JP5461314B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気式アクチュエータにより作動するクラッチ断接部材で複数の摩擦係合要素を相互に係合してトルク伝達を行うクラッチ装置に関する。

ツインクラッチ式の自動変速機の同軸に配置された内側メインシャフトおよび外側メインシャフトにそれぞれ第１クラッチおよび第２クラッチを設け、これら第１、第２クラッチの係合および係合解除を電気式モータよりなるアクチュエータで行うものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００７−１７７９０７号公報

図７は、クラッチの係合容量の制御を油圧シリンダ等の油圧式アクチュエータ０３を用いてフィードバック制御する場合の制御系のブロック図である。電子制御ユニット０１からの指令電流値に基づいてリニアソレノイド０２が油圧式アクチュエータ０３に供給する油圧を制御すると、油圧式アクチュエータ０３が所定の位置に作動して押圧部材０４がクラッチ０５の摩擦係合要素を押圧し、そのクラッチ圧着力でクラッチ０５が所定のクラッチ容量で係合する。このとき、指令電流値、油圧、位置、クラッチ圧着力およびクラッチ容量は何れもリニアな関係にあるため、リニアソレノイド０２が出力する油圧を電子制御ユニット０１にフィードバックすることで、クラッチ容量を精度良く制御することが可能となる。

図８は、上記特許文献１に記載された発明の如く、クラッチ０９の係合容量を電気モータ等の電気式アクチュエータ０７を用いてフィードバック制御する場合の制御系のブロック図である。電子制御ユニット０６からの指令電流値に基づいて電気式アクチュエータ０７に供給する電流値を制御すると、電気式アクチュエータ０７が所定の位置に作動して押圧部材０８がクラッチ０９の摩擦係合要素を押圧し、そのクラッチ圧着力でクラッチ０９が所定のクラッチ容量で係合する。このとき、クラッチ圧着力はクラッチ容量に対してリニアな関係にあるが、電気式アクチュエータ０７の位置（作動量）はクラッチ容量に対してリニアな関係にないため、電気式アクチュエータ０７の位置を電子制御ユニット０６にフィードバックしても、クラッチ容量を精度良く制御することが困難な場合がある。

図９（Ａ）はノーマルクローズ型のクラッチ（アクチュエータの作動時に係合解除するクラッチ）の模式図であって、第１摩擦係合要素０１１および第２摩擦係合要素０１２が相互に係合可能に対峙しており、第１摩擦係合要素０１１が係合用スプリング０１３で第２摩擦係合要素０１２に係合する方向に付勢されることで、クラッチは係合状態にある。この状態から電気式アクチュエータにより作動する押圧部材０１４で係合用スプリング０１３を圧縮しながら第１摩擦係合要素０１１を押圧すると、第１摩擦係合要素０１１が第２摩擦係合要素０１２から離反してクラッチが係合解除する。

図９（Ｂ）は上記ノーマルクローズ型のクラッチの押圧部材０１４のストロークとクラッチ圧着力との関係を示すグラフであり、押圧部材０１４のストロークがゼロからＬ（クラッチタッチポイント）に達するまで、クラッチ圧着力は係合用スプリング０１３の弾発力で決まる一定値であり、押圧部材０１４のストロークがＬに達すると、その瞬間にクラッチ圧着力がゼロへと急激に落ち込んでクラッチが係合解除する。よって、押圧部材０１４の位置を電気式アクチュエータで変化させてクラッチ容量を制御しようとしても、クラッチ圧着力が急変するために精度の高い制御を行うことが困難な場合がある。

図１０（Ａ）はノーマルオープン型のクラッチ（アクチュエータの作動時に係合するクラッチ）の模式図であって、第１摩擦係合要素０１１および第２摩擦係合要素０１２が相互に係合可能に対峙しており、第２摩擦係合要素０１２を第１摩擦係合要素０１１に係合する方向に押圧する押圧部材０１４が、係合解除用スプリング０１５で係合解除方向に付勢されることで、クラッチは係合解除状態にある。この状態から電気式アクチュエータにより作動する押圧部材０１４で係合解除用スプリング０１５を圧縮しながら第２摩擦係合要素０１２を押圧すると、第２摩擦係合要素０１２が第１摩擦係合要素０１１に当接してクラッチが係合する。

図１０（Ｂ）は上記ノーマルオープン型のクラッチの押圧部材０１４のストロークとクラッチ圧着力との関係を示すグラフであり、押圧部材０１４のストロークがゼロからＬ（クラッチタッチポイント）に達するまで、クラッチ圧着力はゼロであるが、押圧部材０１４のストロークがＬに達すると、その瞬間にクラッチ圧着力が急激に立ち上がってクラッチが係合する。よって、押圧部材０１４の位置を電気式アクチュエータで変化させてクラッチ容量を制御しようとしても、クラッチ圧着力が急変するために精度の高い制御を行うことが困難な場合がある。

