JP2012184821A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータからクラッチへの伝達機構の遊びを抑えて、適切なクラッチコントロールを維持できるクラッチ装置を提供する。
【解決手段】クラッチアウター（７０）およびクラッチインナー（７１）間に配置された摩擦板（７２，７２，７２…）と、該摩擦板を押圧するプレッシャープレート（７３）とを有した変速クラッチ（６９）と、モータ（５０）の回転力を前記変速クラッチ（６９）の軸方向の直線運動に変換すると共に、前記プレッシャープレート（７３）への作用部（５７Ａ）を有するクラッチアクチュエータ機構（１６９）と、前記クラッチアクチュエータ機構（１６９）の非駆動時に前記作用部（５７Ａ）を基準位置に待機させる付勢手段（６３）と、を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、クラッチアクチュエータ機構を備えたクラッチ装置に関する。

従来、モータによりクラッチ操作を行うものとして特許文献１に開示がある。
この文献１に記載のものは、アクチュエータ部材をメインクラッチ側に移動させると、アクチュエータ部材の一端部がレリーズベアリングを押圧し、レリーズベアリングがダイアフラムスプリングを押圧し、ダイアフラムスプリングをプレッシャディスクから離れるように弾性変形させる。それにより、フリクションディスクの狭持が解かれて、入力軸とエンジンのクランク軸との間が遮断され、メインクラッチが遮断状態となる。

特開２００４−０４４５２０号

しかし、上記従来のクラッチ装置は、クラッチクリアランスの変化や取付け時の公差によりアクチュエータからクラッチへの伝達機構に遊びが生じる問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、アクチュエータからクラッチへの伝達機構の遊びを抑えて、適切なクラッチコントロールを維持できるクラッチ装置を提供することにある。

本発明は、クラッチアウター（７０）およびクラッチインナー（７１）間に配置された摩擦板（７２，７２，７２…）と、該摩擦板を押圧するプレッシャープレート（７３）とを有した変速クラッチ（６９）と、モータ（５０）の回転力を前記変速クラッチ（６９）の軸方向の直線運動に変換すると共に、前記プレッシャープレート（７３）への作用部（５７Ａ）を有するクラッチアクチュエータ機構（１６９）と、前記クラッチアクチュエータ機構（１６９）の非駆動時に前記作用部（５７Ａ）を基準位置に待機させる付勢手段（６３）と、を備えたことを特徴とする。
この発明では、付勢手段（６３）が、クラッチアクチュエータ機構（１６９）の非駆動時に、クラッチアクチュエータ機構（１６９）の作用部（５７Ａ）を基準位置に待機させるため、クラッチアクチュエータ機構（１６９）がクラッチクリアランスを詰める方向に常に荷重を働かせ、クラッチアクチュエータ機構（１６９）とプレッシャープレート（７３）間の遊びを無くすことができ、適切なクラッチコントロールを維持できる。

この場合において、前記付勢手段（６３）がクランクケースカバー（５９）によって位置決めされていてもよい。
この構成では、付勢手段（６３）の位置決めの構造を簡素化できる。
また、前記クラッチアクチュエータ機構（１６９）が、減速歯車機構（５０Ａ，５１）と、前記作用部（５７Ａ）を直線運動させるボールねじ機構（５３）とを有し、両機構（１６９，５０Ａ，５１）がクランクケース（１５９）と、クランクケースカバー（５９）との間に収容されていてもよい。
この構成では、減速歯車機構（５０Ａ，５１）、及びボールねじ機構（５３）をコンパクト、かつ容易に支持できる。

前記ボールねじ機構（５３）がボールねじ軸（５７）を有し、前記ボールねじ軸（５７）に位置検出アーム（６５）を設け、前記位置検出アーム（６５）に当接し前記ボールねじ軸（５７）のストロークを検出するストロークセンサ（６４）を備えていてもよい。
本構成では、クラッチ位置検出の構造を簡素化できる。
前記モータ（５０）が軸方向で前記変速クラッチ（６９）とオーバーラップするように構成されていてもよい。
本構成では、クラッチアクチュエータ機構（１６９）の軸方向の張り出しを抑えてレイアウトすることができる。

