(57)【要約】【課題】クラッチ装置のモジュール化を可能にする。【解決手段】クラッチ装置１は、クラッチディスク組立体６と、クラッチカバー組立体７とを備えている。クラッチカバー組立体７は、フライホイール３と一体回転するクラッチカバー７１と、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１をフライホイール３に押圧するプレッシャープレート７２と、クラッチカバー７１に支持されプレッシャープレート７２に対して操作荷重を付与するクラッチ操作機構８とを有している。クラッチ操作機構８は、入力シャフト４回りに配置され外部から電力が供給されて回転駆動するモータ８１と、モータ８１の回転を減速する減速機構８２と、減速機構８２の回転を軸方向の運動に変換して軸方向の力によってプレッシャープレート７２に対して操作荷重を付与する運動方向変換機構８３とを有している。【選択図】      図１
2004232676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに連結されたフライホイールからトランスミッションの入力シャフトへトルクを伝達及び遮断するクラッチ装置であって、
前記フライホイールに近接して配置された摩擦連結部を有し、前記入力シャフトに連結されたクラッチディスク組立体と、
前記フライホイールと一体回転するクラッチカバーと、前記摩擦連結部を前記フライホイールに押圧するプレッシャープレートと、前記クラッチカバーに支持され前記プレッシャープレートに対して操作荷重を付与するクラッチ操作機構とを有するクラッチカバー組立体とを備え、
前記クラッチ操作機構は、前記入力シャフト回りに配置され外部から電力が供給されて回転駆動するモータと、前記モータの回転を減速する減速機構と、前記減速機構の回転を軸方向の運動に変換して軸方向の力によって前記プレッシャープレートに対して操作荷重を付与する運動方向変換機構とを有している、
クラッチ装置。
【請求項２】
前記クラッチ操作機構は、前記クラッチカバーと前記プレッシャープレートとの軸方向間に形成された空間に配置されている、請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記クラッチ操作機構は、前記クラッチカバーに支持された状態で、前記トランスミッションに対して着脱可能である、請求項１又は２に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記モータは、回転子を有しており、
前記運動方向変換機構は、前記クラッチカバーに設けられた第１ネジ部と、前記回転子と前記第１ネジ部との間に配置され前記第１ネジ部に螺合して送りネジ機構を構成する第２ネジ部を有し前記回転子の回転により軸方向に移動する移動部材とを有している、
請求項１〜３のいずれかに記載のクラッチ装置。
【請求項５】
前記運動方向変換機構は、前記クラッチカバーに軸方向に移動可能に支持され、
前記プレッシャープレートに当接し、前記移動部材の軸方向の移動によって前記プレッシャープレート側に押圧される押圧部材をさらに有している、請求項４に記載のクラッチ装置。
【請求項６】
前記減速機構は、前記回転子と一体回転するキャリアと、前記キャリアに回転自在に支持されたピニオンギアと、前記ピニオンギアに噛み合う出力リングギアとを有しており、
前記出力リングギアは、前記移動部材である、
請求項４又は５に記載のクラッチ装置。
【請求項７】
前記減速機構は、前記ピニオンギアに噛み合うとともに前記クラッチカバーに固定され回転が禁止された固定リングギアをさらに有しており、
前記固定リングギアの歯数は、前記出力リングギアの歯数と異なっている、
請求項６に記載のクラッチ装置。
【請求項８】
前記減速機構は、出力リングギアから前記ピニオンギアにトルクが作用したときに、前記ピニオンギアの前記キャリアへの軸支部の回転抵抗に基づく回転モーメントに比べて、前記出力リングギアと前記ピニオンギアとの間に作用する第１歯面力と前記固定リングギアと前記ピニオンギアとの間に作用する第２歯面力との合力によって前記ピニオンギアを前記キャリアに対して回転させる回転モーメントが小さくなるように設定されている、請求項７に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ装置、特に、クランクシャフトに連結されたフライホイールからトランスミッションの入力シャフトへトルクを伝達するクラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ装置は、エンジンのフライホイールとトランスミッションの入力シャフトとの間でトルクを伝達及び遮断する装置であり、主に、クラッチディスク組立体と、クラッチカバー組立体と、クラッチ操作機構とから構成されている。
クラッチディスク組立体は、フライホイールからのトルクを入力シャフトに伝達するための装置である。クラッチディスク組立体は、フライホイールの摩擦面近傍に配置されたクラッチディスクと、入力シャフトにスプライン係合するハブと、クラッチディスクとハブとを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とから構成されている。
【０００３】
クラッチカバー組立体は、クラッチディスクをフライホイールの摩擦面に押圧することが可能な装置である。クラッチカバー組立体は、フライホイールに固定されたクラッチカバーと、クラッチカバーと摩擦連結部との間に配置されたプレッシャープレートとを有している。
