JPH0633222Y2

JPH0633222Y2 - 油圧クラッチの油圧回路

Info

Publication number: JPH0633222Y2
Application number: JP1987159838U
Authority: JP
Inventors: 恒雄佐藤; 敏夫今中
Original assignee: ヤンマーディーゼル株式会社
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2002-10-19
Also published as: JPH0163828U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は、主として舶用減速逆転機に用いられる油圧
クラッチの油圧回路に関する。

従来の技術この種の舶用減速逆転機に備えられた油圧クラッチに、
エンジンの低回転域から高回転域にかけて一定の作動油
圧を供給するようにすれば、特にエンジン低速回転時に
おいて、いわゆる“ガラ音”と称する異音が、エンジン
低速域におけるトルク変動や歯車同士のバックラッシュ
等に起因して発生することがある。

このような“ガラ音”を防止するための油圧回路の構成
としては、例えば特公昭６０−３０５８２号公報に記載
されたものがある。このものでは、クラッチ作動油圧回
路の作動油調圧弁を、エンジン高速回転域に対応する高
圧状態と、低速回転時に“ガラ音”を防止できるような
低圧状態との２段階で調圧できるようにしている。

また、上記した２段調圧弁タイプのもの以外で前記“ガ
ラ音”を防止できるような油圧回路の構成としては、例
えば特開昭５８−１６６１３７号公報に記載されたもの
がある。このものでは、エンジン回転数の変化に伴うチ
ェック弁の開閉によって、潤滑油回路若しくはドレン側
への逃がし量を変え、低速時には逃がし量を大きくする
ことによって低油圧に保ち、“ガラ音”の発生を防止す
るようにしている。

考案が解決しようとする問題点まず、前記した特公昭６０−３０５８２号公報に記載さ
れたものように２段調圧弁タイプのものでは、例えば第
７図に示されるように、エンジン回転数が低回転域から
増大するに連れて、作動油圧がａ→ｂ→ｃ→ｄという経
路で上昇する一方、エンジン回転数が高回転域から減少
するときには、高圧状態の作動油圧がｄ→ｅ→ｆ→ｂ→
ａという経路で減少することになる。すなわち、エンジ
ン回転数の増減に応じて、作動油圧にｆ→ｃ→ｄ→ｅ→
ｆというヒステリシスの現象が現れることになり、状況
に応じて減速逆転数に“ガラ音”が発生する場合と発生
しない場合とが生じることになる。一方、２段調圧弁タ
イプではない特開昭５８−１６６１３７号公報に記載さ
れたものでも、作動油の温度変化による影響を防止する
ための温度調整弁が設けられているにもかかわらず、低
温時と高温時とで油圧パターンが変化して、同様にして
エンジンの低回転域で“ガラ音”が発生する場合と発生
しない場合とがある。なお、このような“ガラ音”を防
止するためには、エンジン低回転域において作動油圧を
極端に低くすればよいのだが、そうすると今度は油圧ク
ラッチにスリップが発生するという難点がある。また、
このものでは、圧力調整弁の流出側にオリフィスを設け
て、特定量の作動油を潤滑回路へリークさせるようにし
ているが、かかる単純なオリフィスでは、作動油圧力を
高圧側に移行させる必要のある場合に、作動油回路の圧
力に応じてリーク量が変化するため、作動油圧力の上昇
が緩慢となる欠点がある。

この考案は、このような問題点に鑑みて、エンジンの低
回転域においても、“ガラ音”等の不具合を防止できる
ように油圧クラッチへの作動油圧を低圧状態に調節する
ことが可能であるばかりでなく、エンジン回転数の増減
に起因して生じる作動油圧のヒステリシスを防止すると
ともに、油温の変化によっても作動油圧の油圧パターン
が変化しないような油圧クラッチの油圧回路を提供する
ことを目的として成されたものである。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、この考案は、作動油ポンプ
から油圧クラッチへ至るクラッチ作動油圧回路に、前記
ポンプ吐出圧力が一定以上になると作動油のリーク量を
一定に保持して所定の高圧の作動油圧を確保する圧力補
償付流量調整弁若しくは温度圧力補償付流量調整弁を設
けたことを特徴とするものである。

