JPS5930571B2 - クラッチペダルのタ−ンオ−バ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、主として自動車用の摩擦クラッチ、特にペ
ダルストロークの中間付近で踏力のピークを有するダイ
ヤスラム式摩擦クラッチにおいて、クラッチペダルの踏
力を軽減するためのターンオーバ機構に関するものであ
る。

従来、この種のターンオーバ機構としてハ種々の構造の
ものが提供されている。

その−ｆｉｌとしては、第１図で示すようにピン０１０
まわりに回転し得るターンオーバ用アーム０９とクラッ
チペダル０３の一部とをロッド０１２によって連結し、
かつこのアーム０９の自由端とクラッチペダル０３の回
転中心であるペダルシャフト０４との間にテンションス
プリング０１５をかけ渡した構造のものがある。

つまり、この機構においてクラッチペダル０３が実線の
リターン位置から矢印方向へ踏み込まれると、これに連
動してアーム０９が矢印Ｐ方向へ回転する。

これによってアーム０９に対するスプリング０１５の係
止端０１５ａが移動するため、このスプリング０１５０
両端を結ぶ線がアーム０９の回転中心であるビン０１０
上を通過した時点からスプリング０１５の弾力は、アー
ム０９を前記の矢印Ｐ方向へ回転させる力として働き、
この回転力がロッド０１２を通じてクラッチペダル０３
の踏み込み力を助勢する力として作用する。

ところで、この第１図で示されている機構ではペダル０
３の踏み込みに伴ってアーム０９に対スるスプリング０
１５の係止端０１５ａは移動するものの、クラッチペダ
ル側のスプリング０１５の係止端０１５ｂは固定である
。

この結果、クラッチペダル０３の踏み込みがすすむに連
れてスプリング０１５のテンション（張力）が次第に低
下する。

これを、前記アーム０９の矢印Ｐ方向への回転力として
みた場合、後で説明するようにペダルストロークの前半
でアーム０９の回転力がピークに達し、その後、回転力
は低下することとなる。

これでは、ダイヤプラムスプリング式クラッチのように
、ペダルストロークの中間付近で、ペダル踏力の助勢力
を最も必要とするものでは、充分な踏力軽減効果が得ら
れない。

そこで、従来の構成で踏力軽減効果を得るにはアームの
回転力を上記の助勢力として効果的に利用しなければな
らない。

そのためには、アーム０９に対するスプリング０１５の
前記係止端０１５ａよりも、アーム０９とロッド０１２
との連結部０１３ａを、このアーム０９の回転方向に関
して充分に先行させることが必要となる。

換言すれば、アーム０９の回転力が大きい状態（例えば
第１図の仮想線で示す状態）で、このアーム０９とロッ
ド０１２とのなす角度θ１を大きくとるように配置する
ことが必要となるのである。

しかしながら、上記アーム０９０回転力によってロッド
０１２を押す力、つまりペダル踏力の助勢力と、上記の
角度θ１との一般的な関係特性をみた場合、後で第５図
によって説明するように、角度θ１の大きいところでば
〜ロッド０１２を押す力が急激な変化を示す。

このことを、ダイヤスラムスプリング式クラッチにおけ
るペダル踏力とペダルストロークとの関係でみると、後
で第８図によって説明するようにクラッチの接続点の前
後において、ペダル踏力が大きく変化する。

これでは、例えペダル踏力が軽減されるとしても、この
ペダルの操作フィーリングが著しるしく損われることと
なる。

このような従来技術の問題点にかんがみて、この発明は
、クラッチペダルの操作フィーリングを損うことなく、
ダイヤプラムスプリング式クラッチにおいてペダル踏力
に対する助勢を最も必要とするペダルストロークの中間
付近で、助勢力を効果的に効かせて、踏力軽減を図るこ
とができるクラッチペダルのターンオーバ機構の提供ヲ
、その目的とするものである。

