JP2011127687A - 湿式多板摩擦クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ装置において、更なる引き摺りトルクの低減を実現可能なクラッチ装置、同クラッチ装置の引き摺りトルク低減方法および同クラッチ装置に用いられるクラッチ摩擦板を提供する。
【解決手段】クラッチ装置１００は、平板環状のクラッチプレート１０３とクラッチ摩擦板１１０とを交互に配置するとともに、クラッチプレート１０３とクラッチ摩擦板１１０との間にクラッチオイルを有している。クラッチ摩擦板１００は、平板環状の芯金１１１の表面に、同芯金１１１の内周側から外周側に亘って互いに平行ｎ複数の小溝１１３ａからなる小溝群１１３と、同小溝群１１３に隣接して同芯金１１１の内周側から外周側に向かって幅広に形成された扇状溝１１４とを有している。クラッチ装置１００は、クラッチ摩擦板１１０の回転時に、芯金１１１の内周側に存するクラッチオイルを小溝群１１３および扇状溝１１４を介して芯金１１１の内周側から外周側に導いている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、原動機の駆動力を被動体に伝達または遮断するために互いに押し当てまたは離隔されるクラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間に生じる引き摺りトルクを低減したクラッチ装置、同クラッチ装置の引き摺りトルク低減方法および同クラッチ装置に用いられるクラッチ摩擦板に関する。

一般に、四輪自動車や二輪自動車などの車両においては、エンジンなどの原動機の駆動力を車輪などの被動体に伝達または遮断するためにクラッチ装置が用いられている。クラッチ装置は、原動機の駆動により回転する平板環状のクラッチ摩擦板に同じく平板環状のクラッチプレートを押し当てまたは離隔させることにより原動機の駆動力を被動体に伝達または遮断する。クラッチ装置を構成するクラッチ摩擦板におけるクラッチプレートに対向する表面には、クラッチプレートとの摩擦力を向上させる目的で小片状の摩擦材がクラッチ摩擦板の周方向に沿って複数貼り付けられているとともに、同複数の摩擦材相互間の隙間によって油溝が形成されている。この場合、油溝は、摩擦材とクラッチプレートとの間で生じる摩擦熱の吸収や摩擦材の摩耗防止のためにクラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間に供給されるクラッチオイルの流路である。

このようなクラッチ装置においては、クラッチ装置が搭載される車両の燃費向上を目的として所謂引き摺りトルクの低減が常に求められる。引き摺りトルクは、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとが離隔状態において、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとの回転数の差に起因して前記クラッチオイルの粘性抵抗によってクラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間で伝達されるトルクであり、車両の燃費悪化の一因となるものである。

このため、例えば、下記特許文献１には、クラッチ摩擦板の表面に設けられる小片状の摩擦材の外周側の角部の一方または両方をＲ（曲線）加工または面取り加工することにより引き摺りトルクの低減を図ったクラッチ摩擦板が開示されている。

特開２００９−６８６８９号公報

しかしながら、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間にクラッチオイルが介在する所謂湿式多板摩擦クラッチ装置においては、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間で生じる引き摺りトルクの低減は常に求められるものであり、上記従来技術によって満足されるものではない。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、クラッチ装置において、更なる引き摺りトルクの低減を実現可能なクラッチ装置、同クラッチ装置の引き摺りトルク低減方法および同クラッチ装置に用いられるクラッチ摩擦板を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、平板環状に形成された芯金の表面に複数の摩擦材および同複数の摩擦材相互間の隙間によって芯金の内周側から外周側に亘って形成された複数の油溝を有するクラッチ摩擦板と、クラッチ摩擦板における摩擦材との間で押し当てまたは離隔される平板環状のクラッチプレートと、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間に供給されるクラッチオイルとを備えるクラッチ装置において、前記油溝は、摩擦材における芯金の周方向の幅より短い幅の複数の小溝からなる小溝群と、小溝群に対して芯金の周方向に隣接して配置され、芯金の内周側から外周側に向かって幅広に形成された扇状溝とを備え、クラッチ摩擦板の回転時に、芯金の内周側に存するクラッチオイルを小溝群および扇状溝を介して芯金の内周側から外周側に導くことによってクラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間に生じる引き摺りトルクを低減することにある。

