JP6666604B2 - クラッチ駆動ユニットおよび鞍乗り型車両 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車や四輪バギー車などの鞍乗り型車両に搭載されるクラッチ駆動ユニットおよび同クラッチ駆動ユニットを備えた鞍乗り型車両に関する。

従来から、自動二輪車や四輪バギー車などの自走式車両においては、エンジン（原動機）で発生した駆動力を駆動輪に伝達するために動力伝達装置が設けられている。動力伝達装置は、エンジンのクランクシャフトに対して接続および遮断しながらこのクランクシャフトの回転数を変速しつつ駆動輪に伝達する機械装置であり、主としてクラッチとトランスミッションによって構成されている。

ここで、クラッチとは、エンジンのクランクシャフトに対して接続および遮断しながら同クランクシャフトの回転駆動力をトランスミッション側に伝達する機械装置である。また、トランスミッションとは、エンジンのクランクシャフトの回転数を複数の歯車の組合せによって構成される複数の変速段で変速させて駆動輪側に伝達する機械装置である。

この場合、クラッチは、電動モータを備えたクラッチ駆動ユニットによってプッシュロッドが進退駆動することでエンジンからの回転駆動力の伝達および遮断を選択的に切り替えるように構成されている。例えば、下記特許文献１には、クラッチモータの回転駆動力を助勢するアシストスプリングを備えたクラッチ駆動ユニットとしてのクラッチアクチュエータが開示されている。

特開２００７−２８５４５２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたクラッチ駆動ユニットにおいては、クラッチにおける駆動力の遮断状態（「クラッチＯＦＦ」ともいう）は電動モータの回転駆動状態の継続によって維持されるため、電動モータの消費電力が大きいとともに出力の大きな電動モータが必要になってクラッチ駆動ユニットの大型化および重量化を招来するという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、電動モータの消費電力を低減できるとともに装置構成の小型化および軽量化を実現することができるクラッチ駆動ユニットおよび同クラッチ駆動ユニットを備えた鞍乗り型車両を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるエンジンと、エンジンの駆動力を互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列によって回転速度を変速するトランスミッションと、プッシュロッドの押圧力によってトランスミッションに対するエンジンからの駆動力の伝達および遮断を選択的に切り替えるクラッチとを備えた鞍乗り型車両におけるクラッチの駆動力の伝達と遮断とを相互に切り替えるためのクラッチ駆動ユニットであって、駆動軸が回転駆動するクラッチアクチュエータと、駆動軸に連結されてクラッチアクチュエータによって回動するクランクアームと、クランクアームの回動による押圧によって出力ロッドをシリンダ内で摺動させることによりプッシュロッドを押すための油圧を発生させるマスタシリンダと、押圧力を発揮する弾性体の押圧方向がクランクアームの回動中心に向かう向きとクランクアームにプッシュロッドおよび出力ロッドをそれぞれ介して作用するクラッチからの反力に基づく反力モーメントに抗する向きとなる範囲で回動自在な状態でクランクアームの一部に連結されて同クランクアームに反力モーメントに対して反対方向の押圧モーメントを作用させる伸長体とを備え、クランクアームは、回動中心に対する伸長体への連結部分の位置が同回動中心に対する出力ロッドの押圧位置よりも遠い位置に設けられており、伸長体は、押圧モーメントが反力モーメントよりも大きくなる押圧力をクランクアームに付与することにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、クラッチ駆動ユニットは、押圧力を発揮する弾性体を有する伸長体がクランクアームの回動中心に向かう向きとクランクアームに作用するクラッチからの反力に基づく反力モーメントに抗する向きとなる範囲で回動自在に支持されてクランクアームに押圧力を付与する。この場合、伸長体は、クランクアームに作用させる押圧モーメントが反力モーメントよりも大きくなる押圧力をクランクアームに付与する。これにより、クラッチ駆動ユニットは、伸長体がクランクアームに対して反力モーメントに抗する向きで反力モーメントよりも大きな押圧モーメントを作用させるため、クラッチアクチュエータの作動を停止させた後においてもクラッチのクラッチＯＦＦ状態（またはクラッチＯＮ状態）を維持することができる。この結果、クラッチ駆動ユニットは、クラッチアクチュエータの消費電力を低減できるとともに装置構成の小型化および軽量化を実現することができる。

なお、この場合、クラッチは、エンジンから伝達される駆動力によって回転駆動するフリクションプレートと同フリクションプレートに対向配置されて駆動力をトランスミッションに伝達するクラッチプレートとを互いに押し付け合うまたは離間させるクラッチスプリングの弾性力に抗しながらフリクションプレートまたはクラッチプレートを変位させて両者を離間または押し付け合うためのプッシュロッドを有してエンジンから伝達される駆動力をトランスミッションに伝達または遮断するように構成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ駆動ユニットにおいて、伸長体は、押圧方向がクランクアームの回動中心に向かう向きに対して反力モーメントの作用する方向側にも回動することにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ駆動ユニットは、伸長体がクランクアームの回動中心に向かう向きに対して反力モーメントの作用する方向側にも回動するため、クラッチにおける駆動力の伝達状態（「クラッチＯＮ」ともいう）への移行後にクラッチアクチュエータの作動を停止させた後においてもクラッチの伝達状態（「クラッチＯＮ」ともいう）を確実に維持することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ駆動ユニットにおいて、さらに、クランクアームの回動中心軸に同クランクアームの回動量を検出するための角度センサが設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ駆動ユニットは、クランクアームの回動中心軸に同クランクアームの回動量を検出するための角度センサが設けられているため、クラッチにおける駆動力の伝達状態の程度（換言すれば、遮断状態の程度）をクランクアームの回動量で特定することができるため、伝達状態の程度を高分解能および短時間で把握してクラッチ制御に反映させることができる。

