(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配合ゴムと、ガラス繊維と、ガラス繊維含浸用合成樹脂とを含有するクラッチフェーシングであって、
前記配合ゴム中の硫黄の体積含有率を前記クラッチフェーシング全体において０．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内とするとともに、前記配合ゴム中に熱硬化性樹脂粉末を７ｖｏｌ％〜１７ｖｏｌ％の範囲内で添加することによって、前記クラッチフェーシングの摩擦特性及び強度を維持することを特徴とするクラッチフェーシング。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂またはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のクラッチフェーシング。                                                                               
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式のクラッチフェーシング、例えば、自動車等の車両に用いられるクラッチのクラッチフェーシングに関し、特に、摩擦熱により発生する硫黄化合物の臭気を低減したクラッチフェーシングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に用いられるクラッチにおいては、半クラッチが多用される等の高負荷領域で使用されることによってクラッチフェーシングが非常に高温となり、クラッチフェーシングにゴム架橋用に配合されている硫黄が硫化水素・メチルメルカプタン等の硫黄化合物ガスとなって、これらの硫黄化合物ガスが車室内に入り込んで不快な臭気を発生して問題となる場合があった。しかし、ゴム架橋用材料としては、コスト・耐摩耗性の点から硫黄が最適であり、硫黄の使用を廃止するのは困難である。
【０００３】
ここで、一度硫黄化合物ガスの臭気を発生した乾式クラッチフェーシングは、その後同一の熱負荷を与えても臭気が発生しないという経験則から、予め乾式クラッチフェーシングの表面に熱板で熱を加えるという対策が考えられる。しかし、この方法では全面が加熱されるため乾式クラッチフェーシング全体が高温となり、冷却時に徐冷しても反りが発生してしまう。
【０００４】
そこで、本発明者は、かかる問題を解決するために、特許文献１に記載されている乾式クラッチフェーシング及びその製造方法にかかる発明をした。この特許文献１に記載の乾式クラッチフェーシング及びその製造方法においては、乾式クラッチフェーシングの表層部に存在する硫黄にレーザ光を照射することによって、表層部の硫黄を燃焼させて除去している。
【０００５】
これによって、半クラッチや連続スリップによって乾式クラッチフェーシングの表層部が非常に高温となっても硫黄化合物ガスは発生せず、臭気が問題となることはない。また、レーザ光は乾式クラッチフェーシングの表層部のみを非常に高温に加熱することができるため、内部が高温とならないことから乾式クラッチフェーシングに反りが発生することもない。
【特許文献１】特開２００３−１８４９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のクラッチフェーシング及びその製造方法は、臭気の低減効果は十分あるが、レーザ光照射設備の設置及びレーザ光照射工程の追加が必要であり、設備投資等によるコストアップをもたらす。また、クラッチフェーシングの表面に存在する硫黄のみを除去しているため裏面には効果がなく、クラッチフェーシングの表面が非常に高温になった場合には裏面も高温になるため、硫黄化合物ガスの臭気が発生してしまうという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、クラッチフェーシングの材料である配合ゴム中の硫黄を所定値以下に減量しつつ配合ゴムの強度を維持することによって、工程の追加も必要なく従来の工程で製造できて、なおかつ硫黄化合物ガスの臭気の発生を低減しつつ強度及び摩擦特性を維持することができるクラッチフェーシングの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明にかかるクラッチフェーシングは、配合ゴムと、ガラス繊維と、ガラス繊維含浸用合成樹脂とを含有するクラッチフェーシングであって、前記配合ゴム中の硫黄の体積含有率を所定値以下の範囲内に抑えるとともに、前記配合ゴム中に熱硬化性樹脂を添加することによって、前記クラッチフェーシングの摩擦特性及び強度を維持するものである。
