(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を含む摩擦材とバックプレートとを備え、前記バックプレートの一方の側面に前記摩擦材が配置されるディスクブレーキパッドにおいて、
前記バックプレートが、
熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ａと、
熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ｂからなり、
少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ａと、少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｂが厚さ方向に積層された複合繊維強化樹脂からなるディスクブレーキパッド。
【請求項２】
前記バックプレートが、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に、前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなる請求項１に記載のディスクブレーキパッド。
【請求項３】
前記バックプレートが、３層以上の繊維強化樹脂層で形成され、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、かつ前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面以外の中間層に少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなる請求項１に記載のディスクブレーキパッド。
【請求項４】
前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂と、前記繊維強化樹脂層Ｂの熱硬化性樹脂が同じ熱硬化性樹脂からなる請求項１〜３のいずれかに記載のディスクブレーキパッド。
【請求項５】
前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が結着されたディスクブレーキパッドにおいて、前記摩擦材に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｂに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成している請求項１〜４のいずれかに記載のディスクブレーキパッド。
【請求項６】
前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が熱硬化樹脂を含有する中間層を介して結着されたディスクブレーキパッドにおいて、前記中間層に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｂに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成している請求項１〜４のいずれかに記載のディスクブレーキパッド。
【請求項７】
熱硬化性樹脂を含む摩擦材とバックプレートとを備え、前記バックプレートの一方の側面に前記摩擦材が配置されるディスクブレーキパッドにおいて、
前記バックプレートが、
熱硬化性樹脂が繊維集合体により強化され４００ＭＰａ以上の曲げ強さを有する繊維強化樹脂層Ｃと、
熱硬化性樹脂が繊維集合体により強化され４００ＭＰａ未満の曲げ強さを有する繊維強化樹脂層Ｄとからなり、
少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｃと、少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｄが厚さ方向に積層された複合繊維強化樹脂からなるディスクブレーキパッド。
【請求項８】
前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に、前記繊維強化樹脂層Ｃおよび前記繊維強化樹脂層Ｄのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ｃおよび前記繊維強化樹脂層Ｄのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなる請求項７に記載のディスクブレーキパッド。
【請求項９】
前記バックプレートが、３層以上の繊維強化樹脂層で形成され、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ｃおよび前記繊維強化樹脂層Ｄのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、かつ前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面以外の中間層に少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｃおよび前記繊維強化樹脂層Ｄのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなる請求項７に記載のディスクブレーキパッド。
【請求項１０】
前記繊維強化樹脂層Ｃの熱硬化性樹脂と、前記繊維強化樹脂層Ｄの熱硬化性樹脂が同じ熱硬化性樹脂からなる請求項７〜９のいずれかに記載のディスクブレーキパッド。
【請求項１１】
前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が結着されたディスクブレーキパッドにおいて、前記摩擦材に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｂに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成している請求項７〜１０のいずれかに記載のディスクブレーキパッド。
【請求項１２】
前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が熱硬化樹脂を含有する中間層を介して結着されたディスクブレーキパッドにおいて、前記中間層に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｂに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成している請求項７〜１０のいずれかに記載のディスクブレーキパッド。
【請求項１３】
熱硬化性樹脂組成物を含む摩擦材組成物を予備成形した予備成形体と、
引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、
引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体と、
熱硬化性樹脂組成物を用意し、
前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体を積層した、繊維集合体積層物に前記熱硬化樹脂を含浸し、硬化させて繊維強化樹脂からなるバックプレートを形成しておき、
熱成形金型の型孔に前記予備成形体を挿入し、
次いで、前記予備成形体に接して前記繊維強化樹脂からなるバックプレートを配置し、
熱成形金型により前記予備成形体を熱成形して摩擦材を形成するとともに、前記繊維強化樹脂からなるバックプレートと前記摩擦材の固着を行うディスクブレーキパッドの製造方法。
【請求項１４】
熱硬化性樹脂組成物を含む摩擦材組成物を予備成形した予備成形体と、
引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、
引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体と、
熱硬化性樹脂組成物を用意し、
熱成形金型の型孔に前記予備成形体を挿入し、
