(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸で相対回転可能に設けられた外内の第１回転部材及び第２回転部材と、
この第1，第２回転部材間に形成され粘性流体が封入された作動室と、
この作動室内に配置され前記第１回転部材に回転方向に係合する複数のアウター・プレートと、
前記作動室内に配置され前記第２回転部材に回転方向に係合し前記アウター・プレートに対し軸方向に交互に配置された複数のインナー・プレートとを備え、
前記粘性流体を介して前記アウター・プレート及びインナー・プレート間のトルク伝達を行うビスカス・カップリングであって、
前記第１回転部材は、鍛造で形成され、前記作動室の外周を区画する作動室外周壁部と、この作動室外周壁部の端部開口に形成された溶着嵌合内周部を形成し軸方向に突出する周回の第１の壁部と、この第１の壁部の溶着嵌合内周部に溶着嵌合外周部を形成し軸方向に突出する周回の第２の壁部が嵌合し前記作動室の軸方向側部を区画するカバーと、このカバーの軸方向側面で前記溶着嵌合内周部と溶着嵌合外周部との周回状の合わせ目を溶接結合した溶接結合部と、前記溶着嵌合内周部に段差を有して隣接し前記作動室外周壁部の端部開口に形成されたセンタリング内周部と、前記溶着嵌合外周部に段差を有して隣接し前記カバーに形成され前記センタリング内周部に嵌合してセンタリングされるセンタリング外周部とを備えた、
ことを特徴とするビスカス・カップリング。
【請求項２】
請求項１記載のビスカス・カップリングの第1回転部材であって、
鍛造で形成され、前記作動室の外周を区画する作動室外周壁部と、この作動室外周壁部の端部開口に形成された溶着嵌合内周部を形成し軸方向に突出する周回の第１の壁部と、この第１の壁部の溶着嵌合内周部に溶着嵌合外周部を形成し軸方向に突出する周回の第２の壁部が嵌合し前記作動室の軸方向側部を区画するカバーと、このカバーの軸方向側面で前記溶着嵌合内周部と溶着嵌合外周部との周回状の合わせ目を溶接結合した溶接結合部と、前記溶着嵌合内周部に段差を有して隣接し前記作動室外周壁部の端部開口に形成されたセンタリング内周部と、前記溶着嵌合外周部に段差を有して隣接し前記カバーに形成され前記センタリング内周部に嵌合してセンタリングされるセンタリング外周部とを備えた、
ことを特徴とする第1回転部材。
【請求項３】
請求項２記載の第1回転部材を加工する第1回転部材加工方法であって、
前記作動室外周壁部は、前記カバーに対向して前記作動室を区画する中間壁を備え、
前記作動室外周壁部の内周及び前記中間壁の前記作動室内側に内基準面を精密鍛造し、
この内基準面を基準として前記中間壁の外周面に外基準面を旋削加工し、
この外基準面を基準として前記溶着嵌合内周部又は前記溶着嵌合内周部及びセンタリング内周部を旋削加工する、
ことを特徴とする第1回転部材加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体粘性抵抗を利用したビスカス・カップリング、第1回転部材、及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のビスカス・カップリングとして、例えば特許文献1に記載されているものがある。
【０００３】
このビスカス・カップリングは、外側のハウジングと内側のインナ部材との間に粘性流体としてシリコーン・オイルが封入された作動室が区画形成され、作動室内に配置されたアウター・プレートがハウジングに回転方向に係合し、同インナー・プレートがインナ部材に回転方向に係合したものである。
【０００４】
ハウジングには、作動室を区画するカバー部材が螺合により取り付けられ、このカバー部材に、圧力リリーフバルブが設けられている。
【０００５】
したがって、差動回転によりシリコーン・オイルの温度が上昇し、作動室内圧が限界に達すると圧力リリーフバルブから内圧リリーフが行われ、作動室内の異常な圧力上昇を抑制することができる。
