(57)【要約】  クラッチパッド用の摩擦材料は、複数の繊維と、フィラー材料であって、フィラーの総重量を基準として少なくとも０．１質量％かつ最大でも１００質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料と、を含む。クラッチ用の摩擦材料は、複数の繊維と、摩擦材料の総重量を基準として少なくとも０．１質量％かつ最大でも４０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料であって、ケイ酸カルシウム粒子は、少なくとも４０ｍ2／ｇの比表面積と、最大でも６０μｍの平均粒径とを特徴とする、フィラー材料と、バインダと、を含む。一例示的な態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、球状形態を特徴とする。別の例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、約１０５ｍ2／ｇの比表面積と、約１０μｍの平均粒径とによって特徴付けられる。
2019508516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチパッド用の摩擦材料であって、
複数の繊維と、
フィラー材料であって、フィラーの総重量を基準として少なくとも０．１質量％かつ最大でも１００質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料と、
を含むクラッチパッド用の摩擦材料。
【請求項２】
クラッチ用の摩擦材料であって、
複数の繊維と、
前記摩擦材料の総重量を基準として少なくとも０．１％かつ最大でも４０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料であって、前記ケイ酸カルシウム粒子は、少なくとも４０ｍ2／ｇの比表面積と、最大でも６０μｍの平均粒径とを特徴とする、フィラー材料と、
バインダと、
を含むクラッチ用の摩擦材料。
【請求項３】
トルクコンバータであって、
クラッチと、
プレートと、
前記クラッチと前記プレートとの間に配置された摩擦材料と、を備え、該摩擦材料は、
複数の繊維と、
前記摩擦材料の総重量を基準として少なくとも０．１％かつ最大でも４０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料であって、前記ケイ酸カルシウム粒子は、少なくとも４０ｍ2／ｇの比表面積と、最大でも６０μｍの平均粒径とを特徴とする、フィラー材料と、
バインダと、を含む、
トルクコンバータ。
【請求項４】
前記フィラー材料は、フィラーの総重量を基準として少なくとも５質量％かつ最大でも６０質量％の前記ケイ酸カルシウム粒子を含有する、請求項１または２記載の摩擦材料または請求項３記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記フィラー材料は、フィラーの総重量を基準として少なくとも５質量％かつ最大でも３０質量％の前記ケイ酸カルシウム粒子を含有する、請求項４記載の摩擦材料またはトルクコンバータ。
【請求項６】
前記フィラー材料は、フィラーの総重量を基準として少なくとも５質量％かつ最大でも１０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有する、請求項５記載の摩擦材料またはトルクコンバータ。
【請求項７】
前記ケイ酸カルシウム粒子の少なくとも大部分は、球状形態によって特徴付けられ、前記ケイ酸カルシウム粒子は、マクロ細孔を含むコアをさらに有する、請求項１または２記載の摩擦材料または請求項３記載のトルクコンバータ。
【請求項８】
前記コアは、オートマティックトランスミッション流体と混合可能な摩擦調整剤を含有する、請求項７記載の摩擦材料またはトルクコンバータ。
【請求項９】
前記ケイ酸カルシウム粒子は、約９５％の多孔率、少なくとも３５μｍかつ最大でも８５μｍの平均粒径およびＢＥＴ法によって測定された少なくとも４０ｍ2／ｇの比表面積によって特徴付けられる、請求項７記載の摩擦材料またはトルクコンバータ。
【請求項１０】
