JPH085972B2

JPH085972B2 - クラッチフェ−シングの製造方法

Info

Publication number: JPH085972B2
Application number: JP62118140A
Authority: JP
Inventors: 孝名取; 元一川上
Original assignee: 日本バルカ−工業株式会社
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPS63284229A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、自動車、産業機械などに用いられるクラッ
チフェーシングの製造方法に関し、さらに詳しくは、ク
ラッチフェーシングを接続した場合に生ずる振動現象す
なわちジャダー現象が少ないようなクラッチフェーシン
グの製造方法に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点従来クラッチフェーシングは、石綿を基材とし、これ
にフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ゴム材、加硫
剤、加硫促進剤、摩擦向上剤、充填剤などを溶剤に溶か
したものを付着させ、次いでこれを予備成形し、その後
金型にて加熱加圧して製造されてきた。ところが近年ア
スベストの人体に対する悪影響が指摘され始め、アスベ
ストを含まないクラッチフェーシングが注目されるよう
になってきた。

石綿を基材としないクラッチフェーシングは、基材と
してのガラス繊維にフェノール樹脂などの熱硬化性樹
脂、ゴム材、加硫剤、加硫促進剤などを付着させ、次い
でこれを予備成形し、その後金型にて加熱加圧して製造
されている。このようなクラッチフェーシングは、たと
えば米国特許第4,130,537号明細書などにより提案され
ている。この米国特許第4,130,537号明細書に教示され
たクラッチフェーシングは、基材としてガラス繊維のみ
を用いて得られるクラッチフェーシングは乗り心地が悪
いため、ガラス繊維にレーヨン、麻、木綿などの有機繊
維を、ガラス繊維に予じめ複合しておき、得られた複合
ヤーンをフェノール樹脂、ゴム配合物、その他の摩擦向
上剤などが溶解あるいは分散された溶剤に浸漬して、複
合ヤーン上にこれらの物質を付着させ、次いで予備成形
した後加熱加圧して、製造されている。

ところで基材として、ガラス繊維などの無機繊維を用
いて、あるいはガラス繊維などの無機繊維と有機繊維と
を組合せて用いて得られるクラッチフェーシングは、ト
ルク容量が必ずしも充分ではなく、高馬力あるいはトル
クの大きな車両に用いた場合に充分な性能を発揮し得な
いという問題点があった。また上記のようなクラッチフ
ェーシングは、クラッチフェーシングを接続した場合に
振動現象すなわちジャダー現象が生じてしまい、乗り心
地が悪いという問題があった。

ところでこのような問題点を解決するため、特公昭60
−9526号公報には、非アスベスト系基材に有機繊維を混
綿してスライバーを作り、ついで撚糸とし、これに熱硬
化性樹脂を含浸させ、その後乾燥、成形、硬化させて空
隙率が５〜25体積％の摩擦材とすることを特徴とする摩
擦材の製造方法が記載されている。この公報では、摩擦
材の空隙率を５〜25体積％とする手段としては、一定体
積の金型に対し空隙率０体積％となるように密に成形す
るのに必要な重量よりも５〜25％少ない重量を用いて成
形する方法が挙げられている。また一定重量のものを成
形するのに対し金型の体積（断面積が固定の場合は厚
さ）を空隙率０体積％のものを成形する場合よりも５〜
25％大きくする方法も挙げられている。

ところが上記のような方法によって得られるクラッチ
フェーシングの空隙率を調整しようとすると、クラッチ
フェーシングの空隙率に応じて高価な金型を複数種の準
備しなければならないという問題点があった。また、深
い金型を用いて厚い成型物を作り、これを研摩してクラ
ッチフェーシングを製造しているため、研摩時に研摩に
より多くの材料を捨てることになり、材料に無駄が生ず
るという問題点があった。

本発明者らは、上記のような問題点を解決すべく鋭意
検討をしたところ、クラッチフェーシングを製造するに
際して、基材繊維、熱硬化性樹脂およびゴム配合物を特
定の割合で用いるとともに、熱硬化性樹脂の量を従来用
いられた量よりも少なくし、基材繊維100重量部に対し
て10〜25重量部の量で用いれば、熱硬化性樹脂の使用量
に応じて、得られるクラッチフェーシングの気孔率が変
化し、得られるクラッチフェーシングの気孔率を２〜15
体積％に容易に調整できることを見出して、本発明を完
成するに至った。

