JP2009286866A

JP2009286866A - 非石綿系摩擦材

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Publication number: JP2009286866A
Application number: JP2008139589A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Murayama; 哲司村山; Fuminori Terao; 文教寺尾
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-05-28
Also published as: JP5022990B2

Abstract

【課題】ＭＥ現象およびフェード現象を抑制できる非石綿系摩擦材を提供する。
【解決手段】本発明に係る非石綿系摩擦材は、非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、黒鉛、モリブデン、もしくは黒鉛とモリブデンの潤滑剤を含有せず、酸化物として、酸化ビスマスを含有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、フェード現象およびモーニングエフェクト現象を抑制できる非石綿系摩擦材に関する。

車両用ブレーキに用いられる摩擦材として、ＭＥ（モーニングエフェクト）現象の発生を抑制するものとして、特開２００６−１２５６１８号公報、特開２００６−２５７１１３号公報、特開平１０−８０３５号公報に記載されたものがある。特開２００６−１２５６１８号公報に記載されたものではＭＥ対策としてカルナウバワックスを添加するものであり、特開２００６−２５７１１３号公報に記載されたものでは硫化亜鉛を添加するものであり、特開平１０−８０３５号公報に記載されたものではセルロース繊維を添加するものである。

なお、ＭＥ（モーニングエフェクト）現象とは、湿度の高いときや低温時に摩擦材を使用すると、摩擦係数が上昇して効率が異常に高くなり、ブレーキ時の衝撃が大きくカックンとなったり、大きな鳴きを発生したりする現象であり、摩擦材に付着した水分によって発生する。

特開２００６−１２５６１８号公報特開２００６−２５７１１３号公報特開平１０−８０３５号公報

上記特許文献１に示されるものでは、撥水性を持つカルナウバワックスを含有させて、摩擦材に水分を付着させないことでＭＥ現象の発生を抑制しているが、カルナウバワックスは脂肪酸であるため熱負荷時のフェード現象が発生するおそれがある。
そこで、本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところはＭＥ現象およびフェード現象を抑制できる非石綿系摩擦材を提供するにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る非石綿系摩擦材は、非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、黒鉛、モリブデン、もしくは黒鉛とモリブデンの潤滑剤を含有せず、酸化物として、酸化ビスマスを含有することを特徴とする。

また本発明に係る非石綿系摩擦材は、非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、前記摩擦調整材としてアルミナ粉末を含有し、酸化物として酸化ビスマスを含有することを特徴とする。

また、ニトリルゴム粉末を含有することを特徴とする。
前記摩擦調整材は、含有量が０．５〜５．０ｗｔ％であると好適である。
酸化ビスマスを０．１〜３．０ｗｔ％含有することを特徴とする。
また、酸化ビスマスとニトリルゴムの重量含有比が、０．１：３．０〜３．０：０．１であることを特徴とする。

本発明によれば、潤滑材として顕著な黒鉛、モリブデン、もしくは黒鉛とモリブデンの混合からなる潤滑材を添加しないことによって潤滑性が悪くなり、摩擦材の摺動面の摩擦係数が大きくなり、これによりブレーキ効力が大きくなって、結果的にフェード現象を抑制できる。一方、摩擦係数が大きくなると逆にＭＥ現象が生じやすくなる。そこで、酸化ビスマスを添加することによって、摺動相手面を攻撃する量が減少でき、摺動相手面の鏡面化を防止でき、また結果としてＭＥ現象を抑制できる。
また本発明によれば、アルミナ粉末は研削特性を有し、摺動相手面を適度に粗し、摩擦係数が大きくなり、これによりブレーキ効力が大きくなって、結果的にフェード現象を抑制できる。一方、摩擦係数が大きくなると逆にＭＥ現象が生じやすくなる。そこで、酸化ビスマスを添加することによって、摺動相手面を攻撃する量が減少でき、摺動相手面の鏡面化を防止でき、また結果としてＭＥ現象を抑制できる。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
上記のように、本発明に係る非石綿系摩擦材は、非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、黒鉛、モリブデン、もしくは黒鉛とモリブデンの潤滑剤を含有せず、酸化物として、酸化ビスマスを含有することを特徴とする。

非石綿系繊維基材は特に限定されるものではないが、アラミド繊維、ガラスファイバ、ミネラルファイバを混合して用いると好適である。
結合材としては、フェノールレジン等のレジンを用いる。
充填材として、炭酸カルシウムおよび硫酸バリウム等を混合して用いるとよい。
その他、アルミニウム等の金属粉を適宜量配合し、また、各種添加材に応じてｐＨ調整剤を添加してｐＨ７以上に調整するようにするとよい。

酸化ビスマスは、斜方結晶の構造を有しており、「適度な潤滑特性」、「摺動面クリーニング特性」および「摩擦材の摺動相手面の鏡面化防止特性」を有している。
上記のように、潤滑材として顕著な黒鉛、モリブデン、もしくは黒鉛とモリブデンの混合からなる潤滑材を添加しないことによって潤滑性が悪くなり、摩擦材の摺動面の摩擦係数が大きくなり、これによりブレーキ効力が大きくなって、結果的にフェード現象を抑制できる。

一方、摩擦係数が大きくなると逆にＭＥ現象が生じやすくなる。そこで、酸化ビスマスを添加することによって、摺動相手面を攻撃する量が減少でき、摺動相手面の鏡面化を防止でき、また結果としてＭＥ現象を抑制できる。酸化ビスマスの添加量によって、フェード現象の発生とＭＥ現象の発生のバランスをとることができる。酸化ビスマスの添加量は、０．１〜３．０ｗｔ％とするとよい。酸化ビスマスの添加量が、０．１ｗｔ％よりも少ないとＭＥ現象の抑制効果が少なくなり、３．０ｗｔ％よりも多くなると、フェード現象の抑制効果が少なくなる。

