JP2021116838A - Friction material and friction fastening device - Google Patents

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宣英 瀬尾
Nobuhide Seo
宣英 瀬尾
博史 胡本
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博史 胡本
僚 曽利
Tsukasa Sori
僚 曽利
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Abstract

To provide a friction material capable of sufficiently reducing a judder even if there is a temperature dependence in a friction coefficient on a friction surface, in the friction material having negative change gradient of μ-V characteristics.SOLUTION: In a friction material 10, a thermosetting resin 5 including a friction adjusting material 2, a heat capacity material 3, and a heat conductive material 4 is impregnated in a fiber base material 1.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、摩擦材、特に車両の動力伝達装置および制動装置等の摩擦締結装置における摩擦締結要素として使用される摩擦材、ならびに当該摩擦材を含む摩擦締結装置に関する。 The present invention relates to a friction material, particularly a friction material used as a friction fastening element in a friction fastening device such as a vehicle power transmission device and a braking device, and a friction fastening device including the friction material.

従来より、クラッチ等の動力伝達装置の締結時においては、図５に示すように、締結される２つのシャフト間の回転数の差により、ジャダーと呼ばれるねじれ振動が発生することが知られている。２つのシャフト間には摩擦締結要素としての摩擦材が配置され、一方のシャフトから他方のシャフトに回転運動が伝達されるようになっている。図５は、クラッチ締結時に発生するジャダーを説明するためのグラフであって、シャフトの回転数の経時的変化を示す「時間−シャフト回転数」のグラフである。 Conventionally, it has been known that when a power transmission device such as a clutch is engaged, torsional vibration called judder is generated due to the difference in the number of rotations between the two shafts to be engaged, as shown in FIG. .. A friction material as a friction fastening element is arranged between the two shafts so that the rotational motion is transmitted from one shaft to the other shaft. FIG. 5 is a graph for explaining the judder generated when the clutch is engaged, and is a graph of "time-shaft rotation speed" showing a change over time in the rotation speed of the shaft.

近年では、自動変速装置（Automatic Transmission）（ＡＴ）に向けて、燃費改善のために、油圧損失低減に向けた取り組みがなされている。そのためには摩擦締結要素の摩擦材を高摩擦係数化して作動油圧を低減することが考えられる。しかしながら、摩擦材を高摩擦係数化すると、摩擦材のμ−Ｖ（摩擦面の摩擦係数−回転数の差）特性の変化勾配が負となってしまい、摩擦要素締結時に「差回転が低下−伝達トルク上昇−スリップ」の繰り返しにより、ジャダーが大きく発生した。一般に、クラッチの摩擦面における摩擦係数が回転数の差に対して負勾配になれば、ジャダーが大きくなると言われている。このため、摩擦材を高摩擦係数化しようとしても、限界があるという課題があった。 In recent years, efforts have been made to reduce hydraulic loss in order to improve fuel efficiency toward automatic transmissions (ATs). For that purpose, it is conceivable to increase the friction coefficient of the friction material of the friction fastening element to reduce the hydraulic pressure. However, if the friction material has a high friction coefficient, the change gradient of the μ-V (friction coefficient of the friction surface-difference in rotation speed) characteristics of the friction material becomes negative, and when the friction elements are fastened, "the difference rotation decreases-". Due to the repetition of "transmission torque increase-slip", judder was greatly generated. Generally, it is said that if the friction coefficient on the friction surface of the clutch becomes a negative gradient with respect to the difference in the number of revolutions, the judder becomes large. Therefore, even if an attempt is made to increase the friction coefficient of the friction material, there is a problem that there is a limit.

一方、特許文献１においては、摩擦面に充填材を多く分布させ、正勾配性のμ−Ｖ特性を得ることにより、ジャダーを低減する試みがなされている。 On the other hand, in Patent Document 1, an attempt is made to reduce judder by distributing a large amount of filler on the friction surface and obtaining a positive gradient μ-V characteristic.

特開２０１１−２５２５５４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-252554

本発明の発明者等は、μ−Ｖ特性の変化勾配が負である摩擦材において、その摩擦面の摩擦係数に温度依存性があると、当該摩擦係数が摩擦熱により時間的に変化し、それに応じて、ジャダー振動の大きさ（振動幅）が変化するため、ジャダーの発生が顕著になるという新たな問題を見い出した。 According to the inventors of the present invention, in a friction material having a negative change gradient of μ-V characteristics, if the friction coefficient of the friction surface is temperature-dependent, the friction coefficient changes with time due to frictional heat. We have found a new problem that the occurrence of judder becomes remarkable because the magnitude (vibration width) of judder vibration changes accordingly.

本発明は、μ−Ｖ特性の変化勾配が負である摩擦材において、その摩擦面の摩擦係数に温度依存性があっても、ジャダーをより十分に低減できる摩擦材を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a friction material having a negative change gradient of μ-V characteristics, which can further sufficiently reduce judder even if the friction coefficient of the friction surface is temperature-dependent. do.

本発明は、繊維基材に、摩擦調整材、熱容量材および熱伝導材を含む熱硬化性樹脂が含浸されている摩擦材に関する。 The present invention relates to a friction material in which a fiber base material is impregnated with a thermosetting resin containing a friction adjusting material, a heat capacity material and a heat conductive material.

本発明の摩擦材によれば、μ−Ｖ特性の変化勾配が負であり、かつ摩擦面の摩擦係数に温度依存性があっても、ジャダーをより十分に低減できる。 According to the friction material of the present invention, judder can be reduced more sufficiently even if the change gradient of the μ-V characteristic is negative and the friction coefficient of the friction surface is temperature-dependent.

本発明の摩擦材の一例の模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view of an example of the friction material of this invention. 図１Ａに示す本発明の摩擦材の変形例の模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view of the modification of the friction material of this invention shown in FIG. 1A. 本発明の摩擦材の一例の製造方法における繊維基材の準備工程を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the preparation process of the fiber base material in the manufacturing method of an example of the friction material of this invention. 本発明の摩擦材の一例の製造方法における上層部前駆体を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the upper layer precursor in the manufacturing method of an example of the friction material of this invention. 本発明の摩擦材の一例の製造方法における下層部前駆体を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the lower layer precursor in the manufacturing method of an example of the friction material of this invention. 摩擦係数（μ）の時間変化をジャダー振動周期に対する位相遅れで表したときのグラフである。It is a graph when the time change of the friction coefficient (μ) is expressed by the phase lag with respect to the judder vibration period. 摩擦材全体の等価熱容量とジャダー振動幅の関係を示したときのグラフである。It is a graph when the relationship between the equivalent heat capacity of the entire friction material and the judder vibration width is shown. クラッチ締結時に発生するジャダーを説明するためのグラフであって、シャフトの回転数の経時的変化を示す「時間−シャフト回転数」のグラフである。It is a graph for explaining the judder which occurs at the time of clutch engagement, and is the graph of "time-shaft rotation speed" which shows the time-dependent change of the shaft rotation speed.

本発明の摩擦材は、例えば、車両の動力伝達装置（例えば、変速機またはクラッチ）および制動装置（例えば、ブレーキ）等の摩擦締結装置における摩擦締結要素として使用される摩擦材である。本発明の摩擦材は、詳しくは、リング形状または円形状の芯金板（例えば、摩擦プレートまたはコアプレート）の表面に接着（または貼付）されて使用される。本発明の摩擦材は、いわゆる湿式摩擦材であってもよいし、または乾式摩擦材であってもよく、ジャダーのより十分な低減の観点から湿式摩擦材であることが好ましい。湿式摩擦材においてはオイルを含侵しやすくするため摩擦材表面は熱伝導性の低い多孔質材料が用いられるためである。 The friction material of the present invention is, for example, a friction material used as a friction fastening element in a friction fastening device such as a vehicle power transmission device (for example, a transmission or a clutch) and a braking device (for example, a brake). Specifically, the friction material of the present invention is used by being adhered (or affixed) to the surface of a ring-shaped or circular core metal plate (for example, a friction plate or a core plate). The friction material of the present invention may be a so-called wet friction material or a dry friction material, and is preferably a wet friction material from the viewpoint of further sufficient reduction of judder. This is because in the wet friction material, a porous material having low thermal conductivity is used for the surface of the friction material in order to easily impregnate oil.