次いで、前記予備成形体に接して前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体および前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体を積層して配置し、
さらに、積層した繊維集合体に接して前記熱硬化性樹脂組成物を配置し、
熱成形金型により前記予備成形体を熱成形して摩擦材を形成するとともに、
積層した繊維集合体に前記熱硬化性樹脂組成物を含浸し熱硬化させて、繊維強化樹脂からなるバックプレートを形成するとともに、積層した繊維集合体に含浸された熱硬化性樹脂組成物により、前記繊維強化樹脂からなるバックプレートと前記摩擦材の固着を行う、ディスクブレーキパッドの製造方法。
【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の制動に用いられているディスクブレーキパッドおよびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、二輪車又は四輪の自動車に取り付けられている制動用のディスクブレーキパッドは、図１（ａ）に示すように、主にバックプレート１と摩擦材２から構成される。摩擦材２は、例えば、結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材からなる、いわゆるレジンモールド材により構成され、バックプレート１に固着されている。図１に示すディスクブレーキパッドのＡ−Ａ断面の模式図を図１（ｂ）および図１（ｃ）に示す。図１（ｂ）のディスクブレーキパッドは、バックプレート１の一方の側面に、摩擦材２が直接固着されたものであり、図１（ｃ）のディスクブレーキパッドは、バックプレート１の一方の側面に、中間層３を介して摩擦材２が固着されたものである。このようなディスクブレーキパッドは、バックプレート１の側面に、予めフェノール樹脂、有機・無機繊維、金属及びセラミックス成分等を配合して圧粉成形した摩擦材層を重ね合わせ、熱圧成形して一体に固着したのち表面加工を施すことにより製造されている。
【０００３】
近年、自動車の環境対応化・低燃費化の進行に伴い、自動車の各部品の軽量化が検討・実施されている。通常、自動車における原材料の構成は、金属材が半分以上を占めているが、車体の軽量化のため、その使用量は年々低下傾向にある。また、車体の軽量化にあたっては、近年、素材としてアルミニウムと樹脂の使用が増加傾向にある。鋼板の比重は約７．８Ｍｇ／ｍ３であり、これに比べてアルミニウムの比重は約２．７Ｍｇ／ｍ３、樹脂の比重は約１Ｍｇ／ｍ３であるため、これらの素材を使用することにより、車体の５０％以下の軽量化が見込める。このような軽量化への動きの中、車両においてはボディやフレームのみならず、車両を構成する各要素に対しても軽量化の要求が大きくなってきている。
【０００４】
車両の制動に用いられるブレーキシステムの構成要素の一つであるディスクブレーキパッドにおいても軽量化の要求が大きくなってきており、従来より鋼製の板材からなるバックプレートが用いられているが、近年では樹脂製のバックプレートに関する提案がなされており、例えば、０．１〜１０ｍｍ程度のガラス繊維を含有したフェノール樹脂をコンプレッション成形したもの（特許文献１、２等）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６５２１０号公報
【特許文献２】特開２００１−２５３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バックプレートを樹脂製のものに変更することで、ディスクブレーキパッドを軽量にすることはできるが、樹脂製のバックプレートは、鋼製のバックプレートに比べ、強度・靭性といった特性が下回っている。また、樹脂製のバックプレートは鋼製のバックプレートに比べ弾性率が小さく、固有振動数が低下することにより、ブレーキ鳴きが悪化することがある。
【０００７】
これらのことから、本発明は、バックプレートを樹脂製としてディスクブレーキパッドの軽量化を図るとともに、強度、靭性、ブレーキ鳴きといった多くの特性を実用水準に向上したブレーキパッドおよびその製造方法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】
【０００８】
本発明者らは、ディスクブレーキパッドのバックプレートを繊維強化樹脂製のものとすることについて検討を行ったところ、次の知見を得た。すなわち、繊維強化樹脂に含まれる繊維は、単に、繊維を熱可塑性樹脂組成物等と混合しただけでは、繊維のからみが不充分であり、所望の強度が得られない。これに対し、繊維強化樹脂に含まれる繊維として繊維集合体とすれば、繊維どうしの絡みが十分となり、繊維強化樹脂の強度、靱性を高めることができることを見出した。さらに、バックプレートを、曲げ強さの異なる繊維強化樹脂の積層構造とすることで、ブレーキパッドの押付け方向の強度、靭性が優れたバックプレートとすることができることを見出した。また、曲げ強さの異なる繊維強化樹脂の積層構造とすると、摩擦方向の制振性に優れたものとなり、ブレーキ鳴きの抑制に効果的であることを見出した。さらに、上記の曲げ強さの異なる繊維強化樹脂の組み合わせを、繊維強化樹脂に含まれる繊維の引張り弾性率のことなる繊維強化樹脂の組み合わせにより達成できることを見出した。
【０００９】
また、このような特性の異なる繊維強化樹脂を組み合わせてバックプレートを形成する場合に、特性の異なる繊維をそれぞれ繊維集合体として用意しておき、特性の異なる繊維からなる繊維集合体を積層し、これに熱硬化性樹脂組成物を含浸し、硬化させることにより、特性の異なる繊維強化樹脂を一体に形成できることを見出した。
【００１０】
本発明の第１のディスクブレーキパッドは、これらの知見によるものであり、具体的に、熱硬化性樹脂を含む摩擦材とバックプレートとを備え、前記バックプレートの一方の側面に前記摩擦材が配置されるブレーキパッドにおいて、前記バックプレートが、熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ａと、熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維以外の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ｂからなり、少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ａと、少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｂが厚さ方向に積層された複合繊維強化樹脂からなるものである。
【００１１】
上記の第１のディスクブレーキパッドにおいては、前記バックプレートを、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に、前記繊維強化樹脂層Ａおよび繊維強化樹脂層Ｃのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ａおよび繊維強化樹脂層Ｃのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなるものとすることができる。また、前記バックプレートが、３層以上の繊維強化樹脂層で形成され、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、かつ前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面以外の中間層に少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなるものとすることができる。
【００１２】
