JP4517702B2 - Clutch actuator - Google Patents
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Description
本発明は、クラッチ用アクチュエータに関し、特にモータ小型化のためにアシストスプリングを備えたアクチュエータの、アシストスプリングの支持構造に関連する。 The present invention relates to an actuator for a clutch, and particularly relates to a support structure for an assist spring of an actuator provided with an assist spring for miniaturizing a motor.
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、運転者の意志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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a system is known in which an actuator is attached to an existing manual transmission and a series of shift operations (clutch connection / disconnection, gear shift, selection) are automatically performed according to the driver's will or the vehicle state.
こうしたシステムにおいて、クラッチの断接、半接を行うアクチュエータは、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、電動モータなどの駆動力源と出力ロッドを備えている。このようなアクチュエータは、特開2003−287087号公報に開示されるように、電動モータ及びアクチュエータ全体の小型化のため、ウォーム歯車を用いて減速を行うとともにアシストスプリングと呼ばれるウォーム歯車の回転をアシストし、出力ロッドのストロークを助勢する機構を備えている。 In such a system, an actuator that engages and disengages the clutch is provided with a driving force source such as an electric motor and an output rod in order to change the posture of a diaphragm spring or the like of the clutch. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-287087, such an actuator is used to reduce the speed of the electric motor and the actuator as a whole and decelerate using the worm gear and assist the rotation of the worm gear called an assist spring. And a mechanism for assisting the stroke of the output rod.
近年、このような自動クラッチシステムは、より大きなダイヤフラムスプリングの容量を必要とする高容量エンジンを搭載する車両への適用が拡大しており、これに伴いアシストスプリングも大荷重化が要求されつつある。
一般的に、特許文献1に開示されるようにアシストスプリングは、一端を金属のハウジングに一体に凸設された突起によって支持されている。突起は、ウォームホイールギヤの回転に伴って回動するアシストスプリングを滑らかに支持しなければならないため、突起の先端は所定の曲面であると共に高精度の寸法管理が要求される。また、金属で形成されるハウジングに一体に突起を形成することは、切削加工による仕上げ加工も困難であることから、高度な一体鋳造技術が必要であり、高コストであった。この問題を解決するために、出願人らはアシストスプリングの支持部をピンで成形し、低コスト化および滑らかな曲面の精度管理を実現している(特願2003−095150号)。しかしながら、支持部はハウジングに設けられた穴にピンを嵌入することによって構成されるため、製造時にピンにグリスや潤滑油を塗布して穴に挿入すると、穴の中に空気が密封され、ピンが浮上してしまい精度良くピンの位置が決まらないためピン挿入時の作業性の低下の問題があった。また、アクチュエータの使用環境によっては、温度上昇により密封された空気が膨張しピンが浮上して、他の部品との干渉により不安定になりアシストスプリングが滑らかに作動しない懸念があった。 In general, as disclosed in Patent Document 1, the assist spring is supported at one end by a protrusion integrally formed on a metal housing. Since the protrusion must smoothly support the assist spring that rotates with the rotation of the worm wheel gear, the tip of the protrusion is a predetermined curved surface and requires highly accurate dimensional control. In addition, forming the protrusions integrally on the housing made of metal is difficult to finish by cutting, and therefore requires an advanced integral casting technique and is expensive. In order to solve this problem, the applicants have formed the support portion of the assist spring with a pin to achieve cost reduction and smooth curved surface accuracy control (Japanese Patent Application No. 2003-095150). However, since the support part is configured by inserting a pin into a hole provided in the housing, when grease or lubricating oil is applied to the pin and inserted into the hole at the time of manufacture, air is sealed in the hole, and the pin As a result, the position of the pin cannot be determined with high accuracy, and there is a problem in that workability at the time of inserting the pin is lowered. Further, depending on the operating environment of the actuator, there is a concern that the sealed air expands due to a temperature rise and the pin rises, becomes unstable due to interference with other components, and the assist spring does not operate smoothly.
