JP5414803B2

JP5414803B2 - セグメントタイプ摩擦材

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Publication number: JP5414803B2
Application number: JP2011531840A
Authority: JP
Inventors: 宏章平松; 義人藤巻
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2014-02-12
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Description

本発明は、油中に浸した状態で対向面に高圧力をかけることによってトルクを得る湿式摩擦材であって、リング状の芯金にセグメントピースに切断した摩擦材基材を全周両面若しくは片面に接着してなるセグメントタイプ摩擦材に関するものである。

近年、湿式摩擦材として、材料の歩留まり向上による低コスト化、引き摺りトルク低減による車両での低燃費化を目指して、平板リング状の芯金に平板リング形状に沿ったセグメントピースに切断した摩擦材基材を油溝となる間隔をおいて接着剤で順次並べて全周に亘って接着し、裏面にも同様にセグメントピースに切断した摩擦材基材を接着してなるセグメントタイプ摩擦材が開発されている。このようなセグメントタイプ摩擦材は、自動車等の自動変速機（Automatic Transmission、以下「ＡＴ」とも略する。）やオートバイ等の変速機に用いられる複数または単数の摩擦板を設けた摩擦材係合装置用として用いることができる。

一例として、自動車等の自動変速機には湿式油圧クラッチが用いられており、複数枚のセグメントタイプ摩擦材と複数枚のセパレータプレートとを交互に重ね合わせ、油圧で両プレートを圧接してトルク伝達を行うようになっており、非締結状態から締結状態に移行する際に生じる摩擦熱の吸収や摩擦材の摩耗防止等の理由から、両プレートの間に潤滑油（Automatic Transmission Fluid，自動変速機潤滑油、以下「ＡＴＦ」とも略する。）を供給している。（なお、「ＡＴＦ」は出光興産株式会社の登録商標である。）

しかし、湿式油圧クラッチの応答性を高めるためにセグメントタイプ摩擦材と相手材であるセパレータプレートとの距離は小さく設定されており、また湿式油圧クラッチの締結時のトルク伝達容量を充分に確保するために、セグメントタイプ摩擦材上に占める油通路の総面積は制約を受ける。この結果、油通路を流れる油量によっては引き摺りトルクが発生するという問題があった。

そこで、特許文献１においては、隣り合うセグメントピースの間に形成される油溝を区画形成し、油溝の間隔を内周側から外周側へ向かう途中で狭くすることを特徴とする湿式摩擦部材の発明について開示している。これによって、内周側から外周側へ流れるＡＴＦは、油溝の間隔が変化するポイントで堰き止められて、一部のＡＴＦがセグメントピースの表面に溢れ出てセグメントピースの表面を流れるため、ＡＴＦによる冷却効果が向上して耐熱性が向上するとともに、引き摺りトルクを低下させることができるとしている。

特開２００１−２９５８５９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、ＡＴＦがセグメントタイプ摩擦材の芯金の内周側から供給されることを前提としており、実機においてハブ孔からのＡＴＦの供給がない仕様の場合や、外周に油溜まりを発生して攪拌トルクが大きくなる場合においては、引き摺りトルクを低減する効果が非常に小さく、車両における大幅な低燃費化を実現するのは困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであって、内周側からの潤滑油の供給がない仕様の場合や、外周に油溜まりを発生して攪拌トルクが大きくなる場合においても、広い回転数の範囲に亘って、確実により大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができるセグメントタイプ摩擦材を提供することを目的とするものである。

請求項１の発明に係るセグメントタイプ摩擦材は、リング形状の芯金に前記リング形状に沿ってセグメントピースに切断された摩擦材基材が全周両面若しくは全周片面に接着されて隣り合う前記セグメントピース相互の間隙によって半径方向に延びる複数の油溝が形成されてなるセグメントタイプ摩擦材であって、前記セグメントピースの表面には前記表面に潤滑油を供給する供給路を備え、前記供給路に供給された潤滑油は前記供給路から更に前記セグメントピースの表面の内周側から外周側へ、または前記セグメントピースの表面の外周側から内周側へ拡散されるものである。

また、前記供給路は、前記セグメントピースの表面に設けた前記セグメントピースの内周側端部から外周側端部まで達している凹みであるものである。
そして、前記供給路の長さ方向に直行する断面積は、前記油溝の長さ方向に直行する断面積の３０％〜５０％の範囲内であるものである。

また、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材は、前記セグメントピースの前記油溝に面する外周側角部の一方または両方がＲ加工または面取り加工されているものである。ここで、一方または両方のＲ加工または面取り加工とは、角を直線に切断するもの、角を丸く切断するものを含むことを意味し、実質的に両者間に境界は存在していない。

本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材の前記複数の油溝は、その全てが左右対称の形状であって、少なくとも前記複数の油溝の２本おきに外周開口部が左右対称の形状で前記複数の油溝の最も細い部分の幅の４倍以上の幅に拡がった油溝が設けられているものである。ここで、「少なくとも前記複数の油溝の２本おきに」とは、少なくとも２本おきに外周開口部が油溝の最も細い部分の幅の４倍以上の幅に拡がった油溝が設けられているという意味であり、外周開口部が拡がっていない油溝または外周開口部が拡がった油溝が２本連続で設けられている場合があるということである。

