DE112010004865T5

DE112010004865T5 - Lamellennassreibkupplung

Info

Publication number: DE112010004865T5
Application number: DE112010004865T
Authority: DE
Inventors: Jun Tokumasu; Shouhei Tominaga
Original assignee: FCC Co Ltd
Current assignee: FCC Co Ltd
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2013-01-17
Also published as: JP2011127687A; CA2782600A1; IN2012DN04930A; CN102741579A; CN102996664B; CN102996664A; US20120298463A1; DE112010004865T8; WO2011074481A1

Abstract

Eine Kupplung, welche eine weitere Verringerung eines Schleppmoments realisieren kann, ein Verfahren zum Verringern des Schleppmoments einer Kupplung, und eine Kupplungsreibscheibe, welche in der Kupplung verwendet wird, werden bereitgestellt. In einer Kupplung 100, sind Kupplungsscheiben 103 und Kupplungsreibscheiben 110, welche beide flach und ringförmig sind, abwechselnd angeordnet und Kupplungsöl wird zu Abständen zwischen den Kupplungsscheiben 103 und den Kupplungsreibscheiben 110 zugeführt. Jede Kupplungsreibscheibe 100 weist Kleinnutgruppen 113 und fächerförmige Nuten 114 auf, welche an einer Fläche eines Metallkerns 111, welcher flach und ringförmig ist, ausgebildet sind. Jede Kleinnutgruppe 113 weist mehrere kleine Nuten 113a auf, welche parallel zueinander sind und sich von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite des Metallkerns 111 erstrecken. Jede fächerförmige Nut 114 ist benachbart zu der entsprechenden Kleinnutgruppe 113 derart ausgebildet, dass ihre Breite von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns 111 ansteigt. Wenn sich die Kupplungsreibscheiben 110 drehen, führt die Kupplung 100 das Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite des Metallkerns 111 vorhanden ist, durch die Kleinnutgruppen 113 und die fächerförmigen Nuten 114 zu der Außenumfangsseite des Metallkerns 111.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung, welche ein verringertes Schleppmoment aufweist, welches zwischen Kupplungsreibscheiben und Kupplungsscheiben erzeugt wird, welche gegeneinander gedrückt werden oder voneinander getrennt sind, um eine Kraft von einer Antriebsmaschine zu einem angetriebenen Körper zu übertragen oder die Übertragung zu unterbrechen, ein Verfahren zum Verringern des Schleppmoments der Kupplung, und eine Kupplungsreibscheibe, welche in der Kupplung verwendet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen verwendet ein Fahrzeug, wie z. B. ein vierrädriges Auto oder ein zweirädriges Fahrzeug, eine Kupplung, um eine Antriebskraft von einer Antriebsmaschine, wie z. B. einem Motor, zu einem angetriebenen Körper, wie z. B. einem Rad, zu übertragen. Die Kupplung überträgt eine Antriebskraft von der Antriebsmaschine zu dem angetriebenen Körper oder trennt die Übertragung, indem flache ringförmige Kupplungsscheiben gegen flache ringförmige Kupplungsreibscheiben, welche von dem Antriebsmotor angetrieben und gedreht werden, gedrückt werden oder indem die Kupplungsscheiben von den Kupplungsreibscheiben getrennt werden. Auf einer Fläche einer jeden Kupplungsreibscheibe der Kupplung, wobei die Fläche der entsprechenden Kupplungsscheibe gegenüberliegt, sind mehrere kleine Reibschichten in der Umfangsrichtung davon angebracht, um die Reibkraft zwischen der Kupplungsreibscheibe und der entsprechenden Kupplungsscheibe zu erhöhen. Ölnuten werden durch die Abstände zwischen den mehreren Reibschichten ausgebildet. Die Ölnuten dienen als Fließkanäle für Kupplungsöl, welches Räumen zwischen den Kupplungsreibscheiben und den Kupplungsscheiben zuzuführen ist, um Reibungshitze aufzunehmen, welche zwischen den Reibschichten und den Kupplungsscheiben erzeugt wird, und um einen Verschleiß der Reibschichten zu verhindern.
Bei einer derartigen Kupplung wird immer gefordert, ein sogenanntes Schleppmoment zu verringern, um den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs, in welchem die Kupplung installiert ist, zu verbessern. Ein Schleppmoment ist ein Moment, welches mittels eines Viskosewiderstands des Kupplungsöls zwischen den Kupplungsreibscheiben und den Kupplungsscheiben aufgrund des Unterschieds der Drehgeschwindigkeit zwischen den Kupplungsreibscheiben und den Kupplungsscheiben übertragen wird, wenn sie voneinander getrennt sind. Ein Schleppmoment ist ein Grund einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs.
Daher offenbart Patentdruckschrift 1 eine Kupplungsreibscheibe, bei welcher eine oder beide der äußeren Ecken von kleinen Reibschichten, welche an der Fläche der Kupplungsreibscheibe vorgesehen sind, abgerundet (gekrümmt) oder abgeschrägt sind, um ein Schleppmoment zu verringern.
DRUCKSCHRIFTEN ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDRUCKSCHRIFTEN

Patentdruckschrift 1: offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2009-68689

Von einer sogenannten Lamellennassreibkupplung, welche Kupplungsöl zwischen Kupplungsreibscheiben und Kupplungsscheiben enthält, wird jedoch immer gefordert, ein Schleppmoment, welches zwischen den Kupplungsreibscheiben und den Kupplungsscheiben erzeugt wird, zu verringern, und die zuvor beschriebene herkömmliche Technik ist nicht zufriedenstellend.
Die vorliegend Erfindung wurde ausgeführt, um das zuvor beschriebene Problem zu lösen, und es ist ihre Aufgabe, eine Kupplung, welche eine weitere Verringerung des Schleppmoments realisieren kann, ein Verfahren zum Verringern des Schleppmoments der Kupplung, und eine Kupplungsreibscheibe, welche in der Kupplung verwendet wird, bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu lösen, wird eine Kupplung nach Anspruch 1 bereitgestellt, welche umfasst: eine Kupplungsreibscheibe mit mehreren Reibschichten und mehreren Ölnuten, welche an einer Fläche eines flachen ringförmigen Metallkerns vorgesehen sind, wobei die Ölnuten durch Abstände zwischen den Reibschichten ausgebildet sind und sich von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite des Metallkerns erstrecken; eine flache ringförmige Kupplungsscheibe, welche gegen die Reibschichten der Kupplungsreibscheibe gedrückt wird oder davon getrennt wird; und Kupplungsöl, welches einem Raum zwischen der Kupplungsreibscheibe und der Kupplungsscheibe zugeführt wird. Die Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ölnuten Kleinnutgruppen, welche aus mehreren kleinen Nuten mit einer Breite kleiner als die Breite der Reibschichten gemessen in der Umfangsrichtung des Metallkerns aufweisen, und fächerförmige Nuten aufweist, welche jeweils benachbart zu der entsprechenden Kleinnutgruppe in der Umfangsrichtung des Metallkerns angeordnet sind und derart ausgebildet sind, dass die Breite der fächerförmigen Nuten von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns ansteigt; und dadurch, dass, wenn sich die Kupplungsreibscheibe dreht, das an der Innenumfangsseite des Metallkerns vorhandene Kupplungsöl zu der Außenumfangsseite des Metallkerns durch die Kleinnutgruppen und die fächerförmigen Nuten geleitet wird, um ein Schleppmoment zu verringern, welches zwischen der Kupplungsreibscheibe und der Kupplungsscheibe erzeugt wird.
