説明

摩擦板及び摩擦板を備えた湿式多板クラッチ

【課題】空転時の摩擦係数が小さく、係合時の摩擦特性のバラツキがなく品質が安定していると共に、係合時のショックが少なく、耐熱性があって、かつ空転時の引き摺りトルクを従来に比べて大幅に低減した摩擦板及び摩擦板を備えた湿式多板クラッチを提供する。
【解決手段】ほぼ環状のコアプレートに環状の摩擦材を貼着して形成された摩擦面を有する摩擦板であって、摩擦面には、摩擦板の内周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第1の油溝と、摩擦板の外周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第2の油溝とが設けられていることを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の自動変速機(AT)のクラッチやブレーキなどに用いられる摩擦板及び摩擦板を備えた湿式多板クラッチに関する。より詳細には、摩擦板の摩擦面に形成する油路の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、湿式多板クラッチは、クラッチもしくはブレーキのドラムとハブ間に摩擦板(フリクションプレート)と、セパレータプレートとが交互に配置されており、クラッチピストンの押圧と解除によりクラッチの係合と解除が行われる。
【0003】
また近年、自動車の低燃費の要求は、ますます増大しており、自動変速機においてもクラッチの非係合時における動力損失を軽減させるため、摩擦板とセパレータプレート間の引き摺りトルクの低減が一層求められている。
【0004】
一般に、自動変速機(AT)に用いられる湿式多板クラッチには、動力損失を軽減させるため、摩擦板の内周側から外周へと潤滑油が抜けやすいような構造とし、引きずりトルクの低減をしていることが多い。このような引き摺りトルク低減の手法としては、例えば、特許文献1や特許文献2に開示のものが知られている。特許文献1及び2に開示のクラッチでは、非係合時の摩擦板とセパレータプレートの離間のために内周側で端面の閉じた油溝と、係合時における摩擦面への潤滑油の供給による、焼付き防止の為の油供給用の内外径方向に貫通した油通路が摩擦板に設けられている。
【0005】
しかし、近年、燃費向上と同時に、動力性能向上をねらいとしての変速応答性向上のため、摩擦板とセパレータプレートの間のクリアランスは従来に比較して、小さくなっており、空転時において、介在する油膜による引き摺りトルクも大きくなる傾向にあった。
【0006】
内径側から外径側に貫通する油通路に供給される油は、回転により摩擦材に引き込まれ、引き込まれた油は、フリクションプレートとセパレータプレートの間に入ると、なかなか排出されず、特に、フリクションプレートとセパレータプレート間のクリアランスの小さな、回転数の小さな領域では顕著であり、摩擦材と相手セパレータプレート間の粘性による引き摺りトルクは大きなものとなる。
【0007】
内外径から貫通した油溝が設けられた油溝からの油は、摩擦面への油の供給と、油排出のためのものであるが、これらの油溝の形状や、油溝の両側コーナーのダレなどにより、油溝から摩擦面への油の流れは大きく影響され、空転トルクや、係合時の摩擦特性に影響し、品質のバラツキの原因となる。
【0008】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献1】特開平11−141570公報
【特許文献2】特開平2005−76759公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来の摩擦板では、摩擦面における油の排出が十分にされないことにより、引き摺りトルクを更に低減させるという要求に満足できなかった。特に低域の回転時においては、摩擦板とセパレータプレートとの間に介在する油の排出が十分でなく、引き摺りトルクが小さくすることができなかった。
【0010】
しかしながら、近年の自動変速機に課せられた小型軽量化の要求に応えるため、摩擦板一枚あたりの摩擦容量を大きくすることが望まれている。そのため、摩擦板に形成する溝数の増加や溝の大きさなど厳しく制限されつつある。
【0011】
従って、本発明の目的は、空転時の摩擦係数が小さく、係合時の摩擦特性のバラツキがなく品質が安定していると共に、係合時のショックが少なく、耐熱性があって、かつ空転時の引き摺りトルクを従来に比べて大幅に低減した摩擦板及び摩擦板を備えた湿式多板クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するため、本発明の摩擦板は、
ほぼ環状のコアプレートに環状の摩擦材を貼着して形成された摩擦面を有する摩擦板であって、
摩擦面には、摩擦板の内周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第1の油溝と、摩擦板の外周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第2の油溝とが設けられていることを特徴としている。
【0013】
また、本発明の摩擦板は、
ほぼ環状のコアプレートに複数の摩擦材セグメントを隙間なく貼着して形成された摩擦面を有する摩擦板であって、
