滑动构件、离合器板及其制造方法与流程

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滑动构件、离合器板及其制造方法与流程

技术领域

本发明涉及滑动构件、离合器板及它们的制造方法。



背景技术:

在日本特开2013-108145号公报中,作为滑动构件的制造方法,记载了电磁离合器装置的离合器板的制造方法。日本特开2013-108145号公报记载的滑动构件的制造方法是在660~690℃的含氨的气氛中对由钢材构成的原材料进行0.5~1.5小时的加热处理,接着,以60~80℃的油温进行油冷,最后对原材料进行加压并同时以250~350℃的温度进行回火处理。由此,氮化合物层和氮扩散层分别形成为20~50μm程度的厚度。

在离合器板等滑动构件被长时间使用的情况下,由于滑动构件的表面磨损,而与对方构件的接触面积变化,因此两者间的传递转矩增大。因此,对离合器板等滑动构件存在希望提高耐磨损性的要求。另外,离合器板等滑动构件的表面需要确保高的平面度。



技术实现要素:

本发明的目的之一是提供一种滑动构件的制造方法及滑动构件,其能够提高耐磨损性,并且能够确保比较高的平面度。

作为本发明的一方式的滑动构件的制造方法,包括:

第一工序,对于由钢材构成的母材部在570~660℃的含氨的气氛中进行加热处理后进行冷却处理;

第二工序,接着所述第一工序,对所述表面侧进行加压并同时进行回火处理;及

第三工序,接着所述第二工序,进行在水蒸气气氛中进行加热的水蒸气处理。

通过上述工序,在由所述钢材构成的母材部的表面侧形成氮扩散层,

在所述氮扩散层的表面侧形成氮化合物层,

在所述氮化合物层的最外层表面形成氧化层。

上述滑动构件的制造方法也可以是离合器板的制造方法。

作为本发明的另一方式的滑动构件是通过上述方式的滑动构件的制造方法制造的滑动构件,其中,

所述氮扩散层的厚度为5~50μm,

所述氮化合物层的厚度为5~50μm,

所述氧化层的厚度为0.3~3μm。

上述方式的滑动构件也可以是构成电磁离合器的离合器板。

根据上述的滑动构件的制造方法或滑动构件,由于在第三工序中进行水蒸气处理,因此,能够在氮化合物层的最外层表面形成由四氧化三铁构成的致密的氧化层。由此,能够抑制粘合磨损,因此能够提高滑动构件的耐磨损性。

而且,第三工序的水蒸气处理接着第二工序的回火处理进行,因此能够确保比较高的平面度。假如接着第一工序的冷却处理(不是回火处理)而进行水蒸气处理的情况下,在水蒸气处理中原材料未被加压的状态下残留奥氏体转变为马氏体,在第一工序中产生的原材料的形变未被矫正而原材料硬化。因此,即使接着在对原材料进行了加压的状态下进行回火处理,最终的滑动构件的平面度也下降。

另外,第二工序中的回火处理是接着第一工序的冷却处理而进行,因此能够使平面度良好。而且,回火处理是通过对原材料加压而矫正形变并同时使残留奥氏体转变为马氏体,因此能够进一步提高平面度。另外,在回火处理中,残留奥氏体转变为马氏体,因此能够确保滑动构件的表面侧的硬度。

另外,在加热处理中,进行在含氨的气氛中的加热处理。即,在第一工序中对原材料进行氮化。该加热处理中的温度为570~660℃。通过在570℃以上进行加热,能够可靠地将氮化合物层及氮扩散层的厚度分别确保为5~50μm。另外,通过将加热处理中的温度设为660℃以下,能够抑制氮化化合物的扩散(消失)。由此,能够确保滑动构件的表面侧的硬度。

另外,将氮化合物层及氮扩散层的厚度分别确保为5~50μm,因此能够使滑动构件的表面侧的硬度为高的硬度。氧化层的厚度被确保为0.3~3μm,因此能够可靠地确保耐磨损性。

