JPS63163067A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、一方の軸から他方の軸に流体を介して回転を
伝達する回転伝達装置に関し、特に両軸間にラビリンス
（螺旋溝）を設けて回転伝達の出力を容易かつ正確に制
御できるようにしたものである。

「従来の技術」 従来、流体を介して回転を伝達する装置としては、トル
クコンバータが知られており、その構成はポンプ羽根車
とタービン羽根車とを対向させて、ポンプ羽根車を回転
することにより流体を介してタービン羽根車を回転させ
るようになっているまたシリンダ部材に軸部材を嵌合し
て、シリンダ部材内周面、あるいは軸部材の内周面に螺
旋通路を形成し、螺旋通路を形成した部材を回転するこ
とによりポンプ作用をさせるスクリューポンプやネジポ
ンプがある。しかしシリンダ部材と軸部材との接合面部
分に螺旋溝を設けて、両部材間に流体を介して回転を伝
達させるようにしたものは知られていない。

「発明が解決しようとする問題点」 従来のトルクコンバータは、入力軸から出力軸が受ける
エネルギーの伝達率が定常的である。その伝達率を変更
するためには、ポンプ羽根車とタービン羽根車の軸方向
距離を変更する方法があるが、その距離はエネルギーの
伝達率に複雑な影響を与え、所定値の伝達率に制御する
ことは容易でなく、また距離変更のための構成が複雑で
ある。

そこで本発明は、エネルギーの伝達率制御を簡単かつ正
確にできるようにし、しかもその構成が複雑化しないよ
うにすることを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、外シリンダ内にシリンダ部材を回転可能に嵌
合し、さらにシリンダ部材内にラビリンスを介して軸部
材を嵌合し、軸部材とシリンダ部材の一方を回転するこ
とによりラビリンスでの流体を介して他方に回転を伝達
するようにした回転伝達装置である。

ラビリンスの部分に流体を流すため、外シリンダに流体
の流入口と流出口が設けられ、さらに軸部材とシリンダ
部材とで形成される流体室を前記流入口側あるいは流出
口側に連通させるため軸部材とシリンダ部材との少なく
とも一方に通路が設けられる。また軸部材とシリンダ部
材に、入力あるいは出力を伝達する伝達軸がそれぞれ設
けられる。

軸部材とシリンダ部材との間の回転力の伝達率を向上さ
せるには、軸部材外周に筒体を同心状に設け、その筒体
に嵌合する筒体をシリンダ部材の外周に同心状に固定し
、両筒体の接合面にラビリンスを設ければよい、なお軸
部材とシリンダ部材との外周の筒体は、それぞれ多重に
設けてもよい「作用」 外シリンダの流入口から流体を流入すると、ラビリンス
あるいは軸部材に設けた通路を介して流体は流体室に流
入し、さらにシリンダ部材に設けた通路を介して外シリ
ンダの流出口から流出するこの状態で軸部材の伝達軸を
モータで駆動することにより回転すると、ラビリンス部
で流体が駆動側ラビリンスの螺旋溝進行方向に回転しな
がら移動し、このポンプ作用による流体の回転エネルギ
ーがシリンダ部材に螺旋溝を介して吸収されるので回転
伝達できる。この場合、シリンダ部材が軸部材から受け
る回転力はラビリンスの噛み合い長さに応じて一定の関
係があり、出力制御することができる。また媒体流体が
液体である場合、流体室内での流体レベルが低いときに
、軸部材が回転するとラビリンス部に液体だけでなく空
気をも巻き込んで回転伝達力が低下するので、その流体
レベルに応じて出力制御をすることができる。

