JP2014503768A - 摩擦体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、摩擦体は、運転時に回動軸線を中心に回動し、摩擦体が摩擦領域と結合領域とを有し、摩擦体を、結合領域において摩擦体支持体に結合する、摩擦体、特に自動車における湿式摩擦プレートの製造方法、及び摩擦体、特に自動車における湿式摩擦プレートに関する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載した特徴を有する方法、及び請求項１３の上位概念部に記載した特徴を有する摩擦体に関する。

本発明の使用領域及び使用目的は、乾式運転、又は好ましくはデュアルクラッチ、コンバータ、同期化部、ディファレンシャル及び自動変速機の領域の湿式フェーシングプレートとして、湿式運転の環境における設計に応じた使用領域のための摩擦フェーシング材料及び摩擦プレートの領域にある。

欧州特許出願公開第０５５７６５７号明細書は、粉末状の接着材料を金属支持体に提供することを開示している。金属支持体は加熱され、その結果、接着材料は溶融するが、架橋しない。摩擦フェーシングは、加熱及び加圧されて接着材料にプレスされるので接着剤は架橋し、こうして摩擦エレメントが製造される。

米国特許出願公開第３７３８９０１号明細書は、油の中で動かす、フェルト状の層から成る摩擦フェーシングを有するクラッチディスクを開示する。この摩擦フェーシングは、金属支持体に接着されている。

通常の湿式フェーシングは抄紙機により製造され、完全に製造した後、つまり原紙製造及び続く含浸後に、金属製の支持体に接着プロセスにより固定される。通常、打抜き部材である金属製の支持体は、加工されている内側又は外側噛合部を介してモーメント伝達機能も担う。

上記確立された技術の欠点は、複数のプロセスステップ、特にフェーシング又は支持体金属薄板の、接着体でのコーティング、及び場合によっては必要な、支持体の酸洗浄又はブラストといった表面前処理である。これらのプロセスステップは、ライニングプレートの製造時に著しいコストの原因となる。

他の欠点は、金属製の支持体材料は、内側又は外側プレート支持体において摩耗を惹起することがあるので、プレート支持体の手間のかかる熱処理又はコーティングを必要とする、という点にある。

本発明の目的は、摩擦体の簡略化及び摩擦体の製造プロセスを提供することである。

上記目的は、請求項１に記載した特徴を有する方法、及び請求項１３に記載した特徴を有する摩擦体により達成される。

方法技術的な観点において、上記目的は以下に記載の方法により達成される。

本発明によれば、摩擦体、特に自動車における湿式摩擦プレートの製造方法が提供されていて、この方法において、摩擦体は運転中に所定の回動軸線を中心に回動し、摩擦体は摩擦領域及び結合領域を有し、摩擦体を結合領域において摩擦体支持体と結合する。本発明によれば、少なくとも２つのペーパブランクを、少なくとも結合領域において軸線方向で互いに重ね合わせ、次いで、ペーパブランクに含有されている結合剤の加熱及び反応下で、摩擦領域において第１の所定の厚さに、かつ結合領域において第２の所定の厚さにプレス加工して摩擦体を形成し、ペーパブランク内に含有されている結合剤は、プレス加工前にまだ反応することができる状態であり、各ペーパブランクは少なくとも１つの結合領域を有し、少なくとも１つのペーパブランクは、摩擦体の製造後に、摩擦領域の少なくとも一部分である領域を有する。

本発明の有利な構成において、ペーパブランクはパルプモールド法により製造されるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、ペーパブランクはプレス加工前に湿った状態にあるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、プレス加工はホットプレスプロセスであるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、プレス加工時に乾燥も行われ、この乾燥時に湿分が水蒸気として、真空又は負圧を利用して導出されるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦体支持体は、ハブ又はプレート支持体であるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、２つのペーパブランクは互いに重ね合わされるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、３つのペーパブランクは互いに重ね合わされるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦体の製造後に摩擦体の摩擦領域を有する第１のペーパブランク、第２及び第３のペーパブランクが互いに重ね合わされ、第１のペーパブランクは、軸線方向で第２のペーパブランクと第３のペーパブランクとの間に配置されているようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、複数のペーパブランクは、組織に関して種々異なる組成であるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦体の製造後に摩擦領域を有するペーパブランクは、組織に関して残りのペーパブランクとは別の組成を有するようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦体の製造後に摩擦体の摩擦領域は、結合領域よりも小さな厚さを有するようになっている。

本発明のさらに別の択一的な有利な構成において、摩擦体の製造後に摩擦体の摩擦領域は、結合領域よりも大きな厚さを有するようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦体は、噛合部により摩擦体支持体に結合されているようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、ペーパブランクは、結合領域に噛合部ジオメトリを有するようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、噛合部ジオメトリはプレス加工時に加工されるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、噛合部ジオメトリは、プレス加工時に加工され、引き続き後加工が不要であるようになっている。

