JP2000319635A

JP2000319635A - 摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材

Info

Publication number: JP2000319635A
Application number: JP11134015A
Authority: JP
Inventors: Manabu Ono; 学小野
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高速走行時における制動時のブレーキ振動
（高速・高温ジャダー）を防止又は低減でき、かつ効き
特性に優れると共にブレーキ鳴きを防止又は低減できる
摩擦材に適した摩擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた
摩擦材を提供する。【解決手段】モース硬度が５〜７の無機研削材を１種
類以上及びモース硬度が４．５〜６．５の無機繊維を１
種類以上含み、ここで無機研削材の比率が無機研削材と
無機繊維の総量に対して３０〜７０重量％である摩擦材
組成物並びに摩擦材組成物を加熱加圧成形して、摩擦部
材と裏金とを一体化してなる摩擦材。

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
及び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適した摩
擦材組成物及び摩擦材組成物を用いた摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、鉄道車両、各種産業用機械等に
は、その制動のため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６−１８４５
２５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
特性や高速走行時のブレーキ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、高速走行時における制動時のブレーキ振動（以
下高速・高温ジャダーと称する）を防止又は低減でき、
かつ効き特性に優れると共にブレーキ鳴きを防止又は低
減できる摩擦材に適した摩擦材組成物を提供するもので
ある。請求項３及び４記載の発明は、高速・高温ジャダ
ーを防止又は低減でき、かつ効き特性に優れると共にブ
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、モース硬度が
５〜７の無機研削材を１種類以上及びモース硬度が４．
５〜６．５の無機繊維を１種類以上含み、ここで無機研
削材の比率が無機研削材と無機繊維の総量に対して３０
〜７０重量％である摩擦材組成物に関する。また、本発
明は、無機研削材及び無機繊維の総量が全組成物で５〜
２０重量％である前記の摩擦材組成物に関する。また、
本発明は、前記の摩擦材組成物を加熱加圧成形して、摩
擦部材と裏金とを一体化してなる摩擦材に関する。さら
に、本発明は、摩擦部材の温度が２００℃のときのロッ
クウエル硬度が、ＨＲＲスケールで４０以下である前記
の摩擦材に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる無機研削材
は、モース硬度が５〜７、好ましくは５．２〜６．８、
さらに好ましくは５．５〜６．５の範囲のものが用いら
れ、モース硬度が５未満の無機研削材を用いると、高速
・高温ジャダーの防止又は低減の効果が低下し、さらに
効きが低下するという欠点が生じ、７を超える無機研削
材を用いると鳴きや異音が発生する。

【０００７】一方、無機繊維は、モース硬度が４．５〜
６．５、好ましくは５．０〜６．５さらに好ましくは
５．５〜６．５の範囲のものが用いられ、モース硬度が
４．５未満の無機繊維を用いると、高速・高温ジャダー
の防止又は低減の効果が低下し、さらに効きが低下する
という欠点が生じ、６．５を超える無機繊維を用いると
鳴き異音が発生し、またディスクロータの摩耗量が増加
する。

【０００８】本発明における摩擦材組成物は、モース硬
度が５〜７の無機研削材及びモース硬度が４．５〜６．
５の無機繊維を、それぞれ１種類以上、好ましくは２種
類以上含有することが必要とされ、この条件を満たさな
い場合は、高速・高温ジャダーの防止又は低減の効果が
低下し、さらに効きが低下するおそれがある。

【０００９】モース硬度が５〜７の無機研削材の含有量
は、モース硬度が５〜７の無機研削材とモース硬度が
４．５〜６．５の無機繊維の総量に対して３０〜７０重
量％、好ましくは３５〜６５重量％、さらに好ましくは
４０〜６０重量％の範囲とされ、３０重量％未満である
と高速・高温ジャダーの防止又は低減の効果が低下し、
７０重量％を超えると鳴きや異音が発生する。

