JP2008056084A

JP2008056084A - アクチュエータ構造

Info

Publication number: JP2008056084A
Application number: JP2006235287A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Iwashita; 調岩下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: JP4931517B2

Abstract

【課題】小型・コンパクトで信頼性の高いアクチュエータ構造を得る。
【解決手段】電動モータ３１と、この電動モータ３１の出力回転を減速するギヤボックス３２と、このギヤボックス３２により減速されて伝達された出力回転を受けて駆動されるクランクシャフト３４とからアクチュエータ構造が構成される。さらに、電動モータ３１の回転駆動を制御してクランクシャフト３４を所定角度範囲内で駆動させるコントロールユニット９０と、クランクシャフト３４が所定角度範囲を超えて駆動されることを緩衝させて規制する下動および上動規制ストッパ３８ａ，３８ｂとを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動モータの出力回転を減速機構により減速し、この減速された出力回転を受けてアクチュエータ部材を駆動するように構成されるアクチュエータ構造に関する。

自動二輪車、操作ハンドルを有した三輪バギー車等において、操作ハンドルの左側に手動操作されるクラッチレバーを設け、ライダーが左手でクラッチレバーを握ってクラッチ機構の断接操作を行うようにした構成が一般的に用いられている。このようなクラッチ装置においては、通常はクラッチ機構はバネ力等を受けて接続状態にされており、スタート時および変速時にライダーがクラッチレバーを手で握って操作してクラッチ機構を解放し且つ接続させる操作を行うようになっている。このため、クラッチ機構を接続させるバネ力に抗してこれを解放させるに必要な手握力が必要であり、握力が小さな女性ライダー等にとって頻繁なクラッチ操作が必要とされる運転においてクラッチ操作を行うクラッチ操作力の低減は期待されるところである。

このようなことから、例えば、特許文献１には、クラッチ機構の解放のためのクラッチレバーの操作力をクラッチ機構に伝達する操作ケーブルの途中にモータの駆動力で操作力をアシストするパワーアシスト装置を設けた構成が開示されている。このアシスト装置は、クラッチレバーの回転を検出する回転センサと、操作ケーブルに取り付けられて操作ケーブルに加えられた操作荷重を検出する荷重センサと、モータの駆動力により操作ケーブルへの操作力をアシストするアクチュエータと、回転センサおよび荷重センサからの信号に基づいてモータの駆動を制御する制御手段を備えて構成される。

特開２００５−２４８９７６号公報

このようにアシスト装置を用いれば上述したような問題を軽減することができるが、このアシスト装置は信頼性に加えて、できる限り小型コンパクトであることが求められる。特に操作力をアシストするアクチュエータは所定範囲内での作動が得られれば良く、この所定範囲を超える作動を緩やかに規制することにより、アシスト装置を小型、コンパクトに構成することができ、且つ信頼性を向上することができると考えられる。

本発明はこのような事情に問題に鑑みたもので、小型・コンパクトで信頼性の高いアクチュエータ構造を提供することを目的とする。

本発明に係るアクチュエータ構造は、電動モータと、前記電動モータの出力回転を減速する減速機構と、前記減速機構により減速されて伝達された出力回転を受けて駆動されるアクチュエータ部材とから構成され、前記電動モータの回転駆動を制御して前記アクチュエータ部材を所定範囲内で駆動させる制御装置と、前記アクチュエータ部材が前記所定範囲を超えて駆動されることを緩衝させて規制する規制部材とを備える。

上記アクチュエータ構造において、前記アクチュエータ部材が前記減速機構により減速された前記電動モータの出力回転を受けて回転駆動されるクランクシャフト部材を備え、前記制御装置は、前記クランクシャフト部材を３６０度より小さな所定角度範囲内で往復回転運動させるように前記電動モータの回転駆動制御を行い、前記規制部材が、前記クランクシャフト部材のクランク部を挟んで前記所定角度範囲内の両端側に配置されたゴム等の緩衝材から構成され、前記クランクシャフト部材が前記所定角度範囲を超えて回転しようとするときに前記クランク部が前記緩衝材に当接して前記所定角度範囲を超える回転を規制するように構成されているのが好ましい。

上記アクチュエータ構造において、前記緩衝材は、前記クランクシャフト部材における前記電動モータの回転駆動力を受ける側において前記クランク部と当接するように配設されているのが好ましい。

なお、アクチュエータ部材をクラッチ操作レバーの操作に応じて駆動してクラッチ操作レバーの操作力を油圧に変換し、この油圧を用いてクラッチを作動させるように構成することができる。

