(57)【要約】      （修正有） 【課題】クラッチ操作を適切にアシスト可能なアクチュエータ装置の提供。【解決手段】クラッチレバー１２の操作時、変位部材３１は、コイルバネ３２のスイングレバー２３方向の付勢力によりスイングレバー２３と同方向に移動し、スイングレバー２３との相対移動量はコイルバネ２３の付勢力とクラッチ装置のバネＳの付勢力やケーブル抵抗等により変る。クラッチ装置Ｓの付勢力等が小さければスイングレバー２３と変位部材３１との相対変位量は小さく、センサ２４からの出力信号は小さく、クラッチ装置Ｓの付勢力等が大きければ、スイングレバー２３と変位部材３１との相対変位量は大きく、センサ２４からの出力信号も大きくなる。制御手段であるＣＰＵは、センサ２４信号を入力し、相対変位量を演算し、電動モータ２２に駆動信号を出す。従って電動モータ２２は抵抗に応じた補助操作力を出し、経時劣化でも、ライダーは一定のクラッチ操作力でよい。【選択図】      図３
2005075177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチレバーと移動部材との間で第１の媒体を介して操作力が伝達され、前記移動部材に対して弾性部材を介して連結された変位部材とクラッチ装置との間で第２の媒体を介して操作力が伝達され、前記クラッチレバーの操作に応じて、前記移動部材を、原動機と車輪との間の動力伝達を中断する第１の位置と、前記原動機と前記車輪との間の動力伝達を再開する第２の位置との間で移動させることにより、前記クラッチ装置を動作させるようになっているクラッチ操作装置であって、
前記移動部材と前記変位部材との相対移動量を検出する検出手段と、
電動モータと、
前記電動モータの動力を前記移動部材に伝達する動力伝達機構と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記電動モータを駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とするクラッチ操作装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出手段の検出した前記移動部材と前記変位部材との相対移動量の微分値に基づき、前記電動モータを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ操作装置。
【請求項３】
前記動力伝達機構は、
前記電動モータの回転軸に連結された回転要素と、前記移動部材を移動させる軸線方向移動要素と、前記回転要素と前記軸線方向移動要素との間に配置された転動体とを含み、前記回転要素の回転運動を、前記軸線方向移動要素の軸線方向運動に変換するボールスクリュー機構とを有し、
前記移動部材は、前記軸線方向移動要素と独立して、前記第１の位置へと移動可能となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ操作装置。
【請求項４】
前記第１の媒体及び前記第２の媒体はケーブルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクラッチ操作装置。
【請求項５】
前記第１の媒体及び前記第２の媒体はホース内の液体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクラッチ操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動二輪車などのクラッチ操作を手動で行う際におけるクラッチ操作のアシスト用として好適なアクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気量の大きな自動二輪車には、クラッチレバーを操作することで、エンジンから車輪への動力伝達の中断と再開とを選択的に行う多板式クラッチ装置が通常設けられている。クラッチレバーは、ワイヤーケーブル等を介して、多板式クラッチ装置のクラッチ板をバネの付勢力で押圧するプレッシャープレート等に連結されており、ライダーがクラッチレバーを握れば、ワイヤーケーブルを介してプレッシャープレートが移動し、クラッチ板をフリーにさせることで動力の切断が行われるようになっている。しかるに、排気量の大きな自動二輪車の場合、伝達されるトルクも強大であるため、クラッチ板の付勢力も高める必要があり、それによりクラッチレバーの操作に必要な力も増大する。特に信号などが多い街中ではクラッチレバーを握る頻度が高まり、更にライダーの負担が大きくなるという問題がある。このような問題に対し、電動モータの動力を用いて、クラッチ装置をアシストする技術は、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−２８５４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、かかる特許文献１の技術によれば、電動モータの出力を減速機を介してリールに伝達され、リール外周に巻かれたワイヤーケーブルを移動させて、クラッチ操作を行うようになっている。