JPH045052B2

JPH045052B2 -

Info

Publication number: JPH045052B2
Application number: JP28959086A
Authority: JP
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1992-01-30
Also published as: JPS63142034A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、電磁クラツチ等のトルク伝達用に使
用されるブレーキライニング、クラツチフエーシ
ング等の摩擦材組成物に関するものである。［従来の技術］従来、電磁クラツチなどのトルク伝達部材に使
用されるブレーキライニング、クラツチフエーシ
ング等の摩擦材料としては、アスベスト繊維と無
機、有機の各種充填材および有機摩擦調整剤等に
フエノール樹脂のような熱硬化性樹脂結合剤を加
えて、加熱プレス成形し、硬化したものが用いら
れている。しかしながら、近年、アスベスト粉塵
の公害性に関する議論が高まるにつれて、自動車
用摩擦材のみならず、事務機器や産業機械の駆動
用として使用される電磁クラツチ用の摩擦材につ
いても、アスベスト繊維を使用しない摩擦材料の
必要性が高まつてきている。アスベスト繊維に代わるものとしては、金属繊
維、ガラス繊維、セラミツク繊維、合成繊維など
があり、スチール繊維を使用したものはセミメタ
リツクパツドと呼ばれ、一部の自動車用摩擦材と
して実用化されている。しかしながら、電磁クラツチ用摩擦材は、非磁
性体であることが必要なため、スチール繊維を使
用したセミメタリツクパツドは使用されていな
い。また、ガラス繊維を使用した摩擦材について
も、一部クラツチ板として実用化されているが、
原料が高価で、しかも取扱い時の作業性が悪いと
いう欠点を有しているため、将来多量に使われる
可能性は少ない。最近、注目を集めているアラミド繊維も、自動
車用摩擦材としての検討が進められており、一部
実用化されているが、ガラス繊維と同様に高価な
ため、将来多量に使われる可能性は少ない。以上述べたように、安価な原料を使用したノン
アスベスト摩擦材の開発が従来より望まれてい
る。本発明者等は、高価なアラミド繊維の使用を
極力減らし、安価な原料であるセルロースパルプ
を用い、さらにコルク粉、カシユダスト、炭酸カ
ルシウム粉末を添加することにより、従来のアラ
ミド繊維ベースのノンアスベスト摩擦材と同等も
しくはそれ以上の性能を有する摩擦材を既に開発
している。［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、電磁クラツチに使用される摩擦
材は、自動車用摩擦材と異なり、未使用の新しい
ときから優れたトルク伝達能力を発揮する必要が
あり、また摩擦係数に換算すると、μ≧0.45とい
う条件を満足する必要がある。本発明者等が既に
開発した上述のノンアスベスト摩擦材は、電磁ク
ラツチとして実際に使用される条件でシミユレー
トして評価したところ、上記の条件を満足できる
ものではなかつた。さらに、このノンアスベスト
摩擦材は、混合後の完粉（成形前の状態の混合
粉）が綿状になるため、電磁クラツチのようなリ
ング状の摩擦板を製造する際、均質な製品を製造
しようとすると工程が複雑化し、製造コストが高
くなるという問題点があつた。それゆえに、本発明の目的は、従来のアラミド
繊維ベースのノンアスベスト摩擦材と同等の摩擦
特性を有し、しかも初期状態における摩擦係数が
その後の安定状態における摩擦係数以上である摩
擦材組成物を提供することにある。［問題点を解決するための手段および作用］本発明の摩擦材組成物は、補強用繊維材料、有
機充填材、無機充填材および摩擦摩耗調整剤を熱
硬化性樹脂結合剤で結合してなる摩擦材組成物で
あつて、補強用繊維材料として繊維長150μm以下
の短繊維セルロースパルプを25〜35容量％、有機
充填材として最大粒子径840μm以下の有機充填材
を30〜40容量％、摩擦摩耗調整剤として最大粒子
径250μm以下の酸化アルミニウムおよび／または
酸化マグネシウムを２〜５容量％含み、かつ、気
孔率が15〜30容量％であることを特徴としてい
