(57)【要約】【課題】  屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制し得る乾式摩擦材を提供するとともに、当該乾式摩擦材を有するクラッチ装置やブレーキ装置を提供する。【解決手段】    アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含むことを特徴とする乾式摩擦材と、クラッチフェーシングとして上記の乾式摩擦材を有することを特徴とするクラッチ装置と、ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして上記乾式摩擦材を有することを特徴とするブレーキ装置である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含むことを特徴とする乾式摩擦材。
【請求項２】
前記結合樹脂としてフェノール樹脂を含み、前記無機系充填材として炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムを含む請求項１に記載の乾式摩擦材。
【請求項３】
クラッチフェーシングとして請求項１または請求項２に記載の乾式摩擦材を有することを特徴とするクラッチ装置。
【請求項４】
ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして請求項１または請求項２に記載の乾式摩擦材を有することを特徴とするブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式摩擦材、クラッチ装置およびブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種部材を製造したり、各種部材を組み立てるために、工場の内部で使用されるクレーンやベルトコンベア等の産業機器において、クラッチ装置やブレーキ装置が広く利用されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このクラッチ装置およびブレーキ装置は、使用時に作動音を断続的に発生させ、特に作業者に不快感を覚えさせる異音を発生する場合があり、特に屋内で作業する際に作業環境を低下させる原因になっている。
【０００３】
また、例えば、一般のオフィス内においても、各種複写機、ファクシミリ、印刷機等のＯＡ機器が多用されるようになっているが、このようなＯＡ機器についても使用時に異音が発生する場合があるため、その低減が求められるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１２５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記作動音を低減するために本発明者等が種々検討した結果、上記異音の原因として、クラッチ装置ないしはブレーキ装置が関与していることを見出した。
すなわち、クレーンやベルトコンベア等の産業機器やＯＡ機器には、各種クラッチ装置やブレーキ装置が用いられており、このクラッチ装置やブレーキ装置において、クラッチフェーシング、ブレーキパッド、ブレーキライニング等として使用される摩擦材と相手材との接触条件次第では鳴き等の異音を生じることがある。
【０００６】
上記異音は、摩擦面で生じる摩擦振動の周波数と、クラッチ装置やブレーキ装置が有する共振点とが一致すると増幅して、顕在化し易くなると考えられる。上記異音を低減させる方法として、ダンパを設けて共振点をずらしたり、制振材を使用して共振を低減する等の方法も考えられるが、異音発生の原因となる摩擦振動そのものを低減し得る摩擦材が望まれるようになっている。また、摩擦材は経時劣化すると異音を生じ易くなることから、長期に亘って異音の発生を抑制し得るものが望まれるようになっている。
【０００７】
従って、本発明の目的は、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器を構成するクラッチ装置やブレーキ装置に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに、長期に亘って異音の発生を抑制し得る乾式摩擦材を提供することを目的とするとともに、当該乾式摩擦材を有するクラッチ装置やブレーキ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記技術課題を解決するために本発明者等が鋭意検討した結果、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含む乾式摩擦材により、本発明の目的を達成し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１）アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含むことを特徴とする乾式摩擦材、
（２）前記結合樹脂としてフェノール樹脂を含み、前記無機系充填材として炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムを含む上記（１）に記載の乾式摩擦材、