そこで、クラッチ圧着力がストローク量に対してリニアな関係に近づくようにするために、直接荷重を検出するセンサ（ロードセル）等を用いることが考えられるが、このようにすると設計の煩雑化（構造の複雑化）やコストの増加を招く問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、設計の煩雑化やコストの増加を招くことなく、電気式アクチュエータによりクラッチのトルク伝達容量を精度良く制御できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、相互間の係合によりトルク伝達が可能な複数の摩擦係合要素と、前記摩擦係合要素を係合方向に付勢する係合用弾性部材と、電気式アクチュエータと、前記電気式アクチュエータ及び前記摩擦係合要素間を連動させるクラッチ断接部材とを備え、前記電気式アクチュエータが前記係合用弾性部材の付勢力に抗して前記クラッチ断接部材を作動させて前記摩擦係合要素相互の係合を解除させるようにしたクラッチ装置において、前記クラッチ断接部材と前記複数の摩擦係合要素との間に介在する弾性部材と、前記クラッチ断接部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した前記クラッチ断接部材の位置に基づいて前記電気式アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備え、前記電気式アクチュエータの作動により前記弾性部材のばね定数およびストローク量を乗じた値が前記係合用弾性部材の弾発力を上回ったときに、前記複数の摩擦係合要素の係合が解除されることを特徴とするクラッチ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、相互間の係合によりトルク伝達が可能な複数の摩擦係合要素と、前記摩擦係合要素を係合解除方向に付勢する係合解除用弾性部材と、電気式アクチュエータと、前記電気式アクチュエータ及び前記摩擦係合要素間を連動させるクラッチ断接部材とを備え、前記電気式アクチュエータが前記係合解除用弾性部材の付勢力に抗して前記クラッチ断接部材を作動させて前記摩擦係合要素相互を係合させるようにしたクラッチ装置において、前記複数の摩擦係合要素を付勢して相互に係合解除させる係合解除用弾性部材と、前記クラッチ断接部材と前記複数の摩擦係合要素との間に介在する弾性部材と、前記クラッチ断接部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出した前記クラッチ断接部材の位置に基づいて前記電気式アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備え、前記電気式アクチュエータの作動により前記弾性部材のばね定数およびストローク量を乗じた値が前記係合解除用弾性部材の弾発力を上回ったときに、前記複数の摩擦係合要素が係合することを特徴とするクラッチ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記クラッチ断接部材は複数の部材から成り、その何れか一つの部材の位置を前記位置検出手段で検出することを特徴とするクラッチ装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記一つの部材は前記電気式アクチュエータで作動するカム部材であり、前記制御手段は前記カム部材の位置から前記弾性部材のストローク量を算出することを特徴とするクラッチ装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記一つの部材は前記電気式アクチュエータで作動するカム部材により駆動される押圧部材であり、前記制御手段は前記押圧部材の位置から前記弾性部材のストローク量を算出することを特徴とするクラッチ装置。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記カム部材、前記弾性部材および前記押圧部材が前記クラッチ装置の軸方向に配列されることを特徴とするクラッチ装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記クラッチ断接部材はカム部材であり、前記カム部材および前記弾性部材間に配置されて該カム部材の駆動力を該弾性部材に伝達するカム従動部材を備え、前記カム部材および前記弾性部材は前記クラッチ装置の径方向で重なる位置に配置され、前記カム従動部材は前記クラッチ装置の軸方向端部で該カム従動部材の長手方向が前記軸方向と直交する方向に配置されることを特徴とするクラッチ装置が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項１〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記クラッチ装置は第１クラッチおよび第２クラッチより成り、前記第１、第２クラッチの各々が前記弾性部材および前記位置検出手段を備えることを特徴とするクラッチ装置が提案される。

尚、実施の形態の押圧部材３１，４２，７６およびカム部材３６，４７，８４は本発明のクラッチ断接部材に対応し、実施の形態のプッシュスプリング３４，４５，８１は本発明の弾性部材に対応し、実施の形態の係合用スプリング２９，４０は本発明の係合用弾性部材に対応し、実施の形態の電子制御ユニット６４は本発明の制御手段に対応し、実施の形態の係合解除用スプリング７７は本発明の係合解除用弾性部材に対応し、実施の形態のレバー８６は本発明のカム従動部材に対応し、実施の形態のアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａは本発明の電気式アクチュエータに対応し、実施の形態のクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃは本発明のクラッチ装置に対応する。

請求項１，２の各構成によれば、電気式アクチュエータにより作動するクラッチ断接部材で複数の摩擦係合要素を相互に係合してトルク伝達を行うクラッチ装置が、クラッチ断接部材と複数の摩擦係合要素との間に介在する弾性部材と、クラッチ断接部材の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段で検出したクラッチ断接部材の位置に基づいて電気式アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えるので、クラッチ断接部材の位置（つまり弾性部材のストローク量）とクラッチ装置のトルク伝達容量との間にリニアな関係を持たせることができ、電気式アクチュエータでクラッチ装置のトルク伝達容量を精度良く制御することが可能となる。

