JPS5925867A

JPS5925867A - 摩擦ブレ−キ材

Info

Publication number: JPS5925867A
Application number: JP13606782A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Kato; 剛志加藤; Kiyokuni Omori; 大森　清州
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1982-08-04
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1984-02-09
Also published as: JPH0343501B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、摩擦ブレーキ材の改良に関する。

自動車および二輪車、鉄道車輌、さらには航空機、ある
いは各種機械の制動機構に使用する摩擦ブレーキには、
従来、アスベストを基材とし各種の添加材を加えたもの
を、フェノール樹脂のような熱硬化性樹脂結合剤を用い
て所望の形状に成形したブレーキ材が使用されてきた。

ところが、ブレーキ材の摩耗に伴って飛散するアスベス
トが、人体に悪影響を与えることが明らかになったので
、アスベストを含まないブレーキ材を開発する努力がな
されている。　熱硬化性樹脂を結合材に用いた摩擦ブレ
ーキ材は、一般に、３００°Ｃを超える温度で急激に摩
擦係数が低下し、摩耗量が増加する傾向があり、それに
つれてアスベストの空中への飛散も増大する。

一方で、ブレーキ材の使用条件は苛酷さを増す方向をた
どっており、比較的軽負荷用のブレーキといえども、摩
擦面の温度が、かなり上昇することが避けられない。　
これは、フェード現象や異常摩耗という危険な結果につ
ながることが多い。

本発明者らは、摩擦ブレーキ材において（とくにウーブ
ン系またはモールド系ブレーキ材）、アスベストの使用
を排除して公衆衛生上の問題を解決するとともに、苛酷
な使用条件に耐えてすぐれた性能を示すブレーキ材を提
供することを目標として研究を重ねだ。　その結果、炭
化ケイ素ウィスカーの使用により、捷だこれとアラミツ
ド繊維または炭素繊維を併用することにより、この目標
を達成できることを見出して本発明に至った。

とくに、炭化ケイ素ウィスカーとアラミツド繊維との併
用は、すぐれた成績をあげる。

本発明の摩擦ブレーキ材の基本的な構成は、無機質材料
の繊維または粉末からなる基材、炭化ケイ素ウィスカー
、有機質または無機質の充填材ないし改質材、および摩
擦向上材からなる諸材料を、熱硬化性樹脂の結合材で結
合し、成形して得たものである。

本発明の変更態様は、炭化ケイ素ウィスカーの一部を、
炭素繊維でおきかえたものである。

本発明のいまひとつの変更態様は、炭化ケイ素ウィスカ
ーの一部を、アラミツド繊維でおきかえたものである。

従来のウーブン系捷たはモールド系のブレーキ材におい
ては、基材としてアスベストが４０〜７０％（重量）も
含まれていだが、本発明ではアスベストを一切使用せず
、上記のように、他の無機質材料の繊維捷たは粉末を基
材とする。

アスベスト以外の無機質材料の繊維としては、ガラス繊
維が代表的であるが、ロックウールそのほかも使用でき
る。　　もちろん長繊維である必要はなく、混合の容易
さからいえば短繊維の方がよい。　無機質材料の粉末は
、たとえば酸化亜鉛。

炭酸カルシウム、硫酸カルシウムなどが挙げられ、その
ほか類似の無機化合物の粉末を使える。　単独であって
も、２種以上併用してもよい。　基材としての無機質材
料の繊維と粉末とは、いずれか一方で足りるが、両方あ
ってもよく、その方がさらによい結果が得られる。　基
材の量は、製品の重量基準で３０〜７０％とする。　通
常は５０チ前後が適尚である。

炭化ケイ素ウィスカーは、直径０，１〜１μ、長さ５０
〜１００μ程度の短小繊維のものが市場で入手容易であ
り、本発明のブレーキ制の材料としてもこれが有用であ
ることが確認された。

炭素繊維は、市場で入手できる短繊維のものを用いれば
よい。

アラミツド繊維は「ケブラー」などの商品名で市販され
ている合成繊維であって、引張強度に加えて耐摩耗性が
高い。　耐熱性も約２００°ａｔであり、炭化ケイ素や
炭素繊維には及ばないが、合成繊維の中では高い方であ
る。

炭素繊維またはアラミツド繊維による炭化ケイ素ウィス
カーのおきかえ可能な限度は、炭化ケイ素の使用量にも
よるが、約半分ないし−までである。　配合量であられ
せば、製品ブレーキ材の重量基準で、炭化ケイ素つイ・
スカーは１〜１０％、好ましくは２〜５％、炭素繊維ま
たはアラミツド繊維は１〜１５％、好ましくは２〜７係
の範囲からえらぶべきことになる。

アラミツド繊維を使用する利益は、ひとつは重量にあり
、いまひとつは価格にある。　すなわち、アラミツド繊
維は炭化ケイ素ウィスカーより密度が小さく（約１．４
）、かつそれよりはるかに廉価である。　　しかも、後
記する実施例にみるとおり、これを使用したブレーキ材
は、比較的多量の炭化ケイ素ウィスカーを使用した場合
に匹敵する性能を示す。　耐熱温度が約２００°Ｃ程度
であるアラミツド繊維を、摩擦により高温にさらされる
ブレーキ材に使用して有用であるという事実は、本発明
者らも予期しなかったところである。

