JPH04304284A - 摩擦材 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クラッチフェーシング
、ブレーキパッドなどとして利用される摩擦材に関する
。

【０００２】

【従来の技術】摩擦材に要求される性能として、耐磨耗
性に優れていること、摩擦係数が高いこと、摩擦係数が
安定していること、などが挙げられる。これらの性能を
満足させるためには単一素材では困難であり、摩擦材は
多くの素材が混合された複合材料から構成されている。

【０００３】このような摩擦材は、大別すれば次のよう
に分類できる。 （１）コルク、セルロース：単体もあるが、多くは樹脂
を含浸して熱成形したもの （２）ウーブン：黄銅線を芯にしてアスベストなどで作
った紐に樹脂を含浸させ、紐を巻いた後熱成形したもの
（３）セミモールド：紐に樹脂を含浸させ、ゴム材料を
充填し熱成形したもの （４）レジンモールド：アスベストなどを基材とし、フ
ェノール樹脂と各種充填材を混合した後熱成形したもの
（５）ゴムモールド：レジンモールドの樹脂の代わりに
ゴムを用いたもの （６）セミメタリック：レジンモールドのうち、基材が
金属繊維のもの （７）シンタードメタリック：金属粉末を焼結したもの
（８）サーメット：セラミック粉末と金属粉末を焼結し
たもの 自動車のブレーキにはレジンモールド、セミメタリック
などが多く使用されているが、鉄道車両ではシンタード
メタリックが、航空機ではサーメットが多く使用されて
いる。

【０００４】ところで従来レジンモールドなどに多用さ
れていたアスベストの人体への悪影響が明らかとなり、
摩擦材からアスベストを排除する必要がある。そこでア
スベストに代わる材料の検討が活発に行われ、例えば特
開昭６２−２９２９３７号公報には、基材繊維として芳
香族ポリアミド繊維を含む摩擦材が開示されている。芳
香族ポリアミド繊維は有機繊維でありながら熱的性能に
優れ、摩擦材の基材として好適である。また特開昭６３
−２６６２３１号公報には、高温における耐磨耗性及び
耐フェード性の向上を目的として、カルシウムメタシリ
ケート繊維を用いた摩擦材が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】摩擦材に要求される性
能の一つに、上記したように摩擦係数が安定しているこ
とが挙げられる。すなわち使用初期の摩擦係数と、熱履
歴（フェード）後の摩擦係数の差が小さいことが望まし
い。ところが従来の摩擦材にあっては、熱履歴後の摩擦
係数が低下する傾向があり、樹脂などの有機成分が多い
ほどその傾向が顕著となることが知られている。この原
因は、熱履歴により有機成分が摩擦相手材に転移して付
着し、その皮膜が形成されることによるものであろうと
考えられている。

【０００６】そこで従来はこの問題を解決するために、
シリカ、アルミナなどの高硬度の金属酸化物粉末を配合
し、相手材に転移した有機成分を削り落とすことにより
熱履歴後の摩擦係数を確保している。しかしながらこの
解決手段にあっては、相手材自身まで削られ相手材の磨
耗量が大きいという不具合がある。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたものであり、相手材の磨耗を防止
するとともに摩擦係数を安定化させることを目的とする
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の摩擦材は、高融点金属粉末と、該高融点金属粉末よ
り低い４２０℃以下の融点をもつ低融点金属粉末と、金
属硫化物粉末とを含むことを特徴とする。高融点金属粉
末は、主として高温時の耐磨耗性の向上に寄与し、磨耗
による摩擦係数の変動を防止する。この高融点金属粉末
としては、銅（融点約１０８３℃）、アルミニウム（融
点約６６０℃）、鉄（融点約１５４０℃）などの金属、
あるいはこれらの金属を主とする合金を利用できるが、
なかでも熱伝導性に優れた銅を用いるのが望ましい。熱
伝導性が高ければ熱を速やかに逃がすことができ、高温
時の耐磨耗性が一層向上する。この高融点金属粉末は、
摩擦材中に１〜４０重量％配合することができる。１重
量％より少ないと高温時の耐磨耗性が低下する。また４
０重量％より多くなると熱伝導率が増大し、断熱層が必
要となり好ましくない。

【０００８】低融点金属粉末としては４２０℃以下の融
点をもつものが用いられ、錫（融点約２３２℃）、亜鉛
（融点約４２０℃）、鉛（融点約３２８℃）などの金属
、あるいはこれらの金属を主とする合金を用いることが
できる。この低融点金属粉末は、摩擦材中に１〜２０重
量％配合することができる。１重量％より少ないと熱履
歴後の摩擦係数の低下が大きく、２０重量％より多くな
ると高温時の耐磨耗性が低下する。

【０００９】金属硫化物粉末としては、三硫化アンチモ
ン、二硫化モリブデン、硫化鉛などが利用できる。この
金属硫化物は、摩擦材中に０．１〜３０重量％配合する
ことができる。０．１重量％より少ないと熱履歴後の摩
擦係数の低下が大きく、３０重量％より多くなると摩擦
係数が低下する。上記したそれぞれの粉末は、金属硫化
物粉末は０．１〜１００μｍ、金属粉末は０．１〜４０
０μｍなど従来の充填材粉末と同様の粒径として用いる
ことができる。

【００１０】本発明の摩擦材には、上記した必須成分以
外に、摩擦材の種類に応じて従来と同様に種々の材料を
利用できる。レジンモールド系摩擦材で例示すれば、芳
香族ポリアミド繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラス繊
維などの繊維基材、フェノール樹脂、エポキシ樹脂など
の結合材、グラファイト、カシューダストなどの摩擦調
整剤、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウ
ムなどの充填材などを従来と同様に用いることができる
。なかでもカシューダストを用いれば、摩擦係数を増大
させることができる。

