JPH1161103A - シンクロナイザーリング用摩擦材及びその製造方法 - Google Patents

シンクロナイザーリング用摩擦材及びその製造方法

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JPH1161103A
JPH1161103A JP23337497A JP23337497A JPH1161103A JP H1161103 A JPH1161103 A JP H1161103A JP 23337497 A JP23337497 A JP 23337497A JP 23337497 A JP23337497 A JP 23337497A JP H1161103 A JPH1161103 A JP H1161103A
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JP
Japan
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friction material
weight
synchronizer ring
resin
parts
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JP23337497A
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Tomoji Kawai
智士 川合
Ryuichi Saito
隆一 斉藤
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Dynax Corp
Original Assignee
Dynax Corp
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Publication date
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/025—Compositions based on an organic binder
    • F16D69/026—Compositions based on an organic binder containing fibres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/025—Synchro rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、耐摩耗性、耐焼き付き性、多孔性を
兼ね具えたシンクロナイザーリング用の摩擦材を提供す
る。及びこのシンクロナイザーリング用摩擦材からなる
摩擦材層を有するシンクロナイザーリングを提供する。 【解決手段】 リング状本体１は、その内周側に摩擦材
層２を有する。摩擦材は、３０〜７０重量％の炭素材
と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量
％の金属繊維及び／又は金属粒子と、５〜４０重量％の
無機繊維及び／又は無機粒子と、必要に応じてさらに、
１０重量％までの有機繊維及び／又は１０重量％までの
カシューダストとを含み、気孔率が１０〜５０％であ
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、シンクロナイザー
リング用摩擦材及びその製造方法に関する。また、本発
明は、このようなシンクロナイザーリング用摩擦材から
なる摩擦材層を有するシンクロナイザーリングにも関す
る。
【０００２】
【従来の技術】シンクロナイザーリングは、自動車の変
速機等に組み込まれて、変速機の歯車切換え作動時に、
切換え噛合させられる２つの歯車同士が円滑に噛合する
ことができるように、２つの歯車を同期回転させるリン
グ状の部材である。
【０００３】シンクロナイザーリングは、リング状本体
に摩擦材層を有している。摩擦材層は、リング状本体の
内周側のみに設けられている場合と、外周側のみに設け
られている場合と、内周側及び外周側の双方に設けられ
ている場合とがある。これらいずれの場合であっても、
摩擦材層は、変速歯車のテーパー状部（円錐状部）に摩
擦係合させられる。
【０００４】従来、摩擦材層の摩擦材としては、銅合
金、例えば、ＭＢＡ−２及びＭＢＡ−５が多く使用され
ている。また、少数ではあるが、ペーパー材も使用され
ている。その他としては、溶射によってリング状本体に
モリブデンを固着させる場合もある。
【０００５】一方、シンクロナイザーリングには、主と
して次の特性が求められる。 (1) 相手部材であるテーパー状部に摩擦係合して２つの
歯車を同期させるため、相手部材に対する動摩擦係数が
大きいこと。 (2) 相手の歯車に噛合する際の衝撃を少なくするため
に、ゼロに近い相対速度での摩擦係数（以下、「静摩擦
係数」という。）が小さいこと。 (3) 相手部材に制動を加えたときの制動摩擦熱によっ
て、焼き損じないこと。 特に、クラッチ・シフトレバーのミス操作時に発生する
制動摩擦熱によって、焼き損じないこと。
【０００６】クラッチ・シフトレバーのミス操作とは、
