(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金と摩擦部材との間に、曲げ強さが２００℃以下で５MPa以上、最大歪が２００℃以下で１０×１０−３mm/mm以上及び熱伝導率が２W/mk以下の摩擦部材と類似したスチール繊維、ロックウール、芳香族アラミド繊維、黒鉛、硫酸バリウム、フェノール樹脂及びＮＢＲ粉からなるインシュレータを介在させてなる非石綿系ディスクパッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車などの制動部材に適した非石綿系ディスクパッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ディスクブレーキのブレーキパッドの摩擦部材としては、特公昭５６−２５４４８号公報、特公昭５６−４８５３０号公報等に示されるような石綿繊維を使用していたが、近年石綿繊維は有害性であるとの理由により石綿繊維の代替繊維として特公昭５９−４４６２号公報などに示されるようにスチールファイバーなどのような金属繊維を主成分とした材料が用いられてきた。
【０００３】
しかし、金属繊維は熱伝導率が従来の石綿繊維より高いため、ブレーキング時に発生する摩擦熱がブレーキオイル側に伝わる割合が多くなり、いわゆるベーパロック現象が起き易くなる。このため最近は、ディスクパッドを構成する摩擦部材と裏金との間に実公昭６３−３７５３５号公報、実公昭６３−５０５０３号公報等に示されるように熱伝導率が摩擦部材より低い断熱材（以下インシュレータとする）を挟むことが提案されている。
【０００４】
インシュレータは、熱伝導率を低くして摩擦熱をブレーキオイルに伝えないようにするのが主目的であるが、ディスクパッドの摩耗が進行するとインシュレータの部分が表面に露出する場合が考えられる。このため、ある程度の摩擦特性  （摩擦係数、耐摩耗性等）を有していなければならない。
【０００５】
そこでインシュレータとしては、摩擦部材の材料に類似したものにさらに断熱効果のある材料を用いることが要求される。ところがディスクパッドは、特性は摩擦係数、耐摩耗性のみではなく、最近は、車の高性能化に伴い、ディスクパッドにかかる負担が増加し、例えば摩擦部材の耐熱限界以上の温度で使用される場合があり、ディスクパッド側面に亀裂が発生するという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、摩擦特性を変えることなく高温使用時の亀裂発生を少なくした非石綿系ディスクパッドを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の鳴きを改良する方法について種々検討した結果、従来断熱としてのみの働きが主であったインシュレータ材に着目し、このインシュレータ材の曲げ強さ、最大歪及び熱伝導率を調整することにより亀裂発生を少なくできることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明は、裏金と摩擦部材との間に、曲げ強さが２００℃以下で５MPa以上、最大歪が２００℃以下で１０×１０−３mm/mm以上及び熱伝導率が２W/mk以下の摩擦部材と類似したスチール繊維、ロックウール、芳香族アラミド繊維、黒鉛、硫酸バリウム、フェノール樹脂及びＮＢＲ粉からなるインシュレータを介在させてなる非石綿系ディスクパッドに関する。
【０００９】
本発明において摩擦部材としては、スチール繊維、銅繊維、真鍮繊維等の金属繊維、アラミド繊維、フェノール繊維等の有機繊維、セラミック繊維からなる繊維状物質、フェノール樹脂、ＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、天然ゴム等の結合剤、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の無機充てん剤、カシュー硬化物などの有機充てん剤、黒鉛、二硫化モリブデン等の潤滑剤が用いられる。
【００１０】
またインシュレータとしては、ディスクパッドが摩耗して摩擦部材の部分がなくなり、インシュレータ部分のみとなっても摩擦係数や摩擦特性が大きく変化しないようにしなくてはならないため、摩擦部材と類似したスチール繊維、ロックウール、芳香族アラミド繊維、黒鉛、硫酸バリウム、フェノール樹脂及びＮＢＲ粉が用いられ、熱伝導率の大きい材料を減らすか又は熱伝導率の小さな材料を増やしたりして、弾性率を室温で８GPa以下、１２０℃で４．２GPa以下になるように調整したものが用いられる。
