JP2000145847A - 摩擦材 - Google Patents

摩擦材

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JP2000145847A
JP2000145847A JP31673198A JP31673198A JP2000145847A JP 2000145847 A JP2000145847 A JP 2000145847A JP 31673198 A JP31673198 A JP 31673198A JP 31673198 A JP31673198 A JP 31673198A JP 2000145847 A JP2000145847 A JP 2000145847A
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friction
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Hiroyuki Fujikawa
裕之 藤川
Katsumi Ota
克己 太田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱負荷時に、2層の摩擦材の上層材と下層材
との界面に発生し易い亀裂を未然に防ぐ。 【解決手段】 無機ファイバー、有機ファイバー、金属
ファイバーから選択したファイバー基材、摩擦調整材、
カシューダスト、その他充填剤、並びにバインダーレジ
ンを原料とする非石綿系摩擦材組成物であって、少なく
とも2層からなる摩擦材において、裏板2に接する下層
材3の外周縁部が中央部より高くなるように成形する。
好ましくは下層材3の原料混合物を粒状に造粒すれば、
裏板2との接着強度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道、トラック、
乗用自動車等に使用される回転する物体を停止するため
のブレーキ及びクラッチ等に用いられる摩擦材に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、ブレーキやクラッチ等の摩擦材
は、ミネラルファイバー、スチールファイバー、ガラス
繊維、セラミックファイバー等を複合した無機ファイバ
ーを単独で、若しくはアラミド繊維等の有機ファイバー
と複合したものをファイバー基材とし、グラファイト、
硫酸バリウム等の摩擦調整材をフェノール樹脂等の熱硬
化性のバインダーレジンを用いて加圧加熱することで結
合し、裏板と接着して成形される。
【0003】ところでブレーキパッドは、制動時に回転
エネルギーを熱エネルギーとして吸収するので、急激な
制動や高速からの制動を繰り返すと摩擦材が高温となり
強度が低下することや熱膨張等により、裏板との界面に
亀裂が発生し、これが進行すると摩擦材の剥離を招くこ
とがある。一方、裏板の輻射熱がピストンを経由して作
動液の温度を上昇させ、やがて沸点に至るベーパーロッ
クと称する作動圧低下を招くことがある。
【0004】特開平4−249629号公報には、図3
に示す構造の摩擦材によって、裏板との界面での亀裂の
発生を抑制する技術が提案されている。図3において、
ディスクブレーキパッド100は、単層の摩擦材101
と裏板102から構成される。そして、摩擦材101の
外周縁部101aの気孔率が内部101bより緻密に成
形されている。
【0005】この外周縁部101aと内部101bの気
孔率を変えた摩擦材を形成するには、それぞれ流動性の
異なる結合剤を使用して予備成形した後、外周縁部10
1aと内部101bとの成形体を所定の位置に配置して
一体的に成形する。このディスクブレーキパッド100
は、内部101bの気孔率が大きく高温時に摩擦係数が
低下する現象であるフェード時の発生ガスが逃散するま
で、一時的にポーラスな内部101bに発生ガスを保留
できるのでフェード現象による急激な摩擦係数の低下が
避けられ、外周縁部101aは、結合剤の特性により緻
密になっているので繰り返し加わる剪断応力により側面
に発生する亀裂が抑制できると説明している。
【0006】これを解決するために、摩擦材を少なくと
も2層構造にし、裏板に接する下層材に断熱材としての
耐熱性の高い材料を配し、接着強度の強い材料を用いて
裏板との界面での亀裂を抑制する技術は周知である。し
かし、制動時に許容範囲を超える高温に到達すると上層
材と下層材との界面に発生する亀裂の抑制手段は確立さ
れていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ブレーキパッド1は、
温度の上昇と共に図2に示す概念図のように、常温では
図2(a)のブレーキパッド1が、高温雰囲気中では図
2(b)のように上層材4は2×△m収縮しようとし、
裏板2に強固に接着されている薄い下層材3は裏板2の
熱膨張と共に2×△n伸長しようとするので、上層材4
と下層材3との界面Pライン上に亀裂が発生し易い。本
発明は、上層材4と下層材3との界面に発性し易い亀裂
を防ぐ手段を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】無機ファイバー、有機フ
ァイバー、金属ファイバーから選択したファイバー基
材、摩擦調整材、カシューダスト、その他充填剤、並び
にバインダーレジンを原料とする非石綿系摩擦材組成物
であって、少なくとも2層からなる摩擦材において、裏
板に接する下層材の外周縁部が中央部より高くなるよう
に成形する。好ましくは下層材の原料混合物を粒状に造
粒すれば、裏板との接着強度を向上できる。
【0009】そして下層材の形態を、外周縁部が中央平
面部より、0.5〜3mm高く、外周縁部を15°〜6
0°の角度で傾斜させると亀裂発性の抑止効果がさらに
向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した好適
の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。先ず、本
発明の2層のブレーキパッドの製造工程の概要を図1に
示す。最初の(a)工程で、下型100の上にブレーキ
パッド1の裏板2を置き、2層材の形状に合致したキャ
ビティを有するダイ101をセットする。そして、ダイ
101のキャビティの空所に下層材3としての断熱機能
を重視したバインダーを含む原料粉末300を充填す
る。下層材3の原料混合物は、粒状に造粒されているの
がより好ましい。充填された下層材3の表面は、別途手
段にて均等な厚さに均される。
【0011】(b)工程で、下層材3の界面を外周縁部
が中央平面部より、0.5〜3mm高く、外周縁部を1
5°〜60°の傾斜角度に形成するラム102を矢印の
如く上型103にて加圧し、予備成形するのが好まし
い。外周縁部の傾斜角度は、30°〜45°であると一
層好ましい。下層材3と上層材4の界面が平坦に2分さ
れると、特に下層材3が造粒されている場合は、界面の
親和性が損なわれ熱成形された時点で微細な亀裂の徴候
が覗われることがある。
【0012】(c)工程で、上層材4の原料粉末400
を充填する。(d)工程で、上型103を矢印方向に上
パンチ104と共に加圧しながら、原料粉末400中の
バインダーが硬化反応する160℃前後の温度で10分
程度熱成形する。その後、上型103と下型100を開
放し、熱成形されたディスクブレーキパッド1を取り出
して、(e)工程で、雰囲気温度230℃前後の熱硬化
炉105内に8〜10時間放置し未反応部分を硬化させ
る。最後の(f)工程で、ブレーキパッド1のディスク
ロータとの摺接面4aを所定の寸法に研磨して最終製品
となる。
【0013】本発明は、(b)工程における下層材3の
界面の形状と原料混合物の性状を工夫することにより、
上層材4と下層材3との界面に発性し易い亀裂を防ぐ手
段を提供するものである。表1に、本発明の非石綿系摩
擦材の原料成分と分量(重量%)を示す。
【0014】
【表1】
【0015】表1において、下層材3に粒状混合物(下
層材A)を用いれば、粉末混合物を用いた下層材Bに比
較し原料成分と分量が同一であっても、造粒工程にてフ
ァイバー基材が緻密に集約されることから、裏板2との
接着強度が約2割程度向上する。又、上層材4と下層材
3の成分は同一であっても、下層材3はファイバー基材
であるアラミド繊維やセラミックス繊維及びフェノール
樹脂の分量を増やし、断熱性と組成の物理的強度を強化
している。充填剤としてのカシューや硫酸バリウムの分
量を減じているのも、同様の理由である。下層材3に粉
末SBRが添加されているのは、裏板2が熱膨張する際
の組成の弾性強度を向上する目的がある。
【0016】次に、表1の摩擦材を組合わせて図1
(f)に示すブレーキパッド1を製造し、ダイナモメー
タ上で高速の急制動を繰り返し高温の熱負荷を履歴さ
せ、従来の2層材と本発明の上層材4と下層材3との界
