KR20150115007A

KR20150115007A - 마찰판 및 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치

Info

Publication number: KR20150115007A
Application number: KR1020157024112A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 다카바야시; 요우스케 이케다; 마사노리 오카다; 마사히로 고바야시; 오사무 다나카; 후미마사 무라마쓰; 요시노리 와타나베; 마사히로 야마다; 쓰토무 가와이; 가즈유키 후지타
Original assignee: 엔 에스 케이-와너 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-10-13
Also published as: JP5965931B2; US10260570B2; JP2014169785A; US20150369302A1; KR102174539B1; WO2014122906A1; CN105051391B; CN105051391A

Abstract

마찰면의 윤활유 중에 에어를 많이 도입하고, 마찰재 사이에 개재하는 윤활유의 전단 저항력을 작게 함으로써, 공전시의 드래그 토크를 종래에 비해 대폭 저감시킨 마찰판 및 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치를 제공한다. 환상의 코어 플레이트 위에 복수의 마찰재 세그먼트를 환상으로 고정시킨 마찰판으로서, 마찰판은 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비한 마찰재 세그먼트를 가지며, 마찰재 세그먼트 사이에는 마찰판의 내외 주연 방향으로 연통되는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 오일 통로는 마찰판의 내주연으로부터 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제 1 형상을 가진다.

Description

마찰판 및 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치{FRICTION PLATE AND WET MULTI-PLATE CLUTCH PROVIDED WITH FRICTION PLATE}

본 발명은 차량의 자동 변속기의 클러치나 브레이크 등에 사용되는 마찰판 및 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마찰판의 마찰면에 형성되는 오일 통로의 개량에 관한 것이다.

일반적으로, 습식 다판 클러치는 클러치 또는 브레이크의 드럼과 허브 사이에 마찰판과 세퍼레이터 플레이트가 교대로 배치되어 있고, 클러치 피스톤의 가압과 해제에 의해 클러치의 계합과 해제가 행해진다.

또한 최근, 자동차의 저연비에 대한 요구는 점점 증대되고 있고, 자동 변속기에 있어서도 클러치의 비계합시에 있어서의 동력 손실을 경감시키기 때문에, 마찰판과 세퍼레이터 플레이트간의 드래그 토크의 저감이 보다 한층 요구되고 있다.

일반적으로, 자동 변속기(AT)에 사용되는 습식 다판 클러치에는, 동력 손실을 경감시키기 위해, 마찰판의 내주측으로부터 외주로 윤활유가 빠져나가기 쉬운 구조로 하여 드래그 토크를 저감시키고 있는 경우가 많다. 이러한 드래그 토크 저감의 수법으로서는, 예를 들면, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1 및 2에 개시된 클러치에서는 비계합시의 마찰판과 세퍼레이터 플레이트의 이간을 위해 내주측에서 단면이 닫힌 오일 홈과, 계합시에 있어서의 마찰면으로의 윤활유의 공급에 의한, 소결 방지를 위한 오일 공급용 내외경 방향으로 관통한 오일 통로가 마찰판에 설치되어 있다.

그러나, 최근, 연비 향상과 동시에, 동력 성능 향상을 목표로 한 변속 응답성 향상을 위해, 마찰판과 세퍼레이터 플레이트간의 클리어런스는 종래와 비교하여 작아지고 있고, 공전시에 있어서, 개재하는 유막에 의한 드래그 토크도 커지는 경향이 있었다.

또한, 내경측으로부터 외경측으로 관통하는 오일 통로에 공급되는 오일은 회전에 의해 마찰재로 끌어들여지고, 끌어들여진 오일은 마찰판과 세퍼레이터 플레이트 사이에 들어가면 좀처럼 배출되지 않으며, 특히, 마찰판과 세퍼레이터 플레이트간의 클리어런스가 작은, 회전수가 작은 영역에서는 현저하며, 마찰재와 상대 세퍼레이터 플레이트간의 점성에 의한 드래그 토크는 커진다.

일본 공개특허공보 제2007-132362호(도 6) 일본 공개특허공보 제2010-48272호(도 4)

특허문헌 1 및 2에 있어서는 내경측에 개구하는 제 1 오일 홈에서 넘친 윤활유가 마찰면을 타고 넘어, 외경측으로 개구하는 제 2 오일 홈으로 흘러 들어가, 조기에 홈 내를 오일로 채워버리기 때문에, 제 2 오일 홈에 도입되는 에어량이 대폭 감소되어 버린다. 이로 인해, 윤활유의 전단 저항력을 작게 할 수 없어, 드래그 토크를 저감시키기가 어려웠다.

