JP2013113309A - 湿式摩擦材用コアプレート - Google Patents

Abstract

【課題】コアプレートの全体の平均厚さが薄くでき、かつ、パッククリアランスの低減が可能なこと。
【解決手段】セグメントピース１２ａ，１２ｂを貼り付ける部分の湿式摩擦材プレートの貼着面１３ａ，１３ｂの両面若しくは片面を所定の厚みまで薄くすることで、スプライン内歯１１ａの厚みに左右されることなく、湿式多板摩擦材構造１００の総厚を低減させることができる。逆に、現状の寸法を維持するとなれば、湿式摩擦材プレートの厚みを厚くでき、耐熱性を向上し、熱容量が大きくすることができる。また、通常では、セグメントピース１２ａ，１２ｂの削減、即ち、コアプレート１１の摩擦材の枚数削減による軽量化、高効率化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチ、ブレーキ等として使用され、自動車等の自動変速機やオートバイ等の変速機に用いられる複数の摩擦板を設けた、例えば、オートマチックトランスミッション用湿式摩擦材等として使用される湿式摩擦材プレートを構成する芯金に相当する湿式摩擦材用コアプレートに関するものである。

従来の湿式摩擦材用コアプレートとして、特許文献１の発明を挙げることができる。
特許文献１の発明は、入力軸に接続された複数の摩擦板と、出力軸に接続された複数の摩擦板とを交互に配列し、これらの摩擦板の摩擦係合で動力の断続を行うオートマチックトランスミッション用湿式摩擦材に使用され、芯金となる金属プレートの表面に湿式摩擦材が接合されており、かつ、摩擦板の外周側から内周側に向って湿式摩擦材の密度が小から大に変化しているような湿式摩擦板の製造方法において、芯金となる金属プレートの外周側の板厚を内周側の板厚よりも薄くなるように形成し、金属プレートの表面に湿式摩擦材をその表面が互いに平行となるように加圧、加熱しながら接合させる技術を開示している。

特許文献１の発明は、芯金となる金属プレートの外周側の板厚を内周側の板厚よりも薄くなるように形成し、その金属プレートの表面に、湿式摩擦材をその表面が互いに平行となるように加圧、加熱しながら接合させるもので、これにより湿式摩擦材の密度をその外周側から内周側に向けて小から大に変化するようにしている。したがって、湿式摩擦材の密度が径方向に傾斜分布しているような摩擦板を製造することができ、高摩擦係数であり、かつ、摩擦係数が安定し、耐熱性及び剥離寿命を備えた装置を得ることができる。

特開平８−２３３００４号公報

このように、特許文献１は、コアプレートの外周側の板厚を内周側より徐々に薄くしていくことで、貼り付けられる湿式摩擦材の密度を内周から外周に従って徐々に小さくしていき安定した高摩擦係数μ、高耐熱性等を実現している。
しかしながら、特許文献１の技術では外周側が低密度となることから、外周のヘタリ、内周側と外周側の磨耗の違いが問題となる。
また、コアプレートの全体の平均厚さを減ずることには繋がらず、また、湿式摩擦材とセパレータプレートとの間のパッククリアランスの低減と、耐熱性の向上、引き摺りトルクの低減、並びに同一パックでの耐熱性向上、引き摺りトルクの低減（クリアランスアップ）の効果は期待できない。
そして、コアプレートの貼着面に凹加工を施す場合、従来のような切削加工では切削時の熱や応力により、反りや歪み等が生じやすくなり、仕上げ精度がよい加工ができなかった。

そこで、本発明は、反りや歪み等の発生がなく高精度でコアプレートの全体の平均厚さが薄くでき、かつ、パッククリアランスの低減に寄与する湿式摩擦材用コアプレートの提供を課題とするものである。

請求項１に係る発明は、片面または両面に湿式摩擦材を貼付ける湿式摩擦材用コアプレートにおいて、前記湿式摩擦材を貼り付ける貼着面の板厚をエッチングにより所定の厚みまで薄く加工処理してなるものである。

請求項２に係る発明は、更に、前記湿式摩擦材を貼付ける箇所が他の個所よりも厚みを薄く加工処理したものである。ここで湿式摩擦材を貼付ける箇所とは湿式摩擦材を貼付ける部位はもとより、その近傍を含むものである。

