(57)【要約】【課題】トルク伝達の際の高強度化および軽量化の双方を満足させ、更にクラッチディスクが相手材に接触して係合するときにおける衝撃を緩和するのに有利なクラッチディスクおよびその製造方法を提供する。【解決手段】クラッチディスク１は、摩擦材２とトルク伝達部材４とを具備している。摩擦材２は、複数の気孔を有する多孔質摩擦材２０を有する。【選択図】図１
2007327510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦材とトルク伝達部材とを具備しており、前記摩擦材は、複数の気孔を有する多孔質摩擦材を有していることを特徴とするクラッチディスク。
【請求項２】
請求項１において、前記摩擦材は、前記摩擦材の厚み方向の中央域が厚み方向の端領域よりも大きな気孔率をもつ気孔率勾配を有することを特徴とするクラッチディスク。
【請求項３】
請求項１または２において、前記摩擦材は、前記摩擦材の厚み方向の中央領域に配置された前記多孔質摩擦材と、前記摩擦材の厚み方向の端領域に配置され前記多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分とを併有していることを特徴とするクラッチディスク。
【請求項４】
請求項３において、前記多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない前記摩擦材部分に係合するように、前記トルク伝達部材は前記摩擦材部分に接触して配置されていることを特徴とするクラッチディスク。
【請求項５】
請求項４において、前記トルク伝達部材は前記摩擦材の内部に埋設されており、且つ、前記摩擦材の表面に沿った第１表出面および第２表出面を有しており、
更に、前記トルク伝達部材の前記第１表出面は前記多孔質摩擦材に対面して接触しており、前記トルク伝達部材の前記第２表出面は、前記多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない前記摩擦材部分に対面して接触していることを特徴とするクラッチディスク。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか一項において、前記トルク伝達部材は、第１トルク伝達部材および第２トルク伝達部材を備えており、前記第１トルク伝達部材および前記第２トルク伝達部材は、前記摩擦材の厚み方向において前記多孔質摩擦材の両側に配置されていることを特徴とするクラッチディスク。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか一項において、前記トルク伝達部材のうち前記摩擦材に埋設されている部分は、前記摩擦材の表出面に沿った平プレート形状をなしていることを特徴とするクラッチディスク。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか一項において、前記摩擦材は、前記摩擦材の表出面に開口するリベット孔を有していない構造をもつことを特徴とするクラッチディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両等に搭載されるクラッチディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクラッチディスクの要部を図５および図６に示す。図５は摩擦材の一部を切除したクラッチディスの斜視図を示す。図６はクラッチディスクの断面図を示す。図５および図６に示すように、クラッチディスクは、リベット孔１０１をもつ二枚の摩擦材１００と、リベット孔１０１に装備されたリベット１１０で二枚の摩擦材１００間に取り付けられたクッショニングプレート２００と、クッショニングプレート２００を固定するクラッチハブ３００とを備えている（特許文献１）。
【０００３】
クッショニングプレート２００は、周方向におけるトルク伝達機能および厚み方向における衝撃緩衝機能を有する。従って、クッショニングプレート２００は、摩擦材１００の厚み方向においてバネ性を発揮するように、厚み方向に変位した部位２００ｅ，２００ｆを形成する屈曲部２００ｘを有しており、二枚の摩擦材１００の間の隙間空間４００に配置されている。このクラッチディスクが相手材に当たると、バネ性をもつクッショニングプレート２００はその衝撃を緩和させる。
【０００４】
また特許文献２には、発泡剤が混練されたゴム成分と繊維成分と熱硬化樹脂とを含むと共に、全体積に対する気孔率が１０〜２０％で、気孔径１マイクロメートル以下の気孔による空間体積が全気孔による空間体積の５０％以上を占めるクラッチフェージングが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、繊維基材、充填剤、摩擦調整剤および熱硬化性樹脂を含み、内部を多孔性とした湿式摩擦材が開示されている。このものによれば、水または熱湯に溶ける粒状、粉末状、繊維状のポリビニルアルコール等の可溶性物質を摩擦材の内部に分散させておき、水または熱湯で可溶性物質を溶解させて気孔を形成する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、炭素繊維または有機繊維からなる繊維状フィラーと、熱硬化性樹脂とからなる樹脂複合体で形成され、摺動面に平均径が１５〜８０マイクロメートルの気孔を３〜３０％の占有面積率で均一に存在させた摺動部材が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５７４２８号公報
【特許文献２】特公平３−８４０７号公報
【特許文献３】特開平８−１８８６５６号公報
【特許文献４】特開平１１−５１０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した技術によれば、トルク伝達の際の高強度化、クラッチホィールとクラッカバーとでクランプされた状態でのクラッチディスクの面圧の均一化させるには、必ずしも充分ではない。更に、軽量化を満足させるにも、必ずしも充分ではない。
【０００８】
