JP5708810B2

JP5708810B2 - クラッチプレート

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Publication number: JP5708810B2
Application number: JP2013530073A
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Inventors: 安藤　淳二; 淳二安藤; 鈴木　邦彦; 邦彦鈴木; 一孝松川; 寛之安藤; 拓也津田
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Filing date: 2012-08-24
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Description

本発明は、潤滑溝を有する湿式のクラッチプレートに関するものである。

従来から、駆動側のクラッチプレートと従動側のクラッチプレートとを摩擦係合させることで動力伝達を行う摩擦クラッチが知られている。また、円弧状の貫通穴である窓が複数形成されたクラッチプレートを用いる電磁式の摩擦クラッチも知られている。窓は磁気回路形成のために必要となる。電磁式の摩擦クラッチは、例えば特開平１１−３０３９１１号公報に記載されている。

また、電磁式摩擦クラッチが用いられる電子制御４ＷＤカップリング（ＩＴＣＣ（登録商標））については、例えば特開２００２−２１３４８５号公報にも記載されている。

クラッチプレート間には、潤滑油が介在されている。そして、クラッチプレートの軸方向端面（摺動面）には、プレート同士の摩擦係合時に、潤滑油を保持するとともにプレート間から逃がすための潤滑溝が形成されている。

ところで、上記のようにプレート間に潤滑油を介在させる湿式のクラッチ機構では、クラッチの非作動状態の時でも、その間に介在された潤滑油の粘性に基づく係合力に起因して、いわゆる引きずりトルクが発生する。例えば、メインクラッチ機構とパイロットクラッチ機構とカム機構を有する駆動力伝達装置（特許文献１、２参照）では、パイロットクラッチの非作動状態の時に引きずりトルクが発生し、当該引きずりトルクがカム機構にて軸方向の押圧力に変換且つ増幅されてメインクラッチを摩擦係合させてしまう。このため、制御外のトルク伝達や、各クラッチプレート間の摩擦によるメインクラッチの発熱等の不具合が発生し得る。

したがって、引きずりトルクの低減可能なクラッチプレートが求められている。引きずりトルクは、潤滑油粘度に依存し、低温になるほど大きくなる。つまり、低温時の引きずりトルクの低減が主な課題となっている。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、引きずりトルクの低減が可能なクラッチプレートを提供することを目的とする。

本発明に係るクラッチプレートの第１の様相は、軸方向両端面の少なくとも一方に複数の溝からなる潤滑溝が形成され、当該端面が前記潤滑溝と摩擦係合面とを有する環状且つ湿式のクラッチプレートであって、前記溝は、周方向に交差する方向に延伸し延伸方向直交断面が凹状の溝形成部と、前記溝形成部の両側方で前記溝形成部の前記延伸方向に沿って延在し前記摩擦係合面と前記溝形成部とをつなぐダレ部と、を備え、前記ダレ部は、前記延伸方向直交断面において、前記溝の底から開口に向かうほど拡幅し、前記溝の一側端を通り径方向に延びる直線を仮想直線とすると、前記仮想直線に直交し前記一側端を含む平面で切断した前記一側端を有する溝の断面において、前記ダレ部の一側方当たりの幅は、０．１２ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下であり、前記ダレ部の深さは、２５μｍ以上５０μｍ以下である。

本発明に係るクラッチプレートの第２の様相は、軸方向両端面の少なくとも一方に複数の溝からなる潤滑溝が形成され、当該端面が前記潤滑溝と摩擦係合面とを有する環状且つ湿式のクラッチプレートであって、前記摩擦係合面は、前記複数の溝で構成された少なくとも２点の微分可能でない点及び前記微分可能でない点を結ぶ複数の微分可能な線により、囲まれて画定された丘部を複数有し、前記溝は、延伸方向直交断面が凹状の溝形成部と、前記溝形成部の両側方で前記溝形成部の前記延伸方向に沿って延在し前記丘部と前記溝形成部とをつなぐダレ部と、を備え、前記ダレ部は、前記延伸方向直交断面において、前記溝の底から開口に向かうほど拡幅し、前記微分可能な線のうち周方向に交差して延伸する線上の所定点における接線に対して垂直な平面で切断した断面において、前記ダレ部の一側方当たりの幅は、０．０９ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、前記ダレ部の深さは、２０μｍ以上５０μｍ以下である。

本発明によれば、溝が所定寸法のダレ部を有し、これにより、引きずりトルクを低減させることができる。

第一実施形態のクラッチプレート１を示す正面図である。第一実施形態の溝２１を示す延伸方向直交断面図である。第一実施形態のクラッチプレート１を示す部分拡大図である。第一実施形態のクラッチプレート１を示す部分拡大図である。第一実施形態の溝２１を平面Ｚで切断した断面図である。第一実施形態のクラッチプレート１の製造工程を示す工程図である。実施例１の表面状態の測定結果を示す図である。ダレ部２１２の幅ｄと引きずりトルクとの関係を示す図である。ダレ部２１２の深さｃと引きずりトルクとの関係を示す図である。実施形態における四輪駆動車を説明するための説明図である。実施形態における電子制御４ＷＤカップリングを示す部分断面図である。第二実施形態のクラッチプレート１０を示す正面図である。溝２１及びランド１４０を説明するための概念図である。姿抜き工程Ｓ３後でラップ工程Ｓ４前の状態を示す断面プロファイルである。ダレ部２１２の深さｆと引きずりトルクとの関係を示す図である。ダレ部２１２の深さｆと幅ｅの関係を示す図である。

次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明のクラッチプレートを、電子制御４ＷＤカップリング（以下、駆動力伝達装置と称する）のパイロットクラッチ機構のクラッチプレートとして用いた場合を一例として挙げる。

