JP5002618B2 - 流体継手及び除雪機 - Google Patents

Description

本発明は、流体継手、特に除雪機に好適な流体継手に関する。

ポンプ羽根車でタービン羽根車を回転させる流体継手が知られている。（例えば、特許文献１（図４）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５に示すように、流体継手１００は、駆動力を伝達するための入力軸１０１と、この入力軸１０１の先端に配置され入力軸１０１と共に回転するポンプ羽根車１０２と、このポンプ羽根車１０２に向かい合うように配置されポンプ羽根車１０２が回転することでオイル１０３の粘性により回転されるタービン羽根車１０４と、これらのタービン羽根車１０４及びポンプ羽根車１０２を囲うように配置され端部１０５がラビリンス構造とされたカバー１０６と、タービン羽根車１０４の内周側に配置され入力軸１０１を支持する軸受１０８と、タービン羽根車１０４に繋げられタービン羽根車１０４が回転することで回転される出力軸１０９と、この出力軸１０９の内周面に配置され入力軸１０１を支持するニードル軸受１１１とからなる。

このような流体継手１００を実際に使用する場合、端部１０５はラビリンス構造とされているため、カバー１０６の穴１１６に軸受を配置し、この軸受内部に、突起部を有する外部支持体の突起部を挿入する等の構造を用いて流体継手１００を支持する必要がある。

流体継手１００にトルク増幅機能を持たせるためにステータを内部に搭載させるとすると、このステータを支持するためのステータ支持部は回転してはいけないため、入力軸１０１と出力軸１０９の間を通り、外部不動部分に固定させなければならない。このため、出力軸１０９の径は大きくなり、流体継手１００のみならず出力軸１０９に結合される出力部品等も含め大型化する。

小型の流体継手の提供が望まれる。

特表平９−５０５７８２号公報

本発明は、小型の流体継手の提供を課題とする。

請求項１に係る流体継手は、外部からの駆動力が伝えられる入力軸と、この入力軸に繋げられ前記駆動力により回転されるポンプ羽根車と、このポンプ羽根車を囲うように配置されるタービン羽根車と、このタービン羽根車の羽根部と前記ポンプ羽根車との間に介設されるステータと、前記タービン羽根車で囲われた領域を満たし前記ポンプ羽根車が回転された際に粘性で前記タービン羽根車を回転させるオイルと、前記タービン羽根車に繋げられ前記駆動力を伝えるための出力軸とからなる流体継手において、
前記ステータを支持するためのステータ支持部、前記羽根部、前記ポンプ羽根車が、前記入力軸の先端部から基部に向かってこの順に配置され、
前記先端部に軸受が配置され、この軸受を介して前記先端部が前記ステータ支持部に支持されることを特徴とする。

請求項２に係る除雪機は、除雪を行う作業部へ駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達系に、請求項１記載の流体継手が介設されていることを特徴とする。

請求項１に係る流体継手では、ステータ支持部、羽根部、ポンプ羽根車が、先端部から基部に向かってこの順に配置され、先端部に軸受が配置される。羽根部がポンプ羽根車よりも先端側に配置されることにより、ステータ支持部は先端側に配置することができ、流体継手出力部及び流体継手以降の出力部を小型化できる。

加えて、請求項１に係る流体継手では、ステータ支持部、羽根部、ポンプ羽根車が、先端部から基部に向かってこの順に配置され、先端部に軸受が配置される。入力軸とステータ支持部が軸受で支持されており、また、羽根部とステータ支持部も軸受で支持されているため、入力軸、ポンプ羽根車、羽根部を同軸で回転させることができる。即ち、軸ズレを防止することができる。

請求項２に係る除雪機では、作業部へ駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達系に流体継手が介設されている。流体継手は、作業部に過大な負荷がかかった場合にポンプ羽根車が空回りするため、エンジンに過剰な負荷が生じることはなくエンジンストールしなくなる。更に、別途シヤーピンを用いる必要がなくなる。シヤーピンの取替え作業を行う必要もなくなり、除雪機の利便性が高まる。

