JP6685070B1 - 接合部品、同接合部品を備えた多板クラッチ装置および接合部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦材などの接合物が接合される芯金などの金属製のベース体の平面度の低下を抑えることができる微細凹部が形成された接合部品、同接合部品を備えた多板クラッチ装置および接合部品の製造方法を提供する。【解決手段】接合部品としての摩擦プレート２００は、芯金２０１における摩擦材２０７の接合部分である接合面２０３に無数の微細凹部２０４が形成されている。接合面２０３は、芯金２０１の周方向に沿って円環状に形成されており、０．１５ｍｍ以下の平面度に形成されている。微細凹部２０４は、接合面２０３上に互いに隣接する微細凹部２０４同士が互いに重なり合うことなく、かつ接合面２０３内における単位面積Ｕａ当たりの形成密度が均一になるように形成されている。この微細凹部２０４は、芯金２０１上にレーザ光Ｌを照射したレーザ加工痕によって形成されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、金属製のベース体に形成された平面状の接合面に接合物が接合された接合部品、同接合部品を備えた多板クラッチ装置および接合部品の製造方法に関する。

従来から、四輪自動車や二輪自動車などの車両においては、エンジンなどの原動機の回転駆動力を車輪などの被動体に伝達または遮断するために多板クラッチ装置が搭載されている。一般に、多板クラッチ装置は、潤滑油中にて互いに対向配置される駆動側プレートおよび従動側プレートの２つのプレートを互いに押し付け合うまたは引き離すことにより回転駆動力の伝達または遮断が行なわれている。

この場合、これらの２つのプレートのうちの一方のプレートは、平板環状の芯金の表面に周方向に沿って摩擦材が設けられた湿式摩擦プレートで構成されている。例えば、下記特許文献１には、平板環状に形成された芯金としてのコアプレートの両側面に摩擦材としてのフェーシングの接着強度を向上させる目的で凹状の無数の凹みを形成したクラッチプレートが開示されている。

特開平９−３２４８２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたクラッチプレートにおいては、無数の凹みをサンドブラスト加工によって成形しているため、砂粒物の芯金に対する衝突の密度のムラ、強さのムラおよび芯金の両側面間での凹みの成形のムラなどによって芯金の平面度が低下するという問題がある。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、摩擦材などの接合物が接合される芯金などの金属製のベース体の平面度の低下を抑えることができる微細凹部が形成された接合部品、同接合部品を備えた多板クラッチ装置および接合部品の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、平面で構成され接合面を有した金属製のベース体と、接合面に接合される接合物とを備えた接合部品であって、接合面は、平面視で円形または円環状に形成されて平面度が０．２ｍｍ以下でかつ凹状に窪んだ無数の微細凹部が形成されており、微細凹部は、互いに隣接する微細凹部同士が互いに重なり合うことなく形成されるとともに接合面の面積より小さい単位面積当たりの形成密度が均一で、かつ接合面の周方向にらせん状に並んで形成されていることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、接合部品は、接合物の接合対象である金属製のベース体における接合面に形成される無数の微細凹部が互いに重なり合うことなくかつ単位面積当たりの形成密度が均一に形成されていることで接合面の平面度を０．２ｍｍ以下にすることができる。なお、微細凹部は、直径が４０μｍ〜１２０μｍの円内に収まる大きさで接合面上に開口した有底の穴または貫通孔である。また、単位面積は、接合面に対して平面視で正方形状の領域の面積であり、例えば、１ｍｍ^２または１ｃｍ^２である。

なお、上記特許文献１には、図３および図６において、コアプレート上に互いに隣接し合う凹み同士が互いに重なり合うことなく形成されている様子が示されている。しかし、
上記特許文献１における凹みは、サンドブラスト加工によって形成されるものであるであるから、凹み同士が重ならないように形成することは不可能である。すなわち、上記特許文献１における図３および図６は、コアプレート上に形成される凹みの理解を助けるために模式的に描かれたものであり、本願発明を開示するものではない。

また、このように構成した本発明の特徴によれば、接合部品は、接合面が平面視で円形または円環状に形成されているとともに、微細凹部が接合面の周方向にらせん状に並んで形成されているため、微細凹部を容易に互いに重なり合うことなくかつ単位面積当たりの形成密度を均一に形成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記接合部品において、微細凹部は、単位面積内における平面視での開口面積の総和が同単位面積に対して４０％以上かつ８０％以下であることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、接合部品は、微細凹部における単位面積内における平面視での開口面積の総和が同単位面積に対して４０％以上かつ８０％以下であるため、微細凹部を容易に互いに重なり合うことなくかつ単位面積当たりの形成密度を均一に形成することができる。

なお、本発明に係る接合部品は、微細凹部をらせん状に形成することに代えて、微細凹部を互いに隣接する微細凹部間の距離が均一に形成することもできる。このように構成した接合部品によれば、接合部品は、互いに隣接する微細凹部間の距離が均一であるため、微細凹部を容易に互いに重なり合うことなくかつ単位面積当たりの形成密度を均一に形成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記接合部品において、微細凹部は、レーザ光による加工痕であることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、接合部品は、微細凹部がレーザ光による加工痕で構成されているため、微細凹部を容易に互いに重なり合うことなくかつ単位面積当たりの形成密度を均一に形成することができる。また、レーザ加工は、サンドブラスト加工よりも接合面に対して残留応力を少なくすることでき、接合面の平面度の低下を抑えることができる。

