JP2017120124A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れを防止できる、クラッチ制御装置の構造を実現する。【解決手段】電動モータ１７により、傘歯車減速機１８を介して、駆動側カム２２を回転駆動し、この駆動側カム２２を被駆動側カム２３に対して相対回転させる。これにより、駆動側カム面２５と被駆動側カム面２９との間でローラ２４を転動させて、被駆動側カム２３を軸方向に並進移動させる。そして、レリーズ軸受１９を介して、ダイヤフラムばね１４を軸方向に押圧する事で、クラッチの断接を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車や産業機械等に使用される、マニュアルトランスミッション（手動変速機、ＭＴ）やオートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）用のクラッチ装置に組み込まれ、クラッチの断接を行う為に利用する、クラッチ制御装置に関する。

自動車用の変速機は、マニュアルトランスミッションとオートマチックトランスミッション（自動変速機、ＡＴ）とに大別されるが、このうち、マニュアルトランスミッションは、オートマチックトランスミッションに比べて、構造が簡単で製造コストを抑え易い、修理が容易であるなどの理由から、新興国など一部の地域で高い需要がある。

又、欧州の自動車メーカを中心に、低燃費化を目的として、高速巡航時などのアクセルオフ時に、エンジンとトランスミッションとを切り離して惰性走行を行う（エンジンブレーキを作用させない状態で走行する）といった、コースティング走行を積極的に採用する事が考えられている。この様なコースティング走行を行うには、変速操作とは別に、クラッチを切り離す操作が必要になる為、クラッチの操作回数の増加に繋がる。これに対し、近年、女性ドライバの増加や交通渋滞の増加などの理由により、クラッチ操作の簡便化（イージードライブ化）の要求が高まっている。

以上の様な事情に鑑み、マニュアルトランスミッションに関してイージードライブ化を図るべく、クラッチ制御の自動化を図る（シフトレバー操作はこれまで通り手動で行い、クラッチペダル操作のみを自動化する）事が考えられている。又、この様なクラッチ制御の自動化に適用可能な、クラッチ制御装置の構造も考えられ始めている。

例えば特許文献１には、制御部から出される信号に基づいてレリーズシリンダ内に所定の圧油を送り込む事で、レリーズフォークの動きを制御し、クラッチの係脱制御を行う技術が記載されている。又、特許文献２には、制御部から出される信号に基づいてコンセントリックスレーブシリンダ（ＣＳＣ）に導入する油圧を制御する事で、クラッチの係脱制御を行う技術が記載されている。

しかしながら、上述した様な従来構造の場合、オイルリザーバや複雑な油圧配管（回路）が必要になるだけでなく、特許文献１の構造にあってはさらにレリーズシリンダやレリーズフォークが、特許文献２の構造にあってはさらにコンセントリックスレーブシリンダがそれぞれ必要になる。この為、重量が増加し易くなると共に、設置スペースが嵩むといった問題を生じる。又、特許文献１、２の何れの場合にも、油圧制御を行う為、油漏れの問題を生じる可能性がある。

特開２００８−１０１６４３号公報 特開２０１０−９１０４３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れを防止できる、クラッチ制御装置の構造を実現すべく発明したものである。

本発明のクラッチ制御装置は、案内筒部と、カム装置と、電気的駆動源と、レリーズ軸受とを備える。
このうちの案内筒部は、例えばトランスミッション用ハウジング等の固定の部分に設けられ、トランスミッション用入力軸の周囲に配置される。
前記カム装置は、駆動側カムと被駆動側カムと複数本（３本以上）のローラ（ころ、ニードル）とを有している。
そして、このうちの駆動側カムは、軸方向側面に円周方向に亙る凹凸面である駆動側カム面を有しており、前記案内筒部に対し、相対回転可能に且つ軸方向に関して前記被駆動側カムから離れる方向への変位を不能に支持されている。又、前記被駆動側カムは、前記駆動側カム面に対向する軸方向側面に、円周方向に亙る凹凸面である被駆動側カム面を有しており、前記案内筒部に対し、相対回転不能に且つ軸方向に関する相対変位を可能に支持されている。又、前記複数本のローラは、前記駆動側カム面と前記被駆動側カム面との間に挟持されている。
前記電気的駆動源は、例えば電動モータであり、電気的に作動し、前記駆動側カムを前記被駆動側カム（案内筒部）に対して相対回転させるものである。
前記レリーズ軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体（例えば玉）とを有している。そして、これら外輪と内輪とのうちの何れか一方の軌道輪（例えば内輪）は、前記案内筒部に対し軸方向に関する相対変位を可能に支持されている。又、他方の軌道輪（例えば外輪）は、ダイヤフラムばねに当接し、このダイヤフラムばねと共に回転する。
そして、本発明のクラッチ制御装置は、前記電気的駆動源により前記駆動側カムを前記被駆動側カムに対して相対回転させ、この被駆動側カムを軸方向に並進移動させる事により、前記レリーズ軸受を介して、前記ダイヤフラムばねを軸方向に押圧する。
尚、本発明のクラッチ制御装置は、前記レリーズ軸受（他方の軌道輪）により、前記ダイヤフラムばねを軸方向に押圧する事で、クラッチの接続を断っても良い（プッシュ式のクラッチ機構を構成しても良い）し、反対に、クラッチを接続しても良い。

