KR20200067259A

KR20200067259A - 마찰판

Info

Publication number: KR20200067259A
Application number: KR1020180010806A
Authority: KR
Inventors: 노리오 타카쿠라; 자다 아메드 파블로비 샤; 아키히토 오이카와; 료 오하시
Original assignee: 다이낙스 코포레이션
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2020-06-12
Also published as: EP3354921A1; EP3354921B1; JP2018119646A; US10502269B2; US20180216674A1; JP6709742B2

Abstract

본 발명은 드래그 토크가 적고, 냉각 성능을 향상시킨 마찰판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 마찰판(10)에 의하면, 마찰 클러치 비체결 시에, 외주측 오일 홈(42)으로부터 내주측을 향하여 유입된 윤활유가 제1 마찰재 세트(20)의 제1 세그먼트(22) 위에, 한편, 내주측 오일 홈(44)으로부터 외주측을 향하여 유입된 윤활유가 제2 마찰재 세트(30)의 제3 세그먼트(32) 위에 올라 앉으므로, 윤활유를 축방향으로 배출시켜서, 마찰판(10)과 상대 플레이트의 간격을 확대하도록 작용시키고, 윤활유의 공기 함유량을 증가시킴으로써 드래그 토크를 저감시킬 수 있다. 마찰 클러치 체결 시에는 윤활유가 외주측 연통 오일 홈(46) 또는 내주측 연통 오일 홈(48)을 통하여 마찰판의 외부로 흘러 나오므로, 열교환 효율이 높고, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

마찰판{FRICTION PLATE}

본 발명은, 윤활유에 잠겨 있는 마찰판(습식 마찰판)과 상대 플레이트를 마찰 결합시켜서 토크를 전달하는 마찰 클러치에 사용되는 마찰판에 관한 것이다.

마찰 클러치는, 통상, 일측의 축과 연동하여 회전하는 복수매의 상대 플레이트와, 상대 플레이트 사이에 배치되고, 타측의 축과 연동하여 회전하는 마찰판을 구비한다. 그리고, 피스톤이 작동하여 상대 플레이트를 가압하고, 상대 플레이트와 마찰판을 마찰 결합시킴으로써 일측의 축과 타측의 축 사이에서 토크를 전달시킨다. 상대 플레이트와 마찰판은 윤활유에 잠겨 있고, 윤활유에 의해 상대 플레이트와 마찰판은 냉각된다. 마찰판에는, 상대 플레이트와 대향하는 면(양면)에 마찰재가 부착되어 있다. 그리고, 마찰재의 표면이나 마찰재끼리의 사이에는, 윤활유를 흘리기 위한 오일 홈이 설치되어 있다.

마찰 클러치에 있어서, 피스톤이 작동하고 있지 않고, 마찰 클러치가 비결합(비작동, 비체결이기도 함.) 상태일 때, 상대 플레이트와 마찰판 사이에서 토크가 전혀 전달되지 않고 동력 손실을 발생하지 않는 것이 이상적이다. 그러나, 실제로는, 상대 플레이트와 마찰판 사이에 개재되는 윤활유가 원인이 되어 상대 플레이트와 마찰판 사이에서 토크가 적지 않게 전달된다. 이것은, 마찰 클러치가 비결합 상태일 때, 회전하는 상대 플레이트에 의해 윤활유가 둘레 방향으로 질질 끌려지면서 마찰판의 오일 홈을 빠져나가는 것에 의한, 윤활유의 전단 저항력에 의한 것이다. 이와 같이 하여 전달되는 토크를 드래그 토크(drag torque)라고 한다.

드래그 토크는, 윤활유의 공기 함유량을 많게 함으로써 저감시킬 수 있는 것이 알려져 있다. 그리고, 지금까지, 드래그 토크를 저감하기 위해서, 다양한 형상의 마찰재와 오일 홈을 구비한 마찰판이 고안되고 있다. 그 예로서, 이하와 같은 것이 있다.

