JP3648047B2

JP3648047B2 - Self-aligning clutch release bearing device

Info

Publication number: JP3648047B2
Application number: JP08168598A
Authority: JP
Inventors: 孝康田窪
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: JPH11280790A

Description

【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７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】
上記のような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、クラッチレリーズ軸受装置Ａの玉軸受がそのずれ量に応じて半径方向に摺動移動することにより、その心ずれが自動的に調心される。
【０００６】
近年では、フロントカバーの摩耗軽減、クラッチフィーリングの向上、クラッチ解放機構の軽量化を図るため、クラッチレリーズ軸受装置の上記スリーブは樹脂材料で形成する場合が多くなっている。スリーブを樹脂材料で形成した従来技術として、例えば特開昭６１−６４３３号がある。そこでは、スリーブの材質として、６−６ナイロン（ポリアミド６−６）にガラス繊維を２０〜５０重量％の割合で配合した樹脂材料が示されている。
【０００７】
この種の樹脂スリーブの成形方法としては、生産性に優れた射出成形法が一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
射出成形においては、溶融樹脂が１点のゲートから成形型内に射出されるため、スリーブにはゲートと１８０°対向する部位にウェルド部（二つの分流した溶融樹脂の流れの合流点に当たる部分）が生じる。このウェルド部では、温度低下により樹脂の流動性が低下するため、溶融樹脂同士がなじみにくく、そのためウェルド部は樹脂成形体の強度上のウィークポイントとなり、また、成形体の表面に微少な盛上り（突起）として現れる場合が多い。
【０００９】
樹脂スリーブの内周面にウェルド部の突起があると、テーパマンドレルによるスリーブ内径の測定時に内径寸法を正確に測定することが困難になりるため、フロントカバーとの間の正規の摺動隙間を確保できないという不具合を生じる。
【００１０】
また、近年では、クラッチ解放機構のより一層の軽量化を図るため、フロントカバー３３を軟質のアルミニウム材で形成する場合が多いが、その場合にはスリーブの摺動時にウェルド部の突起がフロントカバーの外周面をかじり、偏摩耗を生じさせるという不具合も生じる。フロントカバーの偏摩耗は、クラッチレリーズ軸受装置の軸方向摺動時にスティックスリップを発生させ、クラッチフィーリングを悪化させると同時に、摺動部分で振動や騒音が発生し、これが車体に伝わって乗員に不快感を与える。フロントカバー、特にアルミ製フロントカバーの偏摩耗の問題は、樹脂スリーブの内周面形状の他、その材質とも密接な関連を持っている。すなわち、上述した従来の樹脂スリーブの材質では、相手材、特にアルミ材に対する攻撃性が強すぎ、そのためフロントカバーの偏摩耗が助長される傾向にある。
【００１１】
一方、樹脂スリーブのアルミ材に対する攻撃性を弱めるため、樹脂材の柔軟性を高めることも考えられるが、耐荷重変形性や摺動面の耐摩耗性の低下につながり、必要な特性が得られない。
【００１２】
本発明は、スリーブの耐荷重性、耐摩擦性等を確保しつつ、フロントカバーの偏摩耗等を防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、内輪、外輪、およびこれらの軌道面とアンギュラコンタクトするボールを有し、かつクラッチ装置の回転部材に接触する接触部を備えた玉軸受を、当該玉軸受の内方に挿入されている樹脂スリーブに対して半径方向へ移動自在に弾性保持した自動調心型クラッチレリーズ軸受装置において、樹脂スリーブを樹脂材の射出成形体とし、かつウェルド部の少なくとも内径側部分を内周面から凹んでいる形状とした。この樹脂スリーブの射出成形は、キャビティを区画する面のうち、樹脂スリーブ内周面のウェルド部となる部分に、軸方向に沿って凸部を設けることにより行うことができる。
【００１４】
この構成であれば、樹脂スリーブのウェルド部内周面に突起が形成されず、そのためにフロントカバー上を摺動する際にもフロントカバーの外周面にかじりを生じず、偏摩耗が防止され、この際、耐荷重変形性や摺動面の耐摩耗性の低下等が問題となることもない。また、マンドレルによるスリーブの内径測定も正確に行うことができる。
【００１５】
クラッチレリーズ軸受装置の樹脂スリーブには、▲１▼円滑なクラッチ操作を可能にするため良好な摺動特性が要求され、▲２▼フロントカバーの偏摩耗を抑制するため相手材、特にアルミ材に対する攻撃性が少ないことが要求され、▲３▼自身の摺動面（内周面）の摩耗を抑制するため耐摩耗性が要求され、▲４▼レリーズフォークの押圧・引張り荷重を側板を介して受けるので耐荷重変形性および強度が要求され、▲５▼玉軸受がダイヤフラムスプリングに当接して急激に回転する際の衝撃荷重を側板を介して受けるので耐衝撃性が要求され、▲６▼フロントカバーとの摺動隙間を一定に維持するため寸法安定性が要求され、▲７▼量産を可能にするため成形性が要求される。
【００１６】
樹脂スリーブの材質として、炭素繊維を１０重量％以上２５重量％以下の割合で配合したポリアミド樹脂を採用することにより、樹脂スリーブに要求される上記諸特性を得ることができる。
【００１７】
ベース樹脂としてポリアミド（ＰＡ：ナイロン）を採用したのは、高温下での強度等の機械的特性に優れ、特に耐衝撃性が良好であること、表面硬度が大きく耐摩耗性に優れていること、自己潤滑性があること、成形性に優れていること等のポリアミドの特性を考慮したためである。ポリアミド樹脂として、例えばポリアミド６、ポリアミド６−６、ポリアミド４−６、ポリアミド６−１０、ポリアミド６−１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、芳香族系ポリアミド（パラ系芳香族ポリアミド、メタ系芳香族ポリアミド）等を用いることができる。
