JPH10231855A - 自動クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ操作用のモータにかかる負荷を簡単
な構成によって確実に小さくする。 【解決手段】 先端に雄螺子部２６を有する螺子シャフ
ト２７をモータ軸２５に結合する。シャフト２７の基部
に第１ホルダ２８を回転可能に、かつ軸方向変位を規制
した状態で取り付ける。シャフト２７の雄螺子部２６に
第２ホルダ３０を螺合する。第１ホルダ２８と第２ホル
ダ３０に等長のリンク３１ａ，３１ｂと３１ｃ，３１ｄ
を夫々回動可能に連結する。リンク３１ａとリンク３１
ｃの他端を固定レシーバ３２に回動可能に連結し、リン
ク３１ｂとリンク３１ｄの他端を可動レシーバ３３に回
動可能に連結する。可動レシーバ３３を油圧機構等を介
してレリーズレバー１４に連結する。モータのトルク
は、螺子ジャッキ機構と等長の平行リンク機構によって
増幅される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の動力伝達
系等に用いられ、圧接方向にスプリング付勢された動力
伝達用の摩擦要素をモータを駆動源として近接離反させ
る自動クラッチに関し、とりわけ、簡素で確実な手段に
よってモータの負荷を小さくできるようにした自動クラ
ッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の動力伝達系に用いられ
るクラッチは、エンジン側摩擦要素であるフライホイー
ルとプレッシャプレートの間に変速機側摩擦要素である
クラッチディスクが介装され、フライホイールとプレッ
シャプレートでクラッチディスクを挟圧することによっ
て動力を伝達し、その挟圧を解除することによって動力
を遮断するようになっている。そして、プレッシャプレ
ートは通常ダイヤフラムスプリング等のプレッシャスプ
リングによって圧接（挟圧）方向に付勢されており、動
力の遮断や接続のための操作を行うときにはクラッチペ
ダルにこのスプリングの力に抗する力を付与するように
なっている。

【０００３】ところで、近年クラッチペダルを廃止し、
運転者が行っていたクラッチペダルの操作をモータによ
って行うようにした自動クラッチが開発されている。こ
の自動クラッチは、ギヤシフト状態や、エンジン回転速
度、車速等の情報がコントローラに入力され、このコン
トローラがこれらの情報を基に円滑なクラッチの接続と
遮断ができるようにモータを制御するようになってい
る。ところが、このような自動クラッチにおいては、ク
ラッチの遮断時には、プレッシャプレートを圧接（挟
圧）方向に付勢するスプリングの力に抗してモータを駆
動させなければならないためにモータの負荷が大きくな
り、安定したクラッチ作動を得ることがむずかしいとい
う問題がある。

【０００４】そこで、従来これに対処するものとして、
特公平４−５６１８４号公報に示されるようなものが案
出されている。

【０００５】この自動クラッチは、駆動用のモータと、
摩擦要素を操作するレリーズレバーとを複数個のギヤを
介して連結すると共に、その一つのギヤに、摩擦要素を
付勢するプレッシャスプリングの力に対抗するコイルタ
イプのアシストスプリングを付設した概略構成となって
いる。そして、この自動クラッチにおいては、アシスト
スプリングがプレッシャスプリングの力を相殺してモー
タにかかる負荷を小さくほぼ一定に維持できるようにし
ているが、クラッチ接続状態でアシストスプリングの力
が作用するとプレッシャスプリングによる摩擦要素の圧
接が阻害されてしまうため、クラッチ接続状態でアシス
トスプリングの力が作用しないようにアシストスプリン
グの接続点をギヤ上の特定位置に設定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動クラッチにおいては、プレッシャスプリングの
力に対抗し得る大きなばね力のアシストスプリングをギ
ヤユニット内に組み込まなければならないうえ、ギヤ上
のアシストスプリングの接続点が僅かでもずれると、ア
シストスプリングの力がクラッチ接続状態で作用してし
まうため、アシストスプリングの組付けや調整のための
作業がむずかしいという不具合がある。また、アシスト
スプリングのばね力を大きくしなければならないことか
ら、装置の外形も大型化し易い。

