JP6774765B2

JP6774765B2 - 摩擦板および流体伝動装置

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Publication number: JP6774765B2
Application number: JP2016051659A
Authority: JP
Inventors: 和彦杉田; 誠中寉; 英孝伊藤; 康志中村; 岡田　卓也; 岡田　　卓也; 勇八壽八
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2036-03-15
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Description

本明細書において開示する本開示の発明は、摩擦板および流体伝動装置に関する。

従来、この種の摩擦板として、円環板状のベースプレートと、そのベースプレートの少なくとも一方の面に周方向に所定間隔をあけて複数固着された摩擦材とを備え、クラッチの係合時に摩擦材が対向する相手板（別の摩擦板）に接触するよう摩擦材を押し付けるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この摩擦板の各摩擦材は、打ち抜き加工によって形成された後に、打ち抜き加工によって生じる周方向のエッジを押さえるため、圧縮成形により周方向の両端に段差部を形成する。これにより、エッジが残存することによる油膜のかきとりを防止して、摩擦板と相手板との間に十分な油膜を形成してドラッグトルクを安定させるものとしている。

特開２００２−１５６０２１号公報

上述した摩擦板では、クラッチの非係合時に流れる作動油は、摩擦板と相手板との隙間への流入側となる上流側段差部において隙間が狭くなるために圧縮され、摩擦板と相手板との隙間からの流出側となる下流側段差部で隙間が広くなるために膨張されることになる。このため、作動油の圧力は、上流側段差部において正圧側に変化し、下流側段差部において負圧側に変化する傾向にある。上流側段差部と下流側段差部とが設計通りに同じ幅・高さに形成されている場合には、正圧側への変化分と負圧側への変化分とが略同じ大きさとなって打ち消し合うことになる。しかし、例えば周方向における段差部の幅や高さ等のバラツキにより作動油の圧力の負圧側への変化分が正圧側への変化分よりも大きくなると、負圧によって摩擦板と相手板とが引き付けられるため、引き摺りトルクが増大してしまうおそれがある。

従って、本開示の発明は、摩擦材の周方向両側において、正圧側への変化分が負圧側への変化分より大きくすることにより、引き摺りトルクを低減させることを主目的とする。

本開示の摩擦板および流体伝動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の摩擦板は、
入力回転部材と出力回転部材とを係合する摩擦係合装置に用いられ、円環板状のベースプレートと、該ベースプレートの周方向に設けられた摩擦材とを備える摩擦板であって、
前記摩擦材は、前記摩擦係合装置の係合時に摩擦対象物に接触する接触部を有し、前記周方向において前記接触部の少なくとも一方側で前記ベースプレートのプレート面からの高さが前記接触部よりも低く形成されており、
前記周方向における前記接触部の両側は、前記入力回転部材の回転速度が前記出力回転部材の回転速度よりも高い状態で流れる流体の前記周方向における上流側となる上流部と前記周方向における下流側となる下流部とした場合に、前記上流部における流体圧の正圧側への変化分が前記下流部における流体圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように形状が異なる
ことを要旨とする。

この摩擦板は、摩擦対象物に接触する接触部の周方向における両側は、入力回転部材の回転速度が出力回転部材の回転速度よりも高い状態で流れる流体の周方向における上流側となる上流部と周方向における下流側となる下流部とした場合に、上流部における流体圧の正圧側への変化分が下流部における流体圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように形状が異なる。これにより、摩擦板と摩擦対象物との間に負圧が大きく作用するのを抑えることができるから、引き摺りトルクの増大を防止することができる。なお、上流部と下流部との形状が異なるとは、上流部と下流部の幅、上流部と下流部の高さ、上流部の上面と下流部の上面のテーパ形状、上流部と下流部のＲ形状のうち、少なくともいずれかが異なるものなどとすることができる。

