JP3436553B2 - クラッチプレート - Google Patents

クラッチプレート

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JP3436553B2 JP33291092A JP33291092A JP3436553B2 JP 3436553 B2 JP3436553 B2 JP 3436553B2 JP 33291092 A JP33291092 A JP 33291092A JP 33291092 A JP33291092 A JP 33291092A JP 3436553 B2 JP3436553 B2 JP 3436553B2
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿式クラッチ組立体の
クラッチプレート用の溝付きフェーシングすなわち表面
材並びにそのような表面材を製造する方法及び表面材を
クラッチプレートに取り付ける方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，９９５，５００号［パイ
バー（Ｐａｙｖａｒ）］に示されるように、典型的な湿
式クラッチ組立体用のクラッチプレートは、通常金属材
料の環状のプレート両面に通常樹脂をしみ込ませた紙の
環状の摩擦表面材の材料を取り付けて作られている。表
面材の材料は外側に面した表面に溝又はその他の凹所を
有し、かつこれらの溝又は凹所は表面材の内周から外周
に伸びるオイル流れ通路を限定している。オイル流れ通
路は、表面材が隣接するセパレータプレートの表面とク
ラッチ係合するとき、クラッチ組立体内のオイルがクラ
ッチの表面材と接触して流れるのを許容し、このような
つかみ係合から発生する熱を消散する作用をする。典型
的に、溝付きクラッチプレートの溝は表面材の材料が環
状のクラッチプレートに接合された後に表面材材料に機
械加工される。これは時間の浪費で、高価な製造技術で
あり、かつ溝の機械加工に適用可能な必要な機械加工公
差により、下側のクラッチプレートを損傷するのを防止
するために、各溝の深さを表面材の材料の厚さより浅い
ものにする必要がある。限られた溝の深さにより所与の
溝表面積に対する溝を通るオイルの流量が制限され、し
たがって、クラッチプレートの冷却能力も制限される。
代わりに、クラッチプレートの表面材は成形操作で溝を
形成し得る。しかしながら、これでは溝の深さが表面材
材料の厚さより浅いものに制限される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、湿式
クラッチ組立体用の改良したクラッチプレートを提供す
ることである。更に詳細には、本発明の目的は、クラッ
チプレートの両面の各々で冷却オイル流量を改善した溝
付き表面材を備えたクラッチプレートを提供することで
ある。本発明の他の目的は、前述の特徴のクラッチプレ
ート用の表面材に溝を形成する方法及び両面に表面材を
有するクラッチプレートの形成方法を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、湿式クラッチ
用の回転可能なクラッチプレートにおいて、環状の金属
プレートと、前記金属プレートの紙を基材とした環状の
表面材であって、前記プレートの外周から内周に向かっ
て伸びている表面材とを備え、前記表面材が、前記表面
材を少なくとも三つの環状のバンド、すなわち、内側の
バンド、少なくとも一つの中間バンド及び外側バンドに
分割する複数の環状の溝と、プレートの半径方向とある
角度で伸びている複数の円周方向に隔てられた内側バン
ド横断溝及び外側バンド横断溝とを有し、前記内側バン
ド横断溝が前記表面材の環状の内側縁から前記外側バン
ドまで直線的に伸び、前記外側バンド横断溝が前記表面
材の環状の外側縁から少なくとも一つの前記中間バンド
まで伸び、前記横断溝が前記クラッチプレートの回転中
に前記表面材を横切るオイルの粘性ポンプ作用を生起さ
せ、前記角度の付いた横断溝は鋭角の角度で前記プレー
トの半径方向に対して伸びており、前記内側バンド横断
溝の各々の横断面の大きさは外側バンド横断溝の各々の
横断面より大きく構成されている。
【０００５】
【作用】本発明によれば、湿式クラッチプレート、例え
ば、自動車のエンジンを無段変速式の変速機に接続する
のに使用される始動クラッチ用のクラッチプレートの表
面材の材料は、十分な厚さ、クラッチプレートに接合さ
れる前に打ち抜き加工（ｂｌａｎｋｉｎｇ）操作中に形
成された概して半径方向に伸びる溝を有する。打ち抜き
加工操作中に表面材の最外側の周囲に半径方向に薄いラ
ンナ（ｒｕｎｎｅｒ）部分が設けられ、表面材がクラッ
チプレートに接合される前に取り扱いを容易にするため
に表面材の強度を増加している。下側にあるクラッチプ
