JP2010112459A - クラッチ・プレートの加工方法、溝加工装置、クラッチ・プレート、及び動力伝達装置 - Google Patents
クラッチ・プレートの加工方法、溝加工装置、クラッチ・プレート、及び動力伝達装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】板厚のばらつきを抑制することを可能とする。
【解決手段】クラッチ・プレート半製品81に溝形成用のレーザー光を照射するレーザー照射装置65と、クラッチ・プレート半製品81を支持させレーザー光に対してクラッチ・プレート半製品81に回転及び径方向の直線移動を行わせる治具台69とにより、クラッチ・プレートの摩擦面に、レーザー光により溝を形成する。クラッチ・プレートの板厚の寸法ばらつきを抑制することができ、摩擦半径を安定させ、安定したトルク伝達を行わせることができることを特徴とする。
【選択図】図5
【解決手段】クラッチ・プレート半製品81に溝形成用のレーザー光を照射するレーザー照射装置65と、クラッチ・プレート半製品81を支持させレーザー光に対してクラッチ・プレート半製品81に回転及び径方向の直線移動を行わせる治具台69とにより、クラッチ・プレートの摩擦面に、レーザー光により溝を形成する。クラッチ・プレートの板厚の寸法ばらつきを抑制することができ、摩擦半径を安定させ、安定したトルク伝達を行わせることができることを特徴とする。
【選択図】図5
Description
この発明は、車両等に用いられるクラッチ・プレートの加工方法、溝加工装置、クラッチ・プレート、及び動力伝達装置に関する。
従来のクラッチ・プレートとしては、例えば特許文献1に記載のものがあり、このクラッチ・プレートの溝は、プレスにより形成されるものであった。
このため、クラッチ・プレートの部位により板厚がばらつき、摩擦半径が製品毎に異なるおそれがあり、伝達トルクの安定性を欠く恐れがあった。
このため、このようなプレスにより溝を形成するクラッチ・プレートをクラッチとして用いると、伝達トルクが安定しないという問題がある。
解決しようとする問題点は、プレスにより溝を形成するクラッチ・プレートでは、板厚がばらつく点である。
本発明は、板厚のばらつきを抑制するため、クラッチ・プレートの摩擦面に、レーザー光により溝を形成することをクラッチ・プレートの加工方法の最も主要な特徴とする。
クラッチ・プレート半製品に溝形成用のレーザー光を照射するレーザー照射装置と、前記クラッチ・プレート半製品を支持させ前記レーザー光に対して前記クラッチ・プレート半製品に回転又は直線移動の少なくとも一方を行わせる治具台とよりなることをクラッチ・プレートの溝加工装置の最も主要な特徴とする。
前記クラッチ・プレートの加工方法により、前記摩擦面に、溝を形成したことをクラッチ・プレートの最も主要な特徴とする。
前記クラッチ・プレートを動力伝達用の一対の回転部材間に押圧締結可能に配置したことを動力伝達装置の最も主要な特徴とする。
本発明は、クラッチ・プレートの摩擦面に、レーザー光により溝を形成する。
このため、クラッチ・プレートの板厚の寸法ばらつきを抑制することができる。
クラッチ・プレート半製品に溝形成用のレーザー光を照射するレーザー照射装置と、前記クラッチ・プレート半製品を支持させ前記レーザー光に対して前記クラッチ・プレート半製品に回転又は直線移動の少なくとも一方を行わせる治具台とよりなる。
このため、クラッチ・プレートの摩擦面に、レーザー光により溝を形成することができる。
前記クラッチ・プレートの加工方法により、前記摩擦面に、溝を形成した。
このため、板厚の寸法ばらつきを抑制したクラッチ・プレートにすることができる。
前記クラッチ・プレートを動力伝達用の一対の回転部材間に押圧締結可能に配置した。
このため、動力伝達装置の伝達トルクを安定させることができる。
板厚のばらつきを抑制するという目的を、レーザー光により溝を形成することにより実現した。
図1は、本発明の実施例1を適用した電磁摩擦クラッチを備えるファイナル・ドライブの一部断面図である。
図1のように、動力伝達装置としての電磁摩擦クラッチ1は、クラッチ・ハウジング3とシャフト5とを備えている。
一対の回転部材の一方の回転部材であるクラッチ・ハウジング3には、インナー・スプライン7が設けられ、端部内周に雌ねじ部9が形成されている。クラッチ・ハウジング3の雌ねじ部9には、ロータ11が螺合により結合され、ナット13により緩み止めが行われている。ロータ11の外周には、Oリング等のシール15が支持され、クラッチ・ハウジング3の内周面に密接している。ロータ11には、非磁性部17が一体に周回状に設けられている。