前記ケイ酸カルシウム粒子は、約１０μｍの平均粒径、ＢＥＴ法によって測定された約１０５ｍ2／ｇの比表面積および最大でも１９０質量％の吸油量によって特徴付けられる、請求項１または２記載の摩擦材料または請求項３記載のトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、クラッチパッド用の湿式摩擦材料に関し、特に、より高い摩擦係数を有する湿式摩擦材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
参照により本明細書に援用される米国特許第６１２１１６８号明細書は、湿式ペーパー摩擦材料における摩擦調整剤としての多孔質の円筒状粒子の形態の珪藻土を記載している。米国特許第６５８６３７３号明細書は、ディスク状の珪藻土と、窒化ケイ素、アルミナ、ケイ酸アルミニウムおよびその他などの、８〜９．５の高いモース硬さを有する別のフィラー材料とを含有する、湿式摩擦材料を開示している。米国特許出願公開第２０１４／００８７９８２号明細書は、オイル内の潤滑剤添加物のマイクロカプセルを開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
例示態様は、広くは、複数の繊維と、フィラー材料であって、フィラーの総重量を基準として少なくとも０．１質量％かつ最大でも１００質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料とを含む、クラッチパッド用の摩擦材料を含む。一例示態様では、フィラー材料は、フィラーの総重量を基準として少なくとも５質量％かつ最大でも６０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有する。一例示態様では、フィラー材料は、フィラーの総重量を基準として少なくとも５質量％かつ最大でも３０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有する。一例示態様では、フィラー材料は、フィラーの総重量を基準として少なくとも５質量％かつ最大でも１０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有する。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子の少なくとも大部分は、球状形態を特徴とする。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、さらに、コアを有する。一例示態様では、コアは、マクロ細孔を有する。一例示態様では、コアは、摩擦調整剤を含有する。一例示態様では、摩擦調整剤は、オートマティックトランスミッション流体と混合可能である。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、約９５％の多孔率と、少なくとも３５μｍかつ最大でも８５μｍの平均粒径とを特徴とする。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、PROMAXON（登録商標）Dである。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、ＢＥＴ法によって測定された少なくとも４０ｍ2／ｇの比表面積を有する。別の例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、ＢＥＴ法によって測定された少なくとも１００ｍ2／ｇの比表面積を有する。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、ＢＥＴ法によって測定された約１０５ｍ2／ｇの比表面積と、約１０μｍの平均粒径とを有する。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、最大でも１９０質量％の吸油量を有する。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、MICRO-CEL（登録商標）T-49である。
【０００４】
