JPH08511329A - 液体媒体内の摩擦を利用する装置に取り付けられる摩擦材料、この摩擦材料を製造する方法、およびこの摩擦材料が取り付けられた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の液体媒体用の摩擦材料は、熱硬化性樹脂が含浸されたファイバーマットから成り、ファイバーは、少なくとも１２ｍｍの長さを有する。この材料を製造する方法は、次の工程、すなわち、（ａ）ミキサー内で同じ性質または異なる性質のファイバーの混合物を製造する工程と、（ｂ）カードウェブを形成するように、前記混合物をカーディング加工する工程と、（ｃ）カードウェブをラップ加工する工程と、（ｄ）上記のようにして形成されたラップをニードリング加工する工程と、（ｅ）ニードリング加工されたマットに熱硬化性樹脂を含浸する工程とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 液体媒体内の摩擦を利用する装置に取り付けられる摩擦材料、 この摩擦材料を製造する方法、およびこの摩擦材料が取り付けられた 装置 本発明の対象は、液体媒体内で摩擦を利用する装置に取り付けられる摩擦材料 、この摩擦材料を製造する方法、およびこの摩擦材料が取り付けられた装置であ る。 より詳細には、この摩擦材料は、平らなリングまたは切頭円錐体のような形状 を有し、この摩擦材料が取り付けられる装置は、オイル内で作動する自動ギアボ ックス用、またはこれに連動するクラッチまたはブレーキディスク、もしくはオ イル内で作動する手動操作式ギアボックス用同期化リングまたはコーン（円錐体 ）であり、この装置は車両に設置される。 上記の用途のために従来使用されている摩擦材料には、３つのタイプ、すなわ ちペーパータイプ材料、焼結材料およびグラファイト含有成型材料がある。 ペーパータイプの材料は、主として、樹脂が含浸されたセルロースファイバー からなっている。 この材料は、通常の製紙方法を使用する湿式方法、すなわち、樹脂を含む水溶 液内に、セルロースファイバー（繊維）を分散し、次にスピニングをし、乾燥す るという方法によって得られる。 この方法には、平均長さが１ｍｍよりも短いファイバーを必ず使用する。 このタイプの材料は、温度が１５０℃に達すると急激に劣化するという欠点を 有する。この急速に劣化する温度１５０℃は、摩擦材料が設けられた装置が、高 速度で大トルクを狭いスペース内で伝達または吸収しなければならない場合の温 度であり、この場合の速度は、次第に高速になりつつある。 次にこの条件は、一方では熱エンジンのパワーが増加することにより、また他 方では、エンジントルクを伝達するための装置の寸法が小さくなっていることに よって生じており、これにより、摩擦装置のグリップ圧力を増加する必要が生じ ている。 焼結材料は、このような欠点を有していないが、ペーパータイプの材料とは異 なり、摩擦係数は低い。 更にこの材料は、損傷を与えるような振動およびノイズを発生する。 グラファイトを含有する成型タイプの材料は、価格が相当に高く、かつトルク を安定的に伝達することはできない。 本発明の目的は、特に摩擦係数が大きく、かつ安定であり、大作動圧力での加 熱に対する抵抗力が大きく、耐摩耗性も良好である、液体媒体のための摩擦材料 を提供することにより、上記欠点を克服することにある。 本発明の液体媒体用摩擦材料は、熱硬化性タイプの樹脂を含浸したファイバー のマットから成り、かつこのファイバーの長さは、少なくとも１２ｍｍであるこ とを特徴としている。 本発明のその他の特徴は、次のとおりである。 ファイバーの平均長さは、最大で１２０ｍｍである。 ファイバーは、ガラス、ウール、綿、セラミック、ポリアクリロニトリル、予 め酸化されたポリアクリロニトリル、およびアラミドのファイバーの群から選択 される。 マットには、粉体状の充填剤が混入される。