JP2008025779A - クラッチアクチュエータ及びそれを用いたクラッチ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エア配管の簡素化を図るとともに車両への取付性を良くする。
【解決手段】クラッチ操作装置は、空圧導入室１６ａに圧縮エアが供給されることによりクラッチを切断し圧縮エアが排出されることによりクラッチを接続するクラッチブースタ１３と、開放することにより空圧導入室に圧縮エアを供給し閉止することにより圧縮エアを排出する制御バルブ３１と、クラッチペダル１１の踏み込みにより生じる油圧により移動して制御バルブ３１を開放する制御ピストン２９と、制御装置５１からの指令に基づいて圧縮エアを供給可能に構成されたエア配管５２とを備える。制御ピストンが第１ピストン２９ａと第２ピストン２９ｂにより構成され、それらの間にエア配管５２を介して供給される圧縮エアが導入される作動エア室２９ｃが形成され、作動エア室２９ｃに導入された圧縮エアは第２ピストン２９ｂを独立して移動させて制御バルブ３１を開放させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空圧導入室に圧縮エアが供給されることによりクラッチを切断するクラッチブースタを操作するクラッチアクチュエータ及びそれを用いたクラッチ操作装置に関するものである。

従来、バスやトラック等の大型車両では手動変速機が主に採用されていた。手動変速機では、コントロールロッド等のリンク機構で運転席のチェンジレバーと変速機を機械的に連結している。このため、頻繁にシフト操作を要求される場合には、シフト操作が運転者にとって大きな負担になる。そこで、変速機にギヤ変速装置を設け、このギヤ変速装置を電気信号によって制御する制御装置を設けた遠隔操作式手動変速装置が開発されている。この遠隔操作式手動変速装置では、単にチェンジレバーを操作するだけの小さな力で変速機におけるシフト操作を行えるようになり、シフト操作に関する運転者の負担が軽減されるようになっている。

一方、この遠隔操作式手動変速装置におけるシフト操作に際してはクラッチ操作装置によりクラッチを切断状態において行う必要がある。そして、バスやトラック等の大型車両におけるクラッチ操作装置では、図４に示すように、遠隔操作式手動変速装置における制御装置２からの指令に基づいて圧縮エアが空圧導入室３ａに供給されることによりプッシュロッド３ｂを突出させてクラッチ１を切断するクラッチブースタ３を備えたものが知られている。そして、このクラッチ操作装置では、遠隔操作式手動変速装置における制御装置２からの指令に基づくもの以外にも、従来から設けられているクラッチペダル４を踏み込むことによりクラッチブースタ３を操作してクラッチを切断するクラッチアクチュエータ６を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のクラッチアクチュエータ６は、開放することによりクラッチブースタ３の空圧導入室３ａに圧縮エアを供給し閉止することによりその空圧導入室３ａから圧縮エアを排出する制御バルブ６ａと、クラッチペダル４の踏み込みにより生じる油圧が作用することにより移動して制御バルブ６ａを開放可能に構成された制御ピストン６ｂを備える。そして、クラッチペダル４の踏み込みによりマスタシリンダ５から生じる油圧により制御ピストン６ｂが移動して制御バルブ６ａを開放し、開放された制御バルブ６ａを通過するエアタンク７からの圧縮エアをクラッチブースタ３に供給する第１エア配管８ａと、制御装置２からの指令に基づいてクラッチ制御弁２ａが開放されることによりエアタンク７からの圧縮エアをクラッチブースタ３に供給する第２エア配管８ｂが備えられる。更に、第１エア配管８ａにおける圧縮エア及び第２エア配管８ｂにおける圧縮エアのいずれか高いエア圧を有する圧縮エアをクラッチブースタ３に連通させるダブルチェックバルブ９が設けられ、そのいずれか一方における圧縮エアがクラッチブースタ３に供給されるとクラッチ１が切断されるように構成される。
特開平９−２１００９０号公報（明細書［００２７］、図１）

