JPH0727157A

JPH0727157A - 高性能摩擦材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0727157A
Application number: JP5167899A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Shimamura; 正一島村; Keisuke Morita; 啓介森田; Hiroshi Sasaki; 博佐々木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高性能摩耗材を提供する。【構成】補強用繊維５〜３０容量％、無機質摩擦調整
材２０〜４５容量％、有機質摩擦調整材１０〜２５容量
％及び成形固化用樹脂１０〜３５容量％を混合して得ら
れる成形原料を加熱成形して摩擦材２とする。摩擦材２
の摩擦面には幅０．５〜３ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍのス
リット２Ａを複数分散して設ける。【効果】小さな十字状等のスリットが摩擦面に適当に
分散配置されており、摩擦により発生したマイクロクラ
ックは、このスリットにトラップされる。スリットが熱
応力の逃げ場所となり、熱応力によるクラックの伸展も
ない。摩擦面のスリットは、摩擦材のフレキシビリティ
ーを増加させ、例えばブレーキをかけた時に油圧ピスト
ンで制動した時も、摩擦材が柔軟にローターに接触し、
このためブレーキ鳴きの防止やブレーキフィーリングの
円滑化が図れる。スリット空間が加熱状態から冷却状態
への移行に作用するため摩擦特性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は摩擦材及びその製造方法
に係り、特に、自動車等の車輌用摩擦材として有用な耐
摩耗性に優れ、相手材攻撃性の低い摩擦材及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌や産業機械等に用いられ
る摩耗材の代表的なものとしては、ディスクブレーキパ
ッドとブレーキライニングがある。ディスクブレーキパ
ッドは小型でしかも性能が良いため、乗用車や小型トラ
ックに多く用いられ、また、ブレーキライニングは大型
の車輌に多く用いられている。

【０００３】従来の摩耗材は、一般に繊維材（アスベス
ト、有機質繊維、無機質繊維、金属繊維）、無機質充填
材、有機質充填材、及び樹脂材料よりなり、これらのう
ちの１０〜２０種類の素材が混合、成形されて製造され
ている。

【０００４】図２は、このようにして製造された摩擦材
１１をバックプレート１２に貼り付けてなるディスクブ
レーキパッド１３を示す斜視図である。この摩擦材１１
には溝１１Ａが設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の摩耗材に
は、通常の場合、繊維材としてアスベストが用いられて
いることが、現在その使用は規制されている。

【０００６】また、従来の摩耗材には摺動面のすりへり
摩耗の低減、相手材（ローターやドラム等）への攻撃性
の低減、摩耗材表面の摩擦熱によるクラック発生及びこ
れによる強度劣化等の軽減、更にはブレーキ鳴きの発生
防止、ブレーキ制動の円滑化などの、なお改良すべき様
々な要件がある。

【０００７】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、より耐摩耗性に優れ、相手材攻撃性が低
く、安定した摩擦係数を示し、ブレーキ鳴きやブレーキ
制動の面における問題もない高性能摩耗材及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の摩擦材は、補
強用繊維５〜３０容量％、無機質摩擦調整材２０〜４５
容量％、有機質摩擦調整材１０〜２５容量％及び成形固
化用樹脂１０〜３５容量％を混合して得られる成形原料
を加熱成形してなる摩擦材であって、該摩擦材の摩擦面
に、幅０．５〜３ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍの複数のスリ
ットが分散して設けられていることを特徴とする。

【０００９】請求項２の摩擦材の製造方法は、補強用繊
維５〜３０容量％、無機質摩擦調整材２０〜４５容量
％、有機質摩擦調整材１０〜２５容量％及び成形固化用
樹脂１０〜３５容量％を混合して得られる成形原料を加
熱成形した後、摩擦面となる面に、幅０．５〜３ｍｍ、
長さ５〜１０ｍｍの複数のスリットを切り込み加工する
ことを特徴とする。

【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明において、補強用繊維類は、摩擦材
としての強度を維持するために配合するものであり、各
種有機質、無機質及び金属質の繊維又は針状材料を用い
ることができる。有機質繊維としてはアラミド繊維、ア
クリル繊維、セルロース繊維、ビニル繊維、フェノール
繊維が、無機質繊維としてはアルミナ、ジルコニア、チ
タン酸カリウム等のセラミックス繊維、ガラス繊維、炭
素繊維が、また金属質繊維としてはスチール繊維、銅及
び銅合金繊維などが用いられる。なお、補強用繊維とし
ては、アスベスト以外のものを用いることが重要であ
る。

【００１２】本発明において、これれの繊維は、１種を
単独で或は好ましくは２種以上を組み合わせて使用さ
れ、５〜３０容量％の範囲で、要求される強度、摩擦性
能、その他の特性に応じて、その配合量や繊維径、繊維
長さ等が決定される。

