JPH10310764A - Friction material - Google Patents
Friction materialInfo
- Publication number
- JPH10310764A JPH10310764A JP11968297A JP11968297A JPH10310764A JP H10310764 A JPH10310764 A JP H10310764A JP 11968297 A JP11968297 A JP 11968297A JP 11968297 A JP11968297 A JP 11968297A JP H10310764 A JPH10310764 A JP H10310764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- friction material
- ceramic particles
- friction
- powder
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002783 friction material Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 118
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 34
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 6
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000036314 physical performance Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、産業機械等のブレーキに使用される摩擦材に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction material used for a brake of an automobile, a railway vehicle, an industrial machine and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば自動車のディスクブレーキ用パッ
ドは、まず、略粉粒状の各種構成成分を撹拌機によって
撹拌混合して良好に分散した摩擦材原料の混合物を形成
した後、その摩擦材原料の混合物を予備成形金型に投入
して圧縮成形し、次いで、その予備成形品に対して所定
の圧力、温度による熱成形処理を施して所定の摩擦材形
状に成形し、さらに、その成形品に対して後熱処理や研
磨処理等を適宜実施することで、所望形状の摩擦材とし
て製作される。2. Description of the Related Art For example, a pad for a disc brake of an automobile is prepared by first stirring and mixing various powdery components with a stirrer to form a well-dispersed mixture of friction material raw materials. The mixture is put into a preforming mold and compression-molded, and then the preformed product is subjected to a thermoforming treatment at a predetermined pressure and temperature to form a predetermined friction material shape. On the other hand, by appropriately performing a post-heat treatment or a polishing treatment, a friction material having a desired shape is manufactured.
【０００３】ここに、前記摩擦材原料の混合物の構成成
分は、繊維材、結合材、各種添加剤等である。前記繊維
材は、補強材として使用されるもので、一般に、金属繊
維や、無機繊維又は有機繊維等からなる各種の断熱繊維
材が使用される。また、結合材としては、フェノール樹
脂等の熱硬化性樹脂粉末が使用される。そして、各種添
加剤としては、例えば、摩擦調整剤や、潤滑剤や、機械
的強度アップのための増量剤（充填材）等があり、摩擦
調整剤としてはセラミックス粒子やゴムダスト等が、潤
滑剤としては黒鉛等が、そして増量剤としては炭酸カル
シウムや硫酸バリウム等のフィラーが使用されている。
このような摩擦材原料の混合物は、摩擦材として要求さ
れる物理的性能等に応じて、構成成分相互の配合比が調
整されることになる。[0003] Here, constituent components of the mixture of the friction material raw materials include a fiber material, a binder, and various additives. The fibrous material is used as a reinforcing material, and generally, various heat insulating fibrous materials made of metal fibers, inorganic fibers, organic fibers, or the like are used. In addition, a thermosetting resin powder such as a phenol resin is used as the binder. As various additives, for example, there are a friction modifier, a lubricant, an extender (filler) for increasing mechanical strength, and the like. As the friction modifier, ceramic particles, rubber dust, and the like are used. As the filler, fillers such as calcium carbonate and barium sulfate are used.
In such a mixture of the friction material raw materials, the mixing ratio of the constituent components is adjusted according to the physical performance and the like required as the friction material.
【０００４】前述の摩擦調整剤として配合されるセラミ
ックス粒子は、摩擦係数を向上させる目的で配合された
研削材で、従来では、数百μｍ程度の比較的に大粒径の
ものが使用されて所望の効果を得ている。図３は、ディ
スクブレーキのロータに押し付けられる摩擦材１の摺動
面１ａに設けられたセラミックス粒子２の状態を示した
ものである。The above-mentioned ceramic particles blended as a friction modifier are abrasives blended for the purpose of improving the coefficient of friction. Conventionally, particles having a relatively large particle size of about several hundred μm have been used. The desired effect has been obtained. FIG. 3 shows a state of the ceramic particles 2 provided on the sliding surface 1a of the friction material 1 pressed against the rotor of the disk brake.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
大粒径のセラミックス粒子２は、制動動作時に摩擦材１
が押し付けられた際にロータ表面へ深く食い込んで、ロ
ータに線状痕またはスコーリングと呼ばれる線状の傷を
発生させ、ロータを痛める虞があった。また、セラミッ
クス材は一般に熱伝導性が悪く、制動動作時にロータと
の間の摺動摩擦によって発生する熱が大粒径のセラミッ
クス粒子２の部分に蓄熱され、該セラミックス粒子２の
部分がヒートスポットと呼ばれる局部的な過熱部となっ
て、制動性能を低下させる虞があった。さらに、摩擦材
の各種構成成分は、通常、所定の重量比で配合している
が、大粒径のセラミックス粒子２は、微小粒径のセラミ
ックス粒子を採用する場合と比較して、１粒あたりの重
量が大きくなるため所定の配合重量における粒子数が少
なくなる。従って、摩擦材上に分散しているセラミック
ス粒子２相互間の離間間隔が大きくなり、摺動面におけ
る単位領域当たりのセラミックス粒子の存在数を考える
と、セラミックス粒子の存在しない領域が増えるため、
摺動面上の摩擦係数を均一化することが難しくなるとい
う問題があった。However, the ceramic particles 2 having such a large particle size have a friction material 1 during braking operation.
