(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のコアプレートの特定の片面または両面に環状に接合された複数のセグメントピースと、前記複数のセグメントピース相互間に形成されたセグメント間溝とを具備する湿式摩擦材において、
前記環状に接合された複数のセグメントピースは、前記セグメントピースの幅が内周より外周が短く、前記セグメントピースの内周に内周凹部を２以上、及び前記セグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成した第１セグメントピースと、前記セグメントピースの幅が内周より外周が長く、前記セグメントピースの内周に内周凹部を２以上、及び前記セグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成した第２セグメントピースとを交互に配設したことを特徴とする湿式摩擦材。
【請求項２】
前記内周凹部の形成により前記複数のセグメントピースの内周に残存する内周端部の円周方向の幅が０．３〜２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の湿式摩擦材。
【請求項３】
前記複数のセグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成し、前記外周凹部の窪み量が、前記複数のセグメントピースの径方向の幅の１／１０〜１／３の範囲内としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の湿式摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動変速機（Automatic Transmission、以下「ＡＴ」とも略する。）の変速用クラッチ、自動車等やオートバイ等の自動変速機に用いられ、単数または複数の摩擦板を設けた湿式摩擦材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、原油価格の上昇や地球温暖化防止の観点から車の低燃費化が要求され、低い引き摺りトルク特性が要求されている。
通常、引き摺りトルクの低減は、セグメントピースのカウンタプレートとの接触面側に油溝を形成し、そこに、潤滑油（Automatic Transmission Fluid，自動変速機潤滑油、以下「ＡＴＦ」とも略する。）を供給することによってなしている。なお、「ＡＴＦ」は出光興産株式会社の登録商標であるが、ここでは、当該登録商標とは無関係に自動変速機潤滑油の略称として「ＡＴＦ」と略する。
そこで、摩擦界面のＡＴＦの流れを制御すること、摩擦界面に溝を形成することによって、従来の湿式摩擦材は引き摺りトルクの低減を行ってきた。
【０００３】
例えば、特許文献１では、コアプレートと、コアプレートとの間に間隔を隔ててリング状に貼付された複数のセグメントピースを有し、隣り合う２つのセグメントピースの対向端面でコアプレートの内周側と外周側とを結ぶ潤滑油溝を区画形成した湿式摩擦材において、少なくとも一方のセグメントピースの対向端面は内部に切り込まれた切り込み部を対向端面の内周側端部及び／または中間部に有し、潤滑油溝は前記切り込み部によって溝幅の広い広幅部を潤滑油溝の内周側開口部及び／または中間部に持つ湿式摩擦材の技術を提供している。
即ち、潤滑油溝を区画形成するセグメントピースの対向端面の内周側端部及び／または中間部に内部に切り込まれた切り込み部を設けることによって、対向端面を非直線状にし、潤滑油溝の溝幅が一定ではなく、溝幅の広い広幅部と広幅部よりも溝幅が狭い非広幅部を持っている。このように対向端面が内部に切り込まれた切り込み部を設けて、潤滑油溝が広幅部と非広幅部とを持つと、内周側から外周側へと潤滑油溝を流れるＡＴＦは、広幅部から非広幅部へと変化するポイントで堰き止められて、一部のＡＴＦがセグメントピースの表面に溢れ出て、セグメントピースの表面を流れることになる。
【０００４】
また、特許文献２にかかる湿式摩擦材においては、隣り合うセグメントピース同士の間隙によって、両面または片面プレス加工によって形成される複数の潤滑油溝が、内周開口部または中間部分が左右対称の形状に拡がった潤滑油溝と、前記内周開口部から外周開口部までの幅がほぼ均一な潤滑油溝とが所定の割合で混在しており、非締結状態において湿式摩擦材が何れかの方向に空転したときに、内周から供給されるＡＴＦが空転後部側に拡がった部分に当接することによって、ＡＴＦが積極的に摩擦材基材の摩擦面に供給されてカウンタプレートプレートと摩擦面との接触が抑制され、過剰なＡＴＦは内周開口部から外周開口部までの幅がほぼ均一な油溝から排出され、顕著な引き摺りトルク抑制効果を得ることができる。湿式摩擦材が逆方向に空転した場合には、反対側の拡がった部分が同様な役割を果たす。セグメントタイプ摩擦材の場合は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。更に、プレス型摩擦材の場合には芯金のリング状部分の両面または片面全面に摩擦材基材を接着して両面または片面プレスするのみで製造できるので、大量生産により低コスト化することができる。
【０００５】
そして、特許文献３にかかる湿式摩擦材においては、平板リング形状の芯金にセグメントピースまたはリング形状に切断された摩擦材基材が、複数個のセグメントピースまたは島状部分の外周側面が芯金の外周から所定の引き込み長さを有するように全周両面若しくは全周片面に接着されてなるセグメントタイプ摩擦材またはリングタイプ摩擦材であって、セグメントピースまたは島状部分の外周側に、芯金の外周方向に突出する１個または複数個の突起が設けられている。
このように引き込み部分に突出した突起を設けることによって、相対回転数が比較的高い領域において、遠心力で外周部分に溜まったＡＴＦの流れが突起によって制御され、高速回転でＡＴＦの流れが乱れてセグメントピースまたは島状部分の上へ流れ込む事態が防止され、相対回転数が比較的高い領域においても大きな引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。そして、セグメントタイプ摩擦材またはリングタイプ摩擦材であって、引き込み部分からセグメントピースまたは島状部分の上へのＡＴＦの余分な流れ込みを制御することによって、相対回転数が比較的高い領域においても優れた引き摺りトルクの低減効果を得ることができる湿式摩擦材となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９５８５９
