WO2018124269A1 - クラッチユニット及び車両 - Google Patents

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force
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spring
output shaft
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Inventor
賢吾 南
佳希 寺島
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00Friction clutches
    • F16D13/58Details
    • F16D13/75Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters
    • F16D13/752Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters the adjusting device being located in the actuating mechanism arranged outside the clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00Electrically-actuated clutches

Definitions

  • a clutch unit having a clutch and an actuator that generates a force for operating the clutch (hereinafter referred to as an operation driving force) is known.
  • an operation driving force a force for operating the clutch
  • the clutch connected state refers to a state where the clutch is transmitting torque
  • the clutch disengaged state refers to a state where torque is interrupted by the clutch.
  • the clutch engaging device of a friction clutch disclosed in Patent Document 1 includes a friction disk, a friction lining, a flywheel, a thrust plate, and a diaphragm.
  • the friction lining is disposed between the flywheel and the thrust plate and is supported on the outer periphery of the friction disk.
  • force is applied from the diaphragm to the thrust plate.
  • the friction lining is located between the flywheel and the thrust plate. Therefore, the friction clutch disclosed in Patent Document 1 is in a connected state at the normal time.
  • a clutch unit that is in a connected state when no force is applied from the actuator to the clutch is referred to as a normally closed clutch unit.
  • the force acting in the direction of bringing the friction clutch into the connected state is indicated by a positive value
  • the force acting in the direction of bringing the friction clutch in the disconnected state is indicated by a negative value.
  • the moving distance is 0 when the friction clutch is in a connected state, and increases as the link moves in a direction to bring the friction clutch into a disconnected state.
  • a wear compensation device is provided in the clutch engagement device.
  • the wear compensation device is configured to always maintain the diaphragm at the same position when the friction clutch is in the connected state. Thereby, it can suppress that the magnitude
  • the inventors of the present invention first examined in detail the phenomenon that occurs in the clutch, the actuator, and the transmission member when the clutch is switched to a connected state or a disconnected state in a normally closed clutch unit.
  • the clutch unit when the clutch is switched from the connected state to the disconnected state, before the clutch reaction force is input from the clutch to the transmission member, the clutch unit is operated so that the assist force is input from the auxiliary spring to the transmission member. It only has to be configured. In this case, when the clutch is switched to the disengaged state, even if the timing of starting the input of the clutch reaction force from the clutch to the transmission member becomes earlier, before the assist force is input to the transmission member. The clutch reaction force from the clutch can be prevented from being input to the transmission member. That is, even if the torque transmission member is worn, it is possible to prevent a period during which the assist force cannot be used after starting the clutch disengaging operation.
  • the transmission member receives the assist force from the auxiliary spring before the clutch reaction force is input from the clutch.
  • the assist force input from the auxiliary spring becomes zero after the clutch reaction force input from the clutch becomes zero.
  • the clutch can be smoothly switched to the connected state or the disconnected state.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an example of the operation of the assist mechanism.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of the relationship between the actuator rotation angle and the axial torque.
  • FIG. 10 is a view of the engine and the clutch unit as viewed from above the vehicle.
  • FIG. 11 is a view of the engine and the clutch unit as viewed from the side of the vehicle.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the friction mechanism.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating the configuration of the rotation transmitting unit and the rotating body.
  • FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 3 showing a schematic configuration of a clutch unit according to another embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the forces generated by the diaphragm, the electric motor, and the elastic auxiliary means in the friction clutch according to the prior art.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a vehicle 1 provided with a clutch drive device 14 according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle 1 is, for example, a motorcycle and includes a vehicle body 2, a front wheel 3, and a rear wheel 4.
  • the vehicle body 2 has a frame (not shown).
  • An engine unit 10 for supplying rotational driving force to the rear wheels 4 is attached to the frame of the vehicle body 2.
  • the engine unit 10 includes an engine 11, a transmission 12, and a clutch unit 17.
  • the clutch unit 17 includes a clutch 13 and a clutch driving device 14.
  • the clutch 13 is configured to be able to transmit the rotation of a crankshaft (not shown) of the engine 11 to the transmission 12. That is, the clutch 13 is configured to be able to switch between transmission and non-transmission of rotation of the crankshaft with respect to the transmission 12.
  • the clutch housing 21 has a bottom 21 a connected to the reduction gear 22.
  • the reduction gear 22 rotates integrally with the gear by engaging with a gear (not shown) of the crankshaft.
  • the clutch housing 21 and the reduction gear 22 rotate according to the rotation of the crankshaft and can rotate relative to the main shaft 15.
  • the pressure member 27 is movable in the axial direction with respect to the clutch boss 26.
  • the clutch spring 28 is provided so as to push the pressure member 27 toward the clutch boss 26 in the axial direction.
  • the clutch plate 23 and the friction plate 24 disposed between the clutch boss 26 and the pressure member 27 are pressed against each other. That is, the clutch plate 23 and the friction plate 24 are connected to each other by the clutch spring 28.
  • the clutch boss 26 and the clutch housing 21 rotate integrally by friction between the clutch plate 23 and the friction plate 24. This state is the connection state of the clutch 13.
  • the clutch 13 is switched between the connected state and the disconnected state when the push rod 29 moves in the axial direction.
  • the pressure member 27 can rotate with respect to the push rod 29 via a bearing 27a. Thereby, when the clutch 13 is in the connected state, the pressure member 27 rotates integrally with the clutch housing 21 and the clutch boss 26.
  • the push rod 29 moves in the axial direction by the rotation of the rotating shaft 31. That is, the push rod 29 reciprocates in the axial direction according to the rotation direction of the rotary shaft 31.
  • the arm portion 32 includes a first arm 33, a second arm 34, and an adjustment mechanism 35.
  • the first arm 33 and the second arm 34 are each formed in a plate shape that is long in one direction.
  • the first arm 33 is connected to the rotary shaft 31 so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 31.
  • the second arm 34 is connected to the output shaft 63 of the clutch driving device 14 so as to be rotatable integrally with the output shaft 63.
  • the first arm 33 and the second arm 34 are connected via an adjustment mechanism 35.
  • the friction mechanism 80 when the friction mechanism 80 is assembled to the intermediate shaft 62 by projecting a part of the intermediate shaft 62 including the rotation transmission portion 83 to the outside of the casing body 41, the friction mechanism 80 is positioned. It can be done easily. Therefore, the assembly operation of the clutch drive device 14 is facilitated.
  • the friction mechanism 80 suppresses the rotation of the intermediate shaft 62 by the frictional force when the rotational torque acting on the intermediate shaft 62 is a predetermined value or less (for example, when the output of the motor 50 is stopped). .
  • the spring 71 is disposed in the casing main body 41 so as to surround the input shaft 61 and the intermediate shaft 62 when viewed from the axial direction of the output shaft 63.
  • the input shaft 61 is inserted through the inside of the spring 71.
  • One end portion of the intermediate shaft 62 in the axial direction is rotatably supported by a part of the casing body 41 (a convex portion 46 described later) positioned inward of the spring 71.
  • the axis of the spring 71 is arranged in parallel with the output shaft 63.
  • One end of the wire constituting the spring 71 extends toward the output shaft 63.
  • the spring 71 has one end of the wire extending toward the output shaft 63. That is, one end of the wire extends toward the radially outer side of the spring 71. The other end of the wire rod of the spring 71 also extends outward in the radial direction of the spring 71. That is, the spring 71 includes a cylindrical spring body 71a, a first protrusion 71b including one end of the wire, and extending radially outward from the spring body 71a, and the other end of the wire, and the spring body. And a second protrusion 71c extending radially outward from 71a. In the present embodiment, the first protrusion 71 b and the second protrusion 71 c extend toward the output shaft 63 when viewed from the axial direction of the output shaft 63.
  • one end of the wire rod of the spring 71 rotates around the axis of the spring 71 so as to approach the other end of the wire rod in the second protrusion 71c. Due to the deformation of the spring 71, an elastic restoring force is generated in the spring 71 in the circumferential direction of the spring 71 in the direction in which the first protrusion 71b is separated from the second protrusion 71c.
  • the pin 72 provided on the output gear 65 is connected to the output shaft 65.
  • the pin 72 is located in the region X.
  • the pin 72 is in contact with the first protrusion 71b of the spring 71 at a position close to the tip.
  • FIG. 9 shows the rotation angle of the output gear 65 (actuator rotation angle), the rotational torque acting on the output shaft 63 (hereinafter referred to as shaft torque) due to the load (clutch load) when operating the clutch 13, and the assist.
  • the relationship between the shaft torque generated in the output shaft 63 by the assist force by the mechanism 70 and the sum of the shaft torque generated in the output shaft 63 by the clutch load (clutch reaction force) and the assist force is shown.
  • the actuator rotation angle is the initial rotation when the output gear 65 rotates counterclockwise from the initial rotation position (position of FIG. 8C) when viewed from the axial direction of the output shaft 63. It means the rotation angle of the output gear 65 with respect to the position.
  • the clutch load is equal to the reaction force (clutch reaction force) that the clutch drive device 14 receives from the clutch spring 28 of the clutch 13 when the clutch 13 operates.
  • ⁇ 1 is an angle formed by the second arm 34 with respect to a reference line parallel to the axis of the rotating shaft 31 when the link mechanism 16 is viewed from the side of the vehicle 1 (see FIG. 11).
  • ⁇ 2 is an angle formed by the first arm 33 with respect to a reference line parallel to the axis of the output shaft 63 when the link mechanism 16 is viewed from above the vehicle 1 (see FIG. 10).
  • L1 is the length of the second arm 34
  • L2 is the length of the first arm 33.
  • the clutch reaction force increases as the actuator rotation angle increases.
  • the actuator rotation angle is large, the amount of increase in the clutch reaction force relative to the increase in the actuator rotation angle is larger than when the actuator rotation angle is small. small.
  • the shaft torque generated in the output shaft 63 when the clutch reaction force acts on the output shaft 63 decreases as the lever ratio rt increases. Therefore, the shaft torque decreases as the actuator rotation angle increases.
  • the shaft torque that acts on the output shaft 63 by the driving and assist mechanism 70 of the motor 50, that is, by the clutch driving device 14, is mainly the shaft that disconnects the clutch 13, as shown in FIG. Torque (in FIG. 9, the negative region shaft torque).
  • FIG. 12 is an enlarged view showing the friction mechanism 80.
  • the friction mechanism 80 holds the intermediate shaft 62 in a stationary state by the friction between the rotating body 81 and the pair of friction plates 82 when the torque in the rotational direction acting on the intermediate shaft 62 of the transmission mechanism 60 is equal to or less than a predetermined value. .
  • a predetermined value for example, even when driving of the motor 50 is stopped when the vehicle is stopped, the disengaged state of the clutch 13 can be maintained by the friction mechanism 80.
  • the pair of friction plates 82 are arranged on one side and the other side in the thickness direction with respect to the rotating body 81. That is, the pair of friction plates 82 and the rotating body 81 are laminated in the thickness direction of the friction plates 82 in the order of the friction plate 82, the rotating body 81, and the friction plate 82.
  • Each of the pair of friction plates 82 has a hollow disk shape in which at least a surface in contact with the rotating body 81 out of both surfaces in the thickness direction has a friction coefficient such that a predetermined frictional force can be obtained by contacting the rotating body 81. It is a member.
  • the friction plate 82 is made of, for example, a plate member made of stainless steel whose surface is polished.
  • the rotating body 81 and the intermediate shaft 62 are rotated by the frictional force between the rotating body 81 and the pair of friction plates 82 in the range between the two-dot chain line (below a predetermined value). Is suppressed.
  • the clutch reaction force and the assist force input to the output shaft 63 of the clutch drive device 14 are set so that the sum of the shaft torques generated in the output shaft 63 is not more than a predetermined value as shown in FIG.
  • the self-locking mechanism as described above can be realized.
  • the rotating body 81, the friction plate 82, and the spring 84 of the friction mechanism 80 can be attached in the casing main body 41 in the cover 42 in an assembled state. Therefore, the assembly workability of the friction mechanism 80 can be improved.
  • the casing in which the friction mechanism 80 is accommodated is constituted by a part of the cover 42 of the clutch drive device 14.
  • the whole structure of the clutch drive device 14 can be made into a compact structure.
  • the clutch unit 17 includes a clutch 13, a motor 50, an output shaft 63, and a spring 71.
  • the clutch 13 includes a plurality of clutch plates 23 and a friction plate 24 that transmit torque by a frictional force, and a clutch spring 28 that connects the plurality of clutch plates 23 and the friction plate 24 to each other by an elastic restoring force.
  • the clutch 13 is provided so as to be switchable to a connected state for transmitting torque or a disconnected state for interrupting torque.
  • the motor 50 generates an operation driving force for operating the clutch 13.
  • the output shaft 63 transmits the operating driving force generated by the motor 50 to the clutch 13, and the elastic restoring force of the clutch spring 28 is input from the clutch 13 as a clutch reaction force.
