JPH061965A - 湿式摩擦材 - Google Patents
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- JPH061965A JPH061965A JP4185685A JP18568592A JPH061965A JP H061965 A JPH061965 A JP H061965A JP 4185685 A JP4185685 A JP 4185685A JP 18568592 A JP18568592 A JP 18568592A JP H061965 A JPH061965 A JP H061965A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/025—Compositions based on an organic binder
- F16D69/026—Compositions based on an organic binder containing fibres
-
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- F16D2200/0082—Production methods therefor
- F16D2200/0095—Mixing an aqueous slurry of fibres with a binder, e.g. papermaking process
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦係数が高く、耐熱性に優れた湿式摩擦材
を得る。 【構成】 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剤や摩擦調整剤
及び熱硬化性合成樹脂を含む摩擦材において、活性炭繊
維を含有させた。
を得る。 【構成】 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剤や摩擦調整剤
及び熱硬化性合成樹脂を含む摩擦材において、活性炭繊
維を含有させた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、湿式摩擦係合装置に
おけるクラッチ及びブレーキに用いられる湿式摩擦材に
関する。
おけるクラッチ及びブレーキに用いられる湿式摩擦材に
関する。
【０００２】
【従来の技術】湿式摩擦係合装置の構成の一例を図６に
示す。図において、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。符号３はプレッシャープレ
ート、７は押圧のためのピストンである。
示す。図において、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。符号３はプレッシャープレ
ート、７は押圧のためのピストンである。
【０００３】このよううな摩擦係合装置に対しては、現
在エネルギー問題及び環境問題などからして小型軽量で
あること、作動ショックが小さいこと、及びトルク容量
の高いことが要求され、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せ
ねばならず、その要求は極めて高いものである。
在エネルギー問題及び環境問題などからして小型軽量で
あること、作動ショックが小さいこと、及びトルク容量
の高いことが要求され、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せ
ねばならず、その要求は極めて高いものである。
【０００４】
【この発明が解決すべき課題】従来の摩擦係合装置にあ
っては、燃費低減のため、スリップ制御を採用したクラ
ッチの振動などの自励振動を抑制するため、潤滑油に摩
擦係数をさげる添加剤を配合し、対応している。また、
作動ショック低減のため、摩擦係数をさげる添加剤を配
合した潤滑油が多用されつつあり、小型化すれば必然的
に低トルク容量となってしまう。そのため作動押し力を
高くしてトルク容量を大きくするため、湿式摩擦材の剥
離寿命の低下、相手摩擦面（受動面）のヒートスポット
発生、及び熱変形、油圧ポンプの大型化、作動油の漏れ
などの耐久寿命に関する問題点、そしてこれらを解決す
るために安全率を考慮せねばならなくなり、装置自体の
小型化は困難であった。
っては、燃費低減のため、スリップ制御を採用したクラ
ッチの振動などの自励振動を抑制するため、潤滑油に摩
擦係数をさげる添加剤を配合し、対応している。また、
作動ショック低減のため、摩擦係数をさげる添加剤を配
合した潤滑油が多用されつつあり、小型化すれば必然的
に低トルク容量となってしまう。そのため作動押し力を
高くしてトルク容量を大きくするため、湿式摩擦材の剥
離寿命の低下、相手摩擦面（受動面）のヒートスポット
