JP2000272978A

JP2000272978A - ブレーキ摩擦材

Info

Publication number: JP2000272978A
Application number: JP11084154A
Authority: JP
Inventors: Shingo Miyake; 信吾三宅
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】耐フェード性、耐鳴き性共に優れたブレーキ
摩擦材を提供する。【解決手段】基材としてチタン酸カリウムウィスカを
１５〜２５容積％含有させ、基材の無機繊維および摩擦
調整材に含まれるシリコン，アルミニウム，ジルコニウ
ムの各酸化物（硬質成分）のうちの少なくとも一種の酸
化物を成分に含む繊維または粉末を１０容積％以下に抑
えると共に、充填材としての硫酸バリウム（硬質成分）
を１５容積％以下に抑える。耐鳴き性を低下させる原因
となる硬質成分を抑え、その抑えた分をチタン酸カリウ
ムウィスカで補って、耐フェード性の低下を未然に防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ブレーキパ
ッドとして用いられる摩擦材の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキパッドの摩擦材としては、効き
性能に優れている（摩擦係数が高い）ことはもちろん、
耐フェード性、耐摩耗性、耐熱性、耐鳴き性等に優れて
いることが要求される。そして従来、これら要求を満た
すべく種々の摩擦材が開発されているが、一般には、金
属繊維、天然または人造の無機繊維（ロックウール
等）、有機繊維等の強化繊維を基材として、これに結合
材としてフェノール樹脂を、潤滑材として黒鉛、二硫化
モリブデン等を、摩擦調整材としてカシューダスト、ゴ
ム粉、セラミック粉等を、充填材として硫酸バリウム
を、ＰＨ調整材として水酸化カルシウム、炭酸カルシウ
ム等をそれぞれ含ませた複合材料が使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、上記した
従来一般のブレーキ摩擦材は、硬質な無機繊維（SiO₂，
Al₂O₃ 等）や硫酸バリウムを多量に含んでいるため、ス
キール音やグー音などの鳴きが発生し易いという問題が
あった。なお、この鳴きの問題は、当然のこととして前
記した硬質成分の含有量を下げれば解決するが、これら
の含有量を単に下げたのでは、耐フェード性が低下して
いまい、根本的な解決には至らない。

【０００４】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、耐フェード
性を犠牲にすることなく耐鳴き性を向上させることがで
き、もって性能的に優れたブレーキ摩擦材を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】耐フェード性は気孔率に
依存し、気孔率が高くなるほど耐フェード性が向上す
る。一方、この気孔率は、温度や圧力などの成形条件に
大きく依存するが、最近、チタン酸カリウムウィスカが
気孔率の向上に寄与することが知られるようになってき
ている。本発明は、このチタン酸カリウムウィスカに着
目し、耐鳴き性を低下させる原因となる硬質成分の含有
を抑え、その抑えた分をチタン酸カリウムウィスカで補
って、耐フェード性の低下を未然に防止するようにした
ものである。

【０００６】すなわち、本発明は、上記目的を達成する
ため、チタン酸カリウムウィスカ１５〜２５容積％、シ
リコン，アルミニウム，ジルコニウムの各酸化物のうち
の少なくとも一種の酸化物を成分に含む繊維または粉末
１０容積％以下、硫酸バリウム１５容積％以下、残部そ
の他繊維、結合材、潤滑材、摩擦調整材等よりなる構成
としたことを特徴とする。

【０００７】本発明において、上記チタン酸カリウムウ
ィスカは、その含有量が１５容積％より少ないと気孔率
を高める効果が小さく、一方、２５容積％を超えると成
形時にふくれが生じて製品化不能となるので、これを１
５〜２５容積％とした。また、基材の無機繊維に含ま
れ、あるいは摩擦調整材に含まれるシリコン、アルミニ
ウムおよびジルコニウムの酸化物は、トータルとして１
０容積％を超えるとスキール音やグー音などの鳴きを発
生させる原因となるので、これらをトータルで１０容積
％以下に抑えるようにした。さらに、充填材として用い
られる硫酸バリウムは、１５容積％を超えるとスキール
音やグー音などの鳴きを発生させる原因となるので、こ
れを１５容積％以下に抑えるようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明に係るブレーキパッド用摩擦材（ブレーキ
摩擦材）は、基材として、従来一般に用いられていた金
属繊維、無機繊維、有機繊維の他に、チタン酸カリウム
ウィスカ（ K₂O−Ti₇O₁₂）を含んでいる。また、本ブレ
ーキ摩擦材は、前記基材以外にも、従来のものと同様に
結合材としてフェノール樹脂を、潤滑材として黒鉛、二
硫化モリブデン等を、摩擦調整材としてカシューダス
ト、ゴム粉、セラミック粉等を、充填材として硫酸バリ
ウムを、ＰＨ調整材として水酸化カルシウム、炭酸カル
シウム等を含んでいる。