前記摩擦面には、前記摩擦板の内周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第1の油溝と、前記摩擦板の外周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第2の油溝とが設けられ、前記摩擦材セグメントが前記第1の油溝と前記第2の油溝とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【0015】
内径部に開口して端部が閉じている第1の油溝と、内径部に開口して端部が閉じている第2の油溝で構成されているため、第2の油溝は、空転時において摩擦板から相手面であるセパレータプレートを引き離すことができ、係合時におけるクッション性が向上する。また、係合及び解放時に生ずる摩擦熱を冷却する油の供給を促進するので、摩擦板に発生する熱を有効に冷却できる。特に、係合初期における、クラッチの急激な食い付きを防止するクッションの機能としても作用する。
【0016】
また、外径側のみに開口する第2の油溝は、もっぱら摩擦面の油排出の役割のみを持たせることにより、空転時のドラグ低下及び係合時の摩擦特性が改善され、バラツキの少ない安定したものとなる。特に低回転時においては、引き摺りトルク低減の効果は大きい。このため、供給油量や回転数などの使用条件に合せ、それぞれの油溝の組合わせでの設計が可能で、品質の安定した多板クラッチを作ることができる。また、引き込まれた油がスムースに排除されるため、係合時に生ずる摩擦熱も、オイルと一緒にスムースに排除され摩擦材の耐熱性が向上する。
【0017】
供給油量、使用される回転条件により種々の設計が可能である。同じく、内径側に開口している油溝は、内径部の溝幅を大きくすると、摩擦材の引き離し効果がより大きくなる。尚、第1及び第2の油溝とも半径方向に対し傾斜角度をもって形成すると、摩擦面の引き離し効果及び油排出性はより向上する。
【実施例】
【0018】
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号にて示してある。
【0019】
図1は、本発明の摩擦板を備えた湿式多板クラッチ10の軸方向部分断面図である。
【0020】
湿式多板クラッチ10は、軸方向の一端部で開放したほぼ円筒形のドラム、すなわちクラッチケース1と、クラッチケース1の内周に配置され、同軸上で相対回転するハブ4と、クラッチケース1の内周に設けられたスプライン8に軸方向で移動自在に配置された環状のセパレータプレート2と、ハブ4の外周に設けられたスプライン5にセパレータプレート2と軸方向で交互に配置され、摩擦材が貼着された環状の摩擦板3とからなっている。セパレータプレート2と摩擦板3とはそれぞれ複数個設けられている。
【0021】
湿式多板クラッチ10は、セパレータプレート2と摩擦板3とを押圧し締結させるピストン6と、セパレータプレート2及び摩擦板3を軸方向の一端で固定状態に保持するため、クラッチケース1の内周に設けられたバッキングプレート7とそれを保持する止め輪17とを備えている。
【0022】
図1に示すように、ピストン6は、クラッチケース1の閉口端内で軸方向摺動自在に配置されている。ピストン6の外周面とクラッチケース1の内面との間にはOリング9が介装されている。また、ピストン6の内周面とクラッチケース1の円筒部(不図示)の外周面との間にもシール部材(不図示)が介装されている。従って、クラッチケース1の閉口端の内面とピストン6との間に油密状態の油圧室11が画成される。
【0023】
ハブ4に軸方向摺動自在に保持された摩擦板3は、その両面に所定の摩擦係数を有する摩擦材12が固定されている。しかしながら、摩擦材12は、摩擦板3及びセパレータプレート2の片面のみに設けることもできる。また、ハブ4には径方向に貫通した潤滑油供給口13が設けられ、湿式多板クラッチ10の内径側から外径側へと潤滑油を供給している。
【0024】
以上のように構成された湿式多板クラッチ10は、次のようにクラッチの締結及び解放をする。図1の状態は、クラッチ解放状態を示しておりセパレータプレート2と摩擦板3とはそれぞれ離れている。解放状態では、不図示のリターンスプリングの付勢力により、ピストン6はクラッチケース1の閉口端側に当接している。
【0025】
この状態でクラッチを締結するには、ピストン6とクラッチケース1との間に画成された油圧室11に油圧を供給する。油圧の上昇に伴い、リターンスプリング(不図示)の付勢力に抗して、ピストン6は、図1において軸方向右に移動し、セパレータプレート2と摩擦板3とを密着させる。これによりクラッチが締結される。
【0026】
締結後、クラッチを再度解放するには、油圧室11の油圧を解除する。油圧が解除されると、ピストン6はリターンスプリング(不図示)の付勢力により、クラッチケース1の閉口端に当接する位置まで移動する。すなわち、クラッチが解放される。
【0027】
(第1実施例)
図2は、本発明の第1実施例を示す摩擦板3の部分正面図である。摩擦板3は、ほぼ環状のコアプレート20に環状の摩擦材21を接着剤などで貼着し形成された摩擦面25を備えている。コアプレート20は、ハブ4のスプライン5に係合するスプライン20aを内周に備えている。
【0028】
図示のように、環状の摩擦材21は、摩擦板3の内周縁26に開口する開口部24aと内外周縁間で終端する端部24bとを有する第1の油溝24と、摩擦板3の外周縁27に開口する開口部23aと内外周縁間で終端する端部23bとを有する第2の油溝23とが設けられている。第1の油溝24と第2の油溝23とはほぼ等配に周方向で交互に設けられている。
