JPH11351284A - 回転速度差感応型継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動油が高温に加熱されるのを防止する。 【解決手段】 流出路１７には、開閉弁２９を設ける。
開閉弁２９は、スプール孔３０に摺動自在に設けられた
弁体３１と、この弁体３１をスプール孔３０の底部に突
き当たった開位置側へ付勢する第１の付勢手段３２と、
弁体３１をストッパ３４に突き当たった閉位置側へ付勢
する第２の付勢手段３３とから構成する。スプール孔３
０は、回転軸線Ｌと平行と平行に形成する。第２の付勢
手段３３は、形状記憶合金によって形成する。第２の付
勢手段３３は、作動油の温度が所定の閉弁温度以下であ
るときには収縮し、弁体３１が開位置に位置して流出路
１７を開くのを許容する。その一方、第２の付勢手段３
３は、作動油の温度が所定の閉弁温度以上になると伸長
し、弁体３１を第１の付勢手段３２の付勢力に抗して閉
弁位置に移動させ、流出路１７を閉じさせる。

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
軸間に設けられ、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
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、それらの内部にはプランジャを摺動自在に収容
するシリンダ孔と、作動油を収容する作動油収容室とが
形成されている。シリンダ孔と作動油収容室との間に
は、それらを互いに連通させる流入路と流出路とがそれ
ぞれ形成されている。流入路には、シリンダ孔から作動
油収容室への作動油の流れを阻止し、作動油収容室から
シリンダ孔への作動油の流れを許容する逆止弁が設けら
れている。流出路には、作動油の流れに対して流通抵抗
を発生するオリフィス（流通抵抗発生部）が設けられて
いる。

【０００３】上記ハウジングと上記ロータとには、相対
回転する二軸がそれぞれ連結される。したがって、二軸
が相対回転すると、ハウジングとロータとが相対回転
し、それに伴ってプランジャが往復動する。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
作動油収容室側へ流出する。このとき、オリフィスによ
る流通抵抗が発生し、その流通抵抗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。一
方、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（特開平２−１５９４２３号公
報参照）。

【０００４】

【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は、作動油がオリフィスを通過する
際に熱が発生し、その熱によって作動油が加熱される。
このため、ハウジングとロータとが長時間にわたって相
対回転し続けると、作動油が高温になり、それに伴って
ハウジングとロータとの間をシールするシール部材が高
温に加熱される。その結果、シール部材が早期に劣化し
てしまうという問題があった。

【０００５】

【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
相対回転に伴ってシリンダ孔に摺動自在に設けられたプ
ランジャが往復動し、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、上記プランジャの復動時には作動油が
逆止弁を有する流入路を通って上記シリンダ孔に流入す
る回転速度差感応型継手において、上記流出路に、開位
置と閉位置との間を移動可能な弁体を有し、上記作動油
の温度が所定の閉弁温度以下であるときには上記弁体が
上記開位置に移動して上記流出路を開き、上記作動油の
温度が上記閉弁温度以上になると上記弁体が上記閉位置
に移動して上記流出路を閉じる開閉弁を設け、上記開閉
弁の弁体の移動方向を上記ハウジングおよび上記ロータ
の径方向とほぼ直交する方向に設定したことを特徴とし
ている。

【０００６】この場合、上記弁体の移動方向を、上記ハ
ウジングと上記ロータとの回転軸線と平行な方向に設定
するのが望ましい。

【０００７】上記開閉弁は、上記流出路を横断するスプ
ール孔と、このスプール孔に摺動自在に設けられた弁体
と、上記作動油の温度が上記閉弁温度以上になったとき
に上記弁体を閉位置に移動させる移動手段とを有するも
のとして実現される。その際、上記移動手段について
は、上記作動油の温度が上記閉弁温度以下であるときに
は上記弁体が上記開位置に移動するのを許容する第１の
状態になり、上記作動油の温度が上記閉弁温度以上であ
るときには上記弁体を上記閉位置に移動させる第２の状
態になるよう、形状記憶合金によって形成するのが望ま
しい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図１〜図４を参照して説明する。図１および図３
に示すように、回転速度差感応型継手１は、回転軸線Ｌ
を中心として相対回転可能なハウジング２とロータ３と
を備えている。

【０００９】ハウジング２は、一端に底部を有し、他端
が開口した有底円筒状をなすものであり、底部の外面に
は、連結部２ａが形成されている。この連結部２ａに
は、相対回転する二軸のうちの一方の軸が連結される。
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の底部との各対向面には、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。なお、符号Ｓ₁は、ハウジング２とカ板
４との間をシールするシール部材である。

【００１０】上記ロータ３は、円板部３Ａと、この円部
部３Ａの一端面中央部に設けられた軸部３Ｂとから構成
されている。円板部３Ａは、ハウジング２の内周に回転
軸線Ｌを中心として回転自在に嵌合されている。軸部３
Ｂ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】上記円板部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１
０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の一端部と他端部とには、プランジャ１
１，１２が摺動自在に設けられている。プランジャ１
１，１２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にそれぞれ押圧接触さ
せられている。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内の作動油が流出路１７を通って流
出し、離間移動（復動）時には流入路１６を通って作動
油がシリンダ孔１０内に流入する。流入路１６および流
出路１７については後述する。

【００１２】上記ハウジング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２
ｂには、ピストン１４が摺動自在に設けられている。こ
のピストン１４とロータ３の円板部３Ａとにより、貫通
孔２ｂ内に外部に対して密封された作動油収容室１５が
区画されている。作動油収容室１５には、作動油が充填
されている。

【００１３】上記ピストン１４は、ばね受け１８によっ
て抜け止めされるとともに、ばね受け１８とピストン１
４との間に設けられたコイルばね等の付勢手段１９によ
り、ロータ３側へ向かって、つまり作動油収容室１５の
内部容積を小さくする方向に向かって付勢されている。
したがって、継手１内の作動油が加熱されて膨張した場
合には、その膨張分だけピストン１４が付勢手段１９の
付勢力に抗して外側へ移動する。逆に、作動油が自然放
熱等によって冷却されて収縮した場合には、その収縮分
だけピストン１４が付勢手段１９の付勢力によって内側
へ移動する。これにより、作動油の圧力がほぼ一定に維
持されている。ピストン１４の外周面と貫通孔２ｂの内
周面との間には、シール部材Ｓ₄が設けられている。

【００１４】上記シリンダ孔１０と上記作動油収容室１
５との間には、それらを互いに連通させる流入路１６と
流出路１７とがそれぞれ形成されている。すなわち、図
１に示すように、円板部３Ａの外周面には、シリンダ孔
１０と同数の切欠き部２０が形成されている、各切欠き
部２０は、シリンダ孔１０，１０の各間にそれぞれ配置
されている。各切欠き部２０は、ハウジング２の底部と
対向する円板部３Ａの端面に形成された溝２１を介して
作動油収容室１５に連通している。

【００１５】切欠き部２０とシリンダ孔１０との間に
は、それらを互いに連通させる流入孔２２が形成されて
いる。図１および図４に示すように、流入孔２２には、
逆止弁２３が設けられている。この逆止弁２３は、切欠
き部２０内の作動油が流入孔２２を通ってシリンダ孔１
０に流入するのを許容するが、シリンダ孔１０内の作動
油が流入孔２２を通って切欠き部２０に流出するのを阻
止する。したがって、プランジャ１１，１２が接近移動
（往動）するときには、シリンダ孔１０内の作動油が流
入孔２２を通って流出することはないが、プランジャ１
１，１２が離間移動（復動）するときには、作動油収容
室１５内の作動油が溝２１、切欠き部２０および流入孔
２２を通ってシリンダ孔１０に流入する。これから明ら
かなように、溝２１、切欠き部２０および流入孔２２に
よって流入路１６が構成されている。

【００１６】上記シリンダ孔１０と切欠き部２０との間
には、それらを互いに連通させる流出孔２４が形成され
ている。この流出孔２４が開口する切欠き部２０の側面
には、板部材２５および板ばね２６が重ねられ、ボルト
２７によって固定されている。板部材２５には、流出孔
２４に連通したオリフィス（流通抵抗発生部）２８が形
成されている。したがって、プランジャ１１，１２が接
近移動すると、シリンダ孔１０内の作動油が流出孔２４
およびオリフィス２８を通って切欠き部２０に流出し、
さらに溝２１を通って作動油収容室１５に流出する。こ
れから明らかなように、流出孔２４、オリフィス２８、
切欠き部２０および溝２１によって流出路１７が構成さ
れている。

【００１７】作動油がオリフィス２８を通過する際に
は、作動油の通過量に応じた流通抵抗が発生し、その流
通抵抗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。ここで、ハウジング２と
ロータ３との間で伝達される回転トルクの大きさは、オ
リフィス２８を通過する作動油の流通量に対応してい
る。したがって、従来の回転速度差感応型継手において
は、ハウジングとロータとの相対回転が小さいときには
回転トルクがほとんど伝達されない。しかるに、この継
手１においては、上記オリフィス２８が板ばね２６によ
って閉じられているので、シリンダ孔１０内の作動油が
切欠き部２０に流出するとき、作動油は板ばね２６をそ
れ自体の弾性力に抗して押し開かなければならず、板ば
ね２６の弾性力に応じた流通抵抗を受ける。よって、こ
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、板ばね２６の弾性力に応じた大きさの
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。

【００１８】なお、ハウジング２の内周面には、環状溝
２ｃが形成されており、この環状溝２ｃによって各切欠
き部２０が互いに連通している。したがって、シリンダ
孔１０から切欠き部２０に流出した作動油は、環状溝２
ｃを通って他のシリンダ孔１０に流入する。よって、実
際にはシリンダ孔１０と作動油収容室１５との間におい
て作動油が流通することはほとんどない。

【００１９】上記流出孔２４には、作動油の温度が所定
の閉弁温度以下で開弁し、所定の閉弁温度以上で閉弁す
る開閉弁２９が設けられている。この開閉弁２９は、図
２に示すように、円板部３Ａに形成されたスプール孔３
０と、このスプール孔３０に摺動自在に設けられた弁体
３１と、コイルばね等からなる第１、第２の付勢手段３
２，３３とを備えている。なお、開閉弁２９は、必ずし
も全ての流出孔２４に設ける必要はなく、少なくとも一
つの流出孔２４に設ければよい。

【００２０】スプール孔３０は、円板部３Ａの一端面か
ら他端側へ向かって回転軸線Ｌと平行に形成されてい
る。しかも、スプール孔３０は、流出孔２４をシリンダ
孔１０側（以下、上流側という。）と、切欠き部２０側
（以下、下流側という。）とに分断するように配置され
ている。スプール孔３０の開口部には、ストッパ３４が
設けられている。上記弁体３１は、円筒状をなすもので
あり、第１の付勢手段３２によってスプール孔３０の底
部側に付勢され、第２の付勢手段（移動手段）３３によ
ってストッパ３４側に付勢されている。

【００２１】第２の付勢手段３３は、形状記憶合金によ
って形成されており、作動油の温度が所定の閉弁温度以
下であるときには収縮した第１の状態になり、作動油の
温度が閉弁温度以上になると伸長した第２の状態にな
る。第２の付勢手段３３は、第１の状態になっていると
き、弁体３１が第１の付勢手段３２の付勢力によりスプ
ール孔３０の底部に突き当たった開弁位置に移動するの
を許容する。弁体３１が開弁位置に位置すると、流出孔
２４の上流側と下流側とがスプール孔３０を介して連通
する。つまり、流出孔２４（流出路１７）が開かれる。
その一方、第２の付勢手段３３は、第２の状態になって
いるとき、弁体３１を第１の付勢手段３２の付勢力に抗
して押して、ストッパ３４に突き当たった閉弁位置まで
移動させる。弁体３１が閉弁位置に位置すると、流出孔
２４の上流側と下流側とが弁体３１によって閉じられ
る。つまり、流出路１７が開閉弁２９によって閉じられ
る。なお、閉弁温度は、シール部材Ｓ₁〜Ｓ₄の材質を考
慮し、それらが早期に劣化する温度より低い温度に設定
される。

【００２２】上記構成の回転速度差感応型継手１におい
ては、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、作動油の温度が所定の閉弁温度以上にな
ると、開閉弁２９が閉弁して流出路１７を閉じる。その
結果、作動油がオリフィス２８を通過しなくなり、オリ
フィス２８での発熱がなくなる。したがって、作動油が
高温に加熱されるのを防止することができ、シール部材
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２９が閉弁すると、プランジャ１１，１２
が油圧ロック状態になって移動不能になので、ハウジン
グ２とロータ３とが一体に回転する。

【００２３】また、継手１を車両に用いた場合、ハウジ
ング２およびロータ３の相対回転速度は３０ｒｐｍ程度
の低速であるが、それらは２０００ｒｐｍ程度の高速で
回転する。そのような高速回転時には、弁体３１に多大
の遠心力が作用する。このため、仮に弁体３１の移動方
向（スプール孔３０の長手方向）がハウジング２および
ロータ３の径方向であると、弁体３１の移動方向に遠心
力が作用する結果、作動油の温度が閉弁温度に達する前
に開閉弁２９が閉弁してしまったり、あるいは作動油の
温度が閉弁温度に達しても閉弁しないことがある。

【００２４】この点、この継手１においては、弁体３１
の移動方向が回転軸線Ｌと平行であるから、弁体３１の
移動方向と遠心力の作用方向とは互いに直交し、遠心力
が弁体３１の移動方向に作用することがない。したがっ
て、ハウジング２およびロータ３の回転速度に拘わらず
常に一定の閉弁温度で開閉弁２９を閉弁させることがで
きる。

【００２５】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、シリンダ孔１０には、
二つのプランジャ１１，１２を設けることなく、一つの
プランジャだけを設けてもよい。また、弁体３１の開弁
位置と閉弁位置との間の距離、つまり弁体３１の移動距
離が非常に短い場合には、弁体３１の移動方向を回転軸
線Ｌと平行にすることなく、回転軸線Ｌおよび径方向と
直交する方向に設定してもよい。さらに、開閉弁２９と
してスプールタイプの弁を用い、その弁体３１を形状記
憶合金からなる第２の付勢手段３３によって閉弁位置に
移動させるようにしているが、開閉弁２９に代えて電磁
弁を用い、その電磁弁を作動油の温度を検出する温度セ
ンサの検出信号によって閉弁させるようにしてもよい。
ただし、形状記憶合金からなる第２の付勢手段３３を用
いた場合には、構造を簡単にすることができるととも
に、安価に製造することができるので、この実施の形態
のようにするのが望ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４に係
る発明によれば、作動油が高温に加熱され、それによっ
てシール部材が早期に劣化するのを防止することがで
き、しかも開閉弁を所定の閉弁温度で正確に閉弁させる
ことができるという効果が得られる。特に、請求項２に
係る発明によれば、開閉弁を閉弁温度でより正確に閉弁
させることができるという効果が得られる。請求項４に
係る発明によれば、回転速度差感応型継手を安価に製造
す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を示す図であって、図
３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図３】図１のＹ−Ｙ線に沿うロータの断面図である。

【図４】図１のＺ−Ｚ線に沿うロータの断面図である。

【符号の説明】

Ｌ 回転軸線 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 １６ 流入路 １７ 流出路 ２３ 逆止弁 ２８ オリフィス（流通抵抗発生部） ２９ 開閉弁 ３０ スプール孔 ３１ 弁体 ３３ 第２の付勢手段（移動手段）

Claims (4)

【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
   てシリンダ孔に摺動自在に設けられたプランジャが往復
   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、上記プランジャの復動時には作動油が逆止弁を有す
   る流入路を通って上記シリンダ孔に流入する回転速度差
   感応型継手において、上記流出路に、開位置と閉位置と
   の間を移動可能な弁体を有し、上記作動油の温度が所定
   の閉弁温度以下であるときには上記弁体が上記開位置に
   移動して上記流出路を開き、上記作動油の温度が上記閉
   弁温度以上になると上記弁体が上記閉位置に移動して上
   記流出路を閉じる開閉弁を設け、上記開閉弁の弁体の移
   動方向を上記ハウジングおよび上記ロータの径方向とほ
   ぼ直交する方向に設定したことを特徴とする回転速度差
   感応型継手。
2. 【請求項２】 上記弁体の移動方向を、上記ハウジング
   と上記ロータとの回転軸線と平行な方向に設定したこと
   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】 上記開閉弁が、上記流出路を横断するス
   プール孔と、このスプール孔に摺動自在に設けられた弁
   体と、上記作動油の温度が上記閉弁温度以上になったと
   きに上記弁体を閉位置に移動させる移動手段とを有する
   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。
4. 【請求項４】 上記移動手段は、形状記憶合金によって
   形成されており、上記作動油の温度が上記閉弁温度以下
   であるときには上記弁体が上記開位置に移動するのを許
   容する第１の状態になり、上記作動油の温度が上記閉弁
   温度以上であるときには上記弁体を上記閉位置に移動さ
   せる第２の状態になることを特徴とする請求項３に記載
   の回転速度差感応型継手。