上記のように構成された本発明に係るアクチュエータ構造によれば、制御装置により電動モータの回転駆動を制御してアクチュエータ部材を所定範囲内で駆動させるように構成されているので、アクチュエータ部材を駆動させるためのスペースを必要最小限に抑えることができる。さらに、アクチュエータ部材が所定範囲を超えて駆動されるときには規制部材がこれと緩衝して規制するため、アクチュエータの作動を緩やかに規制することができ、アクチュエータの作動規制時に電動モータや減速機構に衝撃が作用することを防止できるため、これらの信頼性、耐久性を向上でき、且つ、これらを小型コンパクトに構成することが可能となる。

アクチュエータ部材がクランクシャフト部材を備えて構成され、制御装置はこのクランクシャフト部材を３６０度より小さな所定角度範囲内で往復回転運動させる電動モータの回転駆動制御を行う構成であり、規制部材がクランク部を挟んで所定角度範囲内の両端側に配置されたゴム等の緩衝材から構成され、クランクシャフト部材が所定角度範囲を超えて回転しようとするときにクランク部が緩衝材に当接して所定角度範囲を超える回転を規制するように構成すれば、クランク部材の往復回転運動をシンプルな構成で精度良く確実に規制することができる。特に、規制部材をゴム等の緩衝材から構成することにより、クランク部を規制部材に当接させて回転を規制するときに、当接時の衝突エネルギーを緩衝材により吸収できるので、クランクシャフト部材の回転規制時に電動モータや減速機構に衝撃が作用することを防止でき、これらの信頼性、耐久性を向上するとともに、これらを小型コンパクトに構成することが可能となる。

緩衝材を、クランクシャフト部材における電動モータの回転駆動力を受ける側においてクランク部と当接するように配設すれば、回転駆動力を受けたクランクシャフトの捩れを最小に抑えることができ、制度の良い回転制御が可能であり、ひいては装置を小型コンパクト化することが可能となる。

なお、アクチュエータ部材をクラッチ操作レバーの操作に応じて駆動してクラッチ操作レバーの操作力を油圧に変換し、この油圧を用いてクラッチを作動させるように構成することができるが、このように構成したときに、アクチュエータの作動を緩やかに規制することにより油圧系への負荷を低減でき、油圧装置を小型コンパクト化しやすい。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明の実施形態に係るアクチュエータ構造を用いて構成されるクラッチ装置を備えた自動二輪車の全体外観を図２に示している。この自動二輪車は、メインフレームＭＦと、メインフレームＭＦの前端部に斜め上下に延びる軸を中心として回動自在（操舵自在）に取り付けられたフロントフォークＦＦと、フロントフォークＦＦの下端に回転自在に取り付けられた前輪ＦＷと、フロントフォークＦＦの上端に左右に延びて一体に取り付けられたステアリングハンドルＳＨと、フロントフォークＦＦの上部の周囲を前側および左右側方から覆ってメインフレームＭＦの前部に取り付けられたフロントカバーＦＣと、メインフレームＭＦの後部に枢結されて後方に延びて上下に揺動自在なスイングアームＳＡと、スイングアームＳＡの後端に回転自在に取り付けられた後輪ＲＷ等を備えて構成される。なお、メインフレームＭＦ上には、燃料タンクＦＴ、ライダー用シートＲＳ、排気マフラーＥＭ等が図示のように設けられている。

さらに、フロントカバーＦＣに覆われた内部空間内に位置してエンジンおよび変速機が一体となったパワーユニット（図示せず）が取り付けられている。このパワーユニットを構成する変速機ＴＭの一部（エンジン回転がクラッチＣＬを介して入力される入力シャフト側の部分）を図３に示している。変速機ＴＭは、ハウジングＨＧにベアリング３ａ，３ｂを介して回転自在に支持された入力シャフト２の上に複数のドライブギヤ４を配置し、これらドライブギヤ４を、ハウジングＨＧに回転自在に支持された不図示の出力シャフトの上に配置された複数のドリブンギヤ（図示せず）と噛合させて構成され、図示しない変速機機構により動力伝達するギヤ列を選択するようになっている。入力シャフト２と同軸上に、エンジンのクランクシャフト上に設けられたギヤと噛合しエンジン回転が伝達されて回転駆動されるエンジン駆動ギヤ１と、エンジン駆動ギヤ１と入力シャフト２とを断接するクラッチ機構ＣＬとが配置されている。

