JP2011106613A - クラッチアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】動力源への負荷を低減させることができるクラッチアクチュエータを提供すること。
【解決手段】動力源３と、動力源３から出力された回転動力が伝達されることにより回転するとともに、外周面に回転軸（６ａに相当）からの距離が変化したカム面を有するカム７と、所定の部材（例えば、ハウジング２）にスライド可能に支持されるとともに、カム７の回転に伴ってストロークし、かつ、ストロークによってクラッチの断接、半接合操作を行う出力ロッド１０と、を備え、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にカム７の回転軸（６ａに相当）が配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチの断接、半接を行うクラッチアクチュエータに関する。

従来、既存のマニュアルトランスミッションにアクチュエータを取り付け、運転者の意思若しくは車両状態により一連の変速操作（クラッチの断接、ギヤシフト、セレクト）を自動的に行うシステムが知られている。こうしたシステムにおいて、クラッチの断接、半接を行うクラッチアクチュエータは、クラッチのダイヤフラムスプリング等の姿勢を変化させるため、電動モータなどの動力源と出力ロッドを備えている。出力ロッドのストロークには大きな力が必要であり、大きな力を発生する動力源では大型化に繋がる。そのため、従来のクラッチアクチュエータでは、必要とされる動力源の駆動力を抑え、さらに、動力源が非通電状態でもストローク位置を自己保持するため、動力源と出力ロッドとの間の動力伝達経路においてウォームとウォームホイールを用いたウォームギヤを用いて減速を行っている。

このようなクラッチアクチュエータの従来技術として、特許文献１では、動力源と、該動力源により回転駆動される回転体（ウォーム）と、該回転体と連結され一体的に回転する従動回転体（ウォームホイール）と、該従動回転体と相対回転可能に連結される出力ロッドと、を備え、該出力ロッドの移動により、クラッチの断接、半接合操作を行うクラッチ用アクチュエータにおいて、前記回転体と前記従動回転体との間に連結部材を配置し、前記回転体と前記従動回転体が同一平面に配設されず、前記従動回転体は、一端がハウジングに支持されるアシストスプリングにて、該従動回転体の回転が助勢されるものが開示されている。このクラッチ用アクチュエータでは、出力ロッドの端部が従動回転体（ウォームホイール）における回転軸から径方向にずれた位置に回転可能に連結されており、この連結部分の円周移動量を利用して出力ロッドをストロークさせている。

また、特許文献２では、クラッチアクチュエータにおいて、ウォームホイールの外周面の所定の位置にカム面を設け、出力ロッドの端部にカム面を転動するロールが回転可能に取り付け、ハウジングに揺動可能に取り付けられたレバーの先端にロールの回転軸が揺動可能に取り付けられたものが開示されている。このクラッチアクチュエータでは、カム面の円周移動に伴うロールの位置移動を利用して出力ロッドをストロークさせている。

特開２００４−３０１２３８号公報 独国特許出願公開第１９７２３３９３号明細書（Ｆｉｇ．１７）

なお、上記特許文献１、２の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。以下の分析は、本発明によって与えられたものである。

しかしながら、特許文献１に記載のクラッチ用アクチュエータでは、出力ロッドの端部が従動回転体（ウォームホイール）における回転軸から径方向にずれた位置に回転可能に連結されているため、出力ロッドの中心軸の延長線上にウォームホイールの回転軸が常に存在するわけではない。そのため、出力ロッドの中心軸の延長線上からウォームホイールの回転軸が外れると、出力ロッドに加わる荷重（押し戻し荷重）によってウォームホイールを押し戻す（逆回転側）方向にトルクが発生し、動力源への負荷が大きくなり、消費電力が大きくなる。

また、特許文献２に記載のクラッチアクチュエータでは、レバーの揺動によってロールが変位するとともに、ウォームホイールのカム面の円周移動によってロールが変位するので、出力ロッドの中心軸の延長線上にウォームホイールの回転軸が常に存在するわけではない。そのため、出力ロッドに加わる荷重（押し戻し荷重）がウォームホイールを押し戻す（逆回転側）方向にトルクが発生し、動力源への負荷が大きくなり、消費電力が大きくなる。

