JPH09257068A - 摩擦板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒステリシストルクの安定化を図る。 【解決手段】 相手材表面に対して圧接されて摺動する
摩擦板本体１８を有する摩擦板において、摩擦板本体１
８は少なくともガラス繊維１８Ａの充填材を配合したポ
リフェニレンサルファイドの成形材料にて成形されてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば自動車の
クラッチディスク等に適用される摩擦板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の摩擦板としては、たとえ
ば図９に示すように自動車等に使用されるクラッチディ
スク１００に適用されるものがある。

【０００３】このクラッチディスク１００は、一般に、
動力伝達時の捩り方向の衝撃や振動を吸収するために、
クラッチプレート１０１、リティニングプレート１０
２、クッショニングプレート１０３、フリクションフェ
ーシング１０４等から成るエンジン側からの回転力の入
力が可能な入力側部材と、出力軸（図示せず）側に回転
力を出力するための出力側部材であるスプラインハブ１
０５とをトーションスプリング１０６により弾性的に相
対回動自在に組み付けられている。

【０００４】またスプラインハブ１０５に一体形成した
外周側に突出するフランジ１０５Ａとクラッチプレート
１０１及びリティニングプレート１０２との間には、こ
れらに常時摺動自在に圧接する摩擦板であるリング状の
摩擦板本体としてのフリクションワッシャー１０７が介
装されている。

【０００５】すなわち、このフリクションワッシャー１
０７は、スプラインハブ１０５のフランジ１０５Ａとク
ラッチプレート１０１及びリティニングプレート１０２
とが摺動する際に生じる摩擦力を利用して、ヒステリシ
ストルクを発生させたことによる摩擦減衰力によりクラ
ッチディスク１００の断続時におけるトーションスプリ
ング１０６の伸縮動作による捩り振動（ショック）を減
衰させている。

【０００６】このことから減衰特性は、ヒステリシスト
ルクにより大きく変化する。そして、ヒステリシストル
クは、フリクションワッシャー１０７の摺動面１０８の
摩擦係数と相関があり、その摺動面１０８の摩擦係数は
直線的にヒステリシストルクに影響を与えている。

【０００７】また車種により、必要な減衰特性は異なる
ため（エンジン等により発生する振動が異なるため）、
フリクションワッシャー１０７の摺動面１０８の摩擦係
数も低ヒステリシストルククラッチ，高ヒステリシスト
ルククラッチ用で要求値が異なる。

【０００８】このようなことから、クラッチディスク１
００のヒステリシストルクは初期で設定される。つま
り、フリクションワッシャー１０７の摺動面１０８の初
期の摩擦係数にて設定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来例のフリクションワッシャー１０７は、ヒステリシス
トルクを発生させるべく相手材の金属部品であるスプラ
インハブ１０５のフランジ１０５Ａと高負荷で摺動する
ため、摺動面１０８の状態（表面粗さ等）が変化し、一
般的に作動回数の増加と共に、材料（充填材入りポリア
ミド）そのものの摩擦係数が大きくなり、また形状は図
８に示すように断面矩形状であるため、摩耗の進行と共
に摺動面１０８の径方向幅は変わらないことから、形状
に伴う摩擦係数はほとんど変わらない。

【００１０】従って、作動回数の増加と共にフリクショ
ンワッシャー１０７の材料そのものの摩擦係数が大きく
なっていくのみとなり、ヒステリシストルクがアップし
ていくことになる。

【００１１】このように、フリクションワッシャー１０
７の摩擦係数が初期の設定値から変化することで、ヒス
テリシストルクが変化するため、クラッチディスク１０
０の減衰特性が変化し、振動吸収性が悪化する。

【００１２】このことから、フリクションワッシャー１
０７の摺動面１０８の摩擦係数の変化が小さいことが要
求されている。

【００１３】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
ヒステリシストルクの安定化を図り得る摩擦板を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、相手材表面に対して圧接されて
摺動する摩擦板本体を有する摩擦板において、前記摩擦
板本体は少なくともガラス繊維の充填材を配合したポリ
フェニレンサルファイドの成形材料にて成形されている
ことを特徴とする。