クラッチ機構ＣＬは、エンジン駆動ギヤ１と結合されて一体回転するドライブ部材１１と、入力シャフト２とスプライン結合されて一体回転するドリブン部材１２と、ドライブ材１１の内周に沿って軸方向に移動可能且つ一体回転するように取り付けられた複数のセパレータプレート１３と、ドリブン部材１２の外周に沿って軸方向に移動可能且つ一体回転するように取り付けられるとともにセパレータプレート１３の間にそれぞれ挟まれて設けられたフリクションプレート１４と、ドリブン部材１２の側端にボルト１６ａにより保持された押圧スプリング１６により図３における左方に押圧されて取り付けられた押圧部材１５とを有して構成される。

押圧部材１５は外周側において、セパレータプレート１３およびフリクションプレート１４に軸方向に対向し、押圧スプリング１６の付勢力を受けてこれら両プレート１３，１４を軸方向左方に押圧し、これらを摩擦係合させる。この結果、エンジン駆動ギヤ１に伝達されるエンジン回転駆動力は、ドライブ部材１１から摩擦係合した両プレート１３，１４を介してドリブン部材１２に伝達され、入力シャフト２を回転駆動させる。入力シャフト２の回転は上述した変速機ＴＭにより変速され、図示しないチェーン機構等を介して後輪ＲＷに伝達され、後輪ＲＷが回転駆動され、自動二輪車が走行駆動される。

このようにクラッチ機構ＣＬは、通常は押圧スプリング１６の付勢力を用いて接続状態となるように構成されている。そして、ライダーがステアリングハンドルＳＨの左側手握部６に左手をかけたままクラッチレバー５を握って引き寄せる操作を行うことによりクラッチ機構ＣＬを解放して、エンジン駆動ギヤ１から入力シャフト２への回転駆動力伝達を遮断するように構成されている。このようにクラッチ機構ＣＬの断接作動を行わせるためのクラッチ装置の構成について、以下に説明する。

クラッチ機構ＣＬを解放するには、押圧部材１５を押圧スプリング１６の付勢方向と反対方向（図３における右方向）に移動させてセパレータプレート１３およびフリクションプレート１４を押圧させる力を解放してこれらの摩擦係合を解放すれば良い。この作動を行わすための構成として、押圧部材１５の内周部にベアリング１７ａを介して受け部材１７が配設されており、入力シャフト２の中心軸に沿って貫通する連通孔２ａ内を延びて配設されたプッシュロッド１８の先端が受け部材１７に当接している。なお、プッシュロッド１８の基端はクラッチスレーブシリンダ２１を構成するクラッチスレーブピストン２３と当接している。これらクラッチスレーブシリンダ２１、プッシュロッド１８および受け部材１７からなる構成をクラッチアクチュエータ２０と称する。

クラッチスレーブシリンダ２１は、クラッチスレーブシリンダケース２２と、このクラッチスレーブシリンダケース２２のシリンダ孔内に嵌挿配設されたクラッチスレーブピストン２３と、シリンダ孔内においてクラッチスレーブピストン２３に囲まれて形成されるクラッチスレーブ油圧室２４内に配置されたスプリング２５とから構成される。クラッチスレーブシリンダケース２２にはクラッチスレーブ油圧室２４に連通する入口ポート２４ａが設けられており、クラッチスレーブシリンダ２１は入口ポート２４ａからクラッチ作動油圧ライン２７を介して供給されるクラッチ作動油圧をクラッチスレーブ油圧室２４内に受けるようになっている。このようにクラッチスレーブ油圧室２４内にクラッチ作動油圧が供給されると、クラッチスレーブピストン２３が軸方向に押圧されて移動し、プッシュロッド１８を図３における右方向に押圧移動させる。この結果、プッシュロッド１８が受け部材１７を右方向に押圧移動させて上述のようにクラッチ機構ＣＬを解放させることができる。なお、スプリング２５はクラッチ作動油圧が供給されていない状態でプッシュロッド１８の遊びをなくすためのものである。

次に、クラッチ作動油圧ライン２７にクラッチ作動油圧を供給する装置構成について、図１を参照して説明する。この装置は、クラッチレバー５の操作に応じてクラッチ作動油圧を発生させるクラッチ作動油圧発生装置５０を備え、このクラッチ作動油圧発生装置５０は、クラッチレバー５の操作に連動して作動してクラッチ作動油圧を作り出すクラッチマスターシリンダ７０と、クラッチレバー５の操作にアシスト力を付与するアシストスレーブシリンダ６０とを備える。さらに、アシストスレーブシリンダ６０に、これを作動させるアシスト油圧を発生させるアシスト圧発生装置３０を備える。

