JP2009299849A - クラッチ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータによりクラッチの開閉操作を行うクラッチ操作装置の操作速度を向上させる。
【解決手段】レリーズシャフト２４により揺動自在に支持されたレリーズフォーク２５は、先端部によりクラッチ３０のレリーズベアリング３１を押圧して開閉操作する押圧アーム２８と、駆動アーム２７を有している。レリーズシャフトはクラッチの回転軸線に接近離隔する方向に移動可能に支持され、レリーズシャフトと直交して支持されたラック軸１４は動力伝達機構を介して電動モータ１８により往復動され、レリーズフォークは駆動アームの先端部がラック軸の駆動ピン１５に係合されてレリーズシャフト回りに揺動される。リンク２０は、一端部２１がリンクピン２３によりラック軸の一部に枢支連結され他端部２２がレリーズシャフト２４に連結され、ラック軸の往復動に応じてレリーズシャフトをクラッチの回転軸線に接近離隔させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レリーズフォークを介して電動モータによりクラッチの開閉操作を行うクラッチ操作装置に関する。

この種の電動モータを使用したクラッチ操作装置としては、例えば特許文献１（特開２００３−１６６５５７号公報）の図５〜図７に開示されたものがある。このクラッチ操作装置は、中間部が回動支点により支持されたレリーズフォークの一端をクラッチのレリーズベアリングに当接し、他端をプッシュロッドにより押してクラッチを開閉操作するものであり、電動モータの回転を減速してプッシュロッドを介してレリーズフォークを押圧する力に変換する減速装置は、複数のピニオンギアと、この各ピニオンギアを回転自在に支持するキャリアと、回転が禁止されピニオンギアと噛み合う固定リングギアと、プッシュロッドを介してレリーズフォークの他端に連結されピニオンギアと噛み合うとともに固定リングギアと歯数が異なる出力リングギアと、各ピニオンギアと噛み合うとともに電動モータによって駆動されるサンギアとにより構成された遊星歯車減速機構である。
特開２００３−１６６５５７号公報（段落〔００４０〕〜〔００４５〕、図５〜図７）。

上述した特許文献１の技術によれば、必要な機能を備えたクラッチ操作装置を得ることができる。しかし、クラッチのレリーズベアリングは押圧量の増大に応じて弾性的反力が次第に増大するのに対し、特許文献１のクラッチ操作装置では、電動モータの回転角とレリーズベアリングの移動距離の間の減速比が実質的に一定であり、この減速比はレリーズベアリングを押圧するときの弾性的反力の最大値に合わせて設定する必要があるので、レリーズベアリングを押圧する速度は遅い一定値となり、クラッチの操作速度が低下するという問題がある。 本発明によるクラッチ操作装置は、クラッチの押し始めは押圧力を小さくし、押すにつれて押圧力を増大させるように電動モータの回転角とレリーズベアリングの移動距離の間の減速比を変化させることにより、このような問題を解決することを目的とする。

このために、本発明によるクラッチ操作装置は、レリーズシャフトにより揺動自在に支持された支持部から半径方向に延びる駆動アームと押圧アームが一体的に形成されたレリーズフォークを備え、レリーズシャフト回りにレリーズフォークが揺動すれば押圧アームの先端部によりクラッチの操作部材を押圧してクラッチを開閉操作するクラッチ操作装置において、レリーズシャフトはクラッチの回転軸線に接近離隔する方向に移動可能に機枠に支持され、レリーズシャフトに対し直交するとともにクラッチの回転軸線と反対側に配置されて機枠に軸線方向移動自在に支持されたラック軸と、動力伝達機構を介してラック軸を軸線方向に往復動させる電動モータと、一端部がラック軸の一部に枢支連結され他端部がレリーズシャフトに連結されてラック軸の往復動に応じてレリーズシャフトをクラッチの回転軸線に接近離隔させるリンクを備え、レリーズフォークは、その駆動アームの先端部がラック軸の一部から軸線方向に離れた部分に揺動及び軸線方向移動可能に係合されてレリーズシャフト回りに揺動され、押圧アームの先端部により操作部材を押圧するようにレリーズフォークを揺動させる向きにラック軸が移動する際に、リンクがレリーズシャフトをクラッチの回転軸線に接近する向きに移動させることを特徴とする
ものである。

前項に記載のクラッチ操作装置において、動力伝達機構は、電動モータにより回転駆動されるウォームと、このウォームと噛合されるウォームホイールと、このウォームホイールとともに回転されるピニオンギヤと、ラック軸に形成されてピニオンギヤと噛合されるラック歯部よりなるものとすることが好ましい。

