JPH0476086A - 湿式摩擦材 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明【ｊｌ、自動車等の流体式自動変速機としで用い
られるオー１〜マヂツク１〜ランスミツシヨン用湿式摩
１察初に関する。

［従来の技術］ 自動車の流体式自動変速機あるいは各種産業機械におい
て、油などの流体中で作動するクラッチには湿式摩擦材
が使用されている。従来、湿式摩擦材としてはパルプ繊
維、アスベス１〜、その他無機繊維に粉末、粒状の無機
質充填剤を配合しフェノール樹脂で結合されたものが一
般的に使用されている。また、その配合組成により性能
を向上させた提案かなされでいる（特公昭４８−２４１
０１号、特開昭５８−７７９３８号など）。特開昭６２
−１６５０３７号公報には、湿式摩Ｉ察祠とし−Ｃ炭素
繊ＭＬ／炭素の複合ｖｆ（以下Ｃ／Ｃ拐という〉を適用
する旨の開示かある。

近年、自動車のエンジン出力の増大、変速機の小型化に
より摩擦材（こ対する性能要求か厳しくなり、従来の湿
式摩擦材では耐久性（耐摩耗性、耐熱性など）か満足で
きず、常に安定した摩擦特性か得（こくく、シフトフィ
ーリングなどの劣化をもたらす原因となる場合がある。

［発明か解決しようとする課題］ 上記の問題を解決するために、無機質充填剤をフェノー
ル樹脂で固めて形成したものに代りＣ／ＣｖＪを用いた
場合には耐熱性などが向上する。ところかこのｃ　／　
ｃ　ｖＪを用いで形成する場合には、先ず炭素繊維を所
定の形状に積層し、これにフェノール樹脂を含浸させ、
それを硬化させた後、加熱して炭化して炭素／炭素複合
材の成形体を得る。

この成形体に樹脂の○浸、炭化を数回繰返し、ＣＶＤ処
理により高密度化し、黒鉛化して作製している。しかし
このｃ　／　ｃ　＋Ａはそれ自体か脆く、また炭化時に
揮発性物質が発生するため（Ｊ気孔か残リボーラスとな
りやすい、そのため摩擦時に１−ツジ部かでき摩耗して
摩耗量か増大じ安定性に欠【−）るという問題かある。

本発明ｋＪ、上記の事情に鑑みてなされたもので、耐摩
耗性に優れた′ｌセ■殊炭素系複合（図料により耐久性
および安定性に優れたオー１〜マチツクトランスミツシ
ヨン用湿式摩隙祠を提供り−ることを目的とする。

「課題を解決するための手段１ 本発明のオー１−７１ツク１ヘランスミッション用湿式
摩瞭伺は、油中で第１プレートと第２ゾレトを係合して
ｉ〜シルク伝達をｄ３こなうプレートを構成する湿式摩
１察材であって、該湿式摩擦材は、炭素７１〜リツクス
中に炭素′ｆＮ！紺あるいは炭素繊維と金属およびセラ
ミックスかＩう４ｆる無機微小体が一体的【こ埋設され
た組織を右し、該炭素７１へワックスは偏光顕微鏡で見
て光学的異方性の微粒子が均一に密集したモザイク構造
をもち、該炭素繊維と該炭素７１ヘリツクスとの間の界
面で剥離している界面の割合が仝界面に対し）で１０％
以下であり、かつ密度が１．６５以上である炭素繊維強
化炭素焼結体で構成したことを特徴とする。

本発明の湿式摩擦材は、潤滑油中で第１ブレＩ〜（デス
クプレート）の摩擦面と第２プレー　１〜（プレーＮ〜
）の摩ｊ察面とを接合、隔離して一方のブレートの回転
トルクを他方のプレートに伝達、おるいはこれを解除す
るのに使用される。

この湿式摩擦材か炭素繊維強化炭素焼結体で構成されて
いる。

この炭素繊維強化炭素焼結体を構成する炭素繊維は、焼
結体の強度を確保するもので、偏光顕微鏡で児で、異方
性を示すものでも等方性を示すものでもよい。炭素繊維
は、切断された短繊維でも、長繊維でもよい。また、炭
素繊維はマトリックス中に一定方向に配向しているもの
でも逆にランダムに配向しているものでもよい。炭素１
１１ｉ維強化炭素焼結体中の炭素！１ｉ紐の配合割合は
２〜５０重量％、よりこのましくは１０〜４０重量％が
よい。