クラッチペダルを確実に踏み込まずに、クラッチ・シフ
トレバーを動かすことをいい、このミス操作時には、エ
ンジントルクが他方の歯車に伝達され、クラッチが完全
に切れて空転するときのトルクよりも大きなトルクで他
方の歯車が回転させられるため、シンクロナイザーリン
グには大きな熱負荷（通常の十数倍に達する。）が発生
する。この結果、摩擦材が制動摩擦熱によって高温にな
り、炭化・異常摩耗が起き同期機能が損なわれる恐れが
ある。
【０００７】従来より、上記３つの特性のうち、(3) の
特性が優先される傾向にあるため、摩擦材としては、銅
合金が多く使用されている。しかし、銅合金は、他の部
材よりも動摩擦係数が小さいため、上記(1) 及び(2) の
特性が劣るという問題点を有している。
【０００８】そこで、銅合金の摩擦面を２重、３重の複
層構成として、制動摩擦熱を吸収するための容量を増や
して動摩擦係数を大きくすることによって、(1) の特性
の向上を図っている。しかしながら、このように摩擦面
を複層構成とすると、変速機の機構が複雑、大型かつ高
価になるという別の問題点が生じる。
【０００９】一方、ペーパー材は、上記(1) 及び(2) の
特性を具えているが、クラッチ・シフトレバーのミス操
作時の制動摩擦熱によって、焼き損じる恐れがあるとい
う問題点を有している。また、モリブデンは、銅合金よ
りもクラッチ・シフトレバーのミス操作時の制動摩擦熱
に耐えることができるが、上記(1) 及び(2) の特性が劣
るという問題点を有している。
【００１０】ところで、シンクロナイザーリングが良好
な摩擦特性を具えるためには、摩擦材に多数の微小孔が
形成されている必要がある。摩擦材に多数の微小孔が形
成されていると、シンクロナイザーリングが相手部材に
接触したときに、摩擦界面に油膜が形成されにくく、動
摩擦係数を大きくすることができるからである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決し、耐熱性、耐摩耗
性、耐焼き付き性、多孔性を兼ね具えたシンクロナイザ
ーリング用の摩擦材を提供することにある。また、本発
明の目的は、このようなシンクロナイザーリング用摩擦
材の製造方法を提供することにある。さらに、本発明の
目的は、このようなシンクロナイザーリング用摩擦材か
らなる摩擦材層を有するシンクロナイザーリングを提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、炭素材と、熱硬化性樹脂と、金属繊維及び／
又は金属粒子と、無機繊維及び／又は無機粒子とを特定
の配合割合で含む、特定の気孔率の材料によって、上記
目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。
【００１３】すなわち、本発明のシンクロナイザーリン
グ用摩擦材は、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４
０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属繊維
及び／又は金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維及び
／又は無機粒子とを含み、気孔率が１０〜５０％である
ものである。
【００１４】また、本発明のシンクロナイザーリング用
摩擦材の製造方法は、３０〜７０重量部の炭素材と、１
０〜４０重量部の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量部の金
属繊維及び／又は金属粒子と、５〜４０重量部の無機繊
維及び／又は無機粒子とを混合し、気孔率１０〜５０％
の摩擦材とする方法である。
【００１５】なお、本発明において「気孔」とは、表面
に向かって開いている孔のことであり、「気孔率」と
は、摩擦材に形成された気孔が摩擦材に対して占める容
積割合を意味する。「気孔率」の値の測定は、ＪＩＳ
Ｚ−２５０６「焼結含油金属の有効多孔率試験方法」に
準じて行った。
【００１６】さらに、本発明のシンクロナイザーリング
は、リング状本体と、該リング状本体の内周側及び／又
は外周側に設けられた摩擦材層とからなるシンクロナイ
ザーリングにおいて、該摩擦材層が、本発明のシンクロ
ナイザーリング用摩擦材又は本発明の方法により得られ
たシンクロナイザーリング用摩擦材から形成されている
ことを特徴とするものである。
【００１７】以下、本発明について、詳しく説明する。
本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材は、３０〜７
０重量％の炭素材を含む。炭素材は耐熱性に優れてお
り、摩擦材の耐熱性を向上させる。このため、シンクロ
ナイザーリングは、例えば、クラッチ・シフトレバーの
ミス操作時の制動摩擦熱に耐えることができ、相手部材
に対して焼き付くことが少なくなる。
【００１８】炭素材の配合量が３０重量％未満になる
と、摩擦材の耐熱性が低下し、一方、炭素材の配合量が
７０重量％を超えると、摩擦材の剛性が低下する。好ま
しい炭素材の配合量は４０〜６５重量％である。
【００１９】炭素材としては、特に限定されるものでは