また、本発明は、クラッチ駆動ユニットの発明として実施できるばかりでなく、クラッチ駆動ユニットを備えた鞍乗り型車両の発明としても実施できるものである。

具体的には、鞍乗り型車両は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるエンジンと、エンジンの駆動力を互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列によって回転速度を変速するトランスミッションと、プッシュロッドの押圧力によってトランスミッションに対するエンジンからの駆動力の伝達および遮断を選択的に切り替えるクラッチとを備えた鞍乗り型車両において、駆動軸が回転駆動するクラッチアクチュエータと、駆動軸に連結されてクラッチアクチュエータによって回動するクランクアームと、クランクアームの回動による押圧によって出力ロッドをシリンダ内で摺動させることによりプッシュロッドを押すための油圧を発生させるマスタシリンダと、押圧力を発揮する弾性体の押圧方向がクランクアームの回動中心に向かう向きとクランクアームにプッシュロッドおよび出力ロッドをそれぞれ介して作用するクラッチからの反力に基づく反力モーメントに抗する向きとなる範囲で回動自在な状態でクランクアームの一部に連結されて同クランクアームに反力モーメントに対して反対方向の押圧モーメントを作用させる伸長体とを有するクラッチ駆動ユニットを備え、クランクアームは、回動中心に対する伸長体への連結部分の位置が同回動中心に対する出力ロッドの押圧位置よりも遠い位置に設けられており、伸長体は、押圧モーメントが反力モーメントよりも大きくなる押圧力をクランクアームに付与するようにする。これによっても、上記クラッチ駆動ユニットと同様の作用効果が期待できる。

本発明に係るクラッチ駆動ユニットを備えた鞍乗り型車両の全体構成の概略的に示す側面図である。 図１に示す鞍乗り型車両における動力伝達装置の主要部の構成を概略的に示す部分断面図である。 図２に示す３−３線から見たクラッチ駆動ユニットの内部構造を概略的に示す一部破断断面図である。 図３に示す４−４線から見たクラッチ駆動ユニットの内部構造を概略的に示す断面図である。 図３に示すクラッチ駆動ユニットがクラッチＯＦＦにする際の作動状態を示す一部破断断面図である。 図３に示すクランクアームと伸長体とのクラッチＯＦＦ時の力学的関係を説明するための説明図である。 図３に示すクランクアームと伸長体とのクラッチＯＮ時の力学的関係を説明するための説明図である。

以下、本発明に係るクラッチ駆動ユニットおよびこのクラッチ駆動ユニットを備えた鞍乗り型車両の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るクラッチ駆動ユニット２２０を備えた鞍乗り型車両１００の全体構成の概略を模式的に示す側面図である。また、図２は、図１に示す鞍乗り型車両１００における動力伝達装置２００の主要部の構成を概略的に示す部分断面図である。また、図３は、図２に示す３−３線から見たクラッチ駆動ユニット２２０の内部構造を概略的に示す断面図である。また、図４は、図３に示す４−４線から見たクラッチ駆動ユニット２２０の内部構造を概略的に示す断面図である。この鞍乗り型車両１００は、ユーザが跨った状態で乗車する所謂鞍乗り型の二輪自動車両（所謂オートバイ）である。

（鞍乗り型車両１００およびクラッチ駆動ユニット２２０の構成）
鞍乗り型車両１００は、鞍乗り型車両１００の前後方向に延びて形成されたフレーム１０１の前端部にフロントフォーク１０２を介して前輪１０３が支持されるとともに、フレーム１０１の後端部にスイングアーム１０４を介して後輪１０５が支持されて構成されている。この場合、フロントフォーク１０２は、フレーム１０１に対して鞍乗り型車両１００の左右方向に回転可能に形成されるとともに、上端部には鞍乗り型車両１００の進行方向を操舵するためのハンドル１０６が設けられている。

また、鞍乗り型車両１００は、ハンドル１０６の後方に燃料タンク１０７およびシート１０８が前記フレーム１０１にそれぞれ支持された状態で設けられている。そして、鞍乗り型車両１００は、燃料タンク１０７の下方にエンジン１１０および動力伝達装置２００が前記フレーム１０１にそれぞれ支持された状態で設けられている。

エンジン１１０は、燃料の燃焼によって回転駆動力を発生させる原動機である。具体的には、エンジン１１０は、筒状に形成されたシリンダ（図示せず）内に燃料と空気とからなる混合気を導入するとともに、この混合気を点火プラグ（図示せず）によって点火して爆発させることによりピストン（図示せず）をシリンダ内で往復運動させてピストンに連結されるクランクシャフト（図示せず）に回転駆動力を発生させる所謂レシプロエンジンである。クランクシャフトの回転駆動力は、クランクシャフトの端部に取り付けられたプライマリードライブギアを介して動力伝達装置２００におけるクラッチ２１０に伝達される。

なお、本実施形態においては、エンジン１１０は、所謂４ストロークエンジンを想定しているが、所謂２ストロークエンジンであってもよいことは当然である。また、本実施形態においては、エンジン１１０は、シリンダが１つ設けられた単気筒エンジンを想定しているが、２気筒以上のエンジンであってもよいことは当然である。

