CN101410201B - 盘簧的制造方法和离合器装置 - Google Patents

盘簧的制造方法和离合器装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种盘簧的制造方法和离合器装置。离合器装置具备在内部具有离合器鼓的两个离合器机构。在各离合器机构的离合器鼓的内部的从动板与活塞之间分别设置有环状的主盘簧和副盘簧。主盘簧和副盘簧具有相同的板厚。在副盘簧中，在内周部形成有多个狭缝，弹性变形中的平坦时发生载荷调整为所希望的值。这样的主盘簧和副盘簧的各自的坯料(1A、2A)通过冲压加工从具有同一板厚的板材获得。特别是在副盘簧具有收纳在主盘簧的内侧的大小的情况下，从主盘簧的坯料(1A)的内侧区域冲裁出副盘簧的坯料(2A)。由此，能够从同一板材获得分别表示所希望的平坦时发生载荷的多个盘簧，所以能够提高盘簧的材料成品率，并且能够减少制造工序数。

Description

盘簧的制造方法和离合器装置
技术领域
本发明涉及盘簧的制造方法和具备外径彼此不同的多个盘簧的多板式离合器装置，特别涉及盘簧的制造成品率得到提高的技术。
背景技术
输送设备的离合器装置具备湿式多板式离合器机构。湿式多板式离合器机构具备呈大致有底圆筒状的离合器鼓，在离合器鼓上，在可沿轴线方向移动地设置的底面侧的从动板与活塞之间设置有环状的盘簧(例如专利文献1)。盘簧配置为，其内周缘部被活塞支承，并且其外周缘部被底面侧的从动板支承。盘簧通过从盘形弹性变形为大致平坦，来吸收因离合器机构的离合器紧固时产生的冲击。
在如上所述的盘簧的特性中，当在弹性变形中盘簧变为大致平坦时，即盘簧的位移量达到由高度H与板厚T的差规定的行程长度ST(参照图6)时的发生载荷(以下为平坦时发生载荷)需要作为离合器机构的设计值。平坦时发生载荷有赖于盘簧的外径、内径、板厚T和行程长度ST，但是其中盘簧的外径、内径和行程长度ST作为离合器机构的设计值预先确定。由此，平坦时发生载荷通过板厚T调整。
专利文献1：日本特开平9-32918号
另外，在CVT(Continuously Variable Transmission)车和AT(Automatic Transmission)车的离合器装置中，具有具备彼此的轴线一致并且大小不同的多个离合器机构的装置，在各离合器机构中配置有具有与其离合器鼓对应的外径的盘簧。在该情况下，通常盘簧的各自的平坦时发生载荷不相同，所以每个盘形板簧从板厚不同的材料制造。
但是，冲裁出盘簧的坯料之后的材料都变成废料，在盘簧的情况下，成为废料的部分非常多。因此，盘簧的材料成品率较差，制造成本较高。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够降低制造成本的盘簧的制造方法、和具备由此得到的盘簧的低廉的离合器装置。
本发明的盘簧的制造方法是通过冲压加工从板材冲裁出多个环状坯料、并将多个坯料的每一个成形为盘簧的制造方法，其特征在于，在冲压加工时，在多个坯料的至少一个坯料的外周部或内周部形成多个狭缝，并且从外径大的坯料的内侧区域冲裁出外径小的坯料。
在如上所述在外周部或内周部形成有多个狭缝的盘簧中，通过对其附加载荷，而从盘形弹性变形为大致平坦，但是这时的盘簧的发生载荷通过狭缝而减小。由此，在盘簧变为大致平坦时，即盘簧的位移量达到由高度H与板厚T的差规定的行程长度ST(参照图6)时的发生载荷(以下为平坦时发生载荷)减小。因此，在像本发明这样，从同一板材得到外径大的盘簧和外径小的盘簧的情况下，使该板材的板厚与所需的平坦时发生载荷大的盘簧的板厚一致，并且在所需的平坦时发生载荷小的盘簧上形成狭缝。
关于这点，参照图3进行说明。图3是各种盘簧的行程长度ST与平坦时发生载荷P的关系图，图3(A)是外径大的主盘簧的板厚大于外径小的副盘簧的板厚的情况下的关系图，图3(B)是外径小的副盘簧的板厚大于外径大的主盘簧的板厚的情况下的关系图。此外，图3中所示的行程长度ST1、ST2的大小关系和平坦时发生载荷P1、P2的大小关系当然可以任意设定。
