JP2007051759A - 湿式多板クラッチ用のフリクションプレート - Google Patents

Abstract

【課題】係合時の摩擦係数のバラツキが少ないフリクションプレートを提供し、それによりスムースな係合が実現できる湿式多板クラッチのフリクションプレートを提供する。
【解決手段】湿式摩擦材を固定した湿式多板クラッチ用のフリクションプレートであって、湿式摩擦材には、内外周縁に連通する油通路と、内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端を有する油溝と、油通路と連通し周方向に延在する少なくとも一つ以上の周方向溝が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

自動車用自動変速機などのブレーキまたはクラッチで使用される湿式多板クラッチ用のフリクションプレートに関する。

フリクションプレートの摩擦材に油通路や油溝を設けることにより引き摺りトルクの低減と摩擦係合時の初期の段階での摩擦係合の喰いつきをなくし良好な摩擦特性を有するフリクションプレートとして、内周側から外周側に貫通する油通路と内周側から外周側に幅狭となる端面の閉じた溝を設けることが、例えば、特許文献１などに提案されている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２００５−７６７５９号

特許文献１では、油通路により空転時に介在する粘性抵抗の原因となる余分な潤滑油を排出し、かつ内周側から外周側に貫通する油通路と内周側から外周側に幅狭となる端面の閉じた溝により、摩擦面間のスキマを適正に保ち、空転ドラグの低減と、初期の喰いつきトルクの低減を図っている。

このフリクションプレートは、空転時の引き摺りトルクは小さく、また係合初期の喰いつきのないすぐれたものであるが、摩擦材の違いなどによる係合時の摩擦面からの油の排出性にバラツキが生じ、個々のフリクションプレートの係合初期の摩擦係数にバラツキが生ずる。

スムースな変速を行うため、自動変速機のフリクションプレート押圧用の油圧チューニングをするが、個々のフリクションプレートの摩擦面からの油の排出性にバラツキが大きいと、個々に調整することが困難となり、変速ショックの原因となる。

従って、本発明の目的は、係合時の摩擦係数のバラツキが少ないフリクションプレートを提供し、それによりスムースな係合が実現できる湿式多板クラッチを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の湿式多板クラッチ用のフリクションプレートは、
湿式摩擦材を固定した湿式多板クラッチ用のフリクションプレートであって、前記湿式摩擦材には、内外周縁に連通する油通路と、内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端を有する油溝と、前記油通路と連通し周方向に延在する少なくとも一つ以上の周方向溝が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。
油通路と連通し周方向に延在する少なくとも一つ以上の周方向溝を形成したことで、摩擦面全体で油排出性が均一化されることにより各面圧領域で摩擦係数のバラツキが低減できる。
また、空転時における、低ドラグは従来と同様に良好である。
初期の喰いつきトルクも低減しスムースな係合が実現できる。

コアプレートに複数の摩擦材セグメントを貼着固定してフリクションプレートを作成する場合、摩擦材セグメントに予め終端を有する溝が抜き取られているため、摩擦材をプレートに接着する時に終端を有する油溝を位置決めする必要がなくなる。これにより位置合わせに必要な多大な設備が不要となるのでコスト削減効果が高い。

摩擦材セグメントを用いた場合、その周方向の両端部を面押し加工することにより、より一層効果的にドラグを低減させることができる。

発明を実施する形態

湿式摩擦材には、内外周縁に連通する油通路と、内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端を有する油溝と、油通路と連通し周方向に延在する少なくとも一つ以上の周方向溝が形成されていることにより、空転時の引き摺りトルクの小さい、また初期の喰いつきのない特性をもち、かつ、摩擦面からの係合時のオイル排出性を周方向（円周方向）で均一とすることにより個々の摩擦係数のバラツキが少ないフリクションプレートを提供できる。

以下、添付図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してある。また、各実施例は本発明を例示として説明するものであって、いかなる意味でも本発明を限定するものでないことは言うまでもない。

（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例によるフリクションプレート１の部分正面図である。湿式多板クラッチ用のフリクションプレート１は、ほぼ環状のコアプレート３に湿式摩擦材２を公知の方法で固定して作られる。コアプレート３の内周にはスプライン３ａが形成され、不図示の回転可能部材が嵌合する。

