特許 7553708 摩擦部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】摩擦部品

(51)【国際特許分類】

   F16D 13/62 20060101AFI20240910BHJP

   F16D 65/12 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F16D13/62 A

F16D65/12 H

F16D65/12 S

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023522804

(86)(22)【出願日】2021-09-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-01

(86)【国際出願番号】 DE2021100756

(87)【国際公開番号】W WO2022078545

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】102020126942.0

(32)【優先日】2020-10-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒ． １－３， ９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン シュタインメッツ

【審査官】倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１７３３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７８６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００２０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１６６１５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １３／６２－１３／６６

Ｆ１６Ｄ ６５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

篏合面（４０）と接触するように構成され、湿式で、回転軸（３）の周りを回転し、かつ複数の摩擦紙片（１０、２１、２２、３１、３２、４１、４２）を備える、少なくとも１つの環状ディスク様摩擦面（２、２３、２４、３３、３４、４３、４４）を備える、摩擦動作装置（２０）用の摩擦部品（１）であって、前記複数の摩擦紙片（１０、２１、２２、３１、３２、４１、４２）の少なくとも１つの摩擦紙片（２１、３１、４１）が、前記環状ディスク様摩擦面（２、２３、２４、３３、３４、４３、４４）において、少なくとも１つの軸方向に深い摩擦領域（２６、３６、４６）と、前記環状ディスク様摩擦面（２、２３、２４、３３、３４、４３、４４）に対して前記篏合面（４０）が軸方向に押し付けられるときに前記軸方向に深い摩擦領域（２６、３６、４６）よりも強く荷重されるように構成された、少なくとも１つの軸方向に高い摩擦領域（２５、３５、４５、４７）と、を含む、少なくとも１つの不均一な部分を有し、
前記摩擦紙片（２１）が、回転の方向に延びる軸を有する円錐形であることを特徴とする、摩擦部品（１）。

【請求項2】

前記摩擦紙片（４１）が、回転の方向に中心軸を有する二重円錐形であることを特徴とする、請求項１に記載の摩擦部品。

【請求項3】

前記軸方向に深い摩擦領域（２６、３６、４６）と前記軸方向に高い摩擦領域（２５、３５、４５、４７）との間の軸方向距離（２７、３７、４８）が、５～１００ミクロンであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の摩擦部品。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の少なくとも１つの摩擦部品（１）を有する、湿式多プレートクラッチ。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか一項に記載の少なくとも１つの摩擦部品（１）を有する、多板ブレーキ（２０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摩擦動作装置用の摩擦部品であって、篏合面に対して、湿式で回転軸の周りを回転し、かつ紙材料から形成される、少なくとも１つの環状ディスク様摩擦面を備える、摩擦部品に関する。本発明は更に、少なくとも１つのそのような摩擦部品を有する湿式多プレートクラッチ又は多板ブレーキに関する。