ないが、例えば多孔質の黒鉛粒子が好ましい。特に、全
粒数の５０％以上が４４〜２５０μｍの粒直径を有する
多孔質黒鉛粒子が好ましい。このような多孔質黒鉛粒子
を摩擦材成分として使用すると、摩擦材としての所望の
気孔率が得られると共に、摩擦材に形成される気孔の径
を所望の値とすることができる。このことから、摩擦材
の動摩擦係数を、従来の金属からなる摩擦材より大きく
することができる。なお、多孔質黒鉛粒子の粒直径は、
ふるい震盪法により測定した値である（６０メッシュ〜
３２５メッシュ）。
【００２０】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
は、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂を含む。熱硬化性
樹脂は、摩擦材の各構成成分のバインダーとしての役目
をし、摩擦材の剛性を高める。
【００２１】熱硬化性樹脂の配合量が１０重量％未満と
なると、摩擦材の剛性が低下する。一方、熱硬化性樹脂
の配合量が４０重量％を超えると、熱によって軟化する
熱硬化性樹脂の量が多くなり、所望の気孔率が得られに
くくなり、摩擦材の動摩擦係数を大きくすることができ
ない。好ましい熱硬化性樹脂の配合量は１５〜３５重量
％である。
【００２２】熱硬化性樹脂としては、特に限定されるも
のではないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、メ
ラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ベンゾグアナミ
ン−メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びポリイミド樹脂
からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが
できる。これらはいずれも、シンクロナイザーリング使
用時における十分な耐熱性を有する。これらのうち、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
等が好ましい。
【００２３】上記フェノール樹脂としては、例えば、ノ
ボラック型フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹
脂、メラミン変性フェノール樹脂、カシュー変性フェノ
ール樹脂、炭化水素樹脂変性フェノール樹脂及びクレゾ
ール変性フェノール樹脂からなる群から選ばれる少なく
とも１種を用いることができる。これらのうち、ノボラ
ック型フェノール樹脂が、摩擦材の成形が容易になる点
からより好ましい。また、摩擦材の製造コストを下げる
こともできるので好ましい。熱硬化性樹脂は、１種のみ
を用いても良いが、２種以上を併用しても良い。
【００２４】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
は、５〜３０重量％の金属繊維及び／又は金属粒子を含
む。金属繊維や金属粒子は、熱フェード現象を抑えて、
制動摩擦熱によって摩擦材の動摩擦係数が小さくなるこ
とを防止する。
【００２５】熱フェード現象とは、シンクロナイザーリ
ングを相手部材に長時間押し続けたとき、摩擦材層と相
手部材との間の油が切れ、摩擦熱によって摩擦材の動摩
擦係数が小さくなる現象をいう。摩擦材層に熱フェード
現象が発生すると、シンクロナイザーリングの作動に長
時間を要するようになる。
【００２６】金属繊維及び／又は金属粒子の配合量が５
重量％未満となると、摩擦材の動摩擦係数が小さくな
る。一方、金属繊維及び／又は金属粒子の配合量が３０
重量％を超えると、シンクロナイザーリングが相手部材
に凝着する恐れが生じる。好ましい金属繊維及び／又は
金属粒子の配合量は７〜２５重量％である。
【００２７】金属繊維及び／又は金属粒子としては、特
に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、
銅、鉄、ニッケル、亜鉛及び／又は鉛を主成分とする合
金からなるものが挙げられる。このような金属繊維、金
属粒子としては、例えば、ステンレス繊維、スチール繊
維、銅繊維、黄銅繊維、アルミニウム繊維、鉄−ニッケ
ル繊維、ニッケル繊維、亜鉛粒子等が挙げられる。金属
繊維及び／又は金属粒子は、１種のみを用いても良い
が、２種以上を併用しても良い。
【００２８】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
は、５〜４０重量％の無機繊維及び／又は無機粒子を含
む。無機繊維及び／又は無機粒子は、バインダーとして
の熱硬化性樹脂を補強し、所望の気孔率が得られるよう
にする。
【００２９】無機繊維及び／又は無機粒子の配合量が５
重量％未満となると、熱硬化性樹脂の補強作用が弱くな
る。一方、無機繊維及び／又は無機粒子の配合量が４０
重量％を超えると、摩擦材の柔軟性が損なわれ、摩擦材
層が相手部材を擦り減らす。好ましい無機繊維及び／又
は無機粒子の配合量は１０〜３５重量％である。
【００３０】無機繊維及び／又は無機粒子としては、特
に限定されるものではないが、例えば、硫酸バリウム、
