JP2649500B2 - 湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置に係り、より詳細には、船舶、車両
等に搭載されている発電機、冷凍装置、空調装置等を原
動機によって所要の回転速度で回転する場合に用いられ
る湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、船舶においては、運航経費の削
減、運航時における電力消費量の増加傾向に対応するた
め、従前使用されていたディーゼル発電機に代えて、機
関効率のよい主機関の余剰動力を利用して発電機を駆動
する船舶用発電機駆動装置（通称「軸発」）が用いられ
るようになっている。

【０００３】従来、この種の船舶用発電機駆動装置（軸
発）としては、主機関と発電機とを湿式多板油圧クラッ
チを介して接続し、湿式多板油圧クラッチの作動油圧を
変化させることによるスリップ特性を利用して発電機の
回転速度を制御する方式が採用されている。この湿式多
板油圧クラッチを使用して所要の回転速度でもって動力
を伝達するには、インナディスク（クラッチ板）とアウ
タディスク（クラッチ板）とを側面からインナディスク
と一体になって回転する油圧シリンダユニットで押し付
け、両ディスク間に油膜を構成させると共に、両ディス
ク間をスリップ状態に維持する必要があり、そのため油
圧シリンダユニットによる押し付け力、すなわち油圧シ
リンダユニットを作動させる作動油の圧力（作動油圧）
を調整する必要がある。

【０００４】この油圧シリンダユニット作動油圧を調整
する方式としては、電磁比例制御弁及び圧力サーボ弁等
の油圧バルブを用いて、湿式多板油圧クラッチの出力側
の回転速度を検出して設定回転速度と比較し、回転速度
差に応じて油圧バルブを制御する方式、或いは湿式多板
油圧クラッチの入出力側の各回転速度を検出してその回
転速度差を求め、この回転速度差に応じて油圧バルブを
制御する方式等が採用されている。

【０００５】また、湿式多板油圧クラッチの出力側の回
転体に遠心式バルブを内蔵し、このバルブのエレメント
に作用する遠心力を利用してエレメントを作動させて圧
力を制御する方式もある。この方式では、連続して回転
速度変動を検出して、且つ連続して湿式多板油圧クラッ
チのインナディスクとアウタディスクとを密着状態に設
定する油圧シリンダユニットの圧力を設定することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
油圧シリンダユニットの作動油圧を調整して回転速度を
制御する装置の場合、次のような問題がある。すなわ
ち、 油圧バルブを用いたフィードバック制御方式では、
回転速度の時間的変化、すなわち加減速度を制御する経
路制御を採用することは困難であり、また類似した位置
制御を連続して行う擬似経路制御も採用することも困難
であって、特に、原動機の回転速度が大きく変動する場
合には回転速度の変化に対する応答性が悪い。 遠心式バルブを用いた制御方式では、遠心式バルブ
のエレメントに対して遠心力以外に接線力が作用してい
るので、この接線力の影響を受けることになり、また回
転速度が変動する時、遠心式バルブのエレメントに対し
ては回転速度以外に加減速度の影響が及ぶことになり、
特に加減速度が大きい場合（短時間の回連速度の変化が
大きい場合）には油圧シリンダユニットに設定する圧力
が実際とは異なることになる。 このように、従来の回転速度制御装置では、短時間
の負荷変動及び回転速度変動に対しては応答性が悪い。
等の問題がある。

【０００７】本発明は、上述した問題に対処して創案し
たものであって、その目的とする処は、湿式多板油圧ク
ラッチの出力側の回転速度の制御精度が向上した湿式多
板油圧クラッチの回転速度制御装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そして、上記目的を達成
するための手段としての本発明の請求項１の湿式多板油
圧クラッチの回転速度制御装置は、第１軸に設定回転速
度で回転する原動機が接続され、第２軸に動力伝達機構
を介して湿式多板油圧クラッチの出力側と接続され、該
第１軸及び第２軸と差動歯車機構を介して接続した第３
軸から該湿式多板油圧クラッチの出力側回転速度と設定
回転速度との回転速度差を出力する差動歯車装置と、該
差動歯車装置の検出結果に応じて前記油圧シリンダユニ
ットに供給する作動油の圧力を制御する作動圧力制御手
段とを設けた構成としている。

【０００９】本発明の請求項２の湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置は、前記請求項１の湿式多板油圧ク
ラッチの回転速度制御装置において、前記作動圧力制御
手段が、前記差動歯車装置の第３軸の出力を直線運動に
変換する回転／直線変換手段と、該回転／直線変換手段
の変換結果を圧力に変換する圧力変換手段と、該圧力変
換手段の変換結果に応じて前記油圧シリンダユニットに
供給する作動油の圧力を制御する圧力制御手段とからな
る構成としている。さらに、本発明の請求項３の湿式多
板油圧クラッチの回転速度制御装置は、前記請求項２の
湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置において、前
記圧力変換手段の出力側にアキュームレータを接続した
構成としている。さらにまた、本発明の請求項４の湿式
多板油圧クラッチの回転速度制御装置は、前記請求項２
の湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置において、
前記回転／直線変換手段と圧力変換手段との間に緩衝部
材を介装した構成としている。

