JP2003194101A - クラッチ断接装置 - Google Patents
クラッチ断接装置Info
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- F16D29/005—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation with a fluid pressure piston driven by an electric motor
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
うクラッチ断接装置において、部品点数を削減する。ま
た、駆動機構の回転によってクラッチの断接を行うクラ
ッチ断接装置において、ピストンの摩耗を低減する。 【解決手段】 クラッチ断接装置1は、モータ2と、モ
ータ2の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構3
と、運動変換機構3が一方向に直線運動する際に荷重を
蓄積し、かつ、運動変換機構3が逆方向に直線運動する
際に蓄積した荷重を放出する荷重蓄積機構4と、運動変
換機構の直線運動によって油圧を発生し、クラッチを断
接する油圧機構6とを備えている。荷重蓄積機構4は、
運動変換機構3に連結され運動変換機構4の直線運動に
よって伸縮可能なアシストスプリング41と、アシスト
スプリング41の伸縮方向の端部を支持するスプリング
カバー44とを有している。
Description
置、特に、駆動機構の回転によってクラッチの断接を行
うクラッチ断接装置に関する。
チ断接装置において、モータからなる駆動機構の回転に
より油圧を発生させ、スレーブシリンダに油圧を伝達し
てクラッチを操作するものがある。このようなクラッチ
断接装置として、特開平10−119603号公報に記
載の技術や特開平11−201188号公報に記載の技
術がある。これらのクラッチ断接装置は、回転力を発生
するモータからなる駆動機構と、モータの回転運動を直
線運動に変換する運動変換機構と、運動変換機構の直線
運動により油圧を発生しクラッチを断接する油圧機構
と、運動変換機構が一方向に直線運動する際に荷重を蓄
積し、かつ、運動変換機構が逆方向に直線運動する際に
蓄積した荷重を放出するためのコイルスプリングを有す
る荷重蓄積機構とを備えている。運動変換機構は、モー
タによって回転されるウォームギアとウォームギアに噛
み合うウォームホイールとからなる減速機構と、ウォー
ムホイールの回転によって直線運動するプッシュロッド
とを備えている。油圧機構は、油圧を発生するマスタシ
リンダと、マスタシリンダにおいて発生した油圧をスレ
ーブシリンダに伝達するタンデムシリンダとを備えてい
る。マスタシリンダは、プッシュロッドの一端によって
押圧されるピストンを備えている。
ラッチを接続する場合は、モータを逆(正)回転させる
ことにより、運動変換機構を一方向に直線運動させて、
荷重蓄積機構のコイルスプリングに弾性力として荷重を
蓄積する。このとき、プッシュロッドがピストンを押圧
しないため、マスタシリンダには油圧が発生せず、クラ
ッチが接続状態となる。次に、クラッチを遮断させる場
合は、モータを正(逆)回転させることにより運動変換
機構を逆方向に直線運動させて、プッシュロッドでピス
トンを押圧する。このとき、荷重蓄積機構のコイルスプ
リングは、モータの逆(正)回転時に弾性力として蓄積
された荷重を放出して、プッシュロッドによるピストン
の押圧をアシストする。これにより、マスタシリンダに
油圧が発生し、クラッチが遮断される。
置において、荷重蓄積機構を構成するコイルスプリング
のコイル径方向の外周部は、荷重を蓄積及び放出する方
向に対して、真っ直ぐに伸縮するようにガイド部材によ
って支持されている。このため、荷重蓄積機構を構成す
る部品点数が多くなっている。
との連結部はウォームホイールの回転によって揺動運動
しており、この揺動運動によってプッシュロッドの一端
がピストンに対して直線運動している。このため、プッ
シュロッドはピストンの押圧方向に対して常に真っ直ぐ
に向くことができず、プッシュロッドの一端は、プッシ
ュロッドとウォームホイールとの連結部の揺動運動に応
じた傾斜をなして当接するようになっている。これによ
り、ピストンには、ピストンの押圧方向への荷重に加え
て、ピストンの押圧方向に直交する方向への荷重が作用
する。この結果、ピストンの側面が摩耗するという問題
が生じている。
クラッチの断接を行うクラッチ断接装置において、部品
点数を削減することにある。また、他の課題は、駆動機