実施例以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明に係る舶用減速逆転機の油圧回路図
を示している。図において、（１）は、エンジン（２）
によって駆動される作動油ポンプ示し、この作動油ポン
プ（１）から吐出された圧油が、この作動油ポンプ
（１）の吐出側に接続したクラッチ作動油圧回路（３）
の途中に設置した公知のトローリング装置（４）を介し
て、前後進切換弁（５）の一方の入力ポートへ供給され
るようになっている。なお、前後進切換弁（５）の２個
の出力ポートには、前進クラッチ（６）と後進クラッチ
（７）とが各々接続されている。また、前後進切換弁
（５）のもう一つの入力ポートには、前記のトローリン
グ装置（４）の上流側でクラッチ作動油圧回路（３）か
ら分岐した分岐回路（８）が接続されている。また、
（９）は、同じく上記トローリング装置（４）の上流側
でクラッチ作動油圧回路（３）から分岐した作動油調圧
回路を示し、この作動油調圧回路（９）の先端側には、
公知の緩嵌入弁付作動油調圧弁(10)が設置されている。
なお、この緩嵌入弁付作動油調圧弁(10)には、前記前後
進切換弁（５）の残る出力ポートに接続された背圧回路
(11)が接続されている。そして、この緩嵌入弁付作動油
調圧弁(10)のドレンポートには、その中間部分にオイル
クーラー(12)及び潤滑用調圧弁(13)を備えた潤滑油回路
(14)が接続されている。なお、潤滑用調圧弁(13)から吐
出された油は、潤滑油として各部へ供給されるようにな
っている。

そして、(15)は、この発明に係る油圧調整器を示し、こ
の油圧調整器(15)はクラッチ作動油圧回路（３）に接続
された低圧用調圧弁(16)と、その低圧用調圧弁(16)の下
流側に配置された圧力補償付流量調整弁(17)とを備えた
基本構成となっている。

次に、この油圧調整器(15)の具体的な構造について説明
する。この油圧調整器(15)には、第２図及び第３図に示
すように、その一端側が本体ケース(18)の上部壁面(18
a)に臨んで開口する段付弁体挿入穴(19)が上下方向に形
成されており、この段付弁体挿入穴(19)に上記圧力補償
付流量調整弁(17)の本体部分を構成する弁体(20)が摺動
自在に挿入されている。この弁体(20)は、上記段付弁体
挿入穴(19)の下部側の小径部(19a)に対応して小径状に
形成された小ピストン部(21)と、その小ピストン部(21)
の上部側に形成された大ピストン部(22)とからなり、こ
の大ピストン部(22)の上部側には、段付弁体挿入穴(19)
の開口部分を塞ぐように本体ケース(18)に取り付けられ
たケース蓋(23)との間に介装された流量制御用スプリン
グ(24)が配置されている。この流量制御用スプリング(2
4)の下端側は、上記大ピストン部(22)を凹入させた上部
油室(25)の底面で大ピストン部(22)に当接している。す
なわち、弁体(20)は、上記の流量制御用スプリング(24)
によって下方へと常時付勢されることになる。この弁体
(20)には、上記の小ピストン部(21)の長手方向に添った
上下方向の油通路(26)が形成され、この油通路(26)の下
端部分は、小ピストン部(21)の端面に臨んで形成された
下部油室(27)へと連通している。また、この油通路(26)
の上端部分は、上記大ピストン部(22)の付近において、
段付弁体挿入穴(19)の中間段部と大ピストン部(22)との
間に形成された周側室(28)へと、上記小ピストン部(21)
の壁面に開口した横穴(29)(29)を介して連通している。
小ピストン部(21)の上下略中央には、縦長の環状溝(30)
が形成され、この環状溝(30)も小ピストン部(21)に形成
された横穴(31)(31)……を介して上記の油通路(26)へと
連通している。