よって、本発明は上記の問題点を解決するために成されたものであり、クラッチ用アクチュエータにおいて、ピンの挿入を容易にするとともにアシストスプリングの滑らかな動きを保証するアシストスプリングの支持構造を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a support structure for an assist spring that facilitates insertion of a pin and ensures smooth movement of the assist spring in a clutch actuator. The task is to do.
上記の課題を解決するために請求項1において講じた技術的手段は、動力源と、動力源により回転駆動される回転体と、回転体に駆動連結され、回転体の回転に伴う移動により、クラッチの断接、半接合操作を行う出力ロッドと、一端がハウジングに設けられた穴に嵌入されたピンによって前記ハウジングに支持され、他端が前記回転体に支持され、前記回転体の回転を助勢するアシストスプリングと、を備えるクラッチ用アクチュエータにおいて、前記回転体の回転に伴う前記アシストスプリングの復元力が作用する方向の範囲外の前記ハウジングに設けられ、前記ピンに略平行に形成されるとともに前記ハウジングの内側に連通する溝状のエア抜き部が、前記穴と連通するように設けられたクラッチ用アクチュエータとしたことである。 In order to solve the above-mentioned problem, the technical means taken in claim 1 includes a power source, a rotating body that is rotationally driven by the power source, and a driving body connected to the rotating body. disengaging the clutch, and the output rod performs hemizygous operation, one end of which is supported by the housing by a pin which is fitted into a hole provided in the housing, the other end is supported on the rotary member, the rotation of the rotating body an assist spring for assisting, in the clutch actuator comprising, the restoring force of the assist spring associated with the rotation of the rotating body is provided in the housing outside the direction acting, while being substantially parallel to said pin A groove-like air vent portion communicating with the inside of the housing is a clutch actuator provided so as to communicate with the hole .
上記の課題を解決するために請求項2において講じた技術的手段は、前記穴は、前記穴の一部が前記ハウジングの側面部に達しており、前記ピンは前記穴および前記ハウジングの側面部に嵌入されることである。
In order to solve the above-mentioned problem, the technical means taken in
請求項1に記載の技術的手段によれば、アシストスプリングの支持部を形成するピンを、ハウジングに設けられた穴に挿入する際に、穴内に密封される空気がエア抜き部(溝)から開放されるため、ピンが安定して穴内に挿入されて滑らかな動きを保証する確実なアシストスプリングの支持構造が提供できる。 According to the technical means of claim 1, when the pin forming the support portion of the assist spring is inserted into the hole provided in the housing, the air sealed in the hole is removed from the air vent (groove). Since the pin is released, it is possible to provide a reliable assist spring support structure in which the pin is stably inserted into the hole to ensure smooth movement.
また、エア抜き部(溝)は回転体の回転に伴うアシストスプリングの復元力が作用するハウジングの範囲外に設定されるので、ハウジングの強度が低下せず、荷重の大きいアシストスプリングを適用できる。 Further , since the air vent portion (groove) is set outside the range of the housing where the restoring force of the assist spring acts as the rotating body rotates, the assist spring having a large load can be applied without reducing the strength of the housing.
