KR20030005062A - 습식 마찰클러치 및 전자클러치 - Google Patents

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Abstract

전자석(57)의 자기 루프(95)에 설치한 파일롯 클러치(61)를, 아마츄어(71)와 전자석(57) 사이에 개재하는 습식 마찰클러치와 전자클러치를 개시한다. 전자석(57)의 여자에 의해, 아마츄어(57)를 흡인하여 파일롯 클러치(61)를 체결한다. 파일롯 클러치(61)는 미끄럼 이동하도록 중첩된 복수 개의 클러치판(87)(89)으로 이루어진다. 클러치판(87)(87A)(87B)(89)(89A)(89B)(89C)(89D)(89E)(89F)에 대해, 면적 또는 형상이 다른 오일도입로(86)(96)(98)(106)(108)(110)(114)를 형성하여 동유압효과를 발생시키는 것에 의해, 클러치판을 이간시켜, 드랙 토오크를 억제한다. 또, 클러치판은 내외주측에 자로형성부(89b)(89c)를 갖고, 관통공(112) 사이에 브릿지부분(120)이 개재되도록 관통공(112) 사이에 형성되며, 인접하는 클러치판의 브릿지부분의 대향면끼리의 접촉 면적이 감소하는 것에 의해 자속 누설 양을 저감하도록 각각의 브릿지부분이 형성되어 있다.

Description

습식 마찰클러치 및 전자클러치{WET TYPE FRICTION CLUTCH AND ELECTROMAGNETIC CLUTCH}
본 발명은 차량의 커플링장치 또는 차동기어장치 등에 이용되는 습식 마찰클러치 및 전자 클러치에 관한 것이다.
일본국 특개평 10-329562호 공보에 도 1에 예시한 구동력전달장치(301)가 개시되어 있다.
구동력전달장치(301)는 회전 케이스(303), 내측 샤프트(305), 메인클러치(307), 볼 캠(309), 압력판(301), 캠 링(313), 파일롯 클러치(315), 아마츄어(317) 및 전자석(319) 등으로 구성되어 있다.
구동력전달장치(301)는 4륜구동차에서 2륜구동 주행 조건 동안 서로에 대해 분리되도록 전환후 후방측 프로펠러 샤프트 사이에 배치되어 있고, 회전 케이스(303)는 전방측 프로펠러 샤프트에 연결되는 동시에 회전 케이스(305)는 후방측 프로펠러 샤프트에 연결되어 있다.
회전 케이스(303)는 메인 클러치(307)가 체결되어 있는 원통부재(321)와, 전자석(319)의 자로의 일부를 구성하는 회전자(323)로 구성되어, 원통부재(321)는 자로에서 자속의 누설을 방지하기 위한 스테인레스강으로 이루어져 있다.
메인 클러치(307)는 원통부재(321)와 내측 샤프트(305) 사이에 배치된 다판 클러치로서, 볼 캠(309)은 내측 샤프트(305)에 이동가능하게 연결된 압력판(311)과 캠 링(313) 사이에 설치되어 있다.
파일롯 클러치(315)는 다판 클러치로 이루어지고, 아마츄어(317)와 회전자(323) 사이에 끼워져 있다.
구동력전달장치(301)에는 회전자(323), 파일롯 클러치(315), 아마츄어(317) 등에 의해 전자석(319)의 자로가 자력선(325)과 같이 형성되어 있고, 전자석(319)을 여자하면, 자력선(325)에 의해 아마츄어(317)가 흡인되기 때문에, 파일롯 클러치(315)를 가압 접촉하여 연결시킨다.
파일롯 클러치(315)가 체결되면, 파일롯 토오크가 발생해 볼 캠(309)에 엔진의 구동력이 인가되어, 발생된 캠 스러스트력에 의해 메인 클러치(307)가 가압되어, 구동력전달장치(301)가 체결되어 후륜측에 구동력이 전달되어, 차량은 4륜구동상태로 된다.
또, 전자석(319)의 여자를 차단하면, 파일롯 클러치(315)가 개방되어 볼 캠(309)의 캠 스러스트력이 소실하므로, 메인 클러치(307)가 개방되어 구동력전달장치(301)의 연결이 해제되어, 후륜측이 전환되어 차량은 2륜구동상태로 된다.
다판 클러치로 이루어지는 파일롯 클러치(315)는, 복수 개의 외측판과 내측판이 교대로 적층되는 것으로 구성되어 있다. 또, 외측판는 원통부재(321)에 맞물리는 것으로, 이 때문에 맞물림돌기가 각각의 외측판의 외주측에 일정 간격으로 원주방향으로 이격 형성되어 있다. 내측판은 캠 링(313)에 맞물리는 것으로, 이 때문에 맞물림돌기가 내측판의 내주측에 일정 간격으로 원주방향으로 이격 형성되어 있다.
파일롯 클러치(315)는 전자석(319)의 자력선(325)에 의해 아마츄어(317)가흡인되는 것에 의해, 적층상태의 외측판과 내측판이 가압 접촉하여 마찰력이 발생하고, 체결하는 것이다. 한편, 파일롯 클러치(315)가 해제 상태에서, 외측판과 내측판은 상호 미끄럼 이동하기 때문에, 오일에 의해 윤활할 필요가 있고, 이 때문에 회전 케이스(303) 내에는 오일이 충진되어 있다.
파일롯 클러치(315)에는, 전자석(319)으로 통전하지 않는 2륜구동시에도, 외측판 및 내측판이 적층상태에서 미끄럼 이동가능하기 때문에, 저온시 등에는 오일의 점성에 의해 인접하는 클러치판 사이에 드랙 토오크(drag torque)가 발생할 우려가 있다. 이 드랙 토오크가 어느 정도 이상이 되면, 외측판 및 내측판이 체결된 상태로 되어, 파일롯 클러치(315)에 파일롯 토오크가 발생해, 볼 캠(309)을 통해 메인 클러치(307)에 가압력이 작용하여, 후륜측에 구동력이 전달될 우려가 있다.
이와 같이 클러치의 커플링이 필요 없는 시간 간격 동안, 후륜측에 구동력이 전달되면, 구동손실이 후륜측에 전달되어 차량의 주행성이나 연비에 영향을 미치게 된다.
또, 전술한 클러치 회전자(323), 파일롯 클러치(315), 아마츄어 (317)등에 의해 전자석(319)의 자로가 자력선(325)과 같이 형성되어 있고, 파일롯 클러치(315)의 내측 클러치판에 관통공이 형성되어 자속 밀도의 감소를 배제하여 순환 자력선(325)의 자속 누설을 감소시킨다.
전술한 내측 클러치판에는 개재되는 브릿지부분 사이에 복수 개의 관통공이 형성되어 있다. 도시하지 않은 외측 클러치판에는 동일 구조로 관통공이 형성된다. 이 구조에 의해, 각 관통공의 내주부와 외주부는 순환 자력선(325)으로 기능하는 자로형성부를 형성한다.
그러나, 당분야의 종래 전자 클러치장치의 클러치판은, 내주부의 자로형성부와 외주부의 자로형성부 사이에 원주방향으로 연장하는 관통공을 형성한 경우에도, 필연적으로 클러치판의 내주부와 외주부를 연결하기 위해서 상기 브릿지부분이 원주상에 6개소 형성되고, 상호 인접하는 클러치판의 상기 브릿지부분의 대향면끼리가 접촉하도록 된다.
이 때문에, 상기 브릿지부분의 접촉하는 대향면이 이탈 경로로 되어, 상기 자로형성부를 순환하는 자력선이 상대 자로로 이탈하기 때문에, 전자석(319)에서 발생한 자력이 저하하여 아마츄어(317)의 흡인력이 감소하고, 오히려 파일롯 클러치 기구의 체결력이 약하게 된다.
또, 자력선의 이탈량을 저감하기 위해서, 상기 브릿지부분의 수를 줄이는 것이 고려되지만, 클러치판의 강도 저하를 초래하고, 내구성의 악화가 염려된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 클러치판 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있고, 불필요시에 클러치판이 체결하지 않고, 차량의 동력전달기구(커플링) 등에 적용한 경우에는, 주행성에 영향을 주지 않고, 연비를 향상할 수 있는 습식 마찰클러치 및 전자클러치를 제공하는 데에 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은, 관통공 사이에 개재하는 브릿지부분에 필요한 강도를 확보하면서, 브릿지부분의 총면적을 감소하고, 자력선 이탈 양을 저감하여 전자석 흡인력의 향상을 도모하도록 한 전자클러치용 클러치판을 제공하는 것을목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 제1 및 제2 구동력전달부재 사이에 동작가능하게 배치된 습식 마찰클러치로서, 제1 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제1 클러치판, 복수 개의 제1 클러치판과 중첩되고 제2 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제2 클러치판, 복수 개의 제1 및 제2 클러치판을 선택적으로 체결 또는 해제 동작하는 클러치 작동자, 및 인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성되고, 인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 오일실과 연통하는 클러치판의 원주방향으로 소정 길이로 연장하는 오일도입로를 포함하는 습식 마찰클러치를 제공한다.
이 클러치판은 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성된 오일도입로에 오일을 유지하도록 윤활된다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성된 오일도입로가 오일실과 연통하기 때문에, 클러치판이 회전하면, "동유압효과(Weissenberg Effect)"에 의해 오일도입로로 오일이 공급되어, 클러치판의 슬라이딩부에 오일이 안내되기 때문에, 인접하는 클러치판이 도입된 오일에 의해 원활히 이격된다. 이 때문에, 클러치판 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명의 습식 마찰 토오크를 차량의 커플링이나 차동기어장치의 클러치에 이용한 경우에는, 불필요한 동력이 전달되지 않고, 주행성을 안정시킬 수 있는 동시에, 구동손실이 해소되어 연비를 향상할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 및 제2 구동력전달부재 사이에 동작가능하게 배치된 습식 마찰클러치로서, 제1 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제1 클러치판, 복수 개의 제1 클러치판과 중첩되고 제2 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제2 클러치판, 복수 개의 제1 및 제2 클러치판을 선택적으로 체결 또는 해제 동작하는 클러치 작동자, 인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성된 제1 오일도입로, 및 다른 인접하는 클러치판에 형성된 제2 오일도입로를 포함하며, 상기 제1 오일도입로는, 제1 및 제2 오일도입로에서 인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 제2 오일도입로와 면적이 다르게 형성되는 습식 마찰클러치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구동축과 회전가능하게 배치된 제1 클러치판 및 피동축과 회전가능하게 배치된 제2 클러치판을 서로 중첩시킨 클러치판 그룹, 상기 클러치판 그룹의 일측방에 배치한 전자석, 상기 클러치판 그룹의 타방측에 배치하여 상기 전자석에서 발생하는 전자력에 흡입되는 아마츄어를 구비하고, 상기 아마츄어의 흡인에 의해 상기 클러치판 그룹을 가압 접촉하여 체결하는 전자클러치장치로서, 상기 클러치판에는 상기 전자석에서 발생한 자로를 순환하는 자로형성부 사이에 위치하여, 내주부와 외주부를 연결하는 브릿지부분을 개재하면서 원주방향으로 관통공이 형성되도록 된 전자클러치용 클러치판에 있어서, 상기 브릿지부분은, 인접하는 상대측의 클러치판에 대향하는 대향면과, 상기 관통공에 면하는 내벽면을 구비하고, 상기 브릿지부분의 형상을 소정의 단면적을 확보하면서, 상기대향면의 원주방향 길이를, 브릿지부분의 원주방향 길이보다 짧게 형성한 전자클러치용 클러치판을 제공한다.