湿式摩擦材２には、その内外周縁に連通する油通路４と、内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端５ａを有する油溝５と、油通路４と連通し周方向に延在する周方向溝６が形成されている。ほぼ直線状の油通路４及び終端５ａに向って周方向の幅が徐々に小さくなるテーパー状の複数の油溝５は、それぞれ周方向でほぼ等間隔にかつ交互に複数形成されている。

環状の周方向溝６は、油通路４の中間で油通路と交差し、連通している。また、周方向溝６は、終端５ａ寄りで油溝５と交差し、連通している。

（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例によるフリクションプレート１０の部分正面図である。基本的構成は第１実施例と同様なので、異なる部分のみについて説明する。第１実施例と同様に、油溝５は周方向でほぼ等分に配置されているが、第２実施例では油通路４は油溝５の間に等分に３本形成されている。

第２実施例では、周方向溝７は、油通路４の全てと交差連通しているが、周方向に連続してなく、油溝５とは交差していない、すなわち連通していない。結果として複数の油溝５は、それぞれ独立した溝として形成されている。周方向溝７の周方向の両端７ａ及び７ｂは油溝５に間隔を開けて対向している。

（第３実施例）
図３は、本発明の第３実施例によるフリクションプレート２０の部分正面図である。基本的構成は第１実施例と同様であり、周方向溝の構成が異なる。第１実施例では、周方向溝は一本だけであったが、本実施例では２本の周方向溝８及び９が設けられている。

外径側の周方向溝８は、周方向に連続し、油通路４の全てと交差連通しているが、油溝５とは交差していない、すなわち連通していない。これに対して、内径側の周方向溝９は、周方向に連続し油通路４及び油溝５の全てと交差連通している。

（第４実施例）
図４は、本発明の第４実施例によるフリクションプレート３０の部分正面図である。基本的構成は第１実施例と同様であり、油通路１０の形状が異なる。第１−第３実施例では、油通路は外径から内径まで同じ幅であるが、本実施例では、油通路１０は、内径側の端面１０ａから外径側の端面１０ｂへと周方向の幅が徐々に狭くなるテーパー形状に形成されている。

図面から明らかなように、第４実施例では油溝５と油通路１０の両方が、内径側から外径側へと周方向の幅が徐々に狭くなるテーパー形状に形成されている。このため、例えば、フリクションプレートが組み込まれる湿式多板クラッチの内径側から供給される潤滑油が周方向溝６に流れやすくなり、摩擦面全体で油排出性がより一層均一化されることにより各面圧領域で摩擦係数のバラツキが低減できる。

（第５実施例）
図５は、本発明の第５実施例によるフリクションプレートの正面図である。本実施例は、フリクションプレート４０は、コアプレート３に複数の摩擦材セグメントを周方向に並べて貼着することで形成されている。

第１の摩擦材セグメント４２の間に第１の摩擦材セグメント４２より周方向幅が小さい２個の第２の摩擦材セグメント４３を配置して、コアプレート３上で周方向に配置する。第１の摩擦材セグメント４２と第２の摩擦材セグメント４３との間と、第２の摩擦材セグメント４３間とに、内外周縁に連通する複数の油通路４１が形成される。この油通路４１は、コアプレート３の表面が露出している。油通路４１はそれぞれほぼ同じ周方向幅を備えている。

第１の摩擦材セグメント４２及び第２の摩擦材セグメント４３には、それぞれ周方向に延在する周方向溝４２ａと４３ａとが設けられている。周方向溝４２ａと４３ａとは、それぞれ径方向の中間に延在しており、ほぼ同一線上に設けられている。従って、図５に示すように、フリクションプレート４０を全体としてみると、周方向溝４２ａと４３ａとは、油通路４１で分断された１本の溝とみなすことができる。

第１の摩擦材セグメント４２には、フリクションプレート４０の内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端４４ａを有する油溝４４が設けられている。油溝４４は、終端４４ａ近傍で周方向溝４２ａと連通している。

油溝４４は、内周縁で開口する開口部４４ｂから終端４４ａへとテーパー状に形成されている。開口部４４ｂは、終端４４ａより周方向の幅が大きく、第１の摩擦材セグメント４２の周方向ほぼ中央に設けられている。

（第６実施例）
図６は、本発明の第６実施例によるフリクションプレートの正面図であり、図７は、図６のＡ矢視部分の拡大図である。第５実施例と同様に、本実施例では、フリクションプレート５０は、コアプレート３に複数の摩擦材セグメントを周方向に並べて貼着することで形成されている。

