KR20200019851A - 습식 마찰 플레이트 - Google Patents

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KR20200019851A
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마사토시 미야가와
히로미 후지와라
나오후미 이노우에
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가부시기가이샤에프.씨.씨
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Abstract

한층 더 드래그 토크의 저감이 가능한 습식 마찰 플레이트를 제공한다.
습식 마찰 플레이트(200)는, 평판 환형상의 코어 금속(201) 위에 오일홈(203) 및 마찰재(210)를 구비하여 구성되어 있다. 마찰재(210)는, 코어 금속(201)의 직경방향 내측에 형성된 내측 주변부(211)와 동 코어 금속(201)의 원주방향의 양 단부에 각각 직경방향을 따라 뻗은 2개의 원주방향 단부(213a, 213b)의 각각의 사이에 각각 직선 형상으로 뻗어 있는 올라앉기 변(214a, 214b)과, 내측 주변부(211)에 있어서의 코어 금속(201)의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속(201)의 직경방향 외측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어 있는 올라앉기 홈(215)이 형성되어 있다. 올라앉기 변(214a, 214b)은, 원주방향 단부(213a, 213b)로부터 각각 내측 주변부(211)를 향해서 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 형성되어 있다.

Description

습식 마찰 플레이트
본 발명은, 오일 속에서 사용되는 습식 마찰 플레이트에 관한 것으로서, 특히, 원동기와 동 원동기에 의해 회전구동되는 피동체의 사이에 배치되어서 원동기의 구동력을 피동체에 전달 또는 차단하는 다판 클러치 장치에 적합한 습식 마찰 플레이트에 관한 것이다.
종래부터, 사륜 자동차나 이륜 자동차 등의 차량에서는, 엔진 등의 원동기의 회전구동력을 차륜 등의 피동체에 전달 또는 차단하기 위해서 다판 클러치 장치가 탑재되어 있다. 일반적으로, 다판 클러치 장치는, 윤활유 속에서 서로 대향배치되는 2개의 플레이트, 구체적으로는, 평판 환형상의 코어 금속의 표면에 마찰재를 설치한 습식 마찰 플레이트와 마찰재가 없는 클러치 플레이트를 서로 꽉 누르는 것에 의해 회전구동력의 전달 또는 제동이 행하여지고 있다.
이러한 다판 클러치 장치에서는, 다판 클러치 장치가 탑재되는 차량의 연비 향상을 목적으로 하여 소위 드래그 토크(drag torque)의 저감이 항상 요구된다. 드래그 토크는, 습식 마찰 플레이트와 클러치 플레이트가 이격 상태에서, 습식 마찰 플레이트와 클러치 플레이트의 회전수의 차이에 기인하여 이들 2개의 플레이트 사이에 존재하는 윤활유의 점성 저항에 의해 습식 마찰 플레이트와 클러치 플레이트의 사이에서 전달되는 토크이며, 차량의 연비 악화의 한 원인이 되는 것이다.
이 때문에, 예를 들면, 하기 특허문헌 1에는, 습식 마찰 플레이트로서의 클러치 마찰판의 원주방향을 따라 복수의 작은 조각 형상의 마찰재를 간극으로 이루어진 작은 홈을 사이에 두고 배열하는 것과 아울러 이들 복수의 마찰재로 이루어진 마찰재군을 부채형상 홈을 사이에 두고 배열하는 것에 의해 드래그 토크의 저감을 도모한 클러치 마찰판이 개시되어 있다.
일본 특허공개 2013-64508호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 클러치 마찰판, 즉, 습식 마찰 플레이트와 클러치 플레이트의 사이에 윤활유가 개재하는 소위 다판 클러치 장치에 사용할 수 있는 습식 마찰 플레이트에서는, 습식 마찰 플레이트와 클러치 플레이트의 사이에서 발생하는 드래그 토크의 저감은 항상 요구되는 것이며, 상기 종래 기술에 의해 만족되는 것은 아니다.
본 발명은 상기 문제에 대처하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 한층 더 드래그 토크의 저감이 가능한 습식 마찰 플레이트를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징은, 평판 환형상으로 형성한 코어 금속의 표면에 원주방향을 따라 복수의 마찰재를 간극을 사이에 두고 배치하는 것에 의해 각 마찰재 사이에 상기 간극에 의한 오일홈이 형성된 습식 마찰 플레이트에 있어서, 마찰재는, 코어 금속의 직경방향 내측 및 직경방향 외측에 각각 동 코어 금속의 원주방향을 따라 뻗어 있는 내측 주변부 및 외측 주변부의 각각의 양 단부 사이에 각각 직선 형상으로 뻗어 있는 올라앉기 변과, 내측 주변부에 있어서의 코어 금속의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속의 직경방향 외측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어 있는 올라앉기 홈을 구비하고, 각 올라앉기 변은, 코어 금속의 중심과 각 올라앉기 변에 각각 인접하는 오일홈의 폭 중심을 잇는 가상 오일홈 중심선을 상정했을 때, 외측 주변부의 양 단부측으로부터 내측 주변부의 양 단부측을 향해서 가상 오일홈 중심선에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 형성되어 있는 것에 있다.
이렇게 구성한 본 발명의 특징에 의하면, 습식 마찰 플레이트는, 마찰재에 있어서의 내측의 양 단부에 코어 금속의 내측과 회전방향으로 면한 올라앉기 변이 각각 형성되어 있는 것과 아울러, 내측 주변부의 중앙부에 직경방향 외측을 향해서 올라앉기 홈이 형성되어 있기 때문에, 습식 마찰 플레이트가 회전구동했을 때에 회전방향 전방에 존재하는 윤활유를 올라앉기 변 및 올라앉기 홈에 의해 마찰재 위로 올라앉게 하여 적극적으로 유통시킴으로써 클러치 플레이트와 습식 마찰 플레이트의 이격을 촉진하여 드래그 토크를 저감할 수 있다. 이 경우, 올라앉기 홈은, 코어 금속의 직경방향 외측으로 관통하지 않는 소위 막힌 홈이기 때문에, 올라앉기 홈 내에 진입한 윤활유를 적극적으로 마찰재 위로 올라앉게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기 습식 마찰 플레이트에 있어서, 각 올라앉기 변은, 동 각 올라앉기 변에 각각 인접하는 내측 주변부에 있어서의 동 각 올라앉기 변으로부터 올라앉기 홈까지의 길이보다도 긴 것에 있다.
이렇게 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 습식 마찰 플레이트는, 각 올라앉기 변이 각 올라앉기 변에 각각 인접하는 내측 주변부에 있어서의 동 각 올라앉기 변과 올라앉기 홈 사이의 길이보다도 길게 형성되어 있기 때문에, 습식 마찰 플레이트가 회전구동했을 때에 보다 많은 윤활유를 마찰재 위로 올라앉게 해서 클러치 플레이트와 습식 마찰 플레이트의 이격을 촉진하여 드래그 토크를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기 습식 마찰 플레이트에 있어서, 각 올라앉기 변은, 가상 오일홈 중심선에 대하여 10°이상이고 45°이하의 각도 범위에서 형성되어 있는 것에 있다.
