラックと噛み合うようにハウジング２に回転自在に支持されるギヤ５と、そのギヤに固定されたレバー６と、レバーの先端とハウジング２の間に張り渡されるスプリング７とを備えている。なお符号８は箱状のカバーであり（図３参照）、符号９はハウジング２とカバーの間をシールするガスケットである。

このアシスト装置１は自動二輪車のクラッチ操作用のものであり、図５に示すように、導管１１ａ、１１ｂと、それらの導管内に摺動自在に収容される内索１２ａ、１２ｂとからなるコントロールケーブル１３の途中に介在されて用いられる。導管１１ａ、１１ｂは途中で分割され、分割された導管１１ａ、１１ｂの端部はそれぞれ前記ハウジング２に互いに同心状に取り付けられる。内索１２ａ、１２ｂも途中で分割され、分割された内索の端部はそれぞれ図１に示すようにスライダ３に係止されている。なお、コントロールケーブル１３の途中だけでなく、コントロールケーブルと操作レバーの間、あるいはコントロールケーブルとクラッチのレリーズレバーの間に介在させることもできる。

前記ハウジング２のガイド溝２ａはスライダ３とラック４をストロークの全体にわたって収容することができる大きさを備えた略矩形状を呈している。ハウジング２の側面には、前記導管（図５の符号１１ａ、１１ｂ）の端部に固着したケーブルキャップ３１と螺合するネジ穴３３、３３が形成され、それらのネジ穴がガイド溝２ａの両端と連通している。図３に示すように、ガイド溝２ａの前面の開口は、スライダ３の主要な移動範囲が板状のスライダカバー３ａによって塞がれており、その内面でスライダ３をガイドしている。ガイド溝２ａの上部には前記ギヤ５を収容するための凹所２ｂがガイド溝と連通するように形成されている。凹所２ｂの内面にはシャフト５ａが立設されており、ハウジング２の裏面側からナット５ｂで固定されている。

前記ギヤ５は２個のボールベアリング５ｃを介してシャフト５ａに回転自在に支持されている。ギヤ５の先端は角柱形に形成され、レバー６の基部に形成された角形の孔と嵌合し、さらに溶接などで接合されている。それによりレバー６とギヤ５とは一緒に回転する。前記カバー８は箱形を呈しており、その周囲の端部にはガスケット９を収容するための無端状の溝８ａが形成されている。ハウジング２の対応する部位には、ガスケット９を加圧するための突条２ｃが突設されている。

前記スライダ３は図４に示すように略直方体の形態を呈し、その上部に形成した嵌合凹部３ｂとラック４の下部に形成した嵌合突起４ａとが嵌合している。さらにスライダ３の下面側から挿入したネジ３ｃをラック４の嵌合突起４ａの下面に形成した雌ネジと螺合して固定している（図３参照）。スライダ３の両端近辺には、内索１２ａ、１２ｂの端部に固着したケーブルエンド３５を係止するための係止穴３６が形成されている。それらの係止穴３６は、内索を挿入するための導入溝３７と連通しており、導入溝３７はスライダ３の端面側に設けられる挿通溝３８と連通している。

図４に示すように、レバー６の先端にはピン状のスプリングポスト７ａが立設されており、ハウジング２のガイド溝２ａの左上の部位には第２のスプリングポスト７ｂが立設されている。前記スプリング７はこの実施形態では引っ張りコイルバネであり、その両端の引っかけ部がそれぞれのスプリングポスト７ａ、７ｂの環状の係止溝に係止されている。

前記レバー６とスライダ３およびスプリング７の位置関係は、つぎのようになっている。まず図１に示すようにスライダ３が右端にあるとき、レバー６がほぼ右向きで、スプリング７の中心線Ｌ１とレバー６の中心線Ｌ２とのなす角度θ１が小さく、ギヤ５の回転中心を挟んでスプリングポスト７ａ、７ｂ同士が互いに逆方向に配置され、かつ、ほぼ直線上に並んでいる。そのためスプリング７の付勢力が大きくても、レバー６を回転させるトルクは小さい。なおこの実施形態では、レバー６の中心線Ｌ２はスプリング７の中心線Ｌ１を超えて上側にきている。そのため、スプリング７の付勢力はレバー６およびギヤ５を反時計方向に回転させるように作用する。そのとき、スプリング７の付勢力に基づくレバー６の回転方向のトルクはレバー６の半径Ｌｒとギヤ５の有効径との比率でさらに増力されている。