しかし、上記従来のクラッチ操作装置では、ダブルチェックバルブ９がクラッチブースタ３から分離されて外部のエア配管によってそれぞれ接続されているので、装置全体の構造が複雑になり、ダブルチェックバルブ９の取付用ブラケットとを必要とし、車両への取付性が悪く、装置全体としてコストが上昇するという欠点があった。
本発明の目的は、エア配管の簡素化を図るとともに車両への取付性を良くすることにより、安価なクラッチアクチュエータ及びそれを用いたクラッチ操作装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１に示すように、開放することによりクラッチブースタ１３の空圧導入室１６ａに圧縮エアを供給し閉止することにより空圧導入室１６ａから圧縮エアを排出する制御バルブ３１と、クラッチペダル１１の踏み込みにより生じる油圧が作用することにより移動して制御バルブ３１を開放可能に構成された制御ピストン２９とを備えたクラッチアクチュエータの改良である。
その特徴ある構成は、制御ピストン２９が第１ピストン２９ａと第１ピストン２９ａと同軸に設けられた第２ピストン２９ｂにより構成され、第１ピストン２９ａと第２ピストン２９ｂの間に圧縮エアを供給可能な作動エア室２９ｃが形成され、作動エア室２９ｃに供給された圧縮エアは第１ピストン２９ａと別に第２ピストン２９ｂを独立して移動させて制御バルブ３１を開放可能に構成されたところにある。

この請求項１に記載されたクラッチアクチュエータでは、圧縮エアを作動エア室２９ｃに導入させ、その圧縮エアにより第１ピストン２９ａと別に第２ピストン２９ｂを独立して移動させて制御バルブ３１を開放するように構成したので、従来必要とされたダブルチェックバルブを必要としない。このため、ダブルチェックバルブの取付用ブラケットも不要となり、ダブルチェックバルブの取付作業も不要となる。この結果、ダブルチェックバルブを用いた従来のものに比較してその取付け性は向上し、これを用いた装置全体の構造とエア配管の簡素化を図ることができる。

請求項２に係る発明は、空圧導入室１６ａに圧縮エアが供給されることによりクラッチを切断し空圧導入室１６ａから圧縮エアが排出されることによりクラッチを接続するクラッチブースタ１３と、クラッチペダルの踏み込みにより制御バルブ３１を開放して空圧導入室１６ａに圧縮エアを供給する請求項１記載のクラッチアクチュエータ２５と、制御装置５１からの指令に基づいてクラッチアクチュエータ２５の作動エア室２９ｃに圧縮エアを供給して制御バルブ３１を開放可能に構成された圧縮エア供給手段５０とを備えたクラッチ操作装置である。

この請求項２に記載されたクラッチ操作装置では、制御装置５１からの指令に基づいて圧縮エアを作動エア室２９ｃに導入させて制御バルブ３１を開放するように構成したので、従来必要とされたダブルチェックバルブを必要とぜずに、ダブルチェックバルブを用いた従来に比較してその取付け性は向上し、装置全体の構造とエア配管の簡素化を図ることができ、従来より安価なクラッチ操作装置を提供することができる。
なお、制御装置５１からの指令に基づいて作動エア室２９ｃに圧縮エアが導入されるけれども、図２に示すように、その作動エア室２９ｃに導入された圧縮エアは第２ピストン２９ｂを移動させて制御バルブ３１を開放するので、クラッチブースタ１３における空圧導入室１６ａに圧縮エアが供給されてクラッチは切断されることになる。このため、制御装置５１からの指令に基づいてクラッチを切断するというクラッチ操作装置における本来的機能が失われることはない。

