JPH0925948A - クラッチ断続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチの自動分断操作に伴う油圧通路内の
負圧発生を防止する。 【解決手段】 本発明に係るクラッチ断続装置１は、空
圧を供給するための空圧供給手段２と、その空圧の供給
によりクラッチ８の分断操作を補助する倍力装置７と、
倍力装置７と上記空圧供給手段２とを結ぶ第１の空圧供
給路ａと、第１の空圧供給路ａに設けられた第１の弁７
ａと、第１の弁７ａを開動させる油圧を供給するマスタ
シリンダ１０と、マスタシリンダ１０のピストン４８の
背面側にピストン４８を押動させる空圧を上記空圧供給
手段２から供給する第２の空圧供給路ｂと、第２の空圧
供給路ｂに設けられた第２の弁７８，７９と、第２の弁
７８，７９の開閉制御を実行する制御装置７２とを備え
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクラッチ断続装置に
係り、特に車両のクラッチの自動化を図り得るクラッチ
断続装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、バスやトラック等の大型車両にお
いても変速自動化の要請が高まっている。これらの車両
は一般に車重や積載量が大きく、クラッチ形式として乗
用車に採用されるような流体式トルクコンバータを用い
ると損失大となり燃費の面で不利であるため、このよう
な大型車両においては、特に摩擦クラッチを自動操作に
より断続し、その出力を変速機に送り、この変速機をや
はり自動操作するようにして、変速自動化の達成を図っ
ている。このクラッチの自動操作を行うクラッチ断続装
置としては、空圧の給排により摩擦クラッチの断続操作
を行う倍力装置（クラッチブースタ）を備えたものが一
般的である。

【０００３】一方、車両発進時等においてはクラッチの
操作がデリケートとなり、その操作を自動制御で行おう
とすると装置が複雑、高価となってしまうため、この場
合にのみクラッチペダルを用いたマニュアル（手動）操
作を行えるようにして、装置のシンプル化、低価格化を
狙ったものがある。この場合、クラッチペダルの操作に
よりマスタシリンダから油圧を給排し、この油圧の給排
により上記倍力装置への空圧の給排を行うようにしてい
る。（関連技術；実公平4-8023号公報）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発進時を除
く自動変速時、倍力装置にはクラッチペダルを操作せず
とも空圧が給排される。そして特に倍力装置は、空圧が
供給されると内部のパワーピストンを押動させてクラッ
チを分断方向に操作するようになっている。

【０００５】しかし、従来の構成において、マスタシリ
ンダからの油圧を送る通路は、上記パワーピストンの移
動に応じて容積変化する倍力装置の油圧シリンダに連通
しており、パワーピストンの押動により油圧シリンダ容
積が増すと、油圧通路内に負圧が発生して気泡が混入
し、クラッチの正確なマニュアル操作を行えない問題が
ある。