そして、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材の前記複数の油溝は、その全てが左右対称の形状であって、前記複数の油溝の全ての外周開口部が左右対称の形状で前記複数の油溝の最も細い部分の幅の４倍以上の幅に拡がっているものである。

更に、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材の前記Ｒ加工または前記面取り加工の円周方向の幅は、３ｍｍ以上或いは前記セグメントピースの円周方向の幅の１５％〜５０％の範囲内であり、かつ、前記複数の油溝の最も細い部分の幅の３倍以上であって、前記Ｒ加工または前記面取り加工の半径方向の幅は前記セグメントピースの半径方向の幅の２０％〜１００％の範囲内であるものである。

本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材は、更に前記セグメントピースの外周側中央部分に外周側に対して凹んだ凹部が設けられたものである。

請求項１の発明に係るセグメントタイプ摩擦材においては、セグメントピースの表面には表面に潤滑油を供給する供給路を備え、供給路に供給された潤滑油は供給路から溢れてセグメントピースの表面の内周側から外周側へ、またはセグメントピースの表面の外周側から内周側へ拡散されることから、この供給路に潤滑油が流れ込むことによってセグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔が確保される。

かかる構成によって、非締結状態においてセグメントタイプ摩擦材がいずれかの方向に空転したときには、内周側からの潤滑油の供給がない仕様の場合には、セグメントタイプ摩擦材の外周側から供給される潤滑油が供給路を通じてセグメントピースの表面に溢れ出してセグメントピースの外周側から内周側へ拡散されて、セグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔を確保するため、セグメントタイプ摩擦材のみが円滑に空転する。

また、内周側から潤滑油が供給される仕様の場合にも、供給路を通じてセグメントピースの表面に溢れ出してセグメントピースの内周側から外周側へ拡散されて、セグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔を確保するため、セグメントタイプ摩擦材のみが円滑に空転する。これによって、相対回転数が低い場合のみならず、相対回転数が高い場合においても、セグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔が確保され、引き摺りトルクが上昇する事態を確実に防止することができる。

このようにして、内周側からの潤滑油の供給がない仕様の場合や、相対回転数が高い場合においても、広い回転数の範囲に亘って、確実により大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができるセグメントタイプ摩擦材となる。

加えて、前記供給路がセグメントピースの表面に設けたセグメントピースの内周側端部から外周側端部まで達している凹みであるため、前記供給路に潤滑油が流れ込むことによって内周外周間における潤滑油の流れがより一層スムーズになって、セグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔が確保され、セグメントタイプ摩擦材のみが円滑に空転する。また、セグメントピースの表面に凹みを設けるだけのため、簡単な構造でセグメントピース全域に潤滑油を供給することができる。

また、前記供給路の長さ方向に直交するセグメントピースの厚み方向の断面積が、前記油溝の長さ方向に直交するセグメントピースの厚み方向の断面積の１０％以上１００％未満の範囲内であると、より確実に供給路の周囲のセグメントピースの表面に潤滑油が溢れ出して、セグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔が確保され、引き摺りトルクが上昇する事態を確実に防止することができる。

すなわち、供給路の断面積が油溝の断面積の１０％未満であると供給路に潤滑油が流れ込み難くなってしまい、供給路の断面積が油溝の断面積の１００％以上になると、供給路が通常の油溝として機能してしまいセグメントピースの表面に潤滑油が溢れ出す効果が得られ難くなる。したがって、供給路の断面積が油溝の断面積の３０％〜５０％の範囲内であると、より確実に供給路に潤滑油が流れ込むとともに、より確実にセグメントピースの表面に潤滑油が溢れ出す効果が得られるため、より好ましい。

前記セグメントピースの油溝に面する外周側角部の一方または両方がＲ加工または面取り加工されていることは、隣り合うセグメントピース同士の間隙によって半径方向に形成された複数の油溝の外周側の開口部が、曲線的にまたは直線的に拡がっており、セグメントタイプ摩擦材の外周側から流れ込む潤滑油が、Ｒ加工または面取り加工された部分である拡がった部分で堰き止められて、セグメントピースの表面に溢れ出し易くなっているとともに、セグメントタイプ摩擦材の外周に潤滑油が流れるスペースが充分に確保されている。

これによって、非締結状態においてセグメントタイプ摩擦材がいずれかの方向に空転したときには、内周側からの潤滑油の供給がない仕様の場合には、セグメントタイプ摩擦材の外周側から供給される潤滑油が拡がった部分で堰き止められて、セグメントピースの表面に溢れ出してセグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間隔を確保するため、セグメントタイプ摩擦材のみが円滑に空転する。また、内周側から潤滑油が供給される仕様の場合にも、セグメントタイプ摩擦材の外周に潤滑油が流れるスペースが充分にあるため、外周に油溜まりを発生して引き摺りトルクが上昇する事態を確実に防止することができる。

また、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材においては、複数の油溝はその全てが左右対称の形状であれば、セグメントタイプ摩擦材がいずれの方向に空転した場合においても、同等の引き摺りトルクの低減効果を得ることができるという作用効果が得られる。また、少なくとも複数の油溝の２本おきに、外周開口部が油溝の最も細い部分の幅の４倍以上の幅に拡がっているため、確実により大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。

