JP2010071368A - 自動クラッチアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】自動クラッチアクチュエータの電動モータを小形化し、またクラッチを停止した状態では電動モータへの電流の供給を停止してエネルギの損失をなくする。
【解決手段】支持軸１７により揺動自在に支持された中間レバー１５のジョイント部分１６は、クラッチ３０を作動させるレリーズフォーク１０の駆動アーム１３の先端部に揺動自在に連結され、中間レバーとほゞ平行に移動自在に案内支持された移動部材２０に設けられた可動部材２７の先端のローラ２８は、中間レバーの一側を弾性的に押圧している。電動モータ２２により移動部材を往復動させれば、ローラが中間レバーの長手方向に沿って移動して中間レバーに加わる支持軸回りの回転モーメントが増減し、この回転モーメントはジョイント部分を介してレリーズフォークに伝達されて、クラッチ３０を係合離脱させる。
【選択図】図２

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係合離脱を行う自動クラッチアクチュエータに関する。

この種の電動モータを使用した自動クラッチアクチュエータとしては、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。この自動クラッチアクチュエータは、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プッシュロッドを介して電動モータにより押して揺動させ、他端によりクラッチのレリーズベアリングを押圧してクラッチを開閉操作するものであり、電動モータは遊星歯車減速機構よりなる減速装置を介してプッシュロッドを押すようになっている。
特開２００３−１６６５５７号公報（段落〔００４０〕〜〔００４５〕、図５〜図７）。

上述した特許文献１の技術では、相当な大きさの押圧力を加える必要があるレリーズベアリングを電動モータにより押圧しているので、たとえ減速装置を設けているとはいえ、電動モータは相当に大きい駆動力を必要とし、このため電動モータが大形化するという問題がある。またデュアルクラッチ方式の自動変速機などによく使用されるノーマルオープンタイプのクラッチの場合は、クラッチを停止した状態でもクラッチ伝達トルクを発生し続けるにはレリーズベアリングを押し続けなければならず、従ってバッテリから電動モータに電流を供給し続ける必要があるので、そのために必要なエネルギの損失が増大するという問題もある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。

このために、本発明による自動クラッチアクチュエータは、機枠に設けたレリーズシャフトに揺動自在に支持される支持部から半径方向に延びる駆動アームと作動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を揺動させて作動アームによりクラッチの操作部材を作動させることによりクラッチを係合離脱する自動クラッチアクチュエータにおいて、支持軸を介して機枠に揺動可能に支持され、一部分が駆動アームに揺動自在に連結されて、支持軸回りに揺動されればレリーズフォークをレリーズシャフト回りに揺動させる中間レバーと、支持軸と直交し中間レバーを含む平面内において、中間レバーとほゞ平行に移動自在に機枠に案内支持されて電動モータにより往復動される移動部材と、移動部材に中間レバーとほゞ直交する向きに移動自在に案内支持されて、先端部が中間レバーの一側を押圧するように弾性的に付勢されるとともに移動部材の往復動とともに中間レバーの一側に沿って往復動される可動部材を備えたことを特徴とするものである。

前項に記載の自動クラッチアクチュエータにおいて、可動部材は中間レバーとほゞ直交する向きに移動部材に設けられたガイドロッドにより案内支持され、可動部材の先端部は支持軸と平行な支持ピンを介して可動部材に回転自在に支持されたローラであることが好ましい。

前項に記載の自動クラッチアクチュエータにおいて、中間レバーの一側には、長手方向に沿ってローラが転動される案内溝が形成されていることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、支持軸を介して機枠に揺動可能に支持され、一部分が駆動アームに揺動自在に連結されて、支持軸回りに揺動されればレリーズフォークをレリーズシャフト回りに揺動させる中間レバーと、支持軸と直交し中間レバーを含む平面内において、中間レバーとほゞ平行に移動自在に機枠に案内支持されて電動モータにより往復動される移動部材と、移動部材に中間レバーとほゞ直交する向きに移動自在に案内支持されて、先端部が中間レバーの一側を押圧するように弾性的に付勢されるとともに移動部材の往復動とともに中間レバーの一側に沿って往復動される可動部材を備えており、移動部材の移動方向と中間レバーはほゞ平行であるので、可動部材の先端部が中間レバーの一側を弾性的に押圧する力はほゞ一定でその変化はわずかである。しかし電動モータにより移動部材を移動させれば、中間レバーの一側に対する可動部材の先端部の当接位置が支持軸から離れるにつれ、中間レバーに加わる支持軸回りの回転モーメントは増大し、中間レバーの一部分に駆動アームが連結されたレリーズフォークの作動アームにより操作部材を作動させる力は増大するので、電動モータにより移動部材を移動させることにより、操作部材を作動させる力を変動させてクラッチの係合離脱を制御することができる。また移動部材の移動方向と中間レバーはほゞ平行であるのに加え、中間レバーとほゞ直交する向きに移動自在に移動部材に案内支持された可動部材の先端部が中間レバーの一側を押圧する弾性的付勢力はその一側とほゞ直交方向となるので、可動部材を中間レバーに沿って移動させるのに必要な力はわずかであり、従って電動モータが必要とする駆動力もわずかとなるので電動モータを小形化することができる。また電動モータへの給電を停止してもクラッチ側から加わる反力により移動部材が移動するおそれもないので、クラッチを停止した状態では、クラッチ伝達トルクを発生し続ける必要がある場合でもバッテリから電動モータに電流を供給し続ける必要はなく、そのために必要なエネルギの損失をなくすことができる。

