(57)【要約】【課題】  トランスミッションクラッチパック用の作用プレートの係合時における熱散逸特性を向上させることにより、クラッチパックの性能を改善する。【解決手段】  トランスミッションクラッチパックのための作用プレート２４は、第１及び第２の鋼鉄製ディスク（１０，１４）を備えており、該ディスクの各々は、該２つの鋼鉄製ディスクの他方に面する接触表面１２を有し、且つ、内側及び外側周辺エッジ（１６，１８）を有する。該接触表面１２の各々は、冷却機能を向上させるため内側周辺エッジ１６から外側周辺エッジ１８まで冷却流体を運搬するため溝２０が形成されている。【選択図】  図４
2004245420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションクラッチパックのための作用プレートであって、
第１及び第２の鋼鉄製ディスクを備えており、該ディスクの各々は、該２つの鋼鉄製ディスクの他方に面する接触表面を有し、且つ、内側及び外側周辺エッジを有し、該接触表面の各々は、冷却機能を向上させるため内側周辺エッジから外側周辺エッジまで冷却流体を運搬するため溝が形成されている、前記作用プレート。
【請求項２】
前記鋼鉄製ディスクは、ＳＡＥ１０２０鋼種の鋼鉄を含む、請求項１に記載の作用プレート。
【請求項３】
前記溝は、夫々、深さにして約０．２５ｍｍ乃至約０．５０ｍｍである、請求項１に記載の作用プレート。
【請求項４】
前記第１のプレートの溝は、前記第２のプレートの溝と整列されている、請求項１に記載の作用プレート。
【請求項５】
前記溝は、各々の内側周辺エッジから各々の外側周辺エッジまで径方向に延在する、請求項４に記載の作用プレート。
【請求項６】
前記溝の各々は、断面が半円形である、請求項１に記載の作用プレート。
【請求項７】
前記溝は、コイニング加工されている、請求項１に記載の作用プレート。
【請求項８】
トランスミッション用のクラッチパックであって、
内側にスプライン係合された複数の摩擦プレートと、
前記摩擦プレートと交互に積み重ねられた、外側にスプライン係合された複数の作用プレートであって、該作用プレートの各々は、第１及び第２の鋼鉄製ディスクを備えており、該ディスクの各々は、該２つの鋼鉄製ディスクの他方に面する接触表面を有し、且つ、内側及び外側周辺エッジを有し、該接触表面の各々は、冷却機能を向上させるため内側周辺エッジから外側周辺エッジまで冷却流体を運搬するため溝が形成されている、前記作用プレートと、
を備える、トランスミッション用のクラッチパック。
【請求項９】
前記鋼鉄製ディスクは、ＳＡＥ１０２０鋼種の鋼鉄を含む、請求項８に記載のクラッチパック。
【請求項１０】
前記溝は、夫々、深さにして約０．２５ｍｍ乃至約０．５０ｍｍである、請求項８に記載のクラッチパック。
【請求項１１】
前記第１のプレートの溝は、前記第２のプレートの溝と整列されている、請求項８に記載のクラッチパック。
【請求項１２】
前記溝は、各々の内側周辺エッジから各々の外側周辺エッジまで径方向に延在する、請求項８に記載のクラッチパック。
【請求項１３】
前記溝の各々は、断面が半円形である、請求項８に記載のクラッチパック。
【請求項１４】
前記溝は、コイニング加工されている、請求項８に記載のクラッチパック。
【請求項１５】
複数の作用プレートと交互に積み重ねられた複数の摩擦プレートを備えるクラッチパックの性能を向上させる方法であって、