また、上記の本発明の第１のディスクブレーキパッドにおいては、前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂と、前記繊維強化樹脂層Ｂの熱硬化性樹脂が同じ熱硬化性樹脂からなるものとすることが好ましい。また、前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が結着されたディスクブレーキパッドにおいては、前記摩擦材に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｂに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成しているものとすることが好ましく、前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が熱硬化樹脂を含有する中間層を介して結着されたディスクブレーキパッドにおいては、前記中間層に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ａの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｂに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成していることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第２のディスクブレーキパッドは、熱硬化性樹脂を含む摩擦材とバックプレートとを備え、前記バックプレートの一方の側面に前記摩擦材が配置されるブレーキパッドにおいて、前記バックプレートが、熱硬化性樹脂が繊維集合体により強化され４００ＭＰａ以上の曲げ強さを有する繊維強化樹脂層Ｃと、熱硬化性樹脂が繊維集合体により強化され４００ＭＰａ未満の曲げ強さを有する繊維強化樹脂層Ｄとからなり、少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｃと、少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ｄが厚さ方向に積層された複合繊維強化樹脂からなるものである。なお、曲げ強さとは、積層面に対して水平方向の曲げ強さを指し、ＪＩＳ規格のＫ６９１１に準じた３点曲げ試験で測定される曲げ強さである。
【００１４】
上記の第２のディスクブレーキパッドにおいては、前記バックプレートを、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に、前記繊維強化樹脂層Ａおよび繊維強化樹脂層Ｃのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ａおよび繊維強化樹脂層Ｃのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなるものとすることができる。また、前記バックプレートが、３層以上の繊維強化樹脂層で形成され、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面に前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの一方の繊維強化樹脂層が配置され、かつ前記バックプレートの摩擦材が配置される側面および前記バックプレートの他方の側面以外の中間層に少なくとも１層の前記繊維強化樹脂層Ａおよび前記繊維強化樹脂層Ｂのうちの他方の繊維強化樹脂層が配置されて積層された複合繊維強化樹脂からなるものとすることができる。
【００１５】
また、上記の第２のディスクブレーキパッドにおいては、前記繊維強化樹脂層Ｃの熱硬化性樹脂と、前記繊維強化樹脂層Ｄの熱硬化性樹脂が同じ熱硬化性樹脂からなるものとすることが好ましい。また、前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が結着されたディスクブレーキパッドにおいては、前記摩擦材に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ｃの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｄに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成しているものとすることが好ましく、前記バックプレートの一方の側面に、前記摩擦材が熱硬化樹脂を含有する中間層を介して結着されたディスクブレーキパッドにおいては、前記中間層に含まれる熱硬化性樹脂と、前記バックプレートの摩擦材が配置される側面に配置される前記繊維強化樹脂層Ｃの熱硬化性樹脂または前記繊維強化樹脂層Ｄに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成していることが好ましい。
【００１６】
本発明の第１のディスクブレーキパッドの製造方法は、予め繊維強化樹脂からなるバックプレートを作製しておき、この繊維強化樹脂製バックプレートを用いて従来と同様にディスクブレーキパッドを製造するものであり、具体的に、熱硬化性樹脂組成物を含む摩擦材組成物を予備成形した予備成形体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体と、熱硬化性樹脂組成物を用意し、前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体を積層した、繊維集合体積層物に前記熱硬化樹脂を含浸し、硬化させて繊維強化樹脂からなるバックプレートを形成しておき、熱成形金型の型孔に前記予備成形体を挿入し、次いで、前記予備成形体に接して前記繊維強化樹脂からなるバックプレートを配置し、熱成形金型により前記予備成形体を熱成形して摩擦材を形成するとともに、前記繊維強化樹脂からなるバックプレートと前記摩擦材の固着を行うものである。
【００１７】
本発明の第２のディスクブレーキパッドの製造方法は、繊維強化樹脂からなるバックプレートの作製と、摩擦材の熱成形を同時に行うものであり、具体的に、熱硬化性樹脂組成物を含む摩擦材組成物を予備成形した予備成形体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体と、熱硬化性樹脂組成物を用意し、熱成形金型の型孔に前記予備成形体を挿入し、次いで、前記予備成形体に接して前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体および前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体を積層して配置し、さらに、積層した繊維集合体に接して前記熱硬化性樹脂組成物を配置し、熱成形金型により前記予備成形体を熱成形して摩擦材を形成するとともに、積層した繊維集合体に前記熱硬化性樹脂組成物を含浸し熱硬化させて、繊維強化樹脂からなるバックプレートを形成するとともに、積層した繊維集合体に含浸された熱硬化性樹脂組成物により、前記繊維強化樹脂からなるバックプレートと前記摩擦材の固着を行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のディスクブレーキパッドによれば、樹脂を用いたバックプレートの強度・靭性を実用水準まで向上させることができ、更にブレーキ鳴きを効果的に低減可能である。また、バックプレートの比重が金属より小さいため、ディスクブレーキパッドの軽量化を図ることで車体の軽量化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ディスクブレーキパッドを示す模式図であり、図１（ａ）は、ディスクブレーキパッドの上面図、図１（ｂ）は、バックプレート一方の側面に摩擦材が直接配置されたディスクブレーキパッドの図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面の模式図、図１（ｃ）は、バックプレート一方の側面に摩擦材が中間層を介して配置されたディスクブレーキパッドの図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面の模式図である。
