JPH11351285A - 回転速度差感応型継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆止弁の弁体に対する遠心力の影響を無く
す。 【解決手段】 逆止弁２９の弁座３０ａをテーパ面によ
って形成する。弁座３０ａを形成するテーパ面の母線の
うち回転軸線Ｌから最も離れた母線を、ロータの径線Ｒ
と直交させる。球弁３１が弁座３０ａに着座するときに
は、当該母線と径線Ｒとの交差点に球弁３１を接触させ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、相対回転する二
軸のうちの高速回転する一方の軸から低速回転する他方
の軸へ回転速度差に応じた大きさの回転トルクを伝達す
る回転速度差感応型継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転速度差感応型継手と
しては、例えば特開平２−１５９４２３号公報に記載の
ものがある。この回転速度差感応型継手は、互いに相対
回転可能なハウジングとロータとを備えており、ロータ
には複数のシリンダ孔が設けられ、各シリンダ孔にはプ
ランジャが摺動自在に設けられている。プランジャは、
ハウジングとロータとの相対回転に伴って往復動する。
プランジャの往動時にはシリンダ孔内の作動油が流出路
を通って流出し、プランジャの復動時には作動油が流入
路を通ってシリンダ孔内に流入する。

【０００３】上記流出路にはオリフィスが設けられてお
り、オリフィスはそこを通過する作動油の流量に対応し
た大きさの流通抵抗を発生する。したがって、ハウジン
グとロータとが相対回転すると、その回転速度差に応じ
た大きさの回転トルクが高速回転するハウジングまたは
ロータから低速回転するロータまたはハウジングに伝達
される。

【０００４】一方、流入路には、逆止弁が設けられてい
る。この逆止弁は、流入路をシリンダ孔側である上流側
と下流側とに区分するテーパ状の弁座と、この弁座に対
して着座、リフトすることにより流入路を開閉する弁体
と、この弁体を弁座側へ付勢する弁ばねとを有してお
り、作動油が流入路を通ってシリンダ孔に流入するのを
許容するが、シリンダ孔内の作動油が流入路を通って流
出するのを阻止する。したがって、プランジャの復動時
には、作動油が流入路を通ってシリンダ孔に流入する
が、プランジャの往動時にシリンダ孔内の作動油が流入
路を通って流出することはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回転速度差
感応型継手において、ロータが回転すると、逆止弁の弁
体に遠心力が作用する。この場合、逆止弁の弁座の中心
線がロータの径線と一致しているので、遠心力は弁体の
移動方向に作用する。このため、ロータの低速回転時と
高速回転時とでは、弁体を弁座に着座させる力が大きく
異なってしまうという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、ハウジングとロータとの
相対回転に伴って複数のシリンダ孔内に設けられたプラ
ンジャがそれぞれ往復動し、上記プランジャの往動時に
は上記シリンダ孔内の作動油が流通抵抗発生部を有する
流出路を通って流出し、上記プランジャが復動する際に
は作動油が逆止弁が設けられた流入路を通って上記シリ
ンダ孔内に流入するように構成され、上記逆止弁が、上
記流入路を上記シリンダ孔側である上流側と下流側とに
区分し、上流側から下流側へ向かって縮径する先細りの
弁座と、この弁座に着座することによって上記流入路を
閉じ、上記弁座からリフトすることによって上記流入路
を開く弁体とを有する回転速度差感応型継手において、
着座時に上記弁体が上記弁座に接触する部分のうち、上
記回転軸線から最も離れた箇所を、上記ハウジングおよ
び上記ロータの径線と直交させたことを特徴としてい
る。

【０００７】この場合、上記弁座をテーパ面によって形
成し、このテーパ面の母線のうちの上記回転軸線から最
も離れた母線を上記径線と直交させるのが望ましい。ま
た、上記弁体として球弁を用いるのが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図１〜図６を参照して説明する。まず、図１〜図５
に示すこの発明の一実施の形態について説明すると、こ
の実施の形態の回転速度差感応型継手（以下、単に継手
と略称することもある。）１は、図２および図３に示す
ように、回転軸線Ｌを中心として相対回転可能なハウジ
ング２およびロータ３を有している。

【０００９】ハウジング２は、有底円筒状をなすもので
あり、その底部の外側の面には取付部２ａが形成されて
いる。この取付部２ａには、相対回転する二軸のうちの
一方の軸が連結固定される。ハウジング２の開口部に
は、カム板４が回転不能に設けられ、止め輪５によって
抜け止めされている。このカム板４とハウジング２の底
部との対向面には、回転軸線Ｌを中心として環状に延び
るカム面６，７がそれぞれ形成されている。ハウジング
２とカム板４との間には、シール部材Ｓ₁が設けられて
いる。

