(57)【要約】【目的】摩擦板および相手板の摩耗量が少ないため耐久性に優れ、改善された摩擦係数（μ）をそなえ、高面圧化手法適用条件下でも十分なトルク伝達特性を発揮し得る湿式クラッチを提供する。【構成】摩擦板と該摩擦板が圧接する相手板をそなえた湿式クラッチにおいて、摩擦板の摩擦フェーシングが炭素繊維クロスに熱硬化性樹脂を含浸、加熱硬化してなる気孔率が０．５〜２０％の炭素繊維強化樹脂板で構成され、相手板が中心線平均粗さ（Ｒａ）０．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）２００以上の鋼板で構成される。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦板と該摩擦板が圧接する相手板をそなえた湿式クラッチにおいて、摩擦板の摩擦フェーシングが炭素繊維クロスに熱硬化性樹脂を含浸、加熱硬化してなる気孔率が０．５〜２０％の炭素繊維強化樹脂板で構成され、相手板が中心線平均粗さ（Ｒａ）０．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）２００以上の鋼板で構成されることを特徴とする湿式クラッチ。
【請求項２】
前記相手板の中心線平均粗さ（Ｒａ）０．３μｍ以下で、表面硬度（Ｈｖ）が３００以上であることを特徴とする請求項１記載の湿式クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式クラッチ、詳しくは、相対する摩擦板と相手板との間に潤滑油などの油液が介在する状態で使用される湿式クラッチにおける摩擦板および相手板の組合わせの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿式クラッチにおいては、摩擦板とこの摩擦板が圧接する相手板とが交互に重ね合わされて配列され、摩擦板と相手板との摩擦力によりクラッチの接続が行われるようになっている。近年、クラッチ装置には効率化・軽量化や経済的な事由から小型化・高負荷化が求められており、限られたスペースで十分な摩擦力を発生させるために、摩擦材と相手材との圧接力を増加する手法（高面圧化手法）が試みられている。
【０００３】
上記の手法を実施すために、摩擦板をカーボン繊維強化炭素質複合材（Ｃ／Ｃコンポジット）で構成し、強化材の炭素繊維を摩擦摺動方向と平行に配列し、相手板を硬さＨｖ４００以上で表面粗さが１．０μＲＺ以下の鋼板で構成して、摩擦係数のバラツキを抑制し、異音の発生を防止した湿式クラッチが提案されている（特許文献１参照）が、摩擦係数が低いために、必要十分な摩擦力を得るに至っていない。
【０００４】
また、高摩擦係数を有するペーパー質摩擦材を用い、ロックアップピストンおよびコンバータカバーの一方に湿式摩擦フェーシング材を設けると共に、該湿式摩擦フェーシング材が圧接する他方の摩擦相手面の表面硬さをビッカース硬さでＨｖ６００以上とし、且つ表面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下としたトルクコンバータのロックアップクラッチ装置も提案されている（特許文献２参照）が、比較的強度の小さいペーパー質摩擦材は、過大な面圧を加えると圧縮変形して気孔率が減少するために摩擦係数の顕著な低下を示し、高面圧が摩擦材に繰り返し加わると、摩擦材を接着している芯材との剥離が生じるおそれがあるため、高面圧化手法を適用するには用途上制限されるという問題がある。
【０００５】
発明者らは、湿式クラッチにおける上記の問題点を解消し、高面圧化手法適用条件下においても、摩耗量が少なく、向上した摩擦係数（μ）を有するような摩擦板と相手板の組合わせを得るために、まず摩擦板について検討を行った結果、炭素繊維クロスに熱硬化性樹脂を含浸し加熱硬化してなる炭素繊維強化樹脂板（特許文献３参照）が有効であることを見出した。
【特許文献１】実公平６−２５７１３号公報
【特許文献２】特開平４−１６５１５２号公報
