JP2004162753A - 操作力アシスト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は操作力アシスト装置に係り、小型化、汎用化及び省エネ化を実現することを課題とする。
【解決手段】装置本体１１と、アシスト力を発生する油圧ポンプ８０と、これを駆動するモータ７０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００とを有する。装置本体１１は、メインシリンダ１２と、プライマリピストン３０と、セカンダリピストン４０と、シールバルブ体５０と、ピストンスイッチ接触部品６０とを有する。モータ７０は通常は停止しており、プライマリピストン３０がセカンダリピストン４０を押したときに始動する。
【選択図】 図１
【解決手段】装置本体１１と、アシスト力を発生する油圧ポンプ８０と、これを駆動するモータ７０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００とを有する。装置本体１１は、メインシリンダ１２と、プライマリピストン３０と、セカンダリピストン４０と、シールバルブ体５０と、ピストンスイッチ接触部品６０とを有する。モータ７０は通常は停止しており、プライマリピストン３０がセカンダリピストン４０を押したときに始動する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操作力アシスト装置に係り、特に、四輪車、二輪車、産業用車両等のクラッチ操作を必要とする車両に適用されて、クラッチ操作をアシストする操作力アシスト装置に関する。
【０００２】
クラッチをきる操作は、四輪車、産業用車両等においては運転者がクラッチペダルを踏むことによってなされ、二輪車では運転者がクラッチレバーを握ることによってなされる。近年、エンジンの馬力の向上及びクラッチ機構の改善等によって、クラッチ機構内には従来よりも強いばね部材が組み込まれるようになってきており、クラッチをきる操作に強い力が必要になってきている。このため、特に、クラッチ操作を頻繁に行う車両の運転或いは長時間の運転の場合、又は操作力の弱い運手者の場合には、クラッチ操作が負担となってきている。
【０００３】
【従来の技術】
この問題を解決するために、クラッチ操作をアシストする操作力アシスト装置が種々提案され、実用化されている。従来の操作力アシスト装置の一つに、エンジンの強制循環されている加圧オイルの油圧を利用したものがある。しかし、この装置では、エンジンに特別にオイルの出口を追加して設ける必要があり、エンジンの改造が必要であった。また、操作力アシスト装置をエンジンから離れた場所に設置する場合には、循環するオイルをエンジンから操作力アシスト装置にまで導く長い配管を設ける必要があり、装置が複雑となってしまう。このように、エンジンからの加圧オイルを利用する構成の操作力アシスト装置は、エンジンの改造及び配管の設置が必要となって、設置がし難いという問題があった。
【０００４】
そこで、専用の油圧ポンプを設けて、油圧ポンプからの加圧オイルの油圧を利用した構成の操作力アシスト装置も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許番号第２６４３４００号公報（第３頁及び第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この専用の油圧ポンプを備えた操作力アシスト装置では前記の問題は解決されるけれども、油圧ポンプは常時駆動し続けるため、電力消費が多くなり、省エネを図ることが出来ないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決した操作力アシスト装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、操作力に媒体でもって補助力を付加する操作力アシスト装置において、
操作力が加えられたことを検出する検出手段と、
検出手段の検出に応じて、補助力を付加するべく、始動するポンプ手段とを備えた構成としたものである。
【０００９】
ポンプ手段が常時駆動されている構成に比べて、消費電力を抑えることが可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、操作力に媒体でもって補助力を付加する操作力アシスト装置において、
シリンダと、
該シリンダ内に設けてあり、操作力が加えられるプライマリピストンと、
補助力を出力させる部分の断面積よりも広い断面積を有する大径ピストン部を有する形状であり、該プライマリピストンと対向して上記シリンダ内に設けてあり、上記プライマリピストンと該大径ピストン部との間に加圧室を形成し、且つ、補助力を出力させるセカンダリピストンと、
操作力が加えられた上記プライマリピストンが移動して上記セカンダリピストンに押し当ったことを検出する検出手段と、
上記加圧室に圧力を作用させるポンプ手段とを有し、
上記検出手段の検出に応じて上記ポンプ手段が始動する構成としたものである。
【００１１】
セカンダリピストンの形状を適宜に定めた簡単な構成でもって、強い補助力を得ることが可能である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の操作力アシスト装置において、
媒体圧開放経路と該媒体圧開放経路を開閉する弁機構とよりなり、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに、上記弁機構が上記媒体圧開放経路を開いて上記加圧室内の媒体圧を開放させる媒体圧開放手段を更に備えてなる構成としたものである。
【００１３】
プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに媒体圧開放経路が開かれるため、プライマリピストンに加えた操作力を解除させた場合に、操作力アシスト装置が操作前の元の状態に復元する動作が、円滑に行われる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の操作力アシスト装置において、
上記弁機構と上記検出手段とは、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が狭くなるときには、最初に弁機構が閉じ、その後に検出手段が検出動作し、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が拡がるときには、最初に検出手段が非検出状態となり、その後に弁機構が開く構成としたものである。
【００１５】
ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧が外に逃げて無駄となってしまうことを防止することが出来る。即ち、ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧を少しの無駄も無くセカンダリピストンの大径ピストン部に作用させることが可能である。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか一項記載の操作力アシスト装置を、クラッチ操作部の操作力をアシストするように設けてなる構成としたものである。
【００１７】
クラッチ操作を軽い操作力で行うことが可能である車両を実現することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例になる操作力アシスト装置１０を示す。操作力アシスト装置１０は、装置本体１１と、電動モータ７０と、油圧ポンプ８０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００とを有し、まとまってユニット化されており、且つ、汎用化されており、車両等への取り付けが容易である。この操作力アシスト装置１０は、車両のエンジン（共に図示せず）とは独立しており、車両の適当な場所、即ち、操作力の伝達経路についてみるとクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１とクラッチ装置１２０との間の場所に取り付けられて使用される。この操作力アシスト装置１０はユニット化されており小型であるので、二輪車への搭載も可能である。この操作力アシスト装置１０は、後述するように、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにモータ５０が始動して油圧ポンプ６０が駆動され、油圧を発生させ、この油圧によって装置本体１１が動作してクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１の操作力をアシストして、クラッチ装置１２０が切れるようになっている。クラッチ装置１２０は、エンジン側の軸１２１に固定してあるクラッチ板１２２と、車輪側の軸１２３に固定してあるクラッチ板１２４と、クラッチレリーズシリンダ機構１２５とを有する一般的な構成である。
【００１９】
装置本体１１は、メインシリンダ１２と、出力シリンダ２０と、プライマリピストン３０と、セカンダリピストン４０と、シールバルブ体５０と、ピストンスイッチ接触部品６０とを有する。
【００２０】
メインシリンダ１２は、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側にプライマリピストン用のシリンダ部１３を有し、Ｘ１側にセカンダリピストンの第１のピストン部用のシリンダ部１４を有する。シリンダ部１３の内径はＤ１、シリンダ部１４の内径はＤ２である。Ｄ１はＤ２の略１／２である。１５はシリンダ部１３の内部とシリンダ部１４の内部との間の段部である。シリンダ部１３には、その略中央部に油圧逃がし孔１６が、シリンダ部１４には、段部１５の近くに油圧供給孔１７が、略中央部にオイル用の孔１８，１９が形成してある。シリンダ部１３，１４の内径部には、電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００２１】