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また、本発明の他の特徴は、前記接合部品において、ベース体は、平板環状に形成された芯金であり、接合物は、芯金の表面に周方向に沿って貼り付けられた摩擦材であり、接合部品は、クラッチ装置またはブレーキ装置内にて互いに対向配置されて密着または離隔させることで両者間で回転駆動力の伝達または遮断を行う摩擦プレートであることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、接合部品は、ベース体が平板環状に形成された芯金であり、接合物が芯金の表面に周方向に沿って貼り付けられた摩擦材であるため、接合部品をクラッチ装置またはブレーキ装置内にて互いに対向配置されて密着または離隔させることで両者間で回転駆動力の伝達または遮断を行う摩擦プレートとして構成することができる。すなわち、本願発明は、クラッチ装置またはブレーキ装置内にて互いに対向配置されて密着または離隔させることで両者間で回転駆動力の伝達または遮断を行う摩擦プレートの発明としても実施することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記接合部品において、微細凹部は、接合面の表面に対する深さが１０μｍ以下であることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩擦プレートとしての接合部品は、微細凹部が接合面の表面に対する深さが１０μｍ以下に形成されているため、厚さの薄い摩擦プレートの平面度の低下を効果的に抑えることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記接合部品において、芯金には、小片状の複数の前記摩擦材が隙間を介して円環状に設けられており、微細凹部は、芯金上における摩擦材が配置される部分および前記隙間の部分にそれぞれ形成されていることにある。

また、本発明に係る前記接合部品において、微細凹部は、芯金上における摩擦材が配置される周方向上に円環状の領域にのみ形成することもできる。これによれば、摩擦プレートとしての接合部品は、微細凹部が芯金上における摩擦材が配置される周方向上の円環状の領域にのみ形成されているため、微細凹部を効率的に成形することができるとともに厚さの薄い摩擦プレートの平面度の低下を効果的に抑えることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記接合部品において、微細凹部は、ベース体における接合物が接合される部分以外の部分にも形成されており、ベース体は、接合物が接合される部分以外の部分に形成された微細凹部を覆うカバー層を備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、接合部品は、ベース体における接合物が接合される部分以外の部分に形成された微細凹部を覆うカバー層を備えているため、接合物が接合される部分以外の部分に形成された微細凹部を覆って同微細凹部による影響、具体的には、例えば、芯金上に露出する微細凹部による潤滑油の流動性の低下を抑えることができる。

また、本発明は接合部品の発明として実施できるばかりでなく、この接合部品を備えた多板クラッチの発明および接合部品の製造方法の発明としても実施できるものである。

具体的には、原動機によって回転駆動する駆動側プレートに隙間を介して従動側プレートを対向配置して両者を互いに密着または離隔させることで両者間で回転駆動力の伝達または遮断を行う多板クラッチ装置において、駆動側プレートおよび従動側プレートは、少なくとも一方が請求項４ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載したクラッチ装置内に設けられる接合部品としての摩擦プレートであるとよい。これによれば、多板クラッチ装置は、上記接合部品と同様の作用効果を期待することができる。

また、金属製のベース体における平面で構成された接合面に接合物が接合された接合部品の製造方法であって、円形または円環状に形成されて平面度が０．２ｍｍ以下の接合面を有した前記ベース体を用意するベース体用意工程と、ベース体に対してレーザ光を相対的に変位させながら照射することで少なくとも接合面に無数の凹状の微細凹部を形成する微細凹部形成工程と、接合面に接合物を接合する接合物接合工程とを含み、微細凹部形成工程は、互いに隣接する微細凹部同士が互いに重なり合うことなくかつ接合面の面積より小さい単位面積当たりの形成密度が均一になる配置で微細凹部を接合面の周方向に沿ってらせん状に延びて形成するようにすればよい。

この場合、上記接合部品の製造方法において、微細凹部を覆うカバー層を形成するカバー層形成工程を含むようにすればよい。

これらの接合部品の製造方法によれば、上記接合部品と同様の作用効果を期待することができる。

本発明に係る摩擦プレートを備えた多板クラッチ装置の全体構成を示す断面図である。 図１に示す多板クラッチ装置内に組み込まれる本発明に係る摩擦プレートの外観構成の概略を示す平面図である。 図２に示す３−３線から見た摩擦プレートの断面形状を模式的に示す摩擦プレートの部分拡大側面図である。 図２に示す摩擦プレートを構成する芯金の外観構成の概略を示す平面図である。 本発明に係る摩擦プレートの製造工程を示すフローチャートである。 図５に示す摩擦プレートの製造工程における微細凹部形成工程にて使用するレーザ加工装置の構成の概略を模式的に示す側面図である。 図４に示す芯金に微細凹部を形成した状態を模式的に示す平面図である。 本発明の変形例に係る微細凹部の形成パターンの１つのバリエーションを部分的に示した説明図である。 本発明の他の変形例に係る微細凹部の形成パターンの１つのバリエーションを部分的に示した説明図である。 本発明の他の変形例に係る微細凹部の形成パターンの１つのバリエーションを部分的に示した説明図である。 本発明の他の変形例に係る微細凹部の形成パターンの１つのバリエーションを部分的に示した説明図である。

以下、本発明に係る接合部品および同接合部品を備えた多板クラッチ装置および同摩擦プレートの製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る接合部品としての摩擦プレート２００を備えた多板クラッチ装置１００の全体構成の概略を示す断面図である。また、図２は、図１に示す多板クラッチ装置１００が備える摩擦プレート２００の外観構成の概略を示す平面図である。また、図３は、図２に示す３−３線から見た摩擦プレート２００の断面図を模式的に示す部分拡大側面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この多板クラッチ装置１００は、二輪自動車（オートバイ）における原動機であるエンジン（図示せず）の駆動力を被動体である車輪（図示せず）に伝達または遮断するための機械装置であり、同エンジンと変速機（トランスミッション）（図示せず）との間に配置されるものである。

（多板クラッチ装置１００の構成）
多板クラッチ装置１００は、アルミニウム合金製のハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１は、有底円筒状に形成されており、多板クラッチ装置１００の筐体の一部を構成する部材である。このハウジング１０１における図示左側側面には、入力ギア１０２がトルクダンパ１０２ａを介してリベット１０２ｂによって固着されている。入力ギア１０２は、エンジンの駆動により回転駆動する図示しない駆動ギアと噛合って回転駆動する。ハウジング１０１における内周面には、複数枚（本実施形態においては８枚）のクラッチプレート１０３がハウジング１０１の軸線方向に沿って変位可能、かつ同ハウジング１０１と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持されている。