本発明のクラッチアクチュエータ及びこれを用いたクラッチ操作装置では、クラッチペダルの踏み込みにより移動して制御バルブを開放可能な制御ピストンを第１ピストンとそれと同軸に設けられた第２ピストンにより構成し、その第１ピストンと第２ピストンの間に圧縮エアが導入される作動エア室を形成し、作動エア室に導入された圧縮エアが第１ピストンと別に第２ピストンを独立して移動させて制御バルブを開放可能に構成したので、制御装置からの指令に基づいて圧縮エアを作動エア室に導入させるようにすれば、その制御装置からの指令により制御バルブを開放することができる。このため、従来必要とされたダブルチェックバルブを不要とし、ダブルチェックバルブの取付用ブラケットも不要とすることができる。この結果、ダブルチェックバルブを用いた従来に比較してその取付け性は向上し、装置全体の構造とエア配管の簡素化を図ることができ、従来より安価なクラッチ操作装置を提供することができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、バスやトラック等の大型車両には、シフト操作に際してクラッチを切断するクラッチ操作装置１０が設けられる。このクラッチ操作装置１０にはクラッチペダル１１が装備され、そのクラッチペダル１１には、そのクラッチペダル１１の踏み込みにより作動するマスタシリンダ１２が設けられる。クラッチには、傾動することによりクラッチを接続し又は切断するリリースレバー１５が設けられ、クラッチ操作装置１０にはこのリリースレバー１５を傾動させるクラッチブースタ１３が設けられる。

クラッチブースタ１３は、そのボディ１４に接続されたシリンダシェル１６を有し、このシリンダシェル１６内にピストンプレート１７が、リターンスプリング１８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１６の一端には空圧ニップル１９が取り付けられ、この空圧ニップル１９が空圧導入口を形成し、シリンダシェル１６とピストンプレート１７により囲まれる空圧導入室１６ａにその空圧導入口から圧縮エアが供給されると、ピストンプレート１７が右側に押され、そのピストンプレート１７はピストンロッド２１、ハイドロリックピストン２２、更にはプッシュロッド２３を介してリリースレバー１５の下端を図の右方向に押し、リリースレバー１５が傾動することによりクラッチを切断するように構成される。

一方、ボディ１４内部には油圧路２４が形成され、油圧路２４の油圧導入口は油圧ニップル２６によって形成される。油圧ニップル２６にはマスタシリンダ１２に一端が接続された油圧配管２７の他端が接続される。油圧路２４は、ハイドロリックピストン２２を収容するハイドロリックシリンダ２４ａと、下端に油圧ニップル２６が取付けられ上端がそのハイドロリックシリンダ２４ａに連通するようにボディフランジ部１４ａに形成された下孔２４ｃと、そのハイドロリックシリンダ２４ａに小孔２４ｄを介して下端が連通するようにボディフランジ部１４ａに形成された上孔２４ｂによって主に形成される。上孔２４ｂが形成されたボディフランジ部１４ａには、図の右側に突出する制御ボディ部１４ｂが形成され、この制御ボディ部１４ｂにはクラッチブースタ１３の空圧導入室１６ａにおける圧縮エアの給排を制御してそのクラッチブースタ１３を操作するクラッチアクチュエータ２５が設けられる。

この実施の形態におけるクラッチアクチュエータ２５は、制御ピストン２９と制御バルブ３１を備える。制御ボディ部１４ｂにはボディフランジ部１４ａに形成された上孔２４ｂに直交してその一端が上孔２４ｂに連通する制御シリンダ２８が形成される。クラッチアクチュエータ２５を構成する制御ピストン２９はこの制御シリンダ２８に挿入して設けられ、制御ピストン２９の一端が上孔２４ｂに臨むようにこの制御ピストン２９は図の左右方向に移動可能に挿入される。そして、油圧ニップル２６から油圧が導入されると、その油圧は下孔２４ｃ、ハイドロリックシリンダ２４ａ及び小孔２４ｄを通って上孔２４ｂに到達し、制御ピストン２９を制御シリンダ２８に沿って図の右側に押すように構成される。

一方、クラッチアクチュエータ２５を構成する制御バルブ３１は、制御シリンダ２８に挿入された制御ピストン２９を有する制御ボディ部１４ｂに、その制御ピストン２９の突出方向に設けられる。この制御バルブ３１には、制御ボディ部１４ｂにおける制御シリンダ２８と同軸にコントロール室３１ａと空圧室３１ｃがこの順序で形成される。そして、そのコントロール室３１ａと空圧室３１ｃは空圧ポート３１ｂにより連結するように形成される。コントロール室３１ａには制御ピストン２９の他端が進入可能に構成され、制御ピストン２９はピストンスプリング３０により左側に付勢され、通常状態で制御ピストン２９の一端が油圧路２４における上孔２４ｂに進入するように構成される。一方、空圧室３１ｃにはこの制御バルブ３１を開閉可能に構成されたポペットバルブ３２が移動可能に収容される。空圧室３１ｃには供給側ニップル３３が取り付けられ、一端がエアタンク３４に接続された空圧配管３６の他端がこのニップル３３に接続されて、空圧室３１ｃにはエアタンク３４から高圧エアが常に供給されるように構成される。