本発明の主な課題は、動力源への負荷を低減させることができるクラッチアクチュエータを提供することである。

本発明の一視点においては、クラッチアクチュエータにおいて、動力源と、前記動力源から出力された回転動力が伝達されることにより回転するとともに、外周面に回転軸からの距離が変化したカム面を有するカムと、所定の部材にスライド可能に支持されるとともに、前記カムの回転に伴ってストロークし、かつ、前記ストロークによってクラッチの断接、半接合操作を行う出力ロッドと、を備え、前記出力ロッドの中心軸の延長線上に前記カムの前記回転軸が配されていることを特徴とする。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記出力ロッドに回転可能に保持されるとともに前記カム面上で転動可能な回転体を備え、前記カム面と前記回転体の当接部分は、前記出力ロッドの前記中心軸の延長線上であって前記カムの前記回転軸よりも前記出力ロッド側に配されていることが好ましい。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記出力ロッドに回転可能に保持されるとともに前記カム面上で転動可能な回転体を備え、前記カム面と前記回転体の当接部分は、前記出力ロッドの前記中心軸の延長線上であって前記カムの前記回転軸よりも前記出力ロッド側の反対側に配されていることが好ましい。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記動力源から出力された回転動力を減速して前記カムに伝達する一又は複数段の減速機構を備えることが好ましい。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記減速機構は、前記動力源により回転駆動されるウォームと、前記ウォームと噛み合うとともに前記カムと一体に回転するウォームホイールと、を備えることが好ましい。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記減速機構は、前記動力源により回転駆動されるウォームと、前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールと一体に回転するとともに前記ウォームホイールよりも径が小さいドライブギヤと、前記ドライブギヤと噛み合うとともに、前記ドライブギヤよりも径が大きく、かつ、前記カムと一体に回転するドリブンギヤと、を備えることが好ましい。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記カムの前記回転軸は、前記動力源の出力軸であることが好ましい。

本発明の前記クラッチアクチュエータにおいて、前記カムの前記回転軸を回転可能に保持するハウジングを備えることが好ましい。

本発明によれば、出力ロッドに加わる荷重をカムの回転軸で受けることが可能となり、カムを押し戻す（逆回転側）方向へのトルクが軽減できるため、動力源への負担が軽減され、省電力化が可能である。

本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図１のＸ−Ｘ´間の断面図である。 本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータにおける出力ロッドのストローク動作を説明するための模式図である。 本発明の比較例１に係るクラッチアクチュエータにおける出力ロッドのストローク動作を説明するための模式図である。 本発明の比較例２に係るクラッチアクチュエータにおける出力ロッドのストローク動作を説明するための模式図である。 本発明の実施例２に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施例２に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図６のＸ−Ｘ´間の断面図である。 本発明の実施例３に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施例３に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図８のＸ−Ｘ´間の断面図である。 本発明の実施例４に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施例４に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図１０のＸ−Ｘ´間の断面図である。

本発明の実施形態に係るクラッチアクチュエータでは、動力源（図１の３）と、前記動力源から出力された回転動力が伝達されることにより回転するとともに、外周面に回転軸（図１の６ａに相当）からの距離が変化したカム面を有するカム（図１の７）と、所定の部材（例えば、図１のハウジング２）にスライド可能に支持されるとともに、前記カムの回転に伴ってストロークし、かつ、前記ストロークによってクラッチの断接、半接合操作を行う出力ロッド（図１の１０）と、を備え、前記出力ロッドの中心軸（図１の１０ａ）の延長線上に前記カムの前記回転軸が配されている。

本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータについて図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。図２は、本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図１のＸ−Ｘ´間の断面図である。

クラッチアクチュエータ１は、出力ロッド１０を進退移動させてクラッチ（図示せず）の断接、半接を行う電動型のアクチュエータであり、電子制御装置（図示せず）による駆動制御に応じて係合状態を変化させるようにクラッチを操作する。図１及び図２のクラッチアクチュエータ１は、出力ロッド１０が被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を押し込む方向（図１の右方向）に荷重をかけるような形態のクラッチに用いられる。クラッチアクチュエータ１は、主な構成部品として、ハウジング２と、電動モータ３と、ウォーム４と、ウォームホイール５と、シャフト６と、カム７と、ベアリング８、９と、出力ロッド１０と、保持部材１１と、ベアリング１２と、シャフト１３と、ブッシュ１４と、回転センサ１５と、を有する。

