(57)【要約】【課題】より効率的に冷却でき、より過酷な環境に耐えることができる湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体及びその製造方法並びにそれを用いたセパレートプレート及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体は、鋼層２１，２２と、導電率が鋼層２１，２２よりも高い高導電性物質によって構成されるとともに、鋼層２１，２２に重ねられた高導電性物質層２３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼層と、
導電率が前記鋼層よりも高い高導電性物質によって構成されるとともに、前記鋼層に重ねられた高導電性物質層と
を備える、
湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項２】
前記高導電性物質層には、前記鋼層間に位置する中間層が含まれており、
前記積層体の全体の板厚に占める前記中間層の板厚の割合が２０％以上である、
請求項１記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項３】
前記高導電性物質層には、前記鋼層間に位置する中間層が含まれており、
前記中間層には、内部に潤滑油を流すことが可能な流路が設けられている、
請求項１又は請求項２に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項４】
前記高導電性物質層には、前記鋼層と前記高導電性物質層との積層方向に係る前記積層体の最表面に位置するとともに、厚みが０．０５ｍｍ未満の表層が含まれている、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項５】
前記鋼層の数が２であり、前記高導電性物質層の数が１の３層構造体である、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項６】
前記鋼層の数が２であり、前記高導電性物質層の数が３の５層構造体である、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項７】
前記鋼層の化学組成がＣ：０．１％以下及びＭｎ：０．３％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成であり、前記鋼層の導電率が１１％ＩＡＣＳ以上である、
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項８】
前記高導電性物質の導電率が２０％ＩＡＣＳ以上である、
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項９】
前記高導電性物質が銅又は銅合金である、
請求項８記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項１０】
前記高導電性物質が無酸素銅である、
請求項９記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項１１】
前記高導電性物質がアルミニウム又はアルミニウム合金である、
請求項８記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項１２】
前記高導電性物質が１０００系アルミニウムである、
請求項１１記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体。
【請求項１３】
円環状に成形された請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の積層体
を備える、
湿式多板クラッチのセパレートプレート。
【請求項１４】
前記流路は、前記積層体の内縁から外縁まで前記中間層を貫通している、
請求項３を引用する請求項１３記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体を製造するための湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体の製造方法であって、
脱脂処理を施した鋼板と前記高導電性物質によって構成された高導電性物質板とを互いの表面が密着するように積層する積層工程と、
前記積層工程の後に、前記鋼板及び前記高導電性物質板に対して積層方向に０．２ＭＰａ以上かつ６．０ＭＰａ以下の圧力を付与した状態で、前記高導電性物質の融点以下かつ該融点よりも２５０℃低い温度以上の温度に前記鋼板及び前記高導電性物質板を加熱して、前記鋼板及び前記高導電性物質板を拡散接合させる拡散接合工程と