クランクシャフトは、クランクケース１１１内に収容されている。クランクケース１１１は、クランクシャフトのほかに動力伝達装置２００を構成するトランスミッション２４０やシフトドラム２４２などの一部の部品を保持して収容するエンジン１１０の一部を構成する外筐である。このクランクケース１１１は、アルミニウム合金のダイキャスト成形加工によって成形されており、エンジン１１０のピストンを収容するシリンダブロック１１２と別体で構成されているが、シリンダブロック１１２と一体的に構成されていてもよいことは当然である。

動力伝達装置２００は、エンジン１１０により発生された回転駆動力を複数の変速段で変速して伝達する機械装置であり、主として、クラッチ２１０およびトランスミッション２４０によって構成されている。

クラッチ２１０は、エンジン１１０で発生させた回転駆動力の伝達経路上におけるエンジン１１０とトランスミッション２４０との間に配置されてエンジン１１０が発生させた回転駆動力をトランスミッション２４０に対して伝達および遮断を行なう機械装置である。このクラッチ２１０は、詳しくは、図３に示すように、トランスミッション２４０から軸状に延びるメインシャフト２０１の一方（図示右側）の端部側に設けられている。このメインシャフト２０１は、クラッチハブ２１４と一体的に回転して回転駆動力をトランスミッション２４０に伝達するための部品であり、中空状に形成された軸体で構成されている。なお、図２においては、ハッチングを省略している。

クラッチ２１０は、アルミニウム合金材を有底円筒状に成形したクラッチハウジング２１１内に互いに押し付け合いまたは離間する複数のフリクションプレート２１２およびクラッチプレート２１３をそれぞれ備えている。フリクションプレート２１２は、外周部が放射状に凹凸形状に形成された鋼板製のリング体で構成されており、これらのリング体の板面の両面に小片状の摩擦材が複数枚貼り付けられて構成されている。

一方、クラッチプレート２１３は、内周部が放射状に凹凸形状に形成された鋼板製のリング体で構成されている。そして、これらのフリクションプレート２１２およびクラッチプレート２１３は、フリクションプレート２１２がエンジン１１０の回転駆動とともに回転駆動するクラッチハウジング２１１に保持されており、クラッチプレート２１３がメインシャフト２０１に連結されたクラッチハブ２１４に保持されている。

クラッチハウジング２１１は、アルミニウム材を有底円筒状に形成して構成されており、クラッチ２１０の筐体の一部を構成するとともに内周面に複数枚のフリクションプレート２１２をクラッチハウジング２１１の軸線方向に沿って変位可能、かつ同クラッチハウジング２１１と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持している。

クラッチハブ２１４は、アルミニウム材を略フランジ状に形成して構成されており、クラッチハウジング２１１と同心で配置されている。クラッチハブ２１４の内周面には、クラッチハブ２１４の軸線方向に沿って多数のスプライン溝が形成されており、同スプライン溝にメインシャフト２０１がスプライン勘合している。メインシャフト２０１の中空部内には、プッシュロッド２１５がメインシャフト２０１の軸線方向に延びた状態で設けられている。

プッシュロッド２１５は、メインシャフト２０１における一方（図示左側）の端部側が後述するスレーブシリンダ２３４を介してクラッチ駆動ユニット２２０に連結されており、このクラッチ駆動ユニット２２０の駆動による油圧によってメインシャフト２０１の中空部内をメインシャフト２０１の軸線方向に沿って摺動しながらプッシュ部材２１５ａを介してプレッシャープレート２１６を押圧する。

また、クラッチハブ２１４の外周面には、複数枚のクラッチプレート２１３が前記フリクションプレート２１２を挟んだ状態で、クラッチハブ２１４の軸線方向に沿って変位可能、かつ同クラッチハブ２１４と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持されている。そして、このクラッチハブ２１４には、クラッチスプリング２１７を介してプレッシャープレート２１６が取り付けられている。

プレッシャープレート２１６は、フリクションプレート２１２を押圧することによりこのフリクションプレート２１２とクラッチプレート２１３とを密着させるための部品であり、アルミニウム材をクラッチプレート２１３の外径と略同じ大きさの外径の略円盤状に成形して構成されている。クラッチスプリング２１７は、プレッシャープレート２１６をクラッチハブ２１４に向けて押圧する弾性的な押圧力を発揮する弾性体であり、ばね鋼を螺旋状に巻いたコイルスプリング（圧縮ばね）によって構成されている。

そして、このクラッチ２１０内には、所定量のクラッチオイル（図示しない）が充填されている。クラッチオイルは、主として、フリクションプレート２１２とクラッチプレート２１３との間に供給されてこれらの間で生じる摩擦熱の吸収や摩擦材の摩耗を防止する。すなわち、このクラッチ２１０は、所謂湿式多板摩擦クラッチ装置である。

したがって、このクラッチ２１０は、プッシュロッド２１５がクラッチ駆動ユニット２２０によって図示右側に押圧されることによりフリクションプレート２１２とクラッチプレート２１３とが離隔してエンジン１１０の駆動力をトランスミッション２４０に伝達しない遮断状態となる。また、クラッチ２１０は、プッシュロッド２１５がクラッチアクチュエータ２３１によって図示左側に引かれることによりフリクションプレート２１２とクラッチプレート２１３とが押し合ってエンジン１１０の駆動力をトランスミッション２４０に伝達する接続状態となる。

クラッチ駆動ユニット２２０は、プッシュロッド２１５をプレッシャープレート２１６側に押圧してクラッチ２１０による駆動力の伝達状態を遮断状態に切り替えるための機械装置である。このクラッチ駆動ユニット２２０は、クランクアーム２２１を備えている。