発明の目的本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解
決しようとするものであって、トルク容量が大きくしか
も耐ジャダー性に優れ、その上このような優れた特性を
有するクラッチフェーシングを高価な金型を複数種準備
することなく製造しうるような、クラッチフェーシング
の製造方法を提供することを目的としている。

発明の概要本発明に係る気孔率が２〜15体積％であるクラッチフ
ェーシングの製造方法は、無機繊維を主体とする基材繊
維に、熱硬化性樹脂を含浸付着させた後に、この熱硬化
性樹脂を乾燥させ、次いで熱硬化性樹脂が付着せしめら
れた基材繊維にゴム配合物を付着せしめた後、得られる
クラッチフェーシング形成用素材を予備成形した後に加
熱加圧してクラッチフェーシングを製造するに際して、
基材繊維を20〜50重量％、熱硬化性樹脂を３〜12重量％
およびゴム配合物を40〜65重量％の量で用いるととも
に、基材繊維100重量部に対して熱硬化性樹脂を10〜25
重量部で用いることを特徴としている。

本発明に係るクラッチフェーシングの製造方法では、
基材繊維、熱硬化性樹脂およびゴム配合物をそれぞれ特
定量で用いるとともに、熱硬化性樹脂を基材繊維に対し
て従来の使用量よりも少ない特定量で用いることによっ
て得られるクラッチフェーシングの気孔率を２〜15体積
％に調整しており、したがってトルク容量が大きくしか
も耐ジャダー性に優れ、その上高価な金型を複数種準備
する必要がない。

発明の具体的説明以下本発明に係るクラッチフェーシングの製造方法に
ついて具体的に説明する。

本発明に係るクラッチフェーシングの製造方法では、
基材繊維、熱硬化性樹脂およびゴム配合物をそれぞれ特
定量で用いるとともに、熱硬化性樹脂を基材繊維に対し
て従来の使用量も少ない特定量で用いることによって、
得られるクラッチフェーシングの気孔率を２〜15体積％
に調整しているが、以下に各成分について説明する。

本発明で基材繊維として用いられる無機繊維として
は、ガラス繊維、セラミックス繊維、岩綿繊維、玄武岩
繊維、珪酸カルシウム繊維、蛇紋岩繊維、カーボン繊
維、グラファイト繊維などが挙げられる。また場合によ
っては、石綿繊維を用いることもできる。このうち、特
にガラス繊維を用いることが好ましい。これら無機繊維
は、ヤーン状、ロービング状、フェルト状、リボン状、
テープ状などとして使用できる。

また本発明では、上記のような無機繊維に、芳香族ポ
リアミド繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、木
綿、麻、レーヨンなどの有機繊維を、少量混ぜて用いる
こともできる。

熱硬化性樹脂およびゴム配合物は、上記のような基材
繊維を結着するために用いられる。

熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが用いられる。これら
のうち、フェノール樹脂が好ましく、フェノール樹脂と
してはノボラック型、レゾール型、水溶液型、アルコー
ル溶液型のものが用いられる。

ゴム配合物は、一般に、ゴム材、加硫剤、加硫促進
剤、摩擦向上剤などを含んで構成されている。

ゴム材としては、ブタジエンゴム（BR）、スチレン−
ブタジエンゴム（SBR）、イソプレンゴム（IR）、エチ
レン−プロピレンゴム（EPM）、ブチルゴム（IR）、ク
ロロプレンゴム（CR）、アクリロニトリル−ブタジエン
ゴム（NBR）、クロルスルホン化ポリエチレン（CSM）、
アクリルゴム（ACM）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコー
ンゴム（Si）、フッ素ゴム（EPM）、多硫化ゴム
（Ｔ）、ポリエーテルゴム（POR）などの合成ゴムなら
びに天然ゴムが用いられうるが、特にスチレン−ブタジ
エンゴム（SBR）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（NBR）が好ましい。

加硫剤としては、イオウ、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、過酸化物、ジニトロソベンゼンなどが用いられる。
また加硫促進剤としては、チアゾール系促進剤、ポリア
ミン系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカル
バメート系促進剤、アルデヒドアミン系促進剤、グアニ
ジン系促進剤、チオ尿素系促進剤、キサンテート系促進
剤などが用いられる。

