JP2000319409A - 摩擦材 - Google Patents

摩擦材

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JP2000319409A
JP2000319409A JP11134014A JP13401499A JP2000319409A JP 2000319409 A JP2000319409 A JP 2000319409A JP 11134014 A JP11134014 A JP 11134014A JP 13401499 A JP13401499 A JP 13401499A JP 2000319409 A JP2000319409 A JP 2000319409A
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JP
Japan
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mass
spherical
weight
friction material
spherical mass
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JP11134014A
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Manabu Ono
学 小野
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効き特性に優れると共にロータの摩耗量を抑
制でき、かつブレーキ鳴きを防止又は低減できる摩擦材
を提供する。 【解決手段】 アルミナ、シリカ及びジルコニアのうち
2成分以上を含むセラミック繊維を含有し、かつこのセ
ラミック繊維の少なくとも一部が直径1〜4mmの球状塊
1及び/又は略球状塊2並びに幅1〜3mm及び長さ5〜
20mmの帯状塊3とから形成され、さらに摩擦部材の剪
断面に対して前記球状塊1及び/又は略球状塊2が2〜
12面積%並びに帯状塊3が1〜4面積%占有してなる
摩擦材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、各種産業用機械等の制動に用いられるディスクブレ
ーキパッド、ブレーキライニング等の摩擦材に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業用機械等の
制動装置としてディスクブレーキが使用されており、そ
の制動部材として、ディスクブレーキパッドが使用され
ている。現在使用されているディスクブレーキパッド
は、特開平6−184525号公報などに示されるよう
にアラミド繊維、セラミック繊維等の繊維状物質、摩擦
調整剤などを用いて、制動時の鳴きや異音の発生が少な
いNon・Asbestos・Organic(ノン・アスベストス・オーガ
ニック)(以下NAO材と称する)系のディスクブレー
キパッドが主流である。
【0003】しかしながら、近年のブレーキへの性能要
求は益々高度化する傾向にあり、従来のNAO材に対し
て、制動時のブレーキ鳴き、異音といった音振特性を維
持しながら、効き特性や高速走行時のブレーキ特性の向
上が要求されているが、上記に示すような従来のディス
クブレーキパッドでは、音振特性が不十分であり、効き
特性が低下する傾向がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】請求項1及び2記載の
発明は、効き特性に優れると共にロータの摩耗量を抑制
でき、かつブレーキ鳴きを防止又は低減できる摩擦材を
提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ、シ
リカ及びジルコニアのうち2成分以上を含むセラミック
繊維を含有し、かつこのセラミック繊維の少なくとも一
部が直径1〜4mmの球状塊及び/又は略球状塊並びに幅
1〜3mm及び長さ5〜20mmの帯状塊とから形成され、
さらに摩擦部材の剪断面に対して前記球状塊及び/又は
略球状塊が2〜12面積%並びに帯状塊が1〜4面積%
占有してなる摩擦材に関する。
【0006】また、本発明は、全組成物中に球状塊及び
/又は略球状塊を形成するセラミック繊維が1.5〜1
0重量%並びに帯状塊を形成するセラミック繊維が1.
