(57)【要約】【課題】係合初期から長期に亘って、湿式摩擦材との間の摩擦特性を安定させることができるセパレータプレートを提供すること。【解決手段】本発明のセパレータプレートは、摺動面の表面粗さが、ＤＩＮ４７７６に基づく油溜り深さＲｖｋで１．０〜５．０μｍ、初期摩耗高さＲｐｋで０．８μｍ以下である。油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋを上記範囲とすることにより、摺動面に油がより多く保持されるとともに、摩擦材との接触面積が大きくなるため、摩擦材への攻撃が抑制され、摩擦材の摩耗量を少なくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式摩擦材と摩擦係合するセパレータプレートにおいて、
表面粗さが、ＤＩＮ４７７６に基づく油溜り深さＲｖｋで１．０〜５．０μｍ、初期摩耗高さＲｐｋで０．８μｍ以下であることを特徴とする、
セパレータプレート。
【請求項２】
酸処理により表面に凹凸を形成した後、前記凹凸の凸部に研磨処理を施し、前記凸部の角を除去することにより製造された、請求項１のセパレータプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機の湿式多板クラッチやブレーキ等の湿式摩擦係合装置におけるセパレータプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の自動変速機では、摩擦板と相手板（以下、「セパレータプレート」という。）を交互に配した多板クラッチを組込み、潤滑油中で、これらのプレートを相互に圧接させることにより摩擦係合させ、また解放することによって、駆動力を伝達又は遮断するようにしている
【０００３】
従来、セパレータプレートは、冷間圧延鋼板等の鋼材板をリングプレート状に打抜いた後にバリ取り研削を行い、最終的な仕上げ処理としてバレル研磨等の研磨処理を施して製造される。研磨処理を行う際には、セパレータプレートと湿式摩擦材との間に所定の摩擦特性を確保するために、セパレータプレートの面粗度が所定の範囲に設定される。
【０００４】
しかしながら、バレル研磨により表面に凹凸を形成した場合、凸部の先端が鋭利に尖った形状となる。この鋭利な形状の凸部は湿式摩擦材を攻撃しやすいので、この部分が摩耗するまでは、セパレータプレートの湿式摩擦材への当たりは一定したものにはならない。すなわち、セパレータプレートの湿式摩擦材への当たりが一定の状態となり、安定した摩擦特性が得られるようになるには、凸部の先端部分が摩耗するまで使用回数を重ねなければならず、係合初期に安定した摩擦特性を得ることができないという問題があった。
また、一般に、相手摩擦材の攻撃性は、セパレータプレートと湿式摩擦材の摺動面に介在する油膜の影響を大きく受けるため、セパレータプレート表面により多くの油を保持させる必要がある。
【０００５】
これらの問題に対して、例えば、表面に微小な凹凸を形成し、この凹凸の間にオイルを保持するとともに、凸部の鋭く尖った角をローラで押圧して除去して凸部の先端を平坦に形成することにより、摩擦材の摩耗を抑制したセパレータプレートが特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１１７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のセパレータプレートの場合、表面の凹凸を研磨により形成するため、凹部の間隔が広くなり、相手摩擦材との接触面積が小さくなる。また、凸部をローラで押圧して除去するため、凸部の除去が不十分になる。このため、安定した摩擦特性が得られないという問題がある。
さらに、凹部が浅く形成されるため油保持能力が低く、表面の油膜切れが起こりやすくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、係合初期から長期に亘って、湿式摩擦材との間の摩擦特性を安定させることができるセパレータプレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は  油中で湿式摩擦材と摩擦係合するセパレータプレートにおいて、摺動面の表面粗さが、ＤＩＮ４７７６に基づく油溜り深さＲｖｋで１．０〜５．０μｍ、初期摩耗高さＲｐｋで０．８μｍ以下であることを特徴とするセパレータプレートによって前記課題を解決した。