【特許文献２】特開２００５−２８２６４８
【特許文献３】特開２０１０−１０１４０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、内周側から外周側へと油溝を流れるＡＴＦは、広幅部から非広幅部へと変化するポイントで堰き止められて、一部のＡＴＦが湿式摩擦材の表面に溢れ出て、湿式摩擦材の表面を流れるから引き摺りトルクの低減を行うことができる。
また、特許文献２についても、内周開口部から外周開口部までの幅がほぼ均一な潤滑油溝とそうでない潤滑油溝が所定の割合で混在しており、非締結状態において湿式摩擦材が何れかの方向に空転したときに、内周から供給されるＡＴＦが積極的に摩擦材基材の摩擦面に供給されてカウンタプレートプレートと摩擦面との接触が抑制されるものである。
しかし、特許文献１及び特許文献２の発明は、セグメントピースの内周端面及び外周端面を流れるＡＴＦがセグメントピースの内周端面及び外周端面と接触するため、これによる接触抵抗や剪断トルクによって引き起こされる引き摺りトルクは低減させ難い。
【０００８】
また、特許文献３にかかる湿式摩擦材においては、相対回転数が比較的高い領域において、遠心力で外周部分に溜まったＡＴＦの流れが突起によって制御され、高速回転でＡＴＦの流れが乱れてセグメントピースまたは島状部分の上に流れ込む事態が防止され、相対回転数が比較的高い領域においても引き摺りトルクの低減効果を得ることができる。
しかし、特許文献３の発明はセグメントピースまたは島状部分の上へのＡＴＦの余分な流れ込みを制御することにあり、特許文献１及び特許文献２の発明と同様、セグメントピースの内周端面及び外周端面との接触による接触抵抗や剪断トルクによって引き起こされる引き摺りトルクについては充分な減少効果が得られ難い。
そして、特許文献１乃至特許文献３に限らず従来技術においては、コアプレートに間隔を隔ててリング状に貼着された複数のセグメント摩擦材は、所望の伝達トルクを確保するために、セグメント摩擦材に対向する相手材としてのカウンタプレートとの接触面積をできるだけ大きくしながらも、引き摺りトルクは低減させるようにしていた。
【０００９】
そこで、本発明は、湿式摩擦材の内外周端面とＡＴＦとの接触抵抗や剪断トルクを制御して引き摺りトルクを効率よく低減させた湿式摩擦材の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明にかかる湿式摩擦材は、環状のコアプレートの特定の片面または両面に環状に接合された複数のセグメントピースと、前記複数のセグメントピース相互間に形成されたセグメント間溝とを具備する湿式摩擦材において、前記環状に接合された複数のセグメントピースは、前記セグメントピースの幅が内周より外周が短く、前記セグメントピースの内周に内周凹部を２以上、及び前記セグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成した第１セグメントピースと、前記セグメントピースの幅が内周より外周が長く、前記セグメントピースの内周に内周凹部を２以上、及び前記セグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成した第２セグメントピースとを交互に配設したものである。ここで交互に配設とは、第１セグメントピースと第２セグメントピースが、その枚数を問わず交互に配置されたものである。
上記複数のセグメントピースは、前記コアプレートの特定の片面または両面に環状に接合されたものであり、上記セグメント間溝は、前記セグメントピース相互間の対向面によって形成された溝である。
【００１１】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材は、前記内周凹部の形成により前記複数のセグメントピースの内周に残存する内周端部の円周方向の幅が、０．３〜２ｍｍの範囲としたものである。
ここで、前記内周凹部の形成により前記複数のセグメントピースの内周に残存する内周端部とは、前記複数のセグメントピースの内周のうち、内周凹部の凹みを除いた内周の残りの部分をいう。
【００１２】
請求項３の発明にかかる湿式摩擦材は、前記複数のセグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成し、前記外周凹部の窪み量が、前記複数のセグメントピースの径方向の幅の１／１０〜１／３の範囲内としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明の湿式摩擦材のセグメント間溝の両側に配設した環状に接合された複数のセグメントピースは、前記セグメントピースの幅が内周より外周が短く、前記セグメントピースの内周に内周凹部を２以上、及び前記セグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成した第１セグメントピースと、前記セグメントピースの幅が内周より外周が長く、前記セグメントピースの内周に内周凹部を２以上、及び前記セグメントピースの外周に外周凹部を２以上形成した第２セグメントピースとを交互に配設したものである。
したがって、セグメントピースの内外周と当該内外周方向に沿って流通するＡＴＦによって引き起こされる接触抵抗が低下し、発生する剪断トルクが抑制されるため引き摺りトルクを小さくすることができる。また、内周凹部内及び外周凹部内に流入したＡＴＦはセグメントピースの表面に乗り上げて油膜を形成するためカウンタプレートとの間に発生する引き摺りトルクを低減させることができる。また外周の幅が大きい第２セグメントピースが配されることで第１セグメントピースのみが配される場合に比べて伝達トルクを向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明の湿式摩擦材は、前記内周凹部の形成により前記複数のセグメントピースの内周に残存する内周端部の円周方向の幅が０．３〜２ｍｍの範囲内である。このような範囲内にすることで、請求項１に記載の効果に加えて、前記複数のセグメントピースの内周端部が剥離に至ることがない。