（駆動力伝達装置）
ここで、図１０および図１１を参照して、駆動力伝達装置９１について説明する。まず、四輪駆動車９０は、図１０に示すように、主に、駆動力伝達装置９１と、トランスアクスル９２と、エンジン９３と、一対の前輪９４と、一対の後輪９５と、を備えている。エンジン９３の駆動力は、トランスアクスル９２を介してアクスルシャフト８１に出力され、前輪９４を駆動する。

また、トランスアクスル９２は、プロペラシャフト８２を介して駆動力伝達装置９１に連結されている。そして、駆動力伝達装置９１は、ドライブピニオンシャフト８３を介してリヤデファレンシャル８４に連結されている。リヤデファレンシャル８４は、アクスルシャフト８５を介して後輪９５に連結されている。プロペラシャフト８２とドライブピニオンシャフト８３が駆動力伝達装置９１にてトルク伝達可能に連結された場合には、エンジン９３の駆動力は後輪９５に伝達される。

駆動力伝達装置９１は、例えば、リヤデファレンシャル８４とともにディファレンシャルキャリヤ８６内に収容され、且つディファレンシャルキャリヤ８６に支持され、同ディファレンシャルキャリヤ８６を介して車体に支持されている。

図１１に示すように、駆動力伝達装置９１は、主に、外側回転部材としてのアウタケース７０ａと、内側回転部材としてのインナシャフト７０ｂと、メインクラッチ機構７０ｃと、パイロットクラッチ機構７０ｄと、カム機構７０ｅと、を備えている。

アウタケース７０ａは、有底筒状のフロントハウジング７１ａと、フロントハウジング７１ａの後端開口部に螺着され且つその開口部を覆蓋するリヤハウジング７１ｂと、から構成されている。フロントハウジング７１ａの前端部には入力軸６０が突出形成され、同入力軸６０はプロペラシャフト８２に連結されている。

入力軸６０が一体に形成されたフロントハウジング７１ａ、および、リヤハウジング７１ｂは、磁性材料である鉄で形成されている。リヤハウジング７１ｂの径方向の中間部には、非磁性体材料あるステンレス製の筒体６１が埋設され、この筒体６１は環状の非磁性部位を形成している。

アウタケース７０ａは、フロントハウジング７１ａの前端部外周において、ディファレンシャルキャリヤ８６に対してベアリング等（図示なし）を介して回転可能に支持されている。また、アウタケース７０ａは、リヤハウジング７１ｂの外周において、ディファレンシャルキャリヤ８６に対して支持されたヨーク７６にベアリング等を介して支持されている。

インナシャフト７０ｂは、リヤハウジング７１ｂの中央部を液密的に貫通してフロントハウジング７１ａ内に挿入され、軸方向への移動を規制された状態でフロントハウジング７１ａとリヤハウジング７１ｂに対して相対回転可能に支持されている。インナシャフト７０ｂには、ドライブピニオンシャフト８３の先端部が挿入されている。なお、図においてドライブピニオンシャフト８３は図示していない。

メインクラッチ機構７０ｃは、湿式多板式のクラッチ機構であって、鉄からなりその摺動面にペーパ摩擦材が貼付されたインナクラッチプレート７２ａと、鉄からなるアウタクラッチプレート７２ｂと、を多数備えている。インナクラッチプレート７２ａおよびアウタクラッチプレート７２ｂは、フロントハウジング７１ａの奥壁側に配設されている。

クラッチ機構を構成する各インナクラッチプレート７２ａは、インナシャフト７０ｂの外周にスプライン嵌合されて軸方向へ移動可能に組み付けられている。一方、各アウタクラッチプレート７２ｂは、フロントハウジング７１ａの内周にスプライン嵌合されて軸方向へ移動可能に組み付けられている。各インナクラッチプレート７２ａと各アウタクラッチプレート７２ｂは、軸方向に交互に配置されており、互いに当接して摩擦係合可能であるとともに、互いに離間して非係合の自由状態になることもできる。

パイロットクラッチ機構７０ｄは、電磁石７３、摩擦クラッチ７４、及びアーマチャ７５を備えている。電磁石７３とアーマチャ７５により電磁式の駆動手段が構成されている。

ヨーク７６は、ディファレンシャルキャリヤ８６に対してインローにて支承され、かつリヤハウジング７１ｂの後端部の外周に対して相対回転可能に支持されている。ヨーク７６には環状をなす電磁石７３が嵌着され、電磁石７３は、リヤハウジング７１ｂの環状凹所６３に配置されている。

摩擦クラッチ７４は、鉄製の１枚のインナパイロットクラッチプレート７４ａ及び鉄製の２枚のアウタパイロットクラッチプレート７４ｂからなる多板式の摩擦クラッチとして構成されている。なお、後述する実施形態では、本発明のクラッチプレートの例として、本発明を当該インナパイロットクラッチプレート７４ａに適用した場合を挙げている。

インナパイロットクラッチプレート７４ａは、カム機構７０ｅを構成する第１カム部材７７の外周にスプライン嵌合されて軸方向へ移動可能に組み付けられている。一方、各アウタパイロットクラッチプレート７４ｂは、フロントハウジング７１ａの内周にスプライン嵌合されて軸方向へ移動可能に組み付けられている。

インナパイロットクラッチプレート７４ａと各アウタパイロットクラッチプレート７４ｂとは、軸方向に交互に配置され、互いに当接して摩擦係合可能であるとともに、互いに離間して非係合の自由状態になることもできる。