クランクアーム２２１は、後述するマスタシリンダ２３２のピストンを押圧するための部品であり、鋼材または焼結材を板状に形成して構成されている。より具体的には、クランクアーム２２１は、板状に形成されたアーム本体２２１ａに筒部２２１ｂ、歯部２２１ｃ、出力ピン２２２および受けピン２２３をそれぞれ有して構成されている。

アーム本体２２１ａは、筒部２２１ｂの外周部の一部から板状に延びる異形形状に形成されている。筒部２２１ｂは、クランクアーム２２１を連結軸２２４を介してユニットケース２３０に回転自在な状態で支持するための部分であり、アーム本体２２１ａを貫通する孔を形成している。この筒部２２１ｂの内周面にはスプラインが形成されており連結軸２２４がスプライン嵌合している。

歯部２２１ｃは、伝達歯車２２６を介してクラッチアクチュエータ２３１の回転駆動力を受けるための部分であり、アーム本体２２１ａの端部の一部に対して複数の凸状の歯が円弧に沿って断続的に張り出して形成されている。この場合、歯部２２１ｃは、クランクアーム２２１が回動する範囲に対応する長さで形成されている。この歯部２２１ｃに対してクランクアーム２２１の２つの回動方向における一方側には出力ピン２２２が設けられているとともに他方側には受けピン２２３が設けられている。

出力ピン２２２は、出力ロッド２２７の端部を押圧するための円柱状の部品であり、アーム本体２２１ａおよびピン保持アーム２２５に挟まれた状態で固定的に支持された丸棒状のピン体の外周部に筒状のカラーが回転自在に取り付けられて構成されている。受けピン２２３は、伸長体２２８からの押圧力を受けるための丸棒状の部品であり、両端部がアーム本体２２１ａおよびピン保持アーム２２５にそれぞれ嵌合して固定的に保持されている。この場合、受けピン２２３は、クランクアーム２２１の回動中心である筒部２２１ｂの中心に対して出力ピン２２２よりも遠い距離を介した位置、換言すれば、クランクアーム２２１の回動中心に対して出力ピン２２２よりも外側の位置に設けられている。

連結軸２２４は、クランクアーム２２１およびピン保持アーム２２５をユニットケース２３０に対して一体的に回転自在に保持する丸棒状の部品であり、両端部がユニットケース２３０にベアリングを介して回転自在に支持されている。この連結軸２２４の外周部には、スプラインが形成されており、クランクアーム２２１およびピン保持アーム２２５がそれぞれスプライン嵌合している。

ピン保持アーム２２５は、クランクアーム２２１と協働して受けピン２２３を保持するための部品であり、前記スプライン嵌合する連結軸２２４からクランクアーム２２１と平行に延びて受けピン２２３を挟持する板状に形成されている。伝達歯車２２６は、クラッチアクチュエータ２３１の回転駆動力を減速して歯部２２１ｃに伝達する機械要素であり、クラッチアクチュエータ２３１の駆動軸に噛み合う大歯車とこの大歯車と同軸で歯部２２１ｃに噛み合う小歯車とで構成されてユニットケース２３０に回転自在に支持されている。なお、図４においては、伝達歯車２２６および伝達歯車２２６を支持するユニットケース２３０の一部を二点鎖線で示している。

出力ロッド２２７は、マスタシリンダ２３２のピストン２３２ｂを押圧する部品であり、鋼材を丸棒状に形成して構成されている。この出力ロッド２２７は、マスタシリンダ２３２のピストン２３２ｂの摺動方向上に沿って摺動自在な状態でユニットケース２３０に保持されている。すなわち、出力ロッド２２７は、マスタシリンダ２３２のピストン２３２ｂと出力ピン２２２との間に配置されて両者間で押圧力の伝達を行っている。

伸長体２２８は、出力ピン２２２がマスタシリンダ２３２のピストン２３２ｂを押圧してクラッチ２１０における駆動力の遮断状態であるクラッチＯＦＦ状態を維持するための部品であり、主として、ロックスプリング２２８ａ、スプリングホルダ２２８ｂおよび押圧体２２８ｃをそれぞれ備えて構成されている。

ロックスプリング２２８ａは、押圧体２２８ｃを受けピン２２３に押し付ける弾性的な押圧力を発揮する弾性体であり、ばね鋼を螺旋状に巻いたコイルスプリング（圧縮ばね）によって構成されている。この場合、ロックスプリング２２８ａは、クランクアーム２２１にプッシュロッド２１５および出力ロッド２２７をそれぞれ介して作用するクラッチ２１０からの反力Ｒに基づく反力モーメントＲＭよりも大きな押圧モーメントＰＭをクランクアーム２２１に作用させることができる押圧力Ｐを発生させる強さに設定されている。

スプリングホルダ２２８ｂは、ロックスプリング２２８ａを伸縮自在な状態で保持するとともに押圧体２２８ｃをロックスプリング２２８ａの伸縮方向に沿って摺動可能に保持する部品である。より具体的には、スプリングホルダ２２８ｂは、押圧体２２８ｃを摺動自在に保持する有底筒状体の外周部にロックスプリング２２８ａの一方の端部を支持する部分がフランジ状に張り出して構成されている。

押圧体２２８ｃは、ロックスプリング２２８ａの押圧力を受けピン２２３に伝達するための部品である。より具体的には、押圧体２２８ｃは、受けピン２２３に押し付けられた状態でスプリングホルダ２２８ｂ内を摺動する軸部の外周部にロックスプリング２２８ａの他方の端部を支持する部分がフランジ状に張り出して形成されて構成されている。そして、この伸長体２２８は、ユニットケース２３０を回動中心としてクランクアーム２２１に対して回動自在に連結されている。

