JP2002371266A

JP2002371266A - 摩擦材

Info

Publication number: JP2002371266A
Application number: JP2001179979A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kobayashi; 雅明小林; Naoki Kotani; 直樹小谷; Yasuhisa Futamura; 恭央二村
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26
Also published as: US20030049426A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキパッドの強度を保持しつつかつブレー
キ異音を抑制したアラミド繊維を基材繊維とする摩擦材
を提供する。【解決手段】この摩擦材は、基材繊維、結合剤、摩擦調
整剤を含む摩擦材であって、基材繊維として、長さが１
ｍｍ以下の極短アラミド繊維と長さが１ｍｍを超える短
アラミド繊維を含むことを特徴とする。長さが１ｍｍ以
下の極短アラミド繊維を配合することにより得られる摩
擦材のブレーキ異音を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等で使用さ
れるブレーキ用の摩擦材、特に制動時に鳴き、異音の発
生を防いだノンアスベスト系摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車輌用ブレーキパッドに使用
される摩擦材としては、制動力が大きく、かつ耐摩擦性
に優れていること、相手攻撃性が小さいこと、鳴き異音
の発生が無いものが求められている。

【０００３】近年環境問題等から摩擦材の基材も非アス
ベスト化が進み、今日摩擦材はスチール繊維を基材とし
たセミメタ系と、アラミド繊維などを基材としたノンア
スベスト系が主流となっている。特に乗用車の摩擦材と
しては、相手攻撃性が少なく鳴き性能が優れるノンアス
ベスト系が主流として使用されている。

【０００４】従来、ノンアスベスト系摩擦材には基材繊
維にアスベストの代替としてアラミド繊維束を軸方向に
部分的に解離したアラミドパルプが使用されている。ア
ラミドパルプは先端部分がさらに細い繊維状にフィブリ
ル化しており、これらがパッド中で絡み合うことにより
強度・耐摩耗性を発揮する。アラミドパルプは摩擦材の
強度確保の働きを有しているのみならず、耐摩耗性にも
優れている。しかしその反面ブレーキ時に異音を発生さ
せる原因となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のアラミ
ド繊維の特性を鑑みた上で、ブレーキパッドの強度を保
持しつつかつブレーキ異音を抑制した摩擦材を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦材は、基材
繊維、結合剤、摩擦調整剤とを含む摩擦材において、前
記基材繊維として、長さが１ｍｍ以下の極短アラミド繊
維と長さが１ｍｍを超える短アラミド繊維を含むことを
特徴とする。長さが１ｍｍ以下の極短アラミド繊維を配
合することにより得られる摩擦材のブレーキ異音を抑制
することができる。

【０００７】基材繊維の全量を１００容量％としたと
き、極短アラミド繊維は５〜６０容量％、短アラミド繊
維は２０〜５５容量％であることが好ましい。この組成
割合とすることにより得られる摩擦材の強度低下の影響
を少なくできると共にブレーキ異音抑制効果を得ること
ができる。

【０００８】基材繊維の全量を１００容量％としたと
き、極短アラミド繊維と短アラミド繊維の合計は５０容
量％以上であることが好ましい。基材繊維としてのアラ
ミド繊維の特性を生かすためのものである。

【０００９】極短アラミド繊維と短アラミド繊維の合計
を１００容量％としたとき、極短アラミド繊維は５０容
量％以下であることが好ましい。得られる摩擦材の強度
低下をなるべく少なくするとともにブレーキ異音抑制の
効果を得るためのものである。

【００１０】短アラミド繊維の長さは１ｍｍを超え６ｍ
ｍ以下であることが好ましい。長くなると均一な混合が
困難となりやすい傾向にある。

【００１１】アラミド繊維以外の基材繊維として、無機
質繊維のチタン酸カリウム繊維、銅繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維の少なくとも１種を配合することもでき
る。配合される基材繊維の特性を摩擦材に反映するため
である。

【００１２】結合剤はフェノール樹脂、またはイミド樹
脂が利用できる。

【００１３】摩擦調整剤としては、無機物系の硫酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、マイカ、カ
オリン、タルク、有機物系のカシューダスト、ラバーダ
ストが利用でき、金属粉は銅、真鍮、亜鉛、酸化鉄が利
用でき、潤滑剤はグラファイト、三硫化アンチモン、二
硫化モリブデン、二硫化亜鉛が利用でき、無機酸化物粉
末はシリカ、アルミナ、炭化珪素、酸化ジルコニウム、
ケイ酸ジルコニウムが利用できる。

【００１４】以上の条件を備えた摩擦材は、ブレーキパ
ッドの強度を保持し、かつ摩擦面の磨耗が均一化されて
部分的な偏磨耗が起こり難くなり、トルク変動が軽減さ
れて異音の発生が抑制される。

