JPH0931440A

JPH0931440A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH0931440A
Application number: JP18576895A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Hayashi; 保林
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】熱履歴後の相手材の摩耗の増加を抑制する。【解決手段】繊維基材と、樹脂結合剤と、アブレッシ
ブ剤としての酸化ジルコニウム及びその他の充填剤とを
含む摩擦材において、その酸化ジルコニウムとして、カ
ルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、及びマグ
ネシア（ＭｇＯ）のうちのいずれか１種で安定化された
安定化酸化ジルコニウムを使用する。安定化剤で立方晶
系となって安定化された酸化ジルコニウムは、通常の単
斜晶系の酸化ジルコニウムとは異なり、強度な熱履歴が
加わった場合にも、結晶転移による異常体積変化を生じ
難い。そのため、摩擦材から脱落して相手材を過大に摩
耗させることが防止され、抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両、産業用機械等
において使用されるディスクブレーキパッド、ドラムブ
レーキライニング、或いは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】

【従来の技術】自動車等に使用されるディスクブレーキ
パッド、ドラムブレーキライニング等の摩擦材は、その
相手材であるディスクロータ、ブレーキドラムと摩擦係
合し、運動エネルギーを熱エネルギーに変える重要な役
割を担っている。そのため、摩擦材には優れた耐摩耗性
が必要であるだけでなく、十分に高い摩擦係数を有する
ことが必要であり、しかも、制動時には常に熱を発生し
高温となるため、温度変化によっても摩擦係数の変化の
少ない安定した摩擦特性が要求される。更には、相手材
に対する攻撃性が少ないこと、制動時に異音（ノイズ、
鳴き）を生じないこと等も必要であり、摩擦材に求めら
れる特性は多項目に亘っている。

【０００３】そこで、これらの各種の特性を満足するた
めに、摩擦材は複合材として構成されている。即ち、摩
擦材は、その骨格を形成するアラミド繊維、チタン酸カ
リウム繊維等の繊維基材と、この繊維基材を結合保持す
るフェノール樹脂等の樹脂結合剤と、これらの繊維と結
合剤とのマトリックス中に分散して充填される摩擦性能
を調整するための各種の充填剤とによって、一般に構成
されている。そして、この充填剤としては、硫酸バリウ
ム、炭酸カルシウム等の体質充填剤、グラファイト、二
硫化モリブデン等の固体潤滑剤、カシューダスト、アブ
レッシブ剤（研削剤）等が使用されている。

【０００４】ここで、充填剤の一部として使用されるア
ブレッシブ剤は、一般にモース硬さが５以上の硬度の高
い無機質の微粉末からなり、その研削効果によって摩擦
材の摩擦係数を高め、また、フェード時またはフェード
と同様な高負荷時の摩擦係数を確保する作用を有してい
る。ただし、それと同時に、ディスクロータ等の相手材
を攻撃し、それを摩耗させる作用も有している。そのた
め、アブレッシブ剤は、主に、繊維基材としてアラミド
繊維を主材とする摩擦材の場合のように、繊維基材によ
って摩擦係数が確保し難い場合に使用されている。

【０００５】そして、このようなアブレッシブ剤として
は、シリカ、アルミナ、チタニア、ケイ酸ジルコニウム
等が代表的であるが、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂，ジ
ルコニア）も知られ、また用いられている。この酸化ジ
ルコニウムは、一般に、天然に産するバッデリ石（バデ
ライト）を粉砕して得られるが、他のアブレッシブ剤に
比較して、摩擦係数の向上効果が高いと共に、相手材攻
撃性が比較的低い特長を有している。

【０００６】なお、このような酸化ジルコニウムの使用
については、例えば、特開昭６２−２０５８１号公報、
特開平３−１８５０３０号公報、特開平５−２４７４４
１号公報等に開示されている。そして、特開平３−１８
５０３０号公報と特開平５−２４７４４１号公報の開示
は、主に酸化ジルコニウムの粒子径に関しており、前者
では、特に摩擦材からの脱落を防止するために、平均粒
子径が３０μｍ以上である比較的大きな粒径の酸化ジル
コニウムの使用が開示され、また、後者では、特に相手
材の摩耗を低減するために、平均粒子径が０．５〜２０
μｍである比較的小さな粒径の酸化ジルコニウムの使用
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
自動車の高性能化、高出力化と共に、道路環境の整備に
よる高速化が進み、それに伴なって制動条件もますます
苛酷なものとなってきている。そして、例えば、時速１
００Ｋｍまたはそれに近い速度で制動が繰返されるよう
な場合も増加している。

