JP3976581B2 - ロックアップクラッチ摩擦面の形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車などの自動変速機用トルクコンバータのロックアップクラッチ摩擦面の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車などの自動変速機は、トルクコンバータと変速機構とからなり、エンジンの回転はトルクコンバータを介して入力軸に伝達され、更に変速機構に伝達する構造になっている。一般に、トルクコンバータは、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ及びロックアップクラッチによって構成されている。
【０００３】
エンジンからの回転は、フロントカバーに伝えられ、フロントカバーに固定されたポンプインペラに伝達される。ポンプインペラが回転すると、トルクコンバータの内部の油は、軸の周囲を回転する流れを生じ、この油の流れは、遠心力によってポンプインペラ、タービンランナ及びステータ間で循環する流れとなる。
【０００４】
ステータは、ポンプインペラとタービンランナ間にあって、両者の回転速度差が大きい時には油の流れをポンプインペラの回転を助ける方向に変換する役割をする。ポンプインペラとタービンランナの回転速度差が小さくなると、ステータはワンウェイクラッチの作用で回転し始め、油の流れを妨げないようにしている。このようにして、トルクコンバータはエンジンの回転を入力軸に伝達している。
【０００５】
しかしながら、車両の走行中に油を介してエンジンの回転を入力軸に伝達することはトルクの伝達効率があまり良くないので、あらかじめ設定された車速になると、ロックアップクラッチをフロントカバーに係合してエンジンの回転を直接入力軸に伝達するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ロックアップクラッチには、フロントカバーに対向して摩擦係合する面に、摩擦材が固定してあるが、成形した当初の摩擦材の表面には、樹脂に混入された繊維が突出してけば立ちが生じており、ロックアップクラッチに使用した場合、フロントカバーの内側面との接触面積が小さくなって摩擦係数が低くなってしまう。
【０００７】
また、一般に摩擦材のμ−ｖ特性は、スリップ回転数が低い場合に摩擦係数が高く、スリップ回転数が高くなると摩擦係数が低くなるようになっている。このような特性を有する摩擦材をそのままの状態でロックアップクラッチに使用すると、ロックアップクラッチの係合開始時及び解放開始時にスティック・スリップによる振動が発生する恐れがある。
【０００８】
このような問題点を解決する手段として、摩擦材表面を切削することが提案されている。例えば、その一例として特開平５−９９２９７号公報に開示のロックアップクラッチがあげられる。図７は代表的なロックアップクラッチピストンの正面図であり、図8はその軸方向断面図である。
【０００９】
ロックアップクラッチピストン３０は、中心に軸方向に貫通する開口部３２を備えたほぼ環状の部材である。不図示のフロントカバーに対向配置される摩擦面３１には摩擦材が貼着されている。また、ロックアップクラッチピストン３０の裏面、すなわち摩擦面３１と反対側には、図8に示す嵌合爪３３が設けられており、ロックアップクラッチピストン３０を所定位置に嵌合する。
【００１０】
(1)摩擦面３１の摩擦材に、特開平５−９９２９７号公報に記載のように通常の切削を行った場合、摩擦熱によって摩擦材料面が焦げたり、摩擦材表面の状態が変ってしまい摩擦特性に影響が出てしまうという問題がある。また、摩擦材表面を削った粉によって、摩擦材や砥石が目詰まりしてしまうという問題がある。
【００１１】
(2)また、ロックアップクラッチピストン３０を形成するためのコアプレートは打抜きや絞りによって所定形状に成形される。場合によってはさらに熱処理が施される。これらの工程でコアプレートに僅かな変形が残ることがある。摩擦材を接着する側の面はその後研削され、この変形部がなくなり所定精度内の平坦面が形成される。しかし、裏側の面は多少の変形が残っていたとしてもロックアップクラッチの性能になんの影響もないので、この変形を除去する工程を省くのが経済的である。
【００１２】
