JP2011094663A

JP2011094663A - ブレーキパッド

Info

Publication number: JP2011094663A
Application number: JP2009247544A
Authority: JP
Inventors: Shingo Miyake; 信吾三宅; Keisuke Taniguchi; 恵介谷口; Kei Masaki; 佳正木
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-10-28
Also published as: JP5328609B2

Abstract

【課題】裏金の保持面に生じる錆を抑制でき、その上で製造効率の低下を防止可能なブレーキパッドの提供。
【解決手段】フェノール樹脂の含有量が６〜８重量％の摩擦材１４と、摩擦材１４を保持面１３に保持する板材であって保持面１３の表面粗さが５〜１５μｍで板厚方向に貫通孔を持たない裏金１２とを有し、裏金１２にエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を表面粗さの最頂部から５〜１０μｍの厚さで塗布して摩擦材１４を接着してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクブレーキ用のブレーキパッドに関する。

一般的に、ブレーキパッドは、板厚方向に貫通孔が形成された金属製の裏金に、摩擦材をその一部をこの貫通孔に入り込ませた状態で接着することにより形成されている。しかしながら、貫通孔が形成されていると、この貫通孔から水分が入り込んで裏金の摩擦材を保持する保持面に錆を発生させることがあり、その結果、摩擦材の裏金への接着力が低下してしまうことがあった。これを防止するために、貫通孔にかえて有底の凹部が保持面に形成された裏金を用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３２３３５１号公報

しかしながら、裏金の保持面に凹部を形成するためには、多くの工程が必要になり、製造効率が低下してしまうという問題があった。

したがって、本発明は、裏金の保持面に生じる錆を抑制でき、その上で製造効率の低下を防止可能なブレーキパッドの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、保持面の表面粗さが５〜１５μｍで板厚方向に貫通孔を持たない裏金にエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を前記表面粗さの最頂部から５〜１０μｍの厚さで塗布して摩擦材を接着した。

本発明によれば、裏金の保持面に生じる錆を抑制でき、その上で製造効率の低下を防止可能となる。

本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを示す要部の断面図である。本発明の一実施形態に係るブレーキパッドの製造工程の順番を説明する図である。本発明の一実施形態に係るブレーキパッドの裏金の保持面近傍を示す部分拡大断面図である。

本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを以下に説明する。

本実施形態に係るブレーキパッド１１は、車両用のディスクブレーキに設けられ、車輪とともに回転するディスクに接触して制動力を発生させるもので、図１に示すように、板状の裏金１２と、裏金１２の板厚方向一側の保持面１３に保持される摩擦材１４とを有している。

裏金１２は、金属製であり、ディスク回転方向（図１の左右方向）に長い平板状をなしている。裏金１２は、板厚方向に直交して広がる上記した保持面１３の内側所定範囲が摩擦材１４を保持する保持領域１５となっており、保持面１３の保持領域１５の外側範囲が摩擦材１４を保持しない非保持領域１６となっている。裏金１２には、保持領域１５を含む全体にわたって、板厚方向に貫通する貫通孔は形成されていない。

摩擦材１４は、裏金１２と同様、ディスク回転方向に長い形状をなしており、その長さ方向の中央部に裏金１２とは反対側から裏金１２に向けて凹むスリット１８がディスク半径方向（図１（ａ）の上下方向）に沿って形成されている。また、摩擦材１４の長さ方向の両端部には、裏金１２とは反対側に、端側ほど裏金１２からの高さが低くなるように面取り１９が形成されている。

ここで、裏金１２の保持面１３には、保持領域１５を含む全面に接着剤が塗布されており、この接着剤の保持領域１５の範囲に摩擦材１４が接着されている。後述するように、摩擦材１４の接着は、加圧されて行われるため、摩擦材１４が接着される裏金１２の保持領域１５には基本的に接着剤が所定厚さ以上の膜の状態では存在しない。しかしながら、図２に示すように、裏金１２の保持面１３の非保持領域１６には摩擦材１４の接着時のように加圧されないため、接着剤層２０が所定厚さ以上の膜の状態として残ることになる。

また、裏金１２には、保持領域１５以外の部分の全面に防錆塗料が塗布されて塗料層２１が形成されている。よって、裏金１２の保持面１３のうちの非保持領域１６に形成された接着剤層２０にも塗料が塗布されるため、塗料層２１が表面に形成されている。

本実施形態のブレーキパッド１１は、図３に示す工程の順番で製造される。

裏金１２の作製は、まず、平板形状の圧延鋼板からなる素材をプレス成形で上記外形形状に打ち抜き（工程Ａ１）、脱脂洗浄後（工程Ａ２）、乾燥させる（工程Ａ３）。次に、保持面１３にスチールボールを打ち付けるショットブラスト処理を行い（工程Ａ４）、保持面１３の全面を所定の表面粗さに形成する。その際に、保持面１３の表面粗さＲｚを５〜１５μｍとする。ここで、この表面粗さＲｚは、粗さ曲線より求めた最大高さ粗さ（ＪＩＳＢ０６０１：２００１）である。