【００１５】
請求項３の発明の湿式摩擦材は、前記外周凹部の窪み量が、前記複数のセグメントピースの径方向の幅の１／１０〜１／３の範囲内としたものである。このため、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、より引き摺りトルクの低減を図りながら、所望のトルク伝達可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施の形態の湿式摩擦材の使用状態を示す説明図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の湿式摩擦材を説明する説明図で、（ａ）は湿式摩擦材の正面図、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図３】図３は従来の湿式摩擦材を説明する説明図で、（ａ）は比較例の湿式摩擦材の要部拡大正面図、（ｂ）は参考例の湿式摩擦材の要部拡大正面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態の湿式摩擦材で、（ａ）は実施例１の要部拡大正面図、（ｂ）は実施例２の要部拡大正面図である。
【図５】図５は湿式摩擦材を流通する潤滑油の流れを説明する説明図で、（ａ）は参考例の湿式摩擦材の要部拡大正面図、（ｂ）は本発明の実施例２の湿式摩擦材の要部拡大正面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態の各種の変形例を示す正面図で（ａ）乃至（ｄ）は４種類の変形例を示すものである。
【図７】図７は本発明の実施の形態の湿式摩擦材の比較説明を行う説明図で、（ａ）は本発明の実施の形態の湿式摩擦材の要部拡大正面図、（ｂ）は本発明の他の実施の形態の湿式摩擦材の要部拡大正面図である。
【図８】図８は相対回転数と引き摺りトルクの特性を試験した湿式摩擦材の形状をまとめたもので、（ａ）が比較例、（ｂ）が参考例、そして、（ｃ）が本発明の実施の形態の実施例１、（ｄ）が実施例２、（ｅ）が実施例３の形状を示すものである。
【図９】図９は比較例及び参考例と本発明の実施の形態の相対回転数と引き摺りトルクの特性を示した特性図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態の湿式摩擦材の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する場合がある。
【００１８】
［実施の形態］
まず、図１を用いて本発明の実施の形態の湿式摩擦材の構成を説明する。
図１のように、湿式摩擦材１は、図示のように、コアプレート１０の特定の片面または両面に、コアプレート１０の円周方向に沿って複数枚のセグメントピース４０が接合されている。そして、コアプレート１０の中心位置からその半径方向に放射方向に延びた直線上に、複数枚のセグメントピース４０の相互間の間隔で形成されたセグメント間溝４１を形成している。
【００１９】
更に詳しく説明すると、湿式摩擦材１は、一般に鋼板からリング状（円環状）に形成された芯金としてのコアプレート１０と、このコアプレート１０の両側の表面に接合されたペーパー系の湿式摩擦材となるセグメントピース４０とからなり、コアプレート１０には、一般に、回転軸等のトルク伝達要素のスプラインまたは同様なものと係合する係合歯１１が一体に形成され、この例では内周側に設けられている。
【００２０】
湿式摩擦材１を構成するセグメントピース４０は、木材パルプ或いはアラミド繊維等の繊維基材と、カシューダスト等の摩擦調整剤や炭酸カルシウム或いはケイソウ土等の体質充填剤等の充填剤とを抄造して得た抄紙体に、熱硬化性樹脂からなる樹脂結合剤を含浸し、次いで熱成形により加熱硬化して形成したものである。具体的には、その一例として、基材繊維としてのリンターパルプ２５重量％及びアラミド繊維３０重量％からなる繊維基材と、充填材としてのカシューダスト１５重量％及びケイソウ土３０重量％からなる摩擦調整剤とからなる抄紙体に、３０重量％の樹脂率（摩擦材全体に対する割合）でレゾール型のフェノール樹脂を含浸し、次いで熱成形により硬化したものを挙げることができる。なお、本発明を実施する場合、セグメントピース４０は、上記構成配合に限定されるものではない。
【００２１】
他方、湿式摩擦材１の複数のセグメントピース４０と圧接して摩擦係合するカウンタプレート２は、コアプレート１０と同様に、一般に金属製の１枚板からリング状（円環状）に形成され、湿式摩擦材と摺接する平坦な表面を有する本体部２０を備えている。また、この本体部２０には係合歯２１が一体に付設され、トルク伝達要素のスプラインまたは同様なものと係合するようになっている。なお、このようなカウンタプレート２は一般には鋼材（炭素鋼材）から形成されるが、ねずみ鋳鉄等から形成することもできる。
【００２２】
そして、これらの湿式摩擦材１とカウンタプレート２とは、ＡＴＦ等の潤滑油中に浸漬した状態で複数枚交互に組合わされ、それによって湿式摩擦係合装置３０が形成される。図１の例の湿式摩擦係合装置３０は、湿式多板形クラッチとして形成され、入力または出力回転軸３１にキー止めされたクラッチハブ３２に、湿式摩擦材としての複数枚のセグメントピース４０がスプライン結合によって軸方向に可動に組付けられる。一方、出力また入力回転軸を形成するクラッチハウジング３３の内側に、カウンタプレート２が同様にスプライン結合によって軸方向に可動に組付けられている。また、クラッチハウジング３３内には、カウンタプレート２を押圧する環状ピストン３４を含む油圧作動装置が形成されている。なお、クラッチハウジング３３の開口端には、その油圧作動装置の荷重を受けるための受圧部材３５が組付けられている。
【００２３】