を含む、
湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体の製造方法。
【請求項１６】
前記鋼板として、少なくとも片側の表面に銅めっきが施された銅めっき鋼板を用い、
前記積層工程において、前記銅めっきを前記高導電性物質板に接触させ、
前記拡散接合工程において、銅又は銅合金の融点以下かつ該融点よりも３００℃低い温度以上の温度に前記鋼板及び前記高導電性物質板を加熱する、
請求項９又は請求項１０を引用する請求項１５記載の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１３又は請求項１４に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレートを製造するための湿式多板クラッチのセパレートプレートの製造方法であって、
請求項１５又は請求項１６に記載の積層工程及び拡散接合工程と、
前記拡散接合工程の後に、拡散接合された前記鋼板及び前記高導電性物質板を円環状に成形する成形工程と
を含む、
湿式多板クラッチのセパレートプレートの製造方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の湿式多板クラッチのセパレートプレートを製造するための湿式多板クラッチのセパレートプレートの製造方法であって、
前記積層工程において、前記流路に対応する複数の貫通孔が設けられた前記高導電性物質板を一対の前記鋼板の間に配置する、
請求項１７記載の湿式多板クラッチのセパレートプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力を伝達または断つ湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体及びその製造方法並びにそれを用いたセパレートプレート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートマチックトランスミッションの湿式多板クラッチは、摩擦材を表面に貼り付けた複数の「フリクションプレート」と、その接触相手である「セパレートプレート」とが交互に配置され、フリクションプレートとセパレートプレートとの解放／締結を切り替える動作によって動力の伝達を制御する機構である。フリクションプレート及びセパレートプレートは、いずれもリング状の鋼板部材である。湿式多板クラッチを構成するこれらのプレートは一般に「ＡＴプレート」と呼ばれる。本明細書でいう「ＡＴセパレートプレート」は、フリクションプレートの摩擦相手である上記「セパレートプレート」を意味する。
【０００３】
ＡＴセパレートプレートは、フリクションプレートと接触するとともに、周囲のドラム（構造によっては内側のハブ）やケースに刻まれた溝と噛み合うようになっている。そのために、セパレートプレートのリング外周部（あるいは内周部）には溝と噛み合う「歯」が設けられている。歯の部分は、接触面圧によって塑性変形（座屈）しない強度と、耐摩耗性に優れることが要求される。
【０００４】
自動車の運転中には、フリクションプレートとセパレートプレートの解放／締結状態を切り替える動作が頻繁に行われる。そのたびに、セパレートプレートの表面は、フリクションプレートの摩擦材と摩擦によって、高温の摩擦熱に曝される。過度な高温に曝されると、セパレートプレートの表面には「ヒートスポット」と呼ばれる変質層が局部的に形成されることがある。ヒートスポットは本来の表面に対し相対的に凸部となっており、摩擦材の摩耗を早めるなど、不具合の原因となる。また、摩擦熱によるプレートの温度上昇により、プレートがゆがみを生ずる場合がある。これも摩擦材の摩耗を助長するほか、摩擦状態が不安定になり、クラッチとしての機能が損なわれる。
【０００５】
自動車のエネルギー効率の改善を検討するとき、小型軽量化と摩擦損失の低減が非常に重要なポイントである。変速機においては、多板クラッチ機構の小型軽量化と摩擦損失軽減のためには、プレートの枚数減や面積低減、潤滑油の減量が必要である。しかし、これらは全て、摩擦熱の発生量を増大させる方向にある。つまり、今後自動車の高効率化を図る上で、クラッチプレートには益々過酷な摩擦条件に耐えることが求められるようになってくることが予想される。
【０００６】
下記の特許文献１には、フリクションプレートの表面に張り付けられた摩擦材に溝を設け、その溝に潤滑油を通すことで、フリクションプレートの冷却を図る構成が記載されている。しかしながら、摩擦材は熱伝導性に劣るため、より高温となるセパレートプレートの冷却には十分な効果が得られない。
【０００７】