Gemäß dem Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1, ist eine Kupplung, welche eine Kupplungsreibscheibe, eine Kupplungsscheibe und Kupplungsöl aufweist, derart ausgestaltet, dass Kleinnutgruppen und fächerförmige Nuten an einer Fläche eines flachen ringförmigen Metallkerns der Kupplungsreibscheibe vorgesehen sind, wobei jede der Kleinnutgruppen mehrere kleine Nuten aufweist, welche eine Breite kleiner als die Breite der Reibschichten gemessen in der Umfangsrichtung des Metallkerns aufweisen, und jede der fächerförmigen Nuten benachbart zu der entsprechenden Kleinnutgruppe in der Umfangsrichtung des Metallkerns angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass die Breite der fächerförmigen Nuten von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns ansteigt. Wenn sich die Kupplungsreibscheibe dreht, leitet die Kupplung das Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite des Metallkerns vorhanden ist, durch die Kleinnutgruppen und die fächerförmigen Gruppen zu der Außenumfangsseite des Metallkerns. Die vorliegenden Erfinder haben durch ein Experiment herausgefunden, dass die zuvor beschriebene Struktur ein Schleppmoment verglichen mit einer herkömmlichen Technik, d. h., mit einer Kupplung, welche eine herkömmliche Kupplungsreibscheibe verwendet, in welcher die Außeneckabschnitte der kleinen an der Fläche der Kupplungsreibscheibe vorgesehenen Reibschichten abgerundet (gekrümmt) oder abgeschrägt sind, weiter verringern kann.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 2 besteht darin, dass die Anzahl der Kleinnutgruppen, welche in der Umfangsrichtung des Metallkerns vorgesehen sind, 5–10 beträgt, und darin, dass die Anzahl der fächerförmigen Nuten, welche in der Umfangsrichtung des Metallkerns vorgesehen sind, 5–10 beträgt.
Gemäß dem Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 2 sind fünf bis zehn Kleinnutgruppen und fünf bis zehn fächerförmige Nuten an der Fläche des Metallskerns der Kupplungsreibscheibe ausgebildet. Die vorliegenden Erfinder haben durch ein Experiment herausgefunden, dass die zuvor beschriebene Struktur ein Schleppmoment verglichen mit dem Fall, in welchem die Anzahl der Kleinnutgruppen, welche an der Fläche des Metallkerns der Kupplungsreibscheibe vorgesehen sind, 4 oder weniger oder 11 oder mehr beträgt und die Anzahl der fächerförmigen Nuten, welche an der Fläche des Metallkerns vorgesehen sind, 4 oder weniger oder 11 oder mehr beträgt, weiter verringern kann.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 3 besteht darin, dass die Anzahl der kleinen Nuten von jeder Kleinnutgruppe 4–6 beträgt.
Gemäß dem Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 3 beträgt die Anzahl der kleinen Nuten in jeder Kleinnutgruppe 4–6. Die vorliegenden Erfinder haben durch ein Experiment herausgefunden, dass die zuvor beschriebene Struktur ein Schleppmoment verglichen mit dem Fall, in welchem die Anzahl der kleinen Nuten einer jeden Kleinnutgruppe 3 oder weniger oder 7 oder mehr beträgt, weiter verringern kann.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 4 besteht darin, dass Endabschnitte der kleinen Nuten, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, derart versetzt sind, dass die Endabschnitte von zueinander benachbarten kleinen Nuten in der radialen Richtung des Metallkerns zueinander verschoben sind.
Gemäß dem Merkmal der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 4 sind die Endabschnitte der kleinen Nuten einer jeden Kleinnutgruppe, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, derart versetzt, dass die Endabschnitte von zueinander benachbarten kleinen Nuten in der radialen Richtung des Metallkerns zueinander verschoben sind. Die vorliegenden Erfinder haben durch ein Experiment herausgefunden, dass die zuvor beschriebene Struktur ein Schleppmoment verglichen mit dem Fall, in welchem die Endabschnitte der kleinen Nuten einer jeden Kleinnutgruppe, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, in der radialen Richtung des Metallkerns ausgerichtefsind, weiter verringern kann.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur in Form einer Kupplung realisiert werden, sondern auch in Form eines Verfahrens eines Verringerns des Schleppmoments der Kupplung und in Form einer Kupplungsreibscheibe, welche in der Kupplung verwendet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, welche die gesamte Struktur einer Kupplung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe der in 1 gezeigten Kupplung schematisch zeigt.
3 ist ein Diagramm, welches ein Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnis zeigt, welches durch Verwendung der in 2 gezeigten Kupplungsreibscheibe erzielt wird verglichen mit denjenigen, welche unter Verwendung herkömmlicher Kupplungsreibscheiben erzielt werden.
4 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer herkömmlichen Kupplungsreibscheibe schematisch zeigt.
5 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer anderen herkömmlichen Kupplungsreibscheibe schematisch zeigt.
6 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer anderen herkömmlichen Kupplungsreibscheibe schematisch zeigt.
7 ist ein Diagramm, welches das Schleppmomentserhöhungs- oder Verringerungsverhältnis zeigt, welches unter Verwendung der in 2 gezeigten Kupplungsreibscheibe erzielt wird verglichen mit dem, welches unter Verwendung einer herkömmlichen Kupplungsreibscheibe erzielt wird, und dem, welches unter Verwendung einer Kupplungsreibscheibe erzielt wird, welche keine kleine Nut aufweist, um die Nützlichkeit der kleinen Nuten, welche an der in 2 gezeigten Kupplungsreibscheibe vorgesehen sind, darzustellen.
8 ist eine Draufsicht, welche das Äußere der Kupplungsreibscheibe ohne kleine Nut schematisch zeigt.
9 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
10 ist ein Diagramm, welches Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnisse zeigt, welche jeweils unter Verwendung drei unterschiedlicher Kupplungsreibscheiben erzielt werden, welche sich in der Anzahl von an einem Metallkern vorgesehnen Ölnuten unterscheiden, verglichen mit dem, welches unter Verwendung einer herkömmlichen Kupplungsreibscheibe erzielt wird, um das Verhältnis zwischen Schleppmoment und der Anzahl von Ölnuten darzustellen.
11 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
12 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
13 ist ein Diagramm, welches Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnisse zeigt, welche jeweils unter Verwendung vier unterschiedlicher Kupplungsreibscheiben erzielt werden, welche sich in der Anzahl von kleinen Nuten in jeder Kleinnutgruppe unterscheiden, verglichen mit dem, welches unter Verwendung einer herkömmlichen Kupplungsreibscheibe erzielt wird, um das Verhältnis zwischen Schleppmoment und der Anzahl von kleinen Nuten in jeder Kleinnutgruppe darzustellen.
14 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
15 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
16 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
17 ist ein Diagramm, welches Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnisse zeigt, welche jeweils unter Verwendung vier unterschiedlicher Kupplungsreibscheiben erzielt werden, welche in der gesamten Fläche der Reibschichten ähnlich sind, verglichen mit dem, welches unter Verwendung einer herkömmlichen Kupplungsreibscheibe erzielt wird, um das Verhältnis zwischen Schleppmoment und der gesamten Fläche der Reibschichten darzustellen.
