JP4654927B2 - 油圧脈動吸収装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧脈動吸収装置に関し、特に、油圧作動式クラッチを備えた車両に好適な油圧脈動吸収装置に関する。

従来より、油を媒体としてクラッチ操作量に応じてレリーズベアリングを動作させることによりクラッチの入切を行う油圧作動式クラッチが知られている。この油圧作動式クラッチでは、クラッチ操作力の損失が少ないという利点があるが、特に半クラッチの状態において、ダイヤフラムスプリングとレリーズベアリングとの接触部位から発生する振動が油圧経路を伝搬し、クラッチペダルに不快な振動となって表れることが知られている。

そこで、例えば、特開平１１−２３０１９８号公報には、クラッチペダルとクラッチとを接続する油圧配管上に設ける脈動伝達防止装置が紹介されている。同公報の脈動伝達防止装置は、クラッチペダル側の油圧が導入される第１油室と、クラッチ側の油圧が導入される第２油室と、前記第１油室と前記第２油室との中間に設けられ、クラッチペダル側油圧経路とクラッチ側油圧経路とを互いに連通させる開口部とを有するシリンダ、前記第１油室及び前記第２油室にそれぞれ設けられた弾性体、及び、前記弾性体により互いに逆方向に付勢された状態で前記シリンダ内に設けられ、前記第１油室の油圧と前記第２油室の油圧との差圧が所定値に達しないとき前記開口部を閉塞し、かつ、前記差圧が所定値以上であるとき前記弾性体に抗して移動することにより前記開口部を開放するピストンを備えて構成される。

また、ドイツ特許出願公開公報ＤＥ１９５３６０８８Ａ１には、クラッチマスタシリンダとレリーズシリンダの間の管路上に設けられる液圧システムにおける振動減衰装置が開示されている。同公報の振動減衰装置は、シリンダ内にボール弁を対向して配置し、開状態では小さな流体抵抗にて流れを許容し、閉状態では油流を阻止する構成にて油圧振動を遮断できるようにした構成となっている。

特開平１１−２３０１９８号公報 ドイツ特許出願公開公報ＤＥ１９５３６０８８Ａ１

上記した特許文献１の脈動伝達防止装置は、油圧脈動程度の小さな油圧変動では応動しないようばねのバネ定数を高く設定する必要がある上、各部品の寸法バラツキによりペダル側とクラッチ側のばね取付高さに差が出ると荷重バランスが崩れやすくなるため、差圧がない場合に確実に油圧経路をピストン中央部で遮断するためには中央部軸長を閉口部より相当長く設定する必要がある。加えて、微少なピストン往復動で油圧経路が連通されないようにするためには、ピストン中央部は一層長く設定される必要がある。要するに、特許文献１の脈動伝達防止装置は、製品軸長が長くなることはもちろんとして、ピストンの移動量が大きくなり、急なペダル操作の場合には応答遅れを生じ、フィーリングの悪化を招く可能性があるといえる。

更に、特許文献１の脈動伝達防止装置は油圧導入管を細く設定し油圧室に導入される脈動エネルギーを小さくするとしているが、生産都合上管路を小さく設定することには限界があり、脈動エネルギー低減効果はそれほど期待できない上、これを補うに、ピストンに摺動抵抗を与えた場合には、やはり応答遅れや初期ペダル踏力増大などを招きクラッチのコントロール性は悪化するという問題点がある。

