JP3894882B2 - 湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭素−炭素複合板よりなる板状部材、例えば湿式多板クラッチ用摩擦板を製造する場合、炭素−炭素複合板に打抜き加工を施して摩擦板を得ることができれば、その製造能率を大幅に向上させることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の炭素−炭素複合板はその密度が高く、且つ硬いので、それに打抜き加工を施すと剪断切り口部に割れやマトリックスの剥れが発生する、という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炭素−炭素複合板に対する打抜き加工により得られる健全な湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法は、環状板形をなし、内周部にスプラインを備え、またその内周部および外周面間の平面部に、周方向に並ぶ複数の貫通孔を有する湿式多板クラッチ用摩擦板を製造するに当り、強化材が炭素繊維であり且つマトリックスが炭素であって気孔率Ｐが７０＞Ｐ≧１０％である炭素−炭素複合板を水に浸漬して、その炭素−炭素複合板に水を十分に含ませた後、水中から取出した状態で該炭素−炭素複合板に対して１回の打抜き加工を施すことで前記摩擦板を得ることを特徴とし、さらに請求項２の発明に係る湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法は、請求項１の特徴に加えて、前記貫通孔が、前記平面部の半径方向幅をａとした場合に、摩擦板内周面から０．５ａ〜０．７８ａの範囲内に配置されることを特徴とする。
【０００６】
前記のような気孔率Ｐを備えた炭素−炭素複合板は塑性変形能を有する。特に本発明では、気孔率Ｐの下限値およびその近傍、例えば、１０％≦Ｐ＜２０％では、前記複合板は比較的高密度であるが、打抜き加工時、水による滑り作用を得て健全な湿式多板クラッチ用摩擦板を得ることができる。ただし、気孔率ＰがＰ＜１０％では含水下でも剪断切り口部に割れ等が生じる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示す炭素−炭素複合板１は強化材が炭素繊維であり、またマトリックスが炭素である、という構造を有する。このような複合板１を次のような方法で製造した。
【０００８】
（１）特公平４−７２７９１号公報、実施例１に開示されたプリフォームドヤーン、つまり石油系バインダ−ピッチ粉末およびコークス粉末が付着した炭素繊維束を、外径３mm、厚さ８μｍのポリエチレン製スリーブで被覆したものを、１〜３０mmの長さに切断し、その切断されたものを重ね合せてマット状物を得た。
【０００９】
（２）マット状物をホットプレスの金型に設置して、金型温度２５０℃にて１０分間保持し、次いで型締めを行ってマット状物に１０ＭＰａの加圧力を付与し、その状態で金型を常温まで冷却して四角形の成形板を得た。
【００１０】
（３）成形板を焼成炉に設置し、窒素雰囲気中、６００℃にて炭素化させて炭素−炭素複合板１を得た。
【００１１】
（４）この複合板１に仕上げ加工を施した。
【００１２】
このような方法で得られた炭素−炭素複合板１の気孔率ＰはＰ＝５％であった。前記と同様の方法で、気孔率ＰがＰ＞５％である各種の炭素−炭素複合板を製造した。
【００１３】
表１は、各種複合板の原料組成、気孔率Ｐ等を示す。表１において、例１は前記例に該当し、またＣＦは炭素繊維を、Ｍｘはマトリックスをそれぞれ意味する。なお、炭素繊維は体積変化しない。
【００１４】
【表１】
【００１５】
表１において、Ｍｘ揮発率Ｃは６００℃における重量減少より、また焼成後Ｍｘ率ＤはＤ＝Ｂ・（１−Ｃ）より、さらにＣＦの体積分率ＶｆはＶｆ＝｛Ａ／（Ａ＋Ｄ）｝・100 より、さらにまた気孔率ＰはＰ＝Ｂ・Ｃよりそれぞれ求められた。表１から明らかなように、気孔率Ｐの調整は、Ｍｘ揮発率Ｃと原料組成とを変えることによって行った。
【００１６】
