JPS6176531A - 制動部材の製作方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車、自動二輪車、産業用機械等の動力伝達
及び／又は制動に使用される制動部材に関する。

（従来の技術） 従来より、自動車、車両、各種産業機械等の制動部材と
しては、軽合金鋳物やダイカストで作られた保持部材（
ブレーキ片）に、フェノール樹脂を結合剤として、石綿
で強化された摩擦部材を接着した成形品が広く使用され
ている。しかし、以上の公知制動部材は下記の如き問題
点を持つ。

（Ｔ′）　　生産性が劣る。即ち、鋳造されたブレーキ
片（ブレーキシュー等）を研暦、仕上げした後、ブレー
キシュー側にプライマーを、摩擦都合 材（ブレーキライニング等）側に接着剤夫々塗布した後
１両者を貼着し、次いで、加圧下に加熱硬化（２００〜
ｂ ４０分）させる作業を逐一圧締治具を用いて行うので、
非常に生産性が悪い。

１２′）　　製品の信頼性が劣る。即ち、接着工程にお
いて、摩擦部材面が多孔質であって、折角塗布された接
着剤を吸収してしまうため、形成された接着層の厚みを
一定化するのか困難である。

このため、接着強度にバラツキを生じやすく、従って、
高い信頼性を持つ製品を得ることかできない。

・３・　フレーキシ、−等か金１１バから構成されてい
るので、腐蝕に弱い。この欠へは、特に冬季融雪剤か散
布された路面を走行した際に目立って現われる。

４・　金属製のブレーキジューでは、ブレーキライニン
グの吸収した回転胡動工不ルキーが振動エネルギーに変
り易く、このため、制動時に不快な共鳴据動音（通称「
鳴き」）を発生することか多い。

５・　フレーキンニー等か金属から構成ごれているので
「ｊ方か屯い。

（発明の目的） ７に発明の主要な目的は、軽量で、しかも信頼性の、：
、Ｌｔｉい制動部材を提供することである。

侵発明のなお型梁な目的は１．腐食に強い１１ノ１動部
羊（程（，１（することである。

（発明のなお別の毛要な目的は　生産性の優れた１１ノ
１動部材、より具体的には、少ない工程数で接η及び成
型を同時に行うことのできる制動部材を提供することで
ある。

本発明のまた別の目的は、射出成形手段を用いて熔融し
た樹脂をブレーキライニング等の多孔内に圧入すること
により、従来接着障害の原因の一つであった摩擦部材面
の多孔性を活用して、投錨効１ｋにより、保持部材と摩
擦部材とか強固に一体化した制動部材の製造方法を提供
することである。

本発明の更に他の目的は、既述の如き従来の金属製制動
部材と比較して、軽量で耐腐蝕性に優れ、　しかも制動
時に鳴きの少ない制動部材を、自動化しやすい＠純な製
造工程で容易に製造できる； 方法を提供するにある。

（発明の構成） 以上の目的を達成するため、本発明はブレーキライニン
グ（ドラムブレーキの場合）、タラソチフェーシング又
はディスクブレーキパント（円盤ブレーキの場合）等の
摩擦部材と、補強性繊維を含有する熱可塑性樹脂組成物
からなるブレーキツユ−又はフランチ板等の保持部材と
が射出成形ｒ一段により−・株化された成型体であって
、１ｉ７１記摩（ｔ！部材は、その保持部材との被接着
面が気孔率２〜２５％の多孔面化されている構成を採用
する。

以上の４．も成において、摩擦部材は　自動車その他各
種のｉ、ｋ　岬ｉ　、各種産業機械等のブレーキ、フラ
ンチ等の制動部において、ブレーキライニング（ドラム
ブレーキの場合）、タランチフェーシング、ディスクブ
レーキパット（円盤ブレーキの場合）等として広く使用
されている材料である。通′畠このものは、常法に従い
、ノ１（材と１２での石綿に、フエ２ノーフレ引目旨等
の結合剤及びカシュー↑立了、黒１１）、バライタらイ
ｄ醇バリウム）、二硫化モリブテン、炭酸カルシウム又
は鉄粉なと、摩耗特性を向」二させるだめの各種の摩擦
訊Ｉ整剤を混合し、その混合物を圧縮成形することによ
りＭ　ａされる。

