JP2006249438A - 湿式摩擦材 - Google Patents

Abstract

【課題】極表層の余剰バインダーの被膜層を除去し又はその形成を防止した湿式摩擦材を提供する。
【解決手段】天然パルプ繊維、有機合成繊維等の繊維基材、けいそう土、カシュー樹脂等の充填材、摩擦調整剤及び熱硬化樹脂等のバインダーを含む湿式摩擦材であって、硬化後の摩擦面が、表面から深さ１０μｍまでのバインダーの濃度（Ａ）に対し、表面から深さ１０〜１００μｍのバインダーの濃度（Ｂ）の比率Ａ／Ｂが０．８５〜１．１５の範囲にあり、かつ、特定の表面性状を有する。
【選択図】図１２

Description

この発明は、摩擦係合装置におけるクラッチ、及びブレーキ等に用いられる湿式摩擦材に関する。

湿式摩擦係合装置の基本的な構成の一例を図１９に示すと、インプットシャフト６に嵌装されたハブ５のスプライン部５１に嵌合する駆動板２と、リテーナ４のスプライン部４１に嵌合する受動板１の接触によりトルクが伝達される。図において３はプレッシャープレート、７は押圧ピストンである。

図１６は受動板と駆動板の斜視図、図１７は組み合わせた状態の側断面図を示し、受動板１は鋼板部１１、スプライン突起１２からなり、駆動板２は鋼板板２１、スプライン突起２２及び鋼板部２１の両側に接着した湿式摩擦材２３とからなっている。
図１８は駆動板２の正面図であって、鋼板２１の上に接着した摩擦板２３に油溜を兼ねた溝２４が設けられている。

現在エネルギー問題及び環境問題からして、摩擦係合装置には小型軽量であること、トルク容量の高いこと、これと同時に乗り心地の面から作動ショックが小さいこと及びジャダー等の自励振動がないことが要求される。また自動車エンジンの高回転、高出力化に伴う高エネルギー化に対しても同時に対応しなければならず、その要求は極めて高いものである。

従来の摩擦係合装置にあっては、燃費低減、作動ショックの低減のため、走行中におけるクラッチの連続滑り状態を拡大し、クラッチ効率を変化させたり、クラッチ係合時にエンジンを制御し、入力トルク／クラッチ容量の比をさげるなど、高度な制御が数多く採用されつつある。
湿式摩擦材は、天然パルプ繊維、有機合成繊維等の繊維基材と、けいそう土、カシュー樹脂等の充填材や摩擦調整剤及び熱硬化性樹脂等のバインダーを含んでいるが、従来より摩擦材内部のバインダーは、表層及び裏層（即ち両側の表面）に濃度の高い含浸層（強固なバインダー層）を形成していた。

バインダーの一例として熱硬化性樹脂は一般的に湿式摩擦材（複合繊維紙）を構成する材料であり、この種の樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等が該当する。また、上記湿式摩擦材として抄造タイプのものが知られており、その摩擦材は、天然パルプ繊維、有機合成繊維等を繊維基材とし、これに充填材と摩擦調整剤を配合し抄造して生ペーパを造り、その生ペーパに希釈した熱硬化性樹脂溶液を含浸し、乾燥工程において希釈溶剤を揮発させた後、その熱硬化性樹脂を加熱硬化させることにより、摩擦材を製造している。

バインダーの含浸から乾燥工程を更に説明する。まず、バインダーは生ペーパに含浸する際、有機溶剤により目的とする所定濃度に希釈し使用する。生ペーパ内部に希釈したバインダーを十分含浸させた後、乾燥工程において有機溶剤を揮発させる。しかしバインダーは表面張力により摩擦材表面の極表層（約１００μｍ位）に余剰バインダー被膜及びバインダー濃度の高い層が形成され、摩擦材の厚さ方向のバインダー分布は、表面（表層）・裏面（裏層）の極表層に濃度の高いバインダー層が形成されるのは、避けられなかった。ここで裏面及び裏層と呼んでいるのは、摩擦面ではなく鋼板に接着する側として定義している。その後、硬化工程にてバインダーを熱硬化させることにより、摩擦材表面のバインダー被膜、バインダーの濃度が高い層が固定する。