【０００６】
しかし、圧力リリーフバルブは、構造が複雑であり、コストアップの原因ともなっており、圧力リリーフバルブを廃止することが望まれていた。
【０００７】
一方、従来のハウジング及びカバー部材は、アルミダイカストにより形成されているため、巣の発生が懸念され、単位体積当たりの強度が低かった。
【０００８】
また、ハウジングにカバー部材を螺合により結合し、カバー部材に圧力リリーフバルブを設ける構造とならざるを得なかった。
【０００９】
そして、ハウジングにカバー部材を螺合により結合すると、ねじ部の長さ確保が必要となり、ビスカス・カップリングを所定サイズ内で成立させるには作動室の内部容積が制限されるという問題も招いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−９０９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする問題点は、ハウジングにカバー部材を螺合により結合し、カバー部材に圧力リリーフバルブを設ける構造とならざるを得ず、作動室の内部容積が制限される点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、圧力リリーフバルブを廃止し、作動室の内部容積の制限を抑制することを可能とするため、同軸で相対回転可能に設けられた外内の第１回転部材及び第２回転部材と、この第1，第２回転部材間に形成され粘性流体が封入された作動室と、この作動室内に配置され前記第１回転部材に回転方向に係合する複数のアウター・プレートと、前記作動室内に配置され前記第２回転部材に回転方向に係合し前記アウター・プレートに対し軸方向に交互に配置された複数のインナー・プレートとを備え、前記粘性流体を介して前記アウター・プレート及びインナー・プレート間のトルク伝達を行うビスカス・カップリングであって、前記第１回転部材は、鍛造で形成され、前記作動室の外周を区画する作動室外周壁部と、この作動室外周壁部の端部開口に形成された溶着嵌合内周部を形成し軸方向に突出する周回の第１の壁部と、この第１の壁部の溶着嵌合内周部に溶着嵌合外周部を形成し軸方向に突出する周回の第２の壁部が嵌合し前記作動室の軸方向側部を区画するカバーと、このカバーの軸方向側面で前記溶着嵌合内周部と溶着嵌合外周部との周回状の合わせ目を溶接結合した溶接結合部と、前記溶着嵌合内周部に段差を有して隣接し前記作動室外周壁部の端部開口に形成されたセンタリング内周部と、前記溶着嵌合外周部に段差を有して隣接し前記カバーに形成され前記センタリング内周部に嵌合してセンタリングされるセンタリング外周部とを備えたことをビスカス・カップリングの特徴とする。
【００１３】
鍛造で形成され、前記作動室の外周を区画する作動室外周壁部と、この作動室外周壁部の端部開口に形成された溶着嵌合内周部を形成し軸方向に突出する周回の第１の壁部と、この第１の壁部の溶着嵌合内周部に溶着嵌合外周部を形成し軸方向に突出する周回の第２の壁部が嵌合し前記作動室の軸方向側部を区画するカバーと、このカバーの軸方向側面で前記溶着嵌合内周部と溶着嵌合外周部との周回状の合わせ目を溶接結合した溶接結合部と、前記溶着嵌合内周部に段差を有して隣接し前記作動室外周壁部の端部開口に形成されたセンタリング内周部と、前記溶着嵌合外周部に段差を有して隣接し前記カバーに形成され前記センタリング内周部に嵌合してセンタリングされるセンタリング外周部とを備えたことを第1回転部材の特徴とする。
【００１４】
