JPS628653Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、油圧クラツチにおける切替弁装置に
関するものである。

従来、クラツチに潤滑油を供給するために、ク
ラツチ操作レバーと連動し、クラツチが結合する
時に潤滑油の供給路を開き、クラツチを遮断する
ときに閉じる切換弁を潤滑油供給路に設けた装置
が実開昭50−104047号公報に示すように提案され
ていたが、このものは切換弁の作動とクラツチ操
作レバーの作動が同時であるため、潤滑油が十分
に流れる以前にクラツチが結合され、また、潤滑
油の流れが止まつてからクラツチが切離され、ク
ラツチの摩耗を確実に防止できなかつた。

本考案は、クラツチを係合させる場合、クラツ
チが係合する以前に潤滑油路を開いてクラツチを
潤滑し、また、クラツチを遮断させる場合、クラ
ツチが遮断した後に潤滑油路を閉じるようにする
ことにより、クラツチ結合時および切離し時のい
ずれにおいても十分な量の潤滑油が流れてクラツ
チが摩耗したり焼け付くことがなく、しかも、潤
滑油を無駄に流さず、エネルギ損失を少なくした
油圧クラツチにおける切替弁装置を提供すること
を目的とするものである。

以下、図面を参照にして本発明の実施例を説明
する。

第１図において、モータにより、駆動される油
圧ポンプ３の出口は油路P₂，P₄を介して前後進切
替弁１に接続し、該前後進切替弁１は油路P₁〜P₅
を介して速度切替弁２に接続する。前記油路P₁〜
P₅にはレリーフバルブ１６、クイツクリターン弁
１７が接続している。速度切替弁２の４個の出口
は、それぞれ１速クラツチ油路６′、２速クラツ
チ油路７′、３速クラツチ油路８′、ポートＬを介
してそれぞれ１速クラツチ６、２速クラツチ７、
３速クラツチ８よりなる複数のクラツチを有する
１種類のクラツチ群及び潤滑油路２４に接続して
いる。なお、P₁はポートＬと潤滑油圧発生用チエ
ツク弁５をつなぐ低圧油路である。

前後進切替弁１は、油路９′，１０′を介して前
進クラツチ９および後進クラツチ１０よりなる複
数のクラツチを有する他種類のクラツチ群に接続
している。

前記各油路６′，７′，８′，９′，１０′には、
それぞれパイロツト油路１１′，１２′，１３′，
１４′，１５′を介して、前記各クラツチ６，７，
８，９，１０の潤滑油切替弁１１，１２，１３，
１４，１５が接続している。該潤滑油切替弁１１
〜１５は潤滑油路２４、ポートＬ、油路P₁および
クラツチ群６，７，８の一つに弱度のクラツチ押
圧を生じるパイロツト圧力発生装置となる潤滑油
圧発生用チエツク弁５を介し、タンク４に接続し
ている。

前進クラツチ９と後進クラツチ１０へ通じる油
路９′，１０′と前進クラツチ潤滑油切替弁１４及
び後進クラツチ潤滑油切替弁１５のパイロツト油
路１４′，１５′は、直接にタンク４へつながつて
いる。

前記各切替弁１１〜１５は詳細に後述する如
く、第２図の小ピストン２５により弁体が形成さ
れている。

クラツチ６，７，８，９，１０は、いずれも同
様の構造で第２図の如く構成されている。Ａは、
クラツチ軸でクラツチデイスクＤがスプライン嵌
合している。デイスクＤには、ピストン２２が摺
動自在に嵌合し、ピストン２２とデイスクＤの間
には、油圧室２７が形成されている。ピストン２
２は、クラツチ軸Ａに嵌合したインナーレース２
８に当接されたばね受け２９との間に縮設された
リターンスプリング２０によりデイスクＤ方向に
付勢されている。２３はクラツチ板である。

ピストン２２の内周縁からは筒状部３０が延
び、該筒状部３０には潤滑油路３１およびばね受
け３２が形成されている。ピストン筒状部３０と
クラツチ軸Ａの間には、潤滑油路２６を形成した
小ピストン２５を摺動自在に配置し、該小ピスト
ン２５は、前記ばね受け３２との間に縮設された
リターンスプリング２１により、デイスクＤの壁
部に付勢され当接している。Ｂは、クラツチ軸Ａ
の外筒面に開口した潤滑油路であり、Ｃはクラツ
チ油路である。