このようにバインダーの物性（表面張力）により表面の極表層に形成される余剰バインダー被膜及びバインダー濃度の高い層の影響は、下記に示す問題の要因となっていることが判明している。
（１）初期状態において極表層の繊維基材にコーティングされたバインダー被膜は、硬く、柔軟性に欠け且つ微小突起も形成するため、必ずしも平滑ではなく、ミクロ的に見た場合、受動板（相手摺動面）との接触はバインダーの突起部分のみによって摺動面を形成する。このため接触部分が小さく、またバインダーと受動板の摩擦係数がもともと低いことによって、初期の摩擦係数が低くなる。摺動を重ねていくことにより、バインダーは摩耗し、柔軟な繊維基材が摺動面に現れ出ることから、接触部分は大きく且つ多くなり平滑となり、摩擦係数の高い繊維基材の出現により摩擦係数が上昇する変化を示す初期なじみの要因となっている。

（２）表面がバインダー濃度が高く柔軟性に欠け且つ平滑性にも欠けるため、受動板との当たりが不均一となり、ミクロ的に油膜のくさび効果が発生するため、作動ショック、ジャダー性を悪化させる要因となる。
（３）表面のバインダー濃度が高く、急激な温度上昇により発生する摩擦材のプラスチック化が発生しやすい要因となる。
このなじみは、特に新品時から、わずかな間で初期設定のトルク容量が変化してしまうため、大きな品質問題としてとらえられている。
図８は従来の摩擦材の表面部分の構成を概念的に示した説明図、図９はその表面状態を拡大して示した形状線Ｒの図であって、Ａはバインダー（樹脂）部分、Ｂは繊維部分、Ｃは充填剤を夫々示し、表面形状線Ｒは平滑部分がないことが判る（この従来例はＬ₂ として表示される）。

一例として、一般的な完全硬化後の摩擦材内部の厚さ方向に対するバインダー分布状態を、図５（Ｌ₂ ）に示す。製品として問題となるのは、新品時の摩擦材の低い摩擦係数でクラッチの容量設計をしてしまうと、摩擦係数の時系列的な変化によるなじみ後の高トルク容量化が作動ショックの原因となってしまうことである。価格の高い高級車では、制御に余計な学習機能を追加する場合もあった。また新品時の低摩擦係数が、過酷な走行環境下では、滑り時間の延長に伴う摩擦熱によって表面温度がより上昇し、表層にバインダーが多いこともあって、バインダー（熱硬化性樹脂）のプラスチック化（摩擦材表面の熱硬化性樹脂が摩擦熱によって再硬化もしくは炭素化し摩擦面が鏡面化する現象）を促し、フェード現象発生、さらに極端な摩擦係数の低下等が発生し、耐熱耐久性が問題となる。別の事象としては、潤滑油の添加剤が摩擦熱により分解析出し、摩擦材表面及び相手摺動面に付着することにより、摩擦材表面を目詰まりさせ、本来の性能が発揮されず、同様な摩擦係数の低下を引き起こす場合もある。

これらの対策として、作動押し力を高くし滑り時間を短縮することもあるが高面圧による繰り返し圧縮疲労による摩擦材の剥離寿命の低下、単位時間当たりの発熱率の上昇による相手摩擦面（受動板）のヒートスポット発生、及び熱変形、高油圧を発生させるための油圧ポンプの大型化、さらには作動油の漏れなどの耐久寿命等に関する問題が発生する。
また、摩擦材の剥離寿命向上のためにバインダーの含浸量（濃度）を増加させ摩擦材の強度を向上させた場合、摩擦材の柔軟性欠如による摩擦特性（作動ショック・ジャダー性能）の悪化・摩擦材表面のバインダー層の影響による新品時と係合経験後に於ける摩擦係数の変化を示すなじみの悪化、そのほか表面の繊維間の構成がバインダーによって強固となることによる相手摺動面に吸着する潤滑油の添加剤の削り取りによる添加剤の摩擦材への移着、それに伴う摩擦係数の低下等の幾多の不具合な点が発生していた。これらの多くの問題点は、全て新品時において、前述したように摩擦材の極表層に形成されたバインダー被膜及びバインダーの多い（濃度が高い）層が、前記の如き各種問題を引き起こしているものである。

