JP4246813B2 - 自動車用非石綿ディスクブレーキパッド - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用非石綿ディスクブレーキパッド(以下ディスクブレーキパッドとする)に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車の制動装置としてディスクブレーキが使用されており、その制動部材としてディスクブレーキパッドがある。
従来のディスクブレーキパッドは、特開昭49−21544号公報、特開平2−132175号公報、潤滑第19巻9号(1974年)等に示されるように、金属繊維、無機繊維、有機繊維等の繊維基材、結合剤としてフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含む結合剤、さらに摩擦調整剤として黒鉛、三硫化アンチモン等の潤滑剤、鉄、銅、黄銅等の金属粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の充填剤、カシューダスト、NBR、SBR等の有機摩擦調整剤等を含む混合物を加熱加圧成形したディスクブレーキパッドが一般に知られている。
【0003】
しかしながら、上記に示す従来のディスクブレーキパッドを用いた自動車は、クリープグローン(グー音)と称するノイズの発生がある。このノイズは、自動変速機のクリープトルクがディスクブレーキに加わったときにスティックスリップ振動が発生し、それが共振してノイズになるものとされている。またこのノイズの振動数は通常約200〜300Hzであり、長時間自動車を駐車した後、特に温度や湿度の変化の大きい夜間一晩駐車(放置)した後、再運転する際運転初期時にこのクリープグローンが突然大きくなる現象があり、運転者に不安と不快の念を与えていた。
【0004】
この主原因は、自動車を夜間一晩駐車することによりディスクロータ表面に生成されるトランスファーフィルムに水分が吸着し、この水分がディスクロータとトランスファーフィルム間に錆を発生させ、再運転する際運転初期時にトランスファーフィルムが剥離し、クリープグローンのノイズレベルを増大させているものと考えられる。
【0005】
図1は、発進回数とクリープグローンの音圧との関係を示すグラフであり、詳しくは夜間一晩駐車した自動車と制動前温度130℃、制動初速度60km/h及び制動減速度0.3Gで200回制動後(以下数時間走行直後とする)の自動車をそれぞれゆっくり発進させながらブレーキペダルを緩め、その後停止、次いで再度ゆっくり発進させながらブレーキペダルを緩めるという工程を10回繰り返し、ブレーキペダルを緩めたとき発生するクリープグローンの音圧を騒音計で測定した結果を示したものである。
【0006】
その結果、夜間一晩駐車した自動車は、発進2回目のクリープグローンの音圧が75dBと高い値を示した。これに対し数時間走行直後の自動車は、クリープグローンの音圧は最大音圧においても63dBと低い値であった。
【0007】
クリープグローンの起振源は車両発進間際のディスクロータ摺動面でのスティックスリップ振動に起因するとされている。そこで本発明者らは夜間一晩駐車して水分を吸着したディスクロータ摺動面と数時間走行直後のディスクロータ摺動面におけるディスクブレーキパッドのテストピースによるトルク変動(静摩擦係数と動摩擦係数の差)を測定した。その結果を図2の(a)及び(b)に示す。図2の(a)及び(b)から明らかなように夜間一晩駐車して水分を吸着したディスクロータ摺動面はトルク変動が大きくなり、これが原因でスティックスリップ振動が発生するものと推定される。また夜間一晩駐車して水分を吸着したディスクロータ摺動面には微小な錆が多数観察された。これに対し、数時間走行直後のディスクロータ摺動面はトルク変動が小さかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の請求項1は、トランスファーフィルムに水分を寄せ付けないか又はトランスファーフィルムに一旦吸着した水分を取り除き、クリープグローンの音圧を低くすることが可能で、熱フェード現象に優れると共に、成形性に優れ、更に、2000〜10000 Hz 程度のスキール音と称するブレーキ鳴きの発生防止に顕著な自動車用非石綿デイスクブレーキパッドを提供するものである。
【0009】
