WO2009057610A1 - クラッチ装置の警報装置 - Google Patents

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Kazunari Okabe
Akihiko Fujimoto
Takeshi Harasawa
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Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/71Actions
    • F16D2500/7101Driver alarm

Definitions

  • the present invention provides an alarm means for the life of the clutch in a clutch device that connects or disconnects the clutch plate and the mating plate by connecting or disconnecting the clutch plate and the mating plate by supplying and discharging the hydraulic oil that operates the clutch.
  • the present invention relates to an alarm device for a clutch device equipped with Background art
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-1664 1 49
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-1664 1 49
  • a clutch control means for controlling the clutch through the clutch overnight, an input rotational speed detection means for detecting the clutch input rotational speed, and an output rotational speed detection for detecting the clutch output rotational speed.
  • Means an actuator position detecting means for detecting a predetermined position displaced by a predetermined distance from the final position of the actual overnight when the actual overnight is free, and the actual overnight position has reached the predetermined position.
  • Clutch wear determination means that calculates the slip of the clutch based on the clutch input rotation speed and the output rotation speed, and determines that the clutch is worn when the slip calculation reaches a predetermined set value. The slip detection is performed when the walk overnight has reached a predetermined position determined by the walk overnight position detecting means. As the clutch wear determination and is configured.
  • Patent Document 2 Patent No. 3 3 4 8 5 90
  • the temperature T of the clutch plate of the wet clutch is calculated, and the obtained temperature T p of the clutch plate is Divide into predetermined temperature ranges, measure the accumulated time for each category, and use the minor law to determine the remaining life, ie, the remaining travelable travel, using the known resistance diagram (life diagram) of the clutch plate.
  • a wet clutch that is interposed between the engine and a forklift, etc., to connect or disconnect the clutch plate and the mating plate by connecting and disconnecting the clutch plate and the mating plate by supplying and discharging the operating oil that operates the clutch.
  • the criteria for determining the clutch life include the frequency of use of the clutch, the level of absorbed energy of the clutch, the clutch plate Judgment is made based on various factors such as surface temperature, and control is performed so that these do not reach the standard allowable values.
  • a slip between the input rotational speed and the output rotational speed of the clutch is detected as a factor that determines the life of the clutch, and the calculated value of this slip is a predetermined set value. It is equipped with a clutch wear judging means that judges that the clutch is worn when the clutch reaches the predetermined position. It is configured to determine wear determination.
  • the slip of the clutch is used as a factor that determines the life of the clutch.
  • the means for determining the criteria (the critical point of use of the clutch) that determines the life of the clutch include: There are various factors such as the frequency of use of the clutch, the level of absorbed energy of the clutch, and the surface temperature of the clutch plate, which are factors that determine the life of the clutch, and these factors are related to the life of the clutch.
  • an alarm is issued before the clutch life is reached to notify in advance that the clutch life has been reached, and the means for performing the protective measures is not specified.
  • the present invention issues a warning before reaching the clutch life and notifies the clutch life in advance about the means for determining the criteria for determining the clutch life (the critical point of use of the clutch).
  • the present invention achieves such an object.
  • the clutch plate connected to the input shaft and the clutch plate connected to the output shaft are separated from each other by supplying and discharging hydraulic oil that operates the clutch.
  • the clutch device that connects or disconnects the input shaft and the output shaft repeat the sliding operation in the half-clutch state for a predetermined time of the clutch, and measure the number of repetitions until breakage.
  • a sliding calorific value threshold setting means for presetting the number of repetitions for each calorific value by changing the predetermined time, a clutch hydraulic pressure that is hydraulic pressure of hydraulic oil during actual operation of the clutch, and a peripheral speed of the clutch
  • a slip heat amount calculating means for calculating a slip heat amount in the operation of the clutch; a calculated value of the slip heat amount calculating means; and a slip heat amount threshold value setting means.
  • an alarm means for performing an alarm based on the set value.
  • the slip calorie calculating means should only perform slippage during a period during which the clutch hydraulic pressure is maintained within a preset clutch warning hydraulic pressure range during actual operation of the clutch. It is characterized by calculating the amount of heat. Moreover, in this invention, Preferably, it comprises as follows.
  • Slip calorie level judging means for judging the level of slip calorie calculated by the slip calorie calculating means, and a slip calorie count for counting the number of occurrences for each level within a certain work time
  • a calculation unit compares the number of counts calculated by the calculation unit with the number of repetitions set by the slip calorific value threshold setting unit, and transmits an alarm signal to the alarm unit.
  • the slip calorie calculated by the slip calorie calculation means is divided into levels.
  • a life determination unit is provided for calculating the life of the clutch when the predetermined work is continued based on the number of repetitions set by the heat quantity threshold setting means.
  • a clutch hydraulic pressure adjusting device for preventing a slip operation of the clutch when the alarm signal is transmitted by the alarm means.