また、特許文献２の振動減衰装置では、ボール弁を用いることにより、流路抵抗をほとんど伴わずにわずかな移動で十分な開口を得られるが、バルブの作動方向と油圧経路が同じであるため脈動吸収効果を上げるためにバルブ開放圧を高く設定するとレリーズシリンダ側には必ず残圧が発生する。この状態からクラッチペダルを踏み込む場合にはボール弁のスプリング反力に加え、この残圧に反してボール弁を開放しなければならないのでクラッチペダルの踏み始め踏力が上がることになる。反対に、バルブ開放圧を低く設定すると油圧脈動振幅が小さくてもバルブが開放してしまう可能性があり脈動低減効果が小さくなるという問題点がある。また、２つのボール弁（弁体）を必要とする構成故に、特許文献１と比較して、部品点数が多くなりコスト上不利である。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、低コストかつコンパクト化が可能で、応答性も良好な油圧脈動吸収装置を提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、それぞれ径の異なる第１ランドと第２ランドを有するピストンと、前記ピストンを所定の中立位置に保持するよう対向して配置された付勢手段と、前記ピストンの第１ランド側に配設される第１油室と、前記ピストンの第２ランド側に配設される第２油室と、前記第１油室と第２油室との間の中間油室とを有し、前記第１、第２油室の差圧により前記中立位置にあるピストンの移動を許容するバルブボディと、前記ピストンが前記中立位置にある場合に前記第１油室と第２油室とを遮断し、前記ピストンが前記中立位置から所定量移動した場合に前記第１油室と第２油室とを連通するよう配設された作動油路と、前記バルブボディの前記中間油室と前記第２油室とを連通し、ピストンストロークの際に作動油を絞りつつ給排出する脈動伝達防止油路と、を備え、前記第１油室の油圧と前記第２油室の油圧との差圧が所定値に達しない範囲では、前記脈動伝達防止油路の流路抵抗にて前記ピストンの移動を抑止し、前記第１油室から伝達される油圧脈動を吸収可能としたこと、を特徴とする油圧脈動吸収装置が提供される。

本発明によれば、特許文献１のようにバネ部材のバネ定数を高く設定したり、ピストン中央部の長さを大きく設定したりする必要がない。その理由は、油圧経路が遮断された状態（中立状態）で、所定の流路抵抗を与える脈動伝達防止油路のみを連通し、脈動が入力された場合においても容易にピストンが振動できないよう構成したことにある。また、本発明によれば、特許文献２のようなボール弁を使用しないため、構造が簡素で低コストな上、反力要素を一方的な配置とせず残圧を逃がすことができるため、クラッチペダルの踏力に上ってしまうこともない。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の断面図である。図１を参照すると、本実施形態に係る油圧脈動吸収装置は、レリーズシリンダ側配管接続部を有するアウタボディ１と、アウタボディ１に内蔵されてシリンダ部を形成するバルブボディ２と、ピストン３と、マスタシリンダ側配管接続部を有するジョイント４と、一対のばね（圧縮ばね）５及び６と、アウタボディ１及びバルブボディ２間をシールするＯリング７、８によって構成されている。

シリンダ部は、大径の第１油室９と、小径の第２油室１０と、第１油室９と第２油室１０との中間に設けられ、ピストン３の第１ランド３ａと第２ランド３ｂとによって仕切られる中空円筒状の第３油室（油圧脈動吸収油室；中間油室）１１と、バルブボディ２の外径とアウタボディ１の内径から成る外径油路（作動油路）１４と、レリーズシリンダ側配管接続部と第１油室９を連通するポート１２と、マスタシリンダ側配管接続部と第２油室１０を連通するポート１３と、第１油室９と外径油路（作動油路）１４を接続するポート１５と、第２油室１０と外径油路（作動油路）１４を接続するポート１６と、バルブボディ２の第１油室９内径に軸方向溝として設けられたポート１９と、を備えている。

ピストン３は、第１油室９の内径と略同径の第１ランド３ａと、第２油室１０の内径と略同径の小径の第２ランド３ｂとを有し、シリンダ部の軸方向において、ばね５及び６に抗しつつ移動自在に設けられる。第１ランド３ａは、軸方向にポート１５より長く設定してあり、油圧の印加されていない状態、若しくは、第１油室９の油圧と第２油室１０の油圧とが互いに拮抗している状態においては、外径油路（作動油路）１４のポート１５を閉塞可能となっている。第２ランド３ｂには、脈動伝達防止油路を構成するオリフィス３ｃが設けられており、所定の流路抵抗にて、第３油室（油圧脈動吸収油室）１１から作動油の流れを絞りつつ給排出することが可能となっている。