【０００６】なお、このような負圧発生を防止するため
には、前記実公平４−８０２３号公報のように、倍力装
置の油圧出力部にマニュアル操作と自動操作とのキャン
セル機構を備える必要があるが、その機構は複雑とな
り、信頼性にも問題がある。従って倍力装置の変更は行
わずに負圧発生を防止すべく、マスタシリンダをクラッ
チペダルだけでなく、制御系（空圧供給回路）によって
も同様に、且つ互いに干渉することなく駆動できるよう
にすることが望ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、空圧を供給す
るための空圧供給手段と、その空圧の供給によりクラッ
チの分断操作を補助する倍力装置と、倍力装置と上記空
圧供給手段とを結ぶ第１の空圧供給路と、第１の空圧供
給路に設けられた第１の弁と、第１の弁を開動させる油
圧を供給するマスタシリンダと、マスタシリンダのピス
トンの背面側にピストンを押動させる空圧を上記空圧供
給手段から供給する第２の空圧供給路と、第２の空圧供
給路に設けられた第２の弁と、第２の弁の開閉制御を実
行する制御装置とを備えたものである。この構成によれ
ば、制御装置によるクラッチの自動分断操作を、マスタ
シリンダのピストンを空圧で押動することで行うため、
これにより油圧通路内を加圧でき、油圧通路内の負圧化
を防止できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】空圧供給手段としては、大型車両
に通常備えられているコンプレッサや、ターボチャージ
ャーのコンプレッサ等を用いるようにする。第１及び第
２の空圧供給路としては、空圧の供給即ち空気の流通に
適した配管等を用いる。第１の弁としては、マスタシリ
ンダからの油圧で開閉する油圧シリンダ形式の弁を用い
る。第２の弁としては、電磁切替弁を用い、開(ON)のと
きマスタシリンダへの空圧供給を行い、閉(OFF) のとき
空圧供給を停止し且つマスタシリンダから空圧を排出す
るようにする。これによりクラッチの自動断続が達成さ
れる。一方、マスタシリンダのピストンにクラッチペダ
ルを接続すると、クラッチペダルを用いたマニュアル断
続も可能となる。なおクラッチの自動断続操作時に、ク
ラッチペダルが動かぬよう、クラッチペダルとピストン
とを切離し自在としておくのが好ましい。特に本発明に
おいては、クラッチの自動分断操作時、第２の空圧供給
路から空圧供給を行って、ピストンをマスタシリンダ内
で押動させるようにしたため、その押動により油圧を発
生し、油圧通路内を加圧して負圧化を防止できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の好適実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１０】図１は、本発明に係るクラッチ断続装置を
示す全体構成図で、クラッチ断続装置１は空圧を供給す
るための空圧供給手段２を有する。空圧供給手段２は、
エンジン（図示せず）に駆動されて比較的高圧の空圧
（空気圧）を発生するコンプレッサ３と、コンプレッサ
３からの空気を乾燥させるエアドライヤ４と、エアドラ
イヤ４から送られてきた空気を高圧にて貯留するエアタ
ンク５と、エアタンク５の入口側に設けられた逆止弁６
とから主に構成される。この空圧供給手段２からの空圧
は倍力装置（クラッチブースタ）７に送られ、倍力装置
７はその空圧の供給により摩擦クラッチ８を分断側（右
側）Ａに操作するようになっている。また倍力装置７
は、クラッチペダル９の操作によりマスタシリンダ１０
から油圧も供給されるようになっている。

【００１１】図２は倍力装置７の詳細を示す縦断面図で
ある。なおこの倍力装置７は従来同様に構成される。図
示するように、倍力装置７は、そのボディ１１に接続さ
れたシリンダシェル１２を有し、このシリンダシェル１
２内にピストンプレート（パワーピストン）１３が、リ
ターンスプリング１４により空圧導入側（図中左側）に
付勢されて設けられている。シリンダシェル１２の一端
には空圧ニップル１５が取り付けられ、この空圧ニップ
ル１５が空圧導入口を形成してエアタンク５からの空圧
を実質的に導入する。空圧が導入されるとピストンプレ
ート１３がクラッチ８側（図中右側）に押動され、こう
なるとピストンプレート１３はピストンロッド１６、ハ
イドロリックピストン１７、さらにはプッシュロッド１
８を押動してクラッチレバー８ａ（図１）を押し、クラ
ッチ８を分断する。

【００１２】一方、ボディ１１内部には、油圧導入口た
る油圧ニップル１９に連通する油圧通路２０が形成され
る。油圧通路２０は、ボディフランジ部１１ａの一端
（下端）側に形成された孔２１、ハイドロリックピスト
ン１７を収容するハイドロリックシリンダ（油圧シリン
ダ）２２（ボディシリンダ部１１ｂに形成される）、及
びハイドロリックシリンダ２２に小孔２３ａを介して連
通する他端（上端）側の制御孔２３によって主に形成さ
れる。油圧ニップル１９から油圧配管５４（図１）の油
圧が導入されると、油圧は上記通路を通って制御孔２３
に到達し、制御ピストン２４を制御シリンダ２５に沿っ
て右側に押動する。このようにボディフランジ部１１ａ
の上端側には、倍力装置７への空圧供給を制御するため
の制御バルブ部７ａが形成される。

【００１３】制御バルブ部７ａは右側に突出する制御ボ
ディ部２６によって区画される。制御ボディ部２６に
は、前述の制御シリンダ２５に同軸に連通するコントロ
ール室２７及び空圧ポート２８が形成される。コントロ
ール室２７にはコントロールバルブ２９が、空圧ポート
２８にはポペットバルブ３０がそれぞれ摺動可能に収容
される。空圧ポート２８にはニップル３１が取り付けら
れ、このニップル３１には空圧配管６７（図１）が接続
されて空圧が常に供給されている。

