(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧供給源からの油圧をクラッチに供給する主回路と、
前記主回路に設けられ、減圧用弁体の移動によって開度が変化する減圧弁と、
前記主回路における前記減圧弁よりも下流側に配置されて、前記クラッチへの油圧の供給及び供給停止を切り替える切替弁と、
前記主回路における前記切替弁よりも下流側から分岐し、前記減圧弁の開度が縮小する方向に前記減圧用弁体を移動させるパイロット圧を前記減圧弁に供給するパイロット回路と、
前記パイロット回路に設けられ、前記パイロット回路における油圧の上昇に応じて容積が増大する第１のボリューム室と、
前記主回路における前記切替弁よりも下流側から分岐し、前記減圧弁の開度が拡大する方向に前記減圧用弁体を移動させる背圧を前記減圧弁に供給する背圧回路と、
前記背圧回路に設けられ、前記背圧回路における油圧の上昇に応じて容積が増大する第２のボリューム室と、
前記背圧回路に設けられ、前記パイロット回路の油圧供給に連動して閉状態となると共に前記パイロット回路の油圧停止に連動して開状態となり、前記開状態の時に前記背圧回路の作動油を排出して前記第２のボリューム室の背圧を減少させるドレン開閉弁と、
を備えることを特徴とする、
クラッチ油圧制御回路。
【請求項２】
前記パイロット回路において前記第１のボリューム室よりも上流側に配置される第１の流量調整弁と、
前記背圧回路において前記第２のボリューム室よりも上流側に配置される第２の流量調整弁と、を備え、
前記ドレン開閉弁は、
前記背圧回路における前記第２の流量調整弁よりも下流側に設けられると共に、前記パイロット回路における前記第１の流量調整弁よりも上流側の油圧に連動して、閉状態と開状態が切り替わることを特徴とする、
請求項１に記載のクラッチ油圧制御回路。
【請求項３】
前記切替弁が前記クラッチへの前記油圧の供給を停止する際に、前記クラッチ側の作動油を排出することで前記パイロット圧を減少させることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のクラッチ油圧制御回路。
【請求項４】
前記背圧回路は、前記パイロット回路における前記第１のボリューム室の下流側から分岐することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載のクラッチ油圧制御回路。
【請求項５】
前記減圧弁よりも前記油圧供給源側において前記主回路から分岐し、前記クラッチ以外の機器に油圧を供給する副回路と、
前記副回路の途中に設けられ、調整用弁体の移動によって開度を変化させる油圧調整弁と、を備え、
前記油圧調整弁は、前記背圧回路から供給される前記背圧によって前記調整用弁体が前記油圧調整弁の開度が縮小する方向に移動するように構成されており、
前記ドレン開閉弁が前記開状態になることで前記背圧回路の作動油が排出されると、前記調整用弁体に作用する前記背圧が減少して開度が最大となることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載のクラッチ油圧制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式のクラッチに供給される油圧を制御するクラッチ油圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の主機関を備える船舶等においては、推進用のプロペラに動力を出力する減速逆転機や、消防ポンプ等の補機類に動力を出力する増速機等と主機関の接続に油圧式のクラッチを使用している。一般に、このクラッチを作動させる作動油は主機関により駆動される油圧ポンプから供給され、余分な作動油は減速逆転機等の潤滑油として使用されるようになっている。このため、クラッチへの作動油の供給および遮断を切り替えるクラッチ嵌脱弁をオンにすると、クラッチの備えるクラッチピストン室内への作動油の充満後、クラッチプレート同士が略密着する際に、クラッチピストン室内の油圧が急激に上昇することとなる。具体的には、クラッチピストン室内の油圧が、潤滑油の供給圧力、すなわち減速逆転機等における潤滑油圧＋潤滑系統における圧力損失に相当する圧力まで急激に上昇することとなるため、接続ショックによって主機関の負荷が急激に増大するという問題があった。
【０００３】
接続ショックによる急激な負荷の増大は、主機関の回転速度の急激な低下を招き、過給器による過給圧の低下および燃調制御の追従遅れ等により、排ガス中の未燃成分、すなわち黒煙の排出量が増加することとなる。このような問題に対し、本願発明者は、クラッチピストン室内の油圧の急激な上昇を防止することの可能なクラッチ油圧制御回路を発明している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５８４７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のクラッチ油圧制御回路では、クラッチピストン室内の油圧の急激な上昇を効果的に防止し、この結果、クラッチ接続時における黒煙の排出量を大幅に低減することを可能としている。しかしながら、上記特許文献１に記載の回路では、船舶によってはクラッチ接続の応答性が悪いという新たな問題が発生する場合があった。すなわち、例えば固定ピッチプロペラを備える船舶においては、前後進の切り替えをクラッチによって行う必要があるため、特に急速停止時におけるクラッチ接続の応答性が問題となる場合があった。