ポペットバルブ３２は、空圧とポペットスプリング３７とにより左側に付勢され、通常状態でコントロール室３１ａと空圧室３１ｃを連通する空圧ポート３１ｂを閉じ、ニップル３３からの空圧はポペットバルブ３２の位置で遮断されるように構成される。一方、油圧配管２７から油圧路２４に油圧が供給されると、その油圧が一端に作用して制御ピストン２９がピストンスプリング３０の付勢力に抗して図の右方向に移動し、制御ピストン２９の他端がポペットバルブ３２に当接するように構成される。そして、他端がポペットバルブ３２に当接した制御ピストン２９が更に移動すると、ポペットバルブ３２は右側に押されて空圧ポート３１ｂを開く。これによりこの制御バルブ３１は開放され、空圧室３１ｃから空圧ポート３１ｂを介してコントロール室３１ａに高圧エアが侵入するように構成される。コントロール室３１ａには排出側ニップル３８が取り付けられ、エア供給管３９の一端がこの排出側ニップル３８が取り付けられる。エア供給管３９の他端は空圧導入室１６ａに連通する空圧ニップル１９に接続され、制御バルブ３１が開放されることによりコントロール室３１ａに侵入した圧縮エアはこのエア供給管３９を介して空圧導入室１６ａに供給されるように構成される。

一方、油圧路２４から油圧が抜かれると、上孔２４ｂ内の油圧が下がり、ピストンスプリング３０の付勢力により制御ピストン２９が左側の元位置に戻される。すると、ポペットバルブ３２は空圧ポート３１ｂに当接してその空圧ポート３１ｂを閉じ、これにより制御バルブ３１を閉止する。その後、制御ピストン２９の他端はポペットバルブ３２から離れ、制御ピストン２９の他端の内部に設けられた開放ポート４１がコントロール室３１ａと連通する。すると、保持されていた空圧は、開放ポート４１から大気圧ポート４２を通じ空圧導入室１６ａと反対側の大気室１６ｂに導入され、ピストンプレート１７を右側に押していた空圧がリターンスプリング１８と協同してそれを反対側の左側に押し、クラッチを接続させるようにリリースレバー１５を図の左側に操作する。なお、図１において符号４４はシリンダ室１６ｂ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であり、符号４７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を示す。

このクラッチ操作装置１０には、図示しない遠隔操作式手動変速装置における制御装置５１からの指令に基づいてエアタンク３４における圧縮エアを供給可能な圧縮エア供給手段５０が設けられる。この圧縮エア供給手段５０は、一端がアタンク３４に接続されエア配管５２を備え、そのエア配管５２には常時閉のリレーバルブ５３が設けられる。図示しない遠隔操作式手動変速装置は図示しないオートマチックトランスミッションを制御するためのものであって、その制御装置５１からの電子制御により開く常時閉のクラッチ制御電磁弁５４を介してそのリレーバルブ５３が制御可能に構成される。一方、制御ピストン２９は、第１ピストン２９ａとその第１ピストン２９ａと同軸に設けられた第２ピストン２９ｂにより構成され、その第１ピストン２９ａと第２ピストン２９ｂの間に圧縮エアが導入される作動エア室２９ｃが形成される。エア配管５２の他端はこの作動エア室２９ｃに接続され、このエア配管５２を介して圧縮エアが作動エア室２９ｃに導入可能に構成される。そして、作動エア室２９ｃに導入された圧縮エアは第１ピストン２９ａと別に第２ピストン２９ｂを独立して移動させて制御バルブ３１を開放可能に構成される。

