(57)【要約】【課題】工程数の少ない乾式摩擦材の製造方法を提供すること【解決手段】熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させる付着工程と、前記付着工程を経た紐を所定の大きさに巻取り、リング状にする巻取り工程と、成形型を用いて前記リング状の紐を加圧成形し平板リング状の成形体を得る工程であって、前記平板リング状の成形体の一方の面に凹部を少なくとも一箇所形成する成形工程と、前記平板リング状の成形体のゴムと熱硬化性樹脂を硬化させて硬化体とする熱処理工程と、前記硬化体とした前記平板リング状の成形体の他方の面を研磨して凹部を貫通させる貫通孔形成工程を含むことを特徴とする乾式摩擦材の製造方法。【選択図】図１
2014214772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させる付着工程と、
前記付着工程を経た紐を所定の大きさに巻取り、リング状にする巻取り工程と、
成形型を用いて前記リング状の紐を加圧成形し平板リング状の成形体を得る工程であって、前記平板リング状の成形体の一方の面に凹部を少なくとも一箇所形成する成形工程と、
前記平板リング状の成形体のゴムと熱硬化性樹脂を硬化させて硬化体とする熱処理工程と、
前記硬化体とした前記平板リング状の成形体の他方の面を研磨して凹部を貫通させる貫通孔形成工程を含むことを特徴とする乾式摩擦材の製造方法。
【請求項２】
前記成形工程が前記成形体の他方の面に前記凹部に対応する凸部を形成することを含み、
前記貫通孔形成工程が前記凸部を研磨することを含む、請求項１に記載の乾式摩擦材の製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔形成工程の貫通孔が２段形状である請求項１〜２のいずれかに記載の乾式摩擦材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする乾式摩擦材。
【請求項５】
ゴムと熱硬化性樹脂を含有し、貫通孔を有する乾式摩擦材であって、
前記貫通孔の全表面が前記ゴム又は前記ゴム及び前記樹脂で被覆されている乾式摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニュアルクラッチなどの乾式摩擦材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マニュアルクラッチ（クラッチフェーシング）などの乾式摩擦材は他部材に組み付けられて用いられるが、乾式摩擦材は組み付け用の貫通孔を有するのが通常である。例えば、クラッチフェーシングは、リベットを用いてディスク組み立て部品（ディスクＡＳＳＹ）と組み付けられる際にリベットを挿嵌するための２段形状の貫通孔と、ディスク組み立て部品等の突起物を逃がすための１段形状の貫通孔を有する。
【０００３】
従来の乾式摩擦材の製造方法は、図２の製造フローに示されているように、熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させる付着工程、付着工程を経た紐を所定の大きさに巻取りリング状にする巻取り工程、成形型を用いて前記リング状の紐を加圧成形し乾式摩擦材の形状を形成する成形工程、必要により予備研磨工程、熱硬化性樹脂を硬化させる熱処理工程、研磨工程、ドリル掘削による貫通孔形成工程、及びドリル掘削による貫通孔形成によって生じたバリを取り除くバリ取り工程からなるのが通常であった。
【０００４】
特許文献１には、従来の乾式摩擦材の製造方法について詳細に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の乾式摩擦材の製造方法は多工程に及ぶものであったため、工程数の減少による合理化が求められていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、工程数の少ない乾式摩擦材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は従来の乾式摩擦材の製造方法を工程毎に検討したところ、乾式摩擦材の形状を形成する成形工程において、あらかじめ貫通孔を形成し得る成形型を用いて、乾式摩擦材の形状の形成と同時に貫通孔を形成させることを想起した。しかし、貫通孔の容積分のゴム及び熱硬化性樹脂を逃がす箇所を具備する成形型の設計及び製造に窮するなど、多くの技術的課題が噴出し、かかる製造方法の実用化は困難であることが判明した。
【０００９】
