JP4225351B2 - クラッチ操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、マニュアルトランスミッション（手動式変速機）が搭載された自動車に備えられるクラッチを油圧シリンダによる操作力の伝達によって係合・解放させるクラッチ操作装置に関する。

一般に、マニュアルトランスミッションが搭載された自動車においては、自動車を発進させる場合や、変速機の変速段を切り換える場合には、運転者がクラッチペダルを踏み込み操作してクラッチの係合・解放を行い、エンジンと変速機との間のトルクの伝達を行っている。このようなクラッチを係合・解放させるためのクラッチ操作装置として、例えば、クラッチマスタシリンダやクラッチレリーズシリンダ等の油圧シリンダを備えたものが知られている。クラッチマスタシリンダを備えたクラッチ操作装置では、クラッチペダルの踏み込み操作量によって、クラッチマスタシリンダで発生する油圧が変化する。これにともなって、クラッチの係合度合い（クラッチ伝達容量）が完全に係合された完全係合状態と完全に解放された完全解放状態との間で変化する。

ところで、急発進時等に、運転者がクラッチペダルから足を離したりして、その踏み込み操作を急に解除すると、クラッチは完全解放状態から直ちに完全係合状態になり急に係合される。しかし、このようなクラッチの急係合が起きると、変速機に入力されるトルクが過大になり、これにともなうショックが大きくなる。その結果、クラッチ機構や変速機構の劣化を招いてしまう。

上述のようなクラッチの急係合の回避を図った技術として、例えば、特許文献１に記載されたものが提案されている。特許文献１には、クラッチレリーズシリンダにおいて、シリンダに平行に設けられ、開口部がシリンダ壁面に設けられた油路と、オリフィスと、バルブで開閉可能な油孔との３つの通油部位に対するピストンの位置関係により通油抵抗を変更して、ピストンのリターン速度をクラッチの完全解放状態から完全係合状態に至る過程で一瞬だけ緩慢にすることが示されている。
特許第２８４２０６９号公報

しかし、上記従来例では、ピストンのリターン速度を緩慢にするための通油抵抗を変更する構造が複雑であった。また、スプリングの弾性力に抗してピストンに設けられた突起部によりバルブを押して油孔を開放する構造であったので、スプリング等が別途必要になっていた。そして、突起部とバルブとが接触するため、接触摩耗を考慮する必要があった。さらには、油孔にバルブの円錐形状の部分が押し込まれて油孔を塞ぐ構造であったため、シール性も考慮する必要があった。

本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構造でクラッチの急係合にともなうショックを低減することができるようなクラッチ操作装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、マニュアルトランスミッションが搭載された自動車に備えられるクラッチを油圧シリンダによる操作力の伝達によって係合・解放させるクラッチ操作装置において、前記油圧シリンダは、油室と前記クラッチ側からのオイル戻し油路とを連通する開口部が壁面に形成されたシリンダボディと、このシリンダボディ内をクラッチの完全解放状態に対応する一端部側からクラッチの完全係合状態に対応する他端部側にわたってストローク可能なピストンと、このピストンに固定され、ピストンのストロークにともなって前記シリンダボディ内を壁面に沿って移動する可動部材とを備え、前記可動部材には、前記シリンダボディの開口部と互いに重なり合う位置に前記油室に連通する開口部が形成され、前記シリンダボディの開口部と前記可動部材の開口部とが重なり合って形成される連通路の面積は、前記ピストンのストローク位置が両端部にある場合に比べて、そのストローク位置が前記両端部間の中間部にある場合に、小さくなるように構成されていることを特徴としている。

上記構成は、クラッチマスタシリンダやクラッチレリーズシリンダ等の油圧シリンダに適用することが可能である。上記構成によれば、クラッチの係合動作の際、オイル戻し油路を通じてオイルが戻されるが、このとき、ピストンのストローク位置に応じて上記連通路の面積が変化するので、上記連通路を介して戻されるオイルの単位時間当たりの流量が変化する。具体的には、上記連通路を介して戻されるオイルの単位時間当たりの流量が、ピストンのストローク位置が両端部にある場合に比べて、そのストローク位置が両端部間の中間部にある場合に、小さくなる。これにともなって、クラッチの係合度合いが、クラッチの完全解放状態から完全係合状態まで、同じ速度で一様に増加するのではなく、クラッチ係合波形が段付き形状になるように変化するようになる。

これにより、クラッチが完全解放状態から直ちに完全係合状態になるわけではなく、クラッチが緩やかに係合される状態（ピストンのストローク位置が中間部にあるときの状態）を経て完全係合状態に至る。その結果、複雑な構造や複雑な制御を要することなく、クラッチの急係合にともなうショックを低減することができる。しかも、クラッチの係合動作の開始直後（ピストンのストローク位置が一端部側にあるとき）には、上記連通路は絞られていないので、連通路を面積が一定のオリフィスで絞った場合に比べて、クラッチの係合動作の開始直後に変速機に入力されるトルクを速やかに増加させることができる。これにより、発進の際の優れた応答性を確保することができる。

本発明において、上記連通路の面積を可変とする具体構成として、以下の構成が挙げられる。すなわち、前記シリンダボディの開口部および前記可動部材の開口部のうちいずれか一方の開口部がピストンストローク方向に延びて形成されているとともに、この開口部には、ピストンストローク方向の両端部に設けられる幅広部分と、そのピストンストローク方向の中間部に設けられる幅狭部分とが備えられ、前記シリンダボディの開口部および前記可動部材の開口部のうち他方の開口部の幅が、前記一方の開口部の幅狭部分の幅に比べて大きくなっている構成とされている。ここで、前記一方の開口部を前記可動部材の開口部とし、前記他方の開口部を前記シリンダボディの開口部とすることが可能である。

