JP2001330065A

JP2001330065A - 摩擦材

Info

Publication number: JP2001330065A
Application number: JP2000151496A
Authority: JP
Inventors: Manabu Ono; 学小野; Atsuya Yamaguchi; 淳哉山口
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】耐フェード特性及び音振特性に優れ、また耐
摩耗特性及び剪断強度の低下が少ない摩擦材を提供す
る。【解決手段】繊維状物質を一種類以上並びに最大粒径
が５００μｍ以上の無機材料及び／又は有機材料を一種
類以上含み、さらにこれらの材料の一部が直径２mm以上
の球状塊及び／又は略球状塊を形成し、かつ空気透過量
が２０cc/min・cm²以上である摩擦材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、各種産業用機械等の制動に用いられるディスクブレ
ーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業用機械等に
は、その制動のためディスクブレーキパッド、ブレーキ
ライニング等の摩擦材が使用されている。現在、使用さ
れているディスクブレーキパッドは、特開平6-184525号
公報などに示されるようにアラミド繊維、鉱物繊維等の
繊維状物質、カシューダスト、黒鉛等の摩擦調整剤など
を用いて制動時のブレーキの鳴きや異音の発生の少ない
Non・Asbestos・Organic（ノン・アスベストス・オーガニ
ック）（以下ＮＡＯ材とする）系のディスクブレーキパ
ッドが主流である。

【０００３】しかしながら、近年のブレーキへの性能要
求は益々高度化する傾向にあり、従来のＮＡＯ材に対し
て、制動時のブレーキ鳴きや異音といった音振特性をさ
らに向上させながら、耐フェード特性、耐摩耗特性等の
性能向上が要求されている。ところが上記に示すような
従来のディスクブレーキパッドでは、全ての特性を十分
に満足することが難しい状況にある。

【０００４】これまでに、耐フェード特性と耐摩耗特性
を両立させる手段として、大粒径の充填剤を用いてディ
スクブレーキパッド内の気孔構造やガス透過量を調整す
る試みが提案されているが、既存のディスクブレーキパ
ッドにおいては空気透過量が不十分であったり、耐フェ
ード特性と耐摩耗特性に加えてブレーキ鳴きを十分に満
足することができない状況にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】請求項１、２、３及び
４記載の発明は、耐フェード特性及び音振特性に優れ、
また耐摩耗特性及び剪断強度の低下が少ない摩擦材を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、繊維状物質を
一種類以上並びに最大粒径が５００μｍ以上の無機材料
及び／又は有機材料を一種類以上含み、さらにこれらの
材料の一部が直径２mm以上の球状塊及び／又は略球状塊
を形成し、かつ空気透過量が２０cc/min・cm²以上である
摩擦材に関する。

【０００７】また、本発明は、最大粒径が５００μｍ以
上の無機材料が、バーミキュライト及び最大粒径が５０
０μｍ以上の有機材料が、カシューダストである摩擦材
に関する。また、本発明は、繊維状物質が、全組成物中
に４容量％以上含有してなる摩擦材に関する。さらに、
本発明は、最大粒径が５００μｍ以上の無機材料及び／
又は有機材料が、全組成物中に１０容量％以上含有して
なる摩擦材に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明になる摩擦材の空気透過量
は、２０cc/min・cm²以上、好ましくは２５cc/min・cm²以
上、さらに好ましくは３０〜４００cc/min・cm²の範囲と
され、２０cc/min・cm²未満であると耐フェード特性及び
音振特性が悪化する。

【０００９】また、本発明になる摩擦材には、最大粒径
が５００μｍ以上、好ましくは６００μｍ以上、さらに
好ましくは７００〜１５００μｍの範囲の無機材料及び
／又は有機材料を一種類以上含むことが必要とされ、最
大粒径が５００μｍ未満の無機材料及び／又は有機材料
であると空気透過量を２０cc/min・cm²以上にすることが
難しく、耐フェード特性が悪化する。

