JP6792585B2

JP6792585B2 - 動力伝達装置、及び自動二輪車

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Publication number: JP6792585B2
Application number: JP2018043611A
Authority: JP
Inventors: 優木本; 未紗樹美濃羽; 秀訓北澤
Original assignee: Exedy Corp
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Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2038-03-09
Also published as: JP2019085089A; WO2018168857A1

Description

本発明は、動力伝達装置、及び自動二輪車に関するものである。

従来、カム機構などを利用してトルクの伝達と遮断とを行うワンウェイクラッチやツーウェイクラッチのような、回転やトルクなどの入力状態に応じてトルク伝達状態が変わるクラッチ装置（以下、単にクラッチ装置という。）が知られている。ある種のクラッチ装置は、アクチュエータなどの動作によってトルク伝達方向が切り替わるワンウェイクラッチとして構成される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２１６２３０号公報

近年、ハイブリッド型など、電動モータを有する電動式の自動二輪車が提案されている。電動式の自動二輪車では、電動モータを制御することによって発進時のトルクを円滑に変化させることができる。このため、従来、遠心クラッチなどにより実現されていた半クラッチ機能が、電動式の自動二輪車では不要である。そこで、遠心クラッチを省略することが考えられる。しかし、遠心クラッチを省略すると駆動輪と駆動源とが直接連結されることになり、その結果、停車中の車両を押して移動させることが困難になる。遠心クラッチを省略しつつ停車中の車両を押して移動可能にするには、駆動輪と駆動源との間のトルク伝達を停車中に遮断する必要がある。このため、アクチュエータによりトルク伝達方向を切り替えられる従来のクラッチ装置を自動二輪車の駆動系に適用することが考えられる。しかしながら、従来のクラッチ装置は、アクチュエータを備えるなど構造が複雑であったため、自動二輪車の駆動系に従来のクラッチ装置を適用することは難しい。更には、アクチュエータが高速に動作するものでなければ、自動二輪車の発進時にエンジン回転数を上げてもクラッチ装置でのトルクの伝達開始が遅れ、操作応答性が悪化する恐れがある。したがって、簡易な構成であっても、短い時間でクラッチ装置に入力トルクの伝達を開始させる事が望まれる。

また、従来のクラッチ装置では、例えば、カム機構などで想定以上の強さで噛み込みが生じると、トルクの伝達が遮断されるべき条件下でも、トルクが伝達されてしまうことがあった。したがって、従来よりも確実にクラッチ装置の入力トルク伝達を遮断させる事が望まれる。

本発明は、簡易な構成であっても、短い時間でクラッチ装置の入力トルク伝達を開始させられる動力伝達装置及び自動二輪車の提供を目的とする。また、本発明は、従来よりも確実にクラッチ装置の入力トルク伝達を遮断できる動力伝達装置及び自動二輪車の提供を別の目的とする。

本発明の第１側面に係る動力伝達装置は、クラッチ装置と制御部とを備えている。クラッチ装置は、入力部材と、出力部材と、伝達部材と、保持部材とを備えている。入力部材は、回転可能に配置される。出力部材は、半径方向において、入力部材と間隔をおいて回転可能に配置される。伝達部材は、半径方向において入力部材と出力部材との間に配置される。また、伝達部材は、入力部材と出力部材との間でトルクを伝達する係合状態と、トルクを遮断する非係合状態とをとり得る。保持部材は、入力部材との間に伝達部材を保持する。保持部材の慣性力によって、伝達部材は係合状態と非係合状態との間で状態が遷移する。制御部は、伝達部材を非係合状態から係合状態にするように入力部材に入力するトルクを制御する第１制御モードを有する。

この構成によれば、伝達部材が非係合状態で出力部材にトルクが入力されても、トルクは入力部材に伝達されない。一方、伝達部材が非係合状態で入力部材にトルクが入力されると、入力部材との間に伝達部材を保持する保持部材が回転し、その慣性力によって伝達部材が係合状態となる。この結果、入力部材に入力されたトルクは、伝達部材を介して出力部材に伝達される。ここで、保持部材の慣性力は、角加速度に比例するものであるため、入力部材の回転速度によらず速やかに立ち上げられる。このため本発明に係る動力伝達装置は、制御部が第１制御モードをとることで、簡易な構成であっても、短い時間でクラッチ装置の入力トルク伝達を開始させられる。

好ましくは、制御部は、伝達部材を係合状態から非係合状態にするように入力部材に入力するトルクを制御する第２制御モードを有する。

本発明の第２側面に係る動力伝達装置は、クラッチ装置と制御部とを備えている。クラッチ装置は、上記第１側面に係る動力伝達装置の構成と同様である。制御部は、伝達部材を係合状態から非係合状態にするように入力部材に入力するトルクを制御する第２制御モードを有する。このような動力伝達装置は、制御部が第２制御モードをとることで、従来よりも確実にクラッチ装置の入力トルク伝達を遮断させられる。

好ましくは、制御部は、入力部材にトルクを入力する電動モータへの制御信号を出力する。すなわち、制御部は、電動モータを制御することによって、クラッチ装置を制御する。

好ましくは、制御部は、車速と運転者による車速に関する操作量とを取得し、取得した車速と操作量とに基づいてクラッチ装置を制御する。

好ましくは、制御部は、車速がゼロの状態において、車速の操作量がゼロより大きくなったとき、第１制御モードをとる。

好ましくは、制御部は、車速がゼロになったとき、第２制御モードをとる。

好ましくは、制御部は、第１制御モードおよび第２制御モードの各々で、発進に必要なトルクよりも小さいトルクを電動モータに出力させる制御信号を出力する。

本発明の第３側面に係る自動二輪車は、上記いずれかの動力伝達装置と、電動モータと、被操作部と車速センサとを備える。好ましくは、エンジンをさらに備える。

本発明の第４側面に係る自動二輪車は、電動モータと、駆動輪と、クラッチ装置と、スロットルグリップと、操作量検出部と、車速センサと、制御部とを備える。クラッチ装置は、電動モータからのトルクを駆動輪へと伝達するとともに、駆動輪から電動モータへのトルク伝達を遮断する。スロットルグリップは、運転者によって操作される。操作量検出部は、スロットルグリップの操作量を検出する。車速センサは、車速を検出する。制御部は、操作量検出部によって検出された操作量、及び車速センサによって検出された車速に基づき、電動モータを制御する。クラッチ装置は、出力部材と、入力部材と、ローラと、保持部材と、カム機構と、を有する。出力部材は、筒状である。入力部材は、半径方向において出力部材の内側に配置され、電動モータからのトルクにより回転するように構成される。ローラは、半径方向において、出力部材と入力部材との間に配置される。保持部材は、入力部材と相対回転可能に配置され、ローラを保持する。カム機構は、入力部材が保持部材と相対回転したときに、ローラを出力部材と入力部材との間で噛ませるように構成される。制御部は、車速がゼロの状態において、スロットルグリップが操作されたとき、電動モータを制御して、保持部材と相対回転するような角加速度で入力部材を回転させる。

