JP2000088003A - 自動調心型クラッチレリーズ軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外輪の製造工程を簡略化して外輪製造コスト
の低減化を図る。 【解決手段】 クラッチレリーズ軸受装置Ａの外輪３ｂ
をＳ５３Ｃ〜Ｓ６５Ｃのプレス成形品に焼入れ処理した
ものとする。また、内輪３ａをＳＣＭ材のプレス成形品
に浸炭処理したものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとトラン
スミッションとの間に組み込まれ、両者間の心ずれを自
動的に調心する自動調心型クラッチレリーズ軸受装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に概念的に示すように、クラッチレ
リーズ軸受装置Ａは、マニアルミッション自動車のエン
ジン（出力軸３９）とトランスミッション３２との間に
配置され、クラッチペダル（図示省略）の操作と連動し
て揺動するレリーズフォーク３４に押圧されて、フロン
トカバー３３上をエンジン側に軸方向摺動し、エンジン
の回転力がトランスミッション３２に伝達されるのを一
時的に遮断する機能を有する。

【０００３】クラッチレリーズ軸受装置Ａは、例えば、
フロントカバー３３上を摺動するスリーブと、スリーブ
に外挿された玉軸受と、スリーブの外周から外径方向に
延び、その一面に玉軸受の外輪が半径方向摺動自在に当
接し、その他面にレリーズフォークが当接する側板と、
玉軸受の外輪を側板の一面に弾性的に押圧して保持する
弾性手段とを主体として構成される。

【０００４】クラッチペダルを踏み込むと、レリーズフ
ォーク３４が同図で反時計方向に揺動し、側板の他面に
当接してクラッチレリーズ軸受Ａをエンジン側に軸方向
に押圧摺動させる。それによって、玉軸受の内輪がクラ
ッチ装置のダイヤフラムスプリング３５に当接し、さら
に、ダイヤフラムスプリング３５の撓みによって、クラ
ッチディスク３６をフライホイール３７に押圧している
プレシャープレート３８がクラッチディスク３６から離
れて、エンジンの出力軸３９の回転力がトランスミッシ
ョン３２から一時的に切り離される。

【０００５】エンジン側の軸心とトランスミッション側
の軸心との間にずれがあった場合、ダイヤフラムスプリ
ングと軸受との接触部の滑り率が高くなり、種々の不具
合を生じる。そこで、偏心があっても、回転初期にその
ずれを吸収できるよう、玉軸受をそのずれ量に応じて半
径方向に摺動移動可能とし、自動的に調心される構造と
している。

【０００６】クラッチレリーズ装置Ａの玉軸受の軌道輪
は、従来、鋼板素材からプレス加工→熱処理→軌道面等
の研削加工という工程を経て製造されている。鋼板素材
としては浸炭鋼板、熱処理としては浸炭焼入れが採用さ
れ、浸炭鋼としては、コストおよび機械的特性の両面か
らクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）を用いる場合が多い。
クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）には、含有炭素量によっ
てＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４１８、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ
４２１、ＳＣＭ８２２があるが、その中でも、ＳＣＭ４
１５が最も賞用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように熱処理後
の軌道輪には研削加工が施されるが、成形品の真円度と
の関係、あるいは曲率や隙間の設定との関係で研削代が
大きい場合には、研削後の表面硬さの不均一化や硬さ不
足等を招く。これを回避すべく、従来の軌道輪製造工程
では、真円度や各種寸法を厳しく管理しており、これが
コストアップの要因となっている。

【０００８】また、浸炭鋼板では浸炭後の極表層が硬く
なるために研削砥石の粒度を粗くせざるを得ない。その
ために入念な研削加工（超仕上げ加工も含む）が必要と
なって研削工程が煩雑化する一方、研削面の表面粗さが
不十分となる場合もあり、コスト面および軸受機能面の
両立が難しい。さらには、ＳＣＭ材と浸炭処理の組合わ
せそのものが高コストである。

