JPS5872738A - 車輛用摩擦材の製造方法 - 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】 この発明は車・虜、機械等の摩擦材に関するもので特に
単項のブレーキシステムに使用するブレーキパッドおよ
びブレーキライニング（以下単に摩擦材と言う）に関す
るものである。

従来この種の摩擦材は石綿繊維を基材として、製造され
て来た。その組成は１１ス記石綿繊維のほかに熱硬化性
フェノール樹脂、カンニーダスト、硫酸バリウム、粉末
グラファイト、あるいはそのほかに無機充填材などを配
合してっ（られていたものが主であった。しかしこの石
綿繊維系の摩擦材は米国の安全環境基準で製造時の繊維
粉末の大気への飛散による悪作業環境がら発ガン性物質
がアスベストに含まれていて呼吸吸収によって人体に有
害であると規制の対象となった。

そこで近年では１Ｉｉｆ記石綿繊維に代替される原料の
模索がされ、特に金属繊維の内の鋼繊維を基材とすれば
コストの面からも有望であると提案提供されて来るに至
った。

しかしながら現在の鋼繊維を基材とする摩擦材がもつ摩
擦諸特性を石綿繊維を基材とした摩擦材と比較して同等
もしくは優れた性能を発揮させるがための組成および製
造技術を開発することに目的を傾注した。たしかに面述
の人体への悪影響と言う１つの欠点は解消されたが、石
。

綿繊維を基材としたものに比べてこの鋼繊維を主体の基
材とした摩擦４′Ａは耐摩耗性などの特長は優れている
りれども反面この屑繊維自体が持つ特性の熱伝導率が良
いために重輪などに製品として組伺けられ可動された場
合にプレーキフールドに熱が伝導されて石綿縁、＋４１
．を基利にした、摩擦材よりも以上にペーパーロックを
起づ−と言う欠点が新たに起って来た。

この欠点を解消するためにヒートバリアー材をバッキン
グプレートと摩擦材の間に挿入する技術（特開昭５６−
８０５３２号）やインシュレーターをバッキングプレー
トの裏側に張りつけたり（特ｉｊｎ昭５６−８０５３１
号）しているものが従来の公知技術でありそのために加
工工数と部品費の増加になり不経済の傾向が表われてい
る。

又該前音である（特開昭５６−８０５３２　ｉｊ）の公
報に記載されている摩擦材においては摩擦伺の原形から
してそれ自体の有効厚さがヒートバリアー材の挿入によ
って実質肉厚減少してしまい摩擦利の寿命自体も低下す
ると言う欠点がある。

そして後者である（特公昭５６−８０５３１）の公報に
記載されている摩擦材においては断熱効果の役割をする
インシュレーター、強化プラスチック、セミラック材を
裏打ちして技術的対応を行なっているが、これ等を使用
するにバックプレートと一体化するため接着工程を要し
該接着工程からともすれば接着力の劣化にょるハガレや
ハクリの欠陥を具有すイことにっ・Ｓがり多々問題を起
している。そしてこのインシュレーター等の採用は材料
費、接着工数の増加でコスト高となりまことに不経済で
あった。

ここでなぜ熱伝導率を下げ様とｒるかその課題について
今少し説明する。車輌、機械等に使用されるブレーキシ
ステムのブレーキパッドアッセンブリーは前記摩擦材と
相手材である回転ディスクとの当接面に於いて、可動時
に当接面が押圧摺動されて摩擦熱が発生し、この摩擦熱
が熱伝導によりバックプレートにつたわり、その後キャ
リパ−内に挟着内設された油圧シリンダー機構内に順次
伝導されていく。かかる時点において油圧オイルもれの
為に設けられたＯ　ＩＪソングシーリングの材質を熱で
軟化させて不良にしたり作動油自体を高温にせしめたり
して、そのために油自体に気泡を起させるベーパーロッ
ク作用現象をあたえ、ブレーキのききを悪くさせる起因
があった。

本発明は前述の欠点を解消するため断熱効果を有するし
かも摩擦性能を低下させたいものを製造するがため材料
としてカーボンファイバーに着目しこれを用いて通常の
鋼繊維を基材の摩擦材において鋼繊維の含有総重量の２
０％がら４゜％重量部をカーボンファイバーに置換させ
ることによって当たりのやわらかい摩擦祠を得又ブレー
十本体への熱伝導の少ないしかも高寿争の摩擦パッドア
ッセンブリーを提供することを目的とするものである。

以下本発明における実施態様を詳述する。

まずこの発明でいう鋼繊維とは金属繊維をさし、とくに
好ましい具体例は鉄系のスチールファイバーである。こ
の繊維を使用４−る際、繊維の径は２０〜８０ミクＵン
の範囲がのぞましく特には５０〜７０ミクロンが最も良
い効果を得る。また長さは２〜６晴のものが１重用され
最も良いものは３〜４晒の長さのものである。

次にカーボンファイバーとしては炭素質系と黒鉛質系と
に区別されるが、どちらかと言えば焼成温度が２０００
度と高いものが選択使用される。このカーボンファイバ
ーの繊維径は平均単糸径で１０５〜１４５ｍｍ繊維長を
０１３〜５．０閣の範囲がのぞましく、特には平均単子
径１２．５ミクロン繊維長で３０が最も好ましい効果を
得るものである。

次に結合剤について説明する。この結合剤は、熱硬化性
樹脂であればほとんど使用できるか、最も好ましくはフ
ェノール樹脂を変性して使用すると良い。この結合材の
配合割合は重量で全摩擦材１００重量部中６〜１２重社
部であり、最も好ましくは８〜９重量部である。

