JPH0842590A - 湿式摩擦プレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦係数を向上させること。 【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を有し、第１プレー
トが、金属板１１と、金属板の両面に形成され繊維基材
とバインダとしての樹脂と摩擦調整剤とを含む紙質のラ
イニング１２，１２とから構成され、第２プレートが、
金属合金系のマトリックス１４とセラミックス微小体１
６とセラミックス短繊維１５とを含んでいる湿式摩擦プ
レート。

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、この種の湿式摩擦プレートとして
は、例えば特開昭５７−８５８７６号公報に示されるも
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バインダとしてのためのフェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂とを含む紙質のライニング
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した鉄
板の両面に紙質のライニングを形成した第１プレートと
鉄板である第２プレートとを互いに摺動させる湿式摩擦
プレートでは、摩擦係数が略０．１４と低くなる。従っ
て、例えば従来のものを自動変速機に適用した場合、動
力伝達効率の向上や小型軽量化といった自動車業界の厳
しい要望に応えることができない。

【０００４】故に、本発明は、高い摩擦係数が得られる
湿式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。

【０００５】

【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の発明において講じた技術的手段（以
下第１の技術的手段と称する。）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
有し；第１プレートが、金属板と、金属板の両面に形成
され繊維基材とバインダとしての樹脂と摩擦調整剤とを
含む紙質のライニングとから構成され；第２プレート
が、金属合金系のマトリックスとセラミックス微小体と
を含むようにしたことである。

【０００６】上記第１の技術的手段において、摩擦係数
を一層向上させるために、セラミックス微小体を多孔質
にすると好ましい。

【０００７】上記技術的課題を解決するために請求項３
の発明において講じた技術的手段（以下第２の技術的手
段と称する。）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プレートを有し；第１プレー
トが、金属板と、金属板の両面に形成され繊維基材とバ
インダとしての樹脂と摩擦調整剤とを含む紙質のライニ
ングとから構成され；第２プレートが、金属合金系のマ
トリックスとセラミックス短繊維とを含むようにしたこ
とである。

【０００８】上記技術的課題を解決するために請求項４
の発明において講じた技術的手段（以下第３の技術的手
段と称する。）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プレートを有し；第１プレー
トが、金属板と、金属板の両面に形成され繊維基材とバ
インダとしての樹脂と摩擦調整剤とを含む紙質のライニ
ングとから構成され；第２プレートが、金属合金系のマ
トリックスとセラミックス微小体とセラミックス短繊維
とを含むようにしたことである。

【０００９】ここで、第１プレートの金属板としては、
Ｓ３５Ｃ等の鉄板等を用いると良い。紙質のライニング
の繊維基材としては、リンターパルプ，木材パルプ，ケ
ブラー繊維等の有機繊維及びガラス繊維，アルミナ系繊
維，チタン酸カリウムウイスカー等の無機繊維を用いる
と良い。バインダとしての樹脂としては、フェノール樹
脂等の熱硬化性樹脂を用いると良い。摩擦調整剤として
は、カシューダスト，ケイ藻土等を用いると良い。

【００１０】第２プレートの金属合金系マトリックスと
しては、アルミニウム，マグネシウム等の軽合金系マト
リックスや銅合金マトリックス等を用いると良い。

【００１１】セラミックス微小体は、摩擦係数を向上さ
せるためのもので、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等を用いると良い。

【００１２】セラミックス短繊維は、摩擦係数を向上さ
せると共に強化材となるもので、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を用いると良い。

【００１３】上記第１〜３の技術的手段において、強度
を向上させるために、第２プレート中に高強度セラミッ
クス微小体を含有させると好ましい。ここで、高強度セ
ラミックス微小体としては、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／二酸化珪素等を用いると良い。

【００１４】上記第１，３の技術的手段において、摩擦
係数を向上させると共に第２プレートの伸び特性の低下
を抑えるために、第２プレート中のセラミックス微小体
の含有量を５〜２５体積％にすると好ましい。ここで、
セラミックス微小体の含有量が５体積％未満であると、
摩擦係数が０．１５以下となり従来技術のものと同様に
小さい。一方、２５体積％よりも超えると、伸び特性が
低下して第２プレートが脆くなる恐れがある。

【００１５】上記第２，３の技術的手段において、摩擦
係数を向上させると共に第２プレートの伸び特性の低下
を抑えるために、第２プレート中のセラミックス短繊維
の含有量を２〜２０体積％にすると好ましい。ここで、
セラミックス短繊維の含有量が２体積％未満であると、
摩擦係数が０．１５以下となり従来技術のものと同様に
小さくなる。一方、２０体積％よりも超えると、伸び特
性が低下して第２プレートが脆くなる恐れがある。

【００１６】

【作用】上記第１の技術的手段によれば、第２プレート
にセラミックス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。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す
る。

