JPH0749076Y2

JPH0749076Y2 - クラッチ倍力装置

Info

Publication number: JPH0749076Y2
Application number: JP7912790U
Authority: JP
Inventors: 清之 ▲高▼岩
Original assignee: 自動車機器株式会社
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2005-07-25
Also published as: JPH0436129U

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 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 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 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＝圧力増加時の油圧室14内の圧力 P₁′＝圧力減少時の油圧室14内の圧力 P₂＝変圧室13内の圧力とすると、クラッチペダル１を踏込んで、油圧室14の圧
力が増加している時、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、油圧室14の圧
力が減少している時、 A₁P₁′＝P₂（A₂−A₄）＋F₁−f₁ ……… が成立する。

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。ヒステリシスＨが大きいと、クラッチを切る時には
大きな踏力が必要となり、クラッチを接続する時には相
当に小さな踏力でよいことになる。即ち、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、半クラッチ状態において反力が感
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の操作力をあまり小さくす
ることはできない。

そこで、出願人は先に、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を
可能にしたクラッチ倍力装置を提供した（実願平1-5100
7号）。

本考案の目的は、これを改良し、さらにクラッチの操作
感覚の向上を図った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本考案のクラッチ倍力装置では、マスタシリンダの非作
動状態で、弁体によって空圧室と変圧室とを遮断すると
ともに、変圧室を大気に連通させ、マスタシリンダを踏
込むことによってバルブリフタをスプリングの付勢力に
抗して作動させ、該バルブリフタによって弁体を作動さ
せて上記空圧室と上記変圧室とを連通させるとともに、
上記変圧室を大気から遮断するリレーバルブとリリース
バルブとを備え、さらに該リリースバルブの上記バルブ
リフタへの付勢力を上記リレーバルブの上記バルブリフ
タへの付勢力よりも大きく設定し、かつ上記リレーバル
ブの変圧室と上記リリースバルブの変圧室とを切換バル
ブを介して択一的にパワーシリンダに連通させるととも
に、該切換バルブをマスタシリンダに連係させ、該切換
バルブをマスタシリンダの増圧操作に応動させて上記リ
レーバルブの変圧室を上記パワーシリンダに連通させ、
マスタシリンダの減圧操作に応動させて上記リリースバ
ルブの変圧室を上記パワーシリンダに連通させている。

e.作用本考案のクラッチ倍力装置では、リレーバルブの動作開
始圧力をリリースバルブの動作開始圧力よりも小さく設
定し、かつ切換バルブによって、マスタシリンダの増圧
操作時には、エアリザーバの圧縮空気をリレーバルブを
介してパワーシリンダに供給し、マスタシリンダの減圧
操作時には、パワーシリンダの圧縮空気をリリースバル
ブを介して大気に排出させる。

即ち、本考案のクラッチ倍力装置では、クラッチを切る
時は、リレーバルブにおけるヒステリシスループの増加
経路を利用し、クラッチ接続時は、リリースバルブにお
けるヒステリシスループの減少経路を利用している。し
たがって、リレーバルブのヒステリシスループとリリー
スバルブのヒステリシスループを互いに重り合うことな
く、かつリレーバルブのヒステリシスループに対してリ
リースバルブのヒステリシスループがマスタシリンダ液
圧の高い方に位置するようにリレーバルブおよびリリー
スバルブを調整すれば、小さい踏力でクラッチを切るこ
とができ、しかもクラッチ接続時には、十分な反力が得
られる。

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、コントロールバルブ部23および切換バ
ルブ部24を有している。

上記パワーシリンダ部21はハウジング25に取付けられた
円筒形のシリンダシェル26と、このシリンダシェル26内
に摺動自在に配設されたパワーピストン27を有してい
る。このパワーピストン27は、大気圧室28に配設された
戻しばね29にて第１図で矢印ａ方向に付勢されており、
圧力室30に圧縮空気が導入されると、パワーピストン27
が戻しばね29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25に形
成されたシリンダ孔31と、該シリンダ孔31内に配設され
た中継ピストン32とからなる。この中継ピストン32は、
一端においてパワーピストン27のピストンロッド33の先
端部と当接し、他端において出力ロッド34の一端と当接
している。そしてこの出力ロッド34の他端はクラッチレ
バー35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31
内にはピストンロッド33をガイドするためのガイドブッ
シュ36が嵌合され、このガイドブッシュ36の両側にはシ
ールリング37a,37bが配設されている。上記ガイドブッ
シュ36の第１図で左方向の移動は、押えリング38および
リテーニングリング39によって規制され、またガイドブ
ッシュ36の第１図で右方向の移動は、シールリング37b
を介し、スットパ40aがシリンダ孔31の段付面に当接し
た円筒形のスペーサ40によって規制される。なお、スペ
ーサ40の周壁には複数の通油孔40bが形成されている。
また、ハウジング25の下端部には、油液ポート41が設け
られており、この油液ポート41は通路42を介して油液室
43に連通されている。

