JPH0276935A

JPH0276935A - 摩擦材

Info

Publication number: JPH0276935A
Application number: JP63228079A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Shibata; 勝弘柴田; Akiya Suzuki; 鈴木　韶也; Yuichi Azuma; 東　雄一
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-16
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: DE3930402A1; GB2224285B; US5004497A; GB2224285A; JP2647164B2; GB8920619D0; CA1338229C; DE3930402C2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］〈産業上の利用分野〉本発明は、自動車用ブレーキライニング、ディスクブレ
ーキパッド、クラッチフェーシング等に用いられる摩擦
材に関する。

〈従来の技術〉近年、自動車用ディスクブレーキパッドやクラッチフェ
ーシング等に用いられる摩ｉ寮材に含まれる繊維材とし
て、従来使用されてきた石綿よりもフェード現象か抑制
され、かつ対摩耗性等に優れたカーボン繊維やアラミド
繊維等を使用することか提案されており、特開昭５５−
１０４３７１公報にはぞの一例が開示されている。

しかるに、例えばバラ系アラミド繊維はメタ系アラミド
繊維に比較して耐熱性に優れている等、上記アラミド繊
維の組成及び繊維形状により、摩擦材の成形のし易さ、
偏摩耗等の原因となり１ｑる成形後の各成分の分散状態
、或いは成形後の耐久性等に影響が及ぼされることから
、単に各繊維材の混合する割合を定めるのみでは好適な
摩擦材を得ることはできない。

〈発明が解決しようとする課題〉このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、成形し易く、ブレーキ等に於けるフェード現象かＯ
ｆ適に抑制され、かつ成形後の耐久性が向上した摩擦材
を提供することにある。

［発明の構成］〈課題を解決するだめの手段〉このような目的は、本発明によれば、カーボン繊維を３
重量％乃至３０重量％、パルプ状繊維及び切断繊維の混
合体からなるアラミド繊維を２重量％乃至２０重量％含
み、前記カーボン繊維の前記アラミド繊維に対する重量
比が０．６以上であることを特徴とする摩擦材を提供す
ることにより達成される。特に、前記アラミド繊維が、
パラ系アラミド繊維からなると良い。

く作用〉このようにすれば、パルプ状アラミド繊維により成形後
の耐久性が向上し、かつその触手状突起が、切断アラミ
ド繊維やカーボン繊維或いは他の充填材を取り込むこと
により、各々を好適に分散すると共に形成時に不必要に
かさが増加することかない、また、摩擦材に含まれるカ
ーボン繊維を３〜３０１母％（以下ｗｔ％と記す）の範
囲とし、切断繊維及びパルプ繊維からなるアラミド繊維
を２〜２０ｗｔ％の範囲とし、カーボン繊維をアラミド
繊維の０．６倍以上となるようにすることで、ブレーキ
に於（プるフェード現象が好適に抑制され、切断アラミ
ド繊維ｉ維により・成形後の耐久性が更に向上する。更
にアラミド繊維にバラ系アラミド繊維を用いることによ
り、メタ系アラミド繊維を用いる場合に比較して耐熱性
が向上するため、摩耗クラックに対する耐久性が向上す
る。

〈実施例〉以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図〜第３図は、ＪＡＳＯＣ４０６−８２に規定され
る乗用車ブレーキ装置ダイナ′しメータ試験方法に基づ
いてブレーキ試験を行い、本発明に基づく摩擦材を用い
たブレーキパッドと、従来の石綿からなる繊維材を用い
たブレーキパッドとの試験結果を比較したグラフである
。

ここで、本発明に基づく摩擦材からなるブレーキパッド
に含まれる成分は、繊維材としてバルブ状アラミド繊維
５．３体積％（以下ｖｏ１％と記す）、直径７１ｔｍで
市って仝長６＃の切断アラミド繊維２．７　ｖｏ１％及
び直径６μｍであって全長３ｍのカーボン繊維６．　Ｏ
ＶＯＩ％、摩擦係数を大きくするための金属粉末として
銅粉末６．　Ｏｖｏ１％及び銅−亜鉛合金粉末９．Ｑ　
ｖｏ１％、上記金属粉末とロータとの部分的な凝着を防
止するための固体潤滑材としてグラフフィト５．　Ｏｖ
ｏ１％及び二硫化モリブデン８．　Ｏｖｏ１％、ロータ
を掃除する効果のある高硬度の無機充填材として二酸化
珪素５゜４　ｖｏ１％、高温時のパッドの摩耗及び摩擦
係数の低下を防止する抑制するための比較的低硬度の無
機充填材として硫酸バリウム１２．６ｖｏ１％、低面圧
時の摩擦係数を安定するための有機充填材としてメラミ
ンダスト１６．０ｖｏ１％、バインダとしての７エノー
ルレジン２３．０ｖｏ１％、ｐＨ調整剤１．□ｖｏ＋％
である。ここで、本実施例のアラミド繊維は、ケブラー
４９（デュポン社商標）からなるパラ系アラミド繊維で
ある。また、本実施例のカーボン繊維は、トレカＴ３０
０　（東し社商標）からなる耐熱性及び強度の高いＰＡ
Ｎ系カーボン繊維である。

