JP3627150B2 - モータ車両用クラッチの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、出力素子のトランスミッションを介して作用する電動モータと、トランスミッションを構成する部材の一つに設けた電動モータと並行的に作用する弾性補助装置と、トランスミッションの前記部材に設けた弾性補助装置の作動を制御する機械的補償装置とを備える制御装置に関する。このような制御装置は、モータ車両におけるクラッチの制御に使用され、例えば、フランス国特許公開第2523723号、第2564920号及び第2541793号各公報（対応米国特許第4878396号、第4671400号）に開示されている。
このようなクラッチの脱離操作の制御の間に、電動モータは、トランスミッション及び出力素子を介して、クラッチ脱離操作のような出力動作により、クラッチ・レリーズ・ベアリングを適当に位置決めする。一方、機械的補償装置の制御の下に、弾性補助装置により、クラッチのダイアフラムによる反力に釣り合いを持たせるのに必要な軸方向の力を増大させる。
弾性補助装置により、かなり小さな出力による電動モータにより、所用の要件を満足させるという利点がある。同時に、機械的補償装置は、弾性補助装置をダイアフラムの固有の特性に適合させることが出来るという利点がある。
本発明は、例えばフランス国特許公開第2611615号及び第2614661号各公報に開示されているように、出力素子が油圧アクチュエータである場合に特に関連している。この場合、クラッチの摩擦ディスクの摩擦リニアにおける避けられない摩耗による力と、トランスミッションを介して電動モータが作用するピストンに加わる力を容易に吸収出来るという利点がある。
フランス国特許公開第2611615号及び第2614661号各公報において、トランスミッションは、二つの部材、即ち電動モータの出力軸に回転可能に取り付けられたウォームと、このウォームの接線方向に設けられ、油圧アクチュエータのピストンに作用するスラスト部材がクランクのように取り付けられている歯車とよりなっている。また、機械的補償装置は、弾性補助装置が歯車の一点において作用し、この点は、スラスト部材を取り付けた点と角度方向に互い違いになっている。
このトランスミッションは、一定の減速比を持ち、歯車は不可避的に大径でなくてはならないため、アッセンブリの全体の寸法は大となり、装置における複雑な部分に配置するのが困難になっている。
本発明の目的は、全体の大きさを小さくするとともに、他の利点をも有する制御装置を提供することにある。
本発明による制御装置は、機械的補償装置が、少なくとも一つのローラ列を備え、このローラ列が、油圧アクチュエータの軸と直交する固定軸の回りに回転可能に取り付けられ、固定軸の近傍に２個のローラを備え、第１のローラが、第１プレートと接触し、第１プレートは、トランスミッションの部材に連結され、後退位置と前進位置の二つの位置の間を動くようになっており、第２ローラが、弾性補助装置を支持する第２プレートと接触し、この第２プレートは第１プレートとともに回転可能であり、かつこの第１プレートに対して、軸方向に可動になっていることを特徴としている。
本発明による制御装置は、軸方向とそれと直交する方向の両方において小型化することができる。これは、主要部品、即ち、電動モータ、弾性補助装置を構成するバネ、及び油圧アクチュエータを、同一の軸に取り付けることができるからである。
電動モータと、油圧アクチュエータのピストンの間に設けたトランスミッションは、互いにネジとナットの関係にある２個の部材よりなっている。このこともまた、軸方向とそれと直交する方向の両方において、小型化が可能となっているもう一つの要因である。また、トランスミッションにローラを使用することによって、摩擦力を減少させうるので、出力には有利である。さらに、部品の数を減少させるという利点もある。
制御装置における機械的部分と油圧部分を分離してあることに伴う利点もある。即ち、本発明による制御装置は、電動モータと、トランスミッションと、弾性補償装置と、機械的補償装置とよりなる機械的サブアッセンブリと、この機械的サブアッセンブリに連結され、かつ油圧アクチュエータを備える油圧サブアッセンブリとを備えている。
油圧アクチュエータの本体が、機械的サブアッセンブリと軸方向に連結されているので、軸方向の長さを減少させるという利点があり、かつ本体は、機械的補償装置の第１プレートのための円筒形案内面を有しているため、機械の作動条件は良好となっている。
