JP2010106945A - 粘性流体カップリング及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 粘性流体カップリングにおいて、ハウジングに高精度なスプライン溝を形成して、トルク伝達の安定、耐久性の向上を図ること。
【解決手段】 第１プレート４０と第２プレート５０を動力伝達室３０の内部に交互に積層配置し、第１プレート４０の外周のスプライン歯４１をハウジング１０の一端開口の内周に設けたスプライン溝４２に嵌合するとともに、第２プレート５０の内周のスプライン歯５１をインナーシャフト２０の外周に設けたスプライン溝５２に嵌合する粘性流体カップリング１において、ハウジング１０の内周のスプライン溝４２が鍛造加工されてなるもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は粘性流体カップリング及びその製造方法に関する。

車両の動力伝達用粘性流体カップリングとして、特許文献１に記載のものがある。この粘性流体カップリングは、ハウジングにインナーシャフトを枢支し、ハウジングの内周とインナーシャフトの外周の間の環状空間を動力伝達室とし、第１プレートと第２プレートを動力伝達室の内部に交互に積層配置し、第１プレートの外周のスプライン歯をハウジングの一端開口の内周に設けたスプライン溝に嵌合するとともに、第２プレートの内周のスプライン歯をインナーシャフトの外周に設けたスプライン溝に嵌合し、動力伝達室に充填した粘性流体により、ハウジングとインナーシャフトの間で動力を伝達する。

従来の粘性流体カップリングでは、ハウジングの一端開口の内周に設けるスプライン溝を、ハウジングのダイキャストにより形成している。
特公平7-90704

従来の粘性流体カップリングは、ハウジングのダイキャスト一体成形により、一端開口から他端側の内周面にスプライン溝を同時に成形するものであり、ダイキャスト成形型の型抜きを考慮して、軸方向勾配（型抜き方向に沿う）が必要になり、結果として成形されたハウジングの内周面は軸方向に沿った抜き勾配が設けられることになる。

従って、ハウジングの内周面は一端開口側が大径、他端側が小径のテーパ面となり、この内周面の一端開口側〜他端側の軸方向に沿うスプライン溝を形成すると、スプライン溝は一端開口側の溝断面形状が他端側の溝断面形状より大断面形状になる。

このため、同形の複数枚の第１プレートのスプライン歯をハウジングのスプライン溝に嵌合し積層させたとき、ハウジングの一端開口側に配置される第１プレートのスプライン歯とスプライン溝との嵌合隙間がより大きくなり、ハウジングの回転方向でのがたつきが大きくなる。従って、ハウジングとインナーシャフトの間のトルク伝達が不安定になり、粘性流体カップリングの耐久性も低下する。

本発明の課題は、粘性流体カップリングにおいて、ハウジングに高精度なスプライン溝を形成して、トルク伝達の安定、耐久性の向上を図ることにある。

請求項１の発明は、ハウジングにインナーシャフトを枢支し、ハウジングの内周とインナーシャフトの外周の間の環状空間を動力伝達室とし、第１プレートと第２プレートを動力伝達室の内部に交互に積層配置し、第１プレートの外周のスプライン歯をハウジングの一端開口の内周に設けたスプライン溝に嵌合するとともに、第２プレートの内周のスプライン歯をインナーシャフトの外周に設けたスプライン溝に嵌合し、動力伝達室に充填した粘性流体により、ハウジングとインナーシャフトの間で動力を伝達する粘性流体カップリングにおいて、ハウジングの内周のスプライン溝が鍛造加工されてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ハウジングの全体が鍛造加工されてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、ハウジングにインナーシャフトを枢支し、ハウジングの内周とインナーシャフトの外周の間の環状空間を動力伝達室とし、第１プレートと第２プレートを動力伝達室の内部に交互に積層配置し、第１プレートの外周のスプライン歯をハウジングの一端開口の内周に設けたスプライン溝に嵌合するとともに、第２プレートの内周のスプライン歯をインナーシャフトの外周に設けたスプライン溝に嵌合し、動力伝達室に充填した粘性流体により、ハウジングとインナーシャフトの間で動力を伝達する粘性流体カップリングの製造方法において、ハウジングの内周のスプライン溝を鍛造加工するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の粘性流体カップリングの製造方法において、スプライン溝成形用の下穴が一端に開口する筒状体を素材から鍛造加工する予備成形工程と、筒状体のスプライン溝成形用の下穴にスプライン溝成形用のパンチを挿入してスプライン溝を鍛造加工する仕上成形工程とを有するようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記ハウジングが一端が開口する筒状体からなるハウジング本体の開口部に閉鎖部材を嵌合して動力伝達室を閉鎖するに際し、前記予備成形工程が、スプライン溝成形用の下穴と、閉鎖部材嵌合用の穴を有する筒状体を素材から鍛造加工するようにしたものである。