チタン酸カリウム、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、ム
ライト、ホウ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ウオラ
ストナイト、ゾノトライト、ガラス又はロックウールか
らなるものが挙げられる。
【００３１】より具体的には、例えば、硫酸バリウム粒
子、チタン酸カリウムウイスカー、アルミナウイスカ
ー、アルミナ繊維、炭化珪素ウイスカー、窒化珪素ウイ
スカー、ムライトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイ
スカー、炭酸カルシウムウイスカー、ウオラストナイ
ト、ゾノトライト、ガラス繊維、ロックウール等が挙げ
られる。無機繊維及び／又は無機粒子は、１種のみを用
いても良いが、２種以上を併用しても良い。
【００３２】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
は、上記各構成成分の他にさらに、１０重量％までの有
機繊維及び／又は１０重量％までのカシューダストを含
むこともできる。
【００３３】有機繊維を摩擦材に配合すると、摩擦材の
動摩擦係数をペーパー並みに大きくすることができると
共に、摩擦材の気孔率を３０％以上にして、摩擦材に柔
軟性を与えることができる。
【００３４】このような有機繊維としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、アラミド繊維、メタフェ
ニレンジアミン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、フ
ェノール繊維、アクリル繊維及びフッ素繊維等の耐熱性
の有機合成繊維から選ばれる少なくとも１種を用いるこ
とができる。より具体的には、アラミドパルプ、アラミ
ドチョップ、アクリルパルプ、アクリルチョップ等が挙
げられる。有機繊維は、１種のみを用いても良いが、２
種以上を併用しても良い。
【００３５】有機繊維を用いる場合の配合量は、通常１
０重量％までが適当である。１０重量％を超えると、他
の構成成分が均一に分散されなくなり、シンクロナイザ
ーリングの成形時における摩擦材の流動性が低下して、
シンクロナイザーリングの成形が困難になる。また、摩
擦材層の耐熱性も低下する。
【００３６】また、カシューダストを摩擦材に配合する
と、摩擦材の柔軟性を向上させて、動摩擦係数を大きく
することができる。カシューダストを用いる場合の配合
量は、通常１０重量％までが適当である。１０重量％を
超えると、摩擦材の動摩擦係数が大きくなりすぎて、摩
擦材層が相手部材に焼付く傾向になる。
【００３７】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
は、気孔率が１０〜５０％である。このような気孔率と
することにより、シンクロナイザーリングと相手部材と
の摩擦界面に油膜が形成されにくくなり、摩擦材の動摩
擦係数が大きいものとなる。
【００３８】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
は、３０〜７０重量部の炭素材と、１０〜４０重量部の
熱硬化性樹脂と、５〜３０重量部の金属繊維及び／又は
金属粒子と、５〜４０重量部の無機繊維及び／又は無機
粒子と、さらに必要に応じて１０重量部までの有機繊維
及び／又は１０重量部までのカシューダストとを混合
し、気孔率１０〜５０％とすることにより得ることがで
きる。
【００３９】この混合法は、特に限定されるものではな
いが、例えば、ヘンシェル型ミキサー、ダブルコーン型
ミキサー、リボン型ミキサー等の公知の混合機を用いて
行うことができる。
【００４０】次に、本発明のシンクロナイザーリング用
摩擦材を用いてシンクロナイザーリングを製造する方法
について、図面を参照して説明する。図１は、シンクロ
ナイザーリングの径方向に沿う断面図であり、図２は、
図１の一部拡大図である。図１において、シンクロナイ
ザーリング(3) は、リング状本体(1) の内周側に摩擦材
層(2) を有している。
【００４１】シンクロナイザーリングの製造方法には、
例えば次のような方法があり、本発明のシンクロナイザ
ーリング用摩擦材を用いて、いずれの方法も適用可能で
ある。
【００４２】（第１の製造方法）リング状本体の材料
（例えば、黄銅）と摩擦材とを、成形型内に充填して１
８０〜３００℃に加熱し、リング状本体と摩擦材層とを
一体化成形する。その後、一体化されたリング状本体と
摩擦材層とを２０〜３０分間、２３０〜５００℃に保
つ。最後に、摩擦材層(2) の内周をテーパー状（円錐
状）に切削し、内周に溝(4) 及びトップランド(5) を形
成する。
【００４３】（第２の製造方法）リング状本体の材料と
摩擦材とを、成形型内に充填して、電流を流して２００
〜３５０℃に加熱し、リング状本体と摩擦材層とを一体
化成形する。その後、摩擦材層(2) の内周をテーパー状
（円錐状）に切削し、内周に溝(4) 及びトップランド
(5) を形成する。
【００４４】（第３の製造方法）リング状本体の材料と
