(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸を有するモータと、ねじ部が形成され、前記モータ軸と同軸回転するウォーム軸と、前記ねじ部と噛み合うウォームホイールと、軸方向の往復移動によってクラッチの断続を行う出力ロッドと、前記ウォームホイールの回転運動を前記出力ロッドの往復運動に変換するクランクシャフトと、を備えたクラッチ用アクチュエータであって、
前記クランクシャフトは、前記ウォームホイールに同軸状に固定されたクランク軸部と、前記クランク軸部の軸方向と平行に配置され、前記出力ロッドが取り付けられたクランクピンとを有し、
前記ねじ部は多条ねじであり、
前記クランク軸部は、工具を用いて操作されることによって前記ウォームホイールおよび前記ウォーム軸と共に回転し、前記クランク軸部の回転量に応じたストローク量にて前記出力ロッドをストローク可能に構成されているクラッチ用アクチュエータ。
【請求項２】
クラッチの断続動作を行うときの前記ウォームホイールの回転角度が９０度を超える請求項１に記載のクラッチ用アクチュエータ。
【請求項３】
前記ねじ部の条数は３以上である請求項１に記載のクラッチ用アクチュエータ。
【請求項４】
前記ウォームホイールの回転角度を検出する回転角度検出装置と、
前記回転角度検出装置の検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、を備えた請求項２に記載のクラッチ用アクチュエータ。
【請求項５】
エンジンと、
請求項１に記載のクラッチ用アクチュエータと、を備えたエンジンユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンユニットを備えた鞍乗型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチの断続を行うクラッチ用アクチュエータと、このクラッチ用アクチュエータを備えたエンジンユニットと、このエンジンユニットを備えた自動二輪車等の鞍乗型車両とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マニュアルトランスミッションにアクチュエータを取り付け、乗員の意志または車両状態により、発進動作、停止動作およびシフトチェンジ動作（クラッチの切断、ギアチェンジ、クラッチの接続）を自動的に行うシステムが知られている。
【０００３】
上述したシステムに用いられるアクチュエータのうち、クラッチの断続を行うクラッチ用アクチュエータの一例として、特許文献１に記載のクラッチ用アクチュエータが知られている。このクラッチ用アクチュエータでは、モータと、このモータのモータ軸と同軸回転するウォーム軸とを備えており、このウォーム軸の先端部にはねじ部が形成されている。また、上記クラッチ用アクチュエータは、上記ねじ部と噛み合うウォームホイールと、ウォームホイールの回転運動を直進往復運動に変換するクランクシャフトと、このクランクシャフトに接続される出力ロッドとを備えている。このクラッチ用アクチュエータでは、モータの回転運動が最終的に出力ロッドの軸方向の往復運動に変換され、出力ロッドの往復運動を利用してクラッチの断続を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２８２７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載のクラッチ用アクチュエータを自動二輪車等の鞍乗型車両に適用した場合に、クラッチ動作の応答性に問題があることが本発明者らによって知見された。すなわち、モータの回転運動に出力ロッドの往復運動が迅速に追従せず、その結果、クラッチの断続動作の応答性が悪くなってしまうのである。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、クラッチ動作の応答性を向上させることが可能なクラッチ用アクチュエータ、このクラッチ用アクチュエータを備えたエンジンユニット、および、このエンジンユニットを備えた鞍乗型車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るクラッチ用アクチュエータは、モータ軸を有するモータと、ねじ部が形成され、前記モータ軸と同軸回転するウォーム軸と、前記ねじ部と噛み合うウォームホイールと、軸方向の往復移動によってクラッチの断続を行う出力ロッドと、前記ウォームホイールの回転運動を前記出力ロッドの往復運動に変換するクランクシャフトと、を備えたクラッチ用アクチュエータである。前記クランクシャフトは、前記ウォームホイールに同軸状に固定されたクランク軸部と、前記クランク軸部の軸方向と平行に配置され、前記出力ロッドが取り付けられたクランクピンとを有する。前記ねじ部は多条ねじである。前記クランク軸部は、工具を用いて操作されることによって前記ウォームホイールおよび前記ウォーム軸と共に回転し、前記クランク軸部の回転量に応じたストローク量にて前記出力ロッドをストローク可能に構成されている。
【０００７】
上記クラッチ用アクチュエータによれば、ウォーム軸に形成されているねじ部が多条ねじであるため、ウォームホイールの進み角を大きくすることが可能となる。その結果、ウォームギアの減速比を小さくすることができるため、出力ロッドの応答性を向上させることが可能となり、クラッチの断続動作の応答性を向上させることができる。また、多条ねじは一条ねじと比較してギアの伝達効率が良好であるため、モータの回転運動に対して出力ロッドの往復運動が迅速に追従する。その結果、クラッチの断続動作の応答性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、クラッチ用アクチュエータにおいて、クラッチの断続動作の応答性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る自動二輪車１を示す側面図である。図１に示すように、実施形態に係る自動二輪車１は、ヘッドパイプ３と車体フレーム２とを備えている。車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から後方に延びるメインフレーム４と、このメインフレーム４の後部から下方に延びるリヤアームブラケット５とを少なくとも含んでいる。メインフレーム４は、ヘッドパイプ３から左右後方に延びる２本のフレーム部４ａ（図１では、１本のみを示している）を有し、このフレーム部４ａの後部は、下方に延びてリヤアームブラケット５と接続されている。
