断続装置
【課題】構造を簡素化できると共に小型化を図ることができる断続装置を提供すること。
【解決手段】スプリング２５の付勢力により係合されると共に付勢力に抗する力が入力されることで解放されるクラッチ２０の係合および解放を行うものであり、モータＭにより回転されるカム６と、そのカム６によりクラッチ２０を押圧する第１従節９と、その第１従節９と異なる位置に配設されると共に、カム６に向けて付勢される第２従節１０とを備え、その第２従節１０の付勢力によりカム６にクラッチを解放させる方向の回転力を与えるようにしたので、断続装置１の構造を簡素化できると共に小型化できる。
【解決手段】スプリング２５の付勢力により係合されると共に付勢力に抗する力が入力されることで解放されるクラッチ２０の係合および解放を行うものであり、モータＭにより回転されるカム６と、そのカム６によりクラッチ２０を押圧する第１従節９と、その第１従節９と異なる位置に配設されると共に、カム６に向けて付勢される第２従節１０とを備え、その第２従節１０の付勢力によりカム６にクラッチを解放させる方向の回転力を与えるようにしたので、断続装置１の構造を簡素化できると共に小型化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチの断続装置に関し、特に、構造を簡素化できると共に小型化を図ることができる断続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等の変速機においては、入力軸と出力軸のそれぞれに接続された部材同士を接触させ、部材間に生じる摩擦力により円板同士を係合させて、入力軸の回転を出力軸に伝達する摩擦クラッチなど（以下「クラッチ」と称す）が用いられている。クラッチに配設されるスプリングの付勢力を利用して、部材同士を接触させてクラッチを係合しているので、クラッチを解放するには、スプリングの付勢力に抗する力をクラッチに入力する必要がある。このようなクラッチを解放させる断続装置としては、モータの駆動力を利用するものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、モータ１７０１，１００２により回転されるカム１７０８，２００７の従節作動端をクラッチに連結すると共に、カム１７０８，２００７と一体に構成されるクランク１７１３，２０１０に蓄力器１７１４，２０１５が配設されるアクチュエータ１７００，２０００（断続装置）が開示されている。特許文献１に開示される断続装置によれば、クラッチが係合するときに、クランクに配設される蓄力器に荷重が蓄積される一方、クラッチが解放されるときに、蓄積された荷重がクラッチに向かって出力される。その結果、モータの駆動力に加えて蓄力器に蓄積された荷重を出力して、クラッチを解放できる。
【０００４】
また、特許文献２には、モータにより移動されるクランクアーム１０と、そのクランクアーム１０の移動に伴い荷重が蓄積される荷重蓄積手段（コイルスプリング１８）と、荷重蓄積手段に回動可能に連結されたリンク２１と、これらを互いに回動可能に連結することにより形成されるトグル装置とを備える自動断続装置（断続装置）が開示されている。特許文献２に開示される断続装置によれば、トグル装置が構成されているので、特許文献２の図３に示すように、摩擦クラッチが係合した後もコイルスプリング１８に荷重が蓄積保持される。その結果、摩擦クラッチを解放させるときは、コイルスプリング１８に蓄積保持された荷重を出力してクラッチを解放できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０７６００（図２３、図２４）
【特許文献２】特開平１１−２０１１８８（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される断続装置では、クランクを用いているので、クランクが揺動できるだけの大きな空間が装置内に必要となるため、装置が大型化するという問題点があった。特許文献２に開示される断続装置においても、クランクアーム１０を備えるリンク機構が大きな空間を占有し、装置が大型化するという問題点があった。
【０００７】
さらに、特許文献２に開示される断続装置では、摩擦クラッチが係合した後もコイルスプリング１８に荷重を蓄積保持するため、リンク機構によりトグル装置を形成しているので、構造が複雑化するという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、構造を簡素化できると共に小型化を図ることができる断続装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
この目的を達成するために、請求項１記載の断続装置は、モータにより回転されるカムと、そのカムによりクラッチを押圧する第１従節と、その第１従節と異なる位置に配設されると共にカムに向かって付勢され、クラッチを解放させる方向の回転力をカムに与える第２従節とを備えているので、カムによってモータの回転運動を直線運動に変換でき、構造を簡素化できる効果がある。また、カムは、クランクのようにそれが揺動できるだけの空間を確保する必要がないので、装置を小型化できる効果がある。
【００１０】
また、第１従節および第２従節の位置、速度、タイミングはカム形状から任意に決められるので、断続装置の設計の自在性を向上できる効果がある。さらに、第１従節および第２従節を変位させるのに必要な各々のカム軸トルクは、クラッチのスプリングや第２従節の荷重特性およびカム形状等に基づいて算出できる。算出された第１従節の変位に必要なカム軸トルクを、第２従節の変位に必要なカム軸トルクで打ち消すことによって、モータが必要とするカム軸トルクを平準化できる。カム軸トルクを平準化できれば、ピークトルクを小さくしてピーク電流を低減でき、その結果、モータを小型化できる。即ち、カムを用いて第１従節および第２従節を変位させるので、モータの小型化を、クラッチのスプリングや第２従節の荷重特性を考慮し、カム形状や第２従節の付勢力を最適化することによって容易に実現できる効果がある。
【００１１】
請求項２記載の断続装置によれば、カムは、クラッチが係合されるときの第２従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されているので、クラッチの係合時に、クラッチを解放させる方向の回転力が第２従節からカムに与えられることを防止する。その結果、請求項１記載の断続装置の奏する効果に加え、第２従節の付勢力によってクラッチの係合力が弱くなり伝達トルクが低下することを防止できる効果がある。
【００１２】
また、クラッチの係合時に第２従節の付勢力はカムを回転させないため、クラッチの係合を維持するのにモータが消費するエネルギーを大幅に削減できる効果がある。さらに、カムの回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカムを停止させるだけでクラッチは強く係合されるため、機構を大幅に簡素化することができ、装置を小型化できる効果がある。
【００１３】
請求項３記載の断続装置によれば、カムは、クラッチが解放されるときの第１従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されているので、請求項１又は２に記載の断続装置の奏する効果に加え、クラッチの解放を維持するのにモータが消費するエネルギーを大幅に削減できると共に、機構を大幅に簡素化することができ、装置を小型化できる効果がある。