本発明の第５側面に係る自動二輪車は、電動モータと、駆動輪と、クラッチ装置と、スロットルグリップと、操作量検出部と、車速センサと、制御部と、を備えている。クラッチ装置は、電動モータからのトルクを駆動輪へと伝達するとともに、駆動輪から電動モータへのトルク伝達を遮断する。また、クラッチ装置は、出力部材と、入力部材と、ローラと、保持部材と、カム機構と、を有している。出力部材は、筒状である。入力部材は、半径方向において出力部材の内側に配置されている。入力部材は、電動モータからのトルクにより回転するように構成される。ローラは、半径方向において、出力部材と入力部材との間に配置される。保持部材は、入力部材と相対回転可能に配置され、ローラを保持する。カム機構は、入力部材が保持部材と相対回転したときに、ローラを出力部材と入力部材との間で噛ませるように構成されている。スロットルグリップは、運転者によって操作される。操作量検出部は、スロットルグリップの操作量を検出する。車速センサは、車速を検出する。制御部は、操作量検出部によって検出された操作量、及び車速センサによって検出された車速に基づき、電動モータを制御する。制御部は、車速がゼロになったとき、電動モータを制御して、出力部材と入力部材との間におけるローラの噛み合いを解除するように入力部材を回転させる。

本発明のある側面によれば、簡易な構成であっても、短い時間でクラッチ装置の入力トルク伝達を開始させられる動力伝達装置及び自動二輪車の提供できる。また、本発明の別の側面によれば、従来よりも確実にクラッチ装置の入力トルク伝達を遮断させられる動力伝達装置及び自動二輪車の提供できる。

自動二輪車のブロック図。クラッチ装置の正面図。クラッチ装置の斜視図。出力部材の斜視図。入力部材の斜視図。保持部材の斜視図。非係合状態に位置するローラを示す図。増速時において係合状態に位置するローラを示す図。減速時において係合状態に位置するローラを示す図。車速、操作量、スロットル開度、角加速度、モータ出力、エンジン出力、及びデューティ比の関係を示すグラフ。発進時におけるハイブリッド自動二輪車の動作を示すフローチャート。停車時におけるハイブリッド自動二輪車の動作を示すフローチャート。変形例に係るクラッチ装置の拡大図。変形例に係るクラッチ装置の拡大図。変形例に係るクラッチ装置の拡大図。変形例に係るクラッチ装置の拡大図。変形例に係るクラッチ装置の拡大図。

以下、本発明に係る動力伝達装置及び自動二輪車の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係る自動二輪車は、ハイブリッドタイプである。

図１に示すように、ハイブリッド自動二輪車２００は、電動モータ１０１と、エンジン１０２と、無段変速機１０３と、ファイナルギヤ１０４と、駆動輪１０５と、スロットルグリップ１０６と、ポジションセンサ１０７と、車速センサ１０８と、動力伝達装置と、を備えている。なお、動力伝達装置は、クラッチ装置１００と、制御部１０９と、を含んでいる。

［電動モータ］
電動モータ１０１は、本実施形態に係るハイブリッド自動二輪車の駆動源の１つである。電動モータ１０１は、発進時や急加速時などにおいて駆動輪１０５を回転駆動させる。また、電動モータ１０１は、エンジン１０２を始動させるように構成されている。すなわち、電動モータ１０１は、エンジン１０２の始動時においてセルモータとして使用される。また、電動モータ１０１は、エンジン１０２によって駆動されて発電するように構成される。すなわち、電動モータ１０１は、エンジン１０２の始動後において、ダイナモとしても使用される。

［エンジン］
エンジン１０２は、本実施形態に係るハイブリッド自動二輪車の駆動源の１つである。すなわち、本実施形態に係るハイブリッド自動二輪車は、電動モータ１０１とエンジン１０２との２つの駆動源を有している。エンジン１０２は、通常走行時において、駆動輪１０５を回転駆動させる。また、エンジン１０２は、駆動輪１０５を回転駆動させるとともに、電動モータ１０１を駆動して発電させている。

［無段変速機］
無段変速機１０３は、電動モータ１０１及びエンジン１０２からのトルクを変速するように構成されている。無段変速機１０３は、ベルト式無段変速機である。すなわち、本実施形態に係るハイブリッド自動二輪車は、オートマチックトランスミッションを採用している。無段変速機１０３は、電動モータ１０１及びエンジン１０２からのトルクが入力される。

無段変速機１０３は、駆動側プーリ装置と、従動側プーリ装置と、ベルトとを有している。ベルトは、駆動側プーリ装置と従動側プーリ装置との間に架かっている。各プーリ装置の径が変わることによって、変速比が連続的に変化する。

［クラッチ装置］
クラッチ装置１００は、駆動源及び駆動輪１０５の一方からのトルクを伝達するとともに駆動源及び駆動輪１０５の他方からのトルク伝達を遮断するように構成されている。本実施形態では、クラッチ装置１００は、電動モータ１０１又はエンジン１０２からのトルクを駆動輪１０５へと伝達するとともに、駆動輪１０５から電動モータ１０１又はエンジン１０２へのトルク伝達を遮断するように構成されている。クラッチ装置１００は、無段変速機１０３と駆動輪１０５との間に配置されている。詳細には、クラッチ装置１００は、無段変速機１０３とファイナルギヤ１０４との間に配置されている。以下、クラッチ装置１００の詳細については説明する。