本発明のさらに別の、択一的な有利な構成において、噛合部ジオメトリは、プレス加工後に打抜き加工プロセスにより加工されるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、結合領域は、回動軸線に対して半径方向外側及び／又は半径方向内側で摩擦体に設けられているようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、噛合部ジオメトリは、回動軸線に対して半径方向外側及び／又は半径方向内側で摩擦体に設けられているようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、ペーパブランクのプレス加工は、摩擦体のほぼ平らで、ほぼ環状の形状がもたらされるように行われるようになっている。

摩擦体に半径方向外側又は半径方向内側で加工されている噛合部ジオメトリは、摩擦体の環形状から偏倚しているので、摩擦体はほぼ環形状であると云える。

本発明のさらに別の有利な構成において、ペーパブランクのプレス加工は、摩擦体がほぼ円錐形になるように行われるようになっている。

摩擦体に半径方向外側又は半径方向内側で加工されている噛合部ジオメトリは、摩擦体の円錐形から偏倚しているので、摩擦体はほぼ円錐形であると云える。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦領域は表面構造を備えた少なくとも１つの摩擦機能表面を有するようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦領域の２つの摩擦機能表面は、種々異なる表面構造を有するようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、表面構造は溝ジオメトリであるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、表面構造は、プレス加工時に及び／又は後続の研磨により加工されるようになっている。

本発明のさらに別の有利な構成において、摩擦機能表面はプレス加工後に研磨されるようになっている。

装置技術の観点において、上記目的は以下に記載の装置により達成される。

本発明によれば、摩擦体、特に自動車における湿式摩擦プレートも提案される。摩擦体は運転時に所定の回動軸線を中心に回動し、摩擦体は、摩擦領域と結合領域とを有し、摩擦体は結合領域において摩擦体支持体に結合可能である。本発明によれば、少なくとも２つのペーパブランクが、少なくとも結合領域において、軸線方向で互いに重ね合わされていて、次いで、ペーパブランクに含有されている結合剤を加熱しかつ反応させて、少なくとも２つのペーパブランクを、摩擦領域において第１の所定の厚さに及び結合領域において第２の所定の厚さにプレス加工して摩擦体へと形成し、ペーパブランクに含有されている結合剤は、プレス加工前にまだ反応することができる状態にあり、各ペーパブランクは、少なくとも１つの結合領域を有し、少なくとも１つのペーパブランクは、摩擦体の製造後に、摩擦領域の少なくとも一部分である領域を有し、摩擦体は、上記方法により製造されている。

本発明に係る方法によれば、本発明に係る摩擦体は、支持体金属薄板を用いずに製造することができ、かつ支持体金属薄板に伴う接着プロセス及びそのために用意するステップを省略して製造することができるので、例えばフェーシング板の製造は簡略化することができる。

本発明に係る摩擦体の製造方法を概略的に示す図である。

本発明のさらなる利点及び有利な実施の形態は、以下の図面及び図面の説明の対象である。

図１に、摩擦体の本発明に係る製造方法を概略的に示す。

以下、「結合領域」及び「噛合領域」の概念は同じものであると理解されたく、両概念には符号４０，１００を対応させる。以下、「摩擦領域」及び「摩擦機能領域」の概念は同じものであると理解されたく、両概念には符号７０を対応させる。

複数（少なくとも２つ）のペーパブランク１０，２０，３０は、各々のペーパブランクの噛合部４０の領域において互いに重ねられ、次いで予め設定された厚さに、ペーパブランク１０，２０，３０に含有されている、反応し終わっていない、つまりまだ反応可能な結合剤を、適切なホットプレス兼乾燥型において乾燥及び反応させて互いにプレス加工６０が施される。この実施の形態において、ペーパブランク１０，２０，３０内の結合剤は、ホットプレスプロセスに基づき反応し尽くした後に、ペーパブランク１０，２０，３０間の堅固な結合を提供する。ペーパブランク１０，２０，３０は、パルプモールドブランク、つまりパルプモールド法により製造されているペーパブランクである。このペーパブランク１０，２０，３０は、プレス加工前にはまだ湿っている。型は、プレス加工６０時に、まだ含まれている湿気を水蒸気として真空又は負圧を利用して導出する。つまりプレス加工６０時に、プレス、硬化及び乾燥は、唯一回のプロセスステップで行われる。結合剤が反応し尽くすように、プレス加工中に十分に高い温度が、ホットプレス兼乾燥型において設定されている。