しかしながら、裏面のこの変形を残したまま摩擦材を接着しようとすると図９及び図１０に示すように接着時（即ち、加圧・加熱時）にこのコアプレートの変形があるため、摩擦材に対して不均一な荷重を与えることになり、結果的に摩擦材の摩擦面に歪みが残る。
【００１３】
図9に示すように、変形の残ったコアプレート３５の裏面側からヘッド３４により加圧・加熱することで、摩擦材３６をコアプレート３５の表面（摩擦面）に貼着するが、コアプレート３５の裏面の変形により摩擦材３６も変形してしまう。図10に示すように、この変形３７は、加圧が終わり摩擦材３６の貼着が完了した後でも摩擦材３６の表面に残る。摩擦材３６のこの変形３７や歪みは、ロックアップクラッチをスリップさせて使用する際にジャダーを引き起こしてしまう。
【００１４】
また、前述の特開平５−９９２９７号公報に示すように摩擦材の表面を削り、表面を平坦化することも行っているが、切削時の荷重が大きいと、この荷重によってコアプレートに歪み（変形）が生じ、そのように歪んだ（変形した）状態で切削してしまうことになる。そのため、通常の切削方法で前記歪みや変形を完全に除去するには、切削時の荷重を小さくし、且つ切削時間を長くしなければならないので生産効率が低下してしまうという新たな問題が発生する。
【００１５】
そこで本発明の目的は、上記(1)及び(2)の問題点を解決できるロックアップクラッチ摩擦面の形成方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のロックアップクラッチ摩擦面の形成方法は、
摩擦材に切削加工を施して摩擦面を形成するロックアップクラッチ摩擦面の形成方法において、切削加工を油中で行うことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明のロックアップクラッチ摩擦面の形成方法は、
摩擦材に切削加工を施して摩擦面を形成するロックアップクラッチ摩擦面の形成方法において、切削加工は、回転している砥石に対してワーク自重分のみの荷重を加えることによって行うことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施態様】
請求項１の発明によれば、摩擦材の切削加工を油中で行うので、切削による温度上昇を防ぐことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、油中で、砥石とワークを相対回転させ、油圧による荷重を与えて砥石とワークを接触させて行うので、切削による温度上昇を防ぐことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、砥石の切削面には放射状に延びる溝が設けられているので、切粉が外部へと排出されるので、摩擦材や砥石が目詰まりすることが防止できる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、摩擦材に切削加工を施して摩擦面を形成するロックアップクラッチ摩擦面の形成方法において、切削加工は、回転している砥石に対してワーク自重分のみの荷重を加えることによって行うので、材料を変形させることなく加工が可能なため、高精度な平面度を得ることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、請求項４に記載の切削加工を行った後、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の切削加工をさらに行うので、短時間で平坦な摩擦面が得られる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してある。
【００２４】
図1は、本発明の実施例を実施する切削装置の断面図である。切削装置１は、研削面を下に向けて砥石３が固定される研削ヘッド５を備えており、研削ヘッド５の下側にはロックアップピストンであるワーク２を摩擦面を上にした状態で保持するワーク固定治具８が設けられている。研削ヘッド５は、ロックねじ１５により研削装置１のハウジング１ａに固定されている。ワーク２の摩擦面には摩擦材６０（図５参照）が貼着されている。
【００２５】