炭素繊維強化炭素焼結体の構成部分となりうる無機微小
体としては、微小な金属、セラミックスで構成できる。

これら無機微小体の形状は、粉末状、ウィスカ等のｉ紐
状、箔片等でもにい。無機微小体の炭素ｌｌ１ｉ維強化
炭素焼結体の配合割合は３へ一３０重量％、より好まし
くは５〜１０重量％がよい。

炭素繊維強化炭素焼結体の構成部分である炭素７トリツ
クスは、偏光顕微鏡で見て光学的異方性の微粒子か均一
に密集した一Ｅ１アイク構造をもつ。

偏光顕微鏡で兄て光学的異方性をもつとは、炭素か一定
方向に規則的に配列した組織をもつものと考えられる。

すなわち、この炭素マトリックスＩＪ５、光学的異方性
をもつ炭素粒子が密集した状態で押し固められた状態に
ある。均一に密集したとは、炭素粒子か流動していず、
流れ線等の模様が無いことを意味する。偏光顕微鏡下で
［ザイク状に観察される炭素粒子の大きさは３０μｍ以
下が好ましい。

本発明の炭素ｗＩ紐強化炭素焼結体を構成する炭素繊維
と炭素７トリツクスとの間の界面の剥離面積は、全界面
面積に対り−る剥離している界面面積を］○％以下にす
る必敲がある。炭素７１〜リツクスと炭素繊維とか剥離
していると炭素繊維の補強効果が充分に発揮されない。

このため界面の剥離面積に１仝界而の１０％以下より好
ましくは３％にするのかよい。

この炭素繊維と炭素マトリックスとの剥離は走査型電子
顕微鏡（以下、ＳＥＭという）で観察測定−Ｃ゛きる。

また、この炭素繊維強化炭素焼結体の気孔率は］０％以
■であるのか好ましい。この焼結体の気孔【Ｊ、偏光顕
微鏡で観察−りると黒い点として観察される。従って気
孔は観察している面積に占める黒い点の面積により気孔
率が計算で゛ぎる。

本発明にかかる炭素ＨＭＥ強化炭素焼結体の密度か１．
６５以上とは、炭素マトリックスの緻密性、気孔が少な
くかつ炭素繊維と炭素７１ヘワツクスとの界面が剥離し
ていないなどが総合された特性である。したかつて、７
１〜リツクスの緻密性が欠けたり、気孔率か高すぎたり
、１１１ｉ紺と７１へワックスとの間の剥離か多いと、
比重は１．６５以下となる。

この炭素繊維強化炭素焼結体は、構成する炭素繊維の配
合割合、無機微小体の材質おにび配合割合、炭素繊維と
炭素マトリックスとの間の剥離面積の割合、気孔率など
が直接機械的強度に影響する。この炭素繊維強化炭素焼
結体の機械的特性を曲げ強度で規定すると、この焼結体
の曲げ強度は６００Ｋｇ／ｃｒｉ以上であるのか好まし
い。

本発明の炭素繊維強化炭素焼結体としては、未炭化炭素
質繊維をおるいは未炭化炭素質繊維と無機微小体とを埋
設した自己焼結性を有する炭素質粉末からなる複合体を
焼結して得られる焼結体が採用できる。

ここで、未炭化炭素質繊維とは、通常の炭化処理の施さ
れていない状態の炭素質繊維をいう。換言すれば、ざら
に熱処理をすることにより、炭化する余地を右する炭素
質繊維をいう。具体的には、原料にピッチを使用した場
合には、紡糸したままの繊維または紡糸した繊維を５５
０’Ｃを超えない温度で不融化した繊維をいう。ＰＡＮ
　（ポリアクリロニトリル〉系、レーヨン系などの高分
子系の繊維では分解工程を終え、黒鉛化処理前の繊維を
いう。この種の炭素質繊維としては、例えば、石炭系ま
たは石油系の原料ピッチを紡糸して得たピッチ繊維また
はこれを不融化して得た不融化繊維などがある。