  • the assist force input to the output shaft 63 from the spring 71 after the clutch reaction force input to the output shaft 63 from the clutch 13 becomes zero.
  • the force becomes zero.
  • the output shaft 63 is connected to the output shaft 63 from the clutch 13. It is possible to prevent the assist force input to the output shaft 63 from becoming zero before the input clutch reaction force becomes zero. That is, even if the clutch plate 23 and the friction plate 24 are worn, it is possible to prevent a period during which the assist force cannot be used before the connection operation of the clutch 13 is completed.
  • the clutch 13 can be adapted to the wear of the clutch plate 23 and the friction plate 24 without compensating for the wear. It is possible to smoothly switch to a connected state or a disconnected state.
  • the clutch 13 can be smoothly switched to the connected state or the disconnected state.
  • the adjustment mechanism 35 of the link mechanism 16 may be used to realize the configuration of the present embodiment.
  • the adjusting mechanism 35 increases the distance between the first arm 33 and the second arm 34 to be larger than the normal setting so that the shaft torque generated in the output shaft 63 by the clutch reaction force is as shown in FIG. A shaft torque may be obtained.
  • the clutch 13 may be provided with a conventional wear compensation device. That is, the clutch 13 may be provided with a mechanism for adjusting the position of the pressure member 27 so that the value of the actuator rotation angle S in FIG. 9 does not change even when the clutch plate 23 and the friction plate 24 are worn.
  • any wear compensation device can be used as long as the value of S in FIG. 9 can be corrected so that the influence of the wear on the operation of the clutch 13 can be reduced. Such a configuration may be adopted.
  • the push rod 29 of the clutch 13 moves in the axial direction of the main shaft 15 by the rotating shaft 31 connected to the link mechanism 16.
  • the output of the clutch driving device 14 may be directly transmitted to the rotating shaft 31 without using the link mechanism 16.
  • the clutch drive device 114 is not provided with a friction mechanism.
  • the clutch drive device 114 may include a friction mechanism having the same configuration as that of the clutch drive device 14 of the above-described embodiment.
  • the output shaft 63 is cited as an example of a transmission member to which the output of the clutch driving device 14 and the clutch reaction force generated in the clutch 13 are input.
  • the transmission member is a component to which the output of the motor 50 and the assist mechanism 70 and the clutch reaction force generated by the clutch 13 are input, such as the output gear 65 and the rotary shaft 31, the output shaft Components other than 63 may be used.
  • the output shaft 63 is connected to the clutch 13 from the clutch 13 when the clutch 13 is switched from the connected state to the disconnected state even when the wear amount of the clutch plate 23 and the friction plate 24 reaches a predetermined limit value.
  • the assist force is input from the spring 71 before the reaction force is input, when the clutch 13 is switched from the disconnected state to the connected state, the clutch reaction force input from the clutch 13 becomes zero.
  • the assist force input from the spring 71 becomes zero.
  • the above relationship may not be satisfied when the wear amount of the clutch plate 23 and the friction plate 24 reaches a predetermined limit value.
  • the assist force input from the spring 71 to the output shaft 63 is the maximum after the input of the clutch reaction force from the clutch 13 to the output shaft 63 is started. It becomes.
  • the assist force input from the spring 71 to the output shaft 63 is before input of the clutch reaction force from the clutch 13 to the output shaft 63 or at the input start time. , May be the maximum.
  • the clutch driving device 14 includes the friction mechanism 80 as an example of a self-locking mechanism.
  • the self-locking function may be realized by other configurations.
  • the clutch drive device 14 may not include a self-locking mechanism such as the friction mechanism 80.
  • the pin 72 provided on the output gear 65 is in direct contact with the first protrusion 71b of the spring 71 in the assist mechanism 70.
  • a link mechanism may be provided in the output gear, and a part of the link mechanism may be brought into contact with the first protrusion 71b.
  • the clutch driving device 14 includes the assist mechanism 70 having the spring 71 that is a torsion spring.
  • the assist mechanism 70 may be realized by a configuration other than the spring 71 that is a torsion spring as long as the assist mechanism 70 can output an assist force for driving the clutch 13.

Abstract

従来提案されている摩耗補償装置とは異なる構成によって、トルク伝達部材の摩耗に対応可能なクラッチユニットを得る。クラッチユニット17は、クラッチスプリング28を有するクラッチ13と、クラッチ13を作動させるための作動駆動力を発生するモータ50と、前記作動駆動力をクラッチ13に伝達するとともに、クラッチスプリング28の弾性復元力がクラッチ反力として入力される出力軸63と、前記作動駆動力を補助するアシスト力を出力軸63に入力するスプリング71とを備える。出力軸63は、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際には、前記クラッチ反力が入力される前に、前記アシスト力が入力され、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際には、前記クラッチ反力が零になった後に、前記アシスト力が零になる。

Description

クラッチユニット及び車両
 本発明は、トルクを伝達可能及び遮断可能なクラッチユニットに関する。
 クラッチと、クラッチを作動させるための力(以下、作動駆動力という。)を発生するアクチュエータとを有するクラッチユニットが知られている。このようなクラッチユニットでは、アクチュエータによって生じる作動駆動力によって、クラッチの接続状態及び切断状態の切り替えを行うことができる。なお、クラッチの接続状態とは、クラッチがトルクを伝達している状態のことをいい、クラッチの切断状態とは、クラッチによってトルクが遮断されている状態のことをいう。
 また、上記のようなクラッチユニットにおいて、アクチュエータによるクラッチの切替動作を補助するために、アシストスプリングが設けられた構成が知られている。例えば、特許文献1に開示された摩擦クラッチは、クラッチ係合装置と、電動モータと、弾性補助手段(コイルスプリング)と、リンクとを有する。
 特許文献1に開示されている摩擦クラッチのクラッチ係合装置は、摩擦ディスクと、摩擦ライニングと、フライホイールと、スラストプレートと、ダイヤフラムとを有する。摩擦ライニングは、フライホイールとスラストプレートとの間に配置され、且つ摩擦ディスクの外周部に支持されている。通常時(電動モータからダイヤフラムに力が加えられていないとき)には、前記ダイヤフラムから前記スラストプレートに力が加わっている。これにより、前記摩擦ライニングが、前記フライホイールと前記スラストプレートとの間に位置する。したがって、特許文献1に開示されている摩擦クラッチは、前記通常時には、接続状態である。なお、以下においては、アクチュエータからクラッチに力が加えられていないときに接続状態であるクラッチユニットを、ノーマルクローズ型のクラッチユニットという。
 特許文献1に開示されている摩擦クラッチでは、前記ダイヤフラムは、リンクを介して電動モータに接続されている。例えば、特許文献1に開示されている摩擦クラッチを接続状態から切断状態に切り替える際には、前記電動モータによって発生した作動駆動力が前記リンクを介して前記ダイヤフラムに伝達される。詳細な説明は省略するが、前記リンクによって、前記ダイヤフラムの中心部が押される。このとき、前記ダイヤフラムの外周部(スラストプレートとの接触部)は、前記スラストプレートから離れる方向に移動する。これにより、前記ダイヤフラムから前記スラストプレートに加わる力が低下する。よって、前記摩擦ライニングに対する前記スラストプレートの押圧力は低下する。したがって、摩擦クラッチは、切断状態になる。
 また、特許文献1に開示されている摩擦クラッチでは、電動モータによって発生した作動駆動力に加えて、弾性補助手段によって発生した力(以下、アシスト力という)もリンクに作用している。以下、特許文献1の摩擦クラッチにおいて、ダイヤフラム、電動モータ及び弾性補助手段が発生する力について、図面を用いて簡単に説明する。
 図15は、特許文献1に開示されている摩擦クラッチにおいて、ダイヤフラム、電動モータ及び弾性補助手段が発生する力を説明するための図である。図15において、縦軸は、リンクに作用する力を示し、横軸は、リンクの移動距離(リンクとダイヤフラムとの接触部の移動距離)を示している。また、図15において、曲線C1は、ダイヤフラムからリンクに作用する力(リンクがダイヤフラムから受ける反力)を示し、曲線C2は、弾性補助手段からリンクに作用するアシスト力を示し、曲線C3は、電動モータからリンクに作用する作動駆動力を示している。なお、図15では、摩擦クラッチを接続状態にする方向に作用する力を正の値で示し、摩擦クラッチを切断状態にする方向に作用する力を負の値で示している。また、前記移動距離は、摩擦クラッチが接続状態のときが0であり、リンクが、摩擦クラッチを切断状態にする方向に移動することによって増加する。