研削ヘッド５の砥石３を回転自在に保持する保持部５aは、研削装置１のほぼ中央に設けられた油室１４内に収容されている。また、研削ヘッド５には、不図示の吸引ポンプに接続された空気抜き穴４が設けられている。研削装置１のハウジング１ａには、空気を送り込むエアブロー穴７が設けられており、エアブロー穴７から入った空気は、油室１４を通過して、研削ヘッド５の空気抜き穴４から外部へと排出される。
【００２６】
ハウジング１ａには、更に、油室１４に連通して油を外部へと抜き出す油抜き穴６が設けられている。油抜き穴６は不図示のポンプに接続されている。ワーク固定治具８とワーク２との間及びワーク固定治具８の下方には、油室１１ａ及び１１ｂがそれぞれ設けられている。油室１１ａと油室１１ｂとは、油孔１３で連通している。また、研削装置１の下部には、油供給孔１０及び１２が設けられている。油室の温度をモニターするため、温度センサー９が油室１１ｂ内に設けられている。
【００２７】
油供給孔１０及び１２から研削装置１内に流入した油は、まず油室１１ｂに入った後、一部は油孔１３を介して油室１１ａに入り、一部は油室１４へ入る。油室１４へ入った油は切削作業終了後、油抜き穴６から外部へと排出される。各油室内の油圧は不図示の油圧制御装置により制御されている。
【００２８】
次に研削装置１に用いられる砥石３について説明する。図２は、切削装置１に使用する砥石３の断面図であり、図３は、図２のＡ矢視方向より見た砥石３の上面図である。図２及び図３から明らかなように、砥石３は、中央に軸方向に貫通した開口部１６を有するほぼ環状の部材であり、軸方向の一端面には環状の溝１７が刻設され、他の端面には円形の凹部１９が設けられ、凹部１９の周囲に環状の砥面１８が凸設されている。砥石３は、ねじ穴２０にねじを挿通して研削ヘッド５に固定されている。
【００２９】
図３に示すように、砥石３の砥面１８には円周方向に対して所定の角度をなす曲線からなる放射状の溝２１が複数刻設されている。この溝２１により、研削時に発生する切粉を外部に排出することが容易になり、摩擦材や砥石への目詰まりが防止できる。砥石３の回転によって生じる遠心力によって切粉を外周に飛ばしやすくするため、溝２１は曲線で放射状に形成することが好ましいが、他の形状にすることも可能である。例えば、半径方向に直線で放射状に延びる溝として形成することもできる。
【００３０】
次に、砥石３を用いた研削装置１の作動について説明する。先ず、ロックアップクラッチのロックアップピストンであるワーク２をワーク固定治具８に固定する。また、砥面１８を下方、すなわちワーク２の摩擦面に対向するように、研削ヘッド５の保持部５ａに砥石３を保持する。この状態で、研削ヘッド５が回転させ。固定状態のワーク２との間で相対回転が生じる。
【００３１】
前述のように研削装置１内には、油供給孔１０及び１２を介して、潤滑油が供給され、装置内部に潤滑油を充満されている。ワーク２の裏面（摩擦材を貼着していない方の面）から、油室１１ａにより油圧をかけて、砥石３にワーク２を下方から押し当てる。このとき、砥石３の砥面１８が、ワーク２の摩擦面に平行に当たるようにする。この状態で砥石３とワーク２とを相対回転させることにより、ワーク２の摩擦材表面を切削する。
【００３２】
切削装置１の切削加工は上記のように潤滑油中で行われるため、切削による温度上昇を防ぐことができる。尚、温度センサー９により、切削装置１の作動中の油温を監視しており、過度に油温が上昇することを防止できる。また、ここでは、研削ヘッド５、すなわち砥石３を回転させているが、砥石３は固定状態で、ワーク２を回転させるように構成することも可能である。
【００３３】
図４は、摩擦材表面を研削して歪をとる歪み取り装置２２の主要部分の上面図であり、図５は、歪み取り装置２２の主要部分の側面図である。歪取り装置２２は、ロックアップピストン、すなわちワーク２の開口部に挿入されワーク２を固定保持する位置決めヘッド２３と、ワーク２を外周で保持する位置決めバー２４と有する。位置決めバー２４は円周方向等分に３個設けられているが、その他の個数設けても良い。
【００３４】
図４に示すように、摩擦面を下方に向けた状態で保持されたワーク２の周囲に３個の砥石３が円周上に等配され所定の方向に回転する。回転方向は図４に矢印で示してある。ワーク２の下に配置される砥石３の砥面は、ワーク２の摩擦材６０の貼着された摩擦面に対向して配置される。位置決めヘッド２３と位置決めバー２４は何れか一方を設ければよいが、両方設けることもできる。どの場合でも、ワーク２の自重分のみの荷重が砥石に対して加えられることになる。
