JP5113805B2

JP5113805B2 - 流体継手

Info

Publication number: JP5113805B2
Application number: JP2009141006A
Authority: JP
Inventors: 泰之佐野; 昭一草刈; 篤司吉本
Original assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: JP2010286062A

Description

本発明は、流体継手の改良技術に関する。

エンジンの駆動力を、流体継手を介して作業部へ伝達させることが知られており、そのための流体継手が種々提案されている（例えば、特許文献１図１参照。）。

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、入力軸１０１に繋げられ回転するポンプ羽根車１０２と、このポンプ羽根車１０２によって囲われた領域１０３に配置されポンプ羽根車１０２が回転する際に領域１０３内に配置されるオイルの粘性で回転されるタービン羽根車１０４と、このタービン羽根車１０４に繋がれ駆動力を伝えるための出力軸１０５とからなる。

オイル１０６はオイルポンプ１０７で汲み上げられ、出力軸１０５内を通過してポンプ羽根車１０２内に送られる。領域１０３内はオイル１０６で満たされているため、オイルポンプ１０７で汲み上げられたのと同量のオイル１０６がオイル槽１０８に向かって押出される。

このような流体継手１００によれば、性能を維持するためにオイル１０６を循環させるためのオイルポンプ１０７が必要であり、このオイルポンプ１０７を搭載する場所が必要となる。即ち、流体継手１００を搭載することでオイルポンプ１０７が必要となり、ミッションとしても大きなスペースが必要となる。

オイルポンプを必要としない流体継手の提供が望まれる。

特開２００２−２１９７１公報

本発明は、オイルポンプを必要としない流体継手の提供を課題とする。

請求項１に係る発明は、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回転されるポンプ羽根車と、このポンプ羽根車によって囲われた領域内を満たすオイルと、このオイル中に配置され前記ポンプ羽根車が回転する際に前記オイルの粘性で回転されるタービン羽根車と、このタービン羽根車に繋がれ前記駆動力を伝えるための出力軸と、前記ポンプ羽根車の外部に設けられ前記オイルを収めるオイル槽と、このオイル槽のオイルを重力作用で前記領域へ供給する第１オイル流路と、前記ポンプ羽根車から遠心作用で排出されるオイルを前記オイル槽へ戻す第２オイル流路とが備えられている流体継手であって、前記第１オイル流路は、前記入力軸に設けられ、前記第２オイル流路は前記ポンプ羽根車及び前記入力軸に設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、オイル槽のオイルを重力作用でポンプ羽根車で囲われた領域へ供給する第１オイル流路と、ポンプ羽根車から遠心作用で排出されるオイルをオイル槽へ戻す第２オイル流路とが備えられる。ポンプ羽根車を回転させると、遠心作用でオイルが第２オイル流路から排出される。排出された分のオイルは、重力作用でポンプ羽根車で囲われた領域に供給される。即ち、オイルポンプを使用せずにオイルを循環させることができ、オイルポンプを必要としない流体継手ということができる。

加えて、請求項１に係る発明では、第１オイル流路は、入力軸に設けられ、第２オイル流路はポンプ羽根車及び入力軸に設けられている。即ち、オイル流路は、ポンプ羽根車及び入力軸を利用して設けられる。これにより更に流体継手のコンパクト化を図ることができる。

本発明に係る流体継手が用いられた耕耘機を説明する図である。本発明に係る流体継手の断面図である。本発明に係る流体継手の作用説明図である。本発明に係るオイル槽の作用説明図である。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、耕耘機１０は、燃料タンク１１から供給される燃料で作動するエンジン１２と、このエンジン１２からの駆動力が伝えられる入力軸１３を介してエンジン１２に繋げられる流体継手１５と、この流体継手１５の出力軸１６に繋げられ畑等の地面を耕す作業部１７と、この作業部１７の後方に配置され操舵するためのハンドル１８とからなる。
流体継手の詳細を次図で説明する。

