JP2005069411A - セグメントタイプ摩擦材 - Google Patents

Abstract

【課題】 セグメントタイプ摩擦材において、潤滑油量が多い部位、潤滑油が抜け難い部位においても充分な引き摺りトルクの低減効果が得られること。
【解決手段】 セグメントタイプ摩擦材１では、セグメントピース３の芯金２とは逆方向のＲが付けられた２辺が内周５ｂ及び外周５ａとなるように接着されているため、内周５ｂに油溝４方向に向かって上がるＲが付いたことと、油溝となる間隙４の外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくしたことで、矢印のようにディスク１の空転によるＡＴＦの排出性が大きく向上し、潤滑油による引き摺りトルクが大幅に低減される。また、ディスク１外周側に排出されたＡＴＦは、矢印のように自動変速機ケース１０の内面に衝突しディスク１側に戻ろうとするが、セグメントピース３の外周５ａの外周側に向かって両端が上がるＲ形状によって径外へ排出され易くなるので、潤滑油による引き摺りトルクが大幅に低減される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、油中に浸した状態で対向面に高圧力をかけることによってトルクを得る湿式摩擦材であって、平板リング状の芯金にセグメントピースに切断した摩擦材基材を全周両面に接着してなるセグメントタイプ摩擦材に関するものである。

近年、湿式摩擦材として、材料の歩留まり向上による低コスト化、引き摺りトルク低減による車両での低燃費化を目指して、図５に示されるような平板リング状の芯金１２に平板リング形状に沿ったセグメントピースに切断した摩擦材基材１３を油溝１４となる間隔をおいて接着剤で順次並べて全周に亘って接着し、裏面にも同様にセグメントピースに切断した摩擦材基材１３を接着してなるセグメントタイプ摩擦材１１が開発されている。図５は従来のセグメントタイプ摩擦材の部分構成を示す平面図である。このようなセグメントタイプ摩擦材１１は、自動車等の自動変速機（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ、以下「ＡＴ」とも略する。）やオートバイ等の変速機に用いられる複数または単数の摩擦板を設けた摩擦材係合装置用として用いることができる。

一例として、自動車等の自動変速機には湿式油圧クラッチが用いられており、複数枚のセグメントタイプ摩擦材と複数枚のセパレータプレートとを交互に重ね合わせ、油圧で両プレートを圧接してトルク伝達を行うようになっており、非締結状態から締結状態に移行する際に生じる摩擦熱の吸収や摩擦材の摩耗防止等の理由から、両プレートの間に潤滑油（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ，自動変速機潤滑油、以下「ＡＴＦ」とも略する。）を供給している。しかし、油圧クラッチの応答性を高めるためにセグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの距離は小さく設定されており、また油圧クラッチの締結時のトルク伝達容量を充分に確保するために、セグメントタイプ摩擦材上に占める油通路の総面積は制約を受ける。この結果、油圧クラッチの非締結時にセグメントタイプ摩擦材とセパレータプレートとの間に残留する潤滑油が排出され難くなり、両プレートの相対回転によって潤滑油による引き摺りトルクが発生するという問題があった。

そこで、特許文献１に記載の発明においては、湿式フリクションプレート（セグメントタイプ摩擦材）においてセグメントピースを内外二段に配置するとともに、セグメントピースの内周縁の少なくとも一部を回転方向遅れ側に臨む半径方向油通路の半径方向内端に向けて半径方向外側に傾斜させることによって、潤滑油を半径方向油通路の半径方向内端に効果的に導くことができるとしている。
特開２００２−３４００７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、半径方向の油通路が細くしかも平行であり、これに対して図７に示されるように従来のセグメントタイプ摩擦材において、半径方向の油通路の外周開口部ａと内周開口部ｂの溝幅比（ａ／ｂ）と引き摺りトルク低減率との関係を試験したところ、溝幅比（ａ／ｂ）＝１．０即ち平行の場合には約３０％のトルク低減率しかなく、溝幅比（ａ／ｂ）＝３．０，４．０の場合の半分の効果しか得られなかった。図７は従来のセグメントタイプ摩擦材における外内溝幅比と引き摺りトルク低減率との関係を示す図である。しかも特許文献１に記載の技術においては、小さく切断したセグメントピースを内外二段に接着しており、製造に手間がかかってコストアップするにも関わらず、充分な潤滑油による引き摺りトルクの低減が成されていないという問題点があった。

