JPH05346128A

JPH05346128A - 摩擦材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05346128A
Application number: JP15391892A
Authority: JP
Inventors: Norio Misawa; 紀雄三澤; Toshihiko Yuasa; 俊彦湯浅
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】金型のクリアランスに起因して摩擦材の外周
部分が粗となるのを回避し、もって、その部分のクラッ
クの発生を防止する。【構成】全体を略均一材料とし、予備成形において摩
擦材１の外周部分に肉厚部１ａを形成して成形した後、
熱成形において予備成形品を均一厚さに成形し、摩擦材
１の外周部分を他の部分より緻密にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブレーキパッド等に使用
される摩擦材及びその製造方法に関するもので、特に、
外周部のクラックの発生を防止する摩擦材及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキパッド等に使用される摩擦材
は、制動中にかかる応力の負荷、温度、湿度などの過酷
な条件にさらされる。また、メンテナンスを減らすた
め、摩耗寿命を長くすることも要求される。即ち、ブレ
ーキパッド等の摩擦材は人命をあずかる重要部品である
から、過酷な条件下で長期間使用されても、摩耗が少な
く、摩擦特性が安定していることが必要であり、更に、
熱履歴によるクラックなどが発生しないようにする必要
もある。そして、これらの要求を満足するため、摩擦材
は複合材料によって構成している。

【０００３】複合材料によって構成されるブレーキパッ
ドは従来から知られたモールド法によって製作される。

【０００４】図３は従来の摩擦材の成形状態を示す断面
図であり、（ａ）は予備成形における状態、（ｂ）は熱
成形における状態を示す。

【０００５】即ち、ブレーキパッドとして使用される摩
擦材１は、まず、複合材料を予備成形型２に投入し、常
温でポンチ３により加圧して予備成形し、次いで、予備
成形品を所定温度に保持した熱成形型４に投入してポン
チ５により面圧を加え、成形体を得た後、所定時間アフ
タキュアし、それを所定の厚さに研磨することによって
得られる。

【０００６】この種の摩擦材に関しては、特開昭６１−
１８４２３２号公報、特開昭６２−１３８３３号公報、
特開昭６４−４９７２５号公報、特開平２−１３４４２
６号公報、特開平１−３０７５２７号公報、特開平３−
２２９０２６号公報などに技術が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のモー
ルド法による摩擦材１の成形において、常温で材料を加
圧する予備成形を行なった後では、構成材料の熱硬化性
樹脂は硬化しておらず、また、繊維基材の毛ば立ちなど
のため、圧を抜いて応力を零とすると厚さ方向に膨脹
し、更に、成形品を取出したときには横方向にも膨脹す
る。加えて、予備成形品は外形寸法にばらつきもあるこ
とから、予備成形型２の内寸法Ｌ１と熱成形型４の内寸
法Ｌ２とが同一であると、熱成形型４内への投入は困難
となる。このため、摩擦材１の成形においては、これら
の変動分を見込んで、予備成形型２の内寸法Ｌ１を熱成
形型４の内寸法Ｌ２より小さくして金型相互間に（Ｌ２
−Ｌ１）のクリアランスを設け、予備成形品の投入が容
易となるようにしている。

【０００８】ところが、クリアランスを設けて投入を容
易とすると、熱成形において摩擦材１を加圧したとき
に、図４の従来の摩擦材の熱成形における状態を示す側
面図の如く、実線の状態にあった予備成形後の摩擦材１
の外周部分は、面圧によって熱成形型４のクリアランス
部分に押し広げられる。このとき、摩擦材１は加圧によ
って相当硬化しているので、内部の材料は全体的に横方
向に膨脹するのではなく、外周部分だけが膨脹すること
となり、二点鎖線に示すようなふくれ形状となる。その
結果、この外周部分の材料密度が低下し、粗の状態とな
るため、熱履歴などによってクラックが発生し易くな
る。

【０００９】クラックの発生を防止するために、一つに
は、配合組成を変更することを挙げることができる。し
かし、この場合には、摩擦特性が変化することとなる。

【００１０】一方、特開平１−２１６１３６号公報に
は、中央部に突起を設けた金型を用いて部分的に材料密
度を高くする技術が開示されている。しかし、これは、
リベット止めする中央部分に多大な力が加わって、その
部分にクラックが発生するのを防止するためのものであ
り、前述の金型のクリアランスに起因して粗となる外周
部分のクラックの発生を防止するものと相違する。