別の例示態様は、広くは、複数の繊維と、摩擦材料の総重量を基準として少なくとも０．１質量％かつ最大でも４０質量％のケイ酸カルシウム粒子を含有するフィラー材料であって、ケイ酸カルシウム粒子は、少なくとも４０ｍ2／ｇの比表面積と、最大でも６０μｍの平均粒径とを特徴とする、フィラー材料と、バインダとを含有する、クラッチ用の摩擦材料を含む。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、さらに、球状形態を特徴としており、吸油量は最大でも３００質量％である。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、さらに、約１０５ｍ2／ｇの比表面積と、約１０μｍの平均粒径と、最大でも１９０質量％の吸油量とを特徴とする。
【０００５】
その他の例示態様は、広くは、クラッチと、プレートと、クラッチとプレートとの間に配置された上述の摩擦材料とを有するトルクコンバータを含む。
【０００６】
ここで本発明の性質および作動モードを、添付の図面に関連した発明の以下の詳細な説明においてさらに十分に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一例示態様によるケイ酸カルシウムを含有する摩擦材料の概略的な断面図を示している。
【図２】一例示態様による、球状の多孔質粒子の半分を示す概略的な断面図を示している。
【図３】一例示態様による摩擦材料を有するトルクコンバータの断面図を示している。
【図４】一例示態様によるケイ酸カルシウムを含有する摩擦材料の場合（図４Ａ）と公知の摩擦材料の場合（図４Ｂ）のそれぞれの摩擦係数対速度をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
最初に、異なる図面に現れる同じ参照符号は、同一のまたは機能的に類似の構造要素を表していることが認識されるべきである。さらに、本発明は、本明細書に記載された特定の実施の形態、方法、材料および変更のみに限定されるのではなく、したがって、もちろん変更されてよいことが理解される。本明細書において使用される用語は、特定の態様を説明する目的のためだけのものであり、添付の請求項のみによって限定される本発明の範囲を限定することを意図したものではないことも理解される。
【０００９】
別段の定めがない限り、本明細書において使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野における当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において説明されたものと同様のまたは均等のあらゆる方法、装置または材料を、本発明の実施または試験において使用することができるが、ここでは、以下の例示の方法、装置および材料が説明される。
【００１０】
以下の説明は、図１〜図４を参照して行われる。
【００１１】
当技術分野において公知の湿式摩擦材料は、例えば、クラッチのために有効である。一例示態様では、クラッチ用の摩擦材料は、複数の繊維と、ケイ酸カルシウムを含有するフィラー材料とを含む。図１は、ケイ酸カルシウムを含有する摩擦材料１００の概略的な断面図である。一例示態様では、ケイ酸カルシウムは、球状および／または合成粒子から成る。一例示態様では、ケイ酸カルシウムは、以下の特性のうちの少なくとも１つ、すなわち、高い比表面積、高い多孔率、小さな平均粒径、中空度（またはコアを内包する）、低い吸油量またはそれらのあらゆる組合せを特徴とする。一例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、摩擦調整剤を担持し、摩擦調整剤に利用可能であり、摩擦調整剤を吸着しまたは摩擦調整剤を封入するために有効である。摩擦調整剤は、例えば、オートマティックトランスミッション流体（ＡＴＦ）内の添加物である。潤滑のために当技術分野において公知の多くの摩擦調整剤が適切であり、一例示態様では、金属クラッチ、すなわちスチールプレートおよびクラッチまたはトルクコンバータ用のＡＴＦとの提供された適合性が維持されている。摩擦調整剤は、極性頭部により金属面と相互作用してクラッチ金属面に結合し、分子の尾部からの斥力が例えば金属面からの分離を補助する。
【００１２】