請求項１の発明によれば、レリーズシャフトはクラッチの回転軸線に接近離隔する方向に移動可能に機枠に支持され、レリーズシャフトに対し直交するとともにクラッチの回転軸線と反対側に配置されて機枠に軸線方向移動自在に支持されたラック軸と、動力伝達機構を介してラック軸を軸線方向に往復動させる電動モータと、一端部がラック軸の一部に枢支連結され他端部がレリーズシャフトに連結されてラック軸の往復動に応じてレリーズシャフトをクラッチの回転軸線に接近離隔させるリンクを備え、レリーズフォークは、その駆動アームの先端部がラック軸の前記一部から軸線方向に離れた部分に揺動及び軸線方向移動可能に係合されてレリーズシャフト回りに揺動され、押圧アームの先端部により操作部材を押圧するようにレリーズフォークを揺動させる向きにラック軸が移動する際に、リンクがレリーズシャフトをクラッチの回転軸線に接近する向きに移動させるよう構成されているので、押圧アームの先端部によりクラッチの操作部材を押圧するにつれてレリーズシャフトはクラッチの回転軸線に接近し、これにより駆動アームの先端部のラック軸との係合位置とレリーズシャフトとの距離は増大し、電動モータの回転角と操作部材の移動距離の間の減速比は押圧アームの先端部により操作部材を押圧するにつれて増大する。従って、クラッチの押し始めで押圧力が小さい状態では操作部材を押圧する速度は速く、押すにつれて操作部材を押圧する力が増大するとともに押圧する速度は遅くなり、クラッチの操作速度の平均値は従来より速くなるので、クラッチの操作速度を向上させることができる。

動力伝達機構は、電動モータにより回転駆動されるウォームと、このウォームと噛合されるウォームホイールと、このウォームホイールとともに回転されるピニオンギヤと、ラック軸に形成されてピニオンギヤと噛合されるラック歯部よりなるものとした請求項２の発明によれば、ラック軸の移動距離は、ウォーム、ウォームホイール、ピニオンギヤ及びラック歯部よりなる動力伝達機構により、電動モータの回転角に対し２段に減速できるので、少ない部品点数で充分大きい減速比を得ることができ、またウォームとウォームホイールよりなる減速機構では通常はウォームホイール側からウォーム側に動力を伝達することはできないので、電動モータの不作動時にクラッチをその状態にロックすることができる。

以下に、図１〜図３に示す実施形態より、本発明によるクラッチ操作装置の説明をする。この実施形態は、本発明によるクラッチ操作装置を自動車のエンジンの出力軸と変速機への入力軸３２の間に設けられた摩擦クラッチ（クラッチ）３０を開閉操作するのに適用したものである。この実施形態の摩擦クラッチ３０は、図１に示す自由状態（不作動状態）では、内蔵するスプリングにより係合されて、レリーズベアリング（操作部材）３１は軸線方向外向きに最も突出されており、このレリーズベアリング３１を押圧することにより、摩擦クラッチ３０は係合が解除されるものである。

この実施形態のクラッチ操作装置は、図１〜図３に示すように、変速機ケーシング（機枠）１０に支持されたラック軸１４と、両端部が変速機ケーシング１０に上下動可能に支持されたレリーズシャフト２４と、中央のボス部２６がレリーズシャフト２４に支持されて先端部２７ａがラック軸１４の一部に係合された駆動アーム２７とクラッチ３０のレリーズベアリング（操作部材）３１を押圧する押圧アーム２８が一体形成されたレリーズフォーク２５と、下端部（一端部）２１がリンクピン２３によりラック軸１４に連結され上端部（他端部）２２がレリーズシャフト２４に連結されたリンク２０と、動力伝達機構１９，１２，１１，１３，１４ａを介してラック軸１４を移動させる電動モータ１８を主要な構成としている。

ラック軸１４はクラッチ３０の回転軸線Ｏと平行に配置され、変速機ケーシング１０に形成したボス部１０ａ，１０ｂに、ブッシュ１６ａ，１６ｂを介して軸線方向移動可能に支持されるとともに、回り止めがなされている。レリーズシャフト２４は、ラック軸１４とクラッチ３０の回転軸線Ｏの間にラック軸１４と立体的に直交される向きに配置され、その両端部が変速機ケーシング１０の向かい合う各側壁に形成されて互いに平行な左右の縦壁を有する長穴状のガイド穴１７により保持されて、水平方向の移動は拘束され、上下方向には多少距離平行移動可能に支持されている。

