JP7441150B2 - 湿式摩擦ディスク及び摩擦係合装置 - Google Patents

Description

本発明は、湿式摩擦ディスク及び摩擦係合装置に関する。

従来、潤滑液が存在する環境下において相手部材と摺動する湿式摩擦ディスクは、例えば車両における駆動系の回転部材間でトルクを伝達するクラッチ装置、及び回転部材の回転を制動する制動装置に用いられている。例えば、特許文献１には、潤滑液が存在する環境下において互いに摩擦係合状態と非摩擦係合状態との間を切り替え可能な湿式摩擦ディスクとしてのインナプレート及びアウタプレートを備え、ハウジング部材に対するシャフトの回転を制動するものが開示されている。潤滑油は、互いに摩擦摺動するインナプレートとアウタプレートとの間に発生する摩擦熱及び摩耗等を抑制する役割を有する。

前述のようなインナプレートとアウタプレートとの間を潤滑するクラッチ装置及び制動装置においては、非摩擦係合状態と摩擦係合状態とが切り替わる際に、インナプレートとアウタプレートとの間の潤滑油を速やかに排出することが、応答性向上の観点から要求される。すなわち、非摩擦係合状態から摩擦係合状態に切り替わる際は、インナプレートとアウタプレートとの摩擦係合を素早くするために、インナプレートとアウタプレートとの間から潤滑油を速やかに排出することが求められる。また、摩擦係合状態から非摩擦係合状態に切り替わる際は、インナプレートとアウタプレートとの間に介在する潤滑油の粘性に起因した引きずりトルクによる応答性低下を抑制すべく、インナプレートとアウタプレートとの間から潤滑油を速やかに排出することが求められる。

そこで、特許文献１に記載のものは、回転が入力されるシャフトと一体に回転するインナプレートのアウタプレートとの対向面に潤滑溝が設けられている。潤滑溝は、インナプレートの回転に伴う遠心力により、インナプレートとアウタプレートとの間の潤滑油を外周側に逃がす役割を有する。ここで、特許文献１に記載の潤滑溝は、インナプレートの径方向及び周方向の双方に傾斜する格子状に形成されている。

特開２０１６－２１１７１３号公報

図１２は、特許文献１に記載されたもののように潤滑溝がインナプレートに格子状に形成された場合の潤滑油の流れを矢印で示す模式図である。図１２においては、流れる潤滑油の流量が多い部位ほど矢印を大きく表している。図１２に示すごとく、インナプレート９において、インナプレート９の回転に伴って潤滑溝９１を流れる潤滑油の多くは、外周側（すなわち図面上方）に向かうほどインナプレート９の回転方向Ｒと反対側に向かう斜め方向に流れる。これは、インナプレート９の回転に対して静止しようとする潤滑油の慣性力と、インナプレート９の回転に伴う遠心力とを合成した力が前記斜め方向に沿った方向となり、潤滑油が前記斜め方向の力を受けるからである。しかしながら、潤滑溝９１の格子状の交点部分に流れ着いた潤滑油は、インナプレート９における潤滑溝９１に画定されるランド部９２の角部９２１に衝突し、一部が径方向の内周側に分流される。それゆえ、インナプレート９とアウタプレートとの間に介在する潤滑油の外周側への排出性が阻害されるおそれがある。

ここで、潤滑溝を、単に周方向に延在する環状の周溝部と、この周溝部に交差する交差溝部とによって格子状に構成することも考えられる。これにより、インナプレートの回転時に潤滑油がランド部の角部に当たって内周側に向かうことを抑制することができる。

しかしながら、周溝部が全周にわたって形成されている場合は、特に工夫しなければ、周溝部を周方向に沿って流動する潤滑油が外周側に排出され難くなるため、インナプレートとアウタプレートとの間に介在する潤滑油の外周側への排出性向上の観点から改善の余地がある。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、潤滑液の排出性を向上させることができる湿式摩擦ディスク及び摩擦係合装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成するため、軸方向に対向配置される相手部材と摩擦摺動する摩擦面を備え、前記摩擦面に供給される潤滑液を流動させる潤滑溝が前記相手部材との対向面に設けられた湿式摩擦ディスクであって、前記潤滑溝は、周方向に延在する複数の周溝部と、周方向に交差する方向に延在する複数の交差溝部とを有し、前記対向面とその軸方向反対面との間を貫通する貫通孔が、前記複数の周溝部のうちの少なくともいずれかの周溝部に開口して形成されており、前記周溝部は、円弧状に形成された複数の第１周溝部と、全周にわたって形成された第２周溝部とを備え、前記交差溝部は、複数の第１交差溝部と、前記第１交差溝部の流路断面積よりも大きい流路断面積を有する複数の第２交差溝部とを備え、前記貫通孔は、前記複数の第２交差溝部のうち周方向に隣り合う一対の第２交差溝部の間の位置であって、前記一対の第２交差溝部から離隔した位置において、前記第２周溝部に開口して形成されている、湿式摩擦ディスクを提供する。

また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記湿式摩擦ディスクと、前記湿式摩擦ディスクに軸方向に対向配置される相手部材と、前記湿式摩擦ディスク及び前記相手部材と軸方向に並ぶよう配される電磁コイルと、を備える摩擦係合装置であって、前記湿式摩擦ディスク及び前記相手部材のそれぞれは、軟磁性材料からなるとともに、前記電磁コイルへの通電によって発生する磁束の磁路を構成し、前記磁路は、前記湿式摩擦ディスク及び前記相手部材を軸方向に通るとともに互いに径方向に離隔した位置に形成される一対の第１磁路部と、前記一対の第１磁路部の両端同士をつなぐ一対の第２磁路部とを有するよう形成され、前記貫通孔は、径方向における前記一対の第１磁路部の間の領域に形成されている、摩擦係合装置を提供する。