本発明の摩擦材１０においては、例えば図１Ａに示すように、繊維基材１に、摩擦調整材２、熱容量材３および熱伝導材４を含む熱硬化性樹脂５が含浸されている。本発明の摩擦材１０は熱容量材３および熱伝導材４を含むため、使用時において、摩擦材１０の摩擦表面Ａで生じた熱は、熱伝導材４を経て、摩擦材内部の熱容量材３に移動する。このような熱の移動により、摩擦材１０の表面温度は時間遅れを持った状態で変化し、これに応じて、摩擦材１０の摩擦係数はジャダーの振動周期から時間遅れを持った状態で周期的に変化する。摩擦材の摩擦係数は通常、摩擦表面Ａの摩擦係数のことである。摩擦係数は動摩擦係数および静摩擦係数を包含し、特に動摩擦係数を意味する。摩擦表面とは、摩擦機能を発揮する表面という意味であり、いわゆる摺動面であって、芯金板に接着されない面Ａのことである。摩擦表面Ａの反対側の底面Ｂは、本明細書中、単に裏面と呼ばれ、芯金板への接着に使用される。図１Ａは、本発明の摩擦材の一例の模式的断面図である。 In the friction material 10 of the present invention, for example, as shown in FIG. 1A, the fiber base material 1 is impregnated with a thermosetting resin 5 containing a friction adjusting material 2, a heat capacity material 3, and a heat conductive material 4. Since the friction material 10 of the present invention includes the heat capacity material 3 and the heat conductive material 4, the heat generated on the friction surface A of the friction material 10 during use passes through the heat conductive material 4 and the heat capacity material 3 inside the friction material. Move to. Due to such heat transfer, the surface temperature of the friction material 10 changes with a time delay, and the friction coefficient of the friction material 10 changes with a time delay from the vibration cycle of the judder. Change. The coefficient of friction of the friction material is usually the coefficient of friction of the friction surface A. The coefficient of friction includes the coefficient of dynamic friction and the coefficient of static friction, and particularly means the coefficient of dynamic friction. The friction surface means a surface that exerts a friction function, and is a so-called sliding surface, which is a surface A that is not adhered to the core metal plate. The bottom surface B on the opposite side of the friction surface A is simply referred to as the back surface in the present specification and is used for adhesion to the core metal plate. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of an example of the friction material of the present invention.

摩擦材の表面温度が時間遅れを持った状態で変化するとは、摩擦材の表面温度が、熱容量材および熱伝導材を含まない摩擦材の表面温度よりも、時間遅れを持った状態で変化するという意味である。一般的には、摩擦材において摩擦表面の摩擦係数が温度依存性を有すると、ジャダーの発生により、当該ジャダーの振動周期に応じて、表面温度とともに、摩擦係数も変化し、ジャダー振動が増幅されるため、ジャダーの発生は顕著になるものと考えられる。本発明の摩擦材においては、含有される熱容量材および熱伝導材に基づいて、表面温度が時間遅れを持った状態で変化し、これに応じて、摩擦材の摩擦係数もまた、ジャダーの振動周期から時間遅れを持った状態で周期的に変化する。このため、ジャダー振動の増幅が回避され、ジャダーを十分に低減できる。好ましい実施態様においては、上記ように、表面温度の変化に関する時間遅れの程度を調整することにより、摩擦材の摩擦係数の変化に関する周期を、ジャダーの振動周期と逆位相の関係に近づくように制御することができ、結果として、ジャダーをより一層、十分に低減できる。さらにまた、ジャダーの抑制による摩擦材の高摩擦係数化により、ポンプロスの低減およびアクチュエータの小型化を図ることができる。ジャダーの振動周期と逆位相の関係は、当該逆位相に厳密に一致する関係だけでなく、当該逆位相と９０度以内のズレが認められる関係も包含する。 When the surface temperature of the friction material changes with a time delay, the surface temperature of the friction material changes with a time delay than the surface temperature of the friction material without the heat capacity material and the heat conductive material. It means that. Generally, when the friction coefficient of the friction surface of a friction material has temperature dependence, the friction coefficient changes with the surface temperature according to the vibration cycle of the judder due to the occurrence of judder, and the judder vibration is amplified. Therefore, it is considered that the occurrence of judder becomes remarkable. In the friction material of the present invention, the surface temperature changes with a time delay based on the heat capacity material and the heat conductive material contained therein, and the friction coefficient of the friction material also changes according to the vibration of the judder. It changes periodically with a time delay from the cycle. Therefore, amplification of judder vibration is avoided, and judder can be sufficiently reduced. In a preferred embodiment, as described above, by adjusting the degree of time delay with respect to the change in surface temperature, the cycle with respect to the change in the friction coefficient of the friction material is controlled so as to approach the relationship of the antiphase with the vibration cycle of the judder. As a result, the judder can be further and sufficiently reduced. Furthermore, the pump loss can be reduced and the actuator can be downsized by increasing the friction coefficient of the friction material by suppressing the judder. The relationship between the vibration cycle of the judder and the anti-phase includes not only the relationship that exactly matches the anti-phase but also the relationship that the deviation within 90 degrees is recognized from the anti-phase.

表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れの程度は、詳しくは、摩擦材中の熱容量および熱伝導特性で得られる摩擦材表面の等価熱容量（例えば、摩擦材中に含有される熱容量材および熱伝導材の種類および含有量）を調整することにより、制御することができる。
例えば、熱容量材の含有量を増加させることにより、摩擦材表面の等価熱容量を増加させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より大きくすることができる。
また例えば、熱容量材の含有量を減少させることにより、摩擦材表面の等価熱容量を減少させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より小さくすることができる。
また例えば、熱容量材として比熱がより大きな材料を用いることにより、摩擦材表面の等価熱容量を増加させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より大きくすることができる。
また例えば、熱容量材として比熱がより小さな材料を用いることにより、摩擦材表面の等価熱容量を減少させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より小さくすることができる。
また例えば、熱伝導材の含有量を増加させることにより、摩擦材表面の等価熱容量を増加させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より大きくすることができる。
また例えば、熱伝導材の含有量を減少させることにより、摩擦材表面の等価熱容量を減少させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より小さくすることができる。
また例えば、熱伝導材として熱伝導性がより大きな材料を用いることにより、摩擦材表面の等価熱容量を増加させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より大きくすることができる。
また例えば、熱伝導材として熱伝導性がより小さな材料を用いることにより、摩擦材表面の等価熱容量を減少させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より小さくすることができる。
また例えば、熱伝導材として比熱がより大きな材料を用いることにより、摩擦材表面の等価熱容量を増加させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より大きくすることができる。
また例えば、熱伝導材として比熱がより小さな材料を用いることにより、摩擦材表面の等価熱容量を減少させ、表面温度および摩擦係数の変化に関する時間遅れを、より小さくすることができる。 The degree of time delay with respect to changes in surface temperature and friction coefficient is specifically determined by the heat capacity in the friction material and the equivalent heat capacity of the friction material surface obtained from the heat conduction characteristics (eg, the heat capacity material contained in the friction material and the heat conductivity). It can be controlled by adjusting the type and content of the material).
For example, by increasing the content of the heat capacity material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be increased, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be further increased.
Further, for example, by reducing the content of the heat capacity material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be reduced, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be made smaller.
Further, for example, by using a material having a larger specific heat as the heat capacity material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be increased, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be further increased.
Further, for example, by using a material having a smaller specific heat as the heat capacity material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be reduced, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be made smaller.
Further, for example, by increasing the content of the heat conductive material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be increased, and the time delay with respect to the changes in the surface temperature and the friction coefficient can be further increased.
Further, for example, by reducing the content of the heat conductive material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be reduced, and the time delay with respect to the changes in the surface temperature and the friction coefficient can be made smaller.
Further, for example, by using a material having a higher thermal conductivity as the heat conductive material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be increased, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be further increased.
Further, for example, by using a material having a smaller thermal conductivity as the heat conductive material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be reduced, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be further reduced.
Further, for example, by using a material having a larger specific heat as the heat conductive material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be increased, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be further increased.
Further, for example, by using a material having a smaller specific heat as the heat conductive material, the equivalent heat capacity of the surface of the friction material can be reduced, and the time delay with respect to changes in the surface temperature and the friction coefficient can be made smaller.