図１の状態からスライダ３が左側に移動すると、ギヤ５とラック４の噛み合いにより、ギヤ５およびレバー６は時計方向に回動する。そのときスプリング７の付勢力により、その回動はアシストされている。そして図２に示すようにスライダ３が左端にくると、レバー６は下方に回動してレバー６の中心線Ｌ２とスプリング７の中心線Ｌ１とが大きい角度θ２を呈する。レバー６を時計方向に回転させようとするトルクＴはレバー６の半径Ｌｒ×スプリングの付勢力Ｆｓの接線成分、あるいはスプリングの中心線Ｌ１と回転中心との距離Ｒ２×スプリングの付勢力Ｆｓであるので、レバー６の回転角度が大きくなると、レバー６を回転させようとするトルクＴが大きくなる。そのため、スプリングポスト７ａ、７ｂ同士の距離が短くなってスプリング７の付勢力が弱くなっても、レバー６のトルクが大きくなる。ただしレバー６の角度がある程度大きくなり、直角に近づくと、距離Ｒ２がそれほど増加せず、スプリング７の付勢力Ｆｓが減少するので、逆にトルクＴが小さくなる。そのため、図２のようにスプリング７の中心線Ｌ１とレバー６の中心線Ｌ２の角度は最大で６０度程度としている。

上記のように、スライダ３は右端にあるときは右方向に弱い力で付勢されており、左に移動するときは途中で付勢力がなくなり、さらに左に移動すると次第に大きい力で左側に付勢されることになる。したがって自動二輪車の運転者にとっては、坂道の走行時などに何度もクラッチの入り切りを繰り返す場合でも、楽にクラッチ操作をすることができる。

上記のアシスト装置１は図５のようにコントロールケーブル１３の途中に介在させることにより、クラッチケーブルの操作力を軽減することができる。図５では左側のコントロールケーブル１３の内索１２ａがクラッチレバーに連結され、右側のコントロールケーブル１３の内索１２ｂがクラッチのレリーズレバーに連結される。コントロールケーブル１３と、その途中に介在させたアシスト装置１とにより、クラッチケーブルユニット６３が構成される。

図６は図５のクラッチケーブルユニット６３の左側の内索１２ａにロードセルを介在させて往復引き操作した場合のレバー６の角度Ｌθとアシスト力Ｆ１との関係を示すグラフである。ただしレバー角度は図１の状態のときを０度とし、時計方向に度で表示している。アシスト力Ｆ１はニュートンで示している。このグラフによれば、レバー角度が７６度程度で最大に達し、それ以降は逆に低下することがわかる。なお、角度６度程度でマイナスの付勢力になっているのは、レバー６が反時計方向に付勢されていることを示す。符号Ｆ２はアシスト力がない場合のケーブルを引き操作するときの操作力（クラッチ側のリターンスプリングによる付勢力と摩擦抵抗の和）である。符号Ｆ２ｒはケーブルを引きながらクラッチのレリーズバネの付勢力を受けながら戻し方向に操作するときの操作力である。行きと戻りで差があるのは、摩擦抵抗と考えられる。そしてそれらの操作力からアシスト力を減じた「Ｆ２−Ｆ１」および「Ｆ２ｒ−Ｆ１」が、アシストを受けながら往復操作する場合を示している。なお、操作ストロークの最後の方では、アシスト力がそれほど大きくないが、全範囲を操作するエネルギが減少する（グラフＦ１の下方の面積分）。したがって運転者にとって操作が楽になる。

図７〜１２は前述のアシスト装置１を一部改良したものを示している。このアシスト装置１Ａでは、スプリング７のバネ力を増大すると共に、レバー６の有効長さとギヤ５の有効半径の比であるレバー比を大きくしている。そのため、アシスト力が増大している。なお、バネ力およびレバー比を大きくしたことに伴い、レバー６を支持するシャフト５ａの先端を略Ｌ字状の支持部材５ｄで支持している。支持部材５ｄの基部はハウジング２に固定されている。

