JPS63284033A - 自動車のクラッチを自動操作する空気圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は自動車のクラッチを自動操作する空気圧装置に
係り、特に好ましくは、オツトーエンジンを搭載した乗
用車とバスに使用される自動車のクラッチを自動操作す
る空気圧装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車を制御する場合に一般に運転者（パイロット）は
手動切換では３つのペダル、すなわち加速ペダル、ブレ
ーキペダル及びクラッチペダルを操作しなければならな
い。これに対してオートマチック切換の場合にはクラッ
チペダルは設けられない。このことは人間工学的見地及
び交通安全上の見地から非常に有利であって、かつそれ
によって自動車も保護される。

実際の経験によれば、公知の自動ギヤは非常に高価であ
って通常の平均的な修理備品では修理することができず
、さらに自動車の出力及び経済性を損う、たとえばハイ
ドロダイナミックギヤ機構を有する自動車の燃料消費は
手動操作の切換ギヤ機構を有する車の場合に比べて１０
〜１５％割高になる。上記の理由から他の国々では（米
国は別にして）自動ギヤ機構は限定された程度でしか浸
透しておらず、ないしは普及していない。

さらに、摩擦で作動する従来のクラッチの操作を自動化
しなければならないという労作も知られている。たとえ
ばゾルタン・テルナイの著書「自動車の自動クラッチと
ギヤ機構」　（テヒニッシャー出版、ブダペスト、１９
６０年、第６２〜６６頁）には、２ペダル走行を可能に
し、かつ真空を用いてクラッチをゆるめるこの種の空気
圧クラッチ自動装置が記載されている。（このような方
法は、たとえば「サキソマート」の名称で市場で知られ
ている乗用車の自動装置である。） 上記の空気圧クラッチ自動装置は乗用車の機構的部材を
形成しており、かつそれ故に自動車にはクラッチペダル
が設けられていないこと、及びクラッチ自体が特殊な遠
心力装置であることを述べておく。ここではクラッチ自
動装置の作業ピストンは吸気スリーブの真空によって操
作されるが、しかし制御は電空弁によって行われる。ギ
ヤシフトレバ−には電気スイッチが設けられているので
、軸継手の操作はそれぞれシフトレバ−の切換によって
作動される。このとき、電空弁の電流回路はシフトレバ
−によって閉成され、このシフトレバ−によって作業ピ
ストンとエンジンの吸気室が結合される。負圧によって
作業ピストンが吸引され、その結果クラッチがゆるめら
れる。ギヤチェンジの終了後に電子スイッチが開放する
。ここでは電空弁が（絞り弁を介して）作業シリンダと
外気室を連通させ、したがってクラッチが閉鎖される。

〔発明が解決しようとする課題〕

すでに述べたように、自動車の機構的な部分としてのこ
の種の空気圧クラッチ自動装置には比較的大きな費用が
必要である。また、修理や保守作業に関しては質のい＼
作業を積んだ専門家が必要である。さらに経験によれば
上述の方法には、運転者が意図せずにでもシフトレバ−
を動かすと、自動装置によってクラッチも即座にゆるめ
てしまうという欠点がある。それによって力の伝達、す
なわちエンジンブレーキが中断されて、それによって事
故の危険ももたらされる。

したがって本発明の目的は、比較的小さな費用でそれぞ
れ任意の自動車に後から取り付けることができ、さらに
そのために元の自動車の構成部材をそのま＼使用でき、
そしてさらに、それぞれの交通状況により良く適応する
ことができ、交通技術上もより安全な冒頭で述べた種類
のクラッチ自動装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、冒頭で述べた種類のクラッチ操作装置に
おいて、次のように解決される。すなわち本発明による
空気圧装置は、元の自動車の構成部材及びその機能特性
を維持したま＼で、自動車に後から取り付けることがで
きる付加的なアダプタとして形成されており、電空制御
弁に回転数に関係する制御ユニットが設けられている。

さらに空気圧機構の真空パイプと空気バイブとの間にお
いて電空制御弁と並列に負圧に関係する絞り弁が取り付
けられている。

〔作　用〕

本発明の他の特徴によれば、回転数に関係する制御ユニ
ットもこの種の電気スイッチとして形成することができ
、この電気スイッチは絞り弁のそれぞれの位置と制御上
接続されている。さらにこの種の実施例によれば、回転
数に関係する制御装置にも電気ユニットが設けられてお
り、この電気ユニットが回転数信号センサ、シフトレバ
−のスイッチ、さらに絞り弁に設けられているスイッチ
及び電磁制御装置の磁気コイルと接続されることも可能
である。

