JPH11193842A - Friction material - Google Patents
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- JPH11193842A JPH11193842A JP32660697A JP32660697A JPH11193842A JP H11193842 A JPH11193842 A JP H11193842A JP 32660697 A JP32660697 A JP 32660697A JP 32660697 A JP32660697 A JP 32660697A JP H11193842 A JPH11193842 A JP H11193842A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は車両のクラッチやブ
レーキ等に用いられる摩擦材に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction material used for a clutch or a brake of a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、車両用のクラッチやブレーキ
に用いられる摩擦材は、大きく分けて有機系摩擦材とメ
タル系摩擦材の2つがある。有機系摩擦材は、ガラス繊
維を紐状にして、その中に放熱性を向上するための黄銅
等の金属繊維を束ね、この紐に摩擦調整剤等を添加して
成る結合樹脂、配合ゴムを含浸・付着させ、ドーナツ状
に巻き取り、熱成形、熱処理を施して作られる。しかし
ながら、有機系摩擦材は耐熱性が低く、350℃以上に
なると摩擦係数が低下して摩耗量も多くなる。2. Description of the Related Art Conventionally, friction materials used for clutches and brakes for vehicles are roughly classified into two types: organic friction materials and metal friction materials. The organic friction material is made of glass fibers in a string shape, and a metal resin such as brass for improving heat dissipation is bundled therein, and a binding resin and a compound rubber obtained by adding a friction modifier or the like to the string are used. It is impregnated and adhered, wound into a donut shape, thermoformed, and heat-treated. However, the organic friction material has low heat resistance, and when the temperature is 350 ° C. or more, the friction coefficient decreases and the amount of wear increases.
【0003】これに対してメタル系摩擦材は、摩擦材料
であるメタルを焼結して摩擦部材を形成している。摩擦
材料にメタルを用いているので有機系摩擦材に比べて耐
熱性に優れており、高負荷用に採用されている。On the other hand, a metal-based friction material forms a friction member by sintering metal, which is a friction material. Since metal is used as the friction material, it has better heat resistance than organic friction materials, and is used for high loads.
【0004】[0004]
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の
メタル系摩擦材は、焼結により形成されるため焼結中に
摩擦材内の低硬度材料が熱分解してメタル系の原子と溶
融結合してしまい、低硬度材料が持っている特性(耐焼
付き性、振動抑制力)を十分に得られなかった。したが
って車両のクラッチに用いた場合には、有機系摩擦材に
比べて装置の静粛性及び耐摩擦性が劣ってしまい、メタ
ル系摩擦材は普通乗用車に採用するには適していなかっ
た。However, since the above-mentioned metal-based friction material is formed by sintering, the low-hardness material in the friction material is thermally decomposed during sintering and is fused and bonded to metal-based atoms. As a result, the characteristics (seizure resistance, vibration suppression force) of the low hardness material could not be sufficiently obtained. Therefore, when used in a vehicle clutch, the quietness and friction resistance of the device are inferior to organic friction materials, and metal friction materials are not suitable for use in ordinary passenger cars.
【0005】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、耐熱性に優れるとともに低硬度材料の特性を十分に
備えた摩擦材を提供することを技術的課題とする。[0005] Therefore, an object of the present invention is to provide a friction material having excellent heat resistance and sufficient characteristics of a low-hardness material in order to solve the above problems.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、母材に該母材より硬度が低い低硬
度材料を添加した摩擦材料を溶射により基材に被覆して
なる摩擦皮膜を備える摩擦材としたことである。In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is to provide a method in which a friction material in which a base material is added with a low hardness material having a lower hardness than the base material is coated on the base material by thermal spraying. A friction material having a friction film.
【0007】請求項1によると、摩擦材料は溶射により
基材に被覆されるので、摩擦材料が溶融される時間は焼
結に比べると非常に短く、摩擦材料中の低硬度材料が完
全に母材と溶融結合することがない。したがって、低硬
度材料が有する耐焼付き性、振動抑制力は損なわれず、
有機系摩擦材なみの耐焼付き性、振動抑制力を有し、且
つ耐熱性に優れた摩擦材を得ることができる。According to the first aspect, since the friction material is coated on the base material by thermal spraying, the time required for melting the friction material is very short as compared with sintering, and the low-hardness material in the friction material is completely removed from the base material. Does not fuse with the material. Therefore, the seizure resistance and vibration suppression power of the low hardness material are not impaired,
A friction material having seizure resistance and vibration suppression power comparable to an organic friction material and having excellent heat resistance can be obtained.
【0008】請求項2および請求項4に示すように、摩
擦材料の母材として、銅、銅合金、鋼、合金鋼、ニッケ
ル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、或いはこれら
の組み合せから成るものを用いると、メタル系の摩擦材
を形成でき、強度的に有利な摩擦材を構成することがで
きる。As a second aspect of the present invention, the base material of the friction material is copper, copper alloy, steel, alloy steel, nickel, nickel alloy, titanium, titanium alloy, or a combination thereof. When used, a metal-based friction material can be formed, and a friction material advantageous in strength can be formed.
