JPH02212582A - 摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車用ブレーキライニング、ディスクブレ
ーキパッド、クラッチフェーシング等に用いられる摩擦
材に関する。

〈従来の技術〉 近年、自動車用ディスクブレーキパッドやクラッチフェ
ーシング等に用いられる摩擦材に含まれる繊維材として
、従来使用されてきた石綿よりもフェード現象が抑制さ
れ、かつ対摩耗性等に優れたカーボン繊維やアラミド繊
維等を使用することが提案されており、特開昭６２−１
０６９８０号公報にはその一例が開示されている。

このような摩擦材に於て、特にアラミド繊維には、比較
的強度の高い切断繊維と、フィブリル繊維内にフィラー
、レジン及び他の繊維を取込むパルプ繊維とを゛混合す
ることが好ましいが、切断繊維が多過ぎると、該繊維の
解繊に伴いかさが増大して成型が厄介になり、また、パ
ルプ繊維が多過ぎると、所望の強度を得難くなる問題が
ある。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、成型し易く、ブレーキ等に於けるフェード現象が好
適に抑制され、かつ成形後の強度及び耐久性が向上した
摩擦材を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、カーボン繊維を３
重量％乃至３０重量％、パルプ状繊維及び切断繊維の混
合体からなるアラミド繊維を２重量％乃至２０重量％含
み、前記パルプ状繊維の前記切断繊維に対する重量比が
０．　５以上であることを特徴とする摩擦材を提供する
ことにより達成される。

く作用〉 このようにすれば、アラミド繊維のパルプ繊維により成
形後の耐久性が向上し、かつそのフィブリル繊維が、切
断アラミド繊維やカーボン繊維或いは他の充填材を取り
込むことにより、各々を好適に分散させると共に成型時
に不必要にがさが増加することがない。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図及び第２図は、自動車用ブレーキパッド１と、該
パッドのプリフォームを成型するためのダイス２及びク
ロムモリブデン鋼からなるポンチ３を模式的に示す。

ダイス２内は、その底面の面積が４５ｃｄの略扇形即ち
ブレーキパッドの形状をなし、ポンチ３は、これに対応
する形状をなしている。このダイス２内に、繊維材とし
てバルブ状アラミド繊維２．４４重量％（以下ｗＬ％と
記す）、直径７μｍであって全長６＋ａｍの切断アラミ
ド繊維１．　２４ｗＬ％及び直径６μｍであって全長３
ｍｍのカーボン繊維３゜４８ｗＬ％、摩擦係数を大きく
するための金属粉末として銅粉末１７．　１６ｖｔ％及
び銅−亜鉛合金粉末２４．５０ｗｔ％、上記金属粉末と
ロータとの部分的な凝着を防止するための固体潤滑材と
してグラファイト３．６８ｖＬ％及び二硫化モリブデン
７゜６９ｗｔ％、ロータを掃除する効果のある高硬度の
無機充填材として二酸化珪素４．３２ｗＬ％、高温時の
パッドの摩耗及び摩擦係数の低下を防止する抑制するた
めの比較的低硬度の無機充填材として硫酸バリウム１８
．　０４ｗｔ％、低面圧時の摩擦係数を安定するための
有機充填材としてメラミンダスト７．５３ｗｔ％、バイ
ンダとしてのフェノールレジ：／９．２１ｗｔ％、ｐＨ
ｎ整剤０．　７２ｗｔ％を定法にて混合してなる混合材
１２０ｇ：を計量して断面積４５ｃｍのダイス２内に充
填し、ポンチ３をもッテ高さ約８０ｍｍから１５ａ＋ｍ
となるまテ１０ｋｇ／ｃＪで圧縮し、その後、仕上加工
して第２図に示すブレーキパッド１を形成する。

