JPH0638181Y2 - クラッチ倍力装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本考案は、コントロールバルブを備えたクラッチ倍力装
置に関するものである。

b.従来の技術 従来のクラッチ操作システムとしては、第４図に示すも
のがある。この操作システムでは、クラッチペダル１に
よってマスタシリンダ２を作動させ、該マスタシリンダ
２から供給される油圧によりクラッチ倍力装置３のコン
トロールバルブ４を作動させる。そして、該バルブ４を
介してエアリザーバ５から供給された圧縮空気によりパ
ワーシリンダ６のピストン７を作動させて、該ピストン
７の作動によって発生する力でクラッチ操作用のプッシ
ュロッド８を作動させている。

上記コントロールバルブ４は、第５図に示すように、弁
体９およびバルブリフタ10によってバルブハウジング11
内が、エアリザーバ５に連通される空圧室12と、パワー
シリンダ６に連通される変圧室13と、マスタシリンダ２
に連通される油圧室14とにそれぞれ画成されている。そ
して、このコントロールバルブ４では、マスタシリンダ
２から油圧室14に圧送された油液によってバルブリフタ
10が右行され、該バルブリフタ10が弁体９に当接し、さ
らに弁体９を開成する。すると、空圧室12から圧縮空気
が変圧室13に流入し、さらに該変圧室13からパワーシリ
ンダ６に供給される。このようにして、変圧室13内に圧
縮空気が流入すると、該変圧室13内の圧力は増大し、そ
の圧力はバルブリフタ10に作用し、スプリング15の付勢
力と相俟ってバルブリフタ10を押戻す。それに伴って、
弁体９もスプリング16の付勢力によって閉成される。そ
して、第６図に示した状態で平衡が保たれる。ここで、
クラッチペダル１の踏力が解除され、油圧室14の圧力が
除かれると、バルブリフタ10は変圧室13の圧力およびス
プリング15の付勢力によって第５図に示した状態まで復
帰される。この状態では、変圧室13の圧縮空気は、バル
ブリフタ10の通路10aを経てポート17から外部へ排出さ
れる。

c.考案が解決しようとする課題 ところで、このようなコントロールバルブでは、 A₁＝バルブリフタ10の小径部の断面積 A₂＝バルブリフタ10の大径部の断面積 A₄＝バルブリフタ10の弁体９に対向する環状弁座内の面
積 A₃＝弁体９とバルブハウジング11の接触時の弁体９の変
圧室側圧力作用面積 F₁＝バルブリフタ10によって弁体９が開成される時のス
プリング15の荷重 F₂＝スプリング16のセット荷重 f₁＝バルブリフタ10の摺動抵抗 P₀＝空圧室12内の圧力 P₁＝油圧室14内の圧力 P₂＝開弁時の変圧室13内の圧力 P₂′＝閉弁時の変圧室13内の圧力 とすると、クラッチペダル１を踏込んだ時、次のような
平衡式が成立する。

A₁P₁+P₂(A₃-A₄)=P₂(A₂-A₄)+A₃P₀+F₁+F₂+f₁ …… また、クラッチペダル１の踏力を解除し、バルブリフタ
10が復帰し始める時、 A₁P₁′=P₂(A₂-A₄)+F₁-f₁ …… が成立する。（但し、P₁′は油圧室14の圧力） したがって、上記コントロールバルブ４のヒステリシス
Ｈは、上記式，から となる。

このようなコントロールバルブ４を備えたクラッチ倍力
装置では、ヒステリシスＨを小さくする事が困難であ
る。即ちヒステリシスを小さくするには上記式よりA₁
を大きくA₃,A₄を小さくすればよいが、A₃,A₄は通路10a
を所定の大きさで確保するためにはある大きさが必要と
なり、又A₁を大きくすると所定の性能をえるにはA₂を大
きくする必要がありひいてはバルブ全体が非常に大きな
ものとなり、ヒステリシスを小さくする事が困難であ
る。このため、クラッチを切る時は大きな踏力が必要と
なり、クラッチを接続する時には小さな踏力でよい。一
方、クラッチを切る時の踏力を小さくすると、クラッチ
を接続する時の踏力が小さくなり過ぎ、反力が感じ難く
なって操作感覚が悪くなるという欠点がある。したがっ
て、クラッチペダル１の操作力を小さくすることはでき
ない。