これらの対策として、従来一定時間摺動させて摩擦材表層の余剰バインダー被膜を減少させたり、新品の摩擦材表面を切削加工し、余剰バインダー被膜を除去することが提案されている（特許文献１参照）。しかし、図１０に示すように繊維の切断等により強度低下が原因となる耐久寿命の著しい低下が生じる。また、熱板の平滑加工を行って、摩擦材表面を炭化させたり、もしくは強制平滑させる方法が採られている（特許文献２参照）。しかし、前者は繊維の炭化による強度低下のための寿命の低下が起こり、後者は、平滑にはなるが、余剰バインダー被膜の削除とは結びつかず、フェード現象、ジャダー性能に対し抜本的な対策とはならず、製品価格の上昇に結びつくという不具合は免れなかった。

特開平５−９９２９７号公報 実開昭６２−１４９６２９号公報

本発明は、前記の種類の課題を解決するものであり、極表層の余剰バインダーの被膜層を除去し又はその形成を防止した湿式摩擦材を提供する。

即ち、この発明は、天然パルプ繊維、有機合成繊維等の繊維基材、けいそう土、カシュー樹脂等の充填材、摩擦調整剤及び熱硬化樹脂等のバインダーを含む湿式摩擦材であって、硬化後の摩擦面が、表面から深さ１０μｍまでのバインダーの濃度（Ａ）に対し、表面から深さ１０〜１００μｍのバインダーの濃度（Ｂ）の比率Ａ／Ｂが０．８５〜１．１５の範囲にあり、かつ、下記（１）〜（４）の何れか１項の表面性状を有することを特徴とする湿式摩擦材を提供する。
（１）油中環境下で面圧１ＭＰａにおける真実接触面積が２０％以上である
（２）アボット負荷曲線の表面から深さ方向１４μｍまでに、相対負荷長さの９０％以上が存在する
（３）アボット負荷曲線の相対負荷長さが５％から６０％までの切断高さの差におけるプラトー率が６μｍ以下である
（４）アボット負荷曲線の表面から深さ方向１４μｍまでに、相対負荷長さの９０％以上が存在すると共に、アボット負荷曲線の相対負荷長さが５％から６０％までの切断高さの差におけるプラトー率が６μｍ以下であり、かつ、摩擦材を乾燥状態においたとき、垂直応力とその方向の縦ひずみとの比である縦弾性係数が、常温にて面圧０．２５ＭＰａ以下では８３．３ＭＰａから２５ＭＰａ、常温にて面圧０．２５ＭＰａから１ＭＰａでは２５０ＭＰａから３７５ＭＰａの範囲にある

（１）極表層（約１００μｍ）の余剰な樹脂被膜と樹脂層を少なくした摩擦材であるため、全体の樹脂量に影響を与えることがないので、摩擦材の強度を低下させることなく摩擦係数の低下を防ぎ、なじみ性を飛躍的に向上させる。
（２）表層に樹脂被膜余剰樹脂が少ないのでフェード現象及びプラスチック化の防止となる。
（３）摩擦材の表層が柔軟性に富むため、作動ショック低減に優れた摩擦材とすることができる。また樹脂と相手摺動面との摩擦の割合が減少するため、高い摩擦係数を持つ摩擦材となり、潤滑油内添加剤の移着の影響を軽減することができる。

