JP4078739B2 - クラッチ操作装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチ操作装置に係り、特に、コントロールバルブおよび切換弁とパワーシリンダの圧力室との間にダブルチェックバルブを介在させ、コントロールバルブと切換弁のいずれか一方を選択的に経由して、エアタンクからの圧縮エアを前記圧力室に供給可能にした半自動クラッチ装置のクラッチ操作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半自動クラッチ装置のクラッチ操作装置は、一般に、シリンダシェル内に形成された圧力室に圧縮エアを導入してパワーピストンを作動させ、このパワーピストンの出力を中継シリンダを介してクラッチ操作用プッシュロッドに伝達してクラッチのオンオフを行なうパワーシリンダと、エアタンクからこのパワーシリンダの圧力室への圧縮エアの給排の切換えを行なう電磁切換弁およびコントロールバルブとを備えており、これら電磁切換弁およびコントロールバルブと前記圧力室との間にダブルチェックバルブを介在させ、電磁切換弁とコントロールバルブのいずれか一方を選択的に経由して圧縮エアを圧力室に供給できるようにしている。
【0003】
前記半自動式クラッチ装置のクラッチ操作装置の従来の構成では、ダブルチェックバルブおよび電磁切換弁がパワーシリンダから分離され、外部のエア配管によって互いに接続されているので、クラッチ操作装置全体の構造が複雑になり、また、エア配管が長いためエア通路抵抗が大きく作動応答性が悪いという問題があった。
【0004】
そこで、本発明の発明者は、装置全体の構成を簡素化し、エア配管を短縮して作動応答性を向上させることができるクラッチ操作装置を発明し、既に出願した(特願平9−254502号)。
【0005】
前記出願に係るクラッチ操作装置は、図3に示すように、シリンダシェル114内を圧力室110と大気圧室116に区画し、圧力室110に導入された圧縮エアにより作動するパワーピストン112を有するパワーシリンダ102と、パワーピストン112の出力をクラッチ操作用のプッシュロッド170に伝達する中継シリンダ104と、中継シリンダ104の逆側に配置され、パワーシリンダ102と直列に連結されたストロークシリンダ106と、クラッチペダル172の操作により作動するマスタシリンダの液圧により作動して前記圧力室へのエア通路を切り換えるコントロールバルブ108と、コントローラ174の信号により圧力室110へのエア通路を開閉する電磁切換弁176と、コントロールバルブ108および電磁切換弁176と前記パワーシリンダ102の圧力室110との間に介在されて、エアタンク178からの圧縮エアをコントロールバルブ108および電磁切換弁176のいずれか一方を経由してパワーシリンダ102の圧力室110に給排するダブルチェックバルブ118とを備えている。
【0006】
前記構成のクラッチ操作装置では、パワーシリンダ102のシェル114に固定されされているストロークシリンダ106のシリンダボディ132上に、カバー部材(バルブハウジング)142を固定し、このバルブハウジング142内にダブルチェックバルブ118を組込んでパワーシリンダ102と一体化している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成のクラッチ操作装置では、ダブルチェックバルブ118を、パワーシリンダ102に固定したストロークシリンダ106のシリンダボディ132と一体化しているので、外部のエア配管が少なくなり、構造が簡素化するとともに作動応答性が向上した。しかしながら、シリンダシェル102内の圧力室110と、ダブルチェックバルブ118およびコントロールバルブ108間を接続するシリンダボディ132およびバルブハウジング142内部のエア通路、および外部に配置された電磁切換弁176やエア圧力源(エアタンク)178との間を接続する外部配管が複雑で長いためエア通路の抵抗が大きくクラッチ操作装置の応答性が悪いという問題があった。また、ストロークシリンダ106のシリンダボディ132およびバルブハウジング142の内部に形成されたエア通路が複雑で加工コストが高いという問題があった。
【0008】
