JP3468537B2 - 乾式摩擦材 - Google Patents
乾式摩擦材Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車、産業機械などの
クラッチフェーシング、ブレーキライニングなどとして
使用される乾式摩擦材に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、自動車のクラッチフェーシン
グなどの乾式摩擦材には、耐熱性、耐摩耗性、安定した
摩擦特性などが要求される。そこで、これらの各種の特
性を満足させるため、乾式摩擦材は複合材料によって構
成している。即ち、乾式摩擦材は、ガラス繊維などの繊
維基材、硫酸バリウム、カーボンブラック等の充填剤を
配合したゴム、フェノール樹脂等の樹脂結合剤、各種添
加剤などにより構成している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、自動
車の高性能化、長期保証化に伴い、クラッチフェーシン
グなどの乾式摩擦材にも、低回転・軽負荷から高回転・
高負荷に至るまでの幅広い使用条件で適合でき、長寿命
化を図れることが強く望まれている。 【０００４】そこで、例えば、特開平４−９５６２２号
公報には、高回転域においても高い摩擦係数を付与し、
また、クラックの発生を防止するため、樹脂結合剤をフ
ェノール系樹脂とポリイミド樹脂とで構成する技術が開
示されている。 【０００５】また、特願平３−２７５３９３号の出願で
は、軽負荷、中負荷域での耐摩耗性を向上させるため、
錫と高融点・低硬度の金属との合金を配合する技術が提
案されている。 【０００６】しかし、ポリイミド樹脂配合では低回転・
軽負荷域での耐磨耗性向上は見られるが高回転・高負荷
域での向上は見られない。一方、錫合金では低中回転・
軽中負荷域での耐磨耗性向上は見られるが高回転域での
向上は見られない。 【０００７】そこで、本発明は、低回転・軽負荷から高
回転・高負荷までの全ての領域において耐摩耗性を向上
できる乾式摩擦材の提供を課題とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる乾式摩擦
材は、少なくとも繊維基材、樹脂結合剤及びゴムからな
る乾式摩擦材において、錫を含み、融点が５００℃以
上、モース硬度が４以下の合金を摩擦材総量に対して２
〜２０重量％含有し、かつ、ポリイミド樹脂を同じく
０．５〜５重量％含有するものである。 【０００９】ここで、錫合金としては、錫と高融点・低
硬度の金属との合金、例えば、錫と銅との合金、或い
は、この合金に更にニッケル、アンチモン、亜鉛などの
金属を加えた合金を挙げることができる。錫合金は粉末
状にして添加するのが好ましい。なお、錫単独では融点
が２３２℃と低く、添加するには適しない。 【００１０】繊維基材としては、ガラス繊維、ロックウ
ール、シリケート繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウ
ム繊維、カーボン繊維等の無機繊維、芳香族ポリアミド
繊維、ノボロイド繊維等の有機繊維、黄銅線、銅線、ス
チール繊維、ステンレススチール繊維等の金属繊維など
を使用できる。 【００１１】樹脂結合剤には、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、メラミン樹脂などを使用できる。 【００１２】ゴムはＳＢＲ（スチレンブタジエンゴ
ム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム材に、硫酸バリ
ウム、活性亜鉛華、カーボンブラック、カシューダス
ト、硫黄、加硫促進剤などの充填剤を配合して得られ
る。 【００１３】 【作用】本発明においては、錫を含み、融点が５００℃
以上、モース硬度が４以下の合金を摩擦材総量に対して
２〜２０重量％含有するので、低中回転・軽中負荷域の
耐摩耗性が高くなる。そして、ポリイミド樹脂を同じく
０．５〜５重量％含有するので、耐熱性が向上し、前記
錫合金との相乗効果、つまり、ポリイミド樹脂により高
回転・高負荷での材料間結合力が増し、錫合金の保持力
が増したことにより、高回転・高負荷域においても耐磨
耗性向上効果が維持される。 【００１４】ここで、錫合金は融点を５００℃以上とし
ているので、高負荷域において摩擦熱により合金が溶融
して性状が変化するのを防止できる。また、モース硬度
を４以下としているので、相手材攻撃性が悪化するのを
防止できる。錫合金の含有量は、２重量％より少ないと
添加した効果が得られず、２０重量％を越えると強度の
低下、比重の増大、コストアップとなる。 【００１５】ポリイミド樹脂は、０．５重量％より少な
いと耐熱効果が得られず、５重量％を越えるとバースト
強度が低下する。また、錫合金の耐磨耗性向上効果を全
域で活かすため合金の保持力を増すと良い。そのため、
合金の粒度は細かい方が良く、できれば５０μｍ以下が
