JPH08233004A - 湿式摩擦板の製造方法 - Google Patents

湿式摩擦板の製造方法

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JPH08233004A
JPH08233004A JP7061523A JP6152395A JPH08233004A JP H08233004 A JPH08233004 A JP H08233004A JP 7061523 A JP7061523 A JP 7061523A JP 6152395 A JP6152395 A JP 6152395A JP H08233004 A JPH08233004 A JP H08233004A
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peripheral side
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した高摩擦係数を維持し、かつ優秀な耐
熱性及び剥離寿命を備えた摩擦板の製造方法を得る。 【構成】 芯金となる金属プレート（鋼板）９を外周側
部分９１から内周側部分９２に向って板厚を小から大に
変化するように形成し、その金属プレートの表面に摩擦
材８をその表面８３が平行になるように加圧、加熱しな
がら接合させ、摩擦材８の外周部８１から内周部８２に
向って密度が小から大に変化するように傾斜機能を持た
せている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はクラッチ、ブレーキ等
として使用される湿式多板摩擦係合装置の湿式摩擦板の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の湿式多板摩擦係合装置の一例とし
て多板クラッチの標準的な構成を図１に示す。図におい
てインプットシャフト６に嵌装されたハブ５のスプライ
ン部５１に嵌合する駆動板２と、リテーナ４のスプライ
ン部４１に嵌合する受動板１の接触によりトルクが伝達
される。３はプレッシャープレート、７はピストンを夫
々示している。
【０００３】現在エネルギー問題及び環境問題よりし
て、摩擦係合装置には、小型軽量であること、作動ショ
ックが小さいこと、及びトルク容量の高いことが要求さ
れ、また、自動車エンジンの高回転、高出力化に伴う高
エネルギー化に対しても同時に対応せねばならず、その
要求は極めて高いものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の摩擦係合装置に
あっては、燃費低減のためスリップ制御を採用したクラ
ッチのジャダー等の自励振動を抑制するため、潤滑油に
摩擦係数をさげる添加剤を配合し対応している。また作
動ショック低減のため摩擦係数をさげる添加剤を配合し
た潤滑油が多用されつつあり、低トルク容量化による滑
り時間の延長に伴う摩擦熱による表面温度上昇が、熱硬
化性樹脂のプラスチック化（摩擦材表面の熱硬化性樹脂
が摩擦熱によって再硬化もしくは炭素化し摩擦面が鏡面
化する現象）を促がし、フエード現象、極端な摩擦係数
の低下等が発生し、耐熱耐久性が問題となる。別の事象
としては潤滑油内部の添加剤が摩擦熱により析出し、摩
擦材表面及び相手摺動面に付着することにより多孔性で
ある摩擦材表面を目詰りさせ、本来の性能が発揮され
ず、同様に摩擦係数の低下を引き起す場合もある。
【０００５】これらの対策として作動押し力を高くし、
滑り時間を短縮しても、高面圧による繰り返し圧縮疲労
による摩擦材の剥離寿命の低下、単位時間当たりの発熱
率の上昇による相手摩擦面（受動板）のヒートスポット
発生、及び熱変形、高油圧を発生させるための油圧ポン
プの大型化、作動油の漏れなどの耐久寿命等に関する問
題が発生する。また、摩擦材の剥離寿命向上のために熱
硬化性樹脂の含浸量を向上させ摩擦材の強度を向上させ
た場合、摩擦材の柔軟性欠如による摩擦特性（作動ショ
ック）の悪化、摩擦材表面の樹脂層の影響による新品時
に係合経験後の初期状態における摩擦係数の変化を示す
なじみ性の悪化、表面の繊維間の構成が樹脂によって強
固となることによる相手摺動面に付着する添加剤の削り
取りによる添加剤の摩擦材への移着、それに伴う摩擦係
数の低下等が発生する。このように、潤滑油の添加剤に
よる影響は各種問題を引き起こしていた。
【０００６】また、熱硬化性樹脂は、湿式摩擦材（複合
繊維紙）を構成する材料であり、この種の樹脂として
は、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、シリコーン樹脂等が該当する。また、上記湿式
摩擦材として抄造タイプのものが知られており、その摩
擦材は、天然パルプ繊維、有機合成繊維等を繊維基材と
し、これに充填材と摩擦調整材を配合し抄造して生ペー
パーを作り、その生ペーパーに熱硬化性樹脂を含浸し、
乾燥工程において希釈溶剤を揮発させた後、その樹脂を
加熱硬化させることにより、摩擦材を製造している。
【０００７】摩擦材は多孔性物質であるため、繊維基材
にコーティングされた樹脂は、摩擦材表面及び内部に形