【００１４】通常、ポペットバルブ３０は、空圧とポペ
ットスプリング３２とにより左側に付勢されていて、コ
ントロール室２７及び空圧ポート２８を連通する連通ポ
ート３３を閉じている。よってニップル３１からの空圧
はポペットバルブ３０の位置で遮断される。しかしなが
ら、マスタシリンダ１０から油圧配管５４を通じて油圧
が供給されると、制御ピストン２４及びコントロールバ
ルブ２９がポペットバルブ３０を右側に押動して連通ポ
ート３３を開く。こうなると、連通ポート３３からコン
トロール室２７に侵入した空圧は、コントロール室２７
に連通する空圧配管３４（図１）を通じて前述のシリン
ダシェル１２に入り、ピストンプレート１３を右側に押
動し、クラッチ８を分断側に操作する。

【００１５】ここで、倍力装置７は、供給された油圧の
大きさに応じてクラッチ８を所定ストロークだけ作動さ
せるようになっている。即ち、例えば比較的小さい値だ
け油圧が増加された場合、前述の空圧作用によりピスト
ンプレート１３が右側に押動されるが、これに連動して
ハイドロリックピストン１７が所定ストロークだけ右側
に押動されると、油圧通路２０の容積が増し制御孔２３
内の油圧が下がる。こうなると、制御ピストン２４がコ
ントロールバルブ２９をポペットバルブ３０に押し付け
つつ、ポペットバルブ３０が連通ポート３３を閉鎖する
バランス状態が生じ、これによりコントロール室２７、
空圧配管３４及びピストンプレート１３背面側室内にて
所定の空圧が保持され、ピストンプレート１３を所定ス
トローク位置に保持し、クラッチ８を所定位置に保持す
る。

【００１６】また、油圧が完全に抜かれると、制御孔２
３内の油圧がさらに下がって、図示の如く制御ピストン
２４が最も左側の原位置に戻される。こうなると、コン
トロールバルブ２９がポペットバルブ３０から離れ、コ
ントロールバルブ２９の内部に設けられた開放ポート３
６がコントロール室２７等と連通するようになる。する
と、保持されていた空圧は開放ポート３６からブリーダ
３７を通じ大気開放され、これによりピストンプレート
１３を押していた空圧が抜けて、クラッチ８が接続側
（左側）Ｂに操作される。

【００１７】なお、倍力装置７において、３８は、シリ
ンダシェル１２で区画されるシリンダ室１２ａとハイド
ロリックシリンダ２２とを油密に仕切るシール部材、３
９及び４０はブリーダ３７と連通する大気圧ポート、４
１は緩められたときに作動油のエア抜きを行えるブリー
ダである。

【００１８】図３はマスタシリンダ１０の詳細を示す縦
断面図である。図示するように、マスタシリンダ１０
は、長手方向に延出されたシリンダボディ４５を有す
る。シリンダボディ４５はその内部に、大径部４６ａ及
び小径部４６ｂからなるシリンダボア４６を有し、シリ
ンダボア４６には特に二つのピストン４７，４８が独立
して摺動可能に装入される。シリンダボア４６の一端
（左端）開口部には、クラッチペダル９の踏み込み或い
は戻し操作に合わせて挿抜するプッシュロッド４９の先
端部が挿入され、さらにその開口端に、第１ピストン４
７の移動を規制するためのスナップリング５６が設けら
れる。なおプッシュロッド４９と第１ピストン４７とは
切離し自在である。シリンダボア４６内の他端側（右
側）には、第１及び第２ピストン４７，４８を一端側に
付勢するリターンスプリング５２が設けられる。シリン
ダボア４６の他端は、シリンダボディ４５に形成された
油圧供給ポート５３に連通され、この油圧供給ポート５
３には図１に示す油圧配管５４が接続される。

【００１９】図示状態にあって、第１及び第２ピストン
４７，４８は、リターンスプリング５２に付勢されて一
端側の原位置に位置されている。そしてこのときのピス
トン４７，４８間に位置されて、シリンダボディ４５に
は空圧導入ポート５５が設けられている。特にこのマス
タシリンダ１０においては、クラッチペダル９を踏み込
むと両方のピストン４７，４８が押動されて油圧を供給
し、これによりマニュアル操作を可能とする一方、空圧
導入ポート５５からピストン４７，４８間の隙間５５ａ
への空圧の供給により、第２ピストン４８のみが背面側
から押動されて油圧を供給し、これにより自動操作を可
能とするようになっている。なおこのとき、第１ピスト
ン４７が移動しないのでクラッチペダル９は移動しな
い。５７は、作動油のリザーバタンク５８（図１）から
の給油配管５９に接続する給油ポート、６０及び６１
は、第２ピストン４８の右側及び第２ピストン４８の位
置にそれぞれ給油を行う小径及び大径ポートを示す。