【背景技術】

【0002】

独国特許出願公開第１０２００９０１３４０６（Ａ１）号明細書から、円錐形状のプレス工具を有する冷却プレスで摩擦ライニングを製造する方法が公知である。独国特許出願公開第１０２０１１０８６９２６（Ａ１）号明細書から、摩擦面及び摩擦ライニングが摩擦クラッチの回転軸に対して円錐形である、摩擦クラッチが公知である。独国特許出願公開第１０２０１５２０６０１８（Ａ１）号明細書から、内側プレートを有するディスククラッチであって、接触領域において半径方向外向きに先細りの環状横断面を有し、外側プレートが接触領域において半径方向内向きに先細りの環状横断面を有する、ディスククラッチが公知である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、篏合面に対して、湿式で回転軸の周りを回転し、かつ紙材料から形成される、少なくとも１つの環状ディスク様摩擦面を備える、摩擦動作装置用の摩擦部品を機能的に改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本目的は、篏合面に対して、回転軸を中心に湿式で回転し、かつ紙材料から形成される、少なくとも１つの環状ディスク様摩擦面を備える、摩擦動作装置用の摩擦部品であって、これにおいて、摩擦面が、摩擦面及び篏合面が軸方向において押し付けられたときに、摩擦面において、少なくとも１つの軸方向に深い摩擦領域と、軸方向に深い摩擦領域よりも強く予荷重された少なくとも１つの軸方向に高い摩擦領域と、を作製するために、少なくとも１つのメソ幾何学的又はマイクロ幾何学的な不均一部分を有する、摩擦部品によって達成される。軸方向という用語は、摩擦部品の回転軸に関連する。軸方向は、摩擦部品の回転軸の方向又は摩擦部品に平行な方向を意味する。以下で使用される半径方向及び接線方向という用語もまた、摩擦部品の回転軸に関連する。半径方向は、摩擦部品の回転軸に対して横方向を意味する。摩擦部品は、紙材料で作られた少なくとも１つの摩擦ライニングを備える。この摩擦ライニングは、紙ライニング又は摩擦紙とも称される。紙ライニング又は摩擦ライニングは、例えば、対応するキャリア要素にしっかりと接着される。紙ライニングは、紙と同様の方法で作られている。紙ライニングの製造においては、例えば、紙ライニングが切断される紙ウェブが製造される。次いで、切り取られた紙ライニングは、キャリア要素に接着することができる。切り取られるか、又は型抜きされる紙ライニング片又は摩擦紙片は、パッドとも称される。次いで、これらの摩擦紙片又はパッドは、互いに離間したキャリア要素に有利に接着される。紙ライニング片間又は摩擦紙片間の間隔により、摩擦面に溝を作ることができ、この溝によりオイルなどの冷却媒体及び／又は潤滑媒体が通過することができるようになる。キャリア要素は、例えば、キャリアプレートとして構成され、波形又は非波形であることができる。湿式紙とも称される従来の湿式摩擦紙は、通常、摩擦プレートの全周囲にわたってマクロ幾何学的及びメソ幾何学的な平坦面を有する。請求項に係る摩擦部品の場合、湿式摩擦紙の表面は故意に均一ではなく、すなわち不均一である。少なくとも１つの軸方向に深い領域と少なくとも１つの軸方向に高い領域とを実現するために、摩擦面を表すための紙材料を、異なるように構成することができる。紙材料の表面は、例えば円錐形であることができ、特に単一円錐若しくは二重円錐形、又は球形であることができる。この場合、摩擦面の軸方向に深い領域と軸方向に高い領域との間の間隔はかなり小さく、間隔は、有利には、ミクロン範囲である。間隔は、例えば、対象となる紙材料の円錐形又は球形によって実現され、これは、接触圧力が印加されたときに高い摩擦領域が深い摩擦領域よりも強く予荷重され、これにより接触圧力が取り除かれると深い摩擦領域が篏合面から強制的に分離されることを意味する。これにより、摩擦間隙に空気が進入することがより容易になる。加えて、軸方向に深い摩擦領域と軸方向に高い摩擦領域との間の摩擦面の好適な構成により、摩擦接触領域の油膜厚さを増加させることができ、これにより、より高い摩擦レベルにつながる。摩擦係合装置の動作中の引きずりトルクは、請求項に係る摩擦部品によって、特に波形ばねを使用することなく減少させることができる。加えて、静摩擦レベルを増加させることができる。

【0005】

摩擦部品の好ましい実施形態は、摩擦面が円錐形であることを特徴とする。この例示的な実施形態によれば、紙材料によって形成される摩擦面全体は、円錐形である。この場合、摩擦面は、内向きの円錐形又は外向きの円錐形に構成することができる。これは、軸方向に深い摩擦領域が、半径方向内側又は半径方向外側のいずれかに配置されることを意味する。同様に、半径方向に高い摩擦領域は、半径方向外側又は内側に配置される。

【0006】

摩擦部品の更なる好ましい例示的な実施形態は、摩擦面が二重円錐形であることを特徴とする。二重円錐の構成では、摩擦面は、軸方向に深い摩擦領域を１つ及び軸方向に高い摩擦領域を２つ、又は軸方向に高い摩擦領域を１つ及び軸方向に深い摩擦領域を２つ有する。二重円錐形の構成は、以下で説明するように、摩擦面が摩擦紙片で表されるときに特に有利である。

【0007】

摩擦部品の別の好ましい例示的実施形態は、摩擦面が摩擦紙片から形成されており、摩擦紙片のうちの少なくとも１つが、摩擦面及び篏合面が軸方向において押し付けられたときに、摩擦紙片によって、少なくとも１つの軸方向に深い摩擦領域と軸方向に深い摩擦領域よりも強く予荷重された少なくとも１つの軸方向に高い摩擦領域と、を作製するために、少なくとも１つのメソ幾何学的又はマイクロ幾何学的な不均一部分を有することを特徴とする。摩擦紙片又は摩擦パッドを使用することにより、摩擦面に所望の溝パターンを単純な方法で作ることができる。

【0008】

摩擦部品の更なる好ましい例示的な実施形態は、摩擦紙片が、半径に対して円錐形であることを特徴とする。このようにして、摩擦部品の周囲にわたって、溝によって遮られた円錐形の摩擦面を単純な方法で実現することができる。