そこで、本発明者は、成形工程で完全に孔を貫通させるのではなく、成形工程においては一方の面に凹部を形成するにとどめ、熱処理工程後に必須となる研磨工程にて、他方の面を研磨することで、凹部を貫通させ貫通孔を形成することを想起した。
【００１０】
本発明の乾式摩擦材の製造方法は、熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させる付着工程と、付着工程を経た紐を所定の大きさに巻取り、リング状にする巻取り工程と、成形型を用いてリング状の紐を加圧成形し平板リング状の成形体を得る工程であって、平板リング状の成形体の一方の面に凹部を少なくとも一箇所形成する成形工程と、平板リング状の成形体のゴムと熱硬化性樹脂を硬化させて硬化体とする熱処理工程と、硬化体とした平板リング状の成形体の他方の面を研磨して凹部を貫通させる貫通孔形成工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、従来の製造方法で得られた乾式摩擦材においては、ドリル掘削で貫通孔を形成していたため、貫通孔表面及び周辺に、紐の原材料由来のケバ立ちが確認されたり、ドリル掘削由来のバリが生じたりしていたところ、本発明の乾式摩擦材の製造方法で得られた乾式摩擦材の貫通孔の表面及び周辺には、ケバ立ち及びバリが観察されなかった。しかも、本発明の乾式摩擦材の貫通孔の表面を観察したところ、ゴム又はゴム及び樹脂で一様かつ平滑に被覆されているのが判明した。
【００１２】
すなわち、本発明の乾式摩擦材は、ゴムと熱硬化性樹脂を含有し、貫通孔を有する乾式摩擦材であって、貫通孔の全表面がゴム又はゴム及び樹脂で被覆されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の乾式摩擦材の製造方法は、従来の製造方法から、ドリル掘削による貫通孔形成工程、及びドリル掘削による貫通孔形成によって生じたバリを取り除くバリ取り工程を省略したものであり、工程数の低減を達成できる。
【００１４】
また、本発明の乾式摩擦材は、貫通孔の全表面がゴム又はゴム及び樹脂で被覆されているため、他部材との組み付けの際にリベットなどの貫通孔への挿入がスムーズである。しかも、貫通孔の全表面へのゴム又はゴム及び樹脂による被覆により、貫通孔の表面と貫通孔に挿入されたリベット等との摩擦力が増加するため、リベット等が抜け難くなる。その結果として、本発明の乾式摩擦材においては、他部材との安定した固定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の乾式摩擦材の製造フローである。
【図２】従来の乾式摩擦材の製造フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の乾式摩擦材及びその製造方法を実施するための最良の形態を説明する。なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ〜ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。
【００１７】
本発明の乾式摩擦材の製造方法は、熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させる付着工程と、付着工程を経た紐を所定の大きさに巻取り、リング状にする巻取り工程と、成形型を用いてリング状の紐を加圧成形し平板リング状の成形体を得る工程であって、平板リング状の成形体の一方の面に凹部を少なくとも一箇所形成する成形工程と、平板リング状の成形体のゴムと熱硬化性樹脂を硬化させて硬化体とする熱処理工程と、硬化体とした平板リング状の成形体の他方の面を研磨して凹部を貫通させる貫通孔形成工程を含むことを特徴とする。
【００１８】
乾式摩擦材としては、例えば、マニュアルクラッチ（クラッチフェーシング）、スリップクラッチ、ワンウェイクラッチなどのクラッチ板、トルクリミッター、スラストダンパーを挙げることができる。
【００１９】
付着工程は熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させる工程である。
【００２０】