【００１５】また、前記摩擦板本体の成形後に該摩擦板
本体の相手材表面との摺動面のスキン層を除去して成る
ことを特徴とする。

【００１６】上記構成の摩擦板にあっては、摩擦板本体
を少なくともガラス繊維の充填材を配合したポリフェニ
レンサルファイド製とすることで、評価の結果、クラッ
チディスクに適用した場合に、作動回数の増加における
ヒステリシストルクの変化が小さいことがわかった。つ
まり、摩擦板本体の摺動面の摩擦係数の変化を小さくす
ることができた。

【００１７】また、少なくともガラス繊維の充填材を配
合したポリフェニレンサルファイドの成形材料で、例え
ば射出成形すると、摩擦板本体の摺動面部のスキン層は
充填材が少ない層となり、その下層は充填材のガラス繊
維が摺動面に対して平行に配列している層となる。

【００１８】そこで、成形後スキン層を除去することに
より、初期からガラス繊維が摺動面に対して平行に配列
している層で摺動することになるため、初期の摩擦係数
がスキン層有りの時に比べて大きくなる。

【００１９】このように初期から摩擦係数が大きいこと
から、上記作動回数の増加における摩擦係数の変化をよ
り小さくできるため、よりヒステリシストルクの変化を
小さくすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。本発明の一実施の形態に係る摩擦
板を図１乃至図４に示す。この摩擦板は、図４に示すよ
うな自動車等の動力伝達装置としてのトルクミッション
１に用いられるクラッチディスク２に適用したものであ
る。

【００２１】図面において、３は、図４に示すトランス
ミッション１に対する出力軸４にスプライン嵌合される
出力側部材としてのスプラインハブであり、このスプラ
インハブ３には外周側に突出するフランジ５が一体に形
成されている。フランジ５には、外周部に所定の間隔で
ストップピン用切欠き５Ａが複数形成されており、その
内周側には複数の窓孔５Ｂが円周方向等間隔に形成され
ている。それぞれの窓孔５Ｂには、トーションスプリン
グ６が収容される。

【００２２】７Ａ，７Ｂは、図４に示すフライホイール
８とプレッシャプレート９に摺動自在に圧接する一対の
フリクションフェーシングであり、このフリクションフ
ェーシング７Ａ、７Ｂの間には、プレッシャプレート９
がフリクションフェーシング７Ａに押し付けられる際の
衝撃を緩衝するためのクッショニングプレート１０が複
数介装されている。

【００２３】このクッショニングプレート１０は、例え
ば金属部品としての鋼板によって波形状に屈曲形成さ
れ、その表裏面部がフェーシングリベット１１によって
フリクションフェーシング７Ａと７Ｂが結合されてい
る。

【００２４】また、クッショニングプレート１０には、
内周側に突出する係合部１０Ａが一体に形成されてお
り、この係合部１０Ａがクッショニングリベット１２に
よってクラッチプレート１３の外周縁部に結合されてい
る。

【００２５】１４は、クラッチプレート１３に対向して
配置されたリティニングプレートであり、このリティニ
ングプレート１４はクラッチプレート１３に対しストッ
プピン１５を介して一体に結合されている。ストップピ
ン１５は、フランジ５のストップピン用切欠き５Ａ内に
配置されている。このストップピン１５によって、クラ
ッチプレート１３とリティニングプレート１４は、スプ
ラインハブ３のフランジ５を挟み込むようにして組み付
けられ、スプラインハブ３に対して相対回動自在になっ
ている。

【００２６】また、スプラインハブ３のフランジ５の窓
孔５Ｂに対応して、クラッチプレート１３及びリティニ
ングプレート１４にもそれぞれ窓孔１３Ａ，１４Ａが形
成されている。これら窓孔１３Ａ，１４Ａの半径方向外
方及び内方の端縁には、トーションスプリング６を外側
から覆う様ひさし部１３Ｂ，１４Ｂが形成されており、
これらひさし部１３Ｂ，１４Ｂと窓孔５Ｂの内部に円周
方向圧縮自在にクラッチディスク２の捩り方向の大きな
衝撃を吸収するためのトーションスプリング６が収納さ
れている。