【０００９】一方、軌道輪の素材を他材料に変更するこ
とも考えられるが、その場合には軸受強度の低下が懸念
される。

【００１０】そこで、本発明は、外輪の製造工程を簡略
化しつつ良好な表面粗さを確保することができ、しかも
強度低下の問題を回避することのできる自動調心型クラ
ッチレリーズ軸受装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明にかかる自動調心型クラッチレリーズ軸受装
置では、エンジンの出力軸とトランスミッションの入力
軸との間にあって、レリーズフォークの揺動により前後
動されて一方の軌道輪がクラッチ装置の回転部材に接離
する玉軸受と、玉軸受の内方に挿入されたスリーブと、
スリーブの外周から半径方向に延び、レリーズフォーク
が当接する当接部を有する側板と、玉軸受を側板に弾性
的に押圧する弾性手段とを有し、上記玉軸受が半径方向
に調心可能に保持されているものにおいて、玉軸受の外
輪を、機械構造用炭素鋼材のプレス成形品に焼入れ処理
したものとしたことを特徴とする。

【００１２】機械構造用炭素鋼はＪＩＳに規定されてい
るもので、その中でも特にＳ５３Ｃ〜Ｓ６５Ｃを用いる
のが好ましい。

【００１３】上記何れの構成においても、玉軸受の内輪
は、クロムモリブデン鋼材（ＳＣＭ材）のプレス成形品
に浸炭処理したものとするのがよい。

【００１４】クラッチレリーズ軸受の内輪および外輪の
軌道面は、軸方向の断面ではボールを中心とする曲面R₁
に形成されるが、半径方向の断面では回転軸を中心とす
る曲面R₂で形成される。従って、半径方向の断面で見る
と、内輪軌道面はボールに対して凸接触し、外輪軌道面
はボールに対して凹接触する。そのため、ボールから受
ける軌道面の面圧は外輪軌道面の方が内輪軌道面よりも
小さくなる。これより、内輪を表面硬さの高いＳＣＭ材
の浸炭処理品とする一方で、外輪をこれよりも表面硬さ
が低い機械構造用炭素鋼材の焼入れ品としても、軸受に
必要とされる強度を充分に確保することができる。ま
た、機械構造用炭素鋼材は、廉価でかつ熱処理変形が小
さいので、良好な表面粗さを有する外輪が低コスト化に
製作可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１お
よび図２に基いて説明する。

【００１６】図１に示す自動調心型クラッチレリーズ軸
受装置は、図２に示すクラッチレリーズ軸受装置Ａと同
様に、マニアルミッション自動車のエンジン（出力軸３
９）とトランスミッション３２との間に配置され、レリ
ーズフォーク３４の作動によってフロントカバー３３上
をエンジン側に軸方向摺動して、エンジンの回転力がト
ランスミッション３２に伝達されるのを一時遮断するも
のである。

【００１７】この実施形態のクラッチレリーズ軸受装置
は、樹脂製のスリーブ１、スリーブ１と一体成形（イン
サート成形）された側板２、スリーブ１の外周１ａと側
板２の一方の端面２ａとの間に配され、弾性手段、例え
ば皿バネ４によって弾性保持された玉軸受３を備えてい
る。

【００１８】スリーブ１は、樹脂材からなる略円筒形の
成形体（射出成形体等）である。スリーブ１の内周１ｂ
は、フロントカバー３３に摺動自在に外挿される。スリ
ーブ１の外周１ａの一端側角部にはテーパ状の案内面１
a1が形成され、略中央部には外径側に突出したストッパ
部１a2が形成され、他端部には側板２が一体に突設され
る。案内面１a1は、後述する玉軸受３と皿バネ４とのア
ッセンブリをスリーブ１の外周１ａに外挿する際に、皿
バネ４の小径端を案内する機能をもつ。また、ストッパ
部１a2は、組立完了後の状態において、皿バネ４の小径
端と係合して、その位置ずれを防止する機能をもつ。ス
トッパ部１a2は幅狭で、その一端側は鈍角な傾斜壁、皿
バネ４の小径端が係合する他端側は垂直壁又はやや鋭角
な傾斜壁である。一端側の傾斜壁は、組み込みの際、皿
バネ４の小径端を案内する機能をもつ。また、他端側の
壁面の最内径部と連続して、円周溝があり、この円周溝
の外径は一端側の外周１ａよりもやや小さい。