更に請求項１の構成によれば、複数の摩擦係合要素を付勢して相互に係合させる係合用弾性部材をさらに備え、電気式アクチュエータの作動により弾性部材のばね定数およびストローク量を乗じた値が係合用弾性部材の弾発力を上回ったときに、複数の摩擦係合要素の係合が解除されるので、いわゆるノーマルクローズ型のクラッチの容量を精度良く制御することが可能となる。

また請求項２の構成によれば、複数の摩擦係合要素は係合解除用弾性部材により付勢されて相互に係合解除し、電気式アクチュエータの作動により弾性部材のばね定数およびストローク量を乗じた値が係合解除用弾性部材の弾発力を上回ったときに、複数の摩擦係合要素が係合するので、いわゆるノーマルオープン型のクラッチの容量を精度良く制御することが可能となる。

また請求項３の構成によれば、クラッチ断接部材は複数の部材から成り、その何れか一つの部材の位置を位置検出手段で検出するので、位置検出手段の設置位置の自由度が増加する。

また請求項４の構成によれば、電気式アクチュエータで作動するカム部材の位置を位置検出手段で検出し、制御手段はカム部材の位置から弾性部材のストローク量を算出するので、ロータリエンコーダのような一般的な位置検出手段を用いてクラッチ容量を精度良く制御することができる。

また請求項５の構成によれば、電気式アクチュエータで作動するカム部材により駆動される押圧部材の位置を位置検出手段で検出し、制御手段は押圧部材の位置から弾性部材のストローク量を算出するので、リニアエンコーダのような一般的な位置検出手段を用いてクラッチ容量を精度良く制御することができる。

また請求項６の構成によれば、カム部材、弾性部材および押圧部材が前記クラッチ装置の軸方向に配列されるので、クラッチ装置の径方向寸法を小型化することができる。

また請求項７の構成によれば、クラッチ断接部材であるカム部材および弾性部材間に配置されて該カム部材の駆動力を該弾性部材に伝達するカム従動部材を備え、カム部材および弾性部材はクラッチ装置の径方向で重なる位置に配置され、カム従動部材はクラッチ装置の軸方向端部で該カム従動部材の長手方向が前記軸方向と直交する方向に配置されるので、クラッチ装置の軸方向寸法を増加させることなく、弾性部材の径方向外側の空きスペースを利用してカム部材を配置することができる。

また請求項８の構成によれば、クラッチ装置は第１クラッチおよび第２クラッチより成り、第１、第２クラッチの各々が弾性部材および位置検出手段を備えるので、いわゆるツインクラッチ装置の容量を精度良く制御することができる。

ツインクラッチ式自動変速機の縦断面図。（第１の実施の形態） 図１の２部拡大図。（第１の実施の形態） クラッチの制御系のブロック図。（第１の実施の形態） クラッチの容量制御の説明図。（第１の実施の形態） ノーマルオープン型クラッチの縦断面図。（第２の実施の形態） クラッチの容量制御の説明図。（第２の実施の形態） 油圧式クラッチの制御系のブロック説明図。（従来例） 電気式クラッチの制御系のブロック説明図。（従来例） 電気式のノーマルクローズ型クラッチの問題点の説明図。（従来例） 電気式のノーマルオープン型クラッチの問題点の説明図。（従来例）

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、自動二輪車に好適に適用される所謂ツインクラッチ式の自動変速機Ｔは、エンジンのクランクシャフトの駆動力を変速して駆動輪に出力するもので、ミッションケース１１にボールベアリング１２を介して支持された内側メインシャフト１３と、内側メインシャフト１３の外周に同軸に嵌合してミッションケース１１にボールベアリング１４を介して支持された外側メインシャフト１５と、ミッションケース１１の一対のボールベアリング１６，１７を介して支持されたカウンタシャフト１８とを備える。

内側メインシャフト１３の軸端には奇数変速段（１速変速段、３速変速段および５速変速段）の確立時に係合する第１クラッチＣ１が配置され、外側メインシャフト１５の軸端には偶数変速段（２速変速段、４速変速段および６速変速段）の確立時に係合する第２クラッチＣ２が配置される。第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２は、第２クラッチＣ２が第１クラッチＣ１の外側を囲むように径方向内外に配置される。

第１クラッチＣ１は、内側メインシャフト１３に固定したクラッチインナー１９と、クラッチインナー１９の外周に同軸に配置したクラッチアウター２０と、クラッチインナー１９およびクラッチアウター２０間に配置された複数の摩擦係合要素２１…とを備える。第２クラッチＣ２は、外側メインシャフト１５に固定したクラッチインナー２２と、クラッチインナー２２の外周に同軸に配置したクラッチアウター２３と、クラッチインナー２２およびクラッチアウター２３間に配置された複数の摩擦係合要素２４…とを備える。