そして、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材においては、複数の油溝はその全てが左右対称の形状であるため、セグメントタイプ摩擦材がいずれの方向に空転した場合においても、同等の引き摺りトルクの低減効果を得ることができるという作用効果が得られる。また、複数の油溝の全ての外周開口部が油溝の最も細い部分の幅の４倍以上の幅に拡がっているため、更に確実に、より大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。

更に、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材においては、Ｒ加工または面取り加工の円周方向の幅は３ｍｍ以上或いはセグメントピースの円周方向の幅の１５％〜５０％の範囲内であり、かつ、複数の油溝の最も細い部分の幅の３倍以上であって、Ｒ加工または面取り加工の半径方向の幅はセグメントピースの半径方向の幅の２０％〜１００％の範囲内である。

本発明者らは、鋭意実験研究の結果、供給路を有するセグメントタイプ摩擦材において、より効果的に引き摺りトルクの低減効果を得るためには、Ｒ加工または面取り加工の円周方向の幅は３ｍｍ以上或いはセグメントピースの円周方向の幅の１５％〜５０％の範囲内であり、かつ、複数の油溝の最も細い部分の幅の３倍以上であって、Ｒ加工または面取り加工の半径方向の幅はセグメントピースの半径方向の幅の２０％〜１００％の範囲内であることが必要であることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。

すなわち、Ｒ加工または面取り加工の円周方向の幅が３ｍｍ未満或いはセグメントピースの円周方向の幅の１５％未満であると、セグメントタイプ摩擦材の油溝の外周側に形成される外周開口部の幅が小さくなって、外周側から供給される潤滑油のうちセグメントピースの表面に乗り上げる量が不足する恐れがあるとともに、セグメントタイプ摩擦材の外周に潤滑油が流れるスペースが充分に確保されないため、外周に油溜まりが発生して、引き摺りトルク低減の効果が充分に得られなくなる恐れがある。

一方、Ｒ加工または面取り加工の円周方向の幅がセグメントピースの円周方向の幅の５０％を超えると、外周開口部の幅が大きくなり過ぎて、却って外周側からの潤滑油の供給がスムーズに行かない恐れがある。また、セグメントピースが左右対称の形状にＲ加工または面取り加工される場合には、加工の円周方向の幅はセグメントピースの円周方向の幅の５０％が限界となる。

また、Ｒ加工または面取り加工の円周方向の幅は、複数の油溝の最も細い部分の幅の３倍以上であることが好ましい。すなわち、外周開口部の幅が油溝の最も細い部分の幅の４倍以上（Ｒ加工または面取り加工が油溝の片側のみに施される場合）または７倍以上（Ｒ加工または面取り加工が油溝の両側に施される場合）であることが好ましい。

更に、Ｒ加工または面取り加工の半径方向の幅がセグメントピースの半径方向の幅の２０％未満であると、セグメントタイプ摩擦材の油溝の外周側に形成される外周開口部の深さが浅くなって、外周側から供給される潤滑油のうちセグメントピースの表面に乗り上げる量が不足する恐れがあるとともに、セグメントタイプ摩擦材の外周に潤滑油が流れるスペースが充分に確保されないため、外周に油溜まりが発生して、引き摺りトルク低減の効果が充分に得られなくなる恐れがある。そして、Ｒ加工または面取り加工の半径方向の幅は、セグメントピースの半径方向の幅の１００％が限界である。

ここで、Ｒ加工または面取り加工の円周方向の幅がセグメントピースの円周方向の幅の２５％〜４０％の範囲内であり、Ｒ加工または面取り加工の半径方向の幅がセグメントピースの半径方向の幅の２５％〜５０％の範囲内であると、より確実に引き摺りトルク低減の効果が充分に得られるため、より好ましい。

加えて、本発明の実施の形態のセグメントタイプ摩擦材においては、更に複数の油溝に挟まれたセグメントピースの外周側中央部分に外周側に対して凹んだ凹部が設けられているため、外周側から供給される潤滑油が、Ｒ加工または面取り加工部分のみでなく、凹部からもセグメントピースの表面に溢れ出すため、確実により大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができるとともに、セグメントタイプ摩擦材の外周の潤滑油が流れるスペースがより広くなるために、外周に油溜まりを発生して引き摺りトルクが上昇する事態をより確実に防止することができる。