望ましい。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の実施例の乾式摩擦材をクラッ
チフェーシングに適用した場合について説明する。 【００１７】本発明の実施例及び比較例のクラッチフェ
ーシングの組成を図１に示す。 【００１８】図１は本発明の実施例及び比較例のクラッ
チフェーシングの組成及び性能を示す表図である。 【００１９】まず、実施例１のクラッチフェーシング
は、かさ高加工された６μｍのガラス繊維３１重量％
に、ポリイミド樹脂粉末（ローヌ・プーラン製）１．３
重量％とフェノール樹脂９．７重量％の懸濁液を含浸さ
せ、次いで、黄銅線３重量％を合わせた。そして、ＳＢ
Ｒ３０重量％、硫酸バリウム３０重量％、活性亜鉛華７
重量％、カーボンブラック１３重量％、カシューダスト
９重量％、硫黄１０重量％、加硫促進剤１重量％からな
る配合ゴム４８重量％に、錫合金粉末７重量％を添加し
たものを付着させた。錫合金は錫成分を３０重量％含有
する銅との合金であり、融点は７５０℃、モース硬度は
２．５である。 【００２０】次に、これをリング状に巻き取り、金型内
に配置して圧力１６０kg／cm2 、温度１６０℃の条件で
加熱加圧成形し、熱処理した後、所定の厚さに研磨して
クラッチフェーシングを得た。 【００２１】同様にして、図１に示す組成で、実施例２
乃至実施例６及び比較例のクラッチフェーシングを作製
した。 【００２２】例えば、実施例２はポリイミド樹脂の配合
量を少なくしたものであり、実施例３はその配合量を多
くしたものである。また、比較例１はポリイミド樹脂、
銅−錫合金いずれも含有しないもの、比較例２はポリイ
ミド樹脂を、比較例３は錫合金を加えないものである。 【００２３】上記により得られた各クラッチフェーシン
グについて摩耗率、フェード時最小摩擦係数、バースト
強度を測定し、評価を行なった。 【００２４】摩擦試験は、クラッチフェーシングをフル
サイズダイナモ試験機に装着し、 低回転・軽負荷： 1500 ｒｐｍ，1.6 Ｋｇ・ｍ2 ，100
℃×10000 サイクル 中回転・中負荷： 1800 ｒｐｍ，2.7 Ｋｇ・ｍ2 ，200
℃× 4000 サイクル 高回転・高負荷： 2500 ｒｐｍ，2.3 Ｋｇ・ｍ2 ，200
℃× 2500 サイクル バースト強度は２００℃の温度で測定した。 【００２５】測定結果を図１の下欄に示す。 【００２６】摩耗率は低回転・軽負荷、中回転・中負荷
のいずれにおいても、銅−錫合金を配合していない比較
例２及び比較例３では摩耗量が大きく、高回転・高負荷
域においては、比較例は全例大きな摩耗を示した。これ
に対して、実施例はいずれも各温度において比較例に比
し、摩耗量は顕著に小さい。比較例２と比較することに
より、ポリイミド樹脂を加えたことによって、高回転・
高負荷域における摩耗率が低下しているのが分る。 【００２７】フェード時最小摩擦係数は、全体的に実施
例は比較例に比べて同等以上の値を示し、特に、比較例
では高回転・高負荷域になるに従って小さくなっている
のに対し、実施例では１００〜３００℃の全ての温度範
囲でほぼ一定の値を示している。 【００２８】バースト強度は実施例、比較例全てにおい
てほぼ同一である。 【００２９】これらの測定結果より、ポリイミド樹脂及
び銅−錫合金を加えたことによって、特に、高回転・高
負荷域での摩耗率及びフェード時最小摩擦係数が向上し
ていると言える。 【００３０】そして、銅−錫合金の配合量は摩擦材総量
に対して２〜２０重量％、また、ポリイミド樹脂の配合
量は摩擦材総量に対して０．５〜５重量％が実用上使用
可能な範囲であると考えられる。 【００３１】このように、上記実施例の乾式摩擦材は、
繊維基材であるガラス繊維及び黄銅線、樹脂結合剤であ
るフェノール樹脂、ＳＢＲに各種充填剤を配合したゴム
に、銅と錫の合金と、ポリイミド樹脂をそれぞれ摩擦材
総量に対して２〜２０重量％、０．５〜５重量％含有さ
せたものである。 【００３２】したがって、上記実施例によれば、銅−錫
合金により軽負荷、中負荷域の耐摩耗性が高くなり、ま
た、ポリイミド樹脂により耐熱性が向上し、これらの銅
−錫合金とポリイミド樹脂との相乗効果によって、低回
転・軽負荷域から高回転・高負荷域に至り耐摩耗性が向
上する。 【００３３】 【発明の効果】以上のように、本発明の乾式摩擦材は、
少なくとも繊維基材、樹脂結合剤及びゴムからなる乾式
摩擦材において、錫を含み、融点が５００℃以上、モー
ス硬度が４以下の合金を摩擦材総量に対して２〜２０重
量％含有し、かつ、ポリイミド樹脂を同じく０．５〜５
重量％含有するものである。したがって、錫合金により
軽負荷、中負荷域の耐摩耗性が高くなり、また、ポリイ
ミド樹脂により耐熱性が向上し、これらの錫合金とポリ
イミド樹脂との相乗効果によって、低回転・低負荷域か
ら高回転・高負荷域に至り耐摩耗性が向上する。この結
果、乾式摩擦材の寿命が長くなり、安定した摩擦特性を
得ることができる。
クラッチフェーシング、ブレーキライニングなどとして