【００１９】側板２は鋼板プレス製の環体で、樹脂製の
スリーブ１の他端部外周に一体にインサート成形され
る。側板２の一方の端面２ａには後述する玉軸受３の外
輪３ｂのフランジ部３b1が半径方向摺動自在に当接し、
他方の端面側にはレリーズフォーク３４が当接する当接
部２ｂが例えば１８０度対向位置にそれぞれ配設され
る。この実施形態の側板２は、冷間圧延鋼板例えばＳＰ
ＣＣ鋼板をプレス加工によって所定形状に成形した後、
表面硬化処理として浸炭窒化処理を施したものである。

【００２０】玉軸受３は、クラッチ装置のダイヤフラム
スプリング３５に接触する外向きの鍔部３a1を一端に有
する鋼板プレス製の内輪３ａと、内向きのフランジ部３
b1を他端に有する鋼板プレス製の外輪３ｂと、内輪３ａ
と外輪３ｂとの間に介在し、それぞれの軌道面３a2、３
b2とアンギュラコンタクトする複数のボール３ｃと、ボ
ール３ｃを円周所定間隔に保持する保持器３ｄと、内輪
３ａの外径面と外輪３ｂの内径面との間を一端側におい
て密封する第１シール部材３ｅおよび他端側において密
封する第２シール部材３ｆとを備えている。第１シール
部材３ｅは非接触形の弾性体シールで、その外径側部分
が外輪３ｂの一端側内径面に圧入固定され、その内径側
のリップ部が内輪３ａの一端側外径面にラビリンス隙間
を介して近接する。また、第２シール部材３ｆは略コ字
形断面を有する鋼板プレス製のシールドで、その外径側
部分が外輪３ｂの他端側内径面に圧入固定され、その内
径側端部が内輪３ａの他端側外径面にラビリンス隙間を
介して近接する。

【００２１】内輪３ａは、鋼板素材からプレス加工→熱
処理→軌道面等の研削加工という工程を経て製造され
る。鋼板素材としては浸炭鋼板、熱処理としては浸炭焼
入れを採用することができる。浸炭鋼には、ニッケルク
ロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮ
ＣＭ）、クロム鋼（ＳＣｒ）、クロムモリブデン鋼（Ｓ
ＣＭ）がある。これらの中で、ニッケルクロム鋼（ＳＮ
Ｃ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）は、過
剰浸炭を起こしにくく、機械的性質にも優れた材料であ
るが、合金元素として高価なニッケルＮｉを含んでいる
ため、コスト的な面で難がある。内輪に必要とされる機
械的特性を考慮すると、ＳＮＣ鋼、ＳＮＣＭ鋼では過剰
品質の感があり、コスト面での釣り合いがとれない。こ
れに対して、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）は、過剰浸
炭を起こしにくく、焼入れ性が良く、しかも、ＳＮＣ
鋼、ＳＮＣＭ鋼に比べると比較的安価である。また、ク
ラッチレリーズ軸受装置の内輪として要求される機械的
特性も十分満足できる。このような理由から、内輪３ａ
の材質としてクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）を用いるの
が好ましい。クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）は、含有炭
素量によってＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４１８、ＳＣＭ４２
０、ＳＣＭ４２１、ＳＣＭ８２２があり、その中でも、
ＳＣＭ４１５が最も好ましい。