外側メインシャフト１５の外周にはドリブンギヤ２５が相対回転自在に支持されており、このドリブンギヤ２５にダンパー２６を介して第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２のクラッチアウター２０，２３が固定される。ドリブンギヤ２５には図示せぬエンジンのクランクシャフトに設けたドライブギヤ２７が噛合する。よって、エンジンのクランクシャフトの駆動力はドライブギヤ２７、ドリブンギヤ２５およびダンパー２６を介して第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２のクラッチアウター２０，２３に伝達される。

第１クラッチＣ１は、摩擦係合要素２１…の図中左端に当接するプレッシャプレート２８と、プレッシャプレート２８を摩擦係合要素２１…に向けて図中右側（摩擦係合要素２１…が相互に係合する係合方向）に付勢する係合用スプリング２９と、クラッチインナー１９の内部を軸方向に貫通するプッシュロッド３０と、プッシュロッド３０の図中右端に当接する押圧部材３１と、押圧部材３１にボールベアリング３２を介して接続された伝達部材３３と、図中左端が伝達部材３３に当接するプッシュスプリング３４と、プッシュスプリング３４の図中右端に当接するカムフォロア３５と、カムフォロア３５に当接する渦巻き型のカム部材３６と、カム部材３６の回転軸３７にギヤ列３８を介して接続された電気モータよりなる第１アクチュエータＡ１とを備える。

第１クラッチＣ１は第１アクチュエータＡ１が作動しないときに係合用スプリング２９の弾発力で係合するノーマルクローズ型のものであり、第１アクチュエータＡ１が作動してギヤ列３８および回転軸３７を介してカム部材３６が回転すると、カムフォロア３５の動きがプッシュスプリング３４、伝達部材３３、ボールベアリング３２、押圧部材３１およびプッシュロッド３０を介してプレッシャプレート２８に伝達され、プレッシャプレート２８が係合用スプリング２９を圧縮して図中左側に移動することで第１クラッチＣ１が係合解除する。

第２クラッチＣ２は、摩擦係合要素２４…の図中左端に当接するプレッシャプレート３９と、プレッシャプレート３９を摩擦係合要素２４…に向けて図中右側（摩擦係合要素２４…が相互に係合する係合方向）に付勢する係合用スプリング４０と、クラッチインナー２２およびクラッチアウター２０の内部を軸方向に貫通するプッシュロッド４１と、プッシュロッド４１の図中右端に当接する押圧部材４２と、押圧部材４２にボールベアリング４３を介して接続された伝達部材４４と、図中左端が伝達部材４４に当接するプッシュスプリング４５と、プッシュスプリング４５の図中右端に当接するカムフォロア４６と、カムフォロア４６に当接する渦巻き型のカム部材４７と、カム部材４７の回転軸４８にギヤ列４９を介して接続された電気モータよりなる第２アクチュエータＡ２とを備える。尚、クラッチインナー２２およびクラッチアウター２０の相対回転を許容するため、プッシュロッド４１はスラストベアリング５０を挟んで２分割されている。

第２クラッチＣ２は第２アクチュエータＡ２が作動しないときに係合用スプリング４０の弾発力で係合するノーマルクローズ型のものであり、第２アクチュエータＡ２が作動してギヤ列４９および回転軸４８を介してカム部材４７が回転すると、カムフォロア４６の動きが第２プッシュスプリング４５、伝達部材４４、ボールベアリング４３、押圧部材４２およびプッシュロッド４１を介してプレッシャプレート３９に伝達され、プレッシャプレート３９が係合用スプリング４０を圧縮して図中左側に移動することで第２クラッチＣ２が係合解除する。

内側メインシャフト１３には１速ドライブギヤ５１、３速ドライブギヤ５３および５速ドライブギヤ５５が支持され、外側メインシャフト１５には２速ドライブギヤ５２、４速ドライブギヤ５４および６速ドライブギヤ５６が支持される。カウンタシャフト１８には１速ドライブギヤ５１に噛合する１速ドリブンギヤ５７と、２速ドライブギヤ５２に噛合する２速ドリブンギヤ５８と、３速ドライブギヤ５３に噛合する３速ドリブンギヤ５９と、４速ドライブギヤ５４に噛合する４速ドリブンギヤ６０と、５速ドライブギヤ５５に噛合する５速ドリブンギヤ６１と、６速ドライブギヤ５６に噛合する６速ドリブンギヤ６２とが支持される。

よって、内側メインシャフト１３およびカウンタシャフト１８を１速、３速あるいは５速のギヤ対で接続することで、１速変速段、３速変速段あるいは５速変速段を選択的に確立することができ、外側メインシャフト１５およびカウンタシャフト１８を２速、４速あるいは６速のギヤ対で接続することで、２速変速段、４速変速段あるいは６速変速段を選択的に確立することができる。

