JP2007039556A - Friction material set - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦材と相手材とを有し、これら摩擦材と相手材との間に生じる摩擦力によって制動力を発生する摩擦材セットに関する。 The present invention relates to a friction material set having a friction material and a counterpart material, and generating a braking force by a friction force generated between the friction material and the counterpart material.
摩擦材セットは、従前から基本特性である摩擦係数の向上と、耐摩耗性の向上が図られている。そして両特性の向上によって摩擦材セットの小型化と軽量化が試みられている。
しかし摩擦係数の向上と耐摩耗性の向上は、互いに相補的な関係にある。例えば摩擦材の研削力を上げて摩擦係数を高くした場合には、相手材の摩耗量が大きくなるという問題が生じる。そして摩擦材に金属原料を多量に添加して凝着力を上げることで摩擦係数を高くした場合には、摩擦係数の温度依存性が大きく、かつ焼き付きも生じやすくなるという問題が生じる。
The friction material set has conventionally been improved in friction coefficient, which is a basic characteristic, and in wear resistance. Attempts have been made to reduce the size and weight of the friction material set by improving both characteristics.
However, the improvement of the coefficient of friction and the improvement of the wear resistance are complementary to each other. For example, when the grinding force of the friction material is increased to increase the friction coefficient, there arises a problem that the wear amount of the counterpart material increases. When the friction coefficient is increased by adding a large amount of metal raw material to the friction material to increase the adhesion force, there arises a problem that the temperature dependence of the friction coefficient is large and seizure is likely to occur.
これらを解決するために、従来、様々な摩擦材と相手材が開発されている。
例えば、特許文献1に係る摩擦材は、摩擦係数を高める炭化ケイ素と、潤滑性を向上させる無機物を有している。そして適度な摩擦係数と適度な耐磨耗性を得るために炭化ケイ素の配合量を10〜30重量%にしている。しかし本摩擦材では、十分に高い摩擦係数を得ることができなかった。
特許文献2には、ロータ(相手材)が開示されている。本ロータは、表面に硬質のサーメット層を有しており、これによって耐磨耗性の向上が図られている。しかしロータの表面が硬質であるために、ロータに摺接される摩擦材を選択しなければ十分に高い摩擦係数を得ることができないという問題がある。それにも関わらず、特許文献2には、本ロータに対する好適な摩擦材が開示されていない。
In order to solve these problems, various friction materials and counterpart materials have been developed.
For example, the friction material which concerns on
特許文献3には、摩擦材と相手材との組み合わせが開示されている。すなわち一方が炭素―炭素複合材料であり、他方が炭化ケイ素を繊維状補強材によって補強した複合材料からなる組み合わせが開示されている。そして本組み合わせにすることによって、炭素―炭素複合材料同士の組み合わせに比べて摩擦係数が高くなり、しかも安価に構成され得ることが開示されている。しかし本組み合わせの摩擦材セットは、炭素―炭素複合材料側の摩耗量が非常に多くなってしまうという問題がある。しかも特許文献3に記載された摩擦材と相手材は、レース用または航空機などのために開発されたものであって、炭素あるいは炭化ケイ素をベースとするものであった。したがって本発明のように繊維基材と摩擦調整剤と有機物の結合剤とを有する摩擦材を備える本発明に係る摩擦材セットとは、材料において大きく異なるものであった。
特許文献4には、摩擦材が開示されている。本摩擦材は、セラミックマトリックス複合材料を原料とするものであって、炭化ホウ素を非酸化物セラミック繊維によって強化した材料などを原料としている。これにより摩擦材の耐磨耗性の向上が図られている。しかし特許文献4に記載された摩擦材は、レース用または航空機などに使用されるものであって、セラミックをベースとするものであった。したがって特許文献4に係る摩擦材は、本発明と材料において大きく異なるものであった。
そこで本発明は、摩擦材と相手材を有し、摩擦材が繊維基材と摩擦調整剤と有機物の結合剤を有する摩擦材セットにおいて、摩擦係数が高くかつ耐摩耗性が高い摩擦材セットを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a friction material set having a friction coefficient and a high wear resistance in a friction material set having a friction material and a counterpart material, and the friction material has a fiber base material, a friction modifier, and an organic binder. The issue is to provide.