図２に示されるように、流体継手１５は、オイル２０が収められるオイル槽２１と、このオイル槽２１に繋がれる本体部２２とからなる。

本体部２２は、ケース２４の中央上部で支持され駆動力が伝えられる入力軸１３と、この入力軸１３に支持され入力軸１３が回転することで同時に回転されるポンプ羽根車２５と、このポンプ羽根車２５によって囲われた領域２６内に配置されポンプ羽根車２５が回転する際にオイル２０の粘性で回転されるタービン羽根車２７と、このタービン羽根車２７に繋がれタービン羽根車２７が回転することで同時に回転され駆動力を作業部（図１符号１７）へ伝える出力軸１６とからなる。

ポンプ羽根車２５は、入力軸１３によって支持され外周面にフィン２９、２９が配置されている羽根車基部３１と、この羽根車基部３１に対して溶接部３２を介して接続され外周面にフィン３３、３３が配置されている羽根車部３４とから構成される。

出力軸１６は、タービン羽根車２７に繋がれ一端に溝３５が設けられる第１出力軸３６と、この第１出力軸３６の他端に配置され第１出力軸３６が回転することで回転される太陽歯車３７と、この太陽歯車３７に接するように配置され太陽歯車３７が回転することで回転される遊星歯車３８、３８と、これらの遊星歯車３８、３８の外周側に接するように配置され遊星歯車３８、３８が回転することで内周面を移動させる外輪歯車３９と、遊星歯車３８、３８の中心下面にピン４２、４２を介して固定され遊星歯車３８、３８が外輪歯車３９上を移動することで回転される遊星キャリア４３と、この遊星キャリア４３の中心に支持され遊星キャリア４３の回転を作業部（図１符号１７）へ伝える第２出力軸４４とからなる。

出力軸１６は、いわゆる遊星歯車機構とされている。出力軸１６を遊星歯車機構とすることで、作業部に向かって大きなトルクを伝えることができる。

第１出力軸３６の一端には、軸受４６が配置され、この軸受４６を介して羽根車基部３１の一部が支持され、第１出力軸３６の中央には、軸受４７が配置され、この軸受４７を介して羽根車部３４が支持されている。

エンジン（図１符号１２）を作動させると、入力軸１３及び入力軸１３に繋げられるポンプ羽根車２５が回転される。ポンプ羽根車２５が回転すると、オイル２０の粘性によりタービン羽根車２７も回転される。これによりタービン羽根車２７に繋げられる出力軸１６も回転し、作業部（図１符号１７）に仕事を行わせることができる。

オイル槽２１は、オイル槽２１から本体部２２との間でオイル２０を送るためのオイル供給管４８と、このオイル供給管４８とは逆に本体部２２からオイル槽２１との間でオイル２０が送られるオイル回収管４９とで繋げられている。

ケース２４には、入力軸１３に向かって配置されオイル供給管４８から送られるオイル２０が通過するケース内流路５１と、このケース内流路５１から入力軸１３内に配置される第１オイル流路５３に向かってオイル２０を送るための第１流体室５４と、この第１流体室５４の両端を塞ぐシール５５、５６と、シール５６の上方に形成され入力軸１３内に配置される第２オイル流路５７ａ（ａは入力軸１３内に配置される第２オイル流路を示す添え字。以下同じ。）からオイル２０が送られる第２流体室５９と、この第２流体室５９内に配置されシール６１が第２流体室５９側へ移動することを防止するシール止め部材６２とが設けられる。シール止め部材６２には、オイル２０を通過させるためのオイル穴６２ａが設けられている。

第１出力軸３６には、入力軸１３に形成された第１オイル流路５３から送られるオイル２０を、ポンプ羽根車２５によって囲われた領域２６に向かって送る出力軸内流路６３が設けられる。
ポンプ羽根車２５の羽根車基部３１から第２オイル流路５７ａに向かって、ポンプ羽根車２５内のオイル２０が送られる第２オイル流路５７ｂ（ｂは羽根車基部３１内に配置される第２オイル流路を示す添え字。以下同じ。）が形成されている。第２オイル流路５７ａの第１出力軸３６側にはオイル２０の逆流を防止するためのシール６５が配置される。

入力軸１３が羽根車基部３１に接触する場所にシール６６が配置され、軸受４７の下面にもシール６７が配置される。

第１オイル流路５３は入力軸１３に設けられ、第２オイル流路５７ａは入力軸１３に設けられ、第２オイル流路５７ｂはポンプ羽根車２５に設けられている。即ち、オイル流路５３、５７は、ポンプ羽根車２５及び入力軸１３を利用して設けられる。これにより流体継手１５のコンパクト化を図ることができる。
このような流体継手の作用を次図で説明する。