根据上述的离合器板的制造方法或离合器板,可取得基于上述的滑动构件的制造方法或滑动构件的效果。在此处,设氮化合物层及氮扩散层的厚度分别为50μm以下。假如该厚度比50μm厚,则磁导率降低,因此离合器板的磁通量密度降低,离合器板间的摩擦卡合力降低。因此,设为50μm以下。

而且,根据上述的离合器板,具有高的耐磨损性,因此即使长时间使用,也能抑制离合器板的磨损量。由此,离合器板彼此的接触面积不会大幅变化。因此,能够减小使用前和长时间使用后的传递转矩的变化率。

另外,在进行回火工序的情况下,能够使氮化合物层及氮扩散层中包含的非磁性的残留奥氏体转变为磁性的马氏体。由此,能够提高离合器板的磁导率及硬度。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确,其中,相同的标号表示相同的部件。

图1表示本发明的实施方式的滑动构件或离合器板的表面结构。

图2是表示图1所示的滑动构件或离合器板的制造方法的流程图。(实施例)

图3是图2的热处理工序图。(实施例)

图4是表示比较例1的制造方法的流程图。

图5是图4的热处理工序图。(比较例1)

图6是表示比较例2的制造方法的流程图。

图7是表示对象构件的平面度的平均值及标准偏差的坐标图。

图8是表示对象构件的实机耐久摩擦试验后的磨损量的坐标图。

图9是应用了本实施方式的离合器板的驱动力传递装置的轴向剖视图。

图10是从图9的外板的轴向观察的图。图中,环状线表示槽。

图11是从图9的内板的轴向观察的图。图中,交叉线表示槽。

具体实施方式

关于本发明的滑动构件或离合器板,参照附图进行说明。关于滑动构件或离合器板的表面结构,参照图1进行说明。滑动构件或离合器板是对由碳钢等钢材构成的原材料的表面实施氮化处理及水蒸气处理而形成。此外,作为该滑动构件的例子,除了构成电磁离合器装置的离合器板以外,还可举出LSD离合器的铁系离合器板、制动垫等。

如图1所示,该滑动构件具备由钢材构成的母材部110、在母材部110的表面侧形成为5~50μm的厚度的氮扩散层120、在氮扩散层120的表面侧形成为5~50μm的厚度的氮化合物层130、在氮化合物层130的最外层表面形成为0.3~3μm的厚度的氧化层140。

原材料使用碳含量为0.10~0.20%的钢材。一般来说,越是低碳钢,越廉价,但表面的高硬度化并不容易。但是,根据本发明,即使是例如S15C等的低碳钢,如后所述,也能够实现表面的高硬度化。并且,母材部110与原材料相同。

氮扩散层120中固溶有氮。氮化合物层130是由Fe2N等氮化合物构成的层。氧化层140是主要由四氧化三铁构成的氧化皮膜。

接着,参照图2所示的流程图对于滑动构件或离合器板的表面的热处理方法(制造方法)进行说明。对于原材料,进行前氧化处理(S1;前氧化工序,相当于第四工序)。该前氧化处理是在氮化处理之前进行的处理。通过进行前氧化处理,能够对于原材料促进氮化反应。前氧化处理是在作为加热温度Te1的300~450℃(优选为340~440℃)的氧化气氛下对原材料进行氧化处理。具体而言,如图3所示,使容积为1~3m3的处理室升温直至加热温度Te1。在升温完成后维持时间Ti1的期间。时间Ti1为1~2小时。

接着前氧化处理(S1),如图2所示,进行加热处理(S2、加热工序)。加热处理是在作为加热温度Te2的570~660℃(优选为600~650℃)的氨气氛(含氨的气氛)中对原材料进行加热处理。具体而言,如图3所示进行。首先,将原材料保持在容积为1~3m3的处理室。此时的处理室内的气氛温度为500℃以下。并且,处理室内的气氛温度开始升温以成为加热温度Te2。并且,在升温的中途,以0~5m3/H供给氮(N2)气。在升温完成后维持时间Ti2的期间。时间Ti2为0~1小时。此时,处理室内温度被均匀化,并且原材料被预热。