一方、従来の摩！寮材からなるブレーキパッドに含まれ
る成分は、石綿８Ａｌｉ紺２０．０ｗ１％、炭酸カルシ
ウムｌ、Ｑｗｔ％、硫酸バリウム３２．５ｗｔ％、カシ
ューダスト及びフェノールレジン合せて２３゜□ｗｔ％
、銅粉末２ｏ、ｏｗｔ％、亜鉛粉末０．５ｗｔ％、鉄粉
末３．Ｑｗｔ％である。

まず、ＪＡＳＯの規定に基づき初期計測、すり合せ前チ
エツク、第１効力試験、すり合せを行った復、第２効力
試験を行う。即ら、制動前ブレーキ温度を８０’Ｃとし
、制動初速度５０ＫＩｎ／ｈ１１００Ｋｆｎ／ｈ及び１
３０飴／ｈから、０．１〜０゜８Ｇの範囲で制動減速度
を変化させ、各制動減速度に於ける制動トルクから各々
摩擦係数（μ）を求める（第１図）。

続けて、第１フエードリカバリ試験を行う。即ち、制動
前ブレーキ温度を８０℃とし、制動初速１哀５０Ｋｆｎ
／［１、制動減速度０．３Ｇ一定（或いは０．３Ｇを１
ｑられる圧カ一定）、制動回数３回として摩擦係数（μ
）のベースラインをチエツクする。

次に、フェード試験を行う。即ち、第１回目の制動前ブ
レーキ温度を６０℃とし、制動初速度１００ＫＩｎ／ｈ
、制動減速度０．４５Ｇ一定（或いは０．４５Ｇを１７
られる圧カ一定）、制動間隔３５秒、制動回数１０回と
してブレーキ温度と、各回の摩擦係数（μ）を求める（
第２図）。また、続けてリカバリ試験を行う。即ら、制
動初速度５０馳／ｈ、制動減速度０．３Ｇ一定（或いは
ベースラインチエツクで得られた圧カ一定）、制動間隔
１２０秒、制動回数１５回として上記フェード試験と同
様にブレーキ温度及び摩擦係数（μ）を求める（第２図
）。

更に、続けて第３効力試験として、第２効力試験と同様
の条件で摩擦係数（μ）を求める（第３図）。

第２図に良く示すように、本発明に基づく摩擦材を用い
たブレーキパッド（実線Ａ）は、従来の１！ｊｔＷＸ材
を用いたブレーキパッド（破線Ｂ）に比較してブレーキ
の温度変化に伴う摩擦係数（μ）の変化が小さいことが
わかる。また、第１図及び第３図に良く示ずように、本
発明に阜づく摩擦材を用いたブレーキパッド（実線Ａ）
は、従来の摩擦材を用いたブレーキパッド（破線Ｂ）に
比較して熱履歴による摩擦係数（μ）の変化も小さいこ
とがわかる。

本実施例に於て、熱伝導率の大きなカーボン繊維を用い
ているが、これに熱伝導率の大きな小さなアラミド繊維
とを組合せることにより、ブレーキのペイパーロックを
防止できるばかりでなく、アラミド繊維が、前記したよ
うにメタ系アラミド繊維よりも耐熱性（摩耗クラック等
に対する耐久性）の高いパラ系アラミド繊維からなるこ
とから、カーボン繊維と組合せることにより、耐熱性、
耐久性、耐フエード性の優れた摩擦材が得られる。

パラ系パルプ状アラミド繊維は、耐久性を向上させ、そ
の触手状突起が比較的偏析し易いカーボン繊維を取り込
み、好適に分散させる効果がある。

また、バラ系切断アラミド繊維は、ロータの攻撃性を低
下させ、かつ耐久性を一層向上させる効果がめる。ここ
で、実際にはバラ系アラミド繊維が高い耐久性を有して
いることから、例えば切断アラミド４！緒を混合しなく
ても充分な耐久性を得られる。

更に、ＰＡＮ系カーボン繊維は高温時の摩擦係数（μ）
の安定化に寄与している。ここで、ＰＡＮ系カーボン繊
維は、充分な補強効果を得るために直径を１５μｍ以下
とすると良い。また、補強効果及びカーボン繊維自体の
分散効果を得るために、その全長を０．５ｍ〜９．０ｍ
の範囲とすると良い。