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44とリリース
バルブ45から構成されている。これらリレーバルブ44お
よびリリースバルブ45は、共に弁体46,47とバルブリフ
タ48,49を有しており、それらによってハウジング25内
が空圧室50,51と変圧室52,53と油液室54,55にそれぞれ
画成されている。

そして、油圧室54,55は通路56を介して油液室43に連通
している。

上記弁体46,47は、それぞれ空圧室50,51内に摺動自在に
配設されており、圧縮スプリング57,58によってバルブ
リフタ48,49側の方向へ付勢され、端面がハウジング25
の弁座59,60に当接して空圧室50,51と変圧室52,53との
間を遮断するようになっている。

上記バルブリフタ48,49は、一端部48a,49a,中央部48b,4
9bおよび他端部48c,49cから構成されており、中央部48
b,49bと他端部48c,49cがハウジング25に摺動自在に配設
されている。このバルブリフタ48,49の中央部48b,49bと
他端部48c,49cとハウジング25とによって画成される室6
1,62は、ポート63を介して大気に連通されている。ま
た、バルブリフタ48,49の内部には、その軸線方向に沿
って排気通路64,65が形成されており、該排気通路64,65
の一端は一端部48a,49aの端面に開口し、その他端は室6
1,62に連通している。

そして、上記バルブリフタ48,49は、変圧室52,53内に配
装された圧縮スプリング66,67によってそれぞれ油圧室5
4,55側の方向へ付勢され、油圧室54,55の端壁に当接
し、かつ上記排気通路64,65の開口周縁に形成された弁
座48d,49dが弁体46,47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66と他の圧
縮スプリング67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44のバルブ
リフタ48に対する油圧室54側への付勢力がリリースバル
ブ45のバルブリフタ49に対する油圧室55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44とリリースバルブ45とは、圧縮スプリング6
6,67によって第２図に示したようにヒステリシスループ
が異なるように構成されている。

また、切換バルブ部24は、ハウジング68の中央部に両ロ
ッドピストン69を有しており、該ピストンはハウジング
68のシリンダ68aに摺動自在に配設されている。そし
て、このシリンダ68aには一部に切欠68b,68cが形成され
ている。ピストン69の各ロッド69a,69bの先端には、該
先端に対向するようにボールチェックバルブ70,71が配
設されている。これらのチェックバルブ70,71では、ボ
ール72,73を付勢するスプリング74,75のうち、スプリン
グ75のセット荷重をスプリング74のそれよりも大きく設
定し、かつピストン69の全長をボール72,73間距離より
も長くしている。したがって、ピストン69の常態位置で
は、ボール72はピストンロッド69aによてスプリング74
の付勢力に抗して開成され、入力側室76と出力側室77と
を連通し、ボール73のみが入力側室78と出力側室79との
間を閉塞している。また、ピストン69には、オリフィス
80が貫設され、該オリフィス80によって、ピストン69の
両面に画成された圧力室81,82が互いに連通されてい
る。

そして、このクラッチ倍力装置20では、コントロールバ
ルブ部23の空圧室50,51がハウジング25に形成した通路8
3によって互いに連通され、空圧室50が管路84を介して
エアリザーバ85に接続される。また、リレーバルブ44の
変圧室52は管路86を介して切換バルブ部24の入力側室78
に接続され、リリースバルブ45の変圧室53は管路87を介
して切換バルブ部24の入力側室76に接続されている。切
換バルブ部24の両出力側室77,79は通路88によって互い
に連通されており、該通路88は管路89によってパワーシ
リンダ部21の圧力室30に接続されている。さらに、切換
バルブ部24の圧力室81は、管路90を介してマスタシリン
ダ91に接続され、圧力室82は管路92を介してハイドロリ
ックシリンダ部22の油液ポート41に接続されている。