【００１１】なおカシューダストを配合すると熱履歴後
の摩擦係数が低下する傾向にあるが、低融点金属粉末の
配合量を増すことにより熱履歴後の摩擦係数の低下を防
止できる。この場合において、低融点金属粉末とカシュ
ーダストとの配合比は、重量比で１：５〜２：１の範囲
とすることが望ましい。低融点金属粉末が多すぎてもカ
シューダストが多すぎても熱履歴後の摩擦係数が低下す
る傾向にあり、最適な範囲がある。

【００１２】

【発明の作用及び効果】本発明の摩擦材では、理由は不
明であるが低融点金属粉末と金属硫化物粉末の共存によ
り初期及び熱履歴後の摩擦係数の差が小さくなり、摩擦
係数を安定化することができる。また高融点金属粉末の
存在により高温時の磨耗が防止され、磨耗による摩擦係
数の変動を防止する。

【００１３】したがって本発明の摩擦材によれば、熱履
歴後の摩擦係数の低下が防止されて安定した摩擦係数を
示し、安定した摩擦特性が得られる。また従来のように
高硬度の金属酸化物粉末を配合する必要が無いので、相
手材の磨耗が防止される。

【００１４】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。本実
施例はレジンモールド系のブレーキパッドに本発明を適
用したものである。 （実施例１）表１にも示すように、芳香族ポリアミド繊
維（「ケブラー」デュポン社製）５重量部、チタン酸カ
リウムウィスカー（大塚化学社製）１０重量部、ガラス
繊維５重量部、スラグウール５重量部、硫酸バリウム４
２重量部、摩擦調整剤としてのグラファイト２重量部及
びカシューダスト６重量部、高融点金属粉末としての銅
粉末７重量部、低融点金属粉末としての錫粉末３重量部
、金属硫化物粉末としての三硫化アンチモン粉末５重量
部、フェノール樹脂１０重量部を混合し、金型内で成形
してブレーキパッドを形成した。

【００１５】得られたブレーキパッドについて、ブレー
キダイナモメータ試験機にて耐磨耗試験を行い、結果を
表１に示す。試験方法は、ＪＡＳＯ−Ｃ４２７−８３（
ブレーキ型：ＰＤ５１ｓ、ロータ：１８ｍｍベンチレー
テッドタイプ、イナーシャ：４ｋｇ・ｍ・ｓ２　、制動
初速度：５０ｋｍ／ｈ、減速度：０．３Ｇ、制動ブレー
キ温度：２５０℃）にて行い、そのときの相手材の磨耗
率と摩擦係数を測定した。またＪＡＳＯーＣ４０６乗用
車ブレーキ装置ダイナモメータ試験区分Ｐ１で、Ｉｎ＝
５．０、第２効力５０ｋｍ／ｈのμを熱履歴前、第３効
力５０ｋｍ／ｈのμを熱履歴後として摩擦係数を測定し
た。 （他の実施例及び比較例）表１及び表２に示す配合組成
で、実施例１と同様にブレーキパッドを形成し、同様に
磨耗率と摩擦係数を測定した。結果を表１と表２に示す
。なお、実施例７、８において、黄銅としては亜鉛を３
０重量％含むものを用い、青銅には錫を１０重量％含む
ものを用いた。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】（評価）実施例１〜実施例４の摩擦材は摩
擦係数が安定しており、この範囲では金属硫化物粉末の
種類及び配合量はほとんど影響が無いことがわかる。し
かし比較例１のように金属硫化物粉末が存在しない場合
には、熱履歴後の摩擦係数が低下する。

【００１９】また実施例５、実施例６の結果より、錫に
代えて亜鉛を用いても同様に摩擦係数が安定している。 ただこの場合は三硫化アンチモンより二硫化モリブデン
の方が好ましい。また錫の場合より亜鉛の方が配合量を
多くする必要があるので、亜鉛より錫を用いる方が望ま
しい。しかし比較例２のように錫または亜鉛を含まない
場合には、摩擦係数が安定しない。

【００２０】なお実施例７、８の結果より、黄銅または
青銅として配合しても他の実施例と同等の性能を示すこ
とが明らかである。そして比較例３及び比較例４の結果
より、銅を含まない場合及び銅に比べて錫の配合量が多
い場合にも摩擦係数が安定しないことがわかる。しかし
比較例４の配合においても、カシューダストを多く含有
させることにより実施例９のように摩擦係数が高い値で
比較的安定化する。ただし錫の配合量が少ない場合には
、比較例５の結果のようにカシューダストを多く配合す
ることは摩擦係数が不安定となりかえって好ましくない
。

【００２１】なお、比較例６に示す従来の摩擦材では、
マグネシアなどを含むために摩擦係数は高い値で安定し
ているものの、磨耗率が極端に高くなっている。すなわ
ち実施例の摩擦材では、高融点金属としての銅粉末、低
融点金属としての錫または亜鉛粉末、及び金属硫化物と
しての三硫化アンチモンまたは二硫化モリブデン粉末、
さらに所定量のカシューダストを含むため、安定した摩
擦係数を示しかつ相手材の磨耗率も少なく、優れた摩擦
性能を有している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高融点金属粉末と、該高融点金属粉末
   より低い４２０℃以下の融点をもつ低融点金属粉末と、
   金属硫化物粉末とを含むことを特徴とする摩擦材。