特に、図６に示す従来技術によれば、複数の屈曲部２００ｘをもつクッショニングプレート２００が採用されているため、従来技術に係るクラッチディスクが相手材に係合して圧接するとき、屈曲部２００ｘで形成される部位２００ｅと部位２００ｆとにおいて、面圧がかなり相違するおそれがある。このため、クラッチディスクの摩擦材の表面における面圧の均一化の向上には限界がある。このため、摩擦材における局部的な発熱、局部的な摩耗といった現象を回避するには、限界があった。
【０００９】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、トルク伝達の際の高強度化および軽量化の双方を満足させ、更に、クラッチディスクが相手材に当たって係合するときにおいて衝撃を緩和させるのに有利なクラッチディスクおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
・様相１に係るクラッチディスクは、摩擦材とトルク伝達部材とを具備しており、摩擦材は、複数の気孔を有する多孔質摩擦材を有していることを特徴とする。この場合、多孔質摩擦材は複数の気孔を有するため、軽量化を図り得る。ひいてはクラッチディスクの慣性質量を小さくできる。更に多孔質摩擦材は摩擦材の厚み方向において衝撃吸収性をもつため、クラッチディスクが相手材に当たって係合するときにおける衝撃を緩和するのに有利となる。更に、トルク伝達部材を摩擦材に面接触状態で接合させて一体化させる構造を採用できるため、軽量化を図りつつ、トルク伝達の際におけるクラッチディスクの強度を確保できる。
【００１１】
・様相２に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、摩擦材は、摩擦材の厚み方向の中央域が厚み方向の端領域よりも大きな気孔率をもつ気孔率勾配を有することを特徴とする。この場合、摩擦材の厚み方向の中央域の気孔率が大きくなるため、摩擦材の軽量化を図り得る。更にトルク伝達部材を摩擦材に面接触状態で接合させて一体化させる構造を採用できるため、軽量化を図りつつ、トルク伝達の際におけるクラッチディスクの強度を確保できる。
【００１２】
・様相３に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、摩擦材は、摩擦材の厚み方向の中央領域に配置された多孔質摩擦材と、摩擦材の厚み方向の端領域に配置され多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分とを併有していることを特徴とする。この場合、多孔質摩擦材は複数の気孔を有するため、軽量化を図り得る。更にトルク伝達部材を摩擦材に面接触状態で接合させて一体化させる構造を採用できるため、軽量化を図りつつ、トルク伝達の際におけるクラッチディスクの強度を確保できる。厚み方向の外側に配置される当該摩擦材部分は、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ないため、摩擦材の強度を確保すると共に相手材との摩擦摺動性を確保するのに有利となる。
【００１３】
・様相４に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない前記摩擦材部分に係合するように、トルク伝達部材は摩擦材部分に接触して配置されていることを特徴とする。この場合、当該摩擦材部分とトルク伝達部材との係合性が一層高まるため、トルク伝達の際におけるトルク伝達部材によるトルク伝達性が高まると共に、トルク伝達の際にクラッチディスクの強度が確保される。
【００１４】
・様相５に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、トルク伝達部材は摩擦材の内部に埋設されており、且つ、トルク伝達部材は摩擦材の表面に沿った第１表出面および第２表出面を有しており、更に、トルク伝達部材の第１表出面は多孔質摩擦材に対面して接触しており、トルク伝達部材の第２表出面は、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分に対面して接触していることを特徴とする。この場合、当該摩擦材部分とトルク伝達部材との係合性を確保しつつ、トルク伝達部材を多孔質摩擦材に接近させることができる。故に、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分の厚みをできるだけ確保することができる。よって当該摩擦材部分の長寿命化に貢献できる。
【００１５】
・様相６に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、トルク伝達部材は、第１トルク伝達部材および第２トルク伝達部材を備えており、第１トルク伝達部材および第２トルク伝達部材は、摩擦材の厚み方向において多孔質摩擦材の両側に配置されていることを特徴とする。この場合、上記した作用の他に、摩擦材の厚み方向のバランス性を向上させるのに有利となる。
【００１６】
・様相７に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、トルク伝達部材のうち摩擦材に埋設されている部分は、摩擦材の表出面に沿った平プレート形状をなしていることを特徴とする。このようにトルク伝達部材のうち摩擦材に埋設されている部分は平プレート形状をなしているため、図６に示す従来技術とは異なり、厚み方向に変位した部位２００ｅ，２００ｆを形成する複数の屈曲部２００ｘをもつクッショニングプレート２００が設けられておらず、複数の屈曲部２００ｘに起因するバネ性（厚み方向のバネ性）のバラツキが低減される。
【００１７】
従って、クラッチディスクが相手材に係合して圧接するとき、クラッチディスクの表面における面圧の均一化に有利となり、クラッチディスクにおいて局部的に面圧が大きくなることが抑制される。ひいては、クラッチディスクが相手材に圧接して係合するとき、局部的な発熱の抑制、局部的な摩耗を抑制できる利点が一層期待される。更に、トルク伝達部材のうち摩擦材に埋設されている部分は、摩擦材の表出面に沿った平プレート形状をなしているため、屈曲部２００ｘが設けられている場合に比較して、クラッチディスクの総厚みを抑えるのにも有利である。従って、クラッチディスクの薄肉化、軽量化に一層有利となる。この意味においても、クラッチディスクの慣性質量を一層小さくするのに有利となる。
【００１８】