熱硬化性樹脂含浸紐に用いられる紐は、ガラス繊維、ロックウール（岩綿）、スラグウール（鉱滓綿）、チタン酸塩繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ−アルミナ繊維、カオリン繊維、ボーキサイト繊維、カヤノイド繊維、ホウ素繊維、マグネシア繊維、金属繊維などの無機繊維、炭素繊維、並びに、リンターパルプ、木材パルプ、合成パルプ、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリイミド系繊維、ポリビニルアルコール変性繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、ナイロン繊維、セルロース繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維などの有機繊維の一種又は複数種からなる。
【００２１】
熱硬化性樹脂含浸紐は、少なくとも一部の紐に熱硬化性樹脂を含浸させたものをいう。例えば、熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維と黄銅などの金属繊維とを合わせた複合紐は、本発明の熱硬化性樹脂含浸紐に包含される。
【００２２】
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂を例示することができ、特に、フェノール樹脂、メラミン配合率が３０％〜８０％の水性メラミン変性フェノール樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂は上述のものを単独で用いても良いし、複数を併用してもよい。
【００２３】
熱硬化性樹脂含浸紐を得るには、上記繊維からなる紐を熱硬化性樹脂含有液に含浸させればよい。また、上記繊維からなる紐は、熱硬化性樹脂含有液に含浸させる前に、エポキシ樹脂などの親水性高分子の塗布による親水性処理を施しておいてもよい。
【００２４】
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、アクリルゴム、シリコーンゴム、アクリルニトリルゴムを例示することができる。ゴムは上述のものを単独で用いても良いし、複数を併用してもよい。
【００２５】
熱硬化性樹脂含浸紐にゴムを付着させるには、ゴム含有組成物を用いた公知の方法を採用すれば良く、例えば、ゴム含有組成物を水中に分散させたコロイド溶液に熱硬化性樹脂含浸紐を浸漬させて、熱硬化性樹脂含浸紐の周りにゴム含有組成物を付着させればよい。
【００２６】
ゴム含有組成物には、ゴム以外に硫酸バリウム、炭酸カルシウム、珪藻土、ドロマイト、カシューダスト、レジンダスト、水酸化カルシウム、酸化ジルコン、雲母、カオリン、タルクなどの充填剤、黒鉛、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、二硫化亜鉛などの潤滑剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを含有することができる。ゴム含有組成物に含まれるこれらのものも、付着工程にてゴムと同時に熱硬化性樹脂含浸紐に付着する。
【００２７】
乾式摩擦材を構成する各成分の量、すなわち、繊維からなる紐、熱硬化性樹脂及びゴム含有組成物の量は、従来の乾式摩擦材に含まれる量を参考に適宜決定すればよい。
【００２８】
巻取り工程は、付着工程を経た紐を所定の大きさに巻取り、リング状にする工程である。巻取り工程は公知の方法に従って適宜適切に行えば良い。
【００２９】
成形工程は、成形型を用いてリング状の紐を加圧成形し平板リング状の成形体を得る工程であって、同時に平板リング状の成形体の一方の面に凹部を少なくとも一箇所形成する工程である。
【００３０】
成形型は所望の乾式摩擦材（成形体）の形状に対応するキャビティを有するが、それに加え、本発明で用いる成形型には、成形体の一方の面に後述の貫通孔形成工程で貫通孔となる凹部を設けるための、凸部が存在する。凸部の形状は所望の貫通孔の形状に応じて適宜設計すればよい。乾式摩擦材の貫通孔が１段形状（単なる貫通孔）である場合は、成形型の凸部の形状も１段形状とすればよく、また、乾式摩擦材の貫通孔が２段形状である場合（例えば、リベットを挿入するためのリベット孔として用いられる）には、成形型の凸部の形状も２段形状とすればよい。なお、成形工程後の熱処理工程で成形体が熱膨脹する場合があることを鑑み、成形型の凸部の形状は所望の貫通孔の形状よりも若干大きい形状とするのが好ましい。
【００３１】
また、成形工程においては、成形体の他方の面（成形体の凹部を有する面に背向する面）に凹部に対応する凸部を形成させることを含むのが好ましい。この場合、成形型としては、成形体に前記凸部を設けるための、凹部が存在するものを用いる。すなわち、本発明で用いる成形型は一対の凸凹部が存在するものが好ましい。そうすると、本発明で用いる成形型を得るにあたり、従来の成形型に一対の凸凹部を設けるだけで済み、その他特段の設計変更を行う必要がない。また、本発明の乾式摩擦材を製造するにあたり、成形型に仕込むリング状の紐の構成成分の量につき、従来と同一のものを適用することで足りるため、特段の検討を行う必要がない。
