(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーピストンによってシェル内が圧力室と大気圧室に区画され、圧力室に導入されたエアによりパワーピストンが作動するパワーシリンダと、ピストンロッドを介してパワーピストンの作動を伝達されるハイドロリックピストンを有するハイドロリックシリンダと、ハイドロリックピストンに連結されて一体的に進退動し、クラッチの断接を行なうクラッチ操作用プッシュロッドとを備えたクラッチ倍力装置において、
前記シェル内を二つの空間に仕切るセンターガイドを設け、これら各空間内にそれぞれパワーピストンを配置して圧力室と大気圧室とに区画するとともに、両パワーピストンの一方を前記センターガイドの内周を貫通させ気密を保持して摺動させるようにし、かつ、前記ピストンロッドの一端にフランジを有するキャップを固定し、このキャップを一方のパワーピストンを貫通させて他方のパワーピストン側に連結して、この他方のパワーピストンと前記フランジとの間に前記一方のパワーピストンを挟持することにより、これら両パワーピストンおよびピストンロッドを固定して一体的に進退動させるようにしたことを特徴とするクラッチ倍力装置。
【請求項２】
前記一方のパワーピストンのセンターガイドを貫通している部分内に、二つの圧力室間を連通する連通路と、二つの大気圧室間を連通する連通路とを形成したことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ倍力装置。
【請求項３】
前記シェルを第１シェルおよび第２シェルから構成し、第１シェル内に前記第１パワーピストンを、第２シェル内に第２パワーピストンをそれぞれ嵌合させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクラッチ倍力装置。
【請求項４】
前記シェルを第１シェルおよび第２シェルから構成し、前記センターガイドをこれら両シェル間に挟持したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のクラッチ倍力装置。
【請求項５】
前記シェルを第１シェルおよび第２シェルから構成し、一方のシェルの端部を折曲げて内周側へ延長しセンターガイドを形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のクラッチ倍力装置。
【請求項６】
第２パワーピストンと第２シェルとの当接、または、第１パワーピストンとセンターガイドとの当接により非作動時のパワーピストンの後退限を規制することを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のクラッチ倍力装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチ倍力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、従来のクラッチ倍力装置の構成について簡単に説明する。図６は、従来のクラッチ倍力装置の一例を示すもので、このクラッチ倍力装置は、パワーシリンダ２とハイドロリックシリンダ４とコントロールバルブ６とを備えている。
【０００３】
パワーシリンダ２は、シリンダシェル８内に摺動自在に嵌合されたパワーピストン１０を備えており、このパワーピストン１０がシリンダシェル８内を圧力室１２と大気圧室１４とに区画している。パワーピストン１０の軸心部にはピストンロッド１６が固定されて一体的に進退動する。
【０００４】
ハイドロリックシリンダ４は、シリンダシェル８の開口部を閉塞するメインハウジング１８に一体に形成されたシリンダボディ２０内に設けられている。シリンダボディ２０のシリンダ孔２０ａ内にハイドロリックピストン２２が摺動可能に配置されている。このハイドロリックピストン２２は、シリンダ孔２０ａ内を液圧室２４と大気室２６とに区画している。前記パワーピストン１０に連結されたピストンロッド１６は、ハイドロリックシリンダ４のシリンダ孔２０ａ内に嵌着されたガイドブロック２８を貫通してハイドロリックピストン２２の一方の端面に当接している。また、このハイドロリックピストン２２の大気室２６側の端面には、クラッチ操作用のプッシュロッド２９が当接している。このプッシュロッド２９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。
【０００５】