さらに好ましい実施例によれば電磁制御弁の入口側がエ
アタンクと接続されており、このエアタンクには好まし
くは調節可能な絞り弁が設けられている。

すなわち、エアタンクあるいは調節可能な逆流防止弁を
使用することによってクラッチ操作の第１段階において
より急速に閉鎖することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面に示す実施例を用いて本発明の詳細な説
明する。

第１図には乗用車のエンジン及び制御機構の細部が概略
的に図示されており、符号１はエンジンの吸気管、２は
絞り弁、３は絞り弁２と接続された加速ペダル、４はク
ラッチペダル、５はギヤシフトレバ−である。

軸継手を操作する空気圧装置は、本発明によれば乗用車
に後から取り付けることのできる（付加的な）アダプタ
として形成されており、全体を符号６で示されている。

第１図から明らかなように、クラッチペダル４は概略図
示のロッド７　（特に図示していない軸継手を操作する
）を介し、さらにロッド８を介してクラッチを操作する
空気圧作動機構（本実施例においてはダイヤフラム９）
と接続されている。ダイヤフラム９の負圧室は符号１０
で示されている。

ギヤシフトレバ−５には電気スイッチ１１が設けられて
おり、この電気スイッチはシフトレバ−５が中立位置に
あるときに開放状態となり、シフトレバ−５が任意の方
向へ切り換えられると閉鎖状態になる。（スイッチ１１
の電気的な構成については後述する。） 本発明になるアダプタ６には、電空制御弁１２が設けら
れている（その詳細については第２図を用いて後述する
）。電空制御弁１２は真空パイプ１３を介してエンジン
の吸気管と接続されている。

電空制御弁１２はまた、空気バイブ１４を介してダイヤ
フラム９の負圧室１０と接続されている。

制御弁１２の電磁石は図示の例においては電子調整ユニ
ット１５及びスイッチ１１と接続されており、かつリー
ド線１６及びスイッチ１７を介して供給電源に接続され
ている。本発明のアダプタ６はスイッチ１７によって遮
断されあるいは接続される。スイッチ１７が遮断された
状態においては乗用者は従来のように、すなわち３つの
ペダルで走行する。この場合には、リード線１６には信
号灯１８が接続されており、この信号灯によって計器パ
ネルにそれぞれアダプタの接続状態が表示される。

真空パイプ１３と空気バイブ１４の間において、本発明
によれば電空制御弁１２と並列に負圧に関係する絞り弁
１９が取り付けられている（この絞り弁については第３
図を用いて後述する）。

本発明によれば電空制御弁１２は回転数に関係する制御
ユニッ１−２０と制御上接続されている。

本実施例においては上述の電子制御装置１５及び絞り弁
２のそれぞれの位置により調節可能な電子スイッチ２１
によって上記の回転数に関係する制御ユニット２０の一
部が形成され、前記電子スイッチ２１はオン・オフ（接
続及び遮断）制御に用いられるものである。電子スイッ
チ２１の一方の接点は本実施例においては、絞り弁２の
軸に連動回転可能に取り付けられたレバー２２と接続さ
れている。好ましくは電子スイッチ２１は調節可能に形
成されている。我々の実験では、“ルノー１２”型式の
乗用車に取り付けられたアダプタ６の電子スイッチ２１
は、１２００ＲＰＭの回転数で開放されるが、この限界
値より低い回転数では閉成状態に留まる。

電子スイッチ２１はリード線２３を介して電子調整ユニ
ット１５の第２の入力端子と接続されており、他のリー
ド線２４を介して電気保持スイッチ２５と接続されてお
り、この電気保持スイッチは電空制御弁１２の電磁石と
協働する。電子調整ユニット１５の第３の入力端子には
リード線２６を介して回転数信号発生器（センサ）２７
が接続されており、この回転数信号発生器２７は本実施
例ではエンジンのディストリビュータである。