【0009】また、請求項3および請求項5に示すよう
に、母材として、ガラス、セラミックス、カーボン、或
いはガラス、セラミックス、カーボンを含有する合金か
ら成るものを用いると、断熱性や重量に関して有利な摩
擦材を構成することができる。Further, when a base material made of glass, ceramics, carbon, or an alloy containing glass, ceramics, or carbon is used as the base material, it is advantageous in terms of heat insulation and weight. A simple friction material can be formed.
【0010】請求項6および請求項7に示すように、低
硬度材料としては、錫、銀、亜鉛、鉛、ビスマス、カド
ミウム、インジウム等の軟質メタル或いは複数種類の軟
質メタルを混合してなるホワイトメタルを用いるのが好
ましい。As a low-hardness material, a soft metal such as tin, silver, zinc, lead, bismuth, cadmium, indium, or a mixture of a plurality of types of soft metals is used as the low-hardness material. It is preferable to use metal.
【0011】また、請求項8乃至請求項11に示すよう
に、低硬度材料としてグラファイト或いは二硫化モリブ
デン、二硫化タングステン、硫化鉛アンチモン等の固体
潤滑材或いはフェノール樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を用いる場合には、軟質メ
タルよりも低硬度であるので軟質メタルに比べて少量の
添加量でよい。As a low-hardness material, a solid lubricant such as graphite or molybdenum disulfide, tungsten disulfide, lead antimony sulfide or the like, or a phenol resin, a fluororesin, an epoxy resin, a polyimide is preferably used. When a resin such as a resin is used, it has a lower hardness than a soft metal, so that a smaller amount of addition is sufficient as compared with a soft metal.
【0012】更に、請求項16乃至請求項18に示すよ
うに摩擦皮膜から基材にかけて溝を形成すると、摩擦材
に歪みが生じた時にこの溝の底部に歪みの応力が集中す
るので、基材表面に溶射された摩擦皮膜が歪みによって
基材から剥離するのを可及的に防ぐことができる。Further, when a groove is formed from the friction film to the substrate as set forth in claim 16 to claim 18, when distortion occurs in the friction material, the strain stress is concentrated on the bottom of the groove. It is possible to prevent the friction coating sprayed on the surface from peeling off from the substrate due to distortion as much as possible.
【0013】また、請求項19および請求項20に示す
ように、基材の軸方向に関して重ならないように基材の
両面に摩擦皮膜を被覆すると、基材に伝達される摩擦熱
による影響を少なくでき、基材の冷却効率も向上する。Further, when the friction films are coated on both surfaces of the base material so as not to overlap in the axial direction of the base material, the influence of frictional heat transmitted to the base material is reduced. As a result, the cooling efficiency of the substrate is improved.
【0014】請求項21乃至請求項23に示すように、
摩擦皮膜を複数層被覆したり、或いは基材の各箇所や基
材の面に応じて摩擦皮膜の被覆厚さを変化させることに
より、摩擦材の使用目的に応じた適切な摩擦材を提供す
ることが可能になる。As shown in claims 21 to 23,
Providing a suitable friction material according to the intended use of the friction material by coating the friction film with a plurality of layers or changing the coating thickness of the friction film according to each location of the substrate or the surface of the substrate. It becomes possible.
【0015】[0015]
【実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形
態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0016】図1は本発明の摩擦材の正面図であり、図
2は図1のA−A断面図である。また、図3は本実施の
形態における摩擦材の製造方法を示す図である。FIG. 1 is a front view of the friction material of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a friction material according to the present embodiment.
【0017】本実施の形態における摩擦材1は、原動機
(図示せず)と変速機(図示せず)の間に配設され、原
動機からの動力を摩擦係合により変速機側に伝達可能な
クラッチに用いる乾式摩擦材である。摩擦材1は中空状
の基材2と摩擦皮膜3から構成される。また、摩擦材1
の摩擦皮膜3が形成される側には放射状に溝4が設けら
れている。The friction material 1 in the present embodiment is disposed between a prime mover (not shown) and a transmission (not shown), and can transmit power from the prime mover to the transmission side by frictional engagement. Dry friction material used for clutch. The friction material 1 includes a hollow base material 2 and a friction film 3. In addition, friction material 1
A groove 4 is provided radially on the side on which the friction film 3 is formed.
【0018】基材2は、鋼合金の圧延材から成り、板厚
は1.8ミリである。また、摩擦皮膜3は母材としての
銅合金中に銅合金より硬度の低い低硬度材料として錫を
30体積%添加したものから構成され、その皮膜厚さは
0.7ミリである。The substrate 2 is made of a rolled material of a steel alloy and has a thickness of 1.8 mm. The friction film 3 is made of a copper alloy as a base material, to which 30% by volume of tin is added as a low-hardness material having a lower hardness than the copper alloy, and has a thickness of 0.7 mm.
