JP2008051182A - クラッチレリーズ軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音防止と寿命向上とを実現可能なクラッチレリーズ軸受装置を提供する。
【解決手段】クラッチレリーズ軸受装置３は、内輪１１及び外輪１２と、内輪１１の軌道面１１ｂと外輪１２の軌道面１２ｂとの間を転動するボール１５とを含むクラッチレリーズ軸受１０と、ガイド軸９ａ上に摺動自在に嵌合されたガイドスリーブ２０と、ガイドスリーブ２０に対してクラッチレリーズ軸受１０を保持するばね部材３０とを備える。そして、内輪１１のダイヤフラムスプリング７との当接部１１ａに、非鉄のショット材を用いたショットピーニングによる金属被膜を形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両等に用いられるクラッチレリーズ軸受装置に関するものである。

車両等に搭載され摩擦板を用いた動力断続装置であるクラッチを動作させる場合において、レリーズ力の入力部材であるレリーズフォークでクラッチカバーのダイヤフラムスプリングを軸線方向に押圧することにより、スプリングの付勢力を摩擦板から解除して動力伝達の切り離しが行われている。
ところで、レリーズフォークはトランスミッション等の固定側に通常配置されているが、クラッチカバーはエンジンのフライホイール等に取り付けられてそれと一体的に回転するようになっている。したがって、クラッチカバーのダイヤフラムスプリングをレリーズフォークが直に押圧するとなると、当接部の摩耗を招来することとなる。

そこで、ダイヤフラムスプリングに当接して一体的に回転する回転輪を含むクラッチレリーズ軸受と、この軸受を所定の状態に保持すると共にレリーズフォークからの入力を受けるようになっている回転しない軸受保持部材とからなるクラッチレリーズ軸受装置を、ダイヤフラムスプリングとレリーズフォークとの間に設けている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１３７８３７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のクラッチレリーズ軸受装置にあっては、クラッチレリーズ軸受の回転輪がダイヤフラムスプリングと直接当接するため、クラッチレリーズ軸受とダイヤフラムスプリングとの当接部で摩耗が発生しやすい。この当接部に摩耗が発生すると、軸受の異音や振動が発生すると共に、軸受寿命に悪影響を与える。
そこで、本発明は、異音防止と寿命向上とを実現可能なクラッチレリーズ軸受装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に係るクラッチレリーズ軸受装置は、互いに同心的に配置され且つ相対回転する内輪及び外輪と、両輪間を転動する転動体と、該転動体を保持する保持器とを含み、一方の輪が固定され、回転する他方の輪がクラッチ装置の回転部材に当接するクラッチレリーズ軸受を備えるクラッチレリーズ軸受装置であって、前記クラッチレリーズ軸受の前記回転部材との当接面に、非鉄のショット材を用いたショットピーニングによる金属被膜が形成されていることを特徴としている。

また、請求項２に係るクラッチレリーズ軸受装置は、請求項１に係る発明において、前記ショット材は、前記回転部材の材質に対して潤滑効果を持つ固体潤滑材であることを特徴としている。
さらに、請求項３に係るクラッチレリーズ軸受装置は、請求項１に係る発明において、前記ショット材は、前記ショットピーニングの被施工面の材質に対して犠牲防食効果を持つ固体潤滑材であることを特徴としている。

また、請求項４に係るクラッチレリーズ軸受装置は、請求項１に係る発明において、前記金属被膜は、異なる複数のショット材による複層構造であることを特徴としている。
さらにまた、請求項５に係るクラッチレリーズ軸受装置は、請求項１に係る発明において、前記ショット材は、複数の材質が含有されていることを特徴としている。

本発明に係るクラッチレリーズ軸受装置によれば、クラッチレリーズ軸受における回転部材との当接面に、非鉄のショット材を用いたショットピーニングによる金属被膜を形成するので、軸受と回転部材との間の共金現象を防止してフォールスブリネリングの発生を防止することができる。その結果、軸受に発生する異音や振動を防止することができると共に、軸受寿命の向上を実現することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態であるクラッチレリーズ軸受装置をクラッチ装置に組み付けた状態を示す断面図である。クラッチ装置は、主として、クラッチカバー組立体１と、クラッチディスク２とから構成されている。
不図示のエンジンに取り付けられたクラッチハウジングＨ内で、クラッチカバー組立体１は、クランクシャフトＣの後端に連結されたフライホイール４に固定されたクラッチカバー５と、クラッチカバー５の内側に配置されたプレッシャプレート６及びダイヤフラムスプリング７とを有している。ダイヤフラムスプリング７は、その半径方向中央部でクラッチカバー５に支持され、且つその外周縁近傍がプレッシャプレート６をフライホイール４側に圧接している。また、ダイヤフラムスプリング７は、径方向の中間部から内周部にかけて放射状のスリットを備えており、内周端部７ａがクラッチレリーズ軸受装置３に当接している。