【図２】バックプレートが２層の繊維強化樹脂層で構成された本発明のディスクブレーキパッドの断面を示す模式図であり、図２（ａ）がバックプレートの摩擦材が配置される側面に高強度の繊維強化樹脂層Ａまたは繊維強化樹脂層Ｃを配置し、他の側面に低強度の繊維強化樹脂層Ｂまたは繊維強化樹脂層Ｄを配置して構成した例であり、図２（ｂ）がバックプレートの摩擦材が配置される側面に低強度の繊維強化樹脂層Ｃまたは繊維強化樹脂層Ｄを配置し、他の側面に高強度の繊維強化樹脂層Ａまたは繊維強化樹脂層Ｃを配置して構成した例である。
【図３】バックプレートが３層の繊維強化樹脂層で構成された本発明のディスクブレーキパッドの断面を示す模式図である。
【図４】バックプレートが４層の繊維強化樹脂層で構成された本発明のディスクブレーキパッドの断面を示す模式図であり、図２（ａ）がバックプレートの摩擦材が配置される側面に高強度の繊維強化樹脂層Ａまたは繊維強化樹脂層Ｃを配置し、他の側面に低強度の繊維強化樹脂層Ｂまたは繊維強化樹脂層Ｄを配置して構成した例であり、図２（ｂ）がバックプレートの摩擦材が配置される側面に低強度の繊維強化樹脂層Ｃまたは繊維強化樹脂層Ｄを配置し、他の側面に高強度の繊維強化樹脂層Ａまたは繊維強化樹脂層Ｃを配置して構成した例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のディスクブレーキパッドおよびその製造方法について詳述する。
【００２１】
［ディスクブレーキパッド］
本発明のディスクブレーキパッドは、バックプレートが、熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ａと、熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維以外の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ｂからなり、少なくとも１層の繊維強化樹脂層Ａと、少なくとも１層の繊維強化樹脂層Ｂが厚さ方向に積層された複合繊維強化樹脂からなる。
【００２２】
熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ａは、バックプレートの強度・靱性を担保する層である。繊維強化樹脂層Ａにおいては、含有される繊維として引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維とし、このような繊維を繊維集合体として熱硬化性樹脂中に与え繊維強化したことにより、高強度の繊維強化樹脂層を形成し、バックプレートの強度・靱性を担保する。
【００２３】
引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維としては、α-アルミナタイプ、γ-アルミナタイプなどのアルミナ繊維、ボロン繊維などの金属繊維、炭素繊維やＰＢＯ繊維などの有機繊維が挙げられ一種または二種以上の組合せで用いることができる。軽量化の観点で金属繊維よりも無機繊維、炭素繊維、有機繊維が好ましい。
【００２４】
本発明においては、このような引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維を繊維集合体の形態で繊維強化樹脂層に与えることで、バックプレートして用いた際の、バックプレートの強度・靱性を担保する。すなわち、単なる繊維を熱硬化性樹脂組成物と混合して成形したものでは、繊維どうしの絡まりが小さく、繊維として引張り弾性率が高いものを用いたとしても、高い強度・靱性は得難いが、本発明においては、引張り弾性率が高い繊維を繊維集合体の形態で用いることにより、繊維どうしが絡まり合うことで、繊維強化樹脂層Ａの強度・靱性を高いものとすることができる。繊維集合体は、織物、編物、交織物などの織布やフェルトなどの不織布から選択される形態であることが好ましい。
【００２５】
上記の引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維を用い、これを繊維集合体の形態で熱硬化性樹脂中に含有させた繊維強化樹脂層は、曲げ強さとして４００ＭＰａ以上の繊維強化樹脂層Ｃとなり、高い強度・靱性を有する繊維強化樹脂層を形成できる。
【００２６】
その一方で、上記の高い強度・靱性を有する繊維強化樹脂層のみでは、固有振動数が低く、振動を抑制することが難しい。このため、本発明のディスクブレーキパッドにおいては、バックプレートとして、上記の高強度の繊維強化樹脂層Ａに、変形し易い繊維強化樹脂層Ｂを積層して配置することで、振動発生時に繊維強化樹脂層Ｂが積極的に変形し、振動を吸収して鳴きの発生を抑制する。
【００２７】
このような変形し易い繊維強化樹脂層Ｂは、熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層により達成される。繊維強化樹脂層Ｂの繊維は、引張弾性率が１５０ＧＰａ未満のものを用いるが、あまりに引張り弾性率が乏しいと、振動に際して繊維が切断するため、引張弾性率として４０ＧＰａ以上の繊維を用いることが好ましい。このような引張弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維としては、ガラス繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、耐炎化繊維などが挙げられ、一種または二種以上の組合せで用いることができる。
【００２８】
繊維強化樹脂層Ｂの繊維も、繊維集合体として用いることで、振動すなわち変位を受けた際に、変位に追随して絡まり合った繊維が変形、復帰することで、振動を吸収するとともに、このような絡まり合った繊維が繊維強化樹脂層Ｂの破壊を防止する。繊維強化樹脂層Ｂの繊維集合体も、繊維強化樹脂層Ａと同じく、織物、編物、交織物などの織布やフェルトなどの不織布から選択される形態で与えることができる。
【００２９】
上記の引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維を用い、これを繊維集合体の形態で熱硬化性樹脂中に含有させた繊維強化樹脂層は、曲げ強さとして４００ＭＰａ未満の繊維強化樹脂層Ｄとなり、高い強度・靱性を有する繊維強化樹脂層を形成できる。
【００３０】
上記の繊維強化樹脂層Ａ〜Ｄにおいて、熱硬化性樹脂は特には制限されないが、強度の観点から、フェノール樹脂とその硬化剤またはエポキシ樹脂とその硬化剤、ポリイミド樹脂であることが好ましく、一種または二種以上の組合せで用いることができる。フェノール樹脂としては、入手容易な市販品の使用も可能であり、常法により合成することもでき、それらの１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３１】
上記のフェノール樹脂としては、レゾールタイプのフェノール樹脂、ストレートノボラックタイプのフェノール樹脂、アラルキル変性タイプのフェノール樹脂、アクリルエラストマー、シリコーンエラストマーなどで変性したエラストマー変性タイプのフェノール樹脂を硬化剤とともに用いることができる。耐熱性や強度の観点で、ストレートノボラックタイプのフェノール樹脂やレゾールタイプのフェノール樹脂が好ましい。
【００３２】
また、上記のエポキシ樹脂としては、入手容易な市販品の使用も可能であり、常法により剛性することもでき、それらの１種又は２種以上を組み合わせて使用することができるが、強度及び耐熱性の観点から、芳香環を有するエポキシ樹脂であることが好ましい。具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などを好適にしようすることができる。また、シリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性したエポキシ樹脂なども用いることができる。
【００３３】