【００１１】
ヘッドパイプ３にはフロントフォーク１０が枢支されている。フロントフォーク１０の上端には、操向ハンドル１１が設けられ、下端には前輪１２が設けられている。メインフレーム４の上部には燃料タンク１３が配置され、燃料タンク１３の後方にはシート１４が配置されている。シート１４は、シートレール６の上に載置されている。
【００１２】
メインフレーム４とリヤアームブラケット５とには、エンジン２０が懸架されている。このエンジン２０は、メインフレーム４のエンジン取付部４ｃとフレーム部４ａとに支持されるとともに、リヤアームブラケット５のエンジン取付部（図示せず）に支持されている。なお、エンジン２０はガソリンエンジン等の内燃機関に限定されず、モータエンジン等であってもよい。また、上記エンジンは、ガソリンエンジンとモータエンジンとを組み合わせたものであってもよい。
【００１３】
リヤアームブラケット５には、リヤアーム２１の前端部がピボット軸２２を介して上下揺動可能に支持されている。リヤアーム２１の後端部には後輪２３が支持されている。リヤアーム２１は、リンク機構２４とリヤクッションユニット２５とを介して車体フレーム２に支持されている。リンク機構２４は、車体側リンク２４ａとリヤアーム側リンク２４ｂとを有する。車体側リンク２４ａの一端部は、リヤアームブラケット５のリンク取付部５ｆに回動可能に連結されている。リヤアーム側リンク２４ｂの一端部は、リヤアーム２１のリンク取付部２１ａに回動可能に連結されている。そして、この車体側リンク２４ａの中央部と、リヤアーム側リンク２４ｂの他端部とが、回動可能に連結されている。リヤクッションユニット２５の下部は車体側リンク２４ａの他端部に支持され、上部はクッション取付部５ｇに支持されている。リヤクッションユニット２５は、リヤアームブラケット５の後方に配置されている。
【００１４】
また、車体フレーム２にはカウリング２７が配設されている。このカウリング２７は、操向ハンドル１１の前方を覆う上部カウリング２７ａと、メインフレーム４の前方および左右側方およびエンジン２０の左右下方を覆う下部カウリング２７ｂとから構成されている。なお、上部カウリング２７ａは、車体フレーム２に図示しないステーを介して支持されており、この上部カウリング２７ａによって、車体前部の前面と左右方向の両側面とが形成されている。また、上部カウリング２７ａには、車体前側の上部に位置する透明材からなるスクリーン２８や、ヘッドランプ２９等が取り付けられている。バックステー７には、シート１４の左右側方および後輪２３の上方を覆うためのサイドカバー３０が配設されている。
【００１５】
本発明においてエンジンの種類は何ら限定されないが、本実施形態では、エンジン２０は水冷式４サイクル並列４気筒型のものである。エンジン２０は、気筒軸（図示せず）が車体前方に向かって水平線から少し傾斜した状態に配置され、クランク軸３１を収容するクランクケース３２が車幅方向の両側で車体フレーム２に懸架支持されている。
【００１６】
また、エンジン２０には、変速装置４０が設けられている。この変速装置４０は、クランク軸３１と平行に配設されたメイン軸４１と、メイン軸４１と平行に配設されたドライブ軸４２と、複数段の変速ギア４９とを含むシフト機構４３を有し、クランクケース３２に一体に組み付けられている。クラッチ機構４４は、変速ギア４９の切換時に回転伝達を断続させる。
【００１７】
ドライブ軸４２には駆動スプロケット４８ａが設けられ、この駆動スプロケット４８ａと後輪２３に設けられたドリブンスプロケット４８ｂとにチェーン４７が巻き掛けられている。これによりエンジン動力がチェーン４７を介して後輪２３に伝達される。
【００１８】
次に、自動二輪車１が備える自動変速制御装置５０について説明する。図２〜図６は、自動変速制御装置５０の各構成部材の取付状態を示す図である。図２に示すように、自動変速制御装置５０は、クラッチ機構４４の断続や変速装置４０の変速ギアの切換を自動的に行うものであり、クラッチ機構４４を駆動するクラッチアクチュエータ６０と、変速装置４０の変速ギアの切換を行うシフトアクチュエータ７０と、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０の駆動制御を行うエンジン制御装置９５（図２では図示せず。図８参照）とを含んで構成されている。
【００１９】
図３に示すように、クラッチアクチュエータ６０は、種々の構成要素が取付プレート６１に取り付けられて一体化されたクラッチ操作ユニット６３に形成されている。取付プレート６１には、係合孔部６２（図４および図５参照）が固定されている。図４に示すように、このクラッチ操作ユニット６３は、係合孔部６２をエンジン２０の後部に固定した突起部２０ａに係合させ、取付プレート６１の取付部６１ａをリヤアームブラケット５のメンバー部５ｄにボルト等の締付具６４で締付固定することによって取り付けられる。このように、クラッチ操作ユニット６３の配置位置は、側面視においてエンジン２０の後方でリヤアームブラケット５に囲まれた位置である（図１参照）。
【００２０】
図２および図６に示すように、シフトアクチュエータ７０は、シフト位置検出装置Ｓ２（図６参照）と共に一体化され、それらはシフト操作ユニット７２として構成されている。図２に示すように、バックステー７には取付ブラケット７３が固定されている。シフト操作ユニット７２は、シフトアクチュエータ７０を取付ブラケット７３にボルト等の締付具７４で締付固定されることによって取り付けられる。このように、シフト操作ユニット７２の配置位置は、側面視においてメインフレーム４を挟んで変速装置４０と反対側の位置であり、シフトアクチュエータ７０はメインフレーム４の後方に位置している。
【００２１】
シフト機構４３とシフトアクチュエータ７０とは、シフト動力伝達部材によって連結されており、本実施形態では、シフト動力伝達部材はシフトロッド７５で構成されている。このシフトロッド７５は、側面視において車体フレーム２を横切っている。
【００２２】
次に、クラッチ機構４４の詳細な構成を説明する。図７は、エンジン２０の内部構成を示す断面図である。
【００２３】
