JP5063625B2 - 湿式摩擦クラッチ板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転部材相互のトルク伝達を摩擦摺動面の摩擦係合によって行う湿式摩擦クラッチ板の製造方法に関する。

従来のこの種の摩擦クラッチ板としては、例えば特開平１１−２０８３０３号公報に記載された動力伝達装置に用いられたものがある。

前記動力伝達装置は、例えば４輪駆動車のプロペラシャフト上に配置されたもので、プロペラシャフト側の外側回転部材と、ドライブピニオンシャフト側の内側回転部材との間にそれぞれ湿式摩擦クラッチ板が回転方向に係合して取り付けられている。この湿式摩擦クラッチ板が軸方向に所定の押圧力を受けた状態で、プロペラシャフト、ドライブピニオンシャフト間に相対回転が起こったときに摩擦係合力を発揮し、両者間のトルク伝達を行うことができる。

そして、前記内側、外側回転部材間はシールで密閉されて前記湿式摩擦クラッチ板を収容する空間部が形成され、該空間部内に潤滑オイルが充填されている。この潤滑オイルによって、前記湿式摩擦クラッチ板相互等の潤滑を行っている。

また、前記湿式摩擦クラッチ板の耐久性を向上するために、その摩擦摺動面に格子状の溝が形成されたクラッチ板があり、この溝に潤滑オイルが保持されることで、前記湿式摩擦クラッチ板間の摩擦摺動面の摩耗を抑制し、耐久性を向上することができる。

しかしながら、上記のように湿式摩擦クラッチ板の摩擦摺動面の表面に単に格子状の溝を形成すると、摩耗を抑制することはできても摺動時に伝達トルクが不安定となり、必要以上のトルクが発生することがある。このため駆動系部品の強度を前記トルクに耐えられるようにしなければならず、駆動系部品の大型化、重量増を招くこととなっていた。また、湿式摩擦クラッチ板相互の摺動時に、いわゆるジャダー音が発生するという問題もあった。

ここで、湿式摩擦クラッチ板の摩擦摺動面の表面の摩擦係数をμ、湿式摩擦クラッチ板相互の摺動による相対速度をｖとすると、μ−ｖ特性として、摺動による相対速度の上昇に伴いμが増大するような勾配を「μ−ｖ正勾配」、同μが減少する勾配を「μ−ｖ負勾配」と一般に呼んでいる。このμ−ｖ負勾配になると、自励振動の発生を招き、伝達トルクの不安定やジャダー音の発生を招くことが知られている。

特開平１１−２０８３０３号公報

解決しようとする問題点は、伝達トルクの不安定化やジャダー音の発生を抑制することのできる湿式摩擦クラッチ板の製造方法の提供を課題とする点である。

本発明は、相手クラッチ板に接触して摩擦係合を行う摩擦摺動面の表面に、潤滑オイル保持用の溝を格子状に形成し、前記摩擦摺動面の摩擦係数をμ、前記相手クラッチ板との摺動による相対速度をｖとし、前記格子状の溝を一定ピッチで形成すると共に、該溝の深さをμ／ｖの正特性が得られるように０．００４ｍｍ〜０．０１１ｍｍの範囲に設定したドーナツ円盤状の湿式摩擦クラッチ板の製造方法であって、内径端及び外径端を備えた前記摩擦摺動面のドーナツ円盤状の表面に、前記潤滑オイル保持用の溝を、外周側に撓みが発生するプレス型を用い前記摩擦摺動面の外周側で引っ張り、同内周側で圧縮となるプレスにより格子状に形成し、前記格子状の溝の深さを、ジャダー音の発生を抑制するために前記摩擦摺動面の内径端と外径端との間の中間部で設定管理し、全体の溝深さを０．００４ｍｍ以上として前記範囲を設定したことを特徴とする。