本開示の一実施例としての流体伝動装置１０の構成の概略を示す構成図である。第２プレート６２の構成の概略を示す構成図である。第２プレート６２の部分拡大図である。図３のＡ−Ａ断面を示す断面図である。ロックアップクラッチがオフの場合に比較例の摩擦材６４Ａによりプレート６０，６２Ａ間に生じる油圧の変化の様子を示す説明図である。ロックアップクラッチがオフの場合に実施例の摩擦材６４によりプレート６０，６２間に生じる油圧の変化の様子を示す説明図である。変形例の第２プレート１６２の断面図である。変形例の第２プレート２６２の部分拡大図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は本開示の一実施例としての流体伝動装置１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の流体伝動装置１０は、車両に搭載された図示しないエンジンからのトルクを伝達するトルクコンバータとして構成されている。この流体伝動装置１０は、図示するように、エンジンのクランクシャフトにフロントハブ１４を介して連結されたフロントカバー１２と、フロントカバー１２の外周部に接合されたポンプインペラ２０と、ポンプインペラ２０と同軸上に対向して配置されたタービンランナ３０と、タービンランナ３０からポンプインペラ２０に向かう作動油の流れを整流するステータ４０と、ロックアップ室８０に収容されフロントハブ１４に接続された多板式のロックアップクラッチ５０と、ロックアップ室８０に収容されタービンランナ３０の内周部に接合されたタービンハブ３２とロックアップクラッチ５０とに接続されたダンパ装置７０と、を備える。実施例では、図示しない有段の自動変速機（ＡＴ）や無段変速機などの変速装置のインプットシャフトがタービンハブ３２に接続される。また、実施例の流体伝動装置１０は、ポンプインペラ２０とタービンランナ３０とステータ４０とで囲まれる空間によりコンバータ室４８を形成している。

ロックアップクラッチ５０は、入力要素としてのフロントカバー１２（フロントハブ１４）と出力要素としてのタービンハブ３２とを直結可能な機構である。ロックアップクラッチ５０は、フロントハブ１４により軸方向に摺動自在に支持されるロックアップピストン５１と、フロントカバー１２の内壁に固定される環状のクラッチハブ５２と、ダンパ装置７０を介してタービンハブ３２に連結されるクラッチドラム５３と、クラッチハブ５２の外周にスプラインに係合される複数の環状の第１プレート６０と、クラッチドラム５３の内周にスプラインに係合される複数の環状の第２プレート６２と、ロックアップピストン５１よりもダンパ装置７０側に位置するようにフロントハブ１４に固定される環状部材５４と、を備える。複数の第１プレート６０と複数の第２プレート６２とは、軸方向に沿って交互に配置されている。実施例では、第１プレート６０は、摩擦材６４が取り付けられていないセパレートプレートであり、第２プレート６２は、プレート面に複数の摩擦材６４（図２参照）が取り付けられた摩擦プレートであるものとする。勿論、第１プレート６０と第２プレート６２とが、いずれも、複数の摩擦材が取り付けられる面と摩擦板が取り付けられない面とを有するものなどとしてもよい。

このロックアップクラッチ５０は、環状部材５４とロックアップピストン５１とにより、ロックアップ室８０と区画された係合用油室５８を形成する。そして、係合用油室５８内の油圧をロックアップ室８０内の油圧よりも高くしてロックアップピストン５１をフロントカバー１２側に移動させて、第１プレート６０と第２プレート６２とを押圧して接触させることにより、ロックアップをオンすることができる。また、係合用油室５８内の油圧をロックアップ室８０内の油圧よりも低くして、ロックアップピストン５１をフロントカバー１２と反対側に移動させて第１プレート６０と第２プレート６２との押圧による接触を解除することにより、ロックアップをオフすることができる。

このような流体伝動装置１０が搭載された車両では、発進時などにおいてはロックアップがオフ（解放）されており、エンジンからの動力がフロントカバー１２（フロントハブ１４）を介してポンプインペラ２０に伝達され、ポンプインペラ２０の回転をコンバータ室４８内の作動油を介してタービンランナ３０に伝達してタービンランナ３０（タービンハブ３２）を回転させる。これにより、エンジンからの動力が変速装置のインプットシャフトに伝達される。また、流体伝動装置１０が搭載された車両では、低車速時などにおいてはエンジンのクランクシャフト（ポンプインペラ２０）の回転速度と変速装置のインプットシャフト（タービンランナ３０）の回転速度との差回転が目標回転速度となるように係合用油室５８内の油圧を徐々に高めるスリップ制御が行われる。そして、スリップ制御中に車速やアクセル開度などに基づく所定のロックアップ条件が成立すると、ロックアップがオン（係合）となるように係合用油室５８内の油圧が制御される。

摩擦プレートである第２プレート６２の構成について更に説明する。図２は第２プレート６２の構成の概略を示す構成図であり、図３は第２プレート６２の部分拡大図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面を示す断面図である。第２プレート６２は、図２に示すように、円環板状のベースプレート６３と、ベースプレート６３のプレート面６３ａに第２プレート６２の周方向（以下、単に周方向とする）に沿って等間隔で固着された複数組の摩擦材６４，６４とを備えている。一組（一対）の摩擦材６４，６４は、プレス成形により同じ形状に形成されて左右対称となるよう配置されたものであるため、区別する必要がある場合を除いて、単に摩擦材６４という。