［クラッチ装置の詳細］
上述したクラッチ装置１００の詳細について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、軸方向とは、クラッチ装置の回転軸Ｏが延びる方向を意味する。また、半径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の半径方向を意味し、周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の周方向を意味する。また、半径方向の内側とは、半径方向において回転軸Ｏに近い側を意味し、半径方向の外側とは、半径方向において回転軸Ｏから遠い側を意味する。

図２及び図３に示すように、クラッチ装置１００は、出力部材１、入力部材２、複数のローラ３（伝達部材の一例）、複数対の付勢部材４、保持部材５、及びカム機構６を備えている。出力部材１が駆動輪１０５側と接続されており、入力部材２が電動モータ１０１及びエンジン１０２側と接続されている。

［出力部材］
出力部材１は、筒状である。出力部材１は、駆動輪１０５へとトルクを出力する。出力部材１は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。出力部材１は、入力部材２と同軸上に配置されている。出力部材１は、半径方向において入力部材２と間隔をあけて配置されている。詳細には、出力部材１は、半径方向において、入力部材２の外側に配置される。

図４に示すように、出力部材１は、円板部１１と、筒状部１２とを有している。筒状部１２は、円筒状であって、円板部１１の外周縁から軸方向に延びている。この筒状部１２は、クラッチ装置１００の外壁を構成している。出力部材１は、例えば、機械構造用炭素鋼、機械構造用工具鋼、炭素工具鋼、又は合金工具鋼などによって形成されている。

［入力部材］
図２及び図３に示すように、入力部材２は、半径方向において出力部材１の内側に配置されている。詳細には、入力部材２は、半径方向において出力部材１の筒状部１２の内側に配置されている。入力部材２は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。また、入力部材２は、出力部材１に対して、相対回転可能である。入力部材２は、電動モータ１０１又はエンジン１０２からのトルクが入力される。

図５に示すように、入力部材２は、入力部材本体部２１と、ボス部２２とを有している。入力部材２は、例えば、機械構造用炭素鋼、機械構造用工具鋼、炭素工具鋼、又は合金工具鋼などによって形成されている。

入力部材本体部２１は、円板状である。入力部材本体部２１の外周面２１１は、出力部材１の内周面と間隔をあけて配置されている。ローラ３、付勢部材４，及び保持部材５を取り除いた状態において、入力部材本体部２１の外周面２１１は、出力部材１の内周面と対向している。なお、出力部材１の内周面とは、出力部材１の筒状部１２の内周面を意味する。

入力部材本体部２１の外周面２１１には、複数のカム面２１２が形成されている。各カム面２１２は、周方向において間隔をあけて形成されている。好ましくは、各カム面２１２は、周方向において、等間隔に配置されている。

各カム面２１２は、半径方向において内側に凹むように構成されている。カム面２１２の周方向の中央部が最も出力部材１の内周面から離れている。また、各カム面２１２は、周方向の両端部に近付くにつれて、出力部材１に近付くように構成されている。具体的には、各カム面２１２は、軸方向視において、円弧状に形成されている。

また、入力部材本体部２１は、複数の第１貫通孔２１３を有している。各第１貫通孔２１３は、入力部材本体部２１を軸方向に貫通している。各第１貫通孔２１３は、周方向において間隔をあけて配置されている。好ましくは、各第１貫通孔２１３は、周方向において等間隔に配置されている。各第１貫通孔２１３は、同一の円周上に配置されている。各第１貫通孔２１３は、周方向に延びる長孔形状である。

ボス部２２は、円筒状であって、入力部材本体部２１から軸方向に延びている。ボス部２２は、入力部材本体部２１と同軸上に配置されている。ボス部２２は、入力部材本体部２１よりも半径が小さい。

ボス部２２は、電動モータ１０１又はエンジン１０２側からのトルクが入力される入力軸（図示省略）と係合するように構成されている。詳細には、ボス部２２は、第２貫通孔２２１を有している。第２貫通孔２２１は、入力軸が係合されるように構成されている。例えば、第２貫通孔２２１は、内周面において、対向する一対の平面を有している。そして、入力軸は、外周面において対向する一対の平面を有している。この構成によって、入力軸は、第２貫通孔２２１と係合して一体的に回転可能となる。なお、第２貫通孔２２１は、ボス部２２のみならず、入力部材本体部２１も貫通している。

［保持部材］
図２及び図３に示すように、保持部材５は、入力部材２との間にローラ３を保持している。保持部材５は、定常状態ではローラ３を非係合状態で保持する。保持部材５は、付勢部材４を介してローラ３を保持している。保持部材５は、入力部材２及び出力部材１と相対回転可能に配置されている。保持部材５は、樹脂製であり、具体的には、ＰＡ系樹脂、ＰＯＭ系樹脂、ＰＰＳ系樹脂、ＰＢＴ系樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、又はＰＴＦＥ系樹脂などによって形成することができる。保持部材５は、軸方向において、入力部材２と並んでいる。

図６に示すように、保持部材５は、円板プレート状であって、その中央部に第３貫通孔５１を有している。保持部材５は、保持部材本体部５２と、保持部５３とを有している。保持部材本体部５２は、円板状であって、中央部に第３貫通孔５１を有している。第３貫通孔５１は、軸方向において、保持部材本体部５２を貫通している。また、第３貫通孔５１は、軸方向視において、円形である。

保持部材５の第３貫通孔５１内を、入力部材２のボス部２２が貫通している。すなわち、ボス部２２は、第３貫通孔５１を介して、保持部材５を越えて軸方向に延びている。ボス部２２の外径は、第３貫通孔５１の内径よりも小さい。保持部材５は、第３貫通孔５１の内周面がボス部２２の外周面と当接することによって、入力部材２に支持されている。具体的には、第３貫通孔５１の内周面の上端部と、ボス部２２の外周面の上端部とが、接触している。

保持部材本体部５２は、複数の第４貫通孔５２１を有している。各第４貫通孔５２１は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。好ましくは、各第４貫通孔５２１は、週方向において等間隔に配置されている。