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、クラッチ接続における応答性の向上と接続ショックの低減を両立させることが可能なクラッチ油圧制御回路を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、油圧供給源からの油圧をクラッチに供給する主回路と、前記主回路に設けられ、減圧用弁体の移動によって開度が変化する減圧弁と、前記主回路から分岐し、前記減圧弁の開度が縮小する方向に前記減圧用弁体を移動させるパイロット圧を前記減圧弁に供給するパイロット回路と、前記パイロット回路に設けられ、前記パイロット回路における油圧の上昇に応じて容積が増大する第１のボリューム室と、前記主回路から分岐し、前記減圧弁の開度が拡大する方向に前記減圧用弁体を移動させる背圧を前記減圧弁に供給する背圧回路と、前記背圧回路に設けられ、前記背圧回路における油圧の上昇に応じて容積が増大する第２のボリューム室と、を備えることを特徴とする、クラッチ油圧制御回路である。
【０００８】
（２）本発明はまた、前記背圧回路は、前記パイロット回路における前記第１のボリューム室の下流側から分岐することを特徴とする、上記（１）に記載のクラッチ油圧制御回路である。
【０００９】
（３）本発明はまた、前記パイロット回路の上流側と前記第１のボリューム室を接続する入口ポートと、前記パイロット回路の下流側と前記第１のボリューム室を接続する出口ポートと、移動によって前記第１のボリューム室の容積を変化させるピストンと、を備え、前記出口ポートは、前記ピストンが前記第１のボリューム室の容積を増大させる方向に移動した後に前記第１のボリューム室と連通する位置に設けられることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載のクラッチ油圧制御回路である。
【００１０】
（４）本発明はまた、作動油を外部に排出する排出口を備え、前記出口ポートは、前記ピストンが前記第１のボリューム室の容積が最小となる位置にある場合に前記排出口と連通する位置に設けられることを特徴とする、上記（３）に記載のクラッチ油圧制御回路である。
【００１１】
（５）本発明はまた、前記ピストンの初期位置を調整するアジャスト機構を備えることを特徴とする、上記（３）または（４）に記載のクラッチ油圧制御回路である。
【００１２】
（６）本発明はまた、前記減圧弁よりも前記油圧供給源側において前記主回路から分岐し、前記クラッチ以外の機器に油圧を供給する副回路と、前記副回路の途中に設けられ、調整用弁体の移動によって開度を変化させる油圧調整弁と、を備え、前記油圧調整弁は、前記背圧回路から供給される前記背圧によって前記調整用弁体が前記油圧調整弁の開度が縮小する方向に移動するように構成されることを特徴とする、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のクラッチ油圧制御回路である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るクラッチ油圧制御回路によれば、クラッチ接続における応答性の向上と接続ショックの低減を両立させることが可能という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るクラッチ油圧制御回路の構成を示した概略図である。
【図２】クラッチ油圧制御回路の作動を示した概略図である。
【図３】クラッチ油圧制御回路の作動を示した概略図である。
【図４】クラッチ油圧制御回路の作動を示した概略図である。
【図５】クラッチ油圧制御回路の作動を示した概略図である。
【図６】切替弁をオンにした後のクラッチピストン室内の圧力の変化を示したグラフである。
【図７】（ａ）および（ｂ）第１のボリューム弁のその他の形態の例を示した概略断面図である。
【図８】第１のボリューム弁のその他の形態の例を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、理解を容易にするために図示を省略または簡略化した部分があり、また、各部の寸法比は必ずしも正確なものではない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るクラッチ油圧制御回路１の構成を示した概略図である。クラッチ油圧制御回路１（以下、単に制御回路１と呼ぶ）は、油圧供給源である油圧ポンプ１００からの油圧をクラッチ１１０に供給するものである。クラッチ１１０は、クラッチピストン１１２およびクラッチピストン室１１４を備えており、クラッチピストン室１１４内の作動油によってクラッチピストン１１２を移動させ、これによりクラッチプレート１１６を押圧することで、クラッチが接続されるようになっている。
【００１７】
クラッチ１１０への作動油の供給および供給停止の切り替えは、切替弁（クラッチ嵌脱弁）１２０によって行われる。図１は、クラッチ１１０へ作動油を供給していない状態、すなわちクラッチ１１０が遮断状態である場合を示している。この場合、クラッチピストン室１１４内の作動油は作動油タンクに向けて排出されるようになっており、クラッチピストン室１１４内は略空となっている。なお、本実施形態では、切替弁１２０が１つのクラッチ１１０の接続および遮断を切り替える場合を示しているが、切替弁１２０は、例えば船舶の推進用プロペラの正転用および逆転用のクラッチ等、複数のクラッチの接続および遮断を切り替えるものであってもよい。
【００１８】
制御回路１は、図１に示されるように、油圧ポンプ１００からの油圧をクラッチ１１０に供給する主回路１０と、切替弁１２０よりも油圧ポンプ１００側（上流側）で主回路１０から分岐した副回路１２と、切替弁１２０よりもクラッチ１１０側（下流側）で主回路１０から分岐したパイロット回路１４と、パイロット回路１４から分岐した背圧回路１６と、を備えている。
