JP4195271B2

JP4195271B2 - 操作アクチュエータ

Info

Publication number: JP4195271B2
Application number: JP2002302797A
Authority: JP
Inventors: 勝山崎; 健一郎徳尾; 弘黒岩; 直幸尾崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP2004138142A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の機器操作アクチュエータに係わり、特に自動車用の発進クラッチを操作するアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の発進クラッチの操作アクチュエータでは、操作中に発進クラッチからの大きな反力を受ける。このため、操作状態を維持するためにはアクチュエータの出力を持続させる必要がある。しかし、長時間にわたり出力を持続させることは、駆動手段の耐久性やエネルギ消費の面から好ましくない。このため、駆動力の伝達経路に蓄力器を配置し、蓄力器の付勢力により駆動手段の操作力を減少させ、操作状態を少ないエネルギで持続させようとする方式が考案されている。
【０００３】
従来の例としては、特許文献１に、アクチュエータが蓄力器を有し、蓄力器をアクチュエータの出力部分と結合させ、蓄力器の作用により駆動手段の操作力を軽減する装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２０７６００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術の構成では、駆動手段の操作力を低減するに止まり、操作力を完全に無くすまでは至らない。よって、駆動手段の耐久性や省エネルギ性の面から、これら性能が下がってしまう点に対して十分な配慮がなされていなかった。
本発明の目的は、操作状態を維持する場合に駆動手段の操作力をゼロにまで落とすことにより、駆動手段の耐久性を上げ、かつ、エネルギ消費を抑え、高耐久低消費エネルギの操作アクチュエータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、電気的に制御可能な駆動手段と、該駆動手段の力を操作対象に伝達する伝達経路と、該伝達経路の動きを該駆動手段や該操作対象の固定されるベースまたは該ベースに準じる部材に対して固定するロック手段を備える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図５を用いて説明する。
図１は本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する実施例の概略構成図である。駆動手段１は図示しないコントローラにより電気的に制御され、直動の駆動力を発生するものであり、ベース５に固定されている。駆動手段は、例えば、電気モータと減速機とラック＆ピニオンによる直動変換機構であっても良いし、油圧源と制御弁と油圧シリンダであっても良い。駆動手段１の出力は伝達経路２に接続され、伝達経路２は操作対象である発進クラッチ３のレリーズベアリング３Ｄを押し込むように配置される。伝達経路２を固定するための移動部の突起として、伝達経路２には移動かぎ部４Ａが回転可能に取り付けられ、移動かぎ部４Ａは位置保持スプリング４Ｄにより、所定位置となるように保持されている。また、これに係合する固定部の突起として、発進クラッチを切った状態で移動かぎ部と噛み合う固定かぎ部４Ｂが配置され固定かぎ部４Ｂは、固定かぎ部４Ｂの位置を制御する位置制御器４Ｃを介してベース５に固定されている。位置制御器４Ｃには、伝達経路２の動きが連結部材４Ｅにより入力されている。これら、移動かぎ部４Ａ、固定かぎ部４Ｂ、位置制御器４Ｃ、位置保持スプリング４Ｄ、連結部材４Ｅにてロック機構を形成している。また、ここで、発進クラッチは通常エンジンに固定されるが、これを簡略し、発進クラッチがベース５に固定されるものとして図示している。また、発進クラッチに接続される、変速機の入力軸等も図示していない。発進クラッチ３はレリーズベアリング３Ｄを押し込むと、クラッチが切れるものである。レリーズベアリング３Ｄを押し込んでクラッチを切った状態を図２に示す。レリーズベアリング３Ｄを押し込むと、内部リンケージ作動し、フライホイール３Ａとプレッシャープレート３Ｂの間の押し付け力が無くなり、クラッチディスク３Ｃがフリーに回転できるようになり、クラッチが切れる。ここで、クラッチ切った状態ではクラッチ内部に装着されたスプリングの反力により、レリーズベアリング３Ｄは押し返される力を受ける。
