JP3149594U - 湿式摩擦板および湿式摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向に応じてドラグトルクを低減可能な湿式摩擦板を提供する。【解決手段】フリクションプレート１は鉄等をリング状の板材に形成したコアプレート１１を有し、コアプレート１１の内周にはシャフトのキー溝と係合するギヤ１３が形成されている。コアプレート１１の表面には複数の摩擦部１５が所定の間隔でドット状に設けられており、摩擦部１５同士の間は油溝１７を形成している。摩擦部１５の表面には溝部１９が設けられている。フリクションプレート１もＢの向きにのみ回転する。なお、コアプレート１１は、中心（リングの中心）が、回転中心と一致するように形成されている。また、溝部１９は、油の排出方向が、回転方向Ｂに対して反対方向の方向成分を有するように、並列して配列されている。【選択図】図２

Description

本考案は、湿式摩擦板および湿式摩擦板を用いた湿式摩擦係合装置に関する。

自動変速機の変速装置や、トルクコンバーター、発進クラッチには、湿式摩擦材を使用した多板クラッチ、具体的には、油中に摩擦板を浸した状態で対向面に圧力を加えることによって係合を行う、湿式摩擦係合装置が用いられる場合がある。

湿式摩擦係合装置は、例えば、鉄等のコアプレートの表面にペーパー材や不織布を用いた摩擦材が貼り付けられたフリクションプレート（湿式摩擦板）と、鉄等の板材からなるセパレータプレートとを交互に重ね合わせた構造を有している。

一方、このような摩擦板を用いた湿式摩擦係合装置は、係合していない状態では、フリクションプレートとセパレータプレートが空転している。

そのため、摩擦材から排出されずに残留した油による引き摺りトルク（ドラグトルク）が発生し、燃費を悪化させる原因となっている。

そのため、極力、引き摺りトルクを低減した構造の湿式摩擦板が求められている。

引き摺りトルクを低減する湿式摩擦板の構造としては、摩擦材をドット状にコアプレートに貼り付けてドット間を油排出用の溝とし、さらに摩擦材にも油排出用の溝部を設けた構造がある（特許文献１）。

特開２００７−２６３２０３号公報

しかしながら、特許文献１のような構造では、更なる燃費向上を達成させるためには、湿式摩擦材の油排出が不十分であるという問題があった。

本考案は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その技術的課題は、回転方向に応じてドラグトルクを低減可能な湿式摩擦板を提供することにある。

上記した課題を解決するために、第１の考案は、回転方向が一定である湿式摩擦係合装置に用いられる湿式摩擦板であって、コアプレートと、前記コアプレート上にドット状に配置された摩擦部と、を有し、前記摩擦部は、油を排出するための複数の溝部を有し、複数の前記溝部は、油の排出方向が、回転方向に対して反対方向の方向成分を有するように、または径方向の方向成分のみを有するように並列して配列されていることを特徴とする湿式摩擦板である。

第２の考案は、第１の考案に記載の湿式摩擦板を有することを特徴とする湿式摩擦係合装置である。

本考案においては、回転方向に応じてドラグトルクを低減可能な湿式摩擦板を提供することができる。

フリクションプレート１を用いたクラッチパック１００の構造を示す断面図である。 フリクションプレート１を示す平面図である。 図２のＡ２−Ａ２断面図である。 図２の摩擦部１５付近の拡大図である。 ドラグトルクの試験結果を示す図である。