出力シリンダ２０は、電気的に導通のある金属材料製であり、セカンダリピストン用の第２のピストン部用のシリンダ部２１と、Ｘ１側の出力ポート２２とを有する。シリンダ部２１のうちＸ２側の場所には、オイル残圧抜き孔２３が形成してある。シリンダ部２１の内径はＤ３である。Ｄ３はシリンダ部１４の内径Ｄ２の略１／２であり、この関係が発生したアシスト力を倍力する。出力シリンダ２０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１４の内部に嵌合して、且つ、メインシリンダ１２と電気的に導通した状態で固定してある。
【００２２】
装置本体１１が車体に取り付けられた状態で、出力シリンダ２０は車体の一部と電気的に接続されてアースされる。
【００２３】
プライマリピストン３０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、直径がＤ１であり、中央部に細径部３１を有し、Ｘ１側の端面３２の中心と細径部３１の周面との間をつなぐＴ字形状の油圧逃がし貫通孔３４が形成してある。３４ａは貫通孔３４の端面３２への開口である。プライマリピストン３０は、端面３２，３３を除いて周面に電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００２４】
端面３２には、環状のピストンスイッチ接触部品６０が固定してある。端面３３には、プッシュロッド受け部材３５が固定してある。部品６０及び部材３５は共に電気的に導通のある金属材料製である。ピストンスイッチ接触部品６０は、端面３２より寸法ａ突き出ている。また、プライマリピストン３０には、シール３６，３７が嵌合してある。
【００２５】
プライマリピストン３０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１３内に嵌合してあり、ストッパリング部材３８によって脱落を制限されている。細径部３１の周囲には、筒状の空間３８が形成されている。
【００２６】
貫通孔３４、空間３８、及び孔１６が、油圧開放経路２００を形成する。
【００２７】
セカンダリピストン４０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側に直径がＤ２である第１のピストン部４１を有し、Ｘ１側に直径がＤ３である第２のピストン部４２を有する。第１のピストン部４１のＸ２側に後述する第１の加圧室１０５を形成するための凹段部４１ａが形成してある。第１のピストン部４１と第２のピストン部４２との間の部分は、直径がＤ３より細い。ピストン部４１、４２には、シール４３，４４が嵌合してある。Ｄ２はＤ３の略２倍であり、第１のピストン部４１の断面積Ｓ２は第２のピストン部４２の断面積Ｓ３の略４倍であり、この関係がアシスト力を倍力する。
【００２８】
第１のピストン部４１よりＸ２側に、円柱部４５が突き出ている。この円柱部４５の直径はＤ４であり、Ｄ１より少し短い。この円柱部４５の内部の空間４６内に、図２に併せて示すように、シールバルブ体５０が組み込まれている。シールバルブ体５０は、Ｘ２側に、シール部５１を有する。シール部５１は、環状のピストンスイッチ接触部品６０の内径よりも小さく、且つ開口３４ａを塞ぎうるサイズであり、電気絶縁性を有するゴム製或いは合成樹脂製である。シールバルブ体５０は、バックスプリング５２によってＸ２方向に押されてストッパ部４７に当っており、シール部５１は円柱部４５の端面４５ａよりＸ２方向に寸法ｂ突き出ている。寸法ｂと前記の寸法ａとは、ａ＜ｂの関係にある。（ｂ−ａ）は僅かである。また、シールバルブ体５０及びプライマリピストン３０の端面３２が油圧開放経路用弁２１０を構成する。
【００２９】
セカンダリピストン４０は、第１のピストン部４１がメインシリンダ１２のシリンダ部１４に嵌合し、第２のピストン部４１が出力シリンダ２０に嵌合し、円柱部４５がシリンダ部１３に緩く嵌合している。円柱部４５の周囲には筒状の空間４８が形成されている。セカンダリピストン４０はリターンスプリング４９によってＸ２方向に移動されており、段部１５に当っている。凹段部４１ａとシリンダ部１４の隅の部分とによって第１の加圧室１０５が形成されており、第２のピストン部４２と出力シリンダ２０とによって第２の加圧室１０６が形成されている。第１の加圧室１０５は初期状態での加圧室である。油圧供給孔１７は初期状態での第１の加圧室１０５と連通している。セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１の加圧室１０５の形状が変化する。即ち、図７（Ａ）に示すように、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１のピストン部４１が段部１５から離れて、室１０５と空間４８とが連通して、第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００３０】
シリンダ部１３の内部で、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４２ａとが接近して対向している。プライマリピストン３０、ピストンスイッチ接触部品６０、及びセカンダリピストン４０は、クラッチ操作検出スイッチ２１１を構成する。セカンダリピストン４０は、リターンスプリング４９及び出力シリンダ２０を介して車体の一部と電気的に接続されている。
【００３１】
ここで、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４２ａとの間の距離を、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０との間の実距離Ｈという。
【００３２】
ここで、実距離Ｈを変化させた場合の検出スイッチ２１１と油圧開放経路用弁２１０との動作について説明する。
【００３３】
図４（Ａ）に線Ｉで示すように、プライマリピストン３０がセカンダリピストン４０に接近して実距離Ｈが短くなる方向に変化するときには、実距離Ｈが寸法ｂになると開口３４ａがシール部５１によって塞がれて油圧開放経路用弁２１０が閉じられ（図４（Ｂ）参照）、実距離Ｈが更に短くなって寸法ａになると、油圧開放経路用弁２１０は閉じられたままで（図４（Ｂ）参照）、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４２ａとが接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が始動される（図４（Ｄ）参照）。
【００３４】
モータ７０が始動されと油圧ポンプ８０が駆動され、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａに送り込まれ、油圧が第１のピストン部４１に作用してＸ１方向のアシスト力を発生させる。
【００３５】
図４（Ａ）に線ＩＩで示すように、セカンダリピストン４０がプライマリピストン３０から離れて実距離Ｈが長くなる方向に変化するときには、先ず、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４２ａとが離れて、検出スイッチ２１０が開かれ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が停止され（図４（Ｄ）参照）、油圧開放経路用弁２１０は依然として閉じられたままとされる（図４（Ｂ）参照）。セカンダリピストン４０が更にＸ１方向に移動されて実距離Ｈが寸法ｂを越えると、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ（図４（Ｂ）参照）、開口３４ａが開かれて油圧開放経路２００が開かれる。
【００３６】
油圧開放経路２００が開かれると、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧が油圧開放経路２００を通って外部に逃がされ、セカンダリピストン４０は第２の加圧室１０６で発生している油圧とリターンスプリング４９によって今度はＸ２方向に移動される。
【００３７】
よって、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０とは、実距離Ｈが寸法ａと略寸法ｂとの間の限られた僅かの範囲内に留まるように、相対的な位置が維持される。
【００３８】
図１において、モータ７０は通常は停止しており、始動されると油圧ポンプ８０を駆動する。モータ駆動回路１００は、その端子１０１を金属棒製のプッシュロッド１１２と電気的に接続して設けてあり、端子１０１の電位がグランド電位となったときにモータ７０を始動させ、端子１０１の電位がグランド電位から変化して非グランド電位となったときにモータ７０を停止させる。モータ駆動回路１００には、モータ７０が始動するときの回転の上昇の程度を調整する調整部１０２が設けてある。例えば、踏み込みの弱い女性ドライバのために、調整部１０２を操作してモータ駆動回路１００からモータ７０に送り出すモータ駆動信号のデューティ比を調整して、モータ７０の作動実時間を長くするようにする。このようにするとアシスト力が増す。
【００３９】
プッシュロッド１１２は、受け部材３５に当っており、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにＸ１方向に移動されて、プライマリピストン３０をＸ１方向に押す。
【００４０】