さらに、ダブルチェックバルブ118が、ストロークシリンダ106のシリンダボディ132の外側に固定したバルブハウジング142内に設けてあり、パワーシリンダ102およびストロークシリンダ106の軸芯から遠く離れているため耐振性が良くないという問題があった。
【0009】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、エア通路の構成を簡素化し、エア通路抵抗を低下させて作動応答性を向上させるとともに、エア通路の加工を容易にし、さらに、装置全体をコンパクト化することができるクラッチ操作装置を提供することを目的とするものである。また、ダブルチェックバルブの配置を変更して耐振性の優れたクラッチ操作装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
さらに、前記出願に係る従来の構成では、パワーシリンダ102のシェル114とストロークシリンダ106のシリンダボディ132とは、シェル114の底部114aの平面に、Oリングを介してシリンダボディ132の前面の平坦部を密着させて固定しているので、作動時に圧力室110内に導入されるエアによってシェル114が変形する等により、気密性が悪くなる場合があるという問題があった。そこで、本出願の請求項5の発明では、パワーシリンダのシェルとストロークシリンダのシリンダボディとの間のエア通路の気密を確実に保持することができるクラッチ操作装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクラッチ操作装置は、シェル内に形成された圧力室に圧縮エアが導入されてパワーピストンが作動するパワーシリンダと、このパワーシリンダの同軸上に連結されたストロークシリンダと、前記パワーシリンダに対してストロークシリンダと同方向に配置され、前記圧力室へのエアの給排を制御するコントロールバルブと、エアタンクから前記圧力室に供給されるエアの通路と圧力室から大気圧室を介して大気に開放されるエアの通路、これらコントロールバルブおよび切換弁と前記圧力室との間に介在され、コントロールバルブおよび切換弁のいずれか一方を選択的に経由して圧縮エアを圧力室に供給可能にするダブルチェックバルブとを備えており、さらに、前記ダブルチェックバルブを、パワーシリンダのシェルとコントロールバルブとの間に、前記ストロークシリンダの軸芯から離し、かつこの軸芯に対して直角方向に交差させて配置したものである。
【0012】
また、請求項5に記載した発明に係るクラッチ操作装置は、前記パワーシリンダと、ストロークシリンダと、コントロールバルブと、切換弁と、ダブルチェックバルブとを備えており、このダブルチェックバルブのアウトレットポートからパワーシリンダのシェルに形成されたエア給排口への通路が、前記シェルの底面に当接固定されたストロークシリンダのシリンダボディ内に形成されたものであって、さらに、前記シェルに形成された圧力室へのエア給排口を円筒状に突出させ、この円筒状突出部をシリンダボディに形成された通路内に挿入し、これら円筒状突出部の外周面と通路の内周面との間にシール部材を配置して気密を保持させたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るクラッチ操作装置の全体を示す縦断面図、図2はこのクラッチ操作装置の一部を断面とした左側面図である。
【0014】
このクラッチ操作装置は、パワーシリンダ2と、中継シリンダ4と、ストロークシリンダ6およびコントロールバルブ8を備えており、パワーシリンダ2の圧力室10内に導入された圧縮エアによりパワーピストン12を作動させ、このパワーピストン12の出力を中継シリンダ4を介してクラッチ操作用プッシュロッド(図示せず)に伝達し、このクラッチ操作用プッシュロッドに連結されたクラッチアウターレバー(図示せず)を作動させることによりクラッチの断接を行なうようになっている。
【0015】
パワーシリンダ2は、シェル14内に摺動自在に嵌合されたパワーピストン12によって圧力室10と大気圧室16とに区画されている。カップ状をしたシリンダシェル14の底面14aにエア給排口14bが設けられており、後に説明するダブルチェックバルブ18を介して図示しないエアタンクから圧力室10に圧縮エアが導入され、また、排出される。圧力室10にエアが導入されると、パワーピストン12が図1の右方へ移動し、パワーピストン12の中央に固定されたピストンロッド20が一体的に前進する。
