JPH11303897A - クラッチ油圧制御回路 - Google Patents

クラッチ油圧制御回路

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JPH11303897A
JPH11303897A JP10144984A JP14498498A JPH11303897A JP H11303897 A JPH11303897 A JP H11303897A JP 10144984 A JP10144984 A JP 10144984A JP 14498498 A JP14498498 A JP 14498498A JP H11303897 A JPH11303897 A JP H11303897A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動側機関や駆動装置を結合時のショックか
ら保護するために、結合完了までの時間を延ばすことな
くクラッチを滑らかに結合する、クラッチ油圧制御回路
を提供する。 【解決手段】 クラッチ油圧調整弁で調圧された油圧ポ
ンプからの圧油を、クラッチ嵌脱弁を介して油圧クラッ
チに供給すると共に、油圧調整弁の排出油を潤滑油とし
て使用する制御回路において、クラッチ嵌脱弁の出口側
回路に背圧機構を備えた減圧弁を挿入し、減圧弁の入口
側から分岐した背圧回路にオリフィスを介してボリュー
ム弁を設けると共に、オリフィス下流の背圧回路を分岐
して減圧弁の背圧室と、クラッチ油圧調整弁の背圧室
と、ドレン開閉弁とに接続したクラッチ油圧制御回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転数上昇と共に
負荷トルクが急激に上昇するような被動機械、例えば消
防ポンプ等を、船舶主機関の前側駆動装置等を介して駆
動する場合に使用する、油圧式クラッチのクラッチ油圧
制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】舶用減速逆転機や補機駆動用増速機等の
油圧クラッチを結合して主機関からプロペラや消防ポン
プ等を駆動する場合、油圧クラッチを滑らかに結合する
ために油圧クラッチの作動油圧を緩やかに上昇させる油
圧制御回路が取られ、被動機械を駆動する際のショック
を緩和することが行われている。このクラッチ結合時の
ショックを緩和するために、従来より図4に示すような
制御回路が広く用いられている。すなわち、この制御回
路では、クラッチ作動油と潤滑油とを単独の油圧ポンプ
30で供給し、油圧ポンプからクラッチ嵌脱弁35に至
るポンプ出口油路31から分岐した一次油圧回路32
に、油圧クラッチ38への供給油圧を調整するクラッチ
油圧調整弁33が設けられている。更に、クラッチ嵌脱
弁35の出口側の作動油供給回路36を分岐してクラッ
チ油圧調整弁33の背圧室39に圧油を供給する背圧回
路37が設けられ、背圧回路37にはオリフィス40と
逆止弁41が並列に設けられている。
【0003】この制御回路によれば、クラッチ嵌脱弁3
5をオフ(遮断)にすると作動油供給回路36が閉鎖さ
れ、一次油圧回路32の圧力はクラッチ油圧調整弁33
のばね43によって設定された中立油圧に調整され、油
圧ポンプ30から吐出された圧油は全量潤滑油回路34
に流れる。クラッチ嵌脱弁35をオン(連通)にする
と、作動油供給回路36に圧油が供給され、油圧クラッ
チのピストン室42に圧油が供給されると共に、オリフ
ィス40を通過してクラッチ油圧調整弁の背圧室39に
も供給される。背圧室39に供給された圧油は、昇圧ピ
ストン44を押してばね43を圧縮するのでばね43の
抗力が高まり、ドレンポート45の開口度合いが小さく
なるので一次油圧回路32の圧力が高まり、油圧クラッ
チ38に供給される圧油は中立油圧から定格のクラッチ
作動油圧まで上昇する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記制御回路におい
