CN105299079A - 摩擦片和具备摩擦片的湿式多片离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦片和具备摩擦片的湿式多片离合器，该摩擦片在大致环状的芯板上以环状固定多个摩擦材料片段而形成，在摩擦材料片段的表面形成有微细槽。能够确保摩擦片与隔板之间的表面油膜，通过减少流体剪切阻力来降低拖曳转矩。

Description

摩擦片和具备摩擦片的湿式多片离合器

技术领域

本发明涉及一种用于汽车中的自动变速器的离合器、制动器的摩擦片和具备摩擦片的湿式多片离合器。

背景技术

通常，对于自动变速器中的湿式多片离合器而言，在离合器或制动器的鼓与离合器毂之间交替地配置摩擦片(frictionplate)和隔板(separatorplate)，通过离合器活塞的推压和推压的解除来进行离合器的接合和解除。

关于这样的湿式多片离合器，在离合器解除时会产生经由润滑油而造成的动力损失、即拖曳转矩，而降低该拖曳转矩是在近年来的汽车的环境监管、低燃料消耗化的要求中针对自动变速器的重要课题。

作为在湿式多片离合器的摩擦片上降低拖曳转矩的以往的方法，通过采用例如日本特开2005-076759号公报记载的在摩擦片的摩擦材料表面设置成型槽的技术方案、以及日本特开2008-180314号公报记载的摩擦片的摩擦材料使用片段形状而经由摩擦材料之间的油路的技术方案，从而利用各自在排油时的效果(分离等)来实现在自动变速器的一定的变速旋转区域中降低拖曳转矩的效果。

在上述变速旋转区域中，尤其是在低速旋转区域中，对于拖曳转矩的降低要求高，而以往的对策存在以下问题。

当在摩擦片的摩擦材料表面使用成型槽的情况下，槽通过用于排出油而产生片之间的分离效果，体现出使摩擦片的拖曳转矩降低的效果。但是，存在如下问题：如果想要谋求更好的降低效果而增加排油用的槽的面积，则会使摩擦片的摩擦面积减少，导致耐热性和耐久性下降。

当摩擦材料使用片段形状的情况下，片之间的分离效果自不必说，还能够显著地提高油的排出性并显著地降低油在排出后的粘性(流动)阻力，使得拖曳转矩的降低效果飞跃性地提高。但是，如果为了想要谋求更好的降低效果而提高油的排出性，因而使用片段形状的话，则无法在摩擦材料表面上形成稳定的润滑油的油膜，这会形成流体剪切阻力，妨碍拖曳转矩的降低。

另一方面，如日本特开2010-223342号公报记载的那样，提出了如下方案：通过在摩擦材料的表面形成多个细小的槽，在表面形成空气层，从而降低拖曳转矩。但这仅仅提示了具有降低润滑环境下的拖曳转矩的效果的一个方案，而没有涉及有关变速旋转区域的降低效果。

发明内容

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种湿式多片离合器的摩擦片，通过在湿式多片离合器的摩擦片上设置抑制摩擦材料面积的减少的微细槽，从而能够降低低速旋转区域的拖曳转矩，并且不使耐热性和耐久性降低。

为了达成上述目的，本发明的摩擦片通过在大致环状的芯板上以环状固定多个摩擦材料片段而形成，其特征在于，

在摩擦材料片段的表面设置微细槽。根据该摩擦片能够降低低速旋转区域的拖曳转矩。

关于本发明的湿式多片离合器，其特征在于，具备：

摩擦片，所述摩擦片通过在大致环状的芯板上以环状固定多个摩擦材料片段而形成，在所述摩擦材料片段的表面形成有微细槽；

隔板，所述隔板与所述摩擦片在轴向上交替地配置；以及

活塞，所述活塞将所述摩擦片与所述隔板压紧。

根据本发明，能够得到如下效果。

通过在摩擦材料片段的表面形成微细槽，从而能够确保摩擦片与隔板之间的表面油膜，因此，能够通过减少流体剪切阻力来降低拖曳转矩。尤其是，对于在1000转/分以下的低速旋转区域中的拖曳转矩的降低有效。