この原料ビッヂの紡糸ａ３よび不融化は常法に従ってお
こなえばよく、条１４１などは特に限定されない。通常
、ピッチ繊維は、原料ピッチを紡糸機に供給し、３００
〜４００’Ｃ程度に加熱した状態で不活性カスによる加
圧下にノズルから押出して得ることができる。また、こ
のようなピッチ繊維をざらに酸化性雰囲気中１５０〜５
００′Ｃ程度の温度で０．５〜５時間程度保持して不融
化繊維とすることかできる。なお、この原料ピッチは、
光学的等方性のものでも、光学的異方性のものでもよい
３゜ 未炭化炭素質繊維の繊維長さは、短繊維、長繊維に特に
限定されるものではない。しかし、短繊維の場合には０
．０１〜５０ｍｍのものを使用することかできる。特に
、０．０３〜１０＃のちのか混合のしやすさ、アスペク
ト比の関係から好ましい。長すぎては繊維同士が絡みあ
い分散性が低下し、ひいては製品特性の等方性に劣り、
また０゜０１ｍより短くては製品の強度か急激に低下し
て好ましくない。また、繊維径としては、５〜・２５μ
ｍ程度のものか好ましい。さらに、これらの繊維からな
る不織布またはコーティング布として使用することもで
きる。

未炭化炭素質繊維は、さらにタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料て表面処理し、結合材
とのなじみ性を向上させることか好ましい。この表面処
理は、炭素質繊維１００重量部に１００〜１０００重量
部程麿の粘結成分含有材料を加えて攪拌し、有機溶媒に
より洗浄後、乾燥して行うことができる。

この表面処理に使用するタール、ピッチは、石炭系およ
び石油系のいずれであってもにい。ピッチを使用づ″る
場合には、攪拌時に１４０〜１７０′Ｃ程度の加熱か必
要となるので、処理（Δとしては、タールの方かより好
ましく、また後続の炭化および黒鉛化工程での炭化歩留
りの点からは、石炭系のものがより好ましい。

この表面処理に使用する有機高分子として、フェノール
樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアル−」−ルなどを
挙げることかできる。

上記の表面処理の洗浄で使用する有機溶媒としでは、ト
ルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒を使用することが
できる。有機溶媒は未炭化炭素質繊維と粘結成分含有材
料との混合物１００重量部に対して１００〜１０００重
損部程度を加え、潰拌洗浄する。この洗浄により、揮発
成分が多く含まれる軽質油分が除去される。洗浄を終え
た未炭化炭素質繊維は、たとえば、窒素、アルゴンなど
の非酸化性雰囲気中で、加熱おにび／または減圧などの
条件下に乾燥処理される。乾燥処理は、これらの方法に
限定されるものではない。

さらに、乾燥を終え表面処理された未炭化炭素質繊維は
、必要に応じて分散処理される。すなわち、乾燥させた
繊維か、塊状化または凝集してい１す ることかあるので、このような場合ｔこは、通常の粉体
ミル、７１へマイザ−、バルバライザーなどの任意の手
段により分散をおこなう。

無機微小体は未炭化炭素質繊維とともに、本発明の炭素
繊維強化炭素焼結体の原料となる。この無機微小体は、
摩擦梢の摩１察係数μを低く安定したものとしたり、比
較的高い値の摩擦係数μであっても高耐摩耗性、高耐焼
付き特性を付与したりするために、添加するものである
。この無機微小体は、融点１０００’Ｃ以上で炭素と反
応しないもの、より好ましくはぎらにＨＶ”１０００以
上のものがよい。

かかる無機物として、無機酸化物、無機炭化物、無機窒
化物などを挙げることができる。無機酸化物として、た
とえば△、ｆ！　２０３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭＱＯ
などを挙げることかできる。無機炭化物として、たとえ
ば丁１ｃ、王ａＣ１／ｒ″Ｃなどを挙げることかできる
。無機窒化物として、たとえば丁ＩＮ、Ｃｒ２Ｎ、王ａ
Ｎ、　Ａ、ｆＪ　Ｎ、　Ｚ　ｒＮなどを挙げることがで
きる。ざらに、Ｆｅ、Ｍｎ、ＭＯｌＮｉ、Ｎｂ、３ｉ、
Ｖ、王ｉ　％　Ｗ％どの無機物も使用することかできる
。なお、これらの無機物は、金属の状態で添加すること
も可能である。また、無機微小体としては、微粒子状の
ものの他ウィスカ、セラミックス繊維が含まれる。