在经过时间Ti2后,进而在时间Ti3的期间将气氛温度保持为加热温度Te2的恒定温度。时间Ti3为0.5~1.5小时。另外,在时间Ti3的期间,使处理室内成为氨气氛。具体而言,以3~7m3/H供给氨(NH3)气,并且以0.1~0.6m3/H供给二氧化碳(CO2)气体。此时,原材料被氮化。此外,在氨气氛中,也可以不供给氮气。

接着加热处理(S2),如图2所示,进行冷却处理(S3、冷却工序)。本实施方式中冷却处理为油冷。具体而言,如图3所示,在氮气氛中向60~80℃的油温Te3的淬火油放入原材料。此时,原材料不被氧化。此外,在该冷却处理中,马氏体变态的进行比较慢,因此残留奥氏体残存下来。此外,上述的加热工序及冷却工序相当于第一工序。

若在冷却处理(S3)中原材料的温度达到冷却处理的油温Te3,则接着如图2所示进行回火处理(S4、回火工序、相当于第二工序)。具体而言,回火处理如图3所示,对原材料的表面侧进行加压,并同时在氮气氛中向200~470℃(优选为300~450℃)的炉温Te4的容积为1~3m3的加热炉放入原材料,维持时间Ti4的期间。时间Ti4为2~5小时。该回火处理也被称为加压回火。此时,残留奥氏体转变为马氏体。

接着回火处理(S4),如图2所示,进行水蒸气处理(S5、水蒸气处理工序、相当于第三工序)。在作为处理温度Te5的350~500℃(优选为390~480℃)的水蒸气气氛中,对原材料进行水蒸气处理。具体而言,如图3所示,首先,将原材料保持在容积为1~3m3的处理室。处理室内的气氛温度开始升温以成为处理温度Te5。并且,在升温的中途,以1~8m3/H供给氮(N2)气。在升温完成后将温度维持时间Ti5的期间。该时间Ti5为0.5~1小时。此时,处理室内温度被均匀化,并且原材料被预热。

在经过时间Ti5后,进而在时间Ti6的期间将气氛温度保持为处理温度Te5的恒定温度。时间Ti6为2~4小时。另外,在时间Ti6的期间将处理室内形成为水蒸气气氛。具体而言,以80~100m3/H供给水蒸气。此时,在原材料上形成由四氧化三铁构成的氧化被膜。此外,该水蒸气处理被称为均质处理。

通过以上的处理,如图1所示,在原材料的表面形成氧化层140、氮化合物层130及氮扩散层120。

此外,在形成氧化层140的情况下,也可以取代上述的水蒸气处理而进行如下的处理。例如,也可以通过Laux法使金属铁氧化。根据Laux法,在以氯化铁为催化剂使硝基苯与金属铁反应而生成苯胺时,生成四氧化三铁。另外,例如,对于氢氧化铁(II)这样的铁(II)盐,也可以控制pH并同时进行曝气处理,由此生成四氧化三铁。而且,也可以通过氢或一氧化碳对三氧化二铁进行还原,由此生成四氧化三铁。

另外,上述的制造方法中,也可以省略前氧化处理工序。

接着,对通过本实施方式的制造方法得到的构件的平面度(形变变化量)、及将该构件应用于离合器板时的实机耐久摩擦试验后的磨损量进行评价。

本实施方式的实施例应用了图2及图3所示的制造方法。在实施例中,作为原材料使用碳钢(JIS G4051(2009改正):S12C),设处理室的容积为2m3,在前氧化工序中,设加热温度Te1为420℃,设时间Ti1为1小时。

在加热工序中,设加热温度Te2为640℃,设时间Ti2为60分钟,以0.6m3/H供给氮气。另外,设时间Ti3为65分钟,以5m3/H供给氨气,以0.3m3/H供给二氧化碳气体。