【０００９】
ここで、「配合ゴム」とは、クラッチフェーシングを構成する材料であって、合成ゴム・天然ゴム等のゴム、カーボンブラック等の顔料、硫黄、加硫促進剤、レジンダスト・炭酸カルシウム等の充填材を含有する、ゴムを主体とする混合物である。また、「合成ゴム」としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ，二トリルゴムとも言う）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を用いることができる。
【００１０】
更に、前記配合ゴム中の硫黄の体積含有率は、前記クラッチフェーシング全体において０．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内であるものである。
【００１１】
請求項２の発明にかかるクラッチフェーシングは、請求項１の構成において、前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂またはエポキシ樹脂であるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明にかかるクラッチフェーシングは、配合ゴムと、ガラス繊維と、ガラス繊維含浸用合成樹脂とを含有するクラッチフェーシングであって、配合ゴム中の硫黄の体積含有率を所定値以下の範囲内に抑えるとともに、配合ゴム中に熱硬化性樹脂を添加することによって、クラッチフェーシングの摩擦特性及び強度を維持するものである。
【００１３】
ここで、「配合ゴム」とは、クラッチフェーシングを構成する材料であって、合成ゴム・天然ゴム等のゴム、カーボンブラック等の顔料、硫黄、加硫促進剤、レジンダスト・炭酸カルシウム等の充填材を含有する、ゴムを主体とする混合物である。また、「合成ゴム」としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ，二トリルゴムとも言う）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を用いることができる。
【００１４】
配合ゴム中の硫黄の体積含有率を、高温時に発生する硫黄化合物ガスの臭気が気にならない所定値以下の範囲内に抑えることによって、硫黄化合物ガスの臭気の問題は解消する。ここで、硫黄の体積含有率を減らすことによって配合ゴムの架橋密度が低下して、強度低下・摩擦特性低下が起こるが、配合ゴム中に最適量に調整した熱硬化性樹脂を添加することによって、従来のクラッチフェーシングにおける摩擦特性及び強度を維持することができる。
【００１５】
更に、配合ゴム中の硫黄の体積含有率がクラッチフェーシング全体において０．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内、より好ましくは１．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内である。
【００１６】
本発明者は、鋭意実験研究の結果、硫黄の体積含有率がクラッチフェーシング全体において０．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内、より好ましくは１．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内である場合に、硫黄化合物ガスの臭気の発生の問題の解消についても、クラッチフェーシングの強度及び摩擦特性についても、より好ましい結果が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。
【００１７】
即ち、硫黄の体積含有率がクラッチフェーシング全体において０．５ｖｏｌ％未満の場合には、硫黄化合物ガスの臭気の発生の問題は解消するが、クラッチフェーシングの強度及び摩擦特性については従来と同様の特性が得られないか、得られたとしても多量の熱硬化性樹脂を用いなければならず、コストアップになってしまう。また、硫黄の体積含有率がクラッチフェーシング全体において２．０ｖｏｌ％を越える場合には、硫黄化合物ガスが所定量以上発生して、臭気の問題を解消することができない。
【００１８】
これに対して、硫黄の体積含有率がクラッチフェーシング全体において０．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内である場合には、硫黄化合物ガスの臭気の発生の問題が解消できるとともにクラッチフェーシングの強度及び摩擦特性についても従来と同様の特性が得られる。更に、硫黄の体積含有率がクラッチフェーシング全体において１．５ｖｏｌ％〜２．０ｖｏｌ％の範囲内である場合には、硫黄よりコストの高い熱硬化性樹脂の使用量を減らすことができるため、コスト面でも有利となる。