本発明によれば、付勢手段が、クラッチアクチュエータ機構の非駆動時に、クラッチアクチュエータ機構の作用部を基準位置に待機させるため、クラッチアクチュエータ機構がクラッチクリアランスを詰める方向に常に荷重を働かせ、クラッチアクチュエータ機構とプレッシャープレート間の遊びを無くすことができ、適切なクラッチコントロールを維持できる。
また、前記付勢手段がクランクケースカバーによって位置決めされていれば、付勢手段の位置決めの構造を簡素化できる。
減速歯車機構（５０Ａ，５１）と、作用部（５７Ａ）を直線運動させるボールねじ機構（５３）とが、クランクケース（１５９）と、クランクケースカバー（５９）との間に収容されていれば、減速歯車機構（５０Ａ，５１）、及びボールねじ機構（５３）をコンパクト、かつ容易に支持できる。

ボールねじ軸（５７）に位置検出アーム（６５）を設け、位置検出アーム（６５）に当接し前記ボールねじ軸（５７）のストロークを検出するストロークセンサ（６４）を備えていれば、クラッチ位置検出の構造を簡素化できる。
前記モータ（５０）が軸方向で前記変速クラッチ（６９）とオーバーラップするように構成されていれば、クラッチアクチュエータ機構（１６９）の軸方向の張り出しを抑えてレイアウトすることができる。

本発明の一実施の形態を示すエンジンの側面図である。 同エンジンの断面図である。 同エンジンの拡大断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態によるクラッチ装置を用いたパワーユニットＰを示す。パワーユニットＰは単気筒のエンジンＥおよび変速機Ｔを含んで構成されている。エンジンＥは、図２に示すように、クランクシャフト１を有し、クランクシャフト１の両端は軸受け２，３により回転自在に支持されている。
クランクシャフト１のクランクピン４にはコンロッド５を介してピストン６が連結されている。クランクシャフト１には変速機Ｔが動力伝達可能に連結されている。クランクシャフト１の図中左端には発電機３８が設けられている。変速機Ｔは、メインシャフト３５と、カウンタシャフト３６と、第２メインシャフト３７とを備えており、各メインシャフト３５，３７およびカウンタシャフト３６間に複数の変速段を確立するためのギヤ列が設けられている。

クランクシャフト１の図中右端には、ドライブギヤ１１が固着されている。ドライブギヤ１１は、メインシャフト３５のドリブンギヤ１２の第１ギヤ１２Ａに噛み合い、ドリブンギヤ１２の第２ギヤ１２Ｂには、カウンタシャフト３６のアイドルギヤ１３が噛み合っている。アイドルギヤ１３には、第２メインシャフト３７に設けたドリブンギヤ１４の第２ギヤ１４Ｂが噛み合っている。
メインシャフト３５の軸上には奇数段ギヤ（１段、３段、５段）が設けられ、第２メインシャフト３７の軸上には偶数段ギヤ（２段、４段、６段）が設けられ、カウンタシャフト３６の軸上には奇数段ギヤ（１段、３段、５段）または偶数段ギヤ（２段、４段、６段）に選択的に噛み合う噛み合いギヤが設けられる。この噛み合いギヤは、図示を省略したシフトフォークの動作で軸上をスライドして、奇数段ギヤ、偶数段ギヤのいずれかに噛み合うように構成されている。

メインシャフト３５の図中右端には多板式の第１変速クラッチ３９が設けられている。この第１変速クラッチ３９はクラッチアウター４０を有し、クラッチアウター４０はドリブンギヤ１２の第１ギヤ１２Ａに固着され、ドリブンギヤ１２はメインシャフト３５に相対回転自在に支持されている。
また、クラッチアウター４０の内側にはクラッチインナー４１が配置され、クラッチインナー４１はメインシャフト３５に固定されている。