【００１４】
即ち、クラッチが解放されるときは、その解放状態を維持するため、第１従節の変位を阻止する必要がある。第１従節の変位を阻止するには、クラッチのスプリングによる付勢力によりカムが回転しないようにすれば良い。請求項３記載の断続装置は、カムは、クラッチが解放されるときの第１従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されているので、クラッチのスプリングによる付勢力で第１従節がカムの方向に運動しても、カムは回転運動をすることができない。従って、クラッチの解放状態を維持するのにモータが消費するエネルギーを大幅に削減できる効果がある。また、カムの回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカムを停止させるだけでクラッチの解放状態を維持できるため、機構を大幅に簡素化することができ、装置を小型化できる効果がある。
【００１５】
請求項４記載の断続装置によれば、第２従節の付勢力によりクラッチを解放させる方向にカムを回転させようとする第１カム軸トルクと、スプリングの付勢力によりクラッチを係合させる方向にカムを回転させようとする第２カム軸トルクとの差が、モータが必要とするカム軸トルクである。カムの形状および第２従節の付勢力は、停留区間を除き、カムの回転角に対して略一定となるように設定されているので、モータが必要とするカム軸トルクを平準化できる。その結果、ピークトルクを小さくすることができ、ピーク電流を低減できる。従って、モータを小型化できる効果がある。さらに、カム軸トルクを平準化できるため、カムのガタつきや回転ムラをなくすことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態における断続装置を模式的に示した断面模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断続装置の断面模式図である。
【図３】（ａ）はクラッチが係合されるときの断続装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は蓄力部に保持した荷重をクラッチに出力するときの断続装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｃ）はクラッチが解放されるときの断続装置の内部構造を模式的に示した模式図である。
【図４】（ａ）は第１従節を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム及び第１従節の模式図であり、（ｂ）は第２従節を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム及び第２従節の模式図である。
【図５】クラッチを解放するときの第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクの計算結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態における断続装置１を模式的に示した断面模式図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における断続装置１の断面模式図である。
【００１８】
図１に示すように、断続装置１は、モータＭによって回転されるカム６と、そのカム６によりクラッチ２０を押圧する第１従節９と、その第１従節９と異なる位置に配設される第２従節１０とを主に備えて構成されている。
【００１９】
カム６は板カムから構成され、カム軸７に固定されている。そのカム軸７は軸受８を介して両端が回動可能に筐体２に固定されている。一方、筐体２の外部にはモータＭが配設されている。モータＭの回転を出力するモータ軸３はカム軸７と交差して筐体２内に延設されており、モータ軸３の端部は軸受４を介して回動可能に筐体２に固定されている。モータ軸３にはウォーム５が形成されており、カム軸７の端部側に形成されるウォームホイール（図示せず）と係合している。これにより、モータ軸３の回動に伴い、ウォーム５、ウォームホイール（図示せず）と動力が伝達されてカム６は回動する。
【００２０】
図２に示すように、第２従節１０は、ローラフォロアから構成されカム６の輪郭に直接接触する接触子１０ａと、接触子１０ａが一端に支承されると共に他端が筐体２に固定され伸縮自在に形成されるシャフト１０ｂと、そのシャフト１０ｂに配設される蓄力部１０ｃとを主に備えて構成されている。蓄力部１０ｃはコイルスプリングから構成されると共に、シャフト１０ｂの外周に配設され、一端がシャフト１０ｂの先端側に固定され他端が筐体２に固定されている。カム６の回動に伴いシャフト１０ｂは収縮と伸長を繰り返し、これに応じて蓄力部１０ｃも圧縮と伸長を繰り返す。カム６の回動によって圧縮された蓄力部１０ｃの付勢力により、接触子１０ａはカム６に押し付けられる。
【００２１】
第１従節９は、第２従節１０と異なる位置に配設されており、ローラフォロアから構成されカム６の輪郭に直接接触する接触子９ａと、接触子９ａが一端に支承されると共に他端側が筐体２の外に延設される突き棒９ｂとを主に備えて構成されている。突き棒９ｂの外周にはコイルスプリングから構成される付勢手段９ｃが配設されている。付勢手段９ｃは、一端が突き棒９ｂの先端側に固定され他端が筐体２に固定されている。上述の蓄力部１０ｃと同様に、付勢手段９ｃの付勢力により接触子９ａはカム６に押し付けられる。また、第１従節９及び第２従節１０はローラフォロアから構成される接触子９ａ，１０ａを備えているので、カム６との摩擦を低減することができ、エネルギー損失を抑制できる。
【００２２】
図１に戻って、断続装置１に連係されるクラッチ２０について説明する。クラッチ２０は、フライホイール２１と、フライホイール２１の円板面に配設されるクラッチ板２２と、クラッチ板２２の円板面に貼付される摩擦パッド２３と、摩擦パッド２３から離隔して配設されるプレッシャプレート２４と、プレッシャプレート２４をその付勢力によってクラッチ板２２側に押圧して摩擦パッド２３に摩擦力を発生させるスプリング２５と、スプリング２５の付勢力を解除してプレッシャプレート２４を摩擦パッド２３から離隔するレリーズ軸受２６及びレリーズフォーク２７とを主に備えて構成されている。レリーズフォーク２７は出力エレメント２８によって操作され、出力エレメント２８は断続装置１の第１従節９（突き棒９ｂ）に連結される。
【００２３】
このクラッチ２０によれば、出力エレメント２８を断続装置１側に変位させると、スプリング２５の付勢力によってプレッシャプレート２４がクラッチ板２２側に押圧される。その結果、摩擦パッド２３に摩擦力が生じる。これによりクラッチ２０が係合されて動力が伝達される。一方、出力エレメント２８をクラッチ２０側に変位させると、レリーズフォーク２７が操作されスプリング２５の付勢力が解除される。これによりクラッチ２０が解放されて動力の伝達が遮断される。
【００２４】