クラツチ軸中心線Ｏ−Ｏの上半部に示すように
クラツチが遮断された状態では、潤滑油路Ｂは大
部分が小ピストン２５により覆われており、潤滑
油はクラツチ板２３を潤滑させている。

クラツチ軸Ａのクラツチ油路Ｃから圧油が導入
されると、小ピストン２５はスプリング２１の力
に抗して摺動し、小ピストン２５の潤滑油孔２６
は、潤滑油路Ｂに大開度で連通し、多量の潤滑油
がクラツチ板２３に流れる。一方小ピストン２５
の移動により、油圧室２７へクラツチ油路Ｃから
圧油が導入されて、ピストン２２をスプリング２
０の力に抗してクラツチ板２３方向に移動させ、
第２図のクラツチ軸中心線Ｏ−Ｏの下半部に示す
ようにクラツチが接続する。クラツチ油路の油圧
が開放されると、ピストン２２および小ピストン
２５は、リターンスプリング２０および２１によ
り元の位置に戻る。

前後進切替弁１が中立状態では、ポンプより吐
出された圧油は、前後進切換弁１を通り、各潤滑
油切替弁１１〜１５を通つてクラツチ６〜１０を
潤滑し、別に潤滑油圧発生用チエツク弁５を通
り、タンク４へとつながつている。

故に中立の場合、ポンプ３より吐出された圧油
には、潤滑油圧発生用チエツク弁５のスプリング
１９により発生する圧力、または、潤滑油切替弁
のスプリング２１により発生する圧力が存する。
そのパイロツト圧力は、油圧クラツチのピストン
２２をクラツチ板２３に押しつけるが、駆動発進
はしない程度の弱い圧力となつている。

なお、油圧クラツチのリターンスプリング２０
及び潤滑油切替弁のリターンスプリング２１は前
記パイロツト圧力により縮小され、油路がタンク
４に直接つながつて油圧が開放されると元の位置
に復帰する強さに設定されている。

前後進切替弁１において、弁体となる切替弁ス
プールVSは、第３図に示すように右端部に切替
操作レバーの連結部４０を設けるとともに、ラン
ド部４１〜４４を小径部４５〜４７を挾んで右端
部側から順に備え、また、左端部にはデテントボ
ール４８が嵌合できる３個の環状溝４９，５０，
５１が形成してある。５２〜５４は、それぞれ小
径部４５〜４７の周囲に形成される環状通路であ
る。

この切替弁スプールVSには、つぎに述べるポ
ートが配設されている。すなわち、低圧油路P₁に
通じるポートＬ、ポンプ油路P₂につながるポート
Ｐ、タンク油路P₃につながるポートＴ、前進クラ
ツチ油路９′につながるポートＦ、ポンプ油路P₄
につながるポートP′、後進クラツチ油路１０′に
つながるポートＲ、タンク油路P₅につながるポー
トT′が左より順番に配設されている。

第３図は、中立状態にあるが、これを前進に切
替える場合、第３図の上側に示すように切替操作
レバーを右方に引くと、ポートＰからポートＬを
遮断するようにランド４４が距離l₂移動するが、
それより早く、ポートP′からポートＦを接続する
ようランド４２が距離l₁移動すると共に、ポート
ＦからポートＴを遮断するようにランド４３が距
離l₁移動する。ポートＲからポートT′へは連通の
ままである。

また、中立から後進に切替える場合、第３図の
下側に示すように切替操作レバーを左方へ押す
と、ポートＰからポートＬを遮断するようにラン
ド４３が距離l₂移動するが、それより早く、ポー
トP′とポートＲが連通するようランド４２が距離
l₁移動すると共に、ポートＲからポートT′を遮断
するようにランド４１が距離l₁移動する。ポート
ＦからポートＴへは連通のままである。