상기 구조에 의하면, 브릿지부분은 소정의 단면적에 의해 클러치판의 내주부분과 외주부분을 연결에 필요한 강도를 확보하면서, 대향면의 원주방향을 따른 길이가, 브릿지부분의 원주방향 길이보다 짧게 형성하는 것에 의해, 브릿지부분의 단면 형상은, 대향면의 적어도 원주방향 일단부에서 내벽면을 향해 두께가 감소하는 부분이 형성된다.
따라서, 상기 브릿지부분은, 상기 두께의 감소부분에 의해 상호 인접하는 클러치판의 브릿지부분에 형성된 대향면끼리의 접촉면적이 감소하기 때문에, 브릿지부분을 통해 자력선이 누설 양을 저감할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구동축과 회전가능하게 배치된 제1 클러치판 및 피동축과 회전가능하게 배치된 제2 클러치판을 서로 중첩시킨 클러치판 그룹, 상기 클러치판 그룹의 일측방에 배치한 전자석, 상기 클러치판 그룹의 타방측에 배치하여 상기 전자석에서 발생하는 전자력에 흡입되는 아마츄어를 구비하고, 상기 아마츄어의 흡인에 의해 상기 클러치판 그룹을 가압 접촉하여 체결하는 전자클러치장치로서, 상기 클러치판에는 상기 전자석에서 발생한 자로를 순환하는 자로형성부 사이에 위치하여, 내주부와 외주부를 연결하는 브릿지부분을 개재하면서 원주방향으로 관통공이 형성되도록 된 전자클러치용 클러치판에 있어서, 상기 브릿지부분은 인접하는 클러치판에 대향하는 대향면과, 상기 관통공에 면하는 내벽면을 구비하고, 상기 브릿지부분의 형상을, 소정의 단면적을 확보하면서, 상기 브릿지부분의 두께를 상기 자로형성부의 두께보다도 작게 한 전자클러치용 클러치판을 제공한다.
상기 구조에 의하면, 브릿지부분은 소정의 단면적에 의해 필요한 강도를 확보하면서, 브릿지부분의 두께를 자로형성부의 두께보다도 작게 하는 것에 의해, 상호 인접하는 클러치판 사이의 브릿지부분의 대향면끼리의 접촉이 없게 되기 때문에, 브릿지부분을 통해 자력선이 누설하는 양을 저감할 수 있다.
도 1은 당 분야의 구동력전달장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 습식 마찰클러치가 조립된 후방 차동기어장치의 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 내측판의 정면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 외측판의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 내측판 및 외측판이 조립된 파일롯 클러치의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 파일롯 클러치의 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시 형태의 외측판의 정면도이다.
도 7은 도 6의 외측판과 도 3a의 내측판 사이의 관계를 도시하는 주요부의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제3 실시 형태의 내측판의 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제4 실시 형태의 내측판의 정면도이다.
도 10a는 도 9에 도시한 내측판의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 10b는 도 9에 도시한 내측판의 변형예의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제5 실시 형태의 내측판의 정면도이다.
도 12는 도 11의 12-12 선을 따라 취한 단면에 도 11의 내측판의 파일롯 클러치의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 13은 도 11의 13-13 선을 따라 취한 단면에 도 11의 내측판의 파일롯 클러치의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 14a 및 도 14b는 도 11의 내측판과 인접한 외측판 사이의 슬라이딩부에 대한 오일안내부의 작용표면부를 도시하는 도면이다.
도 15는 도 1에 내측판을 적용한 메인 클러치의 드랙 토오크를 도시하는 특성도이다.
도 16은 도 1에 내측판을 적용한 메인 클러치의 온도 편차를 도시하는 특성도이다.
도 17은 본 발명에 따른 제6 실시 형태의 외측판의 정면도이다.
도 18은 도 11의 18-18 선을 따라 취한 단면에 도 17의 외측판의 파일롯 클러치의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 19는 도 17의 외측판의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 20a는 도 19에 도시한 외측판의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 20b는 도 19에 도시한 외측판의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 21은 본 발명에 따른 제7 실시 형태의 내측판의 정면도이다.
도 22는 도 21의 22-22 선을 따라 취한 단면에 내측판을 조립한 파일롯 클러치의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 23은 도 17의 외측판과 도 21의 내측판을 조합한 파일롯 클러치의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 24는 본 발명에 따른 제8 실시 형태의 내측판의 정면도이다.
도 25는 본 발명에 따른 제9 실시 형태의 내측판을 형성하는 전자클러치의 클러치판의 정면도이다.
도 26은 도 25의 26-26 선을 따라 취한 클러치판의 주요부의 확대 단면도이다.
도 27은 도 26에 도시한 브릿지부분의 제1 변형예를 도시하는 확대도이다.
도 28은 도 26에 도시한 브릿지부분의 제2 변형예를 도시하는 확대도이다.
도 29는 도 26에 도시한 브릿지부분의 제3 변형예를 도시하는 확대도이다.
도 30은 도 26에 도시한 브릿지부분의 제4 변형예를 도시하는 확대도이다.
도 31은 본 발명에 따른 제10 실시 형태의 클러치판의 브릿지부분 형성부의 확대 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
87, 87A, 87B, 87B' : 외측판
89, 89A, 89B, 89C, 89D, 89E, 89F : 내측판
87b, 89b : 내주 자로부87c, 89c : 외주 자로부
112 : 관통공120 : 브릿지부분
86, 90, 96, 98, 106, 108, 110, 114 : 오일도입로
[제1 실시 형태]
도 2 내지 도 5에 의해, 본 발명의 제1 실시 형태의 내측판과 외측판을 조합한 차량용 후방 차동기어(후방 차동기어부)(1)를 설명한다.
"좌우방향" 이라 함은 도 2에서 차량의 좌우방향을 의미하며, 후방 차동기어(1)가 차량 내부에 장착되며, 부호가 없는 요소 등은 도시하지 않는다.
도 2의 후방 차동기어(1)는 습식 마찰클러치를 포함한 구조의 일 실시예와 함께 2륜 구동주행시 후륜이 변속 출력축에서 단속되는 후륜측에 후륜 차동기어(1)를 장착한 차량은 4륜구동차를 도시하며, 본 발명은 이에 한정하지 않고 실시 형태의 내측판과 외측판을 다른 습식 마찰클러치에도 적용될 수 있다는 것에 주목할 것이다.
도 2에서, 후방 차동기어(1)는, 회전 케이스(3), 차동기어 케이스(5), 베벨기어식 차동기어기구(7), 회전자(11)를 갖는 클러치기구(9)의 전자클러치 등으로 구성되어 있다.
차동기어(1)는 차동기어 캐리어에 수용되어 있고, 이 차동기어 캐리어에는 오일 침적부가 형성되어 있다.
회전 케이스(3)는 링 기어(13)와 원통부재(15)로 구성되어 있고, 원통부재(15)는 프레스 가공되어, 링 기어(13)에 용접되어 있다.
링 기어(13)는 대직경과 소직경의 볼 베어링(17)(19)에 의해 차동기어 케이스(5) 상에 지지되어 있다. 또, 링 기어(13)는 헬리컬 기어이고, 후륜측 프로펠러 샤프트에 연결된 상대측 헬리컬 기어와 치형 결합하고 있다.
도 2에서, 회전 케이스(3)는 링 기어(13)에 의해 출력 토오크 전달만을 행하고, 연관 부재의 지지 기능에서 개방된 부유 구조로 되어 있다.
또, 링 기어(13)는 차량의 전진 주행시에는 회전 케이스(3)에 우방향의 치형 결합 스러스트력을 부여하고, 후진 주행시에는 좌방향의 치형 결합 스러스트력을 부여한다.
볼 베어링(17)의 외측 레이스(21)는 링 기어(13)의 단차부(23)에 의해 좌방향으로 위치 결정되어 있고, 내측 레이스(25)는 압력수납판(27)과 차동기어 케이스(5)의 단차부(28)에 의해 우방향으로 위치 결정되어 있다.
또, 볼 베어링(19)의 외측 레이스(29)는 링 기어(13)의 단차부(31)에 의해 좌방향으로 위치 결정되어 있고, 내측 레이스(33)는 차동기어 케이스(5)의 좌 보스부(35)에 장착된 스냅 링(37)에 의해 좌방향으로 위치 결정되어 있다. 스냅 링(37)은 충분한 위치 결정 기능을 가지면서, 어느 정도 이상의 스러스트력을 받으면 파괴하도록, 적정한 강도가 부여되어 있다.
차동기구(7)는, 복수 개의 피니어 샤프트(39), 피니언 기어(41), 좌우의 사이드 기어(43)(45) 등으로 구성되어 있다.
각 피니언 샤프트(39)는 차동기어 케이스(5)의 회전중심축에서 반경방향으로 배치되어 있고, 각각의 선단은 차동기어 케이스(5)의 상대측 맞물림 구멍(47)에 맞물리고, 스프링 핀(49)에 의해 잠금되도록 되어 있다.
피니언 기어(41)는 피니언 샤프트(39) 상에 지지되어 있고, 차동기어 케이스(5)와 피니언 기어(41) 사이에는, 피니언 기어(41)의 원심력 및 사이드 기어(43)(45)의 치형 결합 반력을 받는 구면 워셔(51)가 배치되어 있다.
사이드 기어(43)(45)는 각각 피니언 기어(41)와 치형 결합하고, 각 사이드 기어(43)(45)와 차동기어 케이스(5) 사이에는, 사이드 기어(43)(45)의 치형 결합 반력을 받는 스러스트 와셔(53)가 각각 배치되어 있다.
사이드 기어(43)(45)는 좌우의 구동 샤프트에 각각 스플라인 연결되어 있고, 각 구동 샤프트는 차동기어 케이스의 좌우의 보스부(35)(55)와 차동 캐리어에서 외부로 관통하고, 커플링 유닛을 통해 좌우의 후륜에 연결되어 있다.
차동기어 케이스(5)는, 좌 보스부(35)를 볼 베어링(74)을 통해 차동 캐리어에 지지되어, 우 보스부(55)를 볼 베어링(75)을 통해 차동기어 캐리어에 지지되어 있다.
링 기어(13)를 회전시키는 엔진(원동기)의 구동력은, 하기와 같이, 클러치기구(9)가 연결되면 차동기어 케이스(5)에 전달된다. 차동기어 케이스(5)의 회전은 피니언 샤프트(39)에서 피니언 기어(41)를 통해 각 사이드 기어(43)(45)로 배분되고, 또 구동 샤프트에서 좌우의 후륜측에 전달되어 차량이 4륜 구동 상태로 되어, 악로(惡路)의 탈출성과 주파성, 발진성, 가속성, 차체의 안정성 등이 놀랍게 향상된다.
또, 악로 등에서 후륜 사이에 구동 저항차가 발생하면, 엔진의 구동력은 피니언 기어(41)의 자전에 의해 좌우의 후륜에 차동 배분된다.
클러치기구(9)는, 전자석(57), 회전자(11), 다판식의 메인 클러치(59), 및 파일롯 클러치(본 실시 형태의 습식 마찰클러치(61), 캠 링 또는 원판부재(63), 볼 캠(65) 또는 롤링부재(캠기구), 압력판(67), 리턴스프링(69), 아마츄어(71) 및 컨트롤러 등으로 구성되어 있다.