（請求項１、３）
(a)ハウジングの一端開口の内周に設けるスプライン溝を、鍛造加工により形成する。従って、ハウジングの内周の一端開口側〜他端側の軸方向に沿う全域に渡り、同一の溝断面を簡易且つ高精度に加工できる。従って、第１プレートのスプライン歯をハウジングのスプライン溝に嵌合させたとき、全ての第１プレートがスプライン溝との嵌合隙間を適度にし、ハウジングの周方向にがたつくことがない。ハウジングとインナーシャフトの間のトルク伝達を安定にし、耐久性を向上できる。

（請求項２）
(b)ハウジングのスプライン溝を含む全体を鍛造加工により簡易に製造できる。

（請求項４）
(c)スプライン溝成形用下穴を有する筒状体を素材から成形する予備成形工程を有するものとしたから、その後の仕上成形工程でスプライン溝を高精度に鍛造加工できる。

（請求項５）
(d)上述(c)の予備成形工程で、ハウジング本体の開口部に嵌合される閉鎖部材のための嵌合用穴も同時に鍛造加工するものとしたから、ハウジング本体のスプライン溝を含む全体を鍛造加工により簡易に製造できる。

図１は粘性流体カップリングを示す全体断面図、図２は図１の側面図、図３はハウジング本体の製造工程を示す模式図である。

図１、図２に示す粘性流体カップリング１は、入力側動力伝達部材と出力側動力伝達部材との間に介装され、入力側動力伝達部材が連結されるハウジング１０と、出力側動力伝達部材が連結されるインナーシャフト２０を有する。

ハウジング１０は、ハウジング本体１１と閉鎖部材１２とからなる。ハウジング本体１１は、一端開口且つ他端窄まり状（他端は完全閉塞状をなす閉塞部でも可）をなす筒状体からなり、この筒状体の他端窄まり部の外側端面に入力側動力伝達部材の取付用ねじ孔１１Ａ等を備える。閉鎖部材１２は、ハウジング本体１１の筒状体の一端開口部に設けた嵌合用穴１１Ｂに嵌合されるボス付板状体からなり、板状体の外周環状溝に装填したＯリング１３を嵌合用穴１１Ｂに液密に嵌着する。ハウジング本体１１の嵌合用穴１１Ｂに嵌合された閉鎖部材１２は、嵌合用穴１１Ｂの内方に設けられる後述のスプライン溝４２の端面と、嵌合用穴１１Ｂの内周環状溝に係止した止め輪１４とに挟まれて固定化される。尚、ハウジング本体１１の筒状体の他端窄まり部の中心部にはインナーシャフト２０が挿入される軸挿入用孔１１Ｃが設けられ、インナーシャフト２０のための軸受１５、シール部材１６がこの軸挿入用孔１１Ｃの内周装填部に装填される。軸受１５は、軸挿入用孔１１Ｃの内周環状溝に係止した止め輪１７により抜け止めされる。また、閉鎖部材１２のボス部の中心部にはインナーシャフト２０が挿通される軸挿通用孔１２Ａが設けられ、インナーシャフト２０のための軸受１８、シール部材１９がこの軸挿通用孔１２Ａの内周装填部に装填される。