摩擦材料１００は、当技術分野において公知のあらゆるクラッチ板１０６に使用することができる。一例示態様では、摩擦材料はプレート１０６に固定的に取り付けられる。摩擦材料１００は、繊維材料１０２と、ケイ酸カルシウムを含有するフィラー材料１０４とを含む。摩擦材料１００は、さらに、フェノール樹脂、ラテックス、シランまたはそれらの混合物などのバインダＢを含有する。繊維材料１０２は、例えば、セルロース繊維、綿繊維、アラミド繊維、炭素繊維またはこれらのあらゆる組合せを含むがこれらに限定されない、当技術分野において公知のあらゆる有機繊維または無機繊維であってもよい。
【００１３】
一例示態様では、フィラー材料１０４は、少なくとも複数のケイ酸カルシウム粒子を含有する。別の例示態様では、フィラー材料１０４は、さらに、ケイ酸カルシウム以外の少なくとも１つのシリカ含有材料を含む。当技術分野で公知のあらゆるシリカ含有材料を使用することができる。一例示態様では、シリカ含有材料は、Celite（登録商標）、Celatom（登録商標）、珪藻土または二酸化ケイ素を含むが、これらに限定されない。二酸化ケイ素は、シリカまたはＳｉＯ2とも呼ばれる。一般的に、珪藻土は非晶質である。
【００１４】
ケイ酸カルシウムは、様々な比率で酸化カルシウムとシリカを反応させることによって得られる化合物群の１つとして一般的に知られており、例えば、３ＣａＯ・ＳｉＯ2；Ｃａ3ＳｉＯ5；２ＣａＯ・ＳｉＯ2；Ｃａ2ＳｉＯ4；３ＣａＯ・２ＳｉＯ2、Ｃａ3Ｓｉ2Ｏ7およびＣａＯ・ＳｉＯ2、ＣａＳｉＯ3である。ケイ酸カルシウムは、石灰石および珪藻土に由来する白色の流動性粉末であり、オルトケイ酸カルシウムとしても知られている。ケイ酸カルシウムを、天然から、または合成によって得ることができ、特定の特性および性質にすることができる。
【００１５】
ケイ酸カルシウムは、高い表面積、高い多孔率、小さな粒径、中空度またはそれらの組合せなどの特性のために望ましい。特定の理論によって束縛されないが、ケイ酸カルシウムは、より良い性能をも提供しながら、すなわち、高速でかつ広範囲の圧力および温度レベルにおいて摩擦係数について正比例を示しながら、ＡＴＦと適合する摩擦調整剤との改良かつ増大された相互作用を提供すると考えられている。さらに、幾つかのケイ酸カルシウム粒子の低い吸収特性は、湿式摩擦ペーパーの耐久性および性能を高めることがある。特定の理論によって束縛されないが、低い吸収特性を有する高い表面積粒子により、ＡＴＦは、フィラーを通って容易に流れることができ、これにより、潤滑剤を、改良された性能のために均一に分布させると考えられている。
【００１６】
本発明において有効なケイ酸カルシウム粒子は、例えば、フィラーＡおよびフィラーＢというフィラーを含有しており、それらの特性は、以下の表１に示されている。比較例としてのフィラーＣは、珪藻土である。
【００１７】
【表１】
2019508516.tif 000003
【００１８】
ケイ酸カルシウムは、様々な供給源および供給元から入手可能である。フィラーＡは、オランダ、ルールモントのLapinus（登録商標）Intelligent Fibresから入手可能な、非制限的な例のPROMAXON（登録商標）Dを含有する。フィラーＢは、カリフォルニア州、ロンポクのCelite Corporationから入手可能な、非制限的な例のMICRO-CEL（登録商標）T-49を含有し、これは、製品説明によれば、２％未満の石英および／または４％未満のクリストバライトから成る、６％以下の結晶性シリカを含有していてもよい。
【００１９】
フィラーＡは、一般に、球状ケイ酸カルシウムとして特徴付けられ、これは自己発生圧下で水熱合成により合成されたケイ酸カルシウム水和物である。この材料は、カルシウムが存在するため若干の塩基性を示し、水中で４質量％の分散液において、ｐＨは約１０の値に達する。フィラーＡは時にはゾノトライトとも呼ばれ、それぞれ２４時間で、２つの異なる温度、すなわち６５０℃および７５０℃において約５０％の相対湿度で周囲空気においてか焼される。当初、５１ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積と、０．３５ｍｌ／ｇの（１００ナノメートル未満の）気孔容積とを有するゾノトライトは、か焼すると結晶相に変わった。６５０℃でのか焼後、ケイ酸カルシウムは、ゾノトライトの結晶度に相当する結晶度を維持したが、そのＢＥＴ表面積４７．