型は、既に噛合部ジオメトリ若しくは噛合部の幾何学形状を成形することができる。噛合部４０の領域は選択的に、与えられた技術的状況（technische Gegebenheit）又は目標設定（Sollvorgabe）に応じて、図１に示したように半径方向内側に又は半径方向外側に位置することができる。例えば、噛合いは、半径方向内側に配置されているハブに対して行うことができるか、又はプレート支持体に対して半径方向外側に行うことができる。噛合部４０の領域は、摩擦機能領域７０にまでは達しない。噛合領域４０、噛合部及び摩擦機能領域７０の夫々の寸法設定は、与えられた技術的状況又は目標設定から当業者には自明である。

噛合領域１００における噛合部ジオメトリの製造は、ブランク１０，２０，３０が既に噛合部ジオメトリを有しているか、又は択一的にはプレス加工された部分が、プレス加工後に引き続き打抜きステップにおいて、噛合部ジオメトリを製造するための打抜きプロセスが施されることにより実施することができる。択一的には、噛合部ジオメトリは、プレス加工６０時に直接的に実施することもできる。

パルプモールドブランクとは、当業者にとって公知のパルプモールド法（ドイツ語でもペーパモールド（Papierform）法と称呼）により製造されるブランクと理解できる。上記方法は、独国特許出願公開第１０２０１００２１７２２．０号明細書にも記載されている。この実施の形態において、水及び固体から成る分散液が篩状の面に吸い上げられ、固体が、篩状の構造に堆積する。篩状の面の形状は、発生するブランクが所望の形状、例えば環形状を成すように選択されている。こうして、ブランクの所望の形状を獲得するために、古典的な製紙法により発生することがある打抜き加工によるくずを回避することができる。上記分散液は、例えば水の他に、木綿繊維、アラミド繊維、二酸化ケイ素、フェノール樹脂及び製紙のために一般的な加工助剤を含有する。

上記目的の本発明による達成は、抄紙機による従来の製紙では実現可能でないか、又は著しい材料損失及び抄紙機の技術的な変更でもってのみ実現可能である。

本発明に係る解決手段に必要な前提条件は、ペーパブランク１０，２０，３０における結合剤が、まだ硬化していない状態、つまりまだ反応可能で、まだ反応し終わっていない状態にあることである。このような場合にのみ、２つ又はそれより多くのペーパブランクを十分に強固に互いに結合することができる、ということが保証されている。ペーパブランクは、プレス加工前に、好ましくはまだ湿った状態にある。

ペーパブランク１０，２０，３０は、最適な噛合い特性を達成する一方で、最適な摩擦パフォーマンスを達成するために、種々異なる材料から成っていてよい。

噛合領域１００は、ホットプレス型の変更により、実際の摩擦機能領域７０よりも肉厚に又は肉薄に構成することができる。噛合領域１００が、摩擦機能領域７０よりも肉厚である場合、これにより、運転時の応力を減じることができる。噛合部１００が、摩擦機能領域７０よりも肉薄である場合、このことは、例えば摩擦体支持体の構成に関して有利であってよい。

既に結合剤、好ましくはフェノール樹脂を含有するパルプモールドブランク１０，２０，３０が重ね合わされるようになっている。ペーパブランク１０，２０，３０は、図１に示したように配置されていてよく、次いで平らにプレス加工６０が施される。ペーパブランク１０，２０，３０は、プレス加工されて、幾何学的な別の最終状態に、例えば円錐状に形成することもできる。

図１における、ペーパブランク１１０及びペーパブランク２２０又はペーパブランク１１０及びペーパブランク３３０は、組織に関して種々異なる組成であってよい。この実施の形態において、摩擦機能領域７０を有しておらず、噛合部領域１００の補強のためだけに働くペーパブランク２２０，３３０は、同じ組成を有することができる一方で、摩擦機能領域７０を有するペーパブランク１１０は、他の組成を有する。

特に２つ又は３つのペーパブランク１０，２０，３０を一緒に作ることができ、この構成において、１つのペーパブランクが摩擦機能領域７０を有する。

噛合領域４０，１００における噛合部ジオメトリは、プレス加工６０中に既に、別の後加工を必要とせず加工することができる。

択一的には、噛合部ジオメトリは、一回の打抜きプロセスにより加工することができる。

選択的に、プレス加工６０時に摩擦機能領域７０における溝ジオメトリ１２０を加工することができるか、又は続きの研磨により加工することができる。

表面９０，１１０は、引き続き仕上げ研磨することができる。

選択的には、２つの摩擦機能表面９０，１１０は、種々異なる溝ジオメトリ１２０を有していてよい。

当然のことながら、ペーパブランクは、例えば適切に成形された篩状の面によりパルプモールド法において、ペーパブランクが既に噛合領域に多数の材料を含んでいるように形成することができる。このようにすると、１つのペーパブランクだけしか必要にならない。

本発明は、好ましくは湿式デュアルクラッチにおいて、またオートマチックトランスミッション及びトルクコンバータ用のフェーシングプレートのために使用することもできる。本発明は、同期化部の領域においてかつディファレンシャル用のフェーシングプレートにおいても使用可能である。別の使用可能性は、湿式のバイククラッチの領域にある。

