(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ入力軸(17)とクラッチ出力軸(21)とに、それぞれ内外側ドラム(24)(27)を連設し、内外側ドラム(24)(27)にそれぞれ係合したクラッチ板(25)とフリクションプレート(26)とを交互に重層して摩擦体(28)を形成し、油圧により摩擦体(28)を押圧して動力伝達を行うべく構成した油圧クラッチ(G)において、
外側ドラム(27)に摩擦体(28)方向に開口した大径シリンダ(32)を形成して、同大径シリンダ(32)に大径ピストン(34)を嵌入し、大径ピストン(34)の内側に摩擦体(28)方向に開口した小径シリンダ(35)を形成して、同小径シリンダ(35)に小径ピストン(38)を嵌入して、大径シリンダ(32)と大径ピストン(34)とで形成される大径油室(39)と、小径シリンダ(35)と小径ピストン(38)とで形成される小径油室(42)とを、油圧源に連通可能とし、
さらに、小径ピストン(38)の端部を大径ピストン(34)の端部よりも摩擦体(28)方向に突出せしめ、大径油室(39)と小径油室(42)とに油圧が作用した場合に、先に小径ピストン(38)の端部をプレッシャープレート(31)に当接させて摩擦体(28)に押圧力を作用させ、その後大径ピストン(34)の端部をプレッシャープレート(31)に当接させて摩擦体(28)に押圧力を作用させるように構成したことを特徴とする油圧クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は油圧クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧によって摩擦力を発生させ、この摩擦力を介して動力伝達を行う油圧クラッチがあり、特に、上記油圧を受けて作動するシリンダをクラッチ軸上に形成したものは、操作力が小さくてすみ、かつクラッチ操作機構をコンパクトに構成できることから、パワーが大きい作業車等の変速装置内部に設けたクラッチ等に多く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記油圧クラッチでは、動力伝達を接続する際に、上記油圧が急激に作用して動力伝達が衝撃的に開始するため、機体がショックを受けたり、駆動系に大きなトルクがかかり、負荷の慣性が大きい場合には、駆動系が破損したりするという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、クラッチ入力軸とクラッチ出力軸とに、それぞれ内外側ドラムを連設し、内外側ドラムにそれぞれ係合したクラッチ板とフリクションプレートとを交互に重層して摩擦体を形成し、油圧により摩擦体を押圧して動力伝達を行うべく構成した油圧クラッチにおいて、外側ドラムに摩擦体方向に開口した大径シリンダを形成して、同大径シリンダに大径ピストンを嵌入し、大径ピストンの内側に摩擦体方向に開口した小径シリンダを形成して、同小径シリンダに小径ピストンを嵌入して、大径シリンダと大径ピストンとで形成される大径油室と、小径シリンダと小径ピストンとで形成される小径油室とを、油圧源に連通可能とし、さらに、小径ピストンの端部を大径ピストンの端部よりも摩擦体方向に突出せしめ、大径油室と小径油室とに油圧が作用した場合に、先に小径ピストンの端部をプレッシャープレートに当接させて摩擦体に押圧力を作用させ、その後大径ピストンの端部をプレッシャープレートに当接させて摩擦体に押圧力を作用させるように構成したことを特徴とする油圧クラッチを提供せんとするものである。
【０００５】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【０００６】
図１及び図２は、本発明に係る油圧クラッチＧを具備する作業車としての農業用トラクタＡを示しており、同トラクタＡは後方にロータリ耕耘作業機Ｂ等の各種作業機を三点リンク式の昇降機構Ｃにより昇降自在に連結して、各種作業機による作業が行なえるようにしている。
【０００７】
農業用トラクタＡは、左右一対のクローラ式の左右走行装置１，１  の走行フレーム２，２  間に車体フレーム３を横架し、同車体フレーム３上の前部に原動機部４を載設し、後部にキャビン５を載設して、同キャビン５の内部後方に座席６を配設し、同座席６前方の床部Ｆ上に操作部Ｍを設けている。
【０００８】
原動機部４にはエンジンＥが配設されており、同エンジンＥには、左右走行装置１，１  を駆動するための走行トランスミッション１０を連動連結し、前記ロータリ耕耘作業機Ｂ等の各種作業機を駆動するために、ＰＴＯフロントミッション１２とＰＴＯリアミッション１３とを上記の順で連動連結しており、本発明の油圧クラッチＧは、本実施例において、上記ＰＴＯフロントミッション１２の内部に設けられている。
【０００９】
