JPH0610486B2 - クラッチ又はブレーキ用の摩擦リングとその製造法及び製造装置 - Google Patents

クラッチ又はブレーキ用の摩擦リングとその製造法及び製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、少なくとも１つの円筒形又は円錐形の摩擦面
を有しかつ該摩擦面に撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライニ
ングを備えた金属製摩擦リング本体から成る形式の、ク
ラッチ又はブレーキ用の摩擦リングとその製造法及び製
造装置に関するものである。
【従来の技術】
撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライニングはかなり以前から
クラッチ及びブレーキにおいて賞用されている。それと
いうのは撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライニングは良好な
摩擦特性を有し、耐久性及び温度安定性があり、比較的
簡単に大きな精度をもって製造できるからである。この
ような焼結摩擦ライニングの使用は多種多様の潤滑式の
多板クラッチ及びブレーキにおいてそれ相応の実績を挙
げている。また該焼結摩擦ライニングは自動車及びその
他あらゆる形式の駆動機構の自動変速機においても同じ
く効果的に汎用されている。例えば西独国特許第３４１
７８１３号明細書には、撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライ
ニングと金属支持薄板とから成る摩擦体を有する、冒頭
で述べた形式の摩擦リングが開示されている。この場合
差当っては扁平な金属支持薄板上に焼結粉末が撒布さ
れ、次いで焼結されるが、しかも１回又は複数回の圧縮
によって所要の材料密度と所望の寸法厚さが得られる。
このようにして生じる、金属支持薄板と、その上に付設
された焼結摩擦ライニングとから成る大量生産可能な扁
平摩擦体はこのままでは摩擦リングとして使用すること
はできない。摩擦リングを得るためには、むしろこの部
材は非扁平の、又は展開不能の摩擦面を有する成形部品
に成形され、かつ、前記金属支持薄板を先ず支持するベ
ース体の上に係合式に装着される。要するに前記刊行物
に基づいて公知になっている摩擦リングは、撒布焼結粉
末式の焼結金属支持薄板を収容するための非扁平の凹所
を有するベース体から成っている。前記焼結支持薄板は
別個に製作される。該支持薄板は次いで鑞接又は溶接に
よって前記ベース体と接合される。金属支持薄板は、ベ
ース体に点状に支持するための帯状凸部を形成するため
に、深絞り可能な鋼薄板としても構成することができ
る。従って西独国特許第３４１７８１３号明細書に基づ
いて公知になっている摩擦リングは、複数の個々の部材
から組合わされているので、製作誤差が寄せ集まって集
積し、ひいては組付け状態及び機能に不都合な影響を及
ぼすことになる。それのみならず、別個に製作された摩
擦体を、焼結金属支持薄板の形ベース体の非扁平摩擦面
に装着し、該摩擦面に合わせて変形し、かつ耐久的に固
定する作業は比較的コスト高に成り、また付加的な作業
工程が必要になる。 焼結された金属支持薄板から成る、製作費の高い別個に
製作させねばならないこの摩擦体が提案されたのは数年
前のことである。それも、自動車のクラッチ又はブレー
キを製造するために扁平な金属支持薄板の焼結、それに
続く大きなリールへの焼結金属支持薄板の巻上げ、その
後の断裁と、円筒形その他の所要形状への断裁片の成形
などの作業方式が米国特許第２１９８２５３号及び第２
１９８２５４号明細書に基づいてすでに半世紀も前から
公知になっているというのにである。該米国特許明細書
に開示された、焼結摩擦ライニングで被覆された金属支
持薄板も支持体によって支持されねばならない。 一般に当該技術分野が出発点としている技術思想は、D
r.Manfred Drozdaの論文：“Eigenschaften und Anwend
ung von Sinterreibwerkstoffen"(Antriebstechnik 22,
1983,p.35収録）によれば、「このように薄肉の金属支
