JP2004011836A - 湿式摩擦部材 - Google Patents

Abstract

【課題】均等に冷却することが可能な湿式摩擦部材を提供する。
【解決手段】湿式摩擦部材１は、第１の主表面１１と、その第１の主表面１１と反対側に位置する第２の主表面とを有するコアプレート１０と、コアプレート１０の第１の主表面１１に設けられた第１の摩擦材２０と、コアプレート１０の第２の主表面に設けられた第２の摩擦材３０とを備える。第１の摩擦材２０には、第１の冷却材溝２１が設けられている。第１の冷却溝２１に対応する第２の摩擦材３０の部分と異なる部分に第２の冷却溝３１が設けられている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は湿式摩擦部材に関し、特に、自動変速機用の湿式多板クラッチまたはブレーキを構成する湿式摩擦部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に用いられている自動変速機は、遊星歯車装置により構成され、遊星歯車装置を構成する回転要素のうちのいずれか１つの回転を拘束することにより、所望の変速段を達成している。具体的には、遊星歯車装置は潤滑条件下で使用され、遊星歯車装置のいずれかの回転要素の回転をクラッチまたはブレーキなどで拘束することにより所望の変則段が達成される。
【０００３】
遊星歯車装置の湿式摩擦部材は、たとえば特開平７−２２９５２３号公報に開示されている。図６は、上記公報に開示された、従来の自動変速機の断面図である。図６を参照して、従来の自動変速機では、回転駆動される入力軸１０１には、複数枚の加圧板１０２を内周にスプライン嵌合したクラッチドラム１０３が一体的に接合されている。また、入力軸１０１に対して相対的に回転できるように嵌合された中空の出力軸１０４には、加圧板１０２と交互に重なり合う摩擦材付の被加圧板（以下「クラッチディスク」という）１０５を外周にスプライン嵌合したクラッチハブ１０６が一体的に接合されている。フェーシングプレートとしての摩擦材１２０はセルロース、珪藻土、フェノール樹脂などの混合物によって形成されている。クラッチドラム１０３の基端側には、加圧板１０２に当接し得る押圧部１０７を有するピストン１０８が摺動できるように嵌合されている。さらに、クラッチドラム１０３の先端部には、止め環１０９が一体的に設けられており、この止め環１０９と図中左端に位置するクラッチディスク１０５との間のクラッチドラム１０３の内周には、環状のリテーニングプレート１１０が装着されている。環状のばね受け板１１２はピストン１０８をクラッチハブ１０６とは逆側に付勢する戻しばね１１１の一端側を受けている。
【０００４】
入力軸１０１に形成された油路１１３からクラッチドラム１０３とピストン１０８との間に形成された油圧室１１４に油が供給されると、戻しばね１１１のばね力に抗し、ピストン１０８がクラッチハブ１０６に沿った方向側に押し出される。そして、止め環１０９により図中左側への移動が拘束されたリテーニングプレート１１０に加圧板１０２とクラッチディスク１０５とが押しつけられ、これらの加圧板１０２とクラッチディスク１０５の摩擦材１２０とが摩擦力を介して圧接することになり、入力軸１０１の回転力が出力軸１０４に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような自動変速機では、加圧板１０２とクラッチディスク１０５の摩擦材１２０とが接触してから完全にクラッチが締結される状態となるまでに要する時間が、０．４秒から１秒程度である。その間、加圧板１０２とこれに接触するクラッチディスク１０５の摩擦材１２０との間では数１００℃という高温となる。この摩擦材１２０を冷却するために、クラッチハブ１０６に設けられている穴（図示せず）から潤滑油が遠心力の作用で加圧板１０２およびクラッチディスク１０５に供給される。そして、クラッチディスク１０５に形成されている冷却溝としてのオイル溝を通過する際に双方の摩擦面を冷却してクラッチドラム１０３に設けられた排出穴を介して外部に油が排出される構成とされている。
【０００６】
しかしながら、摩擦材１２０はセルロースなどであるため熱がこもりやすく、冷却溝から離れた部分を十分に冷却できないという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、摩擦材を十分に冷却することが可能な湿式摩擦部材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、摩擦材に熱がこもる原因について、さまざまな検討を行なった。その結果、摩擦材において、冷却溝などの冷却手段が設けられている部分では摩擦材の温度はそれほど高くならない。これに対して、冷却溝から離れた部分では、冷却溝により摩擦材が十分に冷却されないので温度が高くなる。そのため、冷却溝から離れた摩擦材の部分を、摩擦材の裏側から冷却すれば、この部分での温度を低下させることができることがわかった。