変形例として、第１プレートを、杆により案内させてもよい。
本発明の特徴と利点を、添付図面及び実施例に基づく以下の説明より明らかにする。
図１は、本発明による制御装置の部分断面図、
図２は、図１において矢印IIより見た端面図、
図３は、図１において矢印IIIより見た端面図、
図４は、図１におけるIVの部分を拡大した図で、本発明による制御装置の機械的補償装置の第１プレートの最初の後退位置の図、
図５は、図４と類似する図で、最初の後退位置と最終的な前進位置の間における第１プレートの中間位置を示し、
図６は、図４と図５と類似する図で、第１プレートの最終前進位置を示し、
図７は、本発明による制御装置に使用される機械的補償装置の効果を示すグラフ、
図８は、本発明による制御装置の横断面図である。
図面に示すように、本発明による制御装置は、油圧アクチュエータ14のピストン13に設けたトランスミッション12を介して作用する電動モータ11と、弾性補助装置15と機械的補償装置17とを備えている。
この実施例では、トランスミッション12は、機械的構造のものである。油圧アクチュエータ14は、全体として、アッセンブリのための出力素子を構成している。弾性補助装置15は、後述するように、トランスミッション12を構成する部材の一つ16に設けた電動モータ11と並行的に作用するようになっている。この補償装置は、部材16に設けた弾性補助装置15の作用を制御している。
実施例において、本発明による制御装置10は、第１に、電動モータ11、トランスミッション12、弾性補助装置15、及び機械的補償装置17を備える機械的サブアッセンブリ10A、並びに第２に、この実施例においては、２本のボルト18により、機械的サブアッセンブリ10Aに取り付けられ、油圧アクチュエータ14を備える油圧サブアッセンブリ10Bよりなっている。
機械的サブアッセンブリ10Aは、平行六面体の形状のケーシング20と、トランスミッション12、弾性補助装置15及び機械的補償装置17を有する本体21とを備え、ボルト23により、本体21に固定された、ケーシング20のカバープレート22は、電動モータ11のケーシングを外側から支えている。本実施例では、カバープレート22は電動モータがは、ケーシング20と一体化されている。
実施例においては、油圧サブアッセンブリ10Bは、ケーシング20の同一の側、即ち本体21の基部26と同一の側に設けられている。
この実施例においては、油圧モータ14の本体27は、孔28を介して、少なくとも部分的に機械的サブアッセンブリ10A内に軸方向に係合されている。孔28、基部26の中央において、ケーシング20の本体21の基部26に設けられている。
油圧アクチュエータ14の本体27は、フランジ29によって、ケーシング20の本体21の基部26に当接し、フランジ29へ挿入したボルト18によって止められている。フランジ29は、長手方向と直交する方向に延びている。電動モータ11には、接続端子30より電力が供給される。
この実施例において、電動モータ11の軸31は、ケーシング20のカバープレート22の中央の孔33の中に、玉軸受32を介して設けられている。軸31は、油圧モータ14の軸A1に沿って、ピストン13が変位する方向に延びている。
トランスミッション12は、互いにネジとナットの関係にある２個の部材を備えている。即ち、第１に溝付きロッド34が、電動モータ11の軸31に対して、軸方向に延び、回転しうるように取り付けられている。例えば、ロッド34を軸31と一体化してもよい。第２に、溝付きスリーブ16が、溝付きロッド34と係合している。スリーブ16には、後述するように、弾性補助装置15が作用するようになっている。
スリーブ16とロッド34の間に間隙を作らないために、スリーブ16には、長手方向の１個以上のスロット35が設けられている。スリーブ16は、長手方向の少なくとも一部において、予め圧縮力を付与された外部ねじりばね36により囲まれている。
