JP2014206194A

JP2014206194A - 湿式摩擦材

Info

Publication number: JP2014206194A
Application number: JP2013082927A
Authority: JP
Inventors: 章二樋田; Shoji Toida
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-11
Also published as: JP5913182B2

Abstract

【課題】特定の箇所にストレス歪を与えることなく、軽量化及び小型化により車両の燃費を向上させることができる。
【解決手段】ウェーブ部の谷部Ｂの摩耗で摩擦特性が低下しても、係合初期には湿式摩擦基材１２の全体面でトルクは遅れなく適切に立ち上り、係合解除時にはウェーブ部の弾性復元力により一方のディスクが他のディスクから、即ち、湿式摩擦材１がカウンタプレート２から迅速に離れ、引摺りが抑制される。この完全係合時は、ウェーブ部が潰れてディスク相互間が全面接触し、高トルクも十分に伝達できるようになる。このように、１ウェーブ単位の山部Ｔ及び谷部Ｂ及び平面部Ｈによって、１ウェーブ単位の状態を任意に設定できるから、その荷重の設定、小型化及び軽量化が可能となり、湿式摩擦材の荷重が任意に設定できるから、その荷重の大きさの設定により、小型化、車両の燃費向上に繋がる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動変速機(Ａ／Ｔ)の変速用クラッチ等として用いる湿式摩擦材に関するものである。

車両の自動変速機等の摩擦係合装置は、アウタ部材にスプライン係合するカウンタプレートと、インナ部材にスプライン係合する摩擦材とを備え、カウンタプレートと摩擦材とを軸方向に圧接させて摩擦係合させ、アウタ部材とインナ部材との間でトルク伝達を行うように構成されている。このような摩擦係合装置においては、カウンタプレートと摩擦材の何れか一方の周方向を波長発生方向とし、軸方向にその波形の振幅が表れる湿式摩擦材が使用されている。

例えば、特許文献１では、係合初期にそのウェーブ部が弾性変形し、湿式摩擦材が他のディスク、即ち、カウンタプレートに圧接し、ウェーブ部の弾性変形による緩衝作用で係合初期の急激なトルクの立ち上りが防止され、係合ショックが緩和される。また、係合解除時には、ウェーブ部の弾性復元力により湿式摩擦材が他のディスクから迅速に離れ、引摺りが抑制される。
ところが、この湿式摩擦材は、係合時にウェーブ部が常に最初にカウンタプレートに接触するため、ウェーブ部の摩耗が生じ易く、摩擦特性が低下する。ここで、従来の湿式摩擦材はディスクの径方向全域に亘ってウェーブ部が形成されており、そのため、係合初期の他のディスクに対するウェーブ部の接触面圧が低くなる。その結果、ウェーブ部の摩耗で摩擦特性が低下すると、係合初期のトルクの立ち上りが遅れ、スムーズな変速が行われず変速ショックを生じ易くなる。

そこで、特許文献１では、カウンタプレートと摩擦材とを軸方向に圧接させて摩擦係合させることによりアウタ部材とインナ部材との間のトルク伝達を行うように摩擦係合装置を構成し、カウンタプレートと摩擦材の何れか一方の周方向を波長発生方向とし、軸方向にその波形の振幅が表れるウェーブ部を、前記一方のディスクの外周側の部分にのみに形成している。
このようにすることにより、係合初期に一方のディスクがウェーブ部においてカウンタプレートに接触して湿式摩擦材とカウンタプレートが摩擦係合するが、ウェーブ部はディスク外周側にのみ設けられているため、他のディスクに対するウェーブ部の接触面圧が高くなると共に、摩擦係合部の有効半径が大きくなり、ウェーブ部の摩耗で摩擦特性が低下しても、係合初期にトルクは遅れなく適切に立ち上る。また、係合解除時には、ウェーブ部の弾性復元力により一方のディスクが他のディスクから迅速に離れ、引摺りが抑制される。この完全係合時は、ウェーブ部が潰れてディスク同士が全面接触し、高トルクも十分に伝達できるようにしている。

また、特許文献２では、潤滑油中で互いに圧接して摩擦係合するリング状の湿式摩擦材とカウンタプレートと、これらの摩擦係合プレートを相互に圧接作動する作動手段と、前記湿式摩擦材はリング状の金属板製コアプレートとその両側面に接着接合されたペーパー系の湿式摩擦材とからなる湿式摩擦係合装置において、それらの湿式摩擦材とカウンタプレートのいずれか一方の摩擦係合表面には、高さが異なる２種類以上からなり、かつ、摩擦係合時に平面状に弾性変形する複数の波状の凹凸が円周方向に付されている。