本実施形態に係るクラッチ機構４４は、例えば、多板摩擦クラッチであり、クラッチハウジング４４３と、このクラッチハウジング４４３に一体的に設けられた複数のフリクションプレート４４５と、クラッチボス４４７と、クラッチボス４４７に一体的に設けられた複数のクラッチプレート４４９とを備えている。エンジン２０のクランク軸３１には、ギア３１０が一体的に支持されており、メイン軸４１には、メイン軸４１に対して回転自在であってギア３１０と噛み合うギア４４１が支持されている。クラッチハウジング４４３は、ギア４４１に一体的に設けられ、クラッチハウジング４４３には、ギア４４１を介してクランク軸３１からトルクが伝達される。クラッチボス４４７には、複数のフリクションプレート４４５と複数のクラッチプレート４４９との間に生じる摩擦力によって、クラッチハウジング４４３からトルクが伝達される。
【００２４】
ギア４４１は、メイン軸４１の一端部側（図７の右側）でメイン軸４１に回動自在に支持されている。クラッチハウジング４４３は、ギア４４１のボス部に一体的に設けられることによって、メイン軸４１の軸方向への移動を規制されつつ、メイン軸４１に対して回転自在である。また、クラッチボス４４７は、メイン軸４１の一端部側（ギア４４１よりも更に端部側）で、メイン軸４１に一体的に設けられている。
【００２５】
クラッチボス４４７は、筒状のクラッチハウジング４４３の内側に設けられている。ギア４４１とクラッチハウジング４４３とクラッチボス４４７とメイン軸４１との回転中心は一致し、同心上に存在する。
【００２６】
ギア４４１のボス部には、円筒状の係合突出部４４１Ａが設けられている。筒状のクラッチハウジング４４３の一端部側（図７の左側）には、係合突出部４４１Ａに係合する係合孔４４３Ａが形成された係合部４４３Ｂが設けられている。この係合突出部４４１Ａが係合孔４４３Ａに嵌り込むことによって、クラッチハウジング４４３がギア４４１に固定されている。
【００２７】
各フリクションプレート４４５は、リング状の薄板であり、各フリクションプレート４４５の板面がメイン軸４１の軸方向に対してほぼ直角になるように、各フリクションプレート４４５の外周縁がクラッチハウジング４４３の筒状部の内周側に支持されている。この支持により、各フリクションプレート４４５は、クラッチハウジング４４３に対して、メイン軸４１の軸方向へ相対的に僅かに移動自在になっており、また、クラッチハウジング４４３に対して、メイン軸４１の回転方向へは相対的に回転できないように規制されている。
【００２８】
なお、各フリクションプレート４４５の上記各板面の間には、所定の間隔（クラッチプレート４４９の厚さより僅かに大きい距離）があけられている。
【００２９】
クラッチボス４４７は筒状であり、クラッチボス４４７の一端部側（図７の左側）には、外径がクラッチプレート４４９の外径とほぼ等しい円形のフランジ部４４７Ａが設けられている。クラッチボス４４７の筒状になっている部分の外周には、複数のクラッチプレート４４９が支持されている。この支持により、各クラッチプレート４４９は、クラッチボス４４７に対して、メイン軸４１の軸方向へ相対的に僅かに移動自在になっており、また、クラッチボス４４７に対して、メイン軸４１の回転方向へは相対的に回転できないように規制されている。
【００３０】
また、クラッチボス４４７は、フランジ部４４７Ａがクラッチハウジング４４３の係合部４４３Ｂに位置するように、メイン軸４１の一端部側（図７の右側）に固定されている。
【００３１】
各クラッチプレート４４９は、リング状の薄板であり、各クラッチプレート４４９の板面がメイン軸４１の軸方向に対してほぼ直角になるように、各クラッチプレート４４９の内周縁がクラッチボス４４７の筒状部の外周側に支持されている。
【００３２】
また、各クラッチプレート４４９の上記各板面の間には、所定の間隔（フリクションプレート４４５の厚さよりも僅かに大きい距離）があけられている。
【００３３】
各クラッチプレート４４９の外径は、クラッチハウジング４４３の筒状部の内径よりもやや小さく、各フリクションプレート４４５の内径は、クラッチボス４４７の筒状部の外径よりもやや大きくなっている。そして、フリクションプレート４４５と、クラッチプレート４４９とは、メイン軸４１の軸方向に交互に配置され、フリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９との間には、それぞれメイン軸４１の軸方向に僅かな隙間が形成されている。
【００３４】
交互に配置されたフリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９とにおけるメイン軸４１の軸方向の外側であって、クラッチハウジング４４３の係合部４４３Ｂの側（図７の左側）には、クラッチボス４４７のフランジ部４４７Ａで構成された押圧部４４７Ｂが存在する。この押圧部４４７Ｂは、プレッシャプレート４５１と共に、フリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９とをメイン軸４１の軸方向に挟み込み、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間に摩擦力を発生させるものである。
【００３５】
筒状のクラッチボス４４７の内側には、このクラッチボス４４７と一体的に設けられ、メイン軸４１の軸方向に延伸する円筒状の複数のガイド部４４７Ｃが配置されている。プレッシャプレート４５１は、ガイド部４４７Ｃのそれぞれと係合している複数のガイド部４５１Ａを備える。プレッシャプレート４５１は、ガイド部４４７Ｃとガイド部４５１Ａとによって、クラッチボス４４７に対してメイン軸４１の軸方向に相対的に移動自在に設けられ、しかも、クラッチボス４４７と同時に回転するようになっている。なお、プレッシャプレート４５１は、クラッチアクチュエータ６０によって駆動されるようになっている。クラッチアクチュエータ６０については後に図面を用いて詳述する。
【００３６】
また、プレッシャプレート４５１は、平面状の押圧部４５１Ｂを有している。この押圧部４５１Ｂは、各フリクションプレート４４５および各クラッチプレート４４９の板面とほぼ平行である。
【００３７】
クラッチ機構４４には、筒状の複数のガイド部４４７Ｃのそれぞれを囲むように、複数のばね４５０が設けられている。各ばね４５０は、プレッシャプレート４５１を図７の左側に向かって付勢している。すなわち、各ばね４５０は、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂがクラッチボス４４７の押圧部４４７Ｂに近づく方向に、プレッシャプレート４５１を付勢している。
