JPH0138978B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主に車輛用として好適な、エアークラ
ツチの供給圧制御装置に関する。

（従来技術） 大型車輛においては従来、加圧エアーを利用し
たエアーブレーキが採用され、少ない踏圧力でも
つて大きな制動力が得られるようになつている。
そのような大型車輛等においては、クラツチの切
断、接続の際にも大きな力が必要となるのが一般
的であり、有効なエアークラツチシステムの採用
が望まれている。又ブレーキの場合とは異なり、
いわゆる半クラツチ状態を得る必要がある等の理
由から、クラツチ接続時を的確に感知できるよう
にすることが、操作の容易性にも繋り、望まれる
ところである。

（発明の目的） (a) エアークラツチを作動させる上でネツクとな
る供給圧制御装置を提供することにより、操作
員が小さな力で楽にクラツチの切断、接続作業
を行なえるエアークラツチの実現を可能にす
る。

(b) 更に、操作員がクラツチ接続時を的確に感知
できるようにして、クラツチ接続操作を容易に
する。

（発明の構成） 次の事項を特徴とするエアークラツチ供給圧制
御装置である。

(a) エアークラツチに供給する加圧エアーの圧力
を制御するバルブを設ける。

(b) 上記バルブに減圧方向にエアークラツチ供給
圧を与える空圧フイードバツク機構を設ける。

(c) 空圧フイードバツク機構に対向して、上記バ
ルブを増圧方向に弾性的にに付勢する制御スプ
リングを設ける。

(d) 制御スプリングの付勢力を変更するばね受け
を設ける。

(e) ばね受けをクラツチペダルに連結して、クラ
ツチペダルを踏み込めば制御スプリングの付勢
力が弱まる方向にばね受けを作動させるように
する。

(f) クラツチペダルの踏込みに対して抵抗する踏
力負荷機構を設ける。

(g) 踏力負荷機構の負荷がクラツチペダルのスト
ローク途中で段階的に変化するようにする。

(h) 上記変化点をクラツチ繋り点に略一致せしめ
る。

（実施例） 第１図において、供給圧制御装置本体１は主と
してバルブ部２とシリンダー部３とが連結されて
成る略円柱状の部材である。バルブ部２は中心線
方向の孔４を中心部に有しており、孔４内にはス
プール弁５が摺動自在に嵌合している。スプール
弁５は中央部外周に環状の溝６を有し、両端部外
周にはリング状シール７を有している。弁５のシ
リンダー部３側端面には中心の突起を介して円板
状のばね受け８が固定され、ばね受け８はバルブ
部２のシリンダー部３側端部に形成された凹部９
に嵌合している。スプール弁５の反対側（第１図
の右側）端部には中心の突起を介して円板状のダ
イヤフラム受１０が設けられ、ダイヤフラム受１
０はバルブ部２から外方に突出している。ダイヤ
フラム受け１０はダイヤフラム１１に覆われてお
り、ダイヤフラム１１を覆うダイヤフラムカバー
１２の外周部が気密性を保つてバルブ部２に固着
されると共にダイヤフラム１１の外周部を保持し
ている。カバー１２の中央にはエアークラツチ供
給圧供給孔１３が設けられ、ダイヤフラム１１、
カバー１２等によつて空圧フイードバツク機構１
４が形成されている。一方、孔４内には中心線方
向に間隔を隔てて３条の環状溝１５，１６，１７
が設けられ、各溝１５，１６，１７には半径方向
に外方に開口する通気孔１８，１９，２０が連通
している。ダイヤフラム受１０側に配置された通
気孔１８は空圧源２５（例えば2.5Kg／cm²）に連
通する配管２１に連結され、又ばね受け８側に配
置された通気孔２０は排気管２２に連結されてい
る。中央に配置された通気孔１９は配管２３に連
結されており、配管２３は分岐して一方が供給孔
１３に連結されると共に、他方がエアークラツチ
２４に連結されている。ここでエアークラツチ２
４の詳細は省略したが、供給圧が上昇すれば接続
状態、低下すれば切断状態になるように構成され
ている。

