JPH0753732A

JPH0753732A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH0753732A
Application number: JP19704493A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Kamiya; 薫神谷; Teruo Matsukawa; 照夫松川; Harunobu Kani; 春伸可児
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦係数を低下させることなく、特に中、高
負荷域での耐摩耗性を向上させ、かつ、軽量化を図る。【構成】基材繊維と、樹脂結合剤と、充填剤とを含む
摩擦材において、充填剤として、石炭粉を摩擦材総量に
対して２〜３０体積％配合する。

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、産業用機械のク
ラッチフェーシング、ブレーキライニング等として使用
される摩擦材に関するもので、特に、中負荷領域から高
負荷領域における耐摩耗性を、摩擦係数を低下させるこ
となく向上した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、ブレーキライニングなどの摩擦材には、耐熱性、耐
摩耗性、安定した摩擦特性などが要求される。そして、
特に近年では、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摩擦材にも、軽負荷、中負
荷から高負荷に至るまで幅広い条件で適合でき、しかも
長寿命であることが強く望まれている。

【０００３】そこで、これらの各種特性を満足させるた
め、摩擦材は複合材料によって構成されている。すなわ
ち、摩擦材は一般に、ガラス繊維等の繊維基材、フェノ
ール樹脂、ゴム等の樹脂結合剤、および充填剤などから
構成されるが、充填剤としては、黒鉛、グラファイト等
の固体潤滑剤に加え、硫酸バリウム等の摩擦調整剤を含
み構成されている。このような技術に関しては、例え
ば、特開平３−９１３１号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、黒鉛、グラフ
ァイト等の固体潤滑剤は、摩擦材の特に中、高負荷域で
の耐摩耗性を向上し、長寿命化を図るために添加される
が、そのために、摩擦係数が低下してしまう。

【０００５】したがって、この摩擦係数の低下を防止す
るために、上述のように、硫酸バリウム、炭酸カルシウ
ム等の摩擦調整剤を固体潤滑剤と併用して摩擦係数を維
持している。しかし、このためには、比較的多量の摩擦
調整剤の添加が必要となるが、これらの摩擦調整剤は比
重が大きいため、製品重量も重くなり、シフトフィーリ
ングに悪影響が出るといった問題があった。

【０００６】そこで、本発明者等は、こうした摩擦材の
充填剤について種々試験し検討した結果、歴青炭などの
石炭を微粉化した石炭粉は、摩擦係数を低下させずに、
特に中負荷域から高負荷域の耐摩耗性を向上させること
ができ、そのために、硫酸バリウム等の摩擦調整剤を用
いる必要がないことを見出した。

【０００７】よって、本発明は、摩擦係数を低下させる
ことなく、軽負荷から高負荷までのすべての領域におい
て耐摩耗性を向上でき、かつ、軽量な摩擦材を提供する
ことを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材は、基材
繊維と、樹脂結合剤と、充填剤を含む摩擦材において、
充填剤として、石炭粉を摩擦材総量に対して２〜３０体
積％含有したものである。

【０００９】ここで、石炭粉は石炭を微細に粉砕したも
ので、その石炭としては歴青炭、褐炭、あるいは無煙炭
などを挙げることができるが、それらの中でも特に歴青
炭が好ましい。また、その粒子径は特に限定されるもの
ではなく、摩擦材の充填剤として使用可能な範囲であれ
ばよい。しかし、摩擦材中に均一に分散されるためにも
その粒子径は比較的小さいことが望ましく、そのため一
般に１〜５０μｍ程度が好適である。

【００１０】また、石炭粉は、充填剤として単独で、ま
たは他の固体潤滑剤、摩擦調整剤等と併用して使用する
ことができるが、摩擦材総量に対して、実用上一般に、
２〜３０体積％の割合で添加される。石炭粉の添加量は
多い程、その潤滑作用により摩擦材の耐摩耗性は向上す
る。しかし、その反面、摩擦係数は僅かずつではあるが
低下する傾向にある。このため、石炭粉の添加量は、余
りにも少ないと実用上効果が少なく、一般に２体積％以
上であることが好ましく、また、逆に多すぎると実用上
十分な摩擦係数を維持することができなくなり、一般に
３０体積％以下であることが好ましい。

【００１１】なお、本発明において、摩擦材を構成する
他の成分は、摩擦材の使用用途に応じて適宜選択するこ
とができる。例えば、基材繊維としては、ガラス繊維、
ロックウール、シリケート繊維、アルミナ繊維、カーボ
ン繊維等の無機繊維、スチール繊維、ステンレススチー
ル繊維等の金属繊維、ノボロイド繊維等の有機繊維など
を、単独で、または適宜組み合わせて使用することがで
きる。また、樹脂結合剤としては、フェノール樹脂、エ
ポキシ系樹脂、メラニン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、またＳＢＲ等のゴムなどが使用でき
る。更に、充填剤または添加剤として、二硫化モリブデ
ン、三硫化アンチモン等の潤滑剤の他、樹脂粉末、カシ
ューダスト、木材パルプ等の有機配合剤、酸化鉄、酸化
珪素、酸化マグネシウム等の無機配合剤、黄銅粉等の金
属粉末を適宜使用することができる。また本発明では、
充填剤として硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の摩擦調
整剤の使用を特に禁止するものではなく、これらも必要
に応じて適宜用いることができる。