  • the slip calorific value threshold setting means repeatedly performs the half-clutch state sliding operation for a predetermined time of the clutch in advance, measures the number of times of repetition until the breakage occurs, and changes the predetermined time. The relationship between the number of repetitions for each heat amount is set in advance, and the slip heat amount calculation means calculates the slip heat amount in the operation of the clutch based on the clutch hydraulic pressure and the peripheral speed of the relative rotation of the clutch during the actual operation of the clutch.
  • the alarm means alerts based on the calculated value of the slip heat amount calculating means and the set value by the slip heat amount threshold setting means, that is, the amount of generated slip heat that directly affects the clutch life. Because the risk of damage and the life of the clutch are calculated based on the generated amount, the wear state of the clutch is accurately grasped. You can hold it and drive safely at all times.
  • the absorbed energy of the clutch can be calculated from the difference between the input / output rotational speed and the detected clutch oil pressure value, so that an expensive clutch plate temperature sensor becomes unnecessary.
  • the slip heat amount calculating means calculates the slip heat amount only during a period in which the clutch hydraulic pressure is held in a preset clutch warning hydraulic pressure range in actual operation of the clutch. Therefore, since the calorific value is not calculated when the half-clutch is not in the slip state, the slip calorific value that directly affects the clutch life can be calculated and judged effectively. Reliability is improved.
  • the number of occurrences for each heat generation level is counted within a certain work time, and the count number is compared with the number of repetitions set by the slip heat amount threshold setting means. Is close to the count value tolerance At this point, it is possible to notify the time of replacement of the clutch parts, so that the clutch can be stably operated until just before the replacement time.
  • the number of occurrences for each heat generation level is counted within a certain work time, and based on the number of counts and the number of repetitions set by the slip heat amount threshold setting means, the constant number Since the life time when the work pattern within the work time is continued is calculated using a minor rule, it is possible to issue a warning that includes the life rather than just sending a damage alarm.
  • the life time and the number of life days can be determined, the wear state of the wet clutch can be grasped, and the driver can be notified in advance of the clutch replacement time.
  • the slip hydraulic pressure is automatically lowered by forcibly stopping the slip of the clutch by preventing the sliding operation in response to the transmission of the alarm signal. And protect the clutch.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an alarm device for a wet clutch for a forklift according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control block diagram of the wet clutch alarm device according to the embodiment.
  • Fig. 3 shows the alarm frequency table of the alarm device.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram of the number of repeated slip operation and damage of the wet clutch.
  • FIG. 5 is a clutch hydraulic pressure diagram. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows an overall alarm device for a forklift wet clutch according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control block diagram of an alarm device for a wet clutch according to the embodiment, FIG.
  • Fig. 3 is a warning frequency table of the alarm device
  • Fig. 4 is a characteristic diagram of the number of repeated slip operation and damage of the wet clutch
  • Fig. 5 is a clutch hydraulic pressure diagram.
  • 6 is an engine
  • 5 is a transmission
  • 1 is a wet clutch that connects and disconnects the engine 6 and a forklift on the output side.
  • a torque converter or a gear train may be interposed between the engine 6 and the wet clutch.
  • the wet clutch 1 is an operation for operating a clutch introduced into a clutch oil chamber 1 e by using a mating plate 1 d connected to the input shaft 1 a and a clutch plate 1 c connected to the output shaft 1 b. By connecting and disconnecting the clutch plate 1c and the mating plate 1d by supplying and discharging oil, the input shaft 1a and the output shaft 1b are connected or disconnected.
  • the wet clutch 1 The structure of is known.
  • slip control valve 4 Clutch oil pressure detector that detects the clutch oil pressure, input shaft 1 a rotation speed detection value from these input shaft rotation speed detectors, output shaft rotation speed detector 3 output shaft 1 b , And the detected value of the hydraulic oil pressure (clutch hydraulic pressure) for operating the clutch from the clutch hydraulic pressure detector 4 are input to the control device 10 respectively.
  • the control device 10 performs a calculation described later based on the detection value of each detector, and outputs the result to the alarm device 11 and the operator operation state output unit 14.
  • 7 is a clutch hydraulic pressure adjusting device that controls the clutch hydraulic pressure.
  • the input shaft 1a and the output shaft 1b are slid together to perform an inching operation (the operation of forcibly sliding the clutch hydraulic pressure so that it becomes a half-clutch in which the clutch plate is in a sliding state) ) I do.
  • Vj clutch relative peripheral speed
  • the clutch contact pressure Pi is the contact pressure of the clutch plate at the clutch oil pressure Pc ;.
  • the input shaft rotational speed detection value N x i from the input shaft rotational speed detector 2 and the output shaft rotational speed detection value N 2 from the output shaft rotational speed detector 3 Use i to calculate the slip rotation speed.
  • the slip calorific value threshold value calculator (slip calorific value threshold setting means) 104 is the difference between the detected input shaft speed and the output shaft speed N 2 i. Sliding speed ⁇ Continuous inching time (Slipping time due to half-clutch where clutch plate is slipping) T l, ⁇ 2, ... D i is a parameter, and Q l, Q 2, -Q i are obtained. .