18 ist ein Diagramm, welches Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnisse zeigt, welche jeweils unter Verwendung einer Kupplungsreibscheibe erzielt werden, bei welcher Endabschnitte von benachbarten Reibschichten, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, zueinander ausgerichtet sind, und einer Kupplungsreibscheibe, bei welcher Endabschnitte von benachbarten Reibschichten, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, zueinander verschoben sind, verglichen mit dem, welches unter Verwendung einer herkömmlichen Kupplungsreibscheibe erzielt wird, um das Verhältnis zwischen Schleppmoment und den Positionen der Endabschnitte der benachbarten Reibschichten, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, darzustellen.
19 ist eine Draufsicht, welche das Äußere einer Kupplungsreibscheibe gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
VERFAHREN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform einer Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. 1 ist eine Schnittansicht, welche die gesamte Struktur einer Kupplung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In jeder der Zeichnungen, auf welche hierin Bezug genommen wird, sind einige Komponenten schematisch gezeigt, beispielsweise in einer hervorgehobenen Art und Weise, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Daher können die Abmessungen, Abmessungsverhältnisse usw. der bildenden Elemente von den tatsächlichen Abmessungen, Abmessungsverhältnissen usw. abweichen. Die Kupplung 100 ist eine mechanische Vorrichtung zum Übertragen eines Antriebsmoments von einem (nicht gezeigten) Motor, welcher die Antriebsmaschine eines zweirädrigen Fahrzeugs (Motorrad) ist, zu einem (nicht gezeigten) Rad, welches ein angetriebener Körper ist, und zum Unterbrechen der Übertragung des Antriebsmoments. Die Kupplung 100 ist zwischen dem Motor und einem (nicht gezeigten) Getriebe angeordnet.
(Struktur der Kupplung 100)
Die Kupplung 100 weist ein Gehäuse 101 auf, welches aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. Das Gehäuse 101 ist ein Element, welches in der Form eines zylindrischen Rohres mit einer Unterseite ausgebildet ist und welches teilweise die Umhüllung der Kupplung 100 bildet. Ein Eingangszahnrad 102 ist über einen Drehmomentdämpfer 102a an der linken Seitenfläche des Gehäuses 101, wie in 1 gezeigt, mittels Nieten 102b befestigt. Das Eingangszahnrad 102 befindet sich in Eingriff mit einem nicht dargestellten Antriebszahnrad, welches von einem Motor angetrieben und gedreht wird. Somit wird das Eingangszahnrad 102 durch das Antriebszahnrad angetrieben und gedreht. Mehrere (8 in der vorliegenden Ausführungsform) Kupplungsscheiben 103 werden an der Innenumfangsfläche des Gehäuses 101 über einen Nuteingriff derart gehalten, dass sich die Kupplungsscheiben 103 in der axialen Richtung des Gehäuses 101 bewegen können und zusammen mit dem Gehäuse 101 drehen können.
Die Kupplungsscheiben 103 sind flache ringförmige Elemente, welche gegen Kupplungsreibscheiben 110 gedrückt werden, welche später beschrieben werden. Die Kupplungsscheiben 103 werden durch Stanzen einer dünnen SPCC (kaltgewalzte Stahlplatte, englisch: cold-rolled steel plate) in eine ringförmige Form geformt. Nichtdargestellte Ölnuten mit einer Tiefe von einigen um bis einigen zehn um sind an gegenüberliegenden Seitenflächen (der Vorder- und Rückseite) einer jeden Kupplungsscheibe 103 ausgebildet, um Kupplungsöl zu halten, wie es später beschrieben werden wird. Eine Flächenhärtungsbehandlung wird auf beiden gegenüberliegenden Seitenflächen (der Vorder- und Rückseite) einer jeden Kupplungsscheibe 103, auf welcher die Ölnuten ausgebildet sind, ausgeführt, um einen Verschleißwiderstand zu verbessern. Da diese Flächenhärtungsbehandlung nicht direkt die vorliegende Erfindung betrifft, wird sie hier nicht beschrieben.
Ein Reibscheibenhalter 104 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form ist innerhalb des Gehäuses 101 konzentrisch zu dem Gehäuse 101 angeordnet. Eine große Anzahl von Keilnuten, welche sich in der axialen Richtung des Reibscheibenhalters 104 erstrecken, sind an der Innenumfangsfläche des Reibscheibenhalters 104 angeordnet. Eine Welle 105 befindet sich im Keileingriff mit den Keilnuten. Ein Endabschnitt (der rechte Endabschnitt in 1) der Welle 105, welcher in der Mitte hohl ist, hält das Eingangszahnrad 102 und das Gehäuse 101 über ein Nadellager 105a drehbar und hält über eine Nut 105b den Reibscheibenhalter 104 fest, welcher sich im Reibungseingriff mit dem Endabschnitt befindet. Somit dreht sich der Reibscheibenhalter 104 zusammen mit der Welle 105. Der gegenüberliegende Endabschnitt (der linke Endabschnitt in 1) der Welle 105 ist mit dem nichtdargestellten Getriebe des zweirädrigen Fahrzeugs verbunden.
Eine Schubstange 106 erstreckt sich durch den hohlen Raum der Welle 105 und ragt von einem Ende (dem rechten Ende in 1) der Welle 105 hervor. Das Ende (das linke Ende in 1) der Schubstange 106 gegenüberliegend dem Endabschnitt davon, welches von dem einen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in 1) der Welle 105 hervorragt, ist mit einem nichtdargestellten Kupplungsbetätigungshebel des zweirädrigen Fahrzeugs verbunden. Wenn der Kupplungsbestätigungshebel betätigt wird, gleitet daher die Schubstange 106 innerhalb des hohlen Raums der Welle 105 in der axialen Richtung der Welle 105.
Mehrere (7 in der vorliegenden Ausführungsform) Kupplungsreibscheiben 110 werden an der Außenumfangsfläche des Reibscheibenhalter 104 über einen Nuteingriff derart gehalten, dass die Kupplungsreibscheiben 110 und die Kupplungsscheiben 103 abwechselnd angeordnet sind, und derart, dass sich die Kupplungsreibscheiben 110 in der axialen Richtung des Reibscheibenhalters 104 bewegen können und sich zusammen mit dem Reibscheibenhalter 104 drehen können.
Wie es insbesondere in 2 gezeigt ist, weist jede Kupplungsreibscheibe 110 Reibschichten 112a und Ölnuten 115 auf, welche an einem flachen ringförmigen Metallkern 111 vorgesehen sind. Der Metallkern 111 ist ein Element, welches als die Basis der Kupplungsreibscheibe 110 dient und er wird durch Stanzen einer dünnen SPCC (englisch: cold-rolled steel plate, kaltgewalzte Stahlplatte) in einer im Wesentlichen ringförmigen Form ausgebildet. Die Kupplungsreibscheibe 110 weist Reibschichtgruppen 112 und Ölnuten 115, welche an einer Seitenfläche davon gegenüber der entsprechenden Kupplungsscheibe 103 vorgesehen sind, auf, d. h., an einer Seitenfläche des Metallkerns 111 gegenüber der Kupplungsscheibe 103. Jede der Reibschichtgruppen 112 ist aus mehreren kleinen Reibschichten 112a gebildet. Die Ölnuten 115 werden durch die Reibschichten 112a ausgebildet. In 2 sind die Reibschichten 112a schraffiert (dies gilt auch für andere Zeichnungen).
