JP2013133852A - ビスカスカップリング - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの大型化・高コスト化を抑制しつつ、ハウジングの内部圧力の上昇に対する耐圧強度を十分に保持することができるビスカスカップリングを提供する。
【解決手段】相対回転可能に配置されたハウジング３とハブ５と、ハウジング３とハブ５との間に形成され粘性流体が封入された密封室７と、この密封室７内でハウジング３とハブ５との差動回転による粘性流体のせん断抵抗によりハウジング３とハブ５との間の動力伝達を可能とする複数の抵抗板とを備えたビスカスカップリング１において、ハウジング３が、軸方向一端側が開口され抵抗板が連結されるハウジング本体９と、このハウジング本体９に溶接部１１を介して固定され開口１３を閉塞して密封室７を形成させるカバー体１５とを有し、カバー体１５に、軸方向のハウジング本体９側に延設されハウジング本体９の軸方向一端側の外周面１７を内周面１９で覆う延設部２１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用されるビスカスカップリングに関する。

従来、ビスカスカップリングとしては、回転可能に配置されたハウジングと、このハウジングの内周に相対回転可能に配置されたハブと、ハウジングとハブとの間に形成され粘性流体が封入された密封室としての作動室と、この作動室内でハウジングとハブとにそれぞれ一体回転可能で軸方向移動可能に連結されハウジングとハブとの差動回転による粘性流体のせん断抵抗によりハウジングとハブとの間の動力伝達を可能とする複数の抵抗板としてのアウター・プレート及びインナー・プレートとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このビスカスカップリングでは、ハウジングが本体部とカバー部とからなり、本体部の開口から本体部内にアウター・プレート及びインナー・プレートとを収容した後、本体部の開口の内周面にカバー部の外周面を密着させて本体部を閉塞し、溶接によって本体部とカバー部とを固定している。

特開２０１１−１４９４７９号公報

ところで、上記特許文献１のようなビスカスカップリングでは、ハウジングとハブとの差動回転によって複数の抵抗板が粘性流体をせん断するが、複数の抵抗板が差動回転をし続けると、密封室の内部圧力が上昇する。この内部圧力の上昇により、ハウジング本体とカバー体との内壁面にハウジング外部側への応力が掛かる。

しかしながら、上記特許文献１のようなビスカスカップリングでは、ハウジング本体の開口の内周面にカバー体の外周面を密着させてハウジング本体を閉塞する構造であるので、内部圧力の上昇によってハウジングを膨張させるような応力が掛かった場合、ハウジング本体の開口が拡径してハウジング本体とカバー体との密着が緩和され、ハウジング本体とカバー体とを固定する溶接部に応力が集中し易くなる。

このような溶接部の応力集中を防止するために、ハウジングの肉厚を増厚するなどしてハウジングの強度を上げることが考えられるが、ハウジングの重量化や大型化、これに伴う高コスト化などを引き起こしてしまい、ハウジングの強度対策に限界があった。

そこで、この発明は、ハウジングの大型化・高コスト化を抑制しつつ、ハウジングの内部圧力の上昇に対する耐圧強度を十分に保持することができるビスカスカップリングの提供を目的としている。

本発明は、回転可能に配置されたハウジングと、このハウジングの内周に相対回転可能に配置されたハブと、前記ハウジングと前記ハブとの間に形成され粘性流体が封入された密封室と、この密封室内で前記ハウジングと前記ハブとにそれぞれ一体回転可能で軸方向移動可能に連結され前記ハウジングと前記ハブとの差動回転による前記粘性流体のせん断抵抗により前記ハウジングと前記ハブとの間の動力伝達を可能とする複数の抵抗板とを備えたビスカスカップリングであって、前記ハウジングは、アルミ鍛造で形成され、軸方向一端側が開口され前記抵抗板が連結されるハウジング本体と、このハウジング本体に溶接部を介して固定され前記開口を閉塞して前記密封室を形成させるカバー体とを有し、前記カバー体には、軸方向の前記ハウジング本体側に延設され前記ハウジング本体の軸方向一端側の外周面を内周面で覆う延設部が設けられていることを特徴とする。