なお、図２に示すように、アシスト圧発生装置３０はフロントカバーＦＣの内側に位置してメインフレームＭＦに取り付けられ、クラッチ作動油圧発生装置５０はステアリングハンドルＳＨの左側の手握部６の近傍に配設されている。このようにアシスト圧発生装置３０を自動二輪車のフロントカバーＦＣに覆われた内部空間内に配設すれば、エンジンからの熱影響を低減でき、走行風により内部の作動油の温度上昇を防止できるので、アシスト圧発生装置３０からのアシスト圧を正確に制御でき、クラッチレバー５の操作力伝達特性を一定に維持して、良好な操作フィーリングを維持できる。

まず、アシスト圧発生装置３０の構成および作動について、図４〜図８を併用して説明する。アシスト圧発生装置３０は、電動モータ３１と、電動モータ３１の回転駆動力を伝達するギヤボックス３２と、ギヤボックス３２を介して電動モータ３１の回転駆動力を受けて回転駆動されるクランクシャフト３４を有したクランクケース３３と、クランクケース３３のギヤボックス３２とは反対側に取り付けられた第１回転角度センサ３９と、クランクケース３３の中央部から上方に延びて設けられたアシストマスターシリンダ４０と、アシストマスターシリンダ４０に配管４５ａを介して繋がったリザーバタンク４５とを有して構成される。

ギヤボックス３２の内部には、図１に示すように、電動モータ３１により回転駆動されるウォームピニオン３２ａと、これと噛合するウォームホイール３２ｂとが配設されている。クランクケース３３内にはベアリング３６ａ，３６ｂにより回転自在支持されてクランクシャフト３４が設けられており、クランクシャフト３４の一端側にウォームホイール３２ｂが取り付けられている。このため、電動モータ３１を回転駆動すれば、ウォームピニオン３２ａおよびウォームホイール３２ｂを介してクランクシャフト３４が回転駆動される。但し、実際には電動モータ３１が正逆転駆動され、クランクシャフト３４は往復回転駆動される。なお、クランクシャフト３４の他端側（ウォームホイール３２ｂの取付部と反対側）に第１回転角度センサ３９が取り付けられ、クランクシャフト３４の回転角度が検出される。このようにウォームホイール３２ｂの取付部と反対側に取り付けることにより、クランクシャフト３４における電動モータ３１の回転駆動トルクを受けない部分においてクランクシャフト３４の回転角度検出を行うので、クランクシャフト３４の正確な回転角度検出が可能である。

クランクシャフト３４は、左右一対の偏心アーム３５ｂ，３５ｂに跨って偏心シャフト部３５ａを有してなるクランク部３５を備え、偏心シャフト部３５ａの上にベアリングを介して回転自在に円筒状当接部材３５ｃが取り付けられている（図７参照）。さらに、図６および図８に示すように、片側の偏心アーム３５ｂを斜め左右から囲むようにして、弾性材料製（例えば、ラバー製）の側面視「く」の字状のストッパラバーベース３７がクランクケース３３内に配設されている。ストッパラバーベース３７には、弾性材料製（例えば、ラバー製）の下動規制ストッパ３８ａと上動規制ストッパ３８ｂとが図示のように設けられており、クランクシャフト３４は、電動モータ３１の駆動トルクが伝達される側の偏心アーム３５ｂが下動ストッパ３８ａと当接する位置から上動ストッパ３８ｂと当接する位置までの間で往復回転運動を行えるように構成されている。

アシストマスターシリンダ４０は、クランクケース３３と一体に結合されて上方に延びたアシストマスターシリンダケース４１と、このアシストマスターシリンダケース４１のシリンダ孔内に嵌挿配設されたアシストマスターピストン４２と、シリンダ孔内においてアシストマスターピストン４２に囲まれて形成されるアシストマスター油圧室４３内に配設された押し下げスプリング４４とを有して構成される。アシストマスターピストン４２に一体に繋がって下方に延びるピストンロッド４２ａの下端が、図６および図７に示すように、偏心シャフト３５ａに回転自在に取り付けられた円筒状当接部材３５ｃと当接している。また、リザーバタンク４５は配管４５ａを介して開口ポート４５ｂ，４５ｃにおいてアシストマスターシリンダケース４１の中間部に接続している。このため、リザーバタンク４５内の作動油を開口ポート４５ｂ，４５ｃを介してシリンダ孔内に供給できるようになっている。