ＰＴＯフロントミッション１２と油圧クラッチＧとは、図３及び図４で示すように、ＰＴＯフロントミッション１２のケーシング１４内部において、エンジンＥから延出したエンジン出力軸１５の後端と噛合歯車１６を介して連動連結したクラッチ入力軸１７と、カウンタ軸１８とユニバーサルジョイント１９と外部中間軸２０とを介してＰＴＯリアミッション１３に連動連結したクラッチ出力軸２１との間に介設されており、クラッチ出力軸２１とカウンタ軸１８との間に二段変速機構２２が形成されている。
【００１０】
クラッチ入力軸１７の後端面にはパイロットベアリング２３を嵌入するための凹部が形成されており、同パイロットベアリング２３にクラッチ出力軸２１の前端に形成した凸部を挿入して、クラッチ入力軸１７の軸芯仮想延長線上にクラッチ出力軸２１を位置させている。
【００１１】
そして、クラッチ入力軸17の後端に、外周面に軸方向の条溝を多数形成した内側ドラム24の中心部を回動不可に外嵌する一方、クラッチ出力軸21の前端部に、内周面前半部に軸方向の条溝を多数形成した外側ドラム27の中心部を外嵌し、内側ドラム24外周面と外側ドラム27内周面との間に、内側ドラム24外周面の条溝に外嵌したクラッチ板25と、外側ドラム27内周面の条溝に嵌入したフリクションプレート26とを交互に重層して形成した摩擦体28を配設している。
【００１２】
図３中、Ｐは油圧ポンプ、ＨＳＴ  は走行駆動用のハイドロスタティックトランスミッション、１３ａ  はＰＴＯリアミッション１３中に設けた二段変速機構、１３ｂ  はＰＴＯ出力軸、１９ａ  はカップリングであり、図４中、２９，３０  は摩擦体２８の前方移動を阻止するための止め輪とリテーナであり、３１は後述するピストンの押圧力を摩擦体２８に伝達するためのプレッシャープレートである。
【００１３】
また、外側ドラム27の内周面後半部には大径シリンダ32が形成されており、同大径シリンダ32内周面とクラッチ出力軸21外周面との間に、大スプリング33で後方向に付勢された大径ピストン34を軸方向摺動自在に嵌入し、更に、大径ピストン34の内部に前方に開口した小径シリンダ35を形成して、同小径シリンダ35の内周面と大径ピストン34の中心部を前方に延出して形成したボス部36外周面との間に、小スプリング37で前方向に付勢された小径ピストン38を嵌入している。
【００１４】
そして、大径シリンダ３２と大径ピストン３４とで形成される大径油室３９を大径油路４０を介してクラッチ出力軸２１を軸方向に挿通した共通油路４１に連通させ、小径シリンダ３５と小径ピストン３８とで形成される小径油室４２を小径油路４３を介して上記共通油路４１に連通させており、共通油路４１を操作部Ｍに設けたＰＴＯクラッチレバー４４に連動連結したＰＴＯ制御弁４５を介して油圧ポンプＰに連通連結している。図４中、４７，４８  は大スプリング３３の前端を係止するための止め輪とスプリングリテーナ、４９は小径ピストン３８の前方移動を規制するためのストッパ、５０はＯリングである。
【００１５】
したがって、大径油室３９と小径油室４２とに油圧が作用していないときは、大スプリングの付勢によって大径ピストン３４が後方に移動し、小径ピストン３８は小スプリング３７で前方向に付勢されているがストッパ４９によって大径ピストン３４に対する前方移動が規制されており、この状態で小径ピストン３８の前端５２を大径ピストン３４の前端５３よりも前方に突出させている。
【００１６】
かかる構成によって、ＰＴＯクラッチレバー４４をＯＦＦ方向に操作すると、ＰＴＯ制御弁４５の油路が切換わって共通油路４１の油圧が開放され、大スプリングの付勢により、大径ピストン３４及び小径ピストン３８の前端５２，５３  がプレッシャープレート３１から離隔して、摩擦体２８に押圧力が作用しないため、油圧クラッチＧが切られることになる。
【００１７】
また、ＰＴＯクラッチレバー４４をＯＮ方向に操作すると、ＰＴＯ制御弁４５の油路が切換わり、油圧ポンプＰからの油圧が共通油路４１に通じ、大径ピストン３４と小径ピストン３８とが前方向に移動し、大径ピストン３４の前端よりも前方に突出した小径ピストン３８の前端がプレッシャープレート３１を介して摩擦体２８に押圧力を作用させて動力伝達を行うのであるが、小径ピストン３８の外径が大径ピストン３４の外径よりも小さいため、小径油室４２の内部油圧が大径油室３９の内部油圧、すなわち、共通油路４１の油圧よりも高くなり、小径油室４２中の圧油が共通油路４１に流出して、小径ピストン３８が大径ピストン３４に対して後退する。
【００１８】
かかる状態が、大径ピストン３４の前端がプレッシャープレート３１に当接するまで継続するので、油圧が作用し始めた時点から、まず、小径ピストン３８による小さい力でプレッシャープレート３１を押圧して半クラッチ状態が現出し、この状態が上記継続期間だけ保持され、次いで、大径ピストン３４の大きい力でプレッシャープレート３１が押圧されて、クラッチ滑りのない完全な動力伝達が行われることになり、緩やかな動力伝達開始を行うことができる。
【００１９】
また、ＰＴＯクラッチレバー４４をＯＦＦ方向に操作してＰＴＯ制御弁４５を閉弁すると、大スプリング３３の付勢により大径ピストン３４と小径ピストン３８とが一体的に後退してプレッシャープレート３１から離隔して、プレッシャープレート３１への押圧力を解除し、その後、小スプリング３７の付勢によって小径ピストン３８が前方向に移動して、油圧クラッチＧの動力伝達が切れた最初の状態に戻る。
