JP3054716B2 - 摩擦係合装置 - Google Patents
摩擦係合装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、湿式摩擦材と、鋼
板、アルミ板等の金属板とが接合し、摩擦力を発生する
摩擦係合装置に関する。
板、アルミ板等の金属板とが接合し、摩擦力を発生する
摩擦係合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の摩擦係合装置は図２５に示す如く
インプットシャフト６に嵌装されたハブ５のスプライン
部５１に嵌合する駆動板２と、リテーナ４のスプライン
部４１に嵌合する受動板１の接触によりトルクが伝達さ
れる。図において３はプレッシャープレート、７はピス
トンである。
インプットシャフト６に嵌装されたハブ５のスプライン
部５１に嵌合する駆動板２と、リテーナ４のスプライン
部４１に嵌合する受動板１の接触によりトルクが伝達さ
れる。図において３はプレッシャープレート、７はピス
トンである。
【０００３】一般に、摩擦係合装置には、小型軽量であ
ること、作動ショックが小さいこと、及びトルク容量の
高いことが要求され、しかもその要求はきわめて大きい
ものである。
ること、作動ショックが小さいこと、及びトルク容量の
高いことが要求され、しかもその要求はきわめて大きい
ものである。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、従来の摩擦係
合装置にあっては、作動ショック低減のため摩擦係数の
低い潤滑油が多用されるので、小型化すれば必然的に低
トルク容量となってしまう。そのため作動押力を高く
し、トルク容量を大きくするため、湿式摩擦材のハクリ
寿命の低下、相手摩擦面（受動板）のヒートスポット発
生、及び熱変形、油圧ポンプの大型化、作動油のもれ、
などの耐久寿命に関する問題点、またこれらを解決する
ために安全率を考慮せねばならなくなり、装置自体の小
型化は困難であった。
合装置にあっては、作動ショック低減のため摩擦係数の
低い潤滑油が多用されるので、小型化すれば必然的に低
トルク容量となってしまう。そのため作動押力を高く
し、トルク容量を大きくするため、湿式摩擦材のハクリ
寿命の低下、相手摩擦面（受動板）のヒートスポット発
生、及び熱変形、油圧ポンプの大型化、作動油のもれ、
などの耐久寿命に関する問題点、またこれらを解決する
ために安全率を考慮せねばならなくなり、装置自体の小
型化は困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な課題を解決するために、金属板の摩擦面の少なくとも
一方の面にセラミックス薄膜合成法によるセラミックス
薄膜を形成させると共に、前記のセラミックス薄膜の、
膜厚分布を変化させたことを特徴とする摩擦係合装置が
提供される。セラミックス薄膜の膜厚分布を金属板の摩
擦面上に種々の形態で形成させることにより、高い動摩
擦係数（μｄ）及び高い静摩擦係数（μｓ）を得ること
ができ、また理想的なトルク波形を経時的変化なく維持
させることが可能となり、装置の小型化などが可能とな
る。
な課題を解決するために、金属板の摩擦面の少なくとも
一方の面にセラミックス薄膜合成法によるセラミックス
薄膜を形成させると共に、前記のセラミックス薄膜の、
膜厚分布を変化させたことを特徴とする摩擦係合装置が
提供される。セラミックス薄膜の膜厚分布を金属板の摩
擦面上に種々の形態で形成させることにより、高い動摩
擦係数（μｄ）及び高い静摩擦係数（μｓ）を得ること
ができ、また理想的なトルク波形を経時的変化なく維持
させることが可能となり、装置の小型化などが可能とな
る。
【０００６】更に、セラミックス薄膜は、同一膜物質で
あっても、その合成法により著じるしく特性が異なるた
め要求特性に合った合成手法を選択する必要がある。そ
の摩擦特性の設計手法として、前記したセラミックス薄
膜の膜厚分布を変化させたことにより意図通りの摩擦特
性を有する製品を作成することができ、従って、前記の
問題点の解決が得られる。
あっても、その合成法により著じるしく特性が異なるた
め要求特性に合った合成手法を選択する必要がある。そ
の摩擦特性の設計手法として、前記したセラミックス薄
膜の膜厚分布を変化させたことにより意図通りの摩擦特
性を有する製品を作成することができ、従って、前記の
問題点の解決が得られる。
【０００７】
【作 用】図２５に示す摩擦係合装置の受動板１を形成
する鋼板、アルミ板等の金属板の両面もしくは、片面に
セラミックス薄膜（例としてＴｉＣ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、