일본 특허 공개 제 2001-221252에는, 코어판과, 이 코어판 양측면에 접합되는 마찰재로 이루어지고, 상기 마찰재에, 상기 마찰재의 내외주연 사이를 연통하는 복수 조의 제1 오일 홈과, 인접하는 제1 오일 홈의 서로의 중간부를 연통하는 제2 오일 홈을 형성하고, 상기 제1 오일 홈을, 그 반경 방향 내측 단부를 지나는 반경선에 대하여 상기 코어판의 둘레 방향으로 일정 각도 기울여서 배치한 마찰판이며, 제2 오일 홈을, 그 반경 방향 내측 단부를 지나는 반경선에 대하여 제1 오일 홈의 각도보다 큰 예각을 갖고 제1 오일 홈과 동일 방향으로 기울여서 배치한 마찰판이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제 2005-351296에는, 원판 형상의 코어 플레이트와 소정 형상으로 이루어지는 세그먼트 형상의 복수의 마찰재로 이루어지고, 코어 플레이트 표면 상에 각 마찰재를 고착하고, 각 마찰재 사이의 간극에 의해 오일 홈을 형성하여 이루어지는 마찰 결합 장치의 마찰 플레이트이며, 세그먼트 형상의 마찰재 사이의 간극에 의해 형성되는 각 오일 홈이, 코어 플레이트의 내주측 및 외주측으로 개구되고 또한 중도부가 마찰 플레이트의 회전 방향에 대하여 역방향으로 볼록 형상으로 구부러지는 형상을 구비하고 있는 마찰판이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제 2001-221252에의 마찰판에 의하면, 제1 오일 홈과 제2 오일 홈이 나사 펌프 작용을 발휘하여, 마찰재와 클러치판 사이에 개재되는 오일을 긁어 떨어뜨리면서, 마찰재의 내주측 또는 외주측으로 이송하므로, 마찰판 및 클러치판 사이의 오일의 점성에 의한 드래그 토크가 현저하게 감소하고, 마찰재 전체를 효과적으로 냉각시킬 수 있다고 되어 있다.

일본 특허 공개 제 2005-351296의 마찰판에 의하면, 마찰 결합장치의 해방 시, 오일 홈 내로 도입된 윤활유를 상대 플레이트와의 상대 회전에 의해 드래그시켜서 오일 홈의 중앙 부분으로 이동시키고, 오일 홈의 중앙 부분으로부터 축방향으로 배출시켜서, 배출 시에 세퍼레이터 플레이트와의 간격을 확대하도록 작용시키고, 적극적인 비체결력을 발생시킬 수 있으므로, 저회전 시에도 드래그 토크를 저감시킬 수 있고, 마찰 저감에 의해 연비를 향상시킬 수 있다고 되어 있다.

그러나, 최근, 마찰 클러치의 소형화 요구에 따라, 클러치 비체결 시의 마찰판과 상대 플레이트의 거리가 줄어들고 있어, 드래그 토크를 더욱 저감시킬 수 있는 마찰판이 요망되고 있다. 또한, 클러치 체결 시의 냉각성도 더욱 향상시키는 것이 요망되고 있다.

JP

2001-221252

A

JP

2005-351296

A

따라서, 본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 감안하여, 드래그 토크가 보다 적고, 냉각 성능을 더욱 향상시킨 마찰판을 제공하는 것을, 그 목적으로 한다.

본 발명은, 환 형상의 플레이트 표면 둘레 방향으로 제1 마찰재 세트와 제2 마찰재 세트가 교대로 부착되고, 상기 플레이트의 내주측으로부터 외주측을 향하여 연통하는 오일 홈이 상기 제1 마찰재 세트와 제2 마찰재 세트 사이에 형성되어 있는 마찰판이며, 상기 오일 홈은, 상기 표면의 내주단부로부터 외주단부까지의 대략 중앙으로부터 외주측으로 연장되는 외주측 오일 홈과, 대략 중앙으로부터 내주측으로 연장되는 내주측 오일 홈이 각도를 갖고 교차하도록 형성되고, 상기 제1 마찰재 세트는, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트로 구성되고, 상기 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에, 상기 대략 중앙으로부터 외주측을 향하여 연장되고 상기 내주측 오일 홈과 연통하는 외주측 연통 오일 홈을 구비하고, 상기 제2 마찰재 세트는, 제3 세그먼트와 제4 세그먼트로 구성되고, 상기 제3 세그먼트와 제4 세그먼트 사이에, 상기 대략 중앙으로부터 내주측을 향하여 연장되고 상기 내주측 오일 홈과 연통하는 내주측 연통 오일 홈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 마찰판에 의해 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 따르면, 마찰 클러치의 비체결 시이고, 마찰판이 회전하고 있을 때, 외주측 오일 홈으로부터 내주측을 향하여 유입된 윤활유가 제1 마찰재 세트의 제1 세그먼트 위에 올라 앉거나, 혹은, 내주측 오일 홈으로부터 외주측을 향하여 유입된 윤활유가 제2 마찰재 세트의 제3 세그먼트 위에 올라 앉는다. 이에 의해, 윤활유를 축방향으로 배출시켜서, 마찰판과 상대 플레이트의 간격을 확대시키도록 작용시킬 수 있고, 또한, 올라 앉은 윤활유의 공기 함유량이 증가됨으로써 드래그 토크를 저감시킬 수 있다.