て、クラッチ嵌脱弁35をオンにすると、クラッチ油圧
調整弁33の背圧回路37及び作動油供給回路36には
中立油圧、すなわち、“潤滑油圧力(装置の末端で3k
g/cm程度が必要)+油圧機器を含めた回路の圧力
損失分”に相当する油圧が作用する。この種の駆動装置
では、油圧ポンプの駆動源を主機関とする場合が殆どで
あり、その場合、油圧ポンプの吐出量は機関回転速度に
比例して増加するので、被動機械を定格回転速度で起動
するときにはポンプ吐出量が最大の状態にあり、このと
きの油圧回路の圧力損失は1.5〜2.0kg/cm
に達する。このため、クラッチ油圧調整弁33の中立油
圧は、所要の潤滑油圧に2kg/cm程度プラスした
値に設定される。かくして、クラッチ嵌脱弁35をオン
にすると、作動油供給回路36に供給されるクラッチ作
動油圧は、油圧クラッチのピストン室42に圧油が充満
し、ピストンが移動してクラッチプレートを押しはじめ
ると、図5に示される如く、作動油圧力はP(この例
では約1kg/cm)から中立油圧P(この例では
約6kg/cm)まで瞬時に上昇する。
【0005】このように、ピストン室充満時の圧力(P
)と中立油圧(P)との差が大きいと結合時のショ
ック油圧として作用するので、中立油圧をできるだけ低
く設定することが望ましいが、消防ポンプのように、慣
性は小さいが回転数の上昇とともに負荷トルクが急激に
増大する、いわゆる3乗負荷特性の被動機械は、速やか
に回転を上昇させるために定格回転速度で油圧クラッチ
を結合する必要があり、しかも、機関駆動の1個の油圧
ポンプでクラッチ作動油と潤滑油を供給することから中
立油圧を低く設定することが難しく、クラッチ結合時の
ショックトルクが大きくなる。その結果、クラッチ結合
時に駆動側機関の回転速度が低下してエンジンガバナや
過給機が追従しきれなくなり、黒煙の排出量が増加する
という問題があった。
【0006】この発明は、このような欠点を解決するた
めになされたもので、駆動側機関や駆動装置を結合時の
ショックから保護するために、結合完了までの時間を延
長することなく油圧クラッチを滑らかに結合する、クラ
ッチ油圧制御回路を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、クラッチ開放時には低圧に、クラッチ
結合時には高圧に調圧するクラッチ油圧調整弁で調整さ
れた油圧ポンプからの圧油を、クラッチ嵌脱弁を介して
油圧クラッチに供給すると共に、前記クラッチ油圧調整
弁からの排出油を潤滑油として使用する油圧制御回路に
おいて、クラッチ嵌脱弁出口側の作動油供給回路に背圧
機構を備えた減圧弁を挿入し、該減圧弁の入口側から分
岐した背圧回路に小径のオリフィスを介してボリューム
弁を設けると共に、オリフィス下流側の背圧回路に、前
記クラッチ嵌脱弁の開閉に連動して背圧回路のドレン流
路を開閉するドレン開閉弁を設け、前記オリフィス下流
側の背圧回路を分岐して、減圧弁の出入口ポートの開口
部を閉じる方向に付勢するばねに弾性力を付加する減圧
弁背圧室に接続し、クラッチ結合時の押圧力をゆるやか
に上昇させるようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の態様】以下、この発明の実施例を図1に
示されたクラッチ油圧制御回路および図2に示された減
圧弁の断面図をもとに説明する。なお、従来のクラッチ
油圧制御回路と同様の部分については詳しい説明を省略
する。
【0009】図1において、油圧クラッチ9の圧油は、
油圧ポンプ30からクラッチ嵌脱弁5を介して供給され
る。クラッチ嵌脱弁5の入口から分岐した一次油圧回路
2には、油圧クラッチ9への供給油圧を調整するクラッ
チ油圧調整弁3が設けられ、クラッチ嵌脱弁5をオフに
すると、作動油供給回路6が遮断されて一次油圧回路2
の圧力はクラッチ油圧調整弁3によって中立油圧に調整
され、油圧ポンプ30から吐出された圧油は全量潤滑油
回路4に流れる。なお、図示されていないが、この潤滑