図１（ａ）は従来のセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図１（ｂ）は第１変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例１）の一部を示した部分平面図である。図２（ａ）は第２変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図２（ｂ）は第３変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例２）の一部を示した部分平面図、図２（ｃ）は第４変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図である。図３（ａ）は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図３（ｂ）は本発明の実施の形態の第１変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図３（ｃ）は本発明の実施の形態の第２変形例に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１）の一部を示した部分平面図、図３（ｄ）は本発明の実施の形態の第３変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図３（ｅ）は本発明の実施の形態の第４変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図である。図４（ａ）は本発明の実施の形態の第５変形例に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例２）の全体構成を示した平面図、図４（ｂ）は本発明の実施の形態の第６変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の全体構成を示した平面図である。図５は従来のリングタイプ摩擦材（比較例３）の全体構成を示した平面図である。図６は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１，２）における相対回転数と引き摺りトルクの関係を、従来のセグメントタイプ摩擦材及びリングタイプ摩擦材（比較例１，２，３）と比較して示す図である。図７は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１，２）における引き摺りトルクの低減効果を従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例１，２）と比較して示す図である。図８は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１，２）における引き摺りトルクの低減効果を従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例２）と比較して示す図である。図９（ａ）は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１）における供給路の断面形状を示す図、図９（ｂ）は本発明の実施の形態の第７変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図、図９（ｃ）は本発明の実施の形態の第８変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図、図９（ｄ）は本発明の実施の形態の第９変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図、図９（ｅ）は本発明の実施の形態の第１０変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌセグメントタイプ摩擦材
２芯金
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ，３Ｊ，３Ｋ，３Ｌセグメントピース
３ｇ，３Ａｇ，３Ｂｇ，３Ｃｇ，３Ｄｇ，３Ｅｇ，３Ｆｇ，３Ｇｇ，３Ｈｇ，３Ｊｇ，３Ｋｇ，３Ｌｇ供給路
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ油溝

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。図１（ａ）は従来のセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図１（ｂ）は第１変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例１）の一部を示した部分平面図である。図２（ａ）は第２変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図２（ｂ）は第３変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例２）の一部を示した部分平面図、図２（ｃ）は第６変形例に係る従来のセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図である。

図３（ａ）は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図３（ｂ）は本発明の実施の形態の第１変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図３（ｃ）は本発明の実施の形態の第２変形例に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１）の一部を示した部分平面図、図３（ｄ）は本発明の実施の形態の第３変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図、図３（ｅ）は本発明の実施の形態の第４変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図である。

図４（ａ）は本発明の実施の形態の第５変形例に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例２）の全体構成を示した平面図、図４（ｂ）は本発明の実施の形態の第６変形例に係るセグメントタイプ摩擦材の全体構成を示した平面図である。図５は従来のリングタイプ摩擦材（比較例３）の全体構成を示した平面図である。

図６は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１，２）における相対回転数と引き摺りトルクの関係を、従来のセグメントタイプ摩擦材及びリングタイプ摩擦材（比較例１，２，３）と比較して示す図である。図７は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１，２）における引き摺りトルクの低減効果を従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例１，２）と比較して示す図である。図８は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１，２）における引き摺りトルクの低減効果を従来のセグメントタイプ摩擦材（比較例２）と比較して示す図である。

図９（ａ）は本発明の実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例１）における供給路の断面形状を示す図、図９（ｂ）は本発明の実施の形態の第７変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図、図９（ｃ）は本発明の実施の形態の第８変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図、図９（ｄ）は本発明の実施の形態の第９変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図、図９（ｅ）は本発明の実施の形態の第１０変形例に係るセグメントタイプ摩擦材における供給路の断面形状を示す図である。

まず、従来技術に係るセグメントタイプ摩擦材について、図１及び図２を参照して説明する。

図１（ａ）に示されるように、従来技術の第１例に係るセグメントタイプ摩擦材２１は、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した略矩形形状の複数のセグメントピース２３を、接着剤(熱硬化性樹脂)を使用して油溝２４の間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けてなるものである。

また、図１（ｂ）に示されるように、従来技術の第１変形例（比較例１）に係るセグメントタイプ摩擦材２１Ａは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース２３Ａ，２３Ｂを、接着剤を使用して油溝２４，２４Ａの間隔を空けて交互に並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けてなるものである。

ここで、セグメントピース２３Ａの右内周角部、及びセグメントピース２３Ｂの左内周角部には、それぞれ切り込み２３Ａａ，２３Ｂａが設けられている。

更に、図２（ａ）に示されるように、従来技術の第２変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１１は、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース１３を、接着剤を使用して油溝１４の間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けてなるものである。ここで、セグメントピース１３は、外周側角部の両方が面取り加工（１３ａ，１３ｂ）されるとともに、外周側中央部分に外周側に対して凹んだ凹部１３ｃが設けられている。

また、図２（ｂ）に示されるように、従来技術の第３変形例に係るセグメントタイプ摩擦材（比較例２）１１Ａは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース１３Ａを、接着剤を使用して油溝１４Ａの間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けてなるものである。ここで、セグメントピース１３Ａは、外周側角部の両方が面取り加工（１３Ａａ，１３Ａｂ）されている。

更に、図２（ｃ）に示されるように、従来技術の第６変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１１Ｂは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース１３Ｂ，１３Ｃを、接着剤を使用して油溝１４Ｂ，１４Ｃの間隔を空けて交互に貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けてなるものである。ここで、セグメントピース１３Ｂの右外周角部には、セグメントピース１３Ｂの外周側のほぼ全面に亘って面取り加工１３Ｂａが施されており、またセグメントピース１３Ｃの左外周角部には、セグメントピース１３Ｃの外周側のほぼ全面に亘って面取り加工１３Ｃａが施されている。