本発明によれば、潤滑液の排出性を向上させることができる湿式摩擦ディスク及び摩擦係合装置を提供することが可能となる。

図１は、第１の実施の形態における、制動装置の断面図である。 図２は、第１の実施の形態における、制動装置における制動機構周辺の拡大断面図である。 図３は、第１の実施の形態における、電磁コイルが通電状態にあるときの、制動装置の制動機構周辺の拡大断面図である。 図４は、第１の実施の形態における、湿式摩擦ディスクとしてのアーマチャの正面図である。 図５は、第１の実施の形態における、アーマチャの一部を拡大した正面図である。 図６は、図５のVI－VI線矢視断面図である。 図７は、第１の実施の形態における、潤滑溝中の潤滑液の流れを示すためのアーマチャの一部拡大正面図である。 図８は、第１の実施の形態における、アウタプレートの正面図である。 図９は、第２の実施の形態における、クラッチ装置の全体構造を示す断面図である。 図１０は、図９のパイロットクラッチ周辺を拡大した図である。 図１１は、第２の実施の形態における、湿式摩擦ディスクとしてのパイロットアウタプレートの正面図及びその一部を拡大した図である。 図１２は、従来の潤滑溝を流れる潤滑油の流れを示す模式図である。

［第１の実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（制動装置１０）
本実施の形態の湿式摩擦ディスク１を備える摩擦係合装置としての制動装置１０について説明する。以後、湿式摩擦ディスク１、すなわち後述のアーマチャ５、の中心軸が延在する方向を軸方向といい、湿式摩擦ディスク１の径方向を単に径方向といい、湿式摩擦ディスク１の周方向を単に周方向という。

図１は、本形態における制動装置１０の断面図である。図２は、制動装置１０における後述の制動機構４周辺の拡大断面図である。図３は、電磁コイル４２が通電状態にあるときの、制動装置１０の制動機構４周辺の拡大断面図である。

制動装置１０は、制動機構４の作動時に、シャフト３の回転を制動するよう構成されている。制動装置１０は、ハウジング部材２とシャフト３と制動機構４とを備える。

ハウジング部材２は、非磁性体からなり、車体に対して非回転に固定される。ハウジング部材２は、底壁部２０、小径筒部２１、環状壁部２２、大径筒部２３、及びフランジ部２４を備える。底壁部２０は、軸方向に直交する方向に広がる面状に形成されており、小径筒部２１の軸方向一端を閉塞している。小径筒部２１は、軸方向に延在する筒状に形成されている。環状壁部２２は、小径筒部２１の底壁部２０が位置する側と反対側の端部から外周側に広がるよう環状に形成されている。

大径筒部２３は、環状壁部２２の外周縁から軸方向の小径筒部２１が位置する側と反対側に延設されており、小径筒部２１よりも内径及び外径が大きい筒状に形成されている。大径筒部２３の環状壁部２２が位置する側と反対側には、開口部が形成されている。大径筒部２３の内周面には、軸方向に沿ったスプライン内歯２３１が周方向の複数箇所に形成されている。スプライン内歯２３１には、後述のアウタプレート４３がスプライン係合されている。

フランジ部２４は、大径筒部２３の開口部側の端部から外周側に広がるよう形成されている。フランジ部２４には、フランジ部２４を車体に固定された図示しない固定カバーにボルト締結するためのボルト挿通孔２４１が形成されている。固定カバーは、例えばトランスミッションケースである。小径筒部２１の内周部に、軸受１２を介してシャフト３が回転可能に支持されている。

シャフト３は、軸方向の端部から順に小径シャフト部３１、中径シャフト部３２、及び大径シャフト部３３を備える。小径シャフト部３１の外周面には、軸受１２が嵌合されている。中径シャフト部３２は、小径シャフト部３１よりも大径に形成されている。中径シャフト部３２は、軸受１２と軸方向に対向しており、軸方向の軸受１２の位置決めを行っている。

大径シャフト部３３は、中径シャフト部３２よりも大径に形成されている。大径シャフト部３３の中径シャフト部３２側の端部の外周部には、軸方向に沿ったスプライン外歯３３１が周方向の複数箇所に形成されている。スプライン外歯３３１には、アーマチャ５がスプライン係合されている。スプライン外歯３３１は、ハウジング部材２のスプライン内歯２３１と径方向に対向する位置に形成されている。

制動機構４は、ハウジング部材２内の収容空間におけるシャフト３の外周側に配されている。制動機構４は、ヨーク４１、電磁コイル４２、アウタプレート４３、アーマチャ５、及びスナップリング４４を備える。

ヨーク４１は、環状の軟磁性体からなる。ヨーク４１は、ハウジング部材２の大径筒部２３に内嵌されているとともに、ボルト１３によってハウジング部材２の環状壁部２２に締結されている。ヨーク４１には、環状壁部２２と反対側の面に開口して当該面から軸方向に窪む環状の配置凹部４１１が形成されている。配置凹部４１１内には、電磁コイル４２が配されている。また、配置凹部４１１の周方向の一部は、軸方向の環状壁部２２側に開口された、電磁コイル４２の配線を引き出すためのヨーク孔４１２に連通している。

電磁コイル４２は、例えば導線をエナメルによって被覆したエナメル線を環状に巻き回して構成されている。電磁コイル４２は、配置凹部４１１内において、封止樹脂４２０によって封止されている。電磁コイル４２は、封止樹脂４２０から引き出されたリード線４２１に電気的に接続され、リード線４２１を介して励磁電流の供給を受ける。

リード線４２１は、ハウジング部材２の環状壁部２２に形成された環状壁孔２２１に嵌入されたゴム製のキャップ１１を貫通してハウジング部材２の外部に引き出されている。キャップ１１は、リード線４２１と環状壁孔２２１との間を密封するものである。ヨーク４１及び電磁コイル４２の軸方向における環状壁部２２と反対側には、ヨーク４１に近い側から順に、アウタプレート４３、アーマチャ５、及びスナップリング４４が配されている。