【００１０】ロータ３は、円板部３Ａと、この円板部３
Ａの一端面中央部に形成された軸部３Ｂとから構成され
ている。円板部３Ａは、ハウジング２の内周面に相対回
転自在に嵌合している。軸部３Ｂは、カム板４を貫通し
ており、軸部３Ｂの外周面にはフランジ部材８が回転不
能に設けられ、止め輪９によって抜け止めされている。
このフランジ部材８には、相対回転する二軸のうちの他
方の軸が連結固定される。軸部３Ｂとフランジ部材８と
の間、およびフランジ部材８とカム板４との間には、シ
ール部材Ｓ₂，Ｓ₃がそれぞれ設けられている。

【００１１】ロータ３の円板部３Ａには、これを回転軸
線Ｌと平行に貫通する複数（通常、３個以上）のシリン
ダ孔１０が周方向に等間隔をもって配置形成されてい
る。各シリンダ孔１０の両端部には、プランジャ１１，
１２が摺動自在に設けられている。プランジャ１１，１
２は、それらの間に設けられたコイルばね等の付勢手段
１３によってカム面６，７にそれぞれ突き当てられてい
る。したがって、ハウジング２とロータ３とが相対回転
すると、プランジャ１１，１２が接近、離間移動する。
プランジャ１１，１２の接近移動（往動）時には、シリ
ンダ孔１０内の作動油が後述する流出路２１を通って流
出し、プランジャ１１，１２の離間移動（復動）時に
は、作動油が後述する流入孔２８を通ってシリンダ孔１
０内に流入する。

【００１２】図２に示すように、ロータ３の円板部３Ａ
の外周には、扇状をなす切欠き部１４が形成されてい
る。切欠き部１４は、シリンダ孔１０と同数形成されて
おり、各切欠き部１４は周方向に隣接する２つのシリン
ダ孔１０，１０の間にそれぞれ配置されている。切欠き
部１４は、その外周側がハウジング２の内周面によって
閉じられ、その両側部がハウジング２の底部およびカム
板４によって閉じられている。これにより、切欠き部１
４の内部に、作動油が溜まる油溜まり室１５が形成され
ている。各油溜まり室１５は、ハウジング２の内周面に
形成された環状溝２ｃによって互いに連通している。な
お、各油溜まり室３４は、後述する連通溝３２および作
動油収容室３１を介して互いに連通しているので、環状
溝２ｃについては形成しなくともよい。

【００１３】図２および図４に示すように、上記切欠き
部１４の一方の側面には、シリンダ孔１０の内周面まで
延びる流出孔１６が形成されている。また、同側面に
は、板部材１７および板ばね１８が順次重ねられ、ボル
ト１９によって固定されている。板部材１７には、流出
孔１６に連通したオリフィス（流通抵抗発生部）２０が
形成されている。このオリフィス２０および流出孔１６
によって流出路２１が形成されており、プランジャ１
１，１２の往動時には、シリンダ孔１０内の作動油がオ
リフィス２０を通って油溜まり室１５に流出する。した
がって、ハウジング２とロータ３とが相対回転すると、
その回転速度差に対応した大きさの回転トルクが高速回
転するハウジング２またはロータ３から低速回転するロ
ータ３またはハウジング２に伝達される。

【００１４】上記板ばね１８は、それ自体の弾性力によ
りオリフィス２０を閉じている。したがって、作動油が
オリフィス２０を通って油溜まり室１５に流出する際に
は、板ばね１８をその一端部が板部材１７から浮き上が
るように弾性変形させる必要があり、その弾性変形させ
るための流通抵抗を受ける。したがって、この実施の形
態の継手１では、ハウジング２とロータ３とが相対回転
し始めると同時に、比較的大きな回転トルクがハウジン
グ２とロータ３との間で伝達される。

【００１５】また、オリフィス２１を作動油が通過する
際に熱が発生するため、ハウジング２とロータ３とが長
時間にわたって相対回転し続けると、作動油が高温に加
熱され、それによって上記シール部材Ｓ₁〜Ｓ₃および後
述するシール部材Ｓ₄が早期に劣化するおそれがある。
そこで、この継手１においては、流出孔１６にこれを開
閉する開閉弁２２を設けている。

【００１６】開閉弁２２は、流出孔１６を横断してシリ
ンダ孔１０側の上流側部分と油溜まり室１５側の下流側
部分とに分断するスプール孔２３と、このスプール孔２
３に摺動自在に設けられた弁体２４と、この弁体２４を
スプール孔２３の底面側へ付勢する第１の付勢手段２５
と、弁体２４をスプール孔２３の開口部側へ付勢する第
２の付勢手段２６とから構成されている。第２の付勢手
段２６は、形状記憶合金によって形成されており、所定
の閉弁温度より低温であるときには収縮した第１の状態
になり、閉弁温度より高温になると伸長した第２の状態
になる。