【０００７】そこで本発明は、繁雑な組付けや調整の要
らない簡単な構成により、摩擦要素を操作するためのモ
ータにかかる負荷を確実に小さくすることのできる自動
クラッチを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するための手段として、圧接方向にスプリング付勢
された摩擦要素をモータによって近接離反方向に操作す
る自動クラッチにおいて、前記モータの軸に、先端に雄
螺子部を有する螺子シャフトを結合し、この螺子シャフ
トの基部に、第１ホルダを回転可能に、かつ軸方向変位
を規制した状態で取り付ける一方で、螺子シャフトの先
端の前記雄螺子部に第２ホルダを螺合し、前記第１ホル
ダに、互いに長さの等しい第１リンクと第２リンクの各
一端を回動可能に連結すると共に、前記第２ホルダに、
前記第１，第２リンクと長さの等しい第３リンクと第４
リンクの各一端を回動可能に連結し、さらに、前記第１
リンクと第３リンクの各他端を、ベース部材と一体の固
定レシーバに回動可能に連結すると共に、前記第２リン
クと第４リンクの各他端を可動レシーバに回動可能に連
結して、この可動レシーバを前記摩擦要素の操作部に連
結するようにした。モータの回転によって螺子シャフト
が回転すると、第２ホルダが螺子シャフトに沿って移動
して第１ホルダと第２ホルダの距離が変化する。この第
１ホルダと第２ホルダの距離変化は等長のリンクからな
る平行リンク機構によって可動レシーバの変位に変換さ
れ、この可動レシーバの変位によって摩擦要素の操作部
が操作される。このとき、螺子シャフトの雄螺子部の径
を大きく、ピッチを小さく設定しておくことにより、螺
子シャフトの小さな回転トルクでもって第１ホルダと第
２ホルダを近接離反させることができ、また、各リンク
と螺子シャフトの成す角度がクラッチ操作時に適正な角
度範囲内で変化するように設定しておくことにより、第
１ホルダと第２ホルダを近接離反させる方向の小さな荷
重でもって可動レシーバを変位させることができる。し
たがって、これらにより小さなモータのトルクでもって
摩擦要素を変位させることができる。

【０００９】可動レシーバと摩擦要素の操作部とは油圧
機構を介して連結するようにしても、ロッドまたはワイ
ヤを介して連結するようにしても良い。可動レシーバと
操作部とを油圧機構を介して連結するようにした場合に
は、油圧配管の自由度が高いことから、車両の設計自由
度が高まり、ロッドまたはワイヤを介して連結するよう
にした場合には、構造が簡素であることから低コストで
の製造が可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１〜
図３に基づいて説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例の全体概略構成
を示すもので、同図において、１は、車両のエンジンと
変速機の間に介装された本発明にかかる自動クラッチで
あり、２は、この自動クラッチのクラッチ本体部であ
る。このクラッチ本体部２は、エンジンのクランクシャ
フト（図示せず。）に結合されたフライホイール５と、
このフライホイール５に結合されたクラッチカバー６
と、このクラッチカバー６内で変速機の入力軸７にスプ
ライン嵌合されたクラッチディスク８と、フライホイー
ル５と共にこのクラッチディスク８を挟圧するプレッシ
ャプレート１０と、このプレッシャプレート１０をクラ
ッチディスク８方向に付勢するダイヤフラムスプリング
１１と、このダイヤフラムスプリング１１の内周端をフ
ライホイール５方向に変位させてプレッシャプレート１
０をクラッチディスク８から離反させるレリーズベアリ
ング１２と、図外のクラッチハウジングに枢支され、そ
の回動操作によってレリーズベアリング１２を進退操作
させるレリーズレバー１４とを備えている。

