CN102177361A - 摩擦对 - Google Patents

Abstract

一种摩擦对，包括：摩擦构件，该摩擦构件包含粘合剂和填料中的至少一种，其中该粘合剂和填料具有等于或大于1GPa且小于或等于15GPa的弹性模量，在等于或大于-50℃且小于或等于200℃的范围中没有软化点或玻璃化转变点，并且在25℃时具有等于或大于50MPa和在200℃时具有等于或大于25MPa的抗压强度；以及被摩擦构件。通过热成形之后在等于或大于0.1Hz且小于或等于20Hz的频率下以及在等于或大于-50℃且小于或等于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)与最小值tanδ(Miπ)的比率小于或等于5。

Description

摩擦对

技术领域

本发明涉及一种能够抑制摩擦力的变化的摩擦对。

背景技术

根据现有技术的用作汽车用离合器或制动器、机床等的滑动构件的摩擦构件包含作为粘合剂的热固性树脂，诸如酚醛树脂。当经受摩擦时，热固性树脂有时分解或熔化成低分子量的材料，这不利地影响摩擦构件的噪音和振动特性。

公开了一种摩擦构件，代替热固性树脂，该摩擦构件包含聚酰亚胺树脂。日本专利公布No.5-62916公开了一种通过对具有芳族聚酰亚胺树脂的聚酰亚胺基合成物进行热压成型而获得的聚酰亚胺基摩擦构件。

日本专利公布No.5-62916中公开的包含聚酰亚胺树脂的摩擦构件具有出色的耐热性。然而，在高负荷下的制动操作期间，当温度超过树脂分解的水平时，在分解期间可能产生低分子量的气体并且该低分子量的气体暂时地将制动器垫等推回以减小摩擦系数，这导致所谓的“制动器失效”。日本专利公布No.5-62916中公开的聚酰亚胺基成分或具体地其芳族聚酰亚胺树脂粉末包含含氟树脂粉末，该含氟树脂粉末有时用作润滑剂。因为由于聚酰亚胺树脂导致的制动失效以及含氟树脂的低摩擦系数，所以认为在出现制动失效期间，难以抑制摩擦系数的降低。

发明内容

本发明提供一种能够抑制摩擦力的变化的摩擦对。

根据本发明的一方面的摩擦对包括：摩擦构件，该摩擦构件包含粘合剂和填料中的至少一种，其中该粘合剂和填料具有等于或大于1GPa且小于或等于15GPa的弹性模量，在等于或大于-50℃且小于或等于200℃的范围中没有软化点或没有玻璃化转变点，并且在25℃时具有等于或大于50MPa且在200℃时具有等于或大于25MPa的抗压强度；以及被摩擦构件，其中当摩擦构件和被摩擦构件彼此结合时，摩擦构件的摩擦表面和被摩擦构件的摩擦表面彼此接触，其中通过在热成形之后在等于或大于0.1Hz且等于或小于20Hz的频率下以及在等于或大于-50℃且等于或小于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)具有如下关系：tanδ(Max)/tanδ(Min)≤5(公式(1))。

根据如上所述构造的摩擦对，摩擦构件的损耗角正切tanδ的频率依存性低，如由公式(1)所示。因此，摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性高，这能够在产生摩擦力的初始阶段中抑制振动的产生。此外，在本发明的上述方面中，摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种具有适当的弹性模量。这使摩擦构件能够吸收由摩擦产生的微小区域中的摩擦力的变化，这能够在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生。另外，在本发明的上述方面中，摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种在特定温度范围中没有软化点或没有玻璃化转变点。这防止摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种在摩擦期间从非晶态变更为橡胶态。这允许稳定摩擦表面的形成。此外，在本发明的上述方面中，粘合剂和填料中的至少一种在室温下具有适度的抗压强度，并且即使在200℃时也具有室温下的抗压强度一半以上的抗压强度。这允许在摩擦之前、摩擦期间和摩擦之后形成稳定的摩擦表面。此外，根据本发明的上述方面，通过添加最小必须量的粘合剂和/或填料能够抑制摩擦力的变化。

