(57)【要約】【課題】  耐摩耗性と耐熱（耐クラック）性を兼ね備えた摩擦材及びそれを用いたディスクブレーキパッドを提供する【解決手段】  有機結合材、金属、黒鉛と摩擦調整剤を含む上張り材と、下張り材とを備え、前記上張り材の２５℃における熱伝導率が４〜６Ｗ／ｍ・Ｋであり、前記下張り材の２５℃における熱伝導率が１．５〜３Ｗ／ｍ・Ｋである摩擦材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物質、有機結合材、金属、黒鉛と摩擦調整剤を含む上張り材と、下張り材とを備え、前記上張り材の２５℃における熱伝導率が４〜６Ｗ／ｍ・Ｋで、前記下張り材の２５℃における熱伝導率が１．５〜３Ｗ／ｍ・Ｋである摩擦材。
【請求項２】
上張り材中に、金属として銅成分を含み、且つ、平均粒径（Ｄ５０）０．５〜３ｍｍの黒鉛を含む請求項１に記載の摩擦材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の摩擦材と、バックプレートとが積層され、一体に固着されてなるブレーキパッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車又は四輪自動車などのディスクブレーキに使用される摩擦材及びそれを用いたブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
古くは、ディスクブレーキのブレーキパッドの摩擦材として石綿繊維を使用していたが、近年、石綿繊維の有害性が指摘され、石綿繊維に代わる代替繊維として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、いわゆるセミメタリック系摩擦材（例えば、特許文献１等参照）や、繊維基材としてスチール繊維を用いない、または用いてもその配合量が少ない、アラミド繊維等の耐熱性有機繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維またはウィスカ等の無機繊維、銅繊維、黄銅繊維等の非鉄金属繊維を複数種組み合わせて用いた、いわゆる非スチール系摩擦材（例えば、特許文献２、３等参照）が用いられるようになっている。
【０００３】
しかし、セミメタリック系摩擦材や非スチール系摩擦材は、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、かつ摩擦材と裏板を接着している接着剤の劣化を促進し、摩擦材とバックプレートとの接着が剥がれる虞がある。このため最近は、ディスクブレーキパッドを構成する摩擦材を上張り材とし、上張り材とバックプレートとの間に熱伝導率が摩擦部材より低い下張り材を挟むことが提案されている。
【０００４】
従来の下張り材では、一定の断熱作用を得るため、樹脂材等の低熱伝導率の素材を使用し、下張り材の熱伝導率を１Ｗ／ｍ・Ｋ程度としている。また、下張り材として一定の強度を得ること、剥離防止、耐クラック性を確保するために、アラミド繊維、セラミック繊維等の補強繊維と樹脂材の分量を多くし、また、耐食性を確保するため高ｐＨ素材や、ｐＨ調整材を使用することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１１７９８５号公報
【特許文献２】特開平５−１２７７号公報
【特許文献３】特開平６−１２９４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ディスクブレーキパッドは、摩耗により摩擦材が一定以上消耗すると交換する必要があるが、この交換頻度を低くするために、耐摩耗性の高い摩擦材が求められている。
本発明者らは、有機結合材、金属、黒鉛と摩擦調整剤を含む上張り材を用いることにより、高い耐摩耗性が得られることを見出した。しかしながら、この上張り材と従来のディスクブレーキパッドに用いられる下張り材を組み合わせて使用すると、以下に示す問題が発生することが判明した。
【０００７】
従来のディスクブレーキパッドに用いられる下張り材は、断熱作用を重視して熱伝導率を１Ｗ／ｍ・Ｋ程度として形成されており、制動時のディスクとの摩擦によって生じた熱が上張り材からバックプレート側に放散されにくいことから上張り材の内部に熱がこもるようになり、上張り材が高温になり易い。
上張り材の耐摩耗性を向上させることで、摩耗による消耗が少なくなり、長寿命化が可能になるが、長寿命化すなわち制動回数の増加に伴い、制動時の摩擦熱により高温になる回数が従来よりも増加することになる。この熱履歴が与えられる回数の増加により、上張り材の交換を要する程度まで摩耗が進行するよりも前に、熱の影響で摩擦材にクラックが発生する等の問題が生じた。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性と耐熱（耐クラック）性を兼ね備えた摩擦材及びそれを用いたディスクブレーキパッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、有機結合材、金属、黒鉛と摩擦調整剤を含む上張り材と、従来の下張り材よりも高い熱伝導率を有する下張り材とを組み合わせて用いることにより、上記課題を解決する摩擦材を提供するものである、