【００１９】
主回路１０は、油圧ポンプ１００とクラッチ１１０を繋ぐ回路であり、フィルタ２０および切替弁１２０が設けられている。そして、本実施形態では、フィルタ２０と切替弁１２０の間に減圧弁３０を設けている。減圧弁３０は、クラッチ１１０を接続する際に減圧量を一時的に増加させることで、クラッチピストン室１１４内の油圧を緩やかに上昇させるためのものである。
【００２０】
減圧弁３０は、内部に作動油が流入する減圧用ケーシング３１と、作動油の入口である減圧用入口ポート３２と、作動油の出口である減圧用出口ポート３３と、減圧用ケーシング３１内を直線的に往復移動可能に配置された減圧用弁体（スプール）３４と、減圧用弁体３４の移動方向の一側（図の左側）に設けられた減圧用パイロット室３５と、減圧用弁体３４の移動方向の他側（図の右側）に設けられた減圧用背圧室３６と、減圧用弁体３４と減圧用背圧室３６の間に配置された減圧用背圧ピストン３７と、減圧用弁体３４と減圧用背圧ピストン３７の間に配置された減圧用バネ３８と、を備えている。そして、減圧用パイロット室３５にはパイロット室用オリフィス３９を介してパイロット回路１４が接続され、減圧用背圧室３６には背圧回路１６が接続されている。
【００２１】
すなわち、減圧弁３０は、パイロット回路１４から供給される減圧用パイロット室３５内の油圧（パイロット圧）による押圧力と、背圧回路１６から供給される減圧用背圧室３６内の油圧（背圧）による押圧力との差によって減圧用弁体３４が移動し、これにより開度が変化するように構成されている。具体的に本実施形態では、減圧用パイロット室３５内のパイロット圧は、減圧用弁体３４を減圧用入口ポート３２を閉塞する方向、すなわち減圧弁３０の開度を縮小する方向に移動させる。また、減圧用背圧室３６内の背圧は、減圧用弁体３４を減圧用入口ポート３２を開放する方向、すなわち減圧弁３０の開度を拡大する方向に移動させる。
【００２２】
また、本実施形態では、パイロット圧および背圧が作用していない状態では、減圧用バネ３８の付勢力によって減圧用弁体３４が減圧用パイロット室３５および減圧用背圧室３６の容積が最小となる状態に維持されるようになっている。また、この状態では、減圧用入口ポート３２が最大限に開放された状態、すなわち減圧弁３０の開度が最大の状態となる。
【００２３】
副回路１２は、油圧ポンプ１００からの油圧をクラッチ１１０以外の他の機器（図示省略）に供給する回路である。上述のように、副回路１２は切替弁１２０よりも油圧ポンプ１００側で主回路１０から分岐している。従って、切替弁１２０がオフ（遮断）の状態では、油圧ポンプ１００から吐出された作動油は全て他の機器に供給され、切替弁１２０がオン（連通）の状態では、作動油はクラッチ１１０および他の機器の両方に供給されるようになっている。なお、本実施形態では、副回路１２はクラッチ１１０が接続された減速逆転機等の潤滑系統に油圧を供給するようになっており、作動油は潤滑油としても使用されるようになっている。
【００２４】
副回路１２の途中には、主回路１０およびクラッチピストン室１１４内の油圧を調整する油圧調整弁４０が設けられている。油圧調整弁４０は、内部に作動油が流入する調整用ケーシング４１と、作動油の入口である調整用入口ポート４２と、作動油の出口である調整用出口ポート４３と、調整用ケーシング４１内を直線的に往復移動可能に配置された調整用弁体４４と、調整用弁体４４の移動方向の一側（図の左側）に設けられた調整室４５と、調整用弁体４４の移動方向の他側（図の右側）に設けられた調整用背圧室４６と、調整用弁体４４と調整用背圧室４６の間に配置された調整用背圧ピストン４７と、調整用弁体４４と調整用背圧ピストン４７の間に配置された調整用バネ４８と、調整用背圧ピストン４７の調整用弁体４４側への移動範囲を規制する調整用ストッパ４９と、を備えている。
【００２５】
調整室４５内には、調整用入口ポート４２を介して作動油が流入し、調整用出口ポート４３を介して作動油が流出するようになっている。そして、調整用弁体４４は、調整室４５内の油圧に応じて移動し、調整用出口ポート４３の開度を変更する。具体的に調整用弁体４４は、調整室４５内の油圧の上昇に伴い、調整用出口ポート４３を開放する方向に、調整用バネ４８の付勢力に抗して移動する。また、調整用背圧室４６には、背圧回路１６が接続されており、背圧回路１６から調整用背圧室４６に油圧（背圧）が供給されることにより、調整用背圧ピストン４７は、調整用バネ４８の付勢力をさらに高める（圧縮する）方向に移動する。調整用バネ４８の付勢力が上昇すると、調整用弁体４４は調整用出口ポート４３を閉塞する方向に移動することとなるため、この結果、主回路１０における油圧が高められる。
【００２６】
すなわち、油圧調整弁４０は、調整用背圧室４６に背圧が供給されていない状態では、主回路１０の油圧を予め設定された調整用バネ４８の付勢力に応じた油圧（中立油圧Ｐｎ）に維持し、調整用背圧室４６に背圧が供給されている状態では、調整用バネ４８の圧縮に伴って主回路１０の油圧を、クラッチ１１０の定格作動油圧である定格油圧Ｐｒまで上昇させるように構成されている。なお、上述のように、パイロット回路１４および背圧回路１６は、切替弁１２０よりも下流側で主回路１０から分岐しているため、切替弁１２０をオンとしてクラッチ１１０に作動油の供給を開始した後に、調整用背圧室４６に背圧が供給されることとなる。
【００２７】