一対の回転部材の他方の回転部材であるシャフト5は、中空に形成され、中間部に隔壁19が設けられている。シャフト5には、隔壁19を挟んで、クラッチ・ハウジング3側にスプライン21が設けられている。シャフト5には、内周側からスプライン21へ貫通する油孔22が設けられている。シャフト5には、隔壁19を挟んでロータ11側に、インナー・スプライン23が設けられている。シャフト5は、ベアリング25によってクラッチ・ハウジング3側に回転自在に支持され、ニードル・ベアリング27によってロータ11側に回転自在に支持されている。このシャフト5の外周面に、ロータ11側に支持されたシール29が密接している。
クラッチ・ハウジング3及びシャフト5間に、メイン・クラッチ31、パイロット・クラッチ33、カム・プレート35、押圧プレート37、アーマチャ39が配置されている。
メイン・クラッチ31は、複数枚のインナー・プレートとアウター・プレートとを備え、両プレートが交互に配置されている。インナー・プレートは、シャフト5のスプライン21にスプライン係合している。アウター・プレートは、クラッチ・ハウジング3のインナー・スプライン7にスプライン係合している。メイン・クラッチ31は、押圧プレート37の押圧によって締結され、クラッチ・ハウジング3とシャフト5との間のトルク伝達を行う。押圧プレート37は、シャフト5のスプライン21にスプライン係合している。
パイロット・クラッチ33は、アーマチャ39及びロータ11の間に介在され、クラッチ・プレートとして複数枚のインナー・プレートとアウター・プレートを備え、両プレートが交互に配置されている。インナー・プレートは、内回転部材であるカム・プレート35の外周面にスプライン係合し、アウター・プレートは、クラッチ・ハウジング3のインナー・スプライン7にスプライン係合している。
アーマチャ39は、クラッチ・ハウジング3のインナー・スプライン7にスプライン係合している。アーマチャ39は、電磁石41の磁力によって引き付けられ、パイロット・クラッチ33を締結するようにロータ11側へ移動する。
カム・プレート35の背面側は、ニードル・ベアリング43を介して、ロータ11側に当接する構成となっている。カム・プレート35と押圧プレート37との間には、ボール45を備えたカム機構47が設けられている。
ロータ11の背後に、前記電磁石41が配置されている。電磁石41は、電流制御に応じた電磁力を発生するもので、支持体49に固定されている。支持体49は、ベアリング51を介してロータ11側外周に相対回転自在に支持されている。支持体49は、後述するキャリヤ・ケースにピン53を介して係合し、回転不能となっている。電磁石41は、車体側の電源及びコントローラに対してハーネスを介し電気的に接続されている。
かかる電磁摩擦クラッチ1は、ファイナル・ドライブのキャリヤ・ケース55に回転自在に支持され、クラッチ・ハウジング3には、結合フランジ57がスプライン結合され、シャフト5には、ドライブ・ピニオン・シャフト59がスプライン結合されている。
図2(a)(b)は、パイロット・クラッチの2種のアウター・プレートの正面図、図3(a)(b)は、2種の溝の断面形状を示す要部断面図、図4(a)は、同アウター・プレートの要部断面図、図4(b)〜(d)は、比較例に係るアウター・プレートの要部断面図である。
図2(a)のアウター・プレート61の摩擦面には、後述する方法及び装置により溝幅5〜10μm程度の同心円の微細な溝63がレーザー光により径方向一定間隔で複数形成されている。アウター・プレート61には、その他非磁性部を形成する長孔61aがブリッジ部61bを挟んで周方向に所定間隔で形成されている。アウター・プレート61の外周にはスプライン61cが形成され、内周は円孔61dとなっている。
図2(b)のアウター・プレート61Aの摩擦面には、所定方向として同心円の微細な溝63Aが形成され、この溝63Aは、周方向に間欠的に形成され、摩擦面に、溝63Aのない磁路構成部61Aeを形成している。なお、微細な溝63Aの所定方向は、同心円に限らず、螺旋状、格子状等種種選択することができる。
磁路構成部61Aeを備えることで、磁路効率を向上させ、確実で応答性の良い締結制御を行わせることが可能となる。また、磁路構成部61Aeは、アウター・プレート61A表面からのオイル排出機能の向上に寄与する。
ブリッジ部61Abを挟んだ長孔61Aaを備え、スプライン61Ac、円孔61Adを備えていることは、図2(a)のアウター・プレート61と同様である。
なお、溝63,63Aとしては、同心円のものに限らず、クラッチの締結特性や引き摺りトルク抑制効果を考慮し、複数形成されるV型溝、螺旋溝、サンバースト溝、格子溝、放射状溝など種種採用することができる。
また、溝63,63Aは、摺動表面となるカーボンフェーシングやペーパーフェーシングの表面に施すこともできる。
さらに、図2では、ブリッジ部61b,61Abにも溝63,63Aを形成しているが、ブリッジ部61b,61Abに溝を形成しないことによりブリッジ部61b,61Abの板厚を確保して強度向上を図ることもでき、加工工数も減らすことができる。
