JPH0913009A - 摩擦材 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦係数が高く、相手材の攻撃性は低い摩擦
材を実現することである。 【構成】 繊維基材と摩擦調整剤を熱硬化製樹脂で結合
してなる摩擦材において、前記摩擦調整剤の少なくとも
一部として、希土類の酸化物を含める。ＣｅＯ2 やＬａ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 などの希土類酸化物は、アルミナ等の
一般的アブレーシブ材に比べて硬度が低く、変質等も起
こし難い。従って、高くて安定した摩擦係数を得ながら
相手材の攻撃性を下げることができる。
材を実現することである。 【構成】 繊維基材と摩擦調整剤を熱硬化製樹脂で結合
してなる摩擦材において、前記摩擦調整剤の少なくとも
一部として、希土類の酸化物を含める。ＣｅＯ2 やＬａ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 などの希土類酸化物は、アルミナ等の
一般的アブレーシブ材に比べて硬度が低く、変質等も起
こし難い。従って、高くて安定した摩擦係数を得ながら
相手材の攻撃性を下げることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のブレー
キなどに使用される摩擦材に関するものである。
キなどに使用される摩擦材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のブレーキパッドやブレー
キライニング等の摩擦材は、スチール繊維、銅繊維、ガ
ラス繊維、セラミック繊維等の無機繊維やこれに更にア
ラミド繊維などの有機繊維を加えた繊維基材と、グラフ
ァイトや硫酸バリウム等の摩擦調整剤をフェノール樹脂
等の熱硬化性バインダで結合してなるものが知られてい
る。
キライニング等の摩擦材は、スチール繊維、銅繊維、ガ
ラス繊維、セラミック繊維等の無機繊維やこれに更にア
ラミド繊維などの有機繊維を加えた繊維基材と、グラフ
ァイトや硫酸バリウム等の摩擦調整剤をフェノール樹脂
等の熱硬化性バインダで結合してなるものが知られてい
る。
【０００３】摩擦調整剤には、高い摩擦係数を得るため
に、その一部にアルミナ、珪酸ジルコニウム、酸化クロ
ム、石英等の高硬度アブレーシブ材を含むものが一般的
に用いられているが、この種のアブレーシブ材を含む摩
擦材は相手攻撃性が強過ぎるきらいがある。
に、その一部にアルミナ、珪酸ジルコニウム、酸化クロ
ム、石英等の高硬度アブレーシブ材を含むものが一般的
に用いられているが、この種のアブレーシブ材を含む摩
擦材は相手攻撃性が強過ぎるきらいがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】即ち、モース硬度７以
上のアルミナ等のアブレーシブ材を用いた摩擦材では、
所定の摩擦係数は確保できるが、摩擦相手材である鋳鉄
製ロータを多く削ってしまい、ロータの寿命が短くなる
とともに、ロータの偏摩耗等によりブレーキ振動が発生
するという問題があった。
上のアルミナ等のアブレーシブ材を用いた摩擦材では、
所定の摩擦係数は確保できるが、摩擦相手材である鋳鉄
製ロータを多く削ってしまい、ロータの寿命が短くなる
とともに、ロータの偏摩耗等によりブレーキ振動が発生
するという問題があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、所定の摩擦係数
を確保するとともに、相手材の摩耗量を低減できる摩擦
材を提供することにある。
を確保するとともに、相手材の摩耗量を低減できる摩擦
材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、繊維基材と摩擦調整剤を熱硬化
製樹脂で結合してなる摩擦材において、前記摩擦調整剤
の少なくとも一部として希土類の酸化物を添加したので
ある。
に、本発明においては、繊維基材と摩擦調整剤を熱硬化
製樹脂で結合してなる摩擦材において、前記摩擦調整剤
の少なくとも一部として希土類の酸化物を添加したので
ある。
【０００７】希土類の酸化物としては、酸化第二セリウ
ム（ＣｅＯ2 ）や酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ）、酸化イ
ットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）等が挙げられるが、プラセオジ
ウム、ネオジウム、サマリウムと云ったその他の希土類
金属の酸化物でもよく、また、２種類以上の希土類酸化
物の混合原料を用いてもよい。
ム（ＣｅＯ2 ）や酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ）、酸化イ
ットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）等が挙げられるが、プラセオジ
