JP2008196551A - Wet clutch device - Google Patents
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D25/00—Fluid-actuated clutches
- F16D25/10—Clutch systems with a plurality of fluid-actuated clutches
Abstract
Description
本発明は、例えばホイールローダ等の作業車両に装備された油圧式変速機(パワーシフトトランスミッション)に用いられる湿式クラッチ装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a wet clutch device used in a hydraulic transmission (power shift transmission) installed in a work vehicle such as a wheel loader.
従来、この種の湿式クラッチ装置としては、例えば特許文献1〜3に記載されて図3及び図4に示したものが知られている。
当該湿式クラッチ装置50は、低速(1速)用クラッチ(L)と高速(2速)用クラッチ(H)を備えて居り、回転可能に設けられたクラッチシャフト51と、クラッチシャフト51に一体的に設けられたクラッチドラム52と、クラッチシャフト51に回転可能に設けられたハブギヤ53と、クラッチドラム52とハブギヤ53との間に設けられた複数のクラッチディスク54と、クラッチシャフト51に摺動可能に設けられて各クラッチディスク54を接合させる為のクラッチピストン55と、クラッチピストン55を復帰させる為のリターンスプリング56と、クラッチシャフト51に形成されてクラッチピストン55をクラッチディスク54側に作動させる為の加圧室57と、クラッチシャフト51に形成されて加圧室57へ作動油Aを供給する為のクラッチ油路58と、クラッチピストン55に設けられて加圧室57の作動油Aを排出する為のクイックレリーズバルブ(チェックボール)59と、クラッチシャフト51に形成されてクラッチディスク54へ潤滑油Bを供給する為の潤滑油路60とを備えている。
Conventionally, as this type of wet clutch device, for example, those described in
The
湿式クラッチ装置50の結合時には、トランスミッションコントロールバルブ(図示せず)に依り作動油Aがクラッチ油路58を経て加圧室57に供給される。そうすると、クラッチピストン55がリターンスプリング56に抗して作動され、各クラッチディスク54が押し付けられて摩擦力に依りクラッチが結合される。従って、クラッチシャフト51の回転力は、クラッチを介してハブギヤ53へ伝達される。
湿式クラッチ装置50の解除時には、トランスミッションコントロールバルブに依りクラッチ油路58を介して加圧室57の作動油Aが開放されると同時に、クイックレリーズバルブ59に依り加圧室57の作動油Aが開放される。そうすると、クラッチビストン55がリターンスプリング56に依り元の位置に復帰され、各クラッチディスク54が離間されるので、クラッチの結合が解除される。従って、クラッチシャフト51の回転力は、クラッチに依り遮断されてハブギヤ53へ伝達されなくなる。
When the
When the
而して、この様なものは、クラッチの切換え時に、クラッチピストン55を原位置に戻す為のリターンスプリング56と、加圧室57の作動油Aを素早く排出してクラッチの応答性を良くする為のクイックレリーズバルブ(チェックボール)59とが設けられている。
Thus, in such a case, when the clutch is switched, the
ところが、この様なものは、チェックボール59の動きにばらつきがあったり、加圧室57に於けるチェックボール59より外周側の作動油Aが排出されない為に遠心油圧が発生していた。つまり、図4に示す如く、加圧室57の一部に作動油Aが開放されずに残留していると共に、クラッチシャフト51が回転しているので、遠心力に依る油圧が発生していた。
この為、クラッチの変速フィーリングが悪くなったり、クラッチピストンの戻りが完全でなく、空転クラッチの引きづりによる伝達効率の低下を招く惧れがあり、強力なリターンスプリングが必要であった。
However, in such a case, the movement of the
For this reason, the gear change feeling of the clutch is deteriorated, the return of the clutch piston is not perfect, and there is a possibility that the transmission efficiency is lowered due to the drag of the idling clutch, and a strong return spring is required.