따라서, 본 발명의 목적은 마찰면의 윤활유 중에 에어를 많이 도입하여, 마찰재와 세퍼레이터 플레이트 간에 개재하는 윤활유의 전단 저항력을 작게 함으로써, 공전시의 드래그 토크를 종래에 비해 대폭 저감시킨 마찰판 및 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 마찰판은,

환상의 코어 플레이트 위에 복수의 마찰재 세그먼트를 환상으로 고정시킨 마찰판으로서,

상기 마찰재 세그먼트는 상기 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비하고, 상기 마찰재 세그먼트 사이에는 상기 마찰판의 상기 내외 주연 방향으로 연통되는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 내주연으로부터 상기 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 마찰판은,

환상의 코어 플레이트 위에 환상의 마찰재를 고정시킨 마찰판으로서,

상기 마찰재는 상기 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비하고, 상기 오일 홈 사이에는 상기 마찰판의 상기 내외 주연 방향으로 연통하는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 내주연으로부터 상기 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제1 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰판.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치는,

환상의 코어 플레이트 위에 복수의 마찰재 세그먼트를 환상으로 고정시킨 마찰판과, 상기 마찰판과 축 방향에서 교대로 배치된 세퍼레이터 플레이트를 구비한 습식 다판 클러치로서,

상기 마찰재 세그먼트는 상기 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비하고, 상기 마찰재 세그먼트 사이에는 상기 마찰판의 상기 내외 주연 방향으로 연통하는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 내주연으로부터 상기 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치는,

환상의 코어 플레이트 위에 환상의 마찰재를 고정시킨 마찰판과, 상기 마찰판과 축 방향에서 교대로 배치된 세퍼레이터 플레이트를 구비한 습식 다판 클러치로서,

상기 마찰재는 상기 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비하고, 상기 오일 홈 간에는 상기 마찰판의 상기 내외 주연 방향으로 연통하는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 내주연으로부터 상기 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 이하와 같은 효과가 얻어진다.

내외 주연 방향으로 연통하는 오일 통로에 있어서의 윤활유의 배출량을 조절함으로써, 마찰면을 타고 넘는 윤활유를 억제하여, 외주연 방향으로 개구하는 오일 홈에 에어를 도입하기 쉽게 할 수 있다. 이것에 의해, 드래그 토크가 감소될 수 있다.

오일 통로의 관통부를 외주연측에서 조임으로써, 동압(動壓) 홈에 의한 이간 효과도 동시에 확보할 수 있다.

마찰재면에 외경측에만 개구하는 오일 홈을 형성했기 때문에, 오일 통로로부터 마찰면으로 끌어 들여진 오일이 스무스하게 외경측으로 배출되어, 공전시에 있어서 드래그 토크의 저감이 가능해진다. 특히, 저회전시에 있어서는 드래그 토크 저감의 효과는 크다.

또한, 하나의 마찰재 세그먼트 내에 형성하는 오일 홈을 하나로 함으로써, 하나의 마찰판 내에 설치하는 마찰재 세그먼트의 수를 증가시킬 수 있다. 이것에 의해, 오일 통로의 수가 증가함으로써 냉각 효율이 향상되어, 클러치 계합시의 세퍼레이터의 온도를 저하시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치의 축 방향 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 마찰판을 구비한 다른 형태의 습식 다판 클러치의 축 방향 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다.
도 6a는 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다.
도 6b는 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다.
도 7은 본 발명의 각 실시예의 마찰판에 의한 드래그 토크와 종래의 마찰판에 의한 드래그 토크를 비교한 그래프이다.
도 8은 각 실시예에 있어서의 오일 홈의 개구부 각도의 관계를 설명하는 모식도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 도면에 있어서 동일 부분은 동일 부호로 나타내고 있다.

도 1은 본 발명의 마찰판을 구비한 습식 다판 클러치(10)의 축 방향 부분 단면도이다. 후술하는 제 1 실시예 및 제 2 실시예 중 어느 마찰판도 적용할 수 있다.

습식 다판 클러치(10)는 축 방향의 일단부에서 개방된 거의 원통형의 클러치 케이스(1)와, 클러치 케이스(1)의 내주에 배치되고, 동축 위에서 상대 회전하는 허브(4)와, 클러치 케이스(1)의 내주에 설치된 스프라인(8)에 축 방향에서 이동 자유 자재로 배치된 환상의 세퍼레이터 플레이트(2)와, 허브(4)의 외주에 설치된 스프라인(5)에 세퍼레이터 플레이트(2)와 축 방향에서 교대로 배치되고, 마찰재가 첩착된 환상의 마찰판(3)으로 이루어지고 있다. 세퍼레이터 플레이트(2)와 마찰판(3)은 각각 복수개 설치되어 있다.