有機質重だは無機質の充填材ないし改質材は、増量を目
的とし、捷だけそれとともにブレーキ材としての性能に
何らかのプラスをする配合材料であって、そのひとつの
グループに、銅粉、亜鉛粉力どの金属粉末がある。　こ
れらは製品ブレーキ材の熱伝導度を高め、表面の局部的
温度上昇をやわらげるはたらきをする。　その配合量は
、５〜２０％の範囲が適当である。　いまひとつのグル
ープに属する例としては、ゴムコンパウンド、パライト
、カシュー粒、クレーなどの充填材があシ、その添加に
より耐摩耗性や機械的性質の向上が期待できる。　　こ
れも１種型たは２種以上を、２種以上の場合は合計量で
、５〜２０％程度配合するとよい。

摩擦向上材は、カーボンブラックや二硫化モリブデンな
ど高温での潤滑材であって、従来から使用されているも
のを指す。　配合量は５〜１０％が適当である。

本発明の摩擦ブレーキ材の製造は、既知の技術に従って
実施すればよい。　す々わち、上述した各材料を適切な
割合で配合し、フェノール樹脂のような、これもブレー
キ材の製造に常用されている熱硬化性樹脂を結合材とし
て成形し、加熱加圧成形し、必要により表面を研摩する
。

本発明により、摩擦ブレーキ材からアスベストが排除さ
れ、しかも耐摩耗性が高く、高温においても摩擦係数が
低下しないブレーキ材が得られる。

このような特性をもつブレーキ材は、耐久性と高負荷で
の使用を要求される制動機構にうってつけであるから、
自動車ブレーキをはじめとする広い用途がある。

実施例絡みあった短繊維状のものを混合する能力にすぐれたリ
トルフォードミキサーを用い、表に示すような、炭化ケ
イ素ウィスカーをはじめとする繊維状の材料をときほぐ
し、これに残りの成分を、表に掲げた割合で配合し、攪
拌して均一な混合物にした。

混合物を圧縮成形機にかけ、常温で１００に９／ｃ４の
圧力を加え、予備成形した。

ついで、試験片を与える形状の金型を用い、温度１５０
〜１５５°Ｃ１圧力２５０　Ｈ／ｃｒｌの条件で７分間
、加圧加熱成形した。　そのあと、１８０〜２００°Ｃ
の温度において５時間熱処理してから放冷し、表面を研
摩してブレーキ材試験片を得た。

゛比較のため、アスベスト基材を使用した従来のブレー
キ材試験片を、同様の条件で製作した。

これらの試験片をフルサイズダイナモメータ−にかけ、
ブレーキ初速５０７ｃｍ／ｈｒ−制動回数１０００回の
条件で試験し、種々の温度における摩耗厚さを測定した
。

その結果を第１図に示す。　本発明に従った実施例は、
従来技術によるものより摩耗が少なく、とくに高温側に
おいてその差が顕著である。

別に、　　ＪＡＳＯ−６９１４の乗用車ブレーキ装置ダ
イナモメータ−試験方法に準拠したブレーキ材試験片を
つくり、摩擦係数を測定した。

その結果は第２図に示す。　この試験においても、本発
明によるものは、高温におけるブレーキ性能の低下が問
題にならないことが明らかである。

（重量％）

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも、本発明の摩擦ブレーキ材の性能に対す
る温度の影響を、従来品と比較して示すグラフであって
、第１図は摩耗厚さを、まだ第２図は摩擦係数をそれぞ
れ示す。特許出願人　大同特殊鋼株式会社代理人弁理士須賀総夫才１図１００　　　　３００　　　　５００１反（０Ｃ）牙２図１００　　　　３００　　　　５００ミ賑友（°Ｃ）手続補正書（方式）％式％２、発明の名称摩擦ブレーキ材３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　　愛知県名古屋市南区星崎町字繰出６６番地名称
　（３７１）大同特殊鋼株式会社４、代理人〒１０４住所　　東京都中央区築地二丁目１５番１４号発送日　
　昭和５７年１０月２６日６、補正の対象明細書の発明の詳細な説明７、補正の内容明細書第１１頁の表を適式に作成したものを提出する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機質材料の繊維まだは粉末からなる基材、炭化
ケイ素ウィスカー、有機質または無機質の充填材ないし
改質材、および摩擦向上材を、熱硬硬化性樹脂の結合材
で結合し成形して得だことを特徴とする摩擦ブレーキ材
。
（２）　　炭化ケイ素ウィスカーの一部を、アラミツド
繊維または炭素繊維でおきかえた特許請求の範囲第１項
の摩擦ブレーキ材。
（３）製品の重量基準で、炭化ケイ素ウィスカーを１〜
１０％、好ましくは２〜５％、アラミツド繊維を１〜１
５饅、好ましくは２〜７％含有する特許請求の範囲第２
項の摩擦ブレーキ材。
（４）　　無機質材料の繊維としてガラス繊維を製品重
量の３０〜６０％含有する特許請求の範囲第１項ないし
第３項のいずれかの摩擦ブレーキ材。
（５）無機質材料の粉末として、酸化亜鉛、炭酸カルシ
ウムおよび硫酸バリウムのいずれか１種まだは２種以上
を、２種以上の場合は合計量で、製品重量の２０〜５０
％含有する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かの摩擦ブレーキ材。
（６）無機質の改質材として、銅粉および亜鉛粉の一方
まだは両方を、両方の場合は合計量で、製品重量の５・
〜２０％含有する特許請求の範囲第１項ないし第３項の
いずれかの摩擦ブレーキ材。