次に、この発明の構成を、第２図および第３図で示す実
施例によって詳細に説明する。

まず、自動車のボディ１側に固定されているペダルブラ
ケット２には、クラッチペダル３が、ペダルシャフト４
により、このシャフト４を回転中心として回転し得るよ
うに備えつけられている。

このクラッチペダル３において、その回転中油・から少
し離れたペダル上の一部にはクラッチマスクシリンダ５
のブツシュロッド６がクレビスＩによって結合されてい
る。

上記ペダル３の後方（第２図の右方）には、全体ヲくの
字状に形成したターンオーバ用アーム９ノ一方端が、前
記のブラケット２に対し、ピン１０によって回転自在に
取り付けられている。

このアーム９のほぼ中間部と、ペダル３の一部とはロッ
ド１２によって連結されている。

すなわち、このロッド１２とアーム９、およびロッド１
２とペダル３は、それぞれクレビス１３．１４とクレビ
スピン１３ａ、１４ａによって結合されており、ペダル
３の踏み込み操作に連動してアーム９が第２図の矢印Ｐ
方向へ回転し得るのである。

また、上記のクラッチペダル３において、前記マスクシ
リンダ５のブツシュロッド６を結合した個所の近くには
係止孔３ａがあけられている。

つまり、この係止孔３ａはペダル３の操作に伴って、そ
の操作方向と同方向へ変位する部分であり、この孔３ａ
と前記アーム９の自由端に固定されているピン１１とに
は、テンションスプリング１５がかけ渡たされている。

しかも、このスプリング１５のアーム９に対する係止端
１５ａと、ペダル３に対する係止端１５ｂとを結ぶ直線
は、クラッチペダル３が第２図で示すようにペダルスト
ッパー８に当っている位置、つまりリターン位置にある
ときに、前記アーム９の回転中心であるピン１０よりも
上方に位置している。

上記のように構成したクラッチペダルのターンオーバ機
構において、クラッチペダル３が第２図で示すリターン
位置にあるときには、アーム９は前記テンションスプリ
ング１５の弾力により、ピン１０を中心として矢印Ｑ方
向へ回転しようとする力を有している。

このアーム９０回転力は、ロッド１２を通じてクラッチ
ペダル３をリターン方向へ引き戻す力として働いている
。

従って、この状態におけるペダル３は、上記のアーム９
の回転力に基づくリターン力と、スプリング１５から直
接受ける引張り力とによってストッパー８に当接させら
れている。

そこで、クラッチペダル３に踏力が加えられて、ペダル
３がペダルシャフト４を回転中心として第２図の矢印方
向へ回転すると、ロッド１２によって連結されているア
ーム９が、先に述べたように矢印Ｐ方向へ回転する。

そして、ペダル３の踏み込みがすすむと、やがてはテン
ションスプリング１５の両係止端１５ａ、１５ｂを結ぶ
直線が、第３図の一点鎖線Ａで示すようにアーム９の回
転中心であるピン１０と一致する。

この一点鎖線で示す状態を過ぎた時点から、スプリング
１５の弾力はアーム９を矢印Ｐ方向へ回転させる力とし
て働くようになる。

このアーム９の回転力は、ロッド１２を通じてペダル３
を、それまでとは逆に踏み込み方向へ押す力として作用
する。

ただし、この状態においても前記のクラッチペダル３に
はテンションスプリング１５がこのクラッチペダル３を
リターン方向へ回転させる力として作用している。

しかしながら、このテンションスプリング１５によって
前記のアーム９を第２図の矢印Ｐ方向へ回転させる力は
クラッチペダル３の踏み込みストロークが進むに伴って
増大する傾向を示すのに反し、クラッチペダル３をリタ
ーン方向へ回転させようとする力は逆に減少する傾向を
示す。

