JP3915195B2 - 摩擦クラッチのトルク調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用スタータの衝撃吸収装置として使用される摩擦クラッチのトルク調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特願平８−４９７１８号において「摩擦クラッチ及びそのトルク調整方法」を出願した。
この摩擦クラッチは、図４に示す様に、円盤状のプレート部とボス部を有するブラケットと、所定のトルクが付加された時に回転する回転ディスクと、この回転ディスクをプレート部との間に挟持して回転ディスクと摩擦係合する固定ディスクと、この固定ディスクを加圧する皿ばねとから構成されている。
この摩擦クラッチは、固定ディスクを加圧する皿ばねの加圧力（撓み量）によりトルク調整が行われる。その皿ばねは、予め所定の撓み量を生ずる時の荷重を皿ばね単体で測定しておき、その後、ワークに組付けて、前記測定データに基づいてボス部をかしめることにより、固定ディスクに対して所定の撓み量を発生する位置で固定される。これにより、常に安定した設定トルクが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先願のトルク調整方法では、予め皿ばね単体で測定された測定データと、皿ばねを組付けたワークとを対応させる必要があるが、その具体的な方法が記載されていない。このため、ワークに組付けられた皿ばねに対して、他の測定データに基づいてボス部をかしめてしまう可能性がある。この場合、皿ばねの撓み量が変化する（所定の撓み量が得られない）ため、正確なトルク調整を行うことができない。
また、皿ばねの荷重を測定する際に、その測定ユニットと皿ばねとの位置ずれによる測定誤差が生じると、必然的にボス部のかしめ量が変化するため、やはり正確なトルク調整ができない。
更には、ボス部のかしめ工程の際に、ブラケットの軸心とかしめパンチの軸心との位置ずれにより偏荷重が発生すると、均等な荷重（かしめ力）で皿ばねを固定することができないため、摩擦クラッチの寿命低下を招く。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、正確なトルク調整ができる摩擦クラッチのトルク調整装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
本発明のトルク調整装置は、皿ばねに所定の撓み量を発生させる時の荷重を予め測定する荷重測定ユニットと、荷重測定済みの皿ばねが組付けられたワークに対し、ブラケットの円筒部をかしめて皿ばねに所定の撓み量を発生させるかしめユニットと、荷重測定ユニットで測定された測定値に基づいてかしめユニットの作動を制御する制御ユニットとを備え、その制御ユニットは、荷重測定ユニットで測定された測定値からかしめユニットの制御量を算出する演算装置と、荷重測定ユニットで測定済みの皿ばねが組付けられたワークと演算装置にて算出された制御量データとを対応させるマッチング手段と、このマッチング手段よりワークと制御量データとが対応した状態で、制御量データに基づいてかしめユニットの作動を制御するシリンダ制御装置とを備えている。
この発明によれば、マッチング手段により、測定済みの皿ばねが組付けられたワークと、皿ばねの荷重測定値に基づいて算出された制御量データと対応させているため、その制御量データに基づいてかしめユニットの作動を制御することにより、皿ばねの撓み量を設定値（所定の撓み量）に調節することができ、正確なトルク調整を行うことができる。
【０００５】
また、荷重測定ユニットは、荷重測定ユニット自身の軸心と皿ばねの軸心との位置ずれを防止する第１の位置ずれ防止手段を具備し、かしめユニットは、円筒部をかしめるためのかしめパンチを有し、そのかしめパンチの軸心とブラケットの軸心との位置ずれを防止する第２の位置ずれ防止手段を具備している。
これによれば、皿ばね単体で荷重を測定する際に、第１の位置ずれ防止手段によって荷重測定ユニット自身の軸心と皿ばねの軸心との位置ずれを防止できるため、位置ずれによる測定誤差を無くすことができる。その結果、正確なトルク調整を行うことが可能となる。