【００１０】本発明の請求項５の湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置は、前記請求項１の湿式多板油圧ク
ラッチの回転速度制御装置において、作動圧力制御手段
が前記差動歯車装置の出力を電気信号に変換する電気信
号変換手段と、前記油圧シリンダユニットに供給する作
動油圧の圧力を制御する電磁圧力制御弁と、前記電気信
号変換手段の変換結果に応じて前記電磁圧力制御弁を制
御する制御弁制御手段とを設けた構成としている。ま
た、本発明の請求項６の湿式多板油圧クラッチの回転速
度制御装置は、前記請求項５の湿式多板油圧クラッチの
回転速度制御装置において、電気信号変換手段が前記差
動歯車装置で検出した回転速度差を直線運動に変換する
回転／直線変換手段の変換結果を電気信号に変換する構
成としている。

【００１１】本発明の請求項７の湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置は、前記湿式多板油圧クラッチの入
力側に油圧ポンプを、出力側に油圧ポンプ・モータをそ
れぞれ接続すると共に、該油圧ポンプの吐出側と油圧ポ
ンプ・モータの吸込み側とを流量制御弁を介して接続し
た構成としている。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１の湿式多板油圧クラッチの回
転速度制御装置は、設定回転速度で回転する原動機と動
力伝達機構を介して湿式多板油圧クラッチの出力側とに
それぞれ接続された第１軸及び第２軸と差動歯車機構を
介して接続した第３軸から湿式多板油圧クラッチの出力
側回転速度と設定回転速度との回転速度差を出力し、こ
の回転速度差に応じて作動圧力制御手段で油圧シリンダ
ユニットに供給する作動油の圧力を制御することで、湿
式多板油圧クラッチの出力側回転速度及び設定回転速度
との差を連続的に検出して、この検出結果を油圧シリン
ダユニットの作動油圧に変換して、湿式多板油圧クラッ
チの出力側回転速度を設定回転速度に高精度に維持する
ように作用する。

【００１３】本発明の請求項２〜４の湿式多板油圧クラ
ッチの回転速度制御装置は、回転／直線変換手段により
差動歯車装置で検出した回転速度差を直線運動に変換し
て、この変換結果を圧力変換手段で圧力に変換した上、
この圧力で圧力制御手段を作動させて油圧シリンダユニ
ットに供給する作動油の圧力を制御することにより、回
転速度差の大きい場合にも作動圧力設定を短時間で行え
るように作用する。圧力変換手段の出力側にアキューム
レータを接続し、あるいは回転／直線変換手段と圧力変
換手段との間に緩衝部材を介装することにより、油圧シ
リンダユニットの急激な圧力変動を防止するように作用
する。

【００１４】本発明の請求項５〜６の湿式多板油圧クラ
ッチの回転速度制御装置は、電気信号変換手段によって
差動歯車装置で検出した回転速度差を電気信号に変換
し、この変換結果に応じて制御弁制御手段によって油圧
シリンダユニットに供給する作動油の圧力を制御する電
磁圧力制御弁を制御することにより、作動圧力制御手段
の構成が簡単になるように作用する。電気信号変換手段
が前記差動歯車装置で検出した回転速度差を直線運動に
変換する回転／直線変換手段の変換結果を電気信号に変
換することでも同様に作用する。

【００１５】本発明の請求項７の湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置は、湿式多板油圧クラッチの入力側
に油圧ポンプを、出力側に油圧ポンプ・モータをそれぞ
れ接続すると共に、該油圧ポンプの吐出側と油圧ポンプ
・モータの吸込み側とを流量制御弁を介して接続し、且
つ、油圧ポンプ・モータの吐出側に流量制御弁を接続し
ているので、湿式多板油圧クラッチの出力側回転速度が
急激に変動した場合にその変動を抑制して、急激な回転
速度変動をゆっくりした回転速度変動にし、回転速度差
に応じて作動油圧を制御する制御系が応答できるように
作用する。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明する。ここに、図１〜図５は、
本発明の一実施例を示し、図１は第１実施例の全体ブロ
ック図、図２は図１の作動油圧制御系の詳細構成図、図
３は図１の油圧ポンプ及び油圧ポンプモータ系の詳細回
路図、図４は図２の差動歯車装置の要部断面図、図５は
第２実施例を示す要部油圧回路図、図６は第３実施例を
示す要部構成図である。