図２，３は湿式多板クラッチ用摩擦板３を示し、その摩擦板３は内周部にスプライン２を備えている。このような摩擦板３を、炭素−炭素複合板の例１〜８に、無水下および含水下で１回の打抜き加工を施して製作した。表２は、その結果を示す。こゝで、無水下とは、前記複合板に強制的に水を付与しない状態を言い、一方、含水下とは前記複合板を水に浸漬して、その複合板に水を十分に含ませ、次いで水中から取出した状態を言う。表中、×印は剪断切り口部に割れ等が生じて実用性がない場合を、また△印は剪断切り口部がシャープではないがそこに割れ等が生じていないので実用可能である場合を、○印は剪断切り口部がシャープであって簡単な仕上げ加工によって実用に供し得る場合をそれぞれ示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
表２より、無水下での打抜き加工において実用性のある摩擦板３を得るためには炭素−炭素複合板１の気孔率Ｐを、例２よりも大、つまりＰ≧２０％に設定しなければならないことが判る。含水下の打抜き加工においては前記複合板１の気孔率Ｐを、例１よりも大、つまりＰ≧１０％に設定することによって実用性のある摩擦板３を得ることができる。強度、摩擦係数等を考慮すると、摩擦板３の気孔率Ｐは１０％≦Ｐ≦７０％が適当である。この場合、気孔率ＰがＰ＜１０％では打抜き加工ができず、一方、Ｐ＞７０％では強度が低下する。
【００１９】
図４に示す摩擦板３は、環状板形をなし、内周部にスプライン２を備え、またその内周部および外周面間の平面部４に、周方向に並ぶ複数の貫通孔５を有する。実施例では、８つの楕円形貫通孔５が、それらの長径を半径方向に向けると共に周方向に４５°間隔で配置されている。
【００２０】
このような摩擦板３は、気孔率ＰがＰ≧１０％である炭素−炭素複合板に含水下で１回の打抜き加工を施すことによって製造される。また平面部４に複数の貫通孔５を形成すると、クラッチ接続時の油膜排除性を向上させ、またドラグトルクを低減し、その上、摩擦板３の冷却性を高めることができる。
【００２１】
この種の摩擦板３はクラッチ接続時の摩擦熱により昇温するためその平面部４に温度分布が現出する。この温度分布のピークが存する範囲Ａは、平面部４の半径方向幅をａとすると、内周面（スプライン２の先端面）６から約０．５ａ〜約０．７８ａの範囲となる。そこで、各貫通孔５をその範囲Ａ内に配置すると、摩擦板３の冷却を効率良く行うことができる。
【００２２】
図５、６に示す摩擦板３は、環状板形をなし、内周部にスプライン２を備え、またその内周部および外周面間の平面部４に、周方向に並び、且つ内周部側から伸びて外周面に開口する複数、実施例では８つのスリット７を有する。
【００２３】
図５における８つのスリット７は平面部４において周方向に４５°間隔で放射状に配置され、図６における８つのスリット７は周方向に等間隔で、且つ直径と平行する仮想線上に配置されている。これらの摩擦板３も図４のものと同様の方法で製造され、また各スリット７は各貫通孔５と同様の効果をもたらす。
【００２４】
打抜き加工により得られる他の板状部材としては、気孔率Ｐが１０％≦Ｐ≦７０％の歯車用素材板等を挙げることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、強化材が炭素繊維であり且つマトリックスが炭素である炭素−炭素複合板が高密度で且つ硬くても、その炭素−炭素複合板を材料として、含水下の打ち抜き加工で健全な（即ち剪断切り口部に割れやマトリックスの剥れが発生していない）湿式多板クラッチ用摩擦板を能率良く得ることが可能となる。
【００２６】
また請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、摩擦板の冷却を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 炭素−炭素複合板の斜視図である。
【図２】 摩擦板の第１例の正面図である。
【図３】 図２の３−３線断面図である。
【図４】 摩擦板の第２例の正面図である。
【図５】 摩擦板の第３例の正面図である。
【図６】 摩擦板の第４例の正面図である。
【符号の説明】
１……炭素−炭素複合板
２……スプライン
３……摩擦板
４……平面部
５……貫通孔
７……スリット