 図15に示すように、特許文献1に開示されている摩擦クラッチでは、リンクがダイヤフラムから受ける反力(図15のC1)に対抗するように、弾性補助手段によって発生したアシスト力がリンクに入力される(図15のC2)。すなわち、電動モータによって摩擦クラッチを接続状態または切断状態に切り替える際に、弾性補助手段によって発生したアシスト力は、電動モータを補助する力としてリンクに作用する。これにより、特許文献1に開示されている摩擦クラッチでは、小さな作動駆動力によって、摩擦クラッチを接続状態または切断状態に切り替えることができる。
 ところで、クラッチユニットにおいて、摩擦力によってトルクを伝達する部材(以下、トルク伝達部材という。)は、使用時間の経過とともに摩耗する。特許文献1に開示されている摩擦クラッチでは、トルク伝達部材の一つとして機能する摩擦ライニングが、使用時間の経過とともに摩耗する。
 特許文献1に開示されている摩擦クラッチにおいて、前記摩擦ライニングが摩耗すると、前記スラストプレートが前記フライホイール側に移動する。前記スラストプレートが前記フライホイール側に移動することによって、前記ダイヤフラムの形状が変化する。これにより、前記摩擦クラッチを接続状態または切断状態に切り替える際に、前記リンクが前記ダイヤフラムから受ける反力の大きさが変化する。すなわち、図15に曲線C1で示した力の大きさが変化する。この場合、電動モータで生じる必要がある作動駆動力(図15の曲線C3参照)の大きさも変化する。前記摩擦ライニングの摩耗量が大きくなって前記ダイヤフラムが大きく変形すると、前記電動モータで生じる必要がある作動駆動力も大きく変化する。このような力の変化に対応するためには、出力の大きな電動モータを設ける必要がある。この場合、小型の電動モータを用いることができず、摩擦クラッチの小型化が難しくなる。
 これに対し、特許文献1に開示されている摩擦クラッチでは、クラッチ係合装置に、摩耗補償装置が設けられている。摩耗補償装置は、摩擦クラッチが接続状態の場合には、ダイヤフラムを常に同じ位置に維持するように構成されている。これにより、リンクがダイヤフラムから受ける反力の大きさが変化することを抑制できる。
特表2000-501826号公報
 ところで、本発明者らがノーマルクローズ型のクラッチユニットについて研究を進める中で、下記に示す理由から、上述のような摩耗補償装置とは異なる構成によって、トルク伝達部材の摩耗に対応したいという要望が出てきた。
 すなわち、上述のような摩耗補償装置とは異なる構成によってトルク伝達部材の摩耗に対応することが可能になれば、クラッチユニットを低コストかつ小型に構成することができる。
 したがって、本発明は、従来提案されている摩耗補償装置とは異なる構成によって、トルク伝達部材の摩耗に対応可能なクラッチユニットを得ることを目的とする。
 本発明者らは、ノーマルクローズ型のクラッチユニットにおいて、トルク伝達部材の摩耗に関して種々の検討を行った。具体的には、トルク伝達部材を有するクラッチと、該クラッチを作動させるための作動駆動力を発生するアクチュエータと、該アクチュエータを補助するアシスト力を発生する補助スプリングと、前記作動駆動力及び前記アシスト力を前記クラッチへ伝達する伝達部材とを備えたクラッチユニットにおいて、前記トルク伝達部材の摩耗に関する検討を行った。この検討の中で、前記トルク伝達部材の摩耗を補償することなく、前記トルク伝達部材の摩耗に対応可能な構成について検討した。
 本発明者らは、まず、ノーマルクローズ型のクラッチユニットにおいて、前記クラッチを接続状態または切断状態に切り替える際に、前記クラッチ、前記アクチュエータ及び前記伝達部材で生じる現象を詳細に調べた。
 その結果、前記クラッチを接続状態から切断状態に切り替える際に、前記伝達部材に対して前記クラッチからクラッチ反力(クラッチスプリング等によって生じる反力)の入力が開始されるタイミングは、前記トルク伝達部材が摩耗することによって早くなることが分かった。より具体的には、前記トルク伝達部材が摩耗すると、前記クラッチを接続状態から切断状態に切り替える際に、前記補助スプリングによって発生した前記アシスト力が前記伝達部材に入力される前に、前記伝達部材に前記クラッチからクラッチ反力が入力されることが分かった。このため、前記伝達部材に対する前記クラッチからのクラッチ反力の入力開始後に、前記クラッチの作動に前記アシスト力を利用できない期間が生じる。
 一方、前記クラッチを切断状態から接続状態に切り替える際に、前記伝達部材に前記クラッチから入力されるクラッチ反力が零になるタイミングは、前記トルク伝達部材が摩耗することによって遅くなることが分かった。より具体的には、前記トルク伝達部材が摩耗すると、前記クラッチを切断状態から接続状態に切り替える際に、前記伝達部材に前記クラッチから入力されるクラッチ反力が零になる前に、前記補助スプリングから前記伝達部材に入力される前記アシスト力が零になることが分かった。このため、前記伝達部材に前記クラッチから入力されるクラッチ反力が零になる前に、前記アシスト力を利用できない期間が生じる。
 上記のように、前記トルク伝達部材が摩耗すると、前記クラッチの切断動作開始後、及び前記クラッチの接続動作完了前に、前記補助スプリングの前記アシスト力を利用できない期間が生じる。
 ここで、前記クラッチの切断動作開始後に、前記アシスト力を利用できない期間が生じると、前記クラッチを切断状態にするためには、前記クラッチのクラッチ反力に対応可能なように、前記アクチュエータによって大きな作動駆動力を発生しなければならない。この場合、大型のアクチュエータを設ける必要があるため、クラッチユニットの小型化の観点から好ましくない。
 また、前記クラッチの切断動作開始後及び前記クラッチの接続動作完了前には、前記クラッチは、一時的に半クラッチ状態になる。特に、前記クラッチを切断状態から接続状態に切り替える際には、前記クラッチが半クラッチ状態となっている期間において、前記クラッチを高精度に制御する必要がある。しかしながら、上記のように、前記トルク伝達部材が摩耗すると、前記クラッチの接続動作完了前に、前記補助スプリングの前記アシスト力を利用できない期間が生じる。この期間において前記クラッチが半クラッチ状態になると、前記アクチュエータによって大きな作動駆動力を発生しつつ、作動駆動力を高精度で調整しなければならない。この場合、大型のアクチュエータを設ける必要が生じるだけでなく、アクチュエータの制御が難しくなるので、好ましくない。
 そこで、本発明者らは、前記トルク伝達部材が摩耗しても、前記クラッチの切断動作開始後及び前記クラッチの接続動作完了前に前記アシスト力を利用できない期間が生じないようなクラッチユニットの構成について検討を進めた。その結果、本発明者らは、クラッチユニットが以下のように構成されていればよいことを見出した。
 まず、クラッチが接続状態から切断状態に切り替えられる際に、伝達部材に前記クラッチからクラッチ反力が入力される前に、補助スプリングから前記伝達部材にアシスト力が入力されるように、クラッチユニットが構成されていればよい。この場合、前記クラッチが切断状態に切り替えられる際に、前記伝達部材に対する前記クラッチからのクラッチ反力の入力開始のタイミングが早くなったとしても、前記アシスト力が前記伝達部材に入力される前に、前記伝達部材に前記クラッチからクラッチ反力が入力されることを抑制できる。すなわち、トルク伝達部材が摩耗したとしても、前記クラッチの切断動作開始後に、前記アシスト力を利用できない期間が生じることを抑制できる。
 また、前記クラッチが切断状態から接続状態に切り替えられる際には、前記伝達部材に前記クラッチから入力されるクラッチ反力が零になった後に、前記伝達部材に前記補助スプリングから入力される前記アシスト力が零になるように、クラッチユニットが構成されていればよい。この場合、前記クラッチが接続状態に切り替えられる際に、前記伝達部材に前記クラッチから入力されるクラッチ反力が零になるタイミングが遅くなったとしても、前記伝達部材に前記クラッチから入力されるクラッチ反力が零になる前に、前記伝達部材に入力される前記アシスト力が零になることを抑制できる。すなわち、前記トルク伝達部材が摩耗したとしても、前記クラッチの接続動作完了前に、前記アシスト力を利用できない期間が生じることを抑制できる。
 本発明者らは、上記の知見に基づいて、以下の構成に想到した。
 本発明の一実施形態に係るクラッチユニットは、摩擦力によってトルクを伝達する複数のトルク伝達部材、及び弾性復元力によって前記複数のトルク伝達部材を互いに接続するクラッチスプリングを有し、且つトルクを伝達する接続状態またはトルクを遮断する切断状態に切替可能なクラッチと、前記クラッチを作動させるための作動駆動力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータが発生した作動駆動力を前記クラッチに伝達するとともに、前記クラッチから前記クラッチスプリングの弾性復元力がクラッチ反力として入力される伝達部材と、前記作動駆動力を補助するアシスト力を前記伝達部材に入力する補助スプリングとを備える。前記伝達部材は、前記クラッチが前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際には、前記クラッチから前記クラッチ反力が入力される前に、前記補助スプリングから前記アシスト力が入力され、前記クラッチが前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際には、前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になった後に、前記補助スプリングから入力される前記アシスト力が零になる。
 上記のクラッチユニットでは、クラッチを接続状態または切断状態に切り替える際には、伝達部材に、クラッチから作用するクラッチ反力だけでなく、補助スプリングによって発生したアシスト力が入力される。これにより、クラッチを接続状態または切断状態に切り替えるために必要となる作動駆動力を小さくすることができる。
 また、前記伝達部材は、前記クラッチが接続状態から切断状態に切り替えられる際には、前記クラッチから前記クラッチ反力が入力される前に、前記補助スプリングから前記アシスト力が入力される。この場合、クラッチが接続状態から切断状態に切り替えられる際に、前記伝達部材に前記クラッチから前記クラッチ反力が入力されるタイミングが早くなったとしても、前記アシスト力が前記伝達部材に入力される前に、前記伝達部材に前記クラッチから前記クラッチ反力が入力されることを抑制できる。すなわち、トルク伝達部材が摩耗したとしても、前記クラッチの切断動作開始後に、前記アシスト力を利用できない期間が生じることを防止できる。
 さらに、前記クラッチが切断状態から接続状態に切り替えられる際には、前記伝達部材に前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になった後に、前記伝達部材に前記補助スプリングから入力される前記アシスト力は、零になる。この場合、前記クラッチが切断状態から接続状態に切り替えられる際に、前記伝達部材に前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になるタイミングが遅くなったとしても、前記伝達部材に前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になる前に、前記伝達部材に入力される前記アシスト力が零になることを抑制できる。すなわち、前記トルク伝達部材が摩耗したとしても、前記クラッチの接続動作完了前に、前記アシスト力を利用できない期間が生じることを抑制できる。この場合、前記クラッチの接続動作完了前の期間、すなわち前記クラッチが半クラッチ状態になっている期間において、モータ等によって大きな作動駆動力を発生する必要がない。よって、前記作動駆動力の調整が容易になる。
 したがって、上記のクラッチユニットによれば、前記トルク伝達部材が摩耗したとしても、その摩耗を補償しなくても、前記トルク伝達部材の摩耗に対応して、前記クラッチを接続状態または切断状態に円滑に切り替えることができる。
 他の観点によれば、本発明のクラッチユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記伝達部材は、前記トルク伝達部材の摩耗量が所定の限界値となった状態でも、前記クラッチが前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際には、前記クラッチから前記クラッチ反力が入力される前に、前記補助スプリングから前記アシスト力が入力され、前記クラッチが前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際には、前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になった後に、前記補助スプリングから入力される前記アシスト力が零になる。
 これにより、トルク伝達部材の摩耗量が所定の限界値に達した場合でも、クラッチを接続状態または切断状態に円滑に切り替えることができる。
 他の観点によれば、本発明のクラッチユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記クラッチが前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際に、前記補助スプリングから前記伝達部材に入力される前記アシスト力は、前記伝達部材に対して前記クラッチから前記クラッチ反力の入力が開始された後に、最大となる。
 一般に、クラッチの切断動作の開始直後の所定期間では、前記クラッチから伝達部材に入力されるクラッチ反力は、前記クラッチの切断動作が進むとともに大きくなる。一方、上記の構成では、前記伝達部材に前記クラッチから前記クラッチ反力の入力が開始された後にアシスト力が最大となる。これにより、前記クラッチの切断動作が進んで前記クラッチから前記伝達部材に入力される前記クラッチ反力が大きくなったとしても、十分なアシスト力を前記伝達部材に入力することができる。その結果、前記クラッチを接続状態から切断状態に円滑に切り替えることができる。
 他の観点によれば、本発明のクラッチユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記クラッチが前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際に、前記補助スプリングから前記伝達部材に入力される前記アシスト力は、前記伝達部材に前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になる前に最大となる。
 これにより、クラッチの接続動作完了前の期間、すなわち前記クラッチが半クラッチ状態の期間において、伝達部材に十分なアシスト力を入力することができる。よって、前記半クラッチ状態の期間において、小さな作動駆動力によって、前記クラッチの接続動作を円滑に行うことができる。
