JPH05194936A - 摩擦材組成物 - Google Patents

摩擦材組成物

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JPH05194936A
JPH05194936A JP1016592A JP1016592A JPH05194936A JP H05194936 A JPH05194936 A JP H05194936A JP 1016592 A JP1016592 A JP 1016592A JP 1016592 A JP1016592 A JP 1016592A JP H05194936 A JPH05194936 A JP H05194936A
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JP
Japan
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friction
friction material
weight
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present
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JP1016592A
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English (en)
Inventor
Shigeru Kogori
郡 茂 古
Hideji Sekine
根 秀 二 関
Akira Watabe
部 昌 渡
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Jidosha Denki Kogyo KK
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Jidosha Denki Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな摩擦音を容易には発生しない摩擦材
(摩擦プレートなど)を得ることができる摩擦材組成物
を提供する。 【構成】 固体潤滑剤,繊維,結合剤を含む摩擦材組成
物であって、固体潤滑剤が、5〜10重量%のカシュー
ダスト,5〜15重量%のグラファイトを含み、繊維
が、15〜25重量%のカーボンファイバ,5〜15重
量%のガラスカットファイバ,3〜7重量%のケプラー
パルプ,25〜35重量%のワラステナイトを含み、結
合剤が、10〜20重量%のフェノールレジンを含む摩
擦材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両などに使用される
摩擦材(摩擦プレートなど)に用いられる摩擦材組成物
に関するものであり、特に、自動車用のサンルーフモー
タに使用されるクラッチ部材を構成する摩擦材(摩擦プ
レート)を得るのに適した摩擦材組成物に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】クラッチ等のトルク伝達用部材として使
用される摩擦材の組成物が、例えば、特開昭63−14
2034号公報に開示されている。
【0003】この従来の摩擦材は、優れた耐摩耗性と高
い摩擦係数を示すとのことである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、摩擦材がク
ラッチ部材として使用された場合において、例えば、最
大静摩擦力を超えたトルクがクラッチ部材に加えられる
と、摩擦材はスティックスリップ運動(現象)またはス
ティックジャンプ運動(現象)をする(生ずる)。
【0005】摩擦材が上記のような運動を開始すると
(現象を生ずると)、摩擦材は振動し、音(摩擦音)を
発生する。この摩擦音は、しばしば装置の使用者に不快
感を与える。
【0006】
【発明の目的】本発明は、大きな摩擦音を容易には発生
しない摩擦材(摩擦プレートなど)を得ることができる
摩擦材組成物を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる摩擦材組
成物は、固体潤滑剤,繊維,結合剤を含むものであっ
て、固体潤滑剤が、5〜10重量%、好ましくは7〜8
重量%のカシューダスト,5〜15重量%、好ましくは
8〜12重量%のグラファイトを含み、繊維が、15〜
25重量%、好ましくは18〜22重量%のカーボンフ
ァイバ,5〜15重量%、好ましくは8〜12重量%の
ガラスカットファイバ,3〜7重量%のケプラーパル
プ,25〜35重量%、好ましくは30〜35重量%の