シリンダー部３内には、孔４に向け開口する同
心の穴３０が形成され、外周にリング状シール２
６を有する筒状部材２７が摺動自在に嵌合してい
る。部材２７内にはばね受３２に一体形成された
円柱部２８が外周のリンク状３シール１を介して
摺動自在に嵌合しており、その結果ばね受け３２
は穴３０内に同心に保持されていることになる。
穴３０の中心線方向中間部には部材２７の摺動を
制限する段部２９が形成されており、又穴３０の
バルブ部２側部分にはばね受３２の摺動を制限す
る段部３３が形成されている。ばね受３２とばね
受８との間には中心線方向のコイル状制御スプリ
ング３４が縮設されている。円柱部２８の中心に
は穴３０の底に向けて突出する同心のロツド３５
が設けられ、ロツド３５の先部分は穴３０の底部
に形成された同心の孔３６に摺動自在に嵌合貫通
してシリンダー部３の外部に突出している。孔３
６にはシール３７が設けられ、又外部に突出した
ロツド３５の部分は基部がシリンダー部３に固定
されたダストブーツ４２に覆われており、ロツド
３５の先端部３５ａがクラツチペダル３８に連結
されている。穴３０、筒状部材２７及びばね受け
３２で囲まれた空間はエアースプリング室３９
（踏力負荷機構の一例）となつており、孔４０を
介して配管２１に連通している。

次に動作を説明する。第１図の状態において空
圧源２５から加圧エアーを供給すると、エアー圧
力は通気孔１８、溝６、通気孔１９及び配管２３
を介してエアークラツチ２４に供給され、クラツ
チ２４は接続状態となる。同時にエアー圧力は供
給孔１３を通して空圧フイードバツク機構１４に
供給され、ダイヤフラム受１０は第１図の左方
（矢印X₁方向）に付勢される。この場合はクラツ
チペダル３８には踏圧力は加わつておらず、エア
ースプリング室３９の昇圧によりばね受３２及び
筒状部材２７は逆X₁方向に摺動して各段部２９，
３３に当接する。従つて制御スプリング３４は最
も圧縮された状態となり、フイードバツク機構１
４によつてX₁方向に摺動しようとするスプール
弁５に強く対向する。スプール弁５は溝６のばね
受８側端部と排気管２２に通じる溝１７とがわず
かに連通する位置迄摺動し、そこでダイヤフラム
受１０の受けるX₁方向の力のスプリング３４の
逆X₁方向の力とが釣り合うが、このときのスプ
リング３４は強く圧縮された状態にあるため、対
応する配管２３内の圧力は高くなり、エアークラ
ツチ２４は強固に接続された状態となる。

クラツチペダル３８をわずかに踏み込むと、そ
の分だけばね受け３２はエアースプリング室３９
内の圧力に抗してX₁方向に移動し、制御スプリ
ング３４はわずかに伸長した状態となる。スプリ
ング３４が伸長するとスプール弁５に対する逆
X₁方向の付勢力が弱まり、それに対応する配管
２３内の圧力も低下する。ペダル３８を踏み込
み、矢印X₂方向に更に回転させると、ばね受３
２のX₁方向の移動に伴つてスプリング３４は伸
長し、対応する配管２３の内圧は低する。配管２
３の内圧の低下に伴いエアークラツチ２４は切断
状態となる。ここでクラツチ２４が切断状態とな
るときの圧力は、ばね受３２がX₁方向に摺動し
て筒状部材２７に当接する直前、即ちばね受３２
と部材２７間にわずかな間隙を有するときに得ら
れる配管２７内の圧力に設定されている。

クラツチペダル３８を更に強く踏み込むとばね
受３２は筒状部材２７に当接し、それ以後は部材
２７を伴つてX₁方向に移動する。即ち、ばね受
３２がスプリング室３９から受ける圧力は、受圧
面積が増大することから、ばね受３２の部材２７
への当接時を境に段階的に増大する。従つて操作
員は急激な圧力変化を足に感じることになる。ば
ね受３２に加えられる増大した逆X₁方向の力に
抗して、クラツチペダル３８を最も深く踏み込め
ばスプリング３４は自由状態に迄伸長し、空圧源
２５からの圧力が排気管２２へ逃げることにより
配管２３内の加圧状態が解除される。

ペダル３８を最も深く踏み込んだ状態から踏圧
力を低下させると、ペダル３８はエアースプリン
グ室３９内の圧力によつてばね受３２が筒状部材
２７と共に逆X₁方向に摺動することから逆X₂方
向に回動する。ばね受３２が逆X₁方向に摺動し
て制御スプリング３４を圧縮すると、対応する配
管２３内の圧力は上昇する。そして筒状部材２７
が段部２９に当接すると、部材２７はばね受３２
から離れ、操作員はペダル３８の逆X₂方向への
戻り力が急激に弱くなつたことを感知する。その
後部材２７とばね受３２間がわずかに隔たつたと
き、クラツチ２４は接続状態へと作動し、更にペ
ダル３８への踏圧力を解除すれば、室３９の圧力
によつてばね受３２がスプリング３４を最も圧縮
された状態とするため、配管２３の内圧は最も高
くなり、エアークラツチ２４は強固に接続された
状態となる。