首先说明图3(A)的情况。在外径大的盘簧(以下为主盘簧)中，需要点A所示的行程长度ST1和平坦时发生载荷P1，在外径小的盘簧(以下为副盘簧)中，需要点B所示的行程长度ST2和平坦时发生载荷P2。作为满足点A的特性的主盘簧，有未形成狭缝的板厚为T1的主盘簧。作为满足点B的特性的盘簧，有未形成狭缝的板厚为T2(<T1)的副盘簧。
在此，为了从同一板材得到副盘簧和主盘簧，当将副盘簧的板厚设定为T1时，由于板厚大，所以成为表示点C所示的平坦时发生载荷P3(>P2)的副盘簧，因而不能得到具有所希望的平坦时发生载荷P2的副盘簧。然而，在该情况下，如果在副盘簧的外周部或内周部形成狭缝从而成为带狭缝的副盘簧，则如上所述，能够通过狭缝降低平坦时发生载荷。由此，在带狭缝的副盘簧中，即使设定为与板厚大的主盘簧相同的板厚T1，通过适当地设计狭缝的形状、数量和狭缝彼此的间隔，也能够获得所希望的平坦时发生载荷P2的副盘簧。
接下来说明图3(B)的情况。在图3(B)的情况下，满足点A的特性的主盘簧的板厚设定为小于副盘簧的板厚这点(即，T2>T1)与图3(A)的情况不同。
为了从同一板材得到主盘簧和副盘簧，当将主盘簧的板厚设定为T2时，由于板厚大，所以成为表示点D所示的平坦时发生载荷P4(>P1)的主盘簧，因而不能得到具有所希望的平坦时发生载荷P1的主盘簧。然而，在该情况下，如果在主盘簧的外周部或内周部形成狭缝从而成为带狭缝的主盘簧，则如上所述，能够通过狭缝降低平坦时发生载荷。由此，在带狭缝的主盘簧中，即使设定为与板厚大的副盘簧相同的板厚T2，通过适当地设计狭缝的形状、数量和狭缝彼此的间隔，也能够获得所希望的平坦时发生载荷P1的主盘簧。
如上所述，在本发明的盘簧的制造方法中，通过适当地设计上述狭缝的形状、数量和狭缝彼此的间隔，也能够从同一板材获得分别表示所希望的平坦时发生载荷的多个盘簧。再者，由于从外径大的坯料的内侧区域冲裁出外径小的坯料，所以能够有效地使用作为原材料的板材。再者，能够同时进行外径大的盘簧和外径小的盘簧的坯料的冲裁。这样，能够提高盘簧的材料成品率，并且能够减少制造工序数，因此能够削减制造成本。
本发明的离合器装置具备多个离合器机构，该离合器机构在设置为在筒状的第1部件的内部可沿轴线方向移动的第2部件和第3部件之间具备环状的盘簧，并且彼此的轴线一致，其特征在于，多个离合器机构的盘簧具有相同的板厚，并且具有彼此不同的外径，在盘簧的至少一个的外周部或内周部形成有多个狭缝。
在本发明的离合器装置中，由于在具有相同板厚的盘簧的至少一个的外周部或内周部形成有多个狭缝，所以通过适当地设计这些狭缝的形状、数量和狭缝彼此的间隔，能够从同一板材获得分别表示所希望的平坦时发生载荷的多个盘簧。由此能够提高盘簧的材料成品率，因此能够使盘簧价格低廉。因此能够使装置价格低廉。
在此，在本发明的离合器装置中可以采用各种构成。例如外径小的盘簧可以具有收纳在外径大的盘簧的环状的内侧的大小。在该形式中，由于在盘簧的制造时的冲压加工中，从外径大的坯料的内侧区域冲裁出外径小的坯料，所以能够减少制造工序数。因此能够进一步使盘簧价格低廉，所以能够进一步使装置价格低廉。
根据本发明的盘簧的制造方法，由于在冲压加工时，在多个坯料的至少一个的外周部或内周部形成多个狭缝，并且从外径大的坯料的内侧区域冲裁出外径小的坯料，所以能够获得以下等效果：通过适当地设计形成在多个坯料的至少一个的外周部或内周部的多个狭缝的形状、数量和狭缝彼此的间隔，能够从同一板材获得分别表示所希望的平坦时发生载荷的多个盘簧。
根据本发明的离合器装置，由于能够使分别表示所希望的平坦时发生载荷的盘簧价格低廉，所以获得能够使装置价格低廉等效果。
附图说明
图1表示本发明的一个实施方式的主盘簧的构成，图1(A)是俯视图，图1(B)是沿图1(A)的1B-1B线的侧剖视图。