When it is pressed, it penetrates deeply into the rotor surface, causing linear scratches or linear scratches called scoring on the rotor, possibly damaging the rotor. In addition, ceramic materials generally have poor thermal conductivity, and heat generated by sliding friction between the ceramic material and the rotor during braking operation is stored in the large-diameter ceramic particles 2, and the ceramic particles 2 form heat spots. There is a concern that the overheating portion may be called a local overheating portion, thereby deteriorating the braking performance. Further, the various constituent components of the friction material are usually blended in a predetermined weight ratio. However, the large-diameter ceramic particles 2 are smaller per particle than the case where the fine-particle ceramic particles are employed. , The number of particles at a given blending weight decreases. Therefore, the spacing between the ceramic particles 2 dispersed on the friction material is increased, and considering the number of ceramic particles per unit area on the sliding surface, the area where the ceramic particles are not present increases because
There is a problem that it is difficult to make the friction coefficient on the sliding surface uniform.
【０００６】そこで、摩擦調整剤として配合されるセラ
ミックス粒子として、粒径を微細化したセラミックス粒
子を採用することが検討された。図４は、粒径を数十μ
ｍに微細化したセラミックス粒子４を使用した摩擦材５
の摺動面５ａの状態を示したものである。以上のように
粒径を微細化したセラミックス粒子４の採用により、大
粒径のセラミックス粒子２によって引き起こされていた
不都合が解決されると期待されたが、実際に制動試験を
行うと、大粒径のセラミックス粒子２を使用した摩擦材
１と比較して、制動性能が低下することが判った。Therefore, it has been studied to employ ceramic particles having a fine particle diameter as ceramic particles to be blended as a friction modifier. FIG. 4 shows that the particle size is several tens μm.
Friction material 5 using ceramic particles 4 finely divided to m
3 shows the state of the sliding surface 5a. It has been expected that the inconvenience caused by the large-diameter ceramic particles 2 will be solved by adopting the ceramic particles 4 having a reduced particle diameter as described above. It was found that the braking performance was lower than that of the friction material 1 using the ceramic particles 2 having a diameter.
【０００７】この理由として、次のことが推察できた。
即ち、制動動作時には、ロータの摺動面に食い込むセラ
ミックス粒子には大きな摩擦力（剪断力）がかかるが、
セラミックス粒子は、制動時に作用する剪断力で摩擦材
から脱落しないように制動時の剪断力以上に強固な接着
強度で摩擦材に保持されていなければならない。ところ
が、摩擦材がセラミックス粒子を保持している接着強度
は、図３及び図４から明らかなように、セラミックス粒
子２、４の摩擦材１、５に埋没している部分の表面積
（図３及び図４の斜線部）に比例する。つまり、粒径の
小さなセラミックス粒子４は、大粒径のセラミックス粒
子２よりも摩擦材との接触面積が小さいために摩擦材と
の接着力が弱く、ロータとの摺動で作用する剪断力に負
けて摩擦材表面から脱落してしまい、本来の目的である
摩擦係数の向上に寄与しないためと考えられた。The following could be inferred for this reason.
That is, during the braking operation, a large frictional force (shearing force) is applied to the ceramic particles that bite into the sliding surface of the rotor,
The ceramic particles must be held by the friction material with a bonding strength stronger than the shear force at the time of braking so that the ceramic particles do not fall off the friction material due to the shear force acting during braking. However, as can be seen from FIGS. 3 and 4, the adhesion strength of the friction material holding the ceramic particles depends on the surface area of the portion of the ceramic particles 2 and 4 buried in the friction materials 1 and 5 (see FIGS. 3 and 4). (Shaded area in FIG. 4). In other words, the ceramic particles 4 having a small particle diameter have a smaller contact area with the friction material than the ceramic particles 2 having a large particle diameter, so that the adhesive force with the friction material is weak, and the shearing force acting upon sliding with the rotor is reduced. It was thought that the ball was lost and fell off the surface of the friction material, and did not contribute to the improvement of the friction coefficient, which is the original purpose.