なお、第２カム部材７８はインナシャフト７０ｂの外周に軸方向へ移動自在にスプライン嵌合されており、インナシャフト７０ｂに対して一体回転可能に組み付けられている。第２カム部材７８は、メインクラッチ機構７０ｃのインナクラッチプレート７２ａに対向して配置されている。第２カム部材７８と第１カム部材７７の互いに対向するカム溝には、ボール状のカムフォロア７９が介在されている。

駆動力伝達装置９１において、パイロットクラッチ機構７０ｄを構成する電磁石７３の電磁コイルへの通電がなされていない場合には、磁路は形成されず、摩擦クラッチ７４は非係合状態にある。この場合、パイロットクラッチ機構７０ｄは非作動の状態にあって、カム機構７０ｅを構成する第１カム部材７７は、カムフォロア７９を介して第２カム部材７８と一体回転可能であり、メインクラッチ機構７０ｃは非作動状態にある。このため、四輪駆動車９０は、二輪駆動の駆動モードを構成する。

一方、電磁石７３の電磁コイルへ通電されると、パイロットクラッチ機構７０ｄには磁路が形成され、電磁石７３はアーマチャ７５を吸引する。この場合、アーマチャ７５は摩擦クラッチ７４を押圧して摩擦係合させ、カム機構７０ｅの第１カム部材７７をフロントハウジング７１ａ側と連結させ、第２カム部材７８との間に相対回転を生じさせる。この結果、カム機構７０ｅではカムフォロア７９が両カム部材７７、７８を互いに離間する方向へ押圧する。

この結果、第２カム部材７８はメインクラッチ機構７０ｃ側へ押圧され、メインクラッチ機構７０ｃを摩擦クラッチ７４の摩擦係合力に応じて摩擦係合させ、アウタケース７０ａとインナシャフト７０ｂとの間のトルク伝達を行う。このため、四輪駆動車９０は、プロペラシャフト８２とドライブピニオンシャフト８３が非直結状態の四輪駆動の駆動モードを構成する。

また、電磁石７３の電磁コイルへの印加電流を所定の値に高めると、電磁石７３のアーマチャ７５に対する吸引力が増大する。そして、アーマチャ７５は強く電磁石７３側へ吸引作動され、摩擦クラッチ７４の摩擦係合力を増大させ、両カム部材７７、７８間の相対回転を増大させる。この結果、カムフォロア７９は第２カム部材７８に対する押圧力を高めて、メインクラッチ機構７０ｃを結合状態とする。このため、四輪駆動車９０は、プロペラシャフト８２とドライブピニオンシャフト８３が直結した四輪駆動の駆動モードを構成する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態のクラッチプレート１について、図１〜図９を参照して説明する。ただし、図２および図５については、作図の都合上、上下と左右の比を変更して表している。クラッチプレート１は、一例として上記インナパイロットクラッチプレート７４ａに適用させている。

クラッチプレート１は、図１に示すように、環状の磁性体金属板からなり、軸方向一端面１１および軸方向他端面（図示せず）の両端面にはそれぞれ潤滑溝２が形成されている。軸方向他端面には、軸方向一端面１１と同様の潤滑溝２が形成されている。

端面１１は、潤滑溝２と、プレート同士が摩擦係合する摩擦係合面１３と、を有している。摩擦係合面１３は、端面１１においておよそ潤滑溝２と窓３と空間部分Ａを除いた部分であり、平面状に形成されている。なお、軸方向は、環状の中心軸Ｏに平行な方向であり、入力軸６０に平行な方向ともいえる。

潤滑溝２は、上記の両パイロットクラッチプレート７４ａ、７４ｂ間に介在する余分な潤滑油を受け入れるように構成されている。つまり、クラッチプレート１は湿式のクラッチプレートである。潤滑溝２は、プレート間の潤滑油を受け入れるとともにプレート間外へ逃がす役割も果たす。これにより、プレート同士の係合がスムーズに行われる。

また、クラッチプレート１の端面１１の径方向略中央には、軸方向に貫通した円弧状の貫通穴である窓３が同一円周上に複数配置されている。窓３は、パイロットクラッチ機構において、適切な磁気回路（磁路）を形成するために必要である。また、クラッチプレート１の内周縁には、スプライン４が形成されている。

潤滑溝２は、図１および図３に示すように、複数の溝２１からなっている。潤滑溝２は、両端面１１上に全体的に延在し、表面中央部から外周縁および内周縁（スプライン４の縁）にまで延在している。潤滑溝２は、窓３および窓３同士の間（空白部分Ａ）を除いた表面全体に形成されている。

本実施形態では、潤滑溝２は、格子状（メッシュ状）に形成されている。溝２１は、外周側では外周縁から窓３または空白部分Ａまで延び、内周側では窓３または空白部分Ａから内周縁（スプライン４の縁）まで延びている。つまり、潤滑溝２の溝２１は、両端面１１上において、周方向に交差する方向に延伸している。そして、潤滑溝２は、溝２１同士が接する（ここでは交差する）交点２２を複数有している。

溝２１は、図２に示すように、溝形成部２１１と、ダレ部２１２と、を有している。溝形成部２１１は、溝２１の延伸方向直交断面（図４のＷ参照）が凹状となるように形成されている。溝形成部２１１は、製造上、延伸方向直交断面において、溝２１の底から開口に向かうほど拡幅している。溝形成部２１１の側壁２１１ａ、２１１ｂは、ほぼ平面状に形成され、軸方向に対して傾斜している。なお、溝形成部２１１の側壁２１１ａ、２１１ｂは、軸方向に平行に形成されてもよい。

ダレ部２１２は、溝形成部２１１の両側方（図２の左右端）に位置し、溝形成部２１１の延伸方向に沿って延在し、摩擦係合面１３と溝形成部２１１とをつなぐ部位である。ダレ部２１２は、延伸方向直交断面において、ほぼ一定の曲率をもつ凸弧状に形成され、溝２１の底から開口に向かうほど拡幅している。ダレ部２１２の拡幅度（軸方向に対する傾斜）は、溝形成部２１１の拡幅度よりも大きい。

このように、端面１１は、摩擦係合面１３と、ダレ部２１２と、溝形成部２１１と、窓３と、空間部分Ａと、で形成されている。

本実施形態において、溝２１の幅ａは、およそ０．１〜０．５ｍｍである。ここで、本発明における溝２１の幅ａとは、図２に示すように、延伸方向直交断面において、溝形成部２１１の側壁２１１ａ、２１１ｂに沿って延ばした延長線と、摩擦係合面１３に沿って延ばした延長線とが交わる２つの交点の離間距離を意味する。

溝２１の深さｂは、溝２１の底から開口（または摩擦係合面１３を含む平面）までの距離であり、本実施形態ではおよそ０．１〜０．２ｍｍである。

ここで、ダレ部２１２の寸法について説明する。本発明において、ダレ部２１２の寸法は、後述する断面上での寸法である。当該断面について説明すると、図３に示すように、まず、溝２１のある一側端Ｘを通り且つクラッチプレート１の径方向に延びる（平行な）直線を仮想直線Ｙとする。そして、図３および図４に示すように、本発明においてダレ部２１２の寸法を規定する断面は、仮想直線Ｙに直交し且つ一側端Ｘを含む平面Ｚで切断された断面Ｚである。一側端とは、溝２１の両サイドのうち一サイドの端部（縁）上の一点である。本実施形態において、一側端Ｘは、溝２１の交点２２位置に設定されている。

図５に示すように、断面Ｚにおいて、一側方当たりのダレ部２１２の幅ｄは、０．１２ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、ダレ部２１２の深さｃは、２５μｍ以上５０μｍ以下である。測定対象は、一側端Ｘを有する溝２１である。断面Ｚにおいて、幅ｄは軸方向に直交する方向の長さであり、深さｃは軸方向の長さである。引きずりトルクは、クラッチプレート１の周方向（一側端Ｘでは断面Ｚに相当する）の凹凸形状に影響を受け得る。

クラッチプレート１の製造方法は、プレス加工を用いたものであり、図６に示すように、主に、仮抜き工程Ｓ１と、溝押し工程Ｓ２と、姿抜き工程Ｓ３と、ラップ工程Ｓ４と、を含んでいる。

仮抜き工程Ｓ１は、磁性体金属板（ここでは鉄板）Ｍに対して、クラッチプレート１の大まかな内周縁と外周縁の形を形成する工程である。溝押し工程Ｓ２は、鉄板Ｍに対し、潤滑溝２の型を両端面１１、１２にプレスする工程である。姿抜き工程Ｓ３は、クラッチプレート１の内周縁（ここではスプライン４）、外周縁、および、窓３を形成する工程である。ラップ工程Ｓ４は、溝押し工程Ｓ２以降に行われ、摩擦係合面１３を研磨して平面度を高める工程である。

ダレ部２１２の寸法は、プレスの押し付け力や、ラップ工程Ｓ４により調整できる。押し付け力を調整することで摩擦係合面１３の盛り上がり量を調整し、ラップ工程Ｓ４のラップ加工において研磨量を調整することで、ダレ部２１２の深さｃや幅ｄを調整できる。

なお、従来の製法、例えば、仮抜き工程Ｓ１→溝押し工程Ｓ２→平押し工程→姿抜き工程Ｓ３→ラップ工程Ｓ４を順にそれぞれプレスする方法によっても、上記溝２１を持つクラッチプレート１を形成することができる。平押し工程とは、盛り上がった摩擦係合面１３を押えて平面化する工程である。従来はラップ工程Ｓ４において、ダレ部分を取り除いていたが、本発明では、ダレ部分適量が残るようにラップ加工することで、ダレ部２１２が形成される。

（実施例１）
クラッチプレート１について、ダレ部２１２の幅ｄはおよそ０．１４ｍｍで、ダレ部２１２の深さｃはおよそ３２μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であり、その曲率半径はおよそ０．８６ｍｍであった。

なお、溝２１の深さｂは、０．１３ｍｍであった。溝２１の深さｂは、製造上、ダレ部２１２の寸法とおおよそ連動して変動する。摩擦係合面１３の一部である１つのランド１４（溝２１で囲まれた部位）の面積は、およそ３．３ｍｍ^２であった。測定した溝２１（交点２２）は、窓３よりも内周側に位置する。寸法測定に用いた測定装置は、ＺＹＧＯＮｅｗＶｉｅｗ（登録商標）７３００である。詳細な測定条件は次のとおりである。測定機は上記ＺＹＧＯＮｅｗＶｉｅｗ（登録商標）７３００であり、構成は白色干渉方式であり、対物レンズは１０倍であり、ズームレンズは１倍であり、カメラモードは６４０×４８０画素であり、スキャン方式はモータースキャンであり、画像連結は９×９面である。参考に測定結果を図７に表す。図７の横軸の単位はｍｍで、図７の縦軸の単位はμｍである。