【００１１】
なお該インシュレータは、室温で８GPa以下、好ましくは７GPa以下、１２０℃で４．２GPa以下、好ましくは４．０GPa以下の弾性率を有するものを用いればブレーキを踏んだとき鳴きの発生防止の点で好ましい。
【００１２】
またインシュレータは、曲げ強さが２００℃以下で５MPa以上、好ましくは１３．２MPa以上、最大歪が２００℃以下で１０×１０-3mm/mm以上、好ましくは１９．９×１０-3mm/mm以上及び熱伝導率が２W/mk以下、好ましくは１．２５W/mk以下とされ、曲げ強さが２００℃以下で５MPa未満であるとブレーキング時の摩擦部材表面の急激な温度上昇及び発生するトルクに対し、インシュレータが耐えきれず亀裂が発生する。最大歪が２００℃以下で１０×１０-3mm/mm未満であると摩擦部材や裏金部分のブレーキング時の急激な温度変化時に起こる熱膨張にインシュレータが追従できず、摩擦部材とインシュレータ材との界面に亀裂が発生し易い。さらに熱伝導率が２W/mkを超えると摩擦部材表面に発生した熱がディスクパッド内を伝導してブレーキオイルの温度を上昇させ、ベーパロック現象が起き易くなる。
【００１３】
【作用】
車の高負荷時の亀裂は、ブレーキング時に発生するトルク応力と、熱による摩擦部材とインシュレータの熱膨張差から発生する応力に対し、曲げ強さ及び最大歪を上げることにより、耐えることができるものと考えられる。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
摩擦部材として長さ２mmのスチール繊維（ローズ社製）２０体積％、芳香族アラミド繊維（ケブラー繊維、デュポン社製商品名）５体積％、フェノール樹脂  （自社製、非売品）２５体積％、ＮＢＲ粉（ＮＩＰＯＬ１４１１、日本ゼオン社製商品名）５体積％、黒鉛（ＫＳ−１５、ロンザ社製商品名）３０体積％及び硫酸バリウム（重晶石粉、中国広東五金公司社製）１５体積％をヘンシェルミキサーで充分混合して摩擦部材用成形粉を得た。
【００１５】
一方インシュレータとしては表１に示す組成物をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ及びＪの配合割合に秤量して上記と同様のヘンシェルミキサーで充分混合してインシュレータ用成形粉を得た。なおロックウール（ＲＦ５１Ｚ５、ラピナス社製商品名）以外は上記と同様の原料を用いた。
【００１６】
この後金型内に裏金を入れ、その上面にインシュレータ用成形粉及び摩擦部材用成形粉の順に充てんし、１．４７×１０7Pa（１５０kgf/cm2）及び１７０℃で１０分間の条件で加圧加熱して裏金と摩擦部材との間にインシュレータを介在させた成形体を得た。ついで表面を仕上加工して非石綿系ディスクパッドを得た。
【００１７】
次に得られた非石綿系ディスクパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ及びＪから４０mm×７mm×２．５mmの寸法にインシュレータを切り出し、室温から３６０℃迄の粘弾性を測定し、室温と１２０℃までの弾性率を求めた。さらに切り出したインシュレータの曲げ強さ、最大歪及び熱伝導率を測定すると共に亀裂発生の有無及びベーパロックについて調べた。これらの結果を合わせて表１に示す。
【００１８】
なお上記の試験条件について、曲げ強さ及び最大歪はＪＩＳ  Ｄ  ４３１１に示す規格に従って２００℃の温度中で測定し、熱伝導率は京都電子工業(株)製のKemtherm ＱＴＭ−Ｄ３を用いて測定し、亀裂発生の有無はＪＩＳＯ  Ｃ４０６−８２の区分Ｐ１に基づくフェード試験を２サイクル行って亀裂発生の有無を確認し、ベーパロックについては実車降坂テストを行い、ペダルストロークにより官能評価を行った。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１に示されるように、本発明になる非石綿系ディスクパッドは亀裂が発生せず、またベーパロック性についても何ら問題が生じないことを確認した。
【００２１】
【発明の効果】
本発明になる非石綿系ディスクパッドは、摩擦特性を変えることなく高温使用時の亀裂発生を少なくすることができ、工業的に極めて好適な非石綿系ディスクパッドである。