このように、シリンダボディの開口部の形状または可動部材の開口部の形状を工夫することによって、上記連通路の面積を可変として、上記連通路を介して戻されるオイルの単位時間当たりの流量を可変とすることができる。これにより、クラッチ係合波形を段付き形状に変化させることができ、クラッチの急係合にともなうショックを低減することができる。

そして、前記一方の開口部の両幅広部分のうち幅狭部分側のそれぞれの開口縁を、幅方向に沿って延びるように形成するとともに、前記他方の開口部のピストンストローク方向の両端側の開口縁を、幅方向に沿って延びるように形成することが好ましい。例えば、前記一方の開口部の両幅広部分および前記他方の開口部を矩形に形成することが可能である。こうすると、他方の開口部が、一方の開口部の幅広部分と幅狭部分とに跨って重なり合っている期間が短くなる。言い換えれば、上記連通路の面積が変化する期間が短くなる。これにより、クラッチ急係合にともなうショックの低減および優れた発進応答性をより効果的に達成することができる。

また、本発明において、前記シリンダボディには、前記シリンダボディの内壁との間で前記可動部材を挟むとともに、この可動部材の移動をガイドするガイド手段が設けられていることを特徴としている。こうすれば、上記連通路を介してオイルが戻されるとき、可動部材のオイル流れ方向への移動（例えば、可動部材の浮き上がり）を防止することができる。これにより、上記連通路を介して戻されるオイルの単位時間当たりの流量を確実にコントロールすることができる。

ここで、ガイド手段の具体構成として次の構成を採用することが可能である。すなわち、ガイド手段は、前記可動部材の開口部を覆うように設けられた板状部材で構成され、前記板状部材は、前記シリンダボディに固定され、この板状部材には開口部が形成されており、この板状部材の開口部内に前記シリンダボディの開口部の全領域が含まれている。こうすれば、上記連通路を介して戻されるオイルの流れがガイド手段である板状部材によって妨げられることがなくなり、スムーズなオイル戻しが可能になる。

本発明によれば、クラッチの係合動作の際、オイル戻し油路を通じてオイルが戻されるが、このとき、ピストンのストローク位置に応じて、シリンダボディの開口部と可動部材の開口部とが重なり合って形成される連通路の面積が変化するので、上記連通路を介して戻されるオイルの単位時間当たりの流量が変化する。具体的には、上記連通路を介して戻されるオイルの単位時間当たりの流量が、ピストンのストローク位置が両端部にある場合に比べて、そのストローク位置が両端部間の中間部にある場合に、小さくなる。これにともなって、クラッチの係合度合いが、クラッチの完全解放状態から完全係合状態まで、同じ速度で一様に増加するのではなく、クラッチ係合波形が段付き形状になるように変化するようになる。これにより、クラッチが完全解放状態から直ちに完全係合状態になるわけではなく、クラッチが緩やかに係合される状態を経て完全係合状態に至る。その結果、複雑な構造や複雑な制御を要することなく、クラッチの急係合にともなうショックを低減することができる。

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。以下では、本発明の一実施形態を、マニュアルトランスミッション（手動式変速機）を搭載した自動車に備えられるクラッチ操作装置を例に挙げて説明する。また、以下の例では、クラッチ操作装置に備えられるクラッチマスタシリンダに、本発明を適用した場合について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るクラッチ操作装置１０の概略構成を示す斜視図である。図２は、クラッチ操作装置のクラッチマスタシリンダを示す側面断面図、図３、図４は、クラッチ操作装置のクラッチマスタシリンダを示す平面断面図である。

図１〜図４に示すように、クラッチ操作装置１０は、クラッチペダル２０と、ペダルリターンスプリング２１と、クラッチマスタシリンダ３０と、フレキシブルホース４０と、クラッチカバー５０と、クラッチレリーズシリンダ６０と、レリーズフォーク７０とを備えている。

クラッチペダル２０は、ペダルレバー２２の下端部に踏み込み部であるペダル部２３が一体形成されて構成されている。そして、車室内とエンジンルーム内とを区画するダッシュパネルに取り付けられた図示しないクラッチペダルブラケットによってペダルレバー２２の上端近傍位置が水平軸回りに回動自在に支持されている。ペダルレバー２２には、ペダルリターンスプリング２１によって手前側（運転者側）に向かう回動方向への付勢力が付与されている。このペダルリターンスプリング２１の付勢力に抗して運転者がペダル部２３の踏み込み操作を行うことにより、後述するように、クラッチの解放動作（レリーズ動作）が行われるようになっている。また、運転者がペダル部２３の踏み込み操作を解除することにより、クラッチの係合動作が行われるようになっている。

クラッチマスタシリンダ３０は、シリンダボディ３１の内部にピストン３２等が組み込まれた構成となっている。このピストン３２の車室内側の端面には、プッシュロッド３３の一端が接続されており、このプッシュロッド３３の他端（車室内側の端部）がペダルレバー２２の中間部に接続されている。シリンダボディ３１の内部の、ピストン３２のプッシュロッド３３が接続された側とは反対側の空間が油室３１ａとなっている。つまり、シリンダボディ３１の内部が、ピストン３２によって油室３１ａとプッシュロッド３３が配置される空間とに区画されている。

油室３１ａ内には、シリンダボディ３１の上部に設けられたリザーブタンク３５から給油ポート３５ａを介して供給されるクラッチフルード（オイル）が注入されている。シリンダボディ３１には、フレキシブルホース４０が接続される接続部３８が一体的に設けられている。接続部３８には、油室３１ａ内をフレキシブルホース４０内に連通する油路３８ａ，３８ｂが形成されている。接続部３８の詳細については後述する。