実施例１のクラッチプレート１に対し、低温時（−２０℃、−４０℃）の引きずりトルクを測定した。引きずりトルクの測定装置は、神鋼造機株式会社製カップリング性能試験機である。測定条件としては、通常使用される状態、すなわちクラッチプレート１が２枚をアウタパイロットクラッチプレート３枚で交互に軸方向に挟み込んだ状態で測定した。なお、測定された引きずりトルクの値は、メインクラッチ機構７０ｃの交互に軸方向に配置された６枚のインナクラッチプレート７２ａと６枚のアウタクラッチプレート７２ｂと、これらのクラッチプレートの間に介在する潤滑油とが生じる引きずりトルクの値も含む。潤滑油は、ＡＴＦ系４ＷＤカップリング専用フルードを用いた。使用したＡＴＦ系４ＷＤカップリング専用フルードの動粘度は次のとおりである。−４０℃での動粘度が４８３３ｍｍ^２／ｓであり、４０℃での動粘度が２３．１３ｍｍ^２／ｓであり、１００℃での動粘度が４．８ｍｍ^２／ｓである。電磁石７３へは電流を印加しない。

潤滑油は、駆動力伝達装置９１の潤滑油の封入される空間の略８０ｖｏｌ％が封入されている。なお、潤滑油の封入される空間は、フロントハウジング７１ａ、オイルシール６５（Ｏリング）、リヤハウジング７１ｂ、筒体６１、リヤハウジング７１ｂ、オイルシール６６（Ｘリング）、インナシャフト７０ｂ、および、オイルシール６７（シールキャップ）により画定された空間である。

引きずりトルクの測定装置は低温室に配置されている。低温室の室温を−２０℃にして駆動力伝達装置９１の温度が−２０℃になるのを待った。駆動力伝達装置９１の温度が−２０℃になると、引きずりトルクの測定装置に固定されたアウタケース７０ａに対してインナシャフト７０ｂを回転させて引きずりトルクを測定した。

引きずりトルクは、アウタケース７０ａに対するインナシャフト７０ｂの回転速度を、０（ｍｉｎ^−１）から３００（ｍｉｎ^−１）まで１秒間の間に一定加速度で加速させ、直ちに３００（ｍｉｎ^−１）から０（ｍｉｎ^−１）まで１秒間の間に一定加速度で減速させる間に生じる最大のトルク値である。

また、同様に、低温室の室温を−４０℃にして駆動力伝達装置９１の温度が−４０℃になるのを待った。駆動力伝達装置９１の温度が−４０℃になると、引きずりトルクの測定装置に固定されたアウタケース７０ａに対してインナシャフト７０ｂを回転させて引きずりトルクを測定した。

この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、３１２Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、５１７Ｎｍであった。なお、ダレ部分がないあるいはほぼ取り除かれた従来のクラッチプレートでは、−２０℃のときの引きずりトルクが４００〜５００Ｎｍで、−４０℃のときの引きずりトルクが６００〜７００Ｎｍであった。

（実施例２）
実施例２のクラッチプレート１について、ダレ部２１２の幅ｄはおよそ０．２４ｍｍで、ダレ部２１２の深さｃはおよそ４７μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であり、その曲率半径はおよそ１ｍｍであった。なお、溝２１の深さｂは、０．１５ｍｍであった。実施例２では、実施例１と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、２６４Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、４６３Ｎｍであった。

（実施例３）
実施例３のクラッチプレート１について、ダレ部２１２の幅ｄはおよそ０．２８ｍｍで、ダレ部２１２の深さｃはおよそ４９μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であり、その曲率半径はおよそ１．２ｍｍであった。なお、溝２１の深さｂは、０．１６ｍｍであった。実施例３では、実施例１と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、２４０Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、４５０Ｎｍであった。

（参考例１）
クラッチプレート１と同構成（寸法除く）の参考例１について、ダレ部２１２の幅ｄはおよそ０．１ｍｍで、ダレ部２１２の深さｃはおよそ２１μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であり、その曲率半径はおよそ０．１５ｍｍであった。なお、溝２１の深さｂは、０．０９ｍｍであった。参考例１では、実施例１と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、３９８Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、６６３Ｎｍであった。

（参考例２）
クラッチプレート１と同構成（寸法除く）の参考例２について、ダレ部２１２の幅ｄはおよそ０．０５ｍｍで、ダレ部２１２の深さｃはおよそ１０μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であり、その曲率半径はおよそ０．０５ｍｍであった。なお、溝２１の深さｂは、０．２ｍｍであった。参考例２では、実施例１と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、４１０Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、６８０Ｎｍであった。

上記実施例１〜３および参考例１、２の結果をまとめたグラフを図８および図９に表す。図８および図９に示すように、参考例１から実施例１に移る際に急激に引きずりトルクが下がっている。つまり、ダレ部２１２の幅ｄは、参考例１と実施例１の間における０．１２ｍｍ以上で、実施例３を含む０．２８ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、ダレ部２１２の深さｃは、２５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。

本実施形態によれば、引きずりトルクが例えば−２０℃で４００Ｎｍ未満および−４０℃で６００Ｎｍ未満となり、低温時における引きずりトルクを低減させることができる。−２０℃より温度が高い場合でも、潤滑油の粘性が低下するため、さらに引きずりトルクは低減する。

なお、実施例１〜３を含む好適な態様では、ダレ部２１２の曲率半径が０．５〜１．３ｍｍであり、溝２１の深さｂが０．１２〜０．１８ｍｍであった。溝２１の深さｂを大きくしていくと、ある数値からは引きずりトルクは大きくなった。例えば溝２１の深さｂをおよそ０．２ｍｍにすると引きずりトルクは上昇した。つまり、溝２１の深さｂと引きずりトルクとの間に相関は見られず、ダレ部２１２の寸法に相関が見られた。また、プレート枚数等の測定条件を変化させても、引きずりトルクの絶対値が変化するだけで、比（グラフの曲線）としては同様の変化となる。

（変形態様）
ダレ部２１２は、凸弧状でなく、平面状であってもよい。また、溝２１は、周方向に突出（凹凸）しつつ全体として径方向に延伸する波型（ギザギザ）形状であってもよい。また、溝２１は、屈曲することなく径方向に延伸するものでもよい。また、潤滑溝２は、交点２２を持たないものでもよい。また、本実施形態は、他の湿式クラッチプレートにも適用でき、例えばアウタパイロットクラッチプレート７４ｂやメインクラッチ機構７０ｃのクラッチプレート７０ａ、７０ｂにも適用できる。これらの構成であっても、本実施形態同様の効果が発揮される。また、仮想直線Ｙは、環状（クラッチプレート１）の中心軸Ｏに直交し且つ溝２１の一側端Ｘを通る直線ともいえる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態のクラッチプレート１０は、図１２に示すように、第一実施形態同様の構成及び用途であって、環状の磁性体金属板からなり、軸方向一端面１１および軸方向他端面（図示せず）の両端面にはそれぞれ潤滑溝２が形成されている。軸方向他端面には、軸方向一端面１１と同様の潤滑溝２が形成されている。クラッチプレート１０は、第一実施形態と同様の製造方法で製造されている。

第二実施形態における溝２１は、第一実施形態同様、クラッチプレート１０の周方向（回転方向）に交差するように、クラッチプレート１０の内側（スプライン４よりも内側）に中心を持つ仮想円（又は仮想球）の軌跡に沿って形成されている。互いに中心が異なる複数の仮想円に対応して複数の溝２１が形成されている。さらに具体的に、上記仮想円の中心は、クラッチプレート１０の中心を中心とする第二仮想円上で周方向に等間隔に位置している。

端面１１は、潤滑溝２と、プレート同士が摩擦係合する摩擦係合面１３と、を有している。摩擦係合面１３は、端面１１においておよそ潤滑溝２と窓３と空間部分Ａを除いた部分であり、平面状に形成されている。

摩擦係合面１３は、複数のランド（「丘部」に相当する）１４０を有している。ランド１４０は、複数の溝２１により囲まれて画定された部分である。複数の溝２１は、ランド１４０を画定するにあたり、少なくとも２点の微分可能でない点と、当該微分可能でない点を結ぶ複数の微分可能な線と、を構成している。本発明では、ランド１４０を画定する上記点及び線を、溝２１を、溝２１の幅方向の中央を通る線（以下、「溝中央線」と称する）とみなして規定している。換言すると、本発明におけるランド１４０の画定にあたっては、溝２１を、幅を持たない線として定義している。微分可能でない点とは接線が１つに確定しない点を意味し、微分可能な線とは線上の任意の点で接線が１つに確定する線を意味する。

具体的には、図１３に示すように、複数の溝２１による溝中央線の交点（２２）が微分可能でない点ｐ１〜ｐ４となり、点ｐ１と点ｐ２を結ぶのが微分可能な線ｑ１となり、点ｐ２と点ｐ３を結ぶのが微分可能な線ｑ２となり、点ｐ３と点ｐ４を結ぶのが微分可能な線ｑ３となり、点ｐ４と点ｐ１を結ぶのが微分可能な線ｑ４となる。第二実施形態におけるランド１４０は、４点の微分可能でない点ｐ１〜ｐ４と、４つの微分可能な線ｑ１〜ｑ４と、により囲まれて画定されている。第二実施形態において、線ｑ１〜ｑ４はほぼ同じ長さである。

第二実施形態の溝２１は、第一実施形態と同様の構成であり、図１４に示すように、溝形成部２１１と、ダレ部２１２と、を有している。ダレ部２１２は、ランド１４０の全周に対して形成されている。ここで、ランド１４０を画定する微分可能な線ｑ１〜ｑ４のうちの１つの線ｑ１を選択し、その線ｑ１上の所定点ｒ１を通る接線Ｒに対して垂直な平面を平面Ｓとする（図１３参照）。溝２１を平面Ｓで切断した断面は、溝２１の延伸方向直交断面に相当し、当該断面における溝２１の形状は図１４に示すようになる。つまり、溝２１を平面Ｓで切断した断面は、交点２２すなわち微分可能でない点ｐ１〜ｐ４を除く溝２１の延伸方向直交断面を意味する。

第二実施形態では、図１４に示すように、溝２１を平面Ｓで切断した断面において、ダレ部２１２の一側方当たりの幅ｅは、０．０９ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、ダレ部２１２の深さｆは、２０μｍ以上５０μｍ以下となるように形成されている。なお、本実施形態において、交点２２におけるダレ部２１２の深さｃと、交点２２以外の部位におけるダレ部２１２の深さｆは、一致していない。

ここで第二実施形態におけるダレ部２１２の幅ｅ及び深さｆの測定方法について説明する。図１４は、姿抜き工程Ｓ３後でラップ工程Ｓ４前の状態を示す断面プロファイルである。図１４の断面プロファイルにおいて、まず基準線Ｔを引く。基準線Ｔは以下のように引く。溝底の一側方のＲ、及び溝底の他側方のＲをとる。一側方のＲと一側方の溝底線とが一致する範囲を指定し、他側方のＲと他側方の溝底線とが一致する範囲を指定する。そして、一側方の当該範囲における溝底側の境界点と、他側方の当該範囲における溝底側の境界点の２点を通る基準線Ｔを引く。

次に溝２１の側面２１ａ、２１ｂにおいて変曲点Ｇを指定する。変曲点Ｇは、曲率が変わる位置であって、溝形成部２１１の側面とダレ部２１２の側面との境目となる点である。例えば溝形成部２１１の一側面２１ａの傾きを直線で表せた場合、開口側において当該直線と溝２１の一側面２１ａとが分離する位置が変曲点Ｇとなる。