【００１７】本実施例の湿式多板油圧クラッチの回転速
度制御装置は、船舶の主機関の出力で湿式多板油圧クラ
ッチを介して発電機を駆動する場合に用いる回転速度制
御装置であって、概略すると、主機関である原動機１と
従動機である発電機２との間に湿式多板油圧クラッチ３
が設けられ、この湿式多板油圧クラッチ３の油圧シリン
ダユニット４に作動油供給部５から作動油を供給して、
湿式多板油圧クラッチ３を接続状態にして回転を伝達す
ると共に、設定回転速度で回転する原動機６と湿式多板
油圧クラッチ３の出力側とが接続されてその回転速度差
を検出出力する差動歯車装置７と、この差動歯車装置７
の出力に応じて油圧シリンダユニット４に供給する作動
油の圧力を制御する作動油圧制御部８とを設け、湿式多
板油圧クラッチ３の出力側回転速度と設定回転速度との
差を連続的に検出して油圧シリンダユニット４の作動油
圧を制御して回転速度を制御し、更に湿式多板油圧クラ
ッチ１の入力側に油圧ポンプ９を接続し、出力側に油圧
ポンプ・モータ１０を接続して、これら油圧ポンプ９の
吐出側と油圧ポンプ・モータ１０の吸込み側とを流量制
御弁１１を介して接続し、且つ油圧ポンプ・モータ１０
の吐出側に流量制御弁を接続し、急激な回転速度変動を
防止して作動油圧制御系の応答を可能にし、制御精度を
安定向上するように構成している。

【００１８】原動機１は軸継手２１を介して並行軸型一
段増速機の駆動歯車２２の軸２３に接続し、この駆動歯
車２２に噛み合う従動歯車２４の軸２５に湿式多板油圧
クラッチ３の入力側を接続し、湿式多板油圧クラッチ３
の出力側を出力軸２６に接続して、出力軸２６に軸継手
２７を介して船用発電機２を接続している。湿式多板油
圧クラッチ３はインナディスク３ａとアウタディスク３
ｂとをインナディスク３ａと一体になって回転する油圧
シリンダユニット４のピストン部材４ａによって押し付
け、両ディスク３ａ，３ｂ間に油膜を構成させると共に
両ディスク３ａ，３ｂ間をスリップ状態に維持すること
で入力側の回転を出力側に伝達する。

【００１９】作動油圧供給部５は、図２に示すように電
動機３１によって軸継手３２を介して回転駆動される油
圧ポンプ３３によりオイルタンクユニット３４から作動
油を吸込み、配管３５を介して従動歯車２４の軸２５に
設けた圧油供給具３６からその軸２５内に形成した油路
を通じて油圧シリンダユニット４に作動油を供給するよ
うに構成し、配管３５から分岐して圧力制御弁３７を設
けている。

【００２０】差動歯車装置７は、図２及び図４に示すよ
うに差動歯車機構４０を構成する４枚の作動歯車４１〜
４４の内の歯車４１に連結された第１軸４５に軸継手４
６を介して設定回転速度で回転する可変速原動機６を接
続し、歯車４２に連結された第２軸４７に軸継手４８を
介して湿式多板油圧クラッチ３の出力側を接続し、第１
軸４５と第２軸４７との回転速度差に応じて回転する歯
車４３，４４に歯車４９を連結し、この歯車４９に歯車
５０を噛み合わせて、歯車５０に第３軸５１を設けてい
る。

【００２１】この差動歯車装置７は第１軸４５及び第２
軸４７の回転方向を軸端から見て同一方向になるように
設定してあり、第１軸４５及び第２軸４７の回転速度
が同一のときは歯車４９は回転せず、第１軸４５と第
２軸４７との間に回転速度差が生じると、高回転速度の
軸が駆動軸となり、低回転速度の軸が従動軸となって歯
車４９は回転速度差の１／２の回転速度で正又は逆のい
ずれかの方向に回転して、この回転が歯車５０で減速さ
れて第３軸５１が回転するので、第３軸５１の回転速度
は設定回転速度と湿式多板油圧クラッチ３の出力側回転
速度との回転速度差又は、回転速度差に比例した回転速
度となる。

【００２２】作動油圧制御部８は、図２に示すように差
動歯車装置７の第３軸５１の回転を直線運動に変換する
回転／直線変換機構５３と、この回転／直線変換機構５
３で変換された直線運動を圧力に変換する油圧シリンダ
ユニット５４と、この油圧シリンダユニット５４で発生
された圧力に応じて作動油供給部５から供給される作動
油の圧力を制御する圧力制御弁５５とからなる。ここで
は、回転／直線変換機構５３は第３軸５１にクラッチの
７４を介して連結したナットとこのナットに噛み合うス
クリューロッドとにて構成され、スクリューロッドの端
部を油圧シリンダユニット５４のシリンダ５４ａ内を摺
動するピストンロッド５４ｂ接続し、シリンダ５４ａ内
油室を圧力制御弁５５のパイロット油室５５ａ内に連通
させて、パイロット圧及びピストン５５ｂでバルブ５５
ｃを開閉制御して油圧シリンダユニット４に供給される
作動油の圧力を制御する。

【００２３】また、作動油圧制御部８には油圧シリンダ
ユニット５４のシリンダ５４ａと圧力制御弁５５のパイ
ロット油室５５ａとの間にストップ弁５６を介してアキ
ュームレータ５７を接続すると共に圧力制御弁５８を接
続している。アキュームレータ５７は油圧シリンダユニ
ット５４の急激な圧力変化を抑制するものである。な
お、原動機６、差動歯車装置７及び作動油圧制御部８の
うちの圧力制御弁５５を除いた部分を遠隔制御装置５９
として構成している。

