JPH07247372A - 非石綿系摩擦材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦材自体の摩耗を防止するとともに、被摩
擦材に対する攻撃性を低減させて被摩擦材の摩耗を防止
し、摩擦パッド等の部品の交換頻度を減少させる。ま
た、ブレーキング時の鳴きの発生やジャダを抑える摩擦
材として提供する。 【構成】 繊維成分と結合材と充填材とを含有してなる
非石綿系摩擦材において、前記充填材として凝集アルミ
ナを含有することを特徴とする。とくに、凝集アルミナ
を全体量の０．５〜２０体積％含有するものが好適であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車のブレーキ装置や
クラッチ部材に使用する非石綿系摩擦材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のディスクブレーキやドラムブレ
ーキ等のブレーキ装置ではロータ等の被摩擦材と摩擦パ
ッド等に取り付けた摩擦材との間で摩擦力を発生させて
ブレーキ力を得ている。これらブレーキ装置に使用され
る摩擦材には従来、石綿系の材料が使用されてきたが石
綿の粉塵が有害であることから近年、非石綿系の摩擦材
を使用することが検討されている。これら非石綿系の摩
擦材は繊維成分、結合材および充填材から成り、繊維成
分としてはアラミド繊維等の有機物やロックウール、セ
ラミック繊維、ガラス繊維等の無機物、銅繊維等の金属
が用いられ、結合材としてフェノールレジン、フッ素樹
脂、芳香族樹脂等が用いられ、充填材として金属粉、黒
鉛、カシューダスト、ゴム粉、炭酸カルシウム、硫酸バ
リウム等が用いられている。

【０００３】摩擦材は上記のようなブレーキ装置の他に
クラッチ板との間で摩擦力を発生させるクラッチフェー
シングなどにも使用されるものであるが、これらに使用
する摩擦材としては被摩擦材との間で一定した好適な摩
擦力が得られること、摩擦材や被摩擦材の摩耗を抑えて
これらの交換寿命を長くできるものであることといった
条件が求められる。摩擦材が摩耗しやすい場合には摩擦
パッドやシュー、クラッチフェーシング等をたびたび交
換しなければならなくなるし、一方、被摩擦材に対する
攻撃性が強い場合にはロータやドラム、クラッチ板等の
被摩擦材をはやく摩耗させてしまうからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】摩擦パッドあるいはシ
ュー、クラッチフェーシング等に用いる摩擦材は前述し
たような種々の材料によって構成されているが、これら
の摩擦材に使用される材料は必要とする一定の摩擦力を
得ることができ、かつ摩擦材や被摩擦材を過度に摩耗さ
せることがないといった条件を満足するように選ばれて
いる。なお、ブレーキ装置に使用する摩擦材にはブレー
キング時の鳴きやジャダを生じさせないといったことも
求められる。本発明はこれらブレーキ装置、クラッチ装
置に使用して好適な摩擦力を生じさせることができ、ま
た、摩擦材および被摩擦材が過度に摩耗することを防止
し、ブレーキ装置に適用した際の鳴きやジャダを防止で
きる摩擦材を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、繊維成分と結合
材と充填材とを含有してなる非石綿系摩擦材において、
前記充填材として凝集アルミナを含有することを特徴と
する。また、前記凝集アルミナを全体量の０．５〜２０
体積％含有することを特徴とする。

【０００６】

【発明の概要】本発明に係る非石綿系摩擦材は充填材の
一部に凝集アルミナを含有してなることを特徴とする。
非石綿系摩擦材に使用する充填材としては前述したよう
に金属粉、黒鉛、カシューダスト、ゴム粉等の種々材料
が用いられているが、アルミナ系の材料を使用した例と
して、アルミナ−ジルコニアの粉末を添加したものが提
案されている（特開平4-142336号公報) 。このアルミナ
−ジルコニアの粉末を添加した摩擦材は低速から高速ま
での摩擦係数を安定させ、耐フェード性を向上させるも
のとして提案されている。

【０００７】ところで、本発明に係る非石綿系摩擦材は
アルミナ材料として凝集アルミナを使用したもので、上
記のような粉末体とはその構成、性質を異にするもので
ある。凝集アルミナとアルミナ粉の構成の相違を示すた
め図４、５に凝集アルミナとアルミナ粉の電子顕微鏡写
真を示す。図４は５μｍ程度の凝集アルミナの一つを示
す。凝集アルミナは図のように多数個のアルミナ粒が集
まって塊状になっている。これに対して、アルミナ粉は
図５に示すように０．４μｍ程度のアルミナ粒がばらば
らに、あるいはいくつか固まった形態になっている。