クラッチアウター４０およびクラッチインナー４１間には多数の摩擦板４２，４２，４２…が配置され、これら摩擦板４２，４２，４２…を押圧するプレッシャープレート４３が設けられ、プレッシャープレート４３とクラッチインナー４１との間にはリターンスプリング４４が介装されている。また、プレッシャープレート４３にはプレート１４３が嵌合し、これらプレート４３，１４３間にはプレッシャースプリング１４４が介装されている。上記プレッシャープレート４３が、後述するクラッチアクチュエータ機構の動作により、リターンスプリング４４のばね力に抗して押し込まれると、クラッチインナー４１が図中左方に押圧され、クラッチアウター４０およびクラッチインナー４１間で、摩擦板４２，４２，４２…が当接し、第１変速クラッチ３９が締結される。
後述するクラッチアクチュエータ機構の動作が解除されると、上記プレッシャープレート４３が、リターンスプリング４４のばね力で押し戻され、クラッチインナー４１が図中右方に移動し、クラッチアウター４０およびクラッチインナー４１間で、摩擦板４２，４２，４２…が離間して、第１変速クラッチ３９が締結解除される。

第２メインシャフト３７の図中右端には同じく多板式の第２変速クラッチ６９が設けられている。この第２変速クラッチ６９はクラッチアウター７０を有し、クラッチアウター７０はドリブンギヤ１４の第１ギヤ１４Ａに固着され、ドリブンギヤ１４は第２メインシャフト３７に相対回転自在に支持されている。
また、クラッチアウター７０の内側にはクラッチインナー７１が配置され、クラッチインナー７１は第２メインシャフト３７に固定されている。

クラッチアウター７０およびクラッチインナー７１間には多数の摩擦板７２，７２，７２…が配置され、これら摩擦板７２，７２，７２…を押圧するプレッシャープレート７３が設けられ、プレッシャープレート７３とクラッチインナー７１との間にはリターンスプリング７４が介装されている。また、プレッシャープレート７３にはプレート１７３が嵌合し、これらプレート７３，１７３間にはプレッシャースプリング１７４が介装されている。上記プレッシャープレート７３が、後述するクラッチアクチュエータ機構の動作により、リターンスプリング７４のばね力に抗して押し込まれると、クラッチインナー７１が図中左方に押圧され、クラッチアウター７０およびクラッチインナー７１間で、摩擦板７２，７２，７２…が当接し、第２変速クラッチ６９が締結される。
後述するクラッチアクチュエータ機構の動作が解除されると、上記プレッシャープレート７３が、リターンスプリング７４のばね力で押し戻され、クラッチインナー７１が図中右方に移動し、クラッチアウター７０およびクラッチインナー７１間で、摩擦板７２，７２，７２…が離間し、第２変速クラッチ６９が締結解除される。

第１変速クラッチ３９には第１クラッチアクチュエータ機構１３９が連接され、第１クラッチアクチュエータ機構１３９により第１変速クラッチ３９が締結および締結解除される。また、第２変速クラッチ６９には第２クラッチアクチュエータ機構１６９が連接され、第２クラッチアクチュエータ機構１６９により第２変速クラッチ６９が締結および締結解除される。第１クラッチアクチュエータ機構１３９と第２クラッチアクチュエータ機構１６９は、図１に示すように、上下方向にほぼ平行（鉛直方向）に延びた配列をなしており、これらクラッチアクチュエータ機構１３９，１６９は略同一の構成となっている。以下、図２を参照して、第２クラッチアクチュエータ機構１６９について説明し、第１クラッチアクチュエータ機構１３９については同一部分に同一符号を付し、その説明を省略する。