Die Reibschichten 112a, welche eine erhöhte Reibkraft bei einem Zusammenwirken mit den entsprechenden Kupplungsscheiben 103 erzeugen, werden durch Schneiden eines Blatt Papiers in eine im Wesentlichen rechteckige Form ausgebildet, welche lange Seiten mit einer Länge aufweist, welche der Breite eines ringförmigen Abschnitts des Metallkerns 111 gemessen in der radialen Richtung entspricht. Jede Reibschichtgruppe 112 wird durch fünf Reibschichten 112a ausgebildet, welche sich von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns 111 erstrecken und welche parallel zueinander in vorbestimmten Abständen angeordnet sind. Der Abstand zwischen benachbarten Reibschichten 112a, welche parallel angeordnet sind, weist eine Breite auf, welche kleiner als die Breite der Reibschichten 112a gemessen in der Umfangsrichtung des Metallkerns 111 ist. Mit anderen Worten wird eine einzelne kleine Nut 113a durch zwei zueinander benachbarten Reibschichten 112a ausgebildet. Das heißt, jede Reibschichtgruppe 112 ist mit einer einzelnen Kleinnutgruppe 113 versehen, welche vier kleine Nuten 113a aufweist, welche durch fünf Reibschichten 112a gebildet werden.
Acht Reibschichtgruppen 112 sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Metallkerns 111 mit vorbestimmten zwischen ihnen ausgebildeten Abständen angeordnet. Somit sind an der Fläche des Metallkerns 111 die Reibschichtgruppen 112 näherungsweise radial angeordnet und acht fächerförmige Nuten 114 mit einer Breite, welche von der Innenseite in Richtung der Außenseite des Metallkerns 111 ansteigt, werden durch die Reibschichtgruppen 112 ausgebildet. In diesem Fall ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Reibschichtgruppen 112 an dem innersten Abschnitt des Metallkerns 111, d. h., die Breite einer jeden fächerförmigen Nut 114 an der radial innersten Position, näherungsweise gleich dem Abstand zwischen den Reibschichten 112a von jeder Reibschichtgruppe 112 (mit anderen Worten, der Breite der kleinen Nuten 113a). Jede der zuvor erwähnten Ölnuten 115 wird aus einer Kleinnutgruppe 113 und einer fächerförmigen Nut 114 gebildet.
Der Metallkern 111 weist eine Keilverzahnung 116 (Innenzähne) auf, welche entlang dem Innenumfang davon für einen Keileingriff mit dem Reibscheibenhalter 104 ausgebildet ist. Die Reibschichten 112a sind auf dem Metallkern 111 mit Klebstoff geklebt. Die Reibschichten 112a können aus einem anderen Material als Papier ausgebildet werden, wie z. B. Kork, Gummi oder Glas, solange das ausgewählte Material die Reibungskraft zwischen den Kupplungsreibscheiben 110 und den Kupplungsscheiben 103 erhöhen kann.
Eine vorbestimmte Menge von (nicht gezeigtem) Kupplungsöl wird in den Innenraum des Reibscheibenhalters 104 gefüllt, wo drei röhrenförmige Haltesäulen 104a ausgebildet sind (1 zeigt eine von ihnen). Das Kupplungsöl wird in die Abstände zwischen den Kupplungsreibscheiben 110 und den Kupplungsscheiben 103 geführt, um Reibungshitze zu absorbieren, welche zwischen den Kupplungsreibscheiben 110 und den Kupplungsscheiben 103 erzeugt wird, und um einen Verschleiß der Reibschichten 112a zu verhindern. Diese Kupplung 100 ist somit eine sogenannte Nasstyp-Lamellenreibkupplung. Die drei röhrenförmigen Haltesäulen 104a ragen von dem Reibscheibenhalter 104 zu der Außenseite in der axialen Richtung des Reibscheibenhalters 104 hervor (die rechte Seite in 1). Eine druckkraftaufbringende Abdeckung 107, welche konzentrisch zu dem Reibscheibenhalter 104 angeordnet ist, ist an den röhrenförmigen Haltesäulen 104a über Bolzen 108a, Halteplatten 108b und Spiralfedern 108c befestigt. Die druckkraftaufbringende Abdeckung 107 nimmt die Form einer im Wesentlichen ringförmigen Scheibe mit einem Außendurchmesser näherungsweise gleich dem der Kupplungsreibscheiben 110 an. Die Spiralfedern 108c drücken die druckkraftaufbringende Abdeckung 107 in Richtung des Reibscheibenhalters 104. Ein Ausrücklager 107a, welches dem distalen Ende der Schubstange 106, welches an der rechten Seite in 1 angeordnet ist, gegenüberliegt, ist an der Mitte der druckkraftaufbringenden Abdeckung 107 vorgesehen.
(Betrieb der Kupplung 100)
Als nächstes wird ein Betrieb der Kupplung 100 mit der zuvor beschriebenen Struktur beschrieben werden. Wie zuvor beschrieben, ist die Kupplung 100 zwischen dem Motor und dem Getriebe eines Fahrzeugs angeordnet. Gemäß dem Betrieb des Kupplungsbetätigungshebels durch eine Bedienperson des Fahrzeugs überträgt die Kupplung eine Antriebskraft von dem Motor zu dem Getriebe oder unterbricht die Übertragung.
Das heißt, wenn die Bedienperson des Fahrzeugs durch Betätigen des (nicht gezeigten) Kupplungshebels die Schubstange 106 zurückzieht (die Schubstange 106 in 1 nach links bewegt), wird das distale Ende der Schubstange 106 von dem Ausrücklager 107a entkoppelt. Als Ergebnis drückt die druckkraftaufbringende Abdeckung 107 die Kupplungsscheiben 103 aufgrund der elastischen Kraft der Spiralfedern 108c. Somit werden die Kupplungsscheiben 103 und die Kupplungsreibscheiben 110 gegeneinander gedrückt, während sie in Richtung eines Halteflansches 104b bewegt werden, welcher an der Außenumfangsfläche des Reibscheibenhalters 104 ausgebildet ist, wodurch die Kupplungsscheiben 103 und die Kupplungsreibscheiben 110 über Reibung miteinander gekoppelt werden. Als ein Ergebnis wird die Antriebskraft, welche von dem Motor zu dem Eingangszahnrad 102 übertragen wird, über die Kupplungsscheiben 103, die Kupplungsreibscheiben 110, den Reibscheibenhalter 104 und die Welle 105 zu dem Getriebe übertragen.