したがって、この湿式摩擦係合装置によれば、摩擦係合時に平面状に弾性変形する波状の凹凸が高さの異なる２種類以上のものからなるため、撓み変形に対する荷重が、その波状の凹凸の高さの種類の数に応じて段階的に順次増加するように変化する荷重特性を得ることができる。そのため、湿式摩擦材とカウンタプレートとの係合時の初期の段階では、比較的小さな荷重で圧接させることができるので、十分に滑らかな係合を得ることができる一方、以後の段階では、比較的大きな荷重でたわみ変形させることができるので、係合時の衝撃エネルギを十分に吸収することができる。即ち、この湿式摩擦係合装置によれば、係合ショックが十分に緩和された滑らかな係合特性を、湿式摩擦係合装置の具体的特性等に対応して容易に得ることができる。また、波状の凹凸の高さ（弾性率）や数等を適当に設定することによってその荷重特性を多様に変えることができるため、ニーズに対応する所望の係合特性、例えば、変速フィーリング性を容易に得ることができる。

特開２００１−１６５１９１号公報特開平９−１６６１５７号公報

このように、特許文献１及び特許文献２の湿式摩擦材は、摩擦係合時に平面状に弾性変形する波状の凹凸が高さの異なる２種類以上のウェーブが連続的に形成されているから、それらの湿式摩擦材の荷重は平板の湿式摩擦材に比較して１．５〜３倍に増加し、その荷重の大きさにより、小型化、車両の燃費向上には不向きであった。
また、特に、特許文献１の湿式摩擦材は、ディスク外周側にのみウェーブを付与するものであるから、そのウェーブを付与している個所と付与していない箇所の境界には、ストレス歪が集中し、湿式摩擦材の寿命を短くするという問題点が予測される。特に、特許文献１は連続ウェーブであるため、ウェーブ荷重が大きくなり、小型化（車両燃費向上）に寄与していない。
即ち、従来からある湿式摩擦材の円周方向の連続ウェーブ形状では、引き摺りトルクを低減するためにウェーブ点数を多くして一つ一つのウェーブ形状を尖らせることで相手材との接触面積を小さくして対応していた。しかしながら、ウェーブ形状を尖らせることでウェーブ荷重は大きくなってしまい、結果として、Ａ／Ｔを小型化して車両燃費を向上させるということには貢献できない。逆に、ウェーブ荷重を低減させようとウェーブ点数を少なくするとウェーブ形状がなだらかになるため相手材への接触面積が大きくなってしまい引き摺りトルクが大きくなっていた。
Ａ／Ｔ用湿式摩擦材において、耐熱性・耐久性摩擦性能に弊害なく、低ウェーブ荷重領域にて低引き摺りトルクである湿式摩擦材の開発が望まれていた。

そこで、本発明は、軽量化及び小型化により車両の燃費を向上させるため、低ウェーブ荷重領域にて低引き摺りトルクを有する湿式摩擦材の提供を課題とするものである。

請求項１の発明にかかる湿式摩擦材は、環状の湿式摩擦材において、内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部及び谷部からなるウェーブ部と平面部を１ウェーブ単位とし、前記１ウェーブ単位中の前記ウェーブ部と前記平面部の割合を３：１〜１：４として、前記１ウェーブ単位を前記環状の湿式摩擦材の円周方向に複数形成したものである。
ここで、前記ウェーブ部と前記平面部の割合が３：１〜１：４とは、１ウェーブ単位が山部及び谷部からなるウェーブ部と平面部から構成されていることから、この１ウェーブ単位中の山部と谷部の割合を合わせたウェーブ部の割合と平面部の割合が３：１〜１：４の範囲内にあることを示す。

請求項２の発明にかかる湿式摩擦材は、前記１ウェーブ部単位の前記ウェーブ部と平面部は、環状の湿式摩擦材の内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部及び谷部からなるウェーブ部のみを前記環状の湿式摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部数から、少なくとも１周期分を廃止して前記環状の湿式摩擦材の円周方向に均一に配置し、前記均一に配置したウェーブ部間に平面部を設けたものであり、かつ、前記環状の湿式摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部と同一の山高さとしたものである。
例えば、環状の湿式摩擦材の全周にウェーブ部のみが連続してＮ個周期的に形成されていたとすると、請求項２の発明にかかる湿式摩擦材は、少なくとも１個以上少ないウェーブ部単位を有するもの、つまり、Ｎ−１個以下のウェーブ部単位を有しているものである。そしてウェーブ部単位の山部及び谷部の高さは、Ｎ個周期的に形成されていたとしたときと同じ山高さを有しているものである。ここで山高さとは、谷部Ｂの底の最下点からの山部の高さの頂点までの距離を指す。