【0029】
摩擦面25には、外周縁27に開口する第2の油溝が設けられている。従って、摩擦係合面を潤滑する潤滑油は、摩擦面25に引き込まれた潤滑油は、第2の油溝23によりスムースに外径側に排出され、空転時において、引き摺りトルクの低減が可能となる。
【0030】
第1の油溝24と第2の油溝23は、いずれも開口部から端部までほぼ同じ周方向幅で形成されている。
【0031】
(第2実施例)
図3は、本発明の第2実施例を示す摩擦板3の部分正面図である。基本的な構成は第1実施例と同じである。従って、異なる部分のみを説明する。第3実施例以下についても同様である。
【0032】
第2実施例では、摩擦板3の内周縁26に開口する開口部30aと内外周縁間で終端する端部30bとを有する第1の油溝30と、外周縁27に開口する開口部33aと内外周縁間で終端する端部33bとを有する第2の油溝33とが、それぞれテーパ形状を備えている。
【0033】
図示のように、第1の油溝30は、開口部30aの周方向の両端から端部30bに延在するテーパ部30cを備えている。従って、第1の油溝30は、端部30bから開口部30aに向かって周方向の幅が広くなるテーパ状の形状となっている。
【0034】
また、第2の油溝33も、開口部33aの周方向の両端から端部33bに延在するテーパ部33cを備えている。従って、第2の油溝33は、端部33bから開口部33aに向かって周方向の幅が広くなるテーパ状の形状となっている。
【0035】
第1実施例と同様に、第1の油溝30と第2の油溝33とはほぼ等配に周方向で交互に設けられている。
【0036】
(第3実施例)
図4は、本発明の第3実施例を示す摩擦板3の部分正面図である。基本的な構成は第2実施例と同じである。従って、異なる部分のみを説明する。
【0037】
第3実施例は、第2実施例の変形例であり、第1の油溝の構成が異なっている。第1の油溝34は、全体として矩形の形状を備え、摩擦板3の内周縁26に開口する開口部34aと内外周縁間で終端する端部34bとを備え、開口部34aと端部34bとはその周方向の幅がほぼ同じである。また、第1実施例と同様に、第1の油溝34と第2の油溝33とはほぼ等配に周方向で交互に設けられている。
【0038】
(第4実施例)
図5は、本発明の第4実施例を示す摩擦板3の部分正面図である。本実施例は、第2実施例において、第2の油溝の構成を変更したもので、第3実施例と逆の構成となっている。但し、第2の油溝35は第3実施例の第1の油溝34より小さい矩形を有する形状となっている。
【0039】
第2の油溝35は、全体として矩形の形状を備え、摩擦板3の外周縁27に開口する開口部35aと内外周縁間で終端する端部35bとを備え、開口部35aと端部35bとはその周方向の幅がほぼ同じである。また、上述の各実施例と同様に、第1の油溝30と第2の油溝35とはほぼ等配に周方向で交互に設けられている。
【0040】
(第5実施例)
図6は、本発明の第5実施例を示す摩擦板3の部分正面図である。基本的な構成は第1実施例と同じである。従って、異なる部分のみを説明する。
【0041】
第5実施例では、第1及び第2の油溝が、周方向に対して所定の角度で傾いて形成されている。摩擦材21は、摩擦板3の内周縁26に開口する開口部36aと内外周縁間で終端する端部36bとを有する第1の油溝36と、摩擦板3の外周縁27に開口する開口部37aと内外周縁間で終端する端部37bとを有する第2の油溝37とが設けられている。第1の油溝36と第2の油溝37とはほぼ等配に周方向で交互に設けられている。
【0042】
図6から分かるように、第1の油溝38と第2の油溝39は、それぞれ周方向に所定の角度で傾斜して設けられている。第1の油溝38と第2の油溝39との傾斜角は同じであるが、異なるように形成してもよい。図6では、第1の油溝36及び第2の油溝37とは、それぞれ周方向の幅が開口部から端部までほぼ同一であるが、異なるようにすることもできる。
【0043】
図7は、本発明の各実施例に適用可能な油溝の変形例を示す摩擦板の部分斜視図である。摩擦材セグメント54には、摩擦板3の内周縁26に開口する開口部56aと内外周縁間で終端する端部56bとを有する第1の油溝56と、摩擦板3の外周縁27に開口する開口部55aと内外周縁間で終端する端部55bとを有する第2の油溝55とが設けられている。第1の油溝56は一つ設けられ、周方向で第1の油溝56を挟むように2つの第2の油溝55が設けられている。
【0044】
ここで、第1の油溝56は、開口部56aから端部56bに向かってコアプレート20の表面から離れる方向に傾斜したテーパ形状を有する。すなわち、軸方向の深さは端部56bで最も浅くなっている。また、端部56bでは、周方向の幅が最も狭くなっている。
【0045】
また、同様に、第2の油溝55は、開口部55aから端部55bに向かってコアプレート20の表面から離れる方向に傾斜したテーパ形状を有する。すなわち、軸方向の深さは端部55bで最も浅くなっている。
【0046】
上述の各実施例では、単一の環状の摩擦材をコアプレートに固定して摩擦板を形成しているが、複数の摩擦材セグメントを隙間なく環状に並べ、コアプレートに固定し摩擦板を形成することもできる。
【0047】
第1及び第2の油溝は、摩擦材に切欠を設けて形成することもできるが、プレスにより成形することもできる。
【0048】
