JP2003056614A

JP2003056614A - 湿式摩擦部材

Info

Publication number: JP2003056614A
Application number: JP2001243548A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Watanabe; 満渡辺; Hideo Ono; 英雄小野
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP4593032B2

Abstract

(57)【要約】【課題】引き摺りトルクが従来より軽減される、表面に
溝あるいは間隙が形成された湿式摩擦部材を得る。【解決手段】コアプレート１と該コアプレート１の少な
くとも一方の面に形成されたリング状の摩擦材３とを有
する湿式摩擦部材であって、前記摩擦材３は、周方向の
巾が狭い狭巾部４が溝２あるいは間隙を隔てて複数個周
方向に配列した狭巾集合部５と、該狭巾部４より周方向
の巾が広くかつ該狭巾集合部５と該溝２あるいは該間隙
を隔てて周方向に配置された広巾部６とから構成されて
いる湿式摩擦部材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は湿式摩擦部材に関
し、詳しくは表面に溝あるいは間隙を有する湿式摩擦部
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿式摩擦部材は自動車のクラッチディス
ク等に多く用いられる。この場合湿式摩擦部材は、一般
にリング状の形状を持つ金属製のコアプレートと、この
コアプレート上にリング状に貼付された摩擦材とからな
る。この湿式摩擦部材が潤滑油を介して相手材に圧接さ
れ、摩擦材が貼付された湿式摩擦部材表面が摩擦面とし
て相手材と係合することによって駆動側から従動側へ駆
動力が伝達され、また摩擦面と相手材とが開放されるこ
とによって駆動力が遮断される。

【０００３】このようなクラッチディスクに用いられる
湿式摩擦部材は潤滑油中で使用される。この潤滑油は湿
式摩擦部材と相手材との間に介在することにより回転ト
ルクを伝達するとともに湿式摩擦材を冷却し、摩擦材の
耐久性を保つ効果を持つ。

【０００４】しかし潤滑油は粘性を持ち、摩擦部材と相
手材との間に油膜を形成する。このため作動を解除して
もこの油膜によって摩擦部材と相手材とが開放され難く
なることがある。この場合、トルクの損失が起こるいわ
ゆる引き摺りトルクが発生する。自動変速機を搭載した
自動車においては特に湿式摩擦部材に起因する引き摺り
トルクが大きく、この引き摺りトルクが増大するとクラ
ッチの切れ不良の一因となることが知られている。

【０００５】また、この引き摺りトルクは燃費の向上を
妨げる一因ともなっている。近年環境問題に対応するた
めに自動車の燃費の向上が求められており、引き摺りト
ルクを軽減することは燃費の向上をはかる上でも重要な
課題となっている。

【０００６】引き摺りトルクを軽減するために、従来か
ら様々な手段が考案されている。例えば、湿式摩擦材の
摩擦部材にウェーブ加工を施して相手材との接触面積を
低減する方法や、摩擦材表面に種々の溝あるいは間隙を
形成して潤滑油を排出させる方法は広く用いられてい
る。

【０００７】ウェーブ加工を施された湿式摩擦部材は、
一般的には、コアプレートを容易に弾性変形する鋼板で
形成し、周方向に波状の凹凸を付けたのち、このコアプ
レートに摩擦材を貼付することで得られる。ウェーブ加
工を施された湿式摩擦部材をクラッチディスクとして用
いる場合、湿式摩擦部材は相手材に圧接されると弾性的
に変形され平板な状態となり、圧接が解除されると弾性
により元の波状に復元する。このため、復元時には迅速
に相手材から開放され、引き摺りトルクを軽減すること
ができる。

【０００８】溝あるいは間隙が形成された湿式摩擦部材
は、コアプレートに摩擦材の小片（セグメント）を複数
枚貼り付けて、隣接するセグメント間に間隙を形成する
方法や、リング状の摩擦材をプレス成形してその表面に
溝を形成する方法や、リング状に成形された摩擦材の表
面を切削加工して溝を形成する方法などによって得られ
る。溝あるいは間隙が形成された湿式摩擦部材をクラッ
チディスクとして用いる場合、湿式摩擦部材は軸心を中
心として回転するため、溝あるいは間隙を流れる潤滑油
は、遠心力によってリング状の湿式摩擦部材の内周側か
ら外周側に排出されるため、湿式摩擦部材と相手材との
間の油膜が減少して引き摺りトルクが軽減される。