４ｍ2／グラムであり、その気孔容積（１００ナノメートル未満）は、０．３０ｍｌ／グラムであった。７５０℃におけるか焼後、ゾノトライトは、１つの水分子を失うことによって（結晶相ＣａＳｉＯ3を有する）ウォラストナイトに変換され、これにより、担体の塩基性は低下した。さらに、７５０℃でのか焼の結果、担体の気孔体積は、約０．０９ｍｌ／グラム（１００ナノメートル未満の孔径の場合）に低下し、ＢＥＴ表面積は、これに相応して、３８ｍ2／グラムに低下した。ブルナウアー・エメット・テラー（ＢＥＴ）理論は、多層吸着性に関し、通常、表面積データを求めるために吸着質として（窒素、アルゴン、二酸化炭素等のような）非腐食性ガスを採用する。粉末の比表面積は、固体の表面におけるガスの物理的吸着によって、表面上の単分子層に対応する吸着質ガスの量を計算することによって求められる。吸着質ガス分子と、試験粉末の吸着質表面積との間の比較的弱い力（ファンデルワールス力）の結果、物理的吸着が生じる。判定は、通常、液体窒素の温度で行われる。吸着されたガスの量は、体積流量または連続流動法によって測定される。フィラーＡは、４０ｍ2／ｇよりも大きなＢＥＴ比表面積を有する。
【００２０】
PROMAXON（登録商標）Dは、結晶化および制御された結晶成長を介して合成され、粒子は、球状の多孔質形態を備えて形成される。これらの粒子の多孔率は、約９５％と極めて高い。これらの球状の多孔質粒子の平均粒径は、少なくとも３５μｍ〜最大でも８５μｍであり、一例示態様では、平均粒径は、約６０μｍである。一例示態様では、特別な球状の多孔質形態が有効であり、PROMAXON（登録商標）Dは、外側または粒子シェルにミクロ細孔を、内側にマクロ細孔を有する。言い換えれば、粒子は、粒子が中空の球状粒子として挙動するように、内部マクロ細孔を有する。一例示態様では、中空の球状粒子は、少なくとも１つの摩擦調整剤のための担体として有効であり、粒子には、ＡＴＦと混合可能な液体および／または固体摩擦調整剤を充填可能であり、摩擦調整剤は、マクロ細孔に封入されている。一例示態様では、球状の中空ケイ酸カルシウム粒子が、摩擦調整剤の担体として有効である。
【００２１】
フィラーＢは、一般に、動物性および植物性の油、溶剤、有機化学物質および可塑剤を含む様々な液体系から様々な有機および無機の酸を除去するという能力を有する吸着質フィルタ助剤として従来公知の、合成ケイ酸カルシウム水和物として特徴付けられる。フィラーＢは、約１０５ｍ2／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。特定の理論によって束縛されないが、高い比表面積および微細な粒径が、例えばＡＴＦに存在する摩擦調整剤とのより多くの表面相互作用を可能にすると考えられている。フィラーＢの平均粒径は、約１０μｍである。フィラーＢ粒子の１０質量％未満は、３２５ふるいによって残る。言い換えれば、フィラーＢ粒子の少なくとも９０質量％は、４４μｍの等価球直径よりも小さい。
【００２２】
比較例フィラーＣは、１１μｍの中央粒径、１２０の吸油量および３０ｍ2／ｇの比表面積を有する珪藻土、例えば、DiaFil（登録商標）230である。DiaFil（登録商標）230の結晶性シリカ含有量は、０．１質量％未満である。
【００２３】
特定の理論によって束縛されないが、高い比表面積、小さな平均粒径および／または高い孔容積を有するケイ酸カルシウムは、ＡＴＦの表面活性摩擦調整剤成分との増大した相互作用に寄与すると考えられている。代替的にまたは付加的に、中空および／または球状のケイ酸カルシウム粒子は、所望の場合には、ＡＴＦと適合性の摩擦調整剤と相互作用し、この摩擦調整剤を搬送しかつ／または封入するためのビヒクルを提供すると考えられている。クラッチ用途のための湿式摩擦材料のために、当技術分野において公知のあらゆる摩擦調整剤が使用されてもよい。摩擦調整剤は、一般的に、ＡＴＦ配合における添加剤パッケージの一部として含有されている。一例示態様では、摩擦調整剤は、ＡＴＦのために、添加剤パッケージの総量よりも小さい量で、すなわち、約３〜２０体積％で存在する。別の例示態様では、摩擦調整剤は、ＡＴＦのために、添加剤パッケージの総量よりも小さい量で、すなわち、約６〜１２体積％で存在する。
