JP3889167B2

JP3889167B2 - 自動調心型クラッチレリーズ軸受装置

Info

Publication number: JP3889167B2
Application number: JP31794698A
Authority: JP
Inventors: 基晴仁木; 孝康田窪; 克明佐々木
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP2000145815A

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５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皿ばね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。この調心は数回のクラッチ操作によって完了する。玉軸受は所要量調心移動した後、皿バネの付勢力によって、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。
【０００６】
調心抗力が小さすぎるとエンジンの振動、衝撃によって調心位置が崩れ、その一方で調心抗力が大きすぎると調心にかなりの時間を要することになる。以上から、調心抗力は適切な範囲内に設定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来より皿ばねとして、断面円弧形で内径部に複数のスリットを形成したものの使用が試みられている。この種のばねの一般的なばね特性は図６に示す通りであり、実用域において、たわみ量の変動に対してばね荷重が大きく変動する関係になっている。
【０００８】
かかるばね特性から、皿ばねの調心抗力は、たわみ量のばらつき、すなわち皿ばねの装着位置やばね寸法の誤差等に左右されることになる（特にばね寸法のばらつきの影響が大きい）。従来では、上記誤差を小さくすることによって調心抗力を管理しているが、高精度化には限界があるため、安定した調心抗力を得るのは難しくなっている。
【０００９】
そこで、本発明では、部品精度や組立精度に左右されることなく、安定した調心抗力を得ることのできる自動調心クラッチレリーズ軸受装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる自動調心クラッチレリーズ軸受装置は、クラッチ装置の回転部材に接触する接触部を有する玉軸受と、玉軸受の内方に挿入されるスリーブと、スリーブの外周から外径方向に延び、その一面に玉軸受が半径方向へ摺動自在に当接し、その他面にレリーズフォークが当接する側板と、玉軸受を側板の一面に弾性的に押圧して保持する皿ばねとを備え、
皿ばねが、テーパ状の環状基部と、その内径側に設けられ、複数のスリットが切欠き形成された断面円弧状の内径部とを備え、内径部から環状基部にかけて滑らかに連続した形状をなし、たわみ量−荷重曲線において、荷重がほぼ一定となるフラット領域を有し、かつそのフラット領域内のたわみ量で配設されているものである。
【００１１】
環状基部をテーパ状としたのは、剛性と玉軸受（例えば外輪のフランジ部）に対する密着性とを考慮したものであり、内径部と環状基部とを滑らかに連続させたのは、屈曲部があると、その部分で皿ばねが変形し、上記フラット領域が得られないか、若しくは当該領域の範囲が狭くなるからである。
【００１２】
スリットは、内径部と環状基部の境界部分まで形成する。
【００１３】
内径部よりも環状基部の剛性を高くしておくのが望ましい。
【００１４】
玉軸受は、クラッチ装置の回転部材に接触する接触部を有する内輪、及び、内向きのフランジ部が端部に設けられた外輪を有するものとし、側板の一面に玉軸受の外輪のフランジ部を当接させると共に、外輪のフランジ部を皿ばねで側板の一面に弾性的に押圧する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示す自動調心型クラッチレリーズ軸受装置は、図５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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１a3があり、この円周溝１a3の外径は一端側の外周１ａよりもやや小さい。
【００１８】
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たものである。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
弾性手段としての皿バネ４は、略円錐筒状の鋼板プレス成形品である。図２に示すように、皿ばね４は、テーパ状の環状基部４ａと、その内径側に設けられ、複数のスリット４b1、４b2が切欠き形成された断面円弧状の内径部４ｃとを備えるもので、環状基部４ｃの剛性は内径部４ｃに比べて十分に大きくなっている。環状基部４ａと内径部４ｃの境界部分は滑らかに連続させている。図面では、環状基部４ａを内径部４ｃの外径端の接線方向に形成して滑らかに連続させた場合を例示するが、環状基部４ａと内径部４ｃとの間に内径部４ｃよりも大きな曲率の円弧を介在させてもよい。内径部４ｃの内径端４c1は、接線方向に延ばしてもよく、また内径部４ｃよりも小さい曲率の円弧状に延ばしてもよい。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態の皿ばね４は、内径部の全周に複数のスリット４b1、４b2で設け、隣合うスリット間の部分を舌片４ｄとしてある。これらスリットには、深さの深い主スリット４b1と、深さの浅い補助スリット４b2とがあり、交互に設けられている。主スリット４b1の底よりも外径側の部分が断面テーパ状の環状基部４ａとなり、これよりも内径側の部分が断面円弧状の内径部４ｃになる。この場合、環状基部４ａは皿ばねの要素、舌片４ｄは板ばねの要素、中央部４ｅは円弧ばねの要素を有する。中央部４ｅは、隣合う主スリット４b1間の皿ばね部分であって、補助スリット４b2の底との間の部分をいう。