【００１１】また、前記特開昭６１−１８４２３２号公
報から特開平３−２２９０２６号公報までは、いずれも
偏摩耗を防止してブレーキ鳴きの発生を防ぐための技術
を開示しており、これらの公報においても目的を異にす
る。

【００１２】そこで、本発明は、金型のクリアランスに
起因して外周部分が粗となるのを回避し、もって、その
部分のクラックの発生を防止することができる摩擦材及
びその製造方法の提供を課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
摩擦材は、外周部分を他の部分より緻密にしたものであ
る。

【００１４】ここにおいて、摩擦材は繊維基材、熱硬化
性樹脂からなる結合剤、各種添加剤等により構成でき
る。このうち、繊維基材としては、アラミド繊維、チタ
ン酸カリウム繊維、ロックウールなどを挙げることがで
きる。また、結合剤としては、一般には、フェノールレ
ジンを使用できる。添加剤としては、グラファイト、カ
シューダスト、銅粉、消石灰、硫酸バリウムなどを挙げ
ることができる。

【００１５】また、請求項２の発明にかかる摩擦材の製
造方法は、予備成形において摩擦材の外周部分を他の部
分より厚く成形した後、熱成形において予備成形品を均
一厚さに成形するものである。

【００１６】更に、請求項３の発明にかかる摩擦材の製
造方法は、予備成形において摩擦材の全体を均一厚さに
成形した後、熱成形において予備成形品の外周部分を他
の部分より薄めに成形するものである。

【００１７】

【作用】請求項１の発明においては、摩擦材の外周部分
を他の部分より緻密にしているので、外周部分の強度が
向上し、熱履歴によるクラックの発生が防止される。

【００１８】請求項２の発明においては、予備成形にお
いて摩擦材の外周部分を他の部分より厚く成形してか
ら、熱成形において予備成形品を均一厚さに成形してい
るので、外周部分が他の部分より強く圧縮され、緻密と
なる。

【００１９】請求項３の発明においては、備成形におい
て摩擦材の全体を均一厚さに成形した後、熱成形におい
て予備成形品の外周部分を他の部分より薄く成形してい
るので、請求項２と同様に、外周部分が他の部分より強
く圧縮され、緻密となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の摩擦材及びその製造方法につ
いて、摩擦材をブレーキパッドに使用する場合の実施例
と比較例を説明する。

【００２１】〈実施例１〉まず、本発明の実施例１を図
１に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明の実施例１による摩擦材の成
形状態を示す断面図であり、（ａ）は予備成形における
状態、（ｂ）は熱成形における状態を示すものである。

【００２３】図において、１は摩擦材であり、アラミド
繊維１０重量％、チタン酸カリウム繊維１０重量％、ロ
ックウール１０重量％、フェノールレジン１０重量％、
グラファイト５重量％、カシューダスト１５重量％、銅
粉２０重量％、消石灰５重量％及び硫酸バリウム１５重
量％を混合したものである。２は予備成形型、３はポン
チであり、上面外縁部には面取り部３ａが形成されてい
る。４は熱成形型、５はポンチである。前記予備成形型
２の内寸法Ｌ１と熱成形型４の内寸法Ｌ２との差即ちク
ラアランスは２ｍｍに設定されている。

【００２４】実施例１による摩擦材は以下によって製造
した。

【００２５】まず、上記組成によって混合された材料を
予備成形型２に投入し、ポンチ３により、常温下、面圧
２００kg／cm²で２分間加圧する。すると、ポンチ３の
上面外縁部には面取り部３ａが形成されているので、そ
の形状に対応して、摩擦材１の下端面の外周部には肉厚
部１ａが形成される。

【００２６】次に、肉厚部１ａが形成された摩擦材１の
予備成形品を熱成形型４に投入し、ポンチ５により面圧
４００kg／cm²、熱成形温度１６０℃の条件で、ガス抜
きを行ないながら８分間加熱加圧成形する。すると、ポ
ンチ５の上面は全体に至って平面となっているので、摩
擦材１の予備成形品の下面は肉厚部１ａがポンチ５によ
り加圧されて全体に平坦面となる。ここにおいて、予備
成形型２の内面と熱成形型４の内面との間には２ｍｍの
クラアリンスがあるので、従来と同様に、熱成形におい
て、摩擦材１の外周部は外方向に押し広げられる。しか
し、摩擦材１の外周部には肉厚部１ａが形成されている
ので、平坦面である他の部分に比べてより強く圧縮され
ることになり、外周部の材料密度は高くなる。