カウンタシャフト１８の図中左端にドライブスプロケット６３が設けられており、このドライブスプロケット６３は図示せぬチェーンおよびドリブンスプロケットを介して駆動輪に接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

内側メインシャフト１３およびカウンタシャフト１８を１速ドライブギヤ５１および１速ドリブンギヤ５７で接続した状態で、第１アクチュエータＡ１で第１クラッチＣ１を係合するとともに、第２アクチュエータＡ２で第２クラッチＣ２を係合解除すると、エンジンＥの駆動力はドライブギヤ２７→ドリブンギヤ２５→第１クラッチＣ１→内側メインシャフト１３→１速ドライブギヤ５１→１速ドリブンギヤ５７→カウンタシャフト１８→ドライブスプロケット６３→チェーン→ドリブンスプロケットの経路で駆動輪に伝達され、１速変速段が確立する。

外側メインシャフト１５およびカウンタシャフト１８を２速ドライブギヤ５２および２速ドリブンギヤ５８で接続した状態で、第２アクチュエータＡ２で第２クラッチＣ２を係合するとともに、第１アクチュエータＡ１で第１クラッチＣ１を係合解除すると、エンジンＥの駆動力はドライブギヤ２７→ドリブンギヤ２５→第２クラッチＣ２→外側メインシャフト１５→２速ドライブギヤ５２→２速ドリブンギヤ５８→カウンタシャフト１８→ドライブスプロケット６３→チェーン→ドリブンスプロケットの経路で駆動輪に伝達され、２速変速段が確立する。

内側メインシャフト１３およびカウンタシャフト１８を３速ドライブギヤ５３および３速ドリブンギヤ５９で接続した状態で、第１アクチュエータＡ１で第１クラッチＣ１を係合するとともに、第２アクチュエータＡ２で第２クラッチＣ２を係合解除すると、エンジンＥの駆動力はドライブギヤ２７→ドリブンギヤ２５→第１クラッチＣ１→内側メインシャフト１３→３速ドライブギヤ５３→３速ドリブンギヤ５９→カウンタシャフト１８→ドライブスプロケット６３→チェーン→ドリブンスプロケットの経路で駆動輪に伝達され、３速変速段が確立する。

外側メインシャフト１５およびカウンタシャフト１８を４速ドライブギヤ５４および４速ドリブンギヤ６０で接続した状態で、第２アクチュエータＡ２で第２クラッチＣ２を係合するとともに、第１アクチュエータＡ１で第１クラッチＣ１を係合解除すると、エンジンＥの駆動力はドライブギヤ２７→ドリブンギヤ２５→第２クラッチＣ２→外側メインシャフト１５→４速ドライブギヤ５４→４速ドリブンギヤ６０→カウンタシャフト１８→ドライブスプロケット６３→チェーン→ドリブンスプロケットの経路で駆動輪に伝達され、４速変速段が確立する。

内側メインシャフト１３およびカウンタシャフト１８を５速ドライブギヤ５５および５速ドリブンギヤ６１で接続した状態で、第１アクチュエータＡ１で第１クラッチＣ１を係合するとともに、第２アクチュエータＡ２で第２クラッチＣ２を係合解除すると、エンジンＥの駆動力はドライブギヤ２７→ドリブンギヤ２５→第１クラッチＣ１→内側メインシャフト１３→５速ドライブギヤ５５→５速ドリブンギヤ６１→カウンタシャフト１８→ドライブスプロケット６３→チェーン→ドリブンスプロケットの経路で駆動輪に伝達され、５速変速段が確立する。

外側メインシャフト１５およびカウンタシャフト１８を６速ドライブギヤ５６および６速ドリブンギヤ６２で接続した状態で、第２アクチュエータＡ２で第２クラッチＣ２を係合するとともに、第１アクチュエータＡ１で第１クラッチＣ１を係合解除すると、エンジンＥの駆動力はドライブギヤ２７→ドリブンギヤ２５→第２クラッチＣ２→外側メインシャフト１５→６速ドライブギヤ５６→６速ドリブンギヤ６２→カウンタシャフト１８→ドライブスプロケット６３→チェーン→ドリブンスプロケットの経路で駆動輪に伝達され、６速変速段が確立する。

奇数変速段（１速変速段、３速変速段あるいは６速変速段）が確立し、かつ第１クラッチＣ１が係合した状態での走行中に、予め偶数変速段（２速変速段、４速変速段あるいは６速変速段）をプリシフトしておき、第１クラッチＣ１を係合解除するとともに第２クラッチＣ２を係合することで、駆動力の途切れを発生させることなく変速を行うことが可能となる。同様に、偶数変速段が確立し、かつ第２クラッチＣ２が係合した状態での走行中に、予め奇数変速段をプリシフトしておき、第２クラッチＣ２を係合解除するとともに第１クラッチＣ１を係合することで、駆動力の途切れを発生させることなく変速を行うことが可能となる。