レートの自由縁を越えて伸びているランナ部分は、表面
材材料がクラッチプレートに接合された後に削り取られ
る。概して半径方向に伸びる溝を打ち抜き加工すること
によって、各溝は表面材材料の厚さ全体に亙って下側に
あるクラッチプレートまで伸び、かつこれにより所与の
溝表面積及び溝パターンに対して溝を通るオイルの流量
が増加し、それによってセパレータプレートとの係合中
にクラッチプレートの冷却を増大する。更に、本発明の
好ましい実施例において、溝の各々は、クラッチプレー
ト組立体の半径方向に対して、クラッチプレート組立体
の通常の回転方向において斜めに傾斜されている。溝の
この方向決めにより、クラッチプレート組立体の回転に
起因するオイルに作用する接線方向力を利用することに
よって、溝を通るオイルの流れが増加される。したがっ
て、傾斜した溝を使用することによって、同じ幅及び深
さを有する半径方向に伸びる溝を通るオイル流量に関し
て、各溝を通るオイル流量が増加する。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。本発明によるクラッチプレートが全体的に
参照番号４１で示され、開口すなわち穴４０を有する金
属プレート３９と金属プレート３９の両面に接合された
環状のフェーシングすなわち表面材３８とで作られてい
る。各環状の表面材３８は好ましくは紙に樹脂をしみ込
ませたグレード（ｇｒａｄｅ）から形成されている。ク
ラッチの相手のプレートの金属の表面に関して本発明の
湿式クラッチのクラッチプレート４１（その他は示され
ていない）が回転することにより、冷却オイルがクラッ
チプレート４１の内周から外周に流れる。クラッチプレ
ート４１の環状の摩擦表面材３８の各々は環状の内側縁
５４と、環状の外側縁５３とを有し、かつ縁５３、５４
の間でそれらと同心の環状の溝４２ないし４５を備えて
いる。環状の溝４２ないし４５は表面材３８を五つの隣
接する環状のバンド４６ないし５０に分離している。バ
ンド４６ないし５０の各々には表面材３８の各々に形成
された複数の円周方向にほぼ等しく隔てられ差し挟まれ
た横断溝５１及び５２の組が、好ましくは打ち抜き加工
によって形成され、その打ち抜き加工は横断溝５１、５
２の各々の深さを表面材３８の厚さと等しくする成形技
術である。横断溝５１及び５２の各々は、図３に示され
ているように、環状のプレート３９の半径方向Ｒに関し
てそれぞれ角度「ａ」及び「ｂ」の方向に伸びている。
バンド４６ないし５０を横切って伸びている横断溝の中
心線と半径方向Ｒとの間の角度「ａ」及び「ｂ」の各々
は１０度ないし６０度の範囲である。図１に示されるよ
うに、二つの形式の傾斜された横断溝５１及び５２があ
り、一つの形式の横断溝５１は外周すなわち外側縁５３
から第２のバンド４７まで伸び、他の形式５２は内周す
なわち内側縁５４から最外側の環状のバンド５０まで伸
びている。環状のバンド４６ないし５０を通して又はそ
こに伸びる角度の付いた横断溝５１及び５２は、互いに
約６度の角度で等しく隔てられている。
【０００７】オイルは遠心力によって標準の湿式クラッ
チ（図示せず）のクラッチプレート４１の溝５１、５
２、４２ないし４５によって送られ、クラッチプレート
４１が静止しているとき、又はクラッチプレートが比較
的低速（例えば１０００ＲＰＭで）動作しているときで
さえ、適切な冷却を行うのには不十分なオイルが溝を通
して流れる。溝を通してオイルが流れないと、クラッチ
表面の温度が上昇し、これによりクラッチ表面材のホッ
トスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）又は熱破損が発生す
る。過剰の温度は冷却オイルの分解を招く。本発明にお
いて、これらの影響は対を成す摩擦部材の相対滑りによ
って基本的に排除され、その相対滑りは溝の軸線に平行
に向かう成分の速度によって誘導される粘性ポンプ作用
すなわち汲み上げ作用が生起される。
【０００８】角度の付いた横断溝５１及び５２並びに環
状のバンド４６ないし５０の分布と形状により、湿式ク
ラッチの境界面がほぼ均一な温度になり、高い熱容量を
有するクラッチが提供される。横断溝５１及び５２が半
径方向に対してそれぞれ角度「ａ」及び「ｂ」を成して
いるので、相手の鋼のプレートの相対滑りにより粘性ポ
ンプ作用が生起される。これは溝装置の熱性能にとって
重要である。
【０００９】環状のバンド４６ないし５０を横切る横断
溝５１及び５２は横断面寸法の一方又は両方が異なり、
クラッチの設計パラメータにより液圧釣り合い及び熱伝
達面積釣り合いを達成する。
【００１０】好ましい実施例の角度の付いた横断溝５１
及び５２は長方形横断面であり、一つの形式の横断溝５
１は、好ましくは深さが約０．７６２ｍｍないし０．９
４０ｍｍ（０．０３０ないし０．０３７インチ）で、幅