（３）クラッチフェーシングとして上記（１）または（２）に記載の乾式摩擦材を有することを特徴とするクラッチ装置、
（４）ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして上記（１）または（２）に記載の乾式摩擦材を有することを特徴とするブレーキ装置
を提供することを目的とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制し得る乾式摩擦材を提供することができるとともに、当該乾式摩擦材を有するクラッチ装置やブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例および比較例における異音の測定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の摩擦材は、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に摩擦材において、アラミド繊維としては、メタ系アラミド繊維およびパラ系アラミド繊維が挙げられる。
メタ系アラミド繊維としては、例えば、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維（例えば、デュポン社製、商標名「ノーメックス」）などのメタ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。
また、パラ系アラミド繊維としては例えば、ポリパラフェニレンテレフタールアミド繊維（例えば、東レ・デュポン（株）製、商標名「ケブラー」）や、コポリパラフェニレン−３，４−ジフェニールエーテルテレフタールアミド繊維（例えば、帝人（株）製、商標名「テクノーラ」）などのパラ系全芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。
【００１４】
アラミド繊維は、高強度かつ高弾性率であり、耐熱性、耐摩耗性に優れることから、ポリパラフェニレンテレフタールアミド繊維が一般に好適であるが、特に耐熱性を要求される用途においては、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維が好適である。
【００１５】
本発明の摩擦材は、アラミド繊維を、４〜１１質量％含むものであることが好ましく、５〜１０質量％含むものであることがより好ましく、６〜９質量％含むものであることがさらに好ましい。
【００１６】
本発明の摩擦材は、アラミド繊維を含有することにより、所望の強度を容易に発揮し得るとともに、他の成分を混合して摩擦材を調製する際に、粉末粒子を保持して容易に均一混合し得ることから、安定した物性を容易に発揮する摩擦材を提供することができる。
【００１７】
本発明の摩擦材においては、本発明の効果を奏する範囲において、アラミド繊維とともに他の有機繊維を含むものであってもよい。
アラミド繊維以外の他の有機繊維としては、アクリル繊維、耐炎化アクリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアクリレート繊維、ポリエステル繊維、パルプ繊維などを挙げることができる。
【００１８】
本発明の摩擦材は、ワラストナイトを含む。
ワラストナイト（Wollastonite）は、ＣａＳｉＯ３（ＣａＯ・ＳｉＯ２）で表記される、カルシウムカチオンで繋がれた無限の珪素−酸素鎖（ＳｉＯ３）構造を有する、（結晶構造が針状の）無機繊維状物質である。天然鉱物として産出されるワラストナイトは、珪灰石として石灰岩地帯に産出し、不純物として微量（例えば、０．５重量％未満）のＡｌ２Ｏ３やＦｅ２Ｏ３を含有することもある。
【００１９】
本発明の摩擦材は、ワラストナイトを、３〜１０質量％含むものであることが好ましく、４〜９質量％含むものであることがより好ましく、５〜８質量％含むものであることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の摩擦材は、ワラストナイトを含有することにより、所望の強度を容易に発揮し得るとともに、他の成分を混合して摩擦材を調製する際に、粉末粒子を保持して容易に均一混合し得ることから、安定した物性を容易に発揮する摩擦材を提供することができる。
【００２１】
本発明の摩擦材においては、本発明の効果を奏する範囲において、ワラストナイトとともに他の無機繊維を含むものであってもよい。
ワラストナイト以外の他の無機繊維としては、チタン酸カリウムウイスカー、炭化珪素ウイスカーなどの無機ウイスカーや、ガラス繊維や、炭素繊維や、セピオライト、アタパルジャイト、ハロイサイト、モルデナイト、ロックウールなどの鉱物繊維や、アルミナシリカ系繊維などのセラミック繊維や、アルミニウム繊維、ステンレス繊維、銅繊維、黄銅繊維、ニッケル繊維、真鍮繊維などの金属繊維等を挙げることができる。
【００２２】
本発明の摩擦材は、無機系充填材を含む。
本出願書類において、無機系充填材とは、摩擦特性を調整する無機化合物成分であって、二硫化モリブデンおよび黒鉛を除く無機成分を意味する。