パイロット回路１４は、主回路１０と減圧弁３０の減圧用パイロット室３５を繋ぐ回路であり、減圧用パイロット室３５にパイロット圧を供給するための回路である。パイロット回路１４の途中には、第１のオリフィス５０と、第１の逆止弁５２と、第１のボリューム弁６０と、が設けられている。第１のオリフィス５０は、第１のボリューム弁６０および減圧用パイロット室３５よりも上流側に設けられ、これらに供給される油圧（油量）を調整するものである。第１の逆止弁５２は、第１のオリフィス５０と並列に設けられ、切替弁１２０をオフとした際に、パイロット回路１４内の作動油を切替弁１２０から迅速に排出するためのものである。
【００２８】
第１のボリューム弁６０は、減圧用パイロット室３５にパイロット圧が供給されるタイミングを遅らせるものである。第１のボリューム弁６０は、第１のボリュームケーシング６１と、第１のボリュームケーシング６１内を直線的に往復移動可能に配置された第１のボリュームピストン６２と、第１のボリュームピストン６２の移動方向の一側（図の上側）に設けられた第１のボリューム室６３と、第１のボリュームピストン６２の移動方向の他側（図の下側）に設けられた排出室６４と、第１のボリューム室６３に作動油を流入させる第１のボリューム室入口ポート６５と、第１のボリューム室６３から作動油を流出させる第１のボリューム室出口ポート６６と、排出室６４から作動油を作動油タンクに向けて排出する排出室出口ポート６７と、第１のボリュームピストン６２の移動方向の一側に向けて第１のボリュームピストン６２を付勢する第１のボリュームバネ６８と、第１のボリュームピストン６２の排出室６４側への移動範囲を規制する第１のボリュームストッパ６９と、を備えている。
【００２９】
第１のボリューム室６３内には、パイロット回路１４から作動油が流入する。従って、第１のボリュームピストン６２は、パイロット回路１４における油圧の上昇に伴って第１のボリュームバネ６８の付勢力に抗して移動し、これにより第１のボリューム室６３の容積が増大することとなる。そして、第１のボリュームピストン６２は、所定の距離（ストローク）を移動した後に第１のボリュームストッパ６９に当接して停止する。第１のボリューム室出口ポート６６は、第１のボリュームピストン６２が初期位置（第１のボリューム室６３の容積が最小となる位置）にある状態および移動している状態においては、第１のボリュームピストン６２の側面に設けられた凹部６２ａおよび孔６２ｂを介して排出室６４および排出室出口ポート６７と連通している。そして、第１のボリューム室出口ポート６６は、第１のボリュームピストン６２が所定のストロークを移動した後に、第１のボリューム室６３と連通するようになっている。
【００３０】
すなわち、本実施形態では、第１のボリュームピストン６２が所定のストロークを移動するまでは、減圧弁３０の減圧用パイロット室３５は第１のボリューム室出口ポート６６を介して排出室６４と繋がっているため、減圧用パイロット室３５へのパイロット圧の供給は行われないようになっている。そして、第１のボリュームピストン６２が所定のストロークを移動した後に、第１のボリューム室６３から第１のボリューム室出口ポート６６を介して流出した作動油が供給されることにより、減圧用パイロット室３５にパイロット圧が供給される。
【００３１】
詳細は後述するが、本実施形態では、このようにして減圧用パイロット室３５へのパイロット圧の供給を遅らせることで、クラッチ接続の応答性を高めるようにしている。なお、この遅延時間は、第１のボリューム弁６０における第１のボリュームピストン６２の径およびストローク量、ならびに第１のボリュームバネ６８の付勢力等の調整により、適宜に設定することができる。また、第１のオリフィス５０の径の調整によっても遅延時間を調整可能であることはいうまでもない。
【００３２】
本実施形態ではまた、第１のボリューム弁６０よりも下流側で背圧回路１６をパイロット回路１４から分岐させることで、背圧回路１６への作動油の供給も、第１のボリュームピストン６２が所定のストロークを移動した後に行われるようにしている。さらに、本実施形態では、第１のボリュームピストン６２が初期位置にある状態および移動している状態において、第１のボリューム室出口ポート６６を排出室６４および排出室出口ポート６７と連通させることで、切替弁１２０をオフとした後の減圧用パイロット室３５、ならびにその周辺のパイロット回路１４および背圧回路１６からの作動油の排出が迅速且つ確実に行われるようにしている。
【００３３】
背圧回路１６は、パイロット回路１４を介して主回路１０から分岐した回路となっている。背圧回路１６は、主回路１０と減圧弁３０の減圧用背圧室３６を繋ぐと共に、主回路１０と油圧調整弁４０の調整用背圧室４６を繋いでおり、減圧用背圧室３６および調整用背圧室４６に背圧を供給するための回路である。背圧回路１６の途中には、第２のオリフィス７０と、第２のボリューム弁８０と、が設けられている。
【００３４】
第２のオリフィス７０は、第２のボリューム弁８０、減圧用背圧室３６および調整用背圧室４６よりも上流側に設けられ、これらに供給される油圧（油量）を調整するものである。本実施形態では、背圧回路１６をパイロット回路１４から分岐させているため、第２のボリューム弁８０ならびに減圧用背圧室３６および調整用背圧室４６における油圧は、第１のオリフィス５０および第２のオリフィス７０により、主回路１０の油圧から２段階に減圧される（流量が絞られる）こととなる。
【００３５】
第２のボリューム弁８０は、減圧用背圧室３６内の背圧を緩やかに上昇させるものである。第２のボリューム弁８０は、第２のボリュームケーシング８１と、第２のボリュームケーシング８１内を直線的に往復移動可能に配置された第２のボリュームピストン８２と、第２のボリュームピストン８２の移動方向の一側（図の下側）に設けられた第２のボリューム室８３と、第２のボリューム室８３に作動油を流入させる第２のボリューム室入口ポート８４と、第２のボリュームピストン８２の移動方向の一側に向けて第２のボリュームピストン８２を付勢する第２のボリュームバネ８５と、を備えている。