図３は、本実施の形態の第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２のクラッチ容量の制御系のブロック図である。電子制御ユニット６４からの指令電流値に基づいて第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２に供給する電流値を制御すると、第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２がプッシュスプリング３４，４５を圧縮しながら所定の位置に作動して押圧部材３１，４２を駆動する。このときの第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２の位置（回転角）は、ポテンショメータ等の第１、第２位置検出手段Ｓ１，Ｓ２（図２参照）で検出される。

図４（Ａ）に模式的に示すように、第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２が作動するとプッシュスプリング３４，４５が圧縮され、その圧縮量に応じた推力で押圧部材３１，４２が駆動されることで、係合用スプリング２９，４０の弾発力（付勢力）に抗して押圧部材３１，４２から第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２の摩擦係合要素２１…，２４…にクラッチ圧着力が作用し、そのクラッチ圧着力に応じたクラッチ容量で第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２が係合する。本実施の形態の第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２はノーマルクローズ型であるため、前記クラッチ圧着力は負値、つまり係合解除方向のクラッチ圧着力となる。

図４（Ｂ）は押圧部材３１，４２のストローク（つまり第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２の位置）とクラッチ圧着力との関係を示すグラフであって、プッシュスプリング３４，４５を圧縮しながら押圧部材３１，４２のストロークがゼロから次第に増加してＬ１（クラッチタッチポイント）に達すると、係合用スプリング２９，４０が縮み始めてクラッチ圧着力が次第に減少し、ストロークがＬ２になった以後はクラッチ圧着力がゼロになって第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２は完全に係合解除する。

このとき、クラッチ圧着力と、係合用スプリング２９，４０のワーク荷重と、プッシュスプリング３４，４５のばね定数と、プッシュスプリング３４，４５のストローク（つまり第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２の位置）との間には、プッシュスプリング３４，４５のセット荷重（プリロード）がゼロと仮定すると、
クラッチ圧着力＝係合用スプリングのワーク荷重
−（プッシュスプリングのばね定数×ストローク）
の関係があるため、クラッチ圧着力をプッシュスプリング３４，４５のストロークに応じてリニアに変化させることができる。

その結果、第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２を僅かに駆動しただけでクラッチ圧着力が急激に変化することが防止され、第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２の位置をフィードバックすることでクラッチ圧着力をきめ細かく、かつ高精度で制御することが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、カムフォロア３５，４６と伝達部材３３，４４との間にプッシュスプリング３４，４５を配置したので、カム部材３６，４７の位置（つまりプッシュスプリング３４，４５のストローク量）と第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２のトルク伝達容量との間にリニアな関係を持たせることができ、第１、第２アクチュエータＡ１，Ａ２で第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２のトルク伝達容量を精度良く制御することが可能となる。

またカム部材３６，４７、カムフォロア３５，４６、プッシュスプリング３４，４５、押圧部材３１，４２および複数の摩擦係合要素２１…，２４…が第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２の軸方向に配列されるので、第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２の径方向寸法を小型化することができる。

次に、図５および図６に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態の第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２はノーマルクローズ型のものであるが、第２の実施の形態のクラッチＣはノーマルオープン型のものである。

図５に示すように、クラッチＣは入力ギヤ７１の回転を内側の出力軸７２に伝達するもので、入力ギヤ７１と一体に設けたクラッチアウター７３と出力軸７２に固設したクラッチインナー７４との間に複数の摩擦係合要素７５…が配置される。クラッチインナー７４の外周には押圧部材７６が軸方向摺動自在に支持されており、クラッチインナー７４および押圧部材７６の間に、クラッチインナー７４を係合解除方向（摩擦係合要素７５…が相互に離反する方向）に付勢する係合解除用スプリング７７が配置される。出力軸７２の外周に軸方向摺動自在に支持されてボールベアリング７８で押圧部材７６に接続された中間部材７９にはカムフォロア８０が軸方向摺動自在に支持されており、中間部材７９およびカムフォロア８０の間にプッシュスプリング８１が配置される。電気モータよりなるアクチュエータＡにギヤ列８２および回転軸８３を介して接続されたカム部材８４が、ケーシングに支軸８５を介して中間部を枢支されたレバー８６の一端に当接し、そのレバー８６の他端がカムフォロア８０に当接する。

従って、アクチュエータＡが作動しないとき、クラッチインナー７４は係合解除用スプリング７７で係合解除方向に付勢されるため、クラッチＣは係合解除する。この状態からアクチュエータＡを駆動すると、その駆動力がギヤ列８２、回転軸８３、カム部材８４、レバー８６、カムフォロア８０、プッシュスプリング８１、中間部材７９、ボールベアリング７８および押圧部材７６に伝達され、押圧部材７６が係合解除用スプリング７７を圧縮しながら摩擦係合要素７５…を相互に当接させることで、クラッチアウター７３およびクラッチインナー７４が結合されてクラッチＣが係合する。尚、カム部材８４の位置を位置検出手段Ｓで検出し、その位置に基づいて電子制御ユニット６４がアクチュエータＡの作動を制御するのは、第１の実施の形態と同様である。