可動部材は中間レバーとほゞ直交する向きに移動部材に設けられたガイドロッドにより案内支持され、可動部材の先端部は支持軸と平行な支持ピンを介して可動部材に回転自在に支持されたローラである請求項２の発明によれば、可動部材の先端部が中間レバーに沿って移動する際の摩擦はローラの転がり摩擦となって可動部材を中間レバーに沿って移動させるのに必要な力はさらに減少し、電動モータが必要とする駆動力もさらに減少するので電動モータを一層小形化することができる。

また、中間レバーの一側には、長手方向に沿ってローラが転動される案内溝が形成されている請求項３の発明によれば、ローラは案内溝により案内されて転動の際に横にずれるおそれはないので、安定した作動の自動クラッチアクチュエータを得ることができる。

以下に、図１〜図３により、本発明による自動クラッチアクチュエータの実施形態の説明をする。この実施形態は、本発明による自動クラッチアクチュエータを自動車のエンジン出力軸３５と変速機入力軸３６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に示すように、エンジン出力軸３５側に連結されるクラッチカバー３１と、その内部に回転自在に設けられて変速機入力軸３６側に連結されるクラッチディスク（図示省略）と、クラッチディスクを押圧してクラッチカバー３１に摩擦係合させるプレッシャプレート（図示省略）と、このプレッシャプレートをプレッシャレバーとベアリングを介して作動させるベアリングハブ（操作部材）３２よりなるものである。この実施形態の摩擦クラッチ３０はベアリングハブ３２の外周に環状溝３２ａが形成され、図１においてベアリングハブ３２を右向きに押圧することにより係合され、左向きに押圧することにより離脱されるものであり、その係合離脱に必要なベアリングハブ３２のストロークはわずかである。

なお摩擦クラッチ３０は、クラッチスプリングを設けたものとして、自由状態ではクラッチディスクがクラッチカバー３１から離れて離脱されるようにしたものでもよいし、これとは逆に、自由状態ではクラッチディスクがクラッチカバー３１に当接されて係合されるようにしたものでもよい。

この実施形態の自動クラッチアクチュエータは、図１及び図２に示すように、レリーズシャフト１４により揺動自在に支持されたレリーズフォーク１０と、支持軸１７により揺動可能に支持されてその一部分１６がレリーズフォーク１０の先端部に連結された中間レバー１５と、この中間レバー１５とほゞ平行に移動自在に案内支持されて電動モータ２２により往復動される移動部材２０と、この移動部材２０に設けられた弾性押圧ユニット２５を主要な構成としており、弾性押圧ユニット２５は中間レバー１５とほゞ直交する向きに移動自在に案内支持されて先端部のローラ２８が中間レバー１５の一側を押圧するように弾性的に付勢された可動部材２７を有している。

図１に示すように、摩擦クラッチ３０の回転軸線と立体的に直交するようにクラッチハウジング（機枠）１９に設けられたレリーズシャフト１４には、レリーズフォーク１０の中央のボス部（支持部）１１が回動自在に支持され、このボス部１１には、摩擦クラッチ３０の回転軸線とほゞ直交するようにベアリングハブ３２に向かって半径方向に延びる作動アーム１２と、この作動アーム１２と丁度反対向きに半径方向に延びる駆動アーム１３が一体的に形成されている。作動アーム１２の先端部は二股に分岐されて各先端部はベアリングハブ３２の環状溝３２ａ内に入っている。各先端部の両側に形成された１対の突起部１２ａの外側面は、同一半径で共通の中心を有する円弧面であり、環状溝３２ａの内側面の間にわずかの隙間をおいて係合されている。駆動アーム１３の先端部には、長手方向に沿って延びて先端が解放された円筒状のソケット孔１３ａと、レリーズシャフト１４と直交するこのソケット孔１３ａの中心面に沿って、ソケット孔１３ａの内部を摩擦クラッチ３０と反対側となる外部に連通する、先端が解放されたスリット１３ｂが形成されている。

