JP2585921Y2

JP2585921Y2 - 油圧クラッチ

Info

Publication number: JP2585921Y2
Application number: JP6731393U
Authority: JP
Inventors: 康秀山崎
Original assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: JPH0732232U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、油圧を利用して回転軸
どうしを結合，遮断する油圧クラッチに係り、特にトラ
クタ等の車両に用いて好適な油圧クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の油圧クラッチの構成を示
す断面図である。

【０００３】図のようにこの油圧クラッチ２は、駆動軸
３の一端に固定された回転ドラム５と、その回転ドラム
５の開放端から内部へ挿入された状態で被駆動軸６の一
端に固定されたスプラインボス７とを備えている。

【０００４】上記回転ドラム５の内部には、油圧室９を
形成するように環状の油圧ピストン１０が内蔵されると
ともに、その油圧ピストン１０の前方の内周に、複数の
摩擦板１１が、それぞれの間にラバープラグ１２を介在
させた状態でスプライン結合され、さらに開放端側には
止め部材１３が固定されている。その止め部材１３と摩
擦板１１との間、および油圧ピストン１０と摩擦板１１
との間には、皿バネから成る弾性体１５が設けられてい
る。また上記油圧ピストン１０は、一端を駆動軸３に固
定したリターンスプリング１６によって回転ドラム５の
固定端側へ向けて付勢されている。そしてこの回転ドラ
ム５の固定端側には、上記油圧室９に油を供給する油供
給路１７が設けられている。

【０００５】一方のスプラインボス７の外周にも、複数
の摩擦板１９がスプライン結合されており、その各摩擦
板１９は、上記回転ドラム５の各摩擦板１１の間に緩挿
されている。

【０００６】上記構成の油圧クラッチ２において、油圧
室９に油を供給しない状態では、油圧ピストン１０はリ
ターンスプリング１６によって回転ドラム５の固定端側
へ寄せられており、回転ドラム５とスプラインボス７と
は互いに自由に回転し得る状態にある。つまり油圧クラ
ッチ２は「切」状態にあり、駆動軸３と被駆動軸６との
動力伝達は遮断されている。

【０００７】そして油圧室９に、油供給路１７を通して
油を供給すると、油圧ピストン１０が押圧されて、回転
ドラム５の摩擦板１１がスプラインボス７の摩擦板１９
に圧接する。これにより回転ドラム５とスプラインボス
７とは、互いに結合された状態となる。つまり油圧クラ
ッチ２は「入」状態となり、駆動軸３と被駆動軸６とが
結合されて、駆動軸３の回転が被駆動軸６に伝達される
ようになる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】この種の油圧クラッチ
では、駆動軸の回転中にその駆動軸と被駆動軸とを瞬間
的に結合させると、被駆動軸に衝撃を与え、例えばトラ
クタ等の車両のエンジンの駆動力を車輪に伝達するクラ
ッチであれば、発進および変速ショックを生じさせるこ
とになる。

【０００９】そこで従来は、この結合時のショックを低
減させるために、油圧室９に供給する油の通過量を油供
給路で絞り、それによって油圧ピストン１０による回転
ドラム５の摩擦板１１とスプラインボス７の摩擦板１９
との圧接力、つまり伝達トルクを徐々に高めるようにし
ていた。

【００１０】しかしこの方法では、油圧ピストン１０
は、始動位置から、双方の摩擦板１１，１９が接触して
伝達トルクが発生し始めるミート位置までのあそびの範
囲においても速度が制限された状態で移動することにな
るため、油圧クラッチ２を「切」から「入」に切り換え
るまでのタイムラグが長くなる。

【００１１】また、油圧クラッチ２を「入」から「切」
に切り換える場合にも、油圧室９から油供給路１７へ排
出される油の通過量が絞られるため、リターンスプリン
グ１６による油圧ピストン１０の戻り速度が制限されて
タイムラグが長くなる。

【００１２】即ち、従来の油圧クラッチ２では、「入」
／「切」の切り換え時間が長いという欠点があった。

【００１３】本考案は、この欠点を解消するためになさ
れたもので、「入」／「切」の切り換え時間を短縮し、
しかも結合時のショックを抑えた油圧クラッチを提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案に係る油圧クラッチ（１）では、回転ドラム
（５）の油圧室（９）に中間ピストン（２０）を設ける
とともに、その中間ピストンと油圧ピストン（１０）と
の間に、上記中間ピストンの移動を規制するストッパ
（２１）を設けた。さらに、上記中間ピストンに、上記
油圧室内に油を供給した際に上記中間ピストンと油圧ピ
ストンとの間（２５）へ油を導入し、かつ油導入時の油
通過断面積が上記油圧室への油供給路の油通過断面積よ
り小さく、油導出時の油通過断面積が油導入時より拡大
するバルブ（２２）を設けた。