前記したにうに無機微小体のうらから、適切なものを選
択することによって、摩擦梢の摩擦係数μ、耐摩耗特性
、耐焼付き特性などを好適な状態に管理−りることかで
きる。

無機微小体として無機粉末を使用した場合は、マ］〜リ
ツクス材とのなじみ性、分散性およびでき上った焼結体
の強度と耐摩耗性を考慮して、粒径０．１〜５μｍのも
のが好ましく、より好ましくは０．２〜４μｍである。

また、無機微小体として無機繊維を使用した場合は、マ
トリックス伺とのなじみ性、分散性、出来上った焼結体
の強度と耐摩耗性および繊維の離ＩＢ２を考慮して、直
径０．７〜４Ｃ１ｍ、長さ０゜０１〜８ｍｍのものが好
ましく、Ｊ、り好ましくは直径１〜１５μｍ、長さ０．
０５〜３ｍｍでおる。

炭素質粉末は、本発明の炭素繊維強化炭素焼結体の結合
材を構成するものである。この炭素質粉末は自己焼結性
を有し、未炭化、または完全に炭化されていないもので
ある。この自己焼結性炭素質粉末としては、石油系およ
び石炭系のいずれでおってもよく、具体的には、メソカ
−ホンマイクロビーズ、バルクメソ−ノエーズ粉砕品、
低温か焼コークス粉砕品などを挙げることができる。こ
れらの中では、粒径ン１３よび組成の均一性、安定性な
どの観点から、石油系および石炭系のメソカーボンマイ
クロビーズが好ましく、炭化歩留りの観点から石炭系の
ものがより好ましい。自己焼結性炭素質粉末としては、
粒径３０μｍ以下、β−レジン量３〜５０％程度のもの
が好ましい。なお、このβ−レジン量は、より好ましく
は６〜３０％、さらに好ましくは８〜２５％である。

本発明の焼結体は、たとえば未炭化炭素質繊維と、無機
粉末または無機繊維と、自己焼結性炭素質粉末とを乾式
で混合し、次いで混合物を加圧成形および焼成という簡
単な工程で製造できる。そして必要に応じて機械加工し
−Ｃ完成品とされる。

未炭化炭素質繊維と、無機粉末また【Ｊ、無機繊維と、
自己焼結性炭素質粉末とは、混合、成形されて複合体を
構成する。このときの混合手段は特に限定されないか、
強度あにび耐摩耗性を等方向にするためには、前記しノ
だ原料を均一に混合−りることか好Ｊニジい。また、自
己焼結性炭素質粉末と未炭化炭素質繊維との配合割合は
、前者１００重量部に対して、後者２−７０重量部程度
であり、より好ましくは前者１００重量部に対して後者
１０〜５０重吊部程度で゛ある。また、無機微小体の添
加量は、仝休を’１００巾量％とじたとき３−３０重量
％が好ましく、より好ましくは５〜１０重半％である。

本発明にかかる焼結体の成形は、常法ににつで行うこと
ができ、通常１〜ｉ　Ｑ　ｔｏｎ　／　ｃＩ７ｉ程度の
加Ｌ」■”’Ｆで所定の形状に成形すればよい。または
、ＣＩ　Ｐ法、ｌ−１１Ｐ法、ホラ１〜プレス法などに
よって成形を行って−ｂよい。成形は、常温でまたは不
活性雰囲気上Ｊ　００°Ｃ程度の温度までの加熱下でヒ
１シこなうことができる。

成形体は、焼結されて本発明にかかる焼結体となる。な
お、ここで焼結とは、常圧で７００〜・２ｏ　ｏ　ｏ　
’ｃ程度の温度で焼結して未炭化炭素質繊維および自己
焼結性炭素質粉末を炭化固結させることをいう。なお、
必要に応じてこの炭化された複合体を黒鉛化炉で焼結温
度双子に加熱して黒鉛化させてもＪ：い。炭化の条件は
、特に限定されないが、通常非酸化性雰囲気中０．１−
・３００’Ｃ／時間程度の昇温速度で常温から１５００
’Ｃ程度の温度まで昇温し、０．５〜１０時間程時間待
すればよい。なお、焼結時においてもより高温で焼結す
ることにより複合体の一部は炭化の後、黒鉛化する。