第１の摩擦材セグメント５２と第１の摩擦材セグメント５２より周方向幅が大きい第２の摩擦材セグメント５３とが周方向で交互に配置されている。第１の摩擦材セグメント５２と第２の摩擦材セグメント５３との間に内外周縁に連通する複数の油通路５１が形成される。この油通路５１は、コアプレート３の表面が露出している。油通路５１はそれぞれほぼ同じ周方向幅を備えている。

第１の摩擦材セグメント５２及び第２の摩擦材セグメント５３には、それぞれ周方向に延在する周方向溝５２ａと５３ａとが設けられている。周方向溝５２ａと５３ａとは、それぞれ径方向の中間に延在しており、ほぼ同一線上に設けられている。従って、図６及び７に示すように、フリクションプレート５０を全体としてみると、周方向溝５２ａと５３ａとは、油通路５１で分断された１本の溝とみなすことができる。

また、第１の摩擦材セグメント５２には、周方向のほぼ中央に、フリクションプレート５０の内周側に開口する開口部５４ｂを備え、内周縁と外周縁との間に終端５４ａを備えた油溝５５が形成されている。油溝５４は、周方向溝５２ａと連通している。また、油溝５４は、終端５４ａから開口部５４ｂまでほぼ同じ周方向幅を有する矩形状の溝として形成されている。

第２の摩擦材セグメント５３には、周方向のほぼ中央に、フリクションプレート５０の内周側に開口する開口部５５ｂを備え、内周縁と外周縁との間に終端５５ａを備えた油溝５５が形成されている。油溝５５は、周方向溝５３ａと連通している。また、油溝５５は、終端５５ａから開口部５５ｂまでほぼ同じ周方向幅を有する矩形状の溝として形成されている。

尚、周方向幅の異なる２種類の摩擦材セグメント、すなわち第１の摩擦材セグメント５２及び第２の摩擦材セグメント５３を環状に配列したが、大きさの異なる２種類以上の摩擦材セグメントを異なるパターンで配列することもできる。また、同じ大きさの摩擦材セグメントだけ、すなわち１種類の摩擦材セグメントを配列することもできる。

（第７実施例）
図８は、本発明の第７実施例によるフリクションプレートの正面図であり、図９は、図８の部分拡大図である。第５及び６実施例と同様に、本実施例では、フリクションプレート６０は、コアプレート３に複数の摩擦材セグメントを周方向に並べて貼着することで形成されている。

本実施例では、同形の複数の摩擦材セグメント６２が周方向に配置されている。摩擦材セグメント６２間に内外周縁に連通する複数の油通路６１が形成される。この油通路６１は、コアプレート３の表面が露出している。また、油通路６１はそれぞれほぼ同じ周方向幅を備えている。

摩擦材セグメント６２には、周方向に延在する周方向溝６２ａが設けられている。図８に示すように、フリクションプレート６０を全体としてみると、周方向溝６２ａは、油通路６１で分断された１本の溝とみなすことができる。

図９に詳細を示すように、摩擦材セグメント６２には、フリクションプレート６０の内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端６３ａを有する油溝６３が設けられている。油溝６３は、終端６３ａ近傍で周方向溝６２ａと連通している。

油溝６３は、内周縁で開口する開口部６３ｂから終端６３ａへとテーパー状に形成されている。開口部６３ｂは、終端６３ａより周方向の幅が大きく、摩擦材セグメント６２の周方向で２箇所設けられている。

摩擦材セグメント６２の周方向ほぼ中央には、内外周縁に連通する第２の油通路６４が形成されている。この油通路６４は、内周縁から外周縁まで周方向の幅がほぼ同一である。図９から分かるように、第２の油通路６４は、２個の油溝６３のほぼ中間に位置している。

第２の油通路６４は、切削加工または塑性加工で摩擦材セグメント６２上に形成される。また、第２の油通路６４は、径方向のほぼ中央で周方向溝６２ａと連通している。

（第８実施例）
図１０は、本発明の第８実施例によるフリクションプレートの正面図であり、図１１は、図１０の部分拡大図である。第５−７実施例と同様に、本実施例では、フリクションプレート７０は、コアプレート３に複数の摩擦材セグメントを周方向に並べて貼着することで形成されている。