レリーズフォーク２５は中央のボス部（支持部）２６がレリーズシャフト２４に嵌合して支持され、ボス部２６から半径方向下向きに延びる駆動アーム２７と半径方向上向きに延びる押圧アーム２８が一体的に形成されている。図１及び図２に示す不作動状態においてはボス部２６からほゞ真下に延びる駆動アーム２７は、その先端部２７ａが二股に分岐されてラック軸１４を両側から挟み、両側の各腕には先端が解放された一定幅の細長い切込み２７ｂが形成されている。ラック軸１４のリンクピン２３を設けた位置から後方（図１において右側）に所定距離離れた部分には駆動ピン１５が直交して一体的に圧入固定され、ラック軸１４から両側に突出する駆動ピン１５の両端部は、実質的に半径方向のガタなしに、駆動アーム２７の先端部２７ａの各切込み２７ｂ内にその長手方向に摺動自在に係合され、これにより駆動アーム２７の先端部２７ａはラック軸１４の駆動ピン１５を設けた部分に揺動及び軸線方向移動可能に係合される。またこの不作動状態では、押圧アーム２８はボス部２６からほゞ真上に延び、その先端部は二股に分岐されて変速機入力軸３２を挟み、その一側は自由状態で最も突出されたレリーズベアリング３１の端面に軽く当接されている。

リンク２０は両端部とも二股に分岐され、側面形状は下端部２１を含む大部分が真直状で上端部２２が曲げられている。二股に分かれた下端部２１の先端部はラック軸１４を両側から挟み、駆動ピン１５から軸線方向に前側に離れたラック軸１４の一部にリンクピン２３を介して枢支連結されている。二股に分岐された上端部２２は前側からレリーズフォーク２５のボス部２６を挟んで、レリーズシャフト２４を連結支持している。

ラック軸１４と直交してそのすぐ下側に配置された連動軸１１の両端部は、玉軸受１１ａを介して連動軸１１により変速機ケーシング１０に支持されている。この連動軸１１には、ラック軸１４の真下となる位置にピニオンギヤ１３が同軸的に一体的に設けられ、またそれより軸線方向に離れた位置には扇形のウォームホイール１２が一体的に設けられている。ピニオンギヤ１３はラック軸１４の中間部の下側に形成されたラック歯部１４ａと噛合され、ウォームホイール１２の歯部１２ａは、変速機ケーシング１０に取り付けられた電動モータ１８の先端に設けられてラック軸１４とクラッチ３０の回転軸線Ｏの間にこれらと平行に配置されたウォーム１９と噛合されている。これらの各部材１９，１２，１１，１３，１４ａが、電動モータ１８の往復回転をラック軸１４の往復動に変換する動力伝達機構を構成している。

この実施形態では、図１に示す不作動状態では、ラック軸１４は軸線方向で最も前側（左側）に位置して、リンクピン２３、駆動ピン１５及びレリーズシャフト２４は、それぞれ符号Ａ１，Ｂ１，Ｃ１で示す位置にある。この状態では、駆動アーム２７はボス部２６からほゞ真下に延びてその先端部２７ａ駆動ピン１５に係合され、押圧アーム２８はボス部２６からほゞ真上に延びてその先端部は自由状態で最も突出されたレリーズベアリング３１の端面に軽く当接されており、レリーズベアリング３１は押圧されないので、摩擦クラッチ３０は係合されたままである。

この不作動状態から電動モータ１８によりウォーム１９を所定の作動方向に回転駆動して、図３に示すように、ウォームホイール１２を時計回転方向に回動させれば、ラック軸１４はピニオンギヤ１３及びラック歯部１４ａを介して後向き（右向き）に移動されて、リンクピン２３及び駆動ピン１５はそれぞれ位置Ａ１，Ｂ１から位置Ａ２，Ｂ２に移動され、リンク２０の上端部２２に連結支持されたレリーズシャフト２４は距離ｈだけ押し上げられて位置Ｃ１から位置Ｃ２に移動されて、クラッチ３０の回転軸線Ｏに接近される。そしてレリーズフォーク２５は、駆動ピン１５に係合された先端部２７ａが右向きに移動されることにより上向きに移動されるレリーズシャフト２４回りに半時計回転方向に揺動され、これにより押圧アーム２８も揺動してその先端部によりレリーズベアリング３１は押し込まれて、摩擦クラッチ３０の係合は解除される。