クラッチプレート１０３は、後述する摩擦プレート２００に押し当てられる平板環状の部品であり、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）材からなる薄板材を環状に打ち抜いて成形されている。これらのクラッチプレート１０３における各両側面（表裏面）には、後述する潤滑油を保持するための深さが数μｍ〜数十μｍの図示しない油溝が形成されている。また、クラッチプレート１０３における油溝が形成された各両側面（表裏面）には、耐摩耗性を向上させる目的で表面硬化処理がそれぞれ施されている。なお、この表面硬化処理については本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

ハウジング１０１の内部には、略円筒状に形成された摩擦板ホルダ１０４がハウジング１０１と同心で配置されている。この摩擦板ホルダ１０４の内周面には、摩擦板ホルダ１０４の軸線方向に沿って多数のスプライン溝が形成されており、同スプライン溝にシャフト１０５がスプライン嵌合している。シャフト１０５は、中空状に形成された軸体であり、一方（図示右側）の端部側がニードルベアリング１０５ａを介して入力ギア１０２およびハウジング１０１を回転自在に支持するとともに、前記スプライン嵌合する摩擦板ホルダ１０４をナット１０５ｂを介して固定的に支持する。すなわち、摩擦板ホルダ１０４は、シャフト１０５とともに一体的に回転する。一方、シャフト１０５における他方（図示左側）の端部（図示せず）は、二輪自動車における図示しない変速機に連結されている。

シャフト１０５の中空部には、軸状のプッシュロッド１０６がシャフト１０５における前記一方（図示右側）の端部から突出した状態で貫通して配置されている。プッシュロッド１０６は、シャフト１０５における一方（図示右側）の端部から突出した端部の反対側（図示左側）が二輪自動車における図示しないクラッチ操作レバーに連結されており、同クラッチ操作レバーの操作によってシャフト１０５の中空部内をシャフト１０５の軸線方向に沿って摺動する。

摩擦板ホルダ１０４の外周面には、複数枚（本実施形態においては７枚）の摩擦プレート２００が前記クラッチプレート１０３を挟んだ状態で、摩擦板ホルダ１０４の軸線方向に沿って変位可能、かつ同摩擦板ホルダ１０４と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持されている。

一方、摩擦板ホルダ１０４の内部には、所定量の潤滑油（図示しない）が充填されているとともに、３つの筒状支持柱１０４ａがそれぞれ形成されている（図においては１つのみ示す）。潤滑油は、摩擦プレート２００とクラッチプレート１０３との間に供給されてこれらの摩擦プレート２００とクラッチプレート１０３との間で生じる摩擦熱の吸収や摩擦材２０７の摩耗を防止する。

また、３つの筒状支持柱１０４ａは、摩擦板ホルダ１０４の軸線方向外側（図示右側）に向って突出した状態でそれぞれ形成されており、摩擦板ホルダ１０４と同心の位置に配置された押圧カバー１０７がボルト１０８ａ，受け板１０８ｂおよびコイルバネ１０８ｃを介してそれぞれ組み付けられている。押圧カバー１０７は、摩擦プレート２００の外径と略同じ大きさの外径の略円板状に形成されており、前記コイルバネ１０８ｃによって摩擦板ホルダ１０４側に押圧されている。また、押圧カバー１０７の内側中心部には、プッシュロッド１０６における図示右側先端部に対向する位置にレリーズベアリング１０７ａが設けられている。

（摩擦プレート２００の構成）
摩擦プレート２００は、詳しくは図２および図３にそれぞれに示すように、平板環状の芯金２０１上に油溝２０５および摩擦材２０７をそれぞれ備えて構成されている。芯金２０１は、摩擦プレート２００の基部となる部材であり、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）材からなる薄板材を略環状に打ち抜いて成形されている。この場合、芯金２０１の内周部には、摩擦板ホルダ１０４とスプライン嵌合させるための内歯状のスプライン２０２が形成されている。

この摩擦プレート２００における前記クラッチプレート１０３に対向する側面、すなわち、芯金２０１におけるクラッチプレート１０３に対向する円環状の板面には、接合面２０３上に微細凹部２０４およびカバー層２０６を介して摩擦材２０７が芯金２０１の周方向に沿って設けられている。

接合面２０３は、摩擦材２０７が接合される部分であり、平面で構成されている。この接合面２０３は、本実施形態においては、図４のハッチング部分に示すように、芯金２０１の板面におけるスプライン２０２より径方向外側の円環状に形成されている。この場合、接合面２０３は、摩擦材２０７における芯金２０１の径方向の幅よりも僅かに広い幅で形成されるとともに、小片状の摩擦材２０７と摩擦材２０７の間の摩擦材２０７が設けられていない部分も含めて接合面２０３である。すなわち、接合面２０３は、摩擦材２０７における芯金２０１の径方向の幅よりも僅かに広い幅で芯金２０１の周方向に沿って連続的に延びる円環状に形成されている。

この接合面２０３は、芯金２０１の両面にそれぞれ形成されており、平面度が０．１５ｍｍ以下の平坦な平面に形成されている。ここで、平面度とは、平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさであり、測定対象となる表面を２つの平行な仮想平面で挟んだときに、これら２つの仮想平面の間隔が最小となる場合の２平面の間隔で表されるものである。この平面度は、ダイヤルゲージ、オプティカルフラット（平面ゲージ）またはレーザ光を用いた測定器などで測定することができる。

