(57)【要約】【課題】耐久性の低下を抑制しつつ油液の排出性を向上させ、クラッチ解放時のトルクの伝達を抑制することのできる湿式フリクションプレートを提供する。【解決手段】フリクションプレート１００は、円盤状のコアプレート１０の表面に複数の摩擦部材２０を互いに間隔を隔てて円形に配設したセグメント構造をなしている。各摩擦部材２０は、油液の浸透しやすい第１部材２１と、前記第１部材よりも油液の浸透しにくい第２部材２２とが交互に繰り返し積層された部分を含んでおり、相手側の係合要素と当接する摩擦面において第１部材２１が露出する部位と第２部材２２が露出する部位とが同フリクションプレート１００の周方向に交互に繰り返し並ぶように配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状のコアプレートの表面に複数の摩擦部材を互いに間隔を隔てて円形に配設したセグメント構造の湿式フリクションプレートにおいて、
前記各摩擦部材は、油液の浸透しやすい第１部材と、前記第１部材よりも油液の浸透しにくい第２部材とが交互に繰り返し積層された部分を含んでなり、相手側の係合要素と当接する摩擦面において前記第１部材が露出する部位と前記第２部材が露出する部位とが同湿式フリクションプレートの周方向に交互に繰り返し並ぶように配設されてなる
ことを特徴とする湿式フリクションプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動変速機の湿式多板クラッチ等の係合要素として用いられる湿式フリクションプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機の湿式多板クラッチにあっては、クラッチ解放時にフリクションプレートと相手側の係合要素であるセパレータプレートとの間に大量の油液が滞留していると、フリクションプレートとセパレータプレートとを離間させているにも拘わらず、油液を介してトルクが伝達されてしまい、いわゆる引き摺りトルクが発生してしまう。
【０００３】
そこで、こうした湿式多板クラッチに用いられる湿式フリクションプレートの中には、コアプレートの表面に複数の摩擦部材を所定の間隔を隔てて円形に配設するセグメント構造を採用しているものがある。
【０００４】
こうしたセグメント構造の湿式フリクションプレートを備える湿式多板クラッチにあっては、フリクションプレートの回転に伴う遠心力の作用によって油液が各摩擦部材の間に形成された間隙を通じて外周側に排出されるようになり、上記のような引き摺りトルクの発生が抑制されるようになる。
【０００５】
ところが、近年、変速機の小型化や変速時の応答性の向上を目的としてクラッチ解放時のフリクションプレートとセパレータプレートとの間隔は、狭くされる傾向にある。そして、狭くされたこの空間に油液を滞留させないようにして引き摺りトルクの発生を好適に抑制するためには、油液の排出性を更に向上させる必要があるが、各摩擦部材の間に設けた間隙だけでは、こうした要求に応える十分な排出能力を確保することができなくなってきている。
【０００６】
これに対して、特許文献１に記載の湿式フリクションプレートのように摩擦部材の表面にたくさんの油溝を設けることにより、油液の排出性を更に向上させことも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１‐３３６８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、摩擦部材の表面にたくさんの油溝を設けた場合には、油溝の凹凸のエッジ部分において剥離等の欠損が生じやすくなり、フリクションプレートの耐久性が著しく低下してしまうおそれがある。
【０００９】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性の低下を抑制しつつ油液の排出性を向上させ、クラッチ解放時のトルクの伝達を抑制することのできる湿式フリクションプレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、円盤状のコアプレートの表面に複数の摩擦部材を互いに間隔を隔てて円形に配設したセグメント構造の湿式フリクションプレートにおいて、前記各摩擦部材は、油液の浸透しやすい第１部材と、前記第１部材よりも油液の浸透しにくい第２部材とが交互に繰り返し積層された部分を含んでなり、相手側の係合要素と当接する摩擦面において前記第１部材が露出している部位と前記第２部材が露出している部位とが同湿式フリクションプレートの周方向に交互に繰り返し並ぶように配設されてなることをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、各摩擦部材は、油液の浸透しやすい第１部材と油液の浸透しにくい第２部材とが交互に繰り返し積層されている部分を含んで構成されており、その摩擦面には、油液の浸透しやすい第１部材が露出されている。そのため、相手側の係合部材との間に介在する油液が、各摩擦部材の間隙に加えて、油液の浸透しやすい第１部材からなる層を透過して排出されるようになり、クラッチ解放時に湿式フリクションプレートと相手側の係合要素との間に大量の油液が介在することによる引き摺りトルクの発生を抑制することができるようになる。