構の回転によってクラッチの断接を行うクラッチ断接装
置において、ピストンの摩耗を低減することにある。
チ断接装置は、駆動機構の回転によってクラッチの断接
を行うクラッチ断接装置であって、運動変換機構と、荷
重蓄積機構と、油圧機構とを備えている。運動変換機構
は、駆動機構の回転運動を直線運動に変換する。荷重蓄
積機構は、運動変換機構が一方向に直線運動する際に荷
重を蓄積し、かつ、運動変換機構が逆方向に直線運動す
る際に蓄積した荷重を放出する。油圧機構は、運動変換
機構の直線運動によって油圧を発生し、クラッチを断接
する。荷重蓄積機構は、運動変換機構に連結され運動変
換機構の直線運動によって伸縮可能なバネと、バネの伸
縮方向の端部を支持する支持部材とを有している。
を構成するバネの伸縮方向の端部は支持部材によって支
持されているが、バネの伸縮方向に直交する側は支持さ
れていない。すなわち、従来の荷重蓄積機構のバネの伸
縮方向に直交する側の外周部に設けられていたガイド部
材が削除されている。これにより、クラッチ断接装置を
構成する部品点数を削減することができる。
求項1において、運動変換機構は、駆動機構の回転運動
を減速する減速機構と減速機構から荷重が伝達されるプ
ッシュロッドとを有している。油圧機構は、プッシュロ
ッドの一端によって押圧されるピストンを有している。
請求項3に記載のクラッチ断接装置は、請求項2におい
て、バネは、プッシュロッドの一端がピストンを押圧す
る際に、一端において発生するピストンの押圧方向に直
交する方向の荷重を相殺することが可能なキャンセル荷
重を付与できるように配置されている。
転運動を運動変換機構によって直線運動に変換し、運動
変換機構を構成するプッシュロッドの一端によってピス
トンを押圧するようになっている。ここで、プッシュロ
ッドと減速機構との連結部は揺動運動しており、この揺
動運動によってプッシュロッドの一端がピストンに対し
て直線運動している。このため、プッシュロッドはピス
トンの押圧方向に対して常に真っ直ぐに向くことができ
ず、プッシュロッドの一端は、プッシュロッドと減速機
構との連結部の揺動運動に応じた傾斜をなして当接する
ようになっている。このため、ピストンには、ピストン
の押圧方向への荷重に加えて、ピストンの押圧方向に直
交する方向への荷重が作用することになる。この点は従
来のクラッチ断接装置と同様であるが、本発明において
は、荷重蓄積機構を構成するバネがプッシュロッドの一
端がピストンを押圧する際に、一端において発生するピ
ストンの押圧方向に直交する方向の荷重を相殺すること
が可能なキャンセル荷重を付与できるように配置されて
いるため、プッシュロッドからピストンに付与されるピ
ストンの押圧方向に直交する方向の荷重が低減されるよ
うになっている。これにより、ピストンの摩耗が低減で
きる。
求項2又は3において、バネは、プッシュロッドの他端
に支持され、前記他端を前記ピストン側に押圧すること
ができるようにプッシュロッドの反ピストン側に配置さ
れている。このクラッチ断接装置では、プッシュロッド
がピストンに押圧する方向と同じ方向に荷重蓄積機構を
構成するバネを伸縮をさせることができるため、プッシ
ュロッドによってピストンを押圧する際、バネに蓄積さ
れた荷重をスムーズに放出することができる。
求項2〜4のいずれかにおいて、減速機構は、駆動機構
によって回転されるウォームギアと、ウォームギアに噛
み合うウォームホイールとを有している。このクラッチ
断接装置では、ウォームギアとウォームホイールとから
なる減速機構を用いて駆動機構の回転運動をプッシュロ
ッドに伝達しているため、駆動機構の回転が停止し、ウ
ォームホイールに油圧機構や荷重蓄積機構から逆トルク
が作用する際においても、ウォームギアとウォームホイ
ールとの噛み合いによりウォームホイールがロックされ
た状態となり、プッシュロッドの位置が保持できるよう
になっている。
ッチ断接装置1の側面概略図を図1に示す。 (1)構成 図1に示すクラッチ断接装置1は、モータ2からなる駆
動機構の回転により油圧を発生させ、スレーブシリンダ
(図示せず)に油圧を伝達してクラッチを操作するもの
である。
タ2の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構3
と、運動変換機構3の直線運動によりクラッチの断接を
行う油圧機構と、運動変換機構3が一方向に直線運動す
る際に荷重を蓄積し、かつ、運動変換機構3が逆方向に
直線運動する際に蓄積した荷重を放出するための荷重蓄
積機構4とを備えている。
蓄積機構4を収納するための部材であり、ハウジング本