断続装置１は、出力エレメント２８を操作してクラッチ２０の係合および解放を行う装置である。以下、図３を参照して、断続装置１の動作について説明する。図３（ａ）はクラッチ２０が係合されるときの断続装置１の内部構造を模式的に示した模式図であり、図３（ｂ）は蓄力部１０ｃに保持した荷重をクラッチ２０に出力するときの断続装置１の内部構造を模式的に示した模式図であり、図３（ｃ）はクラッチ２０が解放されるときの断続装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、図３においては、第１従節９の付勢手段９ｃの記載は省略している。また、クラッチ２０が係合しているときを「Ｌｏｃｋ」と表記し（図３（ａ）参照）、クラッチ２０が解放しているときを「Ｆｒｅｅ」と表記している（図３（ｃ）参照）。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、断続装置１の第１従節９をカム６側に変位させると、出力エレメント２８（図１参照）が断続装置１側に変位される。これにより、上述のようにクラッチ２０が係合される。一方、第１従節９をカム６側に変位させるのに伴い、第２従節１０に配設される蓄力部１０ｃは圧縮され荷重が蓄積される。ここで、カム６はクラッチ２０が係合されるときの第２従節１０の運動方向に対する圧力角（カム６の輪郭および第２従節１０の共通法線ｎと第２従節１０の運動方向ｍとのなす角）が実質的に０°に設定されている（なお、ｔはカム６の輪郭に接触子１０ａが接触する点におけるカム６の接線）。
【００２６】
これにより、共通法線ｎと第２従節１０の運動方向ｍとが一致するため、カム６は蓄力部１０ｃの弾性変形による付勢力（第２従節１０の付勢力）によっては回転できない。これにより、クラッチ２０の係合時に、クラッチ２０を解放させる方向の回転力が第２従節１０からカム６に与えられることが防止される。その結果、第２従節１０の付勢力によってクラッチ２０の係合力が弱くなり、伝達トルクが低下することを防止できる。
【００２７】
また、上述のように、クラッチ２０の係合時に第２従節１０の付勢力はカム６を回転させないため、クラッチ２０の係合を維持するのにモータＭ（図１参照）が消費するエネルギーを大幅に削減できる。さらに、カム６の回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカム６を停止させるだけでクラッチ２０の係合を維持できるため、機構を大幅に簡素化でき断続装置１を小型化できる。
【００２８】
次に、クラッチ２０を解放させる場合には、図３（ｂ）に示すようにモータＭ（図１参照）を用いてカム軸７の回りにカム６を回転させる（カム軸７の周りの矢印はカム６の回転方向を示す）。その結果、カム６は第２従節１０に対する圧力角θｐが発生すると共に、蓄力部１０ｃは蓄積された荷重をカム６側に出力する。これにより、モータＭの駆動力に加え、蓄力部１０ｃが出力する荷重および圧力角θｐによってカム６は回転する。このカム６の回転に伴って第１従節９はクラッチ２０側に変位し、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）を押圧する。
【００２９】
次いで、図３（ｃ）に示すように、クラッチ２０側に変位する第１従節９が停留するまでカム６を回転させる。蓄力部１０ｃは第１従節９が停留するようになるまで荷重を出力する。第１従節９がクラッチ２０側に変位することで、レリーズフォーク２７（図１参照）が操作されスプリング２５の付勢力が解除される。これによりクラッチ２０が解放される。ここで、カム６は、クラッチ２０が解放されるときの第１従節９に対する圧力角（カム６の輪郭および第１従節の共通法線ｎと第１従節９の運動方向ｍとのなす角）が実質的に０°に設定されている。
【００３０】
これにより、共通法線ｎと第１従節９の運動方向ｍとが一致するため、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）による付勢力で第１従節９がカム６の方向に運動しても、カム６は回転運動をすることができない。従って、クラッチ２０の解放状態を維持するのにモータＭ（図１参照）が消費するエネルギーを大幅に削減できる。また、カム６の回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカム６を停止させるだけでクラッチ２０の解放状態を維持できるため、機構を大幅に簡素化することができ、断続装置１を小型化できる。
【００３１】
また、断続装置１はカム６によってモータＭ（図１参照）の回転運動を直線運動に変換できるため、構造を簡素化できる。また、クランクを利用してクラッチの解放および係合を行う場合には、クランクが揺動できるだけの空間を確保する必要があるが、カム６で第１従節９及び第２従節１０を変位させる断続装置１では、クランクを揺動させるのに必要な空間を確保する必要がないので、断続装置１を小型・簡素化できる。さらに、第１従節９及び第２従節１０の位置、速度、タイミングはカム形状から任意に決められるので、断続装置１の設計の自在性を向上できる。
【００３２】
なお、圧力角が実質的に０°に設定されているというのは、第１従節９（又は第２従節１０）の運動方向ｍとカム６の共通法線ｎとを実質的に一致させることにより、第1従節９（又は第２従節１０）とカム６との摩擦を無視できるほど小さくすることをいう。
【００３３】
次に、図４を参照して、カム６の回転に必要なカム軸トルクについて説明する。図４（ａ）は第１従節９（突き棒９ｂ）を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム６及び第１従節９の模式図であり、図４（ｂ）は第２従節１０（シャフト１０ｂ）を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム６及び第２従節１０の模式図である。図４（ａ）において、Ｒｎはカム半径、ｄαはカム軸７を中心にカム６をカム軌道面上の点ａから点ｂまで回転させるときの回転角、Ｓｎｃはカム６の点ｂにおける接線方向に作用する力、Ｐはクラッチ２０のスプリング２５（図１参照）により生ずる力である。また、図４（ｂ）において、Ｓｎｓはカム６の点ｂにおける接線方向に作用する力、Ｐｎｓ０は蓄力部１０ｃ（図１参照）が出力する初期荷重（蓄力部１０ｃがカム基礎円半径により圧縮されて生ずる荷重）である。
【００３４】
図４において、カム６の回転角がｄαの場合、ｄｂ＝Ｒｎ（１−ｃｏｓ（ｄα））、ｄａ＝Ｒｎ・ｓｉｎ（ｄα）と表わされる。また、点ａにおけるカム６の接線と点ａ及び点ｂを結ぶ直線とのなす角をθｎとすれば、θｎ＝ｔａｎ−１｛（ｄＲ＋ｄｂ）／ｄａ｝−ｔａｎ−１（ｄｂ／ｄａ）と表わされる。ここで、図４（ａ）において、突き棒９ｂのクラッチ２０側への変位量δｎは、カム基礎円半径をＲ０とすれば、δｎ＝（Ｒｎ−Ｒ０）＋ｄＲと表わされる。突き棒９ｂがクラッチ２０側に変位（変位量δｎ）することによりクラッチ２０が突き棒９ｂに作用する力Ｐｎｃは、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）により生ずる力Ｐ及びクラッチ２０のレバー比ｉを考慮した関数ｆ（δｎ）で表わされる。
【００３５】
これらの結果、係合するクラッチ２０を解放するときに要するカム６の点ｂにおける接線方向の力Ｓｎｃは、Ｓｎｃ＝Ｐｎｃ（ｔａｎθｎ＋μ）と表わされる。なお、μはカム６と接触子９ａ（図１参照）との摩擦係数である。ここで、クラッチ２０を解放させる方向に第１従節９（突き棒９ｂ）を変位させるときのカム軸トルク（以下「第１カム軸トルク」と称す）Ｍｎｃは、Ｍｎｃ＝Ｓｎｃ（Ｒｎ＋ｄＲ）と表わされる。この式に上述の各式を代入することにより第１カム軸トルクＭｎｃを概算できる。
【００３６】