【００１２】そして、クラッチ本体部２は、常態におい
てダイヤフラムスプリング１１がプレッシャプレート１
０をクラッチディスク８に押し付け、クランクシャフト
から入力軸７への動力伝達を可能にしており（以下、こ
の状態をクラッチの接続と呼ぶ。）、その状態からレリ
ーズベアリング１２が操作されると、ダイヤフラムスプ
リング１１によるプレッシャプレート１０の押し付けが
解除されて、クランクシャフトと入力軸７の間の動力伝
達が遮断される（以下、この状態をクラッチの遮断と呼
ぶ。）ようになっている。尚、この実施例においては、
フライホイール５とプレッシャプレート１０が入力側の
摩擦要素を構成し、クラッチディスク８が出力側の摩擦
要素を構成している。

【００１３】そして、前記摩擦要素（プレッシャプレー
ト１０）の操作部であるレリーズレバー１４の基端に
は、オペレーティングシリンダ１５のピストンロッド１
６が回動可能に連結されている。このピストンロッド１
６は、オペレーティングシリンダ１５のピストン１７に
回動可能に連結され、オペレーティングシリンダ１５の
直線的な動作とレリーズレバー１４の回動動作を常に円
滑に変換し得るようになっている。オペレーティングシ
リンダ１５はその作動室１８が配管１９を通してマスタ
ーシリンダ２０に接続され、マスターシリンダ２０から
の作動油の導入によってピストンロッド１６を前進さ
せ、それによってレリーズレバー１４をクラッチ遮断方
向に変位させるようになっている。尚、２１は、作動液
を貯留するマスターシリンダ２０のリザーバを示し、２
２ａ，２２ｂは、タンデムに連結されたプライマリーピ
ストンとセカンダリーピストン、２３は、両ピストン２
２ａ，２２ｂの後退作動時に前後の液室を連通するチェ
ック弁を示す。

【００１４】一方、２４は、マスターシリンダ２０を通
してレリーズレバー１４を駆動操作するためのモータで
あり、そのモータ軸２５には、先端に雄螺子部２６を有
する螺子シャフト２７が同軸に結合されている。そし
て、この螺子シャフト２７の基部には第１ホルダ２８が
回転可能に嵌合され、その軸方向の前後が一対のストッ
パ２９，２９によって係止されている。一方、螺子シャ
フト２７の先端の雄螺子部２６には第２ホルダ３０が螺
合されており、螺子シャフト２７が回転すると、その回
転方向及び量に応じて第２ホルダ３０が軸方向に沿って
適宜移動し得るようになっている。そして、第１ホルダ
２８と第２ホルダ３０には、等長の第１，第２リンク３
１ａ，３１ｂと第３，第４リンク３１ｃ，３１ｄとが夫
々回動可能に結合されており、第１リンク３１ａと第３
リンク３１ｃの各他端は固定レシーバ３２に、第２リン
ク３１ｂと第４リンク３１ｄの各他端は可動レシーバ３
３に夫々回動可能に結合されている。固定レシーバ３２
はベース部材であるハウジング３４に一体に固定され、
可動レシーバ３３は前記マスターシリンダ２０のセカン
ダリーピストン２２ｂにプッシュロッド３５を介して結
合されている。

【００１５】したがって、モータ２４の回転は、雄螺子
部２６と第２ホルダ３０から成る螺子ジャッキ機構によ
って螺子シャフト２７の軸方向に沿う第２ホルダ３０の
変位に一旦変換された後に、その変位が等長の４リンク
３１ａ〜３１ｄから成る平行リンク機構によって螺子シ
ャフト２７と直交する方向の可動レシーバ３３の変位に
変換され、その変位によってマスターシリンダ２０を作
動させるようになっている。そして、モータ２４のトル
クは、前記の螺子ジャッキ機構と平行リンク機構とによ
り以下のようにして増幅されるようになっている。