【００２７】熱成形した後は、２００℃で５時間アフタ
キュアをして熱硬化性樹脂の硬化を行ない、更に、所定
の厚さに研磨を行なう。

【００２８】以上によって、実施例１のブレーキパッド
が完成する。このときの成形条件を図５の本発明の実施
例と比較例の成形条件及び評価を示す表図にまとめる。

【００２９】次に、上記によって製作されたブレーキパ
ッドの制動試験により耐クラック性の評価を行なった。

【００３０】試験は、ブレーキパッド試験品をブレーキ
ダイナモメータに取付けて行ない、キャリパ型式：ＰＤ
５１−１８Ｖ、イナーシャ：５．０kgf ・ms²、初速
度：１００km／h 、最終速度：０km／h 、減速度：０．
４５Ｇ、間隔：３５sec 、初回制動前の温度：６５℃以
下の条件で１０サイクル、または、１５サイクル行なっ
た。その後、試験品の耐クラック性を観察した。

【００３１】結果は図５の下欄に示す通りであり、クラ
ックの発生は確認されなかった。

【００３２】このように、上記実施例の摩擦材は、予備
成形において摩擦材１の外周部分に肉厚部１ａを形成し
て成形した後、熱成形において予備成形品を均一厚さに
成形し、摩擦材１の外周部分を他の部分より緻密にした
ものである。

【００３３】したがって、上記実施例によれば、全体を
略均一材料で形成した摩擦材において、摩擦材１の外周
部分が他の部分より緻密になっているので、外周部分の
強度が向上し、従来粗の状態にあった前記外周部分にお
いて熱履歴によりクラックが発生するのを防止すること
ができる。

【００３４】なお、実施例１は請求項２の態様に相当す
るものであり、また、請求項１の態様に相当するとする
こともできる。

【００３５】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
２に基づいて説明する。

【００３６】図２は本発明の実施例２による摩擦材の成
形状態を示す断面図であり、（ａ）は予備成形における
状態、（ｂ）は熱成形における状態を示すものである。
なお、図中、図１及び図３と同一符号は実施例１と従来
例の構成部分と同一または相当する部分である。

【００３７】図において、３は予備成形において使用さ
れるポンチであり、図３（ａ）の従来のポンチ３と同一
のものである。５は熱成形において使用されるポンチで
あり、上面の外縁部には肉盛部５ａが形成されている。

【００３８】上記金型を使用してブレーキパッドを製造
するには、実施例１の摩擦材１と同一組成の材料を予備
成形型２に投入し、ポンチ３により面圧２００kg／cm²
で２分間加圧する。ここで加圧成形される予備成形品
は、従来と同様に、その下面は全体に至って平坦に形成
される。

【００３９】次に、この予備成形品を熱成形型４に投入
し、実施例１と同一条件下で加熱加圧成形する。する
と、ポンチ５の上面は外縁部が肉盛加工してあるので、
摩擦材１の下面の外周部は平面より内部にまで押込ま
れ、他の部分に比べてより強く圧縮されることとなっ
て、材料密度は高くなる。

【００４０】熱成形した後は、２００℃で５時間アフタ
キュアを行ない、所定の厚さに研磨して、実施例２のブ
レーキパッドが完成する。

【００４１】試験結果は図５の下欄に示す通りであり、
クラックの発生はなかった。

【００４２】このように、実施例２の摩擦材は、予備成
形において摩擦材１の全体を均一厚さに成形した後、熱
成形の加圧により予備成形品の外周部分にポンチ５の肉
盛部５ａを押込んで、摩擦材１の外周部分を他の部分よ
り緻密にしたものである。

【００４３】したがって、上記実施例２によれば、実施
例１と同様に、摩擦材１の外周部分が他の部分より緻密
になっているので、外周部分の強度が向上し、熱履歴に
よりクラックが発生するのを防止することができる。

【００４４】なお、実施例２は請求項３の態様に相当す
るものであり、また、請求項１の態様に相当するとする
こともできる。

【００４５】次に、予備成形型２、熱成形型４ともに、
ポンチの加圧面が、従来の技術に述べたと同様に、全体
に至って平坦となっている金型を使用して製造した３種
類の比較例を述べる。