この実施形態では、上述のように、ラック軸１４の移動によりレリーズフォーク２５が揺動し、レリーズフォーク２５の押圧アーム２８の先端部により操作部材３１を押圧するにつれてレリーズシャフト２４は摩擦クラッチ３０の回転軸線Ｏに接近し、これにより駆動アーム２７とラック軸１４の係合部である駆動ピン１５とレリーズシャフト２４との距離は増大するので、電動モータ１８の回転角とレリーズベアリング３１の移動距離の間の減速比は押圧アーム２８の先端部により操作部材３１を押圧するにつれて次第に増大し、最終的には距離ｈの分だけ増大するように変化する。従って、摩擦クラッチ３０の押し始めで押圧力が小さい状態では操作部材３１を押圧する速度は速く、押すにつれて摩擦クラッチ３０の押圧力が増大すれば押圧する速度を前述した従来技術と同程度に遅くして操作部材３１を押圧する力を増大させることができる。このようにすれば摩擦クラッチ３０の操作速度の平均値は従来より速くなるので、摩擦クラッチ３０の操作速度を向上させることができる。

上述した実施形態では、ラック軸１４と電動モータ１８の間に設ける動力伝達機構は、ウォーム１９とウォームホイール１２とピニオンギヤ１３とラック歯部１４ａよりなるものとしており、このようにすれば、部品点数が実質的にわずか３個のきわめて簡単な構造となる。また通常使用されているウォームギヤのようにウォームのリード角が摩擦角以下の小さい値であれば、ウォームホイール１２側からウォーム１９側を駆動することはないので、電動モータ１８の不作動時に摩擦クラッチ３０をその状態にロックすることができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、その他の任意の構造の動力伝達機構を使用して実施することも可能である。

また上述した実施形態では、レリーズシャフト２４を上下動可能に支持するのに、変速機ケーシング１０の向かい合う各側壁に形成された長穴状のガイド穴１７を使用したが、本発明はこれに限られるものでなく、レリーズシャフト２４はその両端部をリンクを介して上下方向移動可能に変速機ケーシング１０各側壁に支持するようにしてもよい。

また上述した実施形態では、本発明を、自由状態ではスプリングにより係合され、レリーズベアリングを押圧することにより解除される摩擦クラッチに適用した例につき説明したが、本発明は、自由状態では解除されレリーズベアリングを押圧することにより係合される摩擦クラッチに適用することも可能である。

本発明によるクラッチ操作装置の一実施形態の不作動状態における全体構造を示す側面図である。 図１に示す実施形態の２−２線に沿った断面図である。 図１に示す実施形態の作動状態における全体構造を示す側面図である。

符号の説明

１０…機枠（変速機ケーシング）、１２…ウォームホイール、１３…ピニオンギヤ、１４…ラック軸、１４ａ…ラック歯部、１８…電動モータ、１９…ウォーム、２０…リンク、２１…一端部（下端部）、２２…他端部（上端部）、２４…レリーズシャフト、２５…レリーズフォーク、２６…支持部（ボス部）、２７…駆動アーム、２７ａ…先端部、２８…押圧アーム、３０…クラッチ（摩擦クラッチ）、３１…操作部材（レリーズベアリング）、Ｏ…回転軸線。

Claims (2)

1. レリーズシャフトにより揺動自在に支持された支持部から半径方向に延びる駆動アームと押圧アームが一体的に形成されたレリーズフォークを備え、前記レリーズシャフト回りに前記レリーズフォークが揺動すれば前記押圧アームの先端部によりクラッチの操作部材を押圧して前記クラッチを開閉操作するクラッチ操作装置において、
   前記レリーズシャフトは前記クラッチの回転軸線に接近離隔する方向に移動可能に機枠に支持され、
   前記レリーズシャフトに対し直交するとともに前記クラッチの回転軸線と反対側に配置されて前記機枠に軸線方向移動自在に支持されたラック軸と、動力伝達機構を介して前記ラック軸を軸線方向に往復動させる電動モータと、一端部が前記ラック軸の一部に枢支連結され他端部が前記レリーズシャフトに連結されて前記ラック軸の往復動に応じて前記レリーズシャフトを前記クラッチの回転軸線に接近離隔させるリンクを備え、
   前記レリーズフォークは、その駆動アームの先端部が前記ラック軸の前記一部から軸線方向に離れた部分に揺動及び軸線方向移動可能に係合されて前記レリーズシャフト回りに揺動され、
   前記押圧アームの先端部により前記操作部材を押圧するように前記レリーズフォークを揺動させる向きに前記ラック軸が移動する際に、前記リンクが前記レリーズシャフトを前記クラッチの回転軸線に接近する向きに移動させることを特徴とするクラッチ操作装置。
2. 請求項１に記載のクラッチ操作装置において、前記動力伝達機構は、前記電動モータにより回転駆動されるウォームと、このウォームと噛合されるウォームホイールと、このウォームホイールとともに回転されるピニオンギヤと、前記ラック軸に形成されて前記ピニオンギヤと噛合されるラック歯部よりなることを特徴とするクラッチ操作装置。

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