以下にこの発明について詳細に説明する。
本発明の湿式摩擦材は、上記のように特性のバインダー濃度分布及び特定の表面性状を有するが、それを実現するには以下の方法に従うことができる。
図２２に示す例は、生ペーパ８０を含浸槽９０に通してバインダーを含浸し、絞りロール８２で絞り、さらに吸引機９１により余剰バインダーを除去する。その後、乾燥炉９２により希釈溶剤を揮発させた後、硬化炉９３に入れて加熱硬化させる。この際、硬化温度を通常の硬化温度より１０〜５０℃低くするか、又は温度はそのままにして短時間処理することにより柔軟性を有する硬化状態で、硬化工程を終了させる。

図２３に示す例では、含浸槽９０を出た後、循環しながら摩擦材２３の表面と密着する吸収材９４により余剰バインダーを吸収除去する。その後、乾燥炉９２により希釈溶剤を揮発させた後、硬化炉９３に入れて加熱硬化させる。硬化の際、バインダーの硬化温度より１０〜５０℃低い温度とするか、又はバインダーの硬化温度のままにして短時間処理することにより、柔軟性を有する硬化状態で、硬化工程を終了させる。
図２４に示す例では、含浸槽９０を出た後、循環しながら摩擦材２３の表面と密着する吸収材９４により余剰バインダーを吸収除去する。その後、吸収材を密着させたまま乾燥工程、硬化工程を行い、硬化工程終了後吸収材を引き離す。これにより、吸収材と接している摩擦材の内面は硬化工程において直接熱を受けることがないため、柔軟性を有する硬化状態を得ることができる。

図２５に示す例では、生ペーパ８０と合成樹脂シート９５を重ね合わせて含浸槽９０を出た後、密着させたまま乾燥工程、硬化工程を行い、硬化工程終了後合成樹脂シート９５を引き離す。これにより、合成樹脂シートと密着された摩擦材の内面には、バインダーの表面張力による余剰バインダー被膜やバインダー分の多い層は形成されず、かつ硬化工程において直接熱を受けることがないため、柔軟性を有する硬化状態を得ることができる。

図２６に示す例では、同一材質又は異材質の生ペーパ８０を重ね合わせたまま含浸槽９０、乾燥炉９２、硬化炉９３を通し、硬化工程終了後２枚の摩擦材を引き離す。これにより、互いに密着された摩擦材の内面には、バインダーの表面張力による余剰バインダー被膜やバインダー分の多い層は形成されず、かつ硬化工程において直接熱を受けることがないため、柔軟性を有する硬化状態を得ることができる。また、２倍の摩擦材を生産することが可能であり、生産効率が高く、低コスト化が可能である。

図２７は図２６と同じ原理であるが、生ペーパを予め一片のシート状や製品形状に切断して、２枚重ね合わせのままコンベア９６にのせて搬送する。
以上、種々の方法を挙げたが、バインダーの表面張力により極表層に形成される余剰バインダーの被膜とバインダー分の多い層を除去したり、被膜や層の形成を防止し、また柔軟な硬化状態を有する面を製品摺動面となる面とし、加熱、加圧、成形加工等による平滑工程を行うことにより、柔軟性のある表面の平滑性を促進させ、良好な平滑面を形成させた摩擦材を得ることができる。また、平滑工程と接着工程を同時に行うことにより、良好な平滑面を形成させた摩擦材をコアプレートに接着させることが可能となる。

この発明の理解のために、摩擦材の平滑性の管理手法について説明する。平滑性の管理手法としては粗さで管理することが一般的である。しかし、摩擦材は繊維１本１本が表面上に均等に並んで構成されるわけではなく、繊維が絡み合う構造でかつ多孔性を有しているため、深さ方向の孔による影響により粗さは大きく変動する。また、一般的な金属表面より粗いので金属表面の管理と同じ方法では適切でない。そのため、統計学でいう累積分布関数に相当するアボット負荷曲線を用いて摩擦材の形状及び粗さを測定し、管理がなされている。そこで、本特許の摩擦材の特徴を述べながら摩擦材の管理方法について説明する。
粗さ測定器で計測される相対負荷長さ（ｔp）は図２８に示すように、表面の凹凸の抽出曲線から、所定の測定長さＬを抜き取り、その平均線に平行でかつ最高山頂から切断レベルｐだけ下側にある直線で切断された表面の切断部分の長さを、所定の測定長さＬに対する百分率で表したものである。