第２図には電空制御弁１２の詳細が示されている。弁ハ
ウジングは符号２８で示されており、この中に弁棒２９
が軸方向に摺動可能に軸承されている。弁ハウジング２
８の内部空間３０には弁座３１ないし３２が設けられて
おり、弁棒２９に固定されている弁皿３３の上面ないし
下面が前記弁座３１ないし３２と協働する。弁ハウジン
グ２８のパイプスリーブ３４は真空パイプ１３に接続さ
れている。これに対してパイプスリーブ３４から分岐し
ているパイプスリーブ３５を介して絞り弁１９が真空パ
イプ１３と接続されている（第１図）。

弁ハウジング２８の一方の開口部３６は空気バイブ１４
に連通しており、かつこの開口部３６は内部空間３０と
連通している。弁ハウジング２８の他方の開口部３８は
環状空間３７を介して弁ハウジング２８の内部空間３０
と連通しており、本実施例においては前記環状空間３７
にエアタンク３９が接続されている。エアタンク３９は
本発明によれば緩衝ボイラとして用いられ、エアタンク
の外気と連通している流入口４０には調整可能な絞り弁
４１が設けられている。しかし、場合によっては絞り弁
を有するエアタンクを、調節可能な逆流防止弁で代用す
ることもできる。

第２図に示す位置においては弁皿３３は下方の終端位置
にあって、この位置において弁皿３３は下方の弁座３２
を閉鎖する。弁皿３３は圧縮ばね４２によって前記下方
の基本位置へ移動される。

弁皿３３がこの位置にあるとき、エアタンク３９は環状
空間３７を介して空気バイブ１４と接続されている。し
たがってダイヤフラム９の負圧室１０は空気容器３９を
介して外気と連通されている（第１図）。

弁棒２９の上方の端部は、制御弁Ｉ２を操作する電磁石
４３と結合されている。電磁石４３が励磁されるとすぐ
に弁棒２９が弁皿３３と共に上方の終端位置へ移動し、
弁皿３３が上方の弁座３１を閉鎖する。この状態におい
てパイプスリーブ３４（真空パイプ１３に接続されてい
る）を介して制御弁１２の内部空間３０及び空気バイブ
１４が真空に達することができる。しかしそれによって
ダイヤフラム９がクラッチを持ち上げる（第１図）。

第３図においては負圧に関係する絞り弁１９の詳細が示
されている。この絞り弁は本実施例においてはダイヤフ
ラムによって操作される弁装置として形成されており、
弁口体は符号４４で示され、操作ダイヤフラムは符号４
５で示されている。操作ダイヤフラム４５のダイヤフラ
ムシート４６は圧縮ばね４７によって下方から付勢され
ており（予圧）、ダイヤフラムシート４６の下方の内部
空間４８はパイプスリーブ４９を介して制御弁１２のパ
イプスリーブ３５と接続されている（第２図）。

絞り弁１９の操作は零′発明によれば常時、エンジンの
吸気管１内を支配しているそれぞれの負圧値の値に関係
している。絞り弁の作業特性は圧縮ばねの特性を適当に
選択することによって変化させることができる。ダイヤ
フラムシートは（調節可能であるので）、弁４４の弁ハ
ウジング５１内に軸方向に摺動可能に配置されている弁
４４の弁棒５０に接する。弁棒５０の上部には円錐状の
弁皿５２が固定されており、この弁皿５２は同様に円錐
状に形成された弁座５３と協働する。弁ハウジング５１
には、外気と連通ずる流入口５４が設けられている。さ
らに弁ハウジング５１には空気バイブ１４に連通ずる流
出口５５も設けられている（第１図）。

操作ダイヤフラム４５の内部空間４８において真空が作
用し始めると、ダイヤフラムシート４６が（圧縮ばね４
７に抗して）点線で示すように下方に変形を始め、弁４
４が閉鎖する。真空が中断されると、操作ダイヤフラム
４６は再び図示の基本位置へ達する。同時にそれによっ
て弁４４が開放し、かつクラッチを急速にゆるめる（閉
鎖する）ために弁の流入口５４と流出口５５を介してさ
らに空気が空気バイブ１４へ導入される。