【００２０】図１に示すように、マスタシリンダ１０の
空圧導入ポート５５とエアタンク５とは空圧配管６２で
接続され、この空圧配管６２には分岐６３が設けられ
る。分岐６３には空圧配管６７が接続され、空圧配管６
７の他端は倍力装置７のニップル３１に接続される。

【００２１】ここで、エアタンク５から分岐６３を分岐
して倍力装置７の空圧ニップル１５までを結ぶ空圧配管
６２，６７，３４は第１の空圧供給路ａを形成する。そ
して第１の空圧供給路ａに設けられる制御バルブ部７ａ
が、その空圧供給路ａをマスタシリンダ１０からの油圧
で開閉する第１の弁を形成する。

【００２２】ここで、エアタンク５とマスタシリンダ１
０とを結ぶ空圧配管６２は、マスタシリンダ１０の第２
ピストン４８の背面側に空圧を供給するための第２の空
圧供給路ｂを形成し、特にその配管６２には、第２の弁
を形成する二つの電磁切替弁７８，７９が設けられる。
これら切替弁７８，７９は、コンピュータ式制御装置
（コントローラ）７２により切替制御され、ONのときに
は開となって下流側への空圧の供給を許容し、OFF のと
きには空圧供給を遮断する一方、下流側の空圧を大気開
放するようになっている。そして特に上流側の切替弁７
８は、下流側の空圧を絞りを通じて大気開放するように
なっている。

【００２３】よって、切替弁７８，７９のONとOFF との
組合せが、ON/ON ならマスタシリンダ１０に対し空圧供
給を、ON/OFFなら比較的短時間で空圧排出を、OFF/ONな
ら比較的長時間で空圧排出を行うようになっている。な
おOFF/OFF のときはON/OFFのときと実質的に同一であ
る。これは特に、二段階のクラッチ接続速度を選べるこ
とになるから、最適な組合せを選択することでクラッチ
接続ショックの低減等を図ることができる。なおクラッ
チ８の分断は比較的速い一定速度で行われる。

【００２４】変速機７１は自動変速を行う構成がなされ
ており、即ち、手動シフトレバーで変速ポジションが選
択されると、電気スイッチによる変速信号が制御装置７
２に送られ、図示しないアクチュエータが動作されて実
質的な変速操作を行うようになっている。従って、運転
手はスイッチの切替えを行うのみである。

【００２５】他、制御装置７２には、アクセルペダル７
５に設けられたストロークセンサ８２及びアイドルスイ
ッチ８３、変速機７１のシフトレバー付近に設けられた
非常スイッチ８４、変速機７１の出力軸付近に設けられ
た車速センサ８５、エアタンク５に設けられた圧力スイ
ッチ８６、クラッチペダル９に設けられたペダルスイッ
チ８７、及びクラッチ８に設けられたクラッチストロー
クセンサ８８等が接続される。

【００２６】以下、上記実施例の作用について説明す
る。変速時、運転手のシフト操作による変速信号の入力
により、制御装置７２は両方の切替弁７８，７９をON乃
至開とし、第２の空圧供給路ｂを通じマスタシリンダ１
０に空圧を供給する。そしてクラッチ８が分断され、図
示しないアクチュエータにより変速機７１の変速操作が
完了すると、切替弁７８，７９を所定の組合せでOFF と
し、マスタシリンダ１０の第２ピストン４８背面側の空
圧を所定速度で抜いてクラッチ８の接続操作を行い、変
速を完了する。

【００２７】ここで図２を参照して、特にクラッチ８の
自動分断操作時、従来は、別の空圧供給路から空圧ニッ
プル１５に空圧を導入し、マスタシリンダ１０を動作さ
せずピストンプレート１３を押動させるようにしてい
た。しかしこれだと、ピストンプレート１３に連動して
ハイドロリックピストン１７が右側に移動することで、
作動油が充填されているハイドロリックシリンダ２２の
容積が増し、これにより油圧通路２０及び油圧配管５４
内等（合わせて油圧通路内という）に負圧が生じて、作
動油に気泡が混入する虞がある。こうなると油圧の正確
な供給を行えず、最悪の場合クラッチ８のマニュアル操
作ができなくなってしまい、発進等が不可能となる問題
が生じる。