本発明を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記電気的駆動源の回転駆動力を、減速機を介して、前記駆動側カムに伝達する事ができる。
この減速機としては、例えば、傘歯車減速機やウォーム減速機など、従来から知られた各種構造の減速機を使用する事ができる。
この様に、減速機を介して、前記電気的駆動源の回転駆動力を伝達すれば、この電気的駆動源として、出力トルクの小さい小型のものを使用する事が可能になる為、装置全体としての小型化、及び、軽量化を図れる。又、前記電気的駆動源の設置方向に関する自由度を高める事もできる為、設置スペースの小型化を図れる。
尚、本発明を実施する場合には、前記電気的駆動源の回転駆動力を、直接、前記駆動側カムに伝達する事もできる。

又、上述した請求項２に記載した発明の様に、前記電気的駆動源の回転駆動力を、減速機を介して、前記駆動側カムに伝達する場合には、この減速機を構成する最終歯車（例えば傘歯車減速機を構成する一方のかさ歯車、ウォーム減速機を構成するウォームホイール）と、前記駆動側カムとを、一体的に設ける事もできる。
この様な構成によれば、部品点数の低減を図れ、部品管理コスト及び組立コストの低減を図れる。

又、本発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記被駆動側カムと前記一方の軌道輪とを、一体的に設ける事ができる。
この様な構成によれば、部品点数の低減を図れ、部品管理コスト及び組立コストの低減を図れる。

更に、本発明を実施する場合には、例えば、前記案内筒部の外周面の軸方向端部に外向フランジ部を設け、この外向フランジ部の軸方向側面と、前記駆動側カムの軸方向側面（駆動側カム面とは反対側の面）との間に、スラスト軸受（例えばスラストニードル軸受）を配置する事ができる。
この様な構成によれば、前記カム装置の駆動に伴って前記駆動側カムに作用する反力を、前記外向フランジ部により支承する事ができ、この駆動側カムの前記案内筒部に対する相対回転を可能としつつ、前記被駆動側カムから離れる方向への変位を防止できる。

上述の様な構成を有する本発明のクラッチ制御装置によれば、クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れを防止できる。
即ち、本発明の場合には、電気的に作動する電気的駆動源によりカム装置を駆動する事で、レリーズ軸受を軸方向に並進移動させ、ダイヤフラムばねを軸方向に押圧する事で、クラッチを断接する事ができる。この様に本発明の場合には、電気的にクラッチの断接制御を行える為、クラッチ制御の自動化を図る事ができる。
又、本発明の場合には、前述した従来構造で必要であった油圧関連部品やレリーズフォークを不要にできる。従って、装置全体の軽量化及び小型化を図れる。しかも、クラッチの断接制御を電気的に行え、油を使用しなくて済む為、油漏れの問題が生じる事も防止できる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、クラッチ装置の断面模式図。 同じく図１のＡ部拡大図。 同じくカム装置を取り出して示す斜視図。 同じく被駆動側カムを取り出して示す斜視図。 同じくカム装置の動作を説明する為にカム装置を径方向外側から見た模式図であり、（Ａ）は駆動側カムと被駆動側カムとの中立状態（初期状態）を示しており、（Ｂ）は駆動側カムを被駆動側カムに対して相対回転させた状態を示している。 本発明の実施の形態の第２例を示す図２に相当する図。 本発明の実施の形態の第３例を示す図６に相当する図。 本発明の実施の形態の第４例を説明する為に示す、モータ性能線図の１例を示す図。 同じくダイヤフラムばねのばね特性線図の１例を示す図。 同じく撓み量（ストローク）とカムリードとの関係を示す線図。 同じくカム回転角度とレリーズ軸受のストロークとの関係（カム面形状）を示す線図。 同じくレリーズ軸受のストロークとモータ出力との関係を示す線図。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜５を参照しつつ説明する。図１に示した様に、本例のクラッチ制御装置１は、フライホイール２、クラッチディスク３、クラッチペダル４、及び、制御器５と共に、マニュアルトランスミッションに対するエンジンの動力の伝達状態を切り換える、乾式のクラッチ装置６を構成する。

前記フライホイール２は、例えば鋳鉄等の金属製で、エンジンのクランクシャフト７の軸方向片端部（図１、２の右端部）に複数本のボルト８、８により結合固定されており、このクランクシャフト７と共に回転する。又、前記クラッチディスク３は、エンジントルクが入力される、径方向外方に配置された入力部（摩擦部）と、マニュアルトランスミッションにトルクを出力する、径方向内方に配置された出力部（ハブ）と、これらの入力部と出力部との間部分に設けられたダンパ部とを備えている。この様なクラッチディスク３は、前記入力部を、前記フライホイール２に対し軸方向に対向させた状態で、前記出力部を、トランスミッションハウジング９の内側に回転自在に支持されたトランスミッション入力軸１０の軸方向他端寄り部分（図１、２の左端寄り部分）にスプライン嵌合させている。又、前記トランスミッション入力軸１０の軸方向他端部は、転がり軸受１１を介して、前記クランクシャフト７の軸方向片端部の内側に回転自在に支持されている。又、この状態で、前記クランクシャフト７と前記トランスミッション入力軸１０とは、同軸上に配置されている。

前記フライホイール２の径方向外端部には、クラッチカバー１２が固定されている。又、このクラッチカバー１２の内側には、前記クラッチディスク３を前記フライホイール２に向けて軸方向に押圧する為のプレッシャプレート１３、及び、このプレッシャプレート１３を前記クラッチディスク３に向けて軸方向に押圧する為のダイヤフラムばね１４を、それぞれ配置している。又、このうちのダイヤフラムばね１４は、前記クラッチカバー１２に対して支持されている。尚、図示のクラッチ装置６は、プッシュ式のクラッチ装置である為、前記ダイヤフラムばね１４の中央部が軸方向他側（図１の左側）に向けて押圧されると、前記プレッシャプレート１３が前記クラッチディスク３から退避する方向（図１の右側）に移動し、前記フライホイール２と前記クラッチディスク３との接続が断たれる。