請求項３の発明にかかる湿式摩擦材は、前記ウェーブ部の山部及び谷部の形状は、前記山部と前記谷部の接続する位置で点対称であるものである。

請求項４の発明にかかる湿式摩擦材は、前記環状の湿式摩擦材の全周方向に対するウェーブ部の割合が３０〜７０％としたものである。

請求項１の湿式摩擦材は、環状の湿式摩擦材において、内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部及び谷部からなるウェーブ部と平面部を１ウェーブ単位とし、前記１ウェーブ単位中の前記ウェーブ部と前記平面部の割合を３：１〜１：４として、前記１ウェーブ単位を前記環状の湿式摩擦材の円周方向に複数形成したものである。
このように山部及び谷部からなるウェーブ部と平面部を１ウェーブ単位とし、前記１ウェーブ単位中の前記ウェーブ部と前記平面部の割合を３：１〜１：４とすることで引き摺りトルクとウェーブ荷重の低減が可能となる。

請求項２の湿式摩擦材は、前記１ウェーブ部単位の前記ウェーブ部と平面部が、環状の湿式摩擦材の内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部及び谷部からなるウェーブ部のみを前記環状の湿式摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部数から、少なくとも１周期分を廃止して前記環状の湿式摩擦材の円周方向に均一に配置し、前記均一に配置したウェーブ部間に平面部を設けたものであり、かつ、前記環状の湿式摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部と同一の山高さとしたものである。
したがって、引き摺りトルクはウェーブ部の配置によって確実に低減し、ウェーブ荷重は連続して複数周期的に形成したときより確実に低減する。

請求項３の湿式摩擦材は、前記ウェーブ部の山部及び谷部の形状が、前記山部と前記谷部の接続する位置で点対称としたものである。
したがって、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、ウェーブ部に荷重が負荷された時、山部及び谷部の何れからも連続的に同様に変化させることができ、湿式摩擦材に不連続によるストレスが入ることがない。

請求項４の湿式摩擦材は、湿式摩擦材は、前記環状の湿式摩擦材の全周方向に対するウェーブ部の割合が３０〜７０％としたものあるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、湿式摩擦材の全体面のトルク、係合解除時のウェーブ部の弾性復元力が任意に設定でき、また、引摺りトルクも任意に抑制される。

図１は本発明の実施の形態の湿式摩擦材と、これと圧接して摩擦係合するカウンタプレートとを斜視で示すと共にこれらの摩擦係合プレートを用いた湿式摩擦係合装置の例を断面で示す説明図である。図２は本発明の実施の形態の湿式摩擦材の一部を切欠いて示す平面図である。図３は本発明の実施の形態の湿式摩擦材を円周方向に切断して展開して示す展開図である。図４は本発明の実施の形態の湿式摩擦材の山部及び谷部及び平面部をもってウェーブ単位を構成する展開図の例である。

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。

［実施の形態］
図１のように、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基材１２とからなっている。なお、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が一体に備えられ、この例では内周側に設けられている。そして、本実施の形態の湿式摩擦材１では、そのコアプレート１０は容易に弾性変形する鋼板、特に、バネ鋼板から形成されると共に、その円周方向に波状の凹凸からなるウェーブが付され、それによって、ペーパー系の湿式摩擦基材１２を含む全体に後述するウェーブが付されている。

なお、ここで、湿式摩擦基材１２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。

また、この湿式摩擦基材１２は、図示のように、コアプレート１０に対応する単一のリング状の形態とすることができるが、複数枚のセグメントからなり、コアプレート１０の円周方向に沿って、放射方向の油溝となる間隔を置いて接着接合された形態であることもできる。この際、セグメントの湿式摩擦基材１２は、少なくともウェーブ部である山部及び谷部に配され、コアプレート１０の山部及び谷部が相手材となるカウンタプレート２と直接接触しないようにする必要がある。そして、このような湿式摩擦基材１２のコアプレート１０への接合は、例えば、熱成形後の、または、樹脂結合剤が硬化しない前の摩擦基材１２を、予めフェノール樹脂等の接着剤を塗布したコアプレート１０に加熱下で圧着することによって行うことができる。

他方、湿式摩擦材１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、湿式摩擦基材１２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。

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として形成される。図１の例では、こ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１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。

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。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１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。