したがって、この湿式摩擦係合装置３０において、油圧源からの油圧によってピストン３４が作動されると、交互に組合わされた湿式摩擦材１とカウンタプレート２とがピストン３４と受圧部材３５との間で相互に圧接され、その摩擦係合によりクラッチハブ３２とクラッチハウジング３３間のトルクの伝達が行われる。また、油圧を解き、ピストン３４の作動を解除すると、それらの圧接による摩擦係合が解かれ、それによってトルクの伝達が遮断される。こうして、ピストン３４を含む作動手段の作動、及び解除によって、トルクを伝達し、また遮断することができる。
【００２４】
なお、この湿式摩擦係合装置３０において、例えば、クラッチハブ３２側を入力とし、クラッチハウジング３３側を固定することによって、湿式多板形ブレーキとして形成することができる。また、湿式摩擦材としての複数枚のセグメントピース４０とカウンタプレート２とを相互に圧接し、摩擦係合させる作動手段は、本例のように油圧式が一般的であるが、他にも機械式、電磁式等であることができ、更には、本例のようにポジティブ形式であっても、またはネガティブ形式であってもよい。
【００２５】
コアプレート１０は、トルク伝達要素のスプラインと係合する係合歯１１が内周側に設けられているが、それを除く外周は円環状であり、湿式摩擦材としての複数枚のセグメントピース４０を接合した外周、即ち、図２においては、セグメントピース４００１〜４０４１（ここで、特定の位置のセグメントピース４００１〜４０４１を指定しない共通的な場合には、単に「セグメントピース４０」と記す）の外周で規定されるライニング半径Ｒよりも０．５〜３ｍｍ大径となっている。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、等間隔にセグメントピース４００１〜４０４１が接合され、それによってセグメントピース４０の相互間にはセグメント間溝４１が形成される。セグメント間溝４１は内周側の間隔Ｎが最小の間隔で、外周側の間隔Ｐが最大の間隔となっている。セグメントピース４０の周方向の最大長さは、その両端を結ぶ直線で長さＭである。ここで、内周側と外周側とは、セグメントピース４０の外周と内周を２分する径方向に対する中心線に対して、内側にあるのを内周側、外側にあるのを外周側という。なお、セグメント間溝４１の最小間隔Ｎと最大間隔Ｐは同じ間隔とすることもできるが、外周側間隔Ｐを内周側間隔Ｎより広くするのが望ましい。このような間隔にすることで内周側から供給されるＡＴＦは、セグメント間溝４１の内周側から外周側への流通が促進され、湿式摩擦材に対して良好な冷却効果を発揮し易くなる。
【００２７】
セグメントピース４０の内周凹部５０は、セグメントピース４０の内周側にあり、セグメントピース４０の内周に凹部を設けることで凹形状に形成されている。この凹形状は、図２や図６に示すように各種形状とすることができるが、凹部の周方向を２分する中心線で対称形状とするのが好ましい。図２に示した実施例では、鋸歯状、即ち、三角形であり、これが２以上セグメントピース４０の内周に繰り返し形成されている。ここで、湿式摩擦材１の回転方向の特性を変更したい場合には、三角形の辺の傾斜角度を変更することもできる。また、図６に示した各種変形例の内周凹部５０は、セグメントピース４０の両端の内周凹部５０が左右対称形状ではなく、一定の窪みを維持した形状となっている。しかし、内周凹部５０が２以上連続したセグメントピース４０の内周に対しては、セグメントピース４０の周方向に対する中心線に対して左右対称形状となっている。
このように内周凹部５０はセグメントピース４０の内周に設けられた凹部であり、この内周凹部５０はセグメントピースの内周に２以上設けられていて、好ましくはその形状が対称形とするのがよい。そして、この対称形状とは、１個の内周凹部５０の凹形状が、内周凹部５０の周方向を２分する中心線で対称となること、及びセグメントピース４０の周方向に対する中心線で対称となることを意味する。
【００２８】
また、セグメントピース４０の内周凹部５０は見方を変えると、セグメントピース４０の内周側の内周面に形成された凹凸形状と観ることもできる。この凹凸形状は内側に凸の山Ｘと内側に凹の谷Ｙで形成された鋸歯状、即ち、三角形、さらに周方向の中心線に対し対象の場合は二等辺三角形の繰り返しになっている。
【００２９】
本実施の形態では、セグメントピース４０の外周に外周凹部６０を２以上設けた形態とすることができる。外周凹部６０はセグメントピース４０の外周側にあり、かつ、セグメントピース４０の外周に凹形状が形成されている。この凹形状も内周凹部５０同様に各種形状とすることができ、その周方向の中心線で対称形状とするのが好ましい。
そして、外周凹部６０は内周凹部５０と同様、セグメントピース４０の外周側の外周面に形成された凹凸形状と観ることもできる。この凹凸形状は外側に凸の山Ｘと外側に凹の谷Ｙからなる鋸歯状になっている。勿論、左右回転方向の特性を変更したい場合には、左右方向の傾斜角度を変更することもできる。
【００３０】
本発明の実施例で使用するセグメントピース４０は、セグメントピース４０の相互間にセグメント間溝４１が形成されている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した比較例及び参考例同様に、セグメント間溝４１は内周側の間隔Ｎが最小の間隔で、外周側の間隔Ｐが最大の間隔となっている。セグメントピース４０の内周の幅は長さＭである。また、セグメントピース４０の外周の幅は長さＬであり、セグメントピース４０の最小幅となっている。以下、セグメントピース４０の幅は、内外周を問わず最長の幅を長さＭとし、最小の幅を長さはＬとして説明する。
【００３１】
図４（ａ）は本発明の実施例１の湿式摩擦材１で、コアプレート１０の特定の片面または両面に接合された複数のセグメントピース４０は、打ち抜き等で独立して形成されたものである。このとき、複数のセグメントピース４０の長さＭは、得られる特性に合致した任意の大きさとすることができる。通常、セグメントピース４０は１２枚乃至４６枚程度が接合できる値に設定される。本実施の形態のセグメントピース４０の枚数及び大きさは従来技術が使用できる。そして、実施例１の湿式摩擦材１は、セグメントピース４０の外周側を直線状に形成し、セグメントピース４０の内周のみに凹からなる内周凹部５０を３個有するものである。
【００３２】