【００２７】そして、スプラインハブ３のフランジ５と
リティニングプレート１４の半径方向内方部との間に
は、リング状のフリクションスプリングとしてのコーン
スプリング１６及びフリクションプレート１７を介して
リング状の摩擦板本体としてのフリクションワッシャー
１８が配置されている。またフランジ５とクラッチプレ
ート１３の半径方向内方部との間にも、リング状の摩擦
板本体としてのフリクションワッシャー１８が配置され
ている。

【００２８】これらフリクションワッシャー１８はコー
ンスプリング１６を介してフランジ５とクラッチプレー
ト１３、リティニングプレート１４の表面に常時摺動自
在に圧接し、フランジ５とクラッチプレート１３、リテ
ィニングプレート１４が相対回動する際の摩擦力を利用
し、ヒステリシストルクを発生する。

【００２９】このフリクションワッシャー１８は、少な
くともガラス繊維の充填材を配合したポリフェニレンサ
ルファイド（以下、ＰＰＳという）製で、断面矩形状と
なっている。

【００３０】次に動作について、図４に示すプルタイプ
のトランスミッション２を参照しつつ説明する。

【００３１】ウィズドロアルレバー１９によりダイアフ
ラムスプリング２０をエンジン側に押すことで、プレッ
シャプレート９によりフリクションフェーシング７Ｂが
フライホイール８に接合し、クラッチディスク２が接続
される（図４（ａ）参照）。この接続時、フリクション
フェーシング７Ａ，７Ｂを介してクラッチプレート１３
及びリティニングプレート１４にトルクが伝達される。
そして、この伝達されたトルクは、トーションスプリン
グ６を介してフランジ５に伝達され、スプラインハブ３
から出力軸４へと伝達される。

【００３２】このとき、トーションスプリング６が伸縮
動作を繰り返す。またクラッチプレート１３及びリティ
ニングプレート１４がフランジ５と一体化して回転する
までの捩れ動作において、クラッチプレート１３及びリ
ティニングプレート１４との間に相対回転が生じ、フリ
クションワッシャー１８、１８とコーンスプリング１６
のスプリング力との摩擦力に応じたヒステリシストルク
が得られ、摩擦減衰力が得られる。これにより、クラッ
チディスク２の捩り方向の衝撃や振動を吸収する。この
ときの捩り特性を図５に示す。

【００３３】即ち減衰特性は、ヒステリシストルクによ
り大きく変化する。

【００３４】また、ヒステリシストルク＝フリクション
ワッシャー１８の摩擦係数×コーンスプリング１６のコ
ーンスプリング力×摺動半径×２（往復）である。

【００３５】このように、ヒステリシストルクは、フリ
クションワッシャー１８の摺動面１８Ｃの摩擦係数と相
関があることから、その摺動面１８Ｃの摩擦係数は直線
的にヒステリシストルクに影響を与えている。

【００３６】また車種により、必要な減衰特性は異なる
ため（エンジン等により発生する振動が異なるため）、
フリクションワッシャー１８の摺動面１８Ｃの摩擦係数
も低ヒステリシストルククラッチ，高ヒステリシストル
ククラッチ用で要求値が異なる。

【００３７】このようなことから、クラッチディスク２
のヒステリシストルクは初期で設定される。つまり、フ
リクションワッシャー１８の摺動面１８Ｃの初期の摩擦
係数にて設定される。

【００３８】一方、ウィズドロアルレバー１９を変速機
側に引くことにより、プレッシャープレート９がフリク
ションフェーシング７Ａから離れ、クラッチディスク２
が切り離し状態となる（図４（ｂ）参照）。

【００３９】このようにクラッチディスク２の接続・切
り離しを行うとフリクションワッシャー１８はフランジ
５との摺動面１８Ｃが軸方向に摩耗していく。

【００４０】通常、摩耗の進行と共にフリクションワッ
シャー１８の材料そのものの摩擦係数が大きくなってい
くのみとなり、ヒステリシストルクがアップしていくこ
とになる。つまり、フリクションワッシャー１８の摩擦
係数が初期の設定値から変化し、ヒステリシストルクが
変化するため、クラッチディスク２の減衰特性が変化
し、振動吸収性が悪化することになる。