本発明は、相手クラッチ板に接触して摩擦係合を行う摩擦摺動面の表面に、潤滑オイル保持用の溝を格子状に形成し、前記摩擦摺動面の摩擦係数をμ、前記相手クラッチ板との摺動による相対速度をｖとし、前記格子状の溝を一定ピッチで形成すると共に、該溝の深さをμ／ｖの正特性が得られるように０．００４ｍｍ〜０．０１１ｍｍの範囲に設定したドーナツ円盤状の湿式摩擦クラッチ板の製造方法であって、内径端及び外径端を備えた前記摩擦摺動面のドーナツ円盤状の表面に、前記潤滑オイル保持用の溝を、外周側に撓みが発生するプレス型を用い前記摩擦摺動面の外周側で引っ張り、同内周側で圧縮となるプレスにより格子状に形成し、前記格子状の溝の深さを、ジャダー音の発生を抑制するために前記摩擦摺動面の内径端と外径端との間の中間部で設定管理し、全体の溝深さを０．００４ｍｍ以上として前記範囲を設定した。

このため、製造された湿式摩擦クラッチ板は、摩擦摺動面が相手クラッチ板に接触して摩擦係合を行うことができ、表面に形成された格子状の溝に潤滑オイルを保持することができ、該潤滑オイルによって円滑な潤滑を行うことにより、摩擦摺動面の摩耗を抑制し、耐久性を向上することができる。しかも前記摩擦摺動面の摩擦係数をμ、前記相手クラッチ板との摺動による相対速度をｖとし、前記格子状の溝を一定ピッチで形成すると共に、該溝の深さをμ／ｖの正特性が得られるように０．００４ｍｍ〜０．０１１ｍｍの範囲に設定したため、摩擦摺動面の摺動時に伝達トルクの不安定化を抑制することができると共に、いわゆるジャダー音の発生を抑制することができる。

さらに、内径端及び外径端を備えた前記摩擦摺動面の表面に、前記潤滑オイル保持用の溝を、外周を備えたプレス型を用いてプレスにより格子状に形成する場合でも、摩擦摺動面全体でＨ＝０．００４ｍｍ以上の深さを容易かつ確実に得ることができる。

本発明の一実施形態に係る湿式摩擦クラッチ板の正面図である。 一実施形態に係り、図１のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である。 一実施形態に係り、摩擦摺動面の表面の要部拡大図である。 一実施形態に係り、図３のＳＢ−ＳＢ矢視断面図である。 一実施形態に係り、μ−ｖ特性を示すグラフである。 比較例に係り、μ−ｖ特性を示すグラフである。

図１〜図４は本発明の一実施形態に係り、図１は湿式摩擦クラッチ板の正面図、図２は図１のＳＡ−ＳＡ矢視断面図、図３は摩擦摺動面の表面の要部拡大図、図４は図３のＳＢ−ＳＢ矢視拡大断面図である。

図１，図２のように、前記湿式摩擦クラッチ板１は、ドーナツ円盤状を呈し、例えば炭素工具鋼鋼材（ＳＫ５）等によって形成され、所定の表面処理が施されている。この湿式摩擦クラッチ板１は、内周側の直径が４８ｍｍ程度、外周側の直径が８２ｍｍ程度に形成され、厚みｔ＝０．８ｍｍ程度に形成されている。但し、これら寸法は一例であって任意に選択することができる。

前記外周面３は円形状に形成され、内周面には回転部材側の例えば雄スプラインにスプライン嵌合する歯部５が設けられている。前記湿式摩擦クラッチ板１の内外周間の中間部には、複数の窓７が周方向に所定ピッチで設けられている。本実施形態において、窓７は円弧状に６本設けられている。この窓７は湿式摩擦クラッチ板１を、例えば上記従来の動力伝達装置のように電磁クラッチとして構成する場合に、窓７によりエアギャップを形成し、電磁コイルとアーマチュアとの間に磁力線を確実に形成するようにするためのものである。

