(57)【要約】【課題】フォールスブリネリングや錆の発生が生じにくいクラッチパイロット軸受を提供する。【解決手段】クラッチパイロット軸受４０は、内輪１と外輪２と、内輪１の軌道面１ａと外輪２の軌道面２ａとの間に転動自在に配された複数の転動体３とを備えている。そして、内輪１、外輪２、転動体３のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、二硫化モリブデン、錫、銅系合金及び亜鉛等の固体潤滑材からなる金属皮膜を備え、この金属皮膜は、ショットピーニングにより形成される。【選択図】          図１
2008019967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンのクランクシャフトと一体に回転するフライホイールの内周面と、インプットシャフトの外周面との間に介在するクラッチパイロット軸受において、
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された転動体と、を備え、
前記内輪の軌道面、前記外輪の軌道面及び前記転動体のうちの少なくとも何れか１つは、その表面の少なくともその一部に、非鉄金属製のショット材を用いたショットピーニング加工により形成された金属皮膜を備えていることを特徴とするクラッチパイロット軸受。
【請求項２】
前記ショット材は、鉄系材料に対して潤滑効果を有する固体潤滑材であることを特徴とする請求項１記載のクラッチパイロット軸受。
【請求項３】
前記固体潤滑材は、鉄系材料に対して犠牲防食効果を有することを特徴とする請求項２記載のクラッチパイロット軸受。
【請求項４】
前記ショット材は、二硫化モリブデン、錫、銅系合金、及び亜鉛の何れかからなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のクラッチパイロット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンのクランクシャフトと一体に回転するフライホイールの内周面とインプットシャフトの外周面との間に介在するクラッチパイロット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動変速機付きの車両において、エンジンとトランスミッションとの間は、クラッチ装置及びインプットシャフトを介して、動力を伝達又は切断可能に連結されている。
図２は、かかる車両における、クラッチ装置周辺の構成を示す図である。図２において、エンジン１０１とトランスミッションケース１０２とは、クラッチハウジング１０３により連結されている。クラッチハウジング１０３内には、クラッチ装置１１０と、インプットシャフト１０４とが配置されている。
【０００３】
フライホイール１０７が、エンジン１０１のクランクシャフト１０５の端部に圧入嵌合され不図示のボルトにより固定されている。フライホイール１０７の中央開口１０７ａに、クラッチパイロット軸受４０の外輪が取り付けられ、クラッチパイロット軸受４０の内輪には、インプットシャフト１０４の図２で左端が嵌合している。すなわち、インプットシャフト１０４の左端は、クラッチパイロット軸受４０により、フライホイール１０７に対して回転自在に支持されている。
【０００４】
インプットシャフト１０４の図２で右端近傍は、トランスミッションケース１０２に取り付けたインプットシャフト軸受１０６により、回転自在に支持されている。なお、インプットシャフト１０４は、トランスミッションケース１０２内の変速ギヤ列（不図示）に動力伝達可能に接続されている。
インプットシャフト１０４の周囲に設けられたクラッチ装置１１０は、レリーズフォーク１０８によって動作して、フライホイール１０７と、インプットシャフト１０４とを連結して一体的に回転させる動力伝達状態と、フライホイール１０７と、インプトシャフト１０４とを切り離す動力非伝達状態の何れかをとりうるようになっている。
【０００５】
クラッチパイロット軸受４０は、一般的に単列玉軸を用いており、上述したように、その外輪はフライホイール１０７に圧入により予め取り付けられている。さらに、エンジン１０１とトランスミッションケース１０２を結合する際に、インプットシャフト１０４がクラッチパイロット軸受４０の内輪に嵌合できるよう、インプットシャフト１０４の外径とクラッチパイロット軸受４０の内輪内径とはルーズフィットとなる関係を有している。
【特許文献１】特開２００３−１４８４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、クラッチパイロット軸受４０は、上述のように、フライホイール１０７の内径に圧入されているため、エンジン１０１等の振動が常に付加されている。また、クラッチペダルが踏み込まれてクラッチが切れているときには、クラッチパイロット軸受４０の外輪及び内輪は、相対回転を伴って一体回転しているが、クラッチペダルが踏み込まれておらず、クラッチが繋がっている場合には、クラッチパイロット軸受４０の外輪及び内輪は、相対回転することなく一体に回転している。
【０００７】
このように、相対回転せずに、荷重や振動だけを受ける軸受装置においては、フォールスブリネリングが生じることは周知の通りである。このフォールスブリネリングが発生すると、軸受に異音や振動が発生し、また、硬い酸化磨耗粉が発生するため、軸受寿命にも悪影響を与える可能性がある。