【００１６】即ち、雄螺子部２６の螺子山の中央部で円
周方向に働く力をＲ、第２ホルダ３０に作用する軸方向
の荷重をｗ₁、螺子の有効径をｄ、螺子のピッチをＰ、
螺子の摩擦係数をμとすると（図２参照。）、周方向に
働く力Ｒは、以下の（１）式で表すことができる。尚、
（１）式中の＋、−は雄螺子部２６の回転方向によって
決定される。

【００１７】

【数１】

【００１８】この（１）式から明らかなように、前記の
螺子ジャッキ機構を用いた場合には、螺子の有効径ｄを
大きく、螺子のピッチＰを小さく設定しておくことによ
り、周方向の小さな力Ｒでもって軸方向の荷重ｗ₁を支
持することができる。

【００１９】また、クラッチ本体部２のダイヤフラムス
プリング１１の反力をＦ₀、螺子シャフト２７と各リン
ク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの成す角度をθとす
ると（図３参照。）、第２ホルダ３０に作用する軸方向
の荷重ｗ₁は、以下の（２）式で表すことができる。

【００２０】

【数２】

【００２１】この（２）式から明らかなように、前記の
平行リンク機構を用いた場合には、螺子シャフト２７と
各リンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの成す角度θ
が常に４５°〜９０°の範囲となるように設定しておく
ことにより、小さな軸方向の荷重ｗ₁でもってダイヤフ
ラムスプリング１１の反力Ｆ₀を支持することができ
る。

【００２２】そして、モータ２４のトルクＴは

【００２３】

【数３】

【００２４】で表すことができるため、以上の（１）、
（２）、（３）式からトルクＴは以下の（４）式で表す
ことが可能である。

【００２５】

【数４】

【００２６】この（４）式から明らかなように、螺子の
有効径ｄ、螺子のピッチＰ、螺子シャフト２７と各リン
ク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの成す角度θ等を適
性に設定しておくことにより、小さなモータ２４のトル
クＴでもってダイヤフラムスプリング１１の反力Ｆ₀を
支持することができる。

【００２７】尚、この実施例においては、クラッチの遮
断操作時におけるダイヤフラムスプリング１１の反力Ｆ
₀の増大に対して、螺子シャフト２７と各リンク３１
ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの成す角度θが増大変位す
るようになっているため、螺子シャフト２７と各リンク
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの成す角度θが常に４
５°〜９０°の範囲となるように設定しておけば、反力
Ｆ₀の増大に略比例したトルクＴの増幅作用を得ること
ができる。

【００２８】また、図１中３６は、モータ制御用のコン
トローラであり、このコントローラ３６は、図中３７〜
４３で示す各種の検出器から信号を入力され、これらの
入力信号に基づいてクラッチの遮断や接続を円滑に行え
るようモータ２４の回転方向や回転角度等を適宜制御す
るようになっている。以下、コントローラ３６に入力信
号を出力する３７〜４３の検出器について説明する。

【００２９】３７は、運転者からクラッチの遮断要求が
入ったときにオン作動するギヤシフトレバースイッチで
あり、このギヤシフトレバースイッチ３７は、例えば、
図外のギヤシフトレバーの把持位置に接触スイッチを付
設することによって構成されている。

【００３０】３８は、可動レシーバ３３のストローク量
を検出するストロークセンサであり、３９は、クラッチ
入力側の回転速度（フライホイール５の回転速度）を検
出する入力回転速度センサ、４０は、クラッチ出力側の
回転速度（変速機の入力軸７）の回転速度を検出する出
力回転速度センサ、４１は車速センサである。

【００３１】さらに、４２は、変速機の現在のギヤポジ
ションと、変速機がギヤシフトを完了したことを検出す
るギヤポジションセンサであり、４３は、エンジンのス
ロットル開度を検出するスロットル開度センサである。