【0019】次に摩擦材1の製造方法について図3を用
いて説明する。先ず、銅合金中に錫を添加して成る粉末
状の摩擦材料3aを溶射ガン5にセットする。本実施の
形態では溶射方法として酸素−プロピレンガスを用いる
HVOF溶射により摩擦材料3aを基材2表面に溶射す
る。セットされた摩擦材料3aは、溶射ガン5の熱源5
aで加熱されて半溶融状態で基材2に被覆される。この
ように溶射を用いることで、摩擦材料3aが溶融するの
は熱源5aを通過してから基材2に被覆されるまでの非
常に短い時間(0.001〜0.05秒)となり、摩擦
材料3a中の錫の殆どは銅合金と溶融結合することがな
い。したがって、低硬度材料である錫が有する耐焼付き
性、振動抑制力は損なわれることがなく、有機系摩擦材
なみの耐焼付き性、振動抑制力を有し、且つ強度、耐熱
性に優れた摩擦材1を得ることができる。Next, a method of manufacturing the friction material 1 will be described with reference to FIG. First, a powdery friction material 3a formed by adding tin to a copper alloy is set in the thermal spray gun 5. In the present embodiment, the friction material 3a is sprayed on the surface of the base material 2 by HVOF spraying using oxygen-propylene gas as a spraying method. The set friction material 3a is used as the heat source 5 of the thermal spray gun 5.
The substrate 2 is heated and heated in a semi-molten state. By using the thermal spraying in this manner, the friction material 3a is melted for a very short time (0.001 to 0.05 seconds) from when the friction material 3a passes through the heat source 5a to when the friction material 3a is coated on the base material 2. Most of the tin in the material 3a does not fuse with the copper alloy. Therefore, the seizure resistance and vibration suppression force of tin, which is a low-hardness material, are not impaired, and the seizure resistance and vibration suppression power of an organic friction material are excellent, and the friction is excellent in strength and heat resistance. Material 1 can be obtained.
【0020】摩擦材1の溝4は、摩擦皮膜3側から基材
2に亘って放射状に設けられており、溝4の幅は1.5
ミリ、深さは摩擦皮膜3表面から1.6ミリである。こ
の溝4により、摩擦材1が原動機からの動力を伝達する
際に摩擦材1に歪みが生じても溝4の底部4aで応力が
集中するので、摩擦皮膜3が歪むことはない。したがっ
て、溶射により摩擦皮膜3を基材2表面に被覆しても、
クラッチの使用による歪みで摩擦皮膜3が基材2から剥
離することがなくなる。The groove 4 of the friction material 1 is provided radially from the friction film 3 side to the base material 2 and the width of the groove 4 is 1.5.
The diameter and the depth are 1.6 mm from the surface of the friction coating 3. Even if the friction material 1 is distorted when the friction material 1 transmits power from the prime mover due to the groove 4, stress concentrates on the bottom 4a of the groove 4, so that the friction film 3 is not distorted. Therefore, even if the friction film 3 is coated on the surface of the base material 2 by thermal spraying,
The friction film 3 does not peel off from the base material 2 due to distortion due to use of the clutch.
【0021】本実施の形態では母材を銅合金中とした
が、銅合金以外の金属、或いはガラスやセラミックス等
の非金属を用いてもよく、例えば母材としてセラミック
スを用いた場合には、基材に対する断熱作用が向上して
熱による基材への悪影響を抑えることができる。また、
本実施の形態では添加される低硬度材料として錫を用い
たが、錫以外の銀、亜鉛、鉛等の軟質メタル、或いはこ
れら軟質メタルを混ぜ合わせて成るホワイトメタルを用
いても同等の効果を得ることができる。更に、軟質メタ
ルより更に低硬度のグラファイト、二硫化モリブデン、
硫化鉛アンチモン等の固体潤滑材或いはエポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ポリイミド樹脂或いはフッ素樹脂の樹
脂を用いることも可能であり、この場合には軟質メタル
より少量の添加量で十分な耐焼付き性、振動抑制力を得
ることができる。In the present embodiment, the base material is made of a copper alloy. However, a metal other than the copper alloy, or a nonmetal such as glass or ceramic may be used. For example, when ceramic is used as the base material, The heat insulating effect on the base material is improved, and adverse effects on the base material due to heat can be suppressed. Also,
In the present embodiment, tin is used as the low hardness material to be added. However, the same effect can be obtained by using a soft metal other than tin, such as silver, zinc, or lead, or a white metal obtained by mixing these soft metals. Obtainable. In addition, graphite, molybdenum disulfide, which has a lower hardness than soft metal,
Solid lubricant or epoxy resin such as lead antimony sulfide,
It is also possible to use a phenolic resin, a polyimide resin or a fluororesin resin. In this case, sufficient seizure resistance and vibration suppressing power can be obtained with a smaller amount of addition than a soft metal.