【００１５】

【作用】上記構成の油圧クラッチ（１）において、油圧
室（９）に油供給路（１７）を通して油を供給すると、
中間ピストン（２０）は押圧されて、ストッパ（２１）
に当接するまで移動し、それと同時に油圧ピストン（１
０）も移動する。すると、回転ドラム（５）とスプライ
ンボス（７）とのそれぞれの摩擦板（１１，１９）が軽
く圧接して、油圧クラッチはミート状態となる。なお、
この油圧クラッチの場合には、油圧室に供給する油の通
過量を油供給路で絞ることはしない。

【００１６】中間ピストン（２０）がストッパ（２１）
に当接して停止すると、油圧室（９）に供給される油
は、中間ピストンのバルブ（２２）を通して両ピストン
間（２５）に導入される。この両ピストン間（２５）へ
の油導入時の油通過断面積は、油圧室（９）への油供給
路の油通過断面積より小さいため、両ピストン間の油圧
は徐々に上昇し、それに伴って、油圧ピストンによる両
摩擦板の圧接力が増大する。そして最後に回転ドラムと
スプラインボスとが互いに滑ることなく完全に結合され
た状態となり、油圧クラッチは「入」状態となる。

【００１７】このように、上記構成の油圧クラッチで
は、油圧室（９）に油を供給すると、その油の通過量を
油供給路で絞らないため、油圧室内の油圧が短時間で上
昇し、素早くミート状態に達する。その後は、両ピスト
ン間（２５）の油圧が徐々に上昇して完全な結合状態と
なる。つまり、始動位置からミート位置までのあそびの
範囲においは油圧ピストンを素早く移動させるため、油
圧クラッチを「切」から「入」に切り換えるまでのタイ
ムラグを従来より大幅に短くすることができる。しかも
油圧クラッチのミート状態からは伝達トルクを徐々に高
めるため、結合時のショックを小さく抑えることができ
る。

【００１８】一方、油圧室（９）への油の供給を停止し
て油圧ピストンと中間ピストンとが共に始動位置まで戻
る際には、油圧室内の油圧は、油供給路への油通過量が
絞られないために短時間で低下し、また両ピストン間
（２５）の油圧も、ポペットバルブの油導出時の油通過
断面積が油導入時より拡大するため、短時間で低下す
る。従って上記構成の油圧クラッチでは、「入」から
「切」に切り換えるまでのタイムラグをも、従来より大
幅に短くすることができる。

【００１９】

【考案の効果】以上説明したように、本考案に係る油圧
クラッチ（１）によれば、「切」から「入」に切り換え
るまでのタイムラグ、および「入」から「切」に切り換
えるまでのタイムラグを従来より大幅に短くして、
「入」／「切」の切り換え時間を短縮することができ
る。しかも、「切」から「入」へ切り換える際には、ミ
ート状態から伝達トルクを徐々に高めるため、結合時の
ショックを小さく抑えることができる。

【００２０】このように、本考案に係る油圧クラッチで
は、「入」／「切」の切り換え時間が短いため、例えば
トラクタの変速部に用いれば、非常に短い時間で変速を
行って変速後の走行に移ることができ、よって変速時の
ショックの少ない、非常に良好な走行感が得られる。

【００２１】なお、上記カッコ内の符号は、図面を参照
するためのものであり、何等本考案の構成を限定するも
のではない。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明
する。

【００２３】図１は、本考案の実施例における油圧クラ
ッチの構成を示す断面図である。なお、図１の構成部品
のうち、図６に示した従来例と同様のものについては、
同一の符号を付して説明を省略する。

【００２４】図のようにこの油圧クラッチ１では、回転
ドラム５の油圧室９に、中間ピストン２０が設けられる
とともに、その中間ピストン２０と油圧ピストン１０と
の間に、中間ピストン２０の移動を規制するストッパ２
１が、回転ドラム５の内周から突出した状態で設けられ
ている。