本発明に係る除雪機を説明する図である。 本発明に係る流体継手を説明する図である。 本発明に係る流体継手と比較例とを比較する図である。 本発明に係る除雪機と比較例とを比較する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示されるように、除雪機１０は、駆動源としてのエンジン１１と、このエンジン１１の駆動力が入力軸１２を介して伝えられる流体継手１３と、この流体継手１３の出力軸１４に繋げられ駆動力を伝える第１駆動プーリ１５と、第１駆動プーリ１５にベルト１８を介して接続される作業プーリ１９に繋がれ除雪を行う作業部２１と、入力軸１２上に配置された第２駆動プーリ２２にベルト２３を介して接続される走行プーリ２４に繋がれ走行する走行部２５とからなる。

作業部２１には、作業プーリ１９によって回転される作業軸２６と、この作業軸２６から上方に向かって延ばされたシュータ２７へ雪を送るブロア２８と、このブロア２８よりも先端に配置されオーガ２９を作動させるためのウオームギヤ３１とが配置される。

エンジン１１で発生された駆動力の一部は、入力軸１２、流体継手１３、第１駆動プーリ１５、ベルト１８、作業プーリ１９を介して作業部２１に伝えられる。
エンジン１１で発生された駆動力の残りの一部は、入力軸１２、第２駆動プーリ２２、ベルト２３、走行プーリ２４を介して走行部２５に伝えられる。
流体継手１３の詳細を次図で説明する。

図２に示すように、流体継手１３は、エンジン（図１符号１１）からの駆動力が伝えられ複数の軸を繋げてなる入力軸１２と、この入力軸１２の中間部に嵌合され入力軸１２が回転することで回転するポンプ羽根車３４と、このポンプ羽根車３４を囲うように配置され外周面にフィン３５、３６が配置されるタービン羽根車３７と、このタービン羽根車３７の羽根部３８とポンプ羽根車３４との間に介設されステータ支持部４０によって支持されるステータ４１と、タービン羽根車３７で囲われた領域４２を満たしポンプ羽根車３４が回転された際に粘性でタービン羽根車３７を回転させるオイル４３とからなる。

入力軸１２は、エンジン（図１符号１１）に接続されるエンジン接続軸５２と、このエンジン接続軸５２と電磁クラッチ４５に挟まれる中間軸５４と、この中間軸５４が基部５５に嵌合され先端部５６にオイル流路５７が配置される本体軸５８とからなる。

中間軸５４のエンジン接続軸５２側には複式玉軸受６１が配置され、本体軸５８側には玉軸受６２が配置されている。
また、本体軸５８は中間部でタービン羽根車３７の羽根車基部６３に玉軸受６５を介して支持され、本体軸５８の先端部５６はステータ支持部４０に軸受６６を介して支持されている。

ステータ支持部４０は、雌ねじ穴６７、６７が配置され中刳り状に形成されるベース部６８と、このベース部６８の中刳り部に支持される圧縮コイルばね６９と、この圧縮コイルばね６９によりステータ４１に向かって押されステータ４１の接触片７１に接触することでステータ４１の回転を防止するストッパ７２と、ベース部６８に繋がれオイル流路５７にオイル４３を通わせるオイル通路管７３と、このオイル通路管７３の上方に配置されオイル４３を通わせるオイル通路管７４とからなる。

ステータ支持部４０の外周面に配置されるシール７５及び玉軸受７７を介して、羽根部３８はステータ支持部４０に支持される。また、羽根部３８とステータ４１との間には円筒ころ軸受７８が配置される。
ステータ４１とポンプ羽根車３４との間にも円筒ころ軸受７９が配置される。

流体継手１３は、ステータ支持部４０の雌ねじ穴６７、６７にボルト８１、８１を通すことで、除雪機１０の流体継手支持部８２に支持される。
入力軸１２の基部５５側にポンプ羽根車３４を配置し、入力軸１２の先端部５６側にタービン羽根車３７の羽根部３８を配置した。このような配置とすることで、ポンプ羽根車３４に対して干渉しないように、ステータ支持部４０を入力軸１２の先端部５６に配置することができる。ステータ支持部４０が入力軸１２の先端部５６に配置されることで、ステータ支持部４０を用いて流体継手１３を支持させることができる。別途流体継手１３の支持部材を用いる必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。