コントロールバルブ６は、メインハウジング１８およびバルブハウジング３０に形成されたバルブ孔３１内に設けられている。バルブ孔３１内には、バルブリフタ３２が摺動自在に嵌合している。このバルブリフタ３２は、バルブ孔３１内を液圧室３４、排気室３５および変圧室３６に区画しており、変圧室３６内に配置されたスプリング３８によって、常時液圧室３４側へ付勢されている。また、このバルブリフタ３２内には、通路３２ａが形成されており、この内部通路３２ａの一端が変圧室３６側の先端に開口するとともに、他端は排気室３５内に開口し、エキゾーストカバー４０を介して大気に連通されている。
【０００６】
前記バルブ孔３１内のバルブハウジング３０側には、弁体４０が配置されている。この弁体４０は前記バルブリフタ３２と対向しており、コントロールバルブ６の非作動時にはスプリング４２によって付勢されて弁座４４に着座している。弁体４０が弁座４４に着座している状態では、前記変圧室３６とエアタンク（図示せず）に接続されている圧縮エア供給ポート５０との間を遮断している。そして、前記バルブリフタ３２が作動すると、弁体４０がこのバルブリフタ３２に押し上げられて開放し、変圧室３６と圧縮エア供給ポート５０とを接続する。
【０００７】
コントロールバルブ６の液圧室３４は、メインハウジング１８内に形成した通路６０によってハイドロリックシリンダ４の液圧室２４に連通し、このハイドロリックシリンダ４の液圧室２４は、メインハウジング１８内に形成した通路６２によって入口ポート６４に連通している。さらに、メインハウジング１８の入口ポート６４は、クラッチペダルによって作動されるマスタシリンダの出力圧室に接続されている（図示せず）。
【０００８】
コントロールバルブ６の圧縮エア供給ポート５０は、図示しないエアタンクに接続されており、変圧室３６は、配管６６等を介してパワーシリンダ２の圧力室１２に接続されている。
【０００９】
前記構成に係るクラッチ倍力装置の作動について説明する。図示しないクラッチペダルを踏み込むと、マスタシリンダの出力圧室の液体が、メインハウジング１８の入口ポート６４から通路６２を通ってハイドロリックシリンダ４の液圧室２４に圧送され、さらに通路６０を介してコントロールバルブ６の液圧室３４に送られる。従って、ハイドロリックピストン２２が図６の右方へ移動されるとともに、バルブリフタ３２も図の右方へ押出される。
【００１０】
バルブリフタ３２が移動すると、先ず、このバルブリフタ３２の先端が弁体４０に当接して、バルブリフタ３２の内部の通路３２ａが閉鎖され、さらにバルブリフタ３２が移動して弁体４０を押し上げて弁座４４から離座させる。弁体４０が弁座４４から離座すると、流路が開放して圧縮エア供給ポート５０と変圧室３６とが接続される。すると、エアタンクの圧縮エアが、変圧室３６および配管６６等を通り、パワーシリンダ２の圧力室１２に供給される。この圧力室１２に供給された圧縮エアが、パワーピストン１０を図６の右方へ移動させる。パワーピストン１０が前進すると、それに伴ってピストンロッド１６およびハイドロリックピストン２２が図６の右方へ移動し、クラッチ操作用プッシュロッド２９を前進させる。このクラッチ操作用プッシュロッド２９の前進によってクラッチアウターレバーが作動してクラッチを切る。
【００１１】
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６の液圧室３４内の圧力が低下して、バルブリフタ３２はスプリング３８によって図６の状態に復帰する。すると、バルブリフタ３２の内部通路３２ａが開放し、変圧室３６はこの内部通路３２ａを経て排気室３５に連通され、パワーシリンダ２の圧力室１２内のエアが配管６６、変圧室３６、内部通路３２ａ、排気室３５およびエキゾーストカバー４０を介して大気に放出される。すると、パワーピストン１０、ピストンロッド１６、ハイドロリックピストン２２およびクラッチ操作用プッシュロッド２９は、図６の状態に復帰し、クラッチアウターレバーが戻ってクラッチが再び接続される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のクラッチ倍力装置では、パワーシリンダ２のシェル８内に単一のパワーピストン１０が配置され、シェル８内を一組の圧力室１２と大気圧室１４に区画し、これら両室１２，１４の圧力差でパワーシリンダ１０を作動させるようになっている。ところで、最近の自動車では、エンジンの高馬力化に伴ってクラッチ荷重がアップしているが、これに対応するためには、クラッチ倍力装置の出力を大きくする必要がある。しかしながら、従来のクラッチ倍力装置のパワーシリンダ２は、パワーピストン１０がシングルであるため、出力をアップするにはパワーピストン１０のピストン径を大きくする必要がある。このようにピストン径を大きくすると、トランスミッションとフレームとの隙間が狭いためクラッチ倍力装置の取付けができない場合があり、また、取付け・着脱が困難になるという問題があった。