そこで、本考案の目的はヒステリシスを小さくすること
によって、クラッチペダルの操作力を小さくすることが
可能なクラッチ倍力装置を提供することにある。

d.課題を解決するための手段 上記従来技術の有する課題を解決するために、本考案に
おいては、弁体およびバルブリフタによってバルブハウ
ジング内を、エアリザーバに連通される空圧室と、パワ
ーシリンダに連通される変圧室と、マスタシリンダに連
通される油圧室とにそれぞれ画成してなるリレーバルブ
およびリリースバルブを備え、上記リレーバルブのバル
ブリフタに対する上記油圧室側への付勢力を上記リリー
スバルブのバルブリフタに対する付勢力よりも小さく設
定し、上記マスタシリンダの油液による上記油圧室の圧
力増大に伴って上記リレーバルブのバルブリフタを往動
させ、該バルブリフタを上記弁体に当接させて該弁体を
開成することにより、上記空圧室から上記エアリザーバ
の圧縮空気を上記変圧室に流入させ、その圧縮空気を該
変圧室を介して上記パワーシリンダに送給すると共に、
上記リリースバルブのバルブリフタを往動させ、該バル
ブリフタを上記弁体に当接させて該弁体を閉成状態に維
持する一方、上記マスタシリンダの油液による上記油圧
室の圧力減少に伴って上記リリースバルブを復動させ、
該バルブリフタを上記弁体から離間させると共に、上記
油圧室の圧力がさらに減少するに伴い上記リレーバルブ
のバルブリフタを復動させ、該バルブリフタを上記弁体
から離間させることにより該弁体を開成させている。

e.作用 本考案のクラッチ倍力装置では、バルブリフタに対する
油圧室側への付勢力に差を設けて特性を異ならしめたリ
レーバルブおよびリリースバルブを備え、油圧室の圧力
増大に伴ってリレーバルブをリリースバルブよりも先に
往動させ、油圧室の圧力減少に伴ってリリースバルブを
リレーバルブよりも先に復動させているため、クラッチ
を切る時の踏力の低減化が図れ、クラッチを切る時の踏
力とクラッチを接続する時の踏力との差が小さくなる。

f.実施例 以下、本考案を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示すもので、図におけるク
ラッチ倍力装置20はパワーシリンダ部21、ハイドロリッ
クシリンダ部22およびコントロールバルブ部23を有して
いる。

パワーシリンダ部21はハウジング24に取付けられた円筒
形のシリンダシェル25と、このシリンダシェル25内に摺
動自在に配設されたパワーピストン26からなる。このパ
ワーピストン26は、大気圧室27に配設された戻しばね28
にて第１図で矢印ａ方向に附勢されており、圧力室29に
圧縮空気が導入されると、パワーピストン26が戻しばね
28に抗して第１図で矢印ｂ方向に往動するようになって
いる。

上記ハイドロリックシリンダ部22は、ハウジング24に形
成されたシリンダ孔30と、このシリンダ孔30内に配設さ
れた中継ピストン31とからなる。この中継ピストン31
は、一端においてパワーピストン26のピストンロッド32
の先端部と当接し、他端において出力ロッド33の一端と
当接している。そしてこの出力ロッド33の他端は図示し
ないクラッチレバーに連結されている。

また、上記ハイドロリックシリンダ部22のシリンダ孔30
内にはピストンロッド32をガイドするためのガイドブッ
シュ34が嵌合され、このガイドブッシュ34の両端にはシ
ールリング35,36が配設されている。上記ガイドブッシ
ュ34の第１図で左方向の移動は、押えリング37およびリ
テーニングリング38によって規制され、またガイドブッ
シュ34の第１図で右方向の移動は、円筒形のスペーサ39
によって規制される。スペーサ39の一端部にはストッパ
39aが形成され、このストッパ39aによって中継ピストン
31の左方向への移動が規制される。なお、スペーサ39の
周壁には複数の通油孔39bが形成されている。