通过将微细槽的宽度设定为10μm～1000μm左右，从而使得对于摩擦材料片段的摩擦面上的摩擦面积减少的影响小，因此能够确保充分的耐热性和耐久性。

本发明的更多特征将通过参照附图并根据下述对示例性的实施方式的说明而得以明确。

附图说明

图1是具备本发明的摩擦片的湿式多片离合器的轴向局部剖视图。

图2是表示本发明的第一实施例的摩擦片的局部主视图。

图3是表示本发明的第一实施例的摩擦片所使用的摩擦材料片段的主视图。

图4是本发明的第二实施例的摩擦片所使用的摩擦材料片段的主视图。

图5是本发明的第三实施例的摩擦片所使用的摩擦材料片段的主视图。

图6是表示本发明的各实施例和比较例(现有例)的效果的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细地说明本发明。此外，在附图中，相同部分用相同的附图标记表示。

图1是具备本发明的摩擦片的湿式多片离合器10的轴向局部剖视图。其能够采用本发明的各实施例的摩擦片。

湿式多片离合器10具备：离合器鼓1，该离合器鼓1是在轴向的一端部敞开的大致圆筒形；离合器毂4，该离合器毂4配置在离合器鼓1的内周，并与离合器鼓1在同轴上相对旋转；环状的隔板2，该隔板2沿轴向移动自如地配置在设置于离合器鼓1的内周的花键8上；以及，环状的摩擦片3，该摩擦片3在轴向上与隔板2交替地配置在设置于离合器毂4的外周的花键5上，并具有用粘接剂等固定有摩擦材料片段的摩擦面。隔板2具备与花键8卡合的花键部2a，另外，摩擦片3具备与花键5卡合的花键部3a。摩擦片3和隔板2分别设置有多个。

湿式多片离合器10还具备：活塞6，该活塞6推压隔板2和摩擦片3并将它们压紧；背板7，该背板7为了将隔板2和摩擦片3在轴向的一端保持为固定状态而设置于离合器鼓1的内周；以及，挡圈17，该挡圈保持背板7。

如图1所示，活塞6在离合器鼓1的闭口端内沿轴向滑动自如地配置。在活塞6的外周面与离合器鼓1的内表面之间夹装有O型环9。另外，在活塞6的内周面与离合器鼓1的内周圆筒部(未图示)的外周面之间也夹装有密封部件(未图示)。因此，在离合器鼓1的闭口端的内表面与活塞6之间划分出油密状态的油压室11。

沿轴向滑动自如地被保持于离合器毂4的摩擦片3在其两个面上固定有具有规定的摩擦系数的摩擦材料片段12和13。但是，摩擦材料片段12和13也可以仅设置在摩擦片3的一个面上。另外，在离合器毂4设置有沿径向贯通的润滑油供给口15，润滑油从湿式多片离合器10的内径侧经由该润滑油供给口15向外径侧供给。

如上构成的湿式多片离合器10如下地进行离合器的接合(压紧)和解除。图1的状态表示离合器解除状态，隔板2与摩擦片3各自彼此分离。在解除状态下，通过未图示的复位弹簧的作用力，活塞6与离合器鼓1的闭口端侧抵接。

在该状态下，为了使湿式多片离合器10接合，向在活塞6与离合器鼓1之间划分出的油压室11供给油压。随着油压的上升，活塞6克服复位弹簧(未图示)的作用力，在图1中向轴向右侧移动，使隔板2与摩擦片3紧密接触。由此，湿式多片离合器10被接合。

在湿式多片离合器10接合后，为了再次解除湿式多片离合器10的接合，将油压室11的油压释放。当油压被释放时，通过复位弹簧(未图示)的作用力，活塞6移动到与离合器鼓1的闭口端抵接的位置。即，湿式多板离合器10的接合被解除。