この充填剤は、次の素成分または 配合剤、すなわち銅、ロックウール、炭素（コークスまたは還元された粉体状の カーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジルコニウム、硫化鉄、アルミナ、 ゴムおよび珪藻のすべて、またはその一部を含む。 マットには、パルプ状の充填剤が混入される。この充填剤は、次の配合剤、す なわちガラス、アラミド、アクリルおよびフェノールファイバーのパルプのすべ て、または一部を含む。 熱硬化性タイプの樹脂は、有極性溶剤好ましくは水性溶剤を含む。 熱硬化性樹脂には、ラテックスまたは粉体状の充填剤が添加されている。この 充填剤は、次の素成分または配合剤、すなわち銅、ロックウール、炭素（コーク スまたは還元された粉体状のカーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジルコ ニウム、硫化鉄、アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべて、またはその一部を含む。 本発明の摩擦材料を製造する方法は、次の工程、すなわち、 （ａ）ミキサー内で、上記のような同じ性質または異なる性質のファイバーの 混合物を製造する工程と、 （ｂ）カードウェブを形成するように、前記混合物をカーディング加工する工 程と、 （ｃ）カードウェブをラップ加工する工程と、 （ｄ）上記のようにして形成されたラップをニードリング加工する工程と、 （ｅ）ニードリング加工されたマットに熱硬化性樹脂を含浸する工程と、 （ｆ）含浸されたマットを乾燥する工程とを有することを特徴とする。 その他の特徴は、次のとおりである。 ・上記工程（ｂ）と工程（ｃ）との間で、上記のような粉体状の充填剤の液を 、カードウェブ上に散布する。 ・工程（ｅ）の前に、熱硬化性樹脂に上記のような充填剤を添加する。 ・工程（ｅ）の前に、上記のような充填剤を含む希釈液または分散液を、コア までニードリング加工されたマットに含浸させる。 ・ウールタイプのカードにより、カーディング作業を実行する。 ・ニードリング作業の前に、予備的ニードリング作業を行う。 ・溶液状の樹脂、または水に分散された樹脂を入れたタンク内でソーキングす ることにより、樹脂の含浸を実行する。 ・乾燥作業の前に、圧搾または脱水作業を行なう。 ・乾燥後、または乾燥中にマットを巻き取る。 この方法の変形例では、次の作業を含んでいる。 （ａ）ミキサー内で同じ性質または異なる性質のファイバーの混合物を製造す る工程。 （ｂ）カードウェブを形成するように、上記混合物をカーディング加工する工 程。 （ｃ’）次の素成分、すなわち銅、ロックウール、炭素（コークスおよび／ま たは還元された粉体状のカーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジルコニウ ム、硫化鉄、アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべてまたはその一部を含む粉体状の 充填剤をカードウェブ上に散布する工程。 （ｄ’）樹脂の流れを確実にするように、マットを適当な温度にしながら、マ ットをプレスする工程。 摩擦材料がコーティングされた装置を製造するための本発明の方法は、次のと おりである。 （ｈ）リングまたは１つのリングを形成する複数のセクタを、マットから切断 または打ち抜きし、 （ｉ）リングまたは１つのリングを形成する複数のセクタを、モールドの底部 に置き、 （ｊ）モールド内のリングまたは１つのリングを形成する複数のセクタ上に、 金属サポートを置き、 （ｋ）適当な場合、前記リングまたは１つのリングを形成する前記複数のセク タと反対側の金属サポート上に、第２リングまたは１つのリングを形成する複数 のセクタを置き、 （ｌ）モールドを閉じるピストンの運動を制御し、かつ規制するように、シム を配置した状態でモールドを閉じ、 （ｍ）モールド内で圧力を加えながら加熱し、前記リングの付着力、また前記 第２リングが設置されている場合には、金属サポートへの前記第２リングの付着 をも確実とし、 （ｎ）モールドを開けて、摩擦材料で被覆された装置を冷却する。 