JPH0722499Y2

JPH0722499Y2 - 電磁比例圧力制御弁を備えたクラッチ作動回路

Info

Publication number: JPH0722499Y2
Application number: JP1990003890U
Authority: JP
Inventors: 晃稲葉
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2005-01-22
Also published as: JPH0396437U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、例えば自動車や農作業車のクラッチ制御に用
いられるクラッチ作動回路に係り、特に電磁比例圧力制
御弁を備えた作動回路に関する。

［従来の技術］自動車や農作業車のクラッチ制御には、電磁比例圧力制
御弁を備えた油圧作動回路が多く採用される。この場合
の電磁比例圧力制御弁（以下、単に「電磁弁」という）
の例としては、特開昭64−69878号公報に示されるもの
がある。

この電磁弁の基本原理について第５図を用いて簡単に説
明する。この電磁弁は、ポンプポートＰ、アクチュエー
タポートＡ、タンクポートＴを有したハウジング101を
備えている。ハウジング101には、軸方向摺動自在にス
プール102が収容されている。そして、スプール102が軸
方向一方側（図中左方）に移動した際には、ポンプポー
トＰとアクチュエータポートＡとを連通すると共にアク
チュエータポートＡとタンクポートＴとを遮断し、スプ
ール102が軸方向他方側（図中右方）に移動した際に
は、ポンプポートＰとアクチュエータポートＡとを遮断
すると共にアクチュエータポートＡとタンクポートＴを
連通するようになっている。

このスプール102の一方の端部には、スプール102を軸方
向一方側（図中左方）に移動させる電磁アクチュエータ
機構103が設けられている。また、スプール102の他方の
端部には、スプール102を軸方向他方側（図中右方）に
付勢するスプリング104が設けられている。また、この
スプール102には、アクチュエータポートＡの圧力P_Aを
受けることによりスプール102を軸方向他方側（図中右
方）に移動させる受圧面102aが形成されている。

そしてこの電磁弁は、受圧面102aにアクチュエータポー
ト圧力P_Aがフィードバックされることにより生じるスプ
ール押し力（図中右向きの力）と、スプリング104によ
るスプール押し力（図中右向きの力）と、電磁アクチュ
エータ機構103によるスプール押し力（図中左向きの
力）とのバランスにより、スプール102の位置が決まっ
て、アクチュエータポートＡとポンプポートＰとの連通
開度が調整され、それによりアクチュエータポートの圧
力P_Aが制御されるようになっている。

この電磁弁をクラッチ制御に用いる場合は、第５図に示
すように、アクチュエータポートＡにクラッチ作動用ア
クチュエータ106を接続し、ポンプポートＰにポンプ107
を接続し、コンクポートＴをタンク108に接続して、ア
クチュエータ作動回路を構成する。

この作動回路においては、クラッチ作動用アクチュエー
タ106に圧油を供給してクラッチプレッシャプレート
（アクチュエータのプランジャに相当する）109を移動
し、それによりクラッチ摩擦板110を互いに押し付け合
わせて、クラッチ接続状態を得る。また、アクチュエー
タ106の油圧を解放することにより、バネ111の力でクラ
ッチプレッシャプレート109をクラッチ切断位置に移動
し、それによりクラッチ切断状態を得る。

上記の動作を、第４図を用いてさらに詳細に述べると、
クラッチ切断状態においては、アクチュエータ106のプ
ランジャ（クラッチプレッシャプレート109）は、戻し
バネ111の作用でクラッチ切断位置に後退している。こ
の状態からクラッチを接続する場合、まず第４図に示す
ように、電磁弁に大きい電流i₁を供給して電磁弁を最大
に開き、アクチュエータ106に多量の圧油を供給してプ
ランジャ（クラッチプレッシャプレート109）をクラッ
チ摩擦板110に接触させる。

この段階では、アクチュエータポートＡには、流路抵抗
や摩擦抵抗等の圧力しか作用せず、圧力はP₁となる（第
４図参照）。そして、プランジャ（クラッチプレッシャ
プレート109）がクラッチ板110に達したところで、今度
は一定量供給制御から圧力制御に切り替える。

