JPH05580Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本考案は、作動流体の粘性を利用して回転トル
クを伝達可能に構成し、天井走行クレーン、旋回
装置、台車駆動装置等に使用される流体継手であ
り、詳しくは、被駆動デイスク、駆動デイスクを
夫々軸方向へ摺動可能に設け、各デイスク間の間
〓を縮めることにより伝達トルク低下の防止を図
る流体継手の改良に関する。

ロ 従来技術 粘性を有する流体を使用した流体継手として
は、例えば特開昭58−152941号「流体継手」の如
く、駆動動力源に接続される入力軸と、その入力
軸を相対回転可能に包囲し且つ内部に粘性流体を
充填した密閉状態の回転ケーシングと、そのケー
シングの出力側に前記入力軸の同軸上に設けられ
た出力軸連結部とからなり、前記入力軸の外周面
に複数枚の駆動デイスクを適宜間隔を保つて軸方
向へ摺動可能に設けると共に、前記ケーシングの
内周面に、前記複数枚の駆動デイスクと僅かな間
隔を保つて交互に重なり合うドーナツ状の被駆動
デイスクを軸方向に摺動可能に設け、更に前記ケ
ーシングの出力側にはスチールボールを利用して
軸方向の押圧力を発生するためのテーパ面が設け
られ、回転時の遠心力によりスチールボールが外
周方向へ移動してテーパ面に沿つて被駆動デイス
クに押圧力を与え、デイスク間の距離を縮めるこ
とにより伝達トルクの低下を防止するものが知ら
れている。

又本願考案者は、昭和62年７月17日提出の「流
体継手」を先願しており、これは被駆動デイスク
と駆動デイスクとを夫々軸方向へ摺動可能とし、
更に回転時の遠心力で放射方向へ移動する押圧部
材によつて前記駆動デイスクを各デイスク間の間
〓を縮める方向へ摺動可能として、前記押圧部材
を、その押圧力を増加させる方向、即ち各デイス
ク間の間〓を縮める方向へ押し付ける加圧手段を
設けたことにより、加圧手段によつて流体継手停
止時に、起動時の伝達トルクと停止時のブレーキ
力の調整を可能としたものである（第５図示）。

このような流体継手においては、出力軸に伝え
られる伝達トルクTbは、入力軸に加えられるト
ルクをTa、入力軸と出力軸の回転数を夫々na，
nb、駆動デイスクと被駆動デイスクとの間の間
〓をδ、流体の粘性係数をμとすると、 Tb＝Ｃ・μ／δ（na−nb）……（第１式） で表される。（尚ここでＣは上記以外の設計的要
素から定まる定数である。） 上記第１式から解るように、出力軸に伝えられ
るトルクTbは入力軸の回転数naと出力軸の回転
数nbの差に比例する。このことから、伝達トル
クTbが入力軸の回転数naの二乗に比例する遠心
力による流体継手と比較すると、始動時の衝撃が
少なく、駆動動力源の出力軸が停止している時で
もトルク伝達が可能であるため停止までの被駆動
物体の惰走が短く、又ブレーキモータなどを駆動
動力源に用いたときはブレーキ力も伝達が可能と
なつていた。

ハ 考案が解決しようとする問題点 粘性流体の粘性係数μは一般にその温度上昇と
共に小さくなるにもかかわらず、その間〓δは一
定であるので出力軸への伝達トルクTbは流体温
度上昇とともに減少してしまう。この減少量は、
例えば25℃における伝達トルクTbを１とすると
80℃では約0.7まで低下し、エネルギー効率上に
おいても、又惰走距離が変化するなどの運転感覚
上の点からも無視できない問題であつた。

又上記問題点を改良すべく開発した先願の「流
体継手」にあつては、流体継手停止時に、起動時
の伝達トルクと制動時のブレーキ力調整は可能で
あるものの、流体の温度により被駆動デイスクと
押圧部材との間に〓間が生じ、流体継手駆動時
に、その都度微調整が必要となる。

更に押圧部材を介して各加圧手段の圧力が全く
同一に被駆動デイスクに作用していなければ被駆
動デイスクが軸方向にスムーズに摺動せず、デイ
スク間の間〓が縮められなくなる虞れが生ずる。

ニ 問題を解決するための手段 本考案の流体継手は先願の「流体継手」を更に
改良したものであり、その構成は、隣接する各被
駆動デイスク相互間に、所望温度にて硬化しコイ
ル長が短縮するコイルバネ状に形状記憶熱処理さ
れた形状記憶効果を有する短縮金属部材と、前記
被駆動デイスク間の間〓を確保するスペーサとを
配置すると共に、前記所望温度にて硬化し前記短
縮金属部材の総短縮寸法と同寸法伸長するコイル
バネ状に形状記憶熱処理された形状記憶効果を有
する伸長金属部材により、前記押圧部材を、その
押圧力増加方向へ押し付けることにある。

ホ 作用 流体継手を駆動させ、次第にその回転数が増す
とその回転数に応じた遠心力で押圧部材が各デイ
スク間の間〓を縮める。

更に流体の温度が所望温度以上に上昇すると、
被駆動デイスク相互間に挿入したコイルバネ状に
形状記憶熱処理された短縮金属部材のコイル長が
スペーサの寸法にまで縮まると同時に押圧部材を
押し付けているコイルバネ状に記憶熱処理された
伸長金属部材のコイル長が前記金属部材の総短縮
分だけ伸長し、各被駆動デイスク間の間〓をスペ
ーサの寸法にまで縮めて、流体の粘度低下による
伝達トルクの低下を防止する。又スペーサが挿入
されていることにより、各被駆動デイスクの間〓
はそのスペーサの寸法以下にまでは縮まらず、駆
動デイスクと被駆動デイスクとが接触して摩耗し
たり、流体が異常発熱することを防止している。

又流体継手停止後、流体の温度が所望温度以上
であるうちに再駆動しても、金属部材のコイル長
は停止直後と変らず、押圧部材と被駆動デイスク
とに〓間ができることもない。

更に被駆動デイスク間の間〓も縮められたまま
なので、流体継手の回転数が少ないときでも、伝
達トルクの低下を防止している。

ヘ 実施例 本考案の流体継手を図面に基いて説明する。

図面は本考案の実施例を示したもので、円筒状
の胴部１とその両側面に配置された側板２、及び
３、出力軸連結部４とからなるケーシング及び入
力軸５とその入力軸５に取り付けられた４枚の駆
動デイスク６、ケーシング内周面に取り付けられ
た５枚の被駆動デイスク７及び４個のスチールボ
ール８で構成されている。

胴部１の両側には、その放射方向に等間隔で８
箇所にボルト孔９が穿設され、内周円筒面にはス
プライン１０が全周に亘つて刻設されている。

入力軸側には、円盤状を呈した側板２と、中心
部分は前記入力軸５を挿通する段付孔１１が形成
されており、段付孔１１の段部にはオイルシール
１２が嵌合されている。又側板２の外周部分には
前記胴部１のボルト孔９に対応する位置にボルト
孔１３が穿設されている。

側板３は円盤状を呈し、その中央部分には出力
軸連結部４が突出し、更にその外周には、前記胴
部１のボルト孔９に対応する位置にボルト孔１４
が穿設されている。

側板３の外周際の内側には、後述する押圧部材
としてのスチールボール８を遠心力利用により軸
方向に押圧力を発生させるために側板３に対し45
度の傾斜角を有したテーパ面１５が設けられ、回
転時には遠心力によりこのスチールボール８が外
周方向へ移動して、テーパ面１５に沿つて被駆動
デイスク７に押圧力を付与し、被駆動デイスク間
全体の距離を縮めて、トルク伝達効率を高めるよ
うに構成されている。側板３の内面には放射方向
の４箇所に三方をリブで取り囲まれたスチールボ
ール収納部１６が前記テーパ面１５にリブ開放側
を対向して設けられている。

又側板３のスチールボール収納部１６内には、
流体の温度が18℃以下ではバネ筒４０と同寸であ
り、18℃以上になるとコイル長が4.0mm伸長する
コイルバネ状に形状記憶熱処理された形状記憶効
果を有する金属部材である伸長コイルバネ４１を
同軸上に備えたバネ筒４０が固定されている。

更に側板３の外周２箇所にはオイルプラグ孔２
３が穿設され、オイルプラグが螺合されている。
又出力軸連結部４は被駆動物体の連結軸を挿入す
る取付孔２４とキー溝２５が設けられており、更
に取付孔２４に対して、被駆動物体の連結軸に対
する軸方向の位置を保るための止めネジ孔２６が
形成されており、ここに止めネジが螺合される。
取付孔２４の奥底部には、ケーシング内に封入す
るシリコンオイル流出防止のための止め板２７が
嵌合されている。前記胴部１、側板２及び側板３
とは、図のようにボルト孔９，１３，１４におい
て８本の締め付けボルトと締め付けナツトとによ
り一体に結合されている。

被駆動デイスクはドーナツ形状で、その外周部
にはスプライン２８が刻設されており、ケーシン
グにおける胴部１に形成されているスプライン１
０と嵌合して軸方向には移動が可能となつてお
り、各被駆動デイスク７間にはストツパーとなる
筒状のバネ筒２９が各被駆動デイスク間の数即ち
４個づつ略等間隔で夫々外周際の４箇所に固定さ
れており、このバネ筒２９内には、各駆動デイス
ク７間を押し広げるように、18℃で硬化しそのコ
イル長を短縮する記憶熱処理された形状記憶効果
を有する金属部材である短縮コイルバネ３０が配
置されている。この短縮コイルバネ３０は、起動
時に前記スチールボール８の押圧力に抗し軸方向
外方の押圧力が働いて、各被駆動デイスク７間の
距離を調節するように構成されている。

又この短縮コイルバネ３０は、18℃以下では自
然長3.6mmであるが18℃以上では、自然長2.8mmと
なるものを2.5mmに圧縮して装着され、それによ
り被駆動デイスク７間が始動時には4.1mmである
ものが、バネ筒２９の軸長である3.1mmまで1.0mm
収縮し、駆動デイスク６との距離は0.5mmに短縮
される。従つて、流体の温度は18℃に達したと
き、伸長コイルバネ４１が4.0mm伸長し、短縮コ
イルバネ３０の収縮量の合計が4.0mmであるので、
スチールボール８と伸長コイルバネ４１或はスチ
ールボール８と被駆動デイスク７とに〓間が生ず
る虞れはない。

又第１式に示す如く、出力軸に伝達されるトル
クは駆動デイスク６と被駆動デイスク７との間〓
δに反比例するので、温度上昇によつてシリコン
オイルの粘性係数が減少しても間〓δの短縮によ
つて、トルクの減少が抑えられトルク伝達効率が
低下することを防止している。

入力軸５は、内部にスプラインが刻設された駆
動動力源の出力軸（図示せず）を取り付ける取付
孔３１を持つ円筒状であり、取付孔３１の奥には
前記出力軸のスプラインに嵌合するスプライン３
２が刻設されている。又入力軸５の外表面には、
スプライン３３が刻設されており、端面には止め
板３４が結合されている。スプライン３３の両端
近傍には、全周に亘つて一定幅の止め輪溝３５が
夫々刻設されており、後述のように駆動デイスク
６を嵌め込んだ後に止め輪を嵌合して駆動デイス
クの抜け止め防止が図られている。

駆動デイスク６は、入力軸５のスプライン３３
と嵌合するスプライン３６が刻設されており、そ
の外側には同一円周上の複数箇所においてシリコ
ンオイルを流通させるための通油孔３７が穿設さ
れている。

押圧部材としてのスチールボール８は通常の鋼
球であり、側板３の内面に設けたスチールボール
収納部１６と被駆動デイスク７とで区画された空
間内に収納されている。

尚本実施例では流体の温度が18℃に達した時点
での伸長コイルバネ４１のコイル長の伸長寸法と
短縮コイルバネ３０，３０……のコイル長の短縮
寸法の合計とが同じ数値となつており、流体の温
度が18℃に達しておらず、而も流体継手停止時
に、伸長コイルバネ４１とスチールボール８と左
端の被駆動デイスク７とは密着するように設計さ
れている（第３ａ図示）。

上記の構成部品を組み立てるには、先ず、側板
２をその内面を上にして台上に載置し、これに対
して同心にボルト孔９，１３を合せて胴部１を載
せる。更に中心に止め板３４側の止め輪を嵌めた
入力軸５を設置し、スチールボール収納部１６に
バネ筒４０を固定して伸長コイルバネ４１を収容
し、更にその上から各々１個のスチールボール８
を入れる。その後、被駆動デイスク７のスプライ
ン２８と駆動デイスク６のスプライン３６とを、
夫々胴部１のスプライン１０と入力軸５のスプラ
イン３３に嵌合させて、交互に嵌め込み、同時に
各被駆動デイスク７間にバネ筒２９を接着剤で固
着すると共にバネ筒２９内に短縮コイルバネ３０
を収容する。最後の被駆動デイスク７を嵌め込ん
だ後、入力軸５に止め輪を取り付け、側板２を合
せて締め付けナツトにより全体を一体に結合す
る。この後オイルプラグ孔２３からシリコンオイ
ルを所定量注入して、オイルプラグをねじ込む。

このようにして組み立てた流体継手に、駆動動
力源であるモータの軸を入力軸の取付孔に取り付
け、出力軸連結部４に例えばクレーンの走行車輪
を取り付ける。

流体継手を起動させると、その回転数が上が
り、その回転数に応じた押圧力でスチールボール
８が左端の被駆動デイスク７を押圧すると共にシ
リコンオイルの温度は徐々に上昇する。こうして
シリコンオイルの温度が18℃に達すると、伸長コ
イルバネ４１のコイル長がバネ筒４０と同寸であ
つたものがそれより4.0mm伸長すると共に各短縮
コイルバネ３０，３０……のコイル長が夫々1.0
mm、合計4.0mm即ちバネ筒２９の寸法にまで短縮
し、伝達トルクの低下を防止する（第３図ｂ図
示）。

駆動を終了し、流体継手を停止させた後も、シ
リコンオイルの温度は急激には下降せず、以前と
して18℃を上まわつたままなので、各被駆動デイ
スク７間の間〓はバネ筒２９の寸法にまで短縮し
たままである。更に伸長コイルバネ４１も伸長し
たままであるので、スチールボール８がスチール
ボール収納部に戻つても短縮コイルバネ３０とス
チールボール８及び左端の被駆動デイスク７の間
に〓間が生ずることはない。次に、シリコンオイ
ルの温度が未だ18℃以上にある時点で流体継手を
再駆動しても、被駆動デイスク７間の間〓は縮め
られたままであるので、シリコンオイルの粘度が
低下していても、伝達トルクの低下は防止でき
る。

こうして流体継手を停止させ、シリコンオイル
の温度が低下すると、短縮コイルバネ３０のコイ
ル長がそのバネ筒２９の筒長まで縮むと共に伸長
コイルバネ４１のコイル長が伸長し、元の位置に
復帰するが、この場合もスチールボール８とバネ
筒４０及び、左端の被駆動デイスク７とに〓間が
生ずることもない。

又本実施例では４個のスチールボールを４個の
伸長コイルバネ４１で加圧しているので、各コイ
ルバネの規格が同一であれば、スチールボール８
を介して同様に被駆動デイスク７を加圧でき、被
駆動デイスク７の摺動がスムーズに行なわれる。

更にここでスチールボール８と、伸長コイルバ
ネ４１とを入力側にも設け、両側から被駆動デイ
スク７を押圧するようにしてもよいし、その場合
伸長コイルバネ４１の伸長量は、片側2.0mmとし、
両側の伸長コイルバネ４１の伸長量の合計を4.0
mmとすればよい。このように両側に押圧部材と金
属部材とを用いることにより、各押圧部材や金属
部材にかかる圧力が半減し、部品の耐久性の向上
につながり、而も確実にその押圧力が被駆動デイ
スクに伝達される。

尚、各部品の摩耗による伸長コイルバネ４１と
スチールボール８、或はスチールボール８と被駆
動デイスク７間の〓間をなくすために、伸長コイ
ルバネ４１とそのバネ筒４０とを、カム４２の作
動によつて、進退可能に構成することもできる
（第４図示）。

ト 効果 本考案の流体継手は、所望温度に達した時点で
の、被駆動デイスク間に挿入した短縮金属部材の
コイル長変化量と、押圧部材を加圧する伸長金属
部材のコイル長変化量とを同量としたことによ
り、温度上昇による流体の粘度低下時に各デイス
ク間の距離が縮まり、トルク伝達の低下を防止す
るだけでなく、押圧部材と金属部材及び、押圧部
材と側端に位置した被駆動デイスクとに〓間が生
ずることは皆無であり、流体継手駆動時にスチー
ルボールが側板や被駆動デイスクに衝突すること
による駆動時の騒音発生や、被駆動デイスクの損
傷を防止できる。

又各金属部材の変化量は先に決定しているので
押圧部材を介して被駆動デイスクを均等な圧力で
加圧でき、各デイスクをスムーズに摺動させるこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る流体継手の１実施例を示し
たもので、第１図は流体継手のＡ−Ａ断面図、第
２図は同左側面図、第３図ａ及び第３図ｂは同金
属部材の作動説明図、第４図は同変更例説明図、
第５図は従来例説明図である。 １……胴部、２，３……側板、４……出力軸連
結部、５……入力軸、６……駆動デイスク、７…
…被駆動デイスク、８……スチールボール、９…
…ボルト孔、１０……スプライン、１１……段付
孔、１２……オイルシール、１３……ボルト孔、
１４……ボルト孔、１５……テーパ面、１６……
スチールボール収納部、２３……オイルプラグ
孔、２４……取付孔、２５……キー溝、２６……
止めネジ孔、２７……止め板、２８……スプライ
ン、２９……バネ筒、３０……短縮コイルバネ、
３１……取付孔、３２……スプライン、３３……
スプライン、３４……止め板、３５……止め輪
溝、３６……スプライン、３７……通油孔、４０
……バネ筒、４１……伸長コイルバネ、４２……
カム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動動力源に接続される入力軸と、その入力軸
   を相対回転可能に包囲し且つ内部に粘性流体を充
   填した密閉状態の回転ケーシングと、そのケーシ
   ングの出力側に前記入力軸と同軸上に設けられた
   出力軸とからなり、前記入力軸の外周面に複数枚
   の駆動デイスクを適宜間隔を保つて軸方向へ摺動
   可能に設けると共に、前記ケーシングの内周面
   に、前記複数枚の駆動デイスクと僅かな間隔を保
   つて交互に重なり合うドーナツ状の被駆動デイス
   クを軸方向に摺動可能に設け、更に回転時の遠心
   力で放射方向へ移動する押圧部材によつて前記駆
   動デイスク及び被駆動デイスクを各デイスク間の
   間〓を縮める方向へ摺動可能とする押圧手段を設
   けた流体継手において、隣接する各被駆動デイス
   ク相互間に、所望温度にて硬化しコイル長が短縮
   するコイルバネ状に形状記憶熱処理された形状記
   憶効果を有する短縮金属部材と、前記被駆動デイ
   スク間の間〓を確保するスペーサとを配置すると
   共に、前記所望温度にて硬化し前記短縮金属部材
   の総短縮寸法と同寸法伸長するコイルバネ状に形
   状記憶熱処理された形状記憶効果を有する伸長金
   属部材により、前記押圧部材をその押圧部材の押
   圧力増加方向へ押し付けることを特徴とする流体
   継手。