JPH0718455B2 - 昇圧制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、油路に供給される油圧を制御する昇圧制御
弁、特にクラッチ及びブレーキを制御するに好適な昇圧
制御弁の構造に関する。

（ロ） 従来の技術 一般に、油圧クラッチは、その接続の際に作動油の圧力
上昇が急であると駆動側から従動側へのトルク伝達が急
激に行われ、これにより作業車輌が不快なショックや振
動を起こしてしまい、オペレータによる操作フィーリン
グが悪くなる。

そこで、従来、圧油を供給する１次側通路及び圧油を排
出する２次側通路を備えたケーシングにプランジャを摺
動自在に設けて油圧クラッチに圧送される油圧を制御す
るように構成した昇圧制御弁が実開昭59−5429号公報に
て案出されている。

該昇圧制御弁は、前記ケーシングに設けたプランジャに
同心状のシリンダ部を形成し、該シリンダ部に摺動自在
かつスプリングにて前記１次側通路に向けて付勢してピ
ストンを設置しており、更にプランジャの１次側通路に
面した部分には前記シリンダ部に向けてオリフィスが形
成されている。そして、１次側通路から供給される圧油
は、まずプランジャをその付勢力に抗して移動し同時に
前記オリフィスからシリンダ部に圧油を挿入する。する
と、ピストンがその付勢力に抗してプランジャより大き
く移動されてケーシング端部に当接する。この状態にお
いて、シリンダ部には更に圧油が供給されて該シリンダ
部内の油圧が１次側通路の油圧と同一になり、その時点
にて前記プランジャがスプリングの付勢力により１次側
通路に向けて移動され、これによりプランジャは該１次
側通路に密着して該通路を閉塞する。従って、前記昇圧
制御弁は油圧クラッチに圧油を供給する油路に接続され
ると、該圧油の圧力を段階的かつ滑らかに上昇して油圧
クラッチの接続が緩やかに行われるように構成されてい
る。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 しかし、上述従来の昇圧制御弁は、プランジャの１次側
通路に面した受圧面積と、シリンダ部の該１次側通路に
向いた部分の受圧面積とが同じにされているため、プラ
ンジャが１次側通路を閉塞して油圧クラッチを接続した
状態において、シリンダ部に更に圧送される圧油により
該シリンダ部内の油圧が１次側通路同様に更に高められ
ると、プランジャは更に強い力で１次側通路を閉塞す
る。このため、該１次側通路にリリーフ弁を設置しなけ
れば昇圧制御弁を破損する虞れがある。また、１次側通
路からの圧油の供給を止めて油圧クラッチを切断する場
合、シリンダ部内の圧油は送入時同様にオリフィスから
排出される。これにより、排出時の圧油は少量づつ時間
を掛けて排出され、昇圧制御弁が元の状態に戻るには大
変時間が掛かっており、従って油圧クラッチ切断時から
短時間の間に再び接続しようとする際には、完全に復帰
していない昇圧制御弁に圧油が送入されてしまい、誤作
動を生じて油圧クラッチが通常どうりに接続されない虞
れがある。

（ニ） 問題を解決するための手段 本発明は、上述問題点を解消することを目的とするもの
であって、例えば第１図に示すように、シリンダ部11に
おける１次側ポート５方向に向けて作用する受圧面11a
の面積を該ポート５に面するプランジャ９の受圧面9aの
面積より小さく形成する。更に、該プランジャ９に、１
次側ポート５から送られる圧油をオリフィス15cを経由
してシリンダ部11に送入しかつ該シリンダ部11から圧油
を排出する際にはオリフィス15cが解放されるように構
成したチェック弁15を設置したことを特徴とするもので
ある。