さらに、図６に示されるように、従来のセグメントタイプ摩擦材において、セグメントピース（外内周Ｒの大きさが同じ）の外内周Ｒの大きさと引き摺りトルク低減率との関係を試験したところ、Ｒ＝８０ｍｍ以下の時に充分な引き摺りトルクの低減が成されることが分かった。図６は従来のセグメントタイプ摩擦材における外内周Ｒの大きさと引き摺りトルク低減率との関係を示す図である。しかし、従来のセグメントタイプは、その構造上、ＡＴ内の潤滑油量が比較的多い部位、あるいはＡＴＦが抜け難い（溜まり易い）部位においては、逆に引き摺りトルクを上昇させてしまうことがあった。

そこで、本発明は、潤滑油量が多い部位、潤滑油が抜け難い部位においても充分な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、セグメントピースを大きくして製造が短時間でできてコストダウンできるセグメントタイプ摩擦材を提供することを課題とするものである。

請求項１の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、平板リング形状の芯金に前記平板リング形状に沿ってセグメントピースに切断した摩擦材基材を全周両面に接着してなるセグメントタイプ摩擦材であって、前記セグメントピースは相対する２辺に同一方向にＲを付けたものであり、前記セグメントピースは前記Ｒの中心が外周側を向くように前記芯金に接着され、油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくしたものである。

請求項２の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、請求項１の構成において、前記セグメントピースの相対する２辺に付けられたＲの大きさが同一であるものである。

請求項３の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、請求項１または請求項２の構成において、前記油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の前記外周開口部の幅を前記内周開口部の幅の１．５倍以上としたものである。

請求項４の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の前記外周開口部の幅を前記内周開口部の幅の約２．０倍から約３．０倍としたものである。

請求項５の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成において、前記セグメントピースの４箇所のコーナーにＲを付けたものである。

請求項６の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つの構成において、前記セグメントピースの前記相対する２辺のＲの大きさを前記芯金の外周の半径よりも小さくしたものである。

請求項１の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材においては、セグメントピースの相対する２辺に芯金とは逆方向のＲが付けられ、この２辺が内周及び外周を構成するように接着されている。したがって、セグメントピース内周に油溝方向に向かって上がるＲが付けられたことと、油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくしたことによって、ディスク（セグメントタイプ摩擦材）の空転によるＡＴＦの排出性が大きく向上し、潤滑油による引き摺りトルクを大幅に低減することができる。

また、ディスク（セグメントタイプ摩擦材）外周側に排出されたＡＴＦは自動変速機ケース内面に衝突しディスク側に戻ろうとするが、セグメントピース外周の外周側に向かって両端が上がるＲ形状によって、径外へ排出され易くなる。さらに、芯金のリング状部分の幅一杯で横長の大きなセグメントピースとできるので、セグメントピースの数を少なくすることができ、切り出しと接着のための時間が短縮され、低コスト化することができる。

このようにして、潤滑油量が多い部位、潤滑油が抜け難い部位においても充分な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、セグメントピースを大きくして製造が短時間でできてコストダウンできるセグメントタイプ摩擦材となる。

請求項２の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、セグメントピースの相対する２辺に付けられたＲの大きさが同一であるため、摩擦材基材からセグメントピースを切り出す際に相対する２辺を切り出すための刃を交換する必要がない。このため、セグメントピースを切り出す工程が短時間で済み、セグメントタイプ摩擦材の製造工程を短縮することができる。

このようにして、充分な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、製造がより短時間でできてコストダウンできるセグメントタイプ摩擦材となる。

請求項３の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、外周開口部の幅を内周開口部の幅の１．５倍以上としたもので、本発明者らが鋭意実験を繰り返した結果、外周開口部の幅を内周開口部の幅の約１．５倍以上にまで大きくすることによって、引き摺りトルクの低減効果が顕著に表れることが分かった。

このようにして、充分な引き摺りトルクの低減効果が得られるセグメントタイプ摩擦材となる。

請求項４の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、外周開口部の幅を内周開口部の幅の約２．０倍から約３．０倍としたものである。これによって、さらに引き摺りトルクの低減効果が顕著に表れることが分かった。余りセグメントピースの面積を減らすと摩擦面積が減ってセグメントタイプ摩擦材の性能上の不都合が出てくるが、外周開口部の幅を内周開口部の幅の約２．０倍から約３．０倍とする程度であれば、摩擦材としての性能を低下させることなく最も適切に潤滑油による引き摺りトルクを抑制することができる。

このようにして、より顕著な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、セグメントピースを大きくして製造が短時間でできてコストダウンできるセグメントタイプ摩擦材となる。

請求項５の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材においては、セグメントピースの４箇所のコーナーにＲを付けている。これによって、セグメントピースの外周部の２箇所のコーナーにより大きなＲを付ければ、外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくすることができ、外周部の開口部におけるＡＴＦの流れがスムースになって、引き摺りトルクの低減効果が顕著に表れる。