本発明の摩擦材において、無機系充填材としては、特に制限されないが、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、バーミキュライト、マイカ、フッ化カルシウム、酸化マグネシウム、珪石、アルミナ等から選ばれる一種以上を挙げることができ、炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムから選ばれる一種以上が好ましく、炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムがより好ましい。
【００２３】
本発明の摩擦材は、無機系充填材を、２０〜５１質量％含むものであることが好ましく、２５〜４０質量％含むものであることがより好ましく、２８〜３５質量％含むものであることがさらに好ましい。
本発明の摩擦材が、無機系充填材として炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムを含む場合、その合計量は、上述した無機系充填材の含有割合と同様であることが好ましい。
【００２４】
本発明の摩擦材は、無機系充填材を含有することにより、耐摩耗性を改善し得るとともに、容易に密度を増加させ、結合樹脂の硬化反応を容易に促進することができる。
【００２５】
本発明の摩擦材は、無機系充填材とともに、さらに有機系充填材を含んでもよい。
本出願書類において、有機系充填材は、弾性率を低減し（弾性を向上させ）、摩擦係数を安定化させる有機化合物成分を意味する。
本発明の摩擦材において、有機系充填材としては、特に制限されないが、例えば、カシューダスト、カシュー樹脂、ゴム粉末等から選ばれる一種以上を挙げることができ、カシューダストおよびカシュー樹脂であることが好ましい。
【００２６】
本発明の摩擦材は、有機系充填材を、１〜１２質量％含むものであることが好ましく、２〜１０質量％含むものであることがより好ましく、３〜６質量％含むものであることがさらに好ましい。
【００２７】
本発明の摩擦材は、有機系充填材を含有することにより、弾性率を低減して（弾性を向上させて）、制振性を向上させることにより耐摩耗性を容易に改善し得るとともに、摩擦材の表面に安定したフィルム層を形成して摩擦係数を容易に安定化させることができる。
【００２８】
本発明の摩擦材は、本発明の効果を奏する範囲において、さらに硬質粒子や金属粉を含むものであってもよい。
硬質粒子としては、研掃剤や増μ（摩擦係数向上）剤としての機能を有するものであれば特に限定されず、アルミナ粒子、シリカ粒子、マグネシア粒子、ジルコニア粒子、酸化クロム粒子、ムライト粒子などの金属酸化物粒子から選ばれる一種以上を挙げることができる。
また、金属粉としては、アルミニウム粉、銅粉、真鍮粉、ステンレス鋼粉、鉄粉、酸化鉄粉等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【００２９】
本発明の摩擦材は、二硫化モリブデンを１８〜２５質量％含む。
【００３０】
二硫化モリブデンは、層状の結晶構造を有する固体潤滑材であり、全体が偏平な形状を有するものである。
本発明の摩擦材は、二硫化モリブデンを１８〜２５質量％含むものであり、１９〜２３質量％含むものであることが好ましく、２０〜２３質量％含むものであることがより好ましい。
【００３１】
本発明の摩擦材は、二硫化モリブデンを含むことにより、相手材との摩擦特性を安定させ、スティックスリップや摩擦面から生じる鳴き等の異音を効果的に抑制することができる。
二硫化モリブデンの含有割合が１８質量％未満では異音の発生を十分に抑制することができなくなり、２５質量％を超えると摩擦材の形成が困難になる。
【００３２】
本発明の摩擦材は、黒鉛を１０〜２０質量％含む。
【００３３】
黒鉛としては、特に制限されないが、土状黒鉛であることが適当である。
【００３４】
本発明の摩擦材は、黒鉛を１０〜２０質量％含むものであり、１３〜１９質量％含むものであることが好ましく、１５〜１８質量％含むものであることがより好ましい。
【００３５】
本発明の摩擦材は、黒鉛を含むことにより、相手材との摩擦特性を安定させ、スティックスリップや摩擦面から生じる鳴き等の異音を効果的に抑制することができる。
黒鉛の含有割合が１０質量％未満では異音の発生を十分に抑制することができなくなり、２０質量％を超えると他の成分の配合割合が低減するために、所望性能を有する摩擦材を得ることが困難になる。
【００３６】
本発明者等の検討によれば、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂とともに所定量の二硫化モリブデンのみを配合した摩擦材でも使用当初はある程度異音の発生を抑制することができるものの、一定時間使用すると劣化を生じて異音を生ずることを見出した。本知見に基づいて本発明者等がさらに検討を加えたところ、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂とともに所定量の二硫化モリブデンと所定量の黒鉛を併用することにより、異音の発生を高度に抑制し得るとともに、異音発生の抑制効果を長期に亘って維持し得ることを見出して本発明を完成するに至ったものである。
【００３７】
本発明の摩擦材は、結合樹脂を含む。
結合樹脂としては、特に制限されないが、熱硬化性樹脂が好ましく、結合樹脂として、具体的には、フェノール樹脂（各種変性フェノール樹脂を含む）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、これらのうち、フェノール樹脂がより適当である。