图2表示本发明的一个实施方式的副盘簧的构成，图2(A)是俯视图，图2(B)是沿图2(A)的2B-2B线的侧剖视图。
图3是本发明的各种盘簧的行程长度ST与平坦时发生载荷P的关系图，图3(A)是外径大的主盘簧的板厚大于表示所希望的平坦时发生载荷的外径小的副盘簧的板厚的情况的关系图，图3(B)是外径小的副盘簧的板厚大于表示所希望的平坦时发生载荷的外径大的主盘簧的板厚的情况的关系图。
图4是表示图1、图2的主盘簧和副盘簧的坯料的构成的图，图4(A)是剖视图，图4(B)是沿图4(A)的3B-3B线的侧剖视图。
图5是表示应用图1、图2的主盘簧和副盘簧的多板式离合器装置的构成的侧剖视图。
图6表示盘簧的侧部的构成，是表示行程长度ST、板厚T与高度H的关系的侧剖视图。
标号说明
1...主盘簧(外径大的盘簧)，2...副盘簧(外径小的盘簧)，30...离合器装置，100、200...离合器机构，101、201...离合器鼓(第1部件)，103、203...从动板(第2部件)，105、205...活塞(第3部件)
具体实施方式
(1)盘簧的构成
以下参照附图说明本发明的一个实施方式。图1、2是表示本发明的一个实施方式的主盘簧(外径大的盘簧)1和副盘簧(外径小的盘簧、带狭缝的副盘簧)2的构成的图。图1(A)是俯视图，图1(B)是沿图1(A)的1B-1B线的侧剖视图。图2(A)是俯视图，图2(B)是沿图2(A)的2B-2B线的侧剖视图。
主盘簧1具备呈环状的盘形的主体10，且在主体10的中心部形成有圆形的孔11。副盘簧2具备呈环状的盘形的主体20，且在主体20的中心部形成有圆形的孔21。在主体20的内周部沿圆周方向隔着相等间隔地形成有大致矩形的多个狭缝22。主盘簧1的内径大于副盘簧2的外径。特别在本实施方式中，副盘簧2具有收纳在主盘簧1内侧的大小。主盘簧1和副盘簧2的板厚都是T1，主盘簧1和副盘簧2的高度是H1、H2。
在此，在本实施方式中，如图3(A)的点A所示，主盘簧1的行程长度是ST1，平坦时发生载荷为P1。由于副盘簧2是在内周部具有狭缝22的带狭缝的副盘簧，因此如图3(A)的点B所示，副盘簧2的行程长度和平坦时发生载荷是ST2和P2，与板厚为小于T1的T2的副盘簧相同。
此外，本发明应用的狭缝不限于图2(A)所示的狭缝22，可以使用各种构成。例如可以任意设定狭缝的形状和数量。再者，多个狭缝22、22彼此的间隔也可以不相等，可以任意设定。进而，也可以将狭缝22形成在副盘簧2的外周部，而不是副盘簧2的内周部。
(2)盘簧的制造方法
接下来参照图4说明主盘簧1和副盘簧2的制造方法。图4是表示主盘簧1和副盘簧2的坯料1A、2A的构成的图，图4(A)是剖视图，图4(B)是沿图4(A)的3B-3B线的侧剖视图。首先，利用冲压加工从板厚T1的板材冲裁出环状的坯料1A，并从坯料1A的内侧区域冲裁出环状的坯料2A。这时在坯料2A的内周部沿圆周方向隔着相等间隔地形成狭缝22A。
接下来在常温下对坯料1A、2A进行弯曲成形。然后通过对盘形的坯料1A、2A进行热处理(淬火.回火)，从盘形的坯料1A得到主盘簧1，从盘形的坯料2A得到副盘簧2。此外，对坯料1A、2A的弯曲成形和热处理也可以同时进行。
(3)离合器机构的构成
上述的盘簧1、2可以应用于如图5所示的离合器装置30。图5是表示离合器装置30的构成的侧剖视图。离合器装置30例如用于机动车的CVT车，具备湿式多板式倒退用离合器机构100和湿式多板式前进用离合器机构200。前进用离合器机构200容纳在倒退用离合器机构100的内侧的大致圆筒状的空洞部，与倒退用离合器机构100具有同一旋转轴线。
倒退用离合器机构100具备呈大致有底圆筒状的离合器鼓101，在该离合器鼓101的内周面沿圆周方向隔着相等间隔地形成有沿轴线方向延伸的多个花键槽。在离合器鼓101的内部设置有旋转轴线位置与其一致的筒状的离合器毂102，在其外周面沿圆周方向隔着相等间隔地形成有沿轴线方向延伸的多个花键槽。