本発明における繊維強化樹脂層Ａ〜Ｄの樹脂含有率は、３０〜７０％が好ましい。これにより、バックプレートの積層成形工程における加工し易さに優れる。さらに、強度の観点から４０から６５質量％であることが好ましく、５０〜６０質量％であることがより好ましい。
【００３４】
また、上記の繊維強化樹脂層Ａ〜Ｄにおいては、上記の熱硬化性樹脂および繊維集合体以外に、その他の添加材を配合することができる。その他の添加剤としては、固体粒子状の無機充填材や、有機充填材、金属粉などが挙げられ、単独であるいは２種以上の組合せで配合することができる。固体粒子上の無機化合物や有機充填材、金属粉であれば特に限定されないが、繊維集合体中に分散させるために粒径が細かいことが好ましい。具体例としては、摺動性を向上させるために黒鉛、二硫化モリブデン、硫化タングステン、フッ素樹脂、コークスなどや、難燃性を向上させるための水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アンチモン化合物など、軽量化のための中空無機粒子など、樹脂の硬化速度を向上させるための酸化カルシウム、水酸化カルシウムなど、熱伝導率を向上させるための金属粉などを配合することができる。
【００３５】
上記の繊維強化樹脂層Ａと繊維強化樹脂層Ｂを積層したバックプレート、あるいは繊維強化樹脂層Ｃと繊維強化樹脂層Ｄを積層したバックプレートは、バックプレートの厚さ方向に積層された構造、すなわち、繊維強化樹脂層Ａあるいは繊維強化樹脂層Ｃと繊維強化樹脂層Ｂあるいは繊維強化樹脂層Ｄがバックプレートの厚さ方向に直交する方向にそれぞれ延在する構造とする。このような構造とすることで、繊維強化樹脂層Ａあるいは繊維強化樹脂層Ｃが樹脂製バックプレートの強度、靱性を担保するとともに、繊維強化樹脂層Ｂあるいは繊維強化樹脂層Ｄがバックプレートの厚さ方向に直交する方向の変位に追随して変形するため振動の吸収能を高めることができる。
【００３６】
バックプレートが２層の繊維強化樹脂層からなる場合の例を図２に示す。図２（ａ）は、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置され、バックプレート１の他方の側面１２に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置され、１層の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）と１層の繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が、バックプレート１の厚さ方向に積層された例である。
【００３７】
また、図２（ｂ）は、図２（ａ）とは逆の構成であり、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）と、バックプレート１の他方の側面１２に高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が、配置、積層された２層の繊維強化樹脂層からなる複合繊維強化樹脂により構成された例である。
【００３８】
バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置された図２（ａ）の形態と、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置された図２（ｂ）の形態を比較すると、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置された図２（ａ）の形態とすることが好ましい。すなわち、制動時に発生する振動は、摩擦材２と図示せぬブレーキディスクが接触することで発生し、摩擦材２を通してバックプレート１に伝達されるが、図２（ｂ）の形態では摩擦材２の振動を、摩擦材２と固着される変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が直接受けることとなる。この場合、変位する摩擦材２と固着する繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）の面積が小さいため、繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）の一部で局所的な振動を受けることとなる。これに対し、図２（ａ）の形態では摩擦材２の振動を、摩擦材２と固着される高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が受けて振動し、この振動を変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）を介して受けることとなる。この場合、繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）の全面で振動を受けることとなり、変形の応力が分散するため、より効果的に制振を行うことができる。
【００３９】
バックプレートが３層の繊維強化樹脂層からなる場合の例を図３に示す。図３（ａ）は、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１および他方の側面１２に高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置され、これらの高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が狭持され、２層の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）と１層の繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）がバックプレート１の厚さ方向に交互に積層された例である。
【００４０】
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）とは逆の構成であり、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１および他方の側面１２に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置され、これらの変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）に高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が狭持され、２層の繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）と１層の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）がバックプレート１の厚さ方向に交互に積層された例である。
【００４１】
中間層に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置された図３（ａ）の形態と、中間層に高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置された図３（ｂ）の形態を比較すると、中間層に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置された図３（ａ）の形態のほうが好ましい。すなわち、図３（ｂ）の形態は、上記の図２（ｂ）の形態と同様に、振動する摩擦材２に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が固着するため、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が受ける振動が局所的となるが、図３（ａ）の形態では繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が全面で振動を受けることができ、制振効果が高くなる。
【００４２】