このビスカスカップリングでは、カバー体に軸方向のハウジング本体側に延設されハウジング本体の軸方向一端側の外周面を内周面で覆う延設部が設けられているので、密封室内の内部圧力の上昇によってハウジング本体が膨張したとしても、ハウジング本体の開口側の外周面がカバー体の延設部の内周面に当接される。

このため、密封室内の内部圧力が上昇したとしても、ハウジングの重量化や大型化を伴わずに、ハウジング本体とカバー体とを固定する溶接部に応力が集中することを防止することができる。

従って、このようなビスカスカップリングでは、ハウジングの大型化・高コスト化を抑制しつつ、ハウジングの内部圧力の上昇に対する耐圧強度を十分に保持することができる。

本発明によれば、ハウジングの大型化・高コスト化を抑制しつつ、ハウジングの内部圧力の上昇に対する強度を保持することができるビスカスカップリングを提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るビスカスカップリングの断面図である。

図１を用いて本発明の実施の形態に係るビスカスカップリングについて説明する。

本実施の形態に係るビスカスカップリング１は、回転可能に配置されたハウジング３と、このハウジング３の内周に相対回転可能に配置されたハブ５と、ハウジング３とハブ５との間に形成され粘性流体が封入された密封室７と、この密封室７内でハウジング３とハブ５とにそれぞれ一体回転可能で軸方向移動可能に連結されハウジング３とハブ５との差動回転による粘性流体のせん断抵抗によりハウジング３とハブ５との間の動力伝達を可能とする複数の抵抗板としてのアウタプレート４とインナプレート６とを備えている。

また、ハウジング３は、アルミ鍛造で形成され、軸方向一端側が開口されアウタプレート４が連結されるハウジング本体９と、このハウジング本体９に溶接部１１を介して固定され開口１３を閉塞して密封室７を形成させるカバー体１５とを有する。

そして、カバー体１５には、軸方向のハウジング本体９側に延設されハウジング本体９の軸方向一端側の外周面１７を内周面１９で覆う延設部２１が設けられている。

また、ハウジング本体９の軸方向一端側には、延設部２１の内周面１９で覆われる外周面１７より径方向外側に突出する段差部２３が設けられ、溶接部１１は、段差部２３と延設部２１との軸方向の対向面２５，２７に設けられている。

図１に示すように、ハウジング３は、それぞれアルミ合金で鍛造形成された、ハウジング本体９と、カバー体１５とからなる。ハウジング本体９は、一側壁１０を備えて有底の筒状に形成されている。また、ハウジング本体９の筒状の内周には、複数の抵抗板のうちアウタプレート４が係合されるスプライン形状の係合部２９が鍛造形成されている。

このハウジング本体９の底壁部（一側壁１０）には、スタッドボルトなどの連結部材３１を取り付ける取付部が軸方向に一体に延設され、その取付部の軸方向端面には連結部材が固定され、この連結部材３１を介して入出力部材のうち一方の回転部材がハウジング３と一体回転可能に連結される。このようなハウジング本体９の軸方向一端側には、環状の先端部１４の内径側で開口１３が設けられ、この開口１３から複数のアウタプレート４及びインナプレート６をハウジング本体９に収容した後、カバー体１５によって閉塞される。

カバー体１５は、蓋状に形成され、外径側に軸方向のハウジング本体９側に向けて延設された延設部２１が周方向に連続する一部材で設けられている。この延設部２１は、ハウジング本体９にカバー体１５を組付けた状態で、ハウジング本体９の開口１３の外径に位置する外周面１７を内周面１９で覆うように圧入して配置される。また、延設部２１の軸方向端面には、ハウジング本体９に設けられた外周面１７より径方向外側に突出する段差部２３が対向配置されている。