油圧ポンプ８０は、孔１９と孔１７とをつなぐ配管８１の途中に設けてある。油圧ポンプ８０と孔１７との間には逆止弁８２が設けてある。オイルタンク９０は、孔１６と孔１８とをつなぐ配管９１の途中に設けてある。オイルタンク９０と孔１８との間に、フィルタ９２が設けてある。配管９１と配管８１とは、孔１８、シリンダ部１４の内部空間、孔１９を通って連通してある。オイルは、アシスト力発生の他に、シリンダ部１４の内部を潤滑するため及びシリンダ部１３の内部を潤滑するためにも利用される。
【００４１】
次に、運転者がクラッチ装置１２０をきるべくクラッチペダル１１０を踏み込んだときの、上記構成の操作力アシスト装置１０の操作力アシスト動作について説明する。
【００４２】
クラッチペダル１１０を踏み込む前は、操作力アシスト装置１０及びクラッチ装置１２０は図１、図２、図６（Ａ）に示す状態にある。
【００４３】
（１）クラッチペダル１１０を通常に踏み込んだ場合について
図５はクラッチペダル１１０を通常に深く踏み込んだときの操作力アシスト装置１０の動作状態、及び、クラッチ装置１２０の動作状態を示す。
【００４４】
運転者がクラッチペダル１１０を通常に踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に一気に移動され、セカンダリピストン４０もプライマリピストン３０によって押されると共にアシスト力によってＸ１方向に一気に移動され、第２の加圧室１０６からの油圧によってクラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ装置１２０が切れる。
【００４５】
図６（Ａ）乃至（Ｃ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）は操作力アシスト装置１０の動作を説明する図である。
【００４６】
運転者がクラッチペダル１１０を踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に移動され、先ずは、図６（Ｂ）に示すように開口３４ａがシール部５１によって塞がれ油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、続いて、図６（Ｃ）に示すようにピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられモータ７０が始動される。またピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａを押すことによってセカンダリピストン４０がＸ１方向に移動を開始し、図７（Ａ）に示すように第１のピストン部４１が段部１５から離れて、第１の加圧室１０５と空間４８とが連通して、第１の加圧室１０５は第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００４７】
モータ７０が始動されると油圧ポンプ８０が駆動されて、オイルが油圧供給孔１７を通して第１の連通加圧室１０５Ａ内に送り込まれ、油圧Ｐが第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０にＸ１方向の補助力としてのアシスト力ＡＦが発生する。よって、以後は、セカンダリピストン４０は、クラッチペダル１１０を踏み込む操作による力（踏み込み力）Ｆに上記アシスト力ＡＦが加わった力（Ｆ＋ＡＦ）によってＸ１方向に、図７（Ｂ）に示す最終位置まで押される。
【００４８】
セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動することによって第２の加圧室１０６で発生した油圧によって、図５に示すように、クラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ板１２４がクラッチ板１２２から離されて、クラッチが切れる。
【００４９】
よって、クラッチを切るときの運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作は軽くて済む。
【００５０】
クラッチペダル１１０を踏み込むとそれにつれて抗力が増え、踏み込み力Ｆは、図８中、線ＩＩＩで示すように変化する。アシスト力ＡＦは線ＩＶで示すように踏み込にストロークが増えるにつれて増加するように変化する。線Ｖは装置本体１１から出力される力、即ち、踏み込み力Ｆにアシスト力ＡＦを加算した力である。各ストロークでの、踏み込み力Ｆとアシスト力ＡＦとの比、Ｆ１：ＡＦ１、Ｆ２：ＡＦ２は略同じである。よって、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込むほどに重く感じることになり、違和感はない。
【００５１】
なお、第１の連通加圧室１０５Ａ内で発生した油圧Ｐは、プライマリピストン３０をＸ２方向に押し戻すようにも作用する。しかし、▲１▼プライマリピストン３０の断面積は第１のピストン部４１の断面積Ｓ２の略１／４と狭く、しかも、ピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに押し当っている場合には、油圧Ｐがプライマリピストン３０に作用する力が略１／４となり、更に油圧Ｐが上昇しようとすると、即セカンダリピストン４０がＸ１方向に微動し、油圧開放経路用弁２１０が開かれて、余分な油圧をオイルタンク９０に開放すること、▲２▼油圧Ｐは除々に発生すること、▲３▼プライマリピストン３０は停止しているのではなくてセカンダリピストン４０と同じくＸ１方向に移動されるものであるため、運転者はキックバックを感ずることはない。
【００５２】
ギヤシフト操作を行った後に運転者が足をクラッチペダル１１０から離すと、図９（Ａ）に示すように、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧Ｐによってプライマリピストン３０がＸ２方向に少し移動されて、油圧開放経路用弁２１０が開かれて、油圧開放経路２００が開かれる。また、セカンダリピストン４０は、第２の加圧室１０６で発生している油圧及びバックスプリング５２によってＸ２方向に移動を開始する。
【００５３】
セカンダリピストン４０とプライマリピストン３０とは、実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離を維持しつつ、第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００を通してオイルタンク９０に戻しながら、図９（Ｂ）に示す初期の状態に戻される。
【００５４】
セカンダリピストン４０が初期の状態に戻されたことによって、クラッチは完全に接続される。
【００５５】
なお、クラッチペダル１１０を深く踏み込んだ状態でギヤシフト操作を行っている間は、後述する図１２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０に対して実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離に維持される。
【００５６】
ここで、故障が起きてモータ７０、油圧ポンプ８０が駆動されなかった場合について説明する。この場合にはアシスト力ＡＦは発生しないけれども、セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０によって押されることによって移動され、クラッチ装置１２０は正常に動作され、フェイルセイフが図られている。
【００５７】
（２）ハーフクラッチとするようにクラッチペダル１１０をゆっくりと途中まで踏み込んでその位置に保持した場合について
図１０はクラッチペダル１１０を途中まで踏み込んでその位置に保持したときの操作力アシスト装置１０の動作状態、及び、クラッチ装置１２０の動作状態を示す。クラッチ装置１２０はハーフクラッチの状態とされる。
【００５８】
図１１（Ａ）乃至（Ｃ）は、クラッチペダル１１０がゆっくりと踏み込まれているときの状態を示す。
【００５９】
運転者がクラッチペダル１１０をゆっくりと踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０がＸ１方向に移動されセカンダリピストン４０が押されて同じくＸ１方向に移動され、図１１（Ａ）に示すように、開口３４ａがシール部５１によって塞がれ油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、ピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ、モータ７０が始動され、油圧ポンプ８０が駆動される状態となる。油圧ポンプ８０が駆動されると、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａ内に発生して第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されて、図１１（Ｂ）に示すようになる。ピストン部４１に作用する油圧がアシスト力となる。端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れると、検出スイッチ２１１が開いてモータ７０が停止され油圧ポンプ８０が停止される。モータ７０の慣性回転等によって油圧ポンプ８０の停止が遅れ、セカンダリピストン４０は端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れてからも少し移動し、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ、油圧開放経路２００が開放され、余分なアシスト力を開放する。
【００６０】