体51とハウジング本体51の側面を覆うハウジング蓋
(図示せず)とから構成されている。ここで、図1は、
クラッチ断接装置1のハウジング5の内部を示すために
ハウジング蓋を取り外した状態を示している。モータ2
は、後述のウォームギア31の端部に連結されるモータ
軸21を有している。モータ軸21の先端には、二面幅
形状の係合部21aが形成されている。モータ2は、正
逆回転ともに可能である。ここで、図中のO−O軸は、
モータ2の回転軸線である。
タ2の回転運動を減速する減速機構30と、減速機構3
0に連結され直線運動するプッシュロッド33とを備え
ている。減速機構30は、モータ2によって回転される
ウォームギア31と、ウォームギア31に噛み合うウォ
ームホイール32とを備えている。
38がそれぞれ圧入され、ハウジング5の下部に支持さ
れている。ウォームギア31のモータ2側の端部には、
モータ軸21の係合部21aを軸方向から挟む凹部31
aが形成されている。これにより、ウォームギア31
は、ハウジング5の下部にO−O軸回りに回転可能に軸
支され、モータ2によって回転駆動されるようになって
いる。
1のO−O軸回りの回転運動を軸Pを中心とする回転運
動に変換するための歯車である。ウォームホイール32
は、軸P回りにホイール軸39を介してハウジング5に
軸支された略扇形状のウォームホイール本体32aと、
ウォームギア31と噛み合う円弧形状のギア部32b
と、ギア部32bと軸Pに対称な方向に延びプッシュロ
ッド33が連結されるロッド連結部32cとから構成さ
れている。
32のロッド連結部32cに連結され、ウォームホイー
ル32の軸P回りの回転運動によって直線運動する棒状
の部材である。プッシュロッド33は、ウォームホイー
ル32のロッド連結部32cにロッドピン40を介して
軸Q回りに軸支されるホイール連結部33aと、後述の
ピストン61のプッシュロッド33側の端部に当接し直
線運動を伝達する前端部33bと、前端部33bと軸Q
に対称な方向に延び後述の荷重蓄積機構4に連結される
後端部33cとから構成されている。ここで、ホイール
連結部33aはウォームホイール32の回転によって揺
動運動しており、この揺動運動によりプッシュロッド3
3の前端部33bが直線運動している。
33の前端部33bの押圧によって油圧を発生するマス
タシリンダ6と、マスタシリンダ6で発生した油圧をス
レーブシリンダに伝達するためのタンデムシリンダ(図
示せず)とを備えている。マスタシリンダ6は、ハウジ
ング5のプッシュロッド33の前端部33b側に配置さ
れた円筒状のシリンダ62と、シリンダ62の内部にシ
ールリング63、64を介して嵌め込まれたピストン6
1とから主に構成されている。
端部に形成されたフランジ部62aを有しており、ハウ
ジング5の側面に複数のボルト35によって固定されて
いる。そして、プッシュロッド33の前端部33bは、
ハウジング5のマスタシリンダ6側の面に形成された孔
36を貫通してシリンダ62の内部に挿入されている。
入された円柱状の部材であり、プッシュロッド33の前
端部33bが当接するための凹部61aが形成されてい
る。ここで、プッシュロッド33の直線運動の支点であ
る軸Qは、ピストン61の中心軸線S−Sに対して偏倚
して(具体的には、図1の紙面上方に偏倚して)配置さ
れているため、プッシュロッド33の前端部33bはピ
ストン61の押圧方向に対して傾斜して当接している。
これにより、プッシュロッド33の前端部33bがピス
トン61を押圧する際には、ピストン61の中心軸線S
−S方向への荷重に加えて、ピストン61の中心軸線に
直交する方向への荷重が作用することになる。
ストスプリング41(バネ)と、アシストスプリング4
1の一端を支持するためのスプリングカバー44(支持
部材)と、アシストスプリング41の他端を支持し、プ
ッシュロッド33の後端部33cに連結するためのスプ
リングシート42とから構成されている。
ルスプリングからなり、プッシュロッド33が反ピスト
ン61側に直線運動する際に荷重を蓄積し、かつ、プッ
シュロッド33がピストン61側に直線運動する際に蓄
積した荷重を放出するためのバネである。アシストスプ
リング41は、プッシュロッド33がピストン61を押
圧する方向と同じ方向に伸縮可能となるようにプッシュ
ロッド33の反ピストン61側に配置されている。
ング41の反ピストン61側端部を支持するための部材
であり、板状のカバー本体44aと、アシストスプリン
グ41の反ピストン61側端部のコイル内部を延びる凸
部44bとから構成されている。カバー本体44aは、
ハウジング5の側面に複数のボルト43によって固定さ