発生、及び熱変形、油圧ポンプの大型化、作動油の漏れ
などの耐久寿命に関する問題点、そしてこれらを解決す
るために安全率を考慮せねばならなくなり、装置自体の
小型化は困難であった。
【０００５】従来技術においては、上記摩擦係合装置に
対応する摩擦材は、摩擦係数を高めようとすると、熱的
に不利となる傾向にあり、また耐熱性を求めると、摩擦
特性が悪化し、自励振動を発生させる問題があり、両立
させることは難しかった。
対応する摩擦材は、摩擦係数を高めようとすると、熱的
に不利となる傾向にあり、また耐熱性を求めると、摩擦
特性が悪化し、自励振動を発生させる問題があり、両立
させることは難しかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は前記のような
課題を解決するため、摩擦係数が高く、耐熱性に優れた
湿式摩擦材を得ようとするもので、摩擦材に繊維である
活性炭を含有させるようにしたものである。
課題を解決するため、摩擦係数が高く、耐熱性に優れた
湿式摩擦材を得ようとするもので、摩擦材に繊維である
活性炭を含有させるようにしたものである。
【０００７】
【作用】比表面積の大きい活性炭を摩擦材に配合する
と、摩擦係数を下げる添加剤を選択的に吸着し、摩擦摺
動面において、摩擦係数を高める作用がある。またクラ
ッチ解放時においては、吸着した添加剤を放出し、潤滑
油内の添加剤の量に影響を与えることはない。この作用
は、活性炭の比表面積（多孔質であるため穴内部の表面
積を含む）を大きくすること（例えば２５００ｍ2 ／
ｇ）と、摩擦摺動面において活性炭接触面積を大きくす
ることの両立により効果が出る。
と、摩擦係数を下げる添加剤を選択的に吸着し、摩擦摺
動面において、摩擦係数を高める作用がある。またクラ
ッチ解放時においては、吸着した添加剤を放出し、潤滑
油内の添加剤の量に影響を与えることはない。この作用
は、活性炭の比表面積（多孔質であるため穴内部の表面
積を含む）を大きくすること（例えば２５００ｍ2 ／
ｇ）と、摩擦摺動面において活性炭接触面積を大きくす
ることの両立により効果が出る。
【０００８】また、天然パルプ繊維、有機合成繊維等の
繊維基材と比べ熱伝導に優れ、配合することにより摩擦
熱を拡散し、相手摩擦板等の局部的な熱変態（ヒートス
ポットと呼ばれる）を防止する等によって、結果的に熱
的に有利な摩擦材を作り上げることができる。この発明
でいう繊維とは、繊維径が１μｍ〜５０μｍ、繊維長が
０．１ｍｍ〜３０ｍｍをさし、摩擦材の配合割合は４０
重量％以下の範囲が適当である。これ以上であると、価
格と性能の兼ね合いもあり、実用的ではない。
繊維基材と比べ熱伝導に優れ、配合することにより摩擦
熱を拡散し、相手摩擦板等の局部的な熱変態（ヒートス
ポットと呼ばれる）を防止する等によって、結果的に熱
的に有利な摩擦材を作り上げることができる。この発明
でいう繊維とは、繊維径が１μｍ〜５０μｍ、繊維長が
０．１ｍｍ〜３０ｍｍをさし、摩擦材の配合割合は４０
重量％以下の範囲が適当である。これ以上であると、価
格と性能の兼ね合いもあり、実用的ではない。
【０００９】従来、ヤシ殻活性炭等の粒状活性炭を摩擦
材に配合した事例はあるが、これらは粒状であるため摩
擦材を製造する際に、内部分布を均一にさせることが難
しく、摩擦クラッチとして作動させると、繊維間より脱
離し、常に安定した摩擦特性を維持することが難しい。
また摩擦係数を高めるため配合比を高めても粒状である
ため、摩擦摺動面では点接触となり摩擦係数を上げる効
果はほとんどない。さらに配合比を高めた場合、繊維間
力が弱まり、摩擦材の強度が低下し、クラッチとして使
用に耐えられるものでなくなる。
材に配合した事例はあるが、これらは粒状であるため摩
擦材を製造する際に、内部分布を均一にさせることが難
しく、摩擦クラッチとして作動させると、繊維間より脱
離し、常に安定した摩擦特性を維持することが難しい。
また摩擦係数を高めるため配合比を高めても粒状である
ため、摩擦摺動面では点接触となり摩擦係数を上げる効
果はほとんどない。さらに配合比を高めた場合、繊維間
力が弱まり、摩擦材の強度が低下し、クラッチとして使
用に耐えられるものでなくなる。
【００１０】また樹脂成分を高めてこの配合比を成立さ
せたとしても、摩擦材の表面が発熱により樹脂成分がプ
ラスチック化（鏡面化）し、摩擦係数が低下するという
不具合がある。これらを解決するために、この発明では
活性炭を繊維とすることによって上記問題をすべて解決
しうるものである。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
整材を配合し抄造して生ペーパーを作り、その生ペーパ
ーに熱硬化性合成樹脂を含侵し乾燥した後、その樹脂を
加熱硬化させることにより、摩擦材を製造している。
せたとしても、摩擦材の表面が発熱により樹脂成分がプ