保持部５３は、周方向において、ローラ３及び付勢部材４を保持するように構成されている。保持部５３は、円筒状であって、保持部材本体部５２から軸方向に延びている。保持部５３は、半径方向において、出力部材１と入力部材２との間に配置されている。詳細には、保持部５３は、半径方向において、出力部材１の筒状部１２と、入力部材２の入力部材本体部２１との間に配置されている。

保持部５３は、複数の第５貫通孔５３１を有している。各第５貫通孔５３１は、半径方向において、保持部５３を貫通している。このため、ローラ３と一対の付勢部材４とを取り除いた状態において、この第５貫通孔５３１を介して、出力部材１と入力部材２とが対向する。各第５貫通孔５３１は、周方向に間隔をあけて配置されている。好ましくは、各第５貫通孔５３１は、周方向に等間隔に配置されている。

各第５貫通孔５３１は、一対の内壁面によって構成されている。この一対の内壁面は、保持面５３２を構成している。ローラ３及び一対の付勢部材４を取り除いた状態において、一対の保持面５３２は、周方向において対向している。この一対の保持面５３２は、ローラ３及び一対の付勢部材４を保持する。

［ローラ］
図２及び図３に示すように、ローラ３は、保持部材５に保持されている。詳細には、ローラ３は、一対の付勢部材４を介して、保持部材５に保持されている。ローラ３は、保持部材５の第５貫通孔５３１内に配置されている。

各ローラ３は、軸方向に延びる円柱状である。ローラ３は、半径方向において、出力部材１と入力部材２との間に配置されている。詳細には、ローラ３は、半径方向において、出力部材１の筒状部１２と、入力部材本体部２１との間に配置されている。

ローラ３は、係合状態と非係合状態とを取り得る。図７に示すように、非係合状態とは、ローラ３が入力部材２から出力部材１へのトルクの伝達を遮断する状態をいう。すなわち、非係合状態では、ローラ３は出力部材１と入力部材２との間で噛合わない状態となっている。なお、ローラ３は、非係合状態にあるとき、周方向においてカム面２１２の中央部に位置するとともに入力部材と接するように、付勢部材４に付勢されている。そして、ローラ３は、非係合状態において、出力部材１と間隔をあけて配置されている。すなわち、非係合状態のローラ３は、出力部材１と接触していない。

図８又は図９に示すように、係合状態とは、ローラ３が入力部材２からのトルクを出力部材１に伝達する状態を言う。すなわち、係合状態では、ローラ３は、出力部材１と入力部材２との間で噛合う状態となっている。なお、ローラ３は、係合状態にあるとき、カム面２１２の中央部から両端部のいずれかに移動した位置に位置している。そして、ローラ３は、出力部材１と接触している。

［付勢部材］
図２及び図３に示すように、付勢部材４は第５貫通孔５３１内に配置されている。付勢部材４は、ローラ３を非係合状態に付勢している。本実施形態では、一対の付勢部材４によって、１つのローラ３を周方向から挟んで入力部材２側に付勢するように構成されている。

付勢部材４は、周方向において第１端部と第２端部とを有している。そして、ローラ３と接触する第１端部は、保持面５３２と接触する第２端部よりも半径方向において内側に配置されている。付勢部材４は、保持部材５によって保持されている。付勢部材４は、例えば、板バネであってもよいし、コイルスプリングであってもよい。

［カム機構］
カム機構６は、入力部材２が保持部材５と相対回転したときに生じる慣性力によって、ローラ３を出力部材１と入力部材２との間で噛ませるように構成されている。具体的には、カム機構６は、入力部材２の外周面に形成されたカム面２１２を有する（図７参照）。入力部材２の外周面に形成されたカム面２１２と出力部材１の内周面との間隔は、回転方向において異なる。具体的には、カム面２１２の円周方向の中央付近での間隔はローラ３の直径よりも大きく、カム面２１２の円周方向の両端付近での間隔はローラ３の直径よりも小さい。

［クラッチ装置の動作］
上述したように構成されたクラッチ装置１００は、例えば自動二輪車に適用されて、自動二輪車の発進時に、以下のように動作する。まず、電動モータ１０１又はエンジン１０２などの駆動源からトルクが入力されていない状態では、図７に示すように、ローラ３は非係合状態となっている。すなわち、ローラ３は、カム面２１２の中央部に位置しており、出力部材１と入力部材２との間で噛合っていない。このため、出力部材１からトルクが入力しても、入力部材２には伝達されない。例えば、停車しているハイブリッド自動二輪車２００を押して移動させたい場合、ハイブリッド自動二輪車２００を押すことによって駆動輪１０５が回転しても、出力部材１のみが回転し、入力部材２は回転しないため、電動モータ１０１又はエンジン１０２を回転させることがない。すなわち、クラッチ装置１００によって、駆動輪１０５から無段変速機１０３へのトルク伝達を遮断する。この結果、容易にハイブリッド自動二輪車２００を移動させることができる。なお、図７の矢印は、出力部材１の回転方向を示す。

ローラ３が非係合状態にあるクラッチ装置１００に、電動モータ１０１又はエンジン１０２からトルクが入力されると、入力部材２が回転する。これにより、入力部材２との間にローラ３を保持する保持部材５が回転する。保持部材５は慣性によって入力部材２よりも回転速度が遅くなるため、保持部材５が慣性力によって入力部材２と相対回転する。

すると、図８に示すように、保持部材５の慣性力によってローラ３が非係合状態から係合状態に遷移し、ローラ３が出力部材１と入力部材２との間で噛合う。この結果、出力部材１と入力部材２とは一体的に回転する。すなわち、入力部材２から各ローラ３を介して出力部材１へとトルクが伝達される。この際、保持部材５の慣性力は、角加速度に比例するものであるため、入力部材２の回転速度がゼロの状態からでも速やかに立ち上げられる。このためクラッチ装置１００は、簡易な構成であっても、低い回転速度から入力トルクの伝達を開始できる。クラッチ装置１００は、無段変速機１０３からのトルクを駆動輪１０５へと伝達する。なお、図８の矢印は、クラッチ装置１００の回転方向を示す。