クラッチ操作機構は、プレッシャープレートをフライホイールの摩擦面に押し付けるための操作荷重を付与する機構であり、例えば、油圧装置からなる。このクラッチ操作機構は、主に、スレーブシリンダとマスターシリンダとを有している。スレーブシリンダは、クラッチカバーに支持された環状のハウジングと、このハウジング内を軸方向に移動可能な環状のピストンとを有している。ピストンは、軸方向の移動によって、押圧部材を介してクラッチカバー組立体のプレッシャープレートに操作荷重を付与することが可能である。そして、スレーブシリンダを構成するハウジング内の油室は、油路を介して、マスターシリンダに接続されており、クラッチの操作に応じて、油圧が供給されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１７５６３号公報（第３−４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のクラッチ装置では、スレーブシリンダはクラッチカバーに組み込まれて、１つのモジュールを構成しているが、スレーブシリンダに油圧を供給するためのマスターシリンダをこのモジュールの外部に設ける必要がある。このことは、クラッチ装置のモジュール化を行う上での制約となっている。
【０００６】
本発明の課題は、クラッチ装置のモジュール化を可能にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のクラッチ装置は、クランクシャフトに連結されたフライホイールからトランスミッションの入力シャフトへトルクを伝達及び遮断するクラッチ装置であって、クラッチディスク組立体と、クラッチカバー組立体とを備えている。クラッチディスク組立体は、フライホイールに近接して配置された摩擦連結部を有し、入力シャフトに連結されている。クラッチカバー組立体は、フライホイールと一体回転するクラッチカバーと、摩擦連結部をフライホイールに押圧するプレッシャープレートと、クラッチカバーに支持されプレッシャープレートに対して操作荷重を付与するクラッチ操作機構とを有している。クラッチ操作機構は、入力シャフト回りに配置され外部から電力が供給されて回転駆動するモータと、モータの回転を減速する減速機構と、減速機構の回転を軸方向の運動に変換して軸方向の力によってプレッシャープレートに対して操作荷重を付与する運動方向変換機構とを有している。
【０００８】
このクラッチ装置では、クラッチ操作機構のモータに電力が供給されると、減速機構によってモータの回転が減速され、さらに、この回転を運動方向変換機構によって軸方向の運動に変換して、プレッシャープレートに対して操作荷重を付与する。このプレッシャープレートに付与された操作荷重が、クラッチディスク組立体の摩擦連結部をフライホイールに押圧／離反させて、フライホイールから入力シャフトにトルクを伝達したり、トルク伝達を遮断する。ここで、この操作荷重は、モータのトルクに減速機構における減速比、運動方向変換機構の伝達効率、及び、他の機械損失を除いた総合効率を積算した値であるため、この操作荷重を制御しつつ、クラッチ操作を行うことによって、クラッチ装置の伝達トルクを任意に制御することが可能となる。
【０００９】
このクラッチ装置では、外部から電力を供給することでプレッシャープレートに対して操作荷重を付与することが可能なクラッチ操作機構がクラッチカバーに支持されて、クラッチカバー組立体を構成している。すなわち、クラッチ操作機構がクラッチカバー組立体に組み込まれている。このため、このクラッチ装置のクラッチカバー組立体は、従来の油圧装置からなるクラッチ操作機構におけるマスターシリンダの機能をも含んでいることになる。これにより、このクラッチ装置では、クラッチ操作機構を含めたモジュール化が可能となり、さらには、クラッチ装置全体のコストダウンが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載のクラッチ装置は、請求項１において、クラッチ操作機構は、クラッチカバーとプレッシャープレートとの軸方向間に形成された空間に配置されている。
このクラッチ装置では、クラッチ操作機構がクラッチカバーとプレッシャープレートとの軸方向間に形成された空間に配置されているため、コンパクトな構造にできる。
【００１１】
請求項３に記載のクラッチ装置は、請求項１又は２において、クラッチ操作機構は、クラッチカバーに支持された状態で、トランスミッションに対して着脱可能である。
このクラッチ装置では、クラッチ操作機構がクラッチカバーに支持された状態で、トランスミッションに組み付けることが可能であるため、クラッチ操作機構を含むクラッチカバー組立体のトランスミッションへの組み付け性を向上することが可能である。
【００１２】
請求項４に記載のクラッチ装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、モータは、回転子を有している。運動方向変換機構は、第１ネジ部と、移動部材とを有している。第１ネジ部は、クラッチカバーに設けられている。移動部材は、回転子と第１ネジ部との間に配置され第１ネジ部に螺合して送りネジ機構を構成する第２ネジ部を有しており、回転子の回転により軸方向に移動する。
【００１３】
このクラッチ装置では、モータの回転子の回転により、移動部材をクラッチカバーに対して軸方向に移動させることで、プレッシャープレートに操作荷重を付与する。この際、第１ネジ部と第２ネジ部との送りネジ機構によって、クラッチカバーに操作荷重と反対側にキャンセル荷重が付与されるため、フライホイールからクランクシャフトに作用する荷重を低減させることができる。
