JPH0463257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クラツチの摩擦材、特に油液中で使
用するに適した湿式摩擦材に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば自動車、建設機械、農業機械、モーター
ボートなどで原動機からの駆動を変速機に伝達す
るクラツチは、常時は充分に動力を伝達する一
方、発進時などは適度な滑りを与えると共に変速
機の変速歯車の切り替え時には動力を遮断する機
能が要求される。かかる機能を満たすクラツチと
して摩擦式のクラツチが広く採用されている。そ
して摩擦式のクラツチには乾燥状態で使用される
乾式クラツチと油液中で使用される湿式クラツチ
とがある。後者の湿式クラツチは遊星歯車式の自
動変速機内の構成要素として多板クラツチの形で
多く使用されているものである。

湿式クラツチのフリクシヨンプレートは、、第
１２図（分解図）に示すようにペーパーフエーシ
ングと呼ばれる摩擦材１を芯金２の両面に貼合わ
せた構成となつている。摩擦材１はセルロースに
グラフアイト、アスベストあるいはセラミツクな
どの無機充填剤やカシユーダストなどの有機充填
剤を添加した基材にフエノール系樹脂やメラミン
系樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたものであ
る。かゝる材料は摩擦係数が高いうえに弾性に富
み、しかも多孔性であるから油の吸収率が良いの
で、現在のところ最も優れた湿式摩擦材の材料と
して多量に使用されている。

摩擦式のクラツチでは摩擦熱が発生するため、
前述の機能が安定して果されるには、摩擦部分か
ら熱が効率良く放出されなければならない。湿式
クラツチでは油が熱の運搬媒体として重要な役割
を負つている。摩擦面で発生した熱は、油が媒体
となつて系全体に拡散放出される。従つて摩擦材
自身の油保有量並びに油の出入りが少ないと熱放
出が無くなつて過熱し、摩擦材の熱劣下及び油の
酸化、分解が起り、摩擦材としての機能が低下し
てしまう。かゝる事態を防ぐため、摩擦材の表面
に油が循環流通できる溝３（第１２図参照）を設
けている。このような溝（グループ）を設けた湿
式摩擦材は、特開昭56−90135号公報、あるいは
NSKベアリングジヤーナル誌（発行元NSKワー
ナー株式会社）No.638（1979年発行）の56〜57ペー
ジに開示されている。これらに記載されているよ
うに、溝は加圧成形加工または切削加工により付
けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

加圧成形加工による溝は、摩擦材の厚さの半分
程度しか深さが取れず、不充分な場合もある。ま
た、成形面は圧力が高く、含浸させた樹脂が多く
なり、油の出入りを妨げるという欠点がある。一
方、切削加工による溝形成は加工工数が多くかゝ
り高価なものになつてしまう。できた溝は切削屑
が付着したり、溝の縁にケバ立ちができ、これら
が使用中に油内に混入し、バルブステイツクなど
の障害を引起すことになる。また摩擦材が欠けた
り部分的に剥離したりすることもあつた。総じて
表面に溝を設けて得られる湿式摩擦材は未だ充分
な性能のものが得られていない。

溝を設けることなく湿式摩擦材全体に渡つて基
材の気孔率を大きくすれば、油の保有量を多くで
きるし油の透過性が良くなり、焼付きは減る。し
かし機械的強度が低下して層間剥離が起こり、耐
久性の悪い摩擦材になつてしまう。同じく溝のな
い摩擦材で板厚を厚くしても油の保有量を多くで
き、焼付きの面で多大の改良ができる。しかし自
動変速機内の多板クラツチは、１台の変速機に相
当枚数の摩擦材が使われているため、摩擦材１枚
あたりでは僅かな板厚増でも全体ではかなりの寸
法増になる。したがつて変速機の大型化、延いて
は自動車の大型化、重量増は避けられないものと
なつてしまう。

本発明は、従来の湿式摩擦材の上記欠点、問題
点を解消しようとするもので、溝がなくても油が
充分に循環流通させることができ、薄くても機械
強度が充分ある湿式摩擦材を安価に提供しようと
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための本発明にかゝる湿
式摩擦材１０が第１図（斜視図）に示してある。
湿式摩擦材１０の基材には繊維素を含み熱硬化性
樹脂を含浸してある。湿式摩擦材１０は、基材の
気孔率が小さい層（密度が高い層、斑点で表示）
１１と気孔率が大きい層（密度が低い層、白抜き
で表示）１２を有し、かつ湿式摩擦材１０の摩擦
面が平坦であるように構成されている。