なお、接合面２０３は、摩擦材２０７における芯金２０１の径方向の幅と同じ幅で形成されていてもよいことは当然である。また、接合面２０３は、芯金２０１の板面における摩擦材２０７が接合される部分のみ、すなわち、小片状の摩擦材２０７と摩擦材２０７の間の摩擦材２０７が設けられていない部分を除いた摩擦材２０７が実際に接合される部分のみで構成されていてもよい。また、芯金２０１は、本実施形態においては、接合面２０３を含めて両面の全体の平面度が０．１５ｍｍ以下の平坦な平面に形成されている。また、接合面２０３は、視覚的に明確に現れないため図４において敢えてハッチングで示しているが、図２、図３および図７においては図示されていない。

微細凹部２０４は、接合面２０３上に接合される摩擦材２０７の接合力を向上させるための部分であり、接合面２０３の表面から凹状に窪んだ形状に形成されている。この場合、微細凹部２０４は、接合面２０３の表面に極めて微小な大きさで開口している。具体的には、微細凹部２０４は、直径が４０μｍ〜１２０μｍの円内に収まる大きさで開口している。本実施形態においては、微細凹部２０４は、平面視で直径が８０μｍの円形に開口している。

また、微細凹部２０４は、有底の穴で構成されている。本実施形態においては、微細凹部２０４は、底部の最深部が１０μｍの深さで球面状に形成されている。なお、微細凹部２０４は、芯金２０１を貫通して形成することもできる。

この微細凹部２０４は、接合面２０３上に互いに隣接する微細凹部２０４同士が互いに重なり合うことなく、かつ接合面２０３内における単位面積Ｕａ当たりの形成密度が均一になるように形成されている。この場合、形成密度が均一とは、接合面２０３内のどの位置においても厳密に一定の数が形成されていることを意味するものではないことは当然であり、実質的に均一という意味である。具体的には、形成密度が均一とは、±１０％以内の範囲に収まっていることを意味する。本実施形態においては、微細凹部２０４は、平面視で１ｍｍ^２の正方形領域内に約１００個の微細凹部２０４が形成されている。このため、単位面積Ｕａ内における微細凹部２０４の平面視上の総面積の割合は、約５０％である。なお、単位面積Ｕａは、接合面２０３に設定する架空の領域である。

また、微細凹部２０４は、芯金２０１の周方向に沿ってらせん状に配列されて形成されている。この場合、微細凹部２０４は、らせん方向に沿って等間隔に形成されている。また、微細凹部２０４は、レーザ光を照射することで芯金２０１の表面の一部を凹状に除去したレーザ加工痕によって形成されている。なお、図２、後述する図３、および後述する図７においては、微細凹部２０４を誇張して示している。

油溝２０５は、摩擦プレート２００の芯金２０１の内周縁と外周縁との間で潤滑油を導く流路であるとともに摩擦プレート２００とクラッチプレート１０３との間に潤滑油を存在させておくためのオイル保持部分でもあり、互いに隣接する摩擦材２０７と摩擦材２０７との間の隙間で構成されている。本実施形態においては、油溝２０５は、小片状の３つの摩擦材２０７ごとの間に扇状に形成された部分と、２つの扇状の油溝２０５の間に配置された前記３つの摩擦材２０７の各間に直線状に延びて形成された部分とで構成されている。

カバー層２０６は、芯金２０１上における摩擦材２０７が配置されない部分に形成されている微細凹部２０４を覆う部分である。具体的には、カバー層２０６は、熱硬化性樹脂製の接着剤によって構成されており、芯金２０１の両面の全面に略均一の厚さで形成されている。本実施形態においては、カバー層２０６は、スプライン２０２の両側の側面上にもそれぞれ形成されている。

また、カバー層２０６は、少なくとも微細凹部２０４の深さを浅くすることができる厚さに形成される。具体的には、カバー層２０６は、１μｍ以上かつ３０μｍ以下が好適であるが５μｍ以上かつ２０μｍ以下がより好適である。本実施形態においては、カバー層２０６は、芯金２０１の表面から６μｍの厚さで形成されている。この場合、カバー層２０６は、芯金２０１の表面を人が視認できる程度の透明または半透明に形成されている。

また、カバー層２０６を構成する熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂またはポリイミド樹脂を用いることができる。本実施形態においては、カバー層２０６は、フェノール樹脂で構成されている。また、カバー層２０６を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂以外に各種エラストマ（例えば、ニトリルゴム系またはクロロプレンゴム系）を用いることができる。これらの場合、カバー層２０６を構成する樹脂は、必ずしも接着性を有する必要はない。すなわち、カバー層２０６は、少なくとも微細凹部２０４の深さを浅くすることができる樹脂で構成されていればよく、摩擦材２０７を芯金２０１上で固着させる材料はカバー層２０６を構成する樹脂とは異なる物質からなる接着剤を用いてもよい。

摩擦材２０７は、前記クラッチプレート１０３に対する摩擦力を向上させるものであり、芯金２０１の周方向に沿って貼り付けられた小片状の紙材によって構成されている。本実施形態においては、摩擦材２０７は、芯金２０１の周方向に延びる四角形状の３つ小片を直線状の３つの油溝２０５を介して芯金２０１の周方向にそれぞれ配置した小片群を扇状の８つの油溝２０５を介して芯金２０１の周方向に８つ配置して構成されている。なお、摩擦材２０７は、摩擦プレート２００とクラッチプレート１０３との摩擦力を向上させることができる素材で構成されていれば、紙材以外の素材、例えば、コルク材、ゴム材またはガラス材などで構成することができる。なお、図２においては、摩擦材２０７を故意ハッチングで示している。

（摩擦プレート２００の製造）
次に、このように構成された摩擦プレート２００の製造方法について図５を用いて簡単に説明する。まず、作業者は、第１工程として、芯金２０１および摩擦材２０７をそれぞれ用意する。具体的には、作業者は、図４に示すように、別途のプレス加工によって芯金２０１をスプライン２０２を有した円環状に形成する。