在上述方面中，凹口可形成在摩擦构件和被摩擦构件的各摩擦表面的至少一个中，并且利用粘合剂和填料中的至少一种涂覆的无机材料和金属材料中的至少一种材料可设置在该凹口中。

根据如上所述构造的摩擦对，粘合剂和填料中的至少一种吸收凹口中的无机材料和/或金属材料的振动，这能够抑制噪音和振动的产生。

附图说明

根据下文参照附图给出的示例实施例的描述，本发明的前述以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记用于表示相同的元件并且其中：

图1是显示根据本发明一实施例的摩擦对的示意性横剖视图；

图2A和图2B分别是显示根据本发明该实施例的摩擦对中的摩擦表面附近的放大示意性横剖视图；

图3是显示根据本发明一修改例的摩擦对的示意性横剖视图；

图4是显示根据本发明该修改例的摩擦对中的摩擦表面附近的放大示意性横剖视图；以及

图5是显示摩擦构件的摩擦表面上的质量球如何通过被摩擦构件的摩擦表面上的凹进和凸起而振动的示意性横剖视图。

具体实施方式

根据本发明一实施例的摩擦对包括：摩擦构件，该摩擦构件包括粘合剂和填料中的至少一种，其中粘合剂和填料具有等于或大于1GPa且等于或小于15GPa的弹性模量，在等于或大于-50℃且等于或小于200℃的范围中没有软化点或没有玻璃化转变点，并且在25℃时具有等于或大于50MPa和在200℃时具有等于或大于25MPa的抗压强度；以及被摩擦构件，其中当摩擦构件和被摩擦构件彼此结合时，摩擦构件的摩擦表面和被摩擦构件的摩擦表面彼此接触，其中通过在热成形之后在等于或大于0.1Hz且等于或小于20Hz的频率下以及在等于或大于-50℃且等于或小于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)具有关系tanδ(Max)/tanδ(Min)≤5(公式(1))。

在根据本发明一实施例的摩擦对中，摩擦构件可构造为在接触被摩擦构件的摩擦表面的至少一部分中包含粘合剂和填料中的至少一种。

在本发明的实施例中，术语“被摩擦构件”不是特定地意味着它被摩擦构件摩擦。因而，例如在摩擦对由衬垫和转子形成的情形中，在一些情形中，衬垫可用作“摩擦构件”，而转子可用作“被摩擦构件”，或在其它情形中，转子可用作“摩擦构件”，而衬垫可用作“被摩擦构件”。

在包括摩擦构件和被摩擦构件的摩擦对中，一般地，因为摩擦构件和被摩擦构件的各自摩擦表面上的微小凹进和凸起、由于摩擦构件粘附到被摩擦构件导致的被摩擦构件的摩擦表面上的凹进和凸起、在被摩擦构件的摩擦表面上的微小区域中施加到摩擦构件的摩擦表面的摩擦力的变化等，所以摩擦构件和被摩擦构件的各自摩擦表面的压力变化。表面压力的这种变化导致摩擦构件振动并且与被摩擦构件共振，这产生噪音和振动。

图5是一示意性横剖视图，其显示摩擦构件的摩擦表面上的质量球如何通过被摩擦构件的摩擦表面上的凹进和凸起而振动。质量球1是具有质量m并且形成摩擦构件的摩擦表面的一部分的球。假定质量球1在被摩擦构件的摩擦表面2上相对于图5的纸面延伸所在的方向沿水平方向以速度v(＝dx/dt)移动。假定质量球1例如由具有高摩擦系数的材料制成。为方便起见，被摩擦构件的摩擦表面2具有正弦波的形状。摩擦构件中包含的粘合剂和填料中的至少一种的粘弹性由一回路表示，在该回路中，弹簧3和阻尼器4彼此平行连接并且该回路在图5中示出。弹簧3表示由粘合剂和填料中的至少一种提供的弹性，并且具有弹性模量k。阻尼器4表示由粘合剂和填料中的至少一种提供的粘性，并且具有粘性系数η。

图1中所示的质量球1的运动方程通过如下公式(2)给出：

$m\frac{d^{2}x}{d{t}^2}+\mathrm{\η}\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{kx}=F\left(t\right)...\left(2\right)$

这里F(t)表示施加到质量球1的力。质量球1的角频率定义为ω，而质量球1的位移x由x＝αsin(ωt)限定。当将ω和α代入公式(2)中时，得到如下公式(3)：

$m\frac{d^2}{d{t}^2}\left\{\mathrm{\α}\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\right\}+\mathrm{\η}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left\{\mathrm{\α}\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\right\}+k\left\{\mathrm{\α}\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\right\}=F\left(t\right)$

$-\mathrm{m\α}{\mathrm{\ω}}^2\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)+\mathrm{\η\α\ω}\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)+\mathrm{k\α}\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)=F\left(t\right)$

$\frac{\mathrm{\η}}{m}\mathrm{\α\ω}\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)+(\frac{k}{m}-{\mathrm{\ω}}^2)\mathrm{\α}\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)=\frac{F\left(t\right)}{m}...\left(3\right)$

在

的情况下，将公式(3)转换成如下公式：

$2\mathrm{\γ\α\ω}\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)+({{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2)\mathrm{\α}\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)=\frac{F\left(t\right)}{m}$

三角函数的合成产生如下公式：

$\frac{F\left(t\right)}{m}=\mathrm{\α}\sqrt{{({{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2)}^2+4{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\γ}}^2}\sin (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\δ})$

$(\sin \mathrm{\δ}=\frac{2\mathrm{\ω\γ}}{\sqrt{{({{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2)}^2+4{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\γ}}^2}},$ $\cos \mathrm{\δ}=\frac{{{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2}{\sqrt{{({{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2)}^2+4{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\γ}}^2}})$

由此，tanδ由如下公式给出：

$\tan \mathrm{\δ}=\frac{\sin \mathrm{\δ}}{\cos \mathrm{\δ}}=\frac{2\mathrm{\ω\γ}}{{{\mathrm{\ω}}_0}^2-{\mathrm{\ω}}^2}$

特别地，在聚合物的粘弹性的评价中，tanδ由如下的公式表示，该公式给出对应于弹性的贮藏弹性模量E′与对应于粘性的损失弹性模量E”之间的比率：

$\tan \mathrm{\δ}=\frac{E^{\′\′}}{E^{\′}}$

当从上文给出的tanδ的获得的δ值较大时，摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性较差，这增加了摩擦构件与被摩擦构件之间的摩擦力的变化。因而，改进摩擦表面之间的一致性(即，减小tanδ的值)能抑制摩擦力的变化，而这能抑制在整个摩擦对中产生的噪音和振动。

在根据该实施例的摩擦对中，通过在热成形之后在等于或大于0.1Hz且等于或小于20Hz的频率下以及在等于或大于-50℃且等于或小于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)具有关系tanδ(Max)/tanδ(Min)≤5(公式(1))。在tanδ(Max)/tanδ(Min)的值大于5的情形中，即在损耗角正切tanδ的频率依存性高的情形中，充分地抑制上文讨论的摩擦力的变化是不可能的。动态粘弹性测量例如可以由JIS K7244-10标准化的方法执行。tanδ(Max)/tanδ(Min)的值优选为小于或等于2。

在根据该实施例的摩擦对中，摩擦构件包含粘合剂和填料中的至少一种，该粘合剂和填料中的至少一种满足如下三个条件：(1)具有大于或等于1GPa且小于或等于15GPa的弹性模量；(2)在等于或大于-50℃且等于或小于200℃的范围中没有软化点或玻璃化转变点；以及(3)在25℃时具有等于或大于50MPa和在200℃时具有等于或大于25MPa的抗压强度。下文对上述三个条件进行详细描述。

在摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种具有等于或大于1GPa且等于或小于15GPa的弹性模量的情形中，摩擦构件能吸收由摩擦产生的微小区域中的摩擦力的变化，这能够在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生。在弹性模量小于1GPa的情形中，摩擦构件不能够保持吸收由摩擦产生的微小区域中的摩擦力的变化所需的弹性。在弹性模量大于15GPa的情形中，摩擦构件的摩擦表面不能够保持其与被摩擦构件的摩擦表面的一致性，这可能使得不能在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生。弹性模量优选为等于或者大于2GPa且等于或者小于15GPa，特别优选等于或者大于3GPa且等于或者小于15GPa。

在摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种在等于或大于-50℃且等于或小于200℃的范围中没有软化点或玻璃化转变点的情形中，防止了摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种在摩擦期间被从非晶态变更为橡胶态。这允许稳定摩擦表面的形成。

在摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种在25℃时具有大于或者等于50MPa和在200℃时具有大于或者等于25MPa的抗压强度的情形中，粘合剂和填料中的至少一种在室温下具有适度的抗压强度，并且即使在200℃时也具有室温下的抗压强度一半或以上的抗压强度。这允许在摩擦之前、期间和之后形成稳定的摩擦表面。该抗压强度优选在25℃时为大于或等于100Mpa和在200℃时为大于或等于50MPa，特别优选在25℃时为大于或等于200MPa和在200℃时为大于或等于100MPa。

下文讨论用于形成根据该实施例的摩擦构件的具体材料。根据该实施例的摩擦构件由复合材料制成，该复合材料由一打或多种原材料制成，其中将摩擦/磨损调节剂添加到使用有机聚合物作为粘合剂的基本材料。具体地，摩擦构件包含基本材料以及作为用于摩擦、磨损和铁锈的调节剂的滑动构件，该基本材料可以是芳族聚酰胺纤维、钢纤维和非铁纤维，而该滑动构件可以是诸如漆树粉(cashew dust)的有机填料、诸如硫酸钡和碳酸钙的无机填料、诸如铜粉和黄铜粉的金属粉末以及诸如石墨和二硫化钼的固体润滑剂。

该基本材料优选是不容易通过热而变形的材料。基本材料的具体示例包括诸如芳族聚酰胺纤维、尼龙和纤维素的有机纤维，以及诸如钢纤维、铜纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维和石棉的无机纤维。基本材料与摩擦构件的体积比例优选为5％到50％。

作为滑动构件的成分的填料的示例包括诸如芳族聚酰胺、漆树粉和橡胶颗粒的有机填料；诸如碳、陶瓷纤维、硫酸钡和碳酸钙的无机填料；诸如铜粉和黄铜粉的金属粉末；诸如氧化铁和陶瓷的氧化物填料；以及诸如石墨和二硫化钼的固体润滑剂。填料与摩擦构件的体积比例优选为10％以上。

作为滑动构件的成分的粘合剂的示例包括漆酚树脂、三聚氰胺树脂和合成橡胶。粘合剂与摩擦构件的体积比例优选为10％以上。

为了满足上文讨论的三个条件，粘合剂和填料中的至少一种优选选自聚酰胺酰亚胺树酯、聚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氨基双马来酰亚胺树脂和聚苯并咪唑树脂。在根据该实施例的摩擦构件包含作为热塑性树脂的聚酰胺酰亚胺树酯、聚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氨基双马来酰亚胺树脂和聚苯并咪唑树脂中的至少一种的情形中，能够获得抑制噪音和振动的效果。

在调节填料或粘合剂时，例如上文讨论的材料可以传统已知的方法进行混合。混合方法的示例包括干式混合和湿式混合，该干式混合使用诸如垂直混合器或水平混合器的混合器，而该湿式混合在存在水或有机溶剂的情况下使用上述混合器执行，然后进行真空除气或热除气。用于形成摩擦构件的方法的示例包括将通过上述混合方法获得的混合物放在模具中以向该混合物施加压力，并且将通过上述混合方法获得的混合物结合到基本材料。取决于基本材料的形式的选择，可对摩擦构件进行处理以使其具有线、杆、板或片的形状或任何其它形状。

在根据该实施例的摩擦构件中，上文讨论的基本材料以及满足上文讨论的三个条件的粘合剂和/或填料优选至少二维、更优选三维交替布置。基本材料以及粘合剂和/或填料可不规则地布置。上述交替布置的具体示例包括：粘合剂和填料的颗粒布置在基本材料的颗粒(布置在格子中)之间的间隙中的布置；基本材料和填料的颗粒布置在粘合剂的颗粒(布置在格子中)之间的间隙中的布置；基本材料和粘合剂的颗粒布置在填料的颗粒(布置在格子中)之间的间隙中的布置；基本材料、粘合剂和填料的颗粒以条纹状交替布置的布置；基本材料的颗粒被粘合剂和填料的颗粒环绕的布置；粘合剂的颗粒被基本材料和填料的颗粒环绕的布置；以及填料的颗粒被基本材料和粘合剂的颗粒环绕的布置。在使用可以是或可以不是基本材料、粘合剂和填料的颗粒物质的情形中，不同物质的各自颗粒可交替布置或不同物质的各自层可交替布置。在基本材料、粘合剂和填料交替布置的情形中，基本材料、粘合剂和填料层的长度或厚度优选为0.1到500μm。

图1是显示根据本发明一实施例的摩擦对的示意性横剖视图。根据该实施例的摩擦对100包括摩擦构件11和被摩擦构件12。当摩擦构件11和被摩擦构件12彼此结合时，摩擦构件11的摩擦表面和被摩擦构件12的摩擦表面彼此接触。在摩擦构件11中，材料13的颗粒布置在格子中，而不同材料14的颗粒填充材料13的颗粒之间的间隙，该材料13是满足上文讨论的三个条件的粘合剂和填料中的至少一种。在作为总体的摩擦构件中，通过在热成形之后在等于或大于0.1Hz且小于或等于20Hz的频率下以及在等于或大于-50℃且小于或等于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)满足由上文的公式(1)限定的关系。假定该不同材料14为具有高摩擦系数的材料。

图2是显示根据图1中所示的实施例的摩擦对中的摩擦表面的附近的放大示意性横剖视图。材料13相对于不同材料14的粘弹性示意性地指示为以实线示出的弹簧13a和13b。不同材料14包含具有高摩擦系数的硬质颗粒14a。以虚线示出的弹簧14b示意性指示了不同材料14内的硬质颗粒14a之间的粘弹性。图2A和图2B分别显示了摩擦构件的摩擦表面相对于被摩擦构件的摩擦表面12a向左移动同时产生摩擦之前和之后的状态。

如图2A和图2B中所示，当摩擦出现时，摩擦构件中的硬质颗粒14a沿被摩擦构件的摩擦表面上的凹进和凸起移动，这在作为整体的摩擦构件中产生扭曲。然而，由于材料13a满足上文讨论的三个条件，并且摩擦构件总体满足上文的公式(1)，所以摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性高。这能够形成这样的摩擦表面，即该摩擦表面能够在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生并因此能够抑制噪音和振动。

在根据该实施例的摩擦对中，摩擦构件优选提供吸收相对于摩擦构件的摩擦表面在大体垂直方向上的振动的振动吸收幅度(图2A和图2B中所示的、弹簧13a相对于摩擦构件的摩擦表面在大体垂直方向上的膨胀和收缩的幅度)，该振动吸收幅度等于或大于与被摩擦构件的摩擦表面的表面粗糙度相对应的长度。这使材料13能够吸收摩擦构件的摩擦表面相对于被摩擦构件的摩擦表面在大体垂直的方向上的振动，这能够确保摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性。如果该振动吸收幅度小于与被摩擦构件的摩擦表面的表面粗糙度相对应的长度，则该弹簧可在大体垂直方向上完全膨胀或收缩，而硬质颗粒14a仍沿被摩擦构件的摩擦表面上的凹进和凸起移动，这可使得不可能确保一致性。

在根据该实施例的摩擦对中，摩擦构件优选提供吸收相对于摩擦构件的摩擦表面在大体水平方向上的振动的振动吸收幅度(图2A和图2B中所示的、弹簧13a相对于摩擦构件的摩擦表面在大体水平方向上的膨胀和收缩的幅度)，该振动吸收幅度等于或大于当剪力在大体水平方向上施加到摩擦构件时产生的摩擦构件的变形量。这使材料13能够吸收摩擦构件的摩擦表面相对于被摩擦构件的摩擦表面在大体水平方向上的振动，这能够确保摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性。如果该振动吸收幅度小于该变形量，则该弹簧可在大体水平方向上完全膨胀或收缩，而硬质颗粒14a仍沿被摩擦构件的摩擦表面上的凹进和凸起移动，这可使得不可能确保一致性。

在根据该实施例的摩擦对中，如图2A和图2B中所示，优选摩擦构件进一步包含硬质颗粒，并且当力相对于摩擦构件的摩擦表面在大体垂直方向上施加到硬质颗粒时，摩擦构件提供吸收振动的振动吸收幅度，该振动吸收幅度等于或大于与被摩擦构件的摩擦表面的表面粗糙度相对应的长度。这使材料13能够吸收施加到硬质颗粒的、摩擦构件的摩擦表面相对于被摩擦构件的摩擦表面在大体垂直方向上的振动，这能够确保摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性。

在图2A和图2B中，材料13优选具有0.1到100μm，特别优选5到20μm的层厚。硬质颗粒14a在它们是图2A和图2B中所示的颗粒形式的情形中优选具有0.1到500μm的平均直径，而在它们是纤维形式的情形中，优选具有小于或等于5mm的总长度以及上述的平均直径。无论在大体垂直方向上还是在大体水平方向上，上文讨论的振动吸收幅度优选为0.5到100μm，特别优选3到10μm。

图3是显示根据本发明的修改例的摩擦对的示意性横剖视图。根据该修改例的摩擦对200包括摩擦构件21和被摩擦构件22。当摩擦构件21和被摩擦构件22彼此结合时，摩擦构件21的摩擦表面和被摩擦构件22的摩擦表面彼此接触。各种尺寸的凹口23a和23b形成在摩擦构件21的摩擦表面中。凹口23a具有0.2到1000μm的直径和1到500μm的深度。通过利用材料25涂覆材料24获得的物质26设置在凹口23a中，该材料24是无机材料和金属材料中的至少一种，而该材料25是粘合剂和填料中的至少一种。

材料24是从氧化铜、磷灰石(3Ca₃P₂O₈CaF)、钠玻璃(xNaO·yCaO·zSiO₂)、氧化镁、氧化铬、赤铁矿(Fe₂O₃)、长石(CaAl₂Si₂O₈)、磁铁矿(Fe₃O₄)、正长石(KSi₃AlO₈)、氧化钛、氧化锆、石英(SiO₂)、锆石(ZrSiO₄)、石榴石(CaAl₂(SiO₄)₂)、黄晶(Al₂F₂SiO₂)、氧化铝、碳化钛(TiC)、碳化钨(WC)、碳化硼(B₄C)、碳化硅(SiC)、立方氮化硼(BN)、金刚石等中选择的无机材料和金属材料中的至少一种材料，并且是直径为0.1到500μm的颗粒的形式。材料25满足上文讨论的关于弹性模量、软化点和玻璃化转变点以及抗压强度的三个条件，并且以0.1到500μm的厚度覆盖材料24。在作为总体的摩擦构件21中，通过在热成形之后在等于或大于0.1Hz且等于或小于20Hz的频率下以及在等于或大于-50℃且等于或小于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)满足由上文的公式(1)限定的关系。材料24可以必要地或可以不必要地设置在凹口23b中，该凹口23b的直径和深度小于凹口23a。

图4是显示图3中所示的根据本发明的该修改例的摩擦对中的摩擦表面附近的放大示意性横剖视图。在图4中以实线示出的弹簧25a示意性地指示材料25相对于被摩擦构件22的粘弹性。如果仅具有高摩擦系数的材料24设置在凹口中，则摩擦对将呈现高摩擦力，但在摩擦发生时将在凹口中产生噪音和振动。同时，如图4中所示，摩擦构件中的物质26通过利用材料25覆盖材料24而获得。材料25满足上文讨论的三个条件，并且摩擦构件总体满足上文的公式(1)。这使材料25能够吸收凹口中的材料24的振动，这能够抑制噪音和振动的产生。

根据该实施例，如由公式(1)指示的，摩擦构件的损耗角正切tanδ的频率依存性低，这使摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性高。因而能够在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生。此外根据该实施例，摩擦构件包含具有适当弹性模量的粘合剂和填料中的至少一种，因此能够吸收由摩擦产生的微小区域中的摩擦力的变化，这能够在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生。另外，根据该实施例，摩擦构件包含粘合剂和填料中的至少一种，该粘合剂和填料中的至少一种在特定温度范围中没有软化点或没有玻璃化转变点，因此摩擦构件中的粘合剂和填料中的至少一种在摩擦期间不会从非晶态变更为橡胶态。这允许稳定摩擦表面的形成。此外，根据该实施例，粘合剂和填料中的至少一种在室温下具有适度的抗压强度，并且即使在200℃时也具有室温下的抗压强度一半以上的抗压强度。这允许在摩擦之前、期间和之后形成稳定的摩擦表面。此外，根据该实施例，通过添加最小必须量的粘合剂和/或填料能够抑制摩擦力的变化。

下文基于示例与对比示例的比较来对该实施例进行描述。本发明不限于示例而是在不偏离其要点的情况下可以各种方式实施。例如，作为本发明的实施例，在该实施例中指定的粘合剂和填料中的至少一种可设置在与被摩擦构件接触的摩擦构件的整个摩擦表面上，或者可在与被摩擦构件接触的摩擦构件的摩擦表面的一部分上暴露。

1.摩擦对的制造

[示例]作为根据示例的摩擦对的组成元件的摩擦构件(制动器垫)通过以下文的表1的示例列中指示的对应复合量(体积％)混合表1中显示的各种材料而制造。下文对该制造方法进行详细描述。首先，使用立式混合器将各种原材料混合5分钟以使其均匀，从而获得摩擦构件原材料混合物。在接下来的工序中，将该摩擦构件原材料混合物放在已加热到300℃的模具中，并且在300kg/cm²的压力下经历30分钟的热成形。由于聚酰胺酰亚胺树酯在包括大于或等于-50℃且小于或等于200℃的范围的大于或等于-50℃且小于或等于300℃的范围中没有软化点或玻璃化转变点的事实，这是可能的。此后，在200℃下对该摩擦构件原材料混合物进行2小时固化，以获得摩擦构件(制动器垫)。将铸铁转子(相当于FC200)用作被摩擦构件(圆盘转子)，其是根据该示例的摩擦对的组成元件。将摩擦构件和被摩擦构件彼此结合以形成根据实施例的摩擦对。

[对比示例]作为根据对比示例的摩擦对的组成元件的摩擦构件(制动器垫)通过以下文的表1的对比示例列中指示的对应复合量(体积％)混合表1中显示的各种材料而制造。下文对该制造方法进行详细描述。首先，使用立式混合器将各种原材料混合5分钟以使其均匀，从而获得摩擦构件原材料混合物。在接下来的工序中，将该摩擦构件原材料混合物放在已加热到150℃的模具中，并且在200kg/cm²的压力下经历10分钟的热成形。因为用作粘合剂的酚醛树脂在大于或等于150℃且小于或等于200℃的范围中具有软化点和玻璃化转变点，所以不在高于150℃的温度下执行加压。此后，在200℃下对该摩擦构件原材料混合物进行2小时固化，以获得摩擦构件(制动器垫)。将铸铁转子(相当于FC200)用作作为根据该对比示例的摩擦对的组成元件的被摩擦构件(圆盘转子)。将摩擦构件和被摩擦构件彼此结合以形成根据对比示例的摩擦对。

[表1]

2.摩擦对的tanδ的测量

对根据示例和对比示例的摩擦对执行动态粘弹性测量以获得作为根据示例和对比示例的摩擦对的组成元件的各自摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)。该动态粘弹性测量以JIS K7244-10标准化的方法执行。表2显示了根据示例和对比示例的各自摩擦构件的tanδ(Max)和tanδ(Min)值、获得该tanδ(Max)和tanδ(Min)值的各自测量条件，以及根据示例和对比示例的各自摩擦构件的tanδ(Max)值与tanδ(Min)值的比率(tanδ(Max)/tanδ(Min))。

[表2]

如表2中所示，根据示例的摩擦对的摩擦构件的tanδ(Max)/tanδ(Min)值是1.7，这在5以下的范围中，而根据对比示例的摩擦构件的tanδ(Max)/tanδ(Min)值是10，这大于5。因而，确定的是根据示例的摩擦构件的损耗角正切tanδ的频率依存性低，而根据对比示例的摩擦构件的损耗角正切tanδ的频率依存性高。

3.摩擦对的摩擦特性(尖鸣)的测量和评价

将根据示例和对比示例的各自摩擦对安装在汽车上以对在模拟城市驾驶(在40km/h的速度、0.1到1.5m/s²的减速度和50到150℃的温度下进行100次制动)期间出现的尖鸣执行测量。比较尖鸣的数量和音量。表3显示了比较结果。

[表3]

如表3中所示，发现与根据对比示例的摩擦对相比，根据示例的摩擦对产生小量的小音量的尖鸣。根据测量结果，发现在根据示例的摩擦对中，摩擦构件的损耗角正切tanδ的频率依存性低，摩擦构件的摩擦表面与被摩擦构件的摩擦表面的一致性高，这能够在摩擦力产生的初始阶段中抑制振动的产生并且能够抑制由于该振动的产生导致的尖鸣。

Claims (7)

1.一种摩擦对，包括：

摩擦构件，所述摩擦构件包含粘合剂和填料中的至少一种，其中所述粘合剂和所述填料具有大于或等于1Gpa且小于或等于15Gpa的弹性模量，在大于或等于-50℃且小于或等于200℃的范围中没有软化点或玻璃化转变点，并且在25℃时具有大于或等于50Mpa的抗压强度且在200℃时具有大于或等于25MPa的抗压强度；和

被摩擦构件，其中当所述摩擦构件和所述被摩擦构件彼此结合时，所述摩擦构件的摩擦表面和所述被摩擦构件的摩擦表面彼此接触；

其中通过在热成形之后在大于或等于0.1Hz且小于或等于20Hz的频率下且在大于或等于-50℃且小于或等于250℃的范围中执行的动态粘弹性测量获得的所述摩擦构件的损耗角正切tanδ的最大值tanδ(Max)和最小值tanδ(Min)具有如下关系：tanδ(Max)/tanδ(Min)≤5。

2.根据权利要求1所述的摩擦对，其中所述摩擦构件在接触所述被摩擦构件的所述摩擦表面的至少一部分中包含所述粘合剂和所述填料中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦对，其中所述粘合剂和所述填料中的至少一种是聚酰胺酰亚胺树酯、聚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氨基双马来酰亚胺树脂和聚苯并咪唑树脂中的至少一种。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦构件提供振动吸收幅度，所述振动吸收幅度吸收相对于所述摩擦构件的所述摩擦表面在大体垂直方向上的振动，且所述振动吸收幅度等于或大于与所述被摩擦构件的所述摩擦表面的表面粗糙度相对应的长度。

5.根据权利要求1到4中的任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦构件提供振动吸收幅度，所述振动吸收幅度吸收相对于所述摩擦构件的所述摩擦表面在大体水平方向上的振动，且所述振动吸收幅度等于或大于当大体水平方向上的剪力施加到所述摩擦构件时产生的所述摩擦构件的变形量。

6.根据权利要求1到5中的任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦构件进一步包含硬质颗粒，并且当相对于所述摩擦构件的所述摩擦表面在大体垂直方向上的力施加到所述硬质颗粒时，所述摩擦构件提供吸收振动的振动吸收幅度，所述振动吸收幅度等于或大于与所述被摩擦构件的所述摩擦表面的表面粗糙度相对应的长度。

7.根据权利要求1到6中的任一项所述的摩擦对，其中凹口形成在所述摩擦构件和所述被摩擦构件的各摩擦表面的至少一个摩擦表面中，并且，无机材料和金属材料中的至少一种材料设置在所述凹口中，所述无机材料和金属材料中的所述至少一种材料涂覆有所述粘合剂和所述填料中的至少一种。

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