【００２４】一方、湿式多板油圧クラッチ３の入力側が
連結された従動歯車２４の軸２５には軸継手６０を介し
て油圧ポンプ９を接続し、出力軸２６に設けた歯車６１
に噛み合う歯車６２の軸６３には軸継手６４を介して油
圧ポンプ・モータ１０を接続し、油圧ポンプ９の吐出側
と油圧ポンプ・モータ１０の吸込み側とを配管６５を介
して接続すると共に、配管６５に流量制御弁１１を介装
し、この流量制御弁１１と油圧ポンプ９との間に電磁方
向切換弁６６を設けている。

【００２５】また、油圧ポンプ９の吐出側は圧力保障弁
６７を介してタンク３４に接続し、配管６５の流量制御
弁１１と油圧ポンプ・モータ１０との間は逆止弁６８を
介してタンク３４に接続し、油圧ポンプ・モータ１０の
吐出側には圧力・温度補償付流量制御弁６９を接続する
と共に、圧力制御弁７０を介してタンク３４に接続して
いる。

【００２６】本実施例の湿式多板油圧クラッチの回転速
度制御装置の作用について説明すると、先ず、原動機１
を起動することによって並行軸型増速機が運転を開始し
て、駆動歯車２２及び従動歯車２４を介して湿式多板油
圧クラッチ３の入力側が回転すると共に、従動歯車２４
の軸２５に連結した油圧ポンプ９が作動して作動油を吐
出するが、電磁方向切換弁６６が励磁されていないの
で、圧力保障弁６７を介して作動油はタンク３４に戻さ
れる。

【００２７】次に電磁方向切換弁６６を励磁し、油圧ポ
ンプ９が吐出する作動油を油圧ポンプ・モータ１０に供
給する。この時の供給流量は、流量制御弁１１で設定し
た流量となり、設定流量は湿式多板油圧クラッチ３の出
力側に設定する回転速度に相当する流量とする。油圧ポ
ンプ・モータ１０に対しては圧力・温度保障付流量制御
弁６９及び配管６５による圧力損失が背圧として作用す
るが油圧モータとして作動し、湿式多板油圧クラッチ３
の出力側に設定する回転速度で運転する。湿式多板油圧
クラッチ３の出力側回転速度が設定回転速度で安定した
時点で、作動油供給部５の電動機３１を起動し、一定時
間経過後に圧力制御弁３７に附属する電磁弁３７ａを励
磁する。油圧ポンプ３３は圧力制御弁５５に対して設定
した初期圧力にて作動油を吐出し、該作動油が湿式多板
油圧クラッチ３の油圧シリンダユニット４に供給される
ので、湿式多板油圧クラッチ３は「嵌」の状態になる。
ここで、圧力制御弁５５に設定する初期圧はスプリング
５５ｂによって行い、初期圧力は湿式多板油圧クラッチ
３のインナディスク３ａとアウタディスク３ｂとの間を
出来る限り安定状態にする、即ち密着状態にする必要が
ある事から、両ディスク３ａ、３ｂが軽く密着する圧力
に設定する。

【００２８】この時点で、湿式多板油圧クラッチ３は油
圧ポンプ・モータ１０が油圧モータとして作動している
為に油圧ポンプ・モータ１０に対しては油圧ブレーキと
して作動する事になる。即ち、油圧ポンプ・モータ１０
の出力トルクは作動油供給部５の稼働により徐々に増
し、この時点での出力トルクは湿式多板油圧クラッチ３
の油圧シリンダユニット４に初期圧力が作用した時にブ
レーキとして作動するトルクとなる。

【００２９】一方、作動油供給部５の圧力制御弁３７に
附属する電磁弁３７ａを励磁すると同時に遠隔制御装置
５９の可変速電動機６を起動する。この時点では、差動
歯車装置７の第３軸５１は回転するがクラッチ７４が
「脱」の状態にある為、回転／直線変換機構５３は作動
しない。差動歯車装置７の第３軸５１は設定回転速度と
湿式多板油圧クラッチ３の出力側回転速度との間に差が
生じていると正又は逆方向に回転する。差動歯車装置７
の第３軸５１の回転速度が許容回転速度になった時点で
クラッチ７４を「嵌」の状態にすると、第３軸５１の回
転が回転／直線変換機構５３によって直線運動（進退運
動）に変換され、油圧シリンダユニット５４のピストン
ロッド５４ｂがシリンダ５４ａに対して進入又は退出す
る事でシリンダ５４ａ内の圧力が変化し、これによって
圧力制御弁５５のパイロット圧が変化するので、油圧ポ
ンプ３３から湿式多板油圧クラッチ３の油圧シリンダユ
ニット４に供給する作動圧力が変化する。