請求項2に記載の技術的手段によれば、アシストスプリングを支持するピンが挿入される穴は、穴の一部がハウジングの側面部に達しているため、ピンは穴に挿入されるとともに、ハウジングの側面部に支持されるため、より荷重の大きいアシストスプリングを適用できる。
According to the technical means of
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。図1は、本実施形態が適用されるクラッチ装置を示す概略断面図である。このクラッチ装置は、エンジンと変速機との間に配設される摩擦クラッチ20と、同摩擦クラッチ20を操作するアクチュエータ30とを含んで構成されている。そして、図示しない制御装置によりこのアクチュエータ30が駆動制御されることで摩擦クラッチ20の係合状態が制御されるるようになっている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a clutch device to which the present embodiment is applied. The clutch device includes a
摩擦クラッチ20は、フライホイール21、クラッチカバー22、クラッチディスク23、プレッシャプレート24、ダイヤフラムスプリング25、レリーズベアリング26、レリーズフォーク27、変速機ケース11aに固定されたピボット支持部材28を主たる構成要素として備えている。尚、プレッシャプレート24及びダイヤフラムスプリング25等はクラッチカバー22に一体的に組み付けられるため、これらをクラッチカバーアッセンブリと称することがある。
The
フライホイール21は、鋳鉄製の円板であり、エンジンのクランクシャフト10aにボルト固定されていて、同クランクシャフト10aと一体的に回転するようになっている。
The
クラッチカバー22は、略円筒形状であって、円筒部22aと、円筒部22aの内周側に形成されたフランジ部22bと、円筒部22aの内周縁に周方向に等間隔で形成された複数の支点形成部22cとを含んでいる。そして、クラッチカバー22は円筒部22aの外周部にてフライホイール21にボルト固定されて同フライホイール21と一体的に回転するようになっている。
The
クラッチディスク23は、エンジンの動力を変速機に伝達する摩擦板であって、フライホイール21とプレッシャプレート24との間に配設され、中央部にて変速機の入力軸とスプライン連結されることにより軸方向に移動できるようになっている。また、クラッチディスク23の外周部の両面には、摩擦材からなるクラッチフェーシング23a、23bがリベットにより張り付け固定されている。
The
プレッシャプレート24は、クラッチディスク23をフライホイール21側に押圧してフライホイール21との間に挟み込み、クラッチディスク23をフライホイール21と摩擦係合させて一体的に回転させるものである。このプレッシャプレート24は、クラッチカバー22の回転に伴って回転するように、ストラップ24aにより同クラッチカバー22と連結されている。
The
ストラップ24aは、積層された複数枚の薄い板ばね材から構成されていて、図2にも示したように、その一端がリベットR1によりクラッチカバー22の外周部に固定されるとともに、その他端がリベットR2によりプレッシャプレート24の外周部に設けられた突起部に固定されている。これにより、ストラップ24aは、プレッシャプレート24がフライホイール21から離間し得るように、同プレッシャプレート24に対して軸方向の付勢力を付与している。
The
図2にも示したように、ダイヤフラムスプリング25は、クラッチカバー22の円筒部22aの内周に沿って放射状に配置された複数(12本)の弾発性の板材(以下、レバー部材25aと称する。)から構成されている。図1に示したように、各レバー部材25aは、クラッチカバー22の支点形成部22cに、各レバー部材25aの軸方向両側に配置された一対のリング状の支点部材25b、25cを介して挟持されている。これにより、レバー部材25aは、クラッチカバー22に対し支点部材25b、25cを支点としたピボット運動をすることができるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
レリーズベアリング26は、変速機の入力軸の外周を包囲するように変速機ケース11aに支持された支持スリーブ11bに対し摺動可能に支持されている。そして、レリーズベアリング26は、レバー部材25aの内端部(ダイヤフラムスプリング25の中央部)をフライホイール21側に押動するための力点部26aを構成している。
The release bearing 26 is slidably supported by a