 本発明の一実施形態に係る車両は、上述の各構成のうちいずれか一つの構成を有するクラッチユニットを備える。
 本明細書で利用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で利用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。
 本明細書で利用される「及び/または」は、一つまたは複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。
 本明細書において、「含む、備える(including)」「含む、備える(comprising)」または「有する(having)」及びそれらの変形の利用は、記載された特徴、工程、要素、成分、及び/または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/または、それらのグループのうちの一つまたは複数を含むことができる。
 本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び/または、それらの等価物は、広義の意味で利用され、"直接的及び間接的な"取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。
 他に定義されない限り、本明細書で利用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。
 一般的に利用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
 本発明の説明においては、いくつもの技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の一つ以上、または、場合によっては全てと共に利用することもできる。
 したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。
 本明細書では、本発明に係るクラッチユニット及び車両の実施形態について説明する。
 以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。
 よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
 本発明の一実施形態に係るクラッチユニットによれば、従来提案されている摩耗補償装置とは異なる構成によって、トルク伝達部材の摩耗に対応可能なクラッチユニットが得られる。
図1は、本発明の実施形態1に係るクラッチユニットを備えた車両の側面図である。 図2は、(A)クラッチユニットの概略構成を示す部分断面図であり、(B)アクチュエータ回転角と軸トルクとの関係の一例を模式的に示す図である。 図3は、クラッチユニットの概略構成を示す部分断面図である。 図4は、クラッチ駆動装置を拡大して示す部分断面図である。 図5は、クラッチ駆動装置におけるアシスト機構及び摩擦機構の分解斜視図である。 図6は、アシスト機構を出力軸の軸方向から見た図である。 図7は、アシスト機構における領域X、Yを示す図6相当図である。 図8は、アシスト機構の動作の一例を模式的に示す図である。 図9は、アクチュエータ回転角と軸トルクとの関係の一例を模式的に示す図である。 図10は、エンジン及びクラッチユニットを、車両の上方から見た図である。 図11は、エンジン及びクラッチユニットを、車両の側方から見た図である。 図12は、摩擦機構を拡大して示す断面図である。 図13は、回転伝達部及び回転体の構成を示す斜視図である。 図14は、その他の実施形態に係るクラッチユニットの概略構成を示す図3相当図である。 図15は、従来技術における摩擦クラッチにおいて、ダイヤフラム、電動モータ及び弾性補助手段が発生する力を説明するための図である。
 以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
 <全体構成>
 図1に、本発明の実施形態に係るクラッチ駆動装置14を備えた車両1の模式図を示す。車両1は、例えば、自動2輪車であり、車体2と、前輪3と、後輪4とを備える。車体2は、図示しないフレームを有する。車体2のフレームには、後輪4に対して回転駆動力を供給するためのエンジンユニット10が取り付けられている。
 エンジンユニット10は、エンジン11と、変速機12と、クラッチユニット17とを備えている。クラッチユニット17は、クラッチ13と、クラッチ駆動装置14とを備えている。クラッチ13は、エンジン11の図示しないクランクシャフトの回転を、変速機12に対して伝達可能に構成されている。すなわち、クラッチ13は、変速機12に対する前記クランクシャフトの回転の伝達及び非伝達を切替可能に構成されている。
 図2(A)及び図3は、クラッチユニット17の概略構成を示す部分断面図である。図2(B)及び図9は、クラッチユニット17の後述する出力軸63に生じる軸トルクを模式的に示した図である。図3及び図9は、それぞれ、図2(A)及び(B)を拡大して示した図である。なお、図9については、後述する。
 図3に示すように、クラッチ13は、メインシャフト15上に設けられている。メインシャフト15は、例えば、変速機12の入力軸である。クラッチ13は、クラッチハウジング21と、クラッチハウジング21の内方に配置されるクラッチインナー25とを有する。
 クラッチハウジング21は、メインシャフト15が貫通する底部21aと、底部21aの外周に設けられている円筒状の周壁部21bとを有する有底円筒状である。底部21a及び周壁部21bは、一体に形成されている。クラッチハウジング21は、メインシャフト15に対して同心状に配置されている。クラッチハウジング21の周壁部21bの内方には、クラッチインナー25が配置されている。
 クラッチハウジング21は、底部21aが減速ギア22と接続されている。減速ギア22は、前記クランクシャフトが有するギア(図示省略)と噛み合うことにより、該ギアと一体で回転する。クラッチハウジング21及び減速ギア22は、前記クランクシャフトの回転に応じて回転し且つメインシャフト15に相対回転可能である。
 クラッチインナー25は、クラッチボス26と、プレッシャ部材27と、クラッチスプリング28とを有する。クラッチボス26は、円柱状であり、その中心をメインシャフト15が貫通している。クラッチボス26は、メインシャフト15の外周面上にスプライン結合されている。これにより、クラッチボス26は、メインシャフト15と一体で回転する。
 クラッチハウジング21、クラッチボス26及びプレッシャ部材27は、メインシャフト15に対し、メインシャフト15の軸方向に一方から順に並んで配置されている。プレッシャ部材27は、前記軸方向においてクラッチボス26と対向するように、メインシャフト15の軸方向外方に配置されている。クラッチボス26とプレッシャ部材27との間には、複数のクラッチプレート23及び複数の摩擦プレート24が前記軸方向に交互に並んで配置されている。クラッチプレート23及び摩擦プレート24が、トルク伝達部材に対応する。
 摩擦プレート24は、クラッチハウジング21の内周面に、クラッチハウジング21と一体で回転可能に設けられている。摩擦プレート24は、クラッチボス26及びプレッシャ部材27に対して回転可能である。
 クラッチプレート23は、クラッチボス26の外周面に、クラッチボス26と一体で回転可能に設けられている。プレッシャ部材27は、クラッチボス26と一体で回転可能である。よって、クラッチプレート23は、プレッシャ部材27と一体で回転可能である。クラッチプレート23は、クラッチハウジング21に対して回転可能である。
 プレッシャ部材27は、クラッチボス26に対して、前記軸方向に移動可能である。クラッチスプリング28は、前記軸方向において、プレッシャ部材27をクラッチボス26に向けて押すように、設けられている。これにより、クラッチボス26とプレッシャ部材27との間に配置されたクラッチプレート23及び摩擦プレート24が互いに押し付けられる。すなわち、クラッチスプリング28によって、クラッチプレート23と摩擦プレート24とが互いに接続される。このようにクラッチプレート23と摩擦プレート24とが互いに接続された状態で、クラッチプレート23と摩擦プレート24との摩擦により、クラッチボス26とクラッチハウジング21とが一体で回転する。この状態が、クラッチ13の接続状態である。
 プレッシャ部材27には、前記軸方向から見て、中央部分に、プッシュロッド29が貫通している。プッシュロッド29は、前記軸方向に延びるように配置されている。前記軸方向において、プッシュロッド29の一方には、フランジ部29aが設けられている。前記軸方向において、プッシュロッド29の他方は、後述するリンク機構16を介してクラッチ駆動装置14に接続されている。プッシュロッド29は、クラッチ駆動装置14の出力によって、前記軸方向に移動可能に構成されている。プッシュロッド29が前記軸方向においてメインシャフト15から離間する方向(図3において右方向)に移動する場合、プッシュロッド29のフランジ部29aによって、プレッシャ部材27がクラッチボス26から前記軸方向に離間する方向に力を受ける。これにより、クラッチスプリング28は圧縮する方向に変形を生じるため、プレッシャ部材27がクラッチプレート23及び摩擦プレート24を押す力が低下する。
 よって、摩擦プレート24とクラッチプレート23との接触圧が低下する。これにより、摩擦プレート24とクラッチプレート23との接続が解除されて、クラッチボス26とクラッチハウジング21とが相対回転する。この状態が、クラッチ13の切断状態である。
 すなわち、クラッチ13は、プッシュロッド29が前記軸方向に移動することにより、接続状態と切断状態とに切り替えられる。
 なお、プレッシャ部材27は、プッシュロッド29に対し、軸受27aを介して回転可能である。これにより、クラッチ13が接続状態の場合に、プレッシャ部材27は、クラッチハウジング21及びクラッチボス26と一体で回転する。
 (リンク機構)
 図3に示すように、リンク機構16は、回転軸31と、アーム部32とを備える。リンク機構16は、後述するクラッチ駆動装置14の出力を、クラッチ13のプッシュロッド29に伝達する。
 回転軸31は、その軸方向の一方が、前記軸方向におけるプッシュロッド29の他方に接続されている。具体的には、前記軸方向におけるプッシュロッド29の他方には、前記軸方向に並んだ複数の歯を有するラック部29bが設けられている。回転軸31には、ラック部29bと噛み合うギア31aが設けられている。
 以上の構成により、回転軸31の回転によって、プッシュロッド29は前記軸方向に移動する。すなわち、プッシュロッド29は、回転軸31の回転方向に応じて、前記軸方向に往復移動する。
 なお、回転軸31は、クラッチ13、変速機12等が収納されているケーシング20に回転可能に支持されている。
 アーム部32は、第1アーム33と、第2アーム34と、調整機構35とを備える。第1アーム33及び第2アーム34は、それぞれ、一方向に長い板状に形成されている。第1アーム33は、回転軸31に、回転軸31と一体で回転可能に接続されている。第2アーム34は、クラッチ駆動装置14の出力軸63に、出力軸63と一体で回転可能に接続されている。第1アーム33と第2アーム34とは、調整機構35を介して接続されている。
 アーム部32は、クラッチ駆動装置14の出力軸63の回転を、回転軸31に伝達する。アーム部32は、クラッチ駆動装置14の出力軸63から出力される駆動力をクラッチ13に伝えるとともに、クラッチ13においてクラッチスプリング28等によって生じる反力(以下、クラッチ反力という)を、クラッチ駆動装置14の出力軸63に伝える。すなわち、出力軸63には、クラッチ駆動装置14の出力及びクラッチ13で生じたクラッチ反力が入力される。
 調整機構35は、第1アーム33と第2アーム34とを、両者の間隔を調整可能に接続する。詳しくは、調整機構35は、第1調整部材91と、第2調整部材92と、調節ボルト93とを備える。
 第1調整部材91は、第1アーム33に回転可能に接続されている。第2調整部材92は、第2アーム34に回転可能に接続されている。すなわち、第1調整部材91及び第2調整部材92は、それぞれ、第1アーム33及び第2アーム34に対し、一方の端部に球状部を有する棒状の接続部材94,95によって回転可能に接続されている。
 接続部材94,95は、それぞれ、前記球状部が第1調整部材91及び第2調整部材92の内方に位置する。接続部材94は、第1調整部材91から第1アーム33に向かって延びるとともに、第1アーム33を貫通した状態で第1アーム33に固定されている。接続部材95は、第2調整部材92から第2アーム34に向かって延びるとともに、第2アーム34を貫通した状態で第2アーム34に固定されている。
 調節ボルト93は、軸方向に長い柱状である。調節ボルト93には、軸方向の両端部に、螺旋状の溝を有するネジ部93a,93bが設けられている。ネジ部93bは、ネジ部93bのネジ先端側から見て、該ネジ先端からネジ溝が延びる方向が、ネジ部93aにおいてネジ先端からネジ溝が延びる方向とは反対方向である。調節ボルト93は、前記軸方向の中央部分に、他の部分よりも径が大きい大径部93cを有する。大径部93cは、後述するように調節ボルト93を回転させる際に、把持部として機能する。
 第1調整部材91及び第2調整部材92には、それぞれ、ネジ穴91a,92aが形成されている。ネジ穴92aは、ネジ穴92aの開口端側から見て、該開口端からネジ溝が延びる方向が、ネジ穴91aにおいて開口端からネジ溝が延びる方向とは反対方向である。ネジ穴91aには、調節ボルト93の軸方向の一方の端部に設けられたネジ部93aが締結される。ネジ穴92aには、調節ボルト93の軸方向の他方の端部に設けられたネジ部93bが締結される。よって、第1調整部材91及び第2調整部材92は、調節ボルト93によって、接続されている。
 上述のように、ネジ部93b及びネジ穴92aは、ネジ部93a及びネジ穴91aに対してネジ溝が延びる方向が反対方向である。よって、第1調整部材91及び第2調整部材92に対して調節ボルト93を一方向に回転させることにより、調節ボルト93は、第1調整部材91及び第2調整部材92に対する嵌合長さが増大する。第1調整部材91及び第2調整部材92に対して調節ボルト93を前記一方向とは反対方向に回転させることにより、調節ボルト93は、第1調整部材91及び第2調整部材92に対する嵌合長さが減少する。これにより、第1調整部材91及び第2調整部材92のネジ穴91a,92aに対する調節ボルト93のネジ部93a,93bの位置を変更することができる。すなわち、第1調整部材91と第2調整部材92とは、調節ボルト93によって、両者の間隔を調整可能に接続されている。
 なお、第1調整部材91と第2調整部材92との間隔を調節ボルト93によって調整した状態で、ナット96,97を調節ボルト93のネジ部93a,93bに対して締結することにより、第1調整部材91及び第2調整部材92を調節ボルト93に対して固定することができる。
 以上のような調整機構35の構成により、第1調整部材91と第2調整部材92との間隔、すなわち第1アーム33と第2アーム34との間隔を調整することができる。これにより、後述するように、クラッチ駆動装置14の動作に対するクラッチ13の作動のタイミングを変更することができる。すなわち、例えば、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際に、クラッチ13の切断開始時に対し、クラッチ駆動装置14から調整機構35を介してクラッチ13に伝達されるアシスト力のタイミングを変えるように、リンク機構16における第1アーム33と第2アーム34との間隔を調整することができる。