インナーシャフト２０は、ハウジング１０に枢支される。インナーシャフト２０は、中空軸からなり、ハウジング本体１１の軸挿入用孔１１Ｃに挿入されるとともに、閉鎖部材１２の軸挿通用孔１２Ａに挿通され、ハウジング本体１１、閉鎖部材１２のそれぞれに装填した軸受１５、１８に枢支されるとともに、ハウジング本体１１、閉鎖部材１２のそれぞれに装填したシール部材１６、１９に液密に摺接する。インナーシャフト２０は、中空軸の内径部に出力側動力伝達部材のための取付用セレーション２１を備える。

粘性流体カップリング１は、ハウジング１０の内周とインナーシャフト２０の外周の間の環状空間を動力伝達室３０とする。動力伝達室３０は、ハウジング１０を構成するハウジング本体１１の後述するスプライン溝４２が設けられる内周と、インナーシャフト２０の後述するスプライン溝５２が設けられる外周の間の環状空間を、ハウジング本体１１の嵌合用穴１１Ｂ（開口部）に嵌合された閉鎖部材１２により閉鎖して区画される。動力伝達室３０は、ハウジング本体１１の軸挿入用孔１１Ｃに装填したシール部材１６、閉鎖部材１２の軸挿通用孔１２Ａに装填したシール部材１９、閉鎖部材１２の外周に装填したＯリング１３により外部に対し液密に封止される。

粘性流体カップリング１は、多数の第１プレート４０と、多数の第２プレート５０を、動力伝達室３０の内部に、それらの表面が互いに僅かな隙間を保つように交互に積層配置している。各第１プレート４０の外周のスプライン歯４１を、ハウジング１０を構成するハウジング本体１１の筒状体の内周の軸方向に設けたスプライン溝４２に嵌合する。各第２プレート５０の内周のスプライン歯５１を、インナーシャフト２０の外周の軸方向に設けたスプライン溝５２に嵌合する。

粘性流体カップリング１は、動力伝達室３０にシリコンオイル等の粘性流体Ｌを充填する。ハウジング１０を構成する閉鎖部材１２の板状体に粘性流体Ｌの注入孔６０を設け、この注入孔６０をシール用ボルト６１により液密に封止する。尚、閉鎖部材１２の板状体は、粘性流体Ｌが注入される動力伝達室３０の空気抜きに供される空気抜き孔６２を備え、この空気抜き孔６２をシール用ボール６３により液密に封止する。

従って、粘性流体カップリング１は、入力側動力伝達部材に連結されているハウジング１０が回転駆動され、第１プレート４０が回転すると、この第１プレート４０とともに動力伝達室３０内の粘性流体Ｌが摩擦力と剪断力を受けて回動誘導し、それに伴なって第２プレート５０が回転する。これにより、第２プレート５０がスプライン嵌合しているインナーシャフト２０が回転し、インナーシャフト２０に連結されている出力側動力伝達部材に回転トルクが伝達される。

しかるに、粘性流体カップリング１にあっては、ハウジング１０を構成するハウジング本体１１の全体を鍛造加工により製造し、ハウジング本体１１の筒状体の内周のスプライン溝４２も鍛造加工により設ける。ハウジング本体１１は、具体的には以下の手順で製造される（図３）。

(1)アルミからなるハウジング本体１１のための環状素材Ａを用意する。

(2)粗成形工程
上述(1)の環状素材Ａを鍛造加工し、一端開口且つ他端窄まり状をなす筒状体（粗成形体）Ｂを成形する。

(3)予備成形工程
上述(2)の筒状体Ｂの一端開口の内周にスプライン溝成形用下穴４２Ａと、閉鎖部材嵌合用穴１１Ｂを鍛造加工し、スプライン溝成形用下穴４２Ａと閉鎖部材嵌合用穴１１Ｂを有する筒状体（予備成形体）Ｃを成形する。

(4)仕上成形工程
上述(3)の筒状体Ｃのスプライン溝成形用下穴４２Ａにスプライン溝成形用パンチＰを挿入してスプライン溝４２を鍛造加工し、閉鎖部材嵌合用穴１１Ｂとスプライン溝４２を有するハウジング本体１１を成形する。パンチＰは外周にスプライン溝成形刃を備える。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ハウジング１０の一端開口の内周に設けるスプライン溝４２を、鍛造加工により形成する。従って、ハウジング１０の内周の一端開口側〜他端側の軸方向に沿う全域に渡り、同一の溝断面を簡易且つ高精度に加工できる。従って、第１プレート４０のスプライン歯４１をハウジング１０のスプライン溝４２に嵌合させたとき、全ての第１プレート４０がスプライン溝４２との嵌合隙間を適度にし、ハウジング１０の周方向にがたつくことがない。ハウジング１０とインナーシャフト２０の間のトルク伝達を安定にし、耐久性を向上できる。