【００１０】なお、モース硬度が５〜７の無機研削材及
びモース硬度が４．５〜６．５の無機繊維の総量の全組
成物に対する含有量については特に制限はないが、高速
・高温ジャダーの防止又は低減及び効きの点から全組成
物中に５〜２０重量％の範囲とすることが好ましく、８
〜１７重量％の範囲とすることがより好ましく、１０〜
１５重量％の範囲とすることがさらに好ましい。

【００１１】前記モース硬度が５〜７の無機研削材とし
ては、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、硫化鉄、チタン酸バリウム等が挙げられ、これらは
単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。また
モース硬度が４．５〜６．５の無機繊維としては、セラ
ミック繊維、ロックウール、オラストナイト等が挙げら
れ、これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用
される。

【００１２】本発明になる摩擦材において、摩擦部材の
温度が２００℃のときのロックウエル硬度は、高速・高
温ジャダーの防止又は低減の点からＨＲＲスケールで４
０以下が好ましく、１５〜３５の範囲とすることがより
好ましく、２０〜３０の範囲とすることがさらに好まし
い。

【００１３】本発明の摩擦材に用いられる材料は、モー
ス硬度が５〜７の無機研削材及びモース硬度が４．５〜
６．５の無機繊維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、黄銅繊維、銅繊維、アラミド繊
維、アクリル繊維、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Ｎ
ＢＲ、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。

【００１４】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、７〜２２重量
％とす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１００重量
％となるように配合される。

【００１５】本発明になる摩擦材は、摩擦材組成物を所
定の形状に予備成形し、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。

【００１６】

【実施例】以下本発明を実施例により説明する。実施例１〜８、比較例１〜１０表１及び表２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。な
お、得られたディスクブレーキパッドについて、摩擦部
材を加熱し、該摩擦部材の温度が２００℃のときのロッ
クウエル硬度をＨＲＲスケールで測定した。その結果を
合わせて表１及び表２に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】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につい
て、高速・高温ジャダー（トルク変動）、効き（摩擦係
数）及びブレーキ鳴きの比較試験を行った。その結果を
表３、表４及び表５に示す。なお試験条件は次の通りで
ある。

【００２０】（１）高速・高温ジャダーダイナモメーターを使用し、下記の制動条件てブレーキ
試験を行い、制動時のトルク変動を測定し、高速・高温
ジャダーの比較をした。制動条件：制動前車速＝２００km/h、制動前ローター温
度＝２００℃、３００℃の２条件制動減速度＝０．３Ｇ一定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）効き前記（１）のダイナモメーター試験において、摩擦係数
を算出し、効き特性の比較をした。（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、ＪＡＳＯＣ４０２−７９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。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】

【表５】

【００２４】表３、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、トルク変
動、即ち高速・高温ジャダーが小さく、効きレベルが高
く、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、２、４、６、７、８、９、１０のデ
ィスクブレーキパッドは、高速・高温ジャダーが大き
く、また比較例１、２、３、８、１０のディスクブレー
キパッドは、効き（摩擦係数）が低く、さらに比較例
２、４、７、９のディスクブレーキパッドは、鳴き発生
率が高いことがわかる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１及び２記載の摩擦材組成物は、
高速・高温ジャダーを防止又は低減でき、かつ効き特性
に優れると共にブレーキ鳴きを防止又は低減できる摩擦
材に適した摩擦材組成物である。請求項３及び４記載の
摩擦材は、高速・高温ジャダーを防止又は低減でき、か
つ効き特性に優れると共に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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モース硬度が５〜７の無機研削材を１種
類以上及びモース硬度が４．５〜６．５の無機繊維を１
種類以上含み、ここで無機研削材の比率が無機研削材と
無機繊維の総量に対して３０〜７０重量％である摩擦材
組成物。
【請求項２】無機研削材及び無機繊維の総量が全組成
物中で５〜２０重量％である請求項１記載の摩擦材組成
物。
【請求項３】請求項１又は２記載の摩擦材組成物を加
熱加圧成形して、摩擦部材と裏金とを一体化してなる摩
擦材。
【請求項４】摩擦部材の温度が２００℃のときのロッ
クウエル硬度が、ＨＲＲスケールで４０以下である請求
項３記載の摩擦材。