このように構成されたアシストマスターシリンダ４０において、電動モータ３１によりクランクシャフト３４が下動規制ストッパ３８ａと当接する位置まで回転駆動されると、アシストマスターピストン４２は押し下げスプリング４４の付勢により円筒状当接部材３５ｃと当接したまま下動され、アシストマスターピストン４２の上端が配管４５ａの開口ポート４５ｂ，４５ｃより下側に位置して、アシストマスター油圧室４３が配管４５ａを介してリザーバタンク４５と連通する。この結果、リザーバタンク４５内の作動油がアシストマスター油圧室４３内に供給される。

この状態から電動モータ３１が反転駆動され、クランクシャフト３４が逆方向に回転駆動されると、円筒状当接部材３５ｃがアシストマスターピストン４２を押し上げ、スプリング４４の付勢に抗してアシストマスターピストン４２を上動させる。この上動により、ピストン４２の上端が開口ポート４５ｂを塞ぐ位置に位置した状態から小孔からなる開口ポート４５ｃを介しての連通のみとなるため、アシストマスター油圧室４３内の作動油が緩やかに圧縮されて昇圧され始める。そして、ピストン４２の上端が開口ポート４５ｃも塞ぐ位置に位置した状態からアシストマスター油圧室４３内の作動油がピストン４２の上動に対応して圧縮される。

このようにしてアシストマスター油圧室４３内の作動油が圧縮されると、アシストマスター油圧室４３内の作動油がアシスト油圧ライン４７を介してアシストスレーブシリンダ６０に供給される。そこで、このアシストスレーブシリンダ６０およびクラッチマスターシリンダ７０を有して構成されるクラッチ作動油圧発生装置５０の構成について、図１に加えて図９〜図１２を参照して以下に説明する。

アシストスレーブシリンダ６０は、ステアリングハンドルＳＨの左側部に固設されたアシストスレーブシリンダケース６１と、このアシストスレーブシリンダケース６１のシリンダ孔内に嵌挿配設されたアシストスレーブピストン６２と、アシストスレーブピストン６２を図１、図１０および図１１において右方に付勢する第１スプリング６４とを備えて構成される。シリンダ孔内においてアシストスレーブピストン６２に囲まれてアシストスレーブ油圧室６３が形成されており、これが連結ポート６３ａを介してアシスト油圧ライン４７に繋がっており、アシストマスターシリンダ４０から供給されるアシスト油圧をアシストスレーブ油圧室６３内に受け入れるようになっている。

クラッチマスターシリンダ７０は、ステアリングハンドルＳＨの左側部に固設されたクラッチマスターシリンダケース７１と、このクラッチマスターシリンダケース７１のシリンダ孔内に嵌挿配設されたクラッチマスターピストン７２と、クラッチマスターピストン７２を図１、図１０および図１１において左方に付勢する第２スプリング７４とを備えて構成される。シリンダ孔内においてクラッチマスターピストン７２に囲まれてクラッチマスター油圧室７３が形成されており、これが連結ポート７３ａを介してクラッチ作動油圧ライン２７に繋がっている。

アシストスレーブシリンダケース６１およびクラッチマスターシリンダケース７１は一体に構成されてステアリングハンドルＳＨに固定されており、ここにクラッチレバー５およびノッカー５１がピン５１ａにより回動自在に取り付けられている。クラッチレバー５はライダーが左手で握るようにして操作されて、図において矢印Ａで示す方向に回動するように構成されている。なお、図１０はクラッチレバー５の非操作状態（クラッチ接続状態）を示し、図１１はクラッチレバーを矢印Ａ方向に操作した状態（クラッチ解放操作状態）を示す。ノッカー５１は、図１２に示すようにクラッチレバー５の下側にこれとは独立して回動自在に取り付けられている。但し、ノッカー５１には係合突起５１ｂが上方に突出して設けられており、図１０および図１１に示すように、クラッチレバー５が矢印Ａ方向に操作されて回動するときにクラッチレバー５が係合突起５１ｂに当接してノッカー５１も一緒に回動される。

ノッカー５１には、ピン５１ａによる枢結部を中心として、一端部５２に第１連結ロッド６５が連結され、他端部５３に第２連結ロッド７５が連結されている。第１連結ロッド６５は、先端部６５ａがアシストスレーブピストン６２の基端側凹部６２ａ内に入り込んでこれと当接嵌合し、基端部６５ｂはノッカー５１の一端部５２に連結されている。このノッカー５１の一端部５２と第１連結ロッド６５の基端部６５ｂとの連結構造について、図１３〜図１５を参照して説明する。