전자석(57)의 코어(73)는 차동기어 캐리어에 고정되어 있고, 그 리드선은 외부로 인출되어, 차량에 적재된 배터리에 접속되어 있다.
회전자(11)는 자성재료로 이루어져 있고, 스냅 링(77)에 의해 차동기어 케이스의 우 보스부(55) 외주에 고정되고, 축방향으로 위치 결정되어 있다. 또, 회전자(11)는 회전 케이스(3)의 우측 벽부재를 겸하고 있다.
메인 클러치(59)는, 회전 케이스(3)(원통부재(15))와 차동기어 케이스(5) 사이에 배치되어 있다. 메인 클러치(59)의 외측판(79)은 원통부재(15)의 내주에 설치된 스플라인부(81)에 연결되어 있고, 내측판(83)은 차동기어 케이스(5)의 외주에 설치된 스플라인부(85)에 연결되어 있다.
파일롯 클러치(61)는 원통부재(15)와 캠 링(63) 사이에 배치되어 있다. 복수 개의 제1 외측판(클러치판)(87)은 원통부재(15)의 스플라인부(81)에 연결되어있고, 내측판(클러치판(89))은 캠 링(63)의 외주에 설치된 스플라인부(91)에 연결되어 있다.
또, 스플라인부(81)는, 원통부재(15)를 프레스 가공할 때 동시에 가공되어 있고, 원통부재(15)의 우단부까지 관통하고 있다.
외측판(87)과 내측판(89)은 축방향으로 교대로 배치되어 있고, 아마츄어(71)에는 내측판(89)가 대향하고 있다.
볼 캠(65)은 캠 링(63)과 압력판(67) 사이에 배치되어 있다. 압력판(67)은 차동기어 케이스(5)의 스플라인부(85)에 연결되어 있고, 하기와 같이 연결 상태에서, 볼 캠(65)의 캠 스러스트력을 받아 메인 클러치(59)를 가압한다.
캠 링(63)과 회전자(11) 사이에는, 볼 캠(65)의 캠 반력을 받는 스러스트 베어링(93)이 배치되어 있다.
또, 리턴스프링(69)은 압력판(67)과 차동기어 케이스(5) 사이에 배치되고, 압력판(67)을 메인 클러치(59)의 연결 해제 방향으로 부세하고 있다.
아마츄어(71)는 링 형상으로 형성되어 있고, 압력판(67)과 파일롯 클러치(61) 사이에 축방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 또, 아마츄어(71)의 내주는 압력판(67)의 단차부(94)에 의해 센터링 되어 있다.
회전자(11), 파일롯 클러치(61)의 외측판(87)과 내측판(89), 아마츄어(71)에 의해 전자석(57)의 자로가 구성되고, 전자석(57)을 여자하면 이 자속 경로 상에 자기 루프(95)가 형성된다.
또, 회전자(11)와 전자석(57)의 코어(73) 사이에는 자로의 일부를 형성하는소정 간격의 에어 갭(97)(99)이 설치되어 있다. 회전자(11)는, 반경방향으로 이격된 외주부(101)와 내주부(103)로 구성되고, 외주부(101)와 내주부(103)가 브릿지부분(107)에 의해 연결되어 있다. 브릿지부분(107)은 자력의 단락 방지 효과를 높히기 위해서, 축방향의 양측에 오목부를 형성하고, 얇은 두께를 제공한다.
또, 회전자(11)와 파일롯 클러치(61) 사이에는, 파일롯 클러치(61)와 회전자(11)의 인접 맞물림을 개선하는 와셔(109)가 배치되어 있다. 이 와셔(109)는, 3개의 클롯(claw)(111)을 회전자(11)의 외주에 형성된 오목부(113)에 절첩되어, 회전자(11)에 고정 부착되어 있다.
게다가, 파일롯 클러치(61)의 외측판(87)의 내주와 캠 링(63) 사이에는 갭 또는 간격(115)이 형성되고, 내측판(89)의 외주와 회전 케이스(3) 사이에는 간격(117)이 형성되고, 회전 케이스(3)와 아마츄어(71)의 외주 사이에는 간격(119)이 형성되어 있고, 각각의 간격(115, 117, 119)에 의해 자력의 단락 방지 효과를 추가로 향상하고 있다. 이들 간격(115, 117, 119)은 오일 유로가 되고, 파일롯 클러치(61), 볼 캠(65), 메인 클러치(59) 등의 윤활성과 냉각성이 향상된다.
이처럼, 전자석(57), 파일롯 클러치(61) 및 아마츄어(71)에 의해, 본 실시 형태의 전자클러치가 구성되어 있다.
파일롯 클러치(61)는 3매의 외측판(87)과 4매의 내측판(89)이 교대로 적층되는 것으로 구성되고, 이 적층 상태에서 회전자(11)(전자석(57))와 아마츄어(71) 사이에 배치되어 있다. 이에 의해, 파일롯 클러치(61)는 전자석(57)과 아마츄어(71)사이에 끼워지도록 설치되어 있다. 외측판(87) 및 내측판(89)은 상호 미끄럼 이동가능하도록 적층된 것이다.
도 3a와 도 3b 및 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 외측판(87)의 외주측에는, 스플라인부(89)와 맞물리는 맞물림돌기가 원주방향으로 이격 형성되는 한편, 내측판(89)의 내주측에는 캠 링(63)의 스플라인부(91)와 맞물리는 맞물림돌기(92)가 원주방향으로 이격 형성되어 있다.
또, 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 내측판(89)과 외측판(87)은 각각 내주 자로부(89b)(87b)와 외주 자로부(89c)(87c), 및 이들 내주 자로부(89b)(87b)와 외주 자로부(89c)(87c) 사이에 복수 개의 오일도입로(90)(86)를 포함하여, 후술하는 에어 갭부로 기능한다. 외측판(87) 및 내측판(89)에는, 오일도입로(86)(90)가 각각 형성되어 있다. 오일도입로(86)(90)는 소정 길이로 원주방향으로 연장하는 원호형상으로 되어 있고, 외측판(87) 및 내측판(89) 각각의 원주방향을 따라 복수 개가 일정 간격으로 형성되어 있다.
오일도입로(86)(90)는 외측판(87) 및 내측판(89)을 판 두께 방향으로 원호 형상으로 블랭킹(blanking)으로 형성하고, 이에 의해, 오일도입로(86)(90)는 그 자체에서 자로의 단락을 방지하는 갭부로 기능한다. 이와 같이 오일도입로(86)(90)를 갭부로 하는 것에 의해, 전자석(57)의 자속을 크게 확보할 수 있고, 전자석(57)에 의한 파일롯 클러치(61)의 체결을 확실하게 행할 수 있다.
오일도입로(86)(90)는 회전방향(원주방향)으로 대략 동일의 길이로 되어 있고, 파일롯 클러치(61)는 인접하는 클러치판 사이에 오일도입로(86)(90)가 대향하도록, 외측판(87) 및 내측판(89)을 겹치는 것에 의해 조립된다. 따라서, 인접하는클러치판 사이에는, 오일도입로(86)(90)가 축방향으로 연통한 상태가 된다. 이 때문에, 인접한 클러치판 사이에 오일의 유출입이 원활하게 행해져 클러치의 원활한 체결 또는 해제를 행할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서, 외측판(87)과 내측판(89) 형성시, 외측판(87)의 오일도입로(86)의 폭에 대해, 내측판(89)의 오일도입로(90)는 폭(즉, 반경방향 길이)이 크게 되어 있고, 외측판(87) 및 내측판(89) 사이에는, 오일도입로(86)(90)의 면적(부피)이 다르게 되어 있다. 오일도입로(86)(90)에 유입 혹은 공급된 오일은, 파일롯 클러치(61)의 회전에 의해 동유압효과가 발생하면, 외측판(87)의 오일도입로(86)에 대해, 면적이 큰 내측판(89)의 오일도입로(90)에서의 오일유출량이 크게 된다(동유압효과). 이 동유압효과에 의해, 외측판(87) 및 내측판(89)이 이간된다. 이 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89) 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
컨트롤러는 노면 상태, 차량의 발진, 가속, 선회와 같은 주행 조건 및 조향 조건 등에 따라 전자석(57)의 여자, 여자전류의 제어, 여자정지를 행한다.
전자석(57)이 여자되면, 아마츄어(71)가 흡입되어, 아마츄어(71)와, 회전자(11)와의 사이에 파일롯 클러치(61)를 흡인해 체결시킨다.
파일롯 클러치(61)가 체결되면, 파일롯 클러치(61)에 의해 회전 케이스(3)에 연결된 원형부재의 캠 링(63)과, 차동기어 케이스(5)측의 압력판(67)을 통해 볼 캠(65)에 엔진의 구동력이 가해진다. 볼 캠(65)은 이 구동력을 증폭하면서 캠 스러스트력을 변환하고, 압력판(67)을 이동시켜, 압력수납판(27) 사이에 메인클러치(59)를 가압하여 체결시킨다.
이와 같이 클러치기구(9)가 체결(커플링)되면, 상기와 같이, 링 기어(13)의 회전은 차동기어 케이스(5)에 전달되어, 그 회전은 차동기구(7)에 의해 좌우의 후륜에 배분되어, 차량이 4륜구동상태로 된다.
이 때, 전자석(57)의 여자전류를 제어하면, 파일롯 클러치(61)의 미끄러짐이 변화하여 볼 캠(65)의 캠 스러스트력이 변하고, 후륜측에 전달되는 구동력이 제어된다.
또, "제어" 라 함은 클러치를 체결 또는 해제하기 위해 전류를 ON 또는 OFF 로 절환하거나, 연속적으로 주어진 전압을 ON 또는 OFF 로 절환하는 동작을 포함한다.
이와 같은 구동력의 제어를, 예컨대, 차량 선회시에 행하면 선회성과 차체의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
또, 전자석(57)의 여자를 정지하면, 파일롯 클러치(61)가 해제되어 볼 캠(65)의 캠 스러스트력이 소실하고, 리턴스프링(69)의 부세력에 의해 압력판(67)이 최우방으로 복귀하고, 이 때 메인 클러치(59)가 해제되어 클러치기구(9)의 연결이 해제되어, 차량은 전륜구동의 2륜 구동 상태로 된다.
좌우의 구동 샤프트가 각각 관통하는 차동기어 케이스(5)의 보스부(35)(55) 내주에 나선형의 오일 홈이 형성되어 있다. 또, 차동기어 케이스(5)에는, 메인 클러치(59)와 대응하는 부분에 다수의 개구가 형성되고, 회전 케이스(3)에는 파일롯 클러치(61)와 대응하는 부분에 개구(121)(121)가 형성되어 있다.
또, 회전 케이스(3)(원통부재(15))의 우단부측에 배치된 파일롯 클러치(61)와 아마츄어(71)의 부근에는, 오일실로 기능하는 간격(115, 117, 119)이 형성되어 있다.
회전 케이스(3)의 하부는, 차동기어 캐리어에 설치되어 있는 오일 침적부에 담겨지고, 이 오일은 오일실로 기능하는 간격(115, 117, 119)에서 파일롯 클러치(61), 아마츄어(71)와 압력판(67) 사이의 슬라이딩부, 볼 캠(65), 스러스트 베어링(93), 메인 클러치(59), 및 볼 베어링(17) 등으로 이동해, 이들을 윤활·냉각한다.