また本発明に係る非石綿系摩擦材は、非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、前記摩擦調整材としてアルミナ粉末を含有し、酸化物として酸化ビスマスを含有することを特徴とする。
アルミナ粉末は研削特性を有し、摺動相手面を適度に粗し、摩擦係数が大きくなり、これによりブレーキ効力が大きくなって、結果的にフェード現象を抑制できる。

一方、摩擦係数が大きくなると逆にＭＥ現象が生じやすくなる。そこで、上記と同様に、酸化ビスマスを添加することによって、摺動相手面を攻撃する量が減少でき、鏡面化を防止でき、結果ＭＥ現象を抑制できるのである。
摩擦調整材としては、アルミナ粉末以外に、炭化ケイ素粉、酸化クロム粉等のモース硬度７以上の硬質物質（フリクションダスト）を用いることができる。アルミナ粉末を含めた摩擦調整材の添加量は、フェード現象を抑制する観点から、０．５〜５．０ｗｔ％が好適である。

酸化ビスマスの添加量によって、フェード現象の発生とＭＥ現象の発生のバランスをとることができることは上記と同様である。この場合も、酸化ビスマスの添加量は、０．１〜３．０ｗｔ％とするとよい。上記摩擦調整材の添加量とバランスさせる必要があるが、酸化ビスマスの添加量が、０．１ｗｔ％よりも少ないとＭＥ現象の抑制効果が少なくなり、３．０ｗｔ％よりも多くなると、フェード現象の抑制効果が少なくなる。

また、上記組成に加えてニトリルゴム粉末を添加するようにしてもよい。酸化ビスマスとニトリルゴム粉末とを併用して添加することによって、摺動相手面に摩擦材成分を移着させフィルムを形成させるので、摺動時に両表面成分間（摩擦材とフィルム間）で摩擦力が発生し、耐ノイズ性に優れた更なる効力向上（フェード現象対策）を図ることができる。
酸化ビスマスとニトリルゴムの重量含有比は、０．１〜３．０：０．１〜３．０が好適である。

表１に実施例１および２、比較例１〜３を示す。

図１（ａ）、（ｂ）は、比較例１の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。
図２（ａ）、（ｂ）は、比較例２の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。
図３（ａ）、（ｂ）は、実施例１の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。
図４（ａ）、（ｂ）は、比較例３の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。
図５（ａ）、（ｂ）は、実施例２の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。

比較例１は、既存の摩擦材の例を示すもので、潤滑材として、黒鉛粒と黒鉛粉末が添加され、アルミナ粉末および酸化ビスマスは添加されていない。
比較例２は、比較例１のものから、潤滑材を抜いた（添加しない）ものである。
比較例３は、比較例１に対して、アルミナ粉末を添加したものである。
実施例１は、比較例２のものに対して酸化ビスマスを添加したものである。
実施例２は、比較例３のものに対して酸化ビスマスを添加したものである。

比較例１のものは、図１（ｂ）より明らかなように、高湿度条件下時での制動中にＭＥ現象が発生していることがわかる。
比較例２のものは、潤滑材を添加しないものであって、摩擦係数が大きくなり、図２（ｂ）より明らかなように、高湿度条件下時での制動中にＭＥ現象が顕著に発生しているのがわかる。
比較例２のものに対し酸化ビスマスを添加した実施例１のものは、図３（ｂ）より明らかなように、高湿度条件下時での制動中にＭＥ現象が発生していない。
比較例３のものは、比較例１のものに対して単にアルミナ粉末を添加したものであるが、摩擦係数が大きくなり、図４（ｂ）より明らかなように、高湿度条件下時での制動中にＭＥ現象が顕著に発生している。
比較例３のものに対し酸化ビスマスを添加した実施例２のものは、図５（ｂ）より明らかなように、高湿度条件下時での制動中にＭＥ現象が発生していない。

図１（ａ）、（ｂ）は、比較例１の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。図２（ａ）、（ｂ）は、比較例２の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。図３（ａ）、（ｂ）は、実施例１の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。図４（ａ）、（ｂ）は、比較例３の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。図５（ａ）、（ｂ）は、実施例２の摩擦材のドライ時におけるトルク波形、高湿度条件下時におけるトルク波形をそれぞれ示す。

Claims

非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、
黒鉛、モリブデン、もしくは黒鉛とモリブデンの潤滑剤を含有せず、
酸化物として、酸化ビスマスを含有することを特徴とする非石綿系摩擦材。
非石綿系繊維基材、結合材、充填材および摩擦調整材を含有する非石綿系摩擦材において、
前記摩擦調整材としてアルミナ粉末を含有し、
酸化物として酸化ビスマスを含有することを特徴とする非石綿系摩擦材。
ニトリルゴム粉末を含有することを特徴とする請求項１または２記載の非石綿系摩擦材。
前記摩擦調整材の含有量が０．５〜５．０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の非石綿系摩擦材。
酸化ビスマスを０．１〜３．０ｗｔ％含有することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の非石綿系摩擦材。
酸化ビスマスとニトリルゴムの重量含有比が、０．１：３．０〜３．０：０．１であることを特徴とする請求項３〜５いずれか１項記載の非石綿系摩擦材料。