JP2004176661A

JP2004176661A - 摺動機構

Info

Publication number: JP2004176661A
Application number: JP2002345804A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kanemitsu; 博金光; Seiji Hatta; 政治八田
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP3786085B2

Abstract

【解決手段】摺動機構１は、相互に摺接するシュー２とワッシャ３とを備えている。ワッシャ３の摺接面３Ａと摺接するシュー２の第１摺接面２Ａは、その中央側の領域２ａを外方側の領域２ｂよりも膨出させている。また、上記シュー２は鉄を材料として鍛造により製造してあり、上記ワッシャ３は高力黄銅を材料として製造している。
【効果】上記シュー２の第１摺接面２Ａと上記ワッシャ３の摺接面３Ａとの間への潤滑油の引き込み性が良好となり、寿命が長い摺動機構１を提供できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は摺動機構に関し、より詳しくは、相互に摺接するシューとワッシャとを備えて、例えば油圧ミッションに用いて好適な摺動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ミッション用の摺動機構として、一方の端面を摺接面とするとともに他方の端面を支持部材によって支持されたワッシャと、軸方向の一端に上記ワッシャの摺接面と摺接する第１摺接面を形成したシューとを備えたものは知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】
特開平９−１４１２５号公報。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の摺動機構においては、上記シューの第１摺接面の外周縁をＣ面取りしていたものである。そのように構成することにより、上記シューの第１摺接面がワッシャの摺接面に対して円滑に摺接するように意図したものである。
しかしながら、従来のシューは材料として高力黄銅を用いるとともに、その材料を切削加工して製造していたものである。そのため、従来のシューは製造コストが高いという欠点があった。
しかも、上述したように、従来のシューの第１摺接面は平坦面となっていたので、該シューの第１摺接面とワッシャの摺接面との間に潤滑油が引き込まれにくいという欠点があった。このように、潤滑油の引き込み性が悪いと、シューおよびワッシャの摩耗の進行が早くなり、したがって、従来の摺動機構は寿命が短いという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、本発明は、一方の端面を摺接面とするとともに他方の端面を支持部材によって支持されるワッシャと、軸方向の一端に上記ワッシャの摺接面と摺接する第１摺接面を形成したシューとを備える摺動機構において、
鉄系の材料を用いて上記シューを製造するとともに、該シューの第１摺接面における中央側の領域を外方側の領域よりも膨出させ、また、銅系の材料を用いて上記ワッシャを製造したものである。
このような構成によれば、上記シューの第１摺接面は、その中央側の領域が外方側の領域よりも膨出しているので、該第１摺接面とそれに摺接するワッシャの摺接面との間に微小な間隙が生じて、その間隙を介して第１摺接面とワッシャの摺接面との間に潤滑油が引き込まれやすくなる。つまり、シューの第１摺接面とワッシャの摺接面との間への潤滑油の引き込み性が従来と比較して良好となる。したがって、従来と比較して寿命が長い摺動機構を提供することができる。
しかも、上記シューの材料として単価が安い鉄系の材料を用いているので、製造コストが安いシューを提供することができる。
さらに、ワッシャは銅系の材料からなるので、上記シューの第１摺接面とワッシャの摺接面が摺接した際に焼き付きを起こしにくくなっている。そのため、耐焼き付き性が良好で寿命が長い摺動機構を提供することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は本実施例の摺動機構１を用いた油圧ミッションの要部を示したものである。
この油圧ミッションは、図示しない軸受によって回転自在に軸支した回転軸６と、この回転軸６を貫通させた環状の斜板５と、回転軸６の先端（左方側の端部）に一体に連結した円柱状のシリンダブロック７とを備えている。上記シリンダブロック７には、円周方向等間隔位置に有底孔からなる複数のシリンダ７Ａを形成してあり、これら各シリンダ７Ａに丸棒状のピストン４を摺動自在に嵌合している。
各ピストン４の球状部４Ａと上記斜板５との間に上記摺動機構１を介在させてあり、この摺動機構１は、上記斜板５の表面に摺動可能に重合させた環状のワッシャ３と、上記各ピストン４の球状部４Ａと係合し、かつ上記ワッシャ３と摺接する複数のシュー２とから構成している。
図３にも示すように、上記ワッシャ３の表面は、シュー２の第１摺接面２Ａと摺接する摺接面３Ａとしてあり、ワッシャ３の裏面３Ｂは、上記斜板５の表面に重合させている。上述したように、ワッシャ３の裏面は単に斜板５の端面に重合させてあるだけなので、ワッシャ３と斜板５は円周方向あるいは半径方向に摺動可能となっている。
上記斜板５およびそれによって支持したワッシャ３は、上記回転軸６を囲繞した状態で、かつ回転軸６の軸心に対して所定角度だけ傾斜した位置に保持されている。なお、所要時においては、上記斜板５及びそれに支持したワッシャ３は、図１に示した傾斜位置から回転軸６と直交方向となる位置およびそこからさらに所定角度だけ傾斜した位置に保持位置を切り換えることができる。
【０００６】
シュー２は概略円柱状に形成してあり、ワッシャ３側となる外周部は大径部２Ｃとしてあり、この大径部２Ｃにおけるワッシャ３と対向する端面を上記第１摺接面２Ａとしている。また、このワッシャ３と対向する端面の中央側には、底が浅い円形の凹部２Ｄを形成している。この凹部２Ｄの中央部と上記第２摺接面２Ｂの中央部は、段付の貫通孔２Ｅによって連通させている。このような構成により、上記凹部２Ｄの外方側に環状をした上記第１摺接面２Ａを形成して、この第１摺接面２Ａをワッシャ３の摺接面３Ａ（表面）に当接させている。
また、第１摺接面２Ａとは反対側の端面に、半球状の凹部を形成して、そこを第２摺接面２Ｂとしている。この第２摺接面２Ｂに上記ピストン４の球状部４Ａを摺動自在に係合させている。
【０００７】