下記の特許文献２〜４には、セパレートプレートを板厚方向に分割して組み合わせる構造を採用し、分割体の合わせ面に溝加工を施す等により、セパレートプレートの内部に潤滑油の流路を構成する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２１１７２９号公報
【特許文献２】特開平７−４４４８号公報
【特許文献３】特開平８−２４０２２９号公報
【特許文献４】特開２００２−５４６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような特許文献２〜４に記載されたような従来構成では、特許文献１の構成と比較して、セパレートプレートをより効率的に冷却することができる。しかしながら、さらに効率的に冷却でき、より過酷な環境に耐えることができるセパレートプレートが求められている。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、より効率的に冷却でき、より過酷な環境に耐えることができる湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体及びその製造方法並びにそれを用いたセパレートプレート及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体は、鋼層と、導電率が鋼層よりも高い高導電性物質によって構成されるとともに、鋼層に重ねられた高導電性物質層とを備えている。
【００１２】
本発明に係る湿式多板クラッチのセパレートプレートは、円環状に成形された上述の積層体を備える。
【００１３】
本発明に係る湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体の製造方法は、脱脂処理を施した鋼板と高導電性物質によって構成された高導電性物質板とを互いの表面が密着するように積層する積層工程と、積層工程の後に、鋼板及び高導電性物質板に対して積層方向に０．２ＭＰａ以上かつ６．０ＭＰａ以下の圧力を付与した状態で、高導電性物質の融点以下かつ該融点よりも２５０℃低い温度以上の温度に鋼板及び高導電性物質板を加熱して、鋼板及び高導電性物質板を拡散接合させる拡散接合工程とを含む。
【００１４】
本発明に係る湿式多板クラッチのセパレートプレートの製造方法は、上述の積層工程及び拡散接合工程と、拡散接合工程の後に、拡散接合された鋼板及び高導電性物質板を円環状に成形する成形工程とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体及びセパレートプレートによれば、導電率が鋼層よりも高い高導電性物質によって構成される高導電性物質層が鋼層に重ねられているので、より効率的に冷却でき、より過酷な環境に耐えることができる。また、本発明の湿式多板クラッチのセパレートプレート用積層体及びセパレートプレートの製造方法によれば、接合強度が良好で接合面における異種金属間の熱伝導性に優れるセパレートプレート用積層体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１による湿式多板クラッチのセパレートプレートを示す斜視図である。
【図２】図１の領域ＩＩを拡大して示す斜視図である。
【図３】図１のセパレートプレートを製造するためのセパレートプレートの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図３の積層工程における積層前の鋼板及び高導電性物質板を示す斜視図である。
【図５】図３の拡散接合工程にて形成される積層体を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２による湿式多板クラッチのセパレートプレートを示す斜視図である。
【図７】図６の領域ＶＩＩを拡大して示す斜視図である。
【図８】表５のサンプルＮｏ．７の光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００１８】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による湿式多板クラッチのセパレートプレート１を示す斜視図であり、図２は図１の領域ＩＩを拡大して示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すセパレートプレート１は、例えばオートマチックトランスミッション等の湿式多板クラッチに用いられるものである。湿式多板クラッチでは、複数のセパレートプレート１と摩擦材を表面に貼り付けた複数のフリクションプレートとが交互に配置される。湿式多板クラッチは、フリクションプレートとセパレートプレート１との解放／締結を切り替えることによって、動力を伝達または断つことができる。
【００２０】