【0022】図4、図5に本発明の第2の実施形態の摩
擦材11、第3の実施形態の摩擦材21を示す。第2の
実施形態は摩擦材表面に設けられる溝14が同心円状と
なっている点が上述の実施形態と異なり、それ以外は第
1の実施形態と同じである。第2の実施形態によると、
摩擦材11の内周側と外周側で歪みが生じた時の摩擦皮
膜の剥離を防ぐのに有利である。FIGS. 4 and 5 show a friction material 11 according to a second embodiment of the present invention and a friction material 21 according to a third embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the above-described embodiment in that the grooves 14 provided on the surface of the friction material are concentric, and the rest is the same as the first embodiment. According to a second embodiment,
This is advantageous in preventing the friction film from peeling when distortion occurs on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the friction material 11.
【0023】また、第3の実施形態は摩擦材表面に設け
られる溝が同心円状24aと放射状24bの2種類であ
る点が上述の実施形態と異なり、それ以外は第1の実施
形態と同じである。第3の実施形態によると、摩擦材2
1の内周側と外周側で歪みが生じた時、および周方向の
異なる部位で歪みが生じた時の摩擦皮膜の剥離を防ぐの
に有利である。The third embodiment is different from the above-described embodiment in that grooves provided on the surface of the friction material are of two types, that is, a concentric shape 24a and a radial shape 24b, and the other features are the same as those of the first embodiment. is there. According to the third embodiment, the friction material 2
This is advantageous for preventing the friction coating from peeling off when distortion occurs on the inner peripheral side and the outer peripheral side of 1 and when distortion occurs at different parts in the circumferential direction.
【0024】次に、本発明の摩擦材を実際にクラッチデ
ィスクに採用したときの具体的な構成である第4の実施
の形態を図6に示す。図6は基材である板材32に直接
溶射を行った場合の平面図を示しており、図7は図6の
B−B断面図を示している。第4の実施の形態では、ク
ラッチの係合・解放によって生じる摩耗粉を外部に排出
することが可能であるとともに、溝34が半径方向に対
して角度を有するので第1の実施の形態に比べて溝34
の長さが長くなり、クラッチ回転時に摩擦皮膜33が受
ける摩擦抵抗に対して耐久性が向上する。尚、第4の実
施の形態ではクラッチディスクの内周側にダンパ機構を
備えるものを開示したが、ダンパ機構を備えないクラッ
チディスクにも勿論採用が可能である。Next, FIG. 6 shows a fourth embodiment which is a specific configuration when the friction material of the present invention is actually adopted for a clutch disk. FIG. 6 is a plan view showing a case where the thermal spraying is directly performed on the plate material 32 as the base material, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB of FIG. In the fourth embodiment, it is possible to discharge abrasion powder generated by engagement / disengagement of the clutch to the outside, and since the groove 34 has an angle with respect to the radial direction, the fourth embodiment is different from the first embodiment. Groove 34
Becomes longer, and the durability against the frictional resistance applied to the friction film 33 when the clutch rotates is improved. In the fourth embodiment, the clutch disk provided with the damper mechanism on the inner peripheral side of the clutch disk is disclosed. However, it is needless to say that the clutch disk may not be provided with the damper mechanism.
【0025】図12は第5の実施の形態を示す図であ
り、第4の実施の形態において摩擦皮膜を板材に直接溶
射するのではなく、板材37に予め摩擦皮膜36が被覆
されたコーン状のディスクスプリング35を取付けた場
合を示している。第5の実施の形態では1枚のディスク
スプリング35を用いた場合を示すが、平板状のディス
クスプリングを採用してもよい。更に、平板状のディス
クスプリングを2枚重ねてばね荷重を増大させることも
できる。FIG. 12 is a view showing a fifth embodiment. In the fourth embodiment, a friction coating is not directly sprayed on a plate, but a cone-shaped plate 37 in which a friction coating 36 is previously coated. 3 shows a case where the disc spring 35 is mounted. In the fifth embodiment, a case where one disc spring 35 is used is shown, but a flat disc spring may be employed. Further, two flat disk springs can be stacked to increase the spring load.
【0026】図8は第6の実施の形態を示す図であり、
クラッチディスク内周側のダンパ機構は省略する。第6
の実施の形態では、クラッチディスクの回転方向に対し
て突出した部位がない形状に摩擦皮膜43が溶射される
ことにより、クラッチの係合によって摩擦皮膜43が基
材42から剥離するのを可及的になくすことができる。FIG. 8 is a view showing a sixth embodiment.