【０００８】
図３は駆動手段にて操作力を発生させ、発進クラッチ３を切った状態を示す。伝達部材２は発進クラッチから反力Ｆを受けるが、ロック機構の移動かぎ部４Ａと固定かぎ部４Ｃが噛み合っており、反力Ｆはロック機構によって受け持たれている。
【０００９】
図４は図３に示す状態からさらに発進クラッチ切る方向へとレリーズベアリング３Ｄを押し込んだ状態を示す。伝達部材２の移動が連結部材４Ｅによって、位置制御器４Ｃへ伝えられ、位置制御器４Ｃは、固定かぎ部４Ｂを矢印Ｙの方向に引き込み、固定かぎ部４Ｂと移動かぎ部４Ａの係合を解除している。伝達経路２の位置と位置制御器４Ｃが制御する固定かぎ部４Ｂの位置の関係を図５に示す。固定かぎ部４Ｂの位置は伝達経路２の位置に対して発進クラッチを切る動作を行う場合と発進クラッチをつなぐ動作を行う場合で軌跡が異なる特性を有する。
【００１０】
さて、上記構成の操作アクチュエータの動作について説明すれば以下のようである。
発進クラッチ３を切る動作を行い、そのまま保持しようとする場合、駆動手段１に図示しないコントローラから電力を供給し駆動力を発生させる。駆動力は伝達経路２に伝えられ、伝達経路２は発進クラッチのレリーズベアリング３Ｄを押し込む。伝達経路２には、移動かぎ部が取り付けられており、伝達経路２の移動と共に進む。ある程度、伝達経路が進むと、移動かぎ部は固定かぎ部４Ｂと接触する。ここで、移動かぎ部と固定かぎ部の接触部は斜面になっており、移動かぎ部は位置保持スプリング４Ｄで保持され回転可能であるので、接触によって生じる反力で移動かぎ部４Ａは回転方向に逃げる。さらに、伝達経路２が進み、発進クラッチが十分に切れた時点で、移動かぎ部４Ａと固定かぎ部４Ｂの突起部どうしが噛み合い、係合状態へと移行する（図３）。この状態で、駆動手段の出力をゼロに落としても、伝達経路２が発進クラッチ３から受ける反力Ｆは、移動かぎ部から固定かぎ部へ伝えられ、ベース５へと伝えられる。すなわち、発進クラッチ３の反力はロック機構によって受け持たれ、発進クラッチを切った状態を保持できる。
【００１１】
次に発進クラッチをつなげる動作を説明する。図３に示す発進クラッチを切って保持している状態から、発進クラッチを切る方向に駆動手段１に図示しないコントローラから電力を供給し駆動力を発生させる。駆動力により伝達経路２が移動すると、この移動は連結部材４Ｅによって、位置制御器４Ｃへ伝えられる。位置制御器４Ｃは伝達経路２の位置により固定かぎ部４Ｂの位置を制御する機構であり、発進クラッチの切れ位置からさらに切れ方向に進んだ位置に達すると、固定かぎ部４Ｂを矢印Ｙの方向に引き込み、固定かぎ部４Ｂと移動かぎ部４Ａの係合を解除させる（図４）。ここから駆動手段の出力を減少させると、発進クラッチの反力Ｆに押されて、伝達経路２は初期位置へと向かう。ここで、固定かぎ部４Ｂは初期位置に戻るまで引き込まれた状態であり、ロック機構による伝達経路の拘束は発生せず、初期位置へと戻り、発進クラッチがつなげられる。
【００１２】
以上のように、本実施例によれば、発進クラッチを切った状態で保持する際にロック機構で反力を受け持つことができ、駆動手段の操作力をゼロにまで落とすことにより、駆動手段の耐久性を上げ、かつ、エネルギ消費を抑え、高耐久低消費エネルギの操作アクチュエータを構成できる。
【００１３】
本発明の他の実施例を図６ないし図７を用いて説明する。
図７は本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する他の実施例の概略構成図である。駆動手段１は図示しないコントローラにより電気的に制御され、回転の駆動力を発生するものであり、ベース５に固定されている。駆動手段は例えば、電気モータと減速機であっても良いし、油圧源と制御弁と油圧モータであっても良い。駆動手段１の出力は回転リンク６Ａに接続され、さらに連接リンク６Ｂに接続され、さらに、伝達経路２に接続される。駆動手段の出力により回転リンク６Ａが駆動力Ｔの方向に回転すると、連接リンク６Ｂを通じて伝達経路２の直動運動に変換され、伝達経路２は操作対象である発進クラッチ３のレリーズベアリング３Ｄを押し込む。ストッパー７は上死点を越えた位置で回転リンク６Ａの動作を拘束し、モータ回転体の回転を拘束する位置に配置される。発進クラッチは通常エンジンに固定されるが、これを簡略し、発進クラッチがベース５に固定されるものとして図示している。また、発進クラッチに接続される、変速機の入力軸等も図示していない。発進クラッチ３はレリーズベアリング３Ｄを押し込むと、クラッチが切れるものである。ここで、クラッチ切った状態ではクラッチ内部に装着されたスプリングの反力により、レリーズベアリング３Ｄは押し返される力を受ける。
【００１４】