【００２３】
上記実施形態の皿ばね４において、補助スリット４b2は舌片４ｄを変形しやすくするためのもので、このスリット４b2の深さを加減するだけで、主スリット４b1を変えることなく容易に調心抗力を調整することが可能となる。主スリット４b1の深さは、最適値のままで変更を要しないため、環状基部４ａの剛性や強度を最適値のまま維持することができる。
【００２４】
皿ばね４の素材としてはバネ鋼、例えばＳＫ５が使用されるが、ＳＫ材以外にも、機械構造用炭素鋼Ｓ６０ＣやＳＵＳ系材料も使用可能である。板厚は、自動車用のものであれば、０．３〜０．５ｍｍとするのがよい。０．５ｍｍより大ききいと、ばね荷重が過大となり、０．３ｍｍ以下では、適切な調心抗力を発生するようなばね荷重は得られない（調心抗力＝α×ばね荷重）。
【００２５】
この皿ばね４において、主たる変形は舌片４ｄが支配的であり、各舌片４ｄの弾性変形に応じて、皿バネ４の小径端部が縮拡径する。図４は、上記実施形態の皿ばね４のたわみ量−ばね荷重曲線の実測図であり、たわみ量が概ね０．９５〜１．４５mmの範囲にばね荷重がほぼ一定となる領域（フラット領域Ａ）を有する。フラット領域Ａの横軸方向の長さは、皿ばね４の成形誤差や円周溝１a3の位置のばらつきを考慮し、これらの誤差を十分に吸収できる範囲で設定される。
【００２６】
クラッチレリーズ軸受装置の組立に際しては、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の他端側の円周溝１a3に嵌まり込む。皿ばね４の環状基部４ａは、シール３ｆと外輪３ｂのフランジ部３b1の内面との間に形成される空間に介装され、フランジ部３b1の内面に当接してフランジ部３b1を側板２の端面２ａに弾性的に押圧する。この時、皿ばね４は、装着後のたわみ量が上記フラット領域Ａの範囲内になるように装着される。
【００２７】
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３ｂ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（Ｓ１〉Ｓ２）。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。
【００２８】
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。この場合、円周溝１a3の位置や皿ばね４の寸法等に多少のばらつきがあっても、上記ばね特性からばね荷重がほぼ一定となるため、これらのばらつきに左右されることなく安定した調心抗力を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、皿ばねを、たわみ量−荷重曲線において、荷重がほぼ一定となるフラット領域を有するものとし、かつそのフラット領域内のたわみ量で配設しているので、皿ばねの寸法誤差や装着位置のばらつきに左右されることなく、安定した調心抗力を得ることができる。
【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】皿ばねの断面図（図３のＢ−Ｂ線）である。
【図３】皿ばねの正面図である。
【図４】たわみ量−ばね荷重曲線を示す図である。
【図５】自動車のクラッチ装置の周辺部を示す図である。
【図６】従来品のたわみ量−ばね荷重曲線を示す図である。
【符号の説明】
１スリーブ
２側板
３玉軸受
３ａ内輪
３ｂ外輪
３b1 フランジ部
４皿ばね
４ａ環状基部
４b1 主スリット
４b2 補助スリット
４ｃ内径部
４ｄ舌片

Claims

クラッチ装置の回転部材に接触する接触部を有する玉軸受と、玉軸受の内方に挿入されるスリーブと、スリーブの外周から外径方向に延び、その一面に玉軸受が半径方向へ摺動自在に当接し、その他面にレリーズフォークが当接する側板と、玉軸受を側板の一面に弾性的に押圧して保持する皿ばねとを備え、
皿ばねが、テーパ状の環状基部と、その内径側に設けられ、複数のスリットが切欠き形成された断面円弧状の内径部とを備え、内径部から環状基部にかけて滑らかに連続した形状をなし、たわみ量−荷重曲線において、荷重がほぼ一定となるフラット領域を有し、かつそのフラット領域内のたわみ量で配設されている自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。
スリットが、内径部と環状基部の境界部分まで形成されている請求項１記載の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。
内径部よりも環状基部の剛性を高くした請求項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。
玉軸受が、クラッチ装置の回転部材に接触する接触部を有する内輪、及び、内向きのフランジ部が端部に設けられた外輪を有し、側板の一面に玉軸受の外輪のフランジ部が当接すると共に、外輪のフランジ部が皿ばねで側板の一面に弾性的に押圧されている請求項１ないし３何れか記載の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。