【００２２】外輪３ｂも内輪３ａと同様に、鋼板素材か
らプレス加工→熱処理→研削加工という一連の工程を経
て製造される。外輪３ｂの鋼板素材としては、コスト的
に安価な機械構造用炭素鋼鋼板（Ｓ−Ｃ鋼板）、その中
でも含有炭素量の高いＳ５３Ｃ〜Ｓ６５Ｃを使用する
（特にＳ６０Ｃが好ましい）。Ｓ−Ｃ鋼材は、含有炭素
量が多くなると共に引張り強さ、降伏点、および硬さを
増す性質のもので、さらに熱処理を施すことにより、ク
ラッチレリーズ軸受３の外輪３ｂに要求される硬さ、耐
摩耗性、および充分な靭性等を満たすことができる。

【００２３】プレス加工後の熱処理としては、焼入れが
行われる。この「焼入れ」は、オーステナイト化温度か
ら急冷してマルテンサイトをつくる操作、いわゆるずぶ
焼入れを意味し、鋼部品の表面だけを硬化させると同時
に表面に残留圧縮応力を生じさせる表面硬化処理、例え
ば高周波焼入れや浸炭焼入れは除かれる。焼入れ後は、
通常の機械部品と同様に、焼戻しが行われる。

【００２４】Ｓ−Ｃ鋼板の焼入れ品である外輪３ｂの表
面硬さは、ＳＣＭ鋼板の浸炭処理品である内輪３ａに比
べて小さくなるが、クラッチレリーズ軸受Ａでは、上記
のように外輪軌道面３b2の面圧が内輪軌道面３a2の面圧
に比べて小さくなるので、強度的に劣るＳ−Ｃ鋼板を外
輪３ｂに使用しても軸受装置Ａ全体の強度低下が問題に
なることはない。

【００２５】上記Ｓ−Ｃ鋼板の焼入れ品は、熱処理変形
が少なく、ＳＣＭ材浸炭処理品よりも極表層の硬さが低
く、かつ均一な断面硬さを有するから、簡単な研削加工
（超仕上げ等の他の仕上げ加工も含む）を施すだけで良
好な面粗さが得られる。従って、外輪３ｂをＳＣＭ材の
浸炭処理品とする従来に比べると、研削工数を削減する
ことができ、製造コストの低減を図ることができる。

【００２６】なお、以上は内輪３ａをクラッチ装置の回
転部材（ダイヤフラムスプリング等）に接触する回転側
とし、外輪３ｂを側板２に当接する固定側とした場合の
説明であるが、逆に内輪３ａを固定側（側板２に当接す
る）とし、外輪３ｂを回転側（ダイヤフラムスプリング
に当接する）とする場合も、内輪軌道面３a2と外輪軌道
面３b2の面圧の大小関係に変わりはないので（内輪側の
面圧＞外輪側の面圧）、上記と同様に外輪３ｂをＳ−Ｃ
鋼板の焼入れ品、内輪３ａをＳＣＭ鋼板の浸炭処理品と
すればよい。

【００２７】弾性手段としての皿バネ４は略円錐筒状の
プレス成形品で、小径端から切欠き形成された複数の切
欠き部と、隣り合った切欠き部間に形成された複数の舌
片とを円周等配位置に備えている。各舌片の弾性変形に
応じて、皿バネ４の小径端部が縮拡径する。

【００２８】玉軸受３の組立に際しては、外輪３ｂに、
ボール３ｃ、保持器３ｄ、およびシール部材３ｅ、３ｆ
を組付け、次にそのアッセンブリの内径部に内輪３ａを
圧入する（かち込む）。

【００２９】軸受装置Ａの組立に際しては、玉軸受３の
組立品と皿バネ４とのアッセンブリを、一端側からスリ
ーブ１の外周１ａに外挿し、玉軸受３の外輪３ｂのフラ
ンジ部３b1が側板２の端面２ａに当接し、かつ、皿バネ
４の小径端部（舌片）がストッパ部１a2の他端側の壁面
に当接するまで推し進める。上記アッセンブリを推し進
めてゆく過程において、皿バネ４の小径端部（舌片）
は、先ずスリーブ１の一端側の案内面１a1に案内されて
外周１ａ上に乗り、次に外周１ａ上を滑りながらストッ
パ部１a2の一端側の傾斜壁に当接し、さらに、その傾斜
壁に案内されてストッパ部１a2の他端側に嵌まり込む。