【００２４】
典型的な摩擦調整剤は、脂肪アミン、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、酸化ワックス、脂肪リン酸エステル、硫化脂肪、長鎖アルキルアミン、長鎖アルキル亜リン酸エステル、長鎖アルキルリン酸エステル、ホウ化された長鎖極性物質または当技術分野において公知のその他を含有する。一例示態様では、摩擦調整剤は、一般に、１０〜２４個の炭素（１０〜２４Ｃ）を有する直線的な親油性尾部と、活性な極性頭部基とを有する。別の例示態様では、尾部は、１８〜２４個の炭素（１８〜２４Ｃ）を含有する。頭部は、表面吸着によって摩擦面で層を形成する。摩擦調整剤は、摩擦材料のみならず、一般的に鋼から形成されるクラッチ板と適合していなくてはならず、これは、腐食しないことまたは劣化を生じないことを意味する。一例示態様において有効な摩擦調整剤の非制限的な例は、ステアリン酸である。好適には、ＡＴＦと混合可能な少なくとも１つの摩擦調整剤が、一例示態様では有効である。
【００２５】
一例示態様では、ケイ酸カルシウムは摩擦材料内の１つの成分である。一例示態様では、ケイ酸カルシウムは、摩擦材料において０．１〜１００％のフィラーを含む。一例示態様では、ケイ酸カルシウムは、ＡＴＦ内の摩擦調整剤との相互作用を高めるために、摩擦材料内のフィラーとしての少なくとも１つの成分として含有されている。
【００２６】
ケイ酸カルシウムは、以下の量に従った摩擦材料内の１つの成分である。一例示態様では、フィラー１０４は、フィラーの総重量を基準として最大でも１００質量％のケイ酸カルシウムを含有する。一例示態様では、フィラー材料１０４は、フィラー材料１０４の総重量を基準として０．１〜１００質量％のケイ酸カルシウムである。別の例示態様では、摩擦材料１００は、摩擦材料１００の総重量を基準として０．１〜４０質量％のケイ酸カルシウムである。一例示態様では、珪藻土フィラーなどのシリカリッチ材料を含むフィラー材料は、少なくとも部分的に、フィラー材料の総重量を基準として約０．１〜約１００質量％の範囲の摩擦材料のためのフィラー材料としてのケイ酸カルシウムに置き換えられる。
【００２７】
ケイ酸カルシウムの適切な量は、一例示態様ではフィラー材料の総重量を基準として少なくとも０．１質量％から最大でも１００質量％であり、一例示態様では少なくとも１質量％から最大でも８０質量％であり、別の例示態様では少なくとも５質量％から最大でも６０質量％であり、別の例示態様では少なくとも５質量％から最大でも４５質量％であり、別の例示態様では少なくとも５質量％から最大でも３０質量％であり、別の例示態様では少なくとも５質量％から最大でも１５質量％であり、さらに別の例示態様では少なくとも５質量％から最大でも１０質量％である。
【００２８】
一例示態様では、摩擦材料１００は、摩擦材料の総重量を基準として最大でも４０質量％のケイ酸カルシウムを含む。摩擦材料のための一例としての組成が、繊維、フィラーおよび樹脂成分を、質量でほぼ等しい量もしくはプラスまたはマイナス５質量％を含有しているとすると、摩擦材料におけるケイ酸カルシウム含有量は、摩擦材料の総重量を基準として約０．１質量％〜約４０質量％の範囲である。ケイ酸カルシウムの適切な量は、一例示態様では摩擦材料の総重量を基準として少なくとも０．１質量％から最大でも４０質量％であり、一例示態様では少なくとも１質量％から最大でも３０質量％であり、別の例示態様では少なくとも２質量％から最大でも２０質量％であり、別の例示態様では少なくとも２質量％から最大でも１７質量％であり、別の例示態様では少なくとも２質量％から最大でも１５質量％であり、さらに別の例示態様では少なくとも２質量％から最大でも１０質量％である。
【００２９】
フィラーとして慣用的に使用される珪藻土フィラーの少なくとも一部がケイ酸カルシウム添加物によって置き換えられている例示的な配合が、以下に詳説される。本明細書の例示態様では、表１のフィラーＡにおけるような非制限的なケイ酸カルシウムの例が、例１における摩擦材料のためのフィラー内の成分材料として使用される。本明細書の例示態様では、表１のフィラーＢにおけるような非制限的なケイ酸カルシウム例が、例２における摩擦材料のためのフィラー内の成分材料として使用される。比較例３は、表１のフィラーＣ内のような珪藻土を含有する。
