JP2014098436A - クラッチプレート、クラッチ装置、及び駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク変化率を小さくすることができるクラッチプレート及び駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】本発明は、軸方向両端面の少なくとも一方に複数の溝２１からなる潤滑溝２が形成され、当該端面１１が潤滑溝２と摩擦係合面１３とを有する環状且つ湿式のクラッチプレートであって、摩擦係合面１３は、溝２１よりも幅及び深さが小さい複数の小溝１５を有し、複数の小溝１５のうち少なくとも一部の小溝１５は、前記環状の周方向に交差する方向に延び、複数の小溝１５を有する摩擦係合面１３の表面粗さは、前記環状のクラッチプレートの中心軸を中心とする周方向に１２０°毎ずらした３箇所でＲｚ（ＪＩＳ１９８２）で測定した平均値が３．０μｍ以上４．０μｍ以下である。
【選択図】図５

Description

本発明は、潤滑溝を有する湿式のクラッチプレートと、それを備えたクラッチ装置及び駆動力伝達装置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、特開平１１−２９４４８８号公報、特開２００２−２１３４８５号公報、及び特開２００６−０２９４４６号公報に記載されている。電磁式摩擦クラッチは、例えば電子制御４ＷＤカップリング（ＩＴＣＣ（登録商標））に用いられる。

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。

特開平１１−２９４４８８号公報 特開２００２−２１３４８５号公報 特開２００６−０２９４４６号公報

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、低温時（例えば０℃以下）のトルクが、潤滑油の粘度の増加に伴い上昇してしまう。常温又は高温時に対する低温時のトルクの変化の割合（トルク変化率）が大きくなると、例えば運転フィーリングの向上が困難となり、トルク変化率を小さくすることが求められている。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、トルク変化率を小さくすることができるクラッチプレート、クラッチ装置、及び駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

（請求項１）本発明に係るクラッチプレートは、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、前記溝よりも幅及び深さが小さい複数の小溝を有し、前記複数の小溝のうち少なくとも一部の小溝は、前記環状の周方向に交差する方向に延び、前記複数の小溝を有する前記摩擦係合面の表面粗さは、前記環状のクラッチプレートの中心軸を中心とする周方向に１２０°毎ずらした３箇所でＲｚ（ＪＩＳ１９８２）で測定した平均値が３．０μｍ以上４．０μｍ以下である。

（請求項２）ここで、前記摩擦係合面は、前記複数の溝の中央線上にある少なくとも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び前記複数の溝の中央線に一致する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、前記複数の小溝は、複数の前記丘部に形成されていても良い。なお、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。

（請求項３）また、前記溝は、仮想中心を中心とした仮想円又は仮想球に沿って形成され、前記仮想中心は、前記環状の中心を中心とした第二の仮想円上に周方向等間隔に位置していても良い。

（請求項４）ここで、前記端面のうち前記摩擦係合面の割合である摺動面積率は、５５％以上９０％以下であっても良い。

（請求項５）また、前記小溝は、研磨加工による痕、切削加工による痕、プレス加工による痕、又はエッチングによる溝であっても良い。

（請求項６）また、前記複数の小溝は、前記環状の径方向のうちの一方向に平行に形成されていても良い。

（請求項７）ここで、本発明に係るクラッチ装置は、上記クラッチプレートと、前記端面に対向して配置され、第二中心を中心とする環状に形成された第二クラッチプレートと、を備え、前記第二クラッチプレートは、前記摩擦係合面と摩擦係合可能な第二摩擦係合面と、前記第二中心を中心とした環状溝又は渦巻き溝と、を有する。

