JP4260459B2 - Operating force assist device - Google Patents

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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

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、
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、金属材料製であるプライマリピストンと、
補助力を出力させる部分と該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、該大径ピストン部を有する側が該プライマリピストンのうち前記操作力が加えられる側とは反対側の端に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、金属材料製であ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当って上記プライマリピストンと上記セカンダリピストンとが電気的に導通したことによって上記プライマリピストンが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】
請求項の発明は、請求項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】
請求項に係る発明は、請求項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】
請求項の発明は、請求項1乃至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70が始動して油圧ポンプ80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39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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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45a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、金属材料製であるプライマリピストンと;補助力を出力させる部分と該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、該大径ピストン部を有する側が該プライマリピストンのうち前記操作力が加えられる側とは反対側の端に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、金属材料製であ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当って上記プライマリピストンと上記セカンダリピストンとが電気的に導通したことによって上記プライマリピストンが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】
請求項に係る発明は、請求項1乃至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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation force assist device, and more particularly to an operation force assist device that is applied to a vehicle that requires clutch operation, such as a four-wheeled vehicle, a two-wheeled vehicle, and an industrial vehicle, and assists the clutch operation.
[0002]
The operation for releasing the clutch is performed by a driver stepping on a clutch pedal in a four-wheeled vehicle, an industrial vehicle, or the like, and in a two-wheeled vehicle, the driver holds a clutch lever. In recent years, with the improvement of the horsepower of the engine, the improvement of the clutch mechanism, etc., a stronger spring member has been incorporated in the clutch mechanism, and a stronger force is required for the operation of releasing the clutch. . For this reason, especially in the case of driving of a vehicle that frequently performs clutch operation or driving for a long time, or in the case of a driver with a weak operating force, the clutch operation has become a burden.
[0003]
[Prior art]
In order to solve this problem, various operation force assist devices for assisting clutch operation have been proposed and put into practical use. One conventional operating force assist device uses the hydraulic pressure of pressurized oil that is forcibly circulated in the engine. However, with this device, it is necessary to provide an extra oil outlet to the engine, and the engine must be modified. Further, when the operating force assist device is installed at a location away from the engine, it is necessary to provide a long pipe for guiding the circulating oil from the engine to the operating force assist device, which complicates the device. As described above, the operating force assist device configured to use the pressurized oil from the engine has a problem that it is difficult to install because the engine needs to be modified and the piping needs to be installed.
[0004]
In view of this, an operation force assist device having a configuration in which a dedicated hydraulic pump is provided and the hydraulic pressure of pressurized oil from the hydraulic pump is used has been proposed.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2643400 (page 3 and FIG. 4)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Although the above-described problem can be solved with the operating force assist device provided with this dedicated hydraulic pump, there is a problem in that the hydraulic pump keeps driving at all times, so that power consumption increases and energy saving cannot be achieved.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an operating force assist device that solves the above-described problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is an operation force assisting device for adding an assist force to an operation force with a medium.
  A cylinder,
A primary piston made of a metal material, provided in the cylinder, to which an operating force is applied;
A portion having an auxiliary force output and a large-diameter piston portion having a cross-sectional area wider than the cross-sectional area of the portion outputting the auxiliary force, and the side having the large-diameter piston portion is the operating force of the primary piston. Is provided in the cylinder so as to face the end opposite to the side to which the pressure is applied, forms a pressurizing chamber between the primary piston and the large-diameter piston portion, and outputs an auxiliary force. A secondary piston made of a metal material;
When the primary piston to which the operating force is applied moves and hits the secondary piston and the primary piston and the secondary piston are electrically connected to each other, it is detected that the primary piston has pressed against the secondary piston. Detection means;
Pump means for applying pressure to the pressurizing chamber,
The pump means starts in response to detection by the detection means.It is supposed to be configured.
[0011]
A strong auxiliary force can be obtained with a simple configuration in which the shape of the secondary piston is appropriately determined.
[0012]
  Claim2The invention of claim1In the operation force assist device described in
  A medium pressure release path and a valve mechanism that opens and closes the medium pressure release path. When the primary piston and the secondary piston are separated, the valve mechanism opens the medium pressure release path and pressurizes the medium pressure release path. A medium pressure releasing means for releasing the medium pressure in the room is further provided.