）二の摩擦部材の被接１ｉ面は、Ｙ・め均一にサンティ
ングして−・定の多孔状だにされているのが好ましい。

モして該面は、更に後の射出成形工程において、該接７
１面への熔融樹脂の投ｔ１１−効果を高めるため、気孔
率か２〜２５％、より好ましくは、３〜１０％の範囲内
にあるのか好適である。因に、こ−にいう気孔率は、オ
イル含浸法とか水銀圧へ 入法と称されている測定法に僧拠して測定された１直で
ある石。

注）オイル含浸気孔率は、試料を約９０　’Ｃのオイル
中に８時間浸漬したときの重贋増加から計算され、試料
体積に対する増加オイル容積比（（６）にて表示される
。

水銀圧入法気孔率は、ペネトロメーターを用いて１大気
圧から１５０，０ＯＯｐｓｉまで段階的に圧力を上げ、
各圧力における試料細孔内への水銀圧入湯をＷｌｌ定し
、水ｔ［４圧入量（ＣＣ）を試ね体積で除して得た値に
１００を乗じた百分率として表示される。

摩擦部材の気孔率が前記範囲より外れた場合、例えば気
孔率が２％未満であると、摩擦部材と保持部材であるプ
ラスチンク成形品との接着性か不充分となり、一方２５
％以上になると摩擦部材と１、ての強度か低下して、摩
擦性能が不充分となリ、いづれも目的上好ましくない。

本発明においては１通常斤擦部材と保持部材との被接着
面に特別の処理は不必要である。しかし、成形材料であ
る熱可塑性樹脂コンパウンドと摩擦部材との親和性や濡
れが悪い場合には、所望により、被接着面にプライマー
または接着剤を塗ンｂ、乾燥しておいてもよい。これら
のプライマー又は接着剤の種類は、使用される成形材料
の種類や要求される接着強度に応じて適宜選択されるべ
きである。但し、前述の通り、汀通ではこれらの塗布処
理剤を施さなくても、摩擦部材の多孔面（被接着面）に
対する熱可塑樹脂の投錨効果により要用旧充分な程度に
まで強固に接着が起こる。

刃に、接着の程度が充分であるかどうかを判定するには
、サンプルの接着面を剥離又は剪断破壊させた後、該剥
離面又は破壊面を肉眼又は拡大鏡を用いて観察する。そ
の結果、破壊面が摩擦部材の・凝集破壊であるときは、
充分な接着強度であると、ｔ４１定してよい。これに反
し、一部にせよ接着界面での破壊が認められるときは、
プライマー又は接！、“剤を使用すべきである。

本発明において、摩擦部材と制動部材との接着強度を増
大させるため使用されるプライマーは、摩擦部材の被接
着面に適用されることによって該表面の官能基密度を増
加させ、射出された熔＠樹脂の極性基と物理的親和力を
増加せしめるか、又は熔融樹脂の官能基との反応により
、化学結合による親和力を増大させる目的で使用される
。具体的な例を挙げれば１例えばデスモジュール（商品
名）の如きポリイソシアネート、多価インシアネート末
端基を有するウレタンプレポリマー、エピコート（商品
名）のような多価エポキシ化合物などの反応性モノマー
又はプレポリマーを例示することができる６ また、上のプライマーと同様の目的に使用される接着剤
は、上記プライブー及びその反応相手物質である活性水
素基含有上ツマ−又はプレポリマーから構成される反応
性接着剤が好適である。

これらの反応性接着剤は、常温活性を有する触媒を含む
二液型や常温では不活性で高温活性化する触媒を含む二
液型などの形で使用される。この１也、コム−フェノー
ル系、＝ムーレゾルシノール系などの熱硬化樹脂プレボ
ッマーを含むゴムセメントやイソシアネートを含有する
ゴムセメントなとも使用できる。