【００３６】
第２のボリューム室８３内には背圧回路１６から作動油が流入する。これにより、第２のボリュームピストン８２は、背圧回路１６における油圧の上昇および油量の増加に伴って第２のボリュームバネ８５の付勢力に抗して移動し、第２のボリューム室８３の容積を増大させる。この第２のボリュームピストン８２の移動は、第２のボリュームバネ８５の付勢力および第２のボリュームピストン８２の径の設定により、減圧弁３０の減圧用背圧ピストン３７の移動よりも先に行われるようになっている。従って、背圧回路１６内の圧力は、第２のボリューム室８３の容積の増大に伴って緩やかに上昇し、これに伴って減圧用背圧室３６内の背圧も緩やかに上昇することとなる。詳細は後述するが、本実施形態では、このようにして減圧用背圧室３６の背圧を緩やかに上昇させることで、クラッチ１１０接続時の接続ショックを低減するようにしている。
【００３７】
背圧回路１６にはまた、背圧回路１６内およびパイロット回路１４内の作動油を作動油タンクに向けて排出するためのドレン開閉弁９０が接続されている。このドレン開閉弁９０は、通常は開状態となっており、パイロット回路１４に油圧が供給された場合に閉状態となるように構成されている。また、パイロット回路１４とドレン開閉弁９０の接続は、オリフィスを介していないため、第１のオリフィス５０よりも下流側のパイロット回路１４および背圧回路１６内に作動油が充満するよりも先に、ドレン開閉弁９０が閉じられるようになっている。
【００３８】
次に、制御回路１の具体的な作動について説明する。図２〜５は、制御回路１の作動を示した概略図である。また、図６は、切替弁１２０をオンにした後のクラッチピストン室１１４内の圧力の変化を示したグラフである。
【００３９】
まず、上述のように、切替弁１２０がオフの状態では切替弁１２０から作動油が排出されるため、クラッチピストン室１１４内、および切替弁１２０よりも下流側の主回路１０内は略空となっている。また、この状態では、パイロット回路１４および背圧回路１６内の作動油もドレン開閉弁９０、第１のボリューム弁６０の排出室出口ポート６７および切替弁１２０から排出されるため、パイロット回路１４および背圧回路１６内も略空の状態となっている。従って、減圧弁３０の減圧用パイロット室３５および減圧用背圧室３６、油圧調整弁４０の調整用背圧室４６、第１のボリューム弁６０の第１のボリューム室６３、ならびに第２のボリューム弁８０の第２のボリューム室８３は、それぞれ減圧用バネ３８、調整用バネ４８、第１のボリュームバネ６８および第２のボリュームバネ８５の付勢力によって容積が最小の状態となっている。
【００４０】
この状態から、図２に示されるように切替弁１２０をオンにすると、クラッチピストン室１１４内への作動油の供給が開始される。また、パイロット回路１４へも作動油が供給されるため、ドレン開閉弁９０が閉じられる。そして、パイロット回路１４における油圧の上昇および油量の増加に伴って第１のボリュームピストン６２が移動し、第１のボリューム室６３の容積が徐々に増大する。このとき、上述のように第１のボリューム弁６０の第１のボリューム室出口ポート６６が第１のボリューム室６３と連通するまでは、減圧弁３０の減圧用パイロット室３５内に作動油が供給されないため、減圧弁３０の開度は最大の状態に維持される。
【００４１】
従って、切替弁１２０をオンにした直後は、短時間でクラッチピストン室１１４内に作動油が充満する。具体的には、図６に示されるように、タイミングＴ０においてクラッチピストン室１１４内に作動油が充満し、この結果、中立油圧Ｐｎから流路内の圧力損失分だけ低下した油圧Ｐｎ'までクラッチピストン室１１４内の油圧が上昇する。そして、クラッチピストン室１１４内に作動油が充満することで、クラッチピストン１１２に油圧Ｐｎ'が作用するようになるため、タイミングＴ０以降、クラッチピストン１１２はクラッチプレート１１６同士を密着させる方向に移動することとなる。
【００４２】
第１のボリュームピストン６２は、クラッチピストン１１２の移動によってクラッチプレート１１６同士が略密着した状態となるタイミングＴ１よりもやや早いタイミングで所定のストロークの移動を完了し、停止する。これにより、図３に示されるように、減圧用パイロット室３５内に作動油が供給されることとなり、減圧用弁体３４が減圧用入口ポート３２を閉塞する方向に移動して減圧弁３０の開度が縮小される。従って、図６に示されるように、減圧用弁体３４が移動を開始し、減圧弁３０による減圧が開始されるタイミングＴｄ以降、クラッチピストン室１１４内の圧力は減圧弁３０の開度の縮小に伴って下降し、最終的に油圧Ｐ１となる。そして、クラッチピストン室１１４内の油圧が油圧Ｐ１となった後に、タイミングＴ１においてクラッチプレート１１６同士が略密着する。
【００４３】
本実施形態では、第１のボリュームピストン６２が所定のストロークを移動するまでは減圧用パイロット室３５内に作動油が供給されないため、クラッチピストン室１１４内への作動油の急速充填を、減圧弁３０の開度が最大の状態で確実に行うことが可能となっている。また、第１のボリュームバネ６８の付勢力等と共に第１のボリュームピストン６２のストローク量を調整することで、減圧弁３０による減圧を開始するタイミングを適切に設定することが可能となっている。
【００４４】