ハウジング２は、電動モータ３の出力軸３ａから出力ロッド１０までの動力伝達経路上の部品を収容する部材である。ハウジング２は、複数の部材を組み合わせた収容体とすることができる。ハウジング２は、車両の適宜箇所に固定される。ハウジング２には、電動モータ３の本体が外部に配され、かつ、電動モータ３の出力軸３ａの先端部が内部に配されるように、電動モータ３が取り付けられている。ハウジング２は、所定の間隔をおいて出力軸３ａを挿通するための貫通穴（図示せず）を有する。ハウジング２は、ベアリング８、９を介してシャフト６を回転可能に支持する。ハウジング２は、ブッシュ１４を介して出力ロッド１０をストローク可能に支持する。

電動モータ３は、直流駆動の動力源である。電動モータ３は、電子制御装置（図示せず）からの制御により出力軸３ａを正逆両方向に回転駆動する。電動モータ３は、出力軸３ａがシャフト６に対して直角方向になるようにハウジング２に取り付けられている。

ウォーム４は、電動モータ３の出力軸３ａに連結されたねじ歯車であり、すべり歯車減速機構の構成部品である。ウォーム４は、ハウジング２内に収容されている。ウォーム４は、電動モータ３の出力軸３ａによって駆動回転する。ウォーム４は、ウォームホイール５と噛み合っている。

ウォームホイール５は、ウォーム４と噛み合うはすば歯車であり、すべり歯車減速機構の構成部品である。ウォームホイール５は、ハウジング２内に収容されている。ウォームホイール５は、シャフト６に対し相対回転不能に固定されている。ウォームホイール５は、シャフト６及びベアリング８、９を介してハウジング２に回転可能に支持されている。ウォームホイール５は、シャフト６を介してカム７と一体に回転する。

シャフト６は、ウォームホイール５及びカム７の回転軸となる部材である。シャフト６は、一端がベアリング８を介してハウジング２に回転可能に支持されており、他端がベアリング９を介してハウジング２に回転可能に支持されている。シャフト６は、ベアリング８、９間の部分がハウジング２に収納されており、ベアリング８側の端部がハウジング２の外に露出しており、ベアリング８側の端部に回転センサ１５が取り付けられている。シャフト６は、ベアリング８、９間の部分において、ウォームホイール５及びカム７が相対回転不能に固定されている。シャフト６の中心軸６ａは、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。

カム７は、出力ロッド１０のストローク位置を変化させる部材であり、ストローク機構の構成部品である。カム７は、ハウジング２内に収容されている。カム７は、ウォームホイール５から軸方向にずれた位置に配され、回転軸となるシャフト６に対し相対回転不能に固定されている。カム７は、シャフト６を介してウォームホイール５と一体に同期して回転する。カム７の外周面には、シャフト６の中心軸６ａからの距離が徐々に小さくなる（又は大きくなる）ように変化した曲面状のカム面を有する。カム面には、ベアリング１２の外輪が当接している。カム７とベアリング１２との当接部分は、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。カム７が回転すると、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向にストロークする。なお、外部から出力ロッド１０に加わる荷重（押し戻し荷重）を保持部材１１、シャフト１３、及びベアリング１２を介してカム７の外周面で受けたとき、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にシャフト６の中心軸６ａが配されているので、カム７を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが極めて小さい。

ベアリング８は、シャフト６の一端を回転可能に支持する軸受であり、ハウジング２に取り付けられている。ベアリング９は、シャフト６の他端を回転可能に支持する軸受であり、ハウジング２に取り付けられている。なお、ベアリング８、９の代わりに滑り軸受けを用いてもよい。

出力ロッド１０は、ストロークによってクラッチの断接、半接合操作を行う棒状の部材である。出力ロッド１０は、先端部分がハウジング２の外部に出ており、先端部分にて被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を押付ける。出力ロッド１０は、中間部分にて、ブッシュ１４を介してハウジング２にストローク可能に支持されている。出力ロッド１０は、末端部分がハウジング２の内部に収容されており、末端部分の端部に保持部材１１が固定されている。出力ロッド１０は、保持部材１１を介してベアリング１２及びシャフト１３が組みつけられており、保持部材１１、ベアリング１２、及びシャフト１３とともに一体的にストロークする。出力ロッド１０は、中心軸１０ａの延長線上にシャフト６の中心軸６ａが配される（中心軸１０ａの延長線と中心軸６ａが交差する）ように設定されている。出力ロッド１０は、カム７の回転に伴ってベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介してストロークする。