The damper mechanism on the inner peripheral side of the clutch disk is omitted. Sixth
In the embodiment, the friction coating 43 is sprayed in such a shape that there is no portion protruding in the rotation direction of the clutch disk, so that the friction coating 43 can be separated from the base material 42 by engagement of the clutch. Can be eliminated.
【0027】図9は第7の実施の形態を示している。こ
の実施の形態は基材であるディスクプレート52の一方
の面52aと他方の面52bとに被覆される摩擦皮膜5
3a、53bが重ならないようにそれぞれの面を被覆し
ている。このように被覆することによって、ディスクプ
レート52に伝達される摩擦熱の影響が少なくなりディ
スクプレート52の冷却効率が向上する。FIG. 9 shows a seventh embodiment. In this embodiment, a friction film 5 is coated on one surface 52a and the other surface 52b of a disk plate 52 as a base material.
Each surface is covered so that 3a and 53b may not overlap. By coating in this manner, the effect of frictional heat transmitted to the disk plate 52 is reduced, and the cooling efficiency of the disk plate 52 is improved.
【0028】図10に第8の実施の形態を示す。図10
ではディスクスプリング65とは別体のバックプレート
62を基材としてそれぞれのバックプレート62に摩擦
皮膜63を形成し、2枚のバックプレート62をリベッ
ト66にてディスクスプリング65に取付けたものであ
る。本発明における摩擦材は強度、耐熱性に優れている
ので図10のように摩擦皮膜63の皮膜面積を少なくす
ることができる。第7の実施の形態では、プレッシャプ
レート68とフライホイール69とがリベット66と接
触しないように、プレッシャプレート68とフライホイ
ール69には逃がし溝68a、69aが形成されてい
る。尚、バックプレート62とディスクスプリング65
との取付けはリベットでなく溶接でも可能である。FIG. 10 shows an eighth embodiment. FIG.
In this embodiment, a friction film 63 is formed on each back plate 62 using a back plate 62 separate from the disk spring 65 as a base material, and the two back plates 62 are attached to the disk spring 65 with rivets 66. Since the friction material according to the present invention is excellent in strength and heat resistance, the coating area of the friction coating 63 can be reduced as shown in FIG. In the seventh embodiment, escape grooves 68a, 69a are formed in the pressure plate 68 and the flywheel 69 so that the pressure plate 68 and the flywheel 69 do not contact the rivet 66. The back plate 62 and the disc spring 65
Can be attached by welding instead of rivets.
【0029】図11は本発明の第9の実施の形態を示す
図である。第9の実施の形態はクラッチディスクの捩じ
り特性においてヒステリシスを発生するためのスラスト
ライニング部材として本発明の摩擦材を用いた場合を示
している。第9の実施の形態によると基材であるハブ7
2に直接溶射しているので、摩擦皮膜であるスラストラ
イニング部材73を別体で設ける必要がなくなり、部品
点数が低減するとともにクラッチディスクの軸方向寸法
を短くすることが可能になる。FIG. 11 is a diagram showing a ninth embodiment of the present invention. The ninth embodiment shows a case where the friction material of the present invention is used as a thrust lining member for generating hysteresis in the torsional characteristics of a clutch disk. According to the ninth embodiment, the hub 7 as the base material
2, the thrust lining member 73, which is a friction film, does not need to be provided separately, so that the number of parts can be reduced and the axial size of the clutch disk can be shortened.
【0030】図13および図14は本発明の第10の実
施の形態を示す図である。第10の実施の形態は、摩擦
皮膜83を被覆した2枚のバックプレート82の間に更
にばね部材85を配設したものであり、図13はクラッ
チの非係合時、図14はクラッチの係合時における断面
図を示している。第10の実施の形態によると、ばね部
材85によりクラッチ係合の瞬間における衝撃を和らげ
ることで摩擦皮膜83の剥離の発生を抑えることが可能
になる。FIGS. 13 and 14 show a tenth embodiment of the present invention. In the tenth embodiment, a spring member 85 is further provided between two back plates 82 coated with a friction film 83. FIG. 13 shows a state in which the clutch is not engaged, and FIG. FIG. 4 shows a cross-sectional view at the time of engagement. According to the tenth embodiment, the impact at the moment of clutch engagement is alleviated by the spring member 85, so that the occurrence of peeling of the friction film 83 can be suppressed.