【００３８】
プレッシャプレート４５１は、このプレッシャプレート４５１の中心部において、例えば、深溝玉軸受４５７等の軸受を介してプッシュロッド４５５の一端部側（図７の右側）と係合しており、プッシュロッド４５５に対して回転自在になっている。プッシュロッド４５５の他端部側（図７の左側）は、筒状のメイン軸４１の一端部の内側に係合している。筒状のメイン軸４１の内側には、プッシュロッド４５５の他端部（左端部）に隣接した球状のボール４５９が設けられ、さらに、このボール４５９の左側には、ボール４５９に隣接したプッシュロッド４６１が設けられている。
【００３９】
プッシュロッド４６１の一端部（左端部）４６１Ａは、筒状のメイン軸４１の他端部から突出している。この一端部４６１Ａには、ピストン４６３が一体的に設けられている。このピストン４６３は、シリンダ本体４６５によってガイドされて、メイン軸４１の軸方向に摺動自在になっている。
【００４０】
ピストン４６３とシリンダ本体４６５とで囲まれている空間４６７に圧縮流体としての作動油が供給されると、ピストン４６３は、図７の右方向に押されて移動する。これにより、ピストン４６３は、プッシュロッド４６１、ボール４５９、プッシュロッド４５５および深溝玉軸受４５７を介して、プレッシャプレート４５１を図７の右方向に押す。このように、プレッシャプレート４５１が図７の右方向に押されると、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂがフリクションプレート４４５から離反し、クラッチ機構４４は切断状態になる。
【００４１】
クラッチ機構４４が接続される際には、プレッシャプレート４５１は、ばね４５０によってクラッチボス４４７のフランジ部４４７Ａの方向（図７の左向き方向）に付勢され、この方向に移動する。この状態では、クラッチボス４４７の押圧部４４７Ｂとプレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂとによって、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間に摩擦力が発生する。これにより、クラッチハウジング４４３からクラッチボス４４７へ駆動力伝達が可能となる。
【００４２】
一方、クラッチ機構４４の切断状態では、プッシュロッド４５５によって、プレッシャプレート４５１が図７の右側に移動する。そして、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂが、押圧部４５１Ｂの最も近いところに位置するフリクションプレート４４５（図７の最も右側のフリクションプレート４４５）と離反する。
【００４３】
この状態では、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とは挟まれておらず、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間には、僅かな隙間が形成されている。そのため、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間には、駆動力を伝達できる摩擦力は発生しない。
【００４４】
このように、クラッチアクチュエータ６０の駆動力とばね４５０の付勢力との大小によって、プレッシャプレート４５１はメイン軸４１の軸方向の一方または他方の方向に移動し、この移動に応じてクラッチ機構４４が接続または切断状態になる。
【００４５】
次に、シフト機構４３の詳細な構成を、図７に基づいて説明する。
【００４６】
このエンジン２０では、クランク軸３１の端部にエンジン回転数センサＳ３０が装着されている。クランク軸３１は、多板式のクラッチ機構４４を介してメイン軸４１に連結されている。メイン軸４１には、多段の変速ギア４９が装着されるとともに、メイン軸回転数センサＳ３１が設けられている。メイン軸４１上の各変速ギア４９は、これら変速ギア４９に対応してドライブ軸４２上に装着された変速ギア４２０と噛み合っている（図では分離して描いてある）。これらの変速ギア４９と変速ギア４２０とは、選択された一対の変速ギア以外は、いずれか一方または両方がメイン軸４１またはドライブ軸４２に対して遊転状態（空回りの状態）で装着される。したがって、メイン軸４１からドライブ軸４２への回転伝達は、選択された一対の変速ギアのみを介して行われる。
【００４７】
変速ギア４９と変速ギア４２０とを選択して変速比を変えるギアチェンジ動作は、シフト入力軸であるシフトカム４２１によって行われる。シフトカム４２１は、複数のカム溝４２１ａを有し、各カム溝４２１ａにシフトフォーク４２２が装着される。各シフトフォーク４２２は、それぞれメイン軸４１およびドライブ軸４２の所定の変速ギア４９および変速ギア４２０に係合している。シフトカム４２１の回転により、シフトフォーク４２２がカム溝４２１ａに案内されて各軸方向に移動し、シフトカム４２１の回転角度に応じた位置の一対の変速ギア４９および変速ギア４２０のみが、メイン軸４１およびドライブ軸４２に対しそれぞれスプラインによる固定状態となる。これらにより、変速ギア位置が定まり、当該変速ギア４９および変速ギア４２０を介して、メイン軸４１とドライブ軸４２との間で所定の変速比で回転伝達が行われる。
【００４８】
このシフト機構４３は、シフトアクチュエータ７０の駆動によりシフトロッド７５を往復移動させ、シフトリンク機構４２５を介してシフトカム４２１を所定角度だけ回転させる。これにより、カム溝４２１ａにしたがってシフトフォーク４２２が所定量だけ軸方向に移動し、一対の変速ギア４９と変速ギア４２０とを順番にメイン軸４１およびドライブ軸４２に固定状態として、各減速比で回転駆動力が伝達される。
【００４９】
次に、シフトアクチュエータ７０の更に詳細な構成について説明する。なお、このシフトアクチュエータ７０は、油圧式であってもよく、電気式であってもよい。
【００５０】
図８は、シフトアクチュエータ７０とシフトロッド７５とシフト機構４３の概略図である。図８に示すように、実施形態に係るシフトアクチュエータ７０では、エンジン制御装置９５からの信号によってシフトモータ７０ａが回転し、シフトモータ７０ａの回転によってモータ軸７０ｂのギア７０ｃが回転する。このギア７０ｃの回転により、減速ギア７０ｄが連動して回転し、駆動軸７０ｇを回転させる。