る。補強用繊維材料としての短繊維セルロースパル
プを25〜35容量％含むのは、含有量が25容量％よ
り低いと摩擦板強度が低下し耐摩耗性が悪くなつ
て本発明の目的を達成することができないからで
あり、35容量％を越えると摩擦係数の安定性が悪
化し本発明の目的を達成することができなくなる
からである。本発明において摩擦摩耗調整剤として用いられ
るのは、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウ
ムである。これらは、いずれか一方を単独で用い
てもよいし、また双方を併用してもよい。酸化ア
ルミニウムおよび／または酸化マグネシウムの含
有量は、２〜５容量％である。含有量が２容量％
より少ないと、摩擦係数が本発明の目的である
0.45より小さくなり耐摩耗性も急激に悪くなる。
また５容量％を越えると、摩擦係数は0.45より大
きくなるものの、その安定性が悪くなり、さらに
相手材への攻撃性が著しく増大して本発明の目的
を達成することができなくなる。また、本発明において摩擦摩耗調整剤として用
いられる酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウ
ムの最大粒子径は、250μm以下であることが好ま
しい。250μmよりも大きな粒子を用いると、摩擦
剤の摩耗量および相手材への攻撃性が急激に増大
し、摩擦係数の安定性が著しく悪化するからであ
る。また、本発明では有機充填材として最大粒子径
840μm以下の有機充填材が30〜40容量％含まれ
る。有機充填材の最大粒子径を840μm以下とする
のは、それよりも大きな粒子径になると、他の原
材料と均一に混合することができなくなり、摩擦
摩耗特性が劣化するからである。電磁クラツチ用に使用される摩擦板は一般に対
向する被駆動側の伝動部材、たとえばアーマチユ
アに圧接して使用されるものであり、この両者の
圧接面の摩擦力によつて動力を伝達し、両者の圧
接を解放することによつて動力の伝達を断つよう
にしている。この動作をスムーズに行なわせるた
めには、摩擦板の圧縮特性が重要であり、過去の
経験から、単位荷重（Kg／cm²）あたりの圧縮歪率
が0.1％より大きなものが最適であることが明ら
かになつている。このため、有機充填材として
は、コルク粉末および／またはカシユダストを用
いることが好ましい。コルク粉末および／または
カシユダストを30容量％以上含有させることによ
り、圧縮歪率を0.1％以上に調整することができ
る。しかしながら、コルク粉末および／またはカ
シユダストの含有量が40容量％を越えると、圧縮
歪率は0.1％以上となるが摩擦摩耗特性が不安定
になり望ましくない特性を示す。また本発明に用いられる無機充填材としては、
従来から一般に用いられている無機充填材を用い
ることができ、たとえば炭酸カルシウム等を挙げ
ることができる。さらに、本発明の摩擦材組成物は、その気孔率
が15〜30容量％であることが必要である。気孔率
が15容量％より小さくなると、摩擦材の圧縮歪率
が小さくなり、初期状態の摩擦係数が低下し、摩
擦板表面に著しい色むらを生じて商品価値が低下
する。また、気孔率が30容量％を越えると、摩擦
材の圧縮歪率は大きくなり、その結果として初期
の摩擦係数は高められるが、摩擦材の機械的強度
が著しく低下し、耐摩耗性が劣化するため、本発
明の目的を達成することができなくなる。［実施例］以下、実施例により本発明を詳細に説明する。補強用繊維材料として短繊維セルロースパルプ
を、有機充填材としてコルク粉末、カシユダスト
および合成ゴムを、無機充填材として炭酸カルシ
ウムを、摩擦摩耗調整剤として酸化アルミニウム
または酸化マグネシウムを、熱硬化性樹脂結合剤
として粉末フエノール樹脂を用いて、第１表に示
す配合割合で配合し、混合機により均一に混合し
た。この混合物を所定量秤量し、圧縮成形機で成
形した。成形条件は、面圧100Kg／cm²、型温度165
℃、成形時間４分で行なつた。その後、さらに
200℃、５時間熱処理し、次に表面を研磨してク
ラツチフエーシングを作製した。これらのクラツ
チフエーシングの気孔率を、特願昭61−1901に開
示された気孔率迅速測定法により測定し、その結
果を第１表に併せて示した。