【００１４】
請求項５に記載のクラッチ装置は、請求項４において、運動方向変換機構は、クラッチカバーに軸方向に移動可能に支持され、プレッシャープレートに当接し、移動部材の軸方向の移動によって、プレッシャープレート側に押圧される押圧部材を有している。
請求項６に記載のクラッチ装置は、請求項４又は５において、減速機構は、回転子と一体回転するキャリアと、キャリアに回転自在に支持されたピニオンギアと、ピニオンギアに噛み合う出力リングギアとを有している。出力リングギアは、移動部材である。
【００１５】
このクラッチ装置では、減速機構がキャリア、ピニオンギア及び出力リングギアから構成される遊星歯車機構であり、さらに、出力リングギアが運動方向変換機構の移動部材でもある。すなわち、このクラッチ操作機構では、モータの回転子の回転により、キャリア及びピニオンギアを介して、出力リングギアにトルクが伝達されて出力リングギアが回転し、この回転によって、出力リングギア（移動部材）の第２ネジ部とクラッチカバーの第１ネジ部とによって構成される送りネジ機構が作動して、出力リングギアが軸方向に移動し、プレッシャープレートに操作荷重を付与することができる。
【００１６】
請求項７のクラッチ装置は、請求項６において、減速機構は、ピニオンギアに噛み合うとともにクラッチカバーに固定され回転が禁止された固定リングギアをさらに有している。固定リングギアの歯数は、出力リングギアの歯数と異なっている。
このクラッチ装置では、減速機構が出力リングギアと歯数の異なる固定リングギアをさらに有しているため、出力リングギアの歯数に対する固定リングギアの歯数の比に基づいて、コンパクトな構造で、かつ、高い減速比を得ることが可能になる。これは、一般に不思議遊星歯車機構と呼ばれるものである。
【００１７】
請求項８のクラッチ装置は、請求項７において、減速機構は、出力リングギアからピニオンギアにトルクが作用したときに、ピニオンギアのキャリアへの軸支部の回転抵抗に基づく回転モーメントに比べて、出力リングギアとピニオンギアとの間に作用する第１歯面力と固定リングギアとピニオンギアとの間に作用する第２歯面力との合力によってピニオンギアをキャリアに対して回転させる回転モーメントが小さくなるように設定されている。
【００１８】
このクラッチ装置では、出力リングギアからピニオンギアへトルクが作用しても、出力リングギア及び固定リングギアとピニオンギアとの噛み合い条件及びピニオンギアの回転抵抗を適切に設定することによって、出力リングギア（移動部材）の軸方向位置を保持して、減速機構のセルフロックをかけることができる。これにより、クラッチ操作荷重を付与した状態で、モータへの通電を止めても、クラッチ操作の状態を保持することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるクラッチ装置について、図面に基づいて説明する。
（１）クラッチ装置の構成
図１に本発明の一実施形態にかかるクラッチ装置１を示す。ここで、図中のＯ−Ｏは、クラッチ装置１の回転軸線である。クラッチ装置１は、軸方向エンジン側（図１の左側）のクランクシャフト２に連結されたフライホイール３から軸方向トランスミッション側（図１の右側）の入力シャフト４へトルクを伝達及び遮断する装置である。
【００２０】
本実施形態において、フライホイール３は、環状の部材であり、円板状のフレキシブルプレート５を介して、クランクシャフト２の先端部に固定されている。具体的には、フライホイール３の内周部はフレキシブルプレート５の外周部に複数のボルト５１によって固定されており、フレキシブルプレート５の内周部はクランクシャフト２の先端部に複数のボルト５２によって固定されている。すなわち、クランクシャフト２のトルクは、フレキシブルプレート５を介して、フライホイール３に伝達されるようになっている。ここで、フレキシブルプレート５は、クランクシャフト２やフライホイール３に比べて、板厚が薄くなっているため、回転方向には十分な剛性を有しているが、曲げ方向には剛性が弱くなっている。
【００２１】
また、クラッチ装置１のトランスミッション側には、トランスミッションハウジング１１が配置されている。トランスミッションハウジング１１は、クラッチ装置１のトランスミッション側に配置された前壁１１ａを有しており、この前壁１１ａの外周部からクラッチ装置１の外周側を覆うようにベル形状の筒状部１１ｂが延びている。さらに、前壁１１ａには、軸方向に延びる円筒状のスリーブ１２が固定されており、入力シャフト４の外周側を覆っている。
【００２２】
クラッチ装置１は、主に、クラッチディスク組立体６とクラッチカバー組立体７とから構成されている。
クラッチディスク組立体６は、外周側に配置された摩擦フェーシング等からなる摩擦連結部６１と、摩擦連結部６１に固定されたクラッチプレート及びリティーニングプレートやコイルスプリング等からなるダンパー機構６２と、ダンパー機構６２に連結されたハブフランジ６３とを有している。摩擦連結部６１は、フライホイール３の摩擦面３ａに近接して配置されている。ハブフランジ６３の内周部は、入力シャフト４にスプライン係合している。
【００２３】
クラッチカバー組立体７は、フライホイール３に装着され、フライホイール３に対してクラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１を押圧及び押圧解除するための機構である。クラッチカバー組立体７は、主に、クラッチカバー７１と、プレッシャープレート７２と、クラッチ操作機構８とから構成されている。