油回路4の末端には潤滑油圧力調整弁が設けられてい
る。また、クラッチ嵌脱弁5をオンにすると、一次油圧
回路2の圧油は作動油供給回路6に供給されると共に、
作動油供給回路6から分岐された背圧回路10のオリフ
ィス11を通過してクラッチ油圧調整弁3の背圧室8に
供給され、作動油供給回路6の圧力は中立油圧から漸次
上昇し、定格のクラッチ作動油圧に達する。なお、これ
らの制御回路の構成は従来と同様である。
【0010】クラッチ嵌脱弁5の出口側の作動油供給回
路6には背圧機構を備えた減圧弁7が設けら、減圧弁7
を通過した圧油は油圧クラッチ9のピストン室15に供
給される。また、減圧弁7の入口側から分岐された背圧
回路10には、小径のオリフィス11を介してボリュー
ム弁12が設けられている。この背圧回路10はオリフ
ィス11の下流で複数に分岐され、それらはクラッチ油
圧調整弁3の背圧室8及び減圧弁7の背圧室58、並び
に背圧回路10の圧油をタンクTに排出または遮断する
ドレン開閉弁13に接続される。このドレン開閉弁13
の一方には、パイロット流の流入によってドレンポート
14を閉じる方向に作用するパイロット回路17が、背
圧回路10のオリフィス入口側から分岐されて接続さ
れ、他方にはドレンポート14を連通方向に付勢するば
ねが設けられている。
【0011】図2には、このクラッチ油圧制御回路に使
用される背圧機構を備えた減圧弁7の具体的な構造が断
面図で示されている。減圧弁7のカバー57には、背圧
回路10のオリフィス11を通過した圧油が流入する背
圧ポート59が設けられ、本体55には背圧ポート59
に連通する背圧室58と、クラッチ嵌脱弁5を通過した
圧油が流入する入口ポート6と、油圧クラッチ9へ接
続される出口ポート6と、出口ポート6及びパイロ
ット室54の圧油をタンクに解放するドレンポート52
と、軸方向に摺動して入ロポート6と出口ポート6
の開口度合いを変化させるスプール51とが設けられて
いる。さらに、スプール51の一方の端部には、ばね1
8を介してピストン56が設けられ、他方の端部にはカ
バー64に支えられたばね受け60とばね62が設けら
れている。
【0012】ばね62の周囲には、カバー63,64に
よってパイロット室54が形成され、本体55には出口
ポート6と前記パイロット室54とを連通するパイロ
ット孔50が設けられていて、出口ポート6の圧油を
カバー63,64の油路に固定されたオリフィス5
,53を介してパイロット室54に導くよう形成
されている。前記パイロット室54の圧油は、カバー6
3に設けられた別のオリフィス53を通過して、本体
55のドレンポート52に連通するよう形成されてい
る。なお、オリフィス53,53の孔径はオリフィ
ス53の孔径より大きく設定されているので、油圧ク
ラッチ結合中、すなわち、クラッチ嵌脱弁5をオンして
いるとき、パイロット室54内には減圧弁の出口ポート
からの圧油が充満している。
【0013】このように構成されたクラッチ油圧制御回
路において、クラッチ嵌脱弁5をオンにすると、クラッ
チ油圧調整弁3で調圧された中立油圧(この実施例では
約6kg/cmに設定)が減圧弁7に供給され、減圧
弁7で中立油圧が減圧されて油圧クラッチ9のピストン
室15に供給される。一方、減圧弁7の入口側回路から
分岐された背圧油路10の圧油がボリューム弁12と減
圧弁の背圧室58に供給されるが、クラッチ嵌脱弁5を
オンにすると、オリフィス11で流量が絞られるため、
オリフィス下流側の背圧回路より先にパイロット回路1
6に圧油が充満し、ドレン開閉弁13のドレンポート1
4を速やかに閉じて、小径のオリフィス11を通過した
圧油は、徐々にボリューム弁12と減圧弁7の背圧室5
8に流入する。
【0014】クラッチ嵌脱弁5をオンにした直後は、減
圧弁7の出口側回路に圧油が充満していないので、減圧
弁7の出口ポート6と連通するパイロット孔50には
圧油が供給されず、減圧弁のパイロット室54は空の状
態にあるので、図2におけるスプール51の左端面にパ
