JPH05222353A

JPH05222353A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH05222353A
Application number: JP2528492A
Authority: JP
Inventors: Takashi Natori; 取孝名; 真一郎 ▲吉▼原; Shinichiro Yoshihara
Original assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Current assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【構成】繊維素材、熱硬化性樹脂、ゴム配合物および
カーボンブラックからなり、カーボンブラックが、摩擦
材に対して体積比率で２〜１５％の割合で配合されてな
る摩擦材。【効果】摩擦係数を低下させることなく、ブレーキ鳴
きやジャダーを防止することができる。また、本発明の
摩擦材は、使用時に発生する摩擦熱、剪断力等により摩
擦材を構成する材料が変質して、ブレーキ鳴きやジャダ
ーを防止する効果が低下することがない。さらに、安価
な素材用いているので、このように優れた性質を有する
摩擦材を安価に提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、摩擦材に関し、さらに詳
しくは、ブレーキライニング、ブレーキパッド、クラッ
チフェーシング等の摩擦材に関するものである。

【０００２】

【発明の技術的背景】従来から車両等に使用されている
ブレーキライニング、ブレーキパッド、クラッチフェー
シング等の摩擦材は一般的な使用条件においては、実用
上充分な性能を有しているものの、制動時の「ブレーキ
鳴き」やクラッチの継合過程で「ジャダー」が発生する
ことがあり、車両の運転者や同乗者等に不快感を与える
等の問題があった。

【０００３】ブレーキ鳴きやジャダーは、ブレーキまた
はクラッチの使用時に、何らかの原因で発生する摩擦振
動がこれらのシステムの中で拡大、伝達されて現れたも
のといわれている。ブレーキ鳴きは、ブレーキの機能が
損なわれるような重大な欠陥ではないが、フィーリング
上の不快感からその解消が求められている。ジャダー
は、クラッチの継合過程で車両が前後に振動する現象で
あり、運転者や同乗者に不快感を与える不都合な現象で
ある。

【０００４】このような現象を防止するために、一般に
は、黒鉛、膨張黒鉛、二硫化モリブデン等の層状構造を
有する潤滑剤、鉛等の低融点金属あるいはカシュー樹
脂、メラミン樹脂等の摩擦調整剤が用いられている。し
かし、摩擦調整剤として黒鉛を用いると、ブレーキ鳴き
やジャダーを防止する効果はあるが、摩擦係数が低下す
るために、ブレーキライニング等に使用した場合には、
制動距離が長くなり、またクラッチフェーシングとして
使用した場合には、駆動側と従動側との速度を同調させ
る機能が低下することがあった。

【０００５】二硫化モリブデン、鉛等の低融点金属ある
いはカシュー樹脂、メラミン樹脂等を用いると、使用時
に発生する摩擦熱、剪断力等によってこれらの材料が変
質してブレーキ鳴きやジャダーを防止する効果を失って
しまうことがある。膨張黒鉛は、広い温度範囲において
ブレーキ鳴きが防止でき、しかも摩擦係数の低下がほと
んどないが、膨張黒鉛は、特殊な製法により製造される
ため非常に高価である。

【０００６】一方、摩擦材と相手材との界面に形成され
る薄膜とブレーキ鳴きやジャダー現象との関連に着目し
た研究もなされており、例えば自動車技術,Vol.45,No.4
(1991)には、摩擦によって有機成分等が炭化してできる
残渣等が摩擦材と相手材との界間に薄膜を形成し、その
薄膜の厚さや粘度が摩擦特性に関係していると記載され
ている。これによると、相手材表面の皮膜に良質炭化物
（グラファイトライクのアモルファスカーボン）が多く
含まれるほどｄμ／ｄｖ特性（摩擦係数の摩擦速度に対
する変化率）がよくなり、車両の発進時等における前後
方向の加速度変化が少なくジャダーが発生し難いといっ
ている。しかし、これは摩擦後の表面皮膜についての観
察であり、摩擦材そのものに含有される炭化物について
は触れていない。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、摩擦係数を低下させることな
くブレーキ鳴きやジャダーを防止することができ、摩擦
熱等による摩擦材を構成する材料の変質がなく、しかも
安価な素材用いた摩擦材を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【発明の概要】本発明に係る摩擦材は、繊維素材、熱硬
化性樹脂、ゴム配合物およびカーボンブラックからな
り、カーボンブラックが、摩擦材に対して体積比率で２
〜１５％の割合で配合されてなることを特徴としてい
る。

【０００９】本発明の摩擦材によれば、摩擦係数を低下
させることなく、ブレーキ鳴きやジャダーを防止するこ
とができる。

【００１０】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る摩擦材につい
て具体的に説明する。本発明に係る摩擦材は、繊維素
材、熱硬化性樹脂、ゴム配合物およびカーボンブラック
から形成されている。本発明で用いられるカーボンブラ
ックは、天然ガスまたは液状炭化水素の不完全燃焼また
は熱分解等によって得られる黒色微粉末である。この黒
色微粉末は、幅１０〜３０Å、厚さ１０〜２０Å程度の
微結晶の集合体であり、微結晶は、六炭素環が数十個縮
合して平面を構成し、その平面が互いに並行に３〜５枚
重なった構成をしている。