【００５１】
図９は、シフトアクチュエータ７０とシフトロッド７５とシフト機構４３とを示す側面図である。図９に示すように、バックステー７に固定された取付ブラケット７３（図２参照）には、シフトアクチュエータ７０のハウジング７０ｈが締付具７４により固定されている（図２も参照）。
【００５２】
駆動軸７０ｇ（図８も参照）には操作レバー７０ｊが設けられ、その操作レバー７０ｊには、シフトロッド７５のシフトアクチュエータ７０側の接続部がボルト（図示せず）によって接続されている。シフトロッド７５のシフトアクチュエータ７０側の接続部は、操作レバー７０ｊに対して回動可能になっている。また、操作レバー７０ｊは、ボルト７０ｋによって駆動軸７０ｇに締付固定されており、これにより、操作レバー７０ｊは、駆動軸７０ｇの軸方向に移動不可能となっている。
【００５３】
駆動軸７０ｇには、シフト位置検出装置Ｓ２（図８参照）が配置されている。このシフト位置検出装置Ｓ２は、駆動軸７０ｇの端部（図９における紙面奥側端部）に配置されており、取付ボルト（図示せず）によりハウジング７０ｈに締付固定されている。シフト位置検出装置Ｓ２は、駆動軸７０ｇの回転から位置情報を検出し、その位置情報をエンジン制御装置９５に送出する。エンジン制御装置９５は、この位置情報に基づいてシフトモータ７０ａを制御する。
【００５４】
また、シフトロッド７５のシフト機構４３側の接続部は、ボルト（図示せず）によってシフト機構４３のシフト操作レバー４３ａに接続されている。シフトロッド７５のシフト機構４３側の接続部は、シフト操作レバー４３ａに対して回動可能になっている。また、シフト操作レバー４３ａは、ボルト４３ｄによってシフト操作軸４３ｂに締付固定されており、これにより、シフト操作レバー４３ａは、シフト操作軸４３ｂの軸方向に移動不可能となっている。
【００５５】
シフトロッド７５が移動すると、それに伴ってシフト操作レバー４３ａが移動する。このシフト操作レバー４３ａの移動は、シフト操作レバー４３ａにスプライン嵌合されたシフト操作軸４３ｂを軸とする回転運動である。そのため、このシフト操作レバー４３ａの移動に伴って、シフト操作軸４３ｂが回転する。
【００５６】
次に、クラッチアクチュエータ６０の更に詳細な構成について説明する。図１０は、クラッチアクチュエータ６０の概略図である。図１０に示すように、実施形態に係るクラッチアクチュエータ６０では、エンジン制御装置９５からの信号によってクラッチモータ６０ａが回転し、その回転に伴ってウォーム軸１０３が回転する。ウォーム軸１０３の回転は、ウォーム軸１０３と噛み合っているウォームホイール１０５に伝達される。このウォームホイール１０５は、クランクシャフト１１０のクランク軸部１１１と同軸になるようにクランクシャフト１１０に固定されている。一方、クランクシャフト１１０のクランクピン１１２には、出力ロッド１２０が固定されている。これにより、クランクシャフト１１０の回転運動が出力ロッド１２０の往復運動（図１０において、紙面奥側と手前側とへの往復運動）に変換される。また、クランクシャフト１１０におけるクランク軸部１１１の端部には、クラッチ位置検出装置Ｓ３が設けられている。クラッチ位置検出装置Ｓ３は、ウォームホイール１０５の回転角度を検出する。そして、ウォームホイール１０５の回転角度から、出力ロッド１２０のストロークを検出し、これに基づいてクラッチ機構４４のクラッチ位置を検出する。クラッチ位置検出装置Ｓ３は、本発明にいう回転角度検出装置に該当する。
【００５７】
図１１は、クラッチアクチュエータ６０を示す断面図であり、図１２は図１１のＡ−Ａ線断面図であり、図１３は図１２のＢ−Ｂ線断面図である。図１３に示すように、クラッチモータ６０ａは、モータ軸６０ｂを備えている。モータ軸６０ｂは、クラッチモータ６０ａの中心を貫通するように配置されている。モータ軸６０ｂの後側端部（図中、右側端部）６０ｃは、モータベアリング１０６により支持されている。このモータベアリング１０６のアウターリングは、クラッチモータ６０ａを収容するモータケース１０７に固定されている。なお、モータベアリング１０６は、ボ−ルベアリングである。
【００５８】
モータ軸６０ｂの前側端部（図中、左側端部）６０ｄには、複数のスプライン歯６０ｅが形成されており、この前側端部６０ｄが、ウォーム軸１０３に形成されたスプライン孔１０３ａに嵌まり込むことにより、モータ軸６０ｂとウォーム軸１０３とがスプライン嵌合されている。
【００５９】
図１４は、モータ軸６０ｂとウォーム軸１０３との嵌合部分を示す拡大断面図である。図１４に示すように、モータ軸６０ｂの前側端部６０ｄには、複数のスプライン歯６０ｅが形成されている。一方、ウォーム軸１０３のスプライン孔１０３ａには、スプライン歯６０ｅと係合するスプライン溝が形成されている。そして、モータ軸６０ｂの前側端部６０ｄが、ウォーム軸１０３のスプライン孔１０３ａに嵌まり込むことにより、スプライン嵌合されている。
【００６０】
また、モータ軸６０ｂの前側端部６０ｄには、面取り処理が施されており、アール部６０ｆが形成されている。このアール部６０ｆは、スプライン歯６０ｅの歯底よりも、モータ軸６０ｂの軸心側にわたって形成されている。このように、モータ軸６０ｂの前側端部６０ｄに面取り処理が施されることにより、クラッチモータ６０ａの回転中に、モータ軸６０ｂの軸心が振れてしまった場合であっても、ウォーム軸１０３側でそれを吸収することができる。そのため、ウォーム軸１０３への振れの伝達を抑制することが可能となる。また、ウォーム軸１０３のスプライン孔１０３ａの底部にも面取り処理が施されており、アール部１０３ｂが形成されている。
【００６１】
また、ウォーム軸１０３のスプライン孔１０３ａの深さａは、モータ軸６０ｂにおける前側端部６０ｄの直径ｂよりも小さい。すなわち、ａ＜ｂである。このように、モータ軸６０ｂがウォーム軸１０３に嵌合している部分の長さを短くすることにより、モータ軸６０ｂの回転中の軸心の振れを、ウォーム軸１０３側で好適に吸収することが可能となる。
【００６２】