クラッチカバー７１は、皿形状の部材であり、中心に大径の孔が形成されている。また、クラッチカバー７１の外周部は、複数のボルト７３によりフライホイール３に固定されている。これにより、クラッチカバー７１は、フライホイール３と一体回転するようになっている。さらに、クラッチカバー７１の内周部は、軸受１３を介して、スリーブ１２に相対回転可能に支持されている。
【００２４】
プレッシャープレート７２は、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１をフライホイール３の摩擦面３ａに押圧する部材である。プレッシャープレート７２は、クラッチカバー７１内に配置された環状の部材であり、摩擦連結部６１に対向する側に形成された押圧面７２ａと、その反対側に形成された被駆動面７２ｂとを有している。プレッシャープレート７２は、複数のストラッププレート７４によって、クラッチカバー７１に相対回転不能に、かつ、軸方向に所定範囲で移動可能に連結されている。具体的には、各ストラッププレート７４は、一端がクラッチカバー７１に固定され、他端がプレッシャープレート７２に固定されている。ストラッププレート７４は、クラッチ連結時に、プレッシャープレート７２を軸方向トランスミッション側に付勢するようになっている。
【００２５】
クラッチ操作機構８は、クラッチカバー組立体７に操作荷重を付与する（具体的には、プレッシャープレート７２に押圧荷重を付与する）機構であり、クラッチカバー７１に支持されている。
クラッチ操作機構８は、図２に示すように、入力シャフト４の外周側において、クラッチカバー７１とプレッシャープレート７２との軸方向間の環状の空間に配置されている。クラッチ操作機構８は、主に、モータ８１と、減速機構８２と、運動方向変換機構８３とから構成されている。モータ８１は、外部から電源が供給されて回転駆動する装置である。具体的には、モータ８１は、図１及び図２に示されるように、トランスミッションハウジング１１の外部の駆動回路（後述）からスリーブ１２及びクラッチカバー７１の内周部に設けられたスリップリング１４を介して電源供給を受けることができるようになっている。このスリップリング１４のエンジン側には、シール部材１５が設けられており、クラッチディスク組立体６からの粉塵等がクラッチカバー７１の内周部とスリーブ１２との隙間に入り込んで、スリップリング１４の導電性能を損なわないようにしている。減速機構８２は、モータ８１の回転を減速する機構である。運動方向変換機構８３は、減速機構８２の回転を軸方向の運動に変換して、軸方向の力によってクラッチカバー組立体７に操作荷重を付与する（具体的には、プレッシャープレート７２に押圧荷重を付与する）機構である。
【００２６】
モータ８１は、クラッチカバー７１内において、入力シャフト４と同心に配置されている。モータ８１としては、スイッチド・リラクタンス（ＳＲ）モータを使用することができる。モータ８１は、主に、クラッチカバー７１の外周部に固定されたステータ８４と、ステータ８４の内周側で回転可能なロータ８５とから構成されている。
【００２７】
ステータ８４は、環状部８４ａと、その内周側に形成された複数の突極歯８４ｂとを有している。突極歯８４ｂは、相巻き線を有しており、向かい合う磁極がＮ又はＳの逆極になるように逆方向に線が巻かれている。そして、ステータ８４には、ステータ８４のトランスミッション側に配置された電線８６を介して、外部の駆動回路から電源が供給されるようになっている。
【００２８】
ロータ８５は、環状部８５ａと、環状部８５ａの外周側にリベット８５ｄによって固定された突極歯８５ｂと、環状部８５ａの内周側に形成された筒状部８５ｃを有している。突極歯８５ｂは、ステータ８４の突極歯８４ｂに対向するように設けられており、ステータ８４の突極歯８４ｂと異なり、相巻き線が巻かれていない。筒状部８５ｃは、環状部８５ａからエンジン側に向かって延びる筒状部分であり、軸受７５を介して、クラッチカバー７１に相対回転可能に支持されている。
【００２９】
減速機構８２は、主に、キャリア８７と、複数のピニオンギア８８と、出力リングギア８９と、固定リングギア９０とから構成されており、プレッシャープレート７２とロータ８５の環状部８５ａとの軸方向間に配置されている。
キャリア８７は、複数のピニオンギア８８を軸支ピン９１及び軸受９２を介して、回転自在に支持する２枚の環状のプレート部材である。キャリア８７は、ロータ８５の筒状部８５ｃにスプライン係合やラグ嵌合等によって相対回転不能に支持されている。すなわち、キャリア８７は、ロータ８５と一体回転するようになっている。
【００３０】
出力リングギア８９は、ピニオンギア８８に噛み合っている。固定リングギア９０は、ピニオンギア８８に噛み合うとともに、クラッチカバー７１に固定されている。詳細には、プレッシャープレート７２とキャリア８７との軸方向間には、クラッチカバー７１の外周部に複数のボルト７６によって固定された環状の第１仕切板７７が配置されている。また、キャリア８７とロータ８５の環状部８５ａとの軸方向間には、キャリア８７を第１仕切板７７との軸方向間に挟むように、環状の第２仕切板７８が配置されている。そして、固定リングギア９０は、内周部に第１ネジ部９３ａを有する環状のブロック９３（詳細は、後述）とともに、２枚の仕切板７７、７８の軸方向間に配置されて、リベット８０によって、第１仕切板７７（すなわち、クラッチカバー７１）に固定されている。尚、２枚の仕切板７７、７８の内周側の端部は、ロータ８５の筒状部８５ｃの外周面にシール部材７７ａ、７８ａを介して当接している。このように、複数のピニオンギア８８を含むキャリア８７及び出力リングギア８９は、仕切板７７、７８、ロータ８５の筒状部８５ｃ、ブロック９３及び固定リングギア９０によって形成された環状の油室７９内に配置されている。