また、かしめユニットによるかしめ工程の際に、第２の位置ずれ防止手段によってかしめパンチの軸心とブラケットの軸心との位置ずれを防止できるため、位置ずれによる偏荷重の発生を無くすことができる。その結果、皿ばねを均等な荷重（かしめ力）で固定することができるため、摩擦クラッチの寿命低下を防ぐことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は摩擦クラッチの組立て工程を示す工程図である。
本実施例の摩擦クラッチ１は、例えば自動車用スタータの衝撃緩衝装置として用いられるもので、図４に示す様に、ブラケット２、回転ディスク３、固定ディスク４、皿ばね５等から構成されている。
ブラケット２は、炭素鋼やアルミニウム等の材料で形成され、環状体（ドーナツ形状）のプレート部２ａと、このプレート部２ａの外周縁からプレート部２ａに対し直交して筒状に伸びる外筒部２ｂと、プレート部２ａの内周縁から外筒部２ｂと同方向に伸びる円筒状のボス部２ｃ（本発明の円筒部）とを有する。
プレート部２ａには、ボス部２ｃの外周にボス部２ｃを中心とする円形段２ｄが設けられている。この円形段２ｄは、円形段２ｄより外周のプレート部２ａに対して板厚が回転ディスク３の板厚分だけ厚く設けられている。また、円形段２ｄの上面には、複数の凸部２ｅが設けられている。ボス部２ｃの中心穴には、含油メタルから成る軸受６が嵌着されている。この軸受６は、図示しないドライブシャフトを回転自在に支持している。
【０００７】
回転ディスク３は、外周に複数の突起３ａを有する環状体に設けられ、プレート部２ａの円形段２ｄの外周に摺動自在に嵌合している。なお、回転ディスク３の外周に設けられた突起３ａは、スタータモータ（アーマチャ）の回転を減速する遊星歯車減速装置のインターナルギヤ（図示しない）に連結されている。
固定ディスク４は、ボス部２ｃの外周に嵌合する環状体に設けられ、回転ディスク３の上部に重ねて配置されている。この固定ディスク４は、表面に空けられた複数の嵌合穴（図示しない）がプレート部２ａに設けられた凸部２ｅに嵌合して回転規制され、皿ばね５に加圧されることで回転ディスク３と摩擦係合している。
皿ばね５は、固定ディスク４の上部に積み重ねられ、ボス部２ｃの一部または全周に形成された変形部２ｆにより押圧され、固定ディスク４に対し所定の撓み量を発生して固定ディスク４を加圧している。
【０００８】
次に、上記摩擦クラッチ１のトルク調整方法について説明する。
摩擦クラッチ１のトルク調整は、以下に詳述するトルク調整装置によって行われる。
トルク調整装置は、図１または図２の工程図に示す様に、皿ばね５の荷重を測定する荷重測定ユニット７（下述する）、ブラケット２に回転ディスク３と固定ディスク４とを組付ける部品組付けユニット８、この部品組付けユニット８でブラケット２に回転ディスク３と固定ディスク４とが組付けられた状態のワークＷ（製造過程の未完成品）に荷重測定済みの皿ばね５を組付ける皿ばね組付けユニット９、皿ばね５が組付けられたワークＷに対しブラケット２のボス部２ｃをかしめるかしめユニット１０（下述する）、荷重測定ユニット７で測定された測定値に基づいてかしめユニット１０の作動を制御する制御ユニット１１（下述する）、皿ばね５及びワークＷを工程順に従って所定の位置へ自動的に移載する移載手段１２等より構成されている。
【０００９】
荷重測定ユニット７は、皿ばね５をワークＷに組付ける前（つまり皿ばね５単体の状態）に、皿ばね５に所定の撓み量を発生させる時の荷重を測定し、記録するもので、図５に示す様に、測定用の皿ばね５を受ける受け治具７Ａと、皿ばね５に荷重を加えて測定する測定部７Ｂとを具備している。受け治具７Ａには、皿ばね５をセットする時のガイド部７ａが設けられている。このガイド部７ａは、測定部７Ｂの荷重を受けて皿ばね５が圧縮された時に、皿ばね５の径方向の変位分を吸収できるだけの余裕を持たせてある。また、ガイド部７ａは、図５（ａ）に示す様に、皿ばね５の外径をガイドする凹形状でも良いし、図５（ｂ）に示す様に、皿ばね５の内径をガイドする凸形状でも良い。一方、測定部７Ｂには、皿ばね５に荷重を加える時に皿ばね５との位置ずれを防止するためのガイド部７ｂが設けられている。このガイド部７ｂは、図５（ａ）に示す様に、皿ばね５の内径をガイドする凸形状でも良いし、図５（ｂ）に示す様に、皿ばね５の外径をガイドする凹形状でも良い。
【００１０】
かしめユニット１０は、荷重測定済みの皿ばね５が組付けられたワークＷに対し、ブラケット２のボス部２ｃをかしめて皿ばね５に所定の撓み量を発生させるもので、図示しない加圧シリンダによって作動するかしめパンチ１０Ａ（図６参照）を具備している。