(第一实施例)

图2是表示本发明的第一实施例的摩擦片3的局部主视图。摩擦片3在大致环状的芯板20的轴向的表面分别具备摩擦面25，该摩擦面25通过用粘接剂等将相同的多个摩擦材料片段12以环状固定而形成。芯板20在内周具备与离合器毂4的花键5卡合的花键20a。在图2中，虽然只局部地示出摩擦片3，但在省略了图示的部分也与图2所示的结构相同地，摩擦材料片段12以环状且均等分布地固定于芯板20。

在摩擦材料片段12与摩擦材料片段12之间，划分出从内径向外径贯通的油通路21。因此，摩擦材料片段12与油通路21在周向上交替地配置。

图3是表示本发明的第一实施例的摩擦片所使用的摩擦材料片段12的主视图。在摩擦材料片段12的摩擦面(表面)25，形成有沿摩擦材料片段12的径向延伸的多个微细槽30。

微细槽30以大致等间隔从芯板20的中心呈放射状延伸。并且，从摩擦材料片段12的内径端延伸至外径端。即，微细槽30从摩擦材料片段12的内径端贯通至外径端。

微细槽30的周向的宽度设定为10μm～1000μm。深度是10μm～300μm。这样设定的原因是，如果宽度是10μm以下，则没有拖曳转矩降低效果，如果宽度是1000μm以上，则摩擦材料片段12的摩擦面25的摩擦面积减少，耐久性变差。

另外，微细槽30的深度设定为10μm～300μm。这样设定的原因是，如果深度是10μm以下，则没有拖曳转矩降低效果，如果深度是300μm以上，则摩擦材料片段12的强度下降。

一个摩擦材料片段12的、占据摩擦面25的微细槽30的总面积设定为摩擦面25的面积的1～20％。这样设定的原因是，如果面积比例是1％以下，则没有拖曳转矩降低效果，如果面积比例是20％以上，则摩擦片3的摩擦特性变差。

在摩擦材料片段12上，形成有第一油槽12a和第二油槽12b，所述第一油槽12a向内径侧开口，在外径侧且在摩擦材料片段12内终止，所述第二油槽12b向外径侧开口，在内径侧且在摩擦材料片段12内终止。

第一油槽12a形成于摩擦材料片段12的周向的大致中央。另外，第二油槽12b隔着第一油槽12a、在周向的两侧形成于两个位置。通过设置仅向外径侧开口的第二油槽12b而使从油通路21被引入摩擦面25的油顺利地向外径侧排出，在空转时，能够降低拖曳转矩。尤其是在低速旋转区域，拖曳转矩的降低效果好。

另外，通过设置向内径部开口且端部闭合的第一油槽12a，从而产生将摩擦片3与隔板2分开的作用，具有使空转时的摩擦片3与隔板2的间隙均匀的效果。

(第二实施例)

图4是本发明的第二实施例的摩擦片所使用的摩擦材料片段12的主视图。在第二实施例中，形成于摩擦材料片段12的摩擦面25的微细槽的延伸方向与第一实施例不同。

在第二实施例中，微细槽40在摩擦材料片段12的周向上等间隔地设置有多个。从图4可知，微细槽40从摩擦材料片段12的周向的一端延伸至另一端。

在第二实施例中，微细槽40的宽度、深度、相对于摩擦面25的面积比例也设定为与第一实施例的情况相同。

(第三实施例)

图5是本发明的第三实施例的摩擦片所使用的摩擦材料片段12的主视图。第三实施例是将第一实施例与第二实施例组合起来的结构，在摩擦材料片段12的摩擦面25上，形成有沿径向(放射方向)延伸的微细槽30和沿周向延伸的微细槽40。