【特許文献３】特開平９−３２４０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の知見をベースとして、さらに試験、検討を重ねた結果、摩擦板として、上記の炭素繊維強化樹脂板からなる摩擦板を摩擦板を適用し、相手板として、特定の硬さと表面粗さをそなえた鋼板を組合わせた場合に、湿式クラッチとして優れた性能が達成できることを見出して本発明に至ったものであり、その目的は、摩擦板および相手板の摩耗量が少ないため耐久性に優れ、改善された摩擦係数（μ）をそなえ、高面圧化手法適用条件下でも十分なトルク伝達特性を発揮し得る湿式クラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１による湿式クラッチは、摩擦板と該摩擦板が圧接する相手板をそなえた湿式クラッチにおいて、摩擦板の摩擦フェーシングが炭素繊維クロスに熱硬化性樹脂を含浸、加熱硬化してなる気孔率が０．５〜２０％の炭素繊維強化樹脂板で構成され、相手板が中心線平均粗さ（Ｒａ）０．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）２００以上の鋼板で構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２による湿式クラッチは、請求項１において、前記相手板の中心線平均粗さ（Ｒａ）０．３μｍ以下で、表面硬度（Ｈｖ）が３００以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、摩擦板および相手板の摩耗量が少ないため耐久性に優れ、改善された摩擦係数（μ）をそなえ、高面圧化手法適用条件下でも十分なトルク伝達特性を発揮し得る湿式クラッチが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、摩擦板の摩擦フェーシングとして、炭素繊維クロスに熱硬化性樹脂を含浸、加熱硬化してなる炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を適用する。炭素繊維基材としては、例えばポリアクリロニトリル系、レーヨン系などの原料から製造されたものが用いられ、炭素繊維クロスとしては平織のものを使用するのが好ましい。
【００１１】
炭素繊維クロスに含浸する熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂液、エポキシ樹脂液などが用いられ、これらの樹脂液をエタノールなどの有機溶剤に溶解した溶液として炭素繊維クロスに含浸し、風乾して有機溶剤を揮散除去してプリプレグシートを得たのち、プリプレグを金属板、セラミック板などに挟持して加圧下で加熱炉内で加熱硬化し、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）板とする。
【００１２】
得られた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）板を所定の形状に裁断加工し、例えばニトリルゴムとフェノール樹脂とカーボンブラックからなる接着材を介して金属支持板に接合して摩擦板とする（特開平１１−３４９９２４号公報）。摩擦フェーシングを構成する上記ＣＦＲＰ板は、気孔率が０．５〜２０％のものが好ましく、気孔率をこの範囲に調整することにより、摩擦係数と耐摩耗性をバランス良く付与することができる。
【００１３】
摩擦板の摩擦フェーシングが圧接する相手板は、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．５μｍ以下、表面硬度（Ｈｖ）１６０以上の鋼板で構成される。表面粗さを、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．５μｍ以下とすることにより摩擦材の摩耗量が低減し耐久性が向上する。また、相手板の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．３μｍ以下で、表面硬度（Ｈｖ）を３００以上とすることにより、摩擦材の摩耗量が少なくなり耐久性の向上が得られる。
【００１４】
相手板の鋼板は、所定のリング形状に裁断加工し、必要に応じて、窒化、浸炭などの処理を行って表面硬度（Ｈｖ）を１６０以上とし、バレル研磨、バフ研磨などを行って表面粗さ（Ｒａ）を０．５μｍ以下とする。