前記クラッチ制御装置１は、運転者が行う前記クラッチペダル４の操作量に応じた前記制御器５からの指令信号に基づき、前記ダイヤフラムばね１４に所定の押圧力を付与するものであり、案内筒部１５と、カム装置１６と、特許請求の範囲に記載した電気的駆動源に相当する電動モータ１７と、傘歯車減速機１８と、レリーズ軸受１９とを備えている。又、前記クラッチ制御装置１は、前記トランスミッションハウジング（フロントハウジング）９の内側に配置されており、前記ダイヤフラムばね１４の軸方向片側で、且つ、前記トランスミッション入力軸１０の周囲に設けられている。

前記案内筒部１５は、全体を中空筒状に構成され、前記トランスミッション入力軸１０に外嵌（遊嵌）されており、特許請求の範囲に記載した固定の部分に相当する前記トランスミッションハウジング９の内面に支持固定されている。又、前記案内筒部１５は、円筒状の筒部本体２０と、この筒部本体２０の軸方向片端部外周面に設けられた円輪板状の外向フランジ２１とを有している。

前記カム装置１６は、前記案内筒部１５を構成する筒部本体２０の軸方向中間部の周囲に設けられており、軸方向片側に位置する駆動側カム２２と、軸方向他側に位置する被駆動側カム２３と、軸方向中間部に位置する複数本（図示の例では３本）のローラ２４、２４とを有している。

このうちの駆動側カム２２は、円輪板状で、軸方向他側面（図１、２の左側面）に、前記各ローラ２４、２４と同数だけ、円周方向に亙る凹凸面である駆動側カム面２５、２５が形成されている。これら駆動側カム面２５、２５は、軸方向に関する高さが円周方向に関して漸次変化するもので、円周方向片端側が最も低く、円周方向他側に向かうに従って高くなる。又、前記駆動側カム２２は、前記筒部本体２０に対し、相対回転可能に、且つ、軸方向に関して前記被駆動側カム２３から離れる方向（軸方向片側）への変位を不能に支持されている。先ず、前記駆動側カム２２を前記筒部本体２０の周囲で回転可能とする為に、前記駆動側カム２２の内径寸法を前記筒部本体２０の外径寸法よりも大きくしている。尚、前記駆動側カム２２と前記筒部本体２０との間に、滑り軸受や転がり軸受を配置する事もできる。又、前記駆動側カム２２が、前記筒部本体２０に対し、軸方向に関して前記被駆動側カム２３から離れる方向に変位する事を防止する為に、この駆動側カム２２の軸方向片側面と前記外向フランジ部２１の軸方向他側面との間に、スラストニードル軸受２６を設けている。

前記スラストニードル軸受２６は、前記駆動側カム２２の軸方向片側面に直接形成したスラスト軌道と、前記外向フランジ部２１の軸方向他側に添設されたスラストレース２７に形成されたスラスト軌道との間に、前記複数本のニードル２８を、円周方向に関して等間隔に、それぞれの中心軸を放射方向に向けた状態で配置する事により構成されている。

これに対し、前記被駆動側カム２３は、断面Ｌ字形で略円筒状に構成されており、前記各駆動側カム面２５、２５に対向する軸方向片側面に、前記各ローラ２４、２４と同数だけ、円周方向に亙る凹凸面である被駆動側カム面２９、２９が形成されている。これら各被駆動側カム面２９、２９は、軸方向に関する高さが円周方向に関して漸次変化するもので、円周方向他端側が最も低く、円周方向片側に向かうに従って高くなる。つまり、前記各被駆動側カム面２９、２９は、軸方向に関する高さが円周方向に関して前記各駆動側カム面２５、２５と逆方向に漸次変化する。又、前記被駆動側カム２３は、前記筒部本体２０に対し、相対回転不能に、且つ、軸方向に関する相対変位を可能に支持されている。この為に本例の場合には、前記被駆動側カム２３の軸方向中間部内周面に雌スプライン部３０を形成し、この雌スプライン部３０を前記筒部本体２０の外周面に形成した図示しない雄スプライン部にスプライン係合させている。

前記複数本のローラ２４、２４は、それぞれ円柱状に構成されている。又、これら複数本のローラ２４、２４は、円周方向に関して等間隔（１２０度間隔）に配置され、前記各駆動側カム面２５、２５と前記各被駆動側カム面２９、２９との間に、それぞれの中心軸を放射方向に向けた状態で挟持されている。

上述の様な構成を有する本例のカム装置１６の場合、図５の（Ａ）に示した様に、前記駆動側カム面２５のうちで軸方向に関する高さが最も低くなった部分と、前記被駆動側カム面２９のうちで軸方向に関する高さが最も低くなった部分とを、軸方向に対向させた中立状態（初期状態）から、同図の（Ｂ）に示した様に、前記駆動側カム２２を、前記被駆動側カム２３に対して所定方向（図５の左方向）に相対回転させると、前記ローラ２４が、前記駆動側カム面２５及び前記被駆動側カム面２９のうちで、軸方向に関する高さの高い側に向けてそれぞれ転動する。この結果、同図の（Ｂ）に示した様に、前記被駆動側カム２３が、軸方向に関して前記駆動側カム２２から離れる方向（図５の上側）に並進移動する。又、同図の（Ｂ）に示した状態から、前記駆動側カム２２を、前記被駆動側カム２３に対し、前記所定方向とは反対方向（図５の右方向）に相対回転させた場合、前記ローラ２４が、前記駆動側カム面２５及び前記被駆動側カム面２９のうちで、軸方向に関する高さの低い側に向けてそれぞれ転動する。この結果、同図の（Ａ）に示した様に、前記被駆動側カム２３が、軸方向に関して前記駆動側カム２２に近づく方向（図５の下側）に並進移動する。この様に、本例のカム装置１６は、前記駆動側カム２２を前記被駆動側カム２３に対して相対回転させる事で、この被駆動側カム２３を軸方向に並進移動させる（駆動側カム２２に対し遠近動させる）事ができる。