ここで、本実施形態の湿式摩擦材１においては、係合時の急激なトルクの立ち上り、即ち、係合ショックを緩和し、円滑な係合特性を得るために、それの円周方向に波状の凹凸、即ち、山部と谷部とからなるウェーブ部１２ａが環状の湿式摩擦材１の内外周に亘って形成されている。図２においては山部がＴ₁〜Ｔ₆と、谷部がＢ₁〜Ｂ₆の各６個形成させたときの湿式摩擦材１を例示した。ここで、山部のＴ₁〜Ｔ₆と、谷部のＢ₁〜Ｂ₆は全て同じ形状に形成されていて、山部形状と谷部形状は１８０度反転した形状となり、前記山部と前記谷部の接続する位置、即ち、接続点で、点対象となっている。
更に、図３に示すように、例示の湿式摩擦材１は山部Ｔ₁の頂点と谷部Ｂ₁の最下点の間を角度α、ウェーブ部１２ａの山部Ｔ₁から谷部Ｂ₁を角度β、平面部の角度をγとして形成されている。ここで角度α、角度β、角度γは湿式摩擦材１の円周の中心に対する円周方向の角度を示している。

即ち、図２及び図３のように、リング形状を有する湿式摩擦材１のコアプレート１０には、それの円周方向に、緩かに湾曲する山部Ｔ₁〜Ｔ₆と谷部Ｂ₁〜Ｂ₆とが接続して波状のウェーブ部１２ａが形成されている。また、山部Ｔ₁〜Ｔ₆と谷部Ｂ₁〜Ｂ₆とからなるウェーブ部１２ａ相互間には平面部Ｈ₁〜Ｈ₆が形成されている。
即ち、コアプレート１０の円周方向に、山部Ｔ₁〜Ｔ₆と谷部Ｂ₁〜Ｂ₆とからなるウェーブ部１２ａと、このウェーブ部１２ａに続いて平面部Ｈ₁〜Ｈ₆が形成されることで、ウェーブ部１２ａと平面部Ｈ₁〜Ｈ₆がリング形状のコアプレート１０の全周に６０度が１周期で、それが６周期配されることになる。

このコアプレート１０にペーパー系の湿式摩擦基材１２が接合されると、湿式摩擦基材１２はコアプレート１０に沿って湾曲されることから、湿式摩擦材１は全体表面が円周回りに緩かに波打って形成される。つまり、コアプレート１０の表面と湿式摩擦基材１２の表面とは互いにその放射線方向に同一の相似形状の面となっている。そして、これらの波状の山部Ｔ₁〜Ｔ₆と谷部Ｂ₁〜Ｂ₆とからなるウェーブ部１２ａは、湿式摩擦材１が一対のカウンタプレート２間で圧縮されて弾性変形した場合に、応力の集中個所がなるべく生じないように、山部Ｔの頂点近傍または谷部Ｂの最下点近傍がＲ形状に形成されると共に、周方向に均一に分布されている。ここで、図２に示す波状の山部Ｔ₁〜Ｔ₆がなす稜線と谷部Ｂ₁〜Ｂ₆の基底線は湿式摩擦材１の平面視において、それの回転軸線つまり湿式摩擦基材１２の中心から放射方向に延在し、稜線と基底線は図３に示したように一定の角度αを有している。したがって、内径側よりも外径側の方が僅かに大きなＲ形状に形成されている。

本実施の形態のコアプレート１０には、図２に例示したように山部Ｔ₁〜Ｔ₆と谷部Ｂ₁〜Ｂ₆とが繋がって波状のウェーブ部１２ａを形成し、ウェーブ部１２ａ相互間に平面部Ｈ₁〜Ｈ₆が形成されている。ここで、一つのウェーブ部１２ａと、これに続く一つの平面部Ｈを１ウェーブ単位としていることから、例示の図２は６ウェーブ単位を構成している。
本発明を実施する場合のウェーブ単位は２〜１０ウェーブ単位とすることができ、好ましくは３〜１０ウェーブ単位とすることができる。図４に本実施の形態の実施例１の３ウェーブ単位を有する展開図を示す。
ここで、ウェーブ単位の平面部Ｈにトルク伝達要素のスプラインに係合する係合歯１１を１個の平面部Ｈに１個または２個形成するのが望ましく、２〜１０個の山部Ｔと谷部Ｂを形成しても、その間の平面部Ｈに係合歯１１が配置される。本実施の形態のコアプレート１０には、図２に示すように平面部Ｈに１個係合歯１１を設けている。

