JP2025540904A - 摩擦プレート用の溝パターン - Google Patents
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Abstract
本発明は、摩擦プレート用の溝パターンに関し、溝パターンは、摩擦ライニングパッドによって形成されており、各摩擦ライニングパッドは、摩擦面を有し、摩擦ライニングパッドは、セグメンテーション溝によって互いに分離されており、各摩擦ライニングパッドは、追加的に、その摩擦面上に、エンボス加工された溝を有することを特徴とする。
Description
本発明は、請求項1のプリアンブルの特徴を有する摩擦プレート用の溝パターンに関する。
溝又は溝パターン(本明細書の文脈において、溝幾何学的形状、溝設計、又はパッド幾何学的形状若しくはパッド設計とも称される)は、シフト要素が閉鎖しているときでも、油流を通じてプレートを冷却するために使用される。これらは油膜を突き破り、それにより、摩擦係数を安定させる。これにより、シフトするときに所望の摩擦挙動が作り出される。アイドリング挙動が改善され、ドラッグトルクが低減される。
発明の使用分野
湿式作動多板クラッチ及びブレーキが、従来のパワーシフト可能なトランスミッションにおいて、高負荷ドライブトレインにおける新規ハイブリッドモジュールにおいて、又はシフト可能なeアクスルにおいて広く使用されており、それらは、高性能の高負荷構成要素を表している。自動車用途におけるドライブトレインのCO2排出量の削減及び効率の改善に対する要求は、非常に重要である。シフト要素における負荷非依存の損失を低減することに加えて、熱負荷及び好適な冷却が考慮されなければならない。摩擦ディスクの溝パターンは、摩擦特性、熱平衡及び効率の間のトレードオフにおいて中心的な役割を果たす。
湿式作動多板クラッチ及びブレーキが、従来のパワーシフト可能なトランスミッションにおいて、高負荷ドライブトレインにおける新規ハイブリッドモジュールにおいて、又はシフト可能なeアクスルにおいて広く使用されており、それらは、高性能の高負荷構成要素を表している。自動車用途におけるドライブトレインのCO2排出量の削減及び効率の改善に対する要求は、非常に重要である。シフト要素における負荷非依存の損失を低減することに加えて、熱負荷及び好適な冷却が考慮されなければならない。摩擦ディスクの溝パターンは、摩擦特性、熱平衡及び効率の間のトレードオフにおいて中心的な役割を果たす。
独国特許出願公開第102021107843号明細書は、摩擦プレート用の溝パターンを開示しており、その溝パターンは、摩擦ライニングパッドによって形成され、摩擦ライニングパッドは、台形形状を有し、各摩擦ライニングパッドは、ワッフル状の溝を有する。
国際公開第2016/180540号は、内周と外周を接続し、かつ交差しない直線溝からなる第1のセットの溝を有する、環状の湿式作動摩擦ライニングを開示している。
米国特許出願公開第2009/0211867号明細書は、内周及び外周を接続し、かつ環状の摩擦ライニングを形成する台形の摩擦パッドを形成する第1のセットの溝と、第2のセットのエンボス加工された溝とを有する、環状の湿式作動摩擦ライニングを開示している。
米国特許第3972400号明細書は、半径方向及び直線方向作動溝からなる第1のセットの溝と、内周及び外周を接続する第2のセットの非半径方向及び直線方向作動溝とを有する、環状の湿式作動摩擦ライニングを開示している。
本発明は、適切な溝パターンによって摩擦プレートの冷却を改善し、摩擦接触における表面圧力を最適化する目的に基づいている。
本目的は、請求項1に記載の特徴を有する溝パターンによって達成される。
したがって、本発明による摩擦プレート用の溝パターンであって、溝パターンが、摩擦ライニングパッドによって形成されており、各摩擦ライニングパッドが、摩擦面を有し、かつ摩擦ライニングパッドが、セグメンテーション溝によって互いに分離されている、溝パターンが提供されている。各摩擦パッドは、追加的に、摩擦面上に、エンボス加工された溝を有することが意図されている。
したがって、本発明による摩擦プレート用の溝パターンは、摩擦ライニングパッドによって形成されており、摩擦ライニングパッドは、キャリアプレートに取り付けられ、セグメンテーション溝によって互いに分離されている。したがって、セグメンテーション溝は、キャリアプレートによってその深さが制限され、特にその深さに摩擦パッド材料又は他の摩擦ライニング材料を含まない。キャリアプレートは摩擦パッドとともに、摩擦プレートと呼ばれる。セグメンテーション溝に加えて、摩擦ライニングの摩擦面、つまり摩擦ライニングパッド自体の摩擦面がまた、溝を有し、これらの溝の溝深さは、パッドの底部まで届かないため、金属製のキャリア要素、すなわちパッドのキャリアプレートまで確実に届かない。本明細書において、パッドの摩擦側上の溝又はパッドの溝をエンボス加工された溝と呼ぶ。「エンボス加工された溝」という用語は、エンボス加工された溝がエンボス加工又はオーバーエンボス加工によってのみ形成されることを意味すると理解されていないが、本明細書の範囲内で、「エンボス加工された溝」という用語はまた、例えば、ミーリング加工及び/又は研削などのエンボス加工された溝の他の製造プロセスを含むことが意図されている。