本発明保持部材を構成する熱可塑樹脂は、６ナイロン、
６６ナイロン、メタキシリレンジアミンとアジピン酸と
から合成される半芳香族特殊ナイロンなとのポリアミド
樹脂、ポリカーホネート樹ｆ１旨、　ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレ２タレートなとのポリエ
ステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、変性ポ
リフェニレンオギサイド樹脂などの所謂エンジニャリン
グプラスチングスである。これらの樹脂は、補強性繊に
１［及びその他の配合剤と共に、小袖又は二軸の押出混
、練機を用いてペレット状のコンパウンドに加工される
。ここに得られた成形用コンパウンドは、必要に応じて
予備乾燥して、水分を調整した後、射出成型機のホンパ
ーから成型機のバレル内へ供給され、熔融、可塑化され
てスクリュー又はラムにより高い圧力で金型のゲート及
びスプルーを経てキャビティー内へ注入され、冷却・固
化せしめられた後、型外へ取出されるにのとき注入され
た熔融状態の樹脂は、予め金型内の所定の位置に挿入さ
れている摩擦部材の多孔内に流入してアンカー作用をし
、該摩擦部材と密着し、一体化する。

保持部材成形用のコンパウンドは、成形品（保持部材）
に対し、従来の全屈製品が使用されていた部材に代りう
るための高い強度、高い剛性率及び高い熱変形温度等を
与えるため、補強性繊維を配合されている惑星がある。

これらの貿求物性は、熱可塑性樹脂と補強性繊維の選択
及び後者の配合量の調整により満足せしめられることが
できるが、就中、剛性は制動部材にとって極めて重要で
あって、少なくとも１０万Ｊｆ／ｃ讐以上の曲げ剛性率
を有するのが望ましい。１７１７記のエンシニャリング
プラスチックでも、補強性繊維か配合されていないと１
０万ｋｇｆ／ｃ１１以上の曲げ剛性率を実現できないか
ら、補強性繊維の配合は本発明にとって必須の要件であ
る。

補強性繊維としては、炭素繊維もしくはガラス繊細のチ
ョンブトストランド又はチタン酸カリウムウィスカーを
好適に使用することかできる。これらの補強性繊維は、
単独で又は組合せて使用することかでき、また必要に応
じてアラミ［・繊維、ヒニロン等値の繊維材料やアルミ
ナウィスカー等値のウィスカー及びマイカ、ワラストナ
イト等他の無機フィラーを併用することもできる。

（発明の効果） 未発明による一体成形された制動部材の効果及び利点は
下記の通りである。

・；）　！Ｍ造工程の短縮化 従来の制動８８材が、保持ｍ金属部材の鋳造→仕上げ→
接着剤塗布→乾燥→貼合せ→圧着→加熱硬化→圧、締冶
具の取外しといった多くの工程を経て摩擦部材との一体
化接着を行っていたのに比へ、本発明の方法では、成形
コンパウンドの射出成形という一工程だけで部材の成型
と一体化接着をすべて完了させることができるから大幅
の工程短縮化が可能である。

ζ２）　製品の信頼性の向」＝ 従来法の制動部材は、所要工程が長いためバラツキ要因
が多かったのに比べ、本発明の制動部材は、製造工程か
単純であるため、接着不良、貼合せ面の形状不良などの
欠陥を生しることがなく、製品の品質管理か容易である
と共に、信頼性が向上する。

■　製品の軽量化 部材重量が、従来の金属製保持部材を使用した製品に比
べて約４０％軽量化される。この部材の軽量化は、自動
車の燃料消費効率向上のため好ましい結果をもたらす。

・４）　制動部材の鳴きの減少 本発明の制動部材を自動二輪車に実車装着し；９］動試
験を行った結果、顕著な鳴きの軽減が認められた。

・５）＃腐蝕性の向上 本発明の制動部材と従来のアルミダイカスト製部材を塩
水中に１週間浸漬し、取出して両者を比ｌ咬すると、本
発明品は何の変化もなかったが、アルミタイカスト品は
非常に腐蝕されていた。この１耐沖効果の増大は、特に
調厚及び融雪剤ｔｉｔ　！Ｕ道路を走行する車両のため
非常に好ましい。