【００１２】
そのため、上記請求項１に記載の発明によれば摩擦部材の表面に凹凸を設けることなく油液の排出性を向上させることができるようになり、耐久性の低下を抑制しつつ油液の排出性を向上させ、クラッチ解放時のトルクの伝達を抑制することができるようになる。
【００１３】
また、摩擦部材の表面に油溝を形成した場合には、油液が過剰に排出されてしまい、摩擦部材の表面に油液が存在しない部位が生じ、油膜切れが生じるおそれもある。そして、こうした油膜切れが生じると、クラッチ解放時に湿式フリクションプレートがふらついたときに摩擦部材が相手側の係合要素に直接接触してしまい、それに伴って瞬間的にトルクが伝達されて振動や騒音が生じるおそれがある。
【００１４】
これに対して上記請求項１に記載の発明にあっては、摩擦面に油液の浸透しやすい第１部材が露出する部位と油液の浸透しにくい第２部材が露出する部位とが湿式フリクションプレートの周方向において交互に繰り返し並ぶように摩擦部材を配設するようにしている。そのため、相手側の係合要素との間に介在している油液の流体層にあっては、フリクションプレートの回転に伴って摩擦部材における油液の浸透しやすい部位に接触する部分と油液の浸透しにくい部位に接触する部分とが交互に入れ替わるようになり、各部の油圧が周期的に変動するようになる。その結果、スクイーズ効果によって摩擦部材の表面近傍では油圧が増大し、摩擦部材の表面に薄い油膜が形成されるようになり、湿式フリクションプレートがふらついたときに摩擦部材が相手側の係合要素に直接接触してしまうことが抑制されるようになる。
【００１５】
すなわち、上記請求項１に記載の発明によれば、耐久性の低下を抑制しつつ油液の排出性を向上させる一方で、摩擦部材の表面に油膜を形成して摩擦部材と相手側の係合要素とが直接接触することに起因する接触抵抗を低減し、それに起因する振動や騒音の発生を抑制することもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態にかかるフリクションプレートの正面図。
【図２】同実施形態にかかるフリクションプレートの断面図。
【図３】同実施形態にかかるフリクションプレートの図２における部分Ｂを拡大して示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明にかかる湿式フリクションプレートを、自動変速機の湿式多板クラッチに適用されるフリクションプレートとして具現化した一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。
【００１８】
図１は本実施形態にかかるフリクションプレート１００の正面図である。図１に示されるように本実施形態のフリクションプレート１００にあっては、金属によって形成された円盤状のコアプレート１０の表面に１２個の摩擦部材２０が互いに一定の間隔を隔てて円形に配設されている。尚、フリクションプレート１００にあっては、コアプレート１０の裏面にも同様に１２個の摩擦部材２０が固定されている。
【００１９】
図１に示されるようにコアプレート１０の内周には、スプライン１１が形成されている。本実施形態のフリクションプレート１００は、このスプライン１１が自動変速機のハブの外周面に形成されたスプラインに噛合されることにより、このハブに対して回動不能であり、且つ軸方向に変位可能に取り付けられることとなる。
【００２０】
尚、自動変速機の湿式多板クラッチにあっては、ハブに取り付けられたフリクションプレート１００と、ドラムの内周面に同様にスプラインを介して取り付けられたセパレータプレートとを交互に複数枚並べてクラッチを構成する。そして、油圧式のピストンの付勢力によってこれらフリクションプレート１００とセパレータプレートとを当接させることにより、クラッチを係合状態として摩擦部材２０とセパレータプレートとの間に生じる摩擦力を利用してハブとドラムとの間で駆動力を伝達させる。一方で、駆動力の伝達を切断する際には、ピストンに作用させる油圧を低減させ、フリクションプレート１００とセパレータプレートとを離間させてその係合を解除し、クラッチを解放状態にする。
【００２１】
上述したようにフリクションプレート１００にあっては、コアプレート１０の表面に配設された各摩擦部材２０の間に間隙が設けられている。そのため、クラッチ解放中には、フリクションプレート１００の回転に伴う遠心力の作用により、図１に実線矢印で示されるようにこの間隙を通じて油液が外周側に排出され、フリクションプレート１００とセパレータプレートとの間に介在する油液の量が低減されるようになっている。