【０００９】ここで、上記基材に用いる無機繊維の種類
は任意であり、ロックウールはもちろん、セラミック繊
維、ガラス繊維、セピオライト繊維、珪酸カルシウム繊
維等を用いることができる。これら繊維には、シリコン
酸化物および／またはアルミニウム酸化物の硬質成分が
含まれている。また、上記摩擦調整材に用いられるセラ
ミック粉としては、シリカ粉、アルミナ粉、珪酸ジルコ
ニウム粉等多くの種類があるが、これらセラミック粉に
もまた、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物および／
またはジルコニウム酸化物の硬質成分が含まれている。
本実施の形態においては、硬質成分であるシリコン酸化
物、アルミニウム酸化物および／またはジルコニウム酸
化物がトータルで１０容積％以下になるように、基材と
しての無機繊維および摩擦調整材としてのセラミック粉
の含有量を調整する。また、上記充填材としての硫酸バ
リウムは１５容積％以下に抑え、さらに上記チタン酸カ
リウムウィスカは１５〜２５容積％の範囲内で適量含有
させるようにしている。

【００１０】ブレーキパッドの製造に際しては、上記基
材としてのチタン酸カリウムウィスカおよびその他の繊
維と、結合材としてのフェノール樹脂と、潤滑材として
の黒鉛および二硫化モリブデンと、摩擦調整材としての
カシューダスト、ゴム粉およびセラミック粉と、充填材
としての硫酸バリウムと、ＰＨ調整材としての水酸化カ
ルシウムおよび炭酸カルシウムとを、上記した規定を満
足するように所定の割合で混合する。そして、この混合
物を、常温にて比較的低圧力で冷間圧縮成形して予備成
形体を得、次に、この予備成形体を、予め接着剤を塗布
した裏金と共に金型に投入し、比較的高圧力で加熱圧縮
成形して成形体を得る。その後、前記成形体に熱処理、
表面研磨、溝加工等の必要な処理を加え、これにてブレ
ーキパッドは完成する。

【００１１】このようにして完成したブレーキパッド
は、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウ
ム酸化物を始め、硫酸バリウムなどの硬質成分が制限さ
れているので、その摩擦材料が必要以上に硬くなること
がなく、実際の使用に際してスキール音やグー音などが
発生し難くなる。しかも、チタン酸カリウムウィスカを
かなり多量に含んでいるので、加熱圧縮成形時における
結合材の硬化程度の差に起因する気孔率のバラツキも抑
えられ、安定して高い気孔率を確保することできて、耐
フェード性にも優れたものとなる。

【００１２】

【実施例】実施例基材としてチタン酸カリウムウィスカと、ロックウール
と、アラミド繊維と銅繊維とを選択し、さらに結合剤と
してフェノール樹脂を、潤滑材として黒鉛および二硫化
モリブデンを、摩擦調整材としてカシューダスト、ゴム
粉およびセラミック粉を、充填材として硫酸バリウム
を、ＰＨ調整材として水酸化カルシウムおよび炭酸カル
シウムをそれぞれ選択し、これらを表１に示すように所
定の割合で混合した。そして先ず、前記混合物を金型に
投入し、常温にて50MPa の圧力で冷間圧縮成形して予備
成形体を得、次に、この予備成形体と予め接着剤を塗布
した裏金とを150 ℃に加熱された金型内に投入し、40MP
a の圧力で 250〜300 秒加熱圧縮成形して成形体を得
た。その後、前記成形体を熱処理炉に投入して 200℃に
６時間保持する熱処理を行い、さらに、表面研磨および
溝加工を行って実施材（ブレーキパッド）１〜７を製作
した。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１から明らかなように、各実施材１〜７
は、基材としてのチタン酸カリウムウィスカを１５〜２
５容積％の範囲内で異なる量を含有し、また、基材とし
てのロックウールと摩擦調整材としてのアルミナ粉との
合計を１０容積％以下に抑えると共に、充填材としての
硫酸バリウムを１５容積％以下に抑えた成分組成となっ
ている。なお、表１には、各実施材１〜７の製作に用い
た原料の硬さ（モース硬さ）も併記している。