【０００８】このような苛酷な制動がなされる場合、ま
ず問題となるのは、多量に発生する摩擦熱によって、
「フェード」またはこれに近い状態が生じることであ
る。即ち、摩擦材に含まれるカシューダストや樹脂結合
材等の有機質分が、制動時の高熱下で熱分解してガスを
発生し、この分解ガスが摩擦材と相手材（ロータ）との
摩擦係合面に介在して気体潤滑作用を生じ、その結果、
摩擦係数（効き）が低下することである。

【０００９】上記のアブレッシブ剤である酸化ジルコニ
ウムは、このようなフェード時等の高負荷時の摩擦係数
を確保するために有効であり、これを配合することによ
って、通常時だけでなく、高負荷時の摩擦係数を十分に
高く維持することができる。また、上記の特開平５−２
４７４４１号公報に開示されたように、その酸化ジルコ
ニウムとして比較的粒子径が小さいものを使用すること
によって、相手材の摩耗も最少限に抑えることができ
る。

【００１０】ところが、このように酸化ジルコニウムを
配合した摩擦材によれば、苛酷な制動が繰返された場合
のような高負荷時の摩擦係数を十分に確保することがで
きるが、それと同時に、そのような高負荷によって強度
な熱履歴を受けると、それによって新たな問題が生じる
ことが分かった。即ち、熱履歴後に相手材の摩耗量が著
しく増加することである。また、この熱履歴後の相手材
の摩耗の増加（摩耗率の増大）は、加わる熱履歴が強い
程、より著しくなる傾向にあった。そして、このような
相手材の摩耗の増加は、単に好ましくないと言うだけで
なく、その摩耗が進行すると、偏摩耗となってノイズや
ブレーキジャダ等の異常振動の発生原因となるものであ
る。

【００１１】そこで、本発明は、充填剤の一部としてア
ブレッシブ剤である酸化ジルコニウムを含む摩擦材にお
いて、熱履歴後の相手材の摩耗の増加を抑制することが
できる摩擦材の提供を課題とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる摩擦材
は、繊維基材と、樹脂結合剤と、酸化ジルコニウム及び
その他の充填剤とを含む摩擦材において、その酸化ジル
コニウムは、カルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ
₃）、及びマグネシア（ＭｇＯ）のうちのいずれか１種
で安定化された安定化酸化ジルコニウムからなることを
特徴とするものである。

【００１３】本発明の摩擦材によれば、酸化ジルコニウ
ムとして安定化酸化ジルコニウムを使用しているので、
後の実施例からも分かるように、熱履歴後の相手材の摩
耗の増加を抑制することができる。これについては、通
常の酸化ジルコニウムを用いた場合に相手材の摩耗が増
加する理由と合せて、次のように考えられる。

【００１４】つまり、バッデリ石の粉砕等によって得ら
れた通常の酸化ジルコニウムは単斜晶系であるが、この
単斜晶系の酸化ジルコニウムは、８００℃位の温度から
結晶転移を生じ（可逆的に）、正方晶系に変化する。そ
して、この結晶転移の際、体積が異常変化し、約２０％
程度縮小する。そのため、通常の酸化ジルコニウムが使
用された摩擦材においては、高速からの制動が繰返され
た場合のように強度な熱履歴が加えられると、その酸化
ジルコニウムが結晶転移により縮小し、摩擦材マトリッ
クス中に保持されなくなって、脱落する。また、結晶転
移時の異常体積変化により、酸化ジルコニウム自体の強
度も低下して、破壊も起きる。こうして、摩擦材から分
離した粉状の酸化ジルコニウムが摩擦材と相手材との間
に介在し、相手材を著しく摩耗させる。相手材の摩耗が
熱履歴によって増加する理由は、このように推測され
る。