第１のボリュームピストン６２の停止後は、減圧用パイロット室３５と共に背圧回路１６内へも作動油が供給されることとなる。これにより、背圧回路１６における油圧が上昇することとなるが、図４に示されるように、第２のボリューム弁８０の第２のボリュームピストン８２が移動して第２のボリューム室８３の容積を増大させるため、背圧回路１６における油圧は緩やかに上昇する。これに伴い、減圧用背圧室３６内の背圧も緩やかに上昇するため、減圧用背圧ピストン３７は、減圧用バネ３８を圧縮する方向に比較的ゆっくりと移動する。そして、減圧用バネ３８が所定の量だけ圧縮された後、すなわち減圧用背圧室３６内の背圧が所定の圧力に達した後は、減圧用弁体３４が減圧用背圧ピストン３７と共に移動するようになる。従って、減圧用弁体３４は、第２のボリューム室８３の容積の増大に応じた速度で減圧用入口ポート３２を開放する方向に移動することとなる。
【００４５】
すなわち、第２のボリューム室８３の容積の増大に応じて減圧弁３０の開度が緩やかに拡大されるため、図６に示されるように、クラッチピストン室１１４内の油圧も緩やかに上昇し、減圧弁３０の開度が再び最大となるタイミングと略同じタイミングＴ２で油圧Ｐｎ'に到達する。従って、クラッチ１１０は、タイミングＴ１においてクラッチプレート１１６同士が略密着状態となった後に、徐々に滑り率を減少させて半クラッチ状態に移行するため、接続ショックは発生しないこととなる。
【００４６】
本実施形態では特に、背圧回路１６をパイロット回路１４から分岐させると共に第１のボリューム室出口ポート６６等を設けることで、背圧回路１６における油圧の上昇を、パイロット回路１４における油圧の上昇よりも確実に遅らせるようにしている。これにより、減圧弁３０による減圧が背圧回路１６における油圧の上昇によって阻害されないようにすることができるため、クラッチピストン室１１４内の油圧を一旦確実に減圧した後に、緩やかに上昇させることが可能となる。すなわち、より確実に接続ショックを防止することができる。
【００４７】
減圧弁３０の開度の拡大により、減圧弁３０の下流側の油圧が上昇することとなるが、この油圧の上昇率は、そこから分岐している背圧回路１６における油圧によって律速されることとなる。従って、第２のボリュームピストン８２の移動により、クラッチピストン室１１４内の油圧の上昇率は適度に抑えられることとなる。そして、本実施形態では、このクラッチピストン室１１４内の油圧の上昇率が抑えられている間に、クラッチ１１０が半クラッチ状態から接続状態（滑り率が０の状態）に移行するようにしている。従って、クラッチ１１０は滑らかに接続されることとなる。
【００４８】
その後、背圧回路１６における油圧が所定の油圧に達した時点で、油圧調整弁４０の調整用背圧ピストン４７が調整用バネ４８を圧縮する方向に移動を開始する。調整用背圧ピストン４７は最終的に調整用ストッパ４９に当接することで停止し、これにより調整用バネ４８が所定の量だけ圧縮される。従って、調整用バネ４８は、調整用背圧ピストン４７の停止後、所定の付勢力で調整用弁体４４を押圧することとなる。調整用弁体４４は、調整用バネ４８の圧縮に伴って調整用出口ポート４３を閉塞する方向に移動し、調整用背圧ピストン４７の停止後は、調整用バネ４８による所定の付勢力に応じた所定の開度で調整用出口ポート４３を閉塞する。この結果、主回路１０の油圧が定格油圧Ｐｒに調整されることとなる。
【００４９】
これにより、図６に示されるように、調整用弁体４４が移動を開始するタイミングＴ３以降は、クラッチピストン室１１４内の油圧は比較的急速に上昇し、最終的に所定のタイミングＴ４において、定格油圧Ｐｒから流路内の圧力損失分だけ低下した油圧Ｐｒ'に到達する。すなわち、本実施形態では、クラッチ１１０の接続後に油圧調整弁４０を作動させることで、クラッチ１１０を滑らかに接続させながらも、クラッチピストン室１１４内の油圧が最終的な油圧Ｐｒ'となるまでの時間を短縮するようにしている。このようにして、定格油圧Ｐｒによるクラッチ１１０の接続が完了する。
【００５０】
本実施形態では、第１のボリューム弁６０によって減圧弁３０による減圧が開始されるタイミングＴｄを遅らせているため、従来のようにクラッチピストン室１１４内に作動油が充満するタイミングＴ０までの時間が減圧弁３０による減圧に影響されて長引くようなことがない。また、タイミングＴｄまではクラッチピストン１１２の移動も減圧弁３０による減圧に影響されないようになっている。すなわち、本実施形態では、切替弁１２０をオンとした後にクラッチプレート１１６同士が略密着状態となるタイミングＴ１までの時間を、従来よりも短縮することが可能となっている。また、本実施形態では、クラッチプレート１１６同士が略密着するタイミングＴ１よりも先にクラッチピストン室１１４内の油圧を一旦確実に減圧し、その後緩やかに上昇させるため、接続ショックが発生しないようになっている。さらに、本実施形態では、減圧弁３０の設定によってタイミングＴ１からＴ２までの油圧の上昇率（図６のグラフにおける傾き）を調整することが可能であり、第２のボリューム弁８０の設定によってタイミングＴ２からＴ３までの油圧の上昇率を調整することが可能であり、油圧調整弁４０の設定によってタイミングＴ３からＴ４までの油圧の上昇率を調整することが可能であるため、クラッチ１１０の迅速且つ滑らかな接続を容易に実現することが可能となっている。すなわち、本実施形態によれば、クラッチ接続における応答性の向上と接続ショックの低減を両立させることが可能となっている。
【００５１】