摩擦材とを、成形型内に充填して、プラズマ放電によっ
て１２００℃に加熱し、還元雰囲気又は減圧雰囲気の下
でリング状本体と摩擦材層とを一体化成形する。その
後、摩擦材層(2) の内周をテーパー状（円錐状）に切削
し、内周に溝(4) 及びトップランド(5) を形成する。
【００４５】（第４の製造方法）摩擦材に少量のバイン
ダー（例えば、メチルセルロース）を添加し、ロールに
よる加圧、プレスによる加圧、あるいは抄造と同じよう
な製法により、摩擦材をシート状に成形し、このシート
を所望の形状に打ち抜いた後に、リング状本体と一体化
させる。
【００４６】（その他の製造方法）摩擦材をリング状に
予備成形し、これをリング状本体と一体化させる。
【００４７】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材
によれば、炭素材と、熱硬化性樹脂と、金属繊維及び／
又は金属粒子と、無機繊維及び／又は無機粒子とを特定
の配合割合で含み、特定の気孔率を有するので、耐熱
性、耐摩耗性、耐焼き付き性、多孔性を兼ね備えたもの
である。また、本発明のシンクロナイザーリングによれ
ば、上記シンクロナイザーリング用摩擦材からなる摩擦
材層を有するので、(1) 相手部材に対する動摩擦係数が
大きく、(2) 静摩擦係数が小さく、かつ(3) 相手部材に
制動を加えたときの制動摩擦熱によって、焼き損じな
い。
【００４８】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
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］多孔質黒鉛粒子（全粒数の５０％以上が４
４〜２５０μｍの粒直径を有するもの）５５重量部と、
熱硬化性樹脂としてノボラック型フェノール樹脂２０重
量部と、金属繊維としてステンレス繊維１０重量部と、
無機粒子として硫酸バリウム１５重量部とを、ヘンシェ
ル型ミキサーにて５分間混合して、摩擦材組成物を得
た。
【００４９】この摩擦材組成物とリング状本体材料とし
ての黄銅とを、前述した第１製造方法に従って、所定形
状の成形型内に充填して３００℃に加熱し、リング状本
体と摩擦材層とを一体化成形した。ここでの摩擦材の気
孔率は、ＪＩＳ Ｚ−２５０６「焼結含油金属の有効多
孔率試験方法」に準じて測定したところ、２５％であっ
た。
【００５０】その後、一体化されたリング状本体(1) と
摩擦材層(2) とを３０分間、３００℃に保った。その
後、摩擦材層(2) の内周をテーパー状に切削し、内周に
溝(4)及びトップランド(5) を形成した。このようにし
て、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５１】［実施例２］配合量をそれぞれ、多孔質黒
鉛粒子６５重量部、ノボラック型フェノール樹脂１５重
量部、ステンレス繊維１０重量部、硫酸バリウム１０重
量部とした以外は実施例１と同様にして、摩擦材組成物
を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の操作
で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５２】［実施例３］配合量をそれぞれ、多孔質黒
鉛粒子４０重量部、ノボラック型フェノール樹脂３５重
量部、ステンレス繊維１０重量部、硫酸バリウム１５重
量部とした以外は実施例１と同様にして、摩擦材組成物
を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の操作
で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５３】［実施例４］配合量をそれぞれ、多孔質黒
鉛粒子４０重量部、ノボラック型フェノール樹脂１５重
量部、ステンレス繊維２５重量部、硫酸バリウム２０重
量部とした以外は実施例１と同様にして、摩擦材組成物
を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の操作
で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５４】［実施例５］配合量をそれぞれ、多孔質黒
鉛粒子４０重量部、ノボラック型フェノール樹脂１５重
量部、ステンレス繊維２５重量部、硫酸バリウム２０重
量部とした以外は実施例１と同様にして、摩擦材組成物
を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の操作
で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５５】［実施例６］前記多孔質黒鉛粒子５５重量
部、前記ノボラック型フェノール樹脂２０重量部、金属
粒子として亜鉛粒子１０重量部、前記硫酸バリウム１５
重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、摩擦材組
成物を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の