本発明の摩擦材は、摩擦熱の熱容量材への移動に基づくジャダーのより十分な低減の観点から、摩擦材表面全体（特にクラッチ摩擦材表面全体）として、好ましくは０．０１〜０．１Ｊ／Ｋ、より好ましくは０．０３〜０．０４Ｊ／Ｋ、さらに好ましくは０．０５〜０．１Ｊ／Ｋの等価熱容量を有する。相対的に少ない量の熱容量材と熱伝導材で大きな効果を得る観点からは、本発明の摩擦材は、摩擦材表面全体（特にクラッチ摩擦材表面全体）として、好ましくは０．０１〜０．０２Ｊ／Ｋの等価熱容量を有する。 The friction material of the present invention preferably has 0.01 to 0.1 J as the entire surface of the friction material (particularly the entire surface of the clutch friction material) from the viewpoint of more sufficient reduction of judder based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material. It has an equivalent heat capacity of / K, more preferably 0.03 to 0.04 J / K, and even more preferably 0.05 to 0.1 J / K. From the viewpoint of obtaining a large effect with a relatively small amount of the heat capacity material and the heat conductive material, the friction material of the present invention preferably has an entire surface of the friction material (particularly the entire surface of the clutch friction material) of 0.01 to 0. It has an equivalent heat capacity of 02 J / K.

摩擦材表面全体（特にクラッチ摩擦材表面全体）の等価熱容量は、例えば以下の方法により測定された値を用いている。
摩擦材表面（特にクラッチ摩擦材表面）に温度センサ（熱電対等）を貼り付け、放射熱源（赤外線ランプ等）をパルス照射して、温度上昇特性を計測する。
放射熱源からの受熱量は、温度上昇が飽和したときの温度と摩擦材（特にクラッチ摩擦材）から外部への熱伝導特性から計算する。
受熱量と温度上昇特性から摩擦材表面の単位面積あたりの等価熱容量を求める。
この値に、摩擦材全体（特にクラッチ摩擦材全体）の摩擦材面積をかけることより摩擦材表面全体（特にクラッチ摩擦材表面全体）の等価熱容量を求める。 For the equivalent heat capacity of the entire surface of the friction material (particularly the entire surface of the clutch friction material), a value measured by the following method is used, for example.
A temperature sensor (thermoelectric pair, etc.) is attached to the surface of the friction material (particularly the surface of the clutch friction material), and a radiant heat source (infrared lamp, etc.) is pulse-irradiated to measure the temperature rise characteristic.
The amount of heat received from the radiant heat source is calculated from the temperature when the temperature rise is saturated and the heat conduction characteristics from the friction material (particularly the clutch friction material) to the outside.
Obtain the equivalent heat capacity per unit area of the friction material surface from the amount of heat received and the temperature rise characteristics.
By multiplying this value by the friction material area of the entire friction material (particularly the entire clutch friction material), the equivalent heat capacity of the entire friction material surface (particularly the entire clutch friction material surface) is obtained.

繊維基材１は、摩擦調整材２、熱容量材３および熱伝導材４を含む熱硬化性樹脂５の含浸および保持（または支持）が可能であれば特に限定されず、通常は不織布が使用される。繊維基材１（特に不織布）を構成する繊維としては、摩擦熱に対する耐熱性を有する限り特に限定されず、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、炭素繊維、およびレーヨン繊維が挙げられる。繊維基材１（特に不織布）を構成する繊維はこれらの繊維からなる群から選択される１種以上の繊維であってもよい。繊維基材１は、摩擦熱の熱容量材への移動に基づくジャダーのより十分な低減の観点から、アラミド繊維およびセルロース繊維からなる群から選択される１種以上の繊維を含むことが好ましい。 The fiber base material 1 is not particularly limited as long as it can impregnate and hold (or support) the thermosetting resin 5 including the friction adjusting material 2, the heat capacity material 3, and the heat conductive material 4, and a non-woven fabric is usually used. NS. The fibers constituting the fiber base material 1 (particularly the non-woven fabric) are not particularly limited as long as they have heat resistance to frictional heat, and examples thereof include aramid fibers, cellulose fibers, carbon fibers, and rayon fibers. The fibers constituting the fiber base material 1 (particularly the non-woven fabric) may be one or more fibers selected from the group consisting of these fibers. The fiber substrate 1 preferably contains one or more fibers selected from the group consisting of aramid fibers and cellulose fibers from the viewpoint of more sufficient reduction of judder based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material.

摩擦調整材２は、摩擦力を発生させ得る材料であれば特に限定されない。摩擦調整材としては、例えば、珪藻土、二硫化モリブデン、シリカ等が挙げられる。摩擦調整材２はこれらの材料からなる群から選択される１種以上の材料であってもよい。 The friction adjusting material 2 is not particularly limited as long as it is a material capable of generating a frictional force. Examples of the friction adjusting material include diatomaceous earth, molybdenum disulfide, silica and the like. The friction adjusting material 2 may be one or more materials selected from the group consisting of these materials.

摩擦調整材２は、本発明の摩擦材を湿式摩擦材として用いる場合、オイル含侵の観点から、珪藻土を含むことが好ましい。 When the friction material of the present invention is used as a wet friction material, the friction adjusting material 2 preferably contains diatomaceous earth from the viewpoint of oil impregnation.

摩擦調整材２の摩擦材１０における分布状態は均一であってもよいが、摩擦力のより十分な発生の観点から、摩擦調整材２は、図１Ａに示すように、当該摩擦調整材２の分布割合が摩擦材の摩擦表面Ａで高く、当該摩擦表面Ａから厚み方向で漸次、低下するように、含有されていることが好ましい。 The distribution state of the friction adjusting material 2 in the friction material 10 may be uniform, but from the viewpoint of more sufficient generation of frictional force, the friction adjusting material 2 is the friction adjusting material 2 as shown in FIG. 1A. It is preferable that the distribution ratio is high on the friction surface A of the friction material and is gradually decreased in the thickness direction from the friction surface A.

摩擦調整材２は通常、図１Ａに示すように、粒子形状を有しながら分布している。摩擦調整材２の粒子形状は、特に限定されず、例えば、図１Ａに示すような球形状であってもよいし、または楕円球形状、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状、円錐形状、楕円錐形状、多角錐形状、棒形状および上記したそれらの形状の複合形状等であってもよい。摩擦調整材２の粒子形状の寸法は、当該摩擦調整材２が摩擦力を発生させ得る限り特に限定されず、例えば１〜１０００μｍ、特に１〜１００μｍであってもよい。摩擦調整材２の粒子形状の寸法は、断面視における、任意の１００個の摩擦調整材についての最大長の平均値を用いている。本明細書でいう「断面視」とは、摩擦材の厚み方向に対して略垂直な方向から捉えた場合の形態（端的にいえば、厚み方向に平行な面で切り取った場合の形態）に基づいており、断面図を包含する。 As shown in FIG. 1A, the friction adjusting material 2 is usually distributed while having a particle shape. The particle shape of the friction adjusting material 2 is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape as shown in FIG. 1A, or an ellipsoidal spherical shape, a cylindrical shape, an ellipsoidal column shape, a polygonal column shape, a conical shape, and the like. It may be an ellipsoidal cone shape, a polygonal pyramid shape, a rod shape, or a composite shape of those shapes described above. The size of the particle shape of the friction adjusting material 2 is not particularly limited as long as the friction adjusting material 2 can generate a frictional force, and may be, for example, 1 to 1000 μm, particularly 1 to 100 μm. For the dimension of the particle shape of the friction adjusting material 2, the average value of the maximum lengths of any 100 friction adjusting materials in a cross-sectional view is used. The term "cross-sectional view" as used herein refers to a form when the friction material is viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness direction (in short, a form when the friction material is cut out on a plane parallel to the thickness direction). It is based and includes a cross section.

摩擦調整材２の含有量は通常、繊維基材１００重量部に対して、１〜３０重量部、特に１〜１５重量部である。摩擦調整材２として２種以上の材料が含有される場合、それらの合計含有量が上記範囲内であればよい。 The content of the friction adjusting material 2 is usually 1 to 30 parts by weight, particularly 1 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the fiber base material. When two or more kinds of materials are contained as the friction adjusting material 2, the total content thereof may be within the above range.

