JP2014101993A - 車両用クラッチアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化及び軽量化した車両用クラッチアクチュエータを提供する。
【解決手段】（ａ）動力発生手段に連結され、動力発生手段から動力を受けて直線移動し、一端部と他端部に傾斜面が形成されたレバーリフトと、（ｂ）ダイヤフラムスプリングを作動させるための作動部材とレバーリフトの間に設けられ、傾斜面と対応する位置にリフト突出部がそれぞれ形成され、レバーリフトが直線移動するとき、リフト突出部が傾斜面により移動して両端部がシーソー運動することにより、一端部が作動部材側に移動するように構成されたレバーとを有して構成される。
【選択図】図２

Description

本発明はクラッチアクチュエータに係り、より詳しくはクラッチに取り付けられたダイヤフラムスプリングの荷重を小容量のモータで作動させて車両の燃費を改善するようにした車両用クラッチアクチュエータに関する。

近年、自動車業界では、車両の燃費の改善のために、ハイブリッド車、電気車、手動変速機の自動化など多角的な開発競争が熾烈となっている。このうち、ハイブリッド車や電気車より価格競争力があり、一般のハイドロリック制御方式の自動変速機と同水準の価格を持ち、変速感もよく、燃費が６〜８％改善できる手動変速機の自動化に対する開発が進んでいる。

自動化手動変速機は、既存の手動変速機の手動変速メカニズムを用いるが、クラッチとギア変速を手動ではなく、アクチュエータで自動制御する点で、手動変速機の変速メカニズムとは異なっている。

図１は、従来の自動化手動変速機の変速のためのクラッチアクチュエータの構造を示している。アクチュエータの駆動力を発生させるモータ１が、減速器２を介してプッシュロッド３に連結され、プッシュロッド３の直線運動によってリリースフォーク４がシーソー運動しながらリリースベアリング５を作動させている。
しかし、リリースベアリング５を作動させるための荷重は、リリースベアリング５の作動ストロークが大きくなるにつれて急激に増加するため、リリースベアリング５を作動荷重を克服して作動させるためにモータ１の負荷が高くなる。従って、クラッチを作動させる際に、モータ１で大きな電流を消耗するため、車両の燃費改善の効果が落ちるという問題がある。

また、リリースベアリング５を作動させるための構造及び作動メカニズムが複雑であって、アクチュエータが大きくなり、振動、それに伴う騷音といった問題が発生し、さらに製造コストが上がる問題点もある。

例えば、“車両のダブルクラッチのアクチュエータ”が紹介された〔特許文献１参照〕が、クラッチ作動の際にモータで大きい電流を消耗するため、車両の燃費改善効果が落ちる問題を解消することができなかった。

手動変速器の自動化については、手動変速器の変速動作を自動化した自動マニュアルトランスミッションにおける変速時のトルク中断などによる変速ショックを埋めるに必要な大きなモータが必要であった問題点を解決するために、遊星歯車とモータジェネレータを配して各変速段の間を無段変速することにより、エンジン出力を用いて変速時のトルク中断を埋合わせることでモータを小型化する提案〔特許文献２参照〕、歯車減速機構を用いて大きな減速比を得つつ小型化が可能なアクチュエータの提案〔特許文献３参照〕、ギヤ式の手動変速機を自動化した自動変速機において、遊星歯車機構を経由して出力軸を駆動する低速段ギヤ列と、遊星歯車機構を経由せずに出力軸を駆動する高速段ギヤ列による変速比の組み合わせて４段以上の変速段を構成して、変速ショックを低減して違和感を抑制した提案〔特許文献４参照〕などがある。