本発明の好ましい実施形態では、摩擦ライニングパッドの摩擦面上のエンボス加工された溝がオーバーエンボス加工によって、又はミーリング加工及び/若しくは研削によって形成されており、かつ/又はセグメンテーション溝が摩擦ライニングパッドの間に半径方向に延びていることが、規定されている。
本発明の更に好ましい実施形態では、取り囲まれている、又は境界で分けられているという意味で、エンボス加工された溝でのみ、つまり排他的に囲まれた面積が凧形四角形形状を有し、かつエンボス加工された溝でのみ、つまり排他的に囲まれた面積及び/又は凧形四角形縁部長さが半径方向内側から半径方向外側へ大きくなることが、規定されている。
本発明の更に好ましい実施形態では、全ての摩擦ライニングパッドにまたがるエンボス加工された溝のコースが凧形四角形の共通構造を有し、かつセグメンテーション溝によってのみ中断されることが、規定されている。
本発明の好ましい実施形態では、各エンボス加工された溝が、半径方向のコースに対して2つの円周方向のうちの一方に傾斜しており、その結果として、各エンボス加工された溝が、2つの溝グループのうちの1つに属することが、規定されている。
したがって、第1の溝グループは、所定の第1の円周方向に傾斜するエンボス加工された溝を含み、したがって、第2の溝グループは、2つの円周方向の他方に傾斜したエンボス加工された溝を含む。
以下では、傾斜は、半径方向に対してではなく、半径方向に対して直交する内周の接線に対して与えられず、エンボス加工された溝の中心線のコースと内周のコースとの間の接点は、半径方向の開始点と内周に対する接線の開始点として得られる。
本発明の更に好ましい実施形態では、エンボス加工された溝の中心線と、エンボス加工された溝の傾斜がエンボス加工された溝の中心線のコースと内周のコースとの間の接点における内周接線との間の角度γによって決定されることが、規定されている。
角度γは、常に数学的な絶対値として求められる。したがって、角度γの符号に関して符号の割り当て又は意味的な割り当てはない。2本の直線の各交点で結果として得られる4つの角度のうち、そのうちの2つは同じであり、2つの値のうちの小さい方が角度γとして選択される。ここでの2本の直線は、エンボス加工された溝の中心線及び内周接線である。角度γだけから、対応するエンボス加工された溝がどの溝グループに属しているかを決定することはできない。
本発明の更に好ましい実施形態では、中心線の全ての交点が摩擦ライニングの内半径(Ri)と外半径(Ra)との間にある半径Rxを有する円(90度のX交点の円)上で90度の交差角度(90度のX交点)を有する2つのエンボス加工された溝(X交点)上にあることが、規定されており、
であり、Rk=Risinαであり、α=90°-γである
本発明の更に好ましい実施形態では、半径Rxを有する円(90度のX交点の円)上にない2つのエンボス加工された溝(X交点)の中心線の全ての交点が90度以外の交差角度を有することが、規定されている。
本発明の更に好ましい実施形態では、2つのエンボス加工された溝は、2つのエンボス加工された溝の2本の中心線が半径Rxを有する円上にそれらの交点を有する場合に、それぞれの角度γに対して同じ値を有することが、規定されている。
この場合、γ(NG1)=γ´(NG2)であるため、どちらもそれらのそれぞれの円周接線に対して同じ傾斜角度γを有する(図12を参照)。
本発明の更に好ましい実施形態では、溝グループ1の全てのエンボス加工された溝の全ての中心線が共通の半径Rk1を有する共通の円に対して接線を形成することが、規定されている。
本発明の更に好ましい実施形態では、溝グループ2の全てのエンボス加工された溝の全ての中心線が共通の半径Rk2を有する共通の円に対して接線を形成することが、規定されている。
本発明の更に好ましい実施形態では、全てのエンボス加工された溝の全ての中心線が共通の半径Rkを有する共通の円に対して接線を形成することが、規定されている。したがって、Rk1=Rk2=Rkである。溝グループ1のエンボス加工された溝の中心線並びに溝グループ2のエンボス加工された溝の中心線は、共通の半径Rkを有する共通円に対して接線を形成する。
この半径Rkは、本明細書において、接線半径Rkと呼ばれ、対応する直径は、「a」で指定されている(図9、図10を参照)。
本発明の更に好ましい実施例では、角度γが0~45°、好ましくは40°~44°の範囲であるように選択されることが、規定されている。
このようにして、冷却及び表面圧力の両方が有利に改善される。
本発明の更なる利点及び有利な構成は、以下の図面及びそれらの記載の主題である。