・様相８に係るクラッチディスクによれば、上記した様相において、摩擦材は、摩擦材の表出面に開口するリベット孔を有していない構造をもつことを特徴とする。この場合、クラッチディスクが相手材と摺動するとき、面圧の均一化に一層貢献できる。このためクラッチディスクにおいて局部的に過剰に面圧が大きくなることが抑制され、局部的な発熱の抑制、局部的な摩耗を抑制できる利点が一層期待される。更に、摩擦材がリベット孔およびリベットを有しない構造が採用されているため、クラッチディスクのバースト強度を向上させるのに有利となる。
【００１９】
更にリベットが使用されていない構造を採用できるため、摩擦材の総厚みも薄くさせるのにも有利であり、この意味においても軽量化に一層貢献できる。また、リベット孔の形成に起因するバリ発生、リベット孔を形成する作業に起因するコストアップが抑えられる。なお、バリはジャダー特性を向上させるためには好ましくない。更に、リベット孔にリベットを締結する面倒な工程も廃止され、生産性の向上させるのに有利となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るクラッチディスクによれば、多孔質摩擦材は多数の気孔を有するため、軽量化を図り得る。従って、クラッチディスクが相手材に当たって係合するときにおける衝撃を緩和させるのに有利となる。更に、多孔質摩擦材は多数の気孔を有しており、軽量化に有利であるため、クラッチディスクの慣性質量を小さくするのに有利となる。この場合、クラッチディスクを搭載するシンクロ機構のサイズ、変速装置のサイズの小型化、搭載スペースの小型化に有利となる。更にまた、トルク伝達部材を摩擦材に面接触状態で接合させて一体化させる構造を採用できる。このため、軽量化を図りつつも、トルク伝達の際におけるクラッチディスクの強度を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
摩擦材としては、摩擦材の厚み方向において気孔率勾配を有する形態が例示される。この場合、摩擦材は、摩擦材の厚み方向において気孔率勾配を有するため、摩擦材の軽量化を図り得る。ひいてはクラッチディスクの慣性質量を小さくでき、クラッチディスクが相手材に接触して係合するとき、衝撃を緩和させるのに有利である。この場合、クラッチディスクを搭載するシンクロ機構のサイズ、変速装置のサイズの小型化、搭載スペースの小型化に有利となる。摩擦材の気孔率勾配としては、摩擦材の厚み方向の中央域が厚み方向の端領域よりも相対的に大きくなる気孔率をもつ気孔率勾配である形態が例示される。
【００２２】
本発明によれば、摩擦材は、摩擦材の厚み方向の中央領域に配置された多孔質摩擦材と、摩擦材の厚み方向の端領域に配置され多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分とを併有している形態が例示される。当該摩擦材部分は、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ないものであれば良く、気孔を有する孔質性をもつ構造でも良いし、あるいは、気孔を実質的に有しない緻密構造でも良い。
【００２３】
本発明によれば、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分に、トルク伝達部材は配置されている形態が例示される。この場合、当該摩擦材部分は多孔質摩擦材よりも気孔率が少ないため、当該摩擦材部分とトルク伝達部材との係合性が高まる。ひいてはトルク伝達部材によるトルク伝達性が高まる。
【００２４】
多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分に、トルク伝達部材は係合するうように、当該摩擦部分に配置されている形態が例示される。この場合、当該摩擦材部分とトルク伝達部材との係合性が一層高まる。この場合、トルク伝達部材は、多孔質摩擦材よりも気孔率が少ない摩擦材部分に対面して接触しているため、厚み方向においてトルク伝達部材は当該摩擦材部分に接近しており、当該摩擦材部分の厚みが確保され、当該摩擦材部分の長寿命化に有利となる。
【００２５】
本発明によれば、トルク伝達部材は、第１トルク伝達部材および第２トルク伝達部材を備えており、第１トルク伝達部材および第２トルク伝達部材は、摩擦材の厚み方向において多孔質摩擦材の両側に配置されている形態が例示される。この場合、摩擦材の厚み方向のバランス性が確保される。なお第１トルク伝達部材および第２トルク伝達部材は一体的に連結されていても良いし、あるいは、別体であっても良い。
【００２６】
本発明によれば、トルク伝達部材のうち摩擦材に埋設されている部分は、摩擦材の表出面に沿った平プレート形状をなしている形態が例示される。『摩擦材の表出面に沿った』とは、摩擦材の表出面に対して平行である状態、実質的に平行である状態を含む。トルク伝達部材が平プレート形状であるため、クラッチディスクの厚み方向におけるトルク伝達部材のバネ性の過剰なバラツキが抑制される。よって、クラッチディスクが相手材に係合するとき、面圧の均一化に一層有利となる。このためクラッチディスクにおける局部的な発熱の抑制、局部的な摩耗を抑制できる利点が一層期待される。また、摩擦材としては、摩擦材の表出面に開口するリベット孔を有していない構造をもつことが好ましい。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施例１について図１を参照して説明する。本実施例は車両に搭載されているマニュアルトランスミッション装置に用いられる乾式クラッチ機構に使用されるクラッチディスク１を対象とする。
【００２８】
図１（Ａ）はクラッチディスク１の断面を示す。仮想線ＰＡはクラッチディスク１の厚みの中心線を示す。図１（Ａ）に示すように、クラッチディスク１は、有機系および無機系の摩擦材料を基材とする摩擦材２と、摩擦材２に埋設された金属製のトルク伝達部材４とを備えている。
【００２９】
摩擦材２は、ガラス繊維からなる基材繊維、フェノール樹脂からなる樹脂結合材、摩擦調整剤（カシューダスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、グラファイト、銅粉等）を有する。基本的な配合比としては、ガラス繊維が３５質量部、フェノール樹脂、ゴムなどの有機成分が５１質量部、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機成分が８質量部、銅線および銅粉が６質量部とした。但し、配合比はこれに限定されるものではない。