次に、エアブロー等により裏金１２を洗浄し（工程Ａ５）、裏金１２の保持面１３の全面にエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を、図４に示すように、表面粗さの最頂部２３からの厚さｔを５〜１０μｍの範囲で塗布し（工程Ａ６）、乾燥させて、接着剤層２０を形成する（工程Ａ７）。

一方で、摩擦材１４を作製するに当たり、結合材であるフェノール樹脂の含有量が６〜８重量％となるように配合材料各種を秤量し（工程Ｂ１）、レーディゲミキサを用いて混合して、混合材を得る（工程Ｂ２）。この混合材をパッド一枚あたりに必要な量を計り取り（工程Ｂ３）、摩擦材１４の形状よりも一回り小さい予備成形型に投入し、室温にて加圧成形して予備成形品を作製し（工程Ｂ４）、予備成形型から取り出した予備成形品を乾燥させる（工程Ｂ５）。

そして、上記したように接着剤が塗布後、乾燥した状態にある裏金１２と、上記した摩擦材１４の予備成形品とを１５０℃に加熱した成形型に投入し（工程Ｃ１）、４０ＭＰａで４分間加熱圧縮成形した後（工程Ｃ２）、成形型から取り出して、恒温槽にて２２０℃に昇温、放置冷却の合計８時間の焼成処理を行う（工程Ｃ３）。

その後、塗装を行って上記した塗料層２１を形成するとともに焼付処理を行い（工程Ｃ４）、摩擦材１４のディスクに接触することになる表面を研磨するとともに、スリット１８および面取り１９を切削加工により形成することで（工程Ｃ５）、ブレーキパッド１１が作製される。なお、できあがったブレーキパッド１１は、加圧されているため、摩擦材１４が接着される裏金１２の保持領域１５の接着剤が所定厚さ以上の膜の状態では存在しないが、裏金１２の非保持領域１６には接着剤層２０が所定厚さ以上の膜の状態として残っており、この部分の接着剤層２０の厚さを測ることで、上記した裏金１２の保持面１３の接着剤の塗布厚さが分かる。また、この非保持領域１６の接着剤層２０を剥がして表面粗さを測ることで、保持面１３の表面粗さＲｚが分かる。

ここで、上記実施形態のブレーキパッド１１は、以下の評価に基づくものである。

「新品時の信頼性の評価」
保持面１３の表面粗さＲｚを４，５，１０，１５，１６，２０μｍとした６種類の裏金１２を準備し、各種類それぞれについて、接着剤を表面粗さの最頂部２３から、０μｍ，４μｍ，５μｍ，１０μｍ，１１μｍ，１５μｍの膜厚で塗布して、摩擦材１４を接着して新品のブレーキパッドを合計３６種類作製した。

そして、上記新品のブレーキパッドの各種類について、自動車部品外観腐食試験方法（ＪＡＳＯＭ６１０）に記載された塩水噴霧２時間、乾燥４時間、湿潤２時間を１サイクルとした処理を２００サイクル行い、その後、摩擦材１４を裏金１２から剥がすために接着強度試験（ＪＩＳＤ４４２２）を行い、裏金１２の保持面１３の保持領域１５における錆の発生率（保持領域１５の面積を１００としたときの錆の発生面積）を調べた。

その結果は、以下の表の通りである。

この表から明らかなように、新品時における保持領域１５の錆発生状況は、保持面１３の表面粗さＲｚが５μｍ以上であって、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が５μｍ以上であれば、錆が発生しないことが分かる。

これは、表面粗さが４μｍ以下と小さい場合には接着強度が低くなり、成形、焼成後に摩擦材１４と裏金１２との間に隙間が生じ易いためであり、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が４μｍ以下と薄いものは、加熱圧縮成形時に接着剤が流動し、一部薄くなるため裏金１２に接着剤の途切れた部分が発生し、接着不良が生じることによる。言い換えれば、表面粗さが５μｍ以上であれば、接着強度が高くなり、成形、焼成後に摩擦材１４と裏金１２との間に隙間が生じ難く、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が５μｍ以上と厚いものは、加熱圧縮成形時に裏金１２に接着剤の途切れた部分が発生し難く、接着不良が生じ難くなる。

「ブレーキ使用時の信頼性の評価」
保持面１３の表面粗さＲｚを４，５，１０，１５，１６，２０μｍとした６種類の裏金を準備し、各種類それぞれについて、接着剤を表面粗さの最頂部２３から、０μｍ，４μｍ，５μｍ，１０μｍ，１１μｍ，１５μｍの膜厚で塗布して、摩擦材１４を接着して新品のブレーキパッドを合計３６種類作製した。

そして、上記新品のブレーキパッドの各種類について、常用ブレーキ装置繰り返し強度台上試験方法（ＪＡＳＯＣ４４１）にて２０００００回試験後の外観、特に裏金１２と摩擦材１４の界面の亀裂の有無を調査した。

その結果は、以下の表の通りである。

この表から明らかなように、保持面１３の表面粗さＲｚが５μｍ，１０μｍであって、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が４μｍ以上１０μｍ以下であれば、亀裂が発生せず、また、保持面１３の表面粗さＲｚが１５μｍであって、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が５μｍ以上１０μｍ以下であれば、亀裂が発生しないことが分かる。