また、図７および図８ａに示す場合は、図４の場合と同様に、スプリング７の両端に円弧状のフック７ｃを形成し、スプリングポスト７ａ、７ｂの先端に形成した係止溝７ｄに係止している。しかし図８ｂに示すように、スプリング７の端部に貫通孔７ｅを形成した板状のフックプレート７ｆを固着して、そのフックプレート７ｆをスプリングポスト７ｂに嵌合させると共に、スプリングポスト７ｂの先端にＥリング７ｇなどの係止部材を設けて抜け止めとするのが好ましい。それによりスプリング７のバネ力が強力であっても、スプリングポスト７ａ、７ｂから外れにくくなる。フックプレート７ｆの両側縁には、スプリング７の内面と嵌合する溝７ｈが形成されており、スプリング７の端部を溶接などで固定している。以下、他の改良点について説明するが、図１のアシスト装置１と実質的に同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

さらにこのアシスト装置１Ａでは、スライダ３を操作方向に付勢する補助スプリング７１を併設している。すなわち、スライダ３の被操作側（図７の右側）の端面に当接するようにスライドプレート７２を配置し、そのスライドプレート７２をスライドシャフト７３を介して補助スプリング７１で被操作側に付勢している。この実施形態ではスライドシャフト７３は２本設けている（図８、図１０参照）。それらのスライドシャフト７３は、ネジ７４ａでハウジング２に固定したガイドブラケット７４により摺動自在にガイドしている。なお、図８の符号７４ｂは、ガイドブラケット７４に突設した係止ピンであり、ハウジング２に形成した穴に係止してガイドブラケット７４の姿勢を支持し、１本のネジ７４ａだけでガイドブラケット７４を安定して固定できるようにしている。

ガイドブラケット７４の左側に突出しているスライドシャフト７３の先端には、２本のスライドシャフト７３の先端同士を連結するバネ受け７５を取り付けると共に、ガイドブラケット７４とバネ受け７５との間に補助スプリング７１を介在させている。補助スプリング７１は圧縮コイルスプリングであり、それぞれのスライドシャフト７３の周囲に装着している。なお、ハウジング２には、スライドシャフト７３、バネ受け７５および補助スプリング７１を収容する凹所７６が形成されている。

このアシスト装置１Ａでは、補助スプリング７１がバネ受け７５を介してスライドシャフト７３を図７の左側に付勢する。そのため、スライドシャフト７３に対してスライドプレート７２で連結されているスライダ３を、間接的に操作側に付勢する。この付勢力はレバー６およびそのレバーを付勢するスプリング７による非線形の付勢力と異なり、ケーブル操作量に略比例する付勢力を与える。そのため、クラッチレバーなどの引きケーブルの操作フィーリングが向上する。

また、補助スプリング７１でスライダ３を直接付勢させず、スライドプレート７２およびスライドシャフト７３を介して付勢するようにしているので、狭いスペースでも充分な付勢力を与えることができる。また、２本のスライドシャフト７３および２本の補助スプリング７１を採用しているので、スライダ３を充分強い力で、しかもまっすぐに付勢することができる。なお、補助スプリング７１として、圧縮コイルスプリングに代えて、引っ張りバネを採用することもできる。その場合はスライドシャフト７３やガイドブラケット７４を省略できるが、引っ張りバネの端部を係止するスプリングポストなどをハウジング２に設ける必要がある。

さらに本実施形態では、図９ｃに示すように、スライダ３に凹所７７を設け、その凹所７７内に操作方向に摺動自在にスライドブロック７８を収容している。そして操作側の内索１２ａの端部の索端金具７９をそのスライドブロック７８に係止すると共に、スライドブロック７８と凹所７７の内壁との間にスライドブロック７８を被操作側（図７の右側）に付勢するバネ８０を介在させている。このバネ８０は圧縮コイルスプリングであり、スライダ３を操作方向に付勢することができるが、その作用よりもむしろ内索１２ａの弛みをとることにより、クラッチレバーの遊び量を調整する作用を奏するものである。すなわち図９ｃの状態からクラッチレバーを引くと、操作側の内索１２ａに引かれてスライドブロック７８が左側に移動し、スライダ３に当接する。そして当接した後に、スライダ３が左側に移動する。このようにスライドブロック７８がスライダ３に当接するまでの距離がクラッチレバーの遊び量になる。

