JPH04181029A - ビスカスカップリングのスラストプレートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビスカスカップリングで用いられるスラスト
プレートの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、高粘度の粘性流体（シリコンオイル）の剪断
を利用してトルクを伝達するビスカスカップリングが知
られている。このビスカスカップリングは、第１７図に
示すように、ノ＼ウジング３と、ハウジング８内に嵌挿
されたシャフト４と、スペーサリング５を間に介在して
軸方向に間隔を隔てて配置されハウジング３の内周スプ
ライン部にその外周が遊嵌された複数のアウタプレート
６と、各アウタプレート６の間に配置されその内周がシ
ャフト４の外周スプライン部に遊嵌された複数のインナ
プレート７とを備え、ハウジング３内には、８０〜９０
％のシリコンオイル（粘度５０００〜２０００００ｃＳ
ｔ）及び１０〜２０％の空気が封入されている。

このビスカスカップリングにおいて、ハウジング３とシ
ャフト３との間で回転差が生じると各々のスプライン部
に遊嵌されたアウタ及びインカプレート６．７間で同一
の回転差が生じ、それらの間に介在する高粘度のシリコ
ンオイルを剪断し、トルクが発生する。このトルクによ
り差動が制限されるように構成されている。

ここで用いられる従来のアウタ及びインナプレート（ス
ラストプレート）６．７は、表面粗さが５〜７μＲｚ程
度の低炭素鋼板を所定形状にプレス打ち抜きして形成さ
れ、その表面には２０〜３０μｍの軟窒化層及び５μｍ
以下の酸化層からなる表面層が設けられている。この表
面層は、アウタ及びインナプレート６．７の耐摩耗性を
向上させている。

なお、特開昭６１−２３６９３２号公報には、アウタ及
びインナプレートの全耐用寿命にわたって可能な限り一
定のトルク特性を達成できるように、アウタ及びインナ
プレートの表面の仕上げ研磨段階において、平均表面粗
さ値と断面深さとを所定の範囲に達成する製作方法が開
示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記ビスカスカップリングでは、伝達トルク
を一定に保ちその寿命を長期化させるためにはハウジン
グ３内に封入されたシリコンオイルの粘度がほぼ一定に
維持されるのが好ましい。

しかし、このシリコンオイルは、使用に伴って摩耗粉や
異物が混入するとゲル化し粘度が高くなる。

上記従来のアウタ及びインカプレート６．７は、その表
面に軟窒化層及び酸化層からなる表面層を設けて耐摩耗
性を向上させているが、より一層耐摩耗性の向上を図る
ことが望ましい。

本発明は、上記実情に鑑み案出されたものであり、その
技術的課題は、シリコンオイルのゲル化を防止しビスカ
スカップリングの耐久性をより一層向上させ得るスラス
トプレートの製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るスラストプレートの製造方法は、低炭素鋼
板をプレス打ち抜きして所定形状のスラストプレート材
を形成する打ち抜き工程と、前記スラストプレート材の
表面に軟窒化層及び酸化層を順次形成する表面処理工程
とを行うビスカスカップリングのスラストプレートの製
造方法において、前記抜き打ち工程終了後、前記スラス
トプレート材の表面を研磨する化学研磨工程を経て前記
表面処理工程を行うことを特徴とするものである。

すなわち本発明は、本発明者が研究した結果、μオーダ
の極めて微細な表面粗さを有するスラストプレート材に
対して表面層を形成する表面処理工程の前に化学研磨工
程を行うことが、スラストプレートの耐摩耗性に極めて
存効であることを発見したことに基づき、完成に到った
ものである。

〔作用〕

本発明の製造方法では、化学研磨工程を行うことにより
、スラストプレート材の打ち抜き時に形成された微細な
パリや表面の異物が除去され、その表面が平滑化される
。その結果、その後表面処理工程で形成される軟窒化層
及び酸化層の厚さが均一化されるとともにその表面が平
滑化されるため、スラストプレートからの摩耗粉及び異
物の発生が抑制されるものと考えられる。これにより、
シリコンオイルのゲル化が防止され、ビスカスカップリ
ングの耐久性のより一層の向上が可能となる。

【実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

本実施例のスラストプレートの製造方法は、抜き打ち工
程、化学研磨工程、表面処理工程を順次行い、アウタプ
レート及びインナプレートを形成するものである。

まず、抜き打ち工程では、厚さ０．４ｍｍ、表面粗さ５
〜７μＲｚの低炭素鋼板を用意し、これをプレス加工装
置で打ち抜き、第１図及び第２図に示すような所定形状
のアウタプレート材１及びインナプレート材２をそれぞ
れ形成した。