なお、ラビリンスを通る流体の圧力損失Δｐは、螺旋溝
の巾、螺旋溝の深さ、螺旋溝のピッチ、シリンダ部材の
内径、流体の粘性、比重により定まる係数をＫ、α、β
とし、螺旋溝部分の軸方向長さく有効ラビリンス長さ）
をＲとし流量をＱとすると・、Δｐ＝に・ＲＢ・Ｑ″と
なることが実験と計算式により確認されている（特願昭
８０−２４８７４７号、特願昭８１−１７９３９２号参
照）０本発明においては、Δｐ及びＱはラビリンスが回
転することにより生じるポンプ効果の出力に相当し、流
体に与えるエネルギーはΔｐＸＱに比例する。この関係
から有効ラビリンス長さを変更することにより、噛み合
うラビリンス内でのエネルギー消費率つまり減圧度及び
流量を調整して上記回転伝達力を制御すれば、その制御
が簡単である。

「実施例」 本発明の第１実施例を第１図により説明する。

外シリンダ３内にシリンダ部材２が回転可能に嵌合され
、シリンダ部材ｚ内に軸部材ｌが回転摺動可能に嵌合さ
れる。軸部材１とシリンダ部材２には、回転力の入力あ
るいは出力のためそれぞれ伝達軸１ａと２ａが設けられ
、各伝達軸１ａ、２ａは外シリンダ３の軸方向両側の端
壁外へ突出される。

各伝達軸１ａ、２ａは外シリンダ３の端壁との間にシー
ル材４が設けられて気密が保たれ、それぞれベアリング
で保持される。なお、軸部材ｌは軸方向にも移動可能と
なっており、後記するラビリンスｌＯの噛み合い長さを
変更して回転力の伝達率を調整できる。

外シリンダ３の軸方向両端部に流体の流入口５と流出口
６とが設けられるが、流入口と流出口は第１図の状態と
互いに逆位置であってもよい、軸部材１とシリンダ部材
２とで形成される流体室７を流入口５と流出口６に連通
ずるため、軸部材に通路８が設けられ、シリンダ部材の
端壁に通路９が設けられる。そして流体が流入口５から
流体室７を介して流出口６に流れるようになっており、
流体室内での流体レベルを調節することにより軸部材ｌ
からシリンダ部材２への回転力の伝達率が調整される。

軸部材ｌの外周面とシリンダ部材２の内周面との間には
ラビリンス１０が設けられ、ラビリンス部の流体を介し
て駆動側の軸部材１からシリンダ部材２に回転力が伝達
される。なおシリンダ部材２を駆動したときには、シリ
ンダ部材から軸部材１に回転力が伝達される。

ラビリンス１０は、第２図に示すように、軸部材１の外
周に螺旋溝ｔｉを形成するとともに、シリンダ部材２の
内周面に前記螺旋溝１１とはピッチの異なる螺旋溝１２
を形成して構成される。なお両螺旋溝のピッチを異なら
したのは両者がくいつき干渉しないようにするためであ
る。そして軸部材１が回転駆動されると、その外周の螺
旋溝１１がポンプ作用をしてラビリンス間の流体を回転
させ、シリンダ部材２の螺旋溝１２に回転力を伝達させ
ることができる。

ラビリンスの構成としては、その他、第３図に示すよう
に一方の螺旋溝を、螺旋状の溝に螺旋突条１３を挿入し
て螺旋突条間の溝で形成するようにしてもよく、あるい
は第４図に示すように軸部材１とシリンダ部材２の両螺
旋溝を第３図のように螺旋突条１３で形成してもよい、
また螺旋突条１３の断面形状は、第４図のように長方形
でなく第５図のように円形にしてもよく、その場合製造
がより簡単になる。螺旋溝を螺旋突条１３で形成すると
、螺旋突条が螺旋状の溝内で少し奥に入り込み可能とな
り、設計誤差を許容できるので製造が容易になる。また
前記螺旋溝は一条であったが、多条としてもよい、さら
に入力側（駆動側）と出力側のそれぞれの螺旋溝は、螺
旋溝ピッチをずらすか、相互に逆方向の螺旋溝にするこ
とにより回転中のくいつき干渉を防止できる。