[0013]
Since the medium pressure release path is opened when the primary piston and the secondary piston are separated, the operating force assist device is restored to the original state before the operation when the operating force applied to the primary piston is released. The operation to perform is performed smoothly.
[0014]
  Claim3The invention according to claim2In the operation force assist device described in
  When the space between the primary piston and the secondary piston becomes narrow, the valve mechanism and the detection means are closed first, and then the detection means performs a detection operation so that there is a gap between the primary piston and the secondary piston. When expanding, the detection means is first in a non-detection state, and then the valve mechanism is opened.
[0015]
Since the valve mechanism is closed when the pump means is started, it is possible to prevent the medium pressure generated by the pump means from escaping outside and being wasted. That is, since the valve mechanism is closed when the pump means is started, the medium pressure generated by the pump means can be applied to the large-diameter piston portion of the secondary piston without any waste.
[0016]
  Claim4The invention of claim 1 to claim 13The operation force assist device according to any one of the above is configured to assist the operation force of the clutch operation unit.
[0017]
It is possible to realize a vehicle that can perform clutch operation with a light operating force.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  [First embodiment]
  FIG. 1 shows an operating force assist device 10 according to a first embodiment of the present invention. The operating force assist device 10 includes a device main body 11, an electric motor 70, a hydraulic pump 80, an oil tank 90, and a motor drive circuit 100. The operation force assist device 10 is unitized and generalized. It is easy to attach to a vehicle or the like. The operating force assist device 10 is independent of the vehicle engine (both not shown), and the clutch pedal 110 or the clutch lever 111 and the clutch device are seen in an appropriate place of the vehicle, that is, the transmission path of the operating force. Used at a location between 120 and 120. Since the operating force assist device 10 is unitized and small, it can be mounted on a two-wheeled vehicle. As will be described later, the operating force assist device 10 is a motor when the clutch pedal 110 or the clutch lever 111 is operated.70Starts and hydraulic pump80Is driven to generate hydraulic pressure, and the main body 11 is operated by this hydraulic pressure to assist the operating force of the clutch pedal 110 or the clutch lever 111, so that the clutch device 120 is disengaged. The clutch device 120 has a general configuration including a clutch plate 122 fixed to an engine-side shaft 121, a clutch plate 124 fixed to a wheel-side shaft 123, and a clutch release cylinder mechanism 125.
[0019]
The apparatus main body 11 includes a main cylinder 12, an output cylinder 20, a primary piston 30, a secondary piston 40, a seal valve body 50, and a piston switch contact component 60.
[0020]
The main cylinder 12 is made of an electrically conductive metal material, has a cylinder portion 13 for a primary piston on the X2 side, and a cylinder portion 14 for a first piston portion of a secondary piston on the X1 side. The inner diameter of the cylinder portion 13 is D1, and the inner diameter of the cylinder portion 14 is D2. D1 is approximately ½ of D2. Reference numeral 15 denotes a step portion between the inside of the cylinder portion 13 and the inside of the cylinder portion 14. The cylinder portion 13 has a hydraulic relief hole 16 formed at a substantially central portion thereof, the cylinder portion 14 has a hydraulic pressure supply hole 17 near the step portion 15, and oil holes 18 and 19 formed at a substantially central portion thereof. is there. Anodized surface treatment is applied to the inner diameter portions of the cylinder portions 13 and 14 for electrical insulation and sliding protection.
[0021]
The output cylinder 20 is made of an electrically conductive metal material, and includes a cylinder portion 21 for a second piston portion for a secondary piston, and an output port 22 on the X1 side. An oil residual pressure release hole 23 is formed at a location on the X2 side of the cylinder portion 21. The inner diameter of the cylinder portion 21 is D3. D3 is approximately ½ of the inner diameter D2 of the cylinder portion 14, and boosts the assist force generated by this relationship. The output cylinder 20 is fixed in a state of being fitted into the cylinder portion 14 of the main cylinder 12 and electrically connected to the main cylinder 12.
[0022]
With the apparatus main body 11 attached to the vehicle body, the output cylinder 20 is electrically connected to a part of the vehicle body and grounded.