（請求項８）また、本発明に係る駆動力伝達装置は、上記クラッチプレートと、前記端面に対向して配置され、第二中心を中心とする環状に形成された第二クラッチプレートと、前記クラッチプレートが周方向に移動不可能に且つ軸方向に移動可能に配設された第一回転部材と、前記第二クラッチプレートが周方向に移動不可能に且つ軸方向に移動可能に配設された第二回転部材と、前記クラッチプレートと前記第二クラッチプレートの間に配置された潤滑油と、を備え、前記第一回転部材と前記第二回転部材とは、前記クラッチプレートと前記第二クラッチプレートが係合することで回転力伝達可能な状態となり、前記クラッチプレートと前記第二クラッチプレートが離隔することで回転力伝達不可能な状態となる。

（請求項９）ここで、前記駆動力伝達装置は、同軸的に配置された前記クラッチプレート及び前記第二クラッチプレートに対し、軸方向一方側に配置された第一押圧部材及び軸方向他方側に配置された第二押圧部材を備え、前記第一押圧部材及び前記第二押圧部材は、前記クラッチプレート及び前記第二クラッチプレートを軸方向に挟持することで前記回転力伝達可能な状態を形成し、前記クラッチプレート及び前記第二クラッチプレートを軸方向に挟持しないことで前記回転力伝達不可能な状態を形成するものでも良い。

（請求項１０）また、前記駆動力伝達装置の前記第二クラッチプレートは、前記摩擦係合面と摩擦係合可能な第二摩擦係合面と、前記第二中心を中心とした環状溝又は渦巻き溝と、を有するものでも良い。

本発明のクラッチプレート、クラッチ装置、及び駆動力伝達装置によれば、クラッチプレート回転方向に流入する潤滑油に対して、複数の小溝がクラッチプレート表面に交差する方向（略垂直方向）に油圧反力を発生させる。つまり、複数の小溝は、摩擦係合するクラッチプレート同士を離間させる方向に力を発生させる。これにより、粘度が高くなる低温時のトルク上昇を抑制することができ、トルク変化率を小さくすることができる。

本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。 本実施形態における駆動力伝達装置を示す部分断面図である。 本実施形態のクラッチプレートを示す正面図である。 本実施形態の溝及びランドを説明するための概念図である。 本実施形態の小溝を説明するための概念図である。 本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。 本実施形態のアウタパイロットクラッチプレートを示す正面図である。 実施例の測定箇所を説明するためのクラッチプレートの正面図である。 実施例におけるＲｚ（ＪＩＳ１９８２）とトルク変化率を示すグラフである。 実施例８のクラッチプレート端面を示す表面測定データである。 油圧反力を説明するための説明図である。

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。ただし、本発明のクラッチプレートは、他のクラッチ機構にも適用できる。また、電子制御４ＷＤカップリングは、駆動力伝達装置の１つに相当するため、以下、駆動力伝達装置と記載する。

（駆動力伝達装置）
ここで、図１及び図２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１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２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の軸方向の一方側（図２の右側）端部の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の軸方向の他方側（図２の左側）の端部には入力軸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の径方向の内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、摩擦クラッチ群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。

摩擦クラッチ群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相対移動可能且つ周方向に相対移動不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相対移動可能且つ周方向に相対移動不可能に組み付けられている。第１カム部材７７に連動するインナシャフト７０ｂが「第一回転部材」に相当し、フロントハウジング７１ａが「第二回転部材」に相当する。

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。

カム機溝は、第１カム部材７７、第２カム部材７８、及びカムフォロア７９を有している。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は摩擦クラッチ群７４を軸方向に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を摩擦クラッチ群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。

つまり、インナパイロットクラッチプレート７４ａ及びアウタパイロットクラッチプレート７４ｂが係合することでフロントハウジング７１とインナシャフト７０ｂとが回転力伝達可能な状態となり、インナパイロットクラッチプレート７４ａ及びアウタパイロットクラッチプレート７４ｂが離隔することでフロントハウジング７１とインナシャフト７０ｂとが回転力伝達不可能な状態となる。アーマチャ７５及びリヤハウジング７１ｂ（又は筒体６１）は、「第一押圧部材」及び「第二押圧部材」に相当し、インナパイロットクラッチプレート７４ａ及びアウタパイロットクラッチプレート７４ｂを軸方向に挟持して摩擦係合状態を形成する。「押圧部材」には、クラッチプレートを間接的に押圧するものも含まれる。