【００３０】例えば、湿式多板油圧クラッチ３の出力側
回転速度が設定回転速度より低いときには差動歯車装置
７の第３軸５１が正方向に回転して、回転／直線変換機
構５３を介して油圧シリンダユニット５４のピストンロ
ッド５４ｂがシリンダ５４ａに対して進入することでシ
リンダ５４ａ内の圧力が上昇し、これによって圧力制御
弁５５のパイロット圧が高くなって油圧ポンプ３３から
湿式多板油圧クラッチ３の油圧シリンダユニット４に供
給される作動油圧が昇圧されるので、湿式多板油圧クラ
ッチ３のスリップが減少して出力側回転速度が高くな
る。

【００３１】逆に、湿式多板油圧クラッチ３の出力側回
転速度が設定回転速度より高いときには差動歯車装置７
の第３軸５１が逆方向に回転して、回転／直線変換機構
５３を介して油圧シリンダユニット５４のピストンロッ
ド５４ｂがシリンダ５４ａに対して退出することでシリ
ンダ５４ａ内の圧力が下降し、これによって圧力制御弁
５５のパイロット圧が低くなって油圧ポンプ３３から湿
式多板油圧クラッチ３の油圧シリンダユニット４に供給
される作動油圧が降圧されるので、湿式多板油圧クラッ
チ３のスリップが増加して出力側回転速度が低くなる。

【００３２】このように湿式多板油圧クラッチ３の油圧
シリンダユニット４、差動歯車装置７、油圧シリンダユ
ニット５４、圧力制御弁５５を閉ループとする制御、す
なわちフィードバック制御が行われて湿式多板油圧クラ
ッチ３の出力側回転速度が設定回転速度に設定維持され
るように作用する。

【００３３】クラッチ７４が「嵌」にした時点で、湿式
多板油圧クラッチ３で運転する発電機２に対して負荷が
導入された事になる。発電機２の負荷が事前に設定した
値以上になると油圧ポンプ・モータ１０に対して供給し
ていた流量を流量制御弁１１を操作する事によって減少
させ、作動状態を油圧モータから油圧ポンプに一時的に
変換する。以降の油圧ポンプ９からの供給流量は流量制
御弁１１によって設定した流量となり、この流量に対し
て油圧ポンプ・モータ１０の所要流量が少ない時は油圧
ポンプ・モータ１０は油圧モータとして作動し、逆に多
い時は油圧ポンプ・モータ１０は油圧ポンプとして作動
する。この油圧ポンプ・モータ１０の不足流量は逆止弁
６８を介して自吸することになる。この様に電磁方向切
換弁６６を励磁する事により油圧的にも湿式多板油圧ク
ラッチ３の入力側と出力側は接続された事になる。

【００３４】そこで、発電機２に対して負荷を投入する
と、この時点では湿式多板油圧クラッチ３に対して負荷
増となるが、インナディスク３ａとアウタディスク３ｂ
との間の密着状態は瞬時に変化できないので、結果とし
て両ディスク３ａ，３ｂ間のスリップが増加して回転速
度が低下する。それによって、油圧ポンプ・モータ１０
の回転速度が低下するために、油圧ポンプ・モータ１０
は油圧モータに変換し、湿式多板油圧クラッチ３の出力
側の回転速度を増加するように作用する。それと共に、
差動歯車装置７の第３軸５１が回転して、前記のように
圧力制御弁５５が油圧シリンダユニット４に対する作動
油圧を上昇させるように作用するので、湿式多板油圧ク
ラッチ３はスリップ減の方向に作動して出力側回転速度
が増速する。この作用は、負荷投入時だけでなく通常運
転時の負荷増加時にも同様である。

【００３５】また、発電機２が負荷運転中にその負荷が
瞬時に遮断された場合、湿式多板油圧クラッチ３の両デ
ィスク３ａ，３ｂ間の密着状態が負荷遮断前の状態にあ
るためスリップ減となり、湿式多板油圧クラッチ３の出
力側回転速度が上昇し、油圧ポンプ・モータ１０も増速
し、これにより油圧ポンプ・モータ１０は油圧ポンプと
して作動し、かつ流量制御弁６９の設定流量を越える流
量は圧力制御弁７０の設定圧力で流出するため、湿式多
板油圧クラッチ３の出力側に制動がかかり、回転速度を
低下する方向に作用する。それと共に、差動歯車装置７
の第３軸５１が逆方向に回転して、前記のように圧力制
御弁５５が油圧シリンダユニット４に対する作動油圧を
降圧させるように作用するので、湿式多板油圧クラッチ
３はスリップ増の方向に作動して出力側回転速度が減速
する。この作用は、負荷遮断時だけでなく通常運転時の
負荷減少時にも同様である。

【００３６】なお、負荷変動が小さく、回転速度の変動
範囲が流量制御弁１１及び圧力・温度補償付流量制御弁
６９の設定範囲内の場合には、油圧ポンプ・モータ１０
は無負荷運転となる。