【００３１】
以上の構成により、減速機構８２は、図３の模式図に示されるように、モータ３１のロータ８５の回転がキャリア８７及びピニオンギア８８を介して、出力リングギア８９に伝達されて、後述の運動方向変換機構８３に伝達されるようになっている。
ここで、固定リングギア９０の歯数Ｚｒ１と出力リングギア８９の歯数Ｚｒ２とは、転位により互いに異なっている。このため、キャリア８７に支持されるピニオンギア８８に対して、転位により歯数の異なる固定リングギア９０（歯数Ｚｒ１）及び出力リングギア８９（歯数Ｚｒ２）とが噛み合っているが、これらのギア８９、９０がピニオンギア８８に対して噛み合う歯数の条件は、複数（ｎ個）のピニオンギア８８が等分配置されている場合には、Ｚｒ１からＺｒ２を差し引いた値がｎの倍数であることが必要である。
【００３２】
また、出力リングギア８９の出力回転数Ｎｏｕｔは、キャリア８７の入力回転数をＮｉｎとすると、
Ｎｏｕｔ＝（１−Ｚｒ１／Ｚｒ２）×Ｎｉｎ
となる。例えば、ピニオンギア８８の個数を３個（すなわち、ｎ＝３）とし、Ｚｒ１＝７２、Ｚｒ２＝７５とすると、
Ｎｏｕｔ＝０．０４×Ｎｉｎ
となる（減速比は、２５である）。
【００３３】
尚、減速機構８２においては、運動方向変換機構８３から出力リングギア８９が駆動される場合に、セルフロックが作用し、ピニオンギア８８の回転が禁止されるように構成されている。この点については、後述する。
運動方向変換機構８３は、主に、クラッチカバー７１（具体的には、ブロック９３）に設けられた第１ネジ部９３ａと、第１ネジ部９３ａに螺合して送りネジ機構を構成する第２ネジ部８９ａを有する移動部材（具体的には、出力リングギア８９）と、押圧部材９４とから構成されており、プレッシャープレート７２のトランスミッション側に配置されている。
【００３４】
第１ネジ部９３ａは、ブロック９３の内周面に形成されたネジ溝であり、本実施形態では、その断面が台形形状である。第２ネジ部８９ａは、出力リングギア８９の外周面に形成されたネジ溝であり、第１ネジ部９３ａと同様に、その断面が台形形状である。この第１ネジ部９３ａと第２ネジ部８９ａとの螺合によって送りネジ機構が構成されており、出力リングギア８９（移動部材）は、クラッチカバー７１に対して回転すると、自ら軸方向に移動するようになっている。ブロック９３の軸方向トランスミッション側の部分には、内周側に突出するストッパー部９３ｂが形成されており、出力リングギア８９の軸方向トランスミッション側への移動を制限している。
【００３５】
押圧部材９４は、プレッシャープレート７２の被駆動面７２ｂに当接しており、出力リングギア８９（移動部材）の軸方向の移動によって、プレッシャープレート７２に対して押圧荷重を付与する部材である。押圧部材９４は、クラッチカバー７１に軸方向に移動可能に支持されている。
本実施形態において、クラッチカバー７１の第１仕切板７７には、複数の貫通孔７７ｂが設けられている。複数の貫通孔７７ｂは、出力リングギア８９の軸方向フライホイール側の面及びプレッシャープレート７２の被駆動面７２ｂに対応するように設けられている。この複数の貫通孔７７ｂには、円筒形状のガイドリング９５が嵌め込まれて固定されている。押圧部材９４は、このガイドリング９５の孔に挿入された円柱状の部材であり、その外周面には、環状のシールリング９７が嵌め込まれて、ガイドリング９５との間の油漏れを防いでいる。また、押圧部材９４の軸方向トランスミッション側の端部には、ガイドリング９５の内径よりも大径の円柱形状のストッパー部９４ａが形成されており、押圧部材９４の軸方向エンジン側の移動を制限している。これにより、押圧部材９４は、クラッチカバー７１に軸方向に移動可能に支持されている。さらに、押圧部材９４と出力リングギア８９との軸方向間には、ボール９６が介在しているため、押圧部材９４は、出力リングギア８９が回転して送りネジ機構によって軸方向エンジン側に移動する際に、互いに相対回転しつつ、プレッシャープレート７２の被駆動面７２ｂに軸方向の力を伝達することが可能である。
【００３６】
このように、本実施形態のクラッチ装置１では、モータ８１を含むクラッチ操作機構８全体がクラッチカバー７１に支持されている。また、クラッチ操作機構８は、クラッチカバー７１に支持された状態で、トランスミッション（具体的には、スリーブ１２）に着脱可能である。
本実施形態において、クラッチ操作機構８のモータ８１への電源供給は、図４に示すように、制御部１７と駆動回路１８と回転センサ１６とからなる制御システムの制御によって行われている。回転センサ１６は入力シャフト４の回転数を検出しており、その検出値は制御部１７に入力されるようになっている。制御部１７は、回転センサ１６で検出される回転数に基づいて、駆動回路１８からモータ８１へ印加される駆動電圧を制御し、クラッチ操作機構８からプレッシャープレート７２への押圧荷重を変化させることによって、入力シャフト４の回転数を所定の値に制御することが可能となっている。
【００３７】
（２）クラッチ装置の動作
次に、クラッチ装置１の動作について、図１、図２及び図４を用いて説明する。