5〜5重量%含有してなる摩擦材に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるセラミック繊
維は、アルミナ、シリカ及びジルコニアのうち2成分以
上を含むことが必要とされ、これが1成分のみである場
合、例えばアルミナのみであるとブレーキ鳴きが発生し
易くなり、またシリカのみであると耐フェード性が低下
し、さらにジルコニアのみであると効きが低下するとい
う欠点が生じる。
【0008】本発明では上記セラミック繊維の少なくと
も一部が直径1〜4mm、好ましくは1.5〜3.5mm、
さらに好ましくは2〜3mmの球状塊及び/又は略球状塊
と幅1〜3mm、好ましくは1〜2.5mm、さらに好まし
くは1〜2mm及び長さ5〜20mm、好ましくは8〜20
mm、さらに好ましくは10〜20mmの帯状塊とから形成
される。なお、球状塊及び/又は略球状塊の直径が1mm
未満の場合は耐フェード性が低下し、一方、直径が4mm
を超えると相手材攻撃性と鳴きが悪化する。また、帯状
塊の幅が1mm未満、長さが5mm未満の場合は効きが低下
し、一方、幅が3mmを超え、長さが20mmを超えると相
手材攻撃性と鳴きが悪化する。
【0009】摩擦部材の剪断面に占める球状塊及び/又
は略球状塊の割合は、2〜12面積%、好ましくは4〜
10面積%、さらに好ましくは6〜8面積%とされ、こ
れが2面積%未満の場合は耐フェード性が低下し、一
方、12面積%を超えると相手材攻撃性と鳴きが悪化す
る。また、摩擦部材の剪断面に占める帯状塊の割合は、
1〜4面積%、好ましくは1.5〜3.5面積%、さら
に好ましくは2〜3面積%とされ、これが1面積%未満
の場合は効きが低下し、一方、4面積%を超えると相手
材攻撃性と鳴きが悪化する。
【0010】さらに、摩擦部材の剪断面に現れるセラミ
ック繊維のうち、直径1〜4mmの球状塊及び/又は略球
状塊並びに幅1〜3mm及び長さ5〜20mmの帯状塊の割
合は、これらの総量で、50〜80%が好ましく、60
〜80%がより好ましく、70〜80%がさらに好まし
い。なお、略球状塊については直径の決め方が困難であ
るため、本発明においては幅の最大部分を直径として測
定した。
【0011】本発明で用いられるセラミック繊維の球状
塊及び/又は略球状塊の含有量は、効きと耐フェード性
の点から全組成物中に1.5〜10重量%とすることが
好ましく、3〜8重量%とすることがより好ましく、4
〜7重量%とすることがさらに好ましい。一方、セラミ
ック繊維の帯状塊の含有量は、効き、相手材攻撃性及び
鳴きの点から全組成物中に1.5〜5重量%とすること
が好ましく、1.5〜4重量%とすることがより好まし
く、1.5〜3重量%とすることがさらに好ましい。
【0012】摩擦部材中に含有されるセラミック繊維と
しては、球状塊及び/又は略球状塊とセラミック繊維の
帯状塊の両方を含有することが必要とされ、これが片方
の塊のみでは本発明の目的を達成することができない。
なお、上記の塊の両方を含有していれば、いずれか一方
の塊の成分が異なるセラミック繊維を2種類以上含有し
ても差し支えはないが、この場合、球状塊及び/又は略
球状塊の方を2種類以上含有した方が耐フェード性の向
上の点で好ましい。
【0013】摩擦部材の剪断面に対するセラミック繊維
の球状塊及び/又は略球状塊の占有率並びにセラミック
繊維の帯状塊の占有率は、まず各塊のセラミック繊維の
剪断面をイメージスキャナで読み込み、クラボウ(倉敷
紡績(株))製の「KL/KSシステム」でセラミック繊
維の非連続円周線をイメージからベクトル(非連続円周
線→連続円周線)に変換する。変換後、ベクトルのデー
タをインサーネットで日立造船情報システム(株)のCA
D「GRADE/DRAW」に転送し、CAD上で連続
円周線の閉じた範囲の面積を個々に集計し、これを摩擦
部材の剪断面に対する占有率として計算した。
【0014】本発明においてセラミック繊維の球状塊と
は、ほぼ球状の形を有する塊を指し、また略球状塊と
は、外形が全体的には球状であるが表面に凹凸があるも
の、やや正方形に近い形状のもの又は少々楕円形状に近
い塊を指す。さらにセラミック繊維の帯状塊とは帯のよ
うに横に細長い形状の塊を指すものである。図1、図2
及び図3にこれらの塊を示す。即ち図1はディスクブレ
ーキパッドの剪断面を示し、1は球状塊、2は略球状塊