第２クラッチアクチュエータ機構１６９は、電動モータ５０を備え、電動モータ５０の出力軸５０Ａの先端にはギヤ５０Ｂが形成されている。ギヤ５０Ｂは減速ギヤ５１に噛み合い、減速ギヤ５１はボールねじ機構５３に噛み合っている。このボールねじ機構５３は、減速ギヤ５１に噛み合う歯車部５４と、歯車部５４にねじ５５で一体化されたナット５６と、ナット５６に螺合するボールねじ軸５７とを備えている。ナット５６が一体化した減速ギヤ５１は、２つの軸受け５８，１５８の内輪に嵌合し、一方の軸受け５８の外輪がクランクケース１５９の凹所に嵌合し、他方の軸受け１５８の外輪がクランクケースカバー５９の凹所に嵌合し、ナット５６及び減速ギヤ５１はクランクケース１５９及びクランクケースカバー５９によって回転自在に支持されている。
上記電動モータ５０は、出力軸５０Ａの軸方向で、第２変速クラッチ６９とオーバーラップするように配置されている。この配置により、第２クラッチアクチュエータ機構１６９の軸方向の張り出しを抑えたレイアウトを実現できる。
上記の構成では、ギヤ５０Ｂ及び減速ギヤ５１（減速歯車機構）と、減速ギヤ５１に噛み合う歯車部５４を含むボールねじ軸５７とが、クランクケース１５９と、クランクケースカバー５９との間に収容されている。従って、減速歯車機構、及びボールねじ軸５７をコンパクト、かつ容易に支持可能である。

ボールねじ軸５７の先端（作用部）５７Ａは連結プレート６０に当接し、連結プレート６０を押動自在に構成されている。連結プレート６０は軸受け６１の内輪に嵌合し、軸受け６１の外輪は、上記プレート１７３の凹所に嵌合されている。ボールねじ軸５７の後端５７Ｂは押圧スプリング（付勢手段）６３により先端５７Ａ側に付勢され、押圧スプリング６３はクランクケースカバー５９に一体化された突起５９Ａの外周に嵌合し、突起５９Ａに保持されている。ボールねじ軸５７の一部には、位置検出アーム６５の基部６５Ａが相対回転不能に連結され、位置検出アーム６５の扇状に広がる先端部６５Ｂには、ボールねじ軸５７のストロークを検出するストロークセンサ６６が連結され、ストロークセンサ６４はクランクケースカバー５９に固定されている。
このストロークセンサ６４は伸縮自在なロッド６４Ａを有し、ロッド６４Ａの先端が位置検出アーム６５の先端部６５Ｂに当接し、このロッド６４Ａの伸縮量でボールねじ軸５７のストローク量が検出される。

つぎに、動作を説明する。
上述した電動モータ５０を駆動すると、ギヤ５０Ｂ及び減速ギヤ５１（減速歯車機構）を介して、減速ギヤ５１に噛み合う歯車部５４が回転する。すると、歯車部５４と一体にナット５６が回転し、ナット５６に螺合するボールねじ軸５７が押圧スプリング６３で付勢された状態で軸方向に移動し、連結プレート６０の押し込み量を増加又は減少する。ボールねじ軸５７が図中で左方に移動すると、連結プレート６０がプレッシャープレート７３を徐々に押し込むように図中で左方に移動する。プレッシャープレート７３が図中で左方に移動すると、上述したように、クラッチインナー７１が図中で左方に押圧されて、クラッチアウター７０およびクラッチインナー７１間で、摩擦板７２，７２，７２…が当接し、第２変速クラッチ６９が締結される。
これに対して、ボールねじ軸５７が図中で右方に移動すると、上記プレッシャープレート７３が、リターンスプリング７４のばね力で押し戻され、クラッチインナー７１が図中で右方に移動し、これにより、摩擦板７２，７２，７２…が離間し、第２変速クラッチ６９が締結解除される。