なお、軸部材とシリンダ部材の一方のみに螺旋溝を設け
ただけでは、回転力を他方に伝達しにくく、望ましくな
い。

シリンダ部材２の外周面と外シリンダ３の内周面との間
はできるだけ気密を保てる構成、例えばスリーブベアリ
ングのようにされ、流体が流れることなく、シリンダ部
材２が安定に保持される。

しかしその両者間で軸部材外周と同様のラビリンスを設
ければ、より多様な性能パターンを持った回転伝達装置
となる。

前記実施例において、軸部材ｌにのみ通路８を設け、シ
リンダ部材２に通路を設けないときは、シリンダ部材外
周と外シリンダ３との間を流体が流れて流出口６に向っ
て流れ、装置の過熱を防止する。さらに軸部材ｌの通路
８を小さくするか廃止し、シリンダ部材２に通路９を設
け、外シリンダ内周とシリンダ部材外周との密封性を向
上し。

流入口側と流出口側とに差圧を生じさせるような構造と
すれば、流入口側の圧力を増大又は減少することによっ
てもラビリンス部を流れる流体の圧力と流量が変化する
。その関係を利用して外シリンダ内の流入口側と流出口
側との差圧を調整し。

回転力の伝達率を制御することが可能である。

次に第２実施例を第６図により説明する。

この実施例は、第１実施例の軸部材１の外周に同心状の
筒体’１４．１５を一体に形成し、この筒体１４．１５
に嵌合する筒体１６．１７をシリンダ部材の外周に同心
状に形成し、相嵌合し合う筒体の接合面にそれぞれラビ
リンス１８．１９を形成したものである。そして所たに
設けたラビリンス１８．１９に流体が流れるように、軸
部材あるいはシリンダ部材に通孔２０．２１を設けるが
、その他の構成は第１実施例と同一である。なお、図面
では筒体を各部材にそれぞれ２つ設けたものを説明した
が、１つあるいは２以上でもよい。

この実施例は、軸部材ｌとシリンダ部材２を多重にして
ラビリンス部を多重にしたので、軸長さが短いコンパク
トな装置で大きな伝達力を得ることが可能となる。

「発明の効果」 本発明の回転伝達装置は、シリンダ部材内に軸部材を嵌
合してその接合面にラビリンスを設け、ラビリンス部で
のポンプ作用により流体圧を増して回転力を伝達させる
ようにしたので、ラビリンスの軸方向長さを変更させる
ことにより、あるいはラビリンス部での流体レベルを変
更することにより、さらに流入口側と流出口側とに任意
の差圧を設けることにより容易に所望の伝達率に調節で
き、しかも構成が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の全体断面図、第２〜５図
はラビリンスの異なる例を示す断面図、第６図は第２実
施例の概略断面図であ・る。 １；軸部材　　　　２；シリンダ部材 ３：外シリンダ　　５；流入口 ６；流出口　　　　７；流体室 ｌＯ；ラビリンス １４．１５．１６．１７；筒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外シリンダ内に回転可能にシリンダ部材を設け、
   そのシリンダ部材内にラビリンスを介して軸部材を回転
   摺動可能に設け、軸部材とシリンダ部材はそれぞれ軸方
   向の伝達軸を有して各伝達軸は気密を保って外シリンダ
   の外に突出し、外シリンダの軸方向両端部にそれぞれ流
   体の流入口と流出口を設け、軸部材とシリンダ部材とで
   形成される流体室を外シリンダの流入口側と流出口側と
   の少なくとも一方に連通させる通路を設け、軸部材とシ
   リンダ部材の一方の回転力がラビリンスを介して他方に
   伝達されることを特徴とする回転伝達装置。
2. （２）軸部材の外周に筒体を設けるとともに、この筒体
   に嵌合する筒体をシリンダ部材の外周に設け、両筒体の
   接合面にラビリンスを設けた特許請求の範囲第１項に記
   載の回転伝達装置。