次に、図４（ｂ）において、シャフト１０ｂが変位（変位量δｎ）することにより第２従節１０の蓄力部１０ｃ（図１参照）がシャフト１０ｂに作用する力Ｐｎｓは、蓄力部１０ｃの弾性率ｋ及び蓄力部１０ｃの初期荷重Ｐｎｓ０より、Ｐｎｓ＝ｋ・δｎ＋Ｐｎｓ０と表わされる。クラッチ２０を係合するときに蓄力部１０ｃはカム６によって荷重が入力されるが、このときに作用するカム６の点ｂにおける接線方向の力Ｓｎｓは、Ｓｎｓ＝Ｐｎｓ（ｔａｎθｎ−μ）と表わされる。なお、μはカム６と接触子１０ａ（図１参照）との摩擦係数である。
【００３７】
ここで、クラッチ２０を係合させる方向に第２従節１０を変位させて蓄力部１０ｃに荷重を蓄積するのに必要なカム軸トルク（以下「第２カム軸トルク」と称す）Ｍｎｓは、Ｍｎｓ＝Ｓｎｓ（Ｒｎ＋ｄＲ）と表わされる。この式に上述の各式を代入することにより第２カム軸トルクＭｎｓを概算できる。
【００３８】
以上のように、第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクは、カム６の半径および形状（輪郭）、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）の弾性率等の特性、クラッチ２０のレバー比、蓄力部１０ｃの弾性率等の特性（第２従節１０の付勢力）、カム６と接触子９ａ，１０ａ（図１参照）との摩擦係数等から求められる。
【００３９】
ここで、クラッチ２０のスプリング２５の特性やレバー比は既知であり、カム６と接触子９ａ，１０ａとの摩擦係数も設定可能である。従って、カム６の半径および形状（輪郭）、並びに第２従節１０の付勢力は、第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクから設定できる。以上のように、断続装置１はカム６を用いて第１従節９及び第２従節１０を変位させているので、第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクを設定することにより、カム６の半径および形状（輪郭）、並びに第２従節１０の付勢力を設定できる。
【００４０】
ここで、図５はクラッチ２０を解放するときの第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクの計算結果の一例を示す図である。図５において、横軸はカム６の回転角を示し、縦軸はトルクを示している。Ａ，Ｂは第１従節９又は第２従節１０が停留状態にあるときのカム６の回転角である。また、図５では、第２カム軸トルクは０以下（第１カム軸トルクと向きが異なる）としている。これは、クラッチ２０を係合するときに第２従節１０に入力された荷重が、クラッチ２０を解放するときに、対応する回転角において第２従節１０からクラッチ２０側へ出力され、クラッチ２０の解放をアシストすることを示している。また、図５に図示したカム軸トルクの曲線は、第１カム軸トルクと第２カム軸トルクとを互いに打ち消し合わせたものである。
【００４１】
図５を参照して、第１カム軸トルクは、Ｂの区間（トルクが０の付近）を除いて平準化されていることがわかる。同様に第２カム軸トルクも、Ａ及びＢの区間（トルクが０の付近）を除いて平準化されていることがわかる。これらの結果、蓄力部１０ｃ（図１参照）に蓄積された荷重が、クラッチ２０を解放するときに蓄力部１０ｃからクラッチ２０側へ出力されるので、モータＭ（図１参照）が必要とするカム軸トルクを平準化して、モータＭの負担を小さくできる。
【００４２】
これは、図４を参照して説明した第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクの算出方法に基づいて、カム６の形状を最適化すると共に、第２従節１０の付勢力を最適化したことによる。カム６の形状および第２従節１０の付勢力は、第１カム軸トルクを、対応する回転角において第２カム軸トルクにより打ち消すように設定されている。その結果、カム軸トルクのピークトルク（第１カム軸トルク−第２カム軸トルク）を小さくすることができ、ピーク電流を低減できる。従って、モータＭを小型化できる。さらに、カム軸トルクを平準化できるため、カム６のガタつきや回転ムラをなくすことができる。
【００４３】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４４】
上記実施の形態では、断続装置１のカム６は、板カムで構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他のカムを採用することも当然可能である。他のカムとしては、例えば、板カムと同様な平面カムの溝カム、立体カムである端面カムや円筒溝カムを挙げることができる。クラッチ１や蓄力部１０ｃの特性に応じて、任意のカムを適宜選択することができる。
【００４５】
上記実施の形態では、カム軸７に１個のカム６が配設されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、カム軸７に２個以上のカムを並設し、各々のカムに第１従節９及び第２従節１０を配設することも当然可能である。この場合は、第１従節９が配設されるカムのカム形状は、クラッチ２０の特性に応じて設計され、第２従節１０が配設されるカムのカム形状は、蓄力部１０ｃの特性に応じて設計される。各々のカム形状はクラッチ２０又は蓄力部１０ｃの特性を考慮して行えば良いため、各々のカム形状の設計を容易にできる。
【００４６】
上記実施の形態では、クラッチ２０が単板式の摩擦クラッチとして構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他のクラッチを採用することも当然可能である。他のクラッチとしては、例えば、多板クラッチ、ディスククラッチ、ドラムクラッチ、円すいクラッチ等の他の摩擦クラッチが挙げられる。
【００４７】
上記実施の形態では、モータＭからカム６への動力の伝達手段がウォーム５及びウォームホイール（図示せず）の場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の伝達手段を採用することも可能である。他の伝達手段としては、例えば、平歯車装置、遊星歯車装置およびこれらの組合せを挙げることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 断続装置
６ カム
９ 第１従節
９ａ 接触子（第１従節の一部）
９ｂ 突き棒（第１従節の一部）
１０ 第２従節
１０ａ 接触子（第２従節の一部）
１０ｂ シャフト（第２従節の一部）
１０ｃ 蓄力部（第２従節の一部）
２０ クラッチ
Ｍ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチの断続装置に関し、特に、構造を簡素化できると共に小型化を図ることができる断続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等の変速機においては、入力軸と出力軸のそれぞれに接続された部材同士を接触させ、部材間に生じる摩擦力により円板同士を係合させて、入力軸の回転を出力軸に伝達する摩擦クラッチなど（以下「クラッチ」と称す）が用いられている。クラッチに配設されるスプリングの付勢力を利用して、部材同士を接触させてクラッチを係合しているので、クラッチを解放するには、スプリングの付勢力に抗する力をクラッチに入力する必要がある。このようなクラッチを解放させる断続装置としては、モータの駆動力を利用するものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、モータ１７０１，１００２により回転されるカム１７０８，２００７の従節作動端をクラッチに連結すると共に、カム１７０８，２００７と一体に構成されるクランク１７１３，２０１０に蓄力器１７１４，２０１５が配設されるアクチュエータ１７００，２０００（断続装置）が開示されている。特許文献１に開示される断続装置によれば、クラッチが係合するときに、クランクに配設される蓄力器に荷重が蓄積される一方、クラッチが解放されるときに、蓄積された荷重がクラッチに向かって出力される。その結果、モータの駆動力に加えて蓄力器に蓄積された荷重を出力して、クラッチを解放できる。