本例の場合、上述の様なカム装置１６を構成する駆動側カム２２を、電気的に作動する前記電動モータ１７により回転駆動する。この電動モータ１７は、例えばサーボモータであり、前記制御器５からの指令に基づき、所定の方向（両方向又は一方向）に所定量（所定角度）だけ回転する様に制御されている。又、前記電動モータ１７は、モータ出力軸３１を、前記トランスミッション入力軸１０に対し直交する方向（図１、２の上下方向）に配置した状態で、前記トランスミッションハウジング９の内面に支持されている。

又、本例の場合には、上述した様な電動モータ１７の回転駆動力を、前記駆動側カム２２に対し、前記傘歯車減速機１８を介して伝達する。この為に、この傘歯車減速機１８を構成する１対のかさ歯車３２ａ、３２ｂのうち、一方のかさ歯車３２ａを前記モータ出力軸３１の先端部に固定すると共に、他方のかさ歯車３２ｂを、その中心軸を前記一方のかさ歯車３２ａの中心軸に対し直交させた状態で、前記駆動側カム２２に外嵌固定している。この様な構成により、前記電動モータ１７の回転駆動力を、前記傘歯車減速機１８により減速させた状態で、前記駆動側カム２２に伝達可能としている。

又、本例の場合、軸方向に並進移動可能とされた前記被駆動側カム２３により、前記レリーズ軸受１９を介して、前記ダイヤフラムばね１４を軸方向他側に向けて押圧する。このレリーズ軸受１９は、外周面に深溝型の内輪軌道を有し、特許請求の範囲に記載した一方の軌道輪に相当する内輪３３と、内周面にアンギュラ型の外輪軌道を有し、特許請求の範囲に記載した他方の軌道輪に相当する外輪３４と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に図示しない保持器により保持された状態で転動自在に設けられた複数個の玉３５とを備えた、玉軸受である。この様に、図示の例では、前記内輪軌道として深溝型のものを、前記外輪軌道としてアンギュラ型のものを、それぞれ使用している。この為、前記レリーズ軸受１９は、ラジアル荷重の他、スラスト荷重（外輪３４に加わる図１、２の右向きのスラスト荷重）を支承可能である。この様な構成を有するレリーズ軸受１９のうち、前記内輪３３は、前記被駆動側カム２３の軸方向他側面の径方向内端部から軸方向他側に突出する状態で設けられた支持筒部３７に外嵌固定（圧入）されている。尚、図３には、この支持筒部３７を省略して示している。この為、前記内輪３３（及びレリーズ軸受１９全体）は、前記被駆動側カム２３を介して、前記案内筒部１５に対し、相対回転不能に、且つ、軸方向に関する相対変位を可能に支持された状態となる。これに対し、前記外輪３４は、その軸方向他端面である押圧部３６を、前記ダイヤフラムばね１４の中央部に当接させている。この為、前記外輪３４は、このダイヤフラムばね１４と共に回転する。

本例のクラッチ装置６の場合、前記クランクシャフト７と前記トランスミッション入力軸１０との間での動力の伝達状態を切り換える為に、運転者による前記クラッチペダル４の操作量をストロークセンサ３８により電気的に測定し、その測定値を前記制御器５に送る。この制御器５では、前記ストロークセンサ３８の測定値に基づき、前記電動モータ１７の回転方向及び回転量（回転角度）を、計算式や予め用意したマップ（表）を元に算出する。そして、前記制御器５からの指令信号に基づき、前記電動モータ１７を所定の方向に所定量だけ回転させる。すると、この電動モータ１７の回転駆動力が、前記傘歯車減速機１８を介して、前記駆動側カム２２に伝達され、この駆動側カム２２を、前記被駆動側カム２３に対し所定方向に所定量だけ相対回転させる。これにより、前記各ローラ２４、２４が、前記各駆動側カム面２５、２５と前記各被駆動側カム面２９、２９との間で転動し、前記被駆動側カム２３及びこの被駆動側カム２３に外嵌固定された前記レリーズ軸受１９を軸方向に並進移動させる。この結果、本例のプッシュ式のクラッチ装置６の場合、前記レリーズ軸受１９を軸方向他側に移動させ、前記外輪３４の押圧部３６により前記ダイヤフラムばね１４の中央部を軸方向他側に押圧する事により、前記フライホイール２から前記クラッチディスク３を離隔させて、クラッチの接続を断つ事ができる。又、反対に、前記レリーズ軸受１９を軸方向片側に移動させ、前記ダイヤフラムばね１４に付与する押圧力を小さくする事により、前記フライホイール２と前記クラッチディスク３とを接触させて、クラッチを接続する事ができる。

