JPH04181022A - 湿式摩擦部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、自動変速機で用いられるロックアツプクラ
ッチ、湿式クラッチや湿式ブレーキなどの構成部材とし
て利用される湿式摩擦部材に関するものである。 （従来の技術） 一般に、車両に搭載される自動変速機は、エンジンの回
転がトルクコンバータを介して入力されるようになって
おり、このトルクコンバータには、例えば、新編自動車
工学便覧（昭和６２年６月：社団法人　自動車技術全発
行）第５編、第１−１８頁、図１−４４に開示されるよ
うに、エンジンと出力軸とを直結するためのロックアツ
プクラッチ（直結クラッチ）が設けられるようになった
ものもある。 このようなロックアツプクラッチは、上記出力軸と一体
に回転されるロックアツプピストンを備え、このロック
アツプクラッチがエンジンと一体に回転されるコンバー
タカバーの内面、すなわち摩擦相手面に圧接されること
により、コンバータカバーのエンジン回転がロックアツ
プピストンを介して直接出力軸に伝達されるような構造
になっている。 そしてまた、上記コンバータカバー内はトルク伝達媒体
として自動変速機の作動油で充満されており、上記ロッ
クアツプクラッチは該作動油内に浸漬された状態で用い
られるため、湿式クラッチとして構成される。 そしてさらに、このようなトルクコンバータのロックア
ツプクラッチにおいては、湿式摩擦材として、ペーパー
にレジンを含浸させたいわゆるペーパーベースの湿式摩
擦材が用いられ、この湿式摩擦材がコンバータカバー内
面の摩擦相手面に圧接されるようになっている。 また、一般に、自動変速機で用いられている湿式クラッ
チや湿式ブレーキの一方の摩擦部材に設けられている湿
式摩擦材には、充填材を充填したペーパーにレジンを含
浸させたいわゆるペーパー系摩擦材と呼ばれるものが用
いられ、他方の摩擦相手部材に鋼等が用いられている。 この場合、他方の摩擦相手部材は、ピストン等から押圧
力を受けて一方の摩擦部材に設けられた湿式摩擦材と圧
接することにより相互にトルクを伝達する機能と、圧接
の際に発生した熱を圧接中において一時的に吸収し、冷
却油などに放散して摩擦面の温度をある水準以下に保つ
という機能を有する。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のロックアツプクラッチ
、湿式クラッチや湿式ブレーキにあっては、湿式摩擦材
の耐荷重性や摩擦係数の範囲内でで設計を行っていたが
、今後、エンジンの高出力化・高回転化や、燃費向上の
ための自動変速機の小形化等に伴い、湿式摩擦材の単位
摩擦面積当りの摩擦力が増大する傾向にある。このため
、湿式摩擦材の摩擦係数、もしくは、圧接時の摩擦面の
面圧を増大させなければならないという問題が出てきて
おり、このような問題を解決することが課題となってい
た。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんかみてなされ
たもので、トルクコンバータのロックアツプ時のクラッ
チ容量や湿式クラッチ、湿式ブレーキのトルク容量を増
大させることが可能である湿式摩擦部材を提供すること
を目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） この発明は、湿式摩擦材を設けた一方の摩擦部材と、他
方の摩擦相手部材をそなえ、前記一方の摩擦部材に設け
た湿式摩擦材と前記他方の摩擦相手部材とが圧接する湿
式摩擦部材において、前記他方の摩擦相手部材にニッケ
ルリンめっきを施した構成としたことを特徴としており
、必要に応じて採用される実施態様において、前記湿式
摩擦材が圧接する他方の摩擦相手部材の表面粗さを中心
線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下とした上にニッケ
ルリンめっきを施した構成とし、同じ〈実施態様におい
て、前記湿式摩擦材が圧接する他方の摩擦相手部材に円
周状ないしはほぼ円周状となる研削を施した上にニッケ
ルリンめつきを施した構成としたことを特徴としており
、このような湿式摩擦部材の発明に係わる構成を前述し
た従来の課題を課題を解決するための手段としている。 この種のロックアツプクラッチ、湿式クラッチや湿式ブ
レーキで用いられる一方の摩擦部材に設けた湿式摩擦材
と他方の摩擦相手部材との摩擦特性を試験するに際して
は、例えば、第６図に示す摩擦試験機構が用いられる。 この摩擦試験機構は、環状の湿式摩擦材５１を接着によ
り設けた一方の摩擦部材試験片５２を回転軸５３に取り