ノッカー５１の一端部５２には上下に貫通する貫通孔５２ａが形成され、さらに側面側から貫通孔５２ａに貫通して延びる取付孔５２ｂおよび取付スロット５２ｃが一体に繋がって形成されている。一方、第１連結ロッド６５の基端部６５ｂの外周にはリテーニングリング６６が取り付けられ、その外径ｄは取付孔５２ｂの内径より若干小さいが、取付スロット５２ｃの幅Ｗより大きく設定されている。このため、第１連結ロッド６５の基端部６５ｂを取付孔５２ｂ内に挿入すれば、図１５に示すようにリテーニングリング６６も一緒に挿入でき、基端部６５ｂの端面が貫通孔５２ａに当接するまで挿入すればリテーニングリング６６は貫通孔５２ａ内に入り込む。この状態で第１連結ロッド６５を基端部６５ｂを中心として矢印Ｂで示すように回動すれば、リテーニングリング６６は貫通孔５２ａ内に入ったまま回動し、取付スロット５２ｃの内側に位置して抜け出せなくなり、ノッカー５１の一端部５２に係合された状態となる。但しこのように係合されたまま、第１連結ロッド６５は取付スロット５２ｃ内に位置した状態で所定角度範囲内において回動可能である。

第２連結ロッド７５は、先端部７５ａがクラッチマスターピストン７２の基端側凹部７２ａ内に入り込んでこれと当接嵌合し、基端部７５ｂはノッカー５１の他端部５３に連結されている。但し、ノッカーの他端部５３には上下に貫通する貫通孔５３ａと側面側から貫通孔５３ａに貫通して延びる取付スロット５３ｂが形成されているだけで、第２連結ロッド７５の基端部７５ｂは取付スロット５３ｂから挿入されて貫通孔５３ａと当接するだけの構成となっている。

図１２から分かるように、ピン５１ａの下端にこれと同心に第２回転角度センサ５７が取り付けられている。その回転部５７ａに回転アーム５７ｂが一体に取り付けられ、これがクラッチレバー５の下面から下方に突出する係合ロッド５５と係合している。このため、クラッチレバー５が操作されてピン５１ａを中心として回動すると、係合ロッド５５を介して回転部５７ａが同様に回転し、第２回転角度センサ５７によりクラッチレバー５の操作角度を検出できるようになっている。

このようにアシストスレーブシリンダ６０およびクラッチマスターシリンダ７０をノッカー５１の回動中心を挟んで両側に対向するとともに互いにほぼ平行に並んで配設することにより、両シリンダ６０，７０をステアリングハンドルＳＨの左側に、その作動性を損なうことなくコンパクトに配設することができる。

以上の構成において、図１に示すように、電動モータ３１の駆動はコントロールユニット９０から駆動制御ライン９５を介して送られる制御信号に基づいて制御され、この制御を行うため、コントロールユニット９０には、第１回転角度センサ３９からのクランクシャフト３４の回転角度検出信号と、第２回転角度センサ５７からのクラッチレバー操作角度信号とが信号ライン９０ａ，９０ｂを介して入力される。また、自動二輪車におけるライダーの操作可能な位置にアシスト力設定つまみ（ゲイン調整つまみ）９１が設けられて、手動操作によりアシスト力を０〜３の４段階に設定することができるようになっており、このアシスト力設定信号も信号ライン９０ｃを介してコントロールユニット９０に送られるようになっている。なお、アシスト力設定は、「０レベル」ではアシスト力を付与せず、「１レベル」から「３レベル」にかけてアシスト力を段階的に大きくするようになっている。

以上のように構成されたクラッチ装置において、クラッチレバー５の操作に伴う作動について、図１６を参照して説明する。なお、図１６はＡ〜Ｅで示す値の時間変化を示すグラフであり、値Ａは第２回転角度センサ５７により検出されたクラッチレバー５の操作量の時間変化を示し、値Ｂはアシスト力が無い場合（すなわち、電動モータ３１が駆動されない場合）にクラッチスレーブシリンダ２１のクラッチスレーブ油圧室２４内に発生する油圧（すなわち、クラッチ作動油圧ライン２７を介して供給される油圧）の時間変化を示し、値Ｃは電動モータ３１が駆動された場合での第１回転角度センサ３９により検出されたクランクシャフト３４の回転量の時間変化を示し、値Ｄはアシストスレーブシリンダ６０のアシストスレーブ油圧室６３内の油圧（すなわち、アシスト油圧ライン４７を介して供給される油圧）の時間変化を示し、値Ｅはアシストスレーブシリンダ６０からのアシスト力を受けたときにおけるクラッチスレーブシリンダ２１のクラッチスレーブ油圧室２４内の油圧（すなわち、クラッチ作動油圧ライン２７を介して供給される油圧）の時間変化を示している。