【００３７】以上のように本実施例の湿式多板油圧クラ
ッチの回転速度制御装置は、回転速度の時間的変化を制
御するのではなく、単なる回転速度の変化に対してフィ
ードバカク制御をするので、経路制御でなく位置制御で
あるが、差動歯車装置７に内蔵する差動歯車機構４０に
湿式多板油圧クラッチ３の出力側回転速度と設定回転速
度とを入力することにより、差動歯車機構４０の特性に
よって回転速度差をその１／２の回転速度として連続し
て検出することができ、この検出した回転速度差に応じ
て圧力制御弁５５を制御して湿式多板油圧クラッチ３の
油圧シリンダユニット４に供給する作動油圧を連続的に
制御することができるので、経路制御に類似した擬似経
路制御を行うことができ、油圧ポンプ９及び油圧ポンプ
・モータ１０等を用いないでも負荷変動による瞬時の回
転速度変動を除いて入力側に発生する回転速度変動に起
因する出力側の回転速度変動に対して応答性が速くなる
ように作用する。

【００３８】ここで、湿式多板油圧クラッチ３の出力側
回転速度と設定回転速度との差を差動歯車機構の特性を
利用して検出することにより、非常に高感度の検出が可
能になる。すなわち、発電された電気の周波数の制御目
標は±０．５Ｈｚであり、これを湿式多板油圧クラッチ
３の出力側回転速度で示すと発電機２を１２００min-1
で運転しているために±１０min-１となるが、この値以
下の回転速度まで検出することができる。そして、この
検出値を使用して直接圧力制御弁５５に用いる場合、非
常に高感度になるため、アキュームレータ５７によって
感度を若干下げるようにしている。ここで、この感度調
整は、油圧シリンダユニット５４の容積とアキュームレ
ータ５７のガス封入量及び封入圧力によって行うことが
でき、アキュームレータ５７のガス封入容量が小さいほ
ど感度が上昇する。

【００３９】ところで、上記のように擬似経路制御を用
いても湿式多板油圧クラッチの構造上瞬時の負荷変動、
回転速度変動に対しては対応が困難である。すなわち、
湿式多板油圧クラッチにおける動力伝達は、インナディ
スクとアウタディスク間の油膜の厚さ、油膜の圧力及び
作動油の特性に依存し、両ディスク間のスリップ量が一
定でも伝達トルクが異なれば異なってくることは明らか
であり、両ディスク間をスリップ状態におくことは最も
不安定な状態におくことになり、伝達トルクの急激な変
動又は瞬間の変動に対して両ディスク間の状態を瞬間に
又は時間的な変化に追随させることは困難であり、結果
として出力側回転速度が変動することになり、この傾向
は軽負荷時における負荷増、又は重負荷時における負荷
減（特に負荷遮断）において顕著となる。

【００４０】そこで、湿式多板油圧クラッチ３と並列に
油圧ポンプ９及び油圧ポンプ・モータ１０と流量制御弁
１１を設けて、負荷増による回転速度低下に対して油圧
ポンプ・モータ１０を油圧モータとして作動させること
で回転速度を上昇させ、負荷減による回転速度上昇に対
して油圧ポンプ・モータ１０を油圧ポンプとして作動さ
せることで回転速度を下降させるようにしているので、
湿式多板油圧クラッチの出力側回転速度の急変を抑制し
てゆっくりとした回転速度変化になり、擬似経路制御に
よって充分に対応することが可能になる。この効果は、
軽負荷運転時の負荷投入及び負荷運転時の負荷遮断等の
負荷急変に対して著しいものが得られると共に、負荷変
動が小さく、回転速度の変動範囲が流量制御弁１１，６
９の設定範囲内の場合には油圧ポンプ・モータ１０は無
負荷運転となって湿式多板油圧クラッチ３の負荷として
作用せず、作動油圧制御上に影響を及ぼさない。なお、
油圧ポンプ・モータ１０として容積効率の高いピストン
型を使用することによって回転速度の急変に対して著し
く効果が上がる。

【００４１】ここで、油圧ポンプ・モータ１０を油圧ポ
ンプとして使用するか、油圧モータとして使用するかは
流量制御弁１１，６９に対する流量設定によって決まる
が、両者の間にはある程度の流量差、即ち流量制御弁１
１に対して流量制御弁６９の設定流量を多くしなければ
ならない。また、流量制御弁１１，６９に対する設定流
量は湿式多板油圧クラッチ３に対する設定回転速度より
若干外れた流量に設定する。また、湿式多板油圧クラッ
チ３の動力伝達容量に対する油圧ポンプ９と油圧ポンプ
・モータ１０の組合わせによる動力伝達容量の比は、実
施例では１：０．１５としている。また、油圧ポンプ・
モータ１０を油圧ポンプとして使用した場合の制動力は
回転速度によって異なるが、最大制動力を湿式多板油圧
クラッチ３の動力伝達容量の４０％前後に設定してい
る。この程度の設定でも充分な効果を発揮できる。