【００１９】
このようにして、クラッチフェーシングの材料である配合ゴム中の硫黄を所定値以下に減量しつつ配合ゴムの強度を維持することによって、工程の追加も必要なく従来の工程で製造できて、なおかつ硫黄化合物ガスの臭気の発生を低減しつつ強度及び摩擦特性を維持することができるクラッチフェーシングとなる。
【００２０】
請求項２の発明にかかるクラッチフェーシングにおいては、熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂またはエポキシ樹脂である。
【００２１】
請求項１の発明にかかるクラッチフェーシングにおいては、熱硬化性樹脂であればどのような種類のものを用いても同様の効果が得られるものと考えられるが、特に、これらのフェノール樹脂、変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂は容易に入手できるとともに耐熱性に優れているため、クラッチフェーシングの材料としての熱硬化性樹脂として好ましい。
【００２２】
このようにして、クラッチフェーシングの材料である配合ゴム中の硫黄を所定値以下に減量しつつ配合ゴムの強度を維持することによって、工程の追加も必要なく従来の工程で製造できて、なおかつ硫黄化合物ガスの臭気の発生を低減しつつ強度及び摩擦特性を維持することができるクラッチフェーシングとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態にかかるクラッチフェーシングについて説明する。まず、クラッチフェーシングが高温になった場合に発生する硫黄化合物ガスの臭気が気にならないようにするためには、クラッチフェーシング中の硫黄の量（ｖｏｌ％）がどの程度以下であれば良いかについて、実験によって検討した。
【００２４】
具体的には、体積５００ｃｍ3 の容器に試料（クラッチフェーシングの切れ端）１０ｇを入れて、オーブンで３５０℃、１０分間加熱し、検知管（硫化水素検知管、メチルメルカプタン検知管）を用いて、硫化水素及びメチルメルカプタンの濃度を測定した。測定された濃度が目標値以下の場合に○、目標値を越えた場合に×と判定した。実験結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0005344796.tif 000002
【００２６】
表１に示されるように、硫化水素、メチルメルカプタンのいずれについても、クラッチフェーシング中の硫黄の量が２ｖｏｌ％以下の場合に○となり、３ｖｏｌ％以上の場合には×となった。よって、クラッチフェーシング中の硫黄の量を２ｖｏｌ％以下に抑えることによって、発生する硫黄化合物ガスの臭気の問題は解決することが分かった。
【００２７】
そこで、本実施の形態においては、クラッチフェーシング中の硫黄の量を１．５ｖｏｌ％に固定して、更にガラス繊維の量を２３ｖｏｌ％、金属線（銅線）の量を１ｖｏｌ％、ガラス繊維含浸用水性フェノールの量を１２ｖｏｌ％、配合ゴム全体の量を６４ｖｏｌ％に固定して、配合ゴム中の硫黄以外の成分（ゴム、カーボンブラック、加硫促進剤、フェノール樹脂粉末、レジンダスト、炭酸カルシウム）の量を変化させて、実施例１〜実施例５までの５種類の配合のクラッチフェーシングを製造した。
【００２８】
ここで、配合ゴム中のゴムとしては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを重量比で６：４の割合で混合したものを使用した。また、加硫促進剤としては、大内新興化学工業（株）の製品名「ノクセラー」を使用した。
【００２９】
また、比較のために、配合ゴム中の硫黄の量を５ｖｏｌ％とした比較例１、配合ゴム中のフェノール樹脂粉末の量を６ｖｏｌ％と少なくした比較例２の配合によるクラッチフェーシングをも製造した。
【００３０】
実施例１〜実施例５及び比較例１，比較例２の配合を、表２の上段に示す。
【００３１】
【表２】
0005344796.tif 000003
【００３２】
表２に示されるように、実施例１においてはフェノール樹脂粉末の量を７ｖｏｌ％、実施例２においては１０ｖｏｌ％、と徐々にフェノール樹脂粉末の量を増やしていって、実施例５においてはフェノール樹脂粉末の量を１７ｖｏｌ％としている。配合ゴム全体の量は６４ｖｏｌ％に固定しているため、その分ゴム、レジンダスト、炭酸カルシウムの量が徐々に減らされている。
【００３３】
