JPH07103255A - 湿式摩擦プレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性及び耐久性を向上させると共にオート
マチックトランスミッションに最適の高い摩擦係数が得
ること。 【構成】 油中で互いに係合しながら摺動回転する第１
プレート１０及び第２プレート１１を有する湿式摩擦プ
レートにおいて、第１及び第２プレート１０，１１を、
金属合金系のマトリックス１４と金属又はセラミックス
の多孔質微小体１６とから構成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油中で使用される湿式
摩擦プレートに関するもので、特にオートマチック・ト
ランスミッション・フルードに適した摩擦プレートに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の摩擦プレートとしては、
特開昭５７−８５８７６号公報等に示されるものが知ら
れている。これは、油中で互いに係合しながら摺動回転
する第１プレート及び第２プレートを有するものであ
る。又、第１プレートは、Ｓ３５Ｃ等の鉄板から成るコ
アプレートの両面に紙質の摩擦部を形成したもので、第
２プレートはＳ３５Ｃ等の鉄板から形成されたものであ
る。ここで、第１プレートの摩擦部は、有機繊維，無機
繊維の繊維基材と、セラミックス系の無機充填材と、摩
擦調整剤と、強度を向上させるためのフェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂とから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した第
１プレートの摩擦部内には有機繊維及び熱硬化性樹脂が
含有されているので、油中で摩擦プレートを使用する際
に第１プレートの摩擦部と第２プレートとの間で摺動熱
（２００℃以上）が発生した場合に、有機繊維及び熱硬
化性樹脂が炭化して劣化する恐れがある。その結果、摩
擦プレートの耐熱性が乏しくなり、長期間に渡って使用
できなくなる。又、第１プレートのコアプレートに紙質
の摩擦部が形成されているので、摩擦部がコアプレート
から剥離する危険性が生じる。

【０００４】そこで、上記問題点を解決するために、第
１及び第２プレート全体を銅，スズ，鉛，グラファイト
を混合した焼結体で構成した例（”トライボロジスト”
第３６巻第７号（１９９１）Ｐ５３５〜５４２に記載）
があるが、この場合、摩擦係数が略０．０７と非常に低
く、オートマチックトランスミッションに適した摩擦特
性を得ることができない。

【０００５】故に、本発明は、耐熱性及び耐久性に優れ
且つオートマチックトランスミッションに最適の高い摩
擦係数が得られる湿式の摩擦プレートを提供すること
を、その技術的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために請求項１，２，３の発明において講じた技術的
手段（第１の技術的手段）は、油中で互いに係合しなが
ら摺動回転する第１プレート及び第２プレートを有する
湿式摩擦プレートにおいて、第１及び第２プレートを、
金属合金系のマトリックスと金属又はセラミックスの多
孔質微小体とから構成したことである。ここで、第１，
第２プレートの内の少なくとも一方に強化材となるセラ
ミックス短繊維を含有させると望ましい。更に、第１，
第２プレートの内の少なくとも一方にセラミックス微小
体を含有させると望ましい。

【０００７】上記技術的課題を解決するために請求項
４，５，６，７の発明において講じた技術的手段（第２
の技術的手段）は、油中で互いに係合しながら摺動回転
する第１プレート及び第２プレートを有する湿式摩擦プ
レートにおいて、第１プレートを金属合金系のマトリッ
クスと金属又はセラミックスの多孔質微小体とから構成
し且つ第２プレートを金属合金系のマトリックスと摩擦
調整材且つ強化材であるセラミックス短繊維とから構成
したことである。ここで、第１プレートに強化材となる
セラミックス短繊維を含有させると望ましい。又、第２
プレートに金属又はセラミックスの多孔質微小体を含有
させると望ましい。更に、第１，第２プレートの内の少
なくとも一方にセラミックス微小体を含有させると望ま
しい。

【０００８】

【作用】上記第１，２の技術的手段によれば、耐熱性に
優れる金属合金系のマトリックスを使用しているので、
従来技術の有機繊維や熱硬化性樹脂の添加が不要にな
り、その結果、油中で湿式摩擦プレートを使用する際に
第１プレートの第２プレートとの摺動面（又は第２プレ
ートの第１プレートとの摺動面）に摺動熱（２００℃以
上）が発生しても、湿式摩擦プレートが劣化することが
なくなる。これにより、長時間又は長期間に渡って摩擦
プレートを使用することができる。

