JP3283879B2 - 乾式円板クラッチ誤用防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クラッチ操作において油圧マスタシリンダ
や関連従動シリンダと協働する、手動ギヤボックスを備
えた自動車の乾式円板クラッチ誤用防止装置に関する。

クラッチ掛かり時にクラッチペダルをあまりに急速に
離すと過剰なトルク勾配（単位時間当りのトルク変化）
が変速機に伝わるが、それが上記型の装置を用いること
によって防止される。このようなクラッチの誤用は、第
１ギヤ又はリバースギヤで始めるとき、並びに、前進運
転時にローギヤで動かすときに特に危険である。そのよ
うにクラッチを急速に掛けるとき変速機に突然の力が作
用し、差動装置、後部車軸変速ユニットのクラウンホイ
ールとピニオン、駆動軸及びギヤボックスに損傷を与え
ることがしばしばあるが、クラッチの誤用がたび重なる
ことによりエンジンにも損傷が生じることが見出されて
いる。クラッチ誤用を妨げる装置は以前から公知であっ
て、それらの装置は油圧クラッチシステムに組込まれ
ず、クラッチペダル又はクラッチマスタシリンダのピス
トンロッド又はクラッチ解放アームに接続されるレバー
とロッドで構成され、ショックアブソーバと同様にクラ
ッチ掛かり過程で効力を生じる。これらの機械的システ
ムは精度よく造らねばならず、据付けが困難であり、コ
スト高であり、クラッチペダルを正しく離した場合であ
ってもクラッチ掛かり時には毎度、クラッチの動きを制
動する。

クラッチ誤用を妨げる別の公知システムではバイパス
管内に据付けられた逆止弁にチョーク装置を介して油圧
作動する。クラッチを掛けたとき逆止弁が閉じ、全ての
油圧流体をチョーク装置を介して流れさせ、クラッチペ
ダルの完全な戻り動作時に制動を与える。この場合、ク
ラッチペダルの動きが急速であろうともゆっくりであろ
うとも、クラッチ掛け時の度に過度の制動が行われてし
まう。完全戻り動作時に制動が行われるので、急速なギ
ヤチェンジが実質上不可能である。そのことが特に重大
且つ不便となるのは低温でのギヤチェンジの場合であっ
て、その理由は制動が増えるしクラッチがスリップし得
るからである。

このため、このシステムの別の実施例では、クラッチ
が第１ギヤ及びリバースギヤに関して用いられる場合に
のみ装置に掛かる電磁制御弁が組入れられている。従っ
て、他のギヤの誤用に対する防止はない。

ドイツ特許第1600184号、ドイツ特許第3031262号及び
フィンランド特許第842015号から、弁の働きにより、油
圧流体に所定の圧力が確立するまでは圧力型クラッチを
急速に掛けることができ、圧力が確立してからは遅れが
起きるようにした上記型の装置が公知である。これを除
いては、クラッチの操作が急速であるか緩やかであるか
に考慮したものはない。この解決法はばね型乾式円板ク
ラッチには適しない。

本発明の目的は、上記した欠点のない、導入部に述べ
た型の装置を提供することである。

本発明の装置の弁別的特徴は、提示した請求の範囲に
述べてある。本発明の装置の一実施例を概略的に示した
図面に関連して本発明を更に詳しく記述する。

図１は、一部を断面で示し、クラッチペダルが休止位
置にあり乾式円板クラッチが掛かっている、自動車のク
ラッチ操作油圧システムの略図である。

図２は、休止位置にある装置の縦断面図である。

以下で特に記載のない限り、方向の表示は図面に関し
てであると理解すべきである。

図１に示すごとく、クラッチ１の操作システムは、車
の運転車が足で動かすことのできるクラッチペダル２
と、油圧マスタシリンダ３と従動シリンダ４とで構成さ
れている。クラッチペダル２は、マスタシリンダ３のシ
リンダ部７の一端から突出するピストンロッド６を介し
て、マスタシリンダ３のピストン５につなげられる。マ
スタシリンダ３は導管８により従動シリンダ４と連通す
る。

従動シリンダ４のピストン９は、従動シリンダ４のシ
リンダ部11の一端から突出するピストンロッド10を介し
て、回転可能に取付けられたレバー12につなげられ、そ
れによりクラッチ１のスラスト軸受13は動かされ得る。
従って、ペダル２を押し下げることによりクラッチ板を
公知の仕方で図１の右方へ動かしてクラッチを解放する
ことができ、逆も又同様である。

