專利名稱：摩擦離合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及使從驅動側朝向從動側的動力傳遞斷續的離合器，更詳細地說，涉及適用于四輪汽車或兩輪車(摩托車或者帶原動機的自行車等)等具有動力產生源的交通工具等的摩擦離合器。
背景技術：
離合器多作為通過機械接觸使來自汽車的發動機這樣的動力產生源的動力斷續的部件使用。摩擦離合器是利用2個面之間的摩擦力來傳遞動力的部件，通過使這2個面之間接觸來傳遞動力，通過使這2個面之間分離而斷絕動力的傳遞。該摩擦離合器由于能夠順暢地進行動力的斷續等，因此多用于汽車(包括四輪汽車或兩輪車)等。圖1是在四輪汽車中使用的以往的摩擦離合器的剖視圖(示出利用包含中心轂 (center hub)的中心軸的一個平面切斷后的部位)。參照圖1對以往的摩擦離合器101進行說明。另外，此處，為了容易進行圖示和理解，省略了對分離軸承(release bearing)和放松臂(release arm)等的圖示。摩擦離合器101具備離合器蓋107 ；飛輪103，該飛輪 103安裝于發動機的輸出軸(曲軸)；摩擦盤組件113 ；壓板115 ；以及膜片彈簧(diaphragm spring)117。進而，摩擦盤組件113具有中心轂105(未圖示的傳動箱的主軸內插固定于該中心轂105。包括扭簧109)；摩擦盤111 ；以及鉚釘119，該鉚釘119用于連結中心轂105和摩擦盤111。離合器蓋107構成無底有蓋(下表面完全敞開，上表面除了后述的開口以外都被遮蓋的狀態。)的圓筒形的容器，且在上表面設置有以該圓筒形的中心軸為中心的圓形的開口 107h。沿著圓形的開口 10 的周圍安裝有多個長方形狀的構成板簧的膜片彈簧117(長方形狀的各個膜片彈簧117分別通過螺釘部件118安裝成能夠在包含螺釘部件118的中心軸的平面內在規定范圍內轉動。)。膜片彈簧117的一端117a與壓板115的凸部11 抵接，由此朝飛輪103的方向對壓板115施力。通過該施力力，摩擦盤111被壓靠于飛輪103，從而動力從飛輪103朝摩擦盤111傳遞。即，該狀態是離合器連接的狀態，動力從飛輪103經由摩擦盤111和鉚釘119 傳遞至中心轂105。另外，對于摩擦盤111，為了不滑動地順利地接收來自飛輪103的動力，在摩擦盤 111中的與飛輪103和壓板115接觸的部分粘貼有離合器襯片(clutch facing)。另一方面，膜片彈簧117的另一端117b與未圖示的分離軸承抵接，通過利用同樣未圖示的放松臂使該分離軸承朝飛輪103的方向移動，膜片彈簧117的另一端117b也被朝該方向按壓，由此，膜片彈簧117的一端117a從壓板115的凸部11 離開，壓板115對摩擦盤111朝飛輪103的方向施力的施力力消失。由此，摩擦盤111不會被壓靠于飛輪103，動力不會從飛輪103朝摩擦盤111傳遞。 即，該狀態是離合器被切斷的狀態，動力不會朝中心轂105傳遞。
對于這種摩擦離合器，期望其小型輕量且可傳遞的動力大，尤其是在作為汽車的離合器使用的情況下，由于最近的發動機的高輸出化、車廂內空間的大型化、以及輕量的要求，該傾向大。這種傾向要求摩擦離合器能夠在從低溫區域到高溫區域、從低速旋轉區域到高速旋轉區域、以及從低傳遞動力區域(低負載區域)到高傳遞動力區域(高負載區域) 的廣闊的工作范圍中發揮穩定的動力傳遞功能，進行了響應上述要求的各種各樣的嘗試。在這種嘗試中，研究使摩擦盤111的與飛輪103和壓板115接觸的部分的材質為能夠實現高溫區域和高速旋轉區域中的高傳遞動力的材質。特別地，在汽車賽等中使用的賽車的摩擦離合器在嚴酷的條件下使用，因此尤其要求高度區域和高旋轉區域中的高傳遞動力。為了提供在這種高溫區域和高旋轉區域中達成高傳遞動力的摩擦離合器，存在摩擦盤使用CC復合材料(composite)的摩擦離合器(專利文獻1)。該CC復合材料存在摩擦面的溫度越高則摩擦系數越上升的傾向。因此，通過在摩擦盤使用CC復合材料，能夠在高溫區域和高旋轉區域中達成高傳遞動力、能夠實現輕量化、能夠縮小慣性矩、并且能夠容易地使摩擦盤追隨轉速變化。并且，在摩擦盤使用CC復合材料這樣的碳/石墨材料的情況下，由于低溫區域中的擦擦系數低的特性，存在摩擦離合器的低溫區域下的動力傳遞不充分的問題，但是，通過利用組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成摩擦面，能夠解決上述問題 (專利文獻2)。專利文獻1 日本特開2002-181072號公報專利文獻2 日本特開2009-97690號公報然而，在摩擦盤僅使用CC復合材料這樣的碳/石墨材料的情況下，無法解決低溫區域中的摩擦系數低的問題，并且，即便是在利用組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成摩擦面的情況下，也未必能夠提供性能優異的摩擦盤，謀求一種能夠遍及摩擦盤中的摩擦面壓力的廣闊范圍維持高摩擦系數、將磨損量抑制在低的程度、并實現穩定的扭矩傳遞的摩擦離合器。
發明內容
本發明是鑒于上述情形而完成的，本發明的課題在于提供一種使用CC復合材料這樣的碳/石墨材料、且能夠遍及摩擦離合器的摩擦面壓力的廣闊范圍實現穩定的動力傳遞功能的摩擦離合器，以及能夠在該摩擦離合器中使用的摩擦盤組件。為了解決如上所述的課題，在第一方面的發明中，摩擦離合器具有飛輪，該飛輪通過輸入而旋轉；離合器蓋，該離合器蓋安裝于飛輪；以及摩擦盤組件，該摩擦盤組件通過壓接于飛輪而與飛輪一起旋轉，其中，離合器蓋具備壓板，該壓板用于將摩擦盤組件按壓于飛輪；以及施力部件，該施力部件用于對壓板進行施力，摩擦盤組件具備中心轂部，該中心轂部一體地組裝在摩擦盤組件的中心部分，用于輸出傳遞動力；以及摩擦盤，該摩擦盤被夾在飛輪與壓板之間，用于通過摩擦力來傳遞旋轉動力，摩擦盤具備第一摩擦面，該第一摩擦面面向飛輪側；以及第二摩擦面，該第二摩擦面面向壓板，飛輪具備與摩擦盤的第一摩擦面對置的第三摩擦面，壓板具備與摩擦盤的第二摩擦面對置的第四摩擦面，第一至第四摩擦面中的至少一個以上由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比設定成0. 05 0. 65，動力傳遞時的第一摩擦面與第三摩擦面、以及第二摩擦面與第四摩擦面的面壓力設定成ΙΟΝ/cm2 250N/cm2。
并且，在第二方面的發明中，在第一方面所涉及的摩擦離合器中，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比設定成0. 05 0. 40，動力傳遞時的第一摩擦面與第三摩擦面、以及第二摩擦面與第四摩擦面的面壓力設定成ΙΟΝ/cm2 200N/cm2。 并且，在第三方面的發明中，在第一方面或者第二方面所涉及的摩擦離合器中，第一摩擦面和第二摩擦面由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面。其中，在第四方面的發明中，在第一方面至第三方面中的任一方面所涉及的摩擦離合器中，碳/石墨材料由CC復合材料構成。進一步，在第五方面的發明中，在第一方面至第四方面中的任一方面所涉及的摩擦離合器中，金屬/陶瓷材料由以下材料構成鋼鐵、黃銅、銅、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、以及這些金屬的合金中的任一種金屬材料；或者是氧化鋁、莫來石、堇青石、鋯、氧化鈦、氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鎢、硼化鈦、以及硅鋁陶瓷中的任一種陶瓷材料。并且，在第六方面的發明中，在第一方面至第五方面中的任一方面所涉及的摩擦離合器中，摩擦盤由3層構造構成，這3層構造包括第一摩擦片，該第一摩擦片構成第一摩擦面；第二摩擦片，該第二摩擦片構成第二摩擦面；以及中心板，該中心板用于固定保持第一、第二摩擦片。并且，在第七方面的發明中，在第六方面所涉及的摩擦離合器中，第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板呈圓環狀，第一摩擦片和第二摩擦片與中心板機械結合，中心板與中心轂部機械結合。進一步，在第八方面的發明中，在第七方面所涉及的摩擦離合器中，第一摩擦片、 第二摩擦片、以及中心板分別由多個在圓周方向被分割開的塊構成。并且，在第九方面的發明中，在第六方面至第八方面中的任一方面所涉及的摩擦離合器中，第一摩擦片主體和第二摩擦片主體是形成碳/石墨材料類摩擦面的碳/石墨材料，用于將第一摩擦片和第二摩擦片機械結合于中心板的緊固件(fastener)是形成金屬/ 陶瓷材料類摩擦面的金屬/陶瓷材料。并且，在第十方面的發明中，在第一方面至第九方面中的任一方面所涉及的摩擦離合器中，碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面形成同一平面。進一步，在第十一方面中，提供一種摩擦盤組件，該摩擦盤組件具備中心轂部，該中心轂部一體地組裝在摩擦盤組件的中心部分，用于輸出傳遞動力；以及摩擦盤，該摩擦盤用于通過摩擦力來傳遞旋轉動力，摩擦盤具備第一摩擦面和第二摩擦面，第一至第二摩擦面中的至少一個以上由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比為0. 05 0. 65。
并且，在第十二方面的發明中，在第十一方面所涉及的摩擦離合器用的摩擦盤組件中，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比為0. 05 0. 40。并且，在第十三方面的發明中，在第十一方面所涉及的摩擦盤組件中，碳/石墨材料由CC復合材料構成。并且，在第十四方面的發明中，在第十一方面至第十三方面中的任一方面所涉及的摩擦盤組件中，金屬/陶瓷材料由以下材料構成鋼鐵、黃銅、銅、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、以及這些金屬的合金中的任一種金屬材料；或者是氧化鋁、莫來石、堇青石、鋯、氧化鈦、氮化硅、 氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鎢、硼化鈦、以及硅鋁陶瓷中的任一種陶瓷材料。進一步，在第十五方面的發明中，在第十一方面至第十四方面中的任一方面所涉及的摩擦盤組件中，摩擦盤由3層構造構成，這3層構造包括第一摩擦片，該第一摩擦片構成第一摩擦面；第二摩擦片，該第二摩擦片構成第二摩擦面；以及中心板，該中心板用于固
定保持第一、第二摩擦片。并且，在第十六方面的發明中，在第十五方面所涉及的摩擦盤組件中，第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板呈圓環狀，第一摩擦片和第二摩擦片與中心板機械結合，中心板與中心轂部機械結合。并且，在第十七方面的發明中，在第十六方面所涉及的摩擦盤組件中，第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板分別由多個在圓周方向被分割開的塊構成。進一步，在第十八方面的發明中，在第十五方面至第十七方面中的任一方面所涉及的摩擦盤組件中，第一摩擦片主體和第二摩擦片主體是形成碳/石墨材料類摩擦面的碳 /石墨材料，用于將第一摩擦片和第二摩擦片機械結合于中心板的緊固件是形成金屬/陶瓷材料類摩擦面的金屬/陶瓷材料。并且，在第十九方面的發明中，在第十一方面至第十八方面中的任一方面所涉及的摩擦盤組件中，碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面形成同一平面。在本發明中，如上所述，通過在摩擦離合器、或者是摩擦盤組件的某一個摩擦面構成由組合了碳/石墨材料(例如CC復合材料)和金屬/陶瓷材料的異種材料形成的摩擦面，并將金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比設定在規定的范圍，能夠提供一種能夠遍及摩擦盤中的摩擦面壓力的廣闊范圍維持高摩擦系數，能夠將磨損量抑制在低的程度、且能夠實現穩定的扭矩傳遞的摩擦離合器以及摩擦盤組件。
圖1是示出現有技術所涉及的摩擦離合器的剖視圖。圖2是示出本發明所涉及的摩擦離合器的剖視圖。圖3是將本發明所涉及的摩擦離合器的摩擦盤的截面(圖2所示的A部)放大示出的圖。圖4示出本發明所涉及的作為一個實施方式的摩擦盤組件的主視圖。圖5是示出本發明所涉及的作為另一實施方式的摩擦盤組件的主視圖。圖5-2是
8示出本發明所涉及的作為又一實施方式的摩擦盤組件的主視圖。圖5-3是示出本發明所涉及的作為再一實施方式的摩擦盤組件的主視圖。圖6是摩擦盤的放大截面，示出將摩擦片固定于中心板的其它的實施方式。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，此處所說明的本發明的實施方式僅是舉例示出本發明的實施方式，本發明并不由這些實施方式限定。并且，在本說明書中，所謂“碳/石墨材料”意味著“由碳材料或者石墨材料形成的材料”，作為“金屬/陶瓷材料”意味著“由金屬材料或者陶瓷材料形成的材料”。圖2示出本發明所涉及的摩擦離合器，示出利用包含中心轂的中心軸的一個平面切斷后的摩擦離合器的剖視圖。另外，在圖2中，為了容易進行說明，省略了對分離軸承和放松臂等的圖示。本發明所涉及的摩擦離合器201具備離合器蓋207 ；飛輪203，該飛輪203安裝于發動機的輸出軸(曲軸)；摩擦盤組件213 ；壓板215 ；以及膜片彈簧217。摩擦盤組件213具有中心轂205(未圖示的傳動箱的主軸內插固定于該中心轂 205，該部分還包括扭簧209)；摩擦盤211 ；以及鉚釘219，該鉚釘219用于連結中心轂205 和摩擦盤211。離合器蓋207構成無底有蓋(下表面完全敞開，上表面除了后述的開口以外都被遮蓋的狀態)的圓筒形的容器，且在上表面設置有以該圓筒形的中心軸為中心的圓形的開口 207h。沿著圓形的開口 20 的周圍安裝有多個長方形狀的構成板簧的膜片彈簧217(各個長方形狀的膜片彈簧217通過螺釘部件218安裝成能夠在包含螺釘部件218的中心軸的平面內在規定范圍內轉動)。膜片彈簧217的一端217a與壓板215的凸部21 抵接，由此對壓板215朝飛輪 203的方向施力。摩擦盤211由該施力力壓靠于飛輪203，從而動力從飛輪203朝摩擦盤 211傳遞。即，該狀態是離合器的連接狀態，動力從飛輪203經由摩擦盤211和鉚釘219傳遞至中心轂205。膜片彈簧217的另一端217b與未圖示的分離軸承抵接，通過利用同樣未圖示的放松臂使該分離軸承朝飛輪203的方向移動，膜片彈簧217的另一端217b也被朝該方向按壓，由此，膜片彈簧217的一端217a從壓板215的凸部21 離開，壓板215對摩擦盤211 朝飛輪203的方向施力的施力力消失。由此，摩擦盤211不會被壓靠于飛輪203，動力不會從飛輪203朝摩擦盤211傳遞。 即，該狀態是離合器切斷的狀態，動力不會朝中心轂205傳遞。圖3是將圖2中的摩擦盤211的局部(A部)的剖視圖放大示出的圖。在圖2、3所示的實施方式中，摩擦盤211由第一摩擦片221、第二摩擦片222、中心板223、第一摩擦襯套224、以及第二摩擦襯套225構成。該第一摩擦片221和第一摩擦襯套2 是形成第一摩擦面的部件，第二摩擦片222 和第二摩擦襯套225是形成第二摩擦面的部件，構成決定該離合器的動力傳遞特性的摩擦 該第一摩擦片221和第二摩擦片222與第一摩擦襯套2M和第二摩擦襯套225由異種材料構成，可以利用碳/石墨材料構成第一摩擦片221和第二摩擦片222、利用金屬/ 陶瓷材料構成第一摩擦襯套2M和第二摩擦襯套225，也可以利用金屬/陶瓷材料構成第一摩擦片221和第二摩擦片222、利用碳/石墨材料構成第一摩擦襯套2M和第二摩擦襯套 225。進而，由于第一摩擦片221和第一摩擦襯套2M形成一個摩擦面，第二摩擦片222 和第二摩擦襯套225形成一個摩擦面，因此，以第一摩擦片221和第一摩擦襯套2 的表面形成同一平面的方式進行加工，以第二摩擦片222和第二摩擦襯套225的表面形成同一平面的方式進行加工。圖3是示出摩擦盤221的一個實施方式的圖，摩擦片221具備通過分別利用碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料構成摩擦片和摩擦襯套而以異種材料構成一個摩擦面的摩擦面。在該實施方式中，摩擦片由碳/石墨材料制作，摩擦襯套由金屬/陶瓷材料制作， 因此，摩擦片構成碳/石墨材料類摩擦面，摩擦襯套構成金屬/陶瓷材料類摩擦面。該摩擦襯套呈嵌套狀地插入摩擦片中，可以機械地將該摩擦襯套固定于摩擦片， 也可以預先在第一摩擦襯套2M和第二摩擦襯套225分別設置內螺紋和外螺紋，將第一摩擦襯套224、第二摩擦襯套225插入并嵌合在設置于第一摩擦片221、第二摩擦片222、以及中心板223的貫通孔中，并通過使該內螺紋和外螺紋螺合而將第一摩擦片221和第二摩擦片222固定于中心板223。此處，對利用碳/石墨材料構成第一、第二摩擦片，利用金屬/陶瓷材料構成第一、 第二摩擦襯套的實施方式進行了說明，但是，并不限定于此，也可以利用金屬/陶瓷材料構成第一、第二摩擦片，利用碳/石墨材料構成第一、第二摩擦襯套。并且，由摩擦片和摩擦襯套構成的碳/石墨材料類摩擦面以及金屬/陶瓷材料類摩擦面的形狀以及大小的比例并無特殊限定。此處，作為構成碳/石墨材料類摩擦面的碳/石墨材料，能夠使用通常廣泛使用的工業用碳材料或多晶石墨、或者是熱分解石墨等。進一步，從強度、耐磨損性的觀點出發，作為碳/石墨材料更優選使用利用碳纖維強化后的作為復合材料的CC復合材料(Carbon Fiber Carbon Composite，碳纖維-碳復合材料)。CC復合材料由作為強化纖維的碳纖維或者石墨纖維和用于對強化纖維進行加固的作為基底(matrix)的碳或者石墨材料構成。作為此處使用的CC復合材料，能夠使用通過反復進行間隙填充和燒結而進行碳化、石墨化并使其具有充分的密度和強度，或者在預先立體地配置的碳纖維或者石墨纖維的周圍蒸鍍熱分解碳或者石墨等各種各樣的方法制造的CC復合材料。并且，在此處使用的CC復合材料中也可以含有以下所示的金屬、陶瓷。上述金屬、陶瓷是鈦、硅、鐵、鎢、鉬、銅、鋁、錫、鉛、鋅、鎂、鐵合金、銅合金、鋁合金、 鈦合金、氧化鋁、莫來石、堇青石、鋯、氧化鈦、氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鎢、硼化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋅、氧化鉻、碳酸鈣、硫酸鋇等。并且，作為構成金屬/陶瓷材料類摩擦面的金屬/陶瓷材料，例如能夠使用如下的材料鉻鉬鋼(種類號SCM)這樣的鋼鐵、黃銅、銅、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、以及這些金屬的合金中的任一種金屬材料；或者是氧化鋁、莫來石、堇青石、鋯、氧化鈦、氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鎢、硼化鈦、以及硅鋁陶瓷中的任一種陶瓷材料。如以上所說明了的那樣，利用組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料形成第一摩擦面和第二摩擦面，由此，第三摩擦面(飛輪側摩擦面)或第四摩擦面(壓板側摩擦面)能夠由如上所述的金屬材料或者陶瓷材料構成。通常，通過CC復合材料與金屬/陶瓷材料組合而成的摩擦面的摩擦系數存在CC 復合材料的摩擦面的溫度越高則摩擦系數越上升的傾向，因此，在CC復合材料的摩擦面的溫度比較低的階段中，摩擦面的摩擦系數低，無法傳遞大的動力。但是，例如，通過利用CC復合材料構成第一、第二摩擦片，并利用金屬/陶瓷材料構成第一、第二摩擦襯套，在摩擦面的溫度低的階段中，能夠通過金屬/陶瓷面-金屬/陶瓷面之間的摩擦傳遞穩定的扭矩，當摩擦面的溫度變高時，CC復合材料(或者是碳/石墨材料)所具有的高摩擦系數作出貢獻，從而能夠傳遞大的動力。S卩，通過采用如上所述的摩擦面的結構，能夠對CC復合材料(或者是碳/石墨材料)所具有的摩擦特性的缺點(當摩擦面的溫度低時無法實現充分的動力傳遞的問題)進行補充。但是，在最近的研究中判明，即便采用如上所述的摩擦面的結構，作為離合器的性能也并非始終都會變好。對于該點在后面詳細說明。另外，在上述的實施方式中，作為在摩擦盤的第一摩擦面和第二摩擦面形成組合了 CC復合材料(或者是碳/石墨材料)和金屬/陶瓷材料的摩擦面的情況進行了說明，但是并不限定于此。能夠在摩擦盤的第一摩擦面、第二摩擦面、與飛輪的摩擦盤對置的第三摩擦面、或者是與壓板的摩擦盤對置的第四摩擦面中的任一個以上的面形成組合了 CC復合材料(或者是碳/石墨材料)和金屬/陶瓷材料的摩擦面。圖4是示出圖2、3所示的摩擦盤組件213的主視圖的圖。在該實施方式中，摩擦盤211呈圓環狀，并經摩擦盤211的中心板223與中心轂205機械結合。作為將中心板223 機械固定于中心轂205的方法，采用利用多個鉚釘219進行固定的方法，但是，也可以使螺紋結合、或者是基于焊接的接合。并且，在該實施方式中，摩擦盤組件213的摩擦盤211采用與中心轂205分開制作、而后機械地一體化的制造方法，但是，也可以采用將中心轂205和摩擦盤211的中心板 223作為連續體一體地制造的方法。在圖4所示的實施方式中，多個摩擦襯套在圓周上等間隔地配置，但是，并非必須在圓周上等間隔地配置。圖5示出另外的實施方式所涉及的摩擦盤組件213的主視圖。在該實施方式中， 摩擦盤211呈將圓環狀的盤在圓周方向切斷的扇形的形狀，并將上述多個扇形摩擦盤211 經扇形的中心板223與中心轂205機械結合。作為將中心板223機械固定于中心轂205的方法，與圖4所示的實施方式同樣，采用利用多個鉚釘219進行固定的方法，但是，也可以是螺紋結合、或者是基于焊接的接合。并且，在該實施方式中，摩擦盤組件213的摩擦盤211也采用與中心轂205分開制作、而后機械地一體化的制造方法，但是，也可以采用將中心轂205和摩擦盤211的呈扇形的中心板223作為連續體一體地制造的方法。這樣，通過將第一摩擦盤和第二摩擦盤形成為圓環狀、或者是形成為扇形的形狀，能夠減少昂貴的CC復合材料的使用量，能夠實現大幅的成本降低。進一步，通過采用呈扇形的形狀的第一摩擦盤和第二摩擦片，能夠從CC復合材料的大型的板材成品率良好地切出上述部件，更加有助于成本降低。另外，作為將摩擦片固定于中心板的方法，對預先在第一摩擦襯套2 和第二摩擦襯套225分別設置內螺紋和外螺紋，將第一摩擦襯套224、第二摩擦襯套225插入并嵌合在設置于第一摩擦片221、第二摩擦片222、以及中心板223的貫通孔中，并通過使該內螺紋和外螺紋螺合而將第一摩擦片221和第二摩擦片222固定于中心板223的方法進行了說明，但是并不限定于此。在摩擦盤的第一摩擦面和第二摩擦面中，作為形成利用組合了 CC復合材料(或者是碳/石墨材料)和金屬/陶瓷材料的異種材料構成的摩擦面的方法的其他的實施例，也可以在圖5-2的221-2、224-2以及222_2、225_2所示的位置以圖示的形狀形成第一摩擦片和第一摩擦襯套以及第二摩擦片和第二摩擦襯套，也可以在圖5-3的221-3、224-3以及 222-3、225-3所示的位置以圖示的形狀形成第一摩擦片和第一摩擦襯套以及第二摩擦片和第二摩擦襯套。例如，如圖6所示，也可以除了第一摩擦襯套2M和第二摩擦襯套225之外還并用剪斷銷2 將第一摩擦片221和第二摩擦片222牢固地緊固于中心板223。在該情況下，通過設置于第一摩擦襯套2M和第二摩擦襯套225的內螺紋和外螺紋的螺合力，以規定面壓力將第一摩擦片221和第二摩擦片222壓靠于中心板223。進而，通過預先在第一摩擦片 221和第二摩擦片222設置與剪斷銷2 嵌合的凹陷狀孔，該剪斷銷2 與貫通中心板223 嵌合配置，并使該凹陷狀孔和剪斷銷2 嵌合而進行組裝，能夠利用剪斷銷2 傳遞在離合器的動力傳遞時產生的第一摩擦片221和第二摩擦片222與中心板223之間的剪切力。作為將摩擦片固定于中心板的方法，通過采用如此處所述的方法，能夠實現更可靠的動力傳遞。在前面已經敘述，即便采用如上所述的摩擦面的結構，作為離合器的性能也并非始終都會變好。在對作為離合器的性能進行評價的情況下，摩擦面的摩擦系數的大小、摩擦面的磨損量的大小、傳遞扭矩的變動的大小等必須收納在規定的范圍內。特別是傳遞扭矩的變動作為離合器的抖動(振動)呈現，呈現妨礙順暢的動力傳遞的情況，成為妨礙順暢的動力傳遞的主要原因。進而，要求上述的特性遍及傳遞負載的廣闊區域都能夠滿足。在最近的研究中發現，摩擦面的摩擦系數的大小、摩擦面的磨損量的大小、以及傳遞扭矩的變動的大小，與傳遞負載的大小、以及金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比之間存在密切的關系。為了確認該事實，以金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比a、和傳遞負載的大小(摩擦面中的摩擦面壓力)作為參數進行離合器的動力傳遞的試驗，實施用于確認摩擦面的摩擦系數的大小、摩擦面的磨損量的大小、以及傳遞扭矩的變動的大小以何種方式變化的試驗。以下，對該試驗的方法以及試驗的結果進行詳細說明。
12
實施例101 110作為碳/石墨材料使用CC復合材料，作為金屬/陶瓷材料使用鋼鐵材料。進而， 使摩擦面的面積比a從3%變化到75%，準備作為實施例101 110的十種樣本的摩擦盤組件。表1中示出上述樣本的一覽表。[表 1]表1在試驗中使用的離合器摩擦面的材料構成(其一)
權利要求
1.一種摩擦離合器，其特征在于， 所述摩擦離合器具有飛輪，該飛輪通過輸入而旋轉； 離合器蓋，該離合器蓋安裝于該飛輪；以及摩擦盤組件，該摩擦盤組件通過壓接于該飛輪而與該飛輪一起旋轉， 該離合器蓋具備壓板，該壓板用于將摩擦盤組件按壓于該飛輪；以及施力部件，該施力部件用于對該壓板進行施力，該摩擦盤組件具備中心轂部，該中心轂部一體地組裝在該摩擦盤組件的中心部分，用于輸出傳遞動力；以及摩擦盤，該摩擦盤被夾在該飛輪與該壓板之間，用于通過摩擦力來傳遞旋轉動力，該摩擦盤具備第一摩擦面，該第一摩擦面面向該飛輪側；以及第二摩擦面，該第二摩擦面面向該壓板，該飛輪具備與該摩擦盤的第一摩擦面對置的第三摩擦面， 該壓板具備與該摩擦盤的第二摩擦面對置的第四摩擦面，該第一至第四摩擦面中的至少一個以上由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，該碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，該金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比設定成0. 05 0. 65，動力傳遞時的第一摩擦面與第三摩擦面、以及第二摩擦面與第四摩擦面的面壓力設定成ΙΟΝ/cm2 250N/cm2。
2.根據權利要求1所述的摩擦離合器，其特征在于，所述金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比設定成0. 05 0. 40，所述動力傳遞時的第一摩擦面與第三摩擦面、以及第二摩擦面與第四摩擦面的面壓力設定成ΙΟΝ/cm2 200N/
3.根據權利要求1或2所述的摩擦離合器，其特征在于，所述第一摩擦面和第二摩擦面由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，該碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，該金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的摩擦離合器，其特征在于， 所述碳/石墨材料由CC復合材料構成。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的摩擦離合器，其特征在于， 所述金屬/陶瓷材料由以下材料構成鋼鐵、黃銅、銅、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、以及這些金屬的合金中的任一種金屬材料；或者是氧化鋁、莫來石、堇青石、鋯、氧化鈦、氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、 碳化鎢、硼化鈦、以及硅鋁陶瓷中的任一種陶瓷材料。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的摩擦離合器，其特征在于，所述摩擦盤由3層構造構成，這3層構造包括第一摩擦片，該第一摩擦片構成第一摩擦面；第二摩擦片，該第二摩擦片構成第二摩擦面；以及中心板，該中心板用于固定保持第一、第二摩擦片。
7.根據權利要求6所述的摩擦離合器，其特征在于，所述第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板呈圓環狀，該第一摩擦片和第二摩擦片與中心板機械結合，該中心板與中心轂部機械結合。
8.根據權利要求7所述的摩擦離合器，其特征在于，所述第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板分別由多個在圓周方向被分割開的塊構成。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的摩擦離合器，其特征在于，所述第一摩擦片主體和第二摩擦片主體是形成碳/石墨材料類摩擦面的碳/石墨材料，用于將所述第一摩擦片和第二摩擦片機械結合于中心板的緊固件是形成金屬/陶瓷材料類摩擦面的金屬/陶瓷材料。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的摩擦離合器，其特征在于，所述碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面形成同一平面。