このかしめユニット１０は、かしめ工程の際に、かしめパンチ１０Ａの軸心とボス部２ｃの軸心との位置ずれを防止するための位置ずれ防止手段を備えている。その位置ずれ防止手段は、図６に示す様に、ワークＷをセットするパレット１３に対してワークＷの位置を規制するガイド部１０ａと、かしめパンチ１０Ａに設けられたガイド部１０ｂとから成る。ガイド部１０ａは、パレット１３の下側からパレット１３の中央部に開口する開口部１３ａを通ってボス部２ｃの中心穴に挿入されることでパレット１３に対してワークＷの位置ずれを防止している。一方、ガイド部１０ｂは、かしめパンチ１０Ａのかしめ部より内周側で下方に突出して設けられ、かしめ工程の際にボス部２ｃに嵌着されている軸受６の内周に挿入されることで、かしめパンチ１０Ａの軸心とボス部２ｃの軸心との位置ずれを防止することができる。なお、パレット１３に対してワークＷの位置を規制する手段として、両者（パレット１３とワークＷ）のインロー部の精度を高めて位置決めする方法を採用することもできる。
【００１１】
制御ユニット１１は、図３に示す様に、荷重測定ユニット７で測定された測定値から加圧シリンダの移動量を求める演算装置１４と、この演算装置１４にて算出された加圧シリンダの移動量データと荷重測定済みの皿ばね５が組付けられているワークＷとを対応させるマッチング手段１５と、移動量データに基づいて加圧シリンダの移動量を制御するシリンダ制御装置１６等より構成される。
移載手段１２は、荷重測定ユニット７で測定された皿ばね５を皿ばね組付けユニット９へ移載するとともに、パレット１３にセットされたワークＷを各工程順に搬送させるもので、図１に示すコンベア方式、あるいは図２に示す円テーブル方式等を採用することができる。
【００１２】
次に、摩擦クラッチ１の製造工程（トルク調整工程）について説明する。
まず、皿ばね５を単体で荷重測定ユニット７に装着し、図５に示す様に互いの軸心を一致させた状態で皿ばね５に荷重を加え、皿ばね５が所定の撓み量を発生する時の荷重を測定し、その測定値を演算装置１４へ転送する。
演算装置１４では、転送されたデータより、かしめ寸法を演算し、そのかしめ寸法を加圧シリンダの移動量に換算した後、マッチング手段１５に転送される。一方、皿ばね５以外の部品は、図１に示す様に、部品組付けユニット８によりブラケット２に回転ディスク３と固定ディスク４とが組付けられた後、移載手段１２により皿ばね組付けユニット９まで移載され、その皿ばね組付けユニット９により荷重測定済みの前記皿ばね５が組付けられる。
【００１３】
皿ばね５が組付けられたワークＷは、移載手段１２によりかしめユニット１０まで移載され、マッチング手段１５により皿ばね５の測定データ（荷重）との対応が確認された後、図６に示す様に、かしめパンチ１０Ａの軸心とブラケット２（ボス部２ｃ）の軸心との位置ずれを防止した状態で、かしめパンチ１０Ａが所定量下降してボス部２ｃの外周を塑性変形させることにより、その変形部２ｆに押圧された皿ばね５が所定の撓み量を発生する位置で固定される。
【００１４】
（本実施例の効果）
本実施例では、荷重測定済みの皿ばね５が組付けられたワークＷと、皿ばね５の荷重測定値に基づいて算出された加圧シリンダの移動量データと対応させるマッチング手段１５を具備しているため、そのマッチング手段１５によりワークＷと移動量データとの対応が確認された状態で実際のかしめ工程を行うことができる。その結果、ワークＷに組付けられた皿ばね５に対し、他の測定データに基づいてボス部２ｃをかしめる様な事態を防止でき、確実に皿ばね５の撓み量を制御できるため、正確なトルク調整を行うことができる。
【００１５】
また、荷重測定ユニット７では、荷重測定ユニット７自身の軸心と皿ばね５の軸心との位置ずれを防止した状態で荷重測定を行うことができるため、両者の位置ずれによる測定誤差を無くして正確なトルク調整を行うことができる。更に、かしめユニット１０では、かしめパンチ１０Ａの軸心とブラケット２の軸心との位置ずれを防止した状態でかしめることができるため、両者の位置ずれによる偏荷重の発生を無くすことができ、それにより、皿ばね５を均等な荷重（かしめ力）で固定することができるため、摩擦クラッチ１の寿命低下を防ぐことができる。
【００１６】