【００１５】これに対して、安定化酸化ジルコニウム
は、カルシア、イットリア、またはマグネシアによって
立方晶系となって熱的に安定化されているので、アブレ
ッシブ剤としての作用は通常の単斜晶系の酸化ジルコニ
ウムと同じである一方、摩擦材が強度な熱履歴を受けて
も、上記のような結晶転移が生じ難く、したがって、異
常体積変化等も生じ難い。本発明の摩擦材によれば、熱
履歴後の相手材の摩耗の増加を抑制することができるの
は、このためであると考えられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００１７】上記のように、本発明の摩擦材において
は、アブレッシブ剤である酸化ジルコニウムとして、カ
ルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、またはマ
グネシア（ＭｇＯ）で安定化された安定化酸化ジルコニ
ウムを使用する。このような安定化酸化ジルコニウム自
体は、既によく知られており、例えば、自動車やボイラ
の排ガス中の酸素センサ等に広く用いられている。

【００１８】そして、この安定化酸化ジルコニウムは、
安定化剤を酸化ジルコニウムと共晶させる段階を含む種
々の方法によって製造することができる。具体的には、
例えば、バッデリ石（バデライト）の粉砕物または合成
した酸化ジルコニウムと、安定化剤であるカルシア（Ｃ
ａＯ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、またはマグネシア
（ＭｇＯ）の粉末とを混合し、焼成した後、再度粉砕す
る方法によって製造することができる。この場合、安定
化剤の出発材料としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム等の炭酸塩が使用される場合もある。また、この
安定化酸化ジルコニウムの製造方法は「焼成安定化法」
と呼ばれるが、「電融法」と呼ばれる方法も代表的であ
る。この電融法は、上記と同様に、酸化ジルコニウム鉱
石と安定化剤とを混合し、電気的に加熱してその混合物
を溶融した後、冷却して固化し、次いで粉砕する方法で
ある。

【００１９】このような方法によって、単斜晶系の酸化
ジルコニウムは、安定化剤により立方晶系となって熱的
に安定化される。そして、その安定化率、即ち、酸化ジ
ルコニウム結晶中の立方晶系の割合は、熱履歴後の相手
材の摩耗をより少なくする上では、高い程好ましく、１
００％であることが最も好ましい。しかし、酸化ジルコ
ニウムの安定化率を高くすることは、その分製造コスト
も増加する。そのため、その安定化率は一般に６０％以
上であることが好ましいが、５０％程度であることもで
きる。

【００２０】なお、この安定化率は、酸化ジルコニウム
結晶のＸ線回析によって求められ、回析角が２８．９０
゜〜３０．９０゜に現れる立方晶ピーク強度の積算値
（Ｃ）と、回析角が２７．４０゜〜２８．９０゜及び３
０．９０゜〜３２．００゜にそれぞれ現れる単斜晶ピー
ク強度の合計積算値（Ｍ）とから、次式によって計算さ
れる。

【００２１】安定化率（％）＝Ｍ／（Ｍ＋Ｃ）×１００そして、安定化率１００％とするために必要な安定化剤
の添加量は、例えば、次のとおりである。

【００２２】カルシア（ＣａＯ）：６重量％，イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）：８重量％，マグネシア（ＭｇＯ）：６重量％。

【００２３】本発明の摩擦材において、アブレッシブ剤
として使用されるこの安定化酸化ジルコニウムの粒子径
と配合割合は、従来の通常の酸化ジルコニウムの場合と
同様である。即ち、この安定化酸化ジルコニウムとして
は、一般に、平均粒子径で０．５〜１００μｍ程度のも
のを使用することができる。ただし、相手材の摩耗をよ
り少なくする上では、その粒子径は小さい程好ましい。
したがって、その平均粒子径は０．５〜５０μｍ程度が
好ましく、更には、０．５〜３０μｍがより好ましい。
また、配合割合については、要求される摩擦係数等に応
じて任意に定めることができるが、余り多く配合すると
相手材の過大な摩耗を招くことになる。そのため、摩擦
材全体に対して、一般に１〜２０重量％程度が好まし
く、３〜１０重量％程度がより好ましい。

【００２４】なお、摩擦材に配合するアブレッシブ剤成
分としては、この酸化ジルコニウムに加えて、その他の
アブレッシブ剤、例えば、シリカ、アルミナ等を適宜使
用することができる。ただし、通常の酸化ジルコニウム
の使用は、熱履歴後の相手材の摩耗を増大させるため好
ましくはなく、酸化ジルコニウムとしては、安定化酸化
ジルコニウムの単独での使用が好ましい。