（ホ） 作用 上述構成に基づき、昇圧制御弁１を油路に接続して油圧
制御を行う場合、１次側ポート５に供給される圧油は序
々に高められる圧力にてプランジャ９の受圧面9aをその
付勢力に抗して押圧する。そして、１次側ポート５内の
油圧が所定圧力まで高められるとプランジャ９が移動し
て１次側ポート５は２次側ポート６に連通され、圧油の
余剰流が２次側ポート６に排出される。同時に、オリフ
ィス15cを経由してシリンダ部11に圧油が送入され、こ
れによりピストン12はその所定ストローク一杯になるま
で付勢力に抗して移動される。この状態において、１次
側ポート５内の油圧はピストン12の移動に伴い緩やかに
上昇されるが、この際、例えば該１次側ポート５の油圧
上昇が、オリフィス15cを経由するシリンダ部11への油
圧上昇よりゆっくりしていても、プランジャ９に作用す
る両受圧面積9a,11aの差（A₁＞A₂）に基づき、プランジ
ャ９はスプリング13の付勢力に抗して所定解放位置に保
持され、１次側ポート５が過度（又は急激）に上昇する
ことを防止される（昇圧時リリーフ機能）。そして、該
ピストン12がストローク一杯に移動するとシリンダ11内
の油圧は１次側ポート５と同一圧力になり、これにより
プランジャ９がスプリング10の付勢力により該ポート５
に向けて移動される。この状態において、供給される圧
油はプランジャ９の受圧面9aを押圧しながら１次側ポー
ト５から２次側ポート６に向けて排出され、同時にオリ
フィス15cを通じてシリンダ部11の受圧面11aを１次側ポ
ート５に向けて押圧する。従って、該ポート５から送ら
れる圧油と前記プランジャ９の該ポート５側への力は所
定位置にてつり合い、これによりプランジャ９は静止し
た状態のままリリーフを続ける（最高圧リリーフ機
能）。一方、切換えバルブ等の切換えにより１次側ポー
ト５への油圧が降下されると、前記プランジャ９がその
付勢力にて該ポート５に当接され、これにより１次側ポ
ート５と２次側ポート６は遮断される。この状態におい
て、シリンダ部11内の圧油がその残圧により１次側ポー
ト５に向けて排出されるが、この際、該排出油にてオリ
フィス15cが解放されることにより圧油は速やかに排出
されてピストン12が復帰される（急速ドレーン機能）。
従って、昇圧制御弁１は迅速に元の状態に復帰されて次
なる作動に備える。

（ヘ） 実施例 以下、図面に沿って、本発明による実施例について説明
する。

昇圧制御弁１は、第１図ないし第５図に示すように、一
端にプラグ２を螺合して設けたバルブボディ３に圧油を
供給する１次側ポート５及び圧油を排出する２次側ポー
ト６を備えている。そして、前記バルブボディ３にはこ
れら１次側及び２次側ポート5,6に連通してシリンダ部
７が形成されており、該シリンダ部７にはプランジャ９
が摺動自在かつスプリング10にて１次側ポート５に向け
て付勢されて嵌合している。更に、前記シリンダ部７に
はその１次側ポート５に接する部分にテーパ部7aが形成
されており、前記プランジャ９の先端を油密状に当接し
て、１次側ポート５と２次側ポート６を遮断するように
構成されている。また、前記プランジャ９にはその１次
側ポート５に面した部分に受圧面9aが形成されかつシリ
ンダ部11が同心状に形成されている。そして、該シリン
ダ部11には１次側ポート５方向に向けて作用する部分に
受圧面11aが形成されると共に、ピストン12が摺動自在
かつスプリング13にて１次側ポート５に向けて付勢して
嵌合されており、更に前記ピストン12には１次側ポート
５と反対側に向けて突起部12aが形成されている。ま
た、前記シリンダ部11の受圧面11aの面積は前記プラン
ジャ９の受圧面9aの面積より小さく形成されている。ま
た、前記プランジャ９にはその外周上方に１次側ポート
５とシリンダ部７を連通するように所定の隙間部9bが形
成され、かつ１次側ポート５からシリンダ部７に向けて
圧油を送入するように構成したチェック弁15が同心状に
設置されている。該チェック弁15は、プランジャ９の１
次側ポート５に面して形成した連通溝16に摺動自在に嵌
合された作動部15a、及びプランジャ９に螺合して設け
た固定部15bから構成されており、これら作動部15a及び
固定部15bの間にはスプリング17が縮設されており、作
動部15aをシリンダ部11に向けて付勢している。更に、
該作動部15aにはその先端にオリフィス孔15cが形成され
かつ該オリフィス孔15cのやや後方には複数の孔15dが穿
設されており、また前記連通溝16のシリンダ部11に面し
た部分にはカラー16aが形成され、前記作動部15aの先端
をプランジャ９に形成した弁座部分に油密状に当接する
ように構成されている。そして、前記昇圧制御弁１は、
油圧ポンプＰにて圧油を供給している油路19に並列に接
続されており、更に該油路19の下流側には切換えバルブ
20が介設されかつ該バルブ20には前進油圧クラッチ用ア
クチュエータ21及び後進油圧クラッチ用アクチュエータ
22が接続されている。