前記作動室外周壁部は、前記カバーに対向して前記作動室を区画する中間壁を備え、前記作動室外周壁部の内周及び前記中間壁の前記作動室内側に内基準面を精密鍛造し、この内基準面を基準として前記中間壁の外周面に外基準面を旋削加工し、この外基準面を基準として前記溶着嵌合内周部又は前記溶着嵌合内周部及びセンタリング内周部を旋削加工することを第1回転部材加工方法の特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明のビスカス・カップリングは、上記構成であるため、作動室外周壁部の端部開口にカバーを溶接結合し、カバーの圧力リリーフバルブを省くことができる。作動室外周壁部の端部開口にカバーを溶接結合するから、螺合に比較して結合のための長さを必要とせず、作動室の内部容積の制限を抑制することができる。
【００１６】
本願発明の第1回転部材は、上記構成であるため、作動室外周壁部の端部開口にカバーを溶接結合し、カバーの圧力リリーフバルブを省き、作動室の内部容積の制限を抑制するビスカス・カップリングを得ることができる。
【００１７】
本願発明の第1回転部材加工方法は、上記構成であるため、溶着嵌合内周部又は溶着嵌合内周部及びセンタリング内周部を正確に旋削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ビスカス・カップリングの断面図である。（実施例１）
【図２】図１の右側面図である。（実施例１）
【図３】（Ａ）は、図１の左側面図、（Ｂ）は、変形例に係る図１の左側面図である。（実施例１）
【図４】ハウジングの断面図である。（実施例１）
【図５】図４の右側面図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
圧力リリーフバルブを廃止し、作動室の内部容積の制限を抑制することを可能にするという目的を、第１回転部材の鍛造による形成とカバー部の溶接結合とにより実現した。
【実施例１】
【００２０】
図１は、ビスカス・カップリングの断面図、図２は、図１の右側面図、図３（Ａ）は、図１の左側面図、（Ｂ）は、変形例に係る図１の左側面図、図４は、ハウジングの断面図、図５は、図４の右側面図である。
【００２１】
図１〜図３のように、ビスカス・カップリング１は、第１回転部材であるハウジング３及び第２回転部材であるハブ・シャフト５を備えている。
【００２２】
ハウジング３及びハブ・シャフト５間に、作動室７が区画形成されている。この作動室７に粘性流体であるシリコーン・オイルが封入されている。作動室７内には、アウター・プレート９が配置され、ハウジング３に回転方向に係合している。このアウター・プレート９に対し軸方向に交互に配置された複数のインナー・プレート１１は、ハブ・シャフト５に回転方向に係合している。
【００２３】
なお、以下の記載語句「回転軸方向」とは、ビスカス・カップリング１の回転軸線の方向を示し、符号が付記された部材で駆動回転する部材の回転軸線の方向も同様に意味するものとする。
【００２４】
図１〜図５のように、ハウジング３は、アルミ合金の鍛造品であり、このハウジング３には、中間壁１３と結合部１５と軸受支持部１７と作動室外周壁部１９とが形成されている。
【００２５】
中間壁１３は、トルク伝達時に強度的に基準となる部分であり、ハブ・シャフト５の外径側から径方向に広がる環状の内壁をなして、作動室７の一側を区画し、比較的厚肉に形成されている。中間壁１３の外周面には、外基準面２１が形成され、内周面には、シール支持凹部２３、ブッシュ支持部２５が形成されている。
【００２６】
シール支持凹部２３には、高温、高圧用のシール部材であるＸリング２７が収容され、ブッシュ支持部２５には、銅系材料の環状の摺動ブッシュ２９が支持されている。
【００２７】
結合部１５は、中間壁１３から軸方向に突出形成され、相手部材、例えばプロペラ・シャフト側のフランジ部に突き当てて結合する構成部である。この結合部１５は、側面から見て外径側に広がる複数の放射状の凸部１５ｂをなすように形成されており、周方向に隣り合う凸部１５ｂは、後述する軸受４０の外径側で環状の基部１５ｃにて連結されており、本発明の実施例では凸部１５ｂが十字状に形成され、周方向相互間に肉抜き空間部３１を有している。結合部１５の結合突当面１５ａには、各凸部１５ｂの厚肉内を回転軸方向に切削された締結結合用の雌ねじ部３３が形成されている。