【００１３】なお、補強用繊維の割合が５容量％未満で
は、得られる摩耗材の強度が不足し、３０容量％を超え
ると相対的に他の材料の割合が減って十分な摩擦特性が
得られない。

【００１４】無機質摩擦調整材は、摩擦材の摩擦係数、
フェード、すりへり摩耗、相手材（ディスクロータ、ド
ラム）攻撃性に影響を及ぼすものであり、一般には、黒
鉛、二硫化モリブデン、三酸化アンチモン、硫化バリウ
ム、フェライト、ガーネット、石灰、アルミナ、ジルコ
ニア、マグネシアなどの粒子が用いられる。

【００１５】本発明においては、このような無機質摩擦
調整材を２０〜４５容量％配合する。無機質摩擦調整材
の割合が２０容量％未満では十分な摩擦特性が得られ
ず、４５容量％を超えると相対的に他の成分の割合が減
って、十分な摩擦特性及び強度が得られない。

【００１６】有機質摩擦調整材は、無機質摩擦調整材と
同様の効果を奏すると共に、成形固化用樹脂と他の材料
とのなじみを良くして均一組成に成形する成形助剤とし
ての機能を奏する。有機質摩擦調整材としてはカシュー
ダスト、ゴム粉末、パルプ、セルロース系粉末などを用
いることができ、これら有機質摩擦調整材は１０〜２５
容量％の割合で配合する。この有機質摩擦調整材の割合
が１０容量％未満では、十分な摩擦特性が得られず、２
５容量％を超えると相対的に他の成分の割合が減って、
十分な摩擦特性及び強度が得られない。

【００１７】成形固化のためのバインダーとして用いら
れる樹脂としては、熱硬化性樹脂、特に耐熱性に優れた
フェノール樹脂を用いるのが好ましい。この成形固化用
樹脂は１０〜３５容量％の割合で配合されるが、この割
合が１０容量％未満では十分な成形性が得られず、３５
容量％を超えると、相対的に他の成分の割合が減って、
十分な摩擦特性及び強度が得られない。

【００１８】本発明においては、前記補強用繊維、無機
質摩擦調整材、有機質摩擦調整材及び成形固化用樹脂と
して例えば熱硬化性樹脂を所定割合でミキサー等により
均一に混合し、５０〜１５０ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力で
仮成形した後、１５０〜５００ｋｇ／ｃｍ² 、１３０〜
２００℃で１０〜３０分間程度加熱成形し、更に、２０
０〜３００℃で２０〜６０分間程度焼成することにより
所望形状とし、その後、摩擦面となる面に所定のスリッ
トを円形ブレードを用いたカッター等を用いて切り込み
加工して摩擦材とする。

【００１９】本発明において、摩擦材の摩擦面に形成す
るスリットの長さ及び幅が大きいと摩擦により摩擦材に
発生したクラックのマイクロトラップとしての効果が良
好である反面、摩擦面積の低減、強度低減につながるこ
とから、幅０．５〜３ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍ程度とす
る。スリットの幅が０．５ｍｍ以下では加工が難しく、
３ｍｍを超えると上記摩擦面積及び強度の低減をひき起
こし好ましくない。

【００２０】なお、スリットの深さは当該摩擦材の厚さ
によっても異なるが、摩擦材の強度や加工性等の面から
実用上５ｍｍ以下とするのが好ましい。一般には摩擦材
の厚さの約半分以下とするのが強度や加工コスト等の面
で有利である。

【００２１】本発明において、スリットの形状には特に
制限はなく、直線状スリット（以下「−スリット」と称
す。）や２本のスリットが交叉する十字状スリット（以
下「＋スリット」と称す。）、更に複数のスリットが交
叉するものや、−スリットと＋スリットの混合などとす
ることができる。

【００２２】本発明においては、このスリットを複数本
摩擦面に分散して形成することにより、熱応力によるク
ラックの発生及びクラックの伸展やブレーキの鳴きなど
を改善する。従って、特に＋スリットであれば、２方向
からの応力に対処でき有利であるが、−スリットであっ
ても、適当な分散状態で設けることにより、十分な効果
が得られる。

【００２３】摩擦材の摩擦面に形成するスリットの個数
には特に制限はないが、通常の場合、摩擦面の面積１０
ｃｍ² 当り、３〜８個程度設けるのが好ましい。

【００２４】

【作用】摩擦材は１０〜２０種類の素材を混合した材料
であり、摩擦特性や性能は、配合材料の相乗効果により
発揮される。このため新規な材料をただ単一に添加した
だけでは摩擦特性の向上は望めない。本発明において
は、摩擦材の構成材料の配合組成を特定することによ
り、良好な摩擦性能を得ると共に、摩擦面のスリットを
改良することにより、特にブレーキ鳴きの防止やクラッ
クの発生防止、ブレーキフィーリングの円滑化等を付与
する。