【００２５】摩擦材を形成するアブレッシブ剤以外の成
分、即ち、繊維基材、樹脂結合剤、及びその他の充填剤
は、従来と同様である。

【００２６】繊維基材、即ち、摩擦材の骨格を形成する
繊維状の成分である繊維基材としては、シリケート繊
維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維またはウィス
カ、ロックウール、スラグウール、カーボン繊維、或い
はガラス繊維等の無機繊維、スチール繊維、ステンレス
スチール繊維、銅繊維、真鍮繊維等の金属繊維、アラミ
ド繊維、ノボロイド繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維
等の有機繊維等を挙げることができる。そして、これら
の繊維は単独でまたは適宜組合せて、摩擦材の具体的種
類または用途に応じて使用することができる。そして、
ディスクブレーキパッドの場合は、一般に、これらの無
機繊維、金属繊維、有機繊維が適切に組合せて使用され
る。

【００２７】この繊維基材及び充填剤を結合保持する樹
脂結合剤としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、
或いはＳＢＲ等のゴム等を使用することができる。しか
し、これらの中でも、フェノール樹脂、またはその各種
の変性物が、結合強度が高い等の点で好ましく、また最
も一般に使用されているものでもある。

【００２８】また、充填剤としては、硫酸バリウム、炭
酸カルシウム等の体質充填剤、グラファイト、二硫化モ
リブデン、三硫化アンチモン等の固体潤滑剤、カシュー
ダストまたはその他の有機高分子粉末、主に熱伝導性を
向上するための銅粉、亜鉛粉、真鍮粉等の金属粉、或い
はその他の摩擦調整のための添加剤等を使用することが
できる。

【００２９】そして、本発明にかかる摩擦材は、例え
ば、上記の安定化酸化ジルコニウムと、繊維基材、樹脂
結合剤、及びその他の充填剤を混合し、この混合物を予
備成形した後、加熱加圧成形する通常の熱成形方法によ
って製造することができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明する。

【００３１】〔摩擦材（パッド）の作製〕図１に示す配
合組成（重量％）で、本発明の実施例１乃至実施例５の
摩擦材を作製した。また、これらの実施例との対比のた
めに、比較例１及び比較例２の摩擦材も合せて作製し
た。なお、これらの実施例及び比較例の摩擦材は、具体
的には、自動車のディスクブレーキ用パッドとして具体
化したものである。

【００３２】図１のように、これらの実施例及び比較例
の摩擦材（ディスクブレーキパッド）は、繊維基材と、
樹脂結合剤と、充填剤とを含み形成されている。そし
て、摩擦材の骨格を形成する繊維基材は、主材としての
アラミド繊維８重量％、耐熱強度と耐摩耗性を確保する
ためのチタン酸カリウム繊維１０重量％、耐熱強度と共
に摩擦係数を確保するためのセラミック（アルミナ−シ
リカ系）繊維８重量％、及び主に熱伝導性を確保するた
めの銅繊維１０重量％の混合物からなっている。したが
って、ここでは、摩擦材はスチール繊維を含まない非ス
チール系摩擦材として形成されている。なお、これらの
繊維基材は、各実施例及び比較例において同じ配合割合
で使用した。

【００３３】樹脂結合剤としては、ここではフェノール
樹脂を用い、１２重量％の割合で各実施例及び比較例に
おいて配合した。

【００３４】また、充填剤としては、主に低温域及び中
温域での耐摩耗性を向上するための固体潤滑剤であるグ
ラファイトと、特に高温域での耐摩耗性を向上するため
の固体潤滑剤である二硫化モリブデンと、摩擦係数を安
定化し、また鳴き性能の向上にも効果のあるカシューダ
ストと、体質充填剤としての硫酸バリウムと、そしてア
ブレッシブ剤である酸化ジルコニウムとを配合した。そ
して、各実施例及び比較例において、グラファイトは１
０重量％、二硫化モリブデンは３重量％、カシューダス
トは８重量％、それぞれ配合した。また、硫酸バリウム
は、酸化ジルコニウムの配合量に応じて調整し、実施例
２及び比較例２では２１重量％としたが、他の実施例及
び比較例では２６重量％配合した。つまり、各実施例及
び比較例において、酸化ジルコニウム以外の成分とその
配合割合は、実質的に同じである。