ここでコアプレート１０の同一円の周方向に亙って、山部Ｔ及び谷部Ｂからなるウェーブ部１２ａが放射状に延びて形成され、このウェーブ部１２ａに続く平面部Ｈを１ウェーブ単位としたとき、１ウェーブ単位内のウェーブ部１２ａと平面部Ｈの割合が３：１〜１：４に規定している。このことは図３の角度で言い換えると、ウェーブ部１２ａの角度βと平面部Ｈの角度γが３：１〜１：４に規定することになるが、この１ウェーブ単位内のウェーブ部１２ａと平面部Ｈの割合が３：１よりウェーブ部１２ａの割合を大きくすると、即ち１ウェーブ単位内のウェーブ部１２ａの割合が７５％より大きくなると、コアプレート１０中のウェーブ単位数が同数で、山部Ｔの高さ、または谷部Ｂの深さが同じ場合、山部Ｔの頂点または谷部Ｂの最下点でのＲ形状が大きく緩やかになり、ウェーブ部１２ａが最初にカウンタプレート２に接触する係合初期に対する接触面積が広くなる。この結果、ウェーブ荷重は小さくなるが引摺りトルクは大きくなりやすくなり好ましくない。また、ウェーブ部１２ａの割合を１：４より小さくすると、即ち１ウェーブ単位内のウェーブ部１２ａの割合が２０％未満となると、ウェーブ部１２ａの山部Ｔの頂点または谷部Ｂの最下点でのＲ形状が小さく尖りすぎになりウェーブ荷重が大きくなりやすくなるため好ましくない。したがって、１ウェーブ単位内でのウェーブ部１２ａと平面部Ｈの割合を３：１〜１：４と規定している。

次に、本発明の実施の形態における試験品について説明する。

本実施の形態では、コアプレート１０の両面に湿式摩擦基材１２を接合した。表１の実施例１では、図４に示すｈ（ｈ₂−ｈ₃）は、谷部Ｂの底の最下点からの山部Ｔの高さの頂点の距離（以下、「山高さ」と呼ぶ）で、０．０６ｍｍとした。このとき山部Ｔのピーク値（ｈ₂−ｈ₁）は０．０３ｍｍである。山部Ｔの数、（以下、「山数」と呼ぶ）は３個で、山部Ｔの形状は、山高さｈを０．０６ｍｍとし、コアプレート１０に連続したウェーブ部１２ａを９山形成したときと同一（以下、「山相当」と呼ぶ）である。つまり実施例１は、コアプレート１０に連続したウェーブ部１２ａを９個周期的に形成するとウェーブ部数は９となるが、ここからウェーブ部を６個廃止して３個としている。そしてコアプレート１０の全周に対するウェーブ割合を７０％となるように３個分のウェーブ部１２ａをコアプレート１０の全周に均等に配置し、３個分のウェーブ部１２ａ相互間に平面部Ｈを設けたものである。ここで、山部Ｔから谷部Ｂの形状、または谷部Ｂから山部Ｔの形状は、図３及び図４に示したように、角度α内は連続ウェーブの形状を保持した９山相当の形状とし、山部Ｔから平面部Ｈ、または谷部Ｂから平面部Ｈは連続ウェーブ形状を保持すると急角度での接続となるため緩やかにＲ形状をもって接続させている。このときのＲ形状によってウェーブ割合を７０％に設定している。

したがって山部Ｔの数、つまり、山数はウェーブ部１２ａの数３となり、山高さｈは規定した０．０６ｍｍである。そしてコアプレート１０全周に占める３個のウェーブ部１２ａの割合は７０％としている。このとき実施例１におけるウェーブ部１２ａの山部Ｔの形状の詳細は、山高さｈと谷部Ｂの底の最下点から山部Ｔの高さの頂点を越えて平面部Ｈに向かう近傍までの形状は連続したウェーブ部１２ａを９個周期的に形成したときの連続ウェーブの形状と同じであるが、その後の平面部と接続するまでの形状は異なっている。このことは、谷部Ｂについても同じである。
つまり、実施例１の山部Ｔの高さ（ｈ₂−ｈ₁）と谷部Ｂの深さ（ｈ₁−ｈ₃）は、山高さｈを０．０６ｍｍとして９個周期的に形成したときの連続ウェーブと同じ高さ／深さであり、ウェーブ部１２ａの山部Ｔの形状、つまり山形状、及び谷部Ｂの形状、つまり谷形状は、山高さｈを０．０６ｍｍとした９山相当の形状である。
実施例２では、山高さｈは０．１６ｍｍとし、山数は３個である。このとき山部Ｔのピーク値は０．０８ｍｍである。また、山部Ｔの形状は、山高さｈが０．１６ｍｍとしたときの９山相当とし、コアプレート１０の全周に対するウェーブ割合を７０％とした。ここで実施例１と実施例２は山部Ｔの高さが異なるため同じ９山相当でも形状は相違する。
なお、図４において、仮想線の１１は係合歯１１の中心位置を示すものである。

