JPH05247443A - 摩擦材 - Google Patents

摩擦材

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JPH05247443A
JPH05247443A JP4683592A JP4683592A JPH05247443A JP H05247443 A JPH05247443 A JP H05247443A JP 4683592 A JP4683592 A JP 4683592A JP 4683592 A JP4683592 A JP 4683592A JP H05247443 A JPH05247443 A JP H05247443A
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JP
Japan
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friction material
friction
copper powder
filler
apparent density
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JP4683592A
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English (en)
Inventor
Norio Misawa
紀雄 三澤
Toshihiko Yuasa
俊彦 湯浅
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Aisin Chemical Co Ltd
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 材料強度及び耐摩耗性を低下させることな
く、摩擦材のフェード時における所要の摩擦係数を確保
する。 【構成】 基材繊維と、結合剤と、充填剤とからなる摩
擦材において、前記充填剤の中に、見掛密度が0.5〜
1.5g /cm3 のかさ嵩の銅粉を全体に対して5〜40
重量%添加した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車のブレーキライニ
ング、クラッチ用フェーシング等に使用される摩擦材に
関するもので、特に、フェード時における所要の摩擦係
数を確保した摩擦材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のドラムブレーキ、ディス
クブレーキ等に使用されているブレーキライニングなど
の摩擦材はブレーキドラム、ディスクロータの回転を止
め、運動エネルギーを熱エネルギーに変えるために高温
となる。したがって、耐熱性、耐摩耗性が要求されると
ともに、摩擦係数の変化の少ない安定した摩擦特性が要
求される。そこで、これらの各種の特性を満足するため
に、摩擦材は複合材料によって構成されている。即ち、
摩擦材としては、ガラス繊維、アラミド繊維等の基材繊
維、グラファイト、二硫化モリブデン等の充填剤、フェ
ノール樹脂等の結合剤などを複合化した材料より構成さ
れている。
【0003】また、充填剤は、前記グラファイト、二硫
化モリブデン等の潤滑剤の他、有機ダスト、金属粉末、
無機配合剤などが使用されている。
【0004】ところで、急制動をかけた時、或いは、降
坂等の連続制動時には摩擦熱が発生し、摩擦係数が低下
するいわゆるフェード現象が発生する。このフェード現
象は具体的には摩擦熱による摩擦材の分解ガスが摩擦材
と相手材の界面に存在し、気体潤滑を発生させることに
よるものと考えられている。
【0005】この気体潤滑を防止する方法として、摩擦
材自体の気孔率を大きくして分解ガスの放出解放を拡大
する方法、分解ガスの発生源となる有機物である結合剤
の熱硬化性樹脂の添加量を削減する方法、或いは、金属
粉を添加して熱伝導性を良くして熱を逃がす方法などが
考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記気体潤
滑を防止するために、分解ガスの発生源となる有機物で
ある結合剤の熱硬化性樹脂量を減少させると、材料強
度、対摩耗性が低下することとなる。
【0007】また、金属粉を添加して熱伝導性を向上さ
せた場合には、高速からの急制動或いは降坂時の連続制
動で発生する摩擦熱がブレーキ油圧ユニットに伝達さ
れ、ブレーキ油を沸騰させる、いわゆるベーパーロック
現象が発生してブレーキが利かなくなる恐れがある。
【0008】更に、摩擦材の気孔率を制御してフェード
時の摩擦係数を制御する手段として、摩擦材の成形圧力
を下げることが考えられるが、これらの場合も、上記と
同様に、材料強度が低下し、また、耐摩耗性が低下する
という不具合がある。
【0009】そこで、本発明は、材料強度及び耐摩耗性
を低下させることなく、フェード時における所要の摩擦
係数を確保できる摩擦材の提供を課題とするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる摩擦材
は、基材繊維と、結合剤と、充填剤とからなる摩擦材に
おいて、前記充填剤の中に、見掛密度が0.5〜1.5
g /cm3 のかさ嵩の銅粉を前記摩擦材料総量に対して5
〜40重量%添加したものである。
【0011】
【作用】本発明においては、かさ嵩の銅粉を5重量%以
上添加したことによって摩擦材の所要の材料強度と対摩