図４（ｂ）に示す実施例２の湿式摩擦材１は、実施例１のセグメントピース４０の外周に２個の凹からなる外周凹部６０を設けたものである。セグメントピース４０の最長長さＭ、セグメントピース４０の最小長さはＬである。
【００３３】
実施例１及び実施例２の内周凹部５０は各々が三角形の形状、付言すれば、個々に左右対称形状の二等辺三角形を成している。このためセグメントピース４０の内周には連続した内周凹部５０が形成され、セグメントピース４０の内周に残存する端面（以下、「内周端面」と呼ぶ）が少なくなっている。このようなセグメントピース４０を有する湿式摩擦材１が回転すると、ＡＴＦは相対的にセグメントピース４０の内周に沿って流通することになるが、本発明では、この周方向に沿って流通するＡＴＦと接するセグメントピース４０の内周端面が少なくなっている。したがって、ＡＴＦがセグメントピース４０の内周端面と接触する割合が減少することで接触抵抗が減少し、更にＡＴＦとこの内周端面によって引き起こされる剪断トルクを低減させることができる。このように内周凹部５０の存在がセグメントピース４０の内周方向に発生する引き摺りトルクを効率よく減少させ得る。また、三角形の形状をした内周凹部５０は、底辺から頂点に向かって幅が狭くなっている。このように、セグメントピース４０の内周から外周に向かって開口幅を小さくすることで図５（ｂ）に示すように、摩擦材表面へのＡＴＦの乗り上げによる油膜が形成しやすくなる。このＡＴＦの乗り上げ効果による油膜よって湿式摩擦材１はカウンタプレート２から離間するため、湿式摩擦材１とカウンタプレート２間によって発生する引き摺りトルクが低減できる。つまり、内周凹部５０はセグメントピース４０の内周を流通するＡＴＦによって引き起こされる引き摺りトルクと、セグメントピース４０の摩擦表面とカウンタプレート間で引き起こされる引き摺りトルクとを効率よく低下させることができる。
【００３４】
そして、この引き摺りトルクの低減の効果は、内周端面での接触抵抗と剪断トルクの低減効果と乗り上げ効果の加算によるものであるが、これらは湿式摩擦材１の回転数に依存し、低回転数では乗り上げの効果が高く、高回転数では内周端面での接触抵抗と剪断トルクの低減が高くなるといえる。これは、高回転になるほど相対的にＡＴＦは内周方向への流れが主流となり易く、内周凹部５０内への流入が減ると考えられるからである。
したがって、これら本実施の形態の内周凹部５０はその存在、及びその形状によって、ＡＴＦとのセグメントピース４０の内周端面での接触抵抗と剪断トルク、及び内周凹部５０からのセグメントピース４０の表面へのＡＴＦの乗り上げを制御することができ、これによって引き摺りトルクを効率よく低減させることが可能となる。
【００３５】
ここで、内周凹部５０はセグメントピース４０の内周に凹みを設けることで形成しているが、この内周凹部５０の窪み量Ａはセグメントピース４０の径方向の幅Ｃの１／１０〜１／３の範囲に設定している。この範囲内であれば伝達トルクの低下を必要以上に低下させることなく、効率よく内周凹部５０によって引き摺りトルクを低減させることができる。また、セグメントピース４０の内周に内周凹部５０を２以上形成することによってセグメントピース４０の内周には内周凹部５０の間に内周端部が形成されるが、この内周端部の周方向の幅ｌを０．３ｍｍ〜２ｍｍに規定している。この範囲内に規定することで、内周端部のコアプレート１０からの剥離を防止することができ、耐久性を確保しながらＡＴＦとの接触抵抗の低減が可能となる。
つまり、幅ｌが０．３ｍｍより小さいと剥離しやすくなり、幅ｌが２ｍｍを超えると充分な接触抵抗の低減が得られ難くなるためである。
【００３６】
ここで、本実施の形態の内周端部の形状は、円弧形状または直線形状を成している。したがって、内周端部の周方向の幅ｌは、先端を面取りした面取りの直径であり、また当該直線の幅ということになる。内周端部の形状が直線形状の場合、当該直線の両端を直線または円で面取りするのが好ましい。
このように、内周端部の周方向の幅ｌは面取りがなされるのが好ましく、面取りがなされていない場合には剥離されやすい形態となる。特に、内周端部の形状が、内周端部の幅の両端をＲ形状となるように形成することが好ましく、両端をＲ形状とすることで、剥離防止の効果が向上する。更に好ましくは、図６（ｃ）のように幅全体にＲを設けた半円形状とすることである。このような形状とすることでいちだんと剥離防止効果が良くなる。
本実施の形態の内周端部の周方向の幅ｌは、通常、直線で漸近線を描くことによりその幅が求められる。つまり幅ｌは、内周端部の両端が内周凹部５０と接続する接続点間の距離を指し、内周端部に面取りがされている場合は、当該面取り部分が内周凹部５０と接続する接続点間が幅ｌとなる。
このように、セグメントピース４０の内周凹部５０について説明してきたが、セグメントピース４０の外周に外周凹部６０を設けるときにも同様の効果が得られる。即ち、図４（ｂ）に示したように実施例２では、セグメントピース４０の内周凹部５０に加えて外周に外周凹部６０が設けられていて、このときの内周凹部５０の効果は実施例１の内周凹部５０の効果と同様の効果を有する。そして実施例２の外周凹部６０は内周凹部５０と同様に、セグメントピース４０の外周方向を流通するＡＴＦと接する外周端面の割合が少なくなることによる接触抵抗と剪断トルクの低下による引き摺りトルクの低減と、外周凹部６０からのセグメントピース４０の摩擦表面へのＡＴＦの乗り上げ効果によるカウンタプレート２との離間作用よって引き摺りトルクを低減させることができる。このため実施例１以上に実施例２は引き摺りトルクを低減させる効果を有している。
【００３７】
