JPS5925867A - Friction braking material - Google Patents
Friction braking materialInfo
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- JPS5925867A JPS5925867A JP13606782A JP13606782A JPS5925867A JP S5925867 A JPS5925867 A JP S5925867A JP 13606782 A JP13606782 A JP 13606782A JP 13606782 A JP13606782 A JP 13606782A JP S5925867 A JPS5925867 A JP S5925867A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、摩擦ブレーキ材の改良に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to improvements in friction brake materials.
自動車および二輪車、鉄道車輌、さらには航空機、ある
いは各種機械の制動機構に使用する摩擦ブレーキには、
従来、アスベストを基材とし各種の添加材を加えたもの
を、フェノール樹脂のような熱硬化性樹脂結合剤を用い
て所望の形状に成形したブレーキ材が使用されてきた。Friction brakes are used in the braking mechanisms of automobiles, motorcycles, railway vehicles, aircraft, and various machines.
Conventionally, brake materials have been used that are made of asbestos as a base material, to which various additives have been added, and then molded into a desired shape using a thermosetting resin binder such as phenolic resin.
ところが、ブレーキ材の摩耗に伴って飛散するアスベス
トが、人体に悪影響を与えることが明らかになったので
、アスベストを含まないブレーキ材を開発する努力がな
されている。 熱硬化性樹脂を結合材に用いた摩擦ブレ
ーキ材は、一般に、300°Cを超える温度で急激に摩
擦係数が低下し、摩耗量が増加する傾向があり、それに
つれてアスベストの空中への飛散も増大する。However, it has become clear that asbestos that scatters as brake materials wear out has an adverse effect on the human body, and efforts are being made to develop brake materials that do not contain asbestos. Friction brake materials that use thermosetting resin as a binder generally have a tendency for the friction coefficient to drop rapidly and the amount of wear to increase at temperatures exceeding 300°C. increase
一方で、ブレーキ材の使用条件は苛酷さを増す方向をた
どっており、比較的軽負荷用のブレーキといえども、摩
擦面の温度が、かなり上昇することが避けられない。
これは、フェード現象や異常摩耗という危険な結果につ
ながることが多い。On the other hand, the conditions under which brake materials are used are becoming increasingly severe, and even in brakes for relatively light loads, it is inevitable that the temperature of the friction surface will rise considerably.
This often leads to dangerous consequences such as fading phenomena and abnormal wear.
本発明者らは、摩擦ブレーキ材において(とくにウーブ
ン系またはモールド系ブレーキ材)、アスベストの使用
を排除して公衆衛生上の問題を解決するとともに、苛酷
な使用条件に耐えてすぐれた性能を示すブレーキ材を提
供することを目標として研究を重ねだ。 その結果、炭
化ケイ素ウィスカーの使用により、捷だこれとアラミツ
ド繊維または炭素繊維を併用することにより、この目標
を達成できることを見出して本発明に至った。The present inventors have solved a public health problem by eliminating the use of asbestos in friction brake materials (particularly woven or molded brake materials), and have demonstrated excellent performance while withstanding harsh usage conditions. We have conducted extensive research with the goal of providing brake materials. As a result, the present inventors have discovered that this goal can be achieved by using silicon carbide whiskers in combination with shingled fibers and aramid fibers or carbon fibers, leading to the present invention.
とくに、炭化ケイ素ウィスカーとアラミツド繊維との併
用は、すぐれた成績をあげる。In particular, the combined use of silicon carbide whiskers and aramid fibers yields excellent results.
本発明の摩擦ブレーキ材の基本的な構成は、無機質材料
の繊維または粉末からなる基材、炭化ケイ素ウィスカー
、有機質または無機質の充填材ないし改質材、および摩
擦向上材からなる諸材料を、熱硬化性樹脂の結合材で結
合し、成形して得たものである。The basic structure of the friction brake material of the present invention is to heat various materials consisting of a base material made of inorganic fiber or powder, silicon carbide whiskers, an organic or inorganic filler or modification material, and a friction improving material. It is obtained by bonding with a curable resin binder and molding.