図６（Ａ）に模式的に示すように、アクチュエータＡが作動するとカムフォロア８０によりプッシュスプリング８１が圧縮され、その弾発力が係合解除用スプリング７７の弾発力を超えると、プッシュスプリング８１の圧縮量に応じた推力で押圧部材７６が駆動されることで、係合解除用スプリング７７の弾発力（付勢力）に抗して押圧部材７６からクラッチＣの摩擦係合要素７５…にクラッチ圧着力が作用し、そのクラッチ圧着力に応じたクラッチ容量でクラッチＣが係合する。本実施の形態のクラッチＣはノーマルオープン型であるため、前記クラッチ圧着力は正値、つまり係合方向のクラッチ圧着力となる。

図６（Ｂ）は押圧部材７６のストローク（つまりアクチュエータＡの位置）とクラッチ圧着力との関係を示すグラフであって、プッシュスプリング８１が圧縮されることで押圧部材７６のストロークがゼロから次第に増加してＬ１（クラッチタッチポイント）に達すると、係合解除用スプリン７７が縮み始めてクラッチ圧着力が次第に増加し、ストロークがＬ２になった以後は摩擦係合要素７５…が完全に密着してクラッチ圧着力が急激に立ち上がることで第１、第２クラッチＣ１，Ｃ２は完全に係合する。

このとき、クラッチ圧着力と、プッシュスプリング８１のばね定数と、プッシュスプリング８１のストローク（つまりアクチュエータＡの位置）と、プッシュスプリング８１の遊びストローク（クラッチタッチポイントに達するまでのストローク：定数）との間には、プッシュスプリング８１のセット荷重（プリロード）がゼロと仮定すると、
クラッチ圧着力＝プッシュスプリングのばね定数×（ストローク−遊びストローク）
の関係があるため、クラッチ圧着力をプッシュスプリング８１のストロークに応じてリニアに変化させることができる。

その結果、アクチュエータＡを僅かに駆動しただけでクラッチ圧着力が急激に変化することが防止され、アクチュエータＡの位置をフィードバックすることでクラッチ圧着力をきめ細かく、かつ高精度で制御することが可能となる。

またカム部材８４およびプッシュスプリング８１はクラッチＣの径方向で重なる位置に配置され、レバー８６はクラッチＣの軸方向端部で該レバー８６の長手方向が前記軸方向と直交する方向に配置されるので、クラッチＣの軸方向寸法を増加させることなく、プッシュスプリング８１の径方向外側の空きスペースを利用してカム部材８４を配置することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のクラッチ装置は、自動変速機Ｔ以外の任意の用途に適用することができる。

また本発明のクラッチ断接部材は、実施の形態のカム部材３６，４７，８４に限定されず、アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａおよび摩擦係合要素２１…，２４…，７５…間を連動するようにこれらの間に配置されてアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａの駆動力を摩擦係合要素２１…，２４…，７５…に伝達する任意の部材（例えば押圧部材３１，４２，７６）であれば良い。但し、クラッチ断接部材はプッシュスプリング３４，４５，８１よりもアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ側に位置することが必要である。

また実施の形態ではクラッチ断接部材が回転運動するカム部材３６，４７，８４であって、その位置をロータリエンコーダで検出しているが、クラッチ断接部材が押圧部材３１，４２，７６のように往復運動する部材である場合には、位置検出手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓとしてリニアエンコーダのような位置センサを採用することができる。何れの場合でも、一般的で安価な位置検出手段を用いながら、クラッチ断接部材の位置を精度良く検出することができる。

またクラッチ断接部材が、例えばギヤ列、カム部材、カムフォロア、中間部材、押圧部材等の複数の部材で構成されている場合には、そのうちの何れか一つの部材に位置検出手段を設ければ良く、位置検出手段の設置スペースの確保が容易になって設計自由度が増加する。

２１，２４，７５ 摩擦係合要素
２９，４０ 係合用スプリング（係合用弾性部材）
３１，４２，７６ 押圧部材（クラッチ断接部材）
３４，４５，８１ プッシュスプリング（弾性部材）
３６，４７，８４ カム部材（クラッチ断接部材）
６４ 電子制御ユニット（制御手段）
７７ 係合解除用スプリング（係合解除用弾性部材）
８６ レバー（カム従動部材）
Ａ１，Ａ２，Ａ アクチュエータ（電気式アクチュエータ）
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ クラッチ（クラッチ装置）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ 位置検出手段

Claims (8)