即ち、深さｐにおける相対負荷長さｔｐをｔｐ（ｐ）で表せば
ｎ
ｔｐ（ｐ）＝１００／Ｌ Σ ｂｉ （％）で表せされる。
ｉ＝１
切断レベルｐは最高山頂を０％、最低谷底を１００％とした時の最高山頂からの深さをμｍ単位もしくは％で示す方法がある。最大山頂と最低谷底の差は最大高さＲmax に等しい。
しかし、摩擦材の深さ方向の孔による影響により最低谷部の形状は安定しないため、アボット負荷曲線では縦軸を最大高さ（切断レベル）で表していることもあり、接触比ｔｐ：９０％以上の谷部のバラツキが非常に大きくなる。そして管理上においては、谷部の影響を小さくするため、切断レベルは％表示ではなくμｍ単位を用いる。
図２９（ａ）は図２８と同じ抽出曲線を示し、抽出曲線における全ての切断レベルｐ（μｍ）と、その切断レベルにおける相対負荷長さｔｐ（％）との関係を示したものが前述のアボット負荷曲線（又は接触比曲線と呼ばれている。）であって、図２９（ｂ）に示されている。

従来例の表面状態は、表面張力によって表面から深さ方向１００μｍまで余剰バインダー層が形成されていたが、この発明の表面状態では、摩擦材を構成する繊維１本１本の太さ約１０μｍの表面に約１μｍで均等にコーティングされたようにバインダーが形成される。この製品管理（検査）方法は、アボット負荷曲線を用いることは前述したが測定上の問題点があるのでさらに詳述すれば、摩擦材の表面には余剰バインダー層とは別であるゴミ、バインダーの溜まりが表面上に約２μｍの高さでランダムに存在し、負荷曲線における左側の部分（表面側に相当する）は、抽出曲線の切断レベルが最大高さＲmax に等しいことから、上述した一部のゴミ、バインダーの溜まり等のノイズを拾ってしまうことにより大きく変動する。そのため、負荷曲線の形状が測定場所により不安定となり、正しい管理が難しくなってしまうため、管理をする上では、ノイズ部分（金属では初期摩耗分という）を除外した負荷曲線を用いる。
図３０に再び負荷曲線を示し、ｔｐ（ａ）を切断レベルＰａをノイズ部分に相当する５％に設定し、ｔｐ（ａ）が５％の時の切断レベルＰ（ａ）を高さＯの点とし、そこからＰｂまでの深さをμｍで表したものを摩擦材表面状態の管理値（プラトー率）として図面管理値に用いている。
Ｏ〜Ｐａの間は数値上、ノイズ等の影響が大きい部分で微小であるため、摩擦特性にはほとんど影響しない。
図１５の負荷曲線に示すＰａ〜Ｐｂ間（接触比ｔｐ：５〜６０％）はほぼ直線部となる領域であり、摩擦材の形状の特徴が傾きによってあらわされ、バラツキの面からも安定した領域である。そして、主に相手面と接触する部分となるため、摩擦特性上最も重要な形状となる。Ｐａ〜Ｐｂ間の部分が平坦で長いほどプラトー率の数値が小さくなり性能か安定する。
即ち、接触比が５％である深さＰａ（ノイズ部分を除いた深さ）から、接触比ｔｐ（ｂ）を６０％とする深さＰｂまでの深さの差が小さいほど表面が平滑なことを示し性能が良いこととなる。接触比が６０％から５％の間の深さが６μｍ以下であり、プラトー率をＨｐ（６０−５）＜６μｍで表わす。