ピストン３２は、シリンダボディ３１内をクラッチ完全解放状態に対応する一端部側の位置Ｘ１（図３で示す位置）からクラッチ完全係合状態に対応する他端部側の位置Ｘ２（図４で示す位置）にわたってストローク可能になっている。そして、運転者によるクラッチペダル２０の踏み込み操作による操作力が、そのペダルレバー２２の中間部からプッシュロッド３３に伝達され、シリンダボディ３１内でピストン３２が一端部側に向けてストロークすることにより、シリンダボディ３１の油室３１ａ内で油圧が発生する。そして、クラッチマスタシリンダ３０によって、油圧に変換されたクラッチペダル２０の踏み込み操作力が後述するクラッチレリーズシリンダ６０へ伝達されるようになっている。

ここで、シリンダボディ３１内のピストン３２のストローク位置（軸方向位置）に応じて、クラッチマスタシリンダ３０で発生する油圧が変更されるようになっている。具体的には、クラッチペダル２０の踏み込み量が大きいほど、プッシュロッド３３を介してピストン３２に伝達されるクラッチペダル２０の踏み込み操作力が大きくなり、ピストン３２のストローク位置が上記一端部側へ向けて変化する。これにともない、シリンダボディ３１の油室３１ａ内で発生する油圧が大きくなる。このとき、クラッチマスタシリンダ３０からクラッチレリーズシリンダ６０へオイルが送られる。

一方、クラッチペダル２０の踏み込み量が小さいほど、プッシュロッド３３を介してピストン３２に伝達されるクラッチペダル２０の踏み込み操作力が小さくなり、ピストン３２のストローク位置が上記他端部側へ向けて変化する。これにともない、シリンダボディ３１の油室３１ａ内で発生する油圧が小さくなる。このとき、クラッチレリーズシリンダ６０からクラッチマスタシリンダ３０へオイルが戻される。

なお、シリンダボディ３１の車室内側の端部の外周囲には、フランジ３４が設けられており、このフランジ３４が上記ダッシュパネルにボルト止めされることで、クラッチマスタシリンダ３０が車体に支持されている。このクラッチマスタシリンダ３０の内部の構造の詳細については後述する。

クラッチマスタシリンダ３０によって発生する油圧は、フレキシブルホース４０内のオイルによってクラッチレリーズシリンダ６０へ伝達される。このフレキシブルホース４０のクラッチマスタシリンダ３０側の油路は、二股形状に形成された分岐油路４０ａ，４０ｂになっている。一方の分岐油路４０ａは、クラッチマスタシリンダ３０からクラッチレリーズシリンダ６０へオイルを送るために用いられるのに対し、他方の分岐油路４０ｂは、クラッチレリーズシリンダ６０からクラッチマスタシリンダ３０へオイルを戻すために用いられる。

フレキシブルホース４０の分岐油路４０ａ，４０ｂは、クラッチマスタシリンダ３０のシリンダボディ３１に一体的に設けられた接続部３８の内部に設けられた油路３８ａ，３８ｂにそれぞれ接続されている。そして、油路３８ａ，３８ｂは、後述するクラッチマスタシリンダ３０のシリンダボディ３１の開口部３１ｂ，３１ｃを介して油室３１ａにそれぞれ連通されている。また、油路３８ａ，３８ｂと分岐油路４０ａ，４０ｂとの間には、逆止弁３９ａ，３９ｂがそれぞれ介在されている。

一方の油路３８ａは、逆止弁３９ａを介してフレキシブルホース４０の一方の分岐油路４０ａに接続されている。これにより、クラッチマスタシリンダ３０からクラッチレリーズシリンダ６０へのオイルの流出が許容される一方、クラッチレリーズシリンダ６０からクラッチマスタシリンダ３０へのオイルの流入が阻止されるようになっている。したがって、油路３８ａは、オイル送り専用の油路となっている。

これに対し、他方の油路３８ｂは、逆止弁３９ｂを介してフレキシブルホース４０の他方の分岐油路４０ｂに接続されている。これにより、クラッチマスタシリンダ３０からクラッチレリーズシリンダ６０へのオイルの流出が阻止される一方、クラッチレリーズシリンダ６０からクラッチマスタシリンダ３０へのオイルの流入が許容されるようになっている。したがって、油路３８ｂは、オイル戻し専用の油路となっている。

クラッチレリーズシリンダ６０は、図示はしないが、上述のクラッチマスタシリンダ３０と同様に、シリンダボディの内部にピストン等が組み込まれた構成となっている。そして、シリンダボディの内部が、ピストンによってフレキシブルホース４０内に連通する油室と、レリーズフォーク７０を作動させるロッドが配置される空間とに区画されている。クラッチレリーズシリンダ６０は、フレキシブルホース４０を介してクラッチマスタシリンダ３０から圧送されるオイルによって油圧を受け、これにともなって、レリーズフォーク７０を作動させる。これにより、クラッチカバー５０が図示しないクラッチディスクに対し進退移動する。

ここで、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンは、シリンダボディ内をクラッチ完全解放状態に対応する一端部側の位置からクラッチ完全係合状態に対応する他端部側の位置にわたってストローク可能になっている。クラッチレリーズシリンダ６０のピストンのストローク位置は、このピストンが受ける油圧に応じて変更されるようになっている。このため、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンのストローク位置は、上述したクラッチマスタシリンダ３０のピストン３２のストローク位置に対応している。例えば、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンの上記一端部側の位置は、クラッチマスタシリンダ３０のピストン３２の一端部側の位置Ｘ１に対応し、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンの上記他端部側の位置は、クラッチマスタシリンダ３０のピストン３２の他端部側の位置Ｘ２に対応する。