【０００４】
また、特許文献２には、モータにより移動されるクランクアーム１０と、そのクランクアーム１０の移動に伴い荷重が蓄積される荷重蓄積手段（コイルスプリング１８）と、荷重蓄積手段に回動可能に連結されたリンク２１と、これらを互いに回動可能に連結することにより形成されるトグル装置とを備える自動断続装置（断続装置）が開示されている。特許文献２に開示される断続装置によれば、トグル装置が構成されているので、特許文献２の図３に示すように、摩擦クラッチが係合した後もコイルスプリング１８に荷重が蓄積保持される。その結果、摩擦クラッチを解放させるときは、コイルスプリング１８に蓄積保持された荷重を出力してクラッチを解放できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０７６００（図２３、図２４）
【特許文献２】特開平１１−２０１１８８（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される断続装置では、クランクを用いているので、クランクが揺動できるだけの大きな空間が装置内に必要となるため、装置が大型化するという問題点があった。特許文献２に開示される断続装置においても、クランクアーム１０を備えるリンク機構が大きな空間を占有し、装置が大型化するという問題点があった。
【０００７】
さらに、特許文献２に開示される断続装置では、摩擦クラッチが係合した後もコイルスプリング１８に荷重を蓄積保持するため、リンク機構によりトグル装置を形成しているので、構造が複雑化するという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、構造を簡素化できると共に小型化を図ることができる断続装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
この目的を達成するために、請求項１記載の断続装置は、モータにより回転されるカムと、そのカムによりクラッチを押圧する第１従節と、その第１従節と異なる位置に配設されると共にカムに向かって付勢され、クラッチを解放させる方向の回転力をカムに与える第２従節とを備えているので、カムによってモータの回転運動を直線運動に変換でき、構造を簡素化できる効果がある。また、カムは、クランクのようにそれが揺動できるだけの空間を確保する必要がないので、装置を小型化できる効果がある。
【００１０】
また、第１従節および第２従節の位置、速度、タイミングはカム形状から任意に決められるので、断続装置の設計の自在性を向上できる効果がある。さらに、第１従節および第２従節を変位させるのに必要な各々のカム軸トルクは、クラッチのスプリングや第２従節の荷重特性およびカム形状等に基づいて算出できる。算出された第１従節の変位に必要なカム軸トルクを、第２従節の変位に必要なカム軸トルクで打ち消すことによって、モータが必要とするカム軸トルクを平準化できる。カム軸トルクを平準化できれば、ピークトルクを小さくしてピーク電流を低減でき、その結果、モータを小型化できる。即ち、カムを用いて第１従節および第２従節を変位させるので、モータの小型化を、クラッチのスプリングや第２従節の荷重特性を考慮し、カム形状や第２従節の付勢力を最適化することによって容易に実現できる効果がある。
【００１１】
請求項２記載の断続装置によれば、カムは、クラッチが係合されるときの第２従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されているので、クラッチの係合時に、クラッチを解放させる方向の回転力が第２従節からカムに与えられることを防止する。その結果、請求項１記載の断続装置の奏する効果に加え、第２従節の付勢力によってクラッチの係合力が弱くなり伝達トルクが低下することを防止できる効果がある。
【００１２】
また、クラッチの係合時に第２従節の付勢力はカムを回転させないため、クラッチの係合を維持するのにモータが消費するエネルギーを大幅に削減できる効果がある。さらに、カムの回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカムを停止させるだけでクラッチは強く係合されるため、機構を大幅に簡素化することができ、装置を小型化できる効果がある。
【００１３】
請求項３記載の断続装置によれば、カムは、クラッチが解放されるときの第１従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されているので、請求項１又は２に記載の断続装置の奏する効果に加え、クラッチの解放を維持するのにモータが消費するエネルギーを大幅に削減できると共に、機構を大幅に簡素化することができ、装置を小型化できる効果がある。
【００１４】
即ち、クラッチが解放されるときは、その解放状態を維持するため、第１従節の変位を阻止する必要がある。第１従節の変位を阻止するには、クラッチのスプリングによる付勢力によりカムが回転しないようにすれば良い。請求項３記載の断続装置は、カムは、クラッチが解放されるときの第１従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されているので、クラッチのスプリングによる付勢力で第１従節がカムの方向に運動しても、カムは回転運動をすることができない。従って、クラッチの解放状態を維持するのにモータが消費するエネルギーを大幅に削減できる効果がある。また、カムの回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカムを停止させるだけでクラッチの解放状態を維持できるため、機構を大幅に簡素化することができ、装置を小型化できる効果がある。
【００１５】
請求項４記載の断続装置によれば、第２従節の付勢力によりクラッチを解放させる方向にカムを回転させようとする第１カム軸トルクと、スプリングの付勢力によりクラッチを係合させる方向にカムを回転させようとする第２カム軸トルクとの差が、モータが必要とするカム軸トルクである。カムの形状および第２従節の付勢力は、停留区間を除き、カムの回転角に対して略一定となるように設定されているので、モータが必要とするカム軸トルクを平準化できる。その結果、ピークトルクを小さくすることができ、ピーク電流を低減できる。従って、モータを小型化できる効果がある。さらに、カム軸トルクを平準化できるため、カムのガタつきや回転ムラをなくすことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態における断続装置を模式的に示した断面模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断続装置の断面模式図である。
【図３】（ａ）はクラッチが係合されるときの断続装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は蓄力部に保持した荷重をクラッチに出力するときの断続装置の内部構造を模式的に示した模式図であり、（ｃ）はクラッチが解放されるときの断続装置の内部構造を模式的に示した模式図である。