本実施例は、以上のような構成よりなるので、例えば前
進用クラッチを接続するため切換えバルブ20を切換え操
作すると、油圧ポンプＰから供給される圧油が前進油圧
クラッチ用アクチュエータ21と共に昇圧制御弁１に送入
される。この際、プランジャ９は、第１図に示すよう
に、スプリング10の付勢力によりその先端がシリンダ部
７のテーパ部7aに当接し、かつピストン12がシリンダ部
11の受圧面11aにスプリング13にて付勢されて当接して
いるため、１次側ポート５内の圧油が所定の圧力になる
までプランジャ９及びピストン12は移動しない。そし
て、前進油圧クラッチ用アクチュエータ21に圧油が送入
されて該アクチュエータ21のピストンが所定ストローク
移動され、これにより前進用油圧クラッチの多板が軽く
接触される。この状態において、１次側ポート５内の油
圧が更に高められてP₁にて示す圧力（第６図参照）にな
ると、第２図に示すように、アクチュエータ21が油圧ク
ラッチの多板を軽く接触した状態のまま、プランジャ９
がスプリング10,13の付勢力に抗して移動され、該プラ
ンジャ９はテーパ部7aと若干の間隙を開ける。このた
め、圧油の余剰流は該間隙から２次側ポート６に流れ込
む。この状態における油圧P₁は、プランジャ９の１次側
ポート５に面した受圧面9aの面積をA₁、スプリング10の
ばね力をK₁及びスプリング13のばね力をK₂とすると、 なる式にて表される。

そして、供給される圧油にて圧力P₁が高められると、圧
油がオリフィス15cからシリンダ部11にピストン12のス
プリング13による付勢力に抗して送入され、ピストン12
は第３図に示すように移動される。この状態における１
次側ポート５内の圧力Ｐは、ピストン12のストロークを
Ｓ及びスプリング13のばね常数をR₂とすると、 なる式にて表わされる。

そして、シリンダ部11に送入される圧油の増加に伴いピ
ストン12が更に移動され、圧力Ｐはａに示す（第６図参
照）ように所定時間ｔを掛けて緩やかにその圧力を上昇
し、ピストン12の突起部12aがプラグ２に当接するスト
ロークエンドの状態にて圧力Ｐは最大となり、P₂にて示
す値になる。この際、緩やかに圧力を高められる圧油の
送入に伴い、前進油圧クラッチ用アクチュエータ21は前
進用油圧クラッチの多板を序々に強く圧接して、駆動側
からのトルクを従動側にスムーズに伝達する。そして、
第４図に示すように、ピストン12の突起部12aがプラグ
２に当接している状態において、シリンダ部11内の油圧
が更に高められて１次側ポート５内の油圧と同じになる
と、プランジャ９がスプリング10の付勢力にて１次側ポ
ート５に向けて移動される。この際、プランジャ９の受
圧面9aに掛かる力のバランスは、シリンダ部11における
受圧面11aの面積をA₂とすると、 となり、これはA₁＞A₂の状態において、１次側ポート５
からの油圧が、プランジャ９を内側から該ポート５に向
けて移動する受圧面11aに掛かる力とスプリング10によ
る付勢力の合力につり合ってリリーフ圧P_MAXとなること
を表わしている。

そして、２次側ポート６に向けて送られている圧油は前
記プランジャ９の受圧面9aにて抑圧され、これにより該
プランジャ９は１次側ポート５からの油圧とつり合う位
置で静止し、この状態において１次側ポート５内の圧油
は前述したP_MAXの圧力にてリリーフされる。これによ
り、１次側ポート５内の圧力即ち油路19内の圧力は第６
図に示すP₂からP_MAXまで急激に高められてリリーフ状態
を続けられる。このため、前進クラッチ用油圧アクチュ
エータ21は前進用油圧クラッチの多板を強い力で押圧し
て該クラッチをいわゆる半クラッチの状態から完全に接
続した状態にする。

一方、第５図に示すように、前進用油圧クラッチを切断
するため切換えバルブ20を切換え操作すると、油圧ポン
プＰにて供給される圧油は該バルブ20を経由してタンク
23に向けて流され、同時に前記アクチュエータ21から圧
油が排出されて前進用油圧クラッチは切断される。この
際、１次側ポート５内の圧力が急激に降下されてプラン
ジャ９がスプリング10の付勢力によりその受圧面9aをテ
ーパ部7aに当接すると共に、シリンダ部11内の残圧によ
り該シリンダ部11内の圧油がカラー16a部分からチェッ
ク弁15に向けて排出される。これにより、該チェック弁
15の作動部15aがスプリング17の付勢力に抗してオリフ
ィス孔15cを解放する方向に移動され、シリンダ部11内
の圧油はオリフィス孔15cは元より複数の孔15dからスム
ーズに排出される。従って、前進用油圧クラッチの切断
により昇圧制御弁１は直ちに作動前の状態に復帰して次
の作動に対応し得る。

なお、後進用クラッチにおいても前述した前進用クラッ
チの作動時と同様に昇圧制御弁１が作動し、油路19内の
油圧を制御して後進油圧クラッチ用アクチュエータ22を
円滑に作動する。