【００１７】第２の付勢手段２６が収縮した第１状態に
なっているときには、第１の付勢手段２５が第２の付勢
手段２６の付勢力に抗して弁体２４をスプール孔２３の
底面に突き当たった開位置に位置させる。その状態で
は、流出孔１６の上流側部分と下流側部分とがスプール
孔２３を介して連通する。つまり、開閉弁２２が開弁状
態になる。したがって、作動油の温度が閉弁温度以下で
あるときには、シリンダ孔１０内の作動油が流出路２１
を通って油溜まり室１５に流出可能であり、継手１は通
常の回転速度差感応型継手としての機能を果たす。

【００１８】一方、第２の付勢手段２６が第２の状態に
なると、第２の付勢手段２６は、弁体２４を第１の付勢
手段２５の付勢力に抗してスプール孔２３の開口部側へ
押し、スプール孔２３の開口部に固定されたストッパ２
７に突き当てて閉位置に位置させる。その状態では、流
出孔１６の上流側部分と下流側部分とが弁体２４によっ
て遮断される。つまり、開閉弁２２が閉弁状態になる。
したがって、作動油の温度が閉弁温度以上になると、シ
リンダ孔１０内の作動油が流出路２１を通ることができ
なくなり、オリフィス２０における発熱作用がなくな
る。よって、作動油が所定の閉弁温度以上になるのを防
止することができ、シリンダ部材Ｓ₁〜Ｓ₄が早期に劣化
するのを防止することができる。なお、開閉弁２２が閉
弁してシリンダ孔１０内の作動油が流出路２１を通過不
能になると、プランジャ１１，１２が往復動し得なくな
るため、ハウジング２とロータ３とが一体に回転する。

【００１９】図１、図２および図５に示すように、上記
切欠き部１４の他方の側面には、シリンダ孔１０まで延
びる流入孔（流入路）２８が形成されている。この流入
孔２８には、逆止弁２９が設けられている。この逆止弁
２９は、筒状をなす本体３０と、球弁（弁体）３１とを
有している。

【００２０】本体３０のシリンダ孔１０側の開口部に
は、弁座３０ａが形成されている。この弁座３０ａは、
シリンダ孔１０側から切欠き部１４側へ向かうにしたが
って縮径するテーパ面によって形成されている。しか
も、弁座３０ａは、それを形成するテーパ面の母線のう
ち、回転軸線Ｌから最も遠くに離れた母線がロータ３の
径線Ｒ（この径線Ｒは、回転軸線Ｌと直交する。）と直
交するように配置されている。そして、球弁３１の着座
時には、当該母線と径線Ｒとの交点に球弁３１が接触す
るようになっている。

【００２１】上記球弁３１は、プランジャ１１，１２が
接近移動してシリンダ孔１０内の作動油の圧力が上昇す
ると、その圧力によって弁座３０ａに着座させられる。
つまり、逆止弁２９が閉弁状態になる。したがって、プ
ランジャ１１，１２の接近移動時には、シリンダ孔１０
内の作動油が流入孔２８を通って油溜まり室１５に流出
することはない。逆に、プランジャ１１，１２が離間移
動するときには、球弁３１が油溜まり室１５内の作動油
によって弁座３０ａからリフトさせられ、逆止弁２９が
開弁状態になる。したがって、プランジャ１１，１２の
離間移動時には、油溜まり室１５内の作動油が流入孔２
８を通ってシリンダ孔１０内に流入する。なお、流入孔
２８のシリンダ孔１０側の端部は、断面長円状の長孔２
８ａになっているので、この長孔２８ａが球弁３１によ
って閉じられることはない。

【００２２】図３に示すように、ハウジング２の底部に
は、その中央部を貫通する貫通孔２ｂが形成されてい
る。この貫通孔２ｂには、ピストン３２が摺動自在に設
けられている。このピストン３２とロータ３とにより、
貫通孔２ｂ内が密閉され、その内部に作動油収容室３３
が形成されている。この作動油収容室３３は、ロータ３
の円板部３Ａの端面に形成された連通溝３４（図２およ
び図５参照）を介して各油溜まり室１５に連通してお
り、その内部には作動油が充填されている。なお、ピス
トン３２には、その外周面と貫通孔２ｂの内周面との間
をシールするシール部材Ｓ₄が設けられている。

【００２３】上記ピストン３２は、ばね３５によってロ
ータ３側へ向かって付勢されている。したがって、作動
油がその温度低下に伴って収縮すると、その分だけ作動
油収容室３３の内部容積を減少させるように、ピストン
３０がロータ３側へ移動する。逆に、作動油が温度上昇
に伴って膨張すると、作動油の膨張分だけ作動油収容室
３３の内部容積を増大させるよう、ピストン３２がばね
３５の付勢力に抗して移動する。したがって、作動油の
圧力はほぼ一定に維持される。