【０００８】凝集アルミナはアルミナ粒が塊状に大きく
成長したもの、あるいは多数のアルミナ粒が結合材によ
って塊状になったもので、一定の粒度分布を有するもの
である。後述する実施例で使用した凝集アルミナは５μ
ｍ程度から２００μｍ程度の粒度範囲を有し、最大分布
が６３μｍの粒径のものである。このように、凝集アル
ミナはアルミナ粉とは構成が基本的に異なるものであ
り、充填材に使用することによってアルミナ粉とは異な
る効果を得ることが可能である。

【０００９】摩擦材の充填材としてアルミナ粉を添加す
る目的のひとつはディスクロータ等の被摩擦材に対する
研削性を向上させて所要の摩擦係数が得られるようにす
るといった点にあるが、このことは被摩擦材に対する攻
撃性を増大させるということにもなる。本願発明におい
て凝集アルミナを使用するのは、このような被摩擦材に
対する攻撃性をやわらげることができ被摩擦材の摩耗を
防止するとともに、摩擦材の摩耗をも抑え、かつ所要の
摩擦力が得られるようにするためである。

【００１０】凝集アルミナを使用することによってこの
ような効果を得ることができるのは、アルミナ粉を添加
した場合は摩擦材の全体にほぼ均等にアルミナ粉が含有
されて被摩擦材との間で摩擦力が作用するのに対して、
凝集アルミナの場合には摩擦材中に凝集アルミナが点在
して存在することから被摩擦材に対する攻撃性をやわら
げることができることと、摩擦材と被摩擦材が摩擦する
際に凝集アルミナが少しずつ削られることによって常時
新しいアルミナ面を出すことによって所要の摩擦力が得
られることによるものと考えられる。

【００１１】なお、摩擦材の充填材として凝集アルミナ
を使用する場合の添加量は適宜設定すればよいが、全体
量の０．５〜２０体積％程度が好適である。この範囲の
添加量の場合には摩擦材自体の摩耗と、被摩擦材の摩耗
をともに好適に抑えることができるからである。また、
凝集アルミナを添加した摩擦材の製法としてはレジンモ
ールド法による場合、焼結による場合の両方法に適用で
きる。また、凝集アルミナを添加した摩擦材は各種タイ
プのブレーキ装置に利用できる他、クラッチフェーシン
グ等のクラッチ部材にも利用できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。繊維成分としてアラミド繊維、
ロックウール、銅繊維、結合材としてフェノールレジ
ン、充填材として金属粉、黒鉛、炭酸カルシウムおよび
凝集アルミナを用い、これらを混合し、予備成形して加
熱、加圧することによって摩擦材の成形体を得た。添加
した凝集アルミナの粒度については本実施例では数μｍ
〜２００μｍ程度の粒径を有する凝集アルミナを使用し
た。なお、凝集アルミナを添加した摩擦材の効果を調べ
るため、凝集アルミナの添加量を全体量の０体積％〜２
０体積％を超える範囲で添加した数種のサンプルを作製
し、これら摩擦材を取り付けた摩擦パッドとディスクロ
ータとで摩耗量を測定した。なお、比較例として凝集ア
ルミナのかわりにアルミナ粉を添加して作製した摩擦材
を用いた場合について同様な試験を行った。

【００１３】図３は凝集アルミナを添加して作製した摩
擦材の組織を拡大して示す。摩擦材は繊維成分と充填材
が混合されて一体化され、凝集アルミナ１０は摩擦材中
に混在して得られる。摩擦材とディスクロータ等の被摩
擦材とはこれらの摩擦材中の材料と被摩擦材とがたがい
に擦れ合うことによって相互に摩擦力を生じ、摩擦材と
被摩擦材は少しずつ摩耗していく。摩擦材は被摩擦材を
過度に摩耗させることがないようその材料が選定される
とともに、少しずつ摩耗して新しい面があらわれること
により一定の摩擦力が得られるようにする。

【００１４】図１および図２は充填材として凝集アルミ
ナを添加した摩擦材と、比較例としてアルミナ粉を添加
した摩擦材について、摩擦パッドに取り付けた摩擦材と
ディスクロータの摩耗量を測定した結果を示す。図１は
摩擦材の摩耗量、図２はディスクロータの摩耗量を示す
グラフである。各々のグラフは横軸にアルミナの添加量
をとり、アルミナの添加量によって摩耗量がどのように
変化するかを示している。なお、これらの測定値はブレ
ーキ装置ダイナモメータ試験方法（ＪＡＳＯＣ４０６）
によるものである。