そして、図３（ａ）に示されるように、本実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材１は、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース３を、接着剤を使用して油溝４の間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けて、更にセグメントピース３の表面に半径方向に沿った供給路３ｇを設けてなるものである。ここで、セグメントピース３の左右外周角部には、切り込み３ａ，３ｂが設けられているとともに、外周側中央部分に外周側に対して凹んだ凹部３ｃが設けられている。

ここで、供給路３ｇは幅が１ｍｍで深さが０．１ｍｍであることから、供給路３ｇの断面積は０．１ｍｍ²となる。また、油溝４は幅が１ｍｍでセグメントピース３の厚さが０．３ｍｍであることから、油溝４の断面積は０．３ｍｍ²となる。したがって、供給路３ｇの油溝４に対する断面積の割合は３３％となる。また、供給路３ｇの深さ（０．１ｍｍ）は、セグメントピース３の厚さ（０．３ｍｍ）の３３％である。

次に、油溝４及び供給路３ｇを流れる潤滑油について説明する。油溝４を外周側から内周側に向かって、または内周側から外周側に向かって潤滑油が流れると、セグメントピース３には油溝４に面している面から潤滑油が浸透するとともに、油溝４から溢れ出た潤滑油がセグメントピース３の表面に供給される。このとき、セグメントピース３への浸透量・表面への溢れ出し量は、油溝４に流入する潤滑油の量が一定とすると、油溝４を流れる流速によって異なり、流速が遅いほどセグメントピース３への浸透量及びセグメントピース３表面への溢れ出し量が大きくなり、油溝４から離れた部分まで潤滑油を供給できる。逆に、潤滑油の流速が速くなると油溝４から離れた部分に潤滑油が十分行き渡らなくなる場合が起こり、この潤滑油が十分セグメントピース３に行き渡らないことで、引き摺りトルクは大きくなる。

ここで、セグメントピース３の表面に供給路３ｇを設けると、供給路３ｇを流れる潤滑油は油溝４と同様に供給路３ｇに面している面からセグメントピース３に浸透するが、供給路３ｇは供給路３ｇを流れる潤滑油の流れ方向に直行する面（長さ方向に直行する面）の断面積（供給路３ｇの幅と凹み深さの積）が、油溝４を流れる潤滑油の流れ方向に直行する面（長さ方向に直行する面）の断面積（油溝４の幅とセグメントピース３の厚さの積）に対し、その割合が１００％未満に設定されている。このため、油溝４と供給路３ｇに同量の潤滑油が流入したとき、供給路３ｇは油溝４に比べて断面積が少ない分表面から溢れ易くなっている。

したがって、供給路３ｇに流れ込んだ潤滑油は外周側から内周側へ、または内周側から外周側へ移動しながら供給路３ｇから溢れ出て外周側から内周側へ、または内周側から外周側へセグメントピース３の表面を移動しながら拡がって行く。このように、油溝４とは別にセグメントピース３の表面に供給路３ｇを設けることで、油溝４だけではセグメントピース３の表面全域への潤滑油の供給が不足する場合でも、セグメントピース３の表面全域への潤滑油の供給が可能となる。なお、供給路３ｇの断面積は油溝４の断面積に比べてその割合を１００％未満と小さく設定して、供給路３ｇから潤滑油が流出し易い状態を作り出しているが、１０％未満では供給路３ｇから供給される潤滑油量が不足する場合があり、好ましくない。

また、図３（ｂ）に示されるように、本実施の形態の第１変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａ（実施例１）は、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース３Ａを、接着剤を使用して油溝４Ａの間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けて、更にセグメントピース３Ａの表面に半径方向に沿った供給路３Ａｇを設けてなるものである。

ここで、セグメントピース３Ａの左右外周角部には、長さ（セグメントタイプ摩擦材１Ａの円周方向の幅）がαｍｍで、高さ（セグメントタイプ摩擦材１Ａの半径方向の幅）がβｍｍの切り込み３Ａａ，３Ａｂが設けられている。また、供給路３Ａｇは幅が１ｍｍで深さが０．２ｍｍであることから、供給路３Ａｇの断面積は０．２ｍｍ²となる。また、油溝４Ａは幅が１ｍｍでセグメントピース３Ａの厚さが０．４ｍｍであることから、油溝４Ａの断面積は０．４ｍｍ²となる。したがって、供給路３Ａｇの油溝４Ａに対する断面積の割合は５０％となる。また、供給路３Ａｇの深さ（０．２ｍｍ）は、セグメントピース３Ａの厚さ（０．４ｍｍ）の５０％である。

更に、図３（ｃ）に示されるように、本実施の形態の第２変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｂ（実施例１）は、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース３Ｂ，３Ｃを、接着剤を使用して油溝４Ｂ，４Ｃの間隔を空けて交互に並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けて、更にセグメントピース３Ｂ，３Ｃの表面に半径方向に沿った供給路３Ｂｇ，３Ｃｇを設けてなるものである。