図１３に示すように、ウォーム軸１０３には、ねじ部１０３ｃ（図１４も参照）が形成されている。また、ウォーム軸１０３は、ねじ部１０３ｃの前側（図中左側）と後側（図中右側）にそれぞれ配置されたベアリング１０８により支持されている。これら２つのベアリング１０８は、いずれもボールベアリングである。ベアリング１０８のアウターリングは、クラッチアクチュエータ６０のハウジング１１５に固定されている。このように、ねじ部１０３ｃの前後がベアリング１０８により支持されることによって、ウォーム軸１０３の回転中に軸が振れず、ウォーム軸１０３の回転が安定する。
【００６３】
図１５は、ウォーム軸１０３のねじ部１０３ｃが形成されている部分の拡大図である。図１５に示すように、ウォーム軸１０３のねじ部１０３ｃには、複数のねじ山１０３ｄが形成されている。なお、図１５は、ねじ部１０３ｃの条数を説明するための図であり、ねじ部１０３ｃの周面に形成されているねじ山１０３ｄの正確な形状を示しているものではない。
【００６４】
ここで、ウォーム軸１０３が一回転したときに軸方向に進む距離をリードｌとし、隣接するねじ山１０３ｄ間の距離をピッチｐとし、ねじ部１０３ｃの条数をｎとしたときに、ｌ＝ｎ×ｐの関係が成立する。図１５に示すように、本実施形態では、ねじ部１０３ｃの条数ｎは４である。このように、ウォーム軸１０３に形成されているねじ部１０３ｃの条数を２以上（多条）とすることによって、ウォームホイール１０５の進み角を大きくすることが可能となる。そのため、ウォームギアの減速比（ウォーム軸１０３とウォームホイール１０５との間の減速比）を小さくすることができ、出力ロッド１２０の応答性を向上させることが可能となる。その結果、クラッチ機構４４の断続動作の応答性を向上させることができる。また、多条ねじは一条ねじと比較して伝達効率が良好であるため、クラッチモータ６０ａの回転運動を効率よく出力ロッド１２０（図１０、図１１参照）の往復運動に変換することができる。その結果、クラッチモータ６０ａの出力ロスを少なくすることができ、これにより、クラッチ機構４４の断続動作の応答性を向上させることが可能となる。
【００６５】
図１３に示すように、ウォーム軸１０３のねじ部１０３ｃは、ウォームホイール１０５のギア歯１０５ａと噛み合っている。ウォームホイール１０５は、略ドーナツ盤形状を有しており、その周面にギア歯１０５ａが形成されている。ウォームホイール１０５の軸心部には、トルクリミッタ１０５ｂが設けられている。トルクリミッタ１０５ｂは、クランクシャフト１１０（図１２参照）のクランク軸部１１１にスプライン嵌合されてクランク軸部１１１と共に回転する伝達プレート（図示せず）と、当該伝達プレートの外縁部に設けられたインナクラッチ（図示せず）とを備えている。ウォームホイール１０５に与えられる駆動力が所定値以上になると上記伝達プレートと上記インナクラッチとの間に滑りが生じ、これにより、過大な駆動力がクランク軸部１１１に伝達されることを回避することができる。なお、本発明においては、このトルクリミッタ１０５ｂが設けられていなくてもよく、ウォームホイール１０５がクランクシャフト１１０に一体的に固定されていてもよい。なお、本実施形態において、クラッチ機構４４の断続動作を行う際のウォームホイール１０５の回転角度は９０°より大きい。すなわち、クラッチ機構４４の切断動作において、クラッチ機構４４が完全切断状態になるまでウォームホイール１０５を回転させたときのウォームホイール１０５の回転角度（最大回転角度）が９０°より大きくなるのである。
【００６６】
図１２に示すように、ウォームホイール１０５は、クランクシャフト１１０のクランク軸部１１１の端部（図１２において右側端部）に固定されている。ウォームホイール１０５はクランク軸部１１１と同軸になるように、且つ、クランクシャフト１１０のクランクアーム１１３と平行になるようにクランク軸部１１１に固定されている。ウォームホイール１０５の側面は、クランク軸部１１１に対して垂直になっている。
【００６７】
クランクシャフト１１０のクランク軸部１１１は、両端部がハウジング１１５に回転可能に固定されている。また、クランク軸部１１１上であって、ウォームホイール１０５とハウジング１１５との間には皿ばね１１６が介装されている。
【００６８】
クランク軸部１１１は、２つのベアリング１１７、１１８により支持されている。これら２つのベアリング１１７、１１８のアウターリングは、いずれもハウジング１１５に固定されている。これら２つのベアリング１１７、１１８は、いずれもボールベアリングである。これら２つのベアリングのうち、ベアリング１１７は、ウォームホイール１０５と右側のクランクアーム１１３との間に配置されている。このベアリング１１７は、インナーリング１１７ａとアウターリング１１７ｂとが両側でシールされた両シールベアリングであり、内部にベアリンググリスが封入されている。上述したウォーム軸１０３とウォームホイール１０５との間にはグリス（モリブデングリス等）が用いられるのであるが、このグリスは、ウォームホイール１０５に隣接するベアリング１１７に対して悪影響を及ぼすおそれがある。すなわち、上記グリスがベアリング１１７の内部に付着すると、ベアリング１１７の性能が劣化してしまうおそれがある。本実施形態では、ベアリング１１７を両シールベアリングとし、内部にベアリンググリスを封入するようにしている。そのため、ウォーム軸１０３とウォームホイール１０５との間に用いられるグリスがベアリング１１７の内部に進入して悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００６９】
また、ベアリング１１８は、左側のクランクアーム１１３の左側に配置されている。したがって、２つのクランクアーム１１３は、ベアリング１１７とベアリング１１８との間に挟まれている。このように、２つのクランクアーム１１３を挟むように２つのベアリング１１７、１１８を配置させることにより、クランク軸部１１１の回転を安定させることが可能となる。
【００７０】
さらに、ウォームホイール１０５の近傍に配置されるベアリング１１７は、ウォームホイール１０５から離れた位置に配置されるベアリング１１８よりも大型のボールベアリングである。ウォームホイール１０５の近傍に配置されるベアリング１１７は、ラジアル方向に比較的大きな力を受けるため、このように大型のボールベアリングを用いることが望ましい。
【００７１】
図１１に示すように、クランクシャフト１１０の下側のクランクピン１１２には、出力ロッド１２０が固定されている。出力ロッド１２０は、ねじ孔が形成された基部１２０ａと、ねじ部が形成されたロッド部１２０ｂとを備えており、ロッド部１２０ｂのねじ部が基部１２０ａのねじ孔に螺合された状態となっている。また、ロッド部１２０ｂのねじ部には、止めナット１２１とナット１２２とが螺合されている。