図９に示すように、ローラ３が係合状態にあり、車両が走行している状態からの減速時において保持部材５は慣性によって入力部材２よりも回転速度が速くなるため、保持部材５は慣性力によって入力部材２と相対回転する。すると、図９に示すように、ローラ３が係合状態となり、ローラ３が出力部材１と入力部材２との間で噛合う。この結果、出力部材１と入力部材２とは一体的に回転する。すなわち、入力部材２から各ローラ３を介して出力部材１へとトルクが伝達される。したがって、クラッチ装置１００は、無段変速機１０３からのトルクを駆動輪１０５へと伝達する。なお、図９の矢印は、クラッチ装置１００の回転方向を示す。

以上のように、電動モータ１０１又はエンジン１０２が増速又は減速したとき、保持部材５が慣性力によって、入力部材２と相対回転する。その結果、ローラ３が出力部材１と入力部材２との間で噛合い、出力部材１と入力部材２との間でトルクが伝達される。また、保持部材５が周方向のどちらの方向において入力部材２と相対回転しても、ローラ３は係合状態となる。

保持部材５の慣性質量が大きいほど、増速時及び減速時において保持部材５は入力部材２に対してより確実に相対回転することができる。よって、保持部材５の慣性質量を大きくするため、本実施形態では、保持部材５の体積を大きくしている。具体的には、保持部材５の保持部材本体部５２を、ボス部２２から出力部材１まで延びる円板のプレート状としている。

また、入力部材２と保持部材５との摺動抵抗をより小さくして入力部材２と保持部材５とをより確実に相対回転させるために、入力部材２と保持部材５との接触点を半径方向の内側に持ってきている。具体的には、入力部材２のボス部２２と保持部材５の第３貫通孔５１の内周面とで接触させている。

［ファイナルギヤ］
図１に示すように、ファイナルギヤ１０４は、クラッチ装置１００と駆動輪１０５との間に配置されている。具体的には、ファイナルギヤ１０４は、ドライブシャフト（図示省略）と駆動輪１０５との間に設けられている。ファイナルギヤ１０４は、例えば、平歯車、又ははすば歯車を組み合わせた３軸の減速機構や、遊星歯車を用いた１軸の減速機構が挙げられる。

［駆動輪］
駆動輪１０５は、電動モータ１０１及びエンジン１０２からのトルクを受けて回転する車輪である。本実施形態に係るハイブリッド自動二輪車２００では、後輪が駆動輪１０５である。

［スロットルグリップ］
スロットルグリップ１０６は、運転者によって操作される。このスロットルグリップ１０６を操作することによって、スロットルの開度が調整される。なお、運転者は、スロットルグリップ１０６を回転させることによって、スロットルグリップ１０６を操作する。具体的には、スロットルグリップ１０６の回転角度が大きくなるにつれて、スロットルの開度も大きくなる。すなわち、スロットルグリップ１０６の操作量（回転角度）が大きくなるにつれて、エンジンの出力も大きくなり、車速が増速する。また、スロットルグリップ１０６の操作量（回転角度）が大きくなるにつれて、電動モータ１０１の出力も大きくなり、車速が増速する。なお、スロットルグリップ１０６は、車速に関する操作を受ける被操作部に相当する。すなわち、スロットルグリップ１０６は、本発明の被操作部に相当する。

［ポジションセンサ］
ポジションセンサ１０７は、スロットルグリップ１０６の操作量を検出するように構成されている。本実施形態では、ポジションセンサ１０７は、スロットルグリップ１０６の回転角度を検出するように構成されている。ポジションセンサ１０７は、スロットルグリップ１０６の操作量に関する信号を、制御部１０９へと出力する。なお、ポジションセンサ１０７は、被操作部の操作量を検出する操作量検出部に相当する。すなわち、ポジションセンサ１０７は、本発明の操作量検出部に相当する。

［車速センサ］
車速センサ１０８は、ハイブリッド自動二輪車２００の車速を検出するように構成されている。具体的には、車速センサ１０８は、駆動輪１０５の回転数を検出するように構成されている。車速センサ１０８は、車速に関する信号を、制御部１０９へと出力する。

［制御部］
制御部１０９は、電動モータ１０１を制御することによって、クラッチ装置１００を間接的に制御する。詳細には、制御部１０９は、ポジションセンサ１０７によって検出された操作量、及び車速センサ１０８によって検出された車速に基づき、電動モータ１０１を制御するように構成されている。

制御部１０９は、ハイブリッド自動二輪車２００の状態に基づき、保持部材５と相対回転するような角加速度で、入力部材２を回転させる。詳細には、制御部１０９は、車速が０の状態において、スロットルグリップ１０６が操作されたとき、電動モータ１０１を制御して、クラッチ装置１００の保持部材５と相対回転するような角加速度で入力部材２を回転させる。

［ハイブリッド自動二輪車の動作］
次に、ハイブリッド自動二輪車２００の動作について説明する。図１０は、ハイブリッド自動二輪車２００を発進させてから停車するまでの一連の動作を行う際の各種の状態値の時間推移を例示する図である。なお、以下の説明はあくまで例示であり、具体的な制御内容はこの例に限定されるものではない。また、以下で説明に用いるスロットル開度の用語は、エンジン動作時には燃料噴射量の瞬時値の最大値に対する割合を表すものであり、一方、ハイブリッド動作時またはモータ単独動作時には、エンジン動作時のスロットル開度と等価なものとする。

発進時、まず、運転者は自動二輪車２００のスイッチをオン状態にして、ハイブリッド自動二輪車２００を走行可能な状態にする。そして、運転者は、スロットルグリップ１０６を操作する、すなわち、スロットルグリップ１０６を回転させる。これによって、図１０（ｂ）に示すようにスロットルグリップ１０６の操作量が徐々に増加する。すなわち、スロットルグリップ１０６の回転角度が徐々に増加する。なお、図１０（ａ）及び図１０（ｃ）に示すように、車速及びスロットル開度は、スロットルグリップ１０６の操作開始から所定時間経過後に増加し始める。すなわち、スロットルグリップ１０６は遊び部分を有しており、スロットルグリップ１０６は、この遊びをもってスロットル開度を操作している。