클러치 케이스(1)는 외주부에 복수의 관통공(14)을 구비하고 있다. 내경측으로부터 공급되어, 클러치부를 윤활한 윤활유는 원심력의 힘으로 외경측으로 이동하고, 관통공(14)을 통과하여 외부로 배출된다. 본 발명은 관통공(14)이 형성되어 있지 않은 클러치 케이스(1)를 갖는 습식 다판 클러치에도 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

습식 다판 클러치(10)는 세퍼레이터 플레이트(2)와 마찰판(3)을 가압하여 체결시킴으로써, 습식 다판 클러치(10)를 체결 상태로 하는 피스톤(6)과, 세퍼레이트 플레이트(2) 및 마찰판(3)을 축 방향의 일단에서 고정 상태로 유지하기 위해, 클러치 케이스(1)의 내주에 설치된 배킹 플레이트(7)와 그것을 유지하는 멈춤 링(Retaining ring; 17)을 구비하고 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 피스톤(6)은 클러치 케이스(1)의 개구단 내에서 축 방향 미끄럼운동 자유 자재로 배치되어 있다. 피스톤(6)의 외주면과 클러치 케이스(1)의 내면 사이에는 O링(9)이 개장(介裝)되어 있다. 또한, 피스톤(6)의 내주면과 클러치 케이스(1)의 원통부(도시 생략)의 외주면과의 사이에도 시일 부재(도시 생략)가 개장되어 있다. 따라서, 클러치 케이스(1)의 폐구단의 내면과 피스톤(6) 사이에 유밀(油密; Oiltight) 상태의 유압실(11)이 형성된다.

허브(4)에 축 방향 미끄럼운동 자유 자재로 유지된 마찰판(3)은 그 양면에 소정의 마찰 계수를 갖는 마찰재(12)가 고정되어 있다. 그러나, 마찰재(12)는 마찰판(3)의 편면에만 설치할 수도 있다. 또한, 허브(4)에는 직경 방향으로 관통된 윤활유 공급구(13)가 형성되어, 습식 다판 클러치(10)의 내경측에서 외경측으로 윤활을 공급하고 있다.

도 2는 본 발명의 마찰판을 구비한 다른 형태의 습식 다판 클러치의 축 방향 부분 단면도이다. 기본적인 구성은 도 1에 도시한 습식 다판 클러치(10)와 동일하기 때문에, 상이한 부분만 설명한다. 도 2에서는 마찰판(3)과 세퍼레이터 플레이트(2)의 스프라인 계합의 관계가 도 1과 반대로 되어 있다. 도 2의 형태의 습식 다판 클러치(10)에서는, 마찰판(3)은 클러치 케이스(1)의 스프라인(8)에 계합하고, 세퍼레이터 플레이트(2)는 허브(4)의 스프라인(5)에 계합하고 있다. 또한, 배킹 플레이트(7)와 그것을 유지하는 멈춤 링(17)도 허브(4)측에 장착되어 잇다.

이상과 같이 구성된 습식 다판 클러치(10)는 다음과 같이 클러치를 체결 및 해방시킨다. 도 1의 상태는 클러치 해방 상태를 나타내고 있고, 세퍼레이터 플레이트(2)와 마찰판(3)은 각각 비접촉 상태로 떨어져 있다. 해방 상태에서는, 도시하지 않은 리턴 스프링의 가압력에 의해, 피스톤(6)은 클러치 케이스(1)의 폐구단측에 당접하고 있다.

이 상태에서 클러치를 체결하기 위해서는, 피스톤(6)과 클러치 케이스(1) 사이에 형성된 유압실(11)에 유압을 공급한다. 유압의 상승에 따라, 리턴 스프링(도시 생략)의 가압력에 저항하여, 피스톤(6)은 도 1에 있어서 축방향 오른쪽으로 이동하여, 세퍼레이터 플레이트(2)와 마찰판(3)을 밀착시킨다. 이것에 의해 클러치가 체결된다.

체결 후, 클러치를 다시 해방하기 위해서는, 유압실(11)의 유압을 해제한다. 유압이 해제되면, 피스톤(6)은 리턴 스프링(도시 생략)의 가압력에 의해, 클러치 케이스(1)의 폐구단에 당접하는 위치까지 이동한다. 즉, 클러치가 해방된다.

(제 1 실시예)

도 3은 본 발명의 제 1 실시예를 도시하는 마찰판(3)의 부분 정면도이다. 마찰판(3)은 거의 환상의 코어 플레이트(20) 위에 둘레 방향에서 거의 등배(等配)로 배치된 복수의 마찰재 세그먼트(21)를 접착제 등으로 첩착하여 형성된 마찰면(25)을 구비하고 있다. 코어 플레이트(20)는 허브(4)의 스프라인(5)에 계합하는 스프라인(20a)을 내주에 구비하고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 하나의 마찰재 세그먼트(21)는 마찰판(3)의 외주연(27)의 방향으로 개구하는 개구부(23a)와 내외 주연 사이에서 종단되는 닫힌 단부(23b)를 갖는 오일 홈(23)이 형성되어 있다. 내경 방향으로 관통하지 않는 오일 홈(23)은 마찰재 세그먼트(21)에 하나 형성되어 있다.