前記湿式摩擦クラッチ板１の摩擦摺動面９の表面には、潤滑オイル保持用の溝１１が格子状に形成されている。この格子状の溝１１は、図３のように複数本の平行な溝部１３と、該溝部１３に直交する複数の平行な溝部１５とによって形成されている。これら溝部１３，１５によって囲まれた部分１７は正方形状となっており、各部分１７の四隅１９はアールをもって形成され、溝部１３，１５の交差部２１が溝部１３，１５の幅よりも若干拡大した形態となっている。従って、交差部２１には潤滑オイルをより溜めやすくなっている。

前記溝部１３，１５は、幅、深さ、ピッチが同様に形成されており、前記溝部１３で説明すると、図４のようになっている。すなわち溝部１３は一定ピッチＰで形成され、本実施形態においてＰ＝０．３ｍｍ程度の微細なピッチで形成されている。また溝部１３の幅Ｂは、Ｂ＝０．０４ｍｍ程度に形成され、その底部はアール形状に形成されている。

前記溝部１３の深さＨは、本実施形態においてＨ＝０．００４ｍｍに形成されている。但し、溝部１３の深さＨは、Ｈ＝０．００４ｍｍ以上に形成することもできる。すなわち前記格子状の溝１１を一定ピッチＰで形成すると共に、溝の深さを０．００４ｍｍ以上に設定した構成となっている。

さらに本実施形態では、前記格子状の溝１１を前記摩擦摺動面９の表面にプレス加工により形成し、その溝１１の深さＨを摩擦摺動面９の中間部においてＨ＝０．００４ｍｍに設定してある。ここで、前記摩擦摺動面９の中間部とは、図１のように一点鎖線で囲まれる範囲、すなわち、歯部５側の内径端と外周面３側の外径端との間である。これは一般的に溝１１をプレス加工する場合、摩擦摺動面９の前記内径端と前記外径端との間の中間部は、内外径端に比較して肉が逃げにくく、溝１１の深さが浅くなる傾向にあり、この浅くなる部分で溝１１の深さＨ＝０．００４ｍｍ以上の設定管理をするためである。

さらに、前記中間部においても、前記プレス加工によりその外周側は引っ張り、同内周側は圧縮になるので内周側で肉が逃げにくいことや、プレス型の外周側の撓みなどによる影響等によって、特に、図１の一点鎖線で囲まれた中で、より内径側の斜線部Ｆの範囲で溝深さが最も浅くなる傾向がある。このため、前記斜線部Ｆの範囲内でＨ＝０．００４ｍｍとすることにより、溝１１全体のどの部分でもＨ＝０．００４ｍｍ以上に設定することができる。そしてこのような溝１１の深さの管理により、摩擦摺動面９全体でＨ＝０．００４ｍｍ以上の深さを容易かつ確実に得ることができる。

尚、溝１１の深さＨを摩擦摺動面９全体で均等にすることもできる。すなわち、内周側、外周側共に浅溝プレスを用いることで溝１１の深さＨを摩擦摺動面９全体で均等にすることが可能であり、かかる場合には溝１１の深さＨの管理は摩擦摺動面９の内周側、外周側の任意の位置で行うことができる。

そして上記のような湿式摩擦クラッチ板１を用いることで、摩擦摺動面９を相手クラッチ板に接触させて摩擦係合を行わせ、相対回転する回転部材間のトルク伝達を行うことができる。この場合、相手クラッチ板としては、平板状のクラッチ板、摩擦摺動面に放射溝、同心円溝、螺旋溝等を一定間隔で平行配置したもの、いわゆるサンバースト溝を形成したものなどが用いられる。但し、相手クラッチ板の種類は特に限定されるものではない。

かかるトルク伝達時に溝１１に潤滑オイルを保持して、湿式摩擦クラッチ板１の摩耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。しかも溝１１を一定ピッチＰで形成すると共に、溝１１の深さをＨ＝０．００４ｍｍ以上に設定することで、摩擦摺動面の摺動時の伝達トルクの不安定化を抑制し、またいわゆるジャダー音の発生を抑制することができる。