[0023]
As shown in FIGS. 2 and 3, the primary piston 30 is made of an electrically conductive metal material, has a diameter D <b> 1, has a small-diameter portion 31 at the center, and an end surface on the X <b> 1 side. A T-shaped hydraulic relief through hole 34 is formed to connect between the center of 32 and the peripheral surface of the small diameter portion 31. 34 a is an opening to the end face 32 of the through hole 34. The primary piston 30 has an anodized surface treatment for electrical insulation and sliding protection on the peripheral surface except for the end faces 32 and 33.
[0024]
An annular piston switch contact component 60 is fixed to the end face 32. A push rod receiving member 35 is fixed to the end surface 33. Both the component 60 and the member 35 are made of an electrically conductive metal material. The piston switch contact component 60 protrudes from the end surface 32 by the dimension a. Further, seals 36 and 37 are fitted to the primary piston 30.
[0025]
  The primary piston 30 is fitted in the cylinder portion 13 of the main cylinder 12 and is a stopper ring member.39Dropout is limited by. A cylindrical space 38 is formed around the small diameter portion 31.
[0026]
The through hole 34, the space 38, and the hole 16 form a hydraulic pressure release path 200.
[0027]
As shown in FIGS. 2 and 3, the secondary piston 40 is made of an electrically conductive metal material, has a first piston portion 41 having a diameter D2 on the X2 side, and has a X1 side on the X1 side. It has the 2nd piston part 42 whose diameter is D3. A concave step portion 41 a for forming a first pressurizing chamber 105 described later is formed on the X2 side of the first piston portion 41. A portion between the first piston portion 41 and the second piston portion 42 has a diameter smaller than D3. Seals 43 and 44 are fitted to the piston portions 41 and 42. D2 is substantially twice D3, and the sectional area S2 of the first piston portion 41 is substantially four times the sectional area S3 of the second piston portion 42. This relationship boosts the assist force.
[0028]
A cylindrical portion 45 protrudes from the first piston portion 41 to the X2 side. The diameter of the cylindrical portion 45 is D4, which is slightly shorter than D1. As shown in FIG. 2, a seal valve body 50 is incorporated in the space 46 inside the cylindrical portion 45. The seal valve body 50 has a seal portion 51 on the X2 side. The seal portion 51 is smaller than the inner diameter of the annular piston switch contact component 60 and has a size capable of closing the opening 34a, and is made of rubber or synthetic resin having electrical insulation. The seal valve body 50 is pushed in the X2 direction by the back spring 52 and contacts the stopper portion 47, and the seal portion 51 protrudes from the end face 45a of the cylindrical portion 45 in the X2 direction by the dimension b. The dimension b and the dimension a have a relationship of a <b. (Ba) is slight. Further, the seal valve body 50 and the end face 32 of the primary piston 30 constitute a hydraulic release path valve 210.
[0029]
In the secondary piston 40, the first piston portion 41 is fitted to the cylinder portion 14 of the main cylinder 12, the second piston portion 41 is fitted to the output cylinder 20, and the column portion 45 is loosely fitted to the cylinder portion 13. is doing. A cylindrical space 48 is formed around the cylindrical portion 45. The secondary piston 40 is moved in the X2 direction by the return spring 49 and hits the step portion 15. A first pressurizing chamber 105 is formed by the recessed step portion 41 a and the corner portion of the cylinder portion 14, and a second pressurizing chamber 106 is formed by the second piston portion 42 and the output cylinder 20. Yes. The first pressurizing chamber 105 is a pressurizing chamber in an initial state. The hydraulic pressure supply hole 17 communicates with the first pressurizing chamber 105 in the initial state. When the secondary piston 40 is moved in the X1 direction, the shape of the first pressurizing chamber 105 changes. That is, as shown in FIG. 7A, when the secondary piston 40 is moved in the X1 direction, the first piston portion 41 is separated from the step portion 15, and the chamber 105 and the space 48 communicate with each other. 1 communication pressure chamber 105A.
[0030]
  Inside the cylinder part 13, the end face 32 of the primary piston 30 and the end face of the secondary piston 4045aAnd approach each other. The primary piston 30, the piston switch contact component 60, and the secondary piston 40 constitute a clutch operation detection switch 211. The secondary piston 40 is electrically connected to a part of the vehicle body via the return spring 49 and the output cylinder 20.