また、軸受外部から内部に進入する水や、結露の水分により、軸受内部に錆が発生する可能性もあり、軸受内部に錆が発生すると、軸受に異音や振動が発生し、軸受寿命にも悪影響を与えるという問題がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、フォールスブリネリングや錆等の発生を抑制することの可能なクラッチパイロット軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るクラッチパイロット軸受は、車両のエンジンのクランクシャフトと一体に回転するフライホイールの内周面と、インプットシャフトの外周面との間に介在するクラッチパイロット軸受において、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された転動体と、を備え、前記内輪の軌道面、前記外輪の軌道面及び前記転動体のうちの少なくとも何れか１つは、その表面の少なくともその一部に、非鉄金属製のショット材を用いたショットピーニング加工により形成された金属皮膜を備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に係るクラッチパイロット軸受は、請求項１記載のクラッチパイロット軸受において、前記ショット材は、鉄系材料に対して潤滑効果を有する固体潤滑材であることを特徴としている。
また、請求項３に係るクラッチパイロット軸受は、請求項２記載のクラッチパイロット軸受において、前記固体潤滑材は、鉄系材料に対して犠牲防食効果を有することを特徴としている。
さらに、請求項４に係るクラッチパイロット軸受は、請求項１から請求項３記載の何れか１項に記載のクラッチパイロット軸受において、前記ショット材は、二硫化モリブデン、錫、銅系合金、及び亜鉛の何れかからなることを特徴としている。
【００１０】
この請求項１から請求項４に記載の発明では、車両のエンジンのクランクシャフトと一体に回転するフライホイールの内周面と、クランクシャフトの内周面とインプットシャフトの外周面との間に介在するクラッチパイロット軸受において、内輪の軌道面、前記外輪の軌道面及び前記転動体のうちの少なくとも何れか１つに、ショットピーニング加工により非鉄金属性の金属皮膜を形成したから、内輪と転動体、外輪と転動体間の微小滑りによる磨耗によるフォールスブリネリングの発生が抑制されると共に、非鉄金属性の金属皮膜により錆の発生が抑制されることになる。
【００１１】
特に、ショット材として、鉄系材料に対して潤滑効果を有する固体潤滑材を用いることにより、内輪と転動体との間、外輪と転動体との間の磨耗が抑制されることになる。
このとき、鉄系材料に対して犠牲防食効果を有する固体潤滑材を用いることによって、錆が発生しやすい環境下でも金属皮膜が優先的に溶け出すため、金属皮膜による防錆効果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に係るクラッチパイロット軸受によれば、内輪の軌道面、前記外輪の軌道面及び前記転動体のうちの少なくとも何れか１つに、ショットピーニング加工により金属皮膜を形成したから、内輪と転動体、外輪と転動体間の微小滑りによる磨耗によるフォールスブリネリングの発生や錆の発生を抑制することができる。
特に、ショット材として、鉄系材料に対して潤滑効果を有する固体潤滑材を用いることにより、内輪と転動体との間、外輪と転動体との間の磨耗を抑制することができる。
このとき、鉄系材料に対して犠牲防食効果を有する固体潤滑材を用いることによって、錆が発生しやすい環境下でも金属皮膜が優先的に溶け出すため、金属皮膜による防錆効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係るクラッチパイロット軸受の構造を示す部分断面図であって、図２のクラッチパイロット軸受４０部分を拡大したものである。
図１に示すように、クラッチパイロット軸受４０は、インプットシャフト１０４の一端に嵌合される内輪１と、フライホイール１０７の中央開口１０７ａに固定される外輪２と、内輪１の軌道面１ａと、外輪２の軌道面２ａとの間に転動自在に配された複数の転動体３と、を備えている。そして、内輪１、外輪２、及び転動体３のうち、少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、非鉄金属製の金属皮膜（図示せず）を備えている。
【００１４】
この金属被膜は、ショットピーニングにより形成され、ショット材として、鉄系材料に対して潤滑効果を持つ固体潤滑材が適用される。具体的には、二硫化モリブデン、銅系合金、亜鉛等を適用することができる。
施工対象面へショットピーニングされたショット材は、被施工面に衝突した時の、ショット材と、施工対象面のフランジ面との間の微小滑りによる摩擦熱でショット材の表面が溶融され、被施工面上に付着して皮膜を形成する。ショット材に融点を持つ材料を用いれば、あらゆる箇所に皮膜を形成することができる。
【００１５】