摩擦材６４は、図３，図４に示すように、ロックアップがオンされる場合に対向する第１プレート６０に接触する頂部（接触部）６５と、第２プレート６２の周方向において頂部６５の両側に位置し頂部６５よりもプレート面６３ａからの高さが低い段差部６６，６７とを有し、周方向における断面（図４参照）が凸状に形成された凸状部材である。なお、図４では、説明の便宜上、図３よりも段差部６６，６７を大きく図示している。また、摩擦材６４は、第２プレート６２の径方向における略中央の位置に、周方向の一端から部分的に切り欠いた切り欠き部６８を有している。上述したように、一組の摩擦材６４は、左右対称に配置されており、左右の摩擦材６４，６４の各切り欠き部６８が互いに向き合うものとなる。

この摩擦材６４は、打ち抜き加工により切り欠き部６８を有する粗形材が形成されてから、面押し加工により頂部６５の両側の段差部６６，６７が形成される。段差部６６，６７を形成することにより、打ち抜き加工によって生じたバリや鋭利なエッジを抑えて、バリや鋭利なエッジにより作動油の流れが阻害されるのを防止することができる。段差部６６，６７は、第２プレート６２の周方向における幅が０．２０ｍｍ以上で頂部６５の幅よりも小さな幅となるよう形成される。ここで、図４の矢印は、エンジンのクランクシャフト（ポンプインペラ２０）の回転速度が変速装置のインプットシャフト（タービンランナ３０）の回転速度よりも大きい場合（ロックアップがオフ）の作動油の流れ方向を示す。本実施例では、図４に示す流れ方向において、上流側となる図中左側の段差部６６（以下、上流側段差部６６とする）と、下流側となる図中右側の段差部６７（以下、下流側段差部６７とする）とのサイズが異なるものとなっている。具体的には、周方向における上流側段差部６６の幅Ｌ１が周方向における下流側段差部６７の幅Ｌ２よりも大きくなっており、プレート面６３ａからの上流側段差部６６の高さＨ１とプレート面６３ａからの下流側段差部６７の高さＨ２とが同じものとなっている。このような形状は、面押し加工時に、上流側段差部６６の押し込み幅（Ｌ１）を下流側段差部６７の押し込み幅（Ｌ２）よりも大きくし、上流側段差部６６の押し込み深さ（高さ）Ｄ１と下流側段差部６７の押し込み深さＤ２とを同じものとすることにより形成することができる。上流側段差部６６の幅Ｌ１は、面押し加工時の摩擦材６４の位置ズレなどの製造のバラツキが生じても、下流側段差部６７の幅Ｌ２よりも大きくなるように、幅Ｌ２よりも約０．５〜１ｍｍ程度大きく設定されている。これらのことから、摩擦材６４の製造のバラツキが生じても、上流側段差部６６の幅Ｌ１は下流側段差部６７の幅Ｌ２よりも大きく、上流側段差部６６の方が下流側段差部６７よりも周方向における断面積が大きなものとなる。

摩擦材６４をこのような形状とする理由について説明する。図５はロックアップクラッチがオフの場合に比較例の摩擦材６４Ａによりプレート６０，６２Ａ間に生じる油圧の変化の様子を示す説明図であり、図６はロックアップクラッチがオフの場合に実施例の摩擦材６４によりプレート６０，６２間に生じる油圧の変化の様子を示す説明図である。図５の比較例では、実施例と異なり、周方向における上流側段差部６６の幅と下流側段差部６７の幅とが同じ幅Ｌ０で、プレート面６３ａからの高さが同じ高さＨ０（押し込み深さＤ０）の設計となっている。ここで、プレート６０，６２（６２Ａ）の隙間は、摩擦材６４（６４Ａ）がある部分で小さくなるため、プレート６０，６２（６２Ａ）の隙間に流入した作動油の油圧は、摩擦材６４（６４Ａ）がない部分の基準圧Ｐ０から変化することになる。上流側段差部６６においては、プレート６０，６２（６２Ａ）の隙間が狭くなるため、圧縮により油圧が正圧側に変化する傾向となり、下流側段差部６７においては、プレート６０，６２（６２Ａ）の隙間が広くなるため、膨張により油圧が負圧側に変化する傾向となる。また、図５，図６には、上流側段差部６６の上流側の縁から頂部６５の略中央近傍まで流れ方向に進むほど隙間が狭くなるくさびとみなし、頂部６５の略中央近傍から下流側段差部６７の下流側の縁まで流れ方向に進むほど隙間が広くなるくさびとみなして、くさび効果の式（油空圧便覧（（社）日本油空圧学会編）Ｐ４０）を参考に、くさび内の圧力分布を流体解析をもとに算出した油圧の変化を模式的に示す。図５に示すように、基準圧Ｐ０から圧力が上昇して上流側段差部６６と頂部６５との境で正圧側に最も高い圧力Ｐ１となった後、圧力が低下していき、頂部６５と下流側段差部６７との境で負圧側に最も高い圧力Ｐ２となった後、基準圧Ｐ０まで圧力が上昇するよう変化するものとなる。また、圧力Ｐ１は、幅Ｌが大きいほど正圧側に大きくなり、高さＨが高いほど（深さＤが浅いほど）正圧側に大きくなる傾向にあり、圧力Ｐ２は、幅Ｌが大きいほど負圧側に大きくなり、高さＨが高いほど（深さＤが浅いほど）負圧側に大きくなる傾向にある。