熱容量材３は、摩擦材の摩擦表面Ａで発生した摩擦熱を摩擦材内部に保持させるための材料である。熱容量材３は、摩擦材が全体として上記の等価熱容量を有し、かつ耐熱性と耐油性を有するものであれば特に限定されず、例えば、フッ素系樹脂や金属粒子が使用される。フッ素系樹脂は、四フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン等のフッ素原子含有モノマーをモノマー成分として含有するフッ素原子含有ポリマーのことである。フッ素系樹脂の具体例として、例えば、ポリ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレンが挙げられる。金属粒子は、鉄、銅、アルミや合金が挙げられる。熱容量材３としては、さらに大きな熱容量を得るために相変化材を使用することもできる。相変化材として例えば、溶融塩、パラフィンが挙げられる。溶融塩はアルカリ金属と硝酸や硫酸の塩である。パラフィンは、炭素原子数２０〜４０）のアルカンまたはそれらの混合物である。熱容量材３は上記したフッ素系樹脂およびパラフィンからなる群から選択される１種以上の化合物であってもよい。 The heat capacity material 3 is a material for holding the frictional heat generated on the friction surface A of the friction material inside the friction material. The heat capacity material 3 is not particularly limited as long as the friction material has the above-mentioned equivalent heat capacity as a whole and has heat resistance and oil resistance, and for example, a fluororesin or metal particles are used. The fluorine-based resin is a fluorine atom-containing polymer containing a fluorine atom-containing monomer such as ethylene tetrafluoride and ethylene trifluoride as a monomer component. Specific examples of the fluororesin include polyethylene tetrafluoride and polyethylene trifluoride. Examples of metal particles include iron, copper, aluminum and alloys. As the heat capacity material 3, a phase change material can also be used in order to obtain a larger heat capacity. Examples of the phase change material include molten salt and paraffin. Molten salts are alkali metals and salts of nitric acid and sulfuric acid. Paraffin is an alkane having 20 to 40 carbon atoms) or a mixture thereof. The heat capacity material 3 may be one or more compounds selected from the group consisting of the above-mentioned fluororesin and paraffin.

図１Ｂに示すように、熱容量材として新たな材料を追加するだけでなく、既存の芯金板３０を熱容量材として用いてもよい。つまり、熱伝導材４によって、摩擦材表面の熱を直接的に芯金板３０に伝達してもよい。図１Ｂは、図１Ａに示す摩擦材の変形例を示す。図１Ｂに示す摩擦材は、芯金板３０を有すること以外、図１Ａに示す摩擦材１０と同様である。芯金板３０はリング形状または円形状等の形状を有していてもよく、例えば、摩擦プレートまたはコアプレートと称される部材である。芯金板３０を構成する材料は特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミまたはそれらの合金であってもよい。図１Ｂにおいて、図１Ａの摩擦材１０は通常、芯金板３０に対して接着剤等により貼り付けられる。 As shown in FIG. 1B, not only a new material may be added as the heat capacity material, but also the existing core metal plate 30 may be used as the heat capacity material. That is, the heat on the surface of the friction material may be directly transferred to the core metal plate 30 by the heat conductive material 4. FIG. 1B shows a modified example of the friction material shown in FIG. 1A. The friction material shown in FIG. 1B is the same as the friction material 10 shown in FIG. 1A, except that it has a core metal plate 30. The core metal plate 30 may have a shape such as a ring shape or a circular shape, and is, for example, a member called a friction plate or a core plate. The material constituting the core metal plate 30 is not particularly limited, and may be, for example, iron, copper, aluminum, or an alloy thereof. In FIG. 1B, the friction material 10 of FIG. 1A is usually attached to the core metal plate 30 with an adhesive or the like.

熱容量材３は、少量で所定の等価熱容量を達成する観点から、摩擦調整材２の比熱よりも大きな比熱を有する材料であることが好ましく、摩擦調整材の比熱および熱硬化性樹脂の比熱よりも大きな比熱を有する材料であることがより好ましい。 The heat capacity material 3 is preferably a material having a specific heat larger than the specific heat of the friction adjusting material 2 from the viewpoint of achieving a predetermined equivalent heat capacity with a small amount, and is higher than the specific heat of the friction adjusting material and the specific heat of the thermosetting resin. It is more preferable that the material has a large specific heat.

熱容量材３は、摩擦材１０の摩擦表面Ａよりも内部で分布している。熱容量材３が摩擦材１０の摩擦表面Ａよりも内部で分布しているとは、熱容量材３は、摩擦表面Ａから露出することなく、その内部に埋入および配置されているという意味である。特に、摩擦調整材２の分布割合が摩擦材の摩擦表面Ａで高く、該摩擦表面Ａから厚み方向で漸次、低下する場合、熱容量材３は、摩擦表面Ａにある摩擦調整材２よりも内部で分布していることが好ましい。これにより、摩擦熱の熱容量材への移動に基づいて、ジャダーをより十分に低減することができる。 The heat capacity material 3 is distributed inside the friction surface A of the friction material 10. The fact that the heat capacity material 3 is distributed inside the friction surface A of the friction material 10 means that the heat capacity material 3 is embedded and arranged inside the friction surface A without being exposed from the friction surface A. .. In particular, when the distribution ratio of the friction adjusting material 2 is high on the friction surface A of the friction material and gradually decreases in the thickness direction from the friction surface A, the heat capacity material 3 is inside the friction adjusting material 2 on the friction surface A. It is preferable that it is distributed in. Thereby, judder can be reduced more sufficiently based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material.

熱容量材３は、摩擦熱の当該熱容量材３への移動が達成される限り、あらゆる分布形態で分布していてもよい。例えば、熱容量材３は、摩擦材１０の摩擦表面Ａよりも内部で全体として均一に分布していてもよいし（全体的均一分布形態）、または摩擦表面Ａよりも内部で不均一に分布していてもよい。また例えば、図１Ａに示すように、摩擦材１０を、摩擦材断面において、上層部２１と下層部２２とに分割したとき、熱容量材３は、下層部２２で均一に分布していてもよい（下層部均一分布形態）。熱容量材３は、摩擦熱の熱容量材への移動に基づいて、ジャダーをより十分に低減する観点から、全体的均一分布形態または下層部均一分布形態で分布していることが好ましく、下層部均一分布形態で分布していることがより好ましい。 The heat capacity material 3 may be distributed in any distribution form as long as the transfer of frictional heat to the heat capacity material 3 is achieved. For example, the heat capacity material 3 may be uniformly distributed as a whole inside the friction surface A of the friction material 10 (overall uniform distribution form), or may be unevenly distributed inside the friction surface A. May be. Further, for example, as shown in FIG. 1A, when the friction material 10 is divided into an upper layer portion 21 and a lower layer portion 22 in the cross section of the friction material, the heat capacity material 3 may be uniformly distributed in the lower layer portion 22. (Uniform distribution in the lower layer). The heat capacity material 3 is preferably distributed in an overall uniform distribution form or a lower layer uniform distribution form from the viewpoint of more sufficiently reducing judder based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material, and the lower layer portion is uniform. It is more preferable that it is distributed in a distribution form.