【０００９】このような湿式摩擦部材に形成される溝あ
るいは間隙の形状については、従来種々の考案がなされ
ており、例えば特開平１１−１４１５７０号公報には種
々の形状の溝を持つ湿式摩擦部材が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情を考
慮してなされたもので、表面に溝あるいは間隙が形成さ
れた湿式摩擦部材であり、引き摺りトルクが従来より大
幅に軽減される湿式摩擦部材を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の湿式摩擦部材は、コアプレートと該コアプレートの
少なくとも一方の面に形成されたリング状の摩擦材とを
有する湿式摩擦部材であって、前記摩擦材は、周方向の
巾が狭い狭巾部が溝あるいは間隙を隔てて複数個周方向
に配列した狭巾集合部と、該狭巾部より周方向の巾が広
くかつ該狭巾集合部と該溝あるいは該間隙を隔てて周方
向に配置された広巾部とから構成されていることを特徴
とする。

【００１２】この湿式摩擦部材を構成する狭巾集合部
は、溝あるいは間隙が狭い間隔で形成され、主にこの狭
巾集合部において潤滑油の排出が行われる。

【００１３】この湿式摩擦部材を構成する狭巾集合部お
よび広巾部は各々３個以上で、この狭巾集合部および広
巾部は交互に均等に配置することができる。また、狭巾
集合部の総面積は、広巾部の総面積の等倍〜３倍である
ことが好ましい。

【００１４】また、この湿式摩擦部材に形成される溝あ
るいは間隙は、放射状に延びかつ溝あるいは間隙の巾は
１ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましい。

【００１５】さらに、狭巾集合部における溝あるいは間
隙の総面積は、狭巾集合部における狭巾部の総面積以下
であることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明にかかる湿式摩擦部材は、
コアプレートと該コアプレートの少なくとも一方の面に
形成されたリング状の摩擦材とを有する。

【００１７】摩擦材は通常用いられる摩擦材から選択し
て用いることができる。例えば、ペーパーフェーシング
のほか、レジンモールド、軟質ウーブン、特殊ウーブ
ン、セミメタリック、セラミック等の摩擦材を用いるこ
とができる。このうち、ペーパーフェーシングは、耐久
性に優れ軽量であり、また安価に製造できることから、
より好ましく用いることができる。

【００１８】摩擦材は１枚のリング状に成形され、ある
いは複数のセグメント摩擦材がリング状に配置されてコ
アプレートに貼付される。摩擦材はコアプレートの両面
に貼付することもできるし、片面にのみ貼付することも
できる。摩擦材をコアプレートの両面に貼付する場合、
コアプレートを挟んで両面に位置する各摩擦材の溝ある
いは間隙の位置は、一致させてもよいし一致させなくて
もよい。また、貼付は通常行われている方法で行うこと
ができる。

【００１９】本発明において摩擦材は、周方向の巾が狭
い狭巾部が溝あるいは間隙を隔てて複数個周方向に配列
した狭巾集合部と、狭巾部より周方向の巾が広くかつ狭
巾集合部と溝あるいは間隙を隔てて周方向に配置された
広巾部とから構成されている。

【００２０】一般に湿式摩擦部材において、溝あるいは
間隙が数多く形成されるほど潤滑油の流路となる面積が
大きくなり、潤滑油の排出が良好に行われる。このため
摩擦面の油膜が低減し、摩擦部材と相手材との係合が開
放され易くなり、引き摺りトルクが低減される。しかし
その反面、溝あるいは間隙が数多く形成されるほど摩擦
面の面積が減少するために、十分な摩擦材の耐荷重性や
耐熱性が得られなくなる。