また、黒鉛化の条件も、特に限定されず、非酸化性雰囲
気中で焼結時の温度から０．１〜５００°Ｃ／時間程度
の昇温速度で１５００〜３０００　’Ｃ程度の温度まで
昇温し、０．５〜１０時間程時間待すればよい。黒鉛化
を行った場合には、黒鉛結晶が製品の密度、強度および
耐摩耗性などをざらに向上させる。

この特殊な炭素繊維強化炭素焼結体は、焼結前の成形体
を未炭化炭素質繊維および無機粉末または無機繊維とを
埋設した自己焼結性を有する未炭化炭素質粉末で構成し
たもの−Ｃある。したかつて、成形体を焼結する場合、
強化材としての炭素質繊維か未炭化、または完全に炭化
されていないものであるため、この未炭化炭素質繊維と
自己焼結性を右する未炭化炭素質繊維とは、炭化される
際に同程度の物理的性質（強度、収縮率など）をもつ。

このため、これら炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着
性が向上し、高強度および優れた耐摩耗性を得ることか
で゛きる。要するに、成形体を焼結する場合、未炭化同
士の炭素質繊維と炭素質粉末とｈ）同程度に収縮して結
合するので、これらの界面密着性か高まり、摩擦材の強
度および耐摩耗性か向上する。

また、無機粉末または無機繊維を添加した炭素繊維強化
炭素焼結体で作られた部品は、相手材との間に機械的な
抵抗力が動き、これにより摩擦係数μか高く、安定した
ものとなる。づなわち、添加された無機粉末または無機
繊維か、相手材に対して機械的な抵抗力を及ばずので、
摩１察材の摩１察係数μか高く、安定したものとなる。

たとえば、無機粉末を添加した場合には、粉末状で必る
ため荷重の増加に伴い炭素７１へワックス部から離脱し
やすくなり、この無機粉末の離脱と炭素マトリックス部
の凝着とかつり合うことにより、荷重の変動に対して摩
１察係数μか安定したものとなる。また、無機繊維を添
加した場合には、荷重が増加しても繊維状であるため炭
素７１〜リックス部から離脱しにくく、このため摩１察
係数μが高い値となる。

また、前記したように結合材としての自己焼結性炭素質
粉末は、液状炭素質月利からなる従来の結合材の使用を
不要とする。したがって、液状結合材の使用により発生
する気孔を充填するために、含浸、焼成を繰返す必要が
ない。本発明にかかる特殊炭素繊維強化炭素焼結体は、
前記し７ｊように乾式混合、加圧成形、焼成という簡単
な二Ｆ程などで、安価に製造することかできる。

なお、適切な無機粉末または無機繊維を選択することに
よって、炭素繊維強化炭素焼結体で作られた製品の摩１
察係数μを、その用途に応じた好適な値に管理すること
ができる。無機粉末を無機炭化物とした場合、摩擦材の
摩擦係数μを０．１５〜０．３５の範囲に管理すること
ができ、無機粉末を無機窒化物とした場合、摩１ｇ祠の
摩擦係数μを０．１・−０，３５の範囲に管理すること
かてぎ、そして無機粉末を無は酸化物とした場合、摩擦
材の摩１察係数μを０．２５〜０．５の範囲に管理覆る
ことかできる。

なお、添加する無機粉末または無機繊維によって摩擦板
の摩擦係数μが大きく変化するのは、摩擦に伴う発熱に
より、無機粉末または無機繊維の状態が変化するためと
考えられている。たとえば、酸化物は耐熱性か高いため
、摩１察時にもその粒子とか繊維の形状を残し、このた
め、高い摩擦係数μを示づものと考えられている。

さらに、未炭化炭素質繊維をタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料により表面処理した場
合に【ｊｌ、炭素質繊維の界面の濡れ性が高まり、これ
により結合材としての炭素質粉末とのなじみ性が高まる
ので、これら炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着性か
さらに向上する。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