すなわち、油圧を制御圧力に設定すべく、電流値をi₁か
らi₂に落とす。すると、若干の応答遅れ時間ｔを経て、
アクチュエータポートＡの圧力P_Aと電磁力とがバランス
し、アクチュエータポート圧力P_Aが制御圧力P_Sとなる。
この電磁弁の応答遅れ時間ｔは、スプール102が最大開
位置からバランス位置まで移動するに要する時間であ
り、アクチュエータポート圧力P_Aの大きさ、すなわちフ
ィードバック力に依存する。

［考案が解決しようとする課題］ところで、従来では、クラッチ作動用アクチュエータ10
6に一定量の油をできるだけ速く供給するため、圧力損
失を小さく押えるようにしていた。しかし、上述のよう
にアクチュエータ106に一定量の油を供給して、その後
即座に圧力制御に移行するような場合は、一定量供給時
においてスプール102の受圧面102aに作用する圧力（フ
ィードバック力）がP₁と小さいため、圧力制御に移行す
る際の応答遅れ時間ｔが長くなったり、ばらついたりし
やすいという問題があった。

本考案は、上記事情を考慮し、圧力制御に移る際の応答
性及び安定性を高めることのできる、電磁比例圧力制御
弁を備えたクラッチ作動回路を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本考案のクラッチ作動回路では、電磁アクチュエータ機
構が、クラッチ接続動作開始時に初期電流の供給を受け
て上記スプールを制御することにより圧油クラッチ作動
用アクチュエータに供給し、クラッチプレッシャープレ
ートがクラッチ板に達した時に、上記初期電流より小さ
い制御電流の供給を受けて油圧を制御するものであり、
さらに、電磁比例圧力制御弁のアクチュエータポートに
は、絞り孔を有するネジが捩込まれていることを特徴と
している。

［作用］上記構成の作動回路においては、絞りを設けたことによ
り、作動油を一定量供給する時間は多少長くなるもの
の、そのときのアクチュエータポートの圧力が最初から
高くなる。したがって、圧力制御に移る際のフィードバ
ック力が大きくなり、スプールがバランス位置に即座に
移動する。よって、電磁弁の応答遅れ時間が短くなり、
かつばらつきが生じにくくなる。また、絞り孔を有する
ねじがアクチュエータポートに捩込まれているので、ス
プール受圧面と絞り孔との距離を短くでき、ひいては両
者の間の容積を小さくできる。その結果、初期電流に対
応してアクチュエータに残留していた高圧を、スプール
のバランス位置への復帰に用いた後、短時間で低下させ
ることができ、より一層電磁弁の応答遅れ時間を短くで
きる。また、その設置および取り外しが簡単である。

［実施例］以下、本考案の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本考案の一実施例の作動回路クラッチ作動回路
に用いられている電磁比例圧力制御弁（電磁弁）１の具
体的構造を示す断面図であり、第２図は同電磁弁１を用
いて構成した作動回路の系統図である。

この電磁弁１は、第１図に示すように、中空のハウジン
グ２と、このハウジング２に摺動自在に収容された一対
のスプール３、３と、ハウジング２の軸方向両端面に配
置され各スプール３、３をそれぞれ独立して移動制御す
る一対の電磁アクチュエータ機構４、４と、を備えてい
る。この電磁弁１は同図に示すように左右対称に形成さ
れている。

ハウジング２には、直線的に延びてハウジング２の両端
面に開口する挿入孔11が形成されている。挿入孔11の内
周面の軸方向中央部には環状溝12が形成され、この環状
溝12を境にして、挿入孔11の内面は左右対称形状に形成
されている。すなわち、中央の環状溝12から所定間隔毎
に各開口端方向に順次、第１の環状溝13、第２の環状溝
14、第３の環状溝15が形成され、開口端には環状凹部16
が形成されている。各環状溝12・13間、13・14間、14・
15間、及び環状溝15と環状凹部16との間には、それぞれ
スプール３の外周面の摺動する摺動面17、18、19、20が
形成されており、摺動面17、18が内径よりも摺動面19、
20の内径の方が僅かに大きく形成されている。