ここで、特許文献１の技術によれば、電動モータは、クラッチレバーに設けられたオンオフスイッチのみにより単純制御されるため、クラッチ板の摩耗や、摺動部の抵抗の増大、電動モータの性能低下など経時劣化が生じた場合でも、電動モータによる補助操作力はできなりとなることから、必ずしもライダーの期待する補助操作が行えるとは限らないという問題がある。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、クラッチ動作を適切にアシスト可能なクラッチ操作装置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】
【０００５】
本発明のクラッチ操作装置は、
クラッチレバーと移動部材との間で第１の媒体を介して操作力が伝達され、前記移動部材に対して弾性部材を介して連結された変位部材とクラッチ装置との間で第２の媒体を介して操作力が伝達され、前記クラッチレバーの操作に応じて、前記移動部材を、原動機と車輪との間の動力伝達を中断する第１の位置と、前記原動機と前記車輪との間の動力伝達を再開する第２の位置との間で移動させることにより、前記クラッチ装置を動作させるようになっているクラッチ操作装置であって、
前記移動部材と前記変位部材との相対移動量を検出する検出手段と、
電動モータと、
前記電動モータの動力を前記移動部材に伝達する動力伝達機構と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記電動モータを駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のクラッチ操作装置によれば、クラッチレバーと移動部材との間で第１の媒体を介して操作力が伝達され、前記移動部材に対して弾性部材を介して連結された変位部材とクラッチ装置との間で第２の媒体を介して操作力が伝達され、前記クラッチレバーの操作に応じて、前記移動部材を、原動機と車輪との間の動力伝達を中断する第１の位置と、前記原動機と前記車輪との間の動力伝達を再開する第２の位置との間で移動させることにより、前記クラッチ装置を動作させるようになっているクラッチ操作装置であって、前記移動部材と前記変位部材との相対移動量を検出する検出手段と、電動モータと、前記電動モータの動力を前記移動部材に伝達する動力伝達機構と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記電動モータを駆動制御する制御手段と、を有するので、クラッチ板の摩耗や、摺動部の抵抗の増大、電動モータの性能低下など経時劣化が生じた場合でも、それに応じて、前記移動部材と前記変位部材との相対移動量が変化することから、それを前記検出手段で検出することで、現在の負荷に応じて、前記電動モータの動力を駆動制御することで、より適切な補助操作力を出力することができる。
【０００７】
更に、前記制御手段は、前記検出手段の検出した前記移動部材と前記変位部材との相対移動量の微分値に基づき、前記電動モータを駆動制御すると好ましい。
【０００８】
更に、前記動力伝達機構は、前記電動モータの回転軸に連結された回転要素と、前記移動部材を移動させる軸線方向移動要素と、前記回転要素と前記軸線方向移動要素との間に配置された転動体とを含み、前記回転要素の回転運動を、前記軸線方向移動要素の軸線方向運動に変換するボールスクリュー機構とを有するので、多段歯車対を用いて減速する場合に比較すれば構成がコンパクトとなり、ウォームホイール機構を用いて減速する場合に比較すれば、より高い伝達効率を得ることができ省エネが図れる。又、前記移動部材は、前記軸線方向移動要素と独立して、前記第１の位置へと移動可能となっているので、前記電動モータ等に不具合が生じて、前記軸線方向移動要素が移動しなくなった場合でも、少なくとも前記第１の位置へと移動できるため、アシストなしのクラッチ操作を行うことができ、例えば修理工場まで自力で移動することが可能となる。
【０００９】
更に、前記第１の媒体及び前記第２の媒体はケーブルであると好ましい。
【００１０】
更に、前記第１の媒体及び前記第２の媒体はホース内の液体であると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態のクラッチ操作装置に用いるアクチュエータ装置を搭載した自動二輪車の側面図であり、図２は、アクチュエータ装置を含むクラッチアシスト機構の概略構成図である。図３は、アクチュエータ装置の正面断面図である。
【００１２】