[0031]
  Here, the end surface 32 of the primary piston 30 and the end surface of the secondary piston 4045aIs a real distance H between the primary piston 30 and the secondary piston 40.
[0032]
Here, the operation of the detection switch 211 and the hydraulic pressure release path valve 210 when the actual distance H is changed will be described.
[0033]
  As shown by line I in FIG. 4A, when the primary piston 30 approaches the secondary piston 40 and changes in the direction in which the actual distance H is shortened, the opening 34a becomes the seal portion 51 when the actual distance H becomes the dimension b. Is closed and the hydraulic pressure release path valve 210 is closed (see FIG. 4B), and when the actual distance H is further shortened to the dimension a, the hydraulic pressure release path valve 210 remains closed (FIG. 4). (See (B)), piston switch contact part 60 and end face45a is contacted, the detection switch 211 is closed (see FIG. 4C), and the motor 70 is started (see FIG. 4D).
[0034]
When the motor 70 is started, the hydraulic pump 80 is driven, the hydraulic pressure is sent to the first communication pressurizing chamber 105A, and the hydraulic pressure acts on the first piston portion 41 to generate the assist force in the X1 direction.
[0035]
  As shown by line II in FIG. 4A, when the secondary piston 40 moves away from the primary piston 30 and changes in the direction in which the actual distance H becomes longer, first, the piston switch contact component 60 and the end face are changed.45aAnd the detection switch 210 is opened (see FIG. 4C), the motor 70 is stopped (see FIG. 4D), and the hydraulic pressure release path valve 210 is still closed (see FIG. 4D). (See FIG. 4B). When the secondary piston 40 is further moved in the X1 direction and the actual distance H exceeds the dimension b, the seal portion 51 is separated from the end face 32 and the hydraulic pressure release path valve 210 is opened (see FIG. 4B), and the opening 34a. Is opened and the hydraulic pressure release path 200 is opened.
[0036]
When the hydraulic pressure release path 200 is opened, the hydraulic pressure in the first communication pressurizing chamber 105 </ b> A is released to the outside through the hydraulic pressure release path 200, and the secondary piston 40 is generated in the second pressurizing chamber 106. This time, it is moved in the X2 direction by the hydraulic pressure and the return spring 49.
[0037]
Accordingly, the relative positions of the primary piston 30 and the secondary piston 40 are maintained so that the actual distance H remains within a limited small range between the dimension a and the approximate dimension b.
[0038]
In FIG. 1, the motor 70 is normally stopped, and when it is started, the hydraulic pump 80 is driven. The motor driving circuit 100 is provided with its terminal 101 electrically connected to a push rod 112 made of a metal rod. When the potential of the terminal 101 becomes the ground potential, the motor 70 is started and the potential of the terminal 101 is set. When the voltage changes from the ground potential to the non-ground potential, the motor 70 is stopped. The motor drive circuit 100 is provided with an adjustment unit 102 that adjusts the degree of increase in rotation when the motor 70 is started. For example, for a female driver with a weak depression, the duty ratio of the motor drive signal sent from the motor drive circuit 100 to the motor 70 is adjusted by operating the adjustment unit 102 so that the actual operation time of the motor 70 is lengthened. . This increases the assist force.
[0039]
The push rod 112 is in contact with the receiving member 35 and is moved in the X1 direction when the clutch pedal 110 or the clutch lever 111 is operated to push the primary piston 30 in the X1 direction.
[0040]
The hydraulic pump 80 is provided in the middle of a pipe 81 that connects the hole 19 and the hole 17. A check valve 82 is provided between the hydraulic pump 80 and the hole 17. The oil tank 90 is provided in the middle of the pipe 91 that connects the hole 16 and the hole 18. A filter 92 is provided between the oil tank 90 and the hole 18. The pipe 91 and the pipe 81 communicate with each other through the hole 18, the internal space of the cylinder portion 14, and the hole 19. The oil is used not only for generating assist force but also for lubricating the inside of the cylinder part 14 and for lubricating the inside of the cylinder part 13.
[0041]
Next, the operation force assist operation of the operation force assist device 10 having the above-described configuration when the driver depresses the clutch pedal 110 to release the clutch device 120 will be described.