【００１３】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、パワーピストンの径を大きくすることなく出力をアップすることができるクラッチ倍力装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクラッチ倍力装置は、パワーピストンによってシェル内が圧力室と大気圧室に区画され、圧力室に導入されたエアによりパワーピストンが作動するパワーシリンダと、ピストンロッドを介してパワーピストンの作動を伝達されるハイドロリックピストンを有するハイドロリックシリンダと、ハイドロリックピストンに連結されて一体的に進退動し、クラッチの断接を行なうクラッチ操作用プッシュロッドとを備えたものであって、特に、前記シェル内を二つの空間に仕切るセンターガイドを設け、これら各空間内にそれぞれパワーピストンを配置して圧力室と大気圧室とに区画するとともに、両パワーピストンの一方を前記センターガイドの内周を貫通させ気密を保持して摺動させるようにし、かつ、前記ピストンロッドの一端にフランジを有するキャップを固定し、このキャップを一方のパワーピストンを貫通させて他方のパワーピストン側に連結して、この他方のパワーピストンと前記フランジとの間に前記一方のパワーピストンを挟持することにより、これら両パワーピストンおよびピストンロッドを固定して一体的に進退動させるようにしたものである。
【００１５】
【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倍力装置の縦断面図、図２はその左側面図である。このクラッチ倍力装置は、前記従来のクラッチ倍力装置と同様に、パワーシリンダ２とハイドロリックシリンダ４とコントロールバルブ６とを備えており、ハイドロリックシリンダ４およびコントロールバルブ６は前記従来のクラッチ倍力装置と同様の構成を有しているので、同一または対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
このパワーシリンダ２は、メインハウジング１８に固定された第１シェル７０と、この第１シェル７０に固定された小径の第２シェル７２とによってシリンダシェル８が構成されており、第１シェル７０内には第１パワーピストン７４が、そして第２シェル７２内には第２パワーピストン７６が、それぞれ外周に嵌着されたシール部材７８，８０に介して摺動自在に嵌合している。これら第１パワーピストン７４と第２パワーピストン７６とは、後に説明するように互いに連結されて一体的に進退動する。
【００１７】
第１シェル７０の第２シェル７２側端部（図１の左側の端部）は、外周の円筒部から内周側へ向けて折曲げられており（以下、この折曲げられた部分をセンターガイド８２と呼ぶ）、シリンダシェル８内を第１シェル７０側の空間と第２シェル７２側の空間とに仕切っている。第２シェル７２内に嵌合されている第２パワーピストン７６の中心部には、第１パワーピストン７０側へ延びる円柱部７６ａが形成されており、この円柱部７６ａが、前記第１シェル７０の折曲げられたセンターガイド８２内を貫通し、このセンターガイド８２の内周面に嵌着されたシール部材８４によって気密を保持して摺動するようになっている。従って、第１シェル７０内の空間は、第１パワーピストン７４とセンターガイド８２との間に形成された第１圧力室８６と、第１パワーピストン７４とメインハウジング１８との間に形成された第１大気圧室８８とに区画され、第２シェル７２内の空間は、第２シェル７２と第２パワーピストン７６との間に形成された第２圧力室９０と、第２パワーピストン７６と前記センターガイド８２との間に形成された第２大気圧室９２とに区画されている。
【００１８】
第１パワーピストン７４は、ほぼ円板状をしており、その中央に大径の円形凹部７４ａおよび小径の貫通穴７４ｂが形成されている。一方、第２パワーピストン７６は、円板状の部分７６ｂと、前記センターガイド８２を摺動自在に貫通する円柱部７６ａとを有しており、この円柱部７６ａの先端（図１の右側）が第１パワーピストン７４の大径の円形凹部７４ａ内に嵌合している。円柱部７６ａの先端側には、前記第１パワーピストン７４の貫通穴７４ｂとほぼ同径の円孔７６ｃが形成され、その内面に雌ねじが形成されている。
【００１９】
第１および第２パワーピストン７４，７６の作動を前記ハイドロリックピストン２２に伝達するピストンロッド１６は、パワーピストン７４，７６側の端部が、フランジ９４ａを有するキャップ９４内に嵌合され、先端をかしめられてこのキャップ９４に固定されている。キャップ９４の外周面には雄ねじが形成されており、このキャップ９４を第１パワーピストン７４の貫通穴７４ｂを挿通して、前記第２パワーピストン７６の円孔７６ｃ内に螺合することにより、第１パワーピストン７４を、第２パワーピストン７６の円柱部７６ａの先端面とキャップ９４のフランジ９４ａとの間に挾持して、これら第１パワーピストン７４、第２パワーピストン７６およびピストンロッド１６を固定し一体的に進退動するようにしている。