【００３２】
成形体の凹部（後述の貫通孔形成工程で貫通孔となる部）の形状は円柱状でもよいが、円錐台形状であるのが好ましい。乾式摩擦材の貫通孔が２段形状の場合には、単に径の異なる円柱が重なっている形状でもよいが、それぞれの円柱が円錐台形状であるのが好ましく、特に、径の大きい方が円錐台形状であるのが好ましい。特に、５〜１５°のテーパー角を有する円錐台形状が好ましく、８〜１２°のテーパー角を有する円錐台形状がより好ましく、１０°のテーパー角を有する円錐台形状が最も好ましい。なお、テーパー角が０°とは円柱を意味する。凹部が円錐台形状であると、成形工程後、成形型からの成形体の取り出しが容易になる。凹部がテーパー角０°の円柱形状であると、成形工程後の成形型からの成形体の取り出しにて、成形体と成形型との間で生じる摩擦が大きくなるため、成形体に歪みが生じ、乾式摩擦材の平面度が損なわれる場合がある。したがって、本発明で用いられる成形型は、成形体の円錐台形状の凹部に対応する、円錐台形状の凸部を有するのが好ましい。
【００３３】
なお、本発明で用いる成形型が上述した凸部及び凹部以外に所望の形状の乾式摩擦材を得るための部位を有し得ることはいうまでもない。
【００３４】
加圧成形における圧力は、従来の成形工程と同様に設定すればよい。例えば、圧力５〜３０ＭＰａの範囲内が好ましく、１０〜２０ＭＰａの範囲内がより好ましく、１３〜１７ＭＰａの範囲内が特に好ましい。
【００３５】
また、成形工程は加熱条件下で行ってもよい。好適な加熱条件は熱硬化性樹脂及びゴム含有組成物の性質にもよるが、例えば、２００℃未満が好ましく、１００〜１８０℃の範囲内がより好ましく、１６０〜１７０℃の範囲内が特に好ましい。
【００３６】
本発明の成形工程を経て得られる平板リング状の成形体は、ゴムが付着された熱硬化性樹脂含浸紐を加圧成形して得られる。ここで、熱硬化性樹脂含浸紐に付着するゴムは、加圧により圧密され及び／又は加圧で生じるせん断力により不可逆的に変形される。その結果、成形体の凹部（後述の貫通孔形成工程で貫通孔となる部）においては、その表面がゴム又はゴム及び樹脂で一様かつ平滑に被覆された状態となっている。
【００３７】
熱処理工程は平板リング状の成形体のゴムと熱硬化性樹脂を硬化させて硬化体とする工程である。使用したゴムと熱硬化性樹脂の性質に応じ、適切な温度条件下で成形体を熱処理し、成形体に含まれるゴムと熱硬化性樹脂を硬化すればよい。熱処理工程では、加硫剤などによるゴムの加硫又は架橋反応も進行する。熱処理工程においては、単独の成形体を処理しても良いし、複数の成形体を一度に処理しても良い。熱処理工程前には、平板リング状の成形体の両面を研磨し成形体のスキン層（最表面層）を除去する予備研磨工程を採用しても良い。成形体を熱処理すると、用いた熱硬化性樹脂又はゴムなどの性質により、成形体及び成形体と接する装置が接着する場合、又は、複数の成形体を重ねて熱処理する際に成形体同士が接着する場合がある。しかし、予備研磨工程を採用することにより、上記接着を低減することができる。予備研磨工程の具体的な研磨方法は、以下で説明する貫通孔形成工程における研磨方法と同様でよい。
【００３８】
貫通孔形成工程は硬化体とした平板リング状の成形体の他方の面（硬化体の凹部を有する面に背向する面）を研磨して凹部を貫通させる工程である。硬化体とした平板リング状の成形体の他方の面に、上記凹部に対応する凸部が形成されている場合には、貫通孔形成工程は当然に当該凸部を研磨することを含む。硬化体とした平板リング状の成形体の他方の面を研磨して貫通孔を形成させることに加え、さらに硬化体の当該面を研磨して、所望の厚みの乾式摩擦材を得るのが好ましい。なお、貫通孔形成工程に前後して又は同時に、硬化体の凹部を有する面を研磨してもよい。研磨の具体的な方法は、従来の研磨方法に準じ、砥石、羽布、研磨ベルト、鑢などを用いて行えば良く、特に、電動サンダーを用いて行うのが効率的である。
【００３９】
このように、付着工程、巻取り工程、成形工程、熱処理工程、貫通孔形成工程を経て本発明の乾式摩擦材を製造することができる。本発明の乾式摩擦材の製造フローを図１に示す。
【００４０】
本発明の乾式摩擦材の製造方法は、従来の製造方法から、ドリル掘削による貫通孔形成工程、及びドリル掘削による貫通孔形成によって生じたバリを取り除くバリ取り工程を省略したものであり、工程数の低減を達成できる。
【００４１】