このように構成した請求項１に係る本発明の特徴によれば、クラッチ摩擦板、クラッチプレートおよびクラッチオイルを備えたクラッチ装置は、クラッチ摩擦板における平板環状の芯金の表面に、同芯金の周方向の幅より短い幅の複数の小溝からなる小溝群と、この小溝群に対して芯金の周方向に隣接して配置されて芯金の内周側から外周側に向かって幅広に形成された扇状溝とを有している。そして、このクラッチ装置は、クラッチ摩擦板の回転時に、芯金の内周側に存するクラッチオイルを前記小溝群および扇状溝を介して芯金の内周側から外周側に導いている。これにより、本発明者らによる実験によれば、従来技術、すなわち、クラッチ摩擦板の表面に設けられる小片状の摩擦材の外周側の角部にＲ（曲線）加工または面取り加工したクラッチ摩擦板に比べて更に引き摺りトルクの低減が可能であることを確認した。

また、請求項２に係る本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、小溝群および扇状溝は、芯金の周方向に沿って５個以上ないし１０個以下の数でそれぞれ形成されていることにある。

このように構成した請求項２に係る本発明の他の特徴によれば、クラッチ摩擦板における芯金表面に小溝群および扇状溝を５個以上ないし１０個以下の数でそれぞれ形成している。これにより、本発明者らによる実験によれば、クラッチ摩擦板における芯金表面に小溝群および扇状溝を４個以下または１１個以上設ける場合に比べてより引き摺りトルクの低減が可能であることを確認した。

また、請求項３に係る本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、小溝群は、小溝が４本ないし６本であることにある。

このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、小溝群は、同小溝群を構成する小溝が４本ないし６本で構成されている。これにより、本発明者らによる実験によれば、小溝群を構成する小溝を３本以下、または７本以上で構成する場合に比べてより引き摺りトルクの低減が可能であることを確認した。

また、請求項４に係る本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、小溝群は、小溝における芯金の内周側の端部が、互いに隣接する小溝間で芯金の径方向における互いに異なる位置に形成されていることにある。

このように構成した請求項４に係る本発明の他の特徴によれば、小溝群は、同小溝群を構成する小溝における芯金の内側の端部が、互いに隣接する小溝間で芯金の径方向における互いに異なる位置に形成されている。これにより、本発明者らによる実験によれば、小溝群を構成する小溝における芯金の内側の端部を互いに隣接する小溝間で芯金の径方向位置を揃えた場合に比べてより引き摺りトルクの低減が可能であることを確認した。

また、本発明は、クラッチ装置の発明として実施できるばかりでなく、同クラッチ装置の引き摺りトルク低減方法および同クラッチ装置に用いられるクラッチ摩擦板の発明としても実施できるものである。

本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の全体構成を示す断面図である。 図１に示すクラッチ装置を構成するクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 図２に示すクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率を従来のクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率と比較して示した図である。 従来のクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 従来の他のクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 従来の他のクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 図２に示すクラッチ摩擦板に設けた小溝の有用性を明らかにするために、図２に示すクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率を従来のクラッチ摩擦板および小溝を設けないクラッチ摩擦板による各引き摺りトルクの増減率と比較して示した図である。 小溝を設けないクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 本発明の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 芯金上における油溝の配置数と引き摺りトルクとの関係を明らかにするために、油溝の配置数の異なる３つのクラッチ摩擦板の増減率を従来のクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率と比較して示した図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 小溝群を構成する小溝の数と引き摺りトルクとの関係を明らかにするために、小溝群を構成する小溝の数が異なる４つのクラッチ摩擦板の増減率を従来のクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率と比較して示した図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。 摩擦材の総面積と引き摺りトルクとの関係を明らかにするために、摩擦材の総面積が近い４つのクラッチ摩擦板の増減率を従来のクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率と比較して示した図である。 互いに隣接する摩擦材における芯金の内周側端部の配置位置と引き摺りトルクとの関係を明らかにするために、互いに隣接する摩擦材における芯金の内周側端部の配置位置を揃えたクラッチ摩擦板および異ならせたクラッチ摩擦板の各増減率を従来のクラッチ摩擦板による引き摺りトルクの増減率と比較して示した図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観を模式的に示す平面図である。

以下、本発明に係るクラッチ装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るクラッチ装置１００の全体構成を示す断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。このクラッチ装置１００は、二輪自動車（オートバイ）における原動機であるエンジン（図示せず）の駆動力を被動体である車輪（図示せず）に伝達または遮断するための機械装置であり、同エンジンと変速機（トランスミッション）（図示せず）との間に配置されるものである。