この摩擦材は以下のようにして作製した。

石炭系の光学的等方性ピッチから常法により紡糸して得
られた、糸径１５μｍ、糸長さが３＃の不融化繊維から
なる未炭化炭素質繊維を用意づる。

この未炭化炭素質繊維を強化材としてこの未炭化炭素質
繊維３００重量部に、中心粒径７μｍの］ルタール系メ
ンカーボンミクロビーズからなる自己焼結性炭素粉末７
００重量部を加えた後、均一に混合し、得られた混合物
を外径１３０／ＩＩ／Ｉ＋内径１００ｍの中空円板状に
し２　ｔｏｎ　／　ｃｍの成形圧ツノで成形体を形成し
た。

次に、この成形体を非酸化性雰囲気中、１５０’Ｃ／時
間の昇温速度で１０００°Ｃまで胃温し、同温度で１時
間保持して焼結し、未炭化炭素質繊維ｄ３よび自己焼結
性炭素質粉末を炭化固結さ−けた。

そして、さらに非酸化性雰囲気中、５００’Ｃ／時間の
昇温速度で２８００　’Ｃまで昇湿させて２０分間保持
してＮＯ３１の摩Ｉｎとした１゜なｄ５、この炭素、＊
帷強化炭素焼結体の一部を用いて、偏光顕微鏡による表
面観察、ＳＥＭににる７１〜（ノックスと強化繊維の界
面状態の観察、密度および曲げ強度を測定した。偏光顕
微鏡による観察では、マトリックスが焼結した炭素粒子
か異なる色模様に輝くモザイク状に観察され、繊維はこ
の７１〜リツクス中に点在した一様の色をもつ島状に観
察された。これら黒い点の面積は、全体の面積を１００
面積％としたとき約３面積％であった。

ＳＥＭで観察したマトリックスと強化繊維の界面状態は
両者が一体的に結合された状態が観察され、７１〜ワツ
クスと強化繊維とが剥離している状態は観察されなかっ
た。またこの炭素繊維強化炭素焼結体の密度ＣＪ、１．
８０９／ｃｍ３、曲げ強度は９゜／ＩＫ９／＃２であっ
た。

Ｎ０９２の摩ｍ＋Ａは次のようにして作製した。

石炭系の光学的等方性ピッチを紡糸機に供給し、３４０
℃に加熱した状態で不活性ガスによる加圧下にノズルか
ら押出して得られたピッチ繊維を、ざらに酸化性雰囲気
中で３５０’Ｃで２時間保持して不融化し、繊維径１５
μｒＴ１、繊維長ざか０．５履の不融化木炭化炭素繊維
を作製した。この強化材としての不融化未炭化炭素繊維
３０重最％と、自己焼結性炭素質粉末としての中心粒径
７７１ｍの］−ルタール系メソカーボンマイクロビーズ
７０中量％とを混合したもの９５％に対し、粒径４゜０
μｍのアルミナを５重量％加えた混合物をＮｏ。

１と同様に成形した。

次に、この成形体を非酸化性雰囲気中、１ｂＯ’Ｃ／時
間の速度で１０００°Ｃまで昇湿し、同温度で１時間保
持して焼結して未炭化炭素質繊維および自己焼結性炭素
質粉末を炭化固結させた１、そして、ざらに非酸化性雰
囲気中、５００’Ｃ／時間の昇温速度で２０００°Ｃま
で昇温させて２０分間保持して焼結した。

なａ３、この炭素１．ｔｉ維強化炭素焼結体の一部を用
いて、実施例Ｎｏ、１と同様に、偏光顕微鏡による表面
観察、ＳＦＭの界面状態の観察、密度および曲げ強度を
測定した。偏光顕微鏡による観察では、７１へワックス
か焼結した炭素粒子が互いに密希し個々の粒子か異なる
色模様に輝くモザイク状に観察され、繊維はこのマトリ
ックス中に点在した一様の色をもつ島状に観察された。

又、これら黒い点の面積は、全体の面積を１００面積％
とじたとき約３面積％であった。ＳＥＭで観察した７１
ヘワツクスと強化繊維の界面状態は両者か一体的に結合
された状態かｌ察され、マトリックスと強化繊維とか剥
離している状態【よ観架されなかった。