【００１８】
強化材として炭素繊維を採用したのは、ガラス繊維強化品より更に機械的特性を向上させ、摺動特性（摩擦特性）を未強化品と同等ないしはそれ以上に向上させ、かつ、相手材特にアルミ材に対する攻撃性を少なくすることができるためである。炭素繊維は、現在汎用されている１０００°Ｃ以上、好ましくは１２００〜１５００°Ｃの高温に耐えうるものであれば、レーヨン系、ポリアクリロニトル系、リグニン−ポバール系混合物、特殊ピッチ系など原料の種類の如何にかかわらず使用できる。そして、その形状は長短いずれの単繊維であっても良く、クロス、フェルト、ペーパ、ヤーン等のように一次加工を経た編織布、不織布、糸、紐等の製品形状のものでも良い。
【００１９】
また、炭素繊維は、その材質を特に制限することなく、ピッチ系、ＰＡＮ系、カーボン質のいずれであっても良い。また、炭素繊維の形態は、繊維径１〜２０μｍ程度、繊維長１０〜１０００μｍ程度好ましくは１０〜５００μｍのものであれば、樹脂成形物中に均一に分散し、これを充分に補強するので好ましいものといえる。尚、より好ましい炭素繊維径は、平均５〜１４μｍ、また繊維長は１０〜５００μｍである。適度な弾性率があり、強度等の機械的特性を高め、相手材への攻撃性を少なくし、成形時の樹脂材料の流動性も良い。
【００２０】
炭素繊維の配合割合は、１０重量％以上、２５重量％以下とする。１０重量％未満の少量では、機械的特性等の改善効果が期待できず、２５重量％を超える多量では、溶融流動性等の成形性が低下して良好な成形品が得られないからである。１０〜２５重量％であれば、溶融流動性等の成形性を阻害することなく、樹脂スリーブの強度等の機械的特性や摺動特性、耐摩耗等を良好なものとし、かつ、相手材特にアルミ材に対する攻撃性を少なくすることができる。
【００２１】
本発明の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置は、トランスミッションに突設されたアルミ製フロントカバーとの組み合わせにおいて、特に好ましい結果を生じさせる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、図７に示す自動車のクラッチ解放機構に組み込まれる自動調心型クラッチレリーズ軸受装置Ａを示している。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、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。この実施形態では、フロントカバー（３３）はアルミ材で形成されている。
【００２４】
この実施形態のクラッチレリーズ軸受装置Ａは、樹脂スリーブ１、樹脂スリーブ１と一体成形（インサート成形）された側板２、樹脂スリーブ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。
【００２５】
樹脂スリーブ１は、炭素繊維を１０重量％以上２５重量％以下の割合で配合したポリアミド樹脂を射出成形して、同図に示すような略円筒形部材に成形したものである。樹脂スリーブ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。樹脂スリーブ１の外周１ａの一端側角部にはテーパ状の案内面１ａ１が形成され、略中央部（他端側寄り）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樹脂スリーブ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。
【００２６】
樹脂スリーブ１の射出成形は、図２に示すように、内型１０と外型１１の間のキャビティ１２に、ゲート１３から溶融樹脂を充填・硬化させることによって行われる（ゲート１３は図示のようにキャビティ１２の内径側に設ける他、外径側に設けてもよい）。内型１０の外周面のうち、ゲート１３と１８０°対向する位置には、軸方向に沿って微少な凸部10ａが形成される。そのため、硬化後の樹脂製品１のウェルド部１ｃ内径面には軸方向に沿って微少な凹部が形成され、あるいは当該内径面が突起を有しない真円形状となる。なお、凸部10ａの大きさは、射出条件や、スリーブ１の材質あるいは形状等に基いて適宜定められる（図面では凸部10ａの大きさを誇張して描いている）。
【００２７】
図３および図４は、上記成形装置で成形された２種類の樹脂スリーブ１の内周面形状（実線で示す）をタリロンドで計測したもので、図３がサンプル１を、図４がサンプル２を示す。また、図５および図６は、従来装置で成形された樹脂スリーブ１の内周面形状を示す（図５がサンプル１、図６がサンプル２を示す）。各図の（ａ）図がフロント側、（ｂ）図がリヤ側の内周面形状である。
【００２８】
図面から明らかなように、従来装置の成形品（図５、図６）ではウェルド部１ｃの内周面が凸部となるのに対し、本発明装置の成形品（図３、図４）ではウェルド部１ｃの内周面が凹部になる（真円となる場合もある）。従って、マンドレルによる内径測定でも正確な寸法が実測可能となり、フロントカバー３３との間に正規の隙間を確保することができ、かつ樹脂スリーブ１がアルミ製のフロントカバー３３の外周面をかじったり偏摩耗させることもなくなる。また、溶融樹脂の射出圧を高めることもでき、ウェルド部１ｃでの融着性、すなわち強度の向上を図ることができる。
【００２９】
側板２は鋼板プレス製の環体で、樹脂スリーブ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ＳＰＣＣ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ている。
【００３０】
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３ｂ１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、３b2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。この実施形態において、ダイヤフラムスプリング（３５）に接触する内輪３ａの鍔部３ａ１の接触部の直径φＴとボール３ｃのピッチ円直径ＰＣＤ（ボール３ｃの中心を通る円の直径）とは、φＴ〉ＰＣＤ｛ｒ＝（φＴ／ＰＣＤ）〉１｝の関係を有する。また、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板で、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。尚、第１シール部材、第２シール部材として、接触形シールを用いてもよい。