図面の詳細は以下の通りである。
対流熱伝達についての関連パラメータ:
・体積の流れ(Poil、out)
・溝切り内のオイルの熱質量、摩擦ディスクの溝の油量(Voil)
・熱伝達係数(α)
・伝熱面(A)
・体積の流れ(Poil、out)
・溝切り内のオイルの熱質量、摩擦ディスクの溝の油量(Voil)
・熱伝達係数(α)
・伝熱面(A)
本発明による溝設計により、次の点の最適化が意図されている。
摩擦特性(閉状態時):
特に好ましくは40°~44°で選択されるエンボス加工された溝角γを通じるエンボス加工された溝(固体接触面のレリーフ)の前縁での潤滑くさび効果及びそれに伴う流体圧力を低減することによる摩擦係数の増加の改善。角度付きエンボス加工された溝は、溝の半径方向の構成要素を低減し、したがって、結果として得られる流体力学的圧力の力成分は、摩擦接触における接触圧力の構造を低減させ、改善させた(ハイドロプレーン現象を回避)。
特に好ましくは40°~44°で選択されるエンボス加工された溝角γを通じるエンボス加工された溝(固体接触面のレリーフ)の前縁での潤滑くさび効果及びそれに伴う流体圧力を低減することによる摩擦係数の増加の改善。角度付きエンボス加工された溝は、溝の半径方向の構成要素を低減し、したがって、結果として得られる流体力学的圧力の力成分は、摩擦接触における接触圧力の構造を低減させ、改善させた(ハイドロプレーン現象を回避)。
冷却(閉状態時):
摩擦接点の対流冷却についての簡略化された熱平衡を使用して(図18参照)、必要な冷却油の体積の流れに加えて、摩擦接触に十分な溝の体積又は油の体積がまた存在する必要があると推測され得る。油の熱質量への熱移動は、温度差、熱伝達係数、及び熱伝達面積によって決定される。溝が油で満たされる度合いは、重要な役割を果たす。溝の追加の空気は、冷却性能を低下させる可能性がある。
摩擦接点の対流冷却についての簡略化された熱平衡を使用して(図18参照)、必要な冷却油の体積の流れに加えて、摩擦接触に十分な溝の体積又は油の体積がまた存在する必要があると推測され得る。油の熱質量への熱移動は、温度差、熱伝達係数、及び熱伝達面積によって決定される。溝が油で満たされる度合いは、重要な役割を果たす。溝の追加の空気は、冷却性能を低下させる可能性がある。
溝パターンを構成する場合、摩擦ライニングのセグメンテーションに加えて、ライニングセグメント(摩擦ライニングパッド)の追加の溝切りは、冷却油と反摩擦ディスクとの間の対流熱伝達において重要な役割を果たす。ライニングセグメントの追加の溝切りがクロス溝切りとして構成されている場合、冷却油は、反摩擦ディスクの表面に対して回転対称に誘導される。これにより、摩擦面の周囲に冷却油の分布が改善され、冷却油と鋼板との間の対流熱伝達に最適化された接触面が得られる。
更に、溝の総断面積は、内摩擦径から外摩擦径まで半径方向において一定のままである。その結果、カバーセグメント上の溝の溝充填度が安定し、溝の空気取り込みが減少する。これにより、反摩擦ディスクから冷却油への対流熱伝達が改善され、冷却性能が向上する。
表面圧力:
交差するエンボス加工された溝(X溝)の最適な冷却により、溝部分を縮小するか、正味の摩擦面の一部を増加させることができる。したがって、摩擦接触の公称面圧が低下し、摩擦特性にまた有益な効果をもたらす。
交差するエンボス加工された溝(X溝)の最適な冷却により、溝部分を縮小するか、正味の摩擦面の一部を増加させることができる。したがって、摩擦接触の公称面圧が低下し、摩擦特性にまた有益な効果をもたらす。
溝パターンの一般的な機能説明:
・スイッチング素子が閉じている場合での、油流によるプレートの冷却
・油膜を突き破って、それにより、摩擦係数を安定化させる。
・切り替え時の所望の摩擦挙動を作り出す
・アイドリング挙動の改善、抗力トルクの低減
・スイッチング素子が閉じている場合での、油流によるプレートの冷却
・油膜を突き破って、それにより、摩擦係数を安定化させる。
・切り替え時の所望の摩擦挙動を作り出す
・アイドリング挙動の改善、抗力トルクの低減
図1において、内部潤滑による湿式多板クラッチ/ブレーキの潤滑概念が示される。
・潤滑概念は、用途に応じて、多板クラッチ及びディスクブレーキを湿式作動する場合に異なる方法で実装され得る。
・概して、摩擦システムの冷却油は、01の内側から能動的に(例えば、ダブルクラッチ、圧力潤滑)又は受動的に(ステップ自動変速機のシフト要素、変速機内の受動的油分配)供給される。
・変速機の設計に応じて、摩擦システムは、追加的に、油浴03内で動作し得る。
・ディスクブレーキ(ステップ自動変速機、ハイブリッド変速機、又はeアクスル)の特殊な場合では、能動的な外部潤滑02が有用であり得る。
・潤滑概念は、用途に応じて、多板クラッチ及びディスクブレーキを湿式作動する場合に異なる方法で実装され得る。
・概して、摩擦システムの冷却油は、01の内側から能動的に(例えば、ダブルクラッチ、圧力潤滑)又は受動的に(ステップ自動変速機のシフト要素、変速機内の受動的油分配)供給される。