図８は、アウタプレート４３の正面図である。アウタプレート４３は、軟磁性体を円環状に形成してなり、外周部に外歯４３１を有する。外歯４３１は、ハウジング部材２のスプライン内歯２３１とスプライン係合している。これにより、アウタプレート４３は、ハウジング部材２に対して、回転不能、かつ、軸方向に移動可能となっている。

アウタプレート４３には、ヨーク４１の配置凹部４１１と軸方向に対向する位置に周方向に延在する複数のスリット４３２が形成されている。スリット４３２は、電磁コイル４２への通電により発生する磁束が、アーマチャ５を通ることなく短絡することを防止する役割を有する。本形態においては、周方向に長尺な６つのスリット４３２が、周方向に等間隔に形成されている。

また、図示は省略するが、アウタプレート４３におけるアーマチャ５側の面には、周方向の微小溝（マイクログルーブ）が形成されている。アウタプレート４３は、微小溝を含めてプレス成形によって形成されているとともに、硬度確保のために表面に窒化処理が施されている。アウタプレート４３は、アーマチャ５と軸方向に対向するよう配置されている。

図４は、アーマチャ５の正面図である。図５は、アーマチャ５の一部を拡大した正面図である。図６は、図５のVI－VI線矢視断面図である。

本形態においては、アーマチャ５が、アウタプレート４３との間に摩擦力を発生させる湿式摩擦ディスク１として機能する。そして、アウタプレート４３は、アーマチャ５と摩擦摺動する相手部材である。アーマチャ５は、軟磁性体を環状に形成してなり、その内周部に内歯５１を備える。内歯５１は、シャフト３のスプライン外歯３３１とスプライン係合している。これにより、アーマチャ５は、シャフト３に対して、回転不能かつ軸方向に移動可能となっている。すなわち、前述のごとく、アウタプレート４３はハウジング部材２とともに車体に対して回転不能に構成されている一方、アーマチャ５はシャフト３と一体回転可能に構成されている。アーマチャ５の詳細形状については後述する。

図１乃至図３に示すごとく、アーマチャ５のアウタプレート４３と反対側には、環状のスナップリング４４が配されている。スナップリング４４は、ハウジング部材２のスプライン外歯３３１に形成された凹部に嵌入固定されている。スナップリング４４は、アーマチャ５と軸方向に対向しており、アーマチャ５のヨーク４１から離隔する側への移動を規制する。

制動機構４は、次のような原理によってシャフト３の回転を制動する。電磁コイル４２への通電がなされた場合、図３に示すごとく、軟磁性体のヨーク４１、アウタプレート４３及びアーマチャ５を通る環状の磁路１４に磁束が形成される。すなわち、磁路１４は、アーマチャ５及びアウタプレート４３を軸方向に通るとともに互いに径方向に離隔した位置に形成される一対の第１磁路部１４１と、第１磁路部１４１の両端同士をつなぐ一対の第２磁路部１４２とを有する。そして、当該磁路１４の磁気抵抗を小さくしようとする働きから、アウタプレート４３及びアーマチャ５がヨーク４１側に磁気的に引き付けられ、ヨーク４１、アウタプレート４３及びアーマチャ５が軸方向に重なり合う。これにより、アーマチャ５とアウタプレート４３とが周方向に摩擦係合し、シャフト３の回転が制動される。

ハウジング部材２の収容空間内には、潤滑液が導入される。ハウジング部材２がフランジ部２４において車体に固定される固定カバーに締結された状態において、ハウジング部材２内の収容空間は密封される。一例として、潤滑液は、トランスミッションオイルであり、シャフト３が非回転状態である場合において、シャフト３の回転軸線付近まで導入される。潤滑液は、制動機構４等の潤滑を行う。

（アーマチャ５の詳細形状）
次に、図４乃至図６を用いて、アーマチャ５の詳細形状について説明する。アーマチャ５には、アウタプレート４３との対向面５２に、潤滑液を流動させる潤滑溝５３が形成されている。

また、アーマチャ５には、潤滑溝５３によって少なくとも一部が画定されてなり、潤滑溝５３よりも軸方向のアウタプレート４３側に隆起した複数のランド部５４が形成されている。複数のランド部５４のうちの多くは四角形状に形成されているが、アーマチャ５の内周端縁に隣接するランド部５４については、アーマチャ５の内周端縁に延在する形状を有する。

ランド部５４のアウタプレート４３側の面は、アウタプレート４３と摩擦摺動する摩擦面５２１を構成している。摩擦面５２１は、軸方向に対向配置されるアウタプレート４３と潤滑液を介在させつつ摩擦摺動する。摩擦面５２１には、周方向に沿った微小溝（マイクログルーブ）が形成されている。アーマチャ５は、微小溝を含めてプレス成形によって形成されているとともに、硬度確保のために表面に硬度が高いＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）の成膜処理が施されている。これにより、少なくとも摩擦面５２１の硬度は、アウタプレート４３の表面の硬度よりも高くなっている。

潤滑溝５３は、円弧状に形成された複数の第１周溝部５３１ａ及び第１周溝部５３１ａに対して交差する方向に延びる複数の第１交差溝部５３２ａを有する格子状の格子溝５３３と、格子溝５３３の形成領域を区画する第２周溝部５３１ｂ及び第２交差溝部５３２ｂとを備える。第１周溝部５３１ａと第２周溝部５３１ｂとは、ともに周方向に延在して径方向に所定の溝幅を有している。以下、第１周溝部５３１ａ及び第２周溝部５３１ｂを総称して周溝部５３１という。また、第１交差溝部５３２ａと第２交差溝部５３２ｂとは、ともに周方向に交差する方向に延在して形成されており、それぞれの長手方向に対して垂直な方向であって周方向に沿う方向に所定の溝幅を有している。以下、第１交差溝部５３２ａ及び第２交差溝部５３２ｂを総称して交差溝部５３２という。

