(57)【要約】高い動摩擦係数を必要とするシンクロナイザーリングへの適用に有効なシンクロナイザーリング用摩擦材を提供する。  灰分含量が０．１〜８質量％である（イ）石油コークスまたは（ロ）ピッチコークスを含有するシンクロナイザーリング用摩擦材、より好ましくは、灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（ニ）鋳物用コークスを含有するシンクロナイザーリング用摩擦材。
2004109138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰分含量が０．１〜８質量％である（イ）石油コークスまたは（ロ）ピッチコークスを含有することを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項２】
前記石油コークスが灰分含量０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスであることを特徴とする請求項１記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項３】
前記ピッチコークスが灰分含量５〜８質量％である（ニ）鋳物用コークスであることを特徴とする請求項１記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項４】
前記石油コークスまたはピッチコークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項５】
前記石油コークスまたはピッチコークスを前記シンクロナイザーリング用摩擦材に対して３０〜８０質量％含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項６】
前記石油コークスまたはピッチコークスを前記シンクロナイザーリング用摩擦材に対して５０〜７５質量％含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項７】
さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項８】
さらに、黒鉛を５質量％以下含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項９】
さらに、金属繊維および／または金属粒子を１０質量％以下含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項１０】
前記熱硬化性樹脂がノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項１１】
灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（二）鋳物用コークスを材料全体の３０〜８０質量％含み、さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％、および黒鉛を５質量％以下含み、さらに前記か焼石油コークスまたは鋳物用コークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項１２】
灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（二）鋳物用コークスを材料全体の３０〜８０質量％含み、さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％、および黒鉛を５質量％以下含み、さらに前記か焼石油コークスまたは鋳物用コークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする湿式摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は変速機用摩擦材に関し、特に高い動摩擦係数を必要とするシンクロナイザーリングへの適用に有効なシンクロナイザーリング用摩擦材に属する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、シンクロナイザーリングは自動車の同期噛合い式歯車減速機（以下ミッションと称す）において従来から用いられている。
このシンクロナイザーリングは、例えば自動車の変速機などの歯車切替え時に２つの歯車が円滑に噛合いするように、摺動により歯車同士を同期回転させるための円環状の摩擦摺動部品である。
このシンクロナイザーリングの形成材料には、一般に黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ合金）が用いられており、前記ギヤコーンと接触する内周面には、摩擦力付与のためのリング状条溝や潤滑油を逃がすための縦溝が必要に応じて形成されている。