流体継手１３は、入力軸１２が回転することでポンプ羽根車３４が回転する。ポンプ羽根車３４が回転すると、オイル４３の粘性によりタービン羽根車３７が回転される。タービン羽根車３７が回転することで、羽根車基部６３に嵌合される出力軸１４も回転され、この駆動力により除雪機１０が作動される。
このとき、流体継手支持部８２に固定されるステータ支持部４０、このステータ支持部４０により回転が防止されているステータ４１は回転しない。

除雪機１０及び流体継手１３の作動中に、出力軸１４に過大な負荷がかかることがある。この負荷により、出力軸１４が回転できない場合は、出力軸１４が嵌合されるタービン羽根車３７も回転することができない。このような場合、ポンプ羽根車３４は、エンジン（図１符号１１）が停止されるまで、オイル４３中を空回りする。ポンプ羽根車３４を空回りさせることで、過大な負荷をエンジンに伝えないようにすることができる。これにより、エンジンにかかる負荷を低減することができる。
本発明に係る流体継手の入力軸１２と比較例の入力軸とを次図で比較する。

図３（ａ）に示すように、本発明の実施例に係る入力軸１２は、入力軸１２の先端部５６に軸受６６が配置される。入力軸１２は、タービン羽根車３７に配置される軸受７７で支持されるステータ支持部４０に配置される軸受６６で支持され、羽根部３８及びポンプ羽根車３４よりも基部５５側に配置される玉軸受６５とで支持される。

一方、（ｂ）に示すように、比較例に係る入力軸１０１は、タービン羽根車１０４との間に介設され入力軸１０１を支持する軸受１０８と、タービン羽根車１０４及びポンプ羽根車１０２よりも基部１１７側に配置されるニードル軸受１０８とで支持される。

（ｂ）の比較例に対して、（ａ）の実施例に係る発明は、入力軸１２の先端部５６に軸受６６を有し、この軸受６６でステータ支持部４０に支持されている点で異なる。
即ち、（ａ）に示す実施例によれば、入力軸１２、ポンプ羽根車３４、タービン羽根車３７を同軸で回転させることができる。

一方、（ｂ）に示す比較例によれば、入力軸１０１は、先端部１１８でポンプ羽根車１０２と結合されており、タービン羽根車１０４とは、ニードル軸受１０８で支持されているが、カバー１０６はラビリンス構造でタービン羽根車１０４に支持されているため、入力軸１０１との同軸は保障されない。即ち、軸ズレが生じ得る。

これに対して、（ａ）に示す実施例によれば、入力軸１２は、タービン羽根車３７に配置される軸受７７で支持されるステータ支持部４０に配置される軸受６６で支持され、羽根部３８及びポンプ羽根車３４よりも基部５５側に配置される玉軸受６５とで支持される。この場合、入力軸１２、ポンプ羽根車３４、タービン羽根車３７を同軸で回転させることができる。即ち、軸ズレを防ぐことができる。

実施例に係る流体継手１３によれば、以下のことがいえる。
ステータ支持部４０、羽根部３８、ポンプ羽根車３４が、先端部５６から基部５５に向かってこの順に配置され、先端部５６に軸受６６が配置される。羽根部３８がポンプ羽根車３４よりも先端部５６側に配置されることにより、ステータ支持部４０は先端部５６側に配置することができ、流体継手出力部及び流体継手以降の出力部を小型化できる。

加えて、ステータ支持部４０、羽根部３８、ポンプ羽根車３４が、先端部５６から基部５５に向かってこの順に配置され、先端部５６に軸受６６が配置される。入力軸１２とステータ支持部４０が軸受６６で支持されており、また、羽根部３８とステータ支持部４０も軸受７７で支持されているため、入力軸１２、ポンプ羽根車３４、羽根部３８を同軸で回転させることができる。即ち、軸ズレを防止することができる。
本発明に係る除雪機と比較例とを次図で比較する。