ハウジング24の下端部には、油液ポート40が設けられて
いる。この油液ポート40には図示しないクラッチペダル
と連動するマスタシリンダの油液が供給されるようにな
っており、油液ポート40は第１の通路41によってハイド
ロリックシリンダ部22の油液室42に接続されている。

上記コントロールバルブ部23は、ハウジング24の上部で
あってハイドロリックシリンダ部22側から上方へ向け間
隔を置いて並列に配設されたリレーバルブ43とリリース
バルブ44から構成されている。これらリレーバルブ43お
よびリリースバルブ44は、共に弁体45,46とバルブリフ
タ47,48を有しており、それらによってハウジング24内
が空圧室49,50と変圧室51,52と油圧室53,54にそれぞれ
画成されている。そして、リレーバルブ43側の空圧室49
は図示しないエアリザーバに、変圧室51は管路55を介し
てパワーシリンダ部21の圧力室29に、また油圧室53は第
２の通路56を介してハイドロリックシリンダ部22の油液
室42にそれぞれ連通している。一方、リリースバルブ44
側の空圧室50は第３の通路57を介してリレーバルブ43の
空圧室49に、変圧室52は第４の通路58を介してリレーバ
ルブ43の変圧室51に、また油圧室54は上記第２の通路56
を介して同じくハイドロリックシリンダ部22の油液室42
にそれぞれ連通している。

上記弁体45,46は、それぞれ空圧室49,50内に摺動自在に
配設されており、圧縮スプリング59,60によってバルブ
リフタ47,48側の方向へ付勢され、端面がハウジング24
の弁座61,62に当接して空圧室49,50と変圧室51,52との
間を遮断するようになっている。

上記バルブリフタ47、48は、一端部47a,48a,中央部47b,
48bおよび他端部47c,48cから構成されており、中央部47
b,48bと他端部47c,48cがハウジング24に摺動自在に配設
されている。このバルブリフタ47,48の中央部47b,48bと
他端部47c,48cとハウジング24とによって画成される室6
3,64は、ポート65を介して大気に連通されている。ま
た、バルブリフタ47,48の内部には、その軸線方向に沿
って排気通路66,67が形成されており、該排気通路66,67
の一端は一端部47a,48aの端面に開口し、その他端は室6
3,64に連通している。

そして、上記バルブリフタ47,48は、変圧室51,52内に配
装された圧縮スプリング68,69によってそれぞれ油圧室5
3,54側の方向へ付勢され、油圧室53,54の端壁に当接
し、かつ上記排気通路66,67の開口周縁に形成された弁
座47d,48dが弁体45,46の端面から離反した状態で維持さ
れるようになっている。上記圧縮スプリング68と他の圧
縮スプリング69とは、例えばセット荷重を異ならしめて
配装されており、これによってリレーバルブ43のバルブ
リフタ47に対する油圧室53側への付勢力がリリースバル
ブ44のバルブリフタ48に対する油圧室54側への付勢力よ
りも小さくなるように設定されている。しかして、リレ
ーバルブ43とリリースバルブ44とは、圧縮スプリング6
8,69によって作用が異なるように構成されている。

上記クラッチ倍力装置20は、以下のように作動される。

すなわち、クラッチペダルを踏込んでマスタシリンダの
油液を油液ポート40に供給すると、この油液の一部は第
１の通路41、油液室42および第２の通路56を通じてコン
トロールバルブ部23の油圧室53,54に供給される。この
油液は、リリースバルブ44のバルブリフタ48に比べて油
圧室53側への付勢力が小さいリレーバルブ43のバルブリ
フタ47にまず先に作用し、該バルブリフタ47を圧縮スプ
リング68の付勢力に抗して第１図で右方向に往動させ、
弁座47dを弁体45の端面に当接させて排気通路66を閉塞
する（第２図中C₁点）。