ばね５は、その一端が第１ランド３ａに設けられた円溝に収容され、ピストン３をマスタシリンダ側に付勢する。反対に、ばね６は、第２ランド３ｂに当接し、ピストン３をレリーズシリンダ側に付勢する。

続いて、上記のように構成された本実施形態に係る油圧脈動吸収装置の動作について図１から図４を参照して説明する。クラッチ操作をしていない状態においては、油圧経路に所定の高い油圧は存在せず、マスタシリンダ側油圧Ｐ１及びレリーズシリンダ側の油圧Ｐ２はほぼ相等しく（Ｐ１＝Ｐ２）、ピストン３も図１のとおり中立位置にあり、ポート１５を閉塞する。

図１の状態からクラッチペダルが踏み込まれると、マスタシリンダによって所定の高い油圧（作動圧）が発生する。マスタシリンダ側油圧Ｐ１が増大すると、このマスタシリンダ側油圧Ｐ１は、ポート１３を介して第２油室１０に導入される。

一方、レリーズシリンダ側油圧Ｐ２は、ピストン３の第１ランド３ａがポート１５を閉塞しているため低いままであり、Ｐ１＞Ｐ２の関係となる。

従って、差圧（Ｐ１−Ｐ２）がピストン３に作用し、この差圧がピストン３を移動させるに必要な所定値以上となると、ピストン３が図１の左方へ移動し、図２の状態となる。

図２を参照すると、第１ランド３ａが図の左方に移動しポート１５から外れることによってポート１５は開放され、ポート１３、第２油室１０、ポート１６、外径油路（作動油路）１４、ポート１５、第３油室（油圧脈動吸収油室）１１、ポート１９が繋がった油路が構成され、マスタシリンダとレリーズシリンダが連通した状態となる。これにより、クラッチペダルの踏み込み量に応じてレリーズシリンダが作動し、クラッチが切れる。

その後、クラッチペダルの踏み込みストローク位置が一定に維持されている限り、マスタシリンダ側の油圧Ｐ１と、レリーズシリンダ側の油圧Ｐ２とは等しくなり、ピストン３に付与されていた差圧が消滅する。

従って、一対のばね５及び６の働きにより、ピストン３は次第に、図１に示す中立位置に戻され、ポート１５は、ピストン３の第１ランド３ａにより再び閉塞された状態となる。

次に、クラッチペダルの踏み込みが解除されると、マスタシリンダの内部圧力がゼロとなり、マスタシリンダ側油圧Ｐ１が低下する。

一方、レリーズシリンダ側油圧Ｐ２は、ピストン３の第１ランド３ａがポート１５を閉塞しているため高い値に維持され、Ｐ１＜Ｐ２の関係となる。

これにより、第２油室１０の油圧と第１油室９の油圧とに差圧（Ｐ２−Ｐ１）が生じ、ピストン３に作用する。この差圧がピストン３を移動させるに必要な所定値以上となると、ピストン３が図１の右方へ移動し、図３の状態となる。

図３を参照すると、第１ランド３ａが図の右方に移動しポート１５から外れることによってポート１５は開放され、ポート１２、第１油室９、ポート１５、外径油路（作動油路）１４、ポート１６、第２油室１０、ポート１３が繋がった油路が構成され、マスタシリンダとレリーズシリンダが連通した状態となる。これにより、レリーズシリンダの油圧がマスタシリンダに戻され、クラッチが係合する。

一方、クラッチペダルの踏み込みが完全に解除されないか又は十分に踏み込まれない中途半端な状態、すなわち半クラッチの状態である場合は、そのときのクラッチペダルの戻し量又は踏み込み量に応じて、レリーズシリンダは作動した後、停止する。