【００３５】ここで、アブレッシブ剤である酸化ジルコ
ニウムとしては、カルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ
₂Ｏ₃）、またはマグネシア（ＭｇＯ）で安定化された
４種類の安定化酸化ジルコニウムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用
した。

【００３６】安定化酸化ジルコニウムＡ（安定化ＺｒＯ
₂・Ａ）は、カルシア（ＣａＯ）で安定化された酸化ジ
ルコニウムからなる。その安定化率、即ち、Ｘ線解析に
より求めた単斜晶系のピーク強度積算値と立方晶系のピ
ーク強度積算値との和に対する立方晶系のピーク強度積
算値の割合は、８０％である。

【００３７】安定化酸化ジルコニウムＢ（安定化ＺｒＯ
₂・Ｂ）は、安定化剤としてマグネシア（ＭｇＯ）を使
用して製造したものである。そして、その安定化率は１
００％である。

【００３８】安定化酸化ジルコニウムＣ（安定化ＺｒＯ
₂・Ｃ）は、上記と同じくマグネシア（ＭｇＯ）により
安定化された酸化ジルコニウムであるが、その安定化率
は６０％である。

【００３９】安定化酸化ジルコニウムＤ（安定化ＺｒＯ
₂・Ｄ）は、安定化剤としてイットリア（Ｙ₂Ｏ₃）を
使用して製造したものであり、その安定化率は１００％
である。

【００４０】そして、この安定化酸化ジルコニウムＡ
を、実施例１では５重量％、実施例２では１０重量％、
それぞれ配合した。また、実施例３では安定化酸化ジル
コニウムＢを、実施例４では安定化酸化ジルコニウムＣ
を、実施例５では安定化酸化ジルコニウムＤを、それぞ
れ５重量％ずつ配合した。なお、対比のための比較例１
では、通常の酸化ジルコニウム（天然に産するバッデリ
石を粉砕して得られたもの）を用い、５重量％配合し
た。また、比較例２では、同じく通常の酸化ジルコニウ
ムを１０重量％配合した。なお、使用したこれらの酸化
ジルコニウムは、いずれもその平均粒子径が約２５μｍ
である。

【００４１】これらの実施例及び比較例の摩擦材（ディ
スクブレーキパッド）の作製は、通常の熱成形による方
法によって、具体的には次のように行った。即ち、各種
の酸化ジルコニウムを含む上記の配合の摩擦材原料をＶ
型ブレンダで十分均一に混合し、次いで、この粉状混合
物を予備成形金型に投入し、常温下、２００ｋｇ／ｃｍ
²の圧力で１〜２分間加圧して、予備成形した。この摩
擦材の予備成形物を、予め表面にフェノール樹脂系接着
剤を塗布した裏金と共に熱成形金型にセットし、４００
ｋｇ／ｃｍ²の加圧圧力、１６０℃の温度で１０分間熱
成形した。そして、これを２５０℃で１２０分間熱処理
して、摩擦材を得た。

【００４２】〔評価試験〕次いで、このようにアブレッ
シブ剤としての酸化ジルコニウムの種類と配合割合とを
変えて作製した実施例及び比較例の各摩擦材（ディスク
ブレーキパッド）について、熱履歴後の相手材（ディス
クロータ）の摩耗（攻撃性）を評価するために、それら
による制動試験を行った。そして、初期と熱履歴後にお
けるディスクロータの摩耗量（μｍ）を、それぞれ以下
のようにして測定した。

【００４３】（１）初期ロータ摩耗試験まず、実施例及び比較例の各摩擦材について、１０００
回の制動試験を行ない、その時のディスクロータ（鋳鉄
製）の摩耗量を測定した。この制動試験条件は次のとお
りである。

【００４４】使用キャリパブレーキ型式：ＰＤ５１−１
８Ｖ，イナーシャ：４．０ｋｇｆ・ｍ・ｓ²，初速度：１００ｋｍ／ｈ，温度：５０℃，減速度：０．１Ｇ。

【００４５】（２）熱履歴試験次に、この初期ロータ摩耗試験に引続いて、ＪＡＳＯ−
Ｃ４０６−８２に準じて第１フェードと第２フェードと
を１回ずつ繰返して行い、これによって、摩擦材に強度
な熱履歴を与えた。なお、この試験の終了後のディスク
ロータの摩耗量を予め測定した。