第２周溝部５３１ｂは、アーマチャ５の内周端と外周端との径方向中央部において、アーマチャ５の全周にわたって形成されている。第２周溝部５３１ｂは、第１周溝部５３１ａの流路断面積よりも大きい流路断面積を有する。ここで、潤滑溝５３の各部の流路断面積は、潤滑溝５３の深さと溝幅との積である。

図４に示すごとく、第２周溝部５３１ｂは、第１周溝部５３１ａと同じ深さで、かつ、第１周溝部５３１ａよりも径方向の溝幅が広くなるよう形成されている。第２周溝部５３１ｂの溝幅は、第１周溝部５３１ａの溝幅の５倍以上の大きさを有する。これにより、第２周溝部５３１ｂの周方向に直交する流路断面積は、第１周溝部５３１ａの流路断面積の５倍以上となる。図１乃至図３に示すごとく、第２周溝部５３１ｂは、アウタプレート４３のスリット４３２と軸方向に対向する位置に形成されている。なお、図１乃至図３においては、潤滑溝５３のうちの第２周溝部５３１ｂ以外の部位の図示は省略している。

複数の第２交差溝部５３２ｂは、周方向の１２箇所に等間隔で形成されている。第２交差溝部５３２ｂは、アーマチャ５の内周端から外周端にわたって形成されており、第１交差溝部５３２ａの流路断面積よりも大きい流路断面積を有する。図６に示すごとく、第２交差溝部５３２ｂは、第１交差溝部５３２ａよりも幅広でかつ深い溝として構成されている。本形態において、第２交差溝部５３２ｂの深さは、第１交差溝部５３２ａの深さの２倍以上である。また、第２交差溝部５３２ｂの溝幅は、第１交差溝部５３２ａの溝幅の５倍以上である。これにより、第２交差溝部５３２ｂの流路断面積は、第１交差溝部５３２ａの流路断面積の１０倍以上となる。

複数の第１交差溝部５３２ａと第２交差溝部５３２ｂとのそれぞれは、外周側の部位ほど周方向におけるシャフト３の回転方向Ｒの反対側に位置するよう径方向に対して傾斜して形成されている。本形態において、第１交差溝部５３２ａと第２交差溝部５３２ｂとは、外周側に向かうほど、回転方向Ｒの反対側への移動量が大きくなるよう湾曲している。

格子溝５３３は、対向面５２における、第２周溝部５３１ｂと１２箇所の第２交差溝部５３２ｂとによって囲われた複数の領域に形成されている。格子溝５３３は、径方向に間隔をあけて配された複数の第１周溝部５３１ａと、周方向に間隔をあけつつ配された複数の第１交差溝部５３２ａとを有する。

図５に示すごとく、第１周溝部５３１ａは、周方向に隣り合う一対の第２交差溝部５３２ｂをつなぐよう周方向に沿って円弧状に形成されている。また、第２周溝部５３１ｂの外周側に形成された格子溝５３３を構成する第１交差溝部５３２ａは、第２周溝部５３１ｂとアーマチャ５の外周端縁とにわたって形成されている。第２周溝部５３１ｂの内周側に形成された格子溝５３３を構成する第１交差溝部５３２ａは、第２周溝部５３１ｂからアーマチャ５の内周端に形成されたアーマチャ５の内周端縁に沿ったランド部５４の手前まで形成されている。本形態において、第２周溝部５３１ｂの内周側に形成された格子溝５３３の任意の第１交差溝部５３２ａは、第２周溝部５３１ｂの外周側に形成された格子溝５３３のいずれかの第１交差溝部５３２ａと滑らかにつながる。

以後、周方向に隣り合う第２交差溝部５３２ｂの間の領域のそれぞれを、区画部５５という。本形態において、第２交差溝部５３２ｂは、前述のごとく周方向の１２箇所に等間隔で形成されているため、第２交差溝部５３２ｂによって区画される区画部５５は、周方向の１２箇所に形成される。

１２箇所の区画部５５は、互いに第１周溝部５３１ａの径方向位置が異なる３パターンの区画部５５を備える。３パターンの区画部５５を、それぞれ第１区画部５５１、第２区画部５５２、第３区画部５５３と呼ぶこととする。

本形態において、１２箇所の区画部５５は、周方向に順に並ぶ第１区画部５５１、第２区画部５５２、第３区画部５５３からなる組を、周方向に４組並べてなる。これにより、第１区画部５５１、第２区画部５５２、及び第３区画部５５３は、互いに周方向に隣り合うこととなるが、第１区画部５５１の第１周溝部５３１ａ、第２区画部５５２の第１周溝部５３１ａ、第３区画部５５３の第１周溝部５３１ａは、互いに径方向にずれた位置に形成されている。

具体的には、図５に示すごとく、第２区画部５５２の第１周溝部５３１ａは、第１区画部５５１の第１周溝部５３１ａの溝幅分、当該第１区画部５５１の第１周溝部５３１ａから内周側にずれた位置に形成されている。第３区画部５５３の第１周溝部５３１ａは、第２区画部５５２の第１周溝部５３１ａの溝幅分、当該第２区画部５５２の第１周溝部５３１ａから内周側にずれた位置に形成されている。また、第３区画部５５３の第１周溝部５３１ａの内周側に形成された第１区画部５５１の第１周溝部５３１ａは、第３区画部５５３の第１周溝部５３１ａの溝幅よりわずかに大きい溝幅分、当該第３区画部５５３の第１周溝部５３１ａから内周側にずれた位置に形成されている。