変形例として、工程（ｇ）を、この工程と同一であり、かつ上記工程（ｄ）と 工程（ｅ）との間で実施される工程（ｈ）と置換できる。 本発明のその他の特徴または組み合わせは、次のとおりである。 ・モールドおよびピストンは平らな底部を有する。 ・モールドの底部に溝が設けられている。 ・モールドおよびピストンは切頭円錐形状である。 ・ピストンの運動を制限するシムは、摩擦材料の多孔性を２０〜７０％の間に するような大きさである。 ・加熱温度は、１３０〜２２０℃の間である。 添付図面を参照しながら、下記の本発明の実施例の説明を読めば、本発明の製 品および本発明の方法の別の特徴および利点が明らかになると思う。 図１は、本発明の方法を実行するための設備の第１部分の機能図である。 図２は、この設備の第２部分の機能図である。 図３は、摩擦リングおよびセクターからの打抜き要領を示す。 図４は、比較テストをまとめた一連のグラフを示す。 次の重量組成のファイバーから、４つのファイバーマット（実施例Ａ、Ｂ、Ｃ 、Ｄ）を製造する。 使用する各ファイバーの平均長さは、次のとおりである。 グラスファイバー：５０ｍｍ 綿ファイバー：１８ｍｍ セラミックファイバー：１２ｍｍ ＰＡＮファイバー：４２ｍｍ ミキサー内で製造された上記ファイバーまたはそれらのファイバーの混合物を 、送りシュート４を有するウールタイプのカードのための送り装置２のホッパー １（図１）内へ導入する。 散布装置５によって形成されたカードウェブ上に、カード３からの排出部で粉 体状の充填剤を散布する（実施例ＣおよびＤ）。 粉体状の充填剤は、次のような組成を有する（重量組成は上記ファイバーの重 量部を意味する）。 次に、このカードウェブを、ラッパー６によりラップ加工し、こうして形成さ れたラップを２つの段階でニードリング加工する。すなわち、ローラー７を備え たプリニードラーによる予備ニードリング加工と、ニードラー８によるニードリ ング加工の２つの加工をする。 こうして製造されたニードリング加工された不織材料のマットを、図示した実 施例では、製造設備の第１部分からの排出部においてロール９に巻く。ロール９ を、製造設備の第２部分まで搬送し、摩擦材料の製造方法の残りの部分のために 配分する（図２）。 変形例（図示せず）として、製造設備の第１部分のすぐ後に第２部分を設け、 ニードリング加工した不織マットを巻き付けないようにする方法がある。 ニードリング加工されたマットを、カット（切断）ステーション１０へ送り、 ここで第３図に示すようなリング１１またはセクター１２、または摩擦材料がと るべき他の任意の形状にカットアウト（打抜き）する。 カットアウトされないマット部分、すなわちスケルトンは、後にリサイクルす るためにワインダー１３へ向けられる。 カットアウトされた成形品１１または１２を、溶液内または水に分散された熱 硬化性の１つ以上の樹脂を含む含浸浴１４内へ搬送する。含浸浴は、ファイバー および充填剤に対して、先に示した比率と一致するように、重量部で表示された 次の重量組成となっている。 一般的には、次のタイプの樹脂を使用できる。 ・フェノールプラスチック樹脂（レゾルまたはノボラック）； ・アミノアルデヒド樹脂（ユリアホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒ ドまたはそれらの組み合わせ）； ・エポキシ（エポキサイド）樹脂； ・ポリイミド樹脂。 含浸の終了時に、まず浴内（コンベア１６）で圧搾を行い、次に、浴外（ロー ラー１７）で圧搾を行う。 図示していない変形例として、カットアウトされた成形品１１、１２を、含浸 浴内でのソーキングの後に水切りする。 次に、カットアウトされた成形品１１、１２を、赤外線乾燥トンネル１８へ導 入して包装する。 変形例として、成形品をカットアウトする作業を、含浸、圧搾または脱水およ び乾燥の後で実施してもよい。 