ここで、セグメントピース３Ｂの右外周角部には、セグメントピース３Ｂの外周側のほぼ全面に亘って面取り加工３Ｂａが施されており、またセグメントピース３Ｃの左外周角部には、セグメントピース３Ｃの外周側のほぼ全面に亘って面取り加工３Ｃａが施されている。また、供給路３Ｂｇ，３Ｃｇは幅が１ｍｍで深さが０．１５ｍｍであることから、供給路３Ｂｇ，３Ｃｇの断面積は０．１５ｍｍ²となる。また、油溝４Ｂ，４Ｃの最も細い部分の幅が１ｍｍでセグメントピースの厚さが０．３５ｍｍであることから、油溝４Ｂ，４Ｃの最も細い部分の断面積は０．３５ｍｍ²となる。したがって、供給路３Ｂｇ，３Ｃｇの油溝４Ｂ，４Ｃの最も細い部分に対する断面積の割合は４３％となる。また、供給路３Ｂｇ，３Ｃｇの深さ（０．１５ｍｍ）は、セグメントピース３Ｂ，３Ｃの厚さ（０．３５ｍｍ）の４３％である。

すなわち、本実施の形態の第２変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｂにおいては、複数の油溝４Ｂ，４Ｃに挟まれたセグメントピース３Ｂ，３Ｃの外周側角部の一方が面取り加工されており、複数の油溝４Ｂ，４Ｃはその全てが左右対称の形状であって、複数の油溝４Ｂ，４Ｃの１本おきに外周開口部が左右対称の形状で複数の油溝４Ｂ，４Ｃの最も細い部分の幅の４倍以上の幅に拡がった油溝４Ｂが設けられ、セグメントピース３Ｂ，３Ｃの表面に油溝４Ｂ，４Ｃの最も細い部分に対する断面積の割合が４３％で、セグメントピース３Ｂ，３Ｃの厚さの４３％の深さを有する供給路３Ｂｇ，３Ｃｇが設けられている。

また、図３（ｄ）に示されるように、本実施の形態の第３変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｃは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース３Ｄを、接着剤を使用して油溝４Ａの間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けて、更にセグメントピース３Ｄの表面に、一定の間隔をおいて縦横に走る供給路３Ｄｇを設けてなるものである。セグメントピース３Ｄの外形形状は、上述したセグメントピース３Ａと同様である。

更に、図３（ｅ）に示されるように、本実施の形態の第４変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｄは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した複数のセグメントピース３Ｅを、接着剤を使用して油溝４Ａの間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けて、更にセグメントピース３Ｅの表面に、一定の間隔をおいて斜め方向に交差する供給路３Ｅｇを設けてなるものである。セグメントピース３Ｅの外形形状は、上述したセグメントピース３Ａ，３Ｄと同様である。

また、図４（ａ）に示されるように、本実施の形態の第５変形例に係るセグメントタイプ摩擦材（実施例２）１Ｆは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した４０枚のセグメントピース３Ｆを、接着剤を使用して油溝４Ａの間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に４０枚のセグメントピース３Ｆを接着剤で貼り付けて、更にセグメントピース３Ｆの表面に各１本の供給路３Ｆｇを設けてなるものである。セグメントピース３Ｆの外形形状は、上述したセグメントピース３Ａ，３Ｄ，３Ｅと同様である。

更に、図４（ｂ）に示されるように、本実施の形態の第６変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｇは、平板リング形状の鋼板製の芯金２に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材を切り出した４０枚のセグメントピース３Ｇを、接着剤を使用して油溝４Ａの間隔を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に４０枚のセグメントピース３Ｇを接着剤で貼り付けて、更に４０枚のセグメントピース３Ｇのうち２９枚の表面に各１本の供給路３Ｇｇを設けてなるものである。セグメントピース３Ｇの外形形状は、上述したセグメントピース３Ａ，３Ｄ，３Ｅと同様である。

なお、図５に示されるように、引き摺りトルクを比較するために、平板リング形状の鋼板製の芯金２の表裏に、湿式摩擦材用の通常の摩擦材基材から切り出したリング形状の摩擦材基材７を、接着剤を使用して貼り付けて、更に半径方向に等間隔で４０本の油溝４を設けてなるリングタイプ摩擦材１１Ｃ（比較例５）をも製造した。

以上説明した本実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材、並びに従来技術のセグメントタイプ摩擦材及びリングタイプ摩擦材のうち、本実施の形態の第２変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａ（実施例１）、第５変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｆ（実施例２）、従来技術の第１変形例に係るセグメントタイプ摩擦材２１Ａ（比較例１）、第３変形例のセグメントタイプ摩擦材１１Ａ（比較例２）及びリングタイプ摩擦材１１Ｃ（比較例３）について、相対回転数と引き摺りトルクの関係を試験によって検証した。

各セグメントピースのサイズは、セグメントピースの横幅＝１３ｍｍ、セグメントピースの縦幅＝５ｍｍ、セグメントピースの枚数は片面４０枚（両面で８０枚）、また油溝の最も細い部分の幅＝１ｍｍ、α＝２ｍｍ、β＝２ｍｍとした。すなわち、セグメントピース３Ａにおいては、面取り加工の円周方向の幅（２ｍｍ）はセグメントピース３Ａの円周方向の幅（１３ｍｍ）の１５．４％であり、面取り加工の半径方向の幅（２ｍｍ）はセグメントピース３Ａの半径方向の幅（５ｍｍ）の４０％である。セグメントピース３Ｆにおいても、同一である。