バックプレートが４層の繊維強化樹脂層からなる場合の例を図４に示す。図４（ａ）は、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置され、バックプレート１の他方の側面１２に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置され、これらの高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）および変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）間に、一組の高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）および変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）を介装し、これらの層が、バックプレート１の厚さ方向に交互に積層された例である。すなわち、バックプレート１を、摩擦材２が配置された側面１１から順に、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）および変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）と交互に積層した例である。
【００４３】
図４（ａ）の構成においては、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が２層となることにより、各層で受け持つ変位量を小さくすることができ、制振性をより高めることができる。また、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が２層となることにより、より効果的にバックプレート１の変形を抑制してバックプレート１の強度、靱性を担保することができるようになる。
【００４４】
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）とは逆の構成であり、バックプレート１の摩擦材２が配置された側面１１に、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が配置され、バックプレート１の他方の側面１２に高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が配置され、これらの変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）および高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）間に、一組の高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）および変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）を介装し、これらの層が、バックプレート１の厚さ方向に交互に積層された例である。すなわち、バックプレート１を、摩擦材２が配置された側面１１から順に、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）および高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）と交互に積層した例である。
【００４５】
図４（ｂ）の構成は、図２（ｂ）の構成と同様に、摩擦材２が変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）に固着される形態であるが、図４（ｂ）の構成においては、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）が２層となることにより、各層で受け持つ変位量を小さくすることができ、図２（ｂ）の構成のものよりも制振性をより高めることができる。また、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が２層となることにより、より効果的にバックプレート１の変形を抑制してバックプレート１の強度、靱性を担保することができるようになる。
【００４６】
上記のように、バックプレートを多層とすることにより、繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）の変位量が小さくなることから、より効果的に制振を行い、鳴きの発生を抑制することができる。また、繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）が多層となることにより各層が受け持つバックプレート１の変形応力が小さくなるため、より効果的にバックプレート１の強度、靱性を担保することができるようになる。
【００４７】
上記の図３（ａ）および図３（ｂ）に示す３層の繊維強化樹脂層からなるバックプレート１の外側に、最外層と異なる繊維強化樹脂層を配置することで５層の繊維強化樹脂層からなるバックプレート１とすることができ、さらに最外層と異なる繊維強化樹脂層を配置することで、多層の奇数層のバックプレート１を形成することができる。
【００４８】
上記の図４（ａ）および図４（ｂ）に示す４層の繊維強化樹脂層からなるバックプレート１において、介装する高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）および変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）の組数を増やすことにより、多層の偶数層のバックプレート１を形成することができる。
【００４９】
なお、上記のバックプレート１において、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）の合計量と変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）の合計量の割合は、バックプレート１の強度および靱性と、変形による制振性の兼ね合いから、繊維強化樹脂層Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ）：繊維強化樹脂層Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ）＝１０：９０〜６０：４０の範囲とすることが好ましい。
【００５０】
本発明のバックプレート１と組み合わせる摩擦材２は、２輪用または４輪用ブレーキパッドに用いられる、熱硬化性樹脂、繊維基材、充填材などを含む一般的なものを用いることができる。摩擦材２に含まれる熱硬化性樹脂をバックプレート１に用いる熱硬化性樹脂が熱硬化で相互に化学結合を形成しうる化学成分の組合せとすることで、バックプレート１と摩擦材２を接着材を用いなくても熱圧成形で一体成形することができ、ブレーキパッド１の強度、靭性が向上するだけでなく製造工程の簡略化の観点で好ましい。また、摩擦材２は必要に応じて２層以上の構造とすることができる。例えば、図１（ｃ）に示すような、バックプレート１と摩擦材２の間に、剪断強度が高く熱伝導率の低い中間層３を設けることで、摩擦材２の剪断剥離を抑制するとともに、中間層３が摩擦熱のバックプレート１への伝熱を抑制することでバックプレート１の熱劣化を防ぐことができる。
【００５１】
［ディスクブレーキパッドの製造方法］
上記のバックプレートの作製にあたっては、高強度の繊維強化樹脂層Ａ：１Ａ（繊維強化樹脂層Ｃ：１Ｃ）を形成する繊維強化樹脂体と、変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂ：１Ｂ（繊維強化樹脂層Ｄ：１Ｄ）を形成する繊維強化樹脂体を各々作製しておき、この繊維強化樹脂体を積層するとともに、各層を接着剤等で接着することで製造することができる。しかしながら、この方法においては、多層の場合に接着の手間が増加するとともに、層間で剥離が生じる虞がある。
【００５２】
