湿式摩擦材料和具有湿式摩擦材料的离合器盘的制作方法

1.本发明涉及组装到汽车等车辆的自动变速器中的湿式离合器所使用的湿式摩擦材料以及具有该湿式摩擦材料的离合器盘。


背景技术：

2.以往，为了提高湿式摩擦材料的摩擦性能或耐磨损性，对湿式摩擦材料进行了各种改良。
3.专利文献1记载了一种湿式摩擦材料，其是采用以往的造纸工序，由在原纸的材料中添加混合了橡胶粉末后的材料制作原纸，使得到的原纸中浸渗热固性树脂并使其固化而制作的。专利文献1的湿式摩擦材料的磨损量少，实现了离合器的分离性能的提高。
4.专利文献2记载了一种湿式摩擦材料，其是在作为基材的碳纤维布中浸渗使用了热固性树脂、橡胶成分和炭黑的混合分散液并使其固化而制作的。根据专利文献2，滑动时与对象构件的顺应性提高，能够得到动摩擦系数高的湿式摩擦材料。
5.现有技术文献
6.专利文献1：日本特开平11-210791号公报
7.专利文献2：日本特开2002-179811号公报


技术实现要素：

8.近年来，从提高燃油效率的观点出发，对车辆轻量化的要求不断提高。为了实现车辆轻量化，需要使车辆中使用的各种装置的轻量化。作为车辆的驱动装置之一的自动变速器的轻量化，考虑减少离合器盘的片数。为了实现该目的，有效的是提高离合器盘中使用的湿式摩擦材料的静摩擦系数(μs)。
9.本发明是鉴于这种状况而提出的，其课题是提供一种能够提高湿式离合器中使用的湿式摩擦材料的与对象摩擦面的静摩擦系数(μs)的湿式摩擦材料。
10.为了解决上述课题，本发明的湿式摩擦材料包含原纸和黏结剂，所述原纸是使用纤维基材和填充剂形成的，所述黏结剂用于使所述原纸固化，所述湿式摩擦材料的特征在于，
11.所述填充剂包含使用至少1种亲油性高的橡胶材料而形成的橡胶粒子。
12.另外，本发明的湿式摩擦材料的特征在于，所述橡胶粒子包含炭黑。
13.另外，本发明的湿式摩擦材料的特征在于，所述橡胶粒子包含二氧化硅。
14.另外，本发明的湿式摩擦材料的特征在于，所述黏结剂包含所述橡胶粒子。
15.根据本发明，可提供一种能够提高湿式离合器中使用的湿式摩擦材料的与对象摩擦面的静摩擦系数(μs)的湿式摩擦材料。
附图说明
16.图1(a)是示意地表示使用了本实施方式的湿式摩擦材料的离合器盘的主视图，图
1(b)是图1(a)的b-b向视放大截面图，示意地示出湿式摩擦材料的截面。
17.附图标记说明
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湿式摩擦材料
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离合器盘
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芯骨
具体实施方式
[0021]
以下，对本发明实施方式的湿式摩擦材料和离合器盘进行说明。
[0022]
图1(a)是示意地表示使用了本实施方式的湿式摩擦材料的离合器盘的主视图，图1(b)是图1(a)的b-b向视放大截面图，示意地示出湿式摩擦材料的截面。
[0023]
本实施方式的湿式摩擦材料1被用于组装到汽车等车辆的自动变速器等中的湿式离合器(省略图示)。本实施方式的湿式摩擦材料1和离合器盘3的制法如下。即，湿式摩擦材料1是通过将纤维基材中配合了填充剂和/或摩擦调整剂的材料造纸而制作原纸，在得到的原纸中浸渗例如热固性树脂等作为黏结剂并使其固化而制造的。离合器盘3是通过将采用上述制法制成的湿式摩擦材料1冲裁成预定形状，并与环状的芯骨(core plate)5接合而制造的。
[0024]