次にラップ工程Ｓ４前のランド（１４０）のピーク点（頂点）を通り且つ基準線Ｔに平行な平行線Ｕを引く。そして、変曲点Ｇと平行線Ｕとの距離を求める。最後に、求めた距離からラップ分（研磨で削られる分：本実施形態では１５μｍ）を減算し、減算後の値をダレ部２１２の深さｆとする。

ダレ部２１２の幅ｅの算出については、まず、研磨分を考慮するため平行線Ｕから１５μｍ下方に離れて平行線Ｕに平行な線Ｖを引く。そして、線Ｖと一側方のダレ部２１２との交点ｖ１と、変曲点Ｇとの基準線Ｔ方向の離間距離を求め、当該離間距離をダレ部２１２の幅ｅとする。なお、ダレ部２１２の深さｆは、変曲点Ｇと線Ｖの離間距離ともいえる。ダレ部２１２の深さｆ及び幅ｅは、ラップ工程Ｓ４後のランド１４０の表面すなわちクラッチプレート完成品におけるランド１４０の表面に基づいて求められる。

（実施例４）
クラッチプレート１０について、ダレ部２１２の幅ｅはおよそ０．１５５ｍｍで、ダレ部２１２の深さｆはおよそ２３μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であった。

第二実施形態における各実施例では、ダレ部２１２の幅ｅ及び深さｆの測定において、複数の測定点で測定し、それらの平均値により幅ｅ及び深さｆを算出した。各実施例では、１６箇所の測定点を指定して平均値を測定した。測定点は、ファイバー方向（図１２の矢印参照）に対して０°と９０°の位置にある各ランド１４０において隣接（ここでは対向）する２つの溝２１上にとった。なお、ファイバー方向は、クラッチプレート１０を形成する素材としての鋼板を製造するにあたり、圧延によって形成されたファイバーフローの延在方向である。図１２の○印は、測定点を表している。図１２に示すように、測定点は、一方の端面１１に８箇所、他方の端面に同様に８箇所とした。測定点は、当該選択された各溝２１が構成するランド１４０の辺（微分可能な線）の中央位置とした。すなわち、図１３に示すように、測定点（所定点）ｒ１は線ｑ１の中央とした。対向する溝２１の各測定点ｒ１、ｒ２での測定方向は、ランド１４０から溝２１に向かう方向であって、当該測定点における溝２１の接線に垂直でランド１４０の表面に平行な方向（図１３の矢印参照）とした。

実施例４におけるラップ前の溝２１の深さは、およそ０．１４２ｍｍであった。１つのランド１４０の面積は、およそ３．３ｍｍ^２であった。寸法測定に用いた測定装置は、形状測定機（商品名：サーフコム１５００ＤＸ（登録商標））である。測定子としては先端角度が３０°であるスタイラス（サファイア製）を使用した。測定条件は、送り速度を０．１５ｍｍ／ｓとし、測定ピッチを０．００２ｍｍとした。

実施例４のクラッチプレート１０に対し、低温時（−２０℃、−４０℃）の引きずりトルクを測定した。引きずりトルクの測定装置及び測定条件は、第一実施形態の実施例１〜３と同じである。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、２６０Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、４６０Ｎｍであった。なお、ダレ部分がないあるいはほぼ取り除かれた従来のクラッチプレートでは、−２０℃のときの引きずりトルクが４００〜５００Ｎｍで、−４０℃のときの引きずりトルクが６００〜７００Ｎｍであった。

（実施例５）
実施例５のクラッチプレート１０について、ダレ部２１２の幅ｅはおよそ０．２１４ｍｍで、ダレ部２１２の深さｆはおよそ３７μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であった。なお、ラップ前の溝２１の深さは、０．２０９ｍｍであった。実施例５では、実施例４と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、１９５Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、４１０Ｎｍであった。

（実施例６）
実施例６のクラッチプレート１０について、ダレ部２１２の幅ｅはおよそ０．２４４ｍｍで、ダレ部２１２の深さｆはおよそ４４μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であった。なお、ラップ前の溝２１の深さは、０．２４０ｍｍであった。実施例６では、実施例４と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、１８０Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、３５０Ｎｍであった。

（実施例７）
実施例７のクラッチプレート１０について、ダレ部２１２の幅ｅはおよそ０．２４８ｍｍで、ダレ部２１２の深さｆはおよそ４５μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であった。なお、ラップ前の溝２１の深さは、０．２４２ｍｍであった。実施例７では、実施例４と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、１７５Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、２８０Ｎｍであった。

（参考例３）
クラッチプレート１０と同構成（寸法除く）の参考例３について、ダレ部２１２の幅ｅはおよそ０．１１８ｍｍで、ダレ部２１２の深さｆはおよそ１４μｍであった。ダレ部２１２は凸弧状であった。なお、ラップ前の溝２１の深さは、０．１０６ｍｍであった。参考例３では、実施例４と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、３０５Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、５１０Ｎｍであった。

（参考例４）
クラッチプレート１０において、交点２２を除く溝２１（すなわち微分可能な線ｑ１〜ｑ４）にダレ部２１２が形成されていないものを参考例４とする。なお、ラップ前の溝２１の深さは、０．１００ｍｍであった。参考例４では、実施例４と同条件で寸法測定および引きずりトルク測定を行った。この結果、−２０℃のときの引きずりトルクは、４００Ｎｍであった。また、−４０℃のときの引きずりトルクは、６２０Ｎｍであった。

図１５は、上記実施例４〜７および参考例３、４の結果をまとめたグラフである。ダレ部２１２の深さｆは、２０μｍ未満であると流体くさび効果が得難く油圧反力が発生し難いため引きずりトルク低減効果を十分に得られないおそれがある。したがって、ダレ部２１２の深さｆは、２０μｍ以上であることが好ましい。また、ダレ部２１２の深さｆは、５０μｍより大きくなると摺動面（摺接領域）が減少し十分なトルク特性が確保できないおそれがあるため、５０μｍ以下であることが好ましい。摺動面とは、対向するクラッチプレートと接する面で且つトルク伝達に寄与する面であり、本実施形態では摩擦係合面１３に相当する。クラッチプレート１０は、端面１１における摩擦係合面１３の割合（摺動面積率）が５５％以上９０％以下となるように形成されている。

図１５に示すように、ダレ部２１２の深さｆが２０μｍ以上５０μｍ以下とすることで、引きずりトルクを、−２０℃において３００Ｎｍ未満にでき、−４０℃において５００Ｎｍ未満にすることができる。特にダレ部２１２の深さｆが３５μｍ以上５０μｍ以下である場合、トルク特性を保ちつつ、引きずりトルクをより小さくできる。

引きずりトルクは、クラッチプレート間（アウタクラッチプレート及びインナクラッチプレート）のせん断力τ（せん断抵抗）に相当する。せん断力τは、τ＝η×（Ｕ／ｈ）で表せ、クラッチプレート間の隙間ｈに左右される。ηは潤滑油粘度であり、Ｕはクラッチプレート間の相対速度である。溝２１にダレ部２１２があることでフルード流入に対して油圧反力が発生し、クラッチプレート間の隙間ｈに影響を及ぼす。つまり、クラッチプレート１０の周方向（回転方向）に交差する溝２１おいて、ダレ部２１２の深さｆは、引きずりトルクに大きく関係している。

また、実施例４〜７の他に複数のクラッチプレート１０を作成し、第二実施形態におけるダレ部２１２の深さｆと幅ｅの相関について検証した。製造方法及び測定方法は実施例４〜７同様である。図１６に示すように、ダレ部２１２の深さｆと幅ｅとの間には相関関係がみられる。第二実施形態のダレ部２１２の深さｆ範囲２０μｍ〜５０μｍに対応して、ダレ部２１２の幅ｅはおよそ０．０９ｍｍ〜０．３５ｍｍとなっている。つまり、ダレ部２１２の深さが２０μｍ以上５０μｍ以下であり、且つダレ部２１２の幅ｅが０．０９ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であることにより、上記作用効果が発揮される。

第二実施形態のクラッチプレート１０によれば、低温時の引きずりトルクを低減させることができる。なお、第二実施形態のクラッチプレート１０は、上記に限られず、第一実施形態の変形態様同様の変形態様であっても良い。また、ランド１４０の形状は、多角形であっても良い。ダレ部２１２の深さｆは、クラウニング量ともいえる。また、第一実施形態と第二実施形態とを組み合わせることで、より確実に引きずりトルクを低減させることができる。また、第二実施形態のクラッチプレート１０は、多くのランド（丘部）が４点の微分可能でない点と４つの微分可能な線により囲まれて画定されていたが、ランドは、２点の微分可能でない点と２つの微分可能な線により囲まれて画定されていても良い。また、ランドは、３点の微分可能でない点と３つの微分可能な線により囲まれて画定されていても良い。また、ランドは、５点以上の微分可能でない点と、当該微分可能でない点と同じ数の微分可能な線により囲まれて画定されていても良い。

１、１０：クラッチプレート、１１：軸方向一端面、１３：摩擦係合面、１４、１４０：ランド（丘部）、２：潤滑溝、２１：溝、２２：交点、２１１：溝形成部、２１２：ダレ部、３：窓、４：スプライン、９１：駆動力伝達装置、Ｘ：一側端、Ｙ：仮想直線、Ｓ、Ｚ：平面（断面）、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４：微分可能でない点、ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４：微分可能な線

Claims

軸方向両端面の少なくとも一方に複数の溝からなる潤滑溝が形成され、当該端面が前記潤滑溝と摩擦係合面とを有する環状且つ湿式のクラッチプレートであって、
前記溝は、周方向に交差する方向に延伸し延伸方向直交断面が凹状の溝形成部と、前記溝形成部の両側方で前記溝形成部の前記延伸方向に沿って延在し前記摩擦係合面と前記溝形成部とをつなぐダレ部と、を備え、
前記ダレ部は、前記延伸方向直交断面において、前記溝の底から開口に向かうほど拡幅し、
前記溝の一側端を通り径方向に延びる直線を仮想直線とすると、
前記仮想直線に直交し前記一側端を含む平面で切断した前記一側端を有する溝の断面において、前記ダレ部の一側方当たりの幅は、０．１２ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下であり、前記ダレ部の深さは、２５μｍ以上５０μｍ以下であるクラッチプレート。
軸方向両端面の少なくとも一方に複数の溝からなる潤滑溝が形成され、当該端面が前記潤滑溝と摩擦係合面とを有する環状且つ湿式のクラッチプレートであって、
前記摩擦係合面は、前記複数の溝で構成された少なくとも２点の微分可能でない点及び前記微分可能でない点を結ぶ複数の微分可能な線により、囲まれて画定された丘部を複数有し、
前記溝は、延伸方向直交断面が凹状の溝形成部と、前記溝形成部の両側方で前記溝形成部の前記延伸方向に沿って延在し前記丘部と前記溝形成部とをつなぐダレ部と、を備え、
前記ダレ部は、前記延伸方向直交断面において、前記溝の底から開口に向かうほど拡幅し、
前記微分可能な線のうち周方向に交差して延伸する線上の所定点における接線に対して垂直な平面で切断した断面において、前記ダレ部の一側方当たりの幅は、０．０９ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、前記ダレ部の深さは、２０μｍ以上５０μｍ以下であるクラッチプレート。