(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
樹脂スリーブが樹脂材の射出成形体であり、かつウェルド部の少なくとも内径側部分が内周面から凹んでいる自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。
【請求項２】
樹脂スリーブが、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で成形されている請求項１記載の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置。
【請求項３】
樹脂スリーブが、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の外周に軸方向へ摺動自在に外挿される請求項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。
【請求項４】
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の樹脂スリーブを射出成形するに際し、
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を特徴とする自動調心型クラッチレリーズ軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003648047.tif 000009