レリーズフォーク27は、アクチュエータ30の作動に応じてレリーズベアリング26を軸方向に摺動させるためのものである。このレリーズフォーク27は、一端がレリーズベアリング26と当接し、他端がアクチュエータ30の出力ロッド31の先端の押当部と当接部27aにて当接している。また、レリーズフォーク27は、変速機ケース11aに固定されたスプリング27cによりピボット支持部材28に組みつけられていて、同レリーズフォーク27の略中央部27bにて同ピボット支持部材28を支点として揺動するようになっている。
The
次に、上記出力ロッド31を進退移動させてクラッチディスク23の係合状態を変化させるための力をダイヤフラムスプリング25に付与するアクチュエータ30について図3〜図7に基づき説明する。なお、図3は、アクチュエータ30を示す正面図であり、図4及び図5は、それぞれ図3の4−4線及び図4の5−5線に沿った断面図である。図6は、図3の点線6で示した本発明の要部の拡大図を示す図である。図7は、図6に示した7−7線に沿った断面図である。図8は、図7に示した8−8線に沿った断面図である。
Next, an
図3、図4に詳細を示すように、このアクチュエータ30は、直流駆動の動力源としての電動モータ32を備えている。また、支持部38dを形成するハウジング33およびピン60と、電動モータ32により回転駆動される回転軸34と、回転軸34に噛合連結された回転体としてのウォームホイール35と、従動回転体としてのサブホイール50と、コイルばね状のアシストスプリング36と、ハウジングカバー37とを備えている。
As shown in detail in FIGS. 3 and 4, the
電動モータ32は、図示しない制御装置からの給電により回転軸34を正逆両方向に回転駆動する。ハウジング33は車両の適宜箇所に固定されており、上記電動モータ32を支持する。このハウジング33は有底の収容部38を有しており、この収容部38を形成する側壁38aの一側からは、上記回転軸34が図3において左方向から嵌入されている。そして、この回転軸34の基端側(図5の左側)及び先端側(図5の右側)はそれぞれハウジング33に軸支されている。回転軸34の軸線方向略中間部には、ウォーム部34aが形成されている。
The
また、図4に併せ示すように、この収容部38の底壁38bには、略有底円筒状の軸受部38cが形成されており、ウォームホイール35が軸支されている。詳述すると、ウォームホイール35は略扇状のホイール部35aと、ホイール部35aの中心部を貫通する連結部材として軸部35bとを有している。ウォームホイール35は、軸部35bの一側(図4の左側)がブッシュを介して軸受部38cに挿通されることで収容部38(底壁38b)に軸支されている。尚、ホイール部35aの外周面には、前記回転軸34のウォーム部34aと噛合するギヤ部が形成されている。従って、回転軸34が回転駆動すると、ウォームホイール35はこれに連動して回転する。
Further, as shown in FIG. 4, a substantially bottomed cylindrical bearing portion 38 c is formed on the
一方、ハウジングカバー37も、ハウジング33と同様に有底の収容部51を有しており、この収容部51を形成する側壁51aの一側からは、上記出力ロッド31が図3において左方向に突出している。さらに、この収容部51の底壁51bには、軸受部51cが形成されており、ウォームホイール35の軸部35bの他側(図4の右側)がブッシュを介して軸受部51cに挿通されることで収容部51(底壁51b)に軸支されている。尚、ウォームホイール35の軸部35bはサブホイール50の中心部を貫通しており、ウォームホイール35とサブホイール50は軸部35bと共に一体に構成されている。
On the other hand, the
図3においてサブホイール50の回動中心に対し上側となる外周部には、その軸方向と略平行に一側(図4の右側)に伸びる略円柱状のロッド支持ピン50dが固着されている。一方、上記収容部51の側壁51aの一側からは、ロッド支持ピン50dに対応して前記出力ロッド31が図3において左方向に突出している。ロッド支持ピン50dは、出力ロッド31の基端部(レリーズフォーク)27と当接している先端部と反対側の端部)が挿通されることでこれを回動可能に支持する。従って、出力ロッド31は、サブホイール50と収容部51の底壁51bとの間に形成される空間を利用してサブホイール50を介し、ウォームホイール35に連結されている。そして、ウォームホイール35が回転すると、ロッド31はハウジング33に対して進退移動をする。例えば、ウォームホイール35が図3において時計回転方向に回転すると、ロッド31はそのストロークを低減させる(クラッチストロークは増加)ように右方向に移動する。一方、ウォームホイール35が図3において反時計回転方向に回転すると、ロッド31はそのストロークを増大させるように左方向に移動する。尚、ウォームホイール35の回動範囲は、その回転方向に対応してクラッチストロークの増減が一義的に決まるように設定されている。