【００２０】
第２パワーピストン７６の、第２シェル７２の内面に向かい合う前面の中央部に、第２パワーピストン７６の円板状の部分７６ｂよりも前方へ突出したストッパ７６ｄが形成されており、このパワーシリンダ２の非作動時には、両パワーピストン７４，７６が第１大気圧室８８内に配置されたリターンスプリング９６に押され、このストッパ７６ｄが第２シェル７２の内面に当接することにより停止している。
【００２１】
第２パワーピストン７６の内部には、円板状の部分７６ｂの前面側（図１の左側）の中央寄りに一端が開口し、円柱部７６ａ内を通って他端がセンターガイド８２と第１パワーピストン７４との間の第１圧力室８６内に開口する連通路７６ｅが形成されている。この連通路７６ｅによって、第２パワーピストン７６と第２シェル７２との間に形成された第２圧力室９０と、前記第１圧力室８６との間を常時連通している。また、第２パワーピストン７６の円柱部７６ａ内には、一端が円板状の部分７６ｂの近くの側面に開口し、他端が円柱部７６ａの先端面に開口する連通路７６ｆが形成されており、この連通路７６ｆは、さらに、第１パワーピストン７４の両面を貫通する連通路７４ｃに連通している。これら第２パワーピストン７６の連通路７６ｆと第１パワーピストン７４の連通路７６ｃによって、センターガイド８２と第２パワーピストン７６との間に形成された第２大気圧室９２と、第１パワーピストン７４とメインハウジング１８との間に形成された第１大気圧室８８との間を常時連通している。
【００２２】
前記構成に係るクラッチ倍力装置の作動について説明する。図示しないクラッチペダルが操作されると、前記コントロールバルブ６からの出力エアが、配管６６等を通って第２圧力室９０に導入され、さらに、両圧力室９０，８６間を連通する連通路７６ｅを介して第１圧力室８６にも導入される。これにより、第１圧力室８６と第１大気圧室８８との圧力差による第１パワーピストン７４の出力と、第２圧力室９０と第２大気圧室９２との圧力差による第２パワーピストン７６の出力とが、ピストンロッド１６を介してハイドロリックピストン２２に伝達され、ハイドロリックピストン２２が作動する。ハイドロリックピストン２２の作動によってクラッチ操作用プッシュロッド２９が前進し、図示しないクラッチアウターレバーを回転させてクラッチを切る。両パワーピストン７４，７６が作動する時には、そのストロークに応じて第２大気圧室９２の大気が、連通路７４ｃ，７６ｆを介して第１大気圧室８８に入り、メインハウジング１８内の通路９８を通ってエキゾーストカバー４０から大気に排出される。
【００２３】
また、戻り時には、第１圧力室８６のエアは連通路７６ｅを通って第２圧力室９０に入り、第２圧力室９０のエアとともに、コントロールバルブ６およびエキゾーストカバー４０を介して大気に排出される。このように本実施例に係るクラッチ倍力装置は、パワーピストン７４，７６をタンデムにしたので、パワーピストン７４、７６の径を拡大することなく出力を増大することができ、従来のクラッチ倍力装置と同様に、容易に取付け脱着が可能である。しかも、第１パワーピストン７４と第２パワーピストン７６とを一体的に連結し、第１シェル７０の端部に設けたセンターガイド８２を、第２パワーピストン７６の円柱部７６ａを気密を保持して摺動自在に嵌合させたので、構造が簡単なタンデム式クラッチ倍力装置を得ることができる。また、組立性も極めて優れている。
【００２４】
ここで、前記従来のクラッチ倍力装置と前記実施例に係るクラッチ倍力装置との出力の差について説明する。
第１パワーピストン７４の径をＡ１，
第２パワーピストン７６の径をＡ２，
第２パワーピストン７６の円柱部７６ａの径をＡ０，
ハイドロリックピストン２２の径をＡｈ，
ピストンロッド１６の径をＡｒ，
圧力室１２，９０に導入されるエア圧をＰ，
マスタシリンダ圧をＰ１，
リターンスプリング力をＳｐとすると、
従来のクラッチ倍力装置の出力は、
Ａ１・Ｐ＋Ｐ１（ＡｈーＡｒ）ーＳｐであり、
前記実施例のクラッチ倍力装置の出力は、
（Ａ１＋Ａ２ーＡ０）Ｐ＋Ｐ１（ＡｈーＡｒ）ーＳｐである。
従って、本実施例装置の方が、（Ａ２ーＡ０）Ｐだけ出力が増大する。
【００２５】
なお、本発明は、前記実施例に係るクラッチ倍力装置に限らず、半自動クラッチまたは全自動クラッチ式クラッチ装置のクラッチ操作装置として用いられるクラッチ倍力装置にも適用可能である。このような装置でクラッチが自動的に作動する場合には、電磁弁を介して第２圧力室９０にエアが給排される。