设冷却工序中的油温Te3为70℃。冷却工序所使用的冷却油(淬火油)使用作为石蜡系基油的相当于JIS1类2号的真空热处理用的高性能高速淬火油(动粘度:16±2.5mm2/s(40℃),引火点(COC):178℃,冷却性能特性温度:620℃,商品名:特殊淬火油V-1700S(日本润滑脂株式会社制))。

在回火工序中,设炉温Te4为450℃,设时间Ti4为3小时,以2m3/H供给氮气。

在水蒸气处理工序中,设处理温度Te5为450℃,设时间Ti5为30分钟,设时间Ti6为2.5小时。另外,以7m3/H供给氮气,以90m3/H供给水蒸气。

比较例1设为应用了图4所示的流程图及图5所示的热处理工序的情况。该情况下的原材料使用与实施例相同的碳钢。具体而言,依次进行退火工序(S11)、前氧化工序(S12)、加热工序(S13)、冷却工序(S14)、水蒸气处理工序(S15)、回火工序(S16)的各工序。除退火工序(S11)以外的各工序为与上述的实施例中的各工序相同的工序。即,在本比较例1中,相对于上述的实施例,追加了退火工序(S11)这一点、及水蒸气处理工序(S15)和回火工序(S16)的顺序相反这一点不同。

退火工序(S11)在作为加热温度Te6的600~700℃(优选为620~680℃)的氮气氛中进行。具体而言,如图5所示,对原材料的表面侧进行加压,并同时将容积为2m3的处理室升温直至加热温度Te6。在升温完成后维持时间Ti7的期间。时间Ti7为3~5小时。由此,除去对于原材料的冲压成型时的残留应力,抑制该工序以后的工序中的形变。此外,该退火工序也被称为热压。在比较例1中,设加热温度Te6为650℃,设时间Ti7为3.5小时。

比较例2设为应用了图6所示的流程图的情况。该情况下的原材料使用与实施例相同的碳钢。具体而言,依次进行退火工序(S21)、前氧化工序(S22)、加热工序(S23)、冷却工序(S24)、回火工序(S25)的各工序。各工序是与上述的实施例、比较例1中的各工序相同的工序。在比较例2中,相对于上述的比较例1,不进行水蒸气处理工序这一点不同。

对于实施例及比较例1的构件,比较平面度的平均值μ及标准偏差σ。评价数设为n=25。如图7所示,相对于实施例的平均值μ为74.0μm、标准偏差σ为11.2,比较例1的平均值μ为78.4μm、标准偏差σ为22.9。尽管比较例1进行了退火处理,但与比较例1的平面度相比,实施例的平面度较好。这可以认为是,在比较例1中,在冷却工序后进行水蒸气处理工序的情况下,在水蒸气处理工序中,在原材料未被加压的状态下残留奥氏体转变为马氏体,由此在后面的回火工序中,原材料不伴随组织变态,因此基于加压的平面度的矫正效果降低这一情况成为关键原因。

进行了对于实施例、比较例1及比较例2的构件的实机耐久摩擦试验。在该试验中,应用了构成驱动力传递装置的电磁离合器。具体而言,将上述实施例及比较例的各表面处理对构成该电磁离合器且具有多个同心圆的环状槽的外引导离合器板44b(图9、图10所示)实施。作为外引导离合器板44b的对方构件的、具有多个交叉的槽的内引导离合器板44a(图9、图11所示)涂敷了类金刚石碳(DLC)膜。试验条件是在电磁离合器部的面压0.2MPa、滑移速度0.02m/s、耦合流体(动粘度40℃、23mm2/s)润滑下,基于耦合表面温度90~100℃、耐久时间480h连续滑动、380W的能量,进行了耐久试验。