クラッチディスク２は、その外周部である摩擦フェーシング２ａがフライホイール４とプレッシャプレート６との間で挟持されるようになっている。クラッチディスク２の中心には、トランスミッション側のメインドライブシャフト９がスプライン係合している。
クラッチハウジングＨの後方（図１の右側）には、不図示のトランスミッションが配置されている。クラッチディスク２にスプライン係合するメインドライブシャフト９の後部は、トランスミッション内に延びている。クラッチレリーズ軸受装置３は、ガイド軸９ａの周囲に配置され、レリーズフォーク８に押されることで、軸線方向に移動可能に配置されている。

次に、クラッチレリーズ軸受装置３の構造について図２及び図３をもとに説明する。
図２は、クラッチレリーズ軸受装置３をレリーズフォーク８側から見た図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ’矢視図である。
クラッチレリーズ軸受装置３は、クラッチレリーズ軸受１０と、ガイドスリーブ２０と、ばね部材３０と、補強部材４０とからなる。

そして、クラッチレリーズ軸受１０は、図３における左方端に当接部１１ａを有する略円管状の内輪１１と、内輪１１を同心的に内包する略円管状の外輪１２と、内輪１１の外周面に形成された軌道面１１ｂと外輪１２の内周面に形成された軌道面１２ｂとの間に転動自在に配置された複数の転動体であるボール１５と、ボール１５を所定間隔で保持する保持器１６と、ボール１５の軸線方向両側で内輪１１と外輪１２とにより画成される空間を防塵油密的に密封するシール１７，１８とからなる。

内輪１１は外輪１２に対して回転自在に支持されている。また内輪１１の当接部１１ａは、半径方向外方にめくれたような形状をしており、図１に示すクラッチカバー５のダイヤフラムスプリング７に当接するようになっている。
そして、内輪１１の当接部１１ａ（図３のα部）には、非鉄のショット材を用いたショットピーリング加工が施されている。

また、ガイドスリーブ２０はモールド成形された樹脂製であって、円管状の本体２１と、本体２１の中央近傍の外周から半径方向に延在するフランジ部２２と、フランジ部２２の半径方向外周から軸線方向に延在する制限部２３とが形成されている。
本体２１の内方にはガイド軸９ａ（図１）が延在しており、本体２１はその周囲を摺動自在となっている。なお、本体２１の内方には拡径部２４が設けられている。この拡径部２４は、本体２１が摺動する際に異物を噛みこまないように機能するものである。また、クラッチレリーズ軸受１０を半径方向に移動可能とするため、制限部２３と外輪１２との間には隙間２７が形成されている。

また、２つのばね部材３０は、クラッチレリーズ軸受１０をガイドスリーブ２０に対して取り付ける機能を有する。これらのばね部材３０は、一枚のＳＫ５等のばね鋼板をプレスで打ち抜いた後折り曲げその後焼入処理することによって形成されている。
補強部材４０は、円筒部４１と、円筒部４１に連結された円板状のアンビル部４２とからなり、比較的肉厚の板をプレスし、その後焼入処理することによって形成される。これにより、入力部材であるレリーズフォーク８（図１）との接触部にて著しい摩耗が発生しないようにしている。円筒部４１は、ガイドスリーブ２０に取り付けられた際に本体２１に丁度嵌合する内径を有し、それにより補強部材４０の半径方向の位置決めが達成されるようになっている。

クラッチレリーズ軸受装置３の組付の際には、ガイドスリーブ２０の本体２１の周囲に、クラッチレリーズ軸受１０および補強部材４０を配置した後、図２の斜め左上方、斜め右下方から２つのばね部材３０を挿入する。
ばね部材３０は、ガイドスリーブ２０のフランジ部２２に設けた軸線方向突起２２ｃを弾性変形しながら乗り越えて、切欠き３７が突起２２ｃに係合し、且つ中央切欠３８がガイドスリーブ２０のフランジ部２２に設けたストッパ２２ｇに当接することで、組み付けが完了する。このとき、ばね部材３０は、その弾性力によりフランジ部２２と外輪１２とを軸線方向に挟持することとなる。

次に、本実施形態であるクラッチ装置及びクラッチレリーズ軸受装置の動作について説明する。
運転者がクラッチペダルを踏むなどすることにより、レリーズフォーク８が枢動し、その先端がクラッチレリーズ軸受装置３の補強部材４０のアンビル部４２に当接して一定の荷重を印加する。補強部材４０の板厚は比較的厚くその剛性も十分であるため、レリーズフォーク８より受ける大荷重を支持することができる。