このため、比較例において、上流側段差部６６と下流側段差部６７とが設計通りに同じサイズに形成されている場合、圧力Ｐ１の絶対値と圧力Ｐ２の絶対値とが等しく、図５中に実線で示すような圧力変化となる。この場合、正圧側への変化分と負圧側への変化分とが略同じ大きさとなって打ち消し合うことになる。しかし、面押し加工時の摩擦材６４の位置ズレなどにより各段差部が設計通りに形成されない場合がある。その場合、例えば下流側段差部６７の幅が上流側段差部６６の幅よりも大きくなると、図５中に点線で示すように、上流側段差部６６における圧力Ｐ１’が圧力Ｐ１よりも絶対値として小さくなり、下流側段差部６７における圧力Ｐ２’が圧力Ｐ２よりも絶対値として大きくなる。そうなると、第１プレート６０と第２プレート６２Ａとの間に作用する荷重は、負圧側に大きなものとなる（斜線部分の面積差）。このため、第１プレート６０と第２プレート６２Ａとを互いに引き付ける力が大きくなり、引き摺りトルクが増大する。引き摺りトルクが増大すると、動力の伝達効率が低下することがある。また、特に、作動油の油温が低いために作動油の粘性が高い状態で、車両の発進時などのエンジンの回転速度が低い場合には、引き摺りトルクの影響が顕著となって、エンジンの回転速度の制御性が大きく損なわれたり、エンジンの停止などを引き起こしたりするおそれがある。

そこで、本実施例では、上述したように、面押し加工時の位置ズレなどの摩擦材６４の製造のバラツキが生じた場合であっても、上流側段差部６６の幅Ｌ１が下流側段差部６７の幅Ｌ２よりも大きくなるように幅Ｌ１，Ｌ２を設定しているのである。これにより、図６に示すように、圧力Ｐ１の絶対値を圧力Ｐ２の絶対値よりも確実に大きくすることができるため、製造のバラツキが生じても、第１プレート６０と第２プレート６２との間に作用する荷重を正圧側に大きなものとすることができる（斜線部分の面積差）。このため、第１プレート６０と第２プレート６２とを互いに引き離す力が作用することになるから、製造のバラツキによって、引き摺りトルクが生じるのを防止してロックアップクラッチ５０の制御性が低下するのを防止することができる。また、複数枚の第２プレート６２に固着される摩擦材６４を全てこのような形状とすることで、第２プレート６２の製造のバラツキが生じても、ロックアップクラッチ５０全体で引き摺りトルクを低減させることができるものとなる。

また、摩擦材６４は、上述したように、部分的に切り欠いた切り欠き部６８を有している。このため、例えば、一組の摩擦材６４，６４のうち作動油の流れ方向の下流側（例えば図３中の右側）に配置されている摩擦材６４では、切り欠き部６８内に流入した作動油を貯留することができる。そして、切り欠き部６８内に貯留された作動油の油圧が高まると、頂部６５上に作動油が流れ込むため、頂部６５上の油圧を正圧側に変化させるよう作用することになる。したがって、下流側の摩擦材６４では、上流側段差部６６の幅Ｌ１が下流側段差部６７の幅Ｌ２よりも大きくなっていることによる作用と、切り欠き部６８が形成されていることによる作用とが相まって、第１プレート６０と第２プレート６２との間の油圧を正圧側に変化させる傾向を促すものとすることができる。このため、第１プレート６０と第２プレート６２とを互いに引き離す力を大きくして、引き摺りトルク増大をより一層防止することができるものとなる。

以上説明した本開示の第２プレート６２（摩擦プレート）によれば、摩擦材６４の上流側段差部６６と下流側段差部６７とは、ロックアップオフ時において、上流側段差部６６における油圧の正圧側への変化分が下流側段差部６７における油圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように、異なる形状に形成されているから、第１プレート６０と第２プレート６２との間に正圧を作用させて両者を引き離す力を大きくすることができる。したがって、ロックアップオフ時において、摩擦プレートの製造のバラツキによる引き摺りトルクの増大を防いで、動力伝達効率の低下等の問題が生じるのを防止することができる。