또, 오일은 차동기어 케이스(5)의 회전에 동반해 나선형의 오일 홈에서 내부로 유입하여 차동기구(7)의 각 기어의 치합부, 구면 워셔(51)를 윤활·냉각하고, 또한 원심력을 받아 상기 개구에서 메인 클러치(59)측으로 유출해, 메인 클러치(59), 볼 베어링(17), 볼 캠(65), 파일롯 클러치(61), 및 스러스트 베어링(93) 등을 윤활·냉각하고, 간격(115, 117, 119)과 개구(121, 121)에서 유출하여 오일 침적부로 복귀한다.
또, 볼 베어링(17, 19)은 링 기어(13)의 회전에 의해 튀어오르는 오일에 의해서도 윤활·냉각된다.
또, 전자석(57)은 오일에 의해 냉각되어 특성이 안정하는 동시에, 전자석(57)의 열에 의해 오일 침적부의 오일과 주변의 파일롯 클러치(61)나 볼 캠(65) 등이 가온되어, 따뜻한 오일이 순환하고, 상기 각 구성부재를 따뜻하고, 각각의 기능을 안정시킨다.
또, 엔진과 후방 차동기어(1) 사이에, 예컨대, 기어박스나 베어링이 파지된 경우에도, 회전 케이스(3)의 링 기어(13)가 상대측 헬리컬기어보다 선행 회전하는 상태로 되는 비상 기능이 있다.
이 상태에는, 링 기어(13)와 상대측 헬리컬 기어 사이에 전달되는 토오크의 방향이 후진주행과 동일 방향으로 정렬되기 때문에, 상기와 같이, 헬리컬 기어의 치형 결합에 의해 회전 케이스(3)를 좌방으로 이동시키는 스러스트력이 발생한다.
또, 상기와 같이, 볼 베어링(19)의 위치 결정을 하는 스냅 링(37)은 강도가 적정하게 조정되어 있기 때문에, 볼 베어링(19)을 통해 이 스러스트력을 받으면 스냅 링(37)이 파괴되고, 회전 케이스(3)가 좌측으로 이동하고, 이 이동에 의해 파일롯 클러치(61)의 외측판(87)이 원통부재(15)의 스플라인부(81)에서 떨어진다.
외측판(87)이 스플라인부(81)에서 떨어지면, 파일롯 클러치(61)를 개방할 때와 동일하게, 볼 캠(65)의 캠 스러스트력이 소실하여 메인 클러치(59)가 개방되어, 후륜측이 구동력 전달선에서 분리된다.
따라서, 4륜구동상태에서 주행중에 입력측에 고장이 발생해도, 자동적으로 후륜측이 분리되기 때문에, 고장모드가 개선된다.
또, 클러치기구(9)의 연결이 해제되어 있을 때(2륜구동상태), 파일롯 클러치(61)의 내측판(89), 압력판(67), 아마츄어(71), 캠 링(63)(볼 캠(65)), 스러스트 베어링(93), 회전자(11)는 차동기어 케이스(5)와 함께 회전하고, 파일롯 클러치(61)의 외측판(87)은 회전 케이스(3)와 함께 회전한다.
이와 같은 구성에는, 아마츄어(71)에 대향하여 외측판(87)을 배치하면, 2륜구동주행중에 외측판(87)에서 아마츄어(71)에 마찰에 의해 구동력이 전달되어, 후륜측이 동반 회전 상태로 되어, 이 구동손실에 의해 엔진의 연비에 악영향을 줄 우려가 있지만, 후방 차동기어(1)에는, 상기와 같이, 파일롯 클러치(61)의 내측판(89)이 아마츄어(71)와 대향하여 배치되어 있고, 마찰에 의한 구동력의 전달이 발생하지 않기 때문에, 후륜의 동반 회전이 방지되고, 구동손실 등에 의한 연비로의 영향이 방지된다.
또, 회전자(11)를 회전 케이스(3)측에 지지하면, 2륜구동 주행중에, 차동기어 케이스(5)측의 캠 링(63)과 회전 케이스(3)측의 회전자(11) 사이의 상대 회전이 스러스트 베어링(93)에 가해져, 내구성에 영향을 부여할 우려가 있지만, 회전자(11)를 차동기어 케이스(5) 상에 지지한 후방 차동기어(1)에는, 스러스트 베어링(93)이 이와 같은 상대 회전에서 개방되어, 내구성이 향상된다.
이와 같이, 후방 차동기어(1)가 전술한 바와 같이 구성되어 있다.
전술한 바와 같이, 파일롯 클러치(61)에 있어서는, 외측판(87)의 오일도입로(86)에 대해, 내측판(89)의 오일도입로(90)가 광폭으로 형성되어 면적이 크게 되기 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89) 사이에 오일의 동유압효과가 발생한다. 이 동유압효과에 의해 외측판(87) 및 내측판(89)이 이간되기 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89) 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
드랙 토오크를 억제할 수 있기 때문에, 파일롯 클러치(61)에 파일롯 토오크가 발생하지 않고, 파일롯 토오크에 의한 볼 캠(65)을 통해 메인 클러치(59)의 불필요한 체결을 방지할 수 있다. 이와 같은 메인 클러치(59)의 불필요한 체결이 없기 때문에, 2륜구동시에 4륜구동으로 되는 일이 없다. 이 때문에, 주행성이 안정되고, 구동손실을 해소하여 연비를 향상하는 것이 가능하다.
또, 오일도입로(86)(90)가 외측판(87) 및 내측판(89)의 갭부를 형성하기 때문에, 오일도입로(86)(90) 및 갭부를 별개로 형성할 필요가 없고, 구조가 간단하게 된다.
게다가, 이와 같이 오일도입로(86)(90)를 형성할 필요가 없는 만큼, 외측판(87) 및 내측판(89)의 자로 면적을 확보할 수 있다. 이 때문에, 파일롯 클러치(61)의 체결을 위해서, 자속을 크게 할 수 있고, 그 체결을 바람직한 방법으로 할 수 있다.
또, 자로 면적을 확보할 수 있는 속도로, 전자석(57)이나 그 전원(배터리)을 작게 할 수 있기 때문에, 차량 적재성이 향상된다.
또, 전술한 실시 형태에는 외측판(87)의 오일도입로(86)에 대해, 내측판(89)의 오일도입로(90)가 광폭으로 형성되어 면적(부피)이 크게 되어 있는 예를 예시하지만, 내측판(89)의 오일도입로(90)에 대해, 외측판(87)의 오일도입로(88)가 광폭으로 형성되어 있어도 동일의 작용·효과를 얻을 수 있다는 것은 말할 나위도 없다.
[제2 실시 형태]
도 6 및 도 7에 의해 제2 실시 형태를 설명한다. 제2 실시 형태의 외측판(87A)은 제1 실시 형태의 오일도입로(98)의 형상이 다른 것으로, 그외 부분에 관해서는 상기 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 중복된 설명을 생략한다.
도 6 및 도 7은 파일롯 클러치(61)의 외측판(87A)을 도시하는 것으로, 외측판(87A)의 외주측에는 원통부재(15)의 스플라인부(81)와 맞물리는 복수 개의 원주방향으로 이격된 맞물림돌기(88)가 형성되어 있다. 또, 내측판(89)은 제1 실시 형태와 동일한 것이 파일롯 클러치(61)에 사용된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 외측판(87A)에는, 각각이 소정 길이로 오일도입로(96)(98)가 원주방향을 따라 서로에 대해 일정 간격으로 교대로 이격되도록 형성되어 있다. 오일도입로(96)(98)는 전자석(57)의 자로를 형성하는 갭부로서도 기능하며(도 2 참조), 전자석(57)의 자로를 확보하는 것이 가능하다.
오일도입로(98)는 인접하는 오일도입로(96)(96) 사이에 형성하고 있고, 오일도입로 각각은 내측판(89)의 오일도입로(90)와 동일한 원호형으로 되어 있다. 이에 반해, 오일도입로(98)는 원호형으로, 그 일측의 단부에 외직경방향을 향해 반경방향으로 연장하는 확장부(98a)가 형성되어 있다.
특히, 확장부(98a)는 외측판(87)의 회전방향(R1)에 대해 원호 오목부의 트레일링 엣지에 형성된 것으로, 확장부(98a)의 상부 엣지가 외측에 위치하도록 연장하고, 내측판(89)의 오일도입로(90)가 형성되며, 외주 자로형성부(87c)에서 종료한다. 따라서, 오일도입로(98)는 내측판(89)의 오일도입로(90)와는 다른 형상으로 되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 외측판(87A)에 대해, 제1 실시 형태의 내측판(89)을 개재하는 것에 의해 파일롯 클러치(61A)를 형성한다. 이 때, 외측판(87A) 및내측판(89)은 오일도입로(90)(90) 및 (96)(98)가 축방향으로 연통하도록 개재되어 있다. 이 적층상태에서, 원통부재(15)의 회전에 동반하여 외측판(87A)이 화살표(R1) 방향으로 회전하여 내측판(89)과 외측판(87A) 사이에서 차동 회전이 발생하면, 동유압효과에 의해 오일도입로(96)(98)의 오일은 화살표(R1)와 반대방향의 화살표(L1)방향(도 6 참조)으로 흐르게 된다. 또, 이 흐름은 외측판(87A)의 회전에 의한 원심력에 의해서도 추가로 향상되는 것이다.
오일도입로(98)에서는, 화살표(L1)방향의 원호 홈 선단의 확장부(98a)가 형성되어 있기 때문에, 외측판(87A)의 회전 동안 오일은 방향 전환하여 확장부(98a)로 유입한다. 확장부(98a)로 유입한 오일은 도 7의 화살표(Oi)로 도시한 바와 같이, 내측판(89)의 인접면을 향해 유출하기 때문에, 내측판(89)을 가압하는 효과(동유압효과)가 발생한다. 이에 의해, 내측판(89)이 외측판(87A)에서 이간된다. 이 때문에, 외측판(87A) 및 내측판(89) 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
또, 본 제2 실시 형태에는, 외측판(87A)측의 오일도입로(98)에 확장부(98a)를 형성한 예를 도시하지만, 내측판(89)의 오일도입로(90)에 동일의 확장부(98a)를 형성하여도 동일한 작용·효과를 얻을 수 있는 것은 당연하다.
[제3 실시 형태]
도 8에 의해 제3 실시 형태의 내측판(89A)을 설명한다. 이 제3 실시 형태의 내측판(89A)은 제1 실시 형태의 오일도입로(100)의 형상이 다른 것을 제외하곤, 그 외 부분에 관해서는 상기 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 중복 설명을 생략한다.
도 8은, 파일롯 클러치(61)의 내측판(89A)을 도시하는 것으로, 내직경측에는 캠 링(63)의 스플라인부(91)와 맞물리는 맞물림돌기(92)가 형성되어 있다. 또, 외측판(87)은 도 3b에 도시한 제1 실시 형태와 동일한 것(단, 오일도입로(86)의 폭은 후술하는 내측판(89A)의 오일도입로(100)와 대략 동일 폭이다)이 파일롯 클러치(61)에 사용된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 내측판(89A)에는 소정 길이의 오일도입로(100)가 원주방향을 따라 서로에 대해 일정간격으로 이격 형성되어 있다. 오일도입로(100)의 전체는 내측판(89A)의 외주를 따라 원호형으로 되어 있지만, 그 오일도입로(100) 길이 방향의 양단부에는 직경방향으로 확장하는 확장부(100a)가 형성되어 있다. 각각의 확장부(100a)는 오일도입로(100)의 중간 부분보다도 큰 폭을 갖고 있다.