第１の摩擦材セグメント７２と第１の摩擦材セグメント７２より周方向幅が小さい第２の摩擦材セグメント７３とが周方向で交互に配置されている。第１の摩擦材セグメント７２と第２の摩擦材セグメント７３との間に内外周縁に連通する複数の油通路７１が形成される。この油通路７１は、コアプレート３の表面が露出している。油通路７１はそれぞれほぼ同じ周方向幅を備えている。

第１の摩擦材セグメント７２及び第２の摩擦材セグメント７３には、それぞれ周方向に延在する周方向溝７２ａと７３ａとが設けられている。周方向溝７２ａと７３ａとは、それぞれ径方向の中間に延在しており、ほぼ同一線上に設けられている。従って、図１０及び１１に示すように、フリクションプレート７０を全体としてみると、周方向溝７２ａと７３ａとは、油通路７１で分断された１本の溝とみなすことができる。

図１１に詳細を示すように、第１の摩擦材セグメント７２には、フリクションプレート７０の内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端７４ａを有する油溝７４が設けられている。油溝７４は、終端７４ａ近傍で周方向溝７２ａと連通している。

油溝７４は、内周縁で開口する開口部７４ｂから終端７４ａへとテーパー状に形成されている。開口部７４ｂは、終端７４ａより周方向の幅が大きく、第１の摩擦材セグメント７２の周方向で２箇所設けられている。

第１の摩擦材セグメント７２の周方向ほぼ中央には、内外周縁に連通する第２の油通路７５が形成されている。この油通路７５は、内周縁から外周縁まで周方向の幅がほぼ同一である。図１１から分かるように、第２の油通路７５は、２個の油溝７４のほぼ中間に位置している。

第２の油通路７５は、切削加工または塑性加工で第１の摩擦材セグメント７２上に形成される。また、第２の油通路７５は、径方向のほぼ中央で周方向溝７２ａと連通している。

図１２は、第５−８実施例に適用可能であり、周方向の両端を面押しされた摩擦材セグメントを示す正面図である。摩擦材セグメント８２は、上述の実施例と同様に、内周縁で開口する開口部８３ｂから終端８３ａへとテーパー状に形成されている油溝８３が形成されている。開口部８３ｂは、終端８３ａより周方向の幅が大きく、摩擦材セグメント８２の周方向で２箇所設けられている。

摩擦材セグメント８２の周方向ほぼ中央には、内外周縁に連通する油通路８４が形成されている。この油通路８４は、内周縁から外周縁まで周方向の幅がほぼ同一である。図１２から分かるように、油通路８４は、２個の油溝８３のほぼ中間に位置している。

また、摩擦材セグメント８２には、周方向に延在する周方向溝８２ａが設けられている。周方向溝８２ａは、径方向の中間に延在しており、油通路８４と連通している。

ここで、摩擦材セグメント８２の周方向の両端部８２ｂ及び８２ｃは、図示のように面押しされている。面押し加工することにより、より一層効果的にドラグを低減させることができる。

以上説明した第１乃至第４実施例において、油通路４と油溝５の内周側端部は、コアプレート３のスプライン３ａの谷部に対向している。また、それぞれの実施例を組み合わせることも可能である。例えば、第２実施例と第３実施例において、周方向溝を２本にすることもできる。また、周方向溝を２本以上の複数本設けることも可能である。

上述の油通路、油溝、周方向溝などを形成したフリクションプレートを製造するには、予め摩擦材２にプレス打ち抜きにより各溝を形成したものをコアプレート３に接着剤などで固定する。また、摩擦材２をコアプレート３に固定した後に、プレスによる押圧で摩擦材２に各溝を形成することもできる。

第５−８実施例に示したように、コアプレートに複数の摩擦材セグメントを貼着固定してフリクションプレートを作成する場合、摩擦材セグメントに予め終端を有する油溝が切削溝（予め切り抜かれた溝）であるため、接着時に位置合せをする必要がなくなる。これにより位置合わせに必要な多大な設備が不要となるのでコスト削減効果が高い。

また、第５−８実施例において、各周方向溝は、摩擦材セグメントの少なくとも一つの周方向端面に開口する成形された溝である。しかしながら、切削加工などで加工した溝として形成することも可能である。

