JPH0325660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、クラツチ及びブレーキ等に用いられ
る摩擦板に関する。

従来技術及びその問題点 コアプレート固着可能面積全面に渡り摩擦材を
固着せしめた従来の摩擦板に対して、摩擦材をセ
グメント状とし、かつその使用量を大幅に減少さ
せうるものとして、出願人は既に特願昭61−
260647号及び特願昭62−87117号の発明を提案し
ているが、その実用性能は、コアプレートに固着
される各摩擦材の固有の特性を超えることはでき
ない。

摩擦材には、代表例として建設用、産業車両用
のクラツチに使用される摩擦材や、乗用車の自動
変速機用のクラツチに使用される摩擦材などがあ
り、その相互の特性は、乗用車に使用される摩擦
材は、動摩擦係数が高く、一方、産業車両用に利
用されるものは比較的ロツクアツプ（係合の作動
完了時）摩擦係数又は静摩擦係数が高くなつてい
る。

乗用車の自動変速機用に使用される、弾性変形
率が大きい低負荷摩擦材は、前述のように動摩擦
係数が高く、ロツクアツプ又は静摩擦係数は低い
ので、結合時（係合完了時）のシヨツクは少ない
が、強度あるいは耐熱性には劣る。一方、産業用
車両に使用される高負荷摩擦材は、ロツクアツプ
摩擦係数または静摩擦係数が高いため、結合時
（係合完了時）にシヨツクを伴いやすいが、当然
強度と耐熱性には優れている。

本発明の目的は、高負荷及び低負荷摩擦材をセ
グメントによる組合せで使用し、摩擦板の係合時
の各段階において、各々の材質の特性を生かすこ
とのできる摩擦板を提供することである。

なお、本発明では、以下「高低」及び「大小」
という語を使用するが、これらの語は前記２種の
用途における摩擦材を、相対的に比較した場合を
示すものとする。

問題点を解決するための手段 本発明は、コアプレートに複数のセグメント状
摩擦材を固着してなるセグメント式摩擦板におい
て、前記摩擦材は、弾性変形率の高い低負荷摩擦
材と、弾性変形率の低い高負荷摩擦材の各セグメ
ントからなり、前記低負荷摩擦材セグメントの厚
みが前記高負荷摩擦材セグメントの厚みより厚い
という構成によつて前記問題点を解決した。

作 用 前記のように材質の異なる複数種のセグメント
は、相対的に弾性変形率と動摩擦係数が高いセグ
メントは相対的に厚く、また、相対的に弾性変形
率が低く静摩擦係数が大きいセグメントは相対的
に薄くなるように、各厚みが設定される。

クラツチに例をとれば、摩擦係合開始時には、
低圧、高速状態で低負荷摩擦材が係合を開始し、
その高い動摩擦係数で先に擦り合い、相対回転数
を減じさせる。そして、昇圧に伴つてその高い弾
性変形率により、低負荷摩擦材は圧縮される。そ
こで、高負荷摩擦材も摺動を始め、摩擦熱を分担
する。更に、係合が進行すると、高負荷摩擦材が
主として負荷を受けるので、高負荷摩擦材の特性
が強く現われるが、低負荷摩擦材により動摩擦係
数の全体レベルが上げられているので、高負荷摩
擦材の高いロツクアツプ及び静摩擦係数との相対
差が縮小され結果として滑らかな作動特性が得ら
れる。

係合完了後の、静的クラツチトルク容量確保の
ための高面圧条件に対しても、主として高負荷摩
擦材が荷重を支えることで対応でき、また高負荷
摩擦材の高静摩擦係数を利用することもできる。

第１，２図には本発明による２種の材質からな
るセグメント式摩擦板１０の平面図及び一部断面
図を示す。コアプレート１２上には、第１の摩擦
材であるセグメント状高負荷摩擦材１４と第２の
摩擦材であるセグメント状低負荷摩擦材１６が、
周方向に間隔をおいてコアプレート１２の両面に
固着されている。各セグメントの摩擦材はその材
質が異なり、高負荷摩擦材１４は低負荷摩擦材１
６よりも厚み方向に薄い構造となつている。

高負荷摩擦材１４は主として建設、産業用車両
に使用されている、グラフアイトを多量に含む高
密度、高強度の材質からなり、耐熱性にも優れて
いる。

一方、低負荷摩擦材１６は動摩擦係数が高く、
弾性変形率も高い材質、例えば樹脂系材質からな
り、高負荷摩擦材１４よりも厚いため、係合開始
時においては、まず、この低負荷摩擦材１６が係
合を開始し、またその高い弾性変形率のためある
程度係合が進行すると圧縮され、そこで高負荷摩
擦材１４も摺動を始め、双方がトルクを伝達する
ように作用する。