また、本開示の第２プレート６２によれば、摩擦材６４の上流側段差部６６と下流側段差部６７とは、周方向における上流側段差部６６の幅Ｌ１と下流側段差部６７の幅Ｌ２とが異なり、同じ高さに形成されている。このため、面押し加工時の面押し幅を異なるものとするだけで、上流側段差部６６と下流側段差部６７とを異なるサイズに形成することができる。したがって、各段差部の複雑な加工や面押し加工時の押し込み量に差を設けるなどの煩雑な管理を必要とすることなく、引き摺りトルクの増大を防止することができる。

また、本開示の第２プレート６２によれば、摩擦材６４は、ベースプレート６３の周方向に全周に亘って等間隔で設けられている。このため、ロックアップオフ時において、第１プレート６０と第２プレート６２との間に正圧を作用させる効果が両プレートの全周にわたって発生することになるから、引き摺りトルクの増大をより確実に防止することができる。

本開示の第２プレート６２は、上流側段差部６６と下流側段差部６７とは、周方向における上流側段差部６６の幅Ｌ１と下流側段差部６７の幅Ｌ２とが異なり高さＨ１，Ｈ２が同じ高さに形成されているものとしたが、これに限られるものではない。例えば、上流側段差部６６と下流側段差部６７とは、上流側段差部６６の高さＨ１と下流側段差部６７の高さＨ２とが異なり周方向における幅Ｌ１，幅Ｌ２が同じ幅に形成されているものとしてもよい。そのようにする場合、上流側段差部６６の高さＨ１が下流側段差部６７の高さＨ２よりも高いもの、即ち、上流側段差部６６の押し込み深さＤ１が下流側段差部６７の押し込み深さＤ２よりも浅い（頂部６５の上面からの段差が小さい）ものとすることができる。あるいは、周方向における上流側段差部６６の幅Ｌ１と下流側段差部６７の幅Ｌ２、および、上流側段差部６６の高さＨ１（押し込み深さＤ１）と下流側段差部６７の高さＨ２（押し込み深さＤ２）がいずれも異なるものとすることができる。そのようにする場合、例えば、上流側段差部６６の幅Ｌ１が下流側段差部６７の幅Ｌ２よりも大きく、且つ、上流側段差部６６の高さＨ１が下流側段差部６７の高さＨ２よりも高い（押し込み深さＤ１が押し込み深さＤ２よりも浅い）ものなどとすることができる。

本開示の第２プレート６２は、上流側段差部６６と下流側段差部６７とは、周方向における断面の形状がいずれも矩形状の同じ形状としたが、これに限られず、異なる形状としてもよい。例えば、上流側段差部６６の周方向における断面の形状を、本開示のように矩形状とし、下流側段差部６６の周方向における断面の形状を、プレート面６３ａから段差部上面までの高さが下流側に向かうほど低くなるよう傾斜したくさび状に形成するものなどとすることができる。この場合の変形例の第２プレート１６２の断面図を図７に示す。図示するように、変形例の摩擦材１６４は、上流側段差部１６６が頂部６５に向かうほどプレート面６３ａからの高さが高くなるよう傾斜したくさび状に形成され、下流側段差部１６７が頂部６５から遠ざかるほどプレート面６３ａからの高さが低くなるよう傾斜したくさび状に形成されている。このようにしても、本開示の第２プレート６２と同様の効果を奏するものとなる。あるいは、上流側段差部６６と下流側段差部６７とにおけるエッジ部の面取り形状、Ｒ形状、テーパー形状が異なるものなどとすることができる。また、上流側と下流側とのうち、いずれか一方を段差部とし、他方をくさび状部としてもよいし、いずれ一方側にのみ段差部（くさび状部）を形成するものとしてもよい。このように、上流側段差部６６と下流側段差部６７とは、形状が異なるものであればよい。また、上流側段差部６６と下流側段差部６７とを異なる形状とする場合、上流側段差部６６の方が下流側段差部６７よりも周方向における断面積が大きく形成されているものとすることもできる。これにより、断面積の大きな上流側段差部６６により作動油を圧縮する作用が大きくなるから、本開示の第２プレート６２と同様に、上流側段差部６６における油圧の正圧側への変化分が下流側段差部６７における油圧の負圧側への変化分よりも大きな傾向とすることができる。