【００４６】〈比較例１〉比較例１は予備成形型２のポ
ンチ３の加圧面が全体に至って平坦となっている以外
は、実施例１と同一条件で成形される。

【００４７】即ち、比較例１は従来と同一仕様の金型で
成形したものであり、従来の技術で述べたように、予備
成形型２と熱成形型４との間の２ｍｍのクリアランスに
よって、熱成形において、摩擦材１が横方向に押し広げ
られ、外周部が粗の状態となっている。

【００４８】試験の結果、摩擦材１の外周部にはクラッ
クが発生した。

【００４９】〈比較例２〉比較例２は予備成形型２と熱
成形型４とのクリアランスを１ｍｍに縮減したものであ
り、他の条件は全て比較例１と同一である。

【００５０】試験の結果、クラックの発生はなかった。
これは、予備成形型２と熱成形型４とのクリアランスを
２ｍｍから１ｍｍに縮減したことにより、熱成形におい
て、摩擦材１の横方向に押し広げられる量が少なくな
り、その結果、外周部は比較的密度の高い状態に保持さ
れたからである。

【００５１】しかし、常温で予備成形を行なった後は、
従来例で述べたように、構成材料の熱硬化性樹脂は硬化
しておらず、また、繊維基材の毛ば立ちなどのため、成
形品を取出したときには横方向に膨脹し、更に、予備成
形品の外形寸法にばらつきがあることから、比較例２で
は、予備成形型２と熱成形型４とのクリアランスが小さ
いことによって、熱成形型４への投入は困難となる。し
たがって、作業効率が低下し、生産タクトが長くなっ
て、設備投資の増加にもつながることとなる。

【００５２】〈比較例３〉比較例３は熱成形温度を１５
０℃に下げ、熱成形時間を１２分に延長したものであ
り、その他の条件は比較例１と同一である。

【００５３】この比較例３においても、クラックの発生
はなかった。しかし、熱成形時間が延長されたことに伴
い、比較例２と同様に、生産効率を低下させてしまう。

【００５４】ところで、上記各実施例の摩擦材１は、実
施例１において記載した配合組成により構成している
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、他の配合組成により構成した場合において
も、同様の効果を奏する。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の摩擦材
は、全体を略均一材料で形成した摩擦材において、外周
部分を他の部分より緻密にしたものである。したがっ
て、外周部分の強度が向上し、熱履歴によるクラックの
発生を防止できる。

【００５６】また、請求項２の発明の摩擦材の製造方法
は、予備成形において摩擦材の外周部分を他の部分より
厚く成形した後、熱成形において予備成形品を均一厚さ
に成形するものである。したがって、予備成形において
摩擦材の外周部分を他の部分より厚く成形してから、熱
成形において予備成形品を均一厚さに成形しているの
で、外周部分を他の部分より緻密とすることができる。

【００５７】更に、請求項３の発明の摩擦材の製造方法
は、予備成形において摩擦材の全体を均一厚さに成形し
た後、熱成形において予備成形品の外周部分を他の部分
より薄く成形するものである。したがって、請求項２と
同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例１による摩擦材の成形状
態を示す断面図であり、（ａ）は予備成形における状
態、（ｂ）は熱成形における状態を示す。

【図２】図２は本発明の実施例２による摩擦材の成形状
態を示す断面図であり、（ａ）は予備成形における状
態、（ｂ）は熱成形における状態を示す。

【図３】図３は従来の摩擦材の成形状態を示す断面図で
あり、（ａ）は予備成形における状態、（ｂ）は熱成形
における状態を示す。

【図４】図４は従来の摩擦材の熱成形における状態を示
す側面図である。

【図５】図５は本発明の実施例と比較例の成形条件及び
評価を示す表図である。

【符号の説明】

１摩擦材１ａ肉厚部１ｂ，３ａ面取り部２予備成形型３，５ポンチ４熱成形型５ａ肉盛部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体を略均一材料で形成した摩擦材にお
いて、その外周部分をその内部の部分より緻密にしたことを特
徴とする摩擦材。
【請求項２】予備成形において摩擦材の外周部分を他
の部分より厚く成形した後、熱成形において予備成形品
を均一厚さに成形することを特徴とする摩擦材の製造方
法。
【請求項３】予備成形において摩擦材の全体を均一厚
さに成形した後、熱成形において予備成形品の外周部分
を他の部分より薄く成形することを特徴とする摩擦材の
製造方法。