(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェットクラッチの冷却効果を安定させる。【解決手段】クラッチプレート１２の冷却油が循環するクラッチ冷却用油路を、作業機に供給される作動油が循環する作業機用油路から独立した閉回路にする。クラッチ冷却用油路に作業機用の油圧ポンプとは別の油圧ポンプ２０を設ける。クラッチ冷却用油路に設けられる油圧ポンプ２０はエンジンの回転に応じて回転動作し、クラッチハウジング内に貯留される冷却油を吸引してクーラ３０に吐出する。冷却油はクーラ３０で冷却されクラッチハウジング１１内に戻る。このようにクラッチプレート１２冷却用の冷却油を、作業機に供給される作動油と別にして、ウェットクラッチ１０の冷却に伴い作業機の動作に影響が及ぶことを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油によって油圧作業機を駆動する作業車両のパワートレインに配置され且つクラッチハウジング内にクラッチプレートと当該クラッチプレートを冷却する冷却油とを有するウェットクラッチを備え、前記冷却油を冷却するウェットクラッチ冷却装置において、
前記クラッチハウジング外で前記冷却油を循環させて当該冷却油を冷却するクラッチ冷却用油路、を備え、
さらに前記クラッチ冷却用油路は、前記油圧作業機に供給される作動油を循環させる作業機用油路から独立した閉回路であること
を特徴とするウェットクラッチ冷却装置。
【請求項２】
前記クラッチ冷却用油路中にクーラを備えたこと
を特徴とする請求項１記載のウェットクラッチ冷却装置。
【請求項３】
前記クラッチ冷却用油路中に油圧ポンプを備えたこと
を特徴とする請求項１記載のウェットクラッチ冷却装置。
【請求項４】
前記クラッチ冷却用油路中に油圧ポンプとクーラとリリーフバルブを備え、
前記クラッチハウジング内と前記油圧ポンプの吸入口とを連通し、
前記油圧ポンプの吐出口と前記リリーフバルブの油入口及び前記クーラの油入口とを連通し、
前記前記リリーフバルブの油出口及び前記クーラの出口と前記クラッチハウジング内とを連通すること
を特徴とする請求項１記載のウェットクラッチ冷却装置。
【請求項５】
前記油圧ポンプの回転軸がエンジンの駆動軸に連結されること
を特徴とする請求項３又は４記載のウェットクラッチ冷却装置。
【請求項６】
前記クラッチ冷却用油路中に前記冷却油中の塵を除去する塵除去部を備えたこと
を特徴とする請求項１記載のウェットクラッチ冷却装置。
【請求項７】
ピストンポンプから吐出される作動油によって油圧作業機を駆動する作業車両のパワートレインに配置され且つクラッチハウジング内にクラッチプレートと当該クラッチプレートを冷却する冷却油とを有するウェットクラッチを備え、前記冷却油を冷却するウェットクラッチ冷却装置において、
前記クラッチハウジング外で前記冷却油を循環させて当該冷却油を冷却するクラッチ冷却用油路、を備え、
さらに前記クラッチ冷却用油路は、前記ピストンポンプによって作動油を循環させる作業機用油路から独立した閉回路であること
を特徴とするウェットクラッチ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチプレートを冷却油で冷却するウェットクラッチ冷却装置に関し、特に冷却油を循環させるクラッチ冷却用油路を独立した閉回路にしたものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧作業機を備えた作業車両、例えばフォークリフトは、リフトシリンダに作動油を供給することによってフォークを昇降し、チルトシリンダに作動油を供給することによってマストを傾動する。ステアリングやブレーキやクラッチ等も作動油によって駆動する。また、作業車両はエンジンの動力をクラッチ、トランスミッション、ドライブアクスル等のパワートレインを介して駆動輪に伝達することによって走行する。
【０００３】
フォークリフトの主たる作業は長距離の走行ではなく一定エリア内での荷役作業であることから、フォークリフトは普通車両と比較して走行と停止の切り換えが多く行われ、そうした動作に伴いクラッチの接続と切断が頻繁に行われる。このようにフォークリフトはクラッチの使用頻度が高く、クラッチプレートの温度が上昇し易い。こうしたことからフォークリフトにはクラッチプレートを延命させるためにウェットクラッチが使用されている。