この場合、図３に示すように、カットステーションへ運搬するように、含浸さ れたマットを巻くことができる。 カットアウトされた成形品、すなわちリングまたは１つのリングを形成する複 数のセクタをモールドに入れる。このモールドの底部は、摩擦材料を使用する機 器に応じて平坦であるか、切頭円錐形または他の形状、あるいは溝状等である。 モールド内のリングまたは複数のセクタ上に、金属サポートを置く。 適当であれば、リングまたはリングを形成する複数のセクタと反対側の金属サ ポート上に、第２リングを置く。 モールド内のリングまたはリングを形成する複数のセクタ上に、金属サポート を置く。 適当であれば、リングまたはリングを形成する複数のセクタと反対側の金属サ ポート上に、第２リングを置く。 モールドを閉じる。この場合、モールドを閉じるピストンの運動を制御し、か つ制限するように、シムが配置されている。 モールド内に圧力を加えながら加熱すると、更に前記リングの付着力は強化さ れ、また前記第２リングを置いてある場合には、金属サポートへの第２リングの 付着力が強化される。 モールドを開け、摩擦材料でコーティングされた装置を冷却する。 ピストンの運動を制限するシムは、摩擦材料の多孔性が２０〜７０％の間であ り、加熱温度が１３０℃〜２２０℃の間になるような大きさにすると有利である 。 ペーパータイプの公知の摩擦材料との比較テストを実施するため、次の重量組 成で、摩擦材料（クラッチディスク）の２つのサンプルを製造した。 セルロースファイバー： ３０％ （長さ：２〜２０ｍｍ） フェノール樹脂： ３１％ 珪藻： ２３％ アラミドファイバー： １０％ （長さ：６〜２０ｍｍ） 石英： ５％ 硫酸ナトリウム： １％ 上記実施例、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの組成物から、本発明に従って製造した４つ のシリーズの３種類のクラッチ摩擦ディスクと、上記組成を有するペーパータイ プの２つのシリーズの３種類のクラッチ摩擦ディスクに対し、下記の条件で耐久 試験を行った。 同じ実施例と対応する同一シリーズからの３つのディスクを、ＳＡＥ ＩＩ規 格（米国規格）によって定められたタイプの試験装置に入れる。 １１４℃としたオイル浴内で試験を実施する。循環しているオイルの流量を、 毎秒２〜３リットルとする。 このテストでは、３つのシリーズのサイクルを実行する。各サイクルは、遠心 質量部材を毎分３６００回転の回転速度で回転させ、これが停止するまで制動す る作業から成っている。 各サイクルが終了した後、遠心質量部材を再び上記速度で回転させる。 各サイクルをスタートさせる間に、３０秒のインターバルを設ける。 第１のテストシリーズは、５０サイクルから成り、ディスクをグリップする単 位面積圧力は０.５Ｍｐａであり、慣性力は０.２１３ｍ².ｋｇである。 第２のシリーズは、２４００サイクルから成り、ディスクをグリップする単位 面積圧力は１.５Ｍｐａであり、慣性力は０.５０１ｍ².ｋｇである。 第３シリーズは、第１シリーズと同じである。 図４のグラフは上記耐久試験中の６つのサンプルのダイナミック摩擦係数の変 化を示す。 ５００〜８００サイクルの間で、ペーパーライニングは破壊されるが、本発明 による摩擦材料は、２５００サイクル（テスト終了時）経過後も無傷のままであ ることが分かる。 更に、試験中、本発明の材料の摩擦係数は、ペーパータイプの材料と極めて近 似したレベルで極めて安定であることが分かる。 変形実施例も適用できる。 特に、ガラス、アラミド、アクリルおよびフェノールファイバーのパルプのグ ループから選択したパルプ状の充填剤を、マットに混入することができる。 更に、マット上に充填剤を散布する代わりに、またはマットに充填剤を散布し た上で、液状樹脂内に充填剤を混入することも、問題なく可能である。 マット用の第１含浸浴を構成する適当な液体内で、充填剤を希釈または分散さ せてもよく、次に樹脂の添加を確実にするよう、第２含浸を実行する。 