ハウジング２には、流量調整弁200（第２図参照）を介
してポンプ７に接続された２つのポンプポートＰ、Ｐ
と、前進クラッチ作動用アクチュエータ106a及び後進ク
ラッチ作動用アクチュエータ106bにそれぞれ接続された
２つのアクチュエータポートＡ、Ａと、タンク８に接続
されたタンクポートＴが形成されており、タンクポート
Ｔは上記第１の環状溝13に連通し、各アクチュエータポ
ートＡは各第２の環状溝14に連通し、各ポンプポートＰ
は各第３の環状溝15に連通している。なと、タンクポー
トＴはひとつにまとめられている。

一方、スプール３の外周面には、所定の間隔で環状溝が
形成されており、ハウジング２への挿入端部及び各環状
溝間には、挿入端側から順次ランド21、22、23、24が形
成されている。ランド21、22の外径寸法D₁は、ランド2
3、24の外径寸法D₂より僅かに小さく形成されている。
そして、ランド21、22、23、24がそれぞれハウジング２
側の摺動面17、18、19、20を摺動するように、スプール
３がハウジング２内部に収容されている。

上記構成により、左側のスプール３は、図中右に移動す
ることにより、ポンプポートＰとアクチュエータポート
Ａとを連通すると共にアクチュエータポートＡとタンク
ポートＴとを遮断する。また、図中左に移動することに
より、ポンプポートＰとアクチュエータポートＡとを遮
断すると共にアクチュエータポートＡとタンクポートＴ
とを連通する。右側のスプール３はこれと逆の働きをす
る。

各スプール３、３は、互いの対向端間に挿入されたリタ
ーンスプリング31により互いに離れる方向に付勢されて
いる。つまり、左側のスプール３と図中左方に付勢さ
れ、右側のスプール３は図中右方に付勢されている。ま
た、各スプール３、３は、ハウジング２の軸方向両端面
に固定した電磁アクチュエータ機構４、４によって、そ
れぞれ互いに接近する方向に押されるようになってい
る。つまり左側のスプール３は左側の電磁アクチュエー
タ機構４により図中右方に押される。また右側のスプー
ル３は右側の電磁アクチュエータ機構４によって図中左
方に押されるようになっている。

また、各アクチュエータポートＡ内の油圧は、ランド22
とランド23の外径差により決まる受圧面30にそれぞれ作
用して、左側のスプール３を図中左方に押し、右側のス
プール３を図中右方に押す。

以上のことから、左側のスプール３について言えば、こ
のスプール３は、電磁アクチュエータ４による右向きの
力と、リターンスプリング31及びアクチュエータポート
圧力P_Aによる左向きの力とがバランスする位置に位置制
御される。その結果、アクチュエータポートＡとポンプ
ポートＰとの連通開度が調節されて、アクチュエータポ
ート圧力P_Aが、電磁アクチュエータ機構４に供給される
電流値に比例し制御される。

上記左側の電磁アクチュエータ機構４は、ソレノイド41
と移動鉄心42とを備え、ソレノイド41に通電することに
より移動鉄心42の右方に移動させ、バネ43を介してスプ
ール３を右方に押す。この場合のスプール押し力は、ソ
レノイド41に供給する電流値に比例する。なと、移動鉄
心42の摺動する空間44は外部から密閉されており、この
空間44は、スプール３内に形成した内部通路45や、ハウ
ジング２内に形成した通路46等を介して、タンクポート
Ｔに通じる第１の環状溝13に連通している。それによ
り、空間44は油で満たされている。また、ハウジング２
の中央部の環状溝12も、スプール３の先端部に設けた絞
り46を介して同じ環状溝13に連通している。なお、以上
の構造は右側半分についても同じであり、よって右側半
分の構造の説明は省略する。