【００２１】本発明の湿式摩擦部材において摩擦材は、
狭巾集合部と広巾部とから構成される。この構成により
本発明の湿式摩擦部材では、溝あるいは間隙が狭い間隔
で形成された狭巾集合部において潤滑油の排出が良好に
行われる。このため狭巾集合部では油膜が低減し、摩擦
部材と相手材との係合が開放され易くなる。その結果、
湿式摩擦部材全体としては溝あるいは間隙の数を増やす
ことなく引き摺りトルクが軽減される。

【００２２】ここで狭巾集合体の溝あるいは間隙の巾お
よび数は、個々の湿式摩擦部材製品毎に最適な数に設定
でき、狭巾部の巾は狭巾集合部の面積と溝あるいは間隙
の数とによって決定される。溝あるいは間隙の深さは摩
擦材の厚さに応じて最適な深さに設定されるが、０．１
ｍｍ以上あるいは摩擦材の厚さの３０％以上であること
が好ましい。

【００２３】広巾部の巾は、狭巾集合部および広巾部の
配置される個数と狭巾集合部の巾とによって決定され
る。

【００２４】本発明の湿式摩擦部材において、狭巾集合
部および広巾部は各々３個以上で、狭巾集合部および広
巾部は交互に均等に配置されている。狭巾集合部および
広巾部が交互に均等に配置されることで、油膜が形成さ
れる面と油膜が低減する面とがバランス良く配置される
ことになり、摩擦部材と相手材との係合が開放され易く
なるため引き摺りトルクが低減される。また、各々３個
未満の配置では広巾部の面積が大きくなるため、狭巾集
合部と広巾部との配置のバランスが悪くなって引き摺り
トルクが増大する。さらに狭巾集合部および広巾部は各
々３個以上であればよいが、３〜５個の範囲でよりバラ
ンスよく配置されるため、各々３〜５個の範囲で配置さ
れることがより好ましい。

【００２５】本発明の湿式摩擦部材において、狭巾集合
部の総面積は広巾部の総面積の等倍〜３倍である。狭巾
集合部の総面積が広巾部の総面積に満たないと広巾部の
面積が大きくなるため広巾部での油膜が増大し、その結
果引き摺りトルクが増大する。また３倍を超えると、狭
巾集合部における溝あるいは間隙の間隔が広くなり、狭
巾集合部の効果が少なくなって引き摺りトルクが増大す
る。

【００２６】本発明の湿式摩擦部材において、溝あるい
は間隙は放射状に延び、かつ溝あるいは間隙の巾は１ｍ
ｍ〜３ｍｍである。溝あるいは間隙が放射状に延びるこ
とで、この溝あるいは間隙の方向が湿式摩擦部材が回転
する際に生じる遠心力の方向と一致することになり、こ
のため潤滑油の排出が良好に行われる。また、溝あるい
は間隙の巾が１ｍｍ未満であると潤滑油の流路としての
十分な巾が得られず、潤滑油の排出が良好に行われ難
い。また、３ｍｍを超えると狭巾部の巾が狭くなり狭巾
部の面積が小さくなることから、摩擦材の耐熱性や摩擦
耐性を保つことが難しくなる。

【００２７】本発明の湿式摩擦部材において、狭巾集合
部における溝あるいは間隙の総面積は、狭巾集合部にお
ける狭巾部の総面積以下である。狭巾集合部における溝
あるいは間隙の総面積が狭巾集合部における狭巾部の総
面積を超えると、狭巾部の面積が小さくなり、摩擦材の
耐熱性や摩擦耐性を保つことが難しくなる。

【００２８】また本発明の湿式摩擦部材は、ウェーブ加
工を施したコアプレートと摩擦材とからなる湿式摩擦材
部材にこの様な溝あるいは間隙を形成して構成すること
もできる。この場合、ウェーブ加工によっても引き摺り
トルクが低減されるため、より好ましく用いることがで
きる。

【００２９】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を具
体的に説明する。

【００３０】（実施例１）本発明の実施例１の湿式摩擦
部材の形状を図１に示す。本実施例１の湿式摩擦部材
は、コアプレート１と、このコアプレート１の両面に貼
付された、溝２がプレス加工によって形成されたリング
状の摩擦材３とからなる。