このように構成されたクラッチ操作装置では、クラッチペダル１１を踏み込むと、図３に示すように、マスタシリンダ１２から油圧配管２７に油圧が生じ、油圧配管２７を介してその油圧はニップル２６から油圧路２４に導入される。すると、その油圧は下孔２４ｃ、ハイドロリックシリンダ２４ａ及び小孔２４ｄを通って上孔２４ｂに到達し、制御ピストン２９を制御シリンダ２８に沿って図の右側に押す。図の右側に押されて制御ピストン２９が移動するとその他端はポペットバルブ３２に当接する。そして、他端がポペットバルブ３２に当接した制御ピストン２９が更に移動すると、ポペットバルブ３２は右側に押されて空圧ポート３１ｂを開くことによりこの制御バルブ３１を開放する。するとエアタンク３４からの高圧エアがこの制御バルブ３１を通過し、エア供給管３９を介して空圧導入室１６ａに高圧エアが供給される。空圧導入室１６ａに圧縮エアが供給されると、ピストンプレート１７が右側に押され、そのピストンプレート１７はピストンロッド２１、ハイドロリックピストン２２、更にはプッシュロッド２３を介してリリースレバー１５の下端を図の右方向に押し、リリースレバー１５が傾動することによりクラッチを切断する。

逆に、クラッチペダル１１を戻すと、図１に示すように、制御ピストン２９を押していた油圧路２４における作動油が油圧配管２７を介してマスタシリンダ１２に戻り、油圧路２４から油圧が抜かれる。すると制御ピストン２９がピストンスプリング３０の付勢力により左側の元位置に戻され、ポペットバルブ３２はコントロール室３１ａと空圧室３１ｃを連通する空圧ポート３１ｂを閉じ、制御バルブ３１を閉止する。そして制御ピストン２９の他端はポペットバルブ３２から離れ、制御ピストン２９の他端の内部に設けられた開放ポート４１がコントロール室３１ａと連通し、コントロール室３１ａに保持されていた空圧は開放ポート４１から大気圧ポート４２を通じ大気室１６ｂに導入される。これによりピストンプレート１７はリターンスプリング１８により左側に押し戻され、リリースレバー１５の下端が図の左側に移動するようにリリースレバー１５が傾動してクラッチを接続させる。

一方、図示しない遠隔操作式手動変速装置の制御装置５１からの指令に基づいて圧縮エアが作動エア室２９ｃに供給する場合を説明すると、図２に詳しく示すように、運転席のセレクトレバー操作等により変速が開始されると、制御装置５１から常時閉のクラッチ制御電磁弁５４に向け電子信号が送られてそのクラッチ制御電磁弁５４のポートが開き、これによりエアタンク３４からの圧縮空気が常時閉のリレーバルブ５３に送られ、これをエア信号としてポートが開くことによりエアタンク３４における圧縮空気がエア配管５２を介して作動エア室２９ｃに供給される。作動エア室２９ｃに導入された圧縮エアは第１ピストン２９ａと別に第２ピストン２９ｂを制御シリンダ２８に沿って図の右側に独立して押す。すると、その第２ピストン２９ｂはポペットバルブ３２に当接し、そのポペットバルブ３２を右側に押して空圧ポート３１ｂを開くことによりこの制御バルブ３１を開放する。するとエアタンク３４からの高圧エアは制御バルブ３１を通過し、エア供給管３９を介して空圧導入室１６ａに供給される。そして、空圧導入室１６ａに圧縮エアが供給されると、ピストンプレート１７が右側に押され、プッシュロッド２３を介してリリースレバー１５の下端を図の右方向に押し、リリースレバー１５が傾動することによりクラッチを切断する。

また、自動変速が完了してエンジン回転とクラッチ回転の差が規定値内に収まると、制御装置５１からクラッチ制御電磁弁５４への電子信号が停止され、これによりリレーバルブ５３の出力ポートが排気ポートへと切り替わり、作動エア室２９ｃに供給された圧縮空気はエア配管５２を逆流してリレーバルブ５３の排気ポート５３ａから排出される。すると、図１に示すように、第２ピストン２９ｂが左側の元位置に戻され、制御バルブ３１を閉止する。すると、ピストンプレート１７はリターンスプリング１８により左側に押し戻され、リリースレバー１５の下端が図の左側に移動するようにリリースレバー１５が傾動してクラッチを接続させる。