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える摩擦材セットであることを特徴とする。
すなわち請求項1に記載の発明によると、摩擦材は、繊維基材と摩擦調整剤と有機物の結合剤とを有しており、摩擦調整剤としてSiC繊維を含んでいる。そしてSiC繊維は、そのうちの80体積%以上が相手材に対して40°〜140°の角度にて配向されている。相手材は、表面にサーメット層を有している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a friction material set having a configuration as described in each claim.
That is, according to the first aspect of the present invention, the friction material has a fiber base material, a friction modifier, and an organic binder, and includes SiC fibers as the friction modifier. And 80 volume% or more of the SiC fibers are oriented at an angle of 40 ° to 140 ° with respect to the counterpart material. The counterpart material has a cermet layer on the surface.
したがって摩擦材に非常に硬いSiC繊維が含まれているために、摩擦材と相手材の間には、高い摩擦係数が生じる。しかもSiC繊維は、繊維状であるために粒状の場合に比べてマトリックスに接する表面積が広い。そのためSiC繊維は、マトリックスによって強く保持され、マトリックスから離脱しにくい(抜けにくい)。とりわけ高温時(高負荷時)あるいは高温履歴後においては、マトリックスが有機物の結合剤を含んでいるためにぼろぼろになるが、その状況下においてもSiC繊維は、マトリックスから離脱しにくい。したがって摩擦材は、SiC繊維によって耐摩耗性が高くなり、とりわけ高温時での耐磨耗性が高くなる。 Therefore, since the friction material contains very hard SiC fibers, a high friction coefficient is generated between the friction material and the counterpart material. Moreover, since the SiC fiber is fibrous, it has a larger surface area in contact with the matrix than in the case of granular. For this reason, the SiC fiber is strongly held by the matrix, and is not easily detached from the matrix (not easily removed). In particular, at a high temperature (high load) or after a high temperature history, the matrix becomes fragile because it contains an organic binder, but even under such circumstances, the SiC fibers are not easily detached from the matrix. Therefore, the friction material has high wear resistance due to the SiC fiber, and particularly has high wear resistance at high temperatures.
しかもSiC繊維は、相手材に対して40°〜140°の角度にて配向されている。そしてSiC繊維の配向角度を40°〜140°にすることで、摩擦係数が十分に高くなることが実験結果からわかった。
一方、相手材は、サーメット層を有している。そして実験結果からサーメット層を有している相手材は、SiC繊維を含む摩擦材に対しても削れにくく、しかも摩擦係数を十分に得ることが実験結果からわかった。
したがって本発明によると、摩擦係数の向上と耐摩耗性の向上とを図ることができる。
Moreover, the SiC fibers are oriented at an angle of 40 ° to 140 ° with respect to the counterpart material. It was found from experimental results that the friction coefficient is sufficiently increased by setting the orientation angle of the SiC fiber to 40 ° to 140 °.
On the other hand, the counterpart material has a cermet layer. From the experimental results, it was found from the experimental results that the counterpart material having the cermet layer is difficult to scrape against the friction material containing SiC fibers and that the friction coefficient is sufficiently obtained.
Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the friction coefficient and the wear resistance.
請求項2に記載の発明によると、SiC繊維のうちの80体積%以上は、相手材に対して90°±5°に配向されている。
これによって摩擦係数をより高くし得ることが実験結果からわかった。
According to invention of
It was found from the experimental results that the friction coefficient can be further increased by this.