【００２４】上記構成の回転速度差感応型継手１におい
て、いま、逆止弁２９の球弁３１が弁座３０ａに着座し
ているものとする。このような着座時には、弁座３０ａ
を形成するテーパ面の母線のうち回転軸線Ｌから最も離
れた母線およびその近傍部分が、球弁３１に作用する遠
心力を支持する。この場合、回転軸線Ｌから最も離れた
母線がロータ３の径線Ｒと直交しているから、当該母線
およびその近傍部分は遠心力全体を支持する。したがっ
て、球弁３１が着座移動方向またはリフト移動方向への
力を遠心力によって受けることがない。よって、球弁３
１に対する遠心力の影響を無くすことができる。

【００２５】しかも、この継手１においては、球弁３１
が着座、リフト移動する際には、回転軸線Ｌから最も離
れた母線上を転動するので、球弁３１の移動時にも遠心
力の影響もほとんど無くすことができ、弁体３１を円滑
に移動させることができる。

【００２６】図６は、この発明の他の実施の形態を示す
ものであり、この実施の形態においては、球弁３１に代
えて弁体３６が用いられている。この弁体３６は、弁座
３０ａに対応した円錐状に形成されており、その大径側
の端面には弁座３０ａからリフトしたときに長円２８ａ
を塞ぐのを防止するために、十字状をなす溝３６ａが形
成されている。この溝３６ａが形成されているので、こ
の実施の形態では、長円２８ａを断面円形の孔にしても
よい。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。

【００２７】なお、この発明は上記の実施の形態に限定
されるものでなく、適宜変更可能である。例えば、上記
の実施の形態においては、シリンダ孔１０を回転軸線Ｌ
と平行に形成しているが、回転軸線Ｌと直交する方向に
向けて形成してもよい。また、プランジャ１１，１２の
一方だけをシリンダ孔１０の一端部に設けてもよい。ま
た、球弁３１または弁体３６をより確実に弁座３０ａに
着座させるために、球弁３１または弁体３６を弁座側へ
付勢する弁ばねを用いてもよい。さらに、弁座３０ａに
ついては、上流側（シリンダ孔１０側）から下流側へ向
かって先細りであれば、二次曲面によって形成してもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３に係
る発明によれば、逆止弁の弁体に対する遠心力の影響を
無くすことができるという効果が得られる。特に、請求
項２および３に係る発明によれば、弁体の移動時にも遠
心力の影響を無くすことができ、これによって弁体を円
滑に移動させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態の要部を示す断面図で
ある。

【図２】同実施の形態の全体構成を示す図であって、図
３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図５】図２のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。

【図６】この発明の他の実施の形態の要部を示す断面図
である。

【符号の説明】

Ｌ 回転軸線 Ｒ ロータの径線 １ 回転速度差感応型継手 ２ ハウジング ３ ロータ １０ シリンダ孔 １１ プランジャ １２ プランジャ ２０ オリフィス（流通抵抗発生部） ２１ 流出路 ２８ 流入孔（流入路） ２９ 逆止弁 ３０ａ 弁座 ３１ 球弁（弁体） ３６ 弁体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングとロータとの相対回転に伴っ
   て複数のシリンダ孔内に設けられたプランジャがそれぞ
   れ往復動し、上記プランジャの往動時には上記シリンダ
   孔内の作動油が流通抵抗発生部を有する流出路を通って
   流出し、上記プランジャが復動する際には作動油が逆止
   弁が設けられた流入路を通って上記シリンダ孔内に流入
   するように構成され、上記逆止弁が、上記流入路を上記
   シリンダ孔側である上流側と下流側とに区分し、上流側
   から下流側へ向かって縮径する先細りの弁座と、この弁
   座に着座することによって上記流入路を閉じ、上記弁座
   からリフトすることによって上記流入路を開く弁体とを
   有する回転速度差感応型継手において、着座時に上記弁
   体が上記弁座に接触する部分のうち、上記回転軸線から
   最も離れた箇所を、上記ハウジングおよび上記ロータの
   径線と直交させたことを特徴とする回転速度差感応型継
   手。
2. 【請求項２】 上記弁座をテーパ面によって形成し、こ
   のテーパ面の母線のうちの上記回転軸線から最も離れた
   母線を上記径線と直交させたことを特徴とする請求項１
   に記載の回転速度差感応型継手。
3. 【請求項３】 上記弁体として球弁を用いたことを特徴
   とする請求項１または２に記載の回転速度差感応型継
   手。