【００３１】コアプレート１は厚さ１．０ｍｍのスチー
ル製のものを用いた。また、摩擦材３は外径１５３ｍ
ｍ，内径１３８ｍｍ，片側厚さ０．４０ｍｍのリング状
のペーパーフェーシングを用いた。このペーパーフェー
シングは、パルプ、合成繊維および摩擦調整剤を湿式抄
造した基材にフェノール樹脂等の熱硬化性バインダーを
含浸し成型したものであり、多孔質で弾力に優れ油中で
摩擦に使用することに適する。

【００３２】この摩擦材３上にプレス加工によって形成
された溝２は、巾２ｍｍ，深さ０．１５ｍｍであり、リ
ング状の摩擦材３の内周側から外周側に放射方向に向か
って延びるように形成されている。

【００３３】また溝２は、リング状の摩擦材３の内周と
なる円および外周となる円の中心をその中心とし、１本
の溝２を基準として放射状に６°間隔で８本配置され、
次いで３０°間隔で１本配置され、さらに６°間隔で８
本、３０°間隔で１本と交互に配置されたことによっ
て、３６０°のリング状の摩擦材３の摩擦面全面に放射
状に配置されている。

【００３４】ここでこの溝２が配置された角度とは、リ
ング状の摩擦材３の外周となる円および内周となる円の
中心をその中心として、１本の溝２の巾方向の中心線か
ら隣接する溝２の巾方向の中心線までの角度をいうもの
である。

【００３５】また、摩擦材３上に６°間隔で配置された
２本の溝２によって区画された部分を狭巾部４と呼ぶ。
そして、溝２によって区画された７個の狭巾部４とそれ
を区画する６本の溝１とによって構成される部分を狭巾
集合部５とする。さらに、狭巾集合部４に隣接し、３０
°間隔で配置された２本の溝２によって区画された部分
を広巾部６とする。これら狭巾部４、狭巾集合部５およ
び広巾部６は、本発明の狭巾部、狭巾集合部および広巾
部に相当する。

【００３６】この構成により、狭巾集合部５と広巾部６
とは交互にそれぞれ５個づつ形成されている。また、溝
２は全部で４０本形成されている。以上の方法で実施例
１の湿式摩擦部材が得られた。

【００３７】（実施例２）本発明の実施例２の湿式摩擦
部材の形状を図２に示す。本実施例２の湿式摩擦部材
は、実施例１と同じコアプレート７と、このコアプレー
ト７の両面にリング状に貼付された、２種類の摩擦材の
セグメントである狭巾セグメントおよび広巾セグメント
とからなる。本実施例２の湿式摩擦部材では、隣り合う
２個のセグメントの間に間隙８が形成されている。

【００３８】また、この間隙８は、２種類のセグメント
をコアプレート７に貼付することによって、実施例１に
おける溝２と同じ配置となるように形成されている。

【００３９】摩擦材のセグメントは実施例１と同じ帯状
のペーパーフェーシングより扇面状に打ち抜かれて成形
された。ここで狭巾セグメントをセグメント９とし、広
巾セグメントをセグメント１０とする。セグメント９お
よびセグメント１０の厚さは０．４ｍｍである。セグメ
ント９およびセグメント１０の形状は、これらのセグメ
ントをコアプレート７にリング状に貼付した場合に、本
実施例２の湿式摩擦部材が実施例１の湿式摩擦部材と同
じ狭巾部、広巾部および溝の配置を持つような形状に成
形されている。

【００４０】また、間隙８は、巾２ｍｍ，深さ０．４ｍ
ｍである。

【００４１】本実施例２において、コアプレート７上に
貼付された１個のセグメント９を狭巾部１１と呼ぶ。そ
して、７個の狭巾部１１とそれを区画する６本の間隙８
とによって構成される部分を狭巾集合部１２とする。さ
らに、狭巾集合部１２に間隙８を隔てて貼付された１個
のセグメント１０を広巾部１３とする。これら狭巾部１
１、狭巾集合部１２および広巾部１３は本発明の狭巾
部、狭巾集合部及び広巾部に相当する。