また、該内周面上にモリブデンやセラミクス等の高融点材料を溶射し、シンクロナイザーリング本体に溶射層を固着させるものも知られている。【０００３】  また、該内周面上にさらに摩擦特性を向上させるために、樹脂剤をバインダー剤とする摩擦材を該内周面上に固着させ、その摩擦材層中に炭素系材料、熱硬化性樹脂、金属系材料、無機系材料等を配合させることは既に知られている。例えば、特開昭５７−１９５９２３号公報（特許文献１）、特開昭５９−１８７１１４号公報（特許文献２）、特開平０９−７９２８８号公報（特許文献３）、特開平０９−２２１５５３号公報（特許文献４）、特開平１１−６１１０３号公報（特許文献５）等が例示される。そして炭素系材料としては、木粉や木綿や黒鉛が挙げられている。しかしながら、上記文献にはコークスはもちろんのこと、本発明に使用される石油コークスやピッチコークスについては全く記載が無い。また、特開平０５−３２９５５号公報（特許文献６）には、黒鉛粉末を１０〜３０ｗｔ％、気孔率１０〜２０％のコークス粉末を３〜１５ｗｔ％含有し、残部が主として銅を主体とする焼結体にて構成される湿式摩擦材が記載されている。しかしながら、この文献には灰分含量が低いコークスについての記載は無く、且つ熱硬化性樹脂を用いた湿式摩擦材についての記載も無い。
【特許文献１】特開昭５７−１９５９２３号公報
【特許文献２】特開昭５９−１８７１１４号公報
【特許文献３】特開平０９−７９２８８号公報
【特許文献４】特開平０９−２２１５５３号公報
【特許文献５】特開平１１−６１１０３号公報
【特許文献６】特開平０５−３２９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  近年におけるエンジンやミッションの高性能化に伴って、確実な作動性はもとより、操作性にも良好なシフトフィーリングが求められることから、高い動摩擦係数を有するシンクロナイザーリングが要求されている。また、シンクロナイザーリングは摩擦摺動部品である以上、高い耐摩耗性や耐焼付性も要求される。しかも近年のエンジンの高性能化に伴って、クラッチを確実に踏み込まずにシフトレバーを動かすクラッチ・シフトレバーのミス操作や、シフトアップやシフトダウン時にシフトを入れ間違えるシフトミス操作によって、該シンクロナイザーリングには従来以上に高い摩擦熱が発生し、大きな熱負荷が生じるため、より高い耐摩耗性や耐焼付性が要求されている。【０００５】  しかしながら、黄銅製シンクロナイザーリングでは、この摩擦力の増大を図るため、例えば該シンクロナイザーリングの押付力を機械的に高めたり、該内周面の形状変更にて面圧を高めたりすると、該シンクロナイザーリングには相手部材であるギヤコーンとの接触時に比較的大きな熱負荷が生じ、摩擦熱の作用によって同期性能が低下するおそれがある。
この技術課題に対し、該黄銅製シンクロナイザーリングの摩擦面を二重，三重に複数面設けるマルチコーンタイプのシンクロナイザーリングにて、該摩擦熱を吸収できる容量を増やし、且つシンクロ性能を向上させる方法がある。しかし、この方法では該シンクロナイザーリングの部品点数増加を招き、該シンクロナイザーリングの高価格化やミッションの大型化による車両重量増加にも繋る。【０００６】  また、前述したモリブデン等の高融点材料を溶射にて該内周面上に形成させる方法では、該摩擦熱に耐える耐摩耗性や耐焼付性を得ることはできるが、同時に高い動摩擦係数を得ることはできないことが知られている。
この技術課題に対し、例えば日本特許第２９９２３７３号公報に記載されているように、硬質なセラミックスをモリブデン等に複合，分散させて溶射するという技術も見られる。しかし、一般的に鉄鋼材料にて製造されるギヤコーンの摺動面が、摩擦摺動時に該セラミックスによる引っ掻き作用にて著しく摩耗され、同期性能の低下や同期機能が損なわれる懸念が残る。【０００７】  さらに、上記した特許公報掲載の樹脂剤をバインダー剤とする摩擦材はいずれも、動摩擦係数、耐摩耗性、耐焼付性、相対速度が０ｒｐｍに近い摩擦係数（静摩擦係数）につき従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングより改善されてはいるが、必ずしも満足すべきものではなく、さらなる性能向上が望まれている。
したがって、シンクロナイザーリングの内周面に対し、優れた摩擦材の層を形成するためのシンクロナイザーリング用摩擦材の開発が望まれている。