これは、繰り返し強度試験では、保持面１３の表面粗さＲｚが４μｍと小さいもの、および接着剤の膜厚が４μｍ以下の薄いものでは接着強度が不足していることによる。また、保持面１３の表面粗さＲｚが１６μｍ以上の粗すぎるものや、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が１１μｍ以上の厚いものでは、摩擦材１４との間で接着剤が一部膜状に残る箇所があり、その部分が接着剤の樹脂の強度となって、接着強度より低くなることによる。言い換えれば、保持面１３の表面粗さＲｚが５μｍ以上１５μｍ以下で、接着剤の膜厚が５μｍ以上１０μｍ以下のものは、接着強度が十分であり、摩擦材１４との間で接着剤が一部膜状に残る箇所も生じ難い。

また、上記した繰り返し強度試験後のブレーキパッドのそれぞれについて、自動車部品外観腐食試験方法（ＪＡＳＯＭ６１０）に記載された塩水噴霧２時間、乾燥４時間、湿潤２時間を１サイクルとした処理を２００サイクル行い、その後、摩擦材１４を裏金１２から剥がすために接着強度試験（ＪＩＳＤ４４２２）を行い、裏金１２の保持面１３の保持領域１５における錆の発生率（保持領域１５の面積を１００としたときの錆の発生面積）を調べた。

その結果は、以下の表の通りである。

この表から明らかなように、繰り返し強度試験後の保持領域１５の錆発生状況は、亀裂の発生していない、保持面１３の表面粗さＲｚが５μｍ以上１５μｍ以下であって、接着剤の表面粗さの最頂部２３からの膜厚が５μｍ以上１０μｍ以下であれば、錆が発生しないことが分かる。

これは、新品時に錆が発生したものに加えて、繰り返し強度試験により亀裂が発生したブレーキパッドについては亀裂からの浸水で錆が発生することによる。言い換えれば、使用により亀裂が発生しないブレーキパッドは浸水し難いため錆が発生し難くなる。

なお、摩擦材１４のフェノール樹脂の含有量が８重量％を超えるものでは、摩擦材１４の強度が接着強度より高いため、繰り返し強度試験において、裏金１２と摩擦材１４の界面に亀裂が入る可能性が高くなり、好ましくない。また、摩擦材１４のフェノール樹脂の含有量が６重量％未満では、摩擦材１４の摩耗量が多くなる等の他の不具合を生じる可能性が高くなり、好ましくない。

また、接着剤に、エポキシ−フェノール樹脂以外のゴム−フェノール樹脂の接着剤を用いた場合や、フェノール樹脂のみの接着剤を用いた場合も、繰り返し強度試験にて裏金１２と摩擦材１４の界面に亀裂が入る可能性が高くなり、好ましくない。

以上から、貫通孔を持たない裏金１２の表面粗さが５〜１５μｍの保持面１３に、エポキシ−フェノール樹脂の接着剤を、表面粗さの最頂部２３から５〜１０μｍの厚さで塗布して、フェノール樹脂の含有量が６〜８重量％の摩擦材１４を接着してなる本実施形態のブレーキパッド１１は、板厚方向に貫通孔を持たない裏金１２とすることで、裏金１２を介しての水分の浸入経路をなくすことができる。また、フェノール樹脂の含有量が６〜８重量％の摩擦材１４を、裏金１２の表面粗さが５〜１５μｍの保持面１３に、エポキシ−フェノール樹脂の、表面粗さの最頂部２３から５〜１０μｍの厚さで塗布された接着剤により接着するため、使用時の制動の繰り返しによるせん断力で摩擦材１４が保持面１３から剥がれないようにでき、かつ、せん断力により容易に摩擦材１４に亀裂が入らないようにすることができる。したがって、裏金１２の保持面１３に生じる錆を抑制することができる。

しかも、裏金１２が平板状をなすため、製造効率の低下を防止することができるとともに、加熱圧縮成形時に摩擦材１４にかかる圧力を均等にできることから、摩擦材の密度を均一にでき、スキール音等のブレーキ鳴き異音の発生を抑制できる。

また、裏金１２の保持面１３がショットブラスト処理により表面粗さが５〜１５μｍとされるため、容易に表面粗さを５〜１５μｍとすることができ、製造効率を向上することができる。

１１ブレーキパッド
１２裏金
１３保持面
１４摩擦材
１５保持領域
１６非保持領域
２０接着剤層
２３最頂部

Claims

フェノール樹脂の含有量が６〜８重量％の摩擦材と、
該摩擦材を保持面に保持する板材であって、前記保持面の表面粗さが５〜１５μｍで板厚方向に貫通孔を持たない裏金とを有し、
該裏金にエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を前記表面粗さの最頂部から５〜１０μｍの厚さで塗布して前記摩擦材を接着してなることを特徴とするブレーキパッド。
前記裏金の前記保持面はショットブラスト処理により前記表面粗さが形成されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。