上記シリンダブロック７の各シリンダ７Ａ内には油圧が作用しているので、各ピストン４およびその球状部４Ａに係合した各シュー２はワッシャ３に向けて付勢されている。したがって、各シュー２の第１摺接面２Ａはワッシャ３の摺接面３Ａに軽く押圧されており、その状態で第１摺接面２Ａとワッシャ３の摺接面３Ａが摺動するようになっている。又、ワッシャ３の裏面も斜板５の表面に対して軽く押圧されている。
そして、図示しない駆動源によって上記回転軸６およびシリンダブロック７が回転されると、各ピストン４および各シュー２が回転軸６の軸心を回転中心として回転される。すると、図１に示した傾斜状態に保持されているワッシャ３の摺接面３Ａに対して各シュー２の第１摺接面２Ａが摺接するので、各シュー２を介してピストン４が進退動されるようになっている。
以上の構成は従来公知の油圧ミッションの摺動機構１と変わる所はない。
【０００８】
しかして、本実施例は、上記摺動機構１を以下のように改良することにより、摺動機構１の製造コストを低減させるとともにその寿命を長くしたものである。すなわち、本実施例においては、鉄系材料（ＳＵＪ２）を材料として鍛造によってシュー２を製造している。
また、図２に拡大断面図で示すように、シュー２の第１摺接面２Ａは、シュー２の軸心Ｃに対して直交する完全な平坦面となっておらず、その中央側（軸心Ｃ側）の領域２ａを外方側の領域２ｂよりも膨出させてあり、それにより第１摺接面２Ａの断面は滑らかな円弧状となっている。
なお、この図２においては、第１摺接面２Ａにおける軸心Ｃよりも上方側の断面のみを表示してあり、軸心Ｃを挟んだ下方側の第１摺接面２Ａの断面形状は、上方側と対称に表れるので図２においては表示を省略している。
本実施例においては、シュー２における大径部２Ｃの外径Ｄを直径１６ｍｍとしてあり、第１摺接面２Ａにおける中央側の領域２ａが外方側の領域２ｂの外周縁２ｂ’（つまり第１摺接面２Ａの外周縁２ｄ）から軸方向に膨出する膨出量Ｌは０．５μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下に設定している。
【０００９】
また、上記第１摺接面２Ａの外周縁２ｄの隣接外方側となる箇所は、面取部２ｅとしてあり、この面取部２ｅは、軸心Ｃと直交する仮想の平面に対して１５度以下の傾きをなすように面取りしている。この面取部２ｅと大径部２Ｃの外周面との境界部は断面円弧状に面取りしてあり、また、面取部２ｅと第１摺接面２Ａの外周縁２ｄとの境界部分は断面が滑らかな円弧１１によって接続している。面取部２ｅを設ける半径方向寸法は、０．４ｍｍから０．７ｍｍとしてあり、また、面取部２ｅを設ける軸方向寸法は５０μｍとしている。なお、面取部２ｅが軸心Ｃと直交する仮想の平坦面となす角度は１０度ないし１４度であっても良い。
また、第１摺接面２Ａの中央に設けた凹部２Ｄと第１摺接面２Ａとの境界となる角部８は、断面円弧状に面取りしている。
このような構成とした本実施例のシュー２は、材料を鍛造で成形した後、最後に上記第１摺接面２Ａおよび面取部２ｅの全域に対してガス軟窒化処理を施している。
【００１０】
一方、上記シュー２を鉄系の材料で製造したことに関連して、本実施例のワッシャ３は銅系の材料を用いて製造している。
すなわち、本実施例のワッシャ３は高力黄銅（例えば、三井金属鉱業（株）製のＦＡＢＭ又はＦＡＢ）からなり、全体として環状に形成している。このように、本実施例のワッシャ３は、高力黄銅からなり、上記鉄系材料からなるシュー２との組み合わせる構成になっている。そのため、鉄系材料からなるシュー２の第１摺接面２Ａと銅系材料からなるワッシャ３の摺接面３Ａとが摺接する際には、これらの摺接部分に焼き付きが発生しにくくなっている。
【００１１】
以上のように、本実施例の摺動機構１は、上記シュー２を鉄系の材料を用いて鍛造で製造している。そのため、シュー２を製造する際の加工時間を、従来の切削加工による場合と比較して大幅に短縮することが出来る。また、切削加工と比較して鍛造でシュー２を製造しているので、材料の歩留まりが極めて良好である。さらに、本実施例のシュー２は鉄系の材料（ＳＵＪ２）を用いているので、高力黄銅を用いていた従来と比較して製造コストを安くすることができる。
しかも、本実施例のシュー２は、上記第１摺接面２Ａにおける中央側の領域２ａを外周縁２ｄよりも０．５μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下も膨出させている。
そのため、このシュー２の第１摺接面２Ａがワッシャ３の摺接面３Ａと摺接する際には、中央側の領域２ａの半径方向内外の位置に、それら両部材によって断面が楔状となる微小な環状の空間部が形成されるようになる。これにより、両部材の摺接部分（第１摺接面２Ａと摺接面３Ａ）に上記空間部を介して潤滑油が引き込まれやすくなる。
また、シュー２は、中央側の領域２ａが外方側の領域２ｂよりも膨出しているので、ワッシャ３と摺接する際にシュー２が傾斜したとしても、両部材の摺接部分に局部あたりが生じることが無く、シュー２はワッシャ３と円滑に摺動することができる。
つまり、本実施例の摺動機構１は、潤滑油の引き込み性が良好であり、したがって、従来のものよりも寿命が長い摺動機構１を提供することができる。
【００１２】
また、本実施例のワッシャ３は高力黄銅からなるので、鉄系材料からなるシュー２との組合せとなっており、これにより、耐焼き付き性が良好となっている。
また、ワッシャ３は強度の高い高力黄銅からなるので、高圧下（最大３２０ｋｇ／ｃｍ^２）であっても、ワッシャ３は耐疲労性を確保することができ、しかも摺接面３Ａの変形も防止することができる。
なお、上記実施例は、ワッシャ３および斜板５を所定位置に保持して、回転軸６およびシリンダブロック７を回転させる場合について説明したが、斜板５の代わりに所定位置に傾斜させた形成した支持面に上記ワッシャ３を重合させ、その状態のワッシャ３に対して上述した上記シュー２を摺動させる構成にも本発明を適用することができる。
また、上記実施例においては、ワッシャ３の材料として高力黄銅を用いているが、その代わりにアルミ青銅、バネ用リン青銅あるいは銅焼結バイメタルのいずれかを用いても良い。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来に比較して寿命が長い摺動機構を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１の要部を誇張して表現した拡大図。
【図３】図１に示したワッシャ３の正面図。
【符号の説明】
１…摺動機構２…シュー
２Ａ…第１摺接面２ａ…中央側の領域
２ｂ…外方側の領域３…ワッシャ
３Ａ…摺接面５…斜板（支持部材）