このように実施例２は実施例１以上に引き摺りトルクを効率よく低減させることができるが、セグメントピース４０の外周に外周凹部６０を設けていることから、セグメントピース４０の外周側のカウンタプレート２と対抗する面積が少なくなっている。このためカウンタプレート２との間に発生するトルク容量が小さくなり、実施例１に比べて所望の伝達トルクが確保し難くなるおそれが生じる。このためセグメントピース４０を図８（ｅ）に示したように、セグメントピース４０の外周の幅を内周の幅より短くし、この内周に内周凹部を２以上、外周に外周凹部を２以上形成した第１セグメントピース４０−１と、この第１セグメントピース４０−１とは逆にセグメントピース４０の外周の幅を内周の幅より長くし、この内周に内周凹部を２以上、外周に外周凹部を２以上形成した第２セグメントピース４０−２とを交互に配設したのが実施例３である。さらに説明すると実施例３は、実施例２のセグメントピース４０を第１セグメントピース４０−１として使用し、この第１セグメントピース４０−１を１８０°反転させて内外周を逆にコアプレート１０に配したのが第２セグメントピース４０−２である。つまり、実施例３は、実施例２のセグメントピース４０を、１枚おきに反転させて配設したものともいえる。
【００３８】
このように外周の幅が内周の幅より短い第１セグメントピース４０−１だけでなく、外周の幅が内周の幅より長い第２セグメントピース４０−２を用いることで湿式摩擦材１の全体に占めるセグメントピース４０の外周側におけるカウンタプレート２と対抗する対抗面積の総面積が、第１セグメントピース４０−１だけの場合より大きく設定することが可能となる。したがって実施例３は実施例２よりも伝達トルクは大きくなる。そして実施例３では第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２を１枚毎に交互に配設しているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば第１セグメントピース４０−１の１枚に対し第２セグメントピース４０−２を２枚以連続して配置し、これらを繰り返し配することもでき、更に、すべて第２セグメントピース４０−２とすることも有り得る。これらは第２セグメントピース４０−２の設置枚数が増加することにより、実施例３以上の伝達トルクの確保が可能となる。また、セグメントピース４０の枚数によっては、第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２の繰り返し枚数が完全に同じ繰り返し枚数とはならず部分的に相違する場合がある。この場合でも第２セグメントピース４０−２を設けていることによって第１セグメントピース４０−１だけの実施例２以上の伝達トルクを確保できる。
つまり、第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２の湿式摩擦材１全体に対する配設割合を変えることで、引き摺りトルクと伝達トルクの調整が容易に可能となる。そして、配設割合の変更は、交互に配設する第１セグメントピース４０−１の枚数と第２セグメントピース４０−２の枚数を各々変更することで行える。この際配設する第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２は、実施例３のように１枚毎に交互に配置して配設しても良く、第１セグメントピース４０−１及び／または第２セグメントピース４０−２を連続配置して交互に配設しても良い。このとき、第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２の交互に配置する枚数は第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２でそれぞれ自由に設定でき、この設定した枚数で交互に配設する。そして交互に配設する枚数は必ずしも同じ枚数とする必要はなく異なった枚数で配設することも有り得る。
【００３９】
次に、本発明の実施形態における相対回転数に対する引き摺りトルクの試験結果について説明する。
図８（ｃ）に示したコアプレート１０の中心方向にある内周にのみ内周凹部５０を形成したセグメントピース４０を実施例１として、また、図８（ｄ）に示したように実施例１のセグメントピース４０に、コアプレート１０の外周に外周凹部６０を形成したものを実施例２とし、さらに図８（ｅ）に示したように第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２とを交互に配設したものを実施例３として作製した。また、比較として図８（ａ）の内周凹部５０及び外周凹部６０を形成しない比較例、及び内周凹部５０の効果を確認するために図８（ｂ）に示したように外周凹部６０のみ形成した参考例を作製した。このため、参考例の外周凹部６０は実施例２と同じ形状となるように設定した。
【００４０】
ここで図４（ａ）に示したように、実施例１の内周凹部５０の窪み量Ａはセグメントピース４０の径方向幅の１／４であり、内周端部の周方向の幅ｌは０．６ｍｍである。また実施例２の内周凹部５０の窪み量Ａと内周端部の周方向の幅ｌも実施例１と同じとし、外周凹部６０についても内周凹部５０と同様の形状で作製した。そして、実施例３は上述したように実施例２のセグメントピース４０を使用して第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２とした。
【００４１】
試験条件を回転数５００〜３０００ｒｐｍ、潤滑油ＡＴＦ、油温４０℃、潤滑油量１０００ｍｌ／ｍｉｎ（軸芯潤滑無し）、湿式摩擦材のサイズは外径φ１５２．８、内径φ１４４で、湿式摩擦材のディスク枚数を４枚、バッククリアランスを０．２０ｍｍ／枚として湿式摩擦材１とカウンタプレート２との相対回転数を５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍと変化させたときの引き摺りトルクを測定し、その結果を図９に示す。
【００４２】
図９の試験結果から分かるように本発明の実施例１乃至実施例３では、内周凹部５０及び外周凹部６０を形成しない比較例に比べて内周凹部５０を形成することで全ての回転数で引き摺りトルクを低減することが判明した。また、外周凹部６０を形成した参考例も比較例に比べて全ての回転数で引き摺りトルクが低減している。ここで実施例１は１６００ｒｐｍ程度の低回転までは、参考例よりも優っており、低回転数域の引き摺りトルクを低減させるためには、外周より内周に内周凹部５０を形成するのが好ましいことが確認された。さらに内周凹部５０及び外周凹部６０を形成した実施例２及び実施例３では比較例、参考例よりも全ての回転数で引き摺りトルクを低減することができている。そして、実施例２と実施例３を比べると、引き摺りトルクの低減効果は同じ結果であった。