11.一種摩擦盤組件，其特征在于，所述摩擦盤組件用于摩擦離合器，該摩擦盤組件具備中心轂部，該中心轂部一體地組裝在該摩擦盤組件的中心部分，用于輸出傳遞動力；以及摩擦盤，該摩擦盤用于通過摩擦力來傳遞旋轉動力，該摩擦盤具備第一摩擦面和第二摩擦面，該第一至第二摩擦面中的至少一個以上由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，該碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，該金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比為0. 05 0. 65。
12.根據權利要求11所述的摩擦離合器用的摩擦盤組件，其特征在于，所述金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比為0. 05 0. 40。
13.根據權利要求11或12所述的摩擦盤組件，其特征在于，所述碳/石墨材料由CC復合材料構成。
14.根據權利要求11至13中任一項所述的摩擦盤組件，其特征在于，所述金屬/陶瓷材料由以下材料構成鋼鐵、黃銅、銅、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、以及這些金屬的合金中的任一種金屬材料；或者是氧化鋁、莫來石、堇青石、鋯、氧化鈦、氮化硅、氮化鈦、氮化鋁、碳化硅、碳化鈦、碳化硼、 碳化鎢、硼化鈦、以及硅鋁陶瓷中的任一種陶瓷材料。
15.根據權利要求11至14中任一項所述的摩擦盤組件，其特征在于，所述摩擦盤由3層構造構成，這3層構造包括第一摩擦片，該第一摩擦片構成第一摩擦面；第二摩擦片，該第二摩擦片構成第二摩擦面；以及中心板，該中心板用于固定保持第一、第二摩擦片。
16.根據權利要求15所述的摩擦盤組件，其特征在于，所述第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板呈圓環狀，該第一摩擦片和第二摩擦片與中心板機械結合，該中心板與中心轂部機械結合。
17.根據權利要求16所述的摩擦盤組件，其特征在于，所述第一摩擦片、第二摩擦片、以及中心板分別由多個在圓周方向被分割開的塊構成。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的摩擦盤組件，其特征在于，所述第一摩擦片主體和第二摩擦片主體是形成碳/石墨材料類摩擦面的碳/石墨材料，用于將所述第一摩擦片和第二摩擦片機械結合于中心板的緊固件是形成金屬/陶瓷材料類摩擦面的金屬/陶瓷材料。
19.根據權利要求11至18中任一項所述的摩擦盤組件，其特征在于， 所述碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面形成同一平面。
全文摘要
本發明提供一種通過使用CC復合材料這樣的碳/石墨材料，能夠遍及摩擦面壓力的廣闊范圍實現穩定的動力傳遞功能的摩擦離合器，以及能夠在該摩擦離合器中使用的摩擦盤組件。在摩擦離合器中，利用中心轂部和摩擦盤構成摩擦盤組件，該摩擦盤具備第一摩擦面和第二摩擦面，并且，與該第一摩擦面對置的飛輪具備第三摩擦面，進一步，與該第二摩擦面對置的壓板具備第四摩擦面，上述第一至第四摩擦面中的至少一個以上由組合了碳/石墨材料和金屬/陶瓷材料的異種材料構成，碳/石墨材料形成碳/石墨材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料形成金屬/陶瓷材料類摩擦面，金屬/陶瓷材料類摩擦面的面積相對于將碳/石墨材料類摩擦面和金屬/陶瓷材料類摩擦面加在一起而得到的摩擦面的面積之比設定成0.05～0.65，動力傳遞時的第一摩擦面與第三摩擦面、以及第二摩擦面與第四摩擦面的面壓力設定成10N/cm2～250N/cm2。
文檔編號F16D13/62GK102449338SQ20108000275
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者中川隆夫, 佐藤裕貴, 松村和, 鳥之海章 申請人:株式會社阿克羅斯