【０００４】
ウェットクラッチは、クラッチハウジング内に入出力側のクラッチプレートが設けられると共にクラッチプレート冷却用の冷却油が貯留されてなる。クラッチプレートにはフィンが付設され、またクラッチハウジング内にはクラッチ冷却用油路に繋がる冷却油回収口が設けられる。クラッチプレートの回転に応じてフィンが回転すると、フィンによって冷却油が掻き上げられる。掻き上げられた冷却油が冷却油回収口の位置に達すると、冷却油は冷却油回収口からクラッチハウジング外に排出され、クラッチ冷却用油路を循環する。そして循環の際に放熱する。
【０００５】
従来、冷却油としては、リフトシリンダ等の各シリンダに供給される作動油が用いられており、クラッチ冷却用油路はリフトシリンダ等の作業機用の油路と共に作動油を貯留する作動油タンクに接続されている。言い換えると、リフトシリンダやチルトシリンダとウェットクラッチとで同じ作動油を使用しており、さらには作動油タンクを介してリフトシリンダやチルトシリンダとウェットクラッチとの間で作動油の交換が行われているとも言える。
【０００６】
従来は以上のようにしてウェットクラッチ冷却装置が構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで従来のウェットクラッチ冷却装置には次のような問題がある。
【０００８】
一般にクラッチの接続と切断が繰り返し行われると、クラッチプレートが摩耗し塵が発生する。ウェットクラッチの場合はこの塵が冷却油に混入する。冷却油はタンクに回収された後に一部が作動油として作業機用油路に供給される。塵が混入した作動油が各シリンダに供給されると各シリンダ内に塵が堆積していく。塵の堆積量が多くなると各シリンダの動きが悪くなり、フォークやマストやブレーキ等の動作に悪影響が及ぶ。
【０００９】
また、作動油タンク内で冷却油が放熱することから、作動油自体のヒートバランスに影響が及ぶことになり、こうした点でもフォークやマストやブレーキ等の動作に影響が及ぶ。
【００１０】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、ウェットクラッチの冷却に伴い作業機の動作に影響が及ぶことを防止することを第１の解決課題とするものである。
【００１１】
また、クラッチプレートに付設されたフィンの回転に応じて冷却油を回収しているが、そもそもクラッチプレートの回転は安定していない。このため、クラッチプレートが高回転のときには冷却油の回収量は多くなるが、低回転のときには冷却油の回収量は少なくなる、といった具合に、冷却油の回収量も不安定になる。すると冷却油の放熱が十分に行えなくなり、ウェットクラッチの冷却自体が不十分になる虞がある。
【００１２】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、冷却油の回収量を安定させてウェットクラッチの冷却効果を安定させることを第２の解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明は、
作動油によって油圧作業機を駆動する作業車両のパワートレインに配置され且つクラッチハウジング内にクラッチプレートと当該クラッチプレートを冷却する冷却油とを有するウェットクラッチを備え、前記冷却油を冷却するウェットクラッチ冷却装置において、
前記クラッチハウジング外で前記冷却油を循環させて当該冷却油を冷却するクラッチ冷却用油路、を備え、
さらに前記クラッチ冷却用油路は、前記油圧作業機に供給される作動油を循環させる作業機用油路から独立した閉回路であること
を特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、
前記クラッチ冷却用油路中にクーラを備えたこと
を特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、
前記クラッチ冷却用油路中に油圧ポンプを備えたこと
を特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、