なお、この実施形態では図９ｃに示すように、スライドブロック７８のスライダカバー３ａと当接する側に、内索１２ａ側に延びる延長片８１を設け、スライダカバー３ａによるガイド性を高めている。スライダ３に形成した凹所７７にはその延長片８１を摺動自在に収容する延長空所８２を設けると共に、その延長空所８２を利用して、内索１２ａの周囲に装着したバネ８０を収容している。前記延長片８１は、バネ８０が上下方向にずれないようにガイドする作用を奏する。

図７のアシスト装置１Ａに左右の内索１２ａ、１２ｂおよび導管１１ａ、１１ｂを組み付けて、図５に示すものと同様のクラッチケーブルユニットを構成し、内索１２ａのストロークと荷重との関係を測定した結果を図１１に示す。符号は図６で使用した符号と同一である。このグラフからわかるように、図１のアシスト装置１に比してアシスト力Ｆ１がかなり大きく、レバー操作に要する実際の操作力「Ｆ２−Ｆ１（引き操作）」、「Ｆ２ｒ−Ｆ１（戻り操作）」が低く、しかもなだらかになっていることがわかる。

つぎに図１２〜１８を参照して本発明のアシスト装置および操作ケーブルユニットの他の実施形態を説明する。図１２に示すアシスト装置１０は、自動二輪車のクラッチ操作用に使用され、導管１１ａ、１１ｂとそれらの導管内に摺動自在に収容される内索（引きケーブル）１２ａ、１２ｂとからなるクラッチ操作用のコントロールケーブル１３の途中に介在されるものである（図１７参照）。このアシスト装置１０は、有底筒状のベースハウジング１５と、そのベースハウジング内に略径方向に摺動自在に収容されるスライダ（ジョイント）１６とを備えている。導管は途中で分割され、分割された導管１１ａ、１１ｂの端部はそれぞれベースハウジング１５に同心状に取りつけられている。内索も途中で分割され、分割された内索１２ａ、１２ｂの端部はスライダ１６に係止されている。図１２の符号１７は後述するロータ１８から突出する当接片である。

図１４および図１５に示すように、ベースハウジング１５の開口部側には、有底筒状のロータケース１９の底部側がネジ２０によって固定され、ロータケース１９の内部にロータ１８が回転自在に収容されている。そしてロータケース１９の開口端にはロータカバー２１がネジ２２によって取りつけられている。ロータカバーとロータ１８の間には、ロータ１８を回転付勢する捻りコイルバネ２３が、機能的な意味で介在されている。ベースハウジング１５、ロータケース１９およびロータカバー２１は全体としてハウジングを構成している。

図１６に示すように、前記ベースハウジング１５は、浅い有底円筒状の形態を呈し、開口部側の外周の２個所に、自動二輪車の車体に取りつけるための取りつけ部２４が突設されている。さらにロータケース１９を取りつけるための取りつけ部２５が４個所に設けられている。それらの取りつけ部２４、２５はそれぞれネジを通すための貫通孔を備えている。なお車体に取りつけるための取りつけ部２４の貫通孔には、補強用のカラー２４ａが嵌合されている。ベースハウジング１５の内部には、中心軸からいくらかずらした位置に、スライダ１６を案内するガイド溝２７が形成されている。この実施形態では、ガイド溝２７の側壁は２枚のガイド壁２８によって構成されている。ただし単なる凹所でガイド溝２７を構成することもできる。それらのガイド壁２８の中央部には、板状のスライダカバー２９を取りつけるための取りつけ部２８ａが上下に突出するように設けられている。

さらにこの実施形態では、ベースハウジング１５の側壁１５ａが図１２の右側に膨らむように突出しており、それによりガイド溝２７が右側へ延長され、スライダ１６のストロークが延びている。また側壁１５ａにおける前記ガイド溝２７の左右の端部と対応する部位には、それぞれ導管固定用の筒状の突出部３０が設けられている。それらの突出部３０には、導管の端部にカシメ付けられるケーブルキャップ３１を螺合するためのネジ穴３３が、ハウジングの内面まで貫通するように形成されている。ケーブルキャップ３１は従来公知のものであり、前述の分割された導管１１の端部に被せてカシメ付けるための薄肉円筒状のカシメ部３１ａと、内索１２を通すための円筒状のガイド部３１ｂとからなる。ガイド部３１ｂの外周には前記突出部３０の雌ネジと螺合する雄ネジが形成され、固定用のナット３２が螺合されている。