【００３１】
上記のような内輪３ａおよび外輪３ｂは、例えば、鋼板素材からプレス加工→熱処理→軌道面３a2、３b2やシール面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、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ４２１、ＳＣＭ８２２があり、その中でも、ＳＣＭ４１５Ｍが最も好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
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、一端側から樹脂スリーブ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、先ず樹脂スリーブ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。
【００３４】
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樹脂スリーブ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Ａが完成する。樹脂スリーブ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３ｂのフランジ部３ｂ１の内径と樹脂スリーブ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（Ｓ１〉Ｓ２）。そして、樹脂スリーブ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が樹脂スリーブ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、樹脂スリーブ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）。
【００３５】
なお、自動調心型クラッチレリーズ軸受としては、図８に示すように、フロントカバー３３上に摺動自在に挿入され、外径側に延びるフランジ部１ａを一体に有する樹脂スリーブ１と、スリーブ１に隙間をもって外挿された玉軸受３と、スリーブ１のフランジ１ａに装着され、レリーズフォーク３４と当接する側板２と、玉軸受３を覆うカバー５と、カバー５の一端部５ａと玉軸受３との間に介装された波形座金４とを主体として構成されたものがある。カバー５の他端部５ｂは、側板２の外周部（レリーズフォーク３４との当接部２ｂを除く）に加締められており、これによってカバー５の一端部５ａと側板２との間に、波形座金４、玉軸受３の外輪３ｂ、スリーブ１のフランジ１ａが一体的に挟持されている。
【００３６】
この軸受装置の樹脂スリーブ１においては、上述した内径側部分だけでなく、玉軸受３および側板２と当接するフランジ部１ａの両端面についても、ウェルド部が突出しない構成とするのが望ましい。この場合、ウェルド部が玉軸受３や側板２と直接当接しなくなるので、樹脂スリーブ１の強度を確保する上で有利である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂スリーブのテーパマンドレルによる内径測定でも正確な寸法が実測可能となり、フロントカバーとの間に正規の摺動隙間を確保することができる。また、樹脂スリーブがフロントカバーの外周面をかじったり偏摩耗させることもなくなる。さらに、溶融樹脂の射出圧を高めることもでき、ウェルド部での融着性、すなわち強度の向上を図ることができる。
【００３８】
炭素繊維を１０重量％以上２５重量％以下の割合で配合したポリアミド樹脂からなる樹脂スリーブは、強度等の機械的特性、摺動特性、耐摩耗性、寸法安定性、成形性に優れ、かつ、相手材特にアルミ材に対する攻撃性が少ない。そのため、本発明の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置は、樹脂スリーブの内周面に摩耗が生じにくく、また、摺動案内面となるフロントカバーの外周面に摩耗を生じさせにくく、安定したクラッチ操作を可能にすると同時に、良好な耐久性を有する。
【００３９】
本発明の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置は、アルミ製フロントカバーと組合わせて使用した場合、アルミ製フロントカバーに偏摩耗が発生しにくく、特に好ましい結果を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係わるクラッチレリーズ軸受装置を示す断面図である。
【図２】樹脂スリーブの成形装置を示す断面図である。
【図３】実施形態に係わる樹脂スリーブの内周形状を示す図である。
【図４】実施形態に係わる樹脂スリーブの内周形状を示す図である。
【図５】従来の樹脂スリーブの内周形状を示す図である。
【図６】従来の樹脂スリーブの内周形状を示す図である。
【図７】自動車のクラッチ装置の周辺部を示す図である。
【図８】他の実施形態に係わるクラッチレリーズ軸受装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１樹脂スリーブ
１ｃウェルド部
２側板
３玉軸受
３ａ内輪
３ｂ外輪
４弾性手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-aligning clutch release bearing device that is incorporated between an engine and a transmission and that automatically aligns misalignment between the two.