▲１▼クラッチ連結
運転者が、例えば、クラッチペダル等を操作すると、その動きに連動して、制御部１７から信号が送られ、駆動回路１８からクラッチ操作機構８のモータ８１（具体的には、ステータ８４）に駆動電圧が印加される。
【００３８】
すると、モータ８１のロータ８５がクラッチカバー７１に対して相対回転し、ロータ８５と一体回転する減速機構８２のキャリア８７を回転駆動する。このキャリア８７の回転駆動により、クラッチカバー７１に固定された固定リングギア９０と噛み合うピニオンギア８８が回転駆動し、さらに、ピニオンギア８８に噛み合う出力リングギア８９が回転駆動される。ここで、ロータ８５の回転は、減速機構８２で減速されて、出力リングギア８９に伝達される（例えば、上述の各ギア８８、８９、９０の歯数の例では、減速比が２５となる）。
【００３９】
そして、出力リングギア８９の回転は、運動方向変換機構８３に出力される。具体的には、出力リングギア８９の第２ネジ部８９ａとブロック９３の第１ネジ部９３ａとからなる送りネジ機構によって、移動部材としての出力リングギア８９が軸方向エンジン側に移動し、ボール９６を介して、押圧部材９４を軸方向エンジン側に移動させる。このとき、押圧部材９４がプレッシャープレート７２の被駆動面７２ｂに押圧荷重を付与する。この結果、プレッシャープレート７２の押圧面７２ａは摩擦連結部６１を軸方向エンジン側に押し付けて、摩擦連結部６１とフライホイール３とを摩擦係合させる。この結果、フライホイール３からのトルクは、クラッチディスク組立体６に伝達され、入力シャフト４に出力される。さらに、入力シャフト４の回転数は回転センサ１６によって検出され、制御部１７はその検出値に基づいて駆動回路１８からモータ８１へ印加する駆動電圧を制御できるようになっているため、押圧部材９４に付与される押圧荷重が変化されて、入力シャフト４の伝達トルクが制御される。具体的には、押圧部材９４に付与される押圧荷重は、モータ８１のトルクに減速機構８２における減速比、運動方向変換機構８３の送りネジ機構の伝達効率、及び、他の機械損失を除いた総合効率を積算した値であるため、この押圧荷重を変化させて、クラッチ操作を行うことによって、クラッチ装置１の伝達トルクを任意に制御することが可能となっている。また、これと並行して、フライホイール３からの回転信号とセンサ１６からの入力シャフト４の回転信号とを常時モニターし、回転数に差異が発生すれば、押圧荷重を増減させるという制御も行っている。
【００４０】
また、このクラッチ連結状態において、クラッチカバー７１は、運動方向変換機構８３の送りネジ機構において発生する反力によって軸方向トランスミッション側に付勢される。つまり、クラッチカバー７１に軸方向トランスミッション側への荷重が付与される。このように、フライホイール３には、プレッシャープレート７２及び摩擦連結部６１から軸方向エンジン側への押圧荷重（操作荷重）が付与されているが、同時にクラッチカバー７１から軸方向トランスミッション側への荷重（キャンセル荷重）も付与されており、クラッチ操作荷重をクラッチ装置１の内力としてバランスさせている。これにより、フライホイール３からクランクシャフト２に対して作用する荷重が低減している。
【００４１】
▲２▼クラッチ切断
運転者が、例えば、クラッチペダル等をクラッチ切断の方向に操作するとその動きに連動して、制御部１７から信号が送られ、駆動回路１８からクラッチ操作機構８のモータ８１（具体的には、ステータ８４）に駆動電圧が印加される。
すると、モータ８１のロータ８５がクラッチ連結時とは逆に回転し、これに伴い、減速機構８２の各ギア８８、８９が逆回転し、その結果、運動方向変換機構８３の移動部材としての出力リングギア８９が送りネジ機構によって軸方向トランスミッション側に移動する。さらに、この出力リングギア８９の軸方向トランスミッション側への移動により、押圧荷重の付与がなくなったプレッシャープレート７２は、ストラッププレート７４からの付勢力により、軸方向トランスミッション側に移動する。このとき、押圧部材９４も軸方向トランスミッション側に移動している。これにより、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１がフライホイール３から離れ、クラッチ連結が解除される。
【００４２】
▲３▼セルフロック
次に、減速機構８２のセルフロック作用について、例えば、クラッチ連結状態において、モータ８１への電源供給を停止した場合を例として、図５及び図６を用いて説明する。
このような状態においては、プレッシャープレート７２がストラッププレート７４によって軸方向トランスミッション側に付勢されることにより、押圧部材９４が軸方向トランスミッション側に押圧されている。このため、押圧部材９４にボール９６を介して接する出力リングギア８９は、運動方向変換機構８３の送りネジ機構によって、軸方向トランスミッション側に移動しようとする。通常は、ネジ部９３ａ、８９ａを適切なピッチで設けているため、出力リングギア８９が回転させられることはない。しかし、減速機構８２にロック機能がないとすると、モータ８１への電力供給が停止されているので、予測しない振動や後述の歯面摩擦係数μ、μ’の低下により、クラッチ連結状態が解除される方向にモータ８１が回転させられることもあり得る。
【００４３】
そこで、本実施形態では、減速機構８２がセルフロック機能を有するような構造となっている。以下に、出力リングギア８９側から減速機構８２が駆動される場合のセルフロックの作用について説明する。
