(57)【要約】【課題】ブレーキ鳴きをさらに低減した摩擦材を提供する。【解決手段】本実施の形態に係る摩擦材は、炭素元素を含む有機材料と、無機繊維とを含有する摩擦材において、前記有機材料の合計含有量が、摩擦材組成物全体の３０質量％以下で、前記無機繊維として、モース硬度が５以上７以下の無機繊維である生体溶解性無機繊維およびガラス繊維と、モース硬度が５以下の無機繊維とを含み、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないことを特徴とする。【選択図】図２
2019108470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素元素を含む有機材料と、無機繊維とを含有する摩擦材において、
前記有機材料の合計含有量が、摩擦材組成物全体の３０質量％以下で、
前記無機繊維として、
モース硬度が５以上７以下の無機繊維である生体溶解性無機繊維およびガラス繊維と、
モース硬度が５以下の無機繊維とを含み、
モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まない
ことを特徴とする摩擦材。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦材において、
前記生体溶解性無機繊維を摩擦材組成物全体の０．５〜５．０質量％含有し、
前記ガラス繊維を摩擦材組成物全体の３．０〜１５．０質量％含有し、
前記モース硬度が５以下の無機繊維を摩擦材組成物全体の２．０〜１２．０質量％含有する
ことを特徴とする摩擦材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦材において、
前記有機材料は、アラミド繊維、ゴム粉、樹脂を含有し、
前記生体溶解性無機繊維はバルクファイバーで、
前記モース硬度が５以下である無機繊維は板状繊維のチタン酸カリウムである
ことを特徴とする摩擦材。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載の摩擦材において、
ドラムブレーキ用のシューライニングに用いられる
ことを特徴とする摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高性能化を達成でき、またブレーキ鳴き現象を抑制できる摩擦材に関する。
【背景技術】
【０００２】
二輪車や三輪車等のバーハンドル車両のブレーキの摩擦材としては、高い摩擦係数や安定した摩擦特性、耐熱性、耐摩耗性、ブレーキ鳴きの低減が要求される。
例えば、特許文献１〜４においては、環境への影響が少なく、安定した効力が得られ、錆落とし性の向上、ブレーキ鳴きの低減として、無機繊維、生体溶解性無機繊維を用いた摩擦材が開示されている。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、モース硬度が５以上７以下の生体溶解性無機繊維を含む摩擦材が開示されている。
特許文献２には、チタン酸化合物と生体溶解性無機繊維を含む摩擦材が開示されている。
特許文献３には、モース硬度６以上の生体溶解性無機繊維を摩擦材全体の１０〜４５質量％含む摩擦材が開示されている。
また特許文献４には、モース硬度が４．５未満の無機繊維を含む摩擦材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１３２７０２
【特許文献２】特開２０１３−７６０５８
【特許文献３】特許第５４６９８０５号公報
【特許文献４】特開２００２−２７５４５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体溶解性無機繊維は、ブレーキの摩擦材としての効力安定性に優れ、ブレーキ鳴き現象の抑制性も大きい。
しかしながら、発明者が検討したところ、特許文献３に示されるように、多量の生体溶解性無機繊維を用いると、低減速時においてブレーキ鳴きを良好に抑制できないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施の形態に係る摩擦材は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ブレーキ鳴きをさらに低減した摩擦材を提供することにある。
【０００７】
本実施の形態に係る摩擦材は、炭素元素を含む有機材料と、無機繊維とを含有する摩擦材において、前記有機材料の合計含有量が、摩擦材組成物全体の３０質量％以下で、前記無機繊維として、モース硬度が５以上７以下の無機繊維である生体溶解性無機繊維およびガラス繊維と、モース硬度が５以下の無機繊維とを含み、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないことを特徴とする。
【０００８】
前記生体溶解性無機繊維を摩擦材組成物全体の０．５〜５．０質量％含有し、前記ガラス繊維を摩擦材組成物全体の３．０〜１５．０質量％含有し、前記モース硬度が５以下の無機繊維を摩擦材組成物全体の２．０〜１２．０質量％含有するようにすると好適である。