【０００９】又、第１プレート全体を同種の材料で構成
し且つ第２プレート全体を同種の材料で構成したので、
剥離の危険性がなくなる。

【００１０】上記第１の技術的手段によれば、第１及び
第２プレートに金属又はセラミックスの多孔質微小体を
含有させたので、両プレート間の真実接触面積が増加す
る。

【００１１】その結果、第１及び第２プレートの摺動面
の摩擦係数が従来技術と比較して向上し、オートマチッ
クトランスミッションに適した摩擦特性を得ることがで
きる。

【００１２】ここで、第１，第２プレートの内の少なく
とも一方に強化材となるセラミックス短繊維を含有させ
ると、強度がより向上する。更に、第１，第２プレート
の内の少なくとも一方にセラミックス微小体を含有させ
ると、強度がより向上し、自己摩耗量が低減できる。

【００１３】上記第２の技術的手段によれば、第１プレ
ートに金属又はセラミックスの多孔質微小体を含有させ
且つ第２プレートに摩擦調整材且つ強化材であるセラミ
ックス短繊維を含有させたので、両プレート間の真実接
触面積が増加する。その結果、第１及び第２プレートの
摺動面の摩擦係数が従来技術と比較して向上し、オート
マチックトランスミッションに適した摩擦特性を得るこ
とができる。ここで、第１プレートに強化材となるセラ
ミックス短繊維を含有させると、強度がより向上する。
又、第２プレートに金属又はセラミックスの多孔質微小
体を含有させると摺動面の摩擦係数がより向上する。更
に、第１，第２プレートの内の少なくとも一方にセラミ
ックス微小体を含有させると、強度がより向上し、自己
摩耗量が低減できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１５】本実施例では、本発明による湿式摩擦プレ
ートをオートマチックトランスミッション用のフリクシ
ョンプレート又はセパレートプレートに適用した場合に
ついて説明する。図１は本実施例に係るフリクションプ
レートとセパレートプレートの斜視図である。図２は図
１に示すフリクションプレート及びセパレートプレート
の組織図である。

【００１６】フリクションプレート（第１プレート）１
０及びセパレートプレート（第２プレート）１１は油中
で互いに係合しながら摺動回転するもので、フリクショ
ンプレート１０は摩擦面１２を有し、その摩擦面１２は
摩擦面１３に係合するようになっている。

【００１７】フリクションプレート１０及びセパレート
プレート１１は同じ材質で成分の含有量の異なるもの又
は異種の材質で構成されている。ここで、フリクション
プレート１０及びセパレートプレート１１は、少なくと
も強度を向上させる金属合金系のマトリックス１４と、
摩擦係数を向上させる金属又はセラミックスの多孔質微
小体１６とから構成されている。ここで、両プレート１
０，１１の内の少なくとも一方に摩擦調整材且つ強化材
又は強化材となるセラミックス短繊維１５を含有させる
と望ましい。更に、両プレート１０，１１の内の少なく
とも一方にセラミックス微小体１７を含有させると望ま
しい。尚、フリクションプレート１０を金属合金系のマ
トリックス１４と金属又はセラミックスの多孔質微小体
１６とから構成し且つセパレートプレート１１を金属合
金系のマトリックスと摩擦調整材且つ強化材であるセラ
ミックス短繊維１５とから構成しても良い。その場合、
フリクションプレート１０に酸化亜鉛ウイスカー等の強
化材となるセラミックス短繊維１５を含有させると望ま
しい。又、セパレートプレート１１に金属又はセラミッ
クスの多孔質微小体１６を含有させると望ましい。更
に、両プレート１０，１１の内の少なくとも一方にセラ
ミックス微小体１７を含有させると望ましい。

【００１８】ここで、金属合金系のマトリックス１４と
しては、アルミニウム，マグネシウム等の軽合金系、銅
合金系等が挙げられる。又、摩擦調整材且つ強化材とな
るセラミックス短繊維１５としては、アルミナ，炭化珪
素，アルミナ／二酸化珪素，チタン酸カリウム，β−ケ
イ酸カルシウム等のウイスカーやガラス短繊維，アルミ
ナ短繊維，アルミナ／二酸化珪素短繊維等が挙げられ
る。又、強化材となるセラミックス短繊維１５として
は、酸化亜鉛，アルミナ／酸化ホウ素等のウイスカーが
挙げられる。又、金属又はセラミックスの多孔質微小体
１６としては、ケイ藻土，多孔質アルミナ，ゼオライ
ト，アルミナシリケート，スポンジチタン，多孔質ニッ
ケル等が挙げられる。更に、セラミックス微小体１７と
しては、シリカゲル，アルミナ，炭酸カルシウム，硫酸
カルシウム，硫酸バリウム，アルミナ／二酸化珪素等が
挙げられる。