  • the continuous inching that is, sliding for a predetermined time is repeated a plurality of times, and the number of repetitions N 1, N 2,.
  • the calculation is performed by successively calculating in predetermined seconds.
  • slip calorie calculator (slip calorie calculating means) 105 calculates the slip calorie, that is, the clutch operating load when the wet clutch 1 is operated with the actual machine.
  • the detected value P c of the clutch oil pressure from the clutch oil pressure detector 4 is input to the accumulated start oil pressure detector 102, and the accumulated oil pressure detector 102 detects the detected value P c of the clutch oil pressure as shown in FIG.
  • the actual slip heat quantity Q s is calculated for the clutch hydraulic pressure P a to P b, that is, the clutch hydraulic pressure is held in the range of the clutch hydraulic pressure P a to P b as shown in Fig. 5b. Go. Ignored if the oil pressure between the thresholds Pa and Pb is not maintained as shown in Fig. 5 a and c.
  • V i is the clutch relative peripheral speed at time T
  • a slip calorie level judging device (slip calorie level judging means) 106 uses a clutch based on the clutch oil pressure detector 4 for a certain work time (for example, from engine start to engine stop or one day work time).
  • a certain work time for example, from engine start to engine stop or one day work time.
  • slip calorie count number calculator slip calorie count number calculation unit 107
  • each calorific value is entered within the predetermined working time (for example, from engine start to engine stop or one day work time).
  • Count the number of times (ni) and store it in the map of the control unit 10.
  • the count value (ni) is set to 1 hour. Converted to the number of hits (nhi) and stored.
  • the slip calorie count number setting unit 1 0 8 is further set by the slip calorie threshold calculator 1 0 4 based on the heat value of the representative value at each heat level (for example, the maximum heat value is the representative value Q sn). From the measured Q—N diagram, save the damage number Ni at the maximum value Q as data (see Figure 3).
  • the life determiner life determination unit 1 0 9
  • the life time L H when the work pattern is continued for the fixed work from the start to the stop of the engine
  • the life time and the number of life days can be obtained if the one-day work pattern is continued.
  • the driver can be informed of the life of the clutch when the current work is continued, the wear state of the wet clutch can be grasped, and the time to replace the clutch can be determined. The driver can be notified in advance.
  • the slip calorie count calculator 1 0 7 may output a signal that issues an alarm to the alarm device 11 when the count value (ni) exceeds the number of damages Ni.
  • the actual slip calorie count number Ni is set to be equal to or less than the slip calorie count threshold value Ni, and the safety factor is anticipated just before ni> Ni. If the alarm device 11 is notified by the alarm device 11 when the set alarm count is exceeded, it is possible to issue an alarm in anticipation of safety against clutch damage.
  • the alarm device 1 1 when the calculated value of the slip heat amount in the range of clutch alarm hydraulic pressure Pa to Pb exceeds Qm ax set as the maximum threshold, the alarm device 1 1 is activated separately from the count number. You may make it inform a driver.
  • the alarm device when an alarm signal is transmitted by the alarm device (alarm means) 11, the alarm is transmitted to the clutch hydraulic control device 7 of the wet clutch 1, and the clutch hydraulic control device 7 automatically transmits the clutch oil.
  • the clutch hydraulic control device 7 By reducing the clutch hydraulic pressure in the chamber 1 e, preventing the wet clutch 1 from being inching, and forcibly stopping the slippage of the wet clutch 1, the wet clutch 1 can be protected from damage.
  • the alarm signal is transmitted by the alarm device 11
  • the alarm signal is transmitted to the operator operation state output unit 14, and the overnight operation state output is performed. Hold it in part 14 and keep it as an operation record.
  • the alarm reference value is set based on the amount of heat until the clutch is damaged, and the life prediction and alarm are issued based on the reference value. As a result, the reliability of the alarm can be improved.
  • the clutch life is predicted, an alarm is issued before the life is reached, and the clutch life is notified in advance.
  • an alarm device for a clutch device that performs the protective measures.