操作で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５６】［実施例７］前記多孔質黒鉛粒子５５重量
部、前記ノボラック型フェノール樹脂２０重量部、前記
ステンレス繊維１０重量部、無機繊維としてアルミナ繊
維１５重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、摩
擦材組成物を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と
同様の操作で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５７】［実施例８］前記多孔質黒鉛粒子５５重量
部、前記ノボラック型フェノール樹脂２０重量部、前記
ステンレス繊維１０重量部、無機繊維として前記アルミ
ナ繊維１０重量部、有機繊維としてアクリルチョップ５
重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、摩擦材組
成物を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の
操作で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００５８】［実施例９］前記多孔質黒鉛粒子５０重量
部、前記ノボラック型フェノール樹脂２０重量部、前記
ステンレス繊維１０重量部、前記硫酸バリウム１５重量
部、カシューダスト５重量部を用いた以外は実施例１と
同様にして、摩擦材組成物を得た。この摩擦材組成物か
ら、実施例１と同様の操作で、シンクロナイザーリング
を製作した。
【００５９】［実施例１０］前記多孔質黒鉛粒子５０重
量部、前記ノボラック型フェノール樹脂１５重量部、前
記ステンレス繊維１０重量部、前記硫酸バリウム１５重
量部、有機繊維として前記アクリルチョップ２重量部、
前記カシューダスト８重量部を用いた以外は実施例１と
同様にして、摩擦材組成物を得た。この摩擦材組成物か
ら、実施例１と同様の操作で、シンクロナイザーリング
を製作した。
【００６０】［比較例１］多孔質黒鉛粒子２０重量部、
ノボラック型フェノール樹脂５０重量部、ステンレス繊
維１０重量部、硫酸バリウム１５重量部とした以外は実
施例１と同様にして、摩擦材組成物を得た。この摩擦材
組成物から、実施例１と同様の操作で、シンクロナイザ
ーリングを製作した。
【００６１】［比較例２］前記多孔質黒鉛粒子８０重量
部、前記ノボラック型フェノール樹脂１０重量部、前記
硫酸バリウム１０重量部を用いた以外は実施例１と同様
にして、摩擦材組成物を得た。この摩擦材組成物から、
実施例１と同様の操作で、シンクロナイザーリングを製
作した。
【００６２】［比較例３］多孔質黒鉛粒子１０重量部、
ノボラック型フェノール樹脂２０重量部、ステンレス繊
維５０重量部、硫酸バリウム３０重量部とした以外は実
施例１と同様にして、摩擦材組成物を得た。この摩擦材
組成物から、実施例１と同様の操作で、シンクロナイザ
ーリングを製作した。
【００６３】［比較例４］前記多孔質黒鉛粒子２０重量
部、レゾール型フェノール樹脂３０重量部、前記硫酸バ
リウム５０重量部を用いた以外は実施例１と同様にし
て、摩擦材組成物を得た。この摩擦材組成物から、実施
例１と同様の操作で、シンクロナイザーリングを製作し
た。
【００６４】［比較例５］前記多孔質黒鉛粒子５０重量
部、前記レゾール型フェノール樹脂２０重量部、前記硫
酸バリウム１５重量部、前記カシューダスト２０重量部
を用いた以外は実施例１と同様にして、摩擦材組成物を
得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同様の操作
で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００６５】［比較例６］粉砕グラファイト５５重量
部、前記レゾールノボラック型フェノール樹脂２０重量
部、前記ステンレス繊維１０重量部、前記硫酸バリウム
１５重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、摩擦
材組成物を得た。この摩擦材組成物から、実施例１と同
様の操作で、シンクロナイザーリングを製作した。
【００６６】［比較例７〜１０］また、従来例として、
摩擦材としてそれぞれ、黄銅［比較例７］、ペーパー系
摩擦材［比較例８］、リング状本体に溶射されたＭｏ
［比較例９］、樹脂系摩擦材［比較例１０］を用いて、
シンクロナイザーリングを製作した。以上の各摩擦材組
成物の配合成分及び気孔率について、表１にまとめて示
す。
【００６７】
【表１】
【００６８】次に、製作された各シンクロナイザーリン
グについて、以下に示す各種のテストを行った。
【００６９】（単体摩擦摩耗テスト）８０℃のギヤオイ
ル中で、慣性量０．０１０ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ2 、回転
数１，６００ｒｐｍで回転する材質ＳＣＭ４２０のテー
パー状の相手部材に、シンクロナイザーリングを７０ｋ
ｇｆの力で押付けて相手部材を停止させることを、１万
回繰り返して行った。このテストにおいて、２００回目