【００７２】
本実施形態では、このような構成により、出力ロッド１２０の長さを調整することが可能となっている。すなわち、ロッド部１２０ｂを基部１２０ａに対して回転させることによって、出力ロッド１２０の長さを変化させることができる。長さを変化させた後は、止めナット１２１とナット１２２とを基部１２０ａ側に締め付けることによって、出力ロッド１２０を固定させる。
【００７３】
出力ロッド１２０のロッド部１２０ｂの先端部には、ピストン１２５が設けられている。ピストン１２５は、シリンダ部１２３内を出力ロッド１２０の軸方向（図中、左右方向）に摺動自在になっている。シリンダ部１２３内におけるピストン１２５の左側部分は、作動油で満たされたオイル室１２６を形成している。オイル室１２６には、タンク連結部１２９を介してリザーブタンク（図示せず）が連通している。
【００７４】
また、クランクシャフト１１０の上側のクランクピン１１２には、アシストスプリング１３０の一端が固定されている。アシストスプリング１３０の他端は、ハウジング１１５に固定されている。このアシストスプリング１３０は、クランクシャフト１１０のクランク軸部１１１の回転を助勢することによって、出力ロッド１２０のストロークを助勢するためのものである。
【００７５】
クラッチ機構４４（図７参照）を接続状態から非接続状態にするときには、クラッチモータ６０ａが駆動し、これに連動してウォーム軸１０３が回転する。ウォーム軸１０３の回転は、ウォーム軸１０３と噛み合っているウォームホイール１０５に伝達され、ウォームホイール１０５が回転する。ウォームホイール１０５が回転すると、このウォームホイール１０５が固定されているクランクシャフト１１０のクランク軸部１１１も回転する。そして、ウォームホイール１０５の回転運動は、クランクシャフト１１０により、出力ロッド１２０の直線運動に変換され、出力ロッド１２０は、図１１中、左方向に移動する。
【００７６】
図１１中、左方向に直線運動する出力ロッド１２０は、ピストン１２５を押圧し、これにより、オイル室１２６内に油圧が発生する。この発生した油圧は、ハウジング１１５に形成された作動油出口１１５ａから、オイルホース（図示せず）を通って、ピストン４６３（図７参照）に伝達される。そして、この油圧によりプッシュロッド４６１、４５５（図７参照）が駆動され、クラッチ機構４４が切断される。なお、この出力ロッド１２０の直線運動は、上述したアシストスプリング１３０により助勢される。
【００７７】
本実施形態では、クラッチモータ６０ａを駆動させることによりクラッチ機構４４の切断を自動的に行うことができる他、クラッチ機構４４の切断を手動で行うこともできる。図１１に示すように、ハウジング１１５における出力ロッド１２０の下側には、クラッチワイヤ１２７の案内筒１２８が設けられている。クラッチワイヤ１２７の一端は、下側のクランクピン１１２に固定されており、クラッチワイヤ１２７は、案内筒１２８により、図中、左下方向に延びるように向きが定められている。図示しないクラッチレバー等を手動にて操作し、クラッチワイヤ１２７を案内筒１２８の長手方向（図１１中の左下方向）に引っ張ると、クランクシャフト１１０が回転し、出力ロッド１２０が図１１中の左方向に移動する。
【００７８】
図１１に示すように、ウォーム軸１０３に接続されたクラッチモータ６０ａと、クランクピン１１２に固定された出力ロッド１２０とは、ほぼ同じ方向に延びている。しかし、これらクラッチモータ６０ａと出力ロッド１２０とを干渉しないように配置するためには、クラッチモータ６０ａと出力ロッド１２０とを或る程度離間させる必要がある。ここで、本実施形態では、図１２に示すように、ウォームホイール１０５は、クランクシャフト１１０のクランク軸部１１１の端部に、クランクアーム１１３とは別個に固定されている。また、ウォームホイール１０５は、クランクアーム１１３と平行であり、且つ、クランク軸部１１１と同軸になるように配置されている。そのため、ウォームホイール１０５の近傍に配置されるクラッチモータ６０ａと、クランクピン１１２に固定される出力ロッド１２０とを、互いに干渉しないように配置しても、クランク軸部１１１の長さを短くすることが可能となる。その結果、クランクシャフト１１０の大型化および高重量化を抑制することが可能となり、クラッチアクチュエータ６０自体の大型化および高重量化を抑制することが可能となる。
【００７９】
次に、自動変速制御装置のシステムについて詳しく説明する。図１６に示すように、操向ハンドル１１の左のグリップ側には、例えばシフトスイッチＳＷ１が設けられている。このシフトスイッチＳＷ１は、例えば、シフトアップスイッチＳＷ１ａ１とシフトダウンスイッチＳＷ１ａ２とから構成され、乗員の操作により、変速ギアのシフト位置を１速ギア段と最速ギア段（例えば６速ギア段）との間で適宜に増加または減少させるものである。また、左のグリップ側には切換スイッチＳＷ２、ウインカスイッチＳＷ３、ホーンスイッチＳＷ４、およびライトスイッチＳＷ５が設けられている。なお、切換スイッチＳＷ２は、ギアシフト動作をセミオートモードまたはフルオートモードに切り換えるものである。
【００８０】
図１７に示すように、シフト機構４３およびクラッチ機構４４の切換は、共に自動変速制御装置５０によって行われる。また、自動二輪車１には、シフトアクチュエータ７０のシフト位置検出装置Ｓ２（図６参照）の他、クラッチアクチュエータ６０のクラッチ位置検出装置Ｓ３（図１０参照）、エンジン回転数センサＳ３０、車速センサＳ５等が設けられている。
【００８１】
エンジン制御装置９５は、各種検出装置の検出データおよびシフトスイッチＳＷ１の指示に基づいて、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０の駆動制御を行う。すなわち、エンジン制御装置９５内に予め格納された所定のプログラムおよびその他演算回路等により、クラッチ機構４４の切断、変速装置４０の変速ギアの切換、クラッチ機構４４の接続の一連のシフト動作が自動的に行われる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態に係るクラッチアクチュエータ６０によれば、ウォーム軸１０３のねじ部１０３ｃが多条（４条）であるため、ウォームホイール１０５の進み角を大きくすることが可能となる。そのため、ウォームギアの減速比を小さくすることができ、出力ロッド１２０の応答性を向上させることが可能となる。その結果、クラッチ断続動作の応答性を向上させることが可能となる。また、ウォームギアの減速比を小さくすることによって、ウォームホイール１０５を小さく（小径化）することができるため、クラッチアクチュエータ６０を小型化することができる。