ウム、ネオジウム、サマリウムと云ったその他の希土類
金属の酸化物でもよく、また、２種類以上の希土類酸化
物の混合原料を用いてもよい。
【０００８】また、車両制動用の摩擦材は、摩擦係数が
０．３５〜０．４０程度のものが好まれ、また、同時に
ロータ摩耗量（ＪＡＳＯ Ｃ４０６−８２、イナーシャ
５．０ｋｇｍｓ2 の摩擦試験でのトータル摩耗量は、１
０μｍ以下であることが望まれる。この要求に応えるた
め、使用する希土類酸化物は、粒径を２μｍ〜２０μ
ｍ、体積比でのその合計添加量を１％〜２０％とするの
が望ましい。
０．３５〜０．４０程度のものが好まれ、また、同時に
ロータ摩耗量（ＪＡＳＯ Ｃ４０６−８２、イナーシャ
５．０ｋｇｍｓ2 の摩擦試験でのトータル摩耗量は、１
０μｍ以下であることが望まれる。この要求に応えるた
め、使用する希土類酸化物は、粒径を２μｍ〜２０μ
ｍ、体積比でのその合計添加量を１％〜２０％とするの
が望ましい。
【０００９】
【作用】希土類酸化物のモース硬度は６であり、従来多
用されているモース硬度７以上のアブレーシブ材に比べ
てその硬度が低いため、相手攻撃性が低下する。また、
類似のアブレーシブ材として挙げられる酸化マグネシウ
ムや酸化ジルコニウムに見られる欠点も生じない。即
ち、酸化マグネシウムは空気中の水分や二酸化炭素と反
応して水酸化マグネシウムに変質するため、長期使用で
は摩擦係数が変化する。また、酸化ジルコニウムは１０
００℃以上で結晶系が変化するため容積が大きく変化
し、ヒビを生じ、フェード後の摩擦係数が大きく変化
し、ロータの摩耗量が増大するほか、少量の不純物によ
って性能が大きく変化するという問題がある。
用されているモース硬度７以上のアブレーシブ材に比べ
てその硬度が低いため、相手攻撃性が低下する。また、
類似のアブレーシブ材として挙げられる酸化マグネシウ
ムや酸化ジルコニウムに見られる欠点も生じない。即
ち、酸化マグネシウムは空気中の水分や二酸化炭素と反
応して水酸化マグネシウムに変質するため、長期使用で
は摩擦係数が変化する。また、酸化ジルコニウムは１０
００℃以上で結晶系が変化するため容積が大きく変化
し、ヒビを生じ、フェード後の摩擦係数が大きく変化
し、ロータの摩耗量が増大するほか、少量の不純物によ
って性能が大きく変化するという問題がある。
【００１０】これに対し、希土類の酸化物は、モース硬
度が６と低いだけでなく、化学的に安定しているため変
質等による問題も起こらず、摩擦性能の安定化を図りな
がら相手材攻撃性を改善することができる。
度が６と低いだけでなく、化学的に安定しているため変
質等による問題も起こらず、摩擦性能の安定化を図りな
がら相手材攻撃性を改善することができる。
【００１１】なお、希土類酸化物の粒径について２μｍ
〜２０μｍ、添加量は１体積％〜２０体積％が好ましい
としたのは、その粒径が２μｍ以下或いは添加量が１体
積％以下の場合、０．３５以上の摩擦係数を得るのが難
しく、また、粒径が２０μｍ以上、又は添加量が２０体
積％以上では、相手材（ロータ）の攻撃性が十分に下が
らず、摩擦試験でのロータ摩耗量が好ましい数値の１０
μｍを越えてしまうからである。
〜２０μｍ、添加量は１体積％〜２０体積％が好ましい
としたのは、その粒径が２μｍ以下或いは添加量が１体
積％以下の場合、０．３５以上の摩擦係数を得るのが難
しく、また、粒径が２０μｍ以上、又は添加量が２０体
積％以上では、相手材（ロータ）の攻撃性が十分に下が
らず、摩擦試験でのロータ摩耗量が好ましい数値の１０
μｍを越えてしまうからである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の摩擦材は、繊維基材と摩
擦調整剤と結合材を所定の割合にして混合し、この混合
材料を型に入れて加熱加圧成形した後、結合材を硬化さ
せて作る。
擦調整剤と結合材を所定の割合にして混合し、この混合
材料を型に入れて加熱加圧成形した後、結合材を硬化さ
せて作る。
【００１３】繊維基材には、アラミド繊維等の有機繊
維、ガラス繊維やセラミック繊維などの無機繊維、銅、
真鍮、鉄等の金属繊維を適当な組合わせにして配合した
ものを用いる。
維、ガラス繊維やセラミック繊維などの無機繊維、銅、
真鍮、鉄等の金属繊維を適当な組合わせにして配合した
ものを用いる。
【００１４】また、結合材としては、フェノール樹脂、
メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用い
る。
メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用い
る。
【００１５】摩擦調整剤は、全量が前述の希土類酸化物
であってもよいし、それ以外にも必要に応じてカシュー
ダスト等の有機充填材、硫酸バリウム、黒鉛、硫化モリ
ブデン、硫化アンチモン等の無機充填材、金属粉などを
用いることが出来る。
であってもよいし、それ以外にも必要に応じてカシュー
ダスト等の有機充填材、硫酸バリウム、黒鉛、硫化モリ
ブデン、硫化アンチモン等の無機充填材、金属粉などを
用いることが出来る。