熱容量材３は、摩擦熱の当該熱容量材３への移動が達成される限り、図１Ａに示すように、粒子形状を有しながら分布していてもよいし、または後述の熱硬化性樹脂中、分子レベルで混合および分散された形態で分布していてもよい。熱容量材３は、摩擦熱の熱容量材への移動に基づくジャダーのより十分な低減の観点から、粒子形状を有しながら、分布していることが好ましい。熱容量材３の粒子形状は、特に限定されず、例えば、図１Ａに示すような球形状であってもよいし、または楕円球形状、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状、円錐形状、楕円錐形状、多角錐形状、棒形状および上記したそれらの形状の複合形状等であってもよい。熱容量材３の粒子形状の寸法は、当該熱容量材３が摩擦熱を保持できる限り特に限定されず、例えば１〜１００μｍであってもよい。熱容量材３の粒子形状の寸法は、断面視における、任意の１００個の熱容量材についての最大長の平均値を用いている。本明細書でいう「断面視」とは、摩擦材の厚み方向に対して略垂直な方向から捉えた場合の形態（端的にいえば、厚み方向に平行な面で切り取った場合の形態）に基づいており、断面図を包含する。 As long as the transfer of frictional heat to the heat capacity material 3 is achieved, the heat capacity material 3 may be distributed while having a particle shape as shown in FIG. 1A, or in a thermosetting resin described later. , May be distributed in a mixed and dispersed form at the molecular level. The heat capacity material 3 is preferably distributed while having a particle shape from the viewpoint of more sufficient reduction of judder based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material. The particle shape of the thermal capacitance material 3 is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape as shown in FIG. 1A, or an ellipsoidal spherical shape, a cylindrical shape, an ellipsoidal column shape, a polygonal column shape, a conical shape, or an ellipsoid. It may be a cone shape, a polygonal cone shape, a rod shape, or a composite shape of those shapes described above. The size of the particle shape of the heat capacity material 3 is not particularly limited as long as the heat capacity material 3 can retain frictional heat, and may be, for example, 1 to 100 μm. As the particle shape dimension of the heat capacity material 3, the average value of the maximum lengths of any 100 heat capacity materials in a cross-sectional view is used. The term "cross-sectional view" as used herein refers to a form when the friction material is viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness direction (in short, a form when the friction material is cut out on a plane parallel to the thickness direction). It is based and includes a cross section.

熱容量材３の含有量は通常、繊維基材１００重量部に対して、１〜５０重量部、特に１〜３０重量部である。熱容量材３として２種以上の材料が含有される場合、それらの合計含有量が上記範囲内であればよい。 The content of the heat capacity material 3 is usually 1 to 50 parts by weight, particularly 1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the fiber base material. When two or more kinds of materials are contained as the heat capacity material 3, the total content thereof may be within the above range.

熱伝導材４は、摩擦材の摩擦表面Ａで発生した摩擦熱の熱容量材への移動を媒介する材料である。熱伝導材４は、摩擦熱の熱容量材への移動を達成する限り特に限定されず、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、ダイヤモンドおよび黒鉛等の炭素材料、窒化ホウ素（特に窒化ホウ素粒子）および窒化ホウ素ナノチューブ等の窒化ホウ素材料、ならびにＦｅ（鉄）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ２（酸化スズ（IV））等の金属材料が挙げられる。熱伝導材４は上記した材料からなる群から選択される１種以上の材料であってもよい。 The heat conductive material 4 is a material that mediates the transfer of the frictional heat generated on the friction surface A of the friction material to the heat capacity material. The heat conductive material 4 is not particularly limited as long as it achieves the transfer of frictional heat to the heat capacitance material, and is, for example, carbon materials such as carbon nanotubes, carbon black, diamond and graphite, boron nitride (particularly boron nitride particles) and boron nitride. Boron nitride materials such as nanotubes, as well as Fe (iron), Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), ZnO (zinc oxide), In 2 O 3 (indium oxide (III)) and SnO 2 (oxidation) Examples include metal materials such as tin (IV)). The heat conductive material 4 may be one or more materials selected from the group consisting of the above-mentioned materials.

熱伝導材４は、摩擦熱の熱容量材への移動に基づくジャダーのより十分な低減の観点から、熱伝導性の高い炭素材料（特にカーボンナノチューブ）および窒化ホウ素材料からなる群から選択される１種以上を含むことが好ましい。 The heat conductive material 4 is selected from the group consisting of carbon materials having high heat conductivity (particularly carbon nanotubes) and boron nitride materials from the viewpoint of more sufficient reduction of judder based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material1 It is preferable to contain seeds or more.

熱伝導材４は、摩擦材１０の摩擦表面Ａよりも内部で分布している。熱伝導材４が摩擦材１０の摩擦表面Ａよりも内部で分布しているとは、熱伝導材４は、摩擦表面Ａから露出することなく、その内部に埋入および配置されているという意味である。特に、摩擦調整材２の分布割合が摩擦材の摩擦表面Ａで高く、該摩擦表面Ａから厚み方向で漸次、低下する場合、熱伝導材４は、摩擦表面Ａにある摩擦調整材２よりも内部で分布していることが好ましい。これにより、摩擦熱の熱容量材への移動に基づいて、ジャダーをより十分に低減することができる。 The heat conductive material 4 is distributed inside the friction surface A of the friction material 10. The fact that the heat conductive material 4 is distributed inside the friction surface A of the friction material 10 means that the heat conductive material 4 is embedded and arranged inside the friction surface A without being exposed from the friction surface A. Is. In particular, when the distribution ratio of the friction adjusting material 2 is high on the friction surface A of the friction material and gradually decreases in the thickness direction from the friction surface A, the heat conductive material 4 is more than the friction adjusting material 2 on the friction surface A. It is preferably distributed internally. Thereby, judder can be reduced more sufficiently based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material.

熱伝導材４は、摩擦熱の当該熱容量材３への移動が達成される限り、あらゆる分布形態で分布していてもよい。熱伝導材４は通常、図１Ａに示すように、摩擦材１０の摩擦表面Ａよりも内部で全体として均一に分布している（全体的均一分布形態）。 The heat conductive material 4 may be distributed in any distribution form as long as the transfer of frictional heat to the heat capacity material 3 is achieved. As shown in FIG. 1A, the heat conductive material 4 is usually uniformly distributed as a whole inside the friction surface A of the friction material 10 (overall uniform distribution form).

熱伝導材４は、摩擦熱の当該熱容量材３への移動が達成される限り、当該材料が本来的に有する形状で分布してもよい。
例えば、熱伝導材４がカーボンナノチューブおよび／または窒化ホウ素ナノチューブである場合は、図１Ａに示すように、熱伝導材４は繊維形状を有しながら分布していてもよい。カーボンナノチューブおよび窒化ホウ素ナノチューブの寸法は、当該熱伝導材４が摩擦熱の移動を達成できる限り特に限定されず、例えば平均長は通常１〜５００μｍ（特に１〜１００μｍ）であってもよく、平均径は通常１〜１００ｎｍであってもよい。熱伝導材４がカーボンナノチューブおよび／または窒化ホウ素ナノチューブである場合における熱伝導材４の寸法は、断面視における、任意の１００個の熱伝導材４についての長さおよび径の平均値を用いている。 The heat conductive material 4 may be distributed in the shape inherent in the material as long as the transfer of frictional heat to the heat capacity material 3 is achieved.
For example, when the heat conductive material 4 is a carbon nanotube and / or a boron nitride nanotube, the heat conductive material 4 may be distributed while having a fiber shape as shown in FIG. 1A. The dimensions of the carbon nanotubes and the boron nitride nanotubes are not particularly limited as long as the heat conductive material 4 can achieve the transfer of frictional heat. For example, the average length may be usually 1 to 500 μm (particularly 1 to 100 μm), and the average length may be 1 to 100 μm. The diameter may be usually 1 to 100 nm. The dimensions of the heat conductive material 4 when the heat conductive material 4 is a carbon nanotube and / or a boron nitride nanotube are determined by using the average length and diameter of any 100 heat conductive materials 4 in a cross-sectional view. There is.

また例えば、熱伝導材４がカーボンナノチューブ以外の炭素材料、窒化ホウ素ナノチューブ以外の窒化ホウ素材料、または金属材料である場合、熱伝導材４は粒子形状を有しながら分布していてもよい。熱伝導材４の粒子形状は、特に限定されず、例えば、球形状であってもよいし、または楕円球形状、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状、円錐形状、楕円錐形状、多角錐形状、棒形状および上記したそれらの形状の複合形状等であってもよい。熱伝導材４の粒子形状の寸法は、当該熱伝導材４が摩擦熱の移動を達成できる限り特に限定されず、例えば１〜５００μｍ、特に１〜１００μｍであってもよい。熱伝導材４の粒子形状の寸法は、断面視における、任意の１００個の熱伝導材についての最大長の平均値を用いている。 Further, for example, when the heat conductive material 4 is a carbon material other than carbon nanotubes, a boron nitride material other than boron nitride nanotubes, or a metal material, the heat conductive material 4 may be distributed while having a particle shape. The particle shape of the heat conductive material 4 is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape, or an ellipsoidal shape, a cylindrical shape, an ellipsoidal pillar shape, a polygonal pillar shape, a conical shape, an ellipsoidal pyramid shape, or a polygonal pyramid. It may be a shape, a rod shape, or a composite shape of those shapes described above. The size of the particle shape of the heat conductive material 4 is not particularly limited as long as the heat conductive material 4 can achieve the transfer of frictional heat, and may be, for example, 1 to 500 μm, particularly 1 to 100 μm. For the size of the particle shape of the heat conductive material 4, the average value of the maximum lengths of any 100 heat conductive materials in a cross-sectional view is used.

熱伝導材４の含有量は通常、繊維基材１００重量部に対して、１〜２００重量部、特に１〜１００重量部である。熱伝導材４として２種以上の材料が含有される場合、それらの合計含有量が上記範囲内であればよい。 The content of the heat conductive material 4 is usually 1 to 200 parts by weight, particularly 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the fiber base material. When two or more kinds of materials are contained as the heat conductive material 4, the total content thereof may be within the above range.

熱硬化性樹脂５としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミドが挙げられる。熱硬化性樹脂は熱硬化性ポリマーであって、上記した熱硬化性樹脂からなる群から選択される１種以上のポリマーであってもよい。 Examples of the thermosetting resin 5 include phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, and thermosetting polyimide. The thermosetting resin is a thermosetting polymer, and may be one or more polymers selected from the group consisting of the above-mentioned thermosetting resins.

熱硬化性樹脂５は、摩擦熱の熱容量材への移動に基づくジャダーのより十分な低減の観点から、熱伝導材４を固定し熱伝導経路を確実に確保するために熱伝導材４と同等の熱膨張率であることが望ましい。そのような観点から、熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含むことが好ましい。 The thermocurable resin 5 is equivalent to the heat conductive material 4 in order to fix the heat conductive material 4 and surely secure the heat conductive path from the viewpoint of more sufficient reduction of judder based on the transfer of frictional heat to the heat capacity material. It is desirable that the thermal expansion rate is. From such a viewpoint, the thermosetting resin preferably contains an epoxy resin.

熱硬化性樹脂５の含有量は通常、繊維基材１００重量部に対して、３０〜１００重量部である。熱硬化性樹脂５として２種以上の樹脂が含有される場合、それらの合計含有量が上記範囲内であればよい。 The content of the thermosetting resin 5 is usually 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fiber base material. When two or more kinds of resins are contained as the thermosetting resin 5, the total content thereof may be within the above range.

本発明の摩擦材１０は、分割式含浸法により製造することができる。
分割式含浸法とは、本発明の摩擦材１０を分割して製造した後、一体化させる方法である。詳しくは、上層部前駆体および下層部前駆体をそれぞれ製造し、上層部前駆体と下層部前駆体とを重ね合わせて一体化（成形）した後、加熱して硬化させる。 The friction material 10 of the present invention can be produced by a split impregnation method.
The split impregnation method is a method in which the friction material 10 of the present invention is divided and manufactured, and then integrated. Specifically, the upper layer precursor and the lower layer precursor are produced, respectively, and the upper layer precursor and the lower layer precursor are overlapped and integrated (molded), and then heated and cured.

より詳しくは、まず、例えば図２Ａに示すように、繊維基材１を準備する。図２Ａは、本発明の摩擦材の一例の製造方法における繊維基材の準備工程を説明するための模式的断面図である。 More specifically, first, the fiber base material 1 is prepared, for example, as shown in FIG. 2A. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view for explaining a step of preparing a fiber base material in the method for producing an example of a friction material of the present invention.

次いで、摩擦調整材２および熱伝導材４を含有する熱硬化性樹脂５を繊維基材１の上に供給し、２つのロールの間を通過させる。そのときの圧迫により、図２Ｂに示すように、摩擦調整材２および熱伝導材４を含有する熱硬化性樹脂５を繊維基材１中に含浸させることができる。繊維基材１の空隙径と、摩擦調整材２の寸法との関係を調整することにより、図２Ｂに示すように摩擦調整材２の分布割合が表面（特に熱硬化性樹脂の供給面）で高く、当該表面から厚み方向で漸次、低下するような偏在分布構造を有する上層部前駆体２１'を得ることができる。例えば、繊維基材１の空隙径と摩擦調整材２の寸法との関係において、繊維基材１の空隙径を相対的に大きくする場合、かつ／または摩擦調整材２の寸法を相対的に小さく場合、摩擦調整材２はより均一に分布するようになる。また例えば、繊維基材１の空隙径と摩擦調整材２の寸法との関係において、繊維基材１の空隙径を相対的に小さくする場合、かつ／または摩擦調整材２の寸法を相対的に大きくする場合、摩擦調整材２の分布割合が表面でより高くなる。得られた上層部前駆体２１’は半硬化させてもよい。図２Ｂは、本発明の摩擦材の一例の製造方法における上層部前駆体を説明するための模式的断面図である。 Next, the thermosetting resin 5 containing the friction adjusting material 2 and the heat conductive material 4 is supplied onto the fiber base material 1 and passed between the two rolls. By the compression at that time, as shown in FIG. 2B, the thermosetting resin 5 containing the friction adjusting material 2 and the heat conductive material 4 can be impregnated into the fiber base material 1. By adjusting the relationship between the void diameter of the fiber base material 1 and the dimensions of the friction adjusting material 2, the distribution ratio of the friction adjusting material 2 is distributed on the surface (particularly the supply surface of the thermosetting resin) as shown in FIG. 2B. It is possible to obtain an upper layer precursor 21'which is high and has an unevenly distributed structure that gradually decreases in the thickness direction from the surface. For example, in the relationship between the void diameter of the fiber base material 1 and the dimension of the friction adjusting material 2, when the void diameter of the fiber base material 1 is relatively large and / or the dimension of the friction adjusting material 2 is relatively small. In this case, the friction adjusting material 2 becomes more evenly distributed. Further, for example, in the relationship between the void diameter of the fiber base material 1 and the dimension of the friction adjusting material 2, when the void diameter of the fiber base material 1 is relatively small and / or the dimension of the friction adjusting material 2 is relatively small. When the value is increased, the distribution ratio of the friction adjusting material 2 becomes higher on the surface. The obtained upper layer precursor 21'may be semi-cured. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view for explaining the upper layer precursor in the method for producing an example of the friction material of the present invention.

他方、熱容量材３および熱伝導材４を含有する熱硬化性樹脂５を、また別の繊維基材１の上に供給し、２つのロールの間を通過させる。そのときの圧迫により、図２Ｃに示すように、熱容量材３および熱伝導材４を含有する熱硬化性樹脂５を繊維基材１中に含浸させることができる。繊維基材１の空隙径と、熱容量材３の寸法との関係を調整することにより、図２Ｃに示すように熱容量材３が均一に分布するような均一分布構造を有する下層部前駆体２２'を得ることができる。例えば、繊維基材１の空隙径と熱容量材３の寸法との関係において、繊維基材１の空隙径を相対的に大きくする場合、かつ／または熱容量材３の寸法を相対的に小さく場合、熱容量材３はより均一に分布するようになる。また例えば、繊維基材１の空隙径と熱容量材３の寸法との関係において、繊維基材１の空隙径を相対的に小さくする場合、かつ／または熱容量材３の寸法を相対的に大きくする場合、熱容量材３の分布割合が表面でより高くなる。得られた下層部前駆体２２’は半硬化させてもよい。図２Ｃは、本発明の摩擦材の一例の製造方法における下層部前駆体を説明するための模式的断面図である。 On the other hand, the thermosetting resin 5 containing the heat capacity material 3 and the heat conductive material 4 is supplied onto another fiber base material 1 and passed between the two rolls. By the compression at that time, as shown in FIG. 2C, the thermosetting resin 5 containing the heat capacity material 3 and the heat conductive material 4 can be impregnated into the fiber base material 1. By adjusting the relationship between the void diameter of the fiber base material 1 and the dimensions of the heat capacity material 3, the lower layer precursor 22'has a uniformly distributed structure such that the heat capacity material 3 is uniformly distributed as shown in FIG. 2C. Can be obtained. For example, in the relationship between the void diameter of the fiber base material 1 and the dimension of the heat capacity material 3, when the void diameter of the fiber base material 1 is relatively large and / or when the dimension of the heat capacity material 3 is relatively small, The heat capacity material 3 becomes more uniformly distributed. Further, for example, in the relationship between the void diameter of the fiber base material 1 and the dimension of the heat capacity material 3, when the void diameter of the fiber base material 1 is relatively small and / or the dimension of the heat capacity material 3 is relatively large. In this case, the distribution ratio of the heat capacity material 3 becomes higher on the surface. The obtained lower layer precursor 22'may be semi-cured. FIG. 2C is a schematic cross-sectional view for explaining the lower layer precursor in the method for producing an example of the friction material of the present invention.

得られた上層部前駆体２１’と下層部前駆体２２’とを重ね合わせて一体化および成形した後、加熱して硬化させることにより、摩擦材１０を得ることができる。一体化および成形は加圧により達成してもよい。一体化および成形の後、加熱により硬化させることにより、上層部前駆体２１’と下層部前駆体２２’はそれらの界面で十分な強度にて結合されるようになる。 The friction material 10 can be obtained by superimposing the obtained upper layer precursor 21'and the lower layer precursor 22', integrating and molding the mixture, and then heating and curing the mixture. Integration and molding may be achieved by pressurization. By curing by heating after integration and molding, the upper layer precursor 21'and the lower layer precursor 22'are bonded at their interfaces with sufficient strength.

本発明の摩擦材１０は通常、１００〜１０００μｍ、特に４００〜６００μｍの厚みを有している。 The friction material 10 of the present invention usually has a thickness of 100 to 1000 μm, particularly 400 to 600 μm.

実験例１：μ変化位相遅れとシャフト振動幅との関係
摩擦係数（μ）の時間変化をジャダー振動周期に対する位相遅れで表したとき、図３に示すグラフが得られた。位相遅れが振動周期の半分で最大になった。これはトルクと振動の物理的関係と合致する。 Experimental Example 1: Relationship between μ change phase lag and shaft vibration width When the time change of friction coefficient (μ) is expressed by the phase lag with respect to the judder vibration period, the graph shown in FIG. 3 was obtained. The phase lag was maximized at half the vibration period. This is consistent with the physical relationship between torque and vibration.

図３は、摩擦係数（μ）の時間変化をジャダー振動周期に対する位相遅れで表したときのグラフであって、以下の条件および方法に基づいてシミュレーションを行ったときのシミュレーション結果である。
車両において、クラッチを含む動力伝達系の慣性とねじれ剛性で生ずる固有の振動数を８０ｍｓとする。クラッチの摩擦係数変化によりクラッチ伝達トルク変動が生じ、それによりシャフトねじれが変化し、８０ｍｓの振動数で振動する。その振動幅は、原理的にクラッチ伝達トルクとシャフト振動の位相関係に依存し、シャフト振動に対するクラッチ伝達トルク変動の位相遅れが０°のときは振動を加振する状態となり、シャフト振動幅が最大となる。また、位相遅れが１８０°、つまり４０ｍｓ遅れのときは逆位相の加振となりシャフト振動幅が最小となる。
一方、クラッチ伝達トルク変動は、摩擦係数変化とクラッチ押し付け力の積で決定され、クラッチ押し付け力はシャフト振動周期中一定とみなせるので、クラッチ伝達トルクと摩擦係数は比例関係にある。従い、クラッチ伝達トルク変動位相とシャフト振動幅の関係は、そのまま、摩擦係数変化位相とシャフト振動幅の関係になるので、図３の関係が得られる。 FIG. 3 is a graph when the time change of the friction coefficient (μ) is represented by the phase delay with respect to the judder vibration period, and is the simulation result when the simulation is performed based on the following conditions and methods.
In a vehicle, the natural frequency generated by the inertia and torsional rigidity of the power transmission system including the clutch is 80 ms. The change in the friction coefficient of the clutch causes the clutch transmission torque to fluctuate, which changes the shaft twist and vibrates at a frequency of 80 ms. The vibration width depends on the phase relationship between the clutch transmission torque and the shaft vibration in principle, and when the phase delay of the clutch transmission torque fluctuation with respect to the shaft vibration is 0 °, the vibration is vibrated and the shaft vibration width is the maximum. It becomes. Further, when the phase delay is 180 °, that is, the delay is 40 ms, the vibration is in the opposite phase and the shaft vibration width is minimized.
On the other hand, the fluctuation of the clutch transmission torque is determined by the product of the change in the friction coefficient and the clutch pressing force, and the clutch pressing force can be regarded as constant during the shaft vibration cycle. Therefore, the clutch transmission torque and the friction coefficient are in a proportional relationship. Therefore, the relationship between the clutch transmission torque fluctuation phase and the shaft vibration width is the same as the relationship between the friction coefficient change phase and the shaft vibration width, so that the relationship shown in FIG. 3 can be obtained.

実験例２：摩擦材表面等価熱容量による位相遅れとシャフト振動幅との関係
摩擦係数を、摩擦熱の移動による摩擦材表面温度の遅れにより、時間遅れを持って変化させればジャダー振動を低減できることが、図４から、明らかとなった。時間遅れは摩擦材中の熱容量と熱伝達特性で決定される摩擦材表面等価熱容量により調整する。 Experimental example 2: Relationship between phase delay due to friction material surface equivalent heat capacity and shaft vibration width Judder vibration can be reduced by changing the friction coefficient with a time delay due to the delay in friction material surface temperature due to the transfer of friction heat. However, it became clear from FIG. The time delay is adjusted by the heat capacity in the friction material and the heat capacity equivalent to the surface of the friction material determined by the heat transfer characteristics.

図４は、摩擦材全体の等価熱容量とジャダー振動幅の関係を示したときのグラフであって、以下の条件および方法に基づいてシミュレーションを行ったときのシミュレーション結果である。
摩擦係数は摩擦材表面温度に依存し、その温度が高くなると摩擦係数が低下する。摩擦材表面温度上昇は、摩擦材表面発熱割合の平均（Ｐ）と摩擦材表面等価熱容量（Ｃ）で決まる。
Ｐは、クラッチすべりによる発熱の半分（発熱はクラッチプレートと摩擦材に分かれる）であるから、物理法則より、
・Ｐ＝クラッチ伝達トルク×シャフト振動幅（平均）／２
が成り立つ。
ここで、車両のクラッチ伝達トルクを１００Ｎｍ、シャフト振動幅平均を１ｒａｄ／ｓとすると、Ｐは、５０Ｊ／ｓとなる。
摩擦材の温度上昇幅をＴｕとし、その温度になるまでの時間をτとする。τの期間に摩擦材表面に発生する熱量（Ｑ）は、
・Ｑ＝Ｐ×τ
となるので、この熱量による温度上昇（Ｔｕ）は、物理法則により、
・Ｔｕ＝Ｑ／Ｃ＝Ｐ×τ／Ｃ
で表される。この式からＣは、
・Ｃ＝Ｐ×τ／Ｔｕ
となる。
図３でシャフト振動幅最小となる時間遅れは４０ｍｓであるから、τを４０ｍｓとする。また、Ｔｕを摩擦材の摩擦係数が変化しはじめる温度として、５０℃とする。Ｐは５０Ｊ／ｓであるから、
・Ｃ＝５０×０．０４／５０＝０．０４Ｊ／Ｋ
となる。
時間遅れ４０ｍｓ以外も同様にして、図４の関係が得られる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the equivalent heat capacity of the entire friction material and the judder vibration width, and is the simulation result when the simulation is performed based on the following conditions and methods.
The coefficient of friction depends on the surface temperature of the friction material, and the higher the temperature, the lower the coefficient of friction. The rise in the friction material surface temperature is determined by the average (P) of the friction material surface heat generation ratio and the friction material surface equivalent heat capacity (C).
Since P is half of the heat generated by the clutch slip (the heat generated is divided into the clutch plate and the friction material), according to the laws of physics,
・ P = clutch transmission torque x shaft vibration width (average) / 2
Is established.
Here, assuming that the clutch transmission torque of the vehicle is 100 Nm and the average shaft vibration width is 1 rad / s, P is 50 J / s.
Let Tu be the temperature rise width of the friction material, and let τ be the time until that temperature is reached. The amount of heat (Q) generated on the surface of the friction material during the period of τ is
・ Q = P × τ
Therefore, the temperature rise (Tu) due to this amount of heat is determined by the laws of physics.
・ Tu = Q / C = P × τ / C
It is represented by. From this formula, C is
・ C = P × τ / Tu
Will be.
Since the time delay that minimizes the shaft vibration width in FIG. 3 is 40 ms, τ is set to 40 ms. Further, Tu is set to 50 ° C. as the temperature at which the friction coefficient of the friction material begins to change. Since P is 50 J / s,
・ C = 50 × 0.04 / 50 = 0.04J / K
Will be.
The relationship shown in FIG. 4 can be obtained in the same manner except for the time delay of 40 ms.

本発明の摩擦材は、車両の動力伝達装置および制動装置等の摩擦締結装置における摩擦締結要素として有用である。 The friction material of the present invention is useful as a friction fastening element in a friction fastening device such as a power transmission device and a braking device of a vehicle.

Claims (20)

繊維基材に、摩擦調整材、熱容量材および熱伝導材を含む熱硬化性樹脂が含浸されている摩擦材。 A friction material in which a fiber base material is impregnated with a thermosetting resin containing a friction adjusting material, a heat capacity material, and a heat conductive material. 前記摩擦材の摩擦表面で生じた熱は、前記熱伝導材を経て、前記熱容量材に移動する、請求項１に記載の摩擦材。 The friction material according to claim 1, wherein the heat generated on the friction surface of the friction material is transferred to the heat capacity material via the heat conductive material. 前記熱の移動により、前記摩擦材の表面温度は時間遅れを持った状態で変化し、これに応じて、前記摩擦材の摩擦係数はジャダーの振動周期から時間遅れを持った状態で周期的に変化する、請求項１または２に記載の摩擦材。 Due to the heat transfer, the surface temperature of the friction material changes with a time delay, and the friction coefficient of the friction material periodically changes with a time delay from the vibration cycle of the judder. The friction material according to claim 1 or 2, which changes. 前記摩擦材の摩擦係数の周期は、ジャダーの振動周期と逆位相の関係を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 3, wherein the period of the friction coefficient of the friction material has an antiphase relationship with the vibration cycle of the judder. 前記摩擦材は、全体として、０．０１〜０．１Ｊ／Ｋの等価熱容量を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 4, wherein the friction material has an equivalent heat capacity of 0.01 to 0.1 J / K as a whole. 前記摩擦調整材の分布割合は、前記摩擦材の摩擦表面で高く、該摩擦表面から厚み方向で漸次、低下する、請求項１〜５のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 5, wherein the distribution ratio of the friction adjusting material is high on the friction surface of the friction material and gradually decreases in the thickness direction from the friction surface. 前記熱容量材は、前記摩擦材の摩擦表面よりも内部で分布している、請求項１〜６のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat capacity material is distributed inside the friction surface of the friction material. 前記繊維基材は不織布である、請求項１〜７のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 7, wherein the fiber base material is a non-woven fabric. 前記繊維基材は、アラミド繊維、セルロース繊維、炭素繊維、およびレーヨン繊維からなる群から選択される１種以上の繊維を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 8, wherein the fiber base material contains one or more fibers selected from the group consisting of aramid fibers, cellulose fibers, carbon fibers, and rayon fibers. 前記摩擦調整材は、珪藻土、二硫化モリブデン、およびシリカからなる群から選択される１種以上の材料である、請求項１〜９のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 9, wherein the friction adjusting material is one or more materials selected from the group consisting of diatomaceous earth, molybdenum disulfide, and silica. 前記熱容量材は、前記摩擦調整材の比熱よりも大きな比熱を有する材料である、請求項１〜１０のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 10, wherein the heat capacity material is a material having a specific heat larger than the specific heat of the friction adjusting material. 前記熱容量材は、フッ素系樹脂およびパラフィンからなる群から選択される１種以上の化合物である、請求項１〜１１のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 11, wherein the heat capacity material is one or more compounds selected from the group consisting of a fluororesin and paraffin. 前記熱伝導材は、炭素材料、窒化ホウ素材料および金属材料からなる群から選択される１種以上の材料である、請求項１〜１２のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 12, wherein the heat conductive material is one or more materials selected from the group consisting of a carbon material, a boron nitride material, and a metal material. 前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、および熱硬化性ポリイミドからなる群から選択される１種以上の材料である、請求項１〜１３のいずれかに記載の摩擦材。 The thermosetting resin is one or more materials selected from the group consisting of phenol resins, epoxy resins, melamine resins, urea resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, polyurethanes, and thermosetting polyimides. Item 2. The friction material according to any one of Items 1 to 13. 前記繊維基材はアラミド繊維およびセルロース繊維からなる群から選択される１種以上の繊維を含み、
前記摩擦調整材は珪藻土を含み、
前記熱容量材はフッ素系樹脂を含み、
前記熱伝導材はカーボンナノチューブを含み、
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の摩擦材。 The fiber substrate contains one or more fibers selected from the group consisting of aramid fibers and cellulose fibers.
The friction modifier contains diatomaceous earth and contains
The heat capacity material contains a fluororesin and contains
The heat conductive material contains carbon nanotubes and contains
The friction material according to any one of claims 1 to 13, wherein the thermosetting resin contains an epoxy resin. 前記摩擦材は、車両の摩擦締結装置の摩擦締結要素として使用される、請求項１〜１５のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 15, wherein the friction material is used as a friction fastening element of a friction fastening device of a vehicle. 前記摩擦締結装置は、車両の動力伝達装置および制動装置を含む、請求項１６に記載の摩擦材。 The friction material according to claim 16, wherein the friction fastening device includes a power transmission device and a braking device for a vehicle. 前記摩擦材は湿式摩擦材である、請求項１〜１７のいずれかに記載の摩擦材。 The friction material according to any one of claims 1 to 17, wherein the friction material is a wet friction material. 請求項１〜１８のいずれかに記載の摩擦材を摩擦締結要素として含む摩擦締結装置。 A friction fastening device including the friction material according to any one of claims 1 to 18 as a friction fastening element. 前記摩擦締結装置は、車両の動力伝達装置および制動装置を含む、請求項１９に記載の摩擦締結装置。 The friction fastening device according to claim 19, wherein the friction fastening device includes a power transmission device and a braking device for a vehicle.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11256461A (en) * 1997-12-19 1999-09-21 Borg Warner Automot Inc Fibrous base material
JP2004075969A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Borgwarner Inc Friction material having friction modifying layer of nanoparticles
JP2005120163A (en) * 2003-10-15 2005-05-12 Nsk Warner Kk Wet friction material and its production method
JP2006199777A (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Showa Highpolymer Co Ltd Wet friction material
JP2009108166A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Showa Highpolymer Co Ltd Wet friction material
JP2018012833A (en) * 2016-07-15 2018-01-25 ボーグワーナー インコーポレーテッド Friction material
JP2019140094A (en) * 2018-02-05 2019-08-22 三菱マテリアル株式会社 Insulator film, insulation conductor, metal base substrate
JP2019210463A (en) * 2018-05-31 2019-12-12 ボーグワーナー インコーポレーテッド Friction material

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11256461A (en) * 1997-12-19 1999-09-21 Borg Warner Automot Inc Fibrous base material
JP2004075969A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Borgwarner Inc Friction material having friction modifying layer of nanoparticles
JP2005120163A (en) * 2003-10-15 2005-05-12 Nsk Warner Kk Wet friction material and its production method
JP2006199777A (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Showa Highpolymer Co Ltd Wet friction material
JP2009108166A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Showa Highpolymer Co Ltd Wet friction material
JP2018012833A (en) * 2016-07-15 2018-01-25 ボーグワーナー インコーポレーテッド Friction material
JP2019140094A (en) * 2018-02-05 2019-08-22 三菱マテリアル株式会社 Insulator film, insulation conductor, metal base substrate
JP2019210463A (en) * 2018-05-31 2019-12-12 ボーグワーナー インコーポレーテッド Friction material

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