本発明によれば、機械的圧縮装置17は、軸A2の回りに回転するように取り付けられた少なくとも一つのローラ列37を備えている。軸A2は、ケーシング20に固定されており、かつ油圧アクチュエータ14の軸A1に対して直交している。ローラ列37は、固定軸A2から離隔された少なくとも２個のローラ38A,38Bよりなっている。即ち、第１ローラ38Aは、第１プレート39Aと当接し、トランスミッション12のスリーブ16に対して、軸方向の２つの位置の間を可動なように取り付けられている。この２つの位置のうちの一つは、図１と図４に示す後退位置であり、他の一つは、図６に示す前進位置である。第２ローラ38Bは、弾性補助装置15を支持する第２プレート38Bと当接し、第１プレート39Aに、軸方向に移動しうるようにして取り付けられている。
この実施例においては、固定軸A2は、ケーシング20の本体21に回転するように取り付けられたスピンドル49の軸である。
２枚のプレート39A,39Bは、油圧モータ14の軸A1に対して、直交する方向を向く共通の軸を有している。第１プレート39Aは、ケーシング20の本体21の基部26と同じ側に設けられ、第２プレート39Bは、ケーシング20のカバープレート22と同じ側に設けられている。
第１プレート39Aは、円筒部材40の端部において、カラー部を形成し、トランスミッション12の溝付きスリーブ16は、カラー部41を介して、円筒部材43の基部42に当接し、ネジ43により基部42に固定されている。
このようにして第１プレート39Aは、トランスミッション12のスリーブ16に、軸方向に移動可能として、かつ回転可能として取り付けられている。
第２プレート39Bを軸方向に案内し、回転させるために、溝付きカップリング44が、円筒部材40と、トランスミッション12の溝付きスリーブ16の間に設けられている。円筒部材40は、油圧アクチュエータ14の本体27の外径よりもわずかに大きな内径を有し、本体27がその中に挿入されるようになっている。かくして、図１から図６に示すように、わずかの隙間とともに、油圧アクチュエータ14の本体27は、第１プレート39Aの外側円筒案内面45を定めている。
円筒部材40の基部42は、軸方向の突出部材46を備えており、これにより、トランスミッション12のスリーブ16及び電動モータ11が、油圧アクチュエータ14のピストン13に作用するようになっている。突出部材46は、溝付きロッド34を挿入するための盲孔47を備えている。これにより、装置全体の軸方向の寸法は小となっている。
突出部材46と油圧アクチュエータ14のピストン13が、互いに軸方向に接している面は球面であり、電動モータ11の軸A3と油圧アクチュエータ14の軸A1の間の傾きを調節するようになっている。
弾性補助装置15はコイルバネ48よりなり、油圧アクチュエータ14と同軸となっている。コイルバネ48は、トランスミッション12の溝付きスリーブ16を囲んでいる。コイルバネ48は、ケーシング20のカバープレート22と係合し、機械的補償装置17の第２プレート39Bを支持している。
機械的補償装置17は、油圧アクチュエータ14の軸A1を中心として両側に対向して位置する２列のローラ37を有し、各列は互いに対称である。各ローラ列37は、それぞれ２枚のプレート39A,39Bに作用するようになっている。
ローラ列37の内の２個のローラ38A,38Bは、２枚の側板50の間に、固定軸A2と平行な軸の回りに回転可能なように取り付けられている。ローラ38A,38Bは、油圧モータ14の直径面と接している。２個のローラ38A,38Bは、固定軸A2とによって三角形を形成するように配置されている。
図１と図４に示す、第１プレート39Aの後退位置において、第２プレート39Bと接するローラ38Bと固定軸A2とを結ぶ線は、油圧モータ14の軸A1と平行になっている。ローラ37は、固定軸A2と離隔する斜面50を有し、この斜面50は、後退位置と前進位置の間で、第１プレート39Aと係合したり、離脱したりするようになっている。
図１と図４に示す後退位置において、第１プレート39Aは、予め圧縮力を付与された板バネ52により、斜面51と接している。板バネ52は、第２プレート39Bと反対側において、第１プレート39Aにリベット53により止められている。
バネ52の游端には、湾曲部54が設けられ、それにより、第１プレート39Aの先端55に、嵌入するようになっている。ローラ列37の斜面51は側板50により定められ、かつ固定軸A2を有する側板50に形成された突部56の一部である。
ケーシング20の本体21の基部26は、その内面で、弾性材料からなるリング57を支持している。リング57は、油圧アクチュエータ14の本体27を囲んでおり、それにより、図６の前進位置において、第１プレート29Aと当接して、その動きを止めている。