【００４３】
これらの結果から以下のことが言える。
湿式摩擦材１が回転するとセグメントピース４０の内周に在るＡＴＦは相対的にセグメントピース４０の内周に沿って流通しようとする。この際実施例１乃至実施例３ではセグメントピース４０の内周側に内周凹部５０が存在しているため、内周を流通するＡＴＦは、図５（ａ）の参考例のように内周凹部５０が存在しないものに比べてセグメントピース４０の内周端面との接触面積が少なくなっている。したがって、ＡＴＦが内周に沿って流通するときのセグメントピース４０との内周端面に起因する接触抵抗と剪断トルクは小さくなり、これによって引き摺りトルクは小さくなる。また、実施例２は図５（ｂ）に示したようにセグメントピース４０の摩擦表面へのＡＴＦの乗り上げが生じる。このことは図示していないが実施例３でも同様である。このＡＴＦの乗り上げ効果によって湿式摩擦材１とカウンタプレート２は離間するため、湿式摩擦材１とカウンタプレート２による引き摺りトルクが低下する。つまり実施例２及び実施例３では、内周凹部５０を設けることで、比較例に比べて内周を流通するＡＴＦとの接触抵抗や剪断トルクによって発生する引き摺りトルク、及び湿式摩擦材１とカウンタプレート２との間に発生する引き摺りトルクを低減することができる。ここで、実施例１は実施例２のように外周凹部６０が形成されておらず、外周凹部６０を形成した参考例に比べて相対回転数が略１６００ｒｐｍより高回転域ではかえって引き摺りトルクは悪くなっているが、これについては以下のように推定する。
【００４４】
内周凹部５０の効果は実施例１でも同様と考えられるが、高回転域ではＡＴＦは遠心力によって湿式摩擦材１の外周側が多くなる。そのためセグメントピース４０の外周側に外周凹部６０を設けない実施例１より外周凹部６０を設けた参考例の方がセグメントピース４０の外周を流通するＡＴＦとの接触抵抗と剪断トルクは小さくなり、また、外周凹部６０からのＡＴＦの乗り上げ効果によって湿式摩擦材１とカウンタプレート２の離間が促進され、引き摺りトルクが効果的に減少したものと推測する。この参考例と実施例１から、外周凹部６０の効果も内周凹部５０と同じ効果をもたらすが、相対回転数によって内周凹部５０と外周凹部６０の効果の現われ方に相違が生じる。つまりＡＴＦの流通が、相対回転数が低く内周域が主流のときは内周凹部５０の効果が大きく、相対回転数が高くなり外周域が主流になるときは外周凹部６０の効果が大きくなって引き摺りトルクを低減させるものと思われる。
【００４５】
ここで、実施例３の引き摺りトルクの低減効果は試験結果から実施例２と略同等であるが、湿式摩擦材１に配したセグメントピース４０は、実施例２は実施例３の外周の幅が内周の幅より短い第1セグメントピース４０−１のみが配されているのに対し、実施例３は外周の幅が内周の幅より長い第２セグメントピース４０−２も配されている。したがって、湿式摩擦材１に占める全セグメントピース４０の外周側の総面積は実施例２より実施例３は多くなっている。この面積の増加によって実施例３の伝達トルクは実施例２より大きくすることが可能となる。
なお、本発明の実施の形態として図示していないが所望の冷却効率が得られれば、第２セグメントピース４０−２のみとすることも有り得、このような第２セグメントピース４０−２のみとすることでさらに伝達トルクを大きくすることが可能となる。
【００４６】
冷却効率についてはセグメント間溝４１を流通するＡＴＦの流量が影響し、この流量はセグメント間溝４１の形状に起因する。実施例１及び実施例２では湿式摩擦材１のセグメント間溝４１は、湿式摩擦材１の回転中心から放射線状に沿って形成され、その幅は外周側が内周側より広く形成されている。このように形成することで内周側から供給されるＡＴＦは内周側から外周側へ（図７（ａ）のＦ１方向）流通しやすくなる。実施例１及び実施例２では内周側に対する外周側の幅を広く大きく変化させているが、ここでも所望の冷却効率が得られれば図１０に示した実施例２の変形例ように、外周側の幅は内周側に比べて広くしているが、その変化を小さくすることができる。これによっても外周側のセグメントピース４０のカウンタプレート２との摩擦面を大きく設定することができる。これら実施例１や実施例２、及び実施例２の変形例ではセグメント間溝４１の方向は一定の方向を向いている。これに対し実施例３では、セグメント間溝４１の幅は実施例１及び実施例２に比べて幅の変化は小さく、またその方向は、第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２によって湿式摩擦材１の回転中心から回転方向に向かって形成されたセグメント間溝４１１と、湿式摩擦材１の回転中心から回転方向とは逆方向に向かって形成されたセグメント間溝４１２ができる。そしてセグメントピース４０の内周側に供給されたＡＴＦは半径方向の外周に向かってセグメント間溝４１を移動するが、回転方向に形成されたセグメント間溝４１１を流れるＦ３方向のＡＴＦの流れは、回転方向と逆方向に形成されたセグメント間溝４１２を流れるＦ２方向のＡＴＦより流通量が少ない。これは、Ｆ３方向を流れるＡＴＦはセグメント間溝４１１を移動する間に湿式摩擦材１の回転によって第２セグメントピース４０−２に押されて表面に乗り上がる量が多くなるためである。このため、実施例３のＦ２方向のセグメント間溝４１２は、内周側から外周側へのＡＴＦの流通が主であり、Ｆ３方向のセグメント間溝４１１は第２セグメントピース４０−２表面へのＡＴＦの供給が主となり、各々異なった機能を有している。
【００４７】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、複数のセグメントピース４０の内周に２以上の内周凹部５０を形成することで、セグメントピースの内周と当該内周方向を流通するＡＴＦによって引き起こされる接触抵抗が低下し、発生する剪断トルクが抑制されるため引き摺りトルクを小さくすることができる。また、内周凹部５０内に流入したＡＴＦはセグメントピースの表面に乗り上げて油膜を形成するためカウンタプレートとの間に発生する引き摺りトルクを低減させることができる。このとき前記内周凹部の窪み量が、前記複数のセグメントピースの径方向の幅の１／１０〜１／３の範囲内としているため所望のトルク伝達を可能としながらも引き摺りトルクの低減が可能となる。