【図４】（ａ）は第１従節を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム及び第１従節の模式図であり、（ｂ）は第２従節を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム及び第２従節の模式図である。
【図５】クラッチを解放するときの第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクの計算結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態における断続装置１を模式的に示した断面模式図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における断続装置１の断面模式図である。
【００１８】
図１に示すように、断続装置１は、モータＭによって回転されるカム６と、そのカム６によりクラッチ２０を押圧する第１従節９と、その第１従節９と異なる位置に配設される第２従節１０とを主に備えて構成されている。
【００１９】
カム６は板カムから構成され、カム軸７に固定されている。そのカム軸７は軸受８を介して両端が回動可能に筐体２に固定されている。一方、筐体２の外部にはモータＭが配設されている。モータＭの回転を出力するモータ軸３はカム軸７と交差して筐体２内に延設されており、モータ軸３の端部は軸受４を介して回動可能に筐体２に固定されている。モータ軸３にはウォーム５が形成されており、カム軸７の端部側に形成されるウォームホイール（図示せず）と係合している。これにより、モータ軸３の回動に伴い、ウォーム５、ウォームホイール（図示せず）と動力が伝達されてカム６は回動する。
【００２０】
図２に示すように、第２従節１０は、ローラフォロアから構成されカム６の輪郭に直接接触する接触子１０ａと、接触子１０ａが一端に支承されると共に他端が筐体２に固定され伸縮自在に形成されるシャフト１０ｂと、そのシャフト１０ｂに配設される蓄力部１０ｃとを主に備えて構成されている。蓄力部１０ｃはコイルスプリングから構成されると共に、シャフト１０ｂの外周に配設され、一端がシャフト１０ｂの先端側に固定され他端が筐体２に固定されている。カム６の回動に伴いシャフト１０ｂは収縮と伸長を繰り返し、これに応じて蓄力部１０ｃも圧縮と伸長を繰り返す。カム６の回動によって圧縮された蓄力部１０ｃの付勢力により、接触子１０ａはカム６に押し付けられる。
【００２１】
第１従節９は、第２従節１０と異なる位置に配設されており、ローラフォロアから構成されカム６の輪郭に直接接触する接触子９ａと、接触子９ａが一端に支承されると共に他端側が筐体２の外に延設される突き棒９ｂとを主に備えて構成されている。突き棒９ｂの外周にはコイルスプリングから構成される付勢手段９ｃが配設されている。付勢手段９ｃは、一端が突き棒９ｂの先端側に固定され他端が筐体２に固定されている。上述の蓄力部１０ｃと同様に、付勢手段９ｃの付勢力により接触子９ａはカム６に押し付けられる。また、第１従節９及び第２従節１０はローラフォロアから構成される接触子９ａ，１０ａを備えているので、カム６との摩擦を低減することができ、エネルギー損失を抑制できる。
【００２２】
図１に戻って、断続装置１に連係されるクラッチ２０について説明する。クラッチ２０は、フライホイール２１と、フライホイール２１の円板面に配設されるクラッチ板２２と、クラッチ板２２の円板面に貼付される摩擦パッド２３と、摩擦パッド２３から離隔して配設されるプレッシャプレート２４と、プレッシャプレート２４をその付勢力によってクラッチ板２２側に押圧して摩擦パッド２３に摩擦力を発生させるスプリング２５と、スプリング２５の付勢力を解除してプレッシャプレート２４を摩擦パッド２３から離隔するレリーズ軸受２６及びレリーズフォーク２７とを主に備えて構成されている。レリーズフォーク２７は出力エレメント２８によって操作され、出力エレメント２８は断続装置１の第１従節９（突き棒９ｂ）に連結される。
【００２３】
このクラッチ２０によれば、出力エレメント２８を断続装置１側に変位させると、スプリング２５の付勢力によってプレッシャプレート２４がクラッチ板２２側に押圧される。その結果、摩擦パッド２３に摩擦力が生じる。これによりクラッチ２０が係合されて動力が伝達される。一方、出力エレメント２８をクラッチ２０側に変位させると、レリーズフォーク２７が操作されスプリング２５の付勢力が解除される。これによりクラッチ２０が解放されて動力の伝達が遮断される。
【００２４】
断続装置１は、出力エレメント２８を操作してクラッチ２０の係合および解放を行う装置である。以下、図３を参照して、断続装置１の動作について説明する。図３（ａ）はクラッチ２０が係合されるときの断続装置１の内部構造を模式的に示した模式図であり、図３（ｂ）は蓄力部１０ｃに保持した荷重をクラッチ２０に出力するときの断続装置１の内部構造を模式的に示した模式図であり、図３（ｃ）はクラッチ２０が解放されるときの断続装置１の内部構造を模式的に示した模式図である。なお、図３においては、第１従節９の付勢手段９ｃの記載は省略している。また、クラッチ２０が係合しているときを「Ｌｏｃｋ」と表記し（図３（ａ）参照）、クラッチ２０が解放しているときを「Ｆｒｅｅ」と表記している（図３（ｃ）参照）。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、断続装置１の第１従節９をカム６側に変位させると、出力エレメント２８（図１参照）が断続装置１側に変位される。これにより、上述のようにクラッチ２０が係合される。一方、第１従節９をカム６側に変位させるのに伴い、第２従節１０に配設される蓄力部１０ｃは圧縮され荷重が蓄積される。ここで、カム６はクラッチ２０が係合されるときの第２従節１０の運動方向に対する圧力角（カム６の輪郭および第２従節１０の共通法線ｎと第２従節１０の運動方向ｍとのなす角）が実質的に０°に設定されている（なお、ｔはカム６の輪郭に接触子１０ａが接触する点におけるカム６の接線）。
【００２６】
これにより、共通法線ｎと第２従節１０の運動方向ｍとが一致するため、カム６は蓄力部１０ｃの弾性変形による付勢力（第２従節１０の付勢力）によっては回転できない。これにより、クラッチ２０の係合時に、クラッチ２０を解放させる方向の回転力が第２従節１０からカム６に与えられることが防止される。その結果、第２従節１０の付勢力によってクラッチ２０の係合力が弱くなり、伝達トルクが低下することを防止できる。
【００２７】
また、上述のように、クラッチ２０の係合時に第２従節１０の付勢力はカム６を回転させないため、クラッチ２０の係合を維持するのにモータＭ（図１参照）が消費するエネルギーを大幅に削減できる。さらに、カム６の回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカム６を停止させるだけでクラッチ２０の係合を維持できるため、機構を大幅に簡素化でき断続装置１を小型化できる。
【００２８】
次に、クラッチ２０を解放させる場合には、図３（ｂ）に示すようにモータＭ（図１参照）を用いてカム軸７の回りにカム６を回転させる（カム軸７の周りの矢印はカム６の回転方向を示す）。その結果、カム６は第２従節１０に対する圧力角θｐが発生すると共に、蓄力部１０ｃは蓄積された荷重をカム６側に出力する。これにより、モータＭの駆動力に加え、蓄力部１０ｃが出力する荷重および圧力角θｐによってカム６は回転する。このカム６の回転に伴って第１従節９はクラッチ２０側に変位し、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）を押圧する。