図１に示すように、セパレートプレート１は、円環状に成形された積層体２を有している。本実施の形態の積層体２は、円環状の円環部２ａと、円環部２ａの周方向に間隔を置いて円環部２ａの外縁から円環部２ａの径方向外方に向かって延出された複数の歯部２ｂとを有している。歯部２ｂは、例えばオートマチックトランスミッション等の出力部材又は入力部材との係合に用いることができる。
【００２１】
本実施の形態のセパレートプレート１においては、円環部２ａの周方向に関し歯部２ｂが設けられている位置では歯部２ｂの外側面が積層体２の外縁を構成する。また、円環部２ａの周方向に関し歯部２ｂが設けられていない位置では、円環部２ａの外側面が積層体２の外縁を構成する。また、円環部２ａの周方向の全域にわたって、円環部２ａの内側面が積層体２の内縁を構成する。
【００２２】
なお、歯部２ｂは、円環部２ａの内縁から円環部２ａの径方向内方に向かって延出されていてもよい。この場合、円環部２ａの周方向の全域にわたって、円環部２ａの外側面が積層体２の外縁を構成する。また、円環部２ａ又は歯部２ｂの外側面が積層体２の外縁を構成する。
【００２３】
本実施の形態の積層体２は、２つの鋼層２１，２２と、これらの２つの鋼層２１，２２に重ねられた１つの高導電性物質層２３とを含む３層構造を有している。本実施の形態の高導電性物質層２３は、一対の鋼層２１，２２の間に配置された中間層を構成する。
【００２４】
鋼層２１，２２は、鋼を素材とする層であり、積層体２の板厚方向の両端に配置されている。鋼層２１，２２を構成する鋼としては様々な鋼を用いることができる。より高い伝熱性能を得るためには、例えば、鋼層２１，２２は、化学組成がＣ：０．１％以下及びＭｎ：０．３％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成であり、導電率が１１％ＩＡＣＳ以上の鋼によって構成され得る。なお、１００％ＩＡＣＳは、体積抵抗率１．７２４１×１０-2μΩｍに相当する。
【００２５】
高導電性物質層２３は、導電率が鋼層２１，２２よりも高い高導電性物質によって構成された層である。周知のように、導電率が高い物質ほど熱伝導率が高くなる。すなわち、鋼層２１，２２よりも導電率が高い高導電性物質層２３が鋼層２１，２２に重ねられていることで、本実施の形態の積層体２は、鋼板単体のみからなる積層体よりも高い熱伝導率を有する。従って、本実施の形態のセパレートプレート１は、鋼板単体のみからなるセパレートプレートと比較して、より効率的に冷却でき、より過酷な環境に耐えることができる。
【００２６】
高導電性物質は、導電率が２０％ＩＡＣＳ以上の物質であることが好ましい。このような高導電性物質を用いることにより、セパレートプレート１の冷却効率をより確実に向上させることができる。このような高導電性物質としては、例えば銀（１０６．６％ＩＡＣＳ）、銅（１００．０％ＩＡＣＳ）、金（７２．５％ＩＡＣＳ）、アルミニウム（６１．０％ＩＡＣＳ）若しくは亜鉛（２７．７％ＩＡＣＳ）又はこれらの合金等を挙げることができる。
【００２７】
導電率およびコスト低減の観点から、高導電性物質として、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００２８】
銅としては、無酸素銅（１００〜１０３％ＩＡＣＳ）、軟銅（１００％ＩＡＣＳ）又はタフピッチ銅（９６〜１０１％ＩＡＣＳ）を用いることができる。銅合金としては、例えばリン青銅（２５％ＩＡＣＳ）又は真鍮（２２％ＩＡＣＳ）等を用いることができる。拡散接合による鋼板との接合性の観点から、高導電性物質として銅系素材を用いる場合には無酸素銅を用いることが好ましい。
【００２９】
アルミニウムとしては、１０００系アルミニウム（６０％ＩＡＣＳ）を用いることができる。アルミニウム合金としては、例えば２０００系から７０００系までの各種アルミニウム合金を用いることができる。より高い伝熱性能を得るとの観点から、高導電性物質としてアルミニウム系素材を用いる場合には１０００系アルミニウムを用いることが好ましい。
【００３０】
セパレートプレート１の全体の板厚に占める高導電性物質層２３（中間層）の板厚の割合は２０％以上であることが好ましい。高導電性物質層２３の板厚割合が２０％以上であることで、セパレートプレート１の冷却効率をより確実に向上できる。良好な熱伝導性を得るためには、高導電性物質層２３の板厚割合は３０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましい。より確実にセパレートプレート１の冷却効率を向上できるためである。但し、強度確保の観点から、高導電性物質層２３の板厚割合は６０％以下であることが好ましい。
【００３１】