本発明はかかる従来技術の欠点を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。特に炭素系材料について種々のサンプルを用いトライアンドエラーによる摩擦材の作製ならびにその性能テストを精力的に行った。炭素系材料として、木粉、木綿、球状黒鉛粉末、天然鱗片状黒鉛粉末、人造黒鉛粉末、活性炭、石炭、木炭、竹炭、炭素繊維、ダイヤモンド、コークスなどを選択して実験を行った結果、木粉、木綿、木炭、竹炭、活性炭は軟らか過ぎて不適であり、ダイヤモンドは硬過ぎるため不適であり、黒鉛系統全ておよび炭素繊維は構造上滑る特性であるため不適であり、コークスが比較的良好な動摩擦係数、耐摩耗性、耐焼付性を与えることを知見した。さらに、コークスについて種々検討を加えたところ、コークスの中でも灰分含量が０．１〜８質量％である石油コークスまたはピッチコークスが本発明の目的に相応しいことを知見した。このような石油コークスまたはピッチコークスの中でも灰分含量が０．１〜１質量％であるか焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である鋳物用コークスがより好ましいことを知見した。さらに粒子の５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであるか焼石油コークスまたは鋳物用コークスが最も好ましいことを知見した。【０００９】  本発明者らは、上記新知見を得た後、さらに種々検討を重ねて本発明を完成するに至った。
したがって本発明は、
（１）灰分含量が０．１〜８質量％である（イ）石油コークスまたは（ロ）ピッチコークスを含有することを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材。
（２）前記石油コークスが灰分含量０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスであることを特徴とする（１）記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（３）前記ピッチコークスが灰分含量５〜８質量％である（ニ）鋳物用コークスであることを特徴とする（１）記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（４）前記石油コークスまたはピッチコークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（５）前記石油コークスまたはピッチコークスを前記シンクロナイザーリング用摩擦材に対して３０〜８０質量％含むことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（６）前記石油コークスまたはピッチコークスを前記シンクロナイザーリング用摩擦材に対して５０〜７５質量％含むことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（７）さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％含むことを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（８）さらに、黒鉛を５質量％以下含むことを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（９）さらに、金属繊維および／または金属粒子を１０質量％以下含むことを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（１０）前記熱硬化性樹脂がノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
（１１）灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（二）鋳物用コークスを材料全体の３０〜８０質量％含み、さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％、および黒鉛を５質量％以下含み、さらに前記か焼石油コークスまたは鋳物用コークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材。
（１２）灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（二）鋳物用コークスを材料全体の３０〜８０質量％含み、さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％、および黒鉛を５質量％以下含み、さらに前記か焼石油コークスまたは鋳物用コークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする湿式摩擦材。
に関する。