在离合器鼓101与离合器毂102之间，与离合器鼓101的花键槽配合的从动板103和与离合器毂102的花键槽配合的驱动板104沿轴线方向可移动地隔着既定的间隔交替配置。在离合器鼓101的底面侧(图5的左侧)沿轴线方向可移动地配置有活塞105。在离合器鼓101与活塞105之间形成有供给工作油的液压室(省略图示)。在活塞105的开口侧表面固定有通过那里负荷的压力伸缩的回复弹簧(省略图示)的一端部。回复弹簧对活塞105向离合器鼓101的底面侧施力。
在离合器鼓101的底面侧的从动板103与活塞105之间配置有上述主盘簧1。在该情况下，主盘簧1配置为，主体10的内周缘部通过活塞105支承，并且主体10的外周缘部通过从动板103支承。由此，主盘簧1可以沿轴线方向移动。在离合器鼓101的开口侧配置有用于支承从动板103和驱动板104的保持板109。在保持板109的开口侧表面配置有用于防止其向外部脱离的扣环110。
前进用离合器机构200具备呈大致有底圆筒状的离合器鼓201。离合器鼓201容纳在前进用离合器机构100的离合器毂102的内侧的大致圆筒状的空洞中。在离合器鼓201的内周面沿圆周方向隔着相等间隔地形成有沿轴线方向延伸的多个花键槽。在离合器鼓201的内部设置有旋转轴线位置与其一致的筒状的离合器毂202，在其外周面沿圆周方向隔着相等间隔地形成有沿轴线方向延伸的多个花键槽。
在离合器鼓201与离合器毂202之间，与离合器鼓201的花键槽配合的从动板203和与离合器毂202的花键槽配合的驱动板204沿轴线方向可移动地隔着既定的间隔交替配置。在离合器鼓201的底面侧沿轴线方向可移动地配置有活塞205。在离合器鼓201与活塞205之间形成有供给工作油的液压室206。在活塞205的开口侧表面固定有通过那里负荷的压力伸缩的回复弹簧207的一端部。回复弹簧207的另一端部固定于设置在离合器鼓201上的弹簧保持器208。回复弹簧207对活塞205向离合器鼓201的底面侧施力。
在离合器鼓201的底面侧的从动板203与活塞205之间配置有上述副盘簧2。在该情况下，副盘簧2配置为，主体20的内周缘部通过从动板203支承，并且主体20的外周缘部通过活塞205支承。由此，副盘簧2可以沿轴线方向移动。在离合器鼓201的开口侧配置有用于支承从动板203和驱动板204的保持板209。在保持板209的开口侧表面配置有用于防止其向外部脱离的扣环210。
(4)离合器机构的动作
接下来参照图5说明应用了盘簧1、2的离合器机构100、200的动作。倒退用离合器机构100在CVT车的后退行进时使用，前进用离合器机构200在CVT车的前进行进时使用。此外，由于各离合器机构100、200在各行进中进行同样的动作，所以在这里说明前进用离合器机构200的动作，倒退用离合器机构100的动作的说明省略。
当对液压室206供给工作油时，通过液压驱动的活塞205克服回复弹簧207的作用力向轴线方向的开口侧移动，并经由副盘簧2按压离合器鼓201的底面侧的从动板203。这样，交替配置的从动板203、驱动板204和保持板209向轴线方向的开口侧移动。通过这样的移动，当保持板209与扣环210压接时，相互对置的从动板203和驱动板204的摩擦面卡合从而进行离合器紧固。由此可以进行离合器鼓201和离合器毂202之间的转矩传递。这时，副盘簧2从盘形弹性变形为大致平坦，由此吸收在离合器紧固时产生的冲击。这时的副盘簧2的平坦时发生载荷如图3(A)的点B所示为P2。
接着，当从液压室206排出工作油时，活塞205通过回复弹簧207的作用力被向离合器鼓201的底面侧压回。这样，从动板203和驱动板204的摩擦面的卡合解除，离合器紧固解除，并且副盘簧2的形状返回原来的状态。