【0016】
パワーシリンダ2のシェル14の開口部(図1の右側)にはメインハウジング22が固定されており、このメインハウジング22の中央の貫通穴22a内に、中継シリンダ4のシリンダボディ24の一端が、Oリング26を介して挿入固定されている。シリンダボディ24内には、中継ピストン28が摺動自在に嵌合されており、この中継ピストン28の一端(図1の左端)に形成された凹部28a内に前記ピストンロッド20の先端20aが当接している。前述のようにパワーピストン12が作動すると、パワーピストン12およびピストンロッド20と一体的にこの中継ピストン28が前進する。また、中継ピストン28の他端の凹部28bには、クラッチ操作用のプッシュロッド(図示せず)が当接し、さらに、このプッシュロッドの他端は図示しないクラッチアウターレバーに連結されている。なお、メインハウジング22には、パワーピストン12のストロークを検出するストロークセンサ30が設けられている。
【0017】
パワーシリンダ2のシェル14の、前記メインハウジング22が固定されている側と逆側(図1の左側)には、ストロークシリンダ6のシリンダボディ32が固定されている。このシリンダボディ32内には、ストロークピストン34が摺動自在に嵌合されている。前記シリンダシェル14の底面14aの中央部には、円形の取付孔14cが形成され、この取付孔14c内に、シリンダボディ32の先端に形成された円筒状の連結部32aが貫通され、この円筒状連結部32aの外周に螺合したナット36により、シリンダシェル14とストロークシリンダ6のシリンダボディ32とが連結されている。なお、前記パワーピストン12の中心に固定されたピストンロッド20および中継ピストン28と、このストロークピストン34とは同一軸線上に配置されている。
【0018】
前記ストロークピストン34の先端寄りに形成されたフランジ状のばね座34aと、パワーピストン12の背面(圧力室10側の面)中央の凸部12aとの間にスプリング38が介装され、パワーピストン12とストロークピストン34とを互いに逆方向に付勢している。また、シリンダシェル14の底面14aとパワーピストン12との間にスプリング39が配置され、パワーピストン12を大気圧室16側へ付勢している。
【0019】
シリンダボディ32内の、このストロークピストン34の他端(図1の左端)側には、液室40が形成されている。この液室40は、シリンダボディ32の入力ポート41を介して、クラッチペダルの操作によって作動するマスタシリンダ(図示せず)の出力圧室に接続されている。
【0020】
前記コントロールバルブ8は、ストロークシリンダ6のシリンダボディ32、およびこのシリンダボディ32上に固定されたカバー部材42の内部に設けられている。シリンダボディ32とカバー部材42内には、前記ストロークピストン34およびパワーピストン12の軸線と直交する方向のバルブ孔32b,42aが形成されている。バルブ孔32b,42a内にバルブリフタ44が摺動自在に嵌合されている。このバルブリフタ44は、バルブ孔32b,42a内を前記ストロークシリンダ6寄りの液室46と変圧室48とに区画している。このコントロールバルブ8の液室46は、オリフィス通路32cを介して前記ストロークピストン34の端面側に形成された液室40に接続されている。また、このバルブリフタ44の内部には排気通路44aが形成されており、この排気通路44aの一端(図1の上方の端部)がバルブリフタ44の先端面に開口し、他端は外周面に開口し、排気室50およびエキゾーストカバー52を介して大気に開放されている。このバルブリフタ44は、変圧室48内のスプリング53によって液室46側に付勢されている。
【0021】
また、カバー部材42のバルブ孔42a内には、ポペットバルブ54が摺動自在に収容されている。このポペットバルブ54はバルブリフタ44と対向して配置され、コントロールバルブ8の非作動状態では、スプリング56によって弁座58に着座して前記変圧室48と圧縮エア供給ポート60との間を遮断している。
【0022】
