JPH10111230A - ペーパ摩擦材の寿命予測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のペーパ摩擦材の加圧耐久寿命の評価法で
は、加圧耐久試験を実機のペーパ摩擦材を使用して行
い、しかもペーパ摩擦材が実際に破壊寿命に至るまで行
うため、試験時間が非常に長くかかる。 【解決手段】ペーパ摩擦材の単体を試験片として加圧耐
久試験を所定回数行ない、その後当該試験片の引張り強
度を測定して新品の試験片に対する引張り強度比を算出
し、その算出値に基づいて引張り強度比が５０％となる
点の加圧耐久回数を予測してペーパ摩擦材の破壊寿命と
する。途中測定結果を用いて、ペーパ摩擦材の最終的な
破壊寿命を予測するものであるから、ペーパ摩擦材の破
壊寿命に達するまで加圧耐久試験を行う必要がなく、試
験時間を大幅に短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用自
動変速機等に組み込まれるペーパ摩擦材の寿命予測方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機等に用いられるペーパ摩擦材
には、摩擦特性と共に加圧耐久特性が要求される。その
加圧耐久特性の評価は公知の加圧耐久試験機を用いて行
われている〔日本トライボロジー学会：トライボロジー
会議予稿集（金沢 １９９４−１０）９２３〕。

【０００３】この従来の湿式ペーパ摩擦材の加圧試験方
法では、供試体として鋼板にペーパ摩擦材（紙にフェノ
ール樹脂を含浸させたもの）を貼付した実機の状態のも
のを使用している。そして、その実機のペーパ摩擦材を
自動変速機油中に浸して加温しながら加圧と解放のサイ
クルを繰り返し、ペーパ摩擦材が破壊するまでの実働繰
り返し回数をもってペーパ摩擦材の寿命を判定してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のペーパ摩擦材の加圧耐久寿命の評価では、前記の加
圧耐久試験を、実機のペーパ摩擦材が実際に破壊寿命に
至るまで行うため、試験時間が非常に長くかかるという
問題点があった。

【０００５】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたものであり、加圧力，温度等の加
圧試験の条件は現状のままで、しかも加圧耐久試験時間
を大幅に短縮できるペーパ摩擦材の寿命予測方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明のペーパ摩擦材の寿命予測方法は、ペーパ摩擦材の
単体を試験片として加圧耐久試験を所定回数行ない、そ
の後当該試験片の引張り強度を測定して新品の試験片に
対する引張り強度比を算出し、その算出値に基づいて引
張り強度比が５０％となる点の加圧耐久回数を予測して
ペーパ摩擦材の破壊寿命とすることを特徴とする。

【０００７】従来の供試体はペーパ摩擦材を鋼板に貼り
合わせてあるため、試験の途中や試験後のペーパ摩擦材
の単体に対する引張り強度試験を施し材料評価を行うこ
とができなかったのに対し、本発明の寿命予測方法に使
用する供試体は、ペーパ摩擦材の単体（鋼板に張り合わ
せないもの）を用いることで試験途中や試験後のペーパ
摩擦材自体の材料評価を行うことが可能である。その途
中測定結果を用いて、ペーパ摩擦材の最終的な破壊寿命
を予測するものである。したがって、ペーパ摩擦材の破
壊寿命に達するまで加圧耐久試験を行う必要がなくな
り、試験時間を短縮することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１〜図３は本発明のペーパ摩擦
材の寿命予測方法に用いる加圧耐久試験機を示したもの
で、図１は加圧耐久試験機の全体構成を示す概略図、図
２はその加圧手段であるプレスロッドの加圧面の図、図
３は加圧台への試験片の取付け態様を示した平面図であ
る。この加圧耐久試験機は、加圧台１上に平らに置いた
試験片２を試験容器３内の自動変速機油４中に漬け、上
から油圧を加えることにより、コイルバネ６の復元力に
抗してプレスロッド７で繰り返し加圧するようになって
いる。装置全体を保温箱８で囲み、熱電対９で測温しな
がらヒータ１０で試験容器３内の油４を加熱して、一定
温度に保持する。試験片２は、供試体のペーパ摩擦材の
単体を図３に示すような短冊状にして、加圧台１に例え
ば４枚１組で取り付けられる。

【０００９】加圧耐久試験条件の一例を示すと次の通り
である。 プレスロッドの加圧面積：１２００ｍｍ² 各試験片のサイズ ：長さ５０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１ｍｍ，鋼板には 接着されていない。