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、摩擦クラッチ群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。インナパイロットクラッチプレート７４ａ及びアウタパイロットクラッチプレート７４ｂのトルク変化率は、運転フィーリング等に影響を及ぼす。

（クラッチプレート）
本実施形態のクラッチプレート１について、図３〜図１０を参照して説明する。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３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。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。

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。さらに詳細には、端面１１は、主に、潤滑溝２と、窓３と、ブリッジＡと、摩擦係合面１３と、連結部（図示せず）と、で構成されている。つまり、摩擦係合面１３は、端面１１においておよそ潤滑溝２と窓３とブリッジＡと連結部を除いた部分であり、端面１１のうち係合相手のクラッチプレートに摩擦係合するための部位（摩擦係合部ともいえる）である。摩擦係合面１３は、複数のランド（「丘部」に相当する）１４で構成されている。ランド１４は、潤滑溝２を構成する溝２１で囲まれた部分であり、実係合面１４１と、複数の小溝１５と、を有している（図５参照）。ランド１４についての詳細は後述する。連結部は、潤滑溝２を構成する溝２１と、ランド１４とをつなぐ部分である。連結部は、クラウニング（ダレ）であっても、溝２１の側面の一部（延長部分）であっても良い。本実施形態の連結部は、クラウニングとなっている。

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Ｚ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Ｚ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３〜図５に示すように、複数の溝２１からなっている。溝２１は、一方側の側面と、底面と、他方側の側面とにより構成されている。溝２１の側面は、連結部を介してランド１４につながっている。詳細には、クラッチプレート１をその軸方向に切断した断面で見ると、溝２１の底面が溝２１のうち最も軸方向内側に延在し、溝２１の側面が底面から軸方向外側に延び、連結部が溝２１の側面から軸方向外側に延び、ランド１４が連結部の軸方向外側端部につながっている。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（ブリッジＡ）を除いた表面全体に形成されている。なお、連結部は無くても良い。

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またはブリッジＡまで延び、内周側では窓３またはブリッジ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。上述のように溝２１の両縁は、連結部（クラウニング）につながり、連結部はランド１４につながっている。

ランド１４は、複数の溝２１と連結部とにより囲まれて画定された部分である。連結部がない場合、ランド１４は複数の溝２１により囲まれて画定された部分になる。複数の溝２１は、溝の中央線により規定されている。溝の中央線は、それぞれ「微分可能な線」に一致し、複数の微分可能な線が交差する点である「微分可能でない点」を有する。各溝の幅は、各微分可能な線の接線に垂直な方向で且つクラッチプレート１の軸方向に垂直な方向（以下、溝幅方向とも称する）の、溝２１の一方側の側面と底面と他方側の側面とを合わせた距離である。換言すると、各溝の幅は、一方側の側面と他方側の側面との溝幅方向における離間距離の最大値である。ランド（丘部）１４は、複数の溝の中央線上にある少なくとも２点の微分可能でない点と、当該微分可能でない点を結び複数の溝の中央線に一致する複数（微分可能でない点と同数）の微分可能な線により、囲まれて画定される。

具体的には、図４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。本実施形態におけるランド１４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。本実施形態において、線ｑ１〜ｑ４はほぼ同じ長さである。

さらに具体的に、溝２１は、クラッチプレート１の周方向（回転方向）に交差するように、クラッチプレート１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（図３の点線参照）。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。上記仮想円の中心は、クラッチプレート１の中心を中心とする第二の仮想円上で周方向に等間隔に位置している。