請求項3に記載の発明によると、SiC繊維は、繊維長さが0.5mm〜20mmである。
したがってSiC繊維は、繊維長さが0.5mm以上であるためにマトリックスに対して十分に抜けにくくなる。そのため摩擦材の耐摩耗性がSiC繊維によって十分に高くなる。またSiC繊維は、繊維長さが20mm以下であるために製造過程の一つである原料混合工程において混合機に絡みつくことが抑制され得る。そのため本発明によると、摩擦材の成形の容易化と、摩擦材の耐摩耗性の向上とを図ることができる。
According to the invention described in
Accordingly, the SiC fiber is not easily removed from the matrix because the fiber length is 0.5 mm or more. Therefore, the wear resistance of the friction material is sufficiently increased by the SiC fiber. Further, since the SiC fiber has a fiber length of 20 mm or less, it can be prevented that the SiC fiber is entangled with the mixer in the raw material mixing step which is one of the manufacturing processes. Therefore, according to the present invention, it is possible to facilitate the molding of the friction material and improve the wear resistance of the friction material.
請求項4に記載の発明によると、摩擦材は、SiC繊維を5〜50体積%有している。
したがって本配合量によって摩擦係数を十分に高くすることができる。
According to invention of
Therefore, the friction coefficient can be sufficiently increased by the blending amount.
請求項5に記載の発明によると、相手材のサーメット層は、タングステンカーバイトを含んでいる。
実験結果からサーメット層にタングステンカーバイトを含んでいると、相手材と本発明に係る摩擦材(請求項1〜4参照)との間には、高い摩擦係数が発生し、しかも両部材の耐磨耗性が高くなることがわかった。
According to the invention described in
From the experimental results, when tungsten carbide is included in the cermet layer, a high coefficient of friction is generated between the counterpart material and the friction material according to the present invention (see
本発明にかかる摩擦材セット1は、図1に示すように摩擦材2と相手材3を有しており、これらを摺接させた際に生じる摩擦力によって制動力を発生する。
摩擦材2は、繊維基材と摩擦調整剤(充填剤)と結合剤を主成分に有しており、摩擦調整剤は、SiC繊維を含んでいる。そして図2,3に示すようにSiC繊維2aは、配向された状態にて摩擦材2に含まれている。
一方、相手材3には、サーメット層3aが形成されている。以下、摩擦材2と相手材3の成分および製造方法等について詳述する。
The friction material set 1 according to the present invention has a
The
On the other hand, a
摩擦材2の繊維基材は、無機繊維および有機繊維を適宜選択して使用することができる。無機繊維としては、鉄繊維、スチール繊維,銅繊維,ガラス繊維,セラミックス繊維(アルミナ−シリカ系セラミックス繊維など),チタン酸カリウム繊維などを使用することができる。有機繊維としては、アラミド繊維などを使用することができる。そしてこれら繊維基材を個別に用いることもできるが、数種を混合して用いることもできる。
また繊維基材は、短繊維状、粉末状(例えば銅紛)が用いられており、繊維基材の添加量は、摩擦材全体の10〜50重量%であることが好ましい。
As the fiber base material of the
The fiber base material is short fiber or powder (for example, copper powder), and the added amount of the fiber base material is preferably 10 to 50% by weight of the entire friction material.
摩擦調整剤(充填剤)は、摩擦係数の調整、異音調整、錆防止などのために含まれるものであって、無機充填材,有機充填材,潤滑剤などが適宜使用される。
無機充填剤としては、研削材であるSiC繊維が含まれ、SiC繊維の他にも適宜、アブレーシブ,硫酸バリウム,炭酸カルシウム,水酸化カルシウム,雲母(マイカ),カオリン,タルクなどが含まれる。有機充填剤としては、カシューダストやラバーダストなどが適宜含まれる。潤滑剤としては、黒鉛(グラファイト),三硫化アンチモン,二硫化モリブデン,二硫化亜鉛などが含まれる。
The friction modifier (filler) is included for adjusting the friction coefficient, adjusting abnormal noise, preventing rust, and the like, and inorganic fillers, organic fillers, lubricants, and the like are used as appropriate.
Examples of the inorganic filler include SiC fibers that are abrasives. In addition to SiC fibers, abrasives, barium sulfate, calcium carbonate, calcium hydroxide, mica (mica), kaolin, talc, and the like are appropriately included. As the organic filler, cashew dust, rubber dust and the like are appropriately included. Examples of the lubricant include graphite, graphite, antimony trisulfide, molybdenum disulfide, and zinc disulfide.