大韓民国公開特許第１０−２００８−００２０２３２号明細書 特開２００２−２６２４０９号公報 特開２００８−１２１７１４号公報 特開２００３−２８７０８８号公報

本発明は、上述の従来の問題点を解決することができる小型化及び軽量化した車両用クラッチアクチュエータを提供することにその目的がある。

上記の目的を達成するためになされた本発明の車両用クラッチアクチュエータは、（ａ）動力発生手段に連結され、動力発生手段から動力を受けて直線移動し、一端部と他端部に傾斜面が形成されたレバーリフトと、（ｂ）ダイヤフラムスプリングを作動させるための作動部材とレバーリフトの間に設けられ、傾斜面と対応する位置にリフト突出部がそれぞれ形成され、レバーリフトが直線移動するとき、リフト突出部が傾斜面により移動して両端部がシーソー運動することにより、一端部が作動部材側に移動するように構成されたレバーと、を有して構成される。

本発明の車両用クラッチアクチュエータは、動力発生手段にウォームホイールが結合され、ウォームホイールが動力発生手段の回転力を受けて回転し、レバーリフトの一面にウォームホイールと噛み合うウォームが形成されることにより、動力発生手段によるウォームホイールの回転運動がウォームの直線運動に変換されてレバーリフトが直線移動することができる。

以下、好ましい形態を挙げる。
動力発生手段はモータである。
そして、レバーリフトの両端部それぞれに形成された傾斜面は、互いに反対の方向に傾くように形成されることにより、傾斜面に沿って移動するリフト突出部のそれぞれが互いに反対の方向に移動するようにする。

レバーにおける作動部材と接する端部とは反対側端部に、弾性部材が弾力的に設けられることにより、レバーの移動の際に、弾性部材のあるレバーの端部に形成されたリフト突出部が該当の傾斜面を加圧する弾性力を提供してレバーリフトの直線運動を補助するように構成される。
弾性部材は、スプリングである。

クラッチアクチュエータは、クラッチハウジングの内部に複数設置され、クラッチアクチュエータが、ダブルクラッチに設けられた各クラッチにそれぞれ個別的に設置される。

上記した課題解決手段によって、本発明は、レバーリフトが直線移動する際に、傾斜面によってレバーを動かして作動部材を作動させるようになるので、レバーの操作のための作動メカニズムの構造が簡素化され、クラッチアクチュエータの体積及び重量はもちろんのこと、製造コストの低減となる効果がある。

さらに、レバーリフトを直線移動させるのに必要なモータのトルクに弾性部材の弾性力が付け加わって、レバーリフトの直線運動に必要な力を補助するようになるので、クラッチの高荷重を小容量のモータで動作させることができ、これによりモータの電流消耗量を減らして燃費を改善する効果もある。

また、クラッチアクチュエータの複数構造によってダブルクラッチ変速機タイプの自動化手動変速機に適用することができ、またクラッチアクチュエータがクラッチハウジングの内部に設置されるので、変速機の大きさ及び体積を減らしてクラッチアクチュエータのレイアウト上の自由度を高める効果もある。

従来技術によるクラッチアクチュエータの構造を示す図である。 本発明によるクラッチアクチュエータの作動前の構造を示す図である。 図２のクラッチアクチュエータの作動後の構造を示す図である。 図２に示すクラッチアクチュエータを側部から見た形状を示す図である。 本発明によるクラッチアクチュエータをダブルクラッチに適用するための構造を示す図である。

以下、本発明を、好適な実施形態を挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図２は、本発明によるクラッチアクチュエータの作動前の構造を全体的に示す図、図３は、図２によるクラッチアクチュエータの作動後の構造を示す図であり、図４は、図２に示したクラッチアクチュエータを側部から見た形状を示す図である。

図２〜図４を参照すると、本発明の車両用クラッチアクチュエータは、大別してレバーリフト１０と、レバー２０とでなっている。具体的に、レバーリフト１０は、両端部のそれぞれに傾斜面１２が形成された形体であり、動力発生手段に連結されて動力発生手段から動力を受けて直線移動する。レバー２０は、ダイヤフラムスプリング５２を作動させるための作動部材５０とレバーリフト１０の間に備えられ、傾斜面１２と対応する位置にリフト突出部２２がそれぞれ形成され、リフト突出部２２がレバーリフト１０が直線移動する際に傾斜面１２によってシーソー運動して、一端部が作動部材５０側に移動するように構成されている。

