JP2011149479A - 温度リミッタ及びビスカス・カップリング - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化による破壊を、加工工数を抑制した簡単な構造により防止することを可能とする。
【解決手段】ハウジング３及びハブ・シャフト５間にＸリング１１，１３により密閉形成されシリコーン・オイルが封入された作動室１５と、作動室１５内のアウター・プレート２３及びインナー・プレート２５間の差動回転によるシリコーン・オイルの剪断抵抗によりハウジング３及びハブ・シャフト５間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリング１であって、ハウジング３に設けられシリコーン・オイルを作動室１５内へ充填するために用いる孔４１と、孔４１に組み付けられたスチール・ボール４５とを備え、孔４１及びスチール・ボール４５間の締め代がハウジング３及びスチール・ボール４５の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を作動室１５のＸリング１１，１３による密閉形成が破壊される限界温度４００℃より低い３８０℃に設定したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部圧力が変化するハウジングの温度リミッタ、自動車などの動力伝達装置等に用いられるビスカス・カップリングに関する。

従来、圧力リミッタを備えたビスカス・カップリングとしてとして特許文献１に記載のものがある。

このビスカス・カップリングは、ハウジングに圧力リリーフ・バルブを設けたものである。

この圧力リリーフ・バルブは、ハウジングに固定される筒状ボディと、固定状態でハウジングの内部、即ち圧力発生側に対応する端部に設けられたプッシュ・ナットと、その中心部に設けた挿通孔に圧入されるシャフトと、筒状ボディの他端にＯリングによって抜け出し可能に設けられたシャフトガイドとを備えたものである。

プッシュ・ナットとシャフトとの間には圧入により摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗はシャフトが抜け出る際の抜け荷重になる。圧力容器内の圧力が上昇すると、プッシュ・ナットとともにシャフトが付勢され、シャフトがプッシュ・ナットから抜け出てシャフト・ガイドを押動し、シャフト・ガイドが筒状ボディから抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器損傷を防止することができる。

しかし、この圧力リリーフ・バルブは、ハウジング内にシリコーン・オイルを充填するために用いる孔とは別個のネジ溝に取り付けるものであるため、加工工数が多くなり、コスト低減に限界があった。

特開２００４−２８６０４０号公報

解決しようとする問題点は、加工工数が多くなり、コスト低減に限界があった点である。

本発明は、温度変化による破壊を、加工工数を抑制した簡単な構造により防止することを可能とするために、内部に流体が封入され温度変化に応じて内部圧力が変化するハウジングに設けられ、前記内部圧力を設定温度で圧抜きする温度リミッタであって、 前記ハウジングに設けられ前記流体を内部へ充填するために用いる孔と、前記孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体と、前記締め代が前記外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を前記作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定したことを温度リミッタの特徴とする。

相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、前記外側回転部材及び内側回転部材間に密閉形成され粘性液体が封入された作動室と、前記作動室内で回転軸芯方向に交互に配置され前記外側回転部材の内周に結合されたアウター・プレート及び前記内側回転部材の外周に結合されたインナー・プレートと、前記アウター・プレート及びインナー・プレート間の差動回転による前記粘性液体の剪断抵抗により前記外側回転部材及び内側回転部材間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリングであって、前記外側回転部材に設けられ前記粘性液体を前記作動室内へ充填するために用いる孔と、前記孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体とを備え、前記締め代が前記外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を前記作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定したことをビスカス・カップリングの特徴とする。

本発明では、内部に流体が封入され温度変化に応じて内部圧力が変化するハウジングに設けられ、前記内部圧力を設定温度で圧抜きする温度リミッタであって、前記ハウジングに設けられ前記流体を内部へ充填するために用いる孔と、前記孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体と、前記締め代が前記外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を前記作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定した。

このため、温度リミッタ取り付けのために用いる孔を不要とし、加工工数を抑制して簡単な構造により温度変化による破壊を防止することができる。加工工数を抑制して簡単な構造によりコスト低減を図ることができる。

相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、前記外側回転部材及び内側回転部材間に密閉形成され粘性液体が封入された作動室と、前記作動室内で回転軸芯方向に交互に配置され前記外側回転部材の内周に結合されたアウター・プレート及び前記内側回転部材の外周に結合されたインナー・プレートと、前記アウター・プレート及びインナー・プレート間の差動回転による前記粘性液体の剪断抵抗により前記外側回転部材及び内側回転部材間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリングであって、前記外側回転部材に設けられ前記粘性液体を前記作動室内へ充填するために用いる孔と、前記孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体とを備え、前記締め代が前記外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を前記作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定した。

