JPH04264184A - 摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のクラッチなど
に使用される摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機材料系のモールドタイプの摩
擦材は、耐熱有機繊維、無機繊維を基材繊維とし充填剤
、摩擦調整剤、フェノール樹脂やゴムなどの結合剤を均
質に混合して成形熱処理をして形成されている。そして
摩擦特性を保持するために摩擦調整剤の配合やその割合
、種類などのバランスをとっている。さらに強度の向上
や摩擦面温度を下げるものとして金属線などを配合する
ことも多い。

【０００３】摩擦材を利用した例としてクラッチが挙げ
られる。そのクラッチの主要性能の一つとしてジャダー
がある。これはクラッチ継合時にエンジンマウントから
駆動系を介して車体が前後に振動する現象である。これ
は摩擦材の摩擦係数とすべり速度の関係においてすべり
速度の増加により摩擦係数が低下する場合におきやすい
。このため摩擦調整剤として固体潤滑剤のグラファイト
、硫化モリブデン、硫化アンチモンなどおよび他の有機
・無機物質の配合割合などで調整をおこなっている。 特に固体潤滑剤を多くすれば上記のジャダー防止には有
効であるが、これを多くすると摩擦係数が下がりすぎる
という問題が発生する。また摩擦特性のばらつきが発生
しやすくなる。しかし、これを防ぐ直接的に有効な添加
物は知られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、他の特性を変えることなく特定
の添加物の配合によりジャダー発生を抑制した摩擦材と
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジャダー
性の優れた摩擦材とそうでないものとについて、相手部
材の摩擦面を観察したところ、表面での付着物の状態が
異なることを見出した。すなわち、フェノール樹脂と配
合ゴムを結合材とするモールドタイプのクラッチフェ−
シングにおいては、摩擦過程で相手部材の摩擦表面に炭
化状物と劣化物の複合した膜が形成されていることが表
面ラマン分光分析などで確認された。このうち炭化物は
フェノール樹脂の炭化やグラファイトの熱による崩壊の
両者から生成したものと考えられる。この炭化物は炭素
とグラファイトの中間的な性質のグラファイトライクな
アモルファスカーボンであり、摩擦面に多く存在するほ
どジャダー性に優れることが実験により判明した。しか
し他の有機成分が熱分解して生成したと思われる劣化物
や未炭化物は、潤滑効果を示さず摩擦特性の低下を招く
。すなわち、摩擦面にこの炭化物のグラファイトライク
なアモルファスカーボンを常時供給すればジャダー性の
優れた摩擦材とすることができる。そして特殊な添加物
の存在によりこのような現象が生じることを見出し本発
明を完成した。

【０００６】本発明の摩擦材は、繊維基材、結合剤、充
填剤、摩擦調整剤とフェノキシ金属とを含んでなる。こ
の摩擦材には、添加剤としてフェノキシ金属を含んでい
る。このフェノキシ金属は、フェノールに金属がイオン
結合しており金属が触媒となって、フェノールおよびフ
ェノール樹脂が摩擦熱でグラファイト状の炭化物を形成
するのを促進する。このため摩擦材の摩擦面に、摩擦熱
で熱分解して生成した炭化物（グラファイトライクなア
モルファスカーボン）を順次摩擦面に供給することがで
きる。生成した炭化物は、炭素とグラファイトの中間的
な性質を示し摩擦面に多く存在する程ジャダー性に優れ
る。すなわち、初期段階から生成した炭化物が適量づつ
常時摩擦面に供給され、しかも長期間供給できるので、
摩擦係数を低下することなくジャダー性に優れる。

【０００７】このフェノールと結合させてフェノキシ金
属を形成する金属としては鉄、銅をなどを用いるのが炭
化物の形成を特に促進できるので好ましい。このフェノ
キシ金属の使用量としてはフェノキシ金属を除いた摩擦
材１００重量部に対して１５重量％以下であることが摩
擦材の摩耗率を高めないために好ましい。

【０００８】この繊維基材としてはガラス繊維、アラミ
ド繊維、セラミックス繊維、金属繊維などの公知の有機
・無機の繊維が使用でき、これらかなる長繊維のヤーン
巻き材、織布を特殊加工および熱処理したウーブン材、
短繊維などを繊維基材とすることができる。摩擦調整剤
としては、カーボンブラツク、グラフアイト、二硫化モ
リブデン、金属粉末などを、充填剤としては、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、カシューダスト、硫酸バリ
ウムなどの有機物や無機物などの公知の充填剤や摩擦調
整剤などが使用できる。

【０００９】結合剤としては、熱硬化性のフェノール系
樹脂、メラミン系樹脂、天然および合成ゴム、ゴムを加
硫させるための加硫剤や酸化促進剤などが使用できる。 上記繊維基材、結合剤、充填剤、摩擦調整剤、フェノキ
シ金属を均質に混合し成形熱処理することにより摩擦材
が形成される。限定するわけではないが各々の配合割合
は繊維基材２０〜４０重量部、結合剤２４〜６５重量部
、充填剤１３〜４０重量部、摩擦調整剤２〜６重量部、
フェノキシ金属上記１００重量部に対し２〜１５重量部
である。