尚、湿式摩擦材とは、液体中、特に油中環境下で使用される摩擦材を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  本発明は、灰分含量が０．１〜８質量％である（イ）石油コークスまたは（ロ）ピッチコークスを含有することを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材である。灰分含量が０．１質量％未満のコークスを入手することは通常困難である。灰分含量が８質量％を超えると、充分な動摩擦係数が得られない。
本発明における灰分含量の測定は、ＪＩＳ  Ｍ  ８５１１：１９７６にしたがって行われる。【００１１】  石油コークスは、コーキングプロセスにより得られる。すなわち重質油を熱処理して軽質の炭化水素（ガス、ガソリン、ガスオイルなど）に転換するプロセスの副製品として得られる。この石油コークスを高温処理すればか焼石油コークス（ｃａｌｃｉｎｅｄ  ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｃｏｋｅ）が得られる。我が国では、興亜石油株式会社から入手可能である。
石油コークスとしては、灰分含量０．１〜１質量％のか焼石油コークスがより好ましい。【００１２】  ピッチコークスは、石炭を乾留することによって製造される。具体的製造方法としては、室炉法またはディレードコーキング法によって製造される。これらの方法は従来より充分確立されている。ピッチコークスとしては、鋳物用コークス、カーバイド電気炉用コークス、石灰焼成用コークス、一般用コークス、粉コークスなどが挙げられる。
ピッチコークスとしては、灰分含量５〜８質量％の鋳物用コークスが最も好ましい。【００１３】  石油コークスまたはピッチコークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであるのが好ましい。０．１ｍｍ未満であると摩擦材層に適度な気孔が得られ難く動摩擦係数が低くなることがあり、０．５ｍｍを超えると摩擦材層の強度不足をもたらす場合がある。
石油コークスまたはピッチコークスのシンクロナイザーリング用摩擦材に対する含有量は好ましくは３０〜８０質量％、より好ましくは５０〜７５質量％である。３０質量％未満であると動摩擦係数が低く、８０質量％を超えると摩擦材層の強度不足をもたらす。【００１４】  さらに本発明には熱硬化性樹脂を使用するのが好ましい。熱硬化性樹脂としては具体的にはフェノール樹脂（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、クレゾール変性フェノール樹脂、炭化水素樹脂変性フェノール樹脂）、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などが挙げられ、これらは単独でまたは混合で用いることができる。これらの樹脂の中では耐熱性ならびに価格の面からノボラック型フェノール樹脂が好ましい。【００１５】  熱硬化性樹脂の使用量は、摩擦材全体に対して１０〜３０質量％であるのが好ましい。１０質量％未満ではバインダー力不足を招くことがあるため歩留まりが悪くなり、３０質量％を超えると熱硬化性樹脂自体の脆さにより強度不足が発生し易くなり、また動摩擦係数の低下をもたらす。【００１６】  さらに本発明には無機繊維または／および無機粒子を使用するのが好ましい。例えば、アルミナ、炭化珪素、ガラス、ロックウール、ゼオライト、バーミキュライト、ウォラストナイト、炭酸カルシウムなどから構成される繊維または／および粒子が挙げられる。摩擦材全体に対する好ましい使用割合は５〜４０質量％である。５質量％未満では摩擦材の強度不足をもたらし、４０質量％を超えると摩擦材の柔軟性が無くなり歯車の摺動面に傷を付け易くなる。【００１７】  さらに本発明には黒鉛を使用しても良い。黒鉛としては球状黒鉛粉末、天然鱗片状黒鉛粉末、人造黒鉛粉末などが挙げられるが、必ずしも必要欠くべからざる要件ではない。使用するにしても少量でよく、通常は摩擦材全体に対して５質量％以下でよい。この黒鉛の添加によって耐摩耗性が改善される場合がある。【００１８】  さらに本発明には金属繊維または／および金属粒子を使用しても良い。その素材としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金（黄銅）などが挙げられる。摩擦材全体に対する使用量は１０質量％以下である。この金属繊維または／および金属粒子によって熱硬化性樹脂の耐久性が向上することもあるが、その存在は必ずしも必要ではない。【００１９】  さらに本発明には有機繊維または／および有機粒子が配合されても良い。例えば、カシューダスト、クルミ粉末、メラミン粉末、アラミド繊維、ダイニーマ繊維、ベクトラン繊維、ケブラー繊維、フッ素繊維などが挙げられる。その形態はチョップまたはパルプであっても良い。摩擦材全体に対する使用量は１５質量％以下である。この有機繊維または／および有機粒子によって動摩擦係数が向上する。
本発明の摩擦材は上記原料物質を混合することによって製造される。本発明のより詳しい実施の形態を下記するが、本発明はこれに限定されるべきものではない。