図７は駆動手段にて駆動力Ｔを発生し、発進クラッチ３を切った状態を示す。伝達部材２は発進クラッチから反力Ｆを受けるが、回転リンク６Ａと連接リンク６Ｂの位置関係により、反力Ｆは駆動手段１には伝わらず、ストッパー７を通じてベース５へと逃がされる。すなわち、リンク機構とストッパーによりロック機能を実現している。
【００１５】
上記構成の操作アクチュエータの動作について説明すれば以下のようである。発進クラッチ３を切る動作を行い、そのまま保持しようとする場合、駆動手段１に図示しないコントローラから電力を供給し駆動力Ｔを発生させる。駆動力Ｔは回転リンク６Ａ、連接リンク６Ｂに伝えられ、直動へと変換され、伝達経路２に伝えられる。伝達経路２は発進クラッチのレリーズベアリング３Ｄを押し込みクラッチを切る。発進クラッチが十分に切れた状態で、回転リンク６Ａはストッパー７と接触する位置となる（図７）。この位置においては、リンク機構の上死点を超えた状態となるので発進クラッチ３から反力Ｆは、駆動手段１へは伝えられずストッパー７へと伝達される。すなわち、発進クラッチ３の反力はストッパー７によって受け持たれ、駆動手段１の出力をゼロにしても、発進クラッチ３は切られた状態で保持できる。
【００１６】
次に発進クラッチをつなげる動作を説明する。図７に示す発進クラッチを切って保持している状態から、ストッパー７より回転リンク６Ａを離す方向に駆動手段１に図示しないコントローラから電力を供給し駆動力を発生させる。伝達経路２は回転リンク６Ａの回転と共に移動し、一旦発進クラッチを切る方向に進んだ後、リンクの上死点で反転して、発進クラッチをつなぐ方向へと移動する。こうして、伝達経路２は初期位置へと戻り、発進クラッチはつなげられる。
【００１７】
以上のように、本実施例によれば、発進クラッチを切った状態で保持する際にリンク機構に設けたストッパーで反力を受け受け持つことができ、駆動手段の操作力をゼロにまで落とすことにより、駆動手段の耐久性を上げ、かつ、エネルギ消費を抑え、高耐久低消費エネルギの操作アクチュエータを構成できる。
本発明のさらに他の実施例を図８を用いて説明する。
【００１８】
図８は本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作するさらに他の実施例の概略構成図である。駆動手段１は図示しないコントローラにより電気的に制御され、駆動力を発生するものであり、ベース５に固定されている。駆動手段は例えば、電気モータと減速機であっても良いし、油圧源と制御弁と油圧シリンダであっても良い。駆動手段１の出力は伝達経路２に接続され、伝達経路２は操作対象である発進クラッチ３のレリーズベアリング３Ｄを押し込むように配置される。伝達経路２には磁性流体固定手段が連結される。磁性流体固定手段は、固定部８Ａ、移動部８Ｃと、固定部８Ａと固定部８Ｃの間に漏れないように封入された、磁性流体８Ｂからなる。磁性流体固定手段の固定部８Ａには、電磁コイルが装備され、図示しないコントローラより、電力を供給すると、磁性流体固定手段内に磁界が発生し、磁性流体８Ｂが固形化し、移動部８Ｃと固定部８Ａをロックする。電磁コイルへの電力の供給を停止すると磁性流体は再び液化し、移動部８Ｃと固定部８Ａはフリーとなる動作をする。発進クラッチは通常エンジンに固定されるが、これを簡略し、発進クラッチがベース５に固定されるものとして図示している。また、発進クラッチに接続される、変速機の入力軸等も図示していない。発進クラッチ３はレリーズベアリング３Ｄを押し込むと、クラッチが切れるものである。ここで、クラッチ切った状態ではクラッチ内部に装着されたスプリングの反力により、レリーズベアリング３Ｄは押し返される力を受ける。
【００１９】
上記構成の操作アクチュエータの動作について説明すれば以下のようである。発進クラッチ３を切る動作を行い、そのまま保持しようとする場合、駆動手段１に図示しないコントローラから電力を供給し駆動力を発生させる。駆動力は伝達経路２に伝えられ、伝達経路２は発進クラッチのレリーズベアリング３Ｄを押し込む。伝達経路２には、電磁流体固定手段が取り付けられており、伝達経路２の位置が十分の発進クラッチを切った位置にまで進んだ場合、これを、図示しないセンサ等で検知し、電磁流体固定手段の固定部の電磁コイルに通電させる。電磁コイルにより、電磁流体固定手段内に磁界が発生し、磁性流体が固形化し、移動部８Ｃと固定部８Ａをロックする。この状態においては、駆動手段の出力をゼロに落としても、伝達経路２が発進クラッチ３から受ける反力Ｆは、電磁流体固定手段により、ベース５へと伝えられる。すなわち、発進クラッチ３の反力は磁流体固定手段によって受け持たれ、発進クラッチを切った状態を保持できる。
【００２０】
