JP2001074079A - 摩擦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦材及びそれと摺動する相手材の両者の摩
耗量を一層低減することができる摩擦材とその相手材と
を含む摩擦装置を提供することにある。 【解決手段】 摩擦材とこの摩擦材と摺動する相手材と
を含む摩擦装置であって、摩擦材は摺動面に形成された
黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を有する鉄系焼結体であり、及び／又
は相手材は摺動面に形成された黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を有す
る鋳鉄であることを特徴とする摩擦装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は摩擦材とそれと摺動
する相手材とを含む摩擦装置に関する。例えば車両の制
動部に使用される摩擦装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のブレーキ、クラッチ等の制動部に
用いられる摩擦材としては、公害対策等の観点から石綿
を含有しないレジンモールド系の摩擦材が広く使用され
るようになっている。

【０００３】しかし石綿を含有しないレジンモールド系
の摩擦材では、その基本構成がレジンであるため摩擦材
の摩耗量の増加が認められる。特に高温高負荷時等のよ
うに使用条件が厳しいときには摩擦材の摩耗量の増加が
認められる。

【０００４】そのため摩耗量を低減することができる焼
結金属を利用した焼結摩擦材、例えば銅系焼結摩擦材、
鉄系焼結摩擦材等が注目されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年車両、特
に自動車において高速化、低燃費化の要請の伴い摩擦材
の摩擦材及びその相手材等の小型化・軽量化が一段と望
まれている。そのため焼結摩擦材及びその相手材につい
ても摩耗量の一層の低減が求められている。

【０００６】そこで本発明の目的は摩擦材及びそれと摺
動する相手材の両者の摩耗量を一層低減することができ
る摩擦材とその相手材とを含む摩擦装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は研究の結果、
鉄系焼結摩擦材や摩擦材の相手材である鋳鉄相手材の摺
動面に黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を施した場合摩耗量が大幅に低
減することを認識した。

【０００８】そこで本発明者は摩擦材と該摩擦材と摺動
する相手材とを含む摩擦装置であって、前記摩擦材は摺
動面に形成された黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を有する鉄系焼結体
であり、及び／又は前記相手材は摺動面に形成された黒
錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を有する鋳鉄であることを特徴とする摩
擦装置を発明した。

【０００９】本発明の摩擦装置においては、摩擦材が摺
動面に形成された黒錆を有する鉄系焼結体であるか、相
手材が摺動面に形成された黒錆を有する鋳鉄であるかの
いずれか一方か或いはその両者であれば、摩擦装置を構
成する摩擦材及び相手材の両者合計の摩耗量を低減する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の摩擦装置について説
明する。

【００１１】本発明の摩擦装置は、摩擦材と摩擦材と摺
動する相手材とを含む摩擦装置であって、摩擦材は摺動
面に形成された黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を有する鉄系焼結体で
あり、及び／又は相手材は摺動面に形成された黒錆（Ｆ
ｅ₃Ｏ₄）を有する鋳鉄である。

【００１２】従って本発明の摩擦装置を構成する摩擦材
とその相手材については、以下の３つの組み合わせが可
能である。即ち摩擦材は摺動面に形成された黒錆を有す
る鉄系焼結体であり、相手材は摺動面に形成された黒錆
を有する鋳鉄である摩擦装置、また摩擦材は摺動面に形
成された黒錆を有する鉄系焼結体であり、相手材は摺動
面に黒錆を有していない摩擦装置、摩擦材は摺動面に黒
錆を有さず、相手材は摺動面に形成された黒錆を有する
鋳鉄である摩擦装置の３つである。

【００１３】鉄系焼結体は粉末冶金法で作製できる。主
成分の鉄粉末に摩擦調整剤、潤滑剤等を混合し、混合し
た粉末を加圧圧縮して圧粉体（成形体）を作製する。次
にこの圧粉体を加熱焼結して焼結体を作製することがで
きる。

【００１４】基材として主成分である鉄粉末を用い、そ
の他に適切な量の鉄以外の金属粉末例えば銅粉末、非金
属粉末例えばリン粉末等を加えてもよい。また摩擦調整
剤としては適切な量のジルコンサンド、シリカ、アルミ
ナ、ムライト等のセラミックス粉末を用いてもよい。更
に潤滑剤としては適切な量の黒鉛、二硫化モリブデン、
鉛等の固体潤滑剤を用いることができる。鉄粉末、摩擦
調整剤、潤滑剤は、全体の体積を１００％として、概ね
鉄粉末は２５〜９０体積％、摩擦調整剤は５〜４０体積
％、潤滑剤は１０〜５５体積％の割合で用いることがで
きる。