并且,对于实施例、比较例1及比较例2的摩擦试验后的磨损量进行了测定。在此处,通过进行上述摩擦试验,评价为各板44a、44b的表面的磨损量越少,耐久性能越高。

如图8所示,在内引导离合器板44a中,相对于进行了水蒸气处理的实施例及比较例1的磨损量为0.38μm及0.60μm的情况,未进行水蒸气处理的比较例2的磨损量为1.08μm。另外,在外引导离合器板44b中,相对于实施例及比较例1的磨损量为1.87μm及1.28μm的情况,比较例2的磨损量为2.35μm。实施例及比较例1中,形成了通过水蒸气处理形成的氧化层140,因此可认为相对于未形成氧化层140的比较例2,磨损量较少。

根据本实施方式,滑动构件的制造方法是具备由钢材构成的母材部110、在母材部110的表面侧形成的氮扩散层120、在氮扩散层120的表面侧形成的氮化合物层130、在氮化合物层130的最外层表面形成的氧化层140的滑动构件的制造方法,其中,通过进行对由钢材构成的原材料在570~660℃的含氨的气氛中进行加热处理的加热工序、在进行加热工序后进行冷却处理的冷却工序、接着冷却工序对表面侧进行加压并同时进行回火处理的回火工序、接着回火工序进行在水蒸气气氛中进行加热的水蒸气处理的水蒸气处理工序,而形成氮扩散层120、氮化合物层130及氧化层140。

另外,滑动构件具备由钢材构成的母材部110、在母材部110的表面侧形成为5~50μm的厚度的氮扩散层120、在氮扩散层120的表面侧形成为5~50μm的厚度的氮化合物层130、在氮化合物层130的最外层表面形成为0.3~3μm的厚度的氧化层140,通过进行对由钢材构成的原材料在含氨的气氛中进行加热处理的加热工序、在进行加热工序后进行冷却处理的冷却工序、接着冷却工序对原材料对表面侧进行加压并同时进行回火处理的回火工序、接着回火工序进行对原材料在水蒸气气氛中进行加热的水蒸气处理的水蒸气处理工序,形成氮扩散层120、氮化合物层130及氧化层140。

由此,在水蒸气处理工序中进行水蒸气处理,因此能够在氮化合物层130的最外层表面形成由四氧化三铁构成的致密的氧化层140。由此,能够抑制粘合磨损,因此能够提高滑动构件的耐磨损性。

而且,水蒸气处理工序是接着进行回火处理的回火工序进行,因此能够确保比较高的平面度,并且能够抑制平面度的偏差。假设接着冷却工序(不是回火工序)进行水蒸气处理工序的情况下,在水蒸气处理工序中原材料未被加压的状态下残留奥氏体转变为马氏体,在加热工序及冷却工序中产生的原材料的形变未被矫正而原材料硬化。由此,即使接着在对原材料进行了加压的状态下进行回火处理,最终的滑动构件的平面度也较低。

另外,回火工序中的回火处理接着冷却工序进行,因此能够使平面度良好。而且,回火工序中的回火处理通过对原材料进行加压而矫正形变并同时使残留奥氏体转变为马氏体,因此能够进一步提高平面度。另外,在回火工序中,残留奥氏体转变为马氏体,因此能够确保滑动构件的表面侧的硬度。

另外,在加热工序中,进行含氨的气氛中的加热处理。即,在加热工序中对原材料进行氮化。该加热工序中的温度为570~660℃。通过在570℃以上进行加热,能够可靠地将氮化合物层130及氮扩散层120的厚度分别确保为5~50μm。另外,通过设加热工序中的温度为660℃以下,能够抑制氮化化合物的扩散、消失。由此,能够确保滑动构件的表面侧的硬度。而且,在设加热工序的气氛温度为作为Fe-N的A1变态点的590℃以上的情况下,能够更可靠地将氮化合物层130及氮扩散层120的厚度分别确保为5~50μm。

另外,由于氮化合物层130及氮扩散层120的厚度分别确保为5~50μm,因此能够使滑动构件的表面侧的硬度为高的硬度。由于氧化层140的厚度被确保为0.3~3μm,因此能够可靠地确保耐磨损性。此外,在冷却工序中,在冷却液中使用油,不使用水。由此,能够抑制在滑动构件的表面产生锈的情况。