[0042]
Before the clutch pedal 110 is depressed, the operating force assist device 10 and the clutch device 120 are in the state shown in FIGS. 1, 2, and 6A.
[0043]
(1) When the clutch pedal 110 is depressed normally
FIG. 5 shows the operating state of the operating force assist device 10 and the operating state of the clutch device 120 when the clutch pedal 110 is normally depressed deeply.
[0044]
When the driver normally depresses the clutch pedal 110, the primary piston 30 is pushed through the push rod 112 and moved in the X1 direction at once. The secondary piston 40 is pushed by the primary piston 30 and at the same time in the X1 direction by the assist force. The clutch release cylinder mechanism 125 is operated by the hydraulic pressure from the second pressurizing chamber 106 and the clutch device 120 is disconnected.
[0045]
FIGS. 6A to 6C and FIGS. 7A and 7B are views for explaining the operation of the operation force assist device 10.
[0046]
  When the driver depresses the clutch pedal 110, the primary piston 30 is pushed through the push rod 112 and moved in the X1 direction. First, as shown in FIG. 6B, the opening 34a is blocked by the seal portion 51. Then, the hydraulic pressure release path valve 210 is closed, and then, as shown in FIG.45a, The detection switch 211 is closed and the motor 70 is started. Also, the piston switch contact part 60 has an end face.45aBy pressing the secondary piston 40 starts moving in the X1 direction, and as shown in FIG. 7A, the first piston portion 41 moves away from the step portion 15, and the first pressurizing chamber 105, the space 48, Are communicated, and the first pressurizing chamber 105 becomes the first communicating pressurizing chamber 105A.
[0047]
When the motor 70 is started, the hydraulic pump 80 is driven, oil is fed into the first communication pressurizing chamber 105A through the hydraulic pressure supply hole 17, and the hydraulic pressure P acts on the first piston portion 41, and the secondary piston. 40 generates an assist force AF as an assist force in the X1 direction. Therefore, after that, the secondary piston 40 reaches the final position shown in FIG. 7B in the X1 direction by the force (F + AF) obtained by adding the assist force AF to the force (depression force) F by the operation of depressing the clutch pedal 110. Pressed.
[0048]
As shown in FIG. 5, the clutch release cylinder mechanism 125 is operated by the hydraulic pressure generated in the second pressurizing chamber 106 as the secondary piston 40 moves in the X1 direction, and the clutch plate 124 is separated from the clutch plate 122. The clutch is disengaged.
[0049]
Therefore, the operation for the driver to depress the clutch pedal 110 when disengaging the clutch is light.
[0050]
When the clutch pedal 110 is depressed, the drag force increases accordingly, and the depression force F changes as shown by line III in FIG. The assist force AF changes so as to increase as the stroke increases as shown by line IV. A line V is a force output from the apparatus main body 11, that is, a force obtained by adding the assist force AF to the stepping force F. The ratio of the depression force F to the assist force AF, F1: AF1, and F2: AF2 in each stroke are substantially the same. Therefore, the driver feels heavy enough to depress the clutch pedal 110, and there is no sense of incongruity.
[0051]
  The hydraulic pressure P generated in the first communication pressurizing chamber 105A also acts to push back the primary piston 30 in the X2 direction. But,(1)The cross-sectional area of the primary piston 30 is as narrow as about 1/4 of the cross-sectional area S2 of the first piston portion 41, and the piston switch contact component 60 is the end face.45aWhen the hydraulic pressure P is pressed against the primary piston 30, the force acting on the primary piston 30 becomes approximately ¼, and when the hydraulic pressure P further increases, the secondary piston 40 slightly moves in the X1 direction immediately and is used for the hydraulic pressure release path. The valve 210 is opened to release excess hydraulic pressure to the oil tank 90;(2)The oil pressure P is gradually generated,(3)Since the primary piston 30 is not stopped but moved in the X1 direction like the secondary piston 40, the driver does not feel kickback.
[0052]
When the driver releases his / her foot from the clutch pedal 110 after performing the gear shift operation, as shown in FIG. 9A, the primary piston 30 is slightly moved in the X2 direction by the hydraulic pressure P in the first communication pressurizing chamber 105A. Then, the hydraulic pressure release path valve 210 is opened, and the hydraulic pressure release path 200 is opened. Further, the secondary piston 40 starts to move in the X2 direction by the hydraulic pressure generated in the second pressurizing chamber 106 and the back spring 52.
