JP6158224B2 - クラッチの摩擦ライニングの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は自動車のクラッチ、特にデュアルクラッチの摩擦ディスクに装備するための摩擦ライニングの製造方法に関する。

デュアルクラッチは、オートマチック型とすることが可能なギヤボックスの２個の同軸の入力シャフトのいずれか一方に、車両のエンジンシャフトを連結することができる。

そのため、デュアルクラッチは、車両の車輪へのエンジントルクの伝達を保持しながらすべてのギヤ比を変えることができる。実際、２個のクラッチは、それぞれ偶数および奇数のギヤ比に結合されている。ギヤ比チェンジの際は、第１のクラッチが遮断される一方で第２のクラッチがつながれ、その結果、エンジントルクは、第１のクラッチから第２のクラッチに段階的に移行される。

各クラッチは、エンジンカバーとエンジンシャフトとに回転結合されるプレッシャプレートと協働するように構成された、ダイヤフラムを含んでいる。各ダイヤフラムは、休止位置と作動位置との間で、対応するクラッチストッパを用いて移動することができる。クラッチのタイプに応じて、ダイヤフラムの作動位置は、エンジンシャフトとギヤボックスとの連結または遮断に対応し、ダイヤフラムの休止位置は、これらのシャフトの遮断または連結に対応する。その場合、それぞれ、通常は開放されているクラッチ、および、通常は閉鎖されているクラッチと呼んでいる。

クラッチのストッパは、電子コンピュータにより制御されるアクチュエータから命令を受け、それによって、予め決められた力をダイヤフラムに及ぼして、ダイヤフラムを所定の距離のところに配置する。

対応するダイヤフラムにより付勢される各クラッチのプレッシャプレートは、摩擦ライニングを装備された摩擦ディスクを、エンジンシャフトに結合されるリアクションプレートで締め付けるように構成されている。各クラッチに対して、１つのリアクションプレートを設けることができる。変形実施形態では、２個のクラッチに共通する単一のリアクションプレートを、２個の摩擦ディスクの間に取り付けて使用している。

摩擦ライニングは、プレッシャプレートと、１つまたは複数のリアクションプレートとの対向材料に接触するように構成されている。

各摩擦ディスクは、ギヤボックスの入力シャフトに回転結合され、各リアクションプレートは、エンジンシャフトに結合される慣性フライホイールに回転結合される。したがって、対応するプレッシャプレートとリアクションプレートとの間で摩擦ディスクを締め付けることによって、エンジンシャフトと、結合されるギヤボックスのシャフトとの間でトルクを伝達することができる。

一方のクラッチだけがトルクを伝達するようにすることが必要不可欠である。そうでないと、ギヤボックスで動作停止するおそれ、したがって車輪が動かなくなるおそれがある。

従来より、ライニングは、繊維材料と、バインダと、フィラーとからなる環状の摩擦本体を含んでいる。摩擦本体は、環状の金属シートにより形成された支持体に、たとえばプレスまたは貼り合わせにより固定される。

ライニングは、摩擦ディスクの半径方向の面の各々に固定され、プレッシャプレートと、対応するリアクションプレートとの対向材料が、ライニングの摩擦本体に当接する。

動作時にライニングは強い熱的応力と機械的応力とを受ける。さらに、摩擦本体と、支持体の役割を果たす上記シートとの間に熱膨張差が発生しうる。これによって、摩擦ライニングの剥離または破損が生じることがある。摩擦ライニングから切り離された断片は、デュアルクラッチの一方のクラッチ機構、さらには両方のクラッチ機構を動作停止させる可能性があり、その場合、ギヤボックスの２つの入力シャフトに同時にトルクが伝達されて、ギヤボックスと車輪の動作停止を引き起こすことがある。

これを回避するために、仏国特許出願第２９２７９６６号明細書は、シートに固定された第１の半径方向の壁と、この第１の壁の反対側にあって、溝が設けられている第２の半径方向の壁とを環状本体が有する摩擦ライニングを提案している。溝は、機械加工またはレーザ加工によって個々に得られるが、これは比較的時間がかかり、コストが高い。

溝は、破砕した場合に摩擦本体の断片の寸法が比較的小さくてデュアルクラッチのクラッチ機構の一方の動作停止を招くおそれがないように、構成される。

摩擦本体に設けられた溝は、動作時に、クラッチを遮断した段階でプレッシャプレートとリアクションプレートとに対して摩擦ディスクの解放をうながす空気力学的な力を発生することができる。溝の幾何学的形状は、発生すべき空気力学的な力に応じて適合させることが可能である。