油圧モータ14のピストン13は、油圧アクチュエータ14の本体27に設けた戻しばね58により作動するようになっている。戻しばね58は、本体27を機械的サブアッセンブリ10Aの突出部材46の方向へ付勢している。ピストン13を保持するために、機械的サブアッセンブリ10Aと油圧サブアッセンブリ10Bと連結するに先だって、弾性リング59が油圧アクチュエータ14の本体27の口部に設けられている。
油圧アクチュエータ14の本体27は、制御されるべきクラッチに接続するための管61と、孔60を介して連結されている。油圧アクチュエータ14特に本体27は、電動弁63の制御下にある。この電動弁63は、電圧が印加された時、即ち電気的に付勢された時に閉じる。これは、機械的補償装置17の第１プレート39A及び第２プレート39Bにおいても同様である。
戻しばね58の付勢により、油圧アクチュエータ14のピストン13は、後退位置において、機械的サブアッセンブリ10Aの突出部材46に当接する。次に、油圧アクチュエータ14の本体内の圧力は相当に低くなる。
上述したように、ローラ列37は、機械的補償装置17の第１プレート39Aに突部56により係止され、その時ローラ38Bは、固定軸と同じ高さになっている。
ＲBは、油圧アクチュエータ14の軸A1からローラ38Bまでの半径を示す。ローラ列37のローラ38Aは、R_Bよりも小さな半径R_A上にある。
第２プレート39B、ローラ列37、第１プレート39A及び円筒部材40を介して、反力は、トランスミッション12の溝付きスリーブ16により、弾性補助装置15を構成するバネ48に加えられる。溝付きスリーブ16は、電動弁11の制御の下に、溝付きロッド34により、軸方向に位置決めをされている。バネ48は、その時、実際的な意味を持たなくなる。
クラッチの脱離を制御する際、適切な電力が与えられた電動モータ11は、トランスミッション12のスリーブ16を、ねじ送り作用により、図１と図４の後退位置から図６の前進位置まで変位させる。
第２プレート39B、ローラ列37、第１プレート39A及び円筒部材40を介して、弾性補助装置15のコイルバネ48は、トランスミッション12のスリーブ16を軸方向に変位させ、同時に、スリーブ16に軸方向の補助力F'を付与する。
この力F'は、トランスミッション12を介して、電動モータ11による軸方向の力と平行であり、油圧アクチュエータ14のピストン13に同時的な軸方向の力を与え、油圧アクチュエータ14の本体27内の圧力を上昇させる。
しかし、機械的補助装置17のために、この軸方向の補助力F1は、コイルバネ48による軸方向の力Ｆと、次の式のような関係にある。ここで、機械的補償装置17のローラ列37のローラ38B,38Aの間の半径方向の長さの相違による相乗的係数を含んでいる。

第１プレート39Aの軸方向の変位の始めから、斜面51における第１プレート39Aの作用により、バネ52により補強され、図４の矢印F'で示すように、ローラ列37は固定軸A2の回りに回動するようになる。それにより、ローラ列37のローラ38Bを油圧アクチュエータ14の軸A1により近づけるようになる。
これは、第２プレート38Bと第１プレート39Aの間の間隙を同時に軸方向に相対的に増大させることにより釣り合いが保たれる。そこで、R_Bは減少し、R_Aはほぼ一定である。
図７において、トランスミッション12のスリーブ16の軸方向の変位Ｄは、横座標に示され、スリーブ16の高さにおいてコイルバネ48により増大させられた軸方向の補助力F1は、縦座標に示されている。
最初に増加する軸方向の補助力F'を示す曲線は、減少する前に、図５のローラ列37の一つに示すように、油圧アクチュエータ14の軸A1と平行なローラ列37のローラ38A,38Bの配置と対応する最大値を通過するようになる。
この曲線は、クラッチダイアグラムの特性曲線と同一の形になる。そこで、どんな時にも、油圧アクチュエータ14の本体27内の圧力を、このような圧力に最良の状態で適合させるようにする。
クラッチの再係合の制御操作の間に、適切に電力を供給された電動モータ11は、トランスミッション12のスリーブ16を最初の後退位置に復帰させる。それにより、同時に油圧アクチュエータ14のピストン13を収縮させる。
どんな故障の時でも、クラッチの再係合は必ず可能である。この時、もはや電気的に付勢されていない電動弁63は開く。電動弁63は、油圧アクチュエータ14への供給により、摩耗を防ぐことが出来る。