この間もプライマリピストン３０はＸ１方向にゆっくりと移動され続ける。第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００から流出させつつ、プライマリピストン３０がＸ１方向に移動して、端面３２がシール部５１に当って油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、図１１（Ｃ）に示すようになる。更には、ピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ、モータ７０が始動され、油圧ポンプ８０が駆動され、アシスト力が発生する。
【００６１】
運転者がクラッチペダル１１０をゆっくりと踏み込んでいく過程では、上記の動作が繰り返して行われ、セカンダリピストン４０はアシスト力を作用されつつ、且つ、プライマリピストン３０に接近した状態を維持しつつ、Ｘ１方向に移動される。
【００６２】
図１２（Ａ）乃至（Ｃ）は、クラッチペダル１１０が途中の位置で保持されたときの操作力アシスト装置１０の動作状態を示す
クラッチペダル１１０が途中の位置で保持されたときに、図１２（Ａ）に示すように、油圧開放経路用弁２１０が閉じられ且つ検出スイッチ２１１が閉じられていると仮定する。
【００６３】
モータ７０が始動され、油圧ポンプ８０が駆動され、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａ内に発生して第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動される。端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れて検出スイッチ２１１が開いてモータ７０が停止され油圧ポンプ８０が停止されるが、モータ７０の慣性回転等によって油圧ポンプ８０の停止が遅れ、セカンダリピストン４０は、端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れてからも少し移動し、図１２（Ｂ）に示すように、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ、油圧開放経路２００が開放された状態となる。続いて、第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００から流出させつつ、セカンダリピストン４０が第２の加圧室１０６で発生している油圧及びバックスプリング５２によってＸ２方向に移動され、端面３２がシール部５１に当って油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、図１２（Ｃ）に示す状態となる。油圧開放経路用弁２１０が閉じられた段階で、セカンダリピストン４０のＸ２方向の移動は停止される。
【００６４】
即ち、セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０に対して実距離Ｈが上記の寸法ｂの位置に維持され、クラッチ装置１２０はハーフクラッチの状態に安定に維持される。
【００６５】
なお、前記のクラッチペダル１１０を通常に踏み込んだ場合においても、踏み込んだ状態でギヤシフト操作を行っている間は、図１２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、上記セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０に対して実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離に維持される。
【００６６】
運転者が足をクラッチペダル１１０から離した場合には、装置本体１１は、前記と同様にして初期の状態に復元する。
【００６７】
［第２実施例］
図１３は本発明の第２実施例になる操作力アシスト装置１０Ａを示す。操作力アシスト装置１０Ａは、図１に示す操作力アシスト装置１０とは、装置本体１１Ａが相違する。
【００６８】
装置本体１１Ａは、シールバルブ体５０をプライマリピストン３０ＡのＸ１側に組み込み、セカンダリピストン４０ＡをＴ字形状の油圧逃がし貫通孔３４Ａを有する構成としたものである。
【００６９】
この操作力アシスト装置１０Ａは、オイルタンク９０と装置本体１１Ａとの間の配管が一本で足りる。
【００７０】
上記の操作力アシスト装置１０、１０Ａは、クラッチ機構以外の操作機構部にも適用が可能である。また、車両に限らず、エンジンを備えた建設用機械等にも設けることが可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、操作された力に補助力を付加するポンプ手段が、操作力が加えられたことを検出する検出手段の検出に応じて始動する構成であるため、ポンプ手段が常時駆動されている構成に比べて、消費電力を抑えることが出来る。
【００７２】
請求項２に係る発明は、セカンダリピストンを媒体圧力を出力させる部分の断面積よりも広い断面積を有する大径ピストン部を有する形状とし、且つ、ポンプ手段を操作力が加えられたことを検出する検出手段の検出に応じて始動する構成とし、このポンプ手段が発生した媒体圧を上記の大径ピストン部に作用させる構成であるため、ポンプ手段が常時駆動されている構成に比べて消費電力を抑えることが出来ると共に、セカンダリピストンの形状を適宜に定めた簡単な構造でもって強い補助力を得ることが出来る。
【００７３】
請求項３に係る発明は、プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに、加圧室内の媒体圧を開放させる媒体圧開放手段を更に備えてなる構成であるため、プライマリピストンに加えた操作力を解除させた場合に、操作力アシスト装置が操作前の元の状態に復元する動作を円滑に行われるように出来る
請求項４に係る発明は、弁機構と検出手段とは、プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が狭くなるときには、最初に弁機構が閉じ、その後に検出手段が検出動作し、プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が拡がるときには、最初に検出手段が非検出状態となり、その後に弁機構が開く構成であるため、ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧が外に逃げて無駄となってしまうことを防止することが出来る。即ち、ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧を少しの無駄も無くセカンダリピストンの大径ピストン部に作用させることが出来、よって補助力を効率良く得ることが出来る。
【００７４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のうち何れか一項記載の操作力アシスト装置を、クラッチ操作部の操作力をアシストするように設けてなる構成としたものであるため、クラッチ操作を軽い操作力で行うことが可能である車両を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例になる操作力アシスト装置をクラッチ装置と併せて示す図である。
【図２】図１中、装置本体の一部を拡大して示す図である。
【図３】プライマリピストンとセカンダリピストンとを対向させて示す図である。
【図４】実距離を変化させたときの、弁、スイッチ、モータの動作を説明するための図である。
【図５】クラッチペダルを通常に踏み込んだ場合の操作力アシスト装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図６】クラッチペダルを通常に踏み込んだときの操作力アシスト装置の動作状態を示す図である。
【図７】図６（Ｃ）に続く、操作力アシスト装置の動作状態を示す図である。
【図８】クラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図９】クラッチペダルの踏み込み操作を解除したときの操作力アシスト装置の動作を示す図である。
【図１０】クラッチペダルをゆっくりと途中まで踏み込んでその位置に保持した場合の操作力アシスト装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図１１】クラッチペダルをゆっくりと途中まで踏み込んでいる過程の操作力アシスト装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図１２】クラッチペダルを途中まで踏み込んでその位置に保持した場合の操作力アシスト装置の動作を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施例になる操作力アシスト装置をクラッチ装置と併せて示す図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ 操作力アシスト装置
１１，１１Ａ 装置本体
１２、１２Ａ メインシリンダ
２０ 出力シリンダ
３０ プライマリピストン
３４ 油圧逃がし貫通孔
４０ セカンダリピストン
５０ シールバルブ体
６０ ピストンスイッチ接触部品
７０ 電動モータ
８０ 油圧ポンプ
９０ オイルタンク
１００ モータ駆動回路
１０５ 第１の加圧室
１０５Ａ 第１の連通加圧室
１０６ 第２の加圧室
１１０ クラッチペダル
１１１ クラッチレバー
１２０ クラッチ装置
２００ 油圧開放経路
２１０ 油圧開放経路用弁
２１１ クラッチ操作検出スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は操作力アシスト装置に係り、特に、四輪車、二輪車、産業用車両等のクラッチ操作を必要とする車両に適用されて、クラッチ操作をアシストする操作力アシスト装置に関する。
【０００２】