另外,根据本实施方式,回火工序在200~470℃的温度下进行回火处理。由此,回火处理在200~470℃下进行,因此能够通过残留奥氏体转变为马氏体来使氮化层(氮化合物层130及氮扩散层120)稳定。由此,能够可靠地确保滑动构件的表面侧的硬度。

另外,根据本实施方式,水蒸气处理工序在350~500℃下进行水蒸气处理。由此,水蒸气处理在350~500℃下进行,因此能够可靠地形成由四氧化三铁构成的致密的氧化层140。另外,能够将氧化层140的厚度可靠地确保为0.3~3μm。

另外,根据本实施方式,对未进行退火处理的原材料进行各工序的处理。滑动构件的制造方法或滑动构件如上所述,按照冷却工序的冷却处理、回火工序的回火处理及水蒸气处理工序的水蒸气处理的顺序进行,因此在各工序之前不进行退火的情况下也能够确保高的平面度。由此,通过不进行退火处理,能够以低成本制造滑动构件。

另外,根据本实施方式,在紧挨着加热工序之前还具备进行在300~450℃的氧化气氛中进行加热的前氧化处理的加热工序。由此,在加热工序的加热处理中使原材料氮化之前进行前氧化工序的前氧化处理,因此能够在加热工序中促进氮化反应。由此,能够可靠地将氮化合物层130及氮扩散层120的厚度分别确保为5~50μm。

另外,根据本实施方式,离合器板的制造方法为构成电磁离合器的离合器板的制造方法,且使用上述的滑动构件的制造方法。

而且,根据本实施方式,离合器板为构成电磁离合器的离合器板,使用上述的滑动构件。

根据本实施方式的电磁离合器装置的离合器板的制造方法或离合器板,能取得基于上述的滑动构件的制造方法或滑动构件的效果。在此处,将氮化合物层130及氮扩散层120的厚度分别设为50μm以下。假设设为比50μm厚,则磁导率较低,因此离合器板的磁通量密度较低,离合器板间的摩擦卡合力较低。因此,设为50μm以下。

而且,根据本离合器板,由于具有高的耐磨损性,因此,即使长时间使用,也能够抑制离合器板的磨损量。由此,由离合器板的磨损引起的离合器板彼此的接触面积不会大幅变化。因此,能够减小使用前与长时间使用后的传递转矩的变化率。

另外,在进行回火工序的情况下,能够使氮化合物层130及氮扩散层120中所包含的非磁性的残留奥氏体转变为磁性的马氏体。由此,能够提高离合器板的磁导率及硬度。

接着,关于应用上述的电磁离合器装置的离合器板的驱动力传递装置1,参照图9进行说明。驱动力传递装置1应用于例如在4轮驱动车中对应于车辆的行驶状态传递驱动力的向辅助驱动轮侧的驱动力传递系。更详细而言,在4轮驱动车中,驱动力传递装置1例如连结于被传递发动机的驱动力的传动轴与后差速器之间。驱动力传递装置1将从传动轴传递的驱动力向后差速器传递并同时使传递比例可变。该驱动力传递装置1例如在产生前轮与后轮的转速差的情况下以减少转速差的方式起作用。

驱动力传递装置1由所谓的电子控制耦合器构成。该驱动力传递装置1如图9所示,具备作为外侧旋转构件的外壳体10、作为内侧旋转构件的内轴20、主离合器30、构成引导离合器机构的电磁离合器装置40、凸轮机构50。

外壳体10以相对于圆筒形状的孔盖(未图示)能够旋转的方式被支承于该孔盖的内周侧。该外壳体10作为整体形成为圆筒形状,由在车辆前侧配置的前壳体11和在车辆后侧配置的后壳体12形成。

前壳体11由例如以铝为主成分的非磁性材料的铝合金形成,形成为有底筒状。前壳体11的圆筒部的外周面经由轴承能够旋转地被支承于孔盖的内周面。而且,前壳体11的底部与传动轴(未图示)的车辆后端侧连结。即,前壳体11的有底筒状的开口侧以朝向车辆后侧的方式配置。并且,在前壳体11的内周面中的轴向中央部形成有内花键11a,在该内周面的开口附近形成有内螺纹。