【００３０】上記のようにして、玉軸受３と皿バネ４と
のアッセンブリをスリーブ１の外周１ａに外挿すると、
図１に示すこの実施形態のクラッチレリーズ軸受装置が
完成する。スリーブ１の外周１ａと玉軸受３の内輪３ａ
の内径面との間には半径方向すきまＳ１があり、外輪３
ｂのフランジ部３b1の内径とスリーブ１の外周１ａとの
間には半径方向すきまＳ２がある。半径方向すきまＳ２
は、半径方向すきまＳ１よりも小さい（Ｓ２＜Ｓ１）。
そして、スリーブ１のストッパ部１a2と外輪３ｂのフラ
ンジ部３b1の内側面との間に圧縮介在する皿バネ４の付
勢力によって、外輪３ｂのフランジ部３b1が側板２の端
面２ａに弾性的に押圧され、これにより、玉軸受３がス
リーブ１の外周１ａと側板２の端面２ａとの間に半径方
向摺動自在に弾性保持される。玉軸受３は、半径方向す
きまＳ１およびＳ２の存在によって、スリーブ１および
側板２に対して半径方向に調心移動が可能であり、その
調心移動量は小さい方の半径方向すきまＳ２によって規
制される。フロントカバー３３の軸心と出力軸３９の軸
心との間に組み込み上の誤差等があり、ダイヤフラムス
プリング３５の回転中心とクラッチレリーズ軸受装置の
回転中心とで心ずれが生じても、玉軸受３がそのずれ量
に応じて調心移動することによって、心ずれが自動的に
調心される。また、玉軸受３は所要量調心移動した後、
皿バネ４の付勢力によって、その位置に弾性保持され、
エンジンの振動、衝撃等を受けても位置ずれしない（い
わゆる調心抗力を有する）。

【００３１】

【発明の効果】本発明では、上述のように玉軸受の外輪
を機械構造用炭素鋼材のプレス成形品に焼入れ処理した
ものとしているが、機械構造用炭素鋼材は、安価であ
り、しかもその焼入れ品は熱処理変形が少なく、均一な
表面硬さを持っている。研削工程の簡略化が図れるた
め、従来品に比べて大幅なコスト低減を図ることができ
る。また、この機械構造用炭素鋼材を、軌道面での接触
面圧が内輪よりも小さい外輪に使用することにより、軸
受装置全体の強度が問題となることはない。従って、コ
スト面と軸受機能面とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるクラッチレリーズ軸受装置の断
面図である。

【図２】自動車のクラッチ装置の周辺部を示す図であ
る。

【符号の説明】 １ スリーブ ２ 側板 ２ｂ 当接部 ３ 玉軸受 ３ａ 内輪 ３a2 軌道面 ３ｂ 外輪 ３b2 軌道面 ４ 弾性手段 ３４ レリーズフォーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの出力軸とトランスミッション
   の入力軸との間にあって、レリーズフォークの揺動によ
   り前後動されて何れか一方の軌道輪がクラッチ装置の回
   転部材に接離する玉軸受と、玉軸受の内方に挿入された
   スリーブと、スリーブの外周から半径方向に延び、レリ
   ーズフォークが当接する当接部を有する側板と、玉軸受
   を側板に弾性的に押圧する弾性手段とを有し、上記玉軸
   受が半径方向に調心可能に保持されているものにおい
   て、 玉軸受の外輪が、機械構造用炭素鋼材のプレス成形品に
   焼入れ処理したものであることを特徴とする自動調心型
   クラッチレリーズ軸受装置。
2. 【請求項２】 機械構造用炭素鋼材が、Ｓ５３Ｃ〜Ｓ６
   ５Ｃである請求項１記載の自動調心型クラッチレリーズ
   軸受装置。
3. 【請求項３】 玉軸受の内輪が、クロムモリブデン鋼材
   のプレス成形品に浸炭処理したものである請求項１また
   は２記載の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。