中間レバー１５は、主として図２に示すように、断面形状が長方形で細長い本体部１５ａの一端側となる同一側面に、突出部１５ｂとジョイント部分（中間レバー１５の一部分）１６を突出して設けたものであり、中間レバー１５のジョイント部分１６は駆動アーム１３のソケット孔１３ａ内に実質的に隙間なく回動自在に嵌合可能なボール部１６ａと、駆動アーム１３のスリット１３ｂを相当な隙間をおいて通り抜けてボール部１６ａを中間レバー１５の本体部１５ａに連結するロッド部１６ｂよりなるものである。中間レバー１５は、駆動アーム１３の摩擦クラッチ３０と反対側に位置し、レリーズシャフト１４とほゞ平行となるようにして、ジョイント部分１６が駆動アーム１３の先端側からソケット孔１３ａとスリット１３ｂ内に挿入係合され、突出部１５ｂが駆動アーム１３とほゞ平行な支持軸１７により揺動自在にクラッチハウジング１９に支持されている。中間レバー１５の一部分であるジョイント部分１６と駆動アーム１３の先端部は、ボール部１６ａをソケット孔１３ａに挿入するより揺動自在に連結されているので、中間レバー１５が支持軸１７回りに揺動されれば、レリーズフォーク１０はレリーズシャフト１４回りに揺動され、ベアリングハブ３２の環状溝３２ａに係合された作動アーム１２の先端部の突起部１２ａによりベアリングハブ３２が移動されて摩擦クラッチ３０は係合離脱される。

図１及び図２に示すように、移動部材２０は細長い略角棒状で、支持軸１７と直交し中間レバー１５の案内溝１５ｃの中心線を含む平面内において、中間レバー１５とほゞ平行方向にクラッチハウジング１９に案内支持されている。中間レバー１５と反対側となる移動部材２０の一側の幅方向中央には、長手方向のほゞ全長にわたりラック２０ａが形成され、クラッチハウジング１９に支持された電動モータ２２の出力軸２２ａに設けられたピニオン２１がラック２０ａと噛合することにより、移動部材２０は中間レバー１５とほゞ平行に往復動される。移動部材２０にはラック２０ａの両側に沿って循環する多数のボールを用いたリニアガイド２０ｂが設けられ、このリニアガイド２０ｂを介してクラッチハウジング１９の案内面１９ａに案内支持されており、これによりクラッチハウジング１９に対する移動部材２０の摺動摩擦は低減される。中間レバー１５には、本体部１５ａの移動部材２０側となる長手方向一側の幅方向中央に、長手方向のほゞ全長にわたり案内溝１５ｃが形成されている。

弾性押圧ユニット２５は、ガイドロッド２６と、可動部材２７と、ローラ（可動部材２７の先端部）２８と、スプリング２９により構成されている。ガイドロッド２６は中間レバー１５とほゞ直交する向きに移動部材２０に直立固定され、可動部材２７はこのガイドロッド２６に回り止めされて軸線方向のみ移動自在に案内支持され、中間レバー１５側となる先端部外周に形成したフランジ部２７ａと移動部材２０の間に介装したスプリング２９により、中間レバー１５側に向けて弾性的に付勢されている。案内溝１５ｃと平行に可動部材２７の先端に一体形成された１対の支持板２７ｂの間には、支持軸１７と平行な支持ピン２８ａによりローラ２８が回転自在に支持され、このローラ２８はスプリング２９により中間レバー１５の案内溝１５ｃ内に弾性的に押圧されている。

移動部材２０が電動モータ２２により往復動されれば、ローラ２８は、図２において支持軸１７より距離Ｌ２だけ下側の位置から距離Ｌ１だけ上側の位置の間でストロークされる。前述のように、この実施形態では、係合離脱に必要なベアリングハブ３２のストロークはわずかで、移動部材２０の移動方向は中間レバー１５とほゞ平行であり、従って支持軸１７回りの中間レバー１５の揺動及びスプリング２９の伸縮もわずかであるので、可動部材２７のローラ２８が中間レバー１５の一側を弾性的に押圧する力Ｆ（図２参照）は、このストロークの範囲内においてほゞ一定で、その変化はわずかである。