【００１５】摩擦材の製造は、従来のノンアスベスト系
の摩擦材と同様に、基材繊維、結合剤、摩擦調整剤等を
配合した混合原料を成形金型に投入し加圧加熱成形する
ことによりなされる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る摩擦材のパッド強度
とブレーキ異音の有無とについて具体的に評価するため
に、摩擦材の基材繊維中のアラミド繊維の繊維長と配合
割合を変えた試料１〜６を製作し、各種試験を行った。
以下に、その試験方法と試験結果とについて説明する。

【００１７】（試料１）極短アラミド繊維（繊維長１ｍ
ｍ）４．５容量％、短アラミド繊維（繊維長２．４ｍ
ｍ）１０．５容量％、カシューダスト１５容量％、フェ
ノール樹脂２０容量％、チタン酸カリウム１０容量％、
硫酸バリウム３０容量％、グラファイト５容量％、銅繊
維３容量％、珪酸ジルコニウム２容量％の混合物をアイ
リッヒミキサーを用いてチョッパー２０００〜３０００
ｒ．ｐ．ｍ、パン６４ｒ．ｐ．ｍの条件下で２〜５分混
合し、混合物を得た。この混合物を１５０〜２００℃の
金型に入れ、圧力２０〜５０ＭＰａで５〜１０分間加熱
成形する。成形後に２００〜２５０℃の炉で８〜１６時
間加熱処理をした。

【００１８】（試料２）試料１に記載の繊維長さ１ｍｍ
の極短アラミド繊維に代えて、繊維長さ０．５ｍｍの極
短アラミド繊維を使用し、その他の組成及び製作方法は
試料１に記載のとおりに行った。

【００１９】（試料３）試料１に記載の極短アラミド繊
維及び短アラミド繊維に代えて、極短アラミド繊維（繊
維長０．５ｍｍ）を７．５容量％、短アラミド繊維（繊
維長２．４ｍｍ）を７．５容量％配合し、その他の組成
及び製作方法は試料１に記載のとおりに行った。

【００２０】（試料４）試料１に記載の極短アラミド繊
維及び短アラミド繊維に代えて、極短アラミド繊維（繊
維長１ｍｍ）を１５容量％配合し、その他の組成及び製
作方法は試料１に記載のとおりに行った。

【００２１】（試料５）試料１に記載の極短アラミド繊
維及び短アラミド繊維に代えて、極短アラミド繊維（繊
維長０．５ｍｍ）を１０．５容量％、短アラミド繊維
（繊維長２．４ｍｍ）を４．５容量％配合し、その他の
組成及び製作方法は試料１に記載のとおりに行った。

【００２２】（試料６）試料１に記載の極短アラミド繊
維及び短アラミド繊維に代えて、短アラミド繊維（繊維
長２．４ｍｍ）を１５容量％配合し、その他の組成及び
製作方法は試料１に記載のとおりに行った。

【００２３】上記の試料１〜６の摩擦材の配合組成を表
１に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】（摩擦材の評価）上記試料１〜６の摩擦材
について摩擦試験を行った。摩擦試験は、慣性式摩擦摩
耗試験機を使用し、回転側ディスクはＦＣ２００で表面
粗さ２．０Ｚ以下に仕上げたものを使用した。試験は摺
動半径３２ｍｍ、風速１１ｍ／ｓ、慣性０．２５ｋｇ・
ｍ²、摩擦材面積３．９ｃｍ²、係合前ディスク温度１２
０℃、押し付け荷重４００Ｎ、係合回数１０００回、周
速１．６ｍ／ｓの条件で行った。

【００２６】摩擦試験を行った前記実施例及び比較例の
摩擦材について、以下の項目を評価した。

【００２７】制動時トルク変動偏差の評価トルク波形を計測し、５０ｍｓｅｃでサンプリングした
１係合中のトルク変動データ（目標押し付け圧の８０％
以上）の標準偏差を指標とし評価した。トルク変動の判
断は、○：変動偏差が１以下で、履歴変動が小、△：
変動偏差が１を超え履歴変動が小、×：履歴変動が大の
３段階で行った。

【００２８】繊維面積変化割合の評価パッドの摩擦面アラミド存在状態について、紫外線照射
による蛍光顕微鏡（倍率１００倍）を用いて摩擦面内中
央部を基準に１０視野観察し、存在比率を画像処理によ
り求めた。

【００２９】パッド強度の評価ＪＩＳ−Ｄ４４１５に準拠しせん断強さ試験を行った。
パッド強度の判断は、○：せん断強さが４ＭＰａ以上
、△：せん断強さが３〜４ＭＰａ、×：せん断強さが
３ＭＰａ以下の３段階で行った。