尚、本実施例では、摩擦材にパラ系のパルプ状及び切断
アラミド繊維を合せてＦ３．　Ｑ　ｖｏ１％混合したが
、実際には２〜２０ｗｔ％の範囲で混合すれば良い。こ
こで、アラミドｉ維が２ｗｔ％未満であると、プリフォ
ーム成型が困難になり、また２０ｗｔ％を越えると高温
時に摩擦係数が低下する。

また、本実施例では、１ｆ擦材にＰＡＮ系のカーボン繊
維を６．　Ｏｖｏ１％混合したが、実際には３−〜３Ｑ
ｗｔ％の範囲で混合すれば良い。ここで、カーボン繊維
が３ｗｔ％未満でおると、高温時に摩１寮係数が安定化
し難く、また３Ｑｗｔ％を越えると常用温度に於ける摩
擦係数が低下する。

また、本実施例では、摩擦材に金属粉末として銅粉末及
び銅−亜鉛合金粉末を混合したが、銅、ニッケル、銅−
亜鉛合金、鉄、銅−錫合金のうら少なくとも１種類以上
を１０〜５０ｗｔ％の範囲で混合すれば良い。ここで、
金属粉末がｌＱｗｔ％未満であると、摩擦係数を大きく
する効果が殆どなく、また５０ｗｔ％を越えるとロータ
に部分的に凝着し、シャダー発生の原因となる。

また、本実施例では、摩擦材に固体潤滑材としてグラフ
ァイト及び二硫化モリブデンを混合したが、実際にはグ
ラファイト、二硫化モリブデン、硫化亜鉛、硫化鉛、三
硫化アンチモンのうち少なくとも１種類以上を５〜２Ｑ
ｗｔ％混合すれば良い。

ここで、固体潤滑材が５ｗｔ％未満であると、上記金属
粉末とロータとの凝着を防止する効果が殆どなく、また
２Ｑｗｔ％を越えると摩擦係数が低下する。

また、本実施例では、摩擦材に高硬度の無機充填材とし
て二酸化珪素を混合し、低＆Ｊ！度の無機充填材として
硫酸バリウムを混合したが、実際には高硬度の無機充填
材として、二酸化珪素、アルミナ、ムライト、酸化ジル
コニウム、スピネル型フエライ１〜（「ｅ３０４）のう
ち少なくとも１種類以上と、低硬度の無機充填材として
硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化第二銅のうち少な
くとも１種類以上を合せて１０〜５０ｗｔ％の範囲で混
合すれば良い。ここで、１０ｗｔ％未満であるとロータ
を掃除する効果及び高温時のパッドの摩耗及び摩擦係数
の低下を抑制する効果か殆どなく、５Ｑｗｔ％を越える
と、ロータの攻撃性が高くなり偏摩耗の原因となる。

また、本実施例では、摩擦材に有機充填材としてメラミ
ンダストを混合したが、実際には、メラミンダスト、カ
シューダスト、フェノールダストのうち少なくとも１種
類以上を３〜２Ｑｗｔ％の範囲で混合すれば良い。ここ
で、３ｗｔ％未満であると、低面圧時の摩擦係数を安定
する効果が殆どなく、２０ｗｔ％を越えると高温時の摩
擦係数低下の原因となる。

更に、本実施例にて摩涼祠にバインダとして混合したフ
ェノールレジンは、実際には８〜１５ｗｔ％の範囲で混
合すれば良い。ここで、フェノールレジンが６ｗｔ％未
満でおると、バインダとしての効果が殆どなく、また１
５Ｗ【％を越えると高温時の摩擦係数が低下する。

第４図は、本発明に基づく摩擦材中のカーボン繊維とア
ラミド繊維との混合比を変化させて各々ＪＡＳＯＣ４０
６−８２に基づくブレーキ試験を行い、各フェード率を
算出したグラフである。

上記試験に於て、摩擦材には、グラファイト（天然黒鉛
）５．２ｖｏ１％、メラミンダスト１７゜７　ｖｏ１％
、銅粉末３．３　ｖｏ１％、硫酸バリウム１５、５　ｖ
ｏ１％、二酸化珪素２．１　　ＶＯＩ％、アルミナ２．
１　　ＶＯＩ％、酸化第二銅７．３　ｖｏ１％、ニッケ
ル３．１　　ｖｏ１％、フェノールレジン２６．１Ｖ。