【０００８】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
摺動面の摩擦係数を向上させることができ、しかも摺動
面が押し付けられる相手側部材を痛めることがなく、ま
た、ヒートスポットの形成による制動性能の低下を防止
することもできて、安定した制動性能を長期間にわたっ
て維持できる研削材を含有した摩擦材を提供することを
目的とする。[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances,
The friction coefficient of the sliding surface can be improved, and the sliding surface does not hurt the mating member against which the sliding surface is pressed. Also, it is possible to prevent a decrease in the braking performance due to the formation of a heat spot, and it is stable. It is an object of the present invention to provide a friction material containing a grinding material capable of maintaining braking performance for a long period of time.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る摩擦材は、摩擦係数を向上させる研削材
として、セラミックス粒子を含有させてなる摩擦材であ
って、熱伝導性に優れた金属粉の表面にセラミックス粒
子を固着させたセラミックス複合粉体を前記研削材とし
て含有させたことを特徴とするものである。A friction material according to the present invention for achieving the above object is a friction material containing ceramic particles as a grinding material for improving a friction coefficient. The present invention is characterized in that a ceramic composite powder in which ceramic particles are fixed to the surface of an excellent metal powder is contained as the abrasive.
【００１０】なお、前記セラミックス粒子としては硅酸
ジルコニウムを使用し、前記金属粉としては銅粉を使用
することが望ましい。Preferably, zirconium silicate is used as the ceramic particles, and copper powder is used as the metal powder.
【００１１】そして、セラミックス粒子は金属粉の表面
に複合化された一体化構造であり、摩擦材上でのセラミ
ックス粒子の保持力が、セラミックス粒子よりも粒径の
大きい金属粉と摩擦材との接触面積によって決まるた
め、たとえセラミックス粒子として粒径の微小なセラミ
ックス粒子を使用しても、摩擦材はこの微小セラミック
ス粒子を強固に保持する。従って、セラミックス粒子は
制動時に相手側部材から受ける大きな摩擦力（剪断力）
により生じる脱落が解消される。The ceramic particles have an integrated structure in which the surface of the metal powder is composited, and the holding force of the ceramic particles on the friction material is increased by the friction between the metal powder having a larger particle diameter than the ceramic particles and the friction material. Since it is determined by the contact area, even if ceramic particles having a small particle diameter are used as the ceramic particles, the friction material firmly holds the fine ceramic particles. Accordingly, the ceramic particles receive a large frictional force (shearing force) from the mating member during braking.
Is eliminated.
【００１２】また、セラミックス粒子の微粒子化によっ
て、配合重量が同じでも、粒径の大きなセラミックス粒
子を使用した場合と比較すると、配合するセラミックス
粒子の粒子数を倍増して、摩擦材の摺動面上でのセラミ
ックス粒子の分散を均一かつ密にすることができる。In addition, due to the finer ceramic particles, the number of ceramic particles to be compounded is doubled as compared with the case where ceramic particles having a larger particle size are used, even if the compounding weight is the same, and the sliding surface of the friction material is increased. The above-mentioned dispersion of the ceramic particles can be made uniform and dense.
【００１３】また、制動時に、摩擦材の摺動面に突出し
ているセラミックス粒子は、該摩擦材の摺動面が押し付
けられる相手側部材に食い込むことによって、摩擦係数
を向上させるが、セラミックス粒子として粒径の微小な
微小セラミックス粒子を採用することで、相手側部材へ
の食い込みを小さくして、相手側部材に線状痕またはス
コーリングと呼ばれる線状の傷を発生させることを防止
することができる。Further, at the time of braking, the ceramic particles projecting from the sliding surface of the friction material improve the friction coefficient by biting into the mating member against which the sliding surface of the friction material is pressed. By adopting fine ceramic particles with a small particle size, it is possible to reduce bite into the mating member and prevent linear mating or linear scratches called scoring on the mating member. it can.