[0053]
While the secondary piston 40 and the primary piston 30 return the oil in the first communication pressurizing chamber 105A to the oil tank 90 through the hydraulic pressure release path 200 while the actual distance H is maintained at the distance of the above-described dimension b, The initial state shown in FIG. 9B is restored.
[0054]
When the secondary piston 40 is returned to the initial state, the clutch is completely connected.
[0055]
While the gear shift operation is performed with the clutch pedal 110 fully depressed, the secondary piston 40 has an actual distance H with respect to the primary piston 30 as shown in FIGS. It is maintained at a distance of approximately the above dimension b.
[0056]
Here, a case where the motor 70 and the hydraulic pump 80 are not driven due to a failure will be described. In this case, although the assist force AF is not generated, the secondary piston 40 is moved by being pushed by the primary piston 30, the clutch device 120 is normally operated, and fail-safe is achieved.
[0057]
(2) About the case where the clutch pedal 110 is slowly depressed halfway so as to be a half clutch and held in that position.
FIG. 10 shows the operating state of the operating force assist device 10 and the operating state of the clutch device 120 when the clutch pedal 110 is depressed halfway and held in that position. The clutch device 120 is in a half-clutch state.
[0058]
FIGS. 11A to 11C show states when the clutch pedal 110 is slowly depressed.
[0059]
  When the driver slowly depresses the clutch pedal 110, the primary piston 30 is moved in the X1 direction via the push rod 112, the secondary piston 40 is pushed and moved in the X1 direction, as shown in FIG. 11A. , The opening 34a is closed by the seal 51, the hydraulic pressure release valve 210 is closed, and the piston switch contact component 60 is connected to the end face.45a, The detection switch 211 is closed, the motor 70 is started, and the hydraulic pump 80 is driven. When the hydraulic pump 80 is driven, hydraulic pressure is generated in the first communication pressurizing chamber 105A and acts on the first piston portion 41, and the secondary piston 40 is moved in the X1 direction, and FIG. As shown. The hydraulic pressure acting on the piston portion 41 becomes an assist force. End face45aIs separated from the piston switch contact component 60, the detection switch 211 is opened, the motor 70 is stopped, and the hydraulic pump 80 is stopped. The stop of the hydraulic pump 80 is delayed due to the inertial rotation of the motor 70, etc., and the secondary piston 40 has an end face.45aIs slightly moved after the piston switch contact part 60 is separated, the seal portion 51 is separated from the end face 32, the hydraulic pressure release path valve 210 is opened, the hydraulic pressure release path 200 is opened, and the excessive assist force is released.
[0060]
  During this time, the primary piston 30 continues to move slowly in the X1 direction. While causing the oil in the first communication pressurizing chamber 105A to flow out from the hydraulic pressure release path 200, the primary piston 30 moves in the X1 direction, the end face 32 hits the seal portion 51, and the hydraulic pressure release path valve 210 is closed. As shown in FIG. Furthermore, the piston switch contact part 60 is an end face.45a, The detection switch 211 is closed, the motor 70 is started, the hydraulic pump 80 is driven, and an assist force is generated.
[0061]
In the process in which the driver slowly depresses the clutch pedal 110, the above-described operation is repeated, and the secondary piston 40 is applied with the assist force and maintains the state close to the primary piston 30, while the X1 Moved in the direction.
[0062]
FIGS. 12A to 12C show the operating state of the operating force assist device 10 when the clutch pedal 110 is held at an intermediate position.
When the clutch pedal 110 is held at an intermediate position, it is assumed that the hydraulic pressure release path valve 210 is closed and the detection switch 211 is closed as shown in FIG.