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Abstract

クラッチの寿命到達前に警報を発信してクラッチの寿命到達を事前に通知するとともに、その防護処置を行うクラッチ装置の警報装置を提供する。入力軸に接続される相手板と出力軸に接続されるクラッチ板とを、連結あるいは遮断して前記入力軸と出力軸とを連結あるいは遮断するクラッチ装置において、クラッチの所定時間に亘る半クラッチ状態のすべり操作を、繰り返し行い破損に至る繰り返し回数を測定し、前記所定時間を変化させて発生熱量ごとの前記繰り返し回数を予め設定するすべり熱量しきい値設定手段104と、前記クラッチの実際の運転時にクラッチ油圧、クラッチの周速度に基づきクラッチの作動におけるすべり熱量を算出するすべり熱量算出手段105と、前記すべり熱量算出手段の算出値と前記すべり熱量しきい値設定手段による設定値とに基づいて警報を行う警報手段11からなる。

Description

明 細 書 クラッチ装置の警報装置 技術分野
本発明は、 クラツチを作動せしめる作動油の給排によりクラッチ板と相手板と を連結あるいは遮断して、 入力軸と出力軸とを連結あるいは遮断するクラッチ装 置において、 クラツチの寿命についての警報手段を備えたクラッチ装置の警報装 置に関する。 背景技術
エンジンとフォークリフト等の被駆動機械との間に介装されて、 クラッチを作 動せしめる作動油の給排によりクラッチ板と相手板とを連結あるいは遮断して、 入力軸と出力軸とを連結あるいは遮断する湿式クラツチ装置において、 該クラッ チの寿命を決めるクライテリア (クラッチの使用臨界点) を決定する手段の 1つ として特許文献 1 (特開平 5— 1 6 4 1 4 9号公報) が提供されている。
特許文献 1の技術においては、 クラッチをァクチユエ一夕を介して制御するク ラッチ制御手段と、 クラッチ入力回転数を検出する入力回転数検出手段と、 クラ ツチ出力回転数を検出する出力回転数検出手段と、 ァクチユエ一夕をフリーにし たときのァクチユエ一夕最終位置より所定の距離だけ変位した所定の位置を検出 するァクチユエ一タ位置検出手段と、 上記所定の位置にァクチユエ一夕位置が達 したときにクラッチ入力回転数と出力回転数とに基づきクラッチのすべりを演算 し、 このすべりの演算が、 予め定められた設定値に達したときにクラッチが磨耗 していると判定するクラッチ摩耗判定手段とを備えていて、 前記ァクチユエ一夕 位置検出手段で求められる所定の位置にァクチユエ一夕が達したときに、 前記す ベりを検出してクラッチ摩耗判定をするように、 構成されている。
また、 特許文献 2 (特許 3 3 4 8 5 9 0号公報) においては、 湿式クラッチの 差動回転数 Δ Ν、 制御油圧 P c、 油温 T 0、 差動回転数発生時間 tに基づいて、 湿式クラッチのクラッチ板の温度 T を演算し、求めたクラッチ板の温度 T pを、 所定温度範囲毎に区分し、 各区分ごとの積算時間を計測し、 予め判明しているク ラッチ板の耐カ線図 (寿命線図) によりマイナー則を使って残存寿命即ち走行可 能な残り時間を求めて表示装置に表示することにより、 湿式クラッチの故障の発 生を事前検知可能としている。
エンジンとフォークリフト等との間に介装されて、 クラッチを作動せしめる作 動油の給排によりクラツチ板と相手板とを連結あるいは遮断して、 入力軸と出力 軸とを連結あるいは遮断する湿式クラッチ装置においては、 クラッチの寿命を決 めるクライテリア (クラッチの使用臨界点) を決定する手段には、 クラッチの寿 命を決める要因であるクラッチの使用頻度、クラッチの吸収エネルギーのレベル、 クラッチ板の表面温度等の諸因子にて判断し、 これらが基準となる許容値に達し ないように制御している。
特許文献 1の技術においては、 かかるクラッチの寿命を決める因子として、 ク ラッチの入力回転数と出力回転数との間のすべりを検出して、 このすべりの演算 値が、 予め定められた設定値に達したときにクラッチが磨耗していると判定する クラッチ摩耗判定手段を備えていて、 ァクチユエ一夕位置検出手段で求められる 所定位置にァクチユエ一夕が達したときに、 すべりを検出してクラッチ摩耗判定 を判定するように構成されている。
即ち特許文献 1の技術においては、 クラツチの寿命を決める因子としてクラッ チのすべりを用いているが、前記ようにクラッチの寿命を決めるクライテリア(ク ラッチの使用臨界点) を決定する手段には、 クラッチの寿命を決める要因である クラッチの使用頻度、 クラッチの吸収エネルギーのレベル、 クラッチ板の表面温 度等の諸因子があり、 これらの諸因子が、 どのようにクラッチの寿命に係ってい るのか、 またクラッチの寿命到達前に警報を発信してクラッチの寿命到達を事前 に通知するとともに、 その防護処置を行う手段については明記されていない。 また、 特許文献 2の技術においては、 湿式クラッチのクラッチ板の温度 T pを 演算し、 所定温度範囲毎に区分し、 各区分ごとの積算時間を計測し、 予め判明し ているクラッチ板の耐カ線図 (寿命線図) によりマイナー則を使って残存寿命を 求めて表示することにより、 湿式クラッチの故障の発生を事前検知可能としてい るが、 クラッチの寿命を決めるクライテリア (クラッチの使用臨界点) をどのよ うにして決定するのかは明示されていない。 発明の開示