付けて回転させ、荷重負荷軸５４に取り付けた円板状を
なす他方の摩擦相手部材金属試験片５５に押し付け、オ
イルバス（図外）に入れた油にこれら試験片５２．５５
を浸した状態で配置し、これら試験片５２．５６の間で
発生する摩擦トルクを荷重負荷軸５４に取り付けたトル
ク検出器（図外）により測定する構成となっている。 第７図、第８図および第９図は、潤滑油とじてニラサン
マチックフルードＤ　（ＡＴＦ、油温８０℃）を用いた
場合のペーパー系湿式摩擦材とニッケルリンめっき処理
を施した摩擦相手部材との間の摩擦係数を示す。 これらのうち、第７図は、摩擦相手部材にほぼ円周状（
渦巻状）すなわち習動力向と平行な方向に研削した上に
ニッケルリンめっき処理を施した場合の湿式摩擦材と摩
擦相手部材との間の摩擦係数を測定した結果を示すもの
である。 この第７図に示すように、ニッケルリンめっき処理を施
した摩擦相手部材は、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３
μｍのものが特に高い摩擦係数を示した。また、ニッケ
ルリンめっき処理を施した摩擦相手部材は下地の表面粗
さの値によらず、摩擦相手部材として従来用いられてい
た炭素鋼に比較してかなり高い摩擦係数を示した。 また、第８図は、摩擦相手部材に放射状すなわち摺動方
向と垂直な方向に研削を施した上にニッケルリンめっき
を施した場合の湿式摩擦材と摩擦相手部材との間の摩擦
係数を測定した結果を示すものである。 この第８図に示すように、下地の表面粗さか中心線平均
粗さ（Ｒａ）で０．１μｍおよび０．３μｍの粗さとし
た上にニッケルリンめつき処理を施したものは、摩擦相
手部材として従来用いられていた炭素鋼と比較して高い
摩擦係数を示した。 これに較べ、下地の表面粗さを０．　８μｍとしたもの
は炭素鋼と同程度の摩擦係数を示した。 さらに、第９図は、摩擦相手部材に一方向すなわち摺動
方向に無関係となるように研削を施した上にニッケルリ
ンめつきを施した場合の湿式摩擦材と摩擦相手部材との
間の摩擦係数を測定した結果を示している。 この第９図に示すように、下地の表面粗さが中心線平均
粗さ（Ｒａ）で０．１μｍおよび０．３μｍの粗さとし
た上にニッケルリンめつき処理を施したものは、摩擦相
手部材として従来用いられていた炭素鋼と比較して高い
摩擦係数を示した。 これに較べ、下地の表面粗さを０．８μｍとしたものは
炭素鋼と同程度の摩擦係数を示した。 第１０図、第１１図および第１２図は、潤滑油として前
記供試部であるＡＴＦから摩擦調整剤を除いたものを用
いたときのペーパー系湿式摩擦材とニッケルリンめっき
処理を施した摩擦相手部材との間の摩擦係数を示す。 これらのうち、第１０図は、摩擦相手部材にほぼ円周状
（渦巻状）すなわち摺動方向と平行な方向に研削した上
にニッケルリンめっき処理を施した場合の湿式摩擦材と
摩擦相手部材との間の摩擦係数を測定した結果を示すも
のである。 また、第１１図は、摩擦相手部材に放射状すなわち摺動
方向と垂直な方向に研削を施した上にニッケルリンめっ
きを施した場合の湿式摩擦材と摩擦相手部材との間の摩
擦係数を測定した結果を示すものである。 さらに、第１２図は、摩擦相手部材に一方向すなわち摺
動方向に無関係となるように研削を施した上にニッケル
リンめっきを施した場合の湿式摩擦材と摩擦相手部材と
の間の摩擦係数を測定した結果を示すものである。 従来、摩擦相手部材として用いられていた炭素鋼では、
このような潤滑油を用いた場合、速度が大きくなると摩
擦係数が減少する特性、すなわちμ−■負勾配を示すの
が通常であった。 そして、これら第１０図、第１１図および第１２図に示
すように、摩擦相手部材として従来用いられていた炭素
鋼では、摺動速度が大きいほど摩擦係数が低下するμ−
■負勾配を示した。これに対して、ニッケルリンめっき
処理を施したものは、摺動速度が小さいときの摩擦係数
は従来用いられていた炭素鋼とあまり変わらない摩擦係
数を示したが、摺動速度が大きいときの摩擦係数が炭素
鋼に比べると大きくなり、μ−Ｖ負勾配が減少してこと
が認められた。 従って、摩擦相手部材にニッケルリンめっき処理を施す
ことにより、ロックアツプクラッチ、湿式クラッチや湿
式ブレーキの摩擦特性を改善することができることが確
かめられた。 また、摩擦相手部材にニッケルリンめっき処理を施した
場合の下地の表面粗さおよび研削方向としては、中心線
平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下であれば研削方向に
よらず望ましいものであるし、また、中心線平均粗さ（
Ｒａ）で０．　３μｍ以上であればほぼ円周状（渦巻状