（クラッチ装置１００の構成）
クラッチ装置１００は、アルミニウム合金製のハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１は、有底円筒状に形成されており、クラッチ装置１００の筐体の一部を構成する部材である。このハウジング１０１における図示左側側面には、入力ギア１０２がトルクダンパ１０２ａを介してリベット１０２ｂによって固着されている。入力ギア１０２は、エンジンの駆動により回転駆動する図示しない駆動ギアと噛合って回転駆動する。ハウジング１０１における内周面には、複数枚（本実施形態においては８枚）のクラッチプレート１０３がハウジング１０１の軸線方向に沿って変位可能、かつ同ハウジング１０１と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持されている。

クラッチプレート１０３は、後述するクラッチ摩擦板１１０に押し当てられる平板環状の部座であり、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）材からなる薄板材を環状に打ち抜いて成形されている。これらのクラッチプレート１０３における各両側面（表裏面）には、後述するクラッチオイルを保持するための深さ数μｍ〜数十μｍの図示しない油溝が形成されている。また、クラッチプレート１０３における油溝が形成された各両側面（表裏面）には、耐摩耗性を向上させる目的で表面硬化処理がそれぞれ施されている。なお、この表面硬化処理については本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

ハウジング１０１の内部には、略円筒状に形成された摩擦板ホルダ１０４がハウジング１０１と同心で配置されている。この摩擦板ホルダ１０４の内周面には、摩擦板ホルダ１０４の軸線方向に沿って多数のスプライン溝が形成されており、同スプライン溝にシャフト１０５がスプライン勘合している。シャフト１０５は、中空状に形成された軸体であり、一方（図示右側）の端部側がニードルベアリング１０５ａを介して入力ギア１０２およびハウジング１０１を回転自在に支持するとともに、前記スプライン勘合する摩擦板ホルダ１０４をナット１０５ｂを介して固定的に支持する。すなわち、摩擦板ホルダ１０４は、シャフト１０５とともに一体的に回転する。一方、シャフト１０５における他方（図示左側）の端部は、二輪自動車における図示しない変速機に連結されている。

シャフト１０５の中空部には、軸状のプッシュロッド１０６がシャフト１０５における前記一方（図示右側）の端部から突出した状態で貫通して配置されている。プッシュロッド１０６は、シャフト１０５における一方（図示右側）の端部から突出した端部の反対側（図示左側）が二輪自動車における図示しないクラッチ操作レバーに連結されており、同クラッチ操作レバーの操作によってシャフト１０５の中空部内をシャフト１０５の軸線方向に沿って摺動する。

摩擦板ホルダ１０４の外周面には、複数枚（本実施形態においては７枚）のクラッチ摩擦板１１０が前記クラッチプレート１０３を挟んだ状態で、摩擦板ホルダ１０４の軸線方向に沿って変位可能、かつ同摩擦板ホルダ１０４と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持されている。

クラッチ摩擦板１１０は、詳しくは図２に示すように、平板環状の芯金１１１上に摩擦材１１２ａおよび油溝１１５を備えて構成されている。芯金１１１は、クラッチ摩擦板１１０の基部となる部材であり、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）材からなる薄板材を略環状に打ち抜いて成形されている。このクラッチ摩擦板１１０における前記クラッチプレート１０３に対向する側面、すなわち、芯金１１１におけるクラッチプレート１０３に対向する側面には、複数の小片状の摩擦材１１２ａの集合で構成された摩擦材群１１２と、同複数の摩擦材１１２ａによって形成される油溝１１５とがそれぞれ設けられている。なお、図においては、摩擦材１１２ａにハッチングを施して示している（他の図においても同様）。

摩擦材１１２ａは、前記クラッチプレート１０３に対する摩擦力を向上させるものであり、紙材を芯金１１１における環状部の径方向の幅に対応する長さの長辺からなる略長方形状に形成して構成されている。この摩擦材１１２ａは、芯金１１１の内周側から外周側に亘って延びる方向に５つの摩擦材１１２ａが所定の隙間を介して互いに平行に配置されて１つの摩擦材群１１２を構成している。また、互いに平行配置された摩擦材１１２ａ相互間の隙間は、摩擦材１１２ａにおける芯金１１１の周方向の幅より短い幅に設定されており、これら互いに隣り合う摩擦材１１２ａによって１つの小溝１１３ａが形成されている。すなわち、１つの摩擦材群１１２内には、５つの摩擦材１１２ａによって４つの小溝１１３ａからなる１つの小溝群１１３が形成されている。

