JPH0953675A - 摩擦材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦材を２枚重ねてバインダー含浸、乾燥、
硬化の工程を行う際、２層構造の摩擦材が浮き、そり等
で工程中はがれやずれが生じないようにする。 【解決手段】 ２枚の摩擦材６０Ａ，６０Ｂを重ね合わ
せて２層構造としその縁部６７をプレス上型７１、下型
７２で圧接し、縁部６７を圧着して固定する。なお固定
手段としては、この外ホッチキス、接着剤、ペーパクリ
ップ、差し込み、縫合等が挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は摩擦係合装置にお
けるクラッチ、及びブレーキ等に用いられる湿式摩擦板
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿式摩擦係合装置の基本的な構成の一例
を図８に示すと、インプットシャフト６に嵌装されたハ
ブ５のスプライン部５１に嵌合する駆動板２と、リテー
ナ４のスプライン部４１に嵌合する受動板１の接触によ
りトルクが伝達される。図において３はプレッシャープ
レート、７は押圧ピストンである。

【０００３】図９は受動板と駆動板の斜視図、図１０は
組み合わせた状態の側断面図を示し、受動板１は鋼板部
１１、スプライン突起１２からなり、駆動板２は鋼板部
２１、スプライン突起２２及び鋼板部２１の両側に接着
した湿式摩擦材２３とからなっている。

【０００４】現在エネルギー問題及び環境問題からし
て、摩擦係合装置には小型軽量であること、トルク容量
の高いこと、これと同時に乗り心地の面から作動ショッ
クが小さいこと及びジャダー等の自励振動がないことが
要求される。また自動車エンジンの高回転、高出力化に
伴う高エネルギー化に対しても同時に対応しなければな
らなず、その要求は極めて高いものである。従来の摩擦
係合装置にあっては、燃費低減、作動ショックの低減の
ため、走行中におけるクラッチの連続滑り状態を拡大
し、クラッチ効率を変化させたり、クラッチ係合時にエ
ンジンを制御し、入力トルク／クラッチ容量の比を下げ
るなど、高度な制御が数多く採用されつつある。

【０００５】湿式摩擦材は天然パルプ繊維、有機合成繊
維等の繊維基材と、けいそう土、カシュー樹脂等の充填
剤や摩擦調整剤及び熱硬化樹脂等のバインダーを含んで
いるが、従来より摩擦内部のバインダーは表層及び裏層
（即ち両側の表面）に濃度の高い含浸層（強固なバイン
ダー層）を形成していた。バインダーの一例として熱硬
化性樹脂は一般的に湿式摩擦材（複合繊維紙）を構成す
る材料であり、この種の樹脂としては、フエノール樹
脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコー
ン樹脂等が該当する。また、上記湿式摩擦材として抄造
タイプのものが知られており、その摩擦材は天然パルプ
繊維、有機合成繊維等を繊維基材とし、これに充填材と
摩擦調整剤を配合し抄造して生ペーパを作り、その生ペ
ーパに希釈した熱硬化性樹脂溶液を含浸し、乾燥工程に
おいて希釈溶剤を揮発させた後、その樹脂を加熱硬化さ
せることにより、摩擦材を製造している。

【０００６】バインダーの含浸から乾燥工程をさらに説
明すると、まずバインダーは生ペーパに含浸する際、有
機溶剤により希釈し使用する。生ペーパ内部に希釈した
バインダーを十分含浸させた後、乾燥工程において有機
溶剤を揮発させる。しかしバインダーは表面張力により
摩擦材表面の極表層（約１００μｍ位）に余剰バインダ
ー被膜及びバインダー濃度の高い層が形成され、摩擦材
の厚さ方向のバインダー分布は表層・裏層の極表面に濃
度の高いバインダー層が形成されることは避けられなか
った。ここで裏面とか裏層といっているのは、摩擦面で
はなく、摩擦面とは反対側の鋼板に接着される側の面の
ことである。

【０００７】このようにバインダーの物性（表面張力）
により摩擦材表面の極表層に形成される余剰バインダー
被膜及びバインダー濃度の高い層の影響は以下に示す種
々の問題の要因となっていることが判明している。
（１）初期状態において極表層の繊維基材にコーティン
グされたバインダー被膜は、硬く、柔軟性に欠け且つ微
小突起も形成するため、必ずしも平滑ではなく、ミクロ
的に見た場合、受動板（相手摺動面）との接触はバイン
ダーの突起部分のみによって摺動面を形成する。このた
め接触部分が小さく、またバインダーと受動板の摩擦係
数がもともと低いことによって、初期の摩擦係数が低く
なる。

【０００８】摺動を重ねてゆくことにより、バインダー
は摩耗し、柔軟な繊維基材が摺動面に現れ出ることか
ら、接触部分は大きく且つ多くなって平滑となり、摩擦
係数の高い繊維基材が表面に現れてくることにより摩擦
係数が上昇する。このことが摩擦係数が上昇する変化を
示す初期なじみ性の要因となっている。 （２）表層にバインダーが多く柔軟性に欠け且つ平滑性
にも欠けるため、受動板との当たりが不均一となり、ミ
クロ的に油膜のくさび効果が発生するため、作動ショッ
ク、ジャダー性を悪化させる要因となっている。