【００３２】以上の構成において、車両の発進時や変速
時に運転者がギヤシフトレバーを把持すると、ギヤシフ
トレバースイッチ３７からクラッチ遮断信号であるオン
信号がコントローラ３６に入力され、コントローラ３６
がこれを受けてモータ２４をクラッチ遮断方向に回転さ
せる。このとき、第２ホルダ３０は、第３，第４リンク
３１ｃ，３１ｄによって回転を拘束されているため、モ
ータ２４の回転に伴って螺子シャフト２７が回転する
と、その回転に応じて第１ホルダ２８との間隔を狭める
ように螺子シャフト２７の軸方向に沿って変位する。そ
して、第２ホルダ３０の変位はリンク３１ａ，３１ｂ，
３１ｃ，３１ｄによって可動レシーバ３３の変位に変換
され、その可動レシーバ３３の変位によってマスターシ
リング２０が前進操作される。マスターシリング２０が
前進操作されると、配管１９内の油圧を通してオペレー
ティングシリンダ１５が前進して、ピストンロッド１
６、レリーズレバー１４、ダイヤフラムスプリング１１
等を介してプレッシャプレート１０をクラッチ遮断方向
に変位させる。

【００３３】また、このようにしてクラッチが遮断され
ると、その後コントローラ３６においてギヤシフトの完
了が確認され、さらにクラッチを接続方向に変位させる
べく信号がモータ２４に出力される。尚、この出力信号
は、常に円滑なクラッチの接続が可能な最適なモータ２
４の回転角度及び速度が得られるようにギヤポジション
やエンジン回転速度、車速等の情報に基づいて決定され
る。

【００３４】こうしてモータ２４に信号が出力される
と、モータ２４が逆方向に回転し、このモータ２４の回
転によって第２ホルダ３０が第１ホルダ２８との間隔を
広げるように螺子シャフト２７の軸方向に沿って変位す
る。この第２ホルダ３０の変位はリンク３１ａ，３１
ｂ，３１ｃ，３１ｄを介して可動レシーバ３３とマスタ
ーシリンダ２０を後退変位させ、さらに配管１９内の油
圧を介してオペレーティングシリンダ１５を後退させ
て、プレッシャプレート１０をクラッチ接続方向に変位
させる。

【００３５】この自動クラッチ１においては、クラッチ
の遮断、接続のいずれの操作の場合にも、モータ２４が
ダイヤフラムスプリング１１の反力に抗してプレッシャ
プレート１０を変位させるが、モータ２４のトルクは前
述のように螺子ジャッキ機構と平行リンク機構によって
大きく増幅されるため、モータ２４は比較的小さなトル
クでもってプレッシャプレート１０を操作することがで
きる。しかも、この実施例の場合には、ダイヤフラムス
プリング１１の反力Ｆ₀の増大に対して、螺子シャフト
２７と各リンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの成す
角度θが増大変位するようになっているため、クラッチ
操作時におけるダイヤフラムスプリング１１の反力の増
減に対して略比例したトルクの増幅作用を得ることがで
きる。したがって、操作時におけるモータ２４のトルク
の変動が小さくなることから、安定したクラッチ操作が
可能になると共に、モータ２４の耐久性も向上する。

【００３６】また、この実施例の場合、可動レシーバ３
３の変位を油圧機構を介してレリーズレバー１４に伝達
するようにしているため、配管１９の設計変更によって
モータ２４部分とクラッチ本体部２の配置を比較的自由
に変更することができる。したがって、車両の設計の自
由度が高まるという利点もある。