前記スライダ１６は、略直方体の形態を有し、図１６に示すように、前面に円柱状のピン３４が突出している。さらに背面には内索１２ａ、１２ｂの先端に固着されるケーブルエンド３５を係止するための２個の係止穴３６が形成され、それぞれの係止穴３６は、ケーブルエンド３５に続く内索１２ａ、１２ｂを導入するための導入溝３７と連通している。その導入溝３７は、スライダ１６の底面側まで貫通しており、底面側から端面側にかけて形成される挿通溝３８と連通しており、底面にはＬ字状の溝となっている。なお図１６では、見やすいように導入溝３７と挿通溝３８を上側にした状態で示している。内索１２は、縦方向にした状態でケーブルエンド３５を係止穴３６に嵌合させ、挿通溝３８に沿って横向きに倒すことにより、端面側に引き延ばすことができる。

前記一対のガイド壁２８には、スライダ１６の前面側のガイドのために板状のスライダカバー２９が皿ネジなどで取りつけられる。スライダカバー２９の上端および下端の中央には、皿ネジを通すための突出部および座グリ付きの貫通孔が形成されている。さらにスライダカバー２９の中央部には、スライダ１６のピン３４を通すための長孔４０が形成されている。スライダカバー２９の左端はベースハウジング１５の内面と嵌合する円弧状にされ、右端は外向きに突出した側壁の内面と嵌合するように幅が狭くされた矩形状の突出片２９ａが延ばされている。

前記ロータケース１９は、有底円筒状の形態を有し、底面側の外周の４個所にベースハウジング１５に取りつけるための突出部４２が設けられている。突出部にはネジ（図１５の符号２０参照）と螺合する雌ネジが形成されている。ロータケース１９の開口部側の外周にも、ロータカバー（図１５の符号２１参照）を取りつけるための突出部４３が設けられ、取り付け用のネジと螺合する雌ネジが形成されている。ロータケース１９の底板４４の中央には、ローラ１８を回転自在に支持する軸４５が突出している。そして底板４４には、軸４５を避けるように、ロータ１８の当接片を通すための略扇状の開口４６が形成されている。なお、スライダのピン３４を通すための円弧状の開口を形成することもできる。ロータケース１９の内面には、多数の突条４７がそれぞれ軸方向に平行に突出している。それらの突条４７はガスケット５９を保持するためのものである。

前記ロータ１８は図１６に示すように、中心のボス４８、間隔をあけてその外側に同心状に設けられるバネ支持部４９、さらにその外側に同心状に設けられる外周壁５０、および底壁５１を備えている。底壁５１の中心部からボス４８にかけて、ロータケース１９の軸４５と嵌合する穴５２が形成されている（図１５参照）。ボス４８の前面側には、図１５のロータカバー２１の内面中央から突出する支持軸５３と嵌合する穴５４が形成されている。さらにバネ支持部４９とボス４８とは半径方向に延びる壁５５で連結されており、その壁５５に捻りコイルバネ２３の一端を係止するためのバネ係止溝５６が形成されている。

さらにロータ１８の背面側には、スライダ１６のピン３４と当接する当接片１７が突設されている。当接片１７は図１２などに示すように、略半径方向に延びている。

前記捻りコイルバネ２３は、円筒状を呈しており、図１４に示すように両端はそれぞれ半径方向内向きに延びている。捻りコイルバネ２３は、あらかじめ初期撓みが付与された状態でロータ１８とロータカバー２１の間に係止させており、そのため、ロータ１８には図１２の時計回り（矢印Ｔ方向）に付勢力が加わる。

図１４および図１５に示すロータカバー２１は、ローターケース１９の開口端を塞ぐものであり、開口端内面と嵌合する筒状の嵌合突起５８と、ロータ１８のボス４８の穴５４と嵌合する支持軸５３とを有する。嵌合突起５８の周囲には環状のガスケット５９が設けられ、ロータカバー２１とロータケース１９の間をシールしている。なおローターケース１９のベースハウジング１５と当接する部位には環状の溝６０が形成され、その溝６０にガスケット６１が収容されている。ベースハウジング１５の対応する部位には、その溝６０と嵌合する環状の突条６２が形成されている。そのガスケット６１はロータケース１９とベースハウジング１５との間をシールするものである。