また、スイッチがオン状態となると、図１１に示すように、各センサが動作を開始する（ステップＳ１）。詳細には、ポジションセンサ１０７は、スロットルグリップ１０６の操作量を検出する。そして、ポジションセンサ１０７は、この操作量に関する信号を制御部１０９へと出力する。また、車速センサ１０８は、車速を検出する。そして、車速センサ１０８は、この車速に関する信号を制御部１０９へと出力する。

制御部１０９は、車速がゼロの停車状態では、ポジションセンサ１０７及び車速センサ１０８からの信号に基づき、車速がゼロであり、且つ、スロットルグリップ１０６が操作された（スロットルグリップ１０６の回転角度が０より大きくなった）か否か判断する（ステップＳ２）。

制御部１０９は、車速がゼロではない、又は、スロットルグリップ１０６が操作されていない（スロットルグリップ１０６の回転角度がゼロである）、と判断すれば（ステップＳ２のＮｏ）、再度ステップＳ１の処理から繰り返す。

制御部１０９は、車速がゼロであり、且つスロットルグリップ１０６が操作された（スロットルグリップ１０６の回転角度がゼロより大きくなった）と判断すれば（ステップＳ２のＹｅｓ）、電動モータ１０１を第１制御モードで制御する（ステップＳ３）。詳細には、図１０（ｅ）及び図１０（ｇ）に示すように、制御部１０９は、第１制御モードで電動モータ１０１の出力を瞬間的に増加させるように制御信号を変化させる。例えば、電動モータ１０１がスイッチング制御される場合、制御部１０９は制御信号のデューティ比を一時的に増加させる。これにより、電動モータ１０１のモータ出力が増加する。

制御部１０９によって制御された電動モータ１０１の出力は、クラッチ装置１００の入力部材２を回転させる（図１０（ｄ））。これにより、入力部材２の角加速度が増加し、入力部材２が保持部材５と相対回転する。すると、保持部材５の相対回転による慣性力により、ローラ３は、図８に示すように、係合状態となる。なお、このステップＳ３の処理において、制御部１０９は、スロットルグリップ１０６の操作量とは無関係に、予め設定された角加速度で入力部材２が回転するように、電動モータ１０１を出力させる。電動モータ１０１の出力は、ハイブリッド自動二輪車２００の発進に必要なトルクよりも小さいトルクとなるように設定される。

このように、制御部１０９によって電動モータ１０１が制御されて、入力部材２が保持部材５と相対回転することによって、ローラ３が出力部材１と入力部材２との間で確実に噛み合う。この噛み合った状態が解除されるには、停車状態のようにローラ３に遠心力がほとんど働かない状態で、入力部材２が出力部材１に対して逆回転しつつローラ３の噛み合いを解除する方向の慣性力が生じる必要がある。単にモータ出力が低下するだけでは、噛み合い状態は解除されない。このため、運転者がスロットルグリップ１０６をゆっくりと操作した場合であっても、ローラ３は出力部材１と入力部材２との間で確実に噛み合う。したがって、クラッチ装置１００は、電動モータ１０１からのトルクを駆動輪１０５へと確実に伝達し、ハイブリッド自動二輪車２００をスムーズに発進させることができる。なお、このステップＳ３の処理は、ローラ３が出力部材１と入力部材２との間で噛み合った後に終了する。例えば、ステップＳ３の処理は、所定時間経過後に終了してもよい。また、運転者がスロットルグリップ１０６を急に操作した場合は、必ずしも制御部１０９に第１制御モードで動作させる必要はない。

図１０（ｅ）、及び図１０（ｇ）に示すように、発進時、及び低中速走行時は、電動モータ１０１によって、駆動輪１０５を駆動する。すなわち、電動モータ１０１からのトルクが、無段変速機１０３、クラッチ装置１００、及びファイナルギヤ１０４を介して駆動輪１０５に伝達される。

図１０（ｆ）に示すように、通常走行時は、エンジン１０２からのトルクによって、駆動輪１０５を駆動する。すなわち、エンジン１０２からのトルクが、無段変速機１０３、クラッチ装置１００、及びファイナルギヤ１０４を介して駆動輪１０５に伝達される。なお、エンジン１０２のトルクによって、電動モータ１０１を発電させてもよい。すなわち、電動モータ１０１をダイナモとして機能させる。電動モータ１０１によって生成された電力は図示しないバッテリに蓄えられる。なお、エンジン１０２は、電動モータ１０１によって始動させられる。すなわち、電動モータ１０１は、セルモータとして機能する。

次に、走行していたハイブリッド自動二輪車２００が減速した後に停車する際のハイブリッド自動二輪車２００の動作について説明する。図１２に示すように、車速センサ１０８は、車速を検出しており（ステップＳ１１）、車速に関する信号を制御部１０９へと出力する。

制御部１０９は、車速がゼロよりも大きい走行状態では、車速センサ１０８からの信号に基づき、車速がゼロであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。制御部１０９は、車速がゼロではないと判断すれば（ステップＳ１２のＮｏ）、再度ステップＳ１１の処理から繰り返す。

制御部１０９は、車速がゼロになったと判断すれば（ステップＳ１２のＹｅｓ）、電動モータ１０１を第２制御モードで制御する（ステップＳ１３）。詳細には、減速した後に停車したハイブリッド自動二輪車２００では、ローラ３は、出力部材１と入力部材２との間で噛み合った状態を維持している。すなわち、図９に示すように、ローラ３は、係合状態となっている。