【００３７】尚、この発明の実施例は以上で説明したも
のに限るものではなく、例えば、可動レシーバ３３とレ
リーズレバー１４は、図４に示すようにワイヤ４５で接
続したり、ロッド接続するようにしても良い。このよう
にした場合には、前述した実施例と同様の基本的な作用
効果を得ることができるうえ、構造がより簡素になる分
低コストでの製造が可能になる。ただし、可動レシーバ
３３とレリーズレバー１４をワイヤ４５で接続する場合
には、クラッチの遮断操作時に第１ホルダ２８と第２ホ
ルダ３０の間隔が広がり、接続操作時にその間隔が狭ま
るようにモータ２４の回転方向を変更する。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は、モータの軸に、
先端に雄螺子部を有する螺子シャフトを結合し、この螺
子シャフトの基部に、第１ホルダを回転可能に、かつ軸
方向変位を規制した状態で取り付ける一方で、螺子シャ
フトの先端の前記雄螺子部に第２ホルダを螺合し、前記
第１ホルダに、互いに長さの等しい第１リンクと第２リ
ンクの各一端を回動可能に連結すると共に、前記第２ホ
ルダに、前記第１，第２リンクと長さの等しい第３リン
クと第４リンクの各一端を回動可能に連結し、さらに、
前記第１リンクと第３リンクの各他端を、ベース部材と
一体の固定レシーバに回動可能に連結すると共に、前記
第２リンクと第４リンクの各他端を可動レシーバに回動
可能に連結して、この可動レシーバを摩擦要素の操作部
に連結するようにしたため、モータのトルクを、螺子シ
ャフトと第２ホルダによる螺子ジャッキ機構と、等長の
４リンクからなる平行リンク機構とによって増幅し、そ
の増幅したトルクによって摩擦要素の操作部をスプリン
グの力に抗して操作することができ、その結果、繁雑な
組付けや難しい調整の要らない簡単な構成でありなが
ら、モータにかかる負荷を確実に小さくすることが可能
である。また、本発明は構造が比較的簡単であり、従来
のもののような大きなスプリング等を必要としないた
め、装置全体の小型化を図ることができるという従来の
ものに比較しての有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。

【図２】同実施例を示す概念図。

【図３】同実施例を示す概念図。

【図４】本発明の他の実施例を示す概略構成図

【符号の説明】 １…自動クラッチ、 ５…フライホイール（摩擦要素）、 ８…クラッチディスク（摩擦要素）、 １０…プレッシャプレート（摩擦要素）、 １１…ダイヤフラムスプリング（スプリング）、 １４…レリーズレバー（操作部）、 １５…オペレーティングシリンダ（油圧機構）、 １９…配管（油圧機構）、 ２０…マスターシリンダ（油圧機構）、 ２４…モータ、 ２６…雄螺子部、 ２８…螺子シャフト、 ３０…第２ホルダ、 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…第１，第２，第３，
第４リンク、 ３２…固定レシーバ、 ３３…可動レシーバ、 ３４…ハウジング（ベース部材）、 ４５…ワイヤ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧接方向にスプリング付勢された摩擦要
   素をモータによって近接離反方向に操作する自動クラッ
   チにおいて、 前記モータの軸に、先端に雄螺子部を有する螺子シャフ
   トを結合し、この螺子シャフトの基部に、第１ホルダを
   回転可能に、かつ軸方向変位を規制した状態で取り付け
   る一方で、螺子シャフトの先端の前記雄螺子部に第２ホ
   ルダを螺合し、前記第１ホルダに、互いに長さの等しい
   第１リンクと第２リンクの各一端を回動可能に連結する
   と共に、前記第２ホルダに、前記第１，第２リンクと長
   さの等しい第３リンクと第４リンクの各一端を回動可能
   に連結し、さらに、前記第１リンクと第３リンクの各他
   端を、ベース部材と一体の固定レシーバに回動可能に連
   結すると共に、前記第２リンクと第４リンクの各他端を
   可動レシーバに回動可能に連結して、この可動レシーバ
   を前記摩擦要素の操作部に連結したことを特徴とする自
   動クラッチ。
2. 【請求項２】 前記可動レシーバと摩擦要素の操作部と
   を油圧機構を介して連結したことを特徴とする請求項１
   に記載の自動クラッチ。
3. 【請求項３】 前記可動レシーバと摩擦要素の操作部と
   をロッドまたはワイヤを介して連結したことを特徴とす
   る請求項１に記載の自動クラッチ。