作为纤维基材，例如可以使用包含玻璃、二氧化硅等无机化合物的纤维、包含金属的纤维和聚芳酰胺纤维等有机纤维中的一种或多种。
[0025]
作为填充剂、摩擦调整剂，例如可以使用硅藻土、碳、碳酸钙等无机化合物、合成橡胶等有机化合物中的一种或多种。
[0026]
本实施方式的湿式摩擦材料1使用橡胶粒子作为配合于纤维基材中的填充剂。橡胶粒子是通过在作为原料的橡胶材料中混合用于增强的炭黑和用于交联的试剂并将其成型为片状，然后将该片粉碎而得到的。再者，用于交联的试剂根据使用的橡胶材料适当选择，成型采用以往公知的方法进行。橡胶材料使用至少1种亲油性高的橡胶。这是因为湿式摩擦材料是在油中使用的，所以作为橡胶材料的适用性需要提高油的润湿性并提高粘弹性。另外，通过使用亲油性高的橡胶材料作为配合于纤维基材中的填充剂，在橡胶粒子中进一步配合用于增强的炭黑，由此能够具有提高湿式摩擦材料1的油的润湿性和粘弹性的效果，并且能够持续发挥该效果。
[0027]
在纤维基材中配合上述橡胶粒子作为填充剂，再配合硅藻土等无机化合物的材料作为其他填充剂，然后对其与以往同样地造纸而得到原纸，使该原纸浸渗例如热固性树脂等作为黏结剂并使其固化，得到本实施方式的湿式摩擦材料1。另外，实施方式的离合器盘3是通过将由上述制法制成的湿式摩擦材料1冲裁成预定形状，通过热压与涂布了黏合剂的基板即芯骨5一体化而制造的。
[0028]
再者，即使将由亲油性高的橡胶材料得到的上述橡胶粒子用作使原纸黏结的黏结剂，也可发挥提高湿式摩擦材料1的润湿性和粘弹性的效果。此外，将上述橡胶粒子用作配合于纤维基材中的填充剂，并且用作使原纸黏结的黏结剂也可发挥同样的效果。
[0029]
另外，为了增强橡胶粒子，也可以配合二氧化硅来替代炭黑。
[0030]
这样得到的本实施方式的湿式摩擦材料1，通过在原纸中配合由亲油性橡胶材料形成的橡胶粒子，进而在橡胶粒子中配合用于增强的炭黑或二氧化硅，具有提高湿式摩擦
材料1的油的润湿性和粘弹性的效果，而且，可持续发挥该效果，所以即使在油中也具有稳定的粘弹性，能够提高与摩擦对象面的静摩擦系数。此外，发现通过提高湿式摩擦材料1的与摩擦对象面的静摩擦系数，存在能够减少在湿式离合器中使用的离合器盘3的片数的可能性。
[0031]
(实施例)
[0032]
接着，对本实施方式的湿式摩擦材料的实施例、以及使用了实施例和比较例的评价试验进行说明。
[0033]
如上所述，本实施方式的湿式摩擦材料，使用了橡胶粒子作为配合于纤维基材中的填充剂。橡胶粒子是通过在作为原料的橡胶材料中混合炭黑和用于交联的试剂，或者在橡胶材料中混合二氧化硅和用于交联的试剂，成型为片状后，将该片粉碎而得到的。在实施例中，橡胶材料使用苯乙烯丁二烯橡胶(以下称为“sbr”)和聚异丁烯橡胶这2种，制作了2种湿式摩擦材料。这些橡胶材料都是亲油性高的材料。通过使用亲油性高的橡胶材料作为配合于纤维基材中的填充剂，并进一步配合用于增强的炭黑或二氧化硅，能够具有使湿式摩擦材料提高油的润湿性和粘弹性的效果，并且能够持续发挥该效果。再者，实施例中，对1种材料适用了1种橡胶品种，但也可以混合2种以上。
[0034]
另外，作为上述2种橡胶材料的比较例，使用丁腈橡胶(以下称为“nbr”)作为橡胶材料制作橡胶粒子，将其作为填充剂制作了配合于纤维基材中的湿式摩擦材料。丁腈橡胶是以往作为填充剂配合的一部分而使用的具有实际效果的材料。另外，本实施方式中使用的sbr和聚异丁烯橡胶都是亲油性比丁腈橡胶高的橡胶材料。再者，所谓亲油性，是表示对油的亲和性高低的指标，例如在橡胶的情况下表示油向结构体内部的渗透性。亲油性高的橡胶就是更多的油渗透到其内部。作为具体的评价，例如在对油的浸渗试验(jis k6258)中，考虑优越性的判断。另外，橡胶粒子的具体粒径优选为1～200μm。如果粒径小于1μm，则没有碳黑等增强剂的效果，如果粒径大于200μm，则造纸时的凝聚变得不稳定，基材的均匀性降低。