[0002]
[Prior art]
As conceptually shown in FIG. 7, the clutch release bearing device A is disposed between the engine (output shaft 39) of the manual transmission vehicle and the transmission 32 and swings in conjunction with the operation of the clutch pedal (not shown). It is pressed by the moving release fork 34 and slides in the axial direction on the front cover 33 toward the engine side, and has a function of temporarily interrupting transmission of engine torque to the transmission 32.
[0003]
The clutch release bearing device A as described above includes, for example, a sleeve that slides on the front cover 33, a ball bearing that is externally attached to the sleeve, and extends from the outer periphery of the sleeve in the outer diameter direction. The outer ring is slidably contacted in the radial direction and the release plate is in contact with the other surface, and the elastic plate is mainly composed of elastic means for elastically pressing and holding the outer ring of the ball bearing against one surface of the side plate.
[0004]
When the clutch pedal is stepped on, the release fork 34 swings counterclockwise in the same figure and contacts the other surface of the side plate to slide the clutch release bearing A axially toward the engine side. Thereby, the inner ring of the ball bearing comes into contact with the diaphragm spring 35 of the clutch device, and further, the pressure plate 38 pressing the clutch disk 36 against the flywheel 37 is separated from the clutch disk 36 due to the deflection of the diaphragm spring 35. The rotational force of the engine output shaft 39 is temporarily disconnected from the transmission 32.
[0005]
When there is a deviation between the engine-side shaft center and the transmission-side shaft center, the ball bearing of the clutch release bearing device A slides in the radial direction in accordance with the amount of the deviation, so that the center deviation occurs. It is automatically aligned.
[0006]
In recent years, the sleeve of the clutch release bearing device is often formed of a resin material in order to reduce wear of the front cover, improve the clutch feeling, and reduce the weight of the clutch release mechanism. As a prior art in which a sleeve is formed of a resin material, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-6433 is known. Here, as a material of the sleeve, a resin material in which glass fiber is blended at a ratio of 20 to 50% by weight with 6-6 nylon (polyamide 6-6) is shown.
[0007]
As a method for molding this type of resin sleeve, an injection molding method with excellent productivity is common.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In injection molding, the molten resin is injected into the mold from a single gate, so the sleeve has a weld portion (a portion corresponding to the confluence of the two divided flowes of the molten resin) that is 180 ° away from the gate. Occurs. In this weld part, the fluidity of the resin is reduced due to the temperature drop, so that the melted resins are not easily compatible with each other. Therefore, the weld part becomes a weak point on the strength of the resin molded product, and a slight rise is formed on the surface of the molded product. It often appears as a (protrusion).
[0009]
If there is a weld protrusion on the inner peripheral surface of the resin sleeve, it will be difficult to accurately measure the inner diameter when measuring the sleeve inner diameter with a taper mandrel. This causes a problem that it cannot be secured.
[0010]
Further, in recent years, in order to further reduce the weight of the clutch release mechanism, the front cover 33 is often formed of a soft aluminum material. There also arises a problem that the outer peripheral surface of the metal is rubbed to cause uneven wear. Uneven wear of the front cover causes stick slip when the clutch release bearing device slides in the axial direction, which worsens the clutch feeling, and at the same time generates vibration and noise in the sliding part, which is transmitted to the vehicle body and is occupant to the passengers. Gives discomfort. The problem of uneven wear of a front cover, particularly an aluminum front cover, is closely related to the material of the inner peripheral surface of the resin sleeve. That is, the above-described conventional resin sleeve material is too aggressive against the mating material, particularly the aluminum material, and therefore tends to promote uneven wear of the front cover.
[0011]
On the other hand, in order to weaken the aggressiveness of the resin sleeve against the aluminum material, it may be possible to increase the flexibility of the resin material, but it leads to a decrease in load resistance and wear resistance of the sliding surface, and the necessary characteristics are obtained. Absent.