請求項１の発明における片面または両面に湿式摩擦材を貼付けてなる湿式摩擦材用コアプレートは、前記湿式摩擦材を貼り付ける貼着面の板厚を、エッチングにより所定の厚みまで薄く加工処理してなるものである。このように湿式摩擦材用コアプレートの湿式摩擦材を貼り付ける貼着面の板厚を薄く加工することでコアプレートスプライン部の厚みを変更することなくオートマチックトランスミッションに使用される湿式摩擦材ディスクの総厚を減少することが可能となり、パッククリアランスの低減に寄与できる。したがって、湿式摩擦材ディスクの機械的強度の低下を抑えて軽量化を図ることができる。
また、貼着面の板厚の減少はエッチング処理によって加工することから、加工に伴う歪をコアプレートに残さずに高精度の加工が可能となる。

請求項２の発明における湿式摩擦材用コアプレートの湿式摩擦材貼着面の片面または両面は、湿式摩擦材を貼付ける箇所が他の個所よりもエッチングにより板厚を所定の厚みまで薄く加工してなるものであるから、コアプレートに要求される強度を維持したままコアプレートの全体の厚みを薄くすることができる。

図１は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材用コアプレートを用いた湿式多板摩擦材構造の原理説明する要部断面図である。 図２は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材用コアプレートを用いた湿式摩擦材プレートとセパレータプレートとの組み合わせ関係を説明する要部斜視図である。 図３は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材用コアプレートを用いた湿式摩擦材プレートの斜視図である。 図４は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材用コアプレートを用いた湿式摩擦材プレートの平面図である。 図５は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材用コアプレートを用いた図４の切断線Ａ−Ａによる切断の断面図である。 図６は本発明の実施の形態２の湿式摩擦材用コアプレートを用いたウェーブを有する湿式摩擦材プレートの平面図(ａ)及びその切断線Ｂ−Ｂによる断面図(ｂ)である。 図７は本発明の実施の形態３の湿式摩擦材用コアプレートを用いた湿式摩擦材プレートの断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。

［実施の形態１］
一般的な湿式摩擦材を複数枚設けてなる湿式多板摩擦材構造は図１に示すように、回転軸となるハブ４０には径方向に貫通した潤滑油供給口５０が設けられ、湿式多板クラッチを構成する湿式多板摩擦材構造１００の内径側から外径側へと所定の間隔で自動変速機作動油（Automatic Transmission Fluid、一般に『ＡＴＦ』と略されているが、出光興業（株）の登録商標『ＡＴＦ』の商品とは直接関係がない。）を供給している。そして、ハブ４０の周囲にはハブ４０によってスプライン軸方向に摺動自在に保持された湿式摩擦材プレートが複数枚配設されている。

湿式摩擦材プレート１０は、片面または両面に固着された弧状の湿式摩擦材としてのセグメントピース１２ａ，１２ｂ（特定の面のセグメントピース１２ａまたはセグメントピース１２ｂを意味しない場合には、単に「１２」という）及びそのセグメントピース１２を配設する貼着面１３ａ，１３ｂ(特定の面の貼着面１３ａまたは貼着面１３ｂを意味しない場合には、単に「１３」という)及びその内周側にスプライン内歯１１ａを有するコアプレート１１を具備している。
コアプレート１１にセグメントピース１２ａ，１２ｂを接合してなる湿式摩擦材プレート１０は、セグメントピース１２ａ，１２ｂに対向してクラッチケース７０側に設けられたセパレータプレート３０が複数枚配設されている。なお、セグメントピース１２の湿式摩擦材は、図１乃至図３ではコアプレート１１の両面に配設されているが、湿式摩擦材プレート１０(コアプレート１１)及びセパレータプレート３０の片面のみに設けてもよい。また、弧状の湿式摩擦材からなるセグメントピース１２は、環状の湿式摩擦材とすることもできるが、その作用効果はセグメントピース１２と相違しないので、ここではその説明を省略する。

