JP2002363770A - ダイヤフラムスプリングの支点部分及びそれと摺動する板材の表面処理方法 - Google Patents

ダイヤフラムスプリングの支点部分及びそれと摺動する板材の表面処理方法

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JP2002363770A
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clutch
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surface treatment
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチカバー組立体のダイヤフラムスプリ
ングのレバー先端部(支点部分)及びそれと摺動する板
材の耐摩耗性がより高くなる表面処理方法を提供する。 【解決手段】 表面処理方法は、クラッチカバー組立体
のダイヤフラムスプリングの支点部分及びそれと摺動す
る板材の表面処理方法である。この方法では、ダイヤフ
ラムスプリングの支点部分及び板材の摺動部分を被処理
面として、その被処理面に対して皮膜材料を用いて放電
皮膜処理を施すことで、被処理面を約50μm以下の放
電皮膜層で覆うとともに被処理面の内部に拡散層を形成
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムスプ
リングの支点部分及びそれと摺動する板材の表面処理方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】車両等においてエンジンからトランスミ
ッションへのトルク伝達を断接するクラッチは、フライ
ホイールにクラッチディスクを押圧したり、その押圧を
解除したりするために、クラッチカバー組立体を備えて
いる。クラッチカバー組立体は、主として、クラッチデ
ィスクをフライホイールとの間で挟持するためのプレッ
シャープレートと、このプレッシャープレートをクラッ
チディスクに対して付勢するためのダイヤフラムスプリ
ング又はコイルスプリングと、フライホイールに固定さ
れスプリングやプレッシャープレートを支持するクラッ
チカバーとから構成されている。
【0003】ダイヤフラムスプリング式のクラッチカバ
ー組立体で用いられるダイヤフラムスプリングは、環状
の弾性部と、弾性部から径方向内側に延びる複数のレバ
ー部とから構成されている。このダイヤフラムスプリン
グのレバー先端の支点部分には、レリーズベアリング等
のレリーズ部材が板材を介して当接している。そして、
レリーズ部材の軸方向移動にしたがって、ダイヤフラム
スプリングによるプレッシャープレートの押圧の有無が
切り替わり、クラッチの断接が為される。
【0004】このように、ダイヤフラムスプリングのレ
バー先端部は、板材を介してレリーズ部材により動かさ
れる支点部分であり、クラッチ断接の切り替えの度に板
材と摺動することになる。したがって、これらの摺動部
分に対しては、従来から摩耗に対する対策が採られてい
る。例えば、高周波焼き入れに加え、摺動部分となる金
属表面に対し硬質クロムメッキやモリブデン溶射が施さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、硬質クロムメ
ッキと母材との密着性はそれほど高いものではなく、大
きな荷重が作用した場合にはメッキ部分にクラックが発
生してメッキが剥離してしまう。さらに、クロムメッキ
の処理中には、環境に悪いとされている6ヶクロムが発
生する。
【0006】また、モリブデン溶射をした場合でも、ポ
ーラスの存在による密着性の不足から十分な耐摩耗性が
得られないことがある。本発明の目的は、クラッチカバ
ー組立体のダイヤフラムスプリングのレバー先端部(支
点部分)及びそれと摺動する板材の耐摩耗性がより高く
なる表面処理方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の表面処
理方法は、クラッチカバー組立体のダイヤフラムスプリ
ングの支点部分及びそれと摺動する板材の少なくとも一
方の表面処理方法である。この方法では、ダイヤフラム
スプリングの支点部分及び板材の摺動部分の少なくとも
一方を被処理面として、その被処理面に対して皮膜材料
を用いて放電皮膜処理を施すことで、被処理面を約50
μm以下の皮膜層で覆うとともに被処理面の内部に拡散
層を形成させる。
【0008】ここでは、単にダイヤフラムスプリングの
支点部分や板材に皮膜層を形成するのではなく、放電皮
膜処理によって被処理面の内部に拡散層(皮膜材料が被
処理面の内部に拡散・浸透した層)を形成するため、皮
膜層と母材(ダイヤフラムスプリングの支点部分又は板
材の摺動部分)との密着性が向上する。これにより、耐
摩耗性がより高くなる。また、約50μm以下の皮膜層
で被処理面が覆われるようにしていることで、クラッチ
の寿命を十分に満足することのできる耐摩耗性を得つ
つ、不必要な皮膜の形成を抑えている。
【0009】請求項2に記載の表面処理方法は、請求項
1に記載の表面処理方法であって、被処理面を約10μ
m〜約50μmの皮膜層で覆う。請求項3に記載の表面
処理方法は、請求項1又は2に記載の表面処理方法であ
って、被処理面を平均膜厚20〜40μmの皮膜層で覆
う。
【0010】請求項4に記載の表面処理方法は、請求項