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）繊維状物質、有機結合材、金属、黒鉛と摩擦調整剤を含む上張り材と、下張り材とを備え、前記上張り材の２５℃における熱伝導率が４〜６Ｗ／ｍ・Ｋで、前記下張り材の２５℃における熱伝導率が１．５〜３Ｗ／ｍ・Ｋである摩擦材。
（２）上張り材中に、金属として銅成分を含み、且つ、平均粒径（Ｄ５０）０．５〜３ｍｍの黒鉛を含む（１）に記載の摩擦材。
（３）（１）又は（２）に記載の摩擦材と、バックプレートとが積層され、一体に固着されてなるディスクブレーキパッド。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐摩耗性と耐熱（耐クラック）性を兼ね備えた長寿命の摩擦材及びそれを用いたディスクブレーキパッドを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の摩擦材の上張り材としては、繊維状物質、有機結合材、金属、黒鉛と摩擦調整剤を含み、熱伝導率が４〜６Ｗ／ｍ・Ｋであるものを用いる。
【００１３】
本発明の摩擦材の上張り材に含まれる繊維状物質としては、スチール繊維、銅繊維、黄銅繊維等の金属繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、セルロース繊維、炭素繊維、ポリイミド繊維、フェノール繊維等の有機繊維、セラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維等を用いることができる。これらは、耐摩耗性向上、破壊強度向上の観点から、２種類以上を併用してもよい。また、繊維状物質の含有量は、上張り材全体を１００体積％として、２〜１０体積％とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の摩擦材の上張り材に含まれる有機結合材としては、フェノール樹脂、ＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、天然ゴム等を用いることができる。
【００１５】
本発明の摩擦材の上張り材に含まれる金属としては、銅、黄銅、亜鉛等を用いることができ、中でも高温時の摩擦係数安定化の観点で銅を用いることが好ましい。また、金属の含有量は、上張り材全体を１００体積％として、２０〜４０体積％とすることが好ましい。
【００１６】
本発明の摩擦材の上張り材に含まれる黒鉛は、潤滑剤として作用し、平均粒径（Ｄ５０）０．５〜３ｍｍの黒鉛を含むことが好ましい。ここで、本発明中、平均粒径とはＪＩＳ  Ｍ  ８５１１に規定されるふるいわけ法によって求めた粒度分布における質量平均値Ｄ５０（累積質量が全質量の５０％になるときの粒子径）を意味する。また、黒鉛の含有量は、上張り材全体を１００体積％として、１５〜３５体積％とすることが好ましい。
【００１７】
本発明の摩擦材の上張り材に含まれる摩擦調整剤としては、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填剤、カシューダスト、ゴム粉などの有機充填剤等を用いることができる。また、摩擦調整剤の含有量は、上張り材全体を１００体積％として、２０〜４０体積％とすることが好ましい。
【００１８】
本発明の摩擦材は、上張り材が上記のように構成されることにより、制動力、低い相手攻撃性や鳴き等の特性に優れると同時に、高い耐摩耗性を有する。
【００１９】
また、下張り材としては、摩耗して上張り材の部分がなくなり、下張り材部分のみとなっても摩擦係数や摩耗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、上張り材と類似した材料を用い、断熱性の観点から、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たものを用いる。
【００２０】
本発明の摩擦材の下張り材に含まれる繊維状物質としては、スチール繊維、銅繊維、黄銅繊維等の金属繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、セルロース繊維、炭素繊維、ポリイミド繊維、フェノール繊維等の有機繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、ロックウール等の無機繊維等を用いることができる。これらは、耐摩耗性向上、破壊強度向上の観点から、２種類以上を併用することが好ましい。また、繊維状物質の含有量は、下張り材全体を１００体積％として、２０〜４０体積％とすることが好ましい。