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭素−炭素複合板よりなる板状部材、例えば湿式多板クラッチ用摩擦板を製造する場合、炭素−炭素複合板に打抜き加工を施して摩擦板を得ることができれば、その製造能率を大幅に向上させることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の炭素−炭素複合板はその密度が高く、且つ硬いので、それに打抜き加工を施すと剪断切り口部に割れやマトリックスの剥れが発生する、という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炭素−炭素複合板に対する打抜き加工により得られる健全な湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法は、環状板形をなし、内周部にスプラインを備え、またその内周部および外周面間の平面部に、周方向に並ぶ複数の貫通孔を有する湿式多板クラッチ用摩擦板を製造するに当り、強化材が炭素繊維であり且つマトリックスが炭素であって気孔率Ｐが７０＞Ｐ≧１０％である炭素−炭素複合板を水に浸漬して、その炭素−炭素複合板に水を十分に含ませた後、水中から取出した状態で該炭素−炭素複合板に対して１回の打抜き加工を施すことで前記摩擦板を得ることを特徴とし、さらに請求項２の発明に係る湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法は、請求項１の特徴に加えて、前記貫通孔が、前記平面部の半径方向幅をａとした場合に、摩擦板内周面から０．５ａ〜０．７８ａの範囲内に配置されることを特徴とする。
【０００６】
前記のような気孔率Ｐを備えた炭素−炭素複合板は塑性変形能を有する。特に本発明では、気孔率Ｐの下限値およびその近傍、例えば、１０％≦Ｐ＜２０％では、前記複合板は比較的高密度であるが、打抜き加工時、水による滑り作用を得て健全な湿式多板クラッチ用摩擦板を得ることができる。ただし、気孔率ＰがＰ＜１０％では含水下でも剪断切り口部に割れ等が生じる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示す炭素−炭素複合板１は強化材が炭素繊維であり、またマトリックスが炭素である、という構造を有する。このような複合板１を次のような方法で製造した。
【０００８】
（１）特公平４−７２７９１号公報、実施例１に開示されたプリフォームドヤーン、つまり石油系バインダ−ピッチ粉末およびコークス粉末が付着した炭素繊維束を、外径３mm、厚さ８μｍのポリエチレン製スリーブで被覆したものを、１〜３０mmの長さに切断し、その切断されたものを重ね合せてマット状物を得た。
【０００９】
（２）マット状物をホットプレスの金型に設置して、金型温度２５０℃にて１０分間保持し、次いで型締めを行ってマット状物に１０ＭＰａの加圧力を付与し、その状態で金型を常温まで冷却して四角形の成形板を得た。
【００１０】
（３）成形板を焼成炉に設置し、窒素雰囲気中、６００℃にて炭素化させて炭素−炭素複合板１を得た。
【００１１】
（４）この複合板１に仕上げ加工を施した。
【００１２】
このような方法で得られた炭素−炭素複合板１の気孔率ＰはＰ＝５％であった。前記と同様の方法で、気孔率ＰがＰ＞５％である各種の炭素−炭素複合板を製造した。
【００１３】
表１は、各種複合板の原料組成、気孔率Ｐ等を示す。表１において、例１は前記例に該当し、またＣＦは炭素繊維を、Ｍｘはマトリックスをそれぞれ意味する。なお、炭素繊維は体積変化しない。
【００１４】
【表１】
表１において、Ｍｘ揮発率Ｃは６００℃における重量減少より、また焼成後Ｍｘ率ＤはＤ＝Ｂ・（１−Ｃ）より、さらにＣＦの体積分率ＶｆはＶｆ＝｛Ａ／（Ａ＋Ｄ）｝・100 より、さらにまた気孔率ＰはＰ＝Ｂ・Ｃよりそれぞれ求められた。表１から明らかなように、気孔率Ｐの調整は、Ｍｘ揮発率Ｃと原料組成とを変えることによって行った。
【００１６】
図２，３は湿式多板クラッチ用摩擦板３を示し、その摩擦板３は内周部にスプライン２を備えている。このような摩擦板３を、炭素−炭素複合板の例１〜８に、無水下および含水下で１回の打抜き加工を施して製作した。表２は、その結果を示す。こゝで、無水下とは、前記複合板に強制的に水を付与しない状態を言い、一方、含水下とは前記複合板を水に浸漬して、その複合板に水を十分に含ませ、次いで水中から取出した状態を言う。表中、×印は剪断切り口部に割れ等が生じて実用性がない場合を、また△印は剪断切り口部がシャープではないがそこに割れ等が生じていないので実用可能である場合を、○印は剪断切り口部がシャープであって簡単な仕上げ加工によって実用に供し得る場合をそれぞれ示す。
【００１７】
【表２】