【実施例】
【００２０】  以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面に示した実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係るシンクロナイザーリング用摩擦材をリング状構造体の内周面に摩擦材層として有するシンクロナイザーリング本体の軸方向断面図である。図２は本発明に係るシンクロナイザーリング用摩擦材をリング状構造体の内周面に摩擦材層として成形するまでの作業フローである。図３はシンクロナイザーリング用摩擦材をリング状構造体の内周面に対し摩擦材投入後に仮成形を行う際の概略図である。図４は前記仮成形後にリング状構造体の内周面に対し摩擦材層を一体化成形する際の焼成時の概略図である。【００２１】  先ず、図１を参照して、本発明に係るシンクロナイザーリング用摩擦材を使用するシンクロナイザーリング１０は、例えばリング状構造体１１の内周面に該摩擦材からなる摩擦材層１２を有している。該摩擦材層１２の厚さは、機械加工等で顧客の所望する厚さに調整可能ではあるが、０．５（ｍｍ）程度の厚さ（膜厚）でも実機上の使用負荷に対し十分耐摩耗性が確保されているため、比較的厚さの設定自由度は大きい。【００２２】  次に、図２〜図４を併せて参照して、前記シンクロナイザーリング１０の製造方法の一例を説明する。
先ず、予めブラスト等で下地処理したリング状構造体１１の内周面を、アルコール等で洗浄後、フェノール系樹脂やエポキシ系樹脂に代表される熱硬化性タイプの接着剤を塗布する。次に、恒温槽等に該リング状構造体１１を投入し、７０〜１２０℃の雰囲気下で１０〜３０分間保持させ、該接着剤を乾燥する。次に、該リング状構造体１１を成形用金型２０の下型２２内に組み込み、その後、該リング状構造体１１の内周面と中子２３の外周面にて形成されるキャビティ内に摩擦材１６を投入・充填させ、さらに一般公知の油圧プレス機等で上型２１のパンチ２１ａにて該摩擦材１６を圧縮させ、常温から５０℃以内の金型温度内で仮成形を行う。次に、予め１８０〜３００℃に設定された一般公知の直圧成型機の熱盤上に該成形用金型２０を設置し、５〜３０分間焼成（加熱・加圧成形）して、リング状構造体１１と摩擦材層１３を一体化成形する。最後に、該摩擦材層１３の内周を、例えば機械加工にてテーパー状（円錐状）に切削し、その後、円周方向にリング状条溝１４や径方向に縦溝１５を形成し、摩擦材層１２を得る。【００２３】  次に、本発明に係るシンクロナイザーリング用摩擦材を用いた摩擦材層１２を有するシンクロナイザーリング１０による各テスト結果を説明する。
表１、２はシンクロ単体性能テストの結果を示すものである。シンクロ単体性能テストとは、シンクロ単体試験機を使用し、６５℃のミッションオイル（油種；ホンダＭＴＦ−ＩＩ）中で、慣性重量を８５ｋｇｆ・ｃｍ２に設定し、回転数１３００ｒｐｍで回転するテーパー状の相手部材（名称；ギヤコーン，材質；ＳＣＭ４２０，熱処理；浸炭焼入れ・焼戻し，テーパー面；研削処理）に対し、各シンクロナイザーリング１０をエアシリンダーにて２５ｋｇｆの押付力で１０００サイクル繰り返し押し付けた後、エアシリンダーにて２５ｋｇｆ，４０ｋｇｆ，７５ｋｇｆの押付力で各々３０サイクル繰り返しテストした際の動摩擦係数（シンクロタイム間の平均動摩擦係数）とシンクロタイム（１サイクル中の同期開始から同期終了までの時間）を測定するテストである。尚、このテストに使用したリング状構造体１１の母材材質は全て同じ黄銅製であり、同形状・同サイズである。また、シンクロナイザーリング１０の製作条件は上記に示した製造方法で製作しており、さらに、摩擦材層１２の摩擦面形状は図１に示すとおりであり、全て同一である。【００２４】
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上記ガラスファイバーをウォラストナイト（繊維長ＡＶＥ８μｍ）に代えても同様の結果が得られた。【００２５】  表１は各種コークス材の優位性を調査したテスト結果である。サンプルＡ，Ｂは本発明に属するシンクロナイザーリング用摩擦材であり、サンプルＡは灰分含量０．１５質量％のか焼石油コークス、サンプルＢは灰分含量７．５質量％の鋳物用コークスを使用している。また、比較用としてサンプルＣでは灰分含量１０．５質量％のピッチコークスを使用しており、併せて従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングも調査している。【００２６】  表１に示されているように、各押付力において、いずれもサンプルＡ，Ｂの方が高い動摩擦係数を有しており、また速いシンクロタイムも得られるという結果であった。このことから、サンプルＡまたはＢのシンクロナイザーリング用摩擦材を使用することで、良好なシンクロ性能（高い動摩擦係数と速いシンクロタイム）を有するシンクロナイザーリングの製造が可能であるといえる。また、サンプルＡ〜Ｃの結果を比較すると、灰分含量が低いほどシンクロ性能が向上する傾向にあるともいえ、本発明では灰分含量の低いか焼石油コークスがシンクロナイザーリング用摩擦材として最も好ましい材料であると判断される。【００２７】