この摩擦材群１１２は、芯金１１１の周方向に沿って８つの摩擦材群１１２が所定の間隔を介してそれぞれ等間隔に配置されている。これにより、芯金１１１の表面には、摩擦材群１１２が略放射状に配置され形成されるとともに、互いに隣り合う摩擦材群１１２によって芯金１１１の内側から外側に向かって広がる８つの扇状溝１１４がそれぞれ形成される。この場合、互いに隣り合う摩擦材群１１２における芯金１１１の最も内側部分での隙間、換言すれば、扇状溝１１４の最内周側の幅は、摩擦材群１１２を構成する摩擦材１１２ａ相互間の隙間（換言すれば、小溝１１３ａの幅）と同程度である。これら小溝群１１３および扇状溝１１４によって油溝１１５が形成されている。

また、芯金１１１の内周部には、摩擦板ホルダ１０４とスプライン勘合させるための内歯状のスプライン１１６が形成されている。なお、これらの各摩擦材１１２ａは、接着剤によって芯金１１１上にそれぞれ貼り付けられている。また、摩擦材１１２ａは、クラッチ摩擦板１１０とクラッチプレート１０３との摩擦力を向上させることができる素材で構成されていれば、紙材以外の素材、例えば、コルク材、ゴム材またはガラス材などを用いることもできる。

また、摩擦板ホルダ１０４の内部には、所定量のクラッチオイル（図示しない）が充填されているとともに、３つの筒状支持柱１０４ａがそれぞれ形成されている（図においては１つのみ示す）。クラッチオイルは、クラッチ摩擦板１１０とクラッチプレート１０３との間に供給されてこれらのクラッチ摩擦板１１０とクラッチプレート１０３との間で生じる摩擦熱の吸収や摩擦材１１２ａの摩耗を防止する。すなわち、このクラッチ装置１００は、所謂湿式多板摩擦クラッチ装置である。また、３つの筒状支持柱１０４ａは、摩擦板ホルダ１０４の軸線方向外側（図示右側）に向って突出した状態でそれぞれ形成されており、摩擦板ホルダ１０４と同心の位置に配置された押圧カバー１０７がボルト１０８ａ，受け板１０８ｂおよびコイルバネ１０８ｃを介してそれぞれ組み付けられている。押圧カバー１０７は、クラッチ摩擦板１１０の外径と略同じ大きさの外径の略円板状に形成されており、前記コイルバネ１０８ｃによって摩擦板ホルダ１０４側に押圧されている。また、押圧カバー１０７の内側中心部には、プッシュロッド１０６における図示右側先端部に対向する位置にリレーズベアリング１０７ａが設けられている。

（クラッチ装置１００の作動）
次に上記のように構成したクラッチ装置１００の作動について説明する。このクラッチ装置１００は、前記したように、車両におけるエンジンと変速機との間に配置されるものである。そして、車両の操作者によるクラッチ操作レバーの操作によってエンジンの駆動力の変速機への伝達および遮断が行われる。

すなわち、車両の操作者がクラッチ操作レバー（図示せず）を操作してプッシュロッド１０６を後退（図示左側に変位）させた場合には、プッシュロッド１０６の先端部がリレーズベアリング１０７ａを押圧しない状態となり、押圧カバー１０７がコイルバネ１０８ｃの弾性力によってクラッチプレート１０３を押圧する。これにより、クラッチプレート１０３およびクラッチ摩擦板１１０は、摩擦板ホルダ１０４の外周面にフランジ状に形成された受け部１０４ｂ側に変位しつつ互いに押し当てられて摩擦連結された状態となる。この結果、入力ギア１０２に伝達されたエンジンの駆動力がクラッチプレート１０３、クラッチ摩擦板１１０、摩擦板ホルダ１０４およびシャフト１０５を介して変速機に伝達される。

一方、車両の操作者がクラッチ操作レバー（図示せず）を操作してプッシュロッド１０６を前進（図示右側に変位）させた場合には、プッシュロッド１０６の先端部がリレーズベアリング１０７ａを押圧する状態となり、押圧カバー１０７がコイルバネ１０８ｃの弾性力に抗しながら図示右側に変位して押圧カバー１０７とクラッチプレート１０３とが離隔する。これにより、クラッチプレート１０３およびクラッチ摩擦板１１０は、押圧カバー１０７側に変位しつつ互いに押し当てられて連結された状態が解除されて互いに離隔する。この結果、クラッチプレート１０３からクラッチ摩擦板１１０への駆動力の伝達が行われなくなり、入力ギア１０２に伝達されたエンジンの駆動力の変速機への伝達が遮断される。

このようなクラッチ摩擦板１１０とクラッチプレート１０３との押し当て状態または離隔状態におけるクラッチ摩擦板１１０の回転時においては、クラッチ摩擦板１１０の内周側に存するクラッチオイルはクラッチ摩擦板１１０の回転による遠心力の大きさに応じてクラッチ摩擦板１１０の外周側に変位する。この場合、クラッチ摩擦板１１０の内周側に存するクラッチオイルは、クラッチ摩擦板１１０における小溝１１３ａおよび扇状溝１１３ｂを介してクラッチ摩擦板１１０の外周側に導かれる。これにより、本発明者らによる実験によれば、従来技術におけるクラッチ摩擦板に比べて引き摺りトルクが低減されることを確認した。

図３は、本発明者らによる実験結果を示しており、従来技術に係るクラッチ摩擦板２００を基準として、従来技術に係るクラッチ摩擦板２１０，２２０および本発明に係るクラッチ摩擦板１１０における各引き摺りトルク（Ｎｍ）の増減率をグラフ化したものである。ここで、クラッチ摩擦板２００は、図４に示すように、芯金２０１上に４つの長方形状の摩擦材２０２を油溝２０３ａを介して互いに平行配置するとともに同４つの摩擦材２０２に隣接して略三角形状の摩擦材２０４を油溝２０３ｂを介して配置して構成した摩擦材群２０５を芯金２０１の周方向に沿って８組配置して構成したものである。

また、クラッチ摩擦板２１０は、図５に示すように、芯金２１１上に環状の摩擦材２１２を油溝を介することなく全面に設けて構成したものである。また、クラッチ摩擦板２２０は、図６に示すように、芯金２２１上に略長方形状の摩擦材における芯金２２１の外周側の２角を面取りした略５角形状の摩擦材２２２を芯金２２１の周方向に沿って放射状に油溝２２３を介して３０個設けて構成したものである。

図３に示す実験結果によれば、本発明に係るクラッチ摩擦板１１０は、基準となるクラッチ摩擦板２００に対して約−４０％程度の引き摺りトルクの低減が可能である。このクラッチ摩擦板１１０の引き摺りトルクの低減率は、面取りを施した摩擦板２２２を備えるクラッチ摩擦板２２０の引き摺りトルクの低減率である約−１２％に比べても極めて大きな低減率である。

また、一般に、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間生じる引き摺りトルクの大きさは、クラッチ摩擦板に設けられた摩擦材の総面積に依存することが知られている。すなわち、クラッチ摩擦板に設けられた摩擦材の総面積の減少とともに引き摺りトルクも減少する。そして、前記図３に示す実験においては、クラッチ摩擦板２００の摩擦材２０２の総面積を「１」とした場合、クラッチ摩擦板２２０の摩擦材２２２の総面積は「０.９５」であり、クラッチ摩擦板１１０の摩擦材１１２ａの総面積は「０.８５」である。

すなわち、図３に示す実験結果によれば、引き摺りトルクの大きさは、クラッチ摩擦板に設けられる摩擦材の総面積に加えて、同摩擦材の配置位置や形状および同摩擦材の配置位置や形状によって規定される油溝の配置位置や形状にも依存すると言える。そして、本発明に係るクラッチ摩擦板１１０は、従来のクラッチ摩擦板２００，２２０に対する面積減少量に対応する引き摺りトルクの減少量以上の大幅な引き摺りトルクの減少を、摩擦材１１２ａの配置位置や形状および摩擦材１１２ａの配置位置や形状によって規定される油溝１１３の配置位置や形状の工夫によって実現したものである。

また、図７は、本発明者らによる実験結果を示しており、クラッチ摩擦板１１０において小溝群１１２を設ける効果を確認するために、従来技術に係るクラッチ摩擦板２００を基準として、小溝１１２を備えないクラッチ摩擦板２３０と小溝１１２を備えるクラッチ摩擦板１１０とにおける各引き摺りトルク（Ｎｍ）の増減率をグラフ化したものである。ここで、クラッチ摩擦板２３０は、図８に示すように、芯金２３１上に同芯金２３１の周方向に延びる略長方形状の摩擦材２３２を芯金２３１の周方向に沿って放射状に扇状溝２３３を介して８個設けて構成したものである。この場合、クラッチ摩擦板２３０における摩擦材２３２の大きさは、本発明に係るクラッチ摩擦板１１０における摩擦材１１２ａと小溝１１３ａとをすべて摩擦材１１２ａで構成した大きさに等しい。また、クラッチ摩擦板２３０における油溝２３３の大きさは、本発明に係るクラッチ摩擦板１１０における扇状溝１１４の大きさに等しい。