SiC繊維は、直径が5〜15μm、長さが0.5〜20mmであって、好ましくは長さが1〜10mmのものが使用される。
SiC繊維の添加量は、摩擦材全体の5〜35体積%であることが好ましい。
図2,3に示すようにSiC繊維2aは、摩擦材2に配向された状態で含まれており、相手材3に対して角度(配向角度)αを有している。
The SiC fiber having a diameter of 5 to 15 μm and a length of 0.5 to 20 mm, preferably having a length of 1 to 10 mm is used.
It is preferable that the addition amount of SiC fiber is 5-35 volume% of the whole friction material.
As shown in FIGS. 2 and 3,
配向角度αは、SiC繊維2aと摺動方向Aとの成す角度でもある。詳しくは、摺動方向Aに並行でかつ摩擦材2と相手材3の摺動面に垂直な面(図2,3に示す面)におけるSiC繊維2aと摺動方向Aとの成す角度でもある。
配向角度αは、40°〜140°、好ましくは45°〜135°、60°〜120°より好ましくは90°±5°である。そしてSiC繊維2aのうちの80体積%以上、好ましくは90体積%以上が配向角度αを有している。大雑把に言うと摩擦材2に含まれるSiC繊維2aの10本中のうち8本、好ましくは9本以上の平均配向角度が上記の配向角度αを有している。
あるいはSiC繊維2a全体の平均配向角度が40°〜140°、好ましくは45°〜135°、60°〜120°、より好ましくは90°±5°になっている。
The orientation angle α is also an angle formed between the
The orientation angle α is 40 ° to 140 °, preferably 45 ° to 135 °, 60 ° to 120 °, more preferably 90 ° ± 5 °. And 80 volume% or more of
Alternatively, the average orientation angle of the
結合剤としては、有機物である樹脂が使用されている。例えばフェノール樹脂,イミド樹脂,ゴム変性フェノール樹脂,メラミン樹脂,エポキシ樹脂,NBR,ニトリルゴム,アクリルゴムなどが使用されている。そして結合剤は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合せて使用することもできる。
結合剤の添加量は、摩擦材全体の5〜30体積%であることが好ましい。
As the binder, an organic resin is used. For example, phenol resin, imide resin, rubber-modified phenol resin, melamine resin, epoxy resin, NBR, nitrile rubber, acrylic rubber and the like are used. And a binder can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.
The addition amount of the binder is preferably 5 to 30% by volume of the entire friction material.
次に、摩擦材2の製造方法について説明する。
先ず、摩擦材原料を乾式にて均一に混合し、原料混合物を得る。混合機としては、アイリッヒミキサー、ユニバーサルミキサー、レーディゲミキサーなどを利用することができる。
次に、原料混合物を予備金型にて予備成形して、予備成形体4を得る。
そして図4に示すように予備成形体4を成形用金型にて加圧加熱成形する。加圧加熱成形の成形温度は、130〜200℃であり、成形圧力は、100〜1000kgf/cm2であり、成形時間は、2〜15分である。
次に、成形体を140〜400℃、2〜48時間にて熱硬化させる。
Next, a method for manufacturing the
First, the friction material raw materials are uniformly mixed in a dry process to obtain a raw material mixture. As a mixer, an Eirich mixer, a universal mixer, a Laedige mixer, or the like can be used.
Next, the raw material mixture is preformed with a preliminary mold to obtain the
Then, as shown in FIG. 4, the
Next, the molded body is thermally cured at 140 to 400 ° C. for 2 to 48 hours.