本発明の変更態様は、炭化ケイ素ウィスカーの一部を、
炭素繊維でおきかえたものである。A modification of the invention provides that a portion of the silicon carbide whiskers is
It was replaced with carbon fiber.
本発明のいまひとつの変更態様は、炭化ケイ素ウィスカ
ーの一部を、アラミツド繊維でおきかえたものである。Another modification of the present invention is to replace a portion of the silicon carbide whiskers with aramid fibers.
従来のウーブン系捷たはモールド系のブレーキ材におい
ては、基材としてアスベストが40〜70%(重量)も
含まれていだが、本発明ではアスベストを一切使用せず
、上記のように、他の無機質材料の繊維捷たは粉末を基
材とする。Conventional woven or molded brake materials contain as much as 40 to 70% (by weight) asbestos as a base material, but the present invention does not use asbestos at all, and as mentioned above, other materials are used. The base material is fiber sludge or powder of inorganic material.
アスベスト以外の無機質材料の繊維としては、ガラス繊
維が代表的であるが、ロックウールそのほかも使用でき
る。 もちろん長繊維である必要はなく、混合の容易
さからいえば短繊維の方がよい。 無機質材料の粉末は
、たとえば酸化亜鉛。Glass fiber is a typical example of inorganic fibers other than asbestos, but rock wool and others can also be used. Of course, it is not necessary to use long fibers; short fibers are better from the standpoint of ease of mixing. Examples of inorganic material powders include zinc oxide.
炭酸カルシウム、硫酸カルシウムなどが挙げられ、その
ほか類似の無機化合物の粉末を使える。 単独であって
も、2種以上併用してもよい。 基材としての無機質材
料の繊維と粉末とは、いずれか一方で足りるが、両方あ
ってもよく、その方がさらによい結果が得られる。 基
材の量は、製品の重量基準で30〜70%とする。 通
常は50チ前後が適尚である。Examples include calcium carbonate and calcium sulfate, and powders of other similar inorganic compounds can also be used. They may be used alone or in combination of two or more. Either the fiber or the powder of the inorganic material as the base material is sufficient, but both may be used, and even better results can be obtained. The amount of substrate is 30-70% based on the weight of the product. Usually around 50 inches is appropriate.
炭化ケイ素ウィスカーは、直径0,1〜1μ、長さ50
〜100μ程度の短小繊維のものが市場で入手容易であ
り、本発明のブレーキ制の材料としてもこれが有用であ
ることが確認された。Silicon carbide whiskers have a diameter of 0.1 to 1μ and a length of 50
Short fibers of about 100 microns are readily available on the market, and it has been confirmed that they are useful as a material for the brake system of the present invention.
炭素繊維は、市場で入手できる短繊維のものを用いれば
よい。As the carbon fiber, short fibers available on the market may be used.
アラミツド繊維は「ケブラー」などの商品名で市販され
ている合成繊維であって、引張強度に加えて耐摩耗性が
高い。 耐熱性も約200°atであり、炭化ケイ素や
炭素繊維には及ばないが、合成繊維の中では高い方であ
る。Aramid fiber is a synthetic fiber commercially available under trade names such as "Kevlar" and has high abrasion resistance in addition to tensile strength. The heat resistance is also about 200°at, which is lower than silicon carbide or carbon fiber, but is higher among synthetic fibers.
炭素繊維またはアラミツド繊維による炭化ケイ素ウィス
カーのおきかえ可能な限度は、炭化ケイ素の使用量にも
よるが、約半分ないし−までである。 配合量であられ
せば、製品ブレーキ材の重量基準で、炭化ケイ素つイ・
スカーは1〜10%、好ましくは2〜5%、炭素繊維ま
たはアラミツド繊維は1〜15%、好ましくは2〜7係
の範囲からえらぶべきことになる。The maximum amount of silicon carbide whiskers that can be replaced with carbon fibers or aramid fibers is about half to -, depending on the amount of silicon carbide used. If the amount of silicon carbide is suitable, based on the weight of the product brake material.