保持部材１１は、出力ロッド１０に固定されるとともにシャフト１３を介してベアリング１２を保持するための部材である。保持部材１１は、ハウジング２内に収納されている。保持部材１１は、ベアリング１２及びカム７と抵触しないように形成されている。

ベアリング１２は、カム７の外周面上で転動可能な部材である。ベアリング１２は、ハウジング２内に収納されている。ベアリング１２は、外輪と内輪との間に複数のボールが配されたボールベアリングを用いることができる。ベアリング１２の外輪は、カム７の外周面上に当接しており、カム７の外周面上で転動可能な回転体となる。ベアリング１２の内輪は、シャフト１３に固定されている。ベアリング１２とカム７との当接部分は、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。ベアリング１２は、カム７の回転によって変位することで、シャフト１３及び保持部材１１を介して出力ロッド１０をストロークさせる。なお、ベアリング１２の代わりに滑り軸受けやローラを用いることができる。

シャフト１３は、ベアリング１２を支持する棒状の部材である。シャフト１３の両端は、保持部材１１に固定されている。シャフト１３は、ハウジング２内に収納されている。

ブッシュ１４は、出力ロッド１０を中心軸１０ａの方向にストローク可能に支持する部材であり、ハウジング２に支持されている。

回転センサ１５は、シャフト６の回転角度を検出するセンサである。回転センサ１５は、検出した回転角度に係る信号を電子制御装置（図示せず）に向けて出力する。なお、電子制御装置では、マップ、プログラムに基づいて、回転センサ１５からの回転角度に係る信号に応じて、出力ロッド１０が所定のストローク位置となるように電動モータ３を制御することになる。

次に、本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータの動作を比較例と対比しつつ図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例１に係るクラッチアクチュエータにおける出力ロッドのストローク動作を説明するための模式図である。図４は、本発明の比較例１に係るクラッチアクチュエータにおける出力ロッドのストローク動作を説明するための模式図である。図５は、本発明の比較例２に係るクラッチアクチュエータにおける出力ロッドのストローク動作を説明するための模式図である。

なお、比較例１（図４参照）は特許文献１に記載のクラッチ用アクチュエータにおけるストローク機構に対応し、比較例２（図５参照）は特許文献２に記載のクラッチアクチュエータにおけるストローク機構に対応する。

図１及び図２を参照すると、出力ロッド１０を押し出す際、まず、電動モータ３の出力軸３ａが順方向に回転駆動すると、出力軸３ａの回転動力がウォーム４及びウォームホイール５によって減速されてシャフト６に伝達され、シャフト６の回転動力によってカム７が回転（ベアリング１２と当接するカム面の部位が中心軸６ａからの距離が大きくなる方向に回転）し、カム７が出力ロッド１０側（図の右側）にベアリング１２を押付けることで、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向に押し出され、出力ロッド１０が被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を押付ける。このとき、出力ロッド１０が被操作対象物から荷重（押し戻し荷重）を受けると、当該押し戻し荷重が、出力ロッド１０、保持部材１１、シャフト１３、ベアリング１２、及び、カム７を介して、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にあるシャフト６で受けられ（図３参照）、シャフト６からベアリング８、９及びハウジング２を介して車両で受けられることになる（図１及び図２参照）。そのため、当該押し戻し荷重によってカム７を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクは極めて小さく、ゆえに、ウォームホイール５を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクも極めて小さく、電動モータ３への負荷がほとんどなく、消費電力が大きくなることがない。

一方、比較例１（図４参照）では、出力ロッド１１０の端部が従動回転体１０７の回転軸となるシャフト１０６から径方向にずれた位置にてロッド支持ピン１１３によって従動回転体１０７に回転可能に連結されているため、出力ロッド１１０の中心軸の延長線上にシャフト１０６の中心軸１０６ａが常に存在するわけではない。そのため、出力ロッド１１０の中心軸の延長線上からシャフト１０６の中心軸１０６ａが外れると、出力ロッド１１０に加わる荷重（押し戻し荷重）によって従動回転体１０７を押し戻す（逆回転側）方向にトルクが発生し、電動モータへの負荷が大きくなり、消費電力が大きくなる。

また、比較例２（図５参照）では、出力ロッド２１０の中心軸２１０ａの延長線上にシャフト２０６の中心軸２０６ａが存在しない。そのため、出力ロッド２１０に加わる荷重（押し戻し荷重）が、保持部材２１１、シャフト２１３、及びベアリング２１２を介してカム２０７を押し戻す（逆回転側）方向にトルクが発生し、電動モータへの負荷が大きくなり、消費電力が大きくなる。