以下、実施例３、実施例４も実施例１、実施例２同様の仕方にてウェーブ部１２ａを形成している。つまり本発明では以下のようにウェーブ部１２ａを設定している。
（１）まず、山高さｈを規定し、山部と谷部のウェーブ形状を山部と谷部が接続する接続点を中心に１８０度の点対称とした形状とし、このウェーブ形状が連続して周期的に複数現れる連続ウェーブを湿式摩擦材１に設けたと仮定する。
（２）次に、前記（１）で規定した連続ウェーブの山高さｈをそのままとして、連続ウェーブを湿式摩擦材１に設けたときのウェーブ部数から少なくとも１周期分ウェーブ部数を減らして所望のウェーブ部数とし、湿式摩擦材１の全周に対するウェーブ部割合を規定する。
（３）所望のウェーブ部数としたウェーブ部１２ａを湿式摩擦材１の全周に均等に配置する。このときウェーブ部１２ａの形状は山部Ｔと谷部Ｂの接続は連続ウェーブ形状とし、山部Ｔから平面部Ｈへは連続ウェーブ形状としたときより緩やかに接続する形状とする。また、谷部Ｂから平面部Ｈへは連続ウェーブ形状としたときより緩やかに接続する。このとき、山部Ｔから平面部Ｈへの接続形状と対称形状になるようにする。このようにすることによりウェーブ部１２ａ相互間に平面部Ｈが設けられ、山部Ｔから平面部Ｈへの接続形状と谷部Ｂから平面部Ｈへの接続形状も、山部と谷部が接続する接続点を中心に１８０度反転した点対称となっている。

なお、実施例では山部Ｔ（谷部Ｂ）の形状は、山高さｈ及び谷部Ｂの底の最下点（山部Ｔの高さの頂点）から山部Ｔの高さの頂点（谷部Ｂの底の最下点）を越えて平面部に向かう近傍までの形状は連続ウェーブと同じとしているが、山高さｈは同じとして、山部Ｔの頂点（谷部Ｂの最下点）の位置を変更した形状とすることもできる。このように、山部Ｔ（谷部Ｂ）の形状は、全てのウェーブ部１２ａについて、山高さｈを同じくして谷部Ｂの底の最下点（山部Ｔの高さの頂点）から山部Ｔの高さの頂点（谷部Ｂの底の最下点）を越えて平面部に向かう近傍までの形状を連続ウェーブと同じにする形状、山高さｈを同じくして連続ウェーブとは異なる形状とすることができる。また、ウェーブ部１２ａ間で異なる形状とすることも有り得る。つまり山高さｈが同じであればウェーブ部１２ａ形状は、全て同一形状とする場合や同一形状としない場合を要求仕様に応じて適宜選択できる。なお、要求仕様によっては、山部Ｔの高さ（ｈ₂−ｈ₁）と谷部Ｂの深さ（ｈ₁−ｈ₃）を相違させることも有り得る。

実施例３では、山高さｈを０．０６ｍｍとし、山数は３個である。そして山部Ｔの形状は山高さｈを０．０６ｍｍとしたときの１１山相当である。
実施例４では、山高さｈを、０．１６ｍｍとし、山数は３個である。そして山部Ｔの形状は山高さｈを０．１６ｍｍとしたときの１１山相当である。
実施例３と実施例４のウェーブ部１２ａの割合は３０％とした。
ここで、比較例１の山数は１１個で、山部の高さ０．１３ｍｍ、比較例２の山数は３個で、山部の高さ０．０８ｍｍである。比較例１及び比較例２は連続ウェーブであり平面部がないためウェーブ部１２ａの割合が、１００％である。また比較例３はウェーブがない平面部のみのものであり、ウェーブ部１２ａの割合は０％である。

以上説明したウェーブ部１２ａは、プレステンパー加工で形成した。プレステンパー条件としては、金型温度５００℃、加圧時間１時間、プレス重枚数８枚、押付荷重が５０ton(トン)である。
そして実施例１乃至実施例４、比較例１乃至比較例３の引き摺りトルクを測定するにあたり、湿式摩擦材１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樹脂結合剤として含浸した摩擦材基材１２を、プレステンパー（焼戻しをプレスして行う方法）したコアプレート１０に加熱硬化・接着したものを使用して試験を行った。

次に、ウェーブ荷重と引き摺りトルクの評価について説明する。
評価のための測定方法としては、ウェーブ荷重測定方法として、荷重を測定する市販のプッシュプルゲージ(アイコー製、イマダ製等がある)と山部Ｔまたは谷部Ｂの深さを測定する市販のディプスゲージ(ミツトヨ製)を組合せた荷重測定機を用いて、荷重と変位量との関係からウェーブが完全に無くなった時の荷重を測定した。
また、引き摺りトルク測定方法としては、台上試験機を用いて下記条件で引き摺りトルクの測定を行った