本実施の形態では、押圧スプリング６３が、ボールねじ軸５７を先端５７Ａ側に常に付勢し、ボールねじ軸５７に適度な押力が与えられるため、ボールねじ軸５７はクラッチクリアランスを詰める方向に常に荷重が働くこととなり、ボールねじ機構５３とプレッシャープレート７３間の遊びを無くすことができ、適切なクラッチコントロールを維持できる。そして、電動モータ５０の非駆動時、即ち、第２クラッチアクチュエータ機構１６９の非駆動時においても、ナット５６とボールねじ軸５７との間の遊び（バックラッシ）を先端５７Ａ側に詰めることで、ボールねじ軸５７の先端５７Ａ（作用部）を最も突出した位置（基準位置）に待機させることができる。
この基準位置にボールねじ軸５７の先端５７Ａを待機させることで、電動モータ５０からギヤ５０Ｂ及び減速ギヤ５１（減速歯車機構）を介してボールねじ軸５７に動力が伝達されると、先端５７Ａが待機位置から瞬時に軸方向へ移動を開始可能となる。従って、ナット５６とボールねじ軸５７との間の遊びによって生じる、先端５７Ａ（作用部）への動力伝達の遅れを解消することができる。

本実施の形態では、押圧スプリング６３がクランクケースカバー５９に一体化された突起５９Ａの外周に嵌合し、その突起５９Ａに保持されるため、押圧スプリング６３の位置決めの構造を簡素化できる。
本実施の形態では、ギヤ５０Ｂ及び減速ギヤ５１（減速歯車機構）と、減速ギヤ５１に噛み合う歯車部５４を含むボールねじ軸５７とが、クランクケース１５９と、クランクケースカバー５９との間に収容されているため、減速歯車機構、及びボールねじ機構５３をコンパクト、かつ容易に支持できる。

上記電動モータ５０が出力軸５０Ａの軸方向で第２変速クラッチ６９とオーバーラップするように配置されているため、上記第２クラッチアクチュエータ機構１６９の軸方向の張り出しを抑えてレイアウトできる。
上記ボールねじ軸５７に位置検出アーム６５を設け、ボールねじ軸５７のストロークを検出するストロークセンサ６４をクランクケースカバー５９に設けたため、クラッチ位置検出の構造を簡素化できる。
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、種々の変更実施が可能である。

Ｅ エンジン
Ｔ 変速機
３５ メインシャフト
３６ カウンタシャフト
３７ 第２メインシャフト
３９ 第１変速クラッチ
４２，４２，４２ 摩擦板
４３，７３ プレッシャープレート
５０ 電動モータ
５１ 減速ギヤ
５３ ボールねじ機構
５４ 歯車部
５６ ナット
５７ ボールねじ軸
５７Ａ 先端（作用部）
６３ 押圧スプリング（付勢手段）
６４ ストロークセンサ
６５ 位置検出アーム
６９ 第２変速クラッチ
７２，７２，７２ 摩擦板
１３９ 第１クラッチアクチュエータ機構
１６９ 第２クラッチアクチュエータ機構

Claims (5)

1. クラッチアウター（７０）およびクラッチインナー（７１）間に配置された摩擦板（７２，７２，７２…）と、該摩擦板を押圧するプレッシャープレート（７３）とを有した変速クラッチ（６９）と、
   モータ（５０）の回転力を前記変速クラッチ（６９）の軸方向の直線運動に変換すると共に、前記プレッシャープレート（７３）への作用部（５７Ａ）を有するクラッチアクチュエータ機構（１６９）と、
   前記クラッチアクチュエータ機構（１６９）の非駆動時に前記作用部（５７Ａ）を基準位置に待機させる付勢手段（６３）と、
   を備えたことを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記付勢手段（６３）がクランクケースカバー（５９）によって位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記クラッチアクチュエータ機構（１６９）が、減速歯車機構（５０Ａ，５１）と、前記作用部（５７Ａ）を直線運動させるボールねじ機構（５３）とを有し、両機構がクランクケース（１５９）と、クランクケースカバー（５９）との間に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ装置。
4. 前記ボールねじ機構（５３）がボールねじ軸（５７）を有し、前記ボールねじ軸（５７）に位置検出アーム（６５）を設け、前記位置検出アーム（６５）に当接し前記ボールねじ軸（５７）のストロークを検出するストロークセンサ（６４）を備えたことを特徴とする請求項３に記載のクラッチ装置。
5. 前記モータ（５０）が軸方向で前記変速クラッチ（６９）とオーバーラップすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のクラッチ装置。

Images