また、本実施例は、昇圧制御弁１のシリンダ部11から圧
油を排出する際に、該圧油によりチェック弁15の作動部
15aを移動してオリフィス孔15cを解放し、圧油をオリフ
ィス孔15c及び複数の孔15dから迅速に排出するように構
成していたが、第７図に示すように、プランジャ９にそ
の連通溝16から該プランジャ９の外周面に抜けるように
連通溝９′ｅを形成し、更に前記作動部15′ａの摺接部
ｒにより該連通溝９′ｃを閉塞及び解放自在に構成し
て、前記シリンダ部11から圧油が排出される際、該圧油
により作動部15′ａを１次側ポート５に向けて移動して
オリフィス孔15′ｃをカラー16aから離間しかつ摺接部
ｒの移動により前記連通溝９′ｃを解放して、前記シリ
ンダ部11内の圧油をオリフィス孔15′ｃ及び連通溝９′
ｃから速やかに排出して、昇圧制御弁１を元の状態に迅
速に復帰させるように構成しても良い。

（ト） 発明の効果 以上説明したように、本発明によると、プランジャ９に
形成したシリンダ部11における１次側ポート５に向いた
受圧面11aの面積A₂を該ポート５に面するプランジャ９
の受圧面9aの面積A₁より小さく形成したので、１次側ポ
ート５から送られる圧油をオリフィス15cを経由してシ
リンダ部11に導き、該シリンダ部11の受圧面11aに圧力
を作用してプランジャ９を１次側ポート５に向けて移動
する場合、該受圧面11aへの圧力を１次側ポート５から
の圧油がプランジャ９の受圧面9aを押圧する圧力より小
さくすることができ、これにより１次側ポート５から送
入される圧油の余剰流を２次側ポート６に向けて排出し
て、プランジャ９を１次側ポート５を完全に閉塞するこ
となく所定位置に静止してリリーフ弁として活用するこ
とができ（昇圧時リリーフ機能及び最高圧リリーフ機
能）、従って昇圧制御弁１を用いて油圧クラッチに送入
される圧油の制御をする場合、リリーフ弁を油路に介設
しなくても良い。更に、プランジャ９に、前記１次側ポ
ート５から送られる圧油をオリフィス15cを経由してシ
リンダ部11に送入しかつ該シリンダ部11から圧油を排出
する際にはオリフィス15cが解放されるように構成した
ので、シリンダ部11に圧油を送入する際にはオリフィス
15cにて序々に該シリンダ部11内に送り込め、これによ
り１次側ポート５内の圧油に少しづつ減圧効果をもたら
して、該ポート５内の油圧を急に上昇させることなく緩
やかに上げることができるものでありながら、オリフィ
ス15cの解放に伴い前記シリンダ部11から圧油を速やか
に排出することができ（急速ドレーン機能）、これによ
り昇圧制御弁１をその作動状態から元の状態に迅速に復
帰して次なる作動に備えることができ、従ってコンバイ
ン等における前・後進用油圧クラッチのように複数のク
ラッチが常時切換え操作されるものにあっては、前記昇
圧制御弁１を極めて効果的に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る昇圧制御弁を示す断面図、第２図
はそのプランジャが移動し始める初期作動を示す断面
図、第３図はプランジャに形成したシリンダ部への圧油
送入時を示す断面図、第４図はそのリリーフ状態を示す
断面図、第５図はその復元時の状態を示す断面図、第６
図はその各作動時の圧力変化を示す図である。そして第
７図は他の実施例を示す断面図である。 １……昇圧制御弁、３……バルブボディ、５……１次側
ポート、６……２次側ポート、９……プランジャ、9a,1
1a……受圧面、11……シリンダ部、12……ピストン、15
……チェック弁、15c……オリフィス（オリフィス
孔）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブボディに、圧油を供給する１次側ポ
   ート及び圧油を排出する２次側ポートを備えると共に、
   該１次側ポートを閉塞するプランジャを摺動自在かつ該
   ポートに向けてスプリングにて付勢して設け、更に該プ
   ランジャにシリンダ部を形成すると共に、該シリンダ部
   にピストンを摺動自在かつ前記１次側ポートに向けて付
   勢して油密状に設置してなる昇圧制御弁において、 前記シリンダ部における前記１次側ポート方向に向けて
   作用する第１の受圧面の面積を該ポートに面するプラン
   ジャの第２の受圧面積より小さく形成し、 該プランジャに、前記１次側ポートから送られる圧油を
   オリフィスを経由して前記シリンダ部に送入しかつ該シ
   リンダ部から圧油を排出する際には前記オリフィスが解
   放されるように構成したチェック弁を設置し、 前記ピストンの移動量を規制するストッパを設けて、該
   ピストンが、前記オリフィスを経由して前記シリンダ部
   に導入された油圧により移動し、そして前記ストッパに
   て該ピストンの移動が規制された状態で、前記プランジ
   ャに、前記第１の受圧面積による油圧及び前記スプリン
   グによる付勢力と第２の受圧面積による油圧とを作用し
   てなる、 昇圧制御弁。