これらの構成要素についてさらに説明すると、まずレバーリフト１０は動力発生手段に連結され、動力発生手段からレバーリフト１０に動力が提供され、レバーリフト１０が直線方向（図面上の上下方向）に移動する。そして、レバー２０に向かう面の両端部それぞれには傾斜面１２が突設される。

同時に、レバー２０は、レバーリフト１０と向い合う位置に設置され、一端部がダイヤフラムスプリング５２を作動させるための作動部材５０に接触する。この際、ダイヤフラムスプリング５２は、クラッチの圧力板を押圧するか押圧解除してクラッチを連結させるか解除させるための弾性力が提供される。作動部材５０は、ダイヤフラムスプリング５２を押すか引いてクラッチを連結するか連結解除させるためのリリースベアリング（ｒｅｌｅａｓｅ ｂｅａｒｉｎｇ）またはエンゲージメントベアリング（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｂｅａｒｉｎｇ）であることができる。

そして、レバーリフト１０と向い合うレバー２０の一面には、傾斜面１２と対応する両端部それぞれにリフト突出部２２がそれぞれ突設される。ここで、リフト突出部２２は、傾斜面１２と接し、レバーリフト１０が円滑に移動動作できるように回転可能なローラーまたはボールの構造に設計するのがよい。

レバーリフト１０が直線方向（図面上の上下方向）に移動するとき、レバーリフト１０に形成された傾斜面１２がリフト突出部２２と接していることから、レバー２０の一端部を作動部材５０の方向（図面上の左右方向）に移動する。よって、作動部材５０と接触しているレバーリフト１０の端部が、作動部材５０を押すか引いてクラッチを連結するか連結解除するようになる。

図２に示すように、本発明では、ウォームホイール３１が動力発生手段に結合されていて、ウォームホイール３１が動力発生手段の回転力を受けて回転する。ウォームホイール３１と向い合うレバーリフト１０の一面には、ウォームホイール３１と噛み合うウォーム１１が形成される。よって、動力発生手段によるウォームホイール３１の回転運動が、ウォーム１１の直線運動に変換され、レバーリフト１０が直線方向に移動することができる。

ここで、動力発生手段は、電気的に駆動されるモータ３０であることができ、動力発生手段にはトランスミッション・コントロール・ユニット（ＴＣＵ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が電気的に連結でき、動力発生手段を自動制御するための電気的信号をＴＣＵから受信する。

すなわち、モータ３０の軸にウォームホイール３１が連結され、モータ３０の回転の際にウォームホイール３１が一緒に回転し、レバーリフト１０に形成されたウォーム１１がウォームホイール３１に噛み合うことで、ウォームホイール３１の回転運動がレバーリフト１０の直線運動に転換される。

このように、レバー２０を動作させるための動力に、電気的に駆動するモータ３０を使うので、既存の油圧式アクチュエータでの油圧損失などによって発生することができる燃費低下の問題点を解消することができる。

一方、本発明において、レバーリフト１０の両端部それぞれに形成された傾斜面１２は、互いに反対方向に傾くように形成され、すなわち、レバーリフト１０の一端部に形成された傾斜面１２と他端部に形成された傾斜面１２は互いに対称の傾きで形成される。これにより、それぞれの傾斜面１２に沿って移動するリフト突出部２２が、互いに反対の方向
（図面上の左右方向）に移動することができる。

図３を参照すると（以下、図面上の位置関係で説明する）、このような構成によってレバーリフト１０が上に移動すると、レバー２０の上端部に形成されたリフト突出部２２は、レバーリフト１０の上端部傾斜面１２に沿って作動部材５０側に移動する。一方、レバー２０の下端部に形成されたリフト突出部２２は、レバーリフト１０の下端部傾斜面１２に沿ってウォームホイール３１側に移動し、レバー２０はシーソーのように動くようになる。