【００８３】
ところで、クラッチモータ６０ａの故障時等では、動作途中の位置で止まったクラッチモータ６０ａを中立位置に戻すこと等が必要になる場合があり、ウォーム軸１０３を手動で回転させることが必要になる場合がある。ここで、ウォーム軸１０３のねじ部１０３ｃの条数が２以上（好ましくは３以上）であると、手動でウォームホイール１０５（または、ウォームホイール１０５に連結されたクランクシャフト１１０等）を回転させると、このウォームホイール１０５の回転に追従してウォーム軸１０３が回転する。そのため、本実施形態のように、ウォーム軸１０３のねじ部１０３ｃの条数を３条以上とすることによって、ウォーム軸１０３を直接回転させなくても、減速側のウォームホイール１０５やクランク軸部１１１等を動かすことで、結果的にウォーム軸１０３を回転させることができる。したがって、ウォーム軸１０３を直接回転操作する場合に比べて、ウォームホイール１０５やクランク軸部１１１等を動かすことで、より少ない操作量で出力ロッド１２０を容易にストロークさせることができる。
【００８４】
具体的には、例えば、クランク軸部１１１に形成された六角形状の孔１１１ａ（図１１、図１２参照）に、レンチ等の工具を挿入して回転させることによりクランク軸部１１１を操作する。このように、レンチ等の工具を用いてクランク軸部１１１を操作することにより、出力ロッド１２０を容易にストロークさせることが可能であると、クラッチモータ６０ａの故障時等に自動二輪車１０を手押し走行可能とする際に必要な作業や、クラッチアクチュエータ６０の組み付け作業や、クラッチアクチュエータ６０のオイル室１２６（図１１参照）内の作動油のエア抜きに係る作業を容易にすることができる。
【００８５】
また、多条ねじは、一条ねじと比較してギアの伝達効率が良好であるため、クラッチモータ６０ａの回転運動に対して出力ロッド１２０の往復運動が迅速に追従する。その結果、クラッチ断続動作の応答性を向上させることが可能となる。なお、ウォームホイール１０５の進み角を大きくすることと、ギアの伝達効率との観点から、ねじ部１０３ｃの条数は３以上であることが望ましい。
【００８６】
また、本実施形態によれば、ウォームホイール１０５の回転角度を検出するクラッチ位置検出装置Ｓ３を備えているとともに、クラッチ機構４４の断続動作の際のウォームホイール１０５の回転角度が９０°よりも大きい。このように、ウォームホイール１０５の回転角度を大きくすることにより、クランク半径を小さくしても出力ロッド１２０のストローク量を確保することができる。その結果、クラッチアクチュエータ６０を小型化することができる。また、このように、クラッチ機構４４の断続動作の際のウォームホイール１０５の回転角度が大きくなるように構成することによって、クラッチ位置検出装置Ｓ３の検出結果により間接的に検出される出力ロッド１２０のストロークの分解能が向上し、その結果、この出力ロッド１２０のストロークに基づいて検出されるクラッチ機構４４のクラッチ位置の分解能も向上する。これにより、クラッチ機構４４の断続動作の応答性および確実性を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上説明したように、本発明は、クラッチ用アクチュエータについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施形態に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】自動変速制御装置の各構成部材の取付状態を示す図である。
【図３】自動変速制御装置の各構成部材の取付状態を示す図である。
【図４】自動変速制御装置の各構成部材の取付状態を示す図である。
【図５】自動変速制御装置の各構成部材の取付状態を示す図である。
【図６】自動変速制御装置の各構成部材の取付状態を示す図である。
【図７】エンジンの内部構成を示す断面図である。
【図８】シフトアクチュエータとシフトロッドとシフト機構の概略図である。
【図９】シフトアクチュエータとシフトロッドとシフト機構とを示す側面図である。
【図１０】クラッチアクチュエータの概略図である。
【図１１】クラッチアクチュエータを示す側面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１４】モータ軸とウォーム軸との嵌合部分を示す拡大断面図である。
【図１５】ウォーム軸のねじ部が形成されている部分の拡大図である。
【図１６】ハンドルグリップのスイッチ部の斜視図である。
【図１７】自動変速制御装置のシステム図である。
【符号の説明】
【００８９】
１          自動二輪車（鞍乗型車両）
２０        エンジン
６０        クラッチアクチュエータ（クラッチ用アクチュエータ）
６０ａ      クラッチモータ（モータ）
６０ｂ      モータ軸
１０３      ウォーム軸
１０３ｃ    ねじ部
１０３ｄ    ねじ山
１０５      ウォームホイール
Ｓ２        クラッチ位置検出装置（回転角度検出装置）
【図１】
0004789688.tif 000002
【図２】
0004789688.tif 000003
【図３】
0004789688.tif 000004
【図４】
0004789688.tif 000005
【図５】
0004789688.tif 000006
【図６】
0004789688.tif 000007
【図７】
0004789688.tif 000008
【図８】
0004789688.tif 000009
【図９】
0004789688.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004789688.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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