摩擦向上剤としては、クレー、タルク、硫酸バリウ
ム、カシューダスト、グラファイト、硫酸鉛、トリポリ
石（珪質石灰石）などが用いられる。

また必要に応じてゴム配合物中に、ゴム配合物の加工
性を向上させるために、有機繊維を添加することもでき
る。有機繊維としては、耐熱性および柔軟性に富んだ繊
維が好ましく、具体的には、麻、木綿、羊毛、絹などの
天然繊維およびレーヨン、アセテート、酢化スフ、ポリ
アミド系繊維（ナイロンなど）、ポリビニルアルコール
系繊維（ビニロンなど）、ポリアクリル系繊維、ポリス
チレン系繊維、フェノール樹脂繊維、アラミッド繊維な
どの合成繊維が用いられうる。

ゴム配合物に添加される有機繊維は、繊維径５〜60μ
ｍ好ましくは10〜40μｍ、長さ１〜50mm好ましくは３〜
10mm、アスペクト比（長さ／直径）200〜5000好ましく
は200〜1000の範囲内にあるものを用いることが、ゴム
配合物の加工性を高める上で望ましい。この有機繊維の
長さがあまり長くなりすぎると、ゴム配合物中への分散
性が悪くなるため好ましくない。

有機繊維は、ゴム配合物中にゴム配合物重量に対して
１〜15重量％、好ましくは１〜９重量％、さらに好まし
くは１〜５重量％の量で添加される。有機繊維の添加量
が15重量％を越えると、クラッチフェーシングの使用時
に発生する摩擦熱により有機繊維が溶融あるいは炭化し
てクラッチフェーシングの摩擦係数が低下するため好ま
しくなく、また１重量％未満ではゴム配合物の加工性が
あまり向上せず好ましくない。

本発明では、上記のようなクラッチフェーシングの製
造方法において、基材繊維は20〜50重量％好ましくは25
〜40重量％の量で用いられ、熱硬化性樹脂は３〜12重量
％好ましくは５〜10重量％の量で用いられ、またゴム配
合物は40〜65重量％好ましくは45〜60重量％の量で用い
られる。

そして本発明では、上記の範囲内で熱硬化性樹脂は、
基材繊維100重量部に対して10〜25重量部好ましくは15
〜23重量部の量で用いられる。このような熱硬化性樹脂
の量は、従来用いられている量よりも少ない。

このようにクラッチフェーシングを製造するに際し
て、熱硬化性樹脂の量を従来より少なくすることによ
り、得られるクラッチフェーシングの気孔率を高めるこ
とができる。たとえばガラス繊維100重量部に対してフ
ェノール樹脂を21、６重量部用いた場合には、得られる
クラッチフェーシングの気孔率は6.5％であり、またガ
ラス繊維100重量部に対してフェノール樹脂を20、８重
量部用いた場合には、得られるクラッチフェーシングの
気孔率は14.5％にも達する。

これに対してガラス繊維100重量部に対してフェノー
ル樹脂を44.9重量部用いた場合には、得られるクラッチ
フェーシングの気孔率は1.2％であり、またガラス繊維1
00重量部に対してフェノール樹脂を40.9重量部用いた場
合には、得られるクラッチフェーシングの気孔率は0.8
％となる。

本発明では、上記のような範囲で基材繊維、熱硬化性
樹脂およびゴム配合物を用いることによって、得られる
クラッチフェーシングの気孔率を２〜15体積％に調整し
ているが、この気孔率が15体積％を越えると、クラッチ
フェーシングのバースト強度が著しく低下するとともに
トルク容量も小さくなるため好ましくない。また気孔率
が２体積％未満ではバースト強度の大きいクラッチフェ
ーシングは得られるが、トルク容量が小さく、しかも耐
ジャダー性にも劣るため好ましくない。

次に、本発明に係るクラッチフェーシングは、従来公
知の製造方法に従って製造することができるが、その製
造方法の一例についてより具体的に説明する。

まず、ヤーン状あるいはロービング状などの線状の無
機繊維を、複数本一体化させてなるひも状の基材繊維
に、熱硬化性樹脂を含浸付着させた後に、この熱硬化性
樹脂を約90〜120℃の温度で乾燥させ、次いで基材繊維
にゴム配合物を付着させる。ゴム配合物の付着方法とし
ては、たとえばシート状に形成されたゴム配合物を付着
させてもよく、またゴム配合物を溶剤により溶解してゴ
ムのり状とし、これに基材繊維を浸漬し、次いで乾燥さ
せて付着させてもよい。