【００２０】
このように、大径ピストン３４と小径ピストン３８とが一体的にプレッシャープレート３１から離隔して押圧力を解除するので、半クラッチの状態が現出せず油圧クラッチＧを瞬時に切ることができる。
【００２１】
また、前記大径油路４０の内径と大径ピストン３４の内径との比、及び、小径油路４３の内径と大径ピストン３４の内径との比を調整することにより、上記半クラッチの特性を調節することができる。
【００２２】
図５は、走行装置の前部に駆動スプロケットを装着した農業用トラクタＡを後進させるとき、走行装置の外周を囲繞した履帯６１の上方に位置した部分が弛緩して履帯外れが発生するのを防止するための油圧式履帯緊張装置６２を示しており、走行フレームに枢軸６３を水平に突設し、同枢軸６３に略Ｌ字状の緊張レバー６４の中央部を回動自在に枢着し、同緊張レバー６４の上端に上部アイドラ６５を回動自在に軸支し、同緊張レバー６４の下端に緊張用油圧シリンダ６６のピストンロッド６７を枢着し、同緊張用油圧シリンダ６６を操作部Ｍに配設した前後進切換レバー６８に連動連結した緊張装置制御弁６９を介して油圧ポンプＰに接続している。７３は上部アイドラ６５の下方移動を規制するためのストッパである。
【００２３】
また、緊張装置制御弁６９と緊張用油圧シリンダ６６との間に、緊張用油圧シリンダ６６方向にのみ圧油を流通させるチェックバルブ７１と、緊張用油圧シリンダ６６中の油圧が所定圧力以上になったときと、手動とで同油圧を開放できるリリーフバルブ７２とを並列状態ににして介設している。
【００２４】
したがって、前後進切換レバー６８を後進に操作すると、緊張装置制御弁６９を介して緊張用油圧シリンダ６６に油圧が送給され、同緊張用油圧シリンダ６６のピストンロッド６７が伸長し、緊張レバー６４を介して上部アイドラ６５を上方に移動させて、後進時には弛緩する履帯６１の上方部分を緊張させることにより、履帯外れを防止することができる。
【００２５】
また、緊張用油圧シリンダ６６と緊張装置制御弁６９との間にチェックバルブ７１を介設したことで、前後進切換レバー６８を前進に切換えても、緊張用油圧シリンダ６６中に油圧が残留し、履帯緊張状態を保持することができる。
【００２６】
更に、前記リリーフバルブ７２を手動で開放することにより、油圧による履帯の緊張を解除して、例えば、ネジ式又はグリースアップ式による履帯の張り調整作業を行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、クラッチ入力軸とクラッチ出力軸とに、それぞれ内外側ドラムを連設し、内外側ドラムにそれぞれ係合したクラッチ板とフリクションプレートとを交互に重層して摩擦体を形成し、油圧により摩擦体を押圧して動力伝達を行うべく構成した油圧クラッチにおいて、外側ドラムに摩擦体方向に開口した大径シリンダを形成して、同大径シリンダに大径ピストンを嵌入し、大径ピストンの内側に摩擦体方向に開口した小径シリンダを形成して、同小径シリンダに小径ピストンを嵌入して、大径シリンダと大径ピストンとで形成される大径油室と、小径シリンダと小径ピストンとで形成される小径油室とを、油圧源に連通可能とし、さらに、小径ピストンの端部を大径ピストンの端部よりも摩擦体方向に突出せしめ、大径油室と小径油室とに油圧が作用した場合に、先に小径ピストンの端部をプレッシャープレートに当接させて摩擦体に押圧力を作用させ、その後大径ピストンの端部をプレッシャープレートに当接させて摩擦体に押圧力を作用させるように構成したことによって、油圧クラッチに油圧が作用し始めて動力伝達が開始する際に、まず、小径ピストンの先端が摩擦体を小さな力で押圧して半クラッチ状態を現出し、次いで、大径ピストンが大きい力で摩擦体を押圧して、クラッチ滑りのない完全な動力伝達を行うことができる。
【００２８】
したがって、動力伝達開始が緩やかに行われることになり、急激な動力伝達によるショックや、油圧クラッチに連結したエンジンや負荷駆動系等の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧クラッチを具備する農業用トラクタの側面図。
【図２】同トラクタの平面図。
【図３】走行トランスミッションの構成を示す説明図。
【図４】上記油圧クラッチの構成を示す断面側面図。
【図５】油圧式履帯緊張装置の構成を示す模式説明図。
【符号の説明】
Ｇ  油圧クラッチ
１７  クラッチ入力軸
２１  クラッチ出力軸
２５  クラッチ板
２４  内側ドラム
２６  フリクションプレート
２７  外側ドラム
２８  摩擦体
３２  大径シリンダ
３４  大径ピストン
３５  小径シリンダ
３８  小径ピストン
３９  大径油室
４２  小径油室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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