【００２１】
本発明の摩擦材の下張り材に含まれる有機結合材としては、フェノール樹脂、ＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、天然ゴム等を用いることができる。
【００２２】
本発明の摩擦材の下張り材に含まれる金属としては、銅、黄銅、亜鉛等を用いることができ、中でも従来の下張り材よりも熱伝導率を高くする観点で銅を用いることが好ましい。また、金属の含有量は、下張り材全体を１００体積％として、５〜２０体積％とすることが好ましい。
【００２３】
本発明の摩擦材の下張り材に含まれる黒鉛は、潤滑剤として作用し、平均粒径（Ｄ５０）０．５〜３ｍｍの黒鉛を含むことが好ましい。また、黒鉛の含有量は、下張り材全体を１００体積％として、黒鉛全体で１〜１０体積％とすることが好ましい。
【００２４】
本発明の摩擦材の下張り材に含まれる摩擦調整剤としては、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填剤、カシューダスト、ゴム粉などの有機充填剤等を用いることができる。また、摩擦調整剤の含有量は、下張り材全体を１００体積％として、２０〜４０体積％とすることが好ましい。
【００２５】
本発明の摩擦材の上張り材の熱伝導率は４〜６Ｗ／ｍ・Ｋとし、下張り材の熱伝導率は１．５〜３Ｗ／ｍ・Ｋとなるように調整する。なお、本発明における熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ  ２６１６に準拠して、熱線法により測定した２５℃における値である。下張り材の熱伝導率を従来の下張り材の熱伝導率（１Ｗ／ｍ・Ｋ程度）よりも高くすることにより、制動時のディスクとの摩擦によって生じた熱が上張り材からバックプレート側に放散されやすくなり、摩擦材の過熱が起こりにくくなる。このことにより、高い耐摩耗性を有する本発明の上張り材の交換を要する程度まで摩耗が進行するよりも前に、熱の影響で摩擦材にクラックが発生することを防止でき、長寿命のディスクブレーキパッドを得ることが可能となる。
【００２６】
ディスクブレーキパッドを製造する際は、例えば、各素材を秤量・撹拌混合したコンパウンドを、予め接着剤を塗布したバックプレートと共に１４０〜１７０℃に加熱された金型に投入して加熱・加圧成形し、その後、熱処理により有機結合材を硬化させる方法で製造することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
表１に示す配合を用いてディスクブレーキパッドを作製した。表中、上張り材の配合が、Ａ−１〜Ａ−２であり、下張り材の配合が、Ｂ−１〜Ｂ−３である。各配合物をレディゲミキサーで充分に混合後、予備成形機を用いて、表２に示す組み合わせで、２層の予備成形体に成形した。得られた予備成形体を、予め接着剤を塗布したバックプレートをセットした金型に投入し、成形温度：１６０℃、成形圧力：６０ＭＰａ、成形時間：５分の加熱・加圧成形を行い、その後取り出した加熱成形体を硬化炉に入れ、２３５℃で４時間硬化し、実施例１、２及び比較例１〜４のブレーキパッドを作製した。
【００２９】
【表１】
2014077505.tif 000002
【００３０】
［摩耗量の評価］
二輪自動車ブレーキ装置ダイナモメーターにて、パッド面積：２０ｃｍ２、ディスク径：３００ｍｍ、イナーシャ：１９．６ｋｇ・ｍ２、車速：１３０→０ｋｍ／ｈ、減速度：３．０ｍ／ｓ２、ブレーキイン温度：２５０℃（パッド温度）にて１００回制動した後の摩耗量を測定し、１０００回相当に換算した数値を摩耗量として評価した。
【００３１】
［クラックの評価］
二輪自動車ブレーキ装置ダイナモメーターにて、パッド面積：２０ｃｍ２、ディスク径：３１０ｍｍ、イナーシャ：３６．８ｋｇ・ｍ２、車速：１３０→０ｋｍ／ｈ、減速度：３．０ｍ／ｓ２、ブレーキイン温度：３５０℃（パッド温度）にて２００回制動した後のパッド側面のクラック発生の有無について評価した。
【００３２】
［熱伝導率の測定］
熱伝導率の測定については熱線法を用い、測定器としては京都電子工業株式会社製の商品名：Ｋｅｍｔｈｅｒｍ  ＱＴＭ−Ｄ３を使用し、２５℃における熱伝導率を測定した。
【００３３】
上記の評価の結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
実施例１、実施例２とも摩耗量が少なくクラックの発生が無かったのに対し、比較例１ではクラックが発生し、比較例２、比較例３では摩耗量が多い結果となった。上記の評価結果より、本発明の摩擦材によれば、意図した熱伝導度の上張り材と下張り材の組合せにより、耐摩耗性と耐熱（耐クラック）性を兼ね備えた摩擦材及びそれを用いたディスクブレーキパッドを提供できることが確認された。