【００１６】
【実施例】以下に、より詳細な実施例を挙げる。
【００１７】表１に示す組成、配合割合の原料をミキサ
ーで均一に混合し、金型に定量充填後、温度１５０℃、
圧力４００ｋｇ／ｃｍ2 で１０分間加熱加圧成形し、そ
の後更に２００℃で５時間熱処理を行って実施例１〜
６、比較例１〜３の摩擦材を得た。
ーで均一に混合し、金型に定量充填後、温度１５０℃、
圧力４００ｋｇ／ｃｍ2 で１０分間加熱加圧成形し、そ
の後更に２００℃で５時間熱処理を行って実施例１〜
６、比較例１〜３の摩擦材を得た。
【００１８】なお、表１中の希土類酸化物は、平均粒径
が５μｍのものを用いた。また、比較例２のアルミナの
平均粒径は２μｍ、希土類酸化物は１μｍ、５０μｍと
した。
が５μｍのものを用いた。また、比較例２のアルミナの
平均粒径は２μｍ、希土類酸化物は１μｍ、５０μｍと
した。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、これらの摩擦材をダイナモ試験機に
よる摩擦試験（ＪＡＳＯ Ｃ４０６−８２、イナーシャ
５．０ｋｇｍｓ2 ）に供してその特性を評価した。
よる摩擦試験（ＪＡＳＯ Ｃ４０６−８２、イナーシャ
５．０ｋｇｍｓ2 ）に供してその特性を評価した。
【００２１】結果を表２、表３に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】上の表２、表３から明らかなように、実施
例１〜７の摩擦材はいずれも要求範囲の高い摩擦係数が
得られている。また、相手材であるロータ摩耗も少な
く、相手攻撃性も、例えば、アルミナを２％添加した比
較例２に比べて大巾に改善されている。
例１〜７の摩擦材はいずれも要求範囲の高い摩擦係数が
得られている。また、相手材であるロータ摩耗も少な
く、相手攻撃性も、例えば、アルミナを２％添加した比
較例２に比べて大巾に改善されている。
【００２５】図１は、摩擦係数と相手材（ロータ）の摩
耗量の関係を示したもので、実施例１〜７は全て摩擦係
数、ロータ摩耗量が共に好ましい範囲の枠内に納まって
いる。これに対し、比較例１は、アブレーシブ材を含ま
ないため摩擦係数が低過ぎる。また、比較例２は、硬度
が高過ぎるアルミナの使用でロータ摩耗が極端に大きく
なっている。比較例３は、比較例２ほどではないがロー
タ摩耗量、摩擦係数とも最適値の上限を越えている。こ
れは、希土類酸化物の添加量が過剰なためと思われる。
さらに、比較例４はＣｅＯ2 の粒径が小さ過ぎて摩擦係
数が低過ぎ、比較例５は逆にＣｅＯ2 の粒径が大き過ぎ
てロータ摩耗量が大きくなっている。
耗量の関係を示したもので、実施例１〜７は全て摩擦係
数、ロータ摩耗量が共に好ましい範囲の枠内に納まって
いる。これに対し、比較例１は、アブレーシブ材を含ま
ないため摩擦係数が低過ぎる。また、比較例２は、硬度
が高過ぎるアルミナの使用でロータ摩耗が極端に大きく
なっている。比較例３は、比較例２ほどではないがロー
タ摩耗量、摩擦係数とも最適値の上限を越えている。こ
れは、希土類酸化物の添加量が過剰なためと思われる。
さらに、比較例４はＣｅＯ2 の粒径が小さ過ぎて摩擦係
数が低過ぎ、比較例５は逆にＣｅＯ2 の粒径が大き過ぎ
てロータ摩耗量が大きくなっている。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、摩
擦調整剤の少なくとも一部として希土類の酸化物を採用
したので、摩擦係数が高くてしかも安定しており、なお
かつ相手攻撃性の低い摩擦材が得られ、車両用ブレーキ
等の信頼性向上、耐久性向上等に役立つ。
擦調整剤の少なくとも一部として希土類の酸化物を採用
したので、摩擦係数が高くてしかも安定しており、なお
かつ相手攻撃性の低い摩擦材が得られ、車両用ブレーキ
等の信頼性向上、耐久性向上等に役立つ。
【図１】実施例と比較例の摩擦係数とロータ摩耗量を示
す図表
す図表
Claims (7)
- 【請求項１】 繊維基材と摩擦調整剤を熱硬化製樹脂で
結合してなる摩擦材において、前記摩擦調整剤の少なく
とも一部として、希土類の酸化物を含むことを特徴とす
る摩擦材。 - 【請求項２】 希土類酸化物として、平均粒子径が２〜
２０μｍのものを用いた請求項１記載の摩擦材。 - 【請求項３】 希土類酸化物の含有量が摩擦材全量に対
して１〜２０体積％である請求項１又は２に記載の摩擦
材。 - 【請求項４】 希土類酸化物が酸化第２セリウム（Ｃｅ
Ｏ2 ）である請求項１、２又は３に記載の摩擦材。 - 【請求項５】 希土類酸化物が酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ
3 ）である請求項１、２又は３に記載の摩擦材。 - 【請求項６】 希土類酸化物が酸化イットリウム（Ｙ2
Ｏ3 ）である請求項１、２又は３に記載の摩擦材。 - 【請求項７】 希土類酸化物が２種類以上含まれている
請求項１、２又は３に記載の摩擦材。
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