【００１１】このようなカーボンブラックは、例えば下
記のような方法によって製造することができる。（１）天然ガスや軽油を燃料として燃焼炉内に激しい燃
焼流を作り、ここに原料（石油系、石炭系の重質油）を
一定量の空気と共に送り込み不完全燃焼させて製造する
方法。（ファーネス法）（２）天然ガスを鉄製の燃焼室で不完全燃焼させ、炎を
スチール製のチャンネル（樋状の板）の表面に衝突させ
て製造する方法。（チャンネル法）（３）蓄熱炉に原料のアセチレンを導入して熱分解して
製造する方法。（アセチレン法）（４）天然ガスを原料として２個の蓄熱炉を並列して、
交互に蓄熱・熱分解する方法。（サーマル法）このようにして得られたカーボンブラックの真比重は通
常１.８〜１.９である。

【００１２】本発明では、カーボンブラックは、炭素含
有率が通常９０％以上、好ましくは９５％以上であるも
のが好ましく用いられる。また、カーボンブラックの粒
子径は特に限定されず、摩擦材の用途あるいは製法に適
した粒子径のものが選択されるが、通常１０〜５００μ
ｍ、好ましくは１０〜１００μｍのものが用いられる。

【００１３】このようなカーボンブラックは、摩擦材に
対して体積比率で２〜１５％、好ましくは３〜１２％の
量で配合されている。配合量が少な過ぎるとブレーキ鳴
きやジャダーを防止する効果が充分ではなく、配合量が
多過ぎるとブレーキライニングやクラッチフェーシング
等に必要な摩擦力が不足することがある。本発明で用い
られる繊維素材として、具体的には、ガラス繊維、金属
繊維、セラミック繊維、石綿、鉱滓繊維、鉱物繊維、セ
ピオライト等の無機繊維、アラミッド繊維（芳香族ポリ
アミド繊維）、ポリアミド繊維、木綿、麻、レーヨン、
セルロース繊維等の有機繊維、カーボン繊維、グラファ
イト繊維等が挙げられる。

【００１４】これらのうち、ガラス繊維、アラミッド繊
維、芳香族ポリアミド繊維、カーボン繊維を用いること
が好ましい。このような繊維素材は、単独であるいは組
合せて用いられることが好ましく、また有機繊維は、無
機繊維と組合せて用いられることが好ましい。これらの
繊維素材は、ロービング状、ヤーン状、テープ状、クロ
ス状、平リング状等の従来公知の形状で用いられる。

【００１５】このような繊維基材は、摩擦材に対して体
積比率で２０〜７０％、好ましくは３０〜６０％の量で
配合されていることが望ましい。本発明で用いられる熱
硬化性樹脂として、具体的には、フェノール系樹脂、尿
素系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げら
れる。これらのうちフェノール系樹脂を用いることが好
ましく、フェノール系樹脂としては、フェノール樹脂あ
るいはクレゾール変性フェノール樹脂、メラミン変性フ
ェノール樹脂、ゴム変性フェノール樹脂、カシュー変性
フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂等が挙げられ
る。

【００１６】このような熱硬化性樹脂は、摩擦材に対し
て体積比率で３〜３０％、好ましくは５〜２０％の量で
配合されていることが望ましい。本発明で用いられるゴ
ム配合物は、ゴム材と充填材とを含んでいる。ゴム材と
して、具体的には、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジ
エンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、ブチルゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、
アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素
ゴム、多硫化ゴム等の合成ゴムならびに天然ゴム等を挙
げることができる。

【００１７】これらのうち、スチレン−ブタジエンゴ
ム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムを用いることが
好ましい。このようなゴム材には、通常の加硫剤あるい
は加硫促進剤が含まれている。加硫剤としては、イオ
ウ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、有機過酸化物、有機
含硫黄化合物、アルキル変性フェノール樹脂等が挙げら
れる。また加硫促進剤としては、チアゾール系促進剤、
スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバメート系促進
剤、アルデヒドアミン系促進剤、グアニジン系促進剤、
チオ尿素系促進剤、キサンテート系促進剤、アルデヒド
アンモニア系促進剤、チウラム系促進剤等が挙げられ
る。

【００１８】充填材としては、酸化亜鉛、クレー、タル
ク、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、カシューダス
ト、グラファイト、炭酸カルシウム、ベントナイト、有
機変性ベントナイト、微粒子シリカ、カルボキシメチル
セルロース、重炭酸ナトリウム、雲母、酸化ケイ素、金
属粉等が挙げられる。金属粉を配合することにより、相
手部材に付着したゴミ等をかき取るスカベンジャー効果
と、摩擦熱等を放出する熱放散効果とが摩擦材に付与さ
れる。このような金属粉としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ等
が例示され、このうちＡｌが特に好ましい。