つづいて、リリースバルブ44側の油圧室54の圧力が高ま
ると、油液はバルブリフタ48に作用し、該バルブリフタ
48を圧縮スプリング69の付勢力に抗して第１図で右方向
に往動させ、弁座48dを弁体46の端面に当接させて排気
通路67を閉塞する（第２図中C₂点）。

さらに油圧室53の圧力が上昇すると、バルブリフタ47を
往動させて弁体45を圧縮スプリング59の付勢力に抗して
第１図で右方向に押送する。この結果、弁体45の端面は
ハウジング24の弁座61から離反され（第２図中A₁点）、
それに伴って空圧室49の圧縮空気が変圧室51に流入し、
管路55を通じてパワーシリンダ部21の圧力室29に導入さ
れる。すると、その圧力によってパワーピストン26が戻
しばね28の付勢力に抗して第１図で矢印ｂ方向に往動さ
れる。そしてパワーピストン26が矢印ｂ方向に往動する
と、ピストンロッド32を介して中継ピストン31が押送さ
れ、さらに出力ロッド33が押送されて、クラッチレバー
はレリーズ側に回動させられる。

この状態においては、リレーバルブ43の空圧室49から高
圧の圧縮空気が第３の通路57を介してリリースバルブ44
の空圧室50内に導入されているため、弁体46はバルブリ
フタ48によって開成されることはなく、バルブリフタ48
は上記位置に維持される。

また、リレーバルブ43の変圧室51内の圧力が高まると、
該圧力はバルブリフタ47に作用し、圧縮スプリング59,6
8の付勢力と相俟ってバルブリフタ47が第１図で左行さ
れる。そしてバルブリフタ47は、弁体45の端面がハウジ
ング24の弁座61に当接した状態において、弁座47dが弁
体45の端面に当接した状態で停止され、その位置に維持
される。そのまま踏力を増大させると、第２図に示す折
点B₁まで上昇する。

次に、クラッチペダルを解放すると、第２図に示す折点
B₂より入力液圧と出力が下降して油圧室53,54の圧力が
低下し、これに伴いリレーバルブ43のバルブリフタ47に
比べて油圧室54側への付勢力が大きいリリースバルブ44
のバルブリフタ48がまず先に圧縮スプリング69および変
圧室52の圧力によって第１図で左方向に復動し、その弁
座48dが弁体46の端面から離間して排気通路67が変圧室5
2に開放される（第２図中A₂点）。この結果、パワーシ
リンダ部21の圧力室29の圧縮空気は、管路55,リレーバ
ルブ43の変圧室51および第４の通路58を経てリリースバ
ルブ44の変圧室52に導かれ、バルブリフタ48の排気通路
67、室64およびポート65を通じて外部に排気され、それ
に伴ってパワーピストン26が戻しばね28の付勢力によっ
て第１図に示す如く矢印ａ方向に復動すると共に、出力
ロッド33が図示しないクラッチレバーのリターンスプリ
ングによって復動してクラッチの接続がなされる。

このように、特性を異ならしめたリレーバルブ43および
リリースバルブ44からなるコントロールバルブ部23を備
えたクラッチ倍力装置20では、第２図に太線α（行きは
太い実線、戻りは太い破線）で示したように、ヒステリ
シスＨが小さい。すなわち、クラッチペダルを踏むと、
最初にリレーバルブ43が往動するため、細い破線βで示
すようなリリースバルブ44のみ設けクラッチ倍力装置に
比べて、入力が小さくなる。また、クラッチペダルを解
放すると、最初にリリースバルブ44が復動するため、細
い実線γで示すようなリレーバルブ43のみ設けたクラッ
チ倍力装置に比べて、入力が大きくなる。このことは、
クラッチを切る時の踏力とクラッチを接続する時の踏力
との差が小さくなり、クラッチを切るための踏力を小さ
くしてもクラッチを接続する時に十分な反力が確保され
ることを意味する。換言すれば、クラッチペダルの操作
力を小さくすることが可能になる。なお、クラッチ倍力
装置20の出力は、第２図から明らかなように、リレーバ
ルブ43あるいはリリースバルブ44のいずれか一方のみを
設けた装置に比べてほぼ同一である。