図１において、クラッチレリーズ軸受装置３は、レリーズフォーク８からの入力によりガイド軸９ａ上を軸線方向に摺動して、クラッチカバー５に支持されたダイヤフラムスプリング７（クラッチ装置の回転部材）に内輪１１の当接部１１ａを当接させる。ダイヤフラムスプリング７が回転していても、内輪１１は回転自在であるので、当接後にダイヤフラムスプリング７と一体で回転することとなる。

さらに、クラッチレリーズ軸受装置３が軸線方向に移動することによりダイヤフラムスプリング７が押圧されて、プレッシャプレート６をフライホイール４から離隔させるので、フライホイール４とクラッチプレート２の相対回転が許容されることとなり、エンジンからトランスミッションへの動力伝達の中断すなわちクラッチ動作が行われることとなる。

ばね部材３０は適切な板厚となっていて、ガイドスリーブ２０に対してクラッチレリーズ軸受１０を、外輪１２との間に作用する摩擦力のみで支持しているため、クラッチレリーズ軸受１０はガイドスリーブ２０に対して半径方向に移動可能となっている。したがって、内輪１１の当接部１１ａがダイヤフラムスプリング７に当接したとき、両者の間に偏心があれば、クラッチレリーズ軸受１０を同心に位置させようとする公知の力が生じ、それによりクラッチレリーズ軸受１０は半径方向に移動して、自動調心が達成されることとなる。

次に、内輪１１の当接部１１ａに施すショットピーニング加工について詳述する。
本実施形態では非鉄のショット材を適用し、そのショット材を投射装置のショットノズルから噴射して内輪１１の当接部１１ａ（以下、母材ともいう）に衝突させる。そして、母材上に衝突したときのショット材と被施工面との微小滑りによる摩擦熱でショット材の表面を溶融し、母材上に付着させて被膜形成するようになっている。

ここで、ショット材としては、鉄系材料であるダイヤフラムスプリング７に対して潤滑性のある固体潤滑材、例えば、二硫化モリブデン、黄銅、青銅などの銅合金、錫などを適用する。
このようなショットピーニング加工による被膜形成は、電気鍍金や化学鍍金のように処理過程において水素が発生することがないので、遅れ破壊や白色剥離の心配がない。また、溶融鍍金のように処理過程において高温に曝されることがないので、母材の硬さ低下や表面組織の変質を生じさせることなく金属被膜を形成することができる。

さらに、加工表面にはショットピーニングの効果で圧縮残留応力層が形成されるため、被施工面の疲れ寿命を延ばして強度を高めることができる。
ところで、クラッチレリーズ軸受において、クラッチレリーズ軸受の回転輪がダイヤフラムスプリングと直接当接する構造となっている場合、クラッチレリーズ軸受とダイヤフラムスプリングとの当接部で摩耗が発生しやすい。この当接部に摩耗が発生すると、軸受の異音や振動が発生すると共に、軸受寿命に悪影響を与える。

これに対して、本実施形態では、クラッチレリーズ軸受１０の内輪１１の当接部１１ａに非鉄のショット材、具体的にはダイヤフラムスプリング７に対して潤滑性のある固体潤滑材を用いてショットピーニング加工を施して被膜を形成するので、フォールスブリネリングの発生を抑制して、異音の発生及び軸受寿命の低下を防止することができる。
すなわち、ショット材として非鉄の材質を適用することで、鉄系材料同士の内輪１１の当接部１１ａとダイヤフラムスプリング７との共金現象を防止することができ、フォールスブリネリングの発生を低減することができる。

また、ショット材として鉄系材料であるダイヤフラムスプリング７に対して潤滑効果を持つ固体潤滑材を適用することで、内輪１１の当接部１１ａとダイヤフラムスプリング７との摩擦を防止することができ、フォールスブリネリングの発生をより効果的に低減することができる。
さらに、ショット材は被施工面上の粗さの谷の部分に厚く、山の部分には薄く付着するので、ショットピーニング加工を施した軌道面は、加工前の状態より滑らかになる。また、摩耗が発生しても、粗さの谷に残ったショット材が効果を持ち続ける。

このように、上記実施形態では、内輪の当接面とダイヤフラムスプリングとの間のフォールスブリネリングの発生を抑制することにより、軸受に発生する異音や振動を防止することができると共に、軸受寿命の向上を実現することができる。その結果、車両の品質向上とクラッチレリーズ軸受装置の商品性向上とを実現することができる。
なお、上記実施形態においては、ショット材としてダイヤフラムスプリング７に対して単に潤滑性のある材質を適用する場合について説明したが、ショット材として内輪１１の当接部１１ａに対して犠牲防食効果のある固体潤滑材を適用することもできる。