また、変形例の第２プレート２６２の部分拡大図を図８に示す。図示するように、変形例の摩擦材２６４では、径方向の外周側に段差部２６８が形成されており、径方向の内周側に段差部２６９が設けられている。即ち、変形例の摩擦材２６４は、周方向だけでなく、径方向の外周側と内周側に段差部２６８，２６９が形成されている。なお、径方向の外周側と内周側とに段差部が形成されるものに限られず、頂部６５に向かうほど高さが高くなるくさび状に形成されるものなど、径方向の外周側と内周側との形状が頂部６５の形状と異なる異形部として形成されるものであればよい。また、径方向の外周側と内周側の両側に形成されるものに限られず、外周側と内周側のいずれか一方に形成されるものでもよい。さらに、外周側（あるいは内周側）の異形部が、周方向における摩擦材２６４の全長に亘って形成されるものに限られず、周方向における摩擦材２６４の途中まで形成されるものとしてもよいし、部分的に複数箇所に形成されるものとしてもよい。なお、周方向における摩擦材２６４の途中まで形成される場合、周方向における上流側のみに形成されるものなどとしてもよい。また、摩擦材の段差部として、径方向における段差部のみが形成され（外周側と内周側の少なくとも一方の段差部（図８の段差部２６８，２６９））、周方向における段差部（上流側段差部６６や下流側段差部６７，図８では段差部２６６ａ〜２６６ｅ，２６７ａ〜２６７ｃ）が形成されないものとしてもよい。即ち、摩擦材は、摩擦係合装置の係合時に摩擦対象物に接触する接触部を有し、径方向において接触部の少なくとも一方側でプレート面からの高さが接触部よりも低く形成されている（接触部と異なる形状に形成されている）ものとしてもよい。また、そのような接触部と異なる形状の部分は、本開示の第２プレート６２のように、上流側における油圧の正圧側への変化分が下流側における油圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように形成されているものとしてもよい。

また、図８の変形例の摩擦材２６４では、周方向の上流側における段差部と下流側における段差部の数が異なるものとなっている。例えば、左側の摩擦材２６４では、上流側に３つの段差部２６６ａ，２６６ｂ，２６６ｃが形成されており、下流側に２つの段差部２６７ａ，２６７ｂが形成されている。また、右側の摩擦材２６４では、上流側に２つの段差部２６６ｄ，２６６ｅが形成されており、下流側に１つの段差部２６７ｃが形成されている。なお、段差部の数が異なるものに限られず、上方からみて各段差部の面積が異なるものとしたり、各段差部の幅や長さが異なるものとしてもよい。なお、これらの段差部２６６ａ〜２６６ｅ，２６７ａ〜２６７ｃのいずれかあるいは全てを、頂部６５に向かうほど高さが高くなるくさび状に形成するものとしてもよい。また、左，右の摩擦材２６４を同様の形状に形成してもよい。

本開示の第２プレート６２は、複数の摩擦材６４がベースプレート６３の周方向に全周に亘って等間隔で設けられた複数のセグメント状の部材であるものとしたが、これに限られず、ベースプレート６３の周方向に一続きに設けられた一の部材であるものとしてもよい。即ち、一の円環状の摩擦材がベースプレート６３に設けられているものとしてもよい。この場合、摩擦材には、頂部６５と段差部とが交互に形成されるものとなる。なお、この円環状の摩擦材を、一部が途切れたＣ状に形成してもよい。また、円環状の摩擦材を半切した２分割に構成してもよいし、３分割や４分割など複数に分割して構成してもよい。

本開示の第２プレート６２は、一組の摩擦材６４，６４のいずれも切り欠き部６８を有するものとしたが、これに限られず、一組の摩擦材６４，６４のうち作動油の流れ方向の下流側（図３中の右側）に配置される摩擦材６４のみ切り欠き部６８を有するものとしてもよい。また、摩擦材６４が有する切り欠き部６８を一箇所としたが、切り欠き部６８を複数箇所有するものとしてもよい。あるいは、このような切り欠き部６８が形成されていないものとしてもよい。

本開示の第２プレート６２は、第１プレート６０と第２プレート６２とを複数枚有する多板式のロックアップクラッチ５０に用いられるものとしたが、これに限られず、１枚のプレートを有する単板式のロックアップクラッチに用いられるものとしてもよい。

本開示の第２プレート６２は、トルクコンバータのロックアップクラッチ５０に用いられるものとしたが、これに限られず、自動変速機（ＡＴ）などの変速装置の変速段を構成するクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置に用いられる摩擦板としてもよい。