本発明の請求項は、請求項1の発明のうち、特に水分の除去に優れるディスクブレーキパッドを提供するものである。請求項は、請求項1の発明のうち、特に水分の除去に優れるディスクブレーキパッドを提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維基材、結合剤及び摩擦調整剤を含むディスクブレーキパッドにおいて、摩擦調整剤が、その一部に、全組成物中に0 . 5〜20体積%となるゼオライトを用い、また、結合剤の一部又は全部が、全組成物中に3〜30体積%含有する、シリコーン油若しくはシリコーンゴムと反応させたノボラック型フェノール樹脂又はシリコーン油若しくはシリコーンゴムを微分散させたノボラック型フェノール樹脂であるシリコーン変性樹脂である自動車用非石綿ディスクブレーキパッドにある
【0011】
また、本発明は、ゼオライトの吸湿率が5%以上であるディスクブレーキパッドに関する。また、本発明は、ゼオライトの平均粒径が1〜50μmであるディスクブレーキパッドに関する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる結合剤は従来公知のものが用いられ制限はないが、その一部又は全部に上記のシリコーン変性樹脂を用いれば撥水性に優れる。このシリコーン変性樹脂としては、シリコーン油又はシリコーンゴムと反応させたノボラック型フェノール樹脂或いはシリコーン油又はシリコーンゴムを微分散させたノボラック型フェノール樹脂を用いるもので、全組成物中に3〜30体積%含有、10〜25体積%含有することがさらに好ましい。
【0013】
本発明において、シリコーン油又はシリコーンゴムとノボラック型フェノール樹脂を反応させるには、加熱したノボラック型フェノール樹脂にシリコーン油又はシリコーンゴムを添加して反応するまで十分に混合すればよく、またシリコーン油又はシリコーンゴムをノボラック型フェノール樹脂に微分散させるには、ノボラック型フェノール樹脂にシリコーン油又はシリコーンゴムを添加して該ノボラック型フェノール樹脂とシリコーン油又はシリコーンゴムが反応しない程度に撹拌するか又は反応してもごくわずかな程度に撹拌すればよい。
【0014】
また、本発明に用いられる摩擦調整剤において、その一部にゼオライトを用いれば水分除去性に優れ。このゼオライトの吸水率は、5%以上が好ましく、12%以上であることがさらに好ましい。ここでいう吸水率とは、摂氏600℃で1時間熱処理したゼオライトを標準条件(摂氏21℃、相対湿度65%)中に放置してゼオライトの温度を摂氏50℃以下に冷却すると同時に重量(A)を測定する。この測定後摂氏50℃、相対湿度90%の環境下に6時間放置した後重量(B)を測定し、数1に示す式により求めた。
【0015】
【数1】
Figure 0004246813
【0016】
ゼオライトの含有量は、全組成物中に0.5〜20体積%含有することが好ましく、2〜10体積%含有することがさらに好ましい。
ゼオライトの形状については特に制限はないが、平均粒径が1〜50μmの範囲が好ましく、1〜10μmの範囲であることがさらに好ましい。
【0017】
本発明において用いられる繊維基材は、アラミド繊維、アクリル繊維、フェノール繊維等の有機繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維等の無機繊維、スチール繊維、銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維等の金属繊維の1種類又は2種類以上を混合したものが用いられる。繊維基材の含有量は、全組成物中に20〜50体積%含有することが好ましく。25〜45体積%含有することがさらに好ましい。
【0018】
結合剤は、上記のシリコーン変性樹脂の他に、ポリイミド樹脂、フラン樹脂等を併用して用いることができる。併用して用いる場合その含有量は、全組成物中に10〜30体積%含有することが好ましく、15〜25体積%含有することがさらに好ましい。
【0019】
摩擦調整剤は、上記のゼオライトの他に、黒鉛、三硫化アンチモン、二流化モリブデン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の無機質摩擦調整剤、カシューダスト、アクリルゴム、イソプレンゴム、NBR、SBR等の有機質摩擦調整剤、鉄、黄銅、錫、亜鉛等の金属粉末、マイカ、アルミナ、シリカ、ジルコン、ムライト、タルク、クレー等の研削材の1種類又は2種類以上を併用して用いることができる。併用して用いる場合その含有量は、全組成物中に20〜70体積%含有することが好ましく、35〜55体積%含有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体積%となるように配合される。
なお本発明において各成分の体積%は、その成分の使用重量をその成分の密度で除して算出した値である。
【0020】