인접하는 마찰재 세그먼트(21) 사이에는 소정의 둘레 방향 폭을 갖는 틈이 형성되어 있다. 이 틈에는 코어 플레이트(21)의 표면이 노출되어 있고, 마찰판(3)의 내외 주연과 연통하는 오일 통로(22)를 형성하고 있다.

제 1 실시예에서는 동일한 마찰재 세그먼트(21)를 둘레 방향에서 거의 등배로 배치하고 있다. 여기서, 마찰재 세그먼트(21)의 상세를 설명한다. 상기한 바와 같이, 각 마찰재 세그먼트(21)는 오일 홈(23)을 구비하고 있지만, 이 오일 홈(23)은 마찰재 세그먼트(21)의 둘레 방향의 거의 중앙으로 연신되고, 내외 주연 사이에서 종단되어 있다. 오일 홈(23)의 직경 방향의 길이는 마찰재 세그먼트(21)의 직경 방향의 폭의 1/2 이상이다. 따라서, 오일 홈(23)의 단부(23b)는 직경 방향의 폭의 절반을 넘어 내경측으로 치우쳐 위치하고 있다.

오일 홈(23)은 소정의 각도로 마찰판(3)의 외주연 방향으로 열리고, 2개의 테이퍼면(23c)으로 형성되어 있다. 이 개구각은 소정의 각도로 설정되어 있다. 중심선에 대해 좌우 대칭의 형상을 가진다.

다음에 오일 통로(22)에 관해서 설명한다. 오일 통로(22)는 마찰판(20)의 내주연을 향하여 개구하는 제 1 개구부(22a)와 마찰판(20)의 외주연을 향하여 개구하는 제 2 개구부(22b)를 가진다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 개구부(22a)는 제 2 개구부(22b)보다 둘레 방향의 폭이 크다. 이로 인해, 오일 통로(22)는 마찰판(20)의 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 점차 작아지고 있다. 즉, 오일 통로(22)는 내주로부터 외주를 향하여 좁혀진 제 1 형상을 구비하고 있다. 이 형상에 의해, 마찰재(3)와 세퍼레이터 플레이트(2) 사이의 틈이 일정해져, 마찰판(3)과 세퍼레이트 플레이트(2)를 이간하는 이간 효과가 얻어진다.

제 1 실시예에서는, 오일 통로(22) 및 오일 홈(23)은 마찰판(3)의 둘레 방향의 전체 둘레에서 모두 동일한 형상을 하고 있다. 도 3의 상태에서, 습식 다판 클러치(10)가 화살표 A 방향으로 회전하면, 화살표 C에 나타내는 바와 같이, 회전 중, 마찰판(3)의 외주 방향으로부터 에어가 오일 홈(23)으로 연속적으로 도입된다. 오일 홈(23)을 통과한 에어는 마찰면(25)으로 올라간다.

또한, 상기한 설명과는 반대로, 도 3의 상태에서, 습식 다판 클러치910)가 화살표 B 방향으로 회전하면, 화살표 D에 나타내는 바와 같이, 회전 중, 마찰판(3)의 외주 방향에서 에어(공기)가 오일 홈(23)을 연속적으로 도입된다. 오일 홈(23)을 통과한 에어는 마찰면(25)으로 올라간다.

오일 통로(22)는 마찰판(3)의 외주연 방향(외경측)으로 관통하고 있기 때문에, 윤활유의 배출량을 조절할 수 있어, 윤활유가 마찰면(25)을 타고 넘는 것을 억제한다. 따라서, 오일 홈(23)으로부터 마찰면(25)으로 올라오는 에어의 이동을 방해하는 경우가 없기 때문에, 마찰면(25)으로의 에어의 도입성이 향상된다. 또한, 오일 통로(22)는 외경측에서 둘레 방향 폭이 작아지고 있는 형상이기 때문에, 종래와 같이 동압(動壓) 홈으로서 기능하고, 그것에 의해 상기의 이간 효과도 동시에 확보하고 있다.

(제 2 실시예)

도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 마찰판(3)의 부분 정면도이다. 제 2 실시예에서는 코어 플레이트(20)에 첩착 고정시키는 마찰재 세그먼트의 형상이 상이하다. 제 2 실시예에서는 2종류의 형상의 마찰재 세그먼트가 제 1 실시예와 같이 코어 플레이트(20)에 고정되어 있다. 마찰재 세그먼트(31)는 마찰판(3)의 외주연 방향으로 개구하는 개구부(33a)와 내외 주연 사이에서 종단되는 닫힌 단부(33b)를 갖는 오일 홈(33)을 구비하고 있다. 오일 홈(33)의 직경 방향의 길이는 마찰재 세그먼트(31)의 직경 방향의 폭의 1/2 이상이다. 따라서, 오일 홈(33)의 단부(33b)는 직경 방향의 폭의 절반을 넘어 내경측으로 치우쳐 위치하고 있다.

도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 오일 홈(33)은 마찰재 세그먼트(31)의 마찰면(25)의 둘레 방향의 한쪽 단부(35)로 치우쳐 형성되어 있다. 오일 홈(33)의 단부(35)측의 면(37)은 마찰판(3)의 거의 직경 방향으로 연신되고, 단부(35)에 대향하는 테이퍼(38)는 직경 방향에 대해 소정의 각도를 가지고 연신되어 있다. 개구부(33a)의 개구각은 소정의 각도로 설정한다.

또 하나의 마찰재 세그먼트(32)는, 마찰재 세그먼트(31)와 같이, 마찰판(3)의 외주연 방향으로 개구하는 개구부(34a)와 내외 주연 사이에서 종단되는 닫힌 단부(34b)를 갖는 오일 홈(34)을 구비하고 있다. 오일 홈(34)의 직경 방향의 길이는 마찰재 세그먼트(32)의 직경 방향의 길이의 1/2 이상이다. 따라서, 오일 홈(34)의 단부(34b)는 직경 방향의 폭의 절반을 넘어 내경측으로 치우쳐 위치하고 있다. 오일 홈(33 및 34)은 좌우 비대칭의 형상을 하고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 오일 홈(34)은 마찰재 세그먼트(32)의 마찰면(25)의 둘레 방향의 한쪽 단부(40)에 치우쳐 형성되어 있다. 오일 홈(34)의 단부(40)측의 면(42)은 마찰판(3)의 거의 직경 방향으로 연신되고, 단부(40)에 대향하는 테이퍼면(39)은 직경 방향에 대해 소정의 각도를 가지고 연신되어 있다. 개구부(34a)의 개구각은 소정 각도로 설정한다.

마찰재 세그먼트(31과 32)는 표리 또는 거울상과 같은 관계에 있고, 도 4에 도시하는 바와 같이 각각의 오일 홈(33과 34)이 서로 떨어지는 방향으로 치우치고 있다. 제 2 실시예에서는 마찰재 세그먼트(31)와 마찰재 세그먼트(32)가 인접하여 교대로 둘레 방향으로 배치되어 있다.

다음에 제 2 실시예의 오일 통로에 관해서 설명한다. 제 2 실시예에서는, 마찰재 세그먼트와 같이, 마찰판(3)의 외주연으로부터 내주연으로 관통하는 2개의 형상의 오일 통로가 설치되어 있다. 오일 통로(22)는 제 1 실시예의 것과 거의 같은 구조의 통로이다. 한편으로, 오일 통로(29)는 마찰판(3)의 외주연으로부터 내주연까지 그 둘레 방향 폭이 동일한 스트레이트 형상인 제 2 형상을 가진다.

오일 통로(22)와 오일 통로(29)는 둘레 방향에서 교대로 배치되어 있다. 또한, 마찰재 세그먼트(31과 32)는 인접하여 둘레 방향에서 교대로 배치되어 있다. 오일 통로(22)는 인접하는 마찰재 세그먼트(31 및 32)의 각각의 오일 홈(33 및 34)으로부터 떨어진 위치에 배치된다. 또한, 오일 통로(29)는 인접하는 마찰재 세그먼트(31 및 32)의 각각의 오일 홈(33 및 34)으로부터 가까운 위치에 배치된다.

도 4의 상태에서, 습식 다판 클러치(10)가 화살표 A 방향으로 회전하면, 화살표 E에 나타내는 바와 같이, 회전 중, 마찰판(3)의 외주 방향으로부터 에어가 오일 홈(34)으로 연속적으로 도입된다. 오일 홈(34)을 통과한 에어는 마찰면(25)으로 올라간다.

또한, 이것과는 반대로, 도 4의 상태에서, 습식 다판 클러치(10)가 화살표 B 방향으로 회전하면, 화살표 F에 나타내는 바와 같이, 회전 중, 마찰판(3)의 외주 방향으로부터 에어가 오일 홈(33)으로 연속적으로 도입된다. 오일 홈(33)을 통과한 에어는 마찰면(25)으로 올라간다.

오일 홈(33) 및 오일 홈(34)의 각각의 개구부(33a 및 34a)에 관해서 설명한다. 개구부(33a) 및 개구부(34a)는 제 1 실시예의 오일 홈(23)과 같이 소정의 개구각으로, 마찰판(3)의 외주연 방향을 향하여 둘레 방향의 폭이 커지도록 열려 있다. 한편, 제 1 실시예의 오일 홈(23)의 개구부(23a)는 둘레 방향의 양 가장자리부가 거의 동일 형상이지만, 오일 홈(33) 및 오일홈(34)은 이하와 같이 형상이 상이하다.

오일 홈(33)의 개구량은 가장자리부(33c)가 더 크다. 최소 개구각은 가장자리부(33d)측에 형성되고, 그 개구각은 법선에 평행해진다. 즉, 후술하는 측면(37)은 법선과 평행하다.

마찰재 세그먼트(31)는 둘레 방향의 2개의 측부(35 및 36)를 구비하고 있다. 또한, 오일 홈(33)은 측면(37)과 사면(38)으로 형성되어 있다. 측면(37)은 개구부(33a)에 가장자리부(33d)를 구비하고, 사면(38)은 개구부(33a)에 가장자리부(33c)를 구비하고 있다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 오일 홈(33)은 둘레 방향에 있어서 마찰재 세그먼트(31)의 측부(35) 가까이로 치우쳐 설치되어 있다. 따라서, 측부(36)에 가까운 쪽의 마찰면(25)이 넓어져 있다.

한편, 마찰재 세그먼트(31)에 인접하는 마찰재 세그먼트(32)는 둘레 방향의 2개의 측부(39 및 40)를 구비하고 있다. 또한, 오일 홈(34)은 측면(42)과 사면(41)으로 형성되어 있다. 측면(42)은 개구부(34a)에 가장자리부(34d)를 구비하고, 사면(41)은 개구부(34a)에 가장자리부(34d)를 구비하고 있다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 오일 홈(34)은 둘레 방향에 있어서 마찰재 세그먼트(32)의 측부(40) 가까이에 치우쳐 형성되어 있다. 따라서, 측부(39)에 가까운 쪽의 마찰면(25)이 넓어져 있다.

마찬가지로, 도 4로부터 명백한 바와 같이, 외경측에서 좁아지는 오일 통로(22)는 둘레 방향에 대해 경사진 측부(36)와 측부(39)로 형성되어 있다. 오일 통로(22), 2개의 마찰재 세그먼트(31 및 32)가 넓은 쪽의 마찰면으로 둘러싸여 있다.

상기한 바와 같이, 제 2 실시예에서는 직경 방향으로 관통하는 오일 통로(22)와 오일 통로(29)가 둘레 방향에서 교대로 동수 배치되어 있다. 그러나, 이 2종류의 오일 통로(22 및 29)의 비율은 임의로 변경할 수 있다. 예를 들면, 윤활유의 공급량을 많게 하고 싶은 경우에는, 스트레이트 형상의 오일 통로(29)의 수를 증가시켜, 테이퍼 형상의 오일 통로(22)를 감소시키면 좋다. 즉, 필요한 공급유량에 따라, 2개의 오일 통로의 비율을 변경할 수 있다.

마찰판(3)의 회전 방향이 회전 방향 A 또는 회전 방향 B로 한정되지 않으며, 정역(正逆)의 양 방향의 어느 쪽으로나 회전되는 경우에는, 조립시의 오(誤)조립을 방지하기 위해, 도 4에 도시하는 바와 같이 마찰재 세그먼트(S1)와 인접하는 마찰재 세그먼트(S2)를 한쌍의 유닛으로서 배치한다. 한쌍의 마찰재 세그먼트(S1과 S2)가 양자 사이의 오일 통로(22)를 사이에 개재하여 대칭으로 구성되는 것은 말할 필요도 없다.

(제 3 실시예)

도 5는 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다. 제 3 실시예는 제 2 실시예의 변형예이다. 마찰재 세그먼트(31) 및 마찰재 세그먼트(32)의 구성은 제 2 실시예와 동일하다. 제 3 실시예에서는 인접하는 마찰재 세그먼트(31)와 마찰재 세그먼트(32)로 이루어지는 한쌍의 마찰재 세그먼트 사이에 오일 홈이 형성되어 있지 않은 마찰재 피스(50)가 배치되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 마찰재 피스(50)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 마찰재 세그먼트가 갖는 외주연 방향에서 개구하는 오일 홈이 형성되어 있지 않다. 마찰재 피스(50)는 외경부(50a)로부터 내경부(50b)를 향하여 둘레 방향의 폭이 작아지는 형상을 가진다. 따라서, 마찰재 세그먼트(31)와 마찰재 세그먼트(32) 사이에 마찰재 피스(50)를 설치하면, 마찰재 피스(50)의 둘레 방향의 양측에, 즉 마찰재 세그먼트(31)와 마찰재 피스(50) 사이 및 마찰재 세그먼트(32)와 마찰재 피스(50) 사이에 테이퍼 형상을 갖는 오일 통로(22)가 형성된다. 이 오일 통로(22)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 오일 통로(22)와 같은 형상이며 같은 기능을 한다.

제 2 실시예에서는, 스트레이트 형상의 오일 통로(29)와 테이퍼 형상의 오일 통로(22)가 둘레 방향에서 교대로 배치되어 있지만, 제 3 실시예에서는 마찰재 피스(50)를 사이에 개재하여 테이퍼 형상의 오일 통로(22)가 인접하고, 마찰재 세그먼트(31)와 마찰재 세그먼트(32) 사이에 스트레이트 형상의 오일 통로(29)가 형성되어 있다. 한쌍의 오일 통로(22)와 오일 통로(29)가 둘레 방향에서 교대로 배치되어 있다.