本発明は、支持体金属薄板及びこれに付属の接着プロセスを使用しない、フェーシングプレートの製造について記載する。

１０ ペーパブランク１
２０ ペーパブランク２
３０ ペーパブランク３
４０ ペーパブランクの噛合領域
５０ 軸線
６０ プレス加工：ホットプレスと同時の乾燥
７０ 摩擦機能領域
８０ 圧縮された領域
９０ 摩擦機能表面
１００ 摩擦体の噛合領域
１１０ 摩擦機能表面
１２０ 溝のジオメトリ
２００ 摩擦体

Claims (13)

1. 摩擦体（２００）、特に自動車における湿式摩擦プレートの製造方法であって、前記摩擦体は運転時に回動軸線（５０）を中心に回動し、前記摩擦体は摩擦領域（７０）と結合領域（１００）とを有し、前記摩擦体を、前記結合領域（１００）において摩擦体支持体に結合し、
   少なくとも２つのペーパブランク（１０，２０，３０）を、少なくとも前記結合領域（４０）において、軸線方向で互いに重ね合わせ、次いで、前記ペーパブランク（１０，２０，３０）に含有されている結合剤を加熱しかつ反応させて、前記摩擦領域（７０）において第１の所定の厚さにかつ前記結合領域（１００）において第２の所定の厚さにプレス加工して前記摩擦体を形成し、
   前記ペーパブランク（１０，２０，３０）に含有されている結合剤は、プレス加工前にまだ反応することができる状態にあり、
   各ペーパブランク（１０，２０，３０）は、少なくとも１つの結合領域（４０）を有し、少なくとも１つのペーパブランク（１０）は、前記摩擦体の製造後に前記摩擦領域（７０）の少なくとも一部分である領域を有することを特徴とする、摩擦体、特に自動車における湿式摩擦プレートの製造方法。
2. 前記ペーパブランクを、パルプモールド法により製造することを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記ペーパブランクは、プレス加工前に湿った状態にあることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記プレス加工はホットプレスプロセスであることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記プレス加工時に、前記摩擦体（２００）の乾燥も行い、該乾燥時に、湿気を水蒸気として真空又は負圧を利用して導出することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記摩擦体支持体は、ハブ又はプレート支持体であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ２つ又は３つのペーパブランク（１０，２０，３０）を互いに重ね合わせることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記摩擦体（２００）の製造後に、前記摩擦体の摩擦領域（７０）を有する第１のペーパブランク（１０）と、第２のペーパブランク（２０）と、第３のペーパブランク（３０）とを互いに重ね合わせ、第１のペーパブランク（１０）は、軸線方向で第２のペーパブランク（２０）と第３のペーパブランク（３０）との間に配置されていることを特徴とする、請求項７記載の方法。
9. 前記摩擦体の製造後に前記摩擦領域（７０）を有するペーパブランク（１０）は、組織に関して他のペーパブランク（２０，３０）とは異なる組成を有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記摩擦体の摩擦領域（７０）は、前記摩擦体の製造後に、前記結合領域（１００）よりも小さな厚さを有することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記摩擦体は、前記摩擦体支持体に噛合部を介して結合されていて、前記摩擦体は、前記結合領域（１００）において噛合部ジオメトリを有することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 前記結合領域（４０，１００）は、前記摩擦体において、前記回動軸線（５０）に対して半径方向外側及び／又は半径方向内側に設けられていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 摩擦体（２００）、特に自動車における湿式摩擦プレートであって、前記摩擦体は運転時に回動軸線（５０）を中心に回動し、前記摩擦体は摩擦領域（７０）と結合領域（１００）とを有し、前記摩擦体は前記結合領域（１００）において摩擦体支持体に結合可能であり、
    少なくとも２つのペーパブランク（１０，２０，３０）は、少なくとも前記結合領域（４０）において、軸線方向に互いに重ね合わされていて、次いで、前記ペーパブランク（１０，２０，３０）に含有されている結合剤の加熱及び反応下で、前記摩擦領域（７０）において第１の所定の厚さにかつ前記結合領域（１００）において第２の所定の厚さにプレス加工されて摩擦体へと形成されていて、
    前記ペーパブランク（１０，２０，３０）に含有されている結合剤は、プレス加工前にまだ反応することができる状態にあり、
    各ペーパブランク（１０，２０，３０）は、少なくとも１つの結合領域（４０）を有し、少なくとも１つのペーパブランク（１０）は、前記摩擦体の製造後に、前記摩擦領域（７０）の少なくとも一部分である領域を有し、前記摩擦体は、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法により製造されていることを特徴とする、摩擦体、特に自動車における湿式摩擦プレート。

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