次に上述した実施形態の作動の説明をする。図２に示すように、支持軸１７から距離Ｌだけ上側に離れた力点Ｐにおいて可動部材２７のローラ２８が案内溝１５ｃに当接して、スプリング２９の弾性により中間レバー１５を力Ｆで押圧している状態では、中間レバー１５のジョイント部分１６が当接される駆動アーム１３の先端部には左向きに、スプリング２９による大きさがＦ１（＝Ｆ・Ｌ／Ｌ３ 但しＬ３は支持軸１７とジョイント部分１６の間の距離）の作用点荷重が加わり、作動アーム１２の突起部１２ａは力Ｆ２（＝Ｆ１・Ｌ４／Ｌ５ 但しＬ４，Ｌ５はそれぞれレリーズシャフト１４とジョイント部分１６及び摩擦クラッチ３０の回転軸線の間の距離）でベアリングハブ３２を右向きに押圧し、摩擦クラッチ３０はこの力Ｆ２に応じた伝達トルクを生じる。同様に、支持軸１７から下側に離れた力点においてローラ２８が案内溝１５ｃに当接して、中間レバー１５を力Ｆで押圧している状態では、駆動アーム１３の先端部には右向きの作用点荷重が加わり、作動アーム１２の突起部１２ａはベアリングハブ３２を左向きに押圧して、摩擦クラッチ３０は離脱される。

前述のように可動部材２７のローラ２８が中間レバー１５の一側を弾性的に押圧する力Ｆはほゞ一定であるが、電動モータ２２により移動部材２０を移動させれば、ローラ２８が案内溝１５ｃと当接する力点Ｐが支持軸１７より上側にある場合には、力点Ｐの位置が支持軸１７から離れるにつれて力Ｆにより中間レバー１５に加わる支持軸１７回りの反時計回転方向の回転モーメントは増大するので、駆動アーム１３の先端部に左向きに加わる作用点荷重Ｆ１は、図３の範囲Ａで示すように正の向きに増大する。従って作動アーム１２の突起部１２ａがベアリングハブ３２を右向きに押圧する力Ｆ２も増大し、摩擦クラッチ３０に生じる伝達トルクも増大する。また、力点Ｐが支持軸１７より下側にある場合には、力点Ｐが支持軸１７から離れるにつれて力Ｆにより中間レバー１５に加わる支持軸１７回りの時計回転方向の回転モーメントは増大するので、駆動アーム１３の先端部に右向きに加わる作用点荷重Ｆ１は、図３の範囲Ｂで示すように負の向きに増大する。従って作動アーム１２の突起部１２ａがベアリングハブ３２を左向きに押圧する力Ｆ２が増大し、摩擦クラッチ３０は離脱される。このように上述した実施形態によれば、電動モータ２２により移動部材２０を移動することにより、中間レバー１５のジョイント部分１６から駆動アーム１３の先端部に加わる作用点荷重Ｆ１を変動させることができ、これによりベアリングハブ３２に加わる力Ｆ２を変動させて摩擦クラッチ３０の係合離脱を制御することができる。

また上述した実施形態によれば、移動部材２０の移動方向と中間レバー１５はほゞ平行であり、また、この移動部材２０に支持された可動部材２７は中間レバー１５とほゞ直交する向きに移動自在であり、その先端のローラ２８はスプリング２９により中間レバー１５の案内溝１５ｃに弾性的に当接されており、移動部材２０の移動方向は中間レバー１５とほゞ平行であるので、移動部材２０の移動に伴うスプリング２９の弾性変形はわずかである。従って、移動部材２０を中間レバー１５とほゞ平行に移動させるのに必要な力はわずかであり、電動モータ２２が必要とする駆動力もわずかとなるので電動モータ２２を小形化することができる。またこの実施形態では、案内溝１５ｃに沿って移動する可動部材２７の先端部は支持軸１７と平行な支持ピン２８ａを介して可動部材２７に回転自在に支持されたローラ２８とし、また移動部材２０とこれを支持するクラッチハウジング１９の案内面１９ａの間に循環ボールを用いたリニアガイド２０ｂを介装しており、このようにすれば移動部材２０の移動に伴う摩擦抵抗が減少するので、可動部材２７を中間レバー１５に沿って移動させるのに必要な力はさらに減少し、電動モータ２２が必要とする駆動力もさらに減少するので電動モータ２２を一層小形化することができる。しかしながら本発明はそれに限られるものではなく、ローラ２８及びリニアガイド２０ｂに代わる摩擦抵抗低減手段を使用し、あるいはそのような摩擦抵抗低減手段を省略して実施してもよく、そのようにしても移動部材２０の移動方向は平行であり、従って移動部材２０の移動に伴うスプリング２９の弾性変形はわずかであることによる電動モータ２２の駆動力の低下による電動モータ２２の小形化を得ることはできる。