このように構成された湿式多板摩擦材構造１００は、次のようにクラッチの解放または締結を行う。
図１の状態はクラッチ解放状態を示しており、セパレータプレート３０とセグメントピース１２ａ，１２ｂとはそれぞれ離れている。解放状態では図示しないリターンスプリングの付勢力により、ハブ４０はクラッチケース７０の閉口端側に当接している。この状態でクラッチを締結するには、ピストン８０とクラッチケース７０との間に画成された油圧室６０に作動油を供給する。作動油の油圧の上昇に伴い、図示しないリターンスプリングの付勢力に抗してピストン８０は、図１において軸方向右に移動し、セパレータプレート３０とセグメントピース１２ａ，１２ｂとを密着させる。これによりクラッチが締結状態となる。

このような動作を行う湿式多板摩擦材構造１００の湿式摩擦材プレート１０及び湿式摩擦材からなるセグメントピース１２、セパレータプレート３０の関係は、図２及び図３に示すように構成されている。
湿式摩擦材プレート１０を構成するコアプレート１１の両側にはセグメントピース１２ａ，１２ｂが貼着されている。コアプレート１１の内周側には回転軸となるハブ４０のスプラインと噛み合うスプライン内歯１１ａが形成されている。なお、図示のスプライン内歯１１ａは、実施物では伝達する仕事量に応じて連続的に２０個以上の内歯歯車状に形成される。

また、コアプレート１１のスプライン内歯１１ａを有するコアプレート１１は、スプライン内歯１１ａよりも外周側にセグメントピース１２ａ及びセグメントピース１２ｂが貼着される貼着面１３ａ，１３ｂが平坦に形成され、この貼着面１３ａ，１３ｂにセグメントピース１２ａ及びセグメントピース１２ｂが貼着される。
そして、セグメントピース１２ａ及びセグメントピース１２ｂに対向してセパレータプレート３０が配されている。
セパレータプレート３０には、図２に示すように、その外周側にはスプライン外歯３１が形成されている。なお、図示のスプライン外歯３１はスプライン内歯１１ａと同様、伝達する仕事量に応じて連続的に２０個以上の外歯歯車状に形成される。

図４及び図５において、コアプレート１１は、本実施の形態１における略円環状の湿式摩擦材プレート１０の芯金であり、コアプレート１１の内周側には２０個以上のスプライン内歯１１ａが形成してある。スプライン内歯１１ａの内側の厚みは１ｍｍとしている。また、コアプレート１１の外周側に設けられた貼着面１３ａ，１３ｂはセグメントピース１２の幅、つまり、径方向長さの１．１〜１．５倍の範囲でコアプレート１１の外周端からエッチングによって彫設されている。そして、その彫設はコアプレート１１の両面から０．３ｍｍの深さで行った。したがって、コアプレート１１の厚みは中央から片側に各０．２ｍｍの厚み、即ち、０．４ｍｍの厚みとなっている。即ち、貼着面１３ａ，１３ｂを形成した個所とスプライン内歯１１ａを形成した側の個所との間には板厚が変化する境界線１５ａ，１５ｂ(特定の面の境界線１５ａまたは境界線１５ｂを意味しない場合には、単に「１５」という)が存在することになる。この境界線１５の 外周側が貼着面１３である。

貼着面１３ａ，１３ｂを弧状の摩擦材であるセグメントピース１２ａ，１２ｂが貼着される幅の１．１〜１．５倍の範囲としているのは、セグメントピース１２ａ，１２ｂの周囲に作動油を供給するものであり、セグメントピース１２ａまたはセグメントピース１２ｂの相互間、セグメントピース１２ａ，１２ｂの内周、その外周にはスペースを確保するのが望ましいからである。
このようにセグメントピース１２ａ，１２ｂを貼付ける箇所が他の個所、即ち、スプライン内歯１１ａ等よりも厚みを薄く加工処理したものであるから、コアプレート１１全体の平均的厚みが薄くなり、かつ、パッククリアランスの低減が可能になる。
なお、この寸法は、従来の芯金の均一な厚み１ｍｍ、セグメントピースの厚み０．５ｍｍと比較するための寸法であり、当該数値に限定される理由はない。セグメントピースの厚み０．３〜０．８ｍｍ、コアプレート１１のスプライン内歯１１ａの厚みを０．８〜２ｍｍとすることができる。

