JP3612135B2 - 摩擦部材及びそれを用いたクラッチディスク組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結合金製のパッドを備えた摩擦部材及びそれを用いたクラッチディスク組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、クラッチディスク（摩擦部材）には高いトルク容量を伝達することが望まれている。クラッチディスクのフェーシングとしては、通常、紙やコルク材等が使用されるが、このような構造のフェーシングではトルクの伝達容量が十分でない。
【０００３】
そこで、高いトルク伝達容量を確保するために、セラミック粉末と金属粉末との混合物の焼結体（以下、焼結合金製パッドと記す）が使用されたクラッチディスクがある。このクラッチディスクは、一般に、鉄製の芯板に銅メッキを施し、さらにその上にセラミック粉末と金属粉末を配置し、これを加温（さらに加圧する場合もある）して形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような焼結合金製パッドを有するクラッチディスク組立体では、リング状のプレートをクラッチプレートの外周部に固定するとともに、このリング状のプレートの両面に焼結合金製パッドを固定している。すなわち従来の焼結合金製パッドを有するクラッチディスク組立体では、クラッチディスク部（摩擦部材部分）にクッション作用がなく、クラッチエンゲージ時のショックが大きい。
【０００５】
そこで、１対のプレート部材のそれぞれに波加工等によって凸部を形成するとともに、その凸部分に焼結合金製パッドを固定し、これらの１対のプレート部材の背面を貼り合わせるようにして摩擦部材を構成することが考えられる。このような構成を採用すれば、クラッチエンゲージ時にプレート部材の凸部が撓み、クッショニング作用を得ることができる。
【０００６】
しかし、プレート部材に焼結合金製パッドを固定する際にリベットが用いられるので、対向するプレート部材の背面に突出したリベットの頭部同士が衝突し、クッション量が制限されてしまう。したがって、リベットの固定位置が制限されてしまう。また、リベットの頭部同士の位置を干渉しないように設定したとしても、やはりリベットの頭部が一方のプレート部材の背面に当たるので、クッション量が制限されてしまう。また、クッション作用時にリベットの頭部のみが一方のプレート部材の背面に当接するので、焼結合金製パッドが全体的に均一に圧接されず、偏磨耗が生じる。
【０００７】
本発明の課題は、焼結合金製パッドを用いた摩擦部材あるいはそれを用いたクラッチディスク組立体において、十分なクッション量を確保することにある。
【０００８】
本発明の別の課題は、クッション量を確保しかつ耐磨耗性を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る摩擦部材は、クラッチディスク本体の外周部に固定されるクラッチディスク組立体の摩擦部材であって、クラッチディスク本体の入力部に固定される環状のドリブンプレートと、ドリブンプレートの第１面側に配置され波加工されたクッショニングプレートと、第１及び第２の焼結合金製パッドとを有している。第１焼結合金製パッドはクッショニングプレートのドリブンプレートと逆側の面に固定されている。また第２焼結合金製パッドは、ドリブンプレートの一部をバーリング加工及びカール曲げ加工することによりドリブンプレートの第２面側に固定されている。そして、第１焼結合金製パッドはリベットによりクッショニングプレートに固定されており、ドリブンプレートのバーリング加工は第１焼結合金製パッドを固定するリベットに対向する位置に施されている。
【００１０】
この摩擦部材では、２つの対向する焼結合金製パッドの間に波加工されたクッショニングプレートが設けられており、クラッチエンゲージ時にはこのクッショニングプレートが撓んでショックが緩和される。ここで、第２焼結合金製パッドは、ドリブンプレートの一部をバーリング加工及びカール曲げ加工してドリブンプレートの固定されているので、第２焼結合金製パッドを固定するためのリベットが不要になり、クッション量を十分に確保できる。また、第１焼結合金製パッドはリベットでクッショニングプレートに固定されているが、ドリブンプレートのリベットに対向する位置にはバーリング加工が施されている。すなわち孔が形成されている。したがって、リベットの頭部はその孔に入り込むことになり、２つの焼結合金製パッドが圧接された場合は、クッショニングプレートとドリブンプレートの背面同士、すなわち２つの焼結合金製パッドの背面同士が間接的に全面的に均一に当接することになる。このため、焼結合金製パッドの面圧分布が均一化し、耐磨耗性が向上する。