そこで、次のようにしてバックプレートを作製すると、上記の多層のバックプレートを簡便に一括して製造することが可能となり、接着の手間を不要とするとともに、各層の間の結合を強固なものとして層間の剥離の懸念をなくすことができる。
【００５３】
本発明の第１のディスクブレーキパッドの製造方法は、まず、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体をそれぞれ用意しておき、これらの繊維集合体を積層する。この繊維集合体の積層体を熱成形金型に収容し、別に用意した熱硬化性樹脂組成物を繊維集合体の積層体上に散布し、熱成形を行う。このとき、熱成形時に積層体上に散布された熱硬化性樹脂組成物は一旦溶融するが、溶融した熱硬化性樹脂組成物の一部は、毛細管力によって繊維集合体の積層体中に吸収、いわゆる含浸され、余剰の溶融した熱硬化性樹脂組成物は、成形圧力により熱成形金型を充満する。この後、溶融した熱可塑性樹脂組成物は、さらに熱を受けることにより熱硬化して熱硬化樹脂中に各繊維集合体が積層された繊維強化樹脂体となる。
【００５４】
熱成形により得られる繊維強化樹脂体は、熱硬化性樹脂中に、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体の層と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体の層を積層して含有するものとなる。すなわち、熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ａと、繊維強化樹脂層Ａと同一の熱硬化性樹脂を引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体により強化した繊維強化樹脂層Ｂからなり、これらの層間が熱硬化性樹脂により強固に結着され一体化したものとなる。
【００５５】
したがって、バックプレートの形状となるよう、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体をそれぞれ用意しておき、熱成形金型の型孔の形状をバックプレートの形状とすれば、上記の方法により、繊維強化樹脂層Ａと繊維強化樹脂層Ｂを積層したバックプレート、あるいは繊維強化樹脂層Ｃと繊維強化樹脂層Ｄを積層したバックプレートを容易に製造することができる。また、繊維集合体の厚さ、積層する枚数を調整するのみで、容易に、多層の繊維強化樹脂層を有する繊維強化樹脂製バックプレートを製造することができる。しかも、各繊維強化樹脂層は含浸され硬化した熱硬化性樹脂により強固に固着されたものとなる。
【００５６】
このようにして製造した繊維強化樹脂製バックプレートを従来の鋼製のバックプレートに替えて用いることで、上記のディスクブレーキパッドを製造することができる。すなわち、摩擦材の熱成形金型の型孔に摩擦材組成物の予備成形体を挿入し、次いで、前記予備成形体に接して前記繊維強化樹脂からなるバックプレートを配置する。そして、摩擦材組成物の予備成形体を熱成形して摩擦材を形成する。このとき、摩擦材組成物に含まれる熱硬化性樹脂組成物が一旦溶融し、摩擦材とバックプレート間に滲み出した後、熱硬化することにより繊維強化樹脂からなるバックプレートと摩擦材の固着が行われる。
【００５７】
上記の摩擦材の熱成形においては、従来から行われているように、予備成形体とバックプレート間に接着剤を設けて熱成形し、接着剤により摩擦材とバックプレートの固着を行ってもよい。
【００５８】
上記の本発明の第１のディスクブレーキパッドの製造方法は、予め繊維強化樹脂からなるバックプレートを製造するもので、摩擦材の熱成形は従来と同様に行うことができるが、繊維強化樹脂からなるバックプレートの熱成形と、摩擦材の熱成形を別に行うことからエネルギー効率は悪くなる。そこで、繊維強化樹脂からなるバックプレートの熱成形と、摩擦材の熱成形を同時に行うことにより、エネルギー効率を高めることもできる。
【００５９】
繊維強化樹脂からなるバックプレートの熱成形と、摩擦材の熱成形を同時に行う、本発明の第２のディスクブレーキパッドの製造方法は、まず、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体をそれぞれ用意しておき、これらの繊維集合体を積層して繊維集合体の積層物を用意しておく。また、これに含浸する熱硬化性樹脂組成物を用意しておく。
【００６０】
摩擦材成形用の型孔と、摩擦材成形用の型孔上にバックプレート成形用の型孔を有する熱成形金型を用意し、摩擦材成形用の型孔に摩擦材組成物の予備成形体を挿入し、予備成形の上面と、バックプレート成形用の型孔により形成されるキャビティに繊維集合体の積層物を配置し、さらにその上に熱硬化性樹脂組成物を散布する。
【００６１】
この後、摩擦材の熱成形を行う際に、繊維強化樹脂製バックプレートの熱成形および摩擦材とバックプレートの固着を併せて行う。すなわち、摩擦材の熱成形時に、繊維集合体の積層物上に散布された熱硬化性樹脂組成物が溶融し、溶融した熱硬化性樹脂組成物が繊維集合体の積層物に含浸された後、熱硬化してバックプレートを形成する。この熱成形時に溶融したバックプレートの熱硬化性樹脂組成物の一部、および予備成形体に含まれる熱硬化性樹脂組成物の一部は、摩擦材とバックプレートの界面に滲み出して、その後硬化することにより、バックプレートの熱硬化性樹脂と摩擦材の熱硬化性樹脂により摩擦材とバックプレートは固着される。
【００６２】
ここで、摩擦材に含まれる熱硬化性樹脂と、バックプレートに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成するものを用いることにより、摩擦材とバックプレートの固着がより強固なものとなるので好ましい。摩擦材に含まれる熱硬化性樹脂と、バックプレートに含まれる熱硬化性樹脂を、同じ熱硬化性樹脂としてもよい。また、摩擦材が中間層を介してバックプレートに固着される場合、中間層に含まれる熱硬化性樹脂と、バックプレートに含まれる熱硬化性樹脂が、相互に化学結合を形成するものを用いることにより、摩擦材とバックプレートの固着がより強固なものとすることができ、中間層に含まれる熱硬化性樹脂と、バックプレートに含まれる熱硬化性樹脂を、同じ熱硬化性樹脂としてもよい。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明する。しかし、本発明は構成要件を満たす限り、これら実施例に限定されるものではない。
【００６４】
［第１実施例］
表１および表２に示す繊維を有する繊維強化樹脂層からなる繊維強化樹脂製バックプレートを備えた実施例１〜４および比較例１〜８のディスクブレーキパッド試料を作製した。表１において、実施例１〜４および比較例３〜７のディスクブレーキパッド試料は、バックプレートが厚さ３ｍｍの２層の異なる繊維強化樹脂層により構成されたディスクブレーキパッド試料であり、第１層が摩擦材が配置される側に配置され、第２層が他方側に配置され構成されている。また、比較例１および２のディスクブレーキパッド試料は、バックプレートが厚さが６ｍｍの単層の繊維強化樹脂層により構成されたディスクブレーキパッド試料である。比較例８のディスクブレーキパッド試料は、バックプレートが厚さが６ｍｍの従来の鋼板（単層）からなるディスクブレーキパッド試料である。
【００６５】
実施例１〜４および比較例１〜７のディスクブレーキパッドの作製にあたっては、繊維集合体（織布）または短繊維粉末を積層し、熱硬化性樹脂をコンプレッション法で含浸した繊維強化樹脂製のバックプレートを製作し、摩擦材と圧着することで作製した。各繊維強化樹脂層における繊維分の割合は５０質量％であり、残部はフェノール樹脂とエポキシ樹脂と触媒からなる熱硬化性樹脂で構成した。また、摩擦材は、自動車用に用いられる一般的なノンアスベストオーガニック材（日立化成株式会社製ＨＰ６３Ｈ）を用いた。
【００６６】