【0009】

摩擦部品の更なる好ましい例示的な実施形態は、摩擦紙片が接線に対して円錐形であることを特徴とする。接線方向に円錐形は、特に、軸方向に深い摩擦領域と軸方向に高い摩擦領域との間の摩擦紙片の軸方向寸法が、接線方向に着実に増加することを意味する。このようにして、摩擦紙片の接線方向におけるより高い予荷重を、単純な方法で実現することができる。回転の方向に円錐であることにより、摩擦部品の動作中の望ましくない浮きのリスクを軽減することもできる。円錐の構成によっては、より厚い油膜厚さ、ひいてはより高い摩擦係数を実現することもできる。

【0010】

摩擦部品の更なる好ましい例示的な実施形態は、摩擦紙片が二重円錐形であることを特徴とする。このようにして、摩擦紙片に対するより高い予荷重を、特に接線方向において有利に実現することができる。接触圧力が取り除かれると、二重円錐形の構成により、結果として生じた間隙に空気がより容易に通り抜けることができるという利点をもたらし、篏合面からの分離を単純化する。

【0011】

摩擦部品の更なる好ましい例示的な実施形態は、摩擦紙片が球形であることを特徴とする。摩擦紙片は、半径方向及び／又は接線方向に球形であることができる。個々のパッドとも称される摩擦紙片のレベルにおいて球形構成を用いることにより、接触圧力の均一性を達成することができ、摩擦面に対するエネルギー入力が全体的に均等化される。その結果、局所的な過負荷を回避又は低減することができる。これにより、摩擦システムの性能が効果的に増加する。

【0012】

摩擦部品の更なる好ましい例示的な実施形態は、軸方向に深い摩擦領域と軸方向に高い摩擦領域との間の軸方向距離が、５～１００ミクロンであることを特徴とする。提示された利点を考慮すると、この領域は特に効果的であることが証明されている。

【0013】

本発明は更に、前述した少なくとも１つの摩擦部品を有する湿式多プレートクラッチ又は多板ブレーキに関する。摩擦部品は、好ましくは、上述の摩擦紙又は摩擦紙片を両面に装備した摩擦プレートである。

【0014】

本発明の更なる利点、特徴、及び詳細は、様々な例示的な実施形態が図面を参照して詳細に説明される以下の説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】摩擦面を有する摩擦部品の平面図を示す。

【図2】円錐形の摩擦面を有する第１の例示的な実施形態による、図１の摩擦部品の横断面を示す。

【図3】円錐形の摩擦紙片を有する第２の例示的な実施形態による、図１の摩擦部品の接線断面を示す。

【図4】二重円錐形の摩擦紙片を有する、図３と同様の例示的な実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１では、摩擦面２を有する摩擦部品１の平面図が示されている。摩擦部品１は、摩擦動作装置２０の摩擦プレートである。摩擦動作装置２０は、例えば、多プレートクラッチ又は多板ブレーキである。

【0017】

摩擦動作装置２０の動作中、摩擦部品１は、回転軸３を中心に回転することができる。摩擦面２は、本質的に、内径４及び外径５を有する円環ディスクの形状を有する。摩擦面２は、摩擦ライニングとともに示されており、摩擦ライニングは、好ましくは摩擦紙として構成されている。

【0018】

摩擦紙は、摩擦面２全体を表すことができる。図１は、円周方向に連続する摩擦面２もまた摩擦紙片１０で表すことができることを示している。摩擦紙片１０は、摩擦紙片１０間に半径方向の溝が存在するように、円周方向に互いに離間されている。

【0019】

摩擦紙又は摩擦紙片１０は、キャリア要素８に接着される。図示されるものとは逆に、キャリア要素８は、半径方向内側又は半径方向外側に歯を装備している。歯は、摩擦動作装置２０のプレートキャリア（これも図示せず）との回転不可能な接続部を作成するために使用される。

【0020】

摩擦部品１を有する摩擦動作装置２０は、湿式で動作する。これは、油などの冷却媒体及び／又は潤滑媒体が、摩擦面２を通過して導かれることを意味する。通常、摩擦面２は、平坦である。請求項に係る摩擦部品１の摩擦面２は、不均一であるように、又は均一でないように構成される。

【0021】

図２～図４は、請求項に係る摩擦部品１の、不均一な摩擦面２３、２４、３３、３４、４３、４４を有する３つの実施形態による異なる断面図を示す。不均一な摩擦面２３、２４、３３、３４、４３、４４は、摩擦紙片２１、２２、３１、３２、４１、４２で覆われており、キャリア要素８の両側に接着されている。

【0022】

矢印２８、３８、４９は、例えば、矩形２９、３９、５０のみによって示される鋼プレートを介して摩擦部品１に印加される、摩擦面２３、２４、３３、３４、４３、４４との接触圧力を示す。接触圧力２８、３８、４９を印加すると、鋼プレートが篏合面４０で摩擦面２３、３３、４３に押し付けられる。

【0023】

矩形２９、３９、５０内で記号的に示されたばねにより、図２～図４は、摩擦面２３、２４、３３、３４、４３、４４の意図的に不均一な形状が、摩擦動作装置２０の動作にどのように影響するかを示している。

【0024】

図２において摩擦紙片２１、２２は円錐形である。この結果、摩擦面２３は、軸方向に高い摩擦領域２５を半径方向外側に有し、軸方向に深い摩擦領域２６を半径方向内側に有する。２つの摩擦領域２５と２６との間の軸方向距離は、二重矢印２７によって示される。

【0025】

図２～図４は縮尺どおりではないことに留意されたい。摩擦領域２５と２６との間の間隔２７は、５～１００ミクロンである。図２に示されているものとは対照的に、軸方向に高い摩擦領域２５は、半径方向内側に配置することもできる。その場合、軸方向に深い摩擦領域２６が、半径方向外側に配置される。

【0026】

円錐形に構成された摩擦紙又は摩擦紙片２１は、例えばプレス工具又は接着工具の円錐構成によって容易に製造することができる。

【0027】

図２において、摩擦紙片２１の円錐形の構成により、摩擦部品１の外径上でより高い予荷重が生じる。接触圧力２８が取り除かれると、摩擦紙片２１の円錐形の構成により、摩擦面２３及び篏合面４０との間に、空気が容易に通り抜けることができる間隙が形成される。これは、湿式摩擦動作装置２０の動作中に、摩擦面２３の篏合面４０からの分離を支援する。

【0028】

図３及び図４は、接線断面を示している。接線方向は、矢印３０によって示されている。図３において摩擦紙片３１、３２は円錐形である。図４において摩擦紙片４１、４２は二重円錐形である。

【0029】

図３において、摩擦面３３は、軸方向に高い摩擦領域３５及び軸方向に深い摩擦領域３６を有する。先の例示的な実施形態と同様、２つの摩擦領域３５と３６との間の間隔３７は、５～１００ミクロンである。摩擦面３３の軸方向寸法は、軸方向に深い摩擦領域３６から軸方向に高い摩擦領域３５に到達するまで、着実に増加する。

【0030】

図３に示される摩擦面３３を有する摩擦紙片３１の実施形態により、接線方向でより高い予荷重が生じる。回転の方向に円錐であることにより、望ましくない浮きのリスクを軽減する。

【0031】

図４において摩擦紙片４１、４２は二重円錐形である。摩擦面４３は、２つの軸方向に高い摩擦領域４５及び４７を備える。それらの間に、軸方向に深い摩擦領域４６が配置される。摩擦紙片４１の軸方向寸法は、摩擦領域４６と、４５、４７との間で着実に変化する。軸方向に高い摩擦領域４５、４７と、軸方向に深い摩擦領域４６との間の距離４８は、５～１００ミクロンである。

【0032】

二重円錐形の構成により、接触圧力４９が印加されたときに、摩擦紙片４１の両端において接線方向、すなわち半径方向外側でより高い予荷重が生じる。摩擦紙片４１の端部は、有利には球形である。

【符号の説明】

【0033】

１ 摩擦部品
２ 摩擦面
３ 回転軸
４ 内径
５ 外径
８ キャリア要素
１０ 摩擦紙片
２０ 湿式多プレートクラッチ
２１ 摩擦紙片
２２ 摩擦紙片
２３ 摩擦面
２４ 摩擦面
２５ 軸方向に高い摩擦領域
２６ 軸方向に深い摩擦領域
２７ 二重矢印
２８ 矢印
２９ 矩形
３０ 矢印
３１ 摩擦紙片
３２ 摩擦紙片
３３ 摩擦面
３４ 摩擦面
３５ 軸方向に高い摩擦領域
３６ 軸方向に深い摩擦領域
３７ 二重矢印
３８ 矢印
３９ 矩形
４０ 篏合面
４１ 摩擦紙片
４２ 摩擦紙片
４３ 摩擦面
４４ 摩擦面
４５ 軸方向に高い摩擦領域
４６ 軸方向に深い摩擦領域
４７ 軸方向に高い摩擦領域
４８ 二重矢印
４９ 矢印
５０ 矩形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】