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上記ガラスファイバーをウォラストナイト（繊維長ＡＶＥ８μｍ）に代えても同様の結果が得られた。【００２８】  表２はか焼石油コークスにおける適正な配合量を調査した結果である。サンプルＡおよびサンプルＤ〜Ｉは本発明に属するシンクロナイザーリング用摩擦材であり、いずれも灰分含量０．１５質量％のか焼石油コークスを使用している。サンプルＤ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ａ→Ｈ→Ｉの順にか焼石油コークスの配合量を増やしている。尚、サンプルＡと比較用として表示した従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングの数値は表１のものと同じである。
表２に示されているように、各押付力において、か焼石油コークスの配合量が高くなるほど良好なシンクロ性能（高い動摩擦係数と速いシンクロタイム）が得られるという結果であった。このことから、良好なシンクロ性能を有するシンクロナイザーリング用摩擦材を作製するには、出来る限りか焼石油コークスを多く配合することが好ましいといえる。本テスト結果では、か焼石油コークスの配合量が２５質量％以下で従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングのシンクロ性能（動摩擦係数とシンクロタイム）と同レベルであったことから、本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材として、か焼石油コークスを３０質量％以上配合することがより好ましいと判断される。【００２９】  表３はシンクロ単体耐久テストの結果を示すものである。シンクロ単体耐久テストとは、シンクロ単体試験機を使用し、８０℃のミッションオイル（油種；ホンダＭＴＦ−ＩＩ）中で、慣性重量を８５ｋｇｆ・ｃｍ２に設定し、回転数４０００ｒｐｍで回転するテーパー状の相手部材（名称；ギヤコーン，材質；ＳＣＭ４２０，熱処理；浸炭焼入れ・焼戻し，コーン面；研削処理）に対し、各シンクロナイザーリング１０をエアシリンダーにて２５ｋｇｆの押付力で１０００サイクル繰り返し押し付けた後、エアシリンダーにて５０ｋｇｆの押付力で上限１００００サイクルまで繰り返し押し付けた際の各シンクロナイザーリング１０のギヤ鳴き（シンクロナイザーリングの同期性能が失われ、押付中に同期作用が上手く成立せず大きな音を発生する事象）発生サイクルと、摩耗量（各シンクロナイザーリング１０が有する摩擦材層１２の軸方向に摩耗した分の長さ）を測定するテストである。尚、このテストに使用したリング状構造体１１の母材材質は全て同じ黄銅製であり、同形状・同サイズである。また、シンクロナイザーリング１０の製作条件は上記に示した製造方法で製作しており、摩擦材層１２の摩擦面形状は図１に示すとおりであり、全て同一である。【００３０】
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上記ガラスファイバーをウォラストナイト（繊維長ＡＶＥ８μｍ）に代えても同様の結果が得られた。【００３１】  表３に示されているように、本シンクロ単体耐久テストは従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングでは耐えることが出来ない過酷な条件下で行われている。
サンプルＡ，Ｂ，Ｇ，Ｈ，Ｉは本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材であり、いずれも本シンクロ単体耐久テストで満足する結果が得られる。従って、本発明に属するシンクロナイザーリング用摩擦材は良好なシンクロ性能を有するのみでなく、高い耐摩耗性や耐焼付性に優れていると判断される。