【００２８】
肉抜き空間部３１において中間壁１３の外側面には、軸方向に開口したバランス孔３５が形成され、回転バランスがとられている。このバランス孔３５は、形成しなくてもよい。
【００２９】
なお、図２（Ｂ）のように、肉抜き空間部３１を小さくし、環状の基部１５ｃを径方向に拡大し、結合突当面１５ａを拡大することもできる。この場合、バランス孔３５は、結合突当面１５ａ内で形成することもできる。
【００３０】
また、バランス孔３５は、結合部１５の凸部１５ｂ又は環状の基部１５ｃに形成してもよく、好ましくは結合突当面１５ａ側から回転軸方向に切削形成されるのが良い。
【００３１】
結合部１５の内周側には、前記軸受支持部１７に隣接して止め凹部３７、一側開口部３９が順次形成されている。
【００３２】
軸受支持部１７には、軸受４０が支持され、止め凹部３７には、止め輪４１が嵌め込まれている。
【００３３】
作動室外周壁部１９は、中間壁１３と連続して形成された筒状をなし、作動室７外周側を区画し、インナー凹凸部４３、センタリング内周部４５、溶着嵌合内周部４７が形成されている。
【００３４】
作動室外周壁部１９の端部には、作動室７の他側を区画するハウジング３のカバー４９が嵌合して取り付けられている。カバー４９の外周面には、センタリング外周部５１及び溶着嵌合外周部５３が形成され、内周面には、シール支持凹部５５、ブッシュ支持部５７が形成されている。カバー４９の外側面には、ダストカバー支持部５９、ブッシュ支持部６１が形成されている。
【００３５】
カバー４９は、センタリング外周部５１が、作動室外周壁部１９のセンタリング内周部４５に嵌合してセンタリングされ、溶着嵌合外周部５３が溶着嵌合内周部４７に中間嵌め又はすきま嵌めにより嵌合し、両者間の周回状の合わせ目が電子ビーム溶接或いはレーザー溶接により結合され、溶着結合部６２となっている。
【００３６】
ハウジング３とカバー４９とをセンタリング内周部４５とセンタリング外周部５１とによって、互いの軸心合せを行い、溶接嵌合内周部４７と溶接嵌合外周部５３とを対向させて、回転軸方向から溶接することにより、ビスカス・カップリング１の組付け時の寸法精度の確保が容易であり、回転振れを抑制することができる。
【００３７】
カバー４９のシール支持凹部５５には、高温、高圧用のシール部材であるＸリング６３が収容され、ブッシュ支持部５７には、ブッシュ２９と同様な摺動ブッシュ６５が支持されている。カバー４９のダストカバー支持部５９には、ダストカバー６７が取り付けられ、ブッシュ支持部６１には、ブッシュ６９が支持されている。
【００３８】
カバー４９には、作動室７内外を貫通する貫通孔７１が形成され、この貫通孔７１からシリコーン・オイルを作動室７内へ注入できるようになっている。貫通孔７１は、鋼製のボール７３の圧入により封止されている。
【００３９】
ハブ・シャフト５は、中空に形成され、外周部にスプライン７５が形成され、内周部にインナー・スプライン７７が形成されている。
【００４０】
このハブ・シャフト５は、中間壁１３内周とカバー４９内周とに嵌合し、ブッシュ２９、６５により中間壁１３及びカバー４９に相対回転自在に支持され、Ｘリング２７，６３がハブ・シャフト５の両側外周面に摺動可能に密接している。
【００４１】
そして、結合部１５にプロペラ・シャフト（図示せず）が結合され、ハブ・シャフト５には、ドライブ・ピニオン・シャフトの端部がスプライン係合し、このドライブ・ピニオン・シャフトの先端が軸受４０に軸支持される。
【００４２】
プロペラ・シャフトから入力されたトルクは、結合部１５から中間壁１３を介して作動室外周壁部１９に至る。この作動室外周壁部１９からアウター・プレート９に入力され、シリコーン・オイルの粘性抵抗を介してインナー・プレート１１に伝達され、ハブ・シャフト５からドライブ・ピニオン・シャフトに出力することができる。