まず、アシスト力設定つまみ９１により「０レベル」すなわちアシスト力を付与しない設定が行われた場合の作動について説明する。この設定レベルでクラッチレバー５が操作されて矢印Ａ方向に回動されると、これが係合突起５１ｂに当接してノッカー５１も一緒に回動される。このクラッチレバー５の回転角度は第２回転角度センサ５７により検出され、その検出信号情報が信号ライン９０ｂを介してコントロールユニットＣＵに入力される。そこで、クラッチレバー５が、例えば、図１６において値Ａで示されるように変化する場合、すなわち、時間t0から操作が開始され、時間t4〜t5で操作が若干戻され、時間t5〜t6は一定に保持され、時間t6〜t10にかけて緩やかに解放される操作が行われた場合について以下に説明する。

この場合には、アシスト力設定つまみ９１からの「０レベル」信号も信号ライン９０ｃを介して入力されているので、コントロールユニットＣＵはクラッチレバー５の回転角度信号が入力されてもこれを無視し、電動モータ３１に駆動信号を送ることなく、これは静止保持される。このため、アシストマスターシリンダ４０からアシストスレーブシリンダ６０にアシスト油圧が供給されることもなく、アシストスレーブピストン６２は、図１１に示すように、第１スプリング６４の付勢を受けて右動した状態で保持される。この結果、図１６に示す値ＣおよびＤは発生せず、値Ｅは値Ｂにそのまま対応した値となる。

このように「０レベル」設定であるため、クラッチレバー５の操作に応じてノッカー５１が回動すると、図１１に示すように第１連結ロッド６５はこれと一緒に移動するが、アシストスレーブシリンダ６０からのアシスト力を受けることはない。一方、第２連結ロッド７５はノッカー５１の回動に応じてクラッチマスターピストン７２を第２スプリング７４の付勢に抗して右方向に押圧移動させる。これにより、クラッチマスター油圧室７３内の作動油が圧縮されてクラッチ作動油圧ライン２７に押し出され、クラッチスレーブシリンダ２１のクラッチスレーブ油圧室２４内に作動油を供給する。このとき、クラッチマスターシリンダ７０およびクラッチスレーブシリンダ２１における無効ストローク（遊び）だけ作動遅れ（時間t0〜t3）が生じるため、クラッチスレーブ油圧室２４内の油圧は、図１６における値Ｂで示すように時間t3から変化開始し、時間t7で終了する。この結果、前述したように、クラッチスレーブピストン２３によりプッシュロッド１８を押してクラッチ機構ＣＬを解放させる。このように、アシスト力設定つまみ９１により「０レベル」が設定された状態では、クラッチレバー５の操作力のみによりクラッチ機構ＣＬの解放作動がなされる。

次に、アシスト力設定つまみ９１により「１〜３レベル」のいずれかのレベルが設定された場合の作動について説明する。この設定レベルでクラッチレバー５が操作されて矢印Ａ方向に回動されると、その回転角度は第２回転角度センサ５７により検出され、例えば、図１６において値Ａで示されるように変化するが、その検出信号情報が信号ライン９０ｂを介してコントロールユニットＣＵに入力される。このとき、コントロールユニットＣＵはこのように入力されたクラッチレバー５の回転角度信号に応じて電動モータ３１に駆動信号を送り、これを回転駆動する。この結果、クランクシャフト３４は図１６において値Ｃで示すように回転される。このとき時間t0〜t1の僅かな時間遅れが発生している。このクランクシャフト３４の回転駆動に応じて、アシストマスターシリンダ４０のアシストマスターシピストン４２が上下動されて図１６において値Ｄで示すアシスト油圧がアシストスレーブシリンダ６０に供給される。このとき、電動モータ３１からアシストマスターピストン４２までの無効ストローク（遊び）に対応する時間遅れ（時間t0〜t2）が発生している。

このときのクランクシャフト３４の回転角度が第１回転角度センサ３９により検出され、その検出信号が信号ライン９０ａを介してコントロールユニットＣＵに送られる。これを受けたコントロールユニットＣＵはクランクシャフト３４の実際の回転角度位置を算出し、電動モータ３１の駆動補正を行う。すなわち、第１角度センサ３９からの信号をフィードバック情報として用いて、クラッチレバー５の操作に応じた正確なアシスト力が得られるように、電動モータ３１の駆動制御を行う。