后壳体12形成为圆环状,与前壳体11一体地配置在前壳体11的开口侧的径向内侧。在后壳体12的车辆后方侧,在整周上形成有环状槽。在该后壳体12的环状槽底的一部分上,具备由作为非磁性材料的例如不锈钢形成的环状构件12a。后壳体12中的环状构件12a以外的部位为了形成磁回路而由以作为磁性材料的铁为主成分的材料(以下称为铁系材料)形成。在后壳体12的外周面,形成有外螺纹,该外螺纹与前壳体11的内螺纹螺合。此外,使前壳体11的内螺纹与后壳体的外螺纹螺合,使前壳体11的开口侧端面与后壳体的段部的端面抵接,由此将前壳体11和后壳体12固定。

内轴20形成为在外周面的轴向中央部具备外花键20a的轴状。该内轴20以液密的方式贯通后壳体12的中央的贯通孔,以能够相对旋转的方式在同轴上配置于外壳体10内。并且,内轴20以相对于前壳体11及后壳体12被限制了轴向位置的状态,经由轴承能够旋转地支承于前壳体11及后壳体12。而且,内轴20的车辆后端侧(图9的右侧)与差速器齿轮(未图示)连结。此外,在由外壳体10和内轴20以液密的方式划分的空间内,以规定的填充率填充有润滑油。

主离合器30在外壳体10与内轴20之间传递转矩。该主离合器30是由铁系材料形成的湿式多板式的摩擦离合器。主离合器30配置于前壳体11的圆筒部内周面与内轴20的外周面之间。主离合器30配置于前壳体11的底部与后壳体12的车辆前方端面之间。该主离合器30由内主离合器板32和外主离合器板31构成,在轴向上交替地配置。内主离合器板32在内周侧形成有内花键32a,与内轴20的外花键20a嵌合。外主离合器板31在外周侧形成有外花键31a,与前壳体11的内花键11a嵌合。

电磁离合器装置40通过磁力将衔铁43向磁轭41侧吸引,由此使引导离合器44彼此卡合。即,电磁离合器装置40将外壳体10的转矩向构成凸轮机构50的支承凸轮构件51传递。该电磁离合器装置40由磁轭41、电磁线圈42、衔铁43、引导离合器44构成。

磁轭41形成为环状,以能够相对于后壳体12相对旋转的方式经由间隙收容于后壳体12的环状槽。磁轭41由孔盖固定。另外,磁轭41的内周侧经由轴承能够旋转地支承于后壳体12。电磁线圈42通过卷绕卷线而形成为圆环状,固定于磁轭41。

衔铁43由铁系材料形成。形成为在外周侧具备外花键的圆环状。衔铁43配置于主离合器30与后壳体12的轴向之间。并且,衔铁43的外周侧与前壳体11的内花键11a嵌合。若向电磁线圈42供给电流,则衔铁43以被向磁轭41侧吸引的方式起作用。

引导离合器44在外壳体10与支承凸轮构件51之间传递转矩。该引导离合器44由铁系材料形成。引导离合器44配置于前壳体11的圆筒部内周面与支承凸轮构件51的外周面之间。而且,引导离合器44配置于衔铁43与后壳体12的车辆前方端面之间。该引导离合器44由内引导离合器板44a(图9、图11所示)和外引导离合器板44b(图9、图10所示)构成,在轴向上交替地配置。内引导离合器板44a中,在内周侧形成有内花键,与支承凸轮构件51的外花键嵌合。外引导离合器板44b中,在外周侧形成有外花键,与前壳体11的内花键11a嵌合。