また、本発明の乾式摩擦材の貫通孔は、貫通孔の全表面がゴム又はゴム及び樹脂で一様に被覆されており、従来のドリル掘削によって生じ得る繊維、樹脂、ゴムなどのケバ、バリが貫通孔の表面及び周辺に生じない。そのため、乾式摩擦材を他部材と組み付ける際、貫通孔へのリベットなどの挿入がスムーズである。
【００４２】
以上、本発明の乾式摩擦材及びその製造方法の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【実施例】
【００４３】
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。以下において、特に断らない限り、「部」とは質量部を意味し、「％」とは質量％を意味する。
【００４４】
（実施例１）
直径９μｍのグラスファイバーを１２，０００本程度紡糸して直径３ｍｍ程度に纏め、１ｍ当たりの質量が２．５ｇ程度の紐とした。この紐を、エポキシ系のバインダー水溶液に含浸させ、紐表面の親水性処理を行った。次いで、熱硬化性樹脂としての水性メラミン変性フェノール樹脂（樹脂固形分３０質量部にメラミン６０質量部含有）に上記紐を含浸させ、熱硬化性樹脂含浸紐を得た。
【００４５】
付着工程
平均粒径６０ｎｍ程度のアクリロニトリルブタジエンゴム１５質量部、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カシューダスト、黒鉛からなる充填剤及び潤滑剤の合計３２質量部、硫黄３質量部を混合し、ゴム含有組成物とした。ゴム含有組成物を水中に分散させたコロイド溶液を調製した。次いで、熱硬化性樹脂含浸紐をコロイド溶液に浸漬させて、熱硬化性樹脂含浸紐にゴム含有組成物を付着させた。
【００４６】
巻取り工程
ゴム含有組成物を付着させた熱硬化性樹脂含浸紐を巻取り、リング状にした。
【００４７】
成形工程
リング状の熱硬化性樹脂含浸紐を、１段形状の円柱状の凸部（径φ１０ｍｍ、高さ５．０ｍｍ）を８個、及び、径φ４．０ｍｍ、高さ２．５ｍｍの円柱と径φ１０ｍｍ、高さ２．５ｍｍの円柱とを重ねた２段形状の凸部を８個有する可動部、並びに、上記凸部に対応する凹部を有する固定部を具備する成形型に配置し、圧力１４．７ＭＰａ、温度１６５℃で加圧成形した。それにより、一方の面に１段形状の凹部を８個及び２段形状の凹部を８個有し、他方の面に１６個の凸部を具備する、外径２３５ｍｍ、内径１４０ｍｍ、厚み５ｍｍの平板リング状の成形体を得た。なお、ここで用いた成形型の凸部及び凹部の形状は、テーパー角が０°の円柱状である。
【００４８】
予備研磨工程
成形体の両面を電動サンダーにて研磨し、成形体のスキン層（最表面層）を除去した。
【００４９】
熱処理工程
成形体を２００℃で５時間処理して、成形体に含まれるゴムと熱硬化性樹脂を硬化させ、外径２３５ｍｍ、内径１４０ｍｍ、厚み５ｍｍの平板リング状の硬化体を得た。
【００５０】
貫通孔形成工程
硬化体の１６個の凸部を有する面を電動サンダーにて研磨することで、硬化体の凹部をすべて貫通させ、貫通孔とした。さらに硬化体の両面を研磨し、厚さ３．５ｍｍの乾式摩擦材とした。
【００５１】
このようにして、実施例１の乾式摩擦材（クラッチフェーシング）を得た。このクラッチフェーシングの貫通孔は、貫通孔の全表面がゴム又はゴム及び樹脂で一様かつ平滑に被覆されており、ガラス繊維、樹脂、ゴムなどのケバ、バリは貫通孔の表面及び周辺に生じていなかった。
【００５２】
（実施例２）
成形型の凸部及び凹部の形状を、テーパー角が１０°の円錐台状とした以外は実施例１と同様の方法により、実施例２の乾式摩擦材（クラッチフェーシング）を得た。
【００５３】
＜乾式摩擦材の評価＞
実施例１及び２の乾式摩擦材の平面度を評価した。評価方法は以下のとおりである。
【００５４】
同じ製造方法で製造した乾式摩擦材を５枚重ねた際に、生じる隙間をすきまゲージで測定した。そのうち、最大の隙間の数値を記録した。結果を表１に示す。隙間の数値が小さいほど乾式摩擦材の歪みが小さく、平面度に優れているといえる。
【００５５】
【表１】
2014214772.tif 000003
【００５６】
実施例１と２の結果から、成形型の凸部及び凹部の形状がテーパー角を有する円錐台状の方が、より平面度に優れる乾式摩擦材を製造できることが判明した。これは、成形型からの成形体の取り出しに際し、凸部及び凹部が円錐台状の成形型及び成形体は、凸部及び凹部が円柱状のものと比較して、成形型と成形体の間の摩擦が低減されたためと推察される。
【図１】
2014214772.tif 000004
【図２】
2014214772.tif 000005