これに対し、従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングはギヤ鳴きが発生しており、比較的摩耗量も大きい。また、従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングはギヤ鳴き発生サイクルが短いだけでなく、テーパー状の相手部材に黄銅材が焼付く事象が確認され、耐焼付性や耐熱性が低い。本発明のシンクロナイザーリング用摩擦材は、摩擦材層の構成をか焼石油コークスまたは鋳物用コークスを使用しているため、耐焼付性や耐熱性が高い。【００３２】  表４，５は、表１，２で示したシンクロ単体試験機とは別仕様のシンクロ単体試験機にて性能評価したシンクロ単体性能テストの結果を示すものである。表４に示すシンクロ単体性能テスト結果は、油圧シリンダーを有するシンクロ単体試験機を使用し、８０℃のミッションオイル（油種；ホンダＭＴＦ−ＩＩ）中で、慣性重量を０．０１５ｋｇｆ・ｍ２に設定し、回転数差２０００ｒｐｍで回転するテーパー状の相手部材（名称；ギヤコーン，材質；ＳＣＭ４２０，熱処理；浸炭焼入れ・焼戻し，テーパー面；研削処理）に対し、各シンクロナイザーリング１０を油圧シリンダーにて５００Ｎの押付力で５００サイクル繰り返し押し付けラッピングした際の安定域の平均動摩擦係数と、その後、同じく８０℃のミッションオイル（油種；ホンダＭＴＦ−ＩＩ）中で、慣性重量０．０１５ｋｇｆ・ｍ２の条件下で、回転数差１０００，１５００，２０００ｒｐｍで回転する上記相手部材に対し、それぞれの回転数差毎に、各シンクロナイザーリング１０を油圧シリンダーにて３００Ｎ，５００Ｎ，１０００Ｎの押付力で、各々５サイクル繰り返しテストした際の平均動摩擦係数を示している。尚、このテストに使用したリング状構造体１１の母材材質は全て同じ黄銅製であり、同形状・同サイズである。また、シンクロナイザーリング１０の製作条件は上記に示した製造方法で製作しており、さらに、摩擦材層１２の摩擦面形状は図１に示すとおりであり、全て同一である。【００３３】
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上記ガラスファイバーをウォラストナイト（繊維長ＡＶＥ８μｍ）に代えても同様の結果が得られた。【００３４】  表４はか焼石油コークスにおける好ましい配合量を調査したテスト結果である。サンプルＪ〜Ｐは本発明に属するシンクロナイザーリング用摩擦材であり、いずれも灰分含量０．１５質量％のか焼石油コークスを使用している。サンプルＪ，Ｋ→Ｌ→Ｍ→Ｎ→Ｏ→Ｐの順にか焼石油コークスの配合量を増やしている。尚、比較品として従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングのテスト結果を表示している。
表４に示されているように、各押付力において、か焼石油コークスの配合量が多くなるほど従来公知の黄銅製シンクロナイザーリングより高い動摩擦係数が得られる傾向であった。また、より高い動摩擦係数を得るには、か焼石油コークスの配合量を５０〜７５質量％となるように、その他配合材の配合量を調整するのが好ましいと判断される。このことから、良好なシンクロ性能を有するシンクロナイザーリング用摩擦材を作製するには、出来る限りか焼石油コークスを多く配合することが好ましく、その他配合材との配合バランスを考慮すると、か焼石油コークスをシンクロナイザーリング用摩擦材に対して３０〜８０質量％、より好ましくは５０〜７５質量％配合することが望ましいと判断される。【００３５】
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上記ガラスファイバーをウォラストナイト（繊維長ＡＶＥ８μｍ）に代えても同様の結果が得られた。【００３６】  表５はシンクロナイザーリング用摩擦材に配合する好ましいか焼石油コークスの粒径を調査した結果である。サンプルＭおよびサンプルＱ，Ｒは本発明に属するシンクロナイザーリング用摩擦材であり、いずれも灰分含量０．１５質量％のか焼石油コークスを使用しており、同配合比である。また、その他配合する配合材も全て同素性のものであり、配合比も同様である。サンプルＭに配合しているか焼石油コークスの粒径は、標準篩の０．１〜０．５ｍｍにて篩い分けしたものを使用している。サンプルＱに配合しているか焼石油コークスの粒径は、標準篩にて０．１ｍｍ以下に篩い分けしたものを使用している。サンプルＲに配合しているか焼石油コークスの粒径は、標準篩の０．５〜１ｍｍにて篩い分けしたものを使用している。
表５に示されているように、０．１〜０．５ｍｍにて篩い分けされたか焼石油コークスを使用するサンプルＭが、サンプルＱ，Ｒより比較的高い動摩擦係数が得られるという結果であった。これは摩擦面の気孔状態と摩擦材の剛性とのバランスが良好であったためと推測される。このことから、良好なシンクロ性能を有するシンクロナイザーリング用摩擦材に配合されるか焼石油コークスの粒径は、０．１〜０．５ｍｍの範囲のものをより多く選択するのが好ましいと判断される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】  本発明によれば、灰分含量が０．１〜８質量％である（イ）石油コークスまたは（ロ）ピッチコークスを含有するシンクロナイザーリング用摩擦材、より好ましくは、灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（二）鋳物用コークスを含有するシンクロナイザーリング用摩擦材を用いることで、高い動摩擦係数と耐摩耗性と耐焼付性に優れるシンクロナイザーリングが得られる。また、ギヤコーン（相手部材）の摺動面へのダメージも抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】［図１］本発明に係るシンクロナイザーリング用摩擦材をリング状構造体の内周面に摩擦材層として有するシンクロナイザーリング本体の軸方向断面図。