クラッチをきる操作は、四輪車、産業用車両等においては運転者がクラッチペダルを踏むことによってなされ、二輪車では運転者がクラッチレバーを握ることによってなされる。近年、エンジンの馬力の向上及びクラッチ機構の改善等によって、クラッチ機構内には従来よりも強いばね部材が組み込まれるようになってきており、クラッチをきる操作に強い力が必要になってきている。このため、特に、クラッチ操作を頻繁に行う車両の運転或いは長時間の運転の場合、又は操作力の弱い運手者の場合には、クラッチ操作が負担となってきている。
【０００３】
【従来の技術】
この問題を解決するために、クラッチ操作をアシストする操作力アシスト装置が種々提案され、実用化されている。従来の操作力アシスト装置の一つに、エンジンの強制循環されている加圧オイルの油圧を利用したものがある。しかし、この装置では、エンジンに特別にオイルの出口を追加して設ける必要があり、エンジンの改造が必要であった。また、操作力アシスト装置をエンジンから離れた場所に設置する場合には、循環するオイルをエンジンから操作力アシスト装置にまで導く長い配管を設ける必要があり、装置が複雑となってしまう。このように、エンジンからの加圧オイルを利用する構成の操作力アシスト装置は、エンジンの改造及び配管の設置が必要となって、設置がし難いという問題があった。
【０００４】
そこで、専用の油圧ポンプを設けて、油圧ポンプからの加圧オイルの油圧を利用した構成の操作力アシスト装置も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許番号第２６４３４００号公報（第３頁及び第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この専用の油圧ポンプを備えた操作力アシスト装置では前記の問題は解決されるけれども、油圧ポンプは常時駆動し続けるため、電力消費が多くなり、省エネを図ることが出来ないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決した操作力アシスト装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、操作力に媒体でもって補助力を付加する操作力アシスト装置において、
操作力が加えられたことを検出する検出手段と、
検出手段の検出に応じて、補助力を付加するべく、始動するポンプ手段とを備えた構成としたものである。
【０００９】
ポンプ手段が常時駆動されている構成に比べて、消費電力を抑えることが可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、操作力に媒体でもって補助力を付加する操作力アシスト装置において、
シリンダと、
該シリンダ内に設けてあり、操作力が加えられるプライマリピストンと、
補助力を出力させる部分の断面積よりも広い断面積を有する大径ピストン部を有する形状であり、該プライマリピストンと対向して上記シリンダ内に設けてあり、上記プライマリピストンと該大径ピストン部との間に加圧室を形成し、且つ、補助力を出力させるセカンダリピストンと、
操作力が加えられた上記プライマリピストンが移動して上記セカンダリピストンに押し当ったことを検出する検出手段と、
上記加圧室に圧力を作用させるポンプ手段とを有し、
上記検出手段の検出に応じて上記ポンプ手段が始動する構成としたものである。
【００１１】
セカンダリピストンの形状を適宜に定めた簡単な構成でもって、強い補助力を得ることが可能である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の操作力アシスト装置において、
媒体圧開放経路と該媒体圧開放経路を開閉する弁機構とよりなり、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに、上記弁機構が上記媒体圧開放経路を開いて上記加圧室内の媒体圧を開放させる媒体圧開放手段を更に備えてなる構成としたものである。
【００１３】
プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに媒体圧開放経路が開かれるため、プライマリピストンに加えた操作力を解除させた場合に、操作力アシスト装置が操作前の元の状態に復元する動作が、円滑に行われる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の操作力アシスト装置において、
上記弁機構と上記検出手段とは、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が狭くなるときには、最初に弁機構が閉じ、その後に検出手段が検出動作し、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が拡がるときには、最初に検出手段が非検出状態となり、その後に弁機構が開く構成としたものである。
【００１５】
ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧が外に逃げて無駄となってしまうことを防止することが出来る。即ち、ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧を少しの無駄も無くセカンダリピストンの大径ピストン部に作用させることが可能である。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか一項記載の操作力アシスト装置を、クラッチ操作部の操作力をアシストするように設けてなる構成としたものである。
【００１７】
クラッチ操作を軽い操作力で行うことが可能である車両を実現することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例になる操作力アシスト装置１０を示す。操作力アシスト装置１０は、装置本体１１と、電動モータ７０と、油圧ポンプ８０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００とを有し、まとまってユニット化されており、且つ、汎用化されており、車両等への取り付けが容易である。この操作力アシスト装置１０は、車両のエンジン（共に図示せず）とは独立しており、車両の適当な場所、即ち、操作力の伝達経路についてみるとクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１とクラッチ装置１２０との間の場所に取り付けられて使用される。この操作力アシスト装置１０はユニット化されており小型であるので、二輪車への搭載も可能である。この操作力アシスト装置１０は、後述するように、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにモータ５０が始動して油圧ポンプ６０が駆動され、油圧を発生させ、この油圧によって装置本体１１が動作してクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１の操作力をアシストして、クラッチ装置１２０が切れるようになっている。クラッチ装置１２０は、エンジン側の軸１２１に固定してあるクラッチ板１２２と、車輪側の軸１２３に固定してあるクラッチ板１２４と、クラッチレリーズシリンダ機構１２５とを有する一般的な構成である。
【００１９】
装置本体１１は、メインシリンダ１２と、出力シリンダ２０と、プライマリピストン３０と、セカンダリピストン４０と、シールバルブ体５０と、ピストンスイッチ接触部品６０とを有する。
【００２０】
メインシリンダ１２は、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側にプライマリピストン用のシリンダ部１３を有し、Ｘ１側にセカンダリピストンの第１のピストン部用のシリンダ部１４を有する。シリンダ部１３の内径はＤ１、シリンダ部１４の内径はＤ２である。Ｄ１はＤ２の略１／２である。１５はシリンダ部１３の内部とシリンダ部１４の内部との間の段部である。シリンダ部１３には、その略中央部に油圧逃がし孔１６が、シリンダ部１４には、段部１５の近くに油圧供給孔１７が、略中央部にオイル用の孔１８，１９が形成してある。シリンダ部１３，１４の内径部には、電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００２１】
出力シリンダ２０は、電気的に導通のある金属材料製であり、セカンダリピストン用の第２のピストン部用のシリンダ部２１と、Ｘ１側の出力ポート２２とを有する。シリンダ部２１のうちＸ２側の場所には、オイル残圧抜き孔２３が形成してある。シリンダ部２１の内径はＤ３である。Ｄ３はシリンダ部１４の内径Ｄ２の略１／２であり、この関係が発生したアシスト力を倍力する。出力シリンダ２０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１４の内部に嵌合して、且つ、メインシリンダ１２と電気的に導通した状態で固定してある。
【００２２】
装置本体１１が車体に取り付けられた状態で、出力シリンダ２０は車体の一部と電気的に接続されてアースされる。
【００２３】
プライマリピストン３０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、直径がＤ１であり、中央部に細径部３１を有し、Ｘ１側の端面３２の中心と細径部３１の周面との間をつなぐＴ字形状の油圧逃がし貫通孔３４が形成してある。３４ａは貫通孔３４の端面３２への開口である。プライマリピストン３０は、端面３２，３３を除いて周面に電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００２４】