このようにして、より顕著な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、セグメントピースを大きくして製造が短時間でできてコストダウンできるセグメントタイプ摩擦材となる。

請求項６の発明にかかるセグメントタイプ摩擦材は、セグメントピースの相対する２辺のＲの大きさを芯金の外周の半径よりも小さくしたものである。これによって、セグメントピース内周の油溝方向に向かって上がるＲがより小さくなったことと、油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくしたことによって、ディスク（セグメントタイプ摩擦材）の空転によるＡＴＦの排出性がより大きく向上し、潤滑油による引き摺りトルクをより大幅に低減することができる。また、ディスク外周側に排出されたＡＴＦは自動変速機ケース内面に衝突しディスク側に戻ろうとするが、セグメントピース外周の外周側に向かって両端が上がるより小さなＲ形状によって、径外へ排出され易くなる。

このようにして、より顕著な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、セグメントピースを大きくして製造が短時間でできてコストダウンできるセグメントタイプ摩擦材となる。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図である。図２は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材のＡＴＦ流量５００ｍＬ／ｍｉｎにおける相対回転数と引き摺りトルクの関係を、従来のセグメントタイプ摩擦材と比較して示した図である。図３は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材のＡＴＦ流量１０００ｍＬ／ｍｉｎにおける相対回転数と引き摺りトルクの関係を、従来のセグメントタイプ摩擦材と比較して示した図である。図４は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材におけるＡＴＦの排出効果を説明した図である。

図１に示されるように、本実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材１は、平板リング形状の芯金２に複数のセグメントピース３を接着剤（熱硬化性樹脂）を使用して油溝分の間隔４を空けて並べて貼り付け、芯金２の裏面にも同様に接着剤で貼り付けている。ここで、セグメントピース３の外周５ａには中心が外周側を向いたＲ１の大きさのＲが付けられており、内周５ｂには同じく中心が外周側を向いたＲ２の大きさのＲが付けられていて、さらに４箇所のコーナーはＲ形状６となっている。そして、両面から２３０℃〜２５０℃の熱プレスで３０秒〜９０秒加圧して芯金２にセグメントピース３を固着させ、完成品（セグメントタイプ摩擦材１）を得た。

このセグメントタイプ摩擦材１において、セグメントピース３の外周５ａのＲ１と内周５ｂのＲ２とは同一即ちＲ１＝Ｒ２であり、したがってセグメントピース３の幅は一定である。また、外周５ａのＲ１と内周５ｂのＲ２とは、いずれも芯金２（φ１６０−φ１４０）の外周の半径（８０ｍｍ）と同一に作られている。さらに、外周開口部の幅Ａと内周開口部の幅Ｂの比Ａ／Ｂは、約２．０としている。

このように製造された本実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材１の相対回転数と引き摺りトルクの関係を、図５に示される従来のセグメントタイプ摩擦材１１と比較して試験した。試験条件としては、相対回転数＝５００〜５０００ｒｐｍ、ＡＴＦ油温＝４０℃、ＡＴＦ油量は５００ｍＬ／ｍｉｎと１０００ｍＬ／ｍｉｎの二通り試験し、ディスク枚数＝３枚（したがって、相手材の鋼板ディスクは４枚）、パッククリアランス＝０．２５ｍｍ／枚、で行った。ＡＴＦ流量５００ｍＬ／ｍｉｎの場合の結果を図２に、１０００ｍＬ／ｍｉｎの場合の結果を図３に示す。

図２に示されるように、ＡＴＦ流量５００ｍＬ／ｍｉｎの場合には相対回転数５００ｒｐｍの時点で既に差が出ており、セグメントタイプ摩擦材１の方が引き摺りトルクが小さくなっている。その後、相対回転数が上がるにしたがって両者とも引き摺りトルクは小さくなるが、差は次第に開いて相対回転数５０００ｒｐｍの時点では、本実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材１の引き摺りトルクはほぼゼロになっているのに対して、従来のセグメントタイプ摩擦材１１の引き摺りトルクは約０．４Ｎ・ｍもある。

一方、図３に示されるように、ＡＴＦ流量１０００ｍＬ／ｍｉｎの場合には相対回転数５００ｒｐｍの時点ではともに約０．８Ｎ・ｍで殆ど差がないが、その後相対回転数が上がるにしたがって両者とも引き摺りトルクは小さくなるが、相対回転数１０００ｒｐｍの時点で既に大きく差は開いて、相対回転数５０００ｒｐｍの時点では、本実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材１の引き摺りトルクはほぼゼロになっているのに対して、従来のセグメントタイプ摩擦材１１の引き摺りトルクは約０．４Ｎ・ｍ以上である。