故に、切替の途中すなわち切替弁スプールVS
が距離l₁から距離l₂まで移動する間は、前記パイ
ロツト圧力が働いて、潤滑油切替弁１４または１
５を作動させ、油圧クラツチを多くの油で潤滑し
始めると共に、油圧クラツチのピストン２２をク
ラツチ板２３に押付け始める。切替弁スプール
VSが距離l₂移動し、切替わつた後は、後に詳述す
るレリーフバルブ１６により、油圧クラツチ６ま
たは７または８の油圧が上昇し、発進を始める。
発進後はレリーフバルブ１６より吹いた圧油によ
り油圧クラツチ６〜１０は潤滑される。

次に、前進から中立に切替える場合、第４図に
示すように、スプールVSを左方へ押すと、ポー
トＰからポートＬを接続するようにランド４４が
距離l₁移動するが、それより遅れてポートP′から
ポートＦを遮断するようにランド４２が距離l₂移
動すると共に、ポートＦからポートＴを接続する
ようにランド４３が距離l₂移動する。ポートＲか
らポートT′は連通のままである。

また後進から中立に切替える場合、第５図に示
すように、スプールVSを右方に引くと、ポート
ＰからポートＬを接続するようにランド４３が距
離l₁移動するが、それより遅れてポートP′からポ
ートＲを遮断するようにランド４２が距離l₁移動
するとともに、ポートＲからポートT′を接続す
るようにランド４１が距離l₂移動する。ポートＦ
からポートＴは連通のままである。

ゆえに、切替えの途中すなわち切替弁スプール
が距離l₁から距離l₂移動する間は、レリーフバル
ブ１６の設定圧から、前記パイロツト圧力に切替
わり、油圧クラツチ６または７または８は接して
スベリ回りをしているが、駆動発進はしない状態
となる。また、これに対応する潤滑油切替弁１１
または１２または１３は切替わつた状態にあり、
多くの油で潤滑されている。切替弁スプールVS
が距離l₂移動して中立状態に切替わつた後も速度
用クラツチ６または７または８は接してスベリ回
りをし、多くの油で潤滑されている状態となると
ともに、前進クラツチ９または後進クラツチ１０
と前進または後進クラツチの潤滑油切替弁１４ま
たは１５は復帰し、前進または後進の油圧クラツ
チ９または１０は切れる。

第１図に示すようにレリーフバルブ１６はその
スプールRSの一端が圧縮コイルばね１６ａ，１
６ｂに当接し、他端が油圧室１６ｃに面している
と共に、外周面に環状溝１６ｄおよび溝１６ｄか
らばね１６ａ側へ延びる絞り１６ｅを備え、内部
には溝１６ｄと油圧室１６ｃをつなぐ油路１６ｆ
を備えている。

トリミングプラグTPは、ばね１６ａ，１６ｂ
を挾んでスプールRSに対向している。第１図の
初期状態（最低油圧状態）において大径ばね１６
ａはプラグTPの端面に圧接しているが、小径ば
ね１６ｂはプラグTPに対して離れている。孔１
６ｇは、プラグTPから離れた内周面部分に環状
段部１６ｈを備えている。段部１６ｈの内縁は、
ケース１６ｉの開口縁よりも半径方向内方へ張り
出してプラグTPに対するストツパを形成してい
る。孔１６ｇはスプールRS近傍の内周面部分に
別の環状段部１６ｊを備え、段部１６ｊとプラグ
TPの間には圧縮コイルばね１６ｋ（リターンス
プリング）が縮設されている。プラグTPのばね
１６ａ，１６ｂと反対側の端面は油圧室１６ｌ
（トリミング室）に面しており、油圧室１６ｌは
油路１６ｍを介してクイツクリターン弁１７に接
続している。

クイツクリターン弁１７のスプールHSの両側
にはポンプ油圧室１７ａとタンク油路１７ｂが形
成されている。スプールHSのタンク油路１７ｂ
側の端部は小径になつてその周囲に環状の油圧室
１７ｃが形成され、前記油路１６ｍは、油圧室１
７ｃに接続している。スプールHSは両油圧室１
７ａ，１７ｃをつなぐ絞り１７ｄを備えている。
油圧室１７ｃと油路１７ｂ間のケース１７ｅ部分
は環状の弁座１７ｆを形成しており、第１図の初
期状態においてスプールHSは弁座１７ｆに着座
している。

第１図の１速クラツチ接続準備状態において、
油圧ポンプ３からポンプ油路P₂，P₄、クラツチ油
路６′を経てパイロツト圧力の作動油が１速クラ
ツチ６の油圧室に流入し、初期状態においてほと
んどクラツチ圧のない弱度の押圧状態となる。

次いで、前後進切替弁１を前進位置に移動する
と、１速クラツチ接続状態となり、高圧油がポン
プ油路P₂、環状溝１６ｄを経て油圧室１６ｃに導
入され、スプールRSは油圧室１６ｃの油圧に押
されて絞り１６ｅが環状溝１６ｎに大きい開度で
連通する位置まで移動する。この連通により、ポ
ンプ油圧の一部は環状溝１６ｄ、絞り１６ｅ、環
状溝１６ｎを経て油路P₂から低圧油路P₁へ逃げ始
め、以後油圧が急増することはない。一方作動油
の一部は、油路P₄、油圧室１７ａ、絞り１７ｄ、
油路１６ｍを介して油圧室１６ｌへ流入するの
で、油圧室１６ｌの油圧に押されてプラグTPは
ばね１６ａ，１６ｂ，１６ｋを徐々に圧縮し、ス
プールRSは、ばね１６ａ，１６ｂの弾性反発力
を受けて絞り１６ｅを閉じる方向へ徐々に移動す
る。このようにして、絞り１６ｅの開度が徐々に
減少するので、１速クラツチの圧力はＯから最高
値まで、徐々に油圧が上昇する。

上記動作において、前半の間は、第１図のプラ
グTPが移動して２本のばね１６ａ，１６ｂのう
ち、１本のばね１６ａだけを圧縮し、レリーフバ
ルブスプールRSは１本のばね１６ａだけで押さ
れるので、絞り１６ｅの開度減少率は小さく、油
圧は緩やかに上昇する。その後はばね１６ｂも圧
縮され始め、２本のばね１６ａ，１６ｂからの反
発力によりスプールRSは絞り１６ｅを閉じる方
向へ動かされるので、油圧は速やかに上昇する。

また、クラツチ６及びクラツチ９は前述の如く
所定の油圧値で接続し始めた後、滑りながら油圧
上昇に対応して次第にクラツチ板同士の圧接力が
高まり、所定値に達するとクラツチ６及びクラツ
チ９は完全に接続する。なお、完全接続時の所定
値はクラツチ負荷に応じて変化し、例えば積載物
がない場合のようにクラツチ負荷が軽い場合に
は、所定値は小さくなり、重量物積載時のように
クラツチ負荷が重い場合には、完全接続時の油圧
が所定値よりも大きくなる。

このようにして、クラツチ６及びクラツチ９を
完全に接続した後、前後進切替弁１を中立の位置
に戻すと共に速度切替弁２を２速クラツチ７に切
替えると、各部は次のように作動する。まず、油
圧ポンプ３からの油路P₂，P₄は、パイロツト圧力
に低下し、切替動作の途中において１速クラツチ
油路６′及びその左側に隣接するポンプ油路P₄は
タンク油路P₅に接続し、油路６′、P₄の油圧が開
放されてクラツチ６は遮断される。それと同時に
ポンプ油路P₂もタンク油路P₃に接続して油圧が解
放されるので、油路P₂や油圧室１６ｃの油圧も開
放され、スプールRSは、ばね１６ａ，１６ｂの
反発力を受けて初期位置（油圧室１６ｃの容積が
最小になる）へ戻り、次の動作で前記１速クラツ
チ６の場合と同様に行える状態へ復帰する。

油圧室１７ａの油圧も解放されるが、切替直後
の状態では、弁座１７ｆにスプールHSが着座し
ており、油圧室１６ｌ，１７ｃは絞り１７ｄを介
して油圧室１７ａだけに連通しているので、油圧
室１７ｃは油圧室１７ａよりも高圧になつてい
る。したがつて、スプールHSは油圧室１７ｃ内
の油圧に押されて弁座１７ｆから離れる。そうす
ると、油圧室１６ｌ，１７ｃ及び通路１６ｍがス
プールHSと弁座１７ｆ間の広い隙間を介して油
路１７ｂに連通するので、油圧室１６ｌの油圧が
解放され、ばね１６ｋ，１６ａに押されてプラグ
TPも初期位置（油圧室１６ｌの容積が最小にな
る位置）に戻り、次の接続動作を前記第１図の場
合と同様に行える状態に復帰する。

このように切替動作の途中において、レリーフ
バルブがトリミングプラグTPが初期位置へ戻る
ので、速度切替弁２が２速クラツチ７または３速
クラツチ８の選択位置に設定され、続いて前進の
切替弁１が前進位置に移動されると、油圧は前記
１速クラツチ６の場合と同様に徐々に増加し、ク
ラツチ７または８は滑らかに接続する。

前後進切替弁１が第１図の中立位置から前進位
置に切替わつたときの前進クラツチ９のクラツチ
油圧力の時間に対する変化は第６図に示す通りで
ある。

まず、Ｏ点で前後進切替弁１を中立から前進に
切替えると、Ａ点まで急激にクラツチ油圧力が増
加し、Ｂ点でクラツチ板２３に摩擦トルクが発生
するまでクラツチ油圧力は緩やかに上昇する。す
なわち、点Ａ〜Ｂの時間t₁はクラツチピストン２
２の動く時間である。

Ｂ点でクラツチ板２３に摩擦トルクが発生した
あと、クラツチ油圧力はＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ点を通つ
て最高クラツチ油圧力である点Ｇに達し、その状
態を続ける。

点Ｄは、軽負荷時のクラツチ油圧力点で点Ｂか
ら点Ｄまでの時間t₂が軽負荷時におけるクラツチ
完全係合するまでの辷り時間、点Ｆは、重負荷時
のクラツチ油圧力点で点Ｂから点Ｄまでの時間t₃
が重負荷時におけるクラツチが完全係合するまで
の辷り時間である。

点Ｈにおいて、前後進切替弁１を前進から中立
に切替えると、切替始めにおいてクラツチ油圧力
は点Ｊまで急激に低下し、点Ｋで切替えが終わ
る。点Ｊから点Ｋまでの時間t₄はクラツチ板２３
の辷り回り時間である。

クラツチ板２３への潤滑は点Ａで始まり、点Ｋ
で終わる。

以上説明したように、本考案の油圧クラツチの
切替弁装置は、切替弁にポンプとクラツチ潤滑油
路とにつながるポート、タンクにつながるポー
ト、クラツチにつながるポート及びポンプにつな
がるポートを設け、前記切替弁は、前記クラツチ
につながるポートの開放以前にクラツチにつなが
るポートが開放され、前記クラツチにつながるポ
ートの閉鎖後に、前記クラツチ潤滑油路につなが
るポートが閉鎖する弁体を有することを特徴とす
るので、クラツチ結合時にはそれ以前に確実に潤
滑油が流れてからクラツチが結合し、また、クラ
ツチ切離し時には確実にクラツチが切れてから潤
滑油が止るため、クラツチ結合時および切離し時
いずれにおいても十分な量の潤滑油が流れてよく
潤滑が行われ、クラツチの摩耗や焼付けを生じる
ことがなく、クラツチ非係合状態では無駄な潤滑
油の供給を断つてエネルギ損失を少なくすること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案実施例の油圧系説明図、第２
図は油圧クラツチの断面図、第３図〜第５図は、
本考案実施例要部の断面図、第６図は油圧特性の
グラフである。 １……前後進切替弁、６，７，８……速度用ク
ラツチ、９，１０……前後進クラツチ、Ｐ……ポ
ート、VS……バルブスプール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 切替弁にポンプとクラツチ潤滑油路とにつなが
   るポート、タンクにつながるポート、クラツチに
   つながるポート及びポンプにつながるポートを設
   け、前記切替弁は前記クラツチにつながるポート
   の開放以前に前記クラツチ潤滑油路につながるポ
   ートが開放され、前記クラツチにつながるポート
   の閉鎖後に、前記クラツチ潤滑油路につながるポ
   ートが閉鎖する弁体を有することを特徴とする油
   圧クラツチの切替弁装置。