）すなわち摺動方向にほぼ平行な方向に研削を施すこと
が望ましいことがわかった。 （発明の作用） 本発明のロックアツプクラッチ、湿式クラッチや湿式ブ
レーキ等に用いられる湿式摩擦部材にあっては、圧接時
において一方の摩擦部材に設けた湿式摩擦材が他方の摩
擦相手部材に接触するが、この摩擦相手部材はニッケル
リンめっき処理が施しであるので、圧接時に両者の間で
高い摩擦係数を示すものとなる。 （実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は、この発明の第１実施例を示す湿式クラッチの
断面図である。 第１図に示す湿式クラッチ１は、環状の湿式摩擦材２を
接着により設けた一方の摩擦部材である摩擦板３と他方
の摩擦相手部材である摩擦相手板４とを交互に並べるこ
とによって湿式クラッチとして構成したものである。 この実施例では、第２図にも示すように、摩擦相手板４
にニッケルリンめっき処理を施すことによりニッケルリ
ンめっき層１６を設けている。 このため、圧接係合時には摩擦相手板４と湿式摩擦材２
との接触面で高い摩擦係数を示すものとなる。 従って、同じ係合面圧で大容量のトルクを伝達すること
が可能であり、湿式クラッチや湿式ブレーキのサイズが
同じであれば、係合時間を短縮することができるように
なる。 また、単位面積当りの摩擦伝達力が大きくなるので、摩
擦面の面積を縮小したり、摩擦板３および摩擦相手板４
の枚数を減らすことができるので、湿式クラッチや湿式
ブレーキの小型・軽量化が可能となる。 第３図および第４図は、この発明の第２実施例を示す図
である。 図に示すトルクコンバータのロックアツプクラッチ１１
はトルクコンバータ１２の内部に一体に組み込まれて構
成される。 このトルクコンバータ１２は、外殻を構成するフンバー
タカバー１３と、このコンバータカバー１３に固定され
るポンプインペラー１４と、コノポンプインベーラ１４
に対向して配置されるタービンランナー１５と、前記ポ
ンプインペラー１４とタービンランナー１５との間に配
置されるステータ１６とによって構成される。 上記タービンランナー１５は、トルクコンバータ１２の
出力軸である自動変速機のインプットシャフト１７に、
タービンハブ１８を介してスプライン嵌合され、前記タ
ービンランナー１５とインプットシャフト１７とは一体
で回転されるようになっている。 上記ステータ１６はワンウェイクラッチ２１を介して上
記インプットシャフト１７に嵌着され、ポンプインペラ
ー１４とタービンランナー１５との間に正転方向の回転
差がある場合に、ポンプインペラー１４からタービンラ
ンナー１５に回転力を伝達する作動油の流れをさらに加
速させ、タービンランナー１５に伝達されるトルクを増
加させる機能を有する。 ロックアツプクラッチ１１は、タービンハブ１８にビス
１２を介して固定されるロックアツプピストン１３を備
えており、ピストン室２４に供給される圧力によってロ
ックアツプクラッチ１１の締結、スリップ、および解放
が制御されるようになっている。 すなわち、上記ピストン室２４には、インプットシャフ
ト１７の中心部を貫通する油路２５を介して、図外のコ
ントロールバルブからロックアツプ制御油圧Ｐ２が供給
されるようになっており、このロックアツプ制御油圧が
ドレーンされた場合には、コンバータカバー１３内で且
つピストン室２４の外方の作業油圧Ｐ、により、ロック
アツプピストン２３の外周縁部は前記コンバータカバー
１３に圧接されて締結されることによりロックアツブ状
態となる。 また、前記作動油圧Ｐ、より高いロックアツプ制御油圧
Ｐ２が供給された場合には、ロックアツプピストン２３
がコンバータカバー１３から離れて解放されることによ
りアンロックアツプ状態となる。 さらに、ロックアツプピストン２３にはダンパーピスト
ン２６が設けられており、ロックアツプピストン２３に
伝達されたトルクは、ダンパーピストン２６の緩衝機能
を介して、インプットシャフト１７に伝達されるように
なっている。 ここで、本実施例にあっては、第４図にも示すように、
一方の摩擦部材であるロックアツプピストン２３の外周
縁部に環状の湿式摩擦材３２を接着により固定しており
、ロックアツプ時に前記湿式摩擦材３２が圧接する他方
の摩擦相手部材であるコンバータカバー１３の摩擦相手
面３３の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μ
ｍ以下となるように表面仕上げを施し、その上にニッケ
ルリンめっき処理を施すことによりニッケルリンめっき
層３５を設けるようにしている。　以上の構成により、
本実施例のトルクコンバータのロックアツプクラッチ１