【０００９】（３）表層にバインダー濃度が高く、急激
な温度上昇により発生する摩擦材のプラスチック化が発
生しやすい要因となっている。このなじみ性は、特に新
品時から、わずかな間で初期設定のトルク容量が変化し
てしまうため、大きな品質問題としてとらえられてい
る。

【００１０】製品として問題になるのは、新品時の摩擦
材の低い摩擦係数でクラッチの容量設計をしてしまう
と、摩擦係数の時系列的な変化によるなじみ後の高トル
ク容量化が作動ショックの原因となってしまうことであ
る。価格の高い高級車では、制御に余計な学習機能を追
加する場合もあった。また新品時の低摩擦係数が、過酷
な走行環境下では、滑り時間の延長に伴う摩擦熱によっ
て表面温度がより上昇し、表層にバインダー分が多いこ
ともあって、バインダーのプラスチック化（摩擦材表面
のバインダーが摩擦熱によって再硬化もしくは炭素化し
摩擦面が鏡面化する現象）を促がし、それによりフエー
ド現象の発生、さらに極端な摩擦係数の低下等が発生
し、耐熱耐久性が問題となる。別の事象としては、潤滑
油内部の添加剤が摩擦熱により分解析出し、摩擦材表面
及び相手摺動面に付着することにより、摩擦材表面を目
詰まりさせ、本来の性能が発揮されず、同様な摩擦係数
の低下を引き起こす場合もある。

【００１１】これらの対策として、作動押し力を高く
し、かつ滑り時間を短縮することもあるが高面圧による
繰り返し圧縮疲労のための剥離寿命の低下、単位時間当
りの発熱率の上昇による相手摩擦面（受動板）における
ヒートスポットの発生、及び熱変形、高油圧を発生させ
るための油圧ポンプの大型化、さらには作動油の漏れな
どの耐久寿命に関する問題など多くの問題点が発生す
る。

【００１２】また摩擦材の剥離寿命向上のためにバイン
ダーの含浸量（濃度）を増加させ摩擦材の強度を向上さ
せた場合、摩擦材の柔軟性欠如による摩擦特性（作動シ
ョック、ジャダー性能）の悪化、さらに摩擦材表面のバ
インダーの影響による新品時と係合経験後における摩擦
係数の変化を示すなじみ性の悪化、そのほか表面の繊維
間の構成がバインダーによって強固となることによる相
手摺動面に吸着する潤滑油の添加剤の削り取りによる添
加剤の摩擦材への移着、それに伴う摩擦係数の低下等の
幾多の不具合な点が発生していた。これらの多くの問題
点は凡て新品時において前述したように摩擦材の極表層
に形成された余剰バインダー被膜及びバインダー分の多
い（濃度が高い）層が、前記の如き各種の問題を引き起
こしているのである。

【００１３】これらの対策として、従来一定時間摺動さ
せて摩擦材表層の余剰バインダー被膜を減少させたり、
新品の摩擦材表面を切削加工し（特開平５−９９２９７
号）余剰バインダー被膜を除去しようとしたが、繊維の
切断等による強度低下が原因となる耐久寿命の著しい低
下が生じる。また熱板の平滑加工（実開昭６２−１４９
６２９号）を行って摩擦材表面を炭化させたり、もしく
は強制平滑させる方法などが採られているが、前者は繊
維の炭化による強度低下のための寿命の低下が起こり、
後者は平滑にはなるが、余剰バインダー被膜の削除とは
結びつかず、フェード現象、ジャダー性能に対し抜本的
な対策とはならず、製品価格の上昇に結びつくという不
具合は免れなかった。そこで表面張力による極表層に形
成する余剰バインダーの防止方法として、同一材料（異
材質、厚さが異なる場合も可）の摩擦材を２枚重ね合わ
せ、希釈したバインダーを十分含浸させた後、乾燥工程
後、硬化工程にて２枚重ね合せの状態のまま熱を加え
る。硬化工程終了後、２枚の摩擦材を引き離す。摩擦材
同士が密着している場合、密着された内面には表面張力
は動かないため、従来の表面のように余剰バインダーの
層は出来ず、この面を摩擦摺動面とすれば余剰バインダ
ー被膜及びバインダー濃度が高い層の形成を防止した摩
擦材を得ることができる。かつ、硬化工程において、密
着された内面は、熱を直接受けた面より柔軟性を有し、
熱板等により摩擦材に加圧と加熱からなる成形加工と接
着を同時に行うことにより、柔軟性のある表面の平滑を
促進させ、良好な平滑面を形成させた摩擦材を得ること
ができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く２枚の摩擦
材を重ね合わせて含浸及び乾燥・硬化を行う場合、固定
しないで行うと、含浸、乾燥、硬化工程における２層構
造の浮き、そり等により、はがれやずれを生じ、バイン
ダーの表面張力による余剰バインダー被膜及びバインダ
ーの濃度の高い層が形成され、また硬化工程において、
直接熱を受けるため柔軟性を失い良好な平滑面を形成せ
ず、目的とする作用、効果が達成されないという欠点を
免がれない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は前記の欠点を
解消するために、２枚重ね合わせた摩擦材の縁部を、ホ
ッチキス、接着剤、ペーパクリップ、差し込み、縫合、
圧縮プレスによる圧着等で固定することを特徴とする摩
擦材の製造方法を得たものである。この固定手段によ
り、２枚重ね合わせて２層構造となっている摩擦材は、
含浸、乾燥、硬化工程において浮き、そり等によりはが
れ、ずれを生じることがなく、目的とする作用、効果を
達成することができる。