Wenn die Bedienperson des Fahrzeugs die Schubstange 106 durch Betätigen des (nicht gezeigten) Kupplungshebels vorantreibt (die Schubstange 106 in 1 nach rechts bewegt), drückt das distale Ende der Schubstange 106 das Ausrücklager 107a. Als ein Ergebnis bewegt die druckkraftaufbringende Abdeckung 107 sich in 1 nach rechts gegen die elastische Kraft der Spiralfedern 108c, d. h., sie bewegt sich weg von den Kupplungsscheiben 103. Somit sind die Kupplungsscheiben 103 und die Kupplungsreibscheiben 110 von einem Zustand entlastet, in welchem sie zusammengedrückt und gekoppelt werden, während sie sich in Richtung der druckkraftaufbringenden Abdeckung 107 bewegen, wodurch die Kupplungsscheiben 103 und die Kupplungsreibscheiben 110 voneinander entkoppelt werden. Demzufolge wird die Übertragung einer Antriebskraft von den Kupplungsscheiben 103 zu den Kupplungsreibscheiben 110 unterbrochen, wodurch verhindert wird, dass die von dem Motor zu dem Eingangszahnrad 102 übertragene Antriebskraft zu dem Getriebe übertragen wird.
Während sich die Kupplungsreibscheiben 110 in einem Zustand drehen, in welchem die Kupplungsreibscheiben 110 und die Kupplungsscheiben 103 zusammengedrückt sind oder in welchem sie voneinander getrennt sind, fließt das Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite der Kupplungsreibscheiben 110 vorhanden ist, in Richtung der Außenumfangsseite der Kupplungsreibscheibe 110 aufgrund einer Zentrifugalkraft, welche als Ergebnis einer Drehung der Kupplungsreibscheiben 110 erzeugt wird. In diesem Fall wird das Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite der Kupplungsreibscheiben 110 vorhanden ist, zu der Außenumfangsseite der Kupplungsreibscheiben 110 durch die kleinen Nuten 113a und die fächerförmigen Nuten 113b der Kupplungsreibscheiben 110 geführt. Durch ein Experiment bestätigten die vorliegenden Erfinder, dass ein Schleppmoment verglichen mit dem Fall, in welchem herkömmliche Kupplungsreibscheiben verwendet werden, verringert werden kann.
3 ist ein Diagramm, welches die Ergebnisse des von den vorliegenden Erfindern ausgeführten Experiments zeigt. Das Diagramm zeigt das Verhältnis der Erhöhung oder der Verringerung des Schleppmoments (Nm) in jedem der Fälle, wo die Kupplungsreibscheiben 110 der vorliegenden Erfindung und herkömmliche Kupplungsreibscheiben 210 und 220 verwendet wurden. In dem Diagramm wird das Schleppmoment, welches in dem Fall hergestellt wird, wo herkömmliche Kupplungsreibscheiben 200 verwendet wurden, als eine Referenz gezeigt. Wie in 4 gezeigt ist, sind Kupplungsreibscheiben 200 derart ausgestaltet, dass acht Reibschichtgruppen 205 in der Umfangsrichtung des Metallkerns 201 angeordnet sind. Jede Reibschichtgruppe 205 ist aus. vier rechteckigen Reibschichten 202, welche parallel auf dem Metallkern 201 mit dazwischen ausgebildeten Ölnuten 203a angeordnet sind, und einer im Wesentlichen dreieckigen Reibschicht 204, welche an dem Metallkern 201 benachbart zu den vier Reibschichten 202 mit einer dazwischen ausgebildeten Ölnut 203b vorgesehen ist, gebildet.
Wie in 5 gezeigt ist, sind Kupplungsreibscheiben 210 derart ausgestaltet, dass eine ringförmige Reibschicht 212 über den gesamten Metallkern 211 ohne Ausbildung von Ölnuten vorgesehen ist. Wie in 6 gezeigt ist, sind Kupplungsreibscheiben 220 derart ausgebildet, dass 30 Reibschichten 222, welche eine im Wesentlichen hexagonale Form aufweisen, radial in der Umfangsrichtung eines Metallkerns 221 mit dazwischen ausgebildeten Ölnuten 223 angeordnet sind. Zwei Ecken von jeder Reibschicht 222, welche an der Außenumfangsseite des Metallkerns 221 angeordnet sind, sind abgeschrägt.
Die Ergebnisse des Experiments, welche in 3 gezeigt sind, zeigen, dass die Kupplungsreibscheibe 110 der vorliegenden Erfindung das Schleppmoment um näherungsweise 40% verglichen mit einer Kupplungsreibscheibe 200 (Referenz) verringern kann. Das Schleppmomentverringerungsverhältnis der Kupplungsreibscheibe 110 ist ziemlich groß verglichen mit dem der Kupplungsreibscheibe 220, welche die abgeschrägten Reibschichten 222 aufweist (näherungsweise 12%).
Es ist im Allgemeinen bekannt, dass die Größe des Schleppmoments, welches zwischen einer Kupplungsreibscheibe und einer Kupplungsscheibe erzeugt wird, von der gesamten Fläche der an der Kupplungsreibscheibe vorgesehenen Reibschichten abhängt. Das heißt, das Schleppmoment verringert sich mit der gesamten Fläche der an der Kupplungsreibscheibe vorgesehenen Reibschichten. Wenn die gesamte Fläche der Reibschichten 202 der Kupplungsreibscheibe 200 als 1 betrachtet wird, beträgt in den in 3 gezeigten Ergebnissen des Experiments die gesamte Fläche der Reibschichten 222 der Kupplungsreibscheibe 220 0,95 und die gesamte Fläche der Reibschichten 112a der Kupplungsreibscheibe 110 beträgt 0,85.
Das heißt, die in 3 gezeigten Ergebnisse des Experiments zeigen, dass die Größe der Schleppmomentänderungen nicht nur von der gesamten Fläche der Reibschichten, welche an jeder Kupplungsreibscheibe vorgesehen sind, abhängt, sondern auch von der Form und Positionen der Reibschichten und der Form und Positionen der Ölnuten, welche durch die Form und Positionen der Reibschichten definiert sind. Die Kupplungsreibscheibe 110 der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine große Verringerung des Schleppmoments, welche größer als die entsprechende einer Verringerung der Fläche (der gesamten Fläche der Reibschichten) verglichen mit herkömmlichen Kupplungsreibscheiben 200 und 220 ist, durch geeignetes Bestimmen der Form und Positionen der Reibschichten 112a und der Form und Positionen der Ölnuten 113, welche durch die Form und Positionen der Reibschichten 112a definiert sind, realisiert wird.
7 zeigt die Ergebnisse eines anderen Experiments, welches von den vorliegenden Erfindern durchgeführt wurde, um den Effekt zu bestätigen, welcher durch Bereitstellen der Kleinnutgruppen 112 auf den Kupplungsreibscheiben 110 erzielt wird. Das Diagramm zeigt das Verhältnis der Erhöhung oder Verringerung des Schleppmoments (Nm) in dem Fall, wo Kupplungsreibscheiben 230, welche keine kleinen Nuten aufweisen, verwendet wurden, und in dem Fall, wo Kupplungsreibscheiben 110 mit kleinen Nuten 112 verwendet wurden. In dem Diagramm ist das Schleppmoment, welches in dem Fall erzeugt wird, wo die herkömmlichen Kupplungsreibscheiben 200 verwendet wurden, als eine Referenz gezeigt. Wie in 8 gezeigt ist, sind Kupplungsreibscheiben 230 derart ausgestaltet, dass acht Reibschichten 232, welche eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen, die sich in der Umfangsrichtung eines Metallkerns 231 erstreckt, in der Umfangsrichtung des Metallkerns 231 angeordnet sind, wobei fächerförmigen Nuten 233 zwischen ihnen ausgebildet sind. In diesem Falls ist die Größe der Reibschichten 232 der Kupplungsreibscheibe 230 gleich der Größe, welche die Reibschichten 112a und die kleinen Nuten 113a in jeder Gruppe der Kupplungsreibscheibe 110 der vorliegenden Erfindung bedecken. Ferner ist die Größe der Ölnuten 233 der Kupplungsreibscheibe 230 gleich der Größe der fächerförmigen Nuten 114 der Kupplungsreibscheibe 110 der vorliegenden Erfindung.