【００４６】（３）熱履歴後ロータ摩耗試験そして、この熱履歴試験に続いて、上記（１）と同一条
件で、同じく１０００回の制動試験を行った。そして、
この試験の終了時のディスクロータの摩耗量を測定し、
その値から上記（２）で予め測定したロータ摩耗量を差
引いて、熱履歴後のディスクロータの摩耗量を求めた。

【００４７】このように、実施例１乃至実施例５と比較
例１及び比較例２の各摩擦材について、初期と熱履歴後
の制動試験をそれぞれ行い、その時のディスクロータの
摩耗量（μｍ）を測定し、求めた。これらの初期と熱履
歴後のディスクロータの摩耗量「ロータ摩耗量」（μ
ｍ）を、図１に合せて示す。

【００４８】〔試験結果〕図１のように、アブレッシブ
剤である酸化ジルコニウムとして、通常の酸化ジルコニ
ウムを５重量％配合した比較例１の摩擦材（ディスクブ
レーキパッド）では、初期のロータ（ディスクロータ）
摩耗量は少なく、良好なレベルにあるが、熱履歴後のロ
ータ摩耗量は著しく増加している。即ち、ロータ摩耗量
は、初期には６μｍであるのに対し、熱履歴後には１９
μｍにも増加し、熱履歴前後では１３μｍもの差が生じ
ている。また、このような傾向は、通常の酸化ジルコニ
ウムを１０重量％配合した比較例２の摩擦材において特
に顕著である。即ち、ロータ摩耗量は初期には１０μｍ
であるのに対し、熱履歴後には３３μｍに増加し、その
差は２３μｍにもなり、初期のロータ摩耗量に比べて熱
履歴後のロータ摩耗量は著しく増大している。

【００４９】これらの比較例１及び比較例２の摩擦材に
対して、カルシアを安定化剤とし、安定化率８０％であ
る安定化酸化ジルコニウムＡをそれぞれ５重量％及び１
０重量％配合した実施例１及び実施例２の摩擦材におい
ては、ロータ摩耗量が初期ではそれぞれ５μｍ及び９μ
ｍであり、熱履歴後ではそれぞれ６μｍ及び１１μｍで
ある。即ち、実施例１及び比較例２の摩擦材では、初期
のロータ摩耗量と熱履歴後のロータ摩耗量の差はそれぞ
れ１μｍ及び２μｍであり、熱履歴後もロータ摩耗量は
ほとんど増加していない。また、マグネシアを安定化剤
とし、安定化率１００％である安定化酸化ジルコニウム
Ｂを５重量％配合した実施例３の摩擦材では、初期のロ
ータ摩耗量と熱履歴後のロータ摩耗量はどちらも６μｍ
であり、その差は無く、同じくマグネシアを安定化剤と
しているが、安定化率が６０％である安定化酸化ジルコ
ニウムＣを５重量％配合した実施例４の摩擦材でも、初
期ロータ摩耗量が５μｍであるのに対して熱履歴後のロ
ータ摩耗量は８μｍであって、その差は３μｍと少な
い。更に、イットリアを安定化剤とし、安定化率１００
％である安定化酸化ジルコニウムＤを配合した実施例５
の摩擦材においては、初期ロータ摩耗量と熱履歴後のロ
ータ摩耗量はどちらも６μｍであり、実施例３と同様
に、熱履歴後のロータ摩耗量の増加は全く見られない。

【００５０】このように、酸化ジルコニウムとして安定
化酸化ジルコニウムを配合した実施例１乃至実施例５の
摩擦材においては、熱履歴を与えた後におけるロータ摩
耗量は、若干増加する傾向にはあるものの、良好に抑制
されている。

【００５１】なお、酸化ジルコニウムの配合量を変えた
実施例１と実施例２、及び比較例１と比較例２からすれ
ば、その配合量が多い程、熱履歴後のロータ摩耗量がよ
り増加する傾向が見られる。しかし、酸化ジルコニウム
を比較的多く配合した実施例２においても、安定化酸化
ジルコニウムを使用しているため、その熱履歴後のロー
タ摩耗量の増加は僅かである。