在第三实施例中，虽然由于形成有以等间隔沿径向延伸的微细槽30和以等间隔沿周向延伸的微细槽40，因而同第一实施例和第二实施例相比，其微细槽相对于摩擦面25的面积比例变高，但是，这样能够确保摩擦片3与隔板2之间的表面油膜，所以能够减少流体剪切阻力。

从图5可知，微细槽30从摩擦材料片段12的内径端延伸至外径端，微细槽40从摩擦材料片段12的周向的一端延伸至另一端。

在第三实施例中，微细槽30和微细槽40的宽度、深度、相对于摩擦面25的面积比例也设定为与第一实施例的情况相同。

无需赘言，第二实施例和第三实施例的摩擦材料片段12如在第一实施例中说明的那样，如图2所示地固定于芯板20，构成摩擦片3。

通过如上述实施例1至3地形成微细槽，从而能够进一步有效地降低湿式多片离合器的低速旋转区域的拖曳转矩。另外，关于微细槽30和40的个数，在确保摩擦材料片段12的摩擦面25所需的摩擦面积的基础上，能够任意地设定。

图6是表示本发明的各实施例和比较例(现有例)的效果的曲线图。纵轴表示拖曳转矩(Nm)，横轴表示相对转速(rpm)。在图6中，摩擦材料的形状相同，曲线A表示不设有微细槽的比较例(现有例)，曲线C表示图3所示的第一实施例，曲线B表示图4所示的第二实施例，曲线D表示图5所示的第三实施例。从图中可知，同比较例相比，设置有微细槽的各实施例能够显著地降低低速旋转区域的拖曳转矩。

以上说明的本发明不限定于上述实施例，摩擦材料片段的形状也可以是图示的形状以外的形状。还可以是油槽结构不同的摩擦材料片段、或不形成有油槽的摩擦材料片段。

以上说明的本发明能够用于搭载自动变速器的车辆等。

Claims (11)

1.一种摩擦片，所述摩擦片通过在大致环状的芯板上以环状固定多个摩擦材料片段而形成，其特征在于，在所述摩擦材料片段的表面形成有微细槽。

2.根据权利要求1所述的摩擦片，其特征在于，所述微细槽的宽度是10μm～1000μm，深度是10μm～300μm。

3.根据权利要求1所述的摩擦片，其特征在于，所述微细槽沿所述摩擦材料片段的径向延伸。

4.根据权利要求3所述的摩擦片，其特征在于，所述微细槽从所述摩擦材料片段的内径端延伸至所述摩擦材料片段的外径端。

5.根据权利要求1所述的摩擦片，其特征在于，所述微细槽沿所述摩擦材料片段的周向延伸。

6.根据权利要求5所述的摩擦片，其特征在于，所述微细槽从所述摩擦材料片段的周向的一端延伸至所述摩擦材料片段的周向的另一端。

7.根据权利要求1所述的摩擦片，其特征在于，所述微细槽沿所述摩擦材料片段的径向和所述摩擦材料段扇的周向延伸。

8.根据权利要求1所述的摩擦片，其特征在于，设置于各所述摩擦材料片段的所述微细槽的总面积是所述摩擦材料片段的所述摩擦面的面积的1％～20％。

9.根据权利要求1所述的摩擦片，其特征在于，所述摩擦材料片段具备第一油槽和第二油槽，所述第一油槽向内径侧开口，并在所述摩擦材料片段内终止；所述第二油槽向外径侧开口，并在所述摩擦材料片段内终止。

10.根据权利要求9所述的摩擦片，其特征在于，设置有两个所述第二油槽，所述第一油槽配置在两个所述第二油槽之间。

11.一种湿式多片离合器，其特征在于，具备：

摩擦片，所述摩擦片通过在大致环状的芯板上以环状固定多个摩擦材料片段而形成，在所述摩擦材料片段的表面形成有微细槽；

隔板，所述隔板与所述摩擦片在轴向上交替地配置；以及

活塞，所述活塞将所述摩擦片与所述隔板压紧。