次の化学研磨工程は、第３図に示す工程図に従って行っ
た。まず、アウタ及びインナプレート材１．２をトリク
レンに５分間浸漬して脱脂処理を行い、水洗後、アウタ
及びインナプレート材１．２の化学研磨処理を行った。

この化学研磨処理では、市販の化学研磨液（過酸化水素
２５％、水素ニフッ化アンモニウム１１％、その他）の
３倍希釈液を用い、アウタプレート材１は９０秒間、イ
ンナプレート材２は約６０秒間、それぞれ常温（１０〜
３０℃）で上記化学研磨液に浸漬した。

これにより、打ち抜き工程で形成されたアウタ及びイン
ナプレート材１．２のパリが除去され、かつそれらの表
面の異物が除去されて表面が平滑化された。その後、水
洗したアウタ及びインチプレート材１．２を１０％ＨＣ
Ｉ水溶液により酸洗処理し、水洗後、さらに１０％Ｎａ
ＯＨ水溶液により中和処理し、水洗した。

次の表面処理工程では、真空蒸着装置を用い、Ｎ！　、
ＮＨ＊　、ＣＯｘ雰囲気、真空度５００Ｔ。

ｒｒ、温度５５０〜６５０℃の条件で、アウタ及びイン
ナプレート材１．２を真空層内に放置し、それらの表面
に２０〜３０μｍの軟窒化層を形成した。そして、冷却
時に空気を導入して酸化させ、軟窒化層の表面に５μｍ
以下の酸化層を形成した。

以上のようにして製造されたアウタ及びインナプレート
は、化学研磨処理によりパリ及び表面の異物が除去され
表面が平滑化されているため、その後、表面処理工程で
形成される軟窒化層及び酸化層が均一化されその表面も
平滑化されている。

これにより、アウタ及びインナプレートから発生する摩
耗粉及び異物の量が少なくなり、シリコンオイルのゲル
化を防止しビスカスカップリングの耐久性を向上させる
ことができる。この優れた効果は試験により確認された
。

（試験１） 上記実施例の打ち抜き工程を経て得られたアウタ及びイ
ンカプレート材をそれぞれ多数個用意し、上記化学研磨
処理によるパリの高さの変化、表面粗さの変化、及び表
面形状の変化を調べた。

（１）パリの高さの変化 まず、パリの高さの変化を調べるに際して、アウタ及び
インナプレート材のパリの発生状況を表面粗さ測定装置
を用いて測定した。

アウタプレート材については、第１図に示すＡｌＢ、Ｃ
の３箇所で測定し、それぞれの測定結果を第４図〜第６
図に示す。第４図〜第６図に示すように、Ａ箇所では約
１３μｍ、Ｂ箇所では約１７μｍ、Ｃ箇所では約１７．
５μｍであった。

また、インナプレート材については、第２図に示すり、
Ｅの２箇所で測定し、それぞれの測定結果を第７図及び
第８図に示す。第７図及び第８図に示すように、Ｄ箇所
では約７μｍＳＥ箇所では約６μｍであった。

そして、これらアウタ及びインナプレート材に上記実施
例と同様に化学研磨処理を施し、各箇所におけるパリの
高さを８０ｓｅｃ経過ごとに測定した。その結果、第９
図〜第１１図に示すように、アウタプレート材は、６０
ｓｅｃ経過後Ａ箇所のパリが無くなり、９０ｓｅｃ経過
後Ｂ及びＣ箇所のパリが無くなった。また、インナプレ
ート材は、第１２図及び第１３図に示すように、３０ｓ
ｅｃ経過後Ｅ箇所のパリが無くなり、ｅｏｓｅｃ経過後
り箇所のパリが無くなった。

以上により、化学研磨処理をアウタプレート材は９０　
ｓ　ｅ　Ｃ，インナプレート材は６０ｓｅｃ施せば、各
箇所のパリを完全に除去できることがわかった。

（２）表面粗さの変化 化学研磨処理によるアウタ及びインナプレート材の表面
粗さの変化を、８０ｓｅｃ経過ごとに表面粗さ測定装置
を用いて測定した。その結果、第１４図に示すように、
初期には５〜７μＲｚであった表面粗さが６０ｓｅＣ経
過すると２〜８μＲ２以下となり、充分に細かくできる
ことがわかった。

