JPH0469421A - ブレーキ用摩擦材料 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブレーキ用摩擦材料に関するものである。

（従来の技術） ディスクブレーキパッドなどに用いられるブレーキ用摩
擦材料は、耐クラツク性や耐摩耗性等の性能が優れてい
ることが必要である。このため、前記性能を改良すべ（
特開昭６２−２０９２３７号公報、特開昭６４−７４３
３２号公報、「トヨタ技術公開集Ｊ　、　ＮＣＬ２９４
８．第１０３〜１０４頁、昭和６３年１２月２６日発行
、トヨタ自動車■、等に見られるように多くの提案がな
されている。

中でも府記ｒトヨタ技術公開集Ｊに記載されたディスク
ブレーキパッドは、レジンモールドタイプのディスクブ
レーキパッドにおいて短繊維と長繊維とからなる鋼繊維
基材を使用し、短繊維をパッド全体に均一に分散すると
ともに長繊維をパッドの一端から他端まで貫通して摺動
方向に配設したものであり、特にパッドの摺動方向の強
度が向上している。

（発明が解決しようとする課題） 「トヨタ技術公開集」に記載されたディスクブレーキパ
ッドは、長繊維によりパッドの摺動方向の強度は向上し
ているものの短繊維による摺動方向と直交する方向の補
強が充分ではない。

このため、ディスクブレーキパッドに摺動方向の応力が
働いた場合には鋼繊維基材の繊維間隙を充填している母
材にクラックが発生する恐れがあった。そこで、本発明
は上記問題点を解決する摩擦材料を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 本発明のブレーキ用摩擦材料は、裏金と、該裏金と一体
に形成された三次元網目構造を有する基材と、該基材の
三次元網目状間隙に充填された母材とからなるという特
徴を有している。

裏金及び基材としては例えばアルミニウム及びその合金
を使用する。裏金の大きさや形状は目的とするブレーキ
用摩擦材料の大きさや形状に応じて選択する。又、裏金
の補強のために耐熱性材料例えばセラミックからなる部
材若しくは所望の予備成形体、いわゆるセラミックバル
クを補強材として用いてもよい。

基材は裏金と同一の材料を用いて裏金と一体に形成する
。基材及び裏金の形成方法としては通常鋳造法を用いる
。又、三次元網目構造を有する基材を形成するためには
例えば鋳造の際に水溶性で且つ融点が基材の溶湯の温度
よりも高い無機塩を裏金に接触させて所望形状に配置し
ておき、基材と裏金を一体に鋳造機前記無機塩を水で溶
出する方法を用いることができる。この場合、無機塩の
種類、大きさ、形状等の性状は形成すべき三次元網目構
造の性状例えば平均気孔径や気孔率に応じて適宜選択す
る。

母材としては、三次元網目状間隙への充填時は液体であ
って後に硬化する各種材料例えば、有機材料例えば液状
フェノール樹脂などの合成樹脂や無機材料例えば水硬性
セメントなどのセメントからなる結合剤に所望により他
の添加剤例えばグラファイト粉末などを混合したものを
用いることができる。

形成したブレーキ用摩擦材料は所望により後加工を行っ
て、ディスクブレーキパッドなとの用途に供する。

（作用） 基材が三次元網目構造をしておりブレーキ用摩擦材料の
骨格をなしているので、摩擦材料への押圧力及び摩擦力
は主に基材が担い又母材が前記基材の補助的な働きをす
ると同時に摩擦特性の調整の働きを担う。それ故、摩擦
材料への押圧力及び摩擦力を基材と母材とで共同して担
うので各々の材料への負荷特に母材への負荷が軽減され
る。

（実施例） 以下に本発明の実施例及び比較例を説明する。

実施例１ 本発明のブレーキ用摩擦材料の、裏金１とそれと一体と
なった基材２とからなる成形体４はダイカスト法で鋳造
した。すなわち第４図に示すように、金型５と金型６と
によって形成されたブレーキ用摩擦材料のキャビティ７
の母材に相当する部分に予めＫＣｆ粒を三次元の網目状
に連結したＫＣＩ成形体８を配置しておき、次いでアル
ミニウムの溶湯を注湯口９から矢印の如く注湯しピスト
ン１０で矢印方向に加圧してキャビティ７内にアルミニ
ウムの溶湯を充填した後冷却固化し、次いで水洗しＫ（
、Ｊ’粒を溶出して三次元網目状間隙１１を有する成形
体４を得た。なお、三次元網目状間隙１１の平均気孔径
は０．５鴎、気孔率は６５％であった。この成形体４を
第５図（ａ）に示すように金型１２と金型１３との間に
配置し、次いで第５図（ｂ）に示すように重量比で水２
０部、水硬性セメンｈ１００部及びグラファイト２０部
からなるスラリー１４を金型１５と金型１６とにより矢
印方向に加圧して三次元網目状間隙１１に圧入し、室温
でＩＯ時時間−て１００℃で３時間保持しスラリー１４
を硬化させて母材３を形成した。第１図にこうして得た
実施例１のブレーキ用摩擦材料の説明図を示す。第２図
は第１図のＡ部分の拡大図であり、母材３と基材２とが
ともに三次元網目状となって結合しているのが分かる。