【００２５】また、上記中間ピストン２０には、油圧室
９内に油を供給した際に中間ピストン２０と油圧ピスト
ン１０との間へ油を導入する複数のポペットバルブ２２
が設けられている。このポペットバルブ２２は、両ピス
トン１０，２０間への油導入時の油通過断面積が、油圧
室９への油供給路１７の油通過断面積より小さく、しか
も両ピストン１０，２０間からの油導出時の油通過断面
積が油導入時より拡大するように構成されたものであ
る。

【００２６】さらに、本実施例の場合、上記油圧ピスト
ン１０と中間ピストン２０とは、スペーサスプリング２
３によって互いに離反した状態で連結されるとともに、
その両ピストン１０，２０間は、油を溜めたオイル室２
５とされている。

【００２７】なお、上記各構成部品の形状，大きさ，配
置等については、この油圧クラッチ１が後述のように動
作すべく、適宜に設定されている。その他の構成につい
ては従来例と同様である。

【００２８】次に、上記構成の油圧クラッチ１の動作に
ついて、図１と、図２の状態説明図、および図３の特性
図を用いて説明する。

【００２９】油圧室９に油を供給しない状態では、図１
のように、油圧ピストン１０はリターンスプリング１６
によって回転ドラム５の固定端側へ押圧され、ストッパ
２１に当接した状態にある。また、その油圧ピストン１
０から、オイル室２５およびスペーサスプリング２３に
よって離反した中間ピストン２０は、回転ドラム５の固
定端側へ寄せられた状態にある。この状態では、回転ド
ラム５とスプラインボス７とは、それぞれの摩擦板１
１，１９が互いに離反しているため、自由に回転し得る
状態にある。つまり油圧クラッチ１は「切」状態にあ
り、駆動軸３と被駆動軸６とは遮断されている。

【００３０】そして油圧室９に、油供給路１７を通して
油を供給すると、図２のように、中間ピストン２０は押
圧されて、ストッパ２１に当接するまで移動する。それ
と同時に油圧ピストン１０も、オイル室２５内の油およ
びスペーサスプリング２３を介して押圧され、中間ピス
トン２０が移動した量だけ移動する。すると、回転ドラ
ム５とスプラインボス７とのそれぞれの摩擦板１１，１
９が軽く圧接して、油圧クラッチ１は、駆動軸３から被
駆動軸６への伝達トルクが発生し始めるミート状態とな
る。なお、この油圧クラッチ１の場合には、油圧室９に
供給する油の通過量を油供給路１７で絞ることはしな
い。

【００３１】中間ピストン２０がストッパ２１に当接し
て停止すると、油圧室９に供給される油は、中間ピスト
ン２０のポペットバルブ２２を通してオイル室２５に導
入される。このオイル室２５への油導入時の油通過断面
積は、上述のように、油圧室９への油供給路１７の油通
過断面積より小さいため、オイル室２５内の油圧は徐々
に上昇し、それに伴って、油圧ピストン１０による両摩
擦板１１，１９の圧接力が増大し、駆動軸３から被駆動
軸６への伝達トルクが徐々に高まる。そして最後に回転
ドラム５とスプラインボス７とが互いに滑ることなく完
全に結合された状態となり、油圧クラッチ１は「入」状
態となる。

【００３２】このように、上記構成の油圧クラッチ１で
は、油圧室９に油を供給すると、その油の通過量を油供
給路１７で絞らないため、油圧室９内の油圧が短時間で
上昇し、図３に示すごとく、素早くミート状態に達す
る。その後は、オイル室２５内の油圧が徐々に上昇し
て、完全な結合状態となる。つまり、始動位置からミー
ト位置までのあそびの範囲においは油圧ピストン１０を
素早く移動させるため、油圧クラッチ１を「切」から
「入」に切り換えるまでのタイムラグを従来より大幅に
短くすることができる。しかも油圧クラッチ１のミート
状態からは伝達トルクを徐々に高めるため、結合時のシ
ョックを小さく抑えることができる。

【００３３】一方、油圧室９への油の供給を停止する
と、油圧ピストン１０と中間ピストン２０とは共に、リ
ターンスプリング１６の押圧力によって始動位置まで押
し戻される。その際、図３のように、油圧室９内の油圧
は、油供給路１７への油通過量が絞られないために短時
間で低下し、またオイル室２５内の油圧も、ポペットバ
ルブ２２の油導出時の油通過断面積が油導入時より拡大
するため、短時間で低下する。従ってこの油圧クラッチ
１では、「入」から「切」に切り換えるまでのタイムラ
グをも、従来より大幅に短くすることができる。