なお上記作動をグラフ上に示すと第２図のよう
になる。第２図において、横軸はペダルストロー
クＳであり最大踏込時がＯである。又縦軸はペダ
ル荷重Ｗである。点Ａはばね受３２が自由状態に
ある制御スプリング３４に当接する点、点Ｂはば
ね受３２が筒状部材２７から離れる点、鎖線Ｃは
クラツチ接続点を示している。

第１図の空圧フイードバツク機構１４はダイヤ
フラム１１とダイヤフラムカバー１２の間の室に
エアークラツチ２４への供給圧が供給孔１３から
供給され、エアークラツチ供給圧はダイヤフラム
１１を介してダイヤフラム受け１０の部分からス
プール弁５に伝達され、スプール弁５を第１図左
方へ付勢する。すなわちスプール弁５に対しエア
ークラツチ供給圧がフイードバツクされ、スプー
ル弁５に減圧方向に向う力を及ぼす。一方スプー
ル弁５には第１図左端部のばね受８の部分に制御
スプリング３４が当接し、この制御スプリング３
４のばね荷重はクラツチペダル３８の踏込み量の
増加により減少するように作用する。すなわち制
御スプリング３４はスプール弁５を増圧方向に付
勢している。従つてクラツチペダル３８の踏込み
量に応じて制御スプリング３４がスプール弁５に
及ぼすばね荷重（スプール弁５の設定圧）が定ま
り、この設定圧に対しエアークラツチ２４への供
給圧が高すぎる場合はスプール弁５が第１図左方
（減圧方向）に押され、又エアークラツチ供給圧
が設定値より低い場合は空圧フイードバツク機構
１４からスプール弁５が受ける減圧方向（第１図
左向き）の力が減り、溝６，１７が遮断され、エ
アークラツチ供給圧が増加し、このようにしてク
ラツチペダル３８の踏込み量に対応した設定圧が
エアークラツチ２４に供給されることになる。

（発明の効果） (a) エアークラツチ２４を作動させる上でネツク
となる供給圧制御装置が得られるので、操作員
が小さな力で楽にクラツチ２４の切断、接続作
業を行なえるエアークラツチ装置を容易に実現
することが可能となる。

(b) クラツチペダル３８を操作する上で、クラツ
チ２４の接続作動時に操作員はペダル３８の戻
り力が段階的に変化することで、クラツチ接続
時を的確に感知することができ、クラツチ接続
操作が容易になる。

（別の実施例） (a) 第１図に仮想線で示すように、クラツチペダ
ル３８を逆X₂方向に付勢するスプリング４３
（踏力付加機構の一例）をペダル３８に取り付
けてもよい。スプリング４３はエアースプリン
グ室３９の付勢力を補助する目的で設置されて
もよく、又室３９を省略することもできる。

(b) 第３図に示すようにエアースプリング室３９
（第１図）に代えて、筒状部材２７及びばね受
３２と穴３０の底面との間にそれぞれコイルス
プリング４４，４５（踏力付加機構の一例）を
縮設してもよい。この場合はシール２６，３
１，３７（第１図）が省略できる (c) 第４図に示すようにバルブ部２（第１図）に
代えて、空圧フイードバツク機構５０が内蔵さ
れたバルブ部５１を採用することもできる。第
４図において、機構５０を構成するダイヤフラ
ム５２は、外周縁がバルブ部５１とシリンダー
部３の両外周側フランジ５３，５４によつて気
密性を保持して挾持されており、内周縁は中心
に配置された円筒状のブツシユロツド５５に形
成された２枚のフランジ５６，５７に挟持され
ている。シリンダー部３側のフランジ５６には
制御スプリング３４が当接し、逆X₁方向に付
勢している。ブツシユロツド５５の第４図での
右端部はバルブ部５１内に一体に形成された内
向きフランジ５８に間隙を隔てて嵌合し、その
先端はポペツト弁５９に当接している。ポペツ
ト弁５９はバルブ部５１内に同心に配置され、
ブツシユロツド５５側にシール部材６０を一体
的に有すると共に、弱いコイルスプリング６１
によつてX₁方向に付勢されている。又フラン
ジ５８の内周端には円筒状の弁座６２が設けら
れている。なお通気孔６３は配管２１に連通
し、又通気孔６４はエアークラツチ２４に連通
しており、ロツド５５内の通気孔６５及び通気
孔６６は排気用である。