上記のように構成されるアシスト装置１０は、図１７に示すように自動二輪車のクラッチ操作用のコントロールケーブル１３の途中に介在され、クラッチケーブルユニット６３として用いられる。コントロールケーブル１３の左側の内索１２ａはクラッチレバーに連結され、右側の内索１２ｂはクラッチ本体のレリーズレバーに連結される。レリーズレバーは常時リターンバネの付勢力により、右側の内索１２ｂを右側へ、すなわちレリーズレバー側に引いている。それにより、スライダ１６を介して左側の内索１２ａも右側に引かれている。

この状態では、図１２に示すようにスライダ１６がガイド溝２７内の右端にきている。そしてスライダ１６のピン３４がロータの回転中心Ｏから遠い位置（距離Ｒ）にある。そのため、ロータが捻りコイルバネの付勢トルクＴで時計方向に回転付勢されても、ピン３４に加わる付勢力Ｆ０（＝Ｔ／Ｒ）は小さい。しかも付勢力の方向がスライダ１６のガイド方向に対して９０度近い角度であるので、付勢力のガイド方向の成分（アシスト力）Ｆ１が小さい。そのため、捻りコイルバネの付勢力によってピン３４を左側に付勢するアシスト力が弱く、レリーズレバーのリターンバネの力を減少させる働きが小さい。そのためクラッチ本体への影響が少ない。

上記の状態からクラッチレバーを握る操作をすると、図１３に示すように左側の内索１２ａが左側に引かれ、スライダ１６も左側に移動する。それに伴ってピン３４と回転中心Ｏの距離Ｒが短くなる。そのため、ロータ１８から受ける回転付勢力（Ｆ０）が大きくなる。しかも付勢力のガイド方向に対する角度が小さくなり、たとえば図１３の状態ではほぼ３０度程度になる。そのため回転付勢力Ｆ０のガイド方向の成分Ｆ１、すなわちアシスト力が大きくなる。なお、捻りコイルバネの付勢力自体は、撓み量が少なくなるので、小さくなっていく。しかし捻りコイルバネ全体の蓄積されるエネルギが大きいので、それほど低下せず、アシスト力全体として増加していく。

上記のようにこのアシスト装置１０を採用すると、クラッチレバーの操作の初期の段階ではアシスト力が弱く、操作するに従ってアシスト力が大きくなる。この作用を図１８を参照して説明する。図１８のグラフで符号Ｆ２はレリーズレバーを戻そうとするクラッチ本体側のリターンバネの付勢力であり、図１２では右側に内索１２ｂを引っ張る。そして符号Ｆ１がリターンバネに抗してケーブルに働くアシスト力である。レリーズレバーの付勢力（アシストなしのときの操作力）Ｆ２は、操作していないときがもっとも小さく、操作するに従って撓み量が大きくなる。同様にスライダ１６へのアシスト力Ｆ１は、操作の初期で小さく、前述のように操作するにしたがって大きくなる。そのため、リターンバネの戻し方向の付勢力Ｆ２からアシスト力Ｆ１を減じて得られる実際の操作力（Ｆ２−Ｆ１）はそれほど増大しない。すなわち比較的傾きが少ない平坦なグラフとなる。そのためクラッチ操作が楽になる。

前記実施形態では、ロータの当接片の当接面は平坦にしているが、円弧状など、湾曲した形状でもよい。また、当接面と当接するピン３４は円柱状であるが、楕円柱状など、他の形態を有するものでもよい。ただしピン３４と当接する面は滑らかにするほうが、当接面との当接位置が滑らかに変化するので好ましい。さらに前記実施形態ではロータを円筒状としているが、回転を支持する部位（ボス部など）、当接片およびバネ係止部を備えているものであればよく、たとえばレバーなどの形態であってもよい。また、図１２などの実施形態では、操作していない状態ではわずかに操作方向のアシスト力が作用しているが、アシスト力がゼロであってもよく、さらにマイナス（戻り方向）に付勢するものであってもよい。