（３）表面形状の変化 化学研磨処理によるアウタ及びインナプレート材の表面
形状の変化を表面粗さ測定装置を用いて測定した。測定
は、初期から１５０ｓｅｃまでの間３０ｓｅｃ経過ごと
にそれぞれ行い、その結果を第１５図に示す。第１５図
からも明らかなように、初期に存在した鋭い凹凸は処理
時間の経過とともに次第に少なくなり、アウタ及びイン
ナプレート材の表面が平滑化されていることがわかる。

（試験２） 上記実施例で作製したアウタ及びインナプレートと、化
学研磨処理が施されない従来のアウタ及びインナプレー
トとを各々ビスカスカップリングに組付けて差動耐久試
験を行い、本発明品と従来品とを比較した。この差動耐
久試験でのビスカスカップリングの運転条件は、片軸回
転差動、低速の所定差動回転数とし、粘性流体として粘
度５゜００ｃＳｔのシリコンオイルを用いた。なお、試
験条件は、アウタ及びインナプレートが本発明品と従来
品とで異なる点以外は同一である。その結果を第１６図
に示す。

第１６図に示すように、従来品の場合は、耐久目標の１
．１倍の時間を経過するとほぼ一定の値を示していた伝
達トルクが急上昇したのに対して、本発明品の場合は、
耐久目標の２倍の時間を経過した後でも伝達トルクが急
上昇すること無くほぼ一定の値を維持した。これにより
、本発明品はビスカスカップリングの耐久性を著しく向
上できることがわかった。

なお、差動耐久試験後、アウタ及びインチプレートの摩
耗量を調べたところ、本発明品の場合は従来品の半分程
度であった。

また、差動耐久試験後のシリコンオイルを調べたところ
、従来品による場合は摩耗粉など異物の混入量が多くゲ
ル化しており、粘度が測定不能な状態に上昇していたの
に対して、本発明品による場合は、粘度の上昇が無く、
摩耗粉など異物の混入も非常に少なかった。

〔発明の効果〕 本発明のスラストプレートの製造方法によれば、抜き打
ち工程終了後、スラストプレート材の表面を研磨する化
学研磨工程を経て表面処理工程を行うため、製造された
スラストプレートの耐摩耗性がより一層良好となるので
、シリコンオイルのゲル化を防止しビスカスカップリン
グの耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例に係り、第１図はアウ
タプレート材の正面図、第２図はインチプレート材の正
面図、第３図は化学研磨工程の工程図である。第４図〜
第６図はアウタプレート材の各箇所におけるパリの測定
結果を示すグラフ、第７図及び第８図はインカプレート
材の各箇所におけるパリの測定結果を示すグラフである
。第９図〜第１１図はアウタプレート材の各箇所におけ
るパリの高さと化学研磨処理時間との関係を示すグラ乙
第１２Ｅ及び第１８図はインナプレート材の各筒所にお
けるパリの高さと化学研磨処理時間との関係を示すグラ
フである。第１４ｒｊ！Ｊはアウタ及びインナプレート
材の表面粗さと化学研磨処理時間との関係を示すグラ乙
第１５［は化学研磨処理におけるアウタ及びインナプレ
ート材の表面形状の変化を示すグラフである。第１６図
は差動耐久試験における伝達トルクと時間との関係を示
す特性図である。第１７図はビスカスカップリングの断
面図である。 工・・・アウタプレート材（スラストプレート材）２・
・・インナプレート材（スラストプレート材）特許出願
人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　　弁理士　　大川　宏 第４図　　第５図　　　第６図 第７図　　　　第８図 化学研摩処理時Ｆｊｉ　（ｓｅｃ） 化学研摩処理時開（ｓｅｃ） 第１２図 化学研摩処理時Ｎ５（ＳｅＣ） 化学研摩処理時Ｍ　（ＳｅＣ） 化学研摩処理時Ｍ　（ｓｅｃ） 吟　　藺 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）低炭素鋼板をプレス打ち抜きして所定形状のスラ
   ストプレート材を形成する打ち抜き工程と、前記スラス
   トプレート材の表面に軟窒化層及び酸化層を順次形成す
   る表面処理工程とからなるビスカスカップリングのスラ
   ストプレートの製造方法において、 前記抜き打ち工程終了後、前記スラストプレート材の表
   面を研磨する化学研磨工程を経て前記表面処理工程を行
   うことを特徴とするビスカスカップリングのスラストプ
   レートの製造方法。