JP6946233B2 - 摩擦板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両や産業機械等の変速機に用いられる摩擦板の製造方法に関する。

車両や産業機械等の変速機に用いられる摩擦板は、金属製基板であるコアプレートの表面に摩擦材が接着により固定されている。特許文献１には、摩擦材の歩留まりを向上させると共に製造時間および製造工程を短縮するために、複数の摩擦材セグメントをコアプレートに接着する際、各摩擦材セグメント間に所定の間隔を設けてコアプレートに接着することにより油溝を形成する摩擦板の製造方法が記載されている。
近年、摩擦材に対する引き摺りトルク低減の要求が強くなっている。そのため、摩擦材セグメントの形状は、特許文献２に記載されているように、複雑化する傾向である。

特開平１１−３０３９０２号公報 特開２０１４−１６９７８５号公報

従来摩擦材セグメントは、プレス型を用いて摩擦材を打ち抜くことにより製造されている。しかし、摩擦材セグメントの形状が複雑化すると、それを打ち抜くためのプレス型の形状が複雑になるため、単純な形状の摩擦材セグメントの型と比較して、プレス型の製作、および生産時の型のメンテナンス等に時間を要してしまうという問題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、摩擦材セグメントの形状を複雑なものとしても、プレス型の製作、および生産時の型のメンテナンスに要する時間を短縮することができる摩擦板の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る摩擦板の製造方法は、
環状のコアプレートの少なくとも一方の面に複数の摩擦材セグメントを接着する摩擦板の製造方法であって、
レーザー光を摩擦材に照射して前記摩擦材セグメントの外形形状の所定部分を形成する工程と、
プレス型で前記摩擦材を打ち抜くことにより前記摩擦材セグメントの外形形状の前記所定部分以外の部分を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、摩擦材セグメントの形状を複雑なものとしても、プレス型の製作、および生産時の型のメンテナンスに要する時間を短縮することができる摩擦板の製造方法を提供することができる。

実施形態に係る摩擦板の製造方法によって製造される摩擦板の部分正面図である。 摩擦材セグメントの製作工程の概略を示すフロー図である。 摩擦材セグメントの拡大図である。 摩擦材の部分正面図であり、所定の切れ込みが入っている状態を示している。 実施例に係る摩擦材セグメントの正面図である。 実施例に係る摩擦材の部分正面図であり、所定の切れ込みが入っている状態を示している。

以下、本発明の一つの実施形態に係る摩擦板の製造方法について説明する。本実施形態は、車両の変速機に組み込まれる湿式多板クラッチ用の摩擦材の製造方法である。
図１は、実施形態に係る摩擦板の製造方法によって製造される摩擦板の部分正面図である。なお、以下の説明において摩擦板の方向は、図１の紙面上方側を外径側とし、紙面下方側を内径側とし、紙面左方側を周方向一方側とし、紙面右方側を周方向他方側とする。これらの方向は、図３〜図６において同様である。

図１に示すように、本実施形態の摩擦板の製造方法によって製造される摩擦板１は、金属製の円環状のコアプレート３の両面または一方の面に、複数の摩擦材セグメント５が環状に接着により固定されている。周方向に隣り合う摩擦材セグメント５と摩擦材セグメント５との間には隙間７が介在し、湿式多板クラッチ（図示省略）に組み付けられた状態においてこの隙間７は油溝となる。本実施形態においては、発明の理解を容易にするために、摩擦材セグメント５の外形形状を角の丸い四角形としている。

図２は、摩擦材９（図４参照）から摩擦材セグメント５を製作する工程の概略を示すフロー図である。
図３は、摩擦板１に接着されている摩擦材セグメント５の拡大図である。

図２に示すように、本実施形態における摩擦材セグメント５の製作工程は、以下の各工程を含むものである。
レーザーカット工程：レーザー光を摩擦材９に照射して、摩擦材セグメント５の外形形状の所定部分となる形状の切り込みを入れる。
プレスカット工程：摩擦材セグメント５の外形形状の前記所定部分以外の部分を打ち抜くことにより、所定の摩擦材セグメント５形状を得る。