一方、(32)は、前記の低圧用調圧弁(16)を構成するガイ
ド付ピストン体を示し、このガイド付ピストン体(32)も
本体ケース(18)の下部側に上下摺動自在に内挿されてい
る。このガイド付ピストン体(32)のガイド部(33)が上下
方向に移動すると、上記段付弁体挿入穴(19)の小径部(1
9a)に通じる油路(34)と上記ピストン体(32)の上部に形
成された調圧弁室(35)との連通面積が変化するようにな
っている。なお、(36)は、その一端側が上記のガイド付
ピストン体(32)に当接する調圧用スプリングを示してい
る。なお、本体ケース(18)の下壁面(18b)には、その一
端側にスプリングリテーナ部(37a)を備えた低圧調整螺
子(37)を貫通状態に螺合させた支持部材(38)が取り付け
られ、前記の調圧用スプリング(36)の下端側が上記スプ
リングリテーナ部(37a)に当接している。

また、本体ケース(18)には、第２図に示すように、その
一端側が前記の小径部(19a)に臨んで開口する油路(39)
が、前記の小ピストン部(21)の環状溝(30)に臨んで形成
されている。この油路(39)の他端側は、水平方向に配向
した後略直角に屈折して上行し、その途中に配置したオ
リフィス(40)を介して、前記のケース蓋(23)と本体ケー
ス(18)との間に設けた油路(41)へと連通している。この
油路(41)は、前記の上部油室(25)に臨んで配置されると
とともに、そこから分岐した分岐油路(42)が、本体ケー
ス(18)の油路(43)を介して接続ポート(44)へと通じてい
る。なお、この接続ポート(44)には、第１図に示すよう
に、潤滑油回路(14)へ通じるバイパス回路(45)が接続さ
れている。なお、本体ケース(18)には、第２図に示すよ
うに、前記の油路(39)を開閉するための切換螺子(46)が
進退自在に螺合されており、この切換螺子(46)を締め付
けると、２点鎖線のように前記の油路(39)を屈折部分で
塞いで、油の流れを遮断するようになっている。

次に、この油圧調整器(15)の働きについて説明すると、
前記のクラッチ作動油圧回路（３）から分岐した圧油
は、第３図に示す横穴(47)を経て調圧弁室(35)に流入し
た後、調圧用スプリング(36)の付勢力に抗してガイド付
ピストン体(32)を押し下げて油路(34)へ流出する。この
油路(34)へ流出した圧油は、前記の弁体(20)に設けた環
状溝(30)へと流入し、その大部分が直接前記の油路(39)
へと流出した後、オリフィス(40)を経て油路(41)へと導
入される。この油路(41)へ流入した圧油は、その一部が
上記上部油室(25)に導入される一方、大部分は上記分岐
油路(42)及び油路(43)を経て接続ポート(44)へと排出さ
れた後、バイパス回路(45)を介して潤滑油回路(14)へと
供給されることになる。

また、上記の油路(34)を経て前記の環状溝(30)へ流入し
た圧油の残部は、小ピストン部(21)の横穴(31)(31)……
を経て前記の油通路(26)へと導入され、その一部が小ピ
ストン部(21)の端面に臨んだ下部油室(27)へと流出する
一方、残部は前記の横穴(29)(29)を経て周側室(28)へと
流出することになる。

すなわち、弁体(20)は、下部油室(27)と周側室(28)の圧
油による上向き押付力Ｆ_１と、上部油室(25)の圧油と流
量制御用スプリング(24)とによる下向き押付力Ｆ_２とが
バランスしたときに停止するようになっている。この場
合、前記のオリフィス(40)の上流側の油圧をＰ_１とし、
下流側の油圧をＰ_２とする一方、下部油室(27)における
小ピストン部(21)の有効受圧面積をＡ_１、上部油室(25)
における大ピストン部(22)の有効受圧面積をＡ_２とする
と、以下の関係式が成り立つ。