また、前記実施形態ではロータ（回転部材）を回転付勢するバネとして、捻りコイルバネを採用しているが、渦巻きバネでもよく、さらにロータを回転付勢するように連結できるのものであれば、引っ張りバネや圧縮バネ、空気バネなども採用することができる。さらにバネのほか、操作レバーなどの操作開始で回転を開始し、操作終了で回転するモータによってロータを回転駆動するようにしてもよい。その場合もモータの駆動トルクはほぼ一定でよく、そのため最大トルクを低くすることができる。

また前記実施形態ではクラッチ操作用コントロールケーブルにアシスト装置を介在させているが、アクセル操作用のケーブルやブレーキ操作用のケーブルに採用することもできる。さらに自動二輪車のほか、自転車、自動車、その他の工業製品の遠隔操作用の引きコントロールケーブルに用いることもできる。

本発明のアシスト装置の一実施形態を示す要部正面図である。 図１のアシスト装置の操作状態を示す要部正面図である。 図１のアシスト装置のIII-III線断面図である。 図１のアシスト装置の組立前の状態を示す斜視図である。 図１のアシスト装置を備えたクラッチケーブルユニットの正面図である。 図１のクラッチケーブルユニットの作用を示すグラフである。 本発明のアシスト装置の他の実施形態を示す正面図である。 図８ａはそのアシスト装置の底面図、図８ｂはそのアシスト装置におけるスプリングポストの他の実施形態を示す斜視図である。 図９ａは図７のIXa-IXa線断面図、図９ｂは図７のIXb-IXb線断面図、図９ｃは図７のIXc-IXc線断面図である。 図７のアシスト装置の要部斜視図である。 図７のアシスト装置を用いたクラッチケーブルユニットの作用を示すグラフである。 本発明のアシスト装置の他の実施形態を示す要部正面図である。 図１２のアシスト装置の操作状態を示す要部正面図である。 図１２のアシスト装置の一部切り欠き正面図である。 図１４のXV-XV線断面図である。 図１２のアシスト装置の組立前の状態を示す斜視図である。 図１２のアシスト装置を備えたクラッチケーブルユニットの正面図である。 図１７のクラッチケーブルユニットの作用を概念的に示すグラフである。

符号の説明

１ アシスト装置
２ ハウジング
２ａ ガイド溝
２ｂ 凹所
２ｃ 突条
３ スライダ
３ａ スライダカバー
３ｂ 嵌合凹部
３ｃ ネジ
４ ラック
４ａ 嵌合突起
５ ギヤ
５ａ シャフト
５ｂ ナット
５ｃ ボールベアリング
５ｄ 支持部材
６ レバー
７ スプリング
７ａ、７ｂ スプリングポスト
７ｃ フック
７ｄ 係止溝
７ｅ 貫通孔
７ｆ フックプレート
７ｇ Ｅリング
７ｈ 溝
８ カバー
９ ガスケット
Ｌ１ スプリングの中心線
Ｌ２ レバーの中心線
Ｌｒ レバー半径
Ｒ２ 距離
θ１、θ２ スプリングとレバーの角度
Ｆ１ アシスト力
Ｆ２ アシストなしのケーブルを引くときの操作力
Ｆ２ｒ アシストなしのケーブルを戻すときの操作力
１０ アシスト装置
１１、１１ａ、１１ｂ 導管
１２、１２ａ、１２ｂ 内索
１３ コントロールケーブル
１５ ベースハウジング
１５ａ 側壁
１６ スライダ
１７ 当接片
１７ａ 当接面
１８ ロータ
１９ ロータケース
２０ ネジ
２１ ロータカバー
２２ ネジ
２３ 捻りコイルバネ
２４、２５ 取りつけ部
２４ａ カラー
２７ ガイド溝
２８ ガイド壁
２８ａ 取りつけ部
２９ スライダカバー
２９ａ 突出片
３０ 突出部
３１ ケーブルキャップ
３１ａ カシメ部
３１ｂ ガイド部
３２ ナット
３３ ネジ穴
３４ ピン
３５ ケーブルエンド
３６ 係止穴
３７ 導入溝
３８ 挿通溝
４０ 長孔
４２ 突出部
４３ 突出部
４４ 底板
４５ 軸
４６ 開口
４７ 突条
４８ ボス
４９ バネ支持部
５０ 外周壁
５１ 底壁
５２ 穴
５３ 支持軸
５４ 穴
５５ 壁
５６ バネ係止溝
５８ 嵌合突起
５９ ガスケット
６０ 溝
６１ ガスケット
６２ 突条
６３ クラッチケーブルユニット
Ｏ 回転中心
Ｒ 距離
Ｆ０ 当接片によるピンの付勢力
７１ 補助スプリング
７２ スライドプレート
７３ スライドシャフト
７４ ガイドブラケット
７４ａ ネジ
７４ｂ 係止ピン
７５ バネ受け
７６ 凹所（ハウジング）
７７ 凹所（スライダ）
７８ スライドブロック
７９ 索端金具
８０ バネ
８１ 延長片
８２ 延長空所