【００１０】

【作用】この発明の摩擦材は、添加剤としてフエノキシ
金属が配合され、摩擦面での熱で金属とフエノールとに
解離して金属が触媒として働き、フエノールおよびフェ
ノール樹脂からグラフアイト状の炭化物が形成される。 この炭化物が摩擦面に膜を形成してジャダーの発生を抑
制する。そしてこれが摩擦の進行とともに順次生成して
摩擦面に供給されるのでジャダー特性の改良が持続でき
る。

【００１１】またこのフェノキシ金属は金属が粉末とし
て存在せず、イオンとして有機物に溶解しており相手部
材の摩耗などの悪影響を防ぐことができる。またグラフ
ァイトなどの潤滑剤の量を増加させることではないので
摩擦係数が低下することが防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。表１
に示す組成で混合した組成物を予備成形した。繊維基材
にグラスファイバー３２重量部、結合剤のフェノール樹
脂１０重量部、ゴム（ＳＢＲ）１７重量部、加硫剤およ
び酸化促進剤（Ｓ、ＺｎＯ）１３重量部、有機充填剤（
カシューダスト）５重量部、硫酸バリウム２０重量部、
黄銅３重量部とかなる予備成形体を形成してＮｏ．１と
した。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４はＮｏ．１の予備成形体にフ
ェノキシ鉄を２、１０、１５重量部添加したものである
。この予備成形体を１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２　の
圧力で５分間１５０〜１８０℃に加熱して加圧成形し、
２５０℃で４時間熱処理して摩擦材とした。

【００１３】

【表１】 　　この４種の摩擦材を、フルサイズダイナモ（明電社
（製））にてイナーシャ（慣性モーメント）０．２ｋｇ
ｍＳ２　、回転数１５００ｒｐｍ、温度４０００回継合
の条件で摩擦し、摩擦面に存在するグラファイト化炭素
の平均濃度をラマン分光分析で調べた。結果を図１に示
す。フェノキシ鉄の添加量が多くなると摩擦面に生成し
た炭化物の濃度が増加していることがわかる。

【００１４】次にこの各摩擦材についてのジャダー特性
（Ｇ）を、小型乗用車のクラッチフェーシングに装着し
て発進時の前後振動加速を測定した。結果を図２の線グ
ラフに示す。フェノキシ鉄の添加により、添加しない場
合よりいずれもジャダー発生のレベルが低くなている。 フェノキシ鉄の添加量が２〜１０重量部の範囲が特に優
れたジャダー性を示した。

【００１５】次にこれらの摩擦材をフルサイズダイナモ
で０．２ｋｇｆｍｓ２　，１５００ｒｐｍ、２００℃、
４０００回の条件で摩擦をおこなった後の摩耗率を調べ
た。結果を図３の線グラフに示す。摩耗率はフェノキシ
鉄の配合量が１０重量％以下の範囲では無添加の場合に
比べて小さく著しく向上している。しかし１５重量部添
加した場合は無添加の場合よりやや大きかった。

【００１６】さらにこれらの摩擦材を５０回するあわせ
た後前進１０回、後進１０回のジャダー評価４０回繰り
返すことを１サイクルとして２０００サイクルおこない
ジャダー特性（Ｇ）の変化を調べた。結果を図４に示す
。この結果によりフェノキシ鉄を５〜１０重量％添加し
た場合はほぼ一定であるが、フェノキシ鉄がない場合は
ジャダーが起きやすくなる。したがって、フノキシ金属
の配合によりジャダーの発生を少なくすることができる
。

【００１７】

【発明の効果】本発明の摩擦材では添加剤にフェノキ金
属を特定量含んでいる。このため摩擦面にフェノキシ金
属が摩擦熱でグラファイト状の炭化物を形成して摩擦面
に析出して膜を形成してジャダー特性を向上させる。ま
たこのフェノキシ金属は有機物としてフェノール樹脂な
どに溶解しており金属粉末のように相手部材を摩耗しな
いので摩耗量が減少する。したがって、ジャダー特性の
優れたクラッチ用の摩擦材として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　摩擦材表面でのグラファイト化炭素の平均
濃度と添加フエノキシ鉄の量の関係を示すグラフである
。

【図２】　　フエノキシ鉄の添加量とジャダー発生のレ
ベルとの関係を示すグラフである。

【図３】　　フエノキシ鉄の添加量と摩耗率との関係を
示すグラフである。

【図４】　　摩擦材をすりあわせて摩擦を進行させた時
の、ジャダー特性とサイクルとの関係のグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基材繊維、結合剤、充填剤、摩擦調整
   剤とフェノキシ金属とを含んでなる摩擦材。