【００１９】ここでは、フリクションプレート１０は、
アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ７０７５）のマトリッ
クス１４と、平均粒径４〜１０μｍのケイ藻土（３０ｖ
ｏｌ％）１６と、平均繊維長２〜５０μｍ，平均繊維径
０．２〜３μｍの酸化亜鉛ウイスカー（１０ｖｏｌ％）
１５とから成るアルミニウム合金複合材料から形成され
ている。又、セパレートプレート１１は、アルミニウム
合金（ＪＩＳ規格Ａ７０７５）のマトリックス１４と、
平均繊維長１０〜５０μｍ，平均繊維径１μｍ以下のチ
タン酸カリウムウイスカー（２０ｖｏｌ％）１５と、平
均粒径４〜１０μｍのケイ藻土（２０ｖｏｌ％）１６と
とから成るアルミニウム合金複合材料から形成されてい
る。

【００２０】上記のフリクションプレート１０の製造方
法について説明する。

【００２１】アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ７０７
５）の粉末，摩擦係数を向上させるケイ藻土３０ｖｏｌ
％，強度を向上させる酸化亜鉛ウイスカー１０ｖｏｌ％
を混入し、アルミナボールミルにて３０分〜１時間混合
した。その混合粉末を押出ダイス（図示せず）に入る形
状になるように１ｔｏｎ／ｃｍ² にて圧縮成形した後、
５５０℃，１ｔｏｎ／ｃｍ² にて熱間押出を行った。そ
の押出材を機械加工することによりフリクションプレー
ト１０を形成した。尚、上記の方法以外にも前記混合粉
末を所定形状のキャビテー内に粉末射出成形した後、焼
結を行う方法や熱間押出後直ちに所定形状のキャビテー
内に押し込んで射出成形する方法等があり、何れの方法
も機械加工工程を省略できる。

【００２２】一方、セパレートプレート１１の製造方法
については、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ７０７
５）の粉末，ケイ藻土２０ｖｏｌ％，摩擦調整材であり
且つ強度を向上させるチタン酸カリウムウイスカー２０
ｖｏｌ％を混入すること以外は前述のフリクションプレ
ート１０の製造方法と同様であるので、その説明は省略
する。

【００２３】上記の如く形成されたフリクションプレー
ト１０及びセパレートプレート１１の摩擦特性の評価を
温度６０℃のオートマチックトランスミッションフルー
ド（ＡＴＦのＤ−ＩＩタイプ）中で鈴木式摩擦試験機に
て回転速度２０００ｒｐｍ，垂直荷重８ｋｇｆ／ｃｍ²
の条件下で行った。その結果を図３に示す。但し、図３
にはフリクションプレート１０及びセパレートプレート
１１の引張強度も示す。又、図３には、従来例１（プレ
ート本体の表面にペーパー系の摩擦部を形成したフリク
ションプレートと鉄板で形成したセパレートプレートを
使用した場合）及び従来例２（フリクションプレート及
びセパレートプレートを銅，スズ，鉛，グラファイトを
混合した焼結体で形成した場合）の摩擦係数及び引張強
度についても示す。

【００２４】図３から明らかなように、本実施例に係る
両プレート１０，１１の摩擦面１２，１３の摩擦係数μ
は０．１４であり、従来例１，２よりも大きい。これは
両プレート１０，１１が摩擦係数を向上させるケイ藻土
１６を含有していると共にセパレートプレート１１が摩
擦調整材であり且つ強化材であるチタン酸カリウムウイ
スカー１５を含有しているためと考えられる。又、本実
施例に係るセパレートプレート１１の引張強度は従来例
１のフリクションプレート，従来例２の両プレートより
も大きい。これは、セパレートプレート１０が強度を向
上させるアルミニウム合金マトリックス１４及び摩擦調
整材且つ強化材であるチタン酸カリウムウイスカー１５
を含有しているためと考えられる。

【００２５】以上示したように、本実施例においては、
両プレート１０，１１が摩擦係数を向上させるケイ藻土
１６を含有しているので、摩擦係数が従来技術と比較し
て向上し、オートマチックトランスミッションに適した
摩擦特性を得ることができる。

【００２６】又、セパレートプレート１１が高強度のア
ルミニウム合金系マトリックス１４及び摩擦調整材且つ
強化材であるチタン酸カリウムウイスカー１５を含有し
ているので、引張強度が向上する。