【００１０】最大粒径が５００μｍ以上の無機材料及び
／又は有機材料の含有量は、全組成物中に１０容量％以
上が好ましく、１２容量％以上がより好ましく、１４〜
３０容量％の範囲がさらに好ましい。１０容量％未満で
あると耐フェード特性が悪化する傾向がある。なお、最
大粒径が５００μｍ以上の無機材料としては、バーミキ
ュライトを用いることが好ましく、その他にコークス、
黒鉛等を用いることができる。一方、最大粒径が５００
μｍ以上の有機材料としては、カシューダストを用いる
ことが好ましく、その他にゴムダストを用いることがで
きる。

【００１１】また、本発明になる摩擦材中には、繊維状
物質と最大粒径が５００μｍ以上の無機材料及び／又は
有機材料の一部が、直径２mm以上、好ましくは２．５mm
以上、さらに好ましくは３〜７mmの大きさの球状塊及び
／又は略球状塊を含有することが必要とされ、直径が２
mm未満の場合若しくは球状塊及び／又は略球状塊を含有
しない場合は耐フェード特性及び音振特性が悪化する。

【００１２】繊維状物質の含有量は、全組成物中に４容
量％以上が好ましく、５容量％以上がより好ましく、７
〜２０容量％の範囲がさらに好ましい。４容量％未満で
あると空気透過量を確保することが難しく、耐フェード
特性及び音振特性が悪化する傾向があり、また耐摩耗特
性及び剪断強度が低下する傾向がある。

【００１３】本発明において、球状塊とは、ほぼ球状の
形を有する塊を指し、また略球状塊とは、外径が全体的
には球状であるが表面に凹凸があるものや、やや正方形
に近い形状のもの又は少々楕円形状に近い塊を指す。

【００１４】本発明における空気透過量は、得られた摩
擦材から厚さが５±０．２mmの摩擦材片を作製し、この
摩擦材片の一方の面に空気供給配管（所定面積）を押し
当て、常温で４９０KPaの圧縮空気を空気供給配管の押
し当て部から漏れないように摩擦材片に供給したとき、
摩擦材片の反対側の空気受入配管（空気供給配管と同面
積）に透過する量（空気透過量）を測定することにより
求めることができる。

【００１５】本発明の摩擦材に用いられる材料は、一般
に公知の材料が用いられ、例えば黄銅繊維、銅繊維、青
銅繊維、亜鉛繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、カー
ボン繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カ
リウム繊維、炭酸カルシウムウィスカ、炭酸マグネシウ
ムウィスカ等の繊維状物質、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、メラミン樹脂及びこれらの各種変性樹脂（カシュ
ー変性、ゴム変性等）やＮＢＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ等
のゴム組成物を含む結合剤、カシューダスト（本発明で
用いる有機材料の一種）、三硫化アンチモン、二硫化モ
リブデン、黒鉛、コークス等の摩擦調整剤、アルミナ、
シリカ、ジルコニア、ジルコンサンド、炭化珪素、ムラ
イト、酸化鉄、マグネシア、チタニア、ウォラストナイ
ト等の増摩擦剤、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、バーミュキュライト（本発明で用いる無
機材料の一種）、ゴム粉等の充填剤、さらに必要に応じ
て銅、黄銅、亜鉛、青銅、りん青銅等の金属粉が添加さ
れる。

【００１６】上記における繊維状物質以外の結合剤の含
有量は、成形性などの点から全組成物中に５〜２０容量
％とすることが好ましく、７〜１８容量％とすることが
より好ましく、９〜１６容量％とすることがさらに好ま
しい。カシューダストを含む摩擦調整剤の含有量は、摩
擦係数とその安定性などの点から全組成物中に５〜４０
容量％とすることが好ましく、７〜３５容量％とするこ
とがより好ましく、１０〜３０容量％とすることがさら
に好ましい。増摩擦剤の含有量は、摩擦係数と他の性能
バランスの点から全組成物中に１〜３０容量％とするこ
とが好ましく、３〜２５容量％とすることがより好まし
く、５〜２０容量％とすることがさらに好ましい。

【００１７】バーミュキュライトを含む充填剤の含有量
は、充填密度などの点から全組成物中に５〜６０容量％
とすることが好ましく、８〜５０容量％とすることがよ
り好ましく、１０〜４０容量％とすることがさらに好ま
しい。さらに必要に応じて添加する金属粉の含有量は、
全組成物中に１〜１０容量％とすることが好ましく、２
〜７容量％とすることがより好ましく、３〜６容量％と
することがさらに好ましい。これらの成分は、全組成物
が１００容量％となるように配合される。なお、本発明
において各成分の容量％は、その成分の使用重量をその
成分の密度で除して算出した値である。