ここで、各ランド１４は、図５に示すように、表面に厚さ方向に窪んだ複数の小溝１５を有している。つまり、ランド１４は、摩擦係合対象である略平面状の実係合面１４１と、複数の小溝１５とで構成されている。複数のランド１４（実係合面１４１＋複数の小溝１５）により摩擦係合面１３が構成されている。クラッチプレート同士の摩擦係合は、潤滑油を介して又は直接接触して行われる。小溝１５は、幅、深さ、及び長さにおいて、溝２１よりも小さい。小溝１５は、略同一方向（又は同一曲率で半径の異なる複数の円に沿って）に延びている。本実施形態では、小溝１５は、クラッチプレート１の径方向のうちの任意の一方向に略平行に延在している。したがって、クラッチプレート１の一部のランド１４では小溝１５がクラッチプレート１の周方向（回転方向）に直交し、当該一部から９０°回転した位置では小溝１５がクラッチプレート１の周方向に平行に延びている。その他の部位では、小溝１５がクラッチプレートの周方向に交差している。上記一部を位相０°とすると、クラッチプレート１の０°と１８０°の部位において小溝１５が周方向に直交し、クラッチプレート１の９０°と２７０°の部位において小溝１５が周方向に平行となる。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部にまで延びている。

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、研磨工程Ｓ４と、ショット工程Ｓ５と、ＤＬＣ工程Ｓ６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）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、当該鉄板に対し、潤滑溝２の型を両端面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。研磨工程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。本実施形態では、研磨工程Ｓ４において、クラッチプレート１に対して一方向に研磨され、クラッチプレート１の端面１１（他方の端面も同様）に研磨方向に延びる研磨痕（研磨溝）が形成される。この研磨による痕が小溝１５を構成している。すなわち、本実施形態の全小溝１５は、研磨工程Ｓ４の研磨によって形成されている。

ショット工程Ｓ５は、クラッチプレート１の両端面にショットブラストを施すことにより、研磨工程Ｓ４で粗くなった両端面の粗さを調整する工程である。ＤＬＣ工程Ｓ５は、クラッチプレート１にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理を行う工程である。具体的に、ＤＬＣ工程Ｓ５は、クラッチプレート１の全表面をＤＬＣ皮膜でコーティングする工程である。なお、ＤＬＣ工程Ｓ５の前後で、クラッチプレート１の表面粗さはほぼ変化しない。

本実施形態のクラッチプレート１は、ショット工程Ｓ５後の測定において、複数の小溝１５が形成されている摩擦係合面１３の表面粗さがＲｚ（ＪＩＳ１９８２）＝３．０〜４．０μｍとなるように形成されている。つまり、小溝１５が形成されていることにより、摩擦係合面１３の表面粗さは、Ｒｚ（ＪＩＳ１９８２）で３．０μｍ以上４．０μｍ以下となっている。また、本実施形態において、端面１１のうちの摩擦係合面１３の割合である摺動面積率は、５５〜９０％である。

本実施形態のアウタパイロットクラッチプレート（「第二クラッチプレート」に相当する）７４ｂは、図７に示すように、端面に、摩擦係合面１３に係合する第二摩擦係合面７４１と、アウタパイロットクラッチプレート７４ｂの中心（以下、第二中心とも称する）を中心とした複数の環状溝７４２と、を有している。複数の環状溝７４２は、第二中心を中心としたそれぞれ半径の異なる円に沿った溝である。なお、環状溝７４２は、第二中心を中心とした渦巻き溝であっても良い。

＜実施例＞
各実施例のクラッチプレートは、本実施形態の製造方法により製造したものである。すなわち、各実施例では、研磨工程Ｓ４における一方向への研磨により複数の小溝１５を形成した。

実施例における表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）の測定方法について図８を参照して説明する。測定したクラッチプレート１は、ショット工程Ｓ５後ＤＬＣ工程Ｓ６前のものである。まず、クラッチプレート１端面１１の任意の位相（角度位置）を測定対象とした。具体的に、図８の丸印に示すように、当該任意の位相に対し、内周側中央付近と外周側中央付近の２箇所を測定対象とした。内周及び外周とは、窓３及びブリッジＡにより区画されている。