・変速機の設計に応じて、摩擦システムは、追加的に、油浴03内で動作し得る。
・ディスクブレーキ(ステップ自動変速機、ハイブリッド変速機、又はeアクスル)の特殊な場合では、能動的な外部潤滑02が有用であり得る。
図2は、内部潤滑による湿式多板クラッチの用途を示す。
・自動変速機(DCT、AT)
・DHT(専用ハイブリッド変速機)
・多段階eアクスル
・自動変速機(DCT、AT)
・DHT(専用ハイブリッド変速機)
・多段階eアクスル
図3~図8に示されている:
図3及び図4は、摩擦プレート用の本発明による溝パターンの概略図を示しており、この溝パターンは、摩擦ライニングパッドによって形成されており、摩擦ライニングパッド10は、キャリアプレート11に固定され、かつセグメンテーション溝によって互いに分離される。したがって、セグメンテーション溝の深さは、キャリアプレートによって制限される。キャリアプレートは摩擦パッドとともに、摩擦プレートと呼ばれる。セグメンテーション溝に加えて、摩擦ライニングパッドにまたエンボス加工された溝15、16があり、これにより、エンボス加工された溝の溝深さがパッドの底部に届かないため、キャリア要素、すなわちパッドのキャリアプレート11には確実に届かない。本明細書において、「エンボス加工された溝」という用語は、エンボス加工された溝がエンボス加工又はオーバーエンボス加工によってのみ形成されていることを意味するように理解されるべきではないが、「エンボス加工された溝」という用語には、本明細書の範囲内において、ミーリング加工及び/又は研削などのような、エンボス加工された溝のための他の製造プロセスも含まれるものとする。
図3及び図4は、摩擦プレート用の本発明による溝パターンの概略図を示しており、この溝パターンは、摩擦ライニングパッドによって形成されており、摩擦ライニングパッド10は、キャリアプレート11に固定され、かつセグメンテーション溝によって互いに分離される。したがって、セグメンテーション溝の深さは、キャリアプレートによって制限される。キャリアプレートは摩擦パッドとともに、摩擦プレートと呼ばれる。セグメンテーション溝に加えて、摩擦ライニングパッドにまたエンボス加工された溝15、16があり、これにより、エンボス加工された溝の溝深さがパッドの底部に届かないため、キャリア要素、すなわちパッドのキャリアプレート11には確実に届かない。本明細書において、「エンボス加工された溝」という用語は、エンボス加工された溝がエンボス加工又はオーバーエンボス加工によってのみ形成されていることを意味するように理解されるべきではないが、「エンボス加工された溝」という用語には、本明細書の範囲内において、ミーリング加工及び/又は研削などのような、エンボス加工された溝のための他の製造プロセスも含まれるものとする。
指定された数のエンボス加工された溝15が溝セットを形成し、以下、溝グループ1 NG1と称し、指定された数のエンボス加工された溝16は、別の溝セットを形成し、以下、溝グループ2 NG2と称する。両方の溝グループのエンボス加工された溝の数は同じであり、すなわち、エンボス加工された溝15の指定された数とエンボス加工された溝16の指定された数とは同じである。
エンボス加工された溝15は、半径方向に対して傾斜しており(例えば、図12に示すように、原点とEN1との間、原点とEN2との間で)、半径方向のコースは、円周方向に傾斜している(図12:NG1)。エンボス加工された溝16は、半径方向に対して他の円周方向に傾斜している(図12:NG2)。概略図では、摩擦パッドを互いに分離するセグメンテーション溝がまた、そのような半径方向コースを示し、内部接触を摩擦ライニングの外周に接続する。しかしながら、本発明は、セグメンテーション溝の厳密な半径方向コースに限定されない。エンボス加工された溝15及び16はまた、内周と外周を接続するが、セグメンテーション溝につながる場合がある。溝グループNG1からのエンボス加工された溝15は、全て同じ傾斜を有しているため、互いに交差しない。傾斜は(図12を参照)、エンボス加工された溝NG1と、エンボス加工された溝NG1の中心線のコースと内周(Ri)のコースとの間の接点EN1における内周接線IUT1との間の角度γによって求められる。また、同じ理由で、溝グループ2からの全てのエンボス加工された溝16は、互いに交差しない。しかしながら、溝グループ1からのエンボス加工された溝15は、示されるように、例えば、交点17で、溝グループ2からのエンボス加工された溝16と交差し得る。本明細書において、そのような交点17は、示して「X交点」と呼ばれる。(図5)
摩擦パッドの表面の面積、これは、溝グループに関係なく、エンボス加工された溝によって全ての側面で取り囲まれている。すなわち、セグメンテーション溝又はパッドの外側若しくは内側の縁部によって境界付けられていない面積は、凧形四角形の幾何学的形状(凧形四角形の4つの縁部のうち、コーナーポイントで互いに隣接する2つの縁部は同じ長さである)を形成する。