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、伝達効率の低下を防ぐと共に、強力なリターンスプリングを不要にする事ができる湿式クラッチ装置を提供するにある。 The present invention has been devised in view of the problems described above, and the problem to be solved is that it is possible to prevent a decrease in transmission efficiency and eliminate the need for a strong return spring. It is in providing a wet clutch apparatus.
本発明の湿式クラッチ装置は、基本的には、回転可能に設けられたクラッチシャフトと、クラッチシャフトに一体的に設けられたクラッチドラムと、クラッチシャフトに回転可能に設けられたハブギヤと、クラッチドラムとハブギヤとの間に設けられた複数のクラッチディスクと、クラッチシャフトに摺動可能に設けられて各クラッチディスクを接合させる為のクラッチピストンと、クラッチピストンを復帰させる為のリターンスプリングと、クラッチシャフトに形成されてクラッチピストンをクラッチディスク側へ作動させる為の加圧室と、クラッチシャフトに形成されて加圧室へ作動油を供給する為のクラッチ油路と、クラッチシャフトに形成されてクラッチディスクへ潤滑油を供給する為の潤滑油路と、クラッチシャフトに形成されてクラッチピストンを加圧室側へ作動させる為の油溜め室と、クラッチシャフトに形成されて油溜め室と潤滑油路とを連通する連通路と、から構成した事に特徴が存する。 The wet clutch device of the present invention basically includes a clutch shaft that is rotatably provided, a clutch drum that is integrally provided on the clutch shaft, a hub gear that is rotatably provided on the clutch shaft, and a clutch drum. A plurality of clutch disks provided between the clutch and the hub gear, a clutch piston slidably provided on the clutch shaft for joining the clutch disks, a return spring for returning the clutch piston, and a clutch shaft A pressure chamber for operating the clutch piston toward the clutch disk, a clutch oil passage formed on the clutch shaft for supplying hydraulic oil to the pressure chamber, and a clutch disk formed on the clutch shaft. Formed on the lubricating oil passage and the clutch shaft A sump chamber for actuating the latch piston to the pressurizing chamber side, lies characterized in that configured and formed on the clutch shaft oil reservoir chamber and the lubricating oil passage and the communication path communicating from.
クラッチ油路から加圧室へ作動油が供給されると、リターンスプリングに抗してクラッチピストンが作動されてクラッチディスクが接合され、所謂クラッチが結合される。その結果、クラッチシャフトの回転力は、クラッチを介してハブギヤへ伝達される。
エンジンが回転している時には、トランスミッションのチャージポンプに依り常に潤滑油が潤滑油路から各クラッチディスク等の潤滑箇所に供給されて潤滑されている。
加圧室への作動油の供給が停止されると、クラッチピストンがリターンスプリングに依り押し戻される。加えて、クラッチシャフトが回転しているので、油溜め室に溜まった潤滑油に遠心力が作用して遠心油圧が発生すると共に、潤滑油が潤滑油路から連絡路を介して油溜め室へ常時供給されているので、この圧力もプラスされ、より大きな押戻し力に依りクラッチピストンが原位置に押し戻される。そうすると、加圧室の作動油は、クラッチ油路を通ってトランスミッションコントロールバルブからトランスミッションケース内に開放される。加圧室の作動油が開放されると、各クラッチディスクが離間されて所謂クラッチの結合が解除される。その結果、クラッチシャフトの回転力は、クラッチで遮断されてハブギヤに伝達されない。
When hydraulic oil is supplied from the clutch oil passage to the pressurizing chamber, the clutch piston is operated against the return spring, the clutch disc is joined, and the so-called clutch is coupled. As a result, the rotational force of the clutch shaft is transmitted to the hub gear via the clutch.
When the engine is rotating, the lubricating oil is always supplied from the lubricating oil passage to the lubricating parts such as the clutch discs and lubricated by the transmission charge pump.