1から3のいずれかに記載の表面処理方法であって、皮
膜材料は、モリブデン、タングステンカーバイド、チタ
ンカーバイド、クロムカーバイド、あるいはチタンボラ
イドである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る表面処
理方法で耐摩耗性を向上させるダイヤフラムスプリング
及び板材を含むクラッチの一例を、図5に示す。ここに
示すクラッチ10は、ダイヤフラムスプリング23の先
端を引くことによりクラッチ連結を解除するタイプであ
る。なお、本発明の表面処理方法は、ダイヤフラムスプ
リングの先端を押すことによってクラッチ連結を解除す
るタイプのクラッチに適用しても同様の効果が得られ
る。
【0012】<クラッチ構成>図5に示すクラッチ10
は、O−Oが回転軸線である。クラッチ10は、エンジ
ン側(図5の左側)のフライホイール98からトランス
ミッション側(図5の右側)のメインドライブシャフト
99にトルクを伝達及び遮断するための装置である。ク
ラッチ10は、主として、クラッチディスク組立体11
とクラッチカバー組立体12とから構成されている。ク
ラッチ10の外周はクラッチカバー21に覆われてい
る。
【0013】クラッチディスク組立体11の摩擦連結部
11aは、クラッチカバー組立体12のプレッシャープ
レート22とフライホイール98との間に配置されてお
り、クラッチ接続時に両者22,98の間で挟持され
る。また、クラッチディスク組立体11のスプラインハ
ブ11bは、メインドライブシャフト99の外周面とス
プライン係合している。
【0014】クラッチカバー組立体12は、クラッチカ
バー21と、プレッシャープレート22と、ダイヤフラ
ムスプリング23と、クラッチカバー21の外周部及び
プレッシャープレート22の外周部を結ぶストラッププ
レート(図示せず)とを有している。
【0015】ダイヤフラムスプリング23は、環状部
と、その環状部から径方向内側に延びる複数のレバーと
から構成されている。ダイヤフラムスプリング23は、
クラッチカバー21と一体回転するものであり、外周端
のトランスミッション側の面がクラッチカバー21に当
接している。また、ダイヤフラムスプリング23の径方
向中間部は、プレッシャープレート22に当接してい
る。さらに、ダイヤフラムスプリング23のレバー先端
の支点部分23aには、レリーズ組立体13の板材31
が当接する。このレリーズ組立体13は、レリーズベア
リングを含んでおり、ダイヤフラムスプリング23のレ
バー先端を軸O−O方向に移動させてクラッチ10の断
接を切り替える役割を果たす。
【0016】<クラッチ動作>クラッチ接続 レリーズ組立体13がダイヤフラムスプリング23の支
点部分23aに一定の荷重を与えると、プレッシャープ
レート22がクラッチディスク組立体11の摩擦連結部
11aをエンジン側に押し、摩擦連結部11aとフライ
ホイール98とが摩擦係合することになる。この結果、
フライホイール98からのトルクは、クラッチディスク
組立体11に伝達され、クラッチディスク組立体11の
スプラインハブ11bに連結されているメインドライブ
シャフト99に出力される。
【0017】クラッチ切断 図5に示すクラッチ接続状態において、レリーズ組立体
13がトランスミッション側に移動すると、ダイヤフラ
ムスプリング23からプレッシャープレート22へと与
えられる押圧荷重が解除される。このとき、クラッチカ
バー21の外周部とプレッシャープレート22の外周部
とを結ぶストラッププレートの付勢力によって、プレッ
シャープレート22がトランスミッション側に移動す
る。この結果、クラッチディスク組立体11の摩擦連結
部11aがフライホイール98から離れ、クラッチが切
断される。
【0018】<ダイヤフラムスプリング及び板材の摺動
部分に対する表面処理>ダイヤフラムスプリング23の
レバー先端の支点部分23a及びレリーズ組立体13の
板材31は、クラッチ断接の度に摺動する。これらの摺
動部分に対して、本実施形態では、以下に示すような手
順で耐摩耗処理を行っている。
【0019】まず、炭素鋼から成るこれらの摺動部分に
対して、高周波焼き入れを施している。これにより、表
面層を、マルテンサイト組織のかたさの高い層としてい
る。そして、次に、摺動部分に対して放電皮膜処理を施
している。この放電皮膜処理は、アーク放電によって電
極材を母材(摺動部分)の表面に移行させ、母材上に放
電皮膜層を形成するとともに、放電皮膜層と接する母材
の表面付近に拡散層を形成する処理である。放電皮膜層
となる電極材(皮膜材料)は、ここではモリブデンを用
いているが、タングステンカーバイド、チタンカーバイ
ド、クロムカーバイド、あるいはチタンボライド等を用
いることもできる。
【0020】放電皮膜処理においては、電極材を電極に
セットし、電極材を回転させながら母材上を順次移動さ
せる。電極からは、10-110-3秒の周期で、10-5
10 -6秒の短時間放電が繰り返される。これにより、電
極材が母材との接触部で8000〜25000℃に加熱
され、プラズマイオン化された状態で母材表面に転移す
るとともに、母材表面下に拡散・浸透する。また、電極
材と母材との接触部は、常にシールドガスで覆われるよ
うにされている。このようにして、母材表面には、放電
皮膜層及び拡散層が形成されていく。このような放電皮
膜処理を行った母材の表面付近の断面を図1に示す。
【0021】また、ここでは、ダイヤフラムスプリング