Die in 7 gezeigten Ergebnisse des Experiments zeigen, dass die Kupplungsreibscheibe 110 der vorliegenden Erfindung das Schleppmoment um näherungsweise 40% verglichen mit der Kupplungsreibscheibe 200 (Referenz) verringern kann, und dass das Schleppmoment der Kupplungsreibscheibe 230, welche keine kleinen Nuten aufweist, näherungsweise 5% größer ist als das der Kupplungsreibscheibe 200. Das heißt, für die Kupplungsreibscheibe 110 der vorliegenden Erfindung kann gelten, dass sie die Verringerung des Schleppmoments durch einen synergetischen Effekt realisiert, welcher als ein Ergebnis der Ölnuten 115, welche durch die Kleinnutgruppen 113 gebildet werden, und der fächerförmigen Nuten 114 erzeugt wird.
Wie aus der obigen Beschreibung des Betriebs ersichtlich ist, ist gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Kupplung 100, welche die Kupplungsreibscheiben 110, die Kupplungsscheiben 103 und Kupplungsöl aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kupplungsreibscheibe 110 die Kleinnutgruppen 113 und die fächerförmigen Nuten 114, welche an dem flachen ringförmigen Metallkern 111 davon ausgebildet sind, aufweist. Jede Kleinnutgruppe 113 ist aus mehreren kleinen Nuten 113a gebildet, welche eine Breite aufweisen, welche kleiner als die Breite der Reibmaterialschichten gemessen in der Umfangsrichtung des Metallkerns 111 ist. Jede fächerförmige Nut 114 ist benachbart zu den entsprechenden Kleinnutgruppen 113 in der Umfangsrichtung des Metallkerns 111 angeordnet und vergrößert sich in der Breite von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns 111. Wenn die Kupplungsreibscheiben 110 der Kupplung 100 gedreht werden, wird Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite des Metallkerns 111 vorhanden ist, von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite des Metallkerns 111 durch die Kleinnutgruppen 113 und die fächerförmigen Nuten 114 geführt. Aufgrund dieser Konfiguration, wie sie zuvor beschrieben wurde, kann die Kupplung der vorliegenden Erfindung ein Schleppmoment verglichen mit einer Kupplung, welche eine herkömmliche Kupplungsreibscheibe verwendet (Kupplungsreibscheibe 220), bei welcher die Außeneckabschnitte der kleinen an der Fläche der Kupplungsreibscheibe vorgesehenen Reibschichten abgerundet (gekrümmt) oder abgeschrägt sind, weiter verringern. Dies wurde durch ein Experiment, welches von den vorliegenden Erfindern durchgeführt wurde, nachgewiesen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt und sie kann auf verschiedene Arten verändert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Bei nachfolgend beschriebenen Modifikationen werden strukturelle Abschnitte, welche identisch zu denen der Kupplungsreibscheibe 110 gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie diejenigen, welche für die Kupplungsreibscheibe 110 verwendet wurden, und ihre Beschreibungen werden nicht wiederholt werden.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind die fächerförmigen Nuten 114 von jeder Kupplungsreibscheibe 110, welche als die Ölnuten 115 dienen, derart ausgebildet, dass ihre Breite von dem innersten Ende in Richtung des äußeren Endes (bezogen auf die radiale Richtung) des Metallkerns 111 ansteigt. Die vorliegenden Erfinder haben jedoch durch ein Experiment herausgefunden, dass das Schleppmoment wesentlich verringert werden kann, wenn sich die fächerförmigen Nuten 114 von dem innersten Ende (bezogen auf die radiale Richtung) in Richtung des äußeren Endes (bezogen auf die radiale Richtung) des Metallkerns 111 erstrecken und die Breite der fächerförmigen Nuten 114 in Richtung des äußeren Endes des Metallkerns 111 von einem Punkt in einem Bereich zwischen dem innersten Ende und näherungsweise auf halbem Weg zwischen dem innersten Ende und dem äußersten Ende bezogen auf die radiale Richtung vergrößert. Zum Beispiel zeigt 9 eine Kupplungsreibscheibe 120 mit fächerförmigen Nuten 124, welche sich nach außen von dem innersten Ende des Metallkerns 111 erstrecken und welche eine Breite aufweisen, welche sich in Richtung des äußeren Endes des Metallkerns 111 von näherungsweise halbem Weg zwischen dem innersten Ende und dem äußersten Ende bezogen auf die radiale Richtung erhöht. Die vorliegenden Erfinder haben über ein Experiment herausgefunden, dass die in 9 gezeigte Kupplungsreibscheibe 120 ein Schleppmoment um näherungsweise 20% verglichen mit dem Schleppmoment der Kupplungsreibscheibe 200 (Referenz) verringern kann. Die Ergebnisse des Experiments zeigen, dass sich der Effekt des Verringerns des Schleppmoments mit dem Betrag, um welchen die Breite der fächerförmigen Nuten 114 von dem innersten Ende in Richtung des äußeren Endes des Metallkerns 111 erhöht wird, erhöhen kann.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind durch radiales Anordnen von acht Reibschichtgruppen 112 in im Wesentlichen gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Metallkerns 111 acht Kleinnutgruppen 113 und acht fächerförmige Nuten 114 an dem Metallkern 111 vorgesehen. Die Anzahl von Kleinnutgruppen 113 und die Anzahl von fächerförmigen Nuten 114 ist jedoch nicht auf die in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendeten beschränkt und kann 7 oder weniger oder 9 oder mehr betragen. Die vorliegenden Erfinder haben durch ein Experiment herausgefunden, dass die Anzahl von Kleinnutgruppen 113 und die Anzahl von fächerförmigen Nuten 114 vorzugsweise 5–10 beträgt.
10 ist ein Diagramm, welches die Ergebnisse des von den Erfindern ausgeführten Experiment zeigt. Das Diagramm zeigt das Verhältnis der Erhöhung oder Verringerung des Schleppmoments (Nm) in dem Fall, wo Kupplungsreibscheiben 130 verwendet wurden, welche jeweils vier Kleinnutgruppen 133 und vier fächerförmige Nuten 134 aufweisen, in dem Fall, wo Kupplungsreibscheiben 120 verwendet wurden, welche jeweils acht Kleinnutgruppen 123 und acht fächerförmige Nuten 124 aufweisen, und in dem Fall, wo Kupplungsreibscheiben 140 verwendet wurden, welche jeweils zehn Kleinnutgruppen 143 und zehn fächerförmige Nuten 144 aufweisen. In dem Diagramm ist das Schleppmoment, welches in dem Fall erzeugt wird, wo die herkömmlichen Kupplungsreibscheiben 200 verwendet wurden, als eine Referenz gezeigt. Wie in 11 gezeigt ist, weist jede Kupplungsreibscheibe 130 vier Kleinnutgruppen 133 und vier fächerförmige Nuten 134 auf. Wie in 12 gezeigt ist, weist jede Kupplungsreibscheibe 140 zehn Kleinnutgruppen 143 und zehn fächerförmige Nuten 144 auf. Jede fächerförmige Nut 134 (124, 144) erstreckt sich von dem innersten Ende des Metallkerns 131 (121, 141) nach außen und ihre Breite erhöht sich in Richtung des äußeren Endes des Metallkerns 131 (121, 141) von näherungsweise halbem Weg zwischen dem innersten Ende und dem äußersten Ende bezogen auf die radiale Richtung.