ワラステナイトを含み、結合剤が、10〜20重量%の
フェノールレジンを含み、必要に応じて0.1〜1.0
重量%の離型剤を含む構成としたことを特徴としてい
る。
【0008】表1に、本発明に係わる摩擦材組成物の成
分およびその重量割合を示す。
【0009】
【表1】
【0010】本発明に係わる摩擦材組成物の成分および
その重量割合は、表1に示したものであるが、これらの
うち、固体潤滑剤であるカシューダストは摩擦材の低温
時における摩擦係数を向上させる作用を有しており、5
〜10重量%、より好ましくは7〜8重量%とするのが
良く、同じく固体潤滑剤であるグラファイトは摩擦材の
摩擦係数を低下させる作用を有しており、5〜15重量
%、より好ましくは8〜12重量%とするのが良く、繊
維は適切な含有量において摩擦材の強度を向上させる作
用を有しており、カーボンファイバについては15〜2
5重量%、より好ましくは18〜22重量%、ガラスカ
ットファイバについては5〜15重量%、より好ましく
は8〜12重量%、ケプラーパルプについては3〜7重
量%、ワラステナイトについては25〜35重量%、よ
り好ましくは30〜35重量%とするのが良い。
【0011】また、結合剤であるフェノールレジンは摩
擦材の成形性を向上させる作用を有しており、10〜2
0重量%とするのが良く、離型剤は所定形状の摩擦材に
成形した際の離型性を向上させる作用を有しており、必
要に応じて0.1〜1.0重量%含有させるのも良い。
【0012】本発明に係わる摩擦材組成物の成分および
重量割合は、上記したものであり、このような摩擦材組
成物を用いて摩擦材を製造するに際しては、例えば、図
1に示す製造工程が採用される。
【0013】図1に示す第1工程においては、摩擦材組
成物の各成分の秤量が行なわれ、第2工程では、第1工
程において秤量された各成分の混合が行なわれる。第2
工程で十分に混合された摩擦材組成物は、第3工程にお
いて、適当な形状の成形型の中に収容され、例えば、実
効圧力:800〜900kgf/cmの圧力で加工さ
れて予備成形され、次いで、第4工程において、例え
ば、実効圧力:400〜700kgf/cmの圧力で
加工されて本成形される。
【0014】第3,第4工程で成形された摩擦材組成物
は、第5工程において、例えば、温度:180℃で焼成
されて固化されたのち、常温まで冷却される。
【0015】第5工程で焼成された摩擦材は、第6工程
でその表面が研磨されて完成品の摩擦材(摩擦プレート
など)となる。
【0016】表2に本発明による摩擦材組成物を用いて
作製した摩擦材の物理特性の一例を示す。
【0017】
【表2】
【0018】図2に、本発明による摩擦材組成物で作製
した摩擦材が使用される摩擦クラッチ機構の一例を示す
が、この摩擦クラッチ機構は、実開昭63−80330
号公報に開示されたものと実質的に同じものである。
【0019】この摩擦クラッチ機構1は、電動機の回転
軸上に形成されたウオーム(図示せず)によって回転さ
れるウオームホイール3と、摩擦プレート5およびディ
スクプレート6,7からなるクラッチ8と、出力軸10
とを主要部品として構成されている。
【0020】これらのうち、ウオームホイール3、ディ
スクプレート6,7、摩擦プレート5はそれぞれ開口3
b,6b,7b,5cを有し、出力軸10がこの開口内
に挿通される。この出力軸10は、その一部に横断面が
小判形に形成された小判形部10aを有し、小判形部1
0aの外周には雄ねじ部10bが形成されている。
【0021】また、ウオームホイール3および摩擦プレ
ート5に形成された開口3b,5cは真円形に形成さ
れ、ディスクプレート6,7に形成された開口6b,7
bは小判形に形成されている。さらに、摩擦プレート5
の外周には複数の係止突起5bが形成され、ウオームホ
イール3には摩擦プレート5のプレート部5aが嵌合す
る凹部3aと摩擦プレート5の係止突起5bが嵌合する
凹部3cが形成されている。
【0022】出力軸10は、ウオームホイール3,摩擦
プレート5,ディスクプレート6,7に連通されると共
に、この出力軸10は、皿ばね16,フェルトワッシャ
17,平ワッシャ18,カラー19,ロックワッシャ2
0およびナット21によって、ウオームホイール3に一
体的に組み付けられている。
【0023】ウオームホイール3の開口3bおよび摩擦
プレート5の開口5cは真円形に形成されており、出力
軸10は、開口3b,5c内で回転自在である。
【0024】また、ディスクプレート6,7の開口6
b,7bは小判形に形成されており、出力軸10の小判
形部10aが開口6b,7bに嵌合されているので、デ
ィスクプレート6,7が回転する場合に、出力軸10は
ディスクプレート6,7と共に回転する。