 (クラッチ駆動装置の構成)
 以下で、図3から図11を用いて、クラッチ駆動装置14の構成について説明する。本実施形態におけるクラッチ駆動装置14は、モータ50(アクチュエータ)の出力に、アシスト機構70によるアシスト力を加えることによって得られる駆動力を、クラッチ13に出力する。
 図4に、クラッチ駆動装置14の概略構成を拡大して示す。図3及び図4に示すように、クラッチ駆動装置14は、ケーシング40と、モータ50と、伝達機構60と、アシスト機構70と、摩擦機構80とを備える。
 ケーシング40は、ケーシング本体41と、カバー42と、モータ収納部45とを有する。図5は、クラッチ駆動装置14の一部を分解して示す分解斜視図である。この図5に示すように、ケーシング本体41は、筒軸方向に延びる有底筒状である。すなわち、ケーシング本体41は、開口41aを有する。図3及び図4に示すように、ケーシング本体41内には、伝達機構60及びアシスト機構70が収納されている。図5に示すように、ケーシング本体41の底部には、凸部46が一体に形成されている。
 図4に示すように、カバー42は、ケーシング本体41の開口41aを覆う。カバー42は、内部に収納空間Vを有する。収納空間V内には、摩擦機構80が配置されている。カバー42は、カバー本体43と、収納カバー部44とを有する。カバー本体43には、収納空間Vの一部を構成する第1凹部43aが形成されている。収納カバー部44には、収納空間Vの一部を構成する第2凹部44aが形成されている。カバー本体43に収納カバー部44が組み合わせられた状態で、第1凹部43a及び第2凹部44aによって収納空間Vが構成される。
 カバー42には、収納空間Vが設けられている部分とは異なる部分に、伝達機構60の後述する出力軸63が貫通している。出力軸63は、ケーシング本体41の筒軸方向に、且つ、ケーシング40の外方に向かって延びている。すなわち、出力軸63の軸方向と、ケーシング本体41の筒軸方向とは一致している。
 図3及び図4に示すように、モータ収納部45は、ケーシング本体41の底部に接続されている。具体的には、モータ収納部45は、ケーシング本体41に対し、出力軸63の軸方向から見て、出力軸63とは重ならない位置に取り付けられている。
 モータ50は、クラッチ13を作動させるための作動駆動力を発生する。モータ50は、モータ収納部45内に、図示しない回転軸が前記軸方向に沿って延びるように配置されている。
 伝達機構60は、入力軸61と、中間軸62と、出力軸63(伝達部材)とを備える。入力軸61、中間軸62及び出力軸63は、互いに平行に配置されている。入力軸61は、モータ50の出力軸である。よって、中間軸62及び出力軸63は、モータ50の出力軸に対して平行に配置されている。すなわち、入力軸61及び中間軸62は、出力軸63の軸方向に沿って延びている。
 入力軸61は、その軸方向の一方が、モータ50が収納されたモータ収納部45内に位置付けられている。入力軸61の軸方向の他方は、ケーシング本体41及びカバー42によって形成された空間内に位置付けられている。入力軸61の軸方向の他方には、周方向に並んだ複数の歯を有するギア61aが設けられている。本実施形態では、ギア61aは、平歯車である。
 中間軸62は、その軸方向の一方の端部が、ケーシング本体41によって回転可能に支持されている。中間軸62には、平歯車である中間ギア64が中間軸62と一体で回転可能に設けられている。中間ギア64は、入力軸61のギア61aに噛み合っている。これにより、入力軸61の回転は、中間ギア64を介して中間軸62に伝達される。すなわち、中間軸62は、入力軸61の回転に応じて回転する。
 中間軸62には、ケーシング本体41によって回転可能に支持された前記一方の端部よりも軸方向の中央に近い位置に、周方向に並んだ複数の歯を有するギア62aが設けられている。本実施形態では、ギア62aは、中間軸62の軸方向において、中間ギア64よりも一側に設けられた平歯車である。
 中間軸62の軸方向の他方は、カバー42によって回転可能に支持されている。中間軸62における軸方向の他方の端部には、後述する摩擦機構80の回転伝達部83が設けられている。具体的には、中間軸62における軸方向の他方の端部には、断面矩形状の回転伝達部83が設けられている(図13参照)。この回転伝達部83を含む中間軸62の一部(中間軸62の軸方向の他端部)は、ケーシング本体41の外方に突出している。回転伝達部83は、摩擦機構80の後述する回転体81の貫通穴81a内に挿入される(図12及び図13参照)。上述のように、回転伝達部83を含む中間軸62の一部をケーシング本体41の外方に突出させることにより、中間軸62に対して摩擦機構80を組み付ける際に、摩擦機構80の位置決めを容易に行うことができる。よって、クラッチ駆動装置14の組み立て作業が容易になる。なお、摩擦機構80は、中間軸62に作用する回転方向のトルクが所定値以下の場合(例えばモータ50の出力が停止している場合など)に、摩擦力によって中間軸62の回転を抑制する。
 図4に示すように、出力軸63は、その軸方向の一方が、ケーシング本体41に回転可能に支持されているとともに、前記軸方向の中央部分が、カバー42に回転可能に支持されている。出力軸63は、前記軸方向の他方が、カバー42から外方に突出している。出力軸63における前記軸方向の他方には、リンク機構16の第2アーム34が一体回転可能に接続されている。これにより、出力軸63の回転は、リンク機構16を介してクラッチ13に伝達されるとともに、クラッチ13で生じたクラッチ反力が、リンク機構16を介して出力軸63に入力される。
 出力軸63には、平面視で扇形状の出力ギア65が、出力軸63と一体で回転可能に設けられている。出力ギア65は、平歯車であり、中間軸62のギア62aに噛み合っている。これにより、中間軸62の回転は、出力ギア65を介して出力軸63に伝達される。すなわち、出力軸63は、中間軸62の回転に応じて回転する。
 以上のように、出力軸63には、クラッチ駆動装置14の中間軸62の回転が入力されるとともに、クラッチ13で生じたクラッチ反力が入力される。
 出力ギア65には、厚み方向の一側に、該厚み方向に突出する円柱状のピン72が設けられている。すなわち、ピン72は、出力軸63の軸方向に沿って延びている。また、本実施形態では、図3及び図4に示すように、ピン72は、出力ギア65の厚み方向の両面のうち、出力軸63の軸方向の一側に位置する面に設けられている。すなわち、ピン72は、出力軸63及び出力ギア65がケーシング40内に配置された状態で、ケーシング本体41の底部に向かって延びるように、出力ギア65に設けられている。よって、ピン72は、出力軸63と一体で回転する出力ギア65の回転に伴って、出力軸63を中心として回転する。ピン72は、後述するアシスト機構70のスプリング71の第1突出部71bに接触している。ピン72は、出力ギア65に対して回転可能である。よって、ピン72は、後述するようにスプリング71の第1突出部71bに接触しつつ移動する際には、回転しながら第1突出部71bに対して移動する。
 アシスト機構70は、スプリング71(補助スプリング)と、上述のピン72とを備える。スプリング71は、軸線を中心として螺旋状に延びる線材を含む。スプリング71は、軸線方向に延びる円筒状である。スプリング71は、線材の一端を他端に対して周方向にねじることにより、該周方向に弾性復元力を生じる、いわゆるトーションスプリングである。本実施形態では、スプリング71の線材は、図6に示すように、線材の一端側である巻き始め側(第1突出部71b)から時計方向に巻かれている。
 スプリング71は、出力軸63の軸方向から見て、入力軸61及び中間軸62を囲むように、ケーシング本体41内に配置されている。入力軸61は、スプリング71の内方を挿通している。中間軸62は、その軸方向の一方の端部が、スプリング71の内方に位置付けられたケーシング本体41の一部(後述する凸部46)に回転可能に支持されている。スプリング71は、その軸線が出力軸63と平行に配置されている。スプリング71を構成する線材の一端は、出力軸63に向かって延びている。
 図6に、アシスト機構70の概略構成を、出力軸63の軸方向から見た場合の図を示す。図6に示すように、スプリング71の内方には、ケーシング本体41の内面に設けられた円柱状の凸部46が位置付けられている。凸部46は、スプリング71の内径よりも小さな外径を有する。凸部46には、入力軸61が挿通する貫通孔46aと、中間軸62における軸方向の一方の端部が挿入される穴部46bとが設けられている。
 スプリング71は、凸部46に対し、凸部46において出力軸63に近い部分と接触する。凸部46におけるスプリング71との接触部分を含んだ周方向の一部には、出力軸63の軸方向から見て、円弧状の金属製の接触板47が設けられている。接触板47の両端部は、凸部46に設けられた突出部46cに固定されている。接触板47には、スプリング71が接触する。接触板47を凸部46に設けることにより、後述するようにスプリング71が動作する際に、スプリング71によって凸部46が損傷を受けることを防止できる。
 スプリング71は、上述のように、線材の一端が出力軸63に向かって延びている。すなわち、前記線材の一端は、スプリング71の径方向外方に向かって延びている。スプリング71の線材の他端も、スプリング71の径方向外方に向かって延びている。すなわち、スプリング71は、円筒状のスプリング本体71aと、前記線材の一端を含むとともにスプリング本体71aから径方向外方に向かって延びる第1突出部71bと、前記線材の他端を含むとともにスプリング本体71aから径方向外方に向かって延びる第2突出部71cとを有する。本実施形態では、第1突出部71b及び第2突出部71cは、出力軸63の軸方向から見て、出力軸63に向かって延びている。
 第1突出部71bは、出力軸63の出力ギア65に設けられたピン72に接触している。第2突出部71cは、ケーシング本体41の内面に接触している。図7に示すように、第1突出部71b及び第2突出部71cは、後述するように出力ギア65がクラッチ切断状態の位置に位置付けられた状態で、出力軸63の軸方向から見て、出力軸63の軸中心Pとスプリング71の中心Q(軸線)とを結ぶ仮想線Mによってケーシング本体41の内部空間が2つの領域X,Yに分けられた場合に、それぞれ、該2つの領域X,Yにおける別の領域に位置付けられている。すなわち、図7に示すように、出力ギア65がクラッチ切断状態の位置に位置付けられた状態で、スプリング71の第1突出部71bは領域Xに位置する一方、第2突出部71cは領域Yに位置している。なお、図7は、説明のために、図6に領域X、Yの範囲を斜線で模式的に示した図である。
 これにより、スプリング71は、第2突出部71cがケーシング本体41の内面に接触した状態で、第1突出部71bにおける前記線材の一端がスプリング71の周方向に回転した場合、第1突出部71bが第2突出部71cに対して離れる方向に弾性復元力を生じる。すなわち、クラッチ13がクラッチ切断状態から接続状態になるように、ピン72が、出力軸63の回転に伴って出力軸63の軸線周りに回転した場合、スプリング71の第1突出部71bがピン72によってスプリング71の周方向に押される。よって、スプリング71の線材の一端は、スプリング71の軸線を中心として、第2突出部71cにおける線材の他端に近づくように回転する。このようなスプリング71の変形により、スプリング71の周方向において、第1突出部71bが第2突出部71cに対して離れる方向に、スプリング71に弾性復元力が生じる。
 出力ギア65の回転位置とスプリング71の変形との関係を図8に模式図によって示す。なお、この図では、説明のために、出力軸63及び出力ギア65を二点鎖線で示し、ピン72及びスプリング71のみを実線で示す。また、この図では、図7と同様、領域X,Yの範囲を、説明のために斜線で示す。なお、図8では、図面を簡略化するために、仮想線Mによって分けられた領域X,Yを模式的に示している。
 図8に示すように、スプリング71は、出力ギア65の回転に伴ってピン72が出力軸63の軸線周りに回転した場合、ピン72と接触する線材の一端が、前記線材の他端に対してスプリング71の周方向に変位する。この際、ピン72とスプリング71の線材の一端を含む第1突出部71bとの接触点Tは、第1突出部71bに沿うように、第1突出部71bに対して往復移動する。
 図8(a)は、クラッチ13が切断状態の際の出力ギア65の回転位置を示す。図8(b)は、クラッチ13が半クラッチ状態(クラッチプレート23と摩擦プレート24との間で、滑りは生じているが、回転方向の力が伝達される状態)の際の出力ギア65の回転位置を示す。図8(c)は、クラッチ13が接続状態の際の出力ギア65の回転位置を示す。
 具体的には、出力軸63の軸方向から見て、出力ギア65が図8(a)に示す回転位置に位置付けられている場合、すなわち、出力ギア65に設けられたピン72が、出力軸63の軸中心Pとスプリング71の中心Qとを結ぶ仮想線Mによってケーシング本体41の内部空間が2つに分けられることにより得られる2つの領域X,Yのうち、領域Xに位置している場合には、ピン72は、スプリング71の第1突出部71bに対し、先端に近い位置で接触している。
 そのため、ピン72がスプリング71の弾性復元力によって受ける力は、図8(a)に示すように、出力ギア65に対し、クラッチ13を切断させるように所定の方向(以下、クラッチ切断の回転方向という、図8(a)における二点鎖線の矢印の回転方向)に回転させる力である。すなわち、出力ギア65には、ピン72を介して、スプリング71によって、クラッチ切断の回転方向にトルクが加わる。
 なお、図8(a)の場合、スプリング71の第1突出部71bは、ピン72によって、スプリング71の周方向にあまり変位していない。よって、ピン72が、スプリング71の弾性復元力によって受ける力は、後述する図8(b)、(c)の場合よりも小さい。例えば、ピン72は、図8(a)に実線の矢印で示す方向及び大きさの力を、スプリング71の第1突出部71bから受ける。
 出力ギア65が図8(b)に示す回転位置に位置付けられる場合、すなわち、ピン72が図8(a)に示す位置よりも仮想線Mに近づいた場合には、スプリング71の第1突出部71bは、線材の一端が領域Yに位置するように、すなわち、第1突出部71bにおける線材の一端が、第2突出部71cにおける線材の他端に近づくように、変位する。例えば、出力ギア65が図8(a)に示す位置から図8(b)に示す位置に変化した場合、ピン72は、スプリング71の第1突出部71bに対し、接触しつつスプリング本体71aに近づくように移動する。
 これにより、スプリング71は、周方向に捻られる。よって、スプリング71は、第1突出部71bが第2突出部71cに対して離れる方向に弾性復元力を生じる。スプリング71の弾性復元力は、図8(b)に実線の矢印で示すように、ピン72に作用する。すなわち、スプリング71の弾性復元力は、ピン72を介して、出力ギア65に対し、クラッチ切断の回転方向(図8(b)における二点鎖線の矢印で示す回転方向)のトルクとして伝達される。これにより、ピン72を介して、スプリング71から出力ギア65にはクラッチ切断の回転方向にアシストする力が伝達される。このとき、ピン72がスプリング71の第1突出部71bから受ける力は、図8(a)の場合に比べて大きい。