減速機構８２に対して出力リングギア８９側から駆動力が入力された場合、図５に示すように、出力リングギア８９を回転させようとする力は、ピニオンギア８８と出力リングギア８９の基礎円の接線方向にベクトル成分Ｆ１としてピニオン８８に作用する。そして、図６に示すように、ピニオンギア８８を回転させようとする力は、固定リングギア９０に作用し、その反力としてピニオンギア８８は、ピニオンギア８８と固定リングギア９０の基礎円の接線方向にベクトル成分Ｆ２の力を受ける。従って、ピニオンギア８８には、ベクトルＦ１とベクトルＦ２との合力が作用する。この合力によるピニオンギア８８の軸まわりのトルクが、ピニオンギア８８の軸受９２の抵抗トルクより小さければ、ピニオンギア８８は、回転することができないことになる。すなわち、セルフロックすることになる。
【００４４】
以下、図を参照しながら、詳細に説明する。
図５に示すように、出力リングギア８９とピニオンギア８８との噛み合い部の力の釣り合い関係から、出力リングギア８９を回転させようとするトルクＴ１は、以下の式で表すことができる。
2004232676.tif 000003
一方、図６に示すように、ピニオンギア８８と固定リングギア９０との噛み合い部の力の釣り合い関係から、固定リングギア９０を出力リングギア８９とは逆方向に回転させようとするトルクＴ２（固定リングギア９０からピニオンギア８８が受けるトルク）は、以下の式で表される。
【００４５】
2004232676.tif 000004
これらのトルクＴ１、Ｔ２によるピニオンギアの軸まわりのトルクＴ１’、Ｔ２’は、それぞれ、
Ｔ１’＝Ｆ１ｒｐ１−Ｆ１μ（ｒｐ１ｔａｎθ１＋α１）
Ｔ２’＝Ｆ２ｒｐ２＋Ｆ２μ（ｒｐ２ｔａｎθ２−α２）
となる。
【００４６】
但し、ｒｐ１及びｒｐ２（本実施形態では、ｒｐ１＝ｒｐ２）は、各リングギアに噛み合うピニオンギアの基礎円直径である。
ここで、α１＝α２≒０とすると、これらの合力によるピニオンギア８８の軸回りのトルクＴｃは、以下の式で与えられる。
Ｔｃ＝Ｔ１’−Ｔ２’
一方、ピニオンギア８８の軸受９２の摩擦による抵抗トルクＴｃ’は、以下の式で与えられる。
【００４７】
2004232676.tif 000005
但し、ｒｃは、ピニオンギアの軸受９２の半径であり、μ’は、軸受９２の摩擦係数である。
【００４８】
そして、Ｔｃ≦Ｔｃ’のときにセルフロックするので、前記各式をあてはめると、以下のような条件となる。
Ｆ１ｒｐ１−Ｆ１μｒｐ１ｔａｎθ１−Ｆ２ｒｐ２−Ｆ２μｒｐ２ｔａｎθ２
≦ｒｃμ’｛Ｆ１ｃｏｓθ１−Ｆ１μｓｉｎθ１−Ｆ２ｃｏｓθ２−Ｆ２μｓｉｎθ２｝２
＋（Ｆ１ｓｉｎθ１＋Ｆ１μｃｏｓθ１＋Ｆ２ｓｉｎθ２−Ｆ２μｃｏｓθ２）２｝１／２
ここで、μ＝μ’（その値としては、例えば、μ＝μ’＝０．０７とする）として、ｒｐ１、ｒｐ２、θ１、θ２は、歯車諸元からの計算値を入れ、一方、Ｆ１は、式（Ａ）よりＴ１から、Ｆ２は、式（Ｂ）よりＴ２から求められ、近似的には、
Ｔ２＝｛（ｉ−１）／ｉ｝Ｔ１
（ここで、ｉは、ギア比）
であり、ｒｃの限界値が求まる。つまり、ピニオンギア８８の軸受半径ｒｃがある値以下のときには、セルフロックすることになる。
【００４９】
（３）クラッチ装置の特徴
本実施形態のクラッチ装置１には、以下のような特徴がある。
▲１▼クラッチ装置１では、外部から電力を供給することでプレッシャープレート７２に対して押圧荷重を付与することが可能なクラッチ操作機構８がクラッチカバー７１に支持されて、クラッチカバー組立体７を構成している。すなわち、クラッチ操作機構８がクラッチカバー組立体７に組み込まれている。このため、このクラッチ装置１のクラッチカバー組立体７は、従来の油圧装置からなるクラッチ操作機構におけるマスターシリンダの機能をも含んでいることになる。これにより、このクラッチ装置１では、クラッチ操作機構８を含めたモジュール化が可能となり、さらには、クラッチ装置１全体のコストダウンが可能となる。
【００５０】
また、クラッチ装置１では、クラッチ操作機構８がクラッチカバー７１とプレッシャープレート７２との軸方向間に形成された空間に配置されているため、コンパクトな構造になっている。
さらに、クラッチ装置１では、クラッチ操作機構８がクラッチカバー７１に支持された状態で、トランスミッションに組み付けることが可能であるため、クラッチ操作機構８を含むクラッチカバー組立体のトランスミッションへの組み付け性が向上している。
【００５１】
▲２▼クラッチ装置１では、クラッチ操作機構８のモータ８１に電力が供給されると、減速機構８２によってモータ８１の回転が減速され、さらに、この回転を運動方向変換機構８３によって軸方向の運動に変換して、プレッシャープレート７２に対して押圧荷重（操作荷重）を付与する。このプレッシャープレート７２に付与された押圧荷重が、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１をフライホイール３に押圧／離反させて、フライホイール３から入力シャフト４にトルクを伝達したり、トルク伝達を遮断する。ここで、この押圧荷重は、モータ８１のトルクに減速機構８２における減速比、運動方向変換機構８３の伝達効率、及び、他の機械損失を除いた総合効率を積算した値であるため、この押圧荷重を制御しつつ、クラッチ操作を行うことによって、クラッチ装置１の伝達トルクを任意に制御することが可能となっている。
【００５２】