具体的には、伸長体２２８は、スプリングホルダ２２８ｂの先端部がユニットケース２３０に設けられたホルダ受けピン２２９の外周面にロックスプリング２２８ａの押圧力によって回動可能な状態で押し付けられるとともに、押圧体２２８ｃの先端部が受けピン２２３の外周面にロックスプリング２２８ａの押圧力によって周方向に摺動可能な状態で押し付けられた状態で設けられている。すなわち、伸長体２２８は、受けピン２２３とホルダ受けピン２２９との間でロックスプリング２２８ａの伸長力によって突っ張った状態で設けられている。

これにより、伸長体２２８は、ロックスプリング２２８ａの押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きに向くとともに、この向きに対して右回り方向および左回り方向にそれぞれクランクアーム２２１の回動量に対応する量だけ回動する。

ユニットケース２３０は、クラッチ駆動ユニット２２０の外筐を構成する部品であり、クランクアーム２２１、ピン保持アーム２２５、伝達歯車２２６、出力ロッド２２７、伸長体２２８の各全体をそれぞれ収容する中空の形状に形成されている。本実施形態においては、ユニットケース２３０は、アルミニウム合金のダイキャスト加工によって成形された本体ケース２３０ａおよび蓋体ケース２３０ｂによって構成されている。このユニットケース２３０は、クランクケース１１１またはシート１０８の下方にてフレーム１０１に取り付けられている。

本体ケース２３０ａは、クランクアーム２２１、ピン保持アーム２２５、伝達歯車２２６、出力ロッド２２７および伸長体２２８をそれぞれ支持しつつ収容する部品であり、これらを収容可能な凹状に窪んだ形状に形成されている。蓋体ケース２３０ｂは、クランクアーム２２１、ピン保持アーム２２５、伝達歯車２２６、出力ロッド２２７および伸長体２２８をそれぞれ支持しつつ本体ケース２３０ａの開口部を閉塞する部品であり、本体ケース２３０ａの開口部を覆うことができる略板状に形成されている。

この蓋体ケース２３０ｂは、図示しないボルトによって本体ケース２３０ａに取り付けられている。また、蓋体ケース２３０ｂの外側面には、クラッチアクチュエータ２３１、マスタシリンダ２３２および角度センサ２３５がそれぞれ取り付けられている。

クラッチアクチュエータ２３１は、クラッチ２１０における駆動力の伝達状態を遮断状態に切り替えるための動力源であり、図示しないＴＣＵ（Transmission Control Unit）によって作動が制御される電動モータによって構成されている。このクラッチアクチュエータ２３１は、駆動軸に設けられた駆動歯車２３１ａが伝達歯車２２６に噛み合うようにユニットケース２３０に取り付けられている。

ＴＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、ＲＯＭなどに予め記憶された図示しない制御プログラムに従って動力伝達装置２００の作動を総合的に制御する。より具体的には、ＴＣＵは、クラッチ２１０の接続および切断の制御、およびトランスミッション２４０におけるシフトアップおよびシフトダウンの各変速動作の制御をそれぞれ実行する。この場合、ＴＣＵは、クラッチアクチュエータ２３１をＰＷＭ制御によって作動を制御する。

マスタシリンダ２３２は、クラッチ２１０におけるクラッチスプリング２１７の弾性力に抗してプレッシャープレート２１６を押圧するための油圧を発生させるための機械装置であり、主として、シリンダ２３２ａ、ピストン２３２ｂ、リターンスプリング２３２ｃをそれぞれ備えて構成されている。シリンダ２３２ａは、図示しないリザーバタンクから供給される作動油（図示せず）およびリターンスプリング２３２ｃを収容した状態でピストン２３２ｂを摺動可能な状態で支持する。このシリンダ２３２ａは、配管２３３を介してスレーブシリンダ２３４に接続されている。

ピストン２３２ｂは、シリンダ２３２ａ内で作動油を圧縮するための丸棒状の部品であり、一方の端部が作動油に面しているとともに他方の端部が出力ピン２２２に接続されている。リターンスプリング２３２ｃは、シリンダ２３２ａ内に配置されてピストン２３２ｂを出力ピン２２２側に押し返して作動油の圧縮状態を解消するためのコイルスプリングである。

スレーブシリンダ２３４は、マスタシリンダ２３２から供給される油圧に基づいて油圧発生させてプッシュロッド２１５をプレッシャープレート２１６側に押圧する油圧機器である。角度センサ２３５は、クランクアーム２２１の回転角度位置を検出して前記ＴＣＵに出力する検出器であり、ユニットケース２３０を貫通する連結軸２２４の先端部に接続されている。

トランスミッション２４０は、エンジン１１０から発生した回転駆動力を複数の変速段（例えば、５段変速）で変速して後輪１０５に伝達するための機械装置である。このトランスミッション２４０は、クラッチ２１０を介してエンジン１１０のクランクシャフトに繋がるメインシャフト２０１とこのメインシャフト２０１と平行に延びて後輪１０５に繋がる図示しないカウンターシャフトとの間で互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列２４１が設けられて構成されている。すなわち、トランスミッション２４０は、ギア列２４１をドッグクラッチ方式で連結および分離して変速段が形成される。

この場合、各変速段の変更は、シフトドラム２４２の回転駆動によってメインシャフト２０１およびカウンターシャフトに沿って往復変位するシフトフォーク２４３によってギア列２４１の組替えが行なわれる。シフトドラム２４２は、シフトフォーク２４３をメインシャフト２０１およびカウンターシャフトに沿って往復変位させるための円柱状の部品であり、シフトアクチュエータ２４４によって回転駆動する。