[0012]
An object of the present invention is to prevent uneven wear and the like of a front cover while ensuring load resistance, friction resistance, and the like of a sleeve.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a ball bearing having inner and outer rings, and balls that are in angular contact with these raceway surfaces, and a contact portion that contacts a rotating member of the clutch device. In a self-aligning clutch release bearing device that is elastically held so as to be movable in the radial direction with respect to a resin sleeve inserted inward of the resin sleeve, the resin sleeve is an injection molded body of a resin material, and at least the inner diameter side of the weld portion The portion was recessed from the inner peripheral surface . The injection molding of the resin sleeve can be performed by providing a convex portion along the axial direction in a portion that becomes a weld portion of the inner peripheral surface of the resin sleeve among the surfaces defining the cavity.
[0014]
With this configuration, no protrusion is formed on the inner peripheral surface of the weld portion of the resin sleeve, and therefore, even when sliding on the front cover, no galling occurs on the outer peripheral surface of the front cover, and uneven wear is prevented. At this time, the load deformation resistance and the wear resistance of the sliding surface are not deteriorated. In addition, the inner diameter of the sleeve can be accurately measured with a mandrel.
[0015]
The resin sleeve of the clutch release bearing device is required to have (1) good sliding characteristics in order to enable smooth clutch operation, and (2) to prevent uneven wear of the front cover, especially against aluminum. It is required to be less aggressive, and (3) wear resistance is required to suppress wear on its own sliding surface (inner peripheral surface), and (4) the pressing and tensile load of the release fork is passed through the side plate. Therefore, load resistance and strength are required. (5) Impact resistance is required because the ball bearing receives the impact load when it rotates suddenly against the diaphragm spring through the side plate. (6) Front Dimensional stability is required to maintain a constant sliding clearance with the cover, and (7) formability is required to enable mass production.
[0016]
By adopting a polyamide resin in which carbon fiber is blended at a ratio of 10 wt% or more and 25 wt% or less as the material of the resin sleeve, the above-described various characteristics required for the resin sleeve can be obtained.
[0017]
Polyamide (PA: nylon) is used as the base resin because of its excellent mechanical properties such as strength at high temperatures, especially good impact resistance, and high surface hardness and excellent wear resistance. This is because the properties of polyamide such as having self-lubricating property and excellent moldability are taken into consideration. As the polyamide resin, for example, polyamide 6, polyamide 6-6, polyamide 4-6, polyamide 6-10, polyamide 6-12, polyamide 11, polyamide 12, aromatic polyamide (para aromatic polyamide, meta aromatic polyamide) ) Etc. can be used.
[0018]
The use of carbon fiber as the reinforcing material improves the mechanical properties further than the glass fiber reinforced products, improves the sliding properties (friction properties) to the same or better than the unreinforced products, and the other material, especially aluminum This is because the aggressiveness against the material can be reduced. The carbon fiber is a raw material such as rayon, polyacrylonitrile, lignin-povar, or special pitch as long as it can withstand high temperatures of 1000 ° C. or more, preferably 1200 to 1500 ° C. Can be used regardless of the type. The shape may be long or short monofilament, and may be a product shape such as a woven fabric, non-woven fabric, yarn, string, etc. that has undergone primary processing such as cloth, felt, paper, yarn, or the like.
[0019]
Further, the carbon fiber may be any of pitch-based, PAN-based, and carbonaceous materials without any particular limitation on the material. The carbon fiber has a fiber diameter of about 1 to 20 [mu] m and a fiber length of about 10 to 1000 [mu] m, preferably 10 to 500 [mu] m, because it is uniformly dispersed in the resin molded product and is sufficiently reinforced. It can be said that. A more preferable carbon fiber diameter is 5 to 14 μm on average, and a fiber length is 10 to 500 μm. It has an appropriate modulus of elasticity, improves mechanical properties such as strength, reduces the aggressiveness to the mating material, and has good flowability of the resin material during molding.
[0020]
The blending ratio of the carbon fiber is 10% by weight or more and 25% by weight or less. If the amount is less than 10% by weight, an improvement effect such as mechanical properties cannot be expected. If the amount exceeds 25% by weight, moldability such as melt fluidity is deteriorated and a good molded product cannot be obtained. . If it is 10 to 25% by weight, the mechanical properties such as the strength of the resin sleeve, the sliding characteristics, the wear resistance, etc. are improved without hindering the moldability such as melt fluidity, and the counterpart material, particularly Aggressiveness against aluminum can be reduced.
[0021]
The self-aligning clutch release bearing device of the present invention produces particularly favorable results in combination with an aluminum front cover protruding from a transmission.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0023]
FIG. 1 shows a self-aligning clutch release bearing device A incorporated in the clutch release mechanism of the automobile shown in FIG. The clutch release bearing device A is disposed between the engine (output shaft 39) and the transmission (32) of the manual transmission vehicle, and the front cover (33) is axially slid toward the engine side by the operation of the release fork (34). And temporarily interrupts transmission of the rotational force of the engine to the transmission (32). In this embodiment, the front cover (33) is formed of an aluminum material.