これらの溝は、また、摩擦本体の摩耗により形成される粒子を容易に取り除き、あるいは、摩擦本体および／または支持体の温度を下げるように熱交換を改善する役割を果たすことができる。

一般に、溝は、ライニングの変形を少なくして、それらの平面性を保証し、したがって、時期尚早に劣化するリスクを低減するとともに、クラッチの性能を向上させることにも同様に寄与する。

出願人が実施した研究によれば、ライニングの非変形性と平面性とに関して、溝は、外側に向かうと同時に支持体の正面に開通している場合、すなわち、摩擦本体を完全に貫通している場合、全体として、いっそう有効であることが判明している。

しかし、従来技術では、溝底部に摩擦材料がないライニング、すなわち対応する支持体の正面に溝が開通しているライニングを形成可能な、簡単かつ安価な方法がまったく提案されていない。

本発明は、特に、この問題を簡単、有効かつ経済的に解決することを目的とする。

このため、本発明は、クラッチの摩擦ライニングの製造方法を提案し、この方法は、
−摩擦本体の第１の面でのみ開通する少なくとも１つの溝を備えた摩擦本体を形成するステップと、
−摩擦本体の第１の面を支持体に貼り合わせることによって、摩擦本体を支持体に固定するステップと、
−上記の溝が摩擦本体の第２の面に開通するまで、第１の面の反対側にある摩擦本体の第２の面を加工するステップとを含むことを特徴とする。

このようにして、製造方法の終わりに、摩擦本体が支持体に固定され、この摩擦本体は、外側すなわち第２の面に開通するとともに支持体の側すなわち第１の面に開通する少なくとも１つの溝を有する。したがって、ライニングは、溝の底に摩擦材料を含まないので、動作時にその変形が制限されて、その平面性を改善することができる。

もちろん、本発明は、デュアルクラッチの技術分野に制限されるものではない。

本発明の１つの特徴によれば、摩擦本体は、環状の支持体に固定された、環状の摩擦本体の形状で製造される。

有利には、摩擦本体が、第１の型穴を含む固定部分と、第２の型穴を含む可動ピストンとを有する金型内で加圧成形により製造され、上記の型穴の少なくとも一方が、成形時に溝を形成可能な突出部分を含んでいる。

例として、加圧成形時における金型内部の温度は、１５０℃〜２５０℃、好ましくは１８０〜２００℃にすることができる。さらに、金型内部の圧力を時間の経過と共に段階的に上昇させることができ、この圧力は、最大で２００〜３００バールとすることができる。

摩擦本体は、少なくとも１つの繊維材料と、少なくとも１つのバインダと、少なくとも１つのフィラーとを含むことができる。

この場合、摩擦本体の成形は、少なくとも部分的にバインダを重合するように、熱間成形で実施可能である。

摩擦本体は、加圧成形後、支持体に固定可能にするのに十分な強度を持たなければならない。

例として、この成形操作の終了時における重合率は、５０〜９０％とすることができ、好ましくは約７０％である。

さらに、摩擦本体の成形後、支持体が摩擦本体の第１の面に貼り付けられ、次いで、上記バインダが完全に重合して摩擦本体が支持体に接着されるまで、支持体が摩擦本体に対して熱間プレス可能にされている。

例として、このステップにおける温度は、１５０℃〜２５０℃、好ましくは１８０〜２００℃とすることができる。支持体に付与される圧力は、２００〜３００バールとすることができる。

変形実施形態では、摩擦本体が、貼り合わせにより支持体に固定される。

この場合、フェノール樹脂を主成分とする接着剤を用いて摩擦本体を支持体に貼り合わせることができる。

摩擦本体と支持体との接着性を改善するために、摩擦本体が固定される支持体の面が、ショットピーニングまたは化学的腐食により調製され、および／または、連結成分を塗布される。

好ましくは、摩擦本体の第２の面は、上記の溝が摩擦本体の第２の面に開通するまで、研削により加工される。

摩擦本体の第２の面の全体の研削加工は、安価で容易かつ迅速に実施可能である。

特に、摩擦本体が複数の溝を含んでいる場合、単一の研削ステップにおいて、たった１回ですべての溝を摩擦面に開通することができる。それに対して、従来技術では、機械加工またはレーザ加工によって個々に各溝が加工されている。