【００３０】
摩擦材２は、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）において気孔率勾配を有する。つまり、摩擦材２においては、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）の中央域の気孔率が、厚み方向の端領域の気孔率よりも高くなるような気孔率勾配が設定されている。具体的には、摩擦材２は、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）の中央領域に配置され多数の気孔をもつ多孔質摩擦材２０と、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）の端領域に配置された摩擦材部分２５とを併有している。
【００３１】
多孔質摩擦材２０は多数の気孔を有するため、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）において衝撃吸収性を発揮できる。殊に、多孔質摩擦材２０は摩擦材２の全周にわたり形成されているため、摩擦材２の全周にわたり衝撃吸収性の均一性が図られる。更に、多孔質摩擦材２０は、厚み方向の外側に配置されておらず、相手材と摩擦摺動しないため、クラッチディスク１の摩擦特性を損なうことも抑えられる。
【００３２】
図１（Ｂ）は多孔質摩擦材２０の気孔率の変移状態の一例を示す。図１（Ｂ）に示すように、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、多孔質摩擦材２０の中央の気孔率が最も高く、厚み方向（矢印Ｔ方向）において多孔質摩擦材２０の中央から離れるに連れて気孔率は次第に低下している。
【００３３】
衝撃緩和性およびトルク伝達性などを考慮して、多孔質摩擦材２０の気孔率、気孔のサイズ等を適宜設定することが好ましい。多孔質摩擦材２０の気孔率としては、多孔質摩擦材２０の見掛け体積（気孔を含む体積）を１００体積％とするとき、気孔が占める割合、即ち、気孔率は１５〜５０体積％に設定されている。
【００３４】
具体的には、多孔質摩擦材２０の厚み方向（矢印Ｔ方向）の中央における気孔率は約５０体積％に設定され、多孔質摩擦材２０の厚み方向（矢印Ｔ方向）の端における気孔率は約１５体積％に設定されている。気孔率としては、ポロシメータ（気孔率測定器）を用い、粘性流体（潤滑油（鉱油））中に試料を置き加圧して粘性流体の浸透量により測定した。
【００３５】
なお、摩擦材２の総厚さが６．０ミリメートルの場合では、多孔質摩擦材２０の厚みＴＢ（図１（Ａ）参照）は、２ミリメートル以下、殊に０．５〜１ミリメートルに設定されている。
【００３６】
図１（Ａ）に示すように、クラッチディスク１の厚み方向（矢印Ｔ方向）において、摩擦材部分２５は多孔質摩擦材２０を挟んでいる。摩擦材部分２５は、多孔質摩擦材２０よりも気孔率が少ない。ここで、摩擦材部分２５の見掛け体積（気孔を含む体積）を１００体積％とするとき、摩擦材部分２５における気孔が占める割合、即ち気孔率は約３体積％に設定されている。
【００３７】
図１（Ａ）に示すように、多孔質摩擦材２０よりも気孔率が少ない摩擦材部分２５は、表出面２５ｉを有する。摩擦材部分２５の表出面２５ｉは平坦であり、相手材に係合するとき相手材と摩擦摺動する。摩擦材部分２５（多孔質摩擦材２０よりも緻密に部分）に、トルク伝達部材４は配置されている。
【００３８】
トルク伝達部材４は、従来技術に係るクラッチディスクにおけるクッショニングプレート２００に相当するものであり、クラッチハブ３００（図５参照）に固定される。トルク伝達部材４は、互いに非対面状態に配置された第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２を備えている。なお本実施例によれば、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、一体に連結されていても良いし、あるいは、別体でも良い。
【００３９】
図１（Ａ）に示すように、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、平プレート状をなしており、摩擦材２の内部に埋設されており、摩擦材２の厚み方向において多孔質摩擦材２０の両側に配置されている。従って、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）において多孔質摩擦材２０を挟むように、多孔質摩擦材２０に接触して配置されている。ここで、第１トルク伝達部材４１は、互いに背向する第１表出面４５および第２表出面４６と、端部４７とを有する。同様に、第２トルク伝達部材４２は、互いに背向する第１表出面４５および第２表出面４６と、端部４７とを有する。
【００４０】
ここで、端部４７は、クラッチディスク１の周方向における第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２のそれぞれの端部に相当する。図１（Ａ）に示すように、端部４７は、当該摩擦材部分２５に対面して接触状態で接合されており、当該摩擦材部分２５に係合している。更に、図１（Ａ）に示すように、トルク伝達部材４の第２表出面４６は、気孔率が相対的に低い摩擦材部分２５に対面して面接触状態で接合されている。この場合、トルク伝達部材４の端部４７を当該摩擦材部分２５に良好に係合させる構造を採用するのに有利となり、トルク伝達部材４によるトルク伝達性が良好に確保される。
【００４１】
更に図１（Ａ）に示すように、トルク伝達部材４を構成する第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２の第１表出面４５（内側向きの表出面）は、多孔質摩擦材２０に対面しており、多孔質摩擦材２０に面接触状態で接合されている。この構造により、図１（Ａ）から理解できるように、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、トルク伝達部材４の第２表出面４６（外側向きの表出面）を、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、できるだけ多孔質摩擦材２０に接近させることができる。換言すれば、トルク伝達部材４を構成する第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２の第２表出面４６を、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、表出面２５ｉからできるだけ遠ざけることができる。