【０００９】
このような知見によりなされた、この発明に従った湿式摩擦部材は、第１の主表面と、その第１の主表面と反対側に位置する第２の主表面とを有するコアプレートと、コアプレートの第１の主表面に設けられた第１の摩擦材と、コアプレートの第２の主表面に設けられた第２の摩擦材とを備える。第１の摩擦材には、第１の冷却溝が設けられている。第１の冷却溝に対応する第２の摩擦材の部分と異なる第２の摩擦材の部分に第２の冷却溝が設けられている。
【００１０】
このように構成された湿式摩擦部材では、第１の摩擦材において、第１の冷却溝の近傍の部分は第１の冷却溝により冷却される。これに対して、第１の冷却溝から離れた部分に対応するように第２の摩擦材に第２の冷却溝が設けられる。そのため第１の冷却溝から離れた第１の摩擦材の部分は第２の冷却溝によって冷却される。その結果、第１の摩擦材を均等に冷却することができる。さらに、第２の摩擦材でも、第２の冷却溝近傍は第２の冷却溝により冷却される。第２の冷却溝から離れた部分に対応するように第１の冷却溝が設けられているため、第２の摩擦材の各部分を均等に冷却することができる。
【００１１】
また好ましくは、第１の摩擦材は複数の第１の冷却溝を有する。第２の摩擦材は複数の第２の冷却溝を有する。複数の第１の冷却溝の各々の間に複数の第２の冷却溝の各々が設けられる。この場合、第１の冷却溝と第２の冷却溝とは互いに千鳥状に配置され、第１の摩擦材および第２の摩擦材の各々が第１の冷却溝および第２の冷却溝により十分に冷却される。その結果、第１の摩擦材および第２の摩擦材の各部分で十分な冷却が行なえる。
【００１２】
さらに好ましくは、隣合う２つの第１の冷却溝のほぼ中間に第２の冷却溝が設けられる。この場合、第１の冷却溝と第２の冷却溝とが等しい間隔で配置されるため、第１および第２の摩擦材を均等に冷却することができる。
【００１３】
この発明の別の局面に従った湿式摩擦部材は、第１の主表面と、その第１の主表面と反対側に位置する第２の主表面とを有するコアプレートと、コアプレートの第１の主表面に設けられた第１の摩擦材と、コアプレートの第２の主表面に設けられた第２の摩擦材とを備える。第１の摩擦材には第１の冷却手段が設けられている。第１の冷却手段に対応する第２の摩擦材の部分と異なる第２の摩擦材の部分に第２の冷却手段が設けられている。
【００１４】
このように構成された湿式摩擦部材では、第１の摩擦材において、第１の冷却手段の近傍の部分は第１の冷却手段により冷却される。これに対して、第１の冷却手段から離れた部分に対応するように第２の摩擦材に第２の冷却手段が設けられる。そのため第１の冷却手段から離れた第１の摩擦材の部分は第２の冷却手段によって冷却される。その結果、第１の摩擦材を均等に冷却することができる。さらに、第２の摩擦材でも、第２の冷却手段近傍は第２の冷却手段により冷却される。第２の冷却手段から離れた部分に対応するように第１の冷却手段が設けられているため、第２の摩擦材の各部分を均等に冷却することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一または相当する部分については同一の参照番号を用い、その説明は繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った湿式摩擦部材の平面図である。図２は、図１中のＩＩで示す方向から見た湿式摩擦部材の側面図である。図１および２を参照して、この発明の実施の形態１に従った湿式摩擦部材１は、コアプレート１０と、コアプレート１０の一方の面に設けられた第１の摩擦材（フェーシング）２０とを有する。コアプレート１０は円板状であり、その中心部には穴が設けられている。
【００１７】
コアプレート１０は環状でかつ薄板状であり、剛性の高い金属により構成される。コアプレート１０には第１の摩擦材２０が張り合わされている。第１の摩擦材２０はセルロース、珪藻土、フェノール樹脂などの混合物によって形成されており、高い摩擦係数を有する。第１の摩擦材２０には、中央から放射線状に延びる複数本の第１の冷却手段としての第１の冷却溝２１が設けられている。
【００１８】
第１の主表面１１には第１の摩擦材２０が設けられており、その逆側の面には第２の摩擦材３０が設けられている。第２の摩擦材３０には第２の冷却手段としての第２の冷却溝３１が複数本設けられている。第２の冷却溝３１は第１の冷却溝２１の間に配置されている。第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１の本数は図１で示すものに限定されるものではなく、さらに多くの第１および第２の冷却溝２１および３１を設けてもよい。
【００１９】