以上の様な構成を有する本例のクラッチ制御装置１によれば、クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れも防止できる。
即ち、本例の場合には、電気的に作動する電動モータ１７により前記カム装置１６を駆動する事で、前記レリーズ軸受１９を軸方向に並進移動させ、前記ダイヤフラムばね１４を軸方向に押圧する事で、クラッチの断接を行う事ができる。この様に本例の場合には、電気的にクラッチの断接制御を行える為、クラッチ制御の自動化を図る事ができる。この為、イージードライブ化を図れると共に、コースティング走行を積極的に採用する事による低燃費化（燃費向上）を実現する事もできる。又、本例の場合には、前述した従来構造で必要であった、オイルリザーバ、複雑な油圧配管、及び、シリンダ（レリーズシリンダ、コンセントリックスレーブシリンダ）等の油圧関連部品を不要にできると共に、レリーズフォークを不要にできる。従って、装置全体の軽量化及び小型化を図れる。しかも、本例の場合には、クラッチの断接制御（係脱制御）を、電気的に行え、油を使用しなくて済む為、油漏れの問題が生じる事も防止できる。

又、本例の場合には、前記電動モータ１７の回転駆動力を、前記傘歯車減速機１８を介して、前記駆動側カム２２に伝達する構成を採用している為、前記電動モータ１７として、出力トルクの小さい小型のものを使用する事が可能になる。この為、装置全体としての小型化、及び、軽量化を図れる。又、前記電動モータ１７の設置方向に関する自由度を高める事もできる為、設置スペースの小型化（省スペース化）を図る事もできる。
尚、本例に使用する前記傘歯車減速機１８は可逆性を有する為、前記電動モータ１７の作動を停止したり、前記ダイヤフラムばね１４の発揮する弾力よりも出力トルクを小さくする事で、このダイヤフラムばね１４の弾力に基づいて、前記被駆動側カム２３を軸方向片側に移動させる（押し戻す）と共に、前記駆動側カム２２を前記所定方向とは逆方向に相対回転させる｛図５の（Ｂ）の状態から（Ａ）の状態に移行する｝事もできる。この為、本例の場合には、前記電動モータ１７として、前記駆動側カム２２を前記所定方向にのみ回転可能なものを使用する事もできる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図６を参照しつつ説明する。本例の特徴は、減速機としてウォーム減速機３９を使用した点、及び、レリーズ軸受１９ａを構成する内輪３３ａと、カム装置１６ａを構成する被駆動側カム２３ａとを、一体的に設けた点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、上述した実施の形態の第１例の構造と同様である為、重複する部分の図示並びに説明は省略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合、電動モータ１７の回転駆動力を前記カム装置１６ａに伝達する為の減速機として、ウォーム４０とウォームホイール４１とを有するウォーム減速機３９を使用している。そして、このうちのウォーム４０を、前記電動モータ１７を構成するモータ出力軸３１の先端部に外嵌固定すると共に、前記ウォームホイール４１を、前記カム装置１６ａを構成する駆動側カム２２ａと一体的に設けている。つまり、本例の場合には、この駆動側カム２２ａ（ウォームホイール４１）のうち、外周面にウォームホイール歯４２を形成しており、軸方向他側面に駆動側カム面２５を形成している。この様な駆動側カム２２ａ（ウォームホイール４１）は、前記ウォームホイール歯４２のみを合成樹脂製とし、その他の部分を金属製としても良い。又、本例の場合には、前記電動モータ１７を、前記トランスミッション入力軸１０（図１参照）に対しねじれの位置に前記モータ出力軸３１を配置した状態で、トランスミッションハウジング９（図１参照）の内面に支持している。

又、本例の場合、上述した様に、前記レリーズ軸受１９ａを構成する内輪３３ａと、前記カム装置１６ａを構成する被駆動側カム２３ａとを一体的に設けている。

以上の様な構成を有する本例の場合には、減速機として、前記ウォーム減速機３９を使用している為、前記実施の形態の第１例の場合の様に、傘歯車減速機１８を使用した場合に比べて、大きな減速比を得られる。この為、前記電動モータ１７の更なる小型化を図れる。又、本例の場合には、前記ウォームホイール４１と前記駆動側カム２２ａとを一体的に設けていると共に、前記内輪３３ａと前記被駆動側カム２３ａとを一体的に設けている。この為、本例の場合には、部品点数の低減を図れ、部品管理コスト及び組立コストの低減を図れる。
尚、本例に使用するウォーム減速機３９は可逆性を有しない為、前記電動モータ１７として、両方向に回転可能なものを使用する。但し、この様な構成を採用する事で、クラッチ切断状態や半クラッチ状態を、前記電動モータ１７に電気を通電する事なく保持する事ができる。又、ウォーム減速機として、諸元により可逆性を持たせた場合には、前記実施の形態の第１例の場合と同様に、電動モータとして一方向にのみ回転可能なものを使用する事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図７を参照しつつ説明する。本例では、前記実施の形態の第２例のより具体的な構造として、グリース漏れを防止する為の密封装置（シール部材）を追加的に設けた構造に就いて説明する。

本例の場合、レリーズ軸受１９ａの軸方向両端開口部に、それぞれ円輪状のシール部材４３ａ、４３ｂを設置し、このレリーズ軸受１９ａの内部に封入したグリースの漏出を防止している。より具体的には、前記レリーズ軸受１９ａを構成する外輪３４は、ダイヤフラムばね１４と共に回転するのに対し、このレリーズ軸受１９ａを構成する内輪３３ａは回転しない為、前記各シール部材４３ａ、４３ｂの内周縁部を前記内輪３３ａ（被駆動側カム２３ａ）の外周面に外嵌固定し、前記各シール部材４３ａ、４３ｂの外周縁部を、前記外輪３４の軸方向両端部内周面に対し、摺接又は近接対向させている。