【００１４】さらに、制動時にセラミックス粒子に加わ
る熱は、熱伝導性に優れた金属粉を介して、セラミック
ス複合粉体の周囲の摩擦材構成成分中に広く、かつ速や
かに放熱される。Further, heat applied to the ceramic particles at the time of braking is radiated widely and promptly to the friction material components around the ceramic composite powder via the metal powder having excellent thermal conductivity.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る摩擦材の好適
な実施の形態を図面により詳細に説明する。図１は、本
発明に係る摩擦材の一実施形態を示す要部の断面図であ
る。この一実施形態での摩擦材は、自動車のディスクブ
レーキ用パッドとして使用されるもので、従来例と同
様、まず、略粉粒状の各種構成成分を撹拌機によって撹
拌混合して各種構成成分が良好に分散した摩擦材原料の
混合物を形成した後、その摩擦材原料の混合物を予備成
形金型に投入して圧縮成形し、次いで、その予備成形品
に対して所定の圧力、温度による熱成形処理を施して所
定の摩擦材形状に成形し、さらに、その成形品に対して
後熱処理や研磨処理等を適宜実施することで、所望形状
の摩擦材として製作される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a friction material according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a friction material according to the present invention. The friction material in this embodiment is used as a pad for a disc brake of an automobile. As in the conventional example, first, various components in a substantially powdery state are stirred and mixed by a stirrer so that various components are good. After forming a mixture of the friction material raw materials dispersed in the above, the mixture of the friction material raw materials is put into a preforming mold and compression-molded, and then the preformed product is subjected to a thermoforming treatment at a predetermined pressure and temperature. To form a predetermined frictional material shape, and then appropriately perform a post-heat treatment or a polishing treatment on the molded product, thereby producing a friction material having a desired shape.
【００１６】ここに、前記摩擦材原料の混合物の構成成
分は、下記表１に示す如きである。即ち、構成成分は繊
維材、結合材、各種添加剤等である。前記繊維材は、補
強材として使用されるもので、金属繊維や、無機繊維又
は有機繊維等からなる各種の断熱繊維材が使用される。
また、結合材としては、フェノール樹脂等の熱硬化性樹
脂粉末が使用される。Here, the constituent components of the mixture of the friction material raw materials are as shown in Table 1 below. That is, the constituent components are a fiber material, a binder, various additives, and the like. The fibrous material is used as a reinforcing material, and various heat insulating fibrous materials made of metal fibers, inorganic fibers, organic fibers, or the like are used.
In addition, a thermosetting resin powder such as a phenol resin is used as the binder.
【００１７】[0017]
【表１】 [Table 1]
【００１８】そして、各種添加剤としては、例えば、摩
擦調整剤や、潤滑剤や、機械的強度アップのための増量
剤（充填材）等があり、摩擦調整剤及び潤滑剤として
は、セラミックス粒子と金属粉と黒鉛が、そして増量剤
としては炭酸カルシウムや硫酸バリウム等のフィラーが
使用されている。Examples of the various additives include a friction modifier, a lubricant, and an extender (filler) for increasing the mechanical strength. The friction modifier and the lubricant include ceramic particles. And metal powder and graphite, and fillers such as calcium carbonate and barium sulfate are used as extenders.
【００１９】以上の各構成成分は、表１に記載の配合比
（ｗｔ％）で配合されている。また、この一実施形態の
場合、前記セラミックス粒子としては硅酸ジルコニウム
を使用し、前記金属粉としては銅粉を使用している。さ
らに、特徴的なことは、前記硅酸ジルコニウムとして
は、平均粒径が５μｍ程度に微細化したものを使用して
いる。そして、この微粒子化した硅酸ジルコニウムは、
熱伝導性に優れた金属粉である銅粉の表面に固着させた
セラミックス複合粉体としてた上で、その他の構成成分
に混合されて、前述の摩擦材原料の混合物とされる。硅
酸ジルコニウムを固着させる銅粉は、平均粒径が３０μ
ｍ程度のものを使用している。The above components are blended at the blending ratio (wt%) shown in Table 1. In this embodiment, zirconium silicate is used as the ceramic particles, and copper powder is used as the metal powder. Further, it is characteristic that the zirconium silicate used has an average particle diameter of about 5 μm. And this finely divided zirconium silicate,
After being formed into a ceramic composite powder fixed to the surface of copper powder, which is a metal powder having excellent thermal conductivity, it is mixed with other components to form a mixture of the above-described friction material raw materials. Copper powder to which zirconium silicate is fixed has an average particle size of 30μ.
m is used.