前記溝63,63Aの断面形状は、図3(a)の三角形溝、(b)の矩形溝を採用することができる。レーザー光で形成された溝63,63Aは、プレスによる溝とは異なり、角部にダレを生じていない。このダレのない溝63,63Aにより磁路効率を向上させ、確実で応答性の良い締結制御を行わせることが可能となる。
アウター・プレート61,61Aの板厚は、図4(a)のように径方向で均一になっている。プレスで溝を形成すると図4の(b)〜(d)のようにクラッチ・プレート61B,61C,61Dの板厚が径方向で変化し、摩擦半径がばらつく。これに対し、アウター・プレート61,61Aに、摩擦半径のばらつきがない。
[溝加工装置]
図5は、クラッチ・プレートの溝加工装置の構成図である。
[溝加工装置]
図5は、クラッチ・プレートの溝加工装置の構成図である。
溝加工装置65は、レーザー照射装置67と治具台69とからなっている。
レーザー照射装置67は、YAGレーザー加工機であり、励起ランプ71の光をYAGロッド73に照射し、中で反射分布状態が生じることで、波長1.06μmの光の誘導放出が起きる。これが全反射鏡75、部分反射鏡77間を往復し、往復しながら次々誘導放出を繰り返す。その後エネルギー状態に達した光が部分反射鏡77を通過し、光ファイバ79を通りレーザー光として治具台69上のクラッチ・プレート半製品81表面に照射され、前記溝63,63Aが形成される。
治具台65は、クラッチ・プレート半製品81を支持し、クラッチ・プレート半製品81に回転及び径方向の直線移動を行わせる。この回転及び直線移動と前記レーザー光照射とにより前記同心円状の複数の溝63,63Aを形成し、クラッチ・プレート61,61Aを完成させることができる。
なお、レーザー光の搬送に光ファイバ79を用いず、ダイクロイックミラーを用いて直交波を集光レンズに搬送することもできる。
また、レーザー照射装置67としては、ルビーレーザー加工機、ガラスレーザー加工機、CO2レーザー加工機で構成することもできる。
[加工方法]
図6(a)(b)(c)は、3種の加工方法を示すブロック図である。
[加工方法]
図6(a)(b)(c)は、3種の加工方法を示すブロック図である。
図6(a)は、板材の送りS1、プレート形打ち抜きS2、レーザー溝加工S3、プレート熱処理S4、完成の手順を経る。プレート形打ち抜きS2では、溝63,63A加工前のクラッチ・プレート半製品81が板材の送りで送られた板材から打ち抜かれる。レーザー溝加工S3では、前記溝加工装置65によりクラッチ・プレート半製品81に対して溝63(63A)が形成される。
レーザー光により溝63(63A)を形成する場合、各工程の順序は比較的自由であり、(b)の板材の送りS1、レーザー溝加工S3、プレート形打ち抜きS2、プレート熱処理S4、完成の手順、(c)の板材の送りS1、プレート形打ち抜きS2、プレート熱処理S4、レーザー溝加工S3、完成の手順を採ることもできる。
図6(a)(c)の場合、クラッチ・プレート半製品81は、図2の外形形状をしたものとなり、同(b)では、順次送られる板材がクラッチ・プレート半製品81となる。
[締結制御]
電磁石41への通電制御によって、ロータ11、支持体49、アーマチャ39間に磁路が形成される。この場合、前記非磁性部17,貫通孔61a(61Aa)によってロータ11側とアーマチャ39側との間に磁束の漏れがなく、正確に磁路を形成することができる。
[締結制御]
電磁石41への通電制御によって、ロータ11、支持体49、アーマチャ39間に磁路が形成される。この場合、前記非磁性部17,貫通孔61a(61Aa)によってロータ11側とアーマチャ39側との間に磁束の漏れがなく、正確に磁路を形成することができる。
また、レーザー光による溝63,63Aでは、プレート表面にバリ等の発生がなく、インナー・プレート及びアウター・プレートを密着させることができ、より正確に磁路を形成することができる。
さらに、アウター・プレート61Aの場合は、溝のない磁路構成部61Aeにより磁路効率を向上させている。
磁路の形成によって、アーマチャ39がロータ11側へ引き付けられ、パイロット・クラッチ33が締結される。
この場合、正確に磁路を形成し、かつ磁路効率を向上させることで、所期の吸引力による安定した締結力を得ることができる。
しかも、アウター・プレート61,61Aの板厚は、図4(a)のように径方向で均一になっており、アウター・プレート61,61Aに、摩擦半径のばらつきがなく、かかる点からも安定した締結力を得ることができる。
この締結によって、カム・プレート35がクラッチ・ハウジング3側に回転方向に係合する。シャフト5側に係合する押圧プレート37がカム・プレート35に対して相対回転し、カム機構47が働いて推力を発生する。この推力は、ニードル・ベアリング43を介して、ロータ11側へ伝達され、その反力として押圧プレート37に作用する。この反力の作用によって、押圧プレート37が移動し、メイン・クラッチ31を締結する。メイン・クラッチ31は、締結力に応じてクラッチ・ハウジング3からシャフト5へトルク伝達を行う。