23のレバー先端の支点部分23a及びレリーズ組立体
13の板材31の摺動部分に対して、放電皮膜層の膜厚
目標値を30μmとして放電皮膜処理を行っている。こ
れにより、最大膜厚32.2μm、最小膜厚18.4μ
mの放電皮膜層が形成されている。なお、モリブデンを
溶射するような従来方法で処理を行った場合には、同様
の膜厚目標に対して、最大膜厚52.5μm、最小膜厚
7.5μmとなる。また、表面粗さについても、放電皮
膜処理の場合は、モリブデン溶射の場合の約3分の1と
なる。
【0022】<本実施形態の放電皮膜処理の特徴>従来
のモリブデン溶射による表面処理部材の表面拡大図及び
断面拡大図を図3(a)及び図3(b)に、従来の硬質
クロムメッキによる表面処理部材の表面拡大図及び断面
拡大図を図4(a)及び図4(b)に示す。モリブデン
溶射ではポーラスPの発生、硬質クロムメッキではクラ
ックCの発生といった不具合が存在し、表面処理層(溶
射層/メッキ層)の剥離の恐れがある。
【0023】これに対し、図2(a)及び図2(b)に
示すように、放電皮膜処理によると、ポーラスやクラッ
クの発生の少ない皮膜処理ができる。また、母材と放電
皮膜層との間に拡散層が形成されることにより、母材と
放電皮膜層との密着性が高くなる(図1参照)。これに
より、母材を覆う層(放電皮膜層)の剥離の恐れが極め
て小さくなり、耐摩耗性が向上する。なお、平均膜厚2
0〜40μm(実際の膜厚10〜50μm)の放電皮膜
層で母材(摺動部分の被処理面)が覆われるように処理
すれば、クラッチ10の寿命を十分に満足することので
きる耐摩耗性を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明では、単にダイヤフラムスプリン
グの支点部分や板材に皮膜層を形成するのではなく、放
電皮膜処理によって被処理面の内部に拡散層(皮膜材料
が被処理面の内部に拡散・浸透した層)を形成するた
め、皮膜層と母材(ダイヤフラムスプリングの支点部分
又は板材の摺動部分)との密着性が向上し、耐摩耗性が
より高くなる。また、約50μm以下の皮膜層で被処理
面が覆われるようにしていることで、クラッチの寿命を
十分に満足することのできる耐摩耗性を得つつ、不必要
な皮膜の形成を抑えている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る表面処理方法により
処理した被処理面の断面図。
【図2】(a)本発明の一実施形態に係る表面処理方法
により処理した被処理面の平面拡大図。 (b)本発明の一実施形態に係る表面処理方法により処
理した被処理面の断面拡大図。
【図3】(a)従来の硬質クロムメッキにより処理した
被処理面の平面拡大図。 (b)従来の硬質クロムメッキにより処理した被処理面
の断面拡大図。
【図4】(a)従来の溶射により処理した被処理面の平
面拡大図。 (b)従来の溶射により処理した被処理面の断面拡大
図。
【図5】放電皮膜処理対象であるダイヤフラムスプリン
グ及び板材を含むクラッチの概略図。
【符号の説明】
10 クラッチ 12 クラッチカバー組立体 23 ダイヤフラムスプリング 31 板材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年6月11日(2001.6.1
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る表面処理方法により
処理した被処理面の断面図。
【図2】(a)本発明の一実施形態に係る表面処理方法
により処理した被処理面の平面拡大図。 (b)本発明の一実施形態に係る表面処理方法により処
理した被処理面の断面拡大図。
【図3】(a)従来の溶射により処理した被処理面の平
面拡大図。 (b)従来の溶射により処理した被処理面の断面拡大
図。
【図4】(a)従来の硬質クロムメッキにより処理した
被処理面の平面拡大図。 (b)従来の硬質クロムメッキにより処理した被処理面
の断面拡大図。
【図5】放電皮膜処理対象であるダイヤフラムスプリン
グ及び板材を含むクラッチの概略図。
【符号の説明】 10 クラッチ 12 クラッチカバー組立体 23 ダイヤフラムスプリング 31 板材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クラッチカバー組立体のダイヤフラムスプ
    リングの支点部分及びそれと摺動する板材の少なくとも
    一方の表面処理方法であって、 前記ダイヤフラムスプリングの支点部分及び前記板材の
    摺動部分の少なくとも一方を被処理面として、その前記
    被処理面に対して皮膜材料を用いて放電皮膜処理を施す
    ことで、前記被処理面を約50μm以下の皮膜層で覆う
    とともに前記被処理面の内部に拡散層を形成させる、表
    面処理方法。
  2. 【請求項2】前記被処理面を約10μm〜約50μmの
    皮膜層で覆う、請求項1に記載の表面処理方法。
  3. 【請求項3】前記被処理面を平均膜厚20〜40μmの
    皮膜層で覆う、請求項1又は2に記載の表面処理方法。
  4. 【請求項4】前記皮膜材料は、モリブデン、タングステ
    ンカーバイド、チタンカーバイド、クロムカーバイド、
    あるいはチタンボライドである、請求項1から3のいず
    れかに記載の表面処理方法。
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