さらに上述した実施形態によれば、電動モータ２２への給電を停止してもクラッチ３０側から加わる反力により移動部材２０が移動するおそれはないので、クラッチを停止した状態では、クラッチ伝達トルクを発生し続ける必要がある場合でもバッテリから電動モータに電流を供給し続ける必要はなく、そのために必要なエネルギの損失をなくすことができる。

なお上述した実施形態では、レリーズフォーク１０の作動アーム１２と駆動アーム１３は、ボス部１１に対し互いに反対向きに延びるものとして説明したが、作動アーム１２と駆動アーム１３の間の角度は任意であり、あるいは作動アーム１２と駆動アーム１３をまとめて半径方向一方に延びる１本とし、その一部に中間レバー１５を連結し、それと別の一部をベアリングハブ３２に係合するようにしてもよい。

また上述した実施形態では、摩擦クラッチ３０はベアリングハブ３２を右向きに押圧することにより係合され、左向きに押圧することにより離脱されるものとしており、ベアリングハブ３２を両方向に押圧するために、中間レバー１５の一部分１６と駆動アーム１３の先端部は両方向に力を伝達可能なボール−ソケット形式のジョイントにより連結している。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、クラッチスプリングを設けて、自由状態ではクラッチが離脱されるノーマルオープンタイプあるいはあるいは自由状態ではクラッチが係合されるノーマルクローズタイプとした摩擦クラッチを使用して実施することもでき、その場合は中間レバーと駆動アームを連結するジョイントは、一方向にのみ力を伝達可能な形式のジョイントを使用することも可能である。

上述した実施形態では、本発明を通常のクラッチに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、多段歯車変速機を自動化するする場合によく使用されるデュアルクラッチに適用することもできる。

本発明による自動クラッチアクチュエータの一実施形態の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に示す実施形態における可動部材の先端部が中間レバーに当接する力点位置と中間レバーの一部分から駆動アームに伝達される作用点荷重との関係を示す図である。

符号の説明

１０…レリーズフォーク、１１…（支持部）ボス部、１２…作動アーム、１３…駆動アーム、１４…レリーズシャフト、１５…中間レバー、１５ｃ…案内溝、１６…一部分（ジョイント部分、１７…支持軸、１９…機枠（クラッチハウジング）、２０…移動部材、２２…電動モータ、２６…ガイドロッド、２７…可動部材、２８…先端部（ローラ）、２８ａ…支持ピン、３０…クラッチ（摩擦クラッチ）、３２…操作部材（ベアリングハブ）。

Claims (3)

1. 機枠に設けたレリーズシャフトに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作動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を揺動させて前記作動アームによりクラッチの操作部材を作動させることにより前記クラッチを係合離脱する自動クラッチアクチュエータにおいて、
   支持軸を介して前記機枠に揺動可能に支持され、一部分が前記駆動アームに揺動自在に連結されて、前記支持軸回りに揺動されれば前記レリーズフォークを前記レリーズシャフト回りに揺動させる中間レバーと、
   前記支持軸と直交し前記中間レバーを含む平面内において、前記中間レバーとほゞ平行に移動自在に前記機枠に案内支持されて電動モータにより往復動される移動部材と、
   前記移動部材に前記中間レバーとほゞ直交する向きに移動自在に案内支持されて、先端部が前記中間レバーの一側を押圧するように弾性的に付勢されるとともに前記移動部材の往復動とともに前記中間レバーの一側に沿って往復動される可動部材を備えたことを特徴とする自動クラッチアクチュエータ。
2. 請求項１に記載の自動クラッチアクチュエータにおいて、前記可動部材は前記中間レバーとほゞ直交する向きに前記移動部材に設けられたガイドロッドにより案内支持され、前記可動部材の先端部は前記支持軸と平行な支持ピンを介して前記可動部材に回転自在に支持されたローラであることを特徴とする自動クラッチアクチュエータ。
3. 請求項２に記載の自動クラッチアクチュエータにおいて、前記中間レバーの前記一側には、長手方向に沿って前記ローラが転動される案内溝が形成されていることを特徴とする自動クラッチアクチュエータ。

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