(b)ハウジング１０のスプライン溝４２を含む全体を鍛造加工により簡易に製造できる。

(c)スプライン溝成形用下穴４２Ａを有する筒状体Ｃを素材Ａから成形する予備成形工程を有するものとしたから、その後の仕上成形工程でスプライン溝４２を高精度に鍛造加工できる。

(d)上述(c)の予備成形工程で、ハウジング本体１１の開口部に嵌合される閉鎖部材１２のための嵌合用穴１１Ｂも同時に鍛造加工するものとしたから、ハウジング本体１１のスプライン溝４２を含む全体を鍛造加工により簡易に製造できる。

尚、鍛造加工されたハウジング１０（ハウジング本体１１）は、ダイキャストされたものに比して、強度上優位であり、小型軽量化できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は粘性流体カップリングを示す全体断面図である。 図２は図１の側面図である。 図３はハウジング本体の製造工程を示す模式図である。

符号の説明

１ 粘性流体カップリング
１０ ハウジング
１１ ハウジング本体
１１Ｂ 閉鎖部材嵌合用穴
１２ 閉鎖部材
２０ インナーシャフト
３０ 動力伝達室
４０ 第１プレート
４１ スプライン歯
４２ スプライン溝
４２Ａ スプライン溝成形用下穴
５０ 第２プレート
５１ スプライン歯
５２ スプライン溝

Claims (5)

1. ハウジングにインナーシャフトを枢支し、
   ハウジングの内周とインナーシャフトの外周の間の環状空間を動力伝達室とし、
   第１プレートと第２プレートを動力伝達室の内部に交互に積層配置し、
   第１プレートの外周のスプライン歯をハウジングの一端開口の内周に設けたスプライン溝に嵌合するとともに、第２プレートの内周のスプライン歯をインナーシャフトの外周に設けたスプライン溝に嵌合し、
   動力伝達室に充填した粘性流体により、ハウジングとインナーシャフトの間で動力を伝達する粘性流体カップリングにおいて、
   ハウジングの内周のスプライン溝が鍛造加工されてなることを特徴とする粘性流体カップリング。
2. 前記ハウジングの全体が鍛造加工されてなる請求項１に記載の粘性流体カップリング。
3. ハウジングにインナーシャフトを枢支し、
   ハウジングの内周とインナーシャフトの外周の間の環状空間を動力伝達室とし、
   第１プレートと第２プレートを動力伝達室の内部に交互に積層配置し、
   第１プレートの外周のスプライン歯をハウジングの一端開口の内周に設けたスプライン溝に嵌合するとともに、第２プレートの内周のスプライン歯をインナーシャフトの外周に設けたスプライン溝に嵌合し、
   動力伝達室に充填した粘性流体により、ハウジングとインナーシャフトの間で動力を伝達する粘性流体カップリングの製造方法において、
   ハウジングの内周のスプライン溝を鍛造加工することを特徴とする粘性流体カップリングの製造方法。
4. 請求項３に記載の粘性流体カップリングの製造方法において、
   スプライン溝成形用の下穴が一端に開口する筒状体を素材から鍛造加工する予備成形工程と、
   筒状体のスプライン溝成形用の下穴にスプライン溝成形用のパンチを挿入してスプライン溝を鍛造加工する仕上成形工程とを有する粘性流体カップリングの製造方法。
5. 前記ハウジングが一端が開口する筒状体からなるハウジング本体の開口部に閉鎖部材を嵌合して動力伝達室を閉鎖するに際し、
   前記予備成形工程が、スプライン溝成形用の下穴と、閉鎖部材嵌合用の穴を有する筒状体を素材から鍛造加工する請求項４に記載の粘性流体カップリングの製造方法。

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