【００１１】
請求項２に係る摩擦部材は、請求項１の摩擦部材において、クッショニングプレートは、内周端部がドリブンプレートとともにクラッチディスク本体の入力部に固定されるとともに、半径方向に向かって波加工が施されており、クッショニングプレート外周部をドリブンプレートに対して半径方向に移動自在にかつ円周方向に移動不能に支持するスライド支持機構をさらに有している。
【００１２】
ここでは、クラッチエンゲージ時にクッショニングプレートが圧縮されると、クッショニングプレートは半径方向に波加工されかつ内周部が固定されているので、外周部が外方に移動しようとする。外周部は、スライド支持機構によって半径方向に移動自在に支持されているので、クッショニングプレートはスムーズに撓む。また、クッショニングプレートが熱膨張したとき、スライド支持機構によって外方に移動自在であるので熱歪みが抑えられる。さらに、クッショニングプレートがスライド支持機構によって支持されながら半径方向に移動する際に、クッショニングプレートとスライド支持機構との間にヒステリシスが発生する。このヒステリシスがクラッチの鳴き（異音）等に対して減衰効果を与える。
【００１３】
請求項３に係る摩擦部材は、請求項２の摩擦部材において、スライド支持機構は、クッショニングプレートの外周端に外方から内方に向かって形成された半径方向の溝と、一端がドリブンプレートに固定され溝を貫通するピンとを有している。ここでは、スライド支持機構を簡単な構造で実現できる。
【００１４】
請求項４に係るクラッチディスク組立体は、請求項１から３のいずれかに記載の摩擦部材と、摩擦部材が外周部に固定された入力側プレートと、入力側プレートに所定の角度範囲内で相対回転自在に設けられた出力側部材と、入力側プレートと出力側部材とを円周方向に弾性的に連結するダンパー部とを備えている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示す本発明の一実施形態によるクラッチディスク組立体１は本体部２とクラッチディスク（摩擦部材）３とを備えている。
【００１６】
本体部２の中心には、トランスミッションの軸（図示せず）に連結されるスプラインハブ４が配置されている。スプラインハブ４は、ボス部４ａと、ボス部４ａから外周側に延びるフランジ部４ｂとを有している。フランジ部４ｂの両側方には、入力側プレートとしてのクラッチプレート５及びリテーニングプレート６が配置されている。両プレート５，６は、概ね円板状の部材であり、ボス部４ａの外周に回転自在に係合している。フランジ部４ｂには、半径方向中間部に円周方向に延びる複数の窓孔４ｃが形成されており、この窓孔４ｃにトーションスプリング８が配置されている。このトーションスプリング８によって、クラッチプレート５及びリテーニングプレート６とスプラインハブ４とが円周方向に弾性的に連結されている。
【００１７】
またフランジ部４ｂの外周部には、円周方向に等間隔で所定の幅の切欠き４ｄが形成されている。そして、この切欠き４ｄをストップピン９が軸方向に貫通しており、このストップピン９と内周側のスタッドピン１０とによりクラッチプレート５とリテーニングプレート６とが互いに軸方向及び円周方向に相対移動不能に固定されている。また、ストップピン９と切欠き４ｄとの間には隙間が形成されており、これにより、ストップピン９と切欠き４ｄの縁部とが当接するまで、所定の角度範囲でクラッチプレート５及びリテーニングプレート６とスプラインハブ４とは相対回転可能である。
【００１８】
フランジ部４ｂの内周部とクラッチプレート５及びリテーニングプレート６のそれぞれとの間には、ヒステリシストルクを発生するためのヒステリシストルク機構１１が設けられている。ヒステリシストルク発生機構１１は、リング状のフリクションワッシャ、フリクションプレート及びコーンスプリングにより構成されている。
【００１９】
クラッチプレート５及びリテーニングプレート６は、それぞれフランジ部４ｂの窓孔４ｃに対応した位置に、軸方向外方に切り起こされた切起し部５ａ，６ａを有しており、この切起し部５ａ，６ａによって窓孔４ｃ内のトーションスプリング８が支持されている。
【００２０】