図４（ａ）に示すように、本発明の実施例に係る除雪機１０の駆動力伝達系８３は、流体継手１３と、第１駆動プーリ１５と、ベルト１８と、作業プーリ１９とからなる。また、この駆動力伝達系８３によって駆動される作業部２１は、作業軸２６と、ブロア２８と、ウオームギヤ３１と、ウオームホイール８４と、オーガ２９とからなる。

一方、（ｂ）に示すように比較例に係る除雪機１３０の駆動力伝達系１３１は、駆動プーリ１３２と、ベルト１３３と、作業プーリ１３４とからなる。また、この駆動力伝達系１３１によって駆動される作業部１３６は、作業軸１３７と、ブロア１３８と、ウオームギヤ１３９と、ウオームホイール１４２と、シヤーピン１４３と、オーガ１４４とからなる。

このような除雪機１３０の使用中に、オーガ１４４に過大な負荷がかかった場合は、シヤーピン１４３が破壊される。シヤーピン１４３が破壊されることで、ウオームホイール１４２の駆動力がオーガ１４４に伝わらなくなる。即ち、ウオームホイール１４２を空回りさせることで、エンジン１４５にかかる負荷を低減させる。

再び除雪機１３０を使用する場合は、新たなシヤーピン１４３を取付ける。ウオームホイール１４２の駆動力がオーガ１４４に伝わるようにして、除雪機１３０は再び使用することができるようになる。

（ａ）に示す実施例に係る除雪機１０に過大な負荷がかかった場合は、流体継手１３内のポンプ羽根車（図２符号３４）が空回りすることでエンジン１１にかかる負荷を低減させる。
再び除雪機１０を使用する場合は、負荷を取り除いた上で、除雪機１０をそのまま始動させればよい。

即ち、本発明に係る除雪機１０は、以下のようにいうことができる。
作業部２１へ駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達系８３に流体継手１３が介設されている。流体継手１３は、作業部２１に過大な負荷がかかった場合にポンプ羽根車が空回りするため、エンジン１１に過剰な負荷が生じることはなくエンジンストールしなくなる。更に、別途シヤーピンを用いる必要がなくなる。シヤーピンの取替え作業を行う必要もなくなり、除雪機１０の利便性が高まる。

尚、本発明に係る流体継手は、実施の形態では除雪機に適用したが、耕耘機や芝刈機にも適用可能であり、これらのものに用途は限定されない。

本発明の流体継手は、除雪機に好適である。

１０…除雪機、１２…入力軸、１３…流体継手、１４…出力軸、２１…作業部、３４…ポンプ羽根車、３７…タービン羽根車、３８…羽根部、４０…ステータ支持部、４１…ステータ、４２…領域、４３…オイル、５５…基部、５６…先端部、６６…軸受、８３…駆動力伝達系。

Claims (2)

1. 外部からの駆動力が伝えられる入力軸と、この入力軸に繋げられ前記駆動力により回転されるポンプ羽根車と、このポンプ羽根車を囲うように配置されるタービン羽根車と、このタービン羽根車の羽根部と前記ポンプ羽根車との間に介設されるステータと、前記タービン羽根車で囲われた領域を満たし前記ポンプ羽根車が回転された際に粘性で前記タービン羽根車を回転させるオイルと、前記タービン羽根車に繋げられ前記駆動力を伝えるための出力軸とからなる流体継手において、
   前記ステータを支持するためのステータ支持部、前記羽根部、前記ポンプ羽根車が、前記入力軸の先端部から基部に向かってこの順に配置され、
   前記先端部に軸受が配置され、この軸受を介して前記先端部が前記ステータ支持部に支持されることを特徴とする流体継手。
2. 除雪を行う作業部へ駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達系に、請求項１記載の流体継手が介設されていることを特徴とする除雪機。

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