【００３８】
本発明の摩擦材は、結合樹脂を、１３〜２６質量％含むものであることが好ましく、１４〜２０質量％含むものであることがより好ましく、１５〜１７質量％含むものであることがさらに好ましい。
【００３９】
本発明の摩擦材は、結合樹脂を含むことにより、各構成成分を結着させて、容易に所望形状に形成することができる。
本発明の摩擦材において、結合樹脂がフェノール樹脂である場合には、製造時に低温でも容易に軟化して各構成成分と馴染み易くなり、摩擦係数を向上させた摩擦材を容易に提供することができる。
【００４０】
本発明の摩擦材は、使用目的に応じて各種形態およびサイズを採ることができる。
【００４１】
本発明の摩擦材は、例えば、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含む混合材料を成形型中で熱圧成形する方法により製造することができる。
【００４２】
具体的には、例えば、上記各成分を適宜ミキサーを用いて所定の投入順序および所定の混合条件（ミキサー回転数、混合時間等）で混合することにより、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、二硫化モリブデン１８〜２５質量％および黒鉛１０〜２０質量％を含む混合材料を得た後、この混合材料を、必要に応じて所望形状に予備成形した後、得ようとする乾式摩擦材に対応する成形面形状を有する上型と下型からなる成形型中に投入し、熱プレスにて所定の温度、圧力、時間で成形し、その際に、樹脂から発生するガスを抜くため、適宜プレスバンピングを行うことにより、所望の表面形状を有する薄板状の摩擦材を得ることができる。
混合材料調製時、各成分の添加量は、得ようとする摩擦材の組成に応じて適宜調整することができる。
【００４３】
本発明によれば、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制し得る乾式摩擦材を提供することができる。
【００４４】
次に、本発明のクラッチ装置について説明する。
本発明のクラッチ装置は、クラッチフェーシングとして本発明の乾式摩擦材を有することを特徴とするものである。
本発明のクラッチ装置を構成する乾式摩擦材の詳細は、上述したとおりである。
本発明のクラッチ装置は、クラッチフェーシングとして本発明の乾式摩擦材を有することを除けば、その他の部材については公知の部材により構成することができる。
【００４５】
本発明のクラッチ装置は、クラッチフェーシングとして本発明の乾式摩擦材を有するものであることから、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制することができる。
【００４６】
次に、本発明のブレーキ装置について説明する。
また、本発明のブレーキ装置は、ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして本発明の乾式摩擦材を有することを特徴とするものである。
本発明のブレーキ装置を構成する乾式摩擦材の詳細は、上述したとおりである。
本発明のブレーキ装置は、ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして本発明の乾式摩擦材を有することを除けば、その他の部材については公知の部材により構成することができる。
【００４７】
本発明のブレーキ装置は、ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして本発明の乾式摩擦材を有するものであることから、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制することができる。
【００４８】
（実施例）
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
表１に示すように、アラミド繊維が６質量％、ワラストナイトが５質量％、炭酸カルシウムが１９質量％、硫酸バリウムが１４質量％、カシューダストが２質量％、カシュー樹脂が２質量％、フェノール樹脂が１５質量％、二硫化モリブデンが２０質量％、黒鉛が１７質量％になるように、各成分をミキサーで混合して、表１に示す組成を有する混合材料を得た。
得ようとする成形物の形状に対応する成形面形状を有する、上型および下型からなる成形型を用いて、上型と下型間（上記成形型の成形面）に上記混合材料を投入し、１７０℃の温度雰囲気下、４ＭＰａで押圧することにより、外径３００ｍｍ、厚さ９ｍｍのクラッチフェーシング形状を有する乾式摩擦材を作製した。
【００５０】
＜異音発生の確認試験＞
図１に示すように、得られた乾式摩擦材をクラッチフェーシングＦとして、クラッチユニットＣに固定した。
図１に示すように、モーターＭに回転軸に取り付けた外径３００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの鋳鉄製のディスクＤを回転数７ｒｐｍの一定周速で回転させ、このディスクＤに対し、上記クラッチユニットＣに固定したクラッチフェーシングＦを面圧Ｐが０．３ＭＰａとなるように押圧して、クラッチフェーシングを押圧した直後（評価開始直後）、クラッチフェーシングの押圧を開始してから９時間経過後（評価開始から９時間経過後）およびクラッチフェーシングの押圧を開始してから２４時間経過後（評価開始から２４間経過後）における異音（鳴き）の有無を聴感により確認した。結果を表１に示す。    