In FIG. 3, a substantially cylindrical
また、図3中、ウォームホイール35の回動中心に対し上側となる外周部において、ウォームホイール35とサブホイール50の間に、その軸方向と略平行に伸びる略円柱状の支持部材としての支持ピン35eが固着され両端支持されている。一方、上記収容部38の側壁38aの一側(図3の上側)には、支持ピン35eに対応して内側に突出する支持部38dがハウジング33に設けられた穴61に嵌るピン60により形成されている。そして、基本的にこれら支持ピン35e及び支持部38dに係止される態様で前記アシストスプリング36が支持されている。
Further, in FIG. 3, a support as a substantially cylindrical support member that extends between the
上記支持ピン35e側には支持台41が設けられている。この支持台41は、上記支持ピン35eに対応して中央部が凹設された台座部41aを有しており、同台座部41aにおいて支持ピン35eに対し揺動可能に係止されている。また、支持台41は、台座部41aから支持ピン35eと反対側に突設された位置決め部としての位置決めピン41bを有している。この位置決めピン41bは、アシストスプリング36の内径と略同等の外径を有しており、アシストスプリング36の一端の位置決めを行う。
A
一方、支持部38d側にも同様の支持台42が設けられている。この支持台42は、円筒形をしているとともに、上記支持部38dに対応して中央部が凹設された台座部42aを有しており同台座部42aにおいて支持部38dに対し揺動可能に係止されている。また、支持台42は、台座部42aから支持部38dと反対側に突設された位置決め部としての位置決めピン42bを有している。この位置決めピン42bも、アシストスプリング36の内径と略同等の外径を有しており、アシストスプリング36の他端の位置決めを行う。
On the other hand, a
そして、アシストスプリング36は、これら位置決めピン41b、42bが挿通された状態で支持台41、42間に支持されている。このようにして、アシストスプリング36は、ウォームホイール35のホイール部35aとサブホイール50の間に形成される空間を利用して収容・支持されている。そして、ウォームホイール35が回転すると、支持台41を介して支持ピン35eに一端が支持されたアシストスプリング36はこれに連動して移動する。
The
ここで、図6、図7により支持部38dの構成を詳述する。ハウジング33には、ピン60が挿入されるための穴61が設けられており、穴61の一部はハウジング33の内部の側面部62に及ぶ。ピン60は、直径10ミクロン以下のスキマを介して、この穴61および側面部62に嵌合し、回転可能に軸支される。エア抜き部である溝63は、ピン60の軸方向に略平行に形成され、穴61とハウジング33の内部を連通させる。ピン60をハウジング33に組付ける際、ピン60とそれに塗布されるグリスにより穴61は密閉されるが、エア抜き溝63から密閉されたエアが逃がされ、エアの圧縮の反作用によるピン60の浮き上がりが防止される。次に、エア抜き溝63が設けられる位置について説明する。図3に示される範囲Rは、ウォームホイール35の回転に伴ってアシストスプリング36が回動した際にアシストスプリング36の復元力F(矢印F)が作用する方向の変化範囲である。つまり、範囲Rで示された箇所に復元力Fが作用しうるためエア抜き溝63はこの範囲R外に設けられる。これにより、支持部38dの実用的な強度を低減させることなくエア抜き溝63は形成され、たとえば、アシストスプリング36のより大きなバネ荷重のものも適用可能とできる。また、エア抜き溝63は、範囲R外で支持台42側(図6で穴61の下側の範囲)に設けることが可能であるが、支持台42の端面部42cを軸方から見た形状が図9に示すように矩形である場合には、アシストスプリング36の回転に応じて支持台42が回転した際に、端面部42cがエア抜き穴63の入り口部に干渉し、アシストスプリング36の滑らかな動きを疎外することが考えられるため、支持台42側の範囲の設置はしない。
Here, the configuration of the