【0031】図15および図16は本発明の第11の実
施の形態を示す図である。図15はクラッチの非係合
時、図16はクラッチの係合時における断面図を示して
いる。第11の実施の形態は、リベット96にてディス
クスプリング95の両面に摩擦フェーシング93を取付
けたクラッチディスクにおいて、リベット96の頭部を
基材として摩擦皮膜97を溶射により形成した場合を示
している。第11の実施の形態によると、従来の摩擦フ
ェーシングに対して摩擦皮膜97の面積分だけ耐熱性が
向上するとともに高負荷にも耐え得るクラッチディスク
を提供することができる。FIGS. 15 and 16 show an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 15 is a sectional view when the clutch is disengaged, and FIG. 16 is a sectional view when the clutch is engaged. The eleventh embodiment shows a case in which a friction film 97 is formed by thermal spraying using the head of the rivet 96 as a base material in a clutch disk in which friction facings 93 are attached to both surfaces of a disk spring 95 with rivets 96. . According to the eleventh embodiment, it is possible to provide a clutch disk whose heat resistance is improved by the area of the friction film 97 with respect to the conventional friction facing and which can withstand a high load.
【0032】以上説明した本実施の形態では、原動機か
らの動力を摩擦係合により変速機側に伝達するクラッチ
に用いる乾式摩擦材について説明したが、本発明は乾式
摩擦材に限定されるものではなく、変速機のクラッチお
よびブレーキ等の湿式摩擦材にも採用できるものであ
る。In the above-described embodiment, the dry friction material used for the clutch for transmitting the power from the prime mover to the transmission by frictional engagement has been described. However, the present invention is not limited to the dry friction material. However, the present invention can also be applied to wet friction materials such as clutches and brakes of transmissions.
【0033】また、基材に複数層の摩擦皮膜を被覆する
と、例えば基材側に被覆される摩擦皮膜の母材を金属に
しておけば高強度な摩擦皮膜が形成され、摩擦皮膜が基
材から剥離することなく有機系摩擦材なみの耐焼付き
性、振動抑制力を有する摩擦材を提供することができ
る。基材側に被覆される摩擦皮膜をセラミックスなどの
非金属にしておけば、摩擦材表面との間で断熱材として
作用するので、クラッチの係合時に摩擦材表面で発生す
る熱が基材に伝達されにくくなり、基材のスプリングと
しての効果が劣化するのを抑えることができる。When the base material is coated with a plurality of friction films, for example, if the base material of the friction film coated on the base material side is metal, a high-strength friction film is formed, and the friction film is formed on the base material. It is possible to provide a friction material having seizure resistance and vibration suppression power similar to that of an organic friction material without peeling off from the friction material. If the friction film coated on the base material side is made of non-metal such as ceramics, it acts as a heat insulating material with the friction material surface, so the heat generated on the friction material surface when the clutch is engaged will be applied to the base material. It is difficult to be transmitted, and deterioration of the effect of the substrate as a spring can be suppressed.
【0034】更に、摩擦皮膜の被覆厚さを基材の各位置
(例えば基材の一方の面と他方の面、或いは基材の内周
側と外周側)とで異なるように被覆することにより、使
用環境に応じた最適な摩擦材を形成することが可能にな
る。Further, the coating thickness of the friction film is made to be different at each position of the base material (for example, one surface and the other surface of the base material, or the inner and outer peripheral sides of the base material). Thus, it is possible to form an optimal friction material according to the use environment.
【0035】[0035]
【効果】請求項1によると、摩擦材料は溶射により基材
に被覆されるので、摩擦材料が溶融される時間は焼結に
比べると非常に短く、摩擦材料中の低硬度材料が完全に
母材と溶融結合することがない。したがって、低硬度材
料が有する耐焼付き性、振動抑制力は損なわれず、有機
系摩擦材なみの耐焼付き性、振動抑制力を有し、且つ耐
熱性に優れた摩擦材を得ることができる。According to the first aspect, since the friction material is coated on the base material by thermal spraying, the friction material is melted in a much shorter time than sintering, and the low-hardness material in the friction material is completely removed from the base material. Does not fuse with the material. Therefore, the seizure resistance and vibration suppression force of the low-hardness material are not impaired, and a friction material having seizure resistance and vibration suppression force comparable to an organic friction material and having excellent heat resistance can be obtained.
【0036】請求項2および請求項4に示すように、摩
擦材料の母材として、銅、銅合金、鋼、合金鋼、ニッケ
ル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、或いはこれら
の組み合せから成るものを用いると、メタル系の摩擦材
を形成でき、強度的に有利な摩擦材を構成することがで
きる。As a second aspect of the present invention, the base material of the friction material is copper, copper alloy, steel, alloy steel, nickel, nickel alloy, titanium, titanium alloy, or a combination thereof. When used, a metal-based friction material can be formed, and a friction material advantageous in strength can be formed.
【0037】また、請求項3および請求項5に示すよう
に、母材として、ガラス、セラミックス、カーボン、或
いはガラス、セラミックス、カーボンを含有する合金か
ら成るものを用いると、断熱性や重量に関して有利な摩
擦材を構成することができる。In addition, when the base material is made of glass, ceramics, carbon, or an alloy containing glass, ceramics, or carbon, it is advantageous in terms of heat insulation and weight. A simple friction material can be formed.