[0024]
The clutch release bearing device A of this embodiment is arranged between a resin sleeve 1, a side plate 2 integrally formed (insert molding) with the resin sleeve 1, and an outer periphery 1a of the resin sleeve 1 and one end surface 2a of the side plate 2. The ball bearing 3 is elastically held by an elastic means, for example, a disc spring 4.
[0025]
The resin sleeve 1 is formed by injection molding a polyamide resin in which carbon fibers are blended at a ratio of 10 wt% or more and 25 wt% or less, and is formed into a substantially cylindrical member as shown in FIG. The inner periphery 1b of the resin sleeve 1 is slidably inserted in the front cover (33). A tapered guide surface 1a1 is formed at one end corner of the outer periphery 1a of the resin sleeve 1, and a stopper portion 1a2 protruding toward the outer diameter side is formed at a substantially central portion (near the other end). The side plate 2 is integrally projected. The guide surface 1a1 has a function of guiding the small-diameter end of the disc spring 4 when an assembly of a ball bearing 3 and a disc spring 4 described later is extrapolated to the outer periphery 1a of the resin sleeve 1. In addition, the stopper portion 1a2 has a function of engaging with the small diameter end of the disc spring 4 in a state after the assembly is completed and preventing the positional deviation thereof. The stopper portion 1a2 is narrow, one end of which is an obtuse inclined wall, and the other end with which the small diameter end of the disc spring 4 is engaged is a vertical wall or a slightly acute inclined wall. The inclined wall on one end side has a function of guiding the small-diameter end of the disc spring 4 when assembled. Further, there is a circumferential groove continuous with the innermost diameter portion of the wall surface on the other end side, and the outer diameter of the circumferential groove is slightly smaller than the outer circumference 1a on the one end side.
[0026]
As shown in FIG. 2, the injection molding of the resin sleeve 1 is performed by filling and curing the molten resin from the gate 13 into the cavity 12 between the inner mold 10 and the outer mold 11 (the gate 13 is shown in the figure). May be provided on the inner diameter side of the cavity 12 or on the outer diameter side). On the outer peripheral surface of the inner mold 10, a minute convex portion 10 a is formed along the axial direction at a position facing the gate 13 by 180 °. Therefore, a minute concave portion is formed along the axial direction on the inner diameter surface of the weld portion 1c of the cured resin product 1, or the inner diameter surface has a perfect circle shape having no protrusion. The size of the convex portion 10a is appropriately determined based on the injection conditions, the material or shape of the sleeve 1, etc. (in the drawing, the size of the convex portion 10a is exaggerated).
[0027]
3 and FIG. 4 show the inner peripheral surface shapes (indicated by solid lines) of the two types of resin sleeves 1 molded by the molding apparatus, as shown in FIG. 3. FIG. 3 shows sample 1 and FIG. Indicates. 5 and 6 show the shape of the inner peripheral surface of the resin sleeve 1 molded by a conventional apparatus (FIG. 5 shows sample 1 and FIG. 6 shows sample 2). In each figure, (a) shows the shape of the inner peripheral surface on the front side and (b) shows the shape of the inner peripheral surface on the rear side.
[0028]
As is apparent from the drawings, the inner peripheral surface of the weld portion 1c is a convex portion in the molded product of the conventional device (FIGS. 5 and 6), whereas in the molded product of the device of the present invention (FIGS. 3 and 4). The inner peripheral surface of the weld portion 1c becomes a concave portion (may be a perfect circle). Therefore, an accurate dimension can be measured even by measuring the inner diameter with a mandrel, a regular gap can be secured between the front cover 33, and the resin sleeve 1 bites or deviates the outer peripheral surface of the aluminum front cover 33. There is no wear. In addition, the injection pressure of the molten resin can be increased, and the weldability at the weld portion 1c, that is, the strength can be improved.
[0029]
The side plate 2 is an annular body made of a steel plate press, and is insert-molded integrally with the outer periphery of the other end of the resin sleeve 1. A flange portion 3b1 of an outer ring 3b of a ball bearing 3, which will be described later, is in contact with one end surface 2a of the side plate 2 so as to be slidable in the radial direction, and a contact portion 2b with which a release fork (34) is in contact with the other end surface. For example, they are arranged at positions opposite to each other by 180 degrees. The side plate 2 of this embodiment is subjected to carbonitriding treatment as a surface hardening treatment after a cold rolled steel plate, for example, an SPCC steel plate is formed into a predetermined shape by press working.