【００４３】
トルク伝達時に、プロペラ・シャフト側から結合部１５に軸方向及び径方向の入力があり、ドライブ・ピニオン・シャフトの先端を支持する軸受３８には、主に径方向の入力がある。これらの入力は、結合部１５を介して中間壁１３に入力され、強固に受けることができる。
【００４４】
また、ハウジング３は、基材となる円柱状又は円筒状のビレットを、上下金型枠内で回転軸方向に型押しする鍛造工程によって、中間壁１３の両側で結合部１５と外周壁部１９を所定形状に流動形成される。アルミ合金の鍛造品であるから、中間壁１３から結合部１５まで軸受支持部３７周辺を含めて金属繊維（メタルフロー、若しくはファイバーフローとも言う）が連続しており、中間壁１３と結合部１５との強い結合により前記入力を確実に受け止め、強度上、音振特性上極めて有利な構造となる。
［ハウジングの加工方法］
ハウジング３は、カバー４９を含めてアルミ合金の鍛造により形成される。
【００４５】
さらに、ハウジング３の加工に際し、作動室７の内周である作動室外周壁部１９の内周及び中間壁１３の作動室７内側に内基準面１９ａ，１３ａを精密鍛造し、この内基準面１９ａ，１３ａを基準として中間壁１３の外周面に外基準面２１を旋削加工する。
【００４６】
この外基準面２１を基準として例えば３本爪のチャックにより掴み、ハウジング３の結合当接面１５ａ、軸受支持部１７、シール支持凹部２３，５５、ブッシュ支持部２５，５７、センタリング内周面４５、溶接嵌合内周部４７等の内周側各部を旋削加工する。
［実施例の効果］
本願発明実施例のビスカス・カップリング１では、同軸で相対回転可能に設けられた外内のハウジング３及びハブ・シャフト５と、ハウジング３及びハブ・シャフト５間に形成されシリコーン・オイルが封入された作動室７と、作動室７内に配置されハウジング３に回転方向に係合する複数のアウター・プレート９と、作動室７内に配置されハブ・シャフト５に回転方向に係合しアウター・プレート９に対し軸方向に交互に配置された複数のインナー・プレート１１とを備え、シリコーン・オイルを介してアウター・プレート９及びインナー・プレート１１間のトルク伝達を行うビスカス・カップリング１であって、ハウジング３は、鍛造で形成され、作動室７の外周を区画する作動室外周壁部１９と、この作動室外周壁部１９の端部開口に形成された溶着嵌合内周部４７と、この溶着嵌合内周部４７に溶着嵌合外周部５３が嵌合し作動室７の軸方向側部を区画するカバー４９と、カバー４９の軸方向側面で溶着嵌合内周部４７と溶着嵌合外周部５３との周回状の合わせ目を溶接結合した溶接結合部６２とを備えた。
【００４７】
このため、作動室外周壁部１９の端部開口にカバー４９を溶接結合し、カバー４９の圧力リリーフバルブを省くことができる。作動室外周壁部１９の端部開口にカバー４９を溶接結合するから、螺合のように結合のための長さを必要とせず、作動室７の内部容積の制限を抑制することができる。
【００４８】
溶着嵌合内周部４７に溶着嵌合外周部５３を嵌合させて溶接結合部６２を形成するから、溶接結合部６２が軸方向側面に位置することになり、作動室７の内圧を溶接結合部６２の剪断力として受けることができる。
【００４９】
溶接結合部６２が作動室外周壁部１９の周面側に位置する場合は、作動室の内圧が溶接結合部６２に曲げ力として作用するため、アルミ合金の鍛造品であるハウジング３では、強度的に不利となる。
【００５０】
これに対し、前記のように作動室７の内圧を溶接結合部６２の剪断力として受ける場合には、アルミ合金の鍛造品であるハウジング３でも強度的に有利となる。
【００５１】
ハウジング３では、溶着嵌合内周部４７に隣接して作動室外周壁部１９の端部開口に形成されたセンタリング内周部４５と、溶着嵌合外周部５３に隣接してカバー４９に形成されセンタリング内周部４５に嵌合してセンタリングされるセンタリング外周部５１とを備えた。
【００５２】