０１％を混合している。また、アラミド繊維及びカーボ
ン繊維の総量を１２，６ｖｏ＋％に固定し、両繊維の比
率をアラミド繊維を総量小の２〜２Ｑｗｔ％、カーボン
繊維を総量■の３〜３Ｑｗｔ％の範囲で変化させている
。

第４図の横軸は、カーボン繊維の重量比／（アラミドｍ
維の重量比＋カーボン繊維の重量比）とし、縦軸は、フ
ェード率としている。フェード率は、フ１−ド率＝μ）ＩＩＮ　／μ）ＩＡＸとして算出して
いる。ここで、μＤＩＮは、上記ブレーキ試験で計測さ
れた摩擦係数の最小値であり、μＨＡＸは上記ブレーキ
試験で計測された摩擦係数の最大値であり、Ｔ＝２μＰＳｒから専用される。ここで、Ｔは制動トルク、Ｐはピスト
ンの液圧、Ｓはキャリパのピストン断面積、ｒはブレー
キの有効半径でおる。

第４図に示すように、開繊維中のカーボン繊維の重量比
が０．３７５以上になると、即ちカーボン繊維の重量が
アラミド繊キ１［の０．６倍以上になると摩１寮材のフ
ェード率が著しく向上することがわかる。従って、摩Ｉ
ＱＪｒＡ中のカーボン繊維が占めるｆｆｌｆｆｉ％を縦
軸とし、アラミド繊維が占める重量％を横軸とする第５
図に示すように、摩擦材に於ける両繊維が占める重量％
が、実線にて囲まれた範囲内である場合に摩擦材のフェ
ード率が良好となる。

［発明の効果］このように本発明によれば、摩１察材に含まれるカーボ
ン繊維を３ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲とし、切断繊維及
びパルプ繊維からなるアラミド繊維を２ｗｔ％〜２０ｗ
ｔ％の範囲とし、カーボン繊維の重量をアラミド１Ｉｆ
ｆの０．６倍以上となるようにすることで、摩擦材が成
形し易くなり、ブレーキに於けるフェード現象を好適に
抑制でき、成形後の耐久性が向上する。更にアラミド繊
維にパラ系アラミド繊維を用いることにより、メタ系ア
ラミド繊維を用いる場合に比較して耐熱性が向上するた
め、摩耗クラックに対する耐久性が向上する。以上のこ
とから本発明の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明に基づく摩擦材からなるブレ
ーキパッドを用いて行われたブレーキ試験の結果を示す
グラフである。第４図は、本発明に基づく摩擦材に含まれる繊維材中の
アラミド繊維に対するカーボン繊維の比率とフェード率
との関係を示すグラフである。第５図は、本発明に基づく摩擦材に含まれるカーボン繊
維とアラミド繊維との重量％の関係を示すグラフである
。特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　大　島　陽　−′！　　　寸　
　　Ｆｌ　　　　智　　　−００Φ　　　Ｃ５ＯＯ射脣樟鋒く第４図ＣＦ／　（ＣＦ、ＡＦ）ｃＦ：　ｔＪ−ｄく＞＆儒と、ちデギーｔｔｋ七二ＡＦ
Ｙラミド欣ｌ（１量因第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カーボン繊維を３重量％乃至３０重量％、パルプ
状繊維及び切断繊維の混合体からなるアラミド繊維を２
重量％乃至２０重量％含み、前記カーボン繊維の前記ア
ラミド繊維に対する重量比が０．６以上であることを特
徴とする摩擦材。
（２）カーボン繊維を３重量％乃至３０重量％、パルプ
状繊維を含むパラ系アラミド繊維を２重量％乃至２０重
量％含み、前記カーボン繊維の前記パラ系アラミド繊維に対する重
量比が０．６以上であることを特徴とする摩擦材。
（３）前記アラミド繊維が、パラ系アラミド繊維からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の摩擦
材。
（４）銅、ニッケル、銅−亜鉛合金、鉄及び銅−錫合金
のうちの少なくとも１種類以上を１０重量％乃至５０重
量％、グラファイト、二硫化モリブデン、硫化亜鉛、硫化鉛及
び三硫化アンチモンのうちの少なくとも１種類以上を５
重量％乃至〜２０重量％、二酸化珪素、アルミナ、ムライト、酸化ジルコニウム及
びスピネル型フェライト（Ｆｅ＿３Ｏ＿４）のうちの少
なくとも１種類以上と硫酸バリウム、炭酸カルシウム及
び酸化第二銅のうちの少なくとも１種類以上とを合せて
１０重量％乃至５０重量％、メラミンダスト、カシューダスト及びフェノールダスト
のうちの少なくとも１種類以上を３重量％乃至２０重量
％、フェノールレジンを８重量％乃至１５重量％含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
に記載の摩擦材。