このプレス加工は、芯金２０１の材料となる金属製（例えば、ＳＰＣＣ材）の薄板材を金型を用いて円環状に打ち抜く公知の加工手法である。この場合、作業者は、芯金２０１の材料となる金属製の薄板材として平面度が０．１５ｍｍ以下の板材を用いる。これにより、作業者は、平面度が０．１５ｍｍ以下の平坦な接合面２０３を有した平板状の芯金２０１を得ることができる。すなわち、この第１工程における芯金２０１を用意する工程が、本発明に係るベース体用意工程に相当する。また、摩擦材２０７は、別途の抄造加工によって帯状に形成される。この摩擦材２０７の抄造加工は、従来から公知の手法であるため説明を省略する。

次に、作業者は、第２工程として、芯金２０１の両面に微細凹部２０４をそれぞれ形成する。この場合、作業者は、図６に示すように、レーザ加工装置３００を用いて微細凹部２０４の成形加工を行う。ここで、レーザ加工装置３００は、芯金２０１上に対してレーザ光Ｌを照射して微細凹部２０４を成形するための機械装置である。このレーザ加工装置３００は、公知の機械装置であり詳細な説明は割愛するが、その構成を簡単に説明しておく。

レーザ加工装置３００は、主として、レーザ発振器（図示せず）、レーザ調整光学系（図示せず）、レーザヘッド３０１、ワークテーブル３０２および制御装置（図示せず）をそれぞれ備えて構成されている。レーザ発振器は、芯金２０１の表面を凹状に除去加工して微細凹部２０４を形成するためのレーザ光Ｌを出射するための機械装置である。本実施形態においては、レーザ発振器は、周波数が３００ｋＨｚ、出力が６０Ｗ、パルス幅がナノ秒、ピコ秒またはフェムト秒などのパルス幅の短いパルスレーザ光を発振する発振器で構成されている。レーザ調整光学系は、レーザ発振器が出射したレーザ光Ｌのビーム径、ビーム形状および収差の補正などの各種調整を行いつつレーザヘッド３０１に導くレンズおよびミラーなどの各種光学素子および光ファイバなどからなる光学部品で構成されている。

レーザヘッド３０１は、レーザ調整光学系から導かれたレーザ光Ｌをワークテーブル３０２に向かって出射して芯金２０１上に集光する光学装置である。このレーザヘッド３０１は、ワークテーブル３０２に対して互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３軸方向に変位可能に構成されている。ワークテーブル３０２は、レーザヘッド３０１に対向する位置で摩擦材２０７が貼り付けられた芯金２０１を着脱自在に保持する装置である。なお、レーザヘッド３０１とワークテーブル３０２との位置関係は相対的なものであるため、レーザヘッド３０１に代えてワークテーブル３０２を変位させるように構成してもよいことは当然である。

制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、レーザ加工装置３００の全体の作動を総合的に制御する。具体的には、制御装置は、作業者の指示に従ってレーザ発振器、レーザ調整光学系およびレーザヘッド３０１の各作動を制御して芯金２０１上にレーザ光Ｌを照射しつつ変位させて微細凹部２０４を形成する。

この第２工程において、作業者は、芯金２０１をワークテーブル３０２上に保持させた後、レーザ加工装置３００の制御装置に対して微細凹部２０４の加工を指示する。この指示に応答して、制御装置は、レーザヘッド３０１からレーザ光Ｌを出射させながら同レーザヘッド３０１をＸ軸方向およびＹ軸方向に変位させることで芯金２０１上でレーザ光Ｌを変位させて微細凹部２０４を形成する。

具体的には、制御装置は、図７に示すように、芯金２０１における接合面２０３の最内周部分にレーザ光Ｌの照射を開始してこの位置Ｐ_１を始点としてレーザヘッド３０１を徐々に径方向外側に向かうらせん軌跡状に変位させて接合面２０３の最外周部の位置Ｐ_２に到達した時点でレーザ光Ｌの出射を停止する。これにより、芯金２０１においては、接合面２０３に周方向に沿ってらせん状に並んだ状態で多数の微細凹部２０４が形成される。

この場合、芯金２０１の接合面２０３には、互いに隣接する微細凹部２０４同士が互いに重なり合うことなくかつ単位面積Ｕａ当たりの形成密度が均一に形成されることで接合面２０３を含む側面全体の平面度（０．１５ｍｍ以下）を維持することができる。なお、本実施形態においては、各微細凹部２０４は、レーザヘッド３０１から出射される１パルス分のレーザ光Ｌによって形成される１つの加工痕で１つの微細凹部２０４が成形されるが、複数の加工痕（つまり、２パルス以上のレーザ光Ｌ）によって１つの微細凹部２０４を成形することもできる。なお、図７においては、レーザ光Ｌが変位する円軌道を破線で示している。

次いで、作業者は、ワークテーブル３０２上から芯金２０１を取り出すことで芯金２０１の片面側に対する微細凹部２０４の成形作業が終了する。したがって、作業者は、微細凹部２０４が成形された芯金２０１を裏返してもう一方の表面に対して同様の作業を行って微細凹部２０４を成形する。これにより、作業者は、芯金２０１の両面における接合面２０３の各表面に微細凹部２０４をそれぞれ形成することができる。すなわち、この第２工程が、本発明に係る微細凹部形成工程に相当する。

次に、作業者は、第３工程として、芯金２０１の２つの板面にカバー層２０６をそれぞれ形成する。具体的には、作業者は、図３に示すように、カバー層２０６の原料となる液体状の熱硬化性樹脂からなる樹脂層原料を刷毛またはローラなどの器具を用いて芯金２０１の２つの板面の各全面に塗布した後、加熱して乾燥させることで樹脂層原料が硬化したカバー層２０６を形成することができる。この場合、作業者は、芯金２０１の表面に対して１回の塗布または複数回の重ね塗りによってカバー層２０６を形成することができる。この第３工程が、本発明に係るカバー層形成工程に相当する。