以下、図面を参照して、本考案の実施形態を詳細に説明する。

まず、本考案に係るフリクションプレート１（湿式摩擦板）を用いたクラッチパック１００（湿式摩擦係合装置）の構造について、図１を参照して説明する。

ここではクラッチパック１００として、自動車用オートマチックトランスミッションに使用されるクラッチパックが例示されている。

図１に示すように、クラッチパック１００は、油で満たされた円筒状のドラム３を有している。

ドラム３の内周には、後述するセパレータプレート５と係合するキー溝３ａが長手方向（回転軸方向Ａ）に形成されている。

ドラム３内には交互にリング状のフリクションプレート１とセパレータプレート５が設けられている。

フリクションプレート１とセパレータプレート５の内側にはシャフト７が設けられている。

シャフト７の外周には、フリクションプレート１と係合するキー溝７ａが長手方向（回転軸方向Ａ）に形成されている。

ここで、セパレータプレート５の外周はキー溝３ａと係合しており、セパレータプレート５はキー溝３ａに移動を拘束される。

即ち、セパレータプレート５の移動方向はキー溝３ａの方向、即ちクラッチパック１００の回転軸方向（図１のＡ方向）に限定される。

一方、フリクションプレート１の内周はシャフト７のキー溝７ａと係合しており、フリクションプレート１はキー溝７ａに移動を拘束される。

即ち、フリクションプレート１の移動方向はキー溝７ａの方向、即ちクラッチパック１００の回転軸方向（図１のＡ方向）に限定される。

そのため、シャフト７を図１のＡ方向（回転軸方向）に移動させることによって、フリクションプレート１とセパレータプレート５の面同士が係合、分離され、ドラム３とシャフト７の間で動力が伝達、遮断される。

なお、クラッチパック１００はフリクションプレート１とセパレータプレート５の回転方向が一定である。

次に、図１〜図４を参照して、フリクションプレート１の構造について詳細に説明する。

図２および図３に示すように、フリクションプレート１は鉄等をリング状の板材に形成したコアプレート１１を有し、コアプレート１１の内周にはシャフト７のキー溝７ａと係合するギヤ１３が形成されている。

コアプレート１１の表面にはペーパー材や不織布等で構成された複数の摩擦部１５が所定の間隔でドット状に設けられており、摩擦部１５同士の間は、回転時に油を排出する油溝１７を形成している。

なお、摩擦部１５は図１に示すように、コアプレート１１の両面に設けられるが、片面にのみ設けてもよい。この場合はセパレータプレート５は不要となる。

一方、図３および図４に示すように、摩擦部１５の表面には油を排出するための溝部１９が設けられている。

図３に示すように溝部１９の深さ１５ａは油溝１７の深さ１７ａよりも浅い。

また、前述のようにクラッチパック１００は回転方向が一定であるため、フリクションプレート１も図２のＢの向きにのみ回転する。

なお、コアプレート１１は、中心１１ａ（リングの中心）が、フリクションプレート１が回転する際の回転中心と一致するように形成されている。

また、後述するように、溝部１９は、油の排出方向が、回転方向Ｂに対して反対方向の方向成分を有するように、または径方向の方向成分のみを有するように並列して配列されている。

ここで、図４を参照して溝部１９の配列についてより詳細に説明する。

図４に示すように、コアプレート１１の中心１１ａ（図３参照）を中心とする円２１、即ちコアプレート１１の同心円を溝部１９と交差させたとする。

この場合、円２１と溝部１９が交差する点である交差点２１ａに円２１の接線２３を引くと、接線２３と溝部１９との間に４つの交差角α、β、γ、δが現れる。

なお、交差角α＝δであり、β＝γである。

ここで、交差角α、β、γ、δのうち、接線２３よりも円２１の中心（コアプレート１１の中心１１ａ）に対して外側で、かつ回転方向Ｂの後方の成分は交差角αである。

溝部１９は、この交差角αが鋭角または直角となるように並列して配列されている。

このように溝部１９を配列することにより、フリクションプレート１をクラッチパック１００に組み込んだ状態で図２のＢの向きに空転させると、摩擦部１５内の油は溝部１９内を通って図４のＣの向きに排出される。

Ｃの向きは図４に示すように、回転軌跡である円の径方向の成分Ｅ、および、回転方向Ｂとは反対の向きの成分Ｄとを有しており、回転方向Ｂと同じ向きの成分は有していない。

そのため、油を回転に逆らうことなく、スムーズに排出することができ、回転方向に応じてドラグトルクを低減可能である。

なお、交差角αが直角の場合は、油の排出方向は円の径方向の成分Ｅのみになる。

ここで、交差角αは、１０°＜α≦９０°の関係を満たす角度であるのが望ましい。これはαが９０°を超える場合、またはαが１０°未満の場合、油の排出を阻害してしまうためである。

また、摩擦部１５がフリクションプレート１の表裏両面に設けられる場合は、溝部１９の配列形状はコアプレート１１に対して鏡面対称となるように配列されるのが望ましい。

このように配列することにより、フリクションプレート１は、表裏両面ともに、油を回転に逆らうことなく、スムーズに排出することができ、回転方向に応じてドラグトルクを低減可能である。