シフトアクチュエータ２４４は、シフトドラム２４２を回転駆動させる駆動源であり、ＴＣＵ（Transmission Control Unit）によって作動が制御される電動モータで構成されている。このシフトアクチュエータ２４４は、シフトシャフト２４５を介してシフトドラム２４２に連結されている。また、シフトドラム２４２には、シフトドラム２４２の回転角を検出して前記ＴＣＵに出力する角度センサ２４６が設けられている。

（鞍乗り型車両１００およびクラッチ駆動ユニット２２０の作動）
次に、上記のように構成した鞍乗り型車両１００およびクラッチ駆動ユニット２２０の作動について説明する。この鞍乗り型車両１００は、運転者によるシフト操作やＴＣＵの判断によってトランスミッション２４０における変速段の変更、すなわち、シフトアップまたはシフトダウンを行いながら走行する。このトランスミッション２４０における変速段の変更時においてＴＣＵは、クラッチ駆動ユニット２２０の作動を制御してクラッチ２１０の駆動力の伝達状態および遮断状態を選択的に切り替える。

具体的には、ＴＣＵは、クラッチ２１０を駆動力の伝達状態から遮断状態に移行させる場合にはクラッチアクチュエータ２３１をマスタシリンダ２３２が油圧を発生させる方向に回転駆動させる。これにより、クラッチ駆動ユニット２２０は、図３における破線矢印に示すように、クランクアーム２２１が伝達歯車２２６の回転駆動を介して反時計回り（図示左回り）に回動するため、出力ピン２２２が出力ロッド２２７を押圧してマスタシリンダ２３２に油圧を発生させる。

マスタシリンダ２３２に生じた油圧は、配管２３３およびスレーブシリンダ２３４を介してプッシュロッド２１５に伝達されてプッシュロッド２１５をプレッシャープレート２１６側に変位させる。これにより、クラッチ２１０は、プレッシャープレート２１６によるフリクションプレート２１２とクラッチプレート２１３との密着状態が解除されて互いに離隔してクラッチＯＦＦの状態に移行する。

この場合、クラッチ駆動ユニット２２０における伸長体２２８は、図５および図６にそれぞれ示すように、クランクアーム２２１に連結されているためクランクアーム２２１の回動に従ってホルダ受けピン２２９を中心として回動する。具体的には、伸長体２２８は、伸長体２２８の押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きに対してクランクアーム２２１に作用する反力モーメントＲＭの作用方向に逆らう（向かう）側に回動する。このため、クランクアーム２２１には、回動過程において伸長体２２８の押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きに対してクランクアーム２２１の回動方向側に回動した場合に伸長体２２８の押圧力Ｐのうちのクランクアーム２２１の回動方向の接線方向に作用する分力によってクランクアーム２２１の回動方向と同じ方向の押圧モーメントＰＭが作用する。

これにより、クラッチアクチュエータ２３１は、クランクアーム２２１に作用するクラッチ２１０からの反力Ｒ、具体的には、クラッチスプリング２１７の弾性力に基づく反力モーメントＲＭに抗する負担が軽減される。そして、ＴＣＵは、クランクアーム２２１が回動限界に達するまで、すなわち、クラッチ２１０が完全にクラッチＯＦＦとなる回動位置にクランクアーム２２１が達するまでクラッチアクチュエータ２３１を駆動させた後停止させる。

このクランクアーム２２１が回動する間、クランクアーム２２１に作用する押圧モーメントＰＭは、クランクアーム２２１の回動とともに増大しクランクアーム２２１が回動限界（図６におけるθ１）に達してクラッチ２１０がクラッチＯＦＦとなったとき最大となる。この場合、伸長体２２８は、クランクアーム２２１に作用する反力モーメントＲＭに対して反対方向でかつこの反力モーメントＲＭよりも大きな押圧モーメントＰＭをクランクアーム２２１に生じさせる押圧力Ｐを発揮するロックスプリング２２８ａを備えている。

換言すれば、伸長体２２８は、クラッチ２１０のクラッチスプリング２１７の押圧力によってクランクアーム２２１が伸長体２２８のロックスプリング２２８ａを収縮させる力よりも大きな押圧力を発揮するロックスプリング２２８ａを備えている。これにより、クラッチ駆動ユニット２２０は、クラッチアクチュエータ２３１の回転駆動を停止させた場合においても伸長体２２８の押圧力Ｐによってマスタシリンダ２３２を押圧した状態を維持することができる。なお、この場合、出力ロッド２２７を介してクランクアーム２２１に作用する力には、クラッチスプリング２１７以外の力、例えば、リターンスプリング２３２ｃの反力なども含まれることは当然である。

次に、クラッチ２１０を駆動力の伝達状態に移行させる場合には、ＴＣＵは、クラッチアクチュエータ２３１をマスタシリンダ２３２による油圧の発生を解消させる方向、すなわち、上記とは反対方向に回転駆動させる。これにより、クラッチ駆動ユニット２２０は、クランクアーム２２１が伝達歯車２２６の回転駆動を介して時計回り（図示右回り）に回動するため、出力ピン２２２が出力ロッド２２７を押圧する力が弱まってマスタシリンダ２３２による油圧を発生が解消される。

これにより、クラッチ２１０は、クラッチスプリング２１７の押圧力によってプレッシャープレート２１６がフリクションプレート２１２とクラッチプレート２１３とを密着させてクラッチＯＮの状態に移行するとともにプッシュロッド２１５をスレーブシリンダ２３４側に後退させる。