［図２］本発明に係るシンクロナイザーリング用摩擦材をリング状構造体の内周面に摩擦材層として成形するまでの作業フロー。
［図３］シンクロナイザーリング用摩擦材をリング状構造体の内周面に対し摩擦材投入後に仮成形を行う際の概略図。
［図４］仮成形後にリング状構造体の内周面に対し摩擦材層を一体化成形する際の焼成時の概略図。
【符号の説明】
【００３９】１０・・・シンクロナイザーリング
１１・・・リング状構造体
１２・・・摩擦材層
１３・・・摩擦材層
１４・・・リング状条溝
１５・・・縦溝
１６・・・摩擦材
２０・・・成形用金型
２１・・・上型
２１ａ・・・パンチ
２２・・・下型
２３・・・中子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年10月5日(2004.10.5)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】（補正後）灰分含量が０．１〜８質量％である（イ）石油コークスまたは（ロ）ピッチコークスを含有し、シンクロナイザー用摩擦材全体に対する前記石油コークスまたはピッチコークスの含有量が３０〜８０質量％であることを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項２】前記石油コークスが灰分含量０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスであることを特徴とする請求項１記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項３】前記ピッチコークスが灰分含量５〜８質量％である（ニ）鋳物用コークスであることを特徴とする請求項１記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項４】前記石油コークスまたはピッチコークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項５】（削除）
【請求項６】（補正後）前記シンクロナイザーリング用摩擦材全体に対して前記石油コークスまたはピッチコークスの含有量が５０〜７５質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項７】さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項８】さらに、黒鉛を５質量％以下含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項９】さらに、金属繊維および／または金属粒子を１０質量％以下含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項１０】前記熱硬化性樹脂がノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項１１】灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（ニ）鋳物用コークスを材料全体の３０〜８０質量％含み、さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％、および黒鉛を５質量％以下含み、さらに前記か焼石油コークスまたは鋳物用コークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とするシンクロナイザーリング用摩擦材。
【請求項１２】灰分含量が０．１〜１質量％である（ハ）か焼石油コークスまたは灰分含量が５〜８質量％である（二）鋳物用コークスを材料全体の３０〜８０質量％含み、さらに、熱硬化性樹脂を１０〜３０質量％、無機繊維および／または無機粒子を５〜４０質量％、および黒鉛を５質量％以下含み、さらに前記か焼石油コークスまたは鋳物用コークスの５０質量％以上が粒径０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする湿式摩擦材。




【国際調査報告】
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