【００４２】この構成により、狭巾集合部１２と広巾部
１３とは交互にそれぞれ５個づつ形成されている。ま
た、間隙８は全部で４０本形成されている。以上の方法
で実施例２の湿式摩擦部材が得られた。

【００４３】（実施例３）本発明の実施例３の湿式摩擦
部材の形状を図３に示す。本実施例３の湿式摩擦部材
は、実施例１と同じコアプレート１４と、このコアプレ
ート１４の両面に貼付された、溝１５がプレス加工によ
って形成されたリング状の摩擦材１６とからなる。本実
施例３の湿式摩擦部材は、溝１５の配置以外は実施例１
と同様に形成された。

【００４４】本実施例３において溝１５は、摩擦材１６
の内周となる円および外周となる円の中心をその中心と
し、１本の溝１５を基準として放射状に６°間隔で１３
本配置され、次いで４８°間隔で１本配置され、さらに
６°間隔で１３本、４８°間隔で１本と交互に配置され
たことによって、３６０°のリング状の摩擦材１６の摩
擦面全面に放射状に配置されている。また、溝１５は全
部で３９本形成されている。

【００４５】また、摩擦材１６上に６°間隔で配置され
た２本の溝１５によって区画された部分を狭巾部１７と
呼ぶ。そして、溝１５によって区画された１１個の狭巾
部１７とそれを区画する１０本の溝１５とによって構成
される部分を狭巾集合部１８とする。さらに、狭巾集合
部１８に隣接した４８°間隔で配置された２本の溝１４
によって区画された部分を広巾部１９とする。これら狭
巾部１７、狭巾集合部１８および広巾部１９は本発明の
狭巾部、狭巾集合部および広巾部に相当する。

【００４６】この構成により、狭巾集合部１７と広巾部
１８とは交互にそれぞれ３個づつ形成されている。ま
た、溝１５は全部で３９本形成されている。以上の方法
で実施例３の湿式摩擦部材が得られた。

【００４７】（比較例１）本発明の比較例１の湿式摩擦
部材の形状を図４に示す。本比較例１の湿式摩擦部材
は、コアプレート２０と、このコアプレート２０の両面
に貼付された、溝２１がプレス加工によって形成された
リング状の摩擦材２２とからなる。本比較例１の湿式摩
擦部材は、溝２１の配置以外は実施例１と同様に形成さ
れた。

【００４８】本比較例１において溝２１は、リング状の
摩擦材２２の内周となる円および外周となる円の中心を
その中心とし、１本の溝２１を基準として放射状に９°
間隔で４０本配置されたことによって、３６０°のリン
グ状の摩擦材２２の摩擦面全面に放射状に配置されてい
る。以上の方法で比較例１の湿式摩擦部材が得られた。

【００４９】（比較例２）本発明の比較例２の湿式摩擦
部材の形状を図５に示す。本比較例２の湿式摩擦部材
は、コアプレート２３と、このコアプレートの両面に貼
付された、摩擦材のセグメントであるセグメント２４と
からなる。本比較例２の湿式摩擦部材では、隣り合う２
個のセグメント２４の間に間隙２５が形成される。ま
た、本比較例２の湿式摩擦部材は、間隙２５の配置およ
びセグメント２４の形状以外は実施例２と同様に形成さ
れた。

【００５０】セグメント２４の形状は、セグメント２４
をコアプレート２３にリング状に貼付した場合に、本比
較例２の湿式摩擦部材が比較例１の湿式摩擦部材と同じ
狭巾部、広巾部および溝の配置を持つような形状に成形
されている。本比較例２において間隙２４は、全部で４
０本形成されている。以上の方法で比較例２の湿式摩擦
部材が得られた。

【００５１】（引き摺りトルク試験）上記実施例１〜３
および比較例１〜２の湿式摩擦部材について引き摺りト
ルク試験を行った。

【００５２】引き摺りトルク測定機としてＳＡＥ＃２試
験機を用い、この試験機に同一の４枚の湿式摩擦部材と
５枚のクラッチプレートとを交互に装着して、湿式摩擦
部材を回転させた状態での引き摺りトルクを計測した。