そして、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンのストローク位置に応じて、レリーズフォーク７０の動作位置が変更されて、クラッチの係合・解放動作が行われるようになっている。具体的には、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンが受ける油圧が大きくなると、このピストンのストローク位置が上記一端部側へ向けて変化する。これにより、レリーズフォーク７０がクラッチカバー５０をクラッチディスクから切り離す方向へ移動する。このレリーズフォーク７０の動作にともなって、クラッチカバー５０がクラッチディスクから徐々に切り離され、クラッチの解放動作が進む。そして、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンのストローク位置が上記一端部側の位置まで変化すると、クラッチが完全に切り離されるクラッチの完全解放状態に至る。

一方、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンが受ける油圧が小さくなると、このピストンのストローク位置が上記他端部側へ向けて変化する。これにより、レリーズフォーク７０がクラッチカバー５０をクラッチディスクに係合する方向へ移動する。このレリーズフォーク７０の動作にともなって、クラッチカバー５０がクラッチディスクに徐々に係合され、クラッチの係合動作が進む。そして、クラッチレリーズシリンダ６０のピストンのストローク位置が上記他端部側の位置まで変化すると、クラッチが完全に係合されるクラッチの完全係合状態に至る。

次に、クラッチ操作装置１０のクラッチマスタシリンダ３０の内部の構造について、図１〜図６を用いて詳しく説明する。図５は、クラッチマスタシリンダ内部のスライド部材、ガイド部材等を示す斜視図である。図６は、クラッチの係合動作の際のスライド部材の動作を示す図であって、連通路の面積の変化を示す図である。なお、図６ではスライド部材とガイド部材だけを図示している。

クラッチマスタシリンダ３０のシリンダボディ３１の油室３１ａを形成する部分の壁部には、この壁部を貫通する一対の開口部３１ｂ，３１ｃが形成されている。開口部３１ｂ，３１ｃは、ともに円形に形成されている。開口部３１ｂ，３１ｃは、ピストン３２のストローク方向（軸方向）に沿って、所定の距離だけ隔てて並んで設けられている。開口部３１ｂ，３１ｃを介して、シリンダボディ３１の油室３１ａが、このシリンダボディ３１に一体的に設けられた接続部３８の油路３８ａ，３８ｂにそれぞれ連通されている。

シリンダボディ３１の一端部側に設けられる一方の開口部３１ｂは、接続部３８の一方の油路３８ａに臨んでいる。油路３８ａには、逆止弁３９ａが設けられているため、油室３１ａ内のオイルが、開口部３１ｂおよび油路３８ａを介して、クラッチレリーズシリンダ６０に流出される。これに対し、シリンダボディ３１の他端部側に設けられる他方の開口部３１ｃは、接続部３８の他方の油路３８ｂに臨んでいる。油路３８ｂには、逆止弁３９ｂが接続されているため、クラッチレリーズシリンダ６０からのオイルが、油路３８ｂおよび開口部３１ｃを介して、油室３１ａ内に流入される。

シリンダボディ３１の油室３１ａ内には、スライド部材（可動部材）３６とガイド部材３７とが配設されている。

スライド部材３６は、ピストン３２の油室３１ａ側の端部の下部に取り付け固定されている板状の部材である。スライド部材３６は、ピストン３２のストロークにともなってシリンダボディ３１内を壁面に沿って摺動する。スライド部材３６の下面は、シリンダボディ３１の内壁面に倣った円弧状に形成されており、その内壁面に接している。一方、スライド部材３６の上面は、平坦に形成されており、上方に配置されるガイド部材３７の下面に接している。

スライド部材３６には、上下に貫通する開口部３６ａが形成されている。スライド部材３６において、開口部３６ａは、シリンダボディ３１の開口部３１ｃと互いに重なり合う箇所に設けられている。そして、開口部３６ａおよび開口部３１ｃを介して、油室３１ａが、接続部３８の油路３８ｂに連通されている。

開口部３６ａは、ストローク方向に延びており、そのストローク方向の両端部に設けられるほぼ矩形の幅広部分３６ｂ，３６ｄと，幅広部分３６ｂ，３６ｄの中間部に設けられるほぼ矩形の幅狭部分３６ｃとを備えている。ここで、幅広部分３６ｂ，３６ｄの幅（ストローク方向および開口部の貫通方向（ここでは上下方向）に直交する方向の幅）Ｗｂ，Ｗｄ（図６（ｃ））が等しくなっている。そして、幅広部分３６ｂ，３６ｄの幅Ｗｂ，Ｗｄに比べて、幅狭部分３６ｃの幅Ｗｃ（図６（ａ））が小さくなっている（Ｗｂ＝Ｗｄ＞Ｗｃ）。

ガイド部材３７は、シリンダボディ３１内でのスライド部材３６の移動をガイドするための板状の部材で、シリンダボディ３１の内壁に取り付け固定されている。ガイド部材３７は、シリンダボディ３１の内壁との間でスライド部材３６を挟むように配置されており、より具体的には、スライド部材３６の開口部３６ａを覆うように配置されている。そして、ガイド部材３７の下面とシリンダボディ３１の内壁面との間で形成される空間に、スライド部材３６が挿入されるようになっている。なお、ガイド部材３７は、ピストン３２のストロークを妨げないような箇所に配置されている。

ガイド部材３７の中央部には、上下に貫通する開口部３７ａが形成されている。開口部３７ａは、シリンダボディ３１の開口部３１ｂと同一形状に形成されており、シリンダボディ３１の開口部３１ｂと互いに重なり合う箇所に設けられている。この場合、ガイド部材３７の開口部３７ａが、ストローク方向および円周方向において、シリンダボディ３１の開口部３１ｂと同一の箇所に設けられるように、開口部３７ａが形成されている。