【００１０】 面圧 ：９．８ＭＰａ 温度 ：１２０℃ 加圧サイクル ：加圧時間３秒 解放時間７秒 引張り強度測定 ：所定の加圧回数経過毎に試験片を一部取り出して万 能引張り試験機でその引張り強度を測定し、経時変 化を求める。

【００１１】上記の条件で、ペーパ摩擦材の試験片が実
際に破壊寿命に達するまで、加圧耐久試験を実施した場
合の引張り強度の経時変化（引張り強度の劣化曲線）を
図４に示す。

【００１２】引張り強度比は、加圧試験後と新品のペー
パ摩擦材試験片との引張り強度の比率で表した。図４の
ように、引張り強度比は加圧回数の増加と共に、徐々に
減少した。この引張り強度の減少はペーパ摩擦材を構成
している繊維やレジンの変形により生じたクラックに起
因するものと考えられる。なお、同一のペーパ摩擦材を
供試体として、加圧条件（面圧，加圧サイクル）の設定
を上記とは変えて何種類かの実験を同様に行なった。こ
れらの試験の結果、破壊時の引張り強度比は加圧条件に
は依存せず、新品の場合の約５０％に達すると破壊寿命
になることがわかった。以下の説明では、その５０％と
いう値をペーパ摩擦材の破壊限界目安とし「劣化限界
値」という。

【００１３】いま、図４に表された結果を、横軸に加圧
回数を対数で目盛り、縦軸に引張り強度比を通常の目盛
りで示した片対数グラフに表すと、図５に示すように略
直線の関係が得られる。

【００１４】この試験結果から、ペーパ摩擦材の加圧耐
久試験による引張り強度の劣化曲線と劣化限界値とによ
り破壊寿命の予測が可能であることが明らかになった。
すなわち、本発明のペーパ摩擦材の寿命予測方法にあっ
ては、ペーパ摩擦材の単体を試験片として、先ず、その
試験片の加圧耐久試験を、引張り強度比が劣化限界値に
達する以前の加圧回数で２点だけ行なう。次に、当該２
点の試験片の引張り強度を測定して、新品の試験片に対
する引張り強度比をそれぞれ求める。こうして得られた
結果を図５に示すような片対数グラフ上にプロットし、
２点を結ぶ直線の延長が劣化限界値（５０％）と交差す
る点の加圧回数を求めれば、その値が加圧耐久寿命であ
る。

【００１５】具体的には、例えば、同一のペーパ摩擦材
の試験片（Ａ）について１００００回の加圧耐久試験、
試験片（Ｂ）について２００００回の加圧耐久試験を実
施し、それぞれの引張り強度を測定して、新品の試験片
に対する引張り強度比がＡは８２％，Ｂは７２％であっ
たとする。その両者Ａ点とＢ点を片対数グラフにプロッ
トし、その２点を結ぶ直線を外延して劣化限界値線Ｌと
の交点Ｃを求めれば、加圧回数８００００回が得られ
る。この回数は、試験片を実際に破壊するまで加圧を繰
り返して得られた破壊寿命回数である８００００回と略
一致する。すなわち、破壊寿命８００００回のペーパ摩
擦材の寿命が、僅かに２００００回までの加圧耐久試験
で予測できて試験時間が大幅に短縮される。

【００１６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のペーパ
摩擦材の寿命予測方法によれば、ペーパ摩擦材の単体を
試験片とする加圧耐久試験を破壊限界まで行うことな
く、それより遙るか以前の２点の加圧回数だけ行えば、
ペーパ摩擦材の破壊寿命を予測すりことができて、試験
時間が大幅に短縮されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧耐久試験機の全体構成を示す概略図であ
る。

【図２】図１に示すもののプレスロッドの加圧面の図で
ある。

【図３】図１に示すものの、加圧台への試験片の取付け
態様を示した平面図である。

【図４】加圧耐久試験における引張り強度の経時変化の
グラフである。

【図５】本発明の破壊寿命予測方法を説明するグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 達朗 静岡県袋井市愛野2345 エヌエスケー・ワ ーナー株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペーパ摩擦材の単体を試験片として加圧
   耐久試験を所定回数行ない、その後当該試験片の引張り
   強度を測定して新品の試験片に対する引張り強度比を算
   出し、その算出値に基づいて引張り強度比が５０％とな
   る点の加圧耐久回数を予測してペーパ摩擦材の破壊寿命
   とすることを特徴とするペーパ摩擦材の寿命予測方法。