【００５３】湿式摩擦部材の回転数は１０００ｒｐｍに
設定した。また、隣り合うクラッチプレートの間隔から
湿式摩擦部材の厚さをひいた差すなわちパッククリアラ
ンスが１つの湿式摩擦部材あたりで平均１．６ｍｍとな
るように設定した。潤滑油はＡＴＦ（オートマチックト
ランスミッションフルード）を用い、潤滑油量６００ｃ
ｃ／分，油温４０℃の条件で試験を行った。以上の試験
方法にて行った引き摺りトルク試験の結果を表１に示
す。

【００５４】

【表１】

【００５５】実施例１の湿式摩擦部材と比較例１の湿式
摩擦部材とは溝の形状や数が等しいにもかかわらず、明
らかに実施例１の湿式摩擦部材の方が引き摺りトルクが
小さい。これは、実施例１の湿式摩擦部材が狭巾集合部
と広巾部とを有する構成であり、狭巾集合部において潤
滑油の排出が良好に行われたため、均等な間隔で溝が形
成されている比較例１の湿式摩擦部材と比較して引き摺
りトルクが軽減したものと考えられる。

【００５６】また、同様に実施例２の湿式摩擦部材と比
較例２の湿式摩擦部材とは、間隙の形状や数が等しいに
もかかわらず、明らかに実施例２の湿式摩擦部材の方が
引き摺りトルクが小さい。これもまた上記実施例１と同
じ理由によって実施例２の引き摺りトルクが軽減したも
のと考えられる。

【００５７】さらに、実施例３の湿式摩擦部材は、比較
例１の湿式摩擦部材と溝の形状が等しく、溝の本数が少
ないにもかかわらず、明らかに比較例１の湿式摩擦部材
と比較して引き摺りトルクが小さい。これもまた、上記
実施例１と同じ理由によって実施例３の引き摺りトルク
が低減したものと考えられる。

【００５８】

【発明の効果】従って本発明の湿式摩擦部材によれば、
摩擦材が狭巾集合部と広巾部とから構成されることによ
って潤滑油の排出が良好に行われて、引き摺りトルクを
軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の湿式摩擦部材の形状を表す図であ
る。

【図２】実施例２の湿式摩擦部材の形状を表す図であ
る。

【図３】実施例３の湿式摩擦部材の形状を表す図であ
る。

【図４】比較例１の湿式摩擦部材の形状を表す図であ
る。

【図５】比較例２の湿式摩擦部材の形状を表す図であ
る。

【符号の説明】

１：コアプレート２：溝３：摩擦材
４：狭巾部５：狭巾集合部６：広巾部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J056 BA02 BE21 CA04 CA09 GA02 3J057 AA04 BB04 DB03 EE05 GA17 HH02 JJ01 3J058 BA16 BA35 BA41 BA44 DE19 EA03 FA01 GA02 GA04 GA19 GA22 GA93 GA94

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コアプレートと該コアプレートの少なく
とも一方の面に形成されたリング状の摩擦材とを有する
湿式摩擦部材であって、前記摩擦材は、周方向の巾が狭い狭巾部が溝あるいは間
隙を隔てて複数個周方向に配列した狭巾集合部と、該狭
巾部より周方向の巾が広くかつ該狭巾集合部と該溝ある
いは該間隙を隔てて周方向に配置された広巾部とから構
成されていることを特徴とする湿式摩擦部材。
【請求項２】前記狭巾集合部および前記広巾部は、各
々３個以上で該狭巾集合部および該広巾部は交互に均等
に配置されている請求項１に記載の湿式摩擦部材。
【請求項３】前記狭巾集合部の総面積は、前記広巾部
の総面積の等倍〜３倍である請求項１に記載の湿式摩擦
部材。
【請求項４】前記溝あるいは前記間隙は、放射状に延
びかつ該溝あるいは該間隙の巾は１ｍｍ〜３ｍｍである
請求項１に記載の湿式摩擦部材。
【請求項５】前記狭巾集合部における前記溝あるいは
前記間隙の総面積は、該狭巾集合部における前記狭巾部
の総面積以下である請求項１に記載の湿式摩擦部材。