更に、充填剤と同時に、マットに散布する粉体状の固体樹脂を使用することも 可能である。この場合、このマットを、２秒間６０℃で正しい厚さとなるように プレスする。この変形例では、ニードリングまたは含浸を行わない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 3/14 ５２０ 9049−4Ｈ Ｃ０９Ｋ 3/14 ５２０Ｅ 9049−4Ｈ ５２０Ｊ Ｄ０４Ｈ 1/64 7633−3Ｂ Ｄ０４Ｈ 1/64 Ｃ (72)発明者 ジャック，ジェラール フランス国 61430 アティ ドゥ ロー ヌ ラ フーコーディエール （番地な し)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体媒体内で摩擦を利用する装置、例えば、自動ギアボックス用またはこ の自動ギアボックスと連動するクラッチまたはブレーキディスク、もしくは手動 操作式ギアボックス用同期化リング、またはコーンに取り付けられる摩擦材料で あって、 熱硬化性タイプの樹脂が含浸されたファイバーのマットから成り、かつこのフ ァイバーの長さは、少なくとも１２ｍｍであることを特徴とする摩擦材料。 ２．ファイバーの平均長さが、最大で１２０ｍｍであることを特徴とする、請 求項１記載の摩擦材料。 ３．ガラス、ウール、綿、セラミック、ポリアクリロニトリル、予め酸化され たポリアクリロニトリルおよびアラミドのファイバーの群からファイバーを選択 したことを特徴とする、請求項２記載の摩擦材料。 ４．マットに粉体状の充填剤を混入したことを特徴とする、請求項３記載の摩 擦材料。 ５．粉体状の前記充填剤は、次の素成分または配合剤、すなわち銅、ロックウ ール、炭素（コークスまたは還元された粉体状のカーボンファイバー、グラファ イト）、珪酸ジルコニウム、硫化鉄、アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべて、また はその一部を含むことを特徴とする、請求項４記載の摩擦材料。 ６．マットに、パルプ状の充填剤を混入することを特徴とする、請求項４また は５記載の摩擦材料。 ７．前記パルプは、ガラス、アラミド、アクリルおよびフェノールファイバー のパルプのすべて、または一部を含むことを特徴とする、請求項６記載の摩擦材 料。 ８．熱硬化性タイプの樹脂は、有極性溶剤、好ましくは、水性溶剤を含むこと を特徴とする、請求項１記載の摩擦材料。 ９．熱硬化性樹脂は、レゾールを基材とするものであることを特徴とする、請 求項８記載の摩擦材料。 １０．熱硬化性樹脂には、ラテックスが添加されていることを特徴とする、請 求項８または９記載の摩擦材料。 １１．熱硬化性樹脂には、粉体状の充填剤が添加されており、この充填剤は、 次の素成分、すなわち銅、ロックウール、炭素（コークスまたは還元された粉体 状のカーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジルコニウム、硫化鉄、アルミ ナ、ゴムおよび珪藻のすべて、またはその一部を含むことを特徴とする、請求項 １記載の摩擦材料。 １２．次の工程、 （ａ）ミキサー内で、同じ性質または異なる性質のファイバーの混合物を製造 する工程と、 （ｂ）カードウェブを形成するように、前記混合物をカーディング加工する工 程と、 （ｃ）カードウェブをラップ加工する工程と、 （ｄ）上記のようにして形成されたラップをニードリング加工する工程と、 （ｅ）ニードリング加工されたマットに、熱硬化性樹脂を含浸する工程と、 （ｆ）含浸されたマットを乾燥する工程、 とを有すること特徴とする、請求項１記載の摩擦材料を製造する方法。 １３．工程（ｂ）と工程（ｃ）との間で、次の素成分、すなわち銅、ロックウ ール、炭素（コークスまたは還元された粉体状のカーボンファイバー、グラファ イト）、珪酸ジルコニウム、硫化鉄、アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべて、また はその一部を含む粉体状の充填剤をカードウェブ上に散布することを特徴とする 、請求項１２記載の方法。 １４．工程（ｅ）以前に、次の素成分、すなわち銅、ロックウール、炭素（コ ークスまたは還元された粉体状のカーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジ ルコニウム、硫化鉄、アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべて、またはその一部を含 む粉体状の充填剤を、熱硬化性樹脂に添加することを特徴とする、請求項１２ま たは１３記載の方法。 １５．次の要素、すなわち銅、ロックウール、炭素（コークスまたは還元され た粉体状のカーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジルコニウム、硫化鉄、 アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべて、またはその一部を含む粉体状の充填剤を含 む希釈液または分散液体により、ニードリング加工されたマットを含浸する作業 を、工程（ｅ）の前に行なうことを特徴とする、請求項１２記載の方法。 １６．ウールタイプのカードによりカーディングを実行することを特徴とする 、請求項１２記載の方法。 １７．ニードリング作業の前に、予備的ニードリング作業を行うことを特徴と する、請求項１２記載の方法。 １８．溶液内に含まれるか、または水内に分散された樹脂を含むタンク内でソ ーキングすることにより、樹脂の含浸を実行することを特徴とする、請求項１２ 記載の方法。 １９．乾燥作業の前に、圧搾または脱水作業を行うことを特徴とする、請求項 １２記載の方法。 ２０．乾燥後、または乾燥中に、マットを巻き取ることを特徴とする、請求項 １２記載の方法。 ２１．次の工程、すなわち （ａ）ミキサー内で同じ性質または異なる性質のファイバーの混合物を製造す る工程と、 （ｂ）カードウェブを形成するように、上記混合物をカーディング加工する工 程と、 （ｃ’）次の素成分、すなわち銅、ロックウール、炭素（コークスまたは還元 された粉体状のカーボンファイバー、グラファイト）、珪酸ジルコニウム、硫化 鉄、アルミナ、ゴムおよび珪藻のすべてまたはその一部を含む粉体状の充填剤を カードウェブ上に散布する工程と、 （ｄ’）樹脂の流れを保証するようにマットを適当な温度にしながらマットを プレスする工程、 とを有することを特徴とする、請求項１記載の、摩擦材料を製造する方法。 ２２．（ｈ）リングまたは１つのリングを形成する複数のセクタを、マットか らカットアウトする工程を有することを特徴とする、請求項１２または２１記載 の方法。 ２３．次の工程、すなわち、 （ｉ）リングまたは１つのリングを形成する複数のセクタを、モールドの底部 に置く工程と、 （ｊ）モールド内のリング、または１つのリングを形成する複数のセクタ上に 、金属サポートを置く工程と、 （ｋ）適当な場合、前記リングまたは１つのリングを形成する前記複数のセク タと反対側の金属サポート上に、第２リングまたは１つのリングを形成する複数 のセクタを置く工程と、 （ｌ）モールドを閉じるピストンの運動を制御し、かつ規制するように、シム が配置された状態でモールドを閉じる工程と、 （ｍ）モールド内で圧力を加えながら加熱し、前記リングの付着力、更に前記 第２リングが設置されている場合には、金属サポートへの前記第２リングの付着 を確実にする工程と （ｎ）モールドを開け、摩擦材料が被覆された装置を冷却する工程、 とを有すること特徴とする、請求項２２に記載の方法により得られた摩擦材料が コーティングされた装置を製造する方法。 ２４．ピストンの運動を制限するシムは、摩擦材料の多孔性を２０〜７０％の 間にするような寸法であることを特徴とする、請求項２３記載の、摩擦材料が被 覆された装置を製造する方法。