ラスチック化（鏡面化）し、摩擦係数が低下するという
不具合がある。これらを解決するために、この発明では
活性炭を繊維とすることによって上記問題をすべて解決
しうるものである。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
整材を配合し抄造して生ペーパーを作り、その生ペーパ
ーに熱硬化性合成樹脂を含侵し乾燥した後、その樹脂を
加熱硬化させることにより、摩擦材を製造している。
【００１１】熱硬化性合成樹脂は複合繊維紙を構成する
前記繊維等のバインダとして機能し、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、シリコン樹脂等が該当する。
前記繊維等のバインダとして機能し、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、シリコン樹脂等が該当する。
【００１２】
【実施例】この発明では、前述の活性炭素繊維を使用す
ることにより、摩擦材が摩擦摺動面に剛性でない弾性を
付与し、摺動面平滑性効果と活性炭繊維の特徴である添
加剤の呼吸作用によって、低温および高温域での摩擦係
数の安定と高摩擦係数の成立、そして高耐熱性の得るこ
とを同時に完成させた新しい発見である。
ることにより、摩擦材が摩擦摺動面に剛性でない弾性を
付与し、摺動面平滑性効果と活性炭繊維の特徴である添
加剤の呼吸作用によって、低温および高温域での摩擦係
数の安定と高摩擦係数の成立、そして高耐熱性の得るこ
とを同時に完成させた新しい発見である。
【００１３】この基礎配合技術の好ましい配合量の範囲
はつぎの通りである。 （好ましい配合例） 天然パルプ・有機合成繊維：２０〜６０重量％ フェノール樹脂 ：１０〜４０重量％ 活性炭繊維 ： １〜４０重量％ 摩擦調整剤・充填剤 ： ５〜５０重量％ この発明は、活性炭繊維を含まないタイプの摩擦材とは
効果に格段の差のある摩擦材を提供するものである。 実施例（Ｌ1 ） それに対して従来例を挙げると、 従来例１（Ｌ2 ） 従来例２（Ｌ3 ） 製造方法は、上記の配合原料を混合機で均一に混合した
後、抄造装置により抄造した後乾燥し、厚さ０．５ｍｍ
の複合繊維紙を得た。次いでこの紙に、上記フェノール
樹脂を含浸させた後フェノール樹脂を硬化させて摩擦材
を製造する。
はつぎの通りである。 （好ましい配合例） 天然パルプ・有機合成繊維：２０〜６０重量％ フェノール樹脂 ：１０〜４０重量％ 活性炭繊維 ： １〜４０重量％ 摩擦調整剤・充填剤 ： ５〜５０重量％ この発明は、活性炭繊維を含まないタイプの摩擦材とは
効果に格段の差のある摩擦材を提供するものである。 実施例（Ｌ1 ） それに対して従来例を挙げると、 従来例１（Ｌ2 ） 従来例２（Ｌ3 ） 製造方法は、上記の配合原料を混合機で均一に混合した
後、抄造装置により抄造した後乾燥し、厚さ０．５ｍｍ
の複合繊維紙を得た。次いでこの紙に、上記フェノール
樹脂を含浸させた後フェノール樹脂を硬化させて摩擦材
を製造する。
【００１４】
【効果】この発明の摩擦材の効果を調べるために前記の
摩擦材を環状に打ち抜き、鋼板に接着し、テストピース
を作成する。この発明の摩擦材Ｌ1 と従来の摩擦材
Ｌ2 、Ｌ3 をそれぞれ図６に示す駆動板２の両面に接合
し、慣性吸収試験機に設けて、間欠的に摩擦係合させた
上で性能比較試験を行った。この試験において、摩擦係
合する時間および休止時間等のモード値は実車テスト同
様の装着されたときと類似した条件を採用した。
摩擦材を環状に打ち抜き、鋼板に接着し、テストピース
を作成する。この発明の摩擦材Ｌ1 と従来の摩擦材
Ｌ2 、Ｌ3 をそれぞれ図６に示す駆動板２の両面に接合
し、慣性吸収試験機に設けて、間欠的に摩擦係合させた
上で性能比較試験を行った。この試験において、摩擦係
合する時間および休止時間等のモード値は実車テスト同
様の装着されたときと類似した条件を採用した。
【００１５】図１は高エネルギー評価による各摩擦材の
耐久寿命を示す。この発明の材質Ｌ1 は、比較例で示す
従来材質Ｌ2 、Ｌ3 と比べて高摩擦係数を維持しながら
安定している。横軸のＰＶ値というのは、スリップトル
クをＴ、スリップ回転数をＮで表したとき、 ＰＶ＝Ｔ・Ｎ／１０００で示される。
耐久寿命を示す。この発明の材質Ｌ1 は、比較例で示す
従来材質Ｌ2 、Ｌ3 と比べて高摩擦係数を維持しながら
安定している。横軸のＰＶ値というのは、スリップトル
クをＴ、スリップ回転数をＮで表したとき、 ＰＶ＝Ｔ・Ｎ／１０００で示される。
【００１６】図２は、摩擦係合時のショックの指標とな
る回転変化に伴う摩擦係数の変化を示す。この発明の材
質のＬ1 のみ右上りの勾配を示し、ショックに対し、よ
り有利であることを示している。図３は図１、図２の条
件下における温度変化に伴う摩擦係数の変化を示す。こ