以上、本考案の一実施例につき述べたが、本考案は既述
の実施例に限定されるものではなく、本考案の技術的思
想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

例えば、既述の実施例においてはリレーバルブ43および
リリースバルブ44からなるコントロールバルブ部23をハ
ウジング24に一体的に取付けたが、上記コントロールバ
ルブ部23をハウジング24と別体に構成してマスタシリン
ダにより制御することも可能である。また、管路55の接
続位置を変更せしめることによりリレーバルブ43とリリ
ースバルブ44の上下位置関係を逆に配置しても上記実施
例と同様の作用・効果を奏する。さらに、第３図に示す
ように、エアリザーバ70からの管路71を途中から二又に
分岐し、高圧の圧縮空気を空圧室49,50に別々に導き、
変圧室51と管路55を連結しても同様の効果を得ることが
できることは勿論である。なお、当該変形例の場合、空
圧室49,50を接続する第３の通路57は不要である。

g.考案の効果 上述の如く、本考案に係るクラッチ倍力装置は、バルブ
リフタに対する油圧室側への付勢力に差を設けることに
より特性を異ならしめたリレーバルブおよびリリースバ
ルブを備えているので、従来の装置に比べヒステリシス
を小さくすることができる。したがって、クラッチを切
る時の踏力とクラッチを接続する時の踏力との差が小さ
くなり、ともに適正な値に設定することが可能になるた
め、クラッチペダルの操作感覚を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るクラッチ倍力装置の一実施例を示
す縦断面図、第２図はその装置のヒステリシスを示す入
出力特性線図、第３図は上記実施例の変形例を示すクラ
ッチ倍力装置の一部断面図、第４図は従来から実施され
ているクラッチ操作のシステム図、第５図は従来のクラ
ッチ倍力装置のコントロールバルブを示す断面図、第６
図はそのコントロールバルブの作動状態を示す断面図で
ある。 20……クラッチ倍力装置、21……パワーシリンダ部、 22……ハイドロリックシリンダ部、 23……コントロールバルブ部、 24……ハウジング、26……パワーピストン、 29……圧力室、31……中継ピストン、 32……プッシュロッド、33……出力ロッド、 40……油液ポート、41……第１の通路、 43……リレーバルブ、44……リリースバルブ、 45、46……弁体、47,48……バルブリフタ、 49,50……空圧室、51,52……変圧室、 53,54……油圧室、55……管路、 56……第２の通路、57……第３の通路、 58……第４の通路、59,60……圧縮スプリング、 61,62……弁座、63,64……室、 65……ポート、66,67……排気通路、 68,69……圧縮スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁体およびバルブリフタによってバルブハ
   ウジング内を、エアリザーバに連通される空圧室と、パ
   ワーシリンダに連通される変圧室と、マスタシリンダに
   連通される油圧室とにそれぞれ画成してなるリレーバル
   ブおよびリリースバルブを備え、上記リレーバルブのバ
   ルブリフタに対する上記油圧室側への付勢力を上記リリ
   ースバルブのバルブリフタに対する付勢力よりも小さく
   設定し、上記マスタシリンダの油液による上記油圧室の
   圧力増大に伴って上記リレーバルブのバルブリフタを往
   動させ、該バルブリフタを上記弁体に当接させて該弁体
   を開成することにより、上記空圧室から上記エアリザー
   バの圧縮空気を上記変圧室に流入させ、その圧縮空気を
   該変圧室を介して上記パワーシリンダに送給すると共
   に、上記リリースバルブのバルブリフタを往動させ、該
   バルブリフタを上記弁体に当接させて該弁体を閉成状態
   に維持する一方、上記マスタシリンダの油液による上記
   油圧室の圧力減少に伴って上記リリースバルブを復動さ
   せ、該バルブリフタを上記弁体から離間させると共に、
   上記油圧室の圧力がさらに減少するに伴い上記リレーバ
   ルブのバルブリフタを復動させ、該バルブリフタを上記
   弁体から離間させることにより該弁体を開成させたこと
   を特徴とするクラッチ倍力装置。