次に、作業者は、第４工程として、芯金２０１の２つの板面に摩擦材２０７をそれぞれ貼り付ける。具体的には、作業者は、液体状の接着剤（図示せず）を刷毛またはローラなどの器具を用いて芯金２０１上の２つのカバー層２０６の各全面に塗布した後、この接着剤が乾燥する前に摩擦材２０７を載置して接着剤を乾燥させる。本実施形態においては、接着剤は、カバー層２０６の原料と同じ液体状の熱硬化性樹脂からなる樹脂層原料を用いる。すなわち、カバー層２０６を構成する樹脂原料は、接着剤で構成されている。

また、この場合、作業者は、芯金２０１への摩擦材２０７の載置に際して、帯状に延びる摩擦材２０７を芯金２０１に載置した状態で切断して摩擦材２０７を小片状に形成してもよいし、予め小片状に形成した摩擦材２０７を芯金２０１に載置するようにしてもよい。これにより、摩擦材２０７は、芯金２０１におけるカバー層２０６上に固着される。この第４工程が、本発明に係る接合物接合工程に相当する。

なお、この第４工程においては、作業者は、接着剤を摩擦材２０７を配置する位置にのみ、または円環状の接合面２０３上にのみ塗布することもできる。また、作業者は、芯金２０１への接着剤の塗布に代えてまたは加えて摩擦材２０７側に接着剤を塗布するようにしてもよい。この後、作業者は、摩擦特性の調整工程および検査工程を実施して摩擦プレート２００を完成させるが、本発明に直接関わらないためそれらの説明は省略する。

（多板クラッチ装置１００および摩擦プレート２００の作動）
次に、上記のように構成した多板クラッチ装置１００および摩擦プレート２００の作動について説明する。この摩擦プレート２００は、前記したように多板クラッチ装置１００内に組み付けられて用いられる。そして、この多板クラッチ装置１００は、前記したように、車両におけるエンジンと変速機との間に配置されるものであり、車両の操作者によるクラッチ操作レバーの操作によってエンジンの駆動力の変速機への伝達および遮断を行なう。

すなわち、車両の操作者（図示せず）がクラッチ操作レバー（図示せず）を操作してプッシュロッド１０６を後退（図示左側に変位）させた場合には、プッシュロッド１０６の先端部がレリーズベアリング１０７ａを押圧しない状態となり、押圧カバー１０７がコイルバネ１０８ｃの弾性力によってクラッチプレート１０３を押圧する。これにより、クラッチプレート１０３および摩擦プレート２００は、摩擦板ホルダ１０４の外周面にフランジ状に形成された受け部１０４ｂ側に変位しつつ互いに押し当てられて摩擦連結された状態となる。この結果、入力ギア１０２に伝達されたエンジンの駆動力がクラッチプレート１０３、摩擦プレート２００、摩擦板ホルダ１０４およびシャフト１０５を介して変速機に伝達される。

このクラッチプレート１０３と摩擦プレート２００とが摩擦接触した状態において摩擦プレート２００は、摩擦材２０７が微細凹部２０４を介して芯金２０１に対して強固に接合しているため、クラッチプレート１０３に対して精度よく回転駆動力を伝達することができる。

一方、車両の操作者がクラッチ操作レバー（図示せず）を操作してプッシュロッド１０６を前進（図示右側に変位）させた場合には、プッシュロッド１０６の先端部がレリーズベアリング１０７ａを押圧する状態となり、押圧カバー１０７がコイルバネ１０８ｃの弾性力に抗しながら図示右側に変位して押圧カバー１０７とクラッチプレート１０３とが離隔する。これにより、クラッチプレート１０３および摩擦プレート２００は、押圧カバー１０７側に変位しつつ互いに押し当てられて連結された状態が解除されて互いに離隔する。この結果、クラッチプレート１０３から摩擦プレート２００への駆動力の伝達が行われなくなり、入力ギア１０２に伝達されたエンジンの駆動力の変速機への伝達が遮断される。

クラッチプレート１０３と摩擦プレート２００とが離隔した状態においても摩擦プレート２００は、摩擦材２０７が微細凹部２０４を介して芯金２０１に対して強固に接合しているため、摩擦材２０７が芯金２０１から離脱または部分的な捲れまたは浮きが生じることもない。また、摩擦プレート２００は、油溝２０５などの芯金２０１の接合面２０３における摩擦材２０７が設けられていない部分に形成された微細凹部２０４が摩擦材２０７の接着剤で覆われているため、潤滑油の流通性の低下を防止することができる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、接合部品として摩擦プレート２００を備えた多板クラッチ装置１００は、接合物としての摩擦材２０７の接合対象である金属製の芯金２０１における接合面２０３に形成される無数の微細凹部２０４が互いに重なり合うことなくかつ単位面積Ｕａ当たりの形成密度が均一に形成されていることで接合面２０３の平面度を０．１５ｍｍ以下にすることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、微細凹部２０４は、平面視で直径が８０μｍの円形に開口するように形成した。しかし、微細凹部２０４は、直径が４０μｍ〜１２０μｍの円内に収まる大きさで開口して形成されていればよい。したがって、微細凹部２０４は、円形または楕円形以外の形状、例えば、方形状または三角形状などの形状に形成されていてもよい。

また、上記実施形態においては、微細凹部２０４は、底部の最深部が１０μｍの深さで球面状に形成した。しかし、微細凹部２０４は、接合面２０３の表面から底部までの深さが１０μｍ未満であってもよいし、１０μｍ以上であってもよい。また、微細凹部２０４は、底部が球面以外の形状、方形または錐状に形成されていてもよい。なお、微細凹部２０４は、芯金２０１に形成する場合には、５μｍ以上かつ２０μｍ以下が適しているが、１０μｍ以下がより好適である。