このショットピーニングによる皮膜の形成方法は、鍍金と異なり、水素をチャージする必要がないことから、遅れ破壊の心配はない。むしろ、施工対象面には、ショットピーニングの効果では、その表面に圧縮残留応力層が形成されるため、表面の疲れ寿命を延ばすことができる。
前記ショット材として、鉄系材料に対して潤滑性のある材料、例えば、二硫化モリブデン又は錫、銅系合金、亜鉛等を適用すれば、鉄系材料同士の摩擦（友金現象）を防ぐことが可能となることから、フォールスブリネリングを低減することができる。また、非鉄金属性の金属皮膜が形成されることから、錆の発生を抑制することができる。
【００１６】
また、金属被膜として亜鉛を適用した場合には、亜鉛は、鉄よりも卑な金属であって犠牲防食性を有することから、錆が発生しやすいような環境下でも亜鉛が優先的に溶け出し、母材中の鉄が溶出して錆となることが抑制されると共に、磨耗粉の酸化を防ぐ効果も得ることが可能となる。
なお、犠牲防錆効果を有する材料としてアルミニウムを適用することも考えられるが、アルミニウムは引火性が比較的高いことから安全上、好ましくない。
【００１７】
また、クラッチパイロット軸受４０として、ころ軸受を適用した場合等、ころ軸受の鍔面ところ頭部との摩擦の改善を主目的とする場合には、金属被膜の犠牲防食性がより重要となる。
また、施工対象面にショットピーニングされたショット材は、施工対象面上の粗さの谷の部分に厚く、山の部分には薄く付着するので、ショットピーニングを施した軌道面、転動面等は、元の状態よりも滑らかになる。また、磨耗が発生した場合であっても、粗さの谷にはショット材が残っていることから、滑らかさは長期間維持されることになる。
【００１８】
なお、前記金属皮膜の形成は、一回のショットピーニングで形成される必要はない。
例えば、異なるショット材を用いて複層の金属皮膜を形成してもよく、このようにすることによって、単層では得ることのできない効果を得ることができる。例えば、金属皮膜を２層構造とし、表面層を、錫やニッケル等、鉄よりも貴な金属による皮膜とし、母材側の内側層を亜鉛等鉄よりも卑な金属による皮膜とすることで、卑な金属の犠牲防食による溶出消耗を防止するように構成すれば、単層よりも高いフレッチング抑止効果を得ることができる。
【００１９】
また、表面層をニッケル、コバルト、クロム等の硬質な金属による皮膜とし、母材側の内側層を亜鉛等の犠牲防食性の金属による皮膜とすることで、表面硬質層が磨耗を防止し、内側の犠牲防食層が磨耗粉の酸化を防ぐというような、各層による、役割分担による効果を得ることができる。
また、前記金属皮膜の組成は、単一の非鉄金属からなるショット材によるものである必要はない。
【００２０】
つまり、一般に、少量のニッケルを含む亜鉛皮膜はニッケルの触媒効果により防食性が向上することが広く知られるが、例えば、亜鉛のショット材の中に、若干のニッケルのショット材を加えショットピーニングを行うと、これらのショット材の混合比よりも若干高いニッケル含有量のニッケルと亜鉛からなる金属皮膜が形成されることになる。ショット材の混合比に比べて、ショットピーニングにより形成される金属皮膜のニッケルの比率が高くなるのは、ニッケルの質量が大きく熱伝動性が悪いため、ニッケルの方が溶融しやすいためである。このような組成で、ニッケル及び亜鉛をショット材として用いることによって、高価なニッケルの使用量を低減しつつ、防錆性能を向上させることができる。
【００２１】
なお、ショットピーニングは、その加工法の特性上、例えば、円錐コロ軸受の大鍔のように狭い場所にショットピーニング加工を行う場合には、意図せず、軌道面の一部にまで皮膜が形成される可能性もあるが、皮膜が形成された部分は潤滑性が良くなり、また、表面に圧縮残留応力層が形成されるため、むしろ軸受として好ましい状態となる。よって、軌道面にマスキング等を施す必要はない。
【００２２】
このように、クラッチパイロット軸受４０の内輪の軌道面、外輪の軌道面、転動体のうちの少なくとも一つのその一部に、ショットピーニングにより金属皮膜を形成したから、フォールスブリネリングの発生や錆の発生を抑制することができる。特に、クラッチパイロット軸受４０の場合、前述のように、内輪及び外輪が相対回転せずに一体回転する場面が多いため、フォールスブリネリングが発生する可能性が比較的高いが、上述のように、ショットピーニングにより金属皮膜を形成することでフォールスブリネリングの発生を容易に低減することができ効果的である。
【００２３】
特に、特に、クラッチパイロット軸受の場合、微小な滑りを伴って一体回転する状況が多く、磨耗が発生しやすい環境下で使用されるため、フォールスブリネリングの発生が問題となるが、上述のように、ショットピーニング加工を行うことで、フォールスブリネリングや錆の発生を容易に回避することができ効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した、クラッチパイロット軸受の断面図である。
【図２】手動変速機付きの車両における、クラッチ装置周辺の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  内輪
１ａ  軌道面
２  外輪
２ａ  軌道面
３  転動体
４０  クラッチパイロット軸受
【図１】
2008019967.tif 000003
【図２】
2008019967.tif 000004