又、前記カム装置１６ａの内部に封入したグリースの漏出を防止する為、前記内輪３３ａ（被駆動側カム２３ａ）の軸方向片端部外周面に、円筒状のシール部材４４ａを外嵌固定している。そして、このシール部材４４ａの軸方向片端縁（先端縁）を、前記駆動側カム２２ａ（ウォームホイール４１）の軸方向他側面に対し、摺接又は近接対向させている。更に、スラストニードル軸受２６の内部に封入したグリースの漏出を防止する為、案内筒部１５を構成する外向フランジ部２１の軸方向他側面と、前記駆動側カム２２ａ（ウォームホイール４１）の軸方向片側面との間に、円筒状のシール部材４４ｂを設置している。
以上の様な構成を有する本例の場合には、前記レリーズ軸受１９ａ、前記カム装置１６ａ及び前記スラストニードル軸受２６内に、グリースを効果的に保持する事ができ、クラッチ制御装置１を長期間に亙り円滑に作動させる事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第２例の場合と同様である。

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例に就いて、図８〜１２を参照しつつ説明する。本例の特徴は、カム装置１６（図１〜５参照）の構造を工夫する事で、クラッチ制御装置１（図１、２参照）の応答性を向上させる点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第１例と同様である為、重複する部分の図示並びに説明は省略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合にも、電動モータ１７（図１、２参照）によりカム装置１６を構成する駆動側カム２２を回転駆動する事により、このカム装置１６を構成する被駆動側カム２３を軸方向に並進移動させる。そして、この被駆動側カム２３により、レリーズ軸受１９（図１、２参照）を介してダイヤフラムばね１４（図１、２参照）を押圧する。この場合、前記カム装置１６には、前記レリーズ軸受１９を介して前記ダイヤフラムばね１４の反力が加わる。又、ダイヤフラムばね１４を軸方向に押圧する事でクラッチの接続を断つ、プッシュ式のクラッチ装置６（図１参照）の場合には、クラッチの接続を断つ為にダイヤフラムばね１４の弾性変形量を大きくする程、前記カム装置１６には大きな反力が加わる傾向がある。

前記クラッチ装置６の作動時に上述した様な力が加わる前記カム装置１６の駆動側カム２２にあっては、トルク（駆動トルク、入力トルク）と、カムリード（中心軸に直交する仮想平面に対する駆動側カム面２５の傾斜角度）と、軸力（押圧力、推力）とが、次の（１）の関係式を満たす事が知られている。
Ｔ＝（Ｌ／２π）×Ｆ・・・（１）
Ｔ：トルク、Ｌ：カムリード、Ｆ：軸力

この為、前記駆動側カム２２のカムリード（Ｌ）が、駆動側カム面２５の底部から頂部まで一定である場合には、この駆動側カム２２のトルク（Ｔ）とこの駆動側カム２２が発生する軸力（Ｆ）とは比例関係になる。前述した通り、前記カム装置１６（駆動側カム２２）に作用する前記ダイヤフラムばね１４の反力は、このダイヤフラムばね１４の弾性変形量が大きくなる程大きくなる傾向がある為、カムリード（Ｌ）が一定である場合には、前記駆動側カム２２に必要なトルクも前記ダイヤフラムばね１４の変形量に応じて大きくなる。

ところで、クラッチ制御装置１の応答性を高める（クラッチ切断までの作動時間を短くする）面からは、駆動側カム２２を回転駆動する電動モータ１７を出力が高い状態で使用する事が重要になるが、一般的なモータの性能線図を図８に示す様に、電動モータはその特性上、最大出力（Ｐ_max ）が得られるトルクの値(Ｔ_p ）は１点のみとなる。この為、駆動側カム２２に関して、カムリード（Ｌ）を一定とした場合には、電動モータ１７の出力が最大となる状態を、カム装置１６を構成するローラ２４が駆動側カム面２５の底部から頂部まで移動する間の一部分でしか使用できない事になり、クラッチ制御装置１の応答性の面から不利になる。

そこで、本例の場合には、クラッチ制御装置１の応答性を向上させる為、電動モータ１７の出力が最大となるトルク（Ｔ_p ）及び回転数（Ｎ_p ）で、この電動モータ１７を常時使用できる様に、駆動側カム２２（及び被駆動側トルク２３）のカムリード（Ｌ）を設定する。
先ず、駆動側カム２２のトルクが電動モータ１７により全て入力され、このトルクがモータ出力が最大（Ｐ_max ）となるトルク（Ｔ_p ）である場合を考えると、カムリード（Ｌ）は、前記（１）式を利用して導かれ、次の（２）式で表される。
Ｌ＝（２π×Ｔ_p ）／Ｆ・・・（２）

前記ダイヤフラムばね１４と前記カム装置１６とで力の釣合が取れている場合、前記駆動側カム２２が発生する軸力（Ｆ）の大きさは、ダイヤフラムばね１４の反力の大きさに等しくなる。又、一般的なダイヤフラムばねのばね特性（たわみ−荷重特性）は、図９に示す様な関係を有する。尚、この図９に示した線図は、たわみ量と荷重との関係が完全な比例関係にはなっていないが、これはダイヤフラムばねの形状等に起因して生じるものである。

そこで、本例の場合には、図９の線図（必要に応じて近似線）を利用して、たわみ量が０から最大値になるまでの荷重を複数｛例えば所定間隔毎に（０．１刻みで）｝求め、それぞれの荷重を前記（２）式中のＦに代入する事により、レリーズ軸受１９のストローク（軸方向移動量）に相当するたわみ量と、カムリード（Ｌ）との関係を求める。つまり、所定のたわみ量（ストローク）になった時に、電動モータ１７を最大出力（Ｐ_max ）で運転するのに必要なカムリード（Ｌ）の大きさを求める。