作用プレートの各々を代替作用プレートに置き換える工程であって、該代替作用プレートは、第１及び第２の鋼鉄製ディスクを備えており、該ディスクの各々は、該２つの鋼鉄製ディスクの他方に面する接触表面を有し、且つ、内側及び外側周辺エッジを有し、該接触表面の各々は、冷却機能を向上させるため内側周辺エッジから外側周辺エッジまで冷却流体を運搬するため溝が形成されている、前記工程を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用作用プレートの内側周辺部から外側周辺部へのオイルの流れを促進するため、対面する表面に形成された溝を有する対面ディスクを備える、クラッチ作用プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂、自動トランスミッション用の「湿式」クラッチでは、摩擦プレート及び作用プレートは、典型的に、交互に積み重ねられ即ち交互に差し挟まれている。典型的には、摩擦プレートは、内側周辺部でスプライン係合され、作用プレートは、外側周辺部でスプライン係合されている。従って、これらのプレートが一緒に押圧されるとき、該プレート間の摩擦係合は、これらのプレートを一緒に回転させ、これにより、該プレートの内側及び外側にスプライン係合されたインターフェースの間でトルクを伝達する。
【０００３】
クラッチが係合されたり、解放されたりするとき、有意な量の熱エネルギーが発生される。この熱エネルギーは、プレートの表面温度を摩擦プレート上の摩擦材料の作用限界内に収めることを可能にする率で散逸されなければならない。従って、該プレートからの熱の散逸率は、トランスミッションの性能特性に影響を及ぼす。例えば、非常に大きな荷重を積載したトラックが急斜面を登攀させることがトランスミッションに要求された場合、トルク運搬能力を向上させなければならない。トルク運搬能力は、典型的には、有効ライニング面積を増加させるように摩擦プレートの半径を大きくすることにより、向上される。しかし、摩擦プレートの半径のこの増大は、サイズ及びコストを当該アッセンブリに追加し、更に追加された冷却オイルが冷却のためプレートを横切って伝達されることを必要とする。この熱問題は、特に、重量積載車両が上り坂を登るとき、激化する。摩擦プレートが、長時間に亘って、高いトルクで高いスリップ速度を経験するからである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、熱の散逸を向上させるべく冷却流体が作用プレートを通過することを可能にするため、内部に冷却溝が形成された、２つの対面するディスクを備えた、改善されたクラッチ作用プレートを提供する。従って、冷却流れは、作用プレートの鋼鉄表面と摩擦プレートとの間のインターフェースを画定する熱発生源に可能な限り接近して設けられる。作用プレートディスクは、一方の滑らかな側と、冷却オイルの径方向流れに適合するため圧延加工され、コイニング加工され、又は他の仕方で成形された半通路を備えた一方の側と、を有する、鋼鉄製材料から作られる。
【０００５】
滑らかな表面が外側にあり、成形された側が、互いに対面した状態で、対をなす鋼鉄製プレート又はディスクを組み立てることによって、クラッチパックが完全にクランプされた場合でさえも、鋼鉄製プレートを通って径方向に流れる、冷却オイルの流量率を増大させることが可能となる。
【０００６】
本発明は、増大したエネルギー散逸率を通して、改善された耐久性及び信頼性を備えたより高いデューティサイクルを可能にする。本発明は、クラッチサイズを減少させ、又は、より高いエネルギースループット率で現存するサイズのクラッチを作動させるための可能性を提供する。
【０００７】
より詳しくは、本発明は、トランスミッションクラッチパックのための作用プレートを提供する。該作用プレートは、第１及び第２の鋼鉄製ディスクを備えており、該ディスクの各々は、該２つの鋼鉄製ディスクの他方に面する接触表面を有し、且つ、内側及び外側周辺エッジを有する。該接触表面の各々は、冷却機能を向上させるため内側周辺エッジから外側周辺エッジまで冷却流体を運搬するため溝が形成されている。
【０００８】
好ましくは、鋼鉄製ディスクは、ＳＡＥ１０２０鋼種の鋼鉄から作られ、上記溝は、夫々、深さにして約０．２５ｍｍ乃至約０．５０ｍｍ（０．０１０〜０．０２０インチ）である。これらの溝は、好ましくは、断面が半円形であり、第１のプレートの溝は、第２のプレートの溝と整列されている。また、上記溝は、各々の内側周辺エッジから各々の外側周辺エッジまで径方向に延在する。