摩擦材のなじみは、初期状態において極表層の繊維基材にコーティングされたバインダー被膜が硬く、柔軟性に欠け且つ微小突起も形成するため、必ずしも平滑ではなく、ミクロ的に見た場合、受動板（相手摺動面）との接触はバインダーの突起部分のみによって摺動面を形成する。このため接触部分が小さく、またバインダーと受動板の摩擦係数がもともと低いことによって、初期の摩擦係数が低くなる。摺動を重ねていくことにより、バインダーは摩耗し、柔軟な繊維基材が摺動面に現れ出ることから、接触部分は大きく且つ多くなり平滑となり、摩擦係数の高い繊維基材の出現により摩擦係数が上昇する変化を示すなじみの要因となっている。この摩擦係数を高める要因は、繊維／バインダーの接触比率と真実接触面積であり、逆に初期状態からこの２つの要因の値を高めることを可能とすれば、初期より摩擦係数が安定（従来例では、摺動を重ねて摩擦係数が安定した領域）した摩擦材とすることができる。
初期状態の繊維／バインダーの接触比率を高めるために、摩擦材の表面張力による極表層に形成する余剰バインダー濃度は、表面から深さ方向１０μｍ（摩擦材に含有されるバインダー濃度（樹脂含浸率）を分析するために、摩擦材をスライスできる最小単位）までのバインダー濃度（Ａ）に対し、深さ方向１０から１００μｍのバインダー濃度（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が、０．８５〜１．１５の範囲にあることを特徴としており、１．１５を越えた場合は、初期の摩擦係数が安定時の摩擦係数より１０％低くなる。摩擦係数の変動基準の決定は、クラッチの設計上の指標となるトルク容量変動値±１０％を越えないことを前提としているため、トルク容量変動下限値：−１０％と一致する摩擦係数１０％低下を限界としている。このＡ／Ｂ値を小さくすると、表面のバインダー濃度が低くなり摩擦係数の安定につながるが、摩擦材の強度はバインダーによっても保持されているため、Ａ／Ｂ値の減少と共に摩擦材表面の強度低下が著しくなり、摩耗の増大や、はくり寿命の低下に結びつく。この発明では、過酷使用条件の限界線と摩擦係数の安定性より０．８５となる。
また、上記摩擦材において真実接触面積が油中環境下で面圧１ＭＰａで２０％以上存在する事を特徴としている。２０％以上とすることで、なじみは格段に向上させることができ、２０％に満たない場合（従来例は、３〜５％前後が多い）、上記問題点として挙げた摩擦係数の変動１０％以上となってしまう。真実接触面積の向上は、繊維接触比率を高めながら、特に低面圧時の柔軟性を良好（縦弾性係数を大きくする）にさせることと、表面形状の平滑化を進めることにある。ここで、真実接触面積の測定方法として、千葉工業大学大谷、東京大学木村らが用いているプリズムを介して真実接触面積を測定する接触面顕微鏡を用いている。接触面顕微鏡の原理を図２０に示す。原理を簡単に説明すると、光源から放射された光を偏光板ｃと１／４波長板ｄにて各偏光に変えた上で、接触面に入射させると非接触部の全反射光と接触部の部分反射光の位相のとびが異なる。いずれかの反射光を直線偏光になるよう調整しておけば、偏光板ｈによって、いずれかの反射光を遮断することができるため、非接触部と接触部の明るさの違いが明確になり、真実接触面積を輝度良く測定することが可能となる。
図において、ａは光源、ｂはコリメータレンズ、ｃは偏光板、ｄは１／４波長板、ｅはプリズム、ｆは測定物体、ｇは対向レンズ、ｈは偏光板、ｉは撮影レンズ、ｊはＣＣＤカメラを夫々示している。
別の実施例は、縦ひずみを低面圧下（１．５ＭＰａ以下）で従来例以上に大きくしたことであり、従来例より低面圧において柔軟性を有しているため接触初期時から真実接触面積を２０％確保することができ、なじみが極めてよい摩擦材となる。
図２１はたて軸に縦ひずみ（応力の方向のひずみ）、横軸に縦応力（ＭＰａ）をとり、ＡからＢは発明の摩擦材の範囲を示し、点線Ｃは従来例を夫々示している。
図の示すところは、範囲上限以上であった場合、摩擦材表面の強度低下により、摩耗の増大や、はくり寿命の低下に結びつく。また、範囲下限以下であった場合、摩擦材表面の強度が高いことにより、ジャダー現象の発生や初期なじみ性の悪化（摩擦係数の変動１０％以上）となる。この実施例は表面形状の状態によらないのが特徴である。
摩擦材の構成を、天然パルプ・有機合成繊維４０重量％、フェノール樹脂２５％、摩擦調整剤・充填材３５重量％の合計１００重量％とした場合、この発明により製造した実施例をＬ₁ で表わし、従来の方法で製造したものをＬ₂ で表わし、さらにＬ₂ に３５０〜５５０℃の平滑熱板を押しつけて状態を改善したものをＬ₃ で表せば、前述の如く図８は従来の摩擦材（Ｌ₂ ）の表面部分の構成を概念的に示した説明図、図９はその表面形状を拡大して示した形状線Ｒを示した図であり、表面形状線Ｒは平滑部分がないことが判る。図１１と図１２はＬ₃ についての同様の図であって、表面に平滑部分Ｆが現れている。
図でＡは樹脂層、Ｂは繊維、Ｃは充填剤を示すことは各図とも同様である。
図１３と図１４はこの発明の実施例Ｌ₁ について示したもので、その矢印の下方はさらに平滑工程を加えた後の状態であって、Ｆは平滑部分を表わしている。図６はＬ₁ の表層の樹脂含浸率を、図７はＬ₂ の表層の樹脂含浸率を示し、表層をＳで表わし、たて方向の下に向けて層の深さを示し、よこ方向に右方向に向けて樹脂含浸率が高くなることを示している。図５は同じ樹脂含浸率を線図で示したもので、たて軸は樹脂含浸率を％で表わし（上方に向けて高くなる）、横軸に厚さ方向の分布を示す（左側が表層、右側が鋼板に接着される裏層の側を夫々示している）。
線ＡがＬ₁ を、破線ＢがＬ₂ の場合を夫々示し、Ｌ₂ の場合は表層で樹脂含浸率が高くなっていることが示される。
図１は試験回数と摩擦係数の関係を示し、たて軸に摩擦係数、横軸に試験回数が示されている。ＡはＬ₁ の場合、ＢはＬ₂ の場合を夫々示し、Ｌ₁ では略一定であるが、Ｌ₂ の場合は最初低く、次第に高くなることが示されている。
図２は回転数と摩擦係数の関係を示す図であって、たて軸に摩擦係数、よこ軸に回転数（r.p.m）をとって示され、線ＡはＬ₁ の場合、ＢはＬ₂ の場合を夫々示している。図４はＬ₁ とＬ₂ の圧縮回数に対する剥離寿命を示し、ＡはＬ₁ 、ＢはＬ₂ の場合を示すが、この点については両者は殆んど差異はなかった。図３はジャダーの発生の有無を示すもので、ＡはＬ₁ 、ＢはＬ₂ の場合を夫々示し、４０℃、１００℃は潤滑油温度、たて軸はスリップ回転数（即ち相対回転数）又横軸に面圧（ｋｇ／ｃｍ² ）をとってある。Ｌ₁ の場合すべての条件でジャダーは発生しないことが判る（Ｌ₂ の場合、面圧１５、及び２０の場合は測定不可能である）。
図３１は、接触比９０％における切断レベル値によるジャダーの発生の有無を示すもので潤滑油温度１００℃、スリップ回転数２００r.p.m.のジャダー発生環境として厳しい条件を採用している。１６μｍは、面圧２０ｋｇ／ｃｍ² において中程度のジャダーが発生している。１４μｍ以下ではジャダーが発生していないことが判る。図３２は、プラトー率：Ｈｐ（６０−５）における値によるジャダーの発生の有無を示すもので、図３１同様潤滑油温度１００℃、スリップ回転数２００r.p.m.のジャダー発生環境として厳しい条件を採用している。８μｍは、面圧２０ｋｇ／ｃｍ² において中程度のジャダーが発生している。６μｍ以下ではジャダーが発生していないことが判る。
図１５は、よこ軸に相対負荷長さをとり、たて軸に切断レベル（即ち深さ）をとった負荷曲線をＬ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ について比較したものである。この発明のＬ₁ が切断レベルの増加に対し、相対負荷長さも急に増加し、山の凹凸が平であることが示されている。