第４図においてクラツチペダル３８を踏み込
むと制御スプリング３４が延びる。これにより
エアークラツチ供給圧の設定値が下がる。すな
わち制御スプリング３４のプツシユロツド５５
に及ぼすばね荷重が低下すると、通気孔６４か
らダイヤフラム室へ供給されているエアークラ
ツチ供給圧によりダイヤフラム５２が第３図左
方へ移動し、プツシユロツド５５はシール部材
６０から左方へ離れ、ダイヤフラム室のエアー
クラツチ供給圧はプツシユロツド５５の通気孔
６５を左方へ通過し、ばね室を経て外部へ排出
され、エアークラツチ供給圧が制御スプリング
３４のばね荷重に対応する所定値まで低下す
と、ブツシユロツド５５がシール部材６０に圧
接して閉じる。エアークラツチ供給圧が設定値
以下に下がると、制御スプリング３４のばね荷
重によりブツシユロツド５５がポペツト弁５９
を第３図右方へ駆動し、シール部材６０は弁座
６２から右方へ浮き、空圧源２５から通気孔６
３を経て供給された空気圧は弁座６２とシール
部材６０の間の隙間を通してダイヤフラム５２
の右側の室に供給され、これによりエアークラ
ツチ供給圧が上昇し、制御スプリング３４とバ
ランスする設定値に達するとシール部材６０が
密着状態のプツシユロツド５５と共に第４図左
方へ移動して弁座６２に着座する。このように
してエアークラツチ供給圧はクラツチペダル３
８の踏込み量に対応した設定値に自動制御され
る。

(d) 制御スプリング３４を多段ばね式若しくは円
錐ばね式とすることもできる。多段ばね式の場
合の特性の一例を第５図、円錐ばね式の場合を
第６図に示す。横軸はクラツチペダル３８のス
トロークＳ、縦軸はエアークラツチ２４への供
給圧Ｐであり、ストロークＳは最大踏込み時が
Ｏである。

(e) 第３図において、部材２７を省略してばね受
３２を直接穴３０内に嵌合し、スプリング４
４，４５に代えて不等ピツチスプリングを縮設
し、不等ピツチスプリングの荷重変化点をクラ
ツチ２４の繋り点に略一致させるようにしても
よい。

(f) 第２図において、点Ｂを半クラツチ状態に合
致せしめれば、クラツチ操作は更に容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による供給圧制御装置の縦断面
側略図、第２図はペダルストロークとペダル荷重
の関係を示すグラフ、第３図、第４図はそれぞれ
別の実施例の縦断側面略図、第５図、第６図は制
御スプリングとして多段ばね式、円錐ばね式を採
用した場合の作動特性を示すグラフである。５…
…スプール弁（バルブの一例）、１４，５０……
空圧フイードバツク機構、２４……エアークラツ
チ、３２……ばね受、３４……制御スプリング、
３８……クラツチペダル、３９……エアースプリ
ング室（踏力負荷機構の一例）、４３……スプリ
ング（踏力負荷機構の一例）、４４……コイルス
プリング（踏力負荷機構の一例）、５９……ポペ
ツト弁（バルブの一例）、Ｂ……変化点、Ｃ……
クラツチ繋り点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エアークラツチに供給する加圧エアーの圧力
   を制御するバルブを設け；上記バルブに減圧方向
   にエアークラツチ供給圧を与える空圧フイードバ
   ツク機構を設け；空圧フイードバツク機構に対向
   して、上記バルブを増圧方向に弾性的に付勢する
   制御スプリングを設け、制御スプリングの付勢力
   を変更するばね受けを設け；ばね受けをクラツチ
   ペダルに連結して、クラツチペダルを踏み込めば
   制御スプリングの付勢力が弱まる方向にばね受け
   を作動させるようにすると共に；クラツチペダル
   の踏込みに対して抵抗する踏力負荷機構を設け；
   踏力負荷機構の負荷がクラツチペダルのストロー
   ク途中で段階的に変化するようにし；上記変化点
   をクラツチ繋り点に略一致せしめたことを特徴と
   するエアークラツチの供給圧制御装置。