このように、周方向における任意の第２交差溝部５３２ｂの両側に隣り合う一対の区画部５５に配された一対の第１周溝部５３１ａは、互いの全体同士が径方向にずれた位置に配される。これにより、任意の第１周溝部５３１ａは、周方向の端部が複数のランド部５４のいずれかのランド部５４に隣り合うとともに、かつ径方向における当該ランド部５４の形成範囲に当該ランド部５４に隣り合う第１周溝部５３１ａの溝幅の全体が収まっている。換言すると、任意の１つの区画部５５に形成された各第１周溝部５３１ａを周方向に延長した領域、すなわち図５においてハッチングを付した領域は、径方向の全領域において当該区画部５５に隣り合う区画部５５のランド部５４を通る。

アーマチャ５には、対向面５２とその軸方向反対面５７との間を貫通する貫通孔５６が第２周溝部５３１ｂに開口して形成されている。本形態において、貫通孔５６は、各区画部５５に１つ形成されているとともに第２周溝部５３１ｂに開口するよう形成されている。前述のごとく、第２周溝部５３１ｂは、アウタプレート４３のスリット４３２に対向する部位であり、径方向における一対の第１磁路部１４１の間に位置する。この第２周溝部５３１ｂに開口するように貫通孔５６を形成することにより、アーマチャ５に貫通孔５６を形成した場合であっても、アウタプレート４３との間の接触部位における磁路１４の磁気抵抗の増大を抑制することができる。貫通孔５６は、複数の第２交差溝部５３２ｂのうち周方向に隣り合う一対の第２交差溝部５３２ｂの間の位置であって、前記一対の第２交差溝部５３２ｂから離隔した位置において、第２周溝部５３１ｂに開口している。本形態において、貫通孔５６は、複数の第２交差溝部５３２ｂのうち周方向に隣り合う一対の第２交差溝部５３２ｂの間における周方向中央位置に開口している。

（潤滑溝５３内における潤滑液の流れ）
次に、シャフト３の回転に伴う潤滑溝５３内における潤滑液の流れについて図７を用いて説明する。図７は、潤滑溝５３における潤滑液の流れＦを示すためのアーマチャ５の一部拡大正面図である。なお、図７においては、紙面上方がアーマチャ５の外周側である。

まず、シャフト３及びアーマチャ５が回転すると、潤滑液は、アーマチャ５の回転力及び遠心力により、流路断面積が比較的大きい第２周溝部５３１ｂ及び第２交差溝部５３２ｂからアーマチャ５の対向面５２全体に行き渡る。これにより、アーマチャ５の摩擦面５２１とアウタプレート４３の間の摩耗が防止される。

図７に示すごとく、周溝部５３１を流れる潤滑液の多くは、アーマチャ５の回転に対して静止しようとする慣性力により、アーマチャ５に対して、シャフト３の回転方向Ｒと反対側に向かって進む。そして、交差溝部５３２を流れる潤滑液の多くは、遠心力により、外周側に向かって流れる。また、周溝部５３１を流れる潤滑液の一部は、第１交差溝部５３２ａを流れる潤滑液の流れ及び遠心力によってアーマチャ５の外周側に排出されたり、第２交差溝部５３２ｂに到達して第２交差溝部５３２ｂからアーマチャ５の外周側に排出されたりする。

ここで、格子溝５３３は、流路断面積が小さく、潤滑液が流れる際の抵抗が大きい一方、第２周溝部５３１ｂは流路断面積が大きく、潤滑液がより流れやすい。そこで、第２周溝部５３１ｂに開口して貫通孔５６を設けることにより、第２周溝部５３１ｂの潤滑液を、貫通孔５６を通してアーマチャ５のアウタプレート４３側と反対側へ排出することができる。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
本形態において、アーマチャ５の潤滑溝５３は、周方向に延在する複数の周溝部５３１と、周方向に交差する複数の交差溝部５３２とを有する。それゆえ、潤滑溝９１が、図１２に示すように径方向及び周方向の双方に傾斜する格子状に形成されている場合と比べ、アーマチャ５の回転時に潤滑溝５３が内周側に導かれ難く、潤滑溝５３内を通る潤滑油のアーマチャ５外周側への排出性が向上する。ここで、周溝部５３１中を周方向に沿って流れる潤滑液は、交差溝部５３２に流入して交差溝部５３２からアーマチャ５の外周側へ排出され得るものの、交差溝部５３２を流れる潤滑液と比べてアーマチャ５の外周側への排出性が悪くなる。そこで、本形態において、アーマチャ５には、対向面５２と軸方向反対面５７との間を貫通する貫通孔５６が、複数の周溝部５３１のうちの少なくともいずれかの周溝部５３１に開口して形成されている。これにより、アーマチャ５において周溝部５３１を周方向に流れる潤滑液は、貫通孔５６を通ってアーマチャ５におけるアウタプレート４３と反対側に排出される。それゆえ、周溝部５３１を流れる潤滑液のアーマチャ５とアウタプレート４３との間からの排出性を向上させることができる。その結果、非摩擦係合状態と摩擦係合状態とが切り替わる際に、アーマチャ５とアウタプレート４３との間の潤滑油を速やかに排出することができ、制動装置１０の応答性を向上させることができる。

また、貫通孔５６の一端は、アーマチャ５の全周にわたって形成された第２周溝部５３１ｂに開口している。また、貫通孔５６は、第１交差溝部５３２ａよりも流路断面積が大きい複数の第２交差溝部５３２ｂのうち、周方向に隣り合う一対の第２交差溝部５３２ｂの間の位置であって、当該一対の第２交差溝部５３２ｂから離隔した位置において、第２周溝部に開口して形成されている。ここで、前述のごとく第２交差溝部５３２ｂの流路断面積は比較的大きく形成されており、第２交差溝部５３２ｂを流れる潤滑液は、アーマチャ５の外周側へ排出されやすい。そのため、第２周溝部５３１ｂにおける第２交差溝部５３２ｂ近傍の部位を流れる潤滑液は、第２周溝部５３１ｂからアーマチャ５の外周側へ排出されやすく、潤滑液の排出性低下の懸念が小さい。一方、第２周溝部５３１ｂにおける第２交差溝部５３２ｂから離隔した領域を流れる潤滑液は、比較的アーマチャ５の外周側への排出性が悪くなる。そこで、貫通孔５６の一端を、周方向に隣り合う一対の第２交差溝部５３２ｂから離隔した位置に形成することにより、第２周溝部５３１ｂにおける第２交差溝部５３２ｂから離隔した部位を流れる潤滑液を、貫通孔５６を通してアーマチャ５におけるアウタプレート４３と反対側に排出することができる。その結果、第２周溝部５３１ｂを流れる潤滑液の、アーマチャ５とアウタプレート４３との間からの排出性を向上させることができる。特に、本形態において、貫通孔５６は、周方向に隣り合う一対の第２交差溝部５３２ｂの間における周方向中央位置に形成されている。それゆえ、アーマチャ５とアウタプレート４３との間からの潤滑液の排出性が一層向上する。