本実施例で用いた摩擦板と、高負荷用摩擦材単
体及び低負荷用摩擦材単体の結合サイクル200で
の摩擦耐久テストの「摩擦係数−速度」特性を第
３図に示す。図中ｘ軸がＳの時の値は各々の静摩
擦係数を表す。相対的回転速度が０のロツクアツ
プ摩擦係数と静摩擦係数に差があるのは、ロツク
アツプ時に発生する摩擦熱と油膜に起因してい
る。同図に示すように、低負荷摩擦材は相対回転
数が高いとき、例えば1200rpmにおいては、動摩
擦係数が高く、一方、高負荷摩擦材は、相対回転
数が低いとき、例えばロツクアツプ時（相対回転
数が０になつた時）の摩擦係数及び静摩擦係数が
高い。

本実施例の組合せの摩擦材はその両摩擦材を複
合的に組合せた特性を有し、相対回転速度が高い
ときには、低負荷摩擦材の高い動摩擦係数を利用
し、相対回転速度が低い時や係合完了時には、高
負荷摩擦材の高いロツクアツプ摩擦係数を利用す
ることができる。

本実施例の摩擦板を用いた場合の作動を次に示
す。

湿式クラツチ及びブレーキは一般に係合開始時
に最大相対回転速度を有し、その押圧力は、係合
開始時より徐々にもしくは予め設定された段階を
踏んで上昇し、係合を完了する。完了後は、静的
トルク伝達維持のため更に押圧力が加えられる。
クラツチを例にとれば、このような機能に対し
て、本実施例の摩擦材は、まず、相対回転数が高
く押圧力の低い係合開始時には、高い動摩擦係数
を備えた低負荷摩擦材が摺動し、押圧力の増加に
伴い、低負荷摩擦材が圧縮され、これより厚みの
薄い高負荷摩擦材が摺動し始める。そこで、高負
荷摩擦材が荷重を主として受け、高負荷摩擦材の
高いロツクアツプ摩擦係数の特性が摩擦板全体に
強く現れる。ところが、同時に、低負荷摩擦材の
特性も有するため、高負荷摩擦材の有するロツク
アツプ摩擦係数と動摩擦係数の大きな差が制限さ
れ、結果として係合完了迄滑らかな作動特性を得
ることができる。係合完了時にはクラツチのトル
ク伝達面は高面圧になるが、高負荷摩擦材の影響
を強く受けるため、この高い静摩擦係数を充分に
利用することができる。

次に、本発明で用いた摩擦板が、実用に耐え得
るか否かを確かめるため、実験を行い、その結果
を第４図に示す。

第４図に示す実験は、静摩擦係数μs、第３図に
対応する相対回転速度０時の摩擦係数μ₀、同じく
相対回転速度1200rpm時の摩擦係数μ₁₂₀₀、及び
μ₀／μ₁₂₀₀の相対比の経時変化を各々10000サイク
ルまでのサイクル数に対して表わしてある。本実
験結果より、摩擦係数及び相対比は経時的に変化
することなく、初期の特性を維持し、耐久性は実
用上問題のないことが実証された。

この実験の場合、各々の摩擦材の摩耗量が問題
となるが、その摩耗量は摩擦板１枚当たり両面に
おいて、低負荷摩擦材は65ミクロン、高負荷摩擦
材は35ミクロンであり、各々の摩耗量を見る限り
ではその耐久性も問題のないことが実証された。
また、相対速度1200rpm回転時の摩擦係数と相対
回転０時、即ち、ロツクアツプ時の摩擦係数の比
がほぼ１であり、第３図に示される高負荷摩擦材
の相対比と比べれば、低負荷摩擦材を存在させる
ことにより、本実施例では相対比が低く押えれら
れており、係合シヨツクの少なくなることが実証
できた。

なお、本発明は、湿式摩擦板を主たる対象とし
ているが、本発明の技術思想そのものは、乾式摩
擦板にも適用できるものである。

発明の効果 本発明の構成によれば、低負荷摩擦材と高負荷
摩擦材の相互の特性を生かし、滑らかな係合特性
と耐久性、耐熱性を合わせもつた摩擦板を得るこ
とができる。

また、新たな開発コストをかけず、高価な高負
荷摩擦材の使用をできるだけ押え、安価な低負荷
摩擦材を利用して高負荷摩擦材に匹敵する高性能
の摩擦板を得ることができる。

なお、摩擦材の使用量を大幅に削減し、セグメ
ントの歩留率を100％にできる前述の先願の発明
の効果をそのまま発揮できることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の摩擦板の正面図、第
２図は第１図の２−２線方向拡大断面図、第３図
は低負荷摩擦材、高負荷摩擦材及び組合せ摩擦材
の「摩擦係数−速度」の特性を表すグラフ、第４
図は本発明の実施例の耐久試験結果を示すグラフ
である。 １０……摩擦板、１２……コアプレート、１４
……高負荷摩擦材、１６……低負荷摩擦材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コアプレートに複数のセグメント状摩擦材を
   固着してなるセグメント式摩擦板において、 前記摩擦材は、弾性変形率の高い低負荷摩擦材
   と、弾性変形率の低い高負荷摩擦材の各セグメン
   トからなり、 前記低負荷摩擦材セグメントの厚みが前記高負
   荷摩擦材セグメントの厚みより厚いことを特徴と
   する、 セグメント式摩擦板。