ここで、クラッチマスタシリンダ３０におけるシリンダボディ３１の開口部３１ｃと、スライド部材３６の開口部３６ａと、ガイド部材３７の開口部３７ａとの位置関係について説明する。

シリンダボディ３１の開口部３１ｃのストローク方向の長さＬ１（図５）と、ガイド部材３７の開口部３７ａのストローク方向の長さＬ３（図４）とが等しくなっている。そして、上記長さＬ１，Ｌ３に比べて、スライド部材３６の開口部３６ａのストローク方向の長さＬ２（図４）が大きくなっている（Ｌ２＞Ｌ１＝Ｌ３）。スライド部材３６の開口部３６ａのストローク方向の長さＬ２は、ピストン３２のストローク距離（位置Ｘ１から位置Ｘ２までの距離）以上であることが好ましい。

シリンダボディ３１の開口部３１ｃの幅Ｗ１（図５）と、ガイド部材３７の開口部３７ａの幅Ｗ３（図５）とが等しくなっている。そして、上記幅Ｗ１，Ｗ３に比べて、スライド部材３６の開口部３６ａの幅広部分３６ｂ，３６ｄの上記幅Ｗｂ，Ｗｄがほぼ等しくなっている。また、上記幅Ｗ１，Ｗ３に比べて、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃの幅Ｗｃが小さくなっている（Ｗｂ＝Ｗｄ≒Ｗ１＝Ｗ３＞Ｗｃ）。

シリンダボディ３１の開口部３１ｃと、スライド部材３６の開口部３６ａと、ガイド部材３７の開口部３７ａとは、互いに重なり合っており、連通路Ｚ１（図６で網掛けを施した部分）が形成されている。シリンダボディ３１内では、ピストン３２のストロークにともなってスライド部材３６のストローク方向の位置が変化するので、スライド部材３６の開口部３６ａが、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａと重なり合う箇所が変化する。これにより、開口部３１ｃ，３６ａ，３７ａが全て重なり合って形成される連通路Ｚ１の面積が変化する。つまり、ピストン３２のストローク位置に応じて上記連通路Ｚ１の面積が変化する。

具体的には、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの幅広部分３６ｂ，３６ｄだけと重なり合っているとき、上記連通路Ｚ１は絞られておらず、その面積は、シリンダボディ３１の開口部３１ｃの面積に等しくなっており、最大になっている。一方、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃだけと重なり合っているとき、上記連通路Ｚ１は絞られており、その面積は最小になっている。また、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの幅広部分３６ｂ，３６ｄと幅狭部分３６ｃとに跨って重なり合っているとき、上記連通路Ｚ１の面積は、徐々に変化する。

より詳細には、ピストン３２のストローク位置がクラッチ完全解放状態に対応する一端部側の位置Ｘ１のとき、図６（ａ）に示すように、スライド部材３６の開口部３６ａの一方の幅広部分３６ｂが、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａと重なり合っている。このとき、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａの全領域がスライド部材３６の開口部３６ａの一方の幅広部分３６ｂ内に含まれている。したがって、このときの上記連通路Ｚ１の面積は、シリンダボディ３１の開口部３１ｃの面積に等しくなっており、最大になっている。そして、ピストン３２のストローク位置が位置Ｘ１から他端部側（図３のＹ方向側）へ変化しても、スライド部材３６の開口部３６ａの一方の幅広部分３６ｂと幅狭部分３６ｃとの境界部分３６ｅが、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａと重なり合うまでは、上記連通路Ｚ１は絞られず、その面積は最大に保たれる。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化すると、図６（ｂ）に示すように、スライド部材３６の開口部３６ａの一方の幅広部分３６ｂと幅狭部分３６ｃとの境界部分３６ｅが、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａと重なり合うようになる。この状態では、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの一方の幅広部分３６ｂと幅狭部分３６ｃとに跨って重なり合う。そして、ピストン３２のストローク位置が他端部側へ変化するほど、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの一方の幅広部分３６ｂと重なり合う部分が減少するのに対し、幅狭部分３６ｃと重なり合う部分が増加するので、上記連通路Ｚ１は絞られ、その面積は減少していく。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化すると、図６（ｃ）に示すように、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃだけと重なり合うようになる。このとき、上記連通路Ｚ１の面積は最小になっており、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａの一部の領域だけがスライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃ内に含まれているが、残りの領域は幅狭部分３６ｃ内に含まれていない。そして、ピストン３２のストローク位置が他端部側へ変化しても、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃと他方の幅広部分３６ｄとの境界部分３６ｆが、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａと重なり合うまでは、上記連通路Ｚ１は絞られたままで、その面積は最小に保たれる。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化すると、図６（ｄ）に示すように、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃと他方の幅広部分３６ｄとの境界部分３６ｆが、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａと重なり合うようになる。この状態では、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃと他方の幅広部分３６ｄとに跨って重なり合う。そして、ピストン３２のストローク位置が他端部側へ変化するほど、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃと重なり合う部分が減少するのに対し、他方の幅広部分３６ｄと重なり合う部分が増加するので、上記連通路Ｚ１の面積は増加していく。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化すると、図６（ｅ）に示すように、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａが、スライド部材３６の開口部３６ａの他方の幅広部分３６ｄだけと重なり合うようになる。このとき、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａの全領域がスライド部材３６の開口部３６ａの他方の幅広部分３６ｄ内に含まれており、上記連通路Ｚ１の面積は最大になっている。そして、ピストン３２のストローク位置がクラッチ完全係合状態に対応する他端部側の位置Ｘ２に変化するまで、上記連通路Ｚ１は絞られず、その面積は最大に保たれる。