この場合、クラッチ駆動ユニット２２０における伸長体２２８は、クランクアーム２２１に連結されているため、伸長体２２８の押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう側に回動する。これにより、クランクアーム２２１に作用する押圧モーメントは、クランクアーム２２１の回動とともに減少し伸長体２２８の押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きとなったとき最小（理論的には「０」）となる。

そして、ＴＣＵは、図７に示すように、クランクアーム２２１が回動限界（図７におけるθ２）に達するまで、すなわち、クラッチ２１０がクラッチＯＮとなる回動位置にクランクアーム２２１が達するまでクラッチアクチュエータ２３１を駆動させた後停止させる。この場合、伸長体２２８は、伸長体２２８の押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きに対してクランクアーム２２１に作用する反力モーメントＲＭの作用方向に沿う（追従する）側に回動した位置に位置決めされる。これにより、クラッチ駆動ユニット２２０は、クラッチ２１０における駆動力の伝達状態への移行後にクラッチアクチュエータの作動を停止させた後においてもクラッチの伝達状態（「クラッチＯＮ」ともいう）を確実に維持することができる。そして、クラッチ駆動ユニット２２０は、次回のクラッチＯＦＦ作動時には、前記反力モーメントＲＭの作用方向に沿う側に回動した位置から押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向き側に回動を開始する。

このようなクラッチ２１０の駆動力の伝達状態および遮断状態の切り替え作動時においては、ＴＣＵは連結軸２２４に接続された角度センサ２３５の検出信号に基づいてクラッチ２１０の駆動力の伝達状態および遮断状態の程度を把握できる。このため、ＴＣＵは、クラッチ２１０の駆動力の伝達状態および遮断状態をクラッチ２１０側に設けた検出器で検出する場合に比べて伝達状態の程度を高分解能および短時間で把握してクラッチ制御に反映させることができる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、クラッチ駆動ユニット２２０は、押圧力Ｐを発揮する弾性体を有する伸長体２２８がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きとクランクアーム２２１に作用するクラッチ２１０からの反力Ｒに基づく反力モーメントＲＭに抗する向きとなる範囲で回動自在に支持されてクランクアーム２２１に押圧力Ｐを付与する。この場合、伸長体２２８は、クランクアーム２２１に作用させる押圧モーメントＰＭが反力モーメントＲＭよりも大きくなる押圧力Ｐをクランクアーム２２１に付与する。これにより、クラッチ駆動ユニット２２０は、伸長体２２８がクランクアーム２２１に対して反力モーメントＲＭに抗する向きで反力モーメントＲＭよりも大きな押圧モーメントＰＭを作用させるため、クラッチアクチュエータ２３１の作動を停止させた後においてもクラッチ２１０のクラッチＯＦＦ状態を維持することができる。この結果、クラッチ駆動ユニット２２０は、クラッチアクチュエータ２３１の消費電力を低減できるとともに装置構成の小型化および軽量化を実現することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、クラッチ駆動ユニット２２０は、クラッチ２１０がクラッチＯＮ状態において伸長体２２８を押圧力Ｐがクランクアーム２２１の回動中心を向かう向きに対して反力モーメントＲＭが作用する下流側に回動して位置（図７におけるθ２）するように構成した。しかし、クラッチ駆動ユニット２２０は、クラッチ２１０がクラッチＯＮ状態において伸長体２２８を押圧力Ｐがクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きやこの回動中心に向かう向きに対して反力モーメントＲＭが作用する上流側（図６におけるθ１側）に回動した位置に位置するように構成することもできる。この場合、クラッチ駆動ユニット２２０は、クラッチ２１０側からの反力ＲによってクラッチＯＮ状態を維持することができる。

また、上記実施形態においては、ＴＣＵは、連結軸２２４に接続された角度センサ２３５の検出信号に基づいてクラッチ２１０の駆動力の伝達状態および遮断状態の程度を把握できる。しかし、角度センサ２３５は、クランクアーム２２１の回動角を検出できる位置であればよいため連結軸２２４以外の場所、例えば、伝達歯車２２６やクラッチアクチュエータ２３１の駆動軸に設けてもよい。また、角度センサ２３５は、クラッチ２１０側に設けられる場合にはクラッチ駆動ユニット２２０から省略することもできる。

また、上記実施形態においては、クラッチ２１０は、プッシュロッド２１５がプレッシャープレート２１６を押圧することによりエンジン１１０からの駆動力の伝達が遮断される構成とした。しかし、クラッチ２１０は、プッシュロッド２１５がプレッシャープレート２１６を押圧することによりエンジン１１０からの駆動力を伝達する構成とすることもできる。

また、上記実施形態においては、伸長体２２８は、コイルスプリングからなるロックスプリング２２８ａを有して構成した。しかし、伸長体２２８は、押圧力Ｐの押圧方向がクランクアーム２２１の回動中心に向かう向きとクランクアーム２２１にクラッチ２１０からの反力Ｒに基づく反力モーメントＲＭに抗する向きとなる範囲で回動自在な状態でクランクアーム２２１に設けられてクランクアーム２２１に反力モーメントＲＭに対して反対方向で反力モーメントＲＭよりも大きな押圧モーメントＰＭを作用させる弾性体を有して構成されていればよい。したがって、伸長体２２８は、ロックスプリング２２８ａに代えて油圧シリンダやエアシリンダで構成することもできる。