この結果、図１０に示す様に、電動モータ１７の出力が最大（Ｐ_max ）となるトルク（Ｔ_p ）でこの電動モータ１７を常時使用する為には、カムリード（Ｌ）の値を、たわみ量が少ない（ストロークが小さい）位置では大きい値に設定し、撓み量が大きくなる（ストロークが大きくなる）につれて小さく設定する必要がある事が確認された。別の言い方をすれば、軸力（Ｆ）が小さいクラッチ制御装置１の始動開始時近傍（カム面２５の底部近傍）でカムリードを最大に設定し、軸力（Ｆ）が大きくなるクラッチの切断位置近傍（カム面２５の頂部近傍）でカムリードを最小に設定する事で、電動モータ１７の出力が最大（Ｐ_max ）となるトルク（Ｔ_p ）でこの電動モータ１７を常時使用できる事が確認された。

更に、前記図１０に示したたわみ量とカムリード（Ｌ）との関係から、図１１に示した、駆動側カム２２の回転角度とレリーズ軸受１９のストロークとの関係を得た。この図１１に表された線図（実線）が、電動モータ１７の出力が最大（Ｐ_max ）となるトルク（Ｔ_p ）でこの電動モータ１７を常時使用できる、駆動側カム面２５の母線形状に相当する。尚、図１１には、比較例として、カムリードを一定とした場合の線図（駆動側カム面の母線形状の１例）を破線で示している。

そして、上述の様なカムリード（Ｌ）に設定した駆動側カム２２（及び被駆動側カム２３）を使用した場合、トルクはＴ_p （及び回転数はＮ_p ）で一定となる為、レリーズ軸受１９のストロークと電動モータ１７の出力との関係は、図１２に示した様になる。尚、図１２にも、比較例として、カムリードを一定とした場合の線図を破線で示している。

前記図１２から明らかな通り、本例の場合には、カムリード（Ｌ）を一定とした場合に比べて、電動モータ１７の出力が最大（Ｐ_max ）となる状態で使用できる範囲（作動範囲）を大幅に増やす（全作動域を最大出力Ｐ_max で使用する）事ができる。従って、本例の構造によれば、クラッチ制御装置１の応答性を向上させる（クラッチ切断までの作動時間を短くする）事ができる。又、本例の場合には、実際に使用するダイヤフラムばねのばね特性線図を利用してカムリードの値を設定できる為、ダイヤフラムばねの種類が異なるものを使用した場合にも、ダイヤフラムばねに応じた最適なカムリードの値を設定する事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例に就いて説明する。本例の特徴は、カム装置１６（図１〜５参照）の構造を工夫する事で、クラッチの切断位置での電動モータ１７（図１、２参照）の負荷トルクを低減させる点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第１例及び第４例と同様である為、重複する部分の図示並びに説明は省略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

プッシュ式のクラッチ装置６（図１参照）の場合、コースティング走行時や渋滞時など、クラッチの切断状態を保持する場合には、電動モータ１７により保持トルクを出力し続ける必要があり、この電動モータ１７の発熱量が多くなる。この為、この様な発熱を抑える為には、電動モータ１７を、使用可能なトルク領域のうちの低トルク領域で、クラッチの切断状態を保持するのに使用するのが望ましい。

但し、前記実施の形態の第４例で説明した様に、プッシュ式のクラッチ装置６の場合、カム装置１６に作用する反力は、ダイヤフラムばね１４の弾性変形量が大きくなる程大きくなる傾向がある為、クラッチの切断位置に於いて駆動側カム２２に必要となるトルクも大きくなる（例えば図８でＴｐ以上の高トルク領域になる）傾向がある。従って、電動モータ１７の発熱を抑える為には、この電動モータ１７としてトルク容量の大きいものを使用する必要があり、モータ体格が大になる事によるクラッチ制御装置１の大型化及び重量増大を招く。

そこで、本例の場合には、クラッチ切断位置に於ける電動モータ１７の負荷トルクが低くなる様に、駆動側カム２２（及び被駆動側トルク２３）のカムリード（Ｌ）を設定する。具体的には、低トルク領域のうち、電動モータ１７の効率が最大となるトルク（Ｔ_h ）で、この電動モータ１７を常時使用し、クラッチの切断状態を保持できる様に、駆動側カム２２（及び被駆動側トルク２３）のカムリード（Ｌ）を設定する。
先ず、駆動側カム２２のトルクが電動モータ１７により全て付与され、このトルクがモータの効率が最大となるトルク（Ｔ_h ）である場合を考えると、カムリード（Ｌ）は、前記（１）式を利用して導かれ、次の（３）式で表される。
Ｌ＝（２π×Ｔ_h ）／Ｆ・・・（３）

そこで、本例の場合にも、前記実施の形態の第４例の場合と同様の手順により、ダイヤフラムばねのばね特性（図９参照）を利用して、たわみ量が０から最大値になるまでの荷重を複数求め、それぞれの荷重を前記（３）式中のＦに代入する事により、レリーズ軸受１９のストロークに相当するたわみ量と、カムリード（Ｌ）との関係を求める。
尚、ダイヤフラムばね１４は、前記図９に示した様に、クラッチの切断位置に於いて、たわみ量がδ_ｈ 、荷重がＦ_h となる。この為、クラッチの切断位置に於けるカムリード（Ｌ）は、次の（４）式で表される。
Ｌ＝（２π×Ｔ_h ）／Ｆ_h ・・・（４）