なお、表１において、「○」評価は異音（鳴き）が発生しなかったことを表し、「×」評価は異音（鳴き）が発生したことを表している。
【００５１】
（実施例２）
表１に示すように各成分の配合割合を変更した以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシング形状を有する乾式摩擦材を作製した。
得られた乾式摩擦材をクラッチフェーシングとして、実施例１と同様の方法で異音発生の確認試験を行った。結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例３）
表１に示すように各成分の配合割合を変更した以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシング形状を有する乾式摩擦材を作製した。
得られた乾式摩擦材をクラッチフェーシングとして、実施例１と同様の方法で異音発生の確認試験を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
（実施例４）
表１に示すように各成分の配合割合を変更した以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシング形状を有する乾式摩擦材を作製した。
得られた乾式摩擦材をクラッチフェーシングとして、実施例１と同様の方法で異音発生の確認試験を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
（実施例５）
表１に示すように各成分の配合割合を変更した以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシング形状を有する乾式摩擦材を作製した。
得られた乾式摩擦材をクラッチフェーシングとして、実施例１と同様の方法で異音発生の確認試験を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2015059193.tif 000002
【００５６】
（比較例１〜比較例１１）
表２および表３に示すように、適宜、セラミック繊維、ゴム粉末、アルミナ粉末、カオリナイト、メタルファイバー、アルミナ粉末、銅粉を配合しつつ、各成分の配合割合を変更して、実施例１と同様にしてクラッチフェーシング形状を有する乾式摩擦材の作製を試みたところ、比較例１〜比較例１０においては目的とする乾式摩擦材を作製することができたが、比較例１１においては熱圧成形時に割れが発生してしまい、目的とする乾式摩擦材を作製することができなかった。
比較例１〜比較例１０で得られた乾式摩擦材をクラッチフェーシングとして用いて、実施例１と同様の方法で異音発生の確認試験を行った。結果を表２および表３に示す。
表２および表３においても、「○」評価は異音（鳴き）が発生しなかったことを表し、「×」評価は異音（鳴き）が発生したことを表している。
【００５７】
【表２】
2015059193.tif 000003
【００５８】
【表３】
2015059193.tif 000004
【００５９】
表１の結果から、実施例１〜実施例５で得られた本発明の乾式摩擦材は、アラミド繊維、ワラストナイト、無機系充填材および結合樹脂を含むとともに、所定量の二硫化モリブデンと所定量の黒鉛を併用することにより、異音の発生を高度に抑制し得るとともに、異音発生の抑制効果を長期に亘って維持し得るものであることが分かる。
【００６０】
これに対して表２および表３の結果から、比較例１〜比較例１０で得られた乾式摩擦材は、二硫化モリブデンおよび黒鉛のいずれかを含まないか（比較例１〜比較例７）、二硫化モリブデンまたは黒鉛のいずれかの含有割合が所定範囲外である（比較例８〜比較例１０）ものであることから、評価開始直後から異音が発生したり（比較例１〜比較例４）、評価開始から９時間以内に異音が発生するものである（比較例５〜比較例１０）ことが分かる。
また、比較例１１においては、二硫化モリブデンの含有割合が多すぎるために乾式摩擦材を作製できないことが分かる。
【００６１】
上記結果から、本発明に係る乾式摩擦材は、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器において、クラッチフェーシング、ブレーキパッドまたはブレーキライニングとして使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制し得るものであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、屋内で使用される運搬機器等の産業機器やＯＡ機器に使用されたときに、所定の摩擦力を発揮し得るとともに長期に亘って異音の発生を抑制し得る乾式摩擦材を提供することができるとともに、当該乾式摩擦材を有するクラッチ装置やブレーキ装置を提供することができる。
【図１】
2015059193.tif 000005