上記製造課程においてSiC繊維2aは、配向性を得ることができる。すなわち図4に示すようにSiC繊維2aは、加圧加熱成形前の予備成形体4内にて指向性を有していないが、図5に示すように他の原料とともに加圧加熱成形されることで加圧方向(図5下方向)に対してほぼ直交(図5水平方向)する。そのためSiC繊維2aは、成形体5内にて指向性を得ることができる。
そして成形体5を所定角度にて切断して摩擦材2を得ることで、所定の配向角度を有するSiC繊維2aを備える摩擦材2を得ることができる。
なお成形体5を切断する時期は、成形体5を熱硬化させる前でも後でも良い。
そして最後に、摩擦材2の裏面に図示省略の裏板を接着する。
In the manufacturing process, the
And the
Note that the timing of cutting the molded
Finally, a back plate (not shown) is bonded to the back surface of the
相手材3は、図2,3に示すように金属の表面に形成されたサーメット層3aを有している。
例えば相手材3が、図1に示すように鋳鉄製のディスクブレーキ用のロータであって、図2,3に示すようにロータ表面にサーメット原料粉を溶射し、表面を研磨仕上げすることで形成されたサーメット層3aを有している。
サーメット原料粉は、Coなどの金属粉末と、炭化系または酸化系のセラミック粉末を有しており、溶射されることでサーメット層3aになる。サーメット層3aとしては、タングステンカーバイト(WC−12Co)を含んでいるものが好ましく、厚さとしては、50〜1000μmであることが好ましい。
The
For example, the
The cermet raw material powder includes a metal powder such as Co and a carbonized or oxidized ceramic powder, and becomes a
以下に、本発明に係る実施例1〜3と比較例1〜5を具体的な数字を用いて説明する。
実施例1,2に係る摩擦材と、比較例1〜3に係る摩擦材は、表1に示す原料成分と配合量にて配合された原料混合物から形成されている。
Hereinafter, Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 according to the present invention will be described using specific numbers.
The friction materials according to Examples 1 and 2 and the friction materials according to Comparative Examples 1 to 3 are formed from a raw material mixture blended in the raw material components and blending amounts shown in Table 1.
実施例1,2に係る摩擦材と比較例2,3に係る摩擦材は、研削材としてSiC繊維を含んでいる。一方、比較例1に係る摩擦材は、研削材として粒状(パーティクル)のSiC粒子を有している。
実施例1,2と比較例2,3に含まれるSiC繊維は、平均径が14μm、長さ4mmであるものを使用した。比較例1に含まれるSiC粒子は、平均粒径が15μmのものを使用した。
The friction material according to Examples 1 and 2 and the friction material according to Comparative Examples 2 and 3 include SiC fibers as an abrasive. On the other hand, the friction material according to Comparative Example 1 has granular SiC particles as an abrasive.
The SiC fibers included in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2 and 3 were those having an average diameter of 14 μm and a length of 4 mm. The SiC particles included in Comparative Example 1 were those having an average particle size of 15 μm.
実施例1,2に係る摩擦材と比較例2,3に係る摩擦材は、SiC繊維の相手材に対する配向角度(α)が異なっている。比較例2は、α=0±5°、比較例3は、α=30±5°(換言すると150±5°)、実施例1は、図2に示すようにα=45±5°(換言すると135±5°)、実施例2は、図3に示すようにα=90±5°になっている。したがってSiC繊維は、実施例2において最も相手材に対して起立しており、実施例1、比較例3、比較例2の順に相手材に対して倒れている。 The friction material according to Examples 1 and 2 and the friction material according to Comparative Examples 2 and 3 are different in the orientation angle (α) of the SiC fiber with respect to the counterpart material. Comparative Example 2 has α = 0 ± 5 °, Comparative Example 3 has α = 30 ± 5 ° (in other words, 150 ± 5 °), and Example 1 has α = 45 ± 5 ° (as shown in FIG. In other words, in Example 2, α = 90 ± 5 ° as shown in FIG. Therefore, the SiC fiber stands up with respect to the counterpart material most in Example 2, and falls down with respect to the counterpart material in the order of Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Example 2.