カバー部材42に形成された圧縮エア供給ポート60は、図示しないエアタンクに接続され、また、変圧室48はダブルチェックバルブ18の一方のインレットポート(以下、第1インレットポートと呼ぶ)18aに接続されている。このダブルチェックバルブ18は、前記ストロークシリンダ6のシリンダボディ32内に設けられている。シリンダボディ32には、ストロークシリンダ6のやや上方に、このストロークシリンダ6の軸線と直角方向のバルブ孔32dが形成されており、このバルブ孔32d内にチェック弁体62が摺動自在に嵌合している。このバルブ孔32dの一方の端面(図2の左側の端面)に前記第1のインレットポート18aが設けられており、この第1インレットポート18aと前記コントロールバルブ8の変圧室48とを接続する通路は、カバー部材42のシリンダボディ32との当接面上に形成された溝42bと、シリンダボディ32の内部に形成された穴32eとから成っている。
【0023】
また、ダブルチェックバルブ18の他方のインレットポート(第2インレットポート)18bは、前記バルブ孔32dの第1インレットポート18aと逆側の端面に設けられており、図示しない電磁切換弁(この電磁切換弁が、請求項1および請求項5に記載した切換弁である)を介してエアタンクに接続されている。なお、この電磁切換弁は、図示しないコントローラによって開閉制御されるようになっており、電磁切換弁がオンされたときには、エアタンクの圧縮エアがこの電磁切換弁およびダブルチェックバルブ18を介して圧力室10に供給される。また、電磁切換弁の排気側は、パワーシリンダ2の大気圧室16に接続されており、オフされると、圧力室10内のエアがダブルチェックバルブ18およびこの電磁切換弁を通って大気圧室16から大気に開放されるようになっている。
【0024】
前記ダブルチェックバルブ18のアウトレットポート18cは、バルブ孔32dの側面に設けられており、前記パワーシリンダ2のシェル14の底面14aに形成されたエア給排口14bと対向している。シリンダシェル14のエア給排口14bには、ストロークピストン6のシリンダボディ32方向に突出する円筒状の突出部14dが、プレス加工等により形成されている。この円筒状突出部14dは、シリンダボディ32の内部に形成されて前記アウトレットポート18cと圧力室10とを接続する水平方向の通路32f内に挿入されている。円筒状突出部14dの外周面と水平方向通路32fの内周面との間にOリング64が介装されて、圧力室10と外部との気密を保持している。
【0025】
以上の構成に係るクラッチ操作装置の作動について説明する。マニュアル操作時には、クラッチペダルを踏み込むと、マスタシリンダ(図示せず)が作動してその出力圧室から加圧された液体がストロークシリンダ6の端面側(図1の左端側)に形成された液室40に送られる。さらにこの加圧液体は、オリフィス通路32cを介してコントロールバルブ8の液室46に送られる。従って、ストロークピストン34が図1の右方へ押されるとともに、バルブリフタ44が図1の上方へ押し上げられる。バルブリフタ44が移動すると、先ず、その先端がポペットバルブ54に密着して内部の排気通路44aを閉塞し、さらに移動してポペットバルブ54を押し上げて弁座58から離座させ、圧縮エア供給ポート60と変圧室48とを連通すする。すると、エアタンクの圧縮エアが、変圧室48から、カバー部材42のシリンダボディ32側の面に形成された溝42bから成る通路およびシリンダボディ32の内部に形成された穴32eを通って、ダブルチェックバルブ18の第1インレットポート18aに送られる。圧縮エアは、ダブルチェックバルブ18のチェック弁体62を押し開いてアウトレットポート18cから吐出され、接続通路32fを経てシリンダシェル14に形成されたエア給排口14bからパワーシリンダ2の圧力室10に導入される。
【0026】
圧力室10に導入された圧縮エアは、パワーピストン12を図1の右方へ前進させる。パワーピストン12が前進すると、パワーピストン12に連結されたピストンロッド20を介して中継ピストン28も図1の右方へ移動され、さらに、図示しないクラッチ操作用プッシュロッドを前進させてクラッチアウターレバーを作動させてクラッチを切る。
【0027】
クラッチペダルの踏力を解除すると、コントロールバルブ8の液室46の液圧が低下し、バルブリフタ44がスプリング53によって図1の状態に復帰する。すると、変圧室48がバルブリフタ44の内部の排気通路44aを介して排気室50に連通され、パワーシリンダ2の圧力室10内のエアが、ダブルチェックバルブ18、変圧室48、バルブリフタ44の排気通路44a、排気室50およびエキゾーストカバー52等を介して大気に放出される。圧力室10内のエアが放出されると、図示しないクラッチ側のスプリングにより、クラッチ操作用プッシュロッドおよびクラッチアウターレバー等が非作動位置に復帰し、中継ピストン28、ピストンロッド20およびパワーピストン12が図1に示す位置に戻って、クラッチが再び接続される。