[実施例の効果]
本発明の実施例は、クラッチ・プレート61,61Aの摩擦面に、レーザー光により溝63,63Aを形成する。
[実施例の効果]
本発明の実施例は、クラッチ・プレート61,61Aの摩擦面に、レーザー光により溝63,63Aを形成する。
このため、クラッチ・プレート61,61Aの板厚の寸法ばらつきを抑制することができ、摩擦半径を安定させ、安定したトルク伝達を行わせることができる。
また、クラッチ・プレート61,61Aの板厚の寸法ばらつきを抑制するため、プレート相互を正確に密着させることができ、磁路形成を正確に行わせることができる。
さらに、摩擦面にバリ等が生ずるのを抑制することができ、摩擦面を密着させ、パイロット・クラッチ33での磁路を効率よく確実に形成することができ、所期の吸引力による安定した締結力を得ることができる。
前記溝63,63Aの形成を、熱処理後に行わせることもでき、加工方法の自由度を広げることができる。
クラッチ・プレート半製品81に溝形成用のレーザー光を照射するレーザー照射装置65と、前記クラッチ・プレート半製品81を支持させ前記レーザー光に対して前記クラッチ・プレート半製品81に回転又は直線移動の少なくとも一方を行わせる治具台69とよりなる。
このため、クラッチ・プレート61,61Aの摩擦面に、レーザー光により溝63,63Aを形成することができる。
前記クラッチ・プレート61,61Aの加工方法により、前記摩擦面に、溝63,63Aを形成した。
このため、板厚の寸法ばらつきを抑制したクラッチ・プレート61,61Aにすることができる。
[その他]
クラッチ・プレートとしては、パイロット・クラッチ33のアウター・プレートに限らず、インナー・プレートでも良く、またトルク伝達を行うメイン・クラッチ31のアウター・プレート、インナー・プレートにも採用することができる。
[その他]
クラッチ・プレートとしては、パイロット・クラッチ33のアウター・プレートに限らず、インナー・プレートでも良く、またトルク伝達を行うメイン・クラッチ31のアウター・プレート、インナー・プレートにも採用することができる。
1 電磁摩擦クラッチ(動力伝達装置)
33 パイロット・クラッチ
61,61A クラッチ・プレート
63,63A 溝
65 レーザー照射装置
69 治具台
81 クラッチ・プレート半製品
33 パイロット・クラッチ
61,61A クラッチ・プレート
63,63A 溝
65 レーザー照射装置
69 治具台
81 クラッチ・プレート半製品
Claims (7)
- 摩擦面に、レーザー光により溝を形成する、
ことを特徴とするクラッチ・プレートの加工方法。 - 請求項1記載のクラッチ・プレートの加工方法であって、
前記溝の形成を、熱処理後に行わせる、
ことを特徴とするクラッチ・プレートの加工方法。 - クラッチ・プレート半製品に溝形成用のレーザー光を照射するレーザー照射装置と、
前記クラッチ・プレート半製品を支持させ前記レーザー光に対して前記クラッチ・プレート半製品に回転又は直線移動の少なくとも一方を行わせる治具台とよりなる、
ことを特徴とするクラッチ・プレートの溝加工装置。 - 請求項1又は2記載のクラッチ・プレートの加工方法により、
前記摩擦面に、溝を形成した、
ことを特徴とするクラッチ・プレート。 - 請求項4記載のクラッチ・プレートであって、
前記溝は、所定方向に間欠的に形成され、
前記摩擦面に、溝のない磁路構成部を形成した、
ことを特徴とするクラッチ・プレート。 - 請求項4又は5記載のクラッチ・プレートであって、
電磁クラッチのパイロット・クラッチに用いられた、
ことを特徴とするクラッチ・プレート。 - 請求項4〜6の何れかに記載のクラッチ・プレートを動力伝達用の一対の回転部材間に押圧締結可能に配置した、
ことを特徴とする動力伝達装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008285269A JP2010112459A (ja) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | クラッチ・プレートの加工方法、溝加工装置、クラッチ・プレート、及び動力伝達装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2008
- 2008-11-06 JP JP2008285269A patent/JP2010112459A/ja active Pending
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