〔作用〕

湿式摩擦材１０は、基材の気孔率が小さい層１
１により強度が保たれ、気孔率が大きい層１２で
は油が循環流通できる。湿式摩擦材１０の摩擦面
が平坦であるから、その全面が相手材（不図示）
と摩擦接触する。

〔実施例〕

以下、第１図に示してある湿式摩擦材１０の具
体例および生産工程について説明する。

繊維素として例えばリンターパルプを大量の水
で叩解する。パルプの100重量部に対し無機充填
剤及び有機充填剤を合わせて10〜50重量部、好ま
しくは20〜40重量部を叩解液に加え良く撹拌混合
する。無機充填剤は摩擦性能の向上と耐熱性の向
上のために加えられるもので、例えば硫酸バリウ
ム、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、ケイ
酸、アルミナ、珪藻土、アスベスト、グラフアイ
ト、セラミツクなどが単体または複数混合され使
われる。有機充填剤は、カシユーダスト類などで
同じように単体または複数混合され使われる。前
記の繊維素と充填剤とで湿式摩擦材の基材がつく
られる。

第２図にはウオーターマーク法により透かし模
様を入れながら抄紙する丸網式抄紙機の概略構成
図が示されている。上記によつて得られた叩解混
合液２０は、抄紙槽２１に入れられる。丸網シリ
ンダ２２、無終端フエルトベルト２３、クーチロ
ール２４により常法による抄紙がなされる。この
部分のＡ−Ａ断面を拡大したのが第３図である。
シリンダ２２の表面には入れるべき透かし模様に
対応する突起２２ａが設けられている。紙匹２５
の表面は、突起２２ａに押されて凹み、薄くなつ
た部分（凹部）２５ａとそのまゝ厚さの部分（凸
部）２５ｂとの凹凸に模様ができる。この状態で
紙匹２５は矢示方向に進みプレスロール２７ａと
２７ｂに挟まれて加圧される。この部分のＢ−Ｂ
断面を拡大したのが第４図である。同図鎖線で示
すような紙匹２５の凸部２５ｂと凹部２５ａの表
面はプレスロール２７ｂの表面で平坦にプレスさ
れる。凸部２５ｂは凹部２５ａより多くプレスさ
れ基材の密度が高くなり気孔率が小さい層１１に
なる。凹部２５ａはあまりプレスされず基材の密
度がさほど変化せず気孔率が大きい層１２にな
る。すなわち気孔率が大きい層１２は紙匹２５の
透かし模様部分になる。

このようにして透かし模様の入れられた紙匹２
５はドライヤーロール２９で乾燥された後、サイ
ズロール３０ａ，３０ｂでサイジング加工され、
さらにドライヤロール３１と３２で完全に乾燥さ
れる。そしてテンシヨンロール３３により緊張さ
れた状態でリール３４に巻取られる。

この紙材にフエノール系樹脂を含浸させた後、
加熱硬化させ湿式摩擦材の素材を得る。第５図に
示すように、湿式摩擦材の素材３５の透かし縦横
の模様と位置合せして、湿式摩擦材の形状である
輪状に打抜く。このようにして第１図に示す気孔
率の異なつた層１１と１２を有する湿式摩擦材１
０が得られる。

なお前記の樹脂の含浸は、打抜きの後でやつて
もよい。また抄紙工程の途中で行つてもよい。例
えば第７図に示すようにクーチロール２５の下流
側に設けた吹付器４０でフエノール系樹脂の水溶
液４１を吹付ける。このようにすれば後の乾燥工
程で樹脂の加熱硬化もなされることになる。

第６図は打抜きの別な例を示すもので、湿式摩
擦材の素材３６を凸起３８ａと凹み３８ｂのある
１／４円弧３８に打抜く。その1/4円弧３８を４枚、
夫々凸起３８ａと凹み３８ｂを組合わせれば湿式
摩擦材１０が得られる。この場合には、素材３６
の透かし模様が一方向でも湿式摩擦材１０には縦
横の透かし模様が入る。また素材３６無駄（切残
し部分）を減らすこともできる。

第８図〜第１０図は本発明を適用する湿式摩擦
材１０の各種実施例である。夫々気孔率の大きい
層（透かし模様）１２が曲線状（第８図）、一方
向（第９図）、井桁状（第１０図）のものである。
またこれらの形状に限られることなく、各種の形
状にすることができる。