【００２９】
次いで、図３（ｃ）に示すように、クラッチ２０側に変位する第１従節９が停留するまでカム６を回転させる。蓄力部１０ｃは第１従節９が停留するようになるまで荷重を出力する。第１従節９がクラッチ２０側に変位することで、レリーズフォーク２７（図１参照）が操作されスプリング２５の付勢力が解除される。これによりクラッチ２０が解放される。ここで、カム６は、クラッチ２０が解放されるときの第１従節９に対する圧力角（カム６の輪郭および第１従節の共通法線ｎと第１従節９の運動方向ｍとのなす角）が実質的に０°に設定されている。
【００３０】
これにより、共通法線ｎと第１従節９の運動方向ｍとが一致するため、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）による付勢力で第１従節９がカム６の方向に運動しても、カム６は回転運動をすることができない。従って、クラッチ２０の解放状態を維持するのにモータＭ（図１参照）が消費するエネルギーを大幅に削減できる。また、カム６の回転角を制御して圧力角が実質的に０°になるようにカム６を停止させるだけでクラッチ２０の解放状態を維持できるため、機構を大幅に簡素化することができ、断続装置１を小型化できる。
【００３１】
また、断続装置１はカム６によってモータＭ（図１参照）の回転運動を直線運動に変換できるため、構造を簡素化できる。また、クランクを利用してクラッチの解放および係合を行う場合には、クランクが揺動できるだけの空間を確保する必要があるが、カム６で第１従節９及び第２従節１０を変位させる断続装置１では、クランクを揺動させるのに必要な空間を確保する必要がないので、断続装置１を小型・簡素化できる。さらに、第１従節９及び第２従節１０の位置、速度、タイミングはカム形状から任意に決められるので、断続装置１の設計の自在性を向上できる。
【００３２】
なお、圧力角が実質的に０°に設定されているというのは、第１従節９（又は第２従節１０）の運動方向ｍとカム６の共通法線ｎとを実質的に一致させることにより、第1従節９（又は第２従節１０）とカム６との摩擦を無視できるほど小さくすることをいう。
【００３３】
次に、図４を参照して、カム６の回転に必要なカム軸トルクについて説明する。図４（ａ）は第１従節９（突き棒９ｂ）を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム６及び第１従節９の模式図であり、図４（ｂ）は第２従節１０（シャフト１０ｂ）を変位させるときのカム軸トルクを説明するカム６及び第２従節１０の模式図である。図４（ａ）において、Ｒｎはカム半径、ｄαはカム軸７を中心にカム６をカム軌道面上の点ａから点ｂまで回転させるときの回転角、Ｓｎｃはカム６の点ｂにおける接線方向に作用する力、Ｐはクラッチ２０のスプリング２５（図１参照）により生ずる力である。また、図４（ｂ）において、Ｓｎｓはカム６の点ｂにおける接線方向に作用する力、Ｐｎｓ０は蓄力部１０ｃ（図１参照）が出力する初期荷重（蓄力部１０ｃがカム基礎円半径により圧縮されて生ずる荷重）である。
【００３４】
図４において、カム６の回転角がｄαの場合、ｄｂ＝Ｒｎ（１−ｃｏｓ（ｄα））、ｄａ＝Ｒｎ・ｓｉｎ（ｄα）と表わされる。また、点ａにおけるカム６の接線と点ａ及び点ｂを結ぶ直線とのなす角をθｎとすれば、θｎ＝ｔａｎ−１｛（ｄＲ＋ｄｂ）／ｄａ｝−ｔａｎ−１（ｄｂ／ｄａ）と表わされる。ここで、図４（ａ）において、突き棒９ｂのクラッチ２０側への変位量δｎは、カム基礎円半径をＲ０とすれば、δｎ＝（Ｒｎ−Ｒ０）＋ｄＲと表わされる。突き棒９ｂがクラッチ２０側に変位（変位量δｎ）することによりクラッチ２０が突き棒９ｂに作用する力Ｐｎｃは、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）により生ずる力Ｐ及びクラッチ２０のレバー比ｉを考慮した関数ｆ（δｎ）で表わされる。
【００３５】
これらの結果、係合するクラッチ２０を解放するときに要するカム６の点ｂにおける接線方向の力Ｓｎｃは、Ｓｎｃ＝Ｐｎｃ（ｔａｎθｎ＋μ）と表わされる。なお、μはカム６と接触子９ａ（図１参照）との摩擦係数である。ここで、クラッチ２０を解放させる方向に第１従節９（突き棒９ｂ）を変位させるときのカム軸トルク（以下「第１カム軸トルク」と称す）Ｍｎｃは、Ｍｎｃ＝Ｓｎｃ（Ｒｎ＋ｄＲ）と表わされる。この式に上述の各式を代入することにより第１カム軸トルクＭｎｃを概算できる。
【００３６】
次に、図４（ｂ）において、シャフト１０ｂが変位（変位量δｎ）することにより第２従節１０の蓄力部１０ｃ（図１参照）がシャフト１０ｂに作用する力Ｐｎｓは、蓄力部１０ｃの弾性率ｋ及び蓄力部１０ｃの初期荷重Ｐｎｓ０より、Ｐｎｓ＝ｋ・δｎ＋Ｐｎｓ０と表わされる。クラッチ２０を係合するときに蓄力部１０ｃはカム６によって荷重が入力されるが、このときに作用するカム６の点ｂにおける接線方向の力Ｓｎｓは、Ｓｎｓ＝Ｐｎｓ（ｔａｎθｎ−μ）と表わされる。なお、μはカム６と接触子１０ａ（図１参照）との摩擦係数である。
【００３７】
ここで、クラッチ２０を係合させる方向に第２従節１０を変位させて蓄力部１０ｃに荷重を蓄積するのに必要なカム軸トルク（以下「第２カム軸トルク」と称す）Ｍｎｓは、Ｍｎｓ＝Ｓｎｓ（Ｒｎ＋ｄＲ）と表わされる。この式に上述の各式を代入することにより第２カム軸トルクＭｎｓを概算できる。
【００３８】
以上のように、第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクは、カム６の半径および形状（輪郭）、クラッチ２０のスプリング２５（図１参照）の弾性率等の特性、クラッチ２０のレバー比、蓄力部１０ｃの弾性率等の特性（第２従節１０の付勢力）、カム６と接触子９ａ，１０ａ（図１参照）との摩擦係数等から求められる。
【００３９】
ここで、クラッチ２０のスプリング２５の特性やレバー比は既知であり、カム６と接触子９ａ，１０ａとの摩擦係数も設定可能である。従って、カム６の半径および形状（輪郭）、並びに第２従節１０の付勢力は、第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクから設定できる。以上のように、断続装置１はカム６を用いて第１従節９及び第２従節１０を変位させているので、第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクを設定することにより、カム６の半径および形状（輪郭）、並びに第２従節１０の付勢力を設定できる。
【００４０】
ここで、図５はクラッチ２０を解放するときの第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクの計算結果の一例を示す図である。図５において、横軸はカム６の回転角を示し、縦軸はトルクを示している。Ａ，Ｂは第１従節９又は第２従節１０が停留状態にあるときのカム６の回転角である。また、図５では、第２カム軸トルクは０以下（第１カム軸トルクと向きが異なる）としている。これは、クラッチ２０を係合するときに第２従節１０に入力された荷重が、クラッチ２０を解放するときに、対応する回転角において第２従節１０からクラッチ２０側へ出力され、クラッチ２０の解放をアシストすることを示している。また、図５に図示したカム軸トルクの曲線は、第１カム軸トルクと第２カム軸トルクとを互いに打ち消し合わせたものである。