The scar content should be selected from a range of 1 to 10%, preferably 2 to 5%, and the carbon fiber or aramid fiber should be selected from a range of 1 to 15%, preferably 2 to 7%.
アラミツド繊維を使用する利益は、ひとつは重量にあり
、いまひとつは価格にある。 すなわち、アラミツド繊
維は炭化ケイ素ウィスカーより密度が小さく(約1.4
)、かつそれよりはるかに廉価である。 しかも、後
記する実施例にみるとおり、これを使用したブレーキ材
は、比較的多量の炭化ケイ素ウィスカーを使用した場合
に匹敵する性能を示す。 耐熱温度が約200°C程度
であるアラミツド繊維を、摩擦により高温にさらされる
ブレーキ材に使用して有用であるという事実は、本発明
者らも予期しなかったところである。The benefits of using aramid fibers lie partly in weight and partly in price. That is, aramid fibers have a lower density than silicon carbide whiskers (approximately 1.4
), and much cheaper. Moreover, as shown in the examples described later, a brake material using this material exhibits performance comparable to that when a relatively large amount of silicon carbide whiskers are used. The fact that aramid fibers, which have a heat resistance temperature of about 200° C., is useful for brake materials that are exposed to high temperatures due to friction was something that the present inventors had not anticipated.
有機質重だは無機質の充填材ないし改質材は、増量を目
的とし、捷だけそれとともにブレーキ材としての性能に
何らかのプラスをする配合材料であって、そのひとつの
グループに、銅粉、亜鉛粉力どの金属粉末がある。 こ
れらは製品ブレーキ材の熱伝導度を高め、表面の局部的
温度上昇をやわらげるはたらきをする。 その配合量は
、5〜20%の範囲が適当である。 いまひとつのグル
ープに属する例としては、ゴムコンパウンド、パライト
、カシュー粒、クレーなどの充填材があシ、その添加に
より耐摩耗性や機械的性質の向上が期待できる。 こ
れも1種型たは2種以上を、2種以上の場合は合計量で
、5〜20%程度配合するとよい。Organic heavy or inorganic fillers or modifiers are blended materials that have the purpose of increasing their weight and adding something to their performance as brake materials. One group of them includes copper powder and zinc powder. There are some metal powders. These act to increase the thermal conductivity of the product brake material and moderate the local temperature rise on its surface. The appropriate amount is in the range of 5 to 20%. Examples belonging to the other group include fillers such as rubber compounds, pallite, cashew grains, and clay, whose addition can be expected to improve wear resistance and mechanical properties. It is also preferable to mix one type or two or more types, and in the case of two or more types, the total amount is about 5 to 20%.
摩擦向上材は、カーボンブラックや二硫化モリブデンな
ど高温での潤滑材であって、従来から使用されているも
のを指す。 配合量は5〜10%が適当である。Friction improving materials refer to conventionally used lubricants at high temperatures, such as carbon black and molybdenum disulfide. The appropriate amount is 5 to 10%.
本発明の摩擦ブレーキ材の製造は、既知の技術に従って
実施すればよい。 す々わち、上述した各材料を適切な
割合で配合し、フェノール樹脂のような、これもブレー
キ材の製造に常用されている熱硬化性樹脂を結合材とし
て成形し、加熱加圧成形し、必要により表面を研摩する
。The friction brake material of the present invention may be manufactured according to known techniques. In short, each of the above-mentioned materials is mixed in appropriate proportions, a thermosetting resin such as phenolic resin, which is also commonly used in the manufacture of brake materials, is used as a binder, and the material is heated and pressed. , polish the surface if necessary.