クラッチ操作装置１０のクラッチマスタシリンダ３０において、上記連通路Ｚ１の面積がピストン３２のストローク位置に応じて変化するので、クラッチの係合動作の際、次のような作用効果が得られる。

上述したように、運転者によるクラッチペダル２０の踏み込み操作力が小さくなると、クラッチの係合動作が行われる際、クラッチレリーズシリンダ６０からフレキシブルホース４０を介してクラッチマスタシリンダ３０へオイルが戻される。この際、クラッチマスタシリンダ３０のシリンダボディ３１の油室３１ａ内へは、上記連通路Ｚ１を介してオイルが流入される。上記連通路Ｚ１の面積は、ピストン３２のストローク位置に応じて変化するので、これにともなって、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの単位時間当たりの流量（以下、単に「流量」という。）が変化する。これにより、クラッチが図７に示すようにして係合される。図７は、クラッチの係合度合い（クラッチ伝達容量）の経時変化を示す図であり、クラッチの完全解放状態（クラッチ伝達容量が０パーセントの状態）から完全係合状態（クラッチ伝達容量が１００パーセントの状態）までを示している。図７では、この例のクラッチ係合波形を太い実線Ｓ１で示している。

まず、クラッチの完全解放状態からクラッチの係合動作が開始される際、ピストン３２のストローク位置は一端部側の位置Ｘ１にある。このとき、図６（ａ）に示すように、上記連通路Ｚ１の面積が最大になっている。そして、ピストン３２のストローク位置が位置Ｘ１から他端部側へ変化しても、上記連通路Ｚ１の面積が最大の間は、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が最大に保たれるので、図７の傾斜部分Ｓａで示すように、クラッチの係合度合いが最大の速度で増加する。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化して、図６（ｂ）に示すように、上記連通路Ｚ１の面積が徐々に小さくなると、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が徐々に減少していく。これにより、図７の傾斜部分Ｓｂで示すように、クラッチの係合度合いの増加する速度が徐々に小さくなる。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化して、図６（ｃ）に示すように、上記連通路Ｚ１の面積が最小になると、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が最小になる。そして、ピストン３２のストローク位置が他端部側へ変化しても、上記連通路Ｚ１の面積が最小の間は、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が最小に保たれるので、図７の傾斜部分Ｓｃで示すように、クラッチの係合度合いが最小の速度で増加する。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化して、図６（ｄ）に示すように、上記連通路Ｚ１の面積が徐々に大きくなると、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が徐々に増加していく。これにより、図７の傾斜部分Ｓｄで示すように、クラッチの係合度合いの増加する速度が徐々に大きくなる。

次に、ピストン３２のストローク位置がさらに他端部側へ変化して、図６（ｅ）に示すように、上記連通路Ｚ１の面積が最大になると、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が最大になる。そして、ピストン３２のストローク位置が他端部側の位置Ｘ２に変化するまで、上記連通路Ｚ１の面積が最大に保たれるので、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量が最大に保たれる。これにより、図７の傾斜部分Ｓｅで示すように、クラッチの係合度合いが最大の速度で増加し、クラッチの完全係合状態に至る。

ここで、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内への連通路に絞りを設けない場合（以下、「絞りを設けない場合」という。）には、図７の一点鎖線Ｓ２で示すように、クラッチの係合度合いが、クラッチの完全解放状態から完全係合状態まで、一様な速度で増加する。また、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内への連通路を面積が一定のオリフィスで絞った場合（以下、「オリフィスを設けた場合」という。）には、図７の破線Ｓ３で示すように、クラッチの係合度合いが、クラッチの完全解放状態から完全係合状態まで、絞りを設けない場合に比べて小さい速度で一様に増加する。

この例では、クラッチの係合度合いが、クラッチの完全解放状態から完全係合状態まで、同じ速度で一様に増加するのではなく、クラッチ係合波形が図７に示すような段付き形状になるように変化する。例えば、急発進時等に、運転者がクラッチペダル２０の踏み込み操作を急に解除してクラッチを急に係合させた場合でも、クラッチが完全解放状態から直ちに完全係合状態になるわけではなく、クラッチが緩やかに係合される図７の傾斜部分Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄの状態を経て完全係合状態に至る。

これにより、クラッチを急に係合させた場合、図８に示すように、変速機に入力されるピークトルクを低減することができる。図８は、クラッチの急係合の際、変速機に入力されるトルク（ここではドライブシャフトのトルク）の経時変化を示す図である。図８の実線Ｔ１はこの例の場合を示し、一点鎖線Ｔ２は、図７の一点鎖線Ｓ２で示す絞りを設けない場合を示し、破線Ｔ３は、図７の破線Ｓ３で示すオリフィスを設けた場合を示している。

図８に示すように、この例では、絞りを設けない場合やオリフィスを設けた場合に比べて、クラッチの急係合の際、変速機に入力されるピークトルクを低減することができる。具体的には、絞りを設けない場合に比べてそのピークトルク値を約２５パーセント低減することができる。これにより、複雑な構造や複雑な制御を要することなく、クラッチの急係合にともなうショックを低減することができる。しかも、クラッチの係合動作の開始直後には、上記連通路Ｚ１は絞られず、その面積は最大に保たれているので、オリフィスを設けた場合に比べて、クラッチの係合動作の開始直後に変速機に入力されるトルクを速やかに増加させることができる。これにより、発進の際の優れた応答性を確保することができる。