【００１９】このようなゴム配合物は、摩擦材に対して
体積比率で５〜６０％、好ましくは１０〜５０％の量で
配合されていることが望ましい。次に本発明に係る摩擦
材の製造方法を、クラッチフェーシングを例に挙げて説
明する。基材繊維に、熱硬化性樹脂と、カーボンブラッ
クおよび充填材が含まれたゴム配合物を付着させた後、
この基材繊維をうず巻状あるいは積層体状に予備成形
し、次いで得られた予備成形体を金型に入れ、好ましく
は１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力下に１５０〜２
００℃の温度条件下で加熱圧縮して一体化する。次い
で、１８０〜２５０℃の温度条件下で２〜１０時間加熱
硬化すれば、目的とするクラッチフェーシングが得られ
る。

【００２０】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明に係る摩擦材
をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。

【００２１】

【実施例１】ガラス繊維のヤーンに、フェノール樹脂
と、カーボンブラックを配合したゴム配合物とを付着さ
せ、渦巻状に成形して、１次成形物とした。各素材は、
体積比率でガラス繊維５０％、フェノール樹脂１０％、
ゴム配合物３６％、カーボンブラック４％となるように
調製した。

【００２２】次いで、この１次成形物を金型に入れ、１
８０℃で５分間加熱加圧成形し、さらに２２０℃の電気
炉中で５時間加熱硬化を行ない、外径２００ｍｍ、内径
１３０ｍｍ、厚さ３.５ｍｍのクラッチフェーシングを
作成した。ここで使用したカーボンブラックは粒子状
で、粒子径は１０〜１００μｍであった。

【００２３】

【実施例２】各素材の配合比率を、体積比率でガラス繊
維５０％、フェノール樹脂１０％、ゴム配合物２８％、
カーボンブラック１２％となるように調製した以外は、
実施例１と同様にしてクラッチフェーシングを作成し
た。

【００２４】

【比較例１】各素材の配合比率を、体積比率でガラス繊
維５０％、フェノール樹脂１０％、ゴム配合物４０％と
なるように調製した（カーボンブラックは配合せず。）
以外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシングを
作成した。

【００２５】

【比較例２】各素材の配合比率を、体積比率でガラス繊
維５０％、フェノール樹脂１０％、ゴム配合物３９.５
％、カーボンブラック０.５％となるように調製した以
外は、実施例１と同様にしてクラッチフェーシングを作
成した。

【００２６】

【比較例３】各素材の配合比率を、体積比率でガラス繊
維５０％、フェノール樹脂１０％、ゴム配合物２０％、
カーボンブラック２０％となるように調製した以外は、
実施例１と同様にしてクラッチフェーシングを作成し
た。

【００２７】

【比較例４】カーボンブラックに代えて鱗片状黒鉛を用
い、各素材の配合比率を、体積比率でガラス繊維５０
％、フェノール樹脂１０％、ゴム配合物２８％、鱗片状
黒鉛１２％となるように調製した以外は、実施例１と同
様にしてクラッチフェーシングを作成した。

【００２８】上記で作成したクラッチフェーシングを用
いて「摩擦振動の大きさ」および「摩擦係数」をそれぞ
れ測定した。結果を表１に示す。なお、本発明において
摩擦振動の大きさは、作成したクラッチフェーシングを
摩擦振動測定機に取付けて、クラッチをつないだ際の駆
動軸のねじりトルクを測定し、最大トルク（Ｔ_max）と
最小トルク（Ｔ_min）との差（Ｔ；Ｔ＝Ｔ_max−Ｔ_m _in）
を算出し以下のように評価した。

【００２９】Ｔ≦４９Ｎ・ｍ（５kgf・ｍ） … 振動小４９Ｎ・ｍ＜Ｔ≦１４７Ｎ・ｍ（１５kgf・ｍ） … 振動中１４７Ｎ・ｍ＜Ｔ … 振動大また、摩擦係数は、慣性体制動式摩擦試験機を用いて測
定した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、摩擦係数を低下させる
ことなく、ブレーキ鳴きやジャダーを防止することがで
きる。また、本発明の摩擦材は、使用時に発生する摩擦
熱、剪断力等により摩擦材を構成する材料が変質して、
ブレーキ鳴きやジャダーを防止する効果が低下すること
がない。さらに、安価な素材用いているので、このよう
に優れた性質を有する摩擦材を安価に提供することがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維素材、熱硬化性樹脂、ゴム配合物お
よびカーボンブラックからなり、カーボンブラックが、摩擦材に対して体積比率で２〜１
５％の割合で配合されてなることを特徴とする摩擦材。