本実施の形態の高導電性物質層２３（中間層）には、複数の流路２３０が設けられている。流路２３０は、内部に潤滑油を流すことが可能な空隙であり、積層体２の内縁から外縁まで高導電性物質層２３を貫通している。本実施の形態のセパレートプレート１では、高導電性物質層２３が流路２３０の側面を構成し、鋼層２１，２２が流路２３０の上面及び底面を構成している。流路２３０の側面は高導電性物質層２３の板厚方向に延在する面である。流路２３０に潤滑油を通すことで、熱伝導率が高い高導電性物質層２３を通して潤滑油がセパレートプレート１の熱を奪うことができ、セパレートプレート１の冷却効率をより確実に向上できる。
【００３２】
本実施の形態の流路２３０は、積層体２の周方向に互いに間隔を置いて配置されている。より具体的には、流路２３０は、各歯部２ｂの位置及び各歯部２ｂの間の位置に配置されている。しかしながら、流路２３０の数、位置及び間隔は任意である。また、本実施の形態の流路２３０の形状は、積層体２の径方向に沿う直線状とされている。しかしながら、流路２３０の形状は、積層体２の径方向に対して傾斜して延在する直線状、又は曲線状等の他の形状とされていてもよい。
【００３３】
本実施の形態の流路２３０の幅及び高さが狭すぎると潤滑油の流入抵抗が大きくなり、プレートの冷却に十分に寄与できなくなる場合がある。このため、流路２３０の幅及び高さは、いずれも０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３４】
次に、図１のセパレートプレート１を製造するためのセパレートプレートの製造方法について説明する。図３は図１のセパレートプレート１を製造するためのセパレートプレートの製造方法を示すフローチャートであり、図４は図３の積層工程における積層前の鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を示す斜視図であり、図５は図３の拡散接合工程にて形成される積層体２を示す斜視図である。
【００３５】
図３に示すように、本実施の形態のセパレートプレートの製造方法は、積層工程（ステップＳ１）、拡散接合工程（ステップＳ２）及び成形工程（ステップＳ３）を含んでいる。
【００３６】
積層工程（ステップＳ１）は、脱脂処理を施した鋼板３１，３２と高導電性物質板３３とを互いの表面が密着するように積層する工程である。鋼板３１，３２はセパレートプレート１の鋼層２１，２２に相当する部材であり、高導電性物質板３３はセパレートプレート１の高導電性物質層２３に相当する部材である。本実施の形態では、図４に示すように矩形の鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３が用いられている。高導電性物質板３３には、高導電性物質板３３を板厚方向に貫通する複数の貫通孔３３０が設けられている。複数の貫通孔３３０はセパレートプレート１の流路２３０に相当する空隙であり、貫通孔３３０の配置は流路２３０の配置に合わせられる。
【００３７】
拡散接合工程（ステップＳ２）は、積層工程（ステップＳ１）の後に鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を拡散接合させて、図５に示す積層体２を形成する工程である。具体的には、拡散接合工程（ステップＳ２）では、鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３に対して積層方向に０．２ＭＰａ以上かつ６．０ＭＰａ以下の圧力を付与した状態で、高導電性物質の融点以下かつ該融点よりも２５０℃低い温度以上の温度に鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を加熱して、鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を拡散接合させる。
【００３８】
これら積層工程（ステップＳ１）及び拡散接合工程（ステップＳ２）は、積層体２を製造するための積層体の製造方法に相当する。本実施の形態の積層体の製造方法では、矩形の積層体２が形成又は製造される。積層体２の内部には、流路２３０に相当する空隙（貫通孔３３０）が設けられている。積層工程が完了した段階では空隙は外部に開放されていないが、空隙自体は内部に潤滑油を流すことが可能な形状とされている。本明細書では、外部に開放されていなくても内部に潤滑油を流すことが可能な形状とされている貫通孔又は空隙は、内部に潤滑油を流すことが可能な流路に含まれることとする。
【００３９】
成形工程（ステップＳ３）は、積層工程（ステップＳ１）及び拡散接合工程（ステップＳ２）で形成された積層体２を図１に示すように円環状に成形する工程である。積層体２の成形には、プレスによる打抜き加工、レーザー加工及び放電加工による切り出し等の方法が適用され得る。