【０００９】
本発明は、更にトランスミッション用のクラッチパックを提供する。該クラッチパックは、外側にスプライン係合された複数の作用プレートと共に、交互に積み重ねられ、又は、差し挟まれた、内側にスプライン係合された複数の摩擦プレートを備える。各々の作用プレートは、熱散逸のための冷却オイルの伝達を促進するため、溝を備えた、上述された第１及び第２のディスクから構成されている。
【００１０】
本発明は、複数の作用プレートと交互に積み重ねられ又は差し挟まれた複数の摩擦プレートを備えるクラッチパックの性能を向上させる方法を更に提供する。本方法は、作用プレートの各々を上述のように構成された代替作用プレートに置き換える工程であって、第１及び第２の対面するディスクは、熱伝導を促進するため、冷却オイルの流量を向上させるように、溝が形成されている、工程を備えている。
【００１１】
本発明の上記目的、特徴及び利点、並びに、他の目的、特徴及び利点は、添付図面を参照して、本発明を実行するためのベストモードについての次の詳細な説明から容易に明らかとなる。
【実施例】
【００１２】
本発明は、トランスミッションクラッチパックで使用するための作用プレートを提供する。作用プレートは、第１及び第２の鋼鉄製ディスクを備え、該ディスクは、互いの鏡像関係で構成される。図１乃至図３を参照すると、一例としての第１の鋼鉄製ディスク１０が示されている。鋼鉄製ディスク１０は、図４に示される、第２の鋼鉄製ディスク１４と接触するように構成された接触表面１２を有する、ＳＡＥ１０２０鋼種の鋼鉄製部品であるのが好ましい。第１の鋼鉄製ディスク１０は、内側周辺エッジ１６及び外側周辺エッジ１８を各々有する。また、冷却機能を向上させるため、内側周辺エッジ１６から外側周辺エッジ１８に流体を運搬するように、複数の溝２０が接触表面１２内に形成されている。
【００１３】
溝２０は、第１及び第２のディスク１０、１４の接触表面１２内に、コイニング加工、圧延加工、又は、他の仕方で成形される。
図１に示されるように、溝２０は、図４に示されるように第１及び第２の鋼鉄製ディスク１０、１４が互いに接触して作用プレート２４を形成するとき、これらの溝２０は整列され、内側周辺エッジ１６から外側周辺エッジ１８まで流体を運搬するための円柱開口を形成する。
【００１４】
図３に示されるように、溝２０は、約０．２５ミリメートル乃至約０．５０ミリメートルまでの深さ（ｄ）を有するのが好ましい。図２に示されるように、溝２０は、ディスクの回転中心２６から径方向に延在する。
【００１５】
図１乃至図４に更に示されるように、第１及び第２の鋼鉄製ディスク１０、１４は、回転ドラムにトルクを伝達するため外側スプライン２８を備えている。
図５を参照すると、本発明に係る自動トランスミッションで使用するためのクラッチアッセンブリ３０の断面図が示されている。クラッチアッセンブリ３０は、摩擦プレート３２内に差し挟まれ、又は、交互に積み重ねられた作用プレート２４を備える。各々の作用プレート２４は、図１乃至図４に示されるように構成される。
【００１６】
図５に示されるように、摩擦プレート３２は、当該技術分野で知られているように、その各々の側部に摩擦ライニングを各々備えている。摩擦材料は、ペーパー、エラストマー、グラファイト、焼結金属等々であってもよい。作用プレート２４のスプラインは、クラッチ入力シェル即ちドラム３４にスプライン係合され、更に溶接されている。クラッチパックアッセンブリは、静止作用部材３８を保持するためクラッチ入力シェル３４内に差し入れられた作用プレート保持リング３６を備えている。適用プレート４０は、差し挟まれたプレート２４、３２に関して、その反対側に配置され、クッションスプリング４２により偏倚され、適用ピストン４４により作動される。スラストワッシャー４６が、クラッチ入力シェル３４を輪止め部材５２から分離する。スナップリング５４及び輪止めリテイナー５６も示されている。
【００１７】
ブッシング５８、６０及びリップ状シール６２、６４も示されている。