また、貫通孔５６は、径方向における一対の第１磁路部１４１の間の領域に形成されている。それゆえ、アーマチャ５を軸方向に貫通する貫通孔５６をアーマチャ５に形成したことによる、磁路１４全体の磁気抵抗の増大を抑制することができる。すなわち、アーマチャ５における第１磁路部１４１を構成する部位に、当該第１磁路部１４１に沿った貫通孔５６を形成すると第１磁路部１４１の磁気抵抗が増大し、磁路１４全体の磁気抵抗が増大するが、本形態においてはかかる事態を回避することができる。その結果、貫通孔５６を形成したことによる制動装置１０の応答性低下を抑制することができる。

ここで、各周溝部５３１を、全周に繋がった溝とした場合は、各周溝部５３１が形成された領域は全周においてランド部５４が存在せず、アーマチャ５の摩擦面５２１と摩擦摺動するアウタプレート４３に、ランド部５４に対向してランド部５４の摩擦面５２１との摩擦摺動によって擦り減る部位と周溝部５３１に対向してランド部５４の摩擦面５２１との摩擦摺動によって擦り減らない部位とによる凹凸が経時的に形成されてしまう。

そこで、本形態において、複数の周溝部５３１のうち少なくとも一部の周溝部５３１は、円弧状に形成されるとともに周方向の端部が複数のランド部５４のいずれかのランド部５４と周方向に隣り合い、かつ径方向における当該ランド部５４の形成範囲に溝幅の全体が収まっている。それゆえ、全周においてランド部５４が存在しない領域を減らし、アウタプレート４３におけるアーマチャ５と対向する面を均等に摩耗させることができる。これにより、アウタプレート４３に前述のような凹凸が形成されることを抑制することができる。

また、複数の周溝部５３１は、円弧状に形成された複数の第１周溝部５３１ａと、全周にわたって形成された第２周溝部５３１ｂとを備える。そして、複数の第１周溝部５３１ａのうち周方向における交差溝部５３２の両側に隣り合う位置に形成された一対の第１周溝部５３１ａは、互いの全体同士が径方向にずれた位置に配されている。それゆえ、各区画部５５における第１周溝部５３１ａ同士が周方向の全周に繋がらないように潤滑溝５３を形成することができる。その結果、アウタプレート４３に凹凸が形成されることを抑制しつつ、第２周溝部５３１ｂによって全周に潤滑溝５３を行きわたらせることができ、アーマチャ５とアウタプレート４３との摩耗を抑制させることができる。

また、複数の交差溝部５３２は、複数の第１交差溝部５３２ａと、第１交差溝部５３２ａの流路断面積よりも大きい流路断面積を有する第２交差溝部５３２ｂとを備える。これにより、第２周溝部５３１ｂ及び第２交差溝部５３２ｂによって囲まれた領域に、第１周溝部５３１ａ及び第１交差溝部５３２ａからなる格子溝５３３が形成される。そして、複数の第１周溝部５３１ａのうち周方向における第２交差溝部５３２ｂの両側に隣り合う位置に形成された一対の第１周溝部５３１ａは、互いの全体同士が径方向にずれた位置に配されている。これにより、第１周溝部５３１ａ及び第１交差溝部５３２ａによって構成された格子溝５３３は、潤滑液の流れの抵抗が大きくなりやすいものの、格子溝５３３中においては周方向に延びる第１周溝部５３１ａとすることにより、格子溝５３３において潤滑液が過度に流れにくくなることを防止することができる。

また、複数の交差溝部５３２は、外周側の部位ほど周方向の一方側に位置するように径方向に対して傾斜して形成されている。それゆえ、各交差溝部５３２が、外周側の部位ほど回転方向Ｒの反対側に向かうような姿勢で、アーマチャ５を制動装置１０中に配置することにより、交差溝部５３２を流れる潤滑液は、外周側に向かう遠心力と、慣性力、すなわちアーマチャ５の回転に対して静止しようとする力、との合成により、交差溝部５３２に沿った方向に押される。その結果、交差溝部５３２からの潤滑液の排出性を向上させることができる。

以上のごとく、本形態によれば、潤滑液の排出性を向上させることができる湿式摩擦ディスク１及び摩擦係合装置としての制動装置１０を提供することができる。

なお、本形態のアーマチャ５に形成した潤滑溝５３及びランド部５４を、アーマチャ５と摩擦摺動するアウタプレート４３におけるアーマチャ５との対向面に設けてもよい。この場合は、アウタプレート４３が湿式摩擦ディスク１としての役割を果たす。

［第２の実施の形態］
本形態は、湿式摩擦ディスク１を摩擦係合装置としてのクラッチ装置１００に用いた例である。図９は、本形態のクラッチ装置１００の全体構造を示す断面図である。図１０は、図９のパイロットクラッチ８周辺を拡大した図である。図１１は、本形態の湿式摩擦ディスク１としてのパイロットアウタプレート８４の正面図及びその一部を拡大した図である。