持薄板又は多層薄板にだけ粉末撒布焼結法によって、ク
ラッチ又はブレーキのセグメント又は摩擦リング自体で
はこれは不可能であり、その際成形品として予め圧縮さ
れた粉末混合物に頼る必要がある。しかしながら粉末撒
布法では扁平な面しか焼結できないので、物理的制約が
ある。」ということである。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、摩擦リングの非扁平摩擦面に対する粉
末撒布焼結法の適用を可能にし、ひいては該摩擦リング
の製造を簡単にすることである。
【課題を解決するための手段】
冒頭で述べた形式の摩擦リングにおける前記課題を解決
する本発明の構成手段は、焼結摩擦ライニングが摩擦リ
ング本体自体の上に直接に焼結されており、該摩擦リン
グ本体が、扁平な摩擦面に付設された焼結摩擦ライニン
グと一緒に、型打ち又は深絞りのような非切削式変形加
工によって円筒形状又は円錐形状に最終的に成形されて
いる点にある。
【作用】
本発明では、クラッチ又はブレーキのための摩擦リング
を製作するに当って、該摩擦リングの摩擦面を差当って
扁平な状態にし、次いでなお扁平な摩擦面に撒布焼結粉
末式の摩擦ライニングを設け、次いで前記摩擦面に今や
焼結加工の直接施された摩擦リング本体を非切削変形加
工によって変形加工工具内で円筒形又は円錐形の摩擦面
をもった最終形状に成形し、場合によっては摩擦ライニ
ングを最終的に圧縮し、つまり摩擦リングを規定の寸法
厚に補正するようにして、クラッチ又はブレーキ用の摩
擦リングを製作するのである。 要するに本発明は、先ず差当っては扁平な状態にある摩
擦面に粉末を撒布して焼結された摩擦ライニングを、該
焼結摩擦ライニングに直接係合する工具によって損傷さ
せたり、不都合に圧縮又は歪曲したりしないよう留意し
て製作を行なえば、散布焼結粉末式の焼結摩擦ライニン
グを備えた摩擦体でも非切削成形加工が可能であるとい
う認識から出発している。 このように撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライニングを直接
設けかつ前記のように構成された摩擦リングでは１つの
摩擦体を金属支持薄板と焼結摩擦ライニグとから別々に
製作し、変形加工を該摩擦体に施した上でベース体に固
着する必要が全くなくなる。本発明のように摩擦リング
本体面で直接焼結された撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライ
ニングは前記摩擦リング本体と共に１つの均質な構成部
品を形成し、該機械部品は簡単かつ正確に製作でき、長
い耐用寿命の点できわめて優れ、しかもブレーキ、クラ
ッチ及びシンクロナイザにおいて有利に適用することが
できる。
【製造法上の手段】
前記摩擦リングの本発明による製造法は、 （イ）上面及び下面又はそのいずれかに扁平な摩擦面を
有する金属製の摩擦リング本体を製作し、 （ロ）摩擦リング本体自体の扁平な摩擦面に撒布焼結粉
末式の焼結摩擦ライニングを付設し、 （ハ）該焼結摩擦ライニングを予圧縮し、 （ニ）焼結加工された摩擦リング本体に型打ち又は深絞
りによって変形加工を施して、焼結摩擦面を円筒形状又
は円錐形状に成形することを特徴としている。
【製造法上の作用】
本発明の製造法を用いれば、片面又は両面に撒布焼結粉
末式の焼結摩擦ライニングを有する摩擦リングは、焼結
加工後に事実上ただ１つの作業工程でその最終形状に成
形することができる。実地の経験に基づいて判明したこ
とであるが、多孔質の撒布焼結粉末から成る焼結摩擦ラ
イニングでは、しかも該摩擦ライニングの縁区域におい
ても、許容不能の圧縮が生じることはない。それのみな
らず最終的な径決めと最終圧縮とによって摩擦ライニン
グの特性を一層改善することが可能になる。またいずれ
にしても、この径決めと最終圧縮は、焼結加工済みの摩
擦リング本体の非切削成形加工と一緒に１つの作業工程
で行なうことができる。 本発明の製造法の有利な実施態様では、焼結摩擦ライニ
ングを予圧縮する同時に該焼結摩擦ライニングには畦溝
が圧刻される。 本発明の製造法の実施態様では、焼結摩擦ライニングを
付設する前の摩擦リング本体の製作時にすでに、該摩擦
リング本体の外縁又は内縁に連行手段としての凸部及び