【００２２】
本実施形態のフリクションプレート１００にあっては、更に油液の排出性を向上させるべく、摩擦部材２０を多層構造とするようにしている。以下、図２を併せ参照して本実施形態にかかるフリクションプレート１００の摩擦部材２０の構成を説明する。尚、図２は図１におけるＡ‐Ａ線方向の断面図である。
【００２３】
図２に示されるように、フリクションプレート１００の摩擦部材２０は、それぞれ薄板状をなしている第１部材２１と、第２部材２２と、第３部材２３とを、フリクションプレート１００の周方向に対して垂直な状態で互いに積層させた多層構造となっている。
【００２４】
より詳しくは、図２に示されるように第３部材２３を中心に、その両側にそれぞれ油液の浸透しやすい第１部材２１と第１部材よりも油液の浸透しにくい第２部材とを交互に４層積層させた部分を配設した多層構造となっている。
【００２５】
尚、第１部材２１、第２部材２２、第３部材２３は、いずれも紙を基材としたペーパーフェージングであり、基材となる紙に摩擦係数を調整する添加材を加え、これを樹脂等でモールドしたものである。第１部材２１と第２部材にあっては、その組成は同一であるものの、密度が互いに異なっており、第２部材２２は第１部材２１よりも密度が高くなっている。これにより、第２部材２２は第１部材２１よりも油液が浸透しにくくされている。
【００２６】
また、本実施形態のフリクションプレート１００にあっては、第３部材２３の摩擦係数を調整することにより、摩擦部材２０全体としての摩擦係数を調整し、自動変速機の湿式多板クラッチとしてのトルク伝達特性を確保するようにしている。
【００２７】
本実施形態のフリクションプレート１００にあっては、第１部材２１，第２部材２２，第３部材２３によって形成される各層がそれぞれフリクションプレート１００の径方向に沿って延び、且つ各層がフリクションプレート１００の周方向に対して略垂直になるように摩擦部材２０が配設されている。
【００２８】
そのため、各摩擦部材２０にあってはフリクションプレート１００の内周側から外周側まで第１部材２１によって形成された層が延びている。この層は油液の浸透しやすい第１部材２１によって形成されているため、油液が透過しやすくなっている。これにより、本実施形態のフリクションプレート１００を備えて構成されるクラッチにあっては、同フリクションプレート１００の回転に伴って、各摩擦部材２０の間隙に加えて、摩擦部材２０における第１部材２１によって形成された層を透過して図１に破線矢印で示されるように油液が排出されるようになる。
【００２９】
また、摩擦部材２０の摩擦面にあっては、油液の浸透しやすい第１部材２１が露出する部位と油液の浸透しにくい第２部材が露出する部位とがフリクションプレート１００の周方向において交互に繰り返し並ぶようになっている。そのため、セパレータプレートとの間に形成されている油液の流体層にあっては、図３に破線で示されるように第１部材２１が露出している油液の浸透しやすい部位に接触する部分では油液の一部が第１部材２１に浸透して油圧が低くなる。尚、図３は、図２において破線で囲んだ部分Ｂを拡大して示す拡大断面図であり、図３にあってはクラッチ解放時のセパレータプレート２００の表面を二点鎖線で示している。
【００３０】
上記のように油液の流体層のうち、第１部材２１が露出している部位に接触している部分では油圧が低くなるため、フリクションプレート１００の回転に伴って油液の浸透しやすい部位に接触している部分と油液の浸透しにくい部位に接触している部分とが交互に入れ替わると、流体層の各部ではその油圧が周期的に変動するようになる。その結果、スクイーズ効果によって摩擦部材２０の表面近傍では油圧が増大して摩擦部材２０の表面に薄い油膜が形成されるようになる。
【００３１】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）各摩擦部材２０が、油液の浸透しやすい第１部材２１と油液の浸透しにくい第２部材２２とが交互に繰り返し積層されている部分を含んで構成されている。そして、各摩擦部材２０の摩擦面には油液の浸透しやすい第１部材２１が露出されている。そのため、セパレータプレート２００との間に介在する油液が、油液の浸透しやすい第１部材２１によって形成された層を透過して排出されるようになり、クラッチ解放時にフリクションプレート１００とセパレータプレート２００との間に大量の油液が介在することによる引き摺りトルクの発生を抑制することができるようになる。
【００３２】
すなわち、摩擦部材２０の表面に凹凸を設けることなく油液の排出性を向上させることができるようになり、耐久性の低下を抑制しつつ油液の排出性を向上させ、クラッチ解放時のトルクの伝達を抑制することができる。
【００３３】