【００４２】
この結果、多孔質摩擦材２０と摩擦材２の摩擦材部分２５の表出面２５ｉとの間の距離寸法ＬＡ（図１（Ａ）参照）を、できるだけ厚めに確保することができる。従って、気孔率が少ない緻密な摩擦材部分２５の厚み寸法ＴＡを、できるだけ確保することができる。ひいては、摩擦材部分２５の長寿命化、ひいてはクラッチディスク１の長寿命化を図り得る。
【００４３】
更に本実施例によれば、トルクを受けるトルク伝達部材４の第１表出面４５が衝撃吸収力を有する多孔質摩擦材２０に直接的に対面して接触している。特に、面接触状態で接触している。このためクラッチディスク１が相手材に押しつけられて係合するとき、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、トルク伝達部材４に作用する衝撃を緩和させるのに有利となる。
【００４４】
本実施例によれば、クラッチディスク１の表面に対して垂直方向と平行な方向（図１（Ａ）に示す矢印ＫＡ方向）からクラッチディスク１を投影するとき、摩擦材２の投影面積を１００％と相対表示するとき、トルク伝達部材４の投影面積は５０％以上に設定されており、具体的には７０〜８０％程度に設定されている。ここで、トルク伝達部材４は、クラッチディスク１の表面に沿ったプレート状であり、クラッチディスク１の摩擦材２の面方向に沿った剛性を有するものの、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）においては実質的にバネ特性を有していない構造とされている。このトルク伝達部材４をクラッチハブ３００に固定すれば、本実施例に係る摩擦材２はクラッチハブ３００（図５参照）に固定される。
【００４５】
以上説明した本実施例に係るクラッチディスク１によれば、多孔質摩擦材２０は、複数の気孔を有しているため、軽量化に有利となり、更に、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）において衝撃吸収性をもつ。このためクラッチディスク１が相手材に押しつけられて係合するとき、クラッチディスク１の衝撃吸収性を確保することができる。殊に、多孔質摩擦材２０は摩擦材２の全周（全長）にわたり形成されているため、摩擦材２の全周（全長）にわたり衝撃吸収性の均一性が図られる。
【００４６】
更に本実施例によれば、相手材と摩擦するのは、気孔に富む多孔質摩擦材２０ではなく、気孔が少なく多孔質摩擦材２０よりも相対的に緻密な当該摩擦材部分２５であるため、多孔質摩擦材２０の長寿命化、ひいてはクラッチディスク１の長寿命化に有利となる。
【００４７】
上記したような構造をもつ本実施例によれば、クラッチディスク１を相手材に押しつけて係合させたとき、摩擦材２の面方向（矢印ＳＡ方向）における剛性分布の均一化を図り易い。このためクラッチディスク１を相手材に押しつけて圧縮させたとき、面圧の均一化を図り易い。この結果、クラッチディスク１における摩擦による発熱の均一性が向上する。ひいては局部的な異状発熱が抑制され、クラッチディスク１における摩擦係数の変動が抑制される。
【００４８】
上記したように本実施例によれば、クラッチディスク１を相手材に圧接させたときにおける面圧の均一性、剛性の均一性が向上する。このため、クラッチディスク１と相手材との摩擦力の均一性を向上でき、ジャダー特性が良好となり、摩擦面における摩擦温度を低めで且つ均一化を図り得る。従ってクラッチディスク１における摩擦材２の摩耗量も抑制できる。なお、ジャダーとは、車両の発進時に起きる異常振動で、クラッチを介して継続されている駆動軸と被駆動軸との間の捻り振動が車体に伝播し、運転者に伝達される不快な振動をいう。摩擦材２の摩耗は、摩擦面の摩擦温度が高くなるにつれて急激に増加する傾向が見られる。
【００４９】
これに対して、図６に示す従来技術によれば、摩擦材の厚み方向（矢印Ｔ方向）におけるバネ特性をもつクッショニングプレート２００は屈曲部２００ｘを有しており、クラッチディスク１を相手材に押しつけて圧縮した際に、クッショニングプレート２００が対面する部位と、クッショニングプレート２００が対面しない部位とにおいて、面圧の均一性がかなり低下するおそれがあり、ジャダー特性の向上には限界がある。
【００５０】
更に本実施例によれば、クラッチディスク１は複数の気孔を有する多孔質摩擦材２０を備えているため、クラッチディスク１の質量の軽量化に有利となり、ひいてはクラッチディスク１の慣性質量を小さくでき、クラッチディスク１を搭載するシンクロ機構のサイズ、変速装置のサイズの小型化、搭載スペースの小型化に有利となる。
【００５１】
加えて図１（Ａ）に示すように、トルク伝達部材４の端部４７は当該摩擦材部分２５に係合しているため、摩擦材２の面方向（矢印ＳＡ方向）に沿ったトルク伝達部材４によるトルク伝達性が良好に確保される。また、トルク伝達部材４のうち第１表出面４５は多孔質摩擦材２０に直接的に対面しつつ、トルク伝達部材４のうち第１表出面４５に背向する第２表出面４６は、気孔率が少ない摩擦材部分２５に対面している。このためクラッチディスク１の厚みの薄肉化を図りつつ、トルク伝達部材４の第２表出面４６と摩擦材２の摩擦材部分２５の表出面２５ｉとの間の距離寸法ＬＡ（図１（Ａ）参照）を厚めに確保することができる。従って、クラッチディスク１の厚みの薄肉化を図りつつ、気孔率が少ない緻密な摩擦材部分２５の厚み寸法ＴＡ（図１（Ａ）参照）をできるだけ厚めに確保することができ、摩擦材部分２５の長寿命化を図るのに有利となる。
【００５２】
なお、図１（Ａ）に示すように、摩擦材部分２５は厚み方向（矢印Ｔ方向）において多孔質摩擦材２０を挟むように２層とされており、摩擦材部分２５の厚み寸法ＴＡ×２の寸法は、多孔質摩擦材２０の厚み寸法ＴＢよりも大きく設定されている。多孔質摩擦材２０の厚み寸法ＴＢは、２ミリメートル以下に設定されており、例えば０．５〜１．０ミリメートルに設定できる。
【００５３】