そこで、制御部１０９は、第２制御モードで電動モータ１０１を制御し、電動モータの出力を瞬間的に増加させるように制御信号を変化させる。具体的には、電動モータ１０１を、出力部材１と入力部材２との間におけるローラ３の噛み合いを解除するように、入力部材２を保持部材５に対して相対回転させる。これによって、ローラ３は、保持部材５の相対回転による慣性力により、図７に示すような非係合状態となる。この結果、停車中のハイブリッド自動二輪車２００を押して移動させることが容易となる。このように制御部が第２制御モードをとることで、従来よりも確実にクラッチ装置の入力トルク伝達を遮断させられる。なお、このステップＳ１３の処理においても、制御部１０９は、予め設定された角加速度で入力部材２が回転するように、電動モータ１０１を出力させる。電動モータ１０１の出力は、ハイブリッド自動二輪車２００の発進に必要なトルクよりも小さいトルクとなるように設定される。このステップＳ１３の処理は、ローラ３が非係合状態となった時点で終了するように制御される。例えば、所定時間経過後、ステップＳ１３の処理は終了する。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。また、上記実施形態では、本発明をハイブリッド式の自動二輪車に適用しているが、本発明を電動式の自動二輪車に適用してもよい。また、本発明の動力伝達装置は、自動二輪車の他の車両に適用することもできる。
［変形例１］
上記実施形態では、１つのローラ３につき、一対の付勢部材４で付勢していたが、この構成に限定されない。例えば、図１３に示すように、１つのローラ３につき、１つの付勢部材４で付勢していてもよい。この場合、ローラ３は、周方向において、付勢部材４と保持部材５の保持面５３２によって挟まれる。この構成では、付勢部材４の数が減ることにより、ローラ３や付勢部材４の組み付け時に、組み付け作業が容易になる。なお、付勢部材４はローラ３に対して第１方向側に配置されてもよく、第２方向側に配置されてもよい。

［変形例２］
上記実施形態では、ローラ３と付勢部材４とは直接接触するようにしていたが、この構成に限定されない。図１３に示すように、付勢部材４は、ローラ３と接触する側の端部にスプリングシート７が装着されていてもよい。スプリングシート７を設けることにより、付勢部材４とローラ３とを安定した接触状態で維持することができる。また、保持部材５は、付勢部材４とスプリングシート７との外周側を覆うカバー部５４を備えてもよい。カバー部５４を設けることで、付勢部材４及びスプリングシート７が外周の出力部材１に摺接することがなくなり、ローラ３の位置を適切に維持することができる。なお、この構成は上記変形例１においても適用できる。

［変形例３］
上記実施形態では、軸方向視において、カム面２１２は円弧状に形成されているが、カム面２１２はＶ字状に形成されていてもよいし、他の形状に形成されていてもよい。また、上記実施形態では、保持部材５が慣性力によって第１方向及び第２方向のどちらの方向において入力部材２と相対回転しても、ローラ３が係合状態となるが、この構成に限定されない。例えば、図１４に示すように、カム面２１２を第１方向の側でなだらかな形状とし、第２方向の側でローラ３の外面形状と沿うような形状とすれば、保持部材５が慣性力によって第１方向において入力部材２と相対回転したときのみ、ローラ３が係合状態となる。そして、保持部材５が慣性力によって第２方向において入力部材２と相対回転しようとしても、ローラ３が相対回転せずに非係合状態を維持することになる。なお、カム面２１２の形状を第１方向側と第２方向側とが逆になるように変更すれば、保持部材５が慣性力によって第２方向において入力部材２と相対回転したときのみ、ローラ３が係合状態となるように構成することもできる。なお、この構成は上記変形例１または２においても適用できる。

［変形例４］
上記実施形態では、伝達部材としてローラ３を用いているが、伝達部材はローラ３ではなく他の形状であってもよい。例えば、図１５に示すように、伝達部材としてスプラグ３１を設けることもできる。スプラグ３１は、自転によりクラッチ装置の半径方向での寸法が変化する扁平形状を有する。スプラグ３１を用いる場合も、非結合状態ではスプラグ３１が出力部材１に対して隙間を開けて保持され、保持部材５の慣性力によって、スプラグ３１が自転して係合状態となって入力部材２と出力部材１との間に噛み込むように構成するとよい。スプラグ３１を用いることで、入力部材２と出力部材１とのいずれにもカム面を設ける必要が無くなり、入力部材２と出力部材１との構成が簡易になる。なお、この構成は上記変形例１から３のいずれにおいても適用できる。例えば、図１６に示すように、２つのスプラグ３１を１つの付勢部材４の両端に配置してもよい。この構成では、保持部材５が慣性力によって第１方向及び第２方向のどちらの方向において入力部材２と相対回転しても、スプラグ３１を係合状態にすることができる。

［変形例５］
上記実施形態では、入力部材２を内周側に設け、出力部材１を外周側に設けるように構成したが、入力部材２と出力部材１との配置は逆であってもよい。例えば、図１７に示すように、半径方向において、出力部材１と入力部材２との配置を上記実施形態と逆であってもよい。すなわち、半径方向において、出力部材１が入力部材２の内側に配置されていてもよい。この場合も、伝達部材３は、入力部材２側に付勢され、出力部材１とは間隔をあけて配置される。なお、この構成は上記変形例１から４のいずれにおいても適用できる。

その他、上記実施形態において、クラッチ装置１００は、無段変速機１０３とファイナルギヤ１０４との間に配置されているが、クラッチ装置１００の配置はこれに限定されない。例えば、クラッチ装置１００は、駆動輪１０５とファイナルギヤ１０４との間に配置されていてもよい。

また、クラッチ装置１００において、エンジンからのトルクを入力部材２に入力するための入力軸と、ボス部２２の第２貫通孔２２１とは、スプライン嵌合やその他の構造で係合していてもよい。

また、入力部材本体部２１は、第１貫通孔２１３を有していなくてもよい。同様に、保持部材５は、第４貫通孔５２１を有していなくてもよい。

また、上記実施形態では、制御部１０９は、駆動輪１０５を駆動するための電動モータ１０１で入力部材２を回転させていたが、この構成に限定されない。例えば、制御部１０９は、駆動輪１０５を駆動するための電動モータ１０１とは別の電動モータを用いて、入力部材２を回転させてもよい。

また、上記実施形態では、伝達部材３と保持部材５との間に付勢部材４を設ける場合を示したが、伝達部材３と保持部材５とを直接接触させて、伝達部材３または保持部材５を介して付勢部材４が両者を付勢するようにしてもよい。

また、保持部材５が入力部材２に対してスムーズに相対回転するように、入力部材２と保持部材５との間に軸受部材を介在させてもよい。

１出力部材
２入力部材
３ローラ
４付勢部材
５保持部材
６カム機構
１００クラッチ装置
１０１電動モータ
１０２エンジン
１０５駆動輪
１０６スロットルグリップ
１０７ポジションセンサ
１０８車速センサ
１０９制御部
２００ハイブリッド自動二輪車