【0028】
クラッチの操作が自動的に行なわれる場合には、コントローラによって図示しない電磁切換弁を切り換えてオンにすると、エアタンクの圧縮エアがダブルチェックバルブ18の第2インレットポート18bに送られ、チェック弁体62を、前記コントロールバルブ8を経由してエアを供給する場合と逆方向に移動させ、アウトレットポート18cからパワーシリンダ2の圧力室10に供給される。すると、前記マニュアル作動の場合と同様にパワーピストン12が図1の右方へ前進し、クラッチが切られる。また、コントローラによって電磁切換弁をオフに切換えると、圧力室10がダブルチェックバルブ18およびこの電磁切換弁を介して大気圧室16に接続され、パワーピストン12、ピストンロッド20および中継ピストン28等が戻ってクラッチが接続される。
【0029】
前記実施の形態では、ダブルチェックバルブ18をストロークシリンダ6のシリンダボディ32の内部に、しかも、ストロークシリンダ6に接近させて設けたので、クラッチ操作装置全体の構成をコンパクト化することができる。また、従来の構成では、図3に示すように、ダブルチェックバルブ118がカバー部材142内に設けられており、ストロークシリンダ106の軸線から半径方向に遠く離れ、パワーシリンダ102のシェル114よりも半径方向の外方側に設けられているので、耐振性が悪いという問題があったが、前記実施の形態では、ダブルチェックバルブ18がパワーシリンダ2のシェル14の底面14aと向かい合う位置すなわちストロークシリンダ6に近接した位置に、しかも、ストロークシリンダ6の軸線に対して直角方向を向けて設けられているので、従来の構成よりも耐振性が優れている。
【0030】
さらに、ダブルチェックバルブ18を、シリンダボディ32内のコントロールバルブ8とパワーシリンダ2との中間に設けたので、エア通路の構成が短かく簡素化され、エアの流れがスムーズになり、エア通路の抵抗が低下して応答性が向上する。また、コントロールバルブ8の変圧室48からダブルチェックバルブ18の第1インレットポート18aへの通路を、カバー部材42のシリンダボディ32に当接する面上に開放した溝42bとして形成したので、ダイキャスト等によりカバー部材42を成形する際に同時に加工することができる。従って、エア通路の加工が容易になり加工コストを低減することができる。
【0031】
しかも、ダブルチェックバルブ18のアウトレットポート18cとパワーシリンダ2のシェル14に形成されたエア給排口14bとの接続部が、従来の構成ではシェル114の平坦な底面114aとシリンダボディ132の平坦面とをOリングを介して当接させていたのに対し、本実施形態の構成では、シェル14の底面14aに円筒状の突出部14dを形成してその内部をエア給排口14bとし、円筒状突出部14dの外面を通路32f内に嵌合させ、Oリング64によって気密を保持するようにしたので、クラッチ操作装置の作動時にシェル14に力が加わって変形した場合でも、シリンダボディ32とシェル14間のエア通路の気密を確実に保持することができる。また、従来は気密保持が困難なため、シェル114とシリンダボディ132との結合を強固にするように、三ケ所をねじ止めしていたが、本実施の形態では、シェル14が変形した場合でも気密を確実に保持することができるので、シェル14とシリンダボディ32との結合構造を簡素化することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、コントロールバルブおよび切換弁と圧力室との間に介在されたダブルチェックバルブを、パワーシリンダのシェルとコントロールバルブとの間に、前記ストロークシリンダの軸芯から離し、かつこの軸芯に対して直角方向に交差させて配置したことにより、クラッチ操作装置の全体の構成をコンパクト化することができる。また、通路が簡素化され、エアの流れがスムーズになったので、クラッチ操作装置の作動応答性が向上する。しかも、ダブルチェックバルブの位置を変更したことにより耐振性が向上する。
【0033】