【００２０】前述のセラミックス複合粉体は、図２に示
す粒子複合化装置１０により生成される。この粒子複合
化装置１０は、シータ・コンポーザ（徳寿工作所製）と
呼ばれている装置で、ベッセル１１の楕円形の粒子充填
空間１２内に楕円形のロータ１３が配備された構成であ
る。この粒子複合化装置１０では、複合化させる粉粒体
（この場合は、硅酸ジルコニウムと銅粉）を前記粒子充
填空間１２に投入して、ロータ１３とベッセル１１とを
互いに逆向きに相対回転させると、投入された粉粒体相
互が撹拌・混合されると共に、混合された粒子がロータ
１３とベッセル１１との間の間隔の狭まった挟圧部１４
で挟圧されて、図１に示すように、粒径の大きな銅粉１
５の表面に粒径の小さな硅酸ジルコニウム１６が固着し
たセラミックス複合粉体１７が形成される。The above-mentioned ceramic composite powder is produced by the particle composite apparatus 10 shown in FIG. The particle compounding apparatus 10 is an apparatus called a theta composer (manufactured by Tokuju Kosakusho), and has a configuration in which an elliptical rotor 13 is provided in an elliptical particle filling space 12 of a vessel 11. In this particle-compositing apparatus 10, a powdery substance to be composited (in this case, zirconium silicate and copper powder) is charged into the particle-filled space 12, and the rotor 13 and the vessel 11 are relatively rotated in opposite directions. When this is done, the charged powder and granules are agitated and mixed with each other, and the mixed particles are compressed by the pressing portion 14 having a narrow space between the rotor 13 and the vessel 11.
As shown in FIG. 1, copper powder 1 having a large particle size
5, a ceramic composite powder 17 having a small particle size zirconium silicate 16 fixed thereto is formed.
【００２１】前記粒子複合化装置１０によってセラミッ
クス複合粉体１７を生成する際の各粉粒体の充填量や、
ベッセル１１及びロータ１３の回転速度、挟圧部１４の
クリアランス等の複合化条件は、次の表２に示す如きで
ある。When the ceramic composite powder 17 is produced by the particle composite apparatus 10, the filling amount of each granular material,
The compounding conditions such as the rotation speed of the vessel 11 and the rotor 13 and the clearance of the pinching portion 14 are as shown in Table 2 below.
【００２２】[0022]
【表２】 [Table 2]
【００２３】前記粒子複合化装置１０によりセラミック
ス複合粉体１７に形成された配合比分の硅酸ジルコニウ
ム１６は、その他の摩擦材構成成分と一緒に撹拌混合し
て、各種構成成分が良好に分散した摩擦材原料の混合物
を形成した後に、その混合物を予備成形金型に投入して
圧縮成形し、次いで、その予備成形品に対して所定の圧
力、温度による熱成形処理を施して所定の摩擦材形状に
成形し、さらに、その成形品に対して後熱処理や研磨処
理等を適宜実施することで、所望形状の摩擦材として完
成される。完成した摩擦材２０は、図１に示すように、
摺動面上に、セラミックス複合粉体１７の硅酸ジルコニ
ウム１６が分散した構造となる。The zirconium silicate 16 in the compounding ratio formed in the ceramic composite powder 17 by the particle-compositing apparatus 10 is mixed with the other friction material components with stirring to disperse various components well. After forming a mixture of the friction material raw materials, the mixture is put into a preforming mold and compression-molded, and then the preformed product is subjected to a thermoforming treatment at a predetermined pressure and temperature to thereby obtain a predetermined friction material. The friction material having a desired shape is completed by forming into a shape and appropriately performing post-heat treatment, polishing, and the like on the molded product. The completed friction material 20 is, as shown in FIG.
A structure is obtained in which zirconium silicate 16 of ceramic composite powder 17 is dispersed on the sliding surface.
【００２４】以上の構成の摩擦材２０では、微小粒径の
硅酸ジルコニウム１６は大粒径の銅粉１５と一体であ
り、摩擦材２０上での硅酸ジルコニウム１６の保持力
は、硅酸ジルコニウム１６よりも粒径の大きな銅粉１５
と摩擦材２０との接触面積（図１に斜線を施した部分）
によって決まり、粒径の微小な硅酸ジルコニウム１６を
使用したとしても、摩擦材２０上でのセラミックス粒子
の保持力は大きくすることができる。即ち、セラミック
ス粒子として粒径の微小な硅酸ジルコニウム１６を使用
したとしても、制動時に、当該摩擦材２０の摺動面が押
し付けられる相手側部材から受ける大きな摩擦力に耐え
得る十分な保持力を確保することができる。In the friction material 20 having the above-described structure, the zirconium silicate 16 having a small particle size is integrated with the copper powder 15 having a large particle size, and the holding force of the zirconium silicate 16 on the friction material 20 is silicate. Copper powder 15 having a larger particle size than zirconium 16
Area of contact between friction material and friction material 20 (portion shaded in FIG. 1)
Even if zirconium silicate 16 having a small particle size is used, the holding force of the ceramic particles on the friction material 20 can be increased. That is, even if zirconium silicate 16 having a small particle diameter is used as the ceramic particles, a sufficient holding force that can withstand a large frictional force received from the mating member against which the sliding surface of the friction material 20 is pressed during braking is used. Can be secured.