【００３４】即ち、上記構成の油圧クラッチ１によれ
ば、「入」／「切」の切り換え時間を、従来のものに比
べて大幅に短縮させることができる。また、両ピストン
１０，２０間に、油を溜めたオイル室２５を形成したこ
とにより、油圧ピストン１０がミート位置に達した際の
ショックを吸収することができる。さらに、両ピストン
１０，２０をスペーサスプリング２３で連結したことに
より、両ピストン１０，２０の動きを安定化させること
ができる。

【００３５】次に、上記本考案に係る油圧クラッチの使
用例を説明する。

【００３６】図４は、上記本考案に係る油圧クラッチを
搭載したトラクタの概要図である。

【００３７】図のようにこの例では、油圧クラッチ１
は、エンジンＥ側の主変速と駆動輪３１側の副変速との
間に設けられ、主変速レバー３２の操作によるロータリ
バルブ３３の制御に従って、「入」／「切」の切り換え
が自動的に行われるようになっている。そして変速時に
は、この油圧クラッチ１を「入」から「切」に切り換
え、この状態で油圧シリンダによりギヤを切り換えて変
速を行い、変速完了後に再び「入」に切り換えることに
なる。

【００３８】このトラクタの場合、上記油圧クラッチ１
の「入」／「切」の切り換え時間が短いため、非常に短
い時間で変速を行って変速後の走行に移ることができ、
よって変速時のショックの少ない、非常に良好な走行感
が得られる。

【００３９】図５は、上記本考案に係る油圧クラッチの
他の使用例を示すもので、トラクタに搭載されたパワー
シフトトランスミッションの概要図である。

【００４０】図のようにこのトランスミッション４１
は、１速用油圧クラッチＣ₁ ，２速用油圧クラッチＣ
₂ 、３速用油圧クラッチＣ₃ 及び４速用油圧クラッチＣ
₄ を有する主変速部４２と、低速用油圧クラッチＣ_L 、
中速用油圧クラッチＣ_M 、高速用油圧クラッチＣ_H 及び
後進用油圧クラッチＣ_R を有する副変速部４３と、を備
えている。上記各クラッチＣ₁ 〜Ｃ₄ ，Ｃ_L ，Ｃ_M ，Ｃ
_H ，Ｃ_R として、上記本考案に係る油圧クラッチを使用
することができる。なお、４５はエンジンからの回転を
本トランスミッション４１に伝達する湿式クラッチ、４
６はニュートラル時に作動するニュートラルブレーキ、
４７は前輪駆動用クラッチ、４９は後輪車軸、そして５
０は独立ＰＴＯ用クラッチ、５１はＰＴＯ用変速部、９
１は後輪である。また、Ｓは車軸の回転を検出するセン
サである。

【００４１】エンジン回転は、軸５２からギヤ５３，４
５ａ、湿式クラッチ４５及びギヤ５４，５５，５６を介
して主変速軸５７に伝達される。そして、変速レバー
（図示せず）が１速状態にある場合、１速用油圧クラッ
チＣ₁ 及び低速用油圧クラッチＣ_L は「入」状態（結合
状態）、他は「切」状態にあり、従って主変速軸５７の
回転は、ギヤ５８、１速用油圧クラッチＣ₁ 、軸５９、
ギヤ６０，６１，６２、軸６３、ギヤ６５，６６、副変
速軸６７、ギヤ６９、低速用油圧クラッチＣ_L 、軸７
０、ギヤ７１，７２，７３，７５、ピニオン７６、ベル
ギヤ７７及び最終ギヤ７９，８０を介して後車軸４９に
伝達される。また、変速レバーが２速状態にある場合、
副変速部４３の低速用油圧クラッチＣ_L は結合状態のま
まで、主変速部４２は２速用油圧クラッチＣ₂ が結合す
るように切り換わる。この状態にあっては、主変速軸５
７の回転は、ギヤ８１及び２速用油圧クラッチＣ₂ 、軸
５９、ギヤ６０，６１，６２を介して軸６３に伝達され
る。また、３速状態は、副変速部４３はそのままの状態
で、主変速部４２が３速用油圧クラッチＣ₃ を結合する
ように切り換わる。この状態では、主変速軸５７の回転
は、ギヤ８３及び３速用油圧クラッチＣ₃ を介して軸６
３に伝達される。更に、４速状態は、副変速部４３はそ
のままで、主変速部４２が４速用油圧クラッチＣ₄ を結
合するように切り換わる。この状態では、主変速軸５７
の回転はギヤ８４及び４速用油圧クラッチＣ₄ を介して
軸６３に伝達される。