【0025】摩擦プレート5の係止突起5bがウオーム
ホイール3の凹部3cに嵌合しており、ウオームホイー
ル3が回転すると摩擦プレート5は回転する。
【0026】ディスクプレート6,7は皿ばね16の弾
性力により摩擦プレート5に押圧されており、ディスク
プレート6,7と摩擦プレート5との間の静摩擦力がウ
オームホイール3のトルクよりも大きければ、ディスク
プレート6,7と摩擦プレート5はウオームホイール3
の回転とともに回転する。その結果、出力軸10はウオ
ームホイール3と共に回転する。
【0027】摩擦プレート5とディスクプレート6,7
間の静摩擦力に比べ、ウオームホイール3のトルクが増
大すると、摩擦プレート5がディスクプレート6,7間
で摺動する。そしてその結果過大な力が出力軸10に加
えられるのが防止される。
【0028】本発明による摩擦材組成物によって作製さ
れる摩擦プレート5は、図2に示したように、特に2つ
のディスクプレート6,7間に配置され、両面がディス
クプレート6,7に接する構造のクラッチ機構において
使用するのに適したものである。
【0029】
【発明の作用】上述した構造の摩擦クラッチ機構におい
て、摩擦材(摩擦プレートなど)が摺動を開始する際お
よび摺動をしている間、摩擦プレート5は振動し、通常
の場合には、使用者に不快な感じを与える音を発生する
が、本発明者はこのような音の発生について鋭意解析を
行なったところ、摩擦材として動摩擦係数と静摩擦係数
との差が小さいものが使用されると、音(摩擦音)の発
生が小さいことを見出した。そして、本発明による摩擦
材組成物によって作製される摩擦材は、前述した特定組
成の固体潤滑剤,繊維,結合剤、および必要に応じて離
型剤等を含んでいる摩擦材組成物を用いて成形されたも
のであるから、動摩擦係数と静摩擦係数との差が比較的
小さいものであり、この結果、音(摩擦音)の発生が小
さいものとなる。
【0030】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。
【0031】(実施例)この実施例では、表3に示す摩
擦材組成物を用いて摩擦材を作製した。
【0032】
【表3】
【0033】図1に示したと同様に、第1工程において
表3に示す摩擦材組成物の各成分の秤量を行ったのち、
第2工程で前記第1工程において秤量した各成分の混合
を行なった。この第2工程で十分に混合した摩擦材組成
物を第3工程において所定形状の成形型の中に収容し、
実効圧力:850kgf/cmの圧力で加工して予備
成形し、次いで、第4工程において実効圧力:550k
gf/cmの圧力で加工して本成形した。
【0034】続いて、第3,第4工程で成形した摩擦材
組成物を第5工程において温度:180℃で焼成して固
化したのち、常温まで冷却した。
【0035】第5工程で焼成した摩擦材に対し、第6工
程でその表面を研磨して完成品の摩擦材とした。
【0036】表4に本発明実施例による摩擦材の物理特
性を示す。
【0037】
【表4】
【0038】(比較例)この比較例では、表5に示す摩
擦材組成物を用いて摩擦材を作製した。
【0039】
【表5】
【0040】図1に示したと同様に、第1工程において
表5に示す摩擦材組成物の各成分の秤量を行ったのち、
第2工程で前記第1工程において秤量した各成分の混合
を行なった。この第2工程で十分に混合した摩擦材組成
物を第3工程において所定形状の成形型の中に収容し、
実効圧力:850kgf/cmの圧力で加工して予備
成形し、次いで、第4工程において実効圧力:550k
gf/cmの圧力で加工して本成形した。
【0041】続いて、第3,第4工程で成形した摩擦材
組成物を第5工程において温度:180℃で焼成して固
化したのち、常温まで冷却した。
【0042】第5工程で焼成した摩擦材に対し、第6工
程でその表面を研磨して完成品の摩擦材とした。
【0043】(評価例)図3は、上記本発明実施例にお
いて作製した摩擦材を用い、図4は、上記本発明比較例
において作製した摩擦材を用いた場合において、図2に
示したクラッチ機構におけるトルクの伝達特性と振動特
性を示している。
【0044】図3,図4において、横軸には時間を示
し、縦軸にはトルクおよび加速度を示している。
【0045】また、図3,図4において、線A,B,
C,Dは、図2のクラッチ機構におけるウオームホイー
ム3から出力軸10に伝達されたトルク(単位:kgf
・cm)を示し、線E,Fはウオームホイール3に生じ
た振動の加速度(単位:G(動の加速度))成分を示し
ている。
【0046】前記したように、図3は、本発明実施例に
よる動摩擦係数と静摩擦係数との差が小さい摩擦材を使
用したクラッチ機構における特性を示し、図4は、本発