本発明に係るアダプタ６の作用方法は次の如くである。

運転者が足を加速ペダル３から外し、それによって絞り
弁２が基本位置に達する（第１図）。その間にエンジン
の吸気室内にはエンジンの回転に伴って真空（約０．５
〜０．６バール）がもたらされ、それとともに真空パイ
プ１３内にも真空がもたらされる。スイッチ１７をオン
にした後に運転者がシフトレバ−５をその中立位置から
引き出し、それに従って電気スイッチ１１が電流路を閉
成する。

その後に電空制御弁１２の電磁石４３が励磁され、すな
わち吸着し、それと同時に吸引リレーとして形成されて
いる保持スイッチ２５を操作する。

（すなわち保持スイッチはシフトレバ−５を中立位置へ
戻した後に所望の励磁状態を保つために設けられている
。）■速へ接続した後に運転者は加速ペダルを踏み込む
。ガスが供給されると調整された回転数１２０ＯＲＰＭ
でスイッチが開放し、同時にリード線２４を介して保持
スイッチ２５の回路が遮断される。このときに電空制御
弁１２が第２図に示す位置へ達する。それによってまず
エアタンク３９から急速なテンポで空気が流出するが、
エアタンク３９が空になると絞り弁４１を介し、空気バ
イブ１４を介して外気がダイヤフラム９の負圧室１０へ
流入する。それによってクラッチがまずゆっくりと、そ
してその後に急速にゆるむ。このクラッチのゆるめ具合
（すなわち制御された閉鎖）はエアタンクの容積を適当
に選択することによって、並びに絞り弁４１を調節する
ことによって、たとえばそれぞれの走行状態に最適に合
わせることができる。

■速において穏やかにスタートさせて自動車をある程度
始動させて、次に加速ペダル３を再び高くして■速へ切
り換える。より高い速度段階へ切り換えるためにはクラ
ッチをずっと速く閉鎖することが必要なので、ここで負
正に関係する絞り弁１９が作動し始める。ガスを取り戻
すと真空パイプ１３内に再び最大の真空がもたらされる
。運転者がシフトレバ−５をその中立位置から移動させ
るとすぐに電空制御弁１２が即座に真空をダイヤフラム
９へ伝達し、ダイヤフラム９は遅滞なくクラッチをゆる
める。ガスが供給されると真空パイプ１３内で真空が急
速に減少する。その後に、すでに説明したようにして、
電空制御弁１２が空気バイブＩ４を介して空気をダイヤ
フラム９の負圧室へ供給し、それによってダイヤフラム
がクラッチを閉鎖する。しかし真空の減少のし方が著し
いので、絞り弁１９が第３図に示す位置へ達して、この
位置においてさらに外気が空気バイブ１４に達する。こ
のようにしてクラッチが急速に閉鎖される。その他、適
当な真空が存在する場合には負圧に関係する絞り弁１９
は閉鎖位置にある。

レースなどの始動の際にはＩ速でもすでに急速にクラッ
チを閉鎖することができるのは明らかである。というの
はそれぞれ真空が急激に低下したときに（すなわち急に
ガスが供給されたときに）、上述の理由によって負圧に
関係する絞り弁１９が即座に開放するからである（第３
図）。

種々のギヤ段階の速度から元の状態へ切り換えるのは逆
の順序でのみ行われる。

以上の説明から、運転者がガスを供給する場合に、シフ
トレバ−５を動かしても無駄であり、全く何も生じない
、すなわち本発明のアダプタ６がクラッチをゆるめない
、ということが明らかにされる。もう一度電子調節ユニ
ット１５に戻ってさらに、この調節ユニットが公知の電
子装置として形成されていることを付は加えておく。我
々の実験では電子調節ユニット１５は、アダプタ６の駆
動状態を“監視する”ことができるように形成されてい
る。このことは、アダプタ６は“乱暴に引かれる”こと
を避けるために所定の回転数（たとえば６５０ＰＰＭ）
でクラッチをゆるめるということを示している。この方
法は“のろのろ進む″混雑した都市交通に使用すると特
に効果的である。というのはクラッチのスリップやクラ
ッチの遮断がそれぞれ与えられた交通状態及び走行状態
に応じて追随が難しい状態でかつしばしば生じるがらで
ある。

ガスを供給する際に本発明装置はクラッチを全く解放し
ないので、シフトレバ−５が意図せずに移動されること
によって生じる可能性のある事故の危険を除去すること
ができる。