이 내측판(89A)에 대해, 상기 외측판(87)이 적층되는 것에 의해 파일롯 클러치(61)가 형성되어 있다. 따라서, 적층은 내측판(89A)의 오일도입로(100)와 외측판(87)의 오일도입로(86)가 축방향으로 연통하도록 행해져, 오일도입로(100) 및 (86)는 전자석(57) 자로의 단락을 방지하는 갭부로 작용한다.
본 실시 형태에 있어서, 외측판(87) 및 내측판(89A)이 회전하면, 내측판(89A)의 오일도입로(100)의 양 단부에 확장부(100a)가 형성되어 있기 때문에, 외측판(87)과 내측판(89A) 사이에 동유압효과가 발생한다. 이 동유압효과에 의해, 외측판(87) 및 내측판(89A)이 이간되기 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89A) 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
또, 본 제3 실시 형태에는, 내측판(89A)의 오일도입로(100)의 양 단부에 확장부(100a)를 형성한 예를 도시하지만, 외측판(87)측의 오일도입로(86)의 양 단부에 확장부를 형성하여도, 동일의 작용·효과를 얻을 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
[제4 실시 형태]
도 9 및 도 10a와 도 10b를 참조로 제4 실시 형태의 내측판(89B)을 설명한다. 본 제4 실시 형태의 내측판(89B)에는 제1 실시 형태의 오일도입로(102)의 형상이 다른 것을 제외하곤, 그외의 부분에 관해서는 상기 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 중복 설명을 생략한다.
도 9 및 도 10a와 도 10b는 파일롯 클러치(61)의 내측판(89B)을 도시한 것으로, 내측판(89B)의 내주에는 캠 링(63)의 스플라인부(91)와 맞물리는 복수 개의 원주방향으로 이격된 맞물림돌기(92)가 형성되어 있다. 또, 외측판(87)은 제1 실시 형태와 동일한 것(단, 오일도입로(102)의 폭은 후술하는 내측판(89B)의 오일도입로(102)와 대략 동일 두께)이 파일롯 클러치(61)에 사용된다.
내측판(89B)에는 소정 길이의 오일도입로(102)가 원주방향을 따라 일정 간격으로 복수 개 형성되어 있다. 오일도입로(102)의 전체는 내측판(89B)의 외주를 따라 원호형으로 이루어지지만, 그 길이 방향의 양 단부의 가장자리부(102a)가 내측판(89B) 본체의 판두께(t)보다도 얇게 설정한 것이다.
구체적으로는, 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 오일도입로(102)의 가장자리부(102a)(102a')가 내측판(89B) 본체의 판두께(t)보다도 얇게 설정하여 인접하는 외측판(87) 사이에 간극이 형성되어 있다. 이와 같이, 오일도입로(102)의 가장자리부(102a)(102a') 사이에 간극을 형성하는 것에 의해, 인접하는 외측판(87)(87)은 오일을 간극부분에 저유할 수 있고, 이 상태에서 외측판(87) 및 내측판(89B)이 회전하면, 동유압이 발생해 동유압효과에 의해, 내측판(89B) 및 외측판(87) 사이로 오일이 도입된다.
또, 도 10a에는, 오일도입로(102)의 가장자리부(102a)와 내측판(89B)의 외면(89a)의 경사부에 의해 연결 형성되어 있다. 오일은 이 경사부를 따라 유동하여 외측판(87) 및 내측판(89B) 사이로 유입되기 때문에, 오일을 내측판(89B)과 외측판(87)의 슬라이딩부에 원활하게 도입할 수 있고, 이에 의해, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
한편, 도 10b는 가장자리부(102a)의 다른 예를 도시하고, 여기서는, 오일도입로(102)의 양 가장자리부(102a')(102a')가 원호형 단면으로 되어 있다. 도 10b의 구조에 있어서도 도 10a와 동일하게 오일도입로의 가장자리부(102a')를 원호형으로 하는 것에 의해, 오일이 원활하게 유동할 수 있다. 그 결과, 내측판(89B)과 외측판(87) 사이에 슬라이딩부에 오일을 원활하게 도입할 수 있고, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
이 내측판(89B)에 대해, 상기 외측판(87)이 적층되는 것에 의해 파일롯 클러치(61)가 형성된다. 이 구조에서, 내측판(89B)의 오일도입로(102)와 외측판(87)의 오일도입로(86)는 형상 및 면적(부피)이 다르게 되어 있다. 이들 요소의 적층은내측판(89B)의 오일도입로(102)와 외측판(87)의 오일도입로(86)가 축방향으로 연통하도록 행해져, 오일도입로(102) 및 (86)는 전자석(57)의 자로의 단락을 방지하는 갭부로 작용한다.
따라서, 본 실시 형태에 있어서, 외측판(87) 및 내측판(89B)이 회전하면 내측판(89B)의 오일도입로(102)의 양단부에 형성된 가장자리부(102a)(102a')가 내측판(89B) 본체의 판두께보다도 얇게 설정하기 때문에, 외측판(87)와 내측판(89B) 사이에 동유압효과가 발생하면, 이 동유압효과에 의해, 외측판(87) 및 내측판(89B)이 이간되기 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89B) 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
또, 본 제4 실시 형태에는, 내측판(89B)의 오일도입로(102)의 양단부의 가장자리부(102a)가 내측판(89B) 본체의 판두께(t)보다도 얇게 설정한 예를 도시하지만, 외측판(87)의 양 단부의 가장자리부를 동일하게 본체의 판두께보다도 얇게 설정하여도 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
[제5 실시 형태]
도 11 내지 도 13에는 클러치판(61A)을 형성하기 위해 도 3b의 외측판(87)과 함께 사용된 제5 실시 형태의 내측판(89C)을 도시한다(도 12 및 도 13 참조). 본 제5 실시 형태의 내측판(89C)에는 도 3a와는 오일도입로(105)의 형상을 제외한곤, 그외의 부분에 관해서는 상기 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 중복 설명을 생략한다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 외측판(87)의 외주측에는 원통부재(15)의 스플라인부(81)와 맞물리는 복수 개의 원주방향으로 이격된 맞물림돌기(88)가 형성되어 있다. 한편, 도 11에서 내측판(89C)의 내주측에는 캠 링(63)의 스플라인부(91)와 맞물리는 맞물림돌기(92)가 형성되어 있다.
또한, 외측판(87)과 내측판(89C)에는 각각이 소정 길이로 원호형 오일도입로(86)(90)가 원주방향을 따라 서로에 대해 일정 간격으로 교대로 이격되도록 형성되어 자로의 단락을 방지하는 갭부로 작용한다. 또, 도 11에서, 내측판(89C)을 도시하지만, 거의 동일 형상으로 외측판(87)의 갭부(86)가 내측판(89C)의 갭부(90)에 대향하는 위치에 형성된 것에 주의하라.
상기 구조에서, 도 12에 도시한 자기 루프(95)에는 회전자(11), 파일롯 클러치(61A)의 외측판(87) 및 내측판(89C), 및 아마츄어(71)가 형성된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 또한, 파일롯 클러치(61A)의 내측판(89C)에는 복수 개의 추가 오일도입로(105)가 형성되고, 인접하는 오일도입로(90)(90) 사이에 서로에 대해 원주방향으로 이격 유지된다.
특히, 각각의 오일도입로(105)가 내측 자로형성부(89b) 부근 영역에서 내측판(89C)의 외주를 향해 반경방향으로 연장하므로, 도 13에 도시한 바와 같이, 각각의 오일도입로(105)의 말단부는 오일실(117)(119)과 연통하게 된다. 본 실시형태에서, 각각의 오일도입로(105)는 내측판(89C)의 외경측이 오일실(117)(119)과 연통하면서 내측판(89C)의 내경측이 오일실(115)과 연통하도록 형성되어 있다.
내측판(89C)에 형성된 이러한 오일도입로(105)는 내측판(89C)과 회전케이스(3) 사이의 오일실(117)에 유지하는 오일이 오일도입로(105)를 통해 인접하는 외측판(87)와 내측판(89C) 사이의 슬라이딩부로 유입되도록 외측판(87)의 회전 동안 동유압효과가 발생한다. 또, 인접하는 외측판(87)과 내측판(89C)을 서로 이격시키기 위해서 오일이 슬라이딩부로 도입된다. 이처럼, 외측판(87)과 내측판(89C) 사이의 드랙 토오크를 효과적으로 억제할 수 있다.
전술한 바와 같이, 파일롯 클러치(61A)에 있어서는, 외측판(87)의 오일도입로(105)에 대해, 내측판(89C)의 오일도입로(105)가 광폭으로 형성되어 면적이 크게 되기 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89C) 사이에 오일의 동유압효과가 발생한다. 이 동유압효과에 의해 외측판(87) 및 내측판(89C)이 이간되기 때문에, 외측판(87) 및 내측판(89C) 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
드랙 토오크를 억제할 수 있기 때문에, 파일롯 클러치(61A)에 파일롯 토오크가 발생하지 않고, 파일롯 토오크에 의한 볼 캠(65)을 통해 메인 클러치(59)의 불필요한 체결을 방지할 수 있다. 이와 같은 메인 클러치(59)의 불필요한 체결이 없기 때문에, 2륜구동시에 4륜구동으로 되는 일이 없다. 이 때문에, 주행성이 안정되고, 구동손실을 해소하여 연비를 향상하는 것이 가능하다.
또, 메인 클러치(59)를 체결시키기 위한 불필요한 가압 상태가 불필요시에 발생하지 않기 때문에(도 2 참조), 메인 클러치(59)의 온도 상승을 억제할 수 있고, 메인 클러치(59)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또, 메인 플러치(59)의 내구성을 향상하기 위해, 메인 클러치(59)를 경량으로 저렴한 재료가 이용될 수 있다.
또, 특히 본 실시 형태에는, 오일도입로(105)가 내측판(89C)의 반경방향을 향해 설치되기 때문에, 원주방향을 따라 길이방향으로 오일도입로를 설치한 것에 비해, 차동 회전시에 오일도입로(105)와 인접하는 외측판(87)의 슬라이딩부와 접하는 면적이 넓게 될 수 있다.
이는, 내측판(89C)과 외측판(87)의 차동 회전시에서 오일도입로(141)와 슬라이딩부와 접하는 면적(S)이, 반경방향치수(L) X 회전각(θ)(회전증가 이동량)에 의해 구해지기 때문에, 원주방향을 따라 오일도입로(105')를 설치한 것(반경방향 치수(L1)에 비해, 반경방향을 따라 오일도입로(105)를 설치한 것(반경방향 치수(L2))의 쪽이, 반경방향 치수를 크게(L1<L2) 설정할 수 있는 만큼, 면적(S)을 크게(S1<S2) 할 수 있는 것이다.
여기서, 가상의 내측판(89C)의 일부를 도시한 도 14a 및 도 14b와 함께 구체적으로 설명한다. 가령, 도 14a에 도시한 원주방향을 따라 오일도입로(105')를 설치한 것이라 가정한다. 이 경우, 오일도입로의 반경방향치수를 L1로 하고, 내측판(89C)와 외측판(87)의 상대회전각도가 θ라고 하면, 오일도입로(105')와 슬라이딩부와 접하는 면적(S1)은, 도면에서 사선부로 도시하는 영역(면적S1)으로 한다.