面に発性する亀裂を比較した結果について説明する。
【0017】先ず、試料のブレーキパッド1の製造プロ
セスを説明する。表1に示す共通の上層材4に対し、下
層材3は表1に示すAとBの2グループを用意した。A
グループは、上層材4、下層材3(A)共にレーディゲ
ミキサーを用いて原料粉末を混合した。その後、下層材
3(A)は原料混合物を造粒機である不二パウダル製デ
ィスクペレッタを用いて造粒した。
【0018】この粒状混合物を図1(a)、(b)の工
程で、下層材3(A)の界面を外周縁部が中央部よりh
だけ高く、且つ、外周縁部がθ角度傾斜するよう予備成
形した。図1(c)の工程で、160℃に余熱したダイ
101のキャビティ内に上層材4粉末混合物を充填し、
図1(d)の工程で、上パンチ104を一定加圧力の基
に約10分間加圧加熱した。加圧力は、成形した上層材
4の気孔率が15%近傍になるよう設定した。その後、
図1(e)の工程で、230℃の熱硬化炉105内に3
時間放置し未反応部分を硬化させて製品とした。
【0019】尚、前記気孔率は、水銀圧入法を用いて求
める。計測機であるポロシメータの試料容器にテストピ
ースを収納し、水銀の加圧力を連続的に増大させて行
く。水銀は気孔径の大きいほど小さい加圧力で圧入で
き、気孔径が小さくなるほど大きな加圧力が必要とな
る。従って、加圧力を順次大きくしていくことにより、
気孔径の大きな部分から気孔が水銀に置換される。気孔
径と水銀を圧入する加圧力との間に相関関係があること
を利用して、ある気孔径を有する気孔の体積を水銀の加
圧力から求めることができるのでテストピースの体積と
比較すればよい。
【0020】Bグループは、上層材4、下層材3(B)
共にレーディゲミキサーを用いて原料粉末を混合した。
比較例としての従来の2層材は、図1(b)のラム10
2による予備成形工程において、ラム102の先端をフ
ラットに形成されたものを用い、2層材の界面をフラッ
トに形成した。又、本発明の下層材3(B)の粉末混合
物は、グループAと同様の図1(a)、(b)の工程で
予備成形され、図1(c)乃至(e)の工程で上層材4
を加圧加熱成形した。この様にして、A、B両グループ
の試料を各々5個ずつ用意した。
【0021】高温時に上層材4と下層材3との界面に発
性する亀裂を再現するダイナモメータの熱負荷テスト条
件は、ダイナモメータのディスクロータに慣性モーメン
ト5.0kg・m・s2を負荷して、タイヤ半径0.3
mの乗用車が車両速度100km/hから減速度0.4
5Gのもとに、制動前ディスクロータ温度が150℃か
ら50℃毎に600℃迄9段階に余熱されている状態で
制動操作をする熱負荷テストを1サイクルとして2サイ
クル負荷した。その評価結果を、表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】表2中の亀裂有無の判定は、ブレーキパッ
ド1の側面を目視観察し、1mm程度の深さであっても
長さ3mm近傍の裂け目を認めれば、微小亀裂と認定し
た。裂け目が長さ3mmを超えて成長しているものは、
亀裂大と認定した。表2の結果を考察すると、比較例の
2層材の界面がフラットに形成されたものは、本発明の
範囲を外れているので、熱成形時に試料5個中2個に微
小亀裂が認められ、熱負荷テスト終了後、試料5個中1
個に微小亀裂が認められ2個に比較的大きな亀裂を認め
た。
【0024】実施例1は、熱成形時に試料5個中2個に
微小亀裂が認められ、熱負荷テスト終了後、試料5個中
2個に微小亀裂が認められた。実施例2は、熱成形時に
は亀裂が認められなかったものゝ2サイクルの熱負荷テ
スト終了後、試料5個中1個に微小亀裂が認められた。
【0025】これに対し、本発明で好ましい範囲として
推奨する中央部と外周縁部との段差h及び外周縁部の傾
斜角度θを共に満足する実施例3乃至5には、いずれの
場合も亀裂の発生を認めなかった。中央部と外周縁部と
の段差hが3mmを超えると、本来の摩擦材として要求
される特性を有する上層材4の有効厚さが減少するので
好ましくない。又、外周縁部の傾斜角度θが15°より
緩やかになれば、図2の概念図で説明したように界面P
ライン上に亀裂が発生し易くなり、60°より険しくな
れば、図1(b)工程でラム102により斜面を形成す
る際の外周縁部の鋭角部への下層材3の充填が不揃いと
なり易く好ましくない。
【0026】
【発明の効果】本発明は、少なくとも2層からなる非石
綿系摩擦材の裏板に接する下層材の外周縁部を中央部よ