及び3は帯状塊である。図2は球状塊1の拡大図及び図
3は帯状塊2の拡大図を示す。
【0015】本発明の摩擦材に用いられる材料は、セラ
ミック繊維の球状塊及び/又は略球状塊並びにセラミッ
ク繊維の帯状塊の他は一般に公知の材料が用いられ、例
えばスチール繊維、銅繊維、黄銅繊維、アクリル繊維、
アラミド繊維、カーボン繊維、炭酸カルシウムウィス
カ、チタン酸カリウムウィスカ、炭酸マグネシウムウィ
スカ、上記以外のセラミック繊維等の繊維状物質、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、カシュー樹
脂等の熱硬化性樹脂やNBR、SBR、IR等のゴム組
成物を含む結合剤、カシューダスト、三硫化アンチモ
ン、二硫化モリブデン、黒鉛等の摩擦調整剤、硫酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の充填剤さ
らに必要に応じて銅、黄銅、青銅、錫、亜鉛等の金属粉
が添加される。
【0016】上記におけるセラミック繊維以外の繊維状
物質の含有量は、機械強度などの点から、全組成物中に
5〜40重量%とすることが好ましく、10〜35重量
%とすることがより好ましく、15〜30重量%とする
ことがさらに好ましい。結合剤の含有量は、成形性など
の点から、全組成物中に3〜15重量%とすることが好
ましく、4〜13重量%と含有することがより好まし
く、5〜11重量%とすることがさらに好ましい。摩擦
調整剤の含有量は、摩擦係数、安全性などの点から全組
成物中に4〜30重量%とすることが好ましく、7〜2
2重量%とすることがより好ましく、10〜19重量%
とすることがさらに好ましい。充填剤の含有量は、充填
密度などの点から全組成物中に20〜60重量%とする
ことが好ましく、25〜50重量%とすることがより好
ましく、30〜40重量%とすることがさらに好まし
い。さらに必要に応じて添加する金属粉の含有量は、全
組成物中に1〜8重量%とすることが好ましく、2〜7
重量%とすることがより好ましく、3〜6重量%とする
ことがさらに好ましい。これらの成分は全組成物が10
0重量%となるように配合される。
【0017】本発明になる摩擦材は、摩擦材組成物を所
定の形状に予備形成し、次いで金型内に裏金及び予備成
形体を挿設した後、加熱加圧成形法で成形し、その後加
熱処理を行って得られる。なお必要に応じ、加熱処理後
にさらに400〜800℃の高温で成形体の表面を焼き
付けても良い。成形する際の加熱温度は130〜180
℃が好ましく、140〜170℃がさらに好ましい。圧
力は30〜70MPaが好ましく、40〜60MPaがさらに
好ましい。加熱処理温度は150〜300℃が好まし
く、180〜250℃がさらに好ましい。
【0018】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 実施例1〜4、比較例1〜7 表1に示す成分を配合し、混合機で均一に混合して摩擦
材組成物を得た。次いで摩擦材組成物を所定の形状に予
備成形した後、金型内に裏金及び予備成形体を挿設し、
140±5℃及び50MPaの条件で10分間加熱加圧成
形し、さらに250℃で5時間加熱処理を行い、冷却後
研磨してディスクブレーキパッドを得た。
【0019】なお、実施例及び比較例において、セラミ
ック繊維の球状塊及び略球状塊としては、アルミナ、シ
リカ繊維(新日鐵化学(株)製、商品名SC1260)を
使用し、セラミック繊維の帯状塊としては、アルミナ、
シリカ、ジルコニア繊維(東芝モノフラックス(株)製、
商品名ZF600/70)を使用した。
【0020】
【表1】
【0021】次に、本発明になる実施例のディスクブレ
ーキパッドと比較例のディスクブレーキパッドの摩擦部
材の先端から5mmの部分を横方向に切断し、その切断面
(剪断面)を光学顕微鏡を用い剪断面に対する各塊の寸
法及び前記に示す方法で各塊の占有率を調べた。その結
果を表2及び表3に示す。
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】また、本発明になる実施例のディスクブレ
ーキパッドと比較例のディスクブレーキパッドについ
て、効きと耐フェード性(摩擦係数)、ロータ摩耗量及
びブレーキ鳴きの比較試験を行った。その結果を表4及