さらに、第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１は、図１では中心から放射線状に延びるように構成したが、これに限られるものではなく、第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１が中央から旋回して外周に延びるように形成されていてもよい。この場合、渦巻きの方向は第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１の各々で同じ方向でもよい。また、旋回の方向が第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１で異なっていてもよい。
【００２０】
第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１による放熱量を増加させるために、第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１が蛇行するように設けられていてもよい。この場合、第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１を通過する油が第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１の多くの部分と接触するため、冷却能力をさらに向上させることができる。
【００２１】
第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１は直線状または曲線状だけでなく、碁盤目状に設けられていてもよい。湿式摩擦部材１の中央部には、図示しない油が供給され、湿式摩擦部材１が回転することにより、この油が遠心力により第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１を介して外側へ放出される。このとき、油が第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１と接触することにより熱を奪い去ることができる。
【００２２】
なお、この湿式摩擦部材１は、自動変速機の湿式多板クラッチまたは湿式多板ブレーキとして用いられる。
【００２３】
この発明に従った湿式摩擦部材１は、第１の主表面１１と、その第１の主表面１１と反対側に位置する第２の主表面１２とを有するコアプレート１０と、コアプレート１０の第１の主表面１１に設けられた第１の摩擦材２０と、コアプレート１０の第２の主表面１２に設けられた第２の摩擦材３０とを備える。第１の摩擦材２０には第１の冷却手段としての第１の冷却溝２１が設けられている。第１の冷却溝２１に対応する第２の摩擦材３０の部分３０ａと異なる部分に第２の冷却手段としての第２の冷却溝３１が設けられている。
【００２４】
第１の摩擦材２０は複数の第１の冷却溝２１を有する。第２の摩擦材３０が複数の第２の冷却溝３１を有する。第１の冷却溝２１の各々の間に第２の冷却溝３１の各々が設けられている。隣合う２つの第１の冷却溝２１のほぼ中間に第２の冷却溝３１が設けられている。
【００２５】
コアプレート１０は板状であり、その一方面側に第１の摩擦材２０が設けられ、他方面側に第２の摩擦材３０が設けられている。第１の摩擦材２０および第２の摩擦材３０はそれぞれ薄膜状であり、コアプレート１０に固定されており、コアプレート１０とともに回転する。
【００２６】
第１の主表面１１側に第１の冷却溝２１が設けられ、第１の冷却溝２１が設けられていない第２の主表面１２側の領域に第２の冷却溝３１が設けられている。第１の冷却溝２１と第２の冷却溝３１とは、コアプレート１０を挟んで交互に設けられる。
【００２７】
図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３を参照して、コアプレート１０の第１の主表面１１には第１の摩擦材２０が設けられており、第１の摩擦材２０には、第１の主表面１１に達する第１の冷却溝２１が設けられている。
【００２８】
コアプレート１０の第２の主表面１２側には、第２の摩擦材３０が設けられ、第２の摩擦材３０にも、第２の主表面１２に達する第２の冷却溝３１が設けられている。
【００２９】
このように構成された、この発明に従った湿式摩擦部材１では、湿式摩擦部材１の中央部から油が供給され、この油が第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１を介して遠心力で外側に流れ出る。このとき、第１の冷却溝２１の近傍の第１の摩擦材２０の部分では油により冷却される。第１の冷却溝２１の間の第１の摩擦材２０の部分では熱は第１の冷却溝２１により冷却されにくいが、この部分の熱はコアプレート１０を介して第２の冷却溝３１へ伝達されて第２の冷却溝３１を通る油により冷却される。その結果、第１の摩擦材２０のすべての部分で均等に冷却が行なわれることになり、第１の摩擦材２０の各部分で熱が溜まることを防止することができる。
【００３０】