り高く、好ましくは0.5〜3mm高くし、さらに、外
周縁部に角度15°〜60°の傾面を設けることで、急
激な制動や高速からの制動を繰り返す時の、ブレーキパ
ッドが加熱され裏板と摩擦材の熱膨張の差によって下層
材と上層材の界面に亀裂の発生するのを抑止することが
できる。
【0027】又、下層材の原料混合物が粒状に造粒され
たものを用いることによって、裏板との接着強度を向上
し、熱負荷が繰返し履歴されると発生し易い裏板と下層
材の界面の亀裂の発生することを抑止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブレーキパッドの製造工程の概要図
(a)乃至(f)を示す。
【図2】高温負荷時における従来の2層材の熱歪みの概
念図である。
【図3】従来の1層材のブレーキパッドの平面図であ
る。
【符号の説明】
1;ブレーキパッド 2;裏板 3;下層材 4;上層材 4a;摺接面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09K 3/14 520 C09K 3/14 520M 520J 520G 520C 520K 520Z 530 530G C08L 61:06 Fターム(参考) 3J056 BA02 BC01 EA03 EA14 EA30 FA08 GA12 3J058 BA44 BA47 CA04 CA44 DD11 DD13 FA01 FA11 FA21 GA07 GA12 GA20 GA28 GA37 GA45 GA55 GA64 GA65 GA73 GA81 GA88 GA92 GA93 4F071 AA41 AA56 AB03 AB07 AB18 AB24 AB29 AC01 DA01 DA06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機ファイバー、有機ファイバー、金属
    ファイバーから選択したファイバー基材、摩擦調整材、
    カシューダスト、その他充填剤、並びにバインダーレジ
    ンを原料とする非石綿系摩擦材組成物であって、少なく
    とも2層からなる摩擦材において、裏板に接する下層材
    の外周縁部が中央部より高くなっていることを特徴とす
    る摩擦材。
  2. 【請求項2】 前記下層材の外周縁部が中央平面部よ
    り、0.5〜3mm高くなっていることを特徴とする請
    求項1または2に記載の摩擦材。
  3. 【請求項3】 前記下層材の外周縁部が15°〜60°
    の角度で傾斜していることを特徴とする請求項1または
    2のいずれかに記載の摩擦材。
  4. 【請求項4】 前記下層材の原料混合物が粒状に造粒さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の摩擦材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101886681A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 福建冠良汽车配件工业有限公司 一种波浪型双层结构的鼓式刹车片及其底料配方和生产工艺
WO2012056563A1 (ja) * 2010-10-29 2012-05-03 三菱電機株式会社 ブレーキライニング及びその製造方法
KR20190001633A (ko) * 2017-06-26 2019-01-07 현대자동차주식회사 브레이크 캘리퍼용 브레이크 패드 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN103154559A (zh) * 2010-10-29 2013-06-12 三菱电机株式会社 制动衬片及其制造方法
JP5627042B2 (ja) * 2010-10-29 2014-11-19 三菱電機株式会社 ブレーキライニング及びその製造方法
KR20190001633A (ko) * 2017-06-26 2019-01-07 현대자동차주식회사 브레이크 캘리퍼용 브레이크 패드 및 그 제조방법
KR102407679B1 (ko) 2017-06-26 2022-06-13 현대자동차주식회사 브레이크 캘리퍼용 브레이크 패드 및 그 제조방법

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