 出力ギア65が図8(c)に示す回転位置に位置付けられる場合、すなわち、ピン72が、2つの領域X,Yのうち、領域Yに位置している場合には、ピン72によって、スプリング71の第1突出部71bは、第2突出部71cにおける線材の他端により近づくように、変位する。このとき、ピン72は、スプリング71の第1突出部71bに対し、図8(b)に示す位置よりも、線材の一端に近い位置に位置付けられている。
 これにより、スプリング71は、周方向にさらに捻られる。スプリング71の弾性復元力は、図8(c)に実線の矢印で示すように、ピン72に作用する。すなわち、スプリング71の弾性復元力は、ピン72を介して、出力ギア65に対し、クラッチ13が接続するように回転させる方向(以下、クラッチ接続の回転方向という、図8(c)における二点鎖線の矢印の回転方向)に作用する。これにより、ピン72を介して、スプリング71から出力ギア65には、クラッチ接続の回転方向にアシストする力が伝達される。
 ピン72とスプリング71の第1突出部71bとの接触点Tは、出力ギア65の回転に応じて、出力軸63の軸方向から見て、出力軸63の軸中心Pとスプリング71の中心Qとを結ぶ仮想線Mを、跨ぐ。接触点Tとスプリング71の中心Qとの間隔Dは、出力ギア65の回転に応じて、変化する。すなわち、間隔Dは、出力軸63の軸方向から見て、接触点Tが仮想線Mを跨ぐ際に最も小さい一方、接触点Tが仮想線Mから遠い位置になるほど、大きい。
 図9に、出力ギア65の回転角度(アクチュエータ回転角)と、クラッチ13を操作する際の負荷(クラッチ負荷)によって出力軸63に作用する回転方向のトルク(以下、軸トルクという)と、アシスト機構70によるアシスト力によって出力軸63に生じる軸トルクと、クラッチ負荷(クラッチ反力)及びアシスト力によってそれぞれ出力軸63に生じる軸トルクの合計との関係を示す。図9において、アクチュエータ回転角は、出力軸63の軸方向から見て、出力ギア65が初期の回転位置(図8(c)の位置)から反時計方向に回転する場合において、前記初期の回転位置に対する出力ギア65の回転角度を意味する。
 なお、出力ギア65の回転範囲は、ケーシング本体41の内面によって規定される。すなわち、出力ギア65がクラッチ接続の回転方向に回転した際にケーシング本体41の内面に接触する位置が、クラッチ接続の回転方向における出力ギア65の限界回転位置である。出力ギア65がクラッチ切断の回転方向に回転した際にケーシング本体41の内面に接触する位置が、クラッチ切断の回転方向における出力ギア65の限界回転位置である。
 本実施形態の場合、前記アクチュエータ回転角は、出力軸63の軸方向から見て、出力ギア65が、図8(c)、図8(b)、図8(a)の順に回転した場合に増大する。
 前記クラッチ負荷は、クラッチ13が動作する際にクラッチ駆動装置14がクラッチ13のクラッチスプリング28等から受ける反力(クラッチ反力)に等しい。
 クラッチ反力は、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替わる際に、前記アクチュエータ回転角の増加とともに増大する。一方、前記クラッチ反力によって出力軸63に作用する軸トルクは、リンク機構16における第1アーム33と第2アーム34との位置及び長さの関係に基づいて決まるレバー比によって、図9に実線(図中に“クラッチ反力によって発生”と記載された実線)で示すように所定のアクチュエータ回転角で最大になるように変化する。
 以下で、前記レバー比について説明する。前記レバー比は、クラッチ駆動装置14の出力軸63に作用する軸トルクと、回転軸31に作用する軸トルクとの比を意味している。本実施形態では、クラッチ駆動装置14は、エンジン11及びクラッチ13に対し、図10及び図11に示すように配置されている。図10は、車両1の上方から見たエンジン11、クラッチ13及びクラッチ駆動装置14を模式的に示した図である。図11は、車両1の側方から見たエンジン11、クラッチ13及びクラッチ駆動装置14を模式的に示した図である。なお、図10及び図11では、エンジン11、クラッチ13及びクラッチ駆動装置14の配置関係を説明するために、他の構成部品の図示を省略するとともに、エンジン11、クラッチ13及びクラッチ駆動装置14を簡略化して図示している。
 なお、図10及び図11において、図中の矢印Lは、車両1の左方向を示す。図中の矢印Rは、車両1の右方向を示す。図中の矢印RRは、車両1の後方向を示す。図中の矢印Uは、車両1の上方向を示す。なお、前後左右の方向は、それぞれ、車両1を運転する乗員から見た場合の前後左右の方向を意味する。
 図10及び図11に示すように、クラッチ駆動装置14は、クラッチ13の上方で且つエンジン11の後方に配置されている。クラッチ駆動装置14は、車両1の上方から見て、クラッチ13の上方で且つ右方に配置されている。クラッチ駆動装置14は、出力軸63の軸方向が車両1の左右方向に沿うように配置されている。クラッチ13は、回転軸31の軸方向が車両1の上下方向に沿うように配置されている。
 クラッチ駆動装置14は、リンク機構16を介して、クラッチ13に接続されている。具体的にはリンク機構16の第1アーム33は、一方の端部が回転軸31に接続されていて、車両1の左方向に延びている。リンク機構16の第2アーム34は、一方の端部がクラッチ駆動装置14の出力軸63に接続されていて、車両1の下方向に延びている。リンク機構16の調整機構35は、第1アーム33と第2アーム34とを回転可能に接続している。調整機構35の第1調整部材91及び第2調整部材92は、それぞれ、板状の第1アーム33及び第2アーム34に対して厚み方向に接続されている。これにより、第1調整部材91及び第2調整部材92は、棒状の接続部材94,95の軸線が捻れの位置関係になるように配置されている。なお、図10及び図11では、リンク機構16の構成を簡略化して示す。
 上述のようなリンク機構16の配置において、クラッチ駆動装置14の出力軸63に作用する軸トルクと、回転軸31に作用する軸トルクとの比であるレバー比rtは、下式によって求められる。なお、下式は、リンク機構16が動作した際に調整機構35の傾きに変化が生じないと仮定し、レバー比rtを求めた式である。
 rt=cosθ2/cosθ1×L2/L1   (1)
 ここで、θ1は、リンク機構16を車両1の側方から見て、回転軸31の軸線に対して平行な基準線に対して、第2アーム34がなす角度である(図11参照)。θ2は、リンク機構16を車両1の上方から見て、出力軸63の軸線に対して平行な基準線に対して、第1アーム33がなす角度である(図10参照)。また、L1は、第2アーム34の長さであり、L2は、第1アーム33の長さである。
 式(1)において、第2アーム34の角度θ1が大きくなると、cosθ1が小さくなるため、前記レバー比rtは増大する。よって、クラッチ駆動装置14の出力軸63の回転角度が大きくなると、前記レバー比rtは増大する。すなわち、出力軸63と一体で回転する出力ギア65の回転角度(アクチュエータ回転角)が大きくなると、前記レバー比rtは増大する。
 クラッチ反力は、アクチュエータ回転角が大きくなると増大するとともに、該アクチュエータ回転角が大きい場合には、該アクチュエータ回転角が小さい場合に比べて、アクチュエータ回転角の増加量に対するクラッチ反力の増加量が小さい。一方、前記クラッチ反力が出力軸63に作用した場合に出力軸63に生じる軸トルクは、前記レバー比rtが大きくなると小さくなる。そのため、前記軸トルクは、アクチュエータ回転角が大きくなると小さくなる。
 以上の点から、図9に示すように、クラッチ反力によって出力軸63に生じる軸トルクは、アクチュエータ回転角が小さい場合には、該アクチュエータ回転角の増加とともに増大する一方、前記アクチュエータ回転角が所定のアクチュエータ回転角を越えると、該アクチュエータ回転角の増加とともに減少する。すなわち、前記軸トルクは、前記所定のアクチュエータ回転角で最大になるように変化する。
 本実施形態では、図9において、アクチュエータ回転角がSよりも小さい場合に、クラッチ13が接続状態になる。一方、図9において、アクチュエータ回転角がSよりも大きくなると、クラッチ13は接続状態から切断状態に移行する。また、図9において、Sは、アクチュエータ回転角が増加する場合には、クラッチ13が切断を開始するアクチュエータ回転角であり、アクチュエータ回転角が減少する場合には、クラッチ13のクラッチプレート23と摩擦プレート24とが接続を完了するアクチュエータ回転角である。
 なお、図9では、出力軸63に作用する軸トルクが正の範囲(図9において0よりも大きい範囲)を、クラッチ13を接続させる軸トルクの範囲とし、出力軸63に作用する軸トルクが負の範囲(図9において0よりも小さい範囲)を、クラッチ13を切断する軸トルクの範囲とする。
 クラッチ13が操作される際に発生するクラッチ反力によって出力軸63に作用する軸トルクは、アクチュエータ回転角が増加する場合には、クラッチ13が接続状態から切断状態に移行を開始するアクチュエータ回転角で発生し始める(図9のS)。前記クラッチ反力によって出力軸63に作用する軸トルクは、出力軸63をクラッチ接続の回転方向に回転させる力によって生じる。なお、前記クラッチ反力は、クラッチ13のクラッチスプリング28の弾性復元力等によって生じる。
 アシスト機構70は、モータ50の回転(作動駆動力)によって、出力ギア65の回転位置が、アクチュエータ回転角が大きくなるように変化、すなわち図8(c)、図8(b)、図8(a)の順に変化することにより、スプリング71から出力ギア65のピン72に作用する力が、所定のアクチュエータ回転角で最大となる放物線状に変化する。これにより、クラッチ駆動装置14のアシスト力によって出力軸63に作用する軸トルク(図9において“アシスト力によって発生”と記載された実線)も、前記所定のアクチュエータ回転角で最大となる放物線状に変化する。
 上述のように、出力ギア65のピン72に作用するスプリング71の弾性復元力は、出力ギア65の回転位置に応じて、クラッチ切断の回転方向にアシスト力としてピン72に作用する力の大きさが変化する。これは、スプリング71の第1突出部71bとピン72との接触点Tが、出力ギア65の回転位置に応じて、第1突出部71bに沿って変化することにより、第1突出部71bからピン72に加わる力の向きが変化するとともに、ピン72とスプリング71の第1突出部71bとの接触点Tと、スプリング71の中心Qとの間隔Dが変化するからである。
 なお、本実施形態では、モータ50の駆動及びアシスト機構70によって、すなわちクラッチ駆動装置14によって、出力軸63に作用する軸トルクは、図9に示すように、主に、クラッチ13を切断する軸トルク(図9において、負の領域の軸トルク)である。
 本実施形態では、図9に示すように、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際には、出力軸63は、クラッチ13からクラッチ反力が入力される前に、クラッチ駆動装置14のアシスト機構70からアシスト力が入力される。一方、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際には、出力軸63は、クラッチ13から入力されるクラッチ反力が零になった後に、アシスト機構70から入力されるアシスト力が零になる。
 具体的には、本実施形態では、クラッチプレート23と摩擦プレート24との接触部分と、出力軸63との間の力の伝達経路は、前記クラッチ反力が出力軸63に伝達されるタイミングと、前記アシスト力が出力軸63に入力されるタイミングとが異なるように構成されている。例えば、プッシュロッド29のフランジ部29aとプレッシャ部材27との間に、所定の隙間を設ける。これにより、クラッチ駆動装置14によって、リンク機構16を介してプッシュロッド29に対し、プレッシャ部材27をクラッチボス26から離間させるような力を加える場合には、上述のようなタイミングで出力軸63にクラッチ反力が入力される。
 クラッチ13のクラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗した場合、摩耗していない場合に比べて、クラッチ13が接続状態から切断状態へ移行(切断動作開始)するタイミングは早くなるとともに、クラッチ13の接続完了(接続動作完了)のタイミングは遅くなる。すなわち、図9に一点鎖線で示すように、アクチュエータ回転角のSの値が小さくなる。
 上述のようにクラッチ13のクラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗した場合でも、上述のタイミングで出力軸63にクラッチ反力及びアシスト力を入力することで、クラッチ13の切断動作開始後及びクラッチ13の接続動作完了前に、アシスト機構70で得られたアシスト力を利用できない期間が生じることを防止できる。
 また、クラッチユニット17は、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗量が所定の限界値に達した場合でも、出力軸63に対するアシスト力及びクラッチ反力の入力のタイミングは、上述のような関係を有する。すなわち、前記摩耗量が所定の限界値に達した場合でも、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際には、出力軸63は、クラッチ13からクラッチ反力が入力される前に、クラッチ駆動装置14のアシスト機構70からアシスト力が入力される。一方、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際には、出力軸63は、クラッチ13から入力されるクラッチ反力が零になった後に、アシスト機構70から入力されるアシスト力が零になる。これにより、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗量が所定の限界値に達した場合でも、クラッチ13を接続状態または切断状態に円滑に切り替えることができる。
 なお、前記所定の限界値は、設計段階で想定している車両1の寿命の期間内で、車両1が通常使用(設計段階で想定されている使用)された場合のクラッチ13の摩耗量であってもよいし、車両1の走行中にクラッチ13で滑りが生じ始める摩耗量であってもよい。
 しかも、本実施形態では、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際に、前記アシスト力は、出力軸63に対するクラッチ13からの前記クラッチ反力の入力開始後に、最大となる。既述のように、クラッチ反力によって出力軸63に生じる軸トルクは、前記レバー比の影響により、所定のアクチュエータ回転角で最大となる。これに対し、上述のように、出力軸63に対する前記クラッチ反力の入力開始後に、前記アシスト力が最大になることで、クラッチを作動させる際に必要な作動駆動力を、前記アシスト力によって効果的に軽減することができる。したがって、クラッチ13を接続状態から切断状態に円滑に切り替えることができる。
 さらに、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際に、出力軸63に入力される前記アシスト力は、出力軸63に入力されるクラッチ反力が零になる前に最大となる。これにより、クラッチ13の接続動作完了前の期間、すなわちクラッチ13が半クラッチ状態の期間において、リンク機構16に十分なアシスト力を入力することができる。これにより、前記半クラッチ状態の期間において、小さな作動駆動力によって、クラッチ13の接続動作を円滑に行うことができる。