【００１５】次にこれらの原料粉末を混粉装置で均一に
混合して混合粉末を得る。この混合粉末を常温の金型
で、概ね２００〜８００ＭＰａ、好ましくは４００〜７
００ＭＰａの圧力で加圧圧縮して圧粉体を作製すればよ
い。

【００１６】次にこの圧粉体を窒素雰囲気中で概ね７０
０〜１１００℃、好ましくは９００〜１０００℃の温度
で加熱焼結して焼結体を作製すればよい。焼結時間は概
ね９００〜７２００秒、好ましくは１８００〜３６００
秒であればよい。

【００１７】鋳鉄は特に限定はないが、ねずみ鋳鉄を用
いることができる。周知の方法で作製するか、また市販
している鋳鉄を用いればよい。

【００１８】上述した鉄系焼結体及び鋳鉄の摺動面に黒
錆を形成するには周知の方法を用いることができる。例
えば一般的なスチーム処理を施すことによって、それぞ
れの摺動面に黒錆即ちＦｅ₃Ｏ₄を形成することができ
る。なお鉄系焼結体については摺動面だけではなくその
内部まで黒錆が形成されていてもよい。

【００１９】本発明の摩擦装置は車両の制動部例えば自
動車のディスクブレーキ、ドラムブレーキ等に用いるこ
とができる。ここで自動車のディスクブレーキ、ドラム
ブレーキを例にとって説明する。

【００２０】例えば本発明の摩擦装置をディスクブレー
キに用いた場合には摩擦装置を構成する摩擦材をディス
クブレーキのパッドに用い、相手材をディスクロータに
用いて、本発明の摩擦装置を使用することができる。こ
の場合パッドのみに摺動面に形成された黒錆を有する鉄
系焼結体を用いても良いし、或いはディスクロータのみ
に摺動面に形成された黒錆を有する鋳鉄を用いても良
い。更にパッド及びディスクロータの両者に摺動面に形
成された黒錆を有する鉄系焼結体及び摺動面に形成され
た黒錆を有する鋳鉄を用いても良い。

【００２１】パッド或いはディスクロータのいずれかが
摺動面に形成された黒錆を有する鉄系焼結体或いは摺動
面に形成された黒錆を有する鋳鉄であればディスクブレ
ーキを使用した場合においてパッド及びディスクロータ
の両者全体の摩耗量を低減することができる。パッド及
びディスクロータの両者が摺動面に黒錆を有する鉄系焼
結体及び摺動面に黒錆を有する鋳鉄であれば更に両者全
体の摩耗量を低減することができる。

【００２２】本発明の摩擦装置をドラムブレーキに用い
ても同様である。即ち本発明の摩擦装置を構成する相手
材をドラムブレーキのドラムに用い、摩擦材をドラムシ
ューの表面に張られているライニングに用いて、本発明
の摩擦装置を使用することができる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 （試験１）原料粉末として市販の鉄粉（平均粒径７０μ
ｍ）、黒鉛（平均粒径１２０μｍ）、ジルコンサンド
（平均粒径１２０μｍ）を用意した。

【００２４】これらの原料粉末を、全体の体積を１００
％として、鉄粉が５０体積％、黒鉛が４０体積％、ジル
コンサンドが１０体積％となるように配合し、混粉装置
で混合し、混合粉末を得た。

【００２５】この混合粉末を７０３ＭＰａで成形して圧
粉体を作製した。圧粉体の形状は直方体であり、圧粉体
のサイズは３０×１０×１０ｍｍであった。

【００２６】成形した圧粉体は９５０℃の窒素ガス雰囲
気（還元性雰囲気）中で１８００秒保持し、焼結を行
い、試験片となる鉄系焼結体を得た。鉄系焼結体のサイ
ズは３０×１０×１０ｍｍであった。

【００２７】なお相手材となる試験片としてはねずみ鋳
鉄であるＦＣ２００（ＪＩＳＧ５５０１）を用意した。
相手材のサイズはφ１００×６ｍｍであった。

【００２８】更に上述の鉄系焼結体及びねずみ鋳鉄（Ｆ
Ｃ２００）に対して一般的なスチーム処理を施して、そ
れぞれの摺動面に黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を形成し、摺動面に
黒錆を有する鉄系焼結体及びねずみ鋳鉄を用意した。