【００１７】ここで、セラミックス微小体を多孔質にす
ると、両プレート間の真実接触面積が増加して第１及び
第２プレートの摺動面の摩擦係数が一層向上する。

【００１８】上記第２の技術的手段によれば、第２プレ
ートに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
上する。

【００１９】上記第３の技術的手段によれば、第２プレ
ートにセラミックス微小体及びセラミックス短繊維を含
有させたので、第１及び第２プレートの摺動面の摩擦係
数が一層向上する。

【００２０】又、上記第１，３の技術的手段において、
第２プレート中のセラミックス微小体の含有量を５〜２
５体積％にすると、摩擦係数が向上すると共に第２プレ
ートの伸び特性の低下を抑制でき、第２プレートが脆く
なるのを回避できる。

【００２１】又、上記第２，３の技術的手段において、
第２プレート中のセラミックス短繊維の含有量を２〜２
０体積％にすると、摩擦係数が向上すると共に第２プレ
ートの伸び特性の低下を抑制でき、第２プレートが脆く
なるのを回避できる。

【００２２】

【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。

【００２３】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におけるフリクションプレート及びセパレートプレー
トの断面図である。

【００２４】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）１３は油中
で互いに係合しながら摺動回転するものである。

【００２５】図２に示すように、フリクションプレート
１０は、鉄板（例えばＳ３５Ｃ）から形成された略リン
グ状のコアプレート１１と、コアプレート１１の両面に
形成された紙質のライニング１２，１２とから構成され
ている。紙質のライニング１２は、有機繊維，無機繊維
の繊維基材（例えばガラス繊維）と、セラミックス系の
無機充填剤（例えばアルミナ系繊維）と、摩擦調整剤
（例えばケイ藻土）と、バインダとしての熱硬化性樹脂
（例えばフェノール樹脂）とを含有するものである。

【００２６】セパレートプレート１３は、略リング状を
呈しており、その表面がフリクションプレート１１との
間で係合しながら摺動する摺動面１３ａになっている。
このセパレートプレート１３の組織図を図３に示す。

【００２７】図３に示すように、セパレートプレート１
３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（５ｖｏ
ｌ％）１５と、平均粒径４〜１０μｍのケイ藻土（１５
ｖｏｌ％）１６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。ここで、アルミニウム合金のマトリ
ックス１４は強化材ともなる。チタン酸カリウムウイス
カー１５は摩擦調整材且つ強化材又は強化材となるもの
で、ケイ藻土１６は摩擦係数を向上させるためのもので
ある。

【００２８】次に、フリクションプレート１０の製造方
法について簡単に説明する。

【００２９】まず鉄板から略リング状のコアプレート１
１を成形する。次に繊維基材、無機充填剤、摩擦調整剤
及び熱硬化性樹脂を混合した混合液をコアプレート１１
の両面に塗布する。その後加熱することで熱硬化性樹脂
を硬化させてコアプレート１１の両面に紙質のライニン
グ１２，１２を形成する。

【００３０】又、セパレートプレート１３の製造方法に
ついて説明する。

【００３１】アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ７０７
５）の粉末，ケイ藻土１５ｖｏｌ％及びチタン酸カリウ
ムウイスカー５ｖｏｌ％を混入し、振動ボールミルにて
３０分〜１時間混合する。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
熱間押出を行う。その押出材を機械加工することにより
セパレートプレート１３を形成する。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。

【００３２】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１３の摩擦特性の評価を
温度６０〜１００℃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２ｍ／ｓ，垂直荷重８ｋｇｆ／ｃｍ
² の条件下で行った。その結果を図４に示す。又、図４
には、比較例（フリクションプレート及びセパレートプ
レートを上記セパレートプレート１３と同一の材質で構
成したもの）従来例（コアプレートの表面に紙質のライ
ニング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もの）の摩擦係数につ
いても示す。

【００３３】図４から明らかなように、本実施例に係る
両プレート１０，１３の摩擦係数μは０．２０であり、
比較例及び従来例よりも大きい。これはフリクションプ
レート１０中の摩擦調整剤とセパレートプレート１３中
のチタン酸カリウムウイスカー１５及びケイ藻土１６と
の相乗効果によるものと考えられる。

【００３４】ここで、セパレートプレート１３中のチタ
ン酸カリウムウイスカー１５及びケイ藻土１６の含有量
（ｖｏｌ％）と摩擦係数及び伸び特性との関係を図５に
示す。

【００３５】図５からも明らかなように、チタン酸カリ
ウムウイスカー１５及びケイ藻土１６の含有量が多い
程、両プレート１０，１３間の摩擦係数が高くなる。
尚、チタン酸カリウムウイスカー１５の方がケイ藻土１
６よりも摩擦係数を向上させる力がある。一方、チタン
酸カリウムウイスカー１５及びケイ藻土１６の含有量が
多い程、セパレートプレート１３の伸び特性の低下が見
られる。尚、ケイ藻土１６の方がチタン酸カリウムウイ
スカー１５よりも伸び特性の低下が少ない。