【００３０】
例１：摩擦材料は、１０％のフィラーＡであるPROMAXON（登録商標）Dケイ酸カルシウム、３５％珪藻土、５５％繊維（４０％セルロース繊維、１０％アラミド繊維、５％炭素繊維）およびラテックスバインダを含有する。百分率は重量による。言い換えれば、例２のフィラー材料は、フィラーの総重量を基準として約２２質量％のケイ酸カルシウム、またはバインダを含有する摩擦材料の総重量を基準として約７質量％のケイ酸カルシウムを含有する。
【００３１】
例２：摩擦材料は、１０％のフィラーＢであるMICRO-CEL（登録商標）T-49ケイ酸カルシウム、３５％珪藻土、５５％繊維（４０％セルロース繊維、１０％アラミド繊維、５％炭素繊維）およびラテックスバインダを含有する。百分率は重量による。言い換えれば、例２のフィラー材料は、フィラーの総重量を基準として約２２質量％のケイ酸カルシウム、またはバインダを含有する摩擦材料の総重量を基準として約７質量％のケイ酸カルシウムを含有する。
【００３２】
例３：摩擦材料は、４５％のフィラー、５５％の繊維およびラテックスバインダを含む。百分率は重量による。フィラーは、当技術分野において公知のように１００％珪藻土またはフィラーＣであるDiaFil（登録商標）230である。
【００３３】
一例示態様では、ケイ酸カルシウムには、溶剤または融着を使用するなどの方法によって摩擦調整剤が予め付与（preload）されている。これは、球状で多孔質形態を有するケイ酸カルシウム粒子の場合に特に有効である。一例示態様では、球状で多孔質のケイ酸カルシウム粒子は、緊密な結晶の外側シェルによって包囲されたニードルから構成された開放した内側構造を備えて形成されている。これらの球状で多孔質のケイ酸カルシウム粒子は、シェル外面のミクロ細孔と、内面またはコアのマクロ細孔とによって特徴付けられる。言い換えれば、球状で多孔質形態を有するケイ酸カルシウム粒子は、マクロ細孔を有するコアを含み、マクロ細孔は少なくとも１μｍ〜最大でも１０μｍである。一例示態様では、マクロ細孔は約５μｍである。一般的に、ＡＴＦが、クラッチまたはトルクコンバータのための摩擦材料部分以外の領域と適合性があるように添加剤パッケージプロフィルを有するように調整される場合、例えば、代替的に、球状で多孔質の粒子は、脂肪アミン、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、酸化ワックス、脂肪リン酸エステル、硫化脂肪、長鎖アルキルアミン、長鎖アルキル亜リン酸エステル、長鎖アルキルリン酸エステル、ホウ化された長鎖極性物質またはそれらのあらゆる組合せの群から選択された摩擦調整剤が予め付与または封入されていてもよい。一例示態様では、ＡＴＦと適合性がある少なくとも１つの摩擦調整剤が、球状の多孔質ケイ酸カルシウム粒子のマクロ細孔を含有するコア内に予め付与または封入されている。一例示態様では、摩擦調整剤は、球状で多孔質のケイ酸カルシウム粒子内に封入されている。第１の例示態様では、ＡＴＦと適合性がある摩擦調整剤は、アセトンに溶解されて、溶液を形成している。球状で多孔質のケイ酸カルシウム粒子は、次いで、２４時間、溶液内で撹拌され、その後、溶液はデカントされる。封入されたケイ酸カルシウム粒子は、次いで、当技術分野において公知の繊維を含有する製紙プロセスにおいてフィラー材料として使用される。有利には、摩擦調整剤が充填されたコアを有するフィラー粒子は、摩擦材料内でランダムに分布している。図２に球状で多孔質の粒子１５０の断面を概略的に示すように、球状のケイ酸カルシウム粒子１５０は、球状粒子１５０の外径に整列した極性頭部１５４と、尾部１５６とを有する摩擦調整剤１５２を担持する。適用または使用中、オイルはこれらのフィラー粒子を通って流れるので、摩擦調整剤は除去され、摩擦材料表面へ移動し、そこで所望の摩擦特性を提供する。第２の例示態様では、ケイ酸カルシウム粒子は、溶融した摩擦調整剤と混合され、したがって、溶剤の必要性を排除する。
【００３４】