溝を形成するのが有利である。前記連行手段は、軸方向
で母線の延長線上に延びていてもよく、或いは半径方向
で外向き又は内向きに張出していてもよい。前記連行手
段を扁平な鋼ベース体にそれ相応の成形部として設けて
おき、かつ、焼結加工後に該成形部にも非切削成形加工
を一緒に施すようにするのが有利である。また前記連行
手段はフライス切削、押抜き又は型打ちによって製作さ
れていてもよい。扁平な摩擦リング本体の製作は原則と
して押し抜き又は精密切削によって行なうことが可能で
ある。
【製造装置上の手段】
すでに撒布粉末を焼結加工された扁平な摩擦リング本体
を非切削成形するためには、雌型ダイと該雌型ダイに所
属したラムとを有する堅牢な変形加工工具が使用されね
ばならない。 そこで、焼結摩擦ライニングを装着した摩擦リング本体
に変形加工を施す本発明の構成手段は、 非切削変形加工のために閉じた摩擦リング本体に作用す
るラムの成形面及び雌型ダイの成形面又はそのいずれか
の成形面が、該成形面から張出す複数の凸条部を備え、
該凸条部が、丸く面取りの施された断面形状を有してい
る点にある。
【製造装置上の作用】
この構成手段によって、焼結加工の施された摩擦リング
本体を非切削成形する場合、変形加工工具の凸条部が先
ず焼結摩擦ライニングと接触し、しかも該焼結摩擦ライ
ニングは前記接触部位で一層圧縮される。その場合この
圧縮によって、摩擦リングの運用時には不利になるどこ
ろか、むしろ有用ですらある条溝が生じるにすぎない。
これに対して該条溝間に部位では焼結摩擦ライニングは
不変で何ら変化されることがないので、条溝間の焼結摩
擦ライニング部位が損傷を受けたり不都合に圧縮された
りすることもない。要するに本発明の製造装置を用いれ
ば、前以て直接に焼結加工の施された摩擦リング本体の
申し分のない変形加工が可能になり、しかも撒布粉末の
焼結された摩擦ライニングが変形加工時に不利な影響を
受けることもない訳である。 条溝又は溝を有している焼結摩擦ライニングでは、成形
面から張出す凸条部は、摩擦リング本体の変形加工時に
前記条溝又は溝に係合するように配置されているのが有
利である。この手段の目的も、変形加工操作時における
焼結摩擦ライニングの損傷を避けるためである。この場
合、凸条部は焼結摩擦ライニングの条溝又は溝の幅より
も狭幅であるのが有利である。このようにすれば摩擦リ
ング本体の変形加工中に凸条部によって妨げられること
なく、条溝又は溝を押し詰めることが可能になる。凸条
部は、焼結摩擦ライニングに圧刻された条溝又は溝の深
さよりも丈高に構成するのが有利である。しかし又、凸
条部間で焼結摩擦ライニングの径決め又は後圧縮を行な
いうるようにするために凸条部を幾分低く選ぶことも可
能である。
【実施例】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。 摩擦リングは、撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライニング３
を夫々備えた摩擦面２を両面に有する金属性の摩擦リン
グ本体１から成っている。第１図及び第２図では該摩擦
リング本体１は扁平な摩擦面２を有する扁平リングであ
る。摩擦ライニングを製作するために、焼結粉末が扁平
な摩擦面２の上に撒布され、次いで周知の方式で焼結さ
れてプレスされ、いずれにしても径決めされるので、各
適用例に適した焼結摩擦ライニング３が得られる。 該焼結摩擦ライニング３は図示の諸実施例に示したよう
に、摩擦リング本体１の両面に設けることができ、或い
は当面の適用例においてただ１つの摩擦面しか有してい
ない摩擦リングを必要とする場合には摩擦リング本体１
の片面にだけ焼結摩擦ライニング３を設けておくことも
可能である。 焼結摩擦ライニング３の製作が終わると直ちに摩擦リン
グ本体１は、該摩擦リング本体上に直接付設された焼結
摩擦ライニング３と一緒に型打ち又は深絞りなどによっ
て円筒形状に、或いは第３図及び第４図に示したように
浅い円錐角の円錐形状に成形される。該摩擦リング本体
１のこの変形加工は前記焼結摩擦ライニング３を歪曲・
変形したり破損したり、或いは不都合にも不均一に圧縮
したりすることなく行なうことが可能である。 第５図及び第６図には摩擦リング用の、差当っては扁平