When the supply of hydraulic oil to the pressurizing chamber is stopped, the clutch piston is pushed back by the return spring. In addition, since the clutch shaft is rotating, centrifugal force acts on the lubricating oil accumulated in the oil reservoir chamber to generate centrifugal oil pressure, and the lubricating oil is transferred from the lubricating oil passage to the oil reservoir chamber via the connecting passage. Since the pressure is constantly supplied, this pressure is also added, and the clutch piston is pushed back to the original position by a larger pushing force. Then, the hydraulic oil in the pressurizing chamber is released from the transmission control valve into the transmission case through the clutch oil passage. When the hydraulic oil in the pressurizing chamber is released, the clutch disks are separated and the so-called clutch is released. As a result, the rotational force of the clutch shaft is interrupted by the clutch and is not transmitted to the hub gear.
クラッチピストンを挟んで加圧室とは反対側に油溜め室を設けたので、加圧室に残留した作動油に依って発生する遠心油圧と油溜め室に溜まった潤滑油に依って発生する遠心油圧どうしが完全に相殺される。更に、油溜め室には、潤滑油路からの潤滑油が連絡路を介して常時供給されているてので、クラッチピストンの押し戻し力をより大きくできる。 Since the oil reservoir is provided on the opposite side of the pressurizing chamber across the clutch piston, it is generated by the centrifugal oil pressure generated by the hydraulic oil remaining in the pressurizing chamber and the lubricating oil accumulated in the oil reservoir. Centrifugal hydraulic pressures are completely offset. Further, since the lubricating oil from the lubricating oil passage is constantly supplied to the oil sump chamber via the connecting passage, the pushing back force of the clutch piston can be further increased.
クラッチシャフトとクラッチドラムとの間にピストンハウジングを設け、このピストンハウジングにクラッチピストンを摺動可能に収容すると共に、加圧室と油溜め室とを形成した方が好ましい。この様にすれば、クラッチピストンの部分を部品化できて加圧室や油溜め室を容易に形成できる。 Preferably, a piston housing is provided between the clutch shaft and the clutch drum, the clutch piston is slidably accommodated in the piston housing, and a pressurizing chamber and an oil sump chamber are formed. In this way, the clutch piston portion can be made into a part, and the pressurizing chamber and the oil sump chamber can be easily formed.
本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
(1) クラッチシャフト、クラッチドラム、ハブギヤ、クラッチディスク、クラッチピストン、リターンスプリング、加圧室、クラッチ油路、潤滑油路、油溜め室、連通路とで構成し、とりわけ、クラッチピストンを加圧室側へ作動させる為の油溜め室をクラッチシャフトに形成すると共に、油溜め室と潤滑油路とを連通する連通路をクラッチシャフトに形成したので、伝達効率の低下が防止できると共に、強力なリターンスプリングが不要になる。
(2) クラッチピストンを加圧室側へ作動させる為の油溜め室をクラッチシャフトに形成すると共に、油溜め室と潤滑油路とを連通する連通路をクラッチシャフトに形成したので、クイックレリーズバルブ(チェックボール)を省略する事ができる。
According to the present invention, the following excellent effects can be achieved.
(1) Clutch shaft, clutch drum, hub gear, clutch disc, clutch piston, return spring, pressurizing chamber, clutch oil passage, lubricating oil passage, oil reservoir chamber, communication passage, and in particular, pressurizing the clutch piston An oil sump chamber for operating the chamber side is formed on the clutch shaft, and a communication passage that connects the oil sump chamber and the lubricating oil passage is formed on the clutch shaft. No return spring is required.
(2) The oil reservoir chamber for operating the clutch piston to the pressurizing chamber side is formed on the clutch shaft, and the communication passage that connects the oil reservoir chamber and the lubricating oil passage is formed on the clutch shaft. (Check ball) can be omitted.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の湿式クラッチ装置を示す縦断正面図。図2は、図1の側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal front view showing a wet clutch device of the present invention. FIG. 2 is a side view of FIG.