レリーズシリンダ作動の停止によって、この場合もマスタシリンダ側油圧Ｐ１とレリーズシリンダ側油圧Ｐ２とは相等しくなり、第１油室９の油圧と第２油室１０の油圧との差圧が消滅する。そして、クラッチペダルの踏み込みストローク位置が一定に維持されている限り、差圧は生じない。

半クラッチの状態が維持されている間、図４（図１と同等）に示したとおり、クラッチカバーのレバー不揃いやエンジン振動がレリーズシリンダを介して油圧の脈動として伝達される。

レリーズシリンダ側油圧Ｐ２の脈動は、ポート１２を経て第１油室９に導入されるためピストン３は軸方向に振動しようとするが、第３油室（油圧脈動吸収油室）１１内に満たされた作動油を第２油室１０側に給排出する必要がある。

第３油室（油圧脈動吸収油室）１１と第２油室１０間の作動油の移動は、オリフィス３ｃを介して行われるため、流路抵抗を伴ない、結果として、ピストン３は移動（振動）せず、ポート１５は第１ランド３ａによって閉塞されたままとなる。このため油圧の脈動は遮断され、マスタシリンダ側には伝達されない。

以上のような油圧脈動の遮断は、例えば信号待ち等でクラッチペダルを十分に踏み込んで、その位置に維持した場合でも同様である。すなわち、ピストン３を駆動するに足る差圧は、クラッチペダルが踏み込まれるか又は戻されることよる踏み込みストローク位置の変動に伴って発生し、レリーズシリンダが作動することにより消滅する過渡的な圧力である。

従って、クラッチペダルの位置に拘わらず、踏み込みストローク位置が一定に維持されている状態では、差圧が消滅して、ピストン３の第１ランド３ａによりポート１５が閉塞され、油圧脈動は遮断されることとなる。

以上のとおり、本実施形態は、ピストン３が容易に振動できない構成としているため、バネ定数の高いバネ部材を使用する必要もなく、ピストン３の第１ランド３ａもポート１５を閉塞するに足る軸方向長さで足り、コンパクトかつ低コスト化が可能である。

なお、上記した実施形態では、第２ランド３ｂにオリフィス３ｃを設けるものとして説明したが、前記オリフィス３ｃに代えて、第２ランド３ｂとシリンダの径方向隙間（遊び）を通じて作動油を給排出する構成とすることも可能である。この場合、より低コストで、本発明を実現することが可能となる。また、オリフィス、径方向隙間（遊び）のいずれを用いても、抑止したい油圧脈動のレベルに応じて流路抵抗を自由に設定でき、また、特許文献１の油圧導入管のように応答性に影響を来たすような油路長は不要である。

また、上記した実施形態では、外径油路（作動油路）１４を、アウタボディ１とバルブボディ２の間に外径油路（作動油路）１４を配設したが、図５に示すとおり、バルブボディ２の内部に作動油路を設けることとしてもよい。

続いて、本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の断面図である。図６を参照すると、本実施形態に係る油圧脈動吸収装置は、レリーズシリンダ側配管接続部とマスタシリンダ側配管接続部とシリンダ部を有するバルブボディ２１と、バルブボディ２１に固着され、ばね（圧縮ばね）５の支点となるとともに、第１油室９を形成するエンド部材２２と、ピストン３と、一対のばね（圧縮ばね）５及び６と、Ｏリング７と、密封栓２３とによって構成されている。