이렇게 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 습식 마찰 플레이트는, 각 올라앉기 변을 가상 오일홈 중심선에 대하여 10°이상이고 45°이하의 각도 범위에서 형성하는 것에 의해, 본 발명자들의 실험에 의하면, 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트에 비하여 드래그 토크를 보다 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 본 발명자들의 실험에 의하면, 각 올라앉기 변을 가상 오일홈 중심선에 대하여 14°이상이고 44°이하, 보다 바람직하게는 14°이상이고 21°이하의 각도 범위에서 형성하는 것에 의해, 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트에 비하여 드래그 토크를 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기 습식 마찰 플레이트에 있어서, 외측 주변부는, 양 단부에 돌출 모퉁이 형상의 외측 모퉁이부가 각각 형성되어 있는 것에 있다. 이 경우, 돌출 모퉁이 형상의 외측 모퉁이부는, 마찰재의 모퉁이부가 소위 모따기되지 않고 마찰재의 외측을 향해서 뾰족한 형상으로 형성된 것이다.
이렇게 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 습식 마찰 플레이트는, 외측 주변부에 있어서의 양 단부가 돌출 모퉁이 형상의 외측 모퉁이부를 형성하고 있기 때문에, 본 발명자들의 실험에 의하면, 이 외측 모퉁이부를 모따기한 경우에 비하여 드래그 토크를 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기 습식 마찰 플레이트에 있어서, 또한, 마찰재는 외측 주변부에 있어서의 동 코어 금속의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속의 직경방향 내측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어 있는 절결홈을 구비하는 것에 있다.
이렇게 구성한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 습식 마찰 플레이트는, 마찰재는, 코어 금속의 직경방향 외측에 형성된 외측 주변부에 있어서의 동 코어 금속의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속의 직경방향 내측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어 있는 절결홈을 구비하고 있기 때문에, 본 발명자들의 실험에 의하면, 외측 주변부에 절결홈을 구비하지 않은 경우에 비하여 드래그 토크를 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 관련된 습식 마찰 플레이트를 구비한 다판 클러치 장치의 전체 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 다판 클러치 장치 내에 편입되는 본 발명의 한 실시형태에 관련된 습식 마찰 플레이트의 외관의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 습식 마찰 플레이트에 있어서의 마찰재의 외관 구성을 설명하기 위해서 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 3개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 4는 본 발명에 관련된 마찰재의 형상과 드래그 토크의 관계를 밝히기 위해서, 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 드래그 토크와 종래의 습식 마찰 플레이트에 있어서의 드래그 토크를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 관련된 마찰재의 형상과 드래그 토크의 관계를 밝히기 위해서, 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 드래그 토크와 종래의 습식 마찰 플레이트에 있어서의 드래그 토크를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트의 외관을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 9는 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 10은 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 11은 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 12는 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 13은 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 14는 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 15는 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
도 16은 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트에 있어서의 코어 금속의 원주방향으로 늘어선 2개의 마찰재를 나타내는 부분확대도이다.
이하, 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트의 한 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트(200)를 구비한 다판 클러치 장치(100)의 전체 구성의 개략을 나타내는 단면도이다. 또한, 본 명세서에서 참조하는 각각의 도는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 일부의 구성요소를 과장해서 나타내는 등 모식적으로 나타내고 있다. 이 때문에, 각 구성요소간의 치수나 비율 등은 다를 수 있다. 이 다판 클러치 장치(100)는, 이륜 자동차(오토바이)에 있어서의 원동기인 엔진(도시 생략)의 구동력을 피동체인 차륜(도시 생략)에 전달 또는 차단하기 위한 기계장치이며, 동 엔진과 변속기(트랜스미션)(도시 생략)의 사이에 배치되는 것이다.
(습식 마찰 플레이트(200)의 구성)
다판 클러치 장치(100)는, 알루미늄 합금제의 하우징(101)을 구비하고 있다. 하우징(101)은, 밑바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있고, 다판 클러치 장치(100)의 케이스의 일부를 구성하는 부재이다. 이 하우징(101)에 있어서의 도시 좌측 측면에는, 입력 기어(102)가 토크 댐퍼(102a)를 통하여 리벳(102b)에 의해 고착되어 있다. 입력 기어(102)는, 엔진의 구동에 의해 회전구동하는 도시하지 않은 구동 기어와 맞물려서 회전구동한다. 하우징(101)에 있어서의 내주면에는, 복수장(본 실시형태에서는 8장)의 클러치 플레이트(103)가 하우징(101)의 축선방향을 따라 변위가능하고, 또한 동 하우징(101)과 일체로 회전가능한 상태로 스플라인 끼워맞춤에 의해 각각 유지되어 있다.
클러치 플레이트(103)는, 후술하는 습식 마찰 플레이트(200)에 대고 누를 수 있는 평판 환형상의 부품이며, SPCC(냉간 압연 강판)재로 이루어진 박판재를 환형상으로 뚫어서 성형되어 있다. 이들의 클러치 플레이트(103)에 있어서의 각각의 양 측면(표리면)에는, 후술하는 윤활유를 유지하기 위한 깊이 수 ㎛~수십 ㎛의 도시하지 않은 오일홈이 형성되어 있다. 또한, 클러치 플레이트(103)에 있어서의 오일홈이 형성된 각각의 양 측면(표리면)에는, 내마모성을 향상시킬 목적으로 표면경화처리가 각각 되어 있다. 또한, 이 표면경화처리에 대해서는 본 발명에 직접 관련되지 않기 때문에, 그 설명은 생략한다.
하우징(101)의 내부에는, 대략 원통형상으로 형성된 마찰판 홀더(104)가 하우징(101)과 동심으로 배치되어 있다. 이 마찰판 홀더(104)의 내주면에는, 마찰판 홀더(104)의 축선방향을 따라 다수의 스플라인 홈이 형성되어 있고, 동 스플라인 홈에 샤프트(105)가 스플라인 끼워맞춤되어 있다. 샤프트(105)는, 중공 형상으로 형성된 축체(軸體)이며, 한 쪽(도시 우측)의 단부측이 니들 베어링(105a)을 통하여 입력 기어(102) 및 하우징(101)을 회전가능하게 지지하는 것과 아울러, 상기 스플라인 끼워맞춤하는 마찰판 홀더(104)를 너트(105b)를 통하여 고정적으로 지지한다. 즉, 마찰판 홀더(104)는, 샤프트(105)와 함께 일체로 회전한다. 한편, 샤프트(105)에 있어서의 다른 쪽(도시 좌측)의 단부는, 이륜 자동차에 있어서의 도시하지 않은 변속기에 연결되어 있다.
샤프트(105)의 중공부에는, 축 형상의 푸시로드(106)가 샤프트(105)에 있어서의 상기 한 쪽(도시 우측)의 단부로부터 돌출한 상태에서 관통하여 배치되어 있다. 푸시로드(106)는, 샤프트(105)에 있어서의 한 쪽(도시 우측)의 단부로부터 돌출한 단부의 반대측(도시 좌측)이 이륜 자동차에 있어서의 도시하지 않은 클러치 조작 레버에 연결되어 있고, 동 클러치 조작 레버의 조작에 의해 샤프트(105)의 중공부 내를 샤프트(105)의 축선방향을 따라 미끄럼운동한다.