図３において、矢印（１）で示すように、入力軸１３及びポンプ羽根車２５を回転させると、ポンプ羽根車２５で囲われた領域２６内のオイル２０に遠心作用で矢印（２）で示すような流れが生ずる。このような流れが発生することで、一部のオイル２０は、矢印（４）で示すように第２オイル流路５７に向かって押し出されるようにして流れる。

このとき、他の一部のオイル２０は、矢印（５）で示すように、タービン羽根車２７に開けられた複数の孔７１、７１を通過して第２オイル流路５７に向かって流される。第２オイル流路５７を通過したオイル２０は、矢印（７）で示すように入力軸１３の外に向かって送られ、オイル槽（図２符号２１）へ送られる。このときオイル槽へ向かって送られるオイルは、ポンプ羽根車２５の回転により発生した気泡を含んでいる。

一方、入力軸１３の外に送られた量と同じ量のオイル２０が、オイル槽（図２符号２１）から重力作用により矢印（８）で示すように入力軸１３内に送られる。
また、ポンプ羽根車２５内部のオイル２０を排出することで、ポンプ羽根車２５内部が減圧（負圧）となる。このため、矢印（８）で示す流れには、重力作用の他、負圧の力による作用も含まれている。
即ち、便宜上重力作用として説明しているだけであって、重力以外の力による作用を排除するものではない。

即ち、本発明による流体継手１５によれば、オイル槽のオイル２０を重力作用で領域２６へ供給する第１オイル流路５３と、ポンプ羽根車２５から遠心作用で排出されるオイル２０をオイル槽へ戻す第２オイル流路５７とが備えられる。

ポンプ羽根車２５を回転させると、遠心作用でオイル２０が第２オイル流路５７から排出される。排出された分のオイルは、重力作用でポンプ羽根車２５で囲われた領域２６に供給される。即ち、オイルポンプを使用せずにオイル２０を循環させることができる。オイルポンプを使用しないことで、流体継手１５のコンパクト化を図ることができる。

また、タービン羽根車２７に孔７１を設けることで、効率的に第２オイル流路５７へオイル２０を流すことができる。
なお、オイルの流れる方向や順番は、これらのものに限られない。即ち、矢印（７）の側からオイルが流入し、矢印（８）の側へオイルが流出するものであっても構わない。
オイル槽へ送られたオイルについて次図で説明する。

図４に示すように、気泡７２の含まれたオイル２０がオイル回収管４９から送られてくる。気泡７２は、オイル槽２１内で空気中に開放される。このため、オイル供給管４８からは、気泡７２の存在しないオイル２０を供給することができる。

オイル供給管４８の上部にオイル回収管４９を配置する。これにより開放された気泡７２をオイル供給管４８で吸い込むことを防止することができる。

尚、本発明にかかる流体継手は、実施の形態では耕耘機に適用したが、芝刈機や除雪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、汎用機に好適である。

１３…入力軸、１５…流体継手、１６…出力軸、２０…オイル、２１…オイル槽、２５…ポンプ羽根車、２６…領域、２７…タービン羽根車、５３…第１オイル流路、５７…第２オイル流路。

Claims

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回転されるポンプ羽根車と、このポンプ羽根車によって囲われた領域内を満たすオイルと、このオイル中に配置され前記ポンプ羽根車が回転する際に前記オイルの粘性で回転されるタービン羽根車と、このタービン羽根車に繋がれ前記駆動力を伝えるための出力軸と、前記ポンプ羽根車の外部に設けられ前記オイルを収めるオイル槽と、このオイル槽のオイルを重力作用で前記領域へ供給する第１オイル流路と、前記ポンプ羽根車から遠心作用で排出されるオイルを前記オイル槽へ戻す第２オイル流路とが備えられている流体継手であって、
前記第１オイル流路は、前記入力軸に設けられ、前記第２オイル流路は前記ポンプ羽根車及び前記入力軸に設けられていることを特徴とする流体継手。