【００２５】そして、セラミックス粒子の微粒子化によ
って、配合重量が同じでも、粒径の大きなセラミックス
粒子を使用した場合と比較すると、配合するセラミック
ス粒子の粒子数を倍増して、摩擦材２０の摺動面上での
セラミックス粒子の分散を均一かつ密にすることができ
る。Further, by making the ceramic particles finer, the number of the ceramic particles to be compounded is doubled and the friction material 20 slides as compared with the case where the ceramic particles having the larger particle size are used even if the compounding weight is the same. The dispersion of the ceramic particles on the surface can be made uniform and dense.
【００２６】また、制動時に、摩擦材２０の摺動面に設
けられている硅酸ジルコニウム１６は、該摩擦材２０の
摺動面が押し付けられる相手側部材に食い込むことによ
って、摩擦係数を向上させるが、硅酸ジルコニウム１６
の粒径が小さいため、相手側部材への食い込みが小さ
く、相手側部材を傷つける力が小さい。Further, at the time of braking, the zirconium silicate 16 provided on the sliding surface of the friction material 20 bites the mating member against which the sliding surface of the friction material 20 is pressed, thereby improving the friction coefficient. But zirconium silicate 16
Since the particle diameter of the mating member is small, the biting of the mating member is small, and the force of damaging the mating member is small.
【００２７】さらに、制動時に硅酸ジルコニウム１６に
加わる熱は、熱伝導性に優れた銅粉１５を介してセラミ
ックス複合粉体１７の周囲の摩擦材２０構成成分中に広
く、かつ速やかに放熱されるため、微小な硅酸ジルコニ
ウム１６の部分に局部的に蓄熱されることがなくなる。Further, heat applied to the zirconium silicate 16 during braking is widely and promptly radiated to the components of the friction material 20 around the ceramic composite powder 17 via the copper powder 15 having excellent thermal conductivity. Therefore, heat is not locally stored in the minute zirconium silicate 16 portions.
【００２８】本発明者は、前述の一実施形態の摩擦材２
０と、配合成分は同じであるが配合するセラミックス粒
子として大粒径の硅酸ジルコニウムをそのまま他の構成
成分に撹拌混合させた従来の摩擦材１とを、慣性型ブレ
ーキ制動試験機（ダイナモテスター）を用いて、同一の
摩擦性能試験を実施した。その結果、両摩擦材１と摩擦
材２０とでは、平均摩擦係数では大差なかったが、相手
側部材の摺動面に生じたセラミックス粒子による擦り傷
は、本実施形態の摩擦材２０の方が明らかに少なかっ
た。また、従来の摩擦材１の場合は、試験の後半では、
セラミックス粒子によって相手側部材の摺動面に生じた
線状傷のために摩擦係数の変動が大きくなる現象が生じ
たが、本実施形態の摩擦材２０では、そのような不都合
が生じることがなく、摩擦係数は、試験の終了まで、ほ
ぼ一定で安定していた。The present inventor has proposed the friction material 2 of the above-described embodiment.
0 and a conventional friction material 1 obtained by mixing zirconium silicate having a large particle diameter as ceramic particles to be mixed with other components as they are, but using an inertial brake braking tester (Dynamo Tester). ), The same friction performance test was performed. As a result, there was no significant difference in the average friction coefficient between the friction material 1 and the friction material 20. Was few. In the case of the conventional friction material 1, in the latter half of the test,
A phenomenon that the friction coefficient fluctuates greatly due to linear scratches generated on the sliding surface of the mating member due to the ceramic particles has occurred. The coefficient of friction was almost constant and stable until the end of the test.
【００２９】なお、本発明の摩擦材の用途は、自動車の
ディスクブレーキ用に限らない。ドラムブレーキ用のラ
イニングにも適用可能であり、また、鉄道車両、産業機
械等における種々のブレーキに使用可能である。The use of the friction material according to the present invention is not limited to disc brakes for automobiles. The present invention is also applicable to linings for drum brakes, and can be used for various brakes in railway vehicles, industrial machines, and the like.
【００３０】また、前述の実施形態の場合は、平均粒径
が５μｍの硅酸ジルコニウム１６を平均粒径が３０μｍ
の銅粉１５に複合化させたが、銅粉１５の粒径は５００
μｍ程度まで大きくすることが可能で、その場合に、銅
粉に複合化させるセラミックス粒子の粒径は銅粉の粒径
の１０分の１程度に設定するとよい。In the case of the above-described embodiment, zirconium silicate 16 having an average particle size of 5 μm is replaced with zirconium silicate 16 having an average particle size of 30 μm.