한편, 도 14b에 도시한 바와 같이 반경방향을 따라 오일도입로(105)를 설치한 제5 실시 형태의 내측판(89C)의 경우에는, 오일도입로의 반경방향 치수가 L2, 상대 회전각도가 θ로 하면, 오일도입로(105)와 슬라이딩부가 접하는 면적(S2)은, 도면에서 사선부로 도시하는 영역(면적S2)으로 하고, 원주방향을 따라 오일도입로(105')를 설치한 영역(면적S1)보다도 약간 광범위하게 걸쳐 있는 것이 도면으로부터 명백하다. 이와 같이, 도 14b에 도시한 구조에서, 효과적으로 클러치판을 이격할 수 있고, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
또, 오일도입로(105)가 내측판(89C)과 외측판(87)의 외직경측의 오일실(117)(119)에서 내직경측의 오일실(115)에 연통하는 것에 의해, 오일도입로(105)의 외직경측의 오일실(117)(119)에서 동유압효과에 의해 오일도입로(105)에 오일을 유입하고, 외측판(87)의 슬라이딩부에 오일을 도입하면서, 여분의 오일을 내직경측의 오일실(115)로 배출할 수 있다. 이에 의해, 오일도입로(141)의 오일의 흐름이 원활하게 행해져 내측판(89C)과 외측판(87)을 보다 원활하게 이격할 수 있고, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
또, 오일도입로(105)를 오일도입로(90)(90) 사이에 설치하기 때문에, 클러치판의 강성을 증대할 수 있다.
또, 본 실시 형태에는, 오일도입로(105)를 내측판(89C)에 설치한 실시예를 도시하지만, 이에 한하지 않고, 오일도입로(105)를 외측판(87)에 설치하거나, 내측판(89)과 외측판(87) 쌍방에 설치하여도 좋다.
도 15 및 도 16은 제5 실시예의 내측판(89C)을 내장한 습식 마찰클러치를 파일롯 클러치(61A)에 적용한 전자클러치의 성능을 비교한 그래프이다.
도 15는 파일롯 클러치(61A)의 드랙 토오크의 성능을 도시한 것으로,실선(A)은 오일도입로를 내측판(89C) 및 외측판(87) 쌍방에 설치한 경우, 쇄선(B)은 오일도입로를 내측판(89C)에 설치한 경우, 파선(C)은 오일도입로를 형성하고 있지 않는 종래의 경우를 도시한다.
실선(A) 및 쇄선(B)으로부터 명백한 바와 같이, 제5 실시예의 클러치판을 내장한 파일롯 클러치(61A)는 파선(C)으로 도시한 종래 파일롯 클러치에 비해 드랙 토오크가 작게 되는 것을 알 수 있다.
도 16은 내측판(89C)이 파일롯 클러치(61A)에 조립된 경우의 메인 클러치(59)(도 2 참조)의 온도 변화를 도시한 그래프로, 실선(A)은 내측판(89C)과 외측판(87) 모두에 오일도입로가 형성된 것을 지시하고, 쇄선(B)은 내측판(89C)에만 오일도입로가 형성된 것을 지시하고 파선(C)은 오일도입로가 형성되지 않은 종래 구조를 지시한다.
이와 같이, 도 11의 내측판(89C)을 파일롯 클러치(61a)에 적용한 경우, 실선(A) 및 쇄선(B)은 모두 종래의 파선(C)보다도 온도 상승이 작게 되고, 파일롯 클러치(61A)(도 12 및 도 13 참조)의 드랙 토오크에 기초한 메인 클러치(59)의 바람직하지 않은 가압의 발생이 억제되는 것을 알 수 있다.
또, 도 15 및 도 16에 개시한 결과는 본 발명의 다른 실시 형태의 각종 구조에서 동일하게 얻어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
[제6 실시 형태]
도 17 내지 도 19 및 도 20a와 도 20b에 의해 제6 실시 형태의 외측판(87B)과 외측판(87B)을 내장한 파일롯 클러치(61B)를 설명한다.
도 17은 본 발명의 제6 실시 형태의 습식 마찰클러치의 클러치판(외측판(87B))을 도시하는 정면도, 도 18은 도 16의 18-18 선에 해당하는 외측판(87B)을 도시하는 파일롯 클러치(61B)의 단면도를 도시한다.
이 제6 실시 형태의 외측판(87B)은 전술의 도 3b의 외측판(87)과 오일도입로의 형상이 다른 예를 도시한 것으로, 그외의 부분에 대해서는 동일부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
도 17 및 도 18은 파일롯 클러치(61B)의 외측판(87B)을 도시한 것으로, 외직경측에는 원통부재(15)의 스플라인부(81)와 맞물리는 맞물림돌기(88)가 형성되어 있다. 또, 전자석(57)의 자로의 단락을 방지하는 복수 개의 원호형 오일도입로(86)가 원주방향으로 일정 간격으로 이격 형성되어 있다.
일부의 오일도입로(86)에는 오일도입로(106)가 연통 상태로 형성되어 있다. 각각의 오일도입로(106)는 연관된 오일도입로(86)의 중간부에서 반경방향의 외측을 향해 연장하고, 그 최외측 선단부는 내측판(89)의 슬라이딩부보다도 외측에 자로(87c)를 형성하도록 위치하고 있다. 즉, 파선으로 도시하는 145는 내측판(89)의 슬라이딩부의 선단이고, 오일도입로(106)는 이 슬라이딩부 선단(145)의 외측까지 연장해, 오일실(117)(119)에 연통하고 있다.
또, 도 19 및 도 20a와 도 20b에 확대 도시한 바와 같이, 오일도입로(106)가 두께방향으로 외측판(87B)의 본체를 관통하도록 형성되지만, 오일도입로(106)는 외측판(87B)과 인접하는 내측판(89) 사이 간격을 형성하기 위해 외측판(87B)의 본체판두께보다도 얇게 설정되어 있다. 이와 같이, 외측판(87B)의 오일도입로(106)의 가장자리부와 인접하는 내측판(89) 사이에 간격을 형성하는 것에 의해, 오일을 간격부에 저류할 수 있고, 그 만큼의 오일량이 내측판(89) 및 외측판(87B) 사이로의 오일의 도입량을 증가시킬 수 있다. 또, 간격을 형성한 것에 의해 이 간격이 내측판(89)와 외측판(87B) 사이로 오일을 도입하는 가이드가 되고, 내측판(89)과 외측판(87B) 사이로 오일 도입이 효과적으로 행해진다. 이에 의해, 드랙 토오크를 보다 한층 억제할 수 있다.
또, 도 20a에는, 오일도입로(106)의 가장자리부와 외측판(87B)의 외면(87a)이 경사부(106a)에 의해 연속하게 형성되어 있다. 이 구조에 의해, 오일은 이 경사부(106a)를 유동하여 오일도입로(106)로 도입하기 위해, 오일을 내측판(89)과 외측판(87B)의 슬라이딩부에 원활하게 도입할 수 있고, 이에 의해 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
도 20b는, 오일도입로가 다른 형상의 예를 도시한 것으로, 양단의 가장자리부(106a')가 축방향으로 원호형으로 형성되어 있다. 이와 같이 오일도입로(106')의 가장자리부(106a')를 원호형으로 하는 것에 의해(특히 본 실시 형태에는, 가장자리부를 판두께방향으로 원호형으로 스탬핑으로 형성하고 있다), 오일이 원활히 유동할 수 있다. 이를 위해, 내측판(89)과 외측판(87B')의 슬라이딩부에 오일을 원활히 도입할 수 있고, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
이와 같이 외측판(87B)(87B')의 오일도입로(106)(106')에는, 오일실(117)의 오일을 내측판(89)의 슬라이딩부로 안내하기 위해, 외측판(87B)(또는 87B') 및 내측판(89)을 서로에 대해 이격시킬 수 있다.
또, 특히 본 실시 형태에는, 오일도입로(106)가 오일도입로(86)와 연통하고 있기 때문에, 오일을 오일도입로(86)로 도입할 수 있고, 오일도입량을 증가시킬 수 있고, 그 만큼, 외측판(87B) 및 내측판(89)을 확실히 이격할 수 있다. 이에 의해, 드랙 토오크를 억제할 수 있고, 불필요하게 4륜구동상태로 되지 않고, 주행성이 안정하는 동시에, 구동손실을 해소해, 연비를 향상할 수 있고, 게다가, 메인 클러치(59)(도 2 참조)의 온도 상승을 억제할 수 있고, 그 내구성을 향상시킬 수 있다.
또, 도 17의 외측판(87B)과 도 10에 도시하는 내측판(89C) 등의 조합으로 이용할 수 있다. 도 11의 내측판(89C)에는, 복수의 오일도입로(105)가 반경방향을 따라 형성되어 있고, 내측판(89C)에서도 오일을 외측판(87B)와 슬라이딩부에 도입할 수 있다. 이와 같이 내측판(89) 및 외측판(87B) 쌍방에서 오일을 도입하는 구조에는 다량의 오일을 도입할 수 있고, 내측판(89) 및 외측판(87B)을 원활히 이격할 수 있다. 이 때문에, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
[제7 실시 형태]
도 21 및 도 22는 제7 실시 형태의 내측판(89D)을 도시하고, 도 21은 본 발명의 제7 실시 형태의 내측판을 도시한 정면도, 도 22는 도 21의 22-22 선에 해당하는 파일롯 클러치(61C)의 단면도를 도시한다.
본 제7 실시 형태의 내측판(89D)은 전술의 도 3a의 내측판과오일도입로(108)의 형상이 다른 예를 도시한 것으로, 그 외의 부분에 대해서 동일 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
본 제7 실시 형태에는, 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 파일롯 클러치(61C)의 내측판(89D)에 오일도입로(108)가 형성된 것으로, 외측판(87B)에 오일도입로(106)를 형성한 전술의 제6 실시 형태의 변형예이다.
따라서, 오일도입로(108)의 단면 형상을 전술의 오일도입로(106)와 동일하며, 전술의 제6 실시 형태와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
특히, 오일도입로(108)는 내측판(89D)의 내주 부근에 자로형성부(89b)에 해당하기 위해서 반경방향 내향으로 연장하도록 각각의 오일도입로(108)를 오일도입로(90)의 일부와 연통하도록 형성되어 있다. 또, 이런 오일도입로(100)는 연관된 오일도입로(90)의 중간부에서 반경방향 내향으로 연장하도록 형성되어, 외측판(87B)의 슬라이딩부에 대해 확실하게 오일을 도입할 수 있다.
또, 도 22에서, 도 17의 외측판(87B)과 내측판(89D)을 조합하여 파일롯 클러치(61C)를 구성할 수 있다.
전술한 구조에 의하면, 파일롯 클러치(61C)의 내측판(89D)의 오일도입로(108)와 외측판(87B)에 설치한 오일도입로(106)에 의해, 외직경측의 오일실(117)(119)과 내직경측의 오일실(115)에 연통하는 것에 의해, 오일도입로(106)의 외직경측의 오일실(117)(119)에서 동유압효과에 의해 오일도입로(106)에 오일을 유입하고, 외측판(87B)의 슬라이딩부에 오일을 도입하는 동시에 오일도입로(86)(90)를 통해 오일도입로(108)에 오일을 공급하고, 오일도입로(108)에서 내측판(89D)의 슬라이딩부에 오일을 도입하고, 여분 오일을 내직경측의 오일실(115)로 배출할 수 있다. 이에 의해, 오일도입로(106)(108)의 오일 흐름이 원활하게 행해져 내측판(89D)과 외측판(87B)을 보다 원활히 이격할 수 있고, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
[제8 실시 형태]
도 24는 습식 마찰클러치의 클러치판으로 제8 실시 형태의 내측판을 도시한 정면도이다. 또, 본 제8 실시 형태는, 전술의 제5 내지 7 실시 형태와 오일도입로의 형상이 다른 예를 도시한 것으로, 그 외의 부분에 대해서는 동일부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
도 24는 파일롯 클러치(61D)의 내측판(89E)(도 22 참조)을 도시한 것으로, 원주방향으로 소정 간격으로 형성되어 있는 인접하는 오일도입로(90)(90) 사이에 복수 개의 오일도입로(110)가 원주방향으로 형성되어 있다.