Ｓｉ3 Ｎ4 、ＢＮ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴａＮ、ＣｒＮ、Ｔｉ
ＣＮ及びｉカーボン膜（非晶質透明硬質カーボン膜）等
が挙げられる。）の表面処理を施している。表面処理法
としては、薄膜合成法として、セラミック質の薄膜を母
材表面に合成する手法として、気相法、融液法、溶液塩
法、溶液法等が挙げられる。
する鋼板、アルミ板等の金属板の両面もしくは、片面に
セラミックス薄膜（例としてＴｉＣ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、
Ｓｉ3 Ｎ4 、ＢＮ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴａＮ、ＣｒＮ、Ｔｉ
ＣＮ及びｉカーボン膜（非晶質透明硬質カーボン膜）等
が挙げられる。）の表面処理を施している。表面処理法
としては、薄膜合成法として、セラミック質の薄膜を母
材表面に合成する手法として、気相法、融液法、溶液塩
法、溶液法等が挙げられる。
【０００８】受動板の処理後の表面粗さは粒子の小さい
もので処理した場合、下地面粗さと変らないため、処理
後の表面粗さの調整は、処理面を加工するか、下地面粗
さを処理前に設定しておくことが必要である。
もので処理した場合、下地面粗さと変らないため、処理
後の表面粗さの調整は、処理面を加工するか、下地面粗
さを処理前に設定しておくことが必要である。
【０００９】従来受動板は駆動面からのトルクの伝達も
しくは熱の伝導の役目であったが、上記したような種々
の表面処理を施すことによって、図２６ないし図３１に
示すような摩擦特性の改善を得ることができる。（詳し
い説明は後述する。）
しくは熱の伝導の役目であったが、上記したような種々
の表面処理を施すことによって、図２６ないし図３１に
示すような摩擦特性の改善を得ることができる。（詳し
い説明は後述する。）
【００１０】
【実施例】図１は受動板１と駆動板２の関係の斜視図、
図２は側断面図を示し、受動板１は鋼板、アルミ板など
の金属板９からなり、スプライン歯９１を有している。
図２は側断面図を示し、受動板１は鋼板、アルミ板など
の金属板９からなり、スプライン歯９１を有している。
【００１１】駆動板２は金属板９の両面に湿式摩擦材８
が貼着されている。この発明においては、中央の受動板
１は両面にセラミックス処理が施されており、両端の受
動板１′、１′には片面のみにセラミックス表面処理が
施されている。
が貼着されている。この発明においては、中央の受動板
１は両面にセラミックス処理が施されており、両端の受
動板１′、１′には片面のみにセラミックス表面処理が
施されている。
【００１２】図３は受動板１のスプライン歯９１の近辺
の拡大図であり、図４、図５は図３のＸ−Ｘ断面図を示
す。図４は金属板９の全面にセラミックス薄膜１０が施
されている場合、図５は片面のみに薄膜が存在する場合
を示している。
の拡大図であり、図４、図５は図３のＸ−Ｘ断面図を示
す。図４は金属板９の全面にセラミックス薄膜１０が施
されている場合、図５は片面のみに薄膜が存在する場合
を示している。
【００１３】図４、図５においては、理解しやすいよう
に、金属板９の大きさに対して薄膜１０の厚さを誇張し
て示している。図６は別な実施例の斜視図、図７は互に
相接した場合の側断面図を示し、受動板１と駆動板２は
何れも片面のみに湿式摩擦材８が接着され、その反対面
は金属板が表れ、セラミックス表面処理が施されてい
る。
に、金属板９の大きさに対して薄膜１０の厚さを誇張し
て示している。図６は別な実施例の斜視図、図７は互に
相接した場合の側断面図を示し、受動板１と駆動板２は
何れも片面のみに湿式摩擦材８が接着され、その反対面
は金属板が表れ、セラミックス表面処理が施されてい
る。
【００１４】図８ないし図１１は図６に示す実施例の表
面処理の態様を示し、図８は受動板１のセラミックス処
理側の表面を示し、図９はそのＸ−Ｘ断面図、図１０は
駆動板２のセラミックス処理側の表面を示し、図１１は
そのＹ−Ｙ断面図である。何れの図も８は湿式摩擦材
を、１０はセラミックス薄膜を示し、又黒点は薄膜分布
を示している。又薄膜１０は内周側が厚みを増すように
膜厚が変化している。
面処理の態様を示し、図８は受動板１のセラミックス処
理側の表面を示し、図９はそのＸ−Ｘ断面図、図１０は
駆動板２のセラミックス処理側の表面を示し、図１１は
そのＹ−Ｙ断面図である。何れの図も８は湿式摩擦材
を、１０はセラミックス薄膜を示し、又黒点は薄膜分布
を示している。又薄膜１０は内周側が厚みを増すように
膜厚が変化している。
【００１５】図１２ないし図２４はセラミックス表面処
理の種々の変形例を示し、図１２、図１４、図１６、図