また本実施例によれば、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）のバネ特性は、摩擦材２のうち、多数の気孔を有する多孔質摩擦材２０により得られる。このため、トルク伝達部材４を構成する第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、摩擦材２の面方向（矢印ＳＡ方向）におけるトルク伝達性を有していれば、矢印Ｔ方向に大きなバネ特性を有していなくても良い。故に、トルク伝達部材４を構成する材質をばね材以外にも広く拡大することができる。即ち、バネ材の他に、鉄系以外の材質、即ち、アルミニウム合金、マグネシウム合金、または硬質樹脂材等といった比重が小さな他の材質に変更することも可能となる。この意味においても、クラッチディスク１の軽量化、低慣性化、低コスト化に一層有利となる。
【００５４】
更に摩擦材にリベット孔が形成されている従来技術（図６参照）では、使用時に負荷を受けると、リベットおよびリベット孔が微小運動を繰り返すおそれがあるため、リベット孔の容積が次第に増加するおそれがある。このため、クラッチディスク１のバースト強度の向上には限界がある。更にリベット孔が摩擦材の面方向（矢印ＳＡ方向）における剛性の均一性を低下させる要因ともなる。更にリベット孔を形成する従来技術では、リベットの頭部高さ寸法と首下寸法とが必要とされるため、摩擦材の厚みの薄肉化には限界がある。
【００５５】
この点本実施例によれば、図１（Ａ）に示すように、摩擦材２は、これの表出面２５ｉを開口するリベット孔を有せず、従ってリベット孔に挿入されるリベットを使用しない構造とされており、摩擦材２はリベットを使用せずに一体化されている。このように本実施例によれば、摩擦材２はリベット孔およびリベットを有しない構造を有するため、クラッチディスク１のバースト強度を向上させるのに有利となる。ここで、従来技術のようにリベットによる固定構造が採用されているときには、摩擦材そのもののバースト強度と、組立後のクラッチディスク組付体の状態でのバースト強度とはほとんど変わらない。これに対して本実施例によれば、リベット孔が設けられておらず、更に、トルク伝達部材４を構成する第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２が摩擦材部分２５に面状態で接触している構造が採用されているため、これによる強度アップ効果が得られ、摩擦材単体の場合よりもバースト強度を高くできる利点が得られる。
【００５６】
更にリベット孔が使用されていない構造が採用されているため、摩擦材２の総厚みも薄くするのに有利であり、この意味においても軽量化に貢献できる。更に本実施例によれば、摩擦材２の表出面２５ｉで開口するリベット孔が形成されていないため、摩擦材２の面方向（矢印ＳＡ方向）における剛性の均一性を更に向上させることができる。
【００５７】
また本実施例によれば、前述したようにクラッチディスク１にリベット孔自体を形成せずともよいため、リベット孔の形成に起因するバリ発生、リベット孔を形成する作業に起因するコストアップが抑えられる。なお、バリはジャダー特性を向上させるためには好ましくない。更に、リベット孔にリベットを締結する面倒な工程も廃止され、生産性の向上を図り得る。
【００５８】
更に本実施例によれば、摩擦材２の内部にトルク伝達部材４が埋設されているため、摩擦材２の摩擦で発生した熱はトルク伝達部材４を介してハブ側に放熱され易くなる。殊に摩擦材２の厚みの薄肉化を図り得るため、摩擦材２の摩擦材部分２５の表出面２５ｉと相手材との摩擦で発生した摩擦熱をトルク伝達部材４を介してハブ側に放熱させ易くなる。このように、金属製（例えば炭素鋼系、アルミ合金系）のトルク伝達部材４は伝熱促進部材としても機能することができ、摩擦が激しいときであっても、摩擦材２の摩擦温度を低めにできる利点が得られる。よって、摩擦材２および相手材の摩耗量が低下すると共に、フェード発生限界温度の向上、熱履歴に伴う変形量の低減効果が得られる。
【００５９】
加えて本実施例によれば、図１（Ａ）に示すように、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、互いに非対面状態に摩擦材２の内部に埋設されている。このため第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２を摩擦材２の内部に接合状態に埋設する埋設強度を確保するのに有利となる。
【００６０】
（試験例）
上記した実施例１に基づいて、試験例に係るクラッチディスクを作製し、特性を調べた。試験例によれば、樹脂を調合した後に、樹脂をガラス繊維に含浸させた後に乾燥し、ゴムカバーリングを行った部材を形成した。その部材を巻き取り、巻取体を形成した。巻取体を熱成形し、その後研磨してクラッチディスクを形成した。トルク伝達部材となるプレートは巻き取り中にセットした。
【００６１】
比較例として、図５に示す従来技術に係るクラッチディスクを用い、同様に特性を調べた。比較例によれば、樹脂を調合した後に、樹脂をガラス繊維に含浸させた後に乾燥し、ゴムカバーリングを行った部材を形成した。その部材を巻き取り巻取体を形成した。巻取体を熱成形し、その後研磨し、リベット孔を形成し、リベットで締結してクラッチディスクを形成した。
【００６２】
表１は、試験例に係るクラッチディスクおよび比較例に係るクラッチディスクについて寸法、価格、慣性質量等を示す。表２は摩擦試験したときにおける摩擦性能を示す。表１および表２において、比較例の場合を１００として相対表示した結果を付する。
【００６３】
摩擦試験は、摩擦材単板を用いた試験結果であり、ｄμ／ｄＶは摩擦係数μの速度変化率を演算した値を示す。バースト強度は摩擦材単体を回転させて摩擦材が破壊した回転数を示す。実車ジャダー評価は発進時における加速度を測定した値による判定とした。実施例１に相当する試験例によれば、表１に示すように摩擦材の厚みについては６．０ミリメートルと薄くでき、慣性質量については比較例を相対表示で１００としたとき７５とかなり小さくできた。更に表２に示すように、摩耗量が少な目であり、フェード温度、バースト強度、ジャダー特性も良好であり、実車ジャダー評価も良好であった。
【００６４】
【表１】
2007327510.tif 000003