前記クラッチ冷却用油路中に油圧ポンプとクーラとリリーフバルブを備え、
前記クラッチハウジング内と前記油圧ポンプの吸入口とを連通し、
前記油圧ポンプの吐出口と前記リリーフバルブの油入口及び前記クーラの油入口とを連通し、
前記前記リリーフバルブの油出口及び前記クーラの出口と前記クラッチハウジング内とを連通すること
を特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、
前記油圧ポンプの回転軸がエンジンの出力軸に連結されること
を特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、
前記クラッチ冷却用油路中に前記冷却油中の塵を除去する塵除去部を備えたこと
を特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、
ピストンポンプから吐出される作動油によって油圧作業機を駆動する作業車両のパワートレインに配置され且つクラッチハウジング内にクラッチプレートと当該クラッチプレートを冷却する冷却油とを有するウェットクラッチを備え、前記冷却油を冷却するウェットクラッチ冷却装置において、
前記クラッチハウジング外で前記冷却油を循環させて当該冷却油を冷却するクラッチ冷却用油路、を備え、
さらに前記クラッチ冷却用油路は、前記ピストンポンプによって作動油を循環させる作業機用油路から独立した閉回路であること
を特徴とする。
【００２０】
本発明は、クラッチプレートの冷却油が循環するクラッチ冷却用油路を、作業機に供給される作動油が循環する作業機用油路から独立した閉回路にしたものである。クラッチ冷却用油路には作業機用の油圧ポンプとは別の油圧ポンプが備えられる。クラッチ冷却用油路に設けられる油圧ポンプはエンジンの回転に応じて回転動作し、クラッチハウジング内に貯留される冷却油を吸引してクーラに吐出する。冷却油はクーラで冷却されクラッチハウジング内に戻る。このようにクラッチプレート冷却用の冷却油は、作業機に供給される作動油と別にされる。
【００２１】
クラッチ冷却用油路の何れかにフィルタを設ければ、冷却油に含まれる塵を除去できる。またクーラに並列にリリーフバルブを設ければ、冷却油が高圧になってもクーラを保護できる。
【００２２】
また、作業機用油路にピストンポンプが設けられる場合は、気泡を混入する油がピストンポンプに供給されなくなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、クラッチ冷却用油路が作業機用油路から独立した閉回路として設けられるので、クラッチプレート冷却用の冷却油が作業機用油路を流れることはなく、作業機用の各シリンダ等に流入することもない。このためクラッチから発生する塵が作業機用の各シリンダ等に混入することはなくなり、作業機の動作に悪影響が及ぶこともなくなる。また冷却油が作動油に放熱することもなくなり、作動油のヒートバランスに悪影響が及ぶこともなくなる。  
また本発明によれば、冷却油が油圧ポンプで吸入・吐出されてクーラに供給される。油圧ポンプを用いることでクーラへの冷却油の供給量が安定するので、従来と比較して冷却油の冷却効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係るウェットクラッチ冷却装置におけるクラッチ冷却用油路を示す回路図。
【図２】本実施形態に係るウェットクラッチ冷却装置における各構成要素の配置を簡略に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
本実施形態では作業車両として、エンジンと駆動輪との間のパワートレインにウェットクラッチを備えたフォークリフトを想定している。
【００２７】
図１は本実施形態に係るウェットクラッチ冷却装置におけるクラッチ冷却用油路を示す回路図である。一般にフォークリフトはフォーク、マスト、ステアリング、ブレーキ、クラッチ等の各作業機を作動油で動作させており、作動油が循環する作業機用油路を有する。図１に示すクラッチ冷却油路はその作業機用油路から独立した閉回路である。このため図１には作業機用油路を図示していない。  
本願実施例に係るクラッチ冷却用油路は、ウェットクラッチ１０と、油圧ポンプ２０と、クーラ３０と、リリーフバルブ４０と、ラインフィルタ５０と、管路７１〜７４と、を備える。