次に、クラッチプレート１の位相を１２０°ずらしたところを測定対象とした。具体的に、上記同様、当該位相に対し、内周側中央付近と外周側中央付近の２箇所を測定対象とした。そして、さらに、クラッチプレート１の位相を１２０°ずらし、当該位相に対し、内周側中央付近と外周側中央付近の２箇所を測定対象とした。すなわち、本実施例では、クラッチプレート１の周方向に１２０°毎に表面粗さを測定した。換言すると、任意の測定位置からスタートし、測定位置をクラッチプレート１の周方向に１２０°ずつずらして、３つの位相で測定した。

上記同様の測定を他方の端面に対して実行し、一方の端面１１の測定箇所が６点、他方の端面の測定箇所が６点の合計１２点で測定を行った。本実施例の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、当該１２点の表面粗さの平均値である。Ｒｚ（ＪＩＳ１９８２）は、十点平均粗さともいえる。なお、ＲｚのＪＩＳ番号は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９８２）である。

続いて、本実施例の表面粗さの測定方法について説明する。まず、測定箇所（図８丸印参照）に対する測定方向は、図８の矢印に示すように、クラッチプレート１の中心から径方向外側に向かう方向とした。測定装置は、Ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ ＳＥ３５００（小坂研究所製）であった。評価長さは、０．８ｍｍとした。カットオフは、Ｒ＋Ｗとした。フィルタ方法は、２ＲＣとした。送り速さは０．１ｍｍ／ｓとした。スタイラス径は、２μｍとした。評価パラメータは、上記のとおりＲｚ（ＪＩＳ１９８２）とした。

そして、本実施例のトルク変化率は、電流値一定下において、５０℃時のトルク（Ａ）に対する−４０℃時のトルク（Ｂ）の変化の割合（（Ｂ−Ａ）／Ａ）である（ただし、本実施例では％で表す）。トルク測定において、クラッチプレート１に摩擦係合するのは図７に示すアウタパイロットクラッチプレート７４ｂとした。なお、本実施例のクラッチプレートの摺動面積率は、およそ５８％であった。

（実施例１）
実施例１に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．３μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、２０．５％であった。

（実施例２）
実施例２に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．４１μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、１０．５％であった。

（実施例３）
実施例３に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．４２μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、９．５％であった。

（実施例４）
実施例４に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．５８μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、５．５％であった。

（実施例５）
実施例５に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．６３μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、５．０％であった。

（実施例６）
実施例６に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．６５μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、４．５％であった。

（実施例７）
実施例７に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．７μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、５．０％であった。

（実施例８）
実施例８に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．７３μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、２．０％であった。

（実施例９）
実施例９に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．７５μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、−７．０％であった。

（実施例１０）
実施例１０に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．７８μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、−９．５％であった。

（実施例１１）
実施例１１に係るクラッチプレート１の摩擦係合面１３の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）は、３．９μｍであった。ランド１４に形成された小溝１５の深さは、およそ０．１〜４．０μｍであった。小溝１５は、ランド１４の一端部から他端部に延在していた。トルク変化率は、−５．５％であった。

なお、比較例として、クラッチプレート１において意図的に形成した小溝がなく、Ｒｚ（ＪＩＳ１９８２）がおよそ２．５μｍのクラッチプレートでは、トルク変化率がおよそ７０％であった。

図９は、実施例１〜１１のＲｚ（ＪＩＳ１９８２）とトルク変化率（％）を表すグラフである。図９に示すように、複数の小溝１５を有するクラッチプレート１の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１９８２）が３．０〜４．０μｍの範囲にあることで、トルク変化率をおよそ３０％〜−１２％に抑えることができる。特にＲｚ（ＪＩＳ１９８２）が３．４μｍ以上３．９μｍ以下であることが好ましく、この場合、トルク変化率をおよそ±１０％以内に抑えることができる。一例として実施例８の表面測定データを図１０に示す。