試験回数と摩擦係数の関係を示す図 回転数と摩擦係数の関係を示す図 ジャダーの発生条件を示す図 剥離寿命の比較を示す図 樹脂含浸率の厚さ方向の分布を示す図 この発明の厚さ方向の樹脂含浸率を示す図 従来例の厚さ方向の樹脂含浸率を示す図 従来例の極表層構造例の一例を示す図 従来例の表面形状を示す図 従来例の極表層構造の他の例を示す図 従来例の極表層構造例の他の例を示す図 従来例の表面形状を示す図 この発明の場合の極表層構造を示す図 この発明の表面形状を示す図 表面平滑度を示す国際規格による比較を示す図 摩擦材の斜視図 摩擦材を組み立てたときの断面図 摩擦材の一例の正面図 湿式摩擦材を適用した摩擦係合装置の一例の側断面図 接触面顕微鏡の原理図 応力とひずみの関係を示す図 吸引機を用いた製造方法の例を示す図 吸収材を用いた製造方法の例を示す図 吸収材を用いた別の例を示す図 合成樹脂シートを用いた例を示す図 摩擦材を２枚合わせた例を示す図 予め摩擦材を打抜いてある例を示す図 相対負荷長さの説明図 負荷曲線の説明図 負荷曲線を示す図 接触比９０％における切断レベル値によるジャダーの発生を示す図 特定のプラトー率におけるジャダーの発生を示す図