次に発進クラッチをつなげる動作を説明する。この場合は、駆動手段１の駆動力を発進クラッチ３から受ける反力Ｆとつりあう大きさにまで増加させ、次に、磁性流体固定手段に通電していた電力をゼロに落とす。磁性流体固定手段による拘束力は解放され、駆動手段が反力Ｆを受けるようになり、次第に駆動力を減少させると、発進クラッチをつなぐ方向へと移動する。こうして、伝達経路２は初期位置へと戻り、発進クラッチはつなげられる。
【００２１】
以上のように、本実施例によれば、発進クラッチを切った状態で保持する際に磁性流体固定手段で反力を受け受け持つことができ、駆動手段の操作力をゼロにまで落とすことにより、駆動手段の耐久性を上げ、かつ、エネルギ消費を抑え、高耐久低消費エネルギの操作アクチュエータを構成できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、発進クラッチを切った状態で保持する場合、発進クラッチから受ける反力をロック機構に受け持たせ、駆動手段の出力をゼロに下げることができる。これにより、駆動手段の発熱等を防げ耐久性を上げることや、低消費エネルギな操作アクチュエータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する一実施例の概略構成図を示した図である。
【図２】操作対象である発進クラッチの動作を示した図である。
【図３】本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する一実施例において発進クラッチを切った状態で保持している状態を示した図である。
【図４】本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する一実施例においてロック機構を解放する状態を示した図である。
【図５】位置制御器による固定かぎ部の位置制御を示した図である。
【図６】本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する他の実施例の概略構成図を示した図である。
【図７】本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作する他の実施例において発進クラッチを切った状態で保持している状態を示した図である。
【図８】本発明による操作アクチュエータを用いて自動車の発進クラッチを操作するさらに他の実施例の概略構成図を示した図である。
【符号の説明】
１…駆動手段、２…伝達経路、３…発進クラッチ、３Ａ…フライホイール３Ｂ…プレッシャープレート、３Ｃ…クラッチディスク、３Ｄ…レリーズベアリング、４Ａ…移動かぎ部、４Ｂ…固定かぎ部、４Ｃ…位置制御器、４Ｄ…位置保持スプリング、４Ｅ…連結部材、５…ベース、６Ａ…回転リンク、６Ｂ…連接リンク、７…ストッパー、８Ａ…固定部、８Ｂ…磁性流体、８Ｃ…移動部、Ｔ…駆動力、Ｆ…反力。

Claims

電気的に制御可能な駆動手段と、該駆動手段の駆動力を発進クラッチに伝達して該発進クラッチの接続および切りの操作を行う伝達経路とを備えた操作アクチュエータにおいて、
固定および開放状態を切り替え、前記発進クラッチの切り操作のときに、前記切り替えが固定状態で、前記切り操作によって発生した前記発進クラッチからの前記駆動手段側への反力を、前記駆動手段および前記発進クラッチが固定されるベースで前記駆動手段に伝達しないようにして受けさせるようにした部材を備えて、前記発進クラッチの切り操作状態を保持するようにしたロック手段を前記伝達経路と前記ベースとの間に設け、前記発進クラッチの切り操作によって切れ位置がさらに切れ方向に進んだ位置に達すると、前記固定状態から開放状態に前記ロック手段を操作する操作手段を備えることを特徴とする操作アクチュエータ。
請求項１に記載の操作アクチュエータにおいて、前記ロック手段が、前記ベース側に設けた移動かぎ部と前記伝達経路側に設けた固定かぎ部を有して前記移動かぎ部と固定かぎ部とが係合するようにして形成されることを特徴とする操作アクチュエータ。
請求項１に記載した操作アクチュエータにおいて、前記伝達経路が、回転軸で連結され、回転動作するリンク機構で形成され、前記ロック手段が、前記リンク機構が死点を越えた位置で前記リンク機構の回転動作を拘束するストッパーにより形成され、前記反力を前記ストッパーにより受けるようにしたことを特徴とする操作アクチュエータ。
請求項１に記載の操作アクチュエータにおいて、前記ロック手段が、固定部、前記伝達経路に設けた移動部、前記固定部と移動部との間に封入された磁性流体および前記固定部に設けた電磁コイルを備えた磁性流体固定手段から形成され、磁界を発生させて前記磁性流体を固形化することによって前記移動部を前記固定部に対して固定するようにしたこと
を特徴とする操作アクチュエータ。