（２）摩擦部材２０の表面に凹凸を設けることなく油液の排出性を向上させることができるため、摩擦部材２０の表面に油溝を形成する構成と比較して、クラッチ係合時の摩擦部材２０とセパレータプレート２００との接触面積を増大させることができ、比較的大きなトルクを伝達することができるようになる。
【００３４】
（３）摩擦部材２０の表面に油溝を形成した場合には、油液が過剰に排出されてしまい、摩擦部材２０の表面に油液が存在しない部位が生じ、油膜切れが生じるおそれがある。そして、こうした油膜切れが生じると、クラッチ解放時にフリクションプレート１００がふらついたときに摩擦部材２０がセパレータプレート２００の表面に直接接触してしまい、それに伴って瞬間的にトルクが伝達されて振動や騒音が生じるおそれがある。
【００３５】
これに対して上記実施形態のフリクションプレート１００にあっては、摩擦面において油液の浸透しやすい第１部材２１が露出する部位と油液の浸透しにくい第２部材２２が露出する部位とが同フリクションプレート１００の周方向において交互に繰り返し並ぶように摩擦部材２０が配設されている。そのため、セパレータプレート２００との間に形成されている油液の流体層にあっては、フリクションプレート１００の回転に伴って摩擦部材２０における油液の浸透しやすい部位に接触している部分と油液の浸透しにくい部位に接触している部分とが交互に入れ替わるようになって各部の油圧が周期的に変動するようになる。その結果、上述したようにスクイーズ効果によって摩擦部材２０の表面近傍では油圧が増大して摩擦部材２０の表面に薄い油膜が形成されるようになり、フリクションプレート１００がふらついたときに摩擦部材２０がセパレータプレート２００に直接接触してしまうことが抑制されるようになる。
【００３６】
すなわち、上記実施形態のフリクションプレート１００によれば、摩擦部材２０の表面に油膜を形成して摩擦部材２０とセパレータプレート２００とが直接接触することに起因する接触抵抗を低減し、それに起因する振動や騒音の発生を抑制することもできる。
【００３７】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、コアプレート１０の内周側にスプライン１１が形成されているフリクションプレート１００を例示したが、外周側にスプラインが形成されていてもよい。
【００３８】
・油液の浸透しやすい第１部材２１と油液の浸透しにくい第２部材２２とが摩擦部材２０の摩擦面におけるフリクションプレート１００の周方向において交互に露出されていればよい。そのため、摩擦部材２０における第１部材２１と第２部材２２とによって形成される各層の層数は、適宜変更することができる。しかし、フリクションプレート１００の回転に伴って油液の流体層に油圧の変動による振動を生じさせ、スクイーズ効果による油膜形成を図る上では、第１部材２１と第２部材２２とを幾層も積層させ、フリクションプレート１００の回転に伴って油液が接触する部位が交互に素早く切り替わるようにする必要がある。そのため、上記実施形態のように第１部材２１と第２部材２２とを交互に少なくとも４層以上積層させることが望ましい。
【００３９】
・第３部材２３を設けて摩擦部材２０の全体における摩擦係数を調整する構成を示したが、第１部材２１と第２部材２２だけで必要な摩擦係数を容易に実現することができる場合には、第３部材２３を省略することもできる。すなわち、少なくとも油液の浸透しやすい第１部材２１と油液の浸透しにくい第２部材２２とがフリクションプレート１００の周方向において交互に積層されていれば、上述したような本願発明の効果を得ることができる。
【００４０】
・また、上記実施形態にあっては、摩擦部材２０をコアプレート１０の両面に設ける構成を例示したが、コアプレート１０の片面にのみ摩擦部材２０を設ける構成を採用することもできる。
【００４１】
・また、上記実施形態では、コアプレート１０の表面に１２個の摩擦部材２０を設ける構成を例示したが、コアプレート１０の表裏各面に設ける摩擦部材２０の数は適宜変更することができる。
【００４２】
・上記実施形態では、本願発明にかかる湿式フリクションプレートを自動変速機の湿式多板クラッチのフリクションプレートとして具現化した例を示したが、本願発明はクラッチのフリクションプレートに限定されるものではない。そのため、油液中で使用されるものであれば、ブレーキ等のフリクションプレートとして本願発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…コアプレート、１１…スプライン、２０…摩擦部材、２１…第１部材、２２…第２部材、２３…第３部材、１００…フリクションプレート、２００…セパレータプレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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