【００２８】
ウェットクラッチ１０は、クラッチハウジング１１の内部に、入力側及び出力側のクラッチプレート１２と、クラッチプレート１２を冷却する冷却油１３と、を備える。さらにクラッチハウジング１１内部の冷却油１３をクラッチハウジング１１外部に流出できるストレーナ１４を備える。
【００２９】
ストレーナ１４は管路７１を介してクラッチハウジング１１の外部に設けられた油圧ポンプ２０の吸入口に接続される。油圧ポンプ２０の吐出口は途中で分岐する管路７２を介してクーラ３０の油入口及びリリーフバルブ４０の油入口に接続される。クーラ３０の油出口及びリリーフバルブ４０の油出口は途中で合流する管路７３を介してラインフィルタ５０の油入口に接続される。ラインフィルタ５０の油出口は管路７４を介してクラッチハウジング１１の内部に接続される。
【００３０】
エンジン１の駆動軸２はクラッチハウジング１１の内部に設けられた入力側のクラッチプレート１２に連結される。またエンジン１の駆動軸２と油圧ポンプ２０の回転軸２１とにベルト３が巻架されることで、エンジン１の駆動軸２と油圧ポンプ２０の回転軸２１とが連結される。なお、図示されていない作業機用油路にも油圧ポンプが設けられ、この油圧ポンプの回転軸とエンジン１の駆動軸２とにベルトが巻架されることで、エンジン１の駆動軸２と油圧ポンプの回転軸とが連結される。
【００３１】
油圧ポンプ２０は冷却油１３をクラッチ冷却用油路中で循環させられればよく、それほど大きな容量を必要としないことから、軽量小型のものでよい。この油圧ポンプ２０にはギヤポンプやピストンポンプやベーンポンプを使用することが可能であるが、中でもギヤポンプを使用することが望ましい。ギヤポンプは構造が簡素で安価であるだけでなく、特に油に含有される気泡、所謂エアレーションの影響を受けにくいためである。また油圧ポンプ２０の動力源として小型のモータなどを設けても良いが、設置スペースやコストを考慮すると、エンジン１にすることが望ましい。またクーラ３０には水冷式または空冷式の何れを使用することが可能である。
【００３２】
本実施形態ではクラッチ冷却用油路にストレーナ１４とラインフィルタ５０が設けられているが、何れか一方のみが設けられていても良く、また他のフィルタ、例えばサクションストレーナ（サクションフィルタ）やリターンフィルタが設けられていても良い。なお、本実施形態のようにクラッチ冷却用油路にフィルタを設ける方が望ましいが、冷却油の冷却という観点からすればフィルタは必須ではない。
【００３３】
また、冷却油１３の熱がそれほど高くならず、クラッチ冷却用油路がある程度の長さを有して、冷却油１３がクラッチ冷却用油路を流れる間に十分放熱できるのであれば、クーラ３０は無くても良い。
【００３４】
図２は本実施形態に係るウェットクラッチ冷却装置における各構成要素の配置を簡略に示す図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側面図である。
【００３５】
エンジン１の前方にはクラッチハウジング１１が配置される。クラッチハウジング１１の下部にはサクションストレーナ１４が取り付けられる。エンジン１の後方には略水平方向に駆動軸２が延び、駆動軸２の端部にはファン４が取り付けられる。ファン４の後方にはファン４と対向するようにクーラ３０が配置される。エンジン１の片側側方には油圧ポンプ２０とリリーフバルブ４０とラインフィルタ５０が配置される。なお図面を見易くするために図示しないが、エンジン１の片側側方であって、サクションストレーナ１４と油圧ポンプ２０との間には管路７１が配置され、油圧ポンプ２０とクーラ３０及びリリーフバルブ４０との間には管路７２が配置され、クーラ３０及びリリーフバルブ４０とラインフィルタ５０との間には管路７３が配置され、ラインフィルタ５０とクラッチハウジング１１との間には管路７４が配置される。
【００３６】
再び図１に戻り、本実施形態に係るウェットクラッチ冷却装置の動作を説明する。
【００３７】
エンジン１の動作によって駆動軸２が回転すると、クラッチプレート１２が回転する。入力側と出力側のクラッチプレート１２が摩擦によって発熱すると、クラッチハウジング１１内に貯留される冷却油１３はクラッチプレート１２の熱を吸熱する。