次に、フリクションプレート１の製造方法について説明する。

まず、鉄等の板材をプレス機等でリング状に打ち抜き、コアプレート１１を製造する。

次に、ペーパー材や不織布等をドット形状に打ち抜いて摩擦部１５を形成する。

次に、摩擦部１５をコアプレート１１上に所定の間隔で接着し、型押し等によって摩擦部１５に溝部１９を形成する。

最後に、摩擦部１５に樹脂を含浸させてフリクションプレート１が完成する。

なお、ペーパー材や不織布等をリング状に形成したものをコアプレート１１上に接着し、型押しで油溝１７と溝部１９を形成することにより摩擦部１５を形成してもよい。

このように、本実施形態によれば、フリクションプレート１はコアプレート１１、摩擦部１５を有し、摩擦部１５の溝部１９は、油の排出方向が、回転方向Ｂに対して反対方向の方向成分を有するように、または径方向の方向成分のみを有するように並列して配列されている。

そのため、油を回転に逆らうことなく、スムーズに排出することができ、回転方向に応じてドラグトルクを低減可能である。

以下、実施例に基づき、本考案をさらに具体的に説明する。

図２〜４に示すフリクションプレート（考案例）を製造し、従来のフリクションプレート（比較例）とドラグトルクを比較した。

具体的には以下のサンプルを用意した。

（考案例）
まず、ＳＰＣＣやＳ３５Ｃ相当鋼材をプレス機でリング状に打ち抜き、内径164mm、外径184mm、厚さ0.8mmのコアプレート１１を製造した。

次に、摩擦部１５を用意して、コアプレート１１に貼り付け、フェノール樹脂を含浸させてフリクションプレート１を製造した。なお、１ドットの形状は、ノズル形状であり、最大寸法は8.2mmとした。

摩擦部の材料としてははペーパー摩擦材を用い、切削加工により、溝部１９を並列させた。なお、溝部１９の交差角αは４５°、幅は1.0ｍｍとした。

（比較例）
摩擦部１５の表面に溝部１９を設けない以外は考案例と同様の材料を用いて同様の製造方法によりフリクションプレートを製造し、従来例とした。

（ドラグトルクの評価）
試験装置は公知のＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）No.2試験機を用いて行い、フリクションプレートの差回転数が２００〜３０００ｒｐｍの範囲でドラグトルクを測定した。

潤滑油はエッソ社製T4を用い、油温は４０℃で、潤滑油の供給量は１リットル／分とした。

結果を図５に示す。

図５より、考案例は比較例と比べて全ての差回転数領域においてドラグトルクが小さくなっていた。

以上の実験結果により、本考案に係るフリクションプレート１は、従来よりもドラグトルクを低減可能であることが分かった。

上記した実施形態では、本考案のフリクションプレート１を、自動車用オートマチックトランスミッションに使用した場合について説明したが、本考案は、何等、これに限定されることなく、ドラグトルクを低減する必要がある全て湿式摩擦係合装置、例えば自動変速機の変速装置や、トルクコンバーター、発進クラッチ等に使用されている湿式摩擦材を使用した多板クラッチに適用することができる。

１………フリクションプレート
３………ドラム
３ａ……キー溝
５………セパレータプレート
７………シャフト
７ａ……キー溝
１１……コアプレート
１３……ギヤ
１５……摩擦部
１７……油溝
１９……溝部
１００…クラッチパック

Claims (5)

1. 回転方向が一定である湿式摩擦係合装置に用いられる湿式摩擦板であって、
   コアプレートと、
   前記コアプレートの表面にドット状に配置された摩擦部と、
   を有し、
   前記摩擦部は、
   油を排出するための複数の溝部を有し、
   複数の前記溝部は、油の排出方向が、前記回転方向に対して反対方向の方向成分を有するように、または径方向の方向成分のみを有するように並列して配列されていることを特徴とする湿式摩擦板。
2. 前記コアプレートは、リング状の板材であり、
   前記溝部は、
   前記コアプレートの同心円を前記溝部と交差させた場合の、交差点における前記同心円の接線と前記溝部との交差角のうち、前記接線よりも前記同心円の中心に対して外側で、かつ前記回転方向の後方の交差角が鋭角または直角となるように並列して配列されていることを特徴とする請求項１記載の湿式摩擦板。
3. 前記摩擦部は前記コアプレートの両面に設けられ、
   前記溝部は、両面で鏡面反転した配列形状を有することを特徴とする請求項２記載の湿式摩擦板。
4. 前記交差角は、以下の式（１）に示す条件を満たす角度であることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の湿式摩擦板。
   １０°＜α≦９０°…式（１）
   α：交差角
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の湿式摩擦板を有することを特徴とする湿式摩擦係合装置。

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