な摩擦リング本体１が示されている。この場合も、差当
って扁平な摩擦面２は焼結摩擦ライニング３を有してい
る。該焼結摩擦ライニング３は特に第６図から判るよう
にウェーファース状に畦溝がつけられている。更に又、
複数の連行溝４及び該連行溝間に張出す連行凸部５が設
けられている。連行溝４は扁平な摩擦リング本体１と一
緒に例えば押抜きによって製作することができるが、或
いは後から打抜き、溝切り又はフライス切削によって形
成されてもよい。連行溝４は、図示のように、摩擦リン
グ本体１の外周のみならず、又内周にも設けることがで
きる。ウェーファース状の畦溝付けは、周知のように、
焼結摩擦ライニングのプレス成形時に製作されるのが殊
に有利である。 第７図及び第８図では、第５図及び第６図に示した焼結
摩擦ライニング３を有する摩擦リング本体１が浅い円錐
角の円錐形状に変形加工された後の状態で示されてい
る。ウェーファース状の畦溝は、第７図の断面図におい
て摩擦リング本体１の内周面に略示されている。 第９図及び第１０図でもやはり、差当って扁平な状態に
ある焼結摩擦ライニング３を有する摩擦リング本体１が
示されており、該焼結摩擦ライリングには、複数の半径
方向条溝６が形成されている。第１１図及び第１２図に
は、浅い円錐角の円錐形状に変形加工された摩擦リング
本体１が示されている。本実施例でも複数の連行溝４
と、該連行溝間に張り出す連行凸部５が設けられてい
る。 第１３図には焼結加工の施された摩擦リング本体１に変
形加工つまり非切削加工を施す製造装置が示されてい
る。第１３図の左半部には該製造装置が摩擦リング本体
１の変形加工前の開放位置では、また第１３図の右半部
には該摩擦リング本体１の変形加工終了後の閉鎖位置で
示されている。該製造装置は、雌型ダイ９を有する変形
加工工具と、前記雌型ダイ９に対して軸方向にシフト可
能なラム１０とから成っている。雌型ダイ９は上縁部に
リング状段部１１を有し、該リング状段部内に摩擦リン
グ本体１の外周部が嵌込まれている。雌型ダイ９はその
内側に円錐状に延びる成形面１２を有している。 これに対してラム１０はその下端部に、前記雌型ラム９
の成形面１２に整合する円錐形の成形面１３を有してい
る。ラム１０が、第１３図の左半部に示した開放位置か
ら、右半部に示した閉鎖位置へシフトされると、摩擦リ
ング本体１は、雌型ダイ９の成形面１２に摩擦リング本
体１を押しつけるラム１０の成形面１３の作用を受け
て、円錐形に変形される。 第１４図に示した実施例では、ラム１０は成形面１３の
範囲に、該成形面１３から張出する複数の凸条部１８を
有しており、該凸条部は成形面１３の全体にわたって分
配して配列されている。このように構成されたラム１０
は、丸く面取りされ断面形状を有することのできる凸条
部１８の範囲でしか、変形加工を施すべき摩擦リング本
体１の焼結摩擦ライニング３に係合しない。これによっ
て、いかなる場合でも変形加工によって焼結摩擦ライニ
ング３がその表面の大部分にわたって決して損なわれる
ことはない。第９図乃至第１２図に示した実施例のよう
に焼結摩擦ライニング３が半径方向条溝６を有している
場合には前記凸条部１８は、摩擦リング本体１の変形加
工時に半径方向条溝６内に係合するように配置・構成さ
れるのが有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図は扁平な摩擦リング本体の軸方向断面図である。 第２図は同上扁平摩擦リング本体の平面図である。 第３図は第１図と第２図に示した摩擦リング本体から成
形された摩擦リングの軸方向断面図である。 第４図は同上摩擦リングの平面図である。 第５図は異なった実施例による扁平な摩擦リング本体の
軸方向断面図である。 第６図は同上扁平摩擦リング本体の平面図である。 第７図は第５図と第６図に示した摩擦リング本体から成
形された摩擦リングの軸方向断面図である。 第８図は同上摩擦リングの平面図である。 第９図は更に異なった実施例による扁平な摩擦リング本
体の軸方向断面図である。 第１０図は同上扁平摩擦リング本体の平面図である。 第１１図は第９図と第１０図に示した摩擦リング本体か
ら成形された摩擦リングの軸方向断面図である。 第１２図は摩擦リング本体から成形された摩擦リングの
平面図である。 第１３図は本発明による摩擦リング製造装置を一部破断