【００１６】

【実施例】図１は２枚の摩擦材６０Ａ，６０Ｂを重ね合
わせ、縁部を所定の間隔をもってホッチキス６１で固定
しているところを示す。図２は縁部の６２の部分を接着
剤で固定したところを示す。図３は縁部を所定の間隔を
もってペーパクリップ６３で固定したところを示す。図
４は差し込みによる固定を示し、（Ａ）は上方の摩擦材
６０Ａの縁部に切起し片６４を所定の間隔で設けたとこ
ろを示し、（Ｂ）は下方の摩擦材６０Ｂの対応個所にス
リット６５をあけたところを示している。（Ｃ）は摩擦
材６０Ａの切起し片６４を下方の摩擦材６０Ｂのスリッ
ト６５に差し込んで両者を差し込みにより固定した状態
を示している。図５は摩擦材６０Ａ，６０Ｂを所定の間
隔で糸６６により縫合して固定したところを示してい
る。図６は摩擦材６０Ａ，６０Ｂを縁部６７において圧
縮プレスによる圧着により固定したところを示してい
る。図７はプレス中の状態を示し、摩擦材６０Ａ，６０
Ｂの縁部６７をプレスの上型７１と下型７２とで圧着し
ているところを示している。

【００１７】

【発明の効果】この発明は前記の如き構成であって、２
枚重ね合わせた摩擦材の２層構造が製造工程中に浮きや
そりによってはがれやずれを生じないので、表層に余剰
バインダー被膜及びバインダー濃度の高い層の形成を防
止し、かつ表層が柔軟性に富み良好な平滑性をもつ摩擦
材を製造することができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホッチキスで固定した例を示す図。

【図２】接着剤で固定した例を示す図。

【図３】ペーパクリップで固定した例を示す図。

【図４】差し込みで固定した例を示す図。

【図５】縫合により固定した例を示す図。

【図６】圧着により固定した例を示す図。

【図７】プレスで圧着中の状態を示す図。

【図８】湿式摩擦係合装置の一例の側断面図。

【図９】受動板と駆動板の斜視図。

【図１０】摩擦板を組み立てた状態の側断面図。

【符号の説明】

１ 受動板 １１ 鋼板部 １２ スプライン突起 ２ 駆動板 ２１ 鋼板部 ２２ スプライン突起 ２３ 摩擦材 ３ プレッシャープレート ４ リテーナ ４１ スプライン部 ５ ハブ ５１ スプライン部 ６ インプットシャフト ７ 押圧ピストン ６０Ａ 摩擦板 ６０Ｂ 摩擦板 ６１ ホッチキス ６２ 接着剤 ６３ ペーパクリップ ６４ 切起し片 ６５ スリット ６６ 糸 ６７ 圧着部 ７１ プレス上型 ７２ プレス下型

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然パルプ繊維、有機合成繊維等の繊維
   基材と、けいそう土、カシュー樹脂等の充填材や摩擦調
   整剤及び熱硬化樹脂等のバインダーを含む摩擦材を製造
   する際の、バインダーの含浸、乾燥、硬化の工程時に、
   摩擦材の表層に余剰なバインダーが付着することを防止
   することと、平滑かつ柔軟性を有する摩擦材表面を得る
   ために、摩擦材を２枚重ね合わせておいて、バインダー
   の含浸、乾燥及び硬化の各工程を行った後引き離すよう
   にした摩擦材の製造方法において、 重ね合わせた２枚の摩擦材を固定することを特徴とする
   摩擦材の製造方法。
2. 【請求項２】 前記の固定の手段はホッチキスであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の摩擦材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記の固定の手段は接着剤であることを
   特徴とする請求項１記載の摩擦材の製造方法。
4. 【請求項４】 前記の固定の手段はペーパークリップで
   あることを特徴とする請求項１記載の摩擦材の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記の固定の手段は、一方の摩擦材の縁
   部に設けたスリットに、他方の摩擦材の切起し片を差し
   込む差し込み係合であることを特徴とする請求項１記載
   の摩擦材の製造方法。
6. 【請求項６】 前記の固定の手段は、糸による縫合であ
   ることを特徴とする請求項１記載の摩擦材の製造方法。
7. 【請求項７】 前記の固定の手段は、圧縮プレスによる
   圧着であることを特徴とする請求項１記載の摩擦材の製
   造方法。