れている。ここで、スプリングカバー44は、アシスト
スプリング41の反ピストン61側端部のコイル中心が
ピストン61の中心軸線S−S上に配置されるようにハ
ウジング本体51に固定されている。
ング41のピストン61側端部を支持するための略円錐
形状の部材であり、アシストスプリング41のピストン
61側端部のコイル内部を延びる凸部42aと、凸部4
2aのピストン61側に形成された凸形状の係合部42
bとから構成されている。係合部42bは、プッシュロ
ッド33の後端部33cに形成された凹部に圧入され固
定されている。ここで、軸Qが軸S−S上から偏倚して
いるため、アシストスプリング41のプッシュロッド3
3側端部のコイル中心Uは軸S−S上から偏倚してい
る。一方、アシストスプリング41の反ピストン61側
端部のコイル中心は、ピストン61の中心軸線S−S上
に配置されているので、アシストスプリング41は、軸
Qの軸S−S上に対する偏倚分だけ、コイル径方向に変
形した(図1の紙面上方に向かって変形している)状態
で配置されている。
説明する。ここで、ウォームホイール32の正回転方向
(プッシュロッド33の直線運動によってピストン61
が押圧される方向)を回転方向Rとし、このR方向にウ
ォームホイール32が回転されるときのモータ2及びウ
ォームギア31の回転方向を正回転方向とする。
すると、図2に示すように、モータ2の回転により発生
した回転はウォームギア31を介してウォームホイール
32に伝達され、ウォームホイール32が反R方向に回
転する。これにより、ウォームホイール32の軸Qに連
結されたプッシュロッド33は、ホイール連結部33a
の揺動運動により反ピストン61方向に移動して、荷重
蓄積機構4のアシストスプリング41を圧縮してウォー
ムホイール32のトルクを蓄積する。具体的には、アシ
ストスプリング41は、ウォームホイール32のトルク
をコイル中心Uにおいてプッシュロッド33をピストン
61側に押圧する荷重Fsを蓄積する。ここで、アシス
トスプリング41のプッシュロッド33側端部のコイル
中心Uは軸Qの揺動運動に応じて軸S−S上から偏倚し
ている(図2の紙面上方に偏倚している)ため、アシス
トスプリング41にはコイル中心Uの偏倚を軸S−S上
に戻そうとする荷重Ftとが蓄積されている。そして、
この状態では、マスタシリンダ6に油圧が発生しないた
め、クラッチが接続された状態となる。その後、モータ
2を停止する。
すると、図3に示すように、モータ2の回転により発生
した回転はウォームギア31を介してウォームホイール
32に伝達され、ウォームホイール32がR方向に回転
する。これにより、ウォームホイール32の軸Qに連結
されたプッシュロッド33は、ホイール連結部33aの
揺動運動によりピストン61方向に移動する。このと
き、プッシュロッド33の前端部33bには、ウォーム
ホイール32の回転によりプッシュロッド33を押圧す
る荷重Fwと、荷重蓄積機構4のアシストスプリング4
1に蓄積されていた荷重Ftとが同時に作用する。ここ
で、軸Qは軸S−S上から偏倚しているため、ピストン
61にはプッシュロッド33の前端部33bの点Tおけ
る荷重(Fw+Fs)のうち、軸S−S方向の荷重成分
Fpによって押圧されるとともに、軸S−Sの直交方向
(図3の紙面下方)の荷重成分Frが作用する。しか
し、プッシュロッド33の後端部33cには、アシスト
スプリング41のプッシュロッド33側端部を軸S−S
上に戻そうとする荷重Ftが生じており、この荷重Ft
がプッシュロッド33の前端部33bにおいて、荷重F
rを相殺することが可能なキャンセル荷重として作用す
る。これにより、プッシュロッド33の前端部33bに
は、荷重Frと荷重Ftとの差に相当する荷重だけが軸
S−Sの直交方向に作用することになる。そして、この
状態では、マスタシリンダ6に油圧が発生し、図示しな
いクラッチが遮断(レリーズ)された状態となる。
機構のアシストスプリングのコイル径方向の外周部に設
けられていたガイド部材が削除されている。これによ
り、部品点数を削減することができる。
を構成するアシストスプリング41がプッシュロッド3
3の後端部33cをピストン61軸方向に向かって押圧
することができるように配置されており、かつ、アシス
トスプリング41のコイル径方向の外周部に設けられて
いたガイド部材が削除されているため、アシストスプリ
ング41はプッシュロッド33の軸Qの軸S−Sに対す
る偏倚分だけコイル径方向に変形することができる。こ
れにより、アシストスプリング41には、コイル中心U
の偏倚に応じてコイル径方向に変形したアシストスプリ