각각의 오일도입로(110)는 외경측 부근 자로형성부(89c)와 내경측 부근 자로형성부(89b) 사이를 연장하기 위해서 외직경측과 내직경측 사이 영역에 형성되어 있다. 즉, 각각의 오일도입로(110)는, 외직경측 부근 자로형성부(89c)와 내직경측 부근 자로형성부(89b) 사이를 반경방향으로 연장하는 요소(110a)와, 단면 형상을 형성하기 위해 인접하는 오일도입로(110)가 원주방향 정렬로 원주방향으로 연장하는 요소(110b)로 구성된다. 또, 오일도입로(110)는 외측판(87B)이 내측판(89E)과 미끄럼 이동하는 슬라이딩부보다도 외측으로 연장하고 있다. 이와 같은 오일도입로(110)에는, 오일실(117)의 오일을 외측판(87B)과 슬라이딩부로 안내하기 위해, 외측판(87B) 및 내측판(89E)을 보다 원활히 이격시킬 수 있다. 이 때문에, 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
특히, 오일도입로(110)의 요소(110b)가 원주방향으로 연장하고 있기 때문에, 오일의 도입량을 증가할 수 있고, 그 만큼, 외측판(87B) 및 내측판(89E)을 확실히 이격하는 것이 가능하다.
도 23에 도시한 바와 같이, 도 23의 외측판(87B)과 도 24의 내측판(89E)의 조합에 의해 파일롯 클러치(61D)를 구성하는 것도 가능하다. 도 17의 외측판(87B)에는, 오일도입로(106)가 오일도입로(86)의 일부와 연통하도록 형성되어 있고, 이 외측판(87B)을 내측판(89E)과 조합시키는 것에 의해, 내측판(89E) 및 외측판(87B) 쌍방에서 오일을 이들 사이로 도입할 수 있고, 다량의 오일을 도입할 수 있기 때문에, 내측판(89E) 및 외측판(87B)을 원활히 이격시킬 수 있다.
[제9 실시 형태]
도 25 및 도 26은 전자클러치용 클러치판(이하, "클러치판"이 함)의 제9 실시 형태의 내측판을 도시하고, 도 25는 클러치판(89F)의 정면도, 도 26은 도 25의 26-26선을 따라 절취한 요부 확대단면도이고, 필요에 따라 도 2에 도시한 종래의 전자클러치장치(9)의 구성을 이하에 참조하면서 설명한다.
도 25에 도시한 클러치판(89F)은 오일도입로를 제외하곤 도 3a의 내측판과 동일하고, 도 25에 도시한 내측판의 오일도입로(112)가 외측판보다 반경방향으로폭이 크게 형성되는 조건하에서 도 3b 또는 도 17에 도시한 외측판과 조합으로 사용되어 오일도입로(112)의 부피가 증가하게 된다.
도 25는 본 실시 형태의 내측판(89F)으로 구성된 클러치판을 도시하는 것으로, 도 2에 도시한 전자클러치장치(9)의 파일롯 클러치기구(61)에 이용하는 내측 클러치판을 도시하고, 내주부분에 형성한 스플라인 이(teeth)(92)를 통해 구동측 또는 피동측의 일방을 이루는 우측 보스부(55)의 캠 링(63)에 볼 캠(65)을 통해 회전방향으로 맞물리게 된다.
또, 이 제9 실시 형태에는 상기 클러치판을 내측판(89F)에 예로서 설명하지만, 외측 클러치의 외주에 원통부재(15)가 맞물리도록 내측판(89F)에서도 본 발명을 적용할 수 있다.
상기 내측판(89F)은, 도 25에 도시한 바와 같이, 내주부에 자로형성부(89b)가 형성되는 동시에, 외주부에 자로형성부(89c)가 형성되고, 이들 양 자로형성부(89b)(89c) 사이의 원주방향에는, 클러치판(10)의 내주부와 외주부를 연결하는 브릿지부분(120)을 개재하면서 소정 거리로 복수 개의 관통공(112)이 원호형으로 형성된다. 또, 원호형으로 형성된 각 관통공(112)의 단부는, 관통공(112)의 내측 가장자리에 응력집중이 발생하지 않도록 반원형으로 형성되어 있다.
여기서, 본 실시 형태의 상기 브릿지부분(120)은, 도 26의 단면도에 도시한 바와 같이, 중첩방향(클러치판(89F)의 두께방향)으로 인접하는 도면 생략의 클러치판에 대향하는 대향면(120a)(120a)과, 상기 관통공(112)에 면하는 내벽면(120b)을 구비하고 있다.
그리고, 상기 대향면(120a)의 원주방향(도 26에서 좌우방향) 양측 부분에, 내벽면(120b)의 폭(W)을 끼우는 경사면(120c)을 형성하는 것에 의해, 상기 브릿지부분(120)의 형상은, 상기 대향면(120a)의 원주방향을 따른 길이(L4)를, 브릿지부분(120)의 원주방향 길이(L)보다 짧게 형성하여 전체로서 단면 팔각형이다. 또, 상기 경사면(120c) 각각은, 도 25에 도시한 정면 사시도에서 관통공(112)의 반원형단을 따라 원호형으로 형성되어 있다.
물론, 이와 같은 경사면(120c)을 형성하여 브릿지부분(120)의 단면적을 작게한 경우에도, 이 브릿지부분(120)에는 클러치판(89F)의 내주부(자로형성부(89b))와 외주부(자로형성부(89c))를 연결하는 충분한 강도를 얻는 만큼의 단면적이 확보되도록 되어 있다.
게다가, 클러치판(89F)이 연관된 관통공(112)의 중간부에서 반경방향 내향으로 연장하는 동시에 내주 자로형성부(89b)에서 종료하는 복수 개의 오일도입로(114)에 각각 형성되어 있다. 이전 실시예에서 기술한 바와 같이, 파일롯 클러치를 형성하도록 이들 클러치판을 개재하기 위해서 복수 개의 내측판(89F)와 복수 개의 외측판을 조립시, 클러치의 체결 또는 해제 동작을 바람직하게 수행하는 장점을 제공하면, 오일도입로(114)는 동유압효과에 의해 오일도입로(112)로 도입되는 오일이 인접하는 외측판의 슬라이딩부에서 유출입하도록 허용한다.
이상의 구성에 의해 본 실시 형태의 클러치판(89F)에서는, 대향면(120a)의 원주방향을 따른 길이(L4)를, 브릿지부분(120)의 원주방향길이(L)보다 짧게 형성하여, 대향면(120a)의 원주방향 양 단부에 경사면(120c)을 형성하도록 되어 있다.
따라서, 상기 브릿지부분(120)의 단면적은, 클러치판(89F)의 두께를 그대로 이용하여 브릿지부분(120)을 형성하는 경우에 비교하여, 상기 경사면(120c)을 형성한 부분에서 두께가 감소하게 된다. 이 때문에, 경사면(120c)의 두께가 감소하는 부분에 의해, 상호 인접하는 클러치판의 브릿지부분에 설치된 대향면끼리의 접촉면적이 감소하는 것에 의해, 이들 자로형성부(89b)(89c)를 통과하는 자력선이 브릿지부분(20)을 통한 누설 양을 저감할 수 있다.
따라서, 도 2에 도시한 전자석(107)의 자속 밀도를 높은 수준으로 유지하기 위해, 아마츄어(71)의 흡인력을 크게 하여 파일롯 클러치기구(61)의 체결력을 증가 하고, 메인 클러치기구(9)의 미끄럼을 방지할 수 있다.
또, 상기 브릿지부분(120)에 경사면(120c)을 형성한 것에 의해, 이 경사면(120c)은, 클러치판(89F)의 회전에 의해 파일롯 클러치판(61)의 그룹에 충만한 윤활유를 클러치판(89F)의 면외방향으로 가압하는 기능을 갖는다. 이 때문에, 파일롯 클러치기구(61)의 해제시에, 그 가압방향의 윤활유가 인접하는 상대측의 클러치판에 작용하는 것에 의해, 클러치판끼리의 전환을 확실히 하여 클러치의 드랙 현상을 방지할 수 있다.
그런데, 상기 브릿지부분(120)은 그 대향면의 면적이 작게 형성되지만, 그 단면적은 클러치판(89F)의 내주부(자로형성부(89b))와 외주부(자로형성부(89c))를 연결하는 충분한 강도를 확보하도록 되어 있기 때문에, 클러치판(89F)끼리의 상호 가압 접촉시에도 파손하는 일이 없다.
[다른 변형예]
도 27 내지 도 30은 상기 제9 실시 형태를 도시한 클러치판(89F)의 변형예를 각각 도시한 확대 단면도이다.
도 27은 클러치판(89F)의 제1 변형예로, 대향면(120a)을 본체에서 제거하여 경사면(120c)을 직접적으로 상호 교차시켜, 대향면(120a)에 상당하는 경계에 능선(120d)을 형성하고, 전체로서 2면의 내벽면(120b)과 4면의 경사면(120c)에 의해 단면 육각형이다.
도 28은 브릿지부분(120)의 제2 변형예로, 내벽면(120b)을 없게 하여 경사면(120c)을 직접 교차시켜, 내벽면(120b)에 상당하는 부분에 능선(120e)을 형성하고, 전체로서 2면의 대향면(120a)과 4면의 경사면(120c)에 의해 단면 육각형이다.
도 29는 브릿지부분(120)의 제3 변형예로, 대향면(120a) 및 내벽면(120b)을 제거하여, 각각의 면(120a)(120b)에 상당하는 부분에 능선(120d)(120e)을 형성하고, 전체로서 4면의 경사면(120c)만에 의해 단면 사각형이다.
도 30은 브릿지부분(120)의 제4 변형예로, 경사면(120c)을 대향면(120a)의 원주방향 편측단부에만 형성하는 동시에, 그 경사면(120c)을 클러치판(89F)의 표리측에서 대향면(120a)이 다른 단부측에 형성하는 것에 의해 전체로서 변형한 단면 육각형이다. 또, 이 경우, 인접하는 상대측의 클러치판(89F)에 대해서는, 경사면(120c)이 상대측의 대향면(120a)에 대응하도록 형성된다.
따라서, 이와 같이 도 27 내지 도 30의 각 변형예에서도 상기 제9 실시 형태와 동일한 기능을 발휘할 수 있다. 물론, 브릿지부분(120)의 형상은, 이들 변형예에 한정하지 않고, 그 외의 각종 변형을 채용할 수 있다.
[제10 실시 형태]
도 31은 본 발명의 제10 실시 형태를 도시하고, 상기 도 25 및 도 26의 실시 형태와 동일 구성부분에 동일 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다.
도 31은 브릿지부분(120)의 확대 단면도로, 이 제2 실시 형태의 브릿지부분(120')에서도, 인접하는 클러치판(89G')에 대향하는 대향면(120a')과, 관통공(112)에 면하는 내벽면(120b')을 구비하고 있다.