１９、図２１、図２３はセラミックス表面処理側の表面
を示し、それらの図の次の図はそのＸ−Ｘ断面図を示し
ている。図１２、図１３は図８の変形であり、図１４、
図１５は薄膜の厚みが段階的に変化している例を示し、
図１６、図１７、図１８はセラミックス表面処理が部分
的にされている例であって、図１７は中央の板、図１８
は端部にある板に該当する。
理の種々の変形例を示し、図１２、図１４、図１６、図
１９、図２１、図２３はセラミックス表面処理側の表面
を示し、それらの図の次の図はそのＸ−Ｘ断面図を示し
ている。図１２、図１３は図８の変形であり、図１４、
図１５は薄膜の厚みが段階的に変化している例を示し、
図１６、図１７、図１８はセラミックス表面処理が部分
的にされている例であって、図１７は中央の板、図１８
は端部にある板に該当する。
【００１６】図１９、図２０は表面処理を一部施してい
ない例であって、その部分が円周方向に油溝１１となり
うる形態となっている。この例では外周部の方に未処理
部の巾を大きくすることにより、内周部の歪分布を平均
化し、冷却性を向上させることができる。図２１、図２
２は図１９の変形であって、未処理部が閉じられた形状
１２となっていて、冷却効果や、内外周の処理面積のバ
ランスから形状、個数、大きさ、位置などを使用条件に
よって決定する。
ない例であって、その部分が円周方向に油溝１１となり
うる形態となっている。この例では外周部の方に未処理
部の巾を大きくすることにより、内周部の歪分布を平均
化し、冷却性を向上させることができる。図２１、図２
２は図１９の変形であって、未処理部が閉じられた形状
１２となっていて、冷却効果や、内外周の処理面積のバ
ランスから形状、個数、大きさ、位置などを使用条件に
よって決定する。
【００１７】図２３、図２４は未処理部が半径方向の溝
１４となっている場合であって、使用条件から、外周と
内周の処理面積のバランスを考慮して角度、本数、貫通
又は未貫通などを決定する。なお、図８以降に種々あげ
た例以外にも様々な態様が可能である。
１４となっている場合であって、使用条件から、外周と
内周の処理面積のバランスを考慮して角度、本数、貫通
又は未貫通などを決定する。なお、図８以降に種々あげ
た例以外にも様々な態様が可能である。
【００１８】図２６ないし図２９は耐久試験におけるす
べり速度の変化に応じた摩擦力（トルク）の特性を表し
ている。図２６はこの発明のものの耐久初期の特性、図
２７は従来のものの耐久初期の特性、図２８はこの発明
のものの、図２９は従来のものの耐久後の特性を夫々示
している。
べり速度の変化に応じた摩擦力（トルク）の特性を表し
ている。図２６はこの発明のものの耐久初期の特性、図
２７は従来のものの耐久初期の特性、図２８はこの発明
のものの、図２９は従来のものの耐久後の特性を夫々示
している。
【００１９】何れの図もたて軸はクラッチトルク（摩擦
力）を示し、横軸は制動時間（回転したフライホイール
を停止させるのに必要とする時間を示し、Ａはこの発明
のもの、Ｂは従来のものの変化を示す。従来のものでは
回転数が０になる直前にルースタテイルとよばれるピー
クが発生し、μ−Ｖ特性（すべり速度の変化に伴う摩擦
係数μの変化を表す特性）も、作動ショックに不利とな
る右上りの特性を示す。
力）を示し、横軸は制動時間（回転したフライホイール
を停止させるのに必要とする時間を示し、Ａはこの発明
のもの、Ｂは従来のものの変化を示す。従来のものでは
回転数が０になる直前にルースタテイルとよばれるピー
クが発生し、μ−Ｖ特性（すべり速度の変化に伴う摩擦
係数μの変化を表す特性）も、作動ショックに不利とな
る右上りの特性を示す。
【００２０】この発明では、同じ湿式摩擦材、同じ潤滑
油を用いて、ルースタテイルは消滅し、μ−Ｖ特性もフ
ラットもしくは右下りの傾向を示し、トルク（動摩擦係
数μｄ、静摩擦係数μｓ）の絶対レベルも２０〜４０％
向上する結果が出ている。これは作動ショックに非常に
有利であるばかりでなく、連続滑りに使用された際にも
ジャダー等の自励振動発生を抑制しながら高トルク容量
を得ることが可能となる。
油を用いて、ルースタテイルは消滅し、μ−Ｖ特性もフ
ラットもしくは右下りの傾向を示し、トルク（動摩擦係
数μｄ、静摩擦係数μｓ）の絶対レベルも２０〜４０％
向上する結果が出ている。これは作動ショックに非常に
有利であるばかりでなく、連続滑りに使用された際にも
ジャダー等の自励振動発生を抑制しながら高トルク容量
を得ることが可能となる。
【００２１】図３０と図３１はこの発明のものと従来品
の耐久試験中の摩擦係数（動・静）の経時変化を示す。
図３０は動摩擦係数、図３１は静摩擦係数について夫々
示し、何れの図もＡはこの発明のもの、Ｂは従来品の変
化を示している。Ａはどちらも安定しており、サイクル