さらに、摩擦本体の第２の面の加工後、場合によっては溝に存在する粒子を、たとえば、吸引によって取り出すことができる。

本発明は、また、クラッチの摩擦ライニングに関し、このライニングは、支持体に取り付けるための摩擦本体を含み、この摩擦本体が、少なくとも１つの溝を含み、この溝は、溝底部に材料がなく、溝底部と溝壁とに加工の痕跡を持たない。

溝は、上記の製造方法によって得ることができる。

本発明は、添付図面を参照しながら、限定的ではなく例としてなされた以下の説明を読めば明らかになるであろう。
従来技術による摩擦ディスクを示す分解組立斜視図である。 本発明による摩擦ライニングの製造方法のさまざまなステップを示す概略図である。 本発明による摩擦ライニングの製造方法のさまざまなステップを示す概略図である。 本発明による摩擦ライニングの製造方法のさまざまなステップを示す概略図である。 本発明による摩擦ライニングの製造方法のさまざまなステップを示す概略図である。 本発明による摩擦ライニングの製造方法のさまざまなステップを示す概略図である。 本発明による摩擦ライニングの製造方法のさまざまなステップを示す概略図である。

図１は、従来技術による摩擦ディスク１を示しており、軸線Ａに沿って延びてギヤボックスの入力軸に連結されるスプラインハブ２を含み、このスプラインハブは、スプラインハブ２から半径方向外側に延びるフランジ３に接続されている。環状摩擦ライニング４は、フランジ３の両側で、このフランジの半径方向の外周に取り付けられる。

各々の摩擦ライニング４は、環状シート５、すなわち、一般には厚さ０．２〜１ｍｍの金属薄膜から形成された１つの支持体を含んでいる。この支持体は、また、プラスチックまたは複合材料であってもよい。

環状の摩擦本体６は、フランジ３の反対側にある環状シート５の面に取り付けられる。これらの摩擦本体６は、特に本出願人名義の仏国特許第２９４１７５８号から知られているように、繊維材料と、バインダと、フィラーとから従来より構成されている。

各摩擦本体６は、対応する環状シートの側に向いた半径方向の固定面７と、固定面７の反対側にある半径方向の摩擦面８とを含んでいる。

固定面７は、たとえば、対応する環状シート５に貼り合わされ、環状シート５は、リベット９によりフランジ３に固定されている。

摩擦面８は、クラッチ機構、特にデュアルクラッチのプレッシャプレートとリアクションプレートと協働し、それによって、内燃機関のクランクシャフト等の駆動部材のトルクをギヤボックスの入力シャフト等の従動部材に伝達する。

前述のように、溝１０が摩擦本体６の摩擦面８に形成される。溝１０の数、配置、および断面は、必要に応じて適合させることができる。

先に述べた理由から、摩擦面８と固定面７とに同時に開通する溝１０、すなわち摩擦本体６を貫通する溝１０を有する摩擦本体６を、簡単かつ安価に製造することが求められている。

そのため、本発明は、図２から図７に関して説明する以下の方法を提案する。これらの図は、環状ライニング４の断面Ｂ（図２）だけを示している。

この方法は、摩擦本体６の固定面７でのみ開通する少なくとも１つの溝１０を備えた、摩擦本体６を製造する第１のステップを含んでいる。

特に、図１に示したように、摩擦本体７は、第１の型穴を含む環状の固定部分１１と、成形時に少なくとも１つの溝１０を形成可能な少なくとも１つの突出部分１３を備えた第２の型穴を含む環状の可動ピストン１２とを有する金型内で、加圧成形により製造される。従来技術と同様に、摩擦本体６は、少なくとも１つの繊維材料と、少なくとも１つのバインダと、少なくとも１つのフィラーとを含んでいる。

摩擦本体６の成形は、少なくとも部分的にバインダを重合するように熱間成形で行われる。

加圧成形時における金型内部の温度は、１５０℃〜２５０℃、好ましくは１８０〜２００℃にすることができる。さらに、金型内部の圧力を時間の経過と共に段階的に上昇させることができ、この圧力は、最大で２００〜３００バールとすることができる。こうした成形操作の終了時における重合率は、５０〜９０％とすることができ、好ましくは約７０％である。