【0038】請求項6および請求項7に示すように、低
硬度材料としては、錫、銀、亜鉛、鉛、ビスマス、カド
ミウム、インジウム等の軟質メタル或いは複数種類の軟
質メタルを混合してなるホワイトメタルを用いるのが好
ましい。As a low-hardness material, a soft metal such as tin, silver, zinc, lead, bismuth, cadmium, indium or a mixture of a plurality of types of soft metals is used as the low-hardness material. It is preferable to use metal.
【0039】また、請求項8乃至請求項11に示すよう
に、低硬度材料としてグラファイト或いは二硫化モリブ
デン、二硫化タングステン、硫化鉛アンチモン等の固体
潤滑材或いはフェノール樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を用いる場合には、軟質メ
タルよりも低硬度であるので軟質メタルに比べて少量の
添加量でよい。As a low-hardness material, graphite or a solid lubricant such as molybdenum disulfide, tungsten disulfide, lead antimony sulfide or the like, a phenol resin, a fluororesin, an epoxy resin, a polyimide is used as the low-hardness material. When a resin such as a resin is used, it has a lower hardness than a soft metal, so that a smaller amount of addition is sufficient as compared with a soft metal.
【0040】請求項12および請求項13によると、基
材を銅、銅合金、鋼、合金鋼、ニッケル、ニッケル合
金、チタン、チタン合金等の金属の圧延材や溶製材で構
成することで高強度な基材が得られ、強度的に有利であ
る。According to the twelfth and thirteenth aspects, the base material is made of a rolled or ingot material of a metal such as copper, copper alloy, steel, alloy steel, nickel, nickel alloy, titanium, and titanium alloy. A strong substrate is obtained, which is advantageous in strength.
【0041】請求項14および請求項15によると、基
材をガラス系、カーボン系、セラミックス系の非金属に
て形成することで金属より軽くなり重量的に有利であ
る。According to the fourteenth and fifteenth aspects, when the base material is made of a nonmetal such as glass, carbon, or ceramic, it is lighter than metal and is advantageous in weight.
【0042】請求項16乃至請求項18によると、摩擦
皮膜から基材にかけて溝を形成することにより、摩擦材
に歪みが生じた時にこの溝の底部に歪みの応力が集中す
るので、基材表面に溶射された摩擦皮膜が歪みによって
基材から剥離するのを可及的に防ぐことができる。According to the sixteenth to eighteenth aspects, by forming a groove from the friction film to the substrate, when the friction material is distorted, the stress of the distortion is concentrated on the bottom of the groove. The friction coating sprayed on the substrate can be prevented from peeling off from the substrate due to the distortion as much as possible.
【0043】請求項19および請求項20によると、基
材の軸方向に関して重ならないように基材の両面に摩擦
皮膜を被覆することで、基材に伝達される摩擦熱による
影響を少なくでき、基材の冷却効率も向上する。According to the nineteenth and twentieth aspects, by coating the friction coating on both surfaces of the base material so as not to overlap in the axial direction of the base material, the influence of frictional heat transmitted to the base material can be reduced, The cooling efficiency of the substrate is also improved.
【0044】請求項21乃至請求項23によると、摩擦
皮膜を複数層被覆したり、或いは基材の各箇所や基材の
面に応じて摩擦皮膜の被覆厚さを変化させることで、摩
擦材の使用目的に応じた適切な摩擦材を提供することが
可能になる。According to the twenty-first to twenty-third aspects, a friction material is coated by coating a plurality of friction films, or by changing the coating thickness of the friction film according to each part of the base material or the surface of the base material. It is possible to provide an appropriate friction material according to the purpose of use.
【図1】本実施の形態の摩擦材の正面図である。FIG. 1 is a front view of a friction material according to an embodiment.
【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】本実施の形態の摩擦材の製造方法を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a friction material according to the present embodiment.
【図4】本発明の第2の実施形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施形態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4の実施の形態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図7】図6のB−B断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 6;
【図8】本発明の第6の実施形態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第7の実施形態を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第8の実施形態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第9の実施形態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a ninth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第5の実施形態を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第10の実施形態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
【図14】図13の別の状態を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another state of FIG. 13;
【図15】本発明の第11の実施形態を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.
【図16】図15の別の状態を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing another state of FIG. 15;
1、11、21・・・摩擦材 2、32、35、42、52、62、72、82、96
・・・基材 3、33、36、43、53、63、73、83、97
・・・摩擦皮膜 4、14、24a、24b、34・・・溝1, 11, 21 ... friction material 2, 32, 35, 42, 52, 62, 72, 82, 96
... Base materials 3, 33, 36, 43, 53, 63, 73, 83, 97
... Friction film 4, 14, 24a, 24b, 34 ... Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16D 69/02 F16D 69/02 D (72)発明者 松 川 照 夫 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F16D 69/02 F16D 69/02 D (72) Inventor Teruo Matsukawa 2-1-1 Asahimachi, Kariya City, Aichi Prefecture Aisin Seiki Co., Ltd. In company
Claims (23)
を添加した摩擦材料を溶射により基材に被覆してなる摩
擦皮膜を備える摩擦材。1. A friction material having a friction film formed by coating a base material by thermal spraying with a friction material obtained by adding a low hardness material having a lower hardness than the base material to the base material.