試験条件としては、相対回転数＝５００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ、ＡＴＦ油温＝８０℃、ＡＴＦ油量＝３００ｍＬ（油浴、軸芯潤滑なし）、ディスクサイズが図１乃至図４に示される外周φ１＝１８０ｍｍ，内周φ２＝１６０ｍｍにおいて試験し、ディスク枚数＝３枚（したがって、相手材の鋼板ディスクは４枚）、パッククリアランス＝０．２ｍｍ／枚で行った。試験の結果を、図６に示す。なお、図６において、縦軸の引き摺りトルクの大きさは、縦軸の最上端の引き摺りトルクの大きさを１００とした場合の、相対的な大きさとして表した。

その結果、図６に示されるように、相対回転数が１０００ｒｐｍの時点で、実施例１，実施例２と比較例１乃至比較例３との間には既に引き摺りトルクの大きさに明確な差が出ており、本実施の形態（実施例１，実施例２）に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａ，１Ｆの方が、比較例１，２のセグメントタイプ摩擦材２１Ａ，１１Ａ、及び比較例３のリングタイプ摩擦材１１Ｃに比べて、引き摺りトルクが小さくなっている。

その後、相対回転数が上がるにしたがって、実施例１，実施例２に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａ，１Ｆについては、緩やかに引き摺りトルクが減少して行くが、比較例１，２に係るセグメントタイプ摩擦材２１Ａ，１１Ａについては、逆に引き摺りトルクが次第に増加して、実施例１，実施例２との差が拡がって行く。なお、比較例３に係るリングタイプ摩擦材１１Ｃについては、低回転数領域（５００〜２０００ｒｐｍ）においては実施例１，実施例２よりも引き摺りトルクが大きいが、高回転数領域（３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ）においては、実施例１，実施例２と同等の小さい引き摺りトルクとなる。

このように、本実施の形態（実施例１，２）に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｂ，１Ｆは、従来技術に係るセグメントタイプ摩擦材２１Ａ，１１Ａ（比較例１，２）及びリングタイプ摩擦材１１Ｃ（比較例３）に比較して、広い相対回転数の範囲（５００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ）に亘って、引き摺りトルクの低減効果が大きいことが実証された。

次に、この実験結果に基づいて、引き摺りトルク低減率を算出して評価した。なお、引き摺りトルク低減率については、低回転数領域（５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ）と高回転数領域（３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ）に分けて表した。まず、図７に示されるように、図１（ａ）に示される従来技術に係るセグメントタイプ摩擦材２１Ａを基準として、引き摺りトルク低減率が増加した場合（引き摺りトルクが小さい場合）をプラス、引き摺りトルク低減率が減少した場合（引き摺りトルクが大きい場合）をマイナスとして表示した。

その結果、図７に示されるように、比較例２のセグメントタイプ摩擦材１１Ａにおいても、セグメントタイプ摩擦材２１Ａと比較した場合には、低回転数領域ではやや引き摺りトルク低減率が増加しており、多少は引き摺りトルクの低減効果はあるが、実施例１，実施例２に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｂ，１Ｆの方がより大きく引き摺りトルク低減率が増加しており、極めて大きい引き摺りトルクの低減効果を有することが明らかになった。

また、高回転数領域では比較例２のセグメントタイプ摩擦材１１Ａの引き摺りトルク低減率が大きく増加している。これは、セグメントピースの外周左右角部に面取り加工を施した効果と考えられる。つまり、面取りによって外周側にある潤滑油がスムーズに流動でき、セグメントピースと潤滑油との流動抵抗が抑制されるとともにセグメントタイプ摩擦材１１Ａとセパレータプレートとの間の潤滑油量が増加したためと推察される。このことから、外周に油溜りを発生した場合でも引き摺りトルクの低減効果が得られることが分かる。また、高回転数領域においても、セグメントピースに供給路３Ａｇ，３Ｆｇを設けた実施例１及び実施例２の引き摺りトルク低減率は比較例２より大きく増加し、より効果を上げている。

次に、図８に示されるように、図２（ｂ）に示される比較例２のセグメントタイプ摩擦材１１Ａを基準として、引き摺りトルク低減率が増加した場合（引き摺りトルクが小さい場合）をプラス、引き摺りトルク低減率が減少した場合（引き摺りトルクが大きい場合）をマイナスとして表示した。その結果、図８に示されるように、実施例１，実施例２に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａ，１Ｆにおいては引き摺りトルク低減率は大幅に増加しており、特に高回転数領域において４０％〜５０％以上も増加していることが明らかになった。

このように、セグメントピース３Ａ，３Ｆの表面に供給路３Ａｇ，３Ｆｇを設けることで、低回転数領域から高回転数領域までの幅広い範囲においてセグメントピース３Ａ，３Ｆの表面全体に潤滑油を行き渡らせることができるため、引き摺りトルクを低下させることが可能となる。また、高回転数領域では、セグメントピース３Ａ，３Ｆの外周部を加工することで、その効果はさらに増大する。