このようにして得られたクラッチフェーシング形成用
素材を、予備成型用金型に巻き付け、所定の大きさの円
環状に予備成型した後、この予備成型物を、150〜200kg
f/cm²の圧力で、150〜180℃程度の温度で加熱加圧する
と、本発明に係るクラッチフェーシングが得られる。

発明の効果本発明に係るクラッチフェーシングの製造方法では、
基材繊維、熱効果性樹脂およびゴム配合物をそれぞれ特
定量で用いるとともに、熱硬化性樹脂を基材繊維に対し
て従来の使用量よりも少ない特定量で用いることによっ
て得られるクラッチフェーシングの気孔率を２〜15体積
％に調整しており、したがってトルク容量が大きくしか
も耐ジャダー性に優れ、その上高価な金型を複数種準備
する必要がない。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

実施例１無機繊維としてガラスロービングを用い、このガラス
ロービングをフェノール−ホルムアルデヒド樹脂溶液が
満たされた容器内に浸漬して、ガラスロビング（66重量
％）にこのフェノール樹脂（14重量％）および溶剤（20
重量％）を含浸付着させた。次いで前記フェノール樹脂
が含浸付着されたガラスロービングを90〜120℃の温度
で乾燥した後、このガラスロービングに下記組成のゴム
配合物（Ｉ）を上下両面から該ロービングを挟むように
して溝付ロール間に供給して、該ロービングにシート状
ゴム配合物を付着せしめてクラッチフェーシング用素材
を得た。このクラッチフェーシング用素材では、ガラス
ロービングは58重量％の量で含まれており、ゴム配合物
（Ｉ）は42重量％の量で含まれていた。

ゴム配合物（Ｉ）の組成 NBRゴム 30重量％充填剤 62重量％加硫剤８重量％次に、このようにして得られたクラッチフェーシング
用素材を、予備成型用金型に巻き付け、所要の大きさの
円環状に予備成型し、これを成型用金型に移して160℃
の温度、180kgf cm²の圧力で５分加熱加圧して加硫硬化
させた。さらに170℃の温度で５時間加熱処理して、外
径200mm、内径130mm、厚さ3.5mmの円環状のクラッチフ
ェーシングを製造した。

得られたクラッシフェーシングの気孔率を測定したと
ころ、6.5体積％であった。

なお、得られたクラッチフェーシングの気孔率は、自
動車規格JASO Ｃ 444「ブレーキライニング、パッド
の物理的性質試験方法」の「気孔率試験方法」を用いて
測定した。

また上記のようにして得られたクラッチフェーシング
のトルク容量テストを行なったところ20回のうち20回と
も合格し、充分大きなトルク容量を有していることがわ
かる。

なお、得られたクラッチフェーシングのトルク容量
は、下記のようにして測定した。

クラッチフェーシングを乗用車に装着し、平坦地にこ
の車を止める。

変速ギアをニュートラルとして、エンジン回転を4,00
0rpmに上げ、そのまま保持する。

クラッチを切り、変速ギアを第３速へ入れる。

アクセルペダルを踏み続けながら、クラッチをすばや
くつなぎ、車を急発進させる。

ブレーキをかけて車を止め、クラッチを切ったままエ
ンジン回転を2,000rpmに保持し30秒間保持する。

上記〜をくり返し行ない、合計で20回の急発進を
行なう。

20回ともクラッチがすぐにつながり急発進できた場合
は十分なトルク容量がある、すなわちトルク容量が高い
と評価した。

20回のくり返し評価の中である回数からクラッチがす
べり始めた（クラッチペダルから足を離した後、クラッ
チがつながるまでに３秒以上を要する）場合には、その
回数で不合格とした。

またこのクラッチフェーシングのバースト強度は、1
4,000（rpm）であった。

実施例２実施例１において、ガラスロービングの代わりガラス
ヤーンを用い、そしてフェノール系樹脂の付着量を下記
のように代えた以外は、実施例１と同様にしてクラッチ
フェーシングを製造した。