実施例１によれば、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にシャフト６の中心軸６ａが配されているので、出力ロッド１０に加わる押し戻し荷重を、カム７の回転軸となるシャフト６で受けることが可能となり、ウォームホイール５を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが軽減できるため、電動モータ３への負担が軽減され、省電力化が可能である。

本発明の実施例２に係るクラッチアクチュエータについて図面を用いて説明する。図６は、本発明の実施例２に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。図７は、本発明の実施例２に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図６のＸ−Ｘ´間の断面図である。

実施例２は、実施例１の変形例であり、出力ロッド１０が被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を引き込む方向（図６の左方向）に荷重をかけるような形態のクラッチに用いられるものであり、ベアリング１２及びシャフト１３を、カム７の出力ロッド１０側の反対側（図６におけるカム７の左側）に配置し、保持部材１６を、出力ロッド１０との固定部分とシャフト１３との固定部分との間の部分でシャフト６を跨ぐような構成としたものである。ベアリング１２とカム７との当接部分は、シャフト６の中心軸６ａと交差する出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。保持部材１６は、カム７、シャフト６、及びベアリング１２と抵触しないように形成されている。その他の構成は、実施例１と同様である。

実施例２に係るクラッチアクチュエータの動作について、図６及び図７を参照すると、出力ロッド１０を引き戻す際、まず、電動モータ３の出力軸３ａが順方向に回転駆動すると、出力軸３ａの回転動力がウォーム４及びウォームホイール５によって減速されてシャフト６に伝達され、シャフト６の回転動力によってカム７が回転（ベアリング１２と当接するカム面の部位が中心軸６ａからの距離が大きくなる方向に回転）し、カム７が出力ロッド１０側の反対側（図の左側）にベアリング１２を押付けることで、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１６を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向に引き戻され、出力ロッド１０が被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を引き付ける。このとき、出力ロッド１０が被操作対象物から荷重（押し出し荷重）を受けると、当該押し出し荷重が、出力ロッド１０、保持部材１６、シャフト１３、ベアリング１２、及び、カム７を介して、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にあるシャフト６で受けられ、シャフト６からベアリング８、９及びハウジング２を介して車両で受けられることになる。そのため、当該押し出し荷重によってカム７を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクは極めて小さく、ゆえに、ウォームホイール５を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクも極めて小さく、電動モータ３への負荷がほとんどなく、消費電力が大きくなることがない。

実施例２によれば、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にシャフト６の中心軸６ａが配されているので、出力ロッド１０に加わる押し出し荷重を、カム７の回転軸となるシャフト６で受けることが可能となり、ウォームホイール５を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが軽減できるため、電動モータ３への負担が軽減され、省電力化が可能である。

本発明の実施例３に係るクラッチアクチュエータについて図面を用いて説明する。図８は、本発明の実施例３に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。図９は、本発明の実施例３に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図８のＸ−Ｘ´間の断面図である。

実施例３は、実施例１の変形例であり、電動モータ３の出力軸３ａからカム２３までの間の動力伝達経路上において、ウォーム４及びウォームホイール１８からなる減速機構だけでなく、小径ギヤ部１８ａ及び大径ギヤ２１からなる他の減速機構を設けたものである。実施例３におけるウォームホイール１８、シャフト１９、大径ギヤ２１、シャフト２２、カム２３、ベアリング２４、２５、及び回転センサ２６以外の構成については、実施例１と同様である。

ウォームホイール１８は、本体にウォーム４と噛み合うはすば歯車を有するとともに、大径ギヤ２１と噛み合う小径ギヤ部１８ａを有する減速機構の構成部品である。ウォームホイール１８は、ハウジング２内に収容されている。ウォームホイール１８は、シャフト１９に対し相対回転不能に固定されている。ウォームホイール５は、シャフト１９及びベアリング（図示せず）を介してハウジング２に回転可能に支持されている。小径ギヤ部１８ａの外周面には、例えば、平歯車、はすば歯車、やまば歯車が形成されている。小径ギヤ部１８ａは、ウォームホイール１８本体及び大径ギヤ２１の半径よりも小さく構成されている。