【００３５】
次に、歪み取り装置２２による歪み取りの様子を図６を用いて説明する。図６は、それぞれ(a)歪み取り前、(b)歪み取り、(c)切削後のワークの状態を示す部分側面図である。図６の(a)は、ワーク２の摩擦面に歪み２５がでている状態を示している。その後、図４及び図５に示した歪み取り装置２２により、表面の歪み２５の凸部を削り取る。削り取った状態を示すのが図６(b)である。
【００３６】
図６(b)で大きな歪みは除去されるが、まだ完全には除去しきれない。そこで、摩擦面を更に平坦にするため、前述の研削装置１により表面を研削する。この研削工程で所望の平坦面が得られる。その状態を示すのが図６(c)である。この結果、大きな凹凸をほぼ完全に除去できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００３８】
請求項１の発明によれば、摩擦材の切削加工を油中で行うので、切削による温度上昇を防ぐことができる。
【００３９】
請求項２の発明によれば、油中で、砥石とワークを相対回転させ、油圧による荷重を与えて砥石とワークを接触させて行うので、切削による温度上昇を防ぐことができる。
【００４０】
請求項３の発明によれば、砥石の切削面には放射状に延びる溝が設けられているので、切粉が外部へと排出されるので、摩擦材や砥石が目詰まりすることが防止できる。
【００４１】
請求項４の発明によれば、摩擦材に切削加工を施して摩擦面を形成するロックアップクラッチ摩擦面の形成方法において、切削加工は、回転している砥石に対してワーク自重分のみの荷重を与えることによって行うので、材料を変形させることなく加工が可能なため、高精度な平面度を得ることができる。
【００４２】
請求項５の発明によれば、請求項４に記載の切削加工を行った後、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の切削加工をさらに行うので、短時間で平坦な摩擦面が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための切削装置の断面図である。
【図２】切削装置に使用する砥石の断面図である。
【図３】図２のＡ矢視方向より見た砥石の上面図である。
【図４】歪み取り装置の主要部分の上面図である。
【図５】歪み取り装置の主要部分の側面図である。
【図６】 (a)歪み取り前、(b)歪み取り、(c)切削後のワークの状態を示す部分側面図である。
【図７】ロックアップクラッチピストンの正面図である。
【図８】ロックアップクラッチピストンの軸方向断面図である。
【図９】コアプレートに対する摩擦材の接着工程を示す図（加圧・加熱時）である
【図１０】コアプレートに対する摩擦材の接着工程を示す図（接着完了）である
【符号の説明】
１ 切削装置
２ ワーク（ロックアップピストン）
３ 砥石
２１ 放射状の溝
６０ 摩擦材

Claims (3)

1. 摩擦材に切削加工を施して摩擦面を形成するロックアップクラッチ摩擦面の形成方法において、
   油が充填された油室内で回転している砥石に対してワーク自重分のみの荷重を加えることにより前記摩擦材の切削を行う第１の切削工程と、
   前記切削工程後に、回転している砥石に対してワーク自重分のみの荷重を加えることにより前記摩擦面を研削して歪みを除去する歪除去工程と、
   前記歪除去工程後に、前記油室内で前記摩擦面を切削する第２の切削工程と、
   から成ることを特徴とするロックアップクラッチ摩擦面の形成方法。
2. 前記切削加工は、砥石とワークを相対回転させ、前記砥石とワークを接触させて行うことを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチ摩擦面の形成方法。
3. 前記砥石の切削面には放射状に延びる溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のロックアップクラッチ摩擦面の形成方法。

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