実施例1,2と比較例1〜3に係る摩擦材の製造方法は、同じであって、表1に示す原料をアイリッヒミキサーによって5分間乾式にて混合して原料混合物を得た。そして原料混合物を成形温度160℃、成形圧力200kgf/cm2、成形時間10分にて加圧加熱成形し、成形体を得た。その後、成形体を230℃、3時間の条件にて熱硬化させた。
そしてSiC繊維の配向角度が所望角度となるように成形体を所望角度にて切断し、摩擦材を得た。そして摩擦材に裏板を接着させた。
相手材の製造方法は、先ず、鋳鉄製のディスクブレーキ用のロータを準備した。そしてロータ表面にWC−Co粉を溶射し、溶射後に表面を研磨し、約300μmの層厚さを有するサーメット層を形成した。
The manufacturing method of the friction material which concerns on Examples 1, 2 and Comparative Examples 1-3 is the same, Comprising: The raw material shown in Table 1 was mixed by the dry type for 5 minutes with the Eirich mixer, and the raw material mixture was obtained. The raw material mixture was pressure-heat molded at a molding temperature of 160 ° C., a molding pressure of 200 kgf / cm 2 , and a molding time of 10 minutes to obtain a molded body. Thereafter, the compact was thermoset at 230 ° C. for 3 hours.
And the molded object was cut | disconnected by the desired angle so that the orientation angle of a SiC fiber might turn into a desired angle, and the friction material was obtained. The back plate was bonded to the friction material.
As a method of manufacturing the mating member, first, a rotor for disc brake made of cast iron was prepared. Then, WC-Co powder was sprayed on the rotor surface, and the surface was polished after spraying to form a cermet layer having a layer thickness of about 300 μm.
次に、上記した摩擦材と相手材を有する摩擦材セットの各特性を測定した。そしてその測定結果を表2にまとめた。
各特性は、以下のように測定した。
<試験後摩耗量> JASO C−406−87に従って第一効力、第一フェード、第二効力、第二フェード、第三効力、第三フェードの摩擦係数の測定試験を行い、これら試験終了時の相手材(ロータ)と摩擦材の摩耗量を測定した。
<第二効力、第三効力の摩擦係数> JASO C―406−87に従って制動前速度50km/hにおける平均摩擦係数とばらつきを測定した。
<第二フェードの摩擦係数> JASO C―406−87に従って制動前速度50km/hにおけるフェード時の瞬間最低摩擦係数とその時の温度を測定した。
<判定> 下記の表3の判定基準によって各測定結果を判定した。
○:判定基準を全て満たすもの
×:一つ以上において判定基準を満たさないもの
Next, each characteristic of the friction material set having the friction material and the counterpart material was measured. The measurement results are summarized in Table 2.
Each characteristic was measured as follows.
<Abrasion amount after test> According to JASO C-406-87, a measurement test of the friction coefficient of the first effect, the first fade, the second effect, the second fade, the third effect, and the third fade was performed. The wear amount of the counterpart material (rotor) and the friction material was measured.
<Friction Coefficient of Second Efficacy and Third Efficacy> The average friction coefficient and variation at a speed before braking of 50 km / h were measured according to JASO C-406-87.
<Friction coefficient of second fade> According to JASO C-406-87, the instantaneous minimum friction coefficient at the time of fade at a speed before braking of 50 km / h and the temperature at that time were measured.
<Determination> Each measurement result was determined according to the determination criteria shown in Table 3 below.
○: Satisfies all judgment criteria ×: Does not meet judgment criteria in one or more
表2の測定結果から以下のことがわかった。
比較例1〜3は、第二効力の摩擦係数と第三効力の摩擦係数が小さく、表3に示す判定基準を満たさないことがわかった。
実施例1,2と比較例2,3は、比較例1に比べて、摩擦材の摩耗量が少ないことがわかった。
したがってSiC繊維を含む摩擦材は、SiC粒子を含む摩擦材よりも摩耗量が少ないことがわかった。
From the measurement results in Table 2, the following were found.
In Comparative Examples 1 to 3, the friction coefficient of the second effect and the friction coefficient of the third effect were small, and it was found that the determination criteria shown in Table 3 were not satisfied.
In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2 and 3, it was found that the wear amount of the friction material was smaller than that in Comparative Example 1.
Therefore, it was found that the friction material containing SiC fibers has less wear than the friction material containing SiC particles.