シャフト１９は、ウォームホイール１８の回転軸となる部材である。シャフト１９は、一端がベアリング（図示せず）を介してハウジング２に回転可能に支持されており、他端が他のベアリング（図示せず）を介してハウジング２に回転可能に支持されている。シャフト１９は、ベアリング間の部分がハウジング２に収納されている。シャフト１９は、ベアリング間の部分において、ウォームホイール１８が相対回転不能に固定されている。

大径ギヤ２１は、ウォームホイール１８の小径ギヤ部１８ａと噛み合う減速機構の構成部品である。大径ギヤ２１は、ハウジング２内に収容されている。大径ギヤ２１は、シャフト２２に対し相対回転不能に固定されている。大径ギヤ２１は、シャフト２２及びベアリング２４、２５を介してハウジング２に回転可能に支持されている。大径ギヤ２１は、シャフト２２を介してカム２３と一体に回転する。大径ギヤ２１の外周面には、例えば、平歯車、はすば歯車、やまば歯車が形成されている。大径ギヤ２１は、小径ギヤ部１８ａの半径よりも大きく構成されている。

シャフト２２は、大径ギヤ２１及びカム２３の回転軸となる部材である。シャフト２２は、一端がベアリング２４を介してハウジング２に回転可能に支持されており、他端がベアリング２５を介してハウジング２に回転可能に支持されている。シャフト２２は、ベアリング２４、２５間の部分がハウジング２に収納されており、ベアリング２４側の端部がハウジング２の外に露出しており、ベアリング２４側の端部に回転センサ２６が取り付けられている。シャフト２２は、ベアリング２４、２５間の部分において、大径ギヤ２１及びカム２３が相対回転不能に固定されている。シャフト２２の中心軸２２ａは、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。

カム２３は、出力ロッド１０のストローク位置を変化させる部材であり、ストローク機構の構成部品である。カム２３は、ハウジング２内に収容されている。カム２３は、大径ギヤ２１から軸方向にずれた位置に配され、回転軸となるシャフト２２に対し相対回転不能に固定されている。カム２３は、シャフト２２を介して大径ギヤ２１と一体に回転する。カム２３の外周面には、シャフト２２の中心軸２２ａからの距離が徐々に小さくなる（又は大きくなる）ように変化した曲面状のカム面を有する。カム面には、ベアリング１２の外輪が当接している。カム２３とベアリング１２との当接部分は、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。カム２３が回転すると、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向にストロークする。なお、外部から出力ロッド１０に加わる荷重（押し戻し荷重）を保持部材１１、シャフト１３、及びベアリング１２を介してカム２３の外周面で受けたとき、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にシャフト２２の中心軸２２ａが配されているので、カム２３を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが極めて小さい。

ベアリング２４は、シャフト２２の一端を回転可能に支持する軸受であり、ハウジング２に取り付けられている。ベアリング２５は、シャフト２２の他端を回転可能に支持する軸受であり、ハウジング２に取り付けられている。なお、ベアリング２４、２５の代わりに滑り軸受けを用いてもよい。

回転センサ２６は、シャフト２２の回転角度を検出するセンサである。回転センサ２６は、検出した回転角度に係る信号を電子制御装置（図示せず）に向けて出力する。なお、電子制御装置では、マップ、プログラムに基づいて、回転センサ２６からの回転角度に係る信号に応じて、出力ロッド１０が所定のストローク位置となるように電動モータ３を制御することになる。

実施例３に係るクラッチアクチュエータの動作について、図８及び図９を参照すると、出力ロッド１０を押し出す際、まず、電動モータ３の出力軸３ａが順方向に回転駆動すると、出力軸３ａの回転動力がウォーム４及びウォームホイール１８によって減速され、かつ、ウォームホイール１８と一体に回転する小径ギヤ部１８ａ、及び大径ギヤ２１によって減速されてシャフト２２に伝達され、シャフト２２の回転動力によってカム２３が回転（ベアリング１２と当接するカム面の部位が中心軸２２ａからの距離が大きくなる方向に回転）し、カム２３が出力ロッド１０側（図の右側）にベアリング１２を押付けることで、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向に押し出され、出力ロッド１０が被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を押付ける。このとき、出力ロッド１０が被操作対象物から荷重（押し戻し荷重）を受けると、当該押し戻し荷重が、出力ロッド１０、保持部材１１、シャフト１３、ベアリング１２、及び、カム２３を介して、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にあるシャフト２２で受けられ、シャフト２２からベアリング２４、２５及びハウジング２を介して車両で受けられることになる。そのため、当該押し戻し荷重によってカム２３を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクは極めて小さく、ゆえに、ウォームホイール１８を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクも極めて小さく、電動モータ３への負荷がほとんどなく、消費電力が大きくなることがない。