【００５２】また、安定化酸化ジルコニウムの配合量は
同じであるが、安定化剤の種類と安定化率とが異なる実
施例１及び実施例３乃至実施例５を相互に対比すると、
安定化酸化ジルコニウムの安定化率に関しては、それが
高い程熱履歴後のロータ摩耗量の増加がより抑制される
傾向が見られる。特に、安定化率が１００％である安定
化酸化ジルコニウムＢ，Ｄを使用した実施例３と実施例
５では、ロータ摩耗量は熱履歴後にも全く増加していな
い。しかし、安定化剤の種類に関しては、ディスクロー
タの初期と熱履歴後の摩耗量において、際立った傾向は
見られない。

【００５３】このような結果が生じた理由については、
次のように推測される。即ち、単斜晶系からなる通常の
酸化ジルコニウムは、高熱下で正方晶系へと結晶転移
し、その際、体積が異常変化して縮小する。比較例１及
び比較例２の摩擦材において熱履歴後のロータ摩耗量が
著しく増加しているのは、その酸化ジルコニウムが、熱
履歴試験時の高温によって上記の異常体積変化を生じ、
摩擦材中に保持されなくなって脱落し、そして摩擦材と
相手材との間に介在して、相手材を著しく摩耗させたた
めであると考えられる。これに対して、実施例１乃至実
施例５の摩擦材では、安定化剤により立方晶系となって
安定化された安定化酸化ジルコニウムを使用しているの
で、熱履歴によっても結晶転移が生じ難く、また体積の
異常変化も生じ難いため、そのような相手材の摩耗の増
加が抑制されたと考えられる。

【００５４】これは、推測にすぎないものである。しか
し、いずれにしても、この試験結果から、酸化ジルコニ
ウムとしてカルシア等の安定化剤で安定化された安定化
酸化ジルコニウムを使用することによって、熱履歴後の
ロータ摩耗量の増加を少なくとも有効に抑制することが
できることが分かる。

【００５５】なお、本発明の摩擦材について、特に、デ
ィスクブレーキパッドを例として説明したが、本発明を
実施する場合は、ディスクブレーキパッドだけに限定さ
れるものではなく、ドラムブレーキのライニング、或い
はクラッチフェーシング等のその他の摩擦材にも同様に
適用することができる。また、繊維基材等の種類と配合
割合等についても、この実施例に限定されることなく、
種々に変更することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる摩擦材
は、繊維基材と、酸化ジルコニウム及びその他の充填剤
とを含む摩擦剤において、その酸化ジルコニウムは、カ
ルシア（ＣａＯ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、及びマグ
ネシア（ＭｇＯ）のうちの１種で安定化された安定化酸
化ジルコニウムからなるものである。

【００５７】したがって、この摩擦材によれば、通常の
単斜晶系の酸化ジルコニウムとは異なり、カルシア等の
安定化剤で立方晶系となって安定化され、加熱により結
晶転移し難く、それ故に異常体積変化が生じ難い安定化
酸化ジルコニウムを使用しているので、苛酷な制動が繰
返されること等によって強度の熱履歴を受けた場合であ
っても、アブレッシブ剤である酸化ジルコニウムが異常
体積変化により摩擦材から脱落して相手材の過大な摩耗
を引起すことが防止され、抑制される。即ち、本発明に
かかる摩擦材によれば、ノイズやジャダの発生原因とも
なる熱履歴後の相手材の摩耗の増加を抑制することがで
きる効果がある。

【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の摩擦材
（ディスクブレーキパッド）の組成（重量％）と、相手
材（ロータ）の摩耗に関するそれらの評価試験の結果と
を示す表図である。なお、図１において、各安定化酸化
ジルコニウムについての（）書は、安定化剤と安定化率
とを示している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維基材と、樹脂結合剤と、酸化ジルコ
ニウム及びその他の充填剤とを含む摩擦材において、前記酸化ジルコニウムは、カルシア（ＣａＯ）、イット
リア（Ｙ₂Ｏ₃）、及びマグネシア（ＭｇＯ）のうちの
いずれか１種で安定化された安定化酸化ジルコニウムか
らなることを特徴とする摩擦材。