【００３６】ここで、摩擦係数０．１５以上，伸び１．
７％以上にする必要性から、チタン酸カリウムウイスカ
ー１５の含有量を２〜２０ｖｏｌ％にすると望ましく、
ケイ藻土１６の含有量を３〜２５ｖｏｌ％にすると望ま
しい。又、図５からも明らかなように、チタン酸カリウ
ムウイスカー１５の含有量を５ｖｏｌ％，ケイ藻土１６
の含有量を１５ｖｏｌ％としたとき（本実施例）が伸び
を確保した状態で摩擦係数を最大（０．２１）にでき
る。

【００３７】尚、自動変速機の湿式多板クラッチにおい
ては、法規制等に絡む燃費の向上を目的としたミッショ
ンの小型軽量化や動力（トルク）伝達効率の向上という
厳しい要望があるが、本実施例における湿式摩擦プレー
トではその摩擦係数が従来のものの略１．５倍になるこ
とから、湿式摩擦プレートの枚数を少なくしてミッショ
ンの小型軽量化が可能になると共に動力（トルク）伝達
効率を向上できる。

【００３８】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１３）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。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明は、以下の如く効果を有
する。

【００４０】第２プレートにセラミックス微小体を含有
させたので、両プレート間の真実接触面積が増加する。
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する。

【００４１】請求項２の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００４２】セラミックス微小体を多孔質にしたので、
両プレート間の真実接触面積が一層増加する。その結
果、第１及び第２プレートの摺動面の摩擦係数が一層向
上する。

【００４３】請求項３の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００４４】第２プレートに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する。

【００４５】請求項４の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００４６】第２プレートにセラミックス微小体及びセ
ラミックス短繊維を含有させたので、第１及び第２プレ
ートの摺動面の摩擦係数が一層向上する。

【００４７】請求項５の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００４８】請求項１，４の発明において、第２プレー
ト中のセラミックス微小体の含有量を５〜２５体積％に
したので、摩擦係数が向上すると共に第２プレートの伸
び特性の低下を抑制でき、第２プレートが脆くなるのを
回避できる。

【００４９】請求項６の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００５０】請求項３，４の発明において、第２プレー
ト中のセラミックス短繊維の含有量を２〜２０体積％に
したので、摩擦係数が向上すると共に第２プレートの伸
び特性の低下を抑制でき、第２プレートが脆くなるのを
回避できる。

【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におけるフリクションプレート及びセパレ
ートプレートの断面図である。

【図３】図１におけるセパレートプレートの組織図であ
る。

【図４】本実施例に係るセパレートプレートの摩擦係数
を示すグラフである。

【図５】チタン酸カリウムウイスカー及びケイ藻土の含
有量と摩擦係数及び伸び特性との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ フリクションプレート １１ コアプレート（金属板） １２ 紙質のライニング １３ セパレートプレート １４ アルミニウム合金系マトリックス（金属合金系マ
トリックス） １５ チタン酸カリウムウイスカー（セラミックス短繊
維） １６ ケイ藻土（セラミックス微小体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 田 益 雄 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 シン辰栄株式会社内

Claims (6)

【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プレートを有し、 前記第１プレートが、金属板と、前記金属板の両面に形
   成され繊維基材とバインダとしての樹脂と摩擦調整剤と
   を含む紙質のライニングとから構成され、前記第２プレ
   ートが、金属合金系のマトリックスとセラミックス微小
   体とを含んでいる湿式摩擦プレート。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記セラミックス微
   小体は多孔質微小体である湿式摩擦プレート。
3. 【請求項３】 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プレートを有し、 前記第１プレートが、金属板と、前記金属板の両面に形
   成され繊維基材とバインダとしての樹脂と摩擦調整剤と
   を含む紙質のライニングとから構成され、 前記第２プレートが、金属合金系のマトリックスとセラ
   ミックス短繊維とを含んでいる湿式摩擦プレート。
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プレートを有し、 前記第１プレートが、金属板と、前記金属板の両面に形
   成され繊維基材とバインダとしての樹脂と摩擦調整剤と
   を含む紙質のライニングとから構成され、 前記第２プレートが、金属合金系のマトリックスとセラ
   ミックス微小体とセラミックス短繊維とを含んでいる湿
   式摩擦プレート。
5. 【請求項５】 請求項１，４において、前記第２プレー
   ト中のセラミックス微小体の含有量は５〜２５体積％で
   ある湿式摩擦プレート。
6. 【請求項６】 請求項２，４において、前記第２プレー
   ト中のセラミックス短繊維の含有量は２〜２０体積％で
   ある湿式摩擦プレート。