 また、上述の構成により、アシスト機構70によって出力軸63に作用する軸トルクと、クラッチ13で生じるクラッチ反力によって出力軸63に作用する軸トルクとを合計した軸トルクは、アクチュエータ回転角に対して図9に太線で示すように、比較的小さい値になる。すなわち、前記合計した軸トルクは、図9に示す半クラッチ領域(半クラッチ状態のアクチュエータ回転角の範囲)内において一定の範囲内の値になる。これにより、クラッチ13の半クラッチ状態を、出力軸63において、比較的小さく且つ安定した軸トルクによって、実現することができる。なお、前記合計した軸トルクは、クラッチ13を作動させる際に必要なモータ50の作動駆動力である。
 すなわち、上述のように、アシスト機構70によってアシスト力を発生させることにより、クラッチ13を接続状態から切断状態に容易に切り替えることができるとともに、安定した半クラッチ状態を実現できる。
 <摩擦機構>
 次に、摩擦機構80の構成を、図3から図5、図12及び図13を用いて説明する。図12は、摩擦機構80を拡大して示す図である。摩擦機構80は、伝達機構60の中間軸62に作用する回転方向のトルクが所定値以下の場合に、中間軸62を、回転体81及び一対の摩擦板82の摩擦によって静止した状態で保持する。これにより、例えば車両が停止している際にモータ50の駆動を停止した場合でも、摩擦機構80によって、クラッチ13の切断状態を保持することが可能である。
 詳しくは、摩擦機構80は、回転体81と、一対の摩擦板82と、中間軸62の一方に設けられた回転伝達部83と、スプリング84とを備える。摩擦機構80は、クラッチ駆動装置14のカバー42内に形成された収納空間V内に配置されている。具体的には、図5にも示すように、摩擦機構80は、カバー本体43と収納カバー部44との間に配置されている。よって、本実施形態では、図3及び図4に示すように、摩擦機構80は、出力軸63の軸方向において、伝達機構60が摩擦機構80とモータ50との間に位置するように配置されている。これにより、摩擦機構80を、モータ50と干渉することなく、コンパクトに配置することができる。
 図3から図5及び図12に示すように、一対の摩擦板82は、回転体81に対してその厚み方向の一方及び他方に配置されている。すなわち、一対の摩擦板82及び回転体81は、摩擦板82の厚み方向に、摩擦板82、回転体81及び摩擦板82の順に積層されている。一対の摩擦板82は、それぞれ、厚み方向の両面のうち少なくとも回転体81と接触する面が、回転体81と接触することによって所定の摩擦力が得られるような摩擦係数を有する、中空円盤状の部材である。具体的には、摩擦板82は、例えば、表面が研磨処理されたステンレス製の板状部材によって構成されている。一対の摩擦板82及び回転体81は、カバー本体43に設けられた第1凹部43a内に配置されている。一対の摩擦板82のうち一方の摩擦板82は、カバー本体43の第1凹部43aの内面に接触している。
 図5に示すように、一対の摩擦板82は、それぞれ、外周部分に複数の位置決め用凸部82aを有する。位置決め用凸部82aは、カバー本体43の第1凹部43a内に一対の摩擦板82が配置された状態で、第1凹部43aの内面に形成された位置決め用凹部43b内に位置付けられる。これにより、一対の摩擦板82が回転体81とともに回転することを抑制できる。
 回転体81は、円盤状の金属製部材である。図13に示すように、回転体81には、中央部(回転中心)に、回転体81の厚み方向に貫通する貫通穴81a(穴部)が形成されている。この貫通穴81aは、回転体81を厚み方向から見て矩形状である。貫通穴81aには、中間軸62の一方に設けられた回転伝達部83が貫通する。
 回転体81は、その厚み方向から見て、円盤状の回転体81の外周部分に、一対の摩擦板82と接触する接触部81bが設けられている。接触部81bは、回転体81の中央部の厚みよりも大きい厚みを有する。すなわち、接触部81bは、回転体81の中央部よりも回転体81の厚み方向に突出している。これにより、回転体81が一対の摩擦板82の間に配置された状態で、回転体81の接触部81bが一対の摩擦板82に接触する。
 回転伝達部83は、既述のとおり、中間軸62の軸方向の端部に設けられている。回転伝達部83は、断面矩形状の柱状である。回転伝達部83は、回転体81の貫通穴81a内に挿入可能に形成されている。これにより、回転伝達部83が回転体81の貫通穴81a内に挿入された状態で中間軸62が回転した場合、中間軸62の回転は回転伝達部83を介して回転体81に伝達される。よって、摩擦機構80は、伝達機構60によって伝達される回転の回転方向とは反対方向に摩擦力を生じる。
 なお、図13において、符号Zは、中間軸62の軸線である。この軸線Zが延びる軸線方向は、出力軸63の軸方向と同じ方向である。中間軸62の軸線方向(軸方向)と出力軸63の軸方向とが同じ方向とは、中間軸62と出力軸63との間で回転を伝達可能な範囲であれば、完全に同一の方向以外の方向も含む。
 上述のように、回転体81の貫通穴81a内に、中間軸62に設けられた回転伝達部83が挿入されることにより、摩擦機構80は、伝達機構60における入力軸61から出力軸63への動力の伝達経路に対して分離して構成されている。すなわち、摩擦機構80は、伝達機構60に含まれるのではなく、伝達機構60とは別に設けられている。
 以上の構成により、回転伝達部83を介して中間軸62の回転を回転体81に伝達しつつ、回転体81が回転伝達部83に対して中間軸62の軸方向に移動することを許容することができる。これにより、回転体81が、傾いた場合または中間軸62の軸方向に変位した場合等でも、回転体81は、回転伝達部83に対して相対変位することができる。
 スプリング84は、軸線を中心とする螺旋状に延びる線材を含む。スプリング84は、軸線方向に延びる円筒状である。スプリング84は、前記軸線方向に圧縮されることにより、弾性復元力を生じる圧縮ばねである。スプリング84は、前記軸線方向が、中間軸62の軸方向と一致するように、収納カバー部44内に配置されている。すなわち、スプリング84の軸線は、出力軸63の軸方向と同じ方向に延びている。
 スプリング84は、その軸線が一対の摩擦板82及び回転体81の厚み方向と一致するように、一対の摩擦板82及び回転体81に対して配置されている。スプリング84は、スプリング84の軸線方向の一方が、一対の摩擦板82のうち他方の摩擦板82に接触している。すなわち、一対の摩擦板82及び回転体81は、スプリング84よりも回転伝達部83に近い。しかも、一対の摩擦板82のうち一方の摩擦板82は、カバー本体43の第1凹部43aの内面に接触している。これにより、スプリング84によって、一対の摩擦板82及び回転体81に対して厚み方向に力が加わる。したがって、一対の摩擦板82及び回転体81は、スプリング84とカバー本体43の第1凹部43aの内面との間で、厚み方向に押圧されている。
 以上の構成により、スプリング84によって厚み方向に押圧されている一対の摩擦板82と回転体81との間には、摩擦力が生じる。これにより、中間軸62と一体で回転する回転体81には、一対の摩擦板82との間の摩擦力によって、回転を抑制する力が作用する。したがって、中間軸62に作用する回転方向の力が、回転体81と一対の摩擦板82との摩擦力以下の場合には、前記摩擦力によって、回転体81及び中間軸62の回転は抑制される。
 既述のように、図9において、クラッチ駆動装置14のアシスト力によって発生する軸トルクとクラッチ13のクラッチ反力によって発生する軸トルクとの合計(図9における太実線)が、クラッチ駆動装置14の出力軸63に作用する軸トルクである。図9に、回転体81と一対の摩擦板82との摩擦力によって、回転体81及び中間軸62の回転が停止する軸トルクの範囲を二点鎖線で示す。すなわち、出力軸63に作用する軸トルクにおいて、二点鎖線の間の範囲(所定値以下)では、回転体81及び中間軸62は、回転体81と一対の摩擦板82との摩擦力によって回転が抑制される。
 モータ50の駆動が停止している場合、クラッチプレート23及び摩擦プレート24には、クラッチ13が接続状態になるように、クラッチスプリング28によって互いに押し付けられる力が作用する。これに対し、上述の構成の摩擦機構80をクラッチ駆動装置14に設けることにより、モータ50の駆動が停止している場合でも、クラッチ駆動装置14の伝達機構60の動作が停止する。よって、クラッチ13は作動しない。したがって、上述の構成により、クラッチ13の作動状態(半クラッチ状態または切断状態)をそのまま維持することが可能なセルフロック機構を実現できる。
 換言すると、クラッチ駆動装置14の出力軸63に入力されるクラッチ反力及びアシスト力を、出力軸63に生じる軸トルクの合計が図9に示すように所定値以下になるように、設定することで、上述のようなセルフロック機構を実現することができる。
 また、上述のように、回転体81の貫通穴81a内に中間軸62の回転伝達部83を挿入することにより、中間軸62に対する回転体81の回転方向以外の変位を許容することができる。よって、例えば中間軸62が傾いた場合等でも、回転体81の傾きを防止しつつ、中間軸62の回転を回転体81に伝達することができる。これにより、回転体81を一対の摩擦板82に対してより確実に接触させつつ、中間軸62によって回転体81を回転させることができる。
 さらに、上述の構成により、カバー42内に、摩擦機構80の回転体81、摩擦板82及びスプリング84を、組み立てた状態でケーシング本体41内に取り付けることが可能になる。よって、摩擦機構80の組み立て作業性を向上することができる。
 しかも、摩擦機構80が収納されるケーシングは、クラッチ駆動装置14のカバー42の一部によって構成されている。これにより、クラッチ駆動装置14の全体の構成をコンパクトな構成にすることができる。
 本実施形態に係るクラッチユニット17は、クラッチ13と、モータ50と、出力軸63と、スプリング71とを備える。クラッチ13は、摩擦力によってトルクを伝達する複数のクラッチプレート23及び摩擦プレート24と、弾性復元力によって前記複数のクラッチプレート23及び摩擦プレート24を互いに接続するクラッチスプリング28とを有する。クラッチ13は、トルクを伝達する接続状態またはトルクを遮断する切断状態に切替可能に設けられている。モータ50は、クラッチ13を作動させるための作動駆動力を発生する。出力軸63は、モータ50が発生した作動駆動力をクラッチ13に伝達するとともに、クラッチ13からクラッチスプリング28の弾性復元力がクラッチ反力として入力される。スプリング71は、前記作動駆動力を補助するアシスト力を出力軸63に入力する。出力軸63は、クラッチ13が前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際には、クラッチ13から前記クラッチ反力が入力される前に、スプリング71から前記アシスト力が入力される。出力軸63は、クラッチ13が前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際には、クラッチ13から入力される前記クラッチ反力が零になった後に、スプリング71から入力される前記アシスト力が零になる。
 上記のクラッチユニット17では、クラッチ13を接続状態または切断状態に切り替える際には、出力軸63に、クラッチ13から作用するクラッチ反力だけでなく、スプリング71によって発生したアシスト力も入力される。これにより、クラッチ13を接続状態または切断状態に切り替えるために必要となる作動駆動力を小さくすることができる。
 また、出力軸63は、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際には、クラッチ13から前記クラッチ反力が入力される前に、スプリング71から前記アシスト力が入力される。この場合、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際に、出力軸63にクラッチ13から前記クラッチ反力が入力されるタイミングが早くなったとしても、前記アシスト力が出力軸63に入力される前に、出力軸63にクラッチ13から前記クラッチ反力が入力されることを抑制できる。すなわち、クラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗したとしても、クラッチ13の切断動作開始後に、前記アシスト力を利用できない期間が生じることを防止できる。
 さらに、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際には、出力軸63にクラッチ13から入力される前記クラッチ反力が零になった後に、出力軸63にスプリング71から入力される前記アシスト力は、零になる。この場合、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際に、出力軸63にクラッチ13から入力される前記クラッチ反力が零になるタイミングが遅くなったとしても、出力軸63にクラッチ13から入力される前記クラッチ反力が零になる前に、出力軸63に入力される前記アシスト力が零になることを抑制できる。すなわち、クラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗したとしても、クラッチ13の接続動作完了前に、前記アシスト力を利用できない期間が生じることを抑制できる。この場合、クラッチ13の接続動作完了前の期間、すなわちクラッチ13が半クラッチ状態になっている期間において、モータ50によって大きな作動駆動力を発生する必要がない。よって、前記作動駆動力の調整が容易になる。
 したがって、上記のクラッチユニット17によれば、クラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗したとしても、その摩耗を補償しなくても、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗に対応して、クラッチ13を接続状態または切断状態に円滑に切り替えることができる。
 出力軸63は、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗量が所定の限界値になった状態でも、クラッチ13を前記接続状態から前記切断状態に切り替える際には、クラッチ13から前記クラッチ反力が入力される前に、スプリング71から前記アシスト力が入力される。出力軸63は、クラッチ13が前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際には、クラッチ13から入力される前記クラッチ反力が零になった後に、スプリング71から入力される前記アシスト力が零になる。
 これにより、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗量が所定の限界値に達した場合でも、クラッチ13を接続状態または切断状態に円滑に切り替えることができる。
 クラッチ13が前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際に、スプリング71から出力軸63に入力される前記アシスト力は、出力軸63にクラッチ13から前記クラッチ反力が入力された後に、最大となる。