また、この炭素繊維強化炭素焼結体の密度は１゜８６ｇ
／ｃｍ３、曲げ強度は８．０ＫＦｉ／ｍｍ２であつｌこ
　。

Ｎ０９３は比較例どじで従来のセルロース繊組を基伺と
した摩１寮材を作製した。これは繊維径１０μｒＴｌの
セル［１−ス繊維５０重量部と、無機充填剤（ケイソウ
士、チタン酸カリウム、カラス繊維〉４０重量部との混
合物を水中で抄紙して厚さ０゜５５８の基（オを作製し
、これにフェノール樹脂を含浸しさせて加熱硬化させ所
定の形状に積層加工して摩擦材を形成した。

（試験例１） 摩耗試験 この試験は１−記の方法で作製したそれぞれ摩擦板（外
径１２７＃、内径１０８＃）３枚と鋼製（材質５Ｐ０２
８＞セパレータ４枚を絹合せＡ丁Ｆ油中で５ＡＥＮｏ、
２試験機により摩Ｉ察係合試験をおこなった。

条イど１は回転数：４０００ｒ、ｐ、ｍ、押付はカニ５
００Ｋｇｆ、油温：１１０’Ｃ１で繰返し回数：２００
０回おこない、その時に発生する１ヘルク波形を調べた
。なお、このトルク波形において、曲線の勾配により摩
擦係数を算出した。第１図（ａ＞においてａ：初期摩擦
係数、ｂ：動摩擦係数、Ｃ：静摩１察係数の各位置に相
当する位置で算出した。

初期および２０００ザイクル後のトルク波形を第１図（
ａ＞（ｂ）に示す。なお、横！＋Ｉ＋が係合に２／ｌ 要した時間で縦軸は摩１察力である。

Ｎ０１３の比較例では係合開始後Ｃ摩１察力か低小し係
合完了時に急激に摩擦力が高まる波形を示ｉｏ一方丈側
倒のＮｏ、１．２は係合まで平らな曲線で係合完了時で
も比較例のような尖った形にならずなだらかな曲線とな
っている６、シたかつてスムースな係合か可能である。

従来のバルブを基材のＮｏ、３の摩擦板では、初期ａ３
よび２０００ザイクル時とも静摩擦係数／動摩１察係数
か１．０以上となっており、係合時の変速ショックなど
の影響によるフィーリングが悪くなるのに対して、実施
例のＮｏ、１．２の摩擦板ではいずれも静摩擦係数／動
摩擦係数が１．０に近く係合がスムースにできる。

２０００１ノ−イクルの耐久試験後の比較例では、動摩
擦係数のレベルが低小し係合時間が長くなるのに対し、
実施例では耐久後でも動摩擦係数のレベルの低小はほと
んど認められす安定した係合か１■られる。

さらに、実施例の場合は、比較例に比べ高い摩１察係数
を有するので仝体面に係合時間が短くなっている。

第２図【Ｊ、２０００Ｉナイクル耐久試験後の摩耗量を
示す。Ｎｏ、３の比較例では表面か炭化し一部剥離して
大きな摩耗量を示すのに苅して、Ｎｏ。

１〜２の実施例では摩耗か少なく優れた耐久・１（１を
示している。

Ｎｏ、３の摩擦材では耐久試験の繰返しにより摩擦向ポ
ーラス状態ではめるか目詰り状態となり動摩擦係数が小
ざくなり係合時間か人きくなる。

また静摩擦係数はあまり変らないの−ＣＣ変速ショクツ
クおおきくなる。

（試験例２〉 前記の摩擦板を実際の７１”−１〜マヂックトランスミ
ッション（［「用オーバードライブ（＝ｊ−Ａ　／王）
に組付は実機での摩１察試験をｄ３こなった。

試験条件は１→４下りまでフルスロワ１ヘルにで順次ア
ップさせた後、スロットル開度Ｏ％にて４→１］−ｈま
で′夕゛ウンさせる］ナイクル（１２０秒／１サイクル
）を３０００サイクル実施した。そのＧ 時の１→２速の変速時間の変化を第３図に示す。