レーザーカット工程はレーザー加工機を用い、プレスカット工程はプレス機械およびプレス型を用いている。摩擦板１は、プレスカット工程によって摩擦材９から打ち抜かれた摩擦材セグメント５を、コアプレート３に環状に接着することにより製造されている。なお、本実施形態の摩擦板の製造方法で用いるレーザー加工機、プレス機械、およびプレス型は公知のものであるので、詳細な説明および図示は省略する。

レーザーカット工程で用いるレーザー光は、摩擦材９を貫通し、摩擦材９に切り込みを入れることができればその種類は問わない。参考として、ＣＯ２（炭酸ガス）レーザーを用いた放電式、半導体レーザーを用いた電流式、ＹＡＧレーザーを用いたフラッシュランプ方式等が挙げられる。

また、レーザー光の照射方式も限定されず、フラットベッドタイプでも良いし、ガルバノタイプでも良い。なお、フラットベッドタイプは、発振器から射出されたレーザー光を複数のミラーまたは光ファイバーによってレーザー光の射出口であるヘッドに導き、ヘッドを移動することにより加工対象物すなわち摩擦材９へのレーザー光の照射位置を移動させるタイプである。また、ガルバノタイプは、発振器から射出されたレーザー光を複数のミラーを介してレーザー光の射出口である固定ヘッドに導き、複数のミラーを動かしてレーザー光の照射方向を変更することにより、加工対象物へのレーザー光の照射位置を移動させるタイプである。

図３に示すように、摩擦材セグメント５の輪郭すなわち外形形状は、コアプレート３に接着された状態において、外径側部分である直線状部Ｐ１と、内径側部分である直線状部Ｐ２と、直線状部Ｐ１の周方向一方端と直線状部Ｐ２の周方向一方端との間の径方向部Ｌ１と、直線状部Ｐ１の周方向他方端と直線状部Ｐ２の周方向他方端との間の径方向部Ｌ２とから構成されている。

径方向部Ｌ１は、図３に示すように、直線状の径方向延在部Ｌ１１と、径方向延在部Ｌ１１と外径側部分である直線状部Ｐ１との間の円弧状の連続部Ｌ１２と、径方向延在部Ｌ１１と内径側部分である直線状部Ｐ２との間の円弧状の連続部Ｌ１３とからなる。径方向部Ｌ２は、直線状の径方向延在部Ｌ２１と、径方向延在部Ｌ２１と外径側部分である直線状部Ｐ１との円弧状の連続部Ｌ２２と、径方向延在部Ｌ２１と内径側部分である直線状部Ｐ２との円弧状の連続部Ｌ２３とからなる。

本実施形態においては、摩擦材セグメント５の外形形状は、レーザーカット工程とプレスカット工程とによって形成される。レーザーカット工程では、摩擦材９に対してレーザー光を照射することにより、摩擦材９に径方向部Ｌ１および径方向部Ｌ２となる形状の切り込みを入れる。すなわち、レーザーカット工程では、図３における摩擦材セグメント５の外形形状のうち、外径側部分である直線状部Ｐ１および内径側部分である直線状部Ｐ２以外の部分となる形状の切り込みを摩擦材９に入れる。

図４は、摩擦材９の部分平面図であり、摩擦材セグメント５の外形形状の径方向部Ｌ１となる形状の切れ込みＬ１´および径方向部Ｌ２となる形状の切れ込みＬ２´が入れられた状態を示している。この状態において、摩擦材９は摩擦材セグメント５となる部分はまだ打ち抜かれていない。

レーザーカット工程で上記加工が施された摩擦材９は、次の工程すなわちプレスカット工程に移送される。プレスカット工程では、摩擦材セグメント５の外形形状のうち、外径側部分である直線状部Ｐ１および内径側部分である直線状部Ｐ２となる摩擦材９の部分がプレス型によって打ち抜かれる。この工程によって、摩擦材９から摩擦材セグメント５が打ち抜かれる。