한편으로, 마찰 클러치의 체결 시이고 마찰판이 회전하고 있을 때, 외주측 오일 홈으로부터 내주측을 향하여, 또한, 내주측 오일 홈으로부터 외주측을 향하여 유입된 윤활유가 외주측 연통 오일 홈 또는 내주측 연통 오일 홈을 통하여 외부로 흘러 나오므로, 윤활유를 순환시키는 것에 의한 열교환 효율이 높고, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 외주측 오일 홈과 내주측 연통 오일 홈이 직선 형상으로 연통하고 있는 구성, 혹은, 내주측 오일 홈과 외주측 연통 오일 홈이 직선 형상으로 연통하고 있는 구성으로 함으로써, 윤활유가 마찰판의 외부로 원활하게 흘러 나오므로, 냉각 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 마찰재 세트의 제1 세그먼트의 외주측 오일 홈에 대향하는 위치에 제1 오일 저류 오목부가 설치되어 있는 구성, 혹은, 제2 마찰재 세트의 제3 세그먼트의 내주측 오일 홈에 대향하는 위치에 제2 오일 저류 오목부가 설치되어 있는 구성으로 하면, 윤활유가 제1 오일 저류 오목부 또는 제2 오일 저류 오목부에 저류되고, 제1 세그먼트 또는 제3 세그먼트 위에 올라 앉기 쉬우므로, 드래그 토크를 더욱 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 마찰판의 일부 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태의 마찰판의 일부 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태의 마찰판의 일부 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 마찰판은 마찰 클러치에 사용되는 것이지만, 마찰 클러치의 기본적인 구조는 널리 공지되어 있으므로, 마찰 클러치 자체의 도시를 수반하는 설명은 생략한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 마찰판(10)에는, 플레이트(12)의 표면(14)에, 상대적으로 내주측에 위치하는 제1 세그먼트(22)와 외주측에 위치하는 제2 세그먼트(24)의 쌍으로 이루어지는 제1 마찰재 세트(20)와, 상대적으로 외주측에 위치하는 제3 세그먼트(32)와 내주측에 위치하는 제4 세그먼트(34)의 쌍으로 이루어지는 제2 마찰재 세트(30)가 둘레 방향으로 교대로 부착되어 있다. 도시는 생략하지만, 보다 상세하게는, 플레이트(12)는 환 형상이며, 제1, 제2 마찰재 세트(20, 30)는 플레이트(12)의 둘레 방향에 걸친 표면(14)에 부착되어 있다. 이것은, 도 2, 도 3에서도 마찬가지이다. 또한, 플레이트(12)에는, 도시하지 않은 허브 등에 스플라인 끼워 맞춤시키기 위한 스플라인이 설치된다.

제1 마찰재 세트(20)와 제2 마찰재 세트(30) 사이에는, 플레이트(12)의 내주측으로부터 외주측을 향하여 연통하는 오일 홈(40)이 형성되어 있다. 오일 홈(40)은, 표면(14)의 내주단부(16)로부터 외주단부(18)까지의 대략 중앙으로부터 외주측으로 연장되는 외주측 오일 홈(42)과, 대략 중앙으로부터 내주측으로 연장되는 내주측 오일 홈(44)이 각도를 갖고 교차하도록 구성되어 있다. 또한, 외주측 오일 홈(42)과 내주측 오일 홈(44)으로 형성되는 내각은, 30°∼120°로 하는 것이 좋다. 또한, 당해 내각은, 마찰판(10)에 있어서 모두 동일한 각도를 갖는 것이 아니어도 좋다.

오일 홈(40)에 인접하는 제1 마찰재 세트(20)와 제2 마찰재 세트(30)는, 내주측과 외주측의 세그먼트 배치 관계가 반대로 되어 있다. 제1 마찰재 세트(20)는, 전술한 바와 같이, 제1 세그먼트(22)와 제2 세그먼트(24)를 갖는다. 제1 세그먼트(22)와 제2 세그먼트(24) 사이에는, 외주측 연통 오일 홈(46)이 형성되어 있다. 외주측 연통 오일 홈(46)은, 표면(14)의 내주단부(16)로부터 외주단부(18)까지의 대략 중앙으로부터 외주측을 향하여 연장되고, 내주측 오일 홈(44), 외주측 오일 홈(42)과 연통되어 있다. 마찰판(10)의 경우, 내주측 오일 홈(44)과 외주측 연통 오일 홈(46)은 직선 형상으로 연통되어 있다.