図５，図６はμ−ｖ特性を示すグラフであり、図５は本発明の一実施形態に係るμ−ｖ特性のグラフ、図６は比較例に係るμ−ｖ特性のグラフである。図５，図６において横軸は摩擦係合する湿式摩擦クラッチ板相互の差回転（ｒｐｍ）の変化を示し、縦軸は摩擦摺動面の摩擦係数μの変化を示している。

実験条件としては、図５の場合に溝１１の深さＨを０．００４ｍｍ以上０．０１１ｍｍ以内の範囲で選択し実験を行った。図６の場合には、溝１１の深さを０．００１ｍｍ以上０．００４ｍｍ未満の範囲で選択し実験を行った。

この結果、溝深さＨ＝０．００４ｍｍ以上０．０１１ｍｍ以内の範囲で選択した本実施形態の場合には、何れも図５のような傾向を示し、差回転の上昇に応じて摩擦係数μが増大するμ−ｖ正勾配の特性を示した。これに対して溝深さＨを０．００１ｍｍ以上０．００４ｍｍ未満の範囲で選択した場合には、何れも図６のような傾向を示し、差回転が低い場合、高い場合の２箇所において摩擦係数μが減少するμ−ｖ負勾配の特性を示した。

この結果、図６のように溝深さＨ＝０．００１ｍｍ以上０．００４ｍｍ未満を選択した場合には、摺動時に自励振動の発生を招き、伝達トルクの不安定化やいわゆるジャダー音の発生を招くことになるが、本発明実施形態のように溝深さＨ＝０．００４ｍｍ以上とした場合には、μ−ｖ正勾配の特性によって自励振動の発生を抑制し、伝達トルクの不安定化及びジャダー音の発生を抑制することができる。

尚、上記実施形態では溝深さＨ＝０．００４ｍｍとしたが、実験結果からも明らかなように、Ｈ＝０．００４ｍｍ〜０．０１１ｍｍの範囲で選択することが好ましい。また溝１１のピッチＰ、溝幅Ｂについては、Ｐ＝０．２〜０．９ｍｍ、Ｂ＝０．０２〜０．１ｍｍの範囲を選択することが好ましく、さらに板厚ｔ＝０．７〜１．０ｍｍの範囲で選択することが好ましい。

１ 湿式摩擦クラッチ板
９ 摩擦摺動面
１１ 溝
Ｈ 溝の深さ

Claims (3)

1. 相手クラッチ板に接触して摩擦係合を行う摩擦摺動面の表面に、潤滑オイル保持用の溝を格子状に形成し、
   前記摩擦摺動面の摩擦係数をμ、前記相手クラッチ板との摺動による相対速度をｖとし、
   前記格子状の溝を一定ピッチで形成すると共に、該溝の深さをμ／ｖの正特性が得られるように０．００４ｍｍ〜０．０１１ｍｍの範囲に設定したドーナツ円盤状の湿式摩擦クラッチ板の製造方法であって、
   内径端及び外径端を備えた前記摩擦摺動面のドーナツ円盤状の表面に、前記潤滑オイル保持用の溝を、外周側に撓みが発生するプレス型を用い前記摩擦摺動面の外周側で引っ張り、同内周側で圧縮となるプレスにより格子状に形成し、
   前記格子状の溝の深さを、ジャダー音の発生を抑制するために前記摩擦摺動面の内径端と外径端との間の中間部で設定管理し、全体の溝深さを０．００４ｍｍ以上として前記範囲を設定した、
   ことを特徴とする湿式摩擦クラッチ板の製造方法。
2. 請求項１記載の湿式摩擦クラッチ板の製造方法であって、
   湿式摩擦クラッチ板は、内外周間の中間部に周方向に所定ピッチで複数の窓が形成されており、
   前記プレスによる前記格子状の溝の深さの設定管理を、前記複数の窓より内径側で行う、
   ことを特徴とする湿式摩擦クラッチ板の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の湿式摩擦クラッチ板の製造方法であって、
   前記格子状の溝を、前記摩擦摺動面の前記中間部で０．００４ｍｍ以上の深さに設定した、
   ことを特徴とする湿式摩擦クラッチ板の製造方法。

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