このクラッチ操作装置１０では、上述したように、制御ピストン２９が第１ピストン２９ａと第１ピストン２９ａと同軸に設けられた第２ピストン２９ｂにより構成され、第１ピストン２９ａと第２ピストン２９ｂの間にエア配管５２を介して供給される圧縮エアが導入される作動エア室２９ｃが形成される。そして、作動エア室２９ｃに導入された圧縮エアは第１ピストン２９ａと別に第２ピストン２９ｂを独立して移動させて制御バルブ３１を開放させる。従って、このクラッチ操作装置１０では、従来必要とされたダブルチェックバルブを必要としない。このため、ダブルチェックバルブの取付用ブラケットも不要となり、ダブルチェックバルブの取付作業も不要となる。この結果、ダブルチェックバルブを用いた従来に比較してその取付け性は向上し、装置全体の構造とエア配管の簡素化を図ることができ、従来より安価なクラッチ操作装置を提供することができる。

その一方、制御装置５１からの指令に基づいて作動エア室２９ｃに圧縮エアが導入されるけれども、図２に示すように、その作動エア室２９ｃに導入された圧縮エアは第２ピストン２９ｂを移動させて制御バルブ３１を開放するので、クラッチブースタ１３における空圧導入室１６ａに圧縮エアが供給されてクラッチは切断されることになる。このため、制御装置５１からの指令に基づいてクラッチを切断するというクラッチ操作装置における本来的機能は失われれない。

本発明実施形態のクラッチ操作装置を示す構成図である。 制御装置からの指令に基づいてクラッチが切断された状態を示す図１に対応する構成図である。 クラッチペダルが踏み込まれてクラッチが切断された状態を示す図１に対応する構成図である。 ダブルチェックバルブが用いられた従来のクラッチ操作装置を示す図１に対応する構成図である。

符号の説明

１０ クラッチ操作装置
１１ クラッチペダル
１３ クラッチブースタ
１６ａ 空圧導入室
２５ クラッチアクチュエータ
２９ 制御ピストン
２９ａ 第１ピストン
２９ｂ 第２ピストン
２９ｃ 作動エア室
３１ 制御バルブ
５０ 圧縮エア供給手段
５１ 制御装置
５２ エア配管

Claims (2)

1. 開放することによりクラッチブースタ(13)の空圧導入室(16a)に圧縮エアを供給し閉止することにより前記空圧導入室(16a)から圧縮エアを排出する制御バルブ(31)と、クラッチペダル(11)の踏み込みにより生じる油圧が作用することにより移動して前記制御バルブ(31)を開放可能に構成された制御ピストン(29)とを備えたクラッチアクチュエータにおいて、
   前記制御ピストン(29)が第１ピストン(29a)と前記第１ピストン(29a)と同軸に設けられた第２ピストン(29b)により構成され、
   前記第１ピストン(29a)と前記第２ピストン(29b)の間に圧縮エアを供給可能な作動エア室(29c)が形成され、
   前記作動エア室(29c)に供給された圧縮エアは前記第１ピストン(29a)と別に前記第２ピストン(29b)を独立して移動させて前記制御バルブ(31)を開放可能に構成された
   ことを特徴とするクラッチアクチュエータ。
2. 空圧導入室(16a)に圧縮エアが供給されることによりクラッチを切断し前記空圧導入室(16a)から圧縮エアが排出されることにより前記クラッチを接続するクラッチブースタ(13)と、
   クラッチペダルの踏み込みにより制御バルブ(31)を開放して前記空圧導入室(16a)に圧縮エアを供給する請求項１記載のクラッチアクチュエータ(25)と、
   制御装置(51)からの指令に基づいて前記クラッチアクチュエータ(25)の作動エア室(29c)に圧縮エアを供給して前記制御バルブ(31)を開放可能に構成された圧縮エア供給手段(50)と
   を備えたクラッチ操作装置。
   

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