【０００９】
また、前記有機材料は、アラミド繊維、ゴム粉、樹脂を含有し、前記生体溶解性無機繊維はバルクファイバーで、前記モース硬度が５以下である無機繊維が板状繊維のチタン酸カリウムであることが好ましい。
本実施の形態に係る摩擦材は、ドラムブレーキ用のシューライニングに好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１によれば、無機繊維としてモース硬度が５以上７以下の生体溶解性無機繊維とガラス繊維、およびモース硬度が５以下の無機繊維を添加し、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないことで、硬度の異なる無機繊維により、ブレーキ鳴きを低減することができる。また、ガラス繊維を含有することで、モーニングエフェクト現象を防止することができる。
請求項２によれば、生体溶解性無機繊維の含有量を少なくする代わりに、モース硬度５以下の無機繊維を含有することで、低減速時のブレーキ鳴きを抑制することができる。また、雨天等で摩擦面が濡れた状態においても、効力の低下を抑制することができる。
請求項３に示すように、生体溶解性無機繊維はバルクファイバーで、モース硬度５以下の無機繊維は、板状繊維の形態をなすチタン酸カリウムが好ましい。
請求項４に示すように、長期にわたり高効力が必要なドラムブレーキに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１〜５および比較例１〜８における各種原材料の配合比と各種ブレーキ特性を示す表である。
【図２】実施例１および比較例１のシューライニングを用いた場合の、ブレーキ作動回数に対する摩擦係数の変化を測定したグラフである。
【図３】実施例１および比較例１のシューライニングを用いた場合の、ウォーターリカバリー性（効力変化率）を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本実施の形態に係る摩擦材は、一例として、ドラムブレーキのシューライニングに用いられる。本実施の形態に係る摩擦材は、上記のように、炭素元素を含む有機材料と、無機繊維とを含有する摩擦材において、前記有機材料の合計含有量が、摩擦材組成物全体の３０質量％以下で、前記無機繊維として、モース硬度が５以上７以下の無機繊維である生体溶解性無機繊維およびガラス繊維と、モース硬度が５以下の無機繊維とを含み、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないことを特徴としている。
また、当然に一般的なベース材料として、炭酸カルシウム等の無機粉末材を含む。また、アルミニウム粉等の金属材を含んでもよい。
【００１３】
炭素元素を含む有機材料としては、アラミド繊維等の有機繊維、フェノールレジン等の樹脂、ゴム粉（ＮＢＲ、ＳＢＲ等）を用いることができる。さらには、黒鉛等の潤滑材やカシューダスト等の摩擦調整材を含んでもよい。
これら炭素材料を含む有機材料の合計含有量は、摩擦材組成物全体の３０質量％以下とする。これにより、相手のドラム摺動面への炭素成分の移着量を抑えることができ、安定したブレーキ効力が得られる。炭素繊維を含む有機材料の含有量が３０質量％を超えると、ドラム摺動面への移着量が多くなりすぎ、摩擦係数が変動し、安定した効力が得られなくなる。
【００１４】
本実施の形態における摩擦材は、前記のように、無機繊維として、モース硬度が５以上７以下の無機繊維である生体溶解性無機繊維およびガラス繊維と、モース硬度が５以下の３種類の無機繊維を含む。
モース硬度が５以上７以下の無機繊維は、生体溶解性無機繊維とガラス繊維の２種類とする。
【００１５】
生体溶解性無機繊維は、特に限定されるものではないが、人造のバルクファイバーを好適に用いることができる。バルクファイバーは、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯの成分系をなし、モース硬度が５以上７以下であり、１０００℃以上の耐熱性を有する。
生体溶解性無機繊維は、生体内で溶解するので、生体への影響が少なく、またブレーキの摩擦材としての効力安定性に優れ、無機繊維のなかでブレーキ鳴きが生じにくい。
【００１６】
しかしながら、前記のように、多量の生体溶解性無機繊維を用いると、低減速時においてブレーキ鳴きを良好に抑制できないという課題が発生した。
そこで本実施の形態では、生体溶解性無機繊維の含有量は、従来のものより減量し、その含有量を摩擦材組成物全体の０．５〜５．０質量％とすると好適である。これにより、低減速時におけるブレーキ鳴きを低減することができた。なお、ブレーキ鳴きを低減できる効果、さらには、ウォーターリカバリー特性を向上できる効果（モーニングエフェクト現象を低減できる効果を含む）は、上記のように、無機繊維として、上記３種類の無機繊維を併用することによって得られる。
【００１７】