が約１．１４３ｍｍ（０．０４５インチ）であり、他の
形式横断溝５２は深さが約０．７６２ｍｍないし０．９
４０ｍｍ（０．０３０ないし０．０３７インチ）で、幅
が約２．２８６ｍｍ（０．０９０インチ）である。溝を
半径方向Ｒに対して３０度の角度にすると、湿式クラッ
チの対を成すプレート間の典型的な滑り速度において毎
分約３．７８５リットル（１ガロン）汲み上げる。他の
設計の湿式クラッチの典型的なオイルの流れはクラッチ
表面につき毎分約０．５６８ないし０．７５７リットル
（０．１５ないし０．２０ガロン）である。本発明はク
ラッチの冷却を顕著に改善し、それによって熱容量を改
善する。これにより湿式クラッチの全体の容量が増大さ
れる。クラッチが回転していないときでさえいくらかの
オイルが汲み上げられかつこれはＣＶＴ始動クラッチ、
すなわち比較的低速の始動の用途に使用されるクラッチ
における過熱を防止するために特に重要である。
【００１１】更に、環状の溝４２ないし４５及び横断溝
５１ないし５２の両者の深さは溝内でのオイルの再循環
を改善するために変えられる。溝の深さは環状のバンド
４６ないし５０の間で異なり、オイルの流れの釣り合い
を保ちかつクラッチプレート４１が回転したとき遠心力
によってオイルが溝の中で空になるのを防止する。これ
は一般に角度の付いた溝の深さを内側バンド４６と外側
バンド５０との間で減少することが必要である。
【００１２】角度の付いた横断溝５１及び５２は、クラ
ッチプレートの所定の回転方向に対して表面材３８の各
々の内側縁５４から外側縁５３にオイルが流れるのを助
けるように、図１に示されている。溝を通るオイルの流
量を減少するようにオイル流れを減速するために、又は
代わりに、流れを表面材の外側縁５３から内側縁５４に
逆転するために、環状のバンド４６ないし５０の幾つか
又は全ての溝を半径方向及び回転方向に関して反対の方
向に角度を付けてもよい。すなわち、もし横断溝５１及
び５２が示されるように配置されかつクラッチプレート
４１が逆の方向に回転されるなら、ポンプ作用すなわち
汲み上げ作用はその方向が逆になる。
【００１３】図２に示されるクラッチプレートは両外側
面の各々にある摩擦材料の表面材３８を有している。代
わりに、クラッチプレートはクラッチの特性及び保守の
要件により単一の表面材３８が設けられてもよい。いず
れにしろ、本発明の主な原理は適用される。
【００１４】表面材３８を製造するに際し、好ましく
は、横断溝５１及び５２は表面材３８が環状のプレート
３９に接合される前に形成される。これは打ち抜き操作
により容易に行われ、その打ち抜き操作において、もと
もと横断溝５１及び５２を占めている材料は対を成すパ
ンチとダイによっれ表面材の周囲の材料から切除され、
この技術は他の形式の紙又は紙を基材とした製品の製造
で知られている。前に述べたように、このような打ち抜
き操作が行われるとき、横断溝５１及び５２の各々の深
さは、機械加工又は成形による表面材材料における溝の
形成に比較して、表面材３８の材料の全厚さであり、そ
れら機械加工又は成形では各溝の深さは表面材の全厚さ
より幾分浅くなる。前述のように打ち抜き加工によって
形成されたとき横断溝５１及び５２の深さは増加されか
つ機械加工又は成形によって形成される溝に関して、溝
を通る冷却オイルの流量は所与の溝表面積及び形状に対
して増加される。
【００１５】横断溝５１及び５２が上述のように打ち抜
き加工によって表面材３８に形成されるとき、元の表面
材３８に環状の、無端のランナーストリップ６０を仕上
った外周５３を越えて設けることが有用である。ランナ
ーストリップ６０は表面材３８が環状のプレート３９に
接合された後に表面材３８から切除されるが、表面材３
８を堅牢にする作用をしかつそれによって表面材３８の
プレート３９への接合が完了するまでその取り扱いが容
易になる。図に示されているように、横断溝５１の各々
の最外側端はランナーストリップ６０に伸びている。い
ずれにしろ、表面材３８の環状の溝４２ないし４５の各
々は表面材３８がプレート３９に接合される前に成形に
よって形成されるのが、或いは表面材３８がプレート３
９に接合された後に機械加工されるのが望ましい。
【００１６】溝の形状は、溝のパターン及び製造方法と
同様に、係合中の震えに影響する。方形の角の溝は丸く
なったコンパクトな縁よりも震える可能性が少ない。溝
５１及び５２が上述のように打ち抜き加工によって形成
するとき、成形された溝の丸くなったコンパクトな縁よ
りも角が方形の溝をつくることが可能である。方形の隅
を有する溝は機械加工によっても成形される。しかしな
がら、ここに記載されたもののように複合溝パターンは
機械加工でなくて量産によって成形される。もちろんこ
れによって、クラッチプレート４１は本発明の好ましい
実施例にしたがって作られたときよりも震える可能性が