び表5に示す。なお試験条件は次の通りである。
【0025】(1)効き、耐フェード性 JASO C 402−79に従ってダイナモ試験を行
い、摩擦係数を比較した。なおブレーキ型式は、日産自
動車(株)製、車種名:プリメーラ(P11)のブレーキ
を使用した。 (2)ロータ摩耗量 前記(1)のダイナモメーター試験において、試験前後
のロータの厚みを測定し、その厚みの差からロータ摩耗
量の比較をした。 (3)ブレーキ鳴き 日産自動車(株)製、車種名:プリメーラ(P11)を用
いてJASO C 402−79に従って実車試験を行
い、試験中の鳴きを測定し、75dB以上の鳴きの発生率
を求めた。
【0026】
【表4】
【0027】
【表5】
【0028】表4及び表5に示すように、本発明の実施
例になるディスクブレーキパッドは、効きと耐フェード
特性に優れ、ロータ摩耗量が少なくかつブレーキ鳴きの
発生率が少ないことがわかる。これに対して比較例1〜
3のディスクブレーキパッドは、第2効力における摩擦
係数と第1フェードの摩擦係数のいずれか又は両方が低
く、比較例4〜7のディスクブレーキパッドは、ブレー
キ鳴きの発生率とロータ摩耗量が多いことがわかる。
【0029】
【発明の効果】請求項1及び2記載の摩擦材は、効き特
性に優れると共にロータの摩耗量を抑制でき、かつブレ
ーキ鳴きを防止又は低減でき、工業的に極めて好適であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディスクブレーキパッドの剪断面である。
【図2】球状塊の拡大図である。
【図3】帯状塊の拡大図である。
【符号の説明】
1 球状塊 2 略球状塊 3 帯状塊
───────────────────────────────────────────────────── 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) F16D 69/02 F16D 69/02 Z Fターム(参考) 3J058 BA01 BA21 BA41 BA76 FA01 FA11 FA21 FA31 FA35 GA22 GA33 GA34 GA62 GA78 GA79 GA82 GA92 4F071 AA41 AA56 AB07 AB29 AD01 AD06 AD07 AE12 AE17 DA04 DA06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナ、シリカ及びジルコニアのうち
    2成分以上を含むセラミック繊維を含有し、かつこのセ
    ラミック繊維の少なくとも一部が直径1〜4mmの球状塊
    及び/又は略球状塊並びに幅1〜3mm及び長さ5〜20
    mmの帯状塊とから形成され、さらに摩擦部材の剪断面に
    対して前記球状塊及び/又は略球状塊が2〜12面積%
    並びに帯状塊が1〜4面積%占有してなる摩擦材。
  2. 【請求項2】 全組成物中に球状塊及び/又は略球状塊
    を形成するセラミック繊維が1.5〜10重量%並びに
    帯状塊を形成するセラミック繊維が1.5〜5重量%含
    有してなる請求項1記載の摩擦材。
JP11134014A 1999-05-14 1999-05-14 摩擦材 Pending JP2000319409A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1338817A1 (en) 2002-02-21 2003-08-27 Nisshinbo Industries, Inc. Non-asbestos-based friction materials
CN101250272B (zh) * 2008-03-25 2010-11-03 武汉理工大学 一种酚醛树脂/蛭石纳米复合基摩阻材料及其制备方法

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EP1338817A1 (en) 2002-02-21 2003-08-27 Nisshinbo Industries, Inc. Non-asbestos-based friction materials
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