【００２７】又、本実施例では、フリクションプレート
１０とセパレートプレート１１とを異種の材料で構成し
たので、両プレート１０，１１の両摩擦面１２，１３の
分子間力が増大する。その結果、摩擦係数が同種材で構
成した場合と比較して更に向上する。

【００２８】又、耐熱性に優れ且つ高強度のアルミニウ
ム合金系マトリックス１４を使用しているので、従来例
１の有機繊維や熱硬化性樹脂の添加が不要になり、その
結果、油中で両プレート１０，１１を使用している際に
両摩擦面１２と１３との間で摺動熱（２００℃以上）が
発生しても、両プレート１０，１１が劣化することがな
くなる。これにより、長時間又は長期間に渡って両プレ
ート１０，１１を使用することができる。

【００２９】又、フリクションプレート１０（又はセパ
レートプレート１１）全体を同種の材料で構成したの
で、剥離の危険性がなくなる。

【００３０】更に、フリクションプレート１０（又はセ
パレートプレート１１）全体を同種の材料で構成したの
で、ペーパー系の従来例１と比較して製造工程が少なく
できる。

【００３１】尚、本実施例ではオートマチックトランス
ミッション用の摩擦プレート（フリクションプレート１
０及びセパレートプレート１１）について説明したが、
本発明はこれに限定される必要は全くなく、例えば、ビ
スカスカップリング等の湿式摩擦プレートに適用でき
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。

【００３３】耐熱性に優れる金属合金系のマトリックス
を使用しているので、従来技術の有機繊維や熱硬化性樹
脂の添加が不要になり、その結果、油中で湿式摩擦プレ
ートを使用する際に第１プレートの第２プレートとの摺
動面（又は第２プレートの第１プレートとの摺動面）に
摺動熱（２００℃以上）が発生しても、湿式摩擦プレー
トが劣化することがなくなる。これにより、長時間又は
長期間に渡って摩擦プレートを使用することができる。

【００３４】又、第１プレート全体を同種の材料で構成
し且つ第２プレート全体を同種の材料で構成したので、
剥離の危険性がなくなる。

【００３５】第１及び第２プレートの摺動面の摩擦係数
が従来技術と比較して向上し、オートマチックトランス
ミッションに適した摩擦特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るフリクションプレート及びセパ
レートプレートの斜視図である。

【図２】図１のフリクションプレート及びセパレートプ
レートの組織図である。

【図３】本実施例に係るフリクションプレートの摩擦係
数及び引張強度を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ フリクションプレート １１ セパレートプレート １４ 金属合金系マトリックス １５ セラミックス短繊維 １６ 金属又はセラミックスの多孔質微小体 １７ セラミックス微小体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸 山 宏 太 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 山 本 安 信 愛知県碧南市港南町２丁目８番地12 アイ シン辰栄株式会社

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油中で互いに係合しながら摺動回転する
   第１プレート及び第２プレートを有する湿式摩擦プレー
   トにおいて、 前記第１及び第２プレートが、金属合金系のマトリック
   スと金属又はセラミックスの多孔質微小体とから構成さ
   れてなる湿式摩擦プレート。
2. 【請求項２】 前記第１，第２プレートの内の少なくと
   も一方が強化材となるセラミックス短繊維を含有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の湿式摩擦プレート。
3. 【請求項３】 前記第１，第２プレートの内の少なくと
   も一方がセラミックス微小体を含有することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の湿式摩擦プレート。
4. 【請求項４】 油中で互いに係合しながら摺動回転する
   第１プレート及び第２プレートを有する湿式摩擦プレー
   トにおいて、 前記第１プレート全体が、金属合金系のマトリックスと
   金属又はセラミックスの多孔質微小体とから構成され、 前記第２プレート全体が、金属合金系のマトリックスと
   摩擦調整材且つ強化材であるセラミックス短繊維とから
   構成されてなる湿式摩擦プレート。
5. 【請求項５】 前記第１プレートが強化材となるセラミ
   ックス短繊維を含有することを特徴とする請求項４記載
   の湿式摩擦プレート。
6. 【請求項６】 前記第２プレートが金属又はセラミック
   スの多孔質微小体をを含有することを特徴とする請求項
   ４又は５記載の湿式摩擦プレート。
7. 【請求項７】 前記第１，第２プレートの内の少なくと
   も一方がセラミックス微小体を含有することを特徴とす
   る請求項４又は５又は６記載の湿式摩擦プレート。