湿式クラッチ装置1は、クラッチシャフト2、クラッチドラム3、ハブギヤ4、クラッチディスク5、クラッチピストン6、リターンスプリング7、加圧室8、クラッチ油路9、潤滑油路10、油溜め室11、連通路12とからその主要部が構成されて居り、ホイールローダ等の作業車両に装備された油圧式変速機(パワーシフトトランスミッション)に用いられる。
湿式クラッチ装置1は、この例では、低速(1速)用クラッチ(L)と高速(2速)用クラッチ(H)とを備えている。
The
In this example, the
クラッチシャフト2は、回転可能に設けられたもので、この例では、両端がベアリング13を介してトランスミッションケース(図示せず)に回転可能に設けられている。
The
クラッチドラム3は、クラッチシャフト2に一体的に設けられたもので、この例では、ピストンハウジング14を介して設けられている。クラッチシャフト2とピストンハウジング13とクラッチドラム3の各間は、スプラインに依り接続されている。
The
ハブギヤ4は、クラッチシャフト2に回転可能に設けられたもので、この例では、低速用と高速用があり、ベアリング12の内側のクラッチシャフト2にラジアルベアリング15とスラストベアリング16を介して回転可能に設けられている。
The
クラッチディスク5は、クラッチドラム3とハブギヤ4との間に設けられた複数のもので、この例では、低速用と高速用があり、ハブギャ4のハブ部に軸方向に移動可能且つ軸廻りに廻止されたインナディスク17と、クラッチドラム3に軸方向に移動可能且つ廻止めされてインナディスク17とは交互に配されたアウタディスク18とを備えている。
The
クラッチピストン6は、クラッチシャフト2に摺動可能に設けられて各クラッチディスク5を接合させる為のもので、この例では、低速用と高速用があり、ピストンハウジング13に形成された収容腔19に摺動可能に収容されている。
The
リターンスプリング7は、クラッチピストン6を復帰させる為のもので、この例では、低速用と高速用があり、インナディスク17とアウタディスク18との間に設けられてこれらを常時離間させるウエイブスプリングにしてある。
The
加圧室8は、クラッチシャフト2に形成されてクラッチピストン6を作動させる為のもので、この例では、低速用と高速用があり、ピストンハウジング14に設けられて居り、クラッチピストン6を挟んでクラッチディスク5の反対側に形成されている。
The pressurizing
クラッチ油路9は、クラッチシャフト2に形成されて加圧室8へ作動油Aを供給する為のもので、この例では、低速用と高速用があり、クラッチシャフト2の端部から加圧室8までの間のクラッチシャフト2とピストンハウジング14に穿孔されて形成されて居り、配管等を介してトランスミッションコントロールバルブ(図示せず)に接続されている。
The
潤滑油路10は、クラッチシャフト2に形成されてクラッチディスク5へ潤滑油Bを供給する為のもので、この例では、クラッチシャフト2の端部からクラッチディスク5、ラジアルベアリング15、スラストベアリング16等の潤滑箇所に潤滑油Bを供給すべくクラッチシャフト2に穿孔されて形成されている。
The lubricating
油溜め室11は、クラッチシャフト2に形成されてクラッチピストン6を挟んで加圧室8とは反対側に位置するもので、この例では、低速用と高速用があり、ピストンハウジング14に設けられて居り、クラッチピストン6を挟んで加圧室8とは反対側に形成されている。
The
連通路12は、クラッチシャフト2に形成されて油溜め室11と潤滑油路10とを連通するもので、この例では、低速用と高速用があり、クラッチシャフト2とピストンハウジング14に穿孔して形成されている。
The
次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
トランスミッションコントロールバルブ(図示せず)に依り作動油Aがクラッチ油路9から加圧室8へ供給されると、クラッチピストン6がリターンスプリング7に抗して作動され、各クラッチディスク5が押し付けられて摩擦力に依り所謂クラッチが結合される。その結果、クラッチシャフト2の回転力は、クラッチを介してハブギヤ4へ伝達される。
Next, the operation will be described based on such a configuration.