実施例３によれば、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にシャフト２２の中心軸２２ａが配されているので、出力ロッド１０に加わる押し戻し荷重を、カム２３の回転軸となるシャフト２２で受けることが可能となり、ウォームホイール１８を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが軽減できるため、電動モータ３への負担が軽減され、省電力化が可能である。また、小型にしつつ、大きな減速比を得ることができる。また、高エンジントルク用の操作力の大きなクラッチカバーにも対応できる。さらに、ウォーム４及びウォームホイール１８からなるすべり歯車減速機構による減速を先に行うことで、２段目にくる小径ギヤ部１８ａ及び大径ギヤ２１からなる歯車減速機構の回転数が低減され、周波数を低くすることができ、ギヤノイズを抑えることができる。

本発明の実施例４に係るクラッチアクチュエータについて図面を用いて説明する。図１０は、本発明の実施例４に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した断面図である。図１１は、本発明の実施例４に係るクラッチアクチュエータの構成を模式的に示した図１０のＸ−Ｘ´間の断面図である。

実施例４は、実施例１の変形例であり、電動モータ３の出力軸３ａにカム２７を固定するとともに、出力軸３ａをベアリング２８、２９を介してハウジング２に支持させ、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に出力軸３ａが配されるようにしたものである。実施例４におけるカム２７、ベアリング２８、２９、及び回転センサ３０以外の構成は、実施例１と同様である。

カム２７は、出力ロッド１０のストローク位置を変化させる部材であり、ストローク機構の構成部品である。カム２７は、ハウジング２内に収容されている。カム２７は、電動モータ３の出力軸３ａにおけるベアリング２８、２９間の部分に相対回転不能に固定されている。カム２７の外周面には、出力軸３ａの中心軸３ｂからの距離が徐々に小さくなる（又は大きくなる）ように変化した曲面状のカム面を有する。カム面には、ベアリング１２の外輪が当接している。カム２７とベアリング１２との当接部分は、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に配されている。カム２７が回転すると、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向にストロークする。なお、外部から出力ロッド１０に加わる荷重（押し戻し荷重）を保持部材１１、シャフト１３、及びベアリング１２を介してカム２７の外周面で受けたとき、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に電動モータ３の出力軸３ａの中心軸３ｂが配されているので、カム２７を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが極めて小さい。

ベアリング２８は、電動モータ３の出力軸３ａの末端部を回転可能に支持する軸受であり、ハウジング２に取り付けられている。ベアリング２９は、電動モータ３の出力軸３ａの先端部を回転可能に支持する軸受であり、ハウジング２に取り付けられている。なお、ベアリング２８、２９の代わりに滑り軸受けを用いてもよい。

回転センサ３０は、電動モータ３の出力軸３ａの回転角度を検出するセンサである。回転センサ３０は、ハウジング２の外に露出した出力軸３ａの先端に取り付けられている。回転センサ３０は、検出した回転角度に係る信号を電子制御装置（図示せず）に向けて出力する。なお、電子制御装置では、マップ、プログラムに基づいて、回転センサ３０からの回転角度に係る信号に応じて、出力ロッド１０が所定のストローク位置となるように電動モータ３を制御することになる。

実施例４に係るクラッチアクチュエータの動作について、図１０及び図１１を参照すると、出力ロッド１０を押し出す際、まず、電動モータ３の出力軸３ａが順方向に回転駆動すると、カム２７が回転（ベアリング１２と当接するカム面の部位が中心軸３ｂからの距離が大きくなる方向に回転）し、カム２７が出力ロッド１０側（図の右側）にベアリング１２を押付けることで、ベアリング１２、シャフト１３、及び保持部材１１を介して出力ロッド１０が中心軸１０ａの方向に押し出され、出力ロッド１０が被操作対象物（例えば、機械式であればレリーズフォーク、油圧式であれば油圧ピストン）を押付ける。このとき、出力ロッド１０が被操作対象物から荷重（押し戻し荷重）を受けると、当該押し戻し荷重が、出力ロッド１０、保持部材１１、シャフト１３、ベアリング１２、及び、カム２７を介して、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上にある電動モータ３の出力軸３ａで受けられ、出力軸３ａからベアリング２８、２９及びハウジング２を介して車両で受けられることになる。そのため、当該押し戻し荷重によってカム２７を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクは極めて小さく、電動モータ３への負荷がほとんどなく、消費電力が大きくなることがない。