ここで、犠牲防食効果を持つ金属としては、例えば、亜鉛を適用する。アルミニウムの被膜でも防錆は可能であるが、アルミニウムのショット材は引火性が強いので、安全性上好ましくない。
このように、内輪１１の当接部１１ａに、当該当接部１１ａに対して犠牲防食効果を持つ材質によって金属被膜を形成すれば、軸受外部から侵入する水や結露の水分によって軸受内部に発生する錆を抑制することができる。

また、仮に当接部１１ａとダイヤフラムスプリング７との間で摩耗が発生した場合であっても、粗さの谷に残留する被膜の犠牲防食効果で、摩耗粉の酸化を防止することができる。摩耗粉は酸化により硬くなると同時に体積も増えるので、酸化防止をすることで、軌道面と転動面との間の圧痕対策も実現することができる。このように、軸受寿命の向上を実現することができる。

また、上記実施形態においては、１回のショットピーニング加工によって単層の金属被膜を形成する場合ついて説明したが、異なる複数のショット材を用いて複数回の加工を行い、複層の金属被膜を形成することもできる。
例えば、金属被膜を２層構造とし、表面層を錫やニッケルなど鉄より貴な金属による被膜とし、内側層を亜鉛など鉄より卑な金属による被膜とすることができる。これにより、卑な金属の犠牲防食による溶出消耗を防止して、より高いフレッチング防止効果が得られる。

他にも、表面側をニッケル、コバルト、クロムなど硬質な金属による被膜とし、母材側を亜鉛などの犠牲防食性被膜とすることができる。これにより、表面硬質層が摩耗を防止し、内側の犠牲防食層が摩耗粉の酸化を防ぐというような役割分担が可能とる。
このように、金属被膜を複層にすることで、単層では得られない効果を得ることができる。
さらに、上記実施形態においては、金属被膜の組成を単一のショット材によるものとする場合について説明したが、異なる複数の材質を含有した金属被膜とすることもできる。

一般に、少量のニッケルを含む亜鉛被膜は、ニッケルの触媒効果により防食性が向上することが広く知られている。したがって、例えば、亜鉛のショット材の中に１〜２質量％のニッケルのショット材を加えてショットピーニング加工を行うと、３〜１０質量％のニッケルを含み、残りが亜鉛の被膜ができる。ここで、ニッケルと亜鉛の混合比は粒径やメーカー毎のショット材の組成に応じて決定される。ショット材の混合比に比べ被膜のニッケルの比率が高くなるのは、ニッケルの質量が大きく熱伝導性が悪いことにより、ニッケルの方が溶融しやすいためである。
このような組成を得ることにより、高価なニッケルをあまり使うことなく、防錆性能を向上することができる。

本発明の実施形態におけるクラッチレリーズ軸受装置を組み付けたクラッチ装置の構造を示す断面図である。 クラッチレリーズ軸受装置をレリーズフォーク側から見た図である。 図２におけるＡ−Ａ’矢視図である。

符号の説明

３…クラッチレリーズ軸受装置、５…クラッチカバー、７…ダイヤフラムスプリング、８…レリーズフォーク、１０…クラッチレリーズ軸受、１１…内輪、１１ａ…当接部、１１ｂ…軌道面、１２…外輪、１２ｂ…軌道面、１５…ボール、２０…ガイドスリーブ、３０…ばね部材、４０…補強部材

Claims (5)

1. 互いに同心的に配置され且つ相対回転する内輪及び外輪と、両輪間を転動する転動体と、該転動体を保持する保持器とを含み、一方の輪が固定され、回転する他方の輪がクラッチ装置の回転部材に当接するクラッチレリーズ軸受を備えるクラッチレリーズ軸受装置であって、
   前記クラッチレリーズ軸受の前記回転部材との当接面に、非鉄のショット材を用いたショットピーニングによる金属被膜が形成されていることを特徴とするクラッチレリーズ軸受装置。
2. 前記ショット材は、前記回転部材の材質に対して潤滑効果を持つ固体潤滑材であることを特徴とする請求項１に記載のクラッチレリーズ軸受装置。
3. 前記ショット材は、前記ショットピーニングの被施工面の材質に対して犠牲防食効果を持つ固体潤滑材であることを特徴とする請求項１に記載のクラッチレリーズ軸受装置。
4. 前記金属被膜は、異なる複数のショット材による複層構造であることを特徴とする請求項１に記載のクラッチレリーズ軸受装置。
5. 前記ショット材は、複数の材質が含有されていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチレリーズ軸受装置。

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