なぜなら、上記アーム９に対する矢印Ｐ方向への回転力
は、その回転中心１０とテンションスプリング１５の係
止端１５ａとを結ぶ直線に対して直角方向に作用するテ
ンションスプリング１５の分力によって決定されるが、
このテンションスプリング１５の分力は例えば第３図の
Ａで示す状態よりもＢで示す状態の方が増加するからで
ある。

一方、クラッチペダル３に対するリターン方向への回転
力は、ペダルシャフト４とテンションスプリング１５の
係止端１５ｂとを結ぶ直線に対して直角方向に作用する
テンションスプリング１５の分力によって決定されるが
、このテンションスプリング１５の分力は第３図のＡで
示す状態よりもＢで示す状態の方が減少することが判る
。

また、仮に上記のクラッチペダル３及びアーム９に対ス
るテンションスプリング１５のそれぞれの分力にさほど
の差異がないとしても、クラッチペダル３に対するアー
ム９の回転力の作用点（クレビスビン）１４ａとペダル
シャフト４との間の寸法は、同じくこのクラッチペダル
３に対するテンションスプリング１５の係止端１５ｂと
ペダルシャフト４との間の寸法よりも大きく設定されて
いる。

このため、クラッチペダル３にはアーム９の回転力に基
づく作用力の方が、より大きく働く。

しかも、アーム９とクラッチペダル３との連結点（クレ
ビスビン）１３ａが、このアーム９の回転中心１０とテ
ンションスプリング１５の係止端１５ａとのほぼ中間点
に設定されているため、アーム９の回転力はより増大さ
れてクラッチペダル３に伝えられることとなる。

このようにクラッチペダル３はテンションスプリング１
５による反力を受けているにもかかわらず、それを越え
るアーム９の回転力により、このクラッチペダル３の踏
み込みが助勢されるのである。

なお、クラッチペダル３の踏み込みに伴って、アーム９
に対するスプリング１５の係止端１５ａは、このスプリ
ング１５のテンションを弱める方向へ移動するが、同時
にペダル３に対するスプリング１５の係止端１５ｂは、
スプリング１５のテンションを高める方向へ移動する。

すなわち、ペダル３の踏み込みに伴ってスプリング１５
の両係止端１５ａ、１５ｂは、それぞれの移動量に多少
の差異はあるものの、共にペダル３の踏み込み方向へ移
動するため、このスプリング１５の著しルしいテンショ
ンの低下は防止される。

一方、クラッチペダル３の踏み込み操作に伴い、クラッ
チマスクシリンダ５のブツシュロッド６が押され、その
結果、マスタシリンダ５からのフルード作用に伴うクラ
ッチレリーズ系の作動により、通常知られているように
クラッチが切られるのである。

次に上記のように構成されたターンオーバ機構の動作特
性を、主として第４図から第８図によって説明する。

まず、クラッチペダル３の踏み込みに伴うアーム９の回
転角と、このアーム９の回転力との関係をみることにす
る。

いま、クラッチペダル３が第３図の一点鎖線Ａで示す状
態に踏み込まれ、スプリング１５の両係止端１５ａ、１
５ｂを結ぶ直線が、アーム９の回定中心であるビン１０
と一致しているときのアーム９の回転角度を０°と仮定
する。

そして、この状態からアーム９が矢印Ｐ方向へ回転した
場合の回転角をプラス側の角度とし、逆に矢印Ｑ方向へ
回転する場合の回転角をマイナス側の角度とする。

第４図は、アーム９の前記の回転角を横軸にとり、アー
ム９の回転力を縦軸にとった特性グラフであり、実線で
表された本実施例のものは、点線で表された従来のもの
と比較してアーム９の回転力のピークが遅く、シかもと
のピー、りを過ぎた後の回転力の低下も緩慢である。

つま°す、第１図で示す従来の機構では、ペダル０３の
踏み込みに伴ってスプリング０１５の一方の係止端０１
５ａのみが移動するため、アーム０９の回転力のピーク
が早く、その後、回転力は急激に低下する。