【００２５】前述の図２に示す如く、従来のディスクパ
ッドにおいて、摩擦材１１には溝１１Ａが形成されてい
るが、この溝１１Ａは、ディスクパッドの大きさに合せ
て摩擦材１１を横断するように１〜２本入っているのみ
である。このような摩擦材１１では、小さい摩擦材を２
〜３個合せた場合と同じようなものとなり、摩擦材１１
の溝１１Ａで区画された部分のマイクロクラックの発生
や鳴きの発生を抑えることが困難であった。

【００２６】これに対して、本発明の摩擦材では、小さ
な十字状等のスリットが摩擦面に適当に分散配置されて
おり、摩擦により発生したマイクロクラックは、このス
リットにトラップされてそれ以上拡大せず、更には、ス
リットが熱応力の逃げ場所となり、その結果、熱応力に
よるクラックの伸展もない。

【００２７】また、摩擦面のスリットは、摩擦材のフレ
キシビリティーを増加させ、例えばブレーキをかけた時
に油圧ピストンで制動した際にも、摩擦材が柔軟にロー
ターに接触し、このためブレーキ鳴きの防止やブレーキ
フィーリングの円滑化が図れる。しかも、スリットの空
間が加熱状態から冷却状態への移行に良好に作用するた
めに、摩擦特性が向上するものと思われる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００２９】実施例１図１に示す如く、鉄製バックプレート１に、＋スリット
２Ａを摩擦面に形成した摩擦材２を貼り合せてディスク
ブレーキパッド３を製造した。

【００３０】即ち、表１に示す配合にて各材料をミキサ
ーで均一混合し、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で仮成形した
後、熱間プレスで３００ｋｇ／ｃｍ² 、１６０℃で２０
分間加熱成形し、その後、２５０℃で３０分間、耐熱フ
ェノール樹脂が均一かつ確実に固化するように焼成処理
した。その後、摩擦面となる面（面積は約５０ｃｍ² で
あった。）に円板カッターにより深さ３〜５ｍｍで幅
０．５〜３ｍｍ、長さＬ＝８ｍｍのスリットが約９０°
で交叉したスリット２Ａを９個分散させて形成し、得ら
れた摩擦材２をバックプレート１に貼り付けてディスク
ブレーキパッド３を得た。

【００３１】得られたディスクブレーキパッドについ
て、ブレーキダイナモ試験機により、フルサイズ摩擦試
験を行ない（ＪＡＳＯ法に準拠）、結果を表１に示し
た。実施例２＋スリットの代りに、深さ３〜５ｍｍ、幅０．５〜３ｍ
ｍ、長さ１０ｍｍの−スリットを９個分散させて形成し
たこと以外は、実施例１と同様にしてディスクブレーキ
パッドを得、その摩擦試験を行なって結果を表１に示し
た。

【００３２】実施例３実施例１で形成したと同様の＋スリット４個、実施例２
で形成したと同様の−スリット５個、計９個を分散させ
て形成したこと以外は、実施例１と同様にしてディスク
ブレーキパッドを得、その摩擦試験を行なって結果を表
１に示した。

【００３３】比較例３スリットを形成しなかったこと以外は、実施例１と同様
にしてディスクブレーキパッドを得、その摩擦試験を行
なって結果を表１に示した。

【００３４】表１より、本発明によれば、高性能摩擦材
が得られることが明らかである。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の摩擦材及び
その製造方法によれば、その特定配合組成による摩擦性
能の改善効果に加えて、その摩擦面に設けられたスリッ
トにより、ブレーキ鳴き防止特性に優れる。フェード特性が良好である。従来品に比べて、全体の摩擦特性がより一層優れ、
摩擦係数が大きく、相手材への攻撃性も低く、摩擦材自
身のすりへりも少なく、安定した摩擦特性を示す。といった優れた効果を奏する高性能摩擦材が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦材の一実姉例を示す斜視図であ
る。

【図２】従来の摩擦材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１バックプレート２Ａ＋スリット２摩擦材３ディスクブレーキパッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強用繊維５〜３０容量％、無機質摩擦
調整材２０〜４５容量％、有機質摩擦調整材１０〜２５
容量％及び成形固化用樹脂１０〜３５容量％を混合して
得られる成形原料を加熱成形してなる摩擦材であって、該摩擦材の摩擦面に、幅０．５〜３ｍｍ、長さ５〜１０
ｍｍの複数のスリットが分散して設けられていることを
特徴とする摩擦材。
【請求項２】補強用繊維５〜３０容量％、無機質摩擦
調整材２０〜４５容量％、有機質摩擦調整材１０〜２５
容量％及び成形固化用樹脂１０〜３５容量％を混合して
得られる成形原料を加熱成形した後、摩擦面となる面
に、幅０．５〜３ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍの複数のスリ
ットを切り込み加工することを特徴とする高性能摩擦材
の製造方法。