図１において、自動二輪車のフレーム１０に、原動機であるエンジン１１が搭載されている。クラッチレバー１２（図２）と、エンジン１１に搭載されたクラッチ機構を駆動するクラッチアーム１３との間を、ワイヤーケーブル１４が延在している。ワイヤーケーブル１４は、図２に示すように、第１の媒体であるクラッチレバー側部分１４Ａと、第２の媒体であるエンジン側部分１４Ｂとからなり、それらはアクチュエータ装置２０を介して互いに連結されている。クラッチ機構は、クラッチアーム１３の揺動位置に応じて、エンジン１１と後輪１５との間の動力伝達を中断又は再開可能なものであり、良く知られているので詳細な説明は省略する。
【００１３】
図３において、アクチュエータ装置２０は、ハウジング２１と、ハウジング２１に取り付けられた電動モータ２２と、ハウジング２１に対して枢動可能に配置された移動部材であるスイングレバー２３と、スイングレバー２３に一端を枢動可能に取り付けた変位部材３１と、スイングレバー２３と変位部材３１とを連結する弾性部材であるコイルバネ３２と、スイングレバー２３に対する変位部材３１の変位量を検出する検出手段であるセンサ２４と、センサ２４からの出力信号を入力して電動モータ２２を駆動制御するＣＰＵ（図２）と、ボールスクリュー機構とを有する。より具体的に、アクチュエータ装置２０について説明する。
【００１４】
図３に示すように、電動モータ２２の回転軸２２ａは、カップリング２５を介して、ねじ軸２６に連結されている。ねじ軸２６は、ハウジング２１内をスイングレバー２３を貫通して延在しており、その両端は軸受２７，２８によりハウジング２１に対して回転自在に支持されている。
【００１５】
ねじ軸２６外周面には、雄ねじ溝が形成されており、一方、ねじ軸２６を包囲するように配置されたナット２９の内周面には、雄ねじ溝に対向して雌ねじ溝が形成され、両ねじ溝によって形成される螺旋状の空間（転送路）には、転動体である多数のボール（不図示）が転動自在に配置されている。図示していないが、ナット２９は、ハウジング２１の正面の蓋に形成された直線溝に係合しているため、軸線方向には移動自在であるが回転不能となっている。尚、本実施の形態では軸線方向移動要素であるナット２９と、本実施の形態では回転要素であるねじ軸２６と、ボールとでボールスクリュー機構すなわち動力伝達機構を構成する。尚、ナット２９を電動モータに連結して回転要素とし、ねじ軸２６を軸線方向に移動させて軸線方向移動要素としても良い。
【００１６】
スイングレバー２３は、ハウジング２１に植設された枢動軸３３に嵌合する孔２３ａを中央に有しており、図２に示すクラッチ接続位置（第２の位置）と、電動モータ２２側に当接するクラッチ切断位置（第１の位置）との間で枢動可能となっている。スイングレバー２３の図２で下端には、ワイヤーケーブル部分１４Ａが取り付けられ、変位部材３１の図２で下端にはワイヤーケーブル部分１４Ｂが取り付けられている。尚、ワイヤーケーブル部分１４Ａ、１４Ｂは、図では直線上に配置されているが、これに限らず角度付け又はオフセットされていても良い。スイングレバー２３の側面には、略円筒面状のなだらかな突起２３ｂが形成されており、かかる突起２３ｂにナット２９が当接するようになっている。
【００１７】
図４は、スイングレバー２３内に配置されたセンサ２４及び変位部材３１の取り付け状態を示す図である。変位部材３１は、図４で上端に円形開口３１ａを有し、中央に長孔３１ｂを有している。スイングレバー２３（図３）に植設された軸２３ｄが、円形開口３１ａに挿通されており、変位部材３１は、軸２３ｄの周囲を揺動可能となっている。ポテンシオメータであるセンサ２４の測定子２４ａの先端近傍には、丸軸２４ｂが設けられており、これが変位部材３１の長孔３１ｂに係合している。
【００１８】
変位部材３１がスイングレバー２３に対して枢動すると、長孔３１ｂにより丸軸２４ｂが力を受け、長孔３１ｂに沿った方向に移動しながら測定子２４ａを変位させるので、その変位量をセンサ２４が検出して電気信号としてＣＰＵに出力するようになっている。変位量を測定できれば、既知であるコイルバネ３２のバネ常数から、スイングレバー２３が受けた荷重を求めることができる。尚、変位部材３１の変位量測定は、以上の態様に拘らず、例えば回転タイプのセンサなども用いることができる。
【００１９】
本実施の形態の動作について説明する。図２において、ワイヤーケーブルは、自動二輪車のクラッチ装置のバネＳ（図２では簡略化して図示）により、常にエンジン側に向かって付勢されている。ここで、自動二輪車に乗るライダーが、バネＳの付勢力に抗してクラッチレバー１２を握ることで、クラッチレバー側部分１４Ａが引っ張られ、スイングレバー２３が枢動軸３３周りに（図３で矢印Ａ方向に）枢動する。
【００２０】