[0030]
The ball bearing 3 includes a steel plate press-made inner ring 3a having an outward flange 3a1 at one end that contacts a diaphragm spring (35) of the clutch device, and a steel plate press-made outer ring having an inward flange portion 3b1 at the other end. 3b, a plurality of balls 3c that are interposed between the inner ring 3a and the outer ring 3b and are in angular contact with the respective raceway surfaces 3a2, 3b2, a retainer 3d that holds the balls 3c at predetermined circumferential intervals, and an inner ring 3a A first seal member 3e that seals between the outer diameter surface and the inner diameter surface of the outer ring 3b at one end side and a second seal member 3f that seals at the other end side are provided. In this embodiment, the diameter φT of the contact portion of the flange 3a1 of the inner ring 3a that contacts the diaphragm spring (35) and the pitch circle diameter PCD of the ball 3c (diameter of a circle passing through the center of the ball 3c) are φT> PCD {R = (φT / PCD)> 1}. The first seal member 3e is a non-contact type elastic seal whose outer diameter side portion is press-fitted and fixed to one end inner diameter surface of the outer ring 3b, and the inner diameter side lip portion is one end outer diameter surface of the inner ring 3a. Close to the labyrinth gap. The second seal member 3f is a shield plate made of a steel plate press having a substantially U-shaped cross section, the outer diameter side portion of which is press-fitted and fixed to the inner diameter surface of the other end side of the outer ring 3b, and the inner diameter side end portion of the inner ring 3a. It approaches the outer diameter surface at the other end via a labyrinth gap. A contact-type seal may be used as the first seal member and the second seal member.
[0031]
The inner ring 3a and the outer ring 3b as described above are manufactured, for example, from a steel plate material through a process of pressing, heat treatment, and grinding of the raceway surfaces 3a2, 3b2 and the seal surface. A carburized steel plate can be used as the steel plate material, and carburizing and quenching can be used as the heat treatment. As the carburized steel, it is preferable to use chromium molybdenum steel (SCM) in terms of cost and mechanical properties. Chrome molybdenum steel (SCM) includes SCM415, SCM418, SCM420, SCM421, and SCM822 depending on the carbon content, and among these, SCM415M is most preferable.
[0032]
The disc spring 4 as the elastic means is a press-formed product having a substantially conical cylindrical shape, and includes a plurality of notches formed by notching from a small diameter end and a plurality of tongue pieces formed between adjacent notches. It is provided at circumferentially equidistant positions. In response to the elastic deformation of each tongue piece, the small-diameter end of the disc spring 4 expands and contracts.
[0033]
When assembling, the assembly of the ball bearing 3 and the disc spring 4 is extrapolated from one end to the outer periphery 1a of the resin sleeve 1, and the flange portion 3b1 of the outer ring 3b of the ball bearing 3 contacts the end surface 2a of the side plate 2. The small diameter end portion (tongue piece) of the disc spring 4 is pushed in contact with the wall surface on the other end side of the stopper portion 1a2. In the process of pushing forward the assembly, the small diameter end portion (tongue piece) of the disc spring 4 is first guided by the guide surface 1a1 on one end side of the resin sleeve 1 and rides on the outer periphery 1a, and then slides on the outer periphery 1a. However, it contacts the inclined wall on one end side of the stopper portion 1a2, and is further guided by the inclined wall to fit into the other end side of the stopper portion 1a2.
[0034]
When the assembly of the ball bearing 3 and the disc spring 4 is extrapolated to the outer periphery 1a of the resin sleeve 1 as described above, the clutch release bearing device A of this embodiment shown in FIG. 1 is completed. There is a radial clearance S1 between the outer periphery 1a of the resin sleeve 1 and the inner surface of the inner ring 3a of the ball bearing 3, and the radial direction is between the inner diameter of the flange portion 3b1 of the outer ring 3b and the outer periphery 1a of the resin sleeve 1. There is a clearance S2. The radial clearance S2 is smaller than the radial clearance S1 (S1> S2). The flange portion 3b1 of the outer ring 3b is elastically applied to the end surface 2a of the side plate 2 by the biasing force of the disc spring 4 interposed between the stopper portion 1a2 of the resin sleeve 1 and the inner surface of the flange portion 3b1 of the outer ring 3b. Thus, the ball bearing 3 is elastically held between the outer periphery 1a of the resin sleeve 1 and the end surface 2a of the side plate 2 so as to be slidable in the radial direction. The ball bearing 3 can be aligned in the radial direction with respect to the resin sleeve 1 and the side plate 2 due to the presence of the radial clearances S1 and S2, and the amount of alignment is restricted by the smaller radial clearance S2. Is done. There is an error in assembling between the shaft center of the front cover (33) and the shaft center of the output shaft (39), and there is a misalignment between the rotation center of the diaphragm spring (35) and the rotation center of the clutch release bearing device. Even if it occurs, the misalignment is automatically centered by the centering movement of the ball bearing 3 according to the amount of the misalignment. In addition, the ball bearing 3 is aligned and moved by the required amount, and is elastically held in its position by the urging force of the disc spring 4, so that the ball bearing 3 is not displaced even when subjected to engine vibration, impact, or the like (having so-called alignment resistance). .