マスタシリンダ３の油圧的に従動シリンダ４側の端
に、クラッチ１の誤用装置、即ち、クラッチの誤用を妨
げる装置を構成する弁ユニット20を据付ける。この弁ユ
ニット20は、例えば、弁ユニット20又はマスタシリンダ
３のフランジ部23,24を介して一端がマスタシリンダの
シリンダ部７に接続される、好ましくは円筒形の弁ハウ
ジング21で構成され、フランジ部23,24は一点鎖線で示
すようにねじ25等で相互接続できる。弁ユニット20とマ
スタシリンダ３は好ましくは共軸である。

マスタシリンダ３と弁ユニット20は、弁ハウジング21
の右端にある横端壁27に設けられた通し通路26を介し相
互連通する。従動シリンダ４と弁ユニット20とを相互連
通する導管８は弁ハウジング21の他端にあるねじ山付ボ
ア28にねじ込まれる。

ボア28に面し弁ハウジング21に突出する、半径方向に
延びる円形肩部30で提供されるのが弁体32の座31であ
り、弁体32を支持するのが軸方向且つ中央に延びる弁ロ
ッド33である。これがスリーブ34に摺動可能に通され、
スリーブ34が端壁27の中央ボアに摺動可能に通される。
弁ロッド33がマスタシリンダ３内に突出して端板35で閉
止され、弁ロッド33のねじ山付端部が端板35のねじ山付
穴にねじ込まれる。

スリーブ34は、相互に共軸に延び且つスリーブ34の据
付けができるようねじ山付ジョイントにより相互に永続
的に接続された第１スリーブ部36と第２スリーブ部37と
で構成される。第１スリーブ部36は端フランジ38とステ
ム部39とを有する。端フランジ38と第２スリーブ部37の
外径は端壁27のボアの径よりも大きく、ステム部39の外
径は端壁27のボアの径に合わせて、ステム部39がこのボ
ア内を左右に摺動可能に動けるようにし、従って左への
スリーブの動きが端壁27の右側に当接する第２スリーブ
部37によって制限される。スリーブの内径は弁ロッド33
の径に合わせてあり、従って弁ロッドがスリーブ34に対
し左右に動くことができる。何故なら、弁ロッド33のそ
のような動きは第１スリーブ部36の端フランジ38に当接
する弁体32又は第２スリーブ部37の右端面に当接する端
板35によって制限されるからである。

スリーブ34のステム部39のまわり且つ端フランジ38と
端壁27との間に設けられた第１コイルばね40がスリーブ
34を弁ハウジング21に対して左に動かそうとする。弁ロ
ッド33のまわりに設けられ且つ端板35と第２スリーブ部
37との間に延びる第２コイルばね41が弁体32と弁ロッド
33とをスリーブ34に対して右に動かそうとする。

弁体32がその座31に当接すると、弁体32が弁ハウジン
グ21を従動シリンダ４に面する第１弁ハウジング室51と
マスタシリンダ３に面する第２弁ハウジング室52とに分
ける。弁体32を通る少なくとも１つの、軸方向に延びる
通路53により、弁ハウジング32がその座31に当接しても
これら弁ハウジング室51,52間の連通がもたらされる。
更に又、弁体32は、外径が第１弁ハウジング室51よりも
ほんのわずかに小さい円筒形ピストン部54を有する。ピ
ストン部54には少なくとも１つの軸方向に延びる通し第
２通路55を設ける。弁体32がばね40,41のみの影響を受
けると、弁体32と弁座31との間に開口56が形成される。

更に又、弁体32の径は弁ハウジング室51の内径より
も、これら構成部分間を半径方向に延びる開口が流体の
有意な流れ抵抗をもたらさない程にしか小さくない。弁
体32がその座31に当接しないとき、従って流体は第１通
路53よりもこの半径方向開口の方を好ましくは流れる。

装置の操作方法は次の通りである。

クラッチ１を解放するために、クラッチペダル２を最
初に押し下げると、マスタシリンダ３のピストン５がそ
れによりシリンダ部７内を左に動かされる。次いで、油
圧流体が押圧されて端壁27の通路26を通り、更には開口
56と弁体32の通路55を通る。そこから流体は従動シリン
ダへと流れる。これらの通路26,55及び開口56は大きい
ので流れ抵抗はほとんどない。

ピストン５がある程度動くと、ピストン５は端板35に
当接し、そして弁ロッド33を介し弁体32をも左へ動か
す。ピストン部54のシリンダを構成する第１弁室51の径
がマスタシリンダ３のシリンダ部７の内径に対応してい
れば、流体は通路55を流れない。何故なら、第１弁ハウ
ジング室51から流れ出る流体の量がマスタシリンダ３か
ら通路26を介して第１弁ハウジング室51へ押圧される流
体量に相当するからである。好ましくは、クラッチが解
除されて最大解除位置に至っても端板35は第２スリーブ
部37の右端に当接しない。