まず、上向き押付力Ｆ_１は、Ｆ_１＝Ｐ_１×Ａ_１＋Ｐ_１×（Ａ_２−Ａ_１）＝Ｐ_１×Ａ_２
…………………（１）で示される。

一方、下向き押付力Ｆ_２は、Ｆ_２＝Ｐ_２×Ａ_２＋Ｆ_３…………（２）で示される。なお、Ｆ_３は、流量制御用スプリング(24)
のスプリング力を示している。

この場合において、上向き押付力Ｆ_１が下向き押付力Ｆ
_２より大きいときに、圧力補償付流量調整弁(17)が作動
し始める。

この場合、（機関回転数が低く）ポンプ吐出量が少ない
場合は、前記のオリフィス(40)を通過する油量が少ない
ので、Ｐ_１≒Ｐ_２…………………………（３）となり、それによって上記（１）式及び（２）式から、Ｆ_１＜Ｆ_２………………………（４）の関係式が得られることになって、流量制御用スプリン
グ(24)のスプリング力Ｆ_３によって弁体(20)が下方へ押
し下げられることになる。そのように弁体(20)が下方へ
移動すると、その弁体(20)に設けた前記の環状溝(30)
と、圧油の供給側である入口側の油路(34)との連通面積
が大きくなる。

したがって、クラッチ作動油圧回路（３）の作動油が、
低圧用調圧弁(16)及び圧力補償付流量調整弁(17)を経て
バイパス回路(45)へ排出さることとなり、作動油圧が低
圧状態になる。

一方、（機関回転数が多角）ポンプ吐出量が多い場合に
は、前記のオリフィス(40)を通過する油量には制限があ
るため、オリフィス(40)の上流側の油圧Ｐ_１が上昇し、Ｆ_１＝Ｆ_２………………………（５）が成り立つように弁体(20)が移動することになり、油路
(34)と環状溝(30)が閉じられる寸前の位置で釣り合うこ
とになり、それによってクラッチ作動油圧回路（３）の
圧力が緩嵌入弁付作動油調圧弁(10)によって調整される
ことになる。それによってクラッチ作動油圧回路（３）
の圧力が自動的に補償されることになる。

第４図は、前記の油圧調整器(15)の全機能を発揮した場
合でのエンジン回転数と作動油圧の関係を示すグラフを
表している。

すなわち、エンジン低速域では、低圧用調圧弁(16)によ
って作動油圧が一定の低圧状態に保持されることにな
る。したがって、前記の前後進切換弁（５）によって選
択された前進クラッチ（６）若しくは後進クラッチ
（７）のスリップ率が一定に保持され、過度のスリップ
状態が回避されることになる。そして、その間には前記
したように、圧力補償付流量調整弁(17)が作動せず、オ
リフィス(14)より潤滑油回路(14)へ潤滑油が供給され
る。

一方、エンジン回転数が上昇すると、圧力補償付流量調
整弁(17)が作動し、一定量の潤滑油が潤滑油回路(14)に
供給されるのみであるため、作動油圧が急上昇して高油
圧状態となる。

なお、この油圧調整器(15)を組み込んだ実験により、エ
ンジン回転数が高回転状態から低下するときにも、作動
油圧は上昇時と同じ油圧パターンで低下することにな
り、殆どヒステリシスを生じることがないことが確認さ
れた。しかも、潤滑油回路(14)の潤滑油圧に略等しい油
圧Ｐ_２が大ピストン部(22)に作用しているから、油の温
度変化に起因した作動油圧と潤滑油圧とが相殺されるよ
うな状態となり、クラッチ作動油圧回路（３）の作動油
圧が温度変化による影響を殆ど受けることがないことも
確認された。

以上のことから、特にエンジン低回転域における作動油
圧を、常に安定な状態で維持できることが判明した。

次に、第５図は、前記の油圧調整器(15)において低圧調
圧弁(16)の機能を停止した場合でのエンジン回転数と作
動油圧の関係を示すグラフを表している。

この場合には、第４図で示した油圧パターンのように、
エンジン低速域において作動油圧を低圧状態で一定状態
に維持することができないが、エンジン回転数が低いと
きには、作動油圧を低圧状態とすることができるととも
に、エンジン回転数が高いときには高油圧状態とするこ
とができることになる。