次に本実施例の特徴点を説明すると、本実施例の電磁弁
１においては、上記の構造に加えて、アクチュエータポ
ートＡに絞り50が設けられている。すなわち、アクチュ
エータポートＡを構成している孔には雌ねじが切られて
おり、この雌ねじに、絞り（絞り孔）50を設けた六角穴
付き小ネジ51がねじ込まれているのである。

そして、この構造の電磁比例圧力制御弁１を用いて、第
２図に示すようなクランチ制御用のアクチュエータ作動
回路が構成されている。

次に、上記回路の作用を説明する。

この回路においては、電磁弁へ通電していない状態で
は、ソレノイド41が非励磁の状態にあるので、左側のス
プール３は左端の初期位置にあり、右側のスプール３は
右端の初期位置にある。第１図はその状態を示してい
る。この位置にスプール３、３があるとき、ポンプポー
トＰとアクチュエータポートＡとは遮断され、アクチュ
エータポートＡとタンクポートＴとが連通して、クラッ
チ作動用アクチュエータ106a、106bの油室の圧力は解除
されている。したがって、戻しバネ111の働きでクラッ
チプレッシャプレート109（アクチュエータ106a、106b
のプランジャに相当する）がクラッチ切断位置に保持さ
れ、両クラッチは切断状態にある。

この状態から、前進クラッチを接続する場合は左側の電
磁アクチュエータ機構４に、また後進クラッチを接続す
る場合は右側の電磁アクチュエータ機構４にそれぞれ通
電する。その際、最初はクラッチプレッシャプレート10
9をクラッチ摩擦板110まで一気に移動させるため、第３
図に示すように、大きな電流値i₁（初期電流）を電磁シ
クチュエータ機構４に供給して電磁弁１を最大に開く。
そしてアクチュエータ106aまたは106bに一定量の圧油を
供給し、クラッチプレッシャプレート109（プランジ
ャ）をクラッチ摩擦板110に接触させる。

この段階で、アクチュエータポートＡには、絞り50が挿
入されていることにより、従来（第４図参照）より高い
圧力P₂が作用する。そして、クラッチプレッシャプレー
ト109（プランジャ）がクラッチ摩擦板110に達したとこ
ろで、今度は一定量供給制御から圧力制御に切り替え
る。

すなわち、油圧を制御圧力に設定すべく、電流値をi₁か
らi₂（制御電流）に落とす。すると、若干の応答遅れ時
間ｔを経て、アクチュエータポートＡの圧力P_Aと電磁力
とがバランスし、アクチュエータポート圧力P_Aが制御圧
力P_Sとなる。この場合絞り50が設けられていることによ
り、アクチュエータポートＡの圧力は最初から高めの値
P₂になっている。したがって、一定量供給制御から圧力
制御に移る際のフィードバック力（上記受圧面に作用す
るアクチュエータポート圧力P_A）が大きくなる。よっ
て、スプール３がバランス位置に即座に移動するように
なり、電磁弁の応答遅れ時間が短くなる。また、ばらつ
きが生じにくくなる。その結果、圧力制御に切り替わる
際の応答性及び安定性が高まる。

この状態から、クラッチを切る場合は、電磁弁１への通
電を停止する。そうすると、電磁弁１のスプール３が初
期位置に戻り、ポンプポートＰとアクチュエータポート
Ａとが遮断されると共にアクチュエータポートＡとタン
クポートＴとが連通し、クラッチ作動アクチュエータ10
6aまたは106b内の圧油がタンクＴに抜け、クラッチプレ
ッシャプレート109（プランジャ）が後退して、クラッ
チ断状態になる。

なお、上記絞り50の大きさは、小さい方がアクチュエー
タポートＡの圧力P_A、すなわちフィードバック力を高め
る上で有効であるが、あまり小さ過ぎると供給油量が小
さくなり過ぎて、一定量の圧油を速くアクチュエータに
供給することができなくなる。よって、一定量供給する
場合の動作時間と、圧力制御に移る際の応答時間の兼合
いから、得たい特性を考慮して絞り50の大きさを決定す
るのが好ましい。また、上記実施例においては、アクチ
ュエータポートＡに絞り50を設けているが、絞り50は、
スプール３の受圧面30から作動アクチュエータに至る油
路中であればどこに設けてもよい。