端面３２には、環状のピストンスイッチ接触部品６０が固定してある。端面３３には、プッシュロッド受け部材３５が固定してある。部品６０及び部材３５は共に電気的に導通のある金属材料製である。ピストンスイッチ接触部品６０は、端面３２より寸法ａ突き出ている。また、プライマリピストン３０には、シール３６，３７が嵌合してある。
【００２５】
プライマリピストン３０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１３内に嵌合してあり、ストッパリング部材３８によって脱落を制限されている。細径部３１の周囲には、筒状の空間３８が形成されている。
【００２６】
貫通孔３４、空間３８、及び孔１６が、油圧開放経路２００を形成する。
【００２７】
セカンダリピストン４０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側に直径がＤ２である第１のピストン部４１を有し、Ｘ１側に直径がＤ３である第２のピストン部４２を有する。第１のピストン部４１のＸ２側に後述する第１の加圧室１０５を形成するための凹段部４１ａが形成してある。第１のピストン部４１と第２のピストン部４２との間の部分は、直径がＤ３より細い。ピストン部４１、４２には、シール４３，４４が嵌合してある。Ｄ２はＤ３の略２倍であり、第１のピストン部４１の断面積Ｓ２は第２のピストン部４２の断面積Ｓ３の略４倍であり、この関係がアシスト力を倍力する。
【００２８】
第１のピストン部４１よりＸ２側に、円柱部４５が突き出ている。この円柱部４５の直径はＤ４であり、Ｄ１より少し短い。この円柱部４５の内部の空間４６内に、図２に併せて示すように、シールバルブ体５０が組み込まれている。シールバルブ体５０は、Ｘ２側に、シール部５１を有する。シール部５１は、環状のピストンスイッチ接触部品６０の内径よりも小さく、且つ開口３４ａを塞ぎうるサイズであり、電気絶縁性を有するゴム製或いは合成樹脂製である。シールバルブ体５０は、バックスプリング５２によってＸ２方向に押されてストッパ部４７に当っており、シール部５１は円柱部４５の端面４５ａよりＸ２方向に寸法ｂ突き出ている。寸法ｂと前記の寸法ａとは、ａ＜ｂの関係にある。（ｂ−ａ）は僅かである。また、シールバルブ体５０及びプライマリピストン３０の端面３２が油圧開放経路用弁２１０を構成する。
【００２９】
セカンダリピストン４０は、第１のピストン部４１がメインシリンダ１２のシリンダ部１４に嵌合し、第２のピストン部４１が出力シリンダ２０に嵌合し、円柱部４５がシリンダ部１３に緩く嵌合している。円柱部４５の周囲には筒状の空間４８が形成されている。セカンダリピストン４０はリターンスプリング４９によってＸ２方向に移動されており、段部１５に当っている。凹段部４１ａとシリンダ部１４の隅の部分とによって第１の加圧室１０５が形成されており、第２のピストン部４２と出力シリンダ２０とによって第２の加圧室１０６が形成されている。第１の加圧室１０５は初期状態での加圧室である。油圧供給孔１７は初期状態での第１の加圧室１０５と連通している。セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１の加圧室１０５の形状が変化する。即ち、図７（Ａ）に示すように、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１のピストン部４１が段部１５から離れて、室１０５と空間４８とが連通して、第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００３０】
シリンダ部１３の内部で、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４２ａとが接近して対向している。プライマリピストン３０、ピストンスイッチ接触部品６０、及びセカンダリピストン４０は、クラッチ操作検出スイッチ２１１を構成する。セカンダリピストン４０は、リターンスプリング４９及び出力シリンダ２０を介して車体の一部と電気的に接続されている。
【００３１】
ここで、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４２ａとの間の距離を、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０との間の実距離Ｈという。
【００３２】
ここで、実距離Ｈを変化させた場合の検出スイッチ２１１と油圧開放経路用弁２１０との動作について説明する。
【００３３】
図４（Ａ）に線Ｉで示すように、プライマリピストン３０がセカンダリピストン４０に接近して実距離Ｈが短くなる方向に変化するときには、実距離Ｈが寸法ｂになると開口３４ａがシール部５１によって塞がれて油圧開放経路用弁２１０が閉じられ（図４（Ｂ）参照）、実距離Ｈが更に短くなって寸法ａになると、油圧開放経路用弁２１０は閉じられたままで（図４（Ｂ）参照）、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４２ａとが接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が始動される（図４（Ｄ）参照）。
【００３４】
モータ７０が始動されと油圧ポンプ８０が駆動され、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａに送り込まれ、油圧が第１のピストン部４１に作用してＸ１方向のアシスト力を発生させる。
【００３５】
図４（Ａ）に線ＩＩで示すように、セカンダリピストン４０がプライマリピストン３０から離れて実距離Ｈが長くなる方向に変化するときには、先ず、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４２ａとが離れて、検出スイッチ２１０が開かれ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が停止され（図４（Ｄ）参照）、油圧開放経路用弁２１０は依然として閉じられたままとされる（図４（Ｂ）参照）。セカンダリピストン４０が更にＸ１方向に移動されて実距離Ｈが寸法ｂを越えると、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ（図４（Ｂ）参照）、開口３４ａが開かれて油圧開放経路２００が開かれる。
【００３６】
油圧開放経路２００が開かれると、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧が油圧開放経路２００を通って外部に逃がされ、セカンダリピストン４０は第２の加圧室１０６で発生している油圧とリターンスプリング４９によって今度はＸ２方向に移動される。
【００３７】
よって、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０とは、実距離Ｈが寸法ａと略寸法ｂとの間の限られた僅かの範囲内に留まるように、相対的な位置が維持される。
【００３８】
図１において、モータ７０は通常は停止しており、始動されると油圧ポンプ８０を駆動する。モータ駆動回路１００は、その端子１０１を金属棒製のプッシュロッド１１２と電気的に接続して設けてあり、端子１０１の電位がグランド電位となったときにモータ７０を始動させ、端子１０１の電位がグランド電位から変化して非グランド電位となったときにモータ７０を停止させる。モータ駆動回路１００には、モータ７０が始動するときの回転の上昇の程度を調整する調整部１０２が設けてある。例えば、踏み込みの弱い女性ドライバのために、調整部１０２を操作してモータ駆動回路１００からモータ７０に送り出すモータ駆動信号のデューティ比を調整して、モータ７０の作動実時間を長くするようにする。このようにするとアシスト力が増す。
【００３９】
プッシュロッド１１２は、受け部材３５に当っており、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにＸ１方向に移動されて、プライマリピストン３０をＸ１方向に押す。
【００４０】
油圧ポンプ８０は、孔１９と孔１７とをつなぐ配管８１の途中に設けてある。油圧ポンプ８０と孔１７との間には逆止弁８２が設けてある。オイルタンク９０は、孔１６と孔１８とをつなぐ配管９１の途中に設けてある。オイルタンク９０と孔１８との間に、フィルタ９２が設けてある。配管９１と配管８１とは、孔１８、シリンダ部１４の内部空間、孔１９を通って連通してある。オイルは、アシスト力発生の他に、シリンダ部１４の内部を潤滑するため及びシリンダ部１３の内部を潤滑するためにも利用される。
【００４１】
次に、運転者がクラッチ装置１２０をきるべくクラッチペダル１１０を踏み込んだときの、上記構成の操作力アシスト装置１０の操作力アシスト動作について説明する。
【００４２】
クラッチペダル１１０を踏み込む前は、操作力アシスト装置１０及びクラッチ装置１２０は図１、図２、図６（Ａ）に示す状態にある。
【００４３】
（１）クラッチペダル１１０を通常に踏み込んだ場合について
図５はクラッチペダル１１０を通常に深く踏み込んだときの操作力アシスト装置１０の動作状態、及び、クラッチ装置１２０の動作状態を示す。
【００４４】
運転者がクラッチペダル１１０を通常に踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に一気に移動され、セカンダリピストン４０もプライマリピストン３０によって押されると共にアシスト力によってＸ１方向に一気に移動され、第２の加圧室１０６からの油圧によってクラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ装置１２０が切れる。
【００４５】
図６（Ａ）乃至（Ｃ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）は操作力アシスト装置１０の動作を説明する図である。
【００４６】