の発明の材質Ｌ1 は温度変化に対して大きな反応を示さ
ず、温度環境の変化による摩擦係合装置の容量変化を抑
制することができ、設定容量の安全率を小さくすること
ができ、かつ設定容量と実容量の差である変速ショック
を低減することができる。
る回転変化に伴う摩擦係数の変化を示す。この発明の材
質のＬ1 のみ右上りの勾配を示し、ショックに対し、よ
り有利であることを示している。図３は図１、図２の条
件下における温度変化に伴う摩擦係数の変化を示す。こ
の発明の材質Ｌ1 は温度変化に対して大きな反応を示さ
ず、温度環境の変化による摩擦係合装置の容量変化を抑
制することができ、設定容量の安全率を小さくすること
ができ、かつ設定容量と実容量の差である変速ショック
を低減することができる。
【００１７】図４はスリップトルク及びスリップ回転数
を種々変化させた場合の摩擦係数の変化を示すもので、
横軸には前述のＰＶ値をとっている。この時の潤滑油温
度は１２０〜１４０℃である。図５はこの発明の活性炭
繊維の配合重量％と摩擦係数の関係を示す。大体２０〜
３０％で一定値となるため、ばらつきを考慮しても、４
０重量％配合すれば最高の摩擦係数を得る目的は達せら
れる。
を種々変化させた場合の摩擦係数の変化を示すもので、
横軸には前述のＰＶ値をとっている。この時の潤滑油温
度は１２０〜１４０℃である。図５はこの発明の活性炭
繊維の配合重量％と摩擦係数の関係を示す。大体２０〜
３０％で一定値となるため、ばらつきを考慮しても、４
０重量％配合すれば最高の摩擦係数を得る目的は達せら
れる。
【００１８】以上述べたように、この発明によれば、前
記の割合の活性炭繊維を構成材料とすることで、高摩擦
係数、摩擦係数の安定性、及び優秀な耐熱性を備えた湿
式摩擦材を得ることができた。
記の割合の活性炭繊維を構成材料とすることで、高摩擦
係数、摩擦係数の安定性、及び優秀な耐熱性を備えた湿
式摩擦材を得ることができた。
【図１】各摩擦材の耐久寿命を示す図である。
【図２】回転変化に伴う摩擦係数の変化を示す図であ
る。
る。
【図３】温度変化に伴う摩擦係数の変化を示す図であ
る。
る。
【図４】ＰＶ値を変化させた場合の摩擦係数の変化を示
す図である。
す図である。
【図５】活性炭繊維の配合重量％と摩擦係数の関係を示
す図である。
す図である。
【図６】湿式摩擦係合装置の一例の側断面図である。
１ 受動板 ２ 駆動板 ３ プレッシャープレート ４ リテーナ ５ ハブ ６ インプットシャフト ７ 押圧ピストン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】図１は高エネルギー評価による各摩擦材の
耐久寿命を示す。この発明の材質Ｌ1 は、比較例で示す
従来材質Ｌ2 、Ｌ3 と比べて高摩擦係数を維持しながら
安定している。
耐久寿命を示す。この発明の材質Ｌ1 は、比較例で示す
従来材質Ｌ2 、Ｌ3 と比べて高摩擦係数を維持しながら
安定している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】図４はスリップトルク及びスリップ回転数
を種々変化させた場合の摩擦係数の変化を示すもので、
横軸にはＰＶ値をとっている。横軸のＰＶ値というの
は、スリップトルクをＴ、スリップ回転数をＮで表した
とき、ＰＶ＝Ｔ・Ｎ／１０００で示される。この時の潤
滑油温度は１２０〜１４０℃である。図５はこの発明の
活性炭繊維の配合重量％と摩擦係数の関係を示す。大体
２０〜３０％で一定値となるため、ばらつきを考慮して
も、４０重量％配合すれば最高の摩擦係数を得る目的は
達せられる。
を種々変化させた場合の摩擦係数の変化を示すもので、
横軸にはＰＶ値をとっている。横軸のＰＶ値というの
は、スリップトルクをＴ、スリップ回転数をＮで表した
とき、ＰＶ＝Ｔ・Ｎ／１０００で示される。この時の潤
滑油温度は１２０〜１４０℃である。図５はこの発明の
活性炭繊維の配合重量％と摩擦係数の関係を示す。大体
２０〜３０％で一定値となるため、ばらつきを考慮して
も、４０重量％配合すれば最高の摩擦係数を得る目的は
達せられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 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剤や摩擦調
整剤及び熱硬化性合成樹脂を含む摩擦材において、活性
炭繊維を含有することを特徴とする湿式摩擦材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18568592A JP3188311B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 湿式摩擦材 |
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