【００４０】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２による湿式多板クラッチのセパレートプレート１を示す斜視図であり、図７は図６の領域ＶＩＩを拡大して示す斜視図である。
【００４１】
本実施の形態２のセパレートプレート１は、２つの鋼層２１，２２と、３つの高導電性物質層２３（２３１〜２３３）とを含む５層構造を有している。高導電性物質層２３は、一対の表層２３１，２３２と中間層２３３とを有している。各表層２３１，２３２は、鋼層２１，２２と高導電性物質層２３（２３１〜２３３）との積層方向に係る積層体２の最表面に位置する高導電性物質の層である。各表層２３１，２３２の厚みは、中間層２３３の板厚よりも薄く、０．０５ｍｍ未満とすることができる。表層２３１，２３２は、後述のめっき鋼板のめっき層に相当する。本実施の形態のセパレートプレート１が湿式多板クラッチに組み込まれて使用されると、摩耗等によりセパレートプレート１の表面から表層２３１，２３２が無くなることもある。中間層２３３は、鋼層２１，２２の間に配置された高導電性物質の層である。中間層２３３には、複数の流路２３０が設けられている。本実施の形態のセパレートプレート１では、流路２３０の側面、上面及び底面が中間層２３３（高導電性物質の壁面）によって構成されている。
【００４２】
次に、図５のセパレートプレート１を製造するためのセパレートプレートの製造方法について説明する。本実施の形態２のセパレートプレート１を製造するための製造方法の全体としての流れは、図３で示す実施の形態１の製造方法と同様である。但し、高導電性物質によって構成されるめっき層が両面に設けられためっき鋼板が鋼板３１，３２（図４参照）として使用される。このようなめっき鋼板としては、銅めっき鋼板が好適である。銅めっき鋼板を使用するとき、高導電性物質板３３としては銅板が使用される。すなわち、鋼板３１，３２のめっき層と高導電性物質板３３とは同じ高導電性物質によって構成されていることが好ましい。
【００４３】
鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３として銅めっき鋼板及び銅板を使用するとき、拡散接合工程（ステップＳ２）では、銅又は銅合金の融点以下かつ該融点よりも３００℃低い温度以上の温度に鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を加熱する。すなわち、鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３として銅めっき鋼板及び銅板を使用するとき、実施の形態１の拡散接合工程よりも低い温度で鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を拡散接合することができる。
【００４４】
なお、実施の形態２では、高導電性物質によって構成されるめっき層が両面に設けられためっき鋼板を用いるように説明したが、めっき層が片側のみに設けられためっき鋼板を用いてもよい。この場合、めっき層が高導電性物質板３３と接触するようにめっき鋼板が高導電性物質板３３に重ねられることで、実施の形態１の拡散接合工程よりも低い温度で鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を拡散接合することができる。片側のみにめっき層が設けられためっき鋼板を用いる場合、セパレートプレート１は、図７のセパレートプレート１から表層２３１，２３２が省略された態様をとる。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４５】
また、実施の形態１，２では、高導電性物質層２３に流路２３０が設けられるように説明したが、流路２３０が省略されていてもよい。
【００４６】
さらに、実施の形態１，２では、矩形の積層体２を作成した後に円環状に成形してセパレートプレート１を製造するように説明したが、円環状の鋼板及び高導電性物質板を用いてセパレートプレートを製造してもよい。この場合、積層体２を円環状に成形する成形工程が省略されることがある。換言すると、積層体２の製造がセパレートプレート１の製造に相当することがある。
【００４７】
実施例１．
次に、実施例を挙げる。まず、高導電性物質層２３を設けることによる冷却効率の向上を確認するために、以下の試験を行った。すなわち、本発明者は、下記の表２に示すＮｏ．１〜６の組合せを有する積層体２を拡散接合により作成した後に、その積層体２を放電加工により円環状に切り出して、図１に示すようなセパレートプレート１を試作した。サンプルＮｏ．１〜５は鋼層２１，２２と高導電性物質層２３とを有する発明例であり、サンプルＮｏ．６は鋼板単体の比較例である。サンプルＮｏ．１〜５について、流路２３０を有するサンプルと、流路２３０を省略したサンプルとを作成した。流路２３０を有するサンプルは、貫通孔３３０を設けた高導電性物質板３３を拡散接合に用いることで作成した。素材とした鋼板の化学成分を表１に示す。なお、素材とした鋼板の残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる。また、拡散焼鈍は、真空中で均熱：２ｈ、押し付け圧力：２ＭＰａとし、無酸素銅では１０００℃、純アルミニウムでは６００℃の条件で実施した。