これらの凧形四角形は、半径方向内側から外側に向かってサイズが大きくなる。凧形四角形4の縁部長さは、凧形四角形3の対応する縁部長さよりも大きく、凧形四角形3自体は、凧形四角形2の対応する縁部の長さよりも大きく、凧形四角形2自体は、凧形四角形1の対応する縁部の長さよりも大きい(図6)。同じことが、凧形四角形の面積に当てはまる。
・図7:エンボス加工された溝の90度の切断角度21(本明細書において、「90度のX交点」と呼ばれる)のX交点は、摩擦ライニングの内側半径Riと外径Raとの間に位置し、したがって摩擦面内の摩擦ライニング上の半径20を有する円の上に配置されている。本明細書の文脈において、半径20を有する円は、90度のX交点の円と呼ばれる。
・90度のX交点の円上にないX交点は、90度と異なる交差角度を有する。
・エンボス加工された溝の幅6は、溝に沿って一定であり、全てのエンボス加工された溝について同じである:0.8~1.4mm、好ましくは、1.2mm(図7)
・パッドのサイズ及びパッドの形状に応じて、摩擦ライニングのパッド当たりのXクロスの数は、少なくとも1である
・油流25は、内側から外側に向かって通常発生する(図8)。
・溝の部分は、内周から外周まで減少する。
・エンボス加工された溝26は、常に内周を外周と接続するか、セグメンテーション溝につながる
・流体用のエンボス加工された溝26の先縁部は、摩擦ライニング又は摩擦プレートのスライド方向に対して直交方向(垂直方向、横方向)に整列せず、すなわちエンボス加工された溝26は、半径方向に延びない。
・キャリアプレートの示されない内部歯部又は外部歯部の歯及び歯の隙間は、例えば、摩擦パッド又はセグメンテーション溝の配列の数、幅、及び位置に関して調整され得るが、代替的に、又は追加的に、エンボス加工された溝の数、幅、及び位置、特に、歯側の入口開口部だけでなく、傾斜に関しても調整され得る。油供給開口部(図示せず)の位置の調整がまた、更に最適化するために考慮に入れることができる。
・図7:エンボス加工された溝の90度の切断角度21(本明細書において、「90度のX交点」と呼ばれる)のX交点は、摩擦ライニングの内側半径Riと外径Raとの間に位置し、したがって摩擦面内の摩擦ライニング上の半径20を有する円の上に配置されている。本明細書の文脈において、半径20を有する円は、90度のX交点の円と呼ばれる。
・90度のX交点の円上にないX交点は、90度と異なる交差角度を有する。
・エンボス加工された溝の幅6は、溝に沿って一定であり、全てのエンボス加工された溝について同じである:0.8~1.4mm、好ましくは、1.2mm(図7)
・パッドのサイズ及びパッドの形状に応じて、摩擦ライニングのパッド当たりのXクロスの数は、少なくとも1である
・油流25は、内側から外側に向かって通常発生する(図8)。
・溝の部分は、内周から外周まで減少する。
・エンボス加工された溝26は、常に内周を外周と接続するか、セグメンテーション溝につながる
・流体用のエンボス加工された溝26の先縁部は、摩擦ライニング又は摩擦プレートのスライド方向に対して直交方向(垂直方向、横方向)に整列せず、すなわちエンボス加工された溝26は、半径方向に延びない。
・キャリアプレートの示されない内部歯部又は外部歯部の歯及び歯の隙間は、例えば、摩擦パッド又はセグメンテーション溝の配列の数、幅、及び位置に関して調整され得るが、代替的に、又は追加的に、エンボス加工された溝の数、幅、及び位置、特に、歯側の入口開口部だけでなく、傾斜に関しても調整され得る。油供給開口部(図示せず)の位置の調整がまた、更に最適化するために考慮に入れることができる。
図9及び図10では、エンボス加工された溝のコースの条件は、エンボス加工された溝の全ての中心線が、共通の直径(a)又は共通の接線半径Rkの共通円への接線を同時に表すことであることが示されている。
図11及び図12に基づいて、エンボス加工された溝の本発明の溝設計がどのように作り出されるかが完全に示されている:
図11及び図12の凡例:
図11及び図12の凡例:
エンボス加工された溝の溝設計は、完全に2つの溝グループで構成されている:
1.内周(Ri)に沿って360°にわたって均等に分布しており、第1の溝グループのエンボス加工された溝の入口開口部EN1は、内周Riに沿って設けられている。例えば、60又は64個のエンボス加工された溝の入口開口部EN1が、互いに等しい距離で内周にわたって分布する。
1.内周(Ri)に沿って360°にわたって均等に分布しており、第1の溝グループのエンボス加工された溝の入口開口部EN1は、内周Riに沿って設けられている。例えば、60又は64個のエンボス加工された溝の入口開口部EN1が、互いに等しい距離で内周にわたって分布する。
2.角度γが確立される(第1の溝グループのエンボス加工された溝NG1と入口開口部EN1における内周接線IUT1との間の角度)。