【００４１】
図５を参照して、第１カム軸トルクは、Ｂの区間（トルクが０の付近）を除いて平準化されていることがわかる。同様に第２カム軸トルクも、Ａ及びＢの区間（トルクが０の付近）を除いて平準化されていることがわかる。これらの結果、蓄力部１０ｃ（図１参照）に蓄積された荷重が、クラッチ２０を解放するときに蓄力部１０ｃからクラッチ２０側へ出力されるので、モータＭ（図１参照）が必要とするカム軸トルクを平準化して、モータＭの負担を小さくできる。
【００４２】
これは、図４を参照して説明した第１カム軸トルク及び第２カム軸トルクの算出方法に基づいて、カム６の形状を最適化すると共に、第２従節１０の付勢力を最適化したことによる。カム６の形状および第２従節１０の付勢力は、第１カム軸トルクを、対応する回転角において第２カム軸トルクにより打ち消すように設定されている。その結果、カム軸トルクのピークトルク（第１カム軸トルク−第２カム軸トルク）を小さくすることができ、ピーク電流を低減できる。従って、モータＭを小型化できる。さらに、カム軸トルクを平準化できるため、カム６のガタつきや回転ムラをなくすことができる。
【００４３】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４４】
上記実施の形態では、断続装置１のカム６は、板カムで構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他のカムを採用することも当然可能である。他のカムとしては、例えば、板カムと同様な平面カムの溝カム、立体カムである端面カムや円筒溝カムを挙げることができる。クラッチ１や蓄力部１０ｃの特性に応じて、任意のカムを適宜選択することができる。
【００４５】
上記実施の形態では、カム軸７に１個のカム６が配設されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、カム軸７に２個以上のカムを並設し、各々のカムに第１従節９及び第２従節１０を配設することも当然可能である。この場合は、第１従節９が配設されるカムのカム形状は、クラッチ２０の特性に応じて設計され、第２従節１０が配設されるカムのカム形状は、蓄力部１０ｃの特性に応じて設計される。各々のカム形状はクラッチ２０又は蓄力部１０ｃの特性を考慮して行えば良いため、各々のカム形状の設計を容易にできる。
【００４６】
上記実施の形態では、クラッチ２０が単板式の摩擦クラッチとして構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他のクラッチを採用することも当然可能である。他のクラッチとしては、例えば、多板クラッチ、ディスククラッチ、ドラムクラッチ、円すいクラッチ等の他の摩擦クラッチが挙げられる。
【００４７】
上記実施の形態では、モータＭからカム６への動力の伝達手段がウォーム５及びウォームホイール（図示せず）の場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の伝達手段を採用することも可能である。他の伝達手段としては、例えば、平歯車装置、遊星歯車装置およびこれらの組合せを挙げることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 断続装置
６ カム
９ 第１従節
９ａ 接触子（第１従節の一部）
９ｂ 突き棒（第１従節の一部）
１０ 第２従節
１０ａ 接触子（第２従節の一部）
１０ｂ シャフト（第２従節の一部）
１０ｃ 蓄力部（第２従節の一部）
２０ クラッチ
Ｍ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリングの付勢力により係合されると共に前記付勢力に抗する力が入力されることで解放されるクラッチの係合および解放を行う断続装置において、
モータにより回転されるカムと、
そのカムにより前記クラッチを押圧する第１従節と、
その第１従節と異なる位置に配設されると共に前記カムに向かって付勢され、前記クラッチを解放させる方向の回転力を前記カムに与える第２従節とを備えていることを特徴とする断続装置。
【請求項２】
前記カムは、前記クラッチが係合されるときの前記第２従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されていることを特徴とする請求項１記載の断続装置。
【請求項３】
前記カムは、前記クラッチが解放されるときの前記第１従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の断続装置。
【請求項４】
前記カムの形状および前記第２従節の付勢力は、前記第２従節の付勢力により前記クラッチを解放させる方向に前記カムを回転させようとする第１カム軸トルクと、前記スプリングの付勢力により前記クラッチを係合させる方向に前記カムを回転させようとする第２カム軸トルクとの差が、停留区間を除き、前記カムの回転角に対して略一定となるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の断続装置。
【請求項１】
スプリングの付勢力により係合されると共に前記付勢力に抗する力が入力されることで解放されるクラッチの係合および解放を行う断続装置において、
モータにより回転されるカムと、
そのカムにより前記クラッチを押圧する第１従節と、
その第１従節と異なる位置に配設されると共に前記カムに向かって付勢され、前記クラッチを解放させる方向の回転力を前記カムに与える第２従節とを備えていることを特徴とする断続装置。
【請求項２】
前記カムは、前記クラッチが係合されるときの前記第２従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されていることを特徴とする請求項１記載の断続装置。
【請求項３】
前記カムは、前記クラッチが解放されるときの前記第１従節の運動方向に対する圧力角が実質的に０°に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の断続装置。
【請求項４】
前記カムの形状および前記第２従節の付勢力は、前記第２従節の付勢力により前記クラッチを解放させる方向に前記カムを回転させようとする第１カム軸トルクと、前記スプリングの付勢力により前記クラッチを係合させる方向に前記カムを回転させようとする第２カム軸トルクとの差が、停留区間を除き、前記カムの回転角に対して略一定となるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の断続装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４９４８２（Ｐ２０１１−１４９４８２Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６８７（Ｐ２０１０−１０６８７）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【出願人】（５１００２０６１９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【出願人】（５１００２０６１９）
【Ｆターム（参考）】
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