このように本実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材１の引き摺りトルクが低減された理由について、図４を参照して説明する。図４に示されるように、セグメントピース３の相対する２辺５ａ，５ｂに芯金２とは逆方向のＲが付けられ、この２辺が内周５ｂ及び外周５ａを構成するように接着されている。したがって、セグメントピース３の内周５ｂに油溝４方向に向かって上がるＲが付けられたことと、油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙４の外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくしたことによって、矢印で示されるようにディスク（セグメントタイプ摩擦材）の空転によるＡＴＦの排出性が大きく向上し、潤滑油による引き摺りトルクが大幅に低減される。また、ディスク外周側に排出されたＡＴＦは、矢印で示されるように自動変速機ケース１０の内面に衝突しディスク側に戻ろうとするが、セグメントピース３の外周５ａの外周側に向かって両端が上がるＲ形状によって径外へ排出され易くなるので、潤滑油による引き摺りトルクが大幅に低減される。

このように、本実施の形態のセグメントタイプ摩擦材１は、潤滑油量が多い部位、潤滑油が抜け難い部位においても、充分な引き摺りトルクの低減効果が得られるとともに、セグメントピース３を大きくして製造が短時間でできてコストダウンできる。さらに、セグメントピース３の相対する２辺５ａ，５ｂに付けられたＲの大きさが同一であるため、摩擦材基材からセグメントピース３を切り出す際に相対する２辺を切り出すための刃を交換する必要がない。このため、セグメントピースを切り出す工程が短時間で済み、セグメントタイプ摩擦材の製造工程を短縮することができる。

本実施の形態においては、セグメントタイプ摩擦材１のセグメントピース３の相対する２辺５ａ，５ｂのＲを同一としたが、必ずしも同一でなくても良い。

また、本実施の形態においては、セグメントピース３の相対する２辺５ａ，５ｂのＲを芯金２の外周の半径と同一としたが、芯金２の外周の半径よりも小さくしても良い。

本発明を実施するに際しては、セグメントタイプ摩擦材のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、本実施の形態に限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材の一部を示した部分平面図である。 図２は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材のＡＴＦ流量５００ｍＬ／ｍｉｎにおける相対回転数と引き摺りトルクの関係を、従来のセグメントタイプ摩擦材と比較して示した図である。 図３は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材のＡＴＦ流量１０００ｍＬ／ｍｉｎにおける相対回転数と引き摺りトルクの関係を、従来のセグメントタイプ摩擦材と比較して示した図である。 図４は本発明の実施の形態にかかるセグメントタイプ摩擦材におけるＡＴＦの排出効果を説明した図である。 図５は従来のセグメントタイプ摩擦材の部分構成を示す平面図である。 図６は従来のセグメントタイプ摩擦材における外内周Ｒの大きさと引き摺りトルク低減率との関係を示す図である。 図７は従来のセグメントタイプ摩擦材における外内溝幅比と引き摺りトルク低減率との関係を示す図である。

符号の説明

１ セグメントタイプ摩擦材
２ 芯金
３ セグメントピース
４ 油溝（間隙）
５ａ，５ｂ 相対する２辺
６ Ｒ
Ａ 外周開口部の幅
Ｂ 内周開口部の幅

Claims (6)

1. 平板リング形状の芯金に前記平板リング形状に沿ってセグメントピースに切断した摩擦材基材を全周両面に接着してなるセグメントタイプ摩擦材であって、
   前記セグメントピースは相対する２辺に同一方向にＲを付けたものであり、
   前記セグメントピースは前記Ｒの中心が外周側を向くように前記芯金に接着され、
   油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の外周開口部の幅を内周開口部の幅よりも大きくしたことを特徴とするセグメントタイプ摩擦材。
2. 前記セグメントピースの相対する２辺に付けられたＲの大きさが同一であることを特徴とする請求項１に記載のセグメントタイプ摩擦材。
3. 前記油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の前記外周開口部の幅を前記内周開口部の幅の１．５倍以上としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセグメントタイプ摩擦材。
4. 前記油溝となる隣り合うセグメントピースとの間隙の前記外周開口部の幅を前記内周開口部の幅の約２．０倍から約３．０倍としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。
5. 前記セグメントピースの４箇所のコーナーにＲを付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。
6. 前記セグメントピースの前記相対する２辺のＲの大きさを前記芯金の外周の半径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のセグメントタイプ摩擦材。

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