 一般に、クラッチ13の切断動作の開始直後の所定期間では、クラッチ13から出力軸63に入力されるクラッチ反力は、クラッチ13の切断動作が進むとともに大きくなる。一方、上記の構成では、出力軸63にクラッチ13から前記クラッチ反力の入力が開始された後にアシスト力が最大となる。これにより、クラッチ13の切断動作が進んでクラッチ13から出力軸63に入力される前記クラッチ反力が大きくなったとしても、十分なアシスト力を出力軸63に入力することができる。その結果、クラッチ13を接続状態から切断状態に円滑に切り替えることができる。
 クラッチ13が前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際に、スプリング71から出力軸63に入力される前記アシスト力は、出力軸63にクラッチ13から入力される前記クラッチ反力が零になる前に最大となる。
 これにより、クラッチ13の接続動作完了前の期間、すなわちクラッチ13が半クラッチ状態の期間において、出力軸63に十分なアシスト力を入力することができる。よって、前記半クラッチ状態の期間において、小さな作動駆動力によって、クラッチ13の接続動作を円滑に行うことができる。
 (その他の実施形態)
 以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
 前記実施形態では、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際には、出力軸63は、クラッチ13からクラッチ反力が入力される前に、クラッチ駆動装置14のアシスト機構70からアシスト力が入力される。一方、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際には、出力軸63は、クラッチ13から入力されるクラッチ反力が零になった後に、アシスト機構70から入力されるアシスト力が零になる。そのために、前記実施形態では、例えば、プッシュロッド29のフランジ部29aとプレッシャ部材27との間に、所定の隙間が設けられている。しかしながら、出力軸63に対して上述のようにクラッチ反力及びアシスト力が作用するように、リンク機構16の調整機構35を調整してもよい。すなわち、本実施形態の構成を実現するために、リンク機構16の調整機構35を利用してもよい。この場合、調整機構35は、第1アーム33と第2アーム34との間隔を通常の設定よりも大きくすることによって、クラッチ反力によって出力軸63に生じる軸トルクとして、図9に示すような軸トルクが得られるようにしてもよい。
 前記実施形態では、従来のような摩耗補償装置が設けられていない。しかしながら、前記実施形態の構成に加えて、クラッチ13に従来の摩耗補償装置を設けてもよい。すなわち、クラッチ13に、クラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗した場合でも、図9においてアクチュエータ回転角のSの値が変わらないように、プレッシャ部材27の位置調整を行う機構を設けてもよい。なお、クラッチプレート23及び摩擦プレート24が摩耗した場合に、該磨耗によるクラッチ13の動作への影響を低減できるように図9におけるSの値を補正可能な構成であれば、摩耗補償装置はどのような構成であってもよい。
 前記実施形態では、クラッチ13のプッシュロッド29は、リンク機構16に接続された回転軸31によって、メインシャフト15の軸方向に移動する。しかしながら、リンク機構16を用いずに、クラッチ駆動装置14の出力を直接、回転軸31に伝達してもよい。
 具体的には、図14に示すように、クラッチ駆動装置114の出力軸63から、回転軸31に、伝達ギア166,167を介して、直接、回転が伝達される。以下では、前記実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略し、前記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
 クラッチ駆動装置114の出力軸63には、第1伝達ギア166が出力軸63と一体で回転可能に設けられている。回転軸31には、軸方向の他方の端部に、第2伝達ギア167が回転軸31と一体で回転可能に設けられている。第1伝達ギア166及び第2伝達ギア167は、クラッチ駆動装置114のケーシング140内で噛み合っている。
 これにより、クラッチ駆動装置114の出力軸63の回転は、第1伝達ギア166及び第2伝達ギア167を介して、回転軸31に伝達される。回転軸31が回転した場合、回転軸31の軸方向の一方に設けられたギア31aが、プッシュロッド29に設けられたラック部29bに対して移動することにより、プッシュロッド29がメインシャフト15の軸方向に移動する。
 なお、図14に示す例では、クラッチ駆動装置114には、摩擦機構が設けられていない。しかしながら、クラッチ駆動装置114は、前記実施形態のクラッチ駆動装置14と同様の構成の摩擦機構を備えていてもよい。
 前記実施形態では、クラッチ駆動装置14の出力及びクラッチ13で生じたクラッチ反力が入力される伝達部材の一例として、出力軸63が挙げられている。しかしながら、伝達部材は、例えば出力ギア65及び回転軸31などのように、モータ50及びアシスト機構70の出力と、クラッチ13で生じたクラッチ反力とが入力される構成部品であれば、出力軸63以外の構成部品であってもよい。
 前記実施形態では、出力軸63は、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗量が所定の限界値となった状態でも、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際には、クラッチ13からクラッチ反力が入力される前に、スプリング71からアシスト力が入力される一方、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際には、クラッチ13から入力されるクラッチ反力が零になった後に、スプリング71から入力されるアシスト力が零になる。しかしながら、クラッチプレート23及び摩擦プレート24の摩耗量が所定の限界値になった時点で、上述の関係を満たしていなくてもよい。
 前記実施形態では、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際に、スプリング71から出力軸63に入力されるアシスト力は、クラッチ13から出力軸63へのクラッチ反力の入力開始後に、最大となる。しかしながら、クラッチ13が接続状態から切断状態に切り替えられる際に、スプリング71から出力軸63に入力されるアシスト力は、クラッチ13から出力軸63へのクラッチ反力の入力開始前または入力開始時点で、最大になってもよい。
 前記実施形態では、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際に、スプリング71から出力軸63に入力されるアシスト力は、出力軸63にクラッチ13から入力されるクラッチ反力が零になる前に最大となる。しかしながら、クラッチ13が切断状態から接続状態に切り替えられる際に、スプリング71から出力軸63に入力されるアシスト力は、出力軸63にクラッチ13から入力されるクラッチ反力が零になった後または零になった時点で、最大となってもよい。
 前記実施形態では、クラッチ駆動装置14は、入力軸61から出力軸63に、中間軸62を介して回転を伝達する。しかしながら、入力軸61と出力軸63とがギアによって直接、回転を伝達するように構成されていてもよい。
 前記実施形態では、クラッチ駆動装置14は、セルフロック機構の一例として、摩擦機構80を備えている。しかしながら、他の構成によって、セルフロックの機能を実現してもよい。クラッチ駆動装置14は、摩擦機構80等のセルフロック機構を備えていなくてもよい。
 前記実施形態では、クラッチ駆動装置14は、クラッチ13を作動させるための作動駆動力を発生させるモータ50を備えている。しかしながら、クラッチ駆動装置14は、前記作動駆動力を発生可能な他の駆動源を有していてもよい。
 前記実施形態では、クラッチ駆動装置14において、入力軸61の回転を出力軸63に伝達するギア61a,62a、中間ギア64及び出力ギア65は、平歯車である。しかしながら、これらのギアの少なくとも一部が平歯車で、残りは他の形状の歯車であってもよい。また、上述のギアの全てが、平歯車以外の形状の歯車であってもよい。
 前記実施形態では、入力軸61にギア61aが設けられているとともに、中間軸62にもギア62aが設けられている。ギア61aは、入力軸61と一体で設けられていてもよいし、別の部品によって構成されていてもよい。ギア62aは、中間軸62と一体で設けられていてもよいし、別の部品によって構成されていてもよい。
 前記実施形態では、アシスト機構70のスプリング71は、径方向外方に向かって突出する第1突出部71bを有する。第1突出部71bは、出力ギア65に設けられたピン72に接触する。すなわち、前記実施形態では、第1突出部71bとピン72との接触点Tは、スプリング71に対して径方向外方に位置する。しかしながら、接触点Tは、スプリングに対して径方向内方に位置していてもよい。すなわち、第1突出部を、スプリングの径方向内方に向かって延びるように設けてもよい。なお、出力ギアは、出力軸63の軸方向から見て、前記スプリングの内方に位置していてもよいし、前記スプリングの外方に位置していてもよい。
 前記実施形態では、アシスト機構70におけるスプリング71の第1突出部71bに、出力ギア65に設けられたピン72が直接、接触している。しかしながら、出力ギアにリンク機構を設けて、第1突出部71bに対して、前記リンク機構の一部を接触させてもよい。
 前記実施形態では、アシスト機構70のスプリング71は、ケーシング40内に配置された状態で、出力軸63の軸方向から見て、出力軸63に向かって延びる第1突出部71b及び第2突出部71cを有する。しかしながら、第2突出部71cは、第1突出部71bが出力ギア65の回転によって変位した際にスプリング71の周方向に捻りが生じるように、ケーシング本体41の内面に接触可能な方向であれば、第1突出部71bとは異なる方向に延びていてもよい。
 前記実施形態では、アシスト機構70のスプリング71は、第1突出部71bを第2突出部71cに対して近づけるような変形が加わると、円周方向に捻じられて、弾性復元力を生じる。アシスト機構70では、この弾性復元力を、クラッチ13の駆動に対するアシスト力として出力する。しかしながら、アシスト機構は、スプリングに、第1突出部が第2突出部に対して離れるような変形を加えた際に生じる弾性復元力を、クラッチ13の作動に対するアシスト力として出力するように構成されていてもよい。
 前記実施形態では、クラッチ駆動装置14は、トーションスプリングであるスプリング71を有するアシスト機構70を備えている。しかしながら、アシスト機構70は、クラッチ13の駆動に対するアシスト力を出力可能に構成されていれば、トーションスプリングであるスプリング71以外の構成によって実現してもよい。
 前記実施形態では、ケーシング40の筒軸方向と、入力軸61、中間軸62及び出力軸63の軸方向と、スプリング71,84の軸線方向とは、同じ方向である。しかしながら、ケーシング40の筒軸方向と、入力軸61及び出力軸63の軸方向と、スプリング71,84の軸線方向とが、それぞれ異なる方向であってもよい。
 前記実施形態では、車両1の例として自動2輪車を説明したが、車両1は3輪車または4輪車など、クラッチを駆動させるクラッチ駆動装置を備えた構成であれば、どのような構成であってもよい。
1 車両
13 クラッチ
14、114 クラッチ駆動装置
15 メインシャフト
16 リンク機構
17 クラッチユニット
23 クラッチプレート(トルク伝達部材)
24 摩擦プレート(トルク伝達部材)
27 プレッシャ部材
28 クラッチスプリング
32 アーム部
33 第1アーム
34 第2アーム
35 調整機構
40,140 ケーシング
50 モータ(アクチュエータ)
60 伝達機構
61 入力軸
62 中間軸
63 出力軸(伝達部材)
64 中間ギア
65 出力ギア
70 アシスト機構
71 スプリング(補助スプリング)
166 第1伝達ギア
167 第2伝達ギア

Claims (5)

  1.  摩擦力によってトルクを伝達する複数のトルク伝達部材、及び弾性復元力によって前記複数のトルク伝達部材を互いに接続するクラッチスプリングを有し、且つトルクを伝達する接続状態またはトルクを遮断する切断状態に切替可能なクラッチと、
     前記クラッチを作動させるための作動駆動力を発生するアクチュエータと、
     前記アクチュエータが発生した作動駆動力を前記クラッチに伝達するとともに、前記クラッチスプリングの弾性復元力が前記クラッチからクラッチ反力として入力される伝達部材と、
     前記作動駆動力を補助するアシスト力を前記伝達部材に入力する補助スプリングとを備え、
     前記伝達部材は、
      前記クラッチが前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際には、前記クラッチから前記クラッチ反力が入力される前に、前記補助スプリングから前記アシスト力が入力され、
      前記クラッチが前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際には、前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になった後に、前記補助スプリングから入力される前記アシスト力が零になる、クラッチユニット。
  2.  請求項1に記載のクラッチユニットにおいて、
     前記伝達部材は、
      前記トルク伝達部材の摩耗量が所定の限界値となった状態でも、
      前記クラッチが前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際には、前記クラッチから前記クラッチ反力が入力される前に、前記補助スプリングから前記アシスト力が入力され、
      前記クラッチが前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際には、前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になった後に、前記補助スプリングから入力される前記アシスト力が零になる、クラッチユニット。
  3.  請求項1または2に記載のクラッチユニットにおいて、
     前記クラッチが前記接続状態から前記切断状態に切り替えられる際に、前記補助スプリングから前記伝達部材に入力される前記アシスト力は、前記伝達部材に対して前記クラッチから前記クラッチ反力の入力が開始された後に、最大となる、クラッチユニット。
  4.  請求項1から3のいずれか一つに記載のクラッチユニットにおいて、
     前記クラッチが前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる際に、前記補助スプリングから前記伝達部材に入力される前記アシスト力は、前記伝達部材に前記クラッチから入力される前記クラッチ反力が零になる前に最大となる、クラッチユニット。
  5.  請求項1から4のいずれか一つに記載のクラッチユニットを備えた車両。
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