【００４２】なお、上記実施例におけるアキュームレー
タ５７に代えて油圧シリンダユニット５４と回転／直線
変換機構５３とをスプリング或いはその他の緩衝部材を
介して接続し、差動歯車装置７で検出した回転速度差を
圧力に変換するに際して急激な圧力変化を防止するよう
にすることもできる。ただし、この場合には、圧力制御
弁５５のパイロット圧の変化において、カスの圧縮率と
スプリングのスプリング定数との差が生じる。すなわ
ち、回転速度差が大きい場合には僅かであるがパイロッ
ト圧が高くなる傾向が生じるが、実用上は問題がない。

【００４３】次に、図５に示す第２実施例は、上記第１
実施例における圧力制御弁５５を油圧ポンプ３３と油圧
シリンダユニット４とを通じる配管３５に介装した例で
あり、その他の構成は第１実施例と同じである。このよ
うにしても、第１実施例と同じ作用効果が得られる。

【００４４】また、図６に示す第３実施例は、上記第１
実施例の圧力制御弁５５を電気的に遠隔制御できる電磁
制御弁である電磁比例リリーフ弁７１に変更し、差動歯
車装置７の第３軸５１の回転を直線運動に変換する回転
／直線変換機構５３の直線運動を電気信号に変換する電
気信号変換手段である設定器７２と、この設定器７２の
電気信号に応じて電磁比例リリーフ弁７１を制御する制
御弁制御手段であるコントローラ７３を設けたものであ
る。

【００４５】このようにしても上記実施例と同様の作用
効果が得られる。なお、この場合、電磁比例リリーフ弁
７１の電気信号に対する機械的及び流体的な作動遅れに
よって、回転速度差が大きいときには僅かであるが電磁
比例リリーフ弁７１による油圧シリンダユニット４の作
動油圧の設定が遅れる傾向にあるが、実用上は問題にな
らない。また、電磁比例リリーフ弁７１に代えて、電磁
比例減圧弁、圧力サーボ弁等を用いることもできる。更
に、差動歯車装置７の第３軸５１の回転をそのまま電気
信号に変換するようにすることもできる。

【００４６】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変
形実施できる構成を含むものである。因みに、上記実施
例では、本発明を船舶用発電機の駆動装置に適用した例
について説明したが、例えば車両の発電機駆動装置、空
調装置、あるいは冷凍・冷蔵装置の駆動装置等に適用す
ることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１の湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置
によれば、設定回転速度で回転する原動機と動力伝達機
構を介して湿式多板油圧クラッチの出力側とにそれぞれ
接続された第１軸及び第２軸と差動歯車機構を介して接
続した第３軸から湿式多板油圧クラッチの出力側回転速
度と設定回転速度との回転速度差を出力し、この回転速
度差に応じて作動圧力制御手段で油圧シリンダユニット
に供給する作動油の圧力を制御するようにしたので、湿
式多板油圧クラッチの出力側回転速度及び設定回転速度
との差を連続的に検出して油圧シリンダユニットの作動
油圧に連続的に制御することができ、湿式多板油圧クラ
ッチの出力側回転速度を設定回転速度に高精度に維持す
ることができるという効果を有する。

【００４８】本発明の請求項２の湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置によれば、回転／直線変換手段によ
り差動歯車装置で検出した回転速度差を直線運動に変換
して、この変換結果を圧力変換手段で圧力に変換した
上、この圧力で圧力制御手段を作動させて油圧シリンダ
ユニットに供給する作動油の圧力を制御するようにした
ので、回転速度差の大きい場合にも作動圧力設定を短時
間で行えるという効果を有する。

【００４９】本発明の請求項３〜４の湿式多板油圧クラ
ッチの回転速度制御装置によれば、請求項２の効果に加
えて、圧力変換手段の出力側にアキュームレータを接続
し、あるいは回転／直線変換手段と圧力変換手段との間
に緩衝部材を介装したので、油圧シリンダユニットの急
激な圧力変動を防止することができるという効果を有す
る。

【００５０】本発明の請求項５〜６の湿式多板油圧クラ
ッチの回転制御装置によれば、電気信号変換手段によっ
て差動歯車装置で検出した回転速度差をそのまま、ある
いは回転速度差を直線運動に変換した結果を電気信号に
変換し、この変換結果に応じて制御弁制御手段によって
油圧シリンダユニットに供給する作動油の圧力を制御す
る電磁制御弁を制御するようにしたので、作動圧力制御
手段の構成が簡単になるという効果を有する。

【００５１】本発明の請求項７の湿式多板油圧クラッチ
の回転速度制御装置によれば、湿式多板油圧クラッチの
入力側に油圧ポンプを、出力側に油圧ポンプ・モータを
それぞれ接続すると共に、これら油圧ポンプの吐出側と
油圧ポンプ・モータの吸込み側とを流量制御弁を介して
接続したので、湿式多板油圧クラッチの出力側回転速度
が急激に変動した場合にその変動を抑制することが出来
ると共に、これに伴って急激な回転速度変動をゆっくり
した回転速度変動にすることができ、回転速度差に応じ
て作動油圧を制御する制御系が応答できるという効果を
有する。また、始動時に於いては、負荷が軽負荷である
為、湿式多板油圧クラッチによる回転速度の設定は構造
上から非常に不安定である。この時点で、油圧ポンプ・
モータを油圧モータとして作動させる事によって湿式多
板油圧クラッチの出力側の回転速度を設定回転速度に設
定する事がで出来る為、湿式多板油圧クラッチ始動時に
於ける不安定状態を補正することができるという効果を
有する。