ング41が軸S−S上に戻ろうとする荷重Ft(キャン
セル荷重)が生じ、プッシュロッド33の前端部33b
において軸Qの偏倚によって生じるプッシュロッド33
軸方向に直交する荷重Frを相殺することができる。こ
れにより、プッシュロッド33によってピストン61を
押圧する際のピストン61の中心軸線に直交する方向に
生じる荷重を低減し、ピストン61の摩耗を低減するこ
とができる。
するコイル中心Uの偏倚位置及びアシストスプリング4
1の反ピストン61側端部の支持位置を変更することで
調節可能である。例えば、プッシュロッド33の前端部
33bにおける荷重Frが比較的大きい場合には、アシ
ストスプリング41の反ピストン61側端部の支持位置
を軸S−Sに対してアシストスプリング41の変形量が
大きくなる方向(例えば、図3の紙面下方)に偏倚させ
ることで荷重Ftを大きくする調節が可能である。逆
に、プッシュロッド33の前端部33bにおける荷重F
rが比較的小さい場合には、アシストスプリング41の
反ピストン61側端部の支持位置をコイル中心Uに軸S
−Sに対する偏倚距離の範囲内で、軸S−Sに対してア
シストスプリング41の変形量が小さくなる方向(例え
ば、図3の紙面上方)に偏倚させることで荷重Ftを小
さくする調節が可能である。これにより、プッシュロッ
ド33のホイール連結部33aの軸S−Sに対する位置
関係が本実施形態と異なる場合やプッシュロッド33の
長さが異なる場合等においても、プッシュロッド33の
前端部33bに適切なキャンセル荷重を付与することが
できる。
33がピストン61を押圧する方向と同じ方向に荷重蓄
積機構4を構成するアシストスプリング41を伸縮をさ
せることができるため、プッシュロッド33によってピ
ストン61を押圧する際、アシストスプリング41に蓄
積された荷重の放出をスムーズに行うことができる。
持機能 本実施形態のクラッチ断接装置1では、ウォームギア3
1とウォームホイール32からなる減速機構30を用い
て回転運動を減速しているため、モータ2の回転が停止
し、ウォームホイール32に油圧機構や荷重蓄積機構4
から逆トルクが作用する際においても、ウォームギア3
1とウォームホイール32との噛み合いによりウォーム
ホイール32がロックされた状態となり、プッシュロッ
ド33の位置が保持される。
重蓄積機構のガイド部材を削減して、部品点数を削減で
きる。また、ピストンの押圧方向に直交する方向に生じ
る荷重を低減して、ピストンの摩耗を低減できる。
の側面概略図。
の側面概略図であって、荷重蓄積機構に荷重を蓄積した
状態を示す図。
の側面概略図であって、マスタシリンダのピストンをプ
ッシュロッドによって押圧した状態を示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】駆動機構の回転によってクラッチの断接を
行うクラッチ断接装置であって、 前記駆動機構の回転運動を直線運動に変換する運動変換
機構と、 前記運動変換機構が一方向に直線運動する際に荷重を蓄
積し、かつ、前記運動変換機構が逆方向に直線運動する
際に蓄積した荷重を放出するための荷重蓄積機構と、 前記運動変換機構の直線運動によって油圧を発生し、ク
ラッチを断接する油圧機構とを備え、 前記荷重蓄積機構は、前記運動変換機構に連結され前記
運動変換機構の直線運動によって伸縮可能なバネと、前
記バネの伸縮方向の端部を支持する支持部材とを有して
いる、クラッチ断接装置。 - 【請求項2】前記運動変換機構は、前記駆動機構の回転
運動を減速する減速機構と前記減速機構から荷重が伝達
されるプッシュロッドとを有し、 前記油圧機構は、前記プッシュロッドの一端によって押
圧されるピストンを有している、請求項1に記載のクラ
ッチ断接装置。 - 【請求項3】前記バネは、前記プッシュロッドの一端が
前記ピストンを押圧する際に、前記一端において発生す
る前記ピストンの押圧方向に直交する方向の荷重を相殺
することが可能なキャンセル荷重を付与できるように配
置されている、請求項2に記載のクラッチ断接装置。 - 【請求項4】前記バネは、前記プッシュロッドの他端に
支持され、前記他端を前記ピストン側に押圧することが
できるように前記プッシュロッドの反ピストン側に配置
されている、請求項2又は3に記載のクラッチ断接装
置。 - 【請求項5】前記減速機構は、前記駆動機構によって回
転されるウォームギアと、前記ウォームギアに噛み合う
ウォームホイールとを有している、請求項2〜4のいず
れかに記載のクラッチ断接装置。
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