【００６５】
【表２】
2007327510.tif 000004
【００６６】
【表３】
2007327510.tif 000005
【００６７】
【表４】
2007327510.tif 000006
【００６８】
なお、上記した試験例で用いた摩擦材２の基本組成を表３に示し、摩擦材２の気孔率を表４に示す。表３に示すように、摩擦材２の基本組成としては、ガラス繊維が約３５質量％、有機成分が５１質量％、無機成分が約８質量％、金属が約６質量％とした。表４に示すように、摩擦材２の摩擦材部分２５において、気孔率が約３％で、気孔径は１０〜０．１マイクロメートルの大きさのものが大部分を占めていた。多孔質摩擦材２０において、気孔率が最大の最大部で約５０％、摩擦材部分２５に近傍の部位では約１５％であり、気孔径は１０〜１００マイクロメートルの大きさとした。このように摩擦材部分２５における気孔率および気孔サイズよりも、多孔質摩擦材２０における気孔率および気孔サイズが大きかった。
【００６９】
試験例においても、前述したように、多孔質摩擦材２０は多数の気孔を有しているため、軽量化に有利となり、更に、摩擦材２の厚み方向（矢印Ｔ方向）において衝撃吸収性をもつ。このためクラッチディスク１が相手材に押しつられて係合するとき、クラッチディスク１の衝撃吸収性を確保することができる。殊に、多孔質摩擦材２０は摩擦材２の全周（全長）にわたり形成されているため、摩擦材２の全周（全長）にわたり衝撃吸収性の均一性が図られる。
【実施例２】
【００７０】
本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。共通する部位には共通の符号を付する。本実施例によれば、ガラス繊維等の基材繊維にフェノール樹脂等の結合材を含浸させると共にゴムでカバーリングした部材を用いる。そして、その部材をドーナッ形状に巻き取ることにより巻取体を形成し、巻取体を加熱することにより熱成形し、クラッチディスク１を形成する。巻取体を形成する際にトルク伝達部材を配置させた。この場合、クラッチディスク１の厚み方向の中央域となる部分に発泡剤を予め配合しておく。熱成形すると、発泡剤が発泡するため、複数の気孔をもつ多孔質摩擦材２０が形成される。発泡剤としては、加熱されるとガスを発生させるものを採用でき、ジニトロソ・ペンチメチレン・テトラミン、アゾジカルボソアミドなどが例示される。
【実施例３】
【００７１】
本実施例は実施例２と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。共通する部位には共通の符号を付する。本実施例によれば、クラッチディスク１の厚み方向の中央域となる部分に、発泡剤の代えて、中空剤が配合されて多孔質摩擦材２０が形成されている。中空剤としては微小中空体が挙げられる。微小中空体としては、アルミナバルブ、フライアッシュ球、ガラス球、カナマイト、シラスバルーン、シリカバルーン、発泡ガラス、マイクロバルーン、パーライト、カーボスフェア、クレカスフェア、炭素中空体、フェノールマイクロバルーンなどの少なくも１種が例示される。
【実施例４】
【００７２】
本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。共通する部位には共通の符号を付する。本実施例によれば、熱成形途中のガス抜き工程において、成形型に配置されている摩擦材２の厚み方向の中央域に、窒素ガス等の不活性のガスを注入した状態で摩擦材２を熱成形し、クラッチディスク１を形成する。一般的には、気孔率は、ガスを注入した部分が最も高く、そこから離れるにつれて気孔率は次第に低下する。
【実施例５】
【００７３】
本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。共通する部位には共通の符号を付する。本実施例によれば、ガラス繊維等の基材繊維にフェノール樹脂等の結合材を含浸させると共にゴムでカバーリングした部材を用いる。そして、その部材をドーナッ形状に巻き取ることにより巻取体を形成し、巻取体を熱成形することによりクラッチディスク１を形成する。そして、クラッチディスク１の厚み方向の中央域では、有機成分（樹脂材および／またはゴム材）が多くなるようにする。この場合、熱成形時において、摩擦材２の厚み方向の中央域の発生ガス量を増加させることにより、複数の気孔をもつ多孔質摩擦材２０が形成される。
【実施例６】
【００７４】
本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。共通する部位には共通の符号を付する。本実施例によれば、ガラス繊維等の基材繊維にフェノール樹脂等の結合材を含浸させると共にゴムでカバーリングした部材を用いる。その部材をドーナッ形状に巻き取り、熱成形することによりクラッチディスク１を形成する。ここで、クラッチディスク１の厚み方向の中央域では、酸溶液またはアルカリ溶液等の溶液により溶出可能な溶出成分が多くなるように、溶出成分が配置されている。熱成形後において、酸溶液またはアルカリ溶液等の溶液に摩擦材２を所定時間浸漬させ、溶出成分を摩擦材２から溶液に溶出させることにより、複数の気孔をもつ多孔質摩擦材２０が形成される。
【実施例７】
【００７５】
図２は実施例７を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図２に示すように、本実施例に係るクラッチディスク１Ｂによれば、トルク伝達部材４の端部４７には、トルク伝達部材４の本体部に対して表出面２５ｉ側に向けてほぼＬの字形状に曲成された係合部４８が形成されている。これによりトルク伝達部材４に対する係合性が向上し、トルク伝達部材４によるトルク伝達性が向上する。ここで、トルク伝達部材４の係合部４８は、当該摩擦材部分２５に対面接触して係合している。トルク伝達部材４の第１表出面４５は多孔質摩擦材２０に対面して接合されている。トルク伝達部材４の第２表出面４６は、気孔率が少ない摩擦材部分２５に対面して接合されている。
【実施例８】
【００７６】