【００２８】そこで本実施例では、クラッチ８の自動分
断操作時に、マスタシリンダ１０の第２ピストン４８を
空圧で押動するようにして、油圧通路内を空圧で加圧す
るようにしている。これによって、油圧通路内の負圧化
を防止でき、トラブルを未然に防止することができる。

【００２９】また、クラッチ８の自動接続操作時は、第
２ピストン４８背面側の空圧を切替弁７８，７９から適
宜大気開放させる。こうなると第２ピストン４８の原位
置への復帰が可能となる。

【００３０】一方、クラッチ８のマニュアル操作、特に
その分断は、クラッチペダル９を踏み込んでマスタシリ
ンダ１０から油圧を送り、制御バルブ部７ａを開とし倍
力装置７に空圧供給を行うことで達成される。逆にその
接続は、クラッチペダル９を戻して油圧を抜くことでな
される。

【００３１】加えて、本実施例においては、自動操作よ
りもマニュアル操作が優先されるようになっており、即
ち、クラッチペダル９を踏み込んだ瞬間にペダルスイッ
チ８７から信号が送られ、切替弁７８，７９はいずれも
OFF となってマスタシリンダ１０の両ピストン４７，４
８の移動を許容する。そしてマニュアル操作のときには
切替弁７８，７９の制御がなされないが、油圧通路内は
クラッチペダル９の踏み込みによる油圧供給がなされて
いるので負圧化は生じない。このように、マニュアル操
作を優先させることで、電気系トラブル等で自動操作が
不可能となっても、マニュアル操作によるクラッチ断続
が可能となる。

【００３２】そして本実施例では、第２ピストン４８の
特に大径部４８ａに空圧を作用させるようにして、比較
的小空圧でも確実な油圧供給を行えることとしている。

【００３３】なお、上記の如き油圧通路の空圧による加
圧は、倍力装置７のハイドロリックシリンダ２２周辺の
内部構造を変更することによっても可能であるが、こう
すると狭いスペースで複雑な構造を採用せざるを得ず、
シール等の問題もあり信頼性やメンテナンス性の点で不
利である。本実施例は従来同様の倍力装置７に変更を加
えることなく、マスタシリンダ１０の構造や空圧回路の
構成によって対応しているため、上記の欠点はなく構成
がシンプルとなり、十分な信頼性、メンテナンス性等を
確保できる。そして、クラッチペダル９による機械的な
駆動及び空圧供給制御により、それぞれが互いに干渉す
ることなく所望の油圧を発生させることができる。

【００３４】また、本実施例ではマスタシリンダ１０に
空圧を送るようにしたが、別途油圧ポンプを設けて回路
変更し、油圧を送るようにしてもよい。

【００３５】以上、本発明の好適実施例について説明し
てきたが、上記実施例は本発明の単なる一形態に過ぎ
ず、本発明は他の形態を採ることも当然可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３７】（１） クラッチの自動操作時、油圧通路
内の負圧状態となることを防止でき、作動油に気泡が混
入することがないので、クラッチのマニュアル操作がで
きなくなるなどのトラブルを未然に防げる。

【００３８】（２） 従来の装置を大きく変更すること
なく、シンプルな構成により、（１）の効果を得ること
ができるので、十分な信頼性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクラッチ断続装置の一実施例を示
す全体構成図である。

【図２】倍力装置を示す縦断面図である。

【図３】マスタシリンダを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ クラッチ断続装置 ２ 空圧供給手段 ７ 倍力装置 ７ａ 制御バルブ部（第１の弁） ８ クラッチ １０ マスタシリンダ ４８ 第２ピストン（ピストン） ７２ 制御装置 ７８ 切替弁（第２の弁） ７９ 切替弁（第２の弁） ａ 第１の空圧供給路 ｂ 第２の空圧供給路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 康 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 高野 孝雄 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 谷 高浩 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空圧を供給するための空圧供給手段と、
   その空圧の供給によりクラッチの分断操作を補助する倍
   力装置と、該倍力装置と上記空圧供給手段とを結ぶ第１
   の空圧供給路と、該第１の空圧供給路に設けられた第１
   の弁と、該第１の弁を開動させる油圧を供給するマスタ
   シリンダと、該マスタシリンダのピストンの背面側に該
   ピストンを押動させる空圧を上記空圧供給手段から供給
   する第２の空圧供給路と、該第２の空圧供給路に設けら
   れた第２の弁と、該第２の弁の開閉制御を実行する制御
   装置とを備えたことを特徴とするクラッチ断続装置。