Claims (10)

1. 一端が操作対象物のリターンバネで常時戻り方向に付勢されると共に他端をそのリターンバネの付勢力に抗して引き操作する引きケーブルに用いられるアシスト装置であって、
   前記引きケーブルの操作に伴って移動する係合部材と、
   その係合部材を、操作ストロークが大きくなるにつれて大きい力で操作方向に付勢する付勢手段と、
   前記引きケーブルの係合部材近辺、係合部材および付勢手段を保持するハウジング
   とを備えている引きケーブルのアシスト装置。
2. 前記付勢手段が、バネと、そのバネの反発力を前記係合部材の移動量が大きくなるにつれて大きい力に増力して係合部材に伝達する増力機構とからなる請求項１記載のアシスト装置。
3. 前記係合部材が引きケーブルが延びている方向に延びているラックであり、
   前記付勢手段が、そのラックと噛み合い、ハウジング内に回転自在に設けられるギヤと、そのギヤと共廻りするように設けられ、半径方向外向きに延びるレバーと、そのレバーの自由端とハウジングとの間に介在されるバネとを備えており、
   前記レバーとバネのなす角度が、前記操作ストロークが小さいときに小さく、操作ストロークが大きくなるにつれて大きくなるように構成されている、
   請求項１記載のアシスト装置。
4. 前記ラックを引き操作の方向に付勢する補助バネをさらに備えている請求項３記載のアシスト装置。
5. 前記付勢手段が、
   前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記係合部材と当接する当接片を備えている回転部材と、
   その回転部材を、当接片が係合部材と係合する向きに付勢するバネとを備えており、
   前記当接片が、前記操作ストロークが小さいときに回転中心から遠い部位で前記係合部材と当接し、操作ストロークが大きくなるにつれて回転中心から近い部位で当接するように構成されている、
   請求項１記載のアシスト装置。
6. 前記付勢手段が、
   前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記係合部材と当接する当接片を備えている回転部材と、
   その回転部材を、当接片が係合部材と係合する向きに付勢するバネとを備えており、
   前記当接片が、操作ストロークが小さいときにケーブルの移動方向に対して大きい角度で係合部材を付勢し、操作ストロークが大きくなるにつれて小さい角度で付勢するように、回転部材の略半径方向に延びている請求項１記載のアシスト装置。
7. 前記バネが、その一端がハウジングによって支持され、他端が前記回転部材と係合している捻りコイルバネないし渦巻きバネである請求項４または５記載のアシスト装置。
8. 前記引きケーブルが一端側と他端側とに分離されると共に前記係合部材によって連結されており、かつ、その係合部材が前記ハウジング内で引きケーブルが延びている方向に摺動自在にガイドされている請求項１記載のアシスト装置。
9. 前記分離された引きケーブルのうち、操作側の引きケーブルの端部が係合部材に対して操作方向に移動自在に設けられ、かつ、その端部と係合部材との間に、引きケーブルの有効長を短くする向きに付勢する付勢手段が介在されている請求項８記載のアシスト装置。
10. 導管と、その導管内に摺動自在に通されている引きケーブルと、前記導管および引きケーブルの途中に介在されている請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のいずれかに記載のアシスト装置とを備え、前記導管が操作側と被操作側に分離されるとともに前記ハウジングによって互いに連結されている操作ケーブルユニット。