また、供給路の断面形状についても、本実施の形態（実施例１）に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａにおけるような略コの字形状に限られるものではなく、図９（ｂ）に示されるような略Ｖ字形状、図９（ｃ）に示されるような略Ｕ字形状、図９（ｄ）に示されるような両側面にテーパーの付いた形状、図９（ｅ）に示されるような両側面に階段状のテーパーの付いた形状等、様々な断面形状とすることができる。すなわち、本実施の形態の第７変形例，第８変形例，第９変形例，第１０変形例に係るセグメントタイプ摩擦材１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌにおいても、本実施の形態（実施例１）に係るセグメントタイプ摩擦材１Ａと同等の引き摺りトルクの低減効果を得ることが期待できる。

このようにして、本実施の形態に係るセグメントタイプ摩擦材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌにおいては、内周側からの潤滑油の供給がない仕様（軸芯潤滑なし）の場合や、外周に油溜まりを発生して攪拌トルクが大きくなる場合においても、広い回転数の範囲に亘って、より確実により大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。ここで、「潤滑油の供給がない場合」には、内周側からの潤滑油の供給が不足する場合が含まれる。

本実施の形態においては、図３及び図４に示されるように、セグメントピース３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇを芯金２の外周側に片寄った部分にのみ貼り付けたセグメントタイプ摩擦材について説明したが、上記特許文献１乃至特許文献３に示されるように、芯金２の外周から内周までの幅の９０％以上の幅でセグメントピースまたはリング形状の摩擦材基材を貼り付けても、本実施の形態と同様の引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。

その他、芯金２の外周から内周までの幅の何％の幅でセグメントピースを貼り付けても、本実施の形態と同様の引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。また、本実施の形態においては、芯金２の両面にセグメントピースを貼り付けた場合について説明したが、仕様によっては、芯金２の片面のみにセグメントピースを貼り付けても良い。

更に、本実施の形態においては、芯金２の片面にセグメントピースを４０枚ずつ貼り付けた場合のみについて説明したが、芯金２の片面当たりのセグメントピースの枚数は４０枚に限られるものではなく、また油溝の数も４０本に限られるものではなく、何枚でも何本でも自由に設定することができる。また、芯金２の形状は平板リング形状に限定されるものではなく、ウェーブ加工を施した波形形状等にもすることができる。

本発明を実施するに際しては、セグメントタイプ摩擦材のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係、製造方法等については、本実施の形態に限定されるものではない。なお、本発明の実施の形態で挙げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。

Claims

リング形状の芯金に前記リング形状に沿ってセグメントピースに切断された摩擦材基材が全周両面若しくは全周片面に接着されて隣り合う前記セグメントピース相互の間隙によって半径方向に延びる複数の油溝と、前記セグメントピースの表面に設けた前記セグメントピースの内周側端部から外周側端部まで達する凹みとして形成され、前記セグメントピース表面全域への潤滑油の供給が可能な供給路とを備え、
前記供給路の凹みは、当該供給路に供給された前記潤滑油を溢れさせて前記セグメントピースの表面の内周側から外周側または前記セグメントピースの表面の外周側から内周側へ拡散させることにより、前記セグメントピースの表面全域へ前記潤滑油を供給すべく、前記供給路の長さ方向に直行する断面積を前記油溝の長さ方向に直行する断面積に対して３０〜５０％の範囲内としたことを特徴とするセグメントタイプ摩擦材。
前記供給路は、前記セグメントピースの表面側から底面側の位置まで一定幅の凹みであることを特徴とする請求項１に記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記供給路は、前記セグメントピースの表面側の幅方向両側縁部が、それぞれ、直角コーナーとなる断面形状の断面略コ字状をなす凹みであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記供給路は、その長さ方向に直交する断面積が、前記油溝の長さ方向に直交する断面積未満の値であって、かつ、前記油溝から前記セグメントピースの表面全域への潤滑油の供給量が不足する場合に前記供給溝からの前記セグメントピースの表面全域への潤滑油の供給を可能とする値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記供給路の長さ方向に直交する断面積は、前記油溝の長さ方向に直交する断面積に対する割合が、５００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの回転数領域の全域にわたって、前記供給路を全く備えないセグメントピースのみからなるセグメントタイプ摩擦材と比較して、引き摺りトルクを低減する値に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記供給路の長さ方向に直交する断面積は、前記油溝の長さ方向に直交する断面積に対する割合は、５００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの回転数領域の全域にわたって、前記セグメントピースの表面全体に潤滑油を行き渡らせる値に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記セグメントピースは、前記供給路を第１の方向に延びるよう形成した第１のセグメントピースと、前記供給路を前記第１の方向と異なる第２の方向に延びるよう形成した第２のセグメントピースとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記セグメントピースは、前記供給路を形成したセグメントピースと、前記供給路を形成しないセグメントピースとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記セグメントピースは、前記供給路を形成したセグメントピースと、前記供給路を形成しないセグメントピースとを備えると共に、前記供給路を形成したセグメントピースは、前記供給路を第１の方向に延びるよう形成した第１のセグメントピースと、前記供給路を前記第１の方向と異なる第２の方向に延びるよう形成した第２のセグメントピースとを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。
前記セグメントピースに形成した前記供給路の幅は、前記セグメントピース間の前記油溝の幅と同一値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。