ただしガラスヤーン67重量％に対して、フェノール樹
脂14重量％、溶剤19重量％を含浸付着させた後乾燥さ
せ、次いでこのヤーン51重量％に対してゴム配合物49重
量％を付着させた。

得られたクラッチフェーシングの気孔率を測定したと
ころ、4.3体積％であった。

また得られたクラッチフェーシングのトルク容量テス
トを行なったところ20回のうち20回とも合格であり、充
分大きなトルク容量を有していることがわかる。またこ
のクラッチフェーシングのバースト強度は、13,600（rp
m）であった。

実施例３実施例１において、ガラスロービングの代わりグラス
バルキー糸（嵩高加工を施したガラスロービング）を用
い、そしてフェノール系樹脂の付着量を下記のように変
えた以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシン
グを製造した。

ただしグラスバルキー糸65重量％に対して、フェノー
ル樹脂14重量％、溶剤21重量％を含浸付着させた後に乾
燥させ、次いでこのバルキー糸45重量％に対してゴム配
合物55重量％を付着させた。

得られたクラッシフェーシングの気孔率を測定したと
ころ、14.5体積％であった。

また得られたクラッチフェーシングのトルク容量テス
トを行なったところ20回のうち20回とも合格であり、充
分大きなトルク容量を有していることがわかる。またこ
のクラッチフェーシングのバースト強度は、13,700（rp
m）であった。

比較例１実施例１において、ガラスロービングに付着させるフ
ェノール系樹脂およびゴム配合物の量を下記のように変
えた以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシン
グを製造した。

ただしガラスロービング47重量％に対して、フェノー
ル樹脂21重量％、溶剤32重量％を含浸付着させた後に乾
燥させ、次いでこのガラスロービング71重量％に対して
ゴム配合物29重量％を付着させた。

得られたクラッシフェーシングの気孔率を測定したと
ころ、1.2体積％であった。

また得られたクラッチフェーシングのトルク容量テス
トを行なったところ、11回目で不合格となり、トルク容
量はあまり大きくなかった。このクラッチフェーシング
のバースト強度は、13,700（rpm）であった。

比較例２実施例１において、ガラスロービングに付着させるフ
ェノール系樹脂およびゴム配合物の量を下記のように変
えた以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシン
グを製造した。

ただしガラスロービング49重量％に対して、フェノー
ル樹脂20重量％、溶剤31重量％を含浸付着させた後に乾
燥させ、次いでこのガラスロービング31重量％に対して
ゴム配合物69重量％を付着させた。

得られたクラッシフェーシングの気孔率を測定したと
ころ、0.8体積％であった。

また得られたクラッチフェーシングのトルク容量テス
トを行なったところ、８回目で不合格なり、トルク容量
はあまり大きくなかった。このクラッチフェーシングの
バースト強度は、14,200（rpm）であった。

比較例３実施例１において、ガラスロービングに付着させるフ
ェノール系樹脂およびゴム配合物の量を下記のように変
えた以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシン
グを製造した。

ただしガラスロービング76重量％に対して、フェノー
ル樹脂10重量％、溶剤14重量％を含浸付着させた後に乾
燥させ、次いでこのガラスロービング53重量％に対して
ゴム配合物47重量％を付着させた。

得られたクラッシフェーシングの気孔率を測定したと
ころ、18体積％であった。

また得られたクラッチフェーシングのトルク容量テス
トを行なったところ、18回目で不合格となり、トルク容
量はあまり大きくなかった。このクラッチフェーシング
のバースト強度は、10,600（rpm）であった。

これらの結果を表１にまとめる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維を主体とする基材繊維に、熱硬化
性樹脂を含浸付着させた後に、この熱硬化性樹脂を乾燥
させ、次いで熱硬化性樹脂が付着せしめられた基材繊維
にゴム配合物を付着せしめた後、得られるクラッチフェ
ーシング形成用素材を予備成形した後に加熱加圧してク
ラッチフェーシングを製造するに際して、基材繊維を20
〜50重量％、熱硬化性樹脂を３〜12重量％およびゴム配
合物を40〜65重量％の量で用いるとともに、基材繊維10
0重量部に対して熱硬化性樹脂を10〜25重量部で用いる
ことを特徴とする、気孔率が２〜15体積％であるクラッ
チフェーシングの製造方法。