イロット圧力は作用していない。また、スプール51の
左側に配置されたばね62は、右側に配置されたばね1
8より弾性力が弱く設定されているので、図の左方向に
スプール51が移動して、減圧弁の入口ポート6と出
口ポート6とは初期の状態で連通している。この状態
から、さらに圧油が供給されて減圧弁の出口側回路に圧
油が充満してくると、減圧弁のスプール51の左端面に
パイロット圧力が加わり、ばね18の反力に抗してスプ
ール51を、入口ポート6を閉じる方向に押し、開口
面積がパイロット圧力の上昇とともに減少するため、減
圧弁出口側の圧力は少しづつ上昇する。
【0015】前記スプール51の右側端面には、ばね1
8の弾性力に加えて背圧ポート59を通過した背圧回路
10の圧油が、ピストン56を介してばね18の弾性力
を高める方向に作用する。一方、背圧回路10に設けら
れたボリューム弁12内のばねの弾性力は、クラッチ油
圧調整弁3のばねより弱いものが使用されているので、
油圧クラッチ9のピストン室15に圧油が供給されると
同時に、背圧回路10のオリフィス11を通過した圧油
が徐々にボリューム弁12の油室にも供給される。この
ボリューム弁12は、油室に圧油が供給されるとピスト
ンを介してばねを圧縮しながら、油室内及びそれに連な
る背圧回路10の圧力を徐々に高める。従って、ピスト
ン室15が充満してクラッチピストン16がクラッチ板
を押圧しはじめると、背圧回路10の圧力も上昇して減
圧弁7のばね18に付加される荷重が少しづつ増加し、
減圧弁のポートを開く方向に作用するので、前記パイロ
ット圧力とバランスしながら減圧弁の出口側圧力はゆる
やかに上昇して中立油圧に達する。
【0016】背圧回路10の圧力が所定の油圧に達する
と、クラッチ油圧調整弁3の背圧室8にも圧油が流入
し、ピストンを介してばねが圧縮されて減圧弁7の入口
側圧力が徐々に上昇する。それに伴って前記と同様に減
圧弁出口側の圧力も漸次上昇し、定格のクラッチ作動油
圧に達する。これにより、クラッチ作動油供給回路6の
圧力は、クラッチピストン16の戻し力相当の油圧から
定格油圧まで滑らかに上昇する。
【0017】また、クラッチ嵌脱弁5をオフにすると、
減圧弁7の入口側回路及びオリフィス入口側の背圧回路
10の圧油は、クラッチ嵌脱弁5を通過して直ちにタン
クに排出されるので、パイロット回路17の圧力は瞬時
に低下し、ドレン開閉弁のドレンポートがつながってオ
リフィス下流の背圧回路10の圧油が速やかにタンクT
に排出される。すなわち、減圧弁入口ポート6の圧油
及び減圧弁の背圧室58に作用する圧油が排出されるの
で、減圧弁7のパイロット室54の圧油も排出される。
これにより、減圧弁7の入口ポート6と出口ポート6
は初期の連通状態に復帰し、油圧クラッチのピストン
室15の圧油は、減圧弁7とクラッチ嵌脱弁5を通過し
て速やかにタンクに排出される。
【0018】なお、前記実施例のドレン開閉弁は、オリ
フィス入口側の圧油をパイロット流とし、該パイロット
流の消失によりドレンポートを連通させるよう形成した
が、ドレン開閉弁として電磁切換弁を用い、クラッチ嵌
脱弁のオン・オフ信号と連動させて前記電磁切換弁を開
閉させてもよく、同様の効果が得られるものである。
【0019】図3は、図1に示されたこの発明の実施例
を示すクラッチ油圧制御回路によって得られた、クラッ
チ作動油圧力の上昇過程を示す油圧特性図である。クラ
ッチ嵌脱弁5をオンにすると、油圧クラッチ9のピスト
ン室15に圧油が供給され、t秒経過するとピストン
室15が充満し、クラッチ作動油圧はクラッチピストン
16の戻し力相当の油圧P(この例では約1kg/c
)になる。その後、減圧弁の背圧室及びアキュムレ
ータにつながる背圧回路の圧力が上昇して減圧弁の出口
側圧力をゆるやかに上昇させ、t秒経過すると中立油
圧P(この例では約6kg/cm)に達する。
【0020】さらに、クラッチ油圧調整弁の背圧室側ピ
ストンがばねを圧縮し、漸次作動油圧力が上昇してt
秒経過すると定格油圧(この例では24kg/cm