使用される乾式摩擦材に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、自動車のクラッチフェーシン
グなどの乾式摩擦材には、耐熱性、耐摩耗性、安定した
摩擦特性などが要求される。そこで、これらの各種の特
性を満足させるため、乾式摩擦材は複合材料によって構
成している。即ち、乾式摩擦材は、ガラス繊維などの繊
維基材、硫酸バリウム、カーボンブラック等の充填剤を
配合したゴム、フェノール樹脂等の樹脂結合剤、各種添
加剤などにより構成している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、自動
車の高性能化、長期保証化に伴い、クラッチフェーシン
グなどの乾式摩擦材にも、低回転・軽負荷から高回転・
高負荷に至るまでの幅広い使用条件で適合でき、長寿命
化を図れることが強く望まれている。 【０００４】そこで、例えば、特開平４−９５６２２号
公報には、高回転域においても高い摩擦係数を付与し、
また、クラックの発生を防止するため、樹脂結合剤をフ
ェノール系樹脂とポリイミド樹脂とで構成する技術が開
示されている。 【０００５】また、特願平３−２７５３９３号の出願で
は、軽負荷、中負荷域での耐摩耗性を向上させるため、
錫と高融点・低硬度の金属との合金を配合する技術が提
案されている。 【０００６】しかし、ポリイミド樹脂配合では低回転・
軽負荷域での耐磨耗性向上は見られるが高回転・高負荷
域での向上は見られない。一方、錫合金では低中回転・
軽中負荷域での耐磨耗性向上は見られるが高回転域での
向上は見られない。 【０００７】そこで、本発明は、低回転・軽負荷から高
回転・高負荷までの全ての領域において耐摩耗性を向上
できる乾式摩擦材の提供を課題とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる乾式摩擦
材は、少なくとも繊維基材、樹脂結合剤及びゴムからな
る乾式摩擦材において、錫を含み、融点が５００℃以
上、モース硬度が４以下の合金を摩擦材総量に対して２
〜２０重量％含有し、かつ、ポリイミド樹脂を同じく
０．５〜５重量％含有するものである。 【０００９】ここで、錫合金としては、錫と高融点・低
硬度の金属との合金、例えば、錫と銅との合金、或い
は、この合金に更にニッケル、アンチモン、亜鉛などの
金属を加えた合金を挙げることができる。錫合金は粉末
状にして添加するのが好ましい。なお、錫単独では融点
が２３２℃と低く、添加するには適しない。 【００１０】繊維基材としては、ガラス繊維、ロックウ
ール、シリケート繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウ
ム繊維、カーボン繊維等の無機繊維、芳香族ポリアミド
繊維、ノボロイド繊維等の有機繊維、黄銅線、銅線、ス
チール繊維、ステンレススチール繊維等の金属繊維など
を使用できる。 【００１１】樹脂結合剤には、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、メラミン樹脂などを使用できる。 【００１２】ゴムはＳＢＲ（スチレンブタジエンゴ
ム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム材に、硫酸バリ
ウム、活性亜鉛華、カーボンブラック、カシューダス
ト、硫黄、加硫促進剤などの充填剤を配合して得られ
る。 【００１３】 【作用】本発明においては、錫を含み、融点が５００℃
以上、モース硬度が４以下の合金を摩擦材総量に対して
２〜２０重量％含有するので、低中回転・軽中負荷域の
耐摩耗性が高くなる。そして、ポリイミド樹脂を同じく
０．５〜５重量％含有するので、耐熱性が向上し、前記
錫合金との相乗効果、つまり、ポリイミド樹脂により高
回転・高負荷での材料間結合力が増し、錫合金の保持力
が増したことにより、高回転・高負荷域においても耐磨
耗性向上効果が維持される。 【００１４】ここで、錫合金は融点を５００℃以上とし
ているので、高負荷域において摩擦熱により合金が溶融
して性状が変化するのを防止できる。また、モース硬度
を４以下としているので、相手材攻撃性が悪化するのを
防止できる。錫合金の含有量は、２重量％より少ないと
添加した効果が得られず、２０重量％を越えると強度の
低下、比重の増大、コストアップとなる。 【００１５】ポリイミド樹脂は、０．５重量％より少な
いと耐熱効果が得られず、５重量％を越えるとバースト
強度が低下する。また、錫合金の耐磨耗性向上効果を全
域で活かすため合金の保持力を増すと良い。そのため、
合金の粒度は細かい方が良く、できれば５０μｍ以下が
望ましい。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の実施例の乾式摩擦材をクラッ
チフェーシングに適用した場合について説明する。 【００１７】本発明の実施例及び比較例のクラッチフェ
ーシングの組成を図１に示す。 【００１８】図１は本発明の実施例及び比較例のクラッ