[0035]
表1表示分别以sbr、聚异丁烯橡胶、nbr为橡胶材料的橡胶粒子1～3的成分的构成比。再者，构成比表示重量的比例。
[0036]
另外，橡胶粒子中的橡胶成分重量比的具体优选范围为30～80％。小于30％的重量比难以获得橡胶成分的效果，超过80％的重量比难以获得炭黑等增强材料的效果。
[0037]
表1
[0038] 橡胶材料(％)炭黑(％)用于交联的试剂、其他(％)橡胶粒子1sbr：553015橡胶粒子2聚异丁烯橡胶：553015橡胶粒子3nbr：553015
[0039]
表2表示各实施例和比较例的湿式摩擦材料的原纸的成分的构成比。再者，构成比表示重量的比例。
[0040]
实施例1的湿式摩擦材料是将橡胶粒子1和硅藻土等无机化合物作为填充剂配合于纤维基材中的材料进行造纸，形成原纸。
[0041]
实施例2的湿式摩擦材料是将橡胶粒子2和硅藻土等无机化合物作为填充剂配合于纤维基材中的材料进行造纸，形成原纸。
[0042]
比较例1的湿式摩擦材料是将橡胶粒子3和硅藻土等无机化合物作为填充剂配合于纤维基材中的材料进行造纸，形成原纸。
[0043]
比较例2的湿式摩擦材料是将硅藻土等无机化合物作为填充剂配合于纤维基材中的材料进行造纸，形成原纸。即，比较例2的湿式摩擦材料的原纸中没有配合橡胶粒子。
[0044]
湿式摩擦材料的原纸中的橡胶粒子重量比的具体优选范围为1～60％。小于1％的重量比难以获得橡胶粒子的效果，超过60％的重量比作为成分效果饱和。
[0045]
表2
[0046] 纤维(％)填充剂(硅藻土等)(％)填充剂(橡胶粒子)(％)实施例1(橡胶粒子1)503020实施例2(橡胶粒子2)503020比较例1(橡胶粒子3)503020比较例25050-[0047]
各实施例和比较例的湿式摩擦材料是在表2所示原纸中浸渗例如热固性树脂等作为黏结剂，使其固化而制造的。通过将这样得到的各实施例和比较例的湿式摩擦材料冲裁成预定形状，并接合到芯骨上，制造了离合器盘。
[0048]
再者，上述实施例示出原纸中橡胶粒子的配合，但也可以使用橡胶粒子作为原纸中的黏结剂的成分配合。
[0049]
接着，对使用各实施例和比较例的湿式摩擦材料的评价试验及其结果进行说明。
[0050]
评价试验使用sae#2试验装置，测定了静摩擦系数(μs)。表3表示试验条件，表4表示测定结果。
[0051]
表3
[0052]
项目条件转速(rpm)0.72施加压力(mpa)2油温(℃)120盘片数3
[0053]
表4
[0054] μs实施例10.129实施例20.133比较例10.114比较例20.113
[0055]
如表4所示，确认到实施例1和实施例2的静摩擦系数(μs)均与比较例1和比较例2相比有所提高。具体而言，实施例1与比较例1相比提高了13％，实施例2与比较例1相比提高了17％。由此可知，通过使用亲油性橡胶材料作为湿式离合器的离合器盘中使用的湿式摩擦材料的原纸的填充剂，使静摩擦系数(μs)提高。
[0056]
如上所述，根据本实施方式，能够提供即使在油中材质也具有稳定的粘弹性且能够提高与摩擦对象面的静摩擦系数的湿式摩擦材料、以及具有该湿式摩擦材料的离合器
盘。进而，发现通过提高湿式摩擦材料与摩擦对象面的静摩擦系数，存在能够削减湿式离合器中使用的离合器盘的片数的可能性。