このため、温度リミッタ取り付けのために用いる孔を不要とし、加工工数を抑制して簡単な構造により温度変化による破壊を防止することができる。加工工数を抑制して簡単な構造によりコスト低減を図ることができる。

ビスカス・カップリングの断面図である。（実施例１） カバーの側面図である。（実施例１） 図１のＡ部拡大断面図である。（実施例１） 温度変化と寸法変化との関係を示すグラフである。（実施例１） 温度変化と締め代との関係を示すグラフである。（実施例１） （ａ）は、図３と同位置の要部拡大断面図、（ｂ）は、孔の正面図である。（実施例２） 図３と同位置の要部拡大断面図である。（実施例３） 図３と同位置の要部拡大断面図である。（実施例４）

温度変化による破壊を、加工工数を抑制した簡単な構造により防止するという目的を、孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体と、締め代が外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定することにより実現した。

図１は、ビスカス・カップリングの断面図、図２は、カバーの側面図、図３は、要部拡大断面図である。

図１のように、ビスカス・カップリング１は、外側回転部材であるハウジング３及び内側回転部材であるハブ・シャフト５を備えている。ハウジング３及びハブ・シャフト５は、ブッシュ７，９を介して相対回転自在となっている。ハウジング３側には、Ｘリング１１，１３が支持され、このＸリング１１，１３がハブ・シャフト５に密接して作動室１５が密閉形成され、作動室１５内に粘性液体として、例えばシリコーン・オイルが封入されている。

ハウジング３の内周及びハブ・シャフト５の外周には、作動室１５内においてインナー・スプライン１７，スプライン１９が形成されている。ハブ・シャフト５には、入出力用のスプライン２１が形成されている。

作動室１５内には、複数枚のアウター・プレート２３及びインナー・プレート２５が回転軸芯方向に交互に配置されている。なお、図１では、アウター・プレート２３及びインナー・プレート２５は、各複数枚の一部を示している。

アウター・プレート２３は、インナー・スプライン１７にスプライン係合し、このアウター・プレート２３には、スぺーサー・リング２７が介設されている。インナー・プレート２５は、スプライン１９にスプライン係合している。

ハウジング３には、一側内周に軸支持用のボール・ベアリング２９が設けられ、他側に摺動リング３１及びダスト・カバー３３が取り付けられている。摺動リング３１には、図示外のオイル・シールのリップが摺接し、ダスト・カバー３３は、オイル・シールを塵埃等から保護するものである。

ハウジング３は、例えばアルミ合金で鍛造形成され、本体部３５及びカバー部３７からなり、この本体部３５及びカバー部３７は、溶着部３９おいて溶接結合されている。

図１，図２のように、カバー部３７には、シリコーン・オイルを内部の作動室１５へ充填するために用いる一対の孔４１，４３が形成されている。孔４１，４３は、一方からシリコーン・オイルを注入し、他方から作動室１５内の空気抜きをする。

孔４１，４３には、閉止体としてスチール・ボール４５が圧入により組み付けられ、例えば、一方の孔４１へのスチール・ボール４５の圧入は、温度リミッタ４７を構成する。なお、孔４３側についても温度リミッタを構成するように設定することもできる。

温度リミッタ４７は、内部にシリコーン・オイルが封入され温度変化に応じて内部圧力が変化するハウジング３に前記のように設けられ、内部圧力を設定温度で圧抜きするものである。

孔４１へのスチール・ボール４５の圧入による組み付けは、ハウジング３の弾性変形内で設定された締め代で行われている。本実施例において、図３のように孔４１のドリルによる成形寸法は、Ｄ＝４．２５ｍｍ、スチール・ボール４５の直径は、ｄ＝４．５ｍｍとしている。

そして、アルミ合金のハウジング３及びスチール・ボール４５の熱膨張係数の差により孔４１及びスチール・ボール４５間の締め代がゼロとなる温度を、作動室１５の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定した。