次に、制御回路１のその他の形態の例について説明する。図７（ａ）および（ｂ）、ならびに図８は、第１のボリューム弁６０のその他の形態の例を示した概略断面図である。図７（ａ）および（ｂ）は、第１のボリューム弁６０に第１のボリュームピストン６２の初期位置を調整するためのアジャスト機構２００を設けるようにした場合の例を示している。図７（ａ）に示すアジャスト機構２００は、第１のボリュームケーシング６１に形成されたネジ孔２０１と、このネジ孔２０１にねじ込まれた調整ネジ２０２と、から構成されており、第１のボリュームピストン６２と当接する調整ネジ２０２の先端位置を調整することで、第１のボリュームピストン６２の初期位置が調整されるようになっている。なお、調整ネジ２０２は、先端位置を調整した後に、図示を省略したロックナットによって固定される。
【００５２】
このように、調整ネジ２０２によって第１のボリュームピストン６２の初期位置を調整可能とすることで、第１のボリューム室出口ポート６６の位置を変更することなく、容易に第１のボリュームピストン６２のストローク量Ｓを微調整することができる。これにより、減圧弁３０による減圧が開始されるタイミングをより最適化することが可能となる。
【００５３】
なお、この場合、ストローク量Ｓの短縮分だけ第１のボリューム室６３の初期容積が増加することとなるが、第１のボリュームピストン６２の上方に第１のボリューム室６３を設けることで、初期容積の増加に伴う第１のボリュームピストン６２の移動開始の遅れを略解消することができる。すなわち、第１のボリュームピストン６２の上方に第１のボリューム室６３を設けることで、切替弁１２０をオフとした後も第１のボリューム室６３内に作動油を残留させておくことができるため、第１のボリューム室６３の初期容積が変化しても、第１のボリュームピストン６２に油圧が作用するまでの時間を略一定とすることが可能となる。また、このように第１のボリュームピストン６２の上方に第１のボリューム室６３を設け、下方に排出室６４を設けることで、排出室出口ポート６７からの作動油の排出も容易となる。
【００５４】
図７（ｂ）に示すアジャスト機構２００は、第１のボリューム室６３の内壁のうち、初期位置において第１のボリュームピストン６２と当接する内壁６３ａを構成するスライド部材２０３を備えており、このスライド部材２０３の位置を調整することで、第１のボリュームピストン６２の初期位置が調整されるようになっている。スライド部材２０３は、第１のボリュームピストン６２の移動方向（すなわち、スライド方向）に突出したネジ部２０３ａと螺合するロックナット（図示省略）により、位置の調整後に固定される。また、この例では、スライド部材２０３と第１のボリュームケーシング６１の間に入り込んだ作動油を排出するための排出ポート２０４が、ボリュームケーシング６１に設けられている。
【００５５】
このように、第１のボリュームピストン６２と当接する内壁６３ａをスライドさせることで第１のボリュームピストン６２の初期位置を調整することにより、ストローク量Ｓを変更しても第１のボリューム室６３の初期容積が変化しないようにすることが可能となる。これにより、第１のボリューム弁６０の姿勢の自由度を高めることができる。なお、この場合、第１のボリューム室入口ポート６５からスライド部材２０３と第１のボリュームケーシング６１の間に作動油が直接流入するのを防ぐ適宜のシール機構を設ける必要がある。
【００５６】
図８は、第１のボリューム弁６０において、排出室６４、第１のボリューム室出口ポート６６および排出室出口ポート６７を省略するようにした場合の一例を示している。このように、第１のボリューム弁６０は、第２のボリューム弁８０と同様の作用によって減圧弁３０による減圧が開始されるタイミングを遅らせる、または減圧弁３０による減圧を緩やかに行うものであってもよい。この場合にも、排出室６４等を設けた場合と同様の効果を奏することができる。また、この場合においても、第１のボリューム弁６０よりも下流側で背圧回路１６をパイロット回路１４から分岐させることで、背圧回路１６における油圧の上昇をパイロット回路１４における油圧の上昇よりも遅らせることが可能となる。
【００５７】
さらに、図示は省略するが、第１のボリューム弁６０において、排出室６４、排出室出口ポート６７、凹部６２ａおよび孔６２ｂを省略し、第１のボリュームピストン６２が所定のストロークを移動するまでは、第１のボリューム室出口ポート６６が第１のボリュームピストン６２によって閉塞されるようにしてもよい。また、凹部６２ａの範囲を調整することで、例えば第１のボリュームピストン６２が初期位置にある場合にのみ第１のボリューム室出口ポート６６が排出室６４および排出室出口ポート６７と連通するようにしてもよい。
【００５８】
また、図示は省略するが、制御回路１は、背圧回路１６がパイロット回路１４から分岐するのではなく、主回路１０から直接分岐するものであってもよい。この場合にも、第２のオリフィス７０の径や第２のボリュームバネ８５の付勢力等を適宜に設定することで、図１等に示した例と同様の効果を奏することができる。また、減圧弁３０は、切替弁１２０よりも下流側（クラッチ１１０側）に設けられるものであってもよく、さらにこの場合、パイロット回路１４および背圧回路１６は、切替弁１２０よりも下流側であるならば、減圧弁３０の上流側で主回路１０から分岐するものであってもよい。また、パイロット回路１４および背圧回路１６の回路構成は、図１等に示したものと等価なものであればよいことはいうまでもない。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係るクラッチ油圧制御回路１は、油圧供給源（油圧ポンプ１００）からの油圧をクラッチ１１０に供給する主回路１０と、主回路１０に設けられ、減圧用弁体３４の移動によって開度が変化する減圧弁３０と、主回路１０から分岐し、減圧弁３０の開度が縮小する方向に減圧用弁体３４を移動させるパイロット圧を減圧弁３０に供給するパイロット回路１４と、パイロット回路１４に設けられ、パイロット回路１４における油圧の上昇に応じて容積が増大する第１のボリューム室６３と、主回路１０から分岐し、減圧弁３０の開度が拡大する方向に減圧用弁体３４を移動させる背圧を減圧弁３０に供給する背圧回路１６と、背圧回路１６に設けられ、背圧回路１６における油圧の上昇に応じて容積が増大する第２のボリューム室８３と、を備えている。