本発明により、摩擦ブレーキ材からアスベストが排除さ
れ、しかも耐摩耗性が高く、高温においても摩擦係数が
低下しないブレーキ材が得られる。According to the present invention, it is possible to obtain a brake material that eliminates asbestos from a friction brake material, has high wear resistance, and does not have a decrease in friction coefficient even at high temperatures.
このような特性をもつブレーキ材は、耐久性と高負荷で
の使用を要求される制動機構にうってつけであるから、
自動車ブレーキをはじめとする広い用途がある。Brake materials with these characteristics are ideal for braking mechanisms that require durability and use under high loads.
It has a wide range of uses including automobile brakes.
実施例
絡みあった短繊維状のものを混合する能力にすぐれたリ
トルフォードミキサーを用い、表に示すような、炭化ケ
イ素ウィスカーをはじめとする繊維状の材料をときほぐ
し、これに残りの成分を、表に掲げた割合で配合し、攪
拌して均一な混合物にした。Example Using a Littleford mixer, which has an excellent ability to mix tangled short fibers, fibrous materials including silicon carbide whiskers as shown in the table were loosened, and the remaining ingredients were added to the mixer. They were blended in the proportions listed in the table and stirred to form a homogeneous mixture.
混合物を圧縮成形機にかけ、常温で100に9/c4の
圧力を加え、予備成形した。The mixture was applied to a compression molding machine and preformed by applying a pressure of 100 to 9/c4 at room temperature.
ついで、試験片を与える形状の金型を用い、温度150
〜155°C1圧力250 H/crlの条件で7分間
、加圧加熱成形した。 そのあと、180〜200°C
の温度において5時間熱処理してから放冷し、表面を研
摩してブレーキ材試験片を得た。Then, using a mold shaped to give a test piece, the temperature was 150°C.
Pressure and heat molding was carried out for 7 minutes at ~155°C and a pressure of 250 H/crl. After that, 180~200℃
A brake material test piece was obtained by heat-treating at a temperature of 5 hours, cooling, and polishing the surface.
゛比較のため、アスベスト基材を使用した従来のブレー
キ材試験片を、同様の条件で製作した。``For comparison, a conventional brake material test piece using an asbestos base material was manufactured under similar conditions.
これらの試験片をフルサイズダイナモメータ−にかけ、
ブレーキ初速507cm/hr−制動回数1000回の
条件で試験し、種々の温度における摩耗厚さを測定した
。These test pieces were run on a full-size dynamometer.
A test was conducted under the conditions of an initial brake speed of 507 cm/hr and a number of braking cycles of 1000 times, and the wear thickness at various temperatures was measured.
その結果を第1図に示す。 本発明に従った実施例は、
従来技術によるものより摩耗が少なく、とくに高温側に
おいてその差が顕著である。The results are shown in FIG. Examples according to the invention include:
There is less wear compared to conventional technology, and the difference is particularly noticeable on the high temperature side.
別に、 JASO−6914の乗用車ブレーキ装置ダ
イナモメータ−試験方法に準拠したブレーキ材試験片を
つくり、摩擦係数を測定した。Separately, a brake material test piece was prepared in accordance with JASO-6914 passenger car brake system dynamometer test method, and the friction coefficient was measured.
その結果は第2図に示す。 この試験においても、本発
明によるものは、高温におけるブレーキ性能の低下が問
題にならないことが明らかである。The results are shown in Figure 2. Also in this test, it is clear that the brake performance according to the present invention does not suffer from a decrease in braking performance at high temperatures.