実施例1,2は、比較例1〜3に比べて第二効力の摩擦係数と第三効力の摩擦係数が高いことがわかった。また摩擦係数(第二効力の摩擦係数と三効力の摩擦係数)は、実施例2が最も高く、実施例1、比較例1、比較例2の順に低くなることがわかった。
したがって摩擦係数(第二効力の摩擦係数と三効力の摩擦係数)は、SiC繊維が相手材に対して起立した状態に近いほど、すなわち配向角度αが90°に近いほど高くなることがわかった。そして配向角度αが実施例1,2の状態、すなわちα=45±5°,90±5°の状態において所望の摩擦係数(0.65)を越えることがわかった。
In Examples 1 and 2, it was found that the friction coefficient of the second effect and the friction coefficient of the third effect were higher than those of Comparative Examples 1 to 3. Further, it was found that the friction coefficient (the friction coefficient of the second effect and the friction coefficient of the third effect) was highest in Example 2, and decreased in the order of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
Therefore, it was found that the friction coefficient (the friction coefficient of the second effect and the friction coefficient of the third effect) becomes higher as the SiC fiber is closer to the standing state with respect to the counterpart material, that is, as the orientation angle α is closer to 90 °. . It was found that the orientation angle α exceeded the desired coefficient of friction (0.65) in the states of Examples 1 and 2, ie, α = 45 ± 5 ° and 90 ± 5 °.
また相手材の摩耗量は、実施例1,2と比較例1〜3のいずれにおいても十分に少ないことがわかった。
したがって摩擦材に硬度の高いSiC繊維等を使用し、かつSiC繊維を所望の角度に配向させた場合であっても、相手材は、サーメット層を有することで摩耗量が十分に少なくなることがわかった。
Further, it was found that the wear amount of the counterpart material was sufficiently small in any of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3.
Therefore, even when SiC fibers with high hardness are used for the friction material and the SiC fibers are oriented at a desired angle, the wear amount of the counterpart material may be sufficiently reduced by having a cermet layer. all right.
以上のようにして、摩擦材セット1が形成されている。
すなわち摩擦材セット1の摩擦材2は、摩擦調整剤としてSiC繊維2aを含んでいる。そしてSiC繊維2aは、その80体積%以上が相手材3に対して40°〜140°の角度に配向されている(図2,3参照)。そして摩擦材セット1の相手材3は、表面にサーメット層3aを有している。
As described above, the friction material set 1 is formed.
That is, the
したがって摩擦材2に非常に硬いSiC繊維が含まれているために、摩擦材2と相手材3の間には、高い摩擦係数が生じる(表2参照)。しかもSiC繊維2aは、繊維状であるために粒状の場合に比べてマトリックスに接する表面積が広い。そのためSiC繊維2aは、マトリックによって強く保持され、マトリックスから離脱しにくい(抜けにくい)。とりわけ高温時(高負荷時)あるいは高温履歴後においては、マトリックスが有機物の結合剤を含んでいるためにぼろぼろになるが、その状況下においてもSiC繊維2aは、マトリックスから離脱しにくい。したがって摩擦材2は、SiC繊維2aによって耐摩耗性が高くなり、とりわけ高温時での耐磨耗性が高くなる。
Therefore, since the
しかもSiC繊維2aは、相手材3に対して40°〜140°の角度にて配向されている。そしてSiC繊維2aの配向角度を40°〜140°にすることで、摩擦係数が十分に高くなることが実験結果からわかった(表2参照)。
一方、相手材3は、サーメット層3aを有している。そして実験結果からサーメット層3aを有している相手材3は、SiC繊維2aを含む摩擦材2に対しても削れにくく、しかも摩擦係数を十分に得ることが実験結果からわかった。
したがって本摩擦材セット1によると、摩擦係数の向上と耐摩耗性の向上とを図ることができる。
Moreover, the
On the other hand, the
Therefore, according to the friction material set 1, it is possible to improve the friction coefficient and the wear resistance.
またSiC繊維は、80体積%以上が相手材に対して90°±5°に配向されている形態であることが好ましい。
これによって摩擦係数をより高くし得ることが実験結果からわかった(表2参照)。
Further, it is preferable that the SiC fiber is in a form in which 80% by volume or more is oriented at 90 ° ± 5 ° with respect to the counterpart material.