Die in 10 gezeigten Ergebnisse des Experiments zeigen, dass die Kupplungsreibscheibe 130 ein Schleppmoment verglichen mit der herkömmlichen Kupplungsreibscheibe 200 (Referenz) etwas verringern kann und dass die Kupplungsreibscheiben 120 und 140 ein Schleppmoment um näherungsweise 20% bzw. näherungsweise 10% verglichen mit der herkömmlichen Kupplungsreibscheibe 200 verringern können. Aus den Ergebnissen wird in Erwägung gezogen, dass die Anzahl von Kleinnutgruppen 113 und die Anzahl von fächerförmigen Nuten 114, welche an dem Metallkern 111 vorgesehen sind, vorzugsweise auf 5–10 vorgegeben werden und weiter vorzugsweise auf 8 vorgegeben werden.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform weist jede Kleinnutgruppe 113 vier kleine Nuten 113a auf, welche durch fünf Reibschichten 112a gebildet werden. Die Anzahl von kleinen Nuten 113a von jeder Kleinnutgruppe 113 ist jedoch nicht auf die in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendeten Anzahl beschränkt und kann 3 oder weniger oder 5 oder mehr betragen. Die Erfinder haben durch ein Experiment herausgefunden, dass die Anzahl der kleinen Nuten 113a von jeder Kleinnutgruppe 113 vorzugsweise 4 oder 5 beträgt.
13 ist ein Diagramm, welches die Ergebnisse des von den Erfindern ausgeführten Experiments zeigt. Das Diagramm zeigt das Verhältnis der Erhöhung oder Verringerung des Schleppmoments (Nm) in dem Fall, in welchem Kupplungsreibscheiben 150 verwendet werden, welche Kleinnutgruppen 153 aufweisen, welche jeweils aus zwei kleinen Nuten 153a gebildet sind, in dem Fall, in welchem Kupplungsreibscheiben 110 verwendet werden, welche Kleinnutgruppen 113 aufweisen, welche jeweils aus vier kleinen Nuten 113a gebildet sind, in dem Fall, in welchem Kupplungsreibscheiben 160 verwendet werden, welche Kleinnutgruppen 163 aufweisen, welche jeweils aus sechs kleinen Nuten 163a gebildet sind, und in dem Fall, in welchem Kupplungsreibscheiben 170 verwendet werden, welche Kleinnutgruppen 173 aufweisen, welche jeweils aus acht kleinen Nuten 173a gebildet sind. In dem Diagramm ist das Schleppmoment, welches in dem Fall erzeugt wird, in welchem die herkömmlichen Kupplungsreibscheiben 200 verwenden werden, als eine Referenz gezeigt. Wie in 14 gezeigt ist, weist jede Kupplungsreibscheibe 150 Kleinnutgruppen 153 auf, welche jeweils aus zwei kleinen Nuten 153a gebildet sind. Wie in 15 gezeigt ist, weist jede Kupplungsreibscheibe 160 Kleinnutgruppen 163 auf, welche jeweils aus sechs kleinen Nuten 163a gebildet sind. Wie in 17 gezeigt ist weist jede Kupplungsreibscheibe 170 Kleinnutgruppen 173 auf, welche jeweils aus acht kleinen Nuten 173a gebildet sind.
Die in 13 gezeigten Ergebnisse des Experiments zeigen, dass die Kupplungsreibscheibe 150, welche derart ausgestaltet ist, dass jede Kleinnutgruppe 153 zwei kleine Nuten 153a aufweist, und die Kupplungsreibscheibe 170, welche derart ausgestaltet ist, dass jede Kleinnutgruppe 173 acht kleine Nuten 173a aufweist, ein Schleppmoment um näherungsweise 20% verringern können, und dass die Kupplungsreibscheibe 160, welcher derart ausgestaltet ist, dass jede Kleinnutgruppe 163 sechs kleine Nuten 163a aufweist, ein Schleppmoment um näherungsweise 30% verringern kann. Die Ergebnisse zeigen ferner, dass die Kupplungsreibscheibe 110, welche derart ausgestaltet ist, dass jede Kleinnutgruppe 113 vier kleine Nuten 113a aufweist, ein Schleppmoment um näherungsweise 40% verringern kann. Aus den Ergebnissen kommt in Betracht, dass die Anzahl der kleinen Nuten 113a von jeder Kleinnutgruppe 113 vorzugsweise auf 2–8 und weiter vorzugsweise auf 4–6 vorgegeben wird.
17 ist ein Diagramm, welches Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnisse (kreisförmige Markierungen) der Kupplungsreibscheiben 210, 230, 150, 110, 160 und 170, und die gesamten Flächen (eckige Markierungen) der entsprechenden Reibschichten 212, 232, 152a, 112a, 162a, 172a der Kupplungsreibscheiben 210, 230, 150, 110, 160 und 170 zeigt. Das Diagramm der 17 zeigt, dass die Kupplungsreibscheiben 150, 110, 160 und 170 in hohem Maße voneinander in dem Schleppmomenterhöhungs- oder Verringerungsverhältnis abweichen, obwohl ihre Reibschichten 152a, 112a, 162a und 172a im Wesentlichen identisch sind. Dies zeigt ferner, dass, wie zuvor beschrieben, die Größe des Schleppmoments nicht nur von der gesamten Fläche der an jeder Kupplungsreibscheibe vorgesehenen Reibschichten abhängt, sondern auch von der Form und Positionen der Reibschichten und der Form und Positionen der Ölnuten, welche durch die Form und Positionen der Reibschichten definiert sind.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind die Endabschnitte der kleinen Nuten 113a von jeder Kleinnutgruppe 113, welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns 111 angeordnet sind, auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet. Die Erfinder haben jedoch durch ein Experiment herausgefunden, dass der Schleppmomentverringerungseffekt verstärkt werden kann, indem die kleinen Nuten 113a von jeder Kleinnutgruppe 113 derart ausgebildet werden, dass die Positionen ihrer Enden an der Innenumfangsseite des Metallkerns 111 in der radialen Richtung abwechselnd verschoben sind.