と１万回目の、シンクロナイザーリングの摩擦材層の動
摩擦係数及び静摩擦係数を測定した。また、単体摩擦摩
耗テストにおいて、シンクロナイザーリングの摩擦材層
が軸方向に摩耗した長さを測定し、この値を摩擦材摩耗
量とした。
【００７０】さらに、単体摩擦摩耗テストにおいて、磨
かれた相手部材の表面が摩擦材層によって損傷を受けた
度合いを目視により調べ、この度合いを相手部材ダメー
ジとした。相手部材ダメージの度合いは、次のように表
した： 「曇」：曇る程度に、相手部材表面が摩耗させられた。 「摺動痕」：表面に痕が残る程度に、相手部材表面が摩
耗させられた。 「黒変」：摩擦材層に焼付かれ、相手部材表面が黒く変
色させられた。 「段差摩耗」：表面に段差が生じる程度に、相手部材表
面が摩耗させられた。
【００７１】（過酷条件テスト）回転数１，６００ｒｐ
ｍで回転する材質ＳＣＭ４２０のテーパー状の相手部材
に、シンクロナイザーリングを１００ｋｇｆの力で２秒
間押付け、３０秒間離すことを１サイクルとして、これ
を２０サイクル行う間に、摩擦材層が相手部材に焼付い
たり、損傷を受けたりしないかを調べた。 「背面当」：シンクロナイザーリングの摩擦材層摩耗
し、黄銅製のリング状本体(1) の内周面が、相手部材の
歯車に当接した状態を表す。
【００７２】（圧縮疲労テスト）停止している材質ＳＣ
Ｍ４２０のテーパー状の相手部材に、シンクロナイザー
リングを２５０ｋｇｆの力で４秒間押付け、２秒間離す
ことを１サイクルとして、これを１万サイクル繰り返し
た後、押圧力を２５０ｋｇｆ刻みで増加させ、押圧力を
増加させる毎に、相手部材にシンクロナイザーリングを
１万回押付け（４秒間押付け、２秒間離すことを１サイ
クル）、最終的に摩擦材層が何ｋｇｆの押圧力に耐えら
れるかを調べた。以上の各テストの結果について、表２
にまとめて示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】表２より、実施例１〜１０のシンクロナイ
ザーリングは比較例１〜１０のシンクロナイザーリング
よりも、相手部材に与える損傷が少ないことが分かる
（相手部材ダメージの欄参照）。また、過酷条件テス
ト、圧縮疲労テストの各値も高いことが分かる。すなわ
ち、本発明による実施例１〜１０のシンクロナイザーリ
ングの摩擦材は、耐熱性、耐摩耗性、耐焼き付き性を兼
ね具え、さらに優れた剛性も具えており、実用上十分な
性能を有することが明らかである。
【００７５】特に、有機繊維が摩擦材に配合された実施
例８及び１０のシンクロナイザーリングでは、摩擦材の
動摩擦係数がペーパー並みに大きくなっている共に、摩
擦材の気孔率が３０％以上となり、柔軟性のある摩擦材
となっている。また、カシューダストが摩擦材に配合さ
れた実施例９及び１０のシンクロナイザーリングでは、
摩擦材の柔軟性が向上し摩擦材の動摩擦係数が大きくな
っている。
【００７６】一方、比較例１では、炭素材が２０重量％
と少ないため、摩擦材の耐熱性が不十分で、過酷条件テ
スト欄に示すように、摩擦材層が相手部材に焼付く。ま
た、熱硬化性樹脂が５０重量％と多いため、熱によって
軟化する熱硬化性樹脂量が多くなりすぎ、所望の気孔率
が得られない。従って、摩擦材の動摩擦係数が小さい。
【００７７】比較例２では、炭素材が８０重量％と多い
ため、摩擦材の剛性が不十分で、圧縮疲労テスト欄に示
すように、摩擦材層が耐えられる押圧力が小さい。ま
た、金属繊維又は金属粒子が含まれていないので、摩擦
材の動摩擦係数が小さい。比較例３では、金属繊維又は
金属粒子が５０重量％と多いため、相手部材を摩耗させ
る。比較例４では、無機繊維又は無機粒子が５０重量％
と多いため、摩擦材の柔軟性が損なわれ、相手部材を摩
耗させる。また、金属繊維又は金属粒子が含まれていな
いので、摩擦材の動摩擦係数が小さい。比較例５では、
金属繊維又は金属粒子が含まれておらず本発明から除外
されるが、カシューダストが２０重量％も含まれている
ため、摩擦材の動摩擦係数が大きくなりすぎて、摩擦材
層が相手部材に焼付く傾向になる。比較例６では、摩擦
係数が小さくなり、期待した性能が得られなかった。な
お、比較例７〜１０の従来例では、いずれも実用上不十
分である。
【００７８】
【発明の効果】本発明のシンクロナイザーリング用摩擦
材は、上述のように、耐熱性、耐摩耗性、耐焼き付き
性、及び多孔性に優れている。従って、摩擦材層の焼き
付きを防止できると共に、摩耗量を少なくして、シンク
ロナイザーリングの耐用年数を延ばすことができる。ま
た、シンクロナイザーリングを短時間で作動させること
ができる。
【００７９】また、上記シンクロナイザーリング用摩擦
材からなる摩擦材層を有する本発明のシンクロナイザー
リングは、相手部材に対する動摩擦係数が大きく、静摩
擦係数が小さく、かつ相手部材に制動を加えたときの制
動摩擦熱によって焼き損じることがなく、実用上非常に
優れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のシンクロナイザーリングの径方向に
沿う断面図である。
【図２】 図１の一部拡大図である。
【符号の説明】
(1) ：リング状本体 (2) ：摩擦材層 (3) ：シンクロナイザーリング (4) ：溝 (5) ：トップランド