図７に示す実験結果によれば、基準となるクラッチ摩擦板２００に対して本発明に係るクラッチ摩擦板１１０は、引き摺りトルクが約−４０％程度低減している一方で、小溝１１２ａを設けないクラッチ摩擦板２３０の引き摺りトルクはクラッチ摩擦板２００の引き摺りトルクに対して約５％上昇している。すなわち、本発明に係るクラッチ摩擦板１１０は、油溝１１５が小溝群１１３および扇状溝１１４で構成されることによる相乗効果によって引き摺りトルクの低減を実現していると言える。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、クラッチ摩擦板１１０、クラッチプレート１０３およびクラッチオイルを備えたクラッチ装置１００は、クラッチ摩擦板１１０における平板環状の芯金１１１の表面に、同芯金１１１の周方向の幅より短い幅の複数の小溝１１３ａからなる小溝群１１３と、この小溝群１１３に対して芯金１１１の周方向に隣接して配置されて同芯金１１１の内周側から外周側に向かって幅広に形成された扇状溝１１４とを有している。そして、このクラッチ装置１００は、クラッチ摩擦板１１０の回転時に、芯金１１１の内周側に存するクラッチオイルを小溝群１１３および扇状溝１１４を介して芯金１１１の内周側から外周側に導いている。これにより、上記したように、本発明者らによる実験によれば、従来技術、すなわち、クラッチ摩擦板の表面に設けられる小片状の摩擦材の外周側の角部にＲ（曲線）加工または面取り加工したクラッチ摩擦板（クラッチ摩擦板２２０）に比べて更に引き摺りトルクを低減することが可能である。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記実施形態におけるクラッチ摩擦板１１０と同様の構成部分にはクラッチ摩擦板１１０に付した符号に対応する符号を付して、その説明は省略する。

例えば、上記実施形態においては、クラッチ摩擦板１１０において油溝１１５を構成する扇状溝１１４は、芯金１１１の最内周側から外周側に向かって幅広になるように形成した。しかし、本発明者らによる実験によれば、扇状溝１１４は、芯金１１１の最内周部から外周部に向かって延びるとともに、最内周部と最外周部との略中間位置から最内周部までの範囲内の位置から外周部に向かって幅広に形成されていれば引き摺りトルクの実質的な低減が可能である。例えば、図９には、芯金１１１の最内周部から外周部に向かって延びるとともに、最内周部と最外周部との略中間位置から外周部に向かって幅広に形成した扇状溝１２４を有するクラッチ摩擦板１２０を示している。この図９に示したクラッチ摩擦板１２０においては、本発明者らによる実験によれば、上記基準となるクラッチ摩擦板２００の引き摺りトルクに対して約‐２０％の引き摺りトルクの低減が可能である。この実験結果によれば、扇状溝１１４は、芯金１１１の最内周側から外周側に向かって幅広に形成する程、引き摺りトルクの低減効果が大きいものと考えられる。

また、上記実施形態においては、芯金１１１の周方向に沿って８個の摩擦材群１１２を略均等に放射状に配置することにより、同芯金１１１上にそれぞれ８個ずつの小溝群１１３および扇状溝１１４を配置した。しかし、小溝群１１３および扇状溝１１４の数は、上記実施形態に限定されるものではなく、７個以下または９個以上配置することもできる。この場合、本発明者らによる実験によれば、小溝群１１３および扇状溝１１４の数は、５個以上ないし１０個以下が好適であると考えられる。

図１０は、本発明者らによる実験結果を示しており、従来技術に係るクラッチ摩擦板２００を基準として、それぞれ４個、８個および１０個の小溝群１３３，１２３，１４３および扇状溝１３４，１２４，１４４を備えたクラッチ摩擦板１３０，１２０，１４０における各引き摺りトルク（Ｎｍ）の増減率をグラフ化したものである。この場合、クラッチ摩擦板１３０は、図１１に示すように、小溝群１３３および扇状溝１３４をそれぞれ４個ずつ備えて構成されている。また、クラッチ摩擦板１４０は、図１２に示すように、小溝群１４３および扇状溝１４４をそれぞれ１０個ずつ備えて構成されている。なお、各扇状溝１３４，１２４，１４４は、各芯金１３１，１２１，１４１の最内周部から外周部に向かって延びるとともに、最内周部と最外周部との略中間位置から外周部に向かって幅広に形成されている。