大きい。
【００１７】出願時において本発明を実施するために発
明者が意図した最適のモードを記載したが、本発明の範
囲内で変形、改良を行えることは当業者には明らかであ
る。
【００１８】
【発明の効果】クラッチプレートの表面における冷却オ
イルの流れを改善し、それによってクラッチの容量が改
善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例のクラッチプレートの
平面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って切断した断面図であ
る。
【図３】図１のクラッチプレートの一部の拡大部分平面
図であって、表面材の半径方向に関する横断溝の角度を
示す図である。
【符号の説明】
３８ 表面財 ３９ 金属プレ
ート ４０ 穴 ４１ クラッチ
プレート ４２〜４５ 環状の溝 ４６〜５０ バ
ンド ５１、５２ 横断溝 ５３ 外側縁 ５４ 内側縁
フロントページの続き (72)発明者 アンソニー・ジェイ・ギドルジー アメリカ合衆国イリノイ州60103，バー トレット，ウエスト・カントリー・ドラ イブ 201 (72)発明者 ロバート・ジェイ・ファネラ アメリカ合衆国イリノイ州60187，ホイ ートン，オースティン・コート 1720 (72)発明者 ロバート・ダブリュー・ホーニック アメリカ合衆国イリノイ州60515，ダウ ナーズ・グローヴ，ワシントン 6200 (72)発明者 クレイグ・エス・ラーソン アメリカ合衆国イリノイ州60193，シャ ウムバーグ，サウス・ダートマス・レー ン 617 (56)参考文献 実開 平１−146017（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4027758（ＵＳ，Ａ) 西独国特許出願公開2042289（ＤＥ, Ａ１) 欧州特許出願公開447019（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 11/00 - 25/12 F16D 49/00 - 71/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 湿式クラッチ用の回転可能なクラッチプ
    レートにおいて、 環状の金属プレートと、 前記金属プレートの紙を基材とした環状の表面材であっ
    て、前記プレートの外周から内周に向かって伸びている
    表面材とを備え、前記表面材が、 前記表面材を少なくとも三つの環状のバンド、すなわ
    ち、内側のバンド、少なくとも一つの中間バンド及び外
    側バンドに分割する複数の環状の溝と、 プレートの半径方向とある角度で伸びている複数の円周
    方向に隔てられた内側バンド横断溝及び外側バンド横断
    溝とを有し、 前記内側バンド横断溝が前記表面材の環状の内側縁から
    前記外側バンドまで直線的に伸び、前記外側バンド横断
    溝が前記表面材の環状の外側縁から少なくとも一つの前
    記中間バンドまで伸び、前記横断溝が前記クラッチプレ
    ートの回転中に前記表面材を横切るオイルの粘性ポンプ
    作用を生起させ、 前記角度の付いた横断溝は鋭角の角度で前記プレートの
    半径方向に対して伸びており、 前記内側バンド横断溝の各々の横断面の大きさは外側バ
    ンド横断溝の各々の横断面より大きいクラッチプレー
    ト。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のクラッチプレートにお
    いて、前記複数の横断溝が複数の内側バンド横断溝と複
    数の外側バンド横断溝とを有し、前記内側バンド横断溝
    の各々が前記表面材の内側バンドを少なくとも幾つかの
    複数の環状の溝と接続し、前記外側バンド横断溝が表面
    材の外側バンドを少なくとも幾つかの複数の環状の溝と
    接続し、少なくとも一つの環状の溝が前記外側バンド横
    断溝の各々及び前記内側バンド横断溝の各々と接続され
    ているクラッチプレート。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のクラッチプレー
    トにおいて、内側バンド横断溝及び外側バンド横断溝が
    互いに差し挟まれているクラッチプレート。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のク
    ラッチプレートにおいて、前記内側バンド横断溝がほぼ
    等しく円周方向に隔てられ、前記外側バンド横断溝がほ
    ぼ等しく円周方向に隔てられているクラッチプレート。
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