運転者がクラッチペダル１１０を踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に移動され、先ずは、図６（Ｂ）に示すように開口３４ａがシール部５１によって塞がれ油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、続いて、図６（Ｃ）に示すようにピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられモータ７０が始動される。またピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａを押すことによってセカンダリピストン４０がＸ１方向に移動を開始し、図７（Ａ）に示すように第１のピストン部４１が段部１５から離れて、第１の加圧室１０５と空間４８とが連通して、第１の加圧室１０５は第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００４７】
モータ７０が始動されると油圧ポンプ８０が駆動されて、オイルが油圧供給孔１７を通して第１の連通加圧室１０５Ａ内に送り込まれ、油圧Ｐが第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０にＸ１方向の補助力としてのアシスト力ＡＦが発生する。よって、以後は、セカンダリピストン４０は、クラッチペダル１１０を踏み込む操作による力（踏み込み力）Ｆに上記アシスト力ＡＦが加わった力（Ｆ＋ＡＦ）によってＸ１方向に、図７（Ｂ）に示す最終位置まで押される。
【００４８】
セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動することによって第２の加圧室１０６で発生した油圧によって、図５に示すように、クラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ板１２４がクラッチ板１２２から離されて、クラッチが切れる。
【００４９】
よって、クラッチを切るときの運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作は軽くて済む。
【００５０】
クラッチペダル１１０を踏み込むとそれにつれて抗力が増え、踏み込み力Ｆは、図８中、線ＩＩＩで示すように変化する。アシスト力ＡＦは線ＩＶで示すように踏み込にストロークが増えるにつれて増加するように変化する。線Ｖは装置本体１１から出力される力、即ち、踏み込み力Ｆにアシスト力ＡＦを加算した力である。各ストロークでの、踏み込み力Ｆとアシスト力ＡＦとの比、Ｆ１：ＡＦ１、Ｆ２：ＡＦ２は略同じである。よって、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込むほどに重く感じることになり、違和感はない。
【００５１】
なお、第１の連通加圧室１０５Ａ内で発生した油圧Ｐは、プライマリピストン３０をＸ２方向に押し戻すようにも作用する。しかし、▲１▼プライマリピストン３０の断面積は第１のピストン部４１の断面積Ｓ２の略１／４と狭く、しかも、ピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに押し当っている場合には、油圧Ｐがプライマリピストン３０に作用する力が略１／４となり、更に油圧Ｐが上昇しようとすると、即セカンダリピストン４０がＸ１方向に微動し、油圧開放経路用弁２１０が開かれて、余分な油圧をオイルタンク９０に開放すること、▲２▼油圧Ｐは除々に発生すること、▲３▼プライマリピストン３０は停止しているのではなくてセカンダリピストン４０と同じくＸ１方向に移動されるものであるため、運転者はキックバックを感ずることはない。
【００５２】
ギヤシフト操作を行った後に運転者が足をクラッチペダル１１０から離すと、図９（Ａ）に示すように、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧Ｐによってプライマリピストン３０がＸ２方向に少し移動されて、油圧開放経路用弁２１０が開かれて、油圧開放経路２００が開かれる。また、セカンダリピストン４０は、第２の加圧室１０６で発生している油圧及びバックスプリング５２によってＸ２方向に移動を開始する。
【００５３】
セカンダリピストン４０とプライマリピストン３０とは、実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離を維持しつつ、第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００を通してオイルタンク９０に戻しながら、図９（Ｂ）に示す初期の状態に戻される。
【００５４】
セカンダリピストン４０が初期の状態に戻されたことによって、クラッチは完全に接続される。
【００５５】
なお、クラッチペダル１１０を深く踏み込んだ状態でギヤシフト操作を行っている間は、後述する図１２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０に対して実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離に維持される。
【００５６】
ここで、故障が起きてモータ７０、油圧ポンプ８０が駆動されなかった場合について説明する。この場合にはアシスト力ＡＦは発生しないけれども、セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０によって押されることによって移動され、クラッチ装置１２０は正常に動作され、フェイルセイフが図られている。
【００５７】
（２）ハーフクラッチとするようにクラッチペダル１１０をゆっくりと途中まで踏み込んでその位置に保持した場合について
図１０はクラッチペダル１１０を途中まで踏み込んでその位置に保持したときの操作力アシスト装置１０の動作状態、及び、クラッチ装置１２０の動作状態を示す。クラッチ装置１２０はハーフクラッチの状態とされる。
【００５８】
図１１（Ａ）乃至（Ｃ）は、クラッチペダル１１０がゆっくりと踏み込まれているときの状態を示す。
【００５９】
運転者がクラッチペダル１１０をゆっくりと踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０がＸ１方向に移動されセカンダリピストン４０が押されて同じくＸ１方向に移動され、図１１（Ａ）に示すように、開口３４ａがシール部５１によって塞がれ油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、ピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ、モータ７０が始動され、油圧ポンプ８０が駆動される状態となる。油圧ポンプ８０が駆動されると、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａ内に発生して第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されて、図１１（Ｂ）に示すようになる。ピストン部４１に作用する油圧がアシスト力となる。端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れると、検出スイッチ２１１が開いてモータ７０が停止され油圧ポンプ８０が停止される。モータ７０の慣性回転等によって油圧ポンプ８０の停止が遅れ、セカンダリピストン４０は端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れてからも少し移動し、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ、油圧開放経路２００が開放され、余分なアシスト力を開放する。
【００６０】
この間もプライマリピストン３０はＸ１方向にゆっくりと移動され続ける。第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００から流出させつつ、プライマリピストン３０がＸ１方向に移動して、端面３２がシール部５１に当って油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、図１１（Ｃ）に示すようになる。更には、ピストンスイッチ接触部品６０が端面４２ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ、モータ７０が始動され、油圧ポンプ８０が駆動され、アシスト力が発生する。
【００６１】
運転者がクラッチペダル１１０をゆっくりと踏み込んでいく過程では、上記の動作が繰り返して行われ、セカンダリピストン４０はアシスト力を作用されつつ、且つ、プライマリピストン３０に接近した状態を維持しつつ、Ｘ１方向に移動される。
【００６２】
図１２（Ａ）乃至（Ｃ）は、クラッチペダル１１０が途中の位置で保持されたときの操作力アシスト装置１０の動作状態を示す
クラッチペダル１１０が途中の位置で保持されたときに、図１２（Ａ）に示すように、油圧開放経路用弁２１０が閉じられ且つ検出スイッチ２１１が閉じられていると仮定する。
【００６３】