Claims

一方の端面を摺接面とするとともに他方の端面を支持部材によって支持されるワッシャと、軸方向の一端に上記ワッシャの摺接面と摺接する第１摺接面を形成したシューとを備える摺動機構において、
鉄系の材料を用いて上記シューを製造するとともに、該シューの第１摺接面における中央側の領域を外方側の領域よりも膨出させ、
また、銅系の材料を用いて上記ワッシャを製造したことを特徴とする摺動機構。
上記シューの第１摺接面における中央側の領域の膨出量は０．５μｍ以上３０μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の摺動機構。
上記第１摺接面における外周縁の隣接外方位置に面取部を形成してあり、この面取部はシューの軸心と直交する仮想の平面に対して約１５度の角度をなすように形成してあり、かつ、この面取部を介して上記第１摺接面とシューの外周面が接続されており、また、上記第１摺接面の外周縁と上記面取部との境界部は断面円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の摺動機構。
上記第１摺接面の中央に円形の凹部を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１に記載の摺動機構。
上記円形の凹部の外周縁と上記第１摺接面における中央側の端部との境界となる角部は、断面円弧状に面取りされていることを特徴とする請求項４に記載の摺動機構。
上記第１摺接面の全域に窒化処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１に記載の摺動機構。
上記ワッシャは、アルミ青銅、高力黄銅、バネ用リン青銅および銅合金バイメタル材のいずれかからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の摺動機構。