成される気孔の大きさを決定させる要因の一つとなって
いる。この樹脂による影響は、樹脂による気孔径の減少
によって、係合時摩擦材内部に潤滑油が入り込めなくな
ることにより、作動時間の延長から作動ショックの増大
をもたらす要因となっている。
【０００８】また摩擦板は内周よりも外周側がトルクが
大きいことから、摩擦熱による急激な温度上昇により発
生する摩擦材のプラスチック化が摩擦材外周部で発生し
やすく、熱分布の差による相手金属板（受動板）のヒー
トスポットとか熱変形の発生が避けられなかった。現状
では、内外周部に別々の摩擦材を接着させる（外周部に
耐熱摩擦材）手法が試みられているが、コストが高くな
る等の問題が残っていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は前記のような
課題を解決する耐熱耐久性及び作動ショックが良好であ
る湿式摩擦係合装置に使用される湿式摩擦板の製造法を
得たものであって、芯金となる金属プレートの外周側の
板厚を内周側の板厚よりも薄くなるように形成し、次に
金属プレートの表面に、湿式摩擦材をその表面が互いに
平行となるように加圧、加熱しながら接合させることを
その特徴とするもので、これにより摩擦材の密度をその
外周側から内周側に向けて小から大に変化するようにし
たものである。
【００１０】
【実施例】図１は湿式摩擦係合装置における摩擦板の配
列状態を示す図、図３は接着状態にあるときの断面図で
あって、１は受動板、２は駆動板であって、夫々スプラ
イン歯１１，２１を有している。図から判るように受動
板１は金属プレートのみで構成されているが、駆動板２
は芯金となる金属プレート９（例えば鋼板）の表面に摩
擦材８が接合されている。
【００１１】この発明の製造方法を図３のＡ部を拡大し
て示す概念的な説明図である図４，図５について説明す
る。まず１枚の帯状の金属板を長手方向に曲げ加工して
環状にし、この金属の両端面を接着又は近接させると、
外周部分は延伸状態となり、内周部分は圧縮状態となる
ので、曲げ径、幅の大小によって帯幅方向に板厚が傾斜
する。即ち図４の符号９で示す金属プレートで示すよう
に内周部分から外周部分にかけて板厚が次第に小さくな
るように形成される。
【００１２】次に摩擦材は、天然パルプ繊維、有機合成
繊維等を繊維基材とし、これに充填材と摩擦調整材を配
合し抄造して生ペーパを作り、その生ペーパに熱硬化性
樹脂を含浸し、乾燥工程において希釈溶剤を揮発させた
後前記の金属板に摩擦材を、その表面が平行になるよう
に加圧、加熱し、熱硬化性樹脂を完全硬化させながら接
合する。（その際、両者を接合する接着材は金属板もし
くは摩擦材の接合面に前もって塗布されている。） すると図４に示すように、芯金となる金属プレート９は
前述の如く外周部分９１から内周部分９２に向けて板厚
が大となっているので、その表面に摩擦材８をその表面
８３が平行になるように接合すれば、図から判るよう
に、外周部分８１に比して内周部分の方が圧縮されるこ
とになり、摩擦材の密度は外周部分８１から内周部分８
２に向けて密度が小から大に変化する。
【００１３】この発明の方法によって製造された摩擦板
は下記に示すような優れた特徴をもっている。 １．外周側にゆくに従い密度が小（気孔性が大）となる
傾斜機能をもっているため、外周側の発熱による温度上
昇を摩擦材内部で保持する潤滑油で速かに冷却させるこ
とができるので耐熱耐久性が向上する。（ヒートスポッ
ト、熱変形等の発生防止となる。） ２．外周側ほど密度が小で柔軟性が増加するため真実接
触面積の増加により、トルク容量の増加と疲労寿命の向
上が得られる。これは特に相手金属板が図２に示す受動
板１のような外径スプラインの場合、プレス等で加工し
たうねりが摺動面（特にスプライン部に残留しているた
め、従来製品では局部当りもしくは、接触面積の減少が
発生し、トルク容量の低下と、繰り返し圧縮剪断による
疲労寿命低下の原因ともなっていた。
【００１４】３．柔軟性の増加により微小振動を吸収
し、作動ショックの低減効果が高い。なお金属板の板厚
の変化させる工程は１枚の帯状の金属板を長手方向に曲
げ加工するやり方の外に、切削加工で外周側を薄くした
り、圧延加工等によって板厚を変化させることが可能で
ある。図５は図４と同様な構成を示す別な例であるが、
図５に示す金属プレート９は図の左側の面９３のみ斜に
なるように加工し、それにより板厚が外周部分９１から
内周部分９２にかけて厚くなるようにしてあり、図の右
側の面９４は摩擦板の中心軸線に対して垂直に保たれて
いる。そのため金属板９の表面９３の側に接合した摩擦
材８は表面８３を平行とするため内周側を圧縮した形と
なるので図４の場合と同じく外周部分８１の方の密度は
内周部分８２の密度より小さくなる。
【００１５】それに対して金属板９の表面９４側に接合
した摩擦板８′は何ら加工する必要はないので外周部分
８１′も内周部分８２′も摩擦材の密度は変らない。な
お、図４、図５において１は受動板を、２は駆動板を示
している。図６ないし図９に駆動板２の図２に示す例以
外の種々の形態の例を示している。図６ないし図９にお
いて、何れも２は駆動板２１はスプライン歯、８は摩擦