また、実施の形態1ではコアプレート１１における境界線１５の外周側の全領域の板厚を薄くしているが、セグメントピース１２ａまたはセグメントピース１２ｂの相互間に油が充分流通可能な場合はセグメントピース１２ａまたはセグメントピース１２ｂの相互間にエッチング加工処理を行わない部分を設けることもできる。この場合は貼着面１３の剛性が全領域処理した場合より大きくなるためより薄く加工処理が可能となり、よりコンパクト化が可能となる。

本実施の形態の湿式摩擦材プレート１０は、次のように製造した。
非エッチング部である内周スプラインに相当するスプライン内歯１１ａにエッチングが効かないようにマスキングを施した後、それを温度８０度の塩化第二鉄のエッチング溶液に３分間浸漬し、貼着面１３ａ，１３ｂが所定の厚み（実施例では１ｍｍから０．４ｍｍに変化）に彫設させた後、コアプレート１１を取り出し、マスキングを取り除くことで形成した。その後、コアプレート１１の貼着面１３ａ，１３ｂに接着剤を塗布してセグメントピース１２を貼り付けて熱成形し、セグメントピース１２を接着して湿式摩擦材プレート１０を形成した。

このエッチングでは、金属を腐食させるものであるから、切削加工と比べて高温にならないだけでなく、切削の際の外力が加わらないから、コアプレート１１に歪や反りが残存せず、また面粗度や削除する深さを高精度に行うことができ、機械的強度の変化もなく彫設できる。
［実施の形態２]

図６は本発明の実施の形態２におけるコアプレート１１の平面図で、コアプレート１１は略円環状を呈している。コアプレート１１の貼着面１３ａ，１３ｂには、その中心から外周方向に放射状に同一高さとしたウェーブ状(末広がりの折れ線の折れ角を丸くした形状)を形成したものである。コアプレート１１の内周側には、実施の形態１と同様、２０個以上のスプライン内歯１１ａが切ってある。スプライン内歯１１ａの内側の厚みは、１ｍｍとしている。また、コアプレート１１の外周側の貼着面１３ａ，１３ｂには、弧状の摩擦材、即ち、２０枚のセグメントピース１２が貼着されている。貼着面１３ａ，１３ｂの加工処理は実施の形態1と同じである。

しかし、コアプレート１１はウェーブ高さ０．２ｍｍのウェーブ状を形成しているのでその全体的厚みは１．６ｍｍとなっている。 この場合でも、セグメントピース１２ａ，１２ｂを貼付ける箇所がスプライン内歯１１ａ等よりも厚みを薄く加工処理したものであるから、コアプレート１１全体の平均的厚みが薄くなり、かつ、パッククリアランスの低減が可能になる。

ここで、コアプレート１１へのウェーブ状の形成は、セグメントピース１２ａ，１２ｂを貼着面１３ａ，１３ｂに貼付ける前に行っている。即ち、実施の形態２は実施の形態１と同様に貼着面１３ａ，１３ｂを薄くエッチング処理によって加工した後、コアプレート１１にプレステンパー等で熱処理しながらウェーブをつけ、その後、貼着面１３ａ，１３ｂに接着剤を塗布してセグメントピース１２を貼着している。
［実施の形態３]

図７は本発明の実施の形態３における湿式摩擦材用コアプレートを用いたコアプレート１１の断面図で、実施の形態１との相違点は、コアプレート１１の貼着面１３ａ，１３ｂがセグメントピース１２ａ，１２ｂの平面の外周形状から０．２〜１．５ｍｍ大きい大きさのグメントピース１２ａ，１２ｂの相似形状を有した装着孔１４ａ，１４ｂ(特定の面の装着孔１４ａまたは装着孔１４ｂを意味しない場合には、単に「１４」という)が彫設されたものであり、セグメントピース１２の装着孔１４には、セグメントピース１２がその中央に貼着される。これによってセグメントピース１２の周囲にスペースが設けられ本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３の作用効果に加えて、作動油を装着孔１４の内側で、セグメントピース１２の周囲に保持させることができる。
本実施の形態においても、セグメントピース１２ａ，１２ｂを貼付ける箇所が他の個所、即ち、スプライン内歯１１ａ等よりも厚みを薄く成型したものであるから、コアプレート１１全体の平均的厚みが薄くなり、かつ、パッククリアランスの低減が可能になる。