上記クラッチ倍力装置20は、以下のように作動される。

即ち、クラッチペダル91aを踏込むと、マスタシリンダ9
1の油液は、管路90を介して切換バルブ部24の圧力室81
に圧送され、ピストン69を第１図における上方へ摺動さ
せるとともに、オリフィス80を経て圧力室82に供給さ
れ、さらに管路92、ハイドロリックシリンダ部22の油液
ポート41,通路42,油圧室43,通路56を介してコントロー
ルバルブ部23の液圧室54,55に送給される。なお、ピス
トン69が上方へ移動し、該ピストン69の下縁が切欠68b
に達すると、圧力室81の液圧は切欠68bを介しても圧力
室82へ送給される。したがって、切換バルブ部24のチェ
ックバルブ71はピストンロッド69bによって開成され、
リレーバルブ44の変圧室52とパワーシリンダ部21の圧力
室30とを連通する。また、コントロールバルブ部23にお
いては、油圧室54,55に送給された油液が、リレーバル
ブ44のバルブリフタ48を圧縮スプリング66の付勢力に抗
して往動させ、弁座48dを弁体46に当接させて排気通路6
4を閉塞する。さらに、バルブリフタ48が往動される
と、該バルブリフタ48によって弁体46が弁座59から離反
される（第２図中A₁点）。したがって、リレーバルブ44
の変圧室52には、空圧室50を介してエアリザーバ85から
の圧縮空気が流入し、該圧縮空気は管路86、切換バルブ
部24の入力側室78、出力側室79、管路89を経てパワーシ
リンダ部21の圧力室30に導入される。すると、その圧力
によってパワーピストン27が戻しばね29の付勢力に抗し
て第１図で矢印ｂ方向へ往動される。そして、パワーピ
ストン27が矢印ｂ方向へ往動すると、ピストンロッド33
を介して中継ピストン32が押送され、さらに出力ロッド
34が押送されて、クラッチレバー35はレリーズ側に回動
させられる。このようにして、クラッチが完全に切離さ
れた状態における第２図の特性線の位置は、A₂点であ
る。一方、この間にリリースバルブ45においても、バル
ブリフタ49は、スプリング67の付勢力に抗して往動さ
れ、弁座49dを弁体47に当接させて排気通路65を閉塞
し、さらに弁体47を弁座60から離反させる。したがっ
て、変圧室53にも、空圧室50、通路83、空圧室51を介し
てエアリザーバ85の圧縮空気が供給されるが、切換バル
ブ部24の入力側室76と出力側室77とは閉塞しているの
で、変圧室53の圧縮空気はパワーシリンダ部21に何ら影
響を及ぼさない。

このようなクラッチが完全に切離された状態で変速操作
が行われるが、その間、即ちクラッチペダル91aを踏込
んだ状態が維持されると、その間に切換バルブ部24の圧
力室81,82の圧力が等しくなり、ピストン69はスプリン
グ75の付勢力によって第１図に示した元の位置に戻され
る。この状態では、チェックバルブ71が閉成され、チェ
ックバルブ70が開成される。したがって、リリースバル
ブ45の変圧室53とパワーシリンダ部21の圧力室30とが連
通され、リレーバルブ44の変圧室52とパワーシリンダ部
21の圧力室30との間が遮断される（第２図中A₃）。この
時クラッチ倍力装置の出力はA₂からA₃に低下するが（A₂
−A₃）の値をクラッチ本体側がもっている操作力のヒス
テリシス（第３図参照）以下に設定すれば、出力の低下
に伴うクラッチペダル踏力の変化は生じない。以後、倍
力装置20のパワーシリンダ部21は、リリースバルブ45に
よって制御される。

次に、クラッチペダル91aを解放すると、リリースバル
ブ45のバルブリフタ49が圧縮スプリング67の付勢力によ
って、第１図で左方向に復動され、弁座49dが弁体47か
ら離間し、排気通路65が変圧室53に開放される。したが
って、パワーシリンダ部21の圧力室30内の圧縮空気は管
路89、切換バルブ部24の出力側室77、入力側室76、管路
87を介してリリースバルブ45の変圧室53に戻され、さら
にバルブリフタ49の排気通路65、ポート63を経て大気に
排出される。このリリースバルブ45の作動の間に、リレ
ーバルブ44も作動され、その変圧室52を排気通路64、室
61,62およびポート63を介して大気に開放するが、変圧
室52は切換バルブ部24によってパワーシリンダ部21の圧
力室30と遮断されているので、リレーバルブ44の動作は
パワーシリンダ部21に何ら影響を及ぼさない。