また、上記実施形態においては、微細凹部２０４は、平面視での開口面積の総和が同単位面積Ｕａに対して５０％に形成した。しかし、微細凹部２０４は、少なくとも単位面積Ｕａ内当たりの形成密度が微細凹部２０４が形成されている領域内のどの位置においも均一になるように形成されていればよい。したがって、微細凹部２０４は、平面視での開口面積の総和が同単位面積Ｕａに対して５０％未満であってもよいし５０％を超えていてもよい。この場合、微細凹部２０４は、平面視での開口面積の総和が同単位面積Ｕａに対して４０％以上かつ８０％以下が好適である。また、微細凹部２０４は、互いに隣接する微細凹部２０４同士が互いに重なることがないように形成、すなわち、互いに離隔して形成されていればよいが、互いに隣接する微細凹部２０４同士が互いに接するように形成することも可能である。

また、上記実施形態においては、微細凹部２０４は、芯金２０１の周方向に沿ってらせん状に配列されて形成されている。しかし、微細凹部２０４は、互いに隣接する微細凹部２０４同士が互いに重なり合うことなく形成されるとともに接合面の面積より小さい単位面積Ｕａ当たりの形成密度が均一に形成されていればよい。したがって、微細凹部２０４は、例えば、図８に示すように、芯金２０１の中心で互いに直交する２方向（図示左右上下方向）にそれぞれ直線的に並べて形成することができる。また、微細凹部２０４は、例えば、図９に示すように、図示左右方向に直線的に配置した微細凹部２０４の列に隣接する微細凹部２０４の列を配置方向にずらして配置して形成することができる。また、微細凹部２０４は、例えば、図１０に示すように、互いに隣接する微細凹部２０４間の距離が均一になるように形成することもできる。また、微細凹部２０４は、例えば、図１１に示すように、微細凹部２０４を環状に配置して形成することもできる。また、微細凹部２０４は、これらのほか、放射状または円環状に配置して形成することもできる。なお、図８ないし図１１は、接合面２０３に形成される多数の微細凹部２０４のうちの一部のみを抽出して示している。

また、上記実施形態においては、微細凹部２０４は、パルスレーザ光Ｌを用いて加工を行った。しかし、微細凹部２０４は、レーザ加工以外の加工方法を用いて形成することもできる。例えば、微細凹部２０４は、放電加工によって形成することもできる。したがって、微細凹部２０４は、レーザ光による加工痕以外の加工痕であってもよい。

また、上記実施形態においては、芯金２０１の接合面２０３は、平面度を０．１５ｍｍ以下に形成した。しかし、接合面２０３は、平面度を少なくとも０．２ｍｍ以下に形成されていればよい。したがって、接合面２０３は、平面度を０．１５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下に形成してもよいし、平面度を０．１５ｍｍ未満に形成してもよい。また、接合面２０３は、芯金２０１における一方の側面にのみ形成することもできる。すなわち、微細凹部２０４は、芯金２０１における一方の側面にのみ形成することもできる。

また、上記実施形態においては、カバー層２０６を芯金２０１の両面の全面に形成した。しかし、カバー層２０６は、少なくとも摩擦材２０７が配置されない微細凹部２０４上に形成されていればよい。この場合、カバー層２０６は、微細凹部２０４を埋めて芯金２０１の表面に層状に形成されていてもよいし、微細凹部２０４内の一部または全部を埋めて芯金２０１の表面に形成されていなくてもよい。

また、上記実施形態においては、摩擦プレート２００は、微細凹部２０４をカバー層２０６で覆うように構成した。しかし、摩擦プレート２００は、カバー層２０６を省略して構成することもできる。すなわち、摩擦プレートの製造工程において、カバー層形成工程を省略することができる。また、カバー層２０６は、摩擦材２０７の接着性を有する樹脂材料で構成した。しかし、カバー層２０６は、必ずしも接着性を有する必要はなく摩擦材２０７の接着性を有さない樹脂材料で構成することができる。また、カバー層２０６は、不透明に形成することでもきる。

また、上記実施形態においては、摩擦材２０７は、芯金２０１の周方向に沿って複数の小片を油溝２０５を構成する隙間を介して断続的に並べて設けた。しかし、摩擦材２０７は、多板クラッチ装置１００の仕様に応じて適宜設けられるものである。したがって、摩擦材２０７は、芯金２０１の周方向に連続的に延びる円環状に形成することもできる。すなわち、摩擦プレート２００は、油溝２０５を省略して構成することができる。

また、上記実施形態においては、摩擦プレート２００は、シャフト１０５と一体的に回転駆動する摩擦板ホルダ１０４に保持されている。すなわち、摩擦プレート２００は、エンジンの回転駆動力によって回転駆動するクラッチプレート１０３に対向配置されて多板クラッチ装置１００における出力軸であるシャフト１０５と一体的に回転駆動する対向側プレートに適用した。しかし、摩擦プレート２００は、エンジンの回転駆動力によって回転駆動する駆動側プレートとしてのクラッチプレート１０３に適用することもできる。

また、上記実施形態においては、レーザ加工装置３００は、レーザヘッド３０１を互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３軸方向に変位可能に構成した。しかし、レーザ加工装置３００は、芯金２０１上の摩擦材２０７に対して微細溝２１１を形成することができるように構成されていれば他の構成を採用することができる。したがって、レーザ加工装置３００は、例えば、レーザヘッド３０１および／またはワークテーブル３０２の変位に代えてまたは加えてレーザヘッド３０１内にガルバノスキャナーまたはポリゴンミラーを備えてレーザ光をＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ走査するように構成することができる。また、レーザ加工装置３００は、可動的または固定的に構成されたワークテーブル３０２上で摩擦材２０７が貼り付けられた芯金２０１を保持してこの芯金２０１をワークテーブル３０２上で回転駆動またはＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ走査するように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、摩擦プレート２００は、潤滑油中で回転駆動させる湿式の多板クラッチ装置１００に適用した。しかし、摩擦プレート２００は、潤滑油を用いない乾式の多板クラッチ装置１００に適用することもできる。また、摩擦プレート２００は、エンジンからの駆動力を出力軸側に増幅して伝達するトルクコンバータ内に設けられるクラッチ装置（図示せず）に用いられる摩擦プレートにも適用できるものである。また、摩擦プレート２００は、原動機による回転運動を制動するブレーキ装置（図示せず）に用いられる摩擦プレートにも適用できるものである。