そし″て、アーム０９の回転角は、ペダルストロークに
関連して変化するものであるから、回転力のピークが早
いということは、ペダルストロークの前半において、ア
ームの回転力がピークに達してしまう。

これでは、ダイヤフラムスプリング式クラッチのように
ペダルストロークの中間近くで、ペダル踏力の助勢力を
最も必要とするものでは、先に述べたように充分な踏力
軽巌が果されない。

この結果、従来の機構では、アーム０９の回転力が大き
い状態で、前述したように第１図で示す角度θ１を大き
くとるようにしなければ々らない。

これに対し、本実施例の機構では、第４図から明らかな
ようにアーム９０回転力のピークが遅く、その後の回転
力の低下も緩やかであるため、従来の機構と比較して、
アームの何転力が大きい状態でのアーム９とロッド１２
どのなす角度θ１を小さく設定することができる計 ここで、上記の角度θ１と、アーム９０回転力に基づく
ロッド１２の押し力との一般的な関係をみると、第３図
の二点鎖線Ｂで示す状態においてスプリング１５の弾力
によるアーム９の回転力をＰとし、この回転力ＰＫ伴う
ロッド１２の押し力をＦとすると、 の式が成り立つ。

第５図は、角度θ１を００から１８０°の範囲で横軸に
とりミロラド１２の押し力Ｆを縦軸にとった慣性グラフ
である。

この第５図から判ることは、従来の機構のように角度θ
１を大きくとった場合、ロッドの押し力Ｆが急激に変化
（立上り）する部分（第５図のＹ部分）を利用しなけれ
ばならない。

これに対し、本実施例の機構では角度θ１を小さく設定
できるので、上記の押し力Ｆの変化が小い部分（第５図
のＸ部分）を利用することができる。

□以上のことを、ペダルストロークとペダルノ踏み
込みに対する助勢力との関係でみた場合、第６図の特性
図から明らかなように、この実施例の機構では実線で表
すように直線ｏ−ｏ’ よりも上側にもってくるこ唐が
可能となる。

これに対し、従来の機構の場合は、燭で表すように直線
０−０′よりも下側に位置する。

そこで、ペダル踏力とペダルストロークとの関連をみた
場合、コイルスプリジグ式クラッチにおいてはターンオ
ーバ機構による助勢力を与えない場合には第７図の一点
鎖線で宗す特性となる。

ところが、同じく助勢力を与え彦い場合においてダイヤ
フラムスプリング式クラッチでは、第８図の一点鎖線で
示す特性となる。

すなわち、コイルスプリング式クラッチにおいては、従
来のターンオーバ機構による助勢力を利用することで、
第７図の点線で示すように比較的良好な踏力軽減特性が
得られる。

しかしながら、従来の機構を、ダイヤフラムスプリング
式クラッチに用いた場合には、第８図の点線で示す特性
となり、クラッチの接続点２の前付近から踏力に負の勾
配が大きく現われ、ペダルの操作フィーリングが著しる
しく悪化する。

これに対し、本実施例のターンオーバ機構をダイヤフラ
ムスプリング式クラッチに用いた場合、第８図の実線で
示す特性となり、クラッチ接続点Ｚの前からほとんど一
定の踏力を示す。

このため、クラッチペダルの操作フィーリングは良好に
保持される。

なお、前記ロッド１２の押し力によってクラッチペダル
３に与える助勢力は、第３図で示すペダル３とロッド１
２とのなす角度θ２の変化によっても影響される。

しかしながら、この角度θ２は、ターンオーバ機構の助
勢効果を高めるために、９０°付近において、前記の角
度θ１より小さいので、先に説明した第５図の特性に対
しては、あまり大きな影響を及ぼすことはない。

また、この実施例では、クラッチペダル３を例えば第３
図の二点鎖線Ｂで示す位置まで踏み込んだ状態において
、スプリング１５の弾力は、ペダル３およびアーム９に
対し、互いに逆方向のモーメントとして作用している。

従って、クラッチを接合させるべく、ペダル３に対する
踏力を解除した場合には、アーム９の回転角が第４図の
０°に戻る以前において、スプリング１５の弾力がクラ
ッチペダル３に対するリターン力とじて作用し、ペダル
３を第２図（あるいは第３図）で示す実線の位置まで引
き戻す。

これに対し、従来の機構では、アーム０９を第４図の０
０よりマイナス側の角度まで回転させなければ、スプリ
ング０１５の弾力は、ペダルを、そのリターン位置へ引
き戻す方向の力として作用しない。

クラッチの解放操作において、ダイヤフラムスプリング
の弾発力がレリーズ系のフルード作用を通じてペダルに
作用しなくなる時点は、第４図のアーム回転角において
００よりプラス側である。

このため、従来の機構では、ターンオーバ用のスプリン
グ０１５がリターンスプリングとしての役割を果し得な
いのに対し、本実施例のターンオーバ機構では、スプリ
ング１５がペダルリターンスプリングとしての機能を発
揮し得る。

この発明は、以上の説明からも明らかなように、クラッ
チペダルの踏み込みに伴ってテンションスプリングの両
係止端が共に、このペダルの回転方向へ移動する構成で
あるから、ペダルの踏み込み量の増加に伴うテンション
スプリングの著じるしい張力低下を抑えることができる
。

この結果、ダイヤフラムスプリング式クラッチにおいて
、ペダル踏力がピークに達するペダルストロークの中間
付近で、との踏力に対する助勢力を効果的に発揮させる
ことが可能と々る。

しかも、このことは、ターンオーバ用アームに対するテ
ンションスプリングの係止端と、同じくアームに対する
ロッドの結合部分の位相のずれを小さくでき、もってア
ームとロッドとのなす角度θ１の小さいところで必要な
助勢力を得ることができる。

これにより、助勢力を効かせた際のペダルストロークに
対スる踏力の変化が小さく、ペダルフィーリングの悪化
を防止することができる。

さらに、この発明では前記のテンションスプリングがペ
ダルリターンスプリングとしての機能を有しているので
、ペダルリターン専用のスプリングを別に設けることも
不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクラッチペダル用ターンオーバ機構の一
例を略示した側面図、第２図は、この発明のターンオー
バ機構の実施例を表した側面図、第３図は第２図の作動
状態を略示的に表した側面図、第４図はターンオーバ用
アームの回転角度と回転力との関係を表した特性グラフ
、第５図はターンオーバ用アームとロッドとのなす角度
θ１とロッドの押し力との関係を表した特性グラフ、第
６図はターンオーバ機構による助勢力とペダルストロー
クとの関係を表した特性グラフ、第１図はコイルスプリ
ング式クラッチにおけるペダル踏力とペダルストローク
との関連を表したグラフ、第８図はダイヤフラムスプリ
ング式クラッチにおけるペダル踏力とペダルストローク
との関連を表した特性グラフである。 ３：クラッチペダル、９：ターンオーバ用アーム、１２
：ロソド、１５：テンションスプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ダイヤフラムスプリング式摩擦クラッチのクラッチ
   ペダル後方に位置するボディー側の部材に対し、その一
   端を回転自在に取りつけたターンオーバ用アームのほぼ
   中間部とクラッチペダルの一部とを、このペダルの操作
   に連動してアームが回転するようにロッドで連結し、さ
   らに、このクラッチペダルの操作に伴ってその操作方向
   と同方向へ変位するペダルの一部と、前記ターンオーバ
   用アームの自由端とにテンションスプリングの端部をそ
   れぞれ係止するとともに、このスプリングの両係止端を
   結ぶ直線が、前記クラッチペダルのリターン位置におい
   て、アームの回転中心よりも上方に位置するように設定
   したことを特徴とするクラッチペダルのターンオーバ機
   構。