【００６０】
このような構成とすることで、切替弁１２０をオンとした後にクラッチプレート１１６同士が略密着するまでの時間を短縮すると共に、クラッチプレート１１６同士が略密着する前にクラッチピストン室１１４内の油圧を一旦減圧し、その後緩やかに上昇させることが可能となるため、クラッチ接続における応答性の向上と接続ショックの低減を両立させることができる。
【００６１】
また、背圧回路１６は、パイロット回路１４における第１のボリューム室６３の下流側から分岐している。このようにすることで、背圧回路１６における油圧の上昇をパイロット回路における油圧の上昇よりも適宜に遅らせることが可能となるため、クラッチピストン室１１４内の減圧を確実に行うことができる。これにより、クラッチプレート１１６同士が略密着するまでの時間を短縮しながらも、接続ショックを確実に低減することが可能となる。
【００６２】
また、クラッチ油圧制御回路１は、パイロット回路１４の上流側と第１のボリューム室６３を接続する入口ポート（第１のボリューム室入口ポート６５）と、パイロット回路１４の下流側と第１のボリューム室６３を接続する出口ポート（第１のボリューム室出口ポート６６）と、移動によって第１のボリューム室６３の容積を変化させるピストン（第１のボリュームピストン６２）と、を備え、出口ポート（第１のボリューム室出口ポート６６）は、ピストン（第１のボリュームピストン６２）が第１のボリューム室６３の容積を増大させる方向に移動した後に第１のボリューム室６３と連通する位置に設けられている。このようにすることで、第１のボリューム室出口ポート６６が第１のボリューム室６３と連通するまで、減圧弁３０の減圧用パイロット室３５内に作動油が供給されないようにすることが可能となるため、減圧を開始するタイミングをより確実に遅らせることができる。これにより、クラッチプレート１１６同士が略密着するまでの時間を、より確実に短縮することが可能となる。
【００６３】
また、クラッチ油圧制御回路１は、作動油を外部に排出する排出口（排出室出口ポート６７）を備え、出口ポート（第１のボリューム室出口ポート６６）は、ピストン（第１のボリュームピストン６２）が第１のボリューム室６３の容積が最小となる位置にある場合に排出口（排出室出口ポート６７）と連通する位置に設けられている。このようにすることで、切替弁１２０をオフとした後に、第１のボリューム室出口ポート６６および排出室出口ポート６７を介して、減圧用パイロット室３５内等の作動油を迅速且つ確実に排出することができる。これにより、減圧弁３０を確実に全開状態とすることが可能となる。
【００６４】
また、クラッチ油圧制御回路１は、ピストン（第１のボリュームピストン６２）の初期位置を調整するアジャスト機構２００を備えている。このようにすることで、第１のボリューム室出口ポート６６を設けながらも、容易に第１のボリュームピストン６２のストローク量Ｓを微調整することができる。これにより、減圧が開始されるタイミングをより最適化することが可能となる。
【００６５】
また、クラッチ油圧制御回路１は、減圧弁３０よりも油圧供給源（油圧ポンプ１００）側において主回路１０から分岐し、クラッチ１１０以外の機器に油圧を供給する副回路１２と、副回路１２の途中に設けられ、調整用弁体４４の移動によって開度を変化させる油圧調整弁４０と、を備え、油圧調整弁４０は、背圧回路１６から供給される背圧によって調整用弁体４４が油圧調整弁４０の開度が縮小する方向に移動するように構成されている。本発明は、このようにクラッチ１１０以外の機器に対しても油圧を供給する回路において、クラッチ接続における応答性の向上と接続ショックの低減を両立させる場合に、特に好適である。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明に係るクラッチ油圧制御回路は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、上記実施形態において示した作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したものに過ぎず、本発明による作用および効果は、これらに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係るクラッチ油圧制御回路は、各種産業機械や輸送機械等、動力の伝達が必要な様々な分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  クラッチ油圧制御回路
１０  主回路
１２  副回路
１４  パイロット回路
１６  背圧回路
３０  減圧弁
３４減圧用弁体
４０  油圧調整弁
４４  調整用弁体
６２  第１のボリュームピストン
６３  第１のボリューム室
６５  第１のボリューム室入口ポート
６６  第１のボリューム室出口ポート
６７  排出室出口ポート
８３  第２のボリューム室
１００  油圧ポンプ
１１０  クラッチ
２００  アジャスト機構
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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