以上説明したように、本開示の摩擦板（６２）は、入力回転部材（１２）と出力回転部材（３２）とを係合する摩擦係合装置（５０）に用いられ、円環板状のベースプレート（６３）と、該ベースプレート（６３）の周方向に設けられた摩擦材（６４）とを備える摩擦板（６２）であって、前記摩擦材（６４）は、前記摩擦係合装置（５０）の係合時に摩擦対象物（６０）に接触する接触部（６５）を有し、前記周方向において前記接触部（６５）の少なくとも一方側で前記ベースプレート（６３）のプレート面（６３ａ）からの高さが前記接触部（６５）よりも低く形成されており、前記周方向における前記接触部（６５）の両側は、前記入力回転部材（１２）の回転速度が前記出力回転部材（３２）の回転速度よりも高い状態で流れる流体の上流側となる上流部（６６）と下流側となる下流部（６７）とした場合に、前記上流部（６６）における流体圧の正圧側への変化分が前記下流部（６７）における流体圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように形状が異なる。

ここで、上流部（６６）と下流部（６７）とを同じ形状に設計している場合、製造のバラツキによっては、負圧側への変化分が正圧側への変化分よりも大きくなって、摩擦板（６２）と摩擦対象物（６０）との間に負圧が作用することになる。本開示の摩擦板（６２）は、上流部における流体圧の正圧側への変化分が下流部における流体圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように形状が異なるから、摩擦板（６２）と摩擦対象物（６０）との間に正圧を作用させて両者を引き離す力を大きくすることができる。したがって、摩擦板（６２）の製造のバラツキによる引き摺りトルクの増大を防止することができる。なお、上流部と下流部との形状が異なるとは、上流部と下流部の幅、上流部と下流部の高さ、上流部の上面と下流部の上面のテーパ形状、上流部と下流部のＲ形状のうち、少なくともいずれかが異なるものなどとすることができる。

また、前記上流部（６６）は、前記下流部（６７）よりも前記周方向における幅が大きく形成されているものとすることもできる。

また、前記上流部（６６）は、前記下流部（６７）よりも前記接触部（６５）との高さの差が小さく形成されているものとすることもできる。

また、前記上流部（６６）は、前記下流部（６７）よりも前記周方向における断面積が大きく形成されているものとすることもできる。

また、前記摩擦材（６４）は、前記ベースプレート（６３）の周方向に全周に亘って等間隔で設けられた複数のセグメント状の部材であるものとすることもできる。

また、前記摩擦材（６４）は、前記ベースプレート（６３）の周方向に一続きに設けられた一の部材であるものとすることもできる。

また、前記摩擦材（６４）は、前記上流部（６６）と前記下流部（６７）とが前記プレート面（６３ａ）からの高さが前記接触部（６５）よりも低い凸状に形成されているものとすることもできる。

また、前記摩擦材（１６４）は、前記上流部（１６６）が前記接触部（６５）に向かうほど前記プレート面（６３ａ）からの高さが高くなるよう傾斜したくさび状に形成され、前記下流部（１６７）が前記接触部（６５）から遠ざかるほど前記プレート面（６３ａ）からの高さが低くなるよう傾斜したくさび状に形成されているものとすることもできる。

また、前記摩擦材（６４）は、径方向における内周側と外周側の少なくとも一方側に、前記接触部（６５）と形状の異なる少なくとも一の異形部（２６８，２６９）が形成されているものとすることもできる。ここで、異形部は、接触部と高さの異なる段差部やテーパ部などとすることができる。

また、本開示の流体伝動装置１０は、上述したいずれかの摩擦板（６２）を用いるロックアップクラッチ（５０）を備えたものである。このため、流体伝動装置１０は、摩擦板（６２）が有する効果、即ち、摩擦板（６２）の製造のバラツキによる引き摺りトルクの増大を防止することができる効果を奏するものとなる。

なお、実施例では、上流側段差部６６の方が下流側段差部６７よりも周方向における幅が大きくプレート面６３ａからの高さ（面押し深さ）が同じものとすることで、上流側段差部６６における流体圧の正圧側への変化分が下流側段差部６７における流体圧の負圧側への変化分よりも大きくなるようしたが、これに限られるものではない。即ち、上流側段差部６６における流体圧の正圧側への変化分が下流側段差部６７における流体圧の負圧側への変化分よりも小さくなるようにしてもよい。例えば、下流側段差部６７の方が上流側段差部６６よりも周方向における幅が大きくプレート面６３ａからの高さが同じものとしてもよいし、下流側段差部６７の方が上流側段差部６６よりもプレート面６３ａからの高さが高く周方向における幅が同じものとしてもよいし、下流側段差部６７の方が上流側段差部６６よりもプレート面６３ａからの高さが高く周方向における幅も大きいものなどとしてもよい。また、下流側段差部６７の方が上流側段差部６６よりも周方向における断面積が大きいものとしてもよい。このようにすれば、製造のバラツキが生じても、第１プレート６０と第２プレート６２との間に負圧を作用させて両者を引き付ける力を大きくすることができる。このため、例えば第１プレート６０と第２プレート６２とを係合させる際に、より速やかに両プレートを近付けることができるから、スリップ制御時やロックアップをオンする際の応答性を向上させることができる。