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、 クラッチの寿命を決めるクライテリア (クラッチの使用臨界点) を決定する手段について、 クラッチの寿命到達前に警 報を発信してクラッチの寿命到達を事前に通知するとともに、 その防護処置を行 うクラツチ装置の警報装置を提供することを目的とする。
本発明はかかる目的を達成するもので、 入力軸に接続される相手板と出力軸に 接続されるクラッチ板とを、 クラッチを作動せしめる作動油の給排により前記ク ラッチ板と相手板とを連結あるいは遮断して、 前記入力軸と出力軸とを連結ある いは遮断するクラッチ装置において、 クラッチの所定時間に亘る半クラッチ状態 のすベり操作を、 繰り返し行い破損に至る繰り返し回数を測定し、 前記所定時間 を変化させて発生熱量ごとの前記繰り返し回数を予め設定するすべり熱量しきい 値設定手段と、前記クラツチの実際の運転時に作動油の油圧であるクラツチ油圧、 クラッチの周速度に基づきクラッチの作動におけるすべり熱量を算出するすべり 熱量算出手段と、 前記すベり熱量算出手段の算出値と前記すベり熱量しきい値設 定手段による設定値とに基づいて警報を行う警報手段とを備えたことを特徴とす る。
また、 かかる発明においては、 好ましくは、 前記すベり熱量算出手段は、 前記 クラッチの実際の運転において前記クラツチ油圧が、 予め設定されたクラツチ警 報油圧範囲に保持されている期間のみのすベり熱量を算出することを特徴とする。 また、 かかる発明において、 好ましくは、 つぎのように構成する。
( 1 ) 前記すベり熱量算出手段において算出されるすべり熱量をレベル分けの 判定をするすべり熱量レベル判定手段と、 一定の作業時間内において前記レベル ごとの発生回数をカウン卜するすべり熱量カウント数算出部とを有し、 該算出部 によって算出されたカウント数と前記すベり熱量しきい値設定手段によって設定 された繰り返し回数とを対比して警報信号を警報手段に発信することを特徴とす る。
( 2 ) 前記すベり熱量算出手段において算出されるすべり熱量をレベル分けの 判定をするすべり熱量レベル判定手段と、 一定の作業時間内において前記レベル ごとの発生回数をカウントするすべり熱量カウント数算出部とを有し、 該算出部 によって算出されたカウント数と前記すベり熱量しきい値設定手段によつて設定 された繰り返し回数とに基づいて前記一定作業を継続した場合のクラッチの寿命 を算出する寿命判定部を備えたことを特徴とする。
( 3 ) 前記警報手段による警報信号の発信がなされたとき、 該警報信号の発信 に伴い前記クラッチのすべり操作を阻止するクラッチ油圧調整装置を備える。 本発明によれば、 すべり熱量しきい値設定手段によって、 予めクラッチの所定 時間に亘る半クラッチ状態のすべり操作を、 繰り返し行い破損に至る繰り返し回 数を測定し、 前記所定時間を変化させた発生熱量ごとの前記繰り返し回数の関係 を予め設定しておき、 すべり熱量算出手段により、 前記クラッチの実際の運転時 にクラツチ油圧、 クラッチの相対回転の周速度に基づきクラツチの作動における すべり熱量を算出し、 前記すベり熱量算出手段の算出値と前記すベり熱量しきい 値設定手段による設定値に基づいて警報手段によって警報するので、 すなわち、 クラッチ寿命に直接的に影響するすべり熱量の発生量を算出してその発生量に基 づいてクラツチの損傷のおそれや寿命が算出されるため、 クラツチの消耗状態を 的確に把握でき常時安全に運転することができる。
また、本発明によれば、クラッチ板温度センサが無くても、入出力の回転数差、 とクラッチ油圧検出値からクラッチの吸収エネルギーを算出できるので、 高価な クラッチ板温度センサは不要となる。
また、 本発明によれば、 すべり熱量算出手段は、 前記クラッチの実際の運転に おいて前記クラッチ油圧が、 予め設定されたクラッチ警報油圧範囲に保持されて いる期間のみのすベり熱量を算出するので、 半クラッチのすべり状態にない直結 している状態では熱量算出は行わないことから、 クラッチ寿命に直接影響するす ベり熱量を効果的に算出して判定することができるため、 判定の信頼性が向上す る。
また、 本発明によれば、 一定の作業時間内において発熱レベルごとの発生回数 をカウントして、 このカウント数とすべり熱量しきい値設定手段によって設定さ れた繰り返し回数とを対比してカウント数がカウント数許容値に近くなるとその 時点でクラツチ部品の交換時期を通知ことが可能となるので、 クラツチを交換時 期寸前まで安定して運転できる。