【００２６】
図３および図４は第２の実施例に係るクラッチ倍力装置を示す縦断面図およびその左側面図であり、シリンダシェル８およびメインハウジング１８の形状が前記第１実施例と異なっており、異なる部分についてだけ説明する。前記実施例では、第１シェル７０が別体のメインハウジング１８に固定されており、この第１シェル７０のメインハウジング１８と逆側にセンターガイド８２が一体的に形成されていたが、この実施例では、第１シェル１７０はメインハウジング１８と一体の円筒状をしている。そして、シリンダシェル８内を二つの空間に仕切るセンターガイド１８２は、独立した環状の円板から成り、前記第１シェル１７０と第２シェル１７２との間に挾持されている。この構成のクラッチ倍力装置も、前記クラッチ倍力装置と同様に作動し、同様の効果を奏することができる。
【００２７】
図５は第３の実施例を示すもので、この実施例では、シリンダシェル８およびメインハウジング１８の構成は、前記第１実施例と同一であるが、第１パワーピストン１７４および第２パワーピストン１７６の形状が異なっている。この実施例では、第２パワーピストン１７６が、内部に空洞１７６ｇを有する円筒状をしており、前記ピストンロッド１６を固定するキャップ１９４を、円筒部１７６ｈの底面を貫通させ、その先端にナット１９６を螺合して第１パワーピストン１７４、第２パワーピストン１７６およびピストンロッド１６を連結し一体的に進退動するようにしている。
【００２８】
また、第２パワーピストン１７６の内部が空洞１７６ｇであるから、中央にはストッパがなく、第１パワーピストン１７４の前面（図５の左側）にストッパ１７４ｄが設けられている。このクラッチ倍力装置の非作動時には、このストッパ１７４ｄが第１シェル７０に形成されたセンターガイド８２に当接して両パワーピストン１７４，１７６が停止している。さらに、第１圧力室８６と第２圧力室９０とを連通する連通路は、円筒部１７６ｈの壁面を貫通する半径方向の穴１７６ｉになっている。この実施例に係るクラッチ倍力装置も、前記各実施例と同様に作動し、同様の効果を奏する。なお、前記各実施例では、第１パワーピストン７４，１７４と第２パワーピストン７６，１７６の径を異ならせたが、必ずしも異径である必要はなく、同径であっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のクラッチ倍力装置では、パワーシリンダのシェル内を二つの空間に仕切るセンターガイドを設け、これら各空間内にそれぞれパワーピストンを配置して圧力室と大気圧室とに区画するとともに、両パワーピストンの一方を前記センターガイドの内周を貫通させ気密を保持して摺動させるようにし、かつ、前記ピストンロッドの一端にフランジを有するキャップを固定し、このキャップを一方のパワーピストンを貫通させて他方のパワーピストン側に連結して、この他方のパワーピストンと前記フランジとの間に前記一方のパワーピストンを挟持することにより、これら両パワーピストンおよびピストンロッドを固定して一体的に進退動させるようにしたことにより、パワーピストンの径を大きくすることなくパワーシリンダの出力を増大することができる。また、簡単な構造でパワーピストンをタンデム化することができ、しかも組立性の優れたクラッチ倍力装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るクラッチ倍力装置の縦断面図である。
【図２】前記クラッチ倍力装置の左側面図である。
【図３】第２の実施例に係るクラッチ倍力装置の縦断面図である。
【図４】図３のクラッチ倍力装置の左側面図である。
【図５】第３の実施例に係るクラッチ倍力装置の縦断面図である。
【図６】従来のクラッチ倍力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
４    ハイドロリックシリンダ
８    シェル
２２    ハイドロリックピストン
２９    クラッチ操作用プッシュロッド
７０    第１シェル
７２    第２シェル
７４    第１パワーピストン
７６    第２パワーピストン
７６ｅ  圧力室間を連通する通路
７６ｆ  大気圧室間を連通する通路
８２    センターガイド
８６    第１圧力室
８８    第１大気圧室
９０    第２圧力室
９２    第２大気圧室
【図１】
0003807055.tif 000002
【図２】
0003807055.tif 000003
【図４】
0003807055.tif 000004
【図３】
0003807055.tif 000005
【図５】
0003807055.tif 000006
【図６】
0003807055.tif 000007