数（試験回数）に関係なくフラットである。それに対し
従来品は大きな経時変化を示している。
の耐久試験中の摩擦係数（動・静）の経時変化を示す。
図３０は動摩擦係数、図３１は静摩擦係数について夫々
示し、何れの図もＡはこの発明のもの、Ｂは従来品の変
化を示している。Ａはどちらも安定しており、サイクル
数（試験回数）に関係なくフラットである。それに対し
従来品は大きな経時変化を示している。
【００２２】
【発明の効果】この発明の摩擦係合装置は前記の如き構
成であって、(1) 動摩擦係数及び静摩擦係数の向上、
(2) 摩擦特性の改善によるピーク発生の解消、(3) 長期
使用における摩擦係数の経時変化の改善が、摩擦係合装
置の小型、軽量化、及び高トルク容量を得て、それによ
り信頼性の高い製品を提供できるという効果を得たもの
である。
成であって、(1) 動摩擦係数及び静摩擦係数の向上、
(2) 摩擦特性の改善によるピーク発生の解消、(3) 長期
使用における摩擦係数の経時変化の改善が、摩擦係合装
置の小型、軽量化、及び高トルク容量を得て、それによ
り信頼性の高い製品を提供できるという効果を得たもの
である。
【００２３】なお、この発明の摩擦係合装置は実施例に
示した多板クラッチのみならず、トルクコンバーターの
直結クラッチ、ブレーキバンド、変速機のシンクロナイ
ザーリング等、多くの用途に用いられる。
示した多板クラッチのみならず、トルクコンバーターの
直結クラッチ、ブレーキバンド、変速機のシンクロナイ
ザーリング等、多くの用途に用いられる。
【図１】受動板と駆動板の配列を示す図
【図２】側断面図
【図３】一部拡大図
【図４、図５】図３のＸ−Ｘの断面図
【図６】別な実施例の配列を示す図
【図７】側断面図
【図８】一実施例の正面図
【図９】図８のＸ−Ｘ断面図
【図１０】別実施例の正面図
【図１１】図１０のＸ−Ｘ断面図
【図１２】別実施例の正面図
【図１３】図１２のＸ−Ｘ断面図
【図１４】別実施例の正面図
【図１５】図１４のＸ−Ｘ断面図
【図１６】別実施例の正面図
【図１７、図１８】図１６のＸ−Ｘ断面図
【図１９】別実施例の正面図
【図２０】図１９のＸ−Ｘ断面図
【図２１】別実施例の正面図
【図２２】図２１のＸ−Ｘ断面図
【図２３】別実施例の正面図
【図２４】図２３のＸ−Ｘ断面図
【図２５】摩擦係合装置の一例の側断面図
【図２６】この発明のもののクラッチトルクと制動時間
の耐久初期の関係を示す図
の耐久初期の関係を示す図
【図２７】従来のものの図２６と同様な図
【図２８】この発明のものの耐久後の図２６と同様な図
【図２９】従来のものの耐久後の図２６と同様な図
【図３０】動摩擦係数の経時変化を示す図
【図３１】静摩擦係数の経時変化を示す図
１ 受動板 ２ 駆動板 ３ プレッシャープレート ４ リテーナ ４１ スプライン部 ５ ハブ ５１ スプライン部 ６ インプットシャフト ７ ピストン １０ セラミックス薄膜 １１ 溝 １２ 閉じた溝又は孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−249628（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−278022（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−15043（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 13/62 C23C 30/00 F16D 69/00
Claims (5)
- 【請求項１】 湿式摩擦材と、鋼板、アルミ板等の金属
板とが接合し、摩擦力を発生する摩擦係合装置におい
て、 金属板の摩擦面の少なくとも一方の面にセラミックス薄
膜合成法によるセラミックス薄膜を形成させると共に、
前記のセラミックス薄膜の、膜厚分布を変化させたこと
を特徴とする摩擦係合装置。 - 【請求項２】 前記のセラミックス表面処理を施した金
属板において、金属板の下地粗さもしくはセラミックス
薄膜の表面粗さ分布を変化させたことを特徴とする請求
項１記載の摩擦係合装置。 - 【請求項３】 前記のセラミックス表面処理を施した金
属板において、セラミックス粒子の大きさを同一表面上
において変化させたことを特徴とする請求項１または２
記載の摩擦係合装置。 - 【請求項４】 前記のセラミックス表面処理を施した金
属板において、２種類以上のセラミック質を薄膜として
形成させたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項
記載の摩擦係合装置。 - 【請求項５】 前記のセラミックス表面処理を施した金
属板において、前記セラミックス表面処理が、部分的に
施されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１
項記載の摩擦係合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411954A JP3054716B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 摩擦係合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411954A JP3054716B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 摩擦係合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366029A JPH04366029A (ja) | 1992-12-17 |
| JP3054716B2 true JP3054716B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=18520863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2411954A Expired - Lifetime JP3054716B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 摩擦係合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054716B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016210829B4 (de) | 2015-06-29 | 2021-12-16 | GM Global Technology Operations LLC | Aluminium-Getriebekomponenten mit Elektrokeramikbeschichtung |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2582215Y2 (ja) * | 1992-07-23 | 1998-09-30 | エヌエスケー・ワーナー株式会社 | 摩擦係合装置 |
| US5535870A (en) * | 1995-04-13 | 1996-07-16 | Dynax Corporation | Wet multidisc friction engaging device |
| DE60239710D1 (de) * | 2001-09-27 | 2011-05-19 | Toyota Chuo Kenkyusho Kk | Gleitelement mit hohem reibungskoeffizienten |
| JP4263014B2 (ja) | 2003-04-18 | 2009-05-13 | 株式会社ダイナックス | 硬質皮膜をコーティングした摩擦相手材 |
| JP4813037B2 (ja) * | 2004-10-06 | 2011-11-09 | Ｎｓｋワーナー株式会社 | 湿式多板クラッチのフリクションプレート |
| JP2007146927A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Nsk Warner Kk | ロックアップクラッチ |
| JP2008002558A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Nsk Warner Kk | 湿式フリクションプレート及びそれを使用した湿式多板クラッチ |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2411954A patent/JP3054716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016210829B4 (de) | 2015-06-29 | 2021-12-16 | GM Global Technology Operations LLC | Aluminium-Getriebekomponenten mit Elektrokeramikbeschichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04366029A (ja) | 1992-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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