한편, 제2 마찰재 세트(30)는, 제3 세그먼트(32)와 제4 세그먼트(34)를 갖는다. 제3 세그먼트(32)와 제4 세그먼트(34) 사이에는, 내주측 연통 오일 홈(48)이 형성되어 있다. 내주측 연통 오일 홈(48)은, 표면(14)의 내주단부(16)로부터 외주단부(18)까지의 대략 중앙으로부터 내주측을 향하여 연장되고, 내주측 오일 홈(44)과 연통되어 있다. 마찰판(10)의 경우, 외주측 오일 홈(42)과 내주측 연통 오일 홈(48)도 직선 형상으로 연통되어 있다.

또한, 제1 마찰재 세트(20)의 제1 세그먼트(22)는, 제1 오일 저류 오목부(45)를 구비하고 있다. 제1 오일 저류 오목부(45)는, 외주측 오일 홈(42)에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 마찰판(10)에서는, 제1 오일 저류 오목부(45)의 형상은 반원형이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 윤활유가 저류되는 형상이면 된다. 마찬가지로, 제2 마찰재 세트(30)의 제3 세그먼트(32)에도, 내주측 오일 홈(44)에 대향하는 위치에, 제2 오일 저류 오목부(47)가 설치되어 있다.

상기 구성을 갖는 마찰판(10)에 의하면, 마찰 클러치의 비체결 시이고 마찰판(10)이 화살표 X방향으로 회전하면, 외주측 오일 홈(42)으로부터 내주측을 향하여(화살표 A방향으로) 유입된 윤활유가 제1 마찰재 세트(20)의 제1 세그먼트(22) 위에 올라 앉고, 그 한편, 내주측 오일 홈(44)으로부터 외주측을 향하여(화살표 B방향으로) 유입된 윤활유가 제2 마찰재 세트(30)의 제3 세그먼트(32) 위에 올라 앉으므로, 윤활유를 축방향으로 배출시켜서, 마찰판(10)과 상대 플레이트(도시 생략)의 간격을 확대하도록 작용시킬 수 있고, 또한, 올라 앉은 윤활유의 공기 함유량이 증가됨으로써, 드래그 토크를 저감시킬 수 있다.

또한, 마찰 클러치의 체결 시이고 마찰판(10)이 화살표 X방향으로 회전하고 있을 때, 외주측 오일 홈(42)으로부터 내주측을 향하여 유입된 윤활유는, 내주측 오일 홈(44)으로부터 유입되는 화살표 E방향의 윤활유의 흐름과 함께, 외주측 연통 오일 홈(46)을 통하여 화살표 C방향으로 흘러 나온다. 동시에, 내주측 오일 홈(44)으로부터 외주측을 향하여 유입된 윤활유는, 외주측 오일 홈(42)으로부터 유입되는 화살표 F방향의 윤활유의 흐름과 함께, 내주측 연통 오일 홈(48)을 통하여 화살표 D방향으로 흘러 나온다. 즉, 윤활유가 마찰판(10)의 외부로 흘러 나오므로, 윤활유를 순환시키는 것에 의한 열교환 효율이 높고, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

마찰판(10)과 같이, 외주측 오일 홈(42)과 내주측 연통 오일 홈(48)이 직선 형상으로 연통되어 있는 구성, 혹은, 내주측 오일 홈(44)과 외주측 연통 오일 홈(46)이 직선 형상으로 연통되어 있는 구성으로 함으로써, 윤활유가 마찰판(10)의 외부로 원활하게 흘러 나오므로, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 오일 저류 오목부(45) 또는 제2 오일 저류 오목부(47)가 설치되어 있는 구성으로 하면, 마찰 클러치의 체결 시이고 마찰판(10)이 화살표 X방향으로 회전하고 있을 때, 윤활유가 제1 오일 저류 오목부(45) 또는 제2 오일 저류 오목부(47)에 저류되고, 제1 마찰재 세트(20)의 제1 세그먼트(22) 또는 제2 마찰재 세트(30)의 제3 세그먼트(32) 위에 올라 앉기 쉬우므로, 드래그 토크를 더욱 저감시킬 수 있다.