反対に、レバーリフト１０が下に移動すると、レバー２０の上端部に形成されたリフト突出部２２は、レバーリフト１０の上端部傾斜面１２に沿ってウォームホイール３１側に復帰し、一方、レバー２０の下端部に形成されたリフト突出部２２は、レバーリフト１０の下端部傾斜面１２に沿って作動部材５０側に復帰する。

本発明は、さらに、レバー２０の下端部に弾性部材４０が弾力的に設けられることにより、レバー２０の移動の際、レバー２０の下端部に形成されたリフト突出部２２が該当の傾斜面１２を押圧する力を与えてレバーリフト１０の直線運動を補助するように構成できる。

すなわち、弾性部材４０の一端は、レバー２０の下端部に支持されるように設置され、弾性部材４０の他端は、クラッチハウジング６０、あるいはクラッチハウジング６０に固定された別途のブラケット６２によって支持される。

したがって、レバー２０の下端部がウォームホイール３１側に移動すると、弾性部材４０は、レバー２０の下端部に形成されたリフト突出部２２をレバーリフト１０の傾斜面１２側に押し出す力を与え、リフト突出部２２が傾斜面１２と接して弾性部材４０の弾性力によってレバーリフト１０を直線方向（図面の上方）に押し上げる力を加えるようになる。

これにより、レバーリフト１０を直線移動させるのに必要なモータ３０のトルクに、弾性部材４０の弾性力が加わることにより、レバーリフト１０の直線運動に必要な力を倍加させる役目をするので、クラッチの高荷重を小容量のモータ３０で作動させることができるようになる。

図５は、本発明によるクラッチアクチュエータをダブルクラッチに適用するための構造を示す図である。
図５を参照すると、本発明は、クラッチアクチュエータがクラッチハウジング６０の内部に複数設置され、クラッチアクチュエータがダブルクラッチに設けられた各クラッチにそれぞれ個別的に設置される。すなわち、二つのクラッチアクチュエータ１が、クラッチハウジング６０に一緒に設置されることにより、ダブルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）用のクラッチアクチュエータ１として活用できる。また、クラッチアクチュエータがクラッチハウジング６０の内部に設置されるので、変速機の大きさを小さくしてクラッチアクチュエータのレイアウト上の自由度を上げることができる。

図２と図３を参照して、本発明の作動関係を説明する。
ＴＣＵによって、モータ３０を電気的に自動制御して回転させると、ウォームホイール３１が一緒に回転するとともに、ウォームホイール３１に噛み合ったウォーム１１が直線移動し、ウォーム１１が形成されたレバーリフト１０を直線方向に移動させる。

これにより、レバーリフト１０に形成された傾斜面１２がレバー２０に形成されたリフト突出部２２を押し、リフト突出部２２は傾斜面１２に沿ってスライドしながら移動する。すなわち、レバー２０の両端部それぞれに形成されたリフト突出部２２は、（図面上の左右方向に）互いに反対の方向に移動する。

レバー２０の一端部に形成されたリフト突出部２２が作動部材５０の方向に移動するとき、レバー２０の他端部に形成されたリフト突出部２２がウォームホイール３１の方向に移動することにより、レバー２０の一端部が作動部材５０を押すようになり、作動部材５０の加圧によってダイヤフラムスプリング５２が作動して、クラッチを連結または連結解除させるようになる。

このように、本発明は、レバーリフト１０に傾斜面１２が形成され、レバー２０には傾斜面１２に接するリフト突出部２２が形成されることにより、レバーリフト１０が直線運動すると、レバー２０がシーソー運動して作動部材５０を押すようになる。よって、レバー２０の操作のための作動が、傾斜面１２によってなされるので、クラッチアクチュエータの構造が簡素化され、装置の体積及び重量はもちろんのこと、製造コストが低減できる。