また、上記実施形態においては、鞍乗り型車両１００は、二輪自動車両（所謂オートバイ）で構成した。しかし、鞍乗り型車両１００は、ユーザがシート１０８に跨って着座する形式の自走式車両に広く適用することができる。したがって、鞍乗り型車両１００は、例えば、四輪バギー車にも適用することができる。

１００…鞍乗り型車両、１０１…フレーム、１０２…フロントフォーク、１０３…前輪、１０４…スイングアーム、１０５…後輪、１０６…ハンドル、１０７…燃料タンク、１０８…シート、
１１０…エンジン、１１１…クランクケース、１１２…シリンダブロック、
２００…動力伝達装置、
２０１…メインシャフト、
２１０…クラッチ、２１１…クラッチハウジング、２１２…フリクションプレート、２１３…クラッチプレート、２１４…クラッチハブ、２１５…プッシュロッド、２１５ａ…プッシュ部材、２１６…プレッシャープレート、２１７…クラッチスプリング、
２２０…クラッチ駆動ユニット、２２１…クランクアーム、２２１ａ…アーム本体、２２１ｂ…筒部、２２１ｃ…歯部、２２２…出力ピン、２２３…受けピン、２２４…連結軸、２２５…ピン保持アーム、２２６…伝達歯車、２２７…出力ロッド、２２８…伸長体、２２８ａ…ロックスプリング、２２８ｂ…スプリングホルダ、２２９…ホルダ受けピン、
２３０…ユニットケース、２３０ａ…本体ケース、２３０ｂ…蓋体ケース、２３１…クラッチアクチュエータ、２３２…マスタシリンダ、２３２ａ…シリンダ、２３２ｂ…ピストン、２３２ｃ…リターンスプリング、２３３…配管、２３４…スレーブシリンダ、２３５…角度センサ、
２４０…トランスミッション、２４１…ギア列、２４２…シフトドラム、２４３…シフトフォーク、２４４…シフトアクチュエータ、２４５…シフトシャフト、２４６…角度センサ。

Claims (4)

1. 燃料の燃焼によって駆動力を発生させるエンジンと、
   前記エンジンの駆動力を互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列によって回転速度を変速するトランスミッションと、
   プッシュロッドの押圧力によって前記トランスミッションに対する前記エンジンからの前記駆動力の伝達および遮断を選択的に切り替えるクラッチとを備えた鞍乗り型車両における前記クラッチの前記駆動力の伝達と遮断とを相互に切り替えるためのクラッチ駆動ユニットであって、
   駆動軸が回転駆動するクラッチアクチュエータと、
   前記駆動軸に連結されて前記クラッチアクチュエータによって回動するクランクアームと、
   前記クランクアームの回動による押圧によって出力ロッドをシリンダ内で摺動させることにより前記プッシュロッドを押すための油圧を発生させるマスタシリンダと、
   押圧力を発揮する弾性体の押圧方向が前記クランクアームの回動中心に向かう向きと前記クランクアームに前記プッシュロッドおよび前記出力ロッドをそれぞれ介して作用する前記クラッチからの反力に基づく反力モーメントに抗する向きとなる範囲で回動自在な状態で前記クランクアームの一部に連結されて同クランクアームに前記反力モーメントに対して反対方向の押圧モーメントを作用させる伸長体とを備え、
   前記クランクアームは、
   前記回動中心に対する前記伸長体への連結部分の位置が同回動中心に対する前記出力ロッドの押圧位置よりも遠い位置に設けられており、
   前記伸長体は、
   前記押圧モーメントが前記反力モーメントよりも大きくなる前記押圧力を前記クランクアームに付与することを特徴とするクラッチ駆動ユニット。
2. 請求項１に記載したクラッチ駆動ユニットにおいて、
   前記伸長体は、
   前記押圧方向が前記クランクアームの前記回動中心に向かう向きに対して前記反力モーメントの作用する方向側にも回動することを特徴とするクラッチ駆動ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載したクラッチ駆動ユニットにおいて、さらに、
   前記クランクアームの回動中心軸に同クランクアームの回動量を検出するための角度センサが設けられていることを特徴とするクラッチ駆動ユニット。
4. 燃料の燃焼によって駆動力を発生させるエンジンと、
   前記エンジンの駆動力を互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列によって回転速度を変速するトランスミッションと、
   プッシュロッドの押圧力によって前記トランスミッションに対する前記エンジンからの前記駆動力の伝達および遮断を選択的に切り替えるクラッチとを備えた鞍乗り型車両において、
   駆動軸が回転駆動するクラッチアクチュエータと、
   前記駆動軸に連結されて前記クラッチアクチュエータによって回動するクランクアームと、
   前記クランクアームの回動による押圧によって出力ロッドをシリンダ内で摺動させることにより前記プッシュロッドを押すための油圧を発生させるマスタシリンダと、
   押圧力を発揮する弾性体の押圧方向が前記クランクアームの回動中心に向かう向きと前記クランクアームに前記プッシュロッドおよび前記出力ロッドをそれぞれ介して作用する前記クラッチからの反力に基づく反力モーメントに抗する向きとなる範囲で回動自在な状態で前記クランクアームの一部に連結されて同クランクアームに前記反力モーメントに対して反対方向の押圧モーメントを作用させる伸長体とを有するクラッチ駆動ユニットを備え、
   前記クランクアームは、
   前記回動中心に対する前記伸長体への連結部分の位置が同回動中心に対する前記出力ロッドの押圧位置よりも遠い位置に設けられており、
   前記伸長体は、
   前記押圧モーメントが前記反力モーメントよりも大きくなる前記押圧力を前記クランクアームに付与することを特徴とする鞍乗り型車両。
   

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