耗性を確保できる。そして、このかさ嵩の銅粉は見掛密
度を0.5〜1.5g /cm3 とし、かつ、5重量%以上
添加したことによって、摩擦材の気孔率を所定値に制御
することができる。このため、制動時の摩擦熱によって
発生した摩擦材の分解ガスを摩擦材の気孔内に放出解放
し、摩擦材と相手材との界面に存在するのを防止して、
フェード時の摩擦係数の低下を防ぎ、所定値に制御する
ことができる。更に、前記銅粉の添加量を40重量%以
下に抑えているので、急制動或いは連続制動の摩擦熱の
伝達によって発生するいわゆるベーパーロック現象を防
止することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を自動車のブレーキパッドに具
体化した実施例を説明する。
【0013】摩擦材の配合は図1に示した、本発明の実
施例及び比較例における摩擦材の構成成分の配合比と、
フェード時最小摩擦係数及び材料剪断強度の試験結果を
示す表図の通りであり、6種類の実施例と3種類の比較
例のブレーキパッドを製作した。
【0014】本実施例では基材繊維として、芳香族ポリ
アミド繊維、チタン酸カリウム繊維、スラグウールを使
用した。前記芳香族ポリアミド繊維は芳香族を含むモノ
マーがアミド結合して高分子化したものであり、本実施
例においては、代表的なポリアミド繊維であるケブラー
繊維(デュポン社製)を使用した。
【0015】結合剤はフェノール樹脂系結合剤を使用し
た。
【0016】充填剤は、グラファイト、カシューダス
ト、及び、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム等の無機配
合剤、更に、かさ嵩の銅粉を用いた。
【0017】前記充填材として使用したかさ嵩の銅粉
は、電解粉として電気分解により銅を直接陰極に粉末状
に析出させて生成することができ、樹枝状の粉末形状を
なす。この電解粉は高純度、高比表面積の樹枝状粉末で
あり、成形性、焼結性に優れたものである。そして、形
状、粒度、見掛密度などの粉末特性は電解液組成、電流
密度、電解液の温度、電極間の距離などの電解条件を制
御することによって決定され、本実施例において使用す
る0.5〜1.5g /cm3 の見掛密度の銅粉が生成され
る。
【0018】実施例及び比較例においては、ポリアミド
繊維からカシューダストまでの成分の配合量は概略不変
とし、かさ嵩の銅粉の見掛密度及び配合量を各種相違さ
せた。実施例では、かさ嵩の銅粉は見掛密度を0.7、
1.5g /cm3 の2段階とし、それぞれ全体に対して1
0、20、30重量%を配合した。比較例では、かさ嵩
の銅粉は見掛密度が2.2g /cm3 のものについて配合
を10、30重量%としたもの、及び、比較例1のもの
に対してポリアミド樹脂を1重量%減量したものを比較
例3として作成した。
【0019】試験用ブレーキパッドは従来から知られた
モールド法により製作した。
【0020】まず、図1に従って混合したものを常温で
加圧して予備成形し、次いで、160℃に保持された金
型に投入して面圧300kg/cm2 のプレス圧を加え、ガ
ス抜きを行ないながら10分間保持して成形体を得た。
そして、この成形体を220℃で更に10時間加熱して
熱硬化性樹脂の硬化を行ない、所定の厚さに研磨してブ
レーキパッドを得た。
【0021】次に、上記によって製作された実施例及び
比較例のブレーキパッドの制動試験におけるフェード時
最小摩擦係数μ、気孔率及び材料剪断強度の測定結果と
評価を説明する。
【0022】試験は、各供試ブレーキライニングをブレ
ーキダイナモメータに取付けて行ない、キャリパ型式:
PD51−18V、イナーシャ:5.0kgf ・ms2 の条
件で、試験コードをJASOの第一フェードに準じたも
のとし、フェード時における最小摩擦係数μを測定し
た。
【0023】以上の試験結果を図1の下欄に示す。
【0024】図1において、実施例1〜6のブレーキパ
ッドは、かさ嵩の銅粉の見掛密度が0.7及び1.5g
/cm3 、添加量がそれぞれ10、20、30重量%のも
のにおいて、気孔率は16〜18%であり、フェード時
最小摩擦係数μは0.17〜0.20の値を示した。こ
れらの値はいずれも一般の自動車用のブレーキパッドと
してフェード時に要求される制動性能を満たすものであ
る。そして、材料剪断強度は53〜55kg/cm2 を示し
ており、いずれも摩擦材としての所要の材料強度と対摩
耗性を満足することができる。
【0025】一方、比較例において、かさ嵩の銅粉の見
掛密度が2.2g /cm3 で、添加量が10及び30重量
%の比較例1と比較例2では所要の剪断強度は確保され
ているが、材料である銅粉の見掛密度が大きいために摩
擦材の気孔率は12及び13%しか得ることができず、
それに伴って、フェード時最小摩擦係数μはいずれも
0.14しかなく、この値によって所要の制動力を期待
することはできない。なお、比較例3は比較例1に対し
て結合剤であるポリアミド樹脂分を減量して気孔率の向
上を図ったものであり、最小摩擦係数μは向上したもの
の、結合剤の配合量不足のため、材料剪断強度は45kg
/cm2 と著しく低い値を示している。
【0026】これらの結果より、かさ嵩の銅粉の見掛密
度が1.5g /cm3 を越えると、強度不足を前提とした
結合剤の減量の場合は別として、所要の気孔率が得られ
ず、フェード時における摩擦係数μに対する効果を発揮