このように、意図的に小溝を形成せず且つ表面粗さを大きくしていない従来のクラッチプレートのトルク変化率（およそ６０〜７０％）に比較して、本実施例のクラッチプレート１はトルク変化率を格段に小さくすることができる。精度、燃費、故障防止、及び必要最低トルク値を考慮した場合、トルク変化率は−１５〜３０％であることが好ましく、本実施形態ではそれを達成可能である。なお、Ｒｚ（ＪＩＳ１９８２）が３．０μｍ未満になると十分な油圧反力を得られないおそれがあり、Ｒｚ（ＪＩＳ１９８２）が４．０μｍより大きくなると油圧反力が過剰となるおそれがあり、トルク低下による必要性能を発揮できない可能性がある。

本実施形態のクラッチプレート１及び駆動力伝達装置９１によれば、図１１に示すように、クラッチプレート１の回転方向に流入（フルード流入）する潤滑油Ｚに対して、複数の小溝１５が端面１１に交差する方向（略垂直方向）に油圧反力を発生させる。つまり、複数の小溝１５は、摩擦係合するクラッチプレート同士を離間させる方向に力を発生させる。小溝１５が、クラッチプレート間に流体くさび効果を発揮させる。

ここでトルクは、クラッチプレート間のせん断力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。ランド１４に複数の小溝１５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。これにより、粘度が高くなる低温時のトルク上昇を抑制することができ、トルク変化率を小さくすることができる。

本実施形態では、研磨工程Ｓ４を利用して小溝１５を形成するため、製造が容易となる。また、複数の小溝１５が径方向のうちの一方向に平行に形成されており、クラッチプレート１の周方向（回転方向）に直交する方向に延びる小溝１５が確実に形成される。これにより、摩擦係合時（トルク伝達時）に当該小溝１５が油圧反力をより大きく発生させ、トルク変化率を効果的に小さくすることができる。また、一方向とすることで、小溝１５の形成が容易となる。また、本実施形態では、摺動面積率が５５〜９０％と大きく、小溝１５を形成することによる油圧反力発生効果がより大きくなる。

本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、複数の小溝１５は、少なくとも一部が周方向に交差していれば良く、周方向に直交する小溝１５が無くても良い。反対に、複数の小溝１５が、径方向に（放射状に）延びるように形成されても良い。例えば、複数の小溝１５すべてが、周方向に直交しても良い。この場合、油圧反力はより効果的に発生する。

また、ランド１４の形状は多角形であっても良い。また、一部が溝２１で囲まれ、他部が外周縁、内周縁、又は窓３で囲まれたランド１４も当然本発明に含まれる。また、本発明は、クラッチプレート１の端面１１に潤滑溝２と小溝１５が形成されていれば良く、ランド１４が形成されていないものも含まれる。また、小溝１５の製造方法は、上記研磨によるものの他、切削加工による痕、プレス加工による痕、又はエッチングによる溝であっても良い。例えば、プレス加工やエッチングにより複数の小溝１５を形成する場合、自由度が大きく且つ精度良く小溝１５を形成することができる。ただし、研磨により小溝１５を形成するほうが、研磨工程Ｓ４を利用でき、製造コストの増加を抑制することができる。

また、クラッチプレート１の製造方法において平押し工程を加えても良い。また、ＤＬＣ工程Ｓ６は、行わなくても良い。また、摺動面積率が上記以外であっても、小溝１５によるトルク変化率抑制効果は発揮される。ただし、摺動面積率が大きいほど、小溝１５を形成したことによるトルク変化率抑制効果が大きくなり好ましい。また、本実施形態のクラッチプレート１では、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：クラッチプレート、 １１：端面、 １３：摩擦係合面、 １４：ランド（丘部）、
１４１：実係合面、 １５：小溝、 ２：潤滑溝、 ２１：溝、 ２２：交点、
３：窓、 ４：スプライン、 ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４：微分可能でない点、
ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４：微分可能な線、 ７０ｂ：インナシャフト（第一回転部材）、
７１ａ：フロントハウジング（第二回転部材）、 ７１ｂ：リヤハウジング（押圧部材）、
７４ｂ：アウタパイロットクラッチプレート（第二クラッチプレート）、
７４１：第二摩擦係合面、 ７４２：環状溝、
７５：アーマチャ（押圧部材）、 ９１：駆動力伝達装置、 Ｚ：潤滑油