これに対して、比較例１においては配合ゴム中の硫黄の量を５ｖｏｌ％として、フェノール樹脂粉末は配合されていない。また、比較例２においては、硫黄の量は実施例１〜実施例５と同じく１．５ｖｏｌ％であるが、フェノール樹脂粉末の量を６ｖｏｌ％と少なくしている。
【００３４】
これらの配合によって、通常の製造工程によってクラッチフェーシングを製造して、摩擦摩耗試験及び回転破壊試験を行って、摩擦特性及び強度を調べた。摩擦摩耗試験の条件としては、供試品の寸法が外径２３６ｍｍ×内径１５０ｍｍ×厚さ３．５ｍｍで、慣性が３．９ｋｇｍ2 、回転数が１５００ｒｐｍ、温度（プレッシャープレート温度）が３００℃、係合回数が２０００回という試験条件で実施した。
【００３５】
また、回転破壊試験の条件としては、供試品の寸法が同じく外径２３６ｍｍ×内径１５０ｍｍ×厚さ３．５ｍｍで、温度（雰囲気温度）が２００℃、回転数は３０００ｒｐｍから２００ｒｐｍ／ｓで供試品が破壊するまで回転数を上昇させるという試験条件で実施した。各々の試験結果を、表２の下段に示す。
【００３６】
表２に示されるように、実施例１〜実施例５においては、従来の硫黄のみを用いた比較例１の最小μが０．３１１であるのに対して、０．３１０〜０．３１２の範囲内に収まっており、また比較例１の安定μが０．３３９であるのに対して、０．３３５〜０．３４１の範囲内に収まっており、いずれも同等であると言える。また、摩耗量についても、比較例１が０．２２２ｍｍであるのに対して、実施例１〜実施例５においては０．２０５ｍｍ〜０．２２１ｍｍの範囲内に収まっており、いずれも同等以上であると言える。
【００３７】
更に、回転破壊試験についても、比較例１が供試品１０枚の平均値で１２５９０ｒｐｍであるのに対して、実施例１〜実施例５においても供試品１０枚の平均値で１２４７０ｒｐｍ〜１２７６０ｒｐｍの範囲内であり、いずれも同等であると言える。
【００３８】
これに対して、比較例２においては、最小μが０．３０１、安定μが０．３３０であって、いずれも比較例１に比べてやや小さく、摩耗量は０．３１２ｍｍと比較例１に比べて大きい。また、回転破壊試験についても、比較例２においては供試品１０枚の平均値で１１４４０ｒｐｍと小さい値であり、摩擦摩耗試験及び回転破壊試験のいずれにおいても、従来品である比較例１に比べて劣るという結果となった。
【００３９】
従って、硫黄の量を１．５ｖｏｌ％とした場合には、フェノール樹脂粉末の量が７ｖｏｌ％以上必要であることが判明した。また、フェノール樹脂粉末の量を１７ｖｏｌ％を超えて配合しても、特性上のメリットはないことが分かった。即ち、硫黄の量を１．５ｖｏｌ％とした場合には、フェノール樹脂粉末の量を７ｖｏｌ％〜１７ｖｏｌ％とすることが好ましいことが判明した。
【００４０】
なお、上述したように、クラッチフェーシング中の硫黄の量を２．０ｖｏｌ％以下とすることによって臭気の問題は解消されるが、硫黄の量を減らすとフェノール樹脂粉末の量を増やさなければならず、フェノール樹脂粉末は硫黄より高価であるため、コストの点からは硫黄の量を２．０ｖｏｌ％に近づけることが好ましい。
【００４１】
このようにして、本実施の形態の実施例１〜実施例５にかかるクラッチフェーシングにおいては、クラッチフェーシングの材料である配合ゴム中の硫黄を所定値以下に減量しつつ配合ゴムの強度を維持することによって、工程の追加も必要なく従来の工程で製造できて、なおかつ硫黄化合物ガスの臭気の発生を低減しつつ強度及び摩擦特性を維持することができる。
【００４２】
本実施の形態においては、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂粉末を用いた例について説明したが、変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂を始めとするその他の熱硬化性樹脂の粉末または粉末状でない熱硬化性樹脂を用いることもできる。特に、これらのフェノール樹脂、変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂は容易に入手できるとともに耐熱性に優れているため、クラッチフェーシングの材料としての熱硬化性樹脂として好ましい。
【００４３】
本発明を実施するに際しては、クラッチフェーシングのその他の部分の組成、成分、配合量、材質、大きさ、作製方法等についても、本実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
なお、本実施の形態で挙げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。