【００１５】比較例実施例と同じ、基材、結合材、潤滑材、摩擦調整材およ
びＰＨ調整材を用い、これらを表２に示すように所定の
割合で混合し、実施例と同じ工程を経て比較材（ブレー
キパッド）１〜７を製作した。

【００１６】

【表２】

【００１７】表２から明らかように、本実施材１〜７に
比較して、比較材１はチタン酸カリウムウィスカが少な
く硫酸バリウムが多い成分組成、比較材２はチタン酸カ
リウムウィスカが少なくロックウールが多い成分組成、
比較材３はロックウールが少なく硫酸バリウムが多い成
分組成、比較材４〜６はロックウールの多い成分組成、
比較材７はチタン酸カリウムウィスカが多い成分組成と
なっている。なお、表１には、各実施材１〜７の製作に
用いた原料の硬さ（モース硬さ）も併記している。

【００１８】試験例上記のようにして製作した実施材１〜７および比較材１
〜７について、気孔率を測定すると共に、自動車技術会
規格JASO C−406 に基いて摩擦試験を行い、さらに実車
に搭載して鳴きの発生状況を調査した。これらの試験結
果を、前出表１および表２の下側に一括して示す。

【００１９】表１に示す結果より、本実施材１〜７は、
何れも気孔率が１３〜１７％程度と高くなっており、ま
た、耐フェード性の指針となる第１フェードのミニマム
摩擦係数（MIN.μ）も高い値となっており、さらに、相
手攻撃性の指針となるロータ摩耗量（μｍ）は小さな値
となっている。また、本実施材１〜７は、何れもスキー
ル音の発生する頻度が０．１％または０％となっている
ばかりか、グー音も極小か皆無となっており、耐鳴き性
に優れいることが明らかになっている。

【００２０】また、表２に示す結果より、チタン酸カリ
ウムウィスカが少なく硫酸バリウムが多い比較材１、チ
タン酸カリウムウィスカが少なくロックウールが多い比
較材２およびロックウールが少なく硫酸バリウムが多い
比較材３は、何れも本実施材１〜７に比較して耐フェー
ド性および耐鳴き性が劣っており、特に、ロックウール
を多く含む比較材２は、相手攻撃性（ロータ摩耗量）お
よびスキール音の発生する頻度が著しく高くなってい
る。また、ロックウールの多い比較材４〜６は、充填材
が比較的少ないにもかかわらず、本実施材１〜７に比較
して相手攻撃性（ロータ摩耗量）およびスキール音の発
生する頻度が高くなっている。一方、チタン酸カリウム
ウィスカが３０容積％と多い比較材７は、成形時にふく
れが生じて製品化不能となることが分かった。

【００２１】

【発明の効果】上記したように、本発明に係るブレーキ
摩擦材によれば、耐鳴き性を低下させる原因となる硬質
成分の含有を抑えると共に、その抑えた分をチタン酸カ
リウムウィスカで補って、耐フェード性の低下を未然に
防止するようにしたので、性能的に著しく優れたものと
なり、ブレーキパッドの耐久信頼性の向上に大きく寄与
する効果を奏した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チタン酸カリウムウィスカ１５〜２５容
積％、シリコン，アルミニウム，ジルコニウムの各酸化
物のうちの少なくとも一種の酸化物を成分に含む繊維ま
たは粉末１０容積％以下、硫酸バリウム１５容積％以
下、残部その他繊維、結合材、潤滑材、摩擦調整材等よ
りなるブレーキ摩擦材。