次いでクラッチを掛けねばならないならば、クラッチ
ペダル２を最初に解除し、それによりマスタシリンダ３
のピストン５を右へ動かす。それにより油が従動シリン
ダ４からマスタシリンダ３へと弁ユニット20を介して流
れる。第２ばね41により端板35はそれでマスタシリンダ
３のピストン５に対して押圧され、弁体32をその動きに
従わせる。この動きの間、上記した理由で油も好ましく
は弁体ピストン部54の通路55を流れないので、弁体32は
流体流に有意の抵抗をもたらさない。

弁体32が第１スリーブ部36の端フランジ38に当接する
と、端板35はピストン５の更に右への動きに追従するの
が防がれる。この掛かりの第１相では、クラッチは最大
解除位置からクラッチ板の掛かり開始位置に近い位置へ
と動かされる。

次の、掛かりの第２相で、ピストン５が続けて右に動
かされると、従動シリンダ９の排除した量に対応する量
の流体が押圧され第２通路53を通る。何故なら弁体32は
もはや休止しているからである。そしてクラッチを正し
く掛ける場合、即ち、正しい速度で掛ける場合、流体が
この第２通路55と開口56でチョークされることでピスト
ン部54によってつくり出される差圧は、第１ばね40によ
る力よりも大きな力を産み出して弁体32に作用させる程
充分に大きくはない。従って、弁体32は静止したままで
ある。

第２相はクラッチ板が全力で掛かった直後に終えられ
る。

最終の第３相では、クラッチペダル２は完全に元へと
戻され、その間にマスタシリンダ３のピストン５はクラ
ッチ解除が始まる前の位置へと動かされる。この最終第
３相でクラッチペダル２が第２相でよりも幾分急速に動
かされたとしても、弁体32は依然としてその座31に当接
せず、従ってクラッチを正常に正しく掛けることが可能
となる。

しかし、クラッチの掛かりが変速機に損傷を与える程
に急速に第２相でクラッチペダルを動かしたならば、第
２通路55と開口56を介する流体流が増加するために弁体
32に関してつくられる差圧が、弁体32に働く右への力を
第１ばね40によって弁体32に働く反対方向の力よりも大
きくし、それにより弁体32を右に動かして弁座31に当接
させる。この場合、流体は第１通路53を通らねばならな
い。それにより流体はかなり更にチョークされ、従動シ
リンダ４のピストン９の速度を減少させることになり、
それによりクラッチにより伝えられるトルクの単位時間
当りの増加が制限される。この種の最適な制限によりク
ラッチ誤用による損傷を防ぐことができ、従って操作の
信頼性を増す。更に又、変速機は相応した大きさに、即
ち、小さめ・軽めに設計することができ、従って製造コ
ストを大幅に下げることができる。

本発明では、クラッチの掛かりの過程を第１の急速相
と第２の緩慢相とに分け、過度に急速な掛かりの場合に
は制動を行うことによって目的が達成される。これによ
り、カバーし得る全距離のほぼ50％をなす第１相ではク
ラッチペダルが急速に動けることになる。クラッチの掛
かり点の直前のみ且つ掛かり速度が臨界値を超えた場合
に、即ち、クラッチ誤用時且つ実際の掛かりの間のみ、
掛かり速度の制動が起きる。

ピストン部54の径そして第１弁室51の内径がマスタシ
リンダ３のピストン５より有意に小さいならば、クラッ
チ掛かりの第１相の間の右への流体流量は第１弁室51内
の方がマスタシリンダ３内よりも多い。すると流体は弁
体32を右へ動かそうとするが、ピストン５に当接する端
板35によりそれを妨げられる。従って従動シリンダ４に
より排除される流体の一部は通路55を流れねばならない
が、ピストン５の動きが緩慢になるようここで大いにチ
ョークされ得る。流体が冷たいならば、この効果は強化
される。チョーキングが導管８の流れ抵抗に加えられる
からである。

弁体32をマスタシリンダ３のピストン５と協働させる
ことに替えて、本発明の装置の第２実施例では、弁体32
を従動シリンダ４のピストン９に協働させることができ
る。ピストン部54の径がピストン９の径よりも有意に小
さいならばこのピストン９の動きも緩慢である。

これらの場合、運転者はクラッチペダル２が不快な程
に緩慢となり足の動きについていかないことに気付く。
従って、弁体32の弁54の径は、弁体32を接続させるピス
トン５又は９の径に等しいかやや小さいのが好都合であ
る。

マスタシリンダ３のピストン５の速度を第２相よりも
第３相で大きくする必要がある場合には、例えば、クラ
ッチ１に含まれていてクラッチ１が掛かった後に第１ば
ね40により弁体32が座31から離反動するように掛かろう
とするばね装置の特性に第１ばね40の特性を適合させる
ことができる。それにより、第１ばねによって働く力に
関連してクラッチのばねにより働く力が第２相に関連し
て第３相で減らされるならば、閉じた弁体32に働く差圧
を、弁ユニットがもう一度開いて第１通路がもはや油流
をチョークしない程に小さくすることができる。