이어서, 도 2에 도시하는 마찰판(10a)은, 마찰판(10)에 비해, 외주측 오일 홈(42a)와 내주측 오일 홈(44a)으로 형성되는 내각이 예각이다. 마찰판(10a)과 같이, 제1 마찰재 세트(20a)의 제1 세그먼트(22a), 제2 세그먼트(24a) 및 제2 마찰재 세트(30a)의 제1 세그먼트(32a), 제2 세그먼트(34a)의 형상은, 오일 홈 등의 구성에 따라서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 마찰판(10a)의 구성으로 해도, 마찰판(10a)이 X방향으로 회전했을 때, 드래그 토크의 저감과 냉각 성능의 향상이라고 하는 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 도 3에 도시하는 마찰판(10b)과 같이, 외주측 오일 홈(42b)과 내주측 연통 오일 홈(48b) 및 내주측 오일 홈(44b)과 외주측 연통 오일 홈(46b)이 직선 형상이 아닌 구성으로 할 수도 있다. 본 구성으로 해도, 마찰판(10b)이 X방향으로 회전했을 때, 드래그 토크의 저감과 냉각 성능의 향상이라고 하는 효과를 발휘할 수 있다.

상기에서 설명한 외주측 오일 홈(42 내지 42b), 내주측 오일 홈(44 내지 44b), 외주측 연통 오일 홈(46 내지 46b), 내주측 연통 오일 홈(48 내지 48b) 및 제1. 제2 오일 저류 오목부(45, 47)는, 예를 들어 해당 부분에 마찰재를 부착하지 않음으로써 형성할 수도 있다. 예를 들어, 환 형상의 마찰재에 프레스가공 또는 절삭 등의 제거 가공을 실시할 수 있다. 또한, 마찰재나 오일 홈은, 플레이트의 양쪽 표면에 설치할 수 있고, 마찰판의 회전 방향에 따라, 그들의 방향을 조정하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 마찰 클러치 체결 시에 윤활유의 배출 효율이 높고, 한편, 마찰 클러치의 비체결 시에는 윤활유를 축방향으로 배출시켜서, 마찰판과 상대 플레이트의 간격을 확대하도록 작용시키고, 또한, 올라 앉은 윤활유의 공기 함유량을 증가시킴으로써, 드래그 토크가 보다 적은 마찰판을 제공할 수 있다.

10 내지 10b: 마찰판
12: 플레이트
14: 표면
16: 내주단부
18: 외주단부
20 내지 20b: 제1 마찰재 세트
22 내지 22b: 제1 세그먼트
24 내지 24b: 제2 세그먼트
30 내지 30b: 제2 마찰재 세트
32 내지 32b: 제3 세그먼트
34 내지 34b: 제4 세그먼트
40: 오일 홈
42 내지 42b: 외주측 오일 홈
44 내지 44b: 내주측 오일 홈
45: 제1 오일 저류 오목부
46 내지 46b: 외주측 연통 오일 홈
47: 제2 오일 저류 오목부
48 내지 48b: 내주측 연통 오일 홈

Claims

환 형상의 플레이트 표면 둘레 방향으로 제1 마찰재 세트와 제2 마찰재 세트가 교대로 부착되고, 상기 플레이트의 내주측으로부터 외주측을 향하여 연통하는 오일 홈이 상기 제1 마찰재 세트와 제2 마찰재 세트 사이에 형성되어 있는 마찰판이며,
상기 오일 홈은, 상기 마찰 결합면의 내주단부로부터 외주단부까지의 대략 중앙으로부터 외주측으로 연장되는 외주측 오일 홈과, 대략 중앙으로부터 내주측으로 연장되는 내주측 오일 홈이 각도를 갖고 교차하도록 형성되고,
상기 제1 마찰재 세트는, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트로 구성되고, 상기 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에, 상기 대략 중앙으로부터 외주측을 향하여 연장되고, 상기 내주측 오일 홈에 연통하는 외주측 연통 오일 홈을 구비하고,
상기 제2 마찰재 세트는, 제3 세그먼트와 제4 세그먼트로 구성되고, 상기 제3 세그먼트와 제4 세그먼트 사이에, 상기 대략 중앙으로부터 내주측을 향하여 연장되고, 상기 내주측 오일 홈에 연통하는 내주측 연통 오일 홈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 마찰판.
제1항에 있어서,
상기 외주측 오일 홈과 내주측 연통 오일 홈이 직선 형상으로 연통하고 있는, 마찰판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내주측 오일 홈과 외주측 연통 오일 홈이 직선 형상으로 연통하고 있는, 마찰판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 세그먼트의 상기 외주측 오일 홈에 대향하는 위치에 제1 오일 저류 오목부가 설치되어 있는, 마찰판.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 세그먼트의 상기 내주측 오일 홈에 대향하는 위치에 제2 오일 저류 오목부가 설치되어 있는, 마찰판.