ここで、本実施例のアラミド繊維は、ケブラー４９（デ
ュポン社商標）からなるアラミド繊維である。また、本
実施例のカーボン繊維は、トレヵＴ３００　（東し社商
標）からなる耐熱性及び強度の高いＰＡＮ系カーボン繊
維である。

第３図〜第５図は、ＪＡＳＯＣ４０６−８２に規定され
る乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験方法に基づき
、ブレーキパッド１と、従来の石綿からなる繊維材を用
いたブレーキパッドとをブレーキ試験し、その結果を比
較したグラフである。

ここで、従来の摩擦材からなるブレーキパッドに含まれ
る成分は、石綿繊維２０．０ｗｔ％、炭酸カルシウム１
．　０ｗ１％、硫酸バリウム３２．　５ｖｔ％、カシュ
ーダスト及びフェノールレジン合せて２３、　　ＯｗＬ
％、銅粉末２０．　０ｗ１％、亜鉛粉末０゜５ｗｔ％、
鉄粉末３．０ｗ１％である。

まず、ＪＡＳＯの規定に基づき初期計測、すり合せ前チ
エツク、第１効力試験、すり合せを行った後、第２効力
試験を行う。即ち、制動前ブレーキ温度を８０℃とし、
制動初速度５０ｋｍ＋／ｈ、１１００ｋ／ｈ及び１３０
ｋｍ／ｈから、０．１〜０゜８Ｇの範囲で制動減速度を
変化させ、各制動減速度に於ける制動トルクから各々摩
擦係数（μ）を求める（第３図）。

続けて、第１フエードリカバリ試験を行う。即ち、制動
前ブレーキ温度を８０℃とし、制動初速度５０ｋｍ／ｈ
、制動減速度０．３Ｇ一定（或いは０．３Ｇを得られる
圧カ一定）、制動回数３回として摩擦係数（μ）のベー
スラインをチエツクする。

次に、フェード試験を行う。即ち、第１回目の制動前ブ
レーキ温度を６０℃とし、制動初速度１１００ｋ／ｈ、
制動減速度０．４５Ｇ一定（或いは０．４５Ｇを得られ
る圧カ一定）、制動間隔３５秒、制動回数１０回として
ブレーキ温度と、各回の摩擦係数（μ）を求める（第４
図）。また、続けてリカバリ試験を行う。即ち、制動初
速度５０ｋｍ／ｈ、制動減速度０．３Ｇ一定（或いはベ
ースラインチエツクで得られた圧カ一定）、制動間隔１
２０秒、制動回数１５回として上記フェード試験と同様
にブレーキ温度及び摩擦係数（μ）を求める（第４図）
。

更に、続けて第３効力試験として、第２効力試験と同様
の条件で摩擦係数（μ）を求める（第５図）。

第４図に良く示すように、本発明に基づく摩擦材を用い
たブレーキパッド１（実線Ａ）は、従来の摩擦材を用い
たブレーキパッド（破線Ｂ）に比較してブレーキの温度
変化に伴う摩擦係数（μ）の変化が小さいことがわかる
。また、第３図及び第５図に良く示すように、本発明に
基づく摩擦材を用いたブレーキパッド１（実線Ａ）は、
従来の摩擦材を用いたブレーキパッド（破線Ｂ）に比較
して熱履歴による摩擦係数（μ）の変化も小さいことが
わかる。

本実施例では熱伝導率の大きなカーボン繊維を用いてい
るが、これに熱伝導率の比較的小さなアラミド繊維を組
合せることにより、ブレーキのベイパーロックを防止で
きるばかりでなく、アラミド繊維が、メタ系アラミド繊
維よりも耐熱性（摩耗クラック等に対する耐久性）の高
いバラ系アラミド繊維からなることから、カーボン繊維
と組合せることにより、耐熱性、耐久性、耐フエード性
の優れた摩擦材が得られる。また、ＰＡＮ系カーボン繊
維は高温時の摩擦係数（μ）の安定化に寄与しており、
このＰＡＮ系カーボン繊維は、充分な補強効果を得るた
めに直径を１５μｍ以下とすると良く、更に補強効果及
びカーボン繊維自体の分散効果を得るために、その全長
を０．５ａ＋ｍ〜９゜０＋ａ−の範囲とすると良い。