モータ７０が始動され、油圧ポンプ８０が駆動され、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａ内に発生して第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動される。端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れて検出スイッチ２１１が開いてモータ７０が停止され油圧ポンプ８０が停止されるが、モータ７０の慣性回転等によって油圧ポンプ８０の停止が遅れ、セカンダリピストン４０は、端面４２ａがピストンスイッチ接触部品６０から離れてからも少し移動し、図１２（Ｂ）に示すように、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ、油圧開放経路２００が開放された状態となる。続いて、第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００から流出させつつ、セカンダリピストン４０が第２の加圧室１０６で発生している油圧及びバックスプリング５２によってＸ２方向に移動され、端面３２がシール部５１に当って油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、図１２（Ｃ）に示す状態となる。油圧開放経路用弁２１０が閉じられた段階で、セカンダリピストン４０のＸ２方向の移動は停止される。
【００６４】
即ち、セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０に対して実距離Ｈが上記の寸法ｂの位置に維持され、クラッチ装置１２０はハーフクラッチの状態に安定に維持される。
【００６５】
なお、前記のクラッチペダル１１０を通常に踏み込んだ場合においても、踏み込んだ状態でギヤシフト操作を行っている間は、図１２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、上記セカンダリピストン４０はプライマリピストン３０に対して実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離に維持される。
【００６６】
運転者が足をクラッチペダル１１０から離した場合には、装置本体１１は、前記と同様にして初期の状態に復元する。
【００６７】
［第２実施例］
図１３は本発明の第２実施例になる操作力アシスト装置１０Ａを示す。操作力アシスト装置１０Ａは、図１に示す操作力アシスト装置１０とは、装置本体１１Ａが相違する。
【００６８】
装置本体１１Ａは、シールバルブ体５０をプライマリピストン３０ＡのＸ１側に組み込み、セカンダリピストン４０ＡをＴ字形状の油圧逃がし貫通孔３４Ａを有する構成としたものである。
【００６９】
この操作力アシスト装置１０Ａは、オイルタンク９０と装置本体１１Ａとの間の配管が一本で足りる。
【００７０】
上記の操作力アシスト装置１０、１０Ａは、クラッチ機構以外の操作機構部にも適用が可能である。また、車両に限らず、エンジンを備えた建設用機械等にも設けることが可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、操作された力に補助力を付加するポンプ手段が、操作力が加えられたことを検出する検出手段の検出に応じて始動する構成であるため、ポンプ手段が常時駆動されている構成に比べて、消費電力を抑えることが出来る。
【００７２】
請求項２に係る発明は、セカンダリピストンを媒体圧力を出力させる部分の断面積よりも広い断面積を有する大径ピストン部を有する形状とし、且つ、ポンプ手段を操作力が加えられたことを検出する検出手段の検出に応じて始動する構成とし、このポンプ手段が発生した媒体圧を上記の大径ピストン部に作用させる構成であるため、ポンプ手段が常時駆動されている構成に比べて消費電力を抑えることが出来ると共に、セカンダリピストンの形状を適宜に定めた簡単な構造でもって強い補助力を得ることが出来る。
【００７３】
請求項３に係る発明は、プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに、加圧室内の媒体圧を開放させる媒体圧開放手段を更に備えてなる構成であるため、プライマリピストンに加えた操作力を解除させた場合に、操作力アシスト装置が操作前の元の状態に復元する動作を円滑に行われるように出来る
請求項４に係る発明は、弁機構と検出手段とは、プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が狭くなるときには、最初に弁機構が閉じ、その後に検出手段が検出動作し、プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が拡がるときには、最初に検出手段が非検出状態となり、その後に弁機構が開く構成であるため、ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧が外に逃げて無駄となってしまうことを防止することが出来る。即ち、ポンプ手段が始動したときには弁機構が閉じているため、ポンプ手段が発生した媒体圧を少しの無駄も無くセカンダリピストンの大径ピストン部に作用させることが出来、よって補助力を効率良く得ることが出来る。
【００７４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のうち何れか一項記載の操作力アシスト装置を、クラッチ操作部の操作力をアシストするように設けてなる構成としたものであるため、クラッチ操作を軽い操作力で行うことが可能である車両を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例になる操作力アシスト装置をクラッチ装置と併せて示す図である。
【図２】図１中、装置本体の一部を拡大して示す図である。
【図３】プライマリピストンとセカンダリピストンとを対向させて示す図である。
【図４】実距離を変化させたときの、弁、スイッチ、モータの動作を説明するための図である。
【図５】クラッチペダルを通常に踏み込んだ場合の操作力アシスト装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図６】クラッチペダルを通常に踏み込んだときの操作力アシスト装置の動作状態を示す図である。
【図７】図６（Ｃ）に続く、操作力アシスト装置の動作状態を示す図である。
【図８】クラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図９】クラッチペダルの踏み込み操作を解除したときの操作力アシスト装置の動作を示す図である。
【図１０】クラッチペダルをゆっくりと途中まで踏み込んでその位置に保持した場合の操作力アシスト装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図１１】クラッチペダルをゆっくりと途中まで踏み込んでいる過程の操作力アシスト装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図１２】クラッチペダルを途中まで踏み込んでその位置に保持した場合の操作力アシスト装置の動作を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施例になる操作力アシスト装置をクラッチ装置と併せて示す図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ 操作力アシスト装置
１１，１１Ａ 装置本体
１２、１２Ａ メインシリンダ
２０ 出力シリンダ
３０ プライマリピストン
３４ 油圧逃がし貫通孔
４０ セカンダリピストン
５０ シールバルブ体
６０ ピストンスイッチ接触部品
７０ 電動モータ
８０ 油圧ポンプ
９０ オイルタンク
１００ モータ駆動回路
１０５ 第１の加圧室
１０５Ａ 第１の連通加圧室
１０６ 第２の加圧室
１１０ クラッチペダル
１１１ クラッチレバー
１２０ クラッチ装置
２００ 油圧開放経路
２１０ 油圧開放経路用弁
２１１ クラッチ操作検出スイッチ
Claims (5)
- 操作力に媒体圧でもって補助力を付加する操作力アシスト装置において、
操作力が加えられたことを検出する検出手段と、
検出手段の検出に応じて、補助力を付加するべく、始動するポンプ手段とを備えた構成としたことを特徴とする操作力アシスト装置。 - 操作力に媒体圧でもって補助力を付加する操作力アシスト装置において、
シリンダと、
該シリンダ内に設けてあり、操作力が加えられるプライマリピストンと、
補助力を出力させる部分の断面積よりも広い断面積を有する大径ピストン部を有する形状であり、該プライマリピストンと対向して上記シリンダ内に設けてあり、上記プライマリピストンと該大径ピストン部との間に加圧室を形成し、且つ、補助力を出力させるセカンダリピストンと、
操作力が加えられた上記プライマリピストンが移動して上記セカンダリピストンに押し当ったことを検出する検出手段と、
上記加圧室に圧力を作用させるポンプ手段とを有し、
上記検出手段の検出に応じて上記ポンプ手段が始動する構成としたことを特徴とする操作力アシスト装置。 - 請求項２に記載の操作力アシスト装置において、
媒体圧開放経路と該媒体圧開放経路を開閉する弁機構とよりなり、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が離されたときに、上記弁機構が上記媒体圧開放経路を開いて上記加圧室内の媒体圧を開放させる媒体圧開放手段を更に備えてなる構成としたことを特徴とする操作力アシスト装置。 - 請求項３に記載の操作力アシスト装置において、
上記弁機構と上記検出手段とは、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が狭くなるときには、最初に弁機構が閉じ、その後に検出手段が検出動作し、上記プライマリピストンとセカンダリピストンとの間が拡がるときには、最初に検出手段が非検出状態となり、その後に弁機構が開く構成であることを特徴とする操作力アシスト装置。 - 請求項１乃至４のうち何れか一項記載の操作力アシスト装置を、クラッチ操作部の操作力をアシストするように設けてなる構成としたことを特徴とする車両。
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