湿式摩擦材を接合した湿式摩擦材の枚数：５枚、サイズ：φ１６６×φ１４０、温度：７０℃、ＡＴＦ等の潤滑油量：５．４Ｌ、回転数：３０００ｒｐｍ，４５００ｒｐｍ，６０００ｒｐｍ、測定時間：３０秒とした。
表２から分かるように、ウェーブ荷重については、ウェーブ荷重の目標値２００(Ｎ)に対し、実施例１乃至実施例４の何れもが目標のウェーブ荷重２００(Ｎ)以下であった。比較例１はウェーブ荷重６４８(Ｎ)と目標を大きくはずれているが、比較例２及び比較例３はウェーブ荷重目標値内で良好であった。

引き摺りトルクについては、目標値３．４（Ｎ・ｍ）以下に対し、実施例１乃至実施例４は何れも目標値をクリアした。しかし、比較例２及び比較例３は、３０００ｒｐｍ、４５００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍの何れもが引き摺りトルクが３．４（Ｎ・ｍ）を超えており、好ましくないことが判断された。

以上、ウェーブ荷重及び引き摺りトルクを基に総合判定すると、好ましい条件で使用できるのは、実施例１乃至実施例４であることが判明した。このときの湿式摩擦材１の全周方向に対するウェーブ部１２ａの割合は３０％〜７０％である。
これらの結果から山高さｈを同じにしたとき、ウェーブ部１２ａの割合は、３０％より少なくするとウェーブ荷重がより大きくなり好ましくない。またウェーブ部１２ａの割合が７０％を越えるとウェーブ荷重はより小さくすることができるが引き摺りトルクは上昇し悪くなる傾向にある。３０％〜７０％内であればウェーブ荷重と引き摺りトルクを低く抑えた湿式摩擦材１が得られる。

このように、本実施の形態の湿式摩擦材は、放射状に延びた山部Ｔ及び放射状に延びた谷部Ｂからなるウェーブ部１２ａが周方向に所定のピッチで均等に形成され、しかも、ウェーブ部１２ａ相互間に平面部Ｈが形成され、この山部Ｔ及び谷部Ｂからなるウェーブ部１２ａと平面部Ｈを１ウェーブ単位とするものである。そのため、１ウェーブ単位の１周期が「ウェーブ部１２ａ（山部Ｔ＋谷部Ｂ）と平面部Ｈ」で構成されている。そして、山部Ｔと谷部Ｂは１８０度反転した形状を有し、連続している。また、１周期中の「ウェーブ部１２ａ（山部Ｔ＋谷部Ｂ）と平面部Ｈ」は、環状の湿式摩擦材の中心からの角度比が「３：１」〜「１：４」で存在している。このとき山部Ｔと谷部Ｂの角度（存在）比は山部Ｔ：谷部Ｂ＝１：１である。このようなウェーブ部１２ａと平面部Ｈを湿式摩擦材全周に周期的に配することでウェーブ荷重及び引き摺りトルクを任意に設定できる。そして、ウェーブ部１２ａはピストン３４の押付け力に対して反発するから、そのウェーブ部１２ａの振幅値、配置数、即ち、ウェーブ部数、湿式摩擦材中に占める面積割合によって任意の反発力が得られ、ウェーブ荷重(Ｎ)及び引き摺りトルク（Ｎ・ｍ）の特性を任意に設定できる。つまり、湿式摩擦材１の円周に沿ってウェーブ部１２ａが部分的に設けられているので、ウェーブ荷重(Ｎ)は小さくでき、相手材となるカウンタプレート２との接触部分が小さくでき、空転時の引き摺りトルクを低減できる。故に、Ａ／Ｔの小型軽量化に寄与できる。

そして、ウェーブ部１２ａと平面部Ｈの直線が滑らかに繋がっているから、本実施の形態の湿式摩擦材に対して特定方向のストレスが入ることがない。
更に、１つのウェーブ部１２ａと、それに繋がる１つの平面部Ｈを１ウェーブ単位とするものであり、本発明を実施する場合には、２周期以上、好ましくは３周期以上のウェーブ部１２ａで構成されているから、平面部Ｈにトルク伝達要素のスプラインに噛み合う湿式摩擦材１の係合歯１１との配設が容易である。

本実施の形態の湿式摩擦材では、ウェーブ部１２ａの形状の山部Ｔ及び谷部Ｂが平面部Ｈに対して表裏が同一形状となっており、かつ、ウェーブ部１２ａの山部Ｔ及び谷部Ｂの中間位置、即ち、山部Ｔと谷部Ｂの接続位置で点対称形となっている。しかし、本発明を実施する場合には、山部Ｔと谷部Ｂとを非対称とすることもできる。山部Ｔ及び谷部Ｂのウェーブ部１２ａを所定のピッチで均等に形成されれば、山部Ｔと谷部Ｂとの山部Ｔと谷部Ｂの接続位置で点対称であることに限定されるものではない。また、山部Ｔから谷部Ｂの形状または谷部Ｂから山部Ｔへの形状は、山部Ｔの高さまたは谷部Ｂの深さを所定の値を有すれば、平面部Ｈがなくウェーブ部１２ａのみの連続ウェーブとしたときの形状に限定するものではない。本実施の形態では、山部Ｔと谷部Ｂが山部Ｔと谷部Ｂの接続位置で点対称である形状を選択したが、谷部Ｂを無くし山部Ｔのみとすることもできる。