(제 4 실시예)

도 6a 및 6b는 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 마찰판의 부분 정면도이다. 마찰판(3)의 회전 방향이 화살표와 같이 일방향인 경우, 각 마찰재 세그먼트(31)를 도 6a에 도시하는 바와 같이 배열한다. 오일 홈(33)의 회전 방향(둘레 방향)에서의 위상이 동일해지도록 모든 마찰재 세그먼트(31)를 배치한다. 즉, 동일 형상의 마찰재 세그먼트(31)를 둘레 방향으로 연속하여 배치한다.

도 6b에 도시하는 바와 같이, 마찰판(3)의 회전 방향이 반대인 경우에는, 도 6a와는 반대의 회전 방향(둘레 방향)에서의 위상이 동일해지도록 모든 마찰재 세그먼트(31)를 배치한다. 한편, 제 4 실시예에서는 후술하는 오일 홈(33)의 개구부의 개구각의 배치가 회전 방향에서 일정한 것을 특징으로 하고 있다.

도 7은 본 발명의 각 실시예의 마찰판에 의한 드래그 토크와 종래의 마찰판에 의한 드래그 토크를 비교한 그래프이다. 곡선 A가 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 의한 그래프이며, 곡선 C가 종래 기술에 의한 그래프이다. 또한, 곡선 B는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 그래프를 나타내고 있다.

상대 회전수가 낮은 P점에서는 종래에 비해 드래그 토크가 크게 감소되어 있는 것을 알 수 있다. 특히, 제 4 실시예와 같이 구성한 경우에는 더욱 크게 감소되고 있다. 여기에는, 오일 통로(22)를 설치함으로써, 오일 홈(23, 33 및 34)에 의한 마찰면으로의 에어의 도입 효과가 크게 공헌하고 있어, 곡선 B로부터 더욱 드래그 토크가 감소되고, 곡선 A로 나타내는 바와 같이 상대 회전수가 낮은 초기의 단계에서 드래그 토크가 크게 감소되어, 상대 회전수가 높아져도 드래그 토크가 낮은 채로 유지되고 있다.

공급유량, 사용되는 회전 조건에 의해 다양한 설계가 가능한 것은 말할 필요도 없다. 또한, 마찰 면적이나 마찰 특성, 공급 유량 등에 더하여, 오일 통로 및 오일 홈은 다양한 변형이 가능하다.

도 8은 각 실시예에 있어서의 오일 홈의 개구부의 개구각(각도)의 관계를 설명하는 모식도이다. 코어 플레이트(20)는 도시를 생략하고 있다. 마찰재 세그먼트(31)의 오일 홈(33)의 개구부에는 환상의 마찰판(3)의 중심선 O를 사이에 개재하여 2개의 개구각이 형성되어 있다. 화살표는 마찰판(3)의 회전 방향을 나타낸다.

회전 방향의 선단측에서 오일 홈(33)의 측면과 중심선 O 사이에 형성되는 개구각 Y와 후단측에서 오일 홈(33)의 다른 측면과 중심선 O 사이에 형성되는 개구각 X는 모두 0 내지 15도의 범위로 설정한다. 이 때, 개구각 X의 크기가 개구각 Y의 크기와 동등 또는 이하(X≤Y)가 되도록 오일 홈(33)을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 마찰면에 존재하는 윤활유 중에 에어를 보다 많이 도입할 수 있다.

이상 설명한 각 실시예에 있어서, 마찰재 세그먼트는 코어 플레이트(20)에 접착제를 도포하여 첩착하지만, 이면에 접착제를 도포한 시일 상의 마찰재 세그먼트나 마찰재를 코어 플레이트(20)에 재치하고, 가압 가열함으로써 첩착할 수도 있다. 또한, 오일 통로는 마찰재 세그먼트 사이에 형성하고, 오일 홈만을 마찰재 세그먼트에 프레스 등에 의해 성형할 수도 있다.

상기의 각 실시예에서는 복수의 마찰재 세그먼트 또는 마찰재 피스를 포함하는 마찰재 세그먼트를 코어 플레이트에 고정시켜 마찰판을 형성하고 있지만, 환상의 마찰재를 코어 플레이트에 고정시킨 후에, 상기의 형상의 오일 통로 및 오일 홈을 프레스 등에 의해 성형할 수도 있다.

또한, 도 3 내지 도 6a-6b에 도시하는 제 1 내지 제 4 실시예로부터 명백한 바와 같이, 하나의 마찰재 세그멘트 내에는 하나의 오일 홈이 형성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 하나의 마찰판 내에 설치하는 마찰재 세그먼트의 수를 증가시킬 수 있다. 이것에 의해, 오일 통로의 수가 증가함으로써 냉각 효율이 향상되어, 클러치 계합시의 세퍼레이터의 온도를 저하시킬 수 있다.