ここで、上記実施形態における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した本開示の発明の主要な要素との対応関係について説明する。上記実施形態では、フロントカバー１２（フロントハブ１４）が入力回転部材に相当し、タービンハブ３２が出力回転部材に相当し、第２プレートが「摩擦板」に相当し、ベースプレート６３が「ベースプレート」に相当し、摩擦材６４が「摩擦材」に相当し、頂部６５が「接触部」に相当し、上流側段差部６６が「上流部」に相当し、下流側段差部６７が「下流部」に相当する。また、ロックアップクラッチ５０を備える流体伝動装置１０が「流体伝動装置」に相当し、

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、ロックアップクラッチを有する流体伝動装置の製造産業などに利用可能である。

１０流体伝動装置、１２フロントカバー、１４フロントハブ、２０ポンプインペラ、３０タービンランナ、３２タービンハブ、４０ステータ、４８コンバータ室、５０ロックアップクラッチ、５１ロックアップピストン、５２クラッチハブ、５３クラッチドラム、５４環状部材、５８係合用油室、６０第１プレート、６２，６２Ａ，１６２，２６２第２プレート、６３ベースプレート、６３ａプレート面、６４，６４Ａ，１６４，２６４摩擦材、６５頂部、６６，１６６段差部（上流側段差部）、６７，１６７段差部（下流側段差部）、６８切り欠き部、７０ダンパ装置、８０ロックアップ室、２６６ａ〜２６６ｅ，２６７ａ〜２６７ｃ，２６８，２６９段差部。

Claims

エンジンに繋がる入力回転部材と変速装置に繋がる出力回転部材とを係合する摩擦係合装置に用いられ、円環板状のベースプレートと、該ベースプレートの周方向に設けられた摩擦材とを備える摩擦板であって、
前記摩擦材は、前記摩擦係合装置の係合時に摩擦対象物に接触する接触部と、前記周方向において前記接触部の両側で前記ベースプレートのプレート面から垂直に延び、高さが前記接触部よりも低く形成される段差部と、を有し、
前記周方向における前記接触部の両側の前記段差部は、前記入力回転部材の回転速度が前記出力回転部材の回転速度よりも高い状態で流れる流体の前記周方向における上流側となる上流側段差部と前記周方向における下流側となる下流側段差部とした場合に、前記上流側段差部における流体圧の正圧側への変化分が前記下流側段差部における流体圧の負圧側への変化分よりも大きくなるように形状が異なり、前記摩擦材と前記摩擦対象物との間に正圧を作用させることを特徴とする摩擦板。
請求項１に記載の摩擦板であって、
前記上流側段差部は、前記下流側段差部よりも前記周方向における幅が大きく形成されている
摩擦板。
請求項１または２に記載の摩擦板であって、
前記上流側段差部は、前記下流側段差部よりも前記接触部との高さの差が小さく形成されている
摩擦板。
請求項１から３のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、前記ベースプレートの周方向に全周に亘って等間隔で設けられた複数のセグメント状の部材である
摩擦板。
請求項１から３のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、前記ベースプレートの周方向に一続きに設けられた一の部材である
摩擦板。
請求項１から５のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、前記上流側段差部が前記垂直に延びた縁から一定の高さに形成されると共に前記下流側段差部が前記垂直に延びた縁から一定の高さに形成されており、周方向における断面が凸状に形成されている
摩擦板。
請求項１から５のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、前記上流側段差部が前記垂直に延びた縁から前記接触部に向かうほど前記プレート面からの高さが高くなるよう傾斜したくさび状に形成され、前記下流側段差部が前記接触部から前記垂直に延びた縁に向かうほど前記プレート面からの高さが低くなるよう傾斜したくさび状に形成されている
摩擦板。
請求項１から７のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、径方向における内周側と外周側の少なくとも一方側に、前記接触部と形状の異なる少なくとも一の異形部が形成されている
摩擦板。
請求項１から８のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、径方向における略中央の位置に、周方向の一端から一定の幅で部分的に切り欠いた切欠部が形成されている
摩擦板。
請求項１から９のいずれか１項に記載の摩擦板であって、
前記摩擦材は、打ち抜き加工品であり、
前記段差部は、面押し加工により形成されている
摩擦板。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の摩擦板を用いるロックアップクラッチを備えた流体伝動装置。