に達する。なお、クラッチ脱弁5をオンにしたとき減圧
弁の出入口ポートは開口しており、クラッチ脱弁5の出
口圧力は従来と同じなので、ピストン室15の充満時間
は従来と変わらず、しかも、クラッチは定格油圧に
上昇する前に結合を完了するので、被動機械の起動時間
が延びることはない。
【0021】上記実施例から明らかなように、クラッチ
嵌脱弁の出口側に背圧機構付きの減圧弁及びボリューム
弁を設け、クラッチ油圧調整弁の中立油圧以下を制御す
るようにしたので、クラッチピストン戻し力相当の油圧
からゆるやかに、かつ、滑らかに上昇させることが可能
になった。
【0022】
【発明の効果】この発明によれば、クラッチピストン戻
し力相当の低圧から中立油圧の間の、クラッチ作動油圧
をゆるやかに上昇させることができるので、消防ポンプ
のように回転数の上昇とともに急激に負荷トルクが増大
する被動機械を、定格回転速度で油圧クラッチを結合し
て駆動しても駆動側機関には急激に負荷がかからず、動
力伝達経路に配置された弾性継手等の寿命を延ばすこと
ができるとともに、エンジンガバナや過給機の追随が容
易になり、機関回転速度の低下がなくなって黒煙の排出
量が低減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すクラッチ油圧制御回路の
説明図である。
【図2】本発明のクラッチ油圧制御回路に使用される減
圧弁の断面図である。
【図3】図1のクラッチ油圧制御回路を備えた油圧クラ
ッチの作動油圧特性図である。
【図4】従来のクラッチ油圧制御回路の説明図である。
【図5】図4のクラッチ油圧制御回路を備えた油圧クラ
ッチの作動油圧特性図である。
【符号の説明】
3,33 クラッチ油圧調整弁 5,35 クラッチ嵌脱弁 6,36 作動油供給回路 6 入口ポート 6 出口ポート 7 減圧弁 9,38 油圧クラッチ 10,37 背圧回路 11,40 オリフィス 12 ボリューム弁 13 ドレン開閉弁 14 ドレンポート 17 パイロット回路 50 パイロット孔 51 スプール 54 パイロット室 56 ピストン 58 減圧弁の背圧室 59 背圧ポート 18,62 ばね

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クラッチ開放時には低圧に、クラッチ結
    合時には高圧に調圧するクラッチ油圧調整弁で調整され
    た油圧ポンプからの圧油を、クラッチ嵌脱弁を介して油
    圧クラッチに供給すると共に、前記クラッチ油圧調整弁
    からの排出油を潤滑油として使用する油圧制御回路にお
    いて、クラッチ嵌脱弁出口側の作動油供給回路に背圧機
    構を備えた減圧弁を挿入し、該減圧弁の入口側から分岐
    した背圧回路に小径のオリフィスを介してボリューム弁
    を設けると共に、オリフィス下流側の背圧回路に、前記
    クラッチ嵌脱弁の開閉と連動して背圧回路のドレン流路
    を開閉するドレン開閉弁を設け、前記オリフィス下流側
    の背圧回路を分岐して、減圧弁の出入口ポートの開口部
    を閉じる方向に付勢するはねに弾性力を付加する減圧弁
    背圧室に接続し、クラッチ結合時の押圧力をゆるやかに
    上昇させるようにしたことを特徴とするクラッチ油圧制
    御回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016161050A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 株式会社日立ニコトランスミッション クラッチ油圧制御回路
CN109058319A (zh) * 2018-09-14 2018-12-21 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 阶梯油压调节装置

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