When hydraulic oil A is supplied from the
図略しているが、車両のエンジンが回転している時には、トランスミッションのチャージポンプに依り常に潤滑油Bが潤滑油路10から各クラッチディスク5やラジアルベアリング15やスラストベアリング16等の潤滑箇所に供給されて潤滑されている。
Although not shown, when the vehicle engine is rotating, the lubricating oil B is always supplied from the lubricating
而して、トランスミッションコントロールバルブ(図示せず)に依り加圧室8への作動油Aの供給が停止されると、クラッチピストン6がリターンスプリング7に依り押し戻される。加えて、クラッチシャフト2が回転しているので、油溜め室11に溜まった潤滑油Bに遠心力が作用して遠心油圧が発生すると共に、潤滑油Bが潤滑油路10から連絡路12を介して油溜め室11へ常時供給されているので、この圧力もプラスされ、より大きな押戻し力に依りクラッチピストン6が原位置に押し戻される。そうすると、加圧室8の作動油Aは、クラッチ油路9を通ってトランスミッションコントロールバルブからトランスミッションケース内に開放される。加圧室8の作動油Aが開放されると、各クラッチディスク5が離間されて所謂クラッチの結合が解除される。その結果、クラッチシャフト2の回転力は、クラッチで遮断されてハブギヤ4に伝達されない。
Thus, when the supply of the hydraulic oil A to the pressurizing
クラッチピストン6を挟んで加圧室8とは反対側に油溜め室11を設けたので、加圧室8に残留した作動油Aに依って発生する遠心油圧と油溜め室11に溜まった潤滑油Bに依って発生する遠心油圧どうしが完全に相殺される。
油溜め室11には、連絡路12を介して潤滑油路10の潤滑油Bが常時供給されているので、クラッチピストン6の押し戻し力をより大きくする事ができる。
Since the
Since the lubricating oil B of the lubricating
この為、リターンスプリング7は、シールリング等の摺動抵抗に打ち勝つだけの小さい弾性力を有するもので良い。
その結果、リターンスプリング7のコストダウンを図る事ができる。クラッチの変速フィーリングが悪くなったり、空転クラッチの引きづりによる伝達効率の低下を招く惧れもない。クイックレリーズバルブを廃止する事ができ、クラッチピストン6の構造を簡単化する事ができる。
For this reason, the
As a result, the cost of the
尚、湿式クラッチ装置1は、先の例では、低速用と高速用とを備えたものであったが、これに限らず、例えば低速用のみや他の速度用や前後進用等でも良い。
リターンスプリング7は、先の例では、各クラッチディスク5間に設けたが、これに限らず、例えばクラッチシャフト2とクラッチピストン6間に設けても良い。
ピストンハウジング14は、先の例では、設けているが、これに限らず、例えばこれを割愛しても良い。この場合、クラッチピストン6の収容腔19や加圧室8や油溜め室11は、クラッチシャフト2等に直接形成するのが好ましい。
クラッチシャフト2とクラッチドラム3は、先の例では、スプラインに依り接続したが、これに限らず、例えば油溜め室11を設けても必要な焼き嵌め径と長さがとれる場合には、従来の如く、焼き嵌めに依り接続しても良い。
In the previous example, the wet
Although the
The
In the previous example, the
1…湿式クラッチ装置、2…クラッチシャフト、3…クラッチドラム、4…ハブギヤ、5…クラッチディスク、6…クラッチピストン、7…リターンスプリング、8…加圧室、9…クラッチ油路、10…潤滑油路、11…油溜め室、12…連通路、13…ベアリング、14…ピストンハウジング、15…ラジアルベアリング、16…スラストベアリング、17…インナディスク、18…アウタディスク、19…収容腔、50…湿式クラッチ装置、51…クラッチシャフト、52…クラッチドラム、53…ハブギヤ、54…クラッチディスク、55…クラッチピストン、56…リターンスプリング、57…加圧室、58…クラッチ油路、59…クイックレリーズバルブ、60…潤滑油路、A…作動油、B…潤滑油。
DESCRIPTION OF
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