表２より、無水下での打抜き加工において実用性のある摩擦板３を得るためには炭素−炭素複合板１の気孔率Ｐを、例２よりも大、つまりＰ≧２０％に設定しなければならないことが判る。含水下の打抜き加工においては前記複合板１の気孔率Ｐを、例１よりも大、つまりＰ≧１０％に設定することによって実用性のある摩擦板３を得ることができる。強度、摩擦係数等を考慮すると、摩擦板３の気孔率Ｐは１０％≦Ｐ≦７０％が適当である。この場合、気孔率ＰがＰ＜１０％では打抜き加工ができず、一方、Ｐ＞７０％では強度が低下する。
【００１９】
図４に示す摩擦板３は、環状板形をなし、内周部にスプライン２を備え、またその内周部および外周面間の平面部４に、周方向に並ぶ複数の貫通孔５を有する。実施例では、８つの楕円形貫通孔５が、それらの長径を半径方向に向けると共に周方向に４５°間隔で配置されている。
【００２０】
このような摩擦板３は、気孔率ＰがＰ≧１０％である炭素−炭素複合板に含水下で１回の打抜き加工を施すことによって製造される。また平面部４に複数の貫通孔５を形成すると、クラッチ接続時の油膜排除性を向上させ、またドラグトルクを低減し、その上、摩擦板３の冷却性を高めることができる。
【００２１】
この種の摩擦板３はクラッチ接続時の摩擦熱により昇温するためその平面部４に温度分布が現出する。この温度分布のピークが存する範囲Ａは、平面部４の半径方向幅をａとすると、内周面（スプライン２の先端面）６から約０．５ａ〜約０．７８ａの範囲となる。そこで、各貫通孔５をその範囲Ａ内に配置すると、摩擦板３の冷却を効率良く行うことができる。
【００２２】
図５、６に示す摩擦板３は、環状板形をなし、内周部にスプライン２を備え、またその内周部および外周面間の平面部４に、周方向に並び、且つ内周部側から伸びて外周面に開口する複数、実施例では８つのスリット７を有する。
【００２３】
図５における８つのスリット７は平面部４において周方向に４５°間隔で放射状に配置され、図６における８つのスリット７は周方向に等間隔で、且つ直径と平行する仮想線上に配置されている。これらの摩擦板３も図４のものと同様の方法で製造され、また各スリット７は各貫通孔５と同様の効果をもたらす。
【００２４】
打抜き加工により得られる他の板状部材としては、気孔率Ｐが１０％≦Ｐ≦７０％の歯車用素材板等を挙げることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、強化材が炭素繊維であり且つマトリックスが炭素である炭素−炭素複合板が高密度で且つ硬くても、その炭素−炭素複合板を材料として、含水下の打ち抜き加工で健全な（即ち剪断切り口部に割れやマトリックスの剥れが発生していない）湿式多板クラッチ用摩擦板を能率良く得ることが可能となる。
【００２６】
また請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、摩擦板の冷却を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 炭素−炭素複合板の斜視図である。
【図２】 摩擦板の第１例の正面図である。
【図３】 図２の３−３線断面図である。
【図４】 摩擦板の第２例の正面図である。
【図５】 摩擦板の第３例の正面図である。
【図６】 摩擦板の第４例の正面図である。
【符号の説明】
１……炭素−炭素複合板
２……スプライン
３……摩擦板
４……平面部
５……貫通孔
７……スリット
Claims (2)
- 環状板形をなし、内周部にスプライン（２）を備え、またその内周部および外周面間の平面部（４）に、周方向に並ぶ複数の貫通孔（５）を有する湿式多板クラッチ用摩擦板を製造するに当り、
強化材が炭素繊維であり且つマトリックスが炭素であって気孔率Ｐが７０＞Ｐ≧１０％である炭素−炭素複合板（１）を水に浸漬して、その炭素−炭素複合板（１）に水を十分に含ませた後、水中から取出した状態で該炭素−炭素複合板（１）に対して１回の打抜き加工を施すことで前記摩擦板を得ることを特徴とする、湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法。 - 前記貫通孔（５）が、前記平面部（４）の半径方向幅をａとした場合に、摩擦板内周面（６）から０．５ａ〜０．７８ａの範囲内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の湿式多板クラッチ用摩擦板の製造方法。
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