図１３は、本発明の第１実施例と比較例とで、初期摩擦係数のバラツキを比較した試験結果を表すグラフである。比較試験は以下の条件で行なわれた。
回転数 ３６００rpm
慣性質量 ０．２０Ｋｇ・ｍ^２
面圧 １００，２００，４００ＫＰａ
油温 約４０℃
流量 ０．７ｌ／min
油通路の数 ２５
油溝の数 ２５
周方向溝の数 １

図１３によれば、いずれの面圧においても、本発明の実施例１のバラツキが低くなっていることが分かる。特に、係合初期の面圧が低いとき、例えば１００Ｋｐａでは初期摩擦係数のバラツキは、比較例の半分程度に減少している。

図１４は、本発明の第１実施例と比較例とで、各回転数における空転ドラグトルクを比較した結果を表すグラフである。油温約８０℃で流量０．３ｌ／minの条件で行なった。

図１４から明らかなように、従来例である比較例と実施例とでは空転ドラグトルクにほとんど差がなく、本発明によるフリクションプレートも従来と同様に空転ドラグトルクは低いままである。尚、これは周方向溝の数を増加しても変わらなかった。

図１３及び図１４に示す試験結果での比較例は、本明細書で説明した背景技術のフリクションプレートを用いた。また、第２乃至第８実施例においても、第１実施例とほぼ同等の結果が得られるため、図１３及び図１４に示した試験結果は、第２乃至第８実施例にも適用できることは言うまでもない。

本発明の第１実施例によるフリクションプレートの部分正面図である。 本発明の第２実施例によるフリクションプレートの部分正面図である。 本発明の第３実施例によるフリクションプレートの部分正面図である。 本発明の第４実施例によるフリクションプレートの部分正面図である。 本発明の第５実施例によるフリクションプレートの正面図である。 本発明の第６実施例によるフリクションプレートの正面図である。 図６のＡ矢視部分の拡大図である。 本発明の第７実施例によるフリクションプレートの正面図である。 図８の部分拡大図である。 本発明の第８実施例によるフリクションプレートの正面図である。 図１０の部分拡大図である。 第５−８実施例に適用可能であり、周方向の両端を面押しされた摩擦材セグメントを示す正面図である。 本発明の第１実施例と比較例とで、初期摩擦係数のバラツキを比較した結果を表すグラフである。 本発明の第１実施例と比較例とで、各回転数における空転ドラグトルクを比較した結果を表すグラフである。

符号の説明

１，１０，２０，３０ フリクションプレート
２ 摩擦材
３ コアプレート
４，１０ 油通路
５ 油溝
５ａ 終端
６，７，８，９ 周方向溝
４２，４３，５２，５３，６２，７２，７３，８２ 摩擦材セグメント
４１，５１，６１，６４，７１，７５，８４ 油通路
４４，５４，５５，６３，７４，８４ 油溝
４２ａ，４３ａ，５２ａ，５３ａ，
６２ａ，７２ａ，７３ａ、８２ａ 周方向溝

Claims (8)

1. 湿式摩擦材を固定した湿式多板クラッチ用のフリクションプレートであって、前記湿式摩擦材には、内外周縁に連通する油通路と、内周縁に開口し、内周縁と外周縁の間に終端を有する油溝と、前記油通路と連通し周方向に延在する少なくとも一つ以上の周方向溝が形成されていることを特徴とする湿式多板クラッチのフリクションプレート。
2. 前記周方向溝は前記終端を有する油溝の前記終端より内径側で連通していることを特徴とする請求項1の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
3. 前記油通路の周方向幅は、内周部から外周部に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１または２の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
4. 前記終端を有する油溝の周方向幅は、内周部より外周部に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１乃至３の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
5. 前記終端を有する油溝は、内周部から外周部までほぼ同じ周方向幅を有する矩形状であることを特徴とする請求項１乃至３の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
6. 前記湿式摩擦材は、周方向に配置される複数の摩擦材セグメントからなり、前記終端を有する油溝は切削溝であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
7. 前記油溝が、一つの前記摩擦材セグメントに複数個設けられ、前記油溝の間に内周縁から外周縁へ貫通する溝が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
8. 各前記摩擦材セグメントの周方向の両端は面押しされていることを特徴とする請求項７に記載の湿式多板クラッチのフリクションプレート。
   

Images