本形態のクラッチ装置１００は、電子制御４ＷＤカップリング（いわゆるＩＴＣＣ（登録商標））形式のクラッチであり、四輪駆動車におけるプロペラシャフトとリヤデファレンシャル装置との間に配され、プロペラシャフトとリヤデファレンシャル装置との間の回転力の伝達やその遮断を行う。これにより、クラッチ装置１００は、エンジンの駆動力を前輪及び後輪に伝達する四輪駆動状態と、エンジンの駆動力を前輪のみに伝達する二輪駆動状態とを切り替える。本形態のクラッチ装置１００は、ハウジング部材１６と出力シャフト１５とメインクラッチ６とカム機構７とパイロットクラッチ８とを備える。

ハウジング部材１６は、プロペラシャフトに継手等を介して連結され、プロペラシャフトの回転力が入力される。ハウジング部材１６は、軸方向の一方側に開口を有する。ハウジング部材１６内には、メインクラッチ６、カム機構７、及びパイロットクラッチ８等の潤滑を行うための潤滑液が導入されている。また、ハウジング部材１６には、軸受１７を介して出力シャフト１５が回転可能に保持されている。

出力シャフト１５は、リヤデファレンシャル装置に継手等を介して連結され、メインクラッチ６を介してハウジング部材１６の回転力をリヤデファレンシャル装置に伝達する。そして、出力シャフト１５とハウジング部材１６との間に、メインクラッチ６が配されている。

メインクラッチ６は、ハウジング部材１６にスプライン係合されるメインアウタプレート６１と、出力シャフト１５の外周部にスプライン係合されるメインインナプレート６２とを交互に積層してなる。すなわち、メインアウタプレート６１は、ハウジング部材１６に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に取り付けられており、メインインナプレート６２は、出力シャフト１５に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に取り付けられている。メインクラッチ６は、カム機構７からの押圧力によって、摩擦係合状態と非摩擦係合状態とが切り替わる。

カム機構７は、メインクラッチ６を軸方向に押圧するメインカム７１と、メインカム７１に対して回転可能なパイロットカム７２と、メインカム７１とパイロットカム７２との間に配された複数のカムボール７３とを有する。

メインカム７１は、出力シャフト１５とスプライン係合しており、皿バネ７４によってメインクラッチ６から軸方向に離隔する方向に付勢されている。パイロットカム７２は、パイロットインナプレート８３とスプライン係合しており、パイロットクラッチ８が係合状態となったとき、パイロットクラッチ８を介してハウジング部材１６の回転力が伝達される。

メインカム７１とパイロットカム７２との互いの対向面には、軸方向の深さが周方向の中央から周方向遠ざかるほど浅くなる複数のカム溝７１１，７２１が形成されている。カムボール７３は、パイロットカム７２のカム溝７２１とメインカム７１のカム溝７１１との間に配置されている。パイロットカム７２がメインカム７１に対して回転することに応じて、メインカム７１がカムボール７３によってパイロットカム７２から離れる側に押され、メインカム７１からメインクラッチ６にカム推力が作用する。このカム推力により、メインクラッチ６がその積層方向に圧縮され、メインアウタプレート６１とメインインナプレート６２とが係合状態となり、ハウジング部材１６の回転力が出力シャフト１５に伝達される。

図１０に示すごとく、パイロットクラッチ８は、電磁コイル８１とヨーク８２と積層配置されたパイロットインナプレート８３及びパイロットアウタプレート８４とアーマチャ８５とを備える。電磁コイル８１は、通電により磁束を発生させる。ヨーク８２は、電磁コイル８１を保持している。ヨーク８２は、軟磁性体からなり、磁束を通す磁路１８を形成する。ヨーク８２には、磁束がパイロットインナプレート８３、パイロットアウタプレート８４及びアーマチャ８５を通らずに短絡することを防止するための非磁性体の非磁性リング８６が設けられている。パイロットインナプレート８３は、パイロットカム７２の外周部にスプライン係合しており、パイロットアウタプレート８４及びアーマチャ８５は、ハウジング部材１６の内周部にスプライン係合している。パイロットインナプレート８３、パイロットアウタプレート８４、及びアーマチャ８５は、軟磁性体からなり、磁路１８を形成する。パイロットインナプレート８３及びパイロットアウタプレート８４は、非磁性リング８６に軸方向に重なる位置に、磁束がアーマチャ８５を通らずに短絡することを防止するための貫通孔８３１，８４７が設けられている。

電磁コイル８１への通電がなされた場合、軟磁性体のヨーク８２、パイロットインナプレート８３、パイロットアウタプレート８４及びアーマチャ８５を通る環状の磁路１８に磁束が形成される。すなわち、磁路１８は、パイロットインナプレート８３及びパイロットアウタプレート８４を軸方向に通るとともに互いに径方向に離隔した位置に形成された一対の第１磁路部１８１と、前記一対の第１磁路部１８１をつなぐとともに、アーマチャ８５及びヨーク８２に形成される一対の第２磁路部１８２とを有する。そして、当該磁路１８の磁気抵抗を小さくしようとする働きから、パイロットインナプレート８３、パイロットアウタプレート８４及びアーマチャ８５がヨーク８２側に磁気的に引き付けられ、ヨーク８２、パイロットインナプレート８３、パイロットアウタプレート８４及びアーマチャ８５が軸方向に重なり合う。そして、パイロットインナプレート８３とパイロットアウタプレート８４とが周方向に摩擦係合し、ハウジング部材１６とともに回転するパイロットアウタプレート８４の回転がパイロットインナプレート８３に伝わる。パイロットインナプレート８３が回転すると、カム機構７が働き、カム推力がメインクラッチ６に作用し、メインクラッチ６が係合状態となる。これにより、ハウジング部材１６の回転が出力シャフト１５に伝達される。