(重量%)(weight%)
図面はいずれも、本発明の摩擦ブレーキ材の性能に対す
る温度の影響を、従来品と比較して示すグラフであって
、第1図は摩耗厚さを、まだ第2図は摩擦係数をそれぞ
れ示す。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士須賀総夫
才1図
100 300 500
1反(0C)
牙2図
100 300 500
ミ賑友(°C)
手続補正書(方式)
%式%
2、発明の名称
摩擦ブレーキ材
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 愛知県名古屋市南区星崎町字繰出66番地名称
(371)大同特殊鋼株式会社
4、代理人〒104
住所 東京都中央区築地二丁目15番14号発送日
昭和57年10月26日
6、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明
7、補正の内容
明細書第11頁の表を適式に作成したものを提出する。The drawings are all graphs showing the influence of temperature on the performance of the friction brake material of the present invention in comparison with conventional products, with Fig. 1 showing the wear thickness and Fig. 2 showing the coefficient of friction. . Patent Applicant Daido Steel Co., Ltd. Representative Patent Attorney Souo Suga 1 Figure 100 300 500 1 Ant (0C) Fang 2 Figure 100 300 500 Mitsuyu (°C) Procedural Amendment (Method) % Formula % 2, Name of the invention: Friction brake material 3. Relationship with the case of the person making the amendment. Patent applicant address: 66 Kade, Hoshizaki-cho, Minami-ku, Nagoya, Aichi Prefecture (371) Daido Steel Co., Ltd. 4, Agent: 104 Address: Tokyo, Japan Chuo-ku Tsukiji 2-15-14 Shipping date
On October 26, 1981, 6, the detailed description of the invention in the specification to be amended 7 and the table on page 11 of the specification of the contents of the amendment are submitted.
Claims (6)
ケイ素ウィスカー、有機質または無機質の充填材ないし
改質材、および摩擦向上材を、熱硬硬化性樹脂の結合材
で結合し成形して得だことを特徴とする摩擦ブレーキ材
。(1) A base material made of inorganic fiber or powder, silicon carbide whiskers, an organic or inorganic filler or modifier, and a friction improving material are bonded together with a thermosetting resin binder and molded. A friction brake material that is characterized by its advantages.
繊維または炭素繊維でおきかえた特許請求の範囲第1項
の摩擦ブレーキ材。(2) The friction brake material according to claim 1, in which a part of the silicon carbide whiskers is replaced with aramid fiber or carbon fiber.
10%、好ましくは2〜5%、アラミツド繊維を1〜1
5饅、好ましくは2〜7%含有する特許請求の範囲第2
項の摩擦ブレーキ材。(3) Based on the weight of the product, silicon carbide whiskers are
10%, preferably 2-5%, 1-1 aramid fiber
Claim 2 containing 5%, preferably 2 to 7%
Friction brake material.
量の30〜60%含有する特許請求の範囲第1項ないし
第3項のいずれかの摩擦ブレーキ材。(4) The friction brake material according to any one of claims 1 to 3, which contains glass fiber as the inorganic material fiber in an amount of 30 to 60% of the product weight.
ウムおよび硫酸バリウムのいずれか1種まだは2種以上
を、2種以上の場合は合計量で、製品重量の20〜50
%含有する特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
かの摩擦ブレーキ材。(5) As an inorganic material powder, use one or more of zinc oxide, calcium carbonate, and barium sulfate. If two or more are used, the total amount is 20 to 50% of the product weight.
% of the friction brake material according to any one of claims 1 to 3.
まだは両方を、両方の場合は合計量で、製品重量の5・
〜20%含有する特許請求の範囲第1項ないし第3項の
いずれかの摩擦ブレーキ材。(6) As an inorganic modifying material, use one or both of copper powder and zinc powder, in the case of both, the total amount is 5.
The friction brake material according to any one of claims 1 to 3, containing ~20%.
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JP13606782A JPS5925867A (en) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | Friction braking material |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS5925867A true JPS5925867A (en) | 1984-02-09 |
JPH0343501B2 JPH0343501B2 (en) | 1991-07-02 |
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ID=15166434
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13606782A Granted JPS5925867A (en) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | Friction braking material |
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Country | Link |
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JP (1) | JPS5925867A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1982
- 1982-08-04 JP JP13606782A patent/JPS5925867A/en active Granted
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JPS6367436A (en) * | 1986-09-04 | 1988-03-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Friction material composite |
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