(57)【要約】 【課題】二分割された第１ハウジング１１と第２ハウジング１２との組立て性を向上させる。【解決手段】第１ハウジング１１側のコントロールピストン８３と、第２ハウジング１２側のリレーピストン８５とを凹凸によるはめ合い構造にする。たとえば、コントロールピストン８３の小径部８３１と、リレーピストン８５側の凹部８５８との結合である。その凹凸による結合は、コントロールピストン８３およびリレーピストン８５が相対的に軸線方向に移動可能であるが、その軸線方向に直交する方向には位置規制されるような結合である。【選択図】図１
2008105440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らが区画する液圧室にマスタシリンダからの液圧を導入し、クラッチを操作するクラッチ操作力を生じる液圧ピストンと、
一端に前記液圧室からの液圧を受圧するコントロールピストンと、
自らが区画する圧力室に圧縮空気を導入し、前記液圧ピストンによるクラッチ操作力を助勢するエアピストンと、
前記圧力室に連絡する通路途中に位置し、その通路を連通・遮断する供給弁と、
その供給弁に隣り合い、前記クラッチペダルを操作しないときには、ばねにより供給弁から離れ、クラッチペダルの操作に応じて、前記ばねを変形させて一端が前記供給弁に当たり、供給弁を連通状態にするリレーピストンとの各構成要素を備え、
さらに、それらの各構成要素を支持するハウジングは、
前記液圧ピストンおよび前記コントロールピストンを支持する第１ハウジングと、
前記エアピストン、前記供給弁および前記リレーピストンを支持する第２ハウジングとを互いに結合した二分割構造であるクラッチブースタであって、
前記第１ハウジング側のコントロールピストンと前記第２ハウジング側のリレーピストンとを凹凸によるはめ合い構造とし、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの位置合わせを行うようにしたことを特徴とする、クラッチブースタ。
【請求項２】
前記凹凸によるはめ合い構造は、前記コントロールピストンおよび前記リレーピストンのいずれか一方に設けた凹部と、他方に設けた凸部との結合である、請求項１のクラッチブースタ。
【請求項３】
前記結合は、前記コントロールピストンおよび前記リレーピストンが、軸線方向に相対的に移動可能であるが、その軸線方向に直交する方向には位置規制される、請求項２のクラッチブースタ。  
【請求項４】
前記コントロールピストンと前記リレーピストンとの接触端部に緩衝材を挟み込むように配置し、液圧による脈動および前記リレーピストンのハンチングを低減させる、請求項３のクラッチブースタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二分割構造のハウジングの中に、クラッチ操作力を生じる液圧ピストンと、その液圧ピストンの作動を助勢するエアピストンとを含むクラッチブースタに関する。
【背景技術】
【０００２】
中大型のバスやトラックなどでは、液圧によるクラッチ操作力をエアタンク（圧縮空気源）の圧縮空気を利用して助勢する方法が採られる。そこで、その種のクラッチブースタシステムは、操作対象のクラッチのほか、クラッチペダルの操作により液圧を発生するマスタシリンダ、ならびに、マスタシリンダの液圧で作動する液圧ピストン、および圧縮空気の供給を受けて作動するエアピストンを備える。液圧ピストンとエアピストンとは、有効な助勢を行うため、ブースタのハウジング内に直列に配置されている。  
【０００３】
ここで、マスタシリンダが生じる液圧は、液圧ピストンを作動するだけでなく、別のピストン手段を通してエアピストンに対する圧縮空気の供給・排出を制御するためにも用いられる。そのため、別のピストン手段は、マスタシリンダが生じる液圧と、エアピストンに供給する圧縮空気とを通して、液圧および空圧の各変動を受ける。それらの変動には、マスタシリンダおよび圧縮空気源の元々の変動もあるし、クラッチの作動に伴って生じる変動もある。
【０００４】
別のピストン手段に目を向けるとき、今までのブースタを第１および第２の二つのタイプに分類することができる。第１のタイプは、別のピストン手段をワンピース構造にしたもの（特許文献１）であり、第２のタイプは、別のピストン手段を二つに分割しツーピース構造にしたもの（特許文献２）である。後者の第２のタイプは、液圧と空圧とを分離したピストンで別個に受圧することができ、両者の変動を分離することができる点で有利である。
【特許文献１】特開平９−２５０５６３号公報
【特許文献２】実開昭５８−７９４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第２のタイプのピストン手段は、液圧側のコントロールピストンと空圧側のリレーピストンとにより構成される。コントロールピストンは、液圧ピストンを支持する第１ハウジング側に支持され、また、リレーピストンは、エアピストンおよび圧縮空気用供給弁を支持する第２ハウジング側に支持される。第１ハウジングと第２ハウジングとは、通常、ボルトの締付けによって互いに一体に結合される。結合したハウジングの中において、液圧側のコントロールピストンと空圧側のリレーピストンとは、軸線を一にしつつ互いの端を接触し合っているだけである。したがって、第１ハウジングと第２ハウジングとを結合するとき、第１ハウジング側に位置するコントロールピストンと、第２ハウジング側に位置するリレーピストンとの間には、両ピストンの軸線に直交する方向に関する限り、両ピストン間に位置的な規制が何もない。そのため、第１ハウジングと第２ハウジングとを組み立てる作業が容易でないだけでなく、コントロールピストンとリレーピストンとの軸線を高精度に一致させることも難しい。両ピストンの軸線を一にすることは、両ピストン間の力の伝達を正しくかつスムーズに行う上で重要である。  
【０００６】
そこで、この発明は、第１ハウジングと第２ハウジングとの組立て性を向上させることができ、しかもまた、コントロールピストンとリレーピストンとの軸線を確実に一致させることができる技術を提供することを目的とする。この発明のその他の目的については、今後の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明では、第１ハウジング側のコントロールピストンと第２ハウジング側のリレーピストンとを凹凸によるはめ合い構造にする。凹凸によるはめ合いは、両ピストンの一方の凹部と、他方の凸部とのはめ合いである。そのはめ合いは、好ましくは、はめ合い後においても両ピストンが軸線方向に相対的に移動可能な微小なクリアランスをもつすきまばめである。微小なクリアランスは、第１ハウジングと第２ハウジングとを結合するためのボルト／ボルト通し孔のクリアランスよりも小さく設定する。それにより、第１ハウジングと第２ハウジングとを結合するとき、ボルト／ボルト通し孔による位置合わせ精度よりも高い位置合わせ精度で、両ハウジングを結合することができる。すなわち、この発明では、両ピストンの凹凸によるはめ合いによって、コントロールピストンを支持する第１ハウジングと、リレーピストンを支持する第２ハウジングとを高精度に位置合わせすることができる。しかもまた、両ピストンが軸線方向に相対的に移動可能なはめ合いによれば、両ピストンの接触端部に緩衝材を挟み込むように配置することにより、液圧による脈動およびリレーピストンのハンチングを低減させることもできる。緩衝材は、ゴム板や金属スプリングなどの弾性変形するばね手段であり、そのばね定数がリレーピストンのばねよりも大きい。それによって、リレーピストンがばねを変形させ、供給弁を開いた状態において、緩衝材は、空圧などの変動を抑えるように緩衝する。
【実施例】
【０００８】
図１は、この発明の実施例であるクラッチブースタ１０の断面構造を示す図である。
【０００９】
クラッチブースタ１０のハウジングは、二分割構造である。二分割した一方は、マスタシリンダ２０に対する配管接続口２１０を含む第１ハウジング１１、もう一つは、圧縮空気源であるエアタンク３０に対する配管接続口３２０を含む第２ハウジング１２である。第１ハウジング１１は、最も大きな荷重を受けるので、耐久性の高い鋳鉄製である。それに対し、荷重が比較的小さい第２ハウジング１２は、アルミニウム製である。第１ハウジング１１には、真ん中寄りに第１シリンダ部１１０、また、上部周辺寄りに止まり孔１１２がある。他方、第２ハウジング１２は、全体としてカップ型であり、一方に開いた凹部１２２があるほか、上部には第２シリンダ部１２０がある。
【００１０】
そのような第１および第２の両ハウジング１１，１２は、第１シリンダ部１１０の軸線と凹部１２２の中心、また、止まり孔１１２の中心と第２シリンダ部１２０の軸線とをそれぞれ合わせた形態で連結される。その結果、第１および第２のハウジング１１，１２は、一方の側から他方の側にわたって伸びる二つのシリンダ孔空間を形作る。すなわち、その一つは、凹部１２２から第１シリンダ部１１０のシリンダ孔１１００にわたるシリンダ孔空間であり、もう一つは、第２シリンダ部１２０のシリンダ孔１２００から止まり孔１１２にわたるシリンダ孔空間である。なお、第２シリンダ部１２０の開口部には、配管継手３２がねじ結合し、その内周が配管接続口３２０となっている。        
【００１１】
ハウジングの凹部１２２の中には、たとえば７０ｍｍ径の大径なエアピストン４０がある。エアピストン４０は、外周にカップシール４２を保持し、凹部１２２の内部空間を圧力室４４と無圧室４６とに区画する。圧力室４４は、第２ハウジング１２に設けた斜め通路１２４、第２シリンダ部１２０の内部の供給弁５０を通して配管接続口３２０に連絡している。そこで、圧力室４４には、供給弁５０の作用により、エアタンク３０から圧縮空気を供給することができる。供給弁５０は、第２シリンダ部１２０のシリンダ孔１２００の内壁（内壁に設けた段部）を弁座とするポペット型の弁である。この供給弁５０は、クラッチペダルを操作しない段階では、自らのばね５２の力およびエアタンク３０からの空気圧を受けて、閉状態を保っている。しかし、後で述べるように、クラッチペダルの操作に応じて、供給弁５０は開状態となり、圧力室４４の中にエアタンク３０からの圧縮空気を供給し、倍力作用を生じる。  
【００１２】
大径なエアピストン４０は、無圧室４６側にリターンスプリング４８およびプッシュロッド４３を携えている。プッシュロッド４３は、エアピストン４０の中心部にカシメによって一体に固定されている。エアピストン４０の中心から伸びるプッシュロッド４３の他端は、軸線を一にする第１シリンダ部１１０のシリンダ孔１１００の中に入り込んでいる。なお、第２ハウジング１２の底部に逆止弁４７があるが、この逆止弁４７は、無圧室４６を大気に開放するための弁であり、また、圧力室４４の圧縮空気を排気する排気口としても機能する。          
【００１３】
プッシュロッド４３が入り込む第１シリンダ部１１０のシリンダ孔１１００の中を見ると、開口部にはガイド手段６０があり、その奥に液圧ピストン７０がある。ガイド手段６０は、液圧ピストン７０側に臨むカップシール６２と、内外周にシールリング６４ｉ，６４ｏを保持し、カップシール６２をバックアップするガイド部材６４と、ガイド部材６４の抜けを防止するストッパ６６とを備える。このようなガイド手段６０は、中心を貫くガイド孔６００にプッシュロッド４３を挿入し、エアピストン４０の軸線方向の動きをガイドする。プッシュロッド４３はガイド手段６０のガイド孔６００を貫通し、先端部が液圧ピストン７０の一端に当たっている。      
【００１４】
液圧ピストン７０は、外周にカップ型のシールリング７２を保持し、ガイド手段６０のカップシール６２と相協力して、シリンダ孔１１００の内部に液圧室７００を区画する。液圧室７００には、クラッチペダルの操作により、配管接続口２１０を通してマスタシリンダ２０の液圧を供給することができる。液圧室７００に液圧を供給すると、液圧ピストン７０は、ガイド手段６０から離れるように動き、隣り合う出力軸７４を通してクラッチ作動アームを揺動させる。なお、出力軸７４は、クラッチ作動アーム側から戻り力を与えられているので、その出力軸７４は液圧ピストン７０に常に当たっている。        
【００１５】
液圧ピストン７０によるクラッチ操作力をエアピストン４０によって有効に助勢するためには、液圧ピストン７０の動きに関連してエアピストン４０を作動することが必要である。そのため、ブースタ１０は、第１ハウジング１１の中に液圧室７００に連絡するコントロールライン８０を備え、そのコントロールライン８０の液圧を利用して圧力室４４に対する圧縮空気の供給および排気を制御するようにしている。    
【００１６】
コントロールライン８０は、液圧室７００から絞り通路８２を通して止まり孔１１２の内部に連絡する。この絞り通路８２は、絞り機能によって、マスタシリンダ２０からの液圧の脈動などを防止する。脈動を有効に防止するために、絞り通路８２の絞りの径をたとえば０．７〜０．８ｍｍのような小さな径に設定するのが好ましい。      
【００１７】
絞り通路８２に続く止まり孔１１２の部分には、金属製のコントロールピストン８３がはまり合っている。コントロールピストン８３の外周にはシールリング８３２があり、それによって、コントロールピストン８３は、止まり孔１１２の底部に入力室８１０を区画する。したがって、絞り通路８２は、入力室８１０への急激な作動液の流れを防止することになる。そのコントロールピストン８３は、入力室８１０の液圧が増すことに応じて軸線方向に移動可能であり、隣り合う樹脂成型品のリレーピストン８５を通して供給弁５０を開くことができる。
【００１８】
リレーピストン８５は、供給弁５０から遠ざけようとする力を与えるばね８５６を携えている。そのため、リレーピストン８５は、クラッチペダルを操作しない段階では、ばね８５６の作用により、供給弁５０に臨む側を供給弁５０から離している。また、リレーピストン８５は、供給弁５０に臨む端部から無圧室４６の出入口４６４に臨む側まで連通する内部通路８５４をもつ。したがって、クラッチペダルを操作しないとき、圧力室４４は、斜め通路１２４、リレーピストン８５の内部通路８５４、出入口４６４を通して無圧室４６に開放されている。それにより、リレーピストン８５は、供給弁５０を開閉するよう機能するほか、圧力室４４の圧縮空気を排気するための排気弁の弁体としても機能する。しかし、リレーピストン８５は、外周にカップシール８５２を保持しているので、その小径な端部が供給弁５０を押して供給弁５０を開状態にすれば、圧力室４４と無圧室４６との間を閉じる。このように、供給弁５０は、リレーピストン８５の作動に伴って開閉し、それに応じて、圧力室４４にエアタンク３０から圧縮空気を供給し、あるいは圧力室４４から圧縮空気を排出する。
【００１９】
断面構造を示す図２、およびコントロールピストン８３側から軸線方向に見た図３から分かるように、樹脂製のリレーピストン８５の内部通路８５４は、供給弁５０に臨む小径な筒部８５１の内部孔８５４ａから４つに区画された内部空間を通り、大径な部分８５５からリレーピストン８５の外部に連絡する。大径な部分８５５には、放射状に配置した通路８５４ｂ、および各通路８５４ｂに臨む外側凹部８５４ｃがある。そこで、リレーピストン８５の内部空間は、通路８５４ｂから外側凹部８５４ｃを通して、リレーピストン５５の外部に連絡する。無圧室４６の入口４６４は、大径な部分８５５の外周に位置する。
【００２０】
このようなリレーピストン８５を作動するものが、コントロールピストン８３である。クラッチブースタ１０では、前に述べたように、空圧を受圧するリレーピストン８５と、液圧を受圧するコントロールピストン８３とを分離している。互いに分離した両ピストンは、今まで互いの端部が接触し合うだけであった。その点、この発明では、両ピストン８３，８５を凹凸によるはめ合い構造にする。そのようなはめ合いを得るため、コントロールピストン８３は、第１ハウジング１１内の入力室８１０に位置する側だけでなく、その反対側にも小径な部分を備える。リレーピストン８５に臨む側の小径部８３１は、入力室８１０に入り込む小径部に比べて、径が少し大きく、しかも軸線方向の長さも大きい。その小径部８３１は、コントロールピストン８３を第１ハウジング１１内の止まり孔１１２に挿入したとき、第１ハウジング１１の端面からかなり突き出る。その突出し量は、第２ハウジング１２内のリレーピストン８５に凹凸結合し、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２との有効な位置合わせを行うに充分な大きさである。
【００２１】
コントロールピストン８３の小径部８３１を受け入れるため、リレーピストン８５の十字型のリブの端部に、小径部８３１がはまり合う受入れ凹部８５８を設ける。凹部８５８は、周方向に等間隔に配置した４つのリブ壁８５８ｗによって定まる。小径部８３１が円柱形状であるのに対し、各リブ壁８５８ｗは軸線方向に伸びる平面形状である。したがって、小径部８３１は、外周面が各リブ壁８５８ｗに線接触するようにして受入れ凹部８５８にはまり合う。凹部８５８にはまり合った小径部８３１は、軸線方向には相対的に移動可能ではあるが、軸線方向に直交する方向には位置規制される。端的に言えば、小径部８３１と凹部８５８とが結合することによって、コントロールピストン８３とリレーピストン８５とは互いに軸線が一になるように位置合わせされる。さらに言うならば、コントロールピストン８３を支持する第１ハウジング１１と、リレーピストン８５を支持する第２ハウジング１２との正確な位置合わせを行うことができる。ここで、「正確な」とは、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２とを固定するボルト／ボルト通し孔による位置合わせ精度よりも高いことを意味する。  
【００２２】
以上に述べた第１の実施例のクラッチブースタ１０では、コントロールピストン８３側（つまり、凸状の小径部８３１）を凸、リレーピストン８５側（受入れ凹部８５８）を凹としている。しかし、凹凸の関係を反対にし、コントロールピストン８３側を凹、リレーピストン８５側を凸にすることもできるし、両ピストンが互いに凹と凸との両方のはめ合いをするようにすることもできる。
【００２３】
図４は、第１の実施例とは凹凸関係を反対にした第２の実施例を示す図であって、コントロールピストンおよびリレーピストンを収容した部分の断面図である。この第２の実施例では、第１ハウジング１１側に支持するコントロールピストン２８３は、止まり孔１１２から飛び出す大径な部分２８３５を備える。大径な部分２８３５は、一周を取り囲む周縁フランジ２８３５ｆを含み、周縁フランジ２８３５ｆの内周が受入れ凹部８３８を構成している。受入れ凹部８３８の内径は、リレーピストン２８５の端部を受け入れるに適した大きさである。第２の実施例のリレーピストン２８５は、第１の実施例のリレーピストン８５と似た構造である。違う点は、軸線方向の長さが短いこと（周縁フランジ２８３５ｆの軸線方向の長さ相当分だけ短い）、および４つのリブ端の中心部に受入れのための凹部がないこと、程度である。この第２の実施例でも、第１の実施例と同様、コントロールピストン２８３とリレーピストン２８５との凹凸によるはめ合い結合により、両ピストンの位置合わせ、結果的に両ピストンの一つを支持する第１ハウジング１１と第２ハウジング１２との正確な位置合わせを行うことができる。それに加え、第２の実施例は、周縁フランジ２８３５ｆが圧縮空気中の潤滑油（コンプレッサの鉱物油）を遮断するよう機能するので、潤滑油によってコントロールピストン２８３周りのシールリング８３２を膨潤させて劣化させる事態をも防止することができる。      
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明のクラッチブースタの第１の実施例を示す断面構造図である。
【図２】図１のブースタのリレーピストンを示す断面図である。
【図３】図１のブースタのリレーピストンの側面図である。
【図４】この発明のクラッチブースタの第２の実施例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  クラッチブースタ
１１  第１ハウジング
１２  第２ハウジング
２０  マスタシリンダ
３０  エアタンク（圧縮空気源）
４０  エアピストン
４４  圧力室
４６  無圧室
５０  供給弁
６０  ガイド手段
７０  液圧ピストン
７００  液圧室
８０  コントロールライン
８２  絞り通路  
８３，２８３  コントロールピストン
８３１  小径部
８５，２８５  リレーピストン
８５８  凹部
２８３５  凹部を構成する大径部分  
【図１】
2008105440.tif 000003
【図２】
2008105440.tif 000004
【図３】
2008105440.tif 000005
【図４】
2008105440.tif 000006