なお、上記実施例では、皿ばね５の内径側をボス部２ｃの塑性変形によってかしめているが、図７及び８に示す様に、皿ばね５の外径側をかしめる構成としても良い。即ち、かしめパンチ１０Ａ（図示しない）によってブラケット２の外周に設けられた円筒部２ｇの内周面を塑性変形させ、その変形部２ｆ（図８では周方向に複数箇所設けられている）に押圧された皿ばね５が所定の撓み量を発生する位置で固定される。この場合、皿ばね５をかしめるための円筒部２ｇをプレート部２ａの外周側に設けているため、摩擦力の発生箇所を径大とすることが可能となり、固定ディスク４の面圧を小さくできる。これにより、摩擦クラッチ１の構成部品（ブラケット２、回転ディスク３、固定ディスク４、皿ばね５等）に加わる力が小さくなるため、構成部品の強度を低くして安価な摩擦クラッチ１を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦クラッチのトルク調整工程（コンベア方式）を示す工程図である。
【図２】摩擦クラッチのトルク調整工程（円テーブル方式）を示す工程図である。
【図３】摩擦クラッチのトルク調整工程を示すブロック図である。
【図４】摩擦クラッチの断面図である。
【図５】荷重測定ユニットの模式図である。
【図６】ボス部のかしめ工程を示す断面図である。
【図７】摩擦クラッチの断面図である（変形例）。
【図８】図７に示す摩擦クラッチの平面図である（変形例）。
【符号の説明】
１ 摩擦クラッチ
２ ブラケット
２ａ プレート部
２ｃ ボス部（円筒部）
３ 回転ディスク
４ 固定ディスク
５ 皿ばね
７ 荷重測定ユニット
７ａ ガイド部（第１の位置ずれ防止手段）
７ｂ ガイド部（第１の位置ずれ防止手段）
８ 部品組付けユニット
９ 皿ばね組付けユニット
１０ かしめユニット
１０Ａ かしめパンチ
１０ａ ガイド部（第２の位置ずれ防止手段）
１０ｂ ガイド部（第２の位置ずれ防止手段）
１１ 制御ユニット
１２ 移載手段
１４ 演算装置
１５ マッチング手段
１６ シリンダ制御装置
Ｗ ワーク

Claims (1)

1. 円盤状のプレート部と該プレート部に対し略直交して設けられた円筒部とを有するブラケットと、前記プレート部上に配されて、所定のトルクが付加された時に回転する回転ディスクと、この回転ディスクを前記プレート部との間に挟持して前記回転ディスクと摩擦係合する固定ディスクと、前記円筒部にかしめ固定され、前記固定ディスクに対して所定の撓み量を発生することにより、前記回転ディスクに対し前記固定ディスクを加圧する皿ばねとを備えた摩擦クラッチのトルク調整装置であって、
   前記皿ばねに前記所定の撓み量を発生させる時の荷重を予め測定する荷重測定ユニットと、
   前記ブラケットに前記回転ディスクと前記固定ディスクとを組付ける部品組付けユニットと、
   この部品組付けユニットで前記ブラケットに前記回転ディスクと前記固定ディスクとが組付けられた状態のワークに前記荷重測定ユニットで測定済みの前記皿ばねを組付ける皿ばね組付けユニットと、
   前記皿ばねが組付けられたワークに対し、前記円筒部をかしめて前記皿ばねに所定の撓み量を発生させるかしめユニットと、
   前記荷重測定ユニットで測定された測定値に基づいて前記かしめユニットの作動を制御する制御ユニットと、
   前記皿ばね及び前記ワークを工程順に従って所定の位置へ自動的に移載する移載手段とを備え、
   前記制御ユニットは、
   前記荷重測定ユニットで測定された測定値から前記かしめユニットの制御量を算出する演算装置と、
   前記荷重測定ユニットで測定済みの前記皿ばねが組付けられたワークと前記演算装置にて算出された制御量データとを対応させるマッチング手段と、
   このマッチング手段より前記ワークと前記制御量データとが対応した状態で、前記制御量データに基づいて前記かしめユニットの作動を制御するシリンダ制御装置とを備え、
   前記荷重測定ユニットは、荷重測定ユニット自身の軸心と前記皿ばねの軸心との位置ずれを防止する第１の位置ずれ防止手段を具備し、
   前記かしめユニットは、前記円筒部をかしめるためのかしめパンチを有し、そのかしめパンチの軸心と前記ブラケットの軸心との位置ずれを防止する第２の位置ずれ防止手段を具備していることを特徴とする摩擦クラッチのトルク調整装置。

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