[0063]
  The motor 70 is started, the hydraulic pump 80 is driven, the hydraulic pressure is generated in the first communication pressurizing chamber 105A, acts on the first piston portion 41, and the secondary piston 40 is moved in the X1 direction. End face45aIs separated from the piston switch contact part 60, the detection switch 211 is opened, the motor 70 is stopped, and the hydraulic pump 80 is stopped. However, the stop of the hydraulic pump 80 is delayed due to inertial rotation of the motor 70, etc.45a12 moves slightly from the piston switch contact part 60, and as shown in FIG. 12B, the seal 51 is separated from the end face 32, the hydraulic pressure release path valve 210 is opened, and the hydraulic pressure release path 200 is opened. It will be in the state. Subsequently, the secondary piston 40 is moved in the X2 direction by the hydraulic pressure generated in the second pressurizing chamber 106 and the back spring 52 while causing the oil in the first communication pressurizing chamber 105A to flow out from the hydraulic pressure release path 200. Then, the end face 32 comes into contact with the seal portion 51 and the hydraulic pressure release path valve 210 is closed, resulting in a state shown in FIG. When the hydraulic pressure release path valve 210 is closed, the movement of the secondary piston 40 in the X2 direction is stopped.
[0064]
That is, the secondary piston 40 is maintained at the position of the above-described dimension b with respect to the primary piston 30, and the clutch device 120 is stably maintained in a half-clutch state.
[0065]
Even when the clutch pedal 110 is normally depressed, as shown in FIGS. 12A to 12C, the secondary piston 40 is the primary piston while the gear shift operation is performed in the depressed state. The actual distance H with respect to 30 is maintained at the distance of the above-described dimension b.
[0066]
When the driver releases his / her foot from the clutch pedal 110, the apparatus main body 11 is restored to the initial state in the same manner as described above.
[0067]
[Second Embodiment]
FIG. 13 shows an operating force assist device 10A according to a second embodiment of the present invention. The operating force assist device 10A is different from the operating force assist device 10 shown in FIG.
[0068]
The apparatus main body 11A has a structure in which the seal valve body 50 is incorporated on the X1 side of the primary piston 30A and the secondary piston 40A has a T-shaped hydraulic pressure relief hole 34A.
[0069]
This operating force assist device 10A requires only one pipe between the oil tank 90 and the apparatus main body 11A.
[0070]
The operation force assist devices 10 and 10A can be applied to an operation mechanism unit other than the clutch mechanism. Moreover, it can be provided not only in the vehicle but also in a construction machine equipped with an engine.
[0071]
【The invention's effect】
  As described above, the invention according to claim 1In an operating force assist device for adding an auxiliary force with a medium pressure to an operating force; a cylinder; a primary piston made of a metal material provided in the cylinder to which the operating force is applied; and a portion for outputting the auxiliary force And a side having the large-diameter piston portion having a cross-sectional area wider than the cross-sectional area of the portion for outputting the auxiliary force, and the side having the large-diameter piston portion is the side of the primary piston to which the operating force is applied. A secondary made of a metallic material that is provided in the cylinder so as to face the opposite end, forms a pressure chamber between the primary piston and the large-diameter piston portion, and outputs an auxiliary force. The primary piston to which the operating force is applied moves and hits the secondary piston, and the primary piston and the secondary piston are electrically Detecting means for detecting that the primary piston has pressed against the secondary piston due to electrical conduction; and pump means for applying pressure to the pressurizing chamber, and in response to detection by the detecting means Since the pump means is configured to start, power consumption can be suppressed as compared with a configuration in which the pump means is constantly driven, and a strong auxiliary force is provided with a simple structure that appropriately determines the shape of the secondary piston. Can be obtained.
[0073]
  Claim2Since the invention according to the above configuration further includes a medium pressure releasing means for releasing the medium pressure in the pressure chamber when the primary piston and the secondary piston are separated, the operating force applied to the primary piston When the operation is canceled, the operation force assist device can be smoothly restored to the original state before the operation.
  Claim3In the invention according to the present invention, when the space between the primary piston and the secondary piston becomes narrow, the valve mechanism is closed first, and then the detection means performs a detection operation so that the space between the primary piston and the secondary piston When the pressure spreads, the detection means is first in a non-detection state, and then the valve mechanism is opened. Therefore, when the pump means is started, the valve mechanism is closed, so that the medium pressure generated by the pump means escapes to the outside. Can be prevented. That is, since the valve mechanism is closed when the pump means is started, the medium pressure generated by the pump means can be applied to the large-diameter piston portion of the secondary piston without any waste, and thus the auxiliary force is efficiently obtained. I can do it.