【００３８】
エンジン１の動力は駆動軸２及びベルト３を介して油圧ポンプ２０の回転軸２１に伝達され、油圧ポンプ２０が回転動作する。油圧ポンプ２０が回転動作すると、クラッチハウジング１１内に貯留される冷却油１３はストレーナ１４を通過し、管路７１を流れる。冷却油１３はストレーナ１４を通過する際にろ過されて塵を取り除かれる。そして冷却油１３は油圧ポンプ２０の吸入口から吸入され吐出口から吐出される。油圧ポンプ２０から吐出された冷却油１３は管路７２を流れてクーラ３０に達する。冷却油１３はクーラ３０を流れる間にクーラ３０内の冷却用流体または気体の吸熱作用によって冷却される。クーラ３０から排出された冷却油１３は管路７３を流れ、ラインフィルタ５０を通過し、さらに管路７４を流れてクラッチハウジング１１に戻る。冷却油１３はラインフィルタ５０を通過する際に再度ろ過されて塵を取り除かれる。以上のようにして冷却油１３はクラッチ冷却用油路を循環する。
【００３９】
ところで、冷却油１３の粘度が高い状態、例えば低温状況下、で油圧ポンプ２０が回転動作すると、高圧の冷却油１３がクーラ３０に流入することになる。クーラ３０には耐圧があり、その耐圧以上の冷却油１３がクーラ３０に流入した場合、クーラ３０が破損する虞がある。そこで、図１に示すようにクーラ３０と並列にリリーフバルブ４０を設けておき、リリーフバルブ４０の設定圧としてクーラ３０の耐圧より十分低圧の圧力を設定しておく。この場合、管路７２を流れる冷却油１３がリリーフバルブ４０の設定圧以上になると、リリーフバルブ４０が開き、管路７２の冷却油１３のうち一部がリリーフバルブ４０を通過して管路７３に流出する。結果としてクーラ３０は保護される。
【００４０】
本実施形態によれば、クラッチ冷却用油路が作業機用油路から独立した閉回路として設けられるので、クラッチプレート冷却用の冷却油が作業機用油路を流れることはなく、作業機用の各シリンダ等に流入することもない。このためクラッチから発生する塵が作業機用の各シリンダ等に混入することはなくなり、作業機の動作に悪影響が及ぶこともなくなる。また冷却油が作動油に放熱することもなくなり、作動油のヒートバランスに悪影響が及ぶこともなくなる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、冷却油が油圧ポンプで吸入・吐出されてクーラに供給される。油圧ポンプを用いることでクーラへの冷却油の供給量が安定するので、従来と比較して冷却油の冷却効率が向上する。
【００４２】
また、本実施形態によれば、冷却油がクーラで強制的に冷却されるので、冷却油の冷却が効率的に行われる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、冷却油に含まれる塵がフィルタによって取り除かれるので、冷却油の耐用期間が延びる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、クーラと並列にリリーフバルブが設けられるので、低温始動時のように油圧ポンプから吐出される冷却油が高圧であっても、クーラが保護される。
【００４５】
なお、本実施形態に係るウェットクラッチ冷却装置は、作業機用油路に設けられる油圧ポンプがピストンポンプである場合の使用にも適している。
【００４６】
従来のようにクラッチハウジング内の冷却油をクラッチ冷却用油路に流す際にクラッチプレートに取り付けられたフィンで掻き上げるようにすると、冷却油は攪拌されることになり、冷却油自体に気泡が混入し易くなる。ギヤポンプと較べてピストンポンプはこうしたエアレーションの影響を受け易い。
【００４７】
本実施形態によれば、そもそもクラッチ冷却用油路が作業機用油路から独立した閉回路として設けられるので、作業機用油路に設けられるピストンポンプが気泡を混入する油を吸入することがなくなる。
【符号の説明】
【００４８】
１…エンジン、２…駆動軸、３…ベルト、
１０…ウェットクラッチ、１１…クラッチハウジング、１２…クラッチプレート、
１３…冷却油、１４…ストレーナ、
２０…油圧ポンプ、３０…クーラ、４０…リリーフバルブ、５０…ラインフィルタ
【図１】
2010159821.tif 000003
【図２】
2010159821.tif 000004