この例では、スライド部材３６の開口部３６ａの形状を工夫することによって上記連通路Ｚ１の面積を可変としてクラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量を設定しているので、従来例に挙げた構造に比べて簡単な構造で、そのオイルの流量を設定することが可能になる。また、従来例に挙げた構造に比べ、上記連通路Ｚ１の面積を可変とするためのスプリング等を別途設ける必要がなくなる。そして、上記連通路Ｚ１の周辺でシール等の複雑な設計をする必要がなくなる。さらに、スライド部材３６がシリンダボディ３１およびガイド部材３７に対し摺動する構造なので、その接触摩耗を低減することができ、寿命を延ばすことができる。

また、ガイド部材３７によりスライド部材３６の上方への移動が規制されているので、上記連通路Ｚ１を介してクラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内にオイルが戻されるとき、スライド部材３６の浮き上がりを防止することができる。これにより、上記連通路Ｚ１を介してクラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流量を確実にコントロールすることができる。

また、ガイド部材３７の開口部３７ａとシリンダボディ３１の開口部３１ｃとがストローク方向および円周方向において同一の箇所に設けられているので、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流れがガイド部材３７によって妨げられることがない。これにより、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へのスムーズなオイルの流入が可能になる。

以上、本発明のクラッチ操作装置の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態はさまざまに変形することが可能である。

クラッチ係合波形を図７の太い実線Ｓ１のような段付き形状にすることが可能な構成であれば、クラッチマスタシリンダ３０の構成部材の形状、配置箇所等は、上述した場合だけに限定されず、さまざまに変更することが可能である。

スライド部材３６の開口部３６ａの中間部が両端部に比べて絞られており、その中間部の幅に比べて、シリンダボディ３１の開口部３１ｃの幅およびガイド部材３７の開口部３７ａの幅が大きくなっていればよく、例えば、シリンダボディ３１の開口部３１ｃ、ガイド部材３７の開口部３７ａ、スライド部材３６の開口部３６ａの幅広部分３６ｂ，３６ｄおよび幅狭部分３６ｃの形状、幅、長さ等を変更することができる。ここで、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃの幅を狭くするほど、クラッチの係合度合いの増加する速度が小さくなり、図７の傾斜部分Ｓｃで示す部分の傾斜が緩やかになる。また、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃと一方の幅広部分３６ｂとの境界部分３６ｅが他端部側（図３のＹ方向側）に片寄るほど、図７の傾斜部分Ｓｃで示す部分が早く始まるようになる。一方、スライド部材３６の開口部３６ａの幅狭部分３６ｃと他方の幅広部分３６ｄとの境界部分３６ｆが一端部側に片寄るほど、図７の傾斜部分Ｓｃで示す部分が遅く終わるようになる。

スライド部材３６の開口部３６ａの幅広部分３６ｂ，３６ｄおよび幅狭部分３６ｃの形状を、ほぼ矩形以外の形状としてもよい。また、シリンダボディ３１の開口部３１ｃおよびガイド部材３７の開口部３７ａの形状を、円形以外の形状としてもよい。例えば、図９に示すように、シリンダボディ１３１の開口部１３１ｃ、ガイド部材１３７の開口部１３７ａ、スライド部材１３６の開口部１３６ａの幅広部分１３６ｂ，１３６ｄおよび幅狭部分１３６ｃの形状を全て矩形としてもよい。この場合、ガイド部材１３７の開口部１３７ａの幅広部分１３６ｂ，１３６ｄのうち幅狭部分１３６ｃ側のそれぞれの開口縁が幅方向に沿って延びるとともに、シリンダボディ１３１の開口部１３１ｃおよびガイド部材１３７の開口部１３７ａのストローク方向の両端側の開口縁が幅方向に沿って延びている。

こうすると、シリンダボディ１３１の開口部１３１ｃおよびガイド部材１３７の開口部１３７ａが、スライド部材１３６の開口部１３６ａの幅広部分１３６ｂ，１３６ｄと幅狭部分１３６ｃとに跨って重なり合っている期間が短くなる。言い換えれば、シリンダボディ１３１の開口部１３１ｃと、スライド部材１３６の開口部１３６ａと、ガイド部材１３７の開口部１３７ａとが全て重なり合って形成される連通路の面積が変化する期間が短くなる。これにより、図７の傾斜部分Ｓｂの部分および傾斜部分Ｓｄの部分が少なくなり、クラッチ係合波形を図７の細い実線Ｓ４で示す段付き波形に近づけることができ、クラッチ急係合にともなうショックの低減および優れた発進応答性をより効果的に達成することができる。

この場合、シリンダボディ１３１の開口部１３１ｃおよびガイド部材１３７の開口部１３７ａのストローク方向の長さを小さくするほど、上記連通路の面積が変化する期間が短くなり、クラッチ係合波形を図７の細い実線Ｓ４で示す段付き波形にさらに近づけることができる。これにより、クラッチ急係合にともなうショックの低減および優れた発進応答性をさらに効果的に達成することができる。

ガイド部材３７を省略した構成を採用してもよい。具体的には、シリンダボディ３１の開口部３１ｃと、スライド部材３６の開口部３６ａとが互いに重なり合って形成される連通路の面積が、クラッチマスタシリンダ３０のピストン３２のストローク位置に応じて変更可能な構成であればよい。

スライド部材３６の移動をガイドするガイド手段として、上述した板状のガイド部材３７以外の構成を採用してもよい。例えば、シリンダボディ３１の内壁にストローク方向に沿って延び、スライド部材３６の端部を挿入可能なガイド溝を設けて、このガイド溝内に沿わせてスライド部材３６を移動させる構成としてもよい。また、ガイド手段として、ガイド溝と板状のガイド部材とを併用する構成としてもよい。