図１０に示す実験結果によれば、基準となる従来のクラッチ摩擦板２００の引き摺りトルクに対して、クラッチ摩擦板１３０の引き摺りトルクは若干の低減効果が認められる一方で、クラッチ摩擦板１２０，１４０における引き摺りトルクはそれぞれ約‐２０％程度および約‐１０％程度引き摺りトルクが低減している。これらの結果から、芯金１１１上に配置する小溝群１１３および扇状溝１１４の数は、好ましくは５個以上ないし１０個以下、より好ましくは８個が好適であると考えられる。

また、上記実施形態においては、小溝群１１３を５個の摩擦材１１２ａによって４個の小溝１１３ａで構成した。しかし、小溝群１１３を構成する小溝１１３ａの数は、上記実施形態に限定されるものではなく、３個以下または５個以上であってもよい。この場合、本発明者らによる実験によれば、小溝群１１３を構成する小溝１１３ａの数は、４個ないし５個が好適であると考えられる。

図１３は、本発明者らによる実験結果を示しており、従来技術に係るクラッチ摩擦板２００を基準として、それぞれ２個、４個，６個，８個の各小溝１５３ａ，１１３ａ，１６３ａ，１７３ａで構成される小溝群１５３，１１３，１６３，１７３を備えたクラッチ摩擦板１５０，１１０，１６０，１７０における各引き摺りトルク（Ｎｍ）の増減率をグラフ化したものである。この場合、クラッチ摩擦板１５０は、図１４に示すように、２個の小溝１５３ａで構成された小溝群１５３を備えて構成されている。また、クラッチ摩擦板１６０は、図１５に示すように、６本の小溝１６３ａで構成された小溝群１６３を備えて構成されている。また、クラッチ摩擦板１７０は、図１７に示すように、８本の小溝１７３ａで構成された小溝群１７３を備えて構成されている。

図１３に示す実験結果によれば、２個の小溝１５３ａを有するクラッチ摩擦板１５０および８本の小溝１７３ａを有するクラッチ摩擦板１７０においてそれぞれ約−２０％程度の引き摺りトルクの低減可能であるとともに、６個の小溝１６３ａを有するクラッチ摩擦板１６０においては約‐３０％程度の引き摺りトルクの低減可能である。そして、４個の小溝１１３ａを有するクラッチ摩擦板１１０においては約‐４０％程度の引き摺りトルクの低減可能である。これらの結果から、小溝群１１３を構成する小溝１１３ａの数は、好ましくは２個以上かつ８個以下、より好ましくは４個以上かつ６個以下が好適であると考えられる。

なお、図１７は、クラッチ摩擦板２１０，２３０，１５０，１１０，１６０，１７０における各引き摺りトルクの増減率（丸印）と摩擦材２１２，２３２，１５２ａ，１１２ａ，１６２ａ，１７２ａの総面積（四角印）とをグラフ化したものである。図１７によれば、クラッチ摩擦板１５０，１１０，１６０，１７０において摩擦材１５２ａ，１１２ａ，１６２ａ，１７２ａが略同じであるにも関わらず、引き摺りトルクの増減率には大きな差異認められる。このことからも、前記した通り、引き摺りトルクの大きさは、クラッチ摩擦板に設けられる摩擦材の総面積に加えて、同摩擦材の配置位置や形状および同摩擦材の配置位置や形状によって規定される油溝の配置位置や形状にも依存すると言える。

また、上記実施形態においては、小溝群１１３を構成する各小溝１１３ａにおける芯金１１１の内周側端部は、互いに同一円周上に位置するように揃えて配置した。しかし、本発明者らによる実験によれば、小溝群１１３を構成する各小溝１１３ａにおける芯金１１１の内周側端部を、互いに隣接する小溝１１３ａ間で芯金１１１の径方向における互いに異なる位置に形成することにより、更に、引き摺りトルクの低減効果が可能であることを見出した。

図１８は、本発明者らによる実験結果を示しており、従来技術に係るクラッチ摩擦板２００を基準として、上記実施形態に係るクラッチ摩擦板１１０およびクラッチ摩擦板１８０における各引き摺りトルク（Ｎｍ）の増減率をグラフ化したものである。この場合、クラッチ摩擦板１８０は、図１９に示すように、クラッチ摩擦板１８０における小溝群１８３を構成する４つの小溝１８３ａにおける芯金１８１の内周側端部を芯金１１１の周方向に沿って千鳥状に配置することにより、互いに隣接する小溝１８３ａ間で芯金１８１の径方向における互いに異なる位置に形成して構成されている。

図１８に示す実験結果によれば、基準となるクラッチ摩擦板２００の引き摺りトルクに対して上記実施形態におけるクラッチ摩擦板１１０の引き摺りトルクの低減率を上回る約−５０％近い引き摺りトルクの低減が可能であることを確認した。