また、請求項5に記載の発明では、パワーシリンダのシェルに形成された圧力室へのエア給排口を円筒状に突出させ、この円筒状突出部をシリンダボディに形成された通路内に挿入し、これら円筒状突出部の外周面と通路の内周面との間にシール部材を配置して気密を保持させたことにより、作動時にシリンダシェルが変形した場合でも、シェルとシリンダボディとの間の気密を確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るクラッチ操作装置の縦断面図である。
【図2】前記クラッチ操作装置の一部を断面とした側面図である。
【図3】従来のクラッチ操作装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
2 パワーシリンダ
6 ストロークシリンダ
8 コントロールバルブ
10 圧力室
12 パワーピストン
14 シェル
14b エア給排口
14d 円筒状の突出部
18 ダブルチェックバルブ
18a インレットポート
18c アウトレットポート
32 ストロークシリンダのシリンダボディ
42 カバー部材
42b 接続エア通路(溝)
64 円筒状突出部

Claims (5)

  1. シェル内に形成された圧力室に圧縮エアが導入されてパワーピストンが作動するパワーシリンダと、このパワーシリンダの同軸上に連結されたストロークシリンダと、前記パワーシリンダに対してストロークシリンダと同方向に配置され、前記圧力室へのエアの給排を制御するコントロールバルブと、エアタンクから前記圧力室に供給されるエアの通路と圧力室から大気圧室を介して大気に開放されるエアの通路を切り換える切換弁と、これらコントロールバルブおよび切換弁と前記圧力室との間に介在され、コントロールバルブおよび切換弁のいずれか一方を選択的に経由して圧縮エアを圧力室に供給可能にするダブルチェックバルブとを備えたクラッチ操作装置において、
    前記ダブルチェックバルブを、パワーシリンダのシェルとコントロールバルブとの間に、前記ストロークシリンダの軸芯から離し、かつこの軸芯に対して直角方向に交差させて配置したことを特徴とするクラッチ操作装置。
  2. 前記ダブルチェックバルブをストロークシリンダのシリンダボディ内に組込んだことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ操作装置。
  3. 前記コントロールバルブを、ストロークシリンダのシリンダボディとこのシリンダボディに固定したカバー部材の内部に設けるとともに、コントロールバルブの変圧室とダブルチェックバルブのインレットポートとの間を接続するエア通路を、前記シリンダボディとカバー部材との間に形成したことを特徴とする請求項2に記載のクラッチ操作装置。
  4. ダブルチェックバルブのアウトレットポートと、パワーシリンダのシェルに形成された圧力室へのエア給排口とが対向して配置されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のクラッチ操作装置。
  5. シェル内に形成された圧力室に圧縮エアが導入されてパワーピストンが作動するパワーシリンダと、このパワーシリンダの同軸上に連結されたストロークシリンダと、前記パワーシリンダに対してストロークシリンダと同方向に配置され、前記圧力室へのエアの給排を制御するコントロールバルブと、エアタンクから前記圧力室に供給されるエアの通路と圧力室から大気圧室を介して大気に開放されるエアの通路を切り換える切換弁と、これらコントロールバルブおよび切換弁と前記圧力室との間に介在され、コントロールバルブおよび切換弁のいずれか一方を選択的に経由して圧縮エアを圧力室に供給可能にするダブルチェックバルブとを備え、ダブルチェックバルブのアウトレットポートからパワーシリンダのシェルに形成されたエア給排口への通路が、前記シェルの底面に当接固定されたストロークシリンダのシリンダボディ内に形成されているクラッチ操作装置において、
    前記シェルに形成された圧力室へのエア給排口を円筒状に突出させ、この円筒状突出部をシリンダボディに形成された通路内に挿入し、これら円筒状突出部の外周面と通路の内周面との間にシール部材を配置して気密を保持させたことを特徴とするクラッチ操作装置。
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