[0074]
  Claim4The invention according to claim 1 to claim 13The operation force assist device according to any one of the above is configured so as to assist the operation force of the clutch operation unit, so that the vehicle can perform the clutch operation with a light operation force. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an operating force assist device according to a first embodiment of the present invention together with a clutch device.
2 is an enlarged view of a part of the apparatus main body in FIG.
FIG. 3 is a view showing a primary piston and a secondary piston facing each other.
FIG. 4 is a diagram for explaining operations of a valve, a switch, and a motor when an actual distance is changed.
FIG. 5 is a diagram showing an operating state of the operating force assist device and the clutch device when the clutch pedal is normally depressed.
FIG. 6 is a diagram showing an operating state of the operating force assist device when the clutch pedal is normally depressed.
FIG. 7 is a diagram showing an operation state of the operation force assist device following FIG. 6 (C).
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a clutch pedal depression stroke and generated assist force.
FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the operation force assist device when the depression of the clutch pedal is released.
FIG. 10 is a diagram showing the operating state of the operating force assist device and the clutch device when the clutch pedal is slowly depressed halfway and held in that position.
FIG. 11 is a diagram showing an operating state of the operating force assist device and the clutch device in the process of slowly depressing the clutch pedal halfway.
FIG. 12 is a diagram showing the operation of the operating force assist device when the clutch pedal is depressed halfway and held in that position.
FIG. 13 is a view showing an operating force assist device according to a second embodiment of the present invention together with a clutch device.
[Explanation of symbols]
10, 10A operation force assist device
11, 11A device body
12, 12A main cylinder
20 Output cylinder
30 Primary piston
34 Hydraulic relief through hole
40 Secondary piston
50 Seal valve body
60 Piston switch contact parts
70 Electric motor
80 Hydraulic pump
90 oil tank
100 Motor drive circuit
105 First pressurizing chamber
105A First communication pressurizing chamber
106 Second pressurizing chamber
110 Clutch pedal
111 Clutch lever
120 Clutch device
200 Hydraulic release path
210 Hydraulic release path valve
211 Clutch operation detection switch

Claims (4)

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、金属材料製であるプライマリピストンと、
補助力を出力させる部分と該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、該大径ピストン部を有する側が該プライマリピストンのうち前記操作力が加えられる側とは反対側の端に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、金属材料製であ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当って上記プライマリピストンと上記セカンダリピストンとが電気的に導通したことによって上記プライマリピストンが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。
In an operation force assist device that adds an auxiliary force with medium pressure to the operation force,
A cylinder,
A primary piston made of a metal material , provided in the cylinder, to which an operating force is applied;
A portion having an auxiliary force output and a large-diameter piston portion having a cross-sectional area wider than the cross-sectional area of the portion outputting the auxiliary force, and the side having the large-diameter piston portion is the operating force of the primary piston. Is provided in the cylinder so as to face the end opposite to the side to which the pressure is applied, forms a pressurizing chamber between the primary piston and the large-diameter piston portion, and outputs an auxiliary force. A secondary piston made of a metal material ;
When the primary piston to which the operating force is applied moves and hits the secondary piston and the primary piston and the secondary piston are electrically connected, it is detected that the primary piston has pressed against the secondary piston. Detection means;
Pump means for applying pressure to the pressurizing chamber,
An operating force assisting device characterized in that the pump means is started in response to detection by the detecting means.
請求項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。
The operation force assist device according to claim 1 ,
A medium pressure release path and a valve mechanism that opens and closes the medium pressure release path. When the primary piston and the secondary piston are separated, the valve mechanism opens the medium pressure release path and pressurizes the medium pressure release path. An operating force assisting device characterized by further comprising a medium pressure releasing means for releasing the medium pressure in the room.
請求項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。
The operating force assist device according to claim 2 ,
When the space between the primary piston and the secondary piston becomes narrow, the valve mechanism and the detection means first close the valve mechanism, and then the detection means performs a detection operation, and the space between the primary piston and the secondary piston is An operating force assisting device having a configuration in which, when expanding, the detecting means is first in a non-detecting state and then the valve mechanism is opened.
請求項1乃至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。A vehicle comprising the operation force assist device according to any one of claims 1 to 3 so as to assist an operation force of a clutch operation unit.
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