このカバー体１５は、延設部２１の内周面１９がハウジング本体９の先端部１４の外周面１７を覆うようにハウジング本体９に軸心合わせされるように圧入して組付けられ、段差部２３と延設部２１の軸方向に対向する対向面２５，２７が当接してハウジング本体９とカバー体１５との軸方向位置が規定される。そして、溶接部１１で外径側から軸心方向に向けて溶接結合することによってハウジング本体９に固定されてハウジング本体９を閉塞する。このようなハウジング３の回転軸心部には、ハブ５がハウジング３と相対回転可能に配置されている。なお、ハウジング本体９の軸方向一端の端面１２とカバー体１５との間には、微少隙間が設けられており、一枚目の抵抗板（実施例ではアウタプレート４）は、カバー体１５の軸方向凸部１６に当接しているので、上記の隙間はシビアな寸法精度は不要となる。

ハブ５は、中空状に形成され、摺動部材及びシール部材としてのＸリング３５，３７、摺動ブッシュ３９を介してハウジング３に相対回転可能に配置されている。また、ハブ５の中央部外周には、複数の抵抗板のうちインナプレート６が係合されるスプライン形状の係合部４１が形成されている。また、ハブ５とカバー体１５との径方向間には、摺動ブッシュ３９側の空間とハウジング３の外部とを区画するシール部材４３が配置されている。

このハブ５の軸方向一端側内周には、スプライン形状の連結部４５が形成され、この連結部４５を介して入出力部材のうち他方の回転部材がハブ５と一体回転可能に連結される。この他方の回転部材の先端は、ベアリング３３を介してハウジング本体９を支持している。このようなハブ５とハウジング３との間には、密封室７が形成されている。

密封室７は、ハブ５の軸方向両側外周とハウジング本体９の内周及びカバー体１５の内周との径方向間にそれぞれ配置されたＸリング３５，３７によって形成された密封空間となっている。この密封室７には、カバー体１５に設けられた注入口４７からシリコンオイルなどの粘性流体が流入され、この粘性流体を密封室７内に流入させた後、注入口４７が閉塞部材４９によって閉塞され、粘性流体が密封室７内に封入される。このような密封室７内には、複数の抵抗板が配置されている。

複数の抵抗板のうちハウジング３に連結されるアウタプレート４は、ハウジング本体９の内径に形成された係合部２９に軸方向移動可能でハウジング３と一体回転可能に連結されている。複数の抵抗板のうちハブ５に連結されるインナプレート６は、複数のアウタプレート４に対して軸方向に交互に配置され、ハブ５の外径に形成された係合部４１に軸方向移動可能でハブ５と一体回転可能に連結されている。各インナプレート６の外径側には、リングスペーサ８が配置され、隣り合うアウタプレート４，４間の軸方向隙間を保持している。

このような複数の抵抗板は、ハウジング３とハブ５との間の差動回転により、複数の抵抗板が粘性流体をせん断するせん断抵抗を生じて、この抵抗によってハウジング３とハブ５との間の動力伝達が可能となり、入出力部材間の動力伝達が可能となる。

このように構成されたビスカスカップリング１の密封室７内で内部圧力が上昇した場合には、ハウジング本体９ではハウジング本体９の開口１３側が拡径する方向に力が加わる。この内部圧力によって拡径される開口１３の外周面１７（好ましくは先端部１４の外周面１７）は、カバー体１５の延設部２１の内周面１９に覆われているので、延設部２１の内周面１９に当接される。また、カバー体１５には、内部圧力の上昇によって、回転軸心側を軸方向外側に移動させようとする力が加わるが、この力によって延設部２１側が径方向内側に撓まされる。これにより、ハウジング本体９の外周面１７とカバー体１５の延設部２１の内周面１９とが互いに当接する方向に移動され、内部圧力の上昇に対するハウジング３の耐圧強度を向上することができる。さらに、ハウジング本体９の段差部２３とカバー体１５の延設部２１とが、内部圧力の上昇によって互いに近接する方向に移動されることになり、溶接部１１で段差部２３と延設部２１との対向面２５，２７が離れる方向に移動する力を低減することができる。このため、溶接部１１の損傷を防止することができる。