以上のようにして得られた湿式摩擦材１０は芯
金２（第１２図参照）の両面に貼合わされて、湿
式クラツチのフリクシヨンプレートとになる。

実験および結果 本発明の湿式摩擦材の性能評価するためになさ
れた実験とその結果について以下に記す。

≪試作品≫……本発明の湿式摩擦材 リンターパルプ100重量部に対し無機充填剤お
よび有機充填剤30重量部を加えた叩解混合液
で、前記した工程により紙の地部分（気孔率の
小さい層）の密度を0.3ｇ／cm³に、透かし部分
（気孔率の大きい層）の密度を1/2の0.15ｇ／cm³
に抄紙する。透かしの巾２mm、ピツチ10mm。こ
の紙材で湿式摩擦材をつくる。

＜比較品１＞……従来の湿式摩擦材・溝なし試作
品と同一原料で試作品の地部分と同一密度で均
一に抄紙した紙材で湿式摩擦材をつくる。

＜比較品２＞……従来の湿式摩擦材・溝あり比較
品１と同一につくつた湿式摩擦材に巾２mm、ピ
ツチ10mmの溝を切削して入れる。

上記３種類の湿式摩擦材をSAENo.２摩擦試験
機で耐久テストをした。このテストは慣性回転し
ている回転体のエネルギを摩擦材で吸収させる
（慣性回転を摩擦停止させる）ことを繰返し、摩
擦材の表面が吸収エネルギで焼け、黒変するまで
のサイクルを調べるものである。第１１図にその
テスト結果のグラフが示してある。同図で横軸は
摩擦材の摩擦面単位面積あたりの吸収エネルギ
（Cal／cm²）、縦軸はその吸収エネルギで黒変する
までのサイクル、すなわち熱耐久サイクル（回）
である。このグラフで解るように、試作品の熱耐
久サイクルは比較品１のそれよりは明らかに良く
比較品２と略同等である。ところが比較品２はこ
のテスト中にも層状に剥離するものがあつたり、
溝のエツジ部分が欠け落ちるものがあり、また油
中に微細な屑が混入した。試作品はこのようなこ
とが全くなかつた。

〔発明の効果〕

本発明の湿式摩擦材は、気孔率の大きい層があ
るからその層で油が循環流通できて摩擦面の冷却
が充分なされ、焼付きのないクラツチが得られ
る。摩擦面が平坦面であるから、従来の切削加工
による溝付き湿式摩擦材のように層剥離や欠落ち
の恐れがなく強固なものになる。油内に切屑がた
まつてバルブステイツクなどの障害を引起すよう
なこともなくなる。しかも抄紙工程中で気孔率の
高い層と低い層を形成してゆくので安価にでき
る。加圧成形加工による溝付き湿式摩擦材では溝
深さが制限されるが、本発明の湿式摩擦材では溝
に相当する気孔率の大きい層はかなり自由に気孔
率を選ぶことができる。また基材全体の気孔率を
大きくしているものではなく、気孔率が小さい層
が多いからそこで機械強度が保たれ、厚さを薄く
しても全体的には強固なものになる。

以上説明したように本発明によれば、焼付きが
なく薄くても耐久性がある湿式摩擦材を安価に提
供できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する湿式摩擦材の斜視
図、第２図は湿式摩擦材の製造工程を説明する
図、第３図はそのＡ−Ａ断面拡大図、第４図は同
じくＢ−Ｂ断面拡大図、第５図・第６図は素材か
ら湿式摩擦材の打抜きを説明する図、第７図は製
造工程の部分変形図、第８図〜第１０図は湿式摩
擦材の各種実施例の平面図、第１１図は湿式摩擦
材の性能テスト結果を示す図、第１２図は従来の
湿式摩擦材を用いたフリクンシヨンプレートの分
解斜視図である。 １，１０……湿式摩擦材、２……芯金、１１…
…気孔率が小さい層、１２……気孔率が大きい
層、２０……叩解混合液、２１……抄紙槽、２２
……シリンダ、２２ａ……突起、２３……フエル
トベルト、２４……クーチロール、２５……紙
匹、２５ａ……凹部、２５ｂ……凸部、２７ａ，
２７ｂ……プレスロール、３５，３６……素材、
４１……フエノール系樹脂溶液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基材に少なくとも繊維素を含有し、熱硬化性
   樹脂を含浸してある湿式摩擦材において、該基材
   の気孔率が異なつた層を有し、かつ摩擦面が平坦
   であることを特徴とする湿式摩擦材。