[0035]
As shown in FIG. 8, the self-aligning clutch release bearing includes a resin sleeve 1 slidably inserted on the front cover 33 and integrally having a flange portion 1a extending to the outer diameter side. A ball bearing 3 inserted with a gap therebetween, a side plate 2 attached to the flange 1a of the sleeve 1 and in contact with the release fork 34, a cover 5 covering the ball bearing 3, one end portion 5a of the cover 5 and the ball bearing 3 There is a structure mainly composed of a corrugated washer 4 interposed therebetween. The other end portion 5b of the cover 5 is crimped to the outer peripheral portion of the side plate 2 (excluding the contact portion 2b with the release fork 34), and thereby, between the one end portion 5a of the cover 5 and the side plate 2, The corrugated washer 4, the outer ring 3b of the ball bearing 3, and the flange 1a of the sleeve 1 are clamped together.
[0036]
In the resin sleeve 1 of this bearing device, it is desirable that not only the inner diameter side portion described above but also the both end surfaces of the flange portion 1a contacting the ball bearing 3 and the side plate 2 do not protrude the weld portion. In this case, the weld portion does not directly contact the ball bearing 3 or the side plate 2, which is advantageous in securing the strength of the resin sleeve 1.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, accurate dimensions can be measured even by measuring the inner diameter of the resin sleeve using the taper mandrel, and a regular sliding gap can be secured between the front sleeve and the front cover. Further, the resin sleeve does not bite or partially wear the outer peripheral surface of the front cover. Furthermore, the injection pressure of the molten resin can be increased, and the weldability at the weld portion, that is, the strength can be improved.
[0038]
A resin sleeve made of a polyamide resin containing carbon fiber in a proportion of 10 wt% to 25 wt% is excellent in mechanical properties such as strength, sliding properties, wear resistance, dimensional stability, and moldability, and Less aggressive against other materials, especially aluminum. Therefore, the self-aligning clutch release bearing device of the present invention is less susceptible to wear on the inner peripheral surface of the resin sleeve and less likely to cause wear on the outer peripheral surface of the front cover serving as the sliding guide surface. It has good durability while allowing operation.
[0039]
When the self-aligning clutch release bearing device of the present invention is used in combination with an aluminum front cover, uneven wear hardly occurs on the aluminum front cover, and a particularly preferable result is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a clutch release bearing device according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a resin sleeve molding apparatus.
FIG. 3 is a view showing an inner peripheral shape of a resin sleeve according to the embodiment.
FIG. 4 is a view showing an inner peripheral shape of a resin sleeve according to the embodiment.
FIG. 5 is a view showing an inner peripheral shape of a conventional resin sleeve.
FIG. 6 is a view showing an inner peripheral shape of a conventional resin sleeve.
FIG. 7 is a view showing a peripheral portion of a clutch device of an automobile.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a clutch release bearing device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin sleeve 1c Weld part 2 Side plate 3 Ball bearing 3a Inner ring 3b Outer ring 4 Elastic means

Claims

An inner ring, an outer ring, and a ball bearing that has a ball that makes an angular contact with the raceway surface and that has a contact portion that contacts a rotating member of the clutch device are attached to a resin sleeve inserted inward of the ball bearing. On the other hand, in the self-aligning clutch release bearing device that is elastically held so as to be movable in the radial direction,
A self-aligning clutch release bearing device in which a resin sleeve is an injection molded body of a resin material, and at least an inner diameter side portion of a weld portion is recessed from an inner peripheral surface.

Resin sleeve, self-aligning type clutch release bearing apparatus according to claim 1 wherein the molded polyamide resin containing in a proportion of less than 25 wt% 10 wt% or more of carbon fibers.

The self-aligning clutch release bearing device according to claim 1 or 2 , wherein the resin sleeve is externally slidably inserted in an axial direction on an outer periphery of an aluminum front cover protruding from the transmission.

An inner ring, an outer ring, and a ball bearing having a ball that makes an angular contact with the raceway surface and having a contact portion that comes into contact with a rotating member of the clutch device are attached to a resin sleeve inserted inward of the ball bearing. On the other hand, when the resin sleeve of the self-aligning clutch release bearing device elastically held so as to be movable in the radial direction is injection molded,
A method for manufacturing a self-aligning clutch release bearing device, characterized in that a convex portion is provided along the axial direction at a portion which becomes a weld portion of an inner peripheral surface of a resin sleeve among surfaces defining a cavity.