本実施形態は、レーザーカット工程において、摩擦材９に切れ込みＬ１´およびＬ２´（図４参照）が形成されているので、プレスカット工程で用いるプレス型は、切れ込みＬ１´およびＬ２´の形状を有していなくても良い。具体的には、プレス型は、摩擦材セグメント５の外形形状のうち、外径側部分である直線状部Ｐ１の形状および内径側部分である直線状部Ｐ２の形状を有していれば良い。従って本実施形態においては、プレス型の形状を簡易なものとすることができる。

プレスカット工程で打ち抜かれた複数の摩擦材セグメント５は、その後の工程によってコアプレート３に環状に接着によって固定される。こうして、図１に示す摩擦板１が製造される。

本実施形態においては、摩擦材セグメント５の製作工程にレーザーカット工程、およびその後のプレスカット工程を含むことにより、以下のような優れた効果を発揮することができる。

本実施形態の摩擦板の製造方法は、摩擦材セグメント５の製作工程にレーザーカット工程を含んでいるので、上述したようにプレスカット工程で用いるプレス型の形状を簡易なものとすることができる。プレス型の形状を簡易なものとすれば、プレス型の製作時間を短縮することができる。その結果、摩擦材セグメントの形状が複雑化しても、外周側と内周側の直線状となる部分の単純設定型となり、プレス型の製作、および生産時の型のメンテナンスに要する時間の短縮が図られ、生産性向上に貢献することができる。

また、レーザーカット工程において形成する切り込みの形状は、レーザー加工機の制御プログラムを変更することにより様々な形状とすることができる。つまり、摩擦材セグメントの外形形状のうち、外周側の直線状となる部分および内周側の直線状となる部分以外の部分の形状を、自由に設定することができる。これにより、様々な形状の摩擦材セグメントを製作する場合であっても、摩擦材セグメントの外周側の直線状となる部分および内周側の直線状となる部分が同じ寸法であれば、プレスカット工程で用いるプレス型を共通のものとすることができる。その結果、摩擦材セグメントの形状ごとにプレス型を製作する必要がなくなり、プレス型の製作コストやメンテナンスコストを削減することができる。

次に、本実施形態の摩擦板の製造方法の実施例について説明する。本実施例は、前記実施形態に係る摩擦板の製造方法における摩擦材セグメントの形状を、前記実施形態とは異なり、引き摺りトルクを低減できる複雑な形状としたものである。なお、摩擦板の他の構成は前記実施形態と同様なので、図１、２および４を援用し、前記実施形態と同じ符号を用いて説明する。

図５は、本実施例に係る摩擦材セグメント２５の正面図である。
図５に示すように、本実施例に係る摩擦材セグメント２５は、引き摺りトルクを低減するために、径方向に延在する２つの油溝２７と、中央部に形成された円弧部を含む１つの穴溝２８とを有している。各油溝２７は径方向外方に開口する略Ｖ字状をなし、穴溝２８は径方向内方に開口しているので、摩擦材セグメント２５は全体が略Ｗ字形状をなしている。

図５に示すように、摩擦材セグメント２５の外形形状は、コアプレート３に接着された状態において、外径側部分である３つの直線状部Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３を有している。これら３つの直線状部Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３は略Ｗ字形状の上側の３つの頂部に対応し、周方向一方側から周方向他方側にこの順番に並んでいる。また、摩擦材セグメント２５の外形形状は、コアプレート３に接着された状態において、内径側部分である２つの直線状部Ｐ２０４、Ｐ２０５を有している。これら２つの直線状部Ｐ２０４、Ｐ２０５は略Ｗ字形状の下側の２つの頂部に対応し、周方向一方側から周方向他方側にこの順番に並んでいる。

摩擦材セグメント２５の外形形状はさらに、外径側部分である直線状部Ｐ２０１の周方向一方端と内径側部分である直線状部Ｐ２０４の周方向一方端との間の径方向部Ｌ２０１と、外径側部分である直線状部Ｐ２０３の周方向他方端と内径側部分である直線状部Ｐ２０５の周方向他方端との間の径方向部Ｌ２０２と、各油溝２７を形成している溝部Ｌ２０３、Ｌ２０４と、穴溝２８を形成している溝部Ｌ２０５とを有している。このように、摩擦材セグメント２５の外形形状は、外径側部分である３つの直線状部Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３と、内径側部分である２つの直線状部Ｐ２０４、Ｐ２０５と、これらの直線状部以外の部分Ｌ２０１乃至Ｌ２０５とから構成されている。