また、上記実施例においては、実質的に２つの制御弁を
組み込んだ電磁弁を示したが、本考案の適用範囲は勿論
それに限らず、第５図に示した１個のスプールと１個の
電磁アクチュエータ機構を持つ通常の電磁弁にも当然適
用できる。

また、上記実施例においては、電磁アクチュエータ機構
４の移動鉄心42で機械的にスプールを押す形式の電磁弁
を示したが、パイロット室をスプール端部に形成してこ
のパイロット室の圧力を電磁アクチュエータ機構で制御
することにより、スプールに加える力の大きさを制御す
る形式の電磁弁にも、本考案を適用することができる。

［考案の効果］以上説明したように、本考案の作動回路においては、、
電磁比例圧力制御弁のスプールに形成した受圧面から作
動アクチュエータに至る作動流体通路中に絞りを設けた
ので、アクチュエータポートの圧力が最初から高めにな
り、一定量供給制御から圧力制御に移る際のフィードバ
ック力（上記受圧面に作用するアクチュエータポート圧
力）が大きくなる。したがって、スプールがバランス位
置に即座に移動するようになり、電磁弁の応答遅れ時間
が短くなる。また、ばらつきが生じにくくなる。その結
果、圧力制御に切り替わる際の応答性及び安定性が高ま
る。また、絞り孔を有するネジがアクチュエータポート
に捩込まれているので、スプール受圧面と絞り孔との距
離を短くでき、より一層電磁弁の応答遅れ時間を短くで
きる。また、その設置および取り外しが簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の作動回路に組み込まれた電
磁比例圧力制御弁の詳細断面図、第２図は同実施例の作
動回路の全体構成を示す系統図、第３図（ａ）、（ｂ）
は本考案の作用の説明に供する図、第４図（ａ）、
（ｂ）は従来例の問題点の説明に供する図、第５図は従
来の電磁比例圧力制御弁の概略を示す断面図である。１……電磁比例圧力制御弁、２……ハウジング、３……
スプール、４……電磁アクチュエータ機構、Ａ……アク
チュエータポート、Ｐ……ポンプポート、Ｔ……タンク
ポート、７……ポンプ、８……タンク、30……受圧面、
50……絞り、51……小ネジ（ネジ）、106a,106b……作
動アクチュエータ（クラッチ作動用アクチュエータ）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、このハウジングに摺動自在
に収容されたスプールと、ハウジングの軸方向端部に配
置され上記スプールを制御する電磁アクチュエータ機構
を有し、上記ハウジングには上記スプールに対応して、
ポンプポートとタンクポートとアクチュエータポートが
形成され、このアクチュエータポートの圧力が上記スプ
ールに形成された受圧面に作用することにより生じるス
プールを軸方向一方側へ押す力と、上記電磁アクチュエ
ータ機構に通電することにより生じるスプールを軸方向
他方側に押す力とのバランスにより、上記ポンプポート
と上記アクチュエータポートの連通開度を調節して、ア
クチュエータポートの圧力を制御する電磁比例圧力制御
弁と、この電磁比例圧力制御弁のアクチュエータポートに接続
されたクラッチ作動用アクチュエータと、上記電磁比例圧力制御弁のポンプポートに接続されたポ
ンプと、を備えたクラッチ作動回路において、上記電磁アクチュエータ機構は、クラッチ接続動作開始
時には初期電流の供給を受けて上記スプールを制御する
ことにより圧油をクラッチ作動用アクチュエータに供給
し、クラッチプレッシャープレートがクラッチ板に達し
た時に、上記初期電流より小さい制御電流の供給を受け
て油圧を制御するものであり、上記アクチュエータポートには、絞り孔を有するネジが
捩込まれていることを特徴とする電磁比例圧力制御弁を
備えたクラッチ作動回路。