次に摩擦調整剤についてのべる。この摩擦調整削の代表
的な例は’）ｉ〔４ｉ１粉本たとえば硫酸バリウム、珪
燥土、アルミナ、ドロマイト、炭酸カルシュ７ム、及び
水酸化カルシウム粉末等と有機粉末たとえばカシューダ
スト、ラバーダスト及びグラファイト等と金属粉たとえ
は銅および亜鉛粉等であり、その配合割合は重量で全摩
俸祠１００重量部中に３０〜４０重ｆｔ１．部を含ませ
るものであり、好ましくは３５〜３７屯量部である。な
おここでいう摩擦調整剤のことを充填Δ１１とも占われ
ている場合がある。

本発’Ｌの摩擦材を製造する方法は、公知の方法のいず
れも使用出来得るが、その代表的な例は、各配合剤の秤
量及び配合、各配合剤の混合、予備成形、加圧加熱成形
、及び熱処理の往工程を追って製造されるものである。

この鋼繊維を■型混合機に入れて前述の配合割合のフェ
ノール樹脂と摩擦調整剤と、本発明によ）ではじめて限
定割合で配合使用されるカーボンファイバーを秤量し十
分撹拌混合した後、成形１−程に移される。この成形１
−程では一般に常温で面圧力６００　ｋｇ／ｃＪに調整
された成形条件下で成形機にて１分〜２分子園成形され
原形を確保し次に加熱ｂｕ圧工程に移され加熱叩圧成形
を完了し次に加熱炉中で加熱処理を長時間１〕い、放冷
後所定寸法に美形研摩され摩擦材は相手材に対して大き
な攻撃性おあたえることがない、しかも断熱効果の多大
なものであり、従来の石綿繊維を基材とした摩擦材のも
つ摩擦性能をこの発明の無石綿、ｌ棒材は低丁させない
そして安価で作りやｒい画期的な摩擦材を得ることが出
来た、これを広〈産業発展のために提供するものである
。

以下本発明０）実施例を説明する。

（実施例１） Ｖ型混合機に鋼繊維として繊維径５．０ミクロン長さ３
、ＯｒＭＬの鋼繊維を８０重量部入れさらにカーボンフ
ァイバーとして黒鉛質ファイバー平均単子径１２５ミク
ロン、平均１繊維長３．０−Ｌ１７Ｌを２０重量部Ｐ入
れ繊維全体を１００重量部となる様にして、これを２０
秒間混合開繊した。得られた繊維基材の割きは次の通り
である。

表１　繊維の配合割合 表２製造配合 上記の表１に示した鋼繊維に黒鉛質ファイバーを混合し
たものを、表２で示した製造配合でそれぞれ実施例１、
実施例２の摩擦材を製造した。製造方法は前述のごとく
である。又比較例として普通の鋼繊維のみを繊維基材と
して用いて比較例１を製造しバックプレートに一体化し
て摩擦材を得た。これ等の冥施品をＨｌいて摩擦材の熱
伝導性と摩擦特性を見るためにＪＡＳＯＣ・−４０６に
準じて、慣性ダイナモメータ−で試験した。

その結果第４図、第５図として添付する。尚係合回数は
１００℃及び２００℃において各２０００１．３００℃
及び４００℃において各５００回とした。

以上第４図で見るかぎり明らかな如く、本発明の摩擦材
は摩擦係数を損なわず低温、高温時のいずれにおいても
摩擦特性に優れたものである。又断熱効果を見るために
熱伝導率計を用いて固体の熱伝導率を熱線法で測定して
測定値（ｋ　ｃａｌ　／ｍｈ　’Ｃ）をもとめた。

その結果第５図で明らかな通り本発明品の摩擦材は従来
品に比べて格差の断熱効果があり極めて実用性の高い摩
擦材を提供している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の摩擦材パッドアッセンブＩＪ−の断面図
であり、第２図は本発明の摩擦材の断面図であり、第４
図は摩擦係数と摩擦率を縦軸に示した制動前相手材温度
との関係線図であり、第５図１１熱伝導率とカーボンフ
ァイバー添加率との関係線図である。 特許出願人　アイシン化工株式会′ｆ１：（１１） 第４８ 寮１図 人 ’＄２図 箪５品 ｆ、　続　補　正　書ｃ方式） 昭和５７年３　月１１　日 １、事件の表示 昭和５６年特−願第１７２４９６号 ２、発明の名称 車輌用摩擦材の製造方法 ３、補止をする者 昭和５７年２月４日 （発送ｌ昭和５７年２月２３日） ５、補正の対象 図面の簡単な説明の欄 ６、袖ＩＦの内容 １２面の簡単な説明（第３図の説明）の１１１ｉ　＋１
′：指令を受けましたので明細ｆ’ｆ第１０頁第１９ｔ
ｒ１１ｒ図面であり、」の偵後に「第３図は本発明の１
′ｂ例な示すための到視図であり、」の文Ｃ１（１！１
）を挿入して補止致します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ｄ繊維を基材とした車輌用摩擦材料において、該鋼
   繊維の総重量に対しカーボンファイバーを２０〜４０重
   量％置換させたことを特徴とする車輌用摩擦材の製造方
   法。 ２）鋼繊維の繊維径を２０〜８０ミクロン、繊維長を２
   〜５　ｍｍにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の車輌用摩擦材の製造方法。 ３）カーボンファイバーの繊維長を０．１．３〜５．０
   ｍｍ平均磁維径を１０５〜１４５ミクロンにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車輌用摩擦材の
   製造方法。