また、レバー２０の一端部（図面上の下端部）を支持するように設けられた弾性部材４０が、レバー２０の同じ端部（図面上の下端部）に形成されたリフト突出部２２をレバーリフト１０の傾斜面１２側に押し出す力を与える。すなわち、弾性部材４０の弾性力が、レバーリフト１０を直線方向に押し上げる力を加えるようになる。

したがって、弾性部材４０の弾性力が、レバーリフト１０を直線移動させるのに必要なモータ３０のトルクを補助をする力となり、クラッチの高荷重を小容量のモータ３０で動作させることができるようになる。

以上、本発明を、具体例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、本発明の技術思想の範疇内で多様に変形及び修正が可能であるのは当業者に明らかなものであり、このような変形及び修正は添付の特許請求範囲に属するものであるのはいうまでもない。

本発明は、クラッチに取り付けられたダイヤフラムスプリングの高荷重を小容量のモータで作動させて車両の燃費を改善するようにした車両用クラッチアクチュエータに適用可能である。

１；モータ
２；減速器
３；プッシュロッド
４；リリースフォーク
５；リリースベアリング
１０；レバーリフト
１１；ウォーム
１２；傾斜面
２０；レバー
２２；リフト突出部
３０；モータ
３１；ウォームホイール
４０；弾性部材
５０；作動部材
５２；ダイヤフラムスプリング
６０；クラッチハウジング

Claims (7)

1. 動力発生手段に連結され、前記動力発生手段から動力を受けて直線移動し、一端部と他端部に傾斜面（１２）が形成されたレバーリフト（１０）と、
   ダイヤフラムスプリング（５２）を作動させるための作動部材（５０）と前記レバーリフト（１０）の間に設けられ、前記傾斜面（１２）と対応する位置にリフト突出部（２２）がそれぞれ形成され、前記レバーリフト（１０）が直線移動するとき、前記リフト突出部（２２）が傾斜面（１２）により移動して両端部がシーソー運動することにより、一端部が前記作動部材（５０）側に移動するように構成されたレバー（２０）と、
   を有して構成されることを特徴とする車両用クラッチアクチュエータ。
2. 前記動力発生手段にウォームホイール（３１）が結合され、前記ウォームホイール（３１）が動力発生手段の回転力を受けて回転し、
   前記レバーリフト（１０）の一面にウォームホイール（３１）と噛み合うウォーム（１１）が形成されることにより、前記動力発生手段によるウォームホイール（３１）の回転運動がウォーム（１１）の直線運動に変換されて前記レバーリフト（１０）が直線移動することを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチアクチュエータ。
3. 前記動力発生手段が、モータ（３０）であることを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチアクチュエータ。
4. 前記レバーリフト（１０）の両端部それぞれに形成された傾斜面（１２）は、互いに反対の方向に傾くように形成されることにより、前記傾斜面（１２）に沿って移動するリフト突出部（２２）のそれぞれが互いに反対の方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチアクチュエータ。
5. 前記レバー（２０）における前記作動部材（５０）と接する端部とは反対側端部に、弾性部材（４０）が弾力的に設けられることにより、前記レバー（２０）の移動の際に、前記弾性部材（４０）のある前記レバー（２０）の端部に形成された前記リフト突出部（２２）が該当の傾斜面（１２）を加圧する弾性力を提供してレバーリフト（１０）の直線運動を補助するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチアクチュエータ。
6. 前記弾性部材（４０）が、スプリングであることを特徴とする請求項５に記載の車両用クラッチアクチュエータ。
7. 前記クラッチアクチュエータが、クラッチハウジング（６０）の内部に複数設置され、
   前記クラッチアクチュエータが、ダブルクラッチに設けられた各クラッチにそれぞれ個別的に設置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチアクチュエータ。

Images