그리고, 이 제10 실시 형태의 클러치판(89G)(89G')은, 브릿지부분(120')의 대향면(120a')이, 상호 인접하는 클러치판(89G)(89G')의 브릿지부분(120)의 대향면(120a')끼리가 이간하도록, 브릿지부분(120)의 두께(W)를 상기 자로형성부(89b)(89c)(도 24 참조)의 두께(WO)보다도 작게 형성한다.
또, 이 실시 형태에는 자로형성부(89b)(89c)의 두께(WO)방향 중앙부에, 상기 얇게 두께화 된 브릿지부분(120')이 위치하여, 양측의 대향면(120a')과 클러치판(89G)의 양면과의 사이에 동일한 간격{(WO-W)/2}이 형성된다.
또, 이 제10 실시 형태의 상기 브릿지부분(120')은, 상기 제9 실시 형태와 동일하게 대향면(120a')의 원주방향 양 단부에 경사면(120c')을 형성하고, 전체로서 2면의 대향면(120a')과 2면의 내벽면(120b')과 4면의 경사면(120c')에 의해 단면팔각형이다.
따라서, 본 제10 실시 형태의 클러치판(89G)에서는, 브릿지부분(120')의 두께(W)를 자로형성부(89b)(89c)의 두께(WO)보다도 작게 하는 것에 의해, 브릿지부분 대향면(120a)(120a') 사이의 접촉 면적을 없게 할 수 있기 때문에, 이 브릿지부분(120')을 통해 자력선이 누설하는 양을 저감할 수 있고, 상기 제9 실시 형태와 동일한 기능을 발휘할 수 있다.
그런데, 상기 제9, 제10 실시 형태에는 각각의 경사면(120c)(120c')을 평탄면으로 형성한 경우를 개시하지만, 이 경사면(120c)(120c')은 특히 평탄면으로 한정하지 않고, 예컨대 팽출방향의 만곡면 또는 함입방향의 만곡면으로 형성할 수 있다.
전술한 구조에서, 전자석에 의해 형성된 자속이 순환하는 자로형성부 사이에 형성된 인접하는 관통공 사이에 개재되는 브릿지부의 형상이, 클러치판의 원주를 따라, 브릿지부의 원주 길이보다 짧은 길이로 대향벽을 각각 갖도록 배열되기 때문에, 각각의 대향벽의 원주방향을 따라 적어도 하나의 가장자리가 감소된 두께부를 갖는 동시에 소정의 단면적을 향상하여, 클러치판은 클러치판의 내주부와 외주부를 연결에 필요한 강도를 보장하면서 전술한 감소된 두께부에 의해 상호 인접하는 클러치판의 브릿지부에 형성된 연관 대향벽 사이에 감소된 접촉면적을 갖는 것이 가능하다.
결과적으로, 브릿지부를 통해 전술한 자로형성부를 통과하는 자로의 누설 양을 감소하는 것이 가능하기 때문에, 아마츄어의 흡인력의 증가로 클러치판의 미끄러짐의 감소 효과가 증대되므로 전자석에 의해 발생된 자속 밀도는 상당히 이용될 수 있다.
또, 본 제9 실시 형태의 변형 형태의 구조에 의해, 소정의 단면적을 개선하면서 브릿지부가 상호 인접하는 클러치판의 브릿지부의 대향벽이 서로 분리되도록 자로형성부보다 작은 두께로 형성되기 때문에, 브릿지부는 소정의 단면적에 의해 필요한 강도를 갖는 동시에, 인접하는 클러치판의 브릿지부에 형성된 대향 벽 사이의 상호 접속을 없게 하여 자속의 누설 양을 감소시킬 수 있으므로 전자석에 의해 발생된 자속은 고밀도로 유지되어 클러치판의 미끄럼짐의 감소 효과를 증대한다.
또, 본 발명의 전자클러치용 클러치판은 상기 각 실시 형태에 한하지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위내에서 각종 실시 형태를 채용할 수 있다. 또, 전술의 실시 형태에는, 본 발명의 습식 마찰클러치를 전자클러치의 파일롯 클러치에 적용한 예를 도시하지만, 이에 한정하지 않고, 습식 클러치를 사용하는 장치 전방에 적용할 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성된 오일도입로가 오일실과 연통하기 때문에, 클러치판이 회전하면, "동유압효과"에 의해 오일도입로로 오일이 공급되어, 클러치판의 슬라이딩부에 오일이 안내되기 때문에, 인접하는 클러치판이 도입된 오일에 의해 원활히 이격된다. 이 때문에, 클러치판 사이의 드랙 토오크를 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명의 습식 마찰 토오크를 차량의 커플링이나 차동기어장치의 클러치에 이용한 경우에는, 불필요한 동력이 전달되지 않고, 주행성을 안정시킬 수 있는 동시에, 구동손실이 해소되어 연비를 향상할 수 있다.
본 발명에 의하면, 브릿지부분은 소정의 단면적에 의해 클러치판의 내주부분과 외주부분을 연결에 필요한 강도를 확보하면서, 대향면의 원주방향을 따른 길이가, 브릿지부분의 원주방향 길이보다 짧게 형성하는 것에 의해, 브릿지부분의 단면 형상은, 대향면의 적어도 원주방향 일단부에서 내벽면을 향해 두께가 감소하는 부분이 형성된다.
따라서, 상기 브릿지부분은, 상기 두께의 감소부분에 의해 상호 인접하는 클러치판의 브릿지부분에 형성된 대향면끼리의 접촉면적이 감소하기 때문에, 브릿지부분을 통해 자력선이 누설 양을 저감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 브릿지부분은 소정의 단면적에 의해 필요한 강도를 확보하면서, 브릿지부분의 두께를 자로형성부의 두께보다도 작게 하는 것에 의해, 상호 인접하는 클러치판 사이의 브릿지부분의 대향면끼리의 접촉이 없게 되기 때문에, 브릿지부분을 통해 자력선이 누설하는 양을 저감할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1 및 제2 구동력전달부재 사이에 동작가능하게 배치된 습식 마찰클러치로서,
    제1 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제1 클러치판,
    복수 개의 제1 클러치판과 중첩되고 제2 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제2 클러치판,
    복수 개의 제1 및 제2 클러치판을 선택적으로 체결 또는 해제 동작하는 클러치 작동자, 및
    인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성되고, 인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 오일실과 연통하는 클러치판의 원주방향으로 소정 길이로 연장하는 오일도입로를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일도입로가 클러치판의 반경방향으로 형성되고 오일실과 연통하는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오일도입로가 클러치판의 외직경측과 내직경측 사이에 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오일도입로가 인접하는 클러치판 사이에 간격을 형성하기 위해 클러치판의 본체의 판두께보다 얇은 가장자리부를 갖는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오일도입로는 클러치판의 외면의 경사면을 통해 연결 형성되는 가장자리부를 갖는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 오일도입로는 각각의 가장자리부가 원호형 단면으로 형성된 대향 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 작동자는 복수 개의 제1 및 제2 클러치판이 동작가능하게 자로 내에 배치되는 전자석 코일과, 전자석의 자력에 의해 흡인되는 아마츄어를 포함하는 전자클러치로서, 복수 개의 제1 및 제2 클러치판은 자로의 일부를 형성하는 갭부와, 이들 갭부 사이에 형성된 오일도입로를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식마찰클러치.
  8. 제1 및 제2 구동력전달부재 사이에 동작가능하게 배치된 습식 마찰클러치로서,
    제1 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제1 클러치판,
    복수 개의 제1 클러치판과 중첩되고 제2 구동력전달부재와 회전가능하게 배치된 복수 개의 제2 클러치판,
    복수 개의 제1 및 제2 클러치판을 선택적으로 체결 또는 해제 동작하는 클러치 작동자,
    인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 적어도 하나의 인접하는 클러치판에 형성된 제1 오일도입로, 및
    다른 인접하는 클러치판에 형성된 제2 오일도입로를 포함하며,
    상기 제1 오일도입로는, 제1 및 제2 오일도입로에서 인접하는 클러치판의 슬라이딩부로 오일을 도입하기 위해 제2 오일도입로와 면적이 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 오일도입로는 상기 제2 오일도입로보다 클러치판의 반경방향으로 광폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 오일도입로는 반경방향 외향으로 연장하는 돌기가 형성된 단부를 갖는 동시에 제2 오일도입로의 형성 외측 영역에서 종료되는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  11. 제8항에 있어서,
    제1 오일도입로는 확장부가 양 단부에 각각 형성되고, 이들 각각은 제2 오일도입로의 반경방향으로 광폭으로 확장하는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  12. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 제1 및 제2 오일도입로는 클러치판의 본체의 판두께보다도 얇게 가장자리부를 양 길이방향 단부에 각각 형성한 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  13. 제8항에 있어서,
    제1 및 제2 오일도입로는 축방향으로 서로에 대해 연통하는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 클러치 작동자는 복수 개의 제1 및 제2 클러치판이 동작가능하게 자로내에 배치되는 전자석 코일과, 전자석의 자력에 의해 흡인되는 아마츄어를 포함하는 전자클러치로서, 상기 제1 및 제2 오일도입로에는 자로를 형성하기 위한 자기투과율저하수단으로 갭부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 마찰클러치.
  15. 구동축과 회전가능하게 배치된 제1 클러치판 및 피동축과 회전가능하게 배치된 제2 클러치판을 서로 중첩시킨 클러치판 그룹, 상기 클러치판 그룹의 일측방에 배치한 전자석, 상기 클러치판 그룹의 타방측에 배치하여 상기 전자석에서 발생하는 전자력에 흡입되는 아마츄어를 구비하고, 상기 아마츄어의 흡인에 의해 상기 클러치판 그룹을 가압 접촉하여 체결하는 전자클러치장치로서, 상기 클러치판에는 상기 전자석에서 발생한 자로를 순환하는 자로형성부 사이에 위치하여, 내주부와 외주부를 연결하는 브릿지부분을 개재하면서 원주방향으로 관통공이 형성되도록 된 전자클러치용 클러치판에 있어서,
    상기 브릿지부분은, 인접하는 상대측의 클러치판에 대향하는 대향면과, 상기 관통공에 면하는 내벽면을 구비하고, 상기 브릿지부분의 형상은 소정의 단면적을 확보하면서, 상기 대향면의 원주방향 길이를 브릿지부분의 원주방향 길이보다 짧게 형성한 것을 특징으로 하는 전자클러치용 클러치판.
  16. 구동축과 회전가능하게 배치된 제1 클러치판 및 피동축과 회전가능하게 배치된 제2 클러치판을 서로 중첩시킨 클러치판 그룹, 상기 클러치판 그룹의 일측방에 배치한 전자석, 상기 클러치판 그룹의 타방측에 배치하여 상기 전자석에서 발생하는 전자력에 흡입되는 아마츄어를 구비하고, 상기 아마츄어의 흡인에 의해 상기 클러치판 그룹을 가압 접촉하여 체결하는 전자클러치장치로서, 상기 클러치판에는 상기 전자석에서 발생한 자로를 순환하는 자로형성부 사이에 위치하여, 내주부와 외주부를 연결하는 브릿지부분을 개재하면서 원주방향으로 관통공이 형성되도록 된 전자클러치용 클러치판에 있어서,
    상기 브릿지부분은 인접하는 클러치판에 대향하는 대향면과, 상기 관통공에 면하는 내벽면을 구비하고, 상기 브릿지부분의 형상은 소정의 단면적을 확보하면서, 상기 브릿지부분의 두께를 상기 자로형성부의 두께보다도 작게 한 것을 특징으로 하는 전자클러치용 클러치판.
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