Claims (10)

1. 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、前記溝よりも幅及び深さが小さい複数の小溝を有し、
   前記複数の小溝のうち少なくとも一部の小溝は、前記環状の周方向に交差する方向に延び、
   前記複数の小溝を有する前記摩擦係合面の表面粗さは、前記環状のクラッチプレートの中心軸を中心とする周方向に１２０°毎ずらした３箇所でＲｚ（ＪＩＳ１９８２）で測定した平均値が３．０μｍ以上４．０μｍ以下であるクラッチプレート。
2. 請求項１において、
   前記摩擦係合面は、前記複数の溝の中央線上にある少なくとも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び前記複数の溝の中央線に一致する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、
   前記複数の小溝は、複数の前記丘部に形成されているクラッチプレート。
3. 請求項２において、
   前記溝は、仮想中心を中心とした仮想円又は仮想球に沿って形成され、
   前記仮想中心は、前記環状の中心を中心とした第二の仮想円上に周方向等間隔に位置しているクラッチプレート。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、
   前記端面のうち前記摩擦係合面の割合である摺動面積率は、５５％以上９０％以下であるクラッチプレート。
5. 請求項１〜４のうちの一項において、
   前記小溝は、研磨加工による痕、切削加工による痕、プレス加工による痕、又はエッチングによる溝であるクラッチプレート。
6. 請求項１〜５のうちの一項において、
   前記複数の小溝は、前記環状の径方向のうちの一方向に平行に形成されているクラッチプレート。
7. 請求項１〜６のうちの一項に記載されたクラッチプレートと、
   前記端面に対向して配置され、第二中心を中心とする環状に形成された第二クラッチプレートと、
   を備え、
   前記第二クラッチプレートは、前記摩擦係合面と摩擦係合可能な第二摩擦係合面と、前記第二中心を中心とした環状溝又は渦巻き溝と、を有するクラッチ装置。
8. 請求項１〜６のうちの一項に記載されたクラッチプレートと、
   前記端面に対向して配置され、第二中心を中心とする環状に形成された第二クラッチプレートと、
   前記クラッチプレートが周方向に移動不可能に且つ軸方向に移動可能に配設された第一回転部材と、
   前記第二クラッチプレートが周方向に移動不可能に且つ軸方向に移動可能に配設された第二回転部材と、
   前記クラッチプレートと前記第二クラッチプレートの間に配置された潤滑油と、
   を備え、
   前記第一回転部材と前記第二回転部材とは、前記クラッチプレートと前記第二クラッチプレートが係合することで回転力伝達可能な状態となり、前記クラッチプレートと前記第二クラッチプレートが離隔することで回転力伝達不可能な状態となる駆動力伝達装置。
9. 請求項８において、
   同軸的に配置された前記クラッチプレート及び前記第二クラッチプレートに対し、軸方向一方側に配置された第一押圧部材及び軸方向他方側に配置された第二押圧部材を備え、
   前記第一押圧部材及び前記第二押圧部材は、前記クラッチプレート及び前記第二クラッチプレートを軸方向に挟持することで前記回転力伝達可能な状態を形成し、前記クラッチプレート及び前記第二クラッチプレートを軸方向に挟持しないことで前記回転力伝達不可能な状態を形成する駆動力伝達装置。
10. 請求項８又は９において、
    前記第二クラッチプレートは、前記摩擦係合面と摩擦係合可能な第二摩擦係合面と、前記第二中心を中心とした環状溝又は渦巻き溝と、を有する駆動力伝達装置。

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