本実施例では、摩擦材にパルプ状及び切断アラミド繊維
を合せて３．６８ｗｔ％混合したが、実際には２〜２０
ｖｔ％の範囲で混合すれば良い。ここで、アラミド繊維
が２ｗｔ％未満であると、プリフォーム成型が困難にな
り、また２０ｗｔ％を越えると高温時に摩擦係数が低下
する。

また、本実施例では、パルプ状アラミド繊維を２．４４
ｗｔ％混合したが、パルプ状アラミド繊維は、耐久性を
向上させるばかりでなく、かさ密度の増大し易い切断ア
ラミド繊維を取り込み、体積増加を好適に抑制する効果
を有しており、実際には切断アラミド繊維の１／２以上
となっていれば良い。ここで、パルプ状アラミド繊維が
切断アラミド繊維の１／２未満であると、切断アラミド
繊維の解繊による体積増加を抑制できなくなり、プリフ
ォーム成型時の加圧力を増大させたり、型を大型化する
必要が生じる。尚、パルプ状アラミド繊維は、フィラー
、レジン及び比較的偏析し易いカーボン繊維等を取り込
み、好適に分散させる効果もある。

また、本実施例では、切断アラミド繊維を１゜２４ｖｔ
％混合したが、切断アラミド繊維は、ロータの攻撃性を
低下させ、かつ耐久性を一層向上させる効果がある。こ
こで、本実施例に用いたバラ系パルプ状アラミド繊維が
高い耐久性を有していることから、例えば切断アラミド
繊維を混合しなくても充分な耐久性が得られる。

また、本実施例では、摩擦材にＰＡＮ系のカーボン繊維
を３．４８ｗｔ％混合したが、実際には３〜３０ｗｔ％
の範囲で混合すれば良く、好ましくは、カーボン繊維の
重量がバルブ状アラミド繊維及び切断アラミド繊維の総
量の０．６倍以上になっていると良く、その場合、摩擦
材のフェード率が著しく向上する。ここで、カーボン繊
維が３ｗｔ％未満であると、高温時に摩擦係数が安定化
し難く、また３Ｑｖｔ％を越えると常用温度に於ける摩
擦係数が低下する。

また、本実施例では、摩擦材に金属粉末として銅粉末及
び銅−亜鉛合金粉末を混合したが、銅、ニッケル、銅−
亜鉛合金、鉄、銅−錫合金のうち少なくとも１種類以上
を１０〜５０ｗｔ％の範囲で混合すれば良い。ここで、
金属粉末が１０ｖｔ％未満であると、摩擦係数を大きく
する効果が殆どなく、また５０ｗｔ％を越えるとロータ
に部分的に凝着し、シャダー発生の原因となる。

また、本実施例では、摩擦材に固体潤滑材としてグラフ
ァイト及び二硫化モリブデンを混合したが、実際にはグ
ラファイト、二硫化モリブデン、硫化亜鉛、硫化鉛、三
硫化アンチモンのうち少なくとも１１種類以上を５〜２
０ｗｔ％混合すれば良い。