作動室１５の密閉形成が破壊される限界温度は、作動室１５内の圧力上昇によりＸリング１１，１３が機能しなくなる温度であり、本実施例では例えば４００℃としている。

図４は、温度変化と寸法変化との関係を示すグラフ、図５は、温度変化と締め代との関係を示すグラフである。

図４は、横軸が温度変化、縦軸が寸法変化を示し、孔４１の寸法変化曲線４９及びスチール・ボール４５の寸法変化曲線５１が示されている。図５は、横軸が温度変化、縦軸が締め代を示し、締め代変化曲線５３が示されている。

図４，図５のように、限界温度４００℃に対し、締め代ゼロとなる温度を約３８０℃としている。

かかるビスカス・カップリング１は、ハウジング３とハブ・シャフト５とが相対回転するとアウター・プレート２３とインナー・プレート２５とが連動して相対回転し、シリコーン・オイルを剪断する。この剪断によりシリコーン・オイルがアウター・プレート２３とインナー・プレート２５との間に剪断抵抗を与え、アウター・プレート２３とインナー・プレート２５とを介してハウジング３とハブ・シャフト５との間にトルクを発生する。

このトルク発生時にビスカス・カップリング１の温度が高くなり、孔４１、スチール・ボール４５の寸法が、図４の寸法変化曲線４９，５１のように変化し、図５の締め代変化曲線５３のように孔４１及びスチール・ボール４５間の締め代が変化する。

そして、作動室１５の内圧上昇によりＸリング１１，１３が機能しなくなる前に締め代がゼロとなり、作動室１５の圧抜きをすることができる。

［実施例１の効果］
本発明実施例１は、相対回転可能なハウジング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Ｘリング１１，１３により密閉形成されシリコーン・オイルが封入された作動室１５と、作動室１５内で回転軸芯方向に交互に配置されハウジング３の内周のインナー・スプライン１７に結合されたアウター・プレート２３及びハブ・シャフト５の外周のスプライン１９に結合されたインナー・プレート２５と、アウター・プレート２３及びインナー・プレート２５間の差動回転によるシリコーン・オイルの剪断抵抗によりハウジング３及びハブ・シャフト５間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリング１であって、ハウジング３に設けられシリコーン・オイルを作動室１５内へ充填するために用いる孔４１と、孔４１に設定された締め代で組み付けられたスチール・ボール４５とを備え、孔４１及びスチール・ボール４５間の締め代がハウジング３及びスチール・ボール４５の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を作動室１５のＸリング１１，１３による密閉形成が破壊される限界温度４００℃より低い３８０℃に設定した。

このように、シリコーン・オイルを作動室１５内へ充填するために用いる孔４１を温度リミッタ４７取り付けのために用いる孔として利用するから、温度リミッタ４７用の特別な孔を不要にすることができる。

このため、加工工数を抑制して簡単な構造により温度変化による破壊を防止することができる。加工工数を抑制して簡単な構造によりコスト低減を図ることができる。

図６は、本発明の実施例２に係り、（ａ）は、図３と同位置の要部拡大断面図、（ｂ）は、孔の正面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付し、重複した説明は省略する。

図６のように、本実施例の温度リミッタ４７Ａでは、孔４１の外縁部を、かしめたものである。かしめ５５は、孔４１の周方向で３箇所に形成されている。

したがって、本実施例では、孔４１及びスチール・ボール４５間の締め代がゼロとなり作動室１５の圧抜きが行われるとき、かしめ５５によりスチール・ボール４５の脱落を確実に防止することができる。

その他、本実施例でも、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

図７は、本発明の実施例３に係り、図３と同位置の要部拡大断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＢを付し、重複した説明は省略する。

図７のように、本実施例の温度リミッタ４７Ｂでは、孔４１の孔の外端に、ダスト・カバー３３Ｂを臨ませたものである。ダスト・カバー３３Ｂは、閉止壁部３３Ｂａ、内周壁部３３Ｂｂ、外周壁部３３Ｂｃからなり、閉止壁部３３Ｂａ及び内周壁部３３Ｂｂ、閉止壁部３３Ｂａ及び外周壁部３３Ｂｃ間は、アール３３Ｂｄ，３３Ｂｅを有している。

カバー部３７Ｂには、孔４１の外端において凹部５７が周回形状に形成され、凹部５７の内周側面５７ａにダスト・カバー３３Ｂの内周壁部３３Ｂｂが圧入により固定されている。この固定により、ダスト・カバー３３Ｂの閉止壁部３３Ｂａが孔４１の外端に臨み、孔４１の径方向で半分以上を閉止する。