又、第３図は第１図のＢ部分の拡大図であり、裏金１と
基材２とが一体となっているのが分かる。

実施例２ 予めキャビティ７の裏金部分にセラミックバルクを配置
しておいて注湯すること以外は、実施例１と同様にして
実施例２のブレーキ用摩擦材料を得た。本実施例ではブ
レーキ用摩擦材料の裏金部分はセラミックバルクにより
補強されている。。

実施例３ 水硬性セメントの代わりに液状フェノール樹脂を用いる
こと以外は、実施例１と同様にして実施例３のブレーキ
用摩擦材料を得た。

比較例 三次元網目構造を有する基材を裏金と一体に形成する代
わりに、この基材と同一重量のアルミニウム短繊維（平
均径的６０μｍ、平均長さ約３ｍｍ）を用いること以外
は、実施例１と同様にして比較例のブレーキ用摩擦材料
を得た。

性能比較試験 実施例１と比較例の各ブレーキ用摩擦材料について引張
強度を測定したところ、第４図に示す如（実施例１のブ
レーキ用摩擦材料は比較例のブレーキ用摩擦材料に比べ
て約２．５倍引張強度が大きかった。又、各ブレーキ用
摩擦材料についてブレーキダイナモメータで車速１００
→Ｏｋｏ］／ｈ、減速度０．６Ｇ、制動前ロータ温度１
００℃で鋳鉄ロータを相手材として摩耗試験を繰り返し
行ったところ、比較例のブレーキ用摩擦材料は８回目に
パッドに欠けが発生したのに対し、実施例１のブレーキ
用摩擦材料は５０回終了後もパッドに全くクラックが生
じなかった。

（発明の効果） 本発明のブレーキ用摩擦材料は、裏金と一体に形成され
た三次元網目構造を有する基材の三次元網目状間隙に母
材か充填されてなるため、裏金と母材との間の結合強度
が従来のブレーキ用摩擦材料に比べて向上した。又、裏
金と母材との接着層が不必要となったため従来のブレー
キ用摩擦材料に比べて有効摩耗代か増加しその結果摩耗
寿命が向上した。更に、基材と母材とが三次元網目状に
絡み合って結合しているため、材料の均一性が向上し、
その結果従来のブレーキ用摩擦材料に比べて安定した制
動性能が得られた。

本発明のブレーキ用摩擦材料は特に従来の母材を裏金に
接着したブレーキ用摩擦材料に比べると更に以下のよう
な利点がある。

ｉ）従来は裏金と母材との間の熱膨張・収縮の差か大き
く、接着面にストレスか働くため長期間使用した場合に
は接着剤の劣化や破壊か生じたのに対して、本発明のブ
レーキ用摩擦材料においては接着剤を使用しないためこ
のような不具合はなく、それ故耐久性か向上した。

ｉｉ）本発明のブレーキ用摩擦材料においては接着剤を
保護する必要がないため、ヒートバリア層が不要となっ
た。なお、ペーパーロック対策としては裏金の母材と反
対の側に低熱伝導材を溶射すればよく、簡単に実施でき
る。

ｉｉ）従来は接着剤の接着力を補強するために裏金にモ
ールド穴が必要てあり、裏金のモールド穴の部分と平坦
部とで母材の充填度や流れに差があるため性能バラツキ
の一因となっていたが、本発明のブレーキ用摩擦材料に
おいてはモールド穴が必要ないため安定した性能が容易
に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレーキ用摩擦材料の実施例１の説明
図、 第２図は第１図のＡ部分の拡大図、 第３図は第１図のＢ部分の拡大図、 第４図は本発明のブレーキ用摩擦材料の実施例１の裏金
及び基材の製造工程の説明図、第５図は第４図の工程で
製造した裏金及び基材に母材を充填する工程の説明図、 第６図は実施例１の本発明のブレーキ用摩擦材料と比較
例のブレーキ用摩擦材料との引張強度の比較図を表わす
。 図中、 １−・−裏金　　　２−ｍ−基材　　　３−・−母材４
．８−一成形体　　５，６，１２，１３，１５゜１６−
・・金型　　７−・キャビティ　　９−注湯口１０−−
ゼストン　　１１・−三次元網目状間隙１４−・−スラ
リー 特許出願人　　　　　　トヨタ自動車株式会社代理人　
弁理士　　　　　　　萼　　　優　美（ほか２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 裏金と、該裏金と一体に形成された三次元網目構造を有
   する基材と、該基材の三次元網目状間隙に充填された母
   材とからなることを特徴とするブレーキ用摩擦材料。