本実施形態においても、シリンダ部は、大径の第１油室９と、小径の第２油室１０と、第１油室９と第２油室１０との中間に設けられ、ピストン３の第１ランド３ａと第２ランド３ｂとによって仕切られる中空円筒状の第３油室（油圧脈動吸収油室）１１と、バルブボディ２１内に配設された作動油路１４と、レリーズシリンダ側配管接続部と第１油室９を連通するポート１２と、マスタシリンダ側配管接続部と第２油室１０を連通するポート１３と、第１油室９と作動油路１４を接続するポート１５と、第２油室１０と作動油路１４を接続するポート１６と、バルブボディ２１の第１油室９内径に軸方向溝として設けられたポート１９と、を備えており、各要素の機能は、上述した第１の実施形態と同様である。

クラッチペダルの操作によりマスタシリンダ側油圧Ｐ１を変化させると、ピストン３が図６の左右に移動し、クラッチを断接することが可能であるとともに、クラッチペダルを任意の位置で静止させると、マスタシリンダ側油圧Ｐ１とレリーズシリンダ側油圧Ｐ２とは相等しくなり、第１油室９の油圧と第２油室１０の油圧との差圧が消滅しピストン３は中立位置に戻ることとなる（図７参照）。

レリーズシリンダ側油圧Ｐ２の脈動は、ポート１２を経て第１油室９に導入されるが、上記した第１の実施形態同様、第３油室（油圧脈動吸収油室）１１と、脈動伝達防止油路（オリフィス３ｃ又は第２ランド３ｂとシリンダの径方向隙間（遊び））との構成にて吸収され、マスタシリンダ側への脈動の伝達は抑止される。

以上のとおり、本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、より部品点数の削減が可能である。

以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適用される車両の仕様等に応じて、各種の変形を加えることが可能である。例えば、上記した各実施形態においては、第１油室の方が第２油室よりも大きな径である構成を例示したが、シリンダの段差にて第３の油室（油圧脈動吸収油室）を設けることが可能であればよく、配置関係を逆にし、第２油室の方を大きな径とし、第１ランド側に脈動伝達防止油路（オリフィス、径方向隙間）を配置した構成とすることも可能である。

本発明の第１の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の変形例を表した図である。 本発明の第２の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る油圧脈動吸収装置の動作を説明するための図である。

符号の説明

１ アウタボディ
２、２１ バルブボディ
３ ピストン
３ａ 第１ランド
３ｂ 第２ランド
３ｃ オリフィス
４ ジョイント
５、６ ばね（圧縮ばね）
７、８ Ｏリング
９ 第１油室
１０ 第２油室
１１ 第３油室（油圧脈動吸収油室；中間油室）
１２、１３、１５、１６、１９ ポート
１４ 外径油路（作動油路）
２２ エンド部材
２３ 密封栓

Claims (3)

1. それぞれ径の異なる第１ランドと第２ランドを有するピストンと、
   前記ピストンを所定の中立位置に保持するよう対向して配置された付勢手段と、
   前記ピストンの第１ランド側に配設される第１油室と、前記ピストンの第２ランド側に配設される第２油室と、前記第１油室と第２油室との間の中間油室とを有し、前記第１、第２油室の差圧により前記中立位置にあるピストンの移動を許容するバルブボディと、
   前記ピストンが前記中立位置にある場合に前記第１油室と第２油室とを遮断し、前記ピストンが前記中立位置から所定量移動した場合に前記第１油室と第２油室とを連通するよう配設された作動油路と、
   前記バルブボディの前記中間油室と前記第２油室とを連通し、ピストンストロークの際に作動油を絞りつつ給排出する脈動伝達防止油路と、を備え、
   前記第１油室の油圧と前記第２油室の油圧との差圧が所定値に達しない範囲では、前記脈動伝達防止油路の流路抵抗にて前記ピストンの移動を抑止し、前記第１油室から伝達される油圧脈動を吸収可能としたこと、
   を特徴とする油圧脈動吸収装置。
2. 前記脈動伝達防止油路が、前記第２ランドに設けられた小オリフィスにより構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の油圧脈動吸収装置。
3. 前記脈動伝達防止油路が、前記第２ランドと前記バルブボディとの間の径方向隙間により構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の油圧脈動吸収装置。

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