第２の冷却溝３１の間の第２の摩擦材３０の部分では熱は第２の冷却溝３１により冷却されにくいが、この部分の熱はコアプレート１０を介して第１の冷却溝２１へ伝達されて第１の冷却溝２１を通る油により冷却される。その結果、第２の摩擦材３０のすべての部分で均等に冷却が行なわれることになり、第２の摩擦材３０の各部分で熱が溜まることを防止することができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に従った湿式摩擦部材の断面図である。図４を参照して、この発明の実施の形態２に従った湿式摩擦部材１では、第１の冷却溝２１が第１の主表面１１に達しておらず、かつ第２の冷却溝３１が第２の主表面１２に達していない点で、実施の形態１に従った湿式摩擦部材１と異なる。湿式摩擦部材１では第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１が実施の形態１の湿式摩擦部材１に比べて浅く形成されている。
【００３２】
このように構成された、この発明の実施の形態２に従った湿式摩擦部材１でも、実施の形態１に従った湿式摩擦部材１と同様の効果がある。
【００３３】
（実施の形態３）
図５は、この発明の実施の形態３に従った湿式摩擦部材の平面図である。図５を参照して、この発明の実施の形態３に従った湿式摩擦部材では、第１の摩擦材２０には第１の冷却手段としての第１の窪み２２が設けられている。さらに、第２の摩擦材３０には、第２の冷却手段としての第２の窪み３２が設けられている。
【００３４】
すなわち、第１の摩擦材２０には、第１の冷却手段としての第１の冷却溝２１および第１の窪み２２が設けられている。第１の冷却手段である第１の冷却溝２１および第１の窪み２２に対応する第２の摩擦材３０の部分と異なる部分に第２の冷却手段としての第２の冷却溝３１および第２の窪み３２が設けられている。第１の窪み２２と第２の窪み３２とは交互に配置されている。第１の冷却溝２１と第２の冷却溝３１のいずれもが配置されていない部分に第１の窪み２２および第２の窪み３２が設けられており、第１の冷却溝２１および第２の冷却溝３１で冷却が困難な部分を第１の窪み２２および第２の窪み３２に溜まった油が冷却する。
【００３５】
このように構成された、この発明の実施の形態３に従った湿式摩擦部材でも、実施の形態１に従った湿式摩擦部材１と同様の効果がある。
【００３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に従えば、均等に冷却されることが可能な湿式摩擦部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に従った湿式摩擦部材の平面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た湿式摩擦部材の側面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に従った湿式摩擦部材の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３に従った湿式摩擦部材の平面図である。
【図６】従来の自動変速機の断面図である。
【符号の説明】
１　湿式摩擦部材、１０　コアプレート、１１　第１の主表面、１２　第２の主表面、２０　第１の摩擦材、２１　第１の冷却溝、２２　第１の窪み、３０　第２の摩擦材、３１　第２の冷却溝、３２　第２の窪み。

Claims (4)

1. 第１の主表面と、その第１の主表面と反対側に位置する第２の主表面とを有するコアプレートと、
   前記コアプレートの第１の主表面に設けられた第１の摩擦材と、
   前記コアプレートの第２の主表面に設けられた第２の摩擦材とを備え、
   前記第１の摩擦材には、第１の冷却溝が設けられており、
   前記第１の冷却溝に対応する前記第２の摩擦材の部分と異なる前記第２の摩擦材の部分に第２の冷却溝が設けられている、湿式摩擦部材。
2. 前記第１の摩擦材は複数の前記第１の冷却溝を有し、前記第２の摩擦材は複数の前記第２の冷却溝を有し、複数の前記第１の冷却溝の各々の間に複数の前記第２の冷却溝の各々が設けられる、請求項１に記載の湿式摩擦部材。
3. 隣合う２つの前記第１の冷却溝のほぼ中間に前記第２の冷却溝が設けられる、請求項２に記載の湿式摩擦部材。
4. 第１の主表面と、その第１の主表面と反対側に位置する第２の主表面とを有するコアプレートと、
   前記コアプレートの第１の主表面に設けられた第１の摩擦材と、
   前記コアプレートの第２の主表面に設けられた第２の摩擦材とを備え、
   前記第１の摩擦材には、第１の冷却手段が設けられており、
   前記第１の冷却手段に対応する前記第２の摩擦材の部分と異なる前記第２の摩擦材の部分に第２の冷却手段が設けられている、湿式摩擦部材。

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