この図からＮｏ、３の比較例では初期では変速に時間か
かかり、サイクル数が増えるとしだいに時間が短くなり
一目最低となり、また長くなるといった変動を示し−Ｃ
いる。このようにサイクル数により変速時間が変化する
のに対しで、実施例℃゛は初期から３０００サイクルま
で一定で安定した変速時間となっている。すなわち実施
例の摩擦板［１常に安定したシフトフィーリングを有す
る。

（試験例３〉 さらに、実施例Ｎｏ、２の炭素繊維強化炭素焼結体（Ｓ
　Ｔ　３０　）に配合する無機微小体としてのセラミッ
クス粉末の種類と最（５％、１０％〉を変化させた試験
片を作成し１−ＦＷ摩１察摩耗試験機により摩耗量およ
び摩１察係数を測定した。測定条イ′１は、相手材に外
径３５ｍｍ、内径３１ｍｍ、軸方向に長さ８，７調の５
ＵＪ２製のリングを使用し、潤滑油としてＳへＦ規格の
５Ｗ−３０ベースオイルを使用し−Ｃ回転数１６０回／
分て゛、相手材の外周面に縦１５．７ｍｍ、横６．３ｍ
ｍ、高さ１０ｍの試験片を荷重１５Ｋｇｆで加圧し、１
５分摺動させた。結果を第４図（ａ）〜（ｄ）に示す。

第４図は棒グラフが試験片の摩耗量で、その旧都の数字
が摩擦係数である。炭素ａＩｉ維強化炭素焼結体（ＳＴ
３０）単独に比ベセラミックスの添加量、粒径などを適
宜選択することにより摩耗量や摩１察係数を変えること
ができる。したがって、この炭素繊維強化炭素焼結体は
セラミックスの種類、量にＪ：り所定の物性の摩１察祠
とすることができる。

［発明の効果］ 本発明の湿式摩擦材は、特殊な炭素繊維強化炭素焼結体
で作られ−でいる。この炭素繊維強化炭素焼結体は、高
強力で摩耗量が少なく、かつ摩擦特性が安定している。

また無機微小体の添加により摩Ｉ察係数を所定の値に容
易に管理することができる。さらにこの摩擦イΔは静摩
擦係数と動摩擦係数との差が少ない１．このため変速時
の係合ショックを少なくすることができる。したがって
スムー＝スな変速ができ良好なシフ１ヘフイーリングと
なる。

また従来材よりも摩１察係数が大きいため係合時Ｂ 間も短く安定し耐久性が優れ軽量化した摩１察（Δとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は摩１察係含試験の初期、２００
０−リ゛イクル後、のトルク波形を示すグラフ、第２図
は摩擦板の摩耗量を示す棒グラフ、第３図は変速４ノ−
イクル毎の変速時間のグラフ、第４図（ａ）〜（ｄ）は
無機微小体の種類と最をかえた炭素ｌ１ｌｉ維強化炭素
焼結体ブロックの摩擦係数と摩耗量を示す棒グラフであ
る。 特ム′Ｆ出願人　　１〜ヨタ自動車株式会社同　　　　
大阪瓦斯株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）油中で第１プレートと第２プレートとを係合して
   トルクの伝達をおこなうプレートを構成する湿式摩擦材
   であつて、 該湿式摩擦材は、炭素マトリックス中に炭素繊維がある
   いは炭素繊維と無機微小体とが一体的に埋設された組織
   を有し、該炭素マトリックスは偏光顕微鏡で見て光学異
   方性の微粒子が均一に密集したモザイク構造をもち、該
   炭素繊維と該炭素マトリックスとの間の界面で剥離して
   いる界面の割合が全界面に対して１０％以下であり、か
   つ密度が１．６５以上である炭素繊維強化炭素焼結体で
   構成されていることを特徴とする湿式摩擦材。
2. （２）油中で第１プレートと第２プレートとを係合して
   トルクの伝達をおこなうプレートを構成する湿式摩擦材
   であって、 該湿式摩擦材は、未炭化炭素質繊維を、あるいは未炭化
   炭素質繊維と無機微小体とを埋設した自己焼結体を有す
   る炭素質粉末からなる複合体を焼結して得られる炭素繊
   維強化炭素焼結体で構成されていることを特徴とする湿
   式摩擦材。