このようにして電動モータ３１が駆動されてアシストマスターシリンダ４０からアシストスレーブシリンダ６０にアシスト油圧が供給されると、このアシスト油圧を受けてアシストスレーブピストン６２が図１０において左動され、第１連結ロッド６５を介してノッカー５１の一端部５２を左方向に押圧する。この押圧力がクラッチレバー５の操作をアシストする力となり、この結果、図１６において値Ｂで示すアシスト力が無い場合のクラッチレバー操作力に値Ｄで示すアシスト油圧に対応する力が加わった値Ｅで示す油圧が、クラッチスレーブ油圧室２４内に供給され、クラッチレバー５の操作が軽減される。なお、値Ｅにおいて、ハッチングを施した部分が値Ｂに対応する。

この場合において、コントロールユニットＣＵは、設定レベルに応じて電動モータ３１の駆動制御内容を変え、クラッチレバー５の操作に対応するアシスト力のゲイン調整を行う。具体的には、設定レベル１ではゲインを小さくして、アシスト力を比較的小さく抑え、設定レベル３ではゲインを大きくして、アシスト力を大きくなるように電動モータ３１の駆動制御を行う。

本発明の実施形態に係るアクチュエータ構造を用いたクラッチ装置の全体構成を示す概略図である。上記クラッチ装置を備えた自動二輪車の全体外観を示す側面図である。上記自動二輪車が備えるパワーユニットの一部の構成を示す断面図である。上記クラッチ装置を構成するアシスト圧発生装置の外観を示す正面図である。上記アシスト圧発生装置の外観を示す斜視図である。上記アシスト圧発生装置の内部構成を示す斜視図である。上記アシスト圧発生装置の内部構成を示す断面図である。上記アシスト圧発生装置の内部構成を示す断面図である。上記クラッチ装置を構成するクラッチ作動油圧発生装置の外観を示す平面図である。上記クラッチ作動油圧発生装置の内部構成を示す断面図である。上記クラッチ作動油圧発生装置の内部構成を示す断面図である。上記クラッチ作動油圧発生装置の内部構成を示す斜視図である。上記クラッチ作動油圧発生装置を構成するノッカーおよび連結ロッドの連結構造を説明する断面図である。上記ノッカーに形成された取付孔および取付スロットの形状を示す側面図である。上記クラッチ作動油圧発生装置を構成するノッカーおよび連結ロッドの連結構造を説明する断面図である。値Ａ〜Ｅの時間変化を示すグラフである。

符号の説明

ＣＬクラッチ機構
２入力シャフト５クラッチレバー
６手握部１８プッシュロッド
２０クラッチアクチュエータ２１クラッチスレーブシリンダ
２７クラッチ作動油圧ライン
３０アシスト圧発生装置３１電動モータ
３４クランクシャフト３９第１回転角度センサ
４０アシストマスターシリンダ４５リザーバタンク
４７アシスト油圧ライン
５０クラッチ作動油圧発生装置５１ノッカー
５７第２回転角度センサ
６０アシストスレーブシリンダ６５第１連結ロッド
７０クラッチマスターシリンダ７５第２連結ロッド
９０コントロールユニット９１アシスト力設定つまみ

Claims

電動モータと、
前記電動モータの出力回転を減速する減速機構と、
前記減速機構により減速されて伝達された出力回転を受けて駆動されるアクチュエータ部材とから構成されるアクチュエータ構造において、
前記電動モータの回転駆動を制御して前記アクチュエータ部材を所定範囲内で駆動させる制御装置と、
前記アクチュエータ部材が前記所定範囲を超えて駆動されることを緩衝させて規制する規制部材とを備えることを特徴とするアクチュエータ構造。
前記アクチュエータ部材が前記減速機構により減速された前記電動モータの出力回転を受けて回転駆動されるクランクシャフト部材を備え、
前記制御装置は、前記クランクシャフト部材を３６０度より小さな所定角度範囲内で往復回転運動させるように前記電動モータの回転駆動制御を行い、
前記規制部材が、前記クランクシャフト部材のクランク部を挟んで前記所定角度範囲内の両端側に配置されたゴム等の緩衝材から構成され、
前記クランクシャフト部材が前記所定角度範囲を超えて回転しようとするときに前記クランク部が前記緩衝材に当接して前記所定角度範囲を超える回転を規制するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ構造。
前記緩衝材は、前記クランクシャフト部材における前記電動モータの回転駆動力を受ける側において前記クランク部と当接するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ構造。
前記アクチュエータ部材をクラッチ操作レバーの操作に応じて駆動して前記クラッチ操作レバーの操作力を油圧に変換し、この油圧を用いてクラッチを作動させるように構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ構造。