以上の様に、前記実施の形態の第４例の場合と同様の手順により、電動モータ１７の効率が最大となるトルク（Ｔ_h ）でこの電動モータ１７を常時使用する場合の、たわみ量とカムリード（Ｌ）との関係を求めると、最大出力（Ｐ_max ）となるトルク（Ｔ_p ）で使用する事を意図した前記実施の形態の第４例の場合に比べて、カムリード（Ｌ）が小さくなる。より具体的には、カムリード（Ｌ）は、Ｔ_h ／Ｔ_p の分だけ小さくなる。従って、本例の場合の駆動側カム面２５の母線形状は、前記図１１に実線で示したものよりも、傾斜が緩やかなもの（同じ回転角度であればストロークが小さいもの）となる。

以上のような構成を有する本例の場合には、電動モータ１７の効率が最大となるトルク（Ｔ_h ）で、クラッチの切断状態を保持する事が可能になる。これにより、クラッチ切断位置での電動モータ１７の負荷トルクを低減できる為、この電動モータ１７としてトルク容量の大きいものを使用しなくても、発熱を抑える事ができる。又、クラッチ制御装置１の小型化や重量低減を図る事ができる。

尚、本例を実施する場合に、電動モータ１７に設定するトルクは、効率が最大となるトルク（Ｔ_h ）に限定されず、例えばモータの出力をより小さくする為に、Ｔ_h よりも小さい値に設定する事もできる。更に、本例の構造と前述した実施の形態の第４例の構造とを組み合わせて、クラッチ制御装置の応答性を高めつつ、且つ、クラッチの切断状態を保持する際の電動モータのトルクを低くする為に、電動モータをＴ_p とＴ_h との中間の値で常時使用できる様に、カムリード（Ｌ）を設定する事もできる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び第４例の場合と同様である。

本発明のクラッチ制御装置は、実施の形態で説明した様なプッシュ式のクラッチ機構に限らず、レリーズ軸受を、ダイヤフラムばねを押圧する力が大きくなる方向に移動させる（図１、２、５、６の左側に移動させる）事で、クラッチを接続し、反対に押圧する力が小さくなる方向に移動させる（図１、２、５、６の右側に移動させる）事で、クラッチの接続を断つ構成を採用しても良い。又、上述した実施の形態の各例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。又、実施の形態の第４例及び第５例では、カム装置を構成する駆動側カムのカムリード（傾斜角度）だけでなく、被駆動側カムのカムリードに就いても、駆動側カムのカムリードと同様に設定する場合に就いて説明したが、被駆動側カムのカムリードに関しては、必ずしも駆動側カムのカムリードと同様に設定する必要はない。

１ クラッチ制御装置
２ フライホイール
３ クラッチディスク
４ クラッチペダル
５ 制御器
６ クラッチ装置
７ クランクシャフト
８ ボルト
９ トランスミッションハウジング
１０ トランスミッション入力軸
１１ 転がり軸受
１２ クラッチカバー
１３ プレッシャプレート
１４ ダイヤフラムばね
１５ 案内筒部
１６、１６ａ カム装置
１７ 電動モータ
１８ 傘歯車減速機
１９、１９ａ レリーズ軸受
２０ 筒部本体
２１ 外向フランジ部
２２、２２ａ 駆動側カム
２３、２３ａ 被駆動側カム
２４ ローラ
２５ 駆動側カム面
２６ スラストニードル軸受
２７ スラストレース
２８ ニードル
２９ 被駆動側カム面
３０ 雌スプライン部
３１ モータ出力軸
３２ａ、３２ｂ かさ歯車
３３、３３ａ 内輪
３４ 外輪
３５ 玉
３６ 押圧部
３７ 支持筒部
３８ ストロークセンサ
３９ ウォーム減速機
４０ ウォーム
４１ ウォームホイール
４２ ウォームホイール歯
４３ａ、４３ｂ シール部材
４４ａ、４４ｂ シール部材

Claims (3)

1. 案内筒部と、カム装置と、電気的駆動源と、レリーズ軸受とを備え、
   このうちの案内筒部は、固定の部分に設けられ、トランスミッション用入力軸の周囲に配置されており、
   前記カム装置は、駆動側カムと被駆動側カムと複数本のローラとを有しており、このうちの駆動側カムは、軸方向側面に円周方向に亙る凹凸面である駆動側カム面を有し、前記案内筒部に対し相対回転可能に且つ軸方向に関して前記被駆動側カムから離れる方向への変位を不能に支持されており、前記被駆動側カムは、前記駆動側カム面に対向する軸方向側面に、円周方向に亙る凹凸面である被駆動側カム面を有し、前記案内筒部に対し相対回転不能に且つ軸方向に関する相対変位を可能に支持されており、前記複数本のローラは、前記駆動側カム面と前記被駆動側カム面との間に挟持されており、
   前記レリーズ軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体とを有しており、これら外輪と内輪とのうちの何れか一方の軌道輪が、前記案内筒部に対し軸方向に関する相対変位を可能に支持されており、他方の軌道輪が、ダイヤフラムばねに当接し、このダイヤフラムばねと共に回転するものであり、
   前記電気的駆動源により前記駆動側カムを前記被駆動側カムに対して相対回転させ、この被駆動側カムを軸方向に並進移動させる事により、前記レリーズ軸受を介して、前記ダイヤフラムばねを軸方向に押圧する、
   クラッチ制御装置。
2. 前記電気的駆動源の回転駆動力を、減速機を介して、前記駆動側カムに伝達する、請求項１に記載したクラッチ制御装置。
3. 前記被駆動側カムと前記一方の軌道輪とが一体的に設けられている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したクラッチ制御装置。

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