【表】以上のようにして得られた実施例Ａ〜Ｇ、比較
例Ｈ〜Ｌおよび従来例Ｍのクラツチフエーシング
を、スラスト式摩擦摩耗試験機を用いて、第２表
に示すテスト条件でシユミレーシヨン試験した。
その結果を第３表に示す。

【表】

【表】第３表に示されるように、本発明の実施例Ａ〜
Ｇは、いずれも相手攻撃性が悪くなることなし
に、初期状態の摩擦係数が安定状態における摩擦
係数よりも高く、しかも0.45よりも高いという条
件を満足している。ここで、実施例Ｅ、比較例Ｈおよび従来例Ｍに
ついての電磁クラツチのシミユレーシヨン試験に
おける断続回数と静摩擦係数との関係を第１図に
示す。第１図に示されるように、実施例Ｅは、常
に従来例Ｍよりも高い静摩擦係数を示している。
しかも、実施例Ｅの初期状態における静摩擦係数
は、安定状態における静摩擦係数よりも高い値を
示しており、電磁クラツチに要求される特性を満
足している。第２図には、実施例Ｅ、比較例Ｈおよび従来例
Ｍについての電磁クラツチシミユレーシヨン試験
における摩耗量を棒グラフで示す。第２図に示さ
れるように、本発明の実施例Ｅは従来例Ｍと同様
の良好な耐摩耗性を有している。次に、摩擦材組成物の気孔率の影響について検
討するため、第１表中の実施例Ｄの配合割合で、
気孔率の異なるクラツチフエーシングを作製し
た。第４表に示されるように、気孔率が15〜30容量
％の本発明の範囲内にある実施例Ｎ，Ｄ，Ｏは、
いずれも初期状態の摩擦係数が安定状態の摩擦係
数よりも高く、また摩耗量、相手攻撃性、材料強
度および外観の面で優れていた。これに対し、気
孔率が10容量％の比較例Ｐは、初期状態における
摩擦係数が安定状態の摩擦係数よりも小さく、ま
た摩擦板表面に色むらを生じ外観上好ましいもの
でなかつた。気孔率が35容量％である比較例Ｑ
は、摩耗量が多く、材料強度が劣つていた。［発明の効果］本発明の摩擦材組成物は、従来のアラミド繊維
をベースとしたノンアスベスト摩擦材とほぼ同等
の耐摩耗性を有し、しかも初期の使用状態から既
に高い摩擦係数を示すため、電磁クラツチ用の摩
擦材として好適なものである。特に、電磁クラツ
チのトルク伝達能力が従来の摩擦材に比較して大
幅に改善できるため、事務機器や産業機械の駆動
用の電磁クラツチに応用して、その小型化および
軽量化を図ることができる。また、本発明の摩擦材組成物の完粉は、従来の
ように綿状ではなく流動性を有した状態であるた
め、取扱いが容易で製造工程を従来よりも短縮化
することが可能になる。さらに、本発明の摩擦材
組成物は、高価なアラミド繊維を全く用いないの
で、低価格化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電磁クラツチのシミユレーシヨン試
験における断続回数と静摩擦係数の関係を示す図
である。第２図は、電磁クラツチのシミユレーシ
ヨン試験における摩耗量を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１補強用繊維材料、有機充填材、無機充填材お
よび摩擦摩耗調整剤を熱硬化性樹脂結合剤で結合
してなる摩擦材組成物であつて、補強用繊維材料として繊維長150μm以下の短繊
維セルロースパルプを25〜35容量％、有機充填材
としてして最大粒子径840μm以下の有機充填材を
30〜40容量％、摩擦摩耗調整剤として最大粒子径
250μm以下の酸化アルミニウムおよび／または酸
化マグネシウムを２〜５容量％含み、かつ、気孔
率が15〜30容量％であることを特徴とする、摩擦
材組成物。２前記有機充填材がコルク粉末であることを特
徴とする、特許請求の範囲第１項記載の摩擦材組
成物。３前記有機充填材がカシユダストであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の摩擦材
組成物。４前記有機充填材がコルク粉末およびカシユダ
ストであることを特徴とする、特許請求の範囲第
１項記載の摩擦材組成物。