▲３▼クラッチ装置１では、モータ８１のロータ８５の回転により、運動方向変換機構８３の移動部材としての出力リングギア８９をクラッチカバー７１に対して軸方向に移動させることで、プレッシャープレート７２に操作荷重を付与することができるようになっている。この際、出力リングギア８９の第２ネジ部８９ａとクラッチカバー７１（具体的には、ブロック９３）の第１ネジ部９３ａとによって構成される送りネジ機構によって、クラッチカバー７１に操作荷重と反対側にキャンセル荷重が付与されるため、フライホイール３からクランクシャフト２に作用する荷重を低減させることができる。
【００５３】
また、クラッチ装置１では、減速機構８２がキャリア８７、ピニオンギア８８及び出力リングギア８９から構成される遊星歯車機構であり、さらに、出力リングギア８９が運動方向変換機構８３の移動部材でもある。すなわち、このクラッチ操作機構８では、モータ８１のロータ８５の回転により、キャリア８７及びピニオンギア８８を介して、出力リングギア８９にトルクが伝達されて出力リングギア８９が回転し、この回転によって、出力リングギア８９の第２ネジ部８９ａとクラッチカバー７１（具体的には、ブロック９３）の第１ネジ部９３ａとによって構成される送りネジ機構が作動して、出力リングギア８９が軸方向に移動し、プレッシャープレート７２に操作荷重を付与することができる。
【００５４】
▲４▼クラッチ装置１では、減速機構８２が出力リングギア８９と歯数の異なる固定リングギア９０をさらに有しているため、出力リングギア８９の歯数に対する固定リングギア９０の歯数の比に基づいて、コンパクトな構造で、かつ、高い減速比を得ることが可能になっている。
また、クラッチ装置１では、出力リングギア８９からピニオンギア８８へトルクが作用しても、出力リングギア８９及び固定リングギア９０とピニオンギア８８との噛み合い条件及びピニオンギア８８の回転抵抗を適切に設定することによって、減速機構８２のセルフロックをかけることができる。これにより、クラッチ操作荷重を付与した状態で、モータ８１への通電を止めても、プレッシャープレート７２の軸方向位置を保持、すなわち、クラッチ操作の状態を保持することができるようになっている。
【００５５】
（４）変形例
減速機構８２の構成は、必要に応じて以下のような構造及び減速比を選択することが可能である。なお、本変形例においても、前記実施形態と同様のセルフロック機能を有している。
前記実施形態の減速機構８２では、単一の歯数を有するピニオンギア８８を採用しているが、図７に示す減速機構１８２のように、歯数の異なる第１ギア部１８８ａ及び第２ギア部１８８ｂが形成されたピニオンギア１８８を採用してもよい。ここで、第１ギア部１８８ａは固定リングギア１９０に噛み合う部分であり、歯数Ｚｐ１を有する。第２ギア部１８８ｂは、出力リングギア１８９に噛み合う部分であり、歯数Ｚｐ２を有する。
【００５６】
この場合における出力リングギア１８９の出力回転数Ｎｏｕｔは、キャリア１８７の入力回転数をＮｉｎとすると、
Ｎｏｕｔ＝｛１−（Ｚｐ２／Ｚｐ１）（Ｚｒ１／Ｚｒ２）｝×Ｎｉｎ
となる。例えば、Ｚｐ１＝３０、Ｚｐ２＝２９とし、Ｚｒ１＝７５、Ｚｒ２＝７４とすると、
Ｎｏｕｔ＝０．０２×Ｎｉｎ
となる（減速比は、約５０である）。
【００５７】
このように、前記実施形態の減速機構８２よりもさらに高い減速比が得られるため、モータ８１の必要トルクをさらに小さくすることが可能である。
（５）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５８】
▲１▼前記実施形態では、入力シャフトに設けられた回転センサの回転数に基づいて駆動回路からモータに供給される駆動電圧を制御して、伝達トルクを制御するようにしているが、クラッチペダルに角度センサや位置センサ等を設けて、これらの信号に基づいて駆動電圧を制御するようにしたり、制御部に駆動回路を制御するためのプログラムを格納させて、このプログラムに従って駆動電圧を制御するようにしてもよい。
【００５９】
▲２▼前記実施形態では、モータとして、ＳＲモータを採用しているが、ステッピングモータ等の他のモータを採用してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、クラッチ装置のクラッチカバー組立体が従来の油圧装置からなるクラッチ操作機構におけるマスターシリンダの機能をも含んでいるため、クラッチ操作機構を含めたモジュール化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるクラッチ装置の縦断面概略図。
【図２】図１の部分拡大図であり、クラッチ操作機構の縦断面概略図。
【図３】減速機構の模式図。
【図４】クラッチ装置の制御系統を示すブロック図。
【図５】セルフロック作用を説明するためのギアの噛み合い状態を示す図。
【図６】セルフロック作用を説明するためのギアの噛み合い状態を示す図。
【図７】変形例にかかるクラッチ装置の減速機構の模式図。
【符号の説明】
１  クラッチ装置
６  クラッチディスク組立体
７  クラッチカバー組立体
８  クラッチ操作機構
７１  クラッチカバー
８１  モータ
８２  減速機構
８３  運動方向変換機構
【図１】
2004232676.tif 000006
【図２】
2004232676.tif 000007
【図３】
2004232676.tif 000008
【図４】
2004232676.tif 000009
【図５】
2004232676.tif 000010
【図６】
2004232676.tif 000011
【図７】
2004232676.tif 000012