また、 本発明によれば、 一定の作業時間内において発熱レベルごとの発生回数 をカウントして、 このカウト数とすべり熱量しきい値設定手段によって設定され た繰り返し回数とに基づいて、 その一定の作業時間内の作業パターンを継続した 場合の寿命時間をマイナー則を用いて算出するので、 単に損傷警報の発信ではな く寿命を含めた警報を発することができ、 作業パターンを継続した場合に、 寿命 時間、 寿命日数をしることができ、 湿式クラッチの磨耗状態が把握でき、 クラッ チの交換時期を予め運転者に知らせることができる。
さらに、 警報手段による警報信号の発信がなされたときは、 該警報信号の発信 に伴い前記すベり操作を阻止することにより、 自動的にクラッチ油圧を下げ、 ク ラッチのすべりを強制的に停止してクラッチを保護できる。
また、 自動的でなくても、 オペレータは警報によってすベり操作を止め、 クラ ツチを保護できる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施例に係るフォークリフト用湿式クラツチの警報装置の 全体構成図である。
第 2図は、前記実施例に係る湿式クラツチの警報装置の制御プロック図である。 第 3図は、 警報装置の警報回数テーブルである。
第 4図は、 湿式クラッチのすべり繰り返し運転回数と損傷との特性図である。 第 5図は、 クラッチ油圧線図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。 但し、 この実施例 に記載されている構成部品の寸法、 材質、 形状、 その相対配置などは特に特定的 な記載がない限り、 この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、 単なる 説明例にすぎない。
図 1は本発明の実施例に係るフォークリフト用湿式クラッチの警報装置の全体 構成図、 図 2は前記実施例に係る湿式クラッチの警報装置の制御ブロック図、 図
3は警報装置の警報回数テーブル、 図 4は湿式クラッチのすべり繰り返し運転回 数と損傷との特性図、 図 5はクラッチ油圧線図である。
図 1において、 6はエンジン、 5はトランスミッション、 1はエンジン 6と出 力側のフォークリフトと接断する湿式クラッチであり、 トランスミッション 5の 内部に設けられている。 また、 エンジン 6と湿式クラッチとの間にはトルクコン バー夕やギヤ列が介在されていてもよい。 前記湿式クラッチ 1は入力軸 1 aに接続される相手板 1 dと出力軸 1 bに接続 されるクラッチ板 1 cとを、 クラッチ油室 1 eに導入されるクラッチを作動せし める作動油の給排により、 前記クラッチ板 1 cと相手板 1 dとを連結あるいは遮 断して、 前記入力軸 1 aと出力軸 1 bとを連結あるいは遮断するものであり、 か かる湿式クラッチ 1の構成は公知である。
2は前記入力軸 1 aの回転数を検出する入力軸回転数検出器、 3は前記出力軸 1 bの回転数を検出する出力軸回転数検出器、 4は前記クラッチ油室 1 eに通ず るコントロール弁 4 aのクラッチ油圧を検出するクラッチ油圧検出器、 これら入 力軸回転数検出器からの入力軸 1 aの回転数検出値、 出力軸回転数検出器 3から の出力軸 1 bの回転数検出値、 クラッチ油圧検出器 4からのクラッチを作動せし める作動油の油圧 (クラッチ油圧) の検出値は、 それぞれ制御装置 1 0に入力さ れる。
前記制御装置 1 0は、 前記各検出器の検出値に基づき後述する演算を行って、 その結果を、 警報装置 1 1、 オペレータ操作状態出力部 1 4に出力する。 7はク ラツチ油圧を制御するクラツチ油圧調整装置である。
次に、 図 2に基づきこの実施例に係る湿式クラッチの警報装置の制御方法につ いて説明する。
先ず、 湿式クラッチ 1について、 入力軸 1 aと出力軸 1 bとを摺り合わせてィ ンチング操作 (クラッチ油圧をクラッチ板が滑り状態となる半クラッチとなるよ うに保持して強制的に滑らせる操作) を行う。
ここで、 クラッチの熱量 q ま
q i = P i V i = P i ( 2 TT R/ 6 0 ) Δ Ν ( • ■ · · (1)
ここで、 P i=クラッチ面圧
Vj=クラッチ相対周速度
R=クラッチ当接の半径
=りラツチ当接部の摩擦係数
△ Ni=すべり回転数
前記クラッチ面圧 P iは、 クラッチ油圧 P c;のときのクラッチ板の面圧で ある。
即ちすベり回転数検出器 1 0 1では、 入力軸回転数検出器 2からの入力軸回転 数検出値 N x i、及び出力軸回転数検出器 3からの出力軸回転数検出値 N 2 iを用い て、 すべり回転数 を算出する。
△ N^Nu - N2 i (2)
前記すベり回転数 ANiで、 T\秒滑らせたときの熱量 Q 1は、
Q 1 = S oT 1 Q i dT (3)
また、 すべり回転数 ΔΝで、 Τ 2秒滑らせたときの熱量 Q 2は、
Q2= S 0 T2 q i dT (4)
また、 すべり回転数 ΔΝで、 Tn秒滑らせたときの熱量 Qnは、
Q i = S 0 Ti q , dT (5)