一方、図3と図10に併せ示すように前記底壁38bには、上記ウォームホイール35の回転に連動したアシストスプリング36の移動を規制する停止部材を構成する規制部としての規制壁38eが形成されている。この規制壁38eは、ウォームホイール35が時計方向に所定位置まで回転すると、支持台41(台座部41a)両側の対向する端面41cが当接されることで支持台41に支持されたアシストスプリング36のそれ以上の移動を規制する。また、この規制壁38eの支持ピン35eに対向する位置には、同支持ピン35eの回転軌跡に沿って凹設された停止部材を構成する許容部としてのガイド溝38fが形成されている。従って、規制壁38eによりアシストスプリング36の移動が規制された状態においても、支持ピン35eはガイド溝38fに沿って所定の範囲で移動可能である。そして、アシストスプリング36を支持する支持台41を規制壁38eの位置に残置した状態でウォームホイール35のみが更に回転する。尚、アシストスプリング36は、規制壁38eにより規制されるまでの移動範囲において、支持ピン35eに対応してウォームホイール35の回動中心に対し図3の右上側に配置される。そして、アシストスプリング36は、支持台41、42間に圧縮されて支持されており、ウォームホイール35を図3において時計回転方向に回転させる方向の付勢力を有している。従って、アシストスプリング36は、ウォームホイール35を図3において時計回転方向に回転させるように、すなわちロッド31を右方向に移動させるように(クラッチストロークを増大するように)助勢する。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 10, the
以上の説明のように、ピン60の挿入される穴61にエア抜き穴63を設けたことで、アシストスプリング36を支持する支持部38dが可及的に安定することで、アシストスプリング36の滑らかな回動を保証するアシストスプリング機構を実現でき、電動モータ32に要求される能力が低減されることで、当該電動モータ32やアクチュエータ30自体の小型化を図はかることができる。
As described above, by providing the
20 クラッチとしての摩擦クラッチ
30 アクチュエータ
32 電動モータ
33 ハウジング
35 ウォームホイール(回転体)
35e 支持ピン
36 アシストスプリング
37 ハウジングカバー
38e 規制壁
38f ガイド溝
41、42 支持台
41b、42b 位置決めピン
50 サブホイール(回転体)
60 ピン
61 穴
63 エア抜き部(溝)
20 Friction clutch 30 as clutch 30
60
Claims (2)
前記動力源により回転駆動される回転体と、
前記回転体に駆動連結され、前記回転体の回転に伴う移動により、クラッチの断接、半接合操作を行う出力ロッドと、
一端がハウジングに設けられた穴に嵌入されたピンによって前記ハウジングに支持され、他端が前記回転体に支持され、前記回転体の回転を助勢するアシストスプリングと、を備えるクラッチ用アクチュエータにおいて、
前記回転体の回転に伴う前記アシストスプリングの復元力が作用する方向の範囲外の前記ハウジングに設けられ、前記ピンに略平行に形成されるとともに前記ハウジングの内側に連通する溝状のエア抜き部が、前記穴と連通するように設けられることを特徴とするクラッチ用アクチュエータ。 Power source,
A rotating body that is rotationally driven by the power source;
An output rod that is drivingly connected to the rotating body, and that performs a connection / disconnection operation of the clutch and a semi-joining operation by movement accompanying the rotation of the rotating body;
One end supported on the housing by a pin which is fitted into a hole provided in the housing, the other end is supported on the rotary member, the clutch actuator and a assist spring which assists the rotation of the rotating body,
A groove-like air vent portion provided in the housing outside the range in which the restoring force of the assist spring acts along with the rotation of the rotating body is formed substantially parallel to the pin and communicates with the inside of the housing. Is provided so as to communicate with the hole .
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