마찰판 홀더(104)의 외주면에는, 복수장(본 실시형태에서는 7장)의 습식 마찰 플레이트(200)가 상기 클러치 플레이트(103)를 낀 상태에서, 마찰판 홀더(104)의 축선방향을 따라 변위가능하고, 또한 동 마찰판 홀더(104)과 일체로 회전가능한 상태로 스플라인 끼워맞춤에 의해 각각 유지되어 있다.
한편, 마찰판 홀더(104)의 내부에는, 소정량의 윤활유(도시하지 않음)가 충전되어 있는 것과 아울러, 3개의 통형상 지지 기둥(104a)이 각각 형성되어 있다(도에는 1개만 도시되어 있다). 윤활유는, 습식 마찰 플레이트(200)와 클러치 플레이트(103)의 사이에 공급되어서 이들 습식 마찰 플레이트(200)와 클러치 플레이트(103)의 사이에서 발생하는 마찰열의 흡수나 마찰재(210)의 마모를 방지한다.
또한, 3개의 통형상 지지 기둥(104a)은, 마찰판 홀더(104)의 축선방향 외측(도시 우측)을 향하여 돌출한 상태에서 각각 형성되어 있고, 마찰판 홀더(104)와 동심의 위치에 배치된 누름 커버(107)가 볼트(108a), 받침판(108b) 및 코일스프링(108c)을 통하여 각각 부착되어 있다. 누름 커버(107)는, 습식 마찰 플레이트(200)의 외경과 대략 동일한 크기의 외경의 대략 원판 형상으로 형성되어 있고, 상기 코일스프링(108c)에 의해 마찰판 홀더(104)측에 눌러져 있다. 또한, 누름 커버(107)의 내측 중심부에는, 푸시로드(106)에 있어서의 도시 오른쪽 선단부에 대향하는 위치에 릴리즈 베어링(107a)이 설치되어 있다.
습식 마찰 플레이트(200)는, 상세하게는 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 평판 환형상의 코어 금속(201) 위에 오일홈(203) 및 마찰재(210)를 각각 구비하여 구성되어 있다. 코어 금속(201)은, 습식 마찰 플레이트(200)의 기초부가 되는 부재이며, SPCC(냉간 압연 강판)재로 이루어진 박판재를 대략 환형상으로 뚫어서 성형되어 있다. 이 경우, 코어 금속(201)의 내주부에는, 마찰판 홀더(104)와 스플라인 끼워맞춤시키기 위한 안쪽 톱니 형상의 스플라인(202)이 형성되어 있다.
이 습식 마찰 플레이트(200)에 있어서의 상기 클러치 플레이트(103)에 대향하는 측면, 즉, 코어 금속(201)에 있어서의 클러치 플레이트(103)에 대향하는 측면에는, 복수(본 실시형태에서는 32장)의 작은 조각 형상의 마찰재(210)가 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 간극으로 이루어진 오일홈(203)을 사이에 두고 각각 설치되어 있다. 또한, 도 2에서는, 마찰재(210)를 명확히 하기 위해서 점 형상의 해칭을 하여 나타내고 있다.
오일홈(203)은, 상세하게는 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 습식 마찰 플레이트(200)의 직경방향 내측과 직경방향 외측의 사이에서 윤활유를 인도하는 유로임과 동시에 습식 마찰 플레이트(220)와 클러치 플레이트(103)의 사이에 클러치 오일을 존재시켜 두기 위한 오일 유지부이기도 하다. 이 오일홈(203)은, 내측 부채형상부(203a), 오리피스부(203b) 및 외측 부채형상부(203c)로 구성되어 있다. 내측 부채형상부(203a)는, 코어 금속(201)의 직경방향 내측으로부터 외측을 향해서 홈 폭이 서서히 좁아지는 부채형상으로 형성되어 있다. 오리피스부(203b)는, 오일홈(203)에 있어서의 최소의 홈 폭 부분이며, 코어 금속(201)의 직경방향으로 직선 형상으로 뻗어 있다.
마찰재(210)는, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 상기 클러치 플레이트(103)에 대한 마찰력을 향상시키는 것이며, 종이재를 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 만곡하여 뻗어 있는 작은 조각 형상으로 형성하여 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 마찰재(210)는, 1개의 내측 주변부(211), 1개의 외측 주변부(212), 2개의 원주방향 단부(213a, 213b), 2개의 올라앉기 변(214a, 214b), 1개의 올라앉기 홈(215), 1개의 절결홈(216) 및 2개의 외측 모퉁이부(217a, 217b)를 각각 구비하여 구성되어 있다.
내측 주변부(211)는, 마찰재(210)에 있어서의 코어 금속(201)의 직경방향 내측의 가장자리부를 형성하는 부분이며, 코어 금속(201)의 환형상 부분의 내측의 가장자리부를 따라 원호 형상으로 뻗어서 형성되어 있다. 외측 주변부(212)는, 마찰재(210)에 있어서의 코어 금속(201)의 직경방향 외측의 가장자리부를 형성하는 부분이며, 코어 금속(201)의 환형상 부분의 외측의 가장자리부를 따라 원호 형상으로 뻗어서 형성되어 있다. 그리고, 이 내측 주변부(211)와 외측 주변부(212)의 간격인 마찰재(210)에 있어서의 코어 금속(201)의 직경방향의 길이가 동 코어 금속(201)의 환형상 부분의 폭보다 짧은 길이로 형성되어 있다.
2개의 원주방향 단부(213a, 213b)는, 마찰재(210)에 있어서의 코어 금속(201)의 원주방향의 양 끝의 각각의 가장자리부를 형성하는 부분이며, 코어 금속(201)의 직경방향을 따라 직선 형상으로 뻗어서 각각 형성되어 있다. 이 경우, 코어 금속(201)의 원주방향에 있어서 오일홈(203)을 사이에 두고 서로 인접하는 2개의 마찰재(210) 사이에서 상기 오일홈(203)을 사이에 두고 서로 대향하는 원주방향 단부(213a)와 원주방향 단부(213b)는, 서로 평행하게 형성되어 있다. 이에 따라, 서로 대향하는 2개의 마찰재(210) 사이에는, 원주방향 단부(213a, 213b)에 의해 오일홈(203)에 있어서의 최소의 홈 폭에서 코어 금속(201)의 직경방향으로 직선 형상으로 뻗은 오리피스부(203b)가 형성된다.
2개의 올라앉기 변(214a, 214b)은, 내측 주변부(211)와 원주방향 단부(213a, 213b)의 사이에 각각 형성되어서 마찰재(210)의 상면 위로 윤활유를 올라앉게 해서 인도하기 위한 부분이며, 내측 주변부(211)와 원주방향 단부(213a, 213b)의 각각의 사이에 각각 직선 형상으로 뻗어서 형성되어 있다. 이 경우, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 상기 원주방향 단부(213a, 213b)로부터 각각 내측 주변부(211)를 향해서 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 각각 형성되어 있다.