更に、第６図は、前記の切換螺子(46)を用いて潤滑油回
路(14)へ通じる油路(39)を遮断した場合でのエンジン回
転数と作動油圧の関係を示すグラフを表している。

すなわち、この場合には、前記の油圧調整器(15)の機能
が停止されることになるから、クラッチ作動油圧回路
（３）の作動油圧が急激に立ち上がって高油圧状態にな
る。したがって、このような作動油圧が供給される前進
クラッチ（６）がスリップせず、低速時での底引き作業
が容易に行なえるという利点がある。

なお、第２図及び第３図で示した流量制御用スプリング
(24)と弁体(20)との間にシム等を介在させるようにすれ
ば、圧力補償付流量調整弁(17)の弁体(20)へ作用するス
プリング力Ｆ_３を調整することができる。

また、この実施例では、クラッチ作動油圧回路（３）に
接続した油圧調整器(15)へ圧力補償付流量調整弁(17)を
設けるようにしているが、それに代えて公知の温度圧力
補償付流量調整弁を設けるようにしてもよい。そうすれ
ば、クラッチ作動油圧回路（３）の作動油圧が、より一
層油温の影響を受けることがないという利点がある。

考案の効果以上のように、この考案では、作動油ポンプから油圧ク
ラッチへ至るクラッチ作動油圧回路に、圧力補償付流量
調整弁若しくは温度圧力補償付流量調整弁を設けるよう
にしているから、前記特公昭６０−３０８５２号公報に
記載されたもののように、２段調圧弁構造を採用したこ
とによる作動油圧のヒステリシスの問題を解消して、エ
ンジン低速域における“ガラ音”を完全に防止すること
が可能となったものである。しかも、この考案では、特
開昭５８−１６６１３７号公報に記載されたもののよう
に、特別な温度調整弁を設置することなく油温の温度変
化による影響を除去して、常に一定した油圧パターンを
得ることが可能となり、特にエンジン低速域における
“ガラ音”の発生を作動油圧を極端に低下させることな
く除去できるという顕著な効果が得られたものである。
また、上記圧力補償付流量調整弁は、吐出圧力が一定以
上になると、作動油ポンプ吐出側の回路の圧力如何に拘
らず一定量の作動油を潤滑油回路側などにリークさせて
作動油圧を上昇させるものであるから、前記のようにポ
ンプ吐出量の少ない機関低速回転時に作動油圧を低圧に
保持するガラ音防止機構を設けたもののように、低速回
転から高速回転となったとき作動油圧力を高圧側に移行
させる必要のあるような場合に、作動油圧力の立ち上が
りを速やかに行なわせることができ、このような機構を
前記の２段調圧弁を用いることなく実現出来たものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る舶用減速逆転機の油圧回路
図、第２図は、圧力補償付流量調整弁を備えた油圧調整
器の具体的な構造を示す一部切欠断面図、第３図は、第
２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は上記油圧調整器の全機
能を発揮した場合でのエンジン回転数と作動油圧の関係
を示すグラフ、第５図は、上記油圧調整器の低圧用調圧
弁の機能を停止させた場合でのエンジン回転数と作動油
圧の関係を示すグラフ、第６図は、上記油圧調整器の機
能を停止させた状態でのエンジン回転数と作動油圧の関
係を示すグラフ、第７図は、従来例として示した特公昭
６０−３０８５２号公報に記載されたものの問題点を示
したエンジン回転数と作動油圧との関係を示すグラフで
ある。（１）…作動油ポンプ、（３）…クラッチ作動油圧回路、（６）…前進クラッチ、（７）…後進クラッチ、 (15)…油圧調整器、(16)…低圧用調圧弁、 (17)…圧力補償付流量調整弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】作動油ポンプから油圧クラッチへ至るクラ
ッチ作動油圧回路に、前記ポンプ吐出圧力が一定以上に
なると作動油のリーク量を一定に保持して所定の高圧の
作動油圧を確保する圧力補償付流量調整弁若しくは温度
圧力補償付流量調整弁を設けたことを特徴とする油圧ク
ラッチの油圧回路。