以下、実施例を掲げ、発明実施の具体化及び効果につい
て説明するが、各例示は、尚然説明用のものであって、
発明精神の限定を意味するものではない。

［実施例１］ （ＩＩ　　乳凰崖ヱＬ上上 常用の配合に従って、石綿、フェノール樹脂、コム、カ
ンニーポリマー、バライタ及び沈降炭酸カルシウムを計
量、混合し、常温でライニングの寸法に予備成形し、金
型中で１００〜２００　ｋｇ／　ｃｄの高圧下で１３０
−２００°Ｃに加熱して成形した。

成形後、更に結合剤の効果を安定化するため、１５０〜
３００　’Ｃで攻時間熱処理を行った。イ）られた摩擦
部材の気孔率を水銀圧入法にて測定したところ、約８％
であった。

〔２〕Ｄ−形１コンパウンドの作成 下表１に示す配合に従って、各材料の所要量をブレンダ
ーを用い混合後、６５ｍｍφの押出機より押出し、ペレ
フト化した。

各材ネ・１の押出温度は、１　：　２７０°Ｃ１２２９
０℃、３：２９０℃、４：２６０℃、５：３００’Ｃ１
６：２６０’Ｃ！であった。

（以下余白） １３）　　舷ユＪＣＬ二韮 上記工程で得られたベレットを乾燥させた後、インサー
ト金型をとりつけた射出成型機を用い、下表−２の条件
で射出成形した。このｖＡｌ　金型内の所定位置に予め
用で製作した制動部材を固定しておき、第１図に示す様
なテストピースを作成した。

表−２ （続く） 表−２（続き） 上記（３１で得られたテストピースの引張剪断接着強さ
を測定した。その破壊状態を下表−３及び添付第６図に
示す。

（以下余白） 表−３ （以下余白） １５１　１脂−り今　の、　テスト 前記（２１で得られた成形用コンパウンドのベレｙ）を
用いてＡＳＴＭに規定されたテストピースを射出成型し
、その物性を測定した。このテストピースの物性を、夫
々ＡＳＴＭ　　Ｄ６３８　（引・張）、Ｄ７９０（曲げ
）及びＤ６４８（ＨＤＴ）の各試験法に従って測定した
テストピースの物性は、曲表−２に示す通りであった。

　　　　　［実施例７〜１１］ 実施例２の成形用コンパウンドを用いて、制動部材面に
対するプライマー又は接着剤の塗布試験を行った。その
他の工程は実施例２と同じである。接着剤としてＡ−Ｅ
社より入手した下表−４、第１欄に記載のものを使用し
、制動部材の被接着面に刷毛塗りを行った。接着試験結
果を下表−４として示す。

（以下余白） 表−４ ※、Ｏはいづれも制動部材の凝集破壊を示す。

［実施例１２．１３］ 実施例２及び７の方法にＩｉｇ拠して、実物金型により
５０ｃｃ自動二輪車用の制動部材を試作した。部材の形
状を第２図に示す。

得られた部材を、実車に装着し試験走行制動テストを繰
り退会し行ったところ、使用上不都合は全く見られなか
った。かつ急制動時の鳴きも、従来の金属製保持部材使
用時に比し明らかに改善されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、引っ張り剪断接着強さを４（１定するだめの
テストピースの側面図、第２図は、実施例１２及び１３
の自動二輪車用再制動部材の側面図である。第２図中の
符号の意味は以下の通り：□１：熱町・塑性樹脂製保持
部材（ブレーキシュー）、２二ＩＩ擦部材（ブレーキラ
イ示し、成形材料かライニング材の気孔の奥深くまで入
りこんでいることか観′察される。本尊真中の符号の意
味も第２図のそれと同じである。 特許出願人　大　塚　化　学　株　式　会　社カ　１　
裂 妾者面　　　　　　摩擦部材 手続補正書 昭和６０年２月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕摩擦部材と、補強性繊維を含有する熱可塑性樹脂
   組成物からなる保持部材とが射出成形手段により一体化
   された成型体であって、前記摩擦部材は、その保持部材
   との被接着面が予め気孔率２〜２５％の多孔面化されて
   いることを特徴とする制動部材。 〔２〕摩擦部材と保持部材との被接着面が、予めプライ
   マー又は接着剤の塗布処理を受けたものである特許請求
   の範囲第１項記載の制動部材。