当該アッセンブリは、ピストン戻りスプリング６６も備えており、戻りスプリングガイドアッセンブリ６８も示されている。
【００１８】
本発明の作用プレートは、一例としてのみ示すと、上述したトランスミッションクラッチアッセンブリ内で実施される。溝が内部に形成された２つの対面するディスクのアッセンブリとして作用プレートを形成することにより、本発明の利点が達成される。これらの溝は、互いに整列しても或いは整列しなくてもよく、該溝は、様々に異なる形状、例えば平行溝、螺旋溝等々を取り得る。
【００１９】
本発明は、熱エネルギーがインターフェースからより良好に散逸されるので、より高い率のエネルギーが該インターフェースに入力されることを可能にする。これは、クラッチパックを、よりロバストにする。冷却流体が、熱源に非常に近いところ（即ち、作用プレートの金属表面における摩擦インターフェース）に持って来られるからである。
【００２０】
本発明は、摩擦材料のための表面積を得るため、摩擦プレート上に摩擦パッド内に形成された溝の消去も可能にすることができ、プレートの消去又はプレート半径の減少を可能にし得る。従って、本発明は、有効ライニング面積を増大させ、印加されたクランプ負荷の増大を可能にする。このことは、同じサイズのクラッチでより大きいトルクを伝達することを可能にし、又は、クラッチプレートのサイズを減少させることを可能にする。
【００２１】
作用プレートを形成するディスクは、木目細かい圧断作業から製造されるのが好ましい。
更には、プレート内に形成された該溝は、必ずしも半円形である必要はない。それらは、正方形、長方形、又は、他の任意の所望形状とすることができるが、半円形が好ましいと考えられる。
【００２２】
本発明は、上述されたように、内部に溝を形成された、対をなす第１及び第２のディスクとして製造された代替の作用プレートで、現存する作用プレートを代替することにより、クラッチパックの性能を向上させる方法を意図している。
【００２３】
本発明を実行するためのベストモードが詳細に説明されたが、本発明が属する技術分野に精通した当業者ならば、本発明を添付した請求の範囲内で実施するための様々な代替設計及び実施例を認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係るクラッチ作用プレートで使用するための鋼鉄製ディスクの斜視図を示す。
【図２】図２は、図１の鋼鉄製ディスクの平面図を示す。
【図３】図３は、図２のライン３−３で取られた断面図を示す。
【図４】図４は、本発明に係る、作用プレートの斜視図を示す。
【図５】図５は、本発明の作用プレートを組み込んだトランスミッションにおけるクラッチパックの縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    第１の鋼鉄製ディスク
１２    接触表面
１４    第２の鋼鉄製ディスク
１６    内側周辺エッジ
１８    外側周辺エッジ
２０    複数の溝
２４    作用プレート
２６    ディスクの回転中心
２８    外側スプライン
３０    クラッチアッセンブリ
３２    摩擦プレート
３４    クラッチ入力シェル（ドラム）
３６    作用プレート保持リング
３８    静止作用部材
４０    適用プレート
４２    クッションスプリング
４４    適用ピストン
４６    スラストワッシャー
５２    輪止め部材
５４    スナップリング
５６    輪止めリテイナー
５８、６０  ブッシング
６２、６４  リップ状シール
６６    ピストン戻りスプリング
６８    戻りスプリングガイドアッセンブリ
【図１】
2004245420.tif 000003
【図２】
2004245420.tif 000004
【図３】
2004245420.tif 000005
【図４】
2004245420.tif 000006
【図５】
2004245420.tif 000007