本実施例に係る摩擦材セグメント２５の製作工程は、まずレーザーカット工程において、摩擦材９に対してレーザー光を照射することにより、摩擦材９に径方向部Ｌ２０１、径方向部Ｌ２０２、溝部Ｌ２０３、溝部Ｌ２０４、および溝部Ｌ２０５となる形状の切り込みを入れる。すなわち、レーザーカット工程では、摩擦材セグメント２５の外形形状のうち、外径側部分である直線状部Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３、および内径側部分である直線状部Ｐ２０４、Ｐ２０５以外の部分となる形状の切り込みを入れる。

図６は、実施例に係る摩擦材９の部分平面図であり、摩擦材セグメント２５の外形形状の径方向部Ｌ２０１、径方向部Ｌ２０２、溝部Ｌ２０３、溝部Ｌ２０４、および溝部Ｌ２０５となる形状の切れ込みＬ２０１´、Ｌ２０２´、Ｌ２０３´、Ｌ２０４´、およびＬ２０５´が入れられた状態を示している。この状態において、摩擦材９は、摩擦材セグメント２５となる部分はまだ打ち抜かれていない。

レーザーカット工程で上記加工が施された摩擦材９は、次の工程すなわちプレスカット工程に移送される。プレスカット工程では、摩擦材セグメント２５の外形形状のうち、外径側部分である直線状部Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３、および内径側部分である直線状部Ｐ２０４、Ｐ２０５となる摩擦材９の部分がプレス型によって打ち抜かれる。この工程によって、摩擦材９から摩擦材セグメント２５が打ち抜かれる。

本実施例においても、レーザーカット工程において、摩擦材９に切れ込みＬ２０１´乃至Ｌ２０５´が形成されているので、プレス型は、摩擦材セグメント２５の外径側部分である直線状部Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３、および内径側部分である直線状部Ｐ２０４、Ｐ２０５の各形状を有していれば良い。従ってプレス型の形状を簡易なものとすることができる。

このように、本実施例においては、摩擦材セグメント２５の溝部Ｌ２０３乃至Ｌ２０５のような、例えば曲線形状あるいは円弧形状等、複雑な外形形状部分はレーザーカット工程で形成され、外周側および内周側の比較的簡易な外形形状部分はプレスカット工程で打ち抜かれることにより形成される。プレスカット工程で打ち抜かれた摩擦材セグメント２５は、その後の工程によってコアプレート３に環状に接着よって固定される。こうして摩擦板１が製造される。

本実施例においても、摩擦材セグメントの製作工程にレーザーカット工程を含んでいるので、プレスカット工程で用いるプレス型の形状を簡易なものとすることができる。その結果、本実施例で挙げたように摩擦材セグメントの形状が複雑化しても、プレス型の製作、および生産時の型のメンテナンスに要する時間の短縮が図られ、生産性向上に貢献することができる。

１ 摩擦板
３ コアプレート
５ 摩擦材セグメント
７ 隙間
９ 摩擦材
２５ 摩擦材セグメント
２７ 油溝
２８ 穴溝

Claims (4)

1. 環状のコアプレートの少なくとも一方の面に複数の摩擦材セグメントを接着する摩擦板の製造方法であって、
   レーザー光を摩擦材に照射して前記摩擦材セグメントの外形形状の所定部分を形成する工程と、
   プレス型で前記摩擦材を打ち抜くことにより前記摩擦材セグメントの外形形状の前記所定部分以外の部分を形成する工程と、を含むことを特徴とする摩擦板の製造方法。
2. 前記所定部分は、前記摩擦材セグメントの外形形状の外径側部分および内径側部分以外の部分であることを特徴とする請求項１に記載の摩擦板の製造方法。
3. 前記所定部分以外の部分は、前記摩擦材セグメントの外形形状の外径側部分および内径側部分であることを特徴とする請求項１または２に記載の摩擦板の製造方法。
4. 前記レーザー光は、前記摩擦材に前記所定部分となる形状の切り込みを入れることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の摩擦板の製造方法。

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