また、上記実施形態においては、本発明に係る接合部品を摩擦プレート２００に適用した例について説明した。すなわち、上記実施形態における芯金２０１が本発明に係るベース体に相当し、上記実施形態における摩擦材２０７が本発明に係る接合物に相当する。しかし、本発明は、金属製のベース体に形成された平面状の接合面に接合物が接合された接合部品に広く適用することができる。

この場合、ベース体を構成する金属材料は、アルミニウム材などの非鉄金属、ステンレス材などの鋼材または各種合金材がある。また、接合物としては、金属材料でもよいし、金属材料以外の材料、例えば、ゴム、エラストマ、樹脂またはセラミックがある。また、接合部品としては、ウォータポンプ、シリンダヘッド、オイルパン、電子機器の外装品などがある。

Ｕａ…接合面に形成される微細凹部の形成密度を規定する単位面積、Ｌ…レーザ光、Ｐ_１…芯金２０１上におけるレーザ光Ｌの照射開始位置、Ｐ_２…芯金２０１の外側におけるレーザ光Ｌの照射停止位置、
１００…多板クラッチ装置、１０１…ハウジング、１０２…入力ギア、１０２ａ…トルクダンパ、１０２ｂ…リベット、１０３…クラッチプレート、１０４…摩擦板ホルダ、１０４ａ…筒状支持柱、１０４ｂ…受け部、１０５…シャフト、１０５ａ…ニードルベアリング、１０５ｂ…ナット、１０６…プッシュロッド、１０７…押圧カバー、１０７ａ…レリーズベアリング、１０８ａ…ボルト、１０８ｂ…受け板、１０８ｃ…コイルバネ、
２００…摩擦プレート、２０１…芯金、２０２…スプライン、２０３…接合面、２０４…微細凹部、２０５…油溝、２０６…カバー層、２０７…摩擦材、
３００…レーザ加工装置、３０１…レーザヘッド、３０２…ワークテーブル。

Claims (10)

1. 平面で構成され接合面を有した金属製のベース体と、
   前記接合面に接合される接合物とを備えた接合部品であって、
   前記接合面は、
   平面視で円形または円環状に形成されて平面度が０．２ｍｍ以下でかつ凹状に窪んだ無数の微細凹部が形成されており、
   前記微細凹部は、
   互いに隣接する前記微細凹部同士が互いに重なり合うことなく形成されるとともに前記接合面の面積より小さい単位面積当たりの形成密度が均一で、かつ前記接合面の周方向にらせん状に並んで形成されていることを特徴とする接合部品。
2. 請求項１に記載した接合部品において、
   前記微細凹部は、
   前記単位面積内における平面視での開口面積の総和が同単位面積に対して４０％以上かつ８０％以下であることを特徴とする接合部品。
3. 請求項１または請求項２に記載した接合部品において、
   前記微細凹部は、レーザ光による加工痕であることを特徴とする接合部品。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した接合部品において、
   前記ベース体は、平板環状に形成された芯金であり、
   前記接合物は、前記芯金の表面に周方向に沿って貼り付けられた摩擦材であり、
   前記接合部品は、
   クラッチ装置またはブレーキ装置内にて互いに対向配置されて密着または離隔させることで両者間で回転駆動力の伝達または遮断を行う摩擦プレートであることを特徴とする接合部品。
5. 請求項４に記載した接合部品において、
   前記微細凹部は、
   前記接合面の表面に対する深さが１０μｍ以下であることを特徴とする接合部品。
6. 請求項４または請求項５に記載した接合部品において、
   前記芯金には、小片状の複数の前記摩擦材が隙間を介して円環状に設けられており、
   前記微細凹部は、
   前記芯金上における前記摩擦材が配置される部分および前記隙間の部分にそれぞれ形成されていることを特徴とする接合部品。
7. 請求項４ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した接合部品において、
   前記微細凹部は、前記ベース体における前記接合物が接合される部分以外の部分にも形成されており、
   前記ベース体は、
   前記接合物が接合される部分以外の部分に形成された前記微細凹部を覆うカバー層を備えることを特徴とする接合部品。
8. 原動機によって回転駆動する駆動側プレートに隙間を介して従動側プレートを対向配置して両者を互いに密着または離隔させることで両者間で回転駆動力の伝達または遮断を行う多板クラッチ装置において、
   前記駆動側プレートおよび前記従動側プレートは、
   少なくとも一方が前記請求項４ないし前記請求項７のうちのいずれか１つに記載した前記クラッチ装置内に設けられる前記接合部品としての前記摩擦プレートであることを特徴とする多板クラッチ装置。
9. 金属製のベース体における平面で構成された接合面に接合物が接合された接合部品の製造方法であって、
   円形または円環状に形成されて平面度が０．２ｍｍ以下の前記接合面を有した前記ベース体を用意するベース体用意工程と、
   前記ベース体に対してレーザ光を相対的に変位させながら照射することで少なくとも前記接合面に無数の凹状の微細凹部を形成する微細凹部形成工程と、
   前記接合面に前記接合物を接合する接合物接合工程とを含み、
   前記微細凹部形成工程は、
   互いに隣接する前記微細凹部同士が互いに重なり合うことなくかつ前記接合面の面積より小さい単位面積当たりの形成密度が均一になる配置で前記微細凹部を前記接合面の周方向に沿ってらせん状に延びて形成することを特徴とする接合部品の製造方法。
10. 請求項９に記載した接合部品の製造方法において、
    前記微細凹部を覆うカバー層を形成するカバー層形成工程とを含むことを特徴とする接合部品の製造方法。
    

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