図８の変形例においては、第１プレート39Aは、杆65により案内されている。杆65は、油圧アクチュエータ14の軸A1に配置され、ケーシング20の本体21に固定されている。第１プレート39Aは、ローラ列37と協働するアーム66を有し、間隔スリーブ67は、側板50同士の間に配置されている。ローラ列37の一つは、ケーシング20の本体21の外側に取り付けられた電位差計68を制御し、位置を記録している。
この例において、電位差計68のカーソル（図示せず）が、アーム70のアーム69に取り付けられている。アーム70は、ローラ列37の固定軸A2を定める軸49に取り付けられている。この軸49は、この目的のために十分に長く作られている。案内機能の他に、杆65は、第１プレート39Aの回転を防止するようになっている。他の装置を、回転を防止するために設けられていてもよい。例えば、第１プレート39Aと、ケーシング20の本体21の間に、舌部、ボルト、ほぞ穴のようなカップリングを設けてもよい。油圧アクチュエータ14の本体27に取り付けたスプラインカップリングであってもよい。
本発明は、上記のような実施例に限定されるものではなく、幾多の変形及び修正が可能である。

Claims (12)

1. トランスミッション12を介して、出力素子を構成する油圧アクチュエータ14のピストン13に作用する電動モータ11と、トランスミッション12を構成する部材のひとつ16に対して、電動モータ11と並行的に作用する弾性補助装置15と、部材16の弾性補助装置15の作用を制御する機械的補償装置17とを備える制御装置において、
   機械的補償装置17が、少なくとも一つのローラ列37を備え、このローラ列37が、油圧アクチュエータ14の軸A1と直交する固定軸A2の回りに回転可能に取り付けられ、固定軸A2の近傍に２個のローラ38A,38Bを備え、第１のローラ38Aが、第１プレート39Aと接触し、第１プレート39Aが、トランスミッション12の部材16に連結され、後退位置と前進位置の二つの位置の間を動くようになっており、第２ローラ38Bが、弾性補助装置15を支持する第２プレート39Bと接触し、この第２プレート39Bは第１プレート39Aとともに回転可能であり、かつこの第１プレート39Aに対して、軸方向に可動となっていることを特徴とする制御装置。
2. ローラ列37が、固定軸A2から離隔する斜面51を備え、この斜面51が、後退位置と前進位置の間で、第１プレート39Aの通路となっている請求項１の制御装置。
3. 後退位置において、第１プレート39Aが、予め圧縮されたバネ52を介して、ローラ列37の斜面51と当接している請求項１の制御装置。
4. 第１プレート39Aの後退位置において、第２プレート39Bと接触するローラ38Bと固定軸A2を結ぶ線が、油圧アクチュエータ14の軸A1と平行になっている請求項１の制御装置。
5. 電動モータ11の軸31が、油圧アクチュエータ14の軸A1に沿って延びている請求項１の制御装置。
6. トランスミッション12が、互いにネジとナットの関係にある２個の部材、即ち、電動モータ11の軸31に固定された溝付きロッド34と、このロッド34と嵌合し、部材16を構成する溝付きスリーブよりなっている請求項５の制御装置。
7. 弾性補助装置15が、油圧アクチュエータ14と同軸をなすコイルバネ48よりなっている請求項６の制御装置。
8. 弾性補助装置15のバネ48が、トランスミッション12の部材16を構成する溝付きスリーブの回りに延びている請求項７の制御装置。
9. 電動モータ11と、トランスミッション12と、弾性補助装置15と、機械的補償装置17とよりなる機械的サブアッセンブリ、並びにこのサブアッセンブリ10Aに取り付けられ、油圧アクチュエータ14を備える油圧サブアッセンブリとを備える請求項１の制御装置。
10. 油圧アクチュエータ14の本体27が、機械的サブアッセンブリ10Aと、少なくとも部分的に軸方向に係合している請求項９の制御装置。
11. ローラ列37の一つが、電位差計を制御している請求項１の制御装置。
12. 油圧アクチュエータ14が、電気的に付勢された時に閉じる電動弁63の制御の下にある請求項１の制御装置。

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