【００２９】上述した鉄系焼結体及びねずみ鋳鉄（ＦＣ
２００）を表１に示す組み合わせで台上試験機（慣性式
ダイナモメータ）を用いて、（昭和５７年３月１０日改
正）ＪＡＳＯ−Ｃ４０６−８２（乗用車ブレーキ装置ダ
イナモメータ試験方法）相当の特性評価試験を実施し
た。即ちＪＡＳＯ−Ｃ４０６−８２に規定されている
（１）から（１２）及び（１５）の試験項目に相当する
試験を実施した。

【００３０】耐摩耗性の評価としては試験前及び試験後
における鉄系焼結体及びねずみ鋳鉄（ＦＣ２００）の摩
耗量を測定した。摩擦材及び相手材の両者合計の摩耗量
の測定結果は表２に比較例１を１００とした相対値で示
した。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】表２から明らかなように実施例１から３は
比較例１より摩擦材及び相手材の両者合計の摩耗量が少
ないだけではなく、ねずみ鋳鉄（ＦＣ２００）が黒錆を
有する場合（実施例１）、鉄系焼結体が黒錆を有する場
合（実施例２）、ねずみ鋳鉄及び鉄系焼結体の両者が黒
錆を有する場合（実施例３）の順で、両者合計の摩耗量
が減少していることが分かった。

【００３４】また発明の付随的効果として、官能的評価
ではあるが、実施例１から３においては、比較例１より
も両者合計の摩耗量が少ない順で即ち実施例３、実施例
２、実施例１の順で高音ノイズである鳴きが少なかっ
た。

【００３５】（試験２）次に摩擦材であるセミメタリッ
ク摩擦材と相手材であるねずみ鋳鉄（ＦＣ２００）とを
用意して、試験１と同一の試験を行った。

【００３６】相手材であるねずみ鋳鉄（ＦＣ２００）は
試験１で用いられたねずみ鋳鉄と同一であった。ねずみ
鋳鉄（ＦＣ２００）に対して一般的なスチーム処理を施
して、試験１と同様に、摺動面に黒錆（Ｆｅ３Ｏ４）を
形成し、摺動面に黒錆を有する鋳鉄を用意した。

【００３７】摩擦材であるセミメタリック摩擦材の組成
の重量比は表３で示す組成であった。全体の重量を１０
０％として、各材料の割合を示した。セミメタリック摩
擦材のサイズは３０×１０×１０ｍｍであった。

【００３８】上述したセミメタリック摩擦材及びねずみ
鋳鉄（ＦＣ２００）を表４に示す組み合わせで、試験１
と同様に台上試験機を用いて、（昭和５７年３月１０日
改正）ＪＡＳＯ−Ｃ４０６−８２（乗用車ブレーキ装置
ダイナモメータ試験方法）相当の特性評価試験を実施し
た。

【００３９】耐摩耗性の評価としては試験前及び試験後
におけるセミメタリック摩擦材及びねずみ鋳鉄（ＦＣ２
００）の摩耗量を測定した。摩擦材及び相手材の両者合
計の摩耗量の測定結果は表５に比較例２を１００とした
相対値で示した。

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】

【００４３】表５から明らかなように摩擦材がセミメタ
リック摩擦材であっても、比較例２よりも摩擦材及び相
手材の両者合計の摩耗量が少ないことが分かった。

【００４４】

【発明の効果】本発明の摩擦装置においては、摩擦材及
び相手材の両者合計の摩耗量が減少するという効果を有
する。これによって摩擦装置の小型化・軽量化また高寿
命化が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J058 AA01 AA41 BA41 CA02 CA42 EA05 EA31 FA01 GA41 GA68 GA92 GA93 4K044 AA04 AB10 BA12 BB01 BC01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦材と該摩擦材と摺動する相手材とを
   含む摩擦装置であって、 前記摩擦材は摺動面に形成さ
   れた黒錆（Ｆｅ₃Ｏ₄）を有する鉄系焼結体であり、及び
   ／又は前記相手材は摺動面に形成された黒錆（Ｆｅ
   ₃Ｏ₄）を有する鋳鉄であることを特徴とする摩擦装置。