前記 (2) 〜 (5) 式により、 すべり熱量しきい値算出器 (すべり熱量しきい 値設定手段) 1 04にて、入力軸回転数検出値 及び出力軸回転数 N2 iの差で あるすベり回転数 ΔΝ 連続インチング時間 (クラッチ板が滑り状態となる半 クラッチによるすベり時間) T l、 Τ2、 …丁 iをパラメ一夕として、 Q l、 Q 2、 -Q iを求める。
そして、 この連続インチングを、 すなわち所定時間滑らせることを、 複数回繰 り返して、 クラッチが破損するまでの繰り返し回数 N 1、 N2、 〜N iを測定す る。
実際の算出においては、 前記連続インチング状態において、 連続して所定の秒 きざみで逐次計算して算出する。
トランスミッション台上ベンチにおいて、 Qをパラメ一夕として、 前記クラッ チ板損傷までの回数 Nを求めて、 図 4に示す関係特性 (Q— N線図という) を得 て、 制御装置 10のテーブルに記憶しておく。 すなわち、 すべり熱量しきい値算 出器 104にて Q— N線図を作成しておく。
次に、 すべり熱量算出器 (すべり熱量算出手段) 105で、 実機で湿式クラッ チ 1の運転時におけるすべり熱量即ちクラッチ作動負荷を算出する。
即ち、 クラッチ油圧検出器 4からのクラッチ油圧の検出値 P cを積算開始油圧 検出器 102に入力し、 該積算開始油圧検出器 102においては、 図 5のように 該クラッチ油圧の検出値 P cが実用のクラッチ油圧 P a〜P bの範囲つまり、 図 5の bに示すようにクラッチ油圧がクラッチ油圧 P a〜P bの範囲で保持するも のについて、 実際のすべり熱量 Q sを算出して行く。 図 5の a、 cのように閾値 P a〜Pb間の油圧を保持しない場合は無視する。
区間毎の値を以下の式で算出して行く。
Q s;= S 0 ΎβΡ ,Υ,άΤ (9)
但し、 は摩擦係数
V iは時刻 Tにおけるクラツチ相対周速度
P ,は時刻 Tにおけるクラツチ面圧
そして、 すべり熱量レベル判定器 (すべり熱量レベル判定手段) 106で、 あ る一定の作業時間 (例えばエンジン始動からエンジン停止まで、 または 1日の作 業時間) において、 クラッチ油圧検出器 4に基づくクラッチ油圧の検出値 Pcが 実用のクラッチ警報油圧 P a〜Pbの範囲内に入ったとき(図 5の bの範囲)、そ の bの範囲での熱量の算出値 Q sがどの熱量レベル (QS
Figure imgf000010_0001
···) の範囲 内にあるかを算出する。
図 5の a、 cに示すように一定時間にわたってクラッチ警報油圧 P a〜P bの 範囲内を超えているものは、 すべり状態にはないため、 寿命や警報の判定には使 用せずに、 bの範囲内に油圧を保持している場合のみを計算してカウン卜する。 さらに、 すべり熱量カウント数算出器 (すべり熱量カウント数算出部) 107 において、前記の一定の作業時間内 (例えばエンジン始動からエンジン停止まで、 または 1日の作業時間) に、 各熱量レベルに入った回数をカウント (n i ) して 制御装置 10のマップに記憶していく。 また、 そのカウント値 (n i ) を 1時間 当たりの回数 (n h i ) に換算して記憶する。
すべり熱量カウント数設定器 1 0 8では、さらに、各熱量レベルでの代表値(例 えば、 最大熱量を代表値 Q s n ) の熱量を基に、 すべり熱量しきい値算出器 1 0 4によって設定した Q— N線図から、 その最大値 Qでの損傷回数 N iをデータと して保存しておく (図 3参照)。
そして、 寿命判定器 (寿命判定部) 1 0 9によって、 前記の一定作業時間が終 了すると、 そのエンジン始動から停止までの一定作業について、 その作業パター ンを継続した場合の寿命時間 (L H) をマイナー則を用いて式 (9 ) によって求 められる。
Lh (時間) d o )
Figure imgf000011_0001
すなわち、 すべり熱量カウント数算出器 1 0 7において、 算出記憶された 1時 間当たりの回数 (n h i ) と、 すべり熱量カウント数設定器 1 0 8で算出記憶さ れた損傷回数 N iを基に算出される。
また、 作業はパターンを 1日の作業とした場合には、 その 1日作業パターンを 継続した場合に、 寿命時間、 寿命日数を求めることができる。
即ち、 本発明においては、 クラッチ板温度センサが無くても、 入出力の回転数 差 Δ Ν = Ν 1— Ν 2、 とクラッチ油圧検出値 P cからクラッチの吸収エネルギー Q iと算出できる。 これにより、 高価なクラッチ板温度センサは不要となる。 警報装置 1 1にこの算出した寿命時間を出力することで、 現作業を続けた場合 のクラツチの寿命を運転者に知らしめることができ、 湿式クラツチの磨耗状態が 把握でき、 クラツチの交換時期を予め運転者に知らせることができる。