１にあっては、ロックアツプ状態またはスリップロック
アツプ状態では、作動油圧Ｐ１とロックアツプ制御油圧
Ｐ２との差圧によりロックアツプピストン２３が図中左
方向に移動して湿式摩擦材３２とコンバータカバー１３
の摩擦相手面３３にニッケルリンめっき層３５）とが接
触し、この時の摩擦力により、コンバータカバー１３に
入力されたエンジン回転は、ロックアツプピストン２３
を介してインプットシャフト１７に直接伝達され、動力
伝達の向上がはかられる。 本実施例では、上記コンバータカバー１３の摩擦相手面
３３を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下とした
上でニッケルリンめっき処理を施してニッケルリンめっ
き層３５を設けるようにしであるため、ロックアツプ時
には摩擦相手面３３と湿式摩擦材３２との接触面で高い
摩擦係数を示すことができる。 第５図は本発明の第３実施例を示す図である。 この実施例では、湿式摩擦材３２を一方の摩擦部材であ
るコンバータカバー１３に取り付け、ロックアツプ時に
前記湿式摩擦材３２が圧接する他方の摩擦相手部材であ
るロックアツプピストン２３に設けた摩擦相手面３３に
摺動方向とほぼ平行な方向、つまり、はぼ円周状の研削
を施した上にニッケルリンめっき処理を施してニッケル
リンめっき層３５を設けるようにした場合を示すもので
、このようにしたときにも上記第２実施例と同様の性能
を発揮することができる。

【発明の効果】

以上説明してきたように、本発明のトルクコンバータの
ロックアツプクラッチ、湿式クラッチ。 湿式ブレーキ等に用いられる湿式摩擦部材にあっては、
湿式摩擦材を設けた一方の摩擦部材と、他方の摩擦相手
部材をそなえ、前記一方の摩擦部材に設けた湿式摩擦材
と前記他方の摩擦相手部材とが圧接する湿式摩擦部材に
おいて、前記他方の摩擦相手部材にニッケルリンめっき
を施した構成としたので、圧接時に両者の間の接触面で
高い摩擦係数を示すことが可能になり、例えば、エンジ
ンの高出力化・高回転化や、燃費向上のための自動変速
機の小型化等に伴う湿式摩擦材の単位摩擦面積当りの摩
擦力増大に対応することが可能になるという著しく優れ
た効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す湿式クラッチの断面
説明図、第２図（ａ）（ｂ）は第１図の湿式クラッチの
摩擦相手板の各々断面説明図および正面説明図、第３図
は本発明の第２実施例を示すロックアツプクラッチの断
面説明図、第４図は第３図のロックアツプクラッチの圧
接部分を示す拡大断面説明図、第５図は本発明の第３実
施例を示すロックアツプクラッチの圧接部分の拡大断面
説明図、第６図は湿式摩擦材と摩擦相手面との摩擦係数
を測定する摩擦試験機構を示す説明図、第７図、第８図
および第９図は供試油としてニラサンマチックフルード
Ｄを用いた場合におけるニッケルリンめっき処理を施し
た相手面とペーパー系湿式摩擦材とにおいて相対すべり
速度と摩擦係数との関係を例示するグラフ、第１０図、
第１１図および第１２図は供試油としてニラサンマチッ
クフルードＤから摩擦調整剤を抜いたものを用いた場合
におけるニッケルリンめっき処理を施した相手面とペー
パー系湿式摩擦材とにおいて相対すべり速度と摩擦係数
との関係を例示するグラフである。 ３・・・摩擦板（一方の摩擦部材）、４・・・摩擦相手
板（他方の摩擦相手部材）、５・・・ニッケルめっき層
、１３・・・コンバータカバー（一方の摩擦部材または
他方の摩擦相手部材）、２３・・・ロックアツプピスト
ン（他方の摩擦相手部材または一方の摩擦部材）、３５
・・・ニッケルめっき層。 特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）湿式摩擦材を設けた一方の摩擦部材と、他方の摩
   擦相手部材をそなえ、前記一方の摩擦部材に設けた湿式
   摩擦材と前記他方の摩擦相手部材とが圧接する湿式摩擦
   部材において、前記他方の摩擦相手部材にニッケルリン
   めっきを施したことを特徴とする湿式摩擦部材。
2. （２）湿式摩擦材が圧接する他方の摩擦相手部材の表面
   粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下とした
   上にニッケルリンめっきを施したことを特徴とする請求
   項第１項に記載の湿式摩擦部材。
3. （３）湿式摩擦材が圧接する他方の摩擦相手部材に円周
   状ないしはほぼ円周状となる研削を施した上にニッケル
   リンめっきを施したことを特徴とする請求項第１項に記
   載の湿式摩擦部材。