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４
    ０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属繊維
    及び／又は金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維及び
    ／又は無機粒子とを含み、気孔率が１０〜５０％であ
    る、シンクロナイザーリング用摩擦材。
  2. 【請求項２】 炭素材が多孔質黒鉛粒子である、請求項
    １に記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
  3. 【請求項３】 多孔質黒鉛粒子が、全粒数の５０％以上
    が４４〜２５０μｍの粒直径を有するものである、請求
    項２に記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
  4. 【請求項４】 熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、エポ
    キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹
    脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ベンゾグ
    アナミン−メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びポリイミ
    ド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種である、
    請求項１〜３項のうちのいずれか１項に記載のシンクロ
    ナイザーリング用摩擦材。
  5. 【請求項５】 熱硬化性樹脂が、ノボラック型フェノー
    ル樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、メラミン変性フ
    ェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂、炭化水素
    樹脂変性フェノール樹脂及びクレゾール変性フェノール
    樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請
    求項１〜４項のうちのいずれか１項に記載のシンクロナ
    イザーリング用摩擦材。
  6. 【請求項６】 金属繊維及び／又は金属粒子が、アルミ
    ニウム、銅、鉄、ニッケル、亜鉛及び／又は鉛を主成分
    とする合金からなる、請求項１〜５項のうちのいずれか
    １項に記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
  7. 【請求項７】 無機繊維及び／又は無機粒子が、硫酸バ
    リウム、チタン酸カリウム、アルミナ、炭化珪素、窒化
    珪素、ムライト、ホウ酸アルミニウム、炭酸カルシウ
    ム、ウオラストナイト、ゾノトライト、ガラス又はロッ
    クウールからなる、請求項１〜６項のうちのいずれか１
    項に記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
  8. 【請求項８】 さらに、１０重量％までの有機繊維及び
    ／又は１０重量％までのカシューダストを含む、請求項
    １〜７項のうちのいずれか１項に記載のシンクロナイザ
    ーリング用摩擦材。
  9. 【請求項９】 有機繊維が、アラミド繊維、メタフェニ
    レンジアミン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、フェ
    ノール繊維、アクリル繊維及びフッ素繊維からなる群か
    ら選ばれる少なくとも１種である、請求項８に記載のシ
    ンクロナイザーリング用摩擦材。
  10. 【請求項１０】 ３０〜７０重量部の炭素材と、１０〜
    ４０重量部の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量部の金属繊
    維及び／又は金属粒子と、５〜４０重量部の無機繊維及
    び／又は無機粒子とを混合し、気孔率１０〜５０％の摩
    擦材を得る、シンクロナイザーリング用摩擦材の製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 リング状本体と、該リング状本体の内
    周側及び／又は外周側に設けられた摩擦材層とからなる
    シンクロナイザーリングにおいて、該摩擦材層が、請求
    項１〜９項のうちのいずれか１項に記載のシンクロナイ
    ザーリング用摩擦材又は請求項１０に記載の方法により
    得られたシンクロナイザーリング用摩擦材から形成され
    ていることを特徴とする、シンクロナイザーリング。
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