したがって、リレーバルブ44とリリースバルブ45が第２
図に示したようなヒステリシス特性H₁,H₂をそれぞれも
つ場合には、クラッチは第２図において、点A₀,A₁,A₂,A
₃,A₄,A₀の特性に従って制御される。即ち、クラッチを
切る際の制御はリレーバルブ44のヒステリシス特性
（A₀,A₁,A₂）によって行われ、クラッチを接続する際の
制御はリリースバルブ45のヒステリシス特性（A₃,A₄,
A₀）によって行われる。

なお、上記リリースバルブ44のヒステリシスループH₁の
増加経路（A₁〜A₂）と上記リリースバルブ45のヒステリ
シスループH₂の減少経路（A₃〜A₄）を適宜選択すること
により、クラッチペダル操作力のヒステリシスが種々設
定できる。

また、上記実施例では、切換バルブ部24に、マスタシリ
ンダ91の油液によって作動されるピストン69を備え、該
ピストン69を作動させることによってチェックバルブ7
0,71を作動させ、それによって管路86,87を選択的に管
路89に連通させるバルブを採用している。しかし、本考
案では、このようなバルブに限定されることなく、マス
タシリンダ91の動作を検出し、その検出信号に基づいて
電磁バルブを作動させ、該電磁バルブによって管路86,8
7を選択するようにしてもよい。

また、上記実施例の切換バルブ部24では、２つのチェッ
クバルブ70,71を採用し、そのうちのチェックバルブ70
を常態において開成させている。このようにすれば、圧
力室30内の圧縮空気を排出する際の応答性を高めること
ができる。しかし、本考案では切換バルブ部24の常態に
おいて、両チェックバルブ70,71を共に閉塞させておい
てもよい。

g.考案の効果上記したように、本考案に係るクラッチ倍力装置は、リ
レーバルブ単独によるヒステリシス特性をリリースバル
ブ単独によるヒステリシス特性とを適宜に設定すること
により、例えばヒステリシスをほとんど無くしたり、従
来と逆にしたりしてクラッチ接続時の反力を大きくする
ことができ、したがって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図はクラッチ本体側のヒステリシス
を示した特性線図、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……切換バルブ部、25……ハウジング、27…
…パワーピストン、30……圧力室、32……中継ピスト
ン、33……プッシュロッド、34……出力ロッド、41……
油液ポート、42……第１の通路、44……リレーバルブ、
45……リリースバルブ、46,47……弁体、48,49……バル
ブリフタ、48d,49d……弁座、50,51……空圧室、52,53
……変圧室、54,55……油圧室、56……第２の通路、57,
58……圧縮スプリング、59,60……弁座、61,62……室、
63……ポート、64,65……排気通路、66,67……圧縮スプ
リング、69……ピストン、69a,69b……ピストンロッ
ド、70,71……チェックバルブ、72,73……ボール、74,7
5……スプリング、76……入力側室、77……出力側室、7
8……入力側室、79……出力側室、80……オリフィス、8
1,82……圧力室、83……通路、84……管路、85……エア
リザーバ、86,87……管路、88……通路、89,90……管
路、91……マスタシリンダ、91a……クラッチペダル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】マスタシリンダの非作動状態で、弁体によ
って空圧室と変圧室とを遮断するとともに、変圧室を大
気に連通させ、マスタシリンダを踏込むことによってバ
ルブリフタをスプリングの付勢力に抗して作動させ、該
バルブリフタによって弁体を作動させて上記空圧室と上
記変圧室とを連通させるとともに、上記変圧室を大気か
ら遮断するリレーバルブとリリースバルブとを備え、さ
らに該リリースバルブの上記バルブリフタへの付勢力を
上記リレーバルブの上記バルブリフタへの付勢力よりも
大きく設定し、かつ上記リレーバルブの変圧室と上記リ
リースバルブの変圧室とを切換バルブを介して択一的に
パワーシリンダに連通させるとともに、該切換バルブを
マスタシリンダに連係させ、該切換バルブをマスタシリ
ダの増圧操作に応動させて上記リレーバルブの変圧室を
上記パワーシリンダに連通させ、マスタシリンダの減圧
操作に応動させて上記リリースバルブの変圧室を上記パ
ワーシリンダに連通させるようにしたことを特徴とする
クラッチ倍力装置。