本実施の形態のセグメントピース１２ａ，１２ｂの貼着面１３ａ，１３ｂとなる装着孔１４ａ，１４ｂは、エッチングによって形成した。まず、非エッチング部分にマスキングを施した後、温度８０度の塩化第二鉄のエッチング溶液に３分間浸漬した。これにより、実施の形態１のように所定の厚みまで装着孔１４の厚みが薄くなる。特に、装着孔１４のみを薄く形成するものであるから、機械的強度がスプライン内歯１１ａ付近の強度に近いものとすることが可能となる。ここで、セグメントピース１２ａ，１２ｂの接合位置は表裏で異にすることもできる。

そして、スプライン内歯１１ａはハブ４０のスプラインと噛み合うが、スプライン部の磨耗性に影響を与えないで、その噛み合わせの機械的強度を低下させることなく使用でき、かつ、パック全長を短縮できる。特に、セグメントピース１２を貼り付ける部分のコアプレート１１はその貼着面１３の両面若しくは片面に装着孔１４となる凹加工を施すことにより、スプラインの厚みを左右することなく、コアプレート１１のセグメントピース１２の総厚を低減させることができる。

特に、本実施の形態のおいては、切削加工に頼ることなく、コアプレート１１の貼着面１３ａ，１３ｂをエッチング加工したもの、更に、必要によってプレステンパーによってウェーブ加工したものでは、コアプレート１１のセグメントピース１２の貼着面１３の両面若しくは片面に生じる歪み、反りを生じることなく制作できる。エッチングとしては、公知の化学的腐食作用によって溶解するものであればよい。

以上、本実施の形態１乃至本実施の形態３では、セグメントピース１２を貼り付ける部分のコアプレート１１の貼着面１３の両面若しくは片面を所定の厚みまでエッチング加工処理により薄くすることで、スプライン内歯１１ａの厚みを薄くすること無く、コアプレート１１の総厚を低減させることができる。逆に、現状の寸法を維持するとなれば、結果的に、コアプレート１１の厚みを厚くできることから、熱容量を大きくすることができ耐熱性が向上する。

上記実施の形態１乃至本実施の形態３では、コアプレート１１を、外周から所定の半径方向の幅の厚みのみを薄くしたものであるから、セグメントピース１２を貼着面１３の部分のコアプレート１１の片面若しくは両面を所定の厚みまで薄くすることで、スプライン内歯１１ａの厚みを変更することなく、コアプレート１１の総合的厚みを低減させることができる。また、湿式摩擦材の厚みを厚くできることから熱容量が大きくなる。

上記実施の形態１乃至本実施の形態３では、更に、前記湿式摩擦材を貼付ける箇所が他の個所、即ち、スプライン内歯等よりも厚みを薄く加工処理したものであるから、セグメントピース１２が貼着された部分の厚みが減少し、その結果、コアプレート全体の平均的厚みが薄くなり、かつ、パッククリアランスの低減が可能になる。
また、エッチングによって湿式摩擦材を貼付ける箇所を他の個所よりも厚みを薄く加工処理するものであるから、セグメントピース１２との接合力が増すようにコアプレート１１の貼着面１３に表面積を広くする模様等を形成することができる。当然ながら、複数回のエッチングによってその彫設の深さを変更することもできる。

１０ 湿式摩擦材プレート
１１ コアプレート
１１ａ スプライン内歯
１２，１２ａ，１２ｂ セグメントピース
１３，１３ａ，１３ｂ 貼着面
１４，１４ａ，１４ｂ 装着孔
１５，１５ａ，１５ｂ 境界線
３０ セパレータプレート
４０ ハブ
１００ 湿式多板摩擦材構造

Claims (2)

1. 片面または両面に湿式摩擦材を貼付ける湿式摩擦材用コアプレートにおいて、
   前記湿式摩擦材を貼り付ける貼着面の板厚をエッチングにより所定の厚みまで薄く加工処理してなることを特徴とする請求項１に記載の湿式摩擦材用コアプレート。
2. 更に、前記湿式摩擦材の貼着面の前記湿式摩擦材を貼付ける箇所が他の個所よりも厚みを薄く加工処理したことを特徴とする請求項１に記載の湿式摩擦材用コアプレート。

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