図３は、図１に示した摩擦材料１００を有するトルクコンバータ２００の例示の部分的な断面図である。トルクコンバータ２００は、カバー２０２と、カバーに接続されたインペラ２０４と、インペラと流体連通したタービン２０６と、ステータ２０８と、トランスミッション用の入力軸（図示せず）に相対回転不能に接続するように配置された出力ハブ２１０と、トルクコンバータクラッチ２１２と、振動ダンパ２１４とを有する。クラッチ２１２は、摩擦材料１００およびピストン２１６を有する。当技術分野において公知のように、ピストン２１６は、摩擦材料１００およびピストン２１６を介してトルクをカバー２０２から出力ハブ２１０へ伝達するために、摩擦材料１００をピストン２１６およびカバー２０２に係合させるように変位可能である。流体２１８は、クラッチ２１２を作動させるために使用される。
【００３５】
トルクコンバータ２００の構成の特定の例が図３に示されているが、トルクコンバータ内の摩擦材料１００の使用は、図３で構成されているようなトルクコンバータに限定されない。すなわち、材料１００は、当技術分野において公知のあらゆるトルクコンバータ構成のために摩擦材料を使用する、あらゆるクラッチ装置において使用可能である。
【００３６】
図４は、上記の例１および例２において配合された摩擦材料１００についてそれぞれの摩擦係数対速度をプロットしたグラフである。図４Ｂは、ケイ酸カルシウム添加物を備えない、例３における公知の摩擦材料の場合の摩擦係数対速度をプロットしたグラフである。グラフのＸ方向の速度は、摩擦材料が接触するプレートに対する摩擦材料の速度である。例えば、速度は、摩擦材料とプレートとの間のスリップ速度である。プロット３０２および３０４は、それぞれ１９４０ｋＰａおよび２９６０ｋＰａにおける、フィラー材料がフィラー材料の総重量に対して２２質量％のケイ酸カルシウムフィラーＡを含有する例１において配合された材料１００についてのものである。プロット３０６および３０８は、それぞれ１９４０ｋＰａおよび２９６０ｋＰａにおける、フィラー材料がフィラー材料の総重量に対して２２質量％のケイ酸カルシウムフィラーＢを含有する例２において配合された材料１００についてのものである。プロット３１０および３１２は、それぞれ１９４０ｋＰａおよび２９６０ｋＰａにおける、上記の例３における繊維および珪藻土フィラーを含有する公知の摩擦材料についてのものである。全てのプロットは、９０℃において取得されたデータについてのものである。上述のように、低い静止摩擦係数を有しかつクラッチ用の摩擦材料のための動摩擦係数を最大化することが望ましい。
【００３７】
有利には、図４Ａにおける材料１００は、クラッチ用の図４Ｂに示した公知の摩擦材料と比較して、静止摩擦係数を高める。例えば材料１００の場合、プロット３２０に示すように、０．０１４ｍ／ｓにおいて０．１２３の静止係数を有し、公知の材料についてプロット３１０に示すように、０．０１４ｍ／ｓにおいても、静止係数はより小さく、約０．１２０である。一例示態様では、材料１００は、少なくとも０．１２０の静止摩擦係数を有する。
【００３８】
動摩擦係数に関して、有利には、図４Ａにおけるプロットの摩擦係数は、０．０５６から１．６４６ｍ／ｓまで増大し続ける。対照的に、プロット３１０および３１２の摩擦係数は、０．０５６と１．６４６ｍ／ｓとの間で平坦であるかまたは低下している。例えば、プロット３０２，３０４，３０６および３０８の摩擦係数は、摩擦材料１００についてそれぞれ、０．１４５から０．１４９、０．１４５から０．１４６、０．１４０から０．１４２および０．１３７から０．１３９まで増大する。プロット３１０および３１２によって表された、ケイ酸カルシウム添加物を備えない公知の摩擦材料は、０．０５６から１．６４６ｍ／ｓまでの間、それぞれ０．１４０から０．１３８までおよび０．１３８から０．１３８まで平坦であるかまたは低下する摩擦係数を有している。
【００３９】
もちろん、請求項に記載の発明の思想または範囲から逸脱することなく、本発明の上記の例に対する変更および修正が当業者にとって容易に明らかになるであろう。特定の好適な実施の形態および／または例である実施の形態を参照することによって本発明を説明しているが、請求項に記載の発明の範囲または思想から逸脱することなく変更をなし得ることが明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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