【００１８】本発明になる摩擦材は、繊維状物質、結合
剤、摩擦調整剤、増摩擦剤、充填剤等を均一に混合し、
この混合物を所定の形状に予備成形し、次いで金型内に
裏金及び予備成形体を挿設した後、加熱加圧成形法又は
常温加圧成形法で成形し、その後加熱処理を行って得ら
れる。必要に応じて加熱処理後、さらに４００〜７００
℃の高温で成形体の表面を焼き付けてもよい。成形する
際の加熱温度は１３０〜２００℃が好ましく、１４０〜
１９０℃がさらに好ましい。圧力は１０〜５０ＭＰａが
好ましく、２０〜４０MPaがさらに好ましい。加熱処理
温度は１５０〜３００℃が好ましく、１８０〜２５０℃
がさらに好ましい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００２０】実施例１〜４、比較例１〜５表１及び表２に示す成分のうち先ず、Ｂ、Ｃ、Ｉ、Ｋ、
Ｌ及びＭ成分をを配合して、混合機で予備混練した後、
この混練物に残り全ての成分を追加し、さらに混合して
摩擦材組成物を得た。次いで摩擦材組成物を所定の形状
に予備成形した後、金型内に裏金及び前記で得た予備成
形体を挿設し、１４０±５℃及び圧力２０MPaの条件で
３分間加熱加圧成形し、さらに２５０℃で４時間加熱処
理を行い、冷却後研磨してディスクブレーキパッドを得
た。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】次に、本発明になる実施例のディスクブレ
ーキパッドと比較例のディスクブレーキパッドについ
て、比較試験を行った。その試験結果を表３に示す。な
お試験条件は下記の通りである。

【００２４】摩擦係数（μ）ＪＡＳＯＣ４０２に従ってダイナモ試験を行い、摩擦
係数を比較した。ブレーキ鳴きＪＡＳＯＣ４０２に従って実車試験を行い、試験中の
ブレーキ鳴きを測定し、７５ｄＢ以上のブレーキ鳴きの
発生率を求めた。

【００２５】パッド摩耗上記の効き／フェード試験の前後でパッドの厚さを測定
し、その厚さの差から摩耗量を比較した。剪断力ＪＡＳＯＣ４２７に従って剪断力を測定した。

【００２６】

【表３】

【００２７】表３に示されるように、本発明の実施例に
なるディスクブレーキパッドは、耐フェード特性に優れ
効きも十分であり、ブレーキ鳴きの発生率が少なく音振
特性に優れ、またパッド摩耗が少なく、剪断力が強いこ
とがわかる。これに対し比較例１〜５のディスクブレー
キパッドは、耐フェード特性が不十分であり、ブレーキ
鳴きの発生率が多く、特に比較例５のディスクブレーキ
パッドは、耐フェード特性、ブレーキ鳴き、パッド摩
耗、及び剪断力の何れも劣ることがわかる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１、２、３及び４における摩擦材
は、耐フェード特性及び音振特性に優れ、かつ耐摩耗特
性及び剪断強度の低下が少なく、工業的に極めて好適で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｋ 3/14 ５２０Ｃ０９Ｋ 3/14 ５２０Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維状物質を一種類以上並びに最大粒径
が５００μｍ以上の無機材料及び／又は有機材料を一種
類以上含み、さらにこれらの材料の一部が直径２mm以上
の球状塊及び／又は略球状塊を形成し、かつ空気透過量
が２０cc/min・cm²以上である摩擦材。
【請求項２】最大粒径が５００μｍ以上の無機材料
が、バーミキュライト及び最大粒径が５００μｍ以上の
有機材料が、カシューダストである請求項１記載の摩擦
材。
【請求項３】繊維状物質が、全組成物中に４容量％以
上含有してなる請求項１又は２記載の摩擦材。
【請求項４】最大粒径が５００μｍ以上の無機材料及
び／又は有機材料が、全組成物中に１０容量％以上含有
してなる請求項１、２又は３記載の摩擦材。