JPH10231855A - 自動クラッチ - Google Patents

自動クラッチ

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JPH10231855A
JPH10231855A JP3541497A JP3541497A JPH10231855A JP H10231855 A JPH10231855 A JP H10231855A JP 3541497 A JP3541497 A JP 3541497A JP 3541497 A JP3541497 A JP 3541497A JP H10231855 A JPH10231855 A JP H10231855A
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JP
Japan
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holder
clutch
motor
link
screw shaft
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JP3541497A
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Masanori Kanda
政徳 神田
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Unisia Jecs Corp
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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

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
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
0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。
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