このようなビスカスカップリング１では、カバー体１５に軸方向のハウジング本体９側に延設されハウジング本体９の軸方向一端側の外周面１７を内周面１９で覆う延設部２１が設けられているので、密封室７内の内部圧力の上昇によってハウジング本体９が膨張したとしても、ハウジング本体９の開口１３側の外周面１７がカバー体１５の延設部２１の内周面１９に当接される。

このため、ハウジング本体９とカバー体１５とを固定する溶接部１１に応力が集中することを防止して、密封室７内の内部圧力が上昇したとしても、ハウジング３の重量化や大型化を伴わずに、溶接部１１の損傷を防止することができる。

従って、このようなビスカスカップリング１では、ハウジング３の大型化・高コスト化を抑制しつつ、ハウジング３の内部圧力の上昇に対する装置の耐圧強度を十分に保持することができる。

また、溶接部１１は、段差部２３と延設部２１との軸方向の対向面２５，２７に設けられているので、内部圧力の上昇によって段差部２３と延設部２１とが互いに近接することにより対向面２５，２７が離れる方向に移動する力が低減されることで、溶接部１１の損傷をより防止することができる。

さらに、溶接部１１は、外径側から軸心方向にハウジング本体９とカバー体１５とを溶接接合するので、従来のように軸方向の溶接代が不要で、ビスカスカップリング１を同容量でありながら、軸方向にコンパクト化できる。加えて、溶接部１１の内径側には、先端部１４が位置しており、万一、溶接深さが深くなったとしても、先端部１４の環状の肉厚内で溶接部を食い止め、係合部２９への影響を防止することができる。さらに、ハウジング本体９の軸方向一端の端面１２とカバー体１５との間の隙間は、溶接時の先端部１４の熱変形を吸収することができ、カバー体１５側に当接してカジリなどの悪影響を与えることを防止できる。

なお、本発明の実施の形態に係るビスカスカップリングでは、ハウジングとハブとがそれぞれ入出力部材に一体回転可能に連結されているが、この入出力部材とハウジング及びハブとの連結関係はいずれか一方が入力部材に連結され、他方が出力部材に連結されれば、どのような関係であってもよい。

１…ビスカスカップリング
３…ハウジング
５…ハブ
４，６…抵抗板（アウタプレート，インナプレート）
７…密封室
９…ハウジング本体
１１…溶接部
１３…開口
１５…カバー体
１７…外周面
１９…内周面
２１…延設部
２３…段差部
２５，２７…対向面

Claims (2)

1. 回転可能に配置されたハウジングと、このハウジングの内周に相対回転可能に配置されたハブと、前記ハウジングと前記ハブとの間に形成され粘性流体が封入された密封室と、この密封室内で前記ハウジングと前記ハブとにそれぞれ一体回転可能で軸方向移動可能に連結され前記ハウジングと前記ハブとの差動回転による前記粘性流体のせん断抵抗により前記ハウジングと前記ハブとの間の動力伝達を可能とする複数の抵抗板とを備えたビスカスカップリングであって、
   前記ハウジングは、アルミ鍛造で形成され、軸方向一端側が開口され前記抵抗板が連結されるハウジング本体と、このハウジング本体に溶接部を介して固定され前記開口を閉塞して前記密封室を形成させるカバー体とを有し、
   前記カバー体には、軸方向の前記ハウジング本体側に延設され前記ハウジング本体の軸方向一端側の外周面を内周面で覆う延設部が設けられていることを特徴とするビスカスカップリング。
2. 請求項１記載のビスカスカップリングであって、
   前記ハウジング本体の軸方向一端側には、前記延設部の内周面で覆われる外周面より径方向外側に突出する段差部が設けられ、前記溶接部は、前記段差部と前記延設部との軸方向の対向面に設けられていることを特徴とするビスカスカップリング。

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