【００１５】図１に示すグラフはアルミナを添加しない
状態から徐々にアルミナを添加していくと急激に摩擦材
の摩耗量が減少していくこと、また、アルミナの添加量
が全体の０．５〜２０体積％程度までの範囲では摩擦材
の摩耗量がほぼ一定でさほど大きな変化があらわれない
ことを示す。なお、アルミナを添加する場合にアルミナ
粉として添加する場合も凝集アルミナとして添加する場
合もほぼ同一の曲線が得られた。すなわち、アルミナは
摩擦材の摩耗量を減少させる作用があり、その作用は凝
集アルミナの形態で添加する場合もアルミナ粉で添加す
る場合もほぼ同様である。

【００１６】図２でグラフＡは凝集アルミナを添加した
場合、グラフＢはアルミナ粉を添加した場合のアルミナ
の添加量によるディスクロータの摩耗量の変化の様子を
示す。同図に示す試験結果は凝集アルミナを添加した摩
擦材を使用した場合にはアルミナの添加量を増やしてい
っても全体の２０体積％程度までの添加量の場合にはデ
ィスクロータの摩耗量がそれほど増大しないのに対し
て、アルミナ粉を添加した摩擦材の場合には同一の添加
量の場合で摩耗量が大きく上回ることと、アルミナ粉の
添加量が増大するとともに摩耗量がかなり大きく増大し
ていくことを示している。

【００１７】上記試験結果は充填材にアルミナ粉を添加
した場合と凝集アルミナを添加した場合で、ディスクロ
ータに対する攻撃性に明らかな相違があり、凝集アルミ
ナを使用することによってディスクロータに対する攻撃
性をやわらげることができることを示す。このディスク
ロータに対する摩擦材の攻撃性と摩擦材自体の摩耗性を
考慮すると、摩擦材を摩耗させず、かつディスクロータ
の摩耗を好適に抑えることができる凝集アルミナの添加
量としては全体量の０．５〜２０体積％程度とすること
が好適である。

【００１８】なお、凝集アルミナを充填材に使用する場
合は、充填材として従来使用されていた金属粉や黒鉛、
カシューダスト、ゴム粉、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム等と適宜混ぜ合わせて使用でき、またアルミナ粉と混
在させて使用することも可能である。これらの材料は被
摩擦材の材質等に合わせて適宜選択して使用すればよ
い。

【００１９】上記のようにして凝集アルミナを添加した
摩擦材を使用すれば、摩擦材自体の摩耗を抑えるととも
に被摩擦材に対する攻撃性を抑えることができることか
ら、摩擦材等の交換寿命を長くすることができ、摩擦パ
ッドやディスクロータの交換頻度を下げることが可能に
なる。なお、凝集アルミナを使用した摩擦材は上記の摩
擦パッドとディスクロータを用いるブレーキ装置に限ら
ず、ドラムブレーキ等の他のブレーキ機構に対しても同
様に適用でき、また、ブレーキ装置以外のクラッチ機構
等にも適用可能である。

【００２０】また、凝集アルミナを添加した摩擦材を使
用した場合は摩擦材自体および被摩擦材に対する摩耗を
減少させるとともに、被摩擦材を均一に摩耗させてブレ
ーキ装置のジャダ防止にも有効であり、またブレーキの
鳴き防止にも有用である。なお、上記実施例の摩擦材は
レジンモールド系の摩擦材であるが、焼結系摩擦材に対
しても同様に適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る非石綿系摩擦材によれば、
上述したように、摩擦材自体の摩耗を防止するととも
に、被摩擦材に対する攻撃性を低減させて被摩擦材の摩
耗を防止することができるから、摩擦パッド等の部品の
交換頻度を減少させることができる。また、ブレーキ装
置に適用することによってブレーキング時の鳴きの発生
やジャダを抑えることが可能になり、有用な摩擦材とし
て提供することが可能になる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブレーキ装置ダイナモメータ試験により摩擦材
の摩耗量を測定した結果を示すグラフである。

【図２】ブレーキ装置ダイナモメータ試験によりディス
クロータの摩耗量を測定した結果を示すグラフである。

【図３】摩擦材の組織を拡大して示す説明図である。

【図４】凝集アルミナの粒子構造を示す電子顕微鏡写真
である。

【図５】アルミナ粉の粒子構造を示す電子顕微鏡写真で
ある。

【符号の説明】

１０ 凝集アルミナ

フロントページの続き (72)発明者 青木 誠 長野県上田市大字国分840番地 日信工業 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維成分と結合材と充填材とを含有して
   なる非石綿系摩擦材において、 前記充填材として凝集アルミナを含有することを特徴と
   する非石綿系摩擦材。
2. 【請求項２】 凝集アルミナを全体量の０．５〜２０体
   積％含有することを特徴とする請求項１記載の非石綿系
   摩擦材。