【００１２】

【作用】本発明においては、充填剤として石炭粉を添加
することにより、以下の実施例からも分かるように、耐
摩耗性を向上させ、かつ、摩擦係数の低下を防止するこ
とができる。これは、石炭粉が固体潤滑剤として作用す
るのみでなく、摩擦調整剤としても合わせて作用するた
めであると考えられる。したがって、硫酸バリウムや炭
酸カルシウム等の比重の大きい摩擦調整剤または研削剤
で摩擦係数を維持する必要がなくなり、比較的比重の小
さい摩擦材を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を自動車のクラッチフェーシン
グに具体化した実施例について説明する。

【００１４】まず、実施例１としてのクラッチフェーシ
ングを、次のように作製した。

【００１５】かさ高加工された６μｍのガラス繊維２０
体積％にフェノール樹脂１２体積％を含浸させ、次い
で、黄銅線１体積％を合わせた。そしてこれに、ゴム
（ＳＢＲ）３０体積％、石炭粉（白石カルシウム (株)
製ミネラルブラック３２５ＢＡ）２０体積％、加硫剤
（硫黄）５体積％、活性亜鉛華、加硫促進剤、カシュ−
ダスト等のその他の添加剤１２体積％からなる配合ゴム
を付着させた。（総量１００体積％）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１６５℃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。このクラッチフェーシングの組成（体
積％）を図１に示す。

【００１６】また同様にして、図１に示す組成で、実施
例２及び実施例３と、比較例１乃至比較例４のクラッチ
フェーシングを作製した。ここで、実施例２は石炭粉の
配合量を減らしたもの、実施例３は石炭粉の配合量を増
やしたものである。また、比較例１は石炭粉に代えて充
填剤として黒鉛を、比較例２は同じくコークスを、比較
例３は同じく黒鉛と硫酸バリウムを、それぞれ配合した
ものである。更に、比較例４は石炭粉の配合量を実施例
３に対して更に増やしたものである。

【００１７】このように作製したクラッチフェーシング
について、中負荷域及び高負荷域における安定期摩擦係
数、摩耗率、及びみかけ密度を測定し、評価を行った。

【００１８】なお摩擦試験は、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、次に示す条件で実
施した。

【００１９】中負荷域：回転数１５００rpm ，慣性量０．４kg・m
・ sec²，温度２００℃，係合回数４０００回高負荷域：回転数４０００rpm ，慣性量０．０７kg・
m ・ sec²，温度２００℃，係合回数１０００回測定結果を図１の下欄に示す。

【００２０】図１に示されるように、安定期摩擦係数に
ついては、中負荷域及び高負荷域のいずれにおいても、
実施例１乃至実施例３は、比較例３を除く各比較例と比
べ、摩擦係数は大きな値を維持している。なお、比較例
３は、摩擦係数が高い値を示しているが、これは摩擦係
数を維持する作用を有する硫酸バリウムを配合している
ためである。これにより、石炭粉は摩擦係数を維持する
効果を有することが分かる。なお、比較例４は、石炭粉
の配合量が余りに多すぎると十分な摩擦係数を維持でき
ないことを示している。

【００２１】また摩耗率については、中負荷域、高負荷
域のいずれにおいても、石炭粉を配合した実施例１乃至
実施例３は、比較例１乃至比較例３に比べて摩耗率が小
さい。これにより、石炭粉は摩耗率を低下させ、耐摩耗
性を向上することが分かる。また、特に実施例１と比較
例１及び比較例２との対比から、石炭粉は同じ炭素質材
料である黒鉛あるいはコークスよりも、耐摩耗性を向上
する効果において優れていることも分かる。

【００２２】更にみかけ密度については、石炭粉は、黒
鉛、コークス、硫酸バリウム等と比較して、比重が１．
２程度と小さいものであるから、特に実施例１は、充填
剤の配合量が同じである比較例１乃至比較例３と比べ
て、摩擦材のみかけ密度が最も小さくなっている。また
逆に、硫酸バリウムは比重が大きく、これを使用した比
較例３は最もみかけ密度が大きい。

【００２３】これらの測定結果から、石炭粉を配合する
ことによって、特に、中負荷域及び高負荷域での摩耗率
が小さく、かつ、摩擦係数の低下が少ないクラッチフェ
ーシングを得ることができることが分かる。また、石炭
粉を用いることによって、クラッチフェーシングのみか
け密度を小さくし、軽量化を図ることができることも分
かる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の摩擦材は、充填
剤として、石炭粉を摩擦材総量に対して２〜３０体積％
含有するものである。したがって、石炭粉の使用によ
り、中、高負荷域での苛酷条件における耐摩耗性を、摩
擦係数を実質的に低下させることなく向上することがで
き、もって長寿命の摩擦材を得ることができる。また、
石炭粉は比重が小さく、しかも比重の大きい硫酸バリウ
ム、炭酸カルシウム等の摩擦係数の調整剤は添加する必
要がないので、みかけ密度の小さい軽量な摩擦材を得る
ことができる。そのため、シフトフィーリングにおける
悪影響を少なくすることができ、また、バースト強度も
高められるので信頼性を向上することができる。

【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におけるクラ
ッチフェーシングの組成（体積％）と、摩耗率、摩擦係
数及びみかけ密度の測定結果とを示す表図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神谷薫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 (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材繊維と、樹脂結合剤と、充填剤を含
む摩擦材において、充填剤として、石炭粉を摩擦材総量
に対して２〜３０体積％含有することを特徴とする摩擦
材。