実施例４によれば、出力ロッド１０の中心軸１０ａの延長線上に電動モータ３の出力軸３ａの中心軸３ｂが配されているので、出力ロッド１０に加わる押し戻し荷重を、カム２７の回転軸となる電動モータ３の出力軸３ａで受けることが可能となり、カム２７を押し戻す（逆回転側）方向に発生するトルクが軽減できるため、電動モータ３への負担が軽減され、省電力化が可能である。

本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施例ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１ クラッチアクチュエータ
２ ハウジング
３ 電動モータ（動力源）
３ａ 出力軸（回転軸）
３ｂ 中心軸
４ ウォーム
５ ウォームホイール
６ シャフト（回転軸）
６ａ 中心軸
７ カム
８、９ ベアリング
１０ 出力ロッド
１０ａ 中心軸
１１ 保持部材
１２ ベアリング（回転体）
１３ シャフト
１４ ブッシュ
１５ 回転センサ
１６ 保持部材
１８ ウォームホイール
１８ａ 小径ギヤ部（ドライブギヤ）
１９ シャフト
２１ 大径ギヤ（ドリブンギヤ）
２２ シャフト（回転軸）
２２ａ 中心軸
２３ カム
２４、２５ ベアリング
２６ 回転センサ
２７ カム
２８、２９ ベアリング
３０ 回転センサ
１０６ シャフト
１０６ａ 中心軸
１０７ 従動回転体
１１０ 出力ロッド
１１０ａ 中心軸
１１３ ロッド支持ピン
２０６ シャフト
２０６ａ 中心軸
２０７ カム
２１０ 出力ロッド
２１０ａ 中心軸
２１１ 保持部材
２１２ ベアリング
２１３ シャフト

Claims (8)

1. 動力源と、
   前記動力源から出力された回転動力が伝達されることにより回転するとともに、外周面に回転軸からの距離が変化したカム面を有するカムと、
   所定の部材にスライド可能に支持されるとともに、前記カムの回転に伴ってストロークし、かつ、前記ストロークによってクラッチの断接、半接合操作を行う出力ロッドと、
   を備え、
   前記出力ロッドの中心軸の延長線上に前記カムの前記回転軸が配されていることを特徴とするクラッチアクチュエータ。
2. 前記出力ロッドに回転可能に保持されるとともに前記カム面上で転動可能な回転体を備え、
   前記カム面と前記回転体の当接部分は、前記出力ロッドの前記中心軸の延長線上であって前記カムの前記回転軸よりも前記出力ロッド側に配されていることを特徴とする請求項１記載のクラッチアクチュエータ。
3. 前記出力ロッドに回転可能に保持されるとともに前記カム面上で転動可能な回転体を備え、
   前記カム面と前記回転体の当接部分は、前記出力ロッドの前記中心軸の延長線上であって前記カムの前記回転軸よりも前記出力ロッド側の反対側に配されていることを特徴とする請求項１記載のクラッチアクチュエータ。
4. 前記動力源から出力された回転動力を減速して前記カムに伝達する一又は複数段の減速機構を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のクラッチアクチュエータ。
5. 前記減速機構は、
   前記動力源により回転駆動されるウォームと、
   前記ウォームと噛み合うとともに前記カムと一体に回転するウォームホイールと、
   を備えることを特徴とする請求項４記載のクラッチアクチュエータ。
6. 前記減速機構は、
   前記動力源により回転駆動されるウォームと、
   前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、
   前記ウォームホイールと一体に回転するとともに前記ウォームホイールよりも径が小さいドライブギヤと、
   前記ドライブギヤと噛み合うとともに、前記ドライブギヤよりも径が大きく、かつ、前記カムと一体に回転するドリブンギヤと、
   を備えることを特徴とする請求項４記載のクラッチアクチュエータ。
7. （実施例４）
   前記カムの前記回転軸は、前記動力源の出力軸であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のクラッチアクチュエータ。
8. 前記カムの前記回転軸を回転可能に保持するハウジングを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のクラッチアクチュエータ。

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