このとき、変位部材３１は、コイルバネ３２によりスイングレバー２３に向かう付勢力を与えられているため、スイングレバー２３と同方向に移動するが、スイングレバー２３との相対移動量（荷重）は、コイルバネ２３の付勢力とクラッチ装置のバネＳの付勢力やケーブル抵抗等との関係により変化する。すなわち、クラッチ装置Ｓの付勢力等が比較的小さければ、スイングレバー２３と変位部材３１との相対変位量は小さく、従ってセンサ２４からの出力信号は小さくなる。一方、クラッチ装置Ｓの付勢力等が比較的大きければ、スイングレバー２３と変位部材３１との相対変位量は大きくなり、従ってセンサ２４からの出力信号も大きくなる。制御手段であるＣＰＵ（図２）は、センサ２４からの信号を入力し、その相対変位量から荷重を演算し、それに基づき電動モータ２２に駆動信号を出力する。従って、電動モータ２２は、荷重に応じた（例えばアシスト率を一定として）補助操作力を出力することができるため、経時劣化などに関わらず、ライダーは一定のクラッチ操作力を加えればよいこととなる。また、相対変位量の微分値も制御に用いることで、荷重の急激な変化すなわち操作速度の急激な変化にも対応することができる。
【００２１】
電動モータ２２の回転軸２２ａが回転すれば、カップリング２５を介してねじ軸２６が回転し、ナット２９が軸線方向に移動して、スイングレバー２３が矢印Ａ方向に枢動するのをアシストする。従って、クラッチレバー１２を操作したライダーの動作に対して、直ちに電動モータ２２が反応しスイングレバー２３に補助動力を出力し、スイングレバー２３に連結されたエンジン側部分１４Ｂを介してクラッチ装置が動力切断を行うため、ライダーの負担が軽減されることとなる。又、ボールスクリュー機構は、コンパクトであり且つ低フリクションで高効率であるため、自動二輪車に搭載するアクチュエータ装置２０に用いるのに好適である。
【００２２】
一方、ライダーが握っていたクラッチレバー１２を放すと、バネＳによりエンジン側部分１４Ｂを介して引っ張られたスイングレバー２３が、枢動軸３３周りに（図３で矢印Ｂ方向に）枢動する。このときスイングレバー２３と変位部材３１との相対変位量はゼロとなるので、ＣＰＵは電動モータ２２に電力を供給せず、その回転軸２２ａはフリーに回転する。更にスイングレバー２３が枢動することで、ナット２９を図で左方に押圧すると、ナット２９の軸線方向移動がねじ軸２６の回転にスムーズに変換されるため、スイングレバー２３の枢動を妨げることがなく、ワイヤーケーブル部分１４Ｂを介してクラッチ装置が動力伝達を再開することができる。かかる場合、スイングレバー２３はナット２９に当接したままであるため、ライダーがクラッチレバー１２を放すのを途中で止めれば、ナット２９もそれに追随して止まり、更にライダーがクラッチレバー１２を握り返すと、直ちに電動モータ２２が反応しスイングレバー２３に補助動力を出力するので、微妙なクラッチワークにも対処でき、ライダーに違和感を与えることがない。
【００２３】
本実施の形態においては、スイングレバー２３は、ナット２９より図３で矢印Ａ方向に押されるときは一緒に移動するが、ナット２９に関わらず、独立して矢印Ａ方向に（即ち第１の位置に向かって）移動自在となっている。従って、図３に示す状態で、電動モータ２２などに異常が生じた場合には、非アシスト式のクラッチ装置と同様に、ライダーがクラッチレバー１２を握れば、ワイヤーケーブル部分１４Ａを介してスイングレバー２３が矢印Ａ方向に枢動し、変位部材３１に連結されたワイヤーケーブル部分１４Ｂを介してクラッチ装置が動力切断を行うことができるため、修理工場まで自力でたどり着くことができる。尚、極めて頻度は低いが、クラッチが切断された状態である第１の位置で、電動モータ２２に不具合が生じる可能性もある。かかる場合、例えばハウジング２１の外部から工具を差し込んで、ねじ軸２６を回して図３に示す位置へと復帰させれば、上述したようにライダーの握力だけでクラッチの切断・接続が可能となる。
【００２４】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明は、自動二輪車のみならず、クラッチレバーでクラッチ装置を操作する三輪、四輪バギー等にも用いることができる。又、クラッチ力を伝達する第１の媒体及び第２の媒体は、オイルホース内の作動油であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態のアクチュエータ装置を搭載した自動二輪車の側面図である。
【図２】アクチュエータ装置を含むクラッチアシスト機構の概略構成図である。
【図３】アクチュエータ装置の正面断面図である。
【図４】スイングレバー２３内に配置されたセンサ２４及び変位部材３１の取り付け状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１２  クラッチレバー
１４Ａ、１４Ｂ  ワイヤーケーブル部分
２０  アクチュエータ装置
２１  ハウジング
２２  電動モータ
２３  スイングレバー
２４  センサ
２６  ねじ軸
２９  ナット
３１  変位部材
３２  コイルバネ
【図１】
2005075177.tif 000003
【図２】
2005075177.tif 000004
【図３】
2005075177.tif 000005
【図４】
2005075177.tif 000006