3.90度のX交点の円の半径Rx(Ri<<Rx<<Ra)は、
Rk=Risinα、α=90°-γ、
追加的に、0°<γ<45°、かつ特に好ましくは、40°<γ<44°
に従って計算される。
追加的に、0°<γ<45°、かつ特に好ましくは、40°<γ<44°
に従って計算される。
4.例えば、ベクトル
の先端を延びる第1の溝グループNG1のエンボス加工された溝の中心線を有する90度のX交点(Rx)の円の各交点で、それぞれ1つずつ、この交点
も通って、第1のグループNG1のエンボス加工された溝の中心線に対して垂直に延びる第2のエンボス加工された溝NG2の中心線を提供する。これらの第2のエンボス加工された溝は、エンボス加工された溝の第2の溝グループNG2を形成する。
この説明の手順が、第1の溝グループのエンボス加工された溝の全ての意図された入口開口部EN1で実行されると、第2の溝グループのエンボス加工された溝が、第1の溝グループの各エンボス加工された溝に対して生成される。
第1の溝グループからのエンボス加工された溝NG1と、第2の溝グループからのこのエンボス加工された溝NG1に対してこのようにして決定されたエンボス加工された溝NG2について、次のことが当てはまる、(図12):
γ(NG1)=γ´(NG2)
上述のγの値範囲の追加説明:
・γ=0°の場合、Rk=Riであり、
・γ=45°の場合、Rx=Riである
角度γを選択するときに、次の境界条件を考慮に入れる必要がある:
・Rk<Riから、γ>0°となり、
・Rx>Riから、γ<45°となり、
したがって、0°<γ<45°が得られる
γ(NG1)=γ´(NG2)
上述のγの値範囲の追加説明:
・γ=0°の場合、Rk=Riであり、
・γ=45°の場合、Rx=Riである
角度γを選択するときに、次の境界条件を考慮に入れる必要がある:
・Rk<Riから、γ>0°となり、
・Rx>Riから、γ<45°となり、
したがって、0°<γ<45°が得られる
加えて、γの値の範囲は、次の境界条件によって更に制限される:(Ri+2mm)<Rx<(Ra-2mm)
この境界条件は、許容誤差に関する生産関連の理由を考慮する必要がある場合に発生する:Rxは、常に摩擦面(摩擦パッドで形成された摩擦リング)内に配置されている必要がある。これにより、摩擦リングの内周のすぐ近く又は摩擦リングの外周の面積は、90度のX交点(Rx)の円と第1の溝グループNG1のエンボス加工された溝との交点の位置として除外される(上述の手順のポイント4を参照)。
これにより、γが更に制限されるため、これらの境界条件下で、角度γは、40°<γ<44°の範囲にあることが望ましい。
図13及び図14において、摩擦プレートの本発明による溝パターンの2つの好ましい実施形態の寸法が示されている:
図13による、より狭い摩擦プレート上に摩擦ライニングパッドで作られたより狭い摩擦リングを有する、本発明による溝設計の実施形態の寸法:
図13による、より狭い摩擦プレート上に摩擦ライニングパッドで作られたより狭い摩擦リングを有する、本発明による溝設計の実施形態の寸法:
図14(参照記号は図13に類似している)による、より広い摩擦プレート上に摩擦ライニングパッドで作られたより広い摩擦リングを有する、本発明による溝設計の実施形態の寸法:
図15は、摩擦パッドの幾何学的形状の代替形式を示す:
半径方向に延びるセグメンテーション溝に起因する、これまで示した摩擦パッドの幾何学的形状の代替として、セグメンテーション溝のグループ平行配置が示されており、これは、有利な摩擦パッドの幾何学的形状も表している。
半径方向に延びるセグメンテーション溝に起因する、これまで示した摩擦パッドの幾何学的形状の代替として、セグメンテーション溝のグループ平行配置が示されており、これは、有利な摩擦パッドの幾何学的形状も表している。
半径方向に延びるセグメンテーション溝に起因する、摩擦パッドジオメトリの代わりに、次の摩擦パッドの形状から可能な摩擦パッドの幾何学的形状を形成することもでき、これは、台形、正方形、長方形、三角形、円などの対応するセグメンテーション溝によって互いに分離されている。
図16は、以下のようなエンボス加工された溝の断面の代替形式を示す:
U字型、V字型、長方形、W字型(例えば、エンボス加工による縁部の有無にかかわらない)。
U字型、V字型、長方形、W字型(例えば、エンボス加工による縁部の有無にかかわらない)。
エンボス加工された溝の製造プロセスに関する考えられる変形形態:
溝をエンボス加工する代わりに、これらの溝をミーリング加工及び/又は研磨する。
溝をエンボス加工する代わりに、これらの溝をミーリング加工及び/又は研磨する。
図17は、以下を示す:
従来のワッフル溝切り(図17、左)と比較して、本発明による溝設計の実装形態(図17、右)は、同じ境界条件下で冷却性能が7.5%向上し、同時に溝部分、したがって、摩擦接触における公称表面圧力が8%減少し、摩擦特性に有益な効果をもたらす。