板を示している。
【００１６】摩擦係合装置においては、空転時のドラグ
トルク（引きづりトルク）の低減が問題となる。そのた
め図６の例では摩擦材８に油溝８１を設けて潤滑油の剪
断抵抗を減らし、ドラグトルクを低減しているが、摩擦
材の摩耗により溝部の断面積が減少し、効果が落ちるこ
とがあるので、図７の例では摩擦板２に切欠部２２を設
けて充分な溝部断面積を確保する。
【００１７】図８、図９は摩擦材８には油溝を設けず、
切欠部２２によってドラグトルクの低減を図っているも
ので、図８の例では切欠部２２に面取り部８５を設け、
くさび作用で摩擦板間の隙間を確保する。又図９の例で
は切欠部２２に段差を設け、摩擦板間を引きはなす作用
を行なわせる。
【００１８】
【作用】この発明の方法で作製した摩擦板をＬ1 とし、
摩擦材の密度がＬ1 の外周部と同一のもの（即ち全体と
して密度が小さいもの）を従来例Ｌ2 、摩擦材の密度が
Ｌ1 の内周部と同一のもの（即ち全体として密度が大き
いもの）を従来例Ｌ3 とし、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 間で種々
の比較テストを行った結果を図１０ないし図１３に示
す。
【００１９】図１０は回転数、慣性等が高い場合の耐久
試験の結果を示し、たて軸に摩擦係数、横軸に試験回数
（サイクル）をとってある。この発明の方法で作製され
たＬ1 ではＬ2 ，Ｌ3 に比べて初期摩擦係数の低さもな
く安定した摩擦係数を維持している。Ｌ3 は焼損による
摩擦係数の低下のため１００００サイクルで試験中止と
なった。Ｌ2 は試験終了後、摩擦表層部の剥離が発生し
ていた。
【００２０】図１１は摩擦係合時（１００サイクル）の
ショックの指標となる回転変化に伴う摩擦係数の変化を
たて軸に摩擦係数、横軸に回転数（ｒ．ｐ．ｍ）をとっ
て示してある。Ｌ1 ，Ｌ2 は右上りの勾配で作動ショッ
クに対し、より有利であることが示されている。図１２
は１００サイクル時の面圧変化に伴う摩擦係数の変化
を、たて軸に摩擦係数、横軸に面圧（ＭＰａ）をとって
示している。Ｌ1 は面圧の変化に対し鈍感であり、作動
押し力の変化による摩擦係合装置の容量変化を抑制する
ことができ、設定容量の安全率を小さくすることがで
き、かつ設定容量と実容量の差である作動ショックを低
減することができる。
【００２１】図１３はたて軸に剥離寿命（時間）をとっ
て、繰り返し圧縮剪断疲労寿命による剥離寿命を示して
いる。これはＬ3 が一番長いがＬ1 ，Ｌ2 よりは格段に
効果がある。
【００２２】
【発明の効果】この発明は前記のような、摩擦材の製造
方法であって、摩擦材の密度が径方向に傾斜分布してい
るような摩擦板を製造することができ、高摩擦係数で、
摩擦係数が安定し、かつ優秀な耐熱性及び剥離寿命を備
えた摩擦係合装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多板摩擦係合装置の構成を示す側断面図。
【図２】摩擦板の配列を示す斜視図。
【図３】摩擦板の係合時の状態の側断面図。
【図４】図３のＡ部の拡大説明図。
【図５】図３のＡ部の拡大説明図。
【図６】摩擦板の一例を示す平面図。
【図７】摩擦板の一例を示す平面図。
【図８】摩擦板の一例を示す斜視図。
【図９】摩擦板の一例を示す斜視図。
【図１０】従来装置との摩擦係数の変化の比較図。
【図１１】従来装置との摩擦係数の変化の比較図。
【図１２】従来装置との摩擦係数の変化の比較図。
【図１３】従来装置との剥離寿命の比較図。
【符号の説明】
１ 受動板 ２ 駆動板 ３ プレッシャープレート ４ リテーナ ５ ハブ ６ インプットシャフト ７ 押圧ピストン ８ 摩擦材 ９ 金属プレート（鋼板） ４１ スプライン部 ４２ スプライン部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸に接続された複数の摩擦板と、出
    力軸に接続された複数の摩擦板とを交互に配列し、これ
    らの摩擦板の摩擦係合で動力の断続を行う多板摩擦係合
    装置に使用される摩擦板であって、芯金となる金属プレ
    ートの表面に湿式摩擦材が接合されており、かつ摩擦板
    の外周側から内周側に向って摩擦材の密度が小から大に
    変化しているような湿式摩擦板の製造方法において、 芯金となる金属プレートの外周側の板厚を内周側の板厚
    よりも薄くなるように形成し、 次に金属プレートの表面に湿式摩擦材を、その表面が互
    いに平行となるように加圧、加熱しながら接合させるこ
    とを特徴とする湿式摩擦板の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記の芯金となる金属プレートの外周側
    の板厚を内周側より薄く形成する工程は、１枚の帯状の
    金属板を長手方向に曲げ加工して環状にして、金属板の
    両端面を接合もしくは近接させる工程であることを特徴
    とする請求項１記載の湿式摩擦板の製造方法。
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