【００１５】
本発明は、前記のように、摩擦板と該摩擦板が圧接する相手板をそなえた湿式クラッチにおいて、炭素繊維強化樹脂板からなる摩擦フェーシングと、特定の表面粗さと表面硬度を有する鋼板からなる相手板との組合わせにより優れた耐摩耗性、摩擦係数の向上を達成するものである。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、その効果を実証する。なお、これらの実施例は本発明の好ましい一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
実施例１〜２、比較例１〜２
ポリアクリロニトリル系の炭素繊維平織クロスを用い、常法によりフェノール樹脂液を塗布、含浸させたのち、風乾し、炭素質平板に挟持して電気炉内において加圧下で２５０℃に２時間保持して硬化させ、炭素繊維強化樹脂板（ＣＦＲＰ板）を得た。この場合、水銀ポロシメータを用いて測定したＣＦＲＰ板の気孔率は４．７％であった。
【００１８】
比較例３
フェノール樹脂液の塗布量を少なく操作する以外は、上記実施例と同様の手法で炭素繊維強化樹脂板（ＣＦＲＰ板）を得た。測定したＣＦＲＰ板の気孔率は２２％であった。
【００１９】
得られたＣＦＲＰ板を外径８０ｍｍ、内径５０ｍｍ、平均さ厚さ０．５ｍｍのリング形状に裁断加工し、ニトリルゴムとフェノール樹脂とカーボンブラックからなる接着材フィルムをＣＦＲＰ板と同一形状に加工して、この接着材フィルムを介して、ショットブラストを予め施した円環状の金属支持板にＣＦＲＰ板を張り合わせて加熱加圧接着を行い、摩擦板を作製した。
【００２０】
比較例４
炭素繊維の基材にフェノール樹脂を含浸したものを積層し、硬化させて成形体とした。この成形体を１０００℃に焼成、炭化処理してＣ／Ｃコンポジットとし、含浸および焼成の工程を２回行ったものをＣＶＤ処理により炭素を充填して高密度化した後、３０００℃で熱処理して気孔率１４％のＣ／Ｃコンポジット摩擦材を得た。これを金属支持板に接合して摩擦板とした。
【００２１】
比較例５
アラミド繊維、リンターパルプ、カシューダストレンジ、人造黒鉛粉および珪藻土を抄造したシートに、フェノール樹脂を含浸硬化したペーパー摩擦材を金属支持板に熱圧接合して摩擦板を作製した。得られた摩擦板の気孔率は３５％であった。
【００２２】
相手板として、鋼板（ＳＫ５）を外径８０ｍｍ、内径５０ｍｍに加工後、表１に示す表面硬度および表面粗さに調整し、この相手板と上記摩擦板を使用して、有効半径：０．０３５ｍ、面圧：８ＭＰａ、回転数：２０ｒｐｍ、潤滑油：ギアオイル（ＧＬ−５）、油温：８０℃で、連続１００時間の摩擦試験を行い、試験中の摩擦係数、試験後の摩擦板および相手板の摩耗量を測定した。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2005233264.tif 000002
【００２４】
表１に示すように、本発明に従う組合わせ（発明Ｎｏ．１〜２）はいずれも、摩擦係数が０．１２付近を示し、５時間後と１００時間後の変化は少なく安定した摩擦特性を示している。また摩擦板・相手板共に摩耗量が少なく優れた摩擦特性をそなえている。
【００２５】
これに対して、表面粗さ（Ｒａ）が０．８μｍと大きい鋼板を相手板とした組合わせ（比較Ｎｏ．１）は摩擦板の摩耗量が発明Ｎｏ．１〜２の２倍を越え、表面硬度（Ｈｖ）が１６０と小さい鋼板を相手板とした組合わせ（比較Ｎ  ｏ．２）は、摩擦板・相手板共に摩耗量が発明Ｎｏ．１〜２の２倍を越えている。また、気孔率が２２％と大きい摩擦板を組合せたもの（比較Ｎｏ．３）は、摩擦板の摩耗量が発明Ｎｏ．１〜２の４倍を越える値に増大した。
【００２６】
Ｃ／Ｃコンポジットを摩擦板とする組合せ（比較Ｎｏ．４）は、摩擦係数が０．０９７以下と低く、摩耗量は摩擦板・相手板共に発明Ｎｏ．１〜２の３倍を越える値に増大し、摩耗特性の劣るものとなっている。ペーパー摩擦板を組合せたもの（比較Ｎｏ．５）は、初期の摩擦係数は０．１５８と高いものの、以後、摩擦係数は時間と共に顕著に減少して１００時間後には０．０９２となった。摩擦板の摩耗量は発明Ｎｏ．１〜２の２倍を越え、耐久性に劣るものとなっている。