Claims

回転可能に配置される入力部材と、
半径方向において、前記入力部材と間隔をおいて回転可能に配置される出力部材と、
半径方向において前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材と前記出力部材との間でトルクを伝達する係合状態と、トルクを遮断する非係合状態とをとり得る伝達部材と、
前記入力部材との間に前記伝達部材を保持する保持部材と、を有し、
前記保持部材の慣性力によって、前記伝達部材は係合状態と非係合状態との間で状態が遷移する、クラッチ装置、および、
前記伝達部材を非係合状態から係合状態にするように前記入力部材に入力するトルクを制御する第１制御モードを有する制御部、
を備え、
前記制御部は、前記入力部材にトルクを入力する電動モータへの制御信号を出力し、前記第１制御モードでは、発進に必要なトルクよりも小さいトルクを前記電動モータに出力させる、
動力伝達装置。
前記制御部は、車速と運転者による車速に関する操作量とを取得し、車速がゼロの状態において車速に関する操作量がゼロより大きくなったとき、前記第１制御モードをとる、
請求項１に記載の動力伝達装置。
前記制御部は、前記伝達部材を係合状態から非係合状態にするように前記入力部材に入力するトルクを制御する第２制御モードを有する、
請求項１または２に記載の動力伝達装置。
回転可能に配置される入力部材と、
半径方向において、前記入力部材と間隔をおいて回転可能に配置される出力部材と、
半径方向において前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材と前記出力部材との間でトルクを伝達する係合状態と、トルクを遮断する非係合状態とをとり得る伝達部材と、
前記入力部材との間に前記伝達部材を保持する保持部材とを備え、
前記保持部材の慣性力によって、前記伝達部材は係合状態と非係合状態との間で状態が遷移するクラッチ装置、および、
前記伝達部材を係合状態から非係合状態にするように前記入力部材に入力するトルクを制御する第２制御モードを有する制御部、
を備え、
前記制御部は、車速を取得し、前記車速がゼロになったとき、前記第２制御モードをとる、
動力伝達装置。
前記制御部は、前記入力部材にトルクを入力する電動モータへの制御信号を出力し、
前記第２制御モードでは、発進に必要なトルクよりも小さいトルクを電動モータに出力させる、
請求項３または４に記載の動力伝達装置。
請求項１〜５のいずれかに記載の動力伝達装置と、
前記制御部の制御信号を受け付け、前記入力部材にトルクを出力する電動モータと、
操作を受け付け、前記制御部に被操作量を出力する被操作部と、
車速を検出し、前記制御部に前記車速を出力する車速センサと、
を備える自動二輪車。
前記電動モータとともに前記入力部材にトルクを出力するエンジンを更に備える、
請求項６に記載の自動二輪車
電動モータと、
駆動輪と、
前記電動モータからのトルクを前記駆動輪へと伝達するとともに、前記駆動輪から前記電動モータへのトルク伝達を遮断するクラッチ装置と、
運転者によって操作されるスロットルグリップと、
前記スロットルグリップの操作量を検出する操作量検出部と、
車速を検出する車速センサと、
前記操作量検出部によって検出された操作量、及び前記車速センサによって検出された車速に基づき、前記電動モータを制御する制御部と、
前記電動モータとともに入力部材にトルクを出力するエンジンと、
を備え、
前記クラッチ装置は、
筒状の出力部材と、
半径方向において前記出力部材の内側に配置され、前記電動モータからのトルクにより回転するように構成される入力部材と、
半径方向において、前記出力部材と前記入力部材との間に配置されるローラと、
前記入力部材と相対回転可能に配置され、前記ローラを保持する保持部材と、
前記入力部材が前記保持部材と相対回転したときに、前記ローラを前記出力部材と前記入力部材との間で噛ませるように構成されたカム機構と、
を有し、
前記制御部は、前記車速が０の状態において、前記スロットルグリップが操作されたとき、前記電動モータを制御して、前記保持部材と相対回転するような角加速度で前記入力部材を回転させる、
自動二輪車。
駆動源及び駆動輪を有する自動二輪車のための動力伝達装置であって、
駆動源及び駆動輪の一方からのトルクを伝達するとともに駆動源及び駆動輪の他方からのトルク伝達を遮断するクラッチ装置と、
前記クラッチ装置を制御する制御部と、
を備え、
前記クラッチ装置は、
回転可能に配置される入力部材と、
半径方向において前記入力部材と間隔をあけて回転可能に配置される出力部材と、
半径方向において前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、前記入力部材からのトルクを前記出力部材に伝達する係合状態と、前記トルクの伝達を遮断する非係合状態とをとり得る伝達部材と、
前記伝達部材を前記非係合状態で保持する保持部材と、
を有し、
前記保持部材が慣性力によって前記入力部材と相対回転したとき、前記伝達部材は前記係合状態となり、
前記制御部は、車速がゼロになったとき、前記伝達部材が非係合状態となるように前記入力部材を回転させる、
動力伝達装置。
電動モータと、
駆動輪と、
前記電動モータからのトルクを前記駆動輪へと伝達するとともに、前記駆動輪から前記電動モータへのトルク伝達を遮断するクラッチ装置と、
運転者によって操作されるスロットルグリップと、
前記スロットルグリップの操作量を検出する操作量検出部と、
車速を検出する車速センサと、
前記操作量検出部によって検出された操作量、及び前記車速センサによって検出された車速に基づき、前記電動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記クラッチ装置は、
筒状の出力部材と、
半径方向において前記出力部材の内側に配置され、前記電動モータからのトルクにより回転するように構成される入力部材と、
半径方向において、前記出力部材と前記入力部材との間に配置されるローラと、
前記入力部材と相対回転可能に配置され、前記ローラを保持する保持部材と、
前記入力部材が前記保持部材と相対回転したときに、前記ローラを前記出力部材と前記入力部材との間で噛ませるように構成されたカム機構と、
を有し、
前記制御部は、車速が０になったとき、前記電動モータを制御して、前記出力部材と前記入力部材との間における前記ローラの噛み合いを解除するように前記入力部材を回転させる、
自動二輪車。