并且,若向电磁线圈42供给电流,则如图9的箭头所示,形成通过磁轭41、后壳体12的外周侧、引导离合器44、衔铁43、引导离合器44、后壳体12的内周侧、磁轭41的磁回路。由此,衔铁43被向磁轭41侧吸引,内引导离合器板44a与外引导离合器板44b摩擦卡合。并且,将外壳体10的转矩向支承凸轮构件51传递。另一方面,若将向电磁线圈42的电流供给切断,则对于衔铁43的吸引力消失,内引导离合器板44a与外引导离合器板44b的摩擦卡合力被解除。

凸轮机构50设于主离合器30与引导离合器44之间,将经由引导离合器44传递的基于外壳体10与内轴20的转速差的转矩转换为轴向的按压力而按压主离合器30。该凸轮机构50由支承凸轮构件51、移动凸轮构件52、凸轮从动件53构成。

支承凸轮构件51形成为在外周侧具备外花键的圆环状。在该支承凸轮构件51的车辆前方端面形成有凸轮槽。支承凸轮构件51相对于内轴20的外周面经由间隙设置,经由推力轴承60支承于后壳体12的车辆前方端面。因此,支承凸轮构件51的车辆后方端面经由填隙片61与推力轴承60的轨道板抵接。即,支承凸轮构件51能够相对于内轴20及后壳体12相对旋转,在轴向上被限制而设置。而且,支承凸轮构件51的外花键与内引导离合器板44a的内花键嵌合。

移动凸轮构件52中,大部分由铁系材料形成,形成为在内周侧具备内花键的圆环状。移动凸轮构件52配置于支承凸轮构件51的车辆前方。在移动凸轮构件52的车辆后方端面上,以相对于支承凸轮构件51的凸轮槽在轴向上相对的方式形成有凸轮槽。移动凸轮构件52的内花键与内轴20的外花键20a嵌合。因此,移动凸轮构件52与内轴20一起旋转。而且,移动凸轮构件52的车辆前方端面成为能与主离合器30中的配置在车辆最后方的内主离合器板32抵接的状态。移动凸轮构件52若向车辆前方移动,则相对于该内主离合器板32向车辆前方按压。

凸轮从动件53为球状,介于支承凸轮构件51和移动凸轮构件52的彼此相对的凸轮槽。即,通过凸轮从动件53及各个的凸轮槽的作用,在支承凸轮构件51与移动凸轮构件52产生转速差时,移动凸轮构件52向相对于支承凸轮构件51向轴向离开的方向(车辆前方)移动。支承凸轮构件51与移动凸轮构件52之间的扭转角度越大,则移动凸轮构件52相对于支承凸轮构件51的轴向分离量越大。

接着,对由上述的结构构成的驱动力传递装置1的基本动作进行说明。对外壳体10和内轴20产生转速差的情况进行说明。若向电磁离合器装置40的电磁线圈42供给电流,则形成以电磁线圈42为基点而在磁轭41、后壳体12、衔铁43循环的环状的磁回路。

这样,通过形成磁回路,衔铁43被朝向磁轭41侧、即轴向后方吸引。其结果是,衔铁43按压引导离合器44,内引导离合器板44a和外引导离合器板44b进行摩擦卡合。由此,外壳体10的旋转转矩经由引导离合器44向支承凸轮构件51传递,支承凸轮构件51旋转。

在此处,移动凸轮构件52与内轴20进行花键嵌合,因此与内轴20一起旋转。因此,在支承凸轮构件51和移动凸轮构件52产生转速差。由此,通过凸轮从动件53及各个的凸轮槽的作用,移动凸轮构件52相对于支承凸轮构件51向轴向(车辆前侧)移动。移动凸轮构件52将主离合器30向车辆前侧按压。

其结果是,内主离合器板32和外主离合器板31相互抵接而成为摩擦卡合状态。由此,与外壳体10的旋转转矩经由主离合器30向内轴20传递。由此,能够减少外壳体10与内轴20的转速差。此外,通过控制向电磁线圈42供给的电流量,能够控制主离合器30的摩擦卡合力。即,通过控制向电磁线圈42供给的电流量,能够控制在外壳体10与内轴20之间传递的转矩。

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