場合によっては回転数に関係する制御ユニット２０に調
節可能な電子スイッチ２１だけを設けることも可能であ
る。この場合には電子調節ユニット１５を全く設けない
こともできる。

本発明に係るアダプタ６は比較的構造が筒車なので安価
であり、それぞれ所望どおりにすべての乗用車とその他
の自動車ないしはバスに元の構造を破壊したり変更した
りすることなく取り付けることもできる。これは言葉を
換えて説明すると、本発明のアダプタ６を搭載した自動
車はそれぞれ所望どおりに２ペダルあるいは３ペダルで
走行することができるということである。アダプタ６を
遮断すれば、自動車は従来の３ペダル弐で走行すること
ができ、このことはたとえば押して始動させる場合など
に効果的である。本発明のアダプタ６の重要な利点は、
どのギヤ段階においても（はぼ最適に）クラッチの作動
を保証できることである。すなわち初めはゆっくりと、
それからかなり急速に閉鎖する。さらにエンジンの“停
止”も防止することができ、そしてそれによって自動車
の穏かな運転に役立つ。それによって寿命が延び、かつ
交通状態によってもたらされる危険な状況をほぼ完全に
除去するのに役立つ。運転者が誤ったギヤを選択してし
まった場合、あるいは自動車を止めたときにシフトレバ
−を接続位置に入れたま＼にしてしまった場合にも、エ
ンジンの“停止”を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく空気圧装置を有する乗用車の
原理を示す説明図、第２図及び第３図は第１図の詳細を
示す拡大断面図である。 ２・・・絞り弁、　　　　　　５・・・シフトレバ−１
６・・・アダプタ、　　　　　９・・・ダイヤフラム、
１１・・・スイッチ、　　　　１２・・・制御弁、１３
・・・真空パイプ、　　　１４・・・空気パイプ、１５
・・・電子調節ユニット、 １９・・・絞り弁、　　　　２０・・・制御ユニット、
２１・・・電子スイッチ、 ２７・・・回転数信号センサ、 ３８・・・開口部、　　　　　３９・・・エアタンク、
４０・・・流入口、　　　　　４１・・・絞り弁、４３
・・・電磁石。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電空制御弁と接続されクラッチを操作する空気圧の
   作業手段を有し、前記電空制御弁がエンジンの吸気管に
   接続されている真空パイプとあるいは絞り弁を介して外
   気と接続可能であって、さらにギヤシフトレバーに設け
   られている電気スイッチと電気的に接続されている、好
   ましくはオットーエンジンで駆動される乗用車及びバス
   などの自動車のクラッチを自動操作する空気圧装置にお
   いて、 前記空気圧装置が元の構成部材及び元の機能的な駆動方
   法を維持したまゝで後から取り付けることのできるアダ
   プタ（６）として形成されており、前記電空制御弁（１
   ２）が回転数に関係する制御ユニット（２０）と接続さ
   れており、 好ましくはダイヤフラム（９）などの空気圧作動手段の
   真空パイプ（１３）と空気パイプ（１４）の間において
   電空制御弁（１２）と並列に負圧に関係する絞り弁（１
   ９）が取り付けられていることを特徴とする自動車のク
   ラッチを自動操作する空気圧装置。 ２、回転数に関係する制御ユニット（２０）に、エンジ
   ンの絞り弁（２）と制御接続されている電子スイッチ（
   ２１）が設けられている特許請求の範囲第１項に記載の
   空気圧装置。 ３、回転数に関係する制御ユニット（２０）に電子調整
   ユニット（１５）が設けられており、この調整ユニット
   の第１の入力端子が回転数信号発生器（２７）と接続さ
   れ、第２の入力端子が電子スイッチ（２１）と接続され
   、第３の入力端子がシフトレバー（５）に設けられたス
   イッチ（１１）と接続され、出力端子が電空制御弁（１
   ２）の電磁石（４３）と接続されている特許請求の範囲
   第１項あるいは第２項に記載の空気圧装置。 ４、電空制御弁（１２）の外気と連通されている開口部
   （３８）がエアタンク（３９）と接続されており、エア
   タンクの流入口（４０）に好ましくは調整可能な絞り弁
   （４１）が設けられている特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項に記載の空気圧装置。