It was found from the experimental results that the friction coefficient can be further increased (see Table 2).
またSiC繊維2aは、繊維長さが0.5mm〜20mmである。
したがってSiC繊維2aは、繊維長さが0.5mm以上であるためにマトリックスに対して十分に抜けにくくなる。そのため摩擦材の耐摩耗性がSiC繊維2aによって十分に高くなる。またSiC繊維2aは、繊維長さが20mm以下であるために製造過程の一つである原料混合工程において混合機に絡みつくことが抑制され得る。そのため本形態によると、摩擦材2の成形の容易化と、摩擦材2の耐摩耗性の向上を図ることができる。
The
Accordingly, the
また摩擦材は、SiC繊維を5〜50体積%有している。
したがって本配合量によって摩擦係数を十分に高くすることができる。
また相手材3のサーメット層3aは、タングステンカーバイトを含んでいる。
実験結果からサーメット層3aにタングステンカーバイトが含まれていると、相手材3と摩擦材2との間には、高い摩擦係数が発生し、しかも両部材の耐磨耗性が高くなることがわかった(表2参照)。
Moreover, the friction material has 5-50 volume% of SiC fibers.
Therefore, the friction coefficient can be sufficiently increased by the blending amount.
Further, the
From the experimental results, when tungsten carbide is contained in the
なお本発明は、ディスクブレーキ用のパッドとロータに利用される摩擦材セットに限らず、他のブレーキ装置に利用される摩擦材セットであっても良い。 The present invention is not limited to the friction material set used for the disk brake pad and rotor, but may be a friction material set used for other brake devices.
1…摩擦材セット
2…摩擦材
2a…SiC繊維
3a…サーメット層
3…相手材
4…予備成形体
5…成形体
α…配向角度
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記摩擦材(2)は、繊維基材と摩擦調整剤と有機物の結合剤とを有しており、前記摩擦調整剤としてSiC繊維(2a)を含み、かつ前記SiC繊維(2a)は、そのうちの80体積%以上が前記相手材(3)に対して40°〜140°の角度にて配向されており、
前記相手材(3)は、表面にサーメット層(3a)を有していることを特徴とする摩擦材セット(1)。 A friction material set (1) having a friction material (2) and a counterpart material (3) and generating a braking force by a friction force generated between the friction material (2) and the counterpart material (3). ,
The friction material (2) includes a fiber base material, a friction modifier, and an organic binder, includes the SiC fiber (2a) as the friction modifier, and the SiC fiber (2a) includes: 80% by volume or more is oriented at an angle of 40 ° to 140 ° with respect to the counterpart material (3),
The counterpart material (3) has a cermet layer (3a) on the surface thereof, and the friction material set (1).
SiC繊維(2a)のうちの80体積%以上は、相手材(3)に対して90°±5°に配向されていることを特徴とする摩擦材セット(1)。 The friction material set (1) according to claim 1,
Friction material set (1) characterized in that 80% by volume or more of SiC fiber (2a) is oriented at 90 ° ± 5 ° with respect to counterpart material (3).
SiC繊維(2a)の繊維長さが、0.5mm〜20mmであることを特徴とする摩擦材セット(1)。 The friction material set (1) according to claim 1 or 2,
The friction material set (1), wherein the fiber length of the SiC fiber (2a) is 0.5 mm to 20 mm.
摩擦材(2)は、SiC繊維(2a)を5〜50体積%有していることを特徴とする摩擦材セット(1)。 It is a friction material set (1) in any one of Claims 1-3,
The friction material (2) has 5 to 50% by volume of SiC fiber (2a), and the friction material set (1).
相手材(3)のサーメット層(3a)は、タングステンカーバイトを含んでいることを特徴とする摩擦材セット(1)。
The friction material set (1) according to any one of claims 1 to 4,
The friction material set (1), wherein the cermet layer (3a) of the counterpart material (3) contains tungsten carbide.
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