クラッチディスク３はクラッチプレート５の外周側に設けられており、リング状のドリブンプレート２０と、３個のクッショニングプレート２１と、ドリブンプレート２０及びクッショニングプレート２１に固定された複数の焼結合金製パッド２２，２３とを有している。
【００２１】
ドリブンプレート２０は、リング状に形成されており、円周方向に等間隔で３つの突出部２０ａを有している。そして、内周端部がリベット２４によりクラッチプレート５の外周端部に固定されている。
【００２２】
クッショニングプレート２１は、図２及び図１の拡大図である図３に示すように、プレート部材を半径方向に波加工して形成したものであり、その形状はドリブンプレート２０の突出部２０ａとほぼ同様である。そして、内周端部が、クラッチプレート５の外周端部にドリブンプレート５とともにリベット２４により固定されている。また、クッショニングプレート２１の外周部で円周方向の中央部には、外方から内方に向けて溝２１ａが切り欠かれている。溝２１ａには、一端がドリブンプレート２０に固定されたスタッドピン２５が貫通している。したがって、クッショニングプレート２１は、ドリブンプレート２０に対して円周方向には相対移動が不能であるが、半径方向には外周部のみが溝２１ａ及びスタッドピン２５に案内されてスライド自在である。このように、溝２１ａとスタッドピン２５とにより、クッショニングプレート２１の外周部をドリブンプレート２０に対して半径方向にスライド自在にかつ円周方向に移動不能に支持するスライド支持機構が構成されている。
【００２３】
第１焼結合金製パッド２２は、１つのクッショニングプレート２１に対して２個固定されており、図３に拡大して示すように、コアプレート３０と、このコアプレート３０上に焼結により形成された焼結合金３１とから構成されている。コアプレート３０及び焼結合金３１にはそれぞれリベット固定用の孔３０ａ，３１ａが形成されており、コアプレート３０がリベット３２によりクッショニングプレート２１に固定されることにより、焼結合金製パッド２２全体がクッショニングプレート２１のドリブンプレート２０と逆側の面に固定されている。
【００２４】
第２焼結合金製パッド２３は、ドリブンプレート２０の１つの突出部２０ａに対して２個固定されており、第１焼結合金製パッド２２と同様に、コアプレート４０と焼結合金４１とを有している。また、コアプレート４０及び焼結合金４１のそれぞれには孔４０ａ，４１ａが形成されている。ドリブンプレート２０には、第１焼結合金製パッド２２を固定するリベット３２と対向する位置に、バーリング加工が施されており、このバーリング加工部２０ｂ（図３参照）の先端は外方にカール曲げ加工が施されている。このバーリング加工部２０ｂは、第２焼結合金製パッド２３のコアプレート４０の孔４０ａを貫通しており、カール曲げ加工部２０ｃ（図３参照）はコアプレート４０をドリブンプレート２０の表面に強固に支持している。このようにして、コアプレート４０がドリブンプレート２０に固定されることにより、第２焼結合金製パッド２３全体がドリブンプレート２０のクッショニングプレート２１とは逆側の面に固定されている。
【００２５】
このような構成のクラッチディスク組立体では、第１及び第２の焼結合金製パッド２２，２３の間にクッショニングプレート２１が設けられているので、クラッチエンゲージ操作がなされ、両焼結合金製パッド２２，２３が図示しないフライホイールとプレッシャープレートとの間に圧接されると、クッショニングプレート２１が弾性変形する。この弾性変形がクッションとして作用し、エンゲージ時のクッションが緩和される。
【００２６】
このとき、第１焼結合金製パッド２２はリベット３２によりクッショニングプレート２１に固定されているが、このリベット３２の頭部は、ドリブンプレート２０のバーリング加工部２０ｂの孔に進入する。したがって、クッション量が制限されることはなく、かつドリブンプレート２０とクッショニングプレート２１の背面同士が全面的に当接することになる。すなわち、第１及び第２の焼結合金製パッド２２，２３が間接的にではあるが全面的に均一に荷重を受けることになり、偏磨耗が抑えられる。したがって、耐磨耗性が向上する。
【００２７】
また、クッショニングプレート２１は、内周端部がリベット２４により固定されているが、外周部は溝２１ｂ及びスタッドピン２５により半径方向にスライド自在であるので、弾性変形する際にスムーズに外方に変形する。この外方への変形の際に、スタッドピン２５とクッショニングプレート２１との間でヒステリシスが生じる。このヒステリシスは、クラッチの鳴きに対して減衰効果として有効に作用する。