する、請求項1の摩擦材。2. The friction material according to claim 1, wherein said base material is made of metal.
する合金から成ることを特徴とする、請求項1の摩擦
材。3. The friction material according to claim 1, wherein the base material is made of a non-metal or an alloy containing a non-metal.
ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、或いは
これらの組み合せから成ることを特徴とする、請求項2
の摩擦材。4. The base material is copper, copper alloy, steel, alloy steel,
3. The method according to claim 2, wherein the material comprises nickel, a nickel alloy, titanium, a titanium alloy, or a combination thereof.
Friction material.
ーボン、或いはガラス、セラミックス、カーボンを含有
する合金から成ることを特徴とする、請求項3の摩擦
材。5. The friction material according to claim 3, wherein the base material is made of glass, ceramics, carbon, or an alloy containing glass, ceramics, and carbon.
数種類の軟質メタルを混合してなるホワイトメタルから
成ることを特徴とする、請求項1乃至請求項5の摩擦
材。6. The friction material according to claim 1, wherein the low hardness material is made of a soft metal or a white metal obtained by mixing a plurality of types of soft metals.
ビスマス、カドミウム、インジウム或いはこれらの組み
合せから成ることを特徴とする、請求項6の摩擦材。7. The soft metal includes tin, silver, zinc, lead,
7. The friction material according to claim 6, comprising bismuth, cadmium, indium or a combination thereof.
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項5の摩擦材。8. The friction material according to claim 1, wherein the low-hardness material is made of a solid lubricant.
化モリブデン、二硫化タングステン、硫化鉛アンチモン
或いはこれらの組み合せから成ることを特徴とする、請
求項8の摩擦材。9. The friction material according to claim 8, wherein the solid lubricant is made of graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, lead antimony sulfide, or a combination thereof.
ることを特徴とする、請求項1乃至請求項5の摩擦材。10. The friction material according to claim 1, wherein the low hardness material of the friction material is a resin.
ル樹脂、ポリイミド樹脂或いはフッ素樹脂であることを
特徴とする、請求項10の摩擦材。11. The friction material according to claim 10, wherein the resin is an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, or a fluororesin.
する、請求項1乃至請求項11の摩擦材。12. The friction material according to claim 1, wherein the base material is made of a metal.
鋼、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金等の
圧延材や溶製材から成ることを特徴とする、請求項12
の摩擦材。13. The material according to claim 12, wherein the base material is made of a rolled material or an ingot material such as copper, copper alloy, steel, alloy steel, nickel, nickel alloy, titanium, and titanium alloy.
Friction material.
する合金よりなることを特徴とする、請求項1乃至請求
項11の摩擦材。14. The friction material according to claim 1, wherein the base material is made of a nonmetal or an alloy containing a nonmetal.
セラミックス系等の非金属或いはこれらを含有する合金
から成ることを特徴とする、請求項14の摩擦材。15. The base material is a glass-based, carbon-based,
15. The friction material according to claim 14, wherein the friction material is made of a non-metal such as ceramics or an alloy containing these.
材にかけて溝が形成されることを特徴とする、請求項1
乃至請求項15の摩擦材。16. A groove is formed on the surface of the friction material from the friction film to the base material.
The friction material according to claim 15.
成されることを特徴とする、請求項16の摩擦材。17. The friction material according to claim 16, wherein the grooves on the surface of the friction material are formed radially.
形成されることを特徴とする、請求項16或いは請求項
17の摩擦材。18. The friction material according to claim 16, wherein the groove on the surface of the friction material is formed concentrically.
されることを特徴とする、請求項1乃至請求項18の摩
擦材。19. The friction material according to claim 1, wherein said friction film is coated on both surfaces of said base material.
皮膜は、軸方向に関して重ならないように被覆されるこ
とを特徴とする、請求項1乃至請求項19の摩擦材。20. The friction material according to claim 1, wherein the friction films coated on both surfaces of the base material are coated so as not to overlap in the axial direction.
を特徴とする、請求項1乃至請求項20の摩擦材。21. The friction material according to claim 1, wherein a plurality of the friction films are coated.
各位置により異なることを特徴とする、請求項1乃至請
求項21の摩擦材。22. The friction material according to claim 1, wherein a coating thickness of the friction film is different depending on each position of the base material.
記摩擦皮膜の被覆厚さが異なることを特徴とする、請求
項22の摩擦材。23. The friction material according to claim 22, wherein the coating thickness of the friction coating is different between one surface and the other surface of the base material.
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