이 출원은 2013년 2월 5일에 출원된 일본 특허출원 제2013-020453호 및 2014년 1월 29일에 출원된 일본 특허출원 제2014-014047호로부터의 우선권을 주장하는 것이며, 그 내용을 인용하여 이 출원의 일부로 하는 것이다.

1 클러치 케이스
2 세퍼레이터 플레이트
3 마찰판
4 허브
5 스프라인
6 피스톤
8 스프라인
10 습식 다판 클러치
21, 31, 32 마찰재 세그먼트
22, 29 오일 통로
23, 33, 34 오일 홈
25 마찰면
27 외주연
23a, 33a, 34a 개구부
50 마찰재 피스
X, Y 개구각

Claims

환상의 코어 플레이트 위에 복수의 마찰재 세그먼트를 환상으로 고정시킨 마찰판으로서,
상기 마찰판은 상기 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비한 마찰재 세그먼트를 가지며, 상기 마찰재 세그먼트 사이에는 상기 마찰판의 상기 내외 주연 방향으로 연통하는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 내주연으로부터 상기 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항에 있어서, 상기 오일 홈은 상기 개구부로부터 상기 단부를 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지고 있는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오일 통로는 모두 상기 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 상기 내주연으로부터 상기 외주연까지 둘레 방향의 폭이 동일한 제 2 형상을 가지며, 상기 제 1 형상을 갖는 상기 오일 통로와 상기 제 2 형상을 갖는 상기 오일 통로가 둘레 방향으로 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 마찰재 세그먼트 사이에 상기 오일 홈이 형성되어 있지 않은 마찰재 피스가 설치되고, 상기 마찰재 세그먼트와 상기 마찰재 피스 사이에 제 1 형상을 갖는 오일 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈은 상기 마찰재 세그먼트의 둘레 방향의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈은 상기 마찰재 세그먼트의 둘레 방향의 양 단면 중 어느 한쪽으로 치우쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈의 상기 단부는 상기 마찰재 세그먼트의 직경 방향의 폭의 1/2 이상이 되는 위치에서 종단되는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰재 세그먼트는 상기 마찰재의 내주연 방향으로 개구하고, 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 홈을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈의 상기 개구부에는 상기 마찰판의 중심선을 사이에 개재하여 회전 방향으로 2개의 개구각이 형성되고, 회전 방향의 후단측에 형성되는 개구각의 크기는 회전 방향의 선단측에 형성되는 개구각의 크기와 동등 또는 이하인 것을 특징으로 하는 습식 다판 클러치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 마찰판과, 상기 마찰판과 축 방향에서 교대로 배치된 세퍼레이터 플레이트를 구비한 습식 다판 클러치.
환상의 코어 플레이트 위에 환상의 마찰재를 고정시킨 마찰판으로서,
상기 마찰판은 상기 마찰판의 외주연 방향으로 개구하는 개구부와 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 오일 홈을 구비한 마찰재를 가지며, 상기 오일 홈 사이에는 상기 마찰판의 상기 내외 주연 방향으로 연통하는 오일 통로가 설치되고, 적어도 일부의 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 내주연으로부터 상기 외주연을 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지는 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항에 있어서, 상기 오일 홈은 상기 개구부로부터 상기 단부를 향하여 둘레 방향의 폭이 좁아지고 있는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 오일 통로는 모두 상기 제 1 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 상기 내주연으로부터 상기 외주연까지 둘레 발향의 폭이 동일한 제 2 형상을 가지며, 상기 제 1 형상을 갖는 상기 오일 통로와 상기 제 2 형상을 갖는 상기 오일 통로가 둘레 방향으로 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 오일 통로는 상기 마찰판의 상기 내주연으로부터 상기 외주연까지 둘레 방향의 폭이 동일한 제 2 형상을 가지며, 상기 제 1 형상을 갖는 상기 오일 통로와 상기 제 2 형상을 갖는 상기 오일 통로가 둘레 방향으로 교대로 배치되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈은 상기 오일 통로 간의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈은 상기 오일 통로 중 어느 한쪽으로 치우쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈의 상기 단부는 상기 마찰재의 직경 방향의 폭이 1/2 이상이 되는 위치에서 종단되는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰재는 상기 마찰재의 내주연 방향으로 개구하고, 내외 주연 사이에서 종단되는 단부를 갖는 홈을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 마찰판.
제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 홈의 상기 개구부에는 상기 마찰판의 중심선을 사이에 개재하여 회전 방향으로 2개의 개구각이 형성되고, 회전 방향의 후단측에 형성되는 개구각의 크기는 회전 방향의 선단측에 형성되는 개구각의 크기와 동등 또는 이하인 것을 특징으로 하는 습식 다판 클러치.
제 12 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 마찰판과, 상기 마찰판과 축 방향에서 교대로 배치된 세퍼레이터 플레이트를 구비한 습식 다판 클러치.