【００２８】
さらに、クラッチディスク３部分が加熱されてくると、クッショニングプレート２１が熱膨張するが、クッショニングプレート２１の外周部は前述のように半径方向にスライド自在であるので、これにより熱膨張を吸収でき、熱歪みを抑えることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明の摩擦部材及びクラッチディスク組立体によれば、焼結合金製のパッドを有するものにおいて、２つの対向する焼結合金製パッドの間にクッショニングプレートが設けられるとともに、一方の焼結合金製パッドは、ドリブンプレートの一部をバーリング加工及びカール曲げ加工してドリブンプレートに固定されているので、クッション量を十分に確保できる。
【００３０】
また、第１焼結合金製パッドをリベットによりクッショニングプレートに固定し、第１焼結合金製パッドを固定するリベットに対向する位置にドリブンプレートのバーリング加工を施した場合は、リベットの頭部がバーリング加工部の孔に入り込むので、焼結合金製パッドの面圧分布が均一化し、耐磨耗性が向上する。
【００３１】
さらに、クッショニングプレートの内周端部をクラッチディスク本体の入力部に固定し、半径方向に向かって波加工を施し、しかもクッショニングプレート外周部をドリブンプレートに対して半径方向に移動自在にかつ円周方向に移動不能に支持するスライド支持機構をさらに設けた場合は、クッショニングプレートはスムーズに撓む。また、クッショニングプレートの熱歪みが抑えられる。さらに、クッショニングプレートがスライド支持機構によって支持されながら半径方向に移動する際に、両者間にヒステリシスが発生するので、クラッチの鳴きに対して減衰効果を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例が採用されたクラッチディスク組立体の断面構成図。
【図２】前記クラッチディスク組立体の一部省略平面図。
【図３】図１の拡大部分図。
【符号の説明】
１ クラッチディスク組立体
３ クラッチディスク（摩擦部材）
４ スプラインハブ
５ クラッチプレート
６ リテーニングプレート
８ トーションスプリング
２０ ドリブンプレート
２０ｂ バーリング加工部
２０ｃ カール曲げ加工部
２１ クッショニングプレート
２１ａ 溝
２２，２３ 焼結合金製パッド
２５ スタッドピン

Claims (4)

1. クラッチディスク本体の外周部に固定されるクラッチディスク組立体の摩擦部材であって、
   前記クラッチディスク本体の入力部に固定される環状のドリブンプレートと、
   前記ドリブンプレートの第１面側に配置され、波加工されたクッショニングプレートと、
   前記クッショニングプレートの前記ドリブンプレートと逆側の面に固定された第１焼結合金製パッドと、
   前記ドリブンプレートの一部をバーリング加工及びカール曲げ加工することにより前記ドリブンプレートの第２面側に固定された第２焼結合金製パッドと、
   を備え、
   前記第１焼結合金製パッドはリベットにより前記クッショニングプレートに固定されており、
   前記ドリブンプレートのバーリング加工は前記第１焼結合金製パッドを固定するリベットに対向する位置に施されている、
   摩擦部材。
2. 前記クッショニングプレートは、内周端部が前記ドリブンプレートとともに前記クラッチディスク本体の入力部に固定されるとともに、半径方向に向かって波加工が施されており、
   前記クッショニングプレート外周部を前記ドリブンプレートに対して半径方向に移動自在にかつ円周方向に移動不能に支持するスライド支持機構をさらに有している、
   請求項１に記載の摩擦部材。
3. 前記スライド支持機構は、前記クッショニングプレートの外周端に外方から内方に向かって形成された半径方向の溝と、一端が前記ドリブンプレートに固定され前記溝を貫通するピンとを有している、請求項２に記載の摩擦部材。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の摩擦部材と、
   前記摩擦部材が外周部に固定された入力側プレートと、
   前記入力側プレートに所定の角度範囲内で相対回転自在に設けられた出力側部材と、
   前記入力側プレートと出力側部材とを円周方向に弾性的に連結するダンパー部と、
   を備えたクラッチディスク組立体。

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