また、上記実施形態においては、クラッチ装置１００は、複数のクラッチプレート１０３およびクラッチ摩擦板１１０を備えて構成されている。しかし、クラッチ装置１００は、少なくとも１枚ずつのクラッチプレート１０３およびクラッチ摩擦板１１０を備えていればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。

１００…クラッチ装置、１０１…ウジング、１０２…入力ギア、１０３…クラッチプレート、１０４…摩擦板ホルダ、１０５…シャフト、１０６…プッシュロッド、１０７…押圧カバー
１１０…クラッチ摩擦板、１１１…芯金、１１２…摩擦材群、１１２ａ…摩擦材、１１３…小溝群、１１３ａ…小溝、１１４…扇状溝、１１５…油溝、１１６…スプライン

Claims (9)

1. 平板環状に形成された芯金の表面に複数の摩擦材および同複数の摩擦材相互間の隙間によって前記芯金の内周側から外周側に亘って形成された複数の油溝を有するクラッチ摩擦板と、
   前記クラッチ摩擦板における前記摩擦材との間で押し当てまたは離隔される平板環状のクラッチプレートと、
   前記クラッチ摩擦板と前記クラッチプレートとの間に供給されるクラッチオイルとを備えるクラッチ装置において、
   前記油溝は、
   前記摩擦材における前記芯金の周方向の幅より短い幅の複数の小溝からなる小溝群と、
   前記小溝群に対して前記芯金の周方向に隣接して配置され、前記芯金の内周側から外周側に向かって幅広に形成された扇状溝とを備え、
   前記クラッチ摩擦板の回転時に、前記芯金の内周側に存する前記クラッチオイルを前記小溝群および前記扇状溝を介して前記芯金の内周側から外周側に導くことによって前記クラッチ摩擦板と前記クラッチプレートとの間に生じる引き摺りトルクを低減することを特徴とするクラッチ装置。
2. 請求項１に記載したクラッチ装置において、
   前記小溝群および前記扇状溝は、前記芯金の周方向に沿って５個以上ないし１０個以下の数でそれぞれ形成されていることを特徴とするクラッチ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載したクラッチ装置において、
   前記小溝群は、前記小溝が４本ないし６本であることを特徴とするクラッチ装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したクラッチ装置において、
   前記小溝群は、前記小溝における前記芯金の内周側の端部が、互いに隣接する前記小溝間で前記芯金の径方向における互いに異なる位置に形成されていることを特徴とするクラッチ装置。
5. 平板環状に形成された芯金の表面に複数の摩擦材および同複数の摩擦材相互間の隙間によって前記芯金の内周側から外周側に亘って形成された複数の油溝を有するクラッチ摩擦板と、
   前記クラッチ摩擦板における前記摩擦材との間で押し当てまたは離隔される平板環状のクラッチプレートと、
   前記クラッチ摩擦板と前記クラッチプレートとの間に供給されるクラッチオイルとを備えるクラッチ装置における前記クラッチ摩擦板と前記クラッチプレートとの間に生じる引き摺りトルク低減方法において、
   前記油溝に、
   前記摩擦材における前記芯金の周方向の幅より短い幅の複数の小溝からなる小溝群と、
   前記小溝群に対して前記芯金の周方向に隣接して配置され、前記芯金の内周側から外周側に向かって幅広に形成された扇状溝とを形成しておき、
   前記クラッチ摩擦板の回転時に、前記芯金の内周側に存する前記クラッチオイルを前記小溝群および前記扇状溝を介して前記芯金の内周側から外周側に導くようにしたことを特徴とするクラッチ装置の引き摺りトルクの低減方法。
6. 請求項５に記載したクラッチ装置の引き摺りトルク低減方法において、
   前記小溝群および前記扇状溝は、前記芯金の周方向に沿って５個以上ないし１０個以下の数でそれぞれ形成されていることを特徴とするクラッチ装置の引き摺りトルク低減方法。
7. 請求項５または請求項６に記載したクラッチ装置の引き摺りトルク低減方法において、
   前記小溝群は、前記小溝が４本ないし６本であることを特徴とするクラッチ装置の引き摺りトルク低減方法。
8. 請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載したクラッチ装置の引き摺りトルク低減方法において、
   前記小溝群は、前記小溝における前記芯金の内周側の端部が、互いに隣接する前記小溝間で互いに異なる前記芯金の径方向位置に形成されていることを特徴とするクラッチ装置の引き摺りトルク低減方法。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載したクラッチ摩擦板。

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