したがって、本実施例では、孔４１及びスチール・ボール４５間の締め代がゼロとなり作動室１５の圧抜きが行われるとき、ダスト・カバー３３Ｂによりスチール・ボール４５の脱落を確実に防止することができる。

圧抜きが行われるとき、シリコーン・オイルが孔４１から漏れても、ダスト・カバー３３Ｂのアール３３Ｂｅにガイドされて径方向外側へ斜めに飛散し、且つ凹部５７の外周側面５７ｂに衝突するなどして、拡散が規制される。

その他、本実施例でも、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

図８は、本発明の実施例４に係り、図３と同位置の要部拡大断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＣを付し、重複した説明は省略する。

図８のように、本実施例の温度リミッタ４７Ｃでは、孔４１Ｃの外端に、プラグ５９を取り付けたものである。孔４１Ｃの外端には、テーパ雌ねじ部６１が形成され、プラグ５９のテーパねじ部５９ａが螺合して取り付けられている。プラグ５９には、孔４１Ｃ内外を貫通する穴５９ｂが形成されている。

したがって、本実施例では、孔４１Ｃ及びスチール・ボール４５間の締め代がゼロとなり作動室１５の圧抜きが行われるとき、プラグ５９によりスチール・ボール４５の脱落を確実に防止することができる。

圧抜きはプラグ５９の穴５９ｂから行われる。

その他、本実施例でも、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。
［その他］
上記各実施例では、ビスカス・カップリングに用いる温度リミッタとして説明したが、内部に流体が封入され温度変化に応じて内部圧力が変化するハウジングに設けられ、内部圧力を設定温度で圧抜きする温度リミッタとして広く適用することができる。

スチール・ボールに代えて、円筒材、円錐材、その他孔４１を閉止でき、温度上昇時に締め代をゼロにすることができれば、その形状設定は自由である。

ハウジング３の材質には、アルミ合金の他、樹脂材等を適用することができ、スチール・ボール等の閉止体の材質は、クロム材、チタン等を適用することができる。

１ ビスカス・カップリング
３ ハウジング
５ ハブ・シャフト
１１，１３ Ｘリング
１５ 作動室
１７ インナー・スプライン
１９ スプライン
２３ アウター・プレート
２５ インナー・プレート
３３Ｂ ダスト・カバー
４１ 孔
４５ スチール・ボール（閉止体）
５５ かしめ
５９ プラグ
５９ｂ 穴

Claims (6)

1. 内部に流体が封入され温度変化に応じて内部圧力が変化するハウジングに設けられ、前記内部圧力を設定温度で圧抜きする温度リミッタであって、
   前記ハウジングに設けられ前記流体を内部へ充填するために用いる孔と、
   前記孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体とを備え、
   前記締め代が前記外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を前記作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定した、
   ことを特徴とする温度リミッタ。
2. 相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、
   前記外側回転部材及び内側回転部材間に密閉形成され粘性液体が封入された作動室と、
   前記作動室内で回転軸芯方向に交互に配置され前記外側回転部材の内周に結合されたアウター・プレート及び前記内側回転部材の外周に結合されたインナー・プレートと、
   前記アウター・プレート及びインナー・プレート間の差動回転による前記粘性液体の剪断抵抗により前記外側回転部材及び内側回転部材間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリングであって、
   前記外側回転部材に設けられ前記粘性液体を前記作動室内へ充填するために用いる孔と、
   前記孔に設定された締め代で組み付けられた閉止体とを備え、
   前記締め代が前記外側回転部材及び閉止体の熱膨張係数の差によりゼロとなる温度を前記作動室の密閉形成が破壊される限界温度より低く設定した、
   ことを特徴とするビスカス・カップリング。
3. 請求項２記載のビスカス・カップリングであって、
   前記締め代は、前記外側回転部材の弾性変形内である、
   ことを特徴とするビスカス・カップリング。
4. 請求項２記載のビスカス・カップリングであって、
   前記孔の外縁部を、かしめた、
   ことを特徴とするビスカス・カップリング。
5. 請求項２記載のビスカス・カップリングであって、
   前記孔の外端に、ダストカバーを臨ませた、
   ことを特徴とするビスカス・カップリング。
6. 請求項２記載のビスカス・カップリングであって、
   前記孔の外端に、孔内外を貫通する穴を有するプラグを取り付けた、
   ことを特徴とするビスカス・カップリング。

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