1. 相互間の係合によりトルク伝達が可能な複数の摩擦係合要素（２１，２４）と、前記摩擦係合要素（２１，２４）を係合方向に付勢する係合用弾性部材（２９，４０）と、電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２）と、前記電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２）及び前記摩擦係合要素（２１，２４）間を連動させるクラッチ断接部材（３６，４７；３１，４２）とを備え、前記電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２）が前記係合用弾性部材（２９，４０）の付勢力に抗して前記クラッチ断接部材（３６，４７；３１，４２）を作動させて前記摩擦係合要素（２１，２４）相互の係合を解除させるようにしたクラッチ装置において、
   前記クラッチ断接部材（３６，４７；３１，４２）と前記複数の摩擦係合要素（２１，２４）との間に介在する弾性部材（３４，４５）と、前記クラッチ断接部材（３６，４７；３１，４２）の位置を検出する位置検出手段（Ｓ１，Ｓ２）と、前記位置検出手段（Ｓ１，Ｓ２）で検出した前記クラッチ断接部材（３６，４７；３１，４２）の位置に基づいて前記電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２）の作動を制御する制御手段（６４）とを備え、前記電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２）の作動により前記弾性部材（３４，４５）のばね定数およびストローク量を乗じた値が前記係合用弾性部材（２９，４０）の弾発力を上回ったときに、前記複数の摩擦係合要素（２１，２４）の係合が解除されることを特徴とするクラッチ装置。
2. 相互間の係合によりトルク伝達が可能な複数の摩擦係合要素（７５）と、前記摩擦係合要素（７５）を係合解除方向に付勢する係合解除用弾性部材（７７）と、電気式アクチュエータ（Ａ）と、前記電気式アクチュエータ（Ａ）及び前記摩擦係合要素（７５）間を連動させるクラッチ断接部材（８４；７６）とを備え、前記電気式アクチュエータ（Ａ）が前記係合解除用弾性部材（７７）の付勢力に抗して前記クラッチ断接部材（８４；７６）を作動させて前記摩擦係合要素（７５）相互を係合させるようにしたクラッチ装置において、
   前記クラッチ断接部材（８４；７６）と前記複数の摩擦係合要素（７５）との間に介在する弾性部材（８１）と、前記クラッチ断接部材（８４；７６）の位置を検出する位置検出手段（Ｓ）と、前記位置検出手段（Ｓ）で検出した前記クラッチ断接部材（８４；７６）の位置に基づいて前記電気式アクチュエータ（Ａ）の作動を制御する制御手段（６４）とを備え、前記電気式アクチュエータ（Ａ）の作動により前記弾性部材（８１）のばね定数およびストローク量を乗じた値が前記係合解除用弾性部材（７７）の弾発力を上回ったときに、前記複数の摩擦係合要素（７５）が係合することを特徴とするクラッチ装置。
3. 前記クラッチ断接部材（３６，４７，８４；３１，４２，７６）は複数の部材から成り、その何れか一つの部材の位置を前記位置検出手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ）で検出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 前記一つの部材は前記電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２，Ａ）で作動するカム部材（３６，４７，８４）であり、前記制御手段（６４）は前記カム部材（３６，４７，８４）の位置から前記弾性部材（３４，４５，８１）のストローク量を算出することを特徴とする、請求項３に記載のクラッチ装置。
5. 前記一つの部材は前記電気式アクチュエータ（Ａ１，Ａ２，Ａ）で作動するカム部材（３６，４７，８４）により駆動される押圧部材（３１，４２，７６）であり、前記制御手段（６４）は前記押圧部材（３１，４２，７６）の位置から前記弾性部材（３４，４５，８１）のストローク量を算出することを特徴とする、請求項３に記載のクラッチ装置。
6. 前記カム部材（３６，４７）、前記弾性部材（３４，４５）および前記押圧部材（３１，４２）が前記クラッチ装置（Ｃ１，Ｃ２）の軸方向に配列されることを特徴とする、請求項５に記載のクラッチ装置。
7. 前記クラッチ断接部材はカム部材（８４）であり、前記カム部材（８４）および前記弾性部材（８１）間に配置されて該カム部材（８４）の駆動力を該弾性部材（８１）に伝達するカム従動部材（８６）を備え、前記カム部材（８４）および前記弾性部材（８１）は前記クラッチ装置（Ｃ）の径方向で重なる位置に配置され、前記カム従動部材（８６）は前記クラッチ装置（Ｃ）の軸方向端部で該カム従動部材（８６）の長手方向が前記軸方向と直交する方向に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のクラッチ装置。
8. 前記クラッチ装置は第１クラッチ（Ｃ１）および第２クラッチ（Ｃ２）より成り、前記第１、第２クラッチ（Ｃ１，Ｃ２）の各々が前記弾性部材（３４，４５）および前記位置検出手段（Ｓ１，Ｓ２）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のクラッチ装置。

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