【００４８】
【表１】
2020173008.tif 000003
【００４９】
【表２】
2020173008.tif 000004
【００５０】
各サンプルを小型クラッチ摩耗試験機（神鋼造機株式会社製、ＳＡＥ  Ｎｏ．２）に取り付けて、慣性量０．３４３ｋｇ・ｍ2、面圧０．２ＭＰａ、回転速度１３０ｒｐｍ、引き摺り時間３００ｓの条件にて、連続引き摺り試験を行い、各サンプルの表面温度を計測した。その結果を下記の表３に示す。なお、潤滑油は、小型クラッチ摩耗試験機の入側で７０℃に制御した上で、軸心側から３．０ｌ／ｍｉｎの流量で供給及び循環させた。
【００５１】
【表３】
2020173008.tif 000005
【００５２】
高導電性物質層２３に無酸素銅を使用したサンプルＮｏ．１〜３は、鋼板単体のサンプルＮｏ．６（比較例）と比較して表面温度が低かった。また、高導電性物質層２３が厚くなるほど、表面温度が低くなる傾向を示した。特に、積層体２の全体の板厚に占める高導電性物質層２３（中間層）の板厚の割合が２０％以上であるサンプルＮｏ．１，２は、鋼板単体のサンプルＮｏ．６（比較例）との表面温度の差が顕著であった。
【００５３】
鋼層２１，２２に高純度鋼を使用したサンプルＮｏ．４では、鋼層２１，２２にＳ５５Ｃを使用したサンプルＮｏ．２（各層の板厚はサンプルＮｏ．４と同じ）よりも表面温度がさらに低くなった。
【００５４】
高導電性物質層２３にＡ１１００のアルミニウムを使用したサンプルＮｏ．５は、高導電性物質層２３に無酸素銅を使用したサンプルＮｏ．２（各層の板厚はサンプルＮｏ．５と同じ）よりは若干劣るものの、鋼板単体のサンプルＮｏ．６（比較例）と比較して表面温度は十分に低かった。
【００５５】
サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．５のいずれにおいても、流路２３０を設けることで表面温度が大幅に低下した。流路２３０の有無に拘わらず、高導電性物質層２３の導電率が高いほど、また高導電性物質層２３の板厚が厚いほど、表面温度が低下した。
【００５６】
実施例２．
次に、拡散接合の温度条件を確認するために、以下の試験を行った。すなわち、本発明者は、下記の表４に示すＮｏ．１，５，７の組合せにて鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を互いの表面が密着するように積層するとともに、それぞれの積層体に対して積層方向に２．０ＭＰａの圧力を付与した状態で、下記の表４に示す各温度で２時間の加熱処理を施して積層体２を試作した。高導電性物質板３３には貫通孔３３０を設けていた。サンプルＮｏ．７の銅めっき鋼板としては、基材としての鋼板（Ｓ５５Ｃ）の片面に、厚さ１０μｍの無酸素銅のめっき層を形成したものを使用した。雰囲気は１０Ｐａ以下の真空雰囲気とした。なお、無酸素銅の融点は１０８３℃であり、アルミニウム（Ａ１１００）の融点は６４６℃である。
【００５７】
【表４】
2020173008.tif 000006
【００５８】
【表５】
2020173008.tif 000007
【００５９】
各サンプル積層面と垂直な断面を切断して樹脂に埋め込み、鏡面研磨を施した後、光学顕微鏡を用いて合計４ｍｍの長さの接合部を観察し、接合状況を未接合部長さの割合で評価した。表５の「接合状況」の×、△及び〇は以下の場合を示している。
×：未接合部のトータル長さの割合が１０％以上の場合
△：未接合部のトータル長さの割合が５％以上かつ１０％未満の場合
〇：未接合部のトータル長さの割合が５％未満の場合
未接合部の光学顕微鏡写真の例を図８に示す。図８の（ａ）は拡散温度９００℃のときのサンプルＮｏ．７の光学顕微鏡写真を示し、図８の（ｂ）は拡散温度７００℃のときのサンプルＮｏ．７の光学顕微鏡写真を示している。図８の（ａ）及び（ｂ）の下部にＣｕめっき鋼板と無酸素銅との接合面が示されている。図８の（ｂ）において未接合部が線状の暗部として示されている。
【００６０】
また、接合状況が良好な△及び○のサンプルに関して、実施例１と同様な条件で連続引き摺り試験を行い、セパレートプレートの最大表面温度を測定した。その結果を表４に合わせて示している。
【００６１】