【００４１】このことから、フリクションワッシャー１
８の摺動面の摩擦係数の変化が小さいことが要求されて
いる。

【００４２】これにより、本発明の一実施の形態に係る
フリクションワッシャー１８の成形材料を、上記したよ
うに少なくともガラス繊維の充填材を配合したＰＰＳと
している。これは、後述する評価の結果、作動回数の増
加におけるヒステリシストルクの変化が小さいことがわ
かったからである。

【００４３】このように、ヒステリシストルクの変化が
小さいことから、ヒステリシストルクの安定化が図られ
る。これにより、クラッチディスク２の減衰特性の変化
も小さくなるため、クラッチディスク２の性能である振
動吸収性が安定する。

【００４４】成形材料の配合としては、ガラス繊維３０
〜４０％＋無機フィラー（炭酸カルシウム）２０〜３０
％の充填材入りＰＰＳとすることが好ましい。

【００４５】但し、上記したように摩擦係数はそのクラ
ッチディスク２により要求値が異なるため、摩擦係数を
小さくする場合は、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポ
リエチレン又は二硫化モリブデンを配合し調整する。
尚、その場合、ガラス繊維の量を適量減少させる。

【００４６】そして、少なくともガラス繊維１８Ａの充
填材を配合したＰＰＳの成形材料で、例えば射出成形す
ると、図１（ｂ）に示すようにフリクションワッシャー
１８の摺動面１８Ｃ部（図１（ａ）中矢印Ａ参照）のス
キン層Ｓは充填材が少ない層（約５〜２５μｍ）とな
り、その下層Ｐは充填材のガラス繊維１８Ａが摺動面１
８Ｃに対して平行に配列している層（約６００μｍ）と
なり、さらにその下層Ｒはガラス繊維１８Ａがランダム
に配列している層となる。

【００４７】そこで、成形後スキン層Ｓを例えば研磨又
は切削により除去することにより、初期からガラス繊維
１８Ａが摺動面１８Ｃに対して平行に配列している層Ｐ
で摺動することになるため、初期の摩擦係数がスキン層
Ｓ有りの時に比べて大きくなる。

【００４８】このように初期から摩擦係数が大きいこと
から、上記作動回数の増加における摩擦係数の変化をよ
り小さくできるため、よりヒステリシストルクの安定化
が図られ、クラッチディスクの性能である振動吸収性が
より安定する。

【００４９】そこで評価として、本実施の形態に係るフ
リクションワッシャー１８と、上記従来例に係るフリク
ションワッシャー１０７とを実機に組み込み、ヒステリ
シストルクを測定し、その変化を確認した。以下に説明
する。

【００５０】試験の試料となる本実施の形態のフリクシ
ョンワッシャー１８は、摺動面１８Ｃのスキン層Ｓを研
磨無しと研磨有りとする。成形材料はガラス繊維３５ｗ
ｔ％＋無機フィラー（炭酸カルシウム）３０ｗｔ％の充
填材入りＰＰＳである。

【００５１】そしてスキン層Ｓの除去方法は、図６に示
すように研磨機３０の回転台３１の表面にサンドペーパ
（＃１５０）３２をセットし、試料を手で固定し、研磨
する。研磨量は１０〜２５μｍ、研磨後の粗さは１０〜
１２ｓ、研磨機３０の回転数は３００〜３５０ｒ．ｐ．
ｍ、試料の押しつけ力は１〜２ｋｇｆ程度となってい
る。

【００５２】一方、従来のフリクションワッシャー１０
７の成形材料は、ガラス繊維３０ｗｔ％＋ポリエチレン
１５ｗｔ％の充填材入り６６ナイロンである。

【００５３】実機における試験条件は、揺動角：−１４
°〜２０°、サイクル：４５０ｃ．ｐ．ｍ、温度（環
境）：常温となっている。

【００５４】以上の条件にて、本実施の形態に係るフリ
クションワッシャー１８の研磨無し（以下、ＰＰＳ製と
いう）と研磨有り（以下、研磨有りＰＰＳ製という）及
び従来のフリクションワッシャー１０７（以下、従来材
という）とで、作動回数の増加に伴うヒステリシストル
クの変化を測定する。結果を図７のグラフに示す。尚図
中、●：ＰＰＳ製、▲：研磨有りＰＰＳ製、○：従来材
である。