【００３０】実車異音の評価前記実施例及び比較例の摩擦材を実車に装着し、ＪＡＳ
Ｏ−Ｃ４０２に準拠して擦りあわせを行い、車速２０〜
１３０Ｋ／ｍ、減速度１．９６ｍ／ｓｅｃ²、〜７．８
４ｍ／ｓｅｃ²、パッド温度６０℃〜２００℃を組み合
わせたパターンにて異音の発生の有無を確認した。

【００３１】各摩擦材の極短アラミド繊維長、極短アラ
ミド繊維繊維の全アラミド中配合量及び性能評価結果を
表２に示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】試料１〜３の繊維長１ｍｍ以下の極短アラ
ミド繊維を全基材繊維の５〜６０％で配合し、かつ全ア
ラミド繊維中５０％以下で配合した摩擦材はブレーキパ
ッドの強度を保持し、かつ繊維面積変化割合は制動５０
回目から１０００回目の間でほぼ変化が無く、トルク変
動が軽減し、ブレーキ異音の発生を抑制することを示
す。

【００３４】試料４及び試料５の繊維長１ｍｍ以下の極
短アラミド繊維を全基材繊維の５〜６０％で配合し、か
つ全アラミド繊維中５０％を超えて配合した摩擦材は、
繊維面積変化割合が制動５０回目から１０００回目の間
でほぼ変化が無く、摩耗が均一化し、トルク変動が軽減
し、ブレーキ異音の発生を抑制するが、十分なパッド強
度を保持できない事を示す。

【００３５】試料６は従来どおり極短アラミド繊維を混
合せず繊維長２．４ｍｍの短アラミド繊維のみを配合し
た摩擦材であり、ブレーキパッドの強度は保持するが繊
維面積変化割合が制動５０回目から１０００回目の間で
２倍強の増大を示し、トルク変動が増大し、ブレーキ異
音が生じる事を示す。

【００３６】したがって、以上に示すように、摩擦材の
基材繊維中のアラミド繊維の繊維長と配合割合を特定し
たことにより、ブレーキパッドの強度を保持しつつブレ
ーキ異音を抑制する摩擦材が得られることがわかる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の摩擦材は、基材繊維に長さが１
ｍｍ以下の極短アラミド繊維と長さが１ｍｍを超える短
アラミド繊維を配合したことにより、ブレーキパッドの
強度を保持し、かつ摩耗が均一化しトルク変動が軽減し
ブレーキ異音の発生を抑制する摩擦材を提供できる効果
を有する。

フロントページの続き (72)発明者小谷直樹愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内 (72)発明者二村恭央愛知県西加茂郡藤岡町大字飯野字大川ヶ原 1141番地１アイシン化工株式会社内Ｆターム(参考） 3J058 BA21 EA16 EA28 GA04 GA07 GA20 GA26 GA29 GA34 GA35 GA37 GA38 GA39 GA45 GA55

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材繊維、結合剤、摩擦調整剤を含む摩擦
材において、前記基材繊維として、長さが１ｍｍ以下の極短アラミド
繊維と長さが１ｍｍを超える短アラミド繊維を含むこと
を特徴とする摩擦材。
【請求項２】前記基材繊維の全量を１００容量％とした
とき、前記極短アラミド繊維は５〜６０容量％、前記短
アラミド繊維は２０〜５５容量％である請求項１に記載
の摩擦材。
【請求項３】前記基材繊維の全量を１００容量％とした
とき、前記極短アラミド繊維と前記短アラミド繊維の合
計は５０容量％以上である請求項１に記載の摩擦材。
【請求項４】前記極短アラミド繊維と前記短アラミド繊
維の合計を１００容量％としたとき、前記極短アラミド
繊維は５０容量％以下である請求項１に記載の摩擦材。
【請求項５】前記短アラミド繊維の長さは１ｍｍを超え
６ｍｍ以下である請求項１〜３に記載の摩擦材。
【請求項６】前記基材繊維として無機質繊維を含み、該
無機質繊維はチタン酸カリウム繊維、銅繊維、カーボン
繊維及びガラス繊維の少なくとも１種である求項１〜３
に記載の摩擦材。
【請求項７】前記結合剤はフェノール樹脂、またはイミ
ド樹脂である請求項１に記載の摩擦材。
【請求項８】前記摩擦調整剤は硫酸バリウム、炭酸カル
シウム、水酸化カルシウム、マイカ、カオリン、タル
ク、カシューダスト、ラバーダスト、銅、真鍮、亜鉛、
酸化鉄、グラファイト、三硫化アンチモン、二硫化モリ
ブデン、二硫化亜鉛、シリカ、アルミナ、炭化珪素、酸
化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウムの少なくとも１種
である請求項１に記載の摩擦材。