することができないと考えられる。また、銅粉の添加量
が少ないと、所要の気孔率が得られず、逆に、添加量を
多くし過ぎると、熱伝導性が大きくなって、高速からの
急制動或いは降坂時の連続制動で発生する摩擦熱のブレ
ーキ油圧ユニットへの伝達によって、ブレーキ油を沸騰
させる、いわゆるベーパーロック現象が発生してブレー
キが利かなくなる恐れがある。このため、かさ嵩の銅粉
は見掛密度を0.5〜1.5g /cm3 とし、かつ、その
添加量を5〜40重量%とした場合が良好であると判断
される。このように、上記実施例の摩擦材は、基材繊維
と、結合剤と、充填剤とからなる摩擦材において、前記
充填剤の中に、見掛密度が0.5〜1.5g /cm3 のか
さ嵩の銅粉を全体に対して5〜40重量%添加したもの
である。
【0027】したがって、上記実施例によれば、かさ嵩
の銅粉を5重量%以上添加したことによって摩擦材の所
要の材料強度と対摩耗性を確保できる。そして、このか
さ嵩の銅粉は見掛密度を0.5〜1.5g /cm3 とし、
かつ、5重量%以上添加したことによって、摩擦材の気
孔率を所定値に制御することができる。このため、制動
時の摩擦熱によって発生した摩擦材の分解ガスを摩擦材
の気孔内に放出解放し、摩擦材と相手材との界面に存在
するのを防止して、フェード時の摩擦係数の低下を防
ぎ、所定値に制御することができる。更に、前記銅粉の
添加量を40重量%以下に抑えているので、急制動或い
は連続制動の摩擦熱の伝達によって発生するいわゆるベ
ーパーロック現象を防止することができる。
【0028】ところで、上記各実施例の各構成成分は、
図1に示したものとしているが、本発明を実施する場合
には、これに限定されるものではなく、摩擦材の使用用
途に応じて適宜選定することができる。例えば、基材繊
維として、他に、ロックウール、シリケート繊維、アル
ミナ繊維、カーボン繊維等の無機繊維、スチール繊維、
ステンレススチール繊維等の金属繊維、ノボロイド繊維
等の有機繊維などを挙げることができる。また、結合剤
として、他に、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリ
イミド系樹脂、ポリエステル系樹脂などを挙げることが
できる。更に、充填剤として、例えば、二硫化モリブデ
ン、三硫化アンチモン等の潤滑剤の他、木材パルプ、ゴ
ム等の有機配合剤、酸化鉄、酸化珪素、酸化マグネシウ
ム等の無機配合剤、黄銅粉等の金属粉末などを挙げるこ
とができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明の摩擦材は、基材
繊維と、結合剤と、充填剤とからなる摩擦材において、
前記充填剤の中に、見掛密度が0.5〜1.5g /cm3
のかさ嵩の銅粉を、前記摩擦材料総量に対して5〜40
重量%添加したものである。したがって、かさ嵩の銅粉
を5重量%以上添加したことによって摩擦材の所要の材
料強度と対摩耗性を確保できる一方、前記かさ嵩の銅粉
は、見掛密度を0.5〜1.5g /cm3 とし、かつ、5
重量%以上添加したことによって、摩擦材の気孔率を所
定値に制御することができるため、制動時の摩擦熱によ
って発生した摩擦材の分解ガスを摩擦材の気孔内に放出
解放し、摩擦材と相手材との界面に存在するのを防止し
て、フェード時の摩擦係数の低下を防ぎ、所定値に制御
することができる。更に、前記銅粉の添加量を40重量
%以下に抑えているので、急制動或いは連続制動の摩擦
熱の伝達によって発生するいわゆるベーパーロック現象
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例及び比較例における摩擦
材の構成成分の配合比と、フェード時最小摩擦係数及び
材料剪断強度の試験結果を示す表図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材繊維と、結合剤と、充填剤とからな
    る摩擦材において、前記充填剤の中に、見掛密度が0.
    5〜1.5g /cm3 のかさ嵩の銅粉を前記摩擦材料総量
    に対して5〜40重量%添加したことを特徴とする摩擦
    材。
JP4683592A 1992-03-04 1992-03-04 摩擦材 Pending JPH05247443A (ja)

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JP4683592A JPH05247443A (ja) 1992-03-04 1992-03-04 摩擦材

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0900949A1 (en) * 1997-09-04 1999-03-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sintered friction material
JP2001247851A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Nisshinbo Ind Inc 非石綿系摩擦材
US6455145B1 (en) * 1998-03-17 2002-09-24 Aisin Kako Kabushiki Kaisha Friction member

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