チフェーシングの組成及び性能を示す表図である。 【００１９】まず、実施例１のクラッチフェーシング
は、かさ高加工された６μｍのガラス繊維３１重量％
に、ポリイミド樹脂粉末（ローヌ・プーラン製）１．３
重量％とフェノール樹脂９．７重量％の懸濁液を含浸さ
せ、次いで、黄銅線３重量％を合わせた。そして、ＳＢ
Ｒ３０重量％、硫酸バリウム３０重量％、活性亜鉛華７
重量％、カーボンブラック１３重量％、カシューダスト
９重量％、硫黄１０重量％、加硫促進剤１重量％からな
る配合ゴム４８重量％に、錫合金粉末７重量％を添加し
たものを付着させた。錫合金は錫成分を３０重量％含有
する銅との合金であり、融点は７５０℃、モース硬度は
２．５である。 【００２０】次に、これをリング状に巻き取り、金型内
に配置して圧力１６０kg／cm2 、温度１６０℃の条件で
加熱加圧成形し、熱処理した後、所定の厚さに研磨して
クラッチフェーシングを得た。 【００２１】同様にして、図１に示す組成で、実施例２
乃至実施例６及び比較例のクラッチフェーシングを作製
した。 【００２２】例えば、実施例２はポリイミド樹脂の配合
量を少なくしたものであり、実施例３はその配合量を多
くしたものである。また、比較例１はポリイミド樹脂、
銅−錫合金いずれも含有しないもの、比較例２はポリイ
ミド樹脂を、比較例３は錫合金を加えないものである。 【００２３】上記により得られた各クラッチフェーシン
グについて摩耗率、フェード時最小摩擦係数、バースト
強度を測定し、評価を行なった。 【００２４】摩擦試験は、クラッチフェーシングをフル
サイズダイナモ試験機に装着し、 低回転・軽負荷： 1500 ｒｐｍ，1.6 Ｋｇ・ｍ2 ，100
℃×10000 サイクル 中回転・中負荷： 1800 ｒｐｍ，2.7 Ｋｇ・ｍ2 ，200
℃× 4000 サイクル 高回転・高負荷： 2500 ｒｐｍ，2.3 Ｋｇ・ｍ2 ，200
℃× 2500 サイクル バースト強度は２００℃の温度で測定した。 【００２５】測定結果を図１の下欄に示す。 【００２６】摩耗率は低回転・軽負荷、中回転・中負荷
のいずれにおいても、銅−錫合金を配合していない比較
例２及び比較例３では摩耗量が大きく、高回転・高負荷
域においては、比較例は全例大きな摩耗を示した。これ
に対して、実施例はいずれも各温度において比較例に比
し、摩耗量は顕著に小さい。比較例２と比較することに
より、ポリイミド樹脂を加えたことによって、高回転・
高負荷域における摩耗率が低下しているのが分る。 【００２７】フェード時最小摩擦係数は、全体的に実施
例は比較例に比べて同等以上の値を示し、特に、比較例
では高回転・高負荷域になるに従って小さくなっている
のに対し、実施例では１００〜３００℃の全ての温度範
囲でほぼ一定の値を示している。 【００２８】バースト強度は実施例、比較例全てにおい
てほぼ同一である。 【００２９】これらの測定結果より、ポリイミド樹脂及
び銅−錫合金を加えたことによって、特に、高回転・高
負荷域での摩耗率及びフェード時最小摩擦係数が向上し
ていると言える。 【００３０】そして、銅−錫合金の配合量は摩擦材総量
に対して２〜２０重量％、また、ポリイミド樹脂の配合
量は摩擦材総量に対して０．５〜５重量％が実用上使用
可能な範囲であると考えられる。 【００３１】このように、上記実施例の乾式摩擦材は、
繊維基材であるガラス繊維及び黄銅線、樹脂結合剤であ
るフェノール樹脂、ＳＢＲに各種充填剤を配合したゴム
に、銅と錫の合金と、ポリイミド樹脂をそれぞれ摩擦材
総量に対して２〜２０重量％、０．５〜５重量％含有さ
せたものである。 【００３２】したがって、上記実施例によれば、銅−錫
合金により軽負荷、中負荷域の耐摩耗性が高くなり、ま
た、ポリイミド樹脂により耐熱性が向上し、これらの銅
−錫合金とポリイミド樹脂との相乗効果によって、低回
転・軽負荷域から高回転・高負荷域に至り耐摩耗性が向
上する。 【００３３】 【発明の効果】以上のように、本発明の乾式摩擦材は、
少なくとも繊維基材、樹脂結合剤及びゴムからなる乾式
摩擦材において、錫を含み、融点が５００℃以上、モー
ス硬度が４以下の合金を摩擦材総量に対して２〜２０重
量％含有し、かつ、ポリイミド樹脂を同じく０．５〜５
重量％含有するものである。したがって、錫合金により
軽負荷、中負荷域の耐摩耗性が高くなり、また、ポリイ
ミド樹脂により耐熱性が向上し、これらの錫合金とポリ
イミド樹脂との相乗効果によって、低回転・低負荷域か
ら高回転・高負荷域に至り耐摩耗性が向上する。この結
果、乾式摩擦材の寿命が長くなり、安定した摩擦特性を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例及び比較例のクラッチフ
ェーシングの組成及び性能を示す表図である。
ェーシングの組成及び性能を示す表図である。
フロントページの続き
(72)発明者 森田 和也
愛知県西加茂郡藤岡町大字飯野字大川ケ
原1141番地１ アイシン化工株式会社内
(72)発明者 可児 春伸