符号の説明

１ 受動板
１１ 鋼板部
１２ スプライン突起
２ 駆動板
２１ 鋼板部
２２ スプライン突起
２３ 摩擦材
２４ 溝
３ プレッシャープレート
４ リテーナ
４１ スプライン部
５ ハブ
５１ スプライン部
６ インプットシャフト
７ 押圧ピストン
８０ 生ペーパー
９０ 含浸槽
９１ 吸引機
９２ 乾燥炉
９３ 硬化炉
９４ 吸収材
９５ 合成樹脂シート
９６ コンベア

Claims (1)

1. 天然パルプ繊維、有機合成繊維等の繊維基材、けいそう土、カシュー樹脂等の充填材、摩擦調整剤及び熱硬化樹脂等のバインダーを含む湿式摩擦材であって、
   硬化後の摩擦面が、表面から深さ１０μｍまでのバインダーの濃度（Ａ）に対し、表面から深さ１０〜１００μｍのバインダーの濃度（Ｂ）の比率Ａ／Ｂが０．８５〜１．１５の範囲にあり、かつ、下記（１）〜（４）の何れか１項の表面性状を有することを特徴とする湿式摩擦材。
   （１）油中環境下で面圧１ＭＰａにおける真実接触面積が２０％以上である
   （２）アボット負荷曲線の表面から深さ方向１４μｍまでに、相対負荷長さの９０％以上が存在する
   （３）アボット負荷曲線の相対負荷長さが５％から６０％までの切断高さの差におけるプラトー率が６μｍ以下である
   （４）アボット負荷曲線の表面から深さ方向１４μｍまでに、相対負荷長さの９０％以上が存在すると共に、アボット負荷曲線の相対負荷長さが５％から６０％までの切断高さの差におけるプラトー率が６μｍ以下であり、かつ、摩擦材を乾燥状態においたとき、垂直応力とその方向の縦ひずみとの比である縦弾性係数が、常温にて面圧０．２５ＭＰａ以下では８３．３ＭＰａから２５ＭＰａ、常温にて面圧０．２５ＭＰａから１ＭＰａでは２５０ＭＰａから３７５ＭＰａの範囲にある
   

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