ここで、固体潤滑材が５ｗｔ％未満であると、」二足金
属粉末とロータとの凝着を防止する効果が殆どなく、ま
た２０ｗｔ％を越えると摩擦係数が低下する。

また、本実施例では、摩擦材に高硬度の無機充填材とし
て二酸化珪素を混合し、低硬度の無機充填材として硫酸
バリウムを混合したが、実際には高硬度の無機充填材と
して、二酸化珪素、アルミナ、ムライト、酸化ジルコニ
ウム、スピネル型フェライト（Ｆｅ３０４）のうち少な
くとも１種類以上と、低硬度の無機充填材として硫酸バ
リウム、炭酸カルシウム、酸化第二銅のうち少なくとも
１種類以上を合せて１０〜５０ｗｔ％の範囲で混合すれ
ば良い。ここで、ｌＱｗＬ％未満であるとロータを掃除
する効果及び高温時のパッドの摩耗及び摩擦係数の低下
を抑制する効果が殆どなく、５０ｗｔ％を越えると、ロ
ータの攻撃性が高（なり偏摩耗の原因となる。

また、本実施例では、摩擦材に有機充填材としてメラミ
ンダストを混合したが、実際には、メラミンダスト、カ
シューダスト、フェノールダストのうち少なくとも１種
類以上を３〜２０ｖｔ％の範囲で混合すれば良い。ここ
で、３ｖＬ％未満であると、低面圧時の摩擦係数を安定
する効果が殆どなく、２０ｗｔ％を越えると高温時の摩
擦係数低下の原因となる。

更に、本実施例にて摩擦材にバインダとして混合したフ
ェノールレジンは、実際には８〜１５ｗｔ％の範囲で混
合すれば良い。ここで、フェノールレジンが８ｗＬ％未
満であると、バインダとしての効果が殆どなく、また１
５ｗｔ％を越えると高温時の摩擦係数が低下する。

［発明の効果］ このように本発明によれば、摩擦材に含まれるカーボン
繊維を３ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲とし、切断繊維及び
パルプ繊維からなるアラミド繊維を２ｗｔ％〜２０ｖｔ
％の範囲とし、パルプ状繊維の切断繊維に対する重量比
を０．５以上とすることで、成型し易く、また、ブレー
キに於けるフェード現象を好適に抑制できると共に耐久
性の高い摩擦材を得ることができることから、その効果
は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく摩擦材をもって自動車用ブレ
ーキパッドのプリフォームを成型するためのダイス及び
ポンチを模式的に示す断面図である。 第２図は、本発明に基づく摩擦材からなるブレーキパッ
ドを示す正面図である。 第３図〜第５図は、本発明に基づく摩擦材からなるブレ
ーキパッドを用いて行われたブレーキ試験の結果を示す
グラフである。 １・・・ブレーキパラ ド ２・・・ダイス ３・・・ポンチ 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社 同 日 信工業株式会社 代 理 人

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）カーボン繊維を３重量％乃至３０重量％、パルプ
   状繊維及び切断繊維の混合体からなるアラミド繊維を２
   重量％乃至２０重量％含み、 前記パルプ状繊維の前記切断繊維に対する重量比が０．
   ５以上であることを特徴とする摩擦材。
2. （２）前記カーボン繊維の前記アラミド繊維に対する重
   量比が０．６以上であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の摩擦材。
3. （３）前記アラミド繊維がパラ系アラミド繊維からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項若しくは第２項
   に記載の摩擦材。
4. （４）銅、ニッケル、銅−亜鉛合金、鉄及び銅−錫合金
   のうちの少なくとも１種類以上を１０重量％乃至５０重
   量％、 グラファイト、二硫化モリブデン、硫化亜鉛、硫化鉛及
   び三硫化アンチモンのうちの少なくとも１種類以上を５
   重量％乃至２０重量％、 二酸化珪素、アルミナ、ムライト、酸化ジルコニウム及
   びスピネル型フェライト（Ｆｅ＿３Ｏ＿４）のうちの少
   なくとも１種類以上と硫酸バリウム、炭酸カルシウム及
   び酸化第二銅のうちの少なくとも１種類以上とを合せて
   １０重量％乃至５０重量％、 メラミンダスト、カシューダスト及びフェノールダスト
   のうちの少なくとも１種類以上を３重量％乃至２０重量
   ％、 フェノールレジンを８重量％乃至１５重量％含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の摩擦材。