18 ist ein Diagramm, welches die Ergebnisse des von den Erfindern ausgeführten Experiments zeigt. Das Diagramm zeigt das Verhältnis der Erhöhung oder Verringerung des Schleppmoments (Nm) in dem Fall, wo die Kupplungsreibscheiben 110 der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet wurden, und in dem Fall, wo Kupplungsreibscheiben 180 verwendet wurden. In dem Diagramm ist das Schleppmoment, welches in dem Fall erzeugt wird, wo die herkömmlichen Kupplungsreibscheiben 200 verwendet wurden, als eine Referenz gezeigt. Wie in 19 gezeigt ist, sind die Kupplungsreibscheiben 180 derart ausgestaltet, dass die Endabschnitte von vier kleinen Nuten 183a von jeder Kleinnutgruppe 183, welche an der Innenumfangsseite eines Metallkerns 181 angeordnet sind, in der Umfangsrichtung des Metallkerns 111 versetzt sind, wodurch die Endabschnitte der zueinander benachbarten kleinen Nuten 183a in der radialen Richtung des Metallkerns 181 zueinander verschoben sind.
Die in 18 gezeigten Ergebnisse des Experiments zeigen, dass eine Kupplungsreibscheibe 180 ein Schleppmoment um näherungsweise 50% verglichen mit einer Kupplungsreibscheibe 200 (Referenz) verringern kann, d. h., eine Kupplungsreibscheibe 180 weist ein Schleppmomentverringerungsverhältnis größer als das einer Kupplungsreibscheibe 110 der zuvor beschriebenen Ausführungsform auf.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform weist die Kupplung 100 mehrere Kupplungsscheiben 103 und mehrere Kupplungsreibscheiben 110 auf. Die Struktur der Kupplung 100 ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt und es wird von der Kupplung 100 nur gefordert, dass sie mindestens eine Kupplungsscheibe 103 und mindestens eine Kupplungsreibscheibe 110 aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN

100 Kupplung, 101 Gehäuse, 102 Eingangszahnrad, 103 Kupplungsscheibe, 104 Reibscheibenhalter, 105 Welle, 106 Schubstange, 107 druckkraftaufbringende Abdeckung, 110 Kupplungsreibscheibe, 111 Metallkern, 112 Reibschichtgruppe, 112a Reibschicht, 113 Kleinnutgruppe, 113a kleine Nut, 114 fächerförmige Nut, 115 Ölnut, 116 Keilverzahnung

Claims

Kupplung umfassend: eine Kupplungsreibscheibe (110), welche mehrere Reibschichten (112a) und mehrere Ölnuten (115) aufweist, welche an einer Fläche eines flachen ringförmigen Metallkerns (111) vorgesehen sind, wobei die Ölnuten (115) durch Abstände zwischen den Reibschichten (112a) ausgebildet sind und sich von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite des Metallkerns (111) erstrecken; eine flache ringförmige Kupplungsscheibe (103), welche gegen die Reibschichten (112a) der Kupplungsreibscheibe (110) gedrückt wird oder davon getrennt wird; und Kupplungsöl, welches zu einem Raum zwischen der Kupplungsreibscheibe (110) und der Kupplungsscheibe (103) zugeführt wird, wobei die Kupplung (100) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ölnuten (115) Kleinnutgruppen (113), welche aus mehreren kleinen Nuten (113a) gebildet sind, welche eine Breite kleiner als die Breite der Reibschichten (112a) gemessen in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) aufweisen, und fächerförmige Nuten (114), welche jeweils benachbart zu den entsprechenden Kleinnutgruppen (113) in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) angeordnet sind und derart ausgestaltet sind, dass die Breite der fächerförmigen Nuten (114) von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns (111) zunimmt, aufweisen; und, wenn sich die Kupplungsreibscheibe (110) dreht, das Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite des Metallkerns (111) vorhanden ist, zu der Außenumfangsseite des Metallkerns (111) durch die Kleinnutgruppen (113) und die fächerförmigen Nuten (114) geführt wird, um ein zwischen der Kupplungsreibscheibe (110) und der Kupplungsscheibe (103) erzeugtes Schleppmoment zu verringern.
Kupplung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Kleinnutgruppen (113), welche in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) vorgesehen sind, 5–10 beträgt, und die Anzahl der fächerförmigen Nuten (114), welche in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) vorgesehen sind, 5–10 beträgt.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anzahl der kleinen Nuten (113a) einer jeden Kleinnutgruppe (113) 4–6 beträgt.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Endabschnitte der kleinen Nuten (183a) einer jeden Kleinnutgruppe (183), welche an der Innenumfangsseite des Metallkerns angeordnet sind, derart versetzt sind, dass die Endabschnitte von zueinander benachbarten kleinen Nuten (183a) in der radialen Richtung des Metallkerns (111) zueinander verschoben sind.
Verfahren zum Verringern eines Schleppmoments, welches zwischen einer flachen ringförmigen Kupplungsreibscheibe (110) und einer flachen ringförmigen Kupplungsscheibe (103) einer Kupplung (100) erzeugt wird, wobei die Kupplungsreibscheibe (110) mehrere Reibschichten (112a) und mehrere Ölnuten (115) aufweist, welche an einer Fläche eines flachen ringförmigen Metallkerns (111) vorgesehen sind, wobei die Ölnuten (115) durch Abstände zwischen den Reibschichten (112a) ausgebildet sind und sich von der Innenumfangsseite zu der Außenumfangsseite des Metallkerns (111) erstrecken; die Kupplungsscheibe (103) gegen die Reibschichen (112a) der Kupplungsreibscheibe (110) gedrückt oder davon getrennt wird; und Kupplungsöl zu einem Raum zwischen der Kupplungsreibscheibe (110) und der Kupplungsscheibe (103) geführt wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ölnuten (115) Kleinnutgruppen (113), welche aus mehreren kleinen Nuten (113a) gebildet sind, welche eine Breite kleiner als die Breite der Reibschichten (112a) gemessen in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) aufweisen, und fächerförmige Nuten (114), welche jeweils benachbart zu der entsprechenden Kleinnutgruppe (113) in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) angeordnet sind und derart ausgebildet sind, dass die Breite der fächerförmigen Nuten (114) von der Innenumfangsseite in Richtung der Außenumfangsseite des Metallkerns (111) zunimmt, aufweisen; und, wenn die Kupplungsreibscheibe (110) sich dreht, das Kupplungsöl, welches an der Innenumfangsseite des Metallkerns (111) vorhanden ist, durch die Kleinnutgruppen (113) und die fächerförmigen Nuten (114) zu der Außenumfangsseite geführt wird.
Verfahren zum Verringern eines Schleppmoments einer Kupplung (110) nach Anspruch 5, wobei die Anzahl der Kleinnutgruppen (113), welche in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) vorgesehen sind, 5–10 beträgt, und wobei die Anzahl der fächerförmigen Nuten (114), welche in der Umfangsrichtung des Metallkerns (111) vorgesehen sind, 5–10 beträgt.
Verfahren zum Verringern eines Schleppmoments einer Kupplung (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Anzahl der kleinen Nuten (113a) einer jeden Kleinnutgruppe (113) 4–6 beträgt.
Verfahren zum Verringern eines Schleppmoments einer Kupplung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei Endabschnitte der kleinen Nuten (113a) einer jeden Kleinnutgruppe (113), welche an der Innenumfängsseite des Metallkerns (111) angeordnet sind, derart versetzt sind, dass die Endabschnitte von zueinander benachbarten kleinen Nuten (113a) in der radialen Richtung des Metallkerns (111) zueinander verschoben sind.
Kupplungsreibscheibe, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 8 angegeben ist.