【００５５】図７に示す通り、ヒステリシストルクの最
大変化率は従来材が１００％に対し、ＰＰＳ製は６０％
と効果が認められる。このように、ヒステリシストルク
の変化が小さいことから、クラッチディスク２の減衰特
性の変化も小さくなるため、振動吸収性が安定すること
になる。

【００５６】さらに、摺動面１８Ｃを研磨し、スキン層
Ｓを除去した研磨有りＰＰＳ製は、最大変化率は３０％
と従来材対比７０％変化を抑えることが可能となり、ク
ラッチディスク２の振動吸収性の向上を図ることができ
る。

【００５７】尚、上記実施の形態では、自動車等のクラ
ッチディスクに適用したものを例にとって説明したが、
その他汎用クラッチディスクにも同様に適用することが
できる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、摩
擦板本体を少なくともガラス繊維の充填材を配合したポ
リフェニレンサルファイド製としたことから、クラッチ
ディスクに適用した場合に、作動回数の増加におけるヒ
ステリシストルクの変化を小さくすることができるた
め、ヒステリシストルクの安定化を図ることができる。

【００５９】これにより、クラッチディスクの性能であ
る振動吸収性の向上を図ることができる。

【００６０】また、成形後スキン層を除去することによ
り、初期からガラス繊維が摺動面に対して平行に配列し
ている層で摺動することになるため、初期の摩擦係数が
スキン層有りの時に比べて大きくなる。

【００６１】このように初期から摩擦係数が大きいこと
から、上記作動回数の増加における摩擦係数の変化をよ
り小さくでき、よりヒステリシストルクの変化を小さく
することができるため、よりヒステリシストルクの安定
化を図ることができる。

【００６２】これにより、クラッチディスクの性能であ
る振動吸収性の向上をより図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施の形態に係る摩擦
板であるフリクションワッシャーの半断面図であり、同
図（ｂ）は成形後の同図（ａ）のＡ部詳細図である。

【図２】図２は図１のフリクションワッシャーを適用し
たクラッチディスクの全体断面図である。

【図３】図３は図２のクラッチディスクの分解斜視図で
ある。

【図４】図４はクラッチディスクを用いたトランスミッ
ションの要部断面図であり、同図（ａ）はクラッチディ
スク接続時を示しており、同図（ｂ）はクラッチディス
ク切り離し時を示している。

【図５】図５は捩り特性を示す図である。

【図６】図６は研磨機の概略断面図である。

【図７】図７は評価結果であるヒステリシストルクの変
化を示すグラフである。

【図８】図８は従来の摩擦板であるフリクションワッシ
ャーの半断面図である。

【図９】図９は図８のフリクションワッシャーを適用し
たクラッチディスクの全体断面図である。

【符号の説明】

１ トランスミッション ２ クラッチディスク ３ スプラインハブ ４ 出力軸 ５ フランジ ５Ａ ストップピン用切欠き ５Ｂ 窓孔 ６ トーションスプリング ７Ａ，７Ｂ フリクションフェーシング ８ フライホイール ９ プレッシャプレート １０ クッショニングプレート １０Ａ 係合部 １１ フェーシングリベット １２ クッショニングリベット １３ クラッチプレート １３Ａ 窓孔 １３Ｂ ひさし部 １４ リティニグプレート １４Ａ 窓孔 １４Ｂ ひさし部 １５ ストップピン １６ コーンスプリング １７ フリクションプレート １８ フリクションワッシャー（摩擦板本体） １８Ａ ガラス繊維 １８Ｃ 摺動面 １９ ウィズドロアルレバー ２０ ダイアフラムスプリング ３０ 研磨機 ３１ 回転台 ３２ サンドペーパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相手材表面に対して圧接されて摺動する
   摩擦板本体を有する摩擦板において、 前記摩擦板本体は少なくともガラス繊維の充填材を配合
   したポリフェニレンサルファイドの成形材料にて成形さ
   れていることを特徴とする摩擦板。
2. 【請求項２】 前記摩擦板本体の成形後に該摩擦板本体
   の相手材表面との摺動面のスキン層を除去して成ること
   を特徴とする請求項１に記載の摩擦板。