なお、表１および表２の繊維強化樹脂の曲げ強さは、同一素材の複数の織布を積層し、この積層物に熱硬化性樹脂組成物を含浸して作製した１種類の繊維強化樹脂からなる曲げ強さ試験片を作製し、この曲げ強さ試験片をＪＩＳ規格のＫ６９１１に準じた３点曲げ試験で測定下曲げ強さの値である。具体的には、試験片サイズとして幅５ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片を用い、支点間距離：２０ｍｍｍ、クロスヘッド速度：２ｍｍ／ｍｉｎ、環境温度：２５℃として、織布の積層方向に対し水平方向の曲げ強度を測定したときの曲げ強さの値である。
【００６７】
実施例１〜３および比較例１〜７のディスクブレーキパッドを用いてブレーキダイナモ試験を行い、バックプレートの耐久性・強度、およびブレーキ鳴きの評価を行った。評価にあたっては、一般的なピンスライド式のコレット対応のキャリパー、ベンチレーテッドディスクローターを用い、イナーシャ７ｋｇｆ・ｍ・ｓ２で評価を行った。
【００６８】
（バックプレートの耐久性、強度の評価方法）
車速６５ｋｍ／ｈ、減速度０．３５Ｇの制動を５０回繰り返し、ブレーキ温度が５００℃まで昇温するサイクルを５０回繰り返した後、バックプレート部の外観の欠陥（折損、欠け、クラック）の有無を確認し、バックプレート部の折損、欠け、クラックの発生が無いものを「○」、バックプレート部の折損は無いが、欠けまたはクラックが発生したものを「△」、バックプレート部が折損を「×」として耐久性、強度を評価した。この評価結果を表１および表２に示す。
【００６９】
（ブレーキ鳴き評価方法）
ＳＡＥ規格Ｊ２５２１（Noise squeal matrix dynamometer test）に従って７０ｄＢ以上のブレーキ鳴きの発生率を評価した。ここで、鳴き発生率については下記の計算式により求め、鳴き発生率が１％未満のものを「○」、鳴き発生率が１％以上〜５％未満のものを「△」、鳴き発生率が５％以上のものを「×」として評価した。この評価結果についても表１および表２に併せて示す。
鳴き発生率（％）＝７０ｄＢ以上の鳴き発生回数（回）／制動回数（回）×１００
【００７０】
【表１】
0006610936.tif 000002
【００７１】
【表２】
0006610936.tif 000003
【００７２】
表１および表２より、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化された繊維強化樹脂層と、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体により強化された繊維強化樹脂層を積層したバックプレートを用いた実施例１〜４のディスクブレーキパッド試料は、クラック試験後の外観に折損、欠け、クラックが認められず実用上問題ない強度および靱性を有すること、および鳴き発生率が１％未満であり、鳴きの発生を抑制できることが確認された。
【００７３】
また、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化された繊維強化樹脂層は、曲げ強さが４００ＭＰａ以上であり、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体により強化された繊維強化樹脂層は、曲げ強さが４００ＭＰａ未満となり、曲げ強さが４００ＭＰａ以上の繊維強化層と、曲げ強さが４００ＭＰａ未満の繊維強化層の組み合わせについても実用上問題ない強度および靱性を有すること、および鳴き発生率が１％未満であり、鳴きの発生を抑制できることが確認された。
【００７４】
これに対し、単層の繊維強化樹脂層からなるバックプレートを用いた比較例１および２のディスクブレーキパッド試料、および２層の繊維強化樹脂層からなるバックプレートであっても、引張り弾性率が１５０ＧＰａ以上の繊維からなる繊維集合体により強化された繊維強化樹脂層のみの比較例３のディスクブレーキパッド試料、引張り弾性率が１５０ＧＰａ未満の繊維からなる繊維集合体により強化された繊維強化樹脂層のみの比較例４のディスクブレーキパッド試料、繊維集合体を用いない比較例５〜７のディスクブレーキパッド試料は、クラック試験後の外観および鳴き発生率のいずれかまたは両者に問題があることが確認された。
【００７５】
また、比較例８の鋼板からなるバックプレートを用いた従来のディスクブレーキパッドは、試験後の外観については問題ないものの、鳴き発生率が５％以上であることがわかる。このような従来のディスクブレーキパッドに対し、本発明のディスクブレーキパッド（実施例１〜４）は鳴きの発生を抑制できることが確認された。なお、比較例８のディスクブレーキパッド試料における鋼板製バックプレートの質量は２００ｇであるが、本発明のディスクブレーキパッド試料（実施例１〜４）はバックプレートの質量が４０ｇであり、従来のディスクブレーキパッドに替えて、本発明のディスクブレーキパッドを用いると、１つのディスクブレーキパッドあたり、１６０ｇの質量の低減を図ることができる。
【００７６】
［第２実施例］
第１実施例において、実施例１のディスクブレーキパッド試料の第１層で用いた繊維強化樹脂層を繊維強化樹脂層Ａ、実施例１のディスクブレーキパッド試料の第２層で用いた繊維強化樹脂層を繊維強化樹脂層Ｂとし、これらの繊維強化樹脂層の配置を変えて表３に示す実施例５〜６のディスクブレーキパッド試料を作製した。これらのディスクブレーキパッド試料についても第１実施例と同様にして、試験後の外観の観察、鳴き発生率の測定を行った。これらの結果を表３に示す。また、表３には第１実施例における実施例１のディスクブレーキパッド試料の結果を併せて示す。
【００７７】
【表３】
0006610936.tif 000004
【００７８】
表３より、実施例１のディスクブレーキパッド試料は、２層の異なる繊維強化樹脂層より構成され、バックプレートの摩擦材側に高強度の繊維強化樹脂層Ａが、バックプレートの他方側に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂがそれぞれ配置された構造であるが、バックプレートの摩擦材側に変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂを配置し、バックプレートの他方側に高強度の繊維強化樹脂層Ａを配置した実施例５のディスクブレーキパッド試料もクラック試験後の外観に折損、欠け、クラックが認められず実用上問題ない強度および靱性を有すること、および鳴き発生率が１％未満であり、鳴きの発生を抑制できることが確認され、高強度の繊維強化樹脂層Ａと変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂの配置を入れ替えてもよいことが確認された。
【００７９】
また、高強度の繊維強化樹脂層Ａおよび変形が容易な繊維強化樹脂層Ｂを積層し、３層とした実施例６のディスクブレーキパッド試料、５層とした実施例７のディスクブレーキパッド試料についても、クラック試験後の外観に折損、欠け、クラックが認められず実用上問題ない強度および靱性を有すること、および鳴き発生率が１％未満であり、鳴きの発生を抑制できることが確認され、多層としてもよいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のディスクブレーキパッドは、実用上問題のない強度と靱性を備えるとともに、制振性に優れ鳴きの発生を抑制することができるものであり、かつ軽量であることから、二輪車又は四輪自動車の制動に用いられているディスクブレーキパッドとして好適なものである。
【符号の説明】
【００８１】
１    バックプレート
１１  バックプレートの摩擦材が配置される側面
１２  バックプレートの他方の側面
１Ａ  繊維強化樹脂層Ａ
１Ｂ  繊維強化樹脂層Ｂ
１Ｃ  繊維強化樹脂層Ｃ
１Ｄ  繊維強化樹脂層Ｄ
２    摩擦材
３    中間層
【図１】
0006610936.tif 000005
【図２】
0006610936.tif 000006
【図３】
0006610936.tif 000007
【図４】
0006610936.tif 000008