モース硬度が５以上７以下の生体溶解性無機繊維の含有量を従来よりも減らし、モース硬度が５以上７以下のガラス繊維（人造のガラスファイバー等）を併用する。ガラス繊維の含有量は、生体溶解性無機繊維の含有量を考慮して、摩擦材組成物全体の３．０〜１５．０％とするのが好適である。上記のように、モース硬度が５以上７以下の生体溶解性無機繊維の含有量を従来よりも減らし、ガラス繊維を含有させることでモーニングエフェクト現象を低減できる。
【００１８】
本実施の形態に係る摩擦材は、上記のように、無機繊維として、モース硬度５以下の無機繊維を含む。モース硬度５以下の無機繊維の含有量は、摩擦材組成物全体の２．０〜１２．０質量％とすると好適である。
モース硬度５以下の無機繊維としては、板状、ウィスカー状のチタン酸カリウムを好適に用いることができる。なお、チタン酸マグネシウム、チタン酸リチウム、チタン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機繊維を用いることもできる。
【００１９】
上記３種類の無機繊維を併用して用いることで、摩擦材中で、無機繊維が互いに絡みあって網目状に配置されやすくなる。ブレーキに用いられる摩擦材は、空気中に含まれる水蒸気が結露して付着した水分や、雨水等によって、水膜が形成されることがある。水膜が形成されると、摩擦係数が上昇して効力が高くなる現象が生じることがある（モーニングエフェクト現象など）。
【００２０】
本実施の形態に係る摩擦材は、上記３種類の無機繊維が絡み合って網目状になって、微細な空隙が形成され、これにより水分を逃がして水膜を切るという水切り効果が得られる。これにより、モーニングエフェクト現象を防止できる。また、付着した雨水が網目状の繊維間に入り込み、非制動時に蒸発しやすくなることから、ウォーターリカバリー性も良好となる。
【００２１】
また、本実施の形態では、特に、モース硬度が５以下の無機繊維と、モース硬度が５以上７以下の無機繊維とがバランスよく混入される。このように硬度の低い部分と硬度の高い部分が摩擦材表面に交互に適度に存在することから、ドラム摺動面への攻撃性が適度となり、これにより、低速度時におけるブレーキ鳴きも低減できると考えられる。
【実施例】
【００２２】
図１の表に示す配合割合の原材料を撹拌、混合し、仮成形した。仮成形した摩擦材を成形型に収容し、公知の手法により加圧、加熱成形して、実施例１〜５の摩擦材および比較例１〜８の摩擦材を製造した。
実施例１〜５の摩擦材、および比較例１〜８の摩擦材について、効力安定性（制動力およびその安定性）、ウォーターリカバリー性、モーニングエフェクト現象、ブレーキ鳴きの各特性について調べた結果を図１の表の下段に示す。
【００２３】
図１の表に示すように、本実施の形態に係る実施例１〜５の各摩擦材はいずれも、効力安定性（制動力およびその安定性）、ウォーターリカバリー性、モーニングエフェクト現象の抑制に優れ、またブレーキ鳴き（特に低速度時におけるブレーキ鳴き）についても良好に抑制できた。
【００２４】
比較例１、６、７は、生体溶解性無機繊維を含まず、効力安定性、ウォーターリカバリー性に劣る。
比較例２のシューライニングは、生体溶解性無機繊維を含まず、板状繊維をなすチタン酸カリウムからなる無機繊維を比較的多量に用いたものであり、効力安定性は良好であるが、ウォーターリカバリー性に劣り、またブレーキ鳴きも良好には抑制できなかった。
比較例３は、生体溶解性無機繊維を用いているが、無機繊維に、人造スラグウールを用いたところ、ブレーキ鳴きは抑制できなかった例を示している。また、比較例４は、生体溶解性無機繊維を用いているが、モース硬度５以下の無機繊維として粒子状のチタン酸カリウムを用いたところ、ウォーターリカバリー性があまり良好でなかった例を示している。実施例１〜５に示されるように、モース硬度５以下の無機繊維としては、板状繊維（断面扁平）の形態をなすチタン酸カリウムの無機繊維が良好であった。
比較例５は、生体溶解性無機繊維を実施例２、４以上に多量に用いており、且つガラス繊維を含んでいないのでブレーキ鳴きとモーニングエフェクト現象が劣る。
比較例８は、ガラス繊維の含有量は実施例１−５と同じであるが、生体溶解性無機繊維を実施例２、４以上に多量に用いているものでありブレーキ鳴きが抑制できなかった例を示している。
【００２５】
図２は、実施例１および比較例１のシューライニングを用いて、ブレーキ作動回数に対する摩擦係数の変化を測定したグラフである。図２に示すように、実施例１に示すシューライニングは、ブレーキ回数が増えても効力の変化が少なく効力安定性に優れることがわかる。一方、比較例１に示すシューライニングは、ブレーキ回数が増えると効力が低くなることがわかる。
【００２６】
図３は、実施例１および比較例１のシューライニングを用いて、ウォーターリカバリー性（効力変化率）を測定したグラフである。
図３より、実施例１のシューライニングの方が比較例１のシューライニングよりも、制動初期における効力変化率が少なく（１００％からの低下率）、ウォーターリカバリー性に優れていることがわかる。
【図１】
2019108470.tif 000003
【図２】
2019108470.tif 000004
【図３】
2019108470.tif 000005