【００５２】以上のように本発明の湿式多板油圧クラッ
チの回転速度制御装置によれば、湿式多板油圧クラッチ
の出力側回転速度を安定して高精度に制御することがで
きる装置を提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体ブロック図である。

【図２】図１の作動油圧制御系の詳細構成図である。

【図３】図１の油圧ポンプ及び油圧ポンプモータ系の詳
細回路図である。

【図４】図２の差動歯車装置の要部断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す要部油圧回路図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例を示す要部構成図である。

【符号の説明】

１・・・原動機（主機関）、２・・・発電機、３・・・
湿式多板油圧クラッチ、４・・・油圧シリンダユニッ
ト、５・・・作動油供給部、６・・・原動機、７・・・
差動歯車装置、８・・・作動油圧制御部、９・・・油圧
ポンプ、１０・・・油圧ポンプ・モータ、１１・・・流
量制御弁、４０・・・差動歯車機構、４５・・・第１
軸、４８・・・第２軸、５１・・・第３軸、５３・・・
回転／直線変換機構、５４・・・油圧シリンダユニット
（圧力変換手段）、５５・・・圧力制御弁（圧力制御手
段）、６８・・・逆止弁、６９・・・圧力・ 流
量制御弁、７１・・・電磁比例リリーフ弁（電磁圧力制
御弁）、７２・・・設定器（電気信号変換手段）、７３
・・・コントローラ（制御弁制御手段）

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湿式多板油圧クラッチのインナディスク
   とアウタディスクとをインナディスクと一体で回転する
   油圧シリンダユニットで密着させ、且つスリップ状態で
   運転するときの回転速度を制御する湿式多板油圧クラッ
   チの回転速度制御装置において、第１軸に設定回転速度
   で回転する原動機が接続され、第２軸に動力伝達機構を
   介して湿式多板油圧クラッチの出力側と接続され、該第
   １軸及び第２軸と差動歯車機構を介して接続した第３軸
   から該湿式多板油圧クラッチの出力側回転速度と設定回
   転速度との回転速度差を出力する差動歯車装置と、該差
   動歯車装置の出力結果に応じて前記油圧シリンダユニッ
   トに供給する作動油の圧力を制御する作動油圧制御手段
   とを設けたことを特徴とする湿式多板油圧クラッチの回
   転速度制御装置。
2. 【請求項２】 前記作動圧力制御手段が、前記差動歯車
   装置の第３軸の出力を直線運動に変換する回転／直線変
   換手段と、該回転／直線変換手段の変換結果を圧力に変
   換する圧力変換手段と、該圧力変換手段の変換結果に応
   じて前記油圧シリンダユニットに供給する作動油の圧力
   を制御する圧力制御手段とからなる請求項１に記載の湿
   式多板油圧クラッチの回転速度制御装置。
3. 【請求項３】 前記圧力変換手段の出力側にアキューム
   レータを接続した請求項２に記載の湿式多板油圧クラッ
   チの回転速度制御装置。
4. 【請求項４】 前記回転／直線変換手段と圧力変換手段
   との間に緩衝部材を介装した請求項２に記載の湿式多板
   油圧クラッチの回転速度制御装置。
5. 【請求項５】 作動圧力制御手段が、前記差動歯車装置
   の出力を電気信号に変換する電気信号変換手段と、前記
   油圧シリンダユニットに供給する作動油圧の圧力を制御
   する電磁制御弁と、前記電気信号変換手段の変換結果に
   応じて前記電磁制御弁を制御する制御弁制御手段とを設
   けた請求項１に記載の湿式多板油圧クラッチの回転速度
   制御装置。
6. 【請求項６】 電気信号変換手段が前記差動歯車装置で
   検出した回転速度差を直線運動に変換する回転／直線変
   換手段の変換結果を電気信号に変換する請求項５に記載
   の湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置。
7. 【請求項７】 湿式多板油圧クラッチのインナディスク
   とアウタディスクとを油圧シリンダユニットで密着さ
   せ、且つスリップ状態で運転するときの回転速度を制御
   するを湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置におい
   て、前記湿式多板油圧クラッチの入力側に油圧ポンプ
   を、出力側に油圧ポンプ・モータをそれぞれ接続すると
   共に、該油圧ポンプの吐出側と油圧ポンプ・モータの吸
   込み側とを流量制御弁を介して接続し、油圧ポンプ、モ
   ータの吐出側に流量制御弁を接続したことを特徴とする
   湿式多板油圧クラッチの回転速度制御装置。