여기서, 가상 오일홈 중심선(L)은, 코어 금속(201)의 중심(O)과 올라앉기 변(214a, 214b)에 각각 인접하는 오일홈(203)의 폭 중심을 잇는 가상 직선이다. 이 경우, 오일홈(203)의 폭 중심은, 오일홈(203)의 코어 금속(201)의 원주방향의 폭에서 홈 폭의 중앙부이며, 오일홈(203)에 대하여 코어 금속(201)의 원주방향의 양 측에 형성된 원주방향 단부(213a)와 원주방향 단부(213b)의 사이의 중간점이다.
즉, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 코어 금속(201)의 회전방향의 전방에서 직경방향 내측을 향한 직선 형상으로 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 19°의 경사각의 직선 형상으로 각각 형성되어 있다. 이에 따라, 오일홈(203)에 있어서의 코어 금속(201)의 직경방향 내측에는, 동 내측을 향해서 홈 폭이 서서히 넓어지는 부채형상의 내측 부채형상부(203a)가 형성된다. 또한, 올라앉기 변(214a, 214b)에 있어서의 직선 형상은, 실질적으로 직선 형상이며 약간 만곡한 곡선도 포함하는 것이다.
또한, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 올라앉기 변(214a, 214b)에 각각 인접하는 내측 주변부(211)상에 있어서의 올라앉기 변(214a, 214b)으로부터 올라앉기 홈(215)까지의 길이, 보다 구체적으로는, 내측 주변부(211)에 있어서의 올라앉기 변(214a)(또는 올라앉기 변(214b))과의 접속점과 올라앉기 홈(215)의 안길이 변(215a)(또는 안길이 변(215b))과의 접속점까지의 길이(이후, 이것을 「내측 주변부(211)의 절반 길이」라고 한다)보다 길게 형성되어 있다.
올라앉기 홈(215)은, 내측 주변부(211)에 있어서의 코어 금속(201)의 원주방향의 중앙부에 형성되어서 마찰재(210)의 상면 위로 윤활유를 올라앉게 해서 인도하기 위한 부분이며, 코어 금속(201)의 직경방향 외측을 향해서 오목한 형상으로 우묵하게 들어간 홈 형상으로 형성되어 있다. 이 올라앉기 홈(215)은, 내측 주변부(211)의 코어 금속(201)의 원주방향의 길이의 1/2 이하이고 오일홈(203)의 홈 폭이상의 홈 폭이고, 마찰재(210)의 코어 금속(201)의 직경방향의 길이인 직경방향 폭의 1/2 이하의 깊이로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 올라앉기 홈(215)은, 오일홈(203)의 홈 폭과 동일한 홈 폭이고 마찰재(210)의 직경방향 폭의 1/4의 깊이의, 평면도로 보았을 때, 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
이 올라앉기 홈(215)은, 2개의 안길이 변(215a, 215b) 및 1개의 원주방향 변(215c)으로 구성되어 있다. 안길이 변(215a, 215b)은, 상기한 오일홈(203)의 홈 폭과 동일한 간격만큼 떨어져서 코어 금속(201)의 직경방향을 따라 서로 평행하게 뻗어서 각각 형성되어 있다. 이 경우, 안길이 변(215a)은, 습식 마찰 플레이트(200)가 도시 우측으로 회전구동했을 때에, 마찰재(210)의 상면 위로 윤활유를 올라앉게 해서 인도하기 위한 부분으로서 기능한다. 또한, 안길이 변(215b)은, 습식 마찰 플레이트(200)가 도시 좌측으로 회전구동했을 때에, 마찰재(210)의 상면 위로 윤활유를 올라앉게 해서 인도하기 위한 부분으로서 기능한다.
원주방향 변(215c)은, 올라앉기 홈(215) 내에 진입한 윤활유의 흐름을 저해하여 안길이 변(215a) 또는 안길이 변(215b)에 올라앉기 쉽게 하기 위한 부분이며, 올라앉기 홈(215)의 가장 안쪽부에서 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 직선 형상으로 뻗어서 형성되어 있다.
절결홈(216)은, 외측 주변부(212)에 있어서의 코어 금속(201)의 원주방향의 중앙부에 형성되어서 마찰재(210)의 상면 위로 올라앉아 직경방향 외측으로 흐르는 윤활유를 재빨리 마찰재(210) 상의 밖으로 배출시키기 위한 부분이며, 코어 금속(201)의 직경방향 내측을 향해서 오목한 형상으로 우묵하게 들어간 홈 형상으로 형성되어 있다. 이 절결홈(216)은, 외측 주변부(212)의 코어 금속(201)의 원주방향의 길이의 1/2 이하이고 오일홈(203)의 홈 폭 이상의 홈 폭이고, 마찰재(210)의 코어 금속(201)의 직경방향의 길이인 직경방향 폭의 1/2 이하의 깊이로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 올라앉기 홈(215)은, 오일홈(203)의 홈 폭과 동일한 홈 폭이고 마찰재(210)의 직경방향 폭의 1/4의 깊이의, 평면도로 보았을 때, 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
이 절결홈(216)은, 안길이 변(216a, 216b) 및 1개의 원주방향 변(216c)으로 구성되어 있다. 안길이 변(216a, 216b)은, 상기한 오일홈(203)의 홈 폭과 동일한 간격만큼 떨어져서 코어 금속(201)의 직경방향을 따라 서로 평행하게 뻗어서 각각 형성되어 있다.
이 경우, 안길이 변(216a)은, 습식 마찰 플레이트(200)가 도시 좌측으로 회전구동했을 때에, 마찰재(210)의 상면 위를 흐르는 윤활유를 신속하게 배출시키기 위한 부분으로서 기능한다. 또한, 안길이 변(216a)에 있어서의 외측 주변부(212)와의 모퉁이부는, 마찰재(210)의 외측에 존재하는 윤활유 또는 기포를 절결홈(216) 내로 인도하여 소용돌이 형상의 흐름을 생기게 하는 부분으로서 기능한다.
안길이 변(216a)은, 습식 마찰 플레이트(200)가 도시 우측으로 회전구동했을 때에, 마찰재(210)의 상면 위를 흐르는 윤활유를 신속하게 배출시키기 위한 부분으로서 기능한다. 또한, 안길이 변(216b)에 있어서의 외측 주변부(212)와의 모퉁이부는, 마찰재(210)의 외측에 존재하는 윤활유 또는 기포를 절결홈(216) 내로 인도하여 소용돌이 형상의 흐름을 생기게 하는 부분으로서 기능한다.
원주방향 변(216c)은, 절결홈(216) 내에 진입한 윤활유 또는 기포의 흐름을 소용돌이 형상으로 하기 위한 부분이며, 절결홈(216)의 가장 안쪽부에서 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 직선 형상으로 뻗어서 형성되어 있다.
2개의 외측 모퉁이부(217a, 217b)는, 코어 금속(201)의 직경방향 외측으로 동 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 뻗어 있는 외측 주변부(212)와 코어 금속(201)의 직경방향을 따라 각각 뻗어 있는 원주방향 단부(213a, 213b)가 서로 직접 연결된 돌출 모퉁이 형상의 부분이다. 이 경우, 외측 모퉁이부(217a, 217b)는, 마찰재(210)의 외측을 향해서 뾰족한 형상으로 형성되어 있지만, 엄밀하게는 선단부가 원호 형상으로 둥그스름한 형상, 즉, 소위 모퉁이 R형상으로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 외측 모퉁이부(217a, 217b)는, 각각 반경 1mm의 원호로 형성되어 있다.
또한, 마찰재(210)는, 내측 주변부(211)와 올라앉기 변(214a, 214b)의 각 접속부분, 및 원주방향 단부(213a, 213b)와 올라앉기 변(214a, 214b)의 각 접속부분에 대해서도 외측 모퉁이부(217a, 217b)와 동일한 모퉁이 R형상이 각각 형성되어 있다.
이렇게 형성된 마찰재(210)는, 오일홈(203)을 사이에 두고 코어 금속(201)에 있어서의 환형상 부분 위에 동 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 늘어서서 배치된다. 본 실시형태에서는, 32장의 마찰재(210)가 코어 금속(201)의 원주방향을 따라 균등한 간격으로 늘어서서 배치되어 있다. 이 경우, 이들 각 마찰재(210)는, 접착제에 의해 코어 금속(201) 위에 각각 부착될 수 있다. 또한, 마찰재(210)는, 습식 마찰 플레이트(200)와 클러치 플레이트(103)의 마찰력을 향상시킬 수 있는 소재로 구성되어 있으면, 종이재 이외의 소재, 예를 들면, 코르크재, 고무재 또는 유리재 등을 이용할 수도 있다.
(습식 마찰 플레이트(200)의 작동)
다음에는, 상기와 같이 구성한 습식 마찰 플레이트(200)의 작동에 대하여 설명한다. 이 습식 마찰 플레이트(200)는, 상기한 바와 같이 다판 클러치 장치(100)내에 부착하여 사용할 수 있다. 그리고, 이 다판 클러치 장치(100)는, 상기한 바와 같이, 차량에 있어서의 엔진과 변속기의 사이에 배치되는 것이며, 차량의 조작자에 의한 클러치 조작 레버의 조작에 의해 엔진의 구동력의 변속기로의 전달 및 차단을 행한다.
즉, 차량의 조작자(도시 생략)가 클러치 조작 레버(도시 생략)를 조작해서 푸시로드(106)를 후퇴(도시 좌측으로 변위)시킨 경우에는, 푸시로드(106)의 선단부가 릴리즈 베어링(107a)을 누르지 않는 상태로 되고, 누름 커버(107)가 코일스프링(108c)의 탄성력에 의해 클러치 플레이트(103)를 누른다. 이에 따라, 클러치 플레이트(103) 및 습식 마찰 플레이트(200)는, 마찰판 홀더(104)의 외주면에 플랜지 형상으로 형성된 받이부(104b)측으로 변위하면서 서로 눌러져서 마찰연결된 상태로 된다. 이 결과, 입력 기어(102)에 전달된 엔진의 구동력이 클러치 플레이트(103), 습식 마찰 플레이트(200), 마찰판 홀더(104) 및 샤프트(105)를 통하여 변속기에 전달된다.
한편, 차량의 조작자가 클러치 조작 레버(도시 생략)를 조작해서 푸시로드(106)를 전진(도시 우측으로 변위)시킨 경우에는, 푸시로드(106)의 선단부가 릴리즈 베어링(107a)을 누르는 상태로 되고, 누름 커버(107)가 코일스프링(108c)의 탄성력에 저항하면서 도시 우측으로 변위하여 누름 커버(107)와 클러치 플레이트(103)가 이격한다. 이에 따라, 클러치 플레이트(103) 및 습식 마찰 플레이트(200)는, 누름 커버(107)측으로 변위하면서 서로 눌러져서 연결된 상태가 해제되어 서로 이격한다. 이 결과, 클러치 플레이트(103)로부터 습식 마찰 플레이트(200)로의 구동력의 전달이 행하여지지 않게 되고, 입력 기어(102)에 전달된 엔진의 구동력의 변속기로의 전달이 차단된다.
이 클러치 플레이트(103)와 습식 마찰 플레이트(200)가 이격한 상태에서는, 클러치 플레이트(103)와 습식 마찰 플레이트(200)의 직접적인 마찰 접촉이 해소되는 한편, 클러치 플레이트(103)와 습식 마찰 플레이트(200)의 사이에 존재하는 윤활유에 의해 양자는 간접적으로 접속된 상태로 된다. 보다 구체적으로는, 주로, 습식 마찰 플레이트(200)에 있어서의 마찰재(210)에 접하는 윤활유가 점성 저항에 의해 동 마찰재(210)에 끌려 당겨지기 때문에, 이 끌려 당겨진 윤활유에 접한 클러치 플레이트(103)가 윤활유의 점성 저항에 의해 끌려 당겨져서 회전속도가 저하한다.
이 경우, 마찰재(210)에 있어서의 내측 주변부(211)에는, 습식 마찰 플레이트(200)의 회전방향(도 3에서 실선 화살표)과는 반대 방향으로 대향하는 상태로 올라앉기 변(214a)(또는 올라앉기 변(214b)) 및 올라앉기 홈(215)의 안길이 변(215a)(또는 안길이 변(215b))이 형성되어 있기 때문에, 이들 올라앉기 변(214a)(또는 올라앉기 변(214b)) 및 안길이 변(215a)(또는 안길이 변(215b))에 각각 충돌한 윤활유의 일부가 각각 마찰재(210) 위로 올라앉아 마찰재(210) 위를 회전방향의 후방이고, 직경방향 외측을 향해서 흐른다(도 3에서 파선 화살표 참조). 이에 따라, 클러치 플레이트(103)와 습식 마찰 플레이트(200)의 이격이 촉진되어서 윤활유를 통한 간접적인 마찰접촉상태가 완화되어 전달되는 토크, 즉, 드래그 토크가 감소할 것으로 생각된다.
그리고, 마찰재(210) 위로 올라앉은 윤활유는, 마찰재(210)상에 있어서의 외측 주변부(212)측에 도달한다. 이 경우, 마찰재(210)에 있어서의 외측 주변부(212)에는, 중앙부에 마찰재(210)의 내측을 향해서 절결홈(216)의 안길이 변(216b)(또는 안길이 변(216a))이 형성되어 있기 때문에, 마찰재(210) 위로 올라앉은 윤활유가 배출되기 쉽게 되어 있다. 이에 따라, 마찰재(210)는, 주로, 올라앉기 변(214a)(또는 올라앉기 변(214b))측으로부터의 윤활유의 올라앉기가 촉진될 것으로 생각된다.
한편, 오일홈(203)에는, 습식 마찰 플레이트(200)의 회전에 따라 직경방향 내측으로부터 윤활유가 공급된다. 이 경우, 오일홈(203)은, 내측 부채형상부(203a)가 직경방향 내측으로부터 외측을 향해서 홈 폭이 좁아지게 형성되어 있기 때문에, 코어 금속(201)의 직경방향 내측으로부터 공급되는 윤활유를 보다 많이 모을 수 있는 것과 아울러, 오리피스부(203b)에 의해 모은 윤활유를 내측 부채형상부(203a) 내에 그 일부를 모아서 올라앉기 변(214a)(또는 올라앉기 변(214b))으로 인도할 수 있다. 또한, 오일홈(203)은, 오리피스부(203b)에 의해 모은 윤활유의 다른 일부를 오리피스부(203b)를 통하여 코어 금속(201)의 직경방향 외측으로 인도한다(도 3에서 파선 화살표 참조).
여기서, 본 발명자들에 의한 실험 결과에 대하여 설명해 둔다. 도 4 및 도 5는, 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트(90)를 사용한 도시하지 않은 다판 클러치 장치에 있어서의 드래그 토크의 크기와 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트(200~1000)를 사용한 다판 클러치 장치(100)에 있어서의 드래그 토크의 크기를 각각 나타낸 그래프이다. 또한, 도 4 및 도 5에서, 세로축의 토크값의 값 자체는, 본 발명의 우위성의 입증에는 불필요하기 때문에 생략하고 있다. 또한, 도 4 및 도 5는, 9개의 습식 마찰 플레이트(200~1000)의 각 실험 결과를 이해하기 쉽게 하기 위해서 2개의 그래프로 나누어서 나타내고 있는 것으로, 세로축 및 가로축은 완전히 동일하다.
본 실험에 사용한 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트(90)는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 코어 금속(91)의 원주방향을 따라 4개의 작은 조각 형상의 마찰재(92)를 작은 오일홈(93)을 사이에 두고 각각 배치한 마찰재군(94)을 작은 오일홈(93)보다도 폭이 넓게 벌어지는 부채형상홈(95)을 사이에 두고 코어 금속(91)의 원주방향을 따라 배치하여 구성되어 있다. 이 경우, 각 마찰재(92)는, 코어 금속(91)의 직경방향 내측으로 뻗어 있는 내측 주변부(96) 및 직경방향 외측으로 뻗어 있는 외측 주변부(97)는 각각 원호형상으로 형성되어 있고, 내측 주변부(96) 및 외측 주변부(97)의 각각의 양 단부 사이에 각각 뻗어 있는 원주방향 단부(98)는 동일 마찰재군(94) 내에서 서로 평행하게 형성되어 있다.
즉, 이들의 각 마찰재(92)는, 본 발명에 관련된 올라앉기 변(214a, 214b), 올라앉기 홈(215) 및 절결홈(216)에 상당하는 부분은 형성되어 있지 않다. 또한, 종래 기술에 관련된 다판 클러치 장치는, 본 발명에 관련된 다판 클러치 장치(100)에 대하여 습식 마찰 플레이트(200)를 제외하고 동일한 구성이다. 또한, 도 6에서는, 마찰재(92)를 명확히 하기 위해서 점 형상의 해칭을 하여 나타내고 있다.
또한, 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(300)는, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(310)가 마찰재(210)에 대하여, 각 올라앉기 변(214a, 214b)의 가상 오일홈 중심선(L)에 대한 경사각이 44°인 점에서 다르다.
또한, 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(400)는, 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(410)가 마찰재(210)에 대하여, 각 올라앉기 변(214a, 214b)의 가상 오일홈 중심선(L)에 대한 경사각이 14°인 점, 및 원주방향 단부(213a, 213b)가 생략되어서 올라앉기 변(214a, 214b)이 외측 모퉁이부(217a, 217b)를 통하여 외측 주변부(212)의 양 단부에 각각 직접 연결되어 있는 점에서 다르다.
또한, 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(500)는, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(510)가 마찰재(210)에 대하여, 각 올라앉기 변(214a, 214b)의 가상 오일홈 중심선(L)에 대한 경사각이 10°인 점, 및 원주방향 단부(213a, 213b)가 생략되어서 올라앉기 변(214a, 214b)이 외측 모퉁이부(217a, 217b)를 통하여 외측 주변부(212)의 양 단부에 각각 직접 연결되어 있는 점에서 다르다.
또한, 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(600)는, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(610)가 마찰재(210)에 대하여, 외측 주변부(212) 위에 절결홈(216)이 생략되어 있는 점에서 다르다.
또한, 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(700)는, 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(710)가 마찰재(210)에 대하여, 외측 모퉁이부(217a, 217b) 대신에 도피 변(218a, 218b)이 형성되어 있는 점, 각 올라앉기 변(214a, 214b)의 가상 오일홈 중심선(L)에 대한 경사각이 21°인 점, 및 각 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이 이하의 길이로 형성되어 있는 점에서 다르다.
여기서, 도피 변(218a, 218b)은, 외측 주변부(212)과 원주방향 단부(213a, 213b)의 각각의 사이에 각각 직선 형상으로 뻗어서 형성된 소위 모따기면이다. 이 경우, 각 도피 변(218a, 218b)은, 상기 원주방향 단부(213a, 213b)로부터 각각 외측 주변부(212)를 향해서 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 도피 변(218a, 218b)은, 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 45°의 경사각의 직선 형상으로 각각 형성되어 있다. 이에 따라, 오일홈(203)에 있어서의 코어 금속(201)의 직경방향 외측에는, 코어 금속(201)의 직경방향 내측으로부터 외측을 향해서 홈 폭이 서서히 넓어지는 부채형상의 외측 부채형상부(203c)가 형성된다. 또한, 도피 변(218a, 218b)은, 원주방향 단부(213a, 213b) 및 올라앉기 변(214a, 214b)의 각각의 길이보다도 각각 짧은 길이로 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 다른 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(800)는, 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(810)가 마찰재(710)에 대하여, 올라앉기 변(214a, 214b)의 가상 오일홈 중심선(L)에 대한 각 경사각이 35°인 점, 및 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이와 대략 동일한 길이(±1mm의 범위)로 각각 형성되어 있는 점에서 다르다.
또한, 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(900)는, 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(910)가 마찰재(710)에 대하여, 올라앉기 변(214a, 214b)의 가상 오일홈 중심선(L)에 대한 각 경사각이 45°인 점, 및 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이와 대략 동일한 길이(±1mm의 범위)로 각각 형성되어 있는 점에서 다르다. 이 경우, 대략 동일한 길이란, 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이와의 차이가 각각 10% 이하이다.
또한, 본 발명의 변형예에 관련된 습식 마찰 플레이트(1000)는, 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 마찰재(1010)가 마찰재(910)에 대하여, 도피 변(218a, 218b)이 각각 크게 형성되어 있는 것과 아울러 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이보다 짧은 길이로 각각 형성되어 있는 점에서 다르다. 또한, 습식 마찰 플레이트(300~1000)에 있어서의 각 마찰재(310~1010)는, 습식 마찰 플레이트(200)에 있어서의 마찰재(210)와 총면적이 동일하게 설정되어 있다.
도 4에 나타낸 실험 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 관련된 각 습식 마찰 플레이트(200~1000)를 사용한 다판 클러치 장치(100)는, 클러치 플레이트(103)와 습식 마찰 플레이트(200~1000)의 상대적인 회전수의 차이인 상대 회전수가 500rpm~4000rpm의 범위에서 드래그 토크를 저감할 수 있다.
구체적으로는, 상대 회전수가 500rpm에서는, 적어도 약 30% 저감(습식 마찰 플레이트(1000))하는 것과 아울러 최대로 약 60% 저감(습식 마찰 플레이트(300, 400))하고 있다. 또한, 상대 회전수가 1000rpm에서는, 적어도 약 25% 저감(습식 마찰 플레이트(1000))하는 것과 아울러 최대로 약 50% 저감(습식 마찰 플레이트(400, 200, 300))하고 있다. 또한, 상대 회전수가 2000rpm에서는, 적어도 약 50% 저감(습식 마찰 플레이트(600))하는 것과 아울러 최대로 약 90% 저감(습식 마찰 플레이트(400, 200))하고 있다.
또한, 상대 회전수가 3000rpm에서는, 적어도 약 30% 저감(습식 마찰 플레이트(600, 700))하는 것과 아울러 최대로 약 90% 저감(습식 마찰 플레이트(200, 300, 400))하고 있다. 또한, 상대 회전수가 4000rpm에서는, 적어도 약 60% 저감(습식 마찰 플레이트(600, 700, 800))하는 것과 아울러 최대로 약 90% 저감(습식 마찰 플레이트(300, 200, 400))하고 있다.
상기 작동 설명으로부터도 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 실시형태에 의하면, 습식 마찰 플레이트(200)는, 마찰재(210)에 있어서의 내측의 양 단부에 코어 금속의 내측과 회전방향으로 면한 올라앉기 변(214a, 214b)이 각각 형성되어 있는 것과 아울러, 내측 주변부(211)의 중앙부에 직경방향 외측을 향해서 올라앉기 홈(215)이 형성되어 있기 때문에, 습식 마찰 플레이트(200)가 회전구동했을 때에 회전방향 전방에 존재하는 윤활유를 올라앉기 변(214a, 214b) 및 올라앉기 홈(215)에 의해 마찰재(210) 위로 올라앉게 해서 적극적으로 유통시킴으로써 클러치 플레이트(103)와 습식 마찰 플레이트(200)의 이격을 촉진하여 드래그 토크를 저감할 수 있다. 이 경우, 올라앉기 홈(215)은, 코어 금속(201)의 직경방향 외측으로 관통하지 않은 소위 막힌 홈이기 때문에, 올라앉기 홈(215) 내에 진입한 윤활유를 적극적으로 마찰재(210) 위로 올라앉게 할 수 있다. 또한, 습식 마찰 플레이트(300~1000)에 있어서도 마찬가지로 드래그 토크를 저감할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시에 있어서는, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 한 여러 가지 변경이 가능하다. 또한, 하기에 나타내는 각 변형예에서는, 상기 실시형태에 있어서의 습식 마찰 플레이트(200)와 동일한 구성부분에는 습식 마찰 플레이트(200)에 붙인 부호에 대응하는 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 습식 마찰 플레이트(200~600)는, 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이보다 긴 길이로 각각 형성되어 있다. 이에 따라, 습식 마찰 플레이트(200~600)는, 도 4 및 도 5에 각각 나타낸 실험 결과에 의하면, 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이를 내측 주변부(211)의 절반 길이 이하로 각각 형성한 경우(습식 마찰 플레이트(700~1000))에 비하여 드래그 토크를 저감할 수 있는 경향을 확인할 수 있다. 그러나, 습식 마찰 플레이트(700~1000)와 같이, 올라앉기 변(214a, 214b)의 길이가 내측 주변부(211)의 절반 길이와 같은 또는 그 미만의 길이로 각각 형성해도 되는 것은 당연하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 습식 마찰 플레이트(200)는, 올라앉기 변(214a, 214b)을 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 19°만큼 경사진 직선 형상으로 각각 형성하였다. 그러나, 도 4 및 도 5에 각각 나타낸 실험 결과에 의하면, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 10°이상이고 45°이하의 각도 범위에서 각각 형성하는 것에 의해, 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트(90)에 비하여 드래그 토크를 보다 효과적으로 저감할 수 있는 경향을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명자들의 실험에 의하면, 각각의 올라앉기 변(214a, 214b)을 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 14°이상이고 44°이하, 보다 바람직하게는 14°이상이고 21°이하의 각도 범위에서 형성하는 것에 의해, 종래 기술에 관련된 습식 마찰 플레이트(90)에 비하여 드래그 토크를 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 내측 주변부(211)와 원주방향 단부(213a, 213b)의 사이에 각각 형성되어 있는 것과 아울러, 원주방향 단부(213a, 213b)로부터 각각 내측 주변부(211)를 향해서 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 각각 형성되어 있다. 그러나, 올라앉기 변(214a, 214b)은, 습식 마찰 플레이트(400, 500)와 같이, 내측 주변부(211) 및 외측 주변부(212)의 각각의 양 단부 사이에 각각 직선 형상으로 뻗어 있는 것과 아울러, 외측 주변부(212)의 양 단부측으로부터 내측 주변부(211)의 양 단부측을 향해서 가상 오일홈 중심선(L)에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 형성되어 있어도 된다.
이 경우, 도 4에 나타낸 습식 마찰 플레이트(200)와 습식 마찰 플레이트(400)의 실험 결과에 의하면, 원주방향 단부(213a, 213b)를 생략하여 내측 주변부(211) 및 외측 주변부(212)의 각각의 양 단부 사이에 올라앉기 변(214a, 214b)을 형성함으로써 1000rpm이하의 저회전역에서의 드래그 토크를 저감할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 습식 마찰 플레이트(200~600)는, 외측 모퉁이부(217a, 217b)를 각각 형성하여 구성하였다. 이에 따라, 습식 마찰 플레이트(200~600)는, 도 4 및 도 5에 각각 나타낸 실험 결과에 의하면, 외측 모퉁이부(217a, 217b) 대신에 도피 변(218a, 218b)을 형성한 경우(습식 마찰 플레이트(700~1000))에 비하여 드래그 토크를 저감할 수 있는 경향을 확인할 수 있다. 그러나, 습식 마찰 플레이트(700~1000)와 같이, 외측 모퉁이부(217a, 217b) 대신에 도피 변(218a, 218b)을 형성해도 되는 것은 당연하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 습식 마찰 플레이트(200~500, 700~1000)는, 외측 주변부(212)의 원주방향 중앙부에 절결홈(216)을 만들어서 구성하였다. 이 경우, 도 4에 나타낸 실험 결과에 의하면, 습식 마찰 플레이트(200)는, 절결홈(216)을 생략한 습식 마찰 플레이트(600)에 비하여 드래그 토크를 저감할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 이것은, 올라앉기 변(214a, 214b)으로부터 마찰재(210) 위로 올라앉아 외측 주변부(212)측으로 흐르는 윤활유를 재빨리 마찰재(210) 상의 밖으로 배출시킬 수 있는 것과 아울러, 마찰재(210)의 외측 주변부(212)의 외측에 존재하는 윤활유 또는 기포의 각각의 일부를 절결홈(216)내로 인도하여 마찰재(210, 310) 위로 올라앉아서 흘러온 윤활유와 함께 난류를 생기게 해서 드래그 토크의 증대의 원인이 되는 기름막의 발생을 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다.