本発明のセパレータプレートは、酸処理により表面に凹凸を形成した後、前記凹凸の凸部に研磨処理を施し、前記凸部の角を除去することにより製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のセパレータプレートによれば、摺動面の油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋを上記範囲とすることにより、摺動面に油がより多く保持されるとともに、摩擦材との接触面積が大きくなるため、摩擦材への攻撃が抑制され、摩擦材の摩耗量が少なくなる。その結果、係合初期から長期に亘って、セパレータプレートと湿式摩擦材との間の摩擦特性を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のセパレータプレートについて詳しく説明する。
本発明のセパレータプレートは、摺動面の表面粗さが、ＤＩＮ４７７６に基づく油溜り深さＲｖｋで１．０〜５．０μｍ、初期摩耗高さＲｐｋで０．８μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
従来、湿式クラッチ用セパレータプレートの表面処理について検討する際には、油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋの表面特性について十分に考慮されていなかったが、本発明は、これらの表面特性を特定することによって、より安定した摩擦特性が得られるという知見に基づく。
【００１３】
ここで、図４により、油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋについて説明する。なお、図４に示す負荷曲線は、本発明のセパレータプレート表面の粗さ曲線から得られたものではない。
油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋは、ＤＩＮ４７７６規格（ドイツ規格）により定義されるものであり、以下の方法により算出される。
まず、対象面の粗さ曲線から、図４に示す負荷曲線１０１を作図し、次いで、負荷曲線上の点で負荷長さ率ｔｐ値の差が４０％になるような２点Ａ，Ｂを通る直線の中で傾きが最も小さい直線１０２を作図する。次に、この直線１０２と相対負荷長さ率ｔｐ０％および１００％線との交点Ｃ、Ｄとする。点Ｄを通る水平線と負荷曲線１０１の交点をＥ、負荷曲線１０１とｔｐ１００％線との交点をＦとする。また、点Ｃを通る水平線と負荷曲線１０１との交点をＨ、負荷曲線１０１とｔｐ０％線との交点をＩとする。
【００１４】
油溜り深さＲｖｋは、図４において、線分ＤＥを底辺とし頂点が負荷長さ率ｔｐ１００％線上にある直角三角形の高さＤＧであり、その値は、その直角三角形の面積が、線分ＤＥ、線分ＤＦ、曲線ＥＦで囲まれる部分の面積と等しくなるように算出される。
【００１５】
初期摩耗高さＲｐｋは、図４において、線分ＣＨを底辺とし頂点が負荷長さ率ｔｐ０％線上にある直角三角形の高さＣＪであり、その値は、その直角三角形の面積が、線分ＣＨ、線分ＣＩ、曲線ＨＩで囲まれる部分の面積と等しくなるように算出される。
【００１６】
図１は、本発明のセパレータプレートの一実施形態における摺動面の粗さ曲線を示すグラフであり、図２は従来のバレル研磨処理されたセパレータプレートの摺動面の粗さ曲線を示すグラフである。
図１に示す本発明のセパレータプレートの油溜り深さＲｖｋは２．２０μｍ、図２に示す従来のセパレータプレートの油溜り深さＲｖｋは０．４７μｍである。図１より、本発明のセパレータプレートは、従来のものよりも凹部（谷）が鋭利であり、且つ、深くなっていることが分かる。凹部を深く形成することで、凹部により多くの油が保持されるため、摺動面の冷却効果が高まり、耐久性・耐熱性が向上するとともに、セパレータプレートと湿式摩擦材間に油膜が形成されやすくなる。
本発明のセパレータプレートの摺動面の油溜り深さＲｖｋは、１．０〜５．０μｍである。１．０μｍより小さい場合、油の保持が不十分となる。また、５．０μｍを超えた場合、相手摩擦材の真実接触面積が小さくなる恐れがある。
【００１７】
また、図１に示す本発明のセパレータプレートの初期摩耗高さＲｐｋは０．１９μｍ、図２に示す従来のセパレータプレートの初期摩耗高さＲｐｋは０．４４であり、本発明のセパレータプレートは、従来のものよりも凸部の高さが低く、且つ、先端が平坦になっている。このような形状とすることで、摩擦材への攻撃を低減させることができ、湿式摩擦材の摩耗が抑制される。
本発明のセパレータプレートの摺動面の初期摩耗高さＲｐｋは、０．８μｍ以下である。０．８μｍを超えた場合、相手摩擦材を損傷させてしまう恐れがある。
従って、油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋが上記範囲にある場合、係合初期から長期に亘って、セパレータプレートの摩擦特性を安定させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明のセパレータプレートの算術平均粗さＲａは、０．４〜１．０μｍであることが好ましい。Ｒａが０．４μｍ以下の場合、油溜り深さＲｖｋの確保が困難となる。また、Ｒａが１．０μｍを超えた場合、相手摩擦材との真実接触面積が小さくなる恐れがある。
なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１  １９９４に定義されるものであり、周知のパラメータであるので、説明を省略する。
【００１９】
上記の表面特性を有するセパレータプレートは、酸処理により表面に凹凸を形成した後、前記凹凸の凸部に研磨処理を施し、前記凸部の角を除去することにより、簡便に製造することができる。
【００２０】
酸処理で粗面化処理を行った場合、通常の研磨処理で粗面化する場合よりも、粗さ曲線において、隣り合う局部山頂間の距離を狭くし、また、凹部（谷）を深く形成することができる。
酸処理に用いる酸は、硝酸、フッ化水素酸と硝酸との混酸、フッ化水素酸と硫酸との混酸、塩酸、リン酸等が好ましく、特に硝酸が好ましく用いられる。
処理温度は１０℃〜５０℃、前記酸の水溶液にプレートを浸漬する時間は０．５分〜２．０分であることが好ましい。
また、酸処理により得られる粗面の表面粗さはＲａで１．０〜２．５μｍに調整されるのが好ましい。
【００２１】
酸処理により形成された凹凸（粗面）の凸部先端は鋭く尖っているため、凸部に研磨処理を施し、凸部の角を除去する。研磨処理が施されることにより、凸部先端が平坦に形成される。研磨方法は、供試体を回転させながらのサンドペーパー研磨、ベルト研磨、バレル研磨、バフ研磨のいずれかであることが好ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
（実施例）
炭素鋼板をリングプレート状に打抜き、ベルト研磨によりバリ取りを行った後、以下の方法でプレートの酸処理を行なった。
硝酸の水溶液中に、３０℃で１．０分間プレートを浸漬して、プレート表面を粗面化し、凹凸を形成した。この後、水洗し、次いで乾燥した。酸処理後の表面の算術平均粗さはＲａ２．５μｍであった。
次に、供試体を回転させながらサンドペーパーを用いて表面研磨を行なうことによって油溜り深さＲｖｋを２．２０μｍ、初期摩耗高さＲｐｋを０．１０μｍ、算術平均粗さＲａを０．５６μｍに調整し、セパレータプレートを得た。なお、このセパレータの粗さ曲線は図１に示されている。
【００２４】
（比較例）
炭素鋼板をリングプレート状に打抜き、ベルト研磨によりバリ取りを行った後、仕上げ処理のバレル研磨を行なうことによって、油溜り深さＲｖｋを０．４７μｍ、初期摩耗高さＲｐｋを０．４４μｍ、算術平均粗さＲａを０．２４に調整し、セパレータプレートを得た。なお、このセパレータの粗さ曲線は図２に示されている。
【００２５】
以下に示す条件で、実施例及び比較例の連続すべり耐久評価を行なった。
相手湿式摩擦材；繊維に摩擦調整剤を配合した混合物の抄紙体に、熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化させた後、加圧成形し、湿式摩擦材を作製した。
試験機；低速滑り摩擦試験機
耐久評価条件；回転数：１００ｒｐｍ、油温：１２０℃、面圧：０．６ＭＰａ、油種：ＡＴＦ、滑り時間：３時間
耐久後における湿式摩擦材の摩耗量を測定した。湿式摩擦材の摩耗量は、実施例のセパレータプレートを用いた場合が８μｍ、比較例のセパレータプレートを用いた場合が１９μｍであった。測定結果を図３に示す。
【００２６】
図３に示すように、本発明のセパレータプレートと摩擦係合した湿式摩擦材は、従来のプレートと摩擦係合した湿式摩擦材と比較して、摩耗量が非常に少ないことが分かる。
本発明のセパレータプレートは、従来のプレートよりも算術平均粗さが大きいにも拘わらず、湿式摩擦材への攻撃は小さいことが分かる。これは、本発明のセパレータプレート表面の凹凸の凹部が深く、凸部の先端が平坦に形成されているため、油が多く保持され、且つ、摩擦材との接触面積が大きくなるためであると考えられる。
この結果より、本発明のセパレータプレートは、係合初期から長期に亘って、湿式摩擦材との間の摩擦特性を安定させることができると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のセパレータプレートの一実施形態における摺動面の粗さ曲線を示すグラフ。
【図２】従来のセパレータプレートの摺動面の粗さ曲線を示すグラフ。
【図３】実施例及び比較例と摩擦係合した湿式摩擦材の摩耗量を示すグラフ。
【図４】油溜り深さＲｖｋ及び初期摩耗高さＲｐｋを説明するグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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