可動ピストン１２を除去後（図３）、この方法は、摩擦本体６を支持体に固定する第２のステップを含む。この場合、支持体は、厚さ０．２〜１ｍｍの環状シート５である。

そのため、図４に示したように、環状シート５は、金型の固定部分１１に係合され、摩擦本体６の固定面７にセットされる。上記のピストン１２の代わりに、環状シート５に向けてほぼ平らな面１５を有する環状ピストン１４を用いている。

環状シート５は、上記バインダが完全に重合して、環状シート５に摩擦本体６が接着されるまで、ピストン１４により摩擦本体６に対して熱間プレスされる。

接着性を改善するために、摩擦本体６が固定される環状シート５の面をショットピーニングまたは化学的腐食によって調製可能であり、および／または、熱間プレス前に連結成分を塗布することができる。

図示されていない変形実施形態では、摩擦本体６は、フェノール樹脂を主成分とする接着剤を用いて、貼り合わせにより環状シート５に固定される。

金型から摩擦ライニング４を取り出した後（図５）、固定面７の反対側にある摩擦本体６の摩擦面８は、摩擦本体６の摩擦面８に溝１０が開通するまで（図７）、研削加工される（図６）。

そのため、摩擦ライニング４を所定の位置に保持するように、金属製のシート５が磁気テーブル１６の上に貼り付けられ、摩擦本体６の固定面８がフライス１７を用いて加工される。加工された材料の厚みは、０．２〜１ｍｍであり、好ましくは０．３〜０．５ｍｍである。摩擦本体６は、研削後の厚さが１．５〜５ｍｍである。その後、場合によっては溝に存在する摩擦材料の粒子は、たとえば吸引により取り出される。

図示されていないが、リベット９および／またはリベット締め工具の通過穴は、溝１０と同様に、あるいは必要な場合には穿孔によって、構成することができる。

記載された実施例では、溝が環状である。しかし、これらの溝は、他のどのような形状にしてもよく、溝の数もまた必要に応じて変えることができる。

Claims (8)

1. クラッチの摩擦ライニング（４）の製造方法であって、
   −摩擦本体（６）の第１の面（７）でのみ開通する少なくとも１つの溝（１０）を備えた摩擦本体（６）を製造するステップと、
   −前記摩擦本体（６）の第１の面（７）を支持体（５）に貼り合わせることによって、前記摩擦本体（６）を支持体（５）に固定するステップと、
   −前記溝（１０）が摩擦本体（６）の第２の面（８）に開通するまで、前記第１の面（７）の反対側にある摩擦本体（６）の第２の面（８）を加工するステップと、
   を含み、
   前記摩擦本体（６）の成形は、少なくとも部分的にバインダを重合するように、熱間成形で実施され、前記摩擦本体（６）の成形後、前記支持体（５）が摩擦本体（６）の第１の面（７）に貼り付けられ、次いで、前記バインダが完全に重合して前記摩擦本体（６）が支持体（５）に接着されるまで、前記支持体が前記摩擦本体（６）に対して熱間プレスされるものであり、
   前記摩擦本体（６）が、貼り合わせにより前記支持体（５）に固定されるものであり、
   前記摩擦本体（６）が、フェノール樹脂を主成分とする接着剤を用いて支持体（５）に貼り合わされるものである、ことを特徴とする方法。
2. 前記摩擦本体が、環状の支持体（５）に固定された、環状の摩擦本体（６）の形状で製造されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記摩擦本体（６）が、第１の型穴を含む固定部分（１１）と、第２の型穴を含む可動ピストン（１２）とを有する金型内で加圧成形により製造され、前記型穴の少なくとも一方が、成形時に溝（１０）を形成可能な突出部分（１３）を含んでいることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記摩擦本体（６）が、少なくとも１つの繊維材料と、少なくとも１つのバインダと、少なくとも１つのフィラーとを含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記摩擦本体（６）が固定される前記支持体（５）の面が、ショットピーニングまたは化学的腐食により調製され、および／または、連結成分を塗布されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記摩擦本体（６）の第２の面（８）は、前記溝（１０）が前記摩擦本体（６）の第２の面（８）に開通するまで、研削（１７）により加工されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記摩擦本体（６）の第２の面（８）の加工後、前記溝（１０）に場合によっては存在する粒子が、たとえば吸引によって取り出されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記支持体（５）に取り付けるための摩擦本体を含み、前記摩擦本体が、少なくとも１つの溝（１０）を含み、この溝は、溝底部に材料がなく、かつ溝底部と溝壁とに加工の痕跡を持たない、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の方法によって得られる、摩擦ライニング（４）。

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