従来のワッフル溝切り(図17、左)と比較して、本発明による溝設計の実装形態(図17、右)は、同じ境界条件下で冷却性能が7.5%向上し、同時に溝部分、したがって、摩擦接触における公称表面圧力が8%減少し、摩擦特性に有益な効果をもたらす。
01 内側からの潤滑(能動的、受動的)
02 外側からの潤滑
03 浸漬浴、油浴
5 外側のプレートキャリア(外側のプレートキャリア/ハウジング)
6 摩擦プレート(摩擦プレート)
7 鋼板(鋼板)
8 内側のプレートキャリア(内側のプレートキャリア)
10 摩擦パッド
11 キャリアプレート
NG1 溝グループ1
NG2 溝グループ2
15 NG1からのエンボス加工された溝
16 NG2からのエンボス加工された溝
17 X交点、エンボス加工された溝の交点
1、2、3、4 エンボス加工された溝15、16によって排他的に限定された凧形四角形
20 Rx:90度のX交点の円の半径
21 エンボス加工された溝の切断角度
22 エンボス加工された溝の幅
25 油流の方向
26 エンボス加工された溝
Rk 接線半径(接線円)(図9、図10(a)を参照)
Rin 内側の摩擦半径
Ra 外側の摩擦半径
Rx 90度のX交点の円の半径(図7(20)を参照)
NG1 第1の溝グループのエンボス加工された溝
NG2 第2の溝グループのエンボス加工された溝
EN1 NG1のエンボス加工された溝の入口開口部
EN2 NG2のエンボス加工された溝の入口開口部
IUT1 EN1に接する内周
IUT2 EN2に接する内周
30 外側の摩擦径(2*Ra)
31 内側の摩擦径(2*Ri)
32 セグメンテーション(セグメンテーション溝を含むパッドの数及び幅)
33 エンボス加工された溝の幅
34 セグメンテーション溝の幅(パッド間の溝)
35 90度のX交点の直径の円(2*Rx)
36 摩擦パッド
37 キャリアプレート
40 油の体積
41 反摩擦ディスク
02 外側からの潤滑
03 浸漬浴、油浴
5 外側のプレートキャリア(外側のプレートキャリア/ハウジング)
6 摩擦プレート(摩擦プレート)
7 鋼板(鋼板)
8 内側のプレートキャリア(内側のプレートキャリア)
10 摩擦パッド
11 キャリアプレート
NG1 溝グループ1
NG2 溝グループ2
15 NG1からのエンボス加工された溝
16 NG2からのエンボス加工された溝
17 X交点、エンボス加工された溝の交点
1、2、3、4 エンボス加工された溝15、16によって排他的に限定された凧形四角形
20 Rx:90度のX交点の円の半径
21 エンボス加工された溝の切断角度
22 エンボス加工された溝の幅
25 油流の方向
26 エンボス加工された溝
Rk 接線半径(接線円)(図9、図10(a)を参照)
Rin 内側の摩擦半径
Ra 外側の摩擦半径
Rx 90度のX交点の円の半径(図7(20)を参照)
NG1 第1の溝グループのエンボス加工された溝
NG2 第2の溝グループのエンボス加工された溝
EN1 NG1のエンボス加工された溝の入口開口部
EN2 NG2のエンボス加工された溝の入口開口部
IUT1 EN1に接する内周
IUT2 EN2に接する内周
30 外側の摩擦径(2*Ra)
31 内側の摩擦径(2*Ri)
32 セグメンテーション(セグメンテーション溝を含むパッドの数及び幅)
33 エンボス加工された溝の幅
34 セグメンテーション溝の幅(パッド間の溝)
35 90度のX交点の直径の円(2*Rx)
36 摩擦パッド
37 キャリアプレート
40 油の体積
41 反摩擦ディスク
Claims (10)
- 摩擦プレート(6)用の溝パターンであって、前記溝パターンが、摩擦ライニングパッド(10)によって形成されており、各摩擦ライニングパッド(10)が、摩擦面を有し、かつ前記摩擦ライニングパッドが、セグメンテーション溝によって互いに分離されており、前記摩擦面上の各摩擦ライニングパッド(10)が、追加的に、エンボス加工された溝(15、16)を有することを特徴とする、溝パターン。
- 前記摩擦ライニングパッド(10)の前記摩擦面上の前記エンボス加工された溝(15、16)が、オーバーエンボス加工によって、又はミーリング加工及び/若しくは研削によって形成されており、かつ/又は前記セグメンテーション溝が、前記摩擦ライニングパッド(10)の間に半径方向に延びていることを特徴とする、請求項1に記載の溝パターン。
- エンボス加工された溝によって排他的に取り囲まれている前記表面が、凧形四角形形状(1、2、3、4)を有し、かつエンボス加工された溝によって排他的に取り囲まれている前記表面及び/又は前記凧形四角形(1、2、3、4)の縁部長さが、半径方向内側から半径方向外側へ大きくなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の溝パターン。