Of copper powder 15, but the particle size of copper powder 15 is 500
The diameter can be increased to about μm, and in this case, the particle diameter of the ceramic particles to be composited with the copper powder is preferably set to about one tenth of the particle diameter of the copper powder.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明の摩擦材によれば、セラミックス
粒子は金属粉の表面に複合化されて金属粉と一体であ
り、摩擦材上でのセラミックス粒子の保持力は、セラミ
ックス粒子よりも粒径の大きな金属粉と摩擦材との接触
面積によって決まり、セラミックス粒子として粒径の微
小なセラミックス粒子を使用したとしても、摩擦材上で
のセラミックス粒子の保持力は大きくすることができ
る。即ち、セラミックス粒子として粒径の微小なセラミ
ックス粒子を使用したとしても、制動時に、当該摩擦材
の摺動面が押し付けられる相手側部材から受ける大きな
摩擦力に耐え得る十分な保持力を確保することができ、
制動時に相手側部材から受ける摩擦力で摩擦材上からセ
ラミックス粒子が脱落する等の不都合が発生せず、摩擦
係数の向上という当初の目的を十分に達成することがで
きる。According to the friction material of the present invention, the ceramic particles are combined with the surface of the metal powder and are integrated with the metal powder, and the holding power of the ceramic particles on the friction material is smaller than that of the ceramic particles. It is determined by the contact area between the metal powder having a large diameter and the friction material, and even if ceramic particles having a small particle diameter are used as the ceramic particles, the holding force of the ceramic particles on the friction material can be increased. That is, even if ceramic particles having a small particle diameter are used as the ceramic particles, it is necessary to ensure a sufficient holding force to withstand a large frictional force received from a mating member against which the sliding surface of the friction material is pressed during braking. Can be
Inconveniences such as the ceramic particles falling off from the friction material due to the frictional force received from the mating member during braking do not occur, and the initial purpose of improving the friction coefficient can be sufficiently achieved.
【００３２】そして、セラミックス粒子の微粒子化によ
って、配合重量が同じでも、粒径の大きなセラミックス
粒子を使用した場合と比較すると、配合するセラミック
ス粒子の粒子数を倍増して、摩擦材の摺動面上でのセラ
ミックス粒子の分散を均一かつ密にすることができ、摺
動面上の摩擦係数を均一化することができる。Further, by making the ceramic particles finer, the number of ceramic particles to be compounded is doubled as compared with the case of using ceramic particles having a larger particle size, even if the blending weight is the same, and the sliding surface of the friction material is increased. The dispersion of the ceramic particles can be made uniform and dense, and the friction coefficient on the sliding surface can be made uniform.
【００３３】また、制動時に、摩擦材の摺動面に突出し
ているセラミックス粒子は、該摩擦材の摺動面が押し付
けられる相手側部材に食い込むことによって、摩擦係数
を向上させるが、セラミックス粒子として粒径の微小な
セラミックス粒子を採用することで、相手側部材への食
い込みを小さくして、相手側部材に線状痕またはスコー
リングと呼ばれる線状の傷を発生させることを防止する
ことができる。Further, at the time of braking, the ceramic particles protruding from the sliding surface of the friction material improve the friction coefficient by biting into the mating member against which the sliding surface of the friction material is pressed. By employing ceramic particles having a small particle size, the bite into the mating member can be reduced, thereby preventing the mating member from generating linear marks or linear scratches called scoring. .
【００３４】さらに、制動時にセラミックス粒子に加わ
る熱は、熱伝導性に優れた金属粉を介してセラミックス
複合粉体の周囲の摩擦材構成成分中に広く、かつ速やか
に放熱されるため、微小なセラミックス粒子の部分に局
部的に蓄熱されることがなくなり、局部的に過熱された
ヒートスポットの形成が防止され、ヒートスポットの形
成による制動性能の低下を防止することもでき、安定し
た制動性能を長期間にわたって維持可能になる。Further, the heat applied to the ceramic particles during braking is widely and quickly radiated into the friction material components around the ceramic composite powder through the metal powder having excellent heat conductivity, so that minute heat is applied. Heat is not locally stored in the ceramic particles, preventing the formation of locally overheated heat spots, preventing the deterioration of braking performance due to the formation of heat spots, and ensuring stable braking performance. It can be maintained for a long time.