本発明になるディスクブレーキパッドは、繊維基材、結合剤及び摩擦調整剤を含む組成物を均一に混合した後、予備成形し、次いで金型内に裏金及び予備成形体を挿入した後、加熱加圧成形法で成形し、その後熱処理を行って得られる。なお成形する際の加熱温度は130〜170℃が好ましく、140〜160℃がさらに好ましい。圧力は20〜60MPaが好ましく、30〜50MPaがさらに好ましい。熱処理温度は100〜300℃が好ましく、150〜250℃がさらに好ましい。
【0021】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
実施例1、比較例1
表1に示す成分を配合し、混合機内で均一に混合した後、予備成形し、次いで金型内に裏金及び予備成形体を挿入した後、温度140℃、圧力40MPaの条件で10分間加熱加圧成形し、その後200℃で6時間熱処理してディスクブレーキパッドを得た。なお表1に示す成分において、シリコーン変性樹脂は、シリコーンゴムと反応させたノボラック型フェノール樹脂(三井化学(株)製、商品名RS2210MB)を用いた。またゼオライトは、吸湿率が9%で平均粒径が2μmの人造ゼオライトを用いた。
【0022】
【表1】
Figure 0004246813
【0023】
次に本発明になる実施例1のディスクブレーキパッドと比較例1のディスクブレーキパッドを自動車に組み込み、夜間一晩駐車(放置)してクリープグローンの音圧レベルの比較試験を行った。なおクリープグローンの評価は、上記の自動車をそれぞれゆっくり発進させながらブレーキペダルを緩め、その後停止、次いで再度ゆっくり発進させながらブレーキペダルを緩めるという工程を10回繰り返し、ブレーキペダルを緩めたとき発生するクリープグローンの音圧を騒音計で測定した。
【0024】
その結果、本発明になる実施例1のディスクブレーキパッドは、最大68dBと低い値であるのに対して、比較例1のディスクブレーキパッドは、最大72dBと高い値を示した。
【0025】
また夜間一晩駐車して水分を吸着したディスクロータ摺動面における本発明になる実施例1のディスクブレーキパッドと比較例1のディスクブレーキパッドのテストピースによるトルク変動を測定した。
その結果、本発明になる実施例1のディスクブレーキパッドを用いたディスクロータ摺動面のトルク変動は23Nmと小さく、比較例1のディスクブレーキパッドを用いたディスクロータ摺動面のトルク変動は35Nmと大きかった。
【0026】
【発明の効果】
本発明の請求項1の自動車用非石綿ディスクブレーキパッドは、トランスファーフィルムに水分を寄せ付けないか又はトランスファーフィルムに一旦吸着した水分を取り除き、クリープグローンの音圧を低くすることが可能で、工業的に極めて好適なものであり、又、熱フェード現象に優れると共に、成形性に優れ、更に、2000〜10000 Hz 程度のスキール音と称するブレーキ鳴きの発生防止に顕著である。
【0027】
更に、請求項のゼオライトの吸湿率が5%以上であるディスクブレーキパッドは、請求項1の効果のうち、特に水分の除去に優れる。請求項のゼオライトの平均粒径が1〜50μmであるディスクブレーキパッドは、請求項1の効果のうち、特に水分の除去に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】夜間一晩駐車した自動車と数時間走行直後の自動車の発進回数とクリープグローンの音圧との関係を示すグラフである。
【図2】(a)は、夜間一晩駐車して水分を吸着したディスクロータ摺動面とディスクブレーキパッドのテストピースによるトルク変動を測定した結果を示すグラフ及び(b)は、数時間走行直後のディスクロータ摺動面とディスクブレーキパッドのテストピースによるトルク変動を測定した結果を示すグラフである。

Claims (3)

  1. 繊維基材、結合剤及び摩擦調整剤を含む自動車用非石綿ディスクブレーキパッドにおいて、
    前記摩擦調整剤が、その一部に、全組成物中に0 . 5〜20体積%となるゼオライトを用い、
    前記結合剤の一部又は全部が、全組成物中に3〜30体積%含有する、シリコーン油若しくはシリコーンゴムと反応させたノボラック型フェノール樹脂又はシリコーン油若しくはシリコーンゴムを微分散させたノボラック型フェノール樹脂であるシリコーン変性樹脂である自動車用非石綿ディスクブレーキパッド。
  2. 請求項1において、前記ゼオライトの吸湿率が5%以上である自動車用非石綿ディスクブレーキパッド。
  3. 請求項1又は2において、前記ゼオライトの平均粒径が1〜50μmである自動車用非石綿ディスクブレーキパッド。
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