このため、溶着嵌合内周部４７及び溶着嵌合外周部５３が溶接結合部６２により多少変形しても、センタリング内周部４５及びセンタリング外周部５１により正確なセンタリングを行わせることができる。
【００５３】
鍛造で形成され、作動室７の外周を区画する作動室外周壁部１９と、この作動室外周壁部１９の端部開口に形成された溶着嵌合内周部４７と、この溶着嵌合内周部４７に溶着嵌合外周部５３が嵌合し作動室７の軸方向側部を区画するカバー４９と、カバー４９の軸方向側面で溶着嵌合内周部４７と溶着嵌合外周部５３との周回状の合わせ目を溶接結合した溶接結合部６２とを備えた。
【００５４】
このため、作動室外周壁部１９の端部開口にカバー４９を溶接結合し、カバー４９の圧力リリーフバルブを省き、作動室７の内部容積の制限を抑制するビスカス・カップリング１を得ることができる。
【００５５】
溶着嵌合内周部４７に隣接して作動室外周壁部１９の端部開口に形成されたセンタリング内周部４５と、溶着嵌合外周部５３に隣接してカバー４９に形成されセンタリング内周部４５に嵌合してセンタリングされるセンタリング外周部５１とを備えた。
【００５６】
このため、溶着嵌合内周部４７及び溶着嵌合外周部５３が溶接結合部６２により多少変形しても、センタリング内周部４５及びセンタリング外周部５１により正確なセンタリングを行わせることができるビスカス・カップリング１を得ることができる。
【００５７】
作動室外周壁部１９は、カバー４９に対向して作動室７を区画する中間壁１３を備え、作動室外周壁部１９の内周及び中間壁１３の作動室７内側に内基準面１９ａ，１３ａを精密鍛造し、この内基準面１１９ａ，１３ａを基準として中間壁１３の外周面に外基準面２１を旋削加工し、この外基準面２１を基準として溶着嵌合内周部４７又は溶着嵌合内周部４７及びセンタリング内周部４５を旋削加工する。
【００５８】
このため、溶着嵌合内周部４７又は溶着嵌合内周部４７及びセンタリング内周部４５を正確に旋削加工することができる。
【００５９】
また、本願発明実施例のハウジング構造では、中間壁１３に連続形成される結合部１５は、複数の放射状の凸部１５ｂと、これらの凸部１５ｂに連続した環状の基部１５ｃとからなる広範囲な外表面面積を備えている。
【００６０】
従って、作動室７内でアウター，インナーの各プレート９，１１の差動回転によってせん断抵抗を受け高温となったシリコーン・オイルの高熱は、中間壁１３から、結合部１５に伝播し効率よく放熱され、ビスカス・カップリング１のトルク伝達特性を安定させることができる。
【００６１】
加えて、各凸部１５ｂと肉抜き空間部３１は、の回転時に回転フィン状をなして周辺のエアの流動を助長させ、放熱性をさらに向上させることができる。
［その他の実施形態］
上記実施例においては、入出力部材としてのプロペラ・シャフトを、結合部１５の結合当接面１５ａに対して当接連結させているが、連結形態はこれに限らない。例えば、結合部１５の外周面又は内周面にスプライン部などの連結部分を形成し、相手側の入出力部材をスプライン連結させるなど、ビスカス・カップリング１周辺の搭載環境に合わせて、種々の連結形態をとり得る。
【符号の説明】
【００６２】
１  ビスカス・カップリング
３  ハウジング（第１回転部材）
５  ハブ・シャフト（第２回転部材）
７  作動室
９  アウター・プレート
１１  インナー・プレート
１３  中間壁
１５  結合部
１７  軸受支持部（ハウジングの内周側）
１３ａ，１９ａ  内基準面
２１  外基準面
４５  センタリング内周部
４７  溶着嵌合内周部
４９  カバー
５１  センタリング外周部
５３  溶着嵌合外周部
６２  溶接結合部
【図１】
0005511570.tif 000002
【図２】
0005511570.tif 000003
【図３】
0005511570.tif 000004
【図４】
0005511570.tif 000005
【図５】
0005511570.tif 000006