【００３５】[0035]
【図１】本発明に係る摩擦材の一実施形態の要部断面図
である。FIG. 1 is a sectional view of a main part of an embodiment of a friction material according to the present invention.
【図２】本発明の一実施形態に示したセラミックス複合
粉体を生成する粒子複合化装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of a particle composite apparatus for producing a ceramic composite powder according to an embodiment of the present invention.
【図３】大粒径のセラミックス粒子を配合した従来の摩
擦材の要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a conventional friction material containing large-sized ceramic particles.
【図４】微小粒径のセラミックス粒子を配合した従来の
摩擦材の要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a conventional friction material containing ceramic particles having a small particle diameter.
１５ 銅粉 １６ 硅酸ジルコニウム １７ セラミックス複合粉体 ２０ 摩擦材 15 Copper powder 16 Zirconium silicate 17 Ceramic composite powder 20 Friction material
Claims (2)
ラミックス粒子を含有させてなる摩擦材であって、 熱伝導性に優れた金属粉の表面にセラミックス粒子を固
着させたセラミックス複合粉体を前記研削材として含有
させたことを特徴とする摩擦材。1. A friction material containing ceramic particles as a grinding material for improving a coefficient of friction, wherein said ceramic composite powder is obtained by fixing ceramic particles to a surface of a metal powder having excellent thermal conductivity. A friction material characterized by being contained as an abrasive.
コニウムを使用し、前記金属粉としては銅粉を使用した
ことを特徴とする請求項１記載の摩擦材。2. The friction material according to claim 1, wherein zirconium silicate is used as said ceramic particles, and copper powder is used as said metal powder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11968297A JPH10310764A (en) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Friction material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11968297A JPH10310764A (en) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Friction material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10310764A true JPH10310764A (en) | 1998-11-24 |
| JPH10310764A5 JPH10310764A5 (en) | 2004-12-24 |
Family
ID=14767448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11968297A Pending JPH10310764A (en) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Friction material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10310764A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000309641A (en) * | 1999-02-22 | 2000-11-07 | Nisshinbo Ind Inc | Non-asbestos friction material |
| CN101831273A (en) * | 2010-05-14 | 2010-09-15 | 唐山市丰南区国荣基管业有限公司 | Ceramic-based friction material and method for preparing same |
| CN103614114A (en) * | 2013-08-14 | 2014-03-05 | 十堰市九霄摩擦材料有限公司 | Friction material for automobile brake and recycling method therefor |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP11968297A patent/JPH10310764A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000309641A (en) * | 1999-02-22 | 2000-11-07 | Nisshinbo Ind Inc | Non-asbestos friction material |
| CN101831273A (en) * | 2010-05-14 | 2010-09-15 | 唐山市丰南区国荣基管业有限公司 | Ceramic-based friction material and method for preparing same |
| CN103614114A (en) * | 2013-08-14 | 2014-03-05 | 十堰市九霄摩擦材料有限公司 | Friction material for automobile brake and recycling method therefor |
| CN103614114B (en) * | 2013-08-14 | 2015-07-22 | 十堰市九霄摩擦材料有限公司 | Friction material for automobile brake and recycling method therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103827538B (en) | The manufacture method of friction material | |
| KR20120046024A (en) | Friction material | |
| JP2001107025A (en) | Non-asbestos friction material | |
| JPH1161105A (en) | Friction material | |
| JPH10195420A (en) | Friction material | |
| JP3068798B2 (en) | Friction material | |
| JP2991970B2 (en) | Friction material | |
| JP2002097451A (en) | Friction material for aluminum disk rotor | |
| JP2005029653A (en) | Dry friction material | |
| JP3838529B2 (en) | Non-asbestos friction material | |
| JP5886649B2 (en) | Friction material | |
| JPH08209116A (en) | Friction material composition for brake pad and production of brake pad | |
| JPH108034A (en) | Friction material composition | |
| JP3838400B2 (en) | Friction material composition and friction material using friction material composition | |
| JPH1015370A (en) | Stir-mixing method and method for producing friction material | |
| JPH108038A (en) | Friction material composition | |
| JPH09143454A (en) | Friction material composition | |
| JPH10205555A (en) | Brake friction material | |
| JP2004204904A (en) | Brake lining | |
| JP2001234960A (en) | Friction materials, pads, shoes | |
| JP2002256253A (en) | Granule used as raw material for friction material and method for producing the same | |
| JPS6092332A (en) | Production of brake disk pad | |
| JPH1112559A (en) | Friction material | |
| JPH0959598A (en) | Frictional material composition | |
| JPH10259837A (en) | Disc pad material for passenger cars |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040120 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060324 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060907 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060913 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |