JPH01145438A - 湿式クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、湿式多板クラッチ装置に関し、特にそのクラ
ッチ板間改良に関する。

「従来技術およびその問題点」 クラッチ装置は、乾式と湿式に大別される。乾式は小型
という長所があるが、クラッチ摩擦部の耐久性に乏しく
、接続音およびショックが大きく、またクラッチ板の間
に異物が入りやすいという問題がある。これに対し湿式
は、クラッチ板がオイル中に封入されているため、乾式
の欠点はある程度解消される。すなわちクラッチ摩擦部
の耐久性が高く、接続音が小さく、かつ接続が滑らかで
ある。しかしながらその反面、クラッチ板の間にオイル
が供給されるために、この原動側と被動側のクラッチ板
に滑りが発生しやすく、必要以上の滑りが発生すると、
接続が完全に行なわれず、あるいは接続時間が長くかか
るという問題があった。このため従来、クラッチ板にオ
イル排出溝を設けることが提案されているが、オイル排
出溝だけでは、有害な滑りの発生を抑えることが困難で
あった。

「発明の目的」 したがって本発明は、湿式クラッチ装置において、原動
側と被動側のクラッチ板間の有害な滑りの発生を防止す
ることを目的とする。また本発明は、オイル排出溝を形
成してもクラッチ板の強度を損なうことが少ない湿式ク
ラッチ装置を得ることを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、湿式クラッチ装置のクラッチ板の材質、構造
、および処理について研究の結果、この種の湿式クラッ
チ装置において一般的に用いられる低炭素鋼板に、さら
に梨地処理を施し、かつ少なくともその片面にオイル排
出溝を形成すると、潤滑およびオイルの排出を良好に行
ないつつ、優れた接続特性が得られることを見出して完
成されたものである。

すなわち本発明は、湿式クラッチ装置の原動側と被動側
のクラッチ板を、梨地処理を施した低炭素鋼板から構成
し、かつこれらのクラッチ板の少なくとも片面にオイル
排出溝を形成したことを特徴としている。

摩擦特性は、クラッチ板に軟窒化処理を施すことにより
、さらに向上する。

オイル排出溝は、オイルの排出効果を高めるために、少
なくともその外端部が開放されていることが望ましい。

さらにクラッチ板の両面に形成すると、オイル排出効果
がより高まる。

クラッチ板の両面にオイル排出溝を形成すると、オイル
溝の深さによっては、クラッチ板の強度低下の問題が生
ずる可能性があるが、この強度低下の問題は、クラッチ
板の両面のオイル排出溝のパターン、位置、位相または
方向を表裏で異ならせることにより、ある程度解決する
ことができる。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。この実施例
は、特願昭６２−１６３１７７号で本出願人が提案した
湿式クラッチ装置に本発明を通用した実施例である。す
なわちこの湿式クラッチ装置は、小型化を図るために、
原動軸として一般に利用されるプーリをそのまま湿式ク
ラッチのオイル室ハウジングとして利用するようにした
もので、被動軸と一体としたホブの外周部に、該ホブに
対して相対回転自在にプーリを設け、このプーリと、ホ
ブ側部材と、プーリに一体化したカバーとで、オイル室
を形成し、このオイル室内に位置させて、プーリまたは
カバーに軸方向移動可能に支持した原動側クラッチ板と
、被動軸側部材に軸方向移動可能に支持した被動側クラ
ッチ板とを接離可能に設け、かつこれら原動側と被動側
のクラッチ板に密着力を与える手段を設けたことを特徴
とする特のである。

この湿式クラッチ装置は、回転するプーリとカバーの内
側にオイル室か形成されるため小型で、オイルが常に回
転するからオイルの劣化が少なく、電磁手段をオイル室
の外に配設できるため放熱性がよい等の優れた特徴を有
する。

そこでまず第７図ないし第１２図について、この湿式ク
ラッチ装置を説明する。ハウジング１１には、例えばカ
ーターラ用コンプレッサに連なる被動軸１２が回転自在
に支持されており、この被動軸１２の端部にホブ１３が
一体に結合されている。

ハウジング１１には、軸受１４を介して、被動軸１２の
外周部に位置するプーリ１５が回転自在に支持されてい
る。このプーリ１５とホブ１３の間には、オイルシール
１６が設けられている。

プーリ１５には、固定ねじ１８を介してカバー２０が固
定されており、このカバー２０と、プーリ１５と、上記
ホブ１３とでオイル室２１が形成されている。

したがって、プーリ１５およびカバー２０は原動側回転
部材を構成し、被動軸１２およびホブ１３は被動側回転
部材を構成する。そしてこの原動側と被動側の部材に、
オイル室２１内に位置するクラッチ板が支持されている
。

すなわちプーリ１５には、そのカバー２０側の端部内周
に、第１１図に明らかなように複数の軸方向突起２２が
形成され、この軸方向突起２２に環状の原動側クラッチ
板２３の径方向溝２３ｂがスプライン状に嵌められて、
軸方向移動可能に支持されている。この原動側クラッチ
板２３は、回転方向にはプーリ１５と一体に回転する。

他方ホブ１３には、そのカバー２０側の端部外周に、第
１２図に示すようにスプライン（複数の軸方向突起）２
４が形成されていて、このスプライン２４に環状の被動
側クラッチ板２５のスプライン孔２５ｂが軸方向移動可
能に支持されている。この被動側クラッチ板２５は、回
転方向にはホブ１３と一体に回転する。

そしてこれらの原動側クラッチ板２３と被動側クラッチ
板２５は、交互に重ねられ、その外端部に、スプライン
２４にそのスプライン孔２６ａを嵌めたアマチュア２６
が軸方向に移動可能に支持されている。２７は、アマチ
ュア２６の抜は止めリングである。

プーリ１５には、これら原動側クラッチ板２３、被動側
クラッチ板２５、およびアマチュア２６の周方向位置に
合致させて、ハウジングｌｌ側が開放された環状溝２８
が形成されており、この環状溝２８内に、ハウジング１
１にブラケット２９を介して固定したコイル３０が位置
している。プーリ１５には、このコイル３０による磁束
が原動側クラッチ板２３、被動側クラッチ板２５を経て
アマチュア２６に至るように、磁路形成孔３１が穿けら
れている。この磁路形成孔３１は、非磁性体からなる封
止材３２にょワて閉塞され、オイル室２１の密閉性を確
保している。なおりラッチ板２３および２５にも、磁路
形成孔３１と周方向位置の合致する磁路形成孔２３ａ、
２５ａが穿けられている。

以上の湿式クラッチ装置は、カバー２０を外してオイル
室２１内に適当量のオイルを入れ、その後カバー２０を
閉じて使用する。まずコイル３０への非通電状態におい
て、エンジンによってプーリ１５を回転駆動すると、カ
バー２０および原動側クラッチ板２３がこれと一体に回
転する。コイル３０に通電されていないため、アマチュ
ア２６は吸引されず、したがって原動側クラッチ板２３
と被動側クラッチ板２５は滑り、ホブ１３（被動軸１２
）への回転の伝達は行なわれない。

これに対し、コイル３０に通電すると、プーリ１５、コ
イル３０、原動側クラッチ板２３、被動側クラッチ板２
５、およびアマチュア２６内に、第７図に模式的閉曲線
Ａで示す磁束が生じ、アマチュア２６がプーリ１５側に
吸引される。この吸引力により、原動側クラッチ板２３
と被動側クラッチ板２５は強く接触して一体に回転し、
被動側クラッチ板２５とともにホブ１３および被動軸１
２が回転する。よって波動軸１２に連なるコンプレッサ
が駆動される。クラッチ板２３と２５に密着力を与える
手段は、電磁力によらず、例えば油圧によってもよい。

この湿式クラッチ装置においては、接続状態での滑りの
発生を防止するためにオイル室２１内に封入されるオイ
ルの量が制限され、非接続状態における原動側クラッチ
板２３と被動側クラッチ板２５の内周部、およびホブ１
３と原動側クラッチ板２３との潤滑が不十分になるおそ
れがある。このため、図示例では、アマチュア２６とホ
ブ１３の少なくともアマチュア２６に、オイル室２１の
外周部のオイルを内周部に導くオイル通路を形成してい
る。すなわち第７図ないし第９図はその例を示すもので
、アマチュア２６には、そのカバー２０側の面に、オイ
ル溝４０が形成されている。

このオイル溝４０は、アマチュア２６の外周部から内周
部に連続していて、プーリ１５が回転しコイル３０に通
電されない非接続状態（アマチュア２６の停止状態）に
おいて、その外端部に入るオイルをホブ１３外周に導く
作用をする。このオイル溝４０は、その外端部にオイル
が入り易くなるように、第８図のように、オイルの回転
方向（プーリ２０の回転方向）Ｂの上流側に向けてにこ
れを傾斜させ、あるいは第９図に示すように、その外端
部に、ガイド切欠４１を設けることができる。

ホブ１３には、その径方向に貫通するオイル導入孔４３
．４４が穿けられている。このオイル導入孔４３．４４
は、オイル溝４０を伝わって、ホブ１３の中心部に至る
オイルをスプライン２４またはオイルシール１６に導く
ものである。

このようにオイル溝４０、ガイド切欠４１、あるいはオ
イル導入孔４３．４４を形成すると、コイル３０への非
通電状態において、回転するオイル室２１の周縁に位置
するオイルを確実に中心部に導くことができる。すなわ
ちオイル室２１内に封入されているオイルは、プーリ１
５、カバー２０および原動側クラッチ板２３の回転によ
る遠心力および粘性で、オイル室２１の外周部のみに位
置する。このときアマチュア２６は停止、またはオイル
の回転に連れて僅かに回転する状態となるが、外周部に
位置するオイルは、オイル溝４０（およびガイド切欠４
１）を介して、アマチュア２６の内周部に導かれ、スプ
ライン２４の外周を通ってクラッチ板２３と２５の隙間
に導かれる（第７図矢印Ｃ）。またホブ１３の外面を越
えてその中心部に至フたオイルは、オイル導入孔４３を
介して同様にスプライン２４の外周に、またオイル導入
孔４４を介してオイルシール１６にそれぞれ導かれる（
同矢印Ｄ）。よって、クラッチ板２３と２５とが相対回
転する非接続状態において、該クラッチ板２３と２５の
間、およびクラッチ板２５のスプライン溝２５ｂとスプ
ライン２４とを十分潤滑することができ、さらにオイル
シール１６も潤滑できることとなる。クラッチ板２３と
２５間の内周部に入ったオイルは、原動側クラッチ板２
３の遠心力により直ちに外方に移動し、その過程におい
て、クラッチ板２３と２５の全面を潤滑する。

アマチュア２６に形成すべきオイル通路は、第１０Ａ図
に示すように、そのクラッチ板２３．２５側の面のオイ
ル溝４５として形成することもでき、また第１０Ｂ図に
示すように、軸方向に貫通するオイルスリット４６とし
て形成することもできる。これらのオイル溝４５および
オイルスリット４６についても第８図のような傾斜、あ
るいは第９図のようなガイド切欠４１を設けることがで
きるのは勿論である。また第７図、第８図および第１０
Ａ図では、オイル通路が溝４０および４５として形成さ
れているが、この溝に相当する部分だけを突出させたフ
ィンタイプとしてオイル通路を形成することも可能であ
る。この場合には、フィンの間がオイル通路となる。

なおホブ１３のオイル導入孔４３および４４は、オイル
をより確実にクラッチ板２３と２５の内周部およびオイ
ルシール１６に導くために効果的であるが、これがなか
ったとしても、アマチャア２６のオイル溝４０．４５、
ガイド切欠４１、オイルスリット４６により、クラッチ
板２３と２５の内周部の潤滑は可能であり、よって省略
することができる。

本発明は、例えば以上のような湿式クラッチ装置におい
て、原動側クラッチ板２３と被動側クラッチ板２５を低
炭素鋼板から構成してこれに梨地処理を施し、さらに少
なくともその片面に、第１図ないし第６図に示すような
オイル排出溝５０を形成することにより、帰れた接続特
性および摩擦特性を得ることに成功したものである。

低炭素鋼板としては、板厚０．３〜３ＩｉＩ１１程度の
５Ｋ−５または５ｐｃｃを用いることができる。

また梨地処理とは、ロール転写、ショットピーニング、
サンドブラスト、研削、電界研磨、あるいはメツキの各
処理により、無方向性で、Ｒ＋ｎａｘが２〜１０μＩ程
度の無数の均一性の高い凹凸を付した非光沢処理をいう
。この梨地処理によると、原動側クラッチ板２３と被動
側クラッチ板２５の間の有害な滑りの発生を抑え、迅速
な接続をするに必要な摩擦力を発生させることができ、
しかも耐摩耗性が高い。その理由は必ずしも明らかでは
ないが、梨地処理による凹凸の均一性が、原動側クラッ
チ板２３と被動側クラッチ板２５の間に油膜が形成され
るのを防止するために有効に作用し、安定した境界潤滑
が得られるためであると考えられる。第４図に、梨地処
理表面５１とオイル排出溝５０の大小関係の一例を模式
的に示した。

またオイル排出溝５０は、特に原動側クラッチ板２３と
被動側クラッチ板２５の間に存在するオイルを迅速に半
径方向外方に排出するために効果がある。このオイル排
出溝５０は、その排出を確実にするために、少なくとも
その外端部が開放されていることが望ましい。また原動
側クラッチ板２３と被動側クラッチ板２５の両面にそれ
ぞれ形成することが望ましい。両面に形成する場合、表
裏のオイル排出溝５０の位置が合致していると、薄いク
ラッチ板の強度が損なわれるおそれがあり、これを回避
するために本発明は、表裏のオイル排出溝５０のパター
ン、位置、位相または方向を異ならせている。第１図、
第２図は、被動側クラッチ板２５を例にとり、同一パタ
ーン（格子）のオイル排出溝５０の方向を変えることに
より、表裏のオイル排出溝５０の位置が合致しなくなる
ようにした実施例である。

オイル排出溝５０のパターンは種々変形が可能である。

第５図は放射状のオイル排出溝５０、第６図はスパイラ
ル状（放射方向に対して傾斜状）のオイル排出溝５０を
それぞれ示している。この放射状、あるいはスパイラル
状のオイル排出溝５０を原動側クラッチ板２３と被動側
クラッチ板２５の表裏に形成する場合には、表裏でその
位相を異ならせることにより表裏での位置の合致を防ぐ
ことができる。

なおオイル排出溝５０の溝幅、深さ、およびピッチは、
原動側クラッチ板２３と被動側クラッチ板２５の内径が
２０〜１５０ｍｍ、外径が４０〜２００ＩＩｌのとき、
それぞれ０．１〜５＋ｎｍ、０．０１ｍｍ以上、および
１〜５ｍＩＩ＋とすると、よい結果が得られた。

原動側クラッチ板２３と被動側クラッチ板２５にはさら
に、軟窒化処理を施すと、接続特性および耐摩耗性を向
上させることができることが明らかとなった。軟窒化処
理は、−数的には、材料の硬度を高める処理として知ら
れているが、原動側クラッチ板２３と被動側クラッチ板
２５にこの処理を施すと、安定したｊｌＦＪ特性が得ら
れ、梨地処理による安定した境界潤滑効果をさらに高め
ることができることが明らかとなった。この軟窒化処理
は、例えば、５５０〜５７０℃のシアン塩、シアン酸塩
による塩浴中に、低炭素鋼板を１〜２時間浸清する塩浴
軟窒化によって行なうことができる。

第１３図は、 Ａ、オイル排出溝のみを有するクラッチ板、Ｂ、オイル
排出溝を有するクラッチ板にさらにに軟窒化処理を施し
たもの、 Ｃ，オイル排出溝を有するクラッチ板にさらにに梨地処
理を施したもの、および り、オイル排出溝を有するクラッチ板にさらにに軟窒化
処理と梨地処理を施したもの、について、図に示す条件
で断接実験を行なった際のすべり発生迄の断接（０Ｎ−
ＯＦＦ）回数を実験した図表である。この実験結果によ
っても、本発明のクラッチ板の優れていることが理解さ
れる。

以上の実施例では、プーリ１５を原動側、被動＠１２を
被動側として説明し、実際その用い方が一般的であるが
、被動軸１２を原動側とし、プーリ１５を被動側として
も本発明は使用可能である。本文および請求範囲の記載
では、構成を明瞭とするために、便宜的に原動側と被動
側の区別をしたが、本発明がこのような使用方法を含ま
ないとする趣旨ではない。

また本発明は、以上の実施例に示した湿式クラッチ装置
以外の湿式クラッチ装置についても同様に適用可能であ
る。

「発明の効果」 以上のように本発明は、湿式クラッチ装置の原動側およ
び被動側のクラッチ板を梨地処理を施した低炭素鋼板か
ら構成し、かつこれらのクラッチ板の少なくとも片面に
オイル排出溝を形成したことにより、有害な滑りの発生
を防止して接続速度を早めることができ、しかも安定し
た境界潤滑状態が得られるため、潤滑性も損なうことが
なく、摩耗特性も優れたものとすることができる。そし
て以上の効果は、クラッチ板にさらに軟窒化処理を施す
ことにより、より顕著になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による湿式クラッチ装置の被動側クラッ
チ板の実施例を示す表面図、第２図は同裏面図、第３図
は原動側クラッチ板の実施例を示す表面図、第４図は第
１図ないし第３図のクラッチ板の梨地処理表面とオイル
排出溝の関係を示す模式断面図、第５図、第６図は本発
明の他の実施例を示すクラッチ板の表面図である。 第７図は本発明の対象とする湿式クラッチ装置の例を示
す、上半部を断面とした正面図、第８図、第９図はそれ
ぞれ第７図の唱−■線に沿う、異なる実施例の断面図、
第１０Ａ図、第１０Ｂ図はそれぞれアマチュアに形成す
るオイル通路の他の例を示す断面図、第１１図、７ｇ１
２図はそれぞれ第７図のＸＩ−ＸＩ線、ｘｎ−ｘｎ線に
沿う断面図である。 第１３図は本発明による湿式クラッチ装置の実験結果を
示す図表である。 １１−・ハウジング、１２−・・被動軸、１３−・・ホ
ブ、１４・−軸受、１５−・・プーリ、１６−・・オイ
ルシール、１　Ｂ−・・固定ねじ、２０−・・カバー、
２１・・・オイル室、２２−・・軸方向突起、２３−・
・原動側クラッチ板、２４−・・スプライン、２５−・
被動側クラッチ板、２６−・・アマチュア、２８−・・
環状溝、２９−・・ブラケット、３０−・・コイル、３
１−・・磁路形成孔、３２−・・封止材、４０．４５−
・・オイル溝、４１−・・ガイド切欠、４３．４４−・
・オイル導入孔、４６・・・オイルスリット、５０−・
・オイル排出溝、５１・・・梨地処理表面。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）オイル室内に、原動側回転部材と被動側回転部材
   とにそれぞれ軸方向移動可能に支持した原動側クラッチ
   板と被動側クラッチ板を交互に積層状に配設し、かつこ
   の原動側と被動側のクラッチ板に密着力を与える手段を
   設けた湿式クラッチ装置において、上記原動側と被動側
   のクラッチ板を、梨地処理を施した低炭素鋼板から構成
   し、かつこれらのクラッチ板の少なくとも片面にオイル
   排出溝を形成したことを特徴とする湿式クラッチ装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、原動側と被動側
   のクラッチ板にはさらに、軟窒化処理が施されている湿
   式クラッチ装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、オ
   イル排出溝は、少なくともその外端部が開放されている
   湿式クラッチ装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一
   において、オイル排出溝は、原動側と被動側の双方のク
   ラッチ板の両面に形成されている湿式クラッチ装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか一
   において、クラッチ板の両面のオイル排出溝は、表裏で
   そのパターン、位置、位相または方向が異なっている湿
   式クラッチ装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項において、クラッチ板の表
   裏のオイル排出溝は、同一パターンの溝をその方向を異
   ならせて形成している湿式クラッチ装置。
7. （７）特許請求の範囲第６項において、同一パターンの
   溝は格子溝である湿式クラッチ装置。
8. （８）特許請求の範囲第５項において、クラッチ板の表
   裏のオイル排出溝は、放射溝で、表裏の位相が異なって
   いる湿式クラッチ装置。
9. （９）特許請求の範囲第５項において、クラッチ板の表
   裏のオイル排出溝は、スパイラル溝で、表裏の位相が異
   なっている湿式クラッチ装置。
10. （１０）特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか
    一において、オイル室は、被動軸の外周部に位置する、
    原動側回転部材たるプーリと、このプーリの中心に位置
    する被動側回転部材と、プーリに一体に形成したカバー
    とから構成されている湿式クラッチ装置。