摩擦材21や摩擦材セグメントは、コアプレート20に接着剤を塗布して貼着するが、裏面に接着剤を塗布したシール状の摩擦材セグメント21や摩擦材をコアプレート20に載置し、押圧加熱することで貼着することもできる。
【0049】
また、上述の各実施例では、内周縁26から延在する第1の油溝の先端部と外周縁27から延在する第2の油溝の先端部とは、径方向の中央から相手側に更に延在している。しかしながら、延在長さは任意であり、各実施例に示すものより長くすることもできるし、短くすることもできることは言うまでもないであろう。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】図1は、本発明の摩擦板を備えた湿式多板クラッチ10の軸方向部分断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図4】本発明の第3実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図5】本発明の第4実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図6】本発明の第5実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図7】本発明の各実施例に適用可能な油溝の変形例を示す摩擦板の部分斜視図である。
【符号の説明】
【0051】
1 ドラム
2 セパレータプレート
3 摩擦板
4 ハブ
5 スプライン
6 ピストン
8 スプライン
10 湿式多板クラッチ
24、30、34、36、56 第1の油溝
23、33、35、37、55 第2の油溝
25 摩擦面
26 内周縁
27 外周縁

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ほぼ環状のコアプレートに環状の摩擦材を貼着して形成された摩擦面を有する摩擦板であって、
前記摩擦面には、前記摩擦板の内周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第1の油溝と、前記摩擦板の外周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第2の油溝とが設けられていることを特徴とする摩擦板。
【請求項2】
ほぼ環状のコアプレートに複数の摩擦材セグメントを隙間なく貼着して形成された摩擦面を有する摩擦板であって、
前記摩擦面には、前記摩擦板の内周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第1の油溝と、前記摩擦板の外周縁に開口する開口部と内外周縁間で終端する端部とを有する第2の油溝とが設けられ、前記摩擦材セグメントが前記第1の油溝と前記第2の油溝とを備えていることを特徴とする摩擦板。
【請求項3】
前記第1の油溝は、前記開口部から前記端部へ向かって幅が狭くなっていることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦板。
【請求項4】
前記第2の油溝は、前記開口部から前記端部へ向かって幅が狭くなっていることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦板。
【請求項5】
前記第1の油溝及び前記第2の油溝は、前記開口部から前記端部へ向って幅が狭くなっていることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦板。
【請求項6】
前記第1の油溝と前記第2の油溝の少なくとも一方は、周方向に傾斜していることを特徴とする請求項1−5のいずれか1項に記載の摩擦板。
【請求項7】
前記第1の油溝は、前記端部から前記開口部に向かって軸方向の深さが大きくなっていることを特徴とする請求項1−6のいずれか1項に記載の摩擦板。
【請求項8】
前記第2の油溝は、前記端部から前記開口部に向かって軸方向の深さが大きくなっていることを特徴とする請求項1−7のいずれか1項に記載の摩擦板。
【請求項9】
前記第1の油溝及び第2の油溝は、前記端部から前記開口部に向かって軸方向の深さが大きくなっていることを特徴とする請求項1−8のいずれか1項に記載の摩擦板。
【請求項10】
前記第1の油溝の径方向長さは、前記第2の油溝の径方向長さとほぼ同じであることを特徴とする請求項1−10のいずれか1項に記載の摩擦板。
【請求項11】
前記第1の油溝の径方向長さは、前記第2の油溝の径方向長さと異なることを特徴とする請求項1−10のいずれか1項に記載の摩擦板。
【請求項12】
請求項1−12のいずれか1項に記載の摩擦板と、前記摩擦板と軸方向で交互に配置されたセパレータプレートとを備えた湿式多板クラッチ。

【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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【公開番号】特開2007−170494(P2007−170494A)
【公開日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−366871(P2005−366871)
【出願日】平成17年12月20日(2005.12.20)
【出願人】(000102784)NSKワーナー株式会社 (149)
【Fターム(参考)】