サンプルＮｏ．１の組合せでは、無酸素銅の融点である１０８３℃よりも２５０℃低い８３３℃以上で良好な拡散接合状態が得られることが確認された。また、銅めっき鋼板を用いたサンプルＮｏ．７では、無酸素銅の融点である１０８３℃よりも３００℃低い７８３℃以上で良好な拡散接合状態が得られることが確認された。アルミニウム（Ａ１１００−Ｈ）を用いたサンプルＮｏ．５では、アルミニウム（Ａ１１００−Ｈ）の融点である６４６℃よりも２５０℃低い３９６℃以上の温度で良好な拡散接合状態が得られることが確認された。
【００６２】
以上のようなセパレートプレート１及びそれに用いる積層体２では、導電率が鋼層２１，２２よりも高い高導電性物質によって構成される高導電性物質層２３が鋼層２１，２２に重ねられているので、より効率的に冷却でき、より過酷な環境に耐えることができる。これは、クラッチの性能向上及びプレート枚数の低減等によるクラッチパックの小型化に寄与する。
【００６３】
また、積層体２の全体の板厚に占める高導電性物質層２３又は中間層２３３の板厚の割合が２０％以上であるので、より確実に冷却効率を向上できる。
【００６４】
さらに、内部に潤滑油を流すことが可能な流路２３０が高導電性物質層２３又は中間層２３３に設けられているので、さらに確実に冷却効率を向上できる。
【００６５】
さらにまた、鋼層２１，２２の化学組成がＣ：０．１％以下及びＭｎ：０．３％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成であり、鋼層２１，２２の導電率が１１％ＩＡＣＳ以上であるので、鋼層２１，２２にＳ５５Ｃを使用する場合と比較して冷却効率をさらに向上できる。
【００６６】
また、高導電性物質の導電率が２０％ＩＡＣＳ以上であるので、より確実に冷却効率を向上できる。高導電性物質として、銅又は銅合金、特に無酸素銅を用いることにより、冷却効率をさらに向上できる。また、高導電性物質として、アルミニウム又はアルミニウム合金、特に１０００系アルミニウムを用いても冷却効率を向上できる。
【００６７】
以上のようなセパレートプレート１及びそれに用いる積層体２の製造方法では、脱脂処理を施した鋼板３１，３２と高導電性物質板３３とを互いの表面が密着するように積層する積層工程と、積層工程の後に、鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３に対して積層方向に０．２ＭＰａ以上かつ６．０ＭＰａ以下の圧力を付与した状態で、高導電性物質の融点以下かつ該融点よりも２５０℃低い温度以上の温度に鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を加熱して、鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を拡散接合させる拡散接合工程とを含むので、より確実にセパレートプレート１及び積層体２を製造することができる。
【００６８】
また、高導電性物質板３３として銅板又は銅合金板を用いる場合に鋼板３１，３２として銅めっき鋼板を用いるので、より低い温度にて拡散接合を良好に行うことができる。
【００６９】
さらに、拡散接合工程の後に、拡散接合された鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を円環状に成形する成形工程をさらに含むので、セパレートプレート１の形状に拘わらず矩形の鋼板３１，３２及び高導電性物質板３３を用いることができ、拡散接合をより確実に行うことができる。この方法は、積層体２の内縁から外縁まで高導電性物質層２３を貫通する流路２３０を有するセパレートプレート１を製造する際に特に有用である。
【００７０】
さらにまた、流路２３０に対応する複数の貫通孔３３０が設けられた高導電性物質板３３を用いるので、流路２３０を有するセパレートプレート１をより確実に製造できる。
【符号の説明】
【００７１】
１              セパレートプレート
２              積層体
２１，２２      鋼層
２３            高導電性物質層
２３０          流路
２３１，２３２  表層
２３３          中間層
３１，３２      鋼板
３３            高導電性物質板
３３０          貫通孔
【図１】
2020173008.tif 000008
【図２】
2020173008.tif 000009
【図３】
2020173008.tif 000010
【図４】
2020173008.tif 000011
【図５】
2020173008.tif 000012
【図６】
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【図７】
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【図８】
2020173008.tif 000015