【００４８】
ここで、内周凹部５０は１６００ｒｐｍ程度以下の低回転で発生する引き摺りトルクを低減させるのに特に有効である。これは、この低回転領域ではＡＴＦに加わる遠心力は大きくないため、セグメントピース４０の内周側を流通するＡＴＦによって引き摺りトルクが発生しやすい状態にあるが、本発明の内周凹部５０を設けることで発生させ難くすることができるからである。ここで、複数のセグメントピース４０の内周に２以上の内周凹部５０とは、内周凹部５０として２個以上確保される形態を意味し、山Ｘまたは谷Ｙとの関係では、谷Ｙの数が２以上であればよい。
【００４９】
また、内周凹部５０の形状は、例えば、三角形のようにセグメントピース４０の内周から外周に向かって開口幅が狭くなる形状としている。このように開口幅が狭くなるような形状とすることで、ＡＴＦは遠心力を受けてセグメントピース４０の表面上に乗り上げやすくなり、この乗り上げたＡＴＦによって湿式摩擦材１とカウンタプレート２が離間しやすくなるため、湿式摩擦材１とカウンタプレート２との間に発生する引き摺りトルクを低減させることができる。また、セグメントピース４０の内周に大きな開口を設けることとなるため内周を流通するＡＴＦとの接触面積が小さくなることで接触抵抗が低下し、セグメントピース４０の内周とＡＴＦとの相互作用によって発生する剪断トルクも小さくできるため、これら接触抵抗と剪断トルクによる引き摺りトルクも低減できる。
【００５０】
ここで内周凹部５０をこのような外周に向かって開口幅が狭くなる形状とすると、セグメントピース４０の内周端部の幅は狭くなりコアプレート１０から剥離しやすくなる。このため本発明の実施形態では、内周端部の円周方向の幅ｌを０．３〜２ｍｍの範囲に規定し、このような範囲内に入るように内周凹部５０を形成している。このため、所望の伝達トルクを確保しながら内周端部がコアプレート１０から剥離することが抑制でき、耐久性の確保が成される。
【００５１】
更に本発明の実施の形態では、内周凹部５０に加えて外周凹部６０を形成している。外周凹部６０も内周凹部５０と同様の効果を与える。この際内周凹部５０はセグメントピース４０の内周に発生する引き摺りトルクとカウンタプレート間に発生する引き摺りトルクを低減させるのに対し、外周凹部６０はセグメントピース４０の外周に発生する引き摺りトルクとカウンタプレート間に発生する引き摺りトルクを低減させる。この際ＡＴＦに大きな遠心力が働くとセグメントピース４０の外周にＡＴＦが移動するため、この外周に引き摺りトルクが発生し易くなる。したがって、外周凹部６０は、ＡＴＦに大きな遠心力を作用させる高回転領域に効果を発揮する。外周凹部６０をセグメントピース４０に形成するか否かは湿式摩擦材１に要求される仕様によって適宜設定すれば良いが、内周凹部５０に加えて外周凹部６０を形成することで低回転から高回転までの全領域で引き摺りトルクの低減が可能となる。
【００５２】
このように、実施例１乃至実施例３の湿式摩擦材１の場合は、環状のコアプレート１０の特定の片面または両面に環状に接合された複数のセグメントピース４０と、複数のセグメントピース４０相互間に形成されたセグメント間溝４１とを具備し、複数のセグメントピース４０は、その内周に２以上の凹からなる内周凹部５０を形成し、その外周に２以上の凹からなる外周凹部６０を形成してなる。
したがって、セグメントピース４０の内周を流通するＡＴＦによって引き起こされる接触抵抗が低下し、発生する剪断トルクが抑制されるため引き摺りトルクを小さくすることができる。また、２以上の凹からなる内周凹部５０と２以上の凹からなる外周凹部６０の窪み量が規定されていることから必要以上に伝達トルクの低下を抑えることができ引き摺りトルクの低減が可能となる。
【００５３】
ここで実施例３のように、内外周の幅を相違させた第１セグメントピース４０−１と第２セグメントピース４０−２を交互に配設した形態では同一形状のセグメントピース４０を採用した時に比べて伝達トルクの低下が少なくなり、所望の伝達トルクが得られやすくなる。
【００５４】
上記実施の形態の湿式摩擦材は、コアプレート１０の特定の片面または両面に環状に接合された複数のセグメントピース４０と、セグメントピース４０相互間に形成されたセグメント間溝４１とを具備し、複数のセグメントピース４０の内周に内周凹部５０を２以上形成し、内周凹部５０の窪み量が、複数のセグメントピース４０の径方向の幅の１／１０〜１／３の範囲内としたものである。これは、セグメントピース４０の径方向の幅が１／１０を下回ると所望のトルク伝達を可能としながらも引き摺りトルクを十分低減できなくなり、１／３を超えると引き摺りトルクは十分低減可能となるが所望のトルク伝達の達成が困難となるためである。
したがって、セグメントピース４０の内周と当該内周方向に沿って流通するＡＴＦによって引き起こされる接触抵抗が低下し、発生する剪断トルクが抑制されるため引き摺りトルクを小さくすることができる。また、内周凹部５０内に流入したＡＴＦはセグメントピース４０の表面に乗り上げて油膜を形成するためカウンタプレートとの間に発生する引き摺りトルクを低減させることができる。このとき内周凹部５０の窪み量が、複数のセグメントピース４０の径方向の幅の１／１０〜１／３の範囲内としているため所望のトルク伝達を可能としながらも引き摺りトルクの低減が可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１    湿式摩擦材
２    カウンタプレート
１０    コアプレート
４０、４０−１〜４０−４１    セグメントピース
４１    セグメント間溝
５０，５０−１，５０−２    内周凹部
６０，６０−１，６０−２    外周凹部
Ｃ      セグメントピースの幅
Ｉ      内周端部の幅
Ｍ      セグメントピースの長さ
Ｎ      セグメント間溝の内側の間隔
Ｐ      セグメント間溝の外側の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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