本形態において、図１１に示すごとく、パイロットクラッチ８のパイロットアウタプレート８４におけるパイロットインナプレート８３側の対向面８４１（両側にパイロットインナプレート８３が隣接するパイロットアウタプレート８４については、その両面）は、後述の貫通孔８４７の形状を除き、第１の実施の形態におけるアーマチャ（図１の符号５参照）の対向面（図４の符号５２参照）と同様の形状を有する。すなわち、パイロットアウタプレート８４の対向面８４１は、周溝部８４４及び交差溝部８４５を備える潤滑溝８４３が形成されている。潤滑溝８４３は、第１の実施の形態と同様に、複数の第１周溝部８４４ａ及び全周にわたって形成された第２周溝部８４４ｂを備える周溝部８４４と、複数の第１交差溝部８４５ａ及び複数の第２交差溝部８４５ｂを備える交差溝部８４５とを備える。そして、パイロットアウタプレート８４には、潤滑溝８４３によって画定されたランド部８４６が形成されている。ランド部８４６におけるパイロットインナプレート８３側の面は、パイロットインナプレート８３と摩擦摺動する摩擦面８４２を構成している。本形態において、潤滑溝８４３は、パイロットアウタプレート８４におけるハウジング部材１６とスプライン係合する外歯８４９には形成されていないが、形成されていてもよい。特に言及した場合を除き、潤滑溝８４３及びランド部８４６の構成については、第１の実施の形態におけるものと同様である。

パイロットアウタプレート８４には、対向面８４１と、その軸方向反対面８４ａとの間を貫通する貫通孔８４７が、第２周溝部８４４ｂに開口して形成されている。貫通孔８４７は、隣接する２つの区画部８４８の周方向の略全長にわたって円弧状に形成されている。貫通孔８４７は周方向の両側に隣接する一対の第２交差溝部８４５ｂから若干周方向の内側に離隔した位置に形成されている。貫通孔８４７は、前述の磁路短絡のための役割と、潤滑油を逃がす役割とを備える。

その他は、第１の実施の形態と同様である。
なお、第２の実施の形態以降において用いた構成要素の名称うち、既出の形態において用いた構成要素の名称と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素を表す。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
本形態においては、貫通孔８４７が、１つの第２交差溝部８４５ｂを跨ぐよう第２周溝部８４４ｂに広範囲に形成されている。それゆえ、第２周溝部８４４ｂを流れる潤滑液をパイロットアウタプレート８４とパイロットインナプレート８３との間から貫通孔８４７を通して排出させやすい。
その他、本形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を有する。

なお、本形態においては、前述の潤滑溝８４３をパイロットアウタプレート８４に設けたが、パイロットインナプレート８３、メインインナプレート６２、及びメインアウタプレート６１の少なくとも１つに設けることも可能である。この場合、潤滑溝８４３が形成されたパイロットインナプレート８３、メインインナプレート６２、及びメインアウタプレート６１は、湿式摩擦ディスク１としての役割を果たす。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。

１…湿式摩擦ディスク １０…制動装置（摩擦係合装置）
１００…クラッチ装置（摩擦係合装置） ５２…対向面
５２１…摩擦面 ５３…潤滑溝
５３１…周溝部 ５３１ａ…第１周溝部
５３１ｂ…第２周溝部 ５３２…交差溝部
５３２ａ…第１交差溝部 ５３２ｂ…第２交差溝部
５６…貫通孔 ５７…軸方向反対面
８４ａ…軸方向反対面 ８４１…対向面
８４２…摩擦面 ８４３…潤滑溝
８４４…周溝部 ８４４ａ…第１周溝部
８４４ｂ…第２周溝部 ８４５…交差溝部
８４５ａ…第１交差溝部 ８４５ｂ…第２交差溝部
８４７…貫通孔

Claims (3)

1. 軸方向に対向配置される相手部材と摩擦摺動する摩擦面を備え、前記摩擦面に供給される潤滑液を流動させる潤滑溝が前記相手部材との対向面に設けられた湿式摩擦ディスクであって、
   前記潤滑溝は、周方向に延在する複数の周溝部と、周方向に交差する方向に延在する複数の交差溝部とを有し、
   前記対向面とその軸方向反対面との間を貫通する貫通孔が、前記複数の周溝部のうちの少なくともいずれかの周溝部に開口して形成されており、
   前記周溝部は、円弧状に形成された複数の第１周溝部と、全周にわたって形成された第２周溝部とを備え、
   前記交差溝部は、複数の第１交差溝部と、前記第１交差溝部の流路断面積よりも大きい流路断面積を有する複数の第２交差溝部とを備え、
   前記貫通孔は、前記複数の第２交差溝部のうち周方向に隣り合う一対の第２交差溝部の間の位置であって、前記一対の第２交差溝部から離隔した位置において、前記第２周溝部に開口して形成されている、
   湿式摩擦ディスク。
2. 前記貫通孔は、前記複数の第２交差溝部のうち周方向に隣り合う一対の第２交差溝部の間における周方向中央位置に開口して形成されている、
   請求項１に記載の湿式摩擦ディスク。
3. 請求項１又は２に記載の湿式摩擦ディスクと、前記湿式摩擦ディスクに軸方向に対向配置される相手部材と、前記湿式摩擦ディスク及び前記相手部材と軸方向に並ぶよう配される電磁コイルと、を備える摩擦係合装置であって、
   前記湿式摩擦ディスク及び前記相手部材のそれぞれは、軟磁性材料からなるとともに、前記電磁コイルへの通電によって発生する磁束の磁路を構成し、
   前記磁路は、前記湿式摩擦ディスク及び前記相手部材を軸方向に通るとともに互いに径方向に離隔した位置に形成される一対の第１磁路部と、前記一対の第１磁路部の両端同士をつなぐ一対の第２磁路部とを有するよう形成され、
   前記貫通孔は、径方向における前記一対の第１磁路部の間の領域に形成されている、
   摩擦係合装置。
   

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