그러나, 절결홈(216)을 형성하지 않은 습식 마찰 플레이트(600)라도 종래 기술에 비하여 드래그 토크를 저감하는 효과가 인정되는 것이며, 본 발명으로부터 배제되는 것은 아니다. 또한, 절결부(216)의 형상은, 원주방향 변(216c)을 원호 형상으로 형성하여도 좋고, 원주방향 변(216c)을 생략하여 안길이 변(216a)과 안길이 변(216b)이 코어 금속(201)의 직경방향의 외측을 향해서 접근하는, 평면도로 보았을 때, 삼각형 형상으로 형성할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 습식 마찰 플레이트(200~1000)는, 올라앉기 홈(215)을, 평면도로 보았을 때, 사각형 형상으로 형성하였다. 그러나, 올라앉기 홈(215)은, 내측 주변부(211)에 있어서의 코어 금속(201)의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속(201)의 직경방향 외측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어서 형성되어 있으면 된다. 따라서, 올라앉기 홈(215)은, 예를 들면, 도 15에 나타낸 습식 마찰 플레이트(1100)와 같이, 원주방향 변(215c)을 원호 형상으로 형성할 수도 있다. 또한, 올라앉기 홈(215)은, 예를 들면, 도 16에 나타낸 습식 마찰 플레이트(1200)와 같이, 원주방향 변(215c)을 생략하여 안길이 변(215a)과 안길이 변(215b)이 코어 금속(201)의 직경방향의 외측을 향해서 접근하는, 평면도로 보았을 때, 삼각형 형상으로 형성할 수도 있다.
이와 같이, 올라앉기 변(215)의 형상을 여러 가지 형상으로 하는 것에 의해, 올라앉기 변(215)으로부터 마찰재(210~1210) 위로 올라앉는 윤활유의 올라앉기 용이함을 규정할 수 있다. 즉, 올라앉기 홈(215)은, 원주방향 변(215)을 코어 금속(201)의 원주방향으로 뻗어 있는 직선 형상으로 형성함으로써, 원주방향 변(215)을 원호 형상으로 한 경우 또는 생략한 경우에 비하여 마찰재(210~1210) 위로 윤활유를 올라앉기 어렵게 해서 올라앉기 변(214a, 214b)으로부터 마찰재(210~1210) 위로 올라앉은 윤활유가 코어 금속(201)의 원주방향으로 흐르는 것을 쉽게 할 수 있다.
또한, 올라앉기 홈(215)은, 원주방향 변(215c)을 원호 형상으로 하거나 생략함으로써, 원주방향 변(215c)을 코어 금속(201)의 원주방향으로 뻗어 있는 직선 형상으로 형성한 경우에 비하여 마찰재(210~1010) 위로 윤활유를 올라앉기 쉽게 해서 올라앉기 변(214a, 214b)으로부터 마찰재(210~1010) 위로 올라앉은 윤활유의 유량을 보충할 수 있다. 이들 올라앉기 홈(215)의 형상은, 마찰재(210~1210)의 크기나 형상, 또는 다판 클러치 장치(100)의 사양에 따라 적절하게 결정된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트를 다판 클러치 장치(100)에 사용할 수 있는 습식 마찰 플레이트(200)에 적용한 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명에 관련된 습식 마찰 플레이트는, 기름 속에서 사용되는 습식 마찰 플레이트이면 되고, 다판 클러치 장치(100) 이외에, 원동기에 의한 회전 운동을 제동하는 브레이크 장치에 사용할 수 있는 마찰 플레이트에도 적용할 수 있는 것이다.
O…코어 금속의 회전 중심, L…가상 오일홈 중심선,
90…습식 마찰 플레이트, 91…코어 금속, 92…마찰재, 93…작은 오일홈, 94…마찰재군, 95…부채형상홈, 96…내측 주변부, 97…외측 주변부, 98…원주방향 단부,
100…다판 클러치 장치, 101…하우징, 102…입력 기어, 102a…토크 댐퍼, 102b…리벳, 103…클러치 플레이트, 104…마찰판 홀더, 104a…통형상 지지 기둥, 105…샤프트, 105a…니들 베어링, 105b…너트, 106…푸시로드, 107…누름 커버, 107a…릴리즈 베어링, 108a…볼트, 108b…받침판, 108c…코일스프링,
200…습식 마찰 플레이트, 201…코어 금속, 202…스플라인, 203…오일홈, 203a…내측 부채형상부, 203b…오리피스부, 203c…외측 부채형상부,
210…마찰재, 211…내측 주변부, 212…외측 주변부, 213a, 213b…원주방향 단부, 214a, 214b…올라앉기 변, 215…올라앉기 홈, 215a, 215b…안길이 변, 215c…원주방향 변, 216…절결홈, 216a, 216b…안길이 변, 216c…원주방향 변, 217a, 217b…외측 모퉁이부, 218a, 218b…도피 변,
300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200…습식 마찰 플레이트,
310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010, 1110, 1210…마찰재.

Claims (5)

  1. 평판 환형상으로 형성한 코어 금속의 표면에 원주방향을 따라 복수의 마찰재를 간극을 사이에 두고 배치하는 것에 의해 상기 각 마찰재 사이에 상기 간극에 의한 오일홈이 형성된 습식 마찰 플레이트에 있어서,
    상기 마찰재는,
    상기 코어 금속의 직경방향 내측 및 직경방향 외측에 각각 동 코어 금속의 원주방향을 따라 뻗어 있는 내측 주변부 및 외측 주변부의 각각의 양 단부 사이에 각각 직선 형상으로 뻗어 있는 올라앉기 변과,
    상기 내측 주변부에 있어서의 상기 코어 금속의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속의 직경방향 외측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어 있는 올라앉기 홈을 구비하고,
    상기 각 올라앉기 변은,
    상기 코어 금속의 중심과 상기 각 올라앉기 변에 각각 인접하는 상기 오일홈의 폭 중심을 잇는 가상 오일홈 중심선을 상정했을 때,
    상기 외측 주변부의 양 단부측으로부터 상기 내측 주변부의 양 단부측을 향해서 상기 가상 오일홈 중심선에 대하여 멀어지는 방향으로 뻗어서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 마찰 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 올라앉기 변은,
    동 각 올라앉기 변에 각각 인접하는 상기 내측 주변부에 있어서의 동 각 올라앉기 변으로부터 상기 올라앉기 홈까지의 길이보다도 긴 것을 특징으로 하는 습식 마찰 플레이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각 올라앉기 변은,
    상기 가상 오일홈 중심선에 대하여 10°이상이고 45°이하의 각도 범위에서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 마찰 플레이트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 주변부는,
    양 단부에 돌출 모퉁이 형상의 외측 모퉁이부가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 마찰 플레이트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 또한,
    상기 마찰재는,
    상기 외측 주변부에 있어서의 동 코어 금속의 원주방향의 중앙부에 동 코어 금속의 직경방향 내측을 향해서 오목한 형상으로 뻗어 있는 절결홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 마찰 플레이트.
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