上記した本発明の実施例では通路53が弁体32を通って
延びているけれども、同じ効果は、相応する通路を弁ハ
ウジングの座の部分に設けて、その通路により弁ハウジ
ング室51と52の連通が弁体の弁座当接後にも確保される
ようにしても得られる、と理解すべきである。

スリーブ34に対する弁体32と弁ロッド33の動きを第２
スリーブ部37への端板35の当接により代りに制限するこ
とができ、それがクラッチペダルとクラッチの動きを制
限することになるけれども、この可能な制限は通常は使
われないことに注目すべきである。何故なら、ペダルと
クラッチの動きは好ましくは別の仕方により、例えばペ
ダルの当接する本体に取付けられたストッパにより、制
限されるからである。

更に又、弁体のピストン部54は省略できる。その場
合、開口56を流れる流体により引起こされる圧力低下の
結果として、弁体はこれに関する差圧のために閉じ位置
へと動かされる。しかし、これはあまり好都合でない。
その理由は、この開口の形が差圧の程度を決め、そのた
め例えば、弁ユニット据付時に弁体と弁座との間の軸方
向距離を非常に正確に設定することが必要だからであ
る。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】手動ギヤボックスを備えた自動車の乾式円
   板クラッチ（１）の誤用、即ち急速すぎる掛かりを防ぐ
   装置であって、該装置がクラッチ（１）操作のために油
   圧マスタシリンダ（３）や関連従動シリンダ（４）と協
   働し、前記装置が、油圧的に直列にマスタシリンダ
   （３）と従動シリンダ（４）との間に据え付けられて弁
   体（32）と弁ハウジング（21）とを有する弁ユニット
   （20）で構成され、前記弁ハウジング（21）が弁座（3
   1）と第１及び第２の弁ハウジング室（51及び52）とを
   有し、該室（51及び52）がそれぞれ弁座（31）の各側に
   位置して従動シリンダ（４）とマスタシリンダ（３）に
   面し、第１弁ハウジング（51）への弁体（32）の動きが
   あったときに弁ユニット（20）が開き、乾式円板クラッ
   チ誤用防止装置において、該装置が 室（51,52）を相互に直接に接続すると共に、弁ユニッ
   トが閉じられるときに室（51,52）間に制限流体の流れ
   るのを許す第１通路（53）と、 クラッチが最大解除位置とクラッチ掛かり始め位置に近
   接した第２位置との間の位置にあるときに弁ユニット
   （20）を強制的に開ける装置（33,35,41）と、 弁体（32）をその座（31）から離反動させようとして弁
   体（32）に力を作用させるよう構成したばね（40）とで
   構成され、 クラッチ（１）の注意深く且つ正しい使用時にクラッチ
   （１）を掛けるために油圧流体がマスタシリンダ（３）
   の方へ流れるときには、ばね（40）によって作用する力
   が油圧流体により弁体（32）に作用する力よりも大きい
   ことによって、弁体（32）が弁座（31）に当接せず、 所定の率よりも急速に掛けられることによりクラッチ
   （１）が誤用されるときには、このばね力が油圧流体に
   より作用する力よりも小さいことによって、弁体（20）
   が弁座（31）に当接する ことを特徴とする乾式円板クラッチ誤用防止装置。
2. 【請求項２】弁体（32）が、該弁体（32）の、従動シリ
   ンダ（４）に面するように配した側に位置したピストン
   部（54）を有すること、及びピストン部（54）が第１弁
   ハウジング室（51）のシリンダ部内を摺動するよう構成
   され、それぞれ従動シリンダ（４）とマスタシリンダ
   （３）に面するように配したピストン側の間を延びる第
   ２通路（55）で構成されたことを特徴とする、請求項１
   による装置。
3. 【請求項３】弁ユニット（20）を強制的に開ける装置が
   油圧シリンダ（3,4）の一方のピストン（5,9）に弁体
   （32）を接続するように配した弁ロッド（33）で構成さ
   れたことを特徴とする、請求項１又は２による装置。
4. 【請求項４】弁体（32）のピストン部（54）の径が、弁
   体（32）の接続するピストン（5,9）の径に等しいか、
   そりよりもわずかに小さいことを特徴とする、請求項３
   による装置。
5. 【請求項５】弁ユニットを開けようとするばね（40）の
   特性が、クラッチ（１）に含まれていてクラッチ（１）
   が掛かった後にばね（40）により弁体（32）を座（31）
   から離反動させるように掛かろうとするばね装置の特性
   に適合させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれ
   かによる装置。