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 原田 幹雄
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 松川 照夫
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
(56)参考文献 特開 昭58−136676（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−95622（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09K 3/14 510 - 530
F16D 13/62
F16D 69/00 - 69/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 少なくとも繊維基材、樹脂結合剤及びゴ
ムからなる乾式摩擦材において、 錫を含み、融点が５００℃以上、モース硬度が４以下の
合金を摩擦材総量に対して２〜２０重量％含有し、か
つ、ポリイミド樹脂を同じく０．５〜５重量％含有する
ことを特徴とする乾式摩擦材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30376292A JP3468537B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 乾式摩擦材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30376292A JP3468537B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 乾式摩擦材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145649A JPH06145649A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3468537B2 true JP3468537B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=17924972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30376292A Expired - Fee Related JP3468537B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 乾式摩擦材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468537B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69734566T2 (de) * | 1997-01-31 | 2006-06-08 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Automatische Spannvorrichtung |
| JP5528678B2 (ja) * | 2008-04-03 | 2014-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 摩擦材 |
| JP2010180321A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Aisin Chem Co Ltd | 摩擦材 |
| CN102562890A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-11 | 东营宝丰汽车配件有限公司 | 炭陶基刹车片 |
| CN102562891A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-11 | 东营宝丰汽车配件有限公司 | 硅酸盐复合材料刹车片 |
| JP6095443B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-03-15 | アイシン化工株式会社 | トルクリミッター用摩擦材 |
| CN103639404B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-03-23 | 国家电网公司 | 一种大功率风电机组用制动闸片材料及其制备工艺 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP30376292A patent/JP3468537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06145649A (ja) | 1994-05-27 |
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