ストローク方向の長さが大きく、幅広部分と幅狭部分とを有する開口部をシリンダボディ３１に設け、ストローク方向の長さが小さい開口部をスライド部材３６に設ける構成としてもよい。つまり、上述した例では、スライド部材３６の開口部３６ａの形状を工夫することによって、ピストンストローク位置に応じた油室３１ａへのオイル戻り流量を設定していたが、シリンダボディ３１の開口部の形状を工夫することによって、ピストンストローク位置に応じた油室３１ａへのオイル戻り流量を設定することも可能である。

ガイド部材３７の開口部３７ａは、クラッチマスタシリンダ３０の油室３１ａ内へ流入されるオイルの流れを妨げなければ、その形状、大きさ等は限定されない。要するに、ガイド部材３７の開口部３７ａ内にシリンダボディ３１の開口部３１ｃの全領域が含まれていればよい。

以上の例では、本発明をクラッチ操作装置のクラッチマスタシリンダに適用した場合について説明したが、クラッチ操作装置のクラッチレリーズシリンダに本発明を適用することも可能であり、この場合にも同様の作用効果が得られる。クラッチレリーズシリンダに適用する場合、シリンダボディの内部の油室からフレキシブルホースへ流出するオイルの流量を、ピストンストローク位置に応じて設定する構成とする。

クラッチ操作装置として、クラッチレリーズシリンダを備えない構成を採用してもよい。また、クラッチ操作装置のクラッチレリーズシリンダとして、レリーズフォークを介さずに直接クラッチカバーを動かすダイレクトシリンダタイプのものを採用してもよい。

本発明を適用する一実施形態に係るクラッチ操作装置の概略構成を示す斜視図である。 クラッチ操作装置のクラッチマスタシリンダを示す側面断面図である。 クラッチ操作装置のクラッチマスタシリンダを示す平面断面図であって、クラッチの完全解放状態のときを示す図である。 クラッチ操作装置のクラッチマスタシリンダを示す平面断面図であって、クラッチの完全係合状態のときを示す図である。 クラッチマスタシリンダ内部のスライド部材、ガイド部材等を示す斜視図である。 クラッチの係合動作の際のスライド部材の動作を示す図であって、連通路の面積の変化を示す図である。 クラッチの係合度合いの経時変化を示す図である。 クラッチの急係合の際に変速機に入力されるトルクの経時変化を示す図である。 シリンダボディ、スライド部材、ガイド部材の開口部形状についての変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ クラッチ操作装置
２０ クラッチペダル
３０ クラッチマスタシリンダ
３１ シリンダボディ
３１ａ 油室
３１ｃ 開口部
Ｗ１ 開口部の幅
３２ ピストン
３６ スライド部材
３６ａ 開口部
３６ｂ，３６ｄ 幅広部分
Ｗｂ，Ｗｄ 幅広部分の幅
３６ｃ 幅狭部分
Ｗｃ 幅狭部分の幅
３７ ガイド部材
Ｗ３ 開口部の幅
Ｚ１ 連通路
３８ａ，３８ｂ 油路
３９ａ，３９ｂ 逆止弁
５０ クラッチカバー
６０ クラッチレリーズシリンダ

Claims (7)

1. マニュアルトランスミッションが搭載された自動車に備えられるクラッチを油圧シリンダによる操作力の伝達によって係合・解放させるクラッチ操作装置において、
   前記油圧シリンダは、油室と前記クラッチ側からのオイル戻し油路とを連通する開口部が壁面に形成されたシリンダボディと、このシリンダボディ内をクラッチの完全解放状態に対応する一端部側からクラッチの完全係合状態に対応する他端部側にわたってストローク可能なピストンと、このピストンに固定され、ピストンのストロークにともなって前記シリンダボディ内を壁面に沿って移動する可動部材とを備え、
   前記可動部材には、前記シリンダボディの開口部と互いに重なり合う位置に前記油室に連通する開口部が形成され、
   前記シリンダボディの開口部と前記可動部材の開口部とが重なり合って形成される連通路の面積は、前記ピストンのストローク位置が両端部にある場合に比べて、そのストローク位置が前記両端部間の中間部にある場合に、小さくなるように構成されていることを特徴とするクラッチ操作装置。
2. 前記シリンダボディの開口部および前記可動部材の開口部のうちいずれか一方の開口部がピストンストローク方向に延びて形成されているとともに、この開口部には、ピストンストローク方向の両端部に設けられる幅広部分と、そのピストンストローク方向の中間部に設けられる幅狭部分とが備えられ、
   前記シリンダボディの開口部および前記可動部材の開口部のうち他方の開口部の幅が、前記一方の開口部の幅狭部分の幅に比べて大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ操作装置。
3. 前記一方の開口部の両幅広部分のうち幅狭部分側のそれぞれの開口縁が、幅方向に沿って延びるように形成されるとともに、
   前記他方の開口部のピストンストローク方向の両端側の開口縁が、幅方向に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のクラッチ操作装置。
4. 前記一方の開口部の両幅広部分および前記他方の開口部が矩形に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のクラッチ操作装置。
5. 前記一方の開口部が前記可動部材の開口部であり、前記他方の開口部が前記シリンダボディの開口部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクラッチ操作装置。
6. 前記シリンダボディには、前記シリンダボディの内壁との間で前記可動部材を挟むとともに、この可動部材の移動をガイドするガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクラッチ操作装置。
7. 前記ガイド手段は、前記可動部材の開口部を覆うように設けられた板状部材で構成され、
   前記板状部材は、前記シリンダボディに固定され、
   この板状部材には開口部が形成されており、この板状部材の開口部内に前記シリンダボディの開口部の全領域が含まれていることを特徴とする請求項６に記載のクラッチ操作装置。

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