して２つの機能位置で示した断面図である。 第１４図は変形加工工具の詳細図である。
【符号の説明】
１……摩擦リング本体、２……摩擦面、 ３……焼結摩擦ライニング、４……連行溝、５……連行
凸部、６……半径方向条溝、９……雌型ダイ、１０……
ラム、１１……リング状段部、１２，１３ 成形面、１
５……終端ストッパ、１６……ねじ、１８……凸条部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−17723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−201124（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−43442（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つの円筒形又は円錐形の摩擦
    面（２）を有しかつ該摩擦面に撒布焼結粉末式の焼結摩
    擦ライニング（３）を備えた金属製摩擦リング本体
    （１）から成る形式の、クラッチ又はブレーキ用の摩擦
    リングにおいて、焼結摩擦ライニング（３）は摩擦リン
    グ本体（１）自体の上に直接に焼結されており、該摩擦
    リング本体は、扁平な摩擦面（２）に付設された焼結摩
    擦ライニング（３）と一緒に、型打ち又は深絞りのよう
    な非切削式変形加工によって円筒形状又は円錐形状に最
    終的に成形されていることを特徴とする、クラッチ又は
    ブレーキ用の摩擦リング。
  2. 【請求項２】（イ）上面及び下面又はそのいずれかに扁
    な摩擦面（２）を有する金属製の摩擦リング本体（１）
    を製作し、 （ロ）摩擦リング本体（１）自体の扁平な摩擦面（２）
    に撒布焼結粉末式の焼結摩擦ライニング（３）を付設
    し、 （ハ）該焼結摩擦ライニングを予圧縮し、 （ニ）前記の焼結加工された摩擦リング本体（１）に型
    打ち又は深絞りによって変形加工を施して、焼結摩擦面
    （２）を円筒形状又は円錐形状に成形することを特徴と
    する、クラッチ又はブレーキ用の摩擦リングの製造法。
  3. 【請求項３】焼結摩擦ライニングを予圧縮すると同時に
    該焼結摩擦ライニングに畦溝を圧刻する、特許請求の範
    囲第２項記載の製造法。
  4. 【請求項４】焼結摩擦ライニング（３）を付設する前の
    摩擦リング本体（１）の製作時にすでに該摩擦リング本
    体の外縁又は内縁に連行手段としての凸部（５）と溝
    （４）を形成する、特許請求の範囲第２項記載の製造
    法。
  5. 【請求項５】扁平な摩擦リング本体（１）を打抜き加工
    によって製作する、特許請求の範囲第２項又は第３項記
    載の製造法。
  6. 【請求項６】雌型ダイ（９）と該雌型ダイに所属したラ
    ム（１０）とを有する変形加工工具を用いて、粉末撒布
    焼結加工の施された扁平な摩擦リング本体（１）を変形
    加工する装置において、非切削変形加工のために閉じた
    摩擦リング本体（１）に作用するラム（１０）の成形面
    （１３）及び雌型ダイ（９）の成形面（１２）又はその
    いずれかの成形面が、該成形面から張出す複数の凸条部
    （１８）を備え、該凸条部が、丸く面取りの施された断
    面形状を有していることを特徴とする、クラッチ又はブ
    レーキ用の摩擦リングの摩擦リング本体に変形加工を施
    す装置。
  7. 【請求項７】焼結摩擦ライニング（３）が複数の条溝
    （６）又は複数の溝を有し、成形面から張出す凸条部
    （１８）が前記条溝又は溝に嵌合するように構成・配置
    されており、しかも前記凸条部が、摩擦リング本体
    （１）の変形加工時に前記条溝又は溝に係合する、特許
    請求の範囲第６項記載の装置。
  8. 【請求項８】凸条部（１８）が焼結摩擦ライニング
    （３）の条溝（６）又は溝の幅よりも狭幅である、特許
    請求の範囲第７項記載の装置。
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