在本实施方式的盘簧的制造方法中，由于在多个坯料1A、2A的至少一个的外周部或内周部形成有多个狭缝22A，所以通过适当地设计这些狭缝22A的形状、数量和狭缝彼此的间隔，能够从同一板材获得分别表示所希望的平坦时发生载荷的主盘簧1和副盘簧2。再者，由于从主盘簧1的坯料1A的内侧区域冲裁出副盘簧2的坯料2A，所以能够有效地使用作为原材料的板材。再者，能够同时进行外径大的盘簧和外径小的盘簧的坯料的冲裁。这样，能够提高主盘簧1和副盘簧2的材料成品率，并且能够减少制造工序数，因此能够削减制造成本。
在本实施方式的离合器装置30中，由于在具有彼此相同的板厚的主盘簧1和副盘簧2的至少一个的外周部或内周部形成有多个狭缝22，所以通过适当地设计这些狭缝22的形状、数量和狭缝22、22彼此的间隔，能够从同一板材获得分别表示所希望的平坦时发生载荷的主盘簧1和副盘簧2。由此，能够提高主盘簧1和副盘簧2的材料成品率，能够使主盘簧1和副盘簧2价格低廉。因此能够使装置30价格低廉。
特别由于在主盘簧1和副盘簧2的制造时的冲压加工中，从外径大的坯料1A的内侧区域冲裁出外径小的坯料2A，所以能够减少制造工序数。因此能够进一步使主盘簧1和副盘簧2价格低廉，所以能够进一步使装置30价格低廉。
(5)变形例
如上所述，列举上述实施方式说明了本发明，但是本发明并不限于上述实施方式，可以进行各种变形。例如，虽然在上述实施方式中在副盘簧2的内周部(或外周部)形成了狭缝22，但是例如也可以像图3(B)所示的情况那样，在主盘簧1的内周部或外周部形成狭缝。再者，也可以在主盘簧1和副盘簧2的外周部形成多个向半径方向外侧突出的齿。主盘簧1和副盘簧2的齿与离合器机构100、200的离合器鼓101、102的花键槽配合，具有防止主盘簧1和副盘簧2相对于离合器鼓101、102旋转的功能。
进而，虽然在上述实施方式中，离合器装置30具备两个离合器机构100、200，但是不限于此，也可以具备彼此轴线一致的三个以上的离合器机构。在该情况下，在各离合器机构应用的盘簧中，与上述实施方式相同，通过在其内周部或外周部适当地形成狭缝，从具有同一板厚的板材得到盘簧，由此将各盘簧调整为与各离合器机构对应的平坦时发生载荷。而且，虽然在上述实施方式中将本发明应用于机动车的CVT车的多板式离合器装置，但是不限于此。例如也可以将本发明应用于机动车的AT车、工程设备、机动二轮等输送设备的多板式离合器装置。
再者，虽然在上述实施方式中将从同一板材得到的主盘簧1和副盘簧2应用于同一离合器装置30中，但是不限于此，当然也可以将主盘簧1和副盘簧2分别应用于不同的离合器装置。进而，虽然在上述实施方式中，作为离合器机构100、200的主盘簧1和副盘簧2的发生载荷，使用了它们变为大致平坦时的平坦时发生载荷，但是不限于此，当然也可以使用它们变为大致平坦之前的所希望的行程长度ST时的发生载荷。

Claims (3)

1.一种盘簧的制造方法，通过冲压加工从板材冲裁出多个环状坯料，
将上述多个坯料的每一个成形为盘簧，其特征在于，
在上述冲压加工时，在上述多个坯料中的至少一个坯料的外周部或内周部上形成多个狭缝，并且从外径大的坯料的内侧区域冲裁出外径小的坯料，
通过形成上述狭缝来调整盘簧的平坦时发生载荷。
2.一种离合器装置，包括多个离合器机构，在该离合器机构中，在被设置为可在筒状的第1部件的内部沿轴线方向移动的第2部件和第3部件之间具备环状的盘簧，并且彼此的轴线一致，其特征在于，
上述多个离合器机构的盘簧具有相同的板厚，并且具有彼此不同的外径，在上述盘簧的至少一个的外周部或内周部上形成有多个狭缝，
通过形成上述狭缝来设定与离合器机构对应的盘簧的发生载荷，上述发生载荷是在离合器紧固时上述盘簧达到规定的行程长度时的发生载荷。
3.如权利要求2所述的离合器装置，其特征在于，外径小的盘簧具有收纳在外径大的盘簧的内侧的大小。
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