図３は実施例８を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例に係るクラッチディスク１Ｃは、互いに対面する第１摩擦材８１と第２摩擦材８１とを備えている。クラッチディスク１Ｃを組み付けた状態において、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、第１摩擦材８１と第２摩擦材８１の間には隙間８３が形成されている。図３に示すように、第１摩擦材８１は、気孔に富む多孔質摩擦材２０と、多孔質摩擦材２０よりも気孔率が少なく多孔質摩擦材２０よりも相対的に緻密な第１摩擦材部分２５と、多孔質摩擦材２０に対面するように第１摩擦材部分２５に配置された第１トルク伝達部材４１とを有する。
【００７７】
また図３に示すように、第２摩擦材８２は、多孔質摩擦材２０よりも気孔率が少ない第２摩擦材部分２５と、第２摩擦材部分２５に埋設された第２トルク伝達部材４２とを有する。第２トルク伝達部材４２は隙間８３を介して多孔質摩擦材２０に対面している。第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、クラッチハブ３００（図５参照）に固定されている。これにより第１摩擦材８１および第２摩擦材８１は、クラッチハブ３００（図５参照）に固定されている。
【００７８】
本実施例によれば、前記した記載から理解できるように、クラッチディスク１Ｂの第１摩擦材８１または第２摩擦材８１が相手材に押しつけられて係合するとき、多数の気孔を有する多孔質摩擦材２０が厚み方向（矢印Ｔ方向）において衝撃緩和機能を果たす。また、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２は、これらの面方向（矢印ＳＡ方向）におけるトルク伝達機能を果たす。ここで、図３から理解できるように、第１トルク伝達部材４１の端部４７および第２トルク伝達部材４２の端部４７は、第２摩擦材部分２５に係合しているため、面方向（矢印ＳＡ方向）におけるトルク伝達性が確保される。
【００７９】
図３に示すように、第１トルク伝達部材４１は多孔質摩擦材２０に対面しており、第２トルク伝達部材４２は隙間８３に対面しているため、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２に与える負荷を低減するのに有利である。
【実施例９】
【００８０】
図４は実施例９を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例に係るクラッチディスク１Ｄは、第１摩擦材８１Ｄと第２摩擦材８１Ｄとを備えている。クラッチディスク１Ｄを組み付けた状態において、厚み方向（矢印Ｔ方向）において第１摩擦材８１Ｄと第２摩擦材８１Ｄの間には隙間８３が形成されている。
【００８１】
第１摩擦材８１Ｄは、複数の気孔を有する多孔質摩擦材２０Ｄと、多孔質摩擦材２０Ｄよりも気孔率が少ない第１摩擦材部分２５Ｄと、多孔質摩擦材２０Ｄに対面するように第１摩擦材部分２５Ｄに配置された第１トルク伝達部材４１Ｄとを有する。また図４に示すように、第２摩擦材８２Ｄは、多孔質摩擦材２０Ｄと、多孔質摩擦材２０Ｄよりも気孔率が少ない第２摩擦材部分２５Ｄと、多孔質摩擦材２０Ｄに対面するように第２摩擦材部分２５Ｄに埋設された第２トルク伝達部材４２Ｄとを有する。第１トルク伝達部材４１Ｄおよび第２トルク伝達部材４２Ｄは、クラッチハブ３００（図５参照）に固定されている。これにより第１摩擦材８１Ｄおよび第２摩擦材８１Ｄは、クラッチハブ３００（図５参照）に固定されている。
【００８２】
本実施例によれば、前記した記載から理解できるように、クラッチディスク１Ｄの第１摩擦材８１Ｄまたは第２摩擦材８１Ｄが相手材に押しつけられて係合するとき、気孔に富む多孔質摩擦材２０Ｄが衝撃緩和機能を果たす。また、第１トルク伝達部材４１Ｄおよび第２トルク伝達部材４２Ｄは、これらの面方向（矢印ＳＡ方向）におけるトルク伝達機能を果たす。
【００８３】
本実施例によれば、図４に示すように、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２Ｄは多孔質摩擦材２０Ｄに対面しているため、厚み方向（矢印Ｔ方向）において、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２に与える負荷を低減するのに有利である。
【００８４】
ここで本実施例においても、図４から理解できるように、第１トルク伝達部材４１の端部４７および第２トルク伝達部材４２の端部４７は、第２摩擦材部分２５に係合しているため、面方向（矢印ＳＡ方向）におけるトルク伝達性が確保される。
【００８５】
その他、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上記した実施例は、乾式クラッチ機構に使用されるクラッチディスクに適用されているが、湿式クラッチ機構に使用されるクラッチディスクに適用されても良い。なお、各実施例において、図２に示すように、第１トルク伝達部材４１および第２トルク伝達部材４２の端部４７をＬの字形状に曲成して係合部を形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明はクラッチディスクに利用される。例えば乾式または湿式のクラッチ機構に使用されるクラッチディスクに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】（Ａ）は実施例に係るクラッチディスクの断面図であり、（Ｂ）は多孔質摩擦材の気孔率の変移状態を例示するグラフである。
【図２】他の実施例に係るクラッチディスクの断面図である。
【図３】別の他の実施例に係るクラッチディスクの断面図である。
【図４】更に別の他の実施例に係るクラッチディスクの断面図である。
【図５】従来技術に係るクラッチディスクの摩擦材を一部切除した状態を示す斜視図である。
【図６】従来技術に係るクラッチディスクの要部の断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１はクラッチディスク、２は摩擦材、２０は多孔質摩擦材、２５は摩擦材部分、４はトルク伝達部材、４１は第１トルク伝達部材、４２は第２トルク伝達部材、４７は端部を示す。
【図１】
2007327510.tif 000007
【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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