本実施の形態は、山部Ｔ及び谷部Ｂからなるウェーブ部１２ａを所定のピッチで均等に形成してなる環状の湿式摩擦材１において、ウェーブ部１２ａ相互間に平面部Ｈを形成し、ウェーブ部１２ａと、これに続く平面部Ｈを１ウェーブ単位としている。そして、１ウェーブ単位内でのウェーブ部１２ａと平面部Ｈの割合を３：１〜１：４としたものである。このように、１ウェーブ単位内でのウェーブ部１２ａと平面部Ｈの割合を規定することによって、湿式摩擦材１に連続ウェーブを設けたときに比べてウェーブ荷重を低減することができる。また、１ウェーブ単位の山部Ｔと谷部Ｂ及び平面部Ｈによって、１ウェーブ単位の状態を任意に設定できるから、ウェーブ荷重と引き摺りトルクを所望範囲内に制御することができる。

本発明の実施の形態によれば、環状の湿式摩擦材において、内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部Ｔ及び谷部Ｂからなるウェーブ部１２ａと平面部Ｈを１ウェーブ単位としたとき、その１ウェーブ単位中のウェーブ部１２ａと平面部Ｈの割合を３：１〜１：４とし、しかも、１ウェーブ部単位は、山部Ｔ及び谷部Ｂからなるウェーブ部１２ａのみを摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部１２ａの数から、少なくとも１周期分を廃止して平面部とし、少なくとも１周期分を廃止したウェーブ部１２ａと新たに設けた平面部Ｈを環状の湿式摩擦材の円周方向に均一に配置したものである。このとき、山高さは摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときと同じであることから湿式摩擦材として、引き摺りトルクはウェーブ部１２ａの配置によって確実に低減し、ウェーブ荷重は連続して複数周期的に形成したときより確実に低減する。

ウェーブ部１２ａの山部Ｔ及び谷部Ｂの形状に関しては、表裏がその両者間の正負同一の平面部Ｈに対する対象形状としたものであり、表裏を問うものでないから、表裏間によってウェーブ荷重や引き摺りトルクに差が生じることがない。

また本実施の形態の湿式摩擦材１は、全周方向に対するウェーブ部１２ａの面積割合が３０〜７０％の範囲内であれば２００（Ｎ）以下の低ウェーブ荷重と、３．４（Ｎ）以下の低引き摺りトルクを持った湿式摩擦材１が得られる。

以上本発明の実施の形態では、１枚のコアプレート１０の表裏に２枚の湿式摩擦基材１２を接合した事例で説明したが、１枚のコアプレート１０の表面または裏面に１枚の湿式摩擦基材１２を接合した湿式摩擦材１であってもよい。湿式摩擦基材１２の接合には接着による接合や、その他機械的保持による接合が使用できる。

自動車等の自動変速機やオートバイ等の自動変速機に用いられ、複数または単数の摩擦板を設けた摩擦材係合装置として使用されるものである。

１湿式摩擦材
２カウンタプレート
１０コアプレート
１２湿式摩擦基材
１２ａウェーブ部
Ｔ山部
Ｂ谷部
Ｈ平面部

Claims

環状の湿式摩擦材において、内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部及び谷部からなるウェーブ部と平面部を１ウェーブ単位とし、前記１ウェーブ単位中の前記ウェーブ部と前記平面部の割合を３：１〜１：４として、前記１ウェーブ単位を前記環状の湿式摩擦材の円周方向に複数形成したことを特徴とする湿式摩擦材。
前記１ウェーブ部単位の前記ウェーブ部と前記平面部は、環状の湿式摩擦材の内外周に亘って形成されて円周方向に延びる山部及び谷部からなるウェーブ部のみを前記環状の湿式摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部数から、少なくとも１周期分を廃止して前記環状の湿式摩擦材の円周方向に均一に配置し、前記均一に配置したウェーブ部間に平面部を設けたものであり、かつ、前記環状の湿式摩擦材の全周に連続して複数周期的に形成したときのウェーブ部と同一の山高さとしたことを特徴とする請求項１に記載の湿式摩擦材。
前記ウェーブ部の山部及び谷部の形状は、前記山部と前記谷部の接続する位置で点対称である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。
前記環状の湿式摩擦材の全周方向に対するウェーブ部の割合が３０〜７０％としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の湿式摩擦材。