- 各エンボス加工された溝(15、16)が、半径方向のコースに対して2つの円周方向のうちの一方に傾斜しており、その結果として、各エンボス加工された溝が、2つの溝グループのうちの1つに属することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の溝パターン。
- 前記エンボス加工された溝(15、16、NG1、NG2)の前記傾斜が、前記エンボス加工された溝(NG1、NG2)の中心線と、前記エンボス加工された溝(NG1、NG2)の前記中心線のコースと前記摩擦パッド(10)の内周(Ri)のコースとの間の接点(EN1、EN2)における内周接線(IUT1、IUT2)との間の角度γによって求められることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の溝パターン。
- 90度の交差角度を有する2つのエンボス加工された溝(15、16、NG1、NG2)の前記中心線の全ての交点(17)が、前記摩擦ライニングの内半径(Ri)と外半径(Ra)との間にある半径Rxを有する円上にあり、
であり、Rk=Risinαであり、α=90°-γであることを特徴とする、請求項5に記載の溝パターン。 - 半径Rxを有する前記円上にない2つのエンボス加工された溝(15、16、NG1、NG2)の前記中心線の全ての交点(17)が、90度以外の交差角度を有することを特徴とする、請求項6に記載の溝パターン。
- 2つのエンボス加工された溝(NG1、NG2)が、前記2つのエンボス加工された溝(NG1、NG2)の前記中心線が半径Rxを有する前記円上にそれらの交点(17)を有する場合に、それぞれの前記角度γに対して同じ値を有することを特徴とする、請求項6又は7に記載の溝パターン。
- 全てのエンボス加工された溝(NG1、NG2)の全ての中心線が、共通の半径Rkを有する共通の円に対して接線を形成することを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の溝パターン。
- 前記角度γが、0~45°、好ましくは、40°~44°の範囲であるように選択されることを特徴とする、請求項5~9のいずれか一項に記載の溝パターン。
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| DE102023102033.1A DE102023102033A1 (de) | 2022-12-05 | 2023-01-27 | Nutmuster für Reiblamellen |
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| JP2014231852A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | アイシン化工株式会社 | 湿式摩擦材 |
| DE102013010651A1 (de) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Daimler Ag | Nasskupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
| US9022183B2 (en) * | 2013-07-26 | 2015-05-05 | Deere And Company | Self-centering wet clutch or brake plate |
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| DE102017124330A1 (de) * | 2017-10-18 | 2019-04-18 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nasslaufende Lamellenkupplung |
| DE102021107843B4 (de) | 2021-02-11 | 2024-01-25 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nutmuster für Reiblamellen |
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-
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- 2023-11-03 WO PCT/DE2023/100814 patent/WO2024120564A1/de not_active Ceased
- 2023-11-03 CN CN202380073673.7A patent/CN120092140A/zh active Pending
- 2023-11-03 JP JP2025525294A patent/JP2025540904A/ja active Pending
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