明比較例による動摩擦係数と静摩擦係数との差が大きい
摩擦材を使用したクラッチ機構の特性図を示している。
【0047】時刻Tにおいてウオームホイール3にト
ルクが加えられ、そのトルクが時間の経過とともに増大
すると、図3,図4の線A,線Cに示すように、出力軸
10のトルクも増大する。
【0048】ウオームホイール3に加えられるトルクが
増大し、時刻Tにおいて、そのトルクが摩擦プレート
5の最大静摩擦力のモーメントを超えると、ディスクプ
レート6,7が摩擦プレート5に対し、スリップを開始
する。そして、図3,図4の線B,線Dに示すように、
出力軸10に加えれるトルクは、時刻T以降ほぼ一定
の値となる。
【0049】図3,図4における線A,線Cの最大値は
最大静摩擦力のモーメントであり、線B,線Dは動摩擦
力のモーメントに相当する。図3の線A,線Bに示すよ
うに、本発明による摩擦材組成物が使用される摩擦プレ
ート5では、最大静摩擦力と動摩擦力との差が小さい。
もちろん両者の摩擦力の差が小さい理由は、摩擦プレー
ト材の静摩擦係数と動摩擦係数との差が小さいからにほ
かならない。
【0050】図3,図4における線E,線Fは、ウオー
ムホイール3に生じた振動の加速度を示したものであ
り、いずれも時刻T直後において、時刻Tの以前よ
りも大きな値(振幅)または大きな変化となっている。
しかし、図3,図4より明なように、図3の線Eの時刻
以降における変化の振幅およびその持続時間は、図
4の線Fのそれに比べて著しく小さい。
【0051】すなわち、図3に示すように、本発明によ
る摩擦材組成物により作製した摩擦プレート5を用いた
クラッチ機構では、摩擦プレート5に対し、ディスクプ
レート6,7がスリップを開始した際において、ほとん
ど振動を生じないことになり、したがって音の発生も少
ないものとなる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる摩
擦材組成物によれば、動摩擦係数と静摩擦係数との差が
小さい摩擦材(摩擦プレートなど)を作製することが可
能となるので、大きな摩擦音を容易に発生しない静粛性
の優れた摩擦材(摩擦プレートなど)を得ることができ
るようになるという著大なる効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の摩擦材組成物を用いて摩擦材を製造す
る工程を示すブロック図である。
【図2】本発明の摩擦材組成物を用いて作製された摩擦
材(摩擦プレート)が使用されるのに適した摩擦クラッ
チ機構の一例を示す斜視図である。
【図3】本発明実施例により作製した動摩擦係数と静摩
擦係数との差が小さい摩擦材を使用した摩擦クラッチ機
構におけるトルク伝達特性および振動特性を示す特性図
である。
【図4】本発明比較例により作製した動摩擦係数と静摩
擦係数との差が大きい摩擦材を使用した摩擦クラッチ機
構におけるトルク伝達特性および振動特性を示す特性図
である。
【符号の説明】
5 摩擦プレート(摩擦材)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体潤滑剤,繊維,結合剤を含む摩擦材
    組成物であって、固体潤滑剤が、5〜10重量%のカシ
    ューダスト,5〜15重量%のグラファイトを含み、繊
    維が、15〜25重量%のカーボンファイバ,5〜15
    重量%のガラスカットファイバ,3〜7重量%のケプラ
    ーパルプ,25〜35重量%のワラステナイトを含み、
    結合剤が、10〜20重量%のフェノールレジンを含む
    ことを特徴とする摩擦材組成物。
  2. 【請求項2】 固体潤滑剤,繊維,結合剤を含む摩擦材
    組成物であって、固体潤滑剤が、7〜8重量%のカシュ
    ーダスト,8〜12重量%のグラファイトを含み、繊維
    が、18〜22重量%のカーボンファイバ,8〜12重
    量%のガラスカットファイバ,3〜7重量%のケプラー
    パルプ,30〜35重量%のワラステナイトを含み、結
    合剤が、10〜20重量%のフェノールレジンを含むこ
    とを特徴とする摩擦材組成物。
  3. 【請求項3】 0.1〜1.0重量%の離型剤を含むこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の摩擦材
    組成物。
JP1016592A 1992-01-23 1992-01-23 摩擦材組成物 Pending JPH05194936A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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