【００４２】そして、変速レバーを５速にすると、主変
速部４２は１速用油圧クラッチＣ₁が結合するように切
り換わるとともに、副変速部４３は中速用油圧クラッチ
Ｃ_Mが結合するように切り換わる。この状態にあって
は、先に説明した１速用油圧クラッチＣ₁ を介して伝達
されている軸６３の回転が、中速用油圧クラッチＣ_M を
介して直接軸７０に伝達される。そして、６速、７速及
び８速にあっては、副変速部４３が中速用油圧クラッチ
Ｃ_M を結合状態に維持したままで上述と同様に主変速部
４２が２速用クラッチＣ₂ 、３速用油圧クラッチＣ₃ ま
たは４速用油圧クラッチＣ₄ を結合するように切り換わ
る。

【００４３】そして、変速レバーを９速にすると、主変
速部４２は１速用油圧クラッチＣ₁が結合するように切
り換わるとともに、副変速部４３は高速用油圧クラッチ
Ｃ_Hが結合するように切り換わる。この状態にあって
は、主変速部４２の軸６３の回転が、ギヤ６５，６６及
び高速用油圧クラッチＣ_H を介してピニオンシャフト７
６ａに伝達される。そして、１０速、１１速及び１２速
にあっては、副変速部４３が高速用油圧クラッチＣ_H を
結合状態に維持したままで、主変速部４２が２速用油圧
クラッチＣ₂ 、３速用油圧クラッチＣ₃ または４速用油
圧クラッチＣ₄ を結合するように切り換わる。

【００４４】更に、変速レバーを後進１速にすると、主
変速部４２は１速用油圧クラッチＣ₁ が結合するように
切り換わるとともに、副変速部４３は後進用油圧クラッ
チＣ_R が結合するように切り換わる。この状態にあって
は、主変速部４２からの軸６３の回転は、ギヤ６５，６
６、副変速軸６７及びギヤ６９を介して後進用油圧クラ
ッチＣ_R に伝達され、更に逆転ギヤ８５を介してピニオ
ンシャフト７６ａに伝達される。そして、後進２速、３
速及び４速にあっては、副変速部４３が後進用油圧クラ
ッチＣ_R を結合状態に維持したままで、主変速部４２が
２速用、３速用油圧クラッチＣ₂ ，Ｃ₃ そして４速用油
圧クラッチＣ₄ を結合するように切り換わる。

【００４５】上述のように、本考案に係る油圧クラッチ
を、パワーシフトトランスミッションに使用すれば、
「入」／「切」の切り換え時間が短いため、非常に短い
時間で円滑な変速を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例における油圧クラッチの構成を
示す断面図。

【図２】同じ油圧クラッチのミート状態を説明する状態
説明図。

【図３】同じ油圧クラッチの時間対油圧の特性図。

【図４】本考案に係る油圧クラッチを搭載したトラクタ
の概要図。

【図５】本考案に係る油圧クラッチの他の使用例を示す
もので、トラクタに搭載されたパワーシフトトランスミ
ッションの概要図。

【図６】従来例における油圧クラッチの構成を示す断面
図。

【符号の説明】

１油圧クラッチ５回転ドラム７スプラインボス９油圧室１０油圧ピストン１１，１９摩擦板１７油供給路２０中間ピストン２１ストッパ２２ポペットバルブ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】油圧室を形成するように油圧ピストンが
内蔵されるとともに、該油圧ピストンの前方の内周に摩
擦板がスプライン結合された回転ドラムと、外周に摩擦
板がスプライン結合されたスプラインボスと、を備え、
上記回転ドラムの油圧室に油供給路から油を供給して上
記油圧ピストンを押圧し、上記回転ドラムの摩擦板を上
記スプラインボスの摩擦板に圧接させることにより結合
する油圧クラッチにおいて、上記回転ドラムの油圧室に、中間ピストンを設けるとと
もに、該中間ピストンと上記油圧ピストンとの間に、上記中間
ピストンの移動を規制するストッパを設け、上記中間ピストンに、上記油圧室内に油を供給した際に
上記中間ピストンと油圧ピストンとの間へ油を導入し、
かつ油導入時の油通過断面積が上記油圧室への油供給路
の油通過断面積より小さく、油導出時の油通過断面積が
油導入時より拡大するバルブを設けたことを特徴とする
油圧クラッチ。