また、 前記マイナー則を用いて寿命を予測するのに加えて、 または、 寿命を予 測するのとは別に、 すべり熱量カウント数算出器 1 0 7において算出した一定の 作業時間内 (例えばエンジン始動からエンジン停止まで) における、 各熱量レべ ルに入った回数をカウント値 (n i ) が、 損傷回数 N iを超えた場合に警報装置 1 1に警報を発する信号を出力するようにしてもよい。 この場合には、 実際のすべり熱量のカウント数 N iが前記すベり熱量のカウン 卜数のしきい値 N i以下になるようにし、 これが n i >N iとなる寸前に、 安全 率を見越して設定した警報回数の設定値を超えることで警報装置 1 1により、 ク ラツチ部品の交換時期を通知するようにすればクラツチ損傷に対する安全を見越 した警報を出すことも可能である。
さらに、 クラッチ警報油圧 P a〜P bの範囲内におけるすべり熱量の算出値が 最大しきい値として設定された Qm a xを超えた場合に、 カウント数とは別に警 報装置 1 1を作動させて運転者に知らせるようにしてもよい。
このようにすることより、 実際のすべり熱量のカウント数 n ;がすべり熱量の カウント数のしきい値 N iに近くなると、 その時点でクラッチ部品の交換時期を 通知するので、 クラッチを交換時期寸前まで安定して運転できる。
また、前記警報装置(警報手段) 1 1により警報信号の発信がなされたときは、 前記湿式クラッチ 1のクラツチ油圧制御装置 7に伝達され、 該クラツチ油圧制御 装置 7は、 自動的に前記クラッチ油室 1 eのクラッチ油圧を下げ、 前記湿式クラ ツチ 1のィンチング操作を阻止し、 湿式クラッチ 1のすベりを強制的に停止する ことにより、 湿式クラッチ 1を破損から保護できる。
また、 前記制御装置 1 0においては、 警報装置 1 1により警報信号の発信がな された後は、 その警報信号の発信をオペレータ操作状態出力部 1 4に伝達し、 ォ ペレ一夕操作状態出力部 1 4に保留しておき、 運転実績として保持する。
本実施の形態においては、 クラッチの損傷にいたるまでの熱量に基づいて警報 の基準値が設定され、 それに基づいて、 寿命の予測および警報を発するようにし ているため、 クラッチの損傷にいたる状況を確実に把握することができ、 その結 果警報の信頼性を高めることができる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 クラッチの寿命を決めるクライテリア (クラッチの使用臨界 点) を決定する手段について、 クラッチの寿命を予測し、 寿命到達前に警報を発 信してクラツチの寿命到達を事前に通知するとともに、 その防護処置を行うクラ ツチ装置の警報装置を提供できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 入力軸に接続される相手板と出力軸に接続されるクラッチ板とを、 クラ ツチを作動せしめる作動油の給排により前記クラッチ板と相手板とを連結あるい は遮断して、 前記入力軸と出力軸とを連結あるいは遮断するクラッチ装置におい て、
クラツチの所定時間に亘る半クラッチ状態のすべり操作を、 繰り返し行い破損 に至る繰り返し回数を測定し、 前記所定時間を変化させて発生熱量ごとの前記繰 り返し回数を予め設定するすべり熱量しきい値設定手段と、 前記クラッチの実際 の運転時に作動油の油圧であるクラッチ油圧、 クラッチの周速度に基づきクラッ チの作動におけるすべり熱量を算出するすべり熱量算出手段と、 前記すベり熱量 算出手段の算出値と前記すベり熱量しきい値設定手段による設定値とに基づいて 警報を行う警報手段とを備えたことを特徴とするクラッチ装置の警報装置。
2 . 前記すベり熱量算出手段は、 前記クラッチの実際の運転において前記ク ラッチ油圧が、 予め設定されたクラッチ警報油圧範囲に保持されている期間のみ のすベり熱量を算出することを特徴とする請求項 1記載のクラツチ装置の警報装 置。
3 . 前記すベり熱量算出手段において算出されるすべり熱量をレベル分けの 判定をするすべり熱量レベル判定手段と、 一定の作業時間内において前記レベル ごとの発生回数をカウントするすべり熱量カウント数算出部とを有し、 該算出部 によって算出されたカウント数と前記すベり熱量しきい値設定手段によつて設定 された繰り返し回数とを対比して警報信号を警報手段に発信することを特徴とす る請求項 1記載のクラツチ装置の警報装置。
4 . 前記すベり熱量算出手段において算出されるすべり熱量をレベル分けの 判定をするすべり熱量レベル判定手段と、 一定の作業時間内において前記レベル ごとの発生回数をカウントするすべり熱量カウント数算出部とを有し、 該算出部 によって算出されたカウント数と前記すベり熱量しきい値設定手段によつて設定 された繰り返し回数とに基づいて前記